JP7059878B2

JP7059878B2 - 車両後部構造

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Publication number: JP7059878B2
Application number: JP2018188265A
Authority: JP
Inventors: 裕之小池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2022-04-26
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Description

本開示は、車両後部構造に係り、特に、燃料タンクが配置された車両後部構造に関する。

近年の市場動向から、電気自動車、燃料電池自動車の開発が進められている。従来技術の燃料電池自動車においては、乗客のためのキャビンゾーンの床下に燃料タンクが配置される。

例えば、特許文献１には、車両の床面を構成するフロアパネルにおいて、車両の後部車輪の幅方向内側に設けられる部位は、当該部位の下方に燃料タンクである水素タンクの上部が収容可能なように、側面視で上に凸形状を有することが開示されている。

特許文献２には、円筒状の外殻を有する燃料タンクである高圧タンクをシートの下方部分に配置する場合の車体フロアについて、高圧タンクの上方から車体前方に至る部分を高圧タンクの外殻と略相似形として湾曲形成することが開示されている。

特開２０１７－０８１２１０号公報特開２００４－１４２５８８号公報

電気自動車、燃料電池自動車に対し、航続距離の拡大が求められるが、例えば、燃料電池自動車の場合、燃料電池に供給するガスを貯蔵する燃料タンクをキャビンゾーンに配置するだけでは不十分な場合が生じる。そこで、キャビンゾーンよりも車両後方側の衝突エネルギ吸収ゾーンに燃料タンクを配置することが考えられるが、衝突エネルギ吸収ゾーンはキャビンゾーンに比較して、後突などの衝撃の影響を受けやすい。衝突エネルギ吸収ゾーンにおける耐衝撃部材としては、リアサイドメンバとフロアパネル等がある。そこで、燃料タンクを収容しながら耐衝撃性を向上させることが可能な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、燃料電池自動車の後方側において車両前後方向に延出し、延出方向に垂直な断面が上凸で下方側開口、及び下方側開口の両側のフランジ部を有するハット型形状を有する左右一対のサイドメンバと、一対のサイドメンバの間に軸方向を車両幅方向として配置され、燃料電池に供給するガスを貯蔵する燃料タンクと、燃料タンクの上方を覆い、且つ、サイドメンバのフランジ部の高さ位置よりも高い上方側の天井部を有する前側フロアパネル、及び、サイドメンバのフランジ部の高さ位置よりも低い下方側の底面部と底面部の左右両側から上方側に立ち上がる左右の後立壁部と左右の後立壁部の上端で左右に折れ曲がり一対のサイドメンバのそれぞれの車両内側のフランジ部の上面側と接合されている左右の後側平坦部とを有し、前側フロアパネルの後方側に配置された後側フロアパネルを含むフロアパネルと、を備える。

上記構成によれば、フロアパネルは、前側フロアパネルの下方側に燃料タンクを収容し、前側フロアパネルよりも車両後方側で車両の後突の衝撃を受けやすい後側フロアパネルは、後側平坦部でサイドメンバに接合される。燃料タンクはフロアパネルの前方側に配置されるので、フロアパネルの後方側に配置される場合に比較して燃料タンクに対する後突の影響が抑制される。また、フロアパネルは、後側平坦部においてサイドメンバのフランジ部の上面側で接合されるので、フランジ部の下面側で接合される場合に比較して、サイドメンバが後突の衝撃を受けて上方側に曲がることを抑制する。これによって、燃料タンクを収容しながら耐衝撃性を向上させることができる。また、後側フロアパネルの底面部はサイドメンバのフランジ部の高さ位置よりも低いので、パンク修理キットやオーディオアンプ等の電気機器の収納ゾーンの空間スペースが広くなる。

本開示に係る車両後部構造において、前側フロアパネルは、天井部の左右両側から下方側に立ち下がる左右の前立壁部と、左右の前立壁部の下端でそれぞれ左右に折れ曲がり一対のサイドメンバのそれぞれの車両内側のフランジ部の上面側と接合されている左右の前側平坦部と、を有することが好ましい。

上記構成によれば、フロアパネルは、前側平坦部においてもサイドメンバのフランジ部の上面側で接合されるので、フランジ部の下面側で接合される場合に比較して、サイドメンバが後突の衝撃を受けて上方側に曲がることをさらに抑制できる。

本開示に係る車両後部構造において、フロアパネルは、前側フロアパネルの後端部と後側フロアパネルの前端部とが溶接接合されていることが好ましい。

前側フロアパネルの天井部はサイドメンバのフランジ部の高さ位置よりも高い上方側にあり、後側フロアパネルの底面部は、サイドメンバのフランジ部の高さ位置よりも低い下方側にある。天井部から底面部までの高低差の中で、前側フロアパネルは、天井部から下方側に立ち下がり、その後左右に折れ曲がる外形を有し、後側フロアパネルは、底面部から上方側に立ち上がり、その後左右に折れ曲がる形状を有する。これらの形状を、例えばプレス加工機を用いて一体成形で得ることが困難な場合がある。上記構成によれば、前側フロアパネルと後側フロアパネルとを別々に成形し、前側フロアパネルの後端部と後側フロアパネルとを溶接接合して一体化することが可能となる。この方法によれば、前側フロアパネル及び後側フロアパネルの成形における高低差は、全部を一体成形する場合の高低差の約半分で済むので、成形工程の負荷が軽くなる。

