特許 7567844 車両前部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】車両前部構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/08 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

B62D25/08 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022045925

(22)【出願日】2022-03-22

(65)【公開番号】P2023140077

(43)【公開日】2023-10-04

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山中 優輝

【審査官】宇佐美 琴

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／１５３０５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０８５０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２５９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３７３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２０２６１６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０３９４８３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－０６６２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ １７／００－２５／０８，２５／１４－２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両前方の両側部に設けられ、車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバと、
一対の前記フロントサイドメンバの間に取り付けられるエンコパクロスと、を備える車両前部構造であって、
前記エンコパクロスは、
各前記フロントサイドメンバの車両幅方向内側にそれぞれ取り付けられて、車両前後方向にそれぞれ延びる一対のサイドメンバと、
一対の前記サイドメンバの各前端を車両幅方向に接続するフロントクロスと、
一対の前記サイドメンバの各後端を車両幅方向に接続するリアクロスと、を備える環状部材であり、
前記リアクロスは、車両後方側に凸となるように湾曲しており、
前記フロントクロスは四角閉断面構造で、各側端部は、車両幅方向外側に向かうにつれて車両後方に向かって幅が広くなっており、車両後方側の内面に補強板が取り付けられていること、
を特徴とする車両前部構造。

【請求項2】

請求項１に記載の車両前部構造であって、
前記リアクロスは、
車両幅方向に延びる後中央部と、
前記後中央部の両方の端部から車両前方に向かってそれぞれ湾曲し、各先端が各前記サイドメンバの延びる方向にそれぞれ延びて一対の前記サイドメンバの各前記後端にそれぞれ連結される２つの湾曲部と、を有すること、
を特徴とする車両前部構造。

【請求項3】

請求項２に記載の車両前部構造であって、
前記エンコパクロスの車両後方に設けられ、車室との隔壁を構成するダッシュパネルと、
前記車室のフロアの中央に配置され、前方端が前記ダッシュパネルに接続される上に凸の溝形断面形状のフロアトンネルパネルと、を備え、
前記フロアトンネルパネルの前記溝形断面形状は、天井板と前記天井板の両側端に接続される一対の縦板とで構成され、
前記リアクロスの各前記湾曲部は、車両後方に向かうほど車両上方にそれぞれ向かい、
前記後中央部と前記湾曲部の後端部とは、前記フロアトンネルパネルの前記前方端における前記天井板と前記縦板との稜線の高さに位置していること、
を特徴とする車両前部構造。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の車両前部構造であって、
各前記サイドメンバは、２枚のクランク状に折り曲げた板部材を組み合わせた四角閉断面構造で、各板部材は各板部材を接続するフランジが上方向又は下方向となるように組み合わせられていること、
を特徴とする車両前部構造。

【請求項5】

請求項２又は３に記載の車両前部構造であって、
前記リアクロスの前記湾曲部は、他の部分よりも強度が低い低強度部を少なくとも一つ有すること、
を特徴とする車両前部構造。

【請求項6】

請求項１から３のいずれか１項に記載に車両前部構造であって、
前記フロントクロスは、前突の際の前記フロントサイドメンバの内折れ発生箇所と車両前後方向に重なる位置に配置されていること、
を特徴とする車両前部構造。

【請求項7】

請求項６に記載の車両前部構造であって、
前記フロントサイドメンバの前記内折れ発生箇所は、前記フロントサイドメンバの車両幅方向外側で前記フロントサイドメンバの前部に取り付けられたクラッシュボックスと前記フロントサイドメンバの車両幅方向外側の面とを接続するガセット板の前記フロントサイドメンバに接続される位置であること、
を特徴とする車両前部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フロントサイドメンバとエンコパクロスとを備える車両の前部構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両前方のエンジンルーム、或いはフロントコンパートメントの中には、車両を駆動するエンジンやハイブリッド駆動ユニットなどが搭載されていたが、近年、ボデーのフロア下にバッテリを搭載し、車両前方の空間を積載空間とする車両が用いられている。このような前方に積載空間を有する車両の前方衝突対応性能を向上させるために、フロントサイドメンバの間に弓型に湾曲したクロスバーと、フロントサイドメンバとクロスバーとを連結する支持ブラケットを設ける構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、車体後部にバッテリと水素タンクとを搭載した車両において、耐衝撃性の向上を図るために左右のリアサイドフレームの間に車両後方に凸のＵ字型のフレームを取り付ける構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【0004】

また、車両前方の一対のフロントサイドメンバの間を環状の構造部材であるエンコパクロスで繋ぎ、エンコパクロスの上側にパワーコントロールユニットを搭載し、エンコパクロスの下側に車両駆動用のモータを取り付ける車両前部構造が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２１－９５１１４号公報

【文献】特開２０１０－１８４５７４号公報

【文献】特開２０２０－３７３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、電動車両では、フロア下等に搭載するバッテリの重量の増加によりボデーの重量が増加している。このため、前突時の衝突エネルギーが増加し、衝突エネルギーの吸収量を大きくすることが求められている。一方でバリアの進入量を抑制することも求められる。

