特開 2024-118867 電気自動車用フロントフレーム構造

(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】P2024118867

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】電気自動車用フロントフレーム構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/08 20060101AFI20240826BHJP

   B62D 21/00 20060101ALI20240826BHJP

   B62D 21/15 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

B62D25/08 E

B62D21/00 A

B62D21/15 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025422

(22)【出願日】2023-02-21

(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】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(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

3D203BA02

3D203BA17

3D203BB12

3D203BB54

3D203BC14

3D203CA37

3D203CA40

3D203CA42

3D203DB05

3D203DB07

(57)【要約】

【課題】正面衝突時の衝撃からパワーユニットやコントロールユニット、及び車室やバッテリ室を有効に保護することができる電気自動車のフロントフレーム構造を提供する。
【解決手段】フロントフレーム構造は、モータルームの底部から上部までの高さ方向の寸法を有する壁状部と、壁状部の前端部の上部から突出されたアーム状部と、を有するフロントサイドフレームと、壁状部の底部及びアーム状部の前端部に接合され、アーム状部との間に環状の開口部を形成するロアサイドフレームと、開口部の内部に配置されるリンフォースメントと、を備え、リンフォースメントは、互いに接続する第１の斜材と第２の斜材とを有し、アーム状部の前端部、アーム状部の後端部、及び、ロアサイドフレームの中途部に接合されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータルームの底部から上部までの高さ方向の寸法を有する壁状に形成され、前記モータルームの後部領域において車体の前後方向に延在する壁状部と、前記壁状部の前端部の上部から突出され、前記モータルームの前部領域において前記車体の前後方向に延在するアーム状部と、を有するフロントサイドフレームと、
前記壁状部の底部及び前記アーム状部の前端部に接合され、前記アーム状部との間に環状の開口部を形成するサブフレームと、
前記開口部の内部に配置される荷重伝達部材と、
を備え、
前記荷重伝達部材は、互いに接続する２以上の斜材を有し、
前記荷重伝達部材は、少なくとも、前記アーム状部の前端部、前記アーム状部の後端部、及び、前記サブフレームの中途部に接合されていることを特徴とする電気自動車用フロントフレーム構造。

【請求項2】

前記荷重伝達部材が前記アーム状部に対して接合する箇所は、前記荷重伝達部材が前記サブフレームに対して接合する箇所よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用フロントフレーム構造。

【請求項3】

前記荷重伝達部材は、前記開口部の内部にトラス構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用フロントフレーム構造。

【請求項4】

前記壁状部の後端部の上部は、前記車体のフロントピラーに接合していることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用フロントフレーム構造。

【請求項5】

前記壁状部の後端部の下部は、トルクボックスを介してサイドシルに接合していることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用フロントフレーム構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車体の前部にモータルームを備えた電気自動車用フロントフレーム構造に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、電気自動車の車体前部には、モータルームが設けられている。モータルームには、電動モータを含むパワーユニットが搭載されている。電気自動車のパワーユニットは、剛体である。このため、フルフラップ前面衝突やスモールオーバラップ前面衝突時において、パワーユニットに衝撃を吸収させることは殆ど不可能である。又、電気自動車のパワーユニットは、レシプロエンジンのパワーユニットに比べて体格が小さい。このため、モータルームの上部に、インバータやＤＣ／ＤＣコンバータ等の高電圧部材を含むコントロールユニットを搭載する場合が多い。

【0003】

正面衝突時における衝撃により剛体であるパワーユニットを後退させてしまうと車室を変形させてしまうことになる。又、高電圧部材であるコントロールユニットを正面衝突時における衝撃で押し潰してしまうことも好ましくない。従って、正面衝突時は、少なくともパワーユニット及びコントロールユニットの手前で正面衝突時の衝撃を吸収することが好ましい。

【0004】

又、電気自動車は、十分な航続距離を確保するために大容量のバッテリを必要とする。多くの電気自動車では、車室の床下のスペース全体にバッテリ室を形成し、このバッテリ室にバッテリを収容している。従って、前面衝突時においては、車室及びバッテリ室の変形を最小限として有効にバッテリを保護する必要がある。

