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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】P2024055229
(43)【公開日】2024-04-18
(54)【発明の名称】車体前部構造
(51)【国際特許分類】
   B62D 25/20 20060101AFI20240411BHJP
   B62D 21/00 20060101ALI20240411BHJP
【FI】
B62D25/20 C
B62D21/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022161990
(22)【出願日】2022-10-06
(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)】
3D203AA31
3D203AA33
3D203BA15
3D203BA17
3D203BB16
3D203BB43
3D203CA23
3D203CA24
3D203CA29
3D203CA34
3D203CA37
3D203CA45
3D203DB05
(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、サブフレーム200と、パワーユニット部20と、を含む車体前部構造Sであって、サブフレーム200の前部下面側に結合するラップフレーム220と、サブフレーム200の後部下面側に結合する反力伝達フレーム230と、を備え、パワーユニット部20は、車幅方向両側のサブフレーム200が有する傾斜部SLに挟まれ接して固定され、ラップフレーム220の軸線方向DAと、ラップフレーム220と車幅方向同一側におけるサブフレーム200の傾斜部SLの辺方向S1と、ラップフレーム220と車幅方向反対側における反力伝達フレーム230の前縁部FFの辺方向S3とが、同一方向を向いている。
【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する一対のフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームの車両下方側に設けられ、車幅方向両側において車両前後方向に延在する一対のサブフレームと、前記サブフレームに車幅方向両側を挟まれて配設される前記車両の前輪を駆動するパワーユニット部と、を含む車体前部構造であって、
一端が、前記サブフレームの車両前部下面側に結合され、他端が、車両前部外側に張り出した一対のラップフレームと、
一端が前記サブフレームの車両後方端下面側に結合され、他端が車両後部外側に張り出した一対の反力伝達フレームと、
を備え、
前記サブフレームは、その中間部において、車両後部内側に向かう傾斜部を有し、該傾斜部を挟んで、車両前方側よりも車両後方側の幅が広い形状を成し、
前記パワーユニット部は、車幅方向両側の前記サブフレームの前記傾斜部に接して固定され、
前記ラップフレームの軸線方向と、前記ラップフレームと車幅方向同一側の前記サブフレームの前記傾斜部の辺方向と、前記ラップフレームと車幅方向反対側の前記反力伝達フレームの前縁部の辺方向とが、同一方向を向いていることを特徴とする車体前部構造。
【請求項2】
前記サブフレームには、前記傾斜部に脆弱部が設けられ、
前記ラップフレームは、前記サブフレームに設けられた前記脆弱部よりも車両前方側に結合されることを特徴とする請求項1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。
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。
【0003】
上記の要求に伴って、ハイブリッド車両や電気自動車等の電池を搭載した車両において前面衝突の衝撃が車両に加わった場合には、例えば、衝撃によるフロントサイドメンバの変形を制御することにより、衝突エネルギーが吸収されるとともに車両前部に備えられた駆動用モータを保護する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2020-083144号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、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で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。
【0006】
特許文献1に記載の技術においては、クロスメンバに設けられた脆弱部により、車両側面のフロントサイドメンバが車幅方向内方側に折れ曲がることにより、複数の衝突形態で発生する衝突エネルギーをより確実に吸収する構造が提案されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、クロスメンバより車両後方に設けられているキャビンあるいは電池パックの保護についての衝撃吸収構造に関する考慮がされていないため、車両の両側面に設けられているフロントサイドメンバの脆弱部より車両後方に衝突エネルギーが伝達された場合には、キャビンあるいは電池パックを変形させてしまう虞があるという課題があった。
