JP6849293B2 - 車両構造 - Google Patents
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Description
同文献に記載の車両構造においては、車室のフロア部の段差部が形成されている箇所にリヤシートが配設されており、かつこのリヤシートの下方領域には、リチウムイオン二次電池などの大型のバッテリ(蓄電装置)が搭載されている。バッテリは、リヤシートのシートクッションフレームを兼用したバッテリ用の保護部材としての櫓状構造体によって覆われている。
このような構成によれば、バッテリを車室内にスペース効率良く搭載し得るとともに、櫓状構造体によって保護することができる。
すなわち、車両が後突を生じて車両の後部への所定以上の荷重入力があった場合、剛性断点の存在により、フロア部を蓄電装置の搭載領域よりも車両前方側の部分を起点として屈曲させ、蓄電装置を後上がり状に回転させることが可能である。蓄電装置をこのように回転させることにより、蓄電装置への直接的な荷重の入力が減少し、蓄電装置が損傷することを効果的に防止または抑制することができる。
本発明は、蓄電装置の周辺各部が変形を生じないようにその剛性を高めるのではなく、荷重入力時における変形、蓄電装置の変位を制御すべく剛性断点(脆弱部など)を設ける手段であるため、重量の増大を抑制し、生産性の向上や、製造コストの低減を適切に図ることが可能である。
第1に、車両の後突が発生し、車両後方側から各サイドメンバに大きな荷重が入力した場合に、前記した各サイドメンバと補強部材との所定の前側接合部と後側接合部との相互間の部分である剛性断点を起点として、各サイドメンバを後上がり状に曲げ変形させ、かつこれに伴わせて蓄電装置を後上がり状に回転させることができる。サイドメンバは、水平部と傾斜部との境界部分に曲げ部を有しているため、本来的には、この曲げ部を起点として屈曲変形する虞があるが、前記構成によれば、補強部材との組み合わせ作用に基づき、サイドメンバが前記曲げ部を起点として、曲げ変形しないようにすることが可能である。したがって、前記構成によれば、サイドメンバの曲げ部が、蓄電装置の搭載領域の横(車幅方向外方側)にオーバラップした箇所に存在する場合であっても、それよりも車両前方側の位置に剛性断点を設定し、車両の後突時には蓄電装置の後上がり状の回転を適切に行なわせることが可能である。
第2に、各サイドメンバの変形は、蓄電装置の搭載領域の車幅方向外方において行なわれるため、蓄電装置の搭載領域のフロア部が不必要に大きく変形するようなことも防止することができる。
第3に、一対のサイドメンバは、車両に元々設けられる部材であり、これに補強部材を所定の状態に接合することにより、本発明が意図する剛性断点が構築されている。したがって、その構成は合理的であり、製造コストの低減などを図る上で、より好ましいものとなる。
第4に、補強部材は、通常走行時における車両の剛性確保にも役立つ。
すなわち、車両が側突を生じた場合には、車幅方向外方からの側突荷重をクロスメンバが受けることとなる。ここで、クロスメンバの起立壁部とフロア部との当接接合部が、上下および車両前後方向に凹凸段差が無く、車幅方向に直線状に延びた構成とされていれば、そうではない構成と比較すると、前記側突荷重の入力に対して変形を生じ難いものとすることができる(部材がその長手方向に荷重を受ける場合、この部材に凹凸段差や曲げ部などが存在するほど、その部材は曲げ変形を生じ易くなる)。このようなことから、車両の側突時において、側突荷重が蓄電装置に入力することも効果的に防止することが可能となる。
また、前記したクロスメンバの車両前方側には、剛性断点を効果的に設定することも可能となる。
フロアトンネル部は、通常走行時における剛性確保にも役立つ。
すなわち、フロアトンネル部の車両前後方向のサイズを短くし、このフロアトンネル部の後端部が、蓄電装置の搭載領域および段差部から離間した構成にすると、その分だけ、その周辺部の剛性が低下する。これに対し、前記ブレースは、そのような剛性の低下を補い、十分な剛性を確保するのに役立つ。
また、前記ブレースの仕様により、車両の後突時における蓄電装置の回転動作をコントロールすることもできる。
