車体構造
【課題】衝突時、狙いとする車体減速度のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えること。
【解決手段】車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収するサイドメンバ７と、前記サイドメンバ７とは平行に配置され、サスペンションリンク部材を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにしたサスペンションメンバ８とを備えた車体前部構造において、前記サスペンションメンバ８に、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバ８の折れ曲がり回転を促進する回転促進構造Ｂ，２５を備える
【解決手段】車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収するサイドメンバ７と、前記サイドメンバ７とは平行に配置され、サスペンションリンク部材を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにしたサスペンションメンバ８とを備えた車体前部構造において、前記サスペンションメンバ８に、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバ８の折れ曲がり回転を促進する回転促進構造Ｂ，２５を備える
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時の入力エネルギーを吸収するサイドメンバとサスペンションメンバを有する車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前面衝突時、車体骨格フレームでのエネルギー吸収効率の向上を狙い、サイドメンバを軸圧壊し、サスペンションメンバを折れ曲がらせるエンジン支持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２００６−２９０１１１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、従来のエンジン支持構造にあっては、サスペンションメンバが車両前後方向に真っ直ぐ延びる棒形状であり、サスペンションメンバの折れ曲がりを促進するような工夫がない。したがって、前面衝突時、サイドメンバに面外方向の力が入る場合、サイドメンバの軸圧壊がスムーズにいかないし、サスペンションメンバが折れ曲がった後でもサイドメンバの軸圧壊が続くとは限らない。このため、前面衝突時、サイドメンバの軸圧壊により車体減速度（＝反力）をコントロールすることができず、車両潰れ量が増大してしまう、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、衝突時、狙いとする車体減速度のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えることができる車体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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車体構造は、サイドメンバと、サスペンションメンバと、回転促進構造と、を備えた手段とした。
前記サイドメンバは、車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。
前記サスペンションメンバは、前記サイドメンバとは平行に配置され、サスペンションリンク部材を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにした。
前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバに設けられ、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、前面衝突による衝撃力が一気に高まる初期入力時には、車両前後方向に延びたサイドメンバとサスペンションメンバにより初期反力を受け、両メンバの軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。したがって、入力エネルギーの吸収によりサスペンションメンバに伝達される入力が設定値未満の荷重入力である間は、サスペンションメンバが折れ曲がることがなく、小さな車両潰れ量で大きな車体減速度が発生する。
そして、サスペンションメンバに伝達される入力が設定値以上の荷重入力になると、サスペンションメンバに設けられた回転促進構造により、サスペンションメンバの折れ曲がり回転が促進される。このため、サスペンションメンバの折れ曲がりが確実に開始され、サイドメンバに面外方向の余計な力が入力されることが防止される。さらに、サスペンションメンバが折れ曲がりを開始した後でも折れ曲がり回転が促進されることで、サスペンションメンバが折れ曲がった後でもサイドメンバによる軸圧壊が終始継続される。したがって、サイドメンバの軸圧壊という小さい車両潰れ量で効率的に入力エネルギーを吸収する変形モードが実現されることにより、サスペンションメンバの折れ曲がり開始により低下する車体減速度の低下幅が小さく抑えられる。
この結果、衝突時、狙いとする車体減速度（反力）のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の前部車体構造（車体構造の一例）が適用された電気自動車を示す概略側面図である。
【図２】実施例１の前部車体構造を示す全体斜視図である。
【図３】実施例１の前部車体構造を示す側面図である。
【図４】実施例１の前部車体構造のうちフロントサイドメンバとフロントサスペンションメンバの反力受け構造を示す斜視図である。
【図５】実施例１の前部車体構造のうちフロントサイドメンバを示す斜視図である。
【図６】実施例１の前部車体構造のクロスメンバとフロントサスペンションメンバの断面形状を示す斜視図である。
【図７】実施例１の前部車体構造のうちフロントサスペンションメンバの車体支持部を示す斜視図である。
【図８】実施例１の前部車体構造のうちフロントサスペンションメンバを示す平面図(a)および側面図(b)である。
【図９】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への初期入力に対する初期反力受け作用を示す作用説明図である。
【図１０】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への入力によるフロントサスペンションメンバの折れ曲げ作用を示す作用説明図である。
【図１１】サスペンションメンバの折れ曲げ時の車体支持部変形作用を示す作用説明図である。
【図１２】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への入力による車両潰れ作用を示す作用説明図である。
【図１３】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への入力によるダッシュクロスメンバの変形作用を示す作用説明図である。
【図１４】前面衝突時における車両潰れ量に対する車体減速度の特性を実施例構造と比較例構造とで比較した特性比較図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車体構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の前部車体構造（車体構造の一例）が適用された電気自動車を示す概略側面図である。以下、図１に基づき全体構成を説明する。
【００１１】
実施例１の前部車体構造が適用された電気自動車IWM-EVは、前輪１のハブ２の内部にインホイールモータ３が装備されている。この電気自動車IWM-EVの場合、ダッシュパネル４により、キャビン５とモータルーム６を画成しているが、モータルーム６内にエンジンやモータ等のパワートレインを配置する必要がない。このため、フロントオーバーハングFOHを、エンジン車やモータルームに電動モータを装備した電気自動車に比べ、超ショートオーバーハングにすることが可能である。
ここで、自動車におけるオーバーハングとは、車輪の接地中心点から外側にはみ出した車体の部位を指し、前輪の車軸中心線から車体の前端までの範囲をフロントオーバーハングといい、後輪の車軸中心線から車体の後端までの範囲をリアオーバーハングという。
【００１２】
前記電気自動車IWM-EVの前部車体構造としては、図１に示すように、フロントサイドメンバ７（サイドメンバ）と、フロントサスペンションメンバ８（サスペンションメンバ）と、を備えている。
