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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023176706
(43)【公開日】2023-12-13
(54)【発明の名称】車体前部構造
(51)【国際特許分類】
B60R 19/24 20060101AFI20231206BHJP
B62D 25/20 20060101ALI20231206BHJP
B62D 25/08 20060101ALI20231206BHJP
B60R 19/04 20060101ALI20231206BHJP
【ＦＩ】
B60R19/24 Q
B62D25/20 C
B62D25/08 D
B60R19/04 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022089137
(22)【出願日】2022-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ
(74)【代理人】
【識別番号】100122426
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 清志
(72)【発明者】
【氏名】長澤 勇
【テーマコード（参考）】
3D203
【Ｆターム（参考）】
3D203AA02
3D203AA31
3D203AA33
3D203BB12
3D203BB16
3D203BB17
3D203BB35
3D203CA02
3D203CA23
3D203CA24
3D203CA38
3D203CA43
3D203CA53
3D203CA66
3D203CB03
3D203DA22
3D203DB05
3D203DB07
(57)【要約】
【課題】複数の前面衝突形態において車体前部構造で衝突エネルギーを吸収させることにより、キャビンおよび電池パックの変形を防止できる。
【解決手段】フロントサイドフレーム１００と、クロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、を含む車体前部構造において、一方端部がバンパビーム２００に結合されたリインフォース２１０と、クロスメンバ１１０に回転可能に固定されたピンＰＮ１と、フロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０との交点部に配設された移動および回転が可能なピンＰＮ２と、ピンＰＮ２の車両後方側のフロントサイドフレーム１００に配設された移動および回転が可能なピンＰＮ３と、を頂点とするトラスシャシー２２０と、を備え、リインフォース２１０は、トラスシャシー２２０を介してフロントサイドフレーム１００と、クロスメンバ１１０と、に固定されている。
【選択図】図２
【解決手段】フロントサイドフレーム１００と、クロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、を含む車体前部構造において、一方端部がバンパビーム２００に結合されたリインフォース２１０と、クロスメンバ１１０に回転可能に固定されたピンＰＮ１と、フロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０との交点部に配設された移動および回転が可能なピンＰＮ２と、ピンＰＮ２の車両後方側のフロントサイドフレーム１００に配設された移動および回転が可能なピンＰＮ３と、を頂点とするトラスシャシー２２０と、を備え、リインフォース２１０は、トラスシャシー２２０を介してフロントサイドフレーム１００と、クロスメンバ１１０と、に固定されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の前部車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のフロントサイドフレームと、車両前方側において車幅方向に延在して前記フロントサイドフレームと結合するクロスメンバと、前記フロントサイドフレームの車両前方端部に車幅方向に延在され、両端部が車両後方側に向かう屈曲部を有したバンパビームと、を含む車体前部構造において、
一方端部が前記バンパビームの前記屈曲部に結合され、他方端部が前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとが結合される結合部に向けて延在されたリインフォースと、
前記フロントサイドフレームおよび前記クロスメンバの上面および下面に配設されるとともに、前記クロスメンバに対して、回転可能に固定された第１の支点と、前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとの結合部に配設された移動および回転が可能な第２の支点と、前記第２の支点に対して、前記フロントサイドフレームの前記車両の後方側に設けられ、移動および回転可能な第３の支点と、を頂点とする三角形状のトラスシャシーと、
を備え、
前記リインフォースは、前記トラスシャシーを介して前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとに固定されていることを特徴とする車体前部構造。
一方端部が前記バンパビームの前記屈曲部に結合され、他方端部が前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとが結合される結合部に向けて延在されたリインフォースと、
前記フロントサイドフレームおよび前記クロスメンバの上面および下面に配設されるとともに、前記クロスメンバに対して、回転可能に固定された第１の支点と、前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとの結合部に配設された移動および回転が可能な第２の支点と、前記第２の支点に対して、前記フロントサイドフレームの前記車両の後方側に設けられ、移動および回転可能な第３の支点と、を頂点とする三角形状のトラスシャシーと、
を備え、
前記リインフォースは、前記トラスシャシーを介して前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとに固定されていることを特徴とする車体前部構造。
【請求項2】
