JP5866933B2

JP5866933B2 - 車体後部構造

Info

Publication number: JP5866933B2
Application number: JP2011214910A
Authority: JP
Inventors: 直毅山本
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: CN103029754A; CN103029754B; DE102012217180B4; DE102012217180A1; JP2013075535A

Description

本発明は、車体後部に搭載されるバッテリーを備えた車体後部構造に関するものである。

近年、車体後部にバッテリーが搭載されたハイブリッド車や電気自動車などが知られている。特許文献１には、車体後部の床面を形成するリアフロアパネルと、リアフロアパネルの下面に結合されるアンダーカバーとを備えた電気自動車の車体構造が記載されている。

リアフロアパネルには、上方に突出し下方が開放された断面コ字型の膨出部が形成されている。アンダーカバーは、上方が開放されたハット型断面を有し、リアフロアパネルの下面に結合されることで、膨出部とともに閉断面構造を形成する。アンダーカバーには、車幅方向に延びた剛性の高いメンバが一体に形成されている。

上記車体構造では、膨張部とアンダーカバーとで形成された閉断面構造にバッテリーを収容し、さらに、アンダーカバーとともに上記メンバをリアフロアパネルの下面に結合することで、車体の剛性を高めるとしている。

特開昭４８−２６２７号公報

しかし、特許文献１に記載の車体構造は、単に、車体の剛性を高めることに着目しているに過ぎず、車両後方からの衝突（後突）時にバッテリーを保護するための具体的な構成は開示されていない。

すなわち、車体構造において、単に車体の剛性を高めただけでは、後突に伴う衝撃を十分に吸収できず、バッテリーが収容された上記閉断面構造が変形し、バッテリーを保護できない場合があり得る。

本発明は、このような課題に鑑み、後突に伴う衝撃を吸収しながら、バッテリーを保護できる車体後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、本発明にかかる車体後部構造の代表的な構成は、車体後部の床面を形成するリアフロアパネルと、車体後部に搭載されるバッテリーとを備えた車体後部構造において、リアフロアパネルの側端に沿って配置され車両前後方向に延びた一対のサイドメンバと、一対のサイドメンバ間に差し渡されたクロスメンバと、バッテリーの全周を囲んでバッテリーを支持する枠状のフレーム部材とを備え、フレーム部材は、車外側が一対のサイドメンバに固定され、車両前方側がクロスメンバに固定され、クロスメンバよりも前方に位置するリアフロアパネルを含む領域よりも剛性が高いことを特徴とする。

上記構成によれば、フレーム部材よりも前方に配置されたクロスメンバ、およびクロスメンバよりも前方に位置するリアフロアパネルは、フレーム部材よりも相対的に剛性が低い領域（低剛性領域）となる。このため、車両後方からの衝突（後突）を受けた場合には、低剛性領域が変形し、後突に伴う衝撃は十分に吸収される。低剛性領域で衝撃が吸収されることで、剛性の高いフレーム部材で全周を囲まれたバッテリーは、後突の影響を受け難くなり保護される。したがって、後突時にバッテリーを保護できる。なお、低剛性領域のうちクロスメンバよりも前方に位置するリアフロアパネルを含む領域が特に剛性が低い。

リアフロアパネルは、リアフロアパネルを貫通する開口部を有し、バッテリーは開口部を通ってリアフロアパネルの上下に跨っていて、上述の車体後部構造は、一対のサイドメンバの内部であって少なくとも前記開口部に対応する部分に配置され該サイドメンバを補強する補強部材をさらに備えるとよい。これにより、リアフロアパネルの開口部により低下した車体剛性を、サイドメンバ内に補強部材を配置することで高められる。

本発明によれば、後突に伴う衝撃を吸収しながら、バッテリーを保護できる車体後部構造を提供することができる。

本実施形態における車体後部構造が適用される車両の一部を示す図である。図１の車体後部構造を斜め下方から見た分解斜視図である。図２のフレーム部材の斜視図である。図２の車体後部構造が完成した状態を示す斜視図である。図４の車体後部構造のＡ−Ａ断面図である。図５の車体後部構造の後突時の状態を示す模式図である。図６の車体後部構造のＢ−Ｂ断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、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、本明細書及び図面において、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、本実施形態における車体後部構造１００が適用される車両１１０の一部を示す図である。図１では、各部材を適宜省略した状態で車体後部構造１００を示している。例えば、図中に示すタイヤ１１２は車両右側（図１において紙面奥側）に設置されたものであり、車両左側（図１において紙面手前側）のタイヤは省略している。なお、図中の矢印Ｆｒは車両前側、矢印Ｒｈは車両右側を示すものとする。