【００１３】
前記フロントサイドメンバ７は、モータルーム６の車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに前面衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。
ここで、電気自動車IWM-EVのサイドメンバは、骨格部分と、傾斜部分と、水平部分と、を有する。骨格部分は、キャビン５の領域の車体左右位置の下部に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成する。傾斜部分は、骨格部分のダッシュパネル４の位置から車両内側前方の斜め上方向に延びる。水平部分は、傾斜部分から車両前方に向かって水平方向に延びる。フロントサイドメンバ７は、前面衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収する水平部分をいう。そして、傾斜部分は、エクステンションサイドメンバと呼ばれ、フロントサスペンションメンバ８を軸方向に支持する。
【００１４】
前記フロントサスペンションメンバ８は、図１に示すように、フロントサイドメンバ７とは側面視でほぼ平行に配置され、ロアリンク９（サスペンションリンク部材）とアッパーリンク１０（サスペンションリンク部材）を支持するとともに衝突時に車両下方向に折れ曲がるようにした。
インホイールモータ３による電気自動車IWM-EVの場合、モータルームに電動モータを装備した電気自動車に比べ、サスペンションのバネ下重量が遙かに高くなる。このため、前輪１を車体に支持するサスペンション形式を、サスペンションリンク部材としてロアリンク９とアッパーリンク１０を有する２リンク形式としている。つまり、台形状フレームにより構成されたフロントサスペンションメンバ８に、ロアリンク９を支持する。そして、フロントサスペンションメンバ８に固定され、フロントサスペンションメンバ８を横断するフレームにより構成されたクロスサスペンションメンバ１１に、アッパーリンク１０を支持する。
【００１５】
実施例１における前部車体構造の詳細を、以下、図２〜図８に基づいて説明する。
実施例１の前部車体構造は、図２に示すように、キャビン５とモータルーム６を画成するダッシュパネル４と、モータルーム６の上部位置に車両前方に向かって一対延びるフロントサイドメンバ７と、フロントサイドメンバ７の下部位置に同じ基部から車両前方に向かって一対延びる形状によるフロントサスペンションメンバ８と、を備えている。
【００１６】
前記フロントサイドメンバ７は、図２に示すように、ダッシュパネル４に固定されたダッシュクロスメンバ１２と、センタークロスメンバ１３と、第１フロントエンドクロスメンバ１４と、によって車幅方向に連結される。
【００１７】
前記フロントサスペンションメンバ８は、図２に示すように、一対の前端位置をサスペンションクロスメンバメンバ１５により連結することで台形状フレームとする。このサスペンションクロスメンバメンバ１５には、フロントサイドメンバ７と連結する一対の連結メンバ１６と、車両前方に延びる一対のクラッシュボックス１７と、が固定される。そして、クラッシュボックス１７の先端位置は、第２フロントエンドクロスメンバ１８によって車幅方向に連結される。
【００１８】
前記第１フロントエンドクロスメンバ１４と前記第２フロントエンドクロスメンバ１８は、前面衝突時の衝撃力入力部材であり、図３に示すように、側方から視た場合、車両前端面１４ａ，１８ａが同じ車両前後方向位置になるように設定される。
【００１９】
前記フロントサイドメンバ７は、図４に示すように、ダッシュクロスメンバ１２を前面衝突時の主な反力受け構造とする。一方、前記フロントサスペンションメンバ８は、図４に示すように、フロントサイドメンバ７の延長傾斜部であるエクステンションサイドメンバ７ａと、フロントサイドメンバ７の延長水平部に補強板として設けられたアウトリガーパネル１９と、を前面衝突時の主な反力受け構造とする。
【００２０】
前記フロントサイドメンバ７には、図５に示すように、前面衝突時に軸圧壊させるために、メンバ稜線に沿って、複数の潰れビード２０を設ける。この潰れビード２０の位置や形状は、先に車両減速度コントロールの狙いを決めると、決めた車両減速度を達成するように設定する。
【００２１】
前記センタークロスメンバ１３は、前面衝突時にフロントサイドメンバ７が軸圧壊で変形するのを確保するために、衝撃力の入力によりフロントサイドメンバ７が折れ変形しないように形状補強部材として設けられる。そして、このセンタークロスメンバ１３の断面形状は、図６に示すように、形状補強を図りつつ、フロントサイドメンバ７の軸圧壊変形を阻害しないように、下に開断面形状とする。
【００２２】
前記フロントサスペンションメンバ８は、図３に示すように、車両後側基部の左右２箇所位置に支持穴を開け、この２箇所の支持穴を挿通するとともに車両上下方向に配置したピン部材２１により車体に支持する車体支持構造とする。そして、ピン部材２１は、図３および図７に示すように、ピン上側を閉断面によるブラケット２２（上面部材）に対し支持し、ピン下側を下面が開いた開断面によるステイ２３（下面部材）に対し支持する。ブラケット２２は、図７に示すように、補強パネル２４により補強されたダッシュパネル４の位置に固定される。ステイ２３は、図７に示すように、フロントサスペンションメンバ８を車体骨格（フロントサイドメンバ７含む）に支持するためのピン部材２１の移動を規制するための部材であり、アウトリガーパネル１９に固定される。
【００２３】
前記フロントサスペンションメンバ８には、前面衝突時、設定値以上の荷重入力によりフロントサスペンションメンバ８の下方向への折れ曲がり回転を促進する回転促進構造として、下記の構造を有する。
【００２４】
(a) オフセット量ｍ（図８）
フロントサスペンションメンバ８への入力中心軸Ｌ１の車両上側位置と、フロントサスペンションメンバ８の車体支持中心軸Ｌ２の車両下側位置と、をオフセットさせた設定とする。なお、平面視した場合、入力中心軸Ｌ１と車体支持中心軸Ｌ２の位置は一致する。そして、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転を、フロントサスペンションメンバ８への入力荷重とオフセット量ｍによるモーメントにより促進する。
【００２５】
(b) 脆弱部２５（図８）
フロントサスペンションメンバ８の上面位置のうち、折れ曲がりを狙う所定位置に、潰れビードによる脆弱部２５を設ける。
【００２６】
(c) 上面回転軸Ｂ（図３）
ピン部材２１に加わる荷重に対し、ブラケット２２による支持強度を高くし、ステイ２３による支持強度を低くする。これにより、ピン部材２１とブラケット２２との連結部分を回転軸（上面回転軸Ｂ）とし、フロントサスペンションメンバ８の車両下方への折れ曲がり回転（矢印Ｃ方向）を促進する。
【００２７】
次に、作用を説明する。
実施例１の前部車体構造における作用を、「衝突時にサスペンションメンバ側を折り曲げる理由」、「前面衝突時の入力エネルギー吸収作用」、「車体減速度特性の対比作用」に分けて説明する。
【００２８】
［衝突時にサスペンションメンバ側を折り曲げる理由］
衝突時、サイドメンバとサスペンションメンバのうち、何れか一方を軸圧壊する側のメンバとし、他方を折り曲げる側のメンバとして機能を分担すると、軸圧壊する側のメンバにより、折り曲げる側のメンバが折れ曲がった後でも反力のコントロールが可能となる。よって、サイドメンバとサスペンションメンバを、軸圧壊メンバと折り曲げメンバに機能分担させた場合、理論的には、いずれのメンバを折り曲げる側のメンバとしても良いことになる。
【００２９】
しかし、衝突時、乗員に与える衝撃荷重を低減させるためには、軸圧壊部材よりも、衝突途中において折り曲げる部材への初期入力を大きくすることが効率的である。そこで、サスペンションメンバを折り曲げ部材とすると、キャビンとの関係より、サスペンションメンバはエクステンションサイドメンバにより軸方向で支持できることから、サイドメンバを折り曲げ部材とするよりも軽量な構造とすることができる。一方、サイドメンバを折り曲げ部材とすると、サイドメンバはダッシュクロスメンバが曲げ方向に支持するため、キャビンの変形量を抑えるためには大規模なダッシュパネルの補強が必要となり、質量が増えることになる。
【００３０】
すなわち、サイドメンバの支持は、ダッシュパネルが曲げ方向（梁が撓む方向）に支持する構造となっている。よって、サイドメンバへ大入力が加わるとき、キャビンの変形量を小さくするためには、ダッシュパネル全体の補強が必要となり、質量の大幅な増加が避けられない。これに対し、サスペンションメンバからの入力は、サイドメンバを含む車体骨格が軸方向で支持できるため、サスペンションメンバに大入力が加わるとき、比較的軽量な補強で支持することができる。
