JP6951681B2 - 電動車両の車体構造 - Google Patents

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Description

本発明は、過大な衝撃荷重が車体前方から加わった際に、サスペンションフレームおよび変速機の後退を低減することができる電動車両の車体構造に関する。
従来、モータルームには、インバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータ等が固定された部品搭載フレーム部材と、モータ、ギヤユニット等のモータユニットを取り付けたサスペンションメンバとが保持されている（特許文献１参照）。
特開２０１１−２０６２６号公報
前方から過大な衝撃荷重を車体が受けるとモータ、ギヤユニット等が後退し、モータルームのスペースが限られている場合、後方にあるダッシュパネルに接触し、ダッシュパネルを変形させる恐れがある。この変形が進むと、車体下部に懸架されている電池に対しても影響が及び、無視できなくなる。
本発明は、上記課題を解決し、過大な衝撃荷重が車体前方から加わった際に、サスペンションフレームおよび変速機の後退を低減することができる電動車両の車体構造を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、左右のフロアサイドメンバに取り付けられたフロントサスペンションフレームと、このフロントサスペンションフレームに支持されるとともに、左右の前輪を懸架した車輪懸架アームと、前記フロントサスペンションフレームの前方に車体の前後方向に配置された変速機と、この変速機の一側に車幅方向に沿って配置されたモータとを備えた電動車両の車体構造であって、前記フロントサスペンションフレームの前方側に凹形状が形成されており、該凹形状部に前記変速機の後端部が配置され、前記フロントサスペンションフレームの後方側に、後方に向けて凸形状に構成したクロスメンバが前記フロアサイドメンバに設けられている車体構造であって、 前記左右のフロアサイドメンバが、後方につれ八の字状に末広がり形成されており、このフロアサイドメンバの前端部相互間に電池懸架メンバが設けられ、電池を搭載する電池搭載部の前端部が取り付けられ、前記凹形状部と、前記クロスメンバの前方の凹形状部と、前記電池懸架メンバとは、車体の前後方向に間隔を空けて位置し、前記左右のフロアサイドメンバの前端部からサイドシル部にかけて補強ブレースが設けられていることにある。
フロントサスペンションフレームの前方側に凹形状が形成されており、該凹形状部に変速機の後端部が配置されているので、変速機が車体後方に移動するとき、フロントサスペンションフレームの凹形状部に接触して、後方への移動が低減される。このとき、フロントサスペンションフレームの後方側に後方に向けて凸形状に構成したクロスメンバが前記フロアサイドメンバに取り付けられているので、このクロスメンバが荷重を受けてフロントサスペンションフレームの後退および変速機の後退を低減することができる。
本発明の実施の形態による電動車両の車体構造を、外装を外して示す前方斜視図である。 モータルームの斜視図である。 車体下部から見た車両前部の底面図である。
図１は、前輪駆動を採用した電動車両の外装を取り除いて車両前部のモータルームを示したもので、モータルーム１には、図２に示すようにインバータ、コンバータなどのコントロールユニットを搭載するための部品搭載フレーム２が設けられている。この部品搭載フレーム２は車幅方向に延びるメンバ２１と、このメンバ２１の後方側に延出して設けられた平面視略台形状のメンバ２２と、前記メンバ２１の車幅方向中心を通って車体前後方向に延出され、前記メンバ２２の前面２２ａに連結されたメンバ２３とで構成されている。
この部品搭載フレーム２は車体３の左右に、車体３の前後方向に配設された一対のフロントサイドメンバ１９に前記メンバ２１の両端部が連結されて取り付けられている。この部品搭載フレーム２の下部側には、車幅方向にフロントサスペンションフレーム５が配設されており、このフロントサスペンションフレーム５は左右両側に、斜め前方側および斜め後方側の二股に分岐したアーム支持部５ａ，５ｂが設けられている。前記フロントサスペンションフレーム５は、フロントサイドメンバ１９の後部に接続する一対の前記フロアサイドメンバ４に取り付けられており、このフロントサスペンションフレーム５のアーム支持部５ａ，５ｂには、前車輪６を懸架する車輪懸架アーム７が搖動可能に取り付けられている。前記車輪懸架アーム７には図示しないバネおよびショックアブソーバからなる懸架装置８が車体側との間に取り付けられている。この懸架装置８と、図示しない後輪側に取り付けられた懸架装置とで車体が支持されている。
