JP2017065491A - 衝突荷重緩和構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリへ伝達される衝突荷重を確実に減少させる衝突荷重緩和構造体を提供する。
【解決手段】車幅方向に間隔を空けて配置され、前後方向に延びると共に前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように形成された一対の車体フレーム1と、一対の車体フレーム1の内側に配置されてバッテリ3を支持するバッテリフレーム12とを備え、バッテリフレーム12は、車幅方向に間隔を空けて配置されて前後方向に延びると共に少なくとも前端部側が一対の車体フレーム1に沿って前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように配置された一対の側部フレーム14aを有し、一対の側部フレーム14aは、一対の車体フレーム1の内側面18aに対向する外側面19bが上縁部から下縁部に向かって傾斜する。
【選択図】 図3
【解決手段】車幅方向に間隔を空けて配置され、前後方向に延びると共に前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように形成された一対の車体フレーム1と、一対の車体フレーム1の内側に配置されてバッテリ3を支持するバッテリフレーム12とを備え、バッテリフレーム12は、車幅方向に間隔を空けて配置されて前後方向に延びると共に少なくとも前端部側が一対の車体フレーム1に沿って前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように配置された一対の側部フレーム14aを有し、一対の側部フレーム14aは、一対の車体フレーム1の内側面18aに対向する外側面19bが上縁部から下縁部に向かって傾斜する。
【選択図】 図3
Description
この発明は、衝突荷重緩和構造体に係り、特に、電動自動車を駆動するためのバッテリに伝達される衝突荷重を緩和する衝突荷重緩和構造体に関する。
電気自動車およびハイブリッド自動車などの電動自動車に搭載されるバッテリは、大きな容量を必要とし、その重量も大きなものとなる。このため、電動自動車には、一般的に、バッテリを支持するためのバッテリフレームが設けられており、例えば車室の床下の広いスペースにバッテリフレームを設けて複数のバッテリがまとめて配置されている。ここで、電動自動車が衝突した場合に、外部からの大きな衝突荷重がバッテリに入力することを抑制する技術が求められている。
そこで、バッテリへの衝突荷重の伝達を緩和する衝突荷重緩和構造体として、例えば、特許文献1には、車両前方から入力された荷重を確実に分散させることができる電気自動車のバッテリ支持構造が提案されている。この電気自動車のバッテリ支持構造は、フロア面から下方に突出して車両前後方向に延びると共にバッテリが支持される突出部を設け、この突出部の前端部にフロントサイドフレームの後端部が連結されている。これにより、車両前方からフロントサイドフレームに入力された荷重を突出部を介して車両後方に伝達および分散させることができる。
しかしながら、特許文献1の電気自動車のバッテリ支持構造は、フロントサイドフレームなどの車体フレームが、バッテリを支持する突出部に前側から強固に固定されている。このため、電気自動車の前部が衝突した際に、車体フレームを伝達した衝突荷重が一度に突出部に入力され、バッテリに大きな衝突荷重が入力されるおそれがあった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、バッテリへ伝達される衝突荷重を確実に減少させる衝突荷重緩和構造体を提供することを目的とする。
この発明に係る衝突荷重緩和構造体は、電動自動車を駆動するためのバッテリに伝達される衝突荷重を緩和する衝突荷重緩和構造体であって、車幅方向に間隔を空けて配置され、前後方向に延びると共に前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように形成された一対の車体フレームと、一対の車体フレームの内側に配置されてバッテリを支持するバッテリフレームとを備え、バッテリフレームは、車幅方向に間隔を空けて配置されて前後方向に延びると共に少なくとも前端部側が一対の車体フレームに沿って前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように配置された一対の側部フレームを有し、一対の側部フレームは、一対の車体フレームの内側面に対向する外側面が上縁部から下縁部に向かって傾斜するものである。
