JP6919591B2 - 車両前部構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両前部構造、特に、コンパートメントクロスメンバをボデーに接続する接続ブラケットを含む車両前部構造に関する。
近年、モータを駆動源とする電気自動車が多く用いられている。電気自動車では、駆動用のモータは電力制御装置（ＰＣＵ）等と共に車両前方に配置されたコンパートメントの中に格納される。モータ等のパワーユニットをコンパートメントの中に搭載する構造として、左右のフロントサイドメンバの間に掛け渡したフロントクロスメンバ、コンパートメントクロスメンバ、サスペンションメンバに防振ゴムを含むマウントを介してモータを搭載し、コンパートメントクロスメンバの上にＰＣＵ等を搭載する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５−８９７５０号公報
ところで、近年、コンパートメントクロスメンバにモータ、ＰＣＵ、充電器等を搭載し、これらの機器を搭載したコンパートメントクロスメンバをボデーに搭載することにより、各機器を一括してボデーに搭載する構造が検討されている。この構造の場合、各機器の重量はすべてコンパートメントクロスメンバに掛かることになるので、コンパートメントクロスメンバとボデーとの接続強度を大きくする必要がある。このため、接続ブラケットによってコンパートメントクロスメンバとホイールハウスのエプロン部とを接続する必要がある。
ところが、コンパートメントクロスメンバと板金製のエプロン部とを接続すると、コンパートメントクロスメンバに搭載されたモータやギヤから発生する振動が接続ブラケットを通してエプロン部から車室内に伝搬し、車室内の騒音が大きくなってしまう場合がある。この対策として、ゴムマウントを介してモータ等をコンパートメントクロスメンバに取り付けることも考えられるが、構造が複雑になってしまうという問題があった。
そこで、本発明は、簡便な構成で車室内の騒音を抑制することを目的とする。
本発明の車両前部構造は、車両前部の車両幅方向両側に配置されて車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、左右の前記フロントサイドメンバの間に配置され、パワーユニットが搭載されるコンパートメントクロスメンバと、前記フロントサイドメンバの車両上下方向上側で、ホイールハウスのフロントサスペンションタワーより車両前後方向前側部分であるエプロン部と、前記コンパートメントクロスメンバと前記フロントサイドメンバと前記エプロン部とを接続する接続ブラケットと、を備える車両前部構造であって、前記接続ブラケットは、前記コンパートメントクロスメンバと前記フロントサイドメンバとを接続するベースと、前記ベースから前記エプロン部に向かって車両上下方向上側に延びて前記エプロン部に接続されるアームとを有し、前記アームは、車両前後方向に延びる溝形の折り曲げ部を有すること、を特徴とする。
アーム部に設けた溝形の折り曲げ部の変形によってコンパートメントクロスメンバからエプロン部に伝達される騒音の原因となる振動を吸収し、コンパートメントクロスメンバからエプロン部への騒音の原因となる振動が伝達されることを抑制できる。
本発明の車両前部構造において、前記折り曲げ部は、台形断面、半円形断面又は山形断面の溝形としてもよい。
このような簡便な構成の折り曲げ部によって振動を吸収するので、簡便な構成で車室内の騒音を抑制できる。
本発明は、簡便な構成で車室内の騒音を抑制することができる。
実施形態の車両前部構造の斜視図である。 実施形態の車両前部構造の立面図である。 パワーユニットの分解斜視図である。 接続部ブラケットの斜視図である。 パワーユニットを搭載したコンパートメントクロスメンバに変速機に起因した振動が発生した際の接続ブラケットの変形を示す立面図である。
以下、図面を参照しながら実施形態の車両前部構造１００について説明する。図１、図２に示すように、車両前部構造１００は、車両前部のコンパートメント５０の内部に取り付けられるフロントサイドメンバ２１と、コンパートメントクロスメンバ１６と、エプロン部２４と、接続ブラケット３０とで構成される。なお、図中の左右は、車両の後側から前方を見た際の左右方向を示している。
図１に示すように、フロントサイドメンバ２１は、コンパートメント５０の内部の車両幅方向両側に配置されて車両前後方向に延びる角型閉断面構造の強度部材である。図２に示すように、フロントサイドメンバ２１の内部には、接続ブラケット３０を締結する締結ボルト４３がねじ込まれるナット２５が溶接固定されている。
