車体前部構造
【課題】車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる車体前部構造を得る。
【解決手段】車体前部構造１０は、フロントピラー１８とトーボード３０を含むアッパボディ１２と、フロントピラー１８下端が結合されたロッカ４６とフロントサイドメンバ６０とを含むロアフレーム１４と、トーボード３０に対し前後方向に相対変位可能にフロントサイドメンバ６０に設けられた下側クラッシュ部６６と、フロントサイドメンバ６０に対し前後方向に相対変位可能にアッパボディ１２の前端に設けられた上側クラッシュ部７０とを備えている。
【解決手段】車体前部構造１０は、フロントピラー１８とトーボード３０を含むアッパボディ１２と、フロントピラー１８下端が結合されたロッカ４６とフロントサイドメンバ６０とを含むロアフレーム１４と、トーボード３０に対し前後方向に相対変位可能にフロントサイドメンバ６０に設けられた下側クラッシュ部６６と、フロントサイドメンバ６０に対し前後方向に相対変位可能にアッパボディ１２の前端に設けられた上側クラッシュ部７０とを備えている。
【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】
フロントピラーと前後方向の同等位置に位置するフロントクロスメンバから、Ｔ字状を成すロアサポートメンバを車両前方に突出させることで、十分な強度を確保して衝突時の衝撃吸収性を向上させることができる電気自動車の車体前部構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２５４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、小型の車両において、内部空間の確保と衝突時のエネルギ吸収ストロークの確保との両立を図ることについては未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる車体前部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る車体前部構造は、フロントピラーと、前記フロントピラーに対する車両前側で車室の一部を構成する車室前部壁とを含む車体上部と、前記フロントピラーの車両上下方向の下端部が結合されたピラー結合部と、該ピラー結合部に対する車両前側で車両前後方向に沿って延在する左右一対のサイドメンバとを含む車体下部と、前記車体上部における前記車室前壁に対する車両前後方向の前側に設けられ、前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる上側のエネルギ吸収部と、前記車体下部における前記フロントピラーに対する車両前後方向の前側でかつ前記上側のエネルギ吸収部に対して車両前後方向にずれた部分に、前記車室前部壁に対し車両前後方向に相対変位可能に設けられ、前記サイドメンバに入力される前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる下側のエネルギ吸収部と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の車体前部構造では、前面衝突が発生した場合、車体上部における上側のエネルギ吸収部、車体下部における下側のエネルギ吸収部が前後方向に潰される。ここで、車室前部壁は、車体下部に対し前後方向に相対変位可能であるため、下側のエネルギ吸収部によるエネルギ吸収（変形）に伴い変形されることがない。これにより、車室前部の空間が維持される。また、上下の衝撃吸収部の配置が前後にずれているので、車体上部と下部とは互いの制約の影響を受けずに衝撃吸収ストロークを確保することができる。
【０００８】
すなわち、上下のエネルギ吸収部の前後位置を一致させると、所要の衝撃吸収ストロークを確保するために部品や空間の配置が制約を受けたり車体が前後に大型化したりするが、本車体前部構造では、限られた前後方向の寸法内で所要の衝撃吸収ストロークを確保することができる。このため、小型でありながら車室空間を確保することができる。
【０００９】
このように、請求項１記載の車体前部構造では、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明に係る車体前部構造は、請求項１記載の車体前部構造において、前記車体下部の一対のサイドメンバには、車両走行のための駆動力を発生するパワーユニットが支持されており、前記下側のエネルギ吸収部は、前記車室前部壁の車両上下方向の下側でかつ前記パワーユニットに対する車両後側に配置された後下側のエネルギ吸収部を含んで構成されており、前記上側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットの車両上下方向の上側に配置されている。
【００１１】
請求項２記載の車体前部構造では、前面衝突時に、車体上部における車室の前部を成す車室前部壁すなわち車室空間が確保されるべき部分の下方で、後下側のエネルギ吸収部が圧縮されると共に、車室空間が確保されるべき部分の前方で上側のエネルギ吸収部が圧縮される。これにより、所要のエネルギ吸収が果たされる。例えば上下のエネルギ吸収部を前後方向にずらすことなくパワーユニットと車室前部壁とが車両前後方向にずらされた構成ではエネルギ吸収ストロークを確保することが困難となる。これに対して本車体前部構造では、上記の如く車室前部壁に対する前側及び下側で上下のエネルギ吸収部が圧縮されるので、車体空間の確保と、衝突時のエネルギ吸収ストロークの確保とを両立することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２記載の車体前部構造において、前記下側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットに対する車両前側に配置された前下側のエネルギ吸収部を含んで構成されている。
【００１３】
請求項３記載の車体前部構造では、パワーユニットの前後の空間を利用して下側のエネルギ吸収部が配置されている。このため、本車体前部構造では、限られた前後方向の寸法内で所要の衝撃吸収ストロークを確保しやすい。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２又は請求項３記載の車体前部構造において、前記車体下部には、前記下側のエネルギ吸収部よりも車両前後方向の潰れに対する強度が高い高強度部が、前記下側のエネルギ吸収部に対し車両前後方向にずれて設けられており、前記パワーユニットは、側面視で前記高強度部にオーバラップして配置されている。
【００１５】
請求項４記載の車体前部構造では、前後方向の潰れに対し強度が高い高強度部とパワーユニットとが側面視でオーバラップされているので、これらを避けた位置に配置された下側のエネルギ吸収部は前面衝突の際に効果的に潰される。
【００１６】
請求項５記載の発明に係る車体前部構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車体前部構造において、前記サイドメンバにおける前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前側部分又は前記下側のエネルギ吸収部に設けられたステアリングギヤハウジングと、前記車体下部における前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前後方向の後側の部分に固定され、前記ステアリングギヤハウジングに対し車両上下方向の上側でかつ車両前後方向の後側から接触又は近接したガイド部を有するガイド部材と、をさらに備えている。
【００１７】
請求項５記載の車体前部構造では、前面衝突による下側のエネルギ吸収部の前後方向の潰れに伴ってステアリングギヤハウジングは、後方に変位される。すると、ガイド部材のガイド部がステアリングギヤハウジング又はステアリングロッドを下方に押し下げることとなり、ステアリングホイールが車両前方に引き込まれる。これにより、乗員の胸部の保護性能が向上する。
【００１８】
請求項６記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２〜請求項４の何れかに従属する請求項５に記載の車体前部構造において、前記ガイド部材は、車両前後方向に長手とされると共に、車両前端部が前記駆動源に結合されている。
