JP2936959B2 - 電気自動車のフロア構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気自動車のフロア
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車に用いられる駆動源としての
バッテリを搭載するために、例えば特開昭４７−３１３
１８号公報に示す構造が知られている。

【０００３】この構造は、自動車のフレームを形成する
サイドメンバ、クロスメンバ及びそれらを結合する縦方
向のブラケットを利用してバッテリ収納枠体が設けら
れ、このバッテリ収納枠体内にバッテリが収納固定され
るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造にあっては、バッテリを搭載する際や交換する
際に、バッテリ収納枠体に対して各バッテリを前後左右
で位置合わせしながら、車体の下側の狭いスペースで固
定作業を行わなければならず、作業性が悪いという問題
がある。

【０００５】また、例えば車両の側面衝突時においてバ
ッテリに直接的に衝撃力が作用する可能性があるため、
このような場合でもバッテリの液漏れが生じないようバ
ッテリ及びバッテリ収納枠体の強度アップを図る必要が
あり、その結果車両重量が大幅に増加するという問題が
ある。

【０００６】そこで、この発明は、バッテリの搭載作業
性、交換作業性を向上させることができ、かつ側面衝突
時における安全性を確保しつつ、車体軽量化を図ること
ができる電気自動車のフロア構造を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上部フロアの下位に、こ
の上部フロアとは分割した下部フロアを有する電気自動
車のフロア構造であって、上部フロアはサイドメンバと
その外側にサイドシルを備え、下部フロアには格子状に
配置されたメンバによってバッテリの載置部が設けら
れ、載置部の周囲には上部フロアのサイドメンバに着脱
可能に取り付けられるフレームが設けられ、フレームの
前後方向略中央部には、外側に延びて上記サイドシルの
センターピラー取付部の近傍に着脱可能に取り付けられ
る延出フレームが設けられている。

【０００８】

【作用】バッテリを搭載する場合には下部フロアのメン
バによって形成された載置部にバッテリをセットして、
下部フロアを上部フロアに取り付ける。この取り付け作
業に先立って上部フロアをジャッキアップする場合に
は、延出フレームが存在しないサイドシルの前後端を支
持点とすることが可能となり、下部フロアの昇降に影響
を与えることがなく作業が行える。

【０００９】また、下部フロアから作用するバッテリの
荷重は延出フレームによってサイドシルを介しセンター
ピラーを経て車体側部全体に作用するため、上部フロア
の構成部材を比較的軽量にできる。そして上記延出フレ
ームによって車両側面衝突時における衝撃荷重をサイド
シルからセンターピラーを介して車体側部全体で受けバ
ッテリの保護を確実なものとする。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面と共に説明
する。図３，４に示すように電気自動車のフロア部分
は、上部フロア１とこの上部フロア１の下位に所定間隔
を隔てて取り付けられた下部フロア１３とで分割構成さ
れ、２重フロア構造となっている。

【００１１】図４に示すように、上部フロア１は板状の
パネル本体２と、このパネル本体２の下面に取り付けら
れるメンバユニット３とで構成されている。パネル本体
２はフロント側のエンジンルームからリヤ側のトランク
ルームのスペアタイヤ収納部４に及ぶ長さを有するもの
である。メンバユニット３は、エンジンルームからトラ
ンクルームに至る部位で車体両側に配設された、例えば
アルミの押し出し材から成る閉断面構造のサイドメンバ
５を備えている。

【００１２】エンジンルーム後部のサイドメンバ５間に
はフロントクロスメンバ６が車幅方向に設けられ、トラ
ンクルームの前部のサイドメンバ５間にはリヤクロスメ
ンバ７が車幅方向に設けられている。

【００１３】そして、フロントクロスメンバ６の中央部
とリヤクロスメンバ７の中央部とに渡ってハット型断面
形状のセンターメンバ８の両端が取り付けられ、センタ
ーメンバ８の側壁から各サイドメンバ５の内側壁に向か
って、上に開いたハット型断面形状の３対の仕切メンバ
９が各々取り付けられている。上記センターメンバ８と
仕切メンバ９及びサイドメンバ５とフロントクロスメン
バ６とリヤクロスメンバ７とによってバッテリ１０の載
置部１１Ａが区画形成されている。ここで、上記サイド
メンバ５の外側壁には、例えばアルミ押し出し材から成
る閉断面構造のサイドシル１２がアウトリガ５Ａを介し
て取り付けられている。

【００１４】一方、下部フロア１３は、図３に示すよう
に板状のパネル本体１４と、このパネル本体１４の上面
に取り付けられるメンバユニット１５とで構成されてい
る。パネル本体１４は前記上部フロア１のメンバユニッ
ト３のフロントクロスメンバ６からリヤクロスメンバ７
に至る長さをもつ板状の部材である。