ここで、一対の車体フレームは、車室の床下を前後方向に延びる一対のフロアサイドフレームであり、一対のフロアサイドフレームの内側面は、上縁部から下縁部に向かって傾斜することが好ましい。
また、一対の側部フレームの外側面は、一対の車体フレームの内側面に対してほぼ平行に配置されることが好ましい。
また、一対の車体フレームの外側面および一対の側部フレームの内側面は、上縁部から下縁部に向かって外側に傾斜することができる。
また、一対の車体フレームの外側面および一対の側部フレームの内側面は、上縁部から下縁部に向かって内側に傾斜することもできる。
また、一対の車体フレームの外側面および一対の側部フレームの内側面は、上縁部から下縁部に向かって内側に傾斜することもできる。
また、一対の側部フレームの外側面は、一対の車体フレームの内側面とほぼ一致する位置に配置されることが好ましい。
この発明によれば、バッテリフレームの一対の側部フレームは一対の車体フレームの内側面に対向する外側面が上縁部から下縁部に向かって傾斜するので、バッテリへ伝達される衝突荷重を確実に減少させる衝突荷重緩和構造体を提供することが可能となる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係る衝突荷重緩和構造体を備えた電気自動車の構成を示す。この電気自動車は、車体を支持する車体フレーム1と、車体フレーム1に固定されたバッテリ筐体2と、バッテリ筐体2内に配置された複数のバッテリ3と、バッテリ筐体2の前側に配置されたサブフレーム4と、複数のバッテリ3に図示しない配線を介して電気的に接続された駆動部5とを有する。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係る衝突荷重緩和構造体を備えた電気自動車の構成を示す。この電気自動車は、車体を支持する車体フレーム1と、車体フレーム1に固定されたバッテリ筐体2と、バッテリ筐体2内に配置された複数のバッテリ3と、バッテリ筐体2の前側に配置されたサブフレーム4と、複数のバッテリ3に図示しない配線を介して電気的に接続された駆動部5とを有する。
車体フレーム1は、バンパフレーム6と、一対のフロントアッパフレーム7と、一対のフロントサイドフレーム8と、一対のフロントピラー9と、一対のサイドシル10と、一対のフロアサイドフレーム11とを有する。
バンパフレーム6は、電気自動車の前部に配置されてバンパBを支持するもので、車幅方向に湾曲して延びるように形成されている。このバンパフレーム6およびバンパBには、電気自動車の前部が衝突した際に、最初に変形して衝突荷重を吸収するクラッシュエリアSが形成されている。
バンパフレーム6は、電気自動車の前部に配置されてバンパBを支持するもので、車幅方向に湾曲して延びるように形成されている。このバンパフレーム6およびバンパBには、電気自動車の前部が衝突した際に、最初に変形して衝突荷重を吸収するクラッシュエリアSが形成されている。
フロントアッパフレーム7は、電気自動車の両側部を前部近傍から後方へ延びるように形成されており、後端部がフロントピラー9に接続されている。
フロントサイドフレーム8は、フロントアッパフレーム7の内側を前後方向に延びるように形成され、前端部がバンパフレーム6に接続されると共に後端部がフロアサイドフレーム11に接続されている。また、フロントサイドフレーム8の後端部は、トルクボックスなどの剛性部材Rを介してサイドシル10にも接続されている。
フロントサイドフレーム8は、フロントアッパフレーム7の内側を前後方向に延びるように形成され、前端部がバンパフレーム6に接続されると共に後端部がフロアサイドフレーム11に接続されている。また、フロントサイドフレーム8の後端部は、トルクボックスなどの剛性部材Rを介してサイドシル10にも接続されている。
フロントピラー9は、電気自動車の両側部を上下方向に延びるように形成されており、その間を接続するようにトーボードTが配置されている。このトーボードTの前側には前室R1が形成されると共にトーボードTの後側には車室R2が形成されている。
サイドシル10は、前端部がフロントピラー9の下端部に接続され、車室R2の床下を電気自動車の両側部に沿って後方へ延びるように形成されている。
フロアサイドフレーム11は、サイドシル10の内側を前後方向に延びるように形成され、前端部がフロントサイドフレーム8に接続されると共に後端部がサイドシル10に接続されている。このため、フロアサイドフレーム11は、前端部側から後端部側に向かって徐々に側方に開くように、すなわち前端部側から後端部側へ向かって一方のフロアサイドフレーム11と他方のフロアサイドフレーム11との間隔が徐々に広くなるように配置されている。
