JP7029374B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、四輪車両の車両構造に関する。

四輪車両の車両構造であって、前後に延びる左右一対のボディサイドフレームと、左右のボディサイドフレームを橋渡しする複数のクロスメンバとを有するものが公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１の車体構造では、ボディサイドフレーム及び車体後部に位置するクロスメンバの結合部分と、当該クロスメンバの車幅方向中央部分とに、シート取付部が設けられている。

フロアを画定するフロアパネルの後端から上方に立ち上がるように設けられたキックアップ部と、キックアップ部の上端から後方に延びるリヤフロアパネルとを有し、リヤフロアパネルの上にリヤシートを設けた車両が公知である（例えば、特許文献２）。キックアップ部の背面及びリヤフロアパネルの下方にはそれぞれ左右に延在するクロスメンバが設けられている。

特許第４６９２１８１号公報 特開２０１１－１１１１２４号公報

車体と各車輪との間には、路面からの衝撃や振動を吸収して車体を安定させるためのサスペンションが設けられる。しかしながら、路面から各サスペンションに異なる荷重が入力されたときには、サスペンションからの反力によって車体の回転や捩じれが生じることがある。このような車体の回転や捩じれによって、車室内のシートの姿勢が変化すると、乗り心地性能が低下するという問題がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、四輪車両において、車体の回転や捩じれによってシートの姿勢が変わり難い車両構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車体（３）と、前輪（４）及び後輪（５）の４つの車輪（６）と、前記車体の４つの支持点（Ｆ_Ｌ，Ｆ_Ｒ，Ｒ_Ｌ，Ｒ_Ｒ）それぞれにおいて、対応する前記車輪のそれぞれを懸架する４つのサスペンション（２０、３０）とを備えた四輪車両の車両構造（７）であって、前記車体は、前後に延在する左右一対のサイドメンバ（８）と、前記サイドメンバに掛け渡されたクロスメンバ（４１、４２、４３）と、車室（２）を画定するとともに前記クロスメンバの上側に結合されたフロアパネル（５８）と、前記フロアパネルの上面に設けられた取付部（７４）において、前記フロアパネルに支持されたシート（６１）とを含み、前記クロスメンバの少なくとも１つ（４２）は、上面視で４つの前記支持点により規定される四角形（Ｓ）の対角線（Ｌ_１，Ｌ_２）の交点（Ｐ）を通過し、前記取付部は、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置していることを特徴とする。

この構成によれば、対角線の交点は車体の回転や捩じれによってその位置が変化しないため、上面視で交点を通過するクロスメンバの回転や変形が抑えられる。更に、上面視で交点を通過するクロスメンバの上方にシートの取付部を設けることで、シートを車体の回転や捩じれの影響を受け難いクロスメンバにフロアパネルを介して支持させることができる。これにより、他のクロスメンバの上方に取付部を設けた場合に比べて、シートの姿勢が車体の回転や捩じれによって変化し難くなる。

上記の態様において、前記シートは、前記フロアパネルに結合され、前後に延在する左右一対のロアレール（６５）と、前記ロアレールの上側に前後にスライド移動可能に支持されたシート本体（６７）とを有し、前記ロアレールが、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置する前記取付部に結合しているとよい。

この構成によれば、各乗員の体格に合わせてシート本体を前後に移動させることができる。

上記の態様において、前記ロアレールはそれぞれ前記フロアパネルの上面に結合される前後一対の被取付部（７１，７２）を有し、後側の前記被取付部（７２）が、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置する前記取付部に結合しているとよい。

この構成によれば、シート本体に着座した乗員からの荷重が加わり易い後側の被取付部が車体の回転や捩じれの生じ難いクロスメンバに支持される。これにより、シート本体に着座した乗員の姿勢が車体の回転や捩じれによって変化し難くなるため、乗り心地が向上する。

上記の態様において、バッテリセル（９５）を下側から支持するバッテリプレート（９７）と、車幅方向に延在し、前記バッテリプレートの上面に設けられたサブクロスメンバ（１０１，１０２，１０３）とを有し、前記サブクロスメンバの少なくとも一つ（１０２）は、前記交点を通過する前記クロスメンバの下面に結合しているとよい。

この構成によれば、上面視で交点を通過するクロスメンバをサブクロスメンバによって補強することができる。また、フロアパネルの下側にバッテリが配置されるため、フロアパネルの上側にバッテリが配置される場合に比べて、車体の重心が低くなり、乗り心地が向上する。

上記の態様において、前記サイドメンバの前部には前記バッテリセルからの電力によって前記前輪を駆動する前輪用電動モータ（８１）が支持され、前記サイドメンバの後部には前記バッテリセルからの電力によって前記後輪を駆動する後輪用電動モータ（８２）が支持され、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置する前記取付部は、側面視で前記前輪用電動モータの重心と前記後輪用電動モータの重心とを結ぶ直線（Ｘ）の下方に位置しているとよい。