【0007】

そこで、本発明は、車両の前突時にバリアの進入量を抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の車両前部構造は、車両前方の両側部に設けられ、車両前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバと、一対の前記フロントサイドメンバの間に取り付けられるエンコパクロスと、を備える車両前部構造であって、前記エンコパクロスは、各前記フロントサイドメンバの車両幅方向内側にそれぞれ取り付けられて、車両前後方向にそれぞれ延びる一対のサイドメンバと、一対の前記サイドメンバの各前端を車両幅方向に接続するフロントクロスと、一対の前記サイドメンバの各後端を車両幅方向に接続するリアクロスと、を備える環状部材であり、前記リアクロスは、車両後方側に凸となるように湾曲しており、前記フロントクロスは四角閉断面構造で、各側端部は、車両幅方向外側に向かうにつれて車両後方に向かって幅が広くなっており、車両後方側の内面に補強板が取り付けられていること、を特徴とする。

【0009】

このように、リアクロスを車両後方側に凸となるように湾曲させることによって、エンコパクロスの車両前後方向の剛性を高くすることができる。このため、衝突の際のエンコパクロスの変形を抑制し、エンコパクロスに入力された前突の際の衝突荷重をスムースにリアクロスの後方部分に流してリアクロスの後方に配置されたダッシュパネルの強度の高い部位に衝突荷重を伝達することができる。これにより、バリアの進入量を抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくできる。また、これにより、フロントクロスに車両幅方向内側に向かう荷重が入力された際にフロントクロスが変形することを抑制し、荷重を他方側のフロントサイドメンバにスムースに伝達することができる。

【0010】

本発明の車両前部構造において、前記リアクロスは、車両幅方向に延びる後中央部と、前記後中央部の両方の端部から車両前方に向かってそれぞれ湾曲し、各先端が各前記サイドメンバの延びる方向にそれぞれ延びて一対の前記サイドメンバの各前記後端にそれぞれ連結される２つの湾曲部と、を有してもよい。

【0011】

この構成により、リアクロスが各サイドメンバと連続する湾曲形状となるので、エンコパクロスの車両前後方向の剛性を更に高くすることができ、バリアの進入量をより抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量をより大きくできる。

【0012】

本発明の車両前部構造において、前記エンコパクロスの車両後方に設けられ、車室との隔壁を構成するダッシュパネルと、前記車室のフロアの中央に配置され、前方端が前記ダッシュパネルに接続される上に凸の溝形断面形状のフロアトンネルパネルと、を備え、前記フロアトンネルパネルの前記溝形断面形状は、天井板と前記天井板の両側端に接続される一対の縦板とで構成され、前記リアクロスの各前記湾曲部は、車両後方に向かうほど車両上方にそれぞれ向かい、前記後中央部と前記湾曲部の後端部とは、前記フロアトンネルパネルの前記前方端における前記天井板と前記縦板との稜線の高さに位置してもよい。

【0013】

これにより、前突の際に後中央部又は湾曲部の後端部をフロアトンネルパネルの前方端における稜線に接触させることができ、衝突荷重を車両前後方向の強度の高いフロアトンネルパネルの稜線部分に伝達することができる。これにより、バリアの進入量を抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくできる。

【0016】

本発明の車両前部構造において、各前記サイドメンバは、２枚のクランク状に折り曲げた板部材を組み合わせた四角閉断面構造で、各板部材は各板部材を接続するフランジが上方向又は下方向となるように組み合わせられてもよい。

【0017】

これにより、各サイドメンバと各フロントサイドメンバとの間に組付けの際に必要な隙間を確保することができる。

【0018】

本発明の車両前部構造において、前記リアクロスの前記湾曲部は、他の部分よりも強度が低い低強度部を少なくとも一つ有してもよい。

【0019】

これにより、湾曲部がダッシュパネルの強度の高い部分に接した際に車両前後方向に潰れることで、エンコパクロスの上側に搭載されている高電圧機器がエンコパクロスに対して相対的に車両前方に移動する。これにより、高電圧機器とリアクロスとの間に配置されている高電圧ケーブルと高電圧機器とが接触することを抑制することができる。

【0020】

本発明の車両前部構造において、前記フロントクロスは、前突の際の前記フロントサイドメンバの内折れ発生箇所と車両前後方向に重なる位置に配置されてもよい。

【0021】

これにより、一方のフロントサイドメンバに内折れが発生した際に一方のフロントサイドメンバから入力された車両幅方向内側に向かう荷重を他方のフロントサイドメンバに伝達して一方側のフロントサイドメンバの内折れを止め、一方のフロントサイドメンバに車両後方側での外折れ変形を起こさせることができる。これにより、フロントサイドメンバの三節折れを実現し、効果的に衝突エネルギーを吸収することができる。

【0022】

本発明の車両前部構造において、前記フロントサイドメンバの前記内折れ発生箇所は、前記フロントサイドメンバの車両幅方向外側で前記フロントサイドメンバの前部に取り付けられたクラッシュボックスと前記フロントサイドメンバの車両幅方向外側の面とを接続するガセット板の前記フロントサイドメンバに接続される位置でもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、車両の前突時にバリアの進入量を抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくできる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態の車両前部構造を示す斜視図である。

【図2】実施形態の車両前部構造を示す平面図である。

【図3】実施形態の車両前部構造を示す部分断面側面図であって、図２に示すＡ－Ａ矢視である。

【図4】実施形態の車両前部構造のエンコパクロスの平面図である。

【図5】図４に示すエンコパクロスのサイドメンバの断面図であって、図４に示すＢ－Ｂ断面と、サイドメンバに隣接するフロントサイドメンバの断面図である。

【図6】図４に示すエンコパクロスのフロントクロスの断面図であって、図４に示すＣ－Ｃ断面である。

【図7】図４に示すエンコパクロスのリアクロスの断面図であって、図４に示すＤ－Ｄ断面である。

【図8】実施形態の車両前部構造を車両前方から見た立面図である。

【図9】実施形態の車両前部構造のエンコパクロスとフロントサイドメンバとの接続部の拡大平面図である。

【図10】実施形態の車両前部構造を車両前方から見た立面図であって、サスメンと、モータと、エンコパクロスと、電力制御装置と、を車両前方のフロントコンパートメントの中に搭載する工程を示す説明図である。