前記フロントサイドフレームには、前記トラスシャシーの前記第２の支点が移動可能に挿入される第１のガイド溝と、第３の支点が移動可能に挿入される第２のガイド溝と、を有し、
前記第２のガイド溝には、前記車両の後部内側に向かうスライド溝が形成されるとともに、前記車両の後方側に向かう凹状溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
前記第２のガイド溝には、前記車両の後部内側に向かうスライド溝が形成されるとともに、前記車両の後方側に向かう凹状溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項3】
前記バンパビームは、前記車両の車幅方向中央部が車両前側に凸となるよう湾曲していることを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体前部構造に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、車両の前面衝突においては、乗員の傷害を低減させる手段として乗員搭乗空間であるキャビンを変形させない事が有効であり、そのための様々な手段が設けられている。これらの手段のひとつとして、近年、キャビンより前方の構造体で衝突エネルギーを吸収する構造が普及している。
【0003】
一方で、車両がハイブリッド車両や電気自動車等の場合には、車両の動力源としての電池パックが、キャビン下部の床面に搭載されている場合がある。
電池パックには、車両を駆動させる電力が蓄えられており、車両の前面衝突等により電池パックに変形や断線が発生した場合には、急激な異常反応が生じる虞もある。
そのため、ハイブリッド車両や電気自動車等の場合には、電池パックを損傷させないように、キャビンを変形させない構造に対する重要度が高まってきている。
電池パックには、車両を駆動させる電力が蓄えられており、車両の前面衝突等により電池パックに変形や断線が発生した場合には、急激な異常反応が生じる虞もある。
そのため、ハイブリッド車両や電気自動車等の場合には、電池パックを損傷させないように、キャビンを変形させない構造に対する重要度が高まってきている。
【0004】
また、車両の前面衝突においては、例えば、車両の正面全面が衝突体に衝突するフルラップ衝突、車両の正面片側が衝突体に衝突するオフセット衝突、あるいは、オフセット率が２５％程度のスモールオーバラップ衝突等、複数の衝突形態を考慮する必要がある。
そのため、それぞれの衝突形態において、キャビンあるいは電池パックより前方の構造体によって、衝突エネルギーを吸収することにより、キャビンおよび電池パックを変形させない構造が求められている。
そのため、それぞれの衝突形態において、キャビンあるいは電池パックより前方の構造体によって、衝突エネルギーを吸収することにより、キャビンおよび電池パックを変形させない構造が求められている。
【0005】
上述の要求に対して、車両の前方に車両幅方向に延在されるバンパリインフォースメント（バンパビーム）と、車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在される左右一対のサイドレール（フロントサイドフレーム）と、バンパビームのフロントサイドフレームよりも車両の外側に結合されたブレース（リインフォース）とを設け、スモールオーバラップ衝突による衝突エネルギーが発生した場合には、リインフォースは、フロントサイドフレームに設けられた荷重受け部と係合し、クロスメンバを介して車両幅方向反対側のフロントサイドフレームへ荷重を伝達させる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１７－０４７７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１の技術においては、リインフォースがフロントサイドフレームに設けられた荷重受け部を押すことにより、リインフォースは、スモールオーバラップ衝突により発生した衝突エネルギーをフロントサイドフレームおよびクロスメンバに伝達する構成であり、伝達方向が後方あるいは横後方に限定される。そのため、衝突エネルギーを効率よく分散伝達できていない虞があるという課題があった。
【0008】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、複数の前面衝突形態においても、キャビンおよび電池パックの変形を防止できる車体前部構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、車両の前部車幅方向両側において前記車両の前後方向に延在された一対のフロントサイドフレームと、前記車両の前方側において車幅方向に延在して前記フロントサイドフレームと結合するクロスメンバと、前記フロントサイドフレームの前方端に前記車両の前部車幅方向に延在され、両端部が前記車両の後方側に向かう屈曲部を有したバンパビームと、を含む車体前部構造において、一方端部が前記バンパビームの前記屈曲部に結合され、他方端部が前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとが結合される結合部に向けて延在されたリインフォースと、前記フロントサイドフレームおよび前記クロスメンバの上面および下面に配設されるとともに、前記クロスメンバに対して、回転可能に固定された第１の支点と、前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとの結合部に配設された移動および回転が可能な第２の支点と、前記第２の支点に対して、前記フロントサイドフレームの車両後方側に設けられ、移動および回転可能な第３の支点と、を頂点とする三角形状のトラスシャシーと、を備え、前記リインフォースは、前記トラスシャシーを介して前記フロントサイドフレームと前記クロスメンバとに固定されている車体前部構造を提案している。
【0010】
形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記フロントサイドフレームには、前記トラスシャシーの前記第２の支点が移動可能に挿入される第１のガイド溝と、第３の支点が移動可能に挿入される第２のガイド溝と、を有し、前記第２のガイド溝には、前記車両の後部内側に向かうスライド溝が形成されるとともに、前記車両後側に向かう凹状溝が形成されている車体前部構造を提案している。
【0011】
