(57)【要約】      （修正有）【課題】他の部材の変形が進行することを待つことなくパワープラントを移動させて、衝突荷重吸収ストロークを確保することが可能な車体構造とする。【解決手段】サイドメンバー１２と、サイドシル１４の内側に配置されるエクステンションサイドメンバー１５と、パワープラントを載置するサブフレーム１３と、このサブフレーム１３の後端側を車幅方向に連結するダッシュクロスメンバー１６と、このダッシュクロスメンバーとエクステンションサイドメンバー１５とを連結する連結部１７とを備えている。そして、剛性の高さを、エクステンションサイドメンバー１５、ダッシュクロスメンバー１６、サブフレーム１３、サイドシル１４及びサイドメンバー１２の順とし、且つサブフレーム１３のパワープラントを前側２個所及び後側１個所の３点支持とし、少なくとも後側のマウント部材１３ｇの高さを前記サブフレーム１３への衝突荷重の入力高さより高くしている。【選択図】図１
2015168347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方側に左右一対で配設されたサイドメンバーと、
該左右一対のサイドメンバーの後端側に連接され左右一対のサイドシルの内側に配置されるエクステンションサイドメンバーと、
前記サイドメンバーの下側に配設されたパワープラントを載置するサブフレームと、
前記サブフレームの後端側を車幅方向に連結するダッシュクロスメンバーと、
前記ダッシュクロスメンバーと前記エクステンションサイドメンバーとを連結する連結部とを備えた車体構造であって、
前記一対のエクステンションサイドメンバーは、前端側から後端側に行くに従い車幅方向距離が増加する裾広がり形状に形成され、
剛性バランスを剛性の高い順に、前記エクステンションサイドメンバー、前記ダッシュクロスメンバー、前記サブフレーム、前記サイドシル及び前記サイドメンバーの順とし、
且つ前記サブフレームに載置するパワープラントを支持するマウント部材を前側２個所及び後側１個所の３点支持とし、少なくとも後側のマウント部材の高さを前記サブフレームへの衝突荷重の入力高さより高くした
ことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
前記サブフレームに入力される衝突荷重を前記ダッシュクロスメンバー及び連結部を介してエクステンションサイドメンバーに伝達し、さらに前記サイドシルを含む車体全体に分散して伝達することを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
前記剛性バランスは、板厚、材質及び断面構造の何れか１つ又は複数を選択することにより、調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車体構造。
【請求項４】
前記連結部は、前記エクステンションサイドメンバーと一体に形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車体構造。
【請求項５】
前記連結部は、前記エクステンションサイドメンバーと別体に形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の車体構造。
【請求項６】
前記連結部の剛性は、前記ダッシュクロスフレームの剛性以上に設定されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の車体構造。
【請求項７】
衝突時の衝突荷重を前記サブフレーム、前記ダッシュクロスメンバー、前記連結部材を介して前記エクステンションサイドメンバーに伝達する主荷重伝達経路と、前記衝突荷重を前記サイドメンバーから前記サイドシルに伝達する副荷重伝達経路とが形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の車体構造。
【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】
