JP2023051648A - 車体前部構造 - Google Patents

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Mitsuru Wakabayashi
康史 宮本
Yasushi Miyamoto
正紀 元木
Masanori Motoki
学 辰田
Manabu Tatsuta
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Abstract

【課題】車両斜め前方からの衝撃荷重を効率よく吸収して車室の変形を抑制する。【解決手段】車体前部構造Aは、上側クロスメンバ160と、下側クロスメンバ161と、上側クロスメンバ160の車幅方向両側をそれぞれ支持する上側衝撃吸収部材162、163と、下側クロスメンバ161の車幅方向両側をそれぞれ支持する下側衝撃吸収部材164、165とを備えている。上側衝撃吸収部材162、163及び下側衝撃吸収部材164、165は、車両前側へ行くほど車幅方向外側に位置している。【選択図】図6

Description

本開示は、自動車に設けられる車体前部構造に関する。
例えば特許文献1に開示されているように、自動車の車体前部には、車幅方向両側において車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームが設けられている。特許文献1では、フロントサイドフレームの下側にサブフレームが連結されている。サブフレームは、左側と右側とにそれぞれ略平行四辺形状に構成された閉ループ構造部を有している。すなわち、左側の閉ループ構造部は、車幅方向に延びる前方部材と、前方部材の両端部から車両後方に向かって車幅方向内方へ傾斜した内方部材及び外方部材と、内方部材の車両後部から外方部材の車両後部まで延びる後方部材とを備え、また右側の閉ループ構造部も同様に前方部材と、内方部材及び外方部材と、後方部材とを備えている。
特開2004-106808号公報
ところで、例えば自動車の走行中、車両斜め前方から障害物が衝突することが想定される。この場合、特許文献1のサブフレームは衝撃荷重を受けて圧壊するのであるが、このサブフレームはフロントサイドフレームの下側にのみ設けられているものなので、衝撃荷重が下側に集中してしまい、衝撃荷重を吸収するという観点で改善の余地があると考えられる。
本開示は、かかる点に鑑みたものであり、その目的とするところは、車両斜め前方からの衝撃荷重を効率よく吸収して車室の変形を抑制することにある。
上記目的を達成するために、本開示の第1の側面では、車幅方向に延びるバンパレインフォースメントを備えた自動車の車体前部構造を前提とすることができる。車体前部構造は、前記バンパレインフォースメントよりも上方で車幅方向に延びる上側クロスメンバと、前記バンパレインフォースメントよりも下方で車幅方向に延びる下側クロスメンバと、前記上側クロスメンバの車幅方向両側をそれぞれ支持するとともに、車両前後方向の衝撃荷重を吸収する上側衝撃吸収部材と、前記下側クロスメンバの車幅方向両側をそれぞれ支持するとともに、車両前後方向の衝撃荷重を吸収する下側衝撃吸収部材とを備えている。前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材は、車両前側へ行くほど車幅方向外側に位置している。
この構成によれば、例えば自動車の走行中、車両の左側に斜め前方から障害物が衝突すると、上側クロスメンバ及び下側クロスメンバの左側に対して車両の斜め後方へ向かう衝撃荷重が作用する。上側クロスメンバ及び下側クロスメンバは、それぞれ上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材によって支持されているので、左側に位置する上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材に対して衝撃荷重が分散して入力される。このとき、左側に位置する上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材は車両前側へ行くほど左側に位置しているので、左斜め前方からの衝撃荷重の方向と、上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材の延びる方向とが概ね一致する。これにより、上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材によって衝撃荷重を確実に受けることができ、上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材をそれぞれ変形させることで衝撃荷重を効率よく吸収できる。右側も同様である。
本開示の第2の側面では、前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材の少なくとも一方の衝撃吸収部材の車両後側を車体側部材に対して連結する後部連結部をさらに備えている。前記後部連結部は、前記衝撃吸収部材の車幅方向一方の側壁部に沿うように形成された補強部を有している。
この構成によれば、衝撃吸収部材の車両後側が後部連結部によって車体側部材に連結され、この状態で、後部連結部の補強部が衝撃吸収部材の車幅方向一方の側壁部に沿うように配置される。これにより、衝撃荷重が作用した衝撃吸収部材が車幅方向へ倒れようとするのを補強部によって抑制できるので、衝撃吸収部材を狙い通りに変形させて衝撃吸収効果をより一層高めることができる。
本開示の第3の側面では、前記上側クロスメンバ及び前記下側クロスメンバは、前記バンパレインフォースメントよりも車幅方向外側まで延びている。前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材の車両前側は、前記バンパレインフォースメントよりも車幅方向外側に位置している。
本開示の第4の側面では、前記バンパレインフォースメントの車幅方向両側をそれぞれ支持するクラッシュカンをさらに備えている。前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材の車両前側は、前記クラッシュカンの車両前側よりも車幅方向外側に位置しているものである。
この構成によれば、バンパレインフォースメントよりも車幅方向外側に作用した衝撃荷重を上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材によって確実に吸収できる。
本開示の第5の側面では、前記クラッシュカンの車両後側は、前記上側衝撃吸収部材の車両後側から下方に離れている。また、前記下側衝撃吸収部材の車両後側は、前記クラッシュカンの車両後側から下方に離れている。
この構成によれば、クラッシュカン、上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材の車両後側が互いに上下方向に離れることになるので、クラッシュカン、上側衝撃吸収部材及び下側衝撃吸収部材に衝撃荷重が作用した場合に、上下方向に離れた複数箇所に衝撃荷重を分散させることができ、衝撃荷重が局所的に作用するのを回避できる。
本開示の第6の側面では、走行用モータと、前記自動車のフロアパネルの下方に配設され、前記走行用モータに電力を供給するバッテリユニットと、前記下側衝撃吸収部材の車両後側が連結される車体側部材とをさらに備えている。前記バッテリユニットの車両前部には、車幅方向に延びるバッテリメンバが設けられている。前記車体側部材は、前記バッテリメンバに連結することができる。
すなわち、走行用モータに電力を供給するバッテリユニットは大型で重量もあることから、バッテリフレームは高強度な部材で構成されている。本構成では、下側衝撃吸収部材に作用した衝撃荷重を車体側部材から高強度なバッテリメンバに伝達してバッテリメンバでも衝撃荷重を吸収できる。一方、上側衝撃吸収部材に作用した衝撃荷重はフロアパネルよりも上方で吸収できる。よって、衝突時に作用する衝撃荷重を車体の上下に分散させることができるので、車室の変形が抑制される。
以上説明したように、上側クロスメンバを支持する上側衝撃吸収部材と、下側クロスメンバを支持する下側衝撃吸収部材とが、車両前側へ行くほど車幅方向外側に位置しているので、車両斜め前方からの衝撃荷重を効率よく吸収するとともに分散させて車室の変形を抑制できる。
本発明の実施形態に係る車体前部構造を備えた自動車の側面図である。 自動車を上部構造体と下部構造体とに分割した状態を示す斜視図である。 車体の一部の平面図である。 図3におけるIV-IV線の断面図である。 カバー部材を取り外した状態の下部構造体を示す斜視図である。 自動車の前側の一部を上方から見た斜視図である。 車体前部の断面図である。 車体前部の平面図である。 車体前部の底面図である。 自動車の正面図である。 ダッシュパネル及びその近傍を車両後側から見た斜視図である。 左下部支持部材の前輪用サスペンション支持部材への取付構造を拡大して示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る車体前部構造A(図2に示す)を備えた自動車1を左から見た側面図である。この実施形態の説明では、車両前後方向を単に「前後方向」といい、車両前側を単に「前側」といい、車両「後側」を単に後というものとする。また、車幅方向は車両の左右方向であり、車両左側を単に「左側」といい、車両右側を単に「右側」というものとする。
