JP6870588B2

JP6870588B2 - 車両後部構造

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Publication number: JP6870588B2
Application number: JP2017220895A
Authority: JP
Inventors: 史明佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-11-16
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Description

本開示は、車両後部構造に係り、特に電池パックが配置される車両後部構造に関する。

電動車両において、電池パックの配置場所の１つの例として、客室の後方に設けられる荷室がある。特許文献１には、車両が後突を受けた際に、荷室に搭載された電池パックの損傷を抑制するために、車両の側部に一対設けられるサイドメンバにおいて上方側に湾曲した一対のキックアップ部の前部と後部とに電池パックが固定される構造が開示されている。電池パックの前部は、一対のキックアップ部の前部を連結して設けられるクロスメンバに溶接された前部ブラケットに固定され、電池パックの後部は、一対のキックアップ部の後部を接続するブリッジに固定される。

特開２００５−２４７０６３号公報

サイドメンバ上に電池パックが締結によって固定される場合、車両が走行中に電池パックには上下方向の振動が印加される。電池パックの質量が大きいと上下方向の振動も強くなり、その負荷がサイドメンバ上の締結部に集中し、締結点の早期劣化が生じ得る。そこで、質量の大きな電池パックの締結部について、車両の走行中の上下振動による早期劣化を抑制可能とする車両後部構造が要望される。

本開示に係る車両後部構造は、車両幅方向の右側及び左側に配置されそれぞれ車両前後方向に延伸する一対のサイドメンバと、底面側がサイドメンバに締結された電池パックと、電池パックの上方側で車両幅方向に延在し車両のボデーに固定された後部上方骨格部材と、を備え、電池パックの上面側は、後部上方骨格部材に固定されている。

上記構成の車両後部構造によれば、電池パックは底面側がサイドメンバに締結されると共に、上面側が後部上方骨格部材に固定されるので、車両の走行中の上下振動を受けても、底面側の締結部と上面側の固定部とに負荷が分散される。これにより、質量の大きな電池パックの締結部について、車両の走行中の上下振動による早期劣化を抑制できる。

本開示に係る車両後部構造において、電池パックの上面側は、締結部材を介して後部上方骨格部材と固定されていることが好ましい。上記構成によれば、電池パックの上面と後部上方骨格部材とは直結して固定されるのでなく、締結部材を介して固定されるので、質量の大きな電池パックを配置した際の位置ずれを締結部材によって吸収することが可能になる。

本開示に係る車両後部構造において、締結部材は、電池パックの上面と平行であると共に電池パックの上面に対する第一締結部を有する第一面と、電池パックの上面に対し後部上方骨格部材の前面が成す角度に対応する角度で第一面に一体成形されていると共に、第一締結部に対し車両幅方向の車両外側でかつ車両上下方向の上方側に配置され後部上方骨格部材の前面に対する第二締結部を有する第二面と、を含むことが好ましい。

上記構造によれば、締結部材における第一締結部と第二締結部とは、車両前後方向、車両上下方向、車両幅方向について、互いの配置位置がずれている。これにより、質量の大きな電池パックを配置した際の後部上方骨格部材に対する三次元的な位置ずれを締結部材によって吸収することが可能になる。

本開示に係る車両後部構造において、第一締結部及び第二締結部は、締結用の長穴を有することが好ましい。上記構成によれば、質量の大きな電池パックを配置した際の後部上方骨格部材に対する三次元的な位置ずれの吸収が容易になる。

本開示に係る車両後部構造において、後部上方骨格部材は、車両の客室と荷室とを仕切り、周縁部がリアホイールハウス部に結合されていると共に、リアホイールハウス部から車両上下方向及び車両幅方向に延在しているアッパーバック周縁部と、アッパーバック周縁部に接続して荷室の上方側に車両前後方向と車両幅方向に延在しており、荷室の上壁部を構成するアッパーバックパネル部と、を含むアッパーバック構造部材であって、電池パックの上面側は、締結部材を介して、アッパーバック周縁部における車両幅方向の延在部分と車両上下方向の延在部分とのコーナー部に締結されていることが好ましい。

セダン型の車両後部構造には、通常、アッパーバック構造部材が設けられる。アッパーバック構造部材は、車両の前方側から見ると、門型形状を有する。上記構成によれば、後部上方骨格部材としてアッパーバック構造部材を用いる場合、門型形状の開口部に電池パックを配置できる。門型形状の開口部に配置された電池パックの上面側は、アッパーバック周縁部におけるコーナー部に締結される。

