JP6784227B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関する。

下記特許文献１には、電動車両のバッテリ搭載構造が開示されている。この車両には、車室の車両下方側にバッテリユニットが設けられている。バッテリユニットは、車幅方向の端部がそれぞれ車体部材に結合されていると共に、車両前方側の端部がフロントサスペンションメンバに固定されている。これにより、バッテリユニットを利用して車体ねじり剛性が向上される。

特開２０１２−９１６３５号公報

ところで、近年では、電動車両の航続距離を伸ばすことが求められており、これに対応するため、バッテリユニットを大型化する必要がある。この大型化に際して、車室への影響を少なくするために、バッテリユニットを車両前後方向に拡大することが考えられるが、バッテリユニットを車両前後方向に拡大させると、パワーユニットとバッテリユニットとの距離が近くなるため、車両衝突時に衝突荷重を受けて変位するパワーユニットがバッテリユニットに当接してバッテリユニットが損傷する可能性がある。上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両衝突時のバッテリユニットの損傷を抑制することができる車体構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車体構造は、車両前部及び車両後部の少なくとも一方に設けられたパワーユニットと、前記パワーユニットと車両上下方向の高さが略同一の位置に配置されていると共に前記パワーユニットに対して車両前後方向内側に設けられたバッテリユニットと、前記パワーユニットと前記バッテリユニットとの間に設けられると共に、前記パワーユニットに対向し、かつ前記バッテリユニットと離間して配置され、車両衝突時に前記バッテリユニット側へ変位する前記パワーユニットが当接すると前記パワーユニットを前記バッテリユニットの車両上方側又は車両下方側へ変位させるガイド部と、を有している。

請求項１に記載の発明によれば、車両前部及び車両後部の少なくとも一方に設けられたパワーユニットと、パワーユニットと車両上下方向の高さが略同一の位置に配置されると共にパワーユニットに対して車両前後方向内側に設けられたバッテリユニットとを有している。パワーユニットとバッテリユニットとの間には、ガイド部が設けられている。このガイド部は、車両衝突時にバッテリユニット側に変位するパワーユニットが当接すると、パワーユニットをバッテリユニットの車両上方側又は車両下方側へ変位させる。したがって、車両衝突時にパワーユニットがバッテリユニットに干渉するのを抑制することができるので、バッテリユニットの損傷を抑制することができる。

請求項２に記載の発明に係る車体構造は、請求項１記載の発明において、前記ガイド部は、車両前後方向にて前記バッテリユニット側に向かうに連れて車両上方側へと傾けられかつ車両衝突時に前記バッテリユニット側へ変位する前記パワーユニットが当接する傾斜壁部を有している。

請求項２に記載の発明によれば、ガイド部は、車両前後方向にてバッテリユニット側に向かうに連れて車両上方側へと傾けられた傾斜壁部を有している。したがって、バッテリユニット側に変位するパワーユニットが、傾斜壁部に沿って変位することで、パワーユニットをより確実にバッテリユニットの車両上方側へと変位させることができる。

請求項３に記載の発明に係る車体構造は、請求項１記載の発明において、前記ガイド部は、車両前後方向にて前記バッテリユニット側に向かうに連れて車両下方側へと傾けられかつ車両衝突時に前記バッテリユニット側へ変位する前記パワーユニットが当接する傾斜壁部を有している。

請求項３に記載の発明によれば、ガイド部は、車両前後方向にてバッテリユニット側に向かうに連れて車両下方側へと傾けられた傾斜壁部を有している。したがって、バッテリユニット側に変位するパワーユニットが、傾斜壁部に沿って変位することで、パワーユニットをより確実にバッテリユニットの車両下方側へと変位させることができる。