この種の従来の車体構造の技術として、特許文献１に記載されている自動車のパワープラント支持装置が知られている。このパワープラント支持装置は、パワープラントの重心を挟んで上下にフロントサイドメンバーとフロントセンタメンバを配置するとともに、フロントセンタメンバにパワープラント下部の前後両端をマウント部材を介してそれぞれ支持し、フロントサイドメンバーにパワープラントの上部をマウント部材を介して支持する。一方、マウント部材は、車体前後方向においてパワープラントの下部を支持するマウント部材間に収まるように配置し、さらに、前記パワープラントの下部後端を支持するマウント部材には、所定値以上の衝撃荷重によりパワープラントとの連結を解除する離脱機構を付設している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６５０１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、フロントセンタメンバーの前後にそれぞれ設けられたマウント部材のうち後方側のマウント部材に離脱機構が設けられ、この離脱機構が衝突時の衝撃荷重によりマウント部材とパワープラントとの連結を解除する。このため、パワープラントは前方側のマウント部材を中心として離脱機構が設けられたマウント部材から上方に離れる方向に回転するとともに、フロントセンタメンバの座屈によって後方に移動する。
したがって、フルラップ衝突時にパワープラントの移動は、フロントセンタメンバの座屈が必要となり、このフロントセンタメンバの座屈が進行するまでは、パワープラントの移動が制限されるという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであって、他の部材の変形が進行することを待つことなくパワープラントを移動させて、衝突荷重吸収ストロークを確保することが可能な車体構造を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る車体構造の一態様は、車両の前方側に左右一対で配設されたサイドメンバーと、この左右一対のサイドメンバーの後端側に連接され左右一対のサイドシルの内側に配置されるエクステンションサイドメンバーと、サイドメンバーの下側に配設されたパワープラントを載置するサブフレームと、サブフレームの後端側を車幅方向に連結するダッシュクロスメンバーと、ダッシュクロスメンバーとエクステンションサイドメンバーとを連結する連結部とを備えた車体構造である。そして、一対のエクステンションサイドメンバーは、前端側から後端側に行くに従い車幅方向距離が増加する裾広がり形状に形成され、剛性バランスを剛性の高い順に、前記エクステンションサイドメンバー、前記ダッシュクロスメンバー、前記サブフレーム、前記サイドシル及び前記サイドメンバーの順とし、且つサブフレームに載置するパワープラントを支持するマウント部材を前側２個所及び後側１個所の３点支持とし、少なくとも後側のマウント部材の高さを前記サブフレームへの衝突荷重の入力高さより高くしている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、エクステンションサイドメンバーを後方に向かって裾広がりの形状とするとともに、エクステンションサイドメンバー及びダッシュクロスメンバータの剛性を、サブフレーム及びサイドメンバーの剛性より大きい剛性バランスとしたので、衝突時の衝突荷重をサブフレームからダッシュクロスメンバー及び連結部を介してエクステンションサイドメンバーに伝達して衝撃荷重を吸収することができる。しかも、サブフレームに載置するパワープラントを支持するマウント部材を前側２個所及び後側１個所の３点支持とし、少なくとも後側のマウント部材の高さを前記サブフレームへの衝突荷重の入力高さより高くしているので、衝突荷重がサブフレームに入力されたときに、サブフレームで支持されたパワープラントの前側を下降させる前傾姿勢とすることができ、衝撃荷重吸収ストロークを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る車体構造を示す概略図である。
【図２】本発明に適用し得るサブフレームを示す平面側から見た斜視図である。
【図３】本発明に適用し得るサブフレームを示す底面側から見た斜視図である。
【図４】本発明に適用し得るサブフレームを示す側面図である。
【図５】本発明に適用し得るサブフレームを示す正面図である。
【図６】衝突時の車体構造を示す側面透視図であり、（ａ）は衝突時の状態、（ｂ）は３５ｍｓｅｃ後の状態、（ｃ）は６５ｍｓｅｃ後の状態を表している。