形態３；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記バンパビームは、前記車両の車幅方向中央部が車両前側に凸となるよう湾曲している車体前部構造を提案している。
【発明の効果】
【0012】
本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、複数の前面衝突形態においても、キャビンおよび電池パックの変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態に係る車両を上方から見た構成図である。
【図4】本発明の実施形態に係る車体前部構造におけるフルラップ衝突時の車体前部構造の変形を上方から見た平面図であり、（ａ）は衝突前の平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は前面衝突時の変形を時系列で示した平面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る車体前部構造におけるスモールラップ衝突時の車体前部構造の変形を上方から見た平面図であり、（ａ）は衝突前の平面図であり、（ｂ）および（ｃ）は前面衝突時の変形を時系列で示した平面図である。
【図6】本発明の実施形態に係るリインフォースの変形例を示す斜視図である。
【図7】本発明の実施形態に係るトラスシャシーの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図１から図７を用いて、本実施形態に係る車体前部構造Ｓが適用された車両Ｖについて説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＦＲは、図１に示す車両前方（正面）を示し、矢印ＵＰは正面視上方を示し、矢印ＬＨは正面視左方を示している。また、以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、正面視での上下方向、正面視での前後方向、正面視での左右方向を示すものとする。
【0015】
【0016】
＜車両Ｖの構成＞
車両Ｖは、例えば、パワーユニット部２０を駆動源とした電気自動車である。なお、車両Ｖは、例えば、エンジンとパワーユニット部２０との複数の駆動源を有するハイブリッド電気自動車であってもよい。
車両Ｖは、例えば、パワーユニット部２０を駆動源とした電気自動車である。なお、車両Ｖは、例えば、エンジンとパワーユニット部２０との複数の駆動源を有するハイブリッド電気自動車であってもよい。
【0017】
図１に示すように、車両Ｖは車体ＶＳの内部に、前輪１０と、パワーユニット部２０と、電池パック３０と、トーボード４０と、トルクボックス５０と、サイドシル６０と、車体前部構造Ｓ（図１の一点鎖線で囲まれた斜線部）と、を含んで構成されている。
【0018】
パワーユニット部２０は、前輪１０を駆動する図示しないモータ、変速機、クラッチ、駆動軸等で構成された駆動装置である。パワーユニット部２０は、後述するフロントサイドフレーム１００およびクロスメンバ１１０に囲まれた空間に設置され、フロントサイドフレーム１００の上面側に載置された状態で固定されている。
【0019】
電池パック３０は、例えば、扁平した箱状に形成されている。電池パック３０の内部には、多数の電池セルが直列に接続されており、パワーユニット部２０へ供給する高電圧の出力が可能であり、車両の走行に必要な電力を蓄える。電池パック３０は、後述するトルクボックス５０およびサイドシル６０等の頑強なフレームに囲まれた空間に設置されている。電池パック３０は、例えば、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両で利用される。
【0020】
トーボード４０は、キャビンＣＡの前方部の上下方向に立ち上げられ、車両Ｖの前輪駆動装置とキャビンＣＡとを隔てる隔壁である。トーボード４０は、後述するフロントサイドフレーム１００の後部上側に溶接等により結合されている。
【0021】
トルクボックス５０は、後述するフロントサイドフレーム１００とサイドシル６０との間に介在し、フロントサイドフレーム１００とサイドシル６０とを連結する部材である。トルクボックス５０は、車両Ｖの底面に車幅方向に延在された骨格であり、トルクボックス５０に対して、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００の一端部に溶接等により結合されている。トルクボックス５０は、高剛性を有する金属等により形成され、略矩形閉断面形状を成している。トルクボックス５０は、電池パック３０の前方に位置し、トルクボックス５０の端部は、トルクボックス５０に対して、車幅方向両側のサイドシル６０の一端部と溶接等により結合されている。
また、トルクボックス５０の車両前面側および上面側には、後述するトルクボックス５０に対して、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００の一端部が溶接等により結合されている。
なお、トルクボックス５０よりも車両後方側は、保護領域ＰＡであり、保護領域ＰＡの上方に位置するキャビンＣＡおよび下方に位置する電池パック３０の変形を防止する領域である。
また、トルクボックス５０の車両前面側および上面側には、後述するトルクボックス５０に対して、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００の一端部が溶接等により結合されている。
なお、トルクボックス５０よりも車両後方側は、保護領域ＰＡであり、保護領域ＰＡの上方に位置するキャビンＣＡおよび下方に位置する電池パック３０の変形を防止する領域である。
【0022】
サイドシル６０は、車両車幅方向両側の側方底面に設けられている。サイドシル６０は、車両前後方向に延在された骨格であり、高剛性を有する金属等により形成され、略矩形閉断面形状を成している。サイドシル６０は、保護領域ＰＡの両側の底辺を構成している。
【0023】
車体前部構造Ｓは、トルクボックス５０よりも前方の車両前部室ＦＡの内部に構成されている。なお、車体前部構造Ｓの構成については後述する。
【0024】
＜車体前部構造Ｓの構成＞
本実施形態に係る車体前部構造Ｓについて、図２および図３を用いて説明する。
車体前部構造Ｓは、車両車幅方向において左右対称に構成されている。