【図11】実施形態の車両前部構造を備える車両の左側がオフセット衝突した際の車両前部構造の変形を示す平面図である。

【図12】実施形態の車両前部構造を備える車両の左側がオフセット衝突した際の車両前部構造の変形を示す平面図であって、図１１に示す状態よりもバリアが進入した状態を示す図である。

【図13】実施形態の車両前部構造を備える車両の左側がオフセット衝突した際のエンコパクロスの変形と電力制御装置の移動を模式的に示す平面図である。

【図14】対比例のエンコパクロスを備える車両の左側がオフセット衝突した際のエンコパクロスの後退を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら実施形態の車両前部構造１００について説明する。各図に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨは、車両１０の前方向（進行方向）、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印ＦＲ、ＵＰ、ＲＨの反対方向は、車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車両幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

【0026】

図１に示すように、実施形態の車両前部構造１００は、一対のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒと、エンコパクロス２０と、フレーム４０と、ブラケット５１Ｌ、５１Ｒと、エプロン部接続ブラケット５３Ｌ、５３Ｒと、フレーム接続ブラケット５２Ｌ、５２Ｒと、を含んでいる。

【0027】

最初に図１から３を参照しながら車両前部構造１００を備える車両１０の全体構成について説明する。車両１０は、ダッシュパネル１６の前方の空間であるフロントコンパートメント１０Ｆと、ダッシュパネル１６の後方の空間である車室１０Ｒとを備えている。図３に示すようにフロントコンパートメント１０Ｆは内部に駆動用のモータ８０と高電圧機器である電力制御装置７０とを収容する。

【0028】

まず、フロントコンパートメント１０Ｆの構成について説明する。図１、２に示すように、フロントコンパートメント１０Ｆは、一対のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒと、一対のサスペンションタワー１４Ｌ、１４Ｒ（以下、サスタワー１４Ｌ、１４Ｒという）と、エプロン部１５Ｌ、１５Ｒと、一対のアッパメンバ１３Ｌ、１３Ｒと、ダッシュパネル１６と、フロントサスペンションメンバ６０（以下、サスメン６０という）と、を含んでいる。左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの間には後で説明するエンコパクロス２０が取り付けられており、エンコパクロス２０にはフレーム４０が取り付けられている。

【0029】

フロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒは、車両１０の前方のフロントコンパートメント１０Ｆの両側部に設けられて車両前後方向に延びる閉断面の構造部材であり、先端には、それぞれクラッシュボックス１２Ｌ、１２Ｒが取り付けられている。各クラッシュボックス１２Ｌ、１２Ｒと各フロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの車両幅方向外側の面とはガセット板１１ａ（図２参照）で接続されている。サスタワー１４Ｌ、１４Ｒは、前輪の懸架装置の上部が取り付けられる円筒形の構造物であり、車両幅方向内側は、フロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの車両幅方向外側に接続されている。エプロン部１５Ｌ、１５Ｒは、前輪を収容するホイールハウスのサスタワー１４Ｌ、１４Ｒの前方の部分であり、板部材で構成されている。エプロン部１５Ｌ、１５Ｒの下端部の一部はフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの車両幅方向外側に接続されている。アッパメンバ１３Ｌ、１３Ｒは、サスタワー１４Ｌ、１４Ｒとエプロン部１５Ｌ、１５Ｒの車両幅方向外側に接続されて車両前後方向に延びる強度部材である。アッパメンバ１３Ｌ、１３Ｒの前方は、車両下方に湾曲すると共に、車両幅方向内側に向かって湾曲してフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの前方の車両幅方向外側に接続されている。また、アッパメンバ１３Ｌ、１３Ｒの後部は図２に示すように、各フロントピラー１７Ｌ、１７Ｒに接続されている。ダッシュパネル１６は、フロントコンパートメント１０Ｆと車室１０Ｒとを仕切る隔壁である。サスメン６０は、フロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの下側に取り付けられて、前輪の懸架装置が搭載される強度部材である。

【0030】

以上説明したように、フロントコンパートメント１０Ｆは、フロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒと、アッパメンバ１３Ｌ、１３Ｒと、サスタワー１４Ｌ、１４Ｒと、エプロン部１５Ｌ、１５Ｒとで車両幅方向が規定され、下部はサスメン６０で規定され、後部はダッシュパネル１６で規定され、前方は、図示しないラジェータサポートで規定される空間である。図３に示すように、サスメン６０の上側には、モータ８０が搭載されている。モータ８０は、２つの前部マウント８１で前部がサスメン６０に取り付けられており、モータ８０の後方の後部マウント８２は、フロントコンパートメント１０Ｆの中で車両幅方向に延びる支持部材６９の上に取り付けられている。また、モータ８０の上部は、エンコパクロス２０の内周の空間を貫通してエンコパクロス２０の上側まで突出している。