【0005】

例えば、特許文献１（特開２０１２－２０１２８４号公報）には、車体の車幅方向中央に、車体前後方向へ延在する1本のメインフレームを有する電気自動車が開示されている。このメインフレームは、の前輪よりも後方に延在する部分にバッテリを収容する。これにより、特許文献１に開示されたメインフレームは、前輪よりも前方に延在する部分によって正面衝突時の衝撃を吸収することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２－２０１２８４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、上述した文献に開示されている電気自動車は専用のフレーム構造として当初から設計されたものである。従って、従来のレシプロエンジンを搭載する車両に用いたフロントフレーム構造を基本に設計された電気自動車のフレーム構造に比しコスト高となる不都合がある。

【0008】

又、メインフレームの前端部分で正面衝突時の衝撃を吸収させようとした場合、メインフレームのクラッシュストローク（正面衝突時に衝突方向へ塑性変形し得る量）をパワーユニットよりも前方に設定する必要がある。しかし、メインフレームのみの変形でクラッシュストロークを確保しようとした場合、パワーユニットよりも前方へのフロントオーバハング量が大きくなり、意匠性が損なわれてしまう不都合がある。

【0009】

本発明は、レシプロエンジンを搭載する車両に用いたフロントフレーム構造を基本に設計することが可能で、意匠性を損なうことなく、正面衝突時における衝撃からパワーユニットやコントロールユニット、及び車室やバッテリ室を有効に保護することのできる電気自動車用フロントフレーム構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様による電気自動車用フロントフレーム構造は、モータルームの底部から上部までの高さ方向の寸法を有する壁状に形成され、前記モータルームの後部領域において車体の前後方向に延在する壁状部と、前記壁状部の前端部の上部から突出され、前記モータルームの前部領域において前記車体の前後方向に延在するアーム状部と、を有するフロントサイドフレームと、前記壁状部の底部及び前記アーム状部の前端部に接合され、前記アーム状部との間に環状の開口部を形成するサブフレームと、前記開口部の内部に配置される荷重伝達部材と、を備え、前記荷重伝達部材は、互いに接続する２以上の斜材を有し、前記荷重伝達部材は、少なくとも、前記アーム状部の前端部、前記アーム状部の後端部、及び、前記サブフレームの中途部に接合されている。

【発明の効果】

【0011】

本発明の電気自動車用フロントフレーム構造によれば、レシプロエンジンを搭載する車両に用いたフロントフレーム構造を基本に設計することが可能で、意匠性を損なうことなく、正面衝突時における衝撃からパワーユニットやコントロールユニット、及び車室やバッテリ室を有効に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】電気自動車のフロントフレーム構造の要部を示す側面図

【図2】電気自動車のフロントフレーム構造を示す斜視図

【図3】電気自動車のフロントフレーム構造を示す分解斜視図

【図4】前面衝突時の初期におけるフロントフレーム構造の挙動を示す説明図

【図5】前面衝突時の中盤におけるフロントフレーム構造の挙動を示す説明図

【図6】前面衝突時の終盤におけるフロントフレーム構造の挙動を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係り、図１は電気自動車のフロントフレーム構造を模式的に示す側面図である。

【0014】

図１，２に示すように、電気自動車１の車体２は、キャビン５と、キャビン５の前方に設けられたモータルーム６と、を有する。

【0015】

キャビン５は、車体２の前後方向の略中央部に設けられている。このキャビン５は、フロアパネル１０と、トーボード１１と、左右一対のサイドシル１２と、左右一対のフロントピラー１３と、を有して構成されている。

【0016】

フロアパネル１０は、例えば、略平面状をなす板金部材等によって構成されている。このフロアパネル１０は、キャビン５の床面を構成する。フロアパネル１０の下方には、バッテリ室１５が設けられている。バッテリ室１５の内部には、複数のバッテリ１６が収容されている。

【0017】

トーボード１１は、フロアパネル１０の先端から上方に起立する板金部材等によって構成されている。このトーボード１１は、キャビン５とモータルーム６とを区画する隔壁を構成する。

【0018】

各サイドシル１２は、例えば、閉断面形状をなす中空部材である。これらサイドシル１２は、例えば、複数のパネルを接合することによって構成されている。各サイドシル１２は、フロアパネル１０の左右側部において、車体２の前後方向にそれぞれ延在されている。さらに、各サイドシル１２は、フロアパネル１０の左右側部にそれぞれ接合されている。

【0019】

各フロントピラー１３は、例えば、閉断面形状をなす中空部材である。これらフロントピラー１３は、例えば、複数のパネルを接合することによって構成されている。各フロントピラー１３は、フロントピラーロア１３ａと、フロントピラーアッパ１３ｂと、をそれぞれ有する。