この構成によれば、取付部が側面視で前輪用電動モータの重心と後輪用電動モータの重心とを結ぶ直線の上方に位置する場合に比べて、シートの位置が低くなる。そのため、車体の重心が低くなり、乗り心地が向上する。

上記の態様において、前記フロアパネルの上側には左右一対のフロントシート（６１）と、左右一対のリヤシート（６２）とが設けられ、前記フロントシートの前記ロアレールの後側の前記取付部が、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置しているとよい。

この構成によれば、運転者が着座するフロントシートの姿勢が車体の回転や捩じれによって変化し難くなるため、走行時の安全性を高めることができる。

以上の構成によれば、四輪車両において、車体の回転や捩じれによってシートの姿勢が変わり難い車両構造を提供することができる。

実施形態に係る車両構造の上面図 実施形態に係る車両構造の底面図 実施形態に係る車両構造の側面図 図３のＶＩの部分の拡大図 サスペンションから加わる反力によって車体に生じる捩じれを示す説明図 ロアアームの変形例

以下、本発明に係る車両構造について説明する。

図１及び図２に示すように、本発明に係る車両構造は４つの車輪を有する四輪の電気自動車に適用される。但し、適用される車両は四輪の電気自動車に限定されず、ガソリン車、ハイブリッド車等の四輪車両に適用されてもよい。以下の説明では、適宜、車両の前方を基準として、前後方向、左右方向（車幅方向）、及び上下方向を定める。左右内方（車幅方向内方）とは左右方向において車両の中心に近づく方向をいい、左右外方（車幅方向外方）とは左右方向において車両の中心から離れる方向をいう。

図１及び図３に示すように、本発明が適用される車両１は、車室２を画定する車体３と、左右一対の前輪４及び左右一対の後輪５の４つの車輪６とを含む車両構造７を有する。車体３は骨格となる複数のメンバ（フレーム）と、車室２の壁面や車体３の外面等を構成する複数のパネルとによって構成されている。メンバやパネルは、特に断りがない限り、鋼材によって形成されている。

図１及び図２に示すように、車体３は前後に延在する左右一対のサイドメンバ８と、両サイドメンバ８に橋渡しされた複数のクロスメンバとを備えた、いわゆるラダー型のフレーム構造を有している。サイドメンバ８はそれぞれ、車体３の略中央部において前後に延在するサイドシル１０と、サイドシル１０の前端から前方に延びるフロントサイドメンバ１１と、サイドシル１０の後端から後方に延びるリヤサイドメンバ１３とを含んでいる。

フロントサイドメンバ１１はそれぞれ、サイドシル１０の前端から前方且つ左右内方に延びる後部と、その後部の前端から上方且つ前方に延びる中間部と、その中間部から前方に延びる前部とを備えている。

図３に示すように、左右のサイドシル１０の前端にはそれぞれフロントピラー１４が設けられている。各フロントピラー１４は上下に延び、下端においてサイドシル１０の前端に結合している。

図１及び図３に示すように、フロントピラー１４とフロントサイドメンバ１１との間にはそれぞれフロントアッパメンバ１５が設けられている。フロントアッパメンバ１５は一端においてフロントピラー１４の上端に結合し、フロントピラー１４の上端から前方に延びた後、前方且つ下方に延びてフロントサイドメンバ１１の前部に結合している。

図１及び図３に示すように、フロントサイドメンバ１１の前部の前端にはバルクヘッド１７が設けられている。バルクヘッド１７は上下方向に延びる左右一対の縦枠と、左右に延びて縦枠の上端及び下端をそれぞれ接続する上下一対の横枠とを有し、四角形の枠状をなしている。

フロントサイドメンバ１１とフロントアッパメンバ１５との間には、前ダンパハウジング１８が設けられている。前ダンパハウジング１８は鋼板をプレス加工することによって形成された部材であり、フロントサイドメンバ１１の前部の後端から上方に延びた縦壁部１８Ａ（図３参照）と、縦壁部１８Ａの上端から車幅方向外方に延出し、延出端においてフロントアッパメンバ１５に結合した上壁部１８Ｂ（図１参照）とを有している。

図１に示すように、左右の前輪４はそれぞれ、対応する前ダンパハウジング１８にフロントサスペンション２０を介して接続されている。図３に示すように、フロントサスペンション２０はそれぞれ、フロントサイドメンバ１１の下側に揺動可能に支持された前サスペンションアーム２１と、前サスペンションアーム２１に結合され、対応する前輪４を支持する前ナックル２２と、前ナックル２２と対応する前ダンパハウジング１８の上壁部１８Ｂとに接続された前ショックアブソーバ２３とを含んでいる。これにより、左右の前輪４はそれぞれ、図１に示すように、前ダンパハウジング１８と前ショックアブソーバ２３の接続点（以下、前側支持点Ｆ_Ｌ、Ｆ_Ｒ）において、対応する前ダンパハウジング１８に懸架されている。フロントサスペンション２０は前ショックアブソーバ２３において対応する前輪４に路面から加わる衝撃や振動を吸収し、車体３を安定させる役割を果たす。

