JPWO2012014776A1 - 車体の下部構造 - Google Patents
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Abstract
本発明に係る車体の下部構造は、車幅方向両側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシル(3)と、フロアパネル(1)の下面(1b)に接合され、前記サイドシル(3)よりも上側でかつ車幅方向内側に車両前後方向に沿って延在するサイドメンバ(13)と、前記サイドメンバ(13)の下部とサイドシル(3)の上側とを連結するブレースメンバ39と、前記サイドメンバ(13)の下部とサイドシル(3)の下側とを連結する外側クロスメンバ37と、を備えている。
Description
本発明は、フロアの下部にバッテリを搭載した車体の下部構造に関する。
電気自動車などの電動車両には、通常、モータの動力源となるバッテリが搭載されている(例えば、日本国 特開平5−305879号公報を参照)。この日本国 特開平5−305879号公報に記載された電気自動車においては、車体の左右両側に配置したサイドシル、リアピラー、リアサイドメンバ同士を車幅方向に沿って延在する4本のクロスメンバを介して連結し、これらのクロスメンバの間に前記バッテリを収容配置している。
また、後方上側に配置されたクロスメンバの車幅方向端部と、リアピラー下端部とサイドシルとの交差部と、を略直線状に延びる伝達リンクを介して連結している。この伝達リンクは、車両前方に向かうにつれて車幅方向外側かつ下方に向けて延びている。
従って、車両に前方から後方に向けて荷重が入力された場合に、前記クロスメンバが前方に移動するのを前記伝達リンクによって支持することにより、バッテリを保護することができる。
しかしながら、かかる従来の車体構造では、車両に対して側方から荷重が入力された場合には、バッテリを確実に保護するために、前記伝達リンクの板厚を上げる必要があり、車体重量の増大を招くおそれがあった。
そこで、本発明は、車体に側方から荷重が入力した場合に、車体重量の増大を抑制しつつバッテリを確実にかつ効率良く保護することができる車体の下部構造を提供するものである。
本発明に係る車体の下部構造にあっては、車幅方向両側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシルと、フロアパネルの下面に接合され、前記サイドシルよりも上側でかつ車幅方向内側に車両前後方向に沿って延在するサイドメンバと、前記サイドメンバの下部とサイドシルの上側とを連結する第1連結部材と、前記サイドメンバの下部とサイドシルの下側とを連結する第2連結部材と、を備えたことを最も主要な特徴とする。
本発明によれば、車両側方からサイドシルに荷重が入力された場合に、サイドメンバは高さ位置が略一定のまま回転するため、車体重量の増大を抑制しつつバッテリを確実にかつ効率良く保護することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明の実施形態にかかる車体の下部構造の一実施形態を示している。なお、本実施形態においては、いわゆる高床式フロアが設けられた電気自動車を例にとって説明するが、電気自動車以外にも、いわゆるハイブリッド車等にも適用可能である。
図1に示すように、車体のフロアパネル1は、車両前後方向および車幅方向に沿って略水平状に延設されている。車両の車幅方向両側には、車両前後方向に沿って延びる左右一対のサイドシル3,3が配設されている。このサイドシル3は、断面ハット状のシルアウタ5とシルインナ7とから構成されている。具体的には、シルアウタ5とシルインナ7の上側フランジ同士9,9を互いに接合すると共に、シルアウタ5とシルインナ7の下側フランジ同士11,11を互いに接合することによって、矩形状の閉断面構造に形成している。
また、サイドシル5よりも車幅方向内側でかつ上側には、断面ハット状のサイドメンバ13がフロアパネル1の下部に車両前後方向に沿って延在している。即ち、サイドメンバ13は、下側に配置された底面15と、該底面15の左右両端から屈曲して上方に延びる側面17,17と、該側面17の上端から車幅方向に屈曲して延びる上端フランジ19とから一体形成されている。前記上端フランジ19がフロアパネル1の下面1bに接合されることによって、サイドメンバ13は閉断面構造に構成されている。