(自動車の全体構造)
自動車1は、乗用自動車であり、自動車1の前後方向中間部には、乗員が乗車するための乗員空間R1が設けられている。乗員空間R1には、前席を構成するフロントシート(前席用シート)FSと、後席を構成するリヤシート(後席用シート)RSとが設けられている。フロントシートFSは、乗員空間R1の右側(又は左側)に配置される運転席と、乗員空間R1の左側(又は右側)に配置される助手席とを含んでいる。リヤシートRSも乗員空間R1の右側と左側とにそれぞれ配置されている。図示しないが、リヤシートRSの後方に、3列目シートが配置されていてもよい。また、リヤシートRSは必須なものではなく、省略してもよい。
乗員空間R1の左側方及び右側方には、それぞれフロントドアFDと、リヤドアRDが配設されている。リヤシートRSが無い自動車1の場合、リヤドアRDは省略可能である。
自動車1の乗員空間R1よりも前方には、前側空間R2が設けられている。この前側空間R2には、パワートレインPTが必要に応じて搭載可能になっている。前側空間R2にパワートレインPTが搭載される場合には、前側空間R2を例えばパワートレイン格納室、モータルーム、エンジンルーム等を呼ぶこともできる。前側空間R2の上部には、ボンネットフードBFが設けられている。ボンネットフードBFの後部が車体に対してヒンジ(図示せず)等によって支持されている。また、自動車1の前部には、フロントバンパ150が設けられている。さらに、図10にも示すように、自動車1の前部の左右両側には、それぞれ左側及び右側の前照灯Lが設けられている。前照灯Lには、ウインカー等が含まれていてもよい。
図1に示すように、自動車1の乗員空間R1よりも後方には、荷物等の収容が可能な荷室空間R3が設けられている。荷室空間R3は、トランクリッドTRにより開閉可能になっている。自動車1の乗員空間R1よりも後方かつ荷室空間R3の下方には、後側空間R4が設けられている。この後側空間R4には、自動車1の動力を発生するパワートレインPTが必要に応じて搭載可能になっている。後側空間R4にパワートレインPTが搭載される場合には、後側空間R4を例えばパワートレイン格納室、モータルーム、エンジンルーム等と呼ぶこともできる。
前側空間R2と後側空間R4の両方にパワートレインPTを搭載してもよいし、一方にのみパワートレインPTを搭載してもよい。前側空間R2にのみパワートレインPTを搭載する場合には、当該パワートレインPTで前輪FTのみを駆動する前輪駆動車となり、また、後側空間R4にのみパワートレインPTを搭載する場合には、当該パワートレインPTで後輪RTのみを駆動する後輪駆動車となる。さらに、前側空間R2と後側空間R4の両方にパワートレインPTを搭載して前輪FTと後輪RTとを駆動する場合には4輪駆動車となる。
パワートレインPTは、駆動輪を駆動するための走行用モータM(図2に示す)を少なくとも含んでおり、必要に応じて、減速機や変速機等も含んでいる。従って、自動車1は電動車である。走行用モータMは、その回転中心が左右方向に延びるように配設されている。パワートレインPTは、走行用モータMの他にも例えば制御部等を含んでいてもよい。パワートレインPTには、内燃機関が含まれていてもよい。走行用モータMに電力を供給するためのバッテリユニットY(図1にも示す)は、自動車1の下部に搭載されている。例えば内燃機関が発生する動力を利用してバッテリユニットYの充電を行ってもよいし、内燃機関が発生する動力によって前輪FTと後輪RTとの少なくとも一方を駆動してもよい。
自動車1のタイプは、図1に一例として示すような4ドア車でなくてもよく、例えばリヤドアRDのない自動車であってもよい。また、図示しないが、ハッチバック車のように、後側空間R4をテールゲートで開閉可能にした自動車に本発明を適用することもできる。
図2に示すように、自動車1は、下部構造体2と、上部構造体3とを備えており、下部構造体2の前部及び上部構造体3の前部によって車体前部構造Aが構成されている。尚、車体前部構造Aには、下部構造体2の前後方向中間部や上部構造体3の前後方向中間部が含まれていてもよい。
図2では、上部構造体3が本来備えている、ドアFD、RD、ボンネットフードBF、フェンダ、ウインドガラス、ルーフ、センターピラー、リヤピラー、フロントバンパ150、リヤバンパ、前照灯を含む前後の灯火装置(前照灯L等)、インストルメントパネル、前後のシート等が取り外された状態を示している。また、図2では、下部構造体2が本来備えている、前輪FT、後輪RT、サスペンション装置等が取り外された状態を示している。
下部構造体2は、バッテリユニットYを備えている。バッテリユニットYは、前側バッテリFB及び後側バッテリRBと、前側バッテリFB及び後側バッテリRBを囲む枠型フレーム10とを有している。また、下部構造体2は、枠型フレーム10の前部から前方へ向かって延びるフロント支持フレーム20と、枠型フレーム10の後部から後方へ向かって延びるリヤ支持フレーム30とを備えている。
図示しないが、一般的な電気自動車の場合、バッテリユニットを車体とは別体としてフロア下に着脱可能にしている場合が多いが、本実施形態では、バッテリFB、RBだけではなく、そのバッテリFB、RBを囲む枠型フレーム10にフロント支持フレーム20及びリヤ支持フレーム30を一体化しておき、フロント支持フレーム20及びリヤ支持フレーム30もバッテリFB、RBと共に、上部構造体3に対して着脱可能になっている。
具体的には、本実施形態の自動車1は、バッテリFB、RBを有する下部構造体2と、乗員空間R1や荷室空間R3を形成する上部構造体3とに上下分割可能に構成されている。上下分割可能とは、溶接や接着等を用いることなく、下部構造体2を上部構造体3に対してボルト及びナットやネジ等の締結部材を利用して一体化することである。これにより、自動車1がユーザの手に渡ってから整備や修理を行う際に、必要に応じて下部構造体2を上部構造体3から分離することができるので、メンテナンス性が良好になる。
ここで、自動車の車体構造として、ラダーフレームタイプの車体構造が知られている。ラダーフレームタイプの車体構造の場合、ラダーフレームとキャビンとに上下分割可能になっているが、ラダーフレームは前後方向に連続して延びているものであることから、前面衝突時及び後面衝突時に主に衝突荷重を受ける。側面衝突時には、ラダーフレームは補助的に衝突荷重を受けるだけであり、主に衝突荷重を受けるのはキャビンである。このように、ラダーフレームタイプの車体構造では、前面衝突時及び後面衝突時と、側面衝突時とで衝突荷重を受ける部材が分かれているのが通常である。
これに対し、本実施形態の自動車1の場合、フロント支持フレーム20及びリヤ支持フレーム30を有する下部構造体2と上部構造体3とが分割可能になっているが、前面衝突時及び後面衝突時と、側面衝突時の両方の場合で、衝突荷重を下部構造体2及び上部構造体3で受けることにより、当該衝突荷重を両構造体2、3に分散して吸収可能している点で、従来のラダーフレームタイプの車体構造とはその技術的思想が大きく相違している。以下、下部構造体2及び上部構造体3の構造について順に説明する。尚、本実施形態では、下部構造体2及び上部構造体3に分割可能な例について説明するが、本発明はそのような分割可能な車体構造にのみ適用されるのではなく、下部構造体2及び上部構造体3に分割することができない車体構造にも適用可能である。
(下部構造体)
まず、下部構造体2について説明する。下部構造体2は、バッテリFB、RB、枠型フレーム10、フロント支持フレーム20及びリヤ支持フレーム30の他にも、パワートレインPT、前輪FT、後輪RT、図3に仮想線で示す前側サスペンション装置SP1、SP2及び後側サスペンション装置SP3、SP4も備えている。前側サスペンション装置SP1、SP2及び後側サスペンション装置SP3、SP4の形式は特に問わないし、前側サスペンション装置SP1、SP2及び後側サスペンション装置SP3、SP4の形式に応じて車体構造を変更することも可能である。
図2に示すように、バッテリユニットYの骨格となる枠型フレーム10は、前側バッテリFB及び後側バッテリRBやハーネス類等を囲んで保護するための部材である。この枠型フレーム10は、後述する乗員空間側フロアパネル41の下方において、乗員空間側フロアパネル41の左端部近傍から右端部近傍に渡るとともに、乗員空間側フロアパネル41の前端部近傍から後端部近傍に渡るように大型に形成されている。このように、枠型フレーム10を乗員空間側フロアパネル41の下方領域の広範囲に設けることで、大容量のバッテリFB、RBを自動車1に搭載することが可能になる。バッテリFB、RBは、例えばリチウムイオン電池や全固体電池等であってもよいし、他の二次電池であってもよい。また、バッテリFB、RBは、いわゆるバッテリセルであってもよいし、複数のバッテリセルを収容したバッテリパックであってもよい。
枠型フレーム10は、左側方メンバ11と、右側方メンバ12と、前側メンバ13と、後側メンバ14とを備えており、これらメンバ11~14はバッテリメンバである。左側方メンバ11、右側方メンバ12、前側メンバ13及び後側メンバ14は、例えばアルミニウム合金製の押出材等で構成されているが、その他にもアルミニウム合金製板材や鋼板のプレス成形材で構成されていてもよい。以下の説明で「押出材」という場合はアルミニウム合金製の押出材であり、また、「プレス成形材」という場合はアルミニウム合金製板材や鋼板のプレス成形材である。また、各部材は、例えば鋳物、ダイキャスト等で構成されていてもよい。
