JP2011111124A - 車両の後部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で車両用補機を車両に安定して搭載できるようにする。
【解決手段】フロントフロアパネル１１の後端部から上方に延びるキックアップ部１２と、該キックアップ部１２の上部から後方に延びるリヤフロアパネル１３と、該リヤフロアパネル１３上に設置された車両用シート１５と、上記キックアップ部１２の後方側において車幅方向に延びるように設置された前側クロスメンバ１８と、上記リヤフロアパネル１３の下方側、かつ上記車両用シート１５の後方側において車幅方向に延びるように設置された後側クロスメンバ１９とを有する車両の後部構造であって、上記前側クロスメンバ１８と後側クロスメンバ１９との間において車幅方向に延びるように設置された中間クロスメンバ２０を有し、該中間クロスメンバ２０によりバッテリ４等からなる車両用補機を支持した。
【選択図】図２

Description

本発明は、フロントフロアパネルの後端部から上方に延びるキックアップ部と、該キックアップ部の上部から後方に延びるリヤフロアパネルと、該リヤフロアパネル上に設置された車両用シートとを備えた車両の後部構造に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、バッテリ搭載に十分な強度を有し、フロントサイドメンバによるエネルギ吸収の安定化を可能とすることを目的として、フロントサイドメンバと、ダッシュロアクロスメンバと、左右サイドシルと、リヤシートクロスメンバと、左右リヤサイドフレームと、リヤクロスメンバとを有する車体下部構造において、フロントサイドメンバの後方にダッシュロアクロスメンバとリヤシートクロスメンバとを連結するエクステンションメンバを設けるとともに、車幅方向略中央位置に設けられダッシュロアクロスメンバとリヤシートクロスメンバとを連結するトンネルメンバを設け、リヤシートクロスメンバとリヤクロスメンバ間に複数のバッテリメンバからなるバッテリ取付フレームを設け、バッテリメンバの先端をそれぞれ前記エクステンションメンバ及びトンネルメンバの後端に突き当てるように結合するとともに、後端部を車体前後方向へ移動可能に取付けることが行われている。

また、下記特許文献２に示されるように、バッテリを大型化することなく、側突に対する車体の剛性及び強度を向上することを目的として、フロアパネル上に載置されたバッテリの前後に、バッテリ固定手段となるフロントフロアクロスメンバと後側フレームとを車幅方向に沿って延びるように設置し、該フロントフロアクロスメンバと後側フレームとの各車幅方向両端部をロッカ（サイドメンバ）に固定することが行われている。

特開平６−３２２４７号公報 特開２００３−１７０７４８号公報

上記特許文献１に開示された車体下部構造では、リヤシートクロスメンバとリヤクロスメンバ間に、複雑な構造を有するバッテリ取付フレームを介して電気自動車用のバッテリからなる車両用補機を搭載するように構成されているため、該車両用補機の搭載部となる上記バッテリ取付フレームの組付作業が煩雑であるとともに、車体重量が増大することが避けられないという問題があった。