車両１１０は、車体後部に搭載されたバッテリー１１４を備えたハイブリッド車である。車体後部構造１００は、図１に示すように、バッテリー１１４と、バックパネル１１６と、クラッシュボックス１１８とを備えている。クラッシュボックス１１８は、バックパネル１１６の後方に設けられ、後突時に変形して衝撃を吸収する部材である。

図２は、図１の車体後部構造１００を斜め下方から見た分解斜視図である。車体後部構造１００は、上記各部材に加えて、図２に示すように、リアフロアパネル１２０と、一対のサイドメンバ１２２、１２４と、クロスメンバ１２６と、フレーム部材１２８とを備える。リアフロアパネル１２０は、車体後部の床面を形成していて、リアフロアパネル１２０を貫通する開口部１２０ａを有する。

一対のサイドメンバ１２２、１２４は、車両前後方向に延びた部材であり、リアフロアパネル１２０の側端に配置されている。サイドメンバ１２２の後端には、図示のように、車幅方向に延びる上記バックパネル１１６が差し渡されている。上記クラッシュボックス１１８は、図示のように、バックパネル１１６を挟んでサイドメンバ１２２の後端側に配置されている。なお、サイドメンバ１２４の後端側にも、サイドメンバ１２２と同様に、パックパネル１１６を挟んでクラッシュボックス１１８が配置されている（図４参照）。

クロスメンバ１２６は、一対のサイドメンバ１２２、１２４の間に差し渡された部材であり、リアフロアパネル１２０の開口部１２０ａよりも前方に配置されている。クロスメンバ１２６は、リアフロアパネル１２０の下面に結合されていて、さらに両端が一対のサイドメンバ１２２、１２４に接続されている。また、クロスメンバ１２６には、後方に向かって開口部１２０ａ付近まで延びた固定部１２６ａ、１２６ｂが形成されている。このクロスメンバ１２６の固定部１２６ａ、１２６ｂには、例えばボルトなどによりフレーム部材１２８が固定される。

図３は、図２のフレーム部材１２８の斜視図である。図中では、フレーム部材１２８を斜め上方から見た状態を示している。フレーム部材１２８は、少なくともリアフロアパネル１２０やクロスメンバ１２６よりも剛性が高い構造体であり、図３に示すように、ほぼ六角形の枠形状を有している。

ここで、フレーム部材１２８の「剛性が高い」とは、周辺部分（本実施形態ではリアフロアパネル１２０やクロスメンバ１２６）と比較した相対的な意味である。すなわち、衝撃荷重を受けた場合に、荷重の進行方向にある剛性の低い周辺部分を優先して変形（破壊）させ、衝撃を吸収させる一方、自身は変形しない程度の剛性を有するという意味である。なお、フレーム部材１２８は、クロスメンバ１２６の材質と同一であってもよく、また、異なっていてもよいが、構造体として構成されることで、全体としての剛性は少なくともリアフロアパネル１２０やクロスメンバ１２６よりも高くなっている。

フレーム部材１２８の枠部１３０には、図示のように、上方に立設した筒状の複数の取付部１３０ａ〜１３０ｆと、バッテリー１１４を固定するための複数の孔部１３２とが形成されている。また、フレーム部材１２８の枠部１３０には、図示しない排気管などが通される開口１３４が形成されている。この開口１３４により、フレーム部材１２８の形状は、図示のように左右非対称となっている。また、フレーム部材１２８には、枠部１３０に対して車両後側の下方に位置する支持部材１３６が配置されている。この支持部材１３６には、適宜のフック部材１３８が設置されている。