さらに、サイドメンバ13の下方には、上面21、側面23,24および底面25からなる断面矩形状の閉断面構造のバッテリフレーム27が車両前後方向に沿って延設されている。ここで、バッテリ支持部材26は、前記バッテリフレーム27と、バッテリ29を支持すると共に車幅方向端部31aがバッテリフレーム27の底面25に接合されたバッテリトレイ31と、前記バッテリ29を上側から覆うように配設され、車幅方向端部33aがバッテリフレーム27の上面21に接合されたバッテリカバー33とから構成されている。このように、バッテリ支持部材26は、サイドメンバ13の下側に配置されると共にバッテリ29を支持している。そして、前記バッテリフレーム27は、バッテリ支持部材26の外周部分に相当し、内部が中空状の閉断面構造に形成された筒状体である。
前記サイドシル3を構成するシルインナ7の下端面35(下側)の車幅方向内側端部と前記サイドメンバ13の底面15(下部)の車幅方向外側端部とは、第2連結部材である外側クロスメンバ37によって連結されている。このように、第2連結部材である外側クロスメンバ37は、サイドメンバ13の下部とサイドシル3の下側とを連結している。また、該外側クロスメンバ37の内方(上側)には、第1連結部材であるブレースメンバ39が配設されている。該ブレースメンバ39は、外側端部39aがフロアパネル1の接合端部1aとシルインナ7の上端面41とによって挟持され、内側端部39bは、サイドメンバ13の底面15と外側クロスメンバ37の内側端部37aによって挟持されている。このように、第1連結部材であるブレースメンバ39は、サイドメンバ13の下部とサイドシル3の上側とを連結している。
また、バッテリフレーム27の車幅方向外側の側面23(車幅方向外側)とサイドメンバ13とは、第3連結部材である連結ブラケット43を介して上下方向に沿って連結されている。具体的には、連結ブラケット43の上端には、車幅方向に延びる上端フランジ43aが形成され、下端には下端フランジ43bが形成されている。上端フランジ43aは外側クロスメンバ37の内側端部37aの下面に接合され、下端フランジ43bはバッテリフレーム25の車幅方向外側の側面23に接合されている。なお、前記外側クロスメンバ37の外側端部37bは、サイドシル3の下端面35に接合されている。また、バッテリカバー33の上方には、内側クロスメンバ45が配設されており、車幅方向外側の端部45aが下方に屈曲し、サイドメンバ13の側面に接合されている。
図2に示すように、フロアパネル1の下部には、車幅方向に沿って延びる内側クロスメンバ45,45が前側と後側とに一対に配設されている。該内側クロスメンバ45は、断面ハット状に形成されており、底面47と、該底面47の両端から上方に屈曲して延びる側面49,49と、該側面49の上端から前後方向に屈曲して延びる上端フランジ51とから一体形成されている。なお、図1は、前側に配置された内側クロスメンバ45における断面図である。
また、内側クロスメンバ45,45の下部には、図1で説明したバッテリ29,29が前後に配置されており、これらのバッテリ29,29の間に別の大型バッテリ53が搭載されている。大型バッテリ53の高さは、バッテリ29よりも大きいため、バッテリカバー33は前後方向中央部55が上方に突出した形状に形成されている。
次いで、本実施形態に係る車体の下部に側方から荷重が入力された場合の変形状態を説明する。
図3(a)に示す通常状態の車体下部のサイドシル3に対して車幅方向外側から内側に向けて荷重が入力されると、サイドシル3からブレースメンバ39および外側クロスメンバ37を介してサイドメンバ13の底面15に荷重が伝達される。また、フロアパネル1の接合端部1aは、ブレースメンバ39を介してシルインナ7の上端面41に接合されているため、フロアパネル1を介してサイドメンバ13の上端フランジ19にも荷重が伝達される。ここで、サイドシル3の上側からフロアパネル1を介してサイドメンバ13の上部に伝達される荷重よりも、サイドシル3の下側からブレースメンバ39および外側クロスメンバ37を介してサイドメンバ13の下部に伝達される荷重の方が大きくなる。
従って、図3(b)(c)に示すように、サイドメンバ13が車両前方から見て時計回り方向(即ち、サイドメンバ13の上部が車幅方向外側で、下部が車幅方向内側に向かう方向)に回転する。この回転に伴って、フロアパネル1および内側クロスメンバ45が変形する。ここで、連結ブラケット43は、上端フランジ43aが外側クロスメンバ37およびブレースメンバ39を介してサイドメンバ13の底面15に接合されると共に、下端フランジ43bがバッテリフレーム27の側面23に接合されている。従って、前記下端フランジ43bがバッテリフレーム27の上面21に接合されている場合に比較して、サイドメンバ13の上方移動が抑制される。つまり、サイドメンバ13は、高さ位置が略一定のまま回転するため、バッテリフレーム27も上方移動が抑制され、バッテリトレイ31の変形も抑制される。
