JP7517144B2 - 車両下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両下部構造に関するものである。

自動車などの車両は、車両の後端から車両前方に延びるリヤサイドメンバと、車両の床面を形成するフロアパネルの下側に取り付けられたバッテリパックとを有する車両下部構造を備える（例えば特許文献１）。

特許文献１には、一対のサイドメンバと、車体の床下に取り付けられたバッテリユニットとを有する電気自動車が記載されている。サイドメンバには、サスペンションアームサポートブラケットが設けられている。またバッテリユニットの下部には、桁部材が設けられている。

この桁部材は、車幅方向に延びて一対のサイドメンバ間にわたって配置され、さらにサスペンションアームサポートブラケットの近傍に配置されている。また桁部材は、荷重伝達部材を介してサイドメンバに固定されている。荷重伝達部材は、サスペンションアームサポートブラケットおよびサイドメンバに固定されている。

特許文献１では、一対のサイドメンバ同士が桁部材によって結合されているため、桁部材がクロスメンバに相当する剛性部材として機能することができる、としている。また特許文献１では、サスペンションアームサポートブラケットに入力する横方向の荷重が、荷重伝達部材を介して桁部材に入力されるため、サスペンションアームサポートブラケット付近の剛性を桁部材によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する、としている。

特開２０１２－９６７８９号公報

しかし特許文献１の電気自動車では、例えばバッテリユニットのサイズによってはサスペンションアームサポートブラケットの近傍に桁部材を配置できず、サスペンションアームサポートブラケットに入力される荷重を桁部材に伝達することが困難となる場合がある。

このような場合には、サスペンションアームサポートブラケットが設けられたサイドメンバの剛性を高めることができない。このため特許文献１の電気自動車では、サイドメンバの振動に起因する車体の捩り振動やフロアパネルのフロア振動を抑制できず、車両の操縦安定性（操安性）やＮＶ(Noise and Vibration)特性を向上させることが困難となる。

本発明は、このような課題に鑑み、リヤサイドメンバの剛性を高めて、車両の操安性やＮＶ特性を向上させることができる車両下部構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、車両の後端から車両前方に延びるリヤサイドメンバと、リヤサイドメンバの車幅方向外側に接合されていて後輪用の揺動するサスペンションが固定されるサスペンション固定部と、車両の床面を形成するフロアパネルの下側に取り付けられサスペンション固定部よりも車両前側に位置するバッテリパックと、バッテリパックとリヤサイドメンバとに接合されるブラケットとを備え、ブラケットは、サスペンション固定部の車両前後方向の範囲内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、リヤサイドメンバの剛性を高めて、車両の操安性やＮＶ特性を向上させることができる車両下部構造を提供することができる。

本発明の実施例に係る車両下部構造の概要を示す図である。 図１の車両下部構造の一部を他の方向から見た状態を示す図である。 図１の車両下部構造の一部をさらに他の方向から見た状態を示す図である。 図１の車両下部構造のブラケットを示す図である。 図４（ａ）のブラケットの各断面を示す図である。

本発明の一実施形態の代表的な構成は、車両の後端から車両前方に延びるリヤサイドメンバと、リヤサイドメンバの車幅方向外側に接合されていて後輪用の揺動するサスペンションが固定されるサスペンション固定部と、車両の床面を形成するフロアパネルの下側に取り付けられサスペンション固定部よりも車両前側に位置するバッテリパックと、バッテリパックとリヤサイドメンバとに接合されるブラケットとを備え、ブラケットは、サスペンション固定部の車両前後方向の範囲内に配置されていることを特徴とする。

上記構成では、リヤサイドメンバにサスペンション固定部が接合されている。このため、リヤサイドメンバは、例えば車両走行中にサスペンション固定部を介して車幅方向や車両前後方向の荷重を受ける。そこで上記構成では、サスペンション固定部よりも車両前側に位置するバッテリパックとリヤサイドメンバとをブラケットで接合している。このため、ブラケットは、バッテリパックとリヤサイドメンバの間を補強しつつ、バッテリパックおよびリヤサイドメンバに支持されるため支持剛性も高くなる。

さらに上記構成では、サスペンション固定部の車両前後方向の範囲内にブラケットを配置している。このため、ブラケットは、サスペンション固定部からリヤサイドメンバに伝達される荷重を受けることができ、この荷重を車幅方向や車両前後方向に分散させることができる。したがって上記構成によれば、リヤサイドメンバの車両前後方向および車幅方向の剛性を高めて、リヤサイドメンバの振動に起因する車体の捩り振動やフロアパネルのフロア振動を小さくして、車両の操安性やＮＶ特性を向上させることができる。

