JP6828628B2 - 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、略車両前後方向に延設されたサイドメンバと、前記サイドメンバに取り付けられ、平面視で中央に空間を有する略矩形状をなすサスペンションメンバと、平面視で前記サスペンションメンバの前記空間内に配置されると共に、前記サスペンションメンバの車両下方側に配置されたパワーユニットと、車両正面視にて前記パワーユニットと重なる位置に配置されかつ前記パワーユニットに対して車両前後方向の前方側に離間して設けられたバッテリユニットと、前記サスペンションメンバの前記サイドメンバへの取付け強度より低い取付け強度にて前記パワーユニットにおける車両前後方向の前部を前記サスペンションメンバにおける車両前後方向の前部を構成するフロントクロスメンバに対して車両前後方向に対して直交する方向へ取り付ける締結具と、を有している。

請求項１に記載の発明によれば、略車両前後方向に延設されたサイドメンバと、サイドメンバに取り付けられ、平面視で中央に空間を有する略矩形状をなすサスペンションメンバと、平面視でサスペンションメンバの空間内に配置されると共に当該サスペンションメンバの車両下方側に配置されたパワーユニットと、車両正面視にてパワーユニットと重なる位置に配置されかつパワーユニットに対して車両前後方向の前方側に離間して設けられたバッテリユニットとを有している。パワーユニットにおける車両前後方向の前部は、締結具によってサスペンションメンバに取り付けられているが、この取り付けは、当該サスペンションメンバにおける車両前後方向の前部を構成するフロントクロスメンバに対して車両前後方向に対して直交する方向へ取り付けられ、サスペンションメンバのサイドメンバへの取付け強度より低い取付け強度に設定されている。したがって、車両衝突時にパワーユニットが衝突荷重を受けてバッテリユニット側へ変位しようとする場合、締結具による締結が解除されてパワーユニットはサスペンションメンバから車両下方側へと脱落させることができる。これによって、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。

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、前記パワーユニットは、マウント部材を介して前記サスペンションメンバに取り付けられており、前記締結具は、前記パワーユニットと前記マウント部材とを締結する第一締結具と、前記マウント部材と前記サスペンションメンバとを締結する第二締結具とを有している。

請求項２に記載の発明によれば、パワーユニットは、マウント部材を介してサスペンションメンバに取り付けられており、締結具は、パワーユニットとマウント部材とを締結する第一締結具と、マウント部材とサスペンションメンバとを締結する第二締結具とを有している。したがって、第一締結具及び第二締結具のそれぞれで取付け強度を調整することが可能となるので、通常時において比較的重量がありかつ大きなトルクが発生するパワーユニットをサスペンションメンバへ確実に保持することができると共に、車両衝突時にはパワーユニットをサスペンションメンバから車両下方側へより確実に脱落させることが可能となる。

請求項３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、前記第一締結具は、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている。

請求項３に記載の発明によれば、第一締結具は、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている。したがって、車両に車両前後方向外側から車両前後方向内側へ向かって衝突荷重が入力されることでパワーユニットがバッテリユニット側へ変位しようとする場合、第一締結具のボルトには長手方向に直交する方向へ衝突荷重が入力される。つまり、第一締結具のボルトが折れ易い方向に衝突荷重が作用するため、パワーユニットをサスペンションメンバから車両下方側へより一層脱落させ易くすることができる。

請求項４に記載の発明に係る車体構造は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記第二締結具は、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている。

請求項４に記載の発明によれば、第二締結具は、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている。したがって、車両に車両前後方向外側から車両前後方向内側へ向かって衝突荷重が入力されることでパワーユニットがバッテリユニット側へ変位しようとする場合、第二締結具のボルトには長手方向に直交する方向へ衝突荷重が入力される。つまり、第二締結具のボルトが折れ易い方向に衝突荷重が作用するため、パワーユニットをサスペンションメンバから車両下方側へより一層脱落させ易くすることができる。

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記載の本発明に係る車体構造は、一層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。

請求項３、４記載の本発明に係る車体構造は、より一層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。

一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におけるＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す断面図である。 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。

以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る車体構造の一実施形態について説明する。なお、図１〜図４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。

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、車両正面視にてモータユニット１６と重なる位置に配置されていると共に、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かつ後端部２４がモータユニット１６に対して車両前後方向に離間して配置された略矩形箱状に形成されており、一例としてロッカに取り付けられている。

左右一対のロッカの後端部には、リヤサイドメンバ２８（図３参照）がそれぞれ結合されている。図３に示されるように、左右一対のリヤサイドメンバ２８の間には、車両後部の床面を構成するリヤフロアパネル１９が設けられており、リヤフロアパネル１９の車両幅方向の端部がそれぞれリヤサイドメンバ２８の車両幅方向内側面に結合されている。

リヤフロアパネル１９の車両前方側端部は、車両幅方向に延在されているフロアクロスメンバ２１の上側面に結合されている。このフロアクロスメンバ２１は、角柱状に形成されており、車両前方側端部がフロアパネル１８の後端部に結合されている。

