JP6531907B2 - 車両後部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の後部に搭載部材、例えば、バッテリを搭載するための車両後部構造に関する。

近年、環境問題の関心から、種々の電動車両が普及してきており、例えば、電動モータの駆動力により走行駆動力を得る車両や、エンジンの駆動力及び電動モータの駆動力を組み合わせて走行駆動力を得る車両が知られている。電動モータには電池セルが多数収容されたバッテリパックから電力が供給される。

バッテリパックは車両中央部の床下に収容されることが多いが、後輪に駆動力を伝達する電動車両では、車両中央部の床下にはプロペラシャフトが配され、後輪に対向する部位にはサスペンション装置や動力を分配するデフャレンシャルギヤ部材が備えられている。このため、後輪に駆動力を伝達する電動車両では、バッテリパックは、車両の後部に搭載されることがある。車両の後部は、後面からの荷重の入力（例えば、後面衝突）を受けた場合の変形領域になるため、車両の後部にバッテリパックを搭載した場合、損傷から保護する構造が必要になる。

車両の後部にバッテリパックを搭載可能にした構造が従来から提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の構造は、車両後部（床下の部位）にバッテリパックを配するスペースを確保し、バッテリパックの前後に壁部材を設け、バッテリパックの上側で前後の壁部材に亘り補強部材を掛け渡した構造となっている。このため、後側から入力があった場合、荷重は後部の壁部材から補強部材に伝わり、前側の壁部材から車両のフレームに伝達される。これにより、バッテリパックの変形を抑制して損傷から保護することができる。

しかし、特許文献１に開示された技術は、車両後部の床下にスペースがある車両に適用している。このため、後輪に対向する部位にサスペンション装置やデフャレンシャルギヤ部材が配される電動車両では、車両後部の床下にスペースを確保し難い状況であった。特に、オフロード車では、デパーチャアングルを確保する点から、スペースを確保することが困難な状況であった。従って、後輪に対向する部位にサスペンション装置やデフャレンシャルギヤ部材が配される電動車両には、引用文献１を適用することはできないのが実情である。

特開２０１３−１４３１２号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、後部の床下のスペースに拘わらず、車両の後側からの荷重の入力に対して保護できる状態で搭載部材を搭載することができる車両後部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両後部構造は、車両の前後方向に延びて配され、上部に搭載部材が取り付けられる一対のリヤサイドメンバと、車両の前後方向の２箇所で前記リヤサイドメンバにそれぞれ結合され、車輪側に連結されるサスペンションアームが支持されると共に、車両の後側に車幅方向に延びるサスペンションリヤクロスメンバを備えたサスペンションフレームと、前記サスペンションフレームの車両の後側における前記一対のリヤサイドメンバに亘り設けられるサブフレームクロスメンバと、前記サブフレームクロスメンバに連結されて車両の前後方向に延び、車両の前後方向の前端が前記サスペンションリヤクロスメンバに隙間を空けて対向して配されるサブフレームとを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、一対のリヤサイドメンバの上部に搭載部材が搭載され、サスペンションアームが支持されたサスペンションフレームのサスペンションリヤクロスメンバに、即ち、マルチリンクサスペンションのサスペンションリヤクロスメンバに、サブフレームの前端が隙間を空けて対向している。このため、車両後部から荷重が入力した場合、入力荷重は、サブフレームからマルチリンクサスペンションのサスペンションリヤクロスメンバに伝えられ、リヤサイドメンバから車両前方に分散される。これにより、車両後部に搭載部材を搭載しても、後ろからの入力荷重から搭載部材を保護することができる。

従って、後部の床下のスペースに拘わらず、車両の後側からの荷重の入力に対して保護できる状態で搭載部材を搭載することが可能になる。

因みに、特開２００９−６７３７６号公報には、車両の前後に延びるスペアタイヤパンの下部にリヤセンターフレームを設け、リヤセンターフレームの前端をトーションビームに対向させ、後突時の衝撃エネルギーをリヤセンターフレームからトーションビームに伝え、サイドメンバ（サイドシル）に入力荷重を分散する技術が開示されている。