本実施形態では、図２に示すように、フロントサイドメンバ１１にはそれぞれフロントサブメンバ２５が支持されている。フロントサブメンバ２５は前後に延在し、後端において対応するフロントサイドメンバ１１に結合している。前サスペンションアーム２１は前方且つ車外側に延びて、車外側に向って湾曲している。前サスペンションアーム２１は後端においてフロントサブメンバ２５に結合され、前端において前ナックル２２に結合している。

図１及び図２に示すように、リヤサイドメンバ１３はそれぞれ、サイドシル１０の後端から左右内方且つ後方に向かって延出する前部と、その前部の後端から屈曲部を介して略後方に延びる後部とを有する。リヤサイドメンバ１３の前部は側面視で後方に向かって上方に傾斜している。

リヤサイドメンバ１３にはそれぞれ後ダンパハウジング２８が接続されている。後ダンパハウジング２８はリヤサイドメンバ１３の車外側上方から車外側に延出する板状の上壁部２８Ａを備えている。上壁部２８Ａはリヤサイドメンバ１３の屈曲部に前後方向に重なり合う位置に設けられている。本実施形態では、上壁部２８Ａの前縁はリヤサイドメンバ１３の屈曲部よりも前方にあり、上壁部２８Ａの後縁はリヤサイドメンバ１３の屈曲部の後方に位置している。後ダンパハウジング２８は車体３の後部側壁を画定するリヤサイドアウタパネル、又は車室２の後部を画定するリヤインナパネルの一部を構成してもよい。

左右のリヤサイドメンバ１３の下側にはそれぞれ、リヤサブメンバ２９が設けられている。リヤサブメンバ２９はそれぞれリヤサイドメンバ１３に結合して車幅方向内側に延びる前部と、その前部の車幅方向内側の端部から、車幅方向内側且つ後方に延びる中間部と、その中間部の後端から後方に延びる後部とを有している。

図１に示すように、左右の後輪５はそれぞれ、対応する後ダンパハウジング２８にリヤサスペンション３０を介して接続されている。図３に示すように、リヤサスペンション３０はそれぞれ、リヤサブメンバ２９に揺動可能に支持された複数の後サスペンションアーム３１と、後サスペンションアーム３１のそれぞれに結合され、対応する後輪５を支持する後ナックル３２と、後ナックル３２と対応する後ダンパハウジング２８の上壁部２８Ａとに接続された後ショックアブソーバ３３とを含んでいる。これにより、左右の後輪５はそれぞれ、図１に示すように、後ダンパハウジング２８と後ショックアブソーバ３３の接続点（以下、後側支持点Ｒ_Ｌ、Ｒ_Ｒ）において、対応する後ダンパハウジング２８に懸架されている。リヤサスペンション３０は後ショックアブソーバ３３において対応する後輪５に路面から加わる衝撃や振動を吸収し、車体３を安定させる役割を果たす。

図１に示すように、左右のサイドシル１０には第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２、及び第３クロスメンバ４３が橋渡しされている。すなわち、第１～第３クロスメンバ４３は左右のサイドメンバ８に橋渡しされたクロスメンバに相当する。第１クロスメンバ４１は車幅方向（左右）に延在し、左右両端においてそれぞれ対応するサイドシル１０の前部に結合している。第２クロスメンバ４２もまた車幅方向に延在し、左右両端においてそれぞれ対応するサイドシル１０の前後方向における略中央部分に結合している。第３クロスメンバ４３もまた車幅方向に延在し、左右両端においてそれぞれ対応するサイドシル１０の後部に結合している。

本実施形態では、図４に示すように、第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２、及び第３クロスメンバ４３はそれぞれ上方に向かって開口する断面ハット状に形成されている。より詳細には、図４に示すように、第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２、及び第３クロスメンバ４３は略前後方向に向く壁面を有する前壁４４と、前壁４４の後方に位置し、略前後方向に向く壁面を有する後壁４５と、前壁４４の下縁と、対応する後壁４５の下縁とを互いに接続する略水平な底壁４６とを有している。前壁４４の上縁及び後壁４５の上縁にはそれぞれ互いに離反する方向に延出するフランジ部４７が設けられている。フランジ部４７の上面はサイドシル１０の上面と概ね同じ高さに設定されているとよい。本実施形態では、前壁４４は下方に向かって後方に傾斜し、後壁４５は下方に向かって前方に傾斜している。