また、上記特許文献２に開示されたバッテリ搭載構造では、バッテリをフロアパネル上に載置するように構成されているため、車室内の美観が損なわれるとともに、バッテリからなる車両用補機の保守点検または交換等を行う際に、作業者が車室内に入って交換作業等を行わなければならず、車室内が汚れたり、傷付けられたりし易いという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で車両用補機を車両に安定して搭載することができる車両の後部構造を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、フロントフロアパネルの後端部から上方に延びるキックアップ部と、該キックアップ部の上部から後方に延びるリヤフロアパネルと、該リヤフロアパネル上に設置された車両用シートと、上記キックアップ部の後方側において車幅方向に延びるように設置された前側クロスメンバと、上記リヤフロアパネルの下方側、かつ車両用シートの後方側において車幅方向に延びるように設置された後側クロスメンバとを有する車両の後部構造であって、上記前側クロスメンバと後側クロスメンバとの間において車幅方向に延びるように設置された中間クロスメンバを有し、該中間クロスメンバにより車両用補機を支持したものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両の後部構造において、上記中間クロスメンバの前方または後方に、内燃機関に供給される燃料を収容する燃料タンクを配設したものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載の車両の後部構造において、発電用内燃機関と、該発電用内燃機関により駆動される発電機と、該発電機からの通電により充電可能なバッテリと、該バッテリから供給される電流により駆動輪を駆動するハイブリッド車両用の電動機とを有し、上記発電用内燃機関に供給される燃料を収容する燃料タンクおよび上記バッテリとを、中間クロスメンバの前後に配設したものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項３に記載の車両の後部構造において、上記中間クロスメンバの前方にバッテリを配設するとともに、上記中間クロスメンバの後方に燃料タンクを配設したものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項２〜４の何れか１項に記載の車両の後部構造において、上記中間クロスメンバと、前側クロスメンバあるいは後側クロスメンバとを連結する用に設置された金属製長尺部材により、上記燃料タンクを支持するように構成したものである。

請求項６に係る発明は、上記請求項３〜５の何れか１項に記載の車両の後部構造において、上記バッテリが、バッテリケースに収容された状態で車両の下方から脱着可能に設置されたものである。

請求項７に係る発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両の後部構造において、後輪を支持するリヤサスペンションの取付部近傍に上記中間クロスメンバを配設したものである。

請求項８に係る発明は、上記請求項１に記載の車両の後部構造において、上記中間クロスメンバの前後にバッテリをそれぞれ配設したものである。

請求項１に係る発明では、リヤフロアパネルの下方側において車幅方向に延びるように設置された前側クロスメンバと後側クロスメンバとの間に中間クロスメンバを配設し、該中間クロスメンバにより車両用補機を支持したため、車両の側突時および後突時等における車体剛性を確保しつつ、重量物等からなる車両用補機を安定して支持できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、中間クロスメンバの前方または後方に、内燃機関に供給される燃料を収容する燃料タンクからなる車両用補機を配設したため、該燃料タンクの支持部材として上記中間クロスメンバを利用することができ、リヤフロアパネルの下方空間内において所定の重量を有する上記燃料タンクを安定して支持できるという利点がある。

請求項３に係る発明では、発電用内燃機関と、該発電用内燃機関により駆動される発電機と、該発電機からの通電により充電可能なバッテリと、該バッテリから供給される電力により駆動輪を駆動する電動機とを有するシリーズ式のハイブリッド車両において、リヤフロアパネルの下方空間を有効に利用して上記バッテリまたは燃料タンクをそれぞれ搭載できるという利点がある。

請求項４に係る発明では、中間クロスメンバの前方にバッテリを配設するとともに、中間クロスメンバの後方に燃料タンクを配設したため、車体の後端部近傍に設置されることが多い燃料注入口と上記燃料タンクとが大きく離間した状態となるのを防止して、燃料タンク用の燃料注入管および空気放出管の全長を短くすることにより、その構造を簡略化できるという利点がある。

請求項５に係る発明では、上記中間クロスメンバと前側クロスメンバあるいは後側クロスメンバとを連結するように設置された金属製長尺部材により、燃料タンクを支持するように構成したため、該燃料タンクをプラスチック材で形成して軽量化した場合においても、これをリヤフロアパネルの下方空間内に安定して支持させることができる。

請求項６に係る発明では、上記バッテリをバッテリケースに収容した状態で車両の下方から脱着可能に設置したため、複数個のバッテリを車体に搭載する作業、あるいは該バッテリを車体から取り外す作業等を容易に行うことができるとともに、複数個のバッテリを安定して車体に支持できるという利点がある。

請求項７に係る発明では、後輪を支持するリヤサスペンションの取付部近傍に中間クロスメンバを配設したため、上記リヤサスペンションの車幅方向における支持剛性を上記中間クロスメンバにより効果的に向上させることができ、車両の走行時に上記リヤサスペンションから車体に入力された振動荷重を安定して支持できる等の利点がある。

