JP2012236481A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体前方から入力された荷重に対して、充分なエネルギー吸収ストロークを確保できるようにする。
【解決手段】車両の前輪５０が取り付けられるサスペンションアーム４０と、サスペンションアーム４０をサスペンションメンバ３０に連結するための連結部材５２と、連結部材５２に形成され、車体前方から入力された荷重により移動するサスペンションアーム４０によって破壊されることでサスペンションアーム４０をサスペンションメンバ３０から離脱させる脆弱部６０と、を有する車両前部構造１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前部構造に関する。

クロスメンバとダッシュパネルとに跨ってサブフレームが配置されるとともに、そのサブフレームに、サスペンションアームのフロント側アームとリア側アームとが取り付けられている車体前部構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の車体前部構造では、サブフレームの適宜箇所に脆弱部を形成し、車両の前突時に、その脆弱部によりサブフレームを座屈させて、前輪を車幅方向に回動させることで、エネルギー吸収ストロークを確保するようにしている。

特開２００２−１２７９３６号公報

しかしながら、この特許文献１に記載の車体前部構造では、サブフレームからサスペンションアーム、即ち前輪が離脱しない構造であるため、車両の前突時等、車体前方から入力された荷重に対して、充分なエネルギー吸収ストロークが確保されないおそれがある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、車体前方から入力された荷重に対して、充分なエネルギー吸収ストロークを確保できる車両前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両前部構造は、車両の前輪が取り付けられるサスペンションアームと、前記サスペンションアームをサスペンションメンバに連結するための連結部材と、前記連結部材に形成され、車体前方から入力された荷重により移動する前記サスペンションアームによって破壊されることで該サスペンションアームを前記サスペンションメンバから離脱させる脆弱部と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、車両の前突時等、車体前方から入力された荷重によりサスペンションアームが移動すると、そのサスペンションアームにより、サスペンションメンバにサスペンションアームを連結するための連結部材の脆弱部が破壊される。これにより、その連結部材が破壊され、サスペンションアーム、即ち前輪がサスペンションメンバから離脱されるため、車体前方から入力された荷重に対して、充分なエネルギー吸収ストロークを確保することができる。

また、請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造であって、前記サスペンションアームは、前記サスペンションメンバの車体前方側に連結されるフロント側アームと、前記サスペンションメンバの車体後方側に連結されるリア側アームと、を有し、前記連結部材は、車幅方向外側が開放された平面視略「Ｕ」字状に形成されるとともに、前記脆弱部は、少なくとも前記フロント側アームを連結する前記連結部材の車体後方側部分に形成されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、脆弱部は、少なくともフロント側アームを連結する連結部材の車体後方側部分に形成されているので、車体前方から入力された荷重により、その部分が破壊されることにより、サスペンションアーム（前輪）がサスペンションメンバから離脱され易くなる。

また、請求項３に記載の車両前部構造は、請求項２に記載の車両前部構造であって、前記フロント側アームを連結する前記連結部材は、車体後方側部分の車幅方向外側へ突出する突出長さが、車体前方側部分の車幅方向外側へ突出する突出長さよりも長く形成され、前記脆弱部は、前記車体前方側部分を投影した前記車体後方側部分の仮想領域よりも車幅方向外側に形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、フロント側アームを連結する連結部材の車体後方側部分に脆弱部が形成されていても、その連結部材の車体後方側部分の強度が低減されることがない。つまり、その連結部材の車体後方側部分において、通常走行時に必要な剛性が確保される。

また、請求項４に記載の車両前部構造は、請求項２又は請求項３に記載の車両前部構造であって、前記フロント側アームの前記脆弱部に対向する壁面に、該脆弱部を破壊し易くするための易破壊手段が設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、車体前方から入力された荷重により移動するサスペンションアームのフロント側アームによって、脆弱部が破壊されるが、そのフロント側アームには易破壊手段が設けられているので、脆弱部の破壊を促進させることができる。