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
(1)本実施形態に係る車体の下部構造は、車幅方向両側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシル3と、フロアパネル1の下面1bに接合され、前記サイドシル3よりも上側でかつ車幅方向内側に車両前後方向に沿って延在するサイドメンバ13と、前記サイドメンバ13の下部とサイドシル3の上側とを連結するブレースメンバ39(第1連結部材)と、前記サイドメンバ13の下部とサイドシル3の下側とを連結する外側クロスメンバ37(第2連結部材)と、を備えている。
従って、車両側方からサイドシル3に荷重が入力された場合に、サイドシル3からブレースメンバ39および外側クロスメンバ37を介してサイドメンバ13の底面15に荷重が伝達される。一方、フロアパネル1を介してサイドメンバ13の上端フランジ19にも荷重が伝達される。ここで、サイドシル3の上側からフロアパネル1を介してサイドメンバ13の上部に伝達される荷重よりも、サイドシル3の下側からブレースメンバ39および外側クロスメンバ37を介してサイドメンバ13の下部に伝達される荷重の方が大きくなる。すると、サイドメンバ13が車両前方から見て時計回り方向(即ち、サイドメンバ13の上部が車幅方向外側で、下部が車幅方向内側に向かう方向)に回転する。このように、サイドメンバ13は、高さ位置が略一定のまま回転するため、バッテリフレーム27も上方移動が抑制され、バッテリトレイ31の変形も抑制される結果、バッテリ29がサイドメンバ13に接触することが防止される。これにより、車体重量の増大を抑制しつつ側方から荷重が入力した場合にバッテリ29を確実にかつ効率良く保護することができる。
(2)本実施形態に係る車体の下部構造は、前記サイドメンバ13の下側に配置されると共にバッテリ29を支持するバッテリ支持部材26と、前記バッテリ支持部材26のバッテリフレーム27(外周部分)の車幅方向外側と前記サイドメンバ13とを連結する連結ブラケット43(第3連結部材)と、を更に備えている。
従って、連結ブラケット43の下端フランジ43bがバッテリフレーム27の上面21に接合されている場合に比較して、車両側方からサイドシル3に荷重が入力された場合に、サイドメンバ13の上方移動が抑制される。つまり、サイドメンバ13は、高さ位置が略一定のまま回転するため、バッテリフレーム27も上方移動が抑制され、バッテリトレイ31の変形も抑制される。
(3)また、前記バッテリフレーム27は、内部が中空状の閉断面構造に形成された筒状体である。
図3(c)に示すように、車両側方から荷重が入力された場合にバッテリフレーム27は、車幅方向外側の側面23が、車幅方向内側の側面24に対して相対的に上方移動して、断面略平行四辺形の形状に変形する。ここで、バッテリフレーム27は、内部が中空状の閉断面構造に形成された筒状体であるため、断面略平行四辺形への変形が効率的に阻害されることがない。
なお、本発明の車体の下部構造は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。たとえば電気自動車に限ることなくバッテリを搭載して稼働する車両であれば本発明を適用することができる。
本発明に係る車体の下部構造によれば、車両側方からサイドシルに荷重が入力された場合に、サイドメンバは高さ位置が略一定のまま回転するため、車体重量の増大を抑制しつつバッテリを確実にかつ効率良く保護することができる。
Claims (3)
- 車幅方向両側に配置され、車両前後方向に沿って延在するサイドシルと、
フロアパネルの下面に接合され、前記サイドシルよりも上側でかつ車幅方向内側に車両前後方向に沿って延在するサイドメンバと、
前記サイドメンバの下部とサイドシルの上側とを連結する第1連結部材と、
前記サイドメンバの下部とサイドシルの下側とを連結する第2連結部材と、
を備えたことを特徴とする車体の下部構造。 - 請求項1に記載の車体の下部構造であって、
前記サイドメンバの下側に配置されると共にバッテリを支持するバッテリ支持部材と、
前記バッテリ支持部材の外周部分の車幅方向外側と前記サイドメンバとを連結する第3連結部材と、を更に備えたことを特徴とする車体の下部構造。 - 請求項2に記載の車体の下部構造であって、
前記バッテリ支持部材の外周部分は、内部が中空状の閉断面構造に形成された筒状体であることを特徴とする車体の下部構造。
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