車両の走行中の振動等の負荷によって門型形状の構造は、車両幅方向と車両上下方向とで規定される平面内の捩り変形を生じ得るが、上記構成によれば、アッパーバック構造部材は、門型形状のコーナー部で締結部材によって質量の大きな電池パックに締結される。門型形状のコーナー部が質量の大きな電池パックに締結されることで、門型形状のコーナー部の変位が抑制され、これによって門型形状における捩り変形に対する剛性が向上する。また、車両後部構造の剛性も向上する。これによってアッパーバック構造部材における門型形状の構造の断面について小型化を図ることができ、車両上下方向の高さを抑えることができる。したがって、質量の大きな電池パックが車両上下方向に高い場合でも、アッパーバック構造部材の上面高さ位置を抑制でき、車両の運転席からの後方視界を確保できる。

本開示に係る車両後部構造において、締結部材は、第一締結部と第二締結部とを結ぶ方向に平行に形成されたビード部を有することが好ましい。上記構成によれば、アッパーバック構造部材の捩り変形に対する剛性がビード部によって向上する。

上記構成の車両後部構造によれば、質量の大きな電池パックにおけるサイドメンバ上の締結部について、車両の走行中の上下振動による早期劣化を抑制できる。

実施の形態に係る車両後部構造について、車両前後方向の前方側から見た斜視図である。図１のＩＩ方向から見た側面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図１のＩＶ部の拡大図である図１のＩＶ部を車両前後方向の前方側から見た正面図である。図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。比較例として、電池パックを底面側でサイドメンバに固定するのみの構成において、車両が走行中に上下振動をする場合を示す図である。実施の形態に係る車両後部構造において、車両が走行中に上下振動をする場合を示す図である。比較例として、コーナーブレース部を用いない構成を示す図である。図９の構成において、車両が走行し、電池パックとアッパーバック構造部材に上下振動を与え、アッパーバック構造部材に捩りを生じさせる負荷が印加される場合を示す図である。実施の形態に係る車両後部構造において、電池パックとアッパーバック構造部材とコーナーブレース部との関係を示す図である。図１１の構成において、車両が走行し、電池パックとアッパーバック構造部材に上下振動を与え、アッパーバック構造部材に捩りを生じさせる負荷が印加される場合を示す図である。参考例として、コーナーブレース部を用いず、パーティションパネルを用いる構成を示す図である。図１３の構成において、車両が走行し、電池パックとアッパーバック構造部材に上下振動を与え、アッパーバック構造部材に捩り変形を生じさせる負荷が印加される場合を示す図である。実施の形態に係る車両後部構造におけるコーナーブレース部を用いる構成は、パーティションパネルを用いる構成に近似できることを示す図である。

以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、セダン型のハイブリッド車両の車両後部構造を述べるが、これは説明のための例示である。車両における座席が配置する空間を客室とし、客室よりも車両前後方向の後方側の空間を荷室と呼ぶと、荷室に電池パックが配置される車両の後部構造であればセダン型でなくてもよい。例えば、ワゴン型のハイブリッド車両の後部構造でもよく、場合によっては、ハッチバック型のハイブリッド車両の後部構造でもよい。

以下では、後部上方骨格部材として、アッパーバック構造部材を述べるが、これは説明のための例示であって、電池パックの上方側で車両幅方向に延在し、車両のアンダーボデーまたはアッパーボデーに固定される部材であればよい。

以下に述べる形状、材質等は、説明のための例示であって、車両後部構造の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、セダン型の車両において、車両前後方向の前方側から見た車両後部構造１０の斜視図である。セダン型の定義は、着目する観点によって様々であるが、ここでは、客室、客室の前方側のエンジン室、客室の後方側の荷室の３ボックス型で、荷室の後部のドアは、後部窓ガラスの下方側に設けられる型式の車両とする。セダン型の車両において、荷室の上壁部を構成するアッパーバックパネル部の上面は、運転席からの後方視界を遮らない高さに設定される。

以下の各図において、車両幅方向、車両前後方向、車両上下方向を適宜示す。車両を構成する各要素は、車両の幅方向に関し左右対称の配置となることが多い。そこで、幅方向については、幅方向の左右対称に関する車両の中心軸ＣＬを用いて、車両外側から中心軸ＣＬ側へ向かう車両内側の方向をＩＮと示し、中心軸ＣＬ側から車両外側へ向かう車両外側の方向をＯＵＴと示す。なお、車両幅方向について車両の右側、左側を示す場合は、「車両幅方向の右側」、「車両幅方向の左側」と呼ぶ。車両前後方向については、ＦＲと示す方向が車両前方側の方向で、反対方向が車両後方側の方向である。車両上下方向については、ＵＰと示す方向が路面に対して上側の上方側であり、反対方向が路面側の方向の下方側である。

場合によって、車両外側、車両内側、車両幅方向の右側、車両幅方向の左側、車両前方側、車両後方側を、それぞれ、外側、内側、右側、左側、前方側、後方側と呼ぶ。

車両後部構造１０は、車両幅方向の右側及び左側に配置されそれぞれ車両前後方向に延伸する一対のサイドメンバ１２，１３、リアホイールハウス部１４、幅方向結合バー１８、電池パック４０、アッパーバック構造部材６０、及びコーナーブレース部７０，７１を含む。なお、図１では、車両後部構造１０に含まれないが、客室側のクロスメンバ６及びアンダーボデー８の一部が図示される。