上記のバッテリパックの後面は、車幅方向に延びていて、ブラケットは、リヤサイドメンバの底面に車両前後方向に離間した所定の２つの第１接合箇所で接合されるベース部と、ベース部の縁から車両下方に張り出し所定の第２接合箇所でバッテリパックの後面に接合されるフランジとを有し、２つの第１接合箇所は、側面視でリヤサイドメンバの底面に沿って配置されているとよい。

このように、ブラケットのベース部は、車両前後方向に離間した２つの第１接合箇所でリヤサイドメンバの車両前後方向に延びる底面に接合される。またブラケットのフランジは、第２接合箇所でバッテリパックの車幅方向に延びる後面に接合される。このため、ブラケットは、リヤサイドメンバおよびバッテリパックに接合されこれらを補強することで、リヤサイドメンバの車両前後方向および車幅方向の剛性を高め、さらにサスペンション固定部の支持剛性も高めることができる。また上記構成では、ブラケットのベース部の第１接合箇所を、側面視でリヤサイドメンバの底面に沿って配置しているため、ブラケットの剛性を高めて、ブラケットが折れたり曲がったりすることを抑制できる。

上記のブラケットのフランジは、ベース部の第１接合箇所を囲うように、ベース部の縁の一周にわたって車両下方に張り出しているとよい。

このように、ブラケットは、ベース部の縁の一周にわたってフランジが車両下方に張り出して、さらにフランジがベース部の第１接合箇所を囲んでいる。このため、ブラケットは、剛性が高くなり、車両上下方向に変形することを抑制し、さらにサスペンション固定部の剛性も向上させることができる。また、ブラケットにフランジを設けることで剛性を高めているため、ベース部を厚くする必要がなく、ブラケット自体の厚さを厚くしないで済む。

上記の車両下部構造はさらに、フロアパネルの縁に沿って車両前後方向に延びるサイドシルと、車幅方向に延びていてバッテリパックの下側でサイドシル同士を接続しバッテリパックに接合されるバッテリクロスメンバとを備えるとよい。

このように、車幅方向に延びるバッテリクロスメンバにバッテリパックが接合されているため、バッテリパックの車幅方向の剛性を高めることができる。そしてブラケットは、バッテリパックに接合されているため、車幅方向の剛性が向上し、サスペンション固定部の剛性も高めることができる。

上記のブラケットはさらに、ベース部に形成され第１接合箇所と第２接合箇所との間にわたるビードを有するとよい。

これにより、ブラケットは、リヤサイドメンバの底面から第１接合箇所を介してベース部に伝達される荷重を、ベース部のビードを介して第２接合箇所に伝達し、さらに第２接合箇所を介してバッテリパックの後面に伝達し分散させることができる。このため、ブラケットの支持剛性を高めることができ、サスペンション固定部の剛性も高めることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施例に係る車両下部構造１００の概要を示す図である。図１（ａ）は、車両下部構造１００を車両後方の斜め下方から見た状態を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の車両下部構造１００の一部を拡大して示す図である。

なお車両下部構造１００は、左右対称な構造となっているため、以下では、車幅方向右側の構造のみ説明する。また以下各図において、車両前後方向をそれぞれ矢印Ｆｒｏｎｔ、Ｂａｃｋ、車幅方向の左右をそれぞれ矢印Ｌｅｆｔ、Ｒｉｇｈｔ、車両上下方向をそれぞれ矢印Ｕｐ、Ｄｏｗｎで例示する。

車両下部構造１００は、図１（ａ）に示すように車両の床面を形成するフロアパネル１０２と、リヤサイドメンバ１０４と、サスペンション固定部１０６とを備える。リヤサイドメンバ１０４は、車両の例えば後端から車両前方に延びる部材である。リヤサイドメンバ１０４の車幅方向外側には、不図示の後輪を収容するホイールハウス１０８が配置されている。サスペンション固定部１０６は、図１（ａ）に示すようにリヤサイドメンバ１０４の車幅方向外側に接合されていて、後輪用の揺動するサスペンション（不図示）が固定される。

