JP2020019296A - 車両後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両後部に搭載された蓄電装置が車両の後突時に破損するなどの不具合を適切に防止または抑制し得る車両後部構造を提供する。【解決手段】車両後部の車室１内のフロア部２に設けられた凹部２０の底壁部２２上に固定された蓄電装置３と、底壁部２２の下面側に接合され、かつ底壁部２２の後部から車両前方側に延びて前部がフロアクロスメンバ８に接合されたリインフォース５Ａ，５Ｂと、を備えている、車両後部構造Ａであって、リインフォース５Ａ，５Ｂのうち、車両前後方向において、蓄電装置３の取付け領域Ｓの後端部Ｓａに一致する部位、またはこの部位に接近した車両後方寄りの部位に設けられ、かつ車両後方側からの所定以上の荷重入力があったときに屈曲変形の起点となり、蓄電装置３が後下がり状に回転することを可能とする剛性断点ＲＰを、さらに備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両後部に搭載された蓄電装置を好適に保護することが可能とされた車両後部構造に関する。

たとえば、ハイブリッド自動車においては、バッテリ（蓄電装置）が車両後部に搭載される場合がある。その一例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載の構造においては、車両後部の車室内のフロア部に、下向きに窪んだ凹部が設けられ、かつこの凹部内にバッテリが配設されている。このような構成においては、車両が後突した際に、バッテリが損傷しないようにすることが望まれる。
そこで、同文献においては、フロア部の底壁部の下側にリインフォース（同文献では、リヤセンタメンバ）を設けている。このリインフォースは、その後部が底壁部の後端に接合されて車両前方側に延び、バッテリの直下に設けられて車幅方向に延びるフロアクロスメンバに前部が接合されている。また、このリインフォースは、車両側面視において上下に屈曲した複数の屈曲部を有し、かつ各屈曲部には、脆弱部が設けられている。
このような構成によれば、車両が後突を生じ、車両後部に所定以上の荷重入力があった場合に、リインフォースが複数の脆弱部を起点として上下に屈曲する。このことにより、バッテリに車両後端部材が衝突し難くなる作用が得られる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。

すなわち、前記従来技術においては、車両が後突を生じた場合に、リインフォースの複数箇所を上下に屈曲させることにより、衝突エネルギを吸収し、車両後端部材がバッテリに接近することを抑制しようとするに過ぎない。このため、後突荷重が相当に大きい場合には、リインフォースの折り曲げ作用のみによっては十分なエネルギ吸収が図られず、車両後端部材が車両前方側に大きく突入し、バッテリに強く衝突する虞がある。このような虞を抑制するには、バッテリを車両後端部材からかなり前方に配置することが望まれるが、種々の事情により、そのような配置が困難な場合がある。とくに、小型車の場合にはそのような配置は一層困難であり、前記した不具合を適切に防止することが難しいものとなっている。
また、ハイブリッド車においては、バッテリの車両前方側の位置に、燃料タンクを配設する場合があるが、このような場合には、バッテリが車両前方側に押し込まれることによって燃料タンクに衝突し、この燃料タンクが破損する虞も生じ得る。したがって、このようなことを適切に防止または抑制することが要望される。

特開２０１６−１８５７３９号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両後部に搭載されたバッテリなどの蓄電装置が車両の後突時に破損するなどの不具合を適切に防止または抑制し、しかも構成が簡易であって、製造コストも廉価にすることが可能な車両後部構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両後部構造は、車両後部の車室内のフロア部に設けられ、かつ下向きに窪んだ凹部と、この凹部内に位置するように前記凹部の底壁部上に固定された蓄電装置と、前記凹部の前記底壁部の下面側に接合され、かつ前記底壁部の後部から車両前方側に延びるリインフォースと、前記車両後部において車幅方向に間隔を隔てて車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドメンバ間に架け渡されるようにして固定され、かつ前記リインフォースの前部が接合されているフロアクロスメンバと、を備えている、車両後部構造であって、前記リインフォースのうち、車両前後方向において、前記蓄電装置の取付け領域の後端部に一致する部位、またはこの部位に接近した車両後方寄りの部位に設けられ、かつ車両後方側からの所定以上の荷重入力があったときに屈曲変形の起点となることにより、前記蓄電装置が後下がり状に回転することを可能とする剛性断点を、さらに備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、通常時においては、フロアクロスメンバやリインフォースなどを利用してフロア部の凹部を適切かつ効率的に補強し得ることに加え、次のような効果がさらに得られる。
第１に、車両の後突を生じ、車両後部に所定以上の荷重入力があった場合、リインフォースが剛性断点の位置を起点として屈曲変形するが、その際には、蓄電装置が前記剛性断点を中心として後下がり状に回転するように変位する。このため、蓄電装置がそのような回転を行なうことなく車両前方側に突入した車両後端部材と衝突する従来技術と比較すると、蓄電装置が受けるダメージを少なくし、前記従来技術よりも蓄電装置の保護性能を高めることができる。また、蓄電装置がそのまま車両前方側に大きく押圧されることも解消されるため、蓄電装置の車両前方側にたとえば燃料タンクが存在している場合に、この燃料タンクに蓄電装置が衝突して、これらが破損するといったことも適切に解消することが可能である。さらに、蓄電装置が上方に吹き飛ぶといったことも防止可能である。
第２に、本発明においては、リインフォースの所定部位に剛性断点を設け、車両の後突時には蓄電装置を後下がり状に回転させることによって蓄電装置などの保護を図る構成であるため、構成が簡易であり、サイズが大きな補強部材を多数用いる必要もない。したがって、生産性の向上、製造コストの低減、および車両の軽量化なども適切に図ることができる。