フレーム部材１２８は、図２に示すようにバッテリー１１４の全周を囲んでいて、上記孔部１３２（図３参照）にねじなどをねじ込むことで、バッテリー１１４と一体化される。このようして、フレーム部材１２８は、バッテリー１１４を支持する。

フレーム部材１２８は、バッテリー１１４と一体化された状態で、図２に示すように下方から車体後部に組み付けられる。このとき、フレーム部材１２８の車両前側に位置する取付部１３０ａ、１３０ｂは、クロスメンバ１２６の上記固定部１２６ａ、１２６ｂにそれぞれ固定されている。

また、フレーム部材１２８の車外側（車両左側）に位置する取付部１３０ｃ、１３０ｄは、サイドメンバ１２２の下面に形成されていて、取付部１３０ｃ、１３０ｄに対応する固定部１２２ａ、１２２ｂにそれぞれ固定される。さらに、フレーム部材１２８の車外側（車両右側）に位置する取付部１３０ｅ、１３０ｆは、サイドメンバ１２４の下面に形成されていて、取付部１３０ｅ、１３０ｆに対応する固定部１２４ａ、１２４ｂにそれぞれ固定される。

図４は、図２の車体後部構造１００が完成した状態を示す斜視図である。図５は、図４の車体後部構造１００のＡ−Ａ断面図である。

フレーム部材１２８は、上記したように、車外側が一対のサイドメンバ１２２、１２４に固定され、また、車両前方側がクロスメンバ１２６に固定されることで、図４に示すように車体後部に組み付けられる。フレーム部材１２８が車体後部に組み付けられると、バッテリー１１４は、図５に示すように、リアフロアパネル１２０の開口部１２０ａを通って、リアフロアパネル１２０の上下に跨った状態で車体後部に搭載される。

リアフロアパネル１２０の開口部１２０ａには、バッテリー１１４の上部を覆う適宜のカバー部材１４０が取付けられている。また、図５には、リアフロアパネル１２０の下面に結合されたクロスメンバ１２６の断面が示されている。このクロスメンバ１２６と開口部１２０ａとの間には、クロスメンバ１２６の一部とリアフロアパネル１２０とを下方から覆うシートベルトアンカー部材１４２が取付けられている。また、クロスメンバ１２６よりも車両前側に位置するリアフロアパネル１２０の上部には、図５に示すように後部座席１４４が設置されている。

以下、図６を参照して、後突時での上記車体後部構造１００の状態を説明する。図６は、図５の車体後部構造１００の後突時の状態を示す模式図である。図６（ａ）は後突前の状態を示し、また、図６（ｂ）は後突時の状態をしている。図中では、車体後部構造１００を下方から見た状態で模式的に示していて、例えばフレーム部材１２８やリアフロアパネル１２０の開口部１２０ａを単純な矩形で示している。また、図中、バッテリー１１４は省略して示している。

車体後部構造１００では、図６（ａ）に示すように、枠状のフレーム部材１２８の車両前側が、クロスメンバ１２６の固定部１２６ａ、１２６ｂに固定されている。つまり、クロスメンバ１２６は、フレーム部材１２８よりも前方に配置されている。なお、枠状のフレーム部材１２８の車外側は、一対のサイドメンバ１２２、１２４に固定されている。また、クロスメンバ１２６の車両前側には、リアフロアパネル１２０の一部が配置されている。

ここで、フレーム部材１２８の剛性は、上記したように、クロスメンバ１２６およびリアフロアパネル１２０の剛性より高い。このため、フレーム部材１２８よりも前方に配置されたクロスメンバ１２６、およびクロスメンバ１２６よりも前方に位置するリアフロアパネル１２０を含む領域は、フレーム部材１２８よりも相対的に剛性が低い領域（低剛性領域）となる。なお、低剛性領域のうちクロスメンバ１２６よりも前方に位置するリアフロアパネル１２０を含む領域が特に剛性が低い。

車体後部構造１００では、図６（ｂ）に白抜き矢印で示す後突に伴う衝撃を受けると、例えば図示のように、クロスメンバ１２６およびリアフロアパネル１２０を含む低剛性領域が変形し、後突に伴う衝撃が十分に吸収される。なお、図中では、後突に伴ってクロスメンバ１２６およびリアフロアパネル１２０だけでなく、サイドメンバ１２２、１２４も変形する状態を示したが、これに限られない。一例として、衝撃の程度によってはサイドメンバ１２２、１２４の変形が殆ど生じない場合もあり得る。