この技術は、搭載部材を保護する技術ではなく、スペアタイヤのスペースを車室内に確保した構造で、後突時の衝撃エネルギーを吸収して乗員を保護する技術である。そして、リヤセンターフレームの先端は、トーションビームに当接するため、サイドシル及び車輪側に荷重が分散される技術となっている。

このため、車両後部からの入力荷重をマルチリンクサスペンションのサスペンションリヤクロスメンバに伝えてリヤサイドメンバから車両前方に分散する請求項１に係る本願発明の構成とは相違する。従って、後ろからの入力荷重から搭載部材を保護する請求項１に係る本願発明の技術とは異なる技術である。

そして、請求項２に係る本発明の車両後部構造は、請求項１に記載の車両後部構造において、前記サスペンションフレームは、前記サスペンションリヤクロスメンバが一辺となり、前記サスペンションリヤクロスメンバと平行なサスペンションフロントクロスメンバが他の一辺となる四角枠の形状に形成され、前記サスペンションフレームは、前記サスペンションフロントクロスメンバの両端から車両の前後方向の斜め前側に延びてそれぞれ配され、先端部が前記リヤサイドメンバにそれぞれ連結される前アームと、前記サスペンションリヤクロスメンバの両端から車両の前後方向の斜め後側に延びてそれぞれ配され、先端部が前記リヤサイドメンバにそれぞれ連結される後アームとを有し、前記サスペンションフレームの前記サスペンションフロントクロスメンバ、及び、前記サスペンションリヤクロスメンバに亘りリヤデファレンシャルギヤ部材が支持されていることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、井桁状のサスペンションフレームのサスペンションフロントクロスメンバと、サスペンションフロントクロスメンバとの間に、リヤデファレンシャルギヤ部材が支持され、サスペンションフレームは、前アーム及び後アームにより一対のリヤサイドメンバの４箇所に連結されている。このため、車両後部から荷重が入力した場合、入力荷重は、井桁状のサスペンションフレームを介して４箇所で一対のリヤサイドメンバに伝えられて分散され、更に、リヤデファレンシャルギヤ部材からプロペラシャフトを介して前方側に伝えられて分散される。

また、請求項３に係る本発明の車両後部構造は、請求項２に記載の車両後部構造において、前記サブフレームは、車両の幅方向に２本配され、前端が前記サスペンションリヤクロスメンバの前記後アーム寄りの端部にそれぞれ対向していることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、２本のサブフレームがサスペンションリヤクロスメンバの端部に対向しているので、車両後部から荷重が入力した場合、入力荷重は、２本のサブフレームからサスペンションリヤクロスメンバの端部の位置から後アーム、前アームにほぼ直接伝えられ、リヤサイドメンバに分散される。

また、請求項４に係る本発明の車両後部構造は、請求項３に記載の車両後部構造において、２本の前記サブフレームの後端は、車両前後方向で、前記リヤサイドメンバの後端よりも前側に位置していることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、２本のサブフレームの後端がリヤサイドメンバの後端よりも前側に位置しているので、車両後部からの入力荷重を伝達・分散して搭載部材を保護する構造としても、デパーチャアングルを確保することができる。

また、請求項５に係る本発明の車両後部構造は、請求項４に記載の車両後部構造において、２本の前記サブフレームの車両前後方向の後端同士は、閉断面のリヤサブビームにより連結され、前記リヤサブビームが、車両前後方向で、前記リヤサイドメンバの後端よりも前側に配され、前記リヤサブビームの両端は車幅方向で前記サブフレームよりも外側に位置していることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、閉断面のリヤサブビームの両端が２本のサブフレームの外側に配されているので、車両後部からの荷重の入力位置の中心が車両の幅方向の中心からずれていても、サブフレームを介して入力荷重をサスペンションリヤクロスメンバに確実に伝えることができる。