【００１９】
請求項６記載の車体前部構造では、前面衝突の相手方に対し、パワーユニットを介して車両後部の慣性質量（マス）を早期に伝達することができる。これにより、衝突後期の車両の運動エネルギの低減に寄与する。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明に係る車体前部構造は、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る車体前部構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車体前部構造を一部分解して示す側断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車体前部構造を一部分解して示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された自動車を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された自動車を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る車体前部構造の衝撃吸収状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る車体前部構造１０について、図１〜図６に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印Ｗは車幅方向をそれぞれ示す。先ず、車体前部構造１０が適用された自動車１１の概略全体構成を説明し、次いで車体前部構造１０の要部を説明することとする。
【００２３】
（自動車の概略全体構成）
図４には、車体前部構造１０が適用された自動車１１が模式的な側面図にて示されており、図５には、自動車１１が模式的な平面図にて示されている。これらの図に示される如く、自動車１１は、車体上部としてのアッパボディ１２と、車体下部としてのロアフレーム１４とを備えている。
【００２４】
図４に示される如く、アッパボディ１２は、乗員Ｐのための空間であるキャビンＣを囲む骨格であるアッパフレーム１６を構造上の主要部として構成されている。アッパフレーム１６は、フロントピラー１８と、センタピラー２０と、リヤピラー２２と、これらの上端を繋ぐルーフサイドレール２４とを含んで構成されている。図示は省略するが、左右のフロントピラー１８の上端間、センタピラー２０の上端間、リヤピラー２２の上端間は、フロントルーフヘッダ、ルーフリインフォースメント、リヤルーフヘッダにてそれぞれ架け渡されている。
【００２５】
また、図１、図２に示される如く、アッパボディ１２は、キャビンＣを覆うフロアパネル２６、ダッシュパネル２８、図示しないルーフパネルを備えている。フロアパネル２６には、フロントピラー１８、センタピラー２０、リヤピラー２２の下端部が接合されている。このフロアパネル２６の車両前端部は、ダッシュパネル２８の車両下端部と接合されている。ダッシュパネル２８は、フロントピラー１８に対する車両前側に位置している。
【００２６】
ダッシュパネル２８の下部（フロアパネル２６の前部）には、乗員Ｐの足Ｆを載せる傾斜部であるトーボード（フットレスト）３０が形成されている。トーボード３０の上方には、乗員Ｐが足Ｆで操作するペダル（アクセルペダル又はブレーキペダル）３２が配置されており、該ペダル３２の操作ストロークに干渉しないようにトーボード３０が形成されている。この実施形態では、トーボード３０が車室前部壁に相当すると捉えても良く、トーボード３０形成されたダッシュパネル２８が車室前部壁に相当すると捉えても良く、さらに、これらの何れかにフロアパネル２６の前端部を合わせたものが車室前部壁に相当すると捉えても良い。
【００２７】
図３に示される如く、フロントピラー１８における上下方向の中間部からは、平面視で後向きに「コ」字状を成すクロスメンバ３４の端部が接合されている。クロスメンバ３４におけるフロントピラー１８に対する前方で車幅方向に延在するクロス部３４Ａには、ダッシュパネル２８の上端が直接的又は間接的に接合されている。
【００２８】
また、クロス部３４Ａには、ロアフレーム１４の前端に配置されたフロントバンパリインフォースメント６２（後述）との間を架け渡す左右一対の前後メンバ３６の車両後端が接合されている。図３に示される如く前後メンバ３６の前下端間は、クロス部材３５にて架け渡されており、このクロス部材３５がフロントバンパリインフォースメント６２の荷重入力部６２Ａに接合されている。さらに、アッパボディ１２の前端部は、キャビンＣ（ダッシュパネル２８）の車両前方に形成された空間Ｒ（左右の前後メンバ３６）がフード部材３８にて前側から覆われている。
【００２９】
図５に示される如く、ロアフレーム１４は、前後の車輪Ｗｆ、Ｗｒ間に配置された平面視で略正方形枠状を成すセンタフレーム４０と、センタフレーム４０の車幅方向の中央部から後方に張り出されたリヤフレーム４２と、センタフレーム４０の車幅方向の中央部から前方に張り出されたフロントフレーム４４とを主要部として構成されている。
【００３０】
センタフレーム４０は、左右一対のロッカ（サイドシル）４６と、左右のロッカ４６の前端間、中央部間、後端間をそれぞれ架け渡すフロントクロスメンバ４８、センタクロスメンバ５０、リヤクロスメンバ５２とを含んでいる。また、センタフレーム４０は、フロントクロスメンバ４８の車幅方向中央部からセンタクロスメンバ５０を経由してリヤクロスメンバ５２の車幅方向中央部に至るセンタ前後メンバ５４を備える。これらにより、この実施形態におけるセンタフレーム４０は、平面視で略「田」字状（格子状）に形成されている。
【００３１】
リヤフレーム４２は、それぞれの前端がリヤクロスメンバ５２に結合された左右一対のリヤサイドメンバ５６と、リヤサイドメンバ５６の後端間を架け渡したリヤバンパリインフォースメント５８とを主要部として構成されている。リヤサイドメンバ５６はロッカ４６に対し車幅方向内側にオフセットして配置されており、このリヤサイドメンバ５６に対する車幅方向外側に後輪Ｗｒが配置されている。
【００３２】
フロントフレーム４４は、それぞれの後端がフロントクロスメンバ４８に結合された左右一対のフロントサイドメンバ６０と、フロントサイドメンバ６０の前端を架け渡したフロントバンパリインフォースメント６２とを主要部として構成されている。フロントサイドメンバ６０は、ロッカ４６に対し車幅方向内側にオフセットして配置されており、このリヤサイドメンバ５６に対する車幅方向外側に前輪Ｗｆが配置されている。フロントバンパリインフォースメント６２は、正面視で下向きに開口する「コ」字状を成しており、車幅方向に延在する荷重入力部６２Ａがフロントサイドメンバ６０に対し車両上方にオフセットして配置されている。
【００３３】
（車体前部構造の構成）
図１及び図２に示される如く、車体前部構造１０においては、アッパボディ１２とロアフレーム１４とは、フロントピラー１８の下端とロッカ４６の前端とが結合されると共に、左右の前後メンバ３６の前下端とフロントバンパリインフォースメント６２の荷重入力部６２Ａとが結合され、これらの間は結合されない構成とされている。この実施形態では、ロッカ４６がピラー結合部に相当する。
【００３４】
そして、ロアフレーム１４におけるフロントバンパリインフォースメント６２の後方には自動車１１の走行のための駆動力を発生するパワーユニット６４が配置されており、パワーユニット６４はフロントフレーム４４に支持されている。この支持状態でパワーユニット６４は、キャビンＣ（トーボード３０）に対する車両前方に位置している。なお、パワーユニット６４としては、例えば内燃機関、電気モータ、及びこれらを組み合わせたもの等の何れかを採用することができる。
【００３５】
以上説明したロアフレーム１４は、自動車１１の前面衝突の際に圧縮変形されてエネルギ吸収する下側のエネルギ吸収部としての下側クラッシュ部６６を有する。この実施形態では、下側クラッシュ部６６は前後に離間して複数（２つ）設けられている。具体的には、下側クラッシュ部６６は、フロントバンパリインフォースメント６２を所定値以上の前後方向の荷重によって圧潰される構造とした前下側クラッシュ部６６Ｂと、フロントサイドメンバ６０の後部において所定値以上の前後方向の荷重によって圧潰される構造とされた後下側クラッシュ部６６Ａとで構成されている。