【図７】衝突時の車体構造を示す平面透視図であり、（ａ）は衝突時の状態、（ｂ）は３５ｍｓｅｃ後の状態、（ｃ）は６５ｍｓｅｃ後の状態を表している。
【図８】衝突時の衝突荷重伝達経路を示す底面図であり、（ａ）は衝突時の状態、（ｂ）は３５ｍｓｅｃ後の状態、（ｃ）は６５ｍｓｅｃ後の状態を表している。
【図９】衝突時の衝突荷重の伝達経路を示す側面図であり、（ａ）は衝突時の状態、（ｂ）は３５ｍｓｅｃ後の状態、（ｃ）は６５ｍｓｅｃ後の状態を表している。
【図１０】衝突時の衝突荷重の伝達経路を示す斜視図であり、（ａ）は衝突時の状態、（ｂ）は３５ｍｓｅｃ後の状態、（ｃ）は６５ｍｓｅｃ後の状態を表している。
【図１１】衝突時の衝撃荷重の伝達状況を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明に係る車体構造の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
（構成）
本実施形態に係る車体構造１は、図１に示すように、車両２の前後方向に延長し、車両２の幅方向に互いに間隔を開けて配置された一対のサイドメンバー１１を備えている。両サイドメンバー１１の前端にはフロントバンパー（図示せず）が装着されるバンパー装着部１１ａが形成されている。両サイドメンバー１１の後端はＡピラー１２を構成する上下方向に延長するフロントピラー部１２ａに固定されている。
両サイドメンバー１１の下側にはサブフレーム１３が支持されている。また、両サイドメンバー１１の後端側にはそれぞれ左右両端側に配置された一対のサイドシル１４の内側にサイドシル１４に沿うように配置され車両後方に延長するエクステンションサイドメンバー１５が連結されている。
【０００９】
サブフレーム１３は、図２〜図５に示すように、車両前後方向に延長する一対のサイドメンバー部１３ａと、これらサイドメンバー部１３ａの前端部間に跨がって車幅方向に連結したフロントフレーム部１３ｂとで平面視でＵ字状に形成されている。
このサブフレーム１３のサイドメンバー部１３ａの後端部間には比較的幅広のダッシュクロスメンバー１６が車幅方向に延長して連結されている。
そして、ダッシュクロスメンバー１６の底面側における左右の後端側と左右のエクステンションサイドメンバー１５との間がそれぞれ連結部１７によって連結されている。
【００１０】
ここで、各車体構成部品の剛性バランスは、剛性の大きい方からエクステンションサイドメンバー１５＞連結部１７＞ダッシュクロスメンバー１６＞サブフレーム１３＞サイドシル１４＞サイドメンバー１１の順となるように設定されている。ここで、エクステンションサイドメンバー１５と連結部１７とは同一の剛性とすることができ、これらエクステンションサイドメンバー１５と連結部１７とを一体に形成するようにしてもよい。この場合には、後述する衝突荷重を、連結部１７を介してエクステンションサイドメンバー１５に損失なく確実に伝達できる。
なお、各部の剛性の調整は、板厚、材質及び断面構造の何れか１つ又は複数を選択することにより行うことができる。すなわち、板厚の大小を選択したり、例えば鋼板やアルミニウム合金、エンジニアリングプラスチック等の異なる剛性の材質を選択したり、断面形状が円形や方形の環状筒体や、一部を開放したＵ字形状等の異なる剛性の形状を選択したり、或いはこれらのうちの複数を選択することにより、剛性バランスを任意に調整することができる。
【００１１】
サブフレーム１３及びダッシュクロスメンバー１６で構成される方形枠体１８に、図６及び図７に示すように、エンジン２０ａ及びトランスミッション１０ｂで構成されるパワープラント２０が支持されている。すなわち、サブフレーム１３には、フロントフレーム部１３ｂの両サイドメンバー部１３ａ側端部にそれぞれサイドメンバー部１３ａに沿って後方に延長する取付ブラケット１３ｃ，１３ｄが形成され、これら各取付ブラケット１３ｃ，１３ｄのそれぞれの上面にフロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆが取付けられている。一方、ダッシュクロスメンバー１６の車幅方向の中央部にリヤ側マウント部材１３ｇが取付けられている。
【００１２】