請求項４に記載の発明に係る車体構造は、請求項２記載の発明において、前記パワーユニットは、車両上方側からリヤサスペンションメンバの一部を構成するフロントクロスメンバに取り付けられていると共に、前記ガイド部の傾斜壁部は、前記フロントクロスメンバに設けられると共に、車両正面視にて前記パワーユニットと車両床下に設けられた前記バッテリユニットとが重なる位置を含んで配置されている。

請求項４に記載の発明によれば、パワーユニットは、車両上方側からリヤサスペンションメンバのフロントクロスメンバに取り付けられている。また、バッテリユニットは、車両床下に設けられている。ここで、ガイド部の傾斜壁部は、フロントクロスメンバに設けられていると共に、車両正面視にてパワーユニットとバッテリユニットとが重なる位置を含んで配置されている。したがって、車両衝突時にパワーユニットがリヤサスペンションメンバによって車両下方側へ変位するのを抑制できると共に、バッテリユニット側へ変位するパワーユニットをガイド部の傾斜壁部に沿って変位することで、パワーユニットをより確実にバッテリユニットの車両上方側へと変位させてパワーユニットとバッテリユニットとの干渉を抑制することができる。

請求項１記載の本発明に係る車体構造は、車両衝突時のバッテリユニットの損傷を抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項２、３記載の本発明に係る車体構造は、より具体的に車両衝突時のバッテリユニットの損傷を抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明に係る車体構造は、より確実に車両衝突時のバッテリユニットの損傷を抑制することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る車体構造を示す概略断面図である。 図１におけるＺ部を拡大して示す拡大断面図である。 図２に対して車両衝突後の状態を示す拡大断面図である。 第１実施形態に係る車体構造におけるパワーユニットを示す斜視図である。 第２実施形態に係る車体構造を示す図２に対応した拡大断面図である。 第３実施形態に係る車体構造を示す図２に対応した拡大断面図である。

図１〜図５において示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側、矢印ＵＰは車両上下方向上側をそれぞれ示す。

（第１実施形態）
以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る車体構造の第１実施形態について説明する。

図１に示されるように、車体構造１０が適用された車両１２は、後述するバッテリユニット１４から電力の供給を受けて駆動するパワーユニットとしての電動機（モータ）ユニット１６により走行する電気自動車であり、フロアパネル１８を備えている。フロアパネル１８に対して車両幅方向外側の両サイドには、図示しないロッカ（「サイドシル」ともいう。）が車両前後方向を長手方向として左右一対に配置されている。ロッカの上部には、フロアパネル１８の端末部がスポット溶接によって接合されている。

車両床下、すなわちフロアパネル１８の車両下方側及び左右一対のロッカの間には、バッテリユニット１４が設けられている。バッテリユニット１４は、前端部２０がダッシュパネル２２に対応した位置に配置されていると共に、後端部２４が後述するリヤサスペンションメンバ２６の近傍に配置された略矩形箱状に形成されている。

左右一対のロッカの後端部には、リヤサイドメンバ２８がそれぞれ結合されている。左右一対のリヤサイドメンバ２８は、左右一対のリヤタイヤ３０の間に位置するリヤサイドメンバ前部２８Ａと、当該リヤサイドメンバ前部２８Ａの後端部から車両後方側へ延びるリヤサイドメンバ後部２８Ｂとを有している。リヤサイドメンバ前部２８Ａは、リヤタイヤ３０を内部に収める図示しないリヤホイルハウスに結合されている。

リヤサイドメンバ後部２８Ｂは、車両後部の床面を構成する図示しないリヤフロアパネルの車幅方向両側部に対して車両上方側に配置されかつリヤフロアパネルの上面に結合されている。