車体前部構造Ｓは、図２に示すように、フロントサイドフレーム１００（車幅方向反対側はフロントサイドフレーム１００Ｂ）と、クロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、リインフォース２１０（車幅方向反対側はリインフォース２１０Ｂ）と、トラスシャシー２２０（車幅方向反対側はトラスシャシー２２０Ｂ）と、を含んで構成されている。
本実施形態に係る車体前部構造Ｓについて、図２および図３を用いて説明する。
車体前部構造Ｓは、車両車幅方向において左右対称に構成されている。
車体前部構造Ｓは、図２に示すように、フロントサイドフレーム１００（車幅方向反対側はフロントサイドフレーム１００Ｂ）と、クロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、リインフォース２１０（車幅方向反対側はリインフォース２１０Ｂ）と、トラスシャシー２２０（車幅方向反対側はトラスシャシー２２０Ｂ）と、を含んで構成されている。
【0025】
フロントサイドフレーム１００は、車両前部の車幅方向に一対となって設けられ、車両Ｖの前輪を駆動するパワーユニット部２０の側面側に位置し、車両前後方向に延在している。フロントサイドフレーム１００は、車両Ｖの骨格を構成し、高剛性を有する金属等により形成され略矩形閉断面形状を成している。フロントサイドフレーム１００の車両前方端部は、バンパビーム２００に溶接等により結合され、フロントサイドフレーム１００の車両後方端部は、トルクボックス５０に溶接等により結合されている。
【0026】
クロスメンバ１１０は、パワーユニット部２０の前方部および後方部の車幅方向に延在し、クロスメンバ１１０の両端部は、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００と溶接等により結合されている。クロスメンバ１１０は、金属等により形成され、略矩形閉断面形状を成している。
【0027】
バンパビーム２００は、車両前方車幅方向に延在し、車両前方における骨格を構成している。バンパビーム２００は、金属等により形成され、略矩形閉断面形状を成している。バンパビーム２００は、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００の先端部に溶接等により結合され、フロントサイドフレーム１００との結合部よりも車幅方向端部が、屈曲部ＴＰにおいて車両後方側に向けて屈曲している。また、バンパビーム２００の中心部は、平面視で、車幅方向の中央部が車両前側へ凸となるように湾曲している。
【0028】
また、車体前部構造Ｓには、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００と、パワーユニット部２０の車両前後側に設けられたクロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、トルクボックス５０と、サイドシル６０とが結合されることにより、井桁形状を有した強固な骨格が形成されている。
【0029】
リインフォース２１０は、金属等により形成され、略矩形閉断面を成している。リインフォース２１０は、略棒状であって、その一方端は、バンパビーム２００の屈曲部ＴＰの車両内側の面に溶接等により結合され、フロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０との結合部に向けて延在している。また、リインフォース２１０の他方端には、リインフォース２１０の上面側および下面側に、結合部２１０ａ（車幅方向反対側は結合部２１０ａＢ）が形成されている。結合部２１０ａは、フロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０との結合部に向けて突出し、略矩形中実面を成す略棒状に形成されている。結合部２１０ａの先端部には、図示しない上下方向に貫通した略円形の貫通孔が形成されている。結合部２１０ａの根本部には、リインフォース２１０の上下方向に車両前部内側に張り出した肩部２１０ｂ（車幅方向反対側は結合部２１０ｂＢ）が形成されている。肩部２１０ｂは、例えば、その周辺のリインフォース２１０の板厚を厚くする等により、強度を保った構成となっている。また、肩部２１０ｂは、フロントサイドフレーム１００と隙間をもった位置に配設されている。
また、リインフォース２１０は、車両前方側からのスモールオーバラップ衝突が発生した場合においても、リインフォース２１０の車両前方側端が衝突を受け止めることができる位置に設けられている。具体的には、例えば、リインフォース２１０の前方端の中心は、車両Ｖの車幅端から車両Ｖの車幅方向内側の２５％以内の距離に位置するように構成されている。
また、リインフォース２１０は、車両前方側からのスモールオーバラップ衝突が発生した場合においても、リインフォース２１０の車両前方側端が衝突を受け止めることができる位置に設けられている。具体的には、例えば、リインフォース２１０の前方端の中心は、車両Ｖの車幅端から車両Ｖの車幅方向内側の２５％以内の距離に位置するように構成されている。
【0030】
トラスシャシー２２０は、鋼板等により略直角三角形の板形状を有し、その内側には該略直角三角形に相似した形状を有する上下方向に貫通する空洞が形成されている。トラスシャシー２２０は、フロントサイドフレーム１００およびクロスメンバ１１０の上面および下面に配設されている。また、トラスシャシー２２０は、クロスメンバ１１０に回転可能に固定された第１の支点としてのピンＰＮ１（車幅方向反対側はピンＰＮ１Ｂ）と、フロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０との結合部に配設され、移動および回転可能な第２の支点としてのピンＰＮ２（車幅方向反対側はピンＰＮ２Ｂ）と、ピンＰＮ２に対して、フロントサイドフレーム１００の車両後方側に配設され、移動および回転可能な第３の支点としてのピンＰＮ３（車幅方向反対側はピンＰＮ３Ｂ）と、を頂点とする三角形状を成している。トラスシャシー２２０の辺ＳＴ１～ＳＴ３は、外周辺と内周辺との幅が略同一の幅となっている。辺ＳＴ１は、クロスメンバ１１０の上面および下面に位置し、車両前方側のクロスメンバ１１０と平行に延在している。辺ＳＴ２は、フロントサイドフレーム１００の上面および下面に位置し、フロントサイドフレーム１００と平行に延在している。辺ＳＴ１と辺ＳＴ２とが成す角度は、略直角である。辺ＳＴ３は、辺ＳＴ１の一端と、辺ＳＴ２の一端とを結合する辺であって、クロスメンバ１１０とフロントサイドフレーム１００との上面および下面に跨って形成されている。辺ＳＴ１～ＳＴ３の３箇所の頂点部には、トラスシャシー２２０を上下方向に貫通する図示しない貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、それぞれピンＰＮ１、ピンＰＮ２およびピンＰＮ３が挿通される。