【0007】
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】
【0008】
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車両前後方向に延在する一対のフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームの車両下方側に設けられ、車幅方向両側において車両前後方向に延在する一対のサブフレームと、前記サブフレームに車幅方向両側を挟まれて配設される前記車両の前輪を駆動するパワーユニット部と、を含む車体前部構造であって、一端が、前記サブフレームの車両前部下面側に結合され、他端が、車両前部外側に張り出した一対のラップフレームと、一端が前記サブフレームの車両後方端下面側に結合され、他端が車両後部外側に張り出した一対の反力伝達フレームと、を備え、前記サブフレームは、その中間部において、車両後部内側に向かう傾斜部を有し、該傾斜部を挟んで、車両前方側よりも車両後方側の幅が広い形状をなし、その中間部よりも車両前方側において、車両上方側に向かう上方傾斜部を有し、前記パワーユニット部は、車幅方向両側の前記サブフレームの前記傾斜部に接して固定され、前記ラップフレームの軸線方向と、前記ラップフレームと車幅方向同一側の前記サブフレームの前記傾斜部の辺と、前記ラップフレームと車幅方向反対側の前記反力伝達フレームの前縁部の辺とが、同一方向を向いている車体前部構造を提案している。
【0009】
形態2;本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記サブフレームには、前記傾斜部に脆弱部が設けられ、前記ラップフレームは、前記サブフレームに設けられた前記脆弱部よりも車両前方側に結合される車体前部構造を提案している。
【発明の効果】
【0010】
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】
【0011】
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2図1に示された車体前部構造を上方から見た構成図である。
図3図2に示された車体前部構造を右側方から見た側面図である。
図4図2に示された車体前部構造を、フロントサイドフレームとトーボードとをはずした状態で上方から見た斜視図である。
図5】本発明の実施形態に係る車体前部構造における前面衝突時の車体前部構造の変形を右側方から見た側面図である。
図6】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下方から見た下面図である。
図7】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下方から見た下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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Vの前方(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。
【0013】
<実施形態>
図1図4を用いて、車両Vに備えられた本実施形態に係る車体前部構造Sの構成について説明する。
【0014】
<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。
【0015】
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。
【0016】
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、後述するサブフレーム200およびサブクロスメンバ210に囲まれた空間に設置され、サブフレーム200の上面側に載置された状態で固定されている。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
車体前部構造Sは、トルクボックス50よりも車両前方側の車両前部室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。
【0022】
<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図4を用いて説明する。
車体前部構造Sは、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(フロントサイドフレーム100A、100B)と、クロスメンバ110と、サブフレーム200(サブフレーム200A、200B)と、サブクロスメンバ210Aおよび210Bと、ラップフレーム220(ラップフレーム220A、220B)と、反力伝達フレーム230(反力伝達フレーム230A、230B)と、を含んで構成されている。
【0023】
