JP6754807B2

JP6754807B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP6754807B2
Application number: JP2018181341A
Authority: JP
Inventors: 慎播田實; 志允中西
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: US20200101852A1; JP2020050122A; US10800277B2; CN110949541A; CN110949541B

Description

本発明は、車体前部構造に関し、更に詳細には、充電ポート装置を有する電気自動車等の車体前部構造に関する。

電気自動車として、車載バッテリを外部電源によって充電するために、充電コネクタを抜き差しされる充電ポート装置を車体前部に有するものが知られている。このような電気自動車は、車体前部構造として、前後方向に延在する左右のフロントサイドメンバ及び左右方向に延在して左右の端部を対応する側のフロントサイドメンバの前端に接続されたアッパクロスメンバを有し、アッパクロスメンバから前方に張り出すようにサポートメンバが設けられ、サポートメンバに充電ポート装置が取り付けられているものが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−２０６０１号公報

上述の車体前部構造による電気自動車は、アッパクロスメンバからサポートメンバが前方に張り出していることにより、その張り出し長に応じて前輪中心からフロントバンパフレームまでの長さであるフロントオーバハング長が長くなる。このことは電気自動車の小型化設計を阻害する。

本発明が解決しようとする課題は、フロントオーバハング長を長くすることなく充電ポート装置が設けられるように車体前部構造を構成することである。

本発明の一つの実施形態による車体前部構造は、充電コネクタを抜き差しされる充電ポート装置（７０）を有する車体前部構造であって、前後方向に延在する左右の縦フレーム（２２）と、前記左右の縦フレーム（２２）の前部に接合され、左右方向に延在するアッパフレーム（２４）を含むバルクヘッド（２６）と、前記バルクヘッド（２６）の後方を左右方向に延在し、前記左右の縦フレームに接合された左右の端部を含む横フレーム（２８）と、前記アッパフレーム（２４）に固定された前部及び前記横フレーム（２８）に固定された後部を含み、前記充電ポート装置（７０）を支持するサポートメンバ（５０）とを有する。

この構成によれば、フロントオーバハング長を長くすることなく充電ポート装置（７０）が設けられる。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記サポートメンバ（５０）は、前記充電ポート装置（７０）を取り付けられる平面状の取付面（５６）を有し、前記充電ポート装置（７０）に対する前記充電コネクタの抜き差し方向に直交する方向（Ｘ）の投影面で見て前記取付面（５６）と重なり合う領域（Ａ）に、前記横フレーム（２８）との固定点（６８）を有する。

この構成によれば、充電ポート装置（７０）に対する充電コネクタの抜き差し時に、サポートメンバ（５０）に曲げモーメントが作用し難くなり、サポートメンバ（５０）の取付強度が向上する。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記サポートメンバ（５０）は前記取付面（５６）の外周縁に折曲リブ片（５８）を含む。

この構成によれば、取付面（５６）の曲げ剛性が向上し、取付面（５６）における充電ポート装置（７０）の取付強度が向上する。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記サポートメンバ（５０）は、前記取付面（５６）から左右方向に延在する折曲稜線（６０）を含んで前方に延出した前部取付片（６４）を有し、前記前部取付片（６４）に前記アッパフレーム（２４）との固定点（６６）を有する。

この構成によれば、サポートメンバ（５０）に対する上方からの荷重が所定値を超えると、折曲稜線（６０）を折曲線として前部取付片６２に対して主部５２が沈む方向に折れ曲がり、上方からの衝突エネルギを吸収することができる。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記充電ポート装置（７０）はコード付の電気接続用コネクタ（８０）を接続される主部（７２）を有し、前記取付面（５６）に前記主部（７２）を挿入される開口（５３）を有する。

この構成によれば、電気接続用コネクタ（８０）のコード（８２）の取り回し性がよくなる。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記サポートメンバ（５０）は一部に他の部分より脆弱な脆弱部（Ｂ）を含む。

この構成によれば、所定値以上の前面衝突荷重がサポートメンバ（５０）に作用すると、脆弱部（Ｂ）が折り曲がり、衝突エネルギの吸収が行われる。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記横フレーム（２８）は、平面視で矩形あるいはコの字形のフレーム（３０）と、前記フレーム（３０）を前記左右の縦フレーム（２２）に接続する左右の接続メンバ（３２）とを含む架台（３３）によって構成されている。

この構成によれば、架台（３３）の剛性が高いことから、横フレーム（２８）におけるサポートメンバ（５０）の支持強度が向上する。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記架台（３３）に充電のための電気機器（３８）が取り付けられている。