【００３６】
後下側クラッシュ部６６Ａは、パワーユニット６４の配置空間の後方部分で、フロントサイドメンバ６０に脆弱部としてのクラッシュビード６８を形成することで構成されている。この実施形態では、後下側クラッシュ部６６Ａは、ダッシュパネル２８に対する車両後方に配置されている。
【００３７】
一方、アッパボディ１２は、自動車１１の前面衝突の際に変形されてエネルギ吸収する上側のエネルギ吸収部としての上側クラッシュ部７０を有する。上側クラッシュ部７０は、フード部材３８とダッシュパネル２８との間の空間Ｒをエネルギ吸収ストロークとして前後に潰れる（圧縮される）如く変形することで、前面衝突の際にエネルギ吸収する構成とされている。
【００３８】
上側クラッシュ部７０としては、図示は省略するが、例えば、フード部材３８等の板金の塑性変形、前後メンバ３６の塑性変形（曲げ）、フード部材３８とダッシュパネル２８との間に配置したウレタンや樹脂、金属等の緩衝部材の圧縮変形等の一部又は少なくとも一部の組み合わせによって、構成することができる。上記の通りダッシュパネル２８の車両前方に位置する上側クラッシュ部７０は、下側クラッシュ部６６の後下側クラッシュ部６６Ａに対して車両前側にオフセットして配置されている。
【００３９】
そして、上記の通り、アッパボディ１２とロアフレーム１４とは、フロントピラー１８とロッカ４６との結合部と、前後メンバ３６（クロス部材３５）とフロントバンパリインフォースメント６２との結合部との間が、互いに結合されない非拘束構成とされている。このため、アッパボディ１２におけるフロントピラー１８とクロス部材３５との間の部分は、フロントサイドメンバ６０に対し車両前後方向に相対変位可能になっている。これにより、アッパボディ１２は、下側クラッシュ部６６の前後方向の圧縮変形に拘束されることはなく、ロアフレーム１４のフロントサイドメンバ６０は、上側クラッシュ部７０の前後方向の圧縮変形に拘束されることがない構成とされている。
【００４０】
また、ロアフレーム１４のフロントサイドメンバ６０における後下側クラッシュ部６６Ａとフロントバンパリインフォースメント６２（前下側クラッシュ部６６Ｂ）との間の部分は、中間部６０Ａとされている。中間部６０Ａには、前輪Ｗｆを支持するフロントサスペンションを構成するロアアーム７２の車幅方向内端部が前後方向に沿った軸線回りに回転可能に支持されている。この中間部６０Ａの前後方向長さは、前輪Ｗｆにおけるタイヤが装着される金属製のロードホイールＷｗ（図４、図６参照）の直径と同等程度とされている。図４に示される如く、パワーユニット６４は、側面視でロードホイールＷｗの外縁内に収まる配置とされている。
【００４１】
このロードホイールＷｗは、下側クラッシュ部６６に対し前後方向に潰れに対し強度が高く、ロアフレーム１４において前面衝突の際に潰れ残りやすい部分として捉えられる。この実施形態では、フロントサスペンションを介して中間部６０Ａの中間部６０Ａに支持されたロードホイールＷｗを本発明の高強度部と捉えても良く、フロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａ自体を本発明の高強度部と捉えても良く、ロードホイールＷｗとフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａとの組み合わせ（ロードホイールＷｗにて前突荷重に対し補強された中間部６０Ａ）を本発明の高強度部と捉えても良い。本発明の高強度部をフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａと捉えた場合には、該高強度部は下側クラッシュ部６６（後下側クラッシュ部６６Ａ、前下側クラッシュ部６６Ｂ）に対し車両前後方向の異なる位置に（ずれて）配置されているものと捉えられる。一方、本発明の高強度部がロードホイールＷｗを含むものと捉えた場合には、高強度部が下側クラッシュ部６６に対し車両前後方向の異なる位置に配置された上記の如き構成の他に、該高強度部と下側クラッシュ部６６とが、図１に示される如く側面視で車両前後方向の一部をオーバラップさせつつ、車両前後方向にずれて配置される構成が含まれるものと捉えることができる。
【００４２】
さらに、図１及び図５に示される車体前部構造１０では、左右のフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａの後端（後下側クラッシュ部６６Ａとの境界部）近傍に、ステアリングギヤハウジング（ステアリングギヤボックス）７４の長手方向端部が固定されている。ステアリングギヤハウジング７４は、左右の前輪Ｗｆを転舵させるためのもので、図示しないタイロッドを介して前輪Ｗｆに連結されている。
【００４３】
また、ステアリングギヤハウジング７４は、ステアリングシャフト７６を介してステアリングホイール７８に連結されている。そして、乗員Ｐによるステアリングホイール７８の操作力が、ステアリングシャフト７６を介してステアリングギヤハウジング７４に伝わり、該ステアリングギヤハウジング７４のアシスト力を加えて前輪Ｗｆに転舵力として伝わる構成とされている。
【００４４】
ロアフレーム１４を構成するフロントクロスメンバ４８の車幅方向中央部からは、ガイド部材としてのセンタメンバ８０が車両前向きに突設されている。センタメンバ８０は、平面視で、フロントクロスメンバ４８を介してセンタ前後メンバ５４の前端に連続するように設けられている。
【００４５】
このセンタメンバ８０の下面は、車両前側よりも後側が低位となる傾斜面又は湾曲面であるガイド部としてのガイド面８０Ａとされており、ステアリングギヤハウジング７４の車幅方向中央部に対し上後側から接触（当接）又はごく近接している。このため、車体前部構造１０では、後下側クラッシュ部６６Ａの圧縮に伴ってステアリングギヤハウジング７４が車両後方に移動すると、該移動に伴ってステアリングギヤハウジング７４がガイド面８０Ａにガイドされつつ車両下方にも移動されるようになっている。
【００４６】
さらに、センタメンバ８０の前端８０Ｂは、ロアフレーム１４に支持されているパワーユニット６４に連結されている。図示は省略するが、センタメンバ８０の前端８０Ｂは、例えば周知のトルクロッドの如くパワーユニット６４からの各方向の振動を遮断しつつ、大荷重（変位）を伝達するように連結されている。そして、図５に示される如く、上記の如くセンタメンバ８０の後方に連続するように位置するセンタ前後メンバ５４は、自動車１１を構成する質量の大きな部品であるバッテリ８２、制御装置であるＰＣＵ（パワーコントロールユニット）８４に結合されている。
【００４７】
この実施形態では、バッテリ８２は、フロントクロスメンバ４８と一方のロッカ４６とセンタクロスメンバ５０とセンタ前後メンバ５４とに囲まれた空間内に配置されており、車幅方向内端部がセンタ前後メンバ５４に結合されている。一方、ＰＣＵ８４は、フロントクロスメンバ４８と他方のロッカ４６とセンタクロスメンバ５０とセンタ前後メンバ５４とに囲まれた空間内に配置されており、車幅方向内端部がセンタ前後メンバ５４に結合されている。
【００４８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４９】
上記構成の車体前部構造１０では、自動車１１がバリヤＢに前面衝突すると、アッパボディ１２において上側クラッシュ部７０が前後方向に圧縮されると共に、ロアフレーム１４において前下側クラッシュ部６６Ｂ、後下側クラッシュ部６６Ａが前後方向に圧縮される。これら上側クラッシュ部７０、下側クラッシュ部６６の変形によって衝突のエネルギが吸収される。
【００５０】
具体的には、衝突の初期には、上側クラッシュ部７０が前端側から圧縮される（潰れる）と共に、前下側クラッシュ部６６Ｂが前端側から圧縮されることで、エネルギ吸収が果たされる。一方、衝突の後期には、図６に示される如く、上側クラッシュ部７０が完全に圧縮されると共に、後下側クラッシュ部６６Ａが圧縮されることで、エネルギ吸収が果たされる。衝突後にも、パワーユニット６４、ロードホイールＷｗ、フロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａは潰れ残る。
【００５１】