図１に示されるように、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、車両幅方向に延在された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(不図示)と、左右一対のサイドレールの後端部同士を連結するリヤクロスメンバ３４（なお、図４ではリヤクロスメンバ３４の図示を省略している）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ブッシュ３３の内部に車両下方側から挿入されるボルト３５を締結することで取り付けられており、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。

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、リヤサスペンションメンバ２６における左右一対のサイドレールの間に位置すると共に、図３に示されるように、リヤサスペンションメンバ２６に締結具２７としての第一締結具２７Ａを介して締結されている。具体的には、モータユニット１６の車両幅方向両端部には、マウント部材の一部とされた左右一対の取付ブラケット２９がそれぞれ複数の第二締結具２７Ｂを介して取り付けられている。この第二締結具２７Ｂは、略車両幅方向を長手方向とするボルト３１を有しており、ボルト３１が取付ブラケット２９に形成された略車両幅方向に貫通されている図示しない貫通孔内に挿入されかつモータユニット１６に螺合された構成とされている。また、取付ブラケット２９の車両幅方向外側端部には、弾性部材を含んで構成されかつマウント部材の一部として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３６がそれぞれ取り付けられている。そして、リヤサスペンションメンバ２６の車両下方側から支持マウント３６が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の下面に第一締結具２７Ａによって締結されている。この第一締結具２７Ａは、略車両上下方向を長手方向とするボルト３８とこれと螺合するナット４０によって構成されており、支持マウント３６内及びフロントクロスメンバ３２の下面に形成された図示しない貫通孔に挿入されるボルト３８をナット４０にて螺合させる構成とされている。

上述した第一締結具２７Ａを締結したことによる支持マウント３６のリヤサスペンションメンバ２６への取付け強度は、リヤサスペンションメンバ２６のリヤサイドメンバ２８へのボルト３５の締結による取付け強度よりも低く設定されている。すなわち、第一締結具２７Ａにおけるボルト３１の径、材質及び本数を予め調整することで、取付け強度（ボルト強度）がリヤサスペンションメンバ２６のリヤサイドメンバ２８への取付け強度よりも低く設定されている。同様に、第二締結具２７Ｂを締結したことによる取付ブラケット２９のモータユニット１６への取付け強度は、リヤサスペンションメンバ２６のリヤサイドメンバ２８へのボルト３５の締結による取付け強度よりも低く設定されている。なお、第一締結具２７Ａのボルト３８と第二締結具２７Ｂのボルト３１とリヤサスペンションメンバ２６のボルト３５との本数は、それぞれ異なる本数とされている。ここで、第一締結具２７Ａの複数のボルト３８の全ての取付け強度が、リヤサスペンションメンバ２６の複数のボルト３５の全ての取付け強度よりも低くなるように設定されている。同様に、第二締結具２７Ｂの複数のボルト３１の全ての取付け強度が、リヤサスペンションメンバ２６の複数のボルト３５の全ての取付け強度よりも低くなるように設定されている。

また、モータユニット１６は、図２に示されるリヤクロスメンバ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（図１参照）を回転可能としている。

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、略車両前後方向に延設されたリヤサイドメンバ２８と、リヤサイドメンバ２８に取り付けられたリヤサスペンションメンバ２６と、車両後部に設けられかつリヤサスペンションメンバ２６の車両下方側に配置されたモータユニット１６と、車両正面視にてモータユニット１６と重なる位置に配置されかつモータユニット１６に対して車両前後方向内側に離間して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は、図３に示されるように、締結具２７によってリヤサスペンションメンバ２６に取り付けられているが、この取り付けは、リヤサスペンションメンバ２６のリヤサイドメンバ２８への取付け強度より低い取付け強度に設定されている。したがって、図４に示されるように、車両衝突時にモータユニット１６が衝突体Ｃから衝突荷重を受けてバッテリユニット１４側へ変位しようとする場合、締結具２７による締結が解除されてモータユニット１６はリヤサスペンションメンバ２６から車両下方側へと脱落させることができる。これによって、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。これらにより、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、モータユニット１６は、支持マウント３６を介してリヤサスペンションメンバ２６に取り付けられており、締結具２７は、モータユニット１６と支持マウント３６とを締結する第一締結具２７Ａと、支持マウント３６とリヤサスペンションメンバ２６とを締結する第二締結具２７Ｂとを有している。したがって、第一締結具２７Ａ及び第二締結具２７Ｂのそれぞれで取付け強度を調整することが可能となるので、衝突モードやモータユニット１６の重量等を考慮して第一締結具２７Ａ及び第二締結具２７Ｂの取付け強度を調整することで、通常時において比較的重量のありかつ大きなトルクを発生させるモータユニット１６をリヤサスペンションメンバ２６へ確実に保持することができると共に、車両衝突時にはモータユニット１６をリヤサスペンションメンバ２６から車両下方側へより確実に脱落させることが可能となる。これにより、一層確実に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。