【００３１】
以上のように、衝突時、サイドメンバとサスペンションメンバの２経路のロードパスができる場合、サスペンションメンバを折り曲げることにした理由としては、以下の２点を挙げることができる。
(1) サスペンションメンバの車体固定部周辺は、強度が十分に大きく、キャビンの補強を少なくして初期反力を上げることができる。
(2) 乗員相対移動量を小さくする、つまり、乗員の拘束力を早めるには、初期反力の大きい方の部材を折ることが有利である。
【００３２】
［前面衝突時の入力エネルギー吸収作用］
上記理由により、実施例１の前部車体構造では、フロントサイドメンバ７を軸圧壊部材とし、フロントサスペンションメンバ８を折り曲げる部材とした。以下、実施例１の前部車体構造による前面衝突時の入力エネルギー吸収作用を、（初期入力時）、（折れ曲がり促進時）、（車両潰れ終了時）、（回転促進作用）に分けて説明する。
【００３３】
（初期入力時）
前面衝突による衝撃力が一気に高まる初期入力時には、図９に示すように、車両前後方向に延びたフロントサイドメンバ７とフロントサスペンションメンバ８により初期反力を受け、両メンバ７，８の軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。このとき、フロントサイドメンバ７は、連結メンバ１６よりも車両前方側の部分が主に軸圧壊し、フロントサスペンションメンバ８は、主にクラッシュボックス１７が軸圧壊する。
したがって、入力エネルギーの吸収によりフロントサスペンションメンバ８に伝達される入力が設定値未満の荷重入力である間は、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がることのなく、小さな車両潰れ量で大きな車体減速度が発生する。
【００３４】
（折れ曲がり促進時）
そして、フロントサスペンションメンバ８に伝達される入力が設定値以上の荷重入力になると、図１０に示すように、フロントサスペンションメンバ８に設けられた回転促進構造により、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転が促進される。
このため、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がりが確実に開始され、フロントサイドメンバ７に面外方向の余計な力が入力されることが防止される。さらに、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がりを開始した後でも折れ曲がり回転が促進されることで、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がった後でもフロントサイドメンバ７による軸圧壊が終始継続される。
したがって、フロントサイドメンバ７の軸圧壊という小さい車両潰れ量で効率的に入力エネルギーを吸収する変形モードが実現されることにより、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり開始により低下する車体減速度の低下幅が小さく抑えられる。
【００３５】
（車両潰れ終了時）
車両潰れ量が増大することで、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がり、フロントサイドメンバ７の軸圧壊という小さい車両潰れ量で効率的に入力エネルギーを吸収する変形モードが確立されると、再び車体減速度が上昇する。そして、入力エネルギーをほぼ吸収してしまうと、再び車体減速度が低下し、入力エネルギーを吸収しきった時点で、図１２に示すように、車両潰れが終了する。
このとき、ダッシュクロスメンバ１２は、図１３に示す曲げモードにより曲げ方向にフロントサイドメンバ７を支持してキャビン５の変形を抑える。また、エクステンションサイドメンバ７ａは、図１３の矢印Ｄに示すように、曲げ方向にフロントサイドメンバ７を支持してキャビン５の変形を抑える。
【００３６】
（回転促進作用）
上記折れ曲がり促進時には、回転促進構造によりフロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転が促進される。このフロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転促進作用を説明する。
【００３７】
まず、回転促進構造のうちオフセット量ｍにより、フロントサスペンションメンバ８の車体支持構造に加わる曲げモーメントの方向が規定され、フロントサスペンションメンバ８を安定して折り曲げることができる。そして、回転促進構造のうち脆弱部２５により、折り曲げる位置をコントロールすることができる。
したがって、オフセット量ｍと脆弱部２５を併用することにより、前面衝突時のフロントサスペンションメンバ８の変形モードを確実にコントロールできるため、狙い通りに車体減速度を降下させられる。
【００３８】
さらに、回転促進構造のうち上面回転軸Ｂを中心として回転することで、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がりを促進するようにしている。
すなわち、ピン部材２１に加わる荷重に対し、ブラケット２２による支持強度を高くし、ステイ２３による支持強度を低くしている。これにより、図１１に示すように、下面側のステイ２３が先に変形して崩壊し、フロントサスペンションメンバ８の後端部がアウトリガーパネル１９に干渉する。そして、図１０に示すように、ピン部材２１とブラケット２２との連結部分である上面回転軸Ｂを中心とし、フロントサスペンションメンバ８の車両下方への折れ曲がり回転を促進する。
したがって、下記に述べるような有用性が得られる。
・前面衝突時のフロントサスペンションメンバ８の変形モードを確実にコントロールできるため、狙い通りに車体減速度を降下させられる。
・フロントサスペンションメンバ８がキャビン５へ進入し難くなるため、衝突終了時のキャビン５の変形量を小さくすることができる。
・フロントサスペンションメンバ８が折れると共に、フロントサスペンションメンバ８に搭載している部品を車両下方に引き込めるため、キャビン５の変形量を小さくすることができる。
【００３９】
［車体減速度特性の対比作用］
前面衝突時、フロントサイドメンバを軸圧壊部材とし、フロントサスペンションメンバを折り曲げ部材とするが、フロントサスペンションメンバに実施例１の回転促進構造を有さないものを比較例とする。
この比較例の場合、前面衝突時、フロントサスペンションメンバの折れ曲がり開始や折れ曲がり継続が不確実であり、フロントサイドメンバに面外方向の力が入る場合、フロントサイドメンバの軸圧壊がスムーズにいかない。さらに、フロントサスペンションメンバが折れ曲がった後でもフロントサイドメンバの軸圧壊が続くとは限らない。
このため、前面衝突時、一定以上の車体反力に保つことができず、図１４のＡ’点に示すように、車体減速度の急低下を招くというように、車体減速度（＝反力）をコントロールすることができない。この結果、図１４の１点鎖線特性に示すように、車両潰れ量が増大してしまうし、この車両潰れ量の増大によりフロントオーバーハングを長く設定せざるを得ない。
【００４０】
これに対し、実施例１の前部車体構造は、前面衝突時、フロントサイドメンバ７を軸圧壊部材とし、フロントサスペンションメンバ８を折り曲げ部材とし、かつ、フロントサスペンションメンバ８に回転促進構造を有する。このため、図１４における実施例構造での車両減速度特性を得ることができる。
【００４１】
実施例構造での車両減速度特性について説明すると、大きく下記の４つの区間に分けることができる。
最初の車体減速度ピークまでの区間E1は、乗員の拘束力を早める区間である。
次の車体減速度が下に凸となっている区間E2は、車両と乗員の速度差により生じる乗員の相対移動量を抑える区間である。言い換えると、フロントサスペンションメンバ８が折れることで減速度が低下する区間である。
次の車体減速度がピークまでの区間E3は、乗員と車両の相対速度を小さくした上で相対移動量を抑える区間である。
次の車体減速度がピークからゼロになる区間E4は、前面衝突による車両潰れが終了する区間である。
【００４２】
このような車体減速度コントロールの狙いは、乗員の拘束を早めることで、乗員と車両の相対移動量を小さくすることにある。これに対し、実施例１の前部車体構造は、前面衝突時、フロントサイドメンバ７の軸圧壊の継続により、一定以上の車体反力を保つことができるため、図１４のＡ点に示すように、車両潰れ途中での車体減速度の下限値を、比較例に比べて大きく高めた値にコントロールできる。この結果、衝突時、狙いとする車体減速度（反力）のコントロールにより、大きな車体減速度で車両を潰せるため、比較例に比べ、車両潰れ量を縮小（車両潰れ量縮小代ΔＥ）することができる。
