JP2023122908A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】正面衝突及びオフセット衝突の両方で衝撃荷重を十分に吸収可能にする。【解決手段】電動車両の車体前部構造Ａは、車幅方向に延びる前側バッテリフレーム３２と、前側バッテリフレーム３２から前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びる左右一対のサイドフレーム１１、１２と、前側バッテリフレーム３２に取り付けられ、左のサイドフレーム１１を車幅方向外側から支持する左側支持部４１と、前側バッテリフレーム３２に取り付けられ、右のサイドフレーム１２を車幅方向外側から支持する右側支持部４２とを備えている。【選択図】図５

Description

本開示は、例えば電動車両の車体前部構造に関する。

例えば特許文献１に開示されている自動車の車体前部では、車両前後方向に延びる左右一対のフロントメインフレームが設けられ、これらフロントメインフレームの下方でかつエンジンルームの後方にフロントサブフレームが設けられている。フロントサブフレームの左側前端部及び右側前端部には、それぞれ左パイプフレーム及び右パイプフレームが車両前方へ向けて延びるように設けられている。左パイプフレーム及び右パイプフレームは、前側へ行くほど車幅方向外側に位置するように車両の前後方向に延びる中心線に対して傾斜している。

特許文献１では、左パイプフレーム及び右パイプフレームが前側へ行くほど車幅方向外側に位置するように傾斜していることで、車両の斜め前方から衝撃荷重が入力するオフセット衝突の場合に衝撃荷重を良好に吸収することができるとされている。

特開２００９－１０１９５２号公報

オフセット衝突を前提とした場合には、特許文献１のように前側へ行くほど車幅方向外側に位置するように傾斜した左パイプフレーム及び右パイプフレームを設けておけば、各パイプフレームの延びる方向と衝撃荷重の入力方向とが概ね一致することになるので衝撃荷重を効率的に吸収できるものと考えられる。

ところが、衝突安全性を高めるためには、オフセット衝突のみならず、正面衝突時の衝撃荷重も十分に吸収する必要がある。正面衝突時には、車両の前後方向に延びる中心線に概ね沿うように衝撃荷重が入力することになるが、特許文献１では、左パイプフレーム及び右パイプフレームが車幅方向外側に向けて傾斜しているので、衝撃荷重が入力し始めた衝突初期段階で両パイプフレームが車幅方向外側へ倒れ込むように変形してしまい、その後に大きく立ち上がる衝撃荷重の吸収が困難になる懸念があった。

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、正面衝突及びオフセット衝突の両方で衝撃荷重を十分に吸収可能にすることにある。

上記目的を達成するために、本開示の第１の態様では、走行用モータを備えるとともに、当該走行用モータに電力を供給するバッテリが収容されたバッテリケースがフロアパネルの下方に配設された電動車両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、前記バッテリケースの前部に設けられ、車幅方向に延びる前側バッテリフレームと、前記前側バッテリフレームから車両前方へ向かって前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びる左右一対のサイドフレームと、前記前側バッテリフレームに取り付けられるとともに左の前記サイドフレームの車幅方向外側に配置され、当該サイドフレームを車幅方向外側から支持する左側支持部と、前記前側バッテリフレームに取り付けられるとともに右の前記サイドフレームの車幅方向外側に配置され、当該サイドフレームを車幅方向外側から支持する右側支持部とを備えている。

この構成によれば、例えば左斜め前方から衝撃荷重が入力する左側オフセット衝突を想定した場合、左のサイドフレームが衝撃荷重の入力方向に対応するように延びているので、左斜め前方からの衝撃荷重が左のサイドフレームの軸方向に概ね沿うように入力し、左のサイドフレームで衝撃荷重が吸収される。加えて、左のサイドフレームに入力された衝撃荷重は前側バッテリフレームに伝達されるので、前側バッテリフレームによっても吸収される。右側のオフセット衝突も同様である。

また、正面衝突を想定した場合、車両の前後方向に延びる中心線に沿うように衝撃荷重が入力することになるので、その衝撃荷重の入力方向と左右のサイドフレームの延びる方向とは一致せず、左右のサイドフレームを車幅方向外側へ向けて倒すように衝撃荷重が作用する。このとき、左のサイドフレームは左側支持部によって車幅方向外側から支持され、右のサイドフレームは右側支持部によって車幅方向外側から支持されるので、左右のサイドフレームが車幅方向外側へ向けて倒れにくくなる。これにより、正面衝突時の衝撃荷重が左右のサイドフレームに分散されて吸収される。加えて、左右のサイドフレームに入力された衝撃荷重は前側バッテリフレームにそれぞれ伝達されるので、前側バッテリフレームによっても吸収される。

本開示の第２の態様では、左の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分と、右の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分とに架設される第１クロスメンバを備えていてもよい。

この構成によれば、第１クロスメンバによって左右のサイドフレームを連結することができるので、正面衝突時における左右のサイドフレームの倒れ込み抑制効果が高まる。

本開示の第３の態様では、前記第１クロスメンバと前記前側バッテリフレームとの間に配置され、左の前記サイドフレームと、右の前記サイドフレームとに架設される第２クロスメンバを備えていてもよい。

この構成によれば、第２クロスメンバによっても左右のサイドフレームを連結することができるので、正面衝突時における左右のサイドフレームの倒れ込み抑制効果がより一層高まる。