請求項８に係る発明では、上記中間クロスメンバの前後にバッテリをそれぞれ配設したため、大型の燃料タンクが不要である代わりに多量のバッテリを必要とする電気自動車等において、該バッテリをリヤフロアパネルの下方空間に効果的に搭載できるという利点がある。

本発明に係る車両の後部車体構造が適用される車両の概略構成を示す説明図である。 上記車両の全体構成を示す側面断面図である。 本発明に係る車両の後部車体構造の実施形態を示す側面断面図である。 上記後部車体構造の具体的構成を示す底面図である。 リヤサスペンションの具体的構成を示す斜視図である。 リヤサスペンションの取付状態を示す側面図である。 本発明に係る車両の後部車体構造の別の実施形態を示す側面断面図である。 本発明に係る車両の後部車体構造のさらに別の実施形態を示す側面断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

図１は、本発明に係る車両の後部車体構造が適用される車両の概略構成を示している。該車両は、１気筒もしくは２気筒の小型レシプロエンジン、または１ロータもしくは２ロータの小型ロータリエンジン等からなる発電用内燃機関１（エンジンＥ）と、該発電用内燃機関１により駆動される発電機２（ジェネレータＧ）と、該発電機２からＡＣ−ＤＣインバータ３を介して通電されることにより充電可能なバッテリ４と、該バッテリ４からＤＣ−ＡＣインバータ５を介して供給される電流により駆動輪（前輪）６を回転駆動する電動機７（モータＭ）と、上記発電用内燃機関１に供給される燃料を収容する燃料タンク８とを備えたシリーズ式ハイブリッド車両である。

また、上記車両には、家庭用電源等の外部電源を使用して上記バッテリ４の充電を行う充電器９が設けられている。そして、上記車両の近距離走行時等には、予めバッテリ４に充電された電力を使用して電動機７を駆動することにより走行し、車両の遠距離走行時等において、バッテリ４の電気容量が一定値以下に低下した時点で発電機２を駆動し、その発電電流をバッテリ４に供給して充電するように構成されている。また、上記車両の減速時等には、駆動輪６、電動機７およびＤＣ−ＡＣインバータ３を介して得られる回生電流がバッテリ４に供給されることにより充電が行われる。

上記車両には、図２に示すように、車室の前方部に設置されたダッシュパネル１０と、その下端部から車体の後方側に延びるように設置されたフロントフロアパネル１１と、該フロントフロアパネル１１の後端部から立ち上がるように設けられたキックアップ部１２と、該キックアップ部１２の上部から後方に延びるリヤフロアパネル１３とを有している。そして、上記フロントフロアパネル１１上には、運転席および助手席からなる前列の車両用シート（前列シート）１４が設置され、かつその後方側のリヤフロアパネル１３上には、後列の車両用シート（後列シート）１５が設けられている。該車両用シート１５の後方側には、リヤフロアパネル１３を下方に凹入させることにより、サブトランクまたはタイヤパン等からなる収納部１６が形成されている。

図３および図４に示すように、上記キックアップ部１２の後方側には、左右一対のリヤサイドフレーム１７，１７がリヤフロアパネル１３の下面に沿って設置されている。上記両リヤサイドフレーム１７，１７間には、キックアップ部１２の背面に接合されて車幅方向に延びる前側クロスメンバ１８と、上記リヤフロアパネル１３の下方側、かつ上記車両用シート１５の後方側において車幅方向に延びる後側クロスメンバ１９とが設置されている。また、上記前側クロスメンバ１８と後側クロスメンバ１９との間には、車幅方向に延びる中間クロスメンバ２０がリヤフロアパネル１３の下方に設置されている。