サイドメンバ１２，１３は、車両後部構造１０において、中心軸ＣＬを挟んで右側及び左側に配置され、それぞれ車両前後方向に延伸する一対の部材である。サイドメンバ１２，１３は、アンダーボデー８を構成する部材で、図示しないが略矩形断面の筒状形状を有し、例えば、車両が衝突等による衝撃荷重を受けた場合や、連続的振動を受けた場合等に有効な剛性を有する。

リアホイールハウス部１４は、車両後部構造１０において、中心軸ＣＬを挟んで右側及び左側に配置され、それぞれ車両の図示しない右後輪及び左後輪を覆うドーム状の部材である。リアホイールハウス部１４は、右後輪用と左後輪用とでは、中心軸ＣＬを挟んで対称に配置されるので、図１では、左後輪用のリアホイールハウス部１４の図示を省略し、右後輪用のリアホイールハウス部１４について述べる。リアホイールハウス部１４は、車両幅方向の内側のドーム状のリアホイールハウスインナ１５と、車両幅方向の外側のドーム状のリアホイルハウスアウタ１６とを含む。さらに、リアホイールハウスインナ１５及びリアホイルハウスアウタ１６のつなぎ目から車両上下方向の上方側に延びる平板状の延出部１７を含む。これらの３部材は互いに溶接によって結合され、さらにドーム状の形状剛性もあって、リアホイールハウス部１４は、一般的に、車両後部構造１０において変形に対する剛性が高い部分である。

幅方向結合バー１８は、断面がハット型の板金製部材で、左右のサイドメンバ１２，１３の間を車両幅方向に結合する。ハット型とは、図１において幅方向結合バー１８の車両幅方向の左側に斜視図で示すように、平板から山高帽子のように突出す上面を有する形状である。結合する箇所は、車両の客室と荷室の境界付近で、図１の例では、左右のリアホイールハウス部１４における車両前後方向のほぼ中央の箇所に対応する左右のサイドメンバ１２，１３の上面である。結合方法としては、ボルトとナットを用いた締結手段が用いられる。幅方向結合バー１８は、後部座席のリアシート２０（図２参照）の固定に用いられるイソバーと呼ばれる部材である。電池パック４０の底面側の固定の内、車両前後方向の前方側の固定は、幅方向結合バー１８を利用して行われる。

電池パック４０は、内部に、車両駆動用の高電圧大電流の大容量二次電池を含む。車両が充電ステーション等から充電を受けるプラグインハイブリッド車両の場合は、車両の航続距離がほぼ二次電池の容量で定まるので、エンジンによって充電可能な一般的なハイブリッド車両の場合に比べ、容量がかなり大きく、大型で質量も大きい。以下では、プラグインハイブリッド車両に用いられる質量の大きな大容量二次電池を含む電池パック４０について述べる。かかる大容量二次電池としては、ニッケル水素組電池が用いられる。これに代えて、リチウムイオン組電池を用いることができる。

アッパーバック構造部材６０は、電池パック４０の上方側で車両幅方向に延在し車両のボデーに固定される後部上方骨格部材である。アッパーバック構造部材６０は、アッパーバック周縁部６２，６３と、アッパーバックパネル部６４とを含む。

アッパーバック周縁部６２，６３は、車両の客室と荷室とを仕切る位置において、周縁部がリアホイールハウス部１４に結合されると共に、リアホイールハウス部１４から車両上下方向及び車両幅方向に延在する部材である。アッパーバック周縁部６２，６３は、中心軸ＣＬを挟んで対称に配置される。アッパーバック周縁部６２は、右後輪用のリアホイールハウス部１４の側において、ドーム状のリアホイールハウスインナ１５と、平板状の延出部１７に、溶接によって一体化固定される。同様に、アッパーバック周縁部６３は、左後輪用のリアホイールハウス部１４の側に、ドーム状のリアホイールハウスインナ１５と、平板状の延出部１７に、溶接によって一体化固定される。

アッパーバックパネル部６４は、アッパーバック周縁部６２，６３に接続して，荷室の上方側に車両前後方向と車両幅方向に延在し、荷室の上壁部を構成する部材である。図１において一部破断面で示すように、アッパーバックパネル部６４の車両前後方向の前方側の部分は、矩形枠形状の箱型断面６５を有し、この箱型断面６５が車両幅方向に渡って延び、アッパーバック周縁部６２，６３と接続し一体化される。箱型断面６５の部分よりも車両前後方向の後方側は、板状形状で、車両前後方向と車両幅方向に延在する。

