JP2018030445A - 車両後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】大型バッテリを安定的に支持できる車両後部構造を得る。【解決手段】平面視で、接合部３６の直上を除くサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部及びクロスメンバ３０の後フランジ部３２の一部に、それぞれ一端部及び他端部がフロアパネル１４を介して接合され、大型バッテリ６０の第１脚部６２が締結される第１締結部４５を有する第１ブラケット４０と、第１ブラケット４０よりも車体前方外側に配置され、接合部３６の直上を除くサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部とクロスメンバ３０の前フランジ部３４の一部に車幅方向内側端部がフロアパネル１４を介して接合されるとともに、サイドメンバ２０の外フランジ部２４の一部に車幅方向外側端部がフロアパネル１４を介して接合され、大型バッテリ６０の第２脚部６４が締結される第２締結部５５を有する第２ブラケット５０と、を備えた車両後部構造１０とする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両後部構造に関する。

サイドメンバとクロスメンバとに締結され、サイドメンバとクロスメンバとの接合を補強するブラケット（補強板）を備えた車両用シャシフレーム構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。また、一対の脚部がそれぞれサイドメンバとクロスメンバとに締結されたブラケットの頂壁部にＨＶバッテリが締結された車両後部構造も、従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−１２０００４号公報 特開２０１５−０６３２３２号公報

ところで、クロスメンバは、その車幅方向両端部が、それぞれサイドメンバに接合されることで、サイドメンバを車幅方向に連結している。したがって、平面視で、サイドメンバにクロスメンバの車幅方向両端部が突き当てられて接合されている接合部では、車両の走行時に、サイドメンバ及びクロスメンバから荷重が伝達される。

そのため、その接合部の直上に、バッテリ、特に容量の大きい（重量が増加された）大型バッテリを支持するブラケットとサイドメンバ又はクロスメンバとの接合点（スポット溶接部）があると、その接合点は、上記荷重及び大型バッテリからの荷重が伝達されることにより、ブラケットにおける他の接合点よりも劣化が早くなるおそれがある。つまり、このような構成では、大型バッテリを安定的に支持することが困難になるおそれがある。

そこで、本発明は、大型バッテリを安定的に支持できる車両後部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両後部構造は、車体前後方向に延在する断面ハット型形状に形成され、車幅方向内側の内フランジ部と車幅方向外側の外フランジ部とがフロアパネルの下面に接合された左右一対のサイドメンバと、車幅方向に延在する断面ハット型形状に形成され、車体後方側の後フランジ部と車体前方側の前フランジ部とが前記フロアパネルの下面に接合されるとともに、車幅方向外側端部がそれぞれ前記サイドメンバに接合された接合部とされて該サイドメンバを連結するクロスメンバと、平面視で、前記接合部の直上を除く前記内フランジ部の一部及び前記後フランジ部の一部に、それぞれ一端部及び他端部が前記フロアパネルを介して接合され、大型バッテリの第１脚部が締結される第１締結部を有する第１ブラケットと、平面視で、前記第１ブラケットよりも車体前方外側に配置され、前記接合部の直上を除く前記内フランジ部の一部と前記前フランジ部の一部に車幅方向内側端部が前記フロアパネルを介して接合されるとともに、前記外フランジ部の一部に車幅方向外側端部が前記フロアパネルを介して接合され、前記大型バッテリの第２脚部が締結される第２締結部を有する第２ブラケットと、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、平面視で、第１ブラケットの一端部及び他端部が、それぞれサイドメンバに対するクロスメンバの接合部の直上を除く、内フランジ部の一部と後フランジ部の一部とにフロアパネルを介して接合され、第２ブラケットの車幅方向内側端部及び外側端部が、それぞれサイドメンバに対するクロスメンバの接合部の直上を除く、内フランジ部の一部と前フランジ部の一部と外フランジ部の一部とにフロアパネルを介して接合されている。

つまり、サイドメンバに対するクロスメンバの接合部の直上には、第１ブラケット及び第２ブラケットをサイドメンバ又はクロスメンバに接合する接合点（スポット溶接部）が形成されていない。換言すれば、第１ブラケット及び第２ブラケットには、車両の走行時に、サイドメンバ及びクロスメンバからの荷重が伝わり易い接合点（スポット溶接部）が存在していない。したがって、第１ブラケット及び第２ブラケットにより、大型バッテリが安定的に支持される。

