JP6515785B2 - 車両の下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームに支持されているサスペンションメンバと、同サスペンションメンバに設けられ、エンジンを車両後側から支持するマウント装置と、を備える車両の下部構造に関する。

特許文献１に記載の車両の下部構造は、車両の略前後方向に延びる一対のサイドメンバと、車両幅方向に延びるクロスメンバとを備えている。そして、一対のサイドメンバのうち、一方のサイドメンバの車両前後方向における中途位置に、クロスメンバの長手方向における一端が連結され、他方のサイドメンバの車両前後方向における中途位置に、クロスメンバの長手方向における他端が連結されている。

同文献１の車両の下部構造にあっては、車両の前部と障害物との衝突に起因する衝突エネルギがサイドメンバの車両前部に入力されると、サイドメンバが変形するようになっている。また、この際、エンジンにも衝突エネルギが入力され、同エンジンが車両後方に移動する。そして、このように車両後方に移動するエンジンによってクロスメンバが押されると、クロスメンバとサイドメンバとを連結する連結部にはエンジンの車両後方への移動に伴う荷重が加わり、当該連結部が破断し、同クロスメンバをサイドメンバから離脱させることができる。その結果、エンジンの車両後方への移動がクロスメンバによって阻害されなくなり、ひいてはサイドメンバの車両前部の変形が、エンジンなどによって阻害されることがなくなる。

また、車両の下部構造として、例えば図８に示すような構造も知られている。すなわち、図８に示すように、この車両の下部構造は、車体フレーム２０１に支持されているサスペンションメンバ２１０を備えている。車体フレーム２０１の車両前部には、上記の衝突エネルギを吸収するための衝撃吸収部２０２が設けられている。そして、衝撃吸収部２０２の変形によって、当該衝突エネルギを吸収するようになっている。

サスペンションメンバ２１０の車両前部は衝撃吸収部２０２の車両後端よりも車両前方に位置しており、サスペンションメンバ２１０の車両前部は、前側連結部２２０を介して衝撃吸収部２０２に連結されている。また、サスペンションメンバ２１０の車両後部はエンジン２３０よりも車両後方に位置しており、サスペンションメンバ２１０の車両後部は、後側連結部２４０を介して車体フレーム２０１に連結されている。

また、図８に示す下部構造には、エンジン２３０を車両後側から支持するマウント装置２５０が設けられている。このマウント装置２５０は、エンジン２３０に固定されているブラケット２５１と、同ブラケット２５１を介して入力されたエンジン２３０からの振動を減衰させる振動減衰部２５２と、同振動減衰部２５２をサスペンションメンバ２１０に固定する固定部材２５３とを有している。

特開２００５−１１２１９７号公報

車体フレーム２０１の衝撃吸収部２０２による上記衝突エネルギの吸収機能を十分に発揮させるためには、衝撃吸収部２０２の変形量、すなわちクラッシャブルストロークを確保する必要がある。図８に示す下部構造にあっては、当該衝突エネルギの入力によって衝撃吸収部２０２を変形させるときに、後側連結部２４０が破断されると、衝撃吸収部２０２の変形に応じてサスペンションメンバ２１０が車両後方に変位するようになる。したがって、サスペンションメンバ２１０の車両後部と車体フレーム２０１との連結を解除させることにより、衝撃吸収部２０２の変形が、サスペンションメンバ２１０に阻害されにくくなる。

ちなみに、上記の衝突エネルギが車体フレーム２０１の衝撃吸収部２０２に入力され、同衝撃吸収部２０２が変形するときには、前側連結部２２０を介して衝撃吸収部２０２に連結されているサスペンションメンバ２１０の車両前部にも当該衝突エネルギが入力される。そのため、サスペンションメンバ２１０の車両後部と車体フレーム２０１とを連結している後側連結部２４０には、同サスペンションメンバ２１０を介して荷重Ｆが加わることとなる。

しかしながら、図９に示すように、上記の衝突エネルギが入力されたことで、サスペンションメンバ２１０が変形することがある。このようにサスペンションメンバ２１０が変形する場合、当該変形によって衝撃エネルギの一部が吸収されるため、後側連結部２４０に加わる上記の荷重Ｆが小さくなる。そして、後側連結部２４０に加わる荷重Ｆが小さいと、後側連結部２４０を破断させるには至らず、後側連結部２４０を介したサスペンションメンバ２１０の車両後部と車体フレーム２０１との連結が維持されることがある。この場合、衝撃吸収部２０２の変形に応じてサスペンションメンバ２１０を車両後方に変位させることができないため、当該衝撃吸収部２０２の変形がサスペンションメンバ２１０によって阻害され、衝撃吸収部２０２による衝突エネルギの吸収機能が十分に発揮されないおそれがある。