上記中間クロスメンバ２０は、リヤフロアパネル１３の下面に溶接される等により固定される前後一対のフランジ部２１，２２と、相対向して設置された前壁部２３および後壁部２４と、その下端部間に配設された底壁部２５とにより断面ハット型に形成されている。上記中間クロスメンバ２０の前方には、車幅方向に配列された複数個のバッテリ４がバッテリケース２６に収容された状態で設置されている。また、上記中間クロスメンバ２０の後方には、燃料タンク８が配設されて左右一対の金属製長尺部材２７，２７により支持されている。

上記バッテリケース２６は、前側クロスメンバ１８の下面と中間クロスメンバ２０の下面との間を覆うように設置されて車幅方向に延びる底板２８と、該底板２８上に載置された複数個のバッテリ４を覆うカバー部材２９とを有している。そして、上記バッテリ４がバッテリケース２６内に収容された状態で、上記底板２８の前辺部が前側クロスメンバ１８の下面にボルト止めされるとともに、上記底板２８の後辺部が後側クロスメンバ１９の下面にボルト止めされることにより、上記前側クロスメンバ１８と中間クロスメンバ２０との間でリヤフロアパネル１３の下方に形成された空間部内に、上記バッテリ４が車両の下方から脱着可能に設置されるようなっている。

上記金属製長尺部材２７は、上面に合成ゴム等からなる緩衝材（図示せず）が固着され金属ベルト等からなっている。そして、上記両金属製長尺部材２７，２７の前端部が中間クロスメンバ２０の下面中央部に重ねられた状態でボルト止めされるとともに、両金属製長尺部材２７，２７の後端部が後側クロスメンバ１９の下面左右側方部にそれぞれボルト止めされることにより、燃料タンク８を下方から支持するように構成されている。

また、上記燃料タンク８の後部側面には、車体外面に設けられた燃料注入口３１から注入された燃料を燃料タンク８に供給する燃料注入管３２と、燃料タンク８内の空気を上記燃料注入口３１の近傍に放出する空気放出管３３との下端部が接続され、これらの燃料注入管３２および空気放出管３３が、後部車体の側方部に沿って略鉛直に延びるように設置されている。上記燃料タンク８の一側方部には、車室の前方に配設された発電用内燃機関１に接続された排気管３４の後方部が車体の後方側に延びるように設置され、該排気管３４に設けられたサイレンサー３５が上記燃料タンク８の後方側に配設されている。

上記リヤサイドフレーム１７，１７の前部下面には、左右の後輪３６，３６を支持するリヤサスペンション３７の前部左右に設けられたマウント部が取り付けられている。上記リヤサスペンション３７は、図５および図６に示すように、左右一対のトレーリングアーム３８，３８と、該両トレーリングアーム３８，３８を連結するように車幅方向に延びるすトーションビーム３９と、上記トレーリングアーム３８，３８の後端部を懸架する左右一対のリヤショックアブソーバ４０，４０とにより構成されている。そして、上記リヤサイドフレーム１７，１７に対するリヤサスペンション３７の取付部近傍、具体的には上記トレーリングアーム３８の前端部近傍に、上記中間クロスメンバ２０の左右両端部が配設されている。

上記のようにフロントフロアパネル１１の後端部から上方に延びるキックアップ部１２と、該キックアップ部１２の上部から後方に延びるリヤフロアパネル１３と、該リヤフロアパネル１３上に設置された車両用シート１５と、上記キックアップ部１２の後方側において車幅方向に延びるように設置された前側クロスメンバ１８と、上記リヤフロアパネル１３の下方側、かつ車両用シート１５の後方側において車幅方向に延びるように設置された後側クロスメンバ１９とを有する車両の後部構造であって、上記前側クロスメンバ１８と後側クロスメンバ１９との間において車幅方向に延びるように設置された中間クロスメンバ２０を有し、該中間クロスメンバ２０により燃料タンク８等からなる車両用補機を支持したため、車両の側突時および後突時等における車体剛性を確保しつつ、上記車両用補機を安定して支持できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、後列の車両用シート１５が配設されたリヤフロアパネル１３の下面に沿って前側クロスメンバ１８、後側クロスメンバ１９および中間クロスメンバ２０からなる三本のクロスメンバを略平行に設置し、その側端部をリヤサイドフレーム１７，１７に連結することにより、リヤサイドフレーム１７，１７を効果的に補強することができるため、側突荷重および後突荷重に作用する衝撃荷重が上記車両用シート１５の設置部に及ぶのを効果的に防ぐことができる。しかも、車両の走行時における後部車体の変形を効果的に抑制することができるため、走行安定性を効果的に向上できるという利点がある。