なお、より好ましくは、ブレースと、その下方に位置するフロア部との相互間には、隙間が設けられた構成とされる。このような構成によれば、車両の後突時に、フロア部がブレースに相対して上昇し得ることとなるため、フロア部の屈曲(蓄電装置の後上がり状の回転)がブレースによって大きく阻害されないようにすることが可能である。
一方、車両の後突時においては、蓄電装置の搭載領域および段差部と各インナメンバとの相互間の位置でフロア部を適切に屈曲させることができる。すなわち、各インナメンバ
が、車両の後突時におけるフロア部の屈曲動作を大きく妨げないようにすることができる。
さらに、この車両構造Aにおいては、車両の後突が発生した際に、バッテリ2が、図4の矢印Naで示す方向に回転して後上がり状となることを可能とする剛性断点RPが、さらに具備されている。
本実施形態においては、フロア部1のうち、段差部10よりも車両前方側がフロントフロアパネル部1aであり、段差部10および段差部10よりも車両後方側がリヤフロアパネル部1bである。段差部10は、その前部がフロントフロアパネル部1aよりも適当な高さだけ高くなった部分であって、基本的には、車両後方側に進むほど高さが徐々に高くなるように傾斜した傾斜部を含んでいる。ただし、この傾斜部には、平坦化された領域(周囲と比較すると凹状に窪んだ領域)が設けられ、この領域が、バッテリ2の搭載領域Sとされている。バッテリ2は、駆動用メインバッテリであり、たとえば大型のリチウムイオン二次電池、あるいはニッケル水素二次電池などである。
具体的には、サイドメンバ7は、図8に示すように、断面ハット状であるのに対し、補強部材8も、その基本的な形状は断面ハット状である。これらサイドメンバ7と補強部材8との組み合わせ構造においては、補強部材8の底壁部80の前部80aが、サイドメンバ7の水平部7bの底壁部70に溶接された前側接合部72aが設けられている。また、補強部材8の後部寄り領域に設けられた上側フランジ部81が、水平部7bから曲げ部7cを介して傾斜部7aまで跨がり、かつこれらの部分に位置するサイドメンバ7の上側フランジ部71に溶接された後側接合部72bも設けられている。図9に、補強部材8とサイドメンバ7との溶接部Wの配置例を示しているが、補強部材8とサイドメンバ7との互いに対向接触する側壁部どうしも適宜溶接されている。
本実施形態では、剛性断点RPの車両後方側に、曲げ部7cが存在するものの、荷重入力時には、あく迄も剛性断点RPをサイドメンバ7の屈曲変形の起点とすることが可能であり、サイドメンバ7が、曲げ部7cを起点として屈曲変形することは抑制される。なお、図7の符号92は、補強部材8とは別の補強部材を示している。
との当接接合部41は、車両前後方向において、剛性断点RPよりも車両後方側とされている。また、図1および図2に示すように、前記した当接接合部41は、少なくともバッテリ2の幅Lbよりも広い範囲Laにおいて、上下および車両前後方向に凹凸段差が無く、車幅方向に直線上に延びた構成とされている。
なお、図3および図4に示すように、バッテリ2の車両後方側にも、別のクロスメンバ4Aが設けられている。このクロスメンバ4Aも、一対のサイドメンバ7の相互間に橋渡し状に設けられている。バッテリ2の前後に位置する2つのクロスメンバ4,4Aは、車体の車幅方向の強度を高め、車両の側突時に、バッテリ2を保護するのに役立つ。
本実施形態では、フロアトンネル部11の後端部11aが、車両後方側ほど高さが徐々に低くなるように傾斜しているが、これに代えて、後端部11aが非傾斜状に断ち切られた形態とすることもできる。
図4および図5に示すように、各インナメンバ51の後端部51aは、フロアトンネル部11の後端部11aと同様に、車両前後方向において、クロスメンバ4の位置まで延びておらず、クロスメンバ4の車両前方側に適当な寸法だけ離間した配置に設けられている。
インナメンバ51の後端部51aは、車両後方側ほど高さが徐々に低くなるように傾斜しているが、既述したフロアトンネル部11の後端部11aと同様に、後端部51aが非傾斜状に断ち切られた形態とすることもできる。