前記一対のフロアサイドメンバ４は車体の左右の前後方向に設けられており、フロアパネル１８の下側で、略中間位置から前方側を、前方に向けて互いの間隔が徐々に狭くなるように構成されている。前記フロントサスペンションフレーム５の後方側アーム支持部５ｂ側が支持されたフロアサイドメンバ４の前端部側には、フロアパネルの左右両側に、車体の前後方向に設けられたサイドシル部９との間に架け渡された補強用のブレース１０が連結されている。
前記フロントサスペンションフレーム５は、左右の斜め前方側に延出されたアーム支持部５ａによって、平面視で、前方側に向けて凹形状部５ｃが構成されており、この凹形状部５ｃには、前後方向に長い変速機１１の後端部が配置されている。この凹形状部５ｃに配置された変速機１１の車幅方向の一側には、凹形状部５ｃの前方側に配置されているモータ１２が車幅方向に配置されている。前記フロントサスペンションフレーム５は、左右の斜め後方側に延出されたアーム支持部５ｂによって、後方側に向けて凹形状部５ｄが構成されており、この凹形状部５ｄの車体後方側には、左右の間隔が狭くなったフロアサイドメンバ４相互間を繋ぐクロスメンバ１３が設けられている。このクロスメンバ１３は車体後方に向けて略台形状の凸となる凸形状に形成されており、この凸形状部１３ａの車体前方側には凹形状部１３ｂが形成されている。このクロスメンバ１３の凹形状部１３ｂとフロントサスペンションフレーム５の凹形状部５ｄは互いに向き合って枠構造Ｓが構成されている。
このクロスメンバ１３の車体後方には、電池懸架メンバ１４が、フロアサイドメンバ４相互間に設けられており、この電池懸架メンバ１４には、電池を搭載する電池搭載部１５の前端部１５ａが取り付けられている。この電池搭載部１５の後部側は、車体後部側にかけてフロアサイドメンバ４相互間に設けられた図示しない複数の電池懸架メンバを介して支持されている。
図２に戻って前記部品搭載フレーム２の後方側には、モータルーム１と車室内１６を仕切るダッシュパネル１７が配設されている。
上記電動車両の車体構造で、前方から過大な衝撃荷重が加わった時の作用を説明する。
車体のモータルーム１内に前後方向にレイアウトされている変速機１１が、前方からの過大な衝撃荷重によって、車体後方に移動するとき、下方視で、フロントサスペンションフレーム５の前方に設けられている凹形状部５ｃに変速機１１が接触することがある。こうして、変速機１１はフロントサスペンションフレーム５の凹形状部５ｃのどこかに係止されて後方への移動が阻止される。このとき、フロアサイドメンバ４相互間に取り付けられているクロスメンバ１３が荷重を受けてフロントサスペンションフレーム５の後退および変速機１１の後退を低減する。クロスメンバ１３は、図示しないセンタトンネルを横断して設けられており、センタトンネルの形状維持にも貢献することができる。また、クロスメンバ１３の後方に電池懸架メンバ１４が設けられているので、前方からの衝撃荷重をフロントサスペンションフレーム５が結合されたフロアサイドメンバ４の前方側で受け止め、この前方からの荷重を更に後方に伝達して分散する。このとき、フロアサイドメンバ４は、前方側で互いに接近するような構造に構成されていることから、フロアサイドメンバ４相互が内側に倒れて、荷重が車体後方に伝達できない場合が考えられる。これを電池懸架メンバ１４で支えることで、フロアサイドメンバ４の倒れを低減することができる。
また、車体前方からの荷重が前車輪６のタイヤに加わると、車輪懸架アーム７を介してフロントサスペンションフレーム５に伝達され、フロントサスペンションフレーム５のフロアサイドメンバ４への懸架点に伝達される。車体の変形が進むと、前車輪６はサイドシル部９に接触するので、サイドシル部９に荷重が分散される。また、フロアサイドメンバ４、フロントサスペンションフレーム５への荷重の一部は、補強用のブレース１０を介してサイドシル９に分散される。