左側方メンバ11、右側方メンバ12、前側メンバ13及び後側メンバ14の各々の長手方向に直交する方向の断面形状は、全て矩形状とされている。また、左側方メンバ11、右側方メンバ12、前側メンバ13及び後側メンバ14は、全て同じ高さに配置されていて、略水平に延びている。前側メンバ13は、バッテリユニットYの前部において車幅方向に延びている。
上部構造体3に下部構造体2を結合する際には、前側メンバ13をダッシュパネル50の下部に締結部材で締結固定し、左側方メンバ11及び右側方メンバ12を左右のサイドシル60にそれぞれ締結部材で締結固定する。また、後側メンバ14は後述する接続パネル43に締結部材で締結固定する。
左側方メンバ11は、下部構造体2の左端部に設けられ、前後方向に延びている。右側方メンバ12は、下部構造体2の右端部に設けられ、前後方向に延びている。左側方メンバ11及び右側方メンバ12は、それぞれ、後述する左右のサイドシル60の車幅方向内側に配置される。また、前側メンバ13は、左側方メンバ11の前端部から右側方メンバ12の前端部まで延びている。前側メンバ13の左端部と、左側方メンバ11の前端部とが接続され、前側メンバ13の右端部と、右側方メンバ12の前端部とが接続されている。後側メンバ14は、バッテリユニットYの後部に設けられ、左側方メンバ11の後端部から右側方メンバ12の後端部まで左右方向に延びている。後側メンバ14の左端部と、左側方メンバ11の後端部とが接続され、後側メンバ14の右端部と、右側方メンバ12の後端部とが接続されている。
枠型フレーム10の下部には、底板となるカバー部材15(図5に示す)が取り付けられている。カバー部材15には、冷却水が流通可能な冷却水通路を構成する通路構成部15aが設けられている。枠型フレーム10はカバー部材15によって下方から閉塞されている。カバー部材15は、略水平に延びており、左側方メンバ11、右側方メンバ12、前側メンバ13及び後側メンバ14の下面に固定されるとともに、後述するようにサイドシル60にも固定されている。尚、枠型フレーム10の上部は、図示しない蓋体で閉塞してもよいし、後述する乗員空間側フロアパネル41で閉塞してもよい。尚、枠型フレーム10内に収容されているバッテリFB、RBの電力は、図示しない走行制御回路を介して走行用モータMに供給されるようになっている。さらに、図示しない充電ソケットを介してバッテリFB、RBの充電が可能になっている。
図4は、車体前部構造Aの左右方向中央部の断面を示している。この図4に示すように、枠型フレーム10の内側には、左右方向に延びる補強部材として、第1~第3バッテリ側クロスメンバ10A、10B、10Cが設けられている。第1~第3バッテリ側クロスメンババッテリ側クロスメンバ10A、10B、10Cは、前後方向に互いに間隔をあけて配置されている。各バッテリ側クロスメンバ10A、10B、10Cの左端部は、左側方メンバ11の内面(右側面)に固定され、各バッテリ側クロスメンバ10A、10B、10Cの右端部は、右側方メンバ12の内面(左側面)に固定されている。また、枠型フレーム10の内側には、前後方向に延びる補強部材として、前部中央メンバ16と、第1~第3後部中央メンバ17~19とが設けられている。
図2に示すように、フロント支持フレーム20は左右一対設けられており、上部構造体3の下方において略水平に直線状に延びている。各フロント支持フレーム20は、例えば押出材やプレス成形材等で構成することができる。この実施形態では、各フロント支持フレーム20を押出材で構成しているので、前後方向に直交する方向の断面形状は前端部から後端部まで略等しくなっている。
左側のフロント支持フレーム20は、枠型フレーム10の前部を構成している前側メンバ13の左右方向中央よりも左寄りの部位に接続されており、この接続部位は、枠型フレーム10の左側方メンバ11よりも右側に位置している。また、右側のフロント支持フレーム20は、前側メンバ13の左右方向中央よりも右寄りの部位に接続されており、この接続部位は、枠型フレーム10の右側方メンバ12よりも左側に位置している。左右のフロント支持フレーム20の高さは略同じである。
前側のパワートレインPTは、フロント支持フレーム20に対して図示しないマウント部材を介して取り付けられている。この場合、フロント支持フレーム20は、走行用モータMをバッテリユニットYの前方で支持する前側モータ支持フレームとなる。下部構造体2には、パワートレインPTの出力(走行用モータMの回転力)を左右の前輪FTにそれぞれ伝達するドライブシャフトS1が左右に設けられている。
図2に示すように、リヤ支持フレーム30はフロント支持フレーム20と同様に左右一対設けられており、略水平に直線状に後方へ向かって延びている。各リヤ支持フレーム30は、例えば押出材やプレス成形材等で構成することができる。この実施形態では、各リヤ支持フレーム30を押出材で構成している。
左側のリヤ支持フレーム30は、枠型フレーム10の後部を構成している後側メンバ14の左右方向中央よりも左寄りの部位に接続されており、この接続部位は、枠型フレーム10の左側方メンバ11よりも右側に位置している。また、右側のリヤ支持フレーム30は、後側メンバ14の左右方向中央よりも右寄りの部位に接続されており、この接続部位は、枠型フレーム10の右側方メンバ12よりも左側に位置している。
後側のパワートレインPTは、リヤ支持フレーム30に対して図示しないマウント部材を介して取り付けられている。この場合、リヤ支持フレーム30は、走行用モータMをバッテリユニットYの後方で支持する後側モータ支持フレームとなる。下部構造体2には、パワートレインPTの出力(走行用モータMの回転力)を左右の後輪RTにそれぞれ伝達するドライブシャフトS2が左右に設けられている。
(上部構造体)
次に、上部構造体3について説明する。上部構造体3は、フロア構成部材40と、ダッシュパネル50と、左右一対のサイドシル60とを備えている。フロア構成部材40は、下部構造体2の枠型フレーム10及びリヤ支持フレーム30の上方に配置される部材である。このフロア構成部材40は、乗員が着座するフロントシートFS及びリアシートRS(図1に示す)が設けられた乗員空間R1のフロアを構成する乗員空間側フロアパネル41と、荷室空間R3のフロアを構成する荷室空間側フロアパネル42と、乗員空間側フロアパネル41の後部と荷室空間側フロアパネル42の前部とを接続する接続パネル43とを備えている。接続パネル43により、キックアップ部が構成されている。
フロア構成部材40は、例えば鋼板等をプレス成形した部材で構成することができる。乗員空間側フロアパネル41、荷室空間側フロアパネル42及び接続パネル43は、一体成形されていてもよいし、別々も部材を成形した後、それらを接続してもよい。また、本実施形態では、乗員空間側フロアパネル41、荷室空間側フロアパネル42及び接続パネル43と3つの部分に分けて説明しているが、これらパネル41~43を含むフロア構成部材40をフロアパネルと呼んでもよい。また、乗員空間側フロアパネル41のみをフロアパネルと呼んでもよい。
乗員空間側フロアパネル41は、乗員空間R1の前部から後部、及び乗員空間R1の左側部から右側部まで延びている。本実施形態に係る乗員空間側フロアパネル41は、トンネル部が無い、フロアトンネルレス構造であるが、トンネル部を有していてもよい。
乗員空間側フロアパネル41における前後方向中間部には、下方へ向けて膨出するように形成された窪み部41aが形成されている。窪み部41aは、リヤシートRSに着座した後席乗員の足を載置可能な底面部41bを有している。底面部41bは略水平に形成されている。窪み部41aは乗員空間側フロアパネル41の左側部から右側部まで連続して形成することができる。
荷室空間側フロアパネル42は、乗員空間側フロアパネル41よりも上方に位置付けられている。荷室空間側フロアパネル42の下方には、後側空間R4が位置している。荷室空間側フロアパネル42が乗員空間側フロアパネル41よりも上方に配置されているので、接続パネル43は上下方向に延びることになる。
図4にも示すように、ダッシュパネル50は、前側空間R2及び乗員空間R1の隔壁となる部材であり、乗員空間側フロアパネル41の前部から上方へ延びるとともに、左右方向にも延びており、乗員空間R1の前部を仕切っている。
図2に示すように、左右のサイドシル60は、それぞれ乗員空間側フロアパネル41の左右両端部において前後方向に延びるように配設される。左のサイドシル60の上下方向中間部に乗員空間側フロアパネル41の左端部が接続されており、サイドシル60の上側部分は乗員空間側フロアパネル41の接続部位から上方へ突出し、またサイドシル60の下側部分は乗員空間側フロアパネル41の接続部位から下方へ突出している。乗員空間側フロアパネル41の下方にはバッテリFB、RBを含むバッテリユニットYが配設されるので、車両側面視では、サイドシル60の下側部分と、バッテリFB、RBとが重複するように配置される。また、右のサイドシル60も同様に乗員空間側フロアパネル41の右端部と接続されている。