本発明の目的は、車両が前部で障害物と衝突した際に、サスペンションメンバの車両後部を車体フレームに連結している後側連結部を破断させることにより、車体フレームの衝撃吸収部による衝突エネルギの吸収機能を十分に発揮させることができる車両の下部構造を提供することにある。

上記課題を解決するための車両の下部構造は、車両前部に衝撃吸収部が設けられている車体フレームと、サスペンションメンバと、サスペンションメンバの車両前部と衝撃吸収部とを連結する前側連結部と、エンジンよりも車両後側でサスペンションメンバと車体フレームとを連結する後側連結部と、エンジンよりも車両後方に位置し、サスペンションメンバに取り付けられるとともに、同エンジンを車両後側から支持するマウント装置と、を備えている。この車両の下部構造において、マウント装置は、エンジンに固定されているブラケットと、同ブラケットを介して入力されたエンジンからの振動を減衰させる振動減衰部と、同振動減衰部を前記サスペンションメンバに固定する固定部材と、を有する。また、ブラケットは、振動減衰部及び固定部材よりも車両前側に位置するとともに、車両前後方向において同固定部材と対向する部位を有する。また、固定部材とブラケットとにおいて車両前後方向で互いに対向する各対向部位の少なくとも一方には、他方に向けて突出する突出部が設けられている。そして、固定部材は、車両の前部と障害物との衝突に起因したエンジンの車両後方への移動によってブラケットが車両後方に変位することで、突出部を介して同ブラケットと当接するようになっている。

車両が前部で障害物と衝突したことに起因し、車体フレームの車両前部に設けられている衝撃吸収部が変形するときには、当該衝突に起因する衝突エネルギがサスペンションメンバにも入力される。そのため、サスペンションメンバと車体フレームとを繋ぐ後側連結部には、サスペンションメンバを通じて荷重（以下、「第１の荷重」ともいう。）が加わる。

また、衝撃吸収部を変形させるような衝突が車両の前部で発生した場合、当該衝突に起因してエンジンが車両後方に移動する。そして、こうしたエンジンの車両後方への移動に伴う荷重（以下、「第２の荷重」ともいう。）も後側連結部に加わるようになると、同後側連結部に加わる第１の荷重が小さくても、同後側連結部を破断させやすくなる。

上記構成では、固定部材とブラケットとにおいて車両前後方向で互いに対向する各対向部位の少なくとも一方には上記の突出部が設けられている。これにより、車両が前部で障害物と衝突したことに起因してエンジンが車両後方に移動するときには、ブラケットが車両後方に変位することで、突出部を介して固定部材にブラケットが当接し、固定部材が取り付けられているサスペンションメンバが、エンジンによって車両後方に押されるようになる。その結果、上記第２の荷重が、サスペンションメンバを介して後側連結部に加わるようになる。また、上述したように、車体フレームの衝撃吸収部が変形しているときには、サスペンションメンバを介して第１の荷重も後側連結部に加わっている。そのため、第２の荷重が後側連結部に加わらない場合と比較し、同後側連結部に加わる荷重の合計が大きくなるため、同後側連結部を破断させやすくなる。そして、後側連結部が破断されると、後側連結部を介したサスペンションメンバの車両後部と車体フレームとの連結が解消される。これにより、衝撃吸収部の変形に応じてサスペンションメンバが車両後方に変位しやすくなるため、衝撃吸収部の変形が、サスペンションメンバに阻害されにくくなる。

したがって、車両が前部で障害物と衝突した際に、サスペンションメンバの車両後部を車体フレームに連結している後側連結部を破断させることにより、車体フレームの衝撃吸収部による衝突エネルギの吸収機能を十分に発揮させることができるようになる。