本開示の第４の態様では、平面視で、前記第２クロスメンバと、前記バッテリフレームと、左右の前記サイドフレームとによって閉じられた矩形状ができるので、車体前部の剛性を高めることができる。

本開示の第５の態様では、前記前側バッテリフレームに、当該前側バッテリフレームの前面に沿って左右方向に延び、左右の前記サイドフレームの後部が固定されるフレームブラケットが取り付けられていてもよい。前記フレームブラケットは、前記左側支持部及び前記右側支持部を有する構成とすることもできる。

この構成によれば、左側支持部及び右側支持部が高い強度を持った前側バッテリフレームに取り付けられることになるので、左側支持部及び右側支持部の取付剛性が高まり、その結果、正面衝突時における左右のサイドフレームの倒れ込み抑制効果を高めることができる。

本開示の第６の態様に係るフレームブラケットは金属の一体成形品とすることができる。この構成によれば、左側支持部及び右側支持部が強固に一体化した状態で前側バッテリフレームに取り付けられることになるので、左側支持部及び右側支持部で左右のサイドフレームを車幅方向外側からしっかりと支持できる。

本開示の第７の態様では、前記フレームブラケットの車幅方向外側には、フロントサスペンション装置を構成するサスペンションアームが揺動自在に支持されていてもよい。

この構成によれば、サスペンションアームを支持する部分もフレームブラケットに設けられることになるのでフレームブラケットの剛性が全体として高まり、その結果、左側支持部及び右側支持部の取付剛性を高めることができる。

以上説明したように、バッテリフレームから車両前方へ向かって前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びる左右一対のサイドフレームを車幅方向外側から左側支持部及び右側支持部によってそれぞれ支持することができるので、正面衝突及びオフセット衝突の両方で衝撃荷重を十分に吸収できる。

実施形態に係る電動車両の一部を省略した側面図である。 電動車両を下部構造体と上部構造体とに分割した状態を示す側面図である。 下部構造体の平面図である。 下部構造体の前側部分を拡大して示す平面図である。 パワートレイン、ショックアブソーバ、スプリング、ハブ等を省略した図４相当図である。 パワートレイン、ショックアブソーバ、スプリング、ハブ等を省略した下部構造体の前側部分を拡大して示す底面図である。 前部サイドフレームの後側部分周辺を下方から見た斜視図である。

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を備えた電動車両（電気自動車）１の左側面図である。この電動車両１は、図２に示すように、下部構造体２と、上部構造体３とを備えている。図１では、フロントバンパー、リヤバンパー、前後の車輪等を省略し、それらを仮想線で示すとともに、各部を模式的に示している。図２では、図１で省略した部品に加えて、ドア、ボンネットフード、フロントフェンダ、ウインドガラス、前後の灯火装置、内装材等を省略するとともに、各部を模式的に示している。

尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」というものとする。車両の左右方向が車幅方向である。

図１に示すように、電動車両１は乗用自動車である。電動車両１は、例えばセダンタイプ、ハッチバックタイプ、ワンボックスタイプ等のいずれであってもよく、その形状は特に限定されない。図２に示すように、電動車両１には、乗員の居住スペースとなる車室Ｒ１が形成されている。図１に示すように、車室Ｒ１内の前側には前席シートＳ１が設けられ、車室Ｒ１内の前席シートＳ１の後方には後席シートＳ２が設けられている。後席シートＳ２の後方には、必要に応じて荷室Ｒ２が設けられている。車室Ｒ１及び荷室Ｒ２は、上部構造体３に設けられている。尚、車室Ｒ１内には、前席シートＳ１のみが設けられていてもよいし、後席シートＳ２の後方に３列目シート（図示せず）が設けられていてもよい。

一方、電動車両１の前部である車室Ｒ１よりも前方の空間は、例えば動力室Ｒ３とすることができる。すなわち、車体前部構造Ａは、前側走行用モータＭ１及び後側走行用モータＭ２と、当該走行用モータＭ１、Ｍ２に電力を供給するバッテリＢと、バッテリＢが収容されたバッテリケース１０とを備えた電動車両１に設けられている。バッテリケース１０は、後述するフロアパネル７０の下方に配設されている。

前側走行用モータＭ１は、左右の前輪ＦＴを駆動する駆動力を発生するものであり、この前側走行用モータＭ１のみ、または前側走行用モータＭ１と減速機や変速機等とによって前側パワートレインＰＴ１が構成されている。また、後側走行用モータＭ２は、左右の後輪ＲＴを駆動する駆動力を発生するものであり、この後側走行用モータＭ２のみ、または後側走行用モータＭ２と減速機や変速機等とによって後側パワートレインＰＴ２が構成されている。

この実施形態では、後側走行用モータＭ２が前側走行用モータＭ１に比べてより高い最高出力（最大トルク）を発生するように構成されており、後側走行用モータＭ２は前側走行用モータＭ１よりも大型化されている。これに伴い、後側パワートレインＰＴ２は前側パワートレインＰＴ１よりも大きくなる。尚、後側走行用モータＭ２が前側走行用モータＭ１に比べて低い最高出力を発生するものであってもよいし、後側走行用モータＭ２と前側走行用モータＭ１とが同等の最高出力を発生するものであってもよい。また、前側パワートレインＰＴ１のみが設けられていてもよいし、後側パワートレインＰＴ２のみが設けられていてもよい。