また、請求項５に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両前部構造であって、前記サスペンションメンバの車体前方側端部よりも前記前輪の車体前方側端部が車体前方側に配置されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、車体前方から入力された荷重をサスペンションメンバよりも先に前輪に伝達することができる。したがって、その前輪を介してサスペンションアームに効果的に荷重を伝達することができるため、そのサスペンションアームによる脆弱部の破壊を促進させることができる。つまり、これにより、サスペンションメンバから前輪を離脱させ易くなる。

以上のように、本発明によれば、車体前方から入力された荷重に対して、充分なエネルギー吸収ストロークを確保できる車両前部構造を提供することができる。

車両前部側の概略構造を示す側断面図である。 本実施形態に係る車両前部構造を示す平面図である。 本実施形態に係る車両前部構造を拡大して示す平面図である。 本実施形態に係る車両前部構造を構成する取付ブラケットの斜視図である。 図４のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 （Ａ）本実施形態に係る車両前部構造を構成する取付ブラケットとサスペンションアームのフロント側アームを示す斜視図である。（Ｂ）サスペンションアームのフロント側アームを示す斜視図である。 車体前方から荷重が入力されたときの本実施形態に係る車両前部構造の作用を示す平面図である。 車体前方から荷重が入力されたときの比較例に係る車両前部構造の作用を示す平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、各図において、矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示す。また、以下の説明において、車幅方向両側を単に左右と言う場合がある。

図１で示すように、本実施形態に係る車両は樹脂ボディ構造とされており、車体下方側に設けられた樹脂製のアンダーボディ１２と、アンダーボディ１２の車体前方側に設けられたフロントサスペンションモジュール１４と、フロントサスペンションモジュール１４の車体前方側に設けられた樹脂製のフロントエネルギー吸収部材（以下「フロントＥＡ部材」という）１６と、を有している。

アンダーボディ１２は、平面視略矩形状とされ、略水平面に沿って平坦（フラット）な下壁１８を有するフロア部２０と、フロア部２０の車体前方側端部から車体上方へ向けて立設されたダッシュロア部２２と、を含んで構成されている。ダッシュロア部２２の車幅方向の長さは、フロア部２０の車幅方向の長さとほぼ同じ長さとされており、車幅方向に長手の略矩形状とされている。

また、ダッシュロア部２２は、閉断面構造とされ、図示しない左右のロッカ及びセンター骨格形成部の前端部に架設されている。詳細には、このダッシュロア部２２は、車体前後方向に対向する前壁２４及び後壁２６と、下壁１８に対向する上壁２８と、を有しており、側断面視で、下壁１８と、前壁２４と、後壁２６と、上壁２８とで閉断面構造を構成している。

そして、このダッシュロア部２２を構成する後壁２６の下部は、傾斜壁２６Ｓとされている。傾斜壁２６Ｓは、前端側より後端側が車体下方側に位置するように、車体前後（水平）方向に対して傾斜されており、その前上端部は、後壁２６の車体上下方向に略沿った上下壁２６Ｕの下端部と連続している。そして、傾斜壁２６Ｓの後下端部は、上壁２８の前端部と連続している。

図２で示すように、フロントサスペンションモジュール１４は、金属製のサスペンションメンバ３０と、左右一対の金属製のサスペンションアーム４０と、を少なくとも含んで構成されている。サスペンションメンバ３０は、車幅方向に長手とされるとともに、側断面視で閉断面構造とされている（図１参照）。そして、サスペンションメンバ３０は、サスペンションアーム４０を介して、前輪５０を転舵可能に支持するようになっている。

図１、図２で示すように、フロントＥＡ部材１６は、車幅方向に長手とされた大型部品とされている。詳細には、フロントＥＡ部材１６は、サスペンションメンバ３０の車体前方側壁面の車幅方向の長さと略同等の車幅方向に沿った長さを有している。

