JP5867318B2

JP5867318B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP5867318B2
Application number: JP2012148934A
Authority: JP
Inventors: 北方　慎太郎; 慎太郎北方
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: JP2014008938A

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

バンパリインフォースメントの車幅方向外側端部が、車体前方側から入力された衝突荷重により変形して前輪に当たったときに、その前輪のサスペンションアームの前側取付点がサイドメンバから離脱されるように構成された車体前部構造は、従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１４６２４６号公報

サスペンションアームの前側取付点がサイドメンバから離脱された前輪は、サスペンションアームの後側取付点を中心に回転することで車幅方向外側からアウトリガーに当たり、そのアウトリガーを介してロッカの軸方向（車体前後方向）へ衝突荷重を伝達する。

しかしながら、アウトリガーが設けられていない車両の場合、その前輪はロッカに対して車幅方向外側から直接的に当たる可能性があり、この場合、ロッカの軸方向へ衝突荷重を伝達し難い。

そこで、本発明は、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前輪がロッカに対して車幅方向外側から当たるのを抑制できる車体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に記載の車体前部構造は、一端部がサスペンションメンバに支持されるとともに、他端部が前輪を支持し、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前記一端部が前記サスペンションメンバから離脱されるように構成された第１ロアアームと、一端部が前記サスペンションメンバに連結されるとともに、他端部が前記第１ロアアームに連結され、前記サスペンションメンバから離脱された前記第１ロアアームを支持しつつ前記前輪を車体後方外側へ平行移動させてロッカの車体前部側に突き当てられた状態に配置する第２ロアアームと、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、車体前方側から衝突荷重が入力されることにより、第１ロアアームがサスペンションメンバから離脱される。そして、その第１ロアアームに支持された前輪が、第２ロアアームによって車体後方外側へ平行移動させられ、ロッカの車体前部側に突き当てられた状態に配置される。

したがって、前輪がロッカに対して車幅方向外側から当たることが抑制又は防止され、車体前方側から入力された衝突荷重は、前輪を介してロッカの軸方向へ伝達される。

また、本発明に係る請求項２に記載の車体前部構造は、一端部がサスペンションメンバに支持されるとともに、他端部が前輪を支持し、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前記一端部が前記サスペンションメンバから離脱されるように構成された第１ロアアームと、一端部が前記サスペンションメンバに連結されるとともに、他端部が前記第１ロアアームに連結され、前記サスペンションメンバから離脱された前記第１ロアアームを支持しつつ前記前輪を車体後方外側へ平行移動させてロッカの車幅方向外側に配置する第２ロアアームと、を有す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、車体前方側から衝突荷重が入力されることにより、第１ロアアームがサスペンションメンバから離脱される。そして、その第１ロアアームに支持された前輪が、第２ロアアームによって車体後方外側へ平行移動させられ、ロッカの車幅方向外側に配置される。

したがって、前輪がロッカに対して車幅方向外側から当たることが抑制又は防止され、車体前方側から入力された衝突荷重は、ロッカよりも車体前方側で吸収される。これにより、その衝突荷重がロッカに伝達されることが抑制又は防止される。

なお、本発明における「平行」には、正確な平行だけではなく、近似的な略平行も含まれる。また、本発明における「車体後方外側」とは、車幅方向外側で、かつ車体後方側を意味する。

また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造であって、前記第２ロアアームは、平行に並んだ２本のロッドで構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、第２ロアアームが、平行に並んだ２本のロッドで構成されている。つまり、この第２ロアアームは、平行リンク機構を構成している。したがって、第１ロアアームに支持された前輪を車体後方外側へ平行移動させる機構が簡略化される。

請求項１に係る発明によれば、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前輪がロッカに対して車幅方向外側から当たるのを抑制することができ、車体前方側から入力された衝突荷重を、前輪を介してロッカの軸方向へ伝達することができる。

請求項２に係る発明によれば、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前輪がロッカに対して車幅方向外側から当たるのを抑制することができ、車体前方側から入力された衝突荷重を、ロッカよりも車体前方側で吸収することができる。