車両下部構造１００はさらに、バッテリパック１１０と、サイドシル１１２と、バッテリクロスメンバ１１４とを備える。バッテリパック１１０は、フロアパネル１０２の下側に取り付けられサスペンション固定部１０６よりも車両前側に位置していて、車両前後方向に延びる側面１１６と、車幅方向に延びる後面１１８とを有する。

サイドシル１１２は、フロアパネル１０２の縁に沿って車両前後方向に延びていて、リヤサイドメンバ１０４よりも車幅方向外側に位置している。バッテリクロスメンバ１１４は、車幅方向に延びていてバッテリパック１１０の下側で左右のサイドシル１１２同士を接続し、さらにバッテリパック１１０に接合される。

ここで車両下部構造１００では、リヤサイドメンバ１０４にサスペンション固定部１０６が接合されているため、例えば車両走行中にサスペンション固定部１０６を介してリヤサイドメンバ１０４が車幅方向や車両前後方向の荷重を受ける。そこで車両下部構造１００では、リヤサイドメンバ１０４の剛性を高めて、リヤサイドメンバ１０４の振動に起因する車体の捩り振動やフロアパネル１０２のフロア振動を抑制する構成を採用した。

すなわち車両下部構造１００はさらに、ブラケット１２０を備える。ブラケット１２０は、図１（ａ）に示すバッテリパック１１０の後面１１８と、リヤサイドメンバ１０４の車両前後方向に延びる底面１２２とに接合（例えば締結）される部材である。このため、ブラケット１２０は、バッテリパック１１０とリヤサイドメンバ１０４の間を補強しつつ、バッテリパック１１０およびリヤサイドメンバ１０４に支持されるため支持剛性も高くなる。

またブラケット１２０は、図１（ａ）に示すサスペンション固定部１０６の車両前後方向の範囲Ｌａ内に配置されている。このため、ブラケット１２０は、サスペンション固定部１０６からリヤサイドメンバ１０４に伝達される荷重を確実に受けることができ、この荷重を車幅方向や車両前後方向に分散させることができる。

ブラケット１２０は、図１（ｂ）に示すベース部１２４とフランジ１２６とを有する。ベース部１２４には、２つの第１接合箇所１２８、１３０が形成されている。ベース部１２４は、これらの第１接合箇所１２８、１３０でリヤサイドメンバ１０４の底面１２２に接合される（図２（ｂ）参照）。一例として、ブラケット１２０のベース部１２４とリヤサイドメンバ１０４の底面１２２とは、不図示の締結ボルトが第１接合箇所１２８、１３０に形成された貫通孔をリヤサイドメンバ１０４の底面１２２とともに貫通し、さらにナットなどと螺合することにより締結される。

ブラケット１２０のフランジ１２６は、図１（ｂ）に示すようにベース部１２４の第１接合箇所１２８、１３０を囲うように、ベース部１２４の縁１３２の一周にわたって縁１３２から車両下方に張り出している。また、フランジ１２６は、２つの第２接合箇所１３４、１３６でバッテリパック１１０の後面１１８に接合される（図２（ａ）参照）。一例として、ブラケット１２０のフランジ１２６とバッテリパック１１０の後面１１８とは、不図示の締結ボルトが第２接合箇所１３４、１３６に形成された貫通孔をバッテリパック１１０の後面１１８とともに貫通し、さらにナットなどと螺合することにより締結される。

図２は、図１の車両下部構造１００の一部を他の方向から見た状態を示す図である。図２（ａ）は、車両下部構造１００のブラケット１２０およびその周辺を車両下方から見た下面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ矢視図である。

ブラケット１２０では、図２（ｂ）に示す側面視でベース部１２４の第１接合箇所１２８、１３０が車両前後方向に離間していて、さらにリヤサイドメンバ１０４の底面１２２に沿って配置されている。このため、ブラケット１２０の剛性を高めて、ブラケット１２０が折れたり曲がったりすることを抑制できる。

またブラケット１２０では、ベース部１２４の第１接合箇所１２８、１３０での不図示の締結ボルトの軸方向１２８ａ、１３０ａ（図２（ｂ）参照）と、フランジ１２６の第２接合箇所１３４、１３６での不図示の締結ボルトの軸方向１３４ａ、１３６ａ（図２（ａ）参照）とが異なる方向となっている。このため、ブラケット１２０は、曲げ変形を生じやすい状況にある。

