JP2020001539A - 車体前部構造 - Google Patents
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Abstract
Description
このような車体前部構造において、車両の操縦安定性の観点から、フロントサブフレームの前部にギヤボックスが組み付けられ、その後方にモータ、高圧電装部品の順で組み付けられる場合がある。
以下において、フロントサイドフレームをサイドフレームと略し、フロントサブフレームをサブフレームと略する場合がある。
また、サブフレームの後部の変形量が大きい場合、モータと高圧電装部品が後方へ大きく移動する。そして、高圧電装部品は、後側に配置された車体の骨格部品(例えばダッシュボードクロスメンバなど)と前側から移動するモータとに挟まれて破損する可能性がある。なお、サブフレームの後部に組み付けられる部品がエンジンの場合、ダッシュボードロアパネルを室内側に変形させる可能性がある。
なお、本実施形態の車体前部構造は、車幅方向の中心線O1(図2参照)を基準に左右対称に形成されている。よって、対となっている部品(一対のサイドフレーム1、一対のクラッシュカン2、一対のサブバンパ5、及び一対のアッパーメンバ7)については、左側の部品(左サイドフレーム1L、左クラッシュカン2L、左サブバンパ5L及び左アッパーメンバ7L)を説明し、右側の部品(右サイドフレーム、右クラッシュカン、右サブバンパ及び右アッパーメンバ)の説明を省略する。
ガゼット6は、補強板であり、平面視で略三角形状に形成されている(図2参照)。よって、左サイドフレーム1Lの前部1aの左壁は、左側に膨出している。そして、左サイドフレーム1Lの前部1aの左壁(ガゼット6の左端)は、左アッパーメンバ7Lの前端と接合している。
また、特に図示しないが、ガゼット6の後端は、後方に配置される第2フレーム11の前端部11aの内側に入り込んでいる。このため、第2フレーム11の前端部11a及びその周辺はガゼット6により補強されている。
左サイドフレーム1Lの下壁の一部は、サブフレーム4の後述する前脚部45及び後脚部46が固定される固定壁(前固定壁12及び後固定壁13)を構成している。
前固定壁12は、側面視で第2フレーム11の前端部11aの下方に位置し、ガゼット6によって補強されている。また、後固定壁13は、側面視で補強板14の下方に位置しており、補強板14によって補強されている。
なお、左サイドフレーム1Lは、ガゼット6や補強板14を備えていることから、前方衝突の際、ガゼット6や補強板14により補強された部分以外の箇所が変形することで衝突エネルギを吸収するようになっている。
図3に示すように、支持板8は、締結具B1により、左サイドフレーム1L(ガゼット6を含む)の前端から外側に張り出すフランジ16に締結されている。このため、支持板8が左サイドフレーム1Lから着脱自在に支持されている。
また、支持板8の前面には、前方に突出して左クラッシュカン2Lの後端を上下から挟持する一対の突出部8aが設けられている。この一対の突出部8aによれば、左クラッシュカン2Lとの接合面積が増加し、接合強度が向上する。
なお、取り付け面W1は、車軸の先端側に形成された車軸側ハブが取り付けられる部位であり、本実施形態の取り付け面W1は、ホイールWの車幅方向中心よりも車幅方向外側にオフセットしている。
詳細に説明すると、サブフレーム4の前部40は、平面視で略四角形状を呈している。一方で、サブフレーム4の後部43は、左右方向中央部にメンテナンス用の開口43aが形成され、後方に開口するU状を呈している。
前部40の前端41は、左右方向に直線状に延在し、その前端41の両端に略直角のコーナ部42が形成されている。
また、サブフレーム4の後部43には、後側取付部(不図示)が設けられ、この後側取付部にモータM2と高圧電装部品M3が取り付けられている。
以上から、サブフレーム4の前部40にギヤボックスM1が組み付けられ、後部43にモータM2、高圧電装部品M3の順で組み付けられている。
そのほか、サブフレーム4の前端41には、図示しないグリルが設置され、走行中の走行風がギヤボックスM1等に当たるようになっている。
図4に示すように、前脚部45の上端は、締結具B2によりサブフレーム4の前固定壁12に締結されている。また、後脚部46の上端は、締結具B3によりサブフレーム4の後固定壁13に締結されている。これにより、サブフレーム4は、一対のサイドフレーム1の間であって、一対のサイドフレーム1及びバンパビーム3よりも下方に位置するように配置される。
また、図3、図5に示すように、前脚部45は、サブフレーム4のコーナ部42の車幅方向外側に設けられている。このため、コーナ部42の強度が向上している。
図5に示すように、左サブバンパ5Lは、サブフレーム4の前部40から車幅方向外側かつ前方に延出する腕部50と、腕部50に支持された筒状の衝撃吸収部51と、衝撃吸収部51の前端に固定されたツノ部52と、を備えている。
図4に示すように、腕部50は、後部(基部)がサブフレーム4の前部40と接合し、略水平方向に延在している。また、本実施形態の腕部50の後部(基部)は、コーナ部42と前脚部45とに跨って接続(接合)している。このため、腕部50は、コーナ部42と前脚部45とに支持されており、腕部50がコーナ部42のみに支持されている場合よりも上方に位置している。