【0031】

次に、車室１０Ｒの構成について説明する。図２に示すように、ダッシュパネル１６の後方は車室１０Ｒとなっている。車室１０Ｒには車室１０Ｒの床を構成するフロアパネル１８が設けられており、フロアパネル１８の車両幅方向中央には、フロアトンネルパネル１９が設けられている。フロアトンネルパネル１９は、天井板１９ａと天井板１９ａの両側端に接続される一対の縦板１９ｂとで構成される上に凸の溝形断面形状である。天井板１９ａと縦板１９ｂとの接続部はフロアトンネルパネル１９の溝形断面の稜線１９ｃを構成する。図３に示すように、フロアトンネルパネル１９の前方端は、ダッシュパネル１６に設けられた切欠き部１６ａの周縁に接続されている。

【0032】

次に、エンコパクロス２０について説明する。図４に示すようにエンコパクロス２０は、左右一対のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒと、フロントクロス２４と、リアクロス２７とで構成される環状部材である。リアクロス２７は、車両後方に凸に湾曲し、上面視でアルファベットの大文字のＤのような形状となっている。

【0033】

図２に示すように、左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒは、ブラケット５１Ｌ、５１Ｒによって左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの車両幅方向内側にそれぞれ取り付けられて、車両前後方向にそれぞれ延びる四角閉断面部材である。図５に示すように、左のサイドメンバ２１Ｌは、２枚のクランク状に折り曲げた板部材２１ａ、２１ｂを組み合わせた四角閉断面構造で、各板部材２１ａ、２１ｂは各板部材２１ａ、２１ｂを接続するフランジ２１ｃ、２１ｄが上方向又は下方向となるように組み合わせられている。左のサイドメンバ２１Ｌは、車両幅方向外側の面と左のフロントサイドメンバ１１Ｌの車両幅方向内側の面との間に隙間Ｓがあくように配置されている。右側のフロントサイドメンバ１１Ｒと右のサイドメンバ２１Ｒは、左のフロントサイドメンバ１１Ｌと左のサイドメンバ２１Ｌと左右対称なので説明は省略する。尚、図４中に示す符号２８は、ブラケット５１Ｌ、５１Ｒを固定するボルト５５（図９、１０参照）を通すボルト穴である。

【0034】

図４に示すように、フロントクロス２４は、左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの各前端２１Ｌｆ、２１Ｒｆを車両幅方向に接続する四角閉断面構造の部材であり、一定断面の前中央部２２と、車両幅方向外側に向かうにつれて車両後方に向かって幅が広くなる左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒとで構成されている。左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒの車両幅方向外側の後部２３Ｌｒ、２３Ｒｒは、左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの各前端２１Ｌｆ、２１Ｒｆに接続されている。フロントクロス２４の前中央部２２は、図６に示すように、２枚のクランク状に折り曲げた板部材２２ａ、２２ｂを組み合わせた四角閉断面構造で、各板部材２２ａ、２２ｂは各板部材２２ａ、２２ｂを接続するフランジ２２ｃ、２２ｄが上方向又は下方向となるように組み合わせられている。側端部２３Ｌ、２３Ｒも同様の構造の四角閉断面構造である。前中央部２２の板部材２２ａの車両後方側と下側の内面には山形に折り曲げられた補強板３１が取り付けられている。図４に示すように、補強板３１は、前中央部２２から左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒの内部まで延びている。また、側端部２３Ｌ、２３Ｒの中に配置されている補強板３１は、前中央部２２に配置されている補強板３１よりも幅が広くなっている。

【0035】

左右の各側端部２３Ｌ、２３Ｒの車両幅方向外側の前部には、前方及び車両幅方向外側に向かって上面の高さが低くなる傾斜部２３ａが設けられている。また、左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒの後部２３Ｌｒ、２３Ｒｒの近傍には、ブラケット５１Ｌ、５１Ｒを固定するボルト５５（図９、１０参照）を通すボルト穴２９が設けられており、左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒはサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒと同様ブラケット５１Ｌ、５１Ｒによって左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒに取り付けられている。

【0036】

後で説明するように、実施形態の車両前部構造１００を備える車両１０の左側がオフセット衝突した際、衝突の初期に左のフロントサイドメンバ１１Ｌが車両幅方向内側に向かって内折れを起す。フロントクロス２４は、フロントサイドメンバ１１Ｌの内折れ発生箇所と車両前後方向に重なる位置に配置されており、左のフロントサイドメンバ１１Ｌの内折れした部分がフロントクロス２４の左の側端部２３Ｌの端面２３Ｌｇにぶつかり、図４中に矢印９９で示す位置で車両幅方向内側に向かう荷重Ｆがフロントクロス２４に入力される。フロントクロス２４の前中央部２２の板部材２２ａの車両後方側の面は、荷重Ｆの入力される位置よりも距離ｄだけ車両前方にオフセットするように配置されている。尚、車両１０の右側がオフセット衝突した際には、右のフロントサイドメンバ１１Ｒが内折れしてフロントクロス２４の右の側端部２３Ｒの端面２３Ｒｇにぶつかる。

【0037】

図４に示すように、リアクロス２７は、車両幅方向に延びる後中央部２５と、後中央部２５の左右両方の端部２５Ｌｓ、２５Ｒｓと左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの各後端２１Ｌｒ、２１Ｒｒとを接続する２つの湾曲部２６Ｌ、２６Ｒとで構成されている。左右の湾曲部２６Ｌ、２６Ｒは、後中央部２５の左右両方の端部２５Ｌｓ、２５Ｒｓから車両前方に向かってそれぞれ湾曲し、各先端２６Ｌｆ、２６Ｒｆが左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの延びる方向にそれぞれ延びて左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの各後端２１Ｌｒ、２１Ｒｒにそれぞれ連結される。これにより、リアクロス２７の各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの各先端２６Ｌｆ、２６Ｒｆと各サイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの各後端２１Ｌｒ、２１Ｒｒとが連続し、リアクロス２７と各サイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒとが連続する湾曲形状となり、エンコパクロス２０の車両前後方向の剛性を高くすることができる。