【００４３】
そして、実施例１のインホイールモータ３による電気自動車IWM-EVでは、パワートレインをエンジンルームやモータルーム内に配置する必要がないため、超ショートによるフロントオーバーハングが可能である。このような電気自動車IWM-EVに、車両潰れ量を縮小できる実施例１の前部車体構造は好適である。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例１の前部車体構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４５】
(1) 車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収するサイドメンバ（フロントサイドメンバ７）と、
前記サイドメンバ（フロントサイドメンバ７）とは平行に配置され、サスペンションリンク部材（ロアリンク９とアッパーリンク１０）を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにしたサスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）と、
前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）に設けられ、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の折れ曲がり回転を促進する回転促進構造（オフセット量ｍ、脆弱部２５、上面回転軸Ｂ）と、
を備える。
このため、衝突時、狙いとする車体減速度（反力）のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えることができる。
【００４６】
(2) 前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）への入力中心軸Ｌ１の位置と、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の支持中心軸Ｌ２の位置と、をオフセットさせた設定とし、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の折れ曲がり回転を、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）への入力荷重とオフセット量ｍによるモーメントにより促進する。
このため、上記(1)の効果に加え、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車体支持構造に加わる曲げモーメントの方向が規定され、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）を安定して折り曲げることができる。
【００４７】
(3) 前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）は、折れ曲がりを狙う所定位置に脆弱部２５を設ける。
このため、上記(1)または(2)の効果に加え、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の折り曲げ位置を、折れ曲がりを狙う所定位置にコントロールすることができる。
【００４８】
(4) 前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）を車両上下方向に配置したピン部材２１に支持し、前記ピン部材２１を、車体に固定した上面部材（ブラケット２２）と下面部材（ステイ２３）に挟持し、前記ピン部材２１のうち、前記上面部材（ブラケット２２）との連結部分を回転軸（上面回転軸Ｂ）とし、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車両下方への折れ曲がり回転を促進する。
このため、上記(1)〜(3)の効果に加え、上面回転軸Ｂを中心とするサスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車両下方への折れ曲がり回転を促進することで、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の変形モードを確実にコントロールできるとともに、キャビン５の変形量を小さくすることができる。
【００４９】
(5) 前記上面部材は、閉断面によるブラケット２２であり、前記下面部材は、下面を開断面とするステイ２３である。
このため、上記(4)の効果に加え、ブラケット２２とステイ２３に支持強度差を持たせることで、確実にサスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車両下方への折れ曲がり回転軸（上面回転軸Ｂ）を規定することができる。
【００５０】
以上、本発明の車体構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５１】
実施例１では、回転促進構造として、オフセット量ｍと、脆弱部２５と、上面回転軸Ｂと、による三つの構造を用いてフロントサスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する例を示した。しかし、三つの構造のうち、何れか二つの構造、あるいは、何れか一つの構造を用いる例としても良い。また、前記三つの構造以外の構造であって、折れ曲がり回転促進に有用な他の構造を用いても良い。要するに、衝突時、設定値以上の荷重入力によりサスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する回転促進構造であれば、実施例１に示した構造に限定されることはない。
【００５２】
実施例１では、前面衝突時に入力エネルギーを吸収する前部車体構造への適用例を示した。しかし、後面衝突時に入力エネルギーを吸収する後部車体構造に対しても適用することができ、この場合、リアオーバーハングを短く設定することができる。
【００５３】
実施例１では、インホイールモータによる電気自動車への適用例を示したが、モータルームに電動モータを装備した電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車、等の他の電動車両にも適用できる。さらには、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を搭載したエンジン車に対しても本発明の車体構造を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
IWM-EV 電気自動車
１ 前輪
２ ハブ
３ インホイールモータ
４ ダッシュパネル
５ キャビン
６ モータルーム
７ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
８ フロントサスペンションメンバ（サスペンションメンバ）
９ ロアリンク
１０ アッパーリンク
２１ ピン部材
２２ ブラケット（上面部材）
２３ ステイ（下面部材）
Ｂ 上面回転軸（回転促進構造）
２５ 脆弱部（回転促進構造）
Ｌ１ 入力中心軸
Ｌ２ 支持中心軸
ｍ オフセット量（回転促進構造）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時の入力エネルギーを吸収するサイドメンバとサスペンションメンバを有する車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、前面衝突時、車体骨格フレームでのエネルギー吸収効率の向上を狙い、サイドメンバを軸圧壊し、サスペンションメンバを折れ曲がらせるエンジン支持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２００６−２９０１１１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、従来のエンジン支持構造にあっては、サスペンションメンバが車両前後方向に真っ直ぐ延びる棒形状であり、サスペンションメンバの折れ曲がりを促進するような工夫がない。したがって、前面衝突時、サイドメンバに面外方向の力が入る場合、サイドメンバの軸圧壊がスムーズにいかないし、サスペンションメンバが折れ曲がった後でもサイドメンバの軸圧壊が続くとは限らない。このため、前面衝突時、サイドメンバの軸圧壊により車体減速度（＝反力）をコントロールすることができず、車両潰れ量が増大してしまう、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、衝突時、狙いとする車体減速度のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えることができる車体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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車体構造は、サイドメンバと、サスペンションメンバと、回転促進構造と、を備えた手段とした。
