車体構造
【課題】本発明は、電気自動車の後方が衝突した場合であっても、パワープラントの前方に設けられたバッテリとパワープラントとが激しく衝突する事態を防ぐことができる車体構造を提供する。
【解決手段】電気自動車１０は、パワープラント３１を車体１１に取り付けるリアブラケット５０と、パワープラント３１の前方に設けられたバッテリ２０と、車体１１においてパワープラント３１よりも後方に設けられてリアブラケット５０側に突出する突部６０とを備える。
【解決手段】電気自動車１０は、パワープラント３１を車体１１に取り付けるリアブラケット５０と、パワープラント３１の前方に設けられたバッテリ２０と、車体１１においてパワープラント３１よりも後方に設けられてリアブラケット５０側に突出する突部６０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワープラントとパワープラントの前方に設けられたバッテリを有する車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車において、電動モータなどのパワープラントを電気自動車の車体に搭載するために、電動モータと、この電動モータに電圧を給配電するコントロールユニットとを、搭載フレームとセンターメンバとを用いて車体に搭載する搭載構造が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１０２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電気自動車には、モータに電力を供給するバッテリを内蔵したバッテリケースが搭載されており、重量物であり、かつ大型であるため、車両の中央付近の床下に設けることが好ましい。そのため、バッテリを内蔵したバッテリケースと、モータを含むパワープラントが車体前後方向に並んで配置される場合がある。このような配置を有する電気自動車では、例えば他の車両が後方から衝突して、車両後方から車体に荷重が入力された場合においても、パワープラントとバッテリ電池とが互いに衝突することを抑制する必要がある。
【０００５】
本発明は、電気自動車の後方が衝突した場合であっても、パワープラントの前方に設けられたバッテリとパワープラントとが激しく衝突する事態を防ぐことができる車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車体構造は、パワープラントを車体に取り付ける取付部材と、前記パワープラントの前方に設けられたバッテリと、前記車体において前記パワープラントよりも後方に設けられて前記取付部材側に突出する突部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の車体構造では、請求項１の記載において、前記車体は、前記車体の前後方向に延びる第１の骨格部材と、前記第１の骨格部材の一端に設けられて前記一端の下端よりも下方に延び、前記突部が設けられる第２の骨格部材とを備える。
【０００８】
前記突部は、前記第２の骨格部材において前記下端よりも下側の部分であって、前記下側の部分が前記下端を回転中心にして前記骨格部材の他端側に向かって回転したときに前記取付部材に接触する位置に配置される。
【０００９】
請求項３に記載の車体構造では、請求項２の記載において、前記突部は、前記取付部材に接触する接触面を備える。前記接触面は、平面であって前記ブラケットに接触するときの姿勢は、前記前後方向に垂直な平面になる姿勢である。
【００１０】
請求項４に記載の車体構造では、請求項２または３の記載において、前記第１の骨格部材は、サイドメンバである。前記第２の骨格部材は、車幅方向に延びるバンパビームである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車体例えばバンパビームの内側に突部を設け、衝突時に入力された荷重の大きさによって突部が取付部材を破断させることにより、衝突初期のクラッシャブルレングスを確保し、パワープラントへの初期入力を低減させ、パワープラントの下方へのロールを抑制し、パワープラントの周囲例えばバッテリケース及びバッテリセルへの衝突を緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体構造を備える電気自動車を示す斜視図。
【図２】図１に示された電気自動車の車体の一部を示す斜視図。
【図３】図２に示される車体を、車体の外において第２のサイドメンバ側から車幅方向内側に向かって見た状態を示す側面図。
【図４】図３に示すバンパビームを示す斜視図。
【図５】図２に示すパワープラントユニットを示す斜視図。
【図６】図５に示すリアブラケットを示す斜視図。
【図７】図４に示すＦ７−Ｆ７線に沿って示すバンパビームの断面図。
【図８】電気自動車の後端に前方に向かって荷重が入力された状態を、図３と同様に示す側面図。
【図９】図８に示される範囲Ｆ９を示す斜視図。
【図１０】リアブラケットの中間部が破壊された状態を、図３と同様に示す側面図。
【図１１】リアブラケットの中間部が破壊された状態を、図３と同様に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る車両（車体構造）を、図１〜１１を用いて説明する。なお、図面における電気自動車１０の車両前後方向Ｌと、車両上下方向Ｖと、車幅方向Ｗとを定義する。電気自動車１０が、平面上に載置されたときに、この平面に垂直な方向を車両上下方向Ｖとする。そして、この平面において電気自動車１０が置かれる側から平面に向かう方向を下方向とし、反対方向を上方向とする。電気自動車１０が重力の作用する方向に垂直な平面上に置かれたとき、重力の作用する方向が下方向となる。以下、車両前後方向Ｌを車両前後方向、車両上下方向Ｖを車両上下方向、車幅方向Ｗを車幅方向と記載する。
【００１４】