この構成によれば、重量物である電気機器（３８）の支持が高い剛性をもって行われ、電気機器（３８）の振動が低減し、ＮＶ特性が向上する。

上記車体前部構造において、好ましくは、前記充電ポート装置（７０）のリッド部材（１００）及び当該リッド部材（１００）を支持する支持部材（１０２）を更に有し、前記サポートメンバ（５０）は、正面視でＬ字形をした片持ちの取付片（９０）を含み、前記取付片（９０）に前記支持部材（１０２）が取り付けられている。

この構成によれば、リッド部材（１００）に上方から所定値以上の荷重が作用すると、取付片（９０）が下方に折れ曲がり、上方からの衝突エネルギの吸収が行われる。

本発明による車体前部構造によれば、フロントオーバハング長を長くすることなく充電ポート装置が設けられる。

本発明による車体前部構造を適用される電気自動車の前部を示す斜視図本実施形態による車体前部構造の平面図本実施形態による車体前部構造の要部の斜視図本発明による車体前部構造の一つの実施形態を示す断面図本実施形態による車体前部構造の充電ポート装置の取付構造を示す断面図本実施形態による車体前部構造に用いられるサポーメンバの斜視図本実施形態による車体前部構造に用いられるサポーメンバの背面図他の実施形態による車体前部構造の平面図

以下に、本発明による車体前部構造の一つの実施形態を、図１〜図７を参照して説明する。

本実施形態による車体前部構造が適用される電気自動車は、図１に示されているように、左右のフロントピラー１０と、フロントウィンドシールドガラス１２と、左右のフロントフェンダパネル１４と、一般的なヒンジ構造（不図示）によって車体に対して開閉可能なフロントフードパネル１６と、左右の前輪１８と、フロントバンパ２０とを有する。フロントフードパネル１６には充電ポート用開口１６Ａが形成されている。

電気自動車は、車体前部構造として、図２〜図４に示されているように、前後方向に延在する左右の縦フレームをなすフロントサイドフレーム２２と、左右のフロントサイドフレーム２２の前端に接合され、左右方向に延在するアッパフレーム２４を含むフロントバルクヘッド２６と、フロントバルクヘッド２６の後方を左右方向に延在する横フレーム２８とを有する。

横フレーム２８は、図２に示されているように、前後方向に延在する左右２個の縦メンバ３０Ａと左右の縦メンバ３０Ａの前部及び後部の各々を互いに接続すべく左右方向に延在した前部横メンバ３０Ｂ及び後部横メンバ３０Ｃとの組立体により平面視で矩形をなすフレーム３０と、左右の縦メンバ３０Ａを各々対応する左右のフロントサイドフレーム２２に接続する左右の接続メンバ３２とを含む架台３３によって構成されている。

左右の接続メンバ３２は、左右対応する側の縦メンバ３０Ａに設けられた取付片３０Ｄにボルト３４によって固定された内端３２Ａ及び左右対応する側のフロントサイドフレーム２２にボルト３６によって固定された外端３２Ｂを含む。

架台３３には、フレーム３０によって取り囲まれるように、充電のための電気機器（不図示）を収容した電気ボックス３８が複数のボルト４０によって取り付けられている。

この構造によれば、重量物である収容した電気ボックス３８の支持が高い剛性をもって行われ、電気ボックス３８の振動が低減し、ＮＶ特性が向上する。また、フレーム３０によって、電気機器３８が前後左右からの外力に対して保護される。

アッパフレーム２４と前部横メンバ３０Ｂとは左右方向に互いに平行に延在している。前部横メンバ３０Ｂは、図４及び図５に示されているように、アッパフレーム２４より低い位置にある。

アッパフレーム２４と前部横メンバ３０Ｂとの間には、図２〜図５に示されているように、充電ポート装置７０を支持するサポートメンバ５０が取り付けられている。サポートメンバ５０は、図６及び図７によく示されているように、プレス成形品による主部５２及び左右の脚片５４を含む。

主部５２は、前傾の平面状の取付面５６と、取付面５６の外周縁から下向き折曲された折曲リブ片５８と、折曲リブ片５８の下端から左右方向に延在する折曲稜線６０を含んで前方に延出した前部取付片６２とを有する。取付面５６にはエンボス加工による突起リブ５６Ａが形成されている。