サイドシル10は、前端部がフロントピラー9の下端部に接続され、車室R2の床下を電気自動車の両側部に沿って後方へ延びるように形成されている。
フロアサイドフレーム11は、サイドシル10の内側を前後方向に延びるように形成され、前端部がフロントサイドフレーム8に接続されると共に後端部がサイドシル10に接続されている。このため、フロアサイドフレーム11は、前端部側から後端部側に向かって徐々に側方に開くように、すなわち前端部側から後端部側へ向かって一方のフロアサイドフレーム11と他方のフロアサイドフレーム11との間隔が徐々に広くなるように配置されている。
バッテリ筐体2は、内部に収容された複数のバッテリ3の姿勢を強固に固定するためのもので、複数のバッテリ3をまとめて覆うと共に高い剛性を有するように形成されている。バッテリ筐体2は、車室R2の床下において一対のフロアサイドフレーム11の間に広がるように配置されている。そして、バッテリ筐体2の下部には、枠形状のバッテリフレーム12がバッテリ筐体2の外縁部に沿って設けられており、このバッテリフレーム12によりバッテリ3が下側から支持されている。
バッテリ3は、車外の電源から供給される電力で充電されるもので、バッテリ筐体2内に収容されている。バッテリ3は、駆動部5を駆動させるために大きな容量を有し、その重量も大きくなる。このため、バッテリ3を収容したバッテリ筐体2の重量は、例えば約300kgとなるなど非常に大きなものとなる。
バッテリ3は、車外の電源から供給される電力で充電されるもので、バッテリ筐体2内に収容されている。バッテリ3は、駆動部5を駆動させるために大きな容量を有し、その重量も大きくなる。このため、バッテリ3を収容したバッテリ筐体2の重量は、例えば約300kgとなるなど非常に大きなものとなる。
サブフレーム4は、バンパBの近傍からバッテリフレーム12の前部に向かって前室R1内を後方へ延びるように配置されている。
駆動部5は、バッテリ3から供給される電力により駆動するモータなどから構成され、前室R1内においてタイヤなどに接続されている。
駆動部5は、バッテリ3から供給される電力により駆動するモータなどから構成され、前室R1内においてタイヤなどに接続されている。
次に、バッテリフレーム12とサブフレーム4の構成を詳細に説明する。
図2に示すように、バッテリフレーム12とサブフレーム4は、同一面内に位置するように配置されている。バッテリフレーム12は、電気自動車の両側部側を前後方向に延びる一対の側部フレーム14aと、車幅方向に延びて一対の側部フレーム14aの前端部を接続する前部フレーム14bと、車幅方向に延びて一対の側部フレーム14aの後端部を接続する後部フレーム14cとを有し、フロアサイドフレーム11の内側にほぼ同一面内に位置するように配置される。
図2に示すように、バッテリフレーム12とサブフレーム4は、同一面内に位置するように配置されている。バッテリフレーム12は、電気自動車の両側部側を前後方向に延びる一対の側部フレーム14aと、車幅方向に延びて一対の側部フレーム14aの前端部を接続する前部フレーム14bと、車幅方向に延びて一対の側部フレーム14aの後端部を接続する後部フレーム14cとを有し、フロアサイドフレーム11の内側にほぼ同一面内に位置するように配置される。
一対の側部フレーム14aは、前端部側にフロアサイドフレーム11に沿うように配置された押当部16を有する。この押当部16は、後端部側へ向かって側方へ開くように形成、すなわち後端部側へ向かって互いの間隔が徐々に広くなるように形成されたものである。また、一対の側部フレーム14aの後部側は、後方へ向かって真直ぐ平行に延びるように形成されている。さらに、前部フレーム14bがトーボードTに沿って車幅方向に延びると共に後部フレーム14cが車幅方向に延びるように形成されている。
バッテリフレーム12の下側には、一方のフロアサイドフレーム11から他方のフロアサイドフレーム11まで車幅方向に延びる複数の接続部15が配置されている。この接続部15がバッテリフレーム12とフロアサイドフレーム11にそれぞれ接合されることにより、バッテリフレーム12がフロアサイドフレーム11に固定される。
バッテリフレーム12の下側には、一方のフロアサイドフレーム11から他方のフロアサイドフレーム11まで車幅方向に延びる複数の接続部15が配置されている。この接続部15がバッテリフレーム12とフロアサイドフレーム11にそれぞれ接合されることにより、バッテリフレーム12がフロアサイドフレーム11に固定される。