図３に示すように、コンパートメントクロスメンバ１６は、モータユニット１１とパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１２と充電器１３とで構成されるパワーユニット１０が搭載される扁平の開放箱型で中央に車両上下方向に貫通する開口が設けられているベース部材である。モータユニット１１は、モータ１１ａと変速機１１ｂとを組み合わせたもので、左右のモータマウント１４、１５のモータ側締結部１４ａ、１５ａをボルトでモータ１１ａに締結し、メンバ側締結部１４ｂ、１５ｂをコンパートメントクロスメンバ１６にボルトで締結することによりコンパートメントクロスメンバ１６の車両上下方向下側に取り付けられている。ＰＣＵ１２と、充電器１３とは、ボルトでコンパートメントクロスメンバ１６の車両上下方向上側の面に取り付けられている。コンパートメントクロスメンバ１６の左右端には、それぞれ２本ずつ接続ブラケット３０との締結ボルト１７が取り付けられている。締結ボルト１７は、ボルトの頭がコンパートメントクロスメンバ１６の下側に溶接されており、ねじ部がコンパートメントクロスメンバ１６の上面から突出している。
図１、図２に示すように、エプロン部２４は、フロントサイドメンバ２１の車両上下方向上側で、ホイールハウス２３のフロントサスペンションタワー２２より車両前後方向前側部分である。図２に示すように、エプロン部２４は板金製で、内部に接続ブラケット３０との締結ボルト２６が取り付けられている。締結ボルト２６は頭がエプロン部２４のホイール収容部２７の側に溶接されており、ねじ部がエプロン部２４のコンパートメント５０の側に突出している。
図４に示すように、接続ブラケット３０は、ベース３１とアーム３４とを有している。ベース３１は、表面に補強リブ３１ａが形成された平板状部材である。ベース３１の車両外側部分にはフロントサイドメンバ２１との締結ボルト４３を通す穴３２が設けられており、車両内側部分にはコンパートメントクロスメンバ１６に固定された締結ボルト１７のねじ部を通す穴３３が設けられている。また、ベース３１の車両内側の中央には、肉抜き穴４０が開けられている。
アーム３４は、車両内側に凸の溝形断面で、ベース３１から車両上下方向上側に延びる根元部３４ａと、根元部３４ａの車両内側の面から車両上下方向上側にエプロン部２４に向かって延びる板状の先端部３４ｂとで構成される。アーム３４の先端部３４ｂには、車両前後方向に延びる溝形の折り曲げ部３６が形成されている。折り曲げ部３６は、平板を台形断面の溝形に折り曲げ成形したものである。折り曲げ部３６の先端側は平板状の取り付け部３８につながっており、取り付け部３８には、エプロン部２４に固定された締結ボルト２６のねじ部を通す穴３９が設けられている。
パワーユニット１０が搭載されたコンパートメントクロスメンバ１６は、以下に述べるように、コンパートメント５０の内部に搭載される。まず、図４に示す接続ブラケット３０の先端部３４ｂの穴３９を図２に示すようにエプロン部２４に固定された締結ボルト２６に通し、図４に示す接続ブラケット３０のベース３１の車両外側の穴３２を図２に示すようにフロントサイドメンバ２１に固定されたナット２５の位置に合わせる。そして、図１、図２に示すように、ナット４４を締結ボルト２６にねじ込んで接続ブラケット３０の先端部３４ｂをエプロン部２４に締結する。また、締結ボルト４３を接続ブラケット３０の車両内側の穴３３に通してフロントサイドメンバ２１の内部に固定されたナット２５にねじ込んで接続ブラケット３０をフロントサイドメンバ２１に締結する。
図３に示すように、パワーユニット１０が搭載されたコンパートメントクロスメンバ１６を図１、図２に示すように、左右のフロントサイドメンバ２１の間に配置し、コンパートメントクロスメンバ１６に固定された締結ボルト１７の位置をフロントサイドメンバ２１に締結されている接続ブラケット３０の車両内側の穴３３の位置に合わせる。そして、コンパートメントクロスメンバ１６を引き上げて締結ボルト１７を接続ブラケット３０の穴３３に通し、上側からナット４２を締結ボルト１７にねじ込んで接続ブラケット３０とコンパートメントクロスメンバ１６とを締結する。
このように、接続ブラケット３０で、パワーユニット１０が搭載されたコンパートメントクロスメンバ１６とフロントサイドメンバ２１とエプロン部２４とを接続することにより、パワーユニット１０が搭載されたコンパートメントクロスメンバ１６がコンパートメント５０の内部に搭載される。
接続ブラケット３０のベース３１はコンパートメントクロスメンバ１６とフロントサイドメンバ２１とに締結されてパワーユニット１０が搭載されたコンパートメントクロスメンバ１６の荷重をフロントサイドメンバ２１に伝達し、アーム３４はエプロン部２４に締結されて走行によるパワーユニット１０の上下方向の振動を抑制する。
一方、モータユニット１１が駆動すると、変速機１１ｂから走行による上下振動よりも周波数の高い振動が発生する。この振動によりコンパートメントクロスメンバ１６が微小に上下方向に振動するとその振動がアーム３４から板金製のエプロン部２４を通して車室に伝播し、ギヤノイズとして認識される場合がある。