前記サイドメンバは、車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。
前記サスペンションメンバは、前記サイドメンバとは平行に配置され、サスペンションリンク部材を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにした。
前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバに設けられ、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する。
【発明の効果】
【０００７】
よって、前面衝突による衝撃力が一気に高まる初期入力時には、車両前後方向に延びたサイドメンバとサスペンションメンバにより初期反力を受け、両メンバの軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。したがって、入力エネルギーの吸収によりサスペンションメンバに伝達される入力が設定値未満の荷重入力である間は、サスペンションメンバが折れ曲がることがなく、小さな車両潰れ量で大きな車体減速度が発生する。
そして、サスペンションメンバに伝達される入力が設定値以上の荷重入力になると、サスペンションメンバに設けられた回転促進構造により、サスペンションメンバの折れ曲がり回転が促進される。このため、サスペンションメンバの折れ曲がりが確実に開始され、サイドメンバに面外方向の余計な力が入力されることが防止される。さらに、サスペンションメンバが折れ曲がりを開始した後でも折れ曲がり回転が促進されることで、サスペンションメンバが折れ曲がった後でもサイドメンバによる軸圧壊が終始継続される。したがって、サイドメンバの軸圧壊という小さい車両潰れ量で効率的に入力エネルギーを吸収する変形モードが実現されることにより、サスペンションメンバの折れ曲がり開始により低下する車体減速度の低下幅が小さく抑えられる。
この結果、衝突時、狙いとする車体減速度（反力）のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の前部車体構造（車体構造の一例）が適用された電気自動車を示す概略側面図である。
【図２】実施例１の前部車体構造を示す全体斜視図である。
【図３】実施例１の前部車体構造を示す側面図である。
【図４】実施例１の前部車体構造のうちフロントサイドメンバとフロントサスペンションメンバの反力受け構造を示す斜視図である。
【図５】実施例１の前部車体構造のうちフロントサイドメンバを示す斜視図である。
【図６】実施例１の前部車体構造のクロスメンバとフロントサスペンションメンバの断面形状を示す斜視図である。
【図７】実施例１の前部車体構造のうちフロントサスペンションメンバの車体支持部を示す斜視図である。
【図８】実施例１の前部車体構造のうちフロントサスペンションメンバを示す平面図(a)および側面図(b)である。
【図９】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への初期入力に対する初期反力受け作用を示す作用説明図である。
【図１０】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への入力によるフロントサスペンションメンバの折れ曲げ作用を示す作用説明図である。
【図１１】サスペンションメンバの折れ曲げ時の車体支持部変形作用を示す作用説明図である。
【図１２】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への入力による車両潰れ作用を示す作用説明図である。
【図１３】前面衝突時における実施例１の前部車体構造への入力によるダッシュクロスメンバの変形作用を示す作用説明図である。
【図１４】前面衝突時における車両潰れ量に対する車体減速度の特性を実施例構造と比較例構造とで比較した特性比較図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車体構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の前部車体構造（車体構造の一例）が適用された電気自動車を示す概略側面図である。以下、図１に基づき全体構成を説明する。
【００１１】
実施例１の前部車体構造が適用された電気自動車IWM-EVは、前輪１のハブ２の内部にインホイールモータ３が装備されている。この電気自動車IWM-EVの場合、ダッシュパネル４により、キャビン５とモータルーム６を画成しているが、モータルーム６内にエンジンやモータ等のパワートレインを配置する必要がない。このため、フロントオーバーハングFOHを、エンジン車やモータルームに電動モータを装備した電気自動車に比べ、超ショートオーバーハングにすることが可能である。
ここで、自動車におけるオーバーハングとは、車輪の接地中心点から外側にはみ出した車体の部位を指し、前輪の車軸中心線から車体の前端までの範囲をフロントオーバーハングといい、後輪の車軸中心線から車体の後端までの範囲をリアオーバーハングという。
【００１２】
前記電気自動車IWM-EVの前部車体構造としては、図１に示すように、フロントサイドメンバ７（サイドメンバ）と、フロントサスペンションメンバ８（サスペンションメンバ）と、を備えている。
【００１３】
前記フロントサイドメンバ７は、モータルーム６の車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに前面衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。
ここで、電気自動車IWM-EVのサイドメンバは、骨格部分と、傾斜部分と、水平部分と、を有する。骨格部分は、キャビン５の領域の車体左右位置の下部に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成する。傾斜部分は、骨格部分のダッシュパネル４の位置から車両内側前方の斜め上方向に延びる。水平部分は、傾斜部分から車両前方に向かって水平方向に延びる。フロントサイドメンバ７は、前面衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収する水平部分をいう。そして、傾斜部分は、エクステンションサイドメンバと呼ばれ、フロントサスペンションメンバ８を軸方向に支持する。
【００１４】
前記フロントサスペンションメンバ８は、図１に示すように、フロントサイドメンバ７とは側面視でほぼ平行に配置され、ロアリンク９（サスペンションリンク部材）とアッパーリンク１０（サスペンションリンク部材）を支持するとともに衝突時に車両下方向に折れ曲がるようにした。
インホイールモータ３による電気自動車IWM-EVの場合、モータルームに電動モータを装備した電気自動車に比べ、サスペンションのバネ下重量が遙かに高くなる。このため、前輪１を車体に支持するサスペンション形式を、サスペンションリンク部材としてロアリンク９とアッパーリンク１０を有する２リンク形式としている。つまり、台形状フレームにより構成されたフロントサスペンションメンバ８に、ロアリンク９を支持する。そして、フロントサスペンションメンバ８に固定され、フロントサスペンションメンバ８を横断するフレームにより構成されたクロスサスペンションメンバ１１に、アッパーリンク１０を支持する。
【００１５】
実施例１における前部車体構造の詳細を、以下、図２〜図８に基づいて説明する。
実施例１の前部車体構造は、図２に示すように、キャビン５とモータルーム６を画成するダッシュパネル４と、モータルーム６の上部位置に車両前方に向かって一対延びるフロントサイドメンバ７と、フロントサイドメンバ７の下部位置に同じ基部から車両前方に向かって一対延びる形状によるフロントサスペンションメンバ８と、を備えている。
【００１６】
前記フロントサイドメンバ７は、図２に示すように、ダッシュパネル４に固定されたダッシュクロスメンバ１２と、センタークロスメンバ１３と、第１フロントエンドクロスメンバ１４と、によって車幅方向に連結される。
【００１７】