図１は、車両の一例である、電気自動車１０を示す斜視図である。図１に示すように、電気自動車１０は、車体１１と、一対の前輪１２と、一対の後輪１３とを備えている。また中央近傍の床下にはバッテリ２０及びパワープラントユニット３０が設けられている。
【００１５】
図２は、車体１１の一部を示している。図２に示すように、車体１１は、骨格部１４と、骨格部１４に取り付けられる、バッテリ２０とパワープラントユニット３０とを備えている。なお骨格部とは、車体の骨格となる部分である。
【００１６】
本実施例において、電気自動車１０はＨ型フレームを有する構造である。このため、骨格部１４は、車長方向に延在し車体の一部を構成する第１，２のサイドメンバ１５，１６と、車幅方向に延在し車体の一部を構成する複数のクロスメンバと、バンパビーム４０とを備えている。
【００１７】
図３は、図２に示される車体１１の一部である骨格部１４とバッテリ２０とパワープラント３１とを、車体１１の外において第２のサイドメンバ１６側から車幅方向内側に向かって見た状態を示す側面図である。なお、図３では、バッテリ２０と、パワープラントユニット３０と、後述されるリアブラケット５０とは、互いの車両前後方向の位置関係が明確になるように、その外枠が示されている。
【００１８】
図２，３に示すように、第１，２のサイドメンバ１５，１６は、前側部１５ａ，１６ａと、車両前後方向に沿って中央に位置する中央部１５ｂ，１６ｂと、後側部１５ｃ，１６ｃとを備えている。
【００１９】
前側部１５ａ，１６ａは、前輪１２及び後輪１３の中心軸と概ね同じ高さで水平に延在する。中央部１５ｂ，１６ｂは、前側部１５ａ，１６ａと後側部１５ｃ，１６ｃを接続し、後方に進むにつれて斜め上方に延在している。後側部１５ｃ，１６ｃは、中央部１５ｂ，１６ｂの後端から後方に向かって延在し、前側部１５ａ，１６ａよりも高い位置で車両前後方向に水平に延びている。
【００２０】
複数のクロスメンバとして、第１〜５のクロスメンバ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを備えている。第１〜５のクロスメンバ１７ａ〜１７ｅは、各々、車幅方向に延在し、一端部が一方の第１のサイドメンバ１５に固定され、他端部が第２のサイドメンバ１６に固定され、第１〜５のクロスメンバ１７ａ〜１７ｅは、車体前方から順番に配置されており、各々、車両前後方向に離間して配置されている。
【００２１】
バンパビーム４０は、本発明で言う第２の骨格部材の一例であり、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端に固定されている。バンパビーム４０は、車幅方向に延びており、車幅方向に沿って中央に位置する中央部４１が車幅方向両端部よりも下方に突出するように湾曲する形状である。なお、バンパビーム４０は、車幅方向の中間位置を境に車幅方向Ｗに対称な形状であるとともに、車幅方向に垂直な断面が中空形状である。
【００２２】
バンパビーム４０の一端部４２は、取付ブラケット４４を介して、第１のサイドメンバ１５の後端に固定されている。バンパビーム４０の他端部４３は、取付ブラケット４４を介して、第２のサイドメンバ１６の後端に固定されている。両取付ブラケット４４の形状は、同じである。取付ブラケット４４は、図３に示されている。
【００２３】
両取付ブラケット４４は、両端部４２，４３に設けられる取付板４５に固定される。このように、バンパビーム４０は、取付板４５と取付ブラケット４４とを介して第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端に固定されている。
【００２４】
図４は、バンパビーム４０を示す斜視図である。図４に示すように、取付板４５は、上下方向に延びる板形状である。図３に示すように、バンパビーム４０が車体１１に取り付けられた状態では、取付板４５の上端は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端の上縁と、上下方向に同じ位置である。取付板４５の下端は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端の下縁よりも下方に位置している。
【００２５】
バンパビーム４０の中央部４１は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端の下端よりも下方に位置している。図３には、リアバンパ１８の一部を２点鎖線で示している。第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端とリアバンパ１８とは、車両前後方向に重なる。
【００２６】
なお、バンパビーム４０には、車両前後方向前方側に向かって突出する突部６０が形成されている。突部６０については、後に説明する。
【００２７】
バッテリ２０は、複数のバッテリセル２１と、複数のバッテリセル２１を内蔵するバッテリケース２２とを備えている。複数のバッテリセル２１の一部を、図３に示している。バッテリ２０は、図示しないブラケットを介して第１，２のサイドメンバ１５，１６の中央部１５ｂ，１６ｂに固定されている。より具体的には、図３に示すように、バッテリ２０は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の前側部１５ａ，１６ａから中央部１５ｂ，１６ｂの範囲に、下方から固定されている。
【００２８】
パワープラントユニット３０は、第１，２のサイドメンバ１５，１６において、バッテリ２０よりも車両前後方向後方に配置されている。図５は、パワープラントユニット３０を示す斜視図である。図３に示すように、パワープラントユニット３０は、パワープラント３１と、パワープラントマウントメンバ３２と、フロントブラケット３３と、リアブラケット５０とを備えている。
【００２９】