本開示に係る車両後部構造において、フロアパネルは、前側フロアパネルの天井部に対応する前側部分、及び、後側フロアパネルに対応する後側部分が一体成形されている本体部と、左右一対のサイドメンバのそれぞれの車両内側のフランジ部の上面側と接合されている左右の前側平坦部、及び、左右の前側平坦部からそれぞれ前側フロアパネルの天井部に向かって上方側に立ち上がる左右の前立壁部を有する左右の前側壁部材と、を有し、前側部分は、左右両端部にそれぞれ左右の前側壁部材が溶接接合されていることが好ましい。

上記構成によれば、前側フロアパネルにおける「天井部から下方側に立ち下がり、その後左右に折れ曲がる外形」の部分を前側壁部材として、別体成形する。前側壁部材に相当する成形工程が省略できることで、フロアパネルの前側フロアパネルの天井部に対応する前側部分と、後側フロアパネルに対応する後側部分との一体成形が容易になり、前側部分と後側部分の溶接接合が不要になる。

本開示に係る車両後部構造において、燃料タンクは、車両の後輪前方に位置するキャビンゾーンよりも車両後方側の衝突エネルギ吸収ゾーンに配置されていることが好ましい。上記構成によれば、燃料タンクをキャビンゾーンのみに配置する場合に比較して、衝突エネルギ吸収ゾーンにも燃料タンクを配置できるので、車両の航続距離を拡大することができる。

上記構成の車両後部構造によれば、燃料タンクを収容しながら耐衝撃性を向上させることができる。

実施の形態に係る車両後部構造の上面図である。図１の車両後部構造についての側面図である。実施の形態に係る車両後部構造におけるフロアパネルの斜視図である。図１のＣＬ－ＣＬ線に沿った断面図である。図１のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。後側フロアパネルとサイドメンバとの接合を示す図である。図６に対する比較例を示す図である。図１の車両後部構造において、後突の衝撃の伝達経路を示す図である。実施の形態に係る車両後部構造におけるフロアパネルの上面図である。他の実施の形態におけるフロアパネルの斜視図である。比較例として、フロアパネルの一体成形が可能であるが燃料タンクの幅方向の容量が縮小する車両後部構造を示す図である。

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。以下に述べる寸法、角度、形状等は、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、車両後部構造１０及び隣接する部分を車両の上方側から見た上面図である。図２は、図１の側面図である。図１、図２に、左右の後輪１２，１３、左右の後輪１２，１３を結ぶ後輪側車軸１４、及び、後輪側車軸１４に連結されるトランスミッション１６を示し、図２に路面８を示す。概略的には、後輪１２，１３の前方側に位置する領域がキャビンゾーン１８で、後輪１２，１３の後方側が衝突エネルギ吸収ゾーン２０である。キャビンゾーン１８には図示しないリアシート及びフロントシートが配置され、衝突エネルギ吸収ゾーン２０にはラゲージルーム２２が設けられる。車両後部構造１０は、キャビンゾーン１８の後方側の一部と、衝突エネルギ吸収ゾーン２０とに関する構造である。

図１、図２に、車両前後方向、車両上下方向、車両幅方向を示す。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、ＲＲと示す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８に対して上側の車両上方側の方向であり、反対方向が路面８に向かう方向である車両下方側の方向である。車両幅方向については、ＲＨと示す方向が車両の右側の方向で、ＬＨと示す方向が車両の左側の方向である。車両の右側、左側は、キャビンゾーン１８内の利用者が車両の後方側から前方側を見た場合の右側と左側である。

図１において車両の前後方向に沿った中心線ＣＬを示す。車両後部構造１０における各要素は、車両の前後方向に沿った中心線ＣＬの左右に対称的に配置されることが多い。中心線ＣＬを基準にして幅方向を区別する場合は、車両の右側、左側に関わらず、中心線ＣＬに向かう方向を車両内側の方向、中心線ＣＬから遠ざかる方向を車両外側の方向と呼ぶ。

車両後部構造１０は、車両の最後部に設けられるロアバック２４、ロアバック２４から車両前方側に向けて延出する左右一対のリアサイドメンバ２６，２８、リアフロアパネル３０、及び燃料タンク３２を含む。リアサイドメンバ２６，２８、リアフロアパネル３０に「リア」を付すのは、図示しない車両前部構造に、フロントサイドメンバ、フロントフロアパネルがあり、これらと区別するためである。以下では車両後部構造１０について述べるので、特に断らない限り、リアサイドメンバ２６，２８をサイドメンバ２６，２８と呼び、リアフロアパネル３０をフロアパネル３０と呼ぶ。