また、請求項６に係る本発明の車両後部構造は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両後部構造において、前記車両は、電動モータの駆動力により走行駆動力の一部もしくは全部を得る電動車両であり、前記搭載部材は、前記電動モータに供給される電力が蓄えられる電池セルが多数収容されたバッテリパックであることを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、車両の後側からの荷重の入力に対し、バッテリパックを保護して破損等を抑制することができる。

本発明の車両後部構造は、後部の床下のスペースに拘わらず、車両の後側からの荷重の入力に対して保護できる状態で搭載部材を搭載することが可能になる。

本発明の一実施例に係る車両後部構造の上方側からの斜視図である。 本発明の一実施例に係る車両後部構造の下方側からの斜視図である。 本発明の一実施例に係る車両後部構造の側面図である。 本発明の一実施例に係る車両後部構造の下面図である。 後突時の荷重の伝達状況を説明する車両後部構造の要部の平面図である。 サスペンションアームの他の実施例を説明する斜視図である。

本発明の一実施例に係る車両は、例えば、エンジンの駆動力及び電動モータの駆動力を組み合わせて走行駆動力を得る電動車両であり、前輪・後輪に駆動力が伝達される４輪駆動車両が適用される。そして、車両には、電池セルが多数収容されたバッテリパックが搭載され、バッテリパックからの電力が電動モータに供給される。

図に基づいて本発明の一実施例に係る車両後部の構造を説明する。
図１から図４には本発明の一実施例に係る車両後部構造を示してあり、図１には上方からのフレーム構造の斜視、図２には下方からのフレーム構造の斜視、図３にはフレーム構造の側面視、図４にはフレーム構造の下面視を示してある。

図に示すように、車両１の側部には、一対のリヤサイドメンバ２が車両１の前後方向に延びて配されている。一対のリヤサイドメンバ２は、車室とされる下側部２ａと、下側部２ａから連続して後輪４の部位で上方に高くなって後方に延び、例えば、荷室とされる上側部２ｂとで構成されている。一対のリヤサイドメンバ２の上側部２ｂの後端部同士は、車幅方向に配されるバンパービーム３により連結されている。

一対のリヤサイドメンバ２の上側部２ｂの上面にはブラケット５がそれぞれ固定され、それぞれのブラケット５には搭載部材としてのバッテリパック６が取り付けられている。つまり、一対のリヤサイドメンバ２の上部に搭載部材（バッテリパック６）が取り付けられている。バッテリパック６には多数の電池パックが収容され、電池パックには電力が蓄えられている。また、電池パックには、車両１の運転に応じた発電電力、回生電力が充電される。

主に図２、図４に示すように、一対のリヤサイドメンバ２の後輪４に対応する部位の下面には、サスペンションフレーム１１が連結されている。サスペンションフレーム１１は、車両１の前後方向で車幅方向に延びて平行状態に対向するサスペンションフロントクロスメンバ１２とサスペンションリヤクロスメンバ１３とを備えている。サスペンションフロントクロスメンバ１２とサスペンションリヤクロスメンバ１３の端部同士は、メンバ１４により連結されて四角枠の形状に形成されている。

つまり、サスペンションフレーム１１は、サスペンションリヤクロスメンバ１３が一辺となり、サスペンションフロントクロスメンバ１２が他の一辺となる四角枠の形状に形成されている。

サスペンションフロントクロスメンバ１２の両端には、車両１の斜め前側に延びる前アーム１５がそれぞれ設けられ、前アーム１５の先端は、一対のリヤサイドメンバ２の下側部２ａの後端の下面にそれぞれ連結されている。サスペンションリヤクロスメンバ１３の両端には、車両１の斜め後側に延びる後アーム１６が設けられ、後アーム１６の先端は、一対のリヤサイドメンバ２の上側部２ｂの下面にそれぞれ連結されている。