(フロントサイドフレーム100について)
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の上方に位置し、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、図3に示すように、トーボード40との結合部である屈曲部FP3(屈曲部FP3A、FP3B)から車両後部下側に屈曲する傾斜を成している。また、フロントサイドフレーム100は、車両後方側端部が、トルクボックス50と溶接等により結合されている。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。
また、フロントサイドフレーム100の車両前方端部には、脆弱部FP1(脆弱部FP1A、脆弱部FP1B)が設けられている。脆弱部FP1は、例えば、フロントサイドフレーム100よりも弱い部材で形成され、略矩形閉断面形状を成している。
【0024】
(クロスメンバ110について)
クロスメンバ110は、図2に示すように、フロントサイドフレーム100の車両前方側において、車幅方向に延在し、クロスメンバ110の端部は、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。
【0025】
(サブフレーム200について)
サブフレーム200は、フロントサイドフレーム100の車両下方側に車両前後方向に延在し、車幅方向両側に一対となって設けられ、パワーユニット部20の底面部に位置している。サブフレーム200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。サブフレーム200は、その中間部CP(中間部CPA、CPB)において、車両後部内側に向かう辺方向S1(辺方向S1A、S1B)を成す傾斜部SLを有し、傾斜部SLを挟んで、車両前方側よりも車両後方側の幅が広い形状を成している。
また、図3に示すように、サブフレーム200は、中間部CPからサブフレーム200の車両前方端部にかけて、車両前部上側に向かう軸線方向S2(軸線方向S2A、S2B)を成している。また、サブフレーム200の中間部CPの車両後方側には、サブフレーム200の上面側に凹状の脆弱部FP2(脆弱部FP2A、FP2B)が設けられている。
また、サブフレーム200の車幅方向内側には、パワーユニット部20が載置され、サブフレーム200の傾斜部SLとパワーユニット部20とが接した状態で、サブフレーム200にパワーユニット部20が固定される。具体的には、図4に示すように、パワーユニット部20は、車幅方向両側からサブフレーム200Aおよび200Bに挟まれて接した状態で固定されている。また、太線BBに示すように、パワーユニット部20は、傾斜部SLを中心に、サブフレーム200に沿うように接している。
【0026】
(サブクロスメンバ210A、210Bについて)
サブクロスメンバ210Aおよび210Bは、図2に示すように、車幅方向両側のサブフレーム200の間に車幅方向に延在している。サブクロスメンバ210Aは、サブフレーム200の車両前方側に設けられ、サブクロスメンバ210Bは、サブフレーム200の車両後方側に設けられている。サブクロスメンバ210Aおよび210B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。サブクロスメンバ210Aの車幅方向端部は、車幅方向両側のサブフレーム200と溶接等により結合されている。サブクロスメンバ210Bは、トルクボックス50の車両前方側に位置し、車幅方向両側のサブフレーム200およびトルクボックス50と溶接等により結合されている。
【0027】
(ラップフレーム220について)
ラップフレーム220は、図3に示すように、パワーユニット部20の底面に位置し、一端がサブフレーム200の中間部CP(中間部CPA、CPB)において、車両前部下面側に溶接等により結合され、他端が車両前部外側に張り出している。ラップフレーム220は、サブフレーム200の脆弱部FP2(脆弱部FP2A、FP2B)よりも車両前方側に結合される。ラップフレーム220は、金属等により略棒状に形成され、略矩形閉断面を成している。ラップフレーム220は、ラップフレーム220の軸線方向DAにおいて、側面視でラップフレーム220車両後方端部からラップフレーム220の車両前方端部にかけて、車両前部下側に向かう傾斜を成している。
また、図2に示すように、ラップフレーム220の車両前部外側に延在した軸線方向DA(軸線方向DAA、DAB)は、ラップフレーム220と車幅方向同一側のサブフレーム200の傾斜部SLが成す辺の辺方向S1と同一方向を向いて配設されている。そして、平面視で軸線方向DA上において、ラップフレーム220と、サブフレーム200と、パワーユニット部20と、反力伝達フレーム230とが、直線状に並んで互いに接し固定されている。具体的には、軸線方向DA上において、ラップフレーム220は、サブフレーム200の中間部CPにおいて結合され、サブフレーム200は、傾斜部SLとパワーユニット部20とが密接した状態で、サブフレーム200にパワーユニット部20が固定されている。また、パワーユニット部20は、ラップフレーム220と車幅方向反対側のサブフレーム200の傾斜部SLと接した状態で、サブフレーム200に固定されている。そして、車幅方向反対側のサブフレーム200は、車幅方向反対側の反力伝達フレーム230と結合している。