ここで、フロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆの高さは、図４及び図５で明らかなように、右側のフロント側マウント部材１３ｅが左側のフロント側マウント部材１３ｆより高さが高く設定され、リヤ側マウント部材１３ｇの高さが右側のフロント側マウント部材１３ｅより高く設定されている。
このように、右側のフロント側マウント部材１３ｅの高さを左側のフロント側マウント部材１３ｅの高さより低く設定する理由は、パワープラント２０の重心位置を車幅方向の略中央位置となって、リヤ側マウント部材１３ｇの車幅方向中央部を通る前後方向線と略一致させて、後述するフルフラット衝突時のパワープラント２０の前傾姿勢にブレが生じることを防止するためである。
【００１３】
また、リヤ側マウント部材１３ｇは、図４に示すように、ダッシュクロスメンバー１６の上面に固定された上部に車幅方向を中心軸とする円筒面２１ａを形成する前後方向で所定距離を保って対面する一対の支持部材２１ｂ及び２１ｃを有する。これら支持部材２１ｂ及び２１ｃで形成される円筒面２１ａには、パワープラント２０に取付ける上下方向に延長する取付面２２ａを有する取付ブラケット２２の後端に回転可能に支持された円筒ブッシュ２３が係合支持されている。
さらに、サブフレーム１３の左右のサイドメンバー部１３ａは、運転席が左側にあるものとすると、助手席側すなわち右側のサイドメンバー部１３ａの剛性が運転席側すなわち左側のサイドメンバー部１３ａより小さく設定されている。
【００１４】
（動作）
次に、上記実施形態のフルフラップ前面衝突時の動作を説明する。
車両が衝突する前の状態では、図６及び図９に示すように、平面視でパワープラント２０が、サブフレーム１３及びダッシュクロスメンバー１６で構成される方形枠体１８上にフロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆとリヤ側マウント部材１３ｇとによって前側の車幅方向左右２点と後ろ側の中央の１点とで３点支持されている。そして、ダッシュクロスメンバー１６が連結部１７によって剛性が一番高い左右のエクステンションサイドメンバー１５に連結され、これら左右のエクステンションサイドメンバー１５が後方に向かって末広がり形状に延長している。
【００１５】
この車両１１にフルフラップ前面衝突が発生した場合について考える。この場合、上述したように、サブフレーム１３とダッシュクロスメンバー１６とで構成される方形枠体１８に、パワープラント２０をフロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆとリヤ側マウント部材１３ｇとで３点支持している。さらに、リヤ側マウント部材１３ｇの高さがフロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆの高さより高く設定されてパワープラント２０の重心位置がリヤ側マウント部材１３ｇを通る前後方向線と略一致されている。
そして、フルフラップ前面衝突が発生すると、左右のサイドメンバー１１の前端及びＡピラー１２の前端と、サブフレーム１３のフロントフレーム部１３ｂのフロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆより低い位置である左右の当接面１３ｈ及び１３ｉにフルフラップ衝突時の衝突荷重が印加される。この衝突荷重に対して、主荷重伝達経路及び副荷重伝達経路が形成される。
【００１６】
主荷重伝達経路は、図８（ａ）に示すようにサブフレーム１３のフロントフレーム部１３ｂの当接面１３ｈ及び１３ｉに印加されたフルフラップ衝突時の衝突荷重が、衝突時から３５ｍｓｅ経過後には、図８（ｂ）に示すように、サブフレーム１３からダッシュクロスメンバー１６に伝達される。その後、衝突時から６５ｍｓｅｃ経過後には、ダッシュクロスメンバー１６から連結部１７を介してエクステンションサイドメンバー１５に伝達される経路である。
【００１７】
このとき、サブフレーム１３の剛性がダッシュクロスメンバー１６の剛性より小さく設定され、さらにダッシュクロスメンバー１６の剛性が連結部１７及びエクステンションサイドメンバー１５の剛性より小さく設定されている。したがって、衝突荷重は最終的に剛性の大きい連結部１７及びエクステンションサイドメンバー１５によって受け止められることになる。このとき、エクステンションサイドメンバー１５は、車両後方に行くに従いサイドシル１４に近づく末広がり形状とされているので、衝突荷重が伝達されたときの車両後方側への分力が小さくなる。