図２に示すように、下部構造体２は、バッテリケース１０と、バッテリケース１０の前方において前方へ向かって延びる左右一対の前部サイドフレーム１１、１２と、バッテリケース１０の後方において後方へ向けて延びる左右一対の後部フレーム１３、１４とを備えている。符号１１は左の前部サイドフレームを示し、符号１２は右の前部サイドフレームを示している。また、符号１３は左の後部フレームを示し、符号１４は右の後部フレームを示している。

一般的な電気自動車の場合、バッテリケース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、バッテリケース１０だけではなく、そのバッテリケース１０に左右の前部サイドフレーム１１、１２及び左右の後部フレーム１３、１４を一体化しておき、前部サイドフレーム１１、１２及び後部フレーム１３、１４もバッテリケース１０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、本実施形態の電動車両１は、バッテリケース１０を有する下部構造体２と、車室Ｒ１や荷室Ｒ２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、電動車両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。尚、以下の説明で使用する締結部材も、ボルト及びナットやネジ等を含んでいる。

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、本実施形態の電動車両１の場合、前部サイドフレーム１１、１２及び後部フレーム１３、１４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の構造について詳細に説明する。

（上部構造体）
まず、上部構造体３について説明する。図２に示すように、上部構造体３は、フロアパネル７０と、ダッシュパネル７１と、左右一対のフロントメインフレーム７２、７３と、左右一対のサイドシル７４、７５とを備えている。符号７２は左のフロントメインフレームを示し、符号７３は右のフロントメインフレームを示している。符号７４は左のサイドシルを示し、符号７５は右のサイドシルを示している。

フロアパネル７０は、車室Ｒ１の床面を構成するものであり、前後方向に延びるとともに左右方向にも延びる鋼板等からなる。フロアパネル７０の上方空間が車室Ｒ１となる。車室Ｒ１の上部にはルーフ８０が設けられている。また、上部構造体３の左右両側部には、それぞれ前部開口部３ａ及び後部開口部３ｂが形成されている。図１に示すように、前部開口部３ａ及び後部開口部３ｂはそれぞれフロントドア８１及びリヤドア８２によって開閉自在となっている。尚、図示しないが、上部構造体３の右側にもフロントドアと、リヤドアとが開閉自在に配設されている。

ダッシュパネル７１は、車室Ｒ１と動力室Ｒ３とを前後方向に仕切るための部材である。このダッシュパネル７１は、例えば鋼板等で構成されており、左右方向に延びるとともに上下方向にも延びている。上部構造体３の前部の左右両側には、それぞれ、左右の前輪ＦＴを収容するための左右のフロントホイールハウス部８５、８６が設けられている。ダッシュパネル７１の左端部は左のフロントホイールハウス部８５に接続され、また、ダッシュパネル７１の右端部は右のフロントホイールハウス部８６に接続されている。

左右のフロントメインフレーム７２、７３は、車体前部に配設されており、前後方向に延びる高強度な部材である。すなわち、左右のフロントメインフレーム７２、７３は、フロアパネル７０よりも前方に位置付けられるとともに、フロアパネル７０よりも上方に位置付けられており、具体的にはダッシュパネル７１の下部における左右両側からそれぞれ前方に向けて延びるように配設されている。

左右のフロントメインフレーム７２、７３は左右対称構造であり、例えば複数のプレス成形材を接合することによって構成することや、押出材で構成することができる。各フロントメインフレーム７２、７３の前後方向に直交する方向の断面は、下部構造体２の前部サイドフレーム１１、１２の同方向の断面よりも大きく設定されている。これにより、各フロントメインフレーム７２、７３が前部サイドフレーム１１、１２に比べて太く高強度な部材となる。

左右のフロントメインフレーム７２の前端部は、それぞれ、前面衝突時に圧縮変形して衝突エネルギを吸収するクラッシュカン７２ａ、７３ａを有している。クラッシュカン７２ａ、７３ａは、前後方向に延びる筒状の部材である。クラッシュカン７２ａ、７３ａは、前方からの衝撃荷重により、フロントメインフレーム７２、７３が変形する前の段階で圧縮変形し、衝撃荷重を吸収する。左右のクラッシュカン７２ａ、７３ａの前端部には、左右方向に延びるフロントバンパーレインフォースメント８７が固定されている。

左右のサイドシル７４、７５は、それぞれフロアパネル７０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７４の上下方向中間部にフロアパネル７０の左端部が接続されており、また、右のサイドシル７５の上下方向中間部にフロアパネル７０の右端部が接続されている。サイドシル７４、７５の上側部分はフロアパネル７０の接続部位から上方へ突出し、またサイドシル７４、７５の下側部分はフロアパネル７０の接続部位から下方へ突出している。フロアパネル７０の下方にはバッテリケース１０が配置されるので、車両側面視では、サイドシル７４、７５の下側部分と、バッテリケース１０とが重複するように配置される。バッテリケース１０は、サイドシル７４、７５に固定される。

（下部構造体）
次に、下部構造体２について説明する。下部構造体２は、バッテリケース１０、前部サイドフレーム１１、１２及び後部フレーム１３、１４の他にも、前後のパワートレインＰＴ１、ＰＴ２、前輪ＦＴ、後輪ＲＴ、フロントサスペンション装置２０及びリヤサスペンション装置２１等も備えている。フロントサスペンション装置２０及びリヤサスペンション装置２１の形式は特に問わない。