トラスシャシー２２０は、ピンＰＮ１により車両前方側のクロスメンバ１１０に回転可能に固定されている。トラスシャシー２２０は、ピンＰＮ２と、ピンＰＮ３と、によりフロントサイドフレーム１００に対して、移動可能に配設されている。また、リインフォース２１０の結合部２１０ａの先端部に設けられた図示しない貫通孔と、トラスシャシー２２０の辺ＳＴ１と辺ＳＴ２との交点に設けられた図示しない貫通孔とに、ピンＰＮ２が上方から挿通され、フロントサイドフレーム１００に設けられた後述するガイド溝ＳＧ１に挿入されている。
トラスシャシー２２０は、ピンＰＮ１により車両前方側のクロスメンバ１１０に回転可能に固定されている。トラスシャシー２２０は、ピンＰＮ２と、ピンＰＮ３と、によりフロントサイドフレーム１００に対して、移動可能に配設されている。また、リインフォース２１０の結合部２１０ａの先端部に設けられた図示しない貫通孔と、トラスシャシー２２０の辺ＳＴ１と辺ＳＴ２との交点に設けられた図示しない貫通孔とに、ピンＰＮ２が上方から挿通され、フロントサイドフレーム１００に設けられた後述するガイド溝ＳＧ１に挿入されている。
【0031】
図３に示すように、フロントサイドフレーム１００の上面および下面には、トラスシャシー２２０のピンＰＮ２が移動可能に挿入される第１のガイド溝としてのガイド溝ＳＧ１と、ピンＰＮ３が移動可能に挿入される第２のガイド溝としてのガイド溝ＳＧ２が形成されている。ガイド溝ＳＧ１には、ピンＰＮ２を車両後部外側に導く溝が形成されている。また、ガイド溝ＳＧ２には、ピンＰＮ３を車両後部内側に導くスライド溝ＳＧ２ａが形成されている。また、ガイド溝ＳＧ２には、スライド溝ＳＧ２ａの車両前部外側からフロントサイドフレーム１００と平行に車両後方側に向かう凹状溝ＳＧ２ｂが形成されている。
【0032】
＜作用・効果＞
上記のように構成された本実施形態に係る車体前部構造Ｓは、フルラップ衝突の場合には、衝突物は、車両前面両側に衝突し、オーバーラップ衝突およびスモールオーバラップ衝突の場合には、衝突物は車両車幅方向どちらかの片側に衝突する。以下、図４（ａ）～（ｃ）を用いて、フルラップ衝突が発生した場合の作用について説明する。
上記のように構成された本実施形態に係る車体前部構造Ｓは、フルラップ衝突の場合には、衝突物は、車両前面両側に衝突し、オーバーラップ衝突およびスモールオーバラップ衝突の場合には、衝突物は車両車幅方向どちらかの片側に衝突する。以下、図４（ａ）～（ｃ）を用いて、フルラップ衝突が発生した場合の作用について説明する。
【0033】
（フルラップ衝突の場合）
衝突物ＦＢが車両Ｖにフルラップ衝突する場合には、図４（ａ）に示すように、矢印Ａに示す方向から車両Ｖに対して、衝突エネルギーが発生する。
衝突物ＦＢが車両Ｖにフルラップ衝突する場合には、図４（ａ）に示すように、矢印Ａに示す方向から車両Ｖに対して、衝突エネルギーが発生する。
【0034】
図４（ｂ）に示すように、矢印Ａで示す車両Ｖの前面からの衝突エネルギーは、バンパビーム２００を介して、フロントサイドフレーム１００およびリインフォース２１０に伝達される。バンパビーム２００の中心部は、平面視で、車幅方向の中央部が車両前側へ凸となるように湾曲しているため、衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム１００の車両前方端部を支点として、バンパビーム２００の屈曲部ＴＰを矢印Ｃ１で示す方向へ押し開く。そして、バンパビーム２００に結合されているリインフォース２１０の肩部２１０ｂは、フロントサイドフレーム１００から車幅方向外側に向けて離れる。また、フロントサイドフレーム１００には、矢印Ｂに示す衝突エネルギーが車両前方側から後方側に向けて伝達される。そして、フロントサイドフレーム１００の車両前方端部が衝突エネルギーにより圧壊されることにより、衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム１００の車両前方端部の変形によって吸収される。
フロントサイドフレーム１００の圧壊が進むと、リインフォース２１０には、衝突エネルギーが矢印Ｃ２の方向に伝達される。この時、矢印Ｂ方向の衝突エネルギーと、矢印Ｃ２方向の衝突エネルギーとにより、トラスシャシー２２０のピンＰＮ２には、車両後方側に向かう衝突エネルギーが伝達される。そして、ピンＰＮ２は、ガイド溝ＳＧ１に沿って矢印Ｄ方向に移動し、フロントサイドフレーム１００から外れる。ピンＰＮ３は、ピンＰＮ２が矢印Ｄ方向に移動することにより、スライド溝ＳＧ２ａに沿って矢印Ｅ方向に移動し、フロントサイドフレーム１００から外れる。そして、リインフォース２１０は、フロントサイドフレーム１００との固定軸を失い、トラスシャシー２２０のピンＰＮ１を中心とした矢印Ｃ３に示す方向に回転を開始する。そのため、リインフォース２１０およびトラスシャシー２２０は、フロントサイドフレーム１００の衝突エネルギーの吸収に干渉しなくなる。
フロントサイドフレーム１００の圧壊が進むと、リインフォース２１０には、衝突エネルギーが矢印Ｃ２の方向に伝達される。この時、矢印Ｂ方向の衝突エネルギーと、矢印Ｃ２方向の衝突エネルギーとにより、トラスシャシー２２０のピンＰＮ２には、車両後方側に向かう衝突エネルギーが伝達される。そして、ピンＰＮ２は、ガイド溝ＳＧ１に沿って矢印Ｄ方向に移動し、フロントサイドフレーム１００から外れる。ピンＰＮ３は、ピンＰＮ２が矢印Ｄ方向に移動することにより、スライド溝ＳＧ２ａに沿って矢印Ｅ方向に移動し、フロントサイドフレーム１００から外れる。そして、リインフォース２１０は、フロントサイドフレーム１００との固定軸を失い、トラスシャシー２２０のピンＰＮ１を中心とした矢印Ｃ３に示す方向に回転を開始する。そのため、リインフォース２１０およびトラスシャシー２２０は、フロントサイドフレーム１００の衝突エネルギーの吸収に干渉しなくなる。
