(57)【要約】【課題】クロスメンバが車両後方に移動してダッシュパネルに当接したときにダッシュパネルの変形量を低減できる、車両前部構造の提供。【解決手段】クロスメンバ３０の開き断面部３３に、車両前後方向の変形を誘発させる変形誘発ビード３６が車両幅方向に延びて設けられているため、バリア侵入によりクロスメンバ３０が車両後方に移動してダッシュパネル４８に当接したときに、クロスメンバ３０が比較的容易に車両前後方向に潰れる変形をする。そのため、ダッシュパネル４８の変形量を低減させることができる。特に、開き断面形状となっている開き断面部３３に変形誘発ビード３６が設けられているため、閉じ断面形状となっている部位に変形誘発ビードを設ける場合よりも、クロスメンバ３０を効率よく変形させることができる。【選択図】        図４
2020079038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両幅方向に間隔をおいて車両前後方向に延びて設けられる左右一対のサイドメンバと、
車両幅方向に延びており、前記一対のサイドメンバに固定され、モータおよび／または補機類を支持するクロスメンバと、
を有する車両前部構造であって、
前記クロスメンバは、車両幅方向の少なくとも一部に車両幅方向と直交する断面視で開き断面形状とされた開き断面部を有しており、該開き断面部に、車両前後方向の変形を誘発させる変形誘発ビードが車両幅方向に延びて設けられている、車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車、内燃機関とモータとのハイブリッド自動車などにおいて、モータやその他補機類（インバータ等）を支持するクロスメンバを有する、車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２０１８−１１４７８５号公報）は、車両幅方向に延びており車両幅方向と直交する断面視で閉じ断面とされているクロスメンバを有し、該クロスメンバがその下方にあるモータユニット、その上方にある補機類（インバータ及び充電器）を支持する構造を開示している。
【０００３】
しかし、上記特許文献１開示の構造には、つぎの問題点がある。
クロスメンバは、閉じ断面とされているため比較的高剛性である。そのため、車両前面衝突試験時のバリア侵入により、クロスメンバが形状を維持したまま車両後方に移動してクロスメンバの後方にあるダッシュパネルに当接したときに、ダッシュパネルの変形量が増大するおそれがある。
【０００４】
ところで、特許文献２（特開２００５−２５５０７０号公報）に、モータや補機類を支持するクロスメンバに関する技術ではないが、図６に示すように、左右のサスペンションを支持するサスペンションクロスメンバ１にビード２ａを設ける技術が開示されている。そして、ビード２ａを設けることで、サスペンションクロスメンバ１が車両後方に移動してダッシュパネル４に当接しても、ビード２ａが車両前後方向に縮合されることで、ダッシュパネル４の損壊を抑制している。
【０００５】
しかし、特許文献２開示の技術では、サスペンションクロスメンバ１が車両幅方向と直交する断面視で、ビード２ａによる脆弱部２を有するだけでなく、閉じ断面部３を有している。そのため、依然としてサスペンションクロスメンバ１の剛性が高く、サスペンションクロスメンバ１がダッシュパネル４に当接したときに、ダッシュパネル４の変形量が増大するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１１４７８５号公報
【特許文献２】特開２００５−２５５０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、クロスメンバが車両後方に移動してダッシュパネルに当接したときにダッシュパネルの変形量を低減できる、車両前部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）車両幅方向に間隔をおいて車両前後方向に延びて設けられる左右一対のサイドメンバと、
車両幅方向に延びており、前記一対のサイドメンバに固定され、モータおよび／または補機類を支持するクロスメンバと、
を有する車両前部構造であって、
前記クロスメンバは、車両幅方向の少なくとも一部に車両幅方向と直交する断面視で開き断面形状とされた開き断面部を有しており、該開き断面部に、車両前後方向の変形を誘発させる変形誘発ビードが車両幅方向に延びて設けられている、車両前部構造。
【発明の効果】
【０００９】
上記（１）の車両前部構造によれば、つぎの効果を得ることができる。