そして、上記フロントフロアパネル１１とリヤフロアパネル１３との間に上記キックアップ部１２を設けることにより上方に段上げされたリヤフロアパネル１３上に上記後列の車両用シート１５を設置することにより、その下方に形成された空間内に配設された上記中間クロスメンバ２０の前方側または後方側に、バッテリ４または燃料タンク８からなる車両用補機を配設したため、該車両用補機の支持部材として上記中間クロスメンバ２０を利用することができ、リヤフロアパネル１３の下方空間内に所定の重量物からなる上記車両用補機を搭載できるという利点がある。

また、上記実施形態では、発電用内燃機関１と、該発電用内燃機関１により駆動される発電機２と、該発電機２からの通電により充電可能なバッテリ４と、該バッテリ４から供給される電力により駆動輪６を駆動する電動機７とを有するシリーズ式のハイブリッド車両に本発明を適用したため、リヤフロアパネル１３の下方空間を有効に利用して上記バッテリ４または燃料タンク８をそれぞれ設置できるという利点がある。すなわち、上記シリーズ式のハイブリッド車両は、バッテリ４の電力を使用する電動機７により駆動輪６を回転駆動するものであるため、通常のガソリン車両もしくはディーゼル車両に比べて上記内燃機関１およびその燃料タンク８等を小型化することができる。さらに、車両の遠距離走行時等にバッテリ４の電気容量が一定値以下に低下した場合には、発電用内燃機関１により発電機２を駆動してその発電電流をバッテリ４に供給して充電することができるため、通常の電気自動車に比べて上記バッテリ４を小容量化することが可能である。

そして、上記のように容量を所定値に設定可能なバッテリ４および燃料タンク８を中間クロスメンバ２０の前後に配設するように構成したため、リヤフロアパネル１３の下方に形成された限られたスペースを有効に利用し、上記バッテリ４および燃料タンク８の両方をそれぞれ安定して支持することができる。しかも、上記実施形態のように、中間クロスメンバ２０の前方にバッテリ４を配設するとともに、中間クロスメンバ２０の後方に燃料タンク８を配設するように構成した場合には、車体の後端部近傍に設置されることが多い上記燃料注入口３１と燃料タンク８とが大きく離間した状態となるのを防止することができる。したがって、上記燃料注入管３２および空気放出管３３の全長を短くしてその構造を簡略化できるという利点がある。

また、上記中間クロスメンバ２０と、前側クロスメンバ１８あるいは後側クロスメンバ１９とを連結するように設置された金属製長尺部材２７，２７により、燃料タンク８を支持した構成によれば、該燃料タンク８をプラスチック材で形成することにより軽量化した場合においても、これをリヤフロアパネル１３の下方空間内に安定して支持させることができる。

さらに、上記実施形態では、バッテリ４をバッテリケース２６に収容した状態で車両の下方から脱着可能に設置したため、複数個のバッテリ４を車体に搭載する作業、あるいは該バッテリ４を車体から取り外す作業等を容易に行うことができるとともに、複数個のバッテリ４を安定して車体に支持できるという利点がある。

また、上記実施形態に示すように、後輪３６を支持するリヤサスペンション３７の取付部近傍、具体的には上記リヤサイドフレーム１７に取り付けられたリヤサスペンション３７の前端部近傍に、上記中間クロスメンバ２０を配設した構造によれば、上記リヤサスペンション３７の車幅方向における支持剛性を上記中間クロスメンバ２０により効果的に向上させることができ、車両の走行時に上記リヤサスペンション３７から車体に入力された振動荷重等を安定して支持できるという利点がある。