前記フロントサスペンションメンバ８は、図２に示すように、一対の前端位置をサスペンションクロスメンバメンバ１５により連結することで台形状フレームとする。このサスペンションクロスメンバメンバ１５には、フロントサイドメンバ７と連結する一対の連結メンバ１６と、車両前方に延びる一対のクラッシュボックス１７と、が固定される。そして、クラッシュボックス１７の先端位置は、第２フロントエンドクロスメンバ１８によって車幅方向に連結される。
【００１８】
前記第１フロントエンドクロスメンバ１４と前記第２フロントエンドクロスメンバ１８は、前面衝突時の衝撃力入力部材であり、図３に示すように、側方から視た場合、車両前端面１４ａ，１８ａが同じ車両前後方向位置になるように設定される。
【００１９】
前記フロントサイドメンバ７は、図４に示すように、ダッシュクロスメンバ１２を前面衝突時の主な反力受け構造とする。一方、前記フロントサスペンションメンバ８は、図４に示すように、フロントサイドメンバ７の延長傾斜部であるエクステンションサイドメンバ７ａと、フロントサイドメンバ７の延長水平部に補強板として設けられたアウトリガーパネル１９と、を前面衝突時の主な反力受け構造とする。
【００２０】
前記フロントサイドメンバ７には、図５に示すように、前面衝突時に軸圧壊させるために、メンバ稜線に沿って、複数の潰れビード２０を設ける。この潰れビード２０の位置や形状は、先に車両減速度コントロールの狙いを決めると、決めた車両減速度を達成するように設定する。
【００２１】
前記センタークロスメンバ１３は、前面衝突時にフロントサイドメンバ７が軸圧壊で変形するのを確保するために、衝撃力の入力によりフロントサイドメンバ７が折れ変形しないように形状補強部材として設けられる。そして、このセンタークロスメンバ１３の断面形状は、図６に示すように、形状補強を図りつつ、フロントサイドメンバ７の軸圧壊変形を阻害しないように、下に開断面形状とする。
【００２２】
前記フロントサスペンションメンバ８は、図３に示すように、車両後側基部の左右２箇所位置に支持穴を開け、この２箇所の支持穴を挿通するとともに車両上下方向に配置したピン部材２１により車体に支持する車体支持構造とする。そして、ピン部材２１は、図３および図７に示すように、ピン上側を閉断面によるブラケット２２（上面部材）に対し支持し、ピン下側を下面が開いた開断面によるステイ２３（下面部材）に対し支持する。ブラケット２２は、図７に示すように、補強パネル２４により補強されたダッシュパネル４の位置に固定される。ステイ２３は、図７に示すように、フロントサスペンションメンバ８を車体骨格（フロントサイドメンバ７含む）に支持するためのピン部材２１の移動を規制するための部材であり、アウトリガーパネル１９に固定される。
【００２３】
前記フロントサスペンションメンバ８には、前面衝突時、設定値以上の荷重入力によりフロントサスペンションメンバ８の下方向への折れ曲がり回転を促進する回転促進構造として、下記の構造を有する。
【００２４】
(a) オフセット量ｍ（図８）
フロントサスペンションメンバ８への入力中心軸Ｌ１の車両上側位置と、フロントサスペンションメンバ８の車体支持中心軸Ｌ２の車両下側位置と、をオフセットさせた設定とする。なお、平面視した場合、入力中心軸Ｌ１と車体支持中心軸Ｌ２の位置は一致する。そして、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転を、フロントサスペンションメンバ８への入力荷重とオフセット量ｍによるモーメントにより促進する。
【００２５】
(b) 脆弱部２５（図８）
フロントサスペンションメンバ８の上面位置のうち、折れ曲がりを狙う所定位置に、潰れビードによる脆弱部２５を設ける。
【００２６】
(c) 上面回転軸Ｂ（図３）
ピン部材２１に加わる荷重に対し、ブラケット２２による支持強度を高くし、ステイ２３による支持強度を低くする。これにより、ピン部材２１とブラケット２２との連結部分を回転軸（上面回転軸Ｂ）とし、フロントサスペンションメンバ８の車両下方への折れ曲がり回転（矢印Ｃ方向）を促進する。
【００２７】
次に、作用を説明する。
実施例１の前部車体構造における作用を、「衝突時にサスペンションメンバ側を折り曲げる理由」、「前面衝突時の入力エネルギー吸収作用」、「車体減速度特性の対比作用」に分けて説明する。
【００２８】
［衝突時にサスペンションメンバ側を折り曲げる理由］
衝突時、サイドメンバとサスペンションメンバのうち、何れか一方を軸圧壊する側のメンバとし、他方を折り曲げる側のメンバとして機能を分担すると、軸圧壊する側のメンバにより、折り曲げる側のメンバが折れ曲がった後でも反力のコントロールが可能となる。よって、サイドメンバとサスペンションメンバを、軸圧壊メンバと折り曲げメンバに機能分担させた場合、理論的には、いずれのメンバを折り曲げる側のメンバとしても良いことになる。
【００２９】
しかし、衝突時、乗員に与える衝撃荷重を低減させるためには、軸圧壊部材よりも、衝突途中において折り曲げる部材への初期入力を大きくすることが効率的である。そこで、サスペンションメンバを折り曲げ部材とすると、キャビンとの関係より、サスペンションメンバはエクステンションサイドメンバにより軸方向で支持できることから、サイドメンバを折り曲げ部材とするよりも軽量な構造とすることができる。一方、サイドメンバを折り曲げ部材とすると、サイドメンバはダッシュクロスメンバが曲げ方向に支持するため、キャビンの変形量を抑えるためには大規模なダッシュパネルの補強が必要となり、質量が増えることになる。
【００３０】
すなわち、サイドメンバの支持は、ダッシュパネルが曲げ方向（梁が撓む方向）に支持する構造となっている。よって、サイドメンバへ大入力が加わるとき、キャビンの変形量を小さくするためには、ダッシュパネル全体の補強が必要となり、質量の大幅な増加が避けられない。これに対し、サスペンションメンバからの入力は、サイドメンバを含む車体骨格が軸方向で支持できるため、サスペンションメンバに大入力が加わるとき、比較的軽量な補強で支持することができる。
【００３１】
以上のように、衝突時、サイドメンバとサスペンションメンバの２経路のロードパスができる場合、サスペンションメンバを折り曲げることにした理由としては、以下の２点を挙げることができる。
(1) サスペンションメンバの車体固定部周辺は、強度が十分に大きく、キャビンの補強を少なくして初期反力を上げることができる。
(2) 乗員相対移動量を小さくする、つまり、乗員の拘束力を早めるには、初期反力の大きい方の部材を折ることが有利である。
【００３２】
［前面衝突時の入力エネルギー吸収作用］
上記理由により、実施例１の前部車体構造では、フロントサイドメンバ７を軸圧壊部材とし、フロントサスペンションメンバ８を折り曲げる部材とした。以下、実施例１の前部車体構造による前面衝突時の入力エネルギー吸収作用を、（初期入力時）、（折れ曲がり促進時）、（車両潰れ終了時）、（回転促進作用）に分けて説明する。
【００３３】
（初期入力時）
前面衝突による衝撃力が一気に高まる初期入力時には、図９に示すように、車両前後方向に延びたフロントサイドメンバ７とフロントサスペンションメンバ８により初期反力を受け、両メンバ７，８の軸圧壊により入力エネルギーを吸収する。このとき、フロントサイドメンバ７は、連結メンバ１６よりも車両前方側の部分が主に軸圧壊し、フロントサスペンションメンバ８は、主にクラッシュボックス１７が軸圧壊する。
したがって、入力エネルギーの吸収によりフロントサスペンションメンバ８に伝達される入力が設定値未満の荷重入力である間は、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がることのなく、小さな車両潰れ量で大きな車体減速度が発生する。
【００３４】
（折れ曲がり促進時）
そして、フロントサスペンションメンバ８に伝達される入力が設定値以上の荷重入力になると、図１０に示すように、フロントサスペンションメンバ８に設けられた回転促進構造により、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転が促進される。
このため、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がりが確実に開始され、フロントサイドメンバ７に面外方向の余計な力が入力されることが防止される。さらに、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がりを開始した後でも折れ曲がり回転が促進されることで、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がった後でもフロントサイドメンバ７による軸圧壊が終始継続される。
したがって、フロントサイドメンバ７の軸圧壊という小さい車両潰れ量で効率的に入力エネルギーを吸収する変形モードが実現されることにより、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり開始により低下する車体減速度の低下幅が小さく抑えられる。