主部５２は、取付面５６に取り付けられた充電ポート装置７０の主部７２が通過する開口５３を有し、平面視で略コの字形をしている。詳細には、開口５３は、折曲リブ片５８を残して取付面５６を左右に２分割するように、取付面５６の中央部を前縁から後縁まで延在している。

折曲リブ片５８は左右両側に上下反転の略三角形状の拡張片部５８Ａを有し、各拡張片部５８Ａに左右の脚片５４の上端が２枚重ね状態で複数の溶接点Ｗ１によって溶接されている。各脚片５４は、拡張片部５８Ａから下り傾斜で後方に延在しており、下端（遊端）に折曲形成された後部取付片６４を有する。

サポートメンバ５０は、図２〜図５に示されているように、前部取付片６２に形成された貫通孔６２Ａ（図６参照）を貫通するボルト６６によって前部を、フロントバルクヘッド２６のアッパフレーム２４に固定されていると共に、後部取付片６４に形成された貫通孔６４Ａ（図６参照）を貫通するボルト６８によって後部を、横フレーム２８をなす架台３３の前部横メンバ３０Ｂに固定されている。架台３３は、構造上、高い曲げ剛性を備えるから、架台３３におけるサポートメンバ５０の支持強度が向上する。

ボルト６８による前部横メンバ３０Ｂに対するサポートメンバ５０の固定点は、図５に示されているように、取付面５６に取り付けられた充電ポート装置７０に対する充電コネクタ（不図示）の抜き差し方向Ｘに直交する方向の投影面で見て取付面５６と重なり合う領域Ａ内に設けられている。

充電ポート装置７０は、コード付の複数の接続用コネクタ８０を接続される箱状の主部７２と、主部７２の外周に設けられた取付フランジ部７４と、主部７２の上面に設けられた１００Ｖ・２００Ｖ用の充電（給電）ポート７６とを有する。

充電ポート装置７０は、取付フランジ部７４を複数のねじ７８によって取付面５６上に固定され、主部７２を開口５３に挿入されている。これにより、主部７２が取付面５６より下方に位置し、主部７２に接続される各電気接続用コネクタ８０も取付面５６の下方に位置する。各電気接続用コネクタ８０のコード８２はサポートメンバ５０の開放された下方から他の部材と干渉することなく後方に取り出される。これにより、コード８２の取り回し性がよくなる。

左右の脚片５４の中間部の各々には正面視で縦片９０Ａ、９２Ａ及び横片９０Ｂ、９２ＢによってＬ字形をした左右の取付片９０及び９２の縦片９０Ａが各々複数の溶接点Ｗ２、Ｗ３（図６参照）によって溶接されている。各取付片９０は、縦片９０Ａのみを複数の溶接点Ｗ２によって各脚片５４に溶接された片持ち片であり、各横片９０Ｂにはナット９４が溶接されている。前部取付片６２には複数のナット９６が溶接されている。

ナット９４には、図４に示されているように、リッド部材１００を支持するリッド支持部材１０２の後部がボルト１０６によって固定されている。ナット９６には、リッド支持部材１０２の前部がボルト１１０によって固定されている。

換言すると、リッド支持部材１０２は、ナット９４、９６及びボルト１０６、１１０によってサポートメンバ５０の脚片５４及びフロントバルクヘッド２６のアッパフレーム２４に固定され、上方開口の箱状をしていて充電ポート装置７０の充電ポート７６を内包し、充電ポート装置７０のハウジングを兼ねる。リッド支持部材１０２内には充電ポート７６を除いてサポートメンバ５０の主部５２及び充電ポート装置７０の取付フランジ部７４の上面を覆うカバープレート１１４が取り付けられている。

閉位置にあるフロントフードパネル１６が、リッド支持部材１０２の上方開口に上下に対応する部位には、略四角形の充電ポート用開口１６Ａが形成されている。フロントフードパネル１６には充電ポート用開口１６Ａの開口縁部に沿って延在する枠状のガーニッシュ１１２が取り付けられている。

リッド部材１００は、閉位置にあるフロントフードパネル１６のガーニッシュ１１２の内側の開口を開閉する略四角形の板状のリッド主部１００Ａ及びリッド主部１００Ａの左右両側から下方に延出した左右の脚片１００Ｂを有し、各脚片１００Ｂの遊端においてヒンジ軸１１６によってリッド支持部材１０２に回動可能に取り付けられている。

リッド部材１００は、ヒンジ軸１１６を中心として回動することにより、図４に示されているように、リッド主部１００Ａがガーニッシュ１１２の開口を閉じる閉蓋位置と、閉蓋位置より図４で見て時計廻り方向に略９０度回動することにより、起立してガーニッシュ１１２の開口を開く開蓋位置（図１参照）との間に回動移動する。