ここで、車体前部構造１０では、上側クラッシュ部７０と下側クラッシュ部６６（の少なくとも一部）とで車両前後方向の位置がオフセットされており、これらが前面衝突に伴う荷重によって独立して変形される。このため、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる。以下、具体的に説明する。
【００５２】
例えば、車両前後方向の１箇所にエネルギ吸収部が集約されている比較例では、該エネルギ吸収部を避けてキャビンＣやパワーユニット６４を配置することとなる。このため、この比較例では、所要のエネルギ吸収ストロークを確保するためには、エネルギ吸収部を前後に長くする必要があり、車体前部のコンパクト化が困難である。
【００５３】
これに対して車体前部構造１０では、フロントバンパリインフォースメント６２とフロントピラー１８との間で、アッパボディ１２とロアフレーム１４とが前後方向に相対変位可能であり、これにより上側クラッシュ部７０と下側クラッシュ部６６との前後方向位置が異なる構成が実現された。このため、アッパボディ１２では、トーボード３０を避けた上側クラッシュ部７０でエネルギ吸収が果たされる一方、ロアフレーム１４では、パワーユニット６４を避けた下側クラッシュ部６６でエネルギ吸収が果たされる。したがって、車体前部構造１０では、後下側クラッシュ部６６Ａの上方にキャビンＣの前部を構成するトーボード３０を配置することで、エネルギ吸収ストロークを確保しつつ、キャビンＣを前方に広くとることができる。また、パワーユニット６４の上方の空間を利用して、上側クラッシュ部７０を構成することで、ロアフレーム１４が吸収すべきエネルギを減らすことができ、これにより要求される衝撃吸収ストロークが短縮される。
【００５４】
これらにより、車体前部構造１０では、上記した通り、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる。また、側面視でロードホイールＷｗの外縁内すなわち前面衝突時に潰れにくい領域（非クラッシュゾーン）内に、同様に前後に潰れにくいパワーユニット６４が配置されているので、これらを避けた前後位置で上側クラッシュ部７０、下側クラッシュ部６６を効果的に潰すことができる。すなわち、この配置によってエネルギ吸収ストロークの確保に寄与する。特に、車体前部構造１０では、下側クラッシュ部６６がパワーユニット６４の前後に配置された前下側クラッシュ部６６Ｂと後下側クラッシュ部６６Ａとを含んで構成されているため、車両前後方向の限られた寸法内で下側クラッシュ部６６のエネルギ吸収ストロークを確保することができた。
【００５５】
またここで、車体前部構造１０では、後下側クラッシュ部６６Ａの圧縮に伴って後方に移動するステアリングギヤハウジング７４は、センタメンバ８０のガイド面８０Ａに案内されつつ下方にも移動する。この変位に伴って、ステアリングギヤハウジング７４を支持するフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａがパワーユニット６４と共に後下方に移動する。このため、後方に移動するパワーユニット６４は、キャビンＣに干渉することがなく、前面衝突後においてもキャビンＣの変形量が小さく抑えられる。しかも、ステアリングギヤハウジング７４が下方に移動されることで、ステアリングシャフト７６を介してステアリングギヤハウジング７４に連結されたステアリングホイール７８は、車両前方に移動される。これにより、乗員Ｐの胸部とステアリングホイール７８との距離が拡大され、該乗員Ｐの上体（胸部）の保護性能が向上される。
【００５６】
さらに、車体前部構造１０では、前面衝突の相手方であるバリヤＢに対し、パワーユニット６４を介してバッテリ８２、ＰＣＵ８４の慣性質量（マス）を早期（衝突の初期）に伝達することができる。これにより、衝突後期における自動車１１の運動エネルギの低減に寄与する。すなわち、キャビンＣを後方から潰すようなモードの変形が衝突の後期に生じることが効果的に抑制される。
【００５７】
なお、上記実施形態では、センタメンバ８０が車幅方向中央部に１つ設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、左右一対のセンタメンバ８０を設けた構成としても良い。この場合、例えば、左右のセンタメンバ８０をバッテリ８２、ＰＣＵ８４に直接的に結合しても良く、また例えば、センタフレーム４０のフロントクロスメンバ４８を介してバッテリ８２、ＰＣＵ８４の慣性質量がセンタメンバ８０に支持されるようにしても良い。
【００５８】
また、上記した実施形態では、自動車１１の全体がアッパボディ１２とロアフレーム１４とで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、自動車１１におけるフロントピラー１８から前側の部分だけを車体上部と下部とで構成するようにしても良い。
【００５９】
その他、本発明は、上記したアッパボディ１２、ロアフレーム１４の形状等に限定されることはなく、各種変形して実施可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 車体前部構造
１２ アッパボディ（車体上部）
１４ ロアフレーム（車体下部）
１８ フロントピラー
３０ トーボード（車室前部壁）
４６ ロッカ（ピラー結合部）
６０ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
６４ パワーユニット
６６ 下側クラッシュ部（下側のエネルギ吸収部）
７０ 上側クラッシュ部（上側のエネルギ吸収部）
７４ ステアリングギヤハウジング
８０ センタメンバ（ガイド部材）
８０Ａ ガイド面（ガイド部）
Ｃ キャビン（車室）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロントピラーと前後方向の同等位置に位置するフロントクロスメンバから、Ｔ字状を成すロアサポートメンバを車両前方に突出させることで、十分な強度を確保して衝突時の衝撃吸収性を向上させることができる電気自動車の車体前部構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２５４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、小型の車両において、内部空間の確保と衝突時のエネルギ吸収ストロークの確保との両立を図ることについては未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる車体前部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明に係る車体前部構造は、フロントピラーと、前記フロントピラーに対する車両前側で車室の一部を構成する車室前部壁とを含む車体上部と、前記フロントピラーの車両上下方向の下端部が結合されたピラー結合部と、該ピラー結合部に対する車両前側で車両前後方向に沿って延在する左右一対のサイドメンバとを含む車体下部と、前記車体上部における前記車室前壁に対する車両前後方向の前側に設けられ、前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる上側のエネルギ吸収部と、前記車体下部における前記フロントピラーに対する車両前後方向の前側でかつ前記上側のエネルギ吸収部に対して車両前後方向にずれた部分に、前記車室前部壁に対し車両前後方向に相対変位可能に設けられ、前記サイドメンバに入力される前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる下側のエネルギ吸収部と、を備えている。
【０００７】
請求項１記載の車体前部構造では、前面衝突が発生した場合、車体上部における上側のエネルギ吸収部、車体下部における下側のエネルギ吸収部が前後方向に潰される。ここで、車室前部壁は、車体下部に対し前後方向に相対変位可能であるため、下側のエネルギ吸収部によるエネルギ吸収（変形）に伴い変形されることがない。これにより、車室前部の空間が維持される。また、上下の衝撃吸収部の配置が前後にずれているので、車体上部と下部とは互いの制約の影響を受けずに衝撃吸収ストロークを確保することができる。
【０００８】
すなわち、上下のエネルギ吸収部の前後位置を一致させると、所要の衝撃吸収ストロークを確保するために部品や空間の配置が制約を受けたり車体が前後に大型化したりするが、本車体前部構造では、限られた前後方向の寸法内で所要の衝撃吸収ストロークを確保することができる。このため、小型でありながら車室空間を確保することができる。