ロアバック２４は、車両後部構造１０における最後方側に幅方向に沿って配置される立壁部材である。ロアバック２４には、図示しないバンパリインフォースメントとバンパカバーが取り付けられる。車両が後突の衝撃を受けた場合は、その衝撃をロアバック２４が受け、サイドメンバ２６，２８等に伝達する働きをする。

一対のサイドメンバ２６，２８は、ロアバック２４から伝達された衝撃を緩和して、車両前部構造における耐衝撃性の高い剛性部材であるロッカ等に伝達する剛性部材である。サイドメンバ２６，２８は、延出方向に垂直な断面が山高帽に似たハット型と呼ばれる形状を有する。ハット型形状は、上凸で下方側に開口１１０を有し、開口１１０の左右両側にフランジ部１１２，１１４を有する（図５参照）。

フロアパネル３０は、一対のサイドメンバ２６，２８の間に配置され、車両後部構造１０における床面を構成するパネル部材である。フロアパネル３０の車両後方端はロアバック２４で定まり、車両前方端は、キャビンゾーン１８の手前のリアクロスメンバ９０（図４参照）で定まる。フロアパネル３０のさらに詳細な構成については後述する。

燃料タンク３２は、燃料電池自動車の燃料電池に供給するガスを貯蔵するタンクである。ガスとして水素が用いられる場合には、燃料タンク３２は、車両搭載用の水素ボンベである。燃料タンク３２は、フロアパネル３０の下方側で、一対のサイドメンバ２６，２８の間に配置される。燃料タンク３２は、軸方向が車両幅方向に平行で、軸方向に垂直な断面形状は、略円形である。

図１において、左右一対のリアサスペンションメンバ３４，３６は、後輪側車軸１４の上方側に設けられるサスペンション部材である。以下では、特に断らない限り、リアサスペンションメンバを、サスペンションメンバと呼ぶ。左右一対の第二メンバ３８，４０は、サイドメンバ２６，２８の働きと同様に、ロアバック２４が受けた後突の衝撃についてサスペンションメンバ３４，３６を介して、車両前部構造のロッカ等に伝達する衝撃伝達部材である。車両が後突の衝撃等を受けた場合の衝撃の伝達経路の詳細については後述する。

図１、図２に、参考例として、キャビンゾーン１８の床下に設けられる主たる燃料タンク４２を二点鎖線で示す。キャビンゾーン１８に配置される燃料タンク４２で定まる車両の航続距離をさらに拡大するために、燃料タンク３２が、衝突エネルギ吸収ゾーン２０に配置されており、本開示は、この燃料タンク３２を配置する車両後部構造１０に関する。

次に、フロアパネル３０の詳細な構成について述べる。衝突エネルギ吸収ゾーン２０に燃料タンク３２を配置する場合に、フロアパネル３０の構成について、以下の点が考慮される。
（１）衝突エネルギ吸収ゾーン２０に配置する燃料タンク３２の容量をできるだけ大きく
し、車両の航続距離の拡大を図る。
（２）衝突エネルギ吸収ゾーン２０に燃料タンク３２を配置するので、衝突エネルギ吸収
ゾーンの耐衝撃性を向上できるようにフロアパネル３０の剛性を向上させ、サイド
メンバ２６，２８に対するフロアパネル３０の支持剛性を向上させる。
（３）燃料タンク３２を配置するため狭くなると考えられるデッキボード下のスペースを
できる限り広くし、パンク修理キット、オーディオアンプ等の収納を確保する。
（４）実績のある車両後部構造をベースとして用いるために、下方側の縁石限界高さ、上
方側のデッキボード高さ、サイドメンバ２６，２８の形状と配置は変更しない。
（５）上記（１）～（４）を満たすフロアパネル３０の生産性とコストを優れたものにす
る。

上記の点を考慮したフロアパネル３０の構成の詳細について、図３から図７を用いて説明する。図３は、フロアパネル３０の斜視図である。図４は、図１のＣＬ－ＣＬ線に沿った断面図であり、図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。図６は、後側フロアパネルとサイドメンバとの接合を示す図である。図７は、図６に対する比較例を示す図である。

フロアパネル３０は、溶接接合によって一体化された一個の部品であるが、一体化される前は、前側フロアパネル５０と、後側フロアパネル７０の二個の部品である。図３は、一体化される前のフロアパネル３０を車両上方側から見た斜視図である。

