JP2013018430A - 車両の後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突時における装備品と高電圧バッテリユニットとの干渉を回避して衝突保護性能を確保しながらも、装備品の交換性や利便性の高め、ユーザビリティの良い車両の後部構造を提供する。
【解決手段】車両１のリアフロア２上に配置された高電圧バッテリユニット３と高電圧バッテリユニットの後端３Ａよりも車両後方に位置する車両後部６の間に、その上面２０Ａに装備品７が位置し、衝突荷重Ｆを受けたときに変位して装備品を高電圧バッテリユニットよりも上方へ案内する案内手段２０を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の後部構造に関し、特に高電圧バッテリユニットと車両後部との間に空間部を有する車両の後部構造に関する。

電気自動車、ハイブリッド自動車などの走行駆動源となるモータとモータの電動駆動源となる高電圧バッテリユニットを備えた車両が種々提案されている。これら車両では、車両後方からの衝突や車両側方からの衝突から高電圧バッテリユニットを保護するために、高電圧バッテリユニットを車両の基部となる左右のリアサイドメンバの間に配置することが多い。そのため、高電圧バッテリユニットと車両後部との間には空間ができることから、車両に必要な装備品を同空間内に配置して車両に搭載している。しかし、高電圧バッテリユニットとこれら装備品とを車両前後方向や車両幅方向の同一平面内に並べて配置すると、車両後方から後突されて車両後部が変形したときに、車両後部と高電圧バッテリユニット間にある装備品が車両前方や幅方向に移動して高電圧バッテリユニットを損傷させる事が想定される。そこで、車両後部と高電圧バッテリユニットの間に配置される装備品と高電圧バッテリユニットとを車両上下方向にオフセットして配置したレイアウト構造の車両が特許文献１、２で提案されている。また、特許文献２には、車両方向から外力を受けたときに高電圧バッテリユニットが車両の構造フレームに突き当たることを防止するために、外力を受けたときに構造フレームを避ける方向に高電圧バッテリユニットを変位させるガイド部を備えた構成が開示されている。

特開２００８−２７３２７９号公報 特開２００９−２７４６６６号公報

特許文献１、２のように、高電圧バッテリユニットと装備品とを車両上下方向にオフセットして配置すれば、衝突時に装備品と高電圧バッテリユニットが衝突するのを回避できる。しかし、高電圧バッテリユニットの下方に装備品を配置してしまうと、装備品を交換する場合や使用する場合に不便である。また、装備品の交換性や利便性を優先して、高電圧バッテリユニットと装備品とを同一平面上に配置すると、変形した車両後部と高電圧バッテリユニットとの間に装備品が挟まって、高電圧バッテリユニットの破損のおそれもある。
本発明は、衝突時における装備品と高電圧バッテリユニットとの干渉を回避して衝突保護性能を確保しながらも、装備品の交換性や利便性の高め、ユーザビリティの良い車両の後部構造を提供することを、その目的とする。

本発明に係る車両の後部構造は、車両のリアフロア上に配置された高電圧バッテリユニットと、高電圧バッテリユニットの後端よりも車両後方に位置する車両後部と、高電圧バッテリユニットの後端と車両後部の間に配置され、その上面に装備品が位置し、衝突荷重を受けたときに変位して装備品を高電圧バッテリユニットよりも上方へ案内する案内手段を有することを特徴としている。
案内手段は、樹脂または弾性体で構成された発泡体構造であって、車両後部と高電圧バッテリユニットの後端とに接触可能にリアフロア上に配置され、衝突荷重を受けたときに車両後部と高電圧バッテリユニットの後端とに挟まれて車両前後方向へ圧縮変形することで、少なくともその上面が車両上方向に変位する荷重変形部材であることを第１の特徴としている。
案内手段は、車両後部と高電圧バッテリユニットの後端とに端面がそれぞれ接触可能に車両前後方向に並べてリアフロア上に配置された複数の構造体を有し、複数の構造体は、衝突荷重を受けたときに車両後方側に位置する第１の構造体を車両前方側に位置する第２の構造体によって車両上方に向かって変位させるように、第１の構造体と第２の構造体の互いに対向する面を傾斜面とした形成されていることを第２の特徴としている。
案内手段は、車両前後方向に延在し、一端が車両後部に接合され、他端が高電圧バッテリユニットの上部に載置されていて、衝突荷重を受けたときに上面に位置する装備品を高電圧バッテリユニットの上方空間へと案内する傾斜面を有するガイド板であることを第３の特徴としている。