バッテリケース１０は、上部構造体３のフロアパネル７０の下方において、フロアパネル７０の左端部近傍から右端部近傍に渡るとともに、フロアパネル７０の前端部近傍から後端部近傍に渡るように形成された大型のケースである。このように、バッテリケース１０をフロアパネル７０の下方領域の広範囲に設けることで、大容量のバッテリＢを電動車両１に搭載することが可能になる。バッテリＢ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Ｂ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。本実施形態では、バッテリパックによってバッテリＢが構成されており、複数のバッテリパックが前後方向及び左右方向に並んだ状態で搭載されている。

バッテリケース１０は、左側バッテリフレーム３０と、右側バッテリフレーム３１と、前側バッテリフレーム３２と、後側バッテリフレーム３３と、底板３４と、蓋体３５（図３に示す）とを備えている。図２では、蓋体３５を取り外した状態を示している。

左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３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。底板３４も押出材で構成することができる。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、例えば鋳物で構成されていてもよい。

左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３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、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３は、全て同じ高さに配置されていて、略水平に延びている。

左側バッテリフレーム３０は、バッテリケース１０の左側部に設けられ、前後方向に延びている。右側バッテリフレーム３１は、バッテリケース１０の右側部に設けられ、前後方向に延びている。また、前側バッテリフレーム３２は、バッテリケース１０の前部に設けられ、左右方向に延びている。後側バッテリフレーム３３は、バッテリケース１０の後部に設けられ、左右方向に延びている。

前側バッテリフレーム３２の左端部と、左側バッテリフレーム３０の前端部とが接続され、前側バッテリフレーム３２の右端部と、右側バッテリフレーム３１の前端部とが接続されている。後側バッテリフレーム３３の左端部と、左側バッテリフレーム３０の後端部とが接続され、後側バッテリフレーム３３の右端部と、右側バッテリフレーム３１の後端部とが接続されている。従って、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３は平面視で全てのバッテリＢを囲む枠型をなす。

底板３４は、略水平に延びており、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の下面に固定されている。また、蓋体３５は、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の下面に固定されている。したがって、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２、後側バッテリフレーム３３、底板３４及び蓋体３５により、バッテリＢを収容するバッテリ収容空間Ｓ（図２に示す）が区画形成される。

搭載するバッテリＢの容量に応じてバッテリ収容空間Ｓの大きさを変えることができる。バッテリ収容空間Ｓの大きさは、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の長さ及び底板３４の形状を変えることで容易に変更可能となっている。例えば、小型車でホイールベースが短く、トレッドが狭い場合には、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３を短くし、それに合わせて底板３４や蓋体３５の形状を小さくすることでバッテリ収容空間Ｓが小型車に応じて小さくなる。一方、大型車の場合には、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３を長くし、それに合わせて底板３４及び蓋体３５の形状を大きくすることでバッテリ収容空間Ｓが大型車に応じて大きくなる。左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３が押出材で構成されている場合には、長さの変更が容易に行える。また、底板３４も押出材で構成することができ、これにより形状の変更が容易に行える。

バッテリ収容空間Ｓの上部は、上記蓋体３５で閉塞してもよいし、上部構造体３のフロアパネル７０で閉塞してもよい。バッテリ収容空間Ｓには、バッテリＢ以外にも、バッテリＢを冷却する冷却装置やバッテリＢを加温する加温装置等（温調装置）を設けることもできる。また、バッテリＢの電力は、図示しない制御装置を介して走行用モータＭ１、Ｍ２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や非接触充電器等を介してバッテリＢの充電が可能になっている。

図２に示すように、バッテリケース１０の内部には、左右方向に延びる強度部材として、第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが設けられている。第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの高さは全て同じであり、左側バッテリフレーム３０等の高さと略同じである。ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、押出材で構成されていてもよいし、プレス成形材で構成されていてもよい。この実施形態では、３本のケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが設けられているが、バッテリケース１０の前後方向の寸法に応じてケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの数を増減することができる。

第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、前後方向に互いに間隔をあけて配置されており、第１ケース内メンバ２５Ａが最も前に、第３ケース内メンバ２５Ｃが最も後に位置付けられている。各ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの下部は、底板３４の上面に固定されている。また、各ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの左端部は、左側バッテリフレーム３０の内面（右側面）に固定され、各ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの右端部は、右側バッテリフレーム３１の内面（左側面）に固定されている。つまり、ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、左側バッテリフレーム３０と右側バッテリフレーム３１とを繋ぐ部材である。

バッテリケース１０の内部には、前後方向に延びる強度部材として、前部中央メンバ２６と、第１～第３後部中央メンバ（後部補強メンバ）２７～２９とが設けられている。前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、略同じ高さに配置され、バッテリケース１０の左右方向中央に設けられている。前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９の下端部が底板３４の上面に取り付けられている。

前部中央メンバ２６は、前側バッテリフレーム３２と第１ケース内メンバ２５Ａとの間に配置されており、前部中央メンバ２６の前端部が前側バッテリフレーム３２の左右方向中央部に固定され、前部中央メンバ２６の後端部が第１ケース内メンバ２５Ａの左右方向中央部に固定されている。したがって、前側バッテリフレーム３２は、左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１の前端部と前部中央メンバ２６の前端部とを繋ぐように延びる部材である。