クロスメンバの開き断面部に、車両前後方向の変形を誘発させる変形誘発ビードが車両幅方向に延びて設けられているため、車両前面衝突試験時のバリア侵入により、クロスメンバが車両後方に移動してクロスメンバの後方にあるダッシュパネルに当接したときに、クロスメンバが比較的容易に車両前後方向に潰れる変形をする。そのため、ダッシュパネルの変形量を低減させることができる。特に、開き断面形状となっている開き断面部に変形誘発ビードが設けられているため、閉じ断面形状となっている部位に変形誘発ビードを設ける場合よりも、クロスメンバを効率よく変形させることができる。
【００１０】
したがって、変形誘発ビードが設けられる開き断面部を、ダッシュパネルに干渉すると予測されるクロスメンバ部位に設定しておくことで、衝突試験時におけるダッシュパネルの変形量を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明実施例の車両前部構造とその近傍を示す平面図である。
【図２】本発明実施例の車両前部構造とその近傍を示す正面図である。
【図３】本発明実施例の車両前部構造における、クロスメンバの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。ただし、図面の明瞭化のためにクロスメンバのみ断面表示を付しその他は省略してある。
【図５】本発明実施例の車両前部構造とその近傍の、（ａ）衝突前、（ｂ）衝突後を示す概略下面図である。
【図６】従来の車両前部構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明実施例の車両前部構造を説明する。なお、図中、ＦＲは前方（車両前方）を示し、ＵＰは上方（車両上方）を示す。また、Ｗは車両幅方向を示す。
【００１３】
本発明実施例の車両前部構造１０は、図１、図２に示すように、車両幅方向に間隔をおいて車両前後方向（前後方向）に延びて設けられる左右一対のサイドメンバ２０と、車両幅方向に延びており一対のサイドメンバ２０に固定されるクロスメンバ３０と、を有する。
【００１４】
サイドメンバ２０は、フロントサイドメンバであり、車両の左右両側に設けられている。サイドメンバ２０は、延び方向（車両前後方向）と直交する断面形状（横断面形状）が矩形などの閉じ断面形状とされた車両の骨格部材である。サイドメンバ２０の車両前側端部またはその近傍には、図示略のラジエータを支持するラジエータサポート４０がブラケット４０ａを介して取付けられている。また、サイドメンバ２０の車両後側端部またはその近傍には、サスペンションタワー４２の下端部が接合されている。サスペンションタワー４２は、車両の前輪を支持する図示略のフロントサスペンションを覆うようにして形成されており、サスペンションタワー４２の上壁４２ａに図示略のフロントサスペンションの上端部が締結固定されている。
【００１５】
図５の（ａ）に示すように、サイドメンバ２０の車両前側には、クラッシュボックス４４を介して車両幅方向に延びるバンパリンフォース４６が取付けられている。クラッシュボックス４４は、車両前後方向の衝撃荷重を受けたときに軸圧縮変形してエネルギーを吸収するために設けられている。バンパリンフォース４６は、車両幅方向の中央部４６ａが車両幅方向両端部４６ｂよりも車両前側に位置するように平面視で湾曲した形状となっている。
【００１６】
また、サイドメンバ（フロントサイドメンバ）２０の車両後側は、ダッシュパネル４８に接合されている。ダッシュパネル４８は、フロアパネル５０の車両前側の端部から上方に立ち上がって設けられており、客室（キャビン）とエンジンコンパートメント５２とを車両前後方向に隔てている。なお、エンジンコンパートメント５２は、後述するようにモータ６０が配設される空間であるため、モータコンパートメントまたはモータルームといってもよい。
【００１７】
図１、図２に示すように、クロスメンバ３０は、モータ（モータジェネレータ）６０および／または補機類７０が支持されるエンジンコンパートメントクロスメンバ（モータコンパートメントクロスメンバといってもよい）である。そのため、図示略のフロントサスペンションを支持するサスペンションクロスメンバとは異なる部品である。本発明図示例では、クロスメンバ３０に、モータ６０と補機類７０の両方が支持される場合を示している。なお、補機類７０は、モータ６０を駆動させるのに必要な機器であり、特に限定されるものではないが、たとえば図示略のバッテリからモータ６０への電力を制御するインバータである。
【００１８】
クロスメンバ３０は、左右一対のサイドメンバ２０の車両前後方向中間部同士の間で、車両幅方向に延びて設けられている。クロスメンバ３０は、延び方向（車両幅方向）の両端部で、一対のサイドメンバ２０に直接またはブラケット３１を介してそれぞれ固定されている。クロスメンバ３０の上下方向位置は、固定されるサイドメンバ２０の上下方向位置と同じか略同じであり、エンジンコンパートメント５２内でクロスメンバ３０の下方および上方にそれぞれスペースＳ１，Ｓ２がある。
