JP2024054028A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【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】車両Ｖの前部に設けられ、フロントサイドフレーム１００と、サブフレーム２００と、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、を含む車体前部構造Ｓであって、車両上方端部とクロスメンバ１１０とが、フロントサイドフレーム１００を挟むように配設された円柱形の柱状フレーム３００と、サブフレーム２００の車両前方側端部と柱状フレーム３００の車両上方側部とを結合するブラケットフレームと、を備え、サブフレーム２００は、柱状フレーム３００よりも車両前方側の車幅方向外側面に脆弱部ＦＰを有し、柱状フレーム３００は、脆弱部ＦＰの車両後方側において、サブフレーム２００と結合している。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

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。

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）。

特開２０２０－０８３１４４号公報

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。

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。

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。

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された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した一対のサブフレームと、車両前方側において車幅方向に延在し、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、を含む車体前部構造であって、前記クロスメンバと上方端部とが、前記フロントサイドフレームを挟むように配設され、車両下方側に延在する円柱形の柱状フレームと、車両前後方向に延在し、前記サブフレームの車両前方側端部と前記柱状フレームの車両上方側部とを結合するブラケットフレームと、を備え、前記サブフレームは、前記柱状フレームよりも車両前方側の車幅方向外側面に脆弱部を有し、前記柱状フレームは、前記脆弱部の車両後方側において、前記サブフレームと結合している車体前部構造を提案している。

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。

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２に示された車体前部構造をパワーユニット、前輪およびトーボードをはずした状態で上方から見た斜視図である。 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。 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。

以下、図１から図５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ＦＯＲ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。

＜実施形態＞
図１～図３を用いて、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。

＜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。

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。

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。

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。

トーボード４０は、キャビンＣＡの車両前方側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。

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の車両上方側に位置するキャビンＣＡおよび車両下方側に位置する電池パック３０の変形を防止する領域である。

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。

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。

＜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３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、バンパビーム１２０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２１０Ｂおよび２１０Ｂと、柱状フレーム３００（柱状フレーム３００Ａ、３００Ｂ）と、ブラケットフレーム３１０（ブラケットフレーム３１０Ａ、３１０Ｂ）と、を含んで構成されている。

（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両側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の車両側方側に位置し、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１２０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。

（クロスメンバ１１０について）
クロスメンバ１１０は、パワーユニット部２０の車両前方側車幅方向に延在し、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。

（バンパビーム１２０について）
バンパビーム１２０は、車両前方側車幅方向に延在し、車両前方側における骨格を構成している。バンパビーム１２０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１２０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、バンパビーム１２０の車幅方向両側端部は、車両後方側に向けて屈曲している。

（サブフレーム２００について）
サブフレーム２００は、図３に示すように、フロントサイドフレーム１００の車両下方側において、車幅方向両側に一対となって設けられ車両前後方向に延在されている。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の車両前部外側端には、Ｒ形状が形成されている。
また、サブフレーム２００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、サブフレーム２００の車両前方端部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、それぞれのサブフレーム２００Ａ、２００Ｂ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。また、サブフレーム２００の車両前部外側面には、後述する柱状フレーム３００よりも車両前方側に位置する凹状の脆弱部ＦＰ（脆弱部ＦＰＡ、ＦＰＢ）が設けられている。

（サブクロスメンバ２１０Ｂ、２１０Ｂについて）
サブクロスメンバ２１０Ｂおよび２１０Ｂは、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２１０Ｂ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２１０Ｂ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２１０Ｂおよび２１０Ｂの端部は、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。

（柱状フレーム３００について）
柱状フレーム３００は、その車両上方端部とクロスメンバとが、フロントサイドフレームを挟むように、配設され、車両下方向に延在する円柱状に形成されている。柱状フレーム３００は、金属等により形成され、略円形閉断面を成している。柱状フレーム３００は、柱状フレーム３００の車両上部内側と、フロントサイドフレーム１００の車幅方向外側面とが、溶接等により結合されている。また、柱状フレーム３００は、サブフレーム２００の脆弱部ＦＰの車両後方側において、サブフレーム２００と溶接等により結合している。