【0038】

図７に示すように、リアクロス２７の後中央部２５は、山形に折り曲げた板部材２５ａとクランク状に折り曲げられた板部材２５ｂとを組み合わせた四角閉断面構造である。板部材２５ａ、２５ｂは、各板部材２５ａ、２５ｂを接続する車両前方側のフランジ２５ｃが上方向に延び、車両後方側のフランジ２５ｅが車両後方に延びるように組み合わせられている。後中央部２５の板部材２５ｂの車両後方側の内面と板部材２５ａの下側の内面には山形に折り曲げられた補強板３２が取り付けられている。

【0039】

左右の湾曲部２６Ｌ、２６Ｒは、先に説明したサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒと同様に、２枚のクランク状に折り曲げた板部材を組み合わせた四角閉断面構造である。各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの長手方向に沿った中央部分の車両後方側の内面には、補強板３１と同様の山形の補強板３３Ｌ、３３Ｒが取り付けられている。補強板３３Ｌ、３３Ｒが設けられていない湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの後端部２６Ｌｒ、２６Ｒｒの近傍と、先端２６Ｌｆ、２６Ｒｆの近傍は、補強板３３Ｌ、３３Ｒが設けられている部分よりも強度が低い低強度部を構成する。

【0040】

図３に示すように、リアクロス２７の各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒは、車両後方に向かうほど車両上方にそれぞれ向かい、後中央部２５と左右の湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの後端部２６Ｌｒ、２６Ｒｒとは、フロアトンネルパネル１９の前方端における天井板１９ａと縦板１９ｂとの稜線１９ｃの高さに位置している。尚、リアクロス２７の後中央部２５と左右の湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの後端部２６Ｌｒ、２６Ｒｒとは、車両前方視でフロアトンネルパネル１９の前方端における天井板１９ａと重なるように配置されていてもよい。

【0041】

次にフレーム４０について説明する。図２に示すように、フレーム４０は、車両幅方向に延びるフレームクロス４１と、フレームクロス４１から車両後方に延びるフレームメンバ４２、４３とで構成される。図３に示すように、フレームクロス４１は、フレーム接続ブラケット５２Ｌ、５２Ｒによって各ブラケット５１Ｌ、５１Ｒの上端部に接続されている。図２、３に示すように、フレームメンバ４２、４３は、エンコパクロス２０の湾曲部２６Ｒ、２６Ｌにそれぞれ設けられたフレームメンバ接続ブラケット４４、４５にそれぞれボルト４４ａ、４５ａで締結されている。フレーム４０の上には、電力制御装置７０が搭載されている。電力制御装置７０には、図示しないバッテリとの間を接続する高電圧ケーブル７５、７６、７７が接続されている。高電圧ケーブル７５、７６、７７は、上に凸の溝形断面形状のフロアトンネルパネル１９の内部に配策され、ダッシュパネル１６の切欠き部１６ａを通ってフロントコンパートメント１０Ｆの中に入り、リアクロス２７の後中央部２５の車両前方側を通ってフレーム４０の上側に配置されている電力制御装置７０の端子に接続されている。

【0042】

次に、エンコパクロス２０と左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒ及び左右のエプロン部１５Ｌ、１５Ｒとの接続構造と、フレーム４０のエンコパクロス２０への接続構造について説明する。

【0043】

図８、９に示すように、エンコパクロス２０の左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒとフロントクロス２４の左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒは、ブラケット５１Ｌ、５１Ｒで左右の各フロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒに接続されている。ブラケット５１Ｌ、５１Ｒは車両幅方向内側の長さが車両幅方向外側の長さよりも少し長い略台形状の板部５１Ｌａ、５１Ｒａと、板部５１Ｌａ、５１Ｒａから上方向に突出した２つの凸部５１Ｌｂ、５１Ｌｃ、５１Ｒｂ、５１Ｒｃを備えている。板部５１Ｌａ、５１Ｒａの車両幅方向内側は、３つのボルト５５で左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒとフロントクロス２４の左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒとに締結されている。板部５１Ｌａ、５１Ｒａの車両幅方向外側は、２つのボルト５４で左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒに接続されている。

【0044】

車両幅方向外側に配置された凸部５１Ｌｂ、５１Ｒｂの上端には２つのボルト５８でエプロン部接続ブラケット５３Ｌ、５３Ｒの各車両幅方向内側の端部が接続されており、エプロン部接続ブラケット５３Ｌ、５３Ｒの反対側の端部は、ボルト５７で各エプロン部１５Ｌ、１５Ｒに接続されている。

【0045】

車両幅方向内側に配置された凸部５１Ｌｃ、５１Ｒｃの上部には、２つのボルト５９ａで左右のフレーム接続ブラケット５２Ｌ、５２Ｒの車両幅方向外側の端部が接続されている。フレーム接続ブラケット５２Ｌ、５２Ｒの反対側の端部は、ボルト５９ｂでフレームクロス４１の左右の端部に接続されている。

