JP6888526B2 - 車両後部構造 - Google Patents
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Description
さらに、車両の後突時に後方からの衝突荷重がリヤサイドメンバに負荷されると、リヤサイドメンバは湾曲部においてアーチ状に上側凸に湾曲しているので、リヤサイドメンバの湾曲部より後方の部位が湾曲部後端を起点に持ち上がるように変形し易く、後突時のエネルギーが安定的に吸収される。
請求項8に記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項7に記載の発明において、前記前部材は、延在方向に垂直な断面が矩形の閉断面状に形成され、前記後部材は、延在方向に垂直な断面が下方に向けて開放されたハット状に形成されている。
図1は、本実施形態に係る車両後部構造を備える車両10の車両後部12を示す平面図である。この車両10は、後輪駆動の燃料電池車両であり、図示しないFC(Fuel Cell)スタックとHV(High Voltage)バッテリ14という2つのエネルギー源を最適に使い分けて、トランスアクスル16内に配置された図示しないモータを駆動し、左右一対の後輪18を駆動させるように構成されている。
トランスアクスル16が搭載されるリヤサスペンションメンバ22は、後輪18を揺動可能に支持する左右一対の図示しないリヤサスペンションをそれぞれ支持する骨格部材として構成されている。リヤサスペンションメンバ22は、図1に示すように、車両前後方向に延在し、車幅方向に離間した左右一対のサイドレール30と、車幅方向にそれぞれ延びるフロントクロスメンバ32及びリヤクロスメンバ34と、を有している。
図5及び図6に示されるように、各リヤサイドメンバ20は、車両前後方向前側に配置される前部材としてのフロント部40と、車両前後方向後側に配置される後部材としてのリヤ部42と、を含んで構成されている。フロント部40は、その前端部40Aが車体を構成する骨格部材であるロッカー44の後端部に接続されているとともに、その後部(より詳しくは、トランスアクスル16の車幅方向外側近傍)に、車両側面視でアーチ状に上側凸に湾曲する湾曲部46が形成されている。リヤサイドメンバ20は湾曲部46において、湾曲部46の車両前後方向の中央部46Cがフロント部40の前端部40Aおよび及び後端部40Bよりも車幅方向内側に位置するように湾曲し(図1参照)、湾曲部46の中央部46Cがフロント部の前端部40A及び後端部40Bよりも車両上下方向上側に位置するように湾曲している(図2参照)。
また、図7及び図8に示されるように、リヤ部42のフランジ部42Cにはフロアパネルとしてのリヤサイドフロアパネル52が溶接されている。リヤサイドフロアパネル52は、ハット状に下方に向けて開放されたリヤ部42を下側から覆うように、その車幅方向内端部がリヤ部42のフランジ部に溶接されて固定されるとともに、後輪18後方のリヤサイドメンバ20よりも車幅方向外側の位置まで延在されている(図1参照)。すなわち、リヤサイドフロアパネル52は車両後部12の車幅方向外側に配置されている。リヤサイドフロアパネル52の上面には、後述するバッテリキャリア88が固定され、下面には後述するフロアリィンフォース98およびオイルクーラーブラケット102が固定されている。
図1〜6に示されるように、リヤフロアパン54の第3水素タンク28の前方(湾曲部46の後端部46Aの車幅方向内側)には、車幅方向に延びるフロアクロスメンバ55が左右のリヤサイドメンバ20間に架け渡され、車幅方向内側から左右のリヤサイドメンバ20に接合されている。フロアクロスメンバ55の車両前後方向後方には後述する第2メンバ68が配置されている。フロアクロスメンバ55は、延在方向に垂直な断面が閉断面矩形状に構成されるとともに、後述するように第2メンバ68が接続される位置において、上部の強度が下部の強度よりも低く形成された変形起点部を有している。また、フロアクロスメンバ55の車両前後方向前方を向く前面55Bがサイドレール30の荷重受面31Aに対向している。なお、図4及び図5では、第2メンバ68を省略している。