【0035】
さらに衝突エネルギーが大きくなると、図４（ｃ）に示すように、フロントサイドフレーム１００の圧壊は、フロントサイドフレーム１００と車両前方側のクロスメンバ１１０との結合部まで進み、衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム１００の変形によって吸収される。また、フロントサイドフレーム１００に伝達される矢印Ｂおよび矢印Ｇに示す衝突エネルギーは、パワーユニット部２０の前後に設けられたクロスメンバ１１０およびトルクボックス５０に伝達される。パワーユニット部２０の前後に設けられたクロスメンバ１１０には、矢印Ｆおよび矢印Ｉに示す方向に衝突エネルギーが伝達され、クロスメンバ１１０は、さらに圧壊する。また、トルクボックス５０に伝達された矢印Ｈで示す衝突エネルギーは、サイドシル６０に分散される。
以上のように、リインフォース２１０およびトラスシャシー２２０は、固定軸を失うことにより衝突エネルギーの吸収に干渉しなくなる。そして、衝突エネルギーは、車幅方向のフロントサイドフレーム１００と、パワーユニット部２０の車両前後に設けられたクロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、トルクボックス５０と、サイドシル６０とが結合されて形成されている井桁形状を有した強固な骨格に分散されるとともに、井桁形状の骨格の変形によって吸収される。
以上のように、リインフォース２１０およびトラスシャシー２２０は、固定軸を失うことにより衝突エネルギーの吸収に干渉しなくなる。そして、衝突エネルギーは、車幅方向のフロントサイドフレーム１００と、パワーユニット部２０の車両前後に設けられたクロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、トルクボックス５０と、サイドシル６０とが結合されて形成されている井桁形状を有した強固な骨格に分散されるとともに、井桁形状の骨格の変形によって吸収される。
【0036】
衝突エネルギーの入力が終了すると、フロントサイドフレーム１００への衝突エネルギー伝達が終了して、車体前部構造Ｓの変形による衝突エネルギーの吸収は終了する。
【0037】
（スモールラップ衝突の場合）
一方、スモールラップ衝突の場合には、衝突物ＦＢが車両車幅方向どちらかの片側に衝突し、矢印ＳＡに示す方向から衝突エネルギーが発生する。図５（ａ）～（ｃ）においては、車両Ｖの正面視で左側に衝突した場合を説明する。
衝突物ＦＢが車両Ｖにスモールラップ衝突する場合には、図５（ａ）に示すように、矢印ＳＡに示す方向から車両Ｖに対して、衝突エネルギーが発生する。
一方、スモールラップ衝突の場合には、衝突物ＦＢが車両車幅方向どちらかの片側に衝突し、矢印ＳＡに示す方向から衝突エネルギーが発生する。図５（ａ）～（ｃ）においては、車両Ｖの正面視で左側に衝突した場合を説明する。
衝突物ＦＢが車両Ｖにスモールラップ衝突する場合には、図５（ａ）に示すように、矢印ＳＡに示す方向から車両Ｖに対して、衝突エネルギーが発生する。
【0038】
図５（ｂ）に示すように、車両Ｖの正面視で左側（図中、矢印ＳＡに示す方向）から衝突物ＦＢが衝突した際の衝突エネルギーは、バンパビーム２００を介して、矢印ＳＢおよび矢印ＳＣに示す方向からフロントサイドフレーム１００およびリインフォース２１０に伝達される。フロントサイドフレーム１００には、矢印ＳＢに示す衝突エネルギーが車両後部に向けて伝達される。そして、フロントサイドフレーム１００の車両前方側が衝突エネルギーにより圧壊され、衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム１００の前方部の変形によって吸収される。
リインフォース２１０には、バンパビーム２００から矢印ＳＣ方向に衝突エネルギーが伝達される。リインフォース２１０の結合部２１０ａは、伝達された衝突エネルギーによって、ピンＰＮ２を介してトラスシャシー２２０を矢印ＳＣの方向に押す。トラスシャシー２２０は三角形状を成しているため、ピンＰＮ２に伝達された衝撃エネルギーは、ピンＰＮ１に向かう矢印ＳＥおよびピンＰＮ３に向かう矢印ＳＤに分散される。ピンＰＮ３には、矢印ＳＤと同じ方向の矢印ＳＦに示される方向に衝撃エネルギーが伝達され、ピンＰＮ３は、伝達された衝突エネルギーによって、矢印ＳＦ方向に押され車両後方側に移動する。そして、ピンＰＮ３は、ガイド溝ＳＧ２に設けられた凹状溝ＳＧ２ｂに沿って移動し固定される。つまり、ピンＰＮ１およびピンＰＮ３が固定されることにより、トラスシャシー２２０は、ピンＰＮ１およびピンＰＮ３を介してクロスメンバ１１０およびフロントサイドフレーム１００に衝撃エネルギーを分散させる。また、トラスシャシー２２０が固定されることによって、リインフォース２１０に伝達された矢印ＳＣ方向の衝突エネルギーにより結合部２１０ａが変形し、肩部２１０ｂがフロントサイドフレーム１００に当接する。肩部２１０ｂは、フロントサイドフレーム１００を矢印ＳＣに示す方向に変形させるとともに、クロスメンバ１１０を矢印ＳＣに示す方向に押す。
一方、ピンＰＮ２からピンＰＮ１に伝達された矢印ＳＧに示す方向の衝突エネルギーは、トラスシャシー２２０ＢのＰＮ１Ｂを介して、矢印ＳＨおよび矢印ＳＩに示される方向に分散される。そして、矢印ＳＨに示す衝突エネルギーは、トラスシャシー２２０ＢのＰＮ２Ｂを介して、フロントサイドフレーム１００Ｂの車両前後方向に分散される。また、矢印ＳＪ示す衝突エネルギーは、リインフォース２１０Ｂを介してバンパビーム２００に分散される。また、矢印ＳＩに示す衝突エネルギーは、ピンＰＮ３Ｂを介して、フロントサイドフレーム１００Ｂに伝達される。衝突エネルギーが、フロントサイドフレーム１００Ｂに伝達され、フロントサイドフレーム１００Ｂを車幅方向外側に押すことにより、フロントサイドフレーム１００Ｂは変形し、衝突エネルギーは吸収される。
