(57)【要約】 【課題】  オフセット衝突時に衝撃荷重を効果的に吸収することができる車体構造を提供する。【解決手段】  車両１１の前後方向に伸び、該車両の幅方向に互いに間隔をおいて配置された一対のサイドメンバ１２と、該各サイドメンバの前部１３を補強するために該前部に支持され、車両１１のエンジン２３を支持するためのサブフレーム１６とを備える。エンジン２３のハウジング２４の前面２４ａには、一方のサイドメンバ１２が車両１１の前方から衝撃を受けたときにエンジン２３にその重心Ｐに関して一方側に作用する衝撃荷重をエンジン２３の重心Ｐに関して他方側へ向けて分散させるためのカバー部材２６が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に伸び、該車両の幅方向に互いに間隔をおいて設けられた一対のサイドメンバと、該各サイドメンバの前部を補強するために該前部に取り付けられて、前記車両の駆動源を支持するサブフレームとを備え、一方の前記サイドメンバが前記車両の前方から衝撃を受けたときに、前記駆動源にその重心に関して車幅方向一方側に作用する衝撃荷重を前記駆動源の重心の他方側へ分散させるための荷重分散手段が前記駆動源の前方に設けられていることを特徴とする車体構造。
【請求項２】
前記荷重分散手段は、カバー部材であり、該カバー部材は、前記駆動源の重心を中心とする円弧面を有することを特徴とする請求項１に記載の車両構造。
【請求項３】
前記荷重分散手段は、前記駆動源のための複数の補機を、前記車両を平面的に見て前記駆動源の重心を中心とする円に沿って配置することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項４】
前記サブフレームは、前記各サイドメンバに沿って配置される一対の側枠部と、該各側枠部をその各前端部で互いに連結する前枠部とを備え、前記駆動源は、前記各側枠部に跨って配置されており、前記荷重分散手段は、前記駆動源が前記前枠部から受ける衝撃荷重を分散させることを特徴とする請求項１乃至３に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のオフセット衝突時に衝撃荷重を効果的に吸収することができる車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体の前後方向に沿って伸び、車両の幅方向に互いに間隔をおいて配置される一対のサイドメンバと、各サイドメンバの前部に支持され、各サイドメンバを補強するためのサブフレームとを備える車体構造が知られている。サブフレームは、各サイドメンバに沿って配置される一対の側枠部と、車幅方向に沿って配置され、各側枠部をそれぞれの後端部で互いに連結する後枠部とを有し、各側枠部には、例えばエンジンのような車両の駆動源が各側枠部に跨って支持されている。各側枠部は、それぞれ車両が前方から衝撃を受けたときに各サイドメンバと共に圧縮変形する。これにより、車両が正面衝突したときに、衝突による荷重をより確実に吸収することができる。
【０００３】
しかしながら、車両がその幅方向の中心から右又は左にずれた位置で衝突するいわゆるオフセット衝突時には、一方の側枠部に衝撃荷重が集中して作用するため、両側枠部で衝撃荷重を受けたときに比べて、一方の側枠部が車両の後方へ向けて移動し易い。一方の側枠部が後方へ移動すると、衝撃荷重を十分に吸収することができず、車室に衝撃を与えてしまう。
【０００４】
そこで、オフセット衝突時に車室への衝撃を抑制することができる車体構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この車体構造では、オフセット衝突時に一方の側枠部に作用する衝撃荷重の一部を他方の側枠部及び各サイドメンバに分散させるための手段が各側枠部と後枠部との連結部分にそれぞれ設けられている。これにより、車両のオフセット衝突時に一方の側枠部に作用する後方へ向けての力が小さくなるので、一方の側枠部が後方へ移動することを確実に抑制することができる。
【特許文献１】特開２００３−１２７８９３号（第４−６頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般的に、サブフレームに支持されたエンジンは、その前面がほぼ車幅方向に沿うように配置されており、車両がオフセット衝突したとき、エンジンには、その前面の車両前後方向でエンジンの重心に対応する位置から車幅方向へずれた位置に衝撃荷重が作用することから、エンジンには、該エンジンをその他方の側枠部への支持点を中心に後方へ回転させる回転モーメントが生じる。