前側フロアパネル５０は、燃料タンク３２の上方を覆う天井部５２を有する。左前立壁部５４と右前立壁部５６は、天井部５２の左右端からそれぞれ下方側に立ち下がる側壁である。天井部５２から立ち下がる角度は、９０度に近く、例えば、約７５度から９０度の範囲である。これは説明のための例示であって、車両後部構造１０の仕様等によって変更可能である。左前側平坦部５８は左前立壁部５４の下端で左に折れ曲がった平坦面であり、右前側平坦部６０は右前立壁部５６の下端で右に折れ曲がった平坦面である。左前接続箇所６２は、左前側平坦部５８の左端部に設けられ、車両の左側に延出するサイドメンバ２６における車両内側のフランジ部の上面と溶接によって接合される個所である。右前接続箇所６４は、右前側平坦部６０の右端部に設けられ、車両の右側に延出するサイドメンバ２８における車両内側のフランジ部１１２の上面と溶接によって接合される個所である。

前側フロアパネル５０の左前接続箇所６２と右前接続箇所６４がサイドメンバ２６，２８のフランジ部の上面と溶接によって接合されるとは、サイドメンバ２６，２８の上方側から前側フロアパネル５０を配置し、上方側から溶接が行われることを示す。したがって、前側フロアパネル５０の天井部５２の高さ位置は、サイドメンバ２６，２８のフランジ部よりも上方側の高い位置である。

前側フロアパネル５０の後端部６６は、天井部５２において燃料タンク３２の後面に沿って立ち下がる端部である。前側フロアパネル５０の後端部６６は、次に述べる後側フロアパネル７０の前端部８６と溶接によって接合され、これによって一体化されたフロアパネル３０が形成される。

後側フロアパネル７０は、前側フロアパネル５０の後方に配置され、前側フロアパネル５０の後端部６６と溶接接合される前端部８６よりも低い下方側の底面部７２を有する。左後立壁部７４と右後立壁部７６は、底面部７２の左右端からそれぞれ上方側に立ち上がる側壁である。底面部７２から立ち上がる角度は、９０度に近く、例えば、約７５度から９０度の範囲である。これは説明のための例示であって、車両後部構造１０の仕様等によって変更可能である。左後側平坦部７８は左後立壁部７４の上端で左に折れ曲がった平坦面であり、右後側平坦部８０は右後立壁部７６の上端で右に折れ曲がった平坦面である。左後接続箇所８２は、左後側平坦部７８の左端部に設けられ、車両の左側に延出するサイドメンバ２６における車両内側のフランジ部の上面と溶接によって接合される個所である。右後接続箇所８４は、右後側平坦部８０の右端部に設けられ、車両の右側に延出するサイドメンバ２８における車両内側のフランジ部１１２の上面と溶接によって接合される個所である。

後側フロアパネル７０の左後接続箇所８２と右後接続箇所８４がサイドメンバ２６，２８のフランジ部の上面と溶接によって接合されるとは、サイドメンバ２６，２８の上方側から後側フロアパネル７０を配置し、上方側から溶接が行われることを示す。したがって、後側フロアパネル７０の底面部７２の高さ位置は、サイドメンバ２６，２８のフランジ部よりも下方側の低い位置である。

前側フロアパネル５０の後端部６６と溶接によって接合される後側フロアパネル７０の前端部８６は、底面部７２の前端側から立ち上がる端部である。

図４は、図１のＣＬ－ＣＬ線に沿った断面図で、図２において一点鎖線で囲んだＩＶ部の拡大図に相当する。図４において、すでに実績のある車両後部構造におけるサイドメンバ２６，２８のフランジ部の高さ位置９２と、車両における下方側の限界を示す縁石限界位置９４と、デッキボードの高さ位置９６を示す。以下では、特に断らない限り、サイドメンバ２６，２８のフランジ部の高さ位置９２を、サイドメンバフランジ部の高さ位置９２と呼ぶ。車両における縁石限界位置９４とは、車両の後輪１２，１３の路面接地位置を基準位置ＧＬとして、車両後部構造１０の各要素が路面８に設置された縁石に接触しないように定めた余裕高さをＧＬに加算した高さ位置である。余裕高さの一例は約１５０ｍｍ前後である。これは、説明のための例示であって、車両の仕様等に応じて適宜変更が可能である。

図４において、フロアパネル３０は、前側フロアパネル５０の天井部５２、後側フロアパネル７０の底面部７２、及び、前側フロアパネル５０の後端部６６と後側フロアパネルとの前端部８６の接合状態が示される。前側フロアパネル５０の前端はリアクロスメンバ９０に接合され、後側フロアパネル７０の後端はロアバック２４に接合される。

燃料タンク３２は、ロアバック２４から車両前方側に距離を離して配置される。これにより、車両が後突の衝撃を受けた場合でも、燃料タンク３２に直接的に衝撃が加わることが抑制される。燃料タンク３２は、縁石限界位置９４とデッキボード高さ位置９６の間で、上方側の部分がサイドメンバフランジ部の高さ位置９２を越える高さ位置に配置される。従来技術ではフロアパネルの幅方向の両端がサイドメンバ２６，２８のフランジ部に接合される。従来技術においてフロアパネルの下方側に配置される場合の燃料タンクの外径に比較して、図４の配置の燃料タンク３２の外径が大きくなり、燃料タンク３２の径方向の容量が大きくなる。

