(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム間を連結して、２本のクロスメンバが前後方向に所定の間隔をおいて取り付けられ、該両クロスメンバ間の上方にエンジンが配設され、該両クロスメンバには、前輪サスペンションアームがブッシュを介して上下方向に揺動可能に取り付けられてなる自動車の前部構造において、
正面衝突時における衝撃荷重によるエンジンの後退を抑制しつつ、上記両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて上記衝撃荷重を吸収させるように、上記エンジンがエンジンマウントブラケットを介して上記両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分に取り付けられ、正面衝突時に、上記エンジンマウントブラケットと上記フロントサイドフレーム部分との結合および上記クロスメンバと上記フロントサイドフレームとの結合が解除され得るように構成されてなることを特徴とする自動車の前部構造。
【請求項２】
車体の前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム間を連結して、１本のクロスメンバが取り付けられてなるとともに、該クロスメンバの左右端部に一端をそれぞれ接合されて車体前方若しくは後方に延び、他端を上記フロントサイドフレームにそれぞれ接合された左右一対の前後メンバが設けられ、上記クロスメンバおよび上記前後メンバの上方にエンジンが配設され、該クロスメンバには、前輪サスペンションアームがブッシュを介して上下方向に揺動可能に取り付けられてなる自動車の前部構造において、
正面衝突時における衝撃荷重によるエンジンの後退を抑制しつつ、上記前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて上記衝撃荷重を吸収させるように、上記エンジンがエンジンマウントブラケットを介して上記前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分に取り付けられ、正面衝突時に、上記エンジンマウントブラケットと上記フロントサイドフレーム部分との結合および上記前後メンバ若しくは上記クロスメンバと上記フロントサイドフレームとの結合が解除され得るように構成されてなることを特徴とする自動車の前部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前部構造に関し、特に、正面衝突時におけるエンジンの車室側への後退に伴って発生する問題を解決した自動車の前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車車体における１つの形態として、車体の前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームが設けられるとともに、フロントサイドフレーム間を連結して、２本のクロスメンバが前後方向に所定の間隔をおいて取り付けられ、これら両クロスメンバ間の上方にエンジンが配設された構成を有するものがある。
【０００３】
また、自動車車体における別の形態として、車体の前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム間を連結して、１本のクロスメンバが取り付けられてなるとともに、このクロスメンバの左右端部に一端をそれぞれ接合されて車体前方若しくは後方に延び、他端を上記フロントサイドフレームにそれぞれ接合された左右一対の前後メンバが設けられ、上記クロスメンバおよび上記前後メンバの上方にエンジンが配設された構成を有するものもある。
【０００４】
また、例えば実開平４−９８６１５号公報に開示されているように、正面衝突時に、エンジンを含むパワープラントを下方へ脱落させて、前部車体構造部材の潰れスペースを確保し、これにより衝突エネルギを吸収するようにしたものも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、自動車の車内空間をなるべく大きくとりたいという要求から、車体の前方オーバーハングが短くなる傾向にあり、このため、正面衝突時の衝撃を吸収するのに充分なクラッシャブルゾーンが確保できないという問題があり、そこでエンジンを後退させて、両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分、若しくは上記前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて、衝突荷重を吸収するようにしている。
【０００６】