第１後部中央メンバ２７は、第１ケース内メンバ２５Ａと第２ケース内メンバ２５Ｂとの間に配置されており、第１後部中央メンバ２７の前端部が第１ケース内メンバ２５Ａの左右方向中央部に固定され、第１後部中央メンバ２７の後端部が第２ケース内メンバ２５Ｂの左右方向中央部に固定されている。また、第２後部中央メンバ２８は、第２ケース内メンバ２５Ｂと第３ケース内メンバ２５Ｃとの間に配置されており、第２後部中央メンバ２８の前端部が第２ケース内メンバ２５Ｂの左右方向中央部に固定され、第２後部中央メンバ２８の後端部が第３ケース内メンバ２５Ｃの左右方向中央部に固定されている。また、第３後部中央メンバ２９は、第３ケース内メンバ２５Ｃと後側バッテリフレーム３３との間に配置されており、第３後部中央メンバ２９の前端部が第３ケース内メンバ２５Ｃの左右方向中央部に固定され、第３後部中央メンバ２９の後端部が後側バッテリフレーム３３の左右方向中央部に固定されている。したがって、第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃと、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９とが、バッテリケース１０の内部において格子状に配設されて互いに連結されることになるので、バッテリケース１０の補強効果がより一層高まる。

平面視で前後方向に延びる仮想直線を想定したとき、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、その仮想直線上に配置されるように各々の左右方向の位置が設定されている。つまり、前部中央メンバ２６の後方への仮想延長線上に、第１～第３後部中央メンバ２７～２９は位置するように設けられている。尚、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、前後方向に連続した１つの部材で構成されていてもよい。

図４～６等に示すように、車体前部構造Ａは、左右一対の前部サイドフレーム１１、１２、フレームブラケット４０、第１クロスメンバ１５、左右一対の衝撃吸収部材１６、１７及び第２クロスメンバ１９を備えている。本実施形態では、上記各部材に加えて、フロントメンバ１８、補強部材１９Ａ、１９Ｂ等も備えている。車体前部構造Ａを構成する部材は、上述した部材に限られるものではなく、他の部材や機器、装置等を含んでいてもよい。また、上述した部材のうち、本発明に必須な構成要素とならない部材については省略されていてもよい。

前部サイドフレーム１１、１２は、上部構造体３が有する左右のフロントメインフレーム７２、７３の下方において略水平に直線状に延びている。前部サイドフレーム１１、１２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、前部サイドフレーム１１、１２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。

左右の前部サイドフレーム１１、１２は、バッテリケース１０の前部を構成する前側バッテリフレーム３２に対し、フレームブラケット４０を介して取り付けられている。つまり、左右の前部サイドフレーム１１、１２の後部はフレームブラケット４０によって前側バッテリフレーム３２に連結される。このフレームブラケット４０は、金属の一体成形品であり、前側バッテリフレーム３２の前面に沿って左右方向に延びている。フレームブラケット４０に、左右の前部サイドフレーム１１、１２の後部が固定される。フレームブラケット４０を構成する金属は特に限定されるものではないが、例えばアルミニウム等を挙げることができ、この場合、フレームブラケット４０をアルミダイキャスト製とすることができる。

左右の前部サイドフレーム１１、１２はフレームブラケット４０を介して前側バッテリフレーム３２に取り付けられているが、前部サイドフレーム１１、１２の後部は前側バッテリフレーム３２の前面に突き当てられている。従って、前部サイドフレーム１１、１２は前側バッテリフレーム３２から前方へ向かって延びている。尚、前部サイドフレーム１１、１２の後部が前側バッテリフレーム３２の前面から前方へ多少離れていてもよく、この場合も全体として見ると、前部サイドフレーム１１、１２が前側バッテリフレーム３２から前方へ向かって延びていると言える。

左の前部サイドフレーム１１の後部は、前側バッテリフレーム３２の左右方向中央よりも左寄りの部位に対応するように配置されている。また、右の前部サイドフレーム１２の後部は、前側バッテリフレーム３２の左右方向中央よりも右寄りの部位に対応するように配置されている。これにより、左右の前部サイドフレーム１１、１２の間隔は、所定の間隔となる。前部サイドフレーム１１、１２の後部の間隔は、バッテリケース１０の左側バッテリフレーム３０と右側バッテリフレーム３１との間隔よりも狭く設定されている。

左右の前部サイドフレーム１１、１２の高さは略同じである。また、左右の前部サイドフレーム１１、１２と、バッテリケース１０の前部中央メンバ２６、左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１とは、略同じ高さに配設されている。

左右の前部サイドフレーム１１、１２は、前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びている。すなわち、左の前部サイドフレーム１１は、前方へ行くほど左側に位置するように、平面視で車両の前後方向に延びる仮想直線に対して傾斜している。また、右の前部サイドフレーム１２は、前方へ行くほど右側に位置するように、平面視で車両の前後方向に延びる仮想直線に対して傾斜している。これにより、左右の前部サイドフレーム１１、１２の間隔（車幅方向の離間距離）は、前方へ行くほど広くなり、左右の前部サイドフレーム１１、１２の間には、各種部品や機器、装置等の全部または一部を配置可能な空間Ｃが形成される。そして、その空間Ｃは、前方へ行くほど車幅方向に拡大するような形状になる。