燃料タンク３２の上方側の部分がサイドメンバフランジ部の高さ位置９２を越えるため、前側フロアパネル５０の天井部５２の高さ位置は、サイドメンバフランジ部の高さ位置９２よりも高くなる。その高さ差をｈで示す。

フロアパネル３０の高さ位置とデッキボード高さ位置９６との間の空間は、ユーザが利用するラゲージルーム２２とは別に、パンク修理キットやオーディオアンプ等の電気機器の収納ゾーンとして用いられる。従来技術のフロアパネルは、サイドメンバフランジ部の高さ位置９２がフロアパネルの高さ位置になるので、サイドメンバフランジ部の高さ位置９２とデッキボード高さ位置９６の間の空間を収納ゾーンとして用いることができる。

従来技術と比較すると、図４のフロアパネル３０を用いる場合は、天井部５２の高さ位置がサイドメンバフランジ部の高さ位置９２よりもｈだけ高いので、その分、収納ゾーンの空間スペースが狭くなる。そこで、後側フロアパネル７０の底面部７２の高さ位置は、サイドメンバフランジ部の高さ位置９２よりも低く設定される。図４において、サイドメンバフランジ部の高さ位置９２と後側フロアパネル７０の底面部７２の高さ位置の高さ差をｄで示す。サイドメンバフランジ部の高さ位置９２に対して、後側フロアパネル７０における高さ差ｄを前側フロアパネル５０の高さ差ｈと同じ程度に設定することで、収納ゾーンの空間スペースを従来技術の場合と同等の広さに確保できる。

フロアパネル３０の天井部５２と底面部７２をサイドメンバフランジ部の高さ位置９２に対し上下に配置することで、フロアパネル３０の車両幅方向に垂直な断面形状は平板状でなく、略Ｓ字の形状となる。これによって、フロアパネル３０の車両前後方向に沿った剛性が向上し、車両後部構造１０の耐衝撃性が向上する。

図５は、図１のＶ－Ｖ線に沿った断面図で、車両右側（ＲＨ）における燃料タンク３２と前側フロアパネル５０の配置関係を示す。燃料タンク３２の車両左側（ＬＨ）の状態は、燃料タンク３２にバルブが設けられることを除いて、中心線ＣＬに対し左右対称である。図５においては、車両幅方向についてＬＨ，ＲＨを示すとともに、中心線ＣＬ側の方向と、車両内側の方向をＩＮとし、車両外側の方向をＯＵＴと示す。

図５において、図４と同様に、すでに実績のある車両後部構造におけるサイドメンバ２８の形状および配置位置を示す。第二メンバ４０は、サイドメンバ２８のＩＮ側にサイドメンバ２８とほぼ並行して配置される。第二メンバ４０のＩＮ側のフランジ部１１２とＯＵＴ側のフランジ部１１４の下面側には、パンサイド９８が接合される。パンサイド９８は、フロアパネル３０とともに車両後部構造１０のリアアンダを構成する。この状態においては、車両幅方向について、第二メンバ４０のＩＮ側の側壁の位置１００が燃料タンク３２のＯＵＴ側の配置限界位置となる。

前側フロアパネル５０は、天井部５２、右前立壁部５６、右前側平坦部６０及び右前接続箇所６４が示される。

右前立壁部５６は、天井部５２の右端から９０度に近い角度で立ち下がる。これにより、燃料タンク３２のＯＵＴ側の位置は、第二メンバ４０のＩＮ側の側壁の位置１００とほぼ同じ位置とでき、サイドメンバ２８、第二メンバ４０の配置位置をそのままとした場合の配置限界位置まで燃料タンク３２の軸方向に沿った容量を大きくできる。

右前接続箇所６４は、サイドメンバ２８における車両内側のフランジ部１１２の上面と溶接によって接合される。すなわち、サイドメンバ２８の上方側からフロアパネル３０の前側フロアパネル５０を配置し、上方側から溶接が行われる。このように、後側フロアパネル７０がサイドメンバ２８を上方から押さえる働きをする。

上記では、前側フロアパネル５０のＲＨ側について述べたが、後側フロアパネル７０のＲＨ側においては、右後立壁部７６が底面部７２からサイドメンバ２８側に立ち上がることが相違するが、その他の構成は図５と同様である。図６は、後側フロアパネル７０とサイドメンバ２８との接合を示す図である。