つまり、サスペンションフレーム１１は、車両１の前後方向の２箇所で一対のリヤサイドメンバ２にそれぞれ結合され、リヤサイドメンバ２に対して、２つの前アーム１５と２つの後アーム１６により４箇所で連結されている。

図に示すように、サスペンションフレーム１１のサスペンションフロントクロスメンバ１２とサスペンションリヤクロスメンバ１３の車両１の左側の端部には、左側のサスペンションアーム２１の基端部が揺動自在に支持されている。左側のサスペンションアーム２１の先端部には左側の後輪４の部材（ナックル）が揺動自在に支持されている。

また、サスペンションフロントクロスメンバ１２とサスペンションリヤクロスメンバ１３の車両１の右側の端部には、右側のサスペンションアーム２１の基端部が揺動自在に支持されている。右側のサスペンションアーム２１の先端部には右側の後輪４の部材（ナックル）が揺動自在に支持されている。つまり、サスペンションフレーム１１は、マルチリンクサスペンションを構成するフレームとなっている。

主に、図２から図４に示すように、サスペンションフレーム１１のサスペンションフロントクロスメンバ１２とサスペンションリヤクロスメンバ１３に亘り、リヤデファレンシャルギヤ部材２５が支持されている。リヤデファレンシャルギヤ部材２５の車両の前方側には、車両の前後方向に延びるプロペラシャフト２６の後端が連結されている。

プロペラシャフト２６の前端は図示しない変速機に連結されている。駆動源（電動モータ、エンジン）からの動力は、変速機を介してプロペラシャフト２６に伝えられ、プロペラシャフト２６の動力はリヤデファレンシャルギヤ部材２５により左右の後輪４に分配される。例えば、プロペラシャフト２６の部位に、プロペラシャフト２６を跨ぐ形状の燃料タンクが配される。

サスペンションフレーム１１の車両１の後側における一対のリヤサイドメンバ２に亘り２本のサブフレームクロスメンバ３１が設けられている。即ち、一対のリヤサイドメンバ２の下面には、２本のサブフレームクロスメンバ３１の端部が固定されている。２本のサブフレームクロスメンバ３１には、車両１の前後方向に延びる２本のサブフレーム３２が連結されている。

２本のサブフレーム３２は車両１の幅方向に平行に配され、車両１の前側の端部（前端）は、サスペンションフレーム１１のサスペンションリヤクロスメンバ１３に隙間Ｓを空けて対向して配されている。２本のサブフレーム３２の前端は、サスペンションリヤクロスメンバ１３の端部である後アーム１６の部位に寄った位置（後アーム１６寄りの端部）に対向している。２本のサブフレーム３２の前端には前端同士を連結する連結メンバ３３が取り付けられている。

２本のサブフレーム３２の車両１の後側の端部（後端）は、車両１前後方向で、リヤサイドメンバ２の後端（バンパービーム３）よりも前側に位置している。２本のサブフレーム３２の後端には、後端同士を連結するリヤサブビーム３５が取り付けられている。リヤサブビーム３５は車両１の前後方向の断面が閉断面形状の部材で構成され、リヤサブビーム３５の両端は、車幅方向でそれぞれサブフレーム３２よりも外側に位置している。

２本のサブフレーム３２の後端（リヤサブビーム３５）が車両１前後方向で、リヤサイドメンバ２の後端（バンパービーム３）よりも前側に位置しているので、図３に示すように、デパーチャアングルαを大きな角度で確保することができる。このため、リヤサイドメンバ２の下部に、２本のサブフレームクロスメンバ３１、２本のサブフレーム３２を備えた車両１であっても、急な坂道の登坂走行が可能になり、オフロード用の車両として適用することができる。

上記構成の車両後部構造を備えたことにより、後突等で車両１後部から荷重が入力した場合であっても、リヤサイドメンバ２の上部に搭載されたバッテリパック６を保護することができる。即ち、車両１の後部の床下にバッテリパック６を収容するためのスペースが存在しない車両１であっても（後部の床下のスペースに拘わらず）、車両１の後側からの荷重の入力に対して保護できる状態でバッテリパック６を搭載することが可能になる。