車両の下部構造の一実施形態と、その周辺の構成とを模式的に示す側面図。 同車両の下部構造を構成するサスペンションメンバの概略構成を示す斜視図。 同車両の下部構造を構成する後側連結部とその周辺部材とを示す断面図。 同車両の下部構造を構成するマウント装置と、サスペンションメンバの一部とを示す断面図。 車両の前部が障害物に衝突したことに起因し、車体フレームの衝撃吸収部及びサスペンションメンバが変形している様子を示す作用図。 （ａ）はマウント装置においてブラケットと振動減衰部との連結部位が破断した様子を示す側面図、（ｂ）は突出部を介してブラケットが固定部材に当接している様子を示す側面図、（ｃ）はエンジンの車両後方への移動に起因する荷重が加わり、後側連結部が変形している様子を示す側面図。 後側連結部が破断した様子を模式的に示す断面図。 従来の車両の下部構造を模式的に示す側面図。 従来の車両の下部構造において、車両の前部が障害物に衝突したことに起因し、車体フレームの衝撃吸収部及びサスペンションメンバが変形している様子を示す作用図。

以下、車両の下部構造の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両の下部構造は、車体フレーム１０に支持されているサスペンションメンバ２０を備えている。車体フレーム１０の車両前部には、車両の前部が障害物と衝突したことに起因する衝突エネルギを吸収する衝撃吸収部１１が設けられている。衝撃吸収部１１は、クラッシュボックス１２と、クラッシュボックス１２よりも車両後側に配置される屈曲変形部１３とを有している。クラッシュボックス１２は、車両前後方向における長さが短くなる態様で変形することで衝突エネルギを吸収することができる。また、屈曲変形部１３は、屈曲することで、クラッシュボックス１２を介して入力された衝突エネルギに起因する負荷のかかる方向を変更し、車体フレーム１０の変形を抑制するようになっている。

図１及び図２に示すように、サスペンションメンバ２０は、車両幅方向における両側に配置される一対のサイドメンバ部２１と、車両幅方向に延伸するクロスメンバ部２２とを有しており、サイドメンバ部２１は車両前後方向に延伸している。また、サイドメンバ部２１の車両前端は、屈曲変形部１３よりも車両前側であって、且つクラッシュボックス１２の車両前端より車両後側に位置している。そして、一対のサイドメンバ部２１の車両前後方向における中途位置に、クロスメンバ部２２の長手方向における両端がそれぞれ接続されている。

また、車両の下部構造は、サイドメンバ部２１の車両前部と車体フレーム１０の衝撃吸収部１１とを連結する一対の前側連結部３０と、サイドメンバ部２１の車両後部と車体フレーム１０とを連結する一対の後側連結部４０とを備えている。

図３には、後側連結部４０の構成が図示されている。図３に示すように、後側連結部４０には、サスペンションメンバ２０に固定されている筒状の支持部４１と、車両上下方向に延伸する軸部材４２とが設けられている。軸部材４２は支持部４１に支持されており、軸部材４２の上端が支持部４１から上方に突出している。そして、軸部材４２の上端が、車体フレーム１０に固定されている。

図１及び図４に示すように、車両の下部構造にはエンジン１００よりも車両後側に位置し、同エンジン１００の車両後部を支持するマウント装置５０が設けられている。このマウント装置５０は、クロスメンバ部２２の長手方向における中途位置（例えば、中央）に配置されている。マウント装置５０は、エンジン１００に固定されているブラケット５１と、ブラケット５１を介して入力されたエンジン１００からの振動を減衰させる振動減衰部５２と、振動減衰部５２をサスペンションメンバ２０に固定する固定部材５３とを有している。振動減衰部５２には、ゴムなどの衝撃吸収材が内部に収容されている筒状部５２１と、車両前後方向及び車両幅方向に変位可能な状態で衝撃吸収材を介して筒状部５２１に支持されている振動部５２２とが設けられている。この振動部５２２は車両下方に突出する軸部を有しており、該軸部が衝撃吸収材を介して筒状部５２１に支持されている。

固定部材５３には、上面視円弧状をなす本体部５３１と、本体部５３１の下端から放射状に延出する被取付部５３２とが設けられている。本体部５３１は、振動減衰部５２の筒状部５２１を支持している。また、被取付部５３２が、ボルト締結などによってサスペンションメンバ２０に固定されている。

ブラケット５１は、固定部材５３の本体部５３１よりも車両前方に位置しているとともに、振動減衰部５２の振動部５２２に連結されている。そして、ブラケット５１は、振動部５２２との連結部位から車両下方に向けて延出するように構成されている。そして、ブラケット５１の下部は、車両前後方向において固定部材５３の本体部５３１と対向している。

また、図４に示すように、固定部材５３の本体部５３１においてブラケット５１の下部と車両前後方向で対向する部位には、車両前方に位置するブラケット５１に向けて突出する突出部５４が設けられている。この突出部５４は、本体部５３１の下端よりも上端の近くに配置されており、ブラケット５１とは当接していない。