（ブラケットフレーム３１０について）
ブラケットフレーム３１０は、サブフレーム２００の車両前方側端部と柱状フレーム３００の車両上方側端部とを結合する。ブラケットフレーム３１０は、金属等により棒状に形成され、略矩形閉断面を成している。ブラケットフレーム３１０は、柱状フレーム３００の車両上方側端部において柱状フレーム３００と結合し、車両下方側においてサブフレーム２００の車両前方側端部と溶接等により結合されている。ブラケットフレーム３１０は、柱状フレーム３００との結合部からサブフレーム２００の車両前方側端部との結合部に向かって下がる傾斜を成している。また、ブラケットフレーム３１０の車両前部外側端には、Ｒ形状が形成されている。
また、ブラケットフレーム３１０は、車両Ｖの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、ブラケットフレーム３１０の前方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、それぞれのブラケットフレーム３１０Ａ、３１０Ｂ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。

また、車体前部構造Ｓは、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１２０と、サブフレーム２００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。

＜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、衝突物が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、衝突物が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。

（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。

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１２０を介して、フロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００に伝達される。フロントサイドフレーム１００には、矢印Ｂ（矢印ＢＬ、ＢＲ）に示す方向に、衝突エネルギーが車両前方側から車両後方側に向けて伝達される。この衝突エネルギーにより、フロントサイドフレーム１００の車両前方端部が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、サブフレーム２００には、矢印Ｃ（矢印ＣＬ、ＣＲ）の方向の衝突エネルギーが伝達される。サブフレーム２００の車両前方側には、ブラケットフレーム３１０が配設されているため、矢印Ｃの方向の衝突エネルギーは、ブラケットフレーム３１０を介して柱状フレーム３００の車両上方側に分散して伝達される。また、矢印Ｃに示す方向の衝突エネルギーは、サブフレーム２００を介して柱状フレーム３００の車両下方側に分散して伝達される。この時、サブフレーム２００の車両前方側には、脆弱部ＦＰが設けられ、また、サブフレーム２００およびブラケットフレーム３１０の車両前部外側端には、Ｒ形状が形成されている。そのため、サブフレーム２００およびブラケットフレーム３１０は、フロントサイドフレーム１００側に屈曲し、矢印Ｄ（矢印ＤＬ、ＤＲ）に示す方向に押し込まれる。柱状フレーム３００は、サブフレーム２００およびブラケットフレーム３１０に押され、矢印Ｅ（矢印ＥＬ、ＥＲ）に示す方向に回転する。柱状フレーム３００は、衝突物ＦＢとフロントサイドフレーム１００との間に挟まれた状態になり、フロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００を矢印Ｆ（矢印ＦＬ、ＦＲ）に示す方向に押し込む。フロントサイドフレーム１００は、矢印Ｆに示す方向にクロスメンバ１１０を押すことにより、クロスメンバ１１０は変形する。

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およびサブフレーム２００は、矢印Ｂおよび矢印Ｃに示す衝突エネルギーにより、車両前方側のクロスメンバ１１０の位置まで圧壊および変形が進む。サブフレーム２００の車両前方側およびブラケットフレーム３１０は、矢印Ｄに示す方向にさらに回転し、柱状フレーム３００もさらに回転する。柱状フレーム３００は、矢印Ｅに示す方向に回転しながら、矢印Ｃ方向に押されるため、柱状フレーム３００の車両後方側のフロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００が変形する。柱状フレーム３００は、衝突物ＦＢとフロントサイドフレーム１００との間に挟まれた状態になり、フロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００を矢印Ｆに示す方向に押し込む。また、矢印Ｆに示す衝突エネルギーにより、クロスメンバ１１０の変形が進む。また、フロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００に伝達された矢印Ｇ（矢印ＧＬ、ＧＲ）および矢印Ｈ（矢印ＨＬ、ＨＲ）に示す衝突エネルギーは、車両後方側のサブクロスメンバ２１０、トルクボックス５０およびサイドシル６０に分散される。
以上のように、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００と、クロスメンバ１１０と、車幅方向両側のサブフレーム２００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とが結合されて井桁形状を有した強固な骨格を形成しているため、衝突エネルギーは、井桁形状の骨格に分散されるとともに、井桁形状の骨格の変形により吸収される。

衝突エネルギーの入力が終了し、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することにより、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。

（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５（ａ）～（ｃ）を用いて、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。