上部構造体3は、左右一対のヒンジピラー70を備えている。右のヒンジピラー70は、右のサイドシル60の前端部から上方に延びている。また、左のヒンジピラー70は、左のサイドシル60の前端部から上方に延びている。左右のヒンジピラー70には、それぞれ左右のフロントドアFD(図1に示す)が回動可能に取り付けられている。ダッシュパネル50の左縁部は、左のヒンジピラー70の右側面に接続されている。また、ダッシュパネル50の右縁部は、右のヒンジピラー70の左側面に接続されている。尚、図示しないが、センターピラーやリヤピラー等も上部構造体3に設けられている。
上部構造体3におけるダッシュパネル50よりも前方の左側には、左前輪FTのサスペンション装置(フロントサスペンション装置)SP1(図4に仮想線で示す)を支持する左側の前輪用サスペンション支持部材51Aが設けられている。また、上部構造体3におけるダッシュパネル50よりも前方の右側には、右前輪FTのサスペンション装置(フロントサスペンション装置)SP2(図4に仮想線で示す)を支持する右側の前輪用サスペンション支持部材51Bが設けられている。サスペンション装置SP1、SP2の形式は特に限定されるものではないが、例えば前輪FTを上下方向に揺動自在に支持するサスペンションアーム、ショックアブソーバ、スプリング等を備えている。前輪用サスペンション支持部材51A、51Bには、サスペンションアームの車体側の端部や、ショックアブソーバの上端部等が取り付けられる。前輪用サスペンション支持部材51A、51Bは、例えばアルミダイキャスト製とすることができるが、これに限られるものではなく、鋼板等を組み合わせて構成されていてもよい。
図6等に示すように、ダッシュパネル50よりも前方の左側には、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aを固定するための3つの左側固定フレーム52Aが設けられている。3つの左側固定フレーム52Aは上下方向に互いに間隔をあけて配置されており、3つの左側固定フレーム52Aの前部は前輪用サスペンション支持部材51Aに固定されている。一方、最も上、及び上下方向中間に配置されている左側固定フレーム52Aの後部は、左側のヒンジピラー70ないしダッシュパネル50の左側に固定されている。また、最も下に配置されている左側固定フレーム52Aの後部は、左のサイドシル60ないし枠型フレーム10の前側メンバ13の左側に連結されている。これにより、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの後部を前側メンバ13に連結することができる。
図3に一部のみ示しているように、ダッシュパネル50よりも前方の右側には、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bを固定するための3つの右側固定フレーム52Bが設けられている。3つの右側固定フレーム52Bは上下方向に互いに間隔をあけて配置されており、3つの右側固定フレーム52Bの前部は前輪用サスペンション支持部材51Bに固定されている。一方、最も上、及び上下方向中間に配置されている右側固定フレーム52Bの後部は、右側のヒンジピラー70ないしダッシュパネル50の右側に固定されている。また、最も下に配置されている右側固定フレーム52Bの後部は、右のサイドシル60ないし枠型フレーム10の前側メンバ13の右側に連結されている。これにより、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの後部を前側メンバ13に連結することができる。
図8に示すように、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの上下方向中間部と、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの上下方向中間部とは、左右方向に延びる下部連結メンバ105によって連結されている。図6に示すように、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの上部と、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの下部と、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの上部と、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの下部とを連結する補強部材106も設けられている。
図6や図8等に示すように、車体側部材としての左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの前部には、前方へ向けて延びる左側クラッシュカン53Aが取り付けられている。また、車体側部材としての右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの前部には、前方へ向けて延びる右側クラッシュカン53Bが取り付けられている。左側クラッシュカン53Aの前部と右側クラッシュカン53Bの前部には、左右方向に延びるバンパレインフォースメント140が取り付けられている。
図3に示すように、上部構造体3は、左側フロントフレーム54A及び右側フロントフレーム54Bを備えている。すなわち、ダッシュパネル50よりも前方には、後述するセンターフレーム80の前部と左側の前輪用サスペンション支持部材51Aとを連結する左側フロントフレーム54Aと、センターフレーム80の前部と右側の前輪用サスペンション支持部材51Bとを連結する右側フロントフレーム54Bとが設けられている。左側フロントフレーム54Aは、前側へ行くほど左側に位置するように傾斜している。右側フロントフレーム54Bは、前側へ行くほど右側に位置するように傾斜している。左右の前輪用サスペンション支持部材51A、51Bをそれぞれセンターフレーム80の前部に連結することで、前輪用サスペンション支持部材51A、51Bの剛性を高めることができ、車両の操縦安定性が向上する。また、ダッシュパネル50の周辺を含む車両前側の剛性も同時に高めることができる。
上部構造体3は、乗員空間側フロアパネル41の後部よりも後方、かつ左側で前後方向に延びる左側リヤサイドフレーム112Aと、乗員空間側フロアパネル41の後部よりも後方、かつ右側で前後方向に延びる右側リヤサイドフレーム112Bとを備えている。
上部構造体3における接続パネル43よりも後方の左側には、左後輪RTのサスペンション装置(リヤサスペンション装置)SP3(図3に仮想線で示す)を支持する左側の後輪用サスペンション支持部材110Aが設けられている。また、上部構造体3における接続パネル43よりも後方の右側には、右後輪RTのサスペンション装置(リヤサスペンション装置)SP4(図4に仮想線で示す)を支持する右側の後輪用サスペンション支持部材110Bが設けられている。
図3や図6に示すように、乗員空間側フロアパネル41は、前部クロスメンバ44Aと、中間クロスメンバ44Bとを有している。前部クロスメンバ44Aと、中間クロスメンバ44Bは、左右方向に延びるとともに乗員空間側フロアパネル41の上面に固定されている。
前部クロスメンバ44Aは、乗員空間側フロアパネル41の前部に配設されている。前部クロスメンバ44Aの前部は、ダッシュパネル50の下部とも接合されている。中間クロスメンバ44Bは、前部クロスメンバ44Aの後方、かつ、窪み部41aよりも前方に配設されており、中間クロスメンバ44Bと乗員空間側フロアパネル41とにより閉断面が構成されている。
図2等に示すように、上部構造体3は、ダッシュパネル50から接続パネル43まで連続して前後方向に延びるセンターフレーム80を備えている。このセンターフレーム80は左右方向中央部に位置しており、センターフレーム80の後部は接続パネル43に連結されている。センターフレーム80は、乗員空間R1の左右方向中央部において乗員空間側フロアパネル41から上方に離れて配設されている。センターフレーム80の下面と、乗員空間側フロアパネル41の上面との距離は、最も離れている部分で、例えば10cm以上または20cm以上に設定することができる。センターフレーム80の左側方には、左側のフロントシートFS及びリヤシートRSが配設され、一方、センターフレーム80の右側方には、右側のフロントシートFS及びリヤシートRSが配設されている。
センターフレーム80を乗員空間側フロアパネル41から上方に離して配置していることで、センターフレーム80の下面と、乗員空間側フロアパネル41の上面との間に例えば部品等を配設することができる。また、センターフレーム80の下面と、乗員空間側フロアパネル41の上面との間を、物品収容部として利用することもできる。
センターフレーム80は、前後方向に延びる前側フレーム部材81と、該前側フレーム部材81の車両後方に配設され、後方へ向けて延びる後側フレーム部材82と、前側フレーム部材81の後部と後側フレーム部材82の前部とを接続する接続部材83とを有している。前側フレーム部材81及び後側フレーム部材82は、中空状、即ち前後方向に延びる筒状をなしており、例えば押出材で構成することができる。前側フレーム部材81及び後側フレーム部材82を中空状にすることで、軽量かつ高剛性な部材になる。尚、センターフレーム80は、前側フレーム部材81と後側フレーム部材82との2分割構造に限られるものではなく、前部から後部まで1つの部材で構成されていてもよいし、3分割構造であってもよい。1つの部材で構成されている場合には、接続部材83を省略できる。