したがって、請求項２に係る発明によれば、車体前方側から入力された衝突荷重がロッカに伝達されるのを抑制又は防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、第１ロアアームに支持された前輪を車体後方外側へ平行移動させる機構を簡略化することができる。

車両がバリアに微小ラップ衝突する前の第１実施形態に係る前輪の状態を示す平面図である。サスペンションメンバに対する第１ロアアームの第１実施形態に係る取付構造を示す要部拡大斜視図である。車両がバリアに微小ラップ衝突した後の第１実施形態に係る前輪の挙動を示す平面図である。車両がバリアに微小ラップ衝突した後の第２実施形態に係る前輪の挙動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、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＩＮを車幅方向内側とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。図１に示されるように、車両１２の前部には、車体前後方向に延在する矩形閉断面形状のフロントサイドメンバ１４が、車体右方側と車体左方側に（車幅方向外側に）予め決められた間隔を隔てて一対で配設されている。そして、左右一対のフロントサイドメンバ１４の車体前方側端部間には、矩形閉断面形状とされて車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースメント１６が架設されている。

フロントバンパリインフォースメント１６の車体後方側には、車幅方向が長手方向とされたサスペンションメンバ（サブフレーム）１８が配設されている。そして、サスペンションメンバ１８の車幅方向外側で、かつ車体前方側の端部（以下「被取付部２０」という）には、一例としてのストラット式サスペンションを構成する第１ロアアーム３０の車幅方向内側端部（以下「取付部３２」という）が取り付けられている。

図２に示されるように、第１ロアアーム３０の取付部３２は、車体前後方向が軸方向とされた貫通孔３２Ａを有する円筒状に形成されている。また、サスペンションメンバ１８の被取付部２０には、車幅方向外側へ突出する一対の突出板２２が、車体前後方向に予め決められた間隙を隔てて形成されている。この一対の突出板２２間に、第１ロアアーム３０の取付部３２が配置されるようになっている。

更に、各突出板２２の先端部中央には、車幅方向外側が開口した正面視略「Ｕ」字状の切欠部２４が形成されている。この切欠部２４の車体上下方向における開口幅は、後述するフランジボルト５６の雄ネジ部の直径より僅かに大きく形成されている。したがって、第１ロアアーム３０の取付部３２は、次のようにしてサスペンションメンバ１８の被取付部２０に取り付けられる。

すなわち、サスペンションメンバ１８の被取付部２０における一対の突出板２２間に、第１ロアアーム３０の取付部３２を配置する。このとき、各突出板２２の切欠部２４と取付部３２の貫通孔３２Ａとを連通させる。そして、フランジボルト５６の雄ネジ部を車体前方側（又は車体後方側）から突出板２２の切欠部２４、取付部３２の貫通孔３２Ａ、突出板２２の切欠部２４へ順に挿通させ、フランジナット５８に螺合する。

これにより、第１ロアアーム３０の取付部３２が、サスペンションメンバ１８の被取付部２０に、車幅方向外側へ力が加えられたときには、その被取付部２０から離脱されるように取り付けられる。また、図１に示されるように、第１ロアアーム３０の車幅方向外側端部（以下「支持部３４」という）に、前輪６０が支持されるようになっており、その前輪６０は、ロッカ５０の車体前方側に配置されるようになっている。

サスペンションメンバ１８の車幅方向外側で、かつ車体後方側の端部（以下「被枢支部２６」という）には、第１ロアアーム３０と共にストラット式サスペンションを構成する第２ロアアーム４０としての一方のロッド４２の車幅方向内側端部（以下「枢支部４６」という）が枢支連結されている。

同様に、被枢支部２６の近傍で、かつ被枢支部２６よりも車幅方向内側部分（以下「被枢支部２８」という）」には、第２ロアアーム４０としての他方のロッド４４の車幅方向内側端部（以下「枢支部４８」という）が枢支連結されている。