また、ラップフレーム220は、車両前面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、ラップフレーム220の車両前方部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、ラップフレーム220の車両前方部端の中心は、車両Vの車幅端から車幅方向内側の25%以内の距離に位置するように構成される。
【0028】
(反力伝達フレーム230について)
反力伝達フレーム230は、車両後部外側に延在し、車幅方向両側に一対となって設けられている。反力伝達フレーム230は、一端がサブフレーム200の車両後方端下面側に溶接等により結合され、他端が車両後部外側に張り出している。反力伝達フレーム230は、サブフレーム200、トルクボックス50およびサイドシル60を跨って覆う形状を有し、それぞれに溶接等により結合されている。
また、反力伝達フレーム230の前縁部FF(前縁部FFA、FFB)は、車両前部内側から車両後部外側に向かう辺方向S3(辺方向S3A、S3B)を成している。辺方向S3は、ラップフレーム220が有する軸線方向DAと同一方向を向いている。
【0029】
また、車体前部構造Sには、サブフレーム200Aおよびサブフレーム200Bと、サブクロスメンバ210Aおよび210Bと、トルクボックス50と、サイドシル60と、反力伝達フレーム230および反力伝達フレーム230B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。
【0030】
<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5および図6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。
【0031】
(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5に示すように、矢印Aに示す方向から衝突エネルギーが発生する。
矢印Aに示す車両前方側からの衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム100、サブフレーム200およびラップフレーム220に伝達される。
【0032】
フロントサイドフレーム100には、矢印U(矢印UR、UL)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。フロントサイドフレーム100の車両前方端部の脆弱部FP1が衝突エネルギーにより圧壊され、フロントサイドフレーム100の変形が進行する。また、屈曲部FP3が車両後方に向けて押されるため、フロントサイドフレーム100は、トルクボックス50との結合部を支点として屈曲しながら車両後方側へ変形する。そして、衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム100の変形することによって吸収される。
【0033】
サブフレーム200には、矢印B(矢印BR、BL)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。サブフレーム200の軸線方向S2は、サブフレーム200の中間部CPから車両前部上側に向かう傾斜を成しているため、サブフレーム200に設けられた脆弱部FP2を支点に車両上方側に向けて変形する。また、サブフレーム200は、衝突エネルギーによって変形するとともに、脆弱部FP2の圧壊が進行する。そして、衝突エネルギーは、サブフレーム200の変形によって吸収される。
【0034】
ラップフレーム220には、矢印C(矢印CR、CL)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。ラップフレーム220は、衝突エネルギーによって変形が進行する。また、ラップフレーム220の軸線方向DAは、サブフレーム200の中間部CPから車両前部下側に向かう傾斜を成しているため、ラップフレーム220は、サブフレーム200の中間部CPを支点に車両下方側に向けて変形する。そして、衝突エネルギーは、ラップフレーム220の変形によって吸収される。
【0035】
図6に示すように、サブフレーム200およびラップフレーム220に伝達された矢印Bおよび矢印Cに示す方向に伝達される衝突エネルギーは、矢印E(矢印ER、EL)に示す方向に伝達される衝突エネルギーと、矢印D(矢印DR、DL)に示す方向に伝達される衝突エネルギーに分散される。矢印E示す方向に伝達される衝突エネルギーは、サブフレーム200の圧壊を進行させるとともに、反力伝達フレーム230に伝達される。また、矢印Dに示す方向に伝達される衝突エネルギーは、サブフレーム200の傾斜部SLと密接するパワーユニット部20を介して、車幅方向反対側の反力伝達フレーム230に伝達される。ラップフレーム220の軸線方向DAと、サブフレーム200の辺方向S1と、反力伝達フレーム230の辺方向S3とは、同一方向を向いている。そして、平面視で軸線方向DA上において、ラップフレーム220と、サブフレーム200と、パワーユニット部20と、反力伝達フレーム230とが、直線状に並んで互いに接し固定されている。したがって、矢印Dに示す方向に伝達される衝突エネルギーは、車幅方向反対側の反力伝達フレーム230に効率よく伝達される。