また、請求項２に記載の車両後部構造は、請求項１に記載の車両後部構造であって、前記第１ブラケット及び前記第２ブラケットは、それぞれ左右一対で設けられている。

請求項２に記載の発明によれば、第１ブラケット及び第２ブラケットが、それぞれ左右一対で設けられている。つまり、大型バッテリは、クロスメンバとほぼ同じ長さに形成されている。したがって、大型バッテリをクロスメンバと同等の車両骨格部材として活用可能となり、車両のボデー剛性が向上される。

請求項１に係る発明によれば、大型バッテリを安定的に支持することができる。

請求項２に係る発明によれば、車両のボデー剛性を向上させることができる。

本実施形態に係る車両後部構造を示す斜視図である。 本実施形態に係る車両後部構造を示す平面図である。 比較例に係る車両後部構造を示す平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＲＨを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係る車両後部構造１０を備えた車両１２は、車室内の床を構成するフロアパネル１４を有している。なお、フロアパネル１４の後部には、図示しないスペアタイヤを収納する収納凹部１６が形成されている。また、後述するように、フロアパネル１４には、８０ｋｇ以上の大型バッテリ６０が搭載されるようになっている。

フロアパネル１４の下面には、左右一対で車体前後方向に延在する車両骨格部材である断面ハット型形状のサイドメンバ２０が接合されている。すなわち、サイドメンバ２０の上端部で車幅方向内側へ折り曲げられた内フランジ部２２と車幅方向外側へ折り曲げられた外フランジ部２４とが、それぞれフロアパネル１４の下面に溶接等によって接合されている。

また、フロアパネル１４の下面には、車幅方向に延在する車両骨格部材である断面ハット型形状のクロスメンバ３０が接合されている。すなわち、クロスメンバ３０の上端部で車体後方側へ折り曲げられた後フランジ部３２と車体前方側へ折り曲げられた前フランジ部３４とが、それぞれフロアパネル１４の下面に溶接等によって接合されている。

そして、図２に示されるように、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部には、例えば車体前方側及び車体後方側へそれぞれ折り曲げられたフランジ部（図示省略）が形成されており、そのフランジ部が、それぞれ左右一対のサイドメンバ２０の側面２６に突き当てられて溶接等によって接合されている。これにより、このクロスメンバ３０は、左右一対のサイドメンバ２０を車幅方向に連結している。

なお、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における後フランジ部３２及び前フランジ部３４は、それぞれサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部に車体下方側から重ね合わされており、スポット溶接（「×」で示す）によって接合されている。本実施形態では、そのスポット溶接されている箇所をクロスメンバ３０の車幅方向外側端部がサイドメンバ２０に接合された接合部３６とし、特に後側の接合部３６を後側接合部３６Ａとする。

また、図１、図２に示されるように、サイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部と、クロスメンバ３０の後フランジ部３２の一部との間には、平面視略三角形状とされた平板状の第１ブラケット４０が架設されている。詳細に説明すると、第１ブラケット４０の車幅方向外側における後端部（一端部）４２が、サイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部にフロアパネル１４を介して前後２箇所のスポット溶接部４６（×を○で囲って示す）によって接合されている。

そして、第１ブラケット４０の前端部（他端部）４４が、クロスメンバ３０の後フランジ部３２の一部にフロアパネル１４を介して左右２箇所のスポット溶接部４８（×を○で囲って示す）によって接合されている。なお、図示の通り、スポット溶接部４６、４８は、平面視で、共に接合部３６の直上を除く位置となっている。そして、第１ブラケット４０の後端部４２と前端部４４との間には、大型バッテリ６０の後部に設けられた第１脚部６２（図１参照）が締結される第１締結部としての第１孔部４５が形成されている。

つまり、第１ブラケット４０の下面には、第１孔部４５と同軸的にウエルドナット（図示省略）が固着されており、大型バッテリ６０の第１脚部６２にも、第１孔部４５と連通する貫通孔６２Ａが形成されている。したがって、第１脚部６２の貫通孔６２Ａと第１孔部４５に上方からボルト（図示省略）が挿入されてウエルドナットに螺合されることにより、第１脚部６２が第１ブラケット４０に固定されるようになっている。