そして、各ロッド４２、４４の車幅方向外側端部（以下「枢支部５２、５４」という）は、第１ロアアーム３０の中途部（以下「被枢支部３６、３８」という）にそれぞれ枢支連結されている。詳細には、ロッド４２の枢支部５２は、第１ロアアーム３０の長手方向略中央部における被枢支部３６に枢支連結され、ロッド４４の枢支部５４は、第１ロアアーム３０の取付部３２と被枢支部３６との間の略中間部における被枢支部３８に枢支連結されている。

つまり、これにより、サスペンションメンバ１８と、第２ロアアーム４０を構成する２本のロッド４２、４４と、第１ロアアーム３０とで、平行リンク機構が構成されるようになっている。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。

すなわち、図１に示されるように、フロントサイドメンバ１４よりも車幅方向外側におけるフロントバンパリインフォースメント１６の車幅方向外側端部がバリアＷに衝突する、所謂微小ラップ衝突したときの作用について説明する。

車両１２がバリアＷに微小ラップ衝突したときには、図３に示されるように、フロントバンパリインフォースメント１６の車幅方向外側端部が車体後方側へ向けて変形され、続いて前輪６０がバリアＷに衝突する場合がある。この場合、第１ロアアーム３０には、車幅方向外側へ向かう力が加えられるため、その取付部３２がサスペンションメンバ１８の被取付部２０から離脱される。

被取付部２０から取付部３２が離脱された第１ロアアーム３０は、第２ロアアーム４０を構成する２本のロッド４２、４４に支持されつつ車体後方外側、即ち車幅方向外側で、かつ車体後方側へ平行移動させられる。つまり、第１ロアアーム３０に支持されている前輪６０が、サスペンションメンバ１８と、２本のロッド４２、４４（第２ロアアーム４０）と、第１ロアアーム３０とで構成された平行リンク機構により、車幅方向外側で、かつ車体後方側へ平行移動させられる。

そして、車幅方向外側で、かつ車体後方側へ平行移動された前輪６０は、ロッカ５０の車体前部側に突き当てられた状態に車体前後方向に沿って配置される。すなわち、この前輪６０は、図３に示されるように、バリアＷとロッカ５０との間で挟まれた状態となるように配置される。したがって、その前輪６０がロッカ５０に対して車幅方向外側から当たることが抑制又は防止される。

なお、車両１２がバリアＷに微小ラップ衝突することによって入力された衝突荷重の一部は、前輪６０（詳細には前輪６０のホイール：図示省略）を介してロッカ５０の軸方向へ伝達される。ここで、ロッカ５０は、車両１２における車体骨格部材であり、車体前後方向（軸方向）から入力される衝突荷重に対して強度・剛性が高い。

したがって、微小ラップ衝突時に前輪６０を介してロッカ５０の軸方向へ衝突荷重が伝達されても、その衝突荷重に対する強い軸反力が得られ、ロッカ５０の変形が抑制又は防止される。よって、車両１２の微小ラップ衝突時において、車室の変形が抑制又は防止される。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図４に示されるように、第２実施形態に係る車体前部構造１０では、サスペンションメンバ１８から離脱された第１ロアアーム３０に支持されている前輪６０が、車体後方外側への平行移動により、ロッカ５０の車幅方向外側へ配置される構成になっている。詳細には、この第２実施形態に係る車体前部構造１０では、一例として、サスペンションメンバ１８の車幅方向外側部分における車体前後方向の長さと、第２ロアアーム４０（ロッド４２、４４）の長さと、が第１実施形態の場合と比べて長く形成されている。

なお、図４に示される第２実施形態に係る車体前部構造１０では、第１ロアアーム３０の長さや形状、各枢支部４６、４８、５２、５４（各被枢支部２６、２８、３６、３８）の位置等は、第１実施形態の場合と同様とされている。しかしながら、第１ロアアーム３０の長さや形状、各枢支部４６、４８、５２、５４（各被枢支部２６、２８、３６、３８）の位置等を第１実施形態の場合と異なるようにして、前輪６０がロッカ５０の車幅方向外側へ配置される構成にしてもよい。