【００１５】メンバユニット１５は両側にフレームとし
てのサイドフレーム１６を備え、サイドフレーム１６の
前後には各々フレームとしてのフロントフレーム１７、
リヤフレーム１８が設けられている。ここで、サイドフ
レーム１６、フロントフレーム１７及びリヤフレーム１
８は各々閉断面構造に形成されている。

【００１６】フロントフレーム１７の中途部とリヤフレ
ーム１８の中途部との間にはメンバとしてのセンターフ
レーム１９が取り付けられ、このセンターフレーム１９
の側壁からサイドフレーム１６の内側壁に向かって３対
のメンバとしての仕切フレーム２０が各々取り付けられ
ている。ここで、上記センターフレーム１９と仕切フレ
ーム２０とは各々下に開いたハット型断面形状に形成さ
れている。

【００１７】上記下部フロア１３のサイドフレーム１６
には前側（ＦＲ）から２番目と３番目の仕切フレーム２
０の延長線上に外側に向かうブラケット２０Ａが設けら
れ、このブラケット２０Ａにはサイドフレーム１６の外
側に位置する延出フレーム２２が取り付けられている。
そして、この延出フレーム２２は、上部フロア１のサイ
ドシル１２のセンターピラー取付部の近傍の位置に対応
している。

【００１８】上記センターフレーム１９と仕切フレーム
２０とは、各々前記センターメンバ８及び仕切メンバ９
の位置に対応して設けられ、これらセンターフレーム１
９と仕切フレーム２０及びサイドフレーム１６とフロン
トフレーム１７とリヤフレーム１８とによってバッテリ
１０の載置部１１Ｂが区画形成されている。

【００１９】上部フロア１の載置部１１Ａと下部フロア
１３の載置部１１Ｂとでバッテリ１０の載置部１１が構
成されるようになっている。

【００２０】図３に示すようにバッテリ１０は最後部の
２つの載置部１１には各々１個づつ載置され、それ以外
の載置部１１に２個づつ載置されるものである。

【００２１】このように構成された下部フロア１３の各
載置部１１Ｂにバッテリ１０が載置された状態で、図
１，２に示すように下部フロア１３のサイドフレーム１
６、フロントフレーム１７、後部の仕切フレーム２０及
び延出フレーム２２の各々が、上部フロア１のサイドメ
ンバ５、フロントクロスメンバ６、後部の仕切メンバ９
及びサイドシル１２にボルト・ナット２１によって締め
付け固定され、上記載置部１１に、バッテリ１０が格納
されている。

【００２２】ここで、図１に示すように上記下部フロア
１３のセンターフレーム１９、サイドフレーム１６、フ
ロントフレーム１７、リヤフレーム１８、仕切フレーム
２０及び延出フレーム２２の断面積は、上部フロア１の
対応する部材よりも大きくなっており、上部フロア１と
分離してバッテリ１０を積載した状態でこれに耐えられ
るような強度・剛性を有するようになっている。

【００２３】次に、作用について説明する。

【００２４】図１に示すように上部フロア１に対して下
部フロア１３が取り付けられた状態から、バッテリ１０
の交換作業を行う場合には、先ず上部フロア１のサイド
シル１２の前端や後端にジャッキをかけ車体をジャッキ
アップする。このとき、下部フロア１３の延出フレーム
２２は、サイドシル１２のセンターピラー取付部の近傍
に取り付けられているため、サイドシル１２の前端や後
端では延出フレーム２２は存在せず、よって延出フレー
ム２２にかかることなくジャッキアップができ、また、
下部フロア１３を支障なく下降させることができる。

【００２５】次にボルト・ナット２１を外して上部フロ
ア１から下部フロア１３を分離し、下部フロア１３を下
降させると、下部フロア１３の各載置部１１Ｂ上に全バ
ッテリ１０が露出する。よって、この状態でバッテリ１
０を各載置部１１Ｂから外して新しいものと交換する。
このとき新しいバッテリ１０は下部フロア１３の載置部
１１Ｂに収めるだけで正確に位置決めされるため、位置
決め作業に極めて簡単なものとなり、迅速に行うことが
できる。

【００２６】そして、バッテリ１０の交換を終えたら、
下部フロア１３を上昇させて上部フロア１にボルト・ナ
ット２１により締め付け固定すれば、バッテリ交換作業
は終了する。

【００２７】ここで、上記下部フロア１３を上部フロア
１に取り付けた状態では下部フロア１３の延出フレーム
２２が上部フロア１のサイドシル１２であって、サイド
シル１２のセンタピラー取付部の近傍に取り付けられて
いるため、図５に示すように延出フレーム２２からサイ
ドシル１２に伝達される荷重はセンターピラーＳＰから
ルーフサイドレールＲＳを経由して車体側部に伝達さ
れ、したがってバッテリ１０の荷重を車体側部全体で受
けることができる。