また、図１、図２に示されるように、第１ブラケット４０よりも車体前方外側には、平面視略四角形状とされた平板状の第２ブラケット５０が配設されている。詳細に説明すると、第２ブラケット５０の車幅方向内側における後端部５２が、サイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部にフロアパネル１４を介して１箇所のスポット溶接部５６（×を○で囲って示す）によって接合されている。

そして、第２ブラケット５０の車幅方向内側における前端部５４が、クロスメンバ３０の前フランジ部３４の一部とサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部に、それぞれフロアパネル１４を介して１箇所のスポット溶接部５８（×を○で囲って示す）と１箇所のスポット溶接部５９（×を○で囲って示す）によって接合されている。なお、図示の通り、スポット溶接部５６、５８、５９は、平面視で、共に接合部３６の直上を除く位置となっている（スポット溶接部５６とスポット溶接部５９との間に接合部３６がある）。

また、第２ブラケット５０の車幅方向外側における後端部５３が、サイドメンバ２０の外フランジ部２４の一部にフロアパネル１４を介して１箇所のスポット溶接部５７（×を○で囲って示す）によって接合されている。そして、第２ブラケット５０の車幅方向内側端部と車幅方向外側端部との間、詳細にはスポット溶接部５６とスポット溶接部５７とスポット溶接部５９とを直線で結んだ領域内に、大型バッテリ６０の左右の側部に設けられた第２脚部６４（図１参照）が締結される第２締結部としての第２孔部５５が形成されている。

つまり、第２ブラケット５０の下面には、第２孔部５５と同軸的にウエルドナット（図示省略）が固着されており、大型バッテリ６０の第２脚部６４にも、第２孔部５５と連通する貫通孔６４Ａが形成されている。したがって、第２脚部６４の貫通孔６４Ａと第２孔部５５に上方からボルト（図示省略）が挿入されてウエルドナットに螺合されることにより、第２脚部６４が第２ブラケット５０に固定されるようになっている。

なお、図１に示されるように、第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０は、それぞれ左右一対で、かつ左右対称となる形状で設けられている。つまり、大型バッテリ６０は、その車幅方向の長さが、クロスメンバ３０とほぼ同じ長さとされた（車幅方向を長手方向とする）略矩形箱状に形成されている。そして、この大型バッテリ６０は、クロスメンバ３０の上方に配置されている。

以上のような構成とされた車両後部構造１０において、次にその作用について説明する。

まず、図３に示される比較例に係るブラケット７０について説明する。このブラケット７０は、第１ブラケット４０と第２ブラケット５０とが一体化されたブラケットになっている。したがって、このブラケット７０は、第１ブラケット４０のスポット溶接部４６、４８と同じ箇所にスポット溶接部７２、７４があり、第２ブラケット５０のスポット溶接部５６、５７、５８、５９と同じ箇所にスポット溶接部７６、７７、７８、７９がある。そして、このブラケット７０にも第１孔部７３及び第２孔部７５がある。

また、このブラケット７０には、平面視で、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における後フランジ部３２とサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部とを接合していた後側接合部３６Ａの直上にスポット溶接部８０（×を□で囲って示す）がある。詳細に説明すると、内フランジ部２２の一部には、車幅方向外側端部における後フランジ部３２を許容する切欠部２２Ａが形成されており、その後フランジ部３２とブラケット７０とがフロアパネル１４を介してスポット溶接されている。

つまり、このスポット溶接部８０は、フロアパネル１４を介して、車幅方向外側端部における後フランジ部３２と内フランジ部２２とをスポット溶接しているのではなく、車幅方向外側端部における後フランジ部３２とブラケット７０とをスポット溶接している。なお、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における前フランジ部３４は、サイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部とスポット溶接されて接合部３６を形成している。

ここで、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における前フランジ部３４とサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部とを接合する接合部３６と、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における後フランジ部３２とブラケット７０とを接合するスポット溶接部８０には、車両１２の走行時に、サイドメンバ２０及びクロスメンバ３０から荷重が伝達されるとともに、大型バッテリ６０からも荷重が伝達される。

そのため、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における後フランジ部３２とブラケット７０とを接合するスポット溶接部８０は、ブラケット７０における他のスポット溶接部７２、７４、７６、７７、７８、７９よりも劣化が早くなるおそれがある。つまり、車両１２の走行時に、サイドメンバ２０、クロスメンバ３０及び大型バッテリ６０から伝達された荷重により、スポット溶接部８０からブラケット７０が破断するおそれがあり、大型バッテリ６０を安定的に支持することが困難になるおそれがある。