ところが、上述のように、正面衝突時にエンジンを後退させ、これに伴って両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分、若しくは上記前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて、衝突荷重を吸収するようにした構成では、エンジンの後退量が過大になった場合、ステアリングシャフトの前下方部もエンジンに押されて後退し、ステアリングシャフトに連結されているステアリングホイールが乗員に向かって後退したり、上方へ回動するように変位したりすることによって、乗員に対する安全性上、さらなる改善の余地が残されていた。
【０００７】
上述の事情に鑑み、本発明は、左右のフロントサイドフレーム間を連結して、２本のクロスメンバが前後方向に所定の間隔をおいて取り付けられ、これら両クロスメンバ間の上方にエンジンが配設された自動車の前部構造において、あるいは、左右のフロントサイドフレーム間を連結して、１本のクロスメンバが取り付けられているとともに、このクロスメンバの左右端部に一端をそれぞれ接合されて車体前方若しくは後方に延び、他端をフロントサイドフレームにそれぞれ接合された左右一対の前後メンバが設けられ、上記クロスメンバおよび上記前後メンバの上方にエンジンが配設された自動車の前部構造において、上記問題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載したように、左右一対のフロントサイドフレーム間を連結して、２本のクロスメンバが前後方向に所定の間隔をおいて取り付けられ、該両クロスメンバ間の上方にエンジンが配設され、該両クロスメンバには、前輪サスペンションアームがブッシュを介して上下方向に揺動可能に取り付けられてなる自動車の前部構造において、正面衝突時におけるエンジンの後退を抑制しつつ、両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて衝撃荷重を吸収させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
具体的には、エンジンがエンジンマウントブラケットを介して両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分に取り付けられ、正面衝突時に、エンジンマウントブラケットとフロントサイドフレーム部分との結合およびクロスメンバとフロントサイドフレームとの結合が解除され得るように構成すればよい。
【００１０】
さらに、本発明は、請求項２に記載したように、左右一対のフロントサイドフレーム間を連結して、１本のクロスメンバが取り付けられてなるとともに、このクロスメンバの左右端部に一端をそれぞれ接合されて車体前方若しくは後方に延び、他端をフロントサイドフレームにそれぞれ接合された左右一対の前後メンバが設けられ、上記クロスメンバおよび上記前後メンバの上方にエンジンが配設され、該クロスメンバには、前輪サスペンションアームがブッシュを介して上下方向に揺動可能に取り付けられてなる自動車の前部構造において、正面衝突時における衝撃荷重によるエンジンの後退を抑制しつつ、上記前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて衝撃荷重を吸収させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
具体的には、エンジンがエンジンマウントブラケットを介して上記前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分に取り付けられ、正面衝突時に、エンジンマウントブラケットとフロントサイドフレーム部分との結合および前後メンバ若しくはクロスメンバとフロントサイドフレームとの結合が解除され得るように構成すればよい。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、正面衝突時において、エンジンマウントブラケットとフロントサイドフレーム部分との結合を解除すること等によりエンジンの後退を抑制しつつ、両クロスメンバ間のフロントサイドフレーム部分、若しくは前後メンバに対向するフロントサイドフレーム部分を潰れ変形させて衝撃荷重を吸収させるようにした場合も、ステアリングホイールの後退ないしは変位を防止することができ、正面衝突時における乗員のさらなる安全を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両の下部構造の参考および実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の参考および実施の形態が適用される、後輪駆動車をベースとする四輪駆動車の前部車体構造を概略的に示す底面図、図２は同側面図、図３は同正面図である。
【００１５】
図において、車体１０の前部には、前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒが設けられるとともに、これらフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒ間を連結して、２本のクロスメンバ２，３が前後方向に所定の間隔をおいて取り付けられ、これら両クロスメンバ２，３間の上方にエンジン５が配設されており、エンジン５は、左右のエンジンマウントブラケット４，４を介して両クロスメンバ２，３間のフロントサイドフレーム部分に取り付けられている。また上記両クロスメンバ２，３には、前輪サスペンション装置のロアアーム６Ｌ，６Ｒの基端がブッシュを介して上下方向に揺動可能に取り付けられている。