【００３５】
（車両潰れ終了時）
車両潰れ量が増大することで、フロントサスペンションメンバ８が折れ曲がり、フロントサイドメンバ７の軸圧壊という小さい車両潰れ量で効率的に入力エネルギーを吸収する変形モードが確立されると、再び車体減速度が上昇する。そして、入力エネルギーをほぼ吸収してしまうと、再び車体減速度が低下し、入力エネルギーを吸収しきった時点で、図１２に示すように、車両潰れが終了する。
このとき、ダッシュクロスメンバ１２は、図１３に示す曲げモードにより曲げ方向にフロントサイドメンバ７を支持してキャビン５の変形を抑える。また、エクステンションサイドメンバ７ａは、図１３の矢印Ｄに示すように、曲げ方向にフロントサイドメンバ７を支持してキャビン５の変形を抑える。
【００３６】
（回転促進作用）
上記折れ曲がり促進時には、回転促進構造によりフロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転が促進される。このフロントサスペンションメンバ８の折れ曲がり回転促進作用を説明する。
【００３７】
まず、回転促進構造のうちオフセット量ｍにより、フロントサスペンションメンバ８の車体支持構造に加わる曲げモーメントの方向が規定され、フロントサスペンションメンバ８を安定して折り曲げることができる。そして、回転促進構造のうち脆弱部２５により、折り曲げる位置をコントロールすることができる。
したがって、オフセット量ｍと脆弱部２５を併用することにより、前面衝突時のフロントサスペンションメンバ８の変形モードを確実にコントロールできるため、狙い通りに車体減速度を降下させられる。
【００３８】
さらに、回転促進構造のうち上面回転軸Ｂを中心として回転することで、フロントサスペンションメンバ８の折れ曲がりを促進するようにしている。
すなわち、ピン部材２１に加わる荷重に対し、ブラケット２２による支持強度を高くし、ステイ２３による支持強度を低くしている。これにより、図１１に示すように、下面側のステイ２３が先に変形して崩壊し、フロントサスペンションメンバ８の後端部がアウトリガーパネル１９に干渉する。そして、図１０に示すように、ピン部材２１とブラケット２２との連結部分である上面回転軸Ｂを中心とし、フロントサスペンションメンバ８の車両下方への折れ曲がり回転を促進する。
したがって、下記に述べるような有用性が得られる。
・前面衝突時のフロントサスペンションメンバ８の変形モードを確実にコントロールできるため、狙い通りに車体減速度を降下させられる。
・フロントサスペンションメンバ８がキャビン５へ進入し難くなるため、衝突終了時のキャビン５の変形量を小さくすることができる。
・フロントサスペンションメンバ８が折れると共に、フロントサスペンションメンバ８に搭載している部品を車両下方に引き込めるため、キャビン５の変形量を小さくすることができる。
【００３９】
［車体減速度特性の対比作用］
前面衝突時、フロントサイドメンバを軸圧壊部材とし、フロントサスペンションメンバを折り曲げ部材とするが、フロントサスペンションメンバに実施例１の回転促進構造を有さないものを比較例とする。
この比較例の場合、前面衝突時、フロントサスペンションメンバの折れ曲がり開始や折れ曲がり継続が不確実であり、フロントサイドメンバに面外方向の力が入る場合、フロントサイドメンバの軸圧壊がスムーズにいかない。さらに、フロントサスペンションメンバが折れ曲がった後でもフロントサイドメンバの軸圧壊が続くとは限らない。
このため、前面衝突時、一定以上の車体反力に保つことができず、図１４のＡ’点に示すように、車体減速度の急低下を招くというように、車体減速度（＝反力）をコントロールすることができない。この結果、図１４の１点鎖線特性に示すように、車両潰れ量が増大してしまうし、この車両潰れ量の増大によりフロントオーバーハングを長く設定せざるを得ない。
【００４０】
これに対し、実施例１の前部車体構造は、前面衝突時、フロントサイドメンバ７を軸圧壊部材とし、フロントサスペンションメンバ８を折り曲げ部材とし、かつ、フロントサスペンションメンバ８に回転促進構造を有する。このため、図１４における実施例構造での車両減速度特性を得ることができる。
【００４１】
実施例構造での車両減速度特性について説明すると、大きく下記の４つの区間に分けることができる。
最初の車体減速度ピークまでの区間E1は、乗員の拘束力を早める区間である。
次の車体減速度が下に凸となっている区間E2は、車両と乗員の速度差により生じる乗員の相対移動量を抑える区間である。言い換えると、フロントサスペンションメンバ８が折れることで減速度が低下する区間である。
次の車体減速度がピークまでの区間E3は、乗員と車両の相対速度を小さくした上で相対移動量を抑える区間である。
次の車体減速度がピークからゼロになる区間E4は、前面衝突による車両潰れが終了する区間である。
【００４２】
このような車体減速度コントロールの狙いは、乗員の拘束を早めることで、乗員と車両の相対移動量を小さくすることにある。これに対し、実施例１の前部車体構造は、前面衝突時、フロントサイドメンバ７の軸圧壊の継続により、一定以上の車体反力を保つことができるため、図１４のＡ点に示すように、車両潰れ途中での車体減速度の下限値を、比較例に比べて大きく高めた値にコントロールできる。この結果、衝突時、狙いとする車体減速度（反力）のコントロールにより、大きな車体減速度で車両を潰せるため、比較例に比べ、車両潰れ量を縮小（車両潰れ量縮小代ΔＥ）することができる。
【００４３】
そして、実施例１のインホイールモータ３による電気自動車IWM-EVでは、パワートレインをエンジンルームやモータルーム内に配置する必要がないため、超ショートによるフロントオーバーハングが可能である。このような電気自動車IWM-EVに、車両潰れ量を縮小できる実施例１の前部車体構造は好適である。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例１の前部車体構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００４５】
(1) 車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収するサイドメンバ（フロントサイドメンバ７）と、
前記サイドメンバ（フロントサイドメンバ７）とは平行に配置され、サスペンションリンク部材（ロアリンク９とアッパーリンク１０）を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにしたサスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）と、
前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）に設けられ、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の折れ曲がり回転を促進する回転促進構造（オフセット量ｍ、脆弱部２５、上面回転軸Ｂ）と、
を備える。
このため、衝突時、狙いとする車体減速度（反力）のコントロールにより、車体減速度を高めて車両潰れ量を小さく抑えることができる。
【００４６】
(2) 前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）への入力中心軸Ｌ１の位置と、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の支持中心軸Ｌ２の位置と、をオフセットさせた設定とし、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の折れ曲がり回転を、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）への入力荷重とオフセット量ｍによるモーメントにより促進する。
このため、上記(1)の効果に加え、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車体支持構造に加わる曲げモーメントの方向が規定され、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）を安定して折り曲げることができる。
【００４７】
(3) 前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）は、折れ曲がりを狙う所定位置に脆弱部２５を設ける。
このため、上記(1)または(2)の効果に加え、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の折り曲げ位置を、折れ曲がりを狙う所定位置にコントロールすることができる。