上述の構成による車体前部構造によれば、充電ポート装置７０を支持するサポートメンバ５０がフロントバルクヘッド２６のアッパフレーム２４とアッパフレーム２４より後方の横フレーム２８との間に配置されるから、サポートメンバ５０がアッパフレーム２４より前方に張り出して設けられる場合に比して、フロントオーバハング長を短縮でき、フロントオーバハング長を長くすることなく充電ポート装置７０が設けられる。このことにより、電気自動車の小型化設計の自由度が大きくなる。

充電ポート装置７０はフロントバルクヘッド２６より後方にあるから、サポートメンバ５０が、アッパフレーム２４より前方に張り出して設けられる場合に比して、前部衝突時の荷重を受け難くなり、前部衝突に対する充電ポート装置７０の保護性が改善される。

ボルト６８による前部横メンバ３０Ｂに対するサポートメンバ５０の固定点が、図５に示されているように、取付面５６に取り付けられた充電ポート装置７０に対する充電コネクタ（不図示）の抜き差し方向Ｘに直交する方向の投影面で見て取付面５６と重なり合う領域Ａ内に設けられているから、充電ポート装置７０に対する充電コネクタの抜き差し時に、サポートメンバ５０に曲げモーメントが作用し難くなり、サポートメンバ５０の取付強度が向上する。

サポートメンバ５０は取付面５６の外周縁に折曲リブ片５８を含むから取付面５６の曲げ剛性が向上し、取付面５６における充電ポート装置７０の取付強度が向上する。

架台３３が左右のフロントサイドフレーム２２に加えてサポートメンバ５０によってフロントバルクヘッド２６に接続されていることにより、架台３３の左右方向の軸線周りの回動に対してサポートメンバ５０がトルクロッドのように作用し、その回動が高い阻止力をもって阻止される。これにより、架台３３に電気ボックス３８のような重量物が搭載されても、架台３３が左右方向の軸線周りに振動することが抑制され、電気自動車のＮＶ性能が向上する。かくして、サポートメンバ５０は充電ポート装置７０の取付部材と架台３３の取付強度を高くする部材とを兼ねる。またサポートメンバ５０に取り付けられた充電ポート装置７０に隣接して電気ボックス３８が配置されるから、充電ポート装置７０と電気ボックス３８との接続が、コード長が短いコード８２によって取り回し性よく行われる。

サポートメンバ５０の左右の脚片５４は、図５に示されているように、溶接点Ｗ１による主部５２との接合部と、溶接点Ｗ２、Ｗ３による取付片９０、９２との接合部との間に、主部５２との２枚重ねや、取付片９０、９２との２枚重ね或いは３枚重ねでない単板による脆弱部Ｂを含む。脆弱部Ｂは、脚片５４と主部５２との２枚重ね部や、脚片５４と取付片９０或いは／及び９２との２枚重ね部、３枚重ね部より曲げ剛性が低く、これらの部分に比して脆弱である。

これにより、所定値以上の前面衝突荷重がフロントバルクヘッド２６からサポートメンバ５０に作用すると、脆弱部Ｂが折れ曲がり、充電ポート装置７０の保護を図ることができる。

サポートメンバ５０のアッパフレーム２４に対する取付片である前部取付片６２は、折曲リブ片５８の下端から左右方向に延在する折曲稜線６０を含んで前方に延出しているから、サポートメンバ５０に対する上方からの荷重が所定値を超えると、折曲稜線６０を折曲線として前部取付片６２に対して主部５２が沈む方向に折れ曲がり、上方からの衝突エネルギが吸収される。

リッド部材１００に上方から所定値以上の荷重が作用すると、取付片９０の横片９０Ｂが縦片９０Ａと横片９０Ｂとの折曲線を中心として下方に折れ曲がる。これにより、上方からの衝突エネルギを吸収することができる。

図８は本発明による車体前部構造の他の実施形態を示されている。なお、図８において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

この実施形態では、フロントバルクヘッド２６の後方において、左右の端部１２０Ａが左右のフロントサイドフレーム２２に接合された一本の溝形鋼等による横フレーム１２０が設けられている。サポートメンバ５０の後部はボルト６８によって横フレーム１２０に固定されている。このこと以外は上述の実施形態と実質的に同一である。