図3及び図7に示されるように、第3水素タンク28は、リヤフロアパン54によって上方が覆われている。このリヤフロアパン54は、車幅方向の外端部が、左右のリヤサイドメンバ20のリヤ部42のフランジ部42Cに溶接されて左右のリヤ部42間に架け渡されており、さらに左右のリヤサイドメンバ20間で車両上方に上側凸に膨らんで、第3水素タンク28の搭載スペースを確保している。すなわち、第3水素タンク28はリヤサイドメンバ20と車両側面視でラップする(重なる)ように配置される。また、フロアクロスメンバ55の下方の第3水素タンク28の前方には、リヤサスペンションメンバ22のリヤクロスメンバ34が配置される。さらに、リヤフロアパン54の第3水素タンク28の後方には、リヤフロアパン54が下方に突出した突出部56が設けられ、突出部56の下側には、車幅方向に延びるタンクリィンフォース58が取り付けられている。
さらに、本実施形態の車両後部構造では、図1に示すように、左右のリヤサイドメンバ20のリヤ部42の車幅方向内側に、各リヤ部42と並んで車両前後方向に延在して車幅方向に離間した左右一対の第2メンバ68を設けている。また、図2に示すように、第2メンバ68は、延在方向に垂直な断面が格子状の閉断面に形成され、例えばアルミニウム合金製の押出材である。各第2メンバ68は、その前端がフロアクロスメンバ55の車両上下方向上方を向く上面55Aの車幅方向両端部に、ボルト締結式の第2ブレース72を介してそれぞれ接続されている。一方で、各第2メンバ68の後端部68Bは、リヤバンパリィンフォース50と図示しないボルト等で接続され、リヤエンドパネル48と後方ブラケット69(図4参照)を介して接続されている。すなわち、第2メンバ68はリヤエンドパネル48及びリヤバンパリィンフォース50を介して、リヤサイドメンバ20と車幅方向に連結されている。また、第2メンバ68とリヤサイドメンバ20のリヤ部42とは、ボルト締結式の第1ブレース70を介して車幅方向にそれぞれ連結されており、リヤ部42と第2メンバ68の後突時の変形の軌跡が同期しやすく構成されている。上述のように、第3水素タンク28は車両側面視でリヤサイドメンバ20とラップするように配置されているため、第3水素タンク28は車両側面視で第2メンバ68ともラップしている。
図5及び図6に示すように、リヤサイドメンバ20のリヤ部42の車幅方向外側(車両前方を見たときに右側)のリヤサイドフロアパネル52上には、バッテリとしての補機バッテリ78が配置されている。補機バッテリ78は、主にECUやオーディオ等の車内機器に電源を供給する箱型の2次電池である。また、補機バッテリ78は、リヤ部42の車両前後方向の中央部近傍におけるリヤ部42の車幅方向外側に配置されており、言い換えると、補機バッテリ78は、リヤサイドメンバ20の湾曲部46及び接続部20Aよりも車両前後方向後方に配置されている(図1参照)。また、補機バッテリ78は、第3水素タンク28よりも車両前後方向後方に配置されている。より詳しくは、第3水素タンク28の車両前後方向の中心位置は、第3水素タンクの車両前後方向の中心位置よりも後方に位置している。
また、図5及び図6に示すように、補機バッテリ78の車幅方向内側から、補機バッテリ78の上部にかけて、リヤサイドフロアパネル52とで補機バッテリ78を上下に挟んで保持するバッテリクランプ80が設けられている。バッテリクランプ80は、車幅方向内端部がリヤサイドメンバ20のリヤ部42の上面に固定されるとともに車両正面視でL字状に形成された内側ブラケット82と、車幅方向内側から外側に向けて補機バッテリ78の上部まで延在するクランプ本体部84と、内側ブラケット82とクランプ本体部84とを接続する内側バー86と、からなる。内側バー86の下端は内側ブラケット82に溶接等で固定されるとともに、上端には螺子溝が切ってあり、後述するバッテリキャリア88に補機バッテリ78を載置した後、クランプ本体部84の車幅方向内端に設けられた孔に内側バー86を挿入して、その上からナット85を締めることで、内側ブラケット82とクランプ本体部84とが接続される。このようにして、リヤサイドフロアパネル52とバッテリクランプ80との間で補機バッテリ78が上下に挟んで保持される(図7参照)。また、リヤサイドフロアパネル52とバッテリクランプは車両10の車体を構成するリヤサイドメンバ20のリヤ部42に固定されるので、すなわち補機バッテリ78が車両10の車体に固定される。