図６において、後側フロアパネル７０は、底面部７２、右後立壁部７６、右後側平坦部８０及び右後接続箇所８４が示される。右後立壁部７６は、底面部７２の右端から９０度に近い角度で立ち上がる。右後接続箇所８４は、サイドメンバ２８における車両内側のフランジ部１１２の上面と溶接によって接合される。すなわち、サイドメンバ２８の上方側からフロアパネル３０の後側フロアパネル７０を配置し、上方側から溶接が行われる。つまり、後側フロアパネル７０がサイドメンバ２８を上方から押さえる働きをする。後側フロアパネル７０は、前側フロアパネル５０に比較してロアバック２４に近いので、後突の衝撃を受けやすいが、その場合に、まずは後側フロアパネル７０が、サイドメンバ２８が後突の衝撃を受けて上方側に曲がることを抑制する働きをする。図６において、破線矢印でサイドメンバ２８の上方側への曲がりが小さいことを示す。これによって、フロアパネル３０のサイドメンバ２８に対する支持剛性が向上し、車両後部構造１０における耐衝撃性が向上する。

図７は、図６に対する比較例として、サイドメンバ２８における車両内側のフランジ部１１２の下面に右後接続箇所８４が溶接によって接合される場合を示す。この構成においては、後側フロアパネル７０がサイドメンバ２８を上方から押さえないので、サイドメンバ２８は後突の衝撃を受けると上方側に曲がる。図７において、実線白抜き矢印でサイドメンバ２８の上方側への大きな曲がりを示す。

以上がフロアパネル３０の構成についての説明である。フロアパネル３０において、前側フロアパネル５０の天井部５２はサイドメンバ２８のフランジ部の高さ位置よりも高い上方側にあり、後側フロアパネル７０の底面部７２は、サイドメンバ２８のフランジ部の高さ位置よりも低い下方側にある。天井部５２から底面部７２までの高低差の中で、前側フロアパネル５０は、幅方向両端において天井部５２から下方側に立ち下がり、その後左右に折れ曲がる外形を有する。また、後側フロアパネル７０は、幅方向両端において底面部７２から上方側に立ち上がり、その後左右に折れ曲がる形状を有する。これらの形状を、例えばプレス加工機を用いて一枚の原反板材から一体成形で得ることが困難な場合がある。

フロアパネル３０は、全体を一体成形せずに、前側フロアパネル５０と後側フロアパネル７０とを別々に成形し、前側フロアパネル５０の後端部６６と後側フロアパネル７０の前端部８６とを溶接接合して一体化する。前側フロアパネル５０と後側フロアパネル７０を別体とするので、前側フロアパネル５０及び後側フロアパネル７０の成形における高低差は、フロアパネル３０の全体を一体成形する場合の高低差の約半分で済むので、成形工程の負荷が軽くなる。これによって、フロアパネル３０の生産性及びコストが優れたものとなる。

図８に、車両後部構造１０における後突の衝撃伝達経路を示す。図８は、車両後部構造１０のＲＨ側の部分について、中心線ＣＬ側で且つ上方側から見た斜視図である。各要素の内容についてはすでに述べたので、詳細な説明を省略する。中間伝達部材１１６は、第二メンバ４０に伝達された衝撃をサスペンションメンバ３６に伝達する働きをする部材である。

ロアバック２４に後突の衝撃Ｆが懸ると、その衝撃は、サイドメンバ２８と第二メンバ４０に伝達され、それぞれについて実線矢印で示すように、図示しないロッカ等に伝達される。また、図５、図６で述べたように、フロアパネル３０の幅方向両端は、サイドメンバ２８の車両内側のフランジ部の上面に接合されるので、フロアパネル３０のサイドメンバ２８に対する支持剛性が向上し、衝撃Ｆによるサイドメンバ２８の上曲がりを抑制する。これらによって、燃料タンク３２が配置された車両後部構造１０の耐衝撃性が向上し、衝突エネルギ吸収ゾーン２０に配置された燃料タンク３２の安全性が確保される。

図９は、フロアパネル３０の上面図である。ここでは、車両の振動に対する耐騒音性を向上するための２種類のビード１２０，１３０が示される。ビードは、面の強化を目的として付加される部分的な盛り上がり部である。ビード１２０は、燃料タンク３２の上面側から受ける面振動を抑制して耐騒音性を向上させるもので、前側フロアパネル５０の外周面に複数個設けられる。図９の例では、ビード１２２，１２４，１２６，１２８の４個が設けられる。ビード１３０は、燃料タンク３２の幅方向の振動を抑制して耐騒音性を向上させるものである。ビード１３０は、燃料タンク３２を固定するために燃料タンク３２の外周面に沿って配置されるバンドを通すためのビード１３２，１３４，１３６の間に配置され、車両幅方向に延びる。フロアパネル３０にビード１２０，１３０を設けることで、車両の振動による燃料タンク３２の振動が抑制され、車両の耐騒音性が向上する。

図１０は、他の実施の形態におけるフロアパネル１３８の斜視図である。フロアパネル１３８は、一体成型された本体部１４０と、本体部１４０に溶接によって一体化された左前側壁部材１４６及び右前側壁部材１４８を含む。フロアパネル１３８は、溶接接合によって一体化された一個の部品であるが、一体化される前は、本体部１４０と左前側壁部材１４６と右前側壁部材１４８の三個の部品である。図１０は、一体化される前のフロアパネル１３８を車両上方側から見た斜視図である。