本発明によれば、車両のリアフロア上に配置された高電圧バッテリユニットと、高電圧バッテリユニットの後端よりも車両後方に位置する車両後部との間に、その上面に装備品が位置し、衝突荷重を受けたときに変位して装備品を高電圧バッテリユニットよりも上方へ案内する案内手段が配置されているので、衝突荷重を受けた場合でも、装備品が高電圧バッテリユニットと車両後端の間に位置することがなく、装備品と高電圧バッテリユニットとの干渉を回避して衝突保護性能を確保することができる。また、装備品は、高電圧バッテリユニットの下方ではなく、車両前後方向にオフセットされて配置されるので、装備品の交換性や利便性が高まりユーザビリティが良くなる。

第１の実施形態が適用された車両の後部構造の概略構成を示す平面図。 本発明の主要部となる案内手段の第１の実施形態を示す側面視図。 車両後方から衝突荷重を受けたときの図２に示す案内手段の変形と装備品の移動状態を示す側面視図。 第２の実施形態が適用された車両の後部構造の概略構成を示す平面図。 本発明の主要部となる案内手段の第２の実施形態を示す側面視図。 車両後方から衝突荷重を受けたときの図５に示す案内手段の変形と装備品の移動状態を示す側面視図。 第３の実施形態が適用された車両の後部構造の概略構成を示す平面図。 本発明の主要部となる案内手段の第３の実施形態を示す側面視図。 車両後方から衝突荷重を受けたときの図８に示す案内手段の変形と装備品の移動状態を示す側面視図。

以下、図面を用いて本発明に係る実施形態について説明する。
図１，図２に示す車両１は、走行駆動源となるモータを有する電気自動車である。車両１の車室内に位置するリアシート８よりも後方には、リアフロア２が配置されている。リアフロア２は、矢印Ａで示す車両幅方向に位置し、矢印Ｂで示す車両前後方向に延在する複数のリアサイドメンバ４，５に、フロア上面２Ａ側から溶接などによって接合されて固定されている。リアフロア２の後端２Ｂには、車両後部６を構成し、その一部が車両上方に延びるリアエンドパネル９が接合されている。フロア上面２Ａには、高電圧バッテリユニット３が、リアサイドメンバ４，５の間で、リアシート８寄りに配置されている。

高電圧バッテリユニット３は、複数のバッテリーセルをモジュール化したものを複数備えたもので、その外部は金属製の図示しないケーシングで覆われた周知のものである。本形態において、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間には空間１０が形成され、この空間１０を荷室として利用することができる。高電圧バッテリユニット３をリアサイドメンバ４，５の間に配置するのは、電気自動車において高電圧バッテリユニット３が破損すると走行不能になるため、衝突などの衝撃から保護するためである。

高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間には、装備品として、例えば三角表示板７が配置されている。三角表示板７は、ユーザーが必要に応じて取り出して使用する装備品の１つである。装備品としては、これ意外にジャッキ、車載工具、予備バッテリなどが挙げられる。

車両後部６は、リアサイドメンバ４，５、リアエンドパネル９、車両幅方向Ｂに延在しリアフロア２よりも下方でリアサイドメンバ４，５に、その両端１１Ａ，１１Ｂ、１２Ａ，１２Ｂが接合されたフロアクロスメンバ１１，１２と、車両幅方向Ｂに延在しリアサイドメンバ４，５の後端４Ａ、５Ａに接合されたリアバンパビーム１３を備えている。フロアクロスメンバ１１とフロアクロスメンバ１２は、リアフロア２よりも車両下方で高電圧バッテリユニット３と対向配置されている。高電圧バッテリユニット３は、リアフロア２とリアサイドメンバ４，５に図示しないボルトなどの締結部材で固定されている。リアバンパビーム１３よりも車両後方側には、リアバンパ１５が、リアエンドパネル９とリアバンパビーム１３から下方に延びるブラケット１６に取付けられ配置されている。
（第１の実施形態）
高電圧バッテリユニット３の後端３Ａと車両後部６の間には、その上面２０Ａに三角表示板７が位置し、衝突荷重Ｆを受けたときに変位して三角表示板７を高電圧バッテリユニット３よりも上方へ案内する案内手段となる荷重変形部材２０が、リアフロア２上に配置されている。