【００１６】
エンジン５の後方にはトランスミッション機構７が取り付けられ、トランスミッション機構７の後端から後輪駆動用プロペラシャフト（図示は省略）が後方へ導出されているとともに、トランスミッション機構７の後端部から側方へ突出して設けられたトランスファ機構８から前方に導出された前輪駆動用プロペラシャフト９の前端が前輪ディファレンシャルギヤ機構１１に連結され、この前輪ディファレンシャルギヤ機構１１から左右に導出された前輪駆動軸１２Ｌ，１２Ｒによって、前輪１３Ｌ，１３Ｒが駆動されるようになっている。
【００１７】
ステアリングホイールＳＷと前輪操舵機構（図示は省略）とを連結しているステアリングシャフト１５には、３個のジョイントＪ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 が介装されている。
【００１８】
図４は、本発明の第１の参考の形態を示す斜視図、図５は図４の要部の拡大斜視図、図６および図７はそれぞれ、図５のVI−VI線， VII−VII 線に沿った断面図である。
【００１９】
ステアリングシャフト１５は後上方から前下方に向かって３個のジョイントＪ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 によって軸方向に４つの部分に分割されているとともに、第１ジョイントＪ1 と第２ジョイントＪ2 との間のシャフト部分１５ａは、エンジンルームと車室間を仕切るダッシュパネル１４を貫通し、かつこのダッシュパネル１４に設けられた支持ブラケット２２により回転自在に支持され、第２ジョイントＪ2 と第３ジョイントＪ3 との間のシャフト部分１５ｂは、支持ブラケット１６を介して車体に支持されている。
【００２０】
支持ブラケット１６は、図７に示すように、ベアリング１７を内蔵してシャフト部分１５ｂを回転自在に支持する円筒状のシャフト支持部１８と、このシャフト支持部１８に一体に設けられて車体に固定される固定部１９とからなり、固定部１９は、アウタ部材１ａとインナ部材１ｂからなる右側の（右ハンドル車の場合）フロントサイドフレーム１Ｒとサスペンションタワー２０との溶接部に固定されている。また、シャフト部分１５ｂには、このシャフト部分１５ｂの後退を防止するための歯止め部材２１が支持ブラケット１６のシャフト支持部１８の前方に隣接して固設されている。
【００２１】
本参考の形態においては、ステアリングシャフト部分１５ｂが、フロントサイドフレーム１Ｒとサスペンションタワー２０との溶接部、すなわち、強度的に強く、正面衝突時における後退変位の比較的少ない部位に支持ブラケット１６を介して支持されており、かつステアリングシャフト部分１５ｂの前下方に、構造的な脆弱部である第３ジョイントＪ3 が設けられ、さらに支持ブラケット１６と歯止め部材２１によって、後上方への移動を阻止されているので、正面衝突時にエンジン５が後退した場合でも、ステアリングホイールＳＷの後退は抑制されることになる。
【００２２】
図８は、本発明の第２の参考の形態を示す斜視図である。また、図９はその概略的平面図で、図９は正面衝突前の状態を、図９（ｂ）は正面衝突後の状態をそれぞれ示す。図１０は図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【００２３】
本参考の形態では、図９（ａ）に示すように、ダッシュパネル１４が、右側ダッシュパネル部１４ａと中央ダッシュパネル部１４ｂと、左側ダッシュパネル部１４ｃとに車幅方向に３分割されており、第１ジョイントＪ1 と第２ジョイントＪ2 との間のシャフト部分１５ａは、右側ダッシュパネル部１４ａ（右ハンドル車の場合）を貫通し、かつこのダッシュパネル部１４ａに設けられた支持ブラケット２２により回転自在に支持されている。
【００２４】
支持ブラケット２２は、図１０に示すように、ベアリング２３を内蔵してシャフト部分１５ａを回転自在に支持しており、シャフト部分１５ａには、シャフト部分１５ａの後退を防止するための歯止め部材２４が支持ブラケット２２の前方に隣接して固設されている。
【００２５】
本参考の形態においては、ダッシュパネル１４が車幅方向に３分割されているために、正面衝突時には、図９（ｂ）に示すように、エンジン５の後退に伴って、中央ダッシュパネル部１４ｂのみが両側のダッシュパネル部１４ｂ，１４ｃから分離して後退し得るように構成されている。また、ステアリングシャフト部分１５ａの前下方に、構造的な脆弱部である第２ジョイントＪ2 が設けられているので、正面衝突時にエンジン５が後退した場合でも、支持ブラケット２２を介してステアリングシャフト部分１５ａを支持している右側ダッシュパネル部１４ａは後退することなく、これによりステアリングホイールＳＷの後退を防止することができる。