アッパーバックパネル部６４の箱型断面６５の部分の両端部は、それぞれアッパーバック周縁部６２，６３と接続し、固定されるので、アッパーバック構造部材６０は、図１の一点鎖線の円内に示すように、車両前後方向の前方側から見て、門型形状６８を有する。門型形状６８の左右のコーナー部６６，６７は、アッパーバックパネル部６４の箱型断面６５の部分と、アッパーバック周縁部６２，６３とが接続された部分である。

コーナーブレース部７０，７１は、アッパーバック構造部材６０の門型形状６８のコーナー部６６，６７のそれぞれに設けられ、電池パック４０の上面４１とアッパーバック構造部材６０とを固定する固定部である。コーナーブレース部７０，７１の詳細については後述する。

次に、車両後部構造１０への電池パック４０の搭載の内、底面側の固定方法について、図２と図３を用いて説明する。

図２は、車両後部構造１０について、図１でＩＩ方向と示す車両幅方向の左側から見た図である。客室の最も後方側には、リアシート２０が配置される。リアシート２０は、幅方向結合バー１８に固定される。リアシート２０用のシートベルト２４の一端はリアシート２０自体に設けられ、他端は、アッパーバックパネル部６４の箱型断面６５の部分に固定される。電池パック４０は、リアシート２０の後方側である荷室において、リアシート２０のすぐ後方側に配置される。荷室において、電池パック４０よりもさらに後方側には、サイドメンバ１２，１３の間のアンダーボデー８において荷室の床面よりも窪ませたフロアパン２６が設けられる。フロアパン２６の窪みにはスペアタイヤ２８が収納されて、ラゲージボード３０によってその上面が覆われ荷室の床面となる。アッパーバックパネル部６４の上方側には、ラゲージトリム３２が配置される。車両の天井部３４からラゲージトリム３２及びアッパーバックパネル部６４に向って下る斜面には、リアガラス３６が配置される。運転席からのリアガラス３６を通した後方視界は、ラゲージトリム３２の上面で制限される。したがって、電池パック４０の車両上下方向の高さが増加しても、ラゲージトリム３２及びその下方に配置されるアッパーバック構造部材６０の高さは、後方視界を確保できる範囲に抑制する必要がある。

図３は、車両後部構造１０における電池パック４０の底面側との固定を示すために、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の高さ位置で、車両上下方向の上方側から見た図である。電池パック４０の底面側の前後方向にはそれぞれフランジ部４２，４３が張り出して設けられ、電池パック４０の右側及び左側の側面には、電池締結ブラケット４６，４８が締結して設けられる。電池パック４０の底面側の固定には、このフランジ部４２，４３と、電池締結ブラケット４６，４８とが用いられる。

質量の大きな電池パック４０の底面側の固定の手順は以下のようにして行われる。電池パック４０の質量は、電池パック４０が搭載される車両の航続距離の仕様等で異なるが、説明のための例示として一例を挙げると、１００ｋｇから２００ｋｇ程度であり、作業者の手作業では移動させることが困難な大きさの質量である。

まず、電池パック４０の前方側のフランジ部４２と幅方向結合バー１８とを、幅方向に沿った６カ所の締結点４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆで、ボルトとナットを用いて締結する。これと前後して、電池締結ブラケット４６，４８と、サイドメンバ１２，１３についているブラケット５６，５８とを、２カ所の締結点５４ａ，５４ｂで、ボルトとナットを用いて締結する。また、電池パック４０の後方側のフランジ部４３と、荷室のフロアパン２６についているブラケット５０，５２とを、フランジ部４３の幅方向の両端部の２カ所の締結点５４ｃ，５４ｄで、ボルトとナットを用いて締結する。

このようにして、質量の大きな電池パック４０の底面側は、幅方向結合バー１８とブラケット４６，４８を介して、サイドメンバ１２，１３に固定される。上記の固定方法は、説明のための例示であって、車両後部構造１０、電池パック４０、及び作業ツールの仕様等に応じ、適宜変更が可能である。

次に、車両後部構造１０への電池パック４０の搭載の内、上面側の固定方法について、図１へ戻って説明する。

図１において、アッパーバック構造部材６０の門型形状６８のコーナー部６６，６７のそれぞれに設けられるコーナーブレース部７０，７１は、電池パック４０の上面４１とアッパーバック構造部材６０とを固定する固定部である。コーナーブレース部７０，７１を用いることで、質量の大きな電池パック４０は、底面側がサイドメンバ１２，１３に締結されると共に、上面側がアッパーバック構造部材６０に固定される。これによって、質量の大きな電池パック４０が、車両の走行中の上下振動を受けても、底面側の締結部と上面側の締結部とに負荷が分散され、質量の大きな電池パック４０の締結部の早期劣化が抑制される。