荷重変形部材２０は、その中心部が中空状とされた断面八角形で、樹脂または弾性体で構成された発泡体構造である。荷重変形部材２０は、車両後方側に位置する端面２０Ｂ、と車両前方側に位置する端面２０Ｃが、リアエンドパネル９と高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとにそれぞれ接触可能にリアフロア２のフロア面２Ａに配置されている。このため、三角表示板７は、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａよりも車両後方側に位置し、高電圧バッテリユニット３に対して車両前後方向Ｂにオフセットされて配置されることになる。荷重変形部材２０は、図１に示すように、車両幅方向Ａに延在し、端面２０Ｂと端面２０Ｃとに接続された上面２０Ａで三角表示板７を下方から支えている。荷重変形部材２０は、矢印Ｃで示す車両上下方向への長さＬよりも、車両前後方向Ｂへの長さＬ１が長く形成されていて、車両後方から衝突荷重Ｆを受けたときにリアエンドパネル９と高電圧バッテリユニットの後端３Ａとに挟まれて車両前後方向Ｂへ圧縮変形することで、少なくともその上面２０Ａが車両上方向に変位するように構成されている。

このような構成において、車両後部６が車両後方から衝突荷重Ｆを受けると、リアバンパ１５、リアバンパビーム１３、リアエンドパネル９、リアフロア後端２Ｂが車両前方に向かって変形する。このとき、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間のリアフロア２上に配置された荷重変形部材２０は、リアエンドパネル９が端面２０Ｂを押すことで、端面２０Ｃが高電圧バッテリユニットの後端３Ａに接触して挟まれた状態となる。リアエンドパネル９の車両前方側への変形が進む程に、図３に示すように端面２０Ｂが端面２０Ｃに近づくように車両前後方向Ｂへ圧縮変形し、この変形により上面２０Ａが車両上方向に突出するように変位する。

このため、衝突荷重Ｆを受けた場合でも、上面２０Ａに載せられている三角表示板７は高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間に位置することがなく、三角表示板７による高電圧バッテリユニット３の破損を回避して、衝突保護性能を確保することができる。三角表示板７は、高電圧バッテリユニット３の下方ではなく、車両前後方向Ｂにオフセットされて配置されるので、三角表示板７の交換性や利便性が高まりユーザビリティが良くなる。

本形態の場合、案内部材として発泡体構造とした荷重変形部材２０を用いているので、一体成形が容易であるとともに、発泡倍率を変更することで、その圧縮変形量を調整することができるので、車両の荷室１０の形状や装備品の形状に合わせて容易に成形することができる。
（第２の実施形態）
本形態では、図４，図５に示すように、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａと車両後部６の間に位置するリアフロア２上に、その上面に三角表示板７が位置し、衝突荷重Ｆを受けたときに変位して三角表示板７を高電圧バッテリユニット３よりも上方へ案内する案内手段となる複数の構造体３０，３１を配置している。

構造体３０，３１は、側面形状が断面三角形で、互いを組み合わせることで車両幅方向Ａと車両前後方向Ｂに延在する直方体となる。構造体３０は車両前方側に位置する第１の構造体を構成し、構造体３１は車両前方側に位置する第２の構造体を構成する。構造体３０は、車両後方側に位置する端面３０Ｂがリアエンドパネル９と接触可能にリアフロア２のフロア面２Ａに配置され、構造体３１は、車両前方側に位置する端面３１Ｂが高電圧バッテリユニット３の後端３Ａと接触可能にリアフロア２のフロア面２Ａに配置されている。つまり、構造体３０，３１は、車両前後方向Ｂに並べてリアフロア２のフロア面２Ａ上に配置されている。構造体３０と構造体３１は、互いに対向する面３０Ｃ、３１Ｃを接触させるように構造体３１に対して構造体３０を上方から組み合わせることで上面３０Ａ、３１Ａがフラットに成るように構成されている。このため、三角表示板７は、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａよりも車両後方側に位置し、高電圧バッテリユニット３に対して車両前後方向Ｂにオフセットされて配置されることになる。構造体３０，３１の面３０Ｃ、３１Ｃは、フロア面２Ａ側から車両前方側に向かって上り傾斜となる傾斜面として形成されていて、衝突荷重Ｆを受けたときに車両後方側に位置する第１の構造体３０を車両前方側に位置する第２の構造体３１によって車両上方に向かって変位させるように構成されている。