左の前部サイドフレーム１１の上記仮想直線に対する傾斜角度と、右の前部サイドフレーム１１の上記仮想直線に対する傾斜角度とは等しくなっている。左の前部サイドフレーム１１の前部は、バッテリケース１０の左側バッテリフレーム３０よりも車幅方向内側に配置されている。また、右の前部サイドフレーム１２の前部は、バッテリケース１０の右側バッテリフレーム３１よりも車幅方向内側に配置されている。

また、図１に示すように、左右の前部サイドフレーム１１、１２の前部と、上部構造体３の左右のフロントメインフレーム７２の前部とは、前後方向の位置が略同じに設定されている。

図７に示すように、フレームブラケット４０は、前側バッテリフレーム３２の前面に沿って車幅方向及び上下方向に延びる縦板部４０ａと、縦板部４０ａの下縁部から前側バッテリフレーム３２の下面に沿って後方へ延びるとともに車幅方向にも延びる下板部４０ｂとを備えている。縦板部４０ａ及び下板部４０ｂが前側バッテリフレーム３２に対して締結材等によって固定されている。このように、フレームブラケット４０の縦板部４０ａ及び下板部４０ｂをそれぞれ前側バッテリフレーム３２の前面及び下面に固定することで、フレームブラケット４０の前側バッテリフレーム３２に対する取付剛性を高めることができる。

フレームブラケット４０の縦板部４０ａには、左の前部サイドフレーム１１の後部が差し込まれる左側差込孔４０ｃと、右の前部サイドフレーム１２の後部が差し込まれる右側差込孔４０ｄとが車幅方向に間隔をあけて形成されている。左の前部サイドフレーム１１の後部は、左側差込孔４０ｃに差し込まれた状態で例えば接着剤や締結部材等によってフレームブラケット４０に固定される。

図５に示すように、フレームブラケット４０は、左の前部サイドフレーム１１の上面を覆うように前後方向に延びる左側上板部４０ｅと、右の前部サイドフレーム１２の上面を覆うように前後方向に延びる右側上板部４０ｆとを備えている。左側上板部４０ｅと左の前部サイドフレーム１１の上面とが例えば接着剤等で接着され、また、右側上板部４０ｆと右の前部サイドフレーム１２の上面とが同様に接着される。これにより、左右の前部サイドフレーム１１、１２をフレームブラケット４０に対して強固に固定できる。

フレームブラケット４０は、左側支持部４１及び右側支持部４２を有しており、左側支持部４１及び右側支持部４２は、縦板部４０ａ及び下板部４０ｂと一体成形されている。左側支持部４１は、左の前部サイドフレーム１１の車幅方向外側（左側）に配置され、当該前部サイドフレーム１１を車幅方向外側から支持する部分である。具体的には、左側支持部４１は、縦板部４０ａにおける左側差込孔４０ｃの左側部分から前方へ向かって突出しており、左の前部サイドフレーム１１の左側面に沿って延びている。左側支持部４１の前部は、左の前部サイドフレーム１１の前後方向中央部近傍に達しており、したがって、左側支持部４１の広い範囲を左側支持部４１で支持することが可能になっている。左側支持部４１に対して左の前部サイドフレーム１１を接着することも可能である。

また、右側支持部４２は、右の前部サイドフレーム１２の車幅方向外側（右側）に配置され、当該前部サイドフレーム１２を車幅方向外側から支持する部分である。具体的には、右側支持部４２は、縦板部４０ａにおける右側差込孔４０ｄの右側部分から前方へ向かって突出しており、右の前部サイドフレーム１２の右側面に沿って延びている。右側支持部４２の前部は、右の前部サイドフレーム１２の前後方向中央部近傍に達しており、したがって、右側支持部４２の広い範囲を右側支持部４２で支持することが可能になっている。右側支持部４２に対して右の前部サイドフレーム１２を接着することも可能である。

フレームブラケット４０の車幅方向外側には、フロントサスペンション装置２０を構成する左右のサスペンションアーム２０Ａが上下方向に揺動自在に支持される。すなわち、フレームブラケット４０における左側支持部４１よりも左側部分には、左側アーム取付部４３が左側へ突出するように設けられている。この左側アーム取付部４３には、左のサスペンションアーム２０Ａの基端部が前後方向に延びる軸周りに回動可能に取り付けられている。また、フレームブラケット４０における右側支持部４２よりも右側部分には、右側アーム取付部４４が右側へ突出するように設けられている。この右側アーム取付部４４には、右のサスペンションアーム２０Ａの基端部が前後方向に延びる軸周りに回動可能に取り付けられている。

第１クロスメンバ１５は、左の前部サイドフレーム１１における前側バッテリフレーム３２から前方に離れた部分と、右の前部サイドフレーム１２における前側バッテリフレーム３２から前方に離れた部分とに架設される部材であり、車幅方向に直線状に延びている。第１クロスメンバ１５も押出材やプレス材等で構成することができる。この実施形態では、左の前部サイドフレーム１１の前部に第１クロスメンバ１５の左側部分が固定され、また、右の前部サイドフレーム１２の前部に第１クロスメンバ１５の右側部分が固定されており、従って、左右の前部サイドフレーム１１、１２の前部同士が第１クロスメンバ１５によって連結されることになる。