【0020】

各フロントピラーロア１３ａの下端部は、各サイドシル１２の前端部にそれぞれ接合されている。また、各フロントピラーロア１３ａには、トーボード１１の左右側部がそれぞれ接合されている。

【0021】

各フロントピラーアッパ１３ｂの下端部は、各フロントピラーロア１３ａの上端部にそれぞれ接合されている。各フロントピラーアッパ１３ｂは、各フロントピラーロア１３ａよりも後方に多く傾斜した状態にて、車体２の上方に延在されている。

【0022】

モータルーム６は、トーボード１１の前方に設けられたフロントフレーム構造２０によって主要部が構成されている。フロントフレーム構造２０は、左右一対のアッパサイドフレーム２１と（図２，３参照）、左右一対のフロントサイドフレーム２２と、クレードル２３と、を有する。

【0023】

各アッパサイドフレーム２１は、例えば、板金等によって構成されている。これらアッパサイドフレーム２１の後端部は、各フロントピラーロア１３ａの上端部に接合されている。これにより、アッパサイドフレーム２１は、モータルーム６の左右側部上方において、車体２の前後方向にそれぞれ延在されている。

【0024】

各フロントサイドフレーム２２は、例えば、閉断面形状をなす中空部材である。これらフロントサイドフレーム２２は、例えば、複数のパネルを接合することによって構成されている。これらのフロントサイドフレーム２２は、各アッパサイドフレーム２１よりも車幅方向の内側において、車体２の前後方向にそれぞれ延在されている。

【0025】

各フロントサイドフレーム２２は、壁状部２５と、アーム状部２６と、を有する。

【0026】

壁状部２５は、フロントサイドフレーム２２の後部領域を構成する。

【0027】

この壁状部２５は、例えば、モータルーム６の底部から上部までの高さ方向の寸法を有する。より具体的には、壁状部２５は、車体２の高さ方向において、例えば、モータルーム６の底部からアッパサイドフレーム２１と同程度の高さまでの寸法を有する。

【0028】

また、壁状部２５は、車体２の前後方向において、トーボード１１からモータルーム６の中央付近まで延在する長さを有する。これにより、壁状部２５は、側面視形状が略矩形形状をなす壁状に形成されている。

【0029】

この壁状部２５の後端部は、トーボード１１に接合されている。また、壁状部２５の後端部の下部は、トルクボックス２７を介して、サイドシル１２に接合されている。これにより、壁状部２５は、車両１の前面衝突時等に、車体２の前方から伝達された衝撃荷重の一部をサイドシル１２に分散させることが可能となっている。

【0030】

また、壁状部２５の上面を形成するアッパパネル２５ａは、車体２の後方及び車幅方向外側に拡張されている。

【0031】

このアッパパネル２５ａのうち、車体２の後方に拡張された部分は、フロントピラーロア１３ａの上部に接合されている。これにより、壁状部２５は、車両１の前面衝突時等に、車体２の前方から伝達された衝撃荷重の一部をフロントピラー１３に分散させることが可能となっている。

【0032】

なお、アッパパネル２５ａ及びアッパサイドフレーム２１が接合された各フロントピラーロア１３ａの上部には、さらに、車幅方向に延在するカウルカバー２８の左右両端部が接合されている。

【0033】

また、アッパパネル２５ａのうち、車幅方向外側に拡張された部分は、壁状部２５の外側面を形成するアウタパネル２５ｂとともに、サスペンションタワー３０の一部を構成する。これにより、サスペンションタワー３０は、フロントサイドフレーム２２と一体的に構成されている。なお、サスペンションタワー３０の車幅方向外側の上端部は、アッパサイドフレーム２１に接合されている。

【0034】

アーム状部２６は、フロントサイドフレーム２２の前部領域を構成する。このアーム状部２６は、壁状部２５の前端部の上部から車体２の前方に向けて延在されている。このため、アーム状部２６の高さ方向の寸法は、壁状部２５の高さ方向の寸法よりも小さく設定されている。さらに、アーム状部２６の高さ方向の寸法は、アーム状部２６の後側から前側に向かうほど徐々に小さくなるように設定されている。具体的には、アーム状部２６の上面は、前方に向けて所定の俯角にて傾斜している。これに対し、アーム状部２６の底面は、略水平となっている。これらにより、アーム状部２６は、アーム状部の後側から前側に向かうほど太さが徐々に減少する先細り形状をなしている。