図１に示すように、第２クロスメンバ４２は、左側の前側支持点Ｆ_Ｌ、右側の前側支持点Ｆ_Ｒ、右側の後側支持点Ｒ_Ｒ、及び左側の後側支持点Ｒ_Ｌを順に繋ぐことによって規定される四角形Ｓの対角線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐ上に位置する。すなわち、第２クロスメンバ４２は上面視で四角形Ｓの対角線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐを通過している。より詳細には、第２クロスメンバ４２の前縁は交点Ｐの前方に位置し、第２クロスメンバ４２の前縁は交点Ｐの後方に位置している。第２クロスメンバ４２の底壁４６は上面視で四角形Ｓの対角線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐを通過している。

図１及び図３に示すように、左右のサイドシル１０の上側には面が上下を向くフロントフロアパネル５０が掛け渡されている。フロントフロアパネル５０は下面において左右のサイドシル１０に結合するとともに、フロントフロアパネル５０は下面において第１クロスメンバ４１及び第２クロスメンバ４２に結合している。より詳細には、図４に示すように、フロントフロアパネル５０は下面において第１クロスメンバ４１の前後一対のフランジ部４７のそれぞれに結合し、第１クロスメンバ４１と協働して第１閉断面構造５１を形成している。フロントフロアパネル５０はまた、下面において第２クロスメンバ４２の前後一対のフランジ部４７のそれぞれに結合し、第２クロスメンバ４２と協働して第２閉断面構造５２を形成している。これにより、フロントフロアパネル５０は左右のサイドシル１０、第１クロスメンバ４１、及び第２クロスメンバ４２に支持されている。また、第１及び第２閉断面構造５１、５２が形成されることで、フロントフロアパネル５０の剛性が高められている。

図１に示すように、左右のフロントピラー１４の間には、面が前後を向くダッシュパネル５４が設けられている。ダッシュパネル５４は、左右の側縁において左右のフロントピラー１４に結合され、下縁においてフロントフロアパネル５０の前縁に結合されている。

図２に示すように、左右のリヤサイドメンバ１３にはリヤクロスメンバ５５が橋渡しされている。リヤクロスメンバ５５は左右に延在し、両端においてリヤサイドメンバ１３の前部にそれぞれ結合されている。左右のリヤサイドメンバ１３にはリヤフロアパネル５６が掛け渡されている。リヤフロアパネル５６は下面において第３クロスメンバ４３及びリヤクロスメンバ５５に結合されている。図４に示すように、リヤフロアパネル５６は下面において第３クロスメンバ４３の前後一対のフランジ部４７のそれぞれと結合して第３閉断面構造５７を形成している。リヤクロスメンバ５５もまた、第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２、第３クロスメンバ４３と同様に、上方に開口するハット状の断面を有しているとよい。

図１に示すように、リヤフロアパネル５６の前縁とフロントフロアパネル５０の後縁とは両者の上面が連続するように互いに結合している。これにより、フロントフロアパネル５０及びリヤフロアパネル５６は協働して車室２の底面を画定する１つのフロアパネル５８として機能する。フロアパネル５８は下側において第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２及び第３クロスメンバ４３にそれぞれ結合されて支持されている。

図１及び図３に示すように、車室２の内部には左右一対のフロントシート６１と車幅方向に延在する１つのリヤシート６２とが設けられている。リヤシート６２はフロントシート６１の後方に位置し、左右一対のフロントシート６１とリヤシート６２とは前後に並ぶように配置されている。本実施形態ではリヤシート６２は左右に２名が着座可能な、いわゆるベンチシートとなっている。

図１及び図４に示すように、フロントシート６１はそれぞれ、フロアパネル５８、より詳細にはフロントフロアパネル５０の上面に結合された左右一対のロアレール６５と、ロアレール６５の上面にそれぞれ結合された左右一対のアッパレール６６と、アッパレール６６の上側に結合されたシート本体６７とを有する。

図４に示すように、ロアレール６５はそれぞれ前後に延在するロアレール本体７０と、ロアレール本体７０の前端下面から下方に延びる前脚７１（前被取付部）と、ロアレール本体７０の後端下面から下方に延びる後脚７２（後被取付部）とを備えている。

前脚７１は下端においてフロアパネル５８の上面に当接している。フロアパネル５８の上面には前脚７１の下端に対応する位置に前取付部７３が設けられている。前脚７１は下端においてフロアパネル５８の前取付部７３に固定されている。後脚７２もまた下端においてフロアパネル５８の上面に当接している。フロアパネル５８の上面には後脚７２の下端に対応する位置に後取付部７４が設けられている。後脚７２は下端においてフロアパネル５８の後取付部７４に固定されている。前取付部７３及び後取付部７４は例えば、フロアパネル５８を貫通する貫通孔と、フロアパネル５８の下面の貫通孔に整合する位置に固定されたナットとを含んでいるとよい。