図5に示されるように、リヤサイドフロアパネル52の上側には、補機バッテリ78が載置される平皿状のバッテリキャリア88が固定されている。バッテリキャリア88はその底部90に設けられた窪み90Aにおいてボルト締結されることによって、リヤサイドフロアパネル52に固定される。また、バッテリキャリア88の車両前後方向の中央部には、下端がバッテリキャリア88の車幅方向外端部と接続されて、補機バッテリ78の車幅方向外側で車両上下方向に延在し、上端がクランプ本体部84の車幅方向外端部と接続される外側接続部92が設けられている。外側接続部92は、下端がバッテリキャリア88の車幅方向外端部に溶接等で固定され車両正面視でクランク状に形成された外側ブラケット94と、下端が外側ブラケット94に溶接等で固定され上端に螺子溝が切ってある外側バー96と、からなる。バッテリキャリア88に補機バッテリ78を載置した後、クランプ本体部84の車幅方向外端に設けられた孔に外側バー96を挿入して、その上からナット97を締めることで、外側接続部92とバッテリクランプ80とが接続される。
図8に示されるように、リヤサイドフロアパネル52の下部には、リヤサイドフロアパネル52に固定されるとともに、車幅方向内端部がリヤサイドメンバ20のリヤ部42に固定され、リヤサイドフロアパネル52上に補機バッテリ78が配置される位置の下方まで車幅方向外側に向けて延在するフロアリィンフォース98が配置されている。フロアリィンフォース98は、その車幅方向内端部においてリヤサイドメンバ20のリヤ部42の外端のフランジ部42Cにおいてリヤサイドフロアパネル52とともに例えば溶接等でリヤサイドメンバ20に固定されている。また、フロアリィンフォース98は、バッテリキャリア88がリヤサイドフロアパネル52に固定される窪み90Aの下方の位置まで及んでいる。さらに、本施形態では、フロアリィンフォース98はリヤサイドフロアパネル52の形状に沿って、リヤサイドフロアパネル52の外端部まで延在している。
フロアリィンフォース98の下部には、オイルクーラー100を懸架するための接続部102Aが設けられたオイルクーラーブラケット102が設けられている。オイルクーラーブラケット102は、フロアリィンフォース98及びリヤサイドフロアパネル52に溶接され、バッテリキャリア78の下方で、フロアリィンフォース98の一部を覆っている。すなわち、オイルクーラーブラケット102は、車両前後方向に見てフロアリィンフォース98との間で閉断面を形成している。接続部102Aには、接続ブラケット101(図7参照)が取り付けられ、この接続ブラケット101を介してオイルクーラーブラケット102にオイルクーラー100が懸架される。
次に、本実施形態の車両後部構造の作用並びに効果について説明する。
図8は、後突時におけるリヤサイドメンバ20及び第3水素タンク28の挙動を模式的に説明する図である。衝突物104がリヤバンパリィンフォース50に衝突すると、リヤサイドメンバ20側へ伝達された荷重は、リヤサイドメンバ20を介してロッカー44に伝達されるが、その過程で、湾曲部46の後端部46Aがリヤサイドメンバ20のリヤ部42に対して、衝突荷重への反力を生じさせつつ、アーチ状に上側凸に湾曲する湾曲部46が変形することで衝撃荷重が吸収される。湾曲部46は、アーチ状に上側凸に湾曲しているため、湾曲部46の後端部46Aにおいてリヤサイドメンバの上側の面は下側の面よりも曲率半径が小さくなっており、湾曲部46の後端部46Aが下側凸となるとともに、リヤ部42の後端部42Bが衝突物104に押されて上方に持ち上がることになる。これにより、後突時のエネルギーが安定的に吸収される。
一方、第2メンバ68側の伝達経路では、第2メンバ68の前端がフロアクロスメンバ55に接続されていることから、後突時に車両後方から入力される衝突荷重は、第2メンバ68を介してフロアクロスメンバ55に伝達された後、リヤサイドメンバ20を介してロッカー44に伝達される。
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。
「車両後部において車体の一部を構成し、各々車両前後方向に延在するとともに、車幅方向に離間して配置された左右一対のリヤサイドメンバと、