【００２８】その結果、上部フロア１を構成するセンタ
ーメンバ８等を小型化、軽量化することができ航続距離
を延ばすことができる。

【００２９】ここで、上記延出フレーム２２がサイドシ
ル１２に固定されている場合の車体曲げ剛性、車体捩り
剛性についての実験結果を図６，７に示す。

【００３０】図６に示すのは、延出フレーム２２を設け
ない場合と延出フレーム２２を設けてこれをサイドシル
１２に取り付けた場合について、前側と後側のホイール
センタを固定してサイドシル１２とサイドメンバ５の曲
げ変形量を比較した結果を示すものである。同図におい
て延出フレーム２２をサイドシル１２に取り付けた場合
のサイドメンバ５の曲げ特性をａ、サイドシル１２の曲
げ特性をｃで各々示し、延出フレーム２２を設けない場
合のサイドメンバ５の曲げ特性をｂ、サイドシル１２の
曲げ特性をｄで示す。これによると、サイドシル１２及
びサイドメンバ５の双方とも延出フレーム２２をサイド
シル１２に取り付けた場合の方が変形量が小さいことが
証明された。

【００３１】また、図７に示すのは、後側のホイールセ
ンタを拘束した場合に、延出フレーム２２を設けない場
合（図中ｆで示す）と、延出フレーム２２をサイドシル
１２に取り付けた場合（図中ｅで示す）との捩り角を比
較した結果を示すものである。これによると、延出フレ
ーム２２をサイドシル１２に取り付けた場合の方が前側
のホイールセンタにおける捩り角が小さいことが証明さ
れた。

【００３２】また、バッテリ１０を搭載した状態でバッ
テリ１０の周囲は下部フロア１３のサイドフレーム１
６、フロントフレーム１７、リヤフレーム１８及びこれ
らサイドフレーム１６、フロントフレーム１７、リヤフ
レーム１８に取り付けられる上部フロア１のサイドメン
バ５、フロントクロスメンバ６、リヤクロスメンバ７に
囲まれるため、側面衝突時等において、バッテリ１０を
保護することができる。とりわけ、延出フレーム２２が
車体の外側に位置しており、サイドシル１２に固定され
ているため、側面衝突時において作用する入力荷重によ
ってサイドシル１２が極部的に変形せず、よって延出フ
レーム２２を介して車体側部全体で十分に荷重分担で
き、したがって車体の損傷を最小限に押えることができ
る。

【００３３】加えて、上部フロア１の下位に下部フロア
１３を取り付けて二重フロア構造にし、下部フロア１３
の全面にわたってバッテリ１０を載置したため、車体の
強度剛性を高めることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、下部フロアの延出フレームが上部フロアのサイドシ
ルであって、サイドシルのセンターピラー取付部の近傍
に取り付けられているため、延出フレームからサイドシ
ルに伝達される荷重はセンターピラーを経由して車体側
部に伝達され、したがって、バッテリの荷重を車体側部
全体で受けることができる。その結果上部フロアを構成
するメンバ等を小型、軽量化でき、航続距離を延ばすこ
とができる。

【００３５】また、下部フロアが上部フロアに取り付け
られた状態でバッテリの周囲は下部フロアのフレームに
よって囲まれ、かつ延出フレームがサイドシルに取り付
けられて車体側部に位置しているため、延出フレームと
サイドシルそれ自体によってバッテリを保護できると共
に前述したように車体側部全体でこの衝撃荷重を受ける
ことができ、バッテリに作用する荷重を小さくすること
ができる。

【００３６】そして、延出フレームはサイドシルのセン
ターピラー取付部の近傍に着脱可能に取り付けられてい
るため、サイドシルの前後端の下面をジャッキの支持点
とすることができバッテリ交換作業等のための下部フロ
アの昇降作業を容易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の図２のＡ−Ａ線に沿う断
面図。

【図２】上部フロアと下部フロアとの重合状況を示す説
明図。

【図３】下部フロアの分解斜視図。

【図４】上部フロアの分解斜視図。

【図５】車体の側面説明図。

【図６】変形量を示す図。

【図７】捩り角を示す図。

【符号の説明】

１…上部フロア ５…サイドメンバ １０…バッテリ １１…載置部 １２…サイドシル １３…下部フロア １６…サイドフレーム（フレーム） １７…フロントフレーム（フレーム） １８…リヤフレーム（フレーム） １９…センターフレーム（メンバ） ２０…仕切フレーム（メンバ） ２２…延出フレーム ＳＰ…センターピラー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部フロアの下位に、この上部フロアと
   は分割した下部フロアを有する電気自動車のフロア構造
   であって、上部フロアはサイドメンバとその外側にサイ
   ドシルを備え、下部フロアには格子状に配置されたメン
   バによってバッテリの載置部が設けられ、載置部の周囲
   には上部フロアのサイドメンバに着脱可能に取り付けら
   れるフレームが設けられ、フレームの前後方向略中央部
   には、外側に延びて上記サイドシルのセンターピラー取
   付部の近傍に着脱可能に取り付けられる延出フレームが
   設けられていることを特徴とする電気自動車のフロア構
   造。