本体部１４０は、図４で述べた前側フロアパネル５０の天井部５２に相当する前側部分１４２と、図４で述べた後側フロアパネル７０に相当する後側部分１４４とが一体成形されたものである。後側部分１４４は、図４の後側フロアパネル７０を構成する要素をすべて含む。前側部分１４２は、図４の前側フロアパネル５０と比較して、天井部５２の左右端部における左右の前側壁部、左右の前側平坦部及び左右の前接続箇所を含まない。これらの部分は、本体部１４０とは別体の左前側壁部材１４６と右前側壁部材１４８とに設けられる。前側部分１４２の幅方向に沿った長さＷ０は、後側部分１４４の幅方向に沿った長さＷ１よりも短い。この構成によって、前側部分１４２と後側部分１４４の一体成形が比較的容易になり、前側部分１４２と後側部分１４４の溶接接合が不要になる。

左前側壁部材１４６は、図４の前側フロアパネル５０の天井部５２の左端部に対応する左上接合箇所１５０を含む。左前立壁部１５４、左前側平坦部１５８及び左前接続箇所１６２は、それぞれ、前側フロアパネル５０の左前立壁部５４、左前側平坦部５８及び左前接続箇所６２に対応する。なお、左前側平坦部１５８を基準にすると、左前立壁部１５４は、左前側平坦部１５８から左上接合箇所１５０に向かって上方側に立ち上がることが相違するが、これ以外は図４で述べた内容と同様であるので、詳細な説明を省略する。

右前側壁部材１４８は、図４の前側フロアパネル５０の天井部５２の右端部に対応する右上接合箇所１５２を含む。右前立壁部１５６、右前側平坦部１６０及び右前接続箇所１６４は、それぞれ、前側フロアパネル５０の右前立壁部５６、右前側平坦部６０及び右前接続箇所６４に対応するので、詳細な説明を省略する。

本体部１４０の前側部分１４２の左端部は、左前側壁部材１４６の左上接合箇所１５０と溶接によって接合され、本体部１４０の前側部分１４２の右端部は、右前側壁部材１４８の右上接合箇所１５２と溶接によって接合される。これによって、一体化されたフロアパネル１３８が形成される。一体化されたフロアパネル１３８は、一体化されたフロアパネル３０と同様の作用と効果とを有する。

上記では、燃料タンク３２の幅方向の容量を拡大するために、フロアパネル３０において、天井部５２から９０度に近い角度で立ち下がる左右の前立壁部５４，５６、及び底面部７２から９０度に近い角度で立ち上がる左右の後立壁部７４，７６を設ける。そのために一体成形が困難で、前側フロアパネル５０と後側フロアパネル７０とを別体で成形し、その後、前側フロアパネル５０と後側フロアパネル７０とを溶接接合し、一体化されたフロアパネル３０を形成する。

比較例として、９０度に近い角度で立ち下がりまたは立ち上がる立壁部を用いずに、緩やかに立ち上がり立ち下がる斜壁部を用いる場合を説明する。立ち上がり立ち下がる緩やかさによっては、前側フロアパネルと後側フロアパネルとを別体とせずに、一体成形することが可能になる。その代わり、立壁部でなく斜壁部を用いることで、燃料タンクの幅方向の容量が縮小する。

図１１は、図５に対応する図であるが、ここでは比較例として、９０度に近い角度で立ち下がりまたは立ち上がる立壁部を用いずに、緩やかに立ち上がり立ち下がる形状を有するフロアパネルの前側フロアパネル１７０を示す。前側フロアパネル１７０は天井部１７２と、天井部１７２から緩やかに立ち下がる右前斜壁部１７６と、右前側平坦部１８０と、右前接続箇所１８４を含む。天井部１７２、右前側平坦部１８０及び右前接続箇所１８４は、それぞれ、図５で述べた前側フロアパネル５０の天井部５２、右前側平坦部６０及び右前接続箇所６４にそれぞれ対応するので、詳細な説明を省略する。

図１１において、前側フロアパネル１７０の下方側に配置される燃料タンク１９０を示す。参考のため、図５で述べた燃料タンク３２を二点鎖線で示す。なお、第二メンバは、上下方向で対となる２つのハット型部材で構成することもできるので、図１１の例では、第二メンバとして、前側フロアパネル１７０を上下方向から挟む一対のハット型部材１８６，１８９が示されている。この構成において、右前斜壁部１７６は、天井部１７２から右前側平坦部１８０に向かって幅方向に沿って緩やかに立ち下がるので、この状態においては、車両幅方向について、第二メンバである一対のハット型部材１８６，１８９のＩＮ側の側壁の位置１００を燃料タンク１９０のＯＵＴ側の配置限界位置とできない。第二メンバ１８６のＩＮ側の側壁の位置１００からさらにＩＮ側にＷ２離れた位置が燃料タンク１９０のＯＵＴ側の配置限界位置１０１となる。