本発明において、好ましくは、前記凹部の前記底壁部上に固定され、かつ前記蓄電装置の少なくとも前後および上側を囲んで前記蓄電装置を保護する保護部材を備えており、前記荷重入力に起因して車両後部のロアバックパネルが車両前方側に突入したときには、このロアバックパネルが前記保護部材に当接可能な構成とされている。

このような構成によれば、保護部材の存在により蓄電装置をより適切に保護し得ることに加え、車両が後突を生じ、ロアバックパネルが車両前方側に突入したときには、このロアバックパネルが保護部材に当接し、保護部材を挟み込む作用により、蓄電装置が上方などに向けて吹き飛ばないようにすることがより確実化される。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両後部構造の一例を示す要部側面断面図である。 図１のII−II断面図である。 図１の要部概略底面図である。 図１に示す車両後部構造の作用例を示す要部側面断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両後部構造Ａは、たとえばハイブリッド自動車に適用されており、この車両の車室１内のフロア部２（リヤフロア部）、このフロア部２に設けられた凹部２０、蓄電装置の一例としてのバッテリ３、バッテリ３用の保護部材４、第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂ、ならびに剛性断点ＲＰを備えている。
第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂは、本発明でいうリインフォースの具体例に相当し、本実施形態において、第２のリインフォース５Ｂは、牽引フックである。図面において、符号９は、後輪を示している。

フロア部２は、薄手の金属板製のフロアパネルを用いて構成されている。凹部２０は、車室１内のうち、荷室に相当する部分に設けられた下向きに窪んだ領域である。この凹部２０の後壁部は、ロアバックパネル６であり、その上部は、ロアバックインナパネル６ａおよびロアバックアウタパネル６ｂが組み合わされたボックス断面部６０である。このボックス断面部６０の上方は、バックドア１０によって開閉可能な後部開口部１１である。凹部２０の前壁部２１には、段部２１ａが設けられているが、この段部２１ａは、後述する車両の後突時に、前壁部２１を円滑に屈曲変形させるのに役立つ。前壁部２１の車両前方側には、燃料タンク１８が設けられている。

バッテリ３は、たとえば鉛蓄電池などの補機用バッテリであるが、これに代えて、駆動用メインバッテリなどとすることも可能である。このバッテリ３は、凹部２０の底壁部２２上に固定されている。より具体的には、バッテリ３は、バッテリ用のトレイ７上に載置され、かつＪボルト７０を用いて下向きの押圧力が加えられたバッテリクランプ７１によってその上面部が押さえられ、トレイ７上に固定されている。
保護部材４は、バッテリ３の前後および上側を囲んで保護するための複数のガードプレート部４ａ〜４ｃを有する門型状である。保護部材４は、たとえばボルトを利用したトレイ７との共締めなどの手段を用いて底壁部２２上に固定されている。

第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂは、バッテリ３の保護を図るべくフロア部２を補強するとともに、車両の後突時における車両後方側からの荷重入力時には、この荷重がバッテリ３に直接的に作用しないようにするための部材である。第１のリインフォース５Ａは、たとえば断面ハット状の部材であり、かつ底壁部２２の下面に接合されてロアバックパネル６の下部またはその近傍部分から車両前方に延び、フロアクロスメンバ８に前部が接合されている。フロアクロスメンバ８は、第１のリインフォース５Ａと同様に、たとえば断面ハット状の部材であり、図２によく表れているように、車両後部の車幅方向両側寄りに位置して車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドメンバ８１に両端部が接続され、かつ車幅方向に延びている。このフロアクロスメンバ８は、バッテリ３の取付け領域Ｓの下方、またはそれよりも車両前方側に位置している。