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１２０を介して、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａに伝達される。また、フロントサイドフレーム１００Ａには、矢印ＳＢに示す衝突エネルギーが車両前方側から後部側に向けて伝達される。そして、衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム１００Ａ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って吸収される。
フロントサイドフレーム１００Ａの圧壊が進むと、サブフレーム２００Ａには、矢印ＳＣの方向の衝突エネルギーが伝達される。サブフレーム２００Ａの車両前方側には、ブラケットフレーム３１０Ａが設けられているため、矢印ＳＣの方向の衝突エネルギーは、ブラケットフレーム３１０Ａを介して柱状フレーム３００Ａの車両上方側に分散して伝達される。また、矢印ＳＣの方向の衝突エネルギーは、サブフレーム２００Ａを介して柱状フレーム３００Ａの車両下方側に分散して伝達される。この時、サブフレーム２００Ａの車両前方側には、脆弱部ＦＰＡが設けられ、また、サブフレーム２００Ａおよびブラケットフレーム３１０Ａの車両前部外側端には、Ｒ形状が形成されている。そのため、サブフレーム２００Ａおよびブラケットフレーム３１０Ａは、フロントサイドフレーム１００Ａ側に屈曲し、矢印Ｄ（矢印ＤＬ、ＤＲ）に示す方向に押し込まれる。フロントサイドフレーム１００Ａは、矢印ＳＦ１に示す方向にクロスメンバ１１０を押すことにより、クロスメンバ１１０は変形する。クロスメンバ１１０に伝達された衝突エネルギーは、衝突が発生した側とは反対側のフロントサイドフレーム１００Ｂを矢印ＳＦ２に示す方向に押す。そして、フロントサイドフレーム１００Ｂは、車幅方向外側に変形する。また、柱状フレーム３００Ａは、サブフレーム２００Ａおよびブラケットフレーム３１０Ａが押し込まれることによって、矢印ＳＥに示す方向に回転する。そして、柱状フレーム３００Ａに結合されているフロントサイドフレーム１００Ａは、柱状フレーム３００Ａを中心として変形する。

さらに衝突エネルギーが大きい場合には、図５（ｃ）に示すように、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａは、矢印ＳＢおよび矢印ＳＣに示す衝突エネルギーにより、車両前方側のクロスメンバ１１０の位置まで圧壊および変形が進む。サブフレーム２００Ａの車両前方側およびブラケットフレーム３１０Ａは、矢印ＳＤに示す方向にさらに押され、柱状フレーム３００Ａは矢印ＳＥに示す方向に回転する。柱状フレーム３００Ａは、衝突物ＦＢとフロントサイドフレーム１００Ａとの間に挟まれた状態になり、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａを矢印ＳＦ１に示す方向に押し込む。また、矢印ＳＦ１に示す方向に伝達される衝突エネルギーによって、クロスメンバ１１０の変形が進む。クロスメンバ１１０に伝達された衝突エネルギーは、衝突が発生した側とは反対側のフロントサイドフレーム１００Ｂを矢印ＳＦ２に示す方向に押す。そして、フロントサイドフレーム１００Ｂは、車幅方向外側にさらに変形する。
一方、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａに伝達された矢印ＳＧおよび矢印ＳＨに示す衝突エネルギーは、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に分散される。矢印ＳＧおよび矢印ＳＨに示す衝突エネルギーにより、柱状フレーム３００Ａ、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａは、さらに車両後方側に押される。そして、衝突があった反対側のフロントサイドフレーム１００Ｂとクロスメンバ１１０との結合部およびサブフレーム２００Ｂとサブクロスメンバ２１０Ａとの結合部は、矢印ＳＩ１および矢印ＳＩ２に示す方向に引っ張られる。そして、フロントサイドフレーム１００Ｂとサブフレーム２００Ｂとは、車幅方向内側に向かって変形し始める。そして、柱状フレーム３００Ａが矢印ＳＥの方向への回転と、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａを車両後方側に押す衝突エネルギーと、衝突があった反対側のフロントサイドフレーム１００Ｂとサブフレーム２００Ｂとが車幅方向内側に引っ張られることによって、車体前部構造Ｓには、矢印ＳＪに示す方向の回転力が発生する。
以上のように、車幅方向両側のフロントサイドフレーム１００と、クロスメンバ１１０と、車幅方向両側のサブフレーム２００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とが結合されて井桁形状を有した強固な骨格を形成しているため、衝突エネルギーは、井桁形状の骨格に分散されるとともに、井桁形状の骨格の変形により吸収される。また、柱状フレーム３００Ａが矢印ＳＥの方向への回転することと、車両後方側へ押されることにより、フロントサイドフレーム１００Ａ、フロントサイドフレーム１００Ｂ、サブフレーム２００Ａおよびサブフレーム２００Ｂには、矢印ＳＪに示す方向の回転力が発生する。したがって、井桁形状の骨格は、衝突が発生した側の柱状フレーム３００Ａを中心に矢印ＳＪの方向に回転するため、保護領域ＰＡは、衝突物ＦＢから離れる方向に回転する。