【0035】

このようなフロントサイドフレーム２２において、壁状部２５によって構成された後部領域の剛性は、アーム状部２６によって構成された前部領域の剛性よりも相対的に高くなっている。

【0036】

図３に示すように、クレードル２３は、例えば、サブフレームとしての左右一対のロアサイドフレーム３１と、前後一対のクロスメンバ３２と、を有する。

【0037】

各ロアサイドフレーム３１は、例えば、閉断面形状をなす中空部材である。各ロアサイドフレーム３１は、例えば、複数のパネルを接合することによって構成されている。これらロアサイドフレーム３１は、一対のフロントサイドフレーム２２と同等の車幅方向の間隔を有した状態にて、車体２の前後方向に延在されている。

【0038】

ここで、各ロアサイドフレーム３１の前部には、突起３１ａが設けられている。各突起３１ａは、各ロアサイドフレーム３１に略直交した状態にて、上方に突出している。

【0039】

また、各ロアサイドフレーム３１の車幅方向の外側の面には、サスペンションアーム３７が接続されている（図２，３参照）。これにより、各サスペンションアーム３７は、上下方向に揺動自在となるようにクレードル２３に支持されている。

【0040】

各クロスメンバ３２は、例えば、閉断面形状をなす中空部材である。これらクロスメンバ３２は、例えば、複数のパネルを接合することによって構成されている。各クロスメンバ３２は、車体の前後方向に所定の間隔を有した状態にて、車幅方向に延在されている。

【0041】

各クロスメンバ３２の左右端部は、各ロアサイドフレーム３１にそれぞれ接合されている。これにより、各ロアサイドフレーム３１及び各クロスメンバ３２は、所謂ラダー構造をなすクレードル２３を構成する。

【0042】

このように構成されたクレードル２３は、各フロントサイドフレーム２２に接合されている。具体的には、クレードル２３を構成する各ロアサイドフレーム３１の後部領域が、各壁状部２５の下部に接合されている。また、各ロアサイドフレーム３１の前端部が、各アーム状部２６の前端部に接合されている。

【0043】

ここで、各ロアサイドフレーム３１の前端部は、各アーム状部２６の前端部に対し、それぞれブラケット２９を介して接合されている。例えば、図３に示すように、本実施形態の各ブラケット２９は、溶接等により、予め各アーム状部２６の前端部に接合されている。これら各ブラケット２９には、各ロアサイドフレーム３１の突起３１ａが接合されている。これにより、各ロアサイドフレーム３１の前端部は、各アーム状部２６の前端部に接合されている。

【0044】

これら各フロントサイドフレーム２２に対するクレードル２３の接合により、クレードル２３のロアサイドフレーム３１は、フロントサイドフレーム２２を補剛する。

【0045】

ここで、各フロントサイドフレーム２２の前部は、壁状部２５の上側の領域から延在するアーム状部２６によって構成されている。このため、モータルーム６の前側左右側部には、車幅方向に貫通する環状の開口部３５が形成されている。本実施形態において、開口部３５は、矩形の側面視形状を有する。

【0046】

各開口部３５には、荷重伝達部材としてのリンフォースメント３６がそれぞれ配置されている。各リンフォースメント３６は、例えば、第１の斜材３６ａと、第２の斜材３６ｂと、を有する。第１の斜材３６ａは、例えば、前方に向けて所定の仰角にて傾斜している。また、第２の斜材３６ｂは、例えば、前方に向けて所定の俯角にて傾斜している。これら第１の斜材３６ａの後端部と第２の斜材３６ｂ前端部とは、互いに接続されている。これにより、各リンフォースメント３６は、略Ｖ字状に屈曲した側面視形状を有する。

【0047】

各リンフォースメント３６の前端部は、アーム状部２６の前端部と突起３１ａの上端部との接合部に当接されている。すなわち、第１の斜材３６ａの前端部は、開口部３５の上側において、アーム状部２６の前端部及び突起３１ａの上端部に当接されている。そして、各リンフォースメント３６の前端部は、アーム状部２６に対して接合されている。

【0048】

各リンフォースメント３６の中途部は、ロアサイドフレーム３１の中途部に当接されている。すなわち、第１の斜材３６ａの後端部及び第２の斜材３６ｂの前端部は、開口部３５の下側において、ロアサイドフレーム３１の中途部に当接されている。そして、各リンフォースメント３６の中途部は、ロアサイドフレーム３１に対して接合されている。