また、図3に示すように、センターフレーム80は、当該センターフレーム80の前部を構成する左側フレーム構成部材84A及び右側フレーム構成部材84Bを有しており、これにより、センターフレーム80の前部は左右方向に分岐した形状になっている。左側フレーム構成部材84A及び右側フレーム構成部材84Bは、左右方向に互いに間隔をあけて設けられている。左側フレーム構成部材84Aの後部は、前側フレーム部材81の前後方向中間部の左側面に固定されている。左側フレーム構成部材84Aは、前側フレーム部材81への固定部分から前方へ向かって前側へ行くほど左に位置するように平面視で傾斜している。左側フレーム構成部材84Aの前部は、ダッシュパネル50における乗員空間側フロアパネル41から上方に離れた部分に連結されている。左側フレーム構成部材84Aの前部に、左側フロントフレーム54Aの後部が接続されている。
また、右側フレーム構成部材84Bの後部は、前側フレーム部材81の前後方向中間部の右側面に固定されている。右側フレーム構成部材84Bは、前側フレーム部材81への固定部分から前方へ向かって前側へ行くほど右に位置するように平面視で傾斜している。右側フレーム構成部材84Bの前部は、ダッシュパネル50における乗員空間側フロアパネル41から上方に離れた部分に連結されている。右側フレーム構成部材84Bの前部に、右側フロントフレーム54Bの後部が接続されている。
上部構造体3は、センターフレーム80を乗員空間側フロアパネル41に固定する第1固定部材101、第2固定部材102及び第3固定部材103を備えている。第1固定部材101が乗員空間R1において最も前に配設されており、この第1固定部材101は、ダッシュパネル50から後方に離れている。第2固定部材102は、第1固定部材101から後方に離れて配設されている。また、第3固定部材103は、第2固定部材102から後方に離れて配設されている。
図11に示すように、第1固定部材101は、左側部材101Aと右側部材101Bとを有している。左側部材101A及び右側部材101Bの下部は、前部クロスメンバ44Aに固定されている。左側部材101Aは、前部クロスメンバ44Aから上方へ向けて上側へ行くほど左に位置するように正面視で傾斜して延びている。左側部材101Aの上部は、センターフレーム80の左側フレーム構成部材84Aの前部に固定されている。
また、右側部材101Bは、前部クロスメンバ44Aから上方へ向けて上側へ行くほど右に位置するように正面視で傾斜して延びている。右側部材101Bの上部は、センターフレーム80の右側フレーム構成部材84Bの前部に固定されている。
(フロントバンパ及びバンパレインフォースメントの詳細構造)
図8に示すように、車体前部構造Aの前部に設けられているバンパレインフォースメント140は、左側クラッシュカン53Aの前部から右側クラッシュカン53Bの前部まで延びている。バンパレインフォースメント140の左側部は左側クラッシュカン53Aの前部に固定され、また、バンパレインフォースメント140の右側部は右側クラッシュカン53Bの前部に固定されている。これにより、バンパレインフォースメント140の左側部が左側クラッシュカン53Aによって支持され、バンパレインフォースメント140の右側部が右側クラッシュカン53Bによって支持されるとともに、左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bがバンパレインフォースメント140によって連結される。バンパレインフォースメント140は、左右方向中央部が最も前に位置し、そこから左側及び右側へ行くほど後に位置するように湾曲している。バンパレインフォースメント140は、例えば押出材等で構成されている。図7に示すように、バンパレインフォースメント140の内部には、左右方向及び前後方向に延びるリブ140aが設けられている。尚、バンパレインフォースメント140は左右方向に直線状に延びていてもよい。
バンパレインフォースメント140の左側部は、左側クラッシュカン53Aの前部から左側へ大きく突出しないように配置されている。また、バンパレインフォースメント140の右側部は、右側クラッシュカン53Bの前部から右側へ大きく突出しないように配置されている。すなわち、図7に示すように、右側クラッシュカン53Bの前部には、前方へ開放する切欠部53eが形成され、また、図2に示すように、左側クラッシュカン53Aの前部には、前方へ開放する切欠部53fが形成されている。切欠部53e、53fの形状は、バンパレインフォースメント140の外形状に沿う形状となっている。バンパレインフォースメント140の右側部を右側クラッシュカン53Bの切欠部53eに嵌合して溶接等によって固定し、また、バンパレインフォースメント140の左側部を左側クラッシュカン53Aの切欠部53fに嵌合して溶接等によって固定している。尚、バンパレインフォースメント140の固定構造は、これに限定されるものではなく、例えばボルト、ナット、リベット等の締結部材を用いた固定構造であってもよい。
図10に示すように、自動車1の前部に設けられているフロントバンパ150は、自動車1の外装部材となる樹脂製のバンパフェイシア151と、加飾部材152と、フロントグリル153とを備えている。バンパフェイシア151は、例えばバンパレインフォースメント140等を覆うことができるように、車体の左端部から右端部まで延びている。バンパフェイシア151は、後述する上側クロスメンバ160等に取り付けられており、例えば歩行者等が衝突した際には容易に変形可能になっている。
バンパフェイシア151の上部における左右方向中央部には、例えば冷却風等の取入が可能な開口部151aが形成されている。開口部151aは、左右方向に長い形状となっているが、これに限られるものではなく、上下方向に長い形状であってもよい。バンパフェイシア151には、開口部151aを覆うように、樹脂製のフロントグリル153が取り付けられている。このフロントグリル153よりも後方にバンパレインフォースメント140が配置されている。例えば歩行者等が衝突した際には、フロントグリル153も容易に後退可能になっている。
加飾部材152もバンパフェイシア151に取り付けられている。加飾部材152は、自動車1の前面を加飾するための部材であり、例えばメッキ等が施されていてもよいし、ボディ色と同色、またはボディ色とは異なる色に着色されていてもよい。この実施形態では、加飾部材152が、車両の前面に臨むようにかつバンパフェイシア151の開口部151aの周縁部に沿うように設けられている。加飾部材152は、フロントグリル153に取り付けられていてもよい。
加飾部材152は、開口部151aの下縁部に沿って左右方向に延びる下部分152aと、下部分152aの左端部から斜め上へ延びる左部分152bと、下部分152aの右端部から斜め上へ延びる右部分152cとを有している。左部分152bは、バンパフェイシア151の開口部151aの左縁部に沿って延びている。また、右部分152cは、バンパフェイシア151の開口部151aの右縁部に沿って延びている。
加飾部材152の形状は、上述した形状に限定されるものではなく、下部分152aが無く、左部分152bと右部分152cとで構成されていてもよいし、開口部151aの上縁部に沿って左右方向に延びる上部分(図示せず)を有していてもよい。上部分を有している場合、枠状の加飾部材152となる。また、左部分152b及び右部分152cは正面視で鉛直線に対して傾斜していてもよいし、傾斜していなくてもよい。また、左部分152b及び右部分152cは、正面視で折れ曲がった形状や湾曲した形状であってもよい。左部分152b及び右部分152cの上下方向の寸法は、開口部151aの形状や大きさに応じて適宜設定することができる。本例では、左部分152b及び右部分152cが上側へ行くほど互いに離れるように傾斜しているが、これに限らず、左部分152bと右部分152cとが平行であってもよいし、上側へ行くほど互いに接近するように傾斜していてもよい。開口部151aの上下方向の寸法が長ければ、それに対応するように、加飾部材152の上下方向の寸法も長くすることができる。
加飾部材152は、左部分152bから左方向へ突出する左側突出部152dと、右部分152cから右方向へ突出する右側突出部152eとを有している。左側突出部152dは、左側へ行くほど後方に位置するように形成され、左側の前照灯Lの下部に沿って延びている。また、右側突出部152eは、右側へ行くほど後方に位置するように形成され、右側の前照灯Lの下部に沿って延びている。
左側突出部152dにおける左側は、バンパレインフォースメント140の左側よりも後方まで延びている。また、右部分152cにおける右側は、バンパレインフォースメント140の右側よりも後方まで延びている。尚、左側突出部152d及び右側突出部152eは必要に応じて設ければよく、省略してもよい。
図1に示すように、加飾部材152の前部は、バンパフェイシア151の前部から前方へ突出している。具体的には、加飾部材152の左右方向中間部が、バンパフェイシア151の左右方向中間部よりも前方に位置するように、加飾部材152の形状が設定されている。すなわち、車両の意匠性の要求に対応すべく、加飾部材152がバンパフェイシア151から前方へ突出するような意匠が採用されている。