主に、図５を参照して車両１後部から荷重が入力した場合の荷重の分散の状況を説明する。図５には後突時の荷重の伝達状況を説明する要部の平面を示してあり、荷重の伝達・分散の状況を矢印で示してある。

一対のリヤサイドメンバ２の上部にはバッテリパック６が搭載され、サスペンションアーム２１が支持されたサスペンションフレーム１１のサスペンションリヤクロスメンバ１３に、即ち、マルチリンクサスペンションのサスペンションリヤクロスメンバ１３に、サブフレーム３２の前端（連結メンバ３３）が隙間Ｓ（図４参照）を空けて対向している。

車両１の後部から荷重Ｐが入力した場合、入力した荷重Ｐは、バンパービーム３が変形してサブフレーム３２の後端のリヤサブビーム３５に伝達される。閉断面のリヤサブビーム３５の両端が２本のサブフレーム３２の外側に配されているので、車両１の後部からの荷重Ｐの入力位置の中心が車両１の幅方向の中心からずれていても、２本のサブフレーム３２に荷重Ｐを伝えることができる。

２本のサブフレーム３２に荷重Ｐが伝えられると、隙間Ｓの分、２本のサブフレーム３２が前側に変移し、サブフレーム３２の前端（連結メンバ３３）が井桁状のサスペンションフレーム１１（マルチリンクサスペンション）のサスペンションリヤクロスメンバ１３に当接する。

サスペンションフレーム１１は、前アーム１５及び後アーム１６により一対のリヤサイドメンバ２の４箇所に連結されているため、車両１の後部から荷重Ｐは、サスペンションリヤクロスメンバ１３の端部の位置から後アーム１６、前アーム１５にほぼ直接伝えられ、サスペンションリヤクロスメンバ１３から井桁状のサスペンションフレーム１１を介して４箇所で一対のリヤサイドメンバ２に伝えられて前側に分散される。

そして、井桁状のサスペンションフレーム１１のサスペンションフロントクロスメンバ１２と、サスペンションリヤクロスメンバ１３との間に、リヤデファレンシャルギヤ部材２５が支持され、リヤデファレンシャルギヤ部材２５にはプロペラシャフト２６が連結されているので、車両１の後部から荷重Ｐは、サスペンションリヤクロスメンバ１３からリヤデファレンシャルギヤ部材２５、プロペラシャフト２６を介して前方側に伝えられて分散される。

これにより、車両１の後部から入力された荷重Ｐは、バッテリパック６が搭載された部位の前側のリヤサイドメンバ２に分散されると共に、プロペラシャフト２６を介して前方側に伝えられて分散される。従って、後突等で車両１の後部から荷重Ｐが入力しても、一対のリヤサイドメンバ２の上部に搭載されたバッテリパック６への荷重Ｐの影響を大幅に抑制することができ、リヤサイドメンバ２の上部に搭載されたバッテリパック６を保護することができる。

このため、車両１の後部の床下にバッテリパック６を収容するためのスペースが存在しない車両１であっても（後部の床下のスペースに拘わらず）、車両１の後側からの荷重Ｐの入力に対して保護できる状態でバッテリパック６を搭載することが可能になる。

尚、上述した実施例では、サスペンションフレーム１１のサスペンションフロントクロスメンバ１２とサスペンションリヤクロスメンバ１３の端部同士を結ぶメンバ１４に、サスペンションアーム２１の基端部が揺動自在に支持されている例を挙げて説明したが、図６に示すように、サスペンションアーム２１を、サスペンションアッパアーム２１ａと、サスペンションロアアーム２１ｂとで構成することも可能である。

即ち、図６に示すように、左右のメンバ１４には、サスペンションアッパアーム２１ａ、及び、サスペンションロアアーム２１ｂの基端部がそれぞれ揺動自在に支持され、サスペンションアッパアーム２１ａ、及び、サスペンションロアアーム２１ｂの先端部には、左右の後輪４の部材（ナックル）がそれぞれ揺動自在に支持されている。このように、サスペンションアーム２１を、サスペンションアッパアーム２１ａと、サスペンションロアアーム２１ｂとで構成することができる。