このエンジンの回転に伴って、サブフレームの一方の側枠部が後方へ移動するため、一方の側枠部が受けた衝撃荷重を他方の側枠部に適正に分散させることができず、衝撃荷重を効果的に吸収することができない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、オフセット衝突時に衝撃荷重を効果的に吸収することができる車体構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、車両の前後方向に伸び、該車両の幅方向に互いに間隔をおいて設けられた一対のサイドメンバと、該各サイドメンバの前部を補強するために該前部に取り付けられて、前記車両の駆動源を支持するサブフレームとを備え、一方の前記サイドメンバが前記車両の前方から衝撃を受けたときに、前記駆動源にその重心に関して車幅方向一方側に作用する衝撃荷重を前記駆動源の重心の他方側へ分散させるための荷重分散手段が前記駆動源の前方に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成では、一方のサイドメンバが車両の前方から衝撃を受けたときに、駆動源にその重心に関して車幅方向一方側に作用する衝撃荷重を駆動源の重心の他方側へ分散させるための荷重分散手段が駆動源の前方に設けられていることから、車両がその前方からオフセット衝突したときのように、駆動源にその重心に関して一方側に車両の後方へ向けての衝撃荷重が作用する場合でも、その衝撃荷重が駆動源の重心の他方側へ向けて分散されるので、駆動源に該駆動源を回転させる回転モーメントとして作用する力が従来に比べて小さくなる。これにより、車両のオフセット衝突時に受ける衝撃荷重により駆動源が回転することを従来に比べて確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両のオフセット衝突時に衝撃荷重を受けることによる駆動源の回転が従来に比べて確実に抑制されることから、駆動源を支持するサブフレームが車両後方へ移動することが抑制されるので、車両のオフセット衝突時の衝撃荷重を効果的に吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図示の実施例に沿って説明する。
【実施例】
【００１１】
本発明に係る車体構造１０は、図１に示すように、車両１１の前後方向に伸び、車両１１の幅方向に互いに間隔をおいて配置された一対のサイドメンバ１２を備える。各サイドメンバ１２は、その前端で車幅方向に沿って配置されたフロントバンパーＢで互いに連結されている。各サイドメンバ１２の前部１３には、車両１１がその前方から衝撃を受けたとき、その衝撃を吸収するために各サイドメンバ１２の伸長方向に沿って圧縮変形可能な図示しない変形部がそれぞれ設けられている。各サイドメンバ１２の前部１３の後端１３ｂには、それぞれ該後端から車幅方向外方へ伸びるアウトリガー１４が設けられており、該各アウトリガーの先端には、それぞれ該先端から車両１１の後方へ向けて各サイドメンバ１２に平行に伸びるサイドシル１５が設けられている。また、各サイドメンバ１２の前部１３上には、サイドメンバ１２を補強するためのサブフレーム１６が支持されている。
【００１２】
サブフレーム１６は、車両１１をその下方から見た図である図１に示すように、車両１１の前後方向に沿って配置された一対の側枠部１７と、該各側枠部をその前端部１７ａで互いに連結する前枠部１８と、各側枠部１７をその中間部で互いに連結する中枠部１９と、各側枠部１７をその後端部１７ｂで互いに連結する後枠部２０とを有する。
【００１３】
各側枠部１７は、図示の例では、それぞれ各サイドメンバ１２の前部１３の下方を該前部に沿って車両１１の前方からその後方へ向けて伸び、更に、屈曲部２１を介して車幅方向内方へ向けて伸びる。各側枠部１７は、それぞれ車両１１が前方から衝撃を受けたときに、各サイドメンバ１２の前記各変形部の変形と同時に、その各屈曲部２１で車両外方へ向けて屈曲変形可能である。また、各側枠部１７の各後端部１７ｂと後枠部２０との連結部分には、図示の例では、各側枠部１７が車両１１の前方から衝撃荷重を受けたときに各連結部分に作用する荷重を各アウトリガー１４及び各サイドシル１５に分散させるために、各連結部分から車幅方向外方へ且つ斜め後方へ各サイドメンバ１２の各前部１３の各後端１３ｂに向けて張り出す張出部２２がそれぞれ形成されている。サブフレーム１６は、その各側枠部１７の各前端部１７ａと各張出部２２の各先端部２２ａとで、各サイドメンバ１２の各前部１３の前端１３ａ及び後端１３ｂに図示しないボルト及びナットのような締結部材により固定されている。
【００１４】
サブフレーム１６上には、図１に示すように、車両１１の駆動源であるエンジン２３が配置されている。エンジン２３は、図示しないが従来よく知られたシリンダ及びピストン等を収納するハウジング２４を備える。エンジン２３は、サブフレーム１６の中枠部１９の両端部分及び後枠部２０の中央部分に設けられたエンジン載置部材２５を介して中枠部１９及び後枠部２０上に載置されている。