【０００９】
このように、請求項１記載の車体前部構造では、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明に係る車体前部構造は、請求項１記載の車体前部構造において、前記車体下部の一対のサイドメンバには、車両走行のための駆動力を発生するパワーユニットが支持されており、前記下側のエネルギ吸収部は、前記車室前部壁の車両上下方向の下側でかつ前記パワーユニットに対する車両後側に配置された後下側のエネルギ吸収部を含んで構成されており、前記上側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットの車両上下方向の上側に配置されている。
【００１１】
請求項２記載の車体前部構造では、前面衝突時に、車体上部における車室の前部を成す車室前部壁すなわち車室空間が確保されるべき部分の下方で、後下側のエネルギ吸収部が圧縮されると共に、車室空間が確保されるべき部分の前方で上側のエネルギ吸収部が圧縮される。これにより、所要のエネルギ吸収が果たされる。例えば上下のエネルギ吸収部を前後方向にずらすことなくパワーユニットと車室前部壁とが車両前後方向にずらされた構成ではエネルギ吸収ストロークを確保することが困難となる。これに対して本車体前部構造では、上記の如く車室前部壁に対する前側及び下側で上下のエネルギ吸収部が圧縮されるので、車体空間の確保と、衝突時のエネルギ吸収ストロークの確保とを両立することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２記載の車体前部構造において、前記下側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットに対する車両前側に配置された前下側のエネルギ吸収部を含んで構成されている。
【００１３】
請求項３記載の車体前部構造では、パワーユニットの前後の空間を利用して下側のエネルギ吸収部が配置されている。このため、本車体前部構造では、限られた前後方向の寸法内で所要の衝撃吸収ストロークを確保しやすい。
【００１４】
請求項４記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２又は請求項３記載の車体前部構造において、前記車体下部には、前記下側のエネルギ吸収部よりも車両前後方向の潰れに対する強度が高い高強度部が、前記下側のエネルギ吸収部に対し車両前後方向にずれて設けられており、前記パワーユニットは、側面視で前記高強度部にオーバラップして配置されている。
【００１５】
請求項４記載の車体前部構造では、前後方向の潰れに対し強度が高い高強度部とパワーユニットとが側面視でオーバラップされているので、これらを避けた位置に配置された下側のエネルギ吸収部は前面衝突の際に効果的に潰される。
【００１６】
請求項５記載の発明に係る車体前部構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車体前部構造において、前記サイドメンバにおける前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前側部分又は前記下側のエネルギ吸収部に設けられたステアリングギヤハウジングと、前記車体下部における前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前後方向の後側の部分に固定され、前記ステアリングギヤハウジングに対し車両上下方向の上側でかつ車両前後方向の後側から接触又は近接したガイド部を有するガイド部材と、をさらに備えている。
【００１７】
請求項５記載の車体前部構造では、前面衝突による下側のエネルギ吸収部の前後方向の潰れに伴ってステアリングギヤハウジングは、後方に変位される。すると、ガイド部材のガイド部がステアリングギヤハウジング又はステアリングロッドを下方に押し下げることとなり、ステアリングホイールが車両前方に引き込まれる。これにより、乗員の胸部の保護性能が向上する。
【００１８】
請求項６記載の発明に係る車体前部構造は、請求項２〜請求項４の何れかに従属する請求項５に記載の車体前部構造において、前記ガイド部材は、車両前後方向に長手とされると共に、車両前端部が前記駆動源に結合されている。
【００１９】
請求項６記載の車体前部構造では、前面衝突の相手方に対し、パワーユニットを介して車両後部の慣性質量（マス）を早期に伝達することができる。これにより、衝突後期の車両の運動エネルギの低減に寄与する。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明に係る車体前部構造は、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る車体前部構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車体前部構造を一部分解して示す側断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車体前部構造を一部分解して示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された自動車を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された自動車を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る車体前部構造の衝撃吸収状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係る車体前部構造１０について、図１〜図６に基づいて説明する。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向を、矢印Ｗは車幅方向をそれぞれ示す。先ず、車体前部構造１０が適用された自動車１１の概略全体構成を説明し、次いで車体前部構造１０の要部を説明することとする。
【００２３】
（自動車の概略全体構成）
図４には、車体前部構造１０が適用された自動車１１が模式的な側面図にて示されており、図５には、自動車１１が模式的な平面図にて示されている。これらの図に示される如く、自動車１１は、車体上部としてのアッパボディ１２と、車体下部としてのロアフレーム１４とを備えている。
【００２４】
図４に示される如く、アッパボディ１２は、乗員Ｐのための空間であるキャビンＣを囲む骨格であるアッパフレーム１６を構造上の主要部として構成されている。アッパフレーム１６は、フロントピラー１８と、センタピラー２０と、リヤピラー２２と、これらの上端を繋ぐルーフサイドレール２４とを含んで構成されている。図示は省略するが、左右のフロントピラー１８の上端間、センタピラー２０の上端間、リヤピラー２２の上端間は、フロントルーフヘッダ、ルーフリインフォースメント、リヤルーフヘッダにてそれぞれ架け渡されている。
【００２５】
また、図１、図２に示される如く、アッパボディ１２は、キャビンＣを覆うフロアパネル２６、ダッシュパネル２８、図示しないルーフパネルを備えている。フロアパネル２６には、フロントピラー１８、センタピラー２０、リヤピラー２２の下端部が接合されている。このフロアパネル２６の車両前端部は、ダッシュパネル２８の車両下端部と接合されている。ダッシュパネル２８は、フロントピラー１８に対する車両前側に位置している。
【００２６】
ダッシュパネル２８の下部（フロアパネル２６の前部）には、乗員Ｐの足Ｆを載せる傾斜部であるトーボード（フットレスト）３０が形成されている。トーボード３０の上方には、乗員Ｐが足Ｆで操作するペダル（アクセルペダル又はブレーキペダル）３２が配置されており、該ペダル３２の操作ストロークに干渉しないようにトーボード３０が形成されている。この実施形態では、トーボード３０が車室前部壁に相当すると捉えても良く、トーボード３０形成されたダッシュパネル２８が車室前部壁に相当すると捉えても良く、さらに、これらの何れかにフロアパネル２６の前端部を合わせたものが車室前部壁に相当すると捉えても良い。
【００２７】
図３に示される如く、フロントピラー１８における上下方向の中間部からは、平面視で後向きに「コ」字状を成すクロスメンバ３４の端部が接合されている。クロスメンバ３４におけるフロントピラー１８に対する前方で車幅方向に延在するクロス部３４Ａには、ダッシュパネル２８の上端が直接的又は間接的に接合されている。