第２のリインフォース５Ｂは、既述したように、牽引フックであり、たとえば屈曲状の丸棒部材を用いて構成されている。この第２のリインフォース５Ｂの後部は、第１のリインフォース５Ａの下面部の後部に接合されており、かつその前部は、バッテリ３の取付け領域Ｓの後端部Ｓａの直下に位置するようにして第１のリインフォース５Ａの下面部に接合されている。好ましくは、第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂどうしの接合を強固にする手段として、図２に示すように、第１のリインフォース５Ａの下面側には凹状部５０が形成され、かつこの凹状部５０に第２のリインフォース５Ｂの一部を嵌入する手段が採用される。

剛性断点ＲＰは、本実施形態においては、第１のリインフォース５Ａの長手方向のうち、第２のリインフォース５Ｂが重なっている後側領域と、第２のリインフォース５Ｂが重なっていない前側領域との境界部分である。第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂのトータルの剛性は、前記した剛性断点ＲＰの位置で急変しており、剛性断点ＲＰよりも前側領域においては、第１のリインフォース５Ａに第２のリインフォース５Ｂが接合されていないため、後側領域の方が前側領域よりも剛性が大きい領域となっている。剛性断点ＲＰは、バッテリ３の取付け領域Ｓの後端部Ｓａの下方に位置している。本実施形態においては、バッテリ３がトレイ７上に載せられ、かつこのトレイ７と保護部材４とは共通のボルトなどを用いて底壁部２２に取付けられており、バッテリ３の取付け領域Ｓの概念には、トレイ７および保護部材４の取付け領域も含まれる。

次に、前記した車両後部構造Ａの作用について説明する。

まず、通常時においては、第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂ、ならびにフロアクロスメンバ８などが、フロア部２の凹部２０を効率よく補強しており、剛性不足を生じないようにすることができる。

一方、車両に後突が生じ、車両後部に前向きの所定以上の荷重Ｆが入力した場合には、この荷重Ｆの一部が第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂに入力する。ここで、これら第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂの組み合わせ構造部には、剛性断点ＲＰが設けられていることにより、第１のリインフォース５Ａは、剛性断点ＲＰを起点として、屈曲変形する。第１のリインフォース５Ａは、その前部がフロアクロスメンバ８に接合されているため、前記した荷重Ｆを受けた際に、ある程度の突っ張り力を発揮する。このため、剛性断点ＲＰが起点となって第１のリインフォース５Ａが屈曲変形することは、確実化される。前記屈曲変形は、バッテリ３および保護部材４が、剛性断点ＲＰを中心として矢印Ｎａで示す方向に回転し、後下がり状となるように行なわれる（図４も参照）。なお、第１および第２のリインフォース５Ａ，５Ｂのトータルの剛性は、剛性断点ＲＰよりも後側領域の方が前側領域よりも大きくされているため、車両後方からの荷重入力により、第１のリインフォース５Ａを剛性断点ＲＰの位置で屈曲変形させることは、一層確実化される。

バッテリ３および保護部材４の前記した回転は、凹部２０の前壁部２１の変形を伴いながら行なわれるが、前壁部２１には、既述したように、段部２１ａが予め設けられているため、この段部２１ａを起点として前壁部２１を円滑に変形させ、バッテリ３および保護部材４の回転動作が前壁部２１の存在によって大きく妨げられないようにすることが可能である。

このように、第１のリインフォース５Ａを剛性断点ＲＰの位置で屈曲変形させて、バッテリ３および保護部材４を後下がり状に回転させるようにすれば、バッテリ３および保護部材４の車両前方側への変位量を少なくすることが可能である。その結果、バッテリ３および保護部材４が、その車両前方側に位置する燃料タンク１８に強く衝突することが回避され、燃料タンク１８およびバッテリ３の双方の適切な保護が図られる。勿論、この車両後部構造Ａにおいては、車両後部のうち、バッテリ３の取付け領域Ｓよりも車両後方側の各部材が変形すること、および凹部２０の前壁部２１が変形することなどにより、衝突エネルギの吸収が効率よく図られる。