サブフレーム4は、電気自動車の衝突により前方への慣性力が生じるバッテリフレーム12を前側から受け止めて支持するものであり、電気自動車の両側部側を前後方向に延びる一対の側部フレーム13aと、一対の側部フレーム13aの前端部を接続する前部フレーム13bと、一対の側部フレーム13aの後端部を接続する後部フレーム13cとを有する。
一対の側部フレーム13aは、前端部から後端部に向かって後方へ真直ぐ平行に延びるように形成されている。ここで、一対の側部フレーム13aは、その延長線上にバッテリフレーム12の一対の側部フレーム14aの前端部が位置するように配置されている。このため、一対の側部フレーム13aの後端部は、一対の側部フレーム14aの前端部に対向配置されることになる。また、前部フレーム13bと後部フレーム13cは、バッテリフレーム12の前部フレーム14bと平行に車幅方向に延びるように形成されている。サブフレーム4は、図示しない連結部を介してフロントサイドフレーム8に連結して固定されている。
一対の側部フレーム13aは、前端部から後端部に向かって後方へ真直ぐ平行に延びるように形成されている。ここで、一対の側部フレーム13aは、その延長線上にバッテリフレーム12の一対の側部フレーム14aの前端部が位置するように配置されている。このため、一対の側部フレーム13aの後端部は、一対の側部フレーム14aの前端部に対向配置されることになる。また、前部フレーム13bと後部フレーム13cは、バッテリフレーム12の前部フレーム14bと平行に車幅方向に延びるように形成されている。サブフレーム4は、図示しない連結部を介してフロントサイドフレーム8に連結して固定されている。
ここで、図3に示すように、フロアサイドフレーム11は、上部が車室R2の床板部17に接合され、下部に向かって徐々に縮幅するように形成されている。これにより、フロアサイドフレーム11は、内側面18aが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜されると共に外側面18bが上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜されている。
一方、バッテリフレーム12の側部フレーム14aは、下部に向かって拡幅するように形成され、内側面19aが上縁部から下縁部に向かって鉛直線に沿うように配置されると共に外側面19bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜されている。また、側部フレーム14aの外側面19bは、互いに対向するフロアサイドフレーム11の内側面18aとほぼ平行に近接して配置、すなわちほぼ一致する位置に配置されている。
一方、バッテリフレーム12の側部フレーム14aは、下部に向かって拡幅するように形成され、内側面19aが上縁部から下縁部に向かって鉛直線に沿うように配置されると共に外側面19bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜されている。また、側部フレーム14aの外側面19bは、互いに対向するフロアサイドフレーム11の内側面18aとほぼ平行に近接して配置、すなわちほぼ一致する位置に配置されている。
次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、図1に示す電気自動車の前部が衝突体Dに衝突、例えば正面からフルラップ衝突すると、電気自動車の前部に衝突荷重が入力される。衝突初期では、図4に示すように、バンパBのクラッシュエリアSが潰れるように変形される一方で、その他の車体フレーム1はほとんど変形されず、バンパBから入力された衝突荷重はフロントアッパフレーム7、フロントサイドフレーム8およびサブフレーム4を介して後方へと伝達される。
まず、図1に示す電気自動車の前部が衝突体Dに衝突、例えば正面からフルラップ衝突すると、電気自動車の前部に衝突荷重が入力される。衝突初期では、図4に示すように、バンパBのクラッシュエリアSが潰れるように変形される一方で、その他の車体フレーム1はほとんど変形されず、バンパBから入力された衝突荷重はフロントアッパフレーム7、フロントサイドフレーム8およびサブフレーム4を介して後方へと伝達される。
この時、バッテリフレーム12には、前方への慣性力が生じているが、押当部16がフロアサイドフレーム11に押し当てられることにより前方への移動が抑制される。この押当部16は、後方へ向かって外側へ開くように形成されており、フロアサイドフレーム11に広い面積で押し当てられるため、バッテリフレーム12の前方への移動を確実に抑制することができる。