リインフォース２１０には、バンパビーム２００から矢印ＳＣ方向に衝突エネルギーが伝達される。リインフォース２１０の結合部２１０ａは、伝達された衝突エネルギーによって、ピンＰＮ２を介してトラスシャシー２２０を矢印ＳＣの方向に押す。トラスシャシー２２０は三角形状を成しているため、ピンＰＮ２に伝達された衝撃エネルギーは、ピンＰＮ１に向かう矢印ＳＥおよびピンＰＮ３に向かう矢印ＳＤに分散される。ピンＰＮ３には、矢印ＳＤと同じ方向の矢印ＳＦに示される方向に衝撃エネルギーが伝達され、ピンＰＮ３は、伝達された衝突エネルギーによって、矢印ＳＦ方向に押され車両後方側に移動する。そして、ピンＰＮ３は、ガイド溝ＳＧ２に設けられた凹状溝ＳＧ２ｂに沿って移動し固定される。つまり、ピンＰＮ１およびピンＰＮ３が固定されることにより、トラスシャシー２２０は、ピンＰＮ１およびピンＰＮ３を介してクロスメンバ１１０およびフロントサイドフレーム１００に衝撃エネルギーを分散させる。また、トラスシャシー２２０が固定されることによって、リインフォース２１０に伝達された矢印ＳＣ方向の衝突エネルギーにより結合部２１０ａが変形し、肩部２１０ｂがフロントサイドフレーム１００に当接する。肩部２１０ｂは、フロントサイドフレーム１００を矢印ＳＣに示す方向に変形させるとともに、クロスメンバ１１０を矢印ＳＣに示す方向に押す。
一方、ピンＰＮ２からピンＰＮ１に伝達された矢印ＳＧに示す方向の衝突エネルギーは、トラスシャシー２２０ＢのＰＮ１Ｂを介して、矢印ＳＨおよび矢印ＳＩに示される方向に分散される。そして、矢印ＳＨに示す衝突エネルギーは、トラスシャシー２２０ＢのＰＮ２Ｂを介して、フロントサイドフレーム１００Ｂの車両前後方向に分散される。また、矢印ＳＪ示す衝突エネルギーは、リインフォース２１０Ｂを介してバンパビーム２００に分散される。また、矢印ＳＩに示す衝突エネルギーは、ピンＰＮ３Ｂを介して、フロントサイドフレーム１００Ｂに伝達される。衝突エネルギーが、フロントサイドフレーム１００Ｂに伝達され、フロントサイドフレーム１００Ｂを車幅方向外側に押すことにより、フロントサイドフレーム１００Ｂは変形し、衝突エネルギーは吸収される。
【0039】
さらに衝突エネルギーが大きくなった場合には、図５（ｃ）に示すように、フロントサイドフレーム１００の圧壊は、パワーユニット部２０の前方に設けられたクロスメンバ１１０の位置まで進む。また、衝突が生じた側とは車幅方向反対側においても、衝突エネルギーは、矢印ＳＩおよび矢印ＳＪに示す方向に伝達され、フロントサイドフレーム１００Ｂを変形させる。また、矢印ＳＦで示すピンＰＮ３に伝達された衝突エネルギーは、矢印ＳＬで示すパワーユニット部２０の車両後方側のクロスメンバ１１０の方向と、矢印ＳＫで示すトルクボックス５０の方向に分散される。
以上のように、リインフォース２１０からトラスシャシー２２０を介して伝達される衝突エネルギーは、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００と、パワーユニット部２０の前後に設けられたクロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、トルクボックス５０と、サイドシル６０とが結合されて形成されている井桁形状を有した強固な骨格により、分散されるとともに、その変形により吸収される。
以上のように、リインフォース２１０からトラスシャシー２２０を介して伝達される衝突エネルギーは、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００と、パワーユニット部２０の前後に設けられたクロスメンバ１１０と、バンパビーム２００と、トルクボックス５０と、サイドシル６０とが結合されて形成されている井桁形状を有した強固な骨格により、分散されるとともに、その変形により吸収される。
【0040】
衝突エネルギーの入力が終了すると、車体前部構造Ｓの変形による衝突エネルギーの吸収は終了する。
【0041】
以上、本実施形態に係る車体前部構造Ｓは、車両前部車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のフロントサイドフレーム１００と、車両前方側において車幅方向に延在してフロントサイドフレーム１００と結合するクロスメンバ１１０と、フロントサイドフレーム１００の前方端に車両前部車幅方向に延在され、両端部が車両後方側に向かう屈曲部ＴＰを有したバンパビーム２００と、を含む車体前部構造において、一方端部がバンパビーム２００の屈曲部ＴＰに結合され、他方端部がフロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０とが結合される結合部に向けて延在されたリインフォース２１０と、フロントサイドフレーム１００およびクロスメンバ１１０の上面および下面に配設されるとともに、クロスメンバ１１０に対して、回転可能に固定された第１の支点としてのピンＰＮ１と、フロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０との結合部に配設された移動および回転が可能な第２の支点としてのピンＰＮ２と、ピンＰＮ２に対して、フロントサイドフレーム１００の車両後方側に設けられ、移動および回転可能な第３の支点としてのピンＰＮ３と、を頂点とする三角形状のトラスシャシー２２０と、を備え、リインフォース２１０は、トラスシャシー２２０を介してフロントサイドフレーム１００とクロスメンバ１１０と、に固定されている。
つまり、車体前部構造Ｓは、車両Ｖの前面衝突により発生した衝突エネルギーを、バンパビーム２００を介して、フロントサイドフレーム１００およびリインフォース２１０に伝達する。リインフォース２１０に伝達された衝突エネルギーは、トラスシャシー２２０を介して、フロントサイドフレーム１００およびクロスメンバ１１０に分散させることができる。そして、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００、クロスメンバ１１０、トルクボックス５０、サイドシル６０等で構成された井桁形状を有した強固な骨格に衝突エネルギーを分散させることができる。したがって、車両前部室ＦＡの内部において衝突エネルギーを吸収させることができる。
そのため、保護領域ＰＡに存在するキャビンＣＡおよび電池パック３０の変形を防止することができる。
つまり、車体前部構造Ｓは、車両Ｖの前面衝突により発生した衝突エネルギーを、バンパビーム２００を介して、フロントサイドフレーム１００およびリインフォース２１０に伝達する。リインフォース２１０に伝達された衝突エネルギーは、トラスシャシー２２０を介して、フロントサイドフレーム１００およびクロスメンバ１１０に分散させることができる。そして、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００、クロスメンバ１１０、トルクボックス５０、サイドシル６０等で構成された井桁形状を有した強固な骨格に衝突エネルギーを分散させることができる。したがって、車両前部室ＦＡの内部において衝突エネルギーを吸収させることができる。