図10に示すように、正面視で、バンパレインフォースメント140の左端部は、加飾部材152の左部分152bよりも右に位置付けられ、また、バンパレインフォースメント140の右端部は、加飾部材152の右部分152cよりも左に位置付けられている。この実施形態では、正面視において、バンパレインフォースメント140が加飾部材152の左部分152bと右部分152cとの間に配置されることになり、バンパレインフォースメント140の左端部が加飾部材152の左部分152bに重複しないとともに、バンパレインフォースメント140の右端部が加飾部材152の右部分152cに重複しないようになっている。つまり、バンパレインフォースメント140は、正面視でバンパフェイシア151の開口部151aの内方に位置するように、配設位置及び形状が設定されている。例えば、バンパレインフォースメント140の左右方向の寸法を、左部分152bと右部分152cとの左右方向の離間寸法未満とし、かつ、バンパレインフォースメント140の左右方向中心部と、開口部151aの左右方向中心部とが一致するように、バンパレインフォースメント140を配置すればよい。
これにより、例えば障害物が前方からフロントバンパ150に衝突して加飾部材152が後退しようとした時に、加飾部材152がバンパレインフォースメント140と干渉し難くなるので、加飾部材152の後退をバンパレインフォースメント140が阻害し難くなる。よって、障害物への衝撃を低減でき、特に歩行者保護性能を向上できる。
また、本実施形態では、左側クラッシュカン53Aが加飾部材152の左部分152bよりも右に位置付けられ、右側クラッシュカン53Bが加飾部材152の右部分152cよりも左に位置付けられている。つまり、左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bは、正面視でバンパフェイシア151の開口部151aの内方に位置するように、配設位置及び形状が設定されている。これにより、例えば障害物が前方からフロントバンパ150に衝突して加飾部材152が後退しようとした時に、加飾部材152が左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bと干渉し難くなるので、加飾部材152の後退を左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bが阻害し難くなる。
また、バンパレインフォースメント140の下端部は、加飾部材152の下部分152aよりも上に位置付けられている。このことによっても、加飾部材152がバンパレインフォースメント140と干渉し難くなる。また、左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bの下端部は、加飾部材152の下部分152aよりも上に位置付けられている。加飾部材152が上部分(図示せず)を有する場合には、バンパレインフォースメント140の上端部を加飾部材152の上部分よりも下に位置付けることができ、また左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bの上端部を加飾部材152の上部分よりも下に位置付けることができる。
(車体前部のクロスメンバ)
図6及び図7に示すように、車体前部構造Aにおける前部には、バンパレインフォースメント140よりも上方に配置される上側クロスメンバ160と、バンパレインフォースメント140よりも下方に配置される下側クロスメンバ161とが設けられている。上側クロスメンバ160及び下側クロスメンバ161は左右方向に延びており、両クロスメンバ160、161の長手方向に直交する縦断面は、バンパレインフォースメント140の同方向の断面よりも小さく設定されている。上側クロスメンバ160及び下側クロスメンバ161は、左右方向中央部が最も前に位置し、そこから左側及び右側へ行くほど後に位置するように湾曲している。上側クロスメンバ160及び下側クロスメンバ161は、例えば押出材等で構成されている。
左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの上部には、前方へ向けて延びる左上部支持部材162が設けられ、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの上部には、前方へ向けて延びる右上部支持部材163が設けられている。左上部支持部材162及び右上部支持部材163は、上側クロスメンバ160の車幅方向両側をそれぞれ支持するとともに、前後方向の衝撃荷重を吸収する上側衝撃吸収部材である。左上部支持部材162及び右上部支持部材163が前後方向の衝撃荷重を受けると、圧縮変形したり、屈曲変形することにより、衝撃荷重を吸収する。左上部支持部材162及び右上部支持部材163には、圧縮変形のきっかけとなる部分や、屈曲変形のきっかけとなる部分を設けていてもよい。
左上部支持部材162は、前側へ行くほど左に位置するように車両の前後方向の中心線に対して傾斜している。右上部支持部材163は、前側へ行くほど右に位置するように車両の前後方向の中心線に対して傾斜している。したがって、左上部支持部材162及び右上部支持部材163は、前側へ行くほど車幅方向外側に位置することになるので、左上部支持部材162と右上部支持部材163との間隔が前側へ行くほど広くなる。左上部支持部材162及び右上部支持部材163の前側は、それぞれ、バンパレインフォースメント140の左端部及び右端部よりも車幅方向外側に位置している。また、左上部支持部材162及び右上部支持部材163の前側は、それぞれ、左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bの前側よりも車幅方向外側に位置している。尚、左上部支持部材162及び右上部支持部材163は、車両の前後方向の中心線と平行に延びていてもよい。
上側クロスメンバ160の左側は、左上部支持部材162の前部に固定され、また、上側クロスメンバ160の右側は、右上部支持部材163の前部に固定されている。これにより、左上部支持部材162の前部と右上部支持部材163の前部とが上側クロスメンバ160によって連結された状態になる。
上側クロスメンバ160の左側は、左上部支持部材162の前部よりも左へ延びており、また、上側クロスメンバ160の右側は、右上部支持部材163の前部よりも右へ延びている。よって、上側クロスメンバ160の左右方向の寸法は、バンパレインフォースメント140の左右方向の寸法よりも長くなっており、上側クロスメンバ160の左側はバンパレインフォースメント140の左側よりも車幅方向外側まで延び、上側クロスメンバ160の右側はバンパレインフォースメント140の右側よりも車幅方向外側まで延びることになる。
上側クロスメンバ160の高さは、左上部支持部材162及び右上部支持部材163の設置高さによって任意に設定できる。この実施形態では、上側クロスメンバ160が加飾部材152よりも上方に位置するように、左上部支持部材162及び右上部支持部材163の設置高さが設定されている。また、上側クロスメンバ160の前後方向の位置は、左上部支持部材162及び右上部支持部材163の前後方向の寸法によって任意に設定できる。この実施形態では、バンパレインフォースメント140が上側クロスメンバ160よりも前方に位置付けられるように、左上部支持部材162及び右上部支持部材163の前後方向の寸法が設定されている。
上側クロスメンバ160の左上部支持部材162よりも左側は、左側クラッシュカン53Aに対して左側連結部材166によって連結されている。また、上側クロスメンバ160の右上部支持部材163よりも右側は、右側クラッシュカン53Bに対して右側連結部材167によって連結されている。左側連結部材166の車幅方向外側には、左側の前照灯Lが固定され、また、右側連結部材167の車幅方向外側には、右側の前照灯Lが固定される。左側連結部材166及び右側連結部材167は、バンパレインフォースメント140よりも後方に位置している。
また、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの下部には、前方へ向けて延びる左下部支持部材164が設けられ、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの下部には、前方へ向けて延びる右下部支持部材165が設けられている。左下部支持部材164及び右下部支持部材165は、下側クロスメンバ161の車幅方向両側をそれぞれ支持するとともに、前後方向の衝撃荷重を吸収する下側衝撃吸収部材である。左下部支持部材164及び右下部支持部材165は、左上部支持部材162及び右上部支持部材163と同様に構成することができる。
左下部支持部材164は、前側へ行くほど左に位置するように車両の前後方向の中心線に対して傾斜している。右下部支持部材165は、前側へ行くほど右に位置するように車両の前後方向の中心線に対して傾斜している。したがって、左下部支持部材164及び右下部支持部材165は、前側へ行くほど車幅方向外側に位置することになるので、左下部支持部材164と右下部支持部材165との間隔が前側へ行くほど広くなる。左下部支持部材164及び右下部支持部材165の前側は、それぞれ、バンパレインフォースメント140の左端部及び右端部よりも車幅方向外側に位置している。また、左下部支持部材164及び右下部支持部材165の前側は、それぞれ、左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bの前側よりも車幅方向外側に位置している。尚、左下部支持部材164及び右下部支持部材165は、車両の前後方向の中心線と平行に延びていてもよい。