なお、上記バッテリ４と燃料タンク８とを中間クロスメンバ２０の前後に分けて配設するように構成した上記実施形態に代え、図７に示すように、バッテリ４を前後一対のバッテリケース２６，２６内にそれぞれ収容した状態で、上記中間クロスメンバ２０の前後に設置するように構成してもよい。この場合には、内燃機関用の燃料タンク８が不要である代わりに大容量のバッテリ４を必要とする電気自動車等において、該バッテリ４をリヤフロアパネル１３の下方空間に効果的に搭載できるという利点がある。

また、上記リヤフロアパネル１３の下面に固定された前後一対のフランジ部２１，２２と、相対向して設置された前壁部２３および後壁部２４と、その下端部間に配設された底壁部２５とからなる断面ハット型の中間クロスメンバ２０を設けてなる上記実施形態に代え、図８および図９に示すように、丸パイプ材４１または角パイプ材等からなる中間クロスメンバを、リヤフロアパネル１３の下方側に設置された前側クロスメンバ１８と後側クロスメンバ１９との間において車幅方向に延びるように設置し、その側端部に設けられた取付プレート４２を上記リヤサイドフレーム１７の側面に固定した構造といてもよい。この場合には、上記丸パイプ材４１等からなる中間クロスメンバの上方にハーネス４３等の設置用スペースを確保できるという利点がある。

１ 発電用内燃機関
２ 発電機
４ バッテリ
６ 駆動輪
７ 電動機
８ 燃料タンク
１１ フロントフロアパネル
１２ キックアップ部
１３ リヤフロアパネル
１５ 車両用シート
１８ 前側クロスメンバ
１９ 後側クロスメンバ
２０ 中間クロスメンバ
２６ バッテリケース
２７ 金属製長尺部材
３７ リヤサスペンション

Claims (8)

1. フロントフロアパネルの後端部から上方に延びるキックアップ部と、該キックアップ部の上部から後方に延びるリヤフロアパネルと、該リヤフロアパネル上に設置された車両用シートと、上記キックアップ部の後方側において車幅方向に延びるように設置された前側クロスメンバと、上記リヤフロアパネルの下方側、かつ車両用シートの後方側において車幅方向に延びるように設置された後側クロスメンバとを有する車両の後部構造であって、上記前側クロスメンバと後側クロスメンバとの間において車幅方向に延びるように設置された中間クロスメンバを有し、該中間クロスメンバにより車両用補機を支持したことを特徴とする車両の後部構造。
2. 上記中間クロスメンバの前方または後方に、内燃機関に供給される燃料を収容する燃料タンクを配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両の後部構造。
3. 発電用内燃機関と、該発電用内燃機関により駆動される発電機と、該発電機からの通電により充電可能なバッテリと、該バッテリから供給される電流により駆動輪を駆動するハイブリッド車両用の電動機とを有し、上記発電用内燃機関に供給される燃料を収容する燃料タンクおよび上記バッテリとを、中間クロスメンバの前後に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の後部構造。
4. 上記中間クロスメンバの前方にバッテリを配設するとともに、上記中間クロスメンバの後方に燃料タンクを配設したことを特徴とする請求項３に記載の車両の後部構造。
5. 上記中間クロスメンバと、前側クロスメンバあるいは後側クロスメンバとを連結する用に設置された金属製長尺部材により、上記燃料タンクを支持するように構成したことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両の後部構造。
6. 上記バッテリは、バッテリケースに収容された状態で車両の下方から脱着可能に設置されたことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の車両の後部構造。
7. 後輪を支持するリヤサスペンションの取付部近傍に上記中間クロスメンバを配設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両の後部構造。
8. 上記中間クロスメンバの前後にバッテリをそれぞれ配設したことを特徴とする請求項１に記載の車両の後部構造。

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