【００２８】
また、クロス部３４Ａには、ロアフレーム１４の前端に配置されたフロントバンパリインフォースメント６２（後述）との間を架け渡す左右一対の前後メンバ３６の車両後端が接合されている。図３に示される如く前後メンバ３６の前下端間は、クロス部材３５にて架け渡されており、このクロス部材３５がフロントバンパリインフォースメント６２の荷重入力部６２Ａに接合されている。さらに、アッパボディ１２の前端部は、キャビンＣ（ダッシュパネル２８）の車両前方に形成された空間Ｒ（左右の前後メンバ３６）がフード部材３８にて前側から覆われている。
【００２９】
図５に示される如く、ロアフレーム１４は、前後の車輪Ｗｆ、Ｗｒ間に配置された平面視で略正方形枠状を成すセンタフレーム４０と、センタフレーム４０の車幅方向の中央部から後方に張り出されたリヤフレーム４２と、センタフレーム４０の車幅方向の中央部から前方に張り出されたフロントフレーム４４とを主要部として構成されている。
【００３０】
センタフレーム４０は、左右一対のロッカ（サイドシル）４６と、左右のロッカ４６の前端間、中央部間、後端間をそれぞれ架け渡すフロントクロスメンバ４８、センタクロスメンバ５０、リヤクロスメンバ５２とを含んでいる。また、センタフレーム４０は、フロントクロスメンバ４８の車幅方向中央部からセンタクロスメンバ５０を経由してリヤクロスメンバ５２の車幅方向中央部に至るセンタ前後メンバ５４を備える。これらにより、この実施形態におけるセンタフレーム４０は、平面視で略「田」字状（格子状）に形成されている。
【００３１】
リヤフレーム４２は、それぞれの前端がリヤクロスメンバ５２に結合された左右一対のリヤサイドメンバ５６と、リヤサイドメンバ５６の後端間を架け渡したリヤバンパリインフォースメント５８とを主要部として構成されている。リヤサイドメンバ５６はロッカ４６に対し車幅方向内側にオフセットして配置されており、このリヤサイドメンバ５６に対する車幅方向外側に後輪Ｗｒが配置されている。
【００３２】
フロントフレーム４４は、それぞれの後端がフロントクロスメンバ４８に結合された左右一対のフロントサイドメンバ６０と、フロントサイドメンバ６０の前端を架け渡したフロントバンパリインフォースメント６２とを主要部として構成されている。フロントサイドメンバ６０は、ロッカ４６に対し車幅方向内側にオフセットして配置されており、このリヤサイドメンバ５６に対する車幅方向外側に前輪Ｗｆが配置されている。フロントバンパリインフォースメント６２は、正面視で下向きに開口する「コ」字状を成しており、車幅方向に延在する荷重入力部６２Ａがフロントサイドメンバ６０に対し車両上方にオフセットして配置されている。
【００３３】
（車体前部構造の構成）
図１及び図２に示される如く、車体前部構造１０においては、アッパボディ１２とロアフレーム１４とは、フロントピラー１８の下端とロッカ４６の前端とが結合されると共に、左右の前後メンバ３６の前下端とフロントバンパリインフォースメント６２の荷重入力部６２Ａとが結合され、これらの間は結合されない構成とされている。この実施形態では、ロッカ４６がピラー結合部に相当する。
【００３４】
そして、ロアフレーム１４におけるフロントバンパリインフォースメント６２の後方には自動車１１の走行のための駆動力を発生するパワーユニット６４が配置されており、パワーユニット６４はフロントフレーム４４に支持されている。この支持状態でパワーユニット６４は、キャビンＣ（トーボード３０）に対する車両前方に位置している。なお、パワーユニット６４としては、例えば内燃機関、電気モータ、及びこれらを組み合わせたもの等の何れかを採用することができる。
【００３５】
以上説明したロアフレーム１４は、自動車１１の前面衝突の際に圧縮変形されてエネルギ吸収する下側のエネルギ吸収部としての下側クラッシュ部６６を有する。この実施形態では、下側クラッシュ部６６は前後に離間して複数（２つ）設けられている。具体的には、下側クラッシュ部６６は、フロントバンパリインフォースメント６２を所定値以上の前後方向の荷重によって圧潰される構造とした前下側クラッシュ部６６Ｂと、フロントサイドメンバ６０の後部において所定値以上の前後方向の荷重によって圧潰される構造とされた後下側クラッシュ部６６Ａとで構成されている。
【００３６】
後下側クラッシュ部６６Ａは、パワーユニット６４の配置空間の後方部分で、フロントサイドメンバ６０に脆弱部としてのクラッシュビード６８を形成することで構成されている。この実施形態では、後下側クラッシュ部６６Ａは、ダッシュパネル２８に対する車両後方に配置されている。
【００３７】
一方、アッパボディ１２は、自動車１１の前面衝突の際に変形されてエネルギ吸収する上側のエネルギ吸収部としての上側クラッシュ部７０を有する。上側クラッシュ部７０は、フード部材３８とダッシュパネル２８との間の空間Ｒをエネルギ吸収ストロークとして前後に潰れる（圧縮される）如く変形することで、前面衝突の際にエネルギ吸収する構成とされている。
【００３８】
上側クラッシュ部７０としては、図示は省略するが、例えば、フード部材３８等の板金の塑性変形、前後メンバ３６の塑性変形（曲げ）、フード部材３８とダッシュパネル２８との間に配置したウレタンや樹脂、金属等の緩衝部材の圧縮変形等の一部又は少なくとも一部の組み合わせによって、構成することができる。上記の通りダッシュパネル２８の車両前方に位置する上側クラッシュ部７０は、下側クラッシュ部６６の後下側クラッシュ部６６Ａに対して車両前側にオフセットして配置されている。
【００３９】
そして、上記の通り、アッパボディ１２とロアフレーム１４とは、フロントピラー１８とロッカ４６との結合部と、前後メンバ３６（クロス部材３５）とフロントバンパリインフォースメント６２との結合部との間が、互いに結合されない非拘束構成とされている。このため、アッパボディ１２におけるフロントピラー１８とクロス部材３５との間の部分は、フロントサイドメンバ６０に対し車両前後方向に相対変位可能になっている。これにより、アッパボディ１２は、下側クラッシュ部６６の前後方向の圧縮変形に拘束されることはなく、ロアフレーム１４のフロントサイドメンバ６０は、上側クラッシュ部７０の前後方向の圧縮変形に拘束されることがない構成とされている。
【００４０】
また、ロアフレーム１４のフロントサイドメンバ６０における後下側クラッシュ部６６Ａとフロントバンパリインフォースメント６２（前下側クラッシュ部６６Ｂ）との間の部分は、中間部６０Ａとされている。中間部６０Ａには、前輪Ｗｆを支持するフロントサスペンションを構成するロアアーム７２の車幅方向内端部が前後方向に沿った軸線回りに回転可能に支持されている。この中間部６０Ａの前後方向長さは、前輪Ｗｆにおけるタイヤが装着される金属製のロードホイールＷｗ（図４、図６参照）の直径と同等程度とされている。図４に示される如く、パワーユニット６４は、側面視でロードホイールＷｗの外縁内に収まる配置とされている。
【００４１】
このロードホイールＷｗは、下側クラッシュ部６６に対し前後方向に潰れに対し強度が高く、ロアフレーム１４において前面衝突の際に潰れ残りやすい部分として捉えられる。この実施形態では、フロントサスペンションを介して中間部６０Ａの中間部６０Ａに支持されたロードホイールＷｗを本発明の高強度部と捉えても良く、フロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａ自体を本発明の高強度部と捉えても良く、ロードホイールＷｗとフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａとの組み合わせ（ロードホイールＷｗにて前突荷重に対し補強された中間部６０Ａ）を本発明の高強度部と捉えても良い。本発明の高強度部をフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａと捉えた場合には、該高強度部は下側クラッシュ部６６（後下側クラッシュ部６６Ａ、前下側クラッシュ部６６Ｂ）に対し車両前後方向の異なる位置に（ずれて）配置されているものと捉えられる。一方、本発明の高強度部がロードホイールＷｗを含むものと捉えた場合には、高強度部が下側クラッシュ部６６に対し車両前後方向の異なる位置に配置された上記の如き構成の他に、該高強度部と下側クラッシュ部６６とが、図１に示される如く側面視で車両前後方向の一部をオーバラップさせつつ、車両前後方向にずれて配置される構成が含まれるものと捉えることができる。