下側クロスメンバ161の左側は、左下部支持部材164の前部に固定され、また、下側クロスメンバ161の右側は、右下部支持部材165の前部に固定されている。これにより、左下部支持部材164の前部と右下部支持部材165の前部とが下側クロスメンバ161によって連結された状態になる。
下側クロスメンバ161の左側は、左下部支持部材164の前部よりも左へ延びており、また、下側クロスメンバ161の右側は、右下部支持部材165の前部よりも右へ延びている。よって、下側クロスメンバ161の左右方向の寸法は、バンパレインフォースメント140の左右方向の寸法よりも長くなっており、下側クロスメンバ161の左側はバンパレインフォースメント140の左側よりも車幅方向外側まで延び、下側クロスメンバ161の右側はバンパレインフォースメント140の右側よりも車幅方向外側まで延びることになる。
下側クロスメンバ161の高さは、左下部支持部材164及び右下部支持部材165の設置高さによって任意に設定できる。この実施形態では、下側クロスメンバ161が加飾部材152よりも下方に位置するように、左下部支持部材164及び右下部支持部材165の設置高さが設定されている。また、下側クロスメンバ161の前後方向の位置は、左下部支持部材164及び右下部支持部材165の前後方向に寸法によって任意に設定できる。この実施形態では、下側クロスメンバ161の左右方向中央部の前部が、バンパレインフォースメント140の左右方向中央部の前部よりも前方に位置するように、下部支持部材164及び右下部支持部材165の前後方向に寸法が設定されている。
この実施形態では、正面視で、上側クロスメンバ160と下側クロスメンバ161の両方が加飾部材152と重複しないように配置されている。これにより、例えば障害物が前方からフロントバンパ150に衝突した時、加飾部材152が上側クロスメンバ160及び下側クロスメンバ161と干渉し難くなるので、加飾部材152の後退を上側クロスメンバ160及び下側クロスメンバ161が阻害し難くなる。よって、障害物への衝撃を低減でき、特に歩行者保護性能を向上できる。尚、正面視で、上側クロスメンバ160と下側クロスメンバ161の一方が加飾部材152と重複しないように配置されていてもよい。この場合も、歩行者保護性能を向上できる。
また、左上部支持部材162及び右上部支持部材163の前部は、クラッシュカン53A、53Bの前部よりも車幅方向外側に位置しており、しかも、上側クロスメンバ160がバンパレインフォースメント140よりも車幅方向外側まで延びているので、例えばオフセット衝突時には、左上部支持部材162、右上部支持部材163、上側クロスメンバ160によって衝撃荷重を吸収することができる。同様に、左下部支持部材164及び右下部支持部材165の前部は、クラッシュカン53A、53Bの前部よりも車幅方向外側に位置しており、しかも、下側クロスメンバ161がバンパレインフォースメント140よりも車幅方向外側まで延びているので、例えばオフセット衝突時には、左下部支持部材164、右下部支持部材165、下側クロスメンバ161によって衝撃荷重を吸収することができる。オフセット衝突とは、車両の左側のみまたは右側のみの所定範囲に障害物が衝突する衝突形態である。
図12に示すように、車体前部構造Aは、左下部支持部材164の後側を、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの下部に対して連結する後部連結部164Aを備えている。後部連結部164Aは、左下部支持部材164の後側と、前輪用サスペンション支持部材51Aの下部との間に介在する本体板部164aと、左下部支持部材164の右側壁部に沿うように形成された補強板部(補強部)164bとを有している。本体板部164aと補強板部164bは、例えば板材をプレス成形することによって得ることができる。
本体板部164aは、前輪用サスペンション支持部材51Aの下部に沿って上下方向かつ左右方向に延びるように形成されており、前輪用サスペンション支持部材51Aに対して例えば締結部材等によって固定されている。この本体板部164aの上下方向の寸法は、左下部支持部材164の上下方向の寸法よりも長く設定されており、左下部支持部材164の後側は、本体板部164aの上下方向中間部に対して例えば溶接等によって固定されている。図示しないが、左下部支持部材164の左側壁部に沿うように形成された補強部を有していてもよい。
補強板部164bは、本体板部164aの右縁部から前方へ突出するとともに、上下方向に延びている。補強板部164bと左下部支持部材164の右側壁部とは互いに接合されていてもよいし、接合されていなくてもよい。補強板部164bを設けておくことで、衝撃荷重が作用した左下部支持部材164が車幅方向へ倒れようとするのを抑制できるので、左下部支持部材164を狙い通りに変形させて衝撃吸収効果をより一層高めることができる。
尚、図6及び図7に示すように、右下部支持部材165の後側を、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの下部に対して連結する後部連結部165Aを設けることができ、この後部連結部165Bは、後部連結部164Aと同様に構成することができる。また、図示しないが、左上部支持部材162の後側を、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの上部に対して連結する後部連結部を設けることができ、この後部連結部は、後部連結部164Aと同様に構成することができる。さらに、図示しないが、右上部支持部材163の後側を、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの上部に対して連結する後部連結部を設けることができ、この後部連結部は、後部連結部164Aと同様に構成することができる。
(クラッシュカンの詳細構造)
図8に示すように、左側クラッシュカン53Aは、左側の前輪用サスペンション支持部材51Aの前部に取り付けられ、前方へ延びる後部クラッシュカン53aと、後部クラッシュカン53aの前部に取り付けられ、前方へ延びる前部クラッシュカン53bとを有している。後部クラッシュカン53aの前部と前部クラッシュカン53bの後部とが結合されて一体化されている。後部クラッシュカン53aは、前後方向の衝撃荷重が作用した時に、前部クラッシュカン53bよりも潰れにくく構成されている。具体的には、後部クラッシュカン53aは、自動車1の前面衝突時に第1の所定荷重が作用するまでその形状を保ち、第1の所定荷重が作用した場合に圧縮変形する一方、前部クラッシュカン53bは、自動車1の前面衝突時に第1の所定荷重よりも小さな第2の所定荷重が作用するまでその形状を保ち、第2の所定荷重が作用した場合に圧縮変形するように構成されている。したがって、軽衝突時には、前部クラッシュカン53bのみが潰れ変形し、後部クラッシュカン53aは潰れ変形しない場合がある。このような前部クラッシュカン53bと後部クラッシュカン53aの強度の差は、例えば構造、板厚、材料等を変えることによって得られる。
尚、軽衝突に分類される衝突であっても衝撃荷重が高まって前部クラッシュカン53b及び後部クラッシュカン53aに作用する衝撃荷重が第1の所定荷重を超えれば、前部クラッシュカン53bと後部クラッシュカン53aとが共に潰れ変形することになる。
また、右側クラッシュカン53Bは、左側クラッシュカン53Aと同様に、右側の前輪用サスペンション支持部材51Bの前部から前方へ延びる後部クラッシュカン53cと、後部クラッシュカン53cの前部から前方へ延びる前部クラッシュカン53dとを有している。前部クラッシュカン53dと後部クラッシュカン53cの変形開始荷重は、前部クラッシュカン53bと後部クラッシュカン53aと同様に設定されている。
図7に示すように、ボンネットフードBFの前部BFaは、後部クラッシュカン53a、53cの前部よりも後方に位置付けられている。すなわち、ボンネットフードBFの前部BFaの近傍には、当該ボンネットフードBFを上側クロスメンバ160に固定するための固定部168が配置されており、その固定部168は上側クロスメンバ160に設けられている。
固定部168は、ボンネットフードBFを上側クロスメンバ160に固定した固定状態と、固定状態を解除した解除状態とに切替可能に構成されており、従来から周知のものである。固定部168の切替操作は外部から行えるようになっており、例えば乗員空間R1に設けられた操作レバー(図示せず)による操作で固定部168のロックを解除した後、ユーザが手をボンネットフードBFの前部BFaと上側クロスメンバ160との間に差し込んで固定部168を操作することで、当該固定部168を固定状態から解除状態に切り替えることができる。固定部168は、例えばボンネットフードBFの前部BFaから下方へ突出する係合部BF1等に係脱可能になっている。