したがって、燃料タンク１９０は、ＲＨ側で、燃料タンク３２の幅方向の容量よりも約Ｗ２だけ幅方向の容量が縮小する。同様に、ＬＨ側でも、燃料タンク１９０は、燃料タンク３２の幅方向の容量よりも約Ｗ２だけ幅方向の容量が縮小する。したがって、ＲＨ側とＬＨ側と合わせて、燃料タンク１９０は、燃料タンク３２の幅方向の容量よりも約（２×Ｗ２）だけ幅方向の容量が縮小し、車両の航続距離の拡大が不十分となる。これに対し、図１から図１０で述べた構成のフロアパネル３０を用いる場合は、実績のある車両後部構造のサイドメンバ２６，２８等の制約の中で、最大限の配置限界位置まで燃料タンク３２を配置できるので、車両の航続距離が最大限に拡大できる。

８路面、１０車両後部構造、１２，１３後輪、１４後輪側車軸、１６トランスミッション、１８キャビンゾーン、２０衝突エネルギ吸収ゾーン、２２ラゲージルーム、２４ロアバック、２６，２８（リア）サイドメンバ、３０，１３８（リア）フロアパネル、３２，４２，１９０燃料タンク、３４，３６（リア）サスペンションメンバ、３８，４０第二メンバ、５０，１７０前側フロアパネル、５２，１７２天井部、５４左前立壁部、５６右前立壁部、５８左前側平坦部、６０，１８０右前側平坦部、６２左前接続箇所、６４，１８４右前接続箇所、６６後端部、７０後側フロアパネル、７２底面部、７４左後立壁部、７６右後立壁部、７８左後側平坦部、８０右後側平坦部、８２左後接続箇所、８４右後接続箇所、８６前端部、９０リアクロスメンバ、９２サイドメンバフランジ部の高さ位置、９４縁石限界位置、９６デッキボードの高さ位置、９８パンサイド、１００第二メンバのＩＮ側の側壁の位置、１０１燃料タンクのＯＵＴ側の配置限界位置、１１０開口、１１２，１１４フランジ部、１１６中間伝達部材、１２０，１２２，１２４，１２６，１２８，１３０，１３２，１３４，１３６ビード、１４０本体部、１４２前側部分、１４４後側部分、１４６左前側壁部材、１４８右前側壁部材、１７６右前斜壁部、１８６，１８９ハット型部材（第二メンバ）。

Claims

燃料電池自動車の後方側において車両前後方向に延出し、延出方向に垂直な断面が上凸で下方側開口、及び前記下方側開口の両側のフランジ部を有するハット型形状を有する左右一対のサイドメンバと、
一対の前記サイドメンバの間に軸方向を車両幅方向として配置され、燃料電池に供給するガスを貯蔵する燃料タンクと、
前記燃料タンクの上方を覆い、且つ、前記サイドメンバの前記フランジ部の高さ位置よりも高い上方側の天井部を有する前側フロアパネル、及び、
前記サイドメンバの前記フランジ部の高さ位置よりも低い下方側の底面部と前記底面部の左右両側から上方側に立ち上がる左右の後立壁部と左右の前記後立壁部の上端で左右に折れ曲がり一対の前記サイドメンバのそれぞれの車両内側の前記フランジ部の上面側と接合されている左右の後側平坦部とを有し、前記前側フロアパネルの後方側に配置された後側フロアパネルを含むフロアパネルと、
を備え、
前記フロアパネルは、
前記前側フロアパネルの前記天井部に対応する前側部分、及び、前記後側フロアパネルに対応する後側部分が一体成形されている本体部と、
左右一対の前記サイドメンバのそれぞれの車両内側の前記フランジ部の上面側と接合されている左右の前側平坦部、及び、左右の前記前側平坦部からそれぞれ前記前側フロアパネルの前記天井部に向かって上方側に立ち上がる左右の前立壁部を有する左右の前側壁部材と、
を有し、
前記前側部分は、左右両端部にそれぞれ左右の前記前側壁部材が溶接接合されている、
車両後部構造。
前記前側フロアパネルは、
前記天井部の左右両側から下方側に立ち下がる左右の前立壁部と、
左右の前記前立壁部の下端でそれぞれ左右に折れ曲がり一対の前記サイドメンバのそれぞれの車両内側の前記フランジ部の上面側と接合されている左右の前側平坦部と、
を有する、請求項１に記載の車両後部構造。
前記フロアパネルは、
前記前側フロアパネルの後端部と前記後側フロアパネルの前端部とが溶接接合されている、請求項２に記載の車両後部構造。
前記燃料タンクは、
車両の後輪前方に位置するキャビンゾーンよりも車両後方側の衝突エネルギ吸収ゾーンに配置されている、請求項１に記載の車両後部構造。