図5に示すように、腕部50は、後端から前端50aに向うにつれて次第に前方を向くように屈曲し、前端50a(先端)が前方を向いている。つまり、腕部50は、後端から前端50aにかけて湾曲している。
衝撃吸収部51の上下方向の長さL1は、左クラッシュカン2Lの上下方向の長さL2よりも短い。また、図5に示すように、衝撃吸収部51の左右方向の長さL3は、左クラッシュカン2Lの左右方向の長さL4よりも短い。よって、衝撃吸収部51の閉断面積は、左クラッシュカン2Lの閉断面積よりも小さく、衝撃吸収部51が左クラッシュカン2Lよりも小型化している。
また、基部板53の前面には、前方に突出して衝撃吸収部51の後端を左右から挟持する一対の突出部53aが設けられている。この一対の突出部53aによれば、衝撃吸収部51との接合面積が増加し、接合強度が向上する。
図5に示すように、ツノ部52は、衝撃吸収部51の前開口を覆うと共にさらに車幅方向外側に延出している。このため、衝撃吸収部51とコーナ部42を平面視するとL字状となっている。
ツノ部52の車幅方向の外端52aの後方には、左前輪LWのホイールWが配置されている。また、ツノ部52の車幅方向の外端52aは、車幅方向外側にオフセットされた取り付け面W1と車幅方向の位置が略同一となっている。
ツノ部52は、バンパビーム3に倣って車幅方向外側に向うにつれて後方に位置するように湾曲している。このため、ツノ部52及びバンパビーム3を上下方向から視ると、ツノ部52の前面52bとバンパビーム3の前面3bとが重なっている(図2、図5参照)。
図4に示すように、ツノ部52は、左前輪LWの回転中心O5と同じ高さとなっている(図4の二点鎖線H2参照)。また、ツノ部52は、所定のアプローチアングル(図4の二点鎖線H3参照)に設定されており、車両EVが上りの傾斜面を走行する際、ツノ部52が傾斜面に接触しないようになっている。
実施形態の車体前部構造は、前部40にギヤボックスM1が組み付けられたフロントサブフレーム4と、フロントサブフレーム4の前部40から車幅方向外側及び前方に延出する腕部50と、腕部50に支持された衝撃吸収部51と、衝撃吸収部51の前側に配置されたツノ部52と、を備えている。
このため、図6に示すように、例えばコンクリート壁100などに車両EVが前方から衝突し、ツノ部52に衝突荷重が入力すると、衝撃吸収部51が前後方向に短縮し、腕部50が基部(後部)側を起点として傾倒する(矢印A参照)。
以上から、衝突初期時にサブバンパ5に衝突エネルギが吸収されるようになり、フロントサブフレーム4に伝達する衝突エネルギが低減する。このため、フロントサブフレーム4の後部43の変形量が低減し、高圧電装部品M3がモータM2と車体の骨格部品とに挟まれる可能性が低い。
このため、前方衝突の際、相手車両に対するツノ部52の接触面積が拡大するため、相手車両に作用する荷重は集中することなく分散する。よって、相手車両に対する攻撃性が低い。
また、ツノ部52の延出している方向が車幅外側であるため、ツノ部52がグリル(不図示)の前方を覆わないようになっている。よって、走行中、モータルームMR内への空気導入量は低減しない。
さらに、ツノ部52が延出している方向が車幅外側であることから、腕部50及び衝撃吸収部51の変形量(衝撃吸収量)が低減しない。具体的に説明すると、図7Aに示すように、仮にツノ部52が車幅方向内側に延在していると、相手車両101とフロントサブフレーム4の前端41との間にツノ部52の内端52cが介在する可能性がある。
一方で、本実施形態によれば、図7Bに示すように、相手車両101とフロントサブフレーム4との間にツノ部52が介在しない。よって、腕部50及び衝撃吸収部51の変形量が大きくなり、衝突エネルギを吸収できる量が増大する。
図6に示すように、前方衝突によりツノ部52が後退すると、ツノ部52の外端52aが左前輪LWに接触し、衝突エネルギが取り付け面W1に入力する。また、上記したように、外端52aと取り付け面W1とが車幅方向における位置が略同一になっていることから、取り付け面W1に入力される衝突エネルギが大きい。以上から、より多くの衝突エネルギが左前輪LWを支持する図示しないアーム等に分散するようになり、フロントサブフレーム4の後部43の変形量がさらに低減する。
上記構成によれば、前方衝突の際、衝突する相手車両に対し、バンパビーム3とツノ部52が同一タイミングで接触し、相手車両に作用する荷重が分散する。よって、相手車両に対する攻撃性が低減する。
上記構成によれば、腕部50は、フロントサブフレーム4において強度が高いコーナ部42に支持されるため、前方衝突の際、腕部50が確実に変形して衝突エネルギが吸収される。
このため、腕部50がフロントサイドフレーム1のみに接続している場合よりも、左サブバンパ5L(腕部50、衝撃吸収部51及びツノ部52)が上方に位置している。
また、本実施形態の衝撃吸収部51は、腕部50に対し上側にオフセットしている。
以上から、ツノ部52が所定のアプローチアングル(図4の二点鎖線H2参照)を備えることができるとともに、前方衝突の際、ツノ部52の外端52aが左前輪LWに接触する高さ(図4の二点鎖線H3参照)に設定することができる。