前記左右のリヤサイドメンバ間に架け渡され、車幅方向内側から前記左右のリヤサイドメンバに接合されるフロアクロスメンバと、
前端が前記フロアクロスメンバに接続され、前記一対のリヤサイドメンバの車幅方向内側において車両前後方向に延在するとともに前記一対のリヤサイドメンバと車幅方向に連結された左右一対の第2メンバと、
前記フロアクロスメンバの第2メンバ68が接続される位置または前記第2メンバの前端部の少なくとも一方において、上部が下部よりも脆弱に形成された変形起点部と、
を有する車両後部構造。」
14 HVバッテリ
16 トランスアクスル
20 リヤサイドメンバ
22 リヤサスペンションメンバ
28 第3水素タンク
30 サイドレール
34 リヤクロスメンバ
40 フロント部
42 リヤ部
46 湾曲部
52 リヤサイドフロアパネル(フロアパネル)
54 リヤフロアパン
55 フロアクロスメンバ
58 タンクリィンフォース
68 第2メンバ
78 補機バッテリ(バッテリ)
80 バッテリクランプ
92 外側接続部
98 フロアリィンフォース
100 オイルクーラー
102 オイルクーラーブラケット(ブラケット)
Claims (8)
- 車両後部において車体の一部を構成し、各々車両前後方向に延在すると共に車幅方向に離間して配置された左右一対のリヤサイドメンバと、
前記左右一対のリヤサイドメンバ間に配置され、前記車体に固定された水素タンクと、
車両後部の車幅方向外側に配置され、車幅方向内端部が前記リヤサイドメンバに固定されるとともに前記リヤサイドメンバよりも車幅方向外側まで延在するフロアパネルと、
前記リヤサイドメンバの車幅方向外側において前記フロアパネル上に配置されるバッテリと、
車幅方向内端部が前記リヤサイドメンバに固定されるとともに車幅方向外側に向けて前記バッテリの上部まで延在し、前記フロアパネルとで前記バッテリを上下に挟んで保持するバッテリクランプと、
を有し、
前記リヤサイドメンバは、車両側面視でアーチ状に上側凸に湾曲する湾曲部を備えるとともに前記湾曲部よりも車両前後方向後方まで車両前後方向に延在し、前記バッテリは、前記湾曲部よりも車両前後方向後方側の前記リヤサイドメンバの車幅方向外側において、前記フロアパネル上に配置されている車両後部構造。 - 前記フロアパネルの下部において前記フロアパネルに固定されるとともに、車幅方向内端部が前記リヤサイドメンバに固定され、前記フロアパネル上に前記バッテリが配置される位置まで車幅方向外側に向けて延在するフロアリィンフォースを有する、請求項1に記載の車両後部構造。
- 前記フロアリィンフォースの下部において前記フロアリィンフォースに固定されるとともに、車両前後方向に見て前記フロアリィンフォースとの間で閉断面を形成するブラケットを有する、請求項2に記載の車両後部構造。
- 前記バッテリと前記フロアパネルの間において当該フロアパネルに固定されて前記バッテリが載置されるバッテリキャリアと、
前記バッテリの車幅方向外側で車両上下方向に延在し、上端が前記バッテリクランプの車幅方向外端部と接続され、下端が前記バッテリキャリアの車幅方向外端部と接続される外側接続部と、
を有する、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両後部構造。 - 前記バッテリと前記リヤサイドメンバとが車両側面視でラップしている、請求項1〜請求項4に記載の車両後部構造。
- 前記一対のリヤサイドメンバの車幅方向内側において車両前後方向に延在する左右一対の第2メンバを有する、請求項5に記載の車両後部構造。
- 前記リヤサイドメンバは、前記湾曲部が形成される前部材と、前記湾曲部の後端部で前記前部材に接続され車両前後方向後方に延在する後部材とを含んで構成され、
前記前部材と前記後部材との接続部は、前記後部材の前端部に前記前部材の後端部が挿入されることにより形成されている、請求項1に記載の車両後部構造。 - 前記前部材は、延在方向に垂直な断面が矩形の閉断面状に形成され、前記後部材は、延在方向に垂直な断面が下方に向けて開放されたハット状に形成されている、請求項7に記載の車両後部構造。
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