そこでブラケット１２０では、図２（ｂ）に示すようにフランジ１２６の幅寸法Ｌｂを大きくしたり、フランジ１２６が車両前側に向かうほど車両下側に曲がる角部１３８の曲率半径を大きくして曲率を小さくしたりすることで、曲げ変形が発生することを低減している。さらにブラケット１２０では、ベース部１２４の角部１４０の形状を急峻に屈曲しないような形状とすることで、角部１４０に応力が集中することも回避している。

図３は、図１の車両下部構造１００の一部をさらに他の方向から見た状態を示す図である。図３は、図２（ａ）のＢ矢視図であって、車両下部構造１００のブラケット１２０およびその周辺を車両後方から見た状態を示している。

ブラケット１２０では、フランジ１２６の車幅方向に離間した第２接合箇所１３４、１３６で、バッテリパック１１０の車幅方向に延びる後面１１８とフランジ１２６とが接合されている。なお図３では、ブラケット１２０およびその周辺を車両後方から見ているため、図２（ａ）に示すベース部１２４の第１接合箇所１２８、１３０がフランジ１２６によって隠された状態となっている。

このように車両下部構造１００では、図２および図３に示すように、ブラケット１２０のベース部１２４が車両前後方向に離間した２つの第１接合箇所１２８、１３０でリヤサイドメンバ１０４の車両前後方向に延びる底面１２２に接合される。またブラケット１２０のフランジ１２６は、第２接合箇所１３４、１３６でバッテリパック１１０の車幅方向に延びる後面１１８に接合される。このため、ブラケット１２０は、リヤサイドメンバ１０４およびバッテリパック１１０に接合されこれらを補強することで、リヤサイドメンバ１０４の車両前後方向および車幅方向の剛性を高め、さらにサスペンション固定部１０６の支持剛性も高めることができる。

また車両下部構造１００では、図１（ａ）に示すように車幅方向に延びるバッテリクロスメンバ１１４にバッテリパック１１０が接合されているため、バッテリパック１１０の車幅方向の剛性を高めることができる。そしてブラケット１２０は、バッテリパック１１０に接合されているため、車幅方向の剛性が向上し、サスペンション固定部１０６の剛性も高めることができる。

さらにブラケット１２０は、図１（ｂ）に示すようにベース部１２４の縁１３２の一周にわたってフランジ１２６が車両下方に張り出して、さらにフランジ１２６がベース部１２４の第１接合箇所１２８、１３０を囲んでいる。このため、ブラケット１２０は、剛性が高くなり、車両上下方向に変形することを抑制し、さらにサスペンション固定部１０６の剛性も向上させることができる。また、ブラケット１２０にフランジ１２６を設けることで剛性を高めているため、ベース部１２４を厚くする必要がなく、ブラケット１２０自体の厚さを厚くしないで済む。

図４は、図１の車両下部構造１００のブラケット１２０を示す図である。図４（ａ）は、ブラケット１２０を模式的に示した下面図である。図４（ｂ）は、図１（ｂ）のブラケット１２０の一部を示す図である。図５は、図４（ａ）のブラケット１２０の各断面を示す図である。

ブラケット１２０は、図４（ａ）に示すようにベース部１２４に形成された複数のビード１４２、１４４、１４６、１４８を有する。ビード１４２は、図４（ａ）および図５（ａ）のＣ－Ｃ断面に示すように、ベース部１２４の第１接合箇所１２８と、第２接合箇所１３６が形成されたフランジ１２６とベース部１２４の境界となる縁１３２との間にわたって直線状に延びている。

ビード１４４は、図４（ａ）および図５（ｂ）のＤ－Ｄ断面に示すように、ベース部１２４の第１接合箇所１２８と、第２接合箇所１３４が形成されたフランジ１２６とベース部１２４の境界となる縁１３２との間にわたって直線状に延びている。またビード１４６は、図４（ａ）および図５（ｃ）のＥ－Ｅ断面に示すように、ベース部１２４の第１接合箇所１３０と、第２接合箇所１３４が形成されたフランジ１２６とベース部１２４の境界となる縁１３２との間にわたって直線状に延びている。

またブラケット１２０では、図４（ｂ）に示すようにビード１４２、１４４と、ビード１４２、１４４間に位置する面１５０との間で段差を設けている。さらにブラケット１２０では、ビード１４４、１４６と、ビード１４４、１４６間に位置する面１５２との間で段差を設けている。このため、これらビード１４２、１４４、１４６の剛性を高めることができる。