このような構成において、車両後部６が車両後方から衝突荷重Ｆを受けると、リアバンパ１５、リアバンパビーム１３、リアエンドパネル９、リアフロア後端２Ｂが車両前方に向かって変形する。このとき、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間のリアフロア２上に配置された構造体３０は、リアエンドパネル９が端面３０Ｂを押すことで、傾斜した面３０Ｃで傾斜した面３１Ｃを押し構造体３１を車両前方へと移動して端面３１Ｃが高電圧バッテリユニットの後端３Ａに接触した状態とされる。リアエンドパネル９の車両前方側への変形が進む程に、図６に示すように構造体３０が構造体３１の傾斜した面３１Ｃに沿って車両前方側に移動するに従い、その上面３０Ａの位置が車両上方に変位する。

このため、衝突荷重Ｆを受けた場合でも、上面３０Ａに載せられている三角表示板７は高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間に位置することがなく、三角表示板７による高電圧バッテリユニット３の破損を回避して、衝突保護性能を確保することができる。三角表示板７は、高電圧バッテリユニット３の下方ではなく、車両前後方向Ｂにオフセットされて配置されるので、三角表示板７の交換性や利便性が高まりユーザビリティが良くなる。

本形態の場合、案内部材として複数の構造体３０，３１を用い、構造体３０が構造体３１の傾斜した面３１Ｃ上を車両上方に向かって滑らせて移動させることで、その位置を変位するようにしているので、両者の傾斜した面３０Ｃ、３１Ｃの摩擦係数を装備品の種類や大きさ、衝突荷重Ｆに合わせて調整することで、より確実に三角表示板７を高電圧バッテリユニット３の上方に移動させることができる。
（第３の実施形態）
本形態では、図７，図８に示すように、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａと車両後部６の間に位置するリアフロア２上に、その上面４０Ａに三角表示板７が位置し、衝突荷重Ｆを受けたときに変位して三角表示板７を高電圧バッテリユニット３よりも上方へ案内する案内手段となるガイド板４０を配置している。

ガイド板４０は、車両前後方向Ｂに延在し、一端４０Ｂが車両後部を構成するリアエンドパネル９の上端９Ａに固定され、他端４０Ｂが高電圧バッテリユニット３の上部３Ｂに固定されている。一端４０Ｂと他端４０Ｂの間に位置する上面４０Ａは、略水平な載置面４０Ａ１と、載置面４０Ａ１から他端４０Ｃに向かって上り勾配となる傾斜面４０Ａ２で構成されていて、衝突荷重Ｆを受けたときに載置面４０Ａ１に位置する三角表示板７を、傾斜面４０Ａ２上を移動させることで高電圧バッテリユニット３の上方空間へと案内するように構成されている。一端４０Ｂと載置面４０Ａ１とは段差が設けられていて、この段差分の高さを有する縦壁４０Ｄが一端４０Ｂと載置面４０Ａ１の間に形成されている。

本形態において、ガイド板４０は図７に示すように、車両幅方向Ａにも延在し、その全長Ｌ２は、三角表示板７の長さＬ４と同等か、それ以上に長く形成されていて、上面４０Ａで三角表示板７を下方から支えるように形成している。ガイド板４０の形態としては、全長Ｌ２が三角表示板７の長さＬ４よりも短く、少なくとも車両幅方向Ａに位置する三角表示板７の両端７Ａ、７Ｂを下方から支える構成であっても良い。