図１に示すように、後取付部７４はフロアパネル５８の上面において、左側のフロントシート６１の左右のロアレール６５の後脚７２それぞれと、右側のフロントシート６１の左右のロアレール６５の後脚７２それぞれとに対応する位置に設けられている。すなわち、後取付部７４はフロアパネル５８に４つ設けられる。４つの後取付部７４は車幅方向に並び、それぞれ上面視で第２クロスメンバ４２に重なる位置に配置されている。すなわち、４つの後取付部７４はすべて第２クロスメンバ４２の上方に位置している。すなわち、４つの後取付部７４はそれぞれ第２閉断面構造５２の上面に設けられている。４つの後取付部７４は第２クロスメンバ４２の底壁４６の上方に位置しているとよい。

本実施形態では、４つの前取付部７３もまた、フロアパネル５８の上面に車幅方向に並ぶように設けられている。本実施形態では４つの前取付部７３はそれぞれ第１クロスメンバ４１の上方に位置している。すなわち、４つの前取付部７３はそれぞれ第１閉断面構造５１の上面に設けられている。

図３に示すように、シート本体６７はそれぞれ、着座者の臀部を支持するシートクッション７６と、シートクッション７６の後部に支持され、背凭れとして機能するシートバック７７と、シートバック７７の上部に設けられたヘッドレスト７８とを有している。図４に示すように、シートクッション７６の上面は後方に向かって下方に傾斜しているとよい。また、ロアレール本体７０の上面にアッパレール６６がそれぞれスライド移動可能に結合され、シートクッション７６がアッパレール６６に結合することにより、シート本体６７はフロアパネル５８に対して前後にスライド移動可能に結合している。

シート本体６７が前後にスライド移動可能であるため、乗員は自らの体格に合わせてシート本体６７を前後に移動させることができる。これにより、例えば、運転者は自らの腕の長さに合わせてシート本体６７の位置を移動して着座する位置を調節することができるため、運転者はシート本体６７の位置を調節することでより快適に運転を行うことができる。

図３に示すように、車体３には車両１を駆動するためのパワートレインが設けられている。パワートレインは前輪４を駆動させるための前輪用電動モータ８１と、後輪５を駆動させるための後輪用電動モータ８２とを含む。

図１に示すように、上面視において、左右のフロントアッパメンバ１５の間には、フロントアッパサブメンバ８４が設けられている。フロントアッパサブメンバ８４は上下に開口した四角形の枠形をなしている。フロントアッパサブメンバ８４は車外側に延びる連結部材８５を介して、左右のフロントアッパメンバ１５に結合されている。フロントアッパサブメンバ８４には、充電及び給電のための電気装置８６が結合されている。電気装置８６は例えばＡＣ－ＤＣコンバータである。また、図３に示すように、前輪用電動モータ８１は電気装置８６の下方において、フロントアッパサブメンバ８４に支持されている。前輪用電動モータ８１は車体３の車幅方向略中央に沿って、回転軸が左右に延びるように配置されている。前輪用電動モータ８１の駆動力は、伝達機構を介して前輪４に伝達される。前輪用電動モータ８１は、その重心Ｇ_Ｆがフロントアッパメンバ１５の上端よりも下側に位置するように配置されているとよい。

図１に示すように、左右のリヤサブメンバ２９は前サブクロスメンバ８８及び後サブクロスメンバ８９によって橋渡しされている。前サブクロスメンバ８８は車幅方向に延在し、両端においてリヤサブメンバ２９の中間部にそれぞれ結合している。後サブクロスメンバ８９はそれぞれ車幅方向に延在し、両端略中央においてリヤサブメンバ２９の後部に結合している。本実施形態では、後サブクロスメンバ８９は更に、両端端部においてリヤサイドメンバ１３の後部に結合している。後輪用電動モータ８２は前サブクロスメンバ８８の上面に設けられた２つのマウント９１と、後サブクロスメンバ８９の上面に設けられた１つのマウント９２とによって、左右のリヤサブメンバ２９に支持されている。

後輪用電動モータ８２は車体３の車幅方向略中央に沿って、回転軸が左右に延びるように配置されている。後輪用電動モータ８２の駆動力は、伝達機構を介して後輪５に伝達される。図３に示すように、後輪用電動モータ８２は、その重心Ｇ_Ｒが側面視でリヤサイドメンバ１３の下方に位置するように配置されている。更に、後輪用電動モータ８２は、その重心Ｇ_Ｒが後輪５の回転軸よりも後方に位置するように配置されているとよい。

側面視で、前輪用電動モータ８１の重心Ｇ_Ｆと後輪用電動モータ８２の重心Ｇ_Ｒとを結ぶ直線Ｘの下方に後取付部７４が位置している。このように、後取付部７４を側面視で前輪用電動モータ８１の重心Ｇ_Ｆと後輪用電動モータ８２の重心Ｇ_Ｒとを結ぶ直線Ｘの下方に配置させることによって、取付部７４を直線Ｘの上方に配置させる場合に比べて、フロントシート６１の位置を低くすることができる。これにより、車体３の重心が低くなるため、車両１の乗り心地を向上させることができる。