左右一対のリヤサイドメンバ２８の車両下方側かつ左右一対のリヤタイヤ３０の間には、リヤサスペンションメンバ２６が配置されている。リヤサスペンションメンバ２６は、図４に示されるように、車両幅方向に延在されたガイド部としてのフロントクロスメンバ３２と、フロントクロスメンバ３２の車両幅方向両端部から車両後方側へ延在された左右一対のサイドレール３３と、左右一対のサイドレール３３の後端部同士を連結するリヤクロスメンバ３４とで、車両上方から見て中央に空間Ｓを有する略矩形状に形成されている。このリヤサスペンションメンバ２６は、リヤサイドメンバ２８に吊り下げられた状態で支持されるようになっており、左右のリヤタイヤ３０を懸架するサスペンション、サスペンションアーム及びスタビライザ（何れも図示省略）等が取り付けられている。なお、図２に示されるように、フロントクロスメンバ３２の下端面３６は、バッテリユニット１４の下端面３８と略同一面上に配置されている。

フロントクロスメンバ３２には、ガイド部４０が設けられている。このガイド部４０は、フロントクロスメンバ３２における車両後方側かつ車両上方側に配置されており、バッテリユニット１４側（車両前方側）へ向かうに連れて車両上方側へと傾けられた傾斜壁部４１を含んで構成されている。なお、この傾斜壁部４１は、バッテリユニット１４とモータユニット１６とが車両正面視にて重なる位置を含んだ範囲に設けられている。

リヤサスペンションメンバ２６の空間Ｓには、モータユニット１６が配置されている。このモータユニット１６は、左右一対のサイドレール３３の間に位置すると共に、リヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ３２の上面にリヤサスペンションメンバ２６の車両上方側から弾性部材で構成されかつ略車両上下方向を軸方向とする略円筒状の支持マウント３５を介して取り付けられている。また、モータユニット１６は、リヤクロスメンバ３４の側面に車両前方側からブラケット及び弾性部材で構成された支持マウント（いずれも不図示）を介して取り付けられている。モータユニット１６は、図示しない出力軸を介して左右一対のリヤタイヤ３０を回転可能としている。なお、モータユニット１６の車両前方面における車両下方側は、リヤサスペンションメンバ２６の傾斜壁部４１に対向するように傾斜されている。

（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、図２に示されるように、車両後部に設けられたモータユニット１６と、モータユニット１６と車両上下方向の高さが略同一の位置に配置されていると共にモータユニット１６に対して車両前後方向内側に設けられたバッテリユニット１４とを有している。モータユニット１６とバッテリユニット１４との間には、フロントクロスメンバ３２が設けられている。このフロントクロスメンバ３２には、車両前後方向にてバッテリユニット１４側に向かうに連れて車両上方側へと傾けられかつ車両衝突時にバッテリユニット１４側へ変位するモータユニット１６が当接する傾斜壁部４１を含んで構成されたガイド部４０を有している。したがって、図３に示されるように、通常位置（図中二点鎖線参照）にあるモータユニット１６は、車両衝突時にバッテリユニット１４側に変位すると、ガイド部４０と当接すると共にガイド部４０の傾斜壁部４１に沿って変位することで、より確実にバッテリユニット１４の車両上方側へと変位することができる。このため、車両衝突時にモータユニット１６がバッテリユニット１４に干渉するのを抑制することができるので、バッテリユニット１４の損傷を抑制することができる。これにより、車両衝突時のバッテリユニット１４の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態の構成によって、モータユニット１６とバッテリユニット１４との干渉を抑制することを目的としてモータユニット１６の変位を制限するためにモータユニット１６を高剛性の部材による固定をする必要がなくなるため、車両を軽量化することができる。さらに、モータユニット１６がバッテリユニット１４との干渉を抑制しながら変位可能となるため、このモータユニット１６の変位によって衝突荷重を吸収することができるので、乗員保護性能を高めることができる。