言い換えると、前方衝突の際にフロントサイドフレーム1において変形が予定されていない部分(補強部分)に前脚部45が接続している。このため、前方衝突の際、前脚部45が左フロントサイドフレーム1Lの変形を妨げる、ということが回避される。
上記構成によれば、衝撃吸収部51の車幅方向の中心O2と腕部50の車幅方向の中心O3とが車幅方向において重なっている場合よりも、腕部50が変形し難い。このため、衝突エネルギが小さい軽衝突の場合、腕部50が変形せず衝撃吸収部51のみが変形する。そして、衝撃吸収部51のみが変形した場合、締結具B4を緩めて衝撃吸収部51とツノ部52を取り外し、新しい衝撃吸収部51とツノ部52に交換することができる。以上から、交換する部品点数が低減し、低コスト化を図ることができる。
上記構成によれば、衝撃吸収部51は、クラッシュカン2と同程度の強度を有しつつ、小型化を図ることができる。このため、サブバンパ5の周辺に部品の設置スペース(例えば灯体など)を確保することができる。
また、衝撃吸収部51とクラッシュカン2とが同程度の強度を有するため、前方衝突の際、相手車両に作用するバンパビーム3との接触による荷重と、ツノ部52との接触による荷重とが均等に分散され、相手車両に対する攻撃性がさらに低減する。
上記構成によれば、例えば平面視で略L字状の腕部よりも前方衝突に対する強度を高めることができる。よって、衝突エネルギの吸収量が高く、衝突初期時に多くの衝突エネルギが吸収され、フロントサブフレーム4に伝達する衝突エネルギが大きく低減する。
また、軽衝突の際に衝撃吸収部51のみが変形するようになり、腕部50(フロントサブフレーム4)の交換が不要となる。
また、腕部50の形状に関し、平面視L字状に形成された腕部であってもよく、前方衝突により変形可能であれば、特に限定されない。
また、腕部50は、コーナ部42のみ接続したり、又は前脚部45のみに接続したりしてもよい。
また、本発明のツノ部は、衝撃吸収部51を基準として車幅方向外側に延出するツノ部52以外に、車幅方向内側のみに延出するツノ部や、車幅方向両側に延出するツノ部であってもよい。
2(2L) クラッシュカン(左クラッシュカン)
3 バンパビーム
4 フロントサブフレーム
5(5L) サブバンパ(左サブバンパ)
6 ガゼット
7(7L) アッパーメンバ(左アッパーメンバ)
12 前固定壁
13 後固定壁
14 補強板
40 前部
41 前端
42 コーナ部
45 前脚部
50 腕部
51 衝撃吸収部
52 ツノ部
53 基部板
100 コンクリート壁
101 相手車両
B1-B4 締結具
EV 車両
LW 左前輪
M1 ギヤボックス
M2 モータ
M3 高圧電装部品
MR モータルーム
LW 左前輪
W1 取り付け面
Claims (10)
- 前部にギヤボックスが組み付けられたフロントサブフレームと、
前記フロントサブフレームの前部から車幅方向外側及び前方に延出する腕部と、
前記腕部に支持された衝撃吸収部と、
前記衝撃吸収部の前側に配置されたツノ部と、を備えることを特徴とする車体前部構造。 - 前記ツノ部は、前記衝撃吸収部よりも車幅方向外側に突出し、
前記ツノ部と前記衝撃吸収部とは、平面視でL字状を呈していることを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。 - 前記ツノ部の車幅方向外端とホイールの取り付け面とは、車幅方向における位置が略同一であることを特徴とする請求項2に記載の車体前部構造。
- 前記ツノ部は、バンパビームの下方に配置され、
前記ツノ部の前面は、前記バンパビームの前面と同形状に形成されて平面視で重なり合っていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車体前部構造。 - 前記腕部の後端は、前記フロントサブフレームの前部のコーナ部に接続していることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車体前部構造。
- 前記フロントサブフレームには、前記コーナ部から延出してフロントサイドフレームに接続する前脚部が設けられ、
前記腕部の後端は、前記コーナ部と前記前脚部とに跨って接続していることを特徴とする請求項5に記載の車体前部構造。 - 前記フロントサイドフレームは、ガゼットにより補強されており、
前記前脚部は、前記フロントサイドフレームにおいて前記ガゼットにより補強されている部位に接続していることを特徴とする請求項6に記載の車体前部構造。 - 前記衝撃吸収部の車幅方向の中心は、前記腕部の前部の車幅方向の中心よりも車幅方向内側に位置していることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車体前部構造。
- 前記衝撃吸収部は、筒状を呈し、内部にリブを有していることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の車体前部構造。
- 前記腕部は、前端から後端にかけて湾曲していることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の車体前部構造。
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