【００２６】
図１１は本発明の第３の参考の形態を概略的に示す側面図で、例えばステアリングシャフト部分１５ｂの中間部をシャフト部分１５ｃとシャフト部分１５ｄとに２分割し、両シャフト部分１５ｃ，１５ｄの軸線を互いにずらし、両シャフト部分１５ｃ，１５ｄ間の回転伝達を、双方のシャフト部分１５ｃ，１５ｄの端部に設けたセレーションＳの噛合によって行なうようにしている。
【００２７】
このような構造にすれば、正面衝突時に前下方のシャフト部分１５ｄが後方へ移動した場合、両シャフト部分１５ｃ，１５ｄが容易に分離して、ステアリングホイールＳＷの変位を防止することができる。
【００２８】
図１２は本発明の第４の参考の形態を概略的に示す側面図で、例えばステアリングシャフト部分１５ｂの外周面に切り欠き２５を形成して、この部分を脆弱部とし、正面衝突時の衝撃によりこの部分が容易に変形するように構成して、ステアリングホイールＳＷの変位を防止したものである。
【００２９】
以上の参考例は、ステアリングシャフト１５自体あるいはステアリングシャフト１５の支持部に対策を施して、ステアリングホイールＳＷの後退ないしは変位を抑制するようにした場合であるが、以下に述べる実施の形態は、エンジン５の過大な後退を抑制することにより、エンジン５の後退に伴うステアリングホイールＳＷの後退ないしは変位を抑制するようにした場合である。
【００３０】
図１３は、本発明の第１の実施の形態を概念的に示す分解斜視図で、車体右側のフロントサイドフレーム１Ｒに、車幅方向に延びる前後のクロスメンバ２，３おとびエンジンマウントブラケット４がボルト締めによって取り付けられる状態を示す。また、図１４はそのエンジンマウントブラケット４の拡大平面図である。
【００３１】
本実施の形態においては、エンジンマウントブラケット４のフロントサイドフレーム１Ｒへの締結部に、図１４に示すように、車幅方向に延びる溝４ａを形成するとともに、前後に設けられる２個のボルト孔４ｂ，４ｂを、エンジンマウントブラケット４の前縁と溝４ａの後縁とにそれぞれ開口するように切り欠いたものである。他方のフロントサイドフレーム１Ｌに取り付けられるエンジンマウントブラケット４も同様の構成にする。なお、、図１３において、１ａは取付けボルト、１ｂは工具挿入孔である。
【００３２】
このような構成を有するエンジンマウントブラケット４を用いれば、正面衝突時の衝撃によりエンジン５が後退すると、エンジンマウントブラケット４，４とフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒとの結合が解除されるから、エンジン５は下方へ脱落し、エンジン５の過大な後退が抑制されるとともに、フロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒのクロスメンバ２，３間の部分を潰れスペースとして、正面衝突時の衝撃荷重を有効に吸収することができる。
【００３３】
なおこの場合、エンジン５の下方にはクロスメンバ２，３が存在しているために、エンジンマウントブラケット４，４とフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒとの結合を解除したのみではエンジン５は完全には落下しない。そこで、図１５（ａ）に概略的に示すように、フロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒのクロスメンバ２，３の締結部にラバー部材３０を固定するとともに、クロスメンバ２，３の両端部に、上記ラバー部材３０が嵌入する車体前方側へ開口する切り欠け３１を形成しておく。
【００３４】
クロスメンバ２，３のフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒに対する締結部を上記のように構成すれば、正面衝突時の衝撃荷重によりクロスメンバ２，３が後退することに伴って、ラバー部材３０が撓んで、図１５（ｂ）に示すように、クロスメンバ２，３をフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒから離脱させることが可能になるから、エンジン５を下方へ落下させることができる。
【００３５】
以上説明した本発明の第１〜第４の参考の形態および第１の実施の形態は、いずれも、左右のフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒ間を連結して、２本のクロスメンバ２，３が前後方向に所定の間隔をおいて取り付けられ、両クロスメンバ２，３間の上方にエンジン５が配設されている場合であるが、本発明は他のフレーム構造を有する自動車にも適用することができる。
【００３６】