しかしながら、本実施形態に係るブラケットは、図２に示されるように、第１ブラケット４０と第２ブラケット５０との２つに分割され、かつ第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０には、クロスメンバ３０の車幅方向外側端部における前フランジ部３４及び後フランジ部３２とサイドメンバ２０の内フランジ部２２の一部とを接合する接合部３６（後側接合部３６Ａ）の直上に、サイドメンバ２０及びクロスメンバ３０とのスポット溶接部が形成されていない。

すなわち、第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０には、車両１２の走行時に、サイドメンバ２０及びクロスメンバ３０からの荷重が伝わり易いスポット溶接部が存在していない。したがって、第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０により、大型バッテリ６０を長期に亘って安定的に支持することができる。

また、車両１２の走行時において、大型バッテリ６０から第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０に伝達された荷重は、その第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０から、車両骨格部材であるサイドメンバ２０と車両骨格部材であるクロスメンバ３０とに分散される。したがって、効率よく車両１２のボデー強度を確保することができ、補強部材（図示省略）を別途追加したとしても、その追加する補強部材を必要最小限に抑えることができる。

また、図１に示されるように、第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０は、それぞれ左右一対で（左右対称形状で）設けられており、大型バッテリ６０の車幅方向の長さが、クロスメンバ３０とほぼ同じ長さとされている。そして、その大型バッテリ６０は、クロスメンバ３０の上方に配置されている。したがって、大型バッテリ６０をクロスメンバ３０と同等の車両骨格部材として活用することができ、車両１２のボデー剛性を向上させることができる。

これにより、車両１２の走行時（特にカーブを曲がるとき）において、水平方向の相対（角度）変位を抑制することができ、車両１２の操縦安定性能を向上させることができる。また、車両１２の後面衝突時にも、クロスメンバ３０よりも車体後方側に配置された左右一対のサイドメンバ２０が軸方向に圧縮変形することで、その衝突荷重を吸収することができるため、大型バッテリ６０に衝突荷重が伝達されるのを抑制することができる。

以上、本実施形態に係る車両後部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両後部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、第１ブラケット４０及び第２ブラケット５０は、左右一対で（左右対称形状で）設けられる構成に限定されるものではない。

１０ 車両後部構造
１２ 車両
１４ フロアパネル
２０ サイドメンバ
２２ 内フランジ部
２４ 外フランジ部
３０ クロスメンバ
３２ 後フランジ部
３４ 前フランジ部
３６ 接合部
４０ 第１ブラケット
４５ 第１孔部（第１締結部）
５０ 第２ブラケット
５５ 第２孔部（第２締結部）
６０ 大型バッテリ
６２ 第１脚部
６４ 第２脚部

Claims (2)

1. 車体前後方向に延在する断面ハット型形状に形成され、車幅方向内側の内フランジ部と車幅方向外側の外フランジ部とがフロアパネルの下面に接合された左右一対のサイドメンバと、
   車幅方向に延在する断面ハット型形状に形成され、車体後方側の後フランジ部と車体前方側の前フランジ部とが前記フロアパネルの下面に接合されるとともに、車幅方向外側端部がそれぞれ前記サイドメンバに接合された接合部とされて該サイドメンバを連結するクロスメンバと、
   平面視で、前記接合部の直上を除く前記内フランジ部の一部及び前記後フランジ部の一部に、それぞれ一端部及び他端部が前記フロアパネルを介して接合され、大型バッテリの第１脚部が締結される第１締結部を有する第１ブラケットと、
   平面視で、前記第１ブラケットよりも車体前方外側に配置され、前記接合部の直上を除く前記内フランジ部の一部と前記前フランジ部の一部に車幅方向内側端部が前記フロアパネルを介して接合されるとともに、前記外フランジ部の一部に車幅方向外側端部が前記フロアパネルを介して接合され、前記大型バッテリの第２脚部が締結される第２締結部を有する第２ブラケットと、
   を備えた車両後部構造。
2. 前記第１ブラケット及び前記第２ブラケットは、それぞれ左右一対で設けられている請求項１に記載の車両後部構造。