【0036】
そして、反力伝達フレーム230には、矢印Eに示す方向に伝達される衝突エネルギーと、矢印Dに示す方向に伝達される衝突エネルギーとが伝達される。反力伝達フレーム230に伝達された衝突エネルギーは、サイドシル60へ向かう矢印F(矢印FR、FL)に示す方向と、トルクボックス50およびサブクロスメンバ210Bへ向かう矢印G(矢印GR、GL)に示す方向とに分散される。
そして、衝突エネルギーは、サブフレーム200の変形によって吸収されるとともに、パワーユニット部20、反力伝達フレーム230、サブクロスメンバ210B、トルクボックス50およびサイドシル60等へ分散される。
以上のように、衝突エネルギーは、サブフレーム200およびサブフレーム200Bと、サブクロスメンバ210および210Bと、トルクボックス50と、サイドシル60と、反力伝達フレーム230および反力伝達フレーム230B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効率よく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。
【0037】
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。
【0038】
(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。以下、図7を用いて、車両Vの正面視で右側に衝突した場合を説明する。
図7に示すように、衝突物FBが車両Vにスモールラップ衝突する場合には、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。
【0039】
車両Vの正面視で右側(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、ラップフレーム220Aを介して、サブフレーム200A、サブクロスメンバ210Aに伝達される。
【0040】
ラップフレーム220Aには、矢印SCに示す方向に伝達される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。ラップフレーム220Aは、ラップフレーム220Aの車両前方端部からサブフレーム200Aの中間部CPAとの間で圧壊が進行する。また、ラップフレーム220Aの軸線方向DAAは、中間部CPAから車両前部下側に向かう傾斜を成しているため、ラップフレーム220Aは、サブフレーム200Aの中間部CPAを支点に車両下方側に向けて変形する。そして、衝突エネルギーは、ラップフレーム220Aの変形によって吸収される。
【0041】
サブフレーム200Aには、矢印SBに示す衝突エネルギーが、ラップフレーム220Aからサブフレーム200Aの中間部CPAを介して伝達され、サブフレーム200Aの脆弱部FP2Aを変形させる。脆弱部FP2Aが変形することにより、サブクロスメンバ210Aは、矢印SHに示す方向に引かれ、車幅方向反対側のサブフレーム200Bは、脆弱部FP2Bを支点に車幅方向内側へ変形する。また、ラップフレーム220Aから伝達された衝突エネルギーは、サブフレーム200Aを矢印SE(矢印SER、SEL)に示す方向に伝達される衝突エネルギーと、矢印SDに示す方向に伝達される衝突エネルギーに分散される。矢印SERに示す方向に伝達される衝突エネルギーは、サブフレーム200Aの圧壊を進行させるとともに、反力伝達フレーム230Aに伝達される。また、矢印SDに示す方向に伝達される衝突エネルギーは、サブフレーム200Aの傾斜部SLAと密接するパワーユニット部20を介して、車幅方向反対側の反力伝達フレーム230Bに伝達される。そして、平面視で軸線方向DAA上において、ラップフレーム220Aと、サブフレーム200Aと、パワーユニット部20と、反力伝達フレーム230Bとが、直線状に並んで互いに接し固定されている。したがって、矢印SDに示す方向の衝突エネルギーは、車幅方向反対側の反力伝達フレーム230Bに効率よく伝達される。反力伝達フレーム230Bに伝達された衝突エネルギーは、サイドシル60へ向かう矢印SF(矢印SFL、SFR)に示す方向と、トルクボックス50およびサブクロスメンバ210Bへ向かう矢印SG(矢印SGL、SGR)に示す方向とに分散される。