図３に示すように、フロントフロアパネル５０及びリヤフロアパネル５６の下側には、前輪用電動モータ８１及び後輪用電動モータ８２に電力を供給するためのＩＰＵ９４（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｕｕｉｔ）が設けられている。ＩＰＵ９４は互いに接続された複数のバッテリセル９５と、複数のバッテリセル９５を収容したバッテリケース９６とを有する。ＩＰＵ９４は更にバッテリケース９６内に内蔵された図示されていない電池制御ユニット、ＤＣ－ＤＣコンバータ、インバータ等を有していてもよい。

バッテリケース９６は略水平な板状のＩＰＵプレート９７（バッテリプレート）を有している。ＩＰＵプレート９７は上下方向を向く面を有し、その上側に複数のバッテリセル９５が配置され、バッテリセル９５を下側から支持している。ＩＰＵプレート９７は図１に示すように、上面視で左右のサイドシル１０の車内側縁部、左右のフロントサイドメンバ１１の中間部の後縁を接続する直線、左右にリヤクロスメンバ５５の前縁に囲まれた領域に概ね対応する形状をなしている。本実施形態ではＩＰＵプレート９７には外周縁に沿って上方に延びる側壁９７Ａが設けられている。

図４に示すように、バッテリケース９６には、第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３（サブクロスメンバ）が設けられている。但し、図４ではバッテリセル９５は省略されている。第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３はそれぞれ車幅方向に延在し、ＩＰＵプレート９７の上面に結合されている。第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３はそれぞれ、前から記載の順に配置されている。すなわち、第１のＩＰＵクロスメンバ１０１は第２のＩＰＵクロスメンバ１０２の前方に位置し、第２のＩＰＵクロスメンバ１０２は第３のＩＰＵクロスメンバ１０３の前方に位置している。第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３はそれぞれ、下方に向かって開口するハット状の断面を有している。より詳細には、第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３はそれぞれ、前下方に向かって傾斜する前壁１０５と、前壁の後方において後下方に向かって傾斜する後壁１０６と、前壁１０５及び後壁１０６の上縁を略水平をなして互いに接続する上壁１０７とを有している。前壁１０５の前縁と後壁１０６の後縁とにはそれぞれ離反する方向に延出するフランジ部１０８が設けられている。第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３はそれぞれ、フランジ部１０８において、ＩＰＵプレート９７の上面に結合されている。

第１のＩＰＵクロスメンバ１０１は上面視で第１クロスメンバ４１の下側に、第２のＩＰＵクロスメンバ１０２は上面視で第２クロスメンバ４２の下側に、第３のＩＰＵクロスメンバ１０３は上面視で第３クロスメンバ４３の下側にそれぞれ位置している。第１のＩＰＵクロスメンバ１０１はその上壁１０７において、第１クロスメンバ４１の底壁４６に下側から結合されている。第２のＩＰＵクロスメンバ１０２はその上壁１０７において、第２クロスメンバ４２の底壁４６に下側から結合されている。第３のＩＰＵクロスメンバ１０３はその上壁１０７において、第３クロスメンバ４３の底壁４６に下側から結合されている。これにより、ＩＰＵ９４は第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２、及び第３クロスメンバ４３を介して、左右のサイドメンバ８に支持される。

このように、フロアパネル５８の下側にバッテリセル９５を含むＩＰＵ９４が配置されることにより、フロアパネル５８の上側にバッテリセル９５が配置される場合に比べて、車体３の重心を低くすることができる。これにより、乗り心地を向上させることができる。

以下に、上述した実施形態の効果について説明する。車両１には車室２にフロントシート６１及びリヤシート６２が設けられた車体３と、前輪４及び後輪５からなる４つの車輪６と、サスペンション２０、３０とを含む車両構造７が設けられている。路面から各サスペンション２０、３０に異なる荷重が入力されたときには、サスペンション２０、３０からの反力によって車体３の捩じれが生じる。例えば、右側のフロントサスペンション２０から車体３に上方に向く反力が加わり、左側のリヤサスペンション３０から車体３に上方に向く反力が加わったときを考えると、車体３には左側のフロントサスペンション２０の支持点Ｆ_Ｌを下方に、右側のフロントサスペンション２０の支持点Ｆ_Ｒを上方に、左側のリヤサスペンション３０の支持点Ｒ_Ｌを上方に、右側のリヤサスペンション３０の支持点Ｒ_Ｒを下方に動かすような捩じれが発生する。図５には、このときの車体３の変形を理解するため、支持点Ｆ_Ｌ、Ｆ_Ｒ、Ｒ_Ｌ、Ｒ_Ｒにより規定される四角形Ｓに対応する四角枠体１１０を想定し、その四角枠体１１０に生じる捩れを模式図で示した。図５からは、四角枠体１１０に生じる捩れによって、四角形Ｓの対角線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐの位置が変化し難いことが理解できる。車体３の回転に対しても、図５と同様に、交点Ｐの位置は変化し難い。