ここで、押当部16が、フロアサイドフレーム11に急激に受け止められると、バッテリフレーム12に大きな衝突荷重が入力されるおそれがある。従来、バッテリフレーム12は、衝突により前方へ移動しないように、例えば前部フレーム14bなどが車体フレーム1に強固に固定されていた。このため、衝突初期から車体フレーム1を介して大きな衝突荷重が一度にバッテリフレーム12に伝達されるおそれがあった。
そこで、図3に示すように、フロアサイドフレーム11の内側面18aに対向する側部フレーム14aの外側面19bが、上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されている。このため、図5に示すように、バッテリフレーム12は、慣性力により僅かに前方へ移動、例えば約5mm前方へ移動するのに従って、外側面19bに沿って下方へ移動される。そして、前方へ移動されたバッテリフレーム12の側部フレーム14aが、フロアサイドフレーム11の下部側を局部的に側方へ押圧するため、フロアサイドフレーム11は外側へ屈曲するように変形される。
このフロアサイドフレーム11の変形により、バッテリフレーム12に伝達される衝突荷重が吸収されるため、バッテリフレーム12をフロアサイドフレーム11で受け止める際にバッテリフレーム12に入力される衝突荷重を抑制することができる。
そこで、図3に示すように、フロアサイドフレーム11の内側面18aに対向する側部フレーム14aの外側面19bが、上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されている。このため、図5に示すように、バッテリフレーム12は、慣性力により僅かに前方へ移動、例えば約5mm前方へ移動するのに従って、外側面19bに沿って下方へ移動される。そして、前方へ移動されたバッテリフレーム12の側部フレーム14aが、フロアサイドフレーム11の下部側を局部的に側方へ押圧するため、フロアサイドフレーム11は外側へ屈曲するように変形される。
このフロアサイドフレーム11の変形により、バッテリフレーム12に伝達される衝突荷重が吸収されるため、バッテリフレーム12をフロアサイドフレーム11で受け止める際にバッテリフレーム12に入力される衝突荷重を抑制することができる。
なお、フロアサイドフレーム11の内側面18aは、バッテリフレーム12の外側面19bと平行に傾斜するように形成されている。このため、バッテリフレーム12をスムーズに下方へ移動させることができ、フロアサイドフレーム11を外側へ確実に変形することができる。
また、バッテリフレーム12は、車幅方向に延びる接続部15によりフロアサイドフレーム11に固定されているため、バッテリフレーム12が下方への移動に伴って落下することを確実に防止することができる。
また、バッテリフレーム12は、車幅方向に延びる接続部15によりフロアサイドフレーム11に固定されているため、バッテリフレーム12が下方への移動に伴って落下することを確実に防止することができる。
さらに、バッテリフレーム12の前側には、サブフレーム4が配置されている。例えば、バンパBのクラッシュエリアSが完全に変形して衝突初期が終了すると、クラッシュエリアS以外の車体フレーム1が変形することになり、その変形荷重はクラッシュエリアSの変形荷重と比較して大きくなる。このため、バッテリフレーム12に生じる前方への慣性力が上昇し、バッテリフレーム12をフロアサイドフレーム11のみで前側から受け止めることが困難となるおそれがある。
そこで、例えば慣性力に従ってバッテリフレーム12が前方へ移動することにより、サブフレーム4の後部フレーム13cがバッテリフレーム12の前部フレーム14bに当接し、バッテリフレーム12をサブフレーム4で前側から支持することができる。これにより、バッテリフレーム12は、フロアサイドフレーム11とサブフレーム4により前側から支持されるため、バッテリフレーム12の慣性力が上昇した場合でもバッテリフレーム12が前方へ移動するのを確実に抑制することができる。
そこで、例えば慣性力に従ってバッテリフレーム12が前方へ移動することにより、サブフレーム4の後部フレーム13cがバッテリフレーム12の前部フレーム14bに当接し、バッテリフレーム12をサブフレーム4で前側から支持することができる。これにより、バッテリフレーム12は、フロアサイドフレーム11とサブフレーム4により前側から支持されるため、バッテリフレーム12の慣性力が上昇した場合でもバッテリフレーム12が前方へ移動するのを確実に抑制することができる。