衝突エネルギーの入力が終了し、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することにより、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。

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された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の下部側に設けられ、車幅方向両側において車両前後方向に延在した一対のサブフレーム２００と、車両前方側において車幅方向に延在し、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、を含む車体前部構造Ｓであって、クロスメンバ１１０と上方端部とが、フロントサイドフレーム１００を挟むように配設され、車両下方側に延在する円柱形の柱状フレーム３００と、車両前後方向に延在し、サブフレーム２００の車両前方側端部と柱状フレーム３００の車両上方部とを結合するブラケットフレーム３１０と、を備え、サブフレーム２００は、柱状フレーム３００よりも車両前方側に、車幅方向外側面に脆弱部ＦＰを有し、柱状フレーム３００は、脆弱部ＦＰの車両後方側において、サブフレーム２００と結合している。
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１２０を介して、フロントサイドフレーム１００、サブフレーム２００およびブラケットフレーム３１０に伝達する。サブフレーム２００およびブラケットフレーム３１０は、衝突エネルギーにより脆弱部ＦＰで折れ曲がるため、フロントサイドフレーム１００方向に押し込まれ、柱状フレーム３００は、回転しながらフロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００に衝突エネルギーを伝達する。柱状フレーム３００は、衝突物ＦＢとフロントサイドフレーム１００との間に挟まれた状態になり、フロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００をクロスメンバ１１０の方向に押し込む。
フルラップ衝突の場合には、柱状フレーム３００は、その車両後方側のフロントサイドフレーム１００およびサブフレーム２００を変形させることによって、衝突エネルギーを吸収させる。また、車両後方側に伝達される衝突エネルギーは、クロスメンバ１１０、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に分散される。
一方、スモールラップ衝突の場合には、柱状フレーム３００Ａは、その車両後方側のフロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａを変形させることによって、衝突エネルギーを吸収させる。また、車両後方側に伝達される衝突エネルギーは、クロスメンバ１１０、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に分散される。クロスメンバ１１０に伝達された衝突エネルギーは、衝突が発生した側とは反対側のフロントサイドフレーム１００Ｂを車幅方向外側に変形させる。また、フロントサイドフレーム１００Ａおよびサブフレーム２００Ａに伝達された衝突エネルギーは、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に分散される。また、柱状フレーム３００Ａが矢印ＳＥの方向への回転することと、車両後方側へ押されることにより、フロントサイドフレーム１００Ａ、１００Ｂおよびサブフレーム２００Ａ、２００Ｂには、矢印ＳＪに示す方向の回転力が発生する。
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、サブフレーム２００、ブラケットフレーム３１０および柱状フレーム３００の回転変形により、井桁形状を有した強固な骨格に分散させるとともに、その骨格を変形させることによって吸収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。また、スモールラップ衝突の場合には、衝突エネルギーにより、柱状フレーム３００Ａが回転することと、車両後方側へ押されること、とにより、車体前部構造Ｓは、保護領域ＰＡを衝突物ＦＢから離れる方向に回転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。

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。

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
２００；サブフレーム
２１０Ａ；サブクロスメンバ
２１０Ｂ；サブクロスメンバ
３００；柱状フレーム
３１０；ブラケットフレーム
ＣＡ；キャビン（乗員室）
ＦＡ；車両前部室
ＦＰ；脆弱部
ＰＡ；保護領域
Ｓ；車体前部構造

Claims (1)

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、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した一対のサブフレームと、車両前方側において車幅方向に延在し、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、を含む車体前部構造であって、
   車両上方端部と前記クロスメンバとが、前記フロントサイドフレームを挟むように配設され、車両下方側に延在する円柱形の柱状フレームと、
   車両前後方向に延在し、前記サブフレームの車両前方側端部と前記柱状フレームの車両上方側部とを結合するブラケットフレームと、
   を備え、
   前記サブフレームは、前記柱状フレームよりも車両前方側の車幅方向外側面に脆弱部を有し、
   前記柱状フレームは、前記脆弱部の車両後方側において、前記サブフレームと結合していることを特徴とする車体前部構造。
   

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