るサイドメンバ7は、バッテリ2の搭載領域Sの車幅方向外方側に位置しているため、サイドメンバ7の屈曲変形度合いと比較すると、バッテリ2の回転動作を緩やかなものとすることが可能である。したがって、バッテリ2の搭載領域Sが、不必要に大きく変形・変位しないようにすることも可能である。
ンバ51の後端部51aによって阻害されるといったこともない。
蓄電装置の具体的な種類や数なども限定されない。本発明でいう蓄電装置には、各種のバッテリの他、キャパシタも含まれる。
RP 剛性断点
S バッテリの搭載領域(蓄電装置の搭載領域)
1 フロア部
10 段差部
11 フロアトンネル部
11a 後端部(フロアトンネル部の)
2 バッテリ(蓄電装置)
4 クロスメンバ
40 起立壁部
41 当接接合部
50 ブレース
51 インナメンバ
51a 後端部(インナメンバの)
7 サイドメンバ
7a 傾斜部(サイドメンバの)
7b 水平部(サイドメンバの)
7c 曲げ部
72a 前側接合部
72b 後側接合部
8 補強部材
Claims (5)
- 車両のフロア部のうち、車両前後方向の略中央部またはそれよりも車両後方寄りの部位に設けられた段差部と、
前記フロア部のうち、前記段差部に搭載された蓄電装置と、
を備えている、車両構造であって、
前記車両が後突を生じて前記車両の後部への所定以上の荷重入力があったときに、前記フロア部のうち、前記蓄電装置の搭載領域よりも車両前方側の部分を起点として前記フロア部を屈曲させ、かつ前記蓄電装置を後上がり状に回転可能とする剛性断点と、
前記フロア部の前記蓄電装置の搭載領域よりも車幅方向外方側の部位に接合され、かつ車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、
これら一対のサイドメンバに対応する左右一対の補強部材と、
をさらに備えており、
前記一対のサイドメンバは、車両前後方向において、前記蓄電装置の搭載領域とオーバラップした配置とされた後上がりの傾斜部と、この傾斜部の車両前方側に曲げ部を介して繋がった略水平状の水平部とを有しており、
前記各サイドメンバおよび前記各補強部材は、前記各補強部材の前部が、前記各サイドメンバの前記水平部の下部に接合された前側接合部と、前記各補強部材の後部が、前記水平部から前記曲げ部を介して前記傾斜部に跨がり、かつこれらの部分の上部に接合された後側接合部と、を有しており、
前記各サイドメンバのうち、前記前側接合部と前記後側接合部との相互間の部分が、前記剛性断点であることを特徴とする、車両構造。 - 請求項1に記載の車両構造であって、
前記フロア部上のうち、前記蓄電装置の搭載領域の車両前方側に位置して車幅方向に延びるクロスメンバを、さらに備えており、
このクロスメンバは、上下高さ方向に起立し、かつ下部が前記フロア部に当接して接合された起立壁部を有しており、
この起立壁部の下部と前記フロア部との当接接合部は、少なくとも前記蓄電装置の車幅方向の幅よりも広い範囲において、上下および車両前後方向の凹凸段差が無く、車幅方向に直線状に延びた構成とされている、車両構造。 - 請求項1または2に記載の車両構造であって、
前記フロア部に設けられて車両前後方向に延びるフロアトンネル部を、さらに備えており、
前記フロアトンネル部の後端部は、車両前後方向において、前記蓄電装置の搭載領域および前記段差部から車両前方側に離間した配置とされている、車両構造。 - 請求項3に記載の車両構造であって、
前記フロアトンネル部の後端部を、前記蓄電装置の搭載領域および前記段差部のいずれかの固定車両部材に対して橋渡し状に連結するブレースを、さらに備えている、車両構造。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の車両構造であって、
前記フロア部に設けられて車両前後方向に延びるフロアトンネル部の左右一対の基端部の下面側に接合され、かつ車両前後方向に延びる左右一対のインナメンバを、さらに備えており、
これら一対のインナメンバの後端部は、車両前後方向において、前記蓄電装置の搭載領域および前記段差部から車両前方側に離間した配置とされている、車両構造。
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