電気自動車１０は、走行に必要な動力を発生する動力発生装置としてモータ３５を備える構造である。モータ３５は、電動モータである。このため、電気自動車１０においては、パワープラント３１は、モータ３５と、モータ３５の出力軸の回転数を変速する減速機３６とで構成されている。モータ３５と減速機３６とは、互いに一体になるように組み付けられており、１つのユニットとなっている。
【００３０】
パワープラント３１は、パワープラントマウントメンバ３２を介して骨格部１４に固定される。パワープラントマウントメンバ３２を、上方から下方に向かって見る平面形状は、前方に向かって開口する略Ｕ字形状である。パワープラントマウントメンバ３２において両前端部３７，３８には、フロントブラケット３３が車幅方向両端で保持されるフロントブラケット固定部３７ａ，３８ａが形成され、またパワープラントユニット３０よりも後方でリアブラケット固定部３２ａを介して骨格部１４に固定されている。リアブラケット固定部３２ｂは、パワープラントマウントメンバ３２上に溶接され、ボルト３２ｃによりに骨格部１４に固定されている。
【００３１】
フロントブラケット３３は、車幅方向に延びる形状である。フロントブラケット３３の両端部の各々には、防振材としてのゴム製のフロントインシュレータ３３ａが設けられ、ボルト３３ｂによって、パワープラントマウントメンバ３２のフロントブラケット固定部３８ａ，３９ａに固定されている。
【００３２】
さらにパワープラント３１（モータ３５及び減速機３６）の前端部は、ボルト３１ｂによって、フロントブラケット３３に固定されている。これら２つのボルト３１ｂは、互いに車幅方向に離間して配置されている。
【００３３】
また、パワープラントマウントメンバ３２の後端部３９の下方には、リアブラケット５０が固定されるリアブラケット固定部３９ａが形成されている。
【００３４】
図６は、リアブラケット５０を示す斜視図である。リアブラケット５０は、パワープラント３１とパワープラントマウントメンバ３２の後端部３９との間に配置されたアルミニウム製のブラケットであり、本発明で言う取付部材の一例である。リアブラケット５０は、一方向に延びるとともに、この延びる方向を横切る方向に突出するように湾曲する形状である。リアブラケット５０は、板状であり、板厚方向に貫通する複数の貫通孔５１が形成されている。リアブラケット５０の一端部は、板厚方向に見る側面形状が円であり、内側が板厚方向に貫通する形状である。この一端部の内側には、防振材としてのゴム製のリアインシュレータ５２が設けられている。
【００３５】
リアブラケット５０が取り付けられた状態では、リアブラケット５０は、車両前後方向に延びるとともに、上方に突出するように湾曲する形状である。そして、リアインシュレータ５２を備えた側の端部が後端部となる。なお板厚方向は車幅方向に平行になる。
【００３６】
図５に示すように、リアブラケット５０の後端部５５は、ボルト５３によって、パワープラントマウントメンバ３２のリアブラケット固定部３９ａに固定される。ボルト５３は、リアインシュレータ５２の中心を通って車幅方向に延び、固定されている。リアブラケット５０の後端部５５、つまり、側面形状が円となる部分の周面は、車幅方向に平行である。
【００３７】
パワープラント３１は、モータ３５と減速機３６との境界部に、後方に延びるフランジ部３６ａが設けられている。図６に示すように、リアブラケット５０の前端部、つまりリアインシュレータ５２が設けられる端部に対して反対側の端部には、ボルトがはまる貫通孔５８が、３つ形成されている。リアブラケット５０の前端部５６は、３つのボルトによってフランジ部３６ａに固定される。
【００３８】
図３に示すように、パワープラント３１においてリアブラケット５０の前端部５６が固定される部位である、ボルトが通る貫通孔５８のうちもっとも下端に位置する貫通孔５８中心の位置Ｐ１は、車幅方向Ｗにパワープラント３１を見たときにパワープラント３１の上下方向の中心Ｃよりも上側の部位である。
【００３９】
そして、パワープラントマウントメンバ３２においてリアブラケットと５０の後端部５５を固定部３９ａに固定するボルト５３の軸線の位置Ｐ２は、Ｐ１よりも上方に位置する。このように、リアブラケット５０において、パワープラントマウントメンバ３２に固定される部分と、パワープラント３１に固定される部分とは、車両前後方向に離間する。
【００４０】
パワープラント３１は、フロントブラケット３３とリアブラケット５０、クロスサポートメンバ３４上に溶接した図示しない数箇所のブラケットとを介して、パワープラントマウントメンバ３２に固定されている。
【００４１】
つぎに、パワープラントマウントメンバ３２を骨格部１４に固定する固定構造を説明する。本実施形態では、一例として、パワープラントマウントメンバ３２の一方の前端部３８は、ボルト３８ｃによって第１のサイドメンバ１５に下方から固定されている。他方の前端部３７は、ボルト３７ｃによって第２のサイドメンバ１６に下方から固定されている。パワープラントマウントメンバ３２の後端部３９は、パワープラントマウントメンバ３２上に溶接されたリアブラケット固定部３２ｂから上方へ突出したボルト３９ｃによって第５のクロスメンバ１７ｅ（骨格部１４）に固定されている。
【００４２】
図３に示すように、パワープラントユニット３０が骨格部１４に固定されたとき、パワープラントユニット３０は、バッテリケース２２に接触しない。パワープラント３１とバッテリケース２２との間には、隙間Ｓが設けられている。
【００４３】
また、リアブラケット５０は、一定の荷重により破断するように設定されている。ここで言う破断とは、パワープラント３１がリアブラケット５０を介してパワープラントマウントメンバ３２へ支持がされなくなる状態である。
【００４４】