なお、本実施形態では、突出部５４は、一枚の板材の両端部を曲げ加工することで、側面視略コ字状に形成されている。具体的には、突出部５４は、基部５４２と、基部５４２の上端から車両後方に延出する第１の延出部５４３と、基部５４２の下端から車両後方に延出する第２の延出部５４４とを有している。そして、各延出部５４３，５４４の車両後端が、固定部材５３の本体部５３１に溶接などによって固定されている。

次に、図５〜図７を参照し、車両の前部が障害物に衝突した際の作用について説明する。なお、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）にあっては、説明の便宜上、車体フレーム１０の図示を省略している。

図５に示すように、車両の前部と障害物との衝突に起因する衝突エネルギが衝撃吸収部１１に入力されると、前側連結部３０を介して衝撃吸収部１１に連結されているサスペンションメンバ２０にも衝突エネルギが入力される。すると、当該衝突エネルギに基づく荷重である第１の荷重Ｆ１が、サスペンションメンバ２０を介して後側連結部４０に加わる。

なお、このようにサスペンションメンバ２０に衝突エネルギが入力されると、当該衝突エネルギによってサスペンションメンバ２０のサイドメンバ部２１が変形することがある。具体的には、サイドメンバ部２１は、前側連結部３０よりも車両後側であって且つマウント装置５０よりも車両前側に位置する部位が下方に変位する態様で変形する。

また、衝突エネルギの入力によって衝撃吸収部１１が変形すると、エンジン１００にも衝突エネルギが入力されるようになり、エンジン１００が車両後方に移動する。図６（ａ）に示すように、このようにエンジン１００が車両後方に移動すると、同エンジン１００に固定されているブラケット５１も変位し始める。このようにブラケット５１が変位し始めると、ブラケット５１と振動部５２２との連結部位に負荷が加わり、当該連結部位が破断される。すると、図６（ｂ）に示すように、ブラケット５１が、エンジン１００と一体となって車両後方に移動し、突出部５４を介して固定部材５３の本体部５３１に当接する。

なお、図５及び図６（ｂ）に示すように、サスペンションメンバ２０において、マウント装置５０が取り付けられている部位である取付部位は、衝突エネルギの入力によって車両下方に変位している。これに対し、ブラケット５１は、マウント装置５０から離脱しているため、ブラケット５１の車両上下方向における位置は下方に変位していない。すなわち、固定部材５３に設けられている突出部５４が、ブラケット５１に対して相対的に車両下方に変位する。しかし、突出部５４は、固定部材５３の本体部５３１において比較的上側に固定されている。そのため、当該取付部位が車両下方に変位したとしても、エンジン１００に固定されているブラケット５１を、突出部５４を介して固定部材５３に当接させることができる。

このように突出部５４を介してブラケット５１が固定部材５３に当接すると、エンジン１００によってサスペンションメンバ２０が車両後方に押されるようになる。その結果、エンジン１００の車両後方への移動に伴う荷重である第２の荷重Ｆ２が、サスペンションメンバ２０に伝達されるようになる。すると、図７に示すように、サスペンションメンバ２０を車体フレーム１０に連結する後側連結部４０には、第１の荷重Ｆ１だけではなく、第２の荷重Ｆ２も加わる。その結果、図６（ｃ）及び図７に示すように、後側連結部４０の軸部材４２が変形し、その後、軸部材４２が破断される。

そして、後側連結部４０の軸部材４２が破断されると、後側連結部４０を介したサスペンションメンバ２０の車両後部と車体フレーム１０との連結が解消される。これにより、衝撃吸収部１１の変形に応じ、サスペンションメンバ２０が車両後方に変位するようになる。その結果、衝撃吸収部１１は、サスペンションメンバ２０に阻害されることなく変形することとなる。

以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）車両の前部で障害物との衝突が発生すると、後側連結部４０には、第１の荷重Ｆ１及び第２の荷重Ｆ２が加わる。このように後側連結部４０に加わる荷重の合計を大きくすることで、後側連結部４０の軸部材４２を破断させやすくなる。そして、後側連結部４０が破断すると、衝撃吸収部１１の変形に応じてサスペンションメンバ２０が車両後方に変位するようになる。そのため、車体フレーム１０の衝撃吸収部１１による衝突エネルギの吸収機能を十分に発揮させることができる。