これにより、この実施形態でも、架台３３に関係すること以外は、上述の実施形態と同等の作用効果が得られる。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、フレーム３０は後部横メンバ３０Ｃが省略されて平面視でコの字形（ステープル形）をなしていてもよい。サポートメンバ５０の脆弱部Ｂは単板構造以外に、折曲げ稜線によるものや蛇腹構造、板厚減少、開口等によるものであってもよい。本発明による車体前部構造は、電気自動車に限られることはなく、走行駆動用の電動機及びそれの電源バッテリを有するハイブリッド車にも適用されてよい。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１０：フロントピラー
１２：フロントウィンドシールドガラス
１４：フロントフェンダパネル
１６：フロントフードパネル
１６Ａ：開口
１８：前輪
２０：フロントバンパ
２２：フロントサイドフレーム（縦フレーム）
２４：アッパフレーム
２６：フロントバルクヘッド
２８：横フレーム
３０：フレーム
３０Ａ：縦メンバ
３０Ｂ：前部横メンバ
３０Ｃ：後部横メンバ
３０Ｄ：取付片
３２：接続メンバ
３２Ａ：内端
３２Ｂ：外端
３３：架台
３４：ボルト
３６：ボルト
３８：電気ボックス（電気機器）
４０：ボルト
５０：サポートメンバ
５２：主部
５３：開口
５４：脚片
５６：取付面
５６Ａ：突起リブ
５８：折曲リブ片
５８Ａ：拡張片部
６０：折曲稜線
６２：前部取付片
６２Ａ：貫通孔
６４：後部取付片
６４Ａ：貫通孔
６６：ボルト（固定点）
６８：ボルト（固定点）
７０：充電ポート装置
７２：主部
７４：取付フランジ部
７６：充電（給電）ポート
７８：ねじ
８０：接続用コネクタ
８２：コード
９０：取付片
９０Ａ：縦片
９０Ｂ：横片
９２：取付片
９２Ａ：縦片
９２Ｂ：横片
９４：ナット
９６：ナット
１００：リッド部材
１００Ａ：リッド主部
１００Ｂ：脚片
１０２：リッド支持部材
１０４：連結片
１０６：ボルト
１１０：ボルト
１１２：ガーニッシュ
１１４：カバープレート
１１６：ヒンジ軸
１２０：横フレーム
Ａ：領域
Ｂ：脆弱部
Ｗ１：溶接点
Ｗ２：溶接点
Ｗ３：溶接点

Claims

充電コネクタを抜き差しされる充電ポート装置を有する車体前部構造であって、
前後方向に延在する左右の縦フレームと、
前記左右の縦フレームの前部に接合され、左右方向に延在するアッパフレームを含むバルクヘッドと、
前記バルクヘッドの後方を左右方向に延在し、前記左右の縦フレームに接合された左右の端部を含む横フレームと、
前記アッパフレームに固定された前部及び前記横フレームに固定された後部を含み、前記充電ポート装置を支持するサポートメンバとを有する車体前部構造。
前記サポートメンバは、
前記充電ポート装置を取り付けられる平面状の取付面を有し、
前記充電ポート装置に対する前記充電コネクタの抜き差し方向に直交する方向の投影面で見て前記取付面と重なり合う領域に、前記横フレームとの固定点を有する請求項１に記載の車体前部構造。
前記サポートメンバは前記取付面の外周縁に折曲リブ片を含む請求項２に記載の車体前部構造。
前記サポートメンバは、前記取付面から左右方向に延在する折曲稜線を含んで前方に延出した前部取付片を有し、前記前部取付片に前記アッパフレームとの固定点を有する請求項２又は３に記載の車体前部構造。
前記充電ポート装置はコード付の電気接続用コネクタを接続される主部を有し、
前記取付面に前記主部を挿入される開口を有する請求項２から４の何れか一項に記載の車体前部構造。
前記サポートメンバは一部に他の部分より脆弱な脆弱部を含む請求項１から５の何れか一項に記載の車体前部構造。
前記横フレームは、平面視で矩形あるいはコの字形のフレームと、前記フレームを前記左右の縦フレームに接続する左右の接続メンバとを含む架台によって構成されている請求項１から６の何れか一項に記載の車体前部構造。
前記架台に充電のための電気機器が取り付けられている請求項７に記載の車体前部構造。
前記充電ポート装置のリッド部材及び当該リッド部材を支持する支持部材を更に有し、
前記サポートメンバは、正面視でＬ字形をした片持ちの取付片を含み、前取付片に前記支持部材が取り付けられている請求項１から８の何れか一項に記載の車体前部構造。