【００４８】
(4) 前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）を車両上下方向に配置したピン部材２１に支持し、前記ピン部材２１を、車体に固定した上面部材（ブラケット２２）と下面部材（ステイ２３）に挟持し、前記ピン部材２１のうち、前記上面部材（ブラケット２２）との連結部分を回転軸（上面回転軸Ｂ）とし、前記サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車両下方への折れ曲がり回転を促進する。
このため、上記(1)〜(3)の効果に加え、上面回転軸Ｂを中心とするサスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車両下方への折れ曲がり回転を促進することで、サスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の変形モードを確実にコントロールできるとともに、キャビン５の変形量を小さくすることができる。
【００４９】
(5) 前記上面部材は、閉断面によるブラケット２２であり、前記下面部材は、下面を開断面とするステイ２３である。
このため、上記(4)の効果に加え、ブラケット２２とステイ２３に支持強度差を持たせることで、確実にサスペンションメンバ（フロントサスペンションメンバ８）の車両下方への折れ曲がり回転軸（上面回転軸Ｂ）を規定することができる。
【００５０】
以上、本発明の車体構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５１】
実施例１では、回転促進構造として、オフセット量ｍと、脆弱部２５と、上面回転軸Ｂと、による三つの構造を用いてフロントサスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する例を示した。しかし、三つの構造のうち、何れか二つの構造、あるいは、何れか一つの構造を用いる例としても良い。また、前記三つの構造以外の構造であって、折れ曲がり回転促進に有用な他の構造を用いても良い。要するに、衝突時、設定値以上の荷重入力によりサスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する回転促進構造であれば、実施例１に示した構造に限定されることはない。
【００５２】
実施例１では、前面衝突時に入力エネルギーを吸収する前部車体構造への適用例を示した。しかし、後面衝突時に入力エネルギーを吸収する後部車体構造に対しても適用することができ、この場合、リアオーバーハングを短く設定することができる。
【００５３】
実施例１では、インホイールモータによる電気自動車への適用例を示したが、モータルームに電動モータを装備した電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車、等の他の電動車両にも適用できる。さらには、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等を搭載したエンジン車に対しても本発明の車体構造を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
IWM-EV 電気自動車
１ 前輪
２ ハブ
３ インホイールモータ
４ ダッシュパネル
５ キャビン
６ モータルーム
７ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
８ フロントサスペンションメンバ（サスペンションメンバ）
９ ロアリンク
１０ アッパーリンク
２１ ピン部材
２２ ブラケット（上面部材）
２３ ステイ（下面部材）
Ｂ 上面回転軸（回転促進構造）
２５ 脆弱部（回転促進構造）
Ｌ１ 入力中心軸
Ｌ２ 支持中心軸
ｍ オフセット量（回転促進構造）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収するサイドメンバと、
前記サイドメンバとは平行に配置され、サスペンションリンク部材を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにしたサスペンションメンバと、
前記サスペンションメンバに設けられ、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する回転促進構造と、
を備えることを特徴とする車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載された車体構造において、
前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバへの入力中心軸の位置と、前記サスペンションメンバの支持中心軸の位置と、をオフセットさせた設定とし、前記サスペンションメンバの折れ曲がり回転を、前記サスペンションメンバへの入力荷重とオフセット量によるモーメントにより促進することを特徴とする車体構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された車体構造において、
前記サスペンションメンバは、折れ曲がりを狙う所定位置に脆弱部を設けることを特徴とする車体構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された車体構造において、
前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバを車両上下方向に配置したピン部材に支持し、前記ピン部材を、車体に固定した上面部材と下面部材に挟持し、前記ピン部材のうち、前記上面部材との連結部分を回転軸とし、前記サスペンションメンバの車両下方への折れ曲がり回転を促進することを特徴とする車体構造。
【請求項５】
請求項４に記載された車体構造において、
前記上面部材は、閉断面によるブラケットであり、前記下面部材は、下面を開断面とするステイであることを特徴とする車体構造。
【請求項１】
車体左右位置に配置され、車両前後方向に延びて車体骨格の一部を構成するとともに衝突時に軸圧壊により入力エネルギーを吸収するサイドメンバと、
前記サイドメンバとは平行に配置され、サスペンションリンク部材を支持するとともに衝突時に折れ曲がるようにしたサスペンションメンバと、
前記サスペンションメンバに設けられ、衝突時、設定値以上の荷重入力により前記サスペンションメンバの折れ曲がり回転を促進する回転促進構造と、
を備えることを特徴とする車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載された車体構造において、
前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバへの入力中心軸の位置と、前記サスペンションメンバの支持中心軸の位置と、をオフセットさせた設定とし、前記サスペンションメンバの折れ曲がり回転を、前記サスペンションメンバへの入力荷重とオフセット量によるモーメントにより促進することを特徴とする車体構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された車体構造において、
前記サスペンションメンバは、折れ曲がりを狙う所定位置に脆弱部を設けることを特徴とする車体構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された車体構造において、
前記回転促進構造は、前記サスペンションメンバを車両上下方向に配置したピン部材に支持し、前記ピン部材を、車体に固定した上面部材と下面部材に挟持し、前記ピン部材のうち、前記上面部材との連結部分を回転軸とし、前記サスペンションメンバの車両下方への折れ曲がり回転を促進することを特徴とする車体構造。
【請求項５】
請求項４に記載された車体構造において、
前記上面部材は、閉断面によるブラケットであり、前記下面部材は、下面を開断面とするステイであることを特徴とする車体構造。
【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】
【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】
【公開番号】特開２０１２−４５９９５（Ｐ２０１２−４５９９５Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７９７４（Ｐ２０１０−１８７９７４）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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