リアブラケット５０に、例えば後方から荷重が入力された場合、この荷重がリアブラケット５０を破断するに十分な荷重であると、リアブラケット５０は粉々となり、パワープラント３１とパワープラントマウントメンバ３２の後端部３９のリアブラケット固定部３９ａとの間に介装されない状態となる。そのため、後方が衝突した場合であっても、パワープラント３１の前方に設けられたバッテリケース２２とパワープラント３１とが激しく衝突することを防ぎ、その上で衝突によるバッテリの電解液漏れなどを防ぐことができる。
【００４５】
つぎに、突部６０について説明する。図４に示すように、突部６０は、バンパビーム４０の内面において車幅方向中央部に固定されている。なお、内面とは、バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６に固定されたときの前面であり、パワープラント３１に向かう面である。
【００４６】
図７は、図４に示すＦ７−Ｆ７線に沿って示すバンパビーム４０の断面図である。図７は、バンパビーム４０を、バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６に取り付けられたときの車両前後方向に沿って切断した断面を示している。
【００４７】
図７に示すように、突部６０は、本実施形態では、板部材を折り曲げて、バンパビーム４０に取り付けられたときに三角形状になる形状に形成され、接触面６１を有している。接触面６１は、後方からの衝突など電気自動車１０の後端に後方から前方に向かう方向に荷重が入力されることによってバンパビーム４０が前方に向かって変位したときに、リアブラケット５０に接触する面である。接触面６１は、車幅方向に平行な面である。
【００４８】
接触面６１について、具体的に説明する。図２に示すように、骨格部１４と、骨格部１４に固定されたパワープラントユニット３０とを上方から下方に向かって見たとき、リアブラケット５０と突部６０とは、車両前後方向で一直線状に位置して設けられている。なお、上方から見た状態であるので、リアブラケット５０と突部６０との上下方向の位置関係は考慮していない。
【００４９】
図８は、電気自動車１０の後端に前方に向かって荷重が入力された状態を示す側面図である。電気自動車１０は、図３と同様に示されている。図８に示すように、他車５からバンパビーム４０に後方から前方に向かって荷重が入力されると、バンパビーム４０において、本実施形態では、両端部４２，４３の一部と、バンパビーム４０の中央部４１とは、第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁よりも下方に位置しているため、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１より下側の部分が、前方に向かって変位する。
【００５０】
第１のサイドメンバ１５の後端１１０下端縁１１１は、本実施形態では一例として車幅方向に平行に延びている。このため、下端縁１１１は、車幅方向にいずれの位置であっても車両上下方向で同じ位置である。第２のサイドメンバ１６の後端１２０の下端縁１２１は、本実施形態では車幅方向に平行に延びている。このため、下端縁１２１は、車幅方向にいずれの位置であっても車両上下方向に同じ位置である。第１のサイドメンバ１５の後端１１０の下端縁１１１と第２のサイドメンバ１６の後端１２０の下端縁１２１とは、車両上下方向に同じ位置である。そして、下端縁１１１と下端縁１２１とは、車両前後方向において同じ位置である。言い換えると、下端縁１１１と下端縁１２１とは、互いに車幅方向にて平行であるとともに、車幅方向に同一直線上に位置するので、車幅方向で見る場合、重なることとなる。
【００５１】
バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１よりも下側の部分の前方への変位として、バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１を回転中心として回転することによって、バンパビーム４０において下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位する場合がある。この場合は、取付ブラケット４４が変形する。
【００５２】
または、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１と対向する部位を折り目として折り曲げられることによってバンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位する場合がある。
【００５３】
上記した変位の２つの例であっても、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１より下側の部分の前方への変位は、同じである。上記２つの変位の例は、本発明で言う、下側の部分が第１の骨格部材の下端を回転中心にして骨格部材の他端側に向かって回転することの例である。
【００５４】
接触面６１は、平面であり、バンパビーム４０が変形する前であると車幅方向に平行であるとともに前下方を向いている。バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１を回転中心として回転するなどしてバンパビーム４０において下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位すると、接触面６１は、リアブラケット５０の後端部５５、つまり側面形状が円となる部分の周面に接触する。
【００５５】
図８は、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が変形して前方に変位した後、接触面６１がリアブラケット５０の後端部に接触した状態を示している。
【００５６】