【００４２】
さらに、図１及び図５に示される車体前部構造１０では、左右のフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａの後端（後下側クラッシュ部６６Ａとの境界部）近傍に、ステアリングギヤハウジング（ステアリングギヤボックス）７４の長手方向端部が固定されている。ステアリングギヤハウジング７４は、左右の前輪Ｗｆを転舵させるためのもので、図示しないタイロッドを介して前輪Ｗｆに連結されている。
【００４３】
また、ステアリングギヤハウジング７４は、ステアリングシャフト７６を介してステアリングホイール７８に連結されている。そして、乗員Ｐによるステアリングホイール７８の操作力が、ステアリングシャフト７６を介してステアリングギヤハウジング７４に伝わり、該ステアリングギヤハウジング７４のアシスト力を加えて前輪Ｗｆに転舵力として伝わる構成とされている。
【００４４】
ロアフレーム１４を構成するフロントクロスメンバ４８の車幅方向中央部からは、ガイド部材としてのセンタメンバ８０が車両前向きに突設されている。センタメンバ８０は、平面視で、フロントクロスメンバ４８を介してセンタ前後メンバ５４の前端に連続するように設けられている。
【００４５】
このセンタメンバ８０の下面は、車両前側よりも後側が低位となる傾斜面又は湾曲面であるガイド部としてのガイド面８０Ａとされており、ステアリングギヤハウジング７４の車幅方向中央部に対し上後側から接触（当接）又はごく近接している。このため、車体前部構造１０では、後下側クラッシュ部６６Ａの圧縮に伴ってステアリングギヤハウジング７４が車両後方に移動すると、該移動に伴ってステアリングギヤハウジング７４がガイド面８０Ａにガイドされつつ車両下方にも移動されるようになっている。
【００４６】
さらに、センタメンバ８０の前端８０Ｂは、ロアフレーム１４に支持されているパワーユニット６４に連結されている。図示は省略するが、センタメンバ８０の前端８０Ｂは、例えば周知のトルクロッドの如くパワーユニット６４からの各方向の振動を遮断しつつ、大荷重（変位）を伝達するように連結されている。そして、図５に示される如く、上記の如くセンタメンバ８０の後方に連続するように位置するセンタ前後メンバ５４は、自動車１１を構成する質量の大きな部品であるバッテリ８２、制御装置であるＰＣＵ（パワーコントロールユニット）８４に結合されている。
【００４７】
この実施形態では、バッテリ８２は、フロントクロスメンバ４８と一方のロッカ４６とセンタクロスメンバ５０とセンタ前後メンバ５４とに囲まれた空間内に配置されており、車幅方向内端部がセンタ前後メンバ５４に結合されている。一方、ＰＣＵ８４は、フロントクロスメンバ４８と他方のロッカ４６とセンタクロスメンバ５０とセンタ前後メンバ５４とに囲まれた空間内に配置されており、車幅方向内端部がセンタ前後メンバ５４に結合されている。
【００４８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４９】
上記構成の車体前部構造１０では、自動車１１がバリヤＢに前面衝突すると、アッパボディ１２において上側クラッシュ部７０が前後方向に圧縮されると共に、ロアフレーム１４において前下側クラッシュ部６６Ｂ、後下側クラッシュ部６６Ａが前後方向に圧縮される。これら上側クラッシュ部７０、下側クラッシュ部６６の変形によって衝突のエネルギが吸収される。
【００５０】
具体的には、衝突の初期には、上側クラッシュ部７０が前端側から圧縮される（潰れる）と共に、前下側クラッシュ部６６Ｂが前端側から圧縮されることで、エネルギ吸収が果たされる。一方、衝突の後期には、図６に示される如く、上側クラッシュ部７０が完全に圧縮されると共に、後下側クラッシュ部６６Ａが圧縮されることで、エネルギ吸収が果たされる。衝突後にも、パワーユニット６４、ロードホイールＷｗ、フロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａは潰れ残る。
【００５１】
ここで、車体前部構造１０では、上側クラッシュ部７０と下側クラッシュ部６６（の少なくとも一部）とで車両前後方向の位置がオフセットされており、これらが前面衝突に伴う荷重によって独立して変形される。このため、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる。以下、具体的に説明する。
【００５２】
例えば、車両前後方向の１箇所にエネルギ吸収部が集約されている比較例では、該エネルギ吸収部を避けてキャビンＣやパワーユニット６４を配置することとなる。このため、この比較例では、所要のエネルギ吸収ストロークを確保するためには、エネルギ吸収部を前後に長くする必要があり、車体前部のコンパクト化が困難である。
【００５３】
これに対して車体前部構造１０では、フロントバンパリインフォースメント６２とフロントピラー１８との間で、アッパボディ１２とロアフレーム１４とが前後方向に相対変位可能であり、これにより上側クラッシュ部７０と下側クラッシュ部６６との前後方向位置が異なる構成が実現された。このため、アッパボディ１２では、トーボード３０を避けた上側クラッシュ部７０でエネルギ吸収が果たされる一方、ロアフレーム１４では、パワーユニット６４を避けた下側クラッシュ部６６でエネルギ吸収が果たされる。したがって、車体前部構造１０では、後下側クラッシュ部６６Ａの上方にキャビンＣの前部を構成するトーボード３０を配置することで、エネルギ吸収ストロークを確保しつつ、キャビンＣを前方に広くとることができる。また、パワーユニット６４の上方の空間を利用して、上側クラッシュ部７０を構成することで、ロアフレーム１４が吸収すべきエネルギを減らすことができ、これにより要求される衝撃吸収ストロークが短縮される。
【００５４】
これらにより、車体前部構造１０では、上記した通り、車体前部を前後方向に短く構成しながら、衝突時のエネルギ吸収ストロークを確保することができる。また、側面視でロードホイールＷｗの外縁内すなわち前面衝突時に潰れにくい領域（非クラッシュゾーン）内に、同様に前後に潰れにくいパワーユニット６４が配置されているので、これらを避けた前後位置で上側クラッシュ部７０、下側クラッシュ部６６を効果的に潰すことができる。すなわち、この配置によってエネルギ吸収ストロークの確保に寄与する。特に、車体前部構造１０では、下側クラッシュ部６６がパワーユニット６４の前後に配置された前下側クラッシュ部６６Ｂと後下側クラッシュ部６６Ａとを含んで構成されているため、車両前後方向の限られた寸法内で下側クラッシュ部６６のエネルギ吸収ストロークを確保することができた。
【００５５】
またここで、車体前部構造１０では、後下側クラッシュ部６６Ａの圧縮に伴って後方に移動するステアリングギヤハウジング７４は、センタメンバ８０のガイド面８０Ａに案内されつつ下方にも移動する。この変位に伴って、ステアリングギヤハウジング７４を支持するフロントサイドメンバ６０の中間部６０Ａがパワーユニット６４と共に後下方に移動する。このため、後方に移動するパワーユニット６４は、キャビンＣに干渉することがなく、前面衝突後においてもキャビンＣの変形量が小さく抑えられる。しかも、ステアリングギヤハウジング７４が下方に移動されることで、ステアリングシャフト７６を介してステアリングギヤハウジング７４に連結されたステアリングホイール７８は、車両前方に移動される。これにより、乗員Ｐの胸部とステアリングホイール７８との距離が拡大され、該乗員Ｐの上体（胸部）の保護性能が向上される。
【００５６】
さらに、車体前部構造１０では、前面衝突の相手方であるバリヤＢに対し、パワーユニット６４を介してバッテリ８２、ＰＣＵ８４の慣性質量（マス）を早期（衝突の初期）に伝達することができる。これにより、衝突後期における自動車１１の運動エネルギの低減に寄与する。すなわち、キャビンＣを後方から潰すようなモードの変形が衝突の後期に生じることが効果的に抑制される。
【００５７】
なお、上記実施形態では、センタメンバ８０が車幅方向中央部に１つ設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、左右一対のセンタメンバ８０を設けた構成としても良い。この場合、例えば、左右のセンタメンバ８０をバッテリ８２、ＰＣＵ８４に直接的に結合しても良く、また例えば、センタフレーム４０のフロントクロスメンバ４８を介してバッテリ８２、ＰＣＵ８４の慣性質量がセンタメンバ８０に支持されるようにしても良い。