すなわち、図１６に示すように、左右一対のフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒ間を連結して、１本のクロスメンバ２が取り付けられているとともに、このクロスメンバ２の左右端部に一端をそれぞれ接合されて車体後方に延び、他端をフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒにそれぞれ接合された左右一対の前後メンバ３５，３５が設けられ、クロスメンバ２および前後メンバ３５，３５の上方にエンジン５が配設される構成に対しても、上記第１〜第４の参考の形態を同様に適用することができること明らかである。なお、図１６に示す構成においては、図示は省略するが、前後メンバ３５，３５の前後端に、サスペンションアームが取り付けられるようになっている。
【００３７】
また、図１３に示す第１の実施の形態においては、前後のクロスメンバ２，３間のフロントサイドフレーム部分にエンジンマウントブラケット４，４が取り付けられているが、図１６に示す構成においては、前後メンバ３５，３５にそれぞれ対向するフロントサイドフレーム部分に、図１４に示すようなエンジンマウントブラケット４，４が取り付けられる。したがって、正面衝突の衝撃によりエンジン５が後退すると、エンジンマウントブラケット４，４とフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒとの結合が解除されるから、エンジン５は下方へ脱落し、エンジン５の過大な後退が抑制される。
【００３８】
さらに、前後メンバ３５，３５の後端部に形成されたフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒへの取付け部３５ａ，３５ａ、およびクロスメンバ２の両端部のフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒに対する締結部を、図１５と同様の、正面衝突時の衝撃荷重によりフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒとの結合が解除されるように構成することによって、エンジン５を完全に下方へ落下させることができる。
【００３９】
なお、図１６に示すフレーム構成では、前後メンバ３５，３５がクロスメンバ２の左右端部から後方へ延びてフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒに接合されているが、これに代えて、図１３に示す後方のクロスメンバ３に対応する位置に１本のクロスメンバを設けるとともに、このクロスメンバの左右端部から車体前方に延びてフロントサイドフレーム１Ｌ，１Ｒに接合される前後メンバを設けてもよい。その場合は、前後メンバ３５，３５の後端部がクロスメンバに接合されることになり、この接合部分に上記と同様に対策を施せばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される自動車の前部構造を概略的に示す底面図
【図２】  同  側面図
【図３】  同  正面図
【図４】  本発明の第１の参考の形態を示す斜視図
【図５】  図４の要部の拡大斜視図
【図６】  図５のVI−VI線線に沿った断面図
【図７】  図５の VII−VII 線に沿った断面図
【図８】  本発明の第２の参考の形態を示す斜視図
【図９】  同  概略的平面図
【図１０】  図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図１１】  本発明の第３の参考の形態を概略的に示す側面図
【図１２】  本発明の第４の参考の形態を概略的に示す側面図
【図１３】  本発明の第１の実施の形態を概念的に示す分解斜視図
【図１４】  図１３のエンジンマウントブラケットの拡大平面図
【図１５】  同  クロスメンバのフロントサイドフレームに対する締結部の構成を概略的に示す平面図
【図１６】  本発明が適用される他のフレーム構造を示す分解斜視図
【符号の説明】
１Ｌ，１Ｒ    フロントサイドフレーム
２，３    クロスメンバ
４    エンジンマウントブラケット
５    エンジン
１４    ダッシュパネル
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ    ダッシュパネル部分
１５    ステアリングシャフト
１５ａ，１５ｂ    ステアリングシャフト部分
１６，２２    支持ブラケット
１７，２３    ベアリング
２１，２４    歯止め部材
３０    ラバー部材
３５    前後メンバ
【図１】
0003724044.tif 000002
【図２】
0003724044.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003724044.tif 000012
【図１２】
0003724044.tif 000013
【図１３】
0003724044.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003724044.tif 000016
【図１６】
0003724044.tif 000017