以上のような構成とされた第２実施形態に係る車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。

車両１２がバリアＷに微小ラップ衝突したときには、図４に示されるように、フロントバンパリインフォースメント１６の車幅方向外側端部が車体後方側へ向けて変形され、続いて前輪６０がバリアＷに衝突する場合がある。この場合、第１ロアアーム３０には、車幅方向外側へ向かう力が加えられるため、その取付部３２がサスペンションメンバ１８の被取付部２０から離脱される。

そして、車幅方向外側で、かつ車体後方側へ平行移動された前輪６０は、ロッカ５０の車幅方向外側に車体前後方向に沿って配置される。すなわち、この前輪６０は、図４に示されるように、ロッカ５０に当たらないようになっている（ロッカ５０に対して車幅方向外側から当たることが抑制又は防止されている）。したがって、ロッカ５０の変形が抑制又は防止される。

なお、車両１２がバリアＷに微小ラップ衝突することによって入力された衝突荷重は、ロッカ５０よりも車体前方側に配置されている車体前部側の一部でエネルギー吸収される。すなわち、前輪６０がロッカ５０の車幅方向外側に配置されるため、その前輪６０によって車体前部側におけるクラッシュストロークが阻害されるおそれがない。よって、車両１２の微小ラップ衝突時において、車室の変形が抑制又は防止される。

以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造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、前輪６０を車幅方向外側で、かつ車体後方側へ平行移動させる機構は、平行に並んだ２本のロッド４２、４４（第２ロアアーム４０）を含む平行リンク機構に限定されるものではない。

また、サスペンションメンバ１８における被取付部２０の構成は、突出板２２の先端部中央に切欠部２４を形成するものに限定されるものではない。例えば、突出板２２の先端部中央に板厚を薄くした脆弱部を形成し、第１ロアアーム３０に対して車幅方向外側へ力が加えられたときには、その脆弱部が破断されることで、第１ロアアーム３０の取付部３２が被取付部２０から離脱されるような構成にしてもよい。

更に、第１ロアアーム３０の取付部３２に切欠部や脆弱部（共に図示省略）を形成して、その取付部３２が被取付部２０から離脱されるように構成してもよい。また、本実施形態に係る車体前部構造１０は、上記の通り、微小ラップ衝突に対して有効な構造であるが、オフセット衝突に対しても有効な構造であることは言うまでもない。

１０車体前部構造
１８サスペンションメンバ
３０第１ロアアーム
３２取付部（一端部）
３４支持部（他端部）
４０第２ロアアーム
４２ロッド
４４ロッド
４６枢支部（一端部）
４８枢支部（一端部）
５０ロッカ
５２枢支部（他端部）
５４枢支部（他端部）
６０前輪

Claims

一端部がサスペンションメンバに支持されるとともに、他端部が前輪を支持し、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前記一端部が前記サスペンションメンバから離脱されるように構成された第１ロアアームと、
一端部が前記サスペンションメンバに連結されるとともに、他端部が前記第１ロアアームに連結され、前記サスペンションメンバから離脱された前記第１ロアアームを支持しつつ前記前輪を車体後方外側へ平行移動させてロッカの車体前部側に突き当てられた状態に配置する第２ロアアームと、
を有することを特徴とする車体前部構造。
一端部がサスペンションメンバに支持されるとともに、他端部が前輪を支持し、車体前方側から衝突荷重が入力されたときに、前記一端部が前記サスペンションメンバから離脱されるように構成された第１ロアアームと、
一端部が前記サスペンションメンバに連結されるとともに、他端部が前記第１ロアアームに連結され、前記サスペンションメンバから離脱された前記第１ロアアームを支持しつつ前記前輪を車体後方外側へ平行移動させてロッカの車幅方向外側に配置する第２ロアアームと、
を有することを特徴とする車体前部構造。
前記第２ロアアームは、平行に並んだ２本のロッドで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。