このように、交点Ｐは車体３の回転や捩じれによってその位置が変化し難い。したがって、サスペンション２０、３０から異なる反力が入力されて、車体３に捩じれや回転が生じたときには、上面視で四角形Ｓの対角線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐを通過する第２クロスメンバ４２はその位置や姿勢が変化し難く、車体３の変形の影響を受け難い。このように、第２クロスメンバ４２を上面視で対角線Ｌ_１、Ｌ_２の交点Ｐを通過するように配置することで、第２クロスメンバ４２の変形や変位を抑えることができるとともに、路面からサスペンションを２１、３１介して第２クロスメンバ４２に振動が伝わり難くなる。

後取付部７４は、第２クロスメンバ４２の上方に設けられている。上述したように、車体３の捩れや回転によって、第２クロスメンバ４２の位置や姿勢は変化し難い。よって、第２クロスメンバ４２の上方に後取付部７４を設けることで、フロントシート６１の後部を車体３の回転や捩じれの影響を受け難い第２クロスメンバ４２にフロアパネル５８を介して支持させることができる。これにより、他のクロスメンバの上方に後取付部７４を設けた場合に比べて、フロントシート６１の姿勢が車体３の回転や捩じれによって変化し難くなる。

また、図４に示すように、第２クロスメンバ４２及びフロアパネル５８（より詳細にはフロントフロアパネル５０）は協働して第２閉断面構造５２を構成している。このように第２閉断面構造５２を設けることによって、第２クロスメンバ４２の剛性がより高められる。第２クロスメンバ４２の剛性が高められることによって、第２クロスメンバ４２の変形が抑えられるため、フロントシート６１の姿勢がより安定し、乗員に車体３の振動が伝わりにくくなる。

また、本実施形態では、図４によって理解できるように、前取付部７３が第１クロスメンバ４１の上方に設けられているため、フロントシート６１の前部を第１クロスメンバ４１にフロアパネル５８を介して支持させることができる。また、第１クロスメンバ４１及びフロアパネル５８（より詳細にはフロントフロアパネル５０）は協働して第１閉断面構造５１を形成しているため、第１クロスメンバ４１の剛性がより高められている。これにより、前部が第１クロスメンバ４１によって支持されたフロントシート６１の姿勢がより安定し、乗員に車体３の振動が伝わりにくくなる。

図４に示すように、ロアレール６５によって第１閉断面構造５１及び第２閉断面構造５２が前後に接続される。これにより、第１クロスメンバ４１及び第２クロスメンバ４２が補強されるため、フロントシート６１の姿勢がより安定し、乗員に車体３の振動が伝わりにくくなる。

第２クロスメンバ４２の下側には第２のＩＰＵクロスメンバ１０２が結合されている。これにより、第２クロスメンバ４２がより補強されるため、第２クロスメンバ４２がより変形し難くなり、車体３の回転や捩じれの影響を受け難くなる。よって、フロントシート６１の姿勢が車体３の回転や捩じれによってより変化し難くなる。また、図４に示すように、第２クロスメンバ４２と第２のＩＰＵクロスメンバ１０２とが結合することで、後取付部７４の下側に上下に２つの閉断面構造１０９が設けられるため、車体３の剛性が高められている。同様に、第１のＩＰＵクロスメンバ１０１によって第１クロスメンバ４１が補強されているため、フロントシート６１の姿勢が車体３の回転や捩じれによってより変化し難くなる。

シートクッション７６の上面は後方に向かって下方に傾斜しているため、後脚７２は前脚７１に比べて、シート本体６７に着座した乗員からの荷重が加わり易い。よって、後脚７２の変位や振動は前脚７１に比べて乗員に伝わり難い。このように、乗員に変位や振動が伝わり易い後脚７２を第２クロスメンバ４２の上方に設けることによって、乗員の姿勢が後脚７２を他のクロスメンバの上方に設けた場合にくらべて車体３の回転や捩じれによって変化し難くなる。これにより、フロントシート６１の乗り心地が向上する。また、フロントシート６１の後脚７２を第２クロスメンバ４２の上方に設けることで、運転者が着座するフロントシート６１の姿勢が車体３の回転や捩じれによって変化し難くなる。これにより、運転者が運転により集中することができ、走行時の安全性をより高めることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では第１～第３のＩＰＵクロスメンバ１０１～１０３が全て第１クロスメンバ４１、第２クロスメンバ４２、及び第３クロスメンバ４３のそれぞれに対応する位置に設けられていたが、この態様には限定されない。例えば、ＩＰＵプレート９７の上面にはクロスメンバが４本以上設けられていてもよく、そのうち３本が第１～第３クロスメンバ４３の底壁４６に結合されていてもよい。