【0049】

各リンフォースメント３６の後端部は、アーム状部２６の後端部及び壁状部２５の前端部に接合されている。すなわち、第２の斜材３６ｂの後端部は、開口部３５の上側において、アーム状部２６の後端部及び壁状部２５の前端部に接合されている。そして、各リンフォースメント３６の後端部は、アーム状部２６に対して接合されている。

【0050】

これらの接合により、各リンフォースメント３６は、開口部３５の下側よりも開口部３５の上側に多くの接合箇所を有する。本実施形態において、具体的には、各リンフォースメント３６は、開口部３５の下側を構成するロアサイドフレーム３１の中途部に対して、１つの接合箇所を有する。また、各リンフォースメント３６は、開口部３５の上側を構成するアーム状部２６の前端部及び後端部に対して、それぞれ１つの接合箇所を有する。

【0051】

そして、これらの接合箇所により、各リンフォースメント３６は、各開口部３５の内部にトラス構造を形成する。すなわち、開口部３５の内部にリンフォースメント３６を配置することにより、開口部３５の内部は、第１の空間３５ａと、第２の空間３５ｂと、第３の空間３５ｃと、に区画される。

【0052】

ここで、第１の空間３５ａは、ロアサイドフレーム３１と、突起３１ａと、第１の斜材３６ａと、によって囲まれた側面視三角形状をなす空間である。第２の空間３５ｂは、アーム状部２６と、第１の斜材３６ａと、第２の斜材３６ｂと、によって囲まれた側面視三角形状をなす空間である。第３の空間３５ｃは、壁状部２２と、ロアサイドフレーム３１と、第２の斜材３６ｂと、によって囲まれた側面視三角形状をなす空間である。

【0053】

このようなトラス構造を形成することにより、各リンフォースメント３６は、前面衝突時等の衝突エネルギー（衝撃荷重）に対する反力をコントロールする。

【0054】

なお、各リンフォースメント３６の形状は、Ｖ字状の側面視形状に限定されるものではない。例えば、各リンフォースメント３６の形状は、Ｗ字状の側面視形状とすることも可能である。このような場合、各リンフォースメント３６は、開口部３５の下側であるロアサイドフレーム３１に対して２つの接合箇所を有する。また、各リンフォースメント３６は、開口部３５の上側であるアーム状部２６側に対して３つの接合箇所を有する。

【0055】

また、各ブラケット２９には、車体２の前方に突出するクラッシュボックス３８がそれぞれ設けられている。さらに、各クラッシュボックス３８の前端部には、車幅方向に延在するバンパビーム３９が接合されている。

【0056】

このように構成されたモータルーム６には、パワーユニット４１が収容されている。パワーユニット４１は、電動モータと、変速機と、を備えて構成されている。このパワーユニット４１は、図示しないマウント部材を介して、クレードル２３の各クロスメンバ３２にマウントされている。

【0057】

さらに、パワーユニット４１の上部には、コントロールユニット４２が設けられている。コントロールユニット４２は、図示しないインバータやＤＣ／ＤＣコンバータ等を備えて構成されている。これにより、コントロールユニット４２は、バッテリ１６から電動モータに供給される駆動電力等の制御を行う。

【0058】

なお、パワーユニット４１の駆動力を前輪に伝達するためのアクスル軸等（図示せず）は、開口部３５の内部におけるリンフォースメント３６の隙間を介して、車幅方向の外側に延出することが可能となっている。

【0059】

このように構成された車両１が前面衝突すると、衝突初期において、バンパビーム３９及び各クラッシュボックス３８が、軸圧壊する（図４参照）。

【0060】

続く衝突中盤において、各フロントサイドフレーム２２のアーム状部２６、及び、クレードル２３の各ロアサイドフレーム３１の軸圧壊が開始する。その際、各アーム状部２６及び各ロアサイドフレーム３１の軸圧壊は、各リンフォースメント３６によってコントロールされる。

【0061】

具体的には、クラッシュボックス３８に伝達された衝突エネルギーは、アーム状部２６と、突起３１ａと、第１の斜材３６ａと、に分散して伝達される。

【0062】

これら分散された衝突エネルギーのうち、突起３１ａに伝達された衝突エネルギーは、各ロアサイドフレーム３１の先端に伝達される。また、各第１の斜材３６ａに伝達された衝突エネルギーは、各ロアサイドフレーム３１の中途及び各第２の斜材３６ｂに伝達される。