【0046】

次に、図１０を参照しながらフロントコンパートメント１０Ｆにモータ８０と、電力制御装置７０と、エンコパクロス２０と、サスメン６０とを搭載する工程について説明する。

【0047】

図１０に示すように、モータ８０を左右の前部マウント８１によってサスメン６０の上部に搭載する。次に、サスメン６０の上に仮設部材６５を取り付け、その上にエンコパクロス２０を取り付ける。エンコパクロス２０の上部に仮設部材６６を取り付け、その上にフレーム４０を取り付ける。この際、フレーム４０のフレームメンバ４２、４３（図２参照）はエンコパクロス２０に取り付けられたフレームメンバ接続ブラケット４４、４５（図２参照）に取り付けておく。そして、フレーム４０の上に電力制御装置７０を取り付け、モータ８０と電力制御装置７０とエンコパクロス２０とフレーム４０とサスメン６０とを一体の組立体８５に組み立てる。

【0048】

次に、エンコパクロス２０の左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの車両幅方向外側の面と左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの車両幅方向内側の面との間にそれぞれ組付け用の隙間Ｓ（図５参照）があくように組立体８５を位置合わせし、組立体８５を車両１０の下側から左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの間に押し上げる。

【0049】

エンコパクロス２０の位置が所定の高さとなるまで組立体８５を上昇させたら、ブラケット５１Ｌ、５１Ｒの板部５１Ｌａ、５１Ｒａを上側からフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒとサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒ、フロントクロス２４の左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒの上面に合わせ、上側からボルト５４、５５を通し、ボルト５４、５５で板部５１Ｌａ、５１Ｒａを左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒと左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒと、左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒに締結する。また、締結部材６２をサスメン６０の下側から挿入してフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの下側に延びているサスメンサポート１１ｂにサスメン６０を締結する。

【0050】

次に、エプロン部接続ブラケット５３Ｌ、５３Ｒを上側からエプロン部１５Ｌ、１５Ｒの上面と凸部５１Ｌｂ、５１Ｒｂの上部に合わせ、上側からボルト５７、５８を通し、ボルト５７、５８でエプロン部接続ブラケット５３Ｌ、５３Ｒをエプロン部１５Ｌ、１５Ｒの上面と凸部５１Ｌｂ、５１Ｒｂの上部に締結する。また、上側からボルト５９ａ、５９ｂでフレーム接続ブラケット５２Ｌ、５２Ｒを凸部５１Ｌｃ、５１Ｒｃの上端とフレームクロス４１の左右の端部とに接続する。

【0051】

組立体８５を左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒとサスメン６０とエプロン部１５Ｌ、１５Ｒに取り付けたら、仮設部材６５、６６を取り外す。このように、実施形態の車両前部構造１００では、モータ８０と電力制御装置７０とエンコパクロス２０とフレーム４０とサスメン６０との組立体８５を一体にして車両１０の下側から組付けることができる。

【0052】

次に図１１から図１３を参照しながら、実施形態の車両前部構造１００を備える車両１０の左側がオフセット衝突した際の各部の変形について説明する。尚、以下の説明では、オフセット衝突とは、アルミハニカム製のバリア９０が車両幅方向の４０％の部分に正面衝突する場合をいう。

【0053】

最初、バリア９０は左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒの前方にクラッシュボックス１２Ｌ、１２Ｒを介して取り付けられているバンパリーンフォース６８に当たる。バンパリーンフォース６８はバリア９０の形状に追従するように折り曲げられる。この際、バンパリーンフォース６８の左側部分が後ろ向きの大きな衝突荷重を受け、その後ろに配置されている左のクラッシュボックス１２Ｌは圧縮方向の塑性変形を起こして衝撃を吸収する。そして、衝撃荷重は左のクラッシュボックス１２Ｌから左のフロントサイドメンバ１１Ｌの前端に伝達される。

【0054】

左のフロントサイドメンバ１１Ｌは、後ろ向きの衝撃荷重を受けると共に、左のクラッシュボックス１２Ｌから左のガセット板１１ａを通じて、車両幅方向内側に向かう荷重の入力を受ける。このため、左のフロントサイドメンバ１１Ｌは、左のガセット板１１ａが左のフロントサイドメンバ１１Ｌに接続される位置１１１で内側に曲げられると同時に後ろ向きの荷重を受けて内折れを起こす。従って、位置１１１が左のフロントサイドメンバ１１Ｌの内折れが発生する内折れ発生箇所となる。

【0055】

左のフロントサイドメンバ１１Ｌは内折れによって、内折れした部分がフロントクロス２４の左の側端部２３Ｌの端面２３Ｌｇにぶつかり、左の側端部２３Ｌには図４を参照して説明したように車両幅方向内側に向かう荷重Ｆが入力される。この荷重Ｆは、フロントクロス２４によって反対側の右のフロントサイドメンバ１１Ｒに伝達される。これにより、左のフロントサイドメンバ１１Ｌの内折れは止まり、左のフロントサイドメンバ１１Ｌは、位置１１２で外側に折れ曲がり、更に、位置１１３で再び内折れし、三節折れに変形する。

【0056】

このように、左のフロントサイドメンバ１１Ｌが三節折れ変形することにより、エンコパクロス２０の左側は、車両後方に向かって動くことになる。他方、右のフロントサイドメンバ１１Ｒは、元の位置からあまり動かず、エンコパクロス２０の右側はあまり後退しない。このため、エンコパクロス２０は、左側が車両後方に後退するように回転し、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒの近傍がダッシュパネル１６に接触する。ダッシュパネル１６の車室１０Ｒの側には、フロアトンネルパネル１９の前方端が接続されている。このため、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒの近傍は、上面視でフロアトンネルパネル１９の天井板１９ａと左の縦板１９ｂとの接続部である稜線１９ｃの近傍に位置する。また、図３を参照して説明したように、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒとは、フロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃの高さに位置している。このため、側面視でも、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒの近傍は、フロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃの前方端に位置する。従って、リアクロス２７の後中央部２５と左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒとは、フロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃの前方端に位置するダッシュパネル１６に接触し、フロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃに衝突荷重を伝達する。