図９は、図８に示される範囲Ｆ９を示す斜視図である。図９は、リアブラケット５０の後端部５５に突部６０が衝突した状態を示す斜視図である。図９に示すように、リアブラケット５０に接触した接触面６１は、車幅方向と上下方向とに平行な平面となる。つまり、車両前後方向に垂直な姿勢である。このため、バンパビーム４０が変形する前の接触面６１の姿勢は、接触面６１がリアブラケット５０の後端部５５に接触したときに、車両前後方向に垂直な平面となる姿勢である。
【００５７】
このように、荷重が入力される前の突部６０の接触面６１の姿勢は、荷重が入力されることによって上記した変形や回転などに起因する変位をした後に図９に示すようにリアブラケット５０に衝突するように想定して決定される。なお、この変位は、実験などによって求められ、適宜設定することができる。
【００５８】
本実施形態では、電気自動車１０が第１，２のサイドメンバ１５，１６とバンパビーム４０とを備える構造であるため、変位として、上記の回転と折り曲げが想定された。このため、接触面６１の姿勢は、この変位に基づいて決定されている。
【００５９】
つぎに、電気自動車１０の後端に他車５が衝突した場合の、突部６０とリアブラケット５０との挙動を説明する。このときリアバンパ１８に入力される荷重は、突部６０がリアブラケット５０に衝突するまでバンパビーム４０を回転する大きさを有している。
【００６０】
まず、電気自動車１０の後端に衝突する他車５を説明する。図８には、他車５の前端部６を２点鎖線で図示している。なお、図８では、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１、１２１よりも下側の部分の変位をわかりやすくするために、リアバンパ１８は省略する。
【００６１】
他車５が自車である電気自動車１０の後端に前方に向かって衝突すると、他車５のフロントバンパ７が電気自動車１０のリアバンパに接触する。そして、他車５は、電気自動車１０のリアバンパを変形させて、さらに進む。そのため、電気自動車１０では、バンパビーム４０が前方に押圧されることとなる。
【００６２】
この結果、バンパビーム４０は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１を回転の中心として回転する。この結果、バンパビーム４０において下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位する。他車５がさらに進むと、それに伴いバンパビーム４０は、さらに回転する。この結果、接触面６１がリアブラケット５０の後端部５５に衝突する。
【００６３】
突部６０は、初期状態においてリアブラケット側に向かって突出している。なお、初期状態とは、バンパビーム４０が変形する前である。またリアブラケット側とは、突部６０に対してリアブラケット５０が位置する側である。本実施形態では、リアブラケット５０は、突部６０に対して車両前方方向に位置している。そのため、突部６０は前方に突出している。なお、突出するとは、突部６０が形成される周囲に対して突出することであり、バンパビーム４０の前面は、初期状態において、一例として、車両前後方向に垂直な平面である。
【００６４】
突部６０がリアブラケット側に突出することによって、初期状態の位置にある突部６０とリアブラケット５０との距離は、初期状態にあるバンパビーム４０とリアブラケット５０との距離に対して、短くなる。このため、他車５が電気自動車１０に後方から衝突してから、突部６０がリアブラケット５０に衝突するまでの時間が短くすることができる。
【００６５】
突部６０がリアブラケット５０に衝突するまでの時間が短くできることによって、他車５から入力される荷重が、電気自動車１０のリアバンパ１８などの外壁部や骨格部１４で吸収される前に、突部６０はリアブラケット５０に衝突する。
【００６６】
つまり、電気自動車１０に入力された荷重は、吸収される程度が小さく抑えられた状態で突部６０をリアブラケット５０に衝突させる。このため、初期位置からリアブラケット５０に衝突する位置までの突部６０の変位の加速度は、大きくなる。
【００６７】
図８は、接触面６１がリアブラケット５０の後端部５５に衝突した瞬間の状態を、図３と同様に車幅方向に見た状態を示している。上記したように、接触面６１は、突部６０が前方に移動してリアブラケット５０に衝突する際に、前後方向Ｌに垂直な平面となる姿勢でリアブラケット５０に衝突するように、初期位置の姿勢が適宜設定されている。
【００６８】
突部６０がリアブラケット５０に衝突することによって、突部６０を介してリアブラケット５０に荷重が伝達される。突部６０は、接触面６１が前後方向Ｌに垂直な姿勢でリアブラケット５０に衝突することによって、突部６０を前方に移動した荷重は、突部６０を介して効率よくリアブラケット５０に伝達される。このとき、リアブラケット５０に伝達される荷重がリアブラケット５０を破壊するに充分な大きさを有していると、リアブラケット５０は破壊される。
【００６９】
上記したように、リアブラケット５０は、車幅方向に見た形状が上方に突出するように湾曲する形状である。さらに、リアブラケット５０においてパワープラント３１に固定される前端部５６と、パワープラントマウントメンバ３２に固定される後端部５５とは、上下方向に離間している。
【００７０】
このため、リアブラケット５０の後端部５５に前方に向かう荷重が入力されると、図８に示すように、リアブラケット５０の上側部分は車両前後方向に引っ張られ、リアブラケット５０の下側部分は車両前後方向に圧縮される。
【００７１】
また、上記したように、突部６０は、加速度が大きい状態を保ったまま、リアブラケット５０に衝突するため、リアブラケット５０は、初期位置に対して動くことなくまたは動いても変位量を小さく抑えたまま、中間部５７が破壊されることとなる。
【００７２】
図１０は、リアブラケット５０の中間部５７が破壊された状態を、図３と同様に車幅方向に沿って見た状態を示している。リアブラケット５０は、破壊されると粉粉になるように形成されている。このため、図１０に示すように、破壊されたリアブラケット５０の複数の貫通孔５１が設けられている中間部５７は粉粉となる。リアブラケット５０の中間部５７が粉粉になることによって、パワープラント３１のリアブラケット５０によるパワープラントマウントメンバ３２に対する支持が解除される。