【００１９】
モータ６０は、クロスメンバ３０の下方のスペースＳ１に配設されている。図４に示すように、モータ６０は、モータマウント６１を介してクロスメンバ３０に支持されている。なお、図４では、モータマウント６１のみを示しモータ６０は図示を省略している。モータ６０は、モータマウント６１がボルト６２を用いてクロスメンバ３０に締結固定されることで、クロスメンバ３０に支持されている。ボルト６２は、クロスメンバ３０の車両幅方向の両端部近傍のそれぞれに、前側ボルト６２ａと、前側ボルト６２ａから車両後方に間隔をおいて設けられる後側ボルト６２ｂと、を有する。このため、モータ６０は、クロスメンバ３０に前後左右の４点６０ａ（図３参照）でボルト締結される。
なお、図４において、符号６３は、クロスメンバ３０とモータマウント６１（モータ６０）との上下方向間に隙間Ｓ３を形成するスペーサとして働くカラーである。また、符号６４は、ワッシャである。
【００２０】
図２に示すように、補機類（インバータ）７０は、クロスメンバ３０の上方のスペースＳ２に配設されている。補機類７０は、ボルト７１を用いてクロスメンバ３０に締結固定されている。図３に示すように、補機類７０もクロスメンバ３０に前後左右の４点７０ａでボルト締結されている。なお、クロスメンバ３０に対する補機類７０のサイズが大きく、締結点７０ａがクロスメンバ３０から車両前後方向に外れる場合には、締結点確保のために、クロスメンバ３０に車両前後方向に突出する突出片３２が設けられていてもよい。
【００２１】
図４に示すように、クロスメンバ３０は、車両幅方向と直交する断面視（横断面視）で、閉じ断面形状とされた部分を有さずに全体にわたって開き断面形状とされた、開き断面部３３を有する。開き断面部３３は、クロスメンバ３０の車両幅方向（延び方向）の全域にわたって連続して設けられている。すなわち、クロスメンバ３０は、車両幅方向（延び方向）の全体にわたって開き断面形状となっている。ただし、開き断面部３３は、クロスメンバ３０の車両幅方向（延び方向）の少なくとも一部に設けられていればよい。
【００２２】
開き断面部３３において、クロスメンバ３０は、車両幅方向の剛性を高めるために、車両前後方向の両端部に下方に折れ曲がって延びるフランジ部３４，３４を有する。そのため、クロスメンバ３０は、下方向に開放する開き断面形状となっている。
【００２３】
車両前後方向で両フランジ部３４，３４の間は、車両前後方向に延びる一枚構成の板状部３５とされている。板状部３５にモータ６０と補機類７０が締結固定されている。板状部３５の車両前後方向中間部には、車両前後方向の荷重がクロスメンバ３０にかかったときにクロスメンバ３０の車両前後方向の変形を誘発させる、変形誘発ビード３６が設けられている（形成されている）。
【００２４】
図３に示すように、変形誘発ビード３６は、モータ６０のクロスメンバ３０への４点の締結点６０ａのうちの前側２点と後側２点の車両前後方向間に設けられており、補機類７０のクロスメンバ３０への４点の締結点７０ａのうちの前側２点と後側２点の車両前後方向間に設けられている。
【００２５】
変形誘発ビード３６は、車両幅方向に延びて設けられており、開き断面部３３の車両幅方向の全域にわたって連続して設けられている。なお、図示例では、開き断面部３３がクロスメンバ３０の車両幅方向の全域にわたって連続して設けられているため、変形誘発ビード３６もクロスメンバ３０の車両幅方向の全域にわたって連続して設けられている。変形誘発ビード３６は、図示例では１個（１本）のみ設けられているが、車両前後方向に互いに異なる位置に複数個（複数本）設けられていてもよい。
【００２６】
図４に示すように、変形誘発ビード３６は、板状部３５の車両前後方向中間部を下方に凹ませた形状となっている。変形誘発ビード３６が板状部３５の車両前後方向中間部を上方に凸状となるようにして形成されていない理由は、変形誘発ビード３６がクロスメンバ３０上の補機類７０と干渉することを抑制するためである。下方に凹ませた形状の変形誘発ビード３６は、クロスメンバ３０とモータマウント６１（モータ６０）との間の隙間Ｓ３内に位置しており、変形誘発ビード３６がモータマウント６１（モータ６０）と干渉することが抑制されている。
【００２７】
変形誘発ビード３６が板状部３５の車両前後方向中間部を下方に凹ませた形状となっているため、変形誘発ビード３６は、クロスメンバ３０の車両前後方向の剛性を低下させるものであり、クロスメンバ３０の車両幅方向の剛性（上下方向の剛性）を向上させるものである。
【００２８】
変形誘発ビード３６は、上下方向に延びるビード前側壁３６ａと、ビード前側壁３６ａより車両後方にありビード前側壁３６ａと平行または略平行とされたビード後側壁３６ｂと、ビード前側壁３６ａの下端部とビード後側壁３６ｂの下端部同士をつなぐ車両前後方向に延びるビード底壁３６ｃと、を有する。そのため、変形誘発ビード３６は、上方に開放する断面コ字状（またはＵ字状）となっている。