【0057】

この状態では、エンコパクロス２０は、図１３中に破線で示す初期状態から矢印９５、９６で示すように左側が車両後方に後退するように回転しているが、図１３中に一点鎖線で示すように上面視でＤ字型の平面形状は変化しておらず、エンコパクロス２０とフレーム４０との相対位置関係、及びエンコパクロス２０とフレーム４０の上に搭載されている電力制御装置７０との相対位置関係、電力制御装置７０とリアクロス２７との間を上下に通っている高電圧ケーブル７５～７７とリアクロス２７の相対位置は変化していない。このため、高電圧ケーブル７５～７７は、リアクロス２７と電力制御装置７０との間の空間に存在しており、エンコパクロス２０及び電力制御装置７０には接触していない。

【0058】

図１１の状態から更にバリア９０が進入すると、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒに加わる車両前後方向の荷重が大きくなる。これに伴い、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒは、強度の高いフロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃから受ける車両前方に向う反力も大きくなってくる。これにより、図１２、及び図１３の実線と矢印９７で示すように、後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒが車両前向に潰れるように変形する。これは、先に、図４を参照して説明したように、湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒの近傍と、先端２６Ｌｆの近傍は、補強板３３Ｌが設けられていない低強度部となっていること、及び、後端部２６Ｌｒの近傍と先端２６Ｌｆの近傍とは曲げ半径が小さくなっており、変形しやすいことによる。

【0059】

この変形により、図１２、及び図１３の実線と矢印９８で示すように、フレーム４０がエンコパクロス２０に対して変形し、電力制御装置７０の左側が車両前方に移動するように回転し、電力制御装置７０の左側がエンコパクロス２０に対して相対的に前方に移動する。これにより、後中央部２５と左の湾曲部２６と電力制御装置７０との間には、高電圧ケーブル７５～７７が上下に通る空間が残存し、高電圧ケーブル７５～７７がエンコパクロス２０及び電力制御装置７０に接触しない状態を保持できる。

【0060】

以上、車両１０の左側がオフセット衝突した際の変形について説明したが、車両１０の右側がオフセット衝突した際の変形は車両１０の左側がオフセット衝突した際の変形と左右対称となるので、説明は省略する。

【0061】

以上、説明したように、実施形態の車両前部構造１００では、リアクロス２７を車両後方側に凸となるように湾曲させることによって、エンコパクロス２０の車両前後方向の剛性を高くすることができる。特に、リアクロス２７の各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの各先端２６Ｌｆ、２６Ｒｆと各サイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒの各後端２１Ｌｒ、２１Ｒｒとが連続し、リアクロス２７と各サイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒとを連続する湾曲形状としているので、エンコパクロス２０の車両前後方向の剛性を更に高くすることができる。これにより、エンコパクロス２０に入力された前突の際の衝突荷重によりエンコパクロス２０が変形することを抑制し、衝突荷重をスムースにリアクロス２７から後方の部材に伝達することができる。

【0062】

また、車両１０の左側のオフセット衝突の際にエンコパクロス２０が回転して後中央部２５の左の端部２５Ｌｓと左の湾曲部２６Ｌの後端部２６Ｌｒの近傍がダッシュパネル１６に衝突する。このように、曲面部分がダッシュパネル１６に衝突するので、図１４に示す対比例のエンコパクロス２０１のように角部２０２がダッシュパネル１６に衝突してダッシュパネル１６を損傷させることを抑制できる。尚、図１４において、実線はオフセット衝突前のエンコパクロス２０１を示し、破線はオフセット衝突の際のエンコパクロス２０１を示し、矢印２０９はオフセット衝突の際のエンコパクロス２０１の後退を示す。

【0063】

更に、リアクロス２７を後方に凸となるように湾曲させることによりエンコパクロス２０の変形を抑制できるので、オフセット衝突でエンコパクロス２０がダッシュパネル１６に衝突した初期状態において、エンコパクロス２０と電力制御装置７０と高電圧ケーブル７５～７７の相対位置を変化させず、高電圧ケーブル７５～７７がエンコパクロス２０及び電力制御装置７０に接触することを抑制できる。

【0064】

また、実施形態の車両前部構造１００では、リアクロス２７の各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒを車両後方に向かうほど車両上方にそれぞれ向かうようにして、リアクロス２７の後中央部２５と各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの各後端部２６Ｌｒ、２６Ｒｒとの高さがフロアトンネルパネル１９の前方端における稜線１９ｃの高さに位置するように構成している。このため、オフセット衝突の際にエンコパクロス２０から強度の高いフロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃに衝突荷重を伝達することができ、バリア９０の進入量を抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくできる。