【００７３】
リアブラケット５０によるパワープラントマウントメンバ３２に対する支持が解除されると、パワープラント３１には、図１０に示すように、フロントブラケット３３を回転中心とするモーメントが作用する。なお、パワープラント３１が回転しようとする方向を矢印Ｄで示している。この結果、パワープラント３１は、フロントブラケット３３を回転中心として、回転する。図１１は、リアブラケット５０の中間部５７が破壊された後の状態の一例を、図１０と同様に示している。図１１に示すように、リアブラケット５０が粉粉になることによって、パワープラント３１の回転変位がスムーズに行われる。
【００７４】
パワープラント３１の重心より上部に取り付けてあるリアブラケットの破断が遅い場合、支持されたリアブラケットからの入力により衝突初期からパワープラント３１が加速され下側にロールし、バッテリ２０への入力が増える原因となってしまう。しかし、本実施例のように構成される電気自動車１０では、バンパビーム４０に突部６０が形成され、衝突後にリアブラケット５０を早期破断させることで、リアブラケット５０による支持が解除され、他車５が電気自動車１０の後方に衝突した場合であっても、パワープラント３１への初期入力を低減させ、空間(クラッシャブルレングス)を確保し、ロールを抑制し、パワープラント３１とバッテリ２０との衝突を緩和させることができ、パワープラント３１の前方に設けられたバッテリケース２２とパワープラント３１とが激しく衝突することを防ぎ、さらに衝突によるバッテリの電解液漏れなどを防ぐことができる。
【００７５】
また、突部６０がリアブラケット５０に衝突する際、接触面６１は、車両前後方向に垂直な平面となる。このため、他車５が後方から衝突するなどして電気自動車１０に入力される荷重は、効率よくリアブラケット５０に伝達される。このため、リアブラケット５０をより一層早期に破壊することができる。
【００７６】
また、リアブラケット５０は、車体１１に取り付けられた状態で上方に突出するように湾曲する形状であることによって、リアブラケット５０の上側部分には引っ張り荷重が入力され、リアブラケット５０の下側部分には圧縮荷重が入力される。
【００７７】
このため、リアブラケット５０の中間部５７には応力が集中するので、リアブラケット５０を破壊しやすくなる。このように、リアブラケット５０が、リアブラケット５０の延びる方向に交差する方向に突出するように湾曲することによって、リアブラケット５０の破壊を促進するとことができる。他の例としては、リアブラケット５０は、下方に向かって突出するように湾曲する形状であってもよい。
【００７８】
また、リアブラケット５０において車体側に固定される部分である後端部５５と、リアブラケット５０においてパワープラント側に取り付けられる前端部５６とは、上下方向に離間している。このため中間部５７は、破壊されやすくなる。
【００７９】
また、リアブラケット５０の中間部５７には、複数の貫通孔５１が形成されているので、破壊されやすくなる。
【００８０】
なお、図３，８，１０，１１では、第２のサイドメンバ１６とバンパビーム４０との関係が示されているが、上記したように第１，２のサイドメンバ１５，１６とは同じ形状である。このため、骨格部１４とバンパビーム４０とバッテリ２０とパワープラントユニット３０とを第１のサイドメンバ１５側から見たものは、図３，８，１０，１１と同じであり、図中の第２のサイドメンバ１６に係る符号を第１のサイドメンバ１５の対応する符号に変更したものと同じである。
【００８１】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１０…電気自動車（車両）、１５…第１のサイドメンバ（第１の骨格部材）、１６…第２のサイドメンバ（第１の骨格部材）、３１…パワープラント、４０…バンパビーム（第２の骨格部材）、５０…リアブラケット（取付部材）、６０…突部、６１…接触面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワープラントとパワープラントの前方に設けられたバッテリを有する車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車において、電動モータなどのパワープラントを電気自動車の車体に搭載するために、電動モータと、この電動モータに電圧を給配電するコントロールユニットとを、搭載フレームとセンターメンバとを用いて車体に搭載する搭載構造が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１０２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電気自動車には、モータに電力を供給するバッテリを内蔵したバッテリケースが搭載されており、重量物であり、かつ大型であるため、車両の中央付近の床下に設けることが好ましい。そのため、バッテリを内蔵したバッテリケースと、モータを含むパワープラントが車体前後方向に並んで配置される場合がある。このような配置を有する電気自動車では、例えば他の車両が後方から衝突して、車両後方から車体に荷重が入力された場合においても、パワープラントとバッテリ電池とが互いに衝突することを抑制する必要がある。
【０００５】