さらに、第一締結具２７Ａは、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている。したがって、車両に車両前後方向外側から車両前後方向内側へ向かって衝突荷重が入力されることでモータユニット１６がバッテリユニット１４側へ変位しようとする場合、第一締結具２７Ａのボルト３８が折れ易い方向に衝突荷重が作用するため、モータユニット１６をリヤサスペンションメンバ２６から車両下方側へより一層脱落させ易くすることができる。

さらにまた、第二締結具２７Ｂは、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている。したがって、車両に車両前後方向外側から車両前後方向内側へ向かって衝突荷重が入力されることでモータユニット１６がバッテリユニット１４側へ変位しようとする場合、第二締結具２７Ｂのボルト３１には長手方向に直交する方向へ衝突荷重が入力される。つまり、第二締結具２７Ｂのボルト３１が折れ易い方向に衝突荷重が作用するため、モータユニット１６をリヤサスペンションメンバ２６から車両下方側へより一層脱落させ易くすることができる。これらにより、より一層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、第一締結具２７Ａ及び第二締結具２７Ｂは、それぞれボルト３１、３８を含んで構成されている。すなわち、汎用性のあるボルト３１を使用してモータユニット１６と支持マウント３６とが締結されると共に、汎用性のあるボルト３８を使用して支持マウント３６とリヤサスペンションメンバ２６とが締結される。したがって、コストを抑制しながら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。

さらに、図４に示されるように、モータユニット１６がリヤサスペンションメンバ２６から車両下方側へ脱落しながら変位することで、車両変形ストロークΔＳを確保することができる。したがって、車両変形ストロークΔＳによって衝突荷重が一部吸収されるため、その分リヤサイドメンバ２８の耐力を低くして車両の軽量化を図ることができる。

さらにまた、リヤサスペンションメンバ２６に車両下方側からモータユニット１６を取り付ける構成とされているため、リヤサスペンションメンバ２６の特にフロントクロスメンバ３２を車両幅方向に略直線的に配置することができる。したがって、構造が簡素となることで車両の軽量化をより図ることができる。

なお、上述した実施形態では、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）に設けられるサイドメンバとしてのフロントサイドメンバにフロントサスペンションメンバ（いずれも不図示）を取り付けて、フロントサスペンションメンバに車両下方側からモータユニット１６を取り付ける構成としてもよい。

また、第一締結具２７Ａ及び第二締結具２７Ｂは、それぞれボルト３１、３８を含んで構成されているが、これに限らず、リベット等その他の部材により構成された構造でもよい。さらに、締結具２７は、第一締結具２７Ａ及び第二締結具２７Ｂを備えた構造とされているが、これに限らず、第一締結具２７Ａ又は第二締結具２７Ｂのどちらか一方のみを備えた構造としてもよいし、その他の部位に一箇所又は３つ以上の複数箇所にて締結する構造としてもよい。

さらにまた、第一締結具２７Ａのボルト３８は、車両上下方向を長手方向とする構成とされているが、これに限らず、長手方向を略車両幅方向にする構成としてもよい。すなわち、ボルト３８は、長手方向を略車両前後方向に直交するその他の方向とする構成としてもよい。同様に、第二締結具２７Ｂのボルト３１は、略車両幅方向を長手方向とする構成とされているが、これに限らず、長手方向を略車両上下方向にする構成としてもよい。すなわち、ボルト３１は、長手方向を略車両前後方向に直交するその他の方向とする構成としてもよい。

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（サスペンションメンバ）
２７ 締結具
２７Ａ 第一締結具
２７Ｂ 第二締結具
２８ リヤサイドメンバ（サイドメンバ）
２９ 取付ブラケットマウント部材）
３１ ボルト
３６ 支持マウント（マウント部材）
３８ ボルト

Claims (4)

1. 略車両前後方向に延設されたサイドメンバと、
   前記サイドメンバに取り付けられ、平面視で中央に空間を有する略矩形状をなすサスペンションメンバと、
   平面視で前記サスペンションメンバの前記空間内に配置されると共に、前記サスペンションメンバの車両下方側に配置されたパワーユニットと、
   車両正面視にて前記パワーユニットと重なる位置に配置されかつ前記パワーユニットに対して車両前後方向の前方側に離間して設けられたバッテリユニットと、
   前記サスペンションメンバの前記サイドメンバへの取付け強度より低い取付け強度にて前記パワーユニットにおける車両前後方向の前部を前記サスペンションメンバにおける車両前後方向の前部を構成するフロントクロスメンバに対して車両前後方向に対して直交する方向へ取り付ける締結具と、
   を有する車体構造。
2. 前記パワーユニットは、マウント部材を介して前記サスペンションメンバに取り付けられており、
   前記締結具は、前記パワーユニットと前記マウント部材とを締結する第一締結具と、前記マウント部材と前記サスペンションメンバとを締結する第二締結具とを有している、
   請求項１記載の車体構造。
3. 前記第一締結具は、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている、
   請求項２記載の車体構造。
4. 前記第二締結具は、略車両前後方向に直交する方向を長手方向とするボルトを含んで構成されている、
   請求項２又は請求項３記載の車体構造。