このような構成において、車両後部６が車両後方から衝突荷重Ｆを受けると、リアバンパ１５、リアバンパビーム１３、リアエンドパネル９、リアフロア後端２Ｂが車両前方に向かって変形する。このとき、高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の上部９Ａに掛け渡されるように配置されたガイド板４０は、リアエンドパネル９の変形により車両前方側に押される。すると、押された衝撃や、縦面４０Ｄによって載置面４０Ａ１上の三角表示板７が車両前方に移動して傾斜面４０Ａ２を移動して車両上方へと変位する。

このため、衝突荷重Ｆを受けた場合でも、上面４０Ａに載せられている三角表示板７は高電圧バッテリユニット３の後端３Ａとリアエンドパネル９の間に位置することがなく、三角表示板７による高電圧バッテリユニット３の破損を回避して、衝突保護性能を確保することができる。三角表示板７は、高電圧バッテリユニット３の下方ではなく、車両前後方向Ｂにオフセットされて配置されるので、三角表示板７の交換性や利便性が高まりユーザビリティが良くなる。

本形態の場合、案内部材として傾斜面４０Ａ２を有するガイド板４０を用い、衝突荷重Ｆを受けると、三角表示板７が傾斜面４０Ａ２上を車両上方に向かって滑らって移動することで、その位置を変位するようにしているので、傾斜面４０Ａ２の勾配角度や摩擦係数を装備品の種類や大きさ、衝突荷重Ｆに合わせて調整することで、より確実に三角表示板７を高電圧バッテリユニット３の上方に移動させることができる。

上記各形態では、電動モータで走行する電気自動車を車両１として例示したが、本発明の適用は電気自動車に限定されるものではなく、内燃機関と電動モータを走行駆動源として用いる、所謂ハイブリッド車やプラグインハイブリッド車にも適用可能である。

１ 車両
２ リアフロア
３ 高電圧バッテリユニット
３Ａ 高電圧バッテリユニットの後端
３Ｂ 高電圧バッテリユニットの上部
６ 車両後部
７ 装備品
２０ 荷重変形部材（案内手段）
２０Ａ 荷重変形部材の上面（案内手段の上面）
３０、３１ 複数の構造体（案内手段）
３０Ａ 構造体の上面（案内手段の上面）
３０Ｂ、３１Ｂ 構造体の端面
３０Ｃ、３１Ｃ 構造体の端面
３０Ｄ、３１Ｄ 構造体の互いに対向する傾斜面
４０ ガイド板（案内手段）
４０Ａ ガイド板の上面（案内手段の上面）
４０Ｂ ガイド板の一端
４０Ｃ ガイド板の他端
Ｂ 車両前後方向
Ｆ 衝突荷重

Claims (4)

1. 車両のリアフロア上に配置された高電圧バッテリユニットと、
   前記高電圧バッテリユニットの後端よりも車両後方に位置する車両後部と、
   前記高電圧バッテリユニットの後端と前記車両後部の間に配置され、その上面に装備品が位置し、衝突荷重を受けたときに変形して前記装備品を前記高電圧バッテリユニットよりも上方へ案内する案内手段を有することを特徴とする車両の後部構造。
2. 前記案内手段は、樹脂または弾性体で構成された発泡体構造であって、前記車両後部と前記高電圧バッテリユニットの後端とに接触可能に前記リアフロアに配置され、衝突荷重を受けたときに前記車両後部と前記高電圧バッテリユニットの後端とに挟まれて車両前後方向へ圧縮変形することで、少なくともその上面が車両上方向に変位する荷重変形部材であることを特徴とする請求項１記載の車両の後部構造。
3. 前記案内手段は、前記車両後部と前記高電圧バッテリユニットの後端とに端面がそれぞれ接触可能に車両前後方向に並べて前記リアフロア上に配置された複数の構造体を有し、
   前記複数の構造体は、衝突荷重を受けたときに車両後方側に位置する第１の構造体を車両前方側に位置する第２の構造体によって車両上方に向かって変位させるように、前記第１の構造体と前記第２の構造体の互いに対向する面を傾斜面とした形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両の後部構造。
4. 前記案内手段は、車両前後方向に延在し、一端が前記車両後部に固定され、他端が前記高電圧バッテリユニットの上部に固定されていて、衝突荷重を受けたときに前記上面に位置する装備品を前記高電圧バッテリユニットの上方空間へと案内する傾斜面を有するガイド板であることを特徴とする請求項１記載の車両の後部構造。

Images