また、第１クロスメンバ１５と、前側バッテリフレーム３２とは略平行である。これにより、平面視で、第１クロスメンバ１５、左右の前部サイドフレーム１１、１２及び前側バッテリフレーム３２によって矩形状（本例では台形状）が形成され、水平断面を見ると閉じられた断面が構成される。

第１クロスメンバ１５の左側は左の前部サイドフレーム１１の前部よりも車幅方向外側へ突出している。また、第１クロスメンバ１５の右側は右の前部サイドフレーム１２の前部よりも車幅方向外側へ突出している。

第２クロスメンバ１９は、第１クロスメンバ１５と前側バッテリフレーム３２との間に配置され、左の前部サイドフレーム１１と、右の前部サイドフレーム１２とに架設される部材であり、車幅方向に直線状に延びている。第２クロスメンバ１９も押出材やプレス材等で構成することができる。第２クロスメンバ１９の車幅方向の寸法は、第１クロスメンバ１５の車幅方向の寸法よりも短くなっている。

図７にも示すように、第２クロスメンバ１９の左端部は、左の前部サイドフレーム１１の右側面に対して接着や溶接、締結部材等によって固定されている。第２クロスメンバ１９の右端部は、右の前部サイドフレーム１２の左側面に対して同様に固定されている。これにより、左右の前部サイドフレーム１１、１２の前後方向中間部同士が連結されることになる。

また、第２クロスメンバ１９と、前側バッテリフレーム３２とは略平行である。これにより、平面視で、第２クロスメンバ１９、左右の前部サイドフレーム１１、１２及び前側バッテリフレーム３２によって矩形状（本例では台形状）が形成され、水平断面を見ると閉じられた断面が構成される。また、平面視で、第２クロスメンバ１９、左右の前部サイドフレーム１１、１２及び第１クロスメンバ１５によっても矩形状が形成される。

図５に示すように、左の補強部材１９Ａは、第２クロスメンバ１９における車幅方向中央部よりも左寄りの部分から前側バッテリフレーム３２へ向けて後方へ延びている。左の補強部材１９Ａの後部は、左の前部サイドフレーム１１の右側面に固定されている。また、右の補強部材１９Ｂは、第２クロスメンバ１９における車幅方向中央部よりも右寄りの部分から前側バッテリフレーム３２へ向けて後方へ延びている。右の補強部材１９Ｂの後部は、右の前部サイドフレーム１２の左側面に固定されている。

左の衝撃吸収部材１６は、左の前部サイドフレーム１１の前方に設けられており、前方へ延びる筒状の部材で構成されている。また、右の衝撃吸収部材１７は、右の前部サイドフレーム１２の前方に設けられており、前方へ延びる筒状の部材で構成されている。衝撃吸収部材１６、１７は、上部構造体３のクラッシュカン７２ａ、７３ａと同様に、前方からの衝撃荷重により、前部サイドフレーム１１、１２が変形する前の段階で圧縮変形し、衝撃荷重を吸収する。図１に示すように、左右の衝撃吸収部材１６、１７の後部と、上部構造体３のクラッシュカン７２ａ、７３ａの後部とは、前後方向の位置が略同じに設定されている。

左の衝撃吸収部材１６の後部が左の前部サイドフレーム１１の前部に固定されている。左の衝撃吸収部材１６の延びる方向は、左の前部サイドフレーム１１の長手方向に沿っており、前部サイドフレーム１１の前方への延長線上に、衝撃吸収部材１６の軸線が位置するようになっている。また、右の衝撃吸収部材１７の後部が右の前部サイドフレーム１２の前部に固定されている。右の衝撃吸収部材１７の延びる方向は、右の前部サイドフレーム１２の長手方向に沿っており、前部サイドフレーム１２の前方への延長線上に、衝撃吸収部材１７の軸線が位置するようになっている。

図３及び図４等に示すように、フロントメンバ１８は、左右の衝撃吸収部材１６、１７に架設される部材である。フロントメンバ１８の車幅方向中央部よりも左側の部分が左の衝撃吸収部材１６の前部に固定され、フロントメンバ１８の車幅方向中央部よりも右側の部分が右の衝撃吸収部材１７の前部に固定されている。これにより、左右の衝撃吸収部材１６、１７がフロントメンバ１８によって連結されることになる。図１に示すように、フロントメンバ１８と、上部構造体３のフロントバンパーレインフォースメント８７とは、前後方向の位置が略同じに設定されており、フロントバンパーレインフォースメント８７の真下にフロントメンバ１８が位置付けられている。