また、このフロントＥＡ部材１６は、車体後方側が開口されたボックス形状（略矩形箱状）に構成されており、その車体後方側端部から車幅方向外側へ張り出されたフランジ部１６Ａが、サスペンションメンバ３０の後述するフランジ部３２が連設される車体前方側の壁面３６に固定されるようになっている。

なお、アンダーボディ１２及びフロントＥＡ部材１６を構成する樹脂材としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などの強化繊維を含有する繊維強化樹脂等が挙げられる。また、図２で示すように、フロントＥＡ部材１６の車体前方側には、同様の樹脂製とされたフロントバンパカバー３８が配設されている。

以上のような樹脂ボディ構造とされた車両において、次にその前部構造１０について詳細に説明する。図２、図３で示すように、サスペンションメンバ３０の車幅方向外側端部には、車体前方側へ張り出すフランジ部３２と、車体後方側へ張り出すフランジ部３４と、が一体に形成されている。そして、各フランジ部３２、３４に、後述する金属製の取付ブラケット５２、６２の固着部５５、６５が、それぞれ溶接等によって固着されるようになっている。

サスペンションアーム４０は、サスペンションメンバ３０の車体前方側のフランジ部３２に、取付ブラケット５２を介して連結されるフロント側アーム４２と、サスペンションメンバ３０の車体後方側のフランジ部３４に、取付ブラケット６２を介して連結されるリア側アーム４４と、を備えた所謂Ａアームとされている。

フロント側アーム４２とリア側アーム４４の車幅方向内側端部には、それぞれ車体前後方向に貫通する貫通孔４６Ａ、４８Ａ（図３参照）を有する筒部４６、４８が一体に形成されている。そして、フロント側アーム４２とリア側アーム４４の車幅方向外側端部は一体に連設され、前輪５０が取り付けられるようになっている。

また、サスペンションメンバ３０の各フランジ部３２、３４に固着された連結部材としての金属製の取付ブラケット５２、６２は、それぞれ車幅方向外側が開放された平面視略「Ｕ」字状に形成されている。

すなわち、各取付ブラケット５２、６２は、車体前後方向に延在し、各フランジ部３２、３４に固着される平板状の固着部５５、６５と、固着部５５、６５の車体前方側縁部から車幅方向外側へ一体に延設された車体前方側部分としての平板状の前壁部５４、６４と、固着部５５、６５の車体後方側縁部から車幅方向外側へ一体に延設された車体後方側部分としての平板状の後壁部５６、６６と、を有している。

そして、各取付ブラケット５２、６２の前壁部５４、６４と後壁部５６、６６には、それぞれボルト７２を挿通させるための貫通孔５８、６８が形成されている。したがって、フロント側アーム４２の筒部４６が取付ブラケット５２内に配置され、例えば車体後方側からボルト７２が貫通孔５８、４６Ａ、５８に挿通され、その先端がナット７４に螺合されることにより、サスペンションメンバ３０に、取付ブラケット５２を介してフロント側アーム４２の筒部４６が連結される。

同様に、リア側アーム４４の筒部４８が取付ブラケット６２内に配置され、例えば車体前方側からボルト７２が貫通孔６８、４８Ａ、６８に挿通され、その先端がナット７４に螺合されることにより、サスペンションメンバ３０に、取付ブラケット６２を介してリア側アーム４４の筒部４８が連結される。つまり、これにより、サスペンションメンバ３０にサスペンションアーム４０の車幅方向内側端部が連結される構成である。

なお、取付ブラケット５２の前壁部５４と筒部４６との間及び後壁部５６と筒部４６との間には、図示しないゴムブッシュが設けられるようになっている。同様に、取付ブラケット６２の前壁部６４と筒部４８との間及び後壁部６６と筒部４８との間には、図示しないゴムブッシュが設けられるようになっている。