【0063】

そして、各突起３１ａ及び各第１の斜材３６ａを介して各ロアサイドフレーム３１に伝達された衝突エネルギーは、各ロアサイドフレーム３１の先端側を上方に回転させる方向のモーメントを発生させる。このモーメントの発生により、各ロアサイドフレーム３１は、第１，第２の斜材３６ａ，３６ｂとの接合箇所を起点としてＶ字状に屈曲する軸圧壊を開始する（図５参照）。このような各ロアサイドフレーム３１の軸圧壊は、例えば、各アーム状部２６の軸圧壊よりも早い段階に開始するよう、各リンフォースメント３６の配置及び強度等によってコントロールされる。

【0064】

続く衝突終盤において、各ロアサイドフレーム３１及び各アーム状部２６の軸圧壊が進展する（図６参照）。

【0065】

この場合において、各ロアサイドフレーム３１は、衝突中盤から、Ｖ字状に屈曲する軸圧壊を開始している。従って、各アーム状部２６の軸圧壊は、各ロアサイドフレーム３１によって阻害されることなく、十分なストロークにて実現される。加えて、各アーム状部２６の軸圧壊と併行して、各ロアサイドフレーム３１が軸圧壊する。これらにより、前面衝突時の衝突エネルギーは、モータルーム６の前部領域において効率良く吸収される。

【0066】

ところで、各フロントサイドフレーム２２の壁状部２５の高さ方向の寸法は、アーム状部２６の高さ方向の寸法よりも十分に大きく設定されている。このため、壁状部２５の剛性は、アーム状部２６の剛性よりも格段に高く設定されている。

【0067】

また、壁状部２５は、後端部の下部をサイドシル１２に接合し、さらに、後端部の上部をフロントピラーロア１３ａの上部に接合した構成を採用している。このため、アーム状部２６から壁状部２５に伝達された衝撃荷重は、キャビン５を構成する車体骨格に対して効率良く分散される。

【0068】

これらの構成により、壁状部２５は、前面衝突による衝撃荷重が伝達された場合にも、圧壊が抑制される。これにより、モータルーム６の全壊が回避され、モータルーム６の後部領域の空間が維持される。このモータルーム６の後部領域の空間には、パワーユニット４１及びコントロールユニット４２を留まらせることが可能である。これにより、剛体であるパワーユニット４１等の衝撃荷重による後退が抑制され、パワーユニット４１等によるキャビン５及びバッテリ室１５の変形を抑制することができる。

【0069】

このような実施形態によれば、フロントフレーム構造２０は、モータルーム６の底部から上部までの高さ方向の寸法を有する壁状に形成され、モータルーム６の後部領域において車体２の前後方向に延在する壁状部２５と、壁状部２５の前端部の上部から突出され、モータルーム６の前部領域において車体２の前後方向に延在するアーム状部２６と、を有するフロントサイドフレーム２２と、壁状部２５の底部及びアーム状部２６の前端部に接合され、アーム状部２６との間に環状の開口部３５を形成するロアサイドフレーム３１と、開口部３５の内部に配置されるリンフォースメント３６と、を備えている。また、リンフォースメント３６は、互いに接続する第１の斜材３８ａと第２の斜材３６ｂとを有する。そして、リンフォースメント３６は、アーム状部２６の前端部、アーム状部２６の後端部、及び、ロアサイドフレーム３１の中途部に接合されている。これらの構成により、レシプロエンジンを搭載する車両に用いたフロントフレーム構造を基本に設計することが可能で、意匠性を損なうことなく、正面衝突時における衝撃からパワーユニット４１やコントロールユニット４２、及びキャビン５やバッテリ室１５を有効に保護することができる。

【0070】

すなわち、レシプロエンジンを用いたパワーユニットを構成する各種機器類は、エンジンルーム内において大きな容積を占める。例えば、エンジンルーム内の下部側のスペースは、クランクシャフトやエンジンオイルパン等によって占められる。また、エンジンルーム内の上部側のスペースは、吸排気のヘッドスペース等によって占められている。