【0065】

また、実施形態の車両前部構造１００では、フロントクロス２４を幅が一定の前中央部２２と車両幅方向に向かって車両後方に幅が広くなる左右の側端部２３Ｌ、２３Ｒとで構成し、内部に補強板３１を配置している。これにより、前中央部２２の車両後方側面が、車両左側のオフセット衝突の際に左側から車両幅方向内側に向かってフロントクロス２４に入力される荷重Ｆの車両前後方向の位置よりも距離ｄだけ車両前方にオフセットされていても、入力された荷重Ｆによりフロントクロス２４が変形することを抑制し、荷重Ｆを反対側の右のフロントサイドメンバ１１Ｒにスムースに伝達することができる。これにより、左のフロントサイドメンバ１１Ｌを三節折れに変形させて衝撃エネルギーを吸収することができる。また、前中央部２２の車両後方側面が距離ｄだけ車両前方にオフセットされているので、エンコパクロス２０の内周寸法を大きくできる。サスメン６０の上に取り付けられるモータ８０は、上部がエンコパクロス２０の内周の空間を貫通してエンコパクロス２０の上側まで突出するので、エンコパクロス２０の内周寸法を大きくすることにより、サスメン６０の上に大きな寸法のモータ８０を搭載することができる。

【0066】

更に、実施形態の車両前部構造１００では、左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒは、２枚のクランク状に折り曲げた板部材２１ａ、２１ｂを組み合わせた四角閉断面構造で、各板部材２１ａ、２１ｂは各板部材２１ａ、２１ｂを接続する各フランジ２１ｃ、２１ｄが上方向又は下方向となるように組み合わせられている。このため、左右のサイドメンバ２１Ｌ、２１Ｒと左右のフロントサイドメンバ１１Ｌ、１１Ｒとの間に組付けの際に必要な隙間Ｓを確保することができ、モータ８０と電力制御装置７０とエンコパクロス２０とフレーム４０とサスメン６０との組立体８５を一体にして車両１０の下側から組付けることができる。これにより、組立体８５の搭載を短時間で行うことができる。また、エンジン車のエンジンを車両下側から搭載する設備を使用することが可能となり新たな設備投資が不要となる。

【0067】

また、実施形態の車両前部構造１００では、リアクロス２７の各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒの各先端２６Ｌｆ、２６Ｒｆと後端部２６Ｌｒ、２６Ｒｒとが他の部分よりも強度が低い低強度部を構成する。このため、車両１０の左側のオフセット衝突の後期に左の湾曲部２６Ｌがフロアトンネルパネル１９の稜線１９ｃの前端部から大きな反力を受けた場合に、左の湾曲部２６Ｌが車両前後方向に潰れて、電力制御装置７０の左側がエンコパクロス２０に対して相対的に車両前方に移動する。これにより、電力制御装置７０とリアクロス２７との間に配置されている高電圧ケーブル７５～７７が電力制御装置７０又はリアクロス２７と接触することを抑制できる。

【0068】

尚、実施形態の車両前部構造１００では、各湾曲部２６Ｌ、２６Ｒはそれぞれ２つの低強度部を有することとして説明したが、これに限らず、例えば、各後端部２６Ｌｒ、２６Ｒｒのみを低強度部としてもよい。

【0069】

以上、説明したように、実施形態の車両前部構造１００は、車両１０の前突時にバリア９０の進入量を抑制しつつ衝突エネルギーの吸収量を大きくできる。

【符号の説明】

【0070】

１０ 車両、１０Ｆ フロントコンパートメント、１０Ｒ 車室、１１Ｌ，１１Ｒ フロントサイドメンバ、１１ａ ガセット板、１１ｂ サスメンサポート、１２Ｌ，１２Ｒ クラッシュボックス、１３Ｌ，１３Ｒ アッパメンバ、１４Ｌ，１４Ｒ サスタワー、１５Ｌ，１５Ｒ エプロン部、１６ ダッシュパネル、１６ａ 切欠き部、１７Ｌ，１７Ｒ フロントピラー、１８ フロアパネル、１９ フロアトンネルパネル、１９ａ 天井板、１９ｂ 縦板、１９ｃ 稜線、２０，２０１ エンコパクロス、２１Ｌ，２１Ｒ サイドメンバ、２１Ｌｆ，２１Ｒｆ 前端、２１Ｌｒ，２１Ｒｒ 後端、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２５ａ，２５ｂ 板部材、２１ｃ，２１ｄ，２２ｃ，２２ｄ，２５ｃ，２５ｅ フランジ、２２ 前中央部、２３Ｌ，２３Ｒ 側端部、２３Ｌｇ，２３Ｒｇ 端面、２３Ｌｒ，２３Ｒｒ 後部、２３ａ 傾斜部、２４ フロントクロス、２５ 後中央部、２５Ｌｓ，２５Ｒｓ 端部、２６Ｌ，２６Ｒ 湾曲部、２６Ｌｆ，２６Ｒｆ 先端、２６Ｌｒ，２６Ｒｒ 後端部、２７ リアクロス、２８，２９ ボルト穴、３１，３２，３３Ｌ，３３Ｒ 補強板、４０ フレーム、４１ フレームクロス、４２，４３ フレームメンバ、４４，４５ フレームメンバ接続ブラケット、４４ａ，４５ａ，５４，５５，５７，５８，５９ａ，５９ｂ ボルト、５１Ｌ，５１Ｒ ブラケット、５１Ｌａ，５１Ｒａ 板部、５１Ｌｂ，５１Ｌｃ 凸部、５２Ｌ，５２Ｒ フレーム接続ブラケット、５３Ｌ，５３Ｒ エプロン部接続ブラケット、６０ サスメン、６２ 締結部材、６５，６６ 仮設部材、６８ バンパリーンフォース、６９ 支持部材、７０ 電力制御装置、７５～７７ 高電圧ケーブル、８０ モータ、８１ 前部マウント、８２ 後部マウント、８５ 組立体、９０ バリア、１００ 車両前部構造。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】