ここで、サブフレーム4は、一対の側部フレーム13aの延長線上にバッテリフレーム12の一対の側部フレーム14aの前端部が位置するため、バッテリフレーム12を前側から確実に支持することができる。
また、サブフレーム4は、バッテリフレーム12の前部フレーム14bと平行に後部フレーム13cが配置されるため、バッテリフレーム12に対して幅広い面積で当接することができ、バッテリフレーム12を前側から強固に支持することができる。
さらに、バッテリフレーム12の前側にサブフレーム4を配置するだけでバッテリフレーム12の前方への移動を抑制するため、バッテリフレーム12の前部フレーム14bなどを車体フレーム1に強固に固定する必要がなく、電気自動車を軽量化すると共に組立を簡単化することができる。
また、サブフレーム4は、バッテリフレーム12の前部フレーム14bと平行に後部フレーム13cが配置されるため、バッテリフレーム12に対して幅広い面積で当接することができ、バッテリフレーム12を前側から強固に支持することができる。
さらに、バッテリフレーム12の前側にサブフレーム4を配置するだけでバッテリフレーム12の前方への移動を抑制するため、バッテリフレーム12の前部フレーム14bなどを車体フレーム1に強固に固定する必要がなく、電気自動車を軽量化すると共に組立を簡単化することができる。
なお、サブフレーム4は、バッテリフレーム12より低い剛性を有することが好ましい。これにより、サブフレーム4がバッテリフレーム12を支持する際に、サブフレーム4を優先的に変形させることができ、バッテリフレーム12に入力される衝突荷重を確実に抑制することができる。
本実施の形態によれば、バッテリフレーム12においてフロアサイドフレーム11の内側面18aに対向する側部フレーム14aの外側面19bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されるため、前方へ移動するバッテリフレーム12をフロアサイドフレーム11で受け止める際にフロアサイドフレーム11を変形させて衝突荷重を吸収することができ、バッテリ3へ伝達される衝突荷重を確実に減少させることができる。
実施の形態2
実施の形態1では、フロアサイドフレーム11の内側面18aに対向する側部フレーム14aの外側面19bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されたが、外側面19bを上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜するように形成することもできる。
例えば、図6に示すように、実施の形態1において、フロアサイドフレーム11に換えてフロアサイドフレーム21を配置すると共に、バッテリフレーム12の側部フレーム14aに換えて側部フレーム22を配置することができる。
実施の形態1では、フロアサイドフレーム11の内側面18aに対向する側部フレーム14aの外側面19bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されたが、外側面19bを上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜するように形成することもできる。
例えば、図6に示すように、実施の形態1において、フロアサイドフレーム11に換えてフロアサイドフレーム21を配置すると共に、バッテリフレーム12の側部フレーム14aに換えて側部フレーム22を配置することができる。
フロアサイドフレーム21は、下部に向かって徐々に拡幅するように形成されている。このため、フロアサイドフレーム21は、内側面23aが上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜されると共に外側面23bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜されている。
バッテリフレーム12の側部フレーム22は、下部に向かって縮幅するように形成されている。このため、側部フレーム22は、内側面24aが上縁部から下縁部に向かって鉛直線に沿うように配置されると共に外側面24bが上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜されている。また、側部フレーム22の外側面24bは、互いに対向するフロアサイドフレーム21の内側面23aとほぼ平行に近接して配置されている。