車両の走行中の振動等の負荷を受けても、質量の大きな電池パック４０はねじれ等の変形を生じないので、電池パック４０にコーナーブレース部７０，７１を介して締結される門型形状６８のコーナー部６６，６７の変位が抑制される。これに加えて、門型形状６８の両側のアッパーバック周縁部６２，６３は、剛性の高いリアホイールハウス部１４に固定される。したがって、門型形状６８における車両幅方向と車両上下方向とで規定される平面内の捩り変形（図１０、図１２参照）に対する剛性が向上する。また、車両後部構造の１０の剛性も向上する。これによってアッパーバック構造部材６０における箱型断面６５の小型化を図ることができ、アッパーバック構造部材６０の車両上下方向の高さを低くできる。したがって、電池パック４０の車両上下方向の高さが増加しても、アッパーバック構造部材６０の高さの増加を抑制でき、運転席からの後方視界を確保できる。

コーナーブレース部７０，７１は、門型形状６８において中心軸ＣＬを挟んで対称に配置され、形状等は、中心軸ＣＬに対し対称である。以下では、図１において一点鎖線で囲んだＩＶ部におけるコーナーブレース部７０について述べる。図４は、図１のＩＶ部の拡大図である。

図４を用いて、電池パック４０の上面４１と、アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６の前面６１の関係を述べる。電池パック４０の上面４１とは、電池パック４０において車両上下方向の上方側の面である。アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６の前面６１とは、コーナー部６６において、車両前後方向の前方側を向く面である。アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６においては、アッパーバック周縁部６２とアッパーバックパネル部６４が一体化しているので、図４では、アッパーバックパネル部６４の前面を、コーナー部６６の前面６１として示す。

図４に示すように、電池パック４０の上面４１に対し、アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６の前面６１は、角度θで傾斜する。図４の例では、角度θは、車両前後方向の前方側から後方側に向かって倒れる方向で、角度θは鋭角である。車両前後方向と車両幅方向とで形成される面を車両水平面と呼ぶと、車両水平面に対し、電池パック４０の上面４１が平行に配置され、コーナー部６６の前面６１が傾斜して配置された場合には、車両水平面に対するコーナー部６６の傾斜角度が角度θである。角度θが鋭角であるのは、説明のための例示であって、車両後部構造１０の仕様によっては、角度θ＝９０度であってもよく、角度θが鈍角であってもよい。

コーナーブレース部７０は、締結部材である取付板７２、取付板７２と電池パック４０の上面４１との間を締結する第一締結具９０ａ，９０ｂ、及び、取付板７２とコーナー部６６との間を締結する第二締結具９２ａ，９２ｂ，９２ｃを含む。

取付板７２は、第一面７４と、第一面７４に対し角度θで傾斜して第一面７４に一体成形する第二面７６とを有する折り曲げ形状の板部材である。図４に示すように、第一面７４を電池パック４０の上面４１に配置すると、第二面７６は、コーナー部６６の前面６１に平行となり、位置決めを行うことで、コーナー部６６の前面６１に当接するように配置することができる。

取付板７２の第一面７４には２つの締結部８０ａ，８０ｂが設けられる。２つの締結部８０ａ，８０ｂは、第一締結具９０ａ，９０ｂのための締結用穴である。同様に、第二面７６には３つの締結部８２ａ，８２ｂ，８２ｃが設けられる。３つの締結部８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、第二締結具９２ａ，９２ｂ，９２ｃのための締結穴である。以下では、第一面７４に設けられる２つの締結部と第二面７６に設けられる３つの締結部とを区別して、第一面７４に設けられる２つの締結部を第一締結部８０ａ，８０ｂと呼び、第二面７６に設けられる３つの締結部を第二締結部８２ａ，８２ｂ，８２ｃと呼ぶ。

取付板７２には、第一面７４と第二面７６に跨って、ビード部８４ａ、８４ｂが形成される。ビードとは、薄板の材質と板厚とを同じとして、面強度を増加させるために適当な深さで形成された溝である。ビードを付加することで、薄板の曲げや捩りに対する面強度が向上する。ビード部８４ａ，８４ｂは、第一面７４の裏側及び第二面７６の裏側に溝が形成され、図４では、溝に対応する凸部が図示される。ビード部８４ａ，８４ｂは、いずれも、車両上下方向の上方側から下方側に向かうに連れて、車両幅方向の外側から内側に向かうように、斜めに延びる。

第一面７４と第二面７６に渡って上下方向及び幅方向に対し斜めに延びる２つのビード部８４ａ，８４ｂによって、取付板７２は、３つの締結領域に分けられる。３つの締結領域を区別して、車両幅方向の内側から外側に向かって、第一締結領域７８ａ、第二締結領域７８ｂ、第三締結領域７８ｃと呼ぶ。第一締結領域７８ａには、第一面７４に第一締結部８０ａが設けられ、第二面７６に第二締結部８２ａが設けられる。第二締結領域７８ｂには、第一面７４に第一締結部８０ｂが設けられ、第二面７６に第二締結部８２ｂが設けられる。第三締結領域７８ｃには、第二面７６に第二締結部８２ｃが設けられ、第一面７４には締結部が設けられない。