そのため、保護領域ＰＡに存在するキャビンＣＡおよび電池パック３０の変形を防止することができる。
【0042】
また、本実施形態に係る車体前部構造Ｓは、フロントサイドフレーム１００には、トラスシャシー２２０のピンＰＮ２が移動可能に挿入される第１のガイド溝としてのガイド溝ＳＧ１と、ピンＰＮ３が移動可能に挿入される第２のガイド溝としてのガイド溝ＳＧ２と、を有し、ガイド溝ＳＧ２には、車両後部内側に向かうスライド溝ＳＧ２ａが形成されるとともに、前記車両後側に向かう凹状溝ＳＧ２ｂが形成されている。
つまり、フルラップ衝突の場合には、トラスシャシー２２０が有するピンＰＮ２がスライド溝ＳＧ１上を車両後部外側に移動し、ピンＰＮ３がスライド溝ＳＧ２ａ上を車両後部内側に移動することにより、フロントサイドフレーム１００からトラスシャシー２２０を外すことができる。スモールラップ衝突の場合には、トラスシャシー２２０が有するピンＰＮ３が凹状溝ＳＧ２ｂに固定されることにより、トラスシャシー２２０をフロントサイドフレーム１００に固定することができる。したがって、車体前部構造Ｓは、衝突形態に最適な部材に衝突エネルギーを分散させることができる。
そのため、保護領域ＰＡに存在するキャビンＣＡおよび電池パック３０の変形を防止することができる。
つまり、フルラップ衝突の場合には、トラスシャシー２２０が有するピンＰＮ２がスライド溝ＳＧ１上を車両後部外側に移動し、ピンＰＮ３がスライド溝ＳＧ２ａ上を車両後部内側に移動することにより、フロントサイドフレーム１００からトラスシャシー２２０を外すことができる。スモールラップ衝突の場合には、トラスシャシー２２０が有するピンＰＮ３が凹状溝ＳＧ２ｂに固定されることにより、トラスシャシー２２０をフロントサイドフレーム１００に固定することができる。したがって、車体前部構造Ｓは、衝突形態に最適な部材に衝突エネルギーを分散させることができる。
そのため、保護領域ＰＡに存在するキャビンＣＡおよび電池パック３０の変形を防止することができる。
【0043】
また、本実施形態に係る車体前部構造Ｓは、バンパビーム２００は、車両車幅方向中央部が車両前側に凸となるよう湾曲している。
フルラップ衝突の場合には、バンパビーム２００中央部の凸が衝突物ＦＢに押されることにより、フロントサイドフレーム１００の車両前方端部を支点として、バンパビーム２００の屈曲部ＴＰを車両前部外側へ向けて押し開く。そして、バンパビーム２００の両端部に結合されているリインフォース２１０は、車両前部外側へ向かう衝突エネルギーと、フロントサイドフレーム１００から伝達される車両後方側へ向かう衝突エネルギーとにより、トラスシャシー２２０がフロントサイドフレーム１００に設けられた溝を移動する。そして、リインフォース２１０は、トラスシャシー２２０がフロントサイドフレーム１００から外れることにより、井桁形状を有した骨格による衝撃エネルギー吸収に干渉しない位置に誘導される。
つまり、車体前部構造Ｓは、フルラップ衝突の場合には、井桁形状を有した骨格による衝撃エネルギー吸収に干渉しない位置にリインフォース２１０を移動させることができる。
そのため、保護領域ＰＡに存在するキャビンＣＡおよび電池パック３０の変形を防止することができる。
フルラップ衝突の場合には、バンパビーム２００中央部の凸が衝突物ＦＢに押されることにより、フロントサイドフレーム１００の車両前方端部を支点として、バンパビーム２００の屈曲部ＴＰを車両前部外側へ向けて押し開く。そして、バンパビーム２００の両端部に結合されているリインフォース２１０は、車両前部外側へ向かう衝突エネルギーと、フロントサイドフレーム１００から伝達される車両後方側へ向かう衝突エネルギーとにより、トラスシャシー２２０がフロントサイドフレーム１００に設けられた溝を移動する。そして、リインフォース２１０は、トラスシャシー２２０がフロントサイドフレーム１００から外れることにより、井桁形状を有した骨格による衝撃エネルギー吸収に干渉しない位置に誘導される。
つまり、車体前部構造Ｓは、フルラップ衝突の場合には、井桁形状を有した骨格による衝撃エネルギー吸収に干渉しない位置にリインフォース２１０を移動させることができる。
そのため、保護領域ＰＡに存在するキャビンＣＡおよび電池パック３０の変形を防止することができる。
【0044】
なお、本発明の実施形態として、リインフォース２１０と結合部２１０ａは一体成型されているものとして例示したが、図６に示すように、リインフォース２１０Ａと結合部シャシー２３０とを別部品として構成し、結合部シャシー２３０は、リインフォース２１０Ａと溶接等により結合されていてもよい。また、図７に示すように、結合部２１０ａは、トラスシャシー２２０Ａと一体成型された結合部２２０Ａａとして形成され、リインフォース２１０Ａと溶接等により結合されていてもよい。
【0045】
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0046】
１０；前輪
２０；パワーユニット部
３０；電池パック
４０；トーボード
５０；トルクボックス
６０；サイドシル
１００；フロントサイドフレーム
１１０；クロスメンバ
２００；バンパビーム
２１０；リインフォース
２１０Ａ；リインフォース
２１０ａ；結合部
２１０ｂ；肩部
２２０；トラスシャシー
２２０Ａ；トラスシャシー
ＣＡ；キャビン（乗員室）
ＦＡ；車両前部室
ＦＢ；衝突物
ＰＡ；保護領域
ＰＮ１；ピン
ＰＮ２；ピン
ＰＮ３；ピン
Ｓ；車体前部構造
ＳＧ１；ガイド溝
ＳＧ２；ガイド溝
Ｖ；車両
ＶＳ；車体
２０；パワーユニット部
３０；電池パック
４０；トーボード
５０；トルクボックス
６０；サイドシル
１００；フロントサイドフレーム
１１０；クロスメンバ
２００；バンパビーム
２１０；リインフォース
２１０Ａ；リインフォース
２１０ａ；結合部
２１０ｂ；肩部
２２０；トラスシャシー
２２０Ａ；トラスシャシー
ＣＡ；キャビン（乗員室）
ＦＡ；車両前部室
ＦＢ；衝突物
ＰＡ；保護領域
ＰＮ１；ピン
ＰＮ２；ピン
ＰＮ３；ピン
Ｓ；車体前部構造
ＳＧ１；ガイド溝
ＳＧ２；ガイド溝
Ｖ；車両
ＶＳ；車体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