上記実施形態では、ロアレール６５は前脚７１及び後脚７２においてフロアパネル５８に結合されていたが、この態様には限定されない。ロアレール６５が１ヶ所において第２クロスメンバ４２の上方に位置するフロアパネル５８の後取付部７４に結合されていてもよい。

また上記実施形態では、前脚７１及び後脚７２はそれぞれロアレール本体７０の下面から下方に延びる態様をなしていたが、この態様には限定されない。また、図６に示すように、前脚１２１及び後脚１２２はそれぞれ下方に開口する断面ハット状をなし、その開口縁において前後に延びるフランジ部１２３を備え、そのフランジ部１２３においてフロアパネル５８に結合されていてもよい。このとき、前脚１２１及び後脚１２２はそれぞれ左右に延在し、両端においてサイドシルに結合されたクロスメンバとして機能するとよい。このように構成することによって、上下に３つの閉断面構造１２４が前後に並んで形成されるため、車体３の剛性がより高められる。更に、ロアレール本体７０によって、前後に並ぶ３つの閉断面構造が接続されるため、車体３の剛性がより一層高められる。

２ ：車室
３ ：車体
４ ：前輪
５ ：後輪
６ ：車輪
７ ：車両構造
８ ：サイドメンバ
２０ ：フロントサスペンション
３０ ：リヤサスペンション
４１ ：第１クロスメンバ
４２ ：第２クロスメンバ
４３ ：第３クロスメンバ
５８ ：フロアパネル
６１ ：フロントシート
６２ ：リヤシート
６５ ：ロアレール
６７ ：シート本体
７１ ：前脚（被取付部）
７２ ：後脚（被取付部）
７３ ：前取付部
７４ ：後取付部
８１ ：前輪用電動モータ
８２ ：後輪用電動モータ
９５ ：バッテリセル
９７ ：ＩＰＵプレート
１０１ ：第１のＩＰＵクロスメンバ
１０２ ：第２のＩＰＵクロスメンバ
１０３ ：第３のＩＰＵクロスメンバ
Ｆ_Ｌ、Ｆ_Ｒ ：前側支持点
Ｒ_Ｌ、Ｒ_Ｒ ：前側支持点
Ｇ_Ｆ、Ｇ_Ｒ ：重心
Ｌ_１、Ｌ_２ ：対角線
Ｐ ：交点
Ｓ ：四角形

Claims (4)

1. 車体と、前輪及び後輪の４つの車輪と、前記車体の４つの支持点それぞれにおいて、対応する前記車輪のそれぞれを懸架する４つのサスペンションとを備えた四輪車両の車両構造であって、
   前記車体は、前後に延在する左右一対のサイドメンバと、前記サイドメンバに掛け渡されたクロスメンバと、車室を画定するとともに前記クロスメンバの上側に結合されたフロアパネルと、前記フロアパネルの上面に設けられた取付部において、前記フロアパネルに支持されたシートと、バッテリセルを下側から支持するバッテリプレートとを有し、
   前記クロスメンバの少なくとも１つは、上面視で４つの前記支持点により規定される四角形の対角線の交点を通過し、
   前記取付部は、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置し、
   前記シートは、前記フロアパネルに結合され、前後に延在する左右一対のロアレールと、前記ロアレールの上側に前後にスライド移動可能に支持されたシート本体とを有し、
   前記ロアレールが、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置する前記取付部に結合し、
   前記サイドメンバの前部には前記バッテリセルからの電力によって前輪を駆動する前輪用電動モータが支持され、
   前記サイドメンバの後部には前記バッテリセルからの電力によって後輪を駆動する後輪用電動モータが支持され、
   前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置する前記取付部は、側面視で前記前輪用電動モータの重心と前記後輪用電動モータの重心とを結ぶ直線の下方に位置していることを特徴とする車両構造。
2. 前記車体は車幅方向に延在し、前記バッテリプレートの上面に設けられたサブクロスメンバを更に備え、
   前記サブクロスメンバの少なくとも一つは、前記交点を通過する前記クロスメンバの下面に結合している請求項１に記載の車両構造。
3. 前記ロアレールはそれぞれ前記フロアパネルの上面に結合される前後一対の被取付部を有し、
   後側の前記被取付部が、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置する前記取付部に結合していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両構造。
4. 前記フロアパネルの上側には左右一対のフロントシートと、左右一対のリヤシートとが設けられ、
   前記フロントシートの前記ロアレールの後側の前記取付部が、前記交点を通過する前記クロスメンバの上方に位置していることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の車両構造。

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