本発明は、電気自動車の後方が衝突した場合であっても、パワープラントの前方に設けられたバッテリとパワープラントとが激しく衝突する事態を防ぐことができる車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車体構造は、パワープラントを車体に取り付ける取付部材と、前記パワープラントの前方に設けられたバッテリと、前記車体において前記パワープラントよりも後方に設けられて前記取付部材側に突出する突部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の車体構造では、請求項１の記載において、前記車体は、前記車体の前後方向に延びる第１の骨格部材と、前記第１の骨格部材の一端に設けられて前記一端の下端よりも下方に延び、前記突部が設けられる第２の骨格部材とを備える。
【０００８】
前記突部は、前記第２の骨格部材において前記下端よりも下側の部分であって、前記下側の部分が前記下端を回転中心にして前記骨格部材の他端側に向かって回転したときに前記取付部材に接触する位置に配置される。
【０００９】
請求項３に記載の車体構造では、請求項２の記載において、前記突部は、前記取付部材に接触する接触面を備える。前記接触面は、平面であって前記ブラケットに接触するときの姿勢は、前記前後方向に垂直な平面になる姿勢である。
【００１０】
請求項４に記載の車体構造では、請求項２または３の記載において、前記第１の骨格部材は、サイドメンバである。前記第２の骨格部材は、車幅方向に延びるバンパビームである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車体例えばバンパビームの内側に突部を設け、衝突時に入力された荷重の大きさによって突部が取付部材を破断させることにより、衝突初期のクラッシャブルレングスを確保し、パワープラントへの初期入力を低減させ、パワープラントの下方へのロールを抑制し、パワープラントの周囲例えばバッテリケース及びバッテリセルへの衝突を緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体構造を備える電気自動車を示す斜視図。
【図２】図１に示された電気自動車の車体の一部を示す斜視図。
【図３】図２に示される車体を、車体の外において第２のサイドメンバ側から車幅方向内側に向かって見た状態を示す側面図。
【図４】図３に示すバンパビームを示す斜視図。
【図５】図２に示すパワープラントユニットを示す斜視図。
【図６】図５に示すリアブラケットを示す斜視図。
【図７】図４に示すＦ７−Ｆ７線に沿って示すバンパビームの断面図。
【図８】電気自動車の後端に前方に向かって荷重が入力された状態を、図３と同様に示す側面図。
【図９】図８に示される範囲Ｆ９を示す斜視図。
【図１０】リアブラケットの中間部が破壊された状態を、図３と同様に示す側面図。
【図１１】リアブラケットの中間部が破壊された状態を、図３と同様に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る車両（車体構造）を、図１〜１１を用いて説明する。なお、図面における電気自動車１０の車両前後方向Ｌと、車両上下方向Ｖと、車幅方向Ｗとを定義する。電気自動車１０が、平面上に載置されたときに、この平面に垂直な方向を車両上下方向Ｖとする。そして、この平面において電気自動車１０が置かれる側から平面に向かう方向を下方向とし、反対方向を上方向とする。電気自動車１０が重力の作用する方向に垂直な平面上に置かれたとき、重力の作用する方向が下方向となる。以下、車両前後方向Ｌを車両前後方向、車両上下方向Ｖを車両上下方向、車幅方向Ｗを車幅方向と記載する。
【００１４】
図１は、車両の一例である、電気自動車１０を示す斜視図である。図１に示すように、電気自動車１０は、車体１１と、一対の前輪１２と、一対の後輪１３とを備えている。また中央近傍の床下にはバッテリ２０及びパワープラントユニット３０が設けられている。
【００１５】
図２は、車体１１の一部を示している。図２に示すように、車体１１は、骨格部１４と、骨格部１４に取り付けられる、バッテリ２０とパワープラントユニット３０とを備えている。なお骨格部とは、車体の骨格となる部分である。
【００１６】
本実施例において、電気自動車１０はＨ型フレームを有する構造である。このため、骨格部１４は、車長方向に延在し車体の一部を構成する第１，２のサイドメンバ１５，１６と、車幅方向に延在し車体の一部を構成する複数のクロスメンバと、バンパビーム４０とを備えている。
【００１７】
図３は、図２に示される車体１１の一部である骨格部１４とバッテリ２０とパワープラント３１とを、車体１１の外において第２のサイドメンバ１６側から車幅方向内側に向かって見た状態を示す側面図である。なお、図３では、バッテリ２０と、パワープラントユニット３０と、後述されるリアブラケット５０とは、互いの車両前後方向の位置関係が明確になるように、その外枠が示されている。
【００１８】
図２，３に示すように、第１，２のサイドメンバ１５，１６は、前側部１５ａ，１６ａと、車両前後方向に沿って中央に位置する中央部１５ｂ，１６ｂと、後側部１５ｃ，１６ｃとを備えている。
【００１９】
前側部１５ａ，１６ａは、前輪１２及び後輪１３の中心軸と概ね同じ高さで水平に延在する。中央部１５ｂ，１６ｂは、前側部１５ａ，１６ａと後側部１５ｃ，１６ｃを接続し、後方に進むにつれて斜め上方に延在している。後側部１５ｃ，１６ｃは、中央部１５ｂ，１６ｂの後端から後方に向かって延在し、前側部１５ａ，１６ａよりも高い位置で車両前後方向に水平に延びている。
【００２０】
複数のクロスメンバとして、第１〜５のクロスメンバ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅを備えている。第１〜５のクロスメンバ１７ａ〜１７ｅは、各々、車幅方向に延在し、一端部が一方の第１のサイドメンバ１５に固定され、他端部が第２のサイドメンバ１６に固定され、第１〜５のクロスメンバ１７ａ〜１７ｅは、車体前方から順番に配置されており、各々、車両前後方向に離間して配置されている。
【００２１】