【0071】

これに対し、電気自動車用のパワーユニット４１は、レシプロエンジン等から構成されるパワーユニットに比べて、格段に小型化が可能である。従って、レシプロエンジンを搭載する車両に用いたフロントフレーム構造を基本とした場合、電気自動車用のフロントフレーム構造２０では、フロントサイドフレーム２２のレイアウトを車体２の上下方向に展開させることができる。

【0072】

このようなレイアウト上の利点を有効活用し、本実施形態のフロントフレーム構造２０では、フロントサイドフレーム２２の後部領域を壁状部２５によって構成している。これにより、フロントサイドフレーム２２の後部領域の剛性を飛躍的に高めることができる。

【0073】

また、フロントサイドフレーム２２の先負領域を構成するアーム状部２６は、壁状部２５の前端部の上部から突出されている。これにより、フロントサイドフレーム２２の前部領域を、ロアサイドフレーム３１と環状に接合することができる。このように環状に接合されたフロントサイドフレーム２２及びロアサイドフレーム３１の前部領域は、突荷重を効率的に吸収することが可能である。これにより、フロントサイドフレーム２２の後部領域（壁状部２５）の変形をより効果的に抑制することができる。

【0074】

加えて、開口部３５の内部にリンフォースメント３６を設けることにより、アーム状部２６に伝達される衝撃荷重の一部を、ロアサイドフレーム３１にも分散させることができる。この場合において、リンフォースメント３６を、アーム状部２６の前端部、アーム状部２６の後端部、及び、ロアサイドフレーム３１の中途部に接合させることにより、ロアサイドフレーム３１が軸圧壊する際の起点をコントロールすることができる。そして、ロアサイドフレーム３１の軸圧壊の起点を適切な位置にコントロールすることにより、モータルーム６の前部領域において、アーム状部２６及びロアサイドフレーム３１の衝撃吸収のためのクラッシュストロークを適切に確保することができる。

【0075】

これらにより、フロントサイドフレーム２２やクラッシュボックス３８等を前方に延長させることなく、前面衝突時においてもモータルーム６の後部領域の空間を維持することができる。

【0076】

この場合において、リンフォースメント３６がアーム状部２６に対して接合する箇所は、リンフォースメント３６がロアサイドフレーム３１に対して接合する箇所よりも多く設定されている。さらに、リンフォースメント３６は、開口部３５の内部にトラス構造を形成する。これらにより、アーム状部２６からリンフォースメント３６に分散された衝撃荷重をロアサイドフレーム３１の中途部に的確に伝達して、ロアサイドフレーム３１の軸圧壊を適切にコントロールすることができる。

【0077】

また、壁状部２５は高さ方向の寸法を有するため、壁状部２５の後端部を、サイドシル１２のみならず、フロントピラー１３に対しても接続することが可能である。これにより、壁状部２５に伝達された衝突荷重を効率良く分散させて、壁状部２５の圧壊をより効果的に抑制することができる。

【0078】

さらに、壁状部２５は高さ方向の寸法を有するため、壁状部２５を構成するパネルによってサスペンションタワー３０の一部を構成することができる。これにより、サスペンションタワー３０の剛性についても高めることができる。

【0079】

以上の実施の形態に記載した発明は、それらの形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得るものである。

【0080】

例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、述べられている課題が解決でき、述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。

【符号の説明】

【0081】

１ … 車両（電気自動車）
２ … 車体
５ … キャビン
６ … モータルーム
１０ … フロアパネル
１１ … トーボード
１２ … サイドシル
１３ … フロントピラー
１３ａ … フロントピラーロア
１３ｂ … フロントピラーアッパ
１５ … バッテリ室
１６ … バッテリ
２０ … フロントフレーム構造
２１ … アッパサイドフレーム
２２ … フロントサイドフレーム
２３ … クレードル
２５ … 壁状部
２５ａ … アッパパネル
２５ｂ … アウタパネル
２６ … アーム状部
２７ … トルクボックス
２８ … カウルカバー
２９ … ブラケット
３０ … サスペンションタワー
３１ … ロアサイドフレーム
３１ａ … 突起
３２ … クロスメンバ
３５ … 開口部
３５ａ … 第１の空間
３５ｂ … 第２の空間
３５ｃ … 第３の空間
３６ … リンフォースメント
３６ａ … 第１の斜材
３６ｂ … 第２の斜材
３７ … サスペンションアーム
３８ … クラッシュボックス
３９ … バンパビーム
４１ … パワーユニット
４２ … コントロールユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】