荷重Ｆが大きい場合には、ロアバックパネル６が車両前方側にかなり大きく突入することとなるが、この場合には、図４に示すように、保護部材４の後部のガードプレート部４ｂにロアバックパネル６が当接し、バッテリ３自体にロアバックパネル６が衝突することは適切に回避される。加えて、ロアバックパネル６がガードプレート部４ｂに当接した場
合には、保護部材４がロアバックパネル６と変形を生じた前壁部２１との間に挟み込まれた状態となるため、バッテリ３が上方に吹き飛ぶといったことも適切に防止される効果が得られる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両後部構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述の実施形態においては、剛性断点ＲＰが、車両前後方向において、バッテリ３の取付け領域Ｓの後端部Ｓａに一致する部位（後端部Ｓａの直下）に設けられているが、本発明はこれに限定されない。本発明においては、車両前後方向において、バッテリ３の取付け領域Ｓの後端部Ｓａに接近した位置であって、後端部Ｓａよりも車両後方寄りの位置であってもよい。この場合においても、第１のリインフォース５Ａが剛性断点ＲＰにおいて屈曲した場合に、バッテリ３を後下がり状に回転させ、本発明が意図する作用を得ることが可能である。

上述の実施形態においては、第２のリインフォース５Ｂとして、牽引フックを用いており、合理的であるが、本発明はこれに限定されず、第２のリインフォース５Ｂとして、牽引フック以外の部材を用いることもできる。また、本発明でいうリインフォースは、必ずしも、複数のリインフォースが組み合わされて構成されている必要はなく、たとえば上述した第１のリインフォース５Ａのみを用いた構成とすることもできる。この場合、第１のリインフォース５Ａに切欠き部や薄肉部などの脆弱部を設け、この脆弱部を剛性断点とすることもできる。
剛性断点は、リインフォースの剛性が急変する箇所であって、車両後方側からの所定以上の荷重入力があったときにリインフォースの屈曲変形の起点となる部位である。ただし、本発明は、リインフォースが剛性断点の位置で屈曲変形した場合に、バッテリ（蓄電装置）を後下がり状となるように回転可能とするものであり、剛性断点が設けられる位置は、既述したように、車両前後方向において、蓄電装置の取付け領域の後端部に一致する部位、またはこの部位に接近した車両後方寄りの部位とされる。

本発明でいう蓄電装置は、各種のバッテリに限らず、キャパシタなども含む。本発明が適用される車両は、ハイブリッド車に限らず、電気自動車や一般のエンジン自動車にも適用することができる。

Ａ 車両後部構造
ＲＰ 剛性断点
Ｓ バッテリの取付け領域
Ｓａ バッテリの取付け領域の後端部
１ 車室
１８ 燃料タンク
２ フロア部
２０ 凹部
２２ 底壁部（凹部の）
３ バッテリ（蓄電装置）
４ 保護部材
５Ａ，５Ｂ 第１および第２のリインフォース（リインフォース）
６ ロアバックパネル
８ フロアクロスメンバ
８１ リヤサイドメンバ

Claims (2)

1. 車両後部の車室内のフロア部に設けられ、かつ下向きに窪んだ凹部と、
   この凹部内に位置するように前記凹部の底壁部上に固定された蓄電装置と、
   前記凹部の前記底壁部の下面側に接合され、かつ前記底壁部の後部から車両前方側に延びるリインフォースと、
   前記車両後部において車幅方向に間隔を隔てて車両前後方向に延びる左右一対のリヤサイドメンバ間に架け渡されるようにして固定され、かつ前記リインフォースの前部が接合されているフロアクロスメンバと、
   を備えている、車両後部構造であって、
   前記リインフォースのうち、車両前後方向において、前記蓄電装置の取付け領域の後端部に一致する部位、またはこの部位に接近した車両後方寄りの部位に設けられ、かつ車両後方側からの所定以上の荷重入力があったときに屈曲変形の起点となることにより、前記蓄電装置が後下がり状に回転することを可能とする剛性断点を、さらに備えていることを特徴とする、車両後部構造。
2. 請求項１に記載の車両後部構造であって、
   前記凹部の前記底壁部上に固定され、かつ前記蓄電装置の少なくとも前後および上側を囲んで前記蓄電装置を保護する保護部材を備えており、
   前記荷重入力に起因して車両後部のロアバックパネルが車両前方側に突入したときには、このロアバックパネルが前記保護部材に当接可能な構成とされている、車両後部構造。

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