さらに、図４に示されるように、モータユニット１６は、車両上方側からリヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ３２に取り付けられている。また、バッテリユニット１４は、車両床下に設けられている。ここで、ガイド部４０の傾斜壁部４１は、フロントクロスメンバ３２に設けられていると共に、車両正面視にてモータユニット１６とバッテリユニット１４とが重なる位置を含んで配置されている。したがって、車両衝突時にモータユニット１６がリヤサスペンションメンバ２６によって車両下方側へ変位するのを抑制できると共に、バッテリユニット１４側へ変位するモータユニット１６をガイド部４０の傾斜壁部４１に沿って変位することで、モータユニット１６をより確実にバッテリユニット１４の車両上方側へと変位させてモータユニット１６とバッテリユニット１４との干渉を抑制することができる。これにより、車両衝突時のバッテリユニット１４の損傷をより確実に抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図５を用いて、本発明の第２実施形態に係る車体構造４４について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示されるように、この第２実施形態に係る車体構造４４は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、リヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ４６に、別部材にて構成されたガイド部４８が設けられている点に特徴がある。

すなわち、リヤサスペンションメンバ２６は、車両幅方向に延在されたフロントクロスメンバ４６と、フロントクロスメンバ４６の車両幅方向両端部から車両後方側へ延在された左右一対のサイドレール３３と、左右一対のサイドレール３３の後端部同士を連結するリヤクロスメンバ３４とで、車両上方から見て中央に空間Ｓを有する略矩形状に形成されている（図４参照）。なお、フロントクロスメンバ４６の下端面５０は、バッテリユニット１４の下端面３８と略同一面上に配置されている。

フロントクロスメンバ４６には、ガイド部４８が設けられている。このガイド部４８は、一例として鋼板製とされ、フロントクロスメンバ４６の上面から車両上方側へ向かって突出するように溶接等によって接合されている。また、ガイド部４８には、傾斜壁部５２が設けられている。この傾斜壁部５２は、ガイド部４８における車両後方側に配置されており、バッテリユニット１４側（車両前方側）へ向かうに連れて車両上方側へと傾けられている。なお、モータユニット１６の車両前方面における車両下方側は、ガイド部４８の傾斜壁部５２に対向されている。

（第２実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

上記構成によっても、リヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ４６に、別部材にて構成されたガイド部４８が設けられている点以外は第１実施形態の車体構造１０と同様に構成されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、傾斜壁部５２を有するガイド部４８を別部材とすることで、車種ごとに異なるバッテリユニット１４の位置に合わせて傾斜壁部５２の角度や位置の調整を容易に行うことができる。

（第３実施形態）
次に、図６を用いて、本発明の第３実施形態に係る車体構造６０について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、この第３実施形態に係る車体構造６０は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、リヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ６２に、車両衝突時にモータユニット１６が当接するとバッテリユニット１４の車両下方側へ変位させるガイド部６４が設けられている点に特徴がある。

すなわち、リヤサスペンションメンバ２６は、車両幅方向に延在されたフロントクロスメンバ６２と、フロントクロスメンバ６２の車両幅方向両端部から車両後方側へ延在された左右一対のサイドレール３３と、左右一対のサイドレール３３の後端部同士を連結するリヤクロスメンバ３４とで、車両上方から見て車両平面視にて中央に空間Ｓを有する略矩形状に形成されている（図４参照）。なお、フロントクロスメンバ６２の下端面６３は、バッテリユニット１４の下端面３８と略同一面上に配置されている。

フロントクロスメンバ６２には、ガイド部６４が設けられている。このガイド部６４は、フロントクロスメンバ６２における車両後方側に配置されており、バッテリユニット１４側（車両前方側）へ向かうに連れて車両下方側へと傾けられた傾斜壁部６５を含んで構成されている。なお、モータユニット１６の車両前方側は、フロントクロスメンバ６２の傾斜壁部６５に対向されている。