そこで、本実施形態の接続ブラケット３０は、アーム３４の先端部３４ｂに平板を台形断面の溝形に折り曲げ成形した折り曲げ部３６を設け、折り曲げ部３６の変形により変速機１１ｂからの周波数の高い振動を吸収し、この振動がエプロン部２４に伝達されることを抑制するようにしている。
図５に示すように、パワーユニット１０を搭載したコンパートメントクロスメンバ１６に変速機１１ｂに起因した周波数の高い上下振動が発生した場合、コンパートメントクロスメンバ１６の上下振動により接続ブラケット３０のベース３１が上下方向に振動する。図５中に一点鎖線で示すように、ベース３１が上方向に移動するとエプロン部２４に締結されている取り付け部３８と先端部３４ｂの下端３７との間で折り曲げ部３６が押しつぶされるように変形する。また、図５中に破線で示すように、ベース３１が下方向に移動すると取り付け部３８と先端部３４ｂの下端３７との間で折り曲げ部３６が引き伸ばされるように変形する。この折り曲げ部３６の変形により、変速機１１ｂからの周波数の高い振動が吸収され、この振動がエプロン部２４に伝達されることを抑制できる。これにより、車室内のギヤノイズを低減することができる。図５においては、説明のため上下方向の振幅を大きく表示しているが、実際に変速機１１ｂの振動に起因するコンパートメントクロスメンバ１６の上下振動の振幅は、非常に小さなものである。
なお、折り曲げ部３６は、変速機１１ｂに起因する周波数の高い振動を吸収しつつ、これよりも周波数の低い振動はエプロン部２４に伝達してその振動を抑制できるように、折り曲げ高さ、折り曲げ幅が規定されている。このため、接続ブラケット３０は、パワーユニット１０が搭載されたコンパートメントクロスメンバ１６の走行による上下方向の振動荷重をエプロン部２４に伝達して、走行中のコンパートメントクロスメンバ１６の上下振動を抑制することができる。
以上説明した実施形態の車両前部構造１００では、折り曲げ部３６は、平板を台形断面の溝形に折り曲げ成形したものとして説明したが、これに限らず、平板を半円形断面又は山形断面に折り曲げ成形したものとしてもよい。この場合、半円形の半径、山形の山の高さは、変速機１１ｂによる周波数の高い振動を吸収しつつ、これよりも周波数の低い振動はエプロン部２４に伝達してその振動を抑制できるように構成されていればよい。
以上説明したように、実施形態の車両前部構造１００は、コンパートメントクロスメンバ１６とフロントサイドメンバ２１とエプロン部２４とを接続する接続ブラケット３０のエプロン部２４に接続されるアーム３４に、車両前後方向に延びる溝形の折り曲げ部３６を設けるという簡便な構成で車室の騒音を低減することができる。
１０ パワーユニット、１１ モータユニット、１１ａ モータ、１１ｂ 変速機、１２ ＰＣＵ、１３ 充電器、１４，１５ モータマウント、１４ａ，１５ａ モータ側締結部、１４ｂ，１５ｂ メンバ側締結部、１６ コンパートメントクロスメンバ、１７，２６，４３ 締結ボルト、２１ フロントサイドメンバ、２２ フロントサスペンションタワー、２３ ホイールハウス、２４ エプロン部、２５，４２，４４ ナット、２７ ホイール収容部、３０ 接続ブラケット、３１ ベース、３１ａ 補強リブ、３２，３３，３９ 穴、３４ アーム、３４ａ 根元部、３４ｂ 先端部、３６ 折り曲げ部、３７ 下端、３８ 取り付け部、４０ 肉抜き穴 ４２，４４ ナット、５０ コンパートメント、１００ 車両前部構造。

Claims (2)

  1. 車両前部の車両幅方向両側に配置されて車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
    左右の前記フロントサイドメンバの間に配置され、パワーユニットが搭載されるコンパートメントクロスメンバと、
    前記フロントサイドメンバの車両上下方向上側で、ホイールハウスのフロントサスペンションタワーより車両前後方向前側部分であるエプロン部と、
    前記コンパートメントクロスメンバと前記フロントサイドメンバと前記エプロン部とを接続する接続ブラケットと、を備える車両前部構造であって、
    前記接続ブラケットは、前記コンパートメントクロスメンバと前記フロントサイドメンバとを接続するベースと、前記ベースから前記エプロン部に向かって車両上下方向上側に延びて前記エプロン部に接続されるアームとを有し、
    前記アームは、車両前後方向に延びる溝形の折り曲げ部を有すること、
    を特徴とする車両前部構造。
  2. 請求項１に記載の車両前部構造であって、
    前記折り曲げ部は、台形断面、半円形断面又は山形断面の溝形であること、
    を特徴とする車両前部構造。
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