【００１５】
更に、本発明に係る車体構造１０は、一方のサイドメンバ１２に車両１１の前方から衝撃を受けたときに、エンジン２３にその重心Ｐに関して一方側に作用する衝撃荷重を該エンジンの重心Ｐに関して他方側へ向けて分散させるための荷重分散手段２６を備える。この荷重分散手段２６は、図示の例では、エンジン２３のハウジング２４の前面２４ａに設けられた板状のカバー部材２６で構成されている。
【００１６】
カバー部材２６は、ハウジング２４の前面２４ａを該前面に近接して覆うカバー部２７と、該カバー部の車幅方向の両端から車両後方へ向けてエンジン２３のハウジング２４の両側面２４ｂに沿って伸び、該両側面に固定される一対の固定部２８とを有する。カバー部２７は、図示の例では、エンジン２３の重心Ｐを中心とする円Ｃ（図１に点線で示されている。）に沿った円弧状をなしている。カバー部材２６は、その各固定部２８が例えばボルトのような締結部材２９によりハウジング２４の両側面２４ｂに固定されることにより、ハウジング２４に固定されている。
【００１７】
車両１１が、図１に示すように、その前方から見て右側（図１で見て右側である。）で衝突したとき、すなわちオフセット衝突したとき、車両１１の前方からフロントバンパーＢを介して受ける衝撃荷重により、前記したように、車両１１を前方から見て右側に位置する一方のサイドメンバ１２の前記変形部が圧縮変形し、該変形部の変形と同時に、前記一方のサイドメンバ１２に沿って配置されたサブフレーム１６の一方の側枠部１７がその屈曲部２１で車両外方へ向けて屈曲変形する。これにより、車両１１のオフセット衝突時の衝撃荷重を各サイドメンバ１２及びサブフレーム１６の変形により吸収することができる。このとき、前記一方の側枠部１７と後枠部２０との連結部分に作用した荷重の一部は、前記一方の側枠部１７から後枠部２０を介して他方の側枠部１７に伝わる。また、一方の側枠部１７と後枠部２０との連結部分に作用した荷重の一部は、該連結部分に形成された張出部２２を介して前記一方のサイドメンバ１２に取り付けられたアウトリガー１４及びサイドシル１５に伝わる。これにより、車両１１のオフセット衝突時に前記一方の側枠部１７に集中して作用する衝撃荷重を分散することができる。
【００１８】
また、車両１１のオフセット衝突時に、サブフレーム１６の前記一方の側枠部１７が屈曲変形することにより、前枠部１８が車両後方へ向けて移動した場合、カバー部２７の車両前後方向でエンジン２３の重心Ｐに対応する位置から車幅方向に沿って一方の側枠部１７側へずれた位置に当接する。このとき、カバー部２７は、前記したように、エンジン２３の重心Ｐを中心とする円弧状をなしていることから、前枠部１８からカバー部２７に作用する衝撃荷重Ｆは、エンジン２３の重心Ｐに向かう力ｆ１と、カバー部２７の衝撃荷重の作用点における接線方向に沿った力ｆ２と、車両後方へ向かう力ｆ３とに分散される。これにより、車両１１のオフセット衝突時に、エンジン２３をその他方の側枠部１７側のエンジン載置部材２５への載置点を中心に後方へ向けて回転させる回転モーメントとして、車両１１の前方からカバー部材２７を介してエンジン２３に作用する力が小さくなる。
【００１９】
従って、車両１１のオフセット衝突時に受ける衝撃荷重によりエンジン２３が回転することを従来に比べて確実に抑制することができるので、エンジン２３の後方への回転に伴うサブフレーム１６の車両後方への移動が抑制され、これにより、車両１１のオフセット衝突時の衝撃荷重を効果的に吸収することができる。
【００２０】
本実施例では、車両１１のオフセット衝突時にエンジン２３にその重心Ｐに関して一方側に作用する衝撃荷重をエンジン２３の重心Ｐに関して他方側へ向けて分散させるためのカバー部材２６のカバー部２７が、エンジン２３の重心Ｐを中心とする円弧状をなしている例を示したが、これに代えて、図２に示すように、エンジン２３の重心Ｐを通り且つ車両１１の上下方向に直角な平面すなわち車両１１を平面的に見て水平な面内でエンジン２３の重心Ｐを中心とする円Ｃの接線に沿って配置された複数の垂直板２９でカバー部２７を構成することができる。
【００２１】
これにより、車両１１のオフセット衝突時には、車両１１の前方から受ける衝撃荷重を前記したと同様にエンジン２３の重心Ｐへ向けて分散させることができるので、エンジン２３が後方へ回転することを確実に抑制することができる。また、エンジン２３の前方に、図２に示すように、該エンジンを冷却するための冷却水との間で熱交換を行うラジエータ３０がエンジン２３に近接して配置されている場合でも、エンジン２３とラジエータ３０との間隔に応じてカバー部２７の平面板２９の角度を適宜調節することにより、カバー部材２６が円弧状をなしている場合に比べてカバー部材２６の配置に制限を招くことなく、カバー部材２６を適正な位置に配置することができる。