前記実施の形態によれば、車体前方からの衝撃荷重に対して変速機１１が後方に移動した場合、フロントサスペンションフレーム５の前方に設けられている凹形状部５ｃに変速機１１が接触することがある。こうしてフロントサスペンションフレーム５の凹形状部５ｃに係止されて後方への移動が低減されるので、変速機１１およびフロントサスペンションフレーム５の後方への移動に伴うダッシュパネル１７に対する損傷が防止される。
このとき、フロントサスペンションフレーム５の後方側に後方に向けて凸形状に構成したクロスメンバ１３が前記フロアサイドメンバ４に取り付けられているので、このクロスメンバ１３が荷重を受けてフロントサスペンションフレーム５の後退および変速機の後退を低減することができる。
前記フロントサスペンションフレーム５の後方側には、凹形状部５ｃと同様の凹形状部５ｄが形成されており、この凹形状部５ｄと対向するようにクロスメンバ１３の車体前方側には凹形状部１３ｂが形成されている。
前記フロントサスペンションフレームの懸架点と前記クロスメンバ１３の懸架点が隣接して設けられているので、凹形状部１３ｂと凹形状部５ｄによって枠構造Ｓが形成され、剛性の向上を図ることができる。
前記左右のフロアサイドメンバ４の前端部からサイドシル部９にかけて補強ブレース１０が設けられているので、フロアサイドメンバ４、フロントサスペンションフレーム５への荷重の一部は、補強ブレース１０を介してサイドシル部９に荷重分散することができる。
本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、変速機１１が設けられた側のフロントサスペンションフレーム５の懸架のみを荷重入力に起因して解放する機構を設け、こちら側（実施例では車両左側）の荷重を、車輪懸架アーム７からサイドシル９に流して分散することができる。フロアサイドメンバ４前部にクロスメンバ１３を接続したので、フロアサイドメンバ４からクロスメンバ１３に荷重を流すことができることから、モータ１２と変速機１１によるダッシュパネル１７への荷重を軽減することもできる。その他、本発明の技術的範囲を変更することなく、適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
１ モータルーム
２ 部品搭載フレーム
３ 車体
４ フロアサイドメンバ
５ フロントサスペンションフレーム
５ａ，５ｂ アーム支持部
５ｃ，５ｄ 凹形状部
６ 前車輪
７ 車輪懸架アーム
８ 懸架装置
９ サイドシル部
１０ ブレース
１１ 変速機
１２ モータ
１３ クロスメンバ
１３ｂ 凹形状部
１４ 電池懸架メンバ
１５ 電池搭載部
１６ 車室内
１７ ダッシュパネル
１８ フロアパネル
１９ フロントサイドメンバ

Claims (2)

  1. 左右のフロアサイドメンバに取り付けられたフロントサスペンションフレームと、
    このフロントサスペンションフレームに支持されるとともに、左右の前輪を懸架した車輪懸架アームと、
    前記フロントサスペンションフレームの前方に車体の前後方向に配置された変速機と、
    この変速機の一側に車幅方向に沿って配置されたモータとを備えた電動車両の車体構造であって、
    前記フロントサスペンションフレームの前方側に凹形状が形成されており、該凹形状部に前記変速機の後端部が配置され、
    前記フロントサスペンションフレームの後方側に、後方に向けて凸形状に構成したクロスメンバが前記フロアサイドメンバに設けられている車体構造であって、
    前記左右のフロアサイドメンバが、後方につれ八の字状に末広がり形成されており、このフロアサイドメンバの前端部相互間に電池懸架メンバが設けられ、電池を搭載する電池搭載部の前端部が取り付けられ、
    前記凹形状部と、前記クロスメンバの前方の凹形状部と、前記電池懸架メンバとは、車体の前後方向に間隔を空けて位置し、
    前記左右のフロアサイドメンバの前端部からサイドシル部にかけて補強ブレースが設けられていることを特徴とする電動車両の車体構造。
  2. 前記フロントサスペンションフレームの後方側に凹形状が形成されており、前記フロントサスペンションフレームの懸架点と前記クロスメンバの懸架点が隣接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動車両の車体構造。
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