バッテリフレーム12の側部フレーム22は、下部に向かって縮幅するように形成されている。このため、側部フレーム22は、内側面24aが上縁部から下縁部に向かって鉛直線に沿うように配置されると共に外側面24bが上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜されている。また、側部フレーム22の外側面24bは、互いに対向するフロアサイドフレーム21の内側面23aとほぼ平行に近接して配置されている。
実施の形態1と同様に、電気自動車の前部が衝突体Dに衝突すると、バッテリフレーム12には前方への慣性力が生じる。この時、バッテリフレーム12において側部フレーム22の外側面24bは、上縁部から下縁部に向かって内側に傾斜しているため、対向するフロアサイドフレーム21の内側面23aを押し下げるように局部的に押圧し、フロアサイドフレーム21が上部を起点に外側へ屈曲するように変形される。
ここで、フロアサイドフレーム21の内側面23aは、バッテリフレーム12の外側面24bに対して平行に傾斜するように形成されている。このため、バッテリフレーム12の外側面24bでフロアサイドフレーム21の内側面23aを全体的に押圧することができ、フロアサイドフレーム21を確実に変形させることができる。また、バッテリフレーム12が、フロアサイドフレーム21に下側から支持されるため、バッテリフレーム12が落下するのを抑制することができる。
さらに、フロアサイドフレーム21は、外側面23bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されているため、下部から上部に向かって徐々に縮幅するような形状となる。このため、フロアサイドフレーム21の内側面23aがバッテリフレーム12の外側面24bで押圧された際に、上部を起点としてフロアサイドフレーム21を容易に外側へ変形させることができる。
さらに、フロアサイドフレーム21は、外側面23bが上縁部から下縁部に向かって外側へ傾斜するように形成されているため、下部から上部に向かって徐々に縮幅するような形状となる。このため、フロアサイドフレーム21の内側面23aがバッテリフレーム12の外側面24bで押圧された際に、上部を起点としてフロアサイドフレーム21を容易に外側へ変形させることができる。
本実施の形態によれば、バッテリフレーム12においてフロアサイドフレーム21の内側面23aに対向する側部フレーム22の外側面24bが上縁部から下縁部に向かって内側へ傾斜するように形成されるため、前方へ移動するバッテリフレーム12をフロアサイドフレーム21で受け止める際にフロアサイドフレーム21を変形させて衝突荷重を吸収することができ、バッテリ3へ伝達される衝突荷重を確実に減少させることができる。
なお、上記の実施の形態1および2では、バッテリフレーム12において一対の側部フレームの外側面は、フロアサイドフレームの内側面に対してほぼ平行に配置されたが、上縁部から下縁部に向かって傾斜していればよく、これに限られるものではない。
例えば、図7に示すように、実施の形態1のバッテリフレーム12において側部フレーム14aに換えて側部フレーム31を配置することができる。この側部フレーム31は、実施の形態1の側部フレーム14aの外側面19bと比較して傾斜角度が大きい、すなわち鉛直面に近づくように傾斜された外側面32を有する。これにより、側部フレーム31の外側面32は、フロアサイドフレーム11の内側面18aを大きな力で側方へ押圧することができ、フロアサイドフレーム11を確実に変形させることができる。
例えば、図7に示すように、実施の形態1のバッテリフレーム12において側部フレーム14aに換えて側部フレーム31を配置することができる。この側部フレーム31は、実施の形態1の側部フレーム14aの外側面19bと比較して傾斜角度が大きい、すなわち鉛直面に近づくように傾斜された外側面32を有する。これにより、側部フレーム31の外側面32は、フロアサイドフレーム11の内側面18aを大きな力で側方へ押圧することができ、フロアサイドフレーム11を確実に変形させることができる。
また、上記の実施の形態1および2において、バッテリフレームは、慣性力による前方への移動に伴って後部側に対して前部側をより下方へ誘導させることが好ましい。例えば、バッテリフレームは、側部フレームの外側面の傾斜角度を後部から前部に向かって徐々に大きくする、すなわち徐々に鉛直面に近づくように傾斜角度を変えることができる。
衝突後期において、電気自動車の前室R1に配置された駆動部5などの機器類が衝突体Dに押されて後方へ移動し、バッテリフレームの前部が圧迫されるおそれがある。そこで、バッテリフレームの前方への移動に伴って前部を下方へ誘導、例えば約150mm下方へ誘導することにより、バッテリフレームの前部が機器類で圧迫されるのを防ぐことができる。