【００２２】
また、本実施例では、カバー部材２６がエンジン２３のハウジング２４とは別体で形成した例を示したが、これに代えて、例えばカバー部２７のエンジン２３のハウジング２４の前面２４ａに対向する面を平面に形成し、その車両前方側に位置する面に、エンジン２３の重心Ｐを中心とする円弧面を形成することができる。
【００２３】
更に、カバー部材２６のカバー部２７がエンジン２３の重心Ｐを中心とする円弧状をなしている例を示したが、これに代えて、エンジン２３の重心Ｐに関して一方側に作用する衝撃荷重をエンジン２３の重心Ｐに関して他方側に分散させる分散作用を果たせば、カバー部２７の曲率を適宜変更することができる。
【００２４】
また、本実施例では、車両１１のオフセット衝突時にエンジン２３に該エンジンの重心Ｐへ向けての分力を生じさせるための手段２６がカバー部材２６で構成された例を示したが、これに代えて、エンジン２３のハウジング２４の前面２４ａを、エンジン２３の重心Ｐを中心とする円弧状に形成することができる。この場合、エンジン２３の重心へ向けての分力を生じさせるための部材を新たに設ける必要がないことから、部品点数が減少するので、製造コストの削減を図ることができる。
【００２５】
また、本実施例では、車両１１のオフセット衝突時にエンジン２３に該エンジンの重心Ｐへ向けての分力を生じさせるための手段２６がカバー部材２６で構成された例を示したが、これに代えて、図３に示すように、例えば図示しない空調装置に用いられるコンプレッサーや、図示しないバッテリを充電すべくエンジンの駆動により発電する発電機等のように、エンジン２３の図示しないモータからの出力を受けて駆動するエンジン補機３１を、エンジン２３の前方で、車両１１を平面的に見てエンジン２３の重心Ｐを中心とする円Ｃ（図１参照。）に沿って配置することにより構成することができる。
【００２６】
図３に示す例では、エンジン２３の前記モータの出力軸３２に固定されたエンジンプーリー３３の中心に、該プーリーと共に回転する出力歯車３４が設けられており、該出力歯車の周りに、エンジン補機３１と同数の補機用歯車３５が配置されている。各補機用歯車３５は、出力歯車３４に噛合しており、該出力歯車の回転により回転する。
【００２７】
例えば、図３に示すように、各エンジン補機３１を縦置きにした場合には、エンジン２３のプーリー３３と各エンジン補機３１に設けられた図示しない各プーリーとが捻れの位置に配置されるため、エンジン２３の前記モータのプーリー３３から従来と同様にベルトを介して動力を伝達することが困難になる。そこで、図３に示すように、ベルトに代えて、複数のフレキシブルシャフト３６を用いることができる。各フレキシブルシャフト３６は、その一端３６ａが各補機用歯車３５に接続されており、その他端３６ｂが各エンジン補機３１の前記各プーリーに接続されており、その軸周りに回転することによりエンジン２３の前記モータの動力を各エンジン補機３１にそれぞれ伝達することができる。
【００２８】
車両１１の前記したようなオフセット衝突時に、各エンジン補機３１が車両１１の前方から衝撃荷重を受けたとき、各エンジン補機３１は、前記したように、エンジン２３の前方で、車両１１を平面的に見てエンジン２３の重心Ｐを中心とする円Ｃに沿って配置されていることから、図１及び図２に示した例と同様に、各エンジン補機３１にはエンジン２３の重心Ｐへ向けての分力が生じる。これにより、各エンジン補機３１からエンジン２３に該エンジンを後方へ向けて回転させる回転モーメントして作用する力を小さくすることができる。
【００２９】
更に、本実施例では、駆動源にエンジン２３が用いられた車両に本発明を適用した例を示したが、これに代えて、例えば高電圧バッテリで駆動する駆動モータを備える電気自動車に本発明を適用することができる。この場合、駆動モータの前面に例えば前記したカバー部材を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る車体構造を車両の下方から見た平面図である。
【図２】図１に示す実施例とは別の実施例を概略的に示す平面図である。
【図３】更に別の実施例に係る駆動源を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  車体構造
１１  車両
１２  サイドメンバ
１２ａ  前部
２３  駆動源（エンジン）
１６  サブフレーム
Ｐ  重心
２６  荷重分散手段（カバー部材）
２７  円弧面（カバー部）
３１  補機（エンジン補機）
１７  側枠部
１８  前枠部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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