副荷重伝達経路は、図８（ａ）に示すようにサイドメンバー１２の前端に印加された衝突荷重が、３５ｍｓｅｃ経過後には、図８（ｂ）に示すように、サイドメンバー１２を通ってＡピラー１２のフロントピラー１２ａの下端側からサイドシル１４に伝達される荷重伝達経路である。
【００１８】
このとき、車両を側面から見ると、衝突荷重によって、先ず、剛性が低いサブフレーム１３が図６（ｂ）に示すように変形することになる。このサブフレームの衝突荷重が印加される当接面１３ｈ及び１３ｉは、図５に示すように、リヤ側マウント部材１３ｇより高さが小さいフロント側マウント部材１３ｅ及び１３ｆよりも低い位置にあるので、衝突時から３５ｍｓｅｃ経過後に、図６（ｂ）に示すように、フロントフレーム部１３ｂが下側に潜り込むように変形し、これに応じてパワープラント２０がリヤ側マウント部材１３ｇの円筒ブッシュ２３の回転軸を中心として前端側が下方に回動して前傾姿勢とすることができ、衝突荷重の吸収ストロークを確保することができる。そして、衝突時から６５ｍｓｅｃ経過後に、図６（ｃ）に示すように、サブフレーム１３のサイドメンバー部１３ａが大きく座屈してパワープラント２０の後退が車室内に影響することを防止することができる。
【００１９】
しかも、サブフレーム１３は、運転席からは遠い助手席側のサイドメンバー部１３ａが運転席側のサイドメンバー部１３ａより剛性が小さく設定されているので、衝突荷重が印加されたときに、右側のサイドメンバー部１３ａが先に座屈することからパワープラント２０が平面視で、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、前傾姿勢を取りながら右側に時計方向に回転しながら移動することになり、パワープラント２０の後退によって運転席側の車室空間が狭められることを防止できる。
このとき、フルフラップ前面衝突時の主荷重伝達経路を通る衝突荷重を最終的には連結部１７及びエクステンションサイドメンバー１５によって受け止めることができるので、フロアトンネル部の剛性を低くすることができ、車体の軽量化を図ることができる。しかも、エクステンションサイドメンバー１５が後方に向かって末広がり形状となっているので、衝突荷重をエクステンションサイドメンバー１５の末広がり部での分力が小さくなり、衝突荷重を効率よく受け止めることができる。
【００２０】
さらに、エクステンションサイドメンバー１５は、衝突荷重が伝達されたときに、末広がり形状の後端側が外側に開くことになり、衝突荷重を吸収することができる。
さらに、フルラップ前面衝突時の衝突荷重は、サブフレーム１３及びサイドメンバー１１を通って伝達される主荷重伝達経路及び副荷重伝達経路の他に、図９（ｂ），（ｃ）及び図１０（ｂ），（ｃ）に示すように、Ａピラー１２を介しても後方側に伝達される第２の副荷重伝達経路が形成される。この第２の副荷重伝達経路で衝突荷重をより分散させることができる。このとき、Ａピラー１２におけるフロントトンネル部を構成する部位の剛性を後方側の他部位に比較して小さく設定することにより、衝突荷重を吸収することができる。
【００２１】
これら主荷重伝達経路、副荷重伝達経路及び第２の副荷重伝達経路での伝達荷重の伝達過程を纏めると図１１に示すようになる。すなわち、衝突時（０ｍｓｅｃ）ではフロントサイドメンバー１１及びサブフレーム１３に衝突荷重が伝達され、衝突時から３５ｍｓｅｃ経過したときに、ダッシュクロスメンバー１６及びＡピラー１２に衝突荷重が伝達され、衝突時から６５ｍｓｅｃ経過時にはＡピラー１２からＢピラー衝突荷重が伝達されるとともに、エクステンションサイドメンバー１５に伝達される。
【００２２】
（実施形態の効果）
（１）前記一対のエクステンションサイドメンバーは、前端側から後端側に行くに従い車幅方向距離が増加する裾広がり形状に形成され、剛性バランスを剛性の高い順に、前記エクステンションサイドメンバー、前記ダッシュクロスメンバー、前記サブフレーム、前記サイドシル及び前記サイドメンバーの順とし、且つ前記サブフレームに載置するパワープラントを支持するマウント部材を前側２個所及び後側１個所の３点支持とし、少なくとも後側のマウント部材の高さを前記サブフレームへの衝突荷重の入力高さより高くしている。