一方、低剛性領域が変形して後突に伴う衝撃が十分に吸収されると、剛性の高いフレーム部材１２８は、変形し難くなる。そして、剛性の高いフレーム部材１２８で全周を囲まれたバッテリー１１４は、後突の影響を受け難い。

図７は、図６の車体後部構造１００のＢ−Ｂ断面図である。但し、図中では、サイドメンバ１２４に下方から固定されるフレーム部材１２８を省略して示している。

リアフロアパネル１２０には、図６に示すように上記開口部１２０ａが形成されているので、車体剛性が低下する可能性がある。そこで、車体後部構造１００では、サイドメンバ１２４のうち、少なくとも開口部１２０ａあるいはフレーム部材１２８に対応する部分（図６参照）では、図７に示すように内部にリインフォースメント（補強部材）１４６を配置している。なお、図示は省略するが、サイドメンバ１２２の内部にもリインフォースメント１４６を配置している。

本実施形態における車体後部構造１００では、フレーム部材１２８よりも車両前側に、フレーム部材１２８よりも剛性が低い低剛性領域を形成することで、後突時に伴う衝撃を十分に吸収できる。また、車体後部構造１００では、低剛性領域よりも相対的に剛性が高く後突時に変形し難いフレーム部材１２８によって、バッテリー１１４の全周を囲み支持することで、後突時にバッテリー１１４を保護できる。

さらに、車体後部構造１００では、リインフォースメント１４６でサイドメンバ１２２、１２４を補強することによって、リアフロアパネル１２０の開口部１２０ａにより低下した車体剛性を、剛性の高いフレーム部材１２８とともに高めることができる。

したがって、車体後部構造１００では、後突に伴う衝撃を吸収しながら、剛性を確保しつつバッテリー１１４を保護できる。

上記実施形態では、車両１１０をハイブリッド車としたが、これに限らず、車体後部に搭載されたバッテリー１１４を備えた電気自動車であってもよい。上記車体後部構造１００を電気自動車に適用した場合であっても、後突に伴う衝撃を吸収しながら、バッテリー１１４を保護できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係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、車体後部に搭載されるバッテリーを備えた車体後部構造に利用することができる。

１００…車体後部構造、１１０…車両、１１２…タイヤ、１１４…バッテリー、１１６…バックパネル、１１８…クラッシュボックス、１２０…リアフロアパネル、１２０ａ…開口部、１２２、１２４…サイドメンバ、１２２ａ、１２２ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、…固定部、１２６…クロスメンバ、１２６ａ、１２６ｂ…固定部、１２８…フレーム部材、１３０…枠部、１３０ａ〜１３０ｆ…取付部、１３２…孔部、１３４…開口、１３６…支持部材、１３８…フック部材、１４０…カバー部材、１４２…シートベルトアンカー部材、１４４…後部座席、１４６…リインフォースメント

Claims

ハイブリット車または電気自動車の車体後部の床面を形成するリアフロアパネルと、車両後端部付近に搭載されるバッテリーとを備えた車体後部構造において、
前記リアフロアパネルの側端に沿って配置され車両前後方向に延びた一対のサイドメンバと、
前記一対のサイドメンバ間に差し渡されたクロスメンバと、
前記バッテリーの全周を囲んで該バッテリーを支持する車両後端部付近に配置された枠状のフレーム部材とを備え、
前記フレーム部材は、車外側が前記一対のサイドメンバに固定され、車両前方側が前記クロスメンバに固定され、該クロスメンバよりも前方に位置する前記リアフロアパネルを含む領域よりも剛性が高いことを特徴とする車体後部構造。
前記リアフロアパネルは、該リアフロアパネルを貫通する開口部を有し、前記バッテリーは該開口部を通って該リアフロアパネルの上下に跨っていて、
当該車体後部構造は、前記一対のサイドメンバの内部であって少なくとも前記開口部に対応する部分に配置され該サイドメンバを補強する補強部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の車体後部構造。