自動車1の軽衝突時には、バンパフェイシア151を介してバンパレインフォースメント140に対して後方へ向かう衝撃荷重が作用する。バンパレインフォースメント140に作用した衝撃荷重は、左側クラッシュカン53A及び右側クラッシュカン53Bに作用する。前部クラッシュカン53b、53dは後部クラッシュカン53a、53cに比べて小さい衝撃荷重で潰れ変形するように構成されているので、後部クラッシュカン53a、53cが潰れ変形する前に、前部クラッシュカン53b、53dが潰れ変形する。前部クラッシュカン53b、53dが潰れ変形することによって衝撃荷重が吸収されるので、衝撃荷重の大きさによっては、後部クラッシュカン53a、53cが潰れ変形せずに元の形状または元の形状に近い形状を保っている場合がある。この場合、ボンネットフードBFの前部BFaが後部クラッシュカン53a、53cの前部よりも後方に位置付けられているので、ボンネットフードBFの前部BFaに対しては、衝撃荷重が殆ど入力しない。
下側クロスメンバ161を支持する左下部支持部材164及び右下部支持部材165は、ボンネットフードBFの前部BFaよりも前方へ延びている。これにより、左下部支持部材164及び右下部支持部材165の前部がボンネットフードBFの前部BFaよりも前方に配置されることになり、その結果、下側クロスメンバ161もボンネットフードBFの前部BFaよりも前方に配置される。このようなレイアウトを採用することで、軽衝突時の衝撃荷重を左下部支持部材164及び右下部支持部材165によっても吸収することができるので、ボンネットフードBFの損傷を抑制する効果がより一層高まる。
図10に示すように、ボンネットフードBFの前部BFaにおける左側部BF2は、左端に近づくほど後方に位置するように形成されている。ボンネットフードBFの前部BFaにおける右側部BF3は、右端に近づくほど後方に位置するように形成されている。さらに、ボンネットフードBFの前部BFaにおける左側部BF2と右側部BF3との間の中間部BF4は、車幅方向に延びるように形成されている。つまり、ボンネットフードBFの前部BFaは、中間部BF4が最も前に位置し、左側部BF2及び右側部BF3は、車幅方向外方へ行くほど後に位置するように形成されている。
左右一対の後部クラッシュカン53a、53cは、ボンネットフードBFの中間部BF4の真下に位置している。すなわち、上述したように、例えば自動車1のデザイン上の要求に応じてボンネットフードBFの前部BFaの左側部BF2及び右側部BF3が車幅方向外方へ行くほど後に位置するように形成されている場合には、軽衝突時における障害物がボンネットフードBFの前部BFaの左側部BF2及び右側部BF3には当たり難くなる。一方、ボンネットフードBFの中間部BF4は車幅方向に延びているので、その中間部BF4に対しては、軽衝突時における障害物が当たり易くなる。この実施形態では、ボンネットフードBFの中間部BF4に対応するように、左右一対の後部クラッシュカン53a、53cを配置することができるので、軽衝突時における障害物がボンネットフードBFの中間部BF4に当たり難くなる。
また、下側クロスメンバ161を支持する左下部支持部材164及び右下部支持部材165と、上側クロスメンバ160を支持する左上部支持部材162及び右上部支持部材163は、ボンネットフードBFの中間部BF4の真下に位置している。すなわち、ボンネットフードBFの中間部BF4に対応するように、支持部材162、163、164、165を配置することができるので、軽衝突時における障害物がボンネットフードBFの中間部BF4に当たり難くなる。
(実施形態の作用効果)
以上説明したように、この実施形態によれば、例えば自動車1の走行中、左側に対して斜め前方から障害物が衝突すると、上側クロスメンバ160及び下側クロスメンバ161の左側に対して車両の斜め後方へ向かう衝撃荷重が作用する。上側クロスメンバ160は左上部支持部材162及び右上部支持部材163で支持され、下側クロスメンバ161は左下部支持部材164及び右下部支持部材165で支持されているので、左側に位置する左上部支持部材162及び左下部支持部材164に対して衝撃荷重が分散して入力される。このとき、左上部支持部材162及び左下部支持部材164は前側へ行くほど左側に位置しているので、左斜め前方からの衝撃荷重の方向と、左上部支持部材162及び左下部支持部材164の延びる方向とが概ね一致する。これにより、左上部支持部材162及び左下部支持部材164によって衝撃荷重を確実に受けることができ、左上部支持部材162及び左下部支持部材164をそれぞれ変形させることで衝撃荷重を効率よく吸収できる。右側も同様である。
また、クラッシュカン53A、53Bと、左上部支持部材162及び右上部支持部材163と、左下部支持部材164及び右下部支持部材165とが互いに上下方向に離れることになるので、クラッシュカン53A、53B、左上部支持部材162及び右上部支持部材163、左下部支持部材164及び右下部支持部材165に衝撃荷重が作用した場合に、上下方向に離れた複数箇所に衝撃荷重を分散させることができ、衝撃荷重が局所的に作用するのを回避できる。
また、左下部支持部材164及び右下部支持部材165に作用した衝撃荷重を前輪用サスペンション支持部材51A、51Bから高強度なバッテリユニットYの前側メンバ13に伝達して前側メンバ13でも衝撃荷重を吸収できる。一方、左上部支持部材162及び右上部支持部材163に作用した衝撃荷重は乗員空間側フロアパネル41よりも上方の車体構造で吸収できる。よって、衝突時に作用する衝撃荷重を車体の上下に分散させることができるので、車室の変形が抑制される。
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
以上説明したように、本発明に係る車体前部構造は、例えば電動車やその他の自動車で利用できる。
1 自動車
13 前側メンバ(バッテリメンバ)
51A、51B 前輪用サスペンション支持部材(車体側部材)
53A 左側クラッシュカン
53B 右側クラッシュカン
140 バンパレインフォースメント
160 上側クロスメンバ
161 下側クロスメンバ
162 左上部支持部材(上側衝撃吸収部材)
163 右上部支持部材(上側衝撃吸収部材)
164 左下部支持部材(下側衝撃吸収部材)
164A 後部連結部
164b 補強板部(補強部)
165 右下部支持部材(下側衝撃吸収部材)
A 車体前部構造
M 走行用モータ
Y バッテリユニット

Claims (6)

  1. 車幅方向に延びるバンパレインフォースメントを備えた自動車の車体前部構造において、
    前記バンパレインフォースメントよりも上方で車幅方向に延びる上側クロスメンバと、
    前記バンパレインフォースメントよりも下方で車幅方向に延びる下側クロスメンバと、
    前記上側クロスメンバの車幅方向両側をそれぞれ支持するとともに、車両前後方向の衝撃荷重を吸収する上側衝撃吸収部材と、
    前記下側クロスメンバの車幅方向両側をそれぞれ支持するとともに、車両前後方向の衝撃荷重を吸収する下側衝撃吸収部材とを備え、
    前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材は、車両前側へ行くほど車幅方向外側に位置している車体前部構造。
  2. 請求項1に記載の車体前部構造において、
    前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材の少なくとも一方の衝撃吸収部材の車両後側を車体側部材に対して連結する後部連結部をさらに備え、
    前記後部連結部は、前記衝撃吸収部材の車幅方向一方の側壁部に沿うように形成された補強部を有している車体前部構造。
  3. 請求項1または2に記載の車体前部構造において、
    前記上側クロスメンバ及び前記下側クロスメンバは、前記バンパレインフォースメントよりも車幅方向外側まで延びており、
    前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材の車両前側は、前記バンパレインフォースメントよりも車幅方向外側に位置している車体前部構造。
  4. 請求項3に記載の車体前部構造において、
    前記バンパレインフォースメントの車幅方向両側をそれぞれ支持するクラッシュカンをさらに備え、
    前記上側衝撃吸収部材及び前記下側衝撃吸収部材の車両前側は、前記クラッシュカンの車両前側よりも車幅方向外側に位置している車体前部構造。
  5. 請求項4に記載の車体前部構造において、
    前記クラッシュカンの車両後側は、前記上側衝撃吸収部材の車両後側から下方に離れ、
    前記下側衝撃吸収部材の車両後側は、前記クラッシュカンの車両後側から下方に離れている車体前部構造。
  6. 請求項1から5のいずれか1つに記載の車体前部構造において、
    走行用モータと、
    前記自動車のフロアパネルの下方に配設され、前記走行用モータに電力を供給するバッテリユニットと、
    前記下側衝撃吸収部材の車両後側が連結される車体側部材とをさらに備え、
    前記バッテリユニットの車両前部には、車幅方向に延びるバッテリメンバが設けられ、
    前記車体側部材は、前記バッテリメンバに連結されている車体前部構造。
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