これにより、ブラケット１２０は、リヤサイドメンバ１０４の底面１２２から第１接合箇所１２８、１３０を介してベース部１２４に伝達される荷重を、ベース部１２４のビード１４２、１４４、１４６を介してフランジ１２６の第２接合箇所１３４、１３６に伝達できる。さらに、ブラケット１２０は、フランジ１２６の第２接合箇所１３４、１３６に伝達された荷重をバッテリパック１１０の後面１１８に伝達し分散させることができる。このため、ブラケット１２０の支持剛性を高めることができ、サスペンション固定部１０６の剛性も高めることができる。

さらにビード１４８は、図４（ａ）および図５（ｄ）のＦ－Ｆ断面に示すように、ベース部１２４の第１接合箇所１２８と第１接合箇所１３０との間にわたって直線状に延びている。このため、ブラケット１２０では、図２（ｂ）に示す側面視でリヤサイドメンバ１０４の底面１２２に沿って配置された第１接合箇所１２８、１３０の間で、ビード１４８を介して荷重を車両前後方向に分散させることができる。このようにベース部１２４に形成された複数のビード１４２、１４４、１４６、１４８は、荷重伝達経路として機能することができる。

このため、ブラケット１２０は、サスペンション固定部１０６からリヤサイドメンバ１０４に伝達される荷重を確実に受けることができ、さらにこの荷重を車幅方向や車両前後方向に分散させることができる。したがって車両下部構造１００によれば、リヤサイドメンバ１０４の車両前後方向および車幅方向の剛性を高めて、リヤサイドメンバ１０４の振動に起因する車体の捩り振動やフロアパネル１０２のフロア振動を小さくして、車両の操安性やＮＶ特性を向上させることができる。

なお車両下部構造１００では、ブラケット１２０のベース部１２４に車両前後方向に離間した２つの第１接合箇所１２８、１３０を形成し、ブラケット１２０のフランジ１２６に車幅方向に離間した２つの第２接合箇所１３４、１３６を形成したが、これに限定されない。一例として、所定の第１接合箇所および第２接合箇所を３つ以上形成してもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両下部構造に利用することができる。

１００…車両下部構造、１０２…フロアパネル、１０４…リヤサイドメンバ、１０６…サスペンション固定部、１０８…ホイールハウス、１１０…バッテリパック、１１２…サイドシル、１１４…バッテリクロスメンバ、１１６…バッテリパックの側面、１１８…バッテリパックの後面、１２０…ブラケット、１２２…リヤサイドメンバの底面、１２４…ベース部、１２６…フランジ、１２８、１３０…第１接合箇所、１２８ａ、１３０ａ、１３４ａ、１３６ａ…軸方向、１３２…ベース部の縁、１３４、１３６…第２接合箇所、１３８、１４０…角部、１４２、１４４、１４６、１４８…ビード、１５０、１５２…ビード間の面

Claims (4)

1. 車両の後端から車両前方に延びるリヤサイドメンバと、
   前記リヤサイドメンバの車幅方向外側に接合されていて後輪用の揺動するサスペンションが固定されるサスペンション固定部と、
   車両の床面を形成するフロアパネルの下側に取り付けられ前記サスペンション固定部よりも車両前側に位置するバッテリパックと、
   前記バッテリパックと前記リヤサイドメンバとに接合されるブラケットとを備え、
   前記ブラケットは、前記サスペンション固定部の車両前後方向の範囲内に配置されていて、
   前記バッテリパックの後面は、車幅方向に延びていて、
   前記ブラケットは、
   前記リヤサイドメンバの底面に車両前後方向に離間した所定の２つの第１接合箇所で接合されるベース部と、
   前記ベース部の縁から車両下方に張り出し所定の第２接合箇所で前記バッテリパックの後面に接合されるフランジとを有し、
   前記２つの第１接合箇所は、側面視で前記リヤサイドメンバの底面に沿って配置されていることを特徴とする車両下部構造。
2. 前記ブラケットのフランジは、前記ベース部の第１接合箇所を囲うように、該ベース部の縁の一周にわたって車両下方に張り出していることを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
3. 当該車両下部構造はさらに、
   前記フロアパネルの縁に沿って車両前後方向に延びるサイドシルと、
   車幅方向に延びていて前記バッテリパックの下側で前記サイドシル同士を接続し前記バッテリパックに接合されるバッテリクロスメンバとを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両下部構造。
4. 前記ブラケットはさらに、前記ベース部に形成され前記第１接合箇所と前記第２接合箇所との間にわたるビードを有することを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。

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