（第３実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

上記構成によっても、リヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ６２に、車両衝突時にモータユニット１６が当接するとバッテリユニット１４の車両下方側へ変位させるガイド部６４が設けられている点以外は第１実施形態の車体構造１０と同様に構成されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、モータユニット１６とバッテリユニット１４との間には、フロントクロスメンバ６２が設けられている、このフロントクロスメンバ６２には、車両前後方向にてバッテリユニット１４側に向かうに連れて車両下方側へと傾けられかつ車両衝突時にバッテリユニット１４側へ変位するモータユニット１６が当接する傾斜壁部６５を有するガイド部６４を有している。したがって、車両衝突時にバッテリユニット１４側に変位するモータユニット１６がフロントクロスメンバ６２に当接すると、モータユニット１６はガイド部６４の傾斜壁部６５に沿って変位することで、より確実にバッテリユニット１４の車両下方側へと変位することができる。このため、車両衝突時にモータユニット１６がバッテリユニット１４に干渉するのを抑制することができるので、バッテリユニット１４の損傷を抑制することができる。これにより、車両衝突時のバッテリユニット１４の損傷を抑制することができる。

なお、上述した第１〜第３実施形態では、車両１２の車両後部、すなわち左右一対のリヤタイヤ３０の間にモータユニット１６が設けられた構成とされているが、これに限らず、車両前部（一例として図１に示される左右一対のフロントタイヤ６８の間）にモータユニット１６を設けて、このモータユニット１６とバッテリユニット１４との間（一例として図示しないフロントサスペンションメンバ）にガイド部を設けた構成としてもよい。また、車両前部及び車両後方の両方にモータユニット１６が設けて、それぞれのモータユニット１６とバッテリユニット１４との間にガイド部を設けた構成としてもよい。

また、ガイド部４０、４８、６４は、リヤサスペンションメンバ２６のフロントクロスメンバ３２、４６、６２に設けられた構成とされているが、これに限らず、フロントクロスメンバ３２、４６、６２以外の部材に設けられた構成としてもよい。

さらに、上述した第３実施形態では、ガイド部６４はフロントクロスメンバ６２に設けられた構成とされているが、これに限らず、フロントクロスメンバ６２に傾斜壁部６５が形成された別部材を取り付けた構成としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 車体構造
１４ バッテリユニット
１６ モータユニット（パワーユニット）
２６ リヤサスペンションメンバ
３２ フロントクロスメンバ
４０ ガイド部
４１ 傾斜壁部
４４ 車体構造
４８ ガイド部
５２ 傾斜壁部
６０ 車体構造
６４ ガイド部
６５ 傾斜壁部

Claims (4)

1. 車両前部及び車両後部の少なくとも一方に設けられたパワーユニットと、
   前記パワーユニットと車両上下方向の高さが略同一の位置に配置されていると共に前記パワーユニットに対して車両前後方向内側に設けられたバッテリユニットと、
   前記パワーユニットと前記バッテリユニットとの間に設けられると共に、前記パワーユニットに対向し、かつ前記バッテリユニットと離間して配置され、車両衝突時に前記バッテリユニット側へ変位する前記パワーユニットが当接すると前記パワーユニットを前記バッテリユニットの車両上方側又は車両下方側へ変位させるガイド部と、
   を有する車体構造。
2. 前記ガイド部は、車両前後方向にて前記バッテリユニット側に向かうに連れて車両上方側へと傾けられかつ車両衝突時に前記バッテリユニット側へ変位する前記パワーユニットが当接する傾斜壁部を有している、
   請求項１記載の車体構造。
3. 前記ガイド部は、車両前後方向にて前記バッテリユニット側に向かうに連れて車両下方側へと傾けられかつ車両衝突時に前記バッテリユニット側へ変位する前記パワーユニットが当接する傾斜壁部を有している、
   請求項１記載の車体構造。
4. 前記パワーユニットは、車両上方側からリヤサスペンションメンバの一部を構成するフロントクロスメンバに取り付けられていると共に、
   前記ガイド部の傾斜壁部は、前記フロントクロスメンバに設けられると共に、車両正面視にて前記パワーユニットと車両床下に設けられた前記バッテリユニットとが重なる位置を含んで配置されている、
   請求項２記載の車体構造。