（実施形態の作用効果）
次に、上記のように構成された電動車両１の衝突時について説明する。まず、例えば左斜め前方から衝撃荷重が入力する左側オフセット衝突を想定する。左斜め前方からの衝撃荷重は、上部構造体３のフロントバンパーレインフォースメント８７を介して左のクラッシュカン７２ａ及び左のフロントメインフレーム７２に入力して吸収される。また、左斜め前方からの衝撃荷重は、下部構造体２のフロントメンバ１８を介して左の衝撃吸収部材１６及び左の前部サイドフレーム１１に入力する。このとき、左の前部サイドフレーム１１は、前方へ行くほど左に位置しており、衝撃荷重の入力方向に対応するように延びているので、左斜め前方からの衝撃荷重が左の前部サイドフレーム１１の軸方向に概ね沿うように入力することになる。これにより、左の前部サイドフレーム１１で衝撃荷重が吸収される。加えて、左の前部サイドフレーム１１に入力された衝撃荷重は、バッテリケース１０を構成している前側バッテリフレーム３２に伝達されるので、前側バッテリフレーム３２によっても吸収される。特に、前側バッテリフレーム３２の後方には前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９が配置されていて後方から支持されているので、衝撃荷重を前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９にも伝達して吸収できる。さらに、前側バッテリフレーム３２に入力した衝撃荷重は、左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１にも伝達して吸収できる。このように、衝撃荷重を上部構造体３だけでなく、下部構造体２でも吸収することができ、下部構造体２では衝撃荷重を高強度なバッテリケース１０の各部に分散させることができる。尚、右側のオフセット衝突も同様である。

次に、正面衝突時を想定する。正面衝突時にも上部構造体３及び下部構造体２の両方に衝撃荷重が入力する。正面衝突時には、車両の前後方向に延びる中心線に沿うように衝撃荷重が入力することになるので、下部構造体２において衝撃荷重の入力方向と左右の前部サイドフレーム１１、１２の延びる方向とは一致せず、左右の前部サイドフレーム１１、１２を車幅方向外側へ向けて倒すように衝撃荷重が作用する。このとき、左の前部サイドフレーム１１は左側支持部４１によって車幅方向外側から支持され、右の前部サイドフレーム１２は右側支持部４２によって車幅方向外側から支持されるので、左右の前部サイドフレーム１１、１２が車幅方向外側へ向けて倒れにくくなる。これにより、正面衝突時の衝撃荷重が左右の前部サイドフレーム１１、１２に分散されて吸収される。加えて、左右の前部サイドフレーム１１、１２に入力された衝撃荷重は前側バッテリフレーム３２に伝達されるので、前側バッテリフレーム３２、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１によっても吸収される。

また、第１クロスメンバ１５によって左右の前部サイドフレーム１１、１２を連結することができるので、正面衝突時における左右の前部サイドフレーム１１、１２の倒れ込み抑制効果が高まる。

また、第２クロスメンバ１９によっても左右の前部サイドフレーム１１、１２を連結することができるので、正面衝突時における左右の前部サイドフレーム１１、１２の倒れ込み抑制効果がより一層高まる。

また、左側支持部４１及び右側支持部４２がフレームブラケット４０に一体成形されていて、高い強度を持った前側バッテリフレーム３２に取り付けられているので、左側支持部４１及び右側支持部４２の取付剛性が高まり、その結果、正面衝突時における左右の前部サイドフレーム１１、１２の倒れ込み抑制効果がより一層高まる。

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、本開示に係る車体前部構造は、例えば電動車両に設けることができる。

１ 電動車両
１０ バッテリケース
１１、１２ 前部サイドフレーム
１５ 第１クロスメンバ
１９ 第２クロスメンバ
２０ フロントサスペンション装置
３２ 前側バッテリフレーム
４０ フレームブラケット
４１ 左側支持部
４２ 右側支持部
７０ フロアパネル
Ａ 車体前部構造
Ｂ バッテリ
Ｍ１ 走行用モータ

Claims (7)

1. 走行用モータを備えるとともに、当該走行用モータに電力を供給するバッテリが収容されたバッテリケースがフロアパネルの下方に配設された電動車両の車体前部構造において、
   前記バッテリケースの前部に設けられ、車幅方向に延びる前側バッテリフレームと、
   前記前側バッテリフレームから車両前方へ向かって前方へ行くほど車幅方向外側に位置するように延びる左右一対のサイドフレームと、
   前記前側バッテリフレームに取り付けられるとともに左の前記サイドフレームの車幅方向外側に配置され、当該サイドフレームを車幅方向外側から支持する左側支持部と、
   前記前側バッテリフレームに取り付けられるとともに右の前記サイドフレームの車幅方向外側に配置され、当該サイドフレームを車幅方向外側から支持する右側支持部とを備え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、
   左の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分と、右の前記サイドフレームにおける前記前側バッテリフレームから車両前方に離れた部分とに架設される第１クロスメンバを備えている車体前部構造。
3. 請求項２に記載の車体前部構造において、
   前記第１クロスメンバと前記前側バッテリフレームとの間に配置され、左の前記サイドフレームと、右の前記サイドフレームとに架設される第２クロスメンバを備え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、
   平面視で、前記第２クロスメンバと、前記前側バッテリフレームと、左右の前記サイドフレームとによって矩形状が形成されている車体前部構造。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の車体前部構造において、
   前記前側バッテリフレームには、当該前側バッテリフレームの前面に沿って左右方向に延び、左右の前記サイドフレームの後部が固定されるフレームブラケットが取り付けられ、
   前記フレームブラケットは、前記左側支持部及び前記右側支持部を有している車体前部構造。
6. 請求項５に記載の車体前部構造において、
   前記フレームブラケットは金属の一体成形品である車体前部構造。
7. 請求項５または６に記載の車体前部構造において、
   前記フレームブラケットの車幅方向外側には、フロントサスペンション装置を構成するサスペンションアームが揺動自在に支持される車体前部構造。