【００５８】
また、上記した実施形態では、自動車１１の全体がアッパボディ１２とロアフレーム１４とで構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、自動車１１におけるフロントピラー１８から前側の部分だけを車体上部と下部とで構成するようにしても良い。
【００５９】
その他、本発明は、上記したアッパボディ１２、ロアフレーム１４の形状等に限定されることはなく、各種変形して実施可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 車体前部構造
１２ アッパボディ（車体上部）
１４ ロアフレーム（車体下部）
１８ フロントピラー
３０ トーボード（車室前部壁）
４６ ロッカ（ピラー結合部）
６０ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
６４ パワーユニット
６６ 下側クラッシュ部（下側のエネルギ吸収部）
７０ 上側クラッシュ部（上側のエネルギ吸収部）
７４ ステアリングギヤハウジング
８０ センタメンバ（ガイド部材）
８０Ａ ガイド面（ガイド部）
Ｃ キャビン（車室）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントピラーと、前記フロントピラーに対する車両前側で車室の一部を構成する車室前部壁とを含む車体上部と、
前記フロントピラーの車両上下方向の下端部が結合されたピラー結合部と、該ピラー結合部に対する車両前側で車両前後方向に沿って延在する左右一対のサイドメンバとを含む車体下部と、
前記車体上部における前記車室前壁に対する車両前後方向の前側に設けられ、前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる上側のエネルギ吸収部と、
前記車体下部における前記フロントピラーに対する車両前後方向の前側でかつ前記上側のエネルギ吸収部に対して車両前後方向にずれた部分に、前記車室前部壁に対し車両前後方向に相対変位可能に設けられ、前記サイドメンバに入力される前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる下側のエネルギ吸収部と、
を備えた車体前部構造。
【請求項２】
前記車体下部の一対のサイドメンバには、車両走行のための駆動力を発生するパワーユニットが支持されており、
前記下側のエネルギ吸収部は、前記車室前部壁の車両上下方向の下側でかつ前記パワーユニットに対する車両後側に配置された後下側のエネルギ吸収部を含んで構成されており、
前記上側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットの車両上下方向の上側に配置されている請求項１記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記下側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットに対する車両前側に配置された前下側のエネルギ吸収部を含んで構成されている請求項２記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記車体下部には、前記下側のエネルギ吸収部よりも車両前後方向の潰れに対する強度が高い高強度部が、前記下側のエネルギ吸収部に対し車両前後方向にずれて設けられており、
前記パワーユニットは、側面視で前記高強度部にオーバラップして配置されている請求項２又は請求項３記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記サイドメンバにおける前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前側部分又は前記下側のエネルギ吸収部に設けられたステアリングギヤハウジングと、
前記車体下部における前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前後方向の後側の部分に固定され、前記ステアリングギヤハウジングに対し車両上下方向の上側でかつ車両前後方向の後側から接触又は近接したガイド部を有するガイド部材と、
をさらに備えた請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記ガイド部材は、車両前後方向に長手とされると共に、車両前端部が前記パワーユニットに結合されている請求項２〜請求項４の何れかに従属する請求項５に記載の車体前部構造。
【請求項１】
フロントピラーと、前記フロントピラーに対する車両前側で車室の一部を構成する車室前部壁とを含む車体上部と、
前記フロントピラーの車両上下方向の下端部が結合されたピラー結合部と、該ピラー結合部に対する車両前側で車両前後方向に沿って延在する左右一対のサイドメンバとを含む車体下部と、
前記車体上部における前記車室前壁に対する車両前後方向の前側に設けられ、前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる上側のエネルギ吸収部と、
前記車体下部における前記フロントピラーに対する車両前後方向の前側でかつ前記上側のエネルギ吸収部に対して車両前後方向にずれた部分に、前記車室前部壁に対し車両前後方向に相対変位可能に設けられ、前記サイドメンバに入力される前面衝突の荷重により車両前後方向に潰れる下側のエネルギ吸収部と、
を備えた車体前部構造。
【請求項２】
前記車体下部の一対のサイドメンバには、車両走行のための駆動力を発生するパワーユニットが支持されており、
前記下側のエネルギ吸収部は、前記車室前部壁の車両上下方向の下側でかつ前記パワーユニットに対する車両後側に配置された後下側のエネルギ吸収部を含んで構成されており、
前記上側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットの車両上下方向の上側に配置されている請求項１記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記下側のエネルギ吸収部は、前記パワーユニットに対する車両前側に配置された前下側のエネルギ吸収部を含んで構成されている請求項２記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記車体下部には、前記下側のエネルギ吸収部よりも車両前後方向の潰れに対する強度が高い高強度部が、前記下側のエネルギ吸収部に対し車両前後方向にずれて設けられており、
前記パワーユニットは、側面視で前記高強度部にオーバラップして配置されている請求項２又は請求項３記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記サイドメンバにおける前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前側部分又は前記下側のエネルギ吸収部に設けられたステアリングギヤハウジングと、
前記車体下部における前記下側のエネルギ吸収部に対する車両前後方向の後側の部分に固定され、前記ステアリングギヤハウジングに対し車両上下方向の上側でかつ車両前後方向の後側から接触又は近接したガイド部を有するガイド部材と、
をさらに備えた請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記ガイド部材は、車両前後方向に長手とされると共に、車両前端部が前記パワーユニットに結合されている請求項２〜請求項４の何れかに従属する請求項５に記載の車体前部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２４０７６２（Ｐ２０１１−２４０７６２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２９４９（Ｐ２０１０−１１２９４９）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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