第一締結領域７８ａにおいて、第一締結部８０ａに対し、第二締結部８２ａは、車両幅方向の車両外側でかつ車両上下方向の上方側に配置される。同様に、第二締結領域７８ｂにおいて、第一締結部８０ｂに対し、第二締結部８２ｂは、車両幅方向の車両外側でかつ車両上下方向の上方側に配置される。

締結部材である取付板７２において、第二面７６は第一面７４に対し、車両後方側に角度θで傾斜している。したがって、第一締結領域７８ａにおいて、第二面７６の第二締結部８２ａは、第一面７４の第一締結部８０ａに対し、三次元的に異なる位置に配置されている。同様に、第二締結領域７８ｂにおいて、第二面７６の第二締結部８２ｂは、第一面７４の第一締結部８０ｂに対し、三次元的に異なる位置に配置されている。

換言すると、アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６の前面６１に締結される第二締結部８２ａ，８２ｂは、電池パック４０の上面４１に締結される第一締結部８０ａ、８０ｂに対し、三次元的に異なる配置位置となっている。アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６の前面６１と、電池パック４０の上面４１との間の相対的な３次元的配置関係が設計図通りとなっていない場合に、質量の大きな電池パック４０の配置位置を調整するのは、作業者の手作業では困難である。そこで、図４に示すように、第一締結部８０ａ，８０ｂ、及び、第二締結部８２ａ，８２ｂ，８２ｃは、いずれも長穴形状とする。長穴の長手方向は、第一締結部８０ａ，８０ｂにおいて車両前後方向に平行な方向であり、第二締結部８２ａ，８２ｂ，８２ｃにおいて、車両上下方向に平行な方向である。これは説明のための例示であって、電池パック４０の底面側の固定方法等に応じて、長穴の長手方向の設定は適宜変更が可能である。

このように、取付板７２における第一締結部８０ａ，８０ｂと第二締結部８２ａ，８２ｂ，８２ｃをそれぞれ適当な形状の長穴とすることで、質量の大きな電池パック４０を配置した際のアッパーバック構造部材６０に対する三次元的な位置ずれを吸収できる。

第一締結具９０ａ，９０ｂは、フランジ付ナットが用いられる。また、第二締結具９２ａ，９２ｂ，９２ｃは、ワッシャ付ボルトが用いられる。

図５は、図１のＩＶ部を車両前後方向の前方側から見た正面図である。ここでは、第一締結具９０ａ、９０ｂが、電池パック４０の上面４１から突き出るボルトに締結されて、第二締結具９２ａ，９２ｂ，９２ｃが、コーナー部６６の前面６１に設けられたねじ穴に締結される。このようにして、電池パック４０の上面４１側が、締結部材である取付板７２を介して、アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６に、第一締結具９０ａ，９０ｂ、及び第二締結具９２ａ，９２ｂ，９２ｃを用いて、締結固定される。

図５において、車両幅方向の右側のコーナー部６６に締結されるコーナーブレース部７０のビード部８４ａ，８４ｂは、コーナー部６６から電池パック４０の中央部に向かう方向に延びる。同様に、車両幅方向の左側のコーナー部６７に締結されるコーナーブレース部７１のビード部８４ａ，８４ｂも、コーナー部６７から、電池パック４０の中央部に向かう方向に延びる（図１参照）。ビード部８４ａ，８４ｂは、その延びる方向に直交する方向の剛性が高い。したがって、ビード部８４ａ，８４ｂを設けることで、アッパーバック構造部材６０の門型形状６８が車両幅方向と車両上下方向とで規定される平面内で生じ得る捩り変形に対する剛性が向上する。

図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。電池パック４０の上面４１に対し、アッパーバック構造部材６０のコーナー部６６の前面６１は、車両前後方向の前方側から後方側に向かって倒れる方向の鋭角の角度θで傾斜することが示される。

上記構成の車両後部構造１０の作用効果について、従来技術と比較しながら、図７以下でさらに詳細に述べる。

図７、図８は、電池パック４０を底面側で締結するのみならず、上面４１でも締結する場合の作用効果を示す図である。これらの図は、図２に対応し、車両前後方向と車両上下方向で規定される平面内の断面図である。図７は、比較例として、電池パック４０について、サイドメンバ１２，１３に締結点４４，５４で底面側を固定するのみの場合を示す図である。図７の構成では、車両が走行中に上下振動Ｆをすると、電池パック４０の底面側の締結点４４，５４に負荷が集中し、質量が大きい電池パック４０の場合に負荷の集中度が大きくなり、質量の小さい電池パックの場合に比較して、締結点４４，５４の早期劣化が生じ得る。