バンパビーム４０は、本発明で言う第２の骨格部材の一例であり、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端に固定されている。バンパビーム４０は、車幅方向に延びており、車幅方向に沿って中央に位置する中央部４１が車幅方向両端部よりも下方に突出するように湾曲する形状である。なお、バンパビーム４０は、車幅方向の中間位置を境に車幅方向Ｗに対称な形状であるとともに、車幅方向に垂直な断面が中空形状である。
【００２２】
バンパビーム４０の一端部４２は、取付ブラケット４４を介して、第１のサイドメンバ１５の後端に固定されている。バンパビーム４０の他端部４３は、取付ブラケット４４を介して、第２のサイドメンバ１６の後端に固定されている。両取付ブラケット４４の形状は、同じである。取付ブラケット４４は、図３に示されている。
【００２３】
両取付ブラケット４４は、両端部４２，４３に設けられる取付板４５に固定される。このように、バンパビーム４０は、取付板４５と取付ブラケット４４とを介して第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端に固定されている。
【００２４】
図４は、バンパビーム４０を示す斜視図である。図４に示すように、取付板４５は、上下方向に延びる板形状である。図３に示すように、バンパビーム４０が車体１１に取り付けられた状態では、取付板４５の上端は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端の上縁と、上下方向に同じ位置である。取付板４５の下端は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端の下縁よりも下方に位置している。
【００２５】
バンパビーム４０の中央部４１は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端の下端よりも下方に位置している。図３には、リアバンパ１８の一部を２点鎖線で示している。第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端とリアバンパ１８とは、車両前後方向に重なる。
【００２６】
なお、バンパビーム４０には、車両前後方向前方側に向かって突出する突部６０が形成されている。突部６０については、後に説明する。
【００２７】
バッテリ２０は、複数のバッテリセル２１と、複数のバッテリセル２１を内蔵するバッテリケース２２とを備えている。複数のバッテリセル２１の一部を、図３に示している。バッテリ２０は、図示しないブラケットを介して第１，２のサイドメンバ１５，１６の中央部１５ｂ，１６ｂに固定されている。より具体的には、図３に示すように、バッテリ２０は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の前側部１５ａ，１６ａから中央部１５ｂ，１６ｂの範囲に、下方から固定されている。
【００２８】
パワープラントユニット３０は、第１，２のサイドメンバ１５，１６において、バッテリ２０よりも車両前後方向後方に配置されている。図５は、パワープラントユニット３０を示す斜視図である。図３に示すように、パワープラントユニット３０は、パワープラント３１と、パワープラントマウントメンバ３２と、フロントブラケット３３と、リアブラケット５０とを備えている。
【００２９】
電気自動車１０は、走行に必要な動力を発生する動力発生装置としてモータ３５を備える構造である。モータ３５は、電動モータである。このため、電気自動車１０においては、パワープラント３１は、モータ３５と、モータ３５の出力軸の回転数を変速する減速機３６とで構成されている。モータ３５と減速機３６とは、互いに一体になるように組み付けられており、１つのユニットとなっている。
【００３０】
パワープラント３１は、パワープラントマウントメンバ３２を介して骨格部１４に固定される。パワープラントマウントメンバ３２を、上方から下方に向かって見る平面形状は、前方に向かって開口する略Ｕ字形状である。パワープラントマウントメンバ３２において両前端部３７，３８には、フロントブラケット３３が車幅方向両端で保持されるフロントブラケット固定部３７ａ，３８ａが形成され、またパワープラントユニット３０よりも後方でリアブラケット固定部３２ａを介して骨格部１４に固定されている。リアブラケット固定部３２ｂは、パワープラントマウントメンバ３２上に溶接され、ボルト３２ｃによりに骨格部１４に固定されている。
【００３１】
フロントブラケット３３は、車幅方向に延びる形状である。フロントブラケット３３の両端部の各々には、防振材としてのゴム製のフロントインシュレータ３３ａが設けられ、ボルト３３ｂによって、パワープラントマウントメンバ３２のフロントブラケット固定部３８ａ，３９ａに固定されている。
【００３２】
さらにパワープラント３１（モータ３５及び減速機３６）の前端部は、ボルト３１ｂによって、フロントブラケット３３に固定されている。これら２つのボルト３１ｂは、互いに車幅方向に離間して配置されている。
【００３３】
また、パワープラントマウントメンバ３２の後端部３９の下方には、リアブラケット５０が固定されるリアブラケット固定部３９ａが形成されている。
【００３４】
図６は、リアブラケット５０を示す斜視図である。リアブラケット５０は、パワープラント３１とパワープラントマウントメンバ３２の後端部３９との間に配置されたアルミニウム製のブラケットであり、本発明で言う取付部材の一例である。リアブラケット５０は、一方向に延びるとともに、この延びる方向を横切る方向に突出するように湾曲する形状である。リアブラケット５０は、板状であり、板厚方向に貫通する複数の貫通孔５１が形成されている。リアブラケット５０の一端部は、板厚方向に見る側面形状が円であり、内側が板厚方向に貫通する形状である。この一端部の内側には、防振材としてのゴム製のリアインシュレータ５２が設けられている。
【００３５】
リアブラケット５