また、図３、図４で示すように、フロント側アーム４２をサスペンションメンバ３０に連結する取付ブラケット５２の後壁部５６の車幅方向外側への突出長さは、前壁部５４の車幅方向外側への突出長さよりも長く形成されている。詳細には、この後壁部５６は、前壁部５４を投影した仮想領域Ｋよりも車幅方向外側（突出方向側）へ長く形成され（図４参照）、その長さは、通常走行時にフロント側アーム４２が揺動しても、そのフロント側アーム４２に干渉しない程度の長さとされている（図３参照）。

そして、その取付ブラケット５２の後壁部５６の突出方向側（車幅方向外側）先端部には、車両の前突時等、車体前方から入力された荷重（過剰な負荷）により車体後方側へ向かって移動するフロント側アーム４２によって破壊され、そのフロント側アーム４２をサスペンションメンバ３０から離脱させるようにする脆弱部６０が形成されている。

詳細には、この脆弱部６０は、図４、図５で示すように、取付ブラケット５２の後壁部５６の突出方向（車幅方向）と平行な方向に延在する、断面略円弧状に切り欠かれた薄肉部とされている。そして、この脆弱部６０の延在長さは、前壁部５４を投影した後壁部５６の仮想領域Ｋよりも突出方向側（車幅方向外側）の領域に形成されるような（仮想領域Ｋに達しない）長さとされている（図４参照）。

このように、脆弱部６０が形成される領域が仮想領域Ｋ外とされていると、通常走行時における取付ブラケット５２の強度（剛性）を確保（維持）することができる。つまり、これにより、取付ブラケット５２の後壁部５６に脆弱部６０が形成されていても、通常走行時において、支障が生じないようにできる構成である。

また、図３、図６で詳細に示すように、脆弱部６０に対向するフロント側アーム４２の壁面４２Ａには、脆弱部６０を破壊し易くするための易破壊手段としての突起部７０が一体に形成されている。この突起部７０は断面三角形状に形成されており、車体前方から入力された荷重により、フロント側アーム４２が車体後方側へ移動されると、その突起部７０の先端が脆弱部６０を押圧して後壁部５６を破壊（脆弱部６０をきっかけとして後壁部５６を切断）するようになっている。

また、図２で示す平面視で、サスペンションメンバ３０の車体前方側端部、詳細にはフランジ部３２における車体前方側端部３２Ａよりも、前輪５０の車体前方側端部５０Ａが車体前方側に配置されている（図２において、一点鎖線で示す)。これにより、車両の前突時等、車体前方から荷重が入力されたときには、サスペンションメンバ３０よりも先に、その荷重が前輪５０に入力される構成である。

以上のような構成の車両前部構造１０において、次にその作用について説明する。車両の前突時等、車体前方から荷重が入力されると、まず、フロントＥＡ部材１６で、その荷重を受けてエネルギー吸収を行う。そして更に、その荷重が前輪５０に入力されると、その前輪５０が取り付けられているサスペンションアーム４０のフロント側アーム４２が車体後方側へ移動する。

フロント側アーム４２が車体後方側へ移動すると、突起部７０が脆弱部６０を押圧し、その脆弱部６０を破壊する。これにより、後壁部５６は、その脆弱部６０により、突出方向側（車幅方向外側）先端部から貫通孔５８に達するまで切断され、ボルト７２が後壁部５６の貫通孔５８内から離脱される。

ここで、フロント側アーム４２が車体後方側へ移動した際、後壁部５６には、ボルト７２によって車幅方向内側に向かって押圧力が加えられる。そのため、ボルト７２によって後壁部５６の突出方向側先端部が切断されることはない。したがって、後壁部５６の突出方向側先端部に脆弱部６０を形成し、その脆弱部６０をきっかけとして、後壁部５６の突出方向側先端部を切断することにより、ボルト７２が貫通孔５８から離脱されるようにしている。

一方、このとき、取付ブラケット５２の前壁部５４には、ボルト７２によって車幅方向外側に向かって押圧力が加えられる。これにより、前壁部５４の貫通孔５８よりも突出方向側（車幅方向外側）先端部が、そのボルト７２によって切断される。つまり、これにより、ボルト７２が前壁部５４の貫通孔５８内から離脱される。