衝突後期において、電気自動車の前室R1に配置された駆動部5などの機器類が衝突体Dに押されて後方へ移動し、バッテリフレームの前部が圧迫されるおそれがある。そこで、バッテリフレームの前方への移動に伴って前部を下方へ誘導、例えば約150mm下方へ誘導することにより、バッテリフレームの前部が機器類で圧迫されるのを防ぐことができる。
なお、上記の実施の形態1および2では、本発明の衝突荷重緩和構造体を電気自動車に適用したが、駆動部を電気で駆動させるなど、大きな容量のバッテリを搭載した電動自動車であればよく、電気自動車に限られるものではない。例えば、ハイブリッド自動車に本発明の衝突荷重構造体を適用することもできる。
1 車体フレーム、2 バッテリ筐体、3 バッテリ、4 サブフレーム、5 駆動部、6 バンパフレーム、7 フロントアッパフレーム、8 フロントサイドフレーム、9 フロントピラー、10 サイドシル、11,21 フロアサイドフレーム、12 バッテリフレーム、14a,13a,22,31 側部フレーム、14b,13b 前部フレーム、14c,13c 後部フレーム、15 接続部、16 押当部、17 床板部、18a,19a,23a,24a 内側面、18b,19b,23b,24b,32 外側面、B バンパ、S クラッシュエリア、R 剛性部材、T トーボード、R1 前室、R2 車室、D 衝突体。
Claims (6)
- 電動自動車を駆動するためのバッテリに伝達される衝突荷重を緩和する衝突荷重緩和構造体であって、
車幅方向に間隔を空けて配置され、前後方向に延びると共に前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように形成された一対の車体フレームと、
前記一対の車体フレームの内側に配置されて前記バッテリを支持するバッテリフレームと
を備え、
前記バッテリフレームは、車幅方向に間隔を空けて配置されて前後方向に延びると共に少なくとも前端部側が前記一対の車体フレームに沿って前端部側から後端部側に向かって徐々に互いの間隔が広くなるように配置された一対の側部フレームを有し、
前記一対の側部フレームは、前記一対の車体フレームの内側面に対向する外側面が上縁部から下縁部に向かって傾斜する衝突荷重緩和構造体。 - 前記一対の車体フレームは、車室の床下を前後方向に延びる一対のフロアサイドフレームであり、
前記一対のフロアサイドフレームの前記内側面は、上縁部から下縁部に向かって傾斜する請求項1に記載の衝突荷重緩和構造体。 - 前記一対の側部フレームの前記外側面は、前記一対の車体フレームの前記内側面に対してほぼ平行に配置される請求項1または2に記載の衝突荷重緩和構造体。
- 前記一対の車体フレームの前記外側面および前記一対の側部フレームの前記内側面は、上縁部から下縁部に向かって外側に傾斜する請求項3に記載の衝突荷重緩和構造体。
- 前記一対の車体フレームの前記外側面および前記一対の側部フレームの前記内側面は、上縁部から下縁部に向かって内側に傾斜する請求項3に記載の衝突荷重緩和構造体。
- 前記一対の側部フレームの前記外側面は、前記一対の車体フレームの前記内側面とほぼ一致する位置に配置される請求項1〜5のいずれか一項に記載の衝突荷重緩和構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015193463A JP2017065491A (ja) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | 衝突荷重緩和構造体 |
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ID=58491318
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109131592A (zh) * | 2017-06-27 | 2019-01-04 | 丰田自动车株式会社 | 车身下部结构 |
JP2019018732A (ja) * | 2017-07-18 | 2019-02-07 | トヨタ自動車株式会社 | 車体前部構造 |
CN110893759A (zh) * | 2018-08-22 | 2020-03-20 | 丰田自动车株式会社 | 车辆侧部结构 |
-
2015
- 2015-09-30 JP JP2015193463A patent/JP2017065491A/ja active Pending
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