【００２９】
図５の（ａ）、（ｂ）は、車両前面衝突試験時における衝突前と衝突後を示している。なお、車両前面衝突試験は、クロスメンバ３０が図示略のバリア（衝突バリア）の侵入により車両後方に移動する衝突試験であれば特に限定されるものではなく、フルラップ前面衝突試験であってもよく、オフセット前面衝突試験であってもよく、斜め前方からバリアが侵入してくる斜め衝突試験であってもよい。
【００３０】
図５の（ｂ）に示すように、衝突試験時、侵入してきた図示略のバリアにより、バンパリンフォース４６が車両後方に押され、クラッシュボックス４４が軸圧縮変形する（潰れる）とともに、サイドメンバ２０にも荷重がかかりサイドメンバ２０が座屈を伴って塑性変形する。そして、サイドメンバ２０に取付けられているクロスメンバ３０が、車両後方に移動し、クロスメンバ３０の車両後方にあるダッシュパネル４８に当接する。
【００３１】
ここで、クロスメンバ３０には、クロスメンバ３０の開き断面部３３に車両前後方向の変形を誘発させる変形誘発ビード３６が車両幅方向に延びて設けられており、クロスメンバ３０の車両前後方向の剛性が低下されている。そのため、バリア侵入により、クロスメンバ３０が車両後方に移動してダッシュパネル４８に当接したときに、変形誘発ビード３６によりクロスメンバ３０が車両前後方向の全体にわたって潰れる変形をする。すなわち、クロスメンバ３０がダッシュパネル４８によって押されてダッシュパネル４８から逃げる方向に変形する。
【００３２】
つぎに、本発明実施例の効果を説明する。
【００３３】
（Ａ）クロスメンバ３０の開き断面部３３に、車両前後方向の変形を誘発させる変形誘発ビード３６が車両幅方向に延びて設けられているため、衝突試験時であってクロスメンバ３０が車両後方に移動してダッシュパネル４８に当接したとき、クロスメンバ３０が比較的容易に車両前後方向に潰れる変形をする。そのため、衝突エネルギーの少なくとも一部を吸収できるだけでなく、ダッシュパネル４８との接触面積を増大化させることができる。よって、ダッシュパネル４８の変形量を低減させることができる。特に、開き断面形状となっている開き断面部３３に変形誘発ビード３６が設けられているため、閉じ断面形状となっている部位に変形誘発ビード３６を設ける場合よりも、クロスメンバ３０を効率よく変形させることができる。したがって、変形誘発ビード３６が設けられる開き断面部３３を、ダッシュパネル４８に干渉すると予測されるクロスメンバ３０部位に設定しておくことで、衝突試験時におけるダッシュパネル４８の変形量を効果的に低減できる。
【００３４】
（Ｂ）変形誘発ビード３６が設けられる開き断面部３３が、クロスメンバ３０の車両幅方向（延び方向）の全域にわたって連続して設けられている場合、クロスメンバ３０の車両幅方向（延び方向）のいずれの部位でダッシュパネル４８に当接しても、クロスメンバ３０を車両前後方向に比較的容易に潰れさせることができる。よって、衝突試験の種類によらず、クロスメンバ３０がダッシュパネル４８に当接したときにおけるダッシュパネル４８の変形量を効果的に低減できる。
【００３５】
（Ｃ）変形誘発ビード３６が板状部３５の車両前後方向中間部を下方に凹ませた形状となっているため、変形誘発ビード３６により、クロスメンバ３０の車両幅方向の剛性（上下方向の剛性）を向上させることができる。よって、クロスメンバ３０が開き断面形状となっている開き断面部３３を有する場合であっても（閉じ断面形状を有する場合に比べて
車両幅方向の剛性が低下している場合であっても）、モータ６０や補機類７０（重量物）をクロスメンバ３０にて支持する際のクロスメンバ３０の剛性を確保（担保）することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  車両前部構造
２０  サイドメンバ
３０  クロスメンバ
３１  ブラケット
３３  開き断面部
３４  フランジ
３５  板状部
３６  変形誘発ビード
４０  ラジエータサポート
４２  サスペンションタワー
４４  クラッシュボックス
４６  バンパリンフォース
４８  ダッシュパネル
５０  フロアパネル
５２  エンジンコンパートメント
６０  モータ
６０ａ  モータのクロスメンバへの締結点
６１  モータマウント
７０  補機類
７０ａ  補機類のクロスメンバへの締結点
Ｓ１，Ｓ２  スペース
Ｓ３  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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