一方で、反力伝達フレーム230Aには、矢印SEに示す方向に衝突エネルギーが伝達される。サブフレーム200Aと、反力伝達フレーム230Aの前縁部FFAとが、直線状に並んで互いに固定されているため、反力伝達フレーム230Aに伝達された衝突エネルギーは、サイドシル60へ向かう矢印SFRに示す方向と、トルクボックス50およびサブクロスメンバ210Bへ向かう矢印SGRに示す方向とに効率よく伝達される。そして、衝突エネルギーは、サブフレーム200の変形によって吸収されるとともに、パワーユニット部20、反力伝達フレーム230A、サブクロスメンバ210B、トルクボックス50およびサイドシル60等へ効率よく分散される。
以上のように、衝突エネルギーは、サブフレーム200およびサブフレーム200Bと、サブクロスメンバ210Aおよび210Bと、トルクボックス50と、サイドシル60と、反力伝達フレーム230Aおよび反力伝達フレーム230B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。
【0042】
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。
【0043】
以上、本実施形態に係る車体前部構造Sは、車両の前部車幅方向両側において車両前後方向に延在する一対のフロントサイドフレーム100と、フロントサイドフレーム100の車両下方側に設けられ、車幅方向両側において車両前後方向に延在する一対のサブフレーム200と、サブフレーム200に車幅方向両側を挟まれて配設される車両Vの前輪を駆動するパワーユニット部と、を含む車体前部構造であって、サブフレーム200の車両前部下面側に結合され、車両前部外側に延在する一対のラップフレーム220と、サブフレーム200の車両後部下面側に結合され、車両後部外側に延在する一対の反力伝達フレーム230と、を備え、サブフレーム200は、サブフレーム200の中間部CPにおいて、車両後部内側に向かう傾斜部SLを有して車幅方向の幅が拡大する形状を有し、パワーユニット部20は、車幅方向両側のサブフレーム200およびサブフレーム200Bの傾斜部SLおよび傾斜部SLBに接して固定され、ラップフレーム220の軸線方向DAと、ラップフレーム220と車幅方向同一側のサブフレーム200の辺方向S1と、ラップフレーム220と車幅方向反対側の反力伝達フレーム230の辺方向S3とは、同一方向を向いている。
つまり、平面視で軸線方向DA上において、ラップフレーム220と、サブフレーム200と、パワーユニット部20と、反力伝達フレーム230とが、直線状に並んで互いに接し固定されている。そして、車体前部構造Sは、ラップフレーム220およびサブフレーム200に伝達された衝突エネルギーを、パワーユニット部20および反力伝達フレーム230を介して、サブクロスメンバ210Aおよび210B、トルクボックス50およびサイドシル60に分散させることができる。したがって、車体前部構造Sは、衝突エネルギーを、サブフレーム200Aおよびサブフレーム200Bと、サブクロスメンバ210Aおよび210Bと、トルクボックス50と、サイドシル60と、反力伝達フレーム230および反力伝達フレーム230B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せるとともに、井桁形状の骨格を変形させることによって、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。
【0044】
また、本実施形態に係る車体前部構造Sは、サブフレーム200には、傾斜部SLに脆弱部FP2が設けられ、ラップフレーム220は、サブフレーム200に設けられた脆弱部FP2よりも車両前方側に結合されている。
つまり、ラップフレーム220を介して衝突エネルギーが伝達されるスモールラップ衝突の場合においても、衝突エネルギーは、サブフレーム200を介して、サブフレーム200の脆弱部FP2に伝達される。そして、車体前部構造Sは、脆弱部FP2を変形させることによって、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。
【0045】
なお、本発明の実施形態として、サブフレーム200およびラップフレーム220は、パワーユニット部20のドライブシャフトの車両下方側に位置する構成を例示しているが、パワーユニット部20のドライブシャフトをサブフレーム200あるいはラップフレーム220に貫通孔を設け、ドライブシャフトを当該貫通孔に挿通させて構成してもよい。
【0046】
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】
【0047】
1;車両
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
200A;サブフレーム
200B;サブフレーム
210A;サブクロスメンバ
210B;サブクロスメンバ
220A;ラップフレーム
220B;ラップフレーム
230;反力伝達フレーム

CA;キャビン(乗員室)
CP;中間部
DA;軸線方向
FA;車両前部室
FF;前縁部
FP1;脆弱部
FP2;脆弱部
FP3;屈曲部
PA;保護領域
S;車体前部構造
SL;傾斜部
S1;辺方向
S2;軸線方向
S3;辺方向
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7