図８は、図６で述べた構成で、電池パック４０の上面４１とアッパーバック構造部材６０とをコーナーブレース部７０，７１を用いて締結具９０，９２で固定する。この構成の場合、車両が走行中に上下振動Ｆをしても、電池パック４０は、底面側の締結点４４，５４のみならず、上面４１側の締結具９０，９２でも固定されるので、負荷が分散する。これにより、電池パック４０の質量が大きい場合でも、締結点４４，５４、締結具９０，９２の早期劣化の発生を抑制できる。

図９から図１２は、アッパーバック構造部材６０がコーナーブレース部７０，７１を介して電池パック４０に固定されることの作用効果を示す図である。これらの図は、車両前後方向の前方側から見た図で、アッパーバック構造部材６０は、モデル化して太線で示す。

図９と図１０は、比較例として、コーナーブレース部７０，７１を用いない場合を示す図である。図９は、車両が走行していない場合で、電池パック４０もアッパーバック構造部材６０も静止している。図１０は、車両が走行し、電池パック４０とアッパーバック構造部材６０に上下振動を与える場合である。電池パック４０は質量が大きいので捩り変形が生じず、アッパーバック構造部材６０には捩り変形を生じさせる負荷Ｔが印加される。アッパーバック構造部材６０の門型形状６８の両側のアッパーバック周縁部６２，６３は剛性の高いリアホイールハウス部１４に固定されるので、負荷Ｔに対して固定端となる。したがって、負荷Ｔを受けたアッパーバック構造部材６０の門型形状６８には、車両幅方向と車両上下方向とで規定される平面内の捩り変形が生じる。

図１１と図１２は、図１から図６で述べた構成で、アッパーバック構造部材６０がコーナーブレース部７０，７１を介して電池パック４０に固定される場合を示す図である。これらの図は、図９、図１０と同様に、車両前後方向の前方側から見た図で、アッパーバック構造部材６０は、モデル化して太線で示す。なお、コーナーブレース部７０，７１におけるビード部８４ａ，８４ｂの延びる方向を模式的に示す。図１１は、図９に対応し、車両が走行していない場合で、電池パック４０もアッパーバック構造部材６０も静止している。図１２は、図１０に対応する図で、車両が走行し、電池パック４０とアッパーバック構造部材６０に上下振動を与える場合である。電池パック４０は質量が大きいので、捩りが生じない。アッパーバック構造部材６０には捩りを生じさせる負荷Ｔが印加されるが、質量の大きな電池パック４０にコーナーブレース部７０，７１を介して固定されるので、負荷Ｔを受けたアッパーバック構造部材６０の門型形状６８に生じる捩り変形が抑制される。さらに、ビード部８４ａ，８４ｂは、負荷Ｔによる捩り変形を抑制する方向に延びるので、一層、門型形状６８に生じる捩り変形が抑制される。なお、図１２に示す方向の負荷Ｔに対しては、コーナーブレース部７０のビード部８４ａ，８４ｂが抵抗して捩り変形を抑制し、図１２と逆方向の負荷Ｔに対しては、コーナーブレース部７１のビード部８４ａ，８４ｂが抵抗して捩り変形を抑制する。

図１３と図１４は、参考例として、コーナーブレース部７０，７１を用いず、客室と荷室の間にパーティションパネル１００を設置する場合を示す図である。電池パック４０とアッパーバック構造部材６０は、共に、パーティションパネル１００に固定される。図１３と図１４は、車両前後方向の前方側から見た図で、パーティションパネル１００の背後側に電池パック４０とアッパーバック構造部材６０とが配置され、パーティションパネル１００に固定される。アッパーバック構造部材６０は、モデル化して太い破線で示す。

図１３は、図９、図１１に対応し、車両が走行していない場合で、パーティションパネル１００も電池パック４０もアッパーバック構造部材６０も静止している。図１４は、図１０、図１２に対応する図で、車両が走行し、パーティションパネル１００と電池パック４０とアッパーバック構造部材６０に上下振動を与える場合である。パーティションパネル１００には捩りを生じさせる負荷Ｔが印加されるが、質量の大きな電池パック４０に固定されるので、捩り変形が抑制される。パーティションパネル１００は板状部材であるが、客室と荷室を仕切る大きさを有するので、コーナーブレース部７０，７１を用いる図１２の場合に比べて、捩り変形の抑制効果が大きい。但し、パーティションパネル１００は、大型の板状部材であるので、コーナーブレース部７０，７１に比べてコストが高く、質量も大きい。これに対し、図１から図６で述べたコーナーブレース部７０，７１を用いる車両後部構造１０は、パーティションパネル１００に比較すると捩り変形の抑制効果がやや小さいが、コストを低減でき、質量も小さい利点を有する。