（２）また、固定部材５３に突出部５４を設けていない場合と比較し、エンジン１００の車両後方への移動量が少ない段階で、エンジン１００の車両後方への移動に伴う第２の荷重Ｆ２が、固定部材５３及びサスペンションメンバ２０を介して後側連結部４０に加わるようになる。そのため、後側連結部４０を早期に破断させることができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・マウント装置５０は、固定部材５３ではなくブラケット５１に突出部を設けた構成であってもよい。この場合、車両前後方向において固定部材５３の本体部５３１と対向するブラケット５１の下部に突出部を設けることが好ましい。この構成では、上記衝撃エネルギの入力によってエンジン１００と共にブラケット５１が車両後方に変位すると、ブラケット５１が突出部を介して固定部材５３に当接し、結果として、第２の荷重Ｆ２が、マウント装置５０及びサスペンションメンバ２０を介して後側連結部４０に伝わるようになる。したがって、上記（１）及び（２）と同等の効果を得ることができる。

・マウント装置５０は、車両の前部と障害物との衝突時に互いに当接する突出部を、固定部材５３及びブラケット５１の双方に設けるようにしてもよい。この場合、上記衝撃エネルギの入力によってエンジン１００と共にブラケット５１が車両後方に変位すると、ブラケット５１及び固定部材５３の双方に設けられている突出部を介してブラケット５１が固定部材５３に当接するようになる。その結果、第２の荷重Ｆ２が、マウント装置５０及びサスペンションメンバ２０を介して後側連結部４０に伝わるようになる。したがって、こうした構成であっても、上記（１）及び（２）と同等の効果を得ることができる。

・マウント装置５０は、車両の前部と障害物との衝突に起因したエンジン１００の車両後方への移動によってブラケット５１と振動部５２２との連結部位に負荷が加わっても、当該連結部位が破断されない構成であってもよい。こうした場合であっても、エンジン１００の車両後方への移動に伴ってブラケット５１が車両後方に変位することにより、突出部５４を介してブラケット５１が固定部材５３に当接し、第２の荷重Ｆ２を後側連結部４０に付与することができる。したがって、上記（１）及び（２）と同等の効果を得ることができる。

・マウント装置５０は、ブラケット５１と振動部５２２とを繋ぐ連結部を備え、当該連結部は、規定値以上の負荷が加わった際にブラケット５１と振動部５２２との連結を解除する構成であってもよい。この場合、車両の前部と障害物との衝突に起因したエンジン１００の車両後方への移動によって規定値以上の負荷が連結部に加わると、ブラケット５１が、振動部５２２から分離され、エンジン１００と共に車両後方に移動するようになる。その結果、第２の荷重Ｆ２が後側連結部４０に加わり、同後側連結部４０が破断されることとなる。

１０…車体フレーム、１１…衝撃吸収部、２０…サスペンションメンバ、３０…前側連結部、４０…後側連結部、５０…マウント装置、５１…ブラケット、５２…振動減衰部、５３…固定部材、５４…突出部、１００…エンジン。

Claims (1)

1. 車両前部に衝撃吸収部が設けられている車体フレームと、サスペンションメンバと、前記サスペンションメンバの車両前部と前記衝撃吸収部とを連結する前側連結部と、エンジンよりも車両後側で前記サスペンションメンバと前記車体フレームとを連結する後側連結部と、前記エンジンよりも車両後方に位置し、前記サスペンションメンバに取り付けられるとともに、同エンジンを車両後側から支持するマウント装置と、を備え、
   前記マウント装置は、前記エンジンに固定されているブラケットと、同ブラケットを介して入力された前記エンジンからの振動を減衰させる振動減衰部と、同振動減衰部を前記サスペンションメンバに固定する固定部材と、を有し、
   前記ブラケットは、前記振動減衰部及び前記固定部材よりも車両前側に位置するとともに、車両前後方向において同固定部材と対向する部位を有し、
   前記ブラケットのうち、前記振動減衰部及び前記固定部材よりも車両前側に位置するとともに、車両前後方向において同固定部材と対向する部位が、前記エンジンに固定されており、
   前記固定部材と前記ブラケットとにおいて車両前後方向で互いに対向する各対向部位の少なくとも一方には、他方に向けて突出する突出部が設けられており、
   前記固定部材は、車両の前部と障害物との衝突に起因した前記エンジンの車両後方への移動によって前記ブラケットが車両後方に変位することで、前記突出部を介して同ブラケットと当接するようになっている、車両の下部構造。

Images