また、上述した実施例では、搭載部材としてバッテリパック６を例に挙げて説明したが、電装部品等、車両１の後部からの荷重Ｐに対して保護が必要な搭載部材を適用することができる。

本発明は、車両の後部に搭載部材、例えば、バッテリを搭載するための車両後部構造の産業分野で利用することができる。

１ 車両
２ リヤサイドメンバ
３ バンパービーム
４ 後輪
５ ブラケット
６ バッテリパック
１１ サスペンションフレーム
１２ サスペンションフロントクロスメンバ
１３ サスペンションリヤクロスメンバ
１４ メンバ
１５ 前アーム
１６ 後アーム
２１ サスペンションアーム
２５ リヤデファレンシャルギヤ部材
２６ プロペラシャフト
３１ サブフレームクロスメンバ
３２ サブフレーム
３３ 連結メンバ
３５ リヤサブビーム

Claims (6)

1. 車両の前後方向に延びて配され、上部に搭載部材が取り付けられる一対のリヤサイドメンバと、
   車両の前後方向の２箇所で前記リヤサイドメンバにそれぞれ結合され、車輪側に連結されるサスペンションアームが支持されると共に、車両の後側に車幅方向に延びるサスペンションリヤクロスメンバを備えたサスペンションフレームと、
   前記サスペンションフレームの車両の後側における前記一対のリヤサイドメンバに亘り設けられるサブフレームクロスメンバと、
   前記サブフレームクロスメンバに連結されて車両の前後方向に延び、車両の前後方向の前端が前記サスペンションリヤクロスメンバに隙間を空けて対向して配されるサブフレームとを備えた
   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において、
   前記サスペンションフレームは、
   前記サスペンションリヤクロスメンバが一辺となり、前記サスペンションリヤクロスメンバと平行なサスペンションフロントクロスメンバが他の一辺となる四角枠の形状に形成され、
   前記サスペンションフレームは、
   前記サスペンションフロントクロスメンバの両端から車両の前後方向の斜め前側に延びてそれぞれ配され、先端部が前記リヤサイドメンバにそれぞれ連結される前アームと、
   前記サスペンションリヤクロスメンバの両端から車両の前後方向の斜め後側に延びてそれぞれ配され、先端部が前記リヤサイドメンバにそれぞれ連結される後アームとを有し、
   前記サスペンションフレームの前記サスペンションフロントクロスメンバ、及び、前記サスペンションリヤクロスメンバに亘りリヤデファレンシャルギヤ部材が支持されている
   ことを特徴とする車両後部構造。
3. 請求項２に記載の車両後部構造において、
   前記サブフレームは、
   車両の幅方向に２本配され、前端が前記サスペンションリヤクロスメンバの前記後アーム寄りの端部にそれぞれ対向している
   ことを特徴とする車両後部構造。
4. 請求項３に記載の車両後部構造において、
   ２本の前記サブフレームの後端は、車両前後方向で、前記リヤサイドメンバの後端よりも前側に位置している
   ことを特徴とする車両後部構造。
5. 請求項４に記載の車両後部構造において、
   ２本の前記サブフレームの車両前後方向の後端同士は、閉断面のリヤサブビームにより連結され、
   前記リヤサブビームが、車両前後方向で、前記リヤサイドメンバの後端よりも前側に配され、
   前記リヤサブビームの両端は車幅方向で前記サブフレームよりも外側に位置している
   ことを特徴とする車両後部構造。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両後部構造において、
   前記車両は、電動モータの駆動力により走行駆動力の一部もしくは全部を得る電動車両であり、
   前記搭載部材は、前記電動モータに供給される電力が蓄えられる電池セルが多数収容されたバッテリパックである
   ことを特徴とする車両後部構造。

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