図１５は、コーナーブレース部７０，７１を用いる構成が、パーティションパネル１００を用いる構成に近似できることを示す図である。図１５の上段の図は、図６と同じである。下段の図は、図１５の上段の図をもとにして、パーティションパネル１００を用いるモデルに近似した図である。パーティションパネル１００を用いるモデルでは、パーティションパネル１００の底面側は、締結具１０２によってサイドメンバ１２，１３側に締結され、上方端側で、締結具１０４によってアッパーバック構造部材６０に締結される。図１５の上段の図と下段の図を比較すると、質量の大きい電池パック４０をパーティションパネル１００の一部と考えれば、ほぼ同じ構成となる。異なるのは、上段の図の構成の方が締結部の数が多いことである。このモデルから、コーナーブレース部７０，７１を用いる車両後部構造１０は、パーティションパネル１００と捩り変形に対する抑制効果がやや小さいが、コスト的に有効な構成であることが分かる。

上記では、後部上方骨格部材として、アッパーバック構造部材６０を述べたが、これ以外でも、電池パック４０の上方側で車両幅方向に延在し、車両のアンダーボデー８に固定される部材であればよい。例えば、客室と荷室を仕切り、周縁部がリアホイールハウス部１４に結合されると共に、リアホイールハウス部１４から車両幅方向及び車両上下方向に延在し、かつ中央部に開口部が形成されたパーティションパネル部を後部上方骨格部材としてもよい。場合によっては、電池パック４０の上方側で車両幅方向に延在し、車両のアッパーボデーに固定される梁状部材を後部上方骨格部材としてもよい。

上記構成の車両後部構造１０によれば、電池パック４０は底面側がサイドメンバ１２，１３に締結されると共に、上面４１側が後部上方骨格部材であるアッパーバック構造部材６０に固定される。これにより、車両の走行中の上下振動を受けても、底面側の締結部と上面側の締結部とに負荷が分散され、質量の大きな電池パック４０の締結部について、車両の走行中の上下振動による早期劣化を抑制できる。

６クロスメンバ、８アンダーボデー、１０車両後部構造、１２，１３サイドメンバ、１４リアホイールハウス部、１５リアホイールハウスインナ、１６リアホイルハウスアウタ、１７延出部、１８幅方向結合バー、２０リアシート、２４シートベルト、２６フロアパン、２８スペアタイヤ、３０ラゲージボード、３２ラゲージトリム、３４天井部、３６リアガラス、４０電池パック、４１上面、４２，４３フランジ部、４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ，５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ締結点、４６，４８電池締結ブラケット，５０，５２，５６，５８ブラケット、６０アッパーバック構造部材（後部上方骨格部材）、６１前面、６２，６３アッパーバック周縁部、６４アッパーバックパネル部、６５箱型断面、６６，６７コーナー部、６８門型形状、７０，７１コーナーブレース部、７２取付板、７４第一面、７６第二面、７８ａ第一締結領域、７８ｂ第二締結領域、７８ｃ第三締結領域、８０ａ，８０ｂ（第一）締結部、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ（第二）締結部、８４ａ，８４ｂビード部、９０，９２，１０２，１０４締結具、９０ａ，９０ｂ第一締結具、９２ａ，９２ｂ，９２ｃ第二締結具、１００パーティションパネル。

Claims

車両幅方向の右側及び左側に配置されそれぞれ車両前後方向に延伸する一対のサイドメンバと、
底面側が前記サイドメンバに締結された電池パックと、
前記電池パックの上方側で車両幅方向に延在し車両のボデーに固定された後部上方骨格部材と、
を備え、
前記電池パックの上面側は、締結部材を介して前記後部上方骨格部材に固定され、
前記締結部材は、
前記電池パックの上面と平行であると共に前記電池パックの上面に対する第一締結部を有する第一面と、
前記電池パックの上面に対し前記後部上方骨格部材の前面が成す角度に対応する角度で前記第一面に一体成形されていると共に、前記第一締結部に対し車両幅方向の車両外側でかつ車両上下方向の上方側に配置され前記後部上方骨格部材の前記前面に対する第二締結部を有する第二面と、
を含み、
前記後部上方骨格部材は、
車両の客室と荷室とを仕切り、周縁部がリアホイールハウス部に結合されていると共に、前記リアホイールハウス部から車両上下方向及び車両幅方向に延在しているアッパーバック周縁部と、
前記アッパーバック周縁部に接続して前記荷室の上方側に車両前後方向と車両幅方向に延在しており、前記荷室の上壁部を構成するアッパーバックパネル部と、
を含む門型形状のアッパーバック構造部材であって、
前記電池パックの上面側は、前記締結部材を介して、前記アッパーバック周縁部における車両幅方向の延在部分と車両上下方向の延在部分とを接続する前記門型形状のコーナー部に締結されている、
車両後部構造。
前記第一締結部及び前記第二締結部は、締結用の長穴を有する、請求項１に記載の車両後部構造。
前記締結部材は、
前記第一締結部と前記第二締結部とを結ぶ方向に平行に形成されたビード部を有する、
請求項１に記載の車両後部構造。