以上の作用により、車体前方から荷重が入力されたときには、図７で示すように、ボルト７２が、取付ブラケット５２の前壁部５４及び後壁部５６の各貫通孔５８内から完全に離脱される。よって、サスペンションアーム４０のフロント側アーム４２が、取付ブラケット５２から完全に離脱される。

したがって、図８で示す比較例のように、サスペンションアーム４０のフロント側アーム４２が、取付ブラケット５２から離脱されない構造に比べて、エネルギー吸収ストロークを増加させることができる（充分なエネルギー吸収ストロークを得ることができる）。

すなわち、この比較例に係る構造では、ボルト７２によって取付ブラケット５２の後壁部５６が切断されることがないため、サスペンションアーム４０のフロント側アーム４２が、取付ブラケット５２から離脱されない。

そのため、取付ブラケット５２が固着されているサスペンションメンバ３０のフランジ部３２の変形によってエネルギー吸収ストロークを稼ぐしかないが、フランジ部３２の変形量だけでは、前輪５０が車体後方側へ移動し難いので、充分なエネルギー吸収ストロークが得られない（前輪５０が入力荷重に対するエネルギー吸収ストロークの妨げになっている）。

しかしながら、本実施形態に係る車両前部構造１０の場合には、車体前方から入力された荷重によって、比較例に係る構造よりも前輪５０が車体後方側へ大きく移動することができるため、その前輪５０が入力荷重に対するエネルギー吸収ストロークの妨げになることがない。よって、その入力荷重に対して、充分なエネルギー吸収ストロークが得られることになる。

以上、本実施形態に係る車両前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。

例えば、サスペンションアーム４０のフロント側アーム４２は、車体前方から荷重が入力されたときに、取付ブラケット５２から完全に離脱される構成になっているため（サスペンションメンバ３０のフランジ部３２の変形によってエネルギー吸収ストロークを稼ぐ構成ではないため）、その取付ブラケット５２の固着部５５が固着されるサスペンションメンバ３０の被固着部は、フランジ部３２でなくてもよい。

１０ 車両前部構造
３０ サスペンションメンバ
４０ サスペンションアーム
４２ フロント側アーム
４２Ａ 壁面
４４ リア側アーム
５０ 前輪
５２ 取付ブラケット（連結部材）
５４ 前壁部（車体前方側部分）
５６ 後壁部（車体後方側部分）
６０ 脆弱部
７０ 突起部(易破壊手段)
Ｋ 仮想領域

Claims (5)

1. 車両の前輪が取り付けられるサスペンションアームと、
   前記サスペンションアームをサスペンションメンバに連結するための連結部材と、
   前記連結部材に形成され、車体前方から入力された荷重により移動する前記サスペンションアームによって破壊されることで該サスペンションアームを前記サスペンションメンバから離脱させる脆弱部と、
   を有することを特徴とする車両前部構造。
2. 前記サスペンションアームは、
   前記サスペンションメンバの車体前方側に連結されるフロント側アームと、
   前記サスペンションメンバの車体後方側に連結されるリア側アームと、
   を有し、
   前記連結部材は、車幅方向外側が開放された平面視略「Ｕ」字状に形成されるとともに、
   前記脆弱部は、少なくとも前記フロント側アームを連結する前記連結部材の車体後方側部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記フロント側アームを連結する前記連結部材は、車体後方側部分の車幅方向外側へ突出する突出長さが、車体前方側部分の車幅方向外側へ突出する突出長さよりも長く形成され、
   前記脆弱部は、前記車体前方側部分を投影した前記車体後方側部分の仮想領域よりも車幅方向外側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記フロント側アームの前記脆弱部に対向する壁面に、該脆弱部を破壊し易くするための易破壊手段が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両前部構造。
5. 前記サスペンションメンバの車体前方側端部よりも前記前輪の車体前方側端部が車体前方側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両前部構造。

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