このため、前面衝突時の衝突荷重を最終的に連結部及びエクステンションサイドメンバーで受け止めることができ、フロアトンネル部の剛性を低下させることが可能となり、車体の軽量化を図ることができる。
しかも、左右のエクステンションサイドメンバーが後方に向かって裾広がり形状に形成されているので、この裾広がり部での衝突荷重の分力を小さくすることができ、エクステンションサイドメンバー自体の剛性も低下させることができる。
さらに、サブフレームでパワープラントを３点支持し、後側のマウント部材の高さがサブフレームへの衝突荷重の伝達位置より高く設定されている。このため、サブフレームに衝突荷重が伝達されたときに、パワープラントが後ろ側のマウント部材を中心として下方に回動し、前傾姿勢となることにより、衝突荷重吸収ストロークを確保することができる。
【００２３】
（２）サブフレームに入力される衝突荷重を前記ダッシュクロスメンバー及び連結部を介してエクステンションサイドメンバーに伝達し、さらに前記サイドシルを含む車体全体に分散して伝達するようにしている。
この構成によると、衝突荷重を車体全体に分散して支持することができるので、車体構造の低剛性化を図ることができ、車体構造を軽量化することができる。
（３）剛性バランスは、板厚、材質及び断面構造の何れか１つ又は複数を選択することにより、調整されている。
板厚の大小を選択したり、例えば鋼板やアルミニウム合金、エンジニアリングプラスチック等の異なる剛性の材質を選択したり、断面形状が円形や方形の環状筒体や、一部を開放したＵ字形状等の異なる剛性の形状を選択したり、或いはこれらのうちの複数を選択することにより、剛性バランスを任意に調整することができる。
【００２４】
（４）連結部は、エクステンションサイドメンバーと一体に形成されている。
この構成によると、エクステンションサイドメンバーに連結部を一体化することにより、部品点数を少なくすることができるとともに、衝撃荷重の伝達を良好に行うことができる。
（５）連結部は、エクステンションサイドメンバーと別体に形成されている。
この構成によると、エクステンションサイドメンバーと連結部とが別部材であるので、エクステンションサイドメンバーの設計の自由度を向上させることができる。
【００２５】
（６）連結部の剛性は、ダッシュクロスメンバーの剛性以上に設定されている。
この構成によると、衝突荷重を連結部より前側のダッシュクロスメンバー及びサブフレームで吸収することになり、車室内に変形の影響が及ぶことを防止することができる。
（７）衝突時の衝突荷重をサブフレーム、ダッシュクロスメンバー、連結部材を介して前記エクステンションサイドメンバーに伝達する主荷重伝達経路と、前記衝突荷重を前記サイドメンバーから前記サイドシルに伝達する副荷重伝達経路とが形成されている。
この構成によると、主荷重伝達経路及び副荷重伝達経路で衝突荷重を車体全体で分散して受けることができるとともに、主荷重伝達経路で衝突荷重が伝達されるときに、衝突荷重を最終的に剛性の大きいエクステンションサイドメンバーで確実に受け止めることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…車体、２…車両、１１…サイドメンバー、１３…サブフレーム、１３ａ…サイドメンバー部、１３ｂ…フロントフレーム部、１３ｃ，１３ｄ…取付ブラケット、１３ｅ，１３ｆ…フロント側マウント部材、１３ｇ…リヤ側マウント部材、１４…サイドシル、１５…エクステンションサイドメンバー、１６…ダッシュクロスメンバー、１７…連結部、１８…方形枠体、２０…パワープラント
【図１】
2015168347.tif 000003
【図２】
2015168347.tif 000004
【図３】
2015168347.tif 000005
【図４】
2015168347.tif 000006
【図５】
2015168347.tif 000007
【図６】
2015168347.tif 000008
【図７】
2015168347.tif 000009
【図８】
2015168347.tif 000010
【図９】
2015168347.tif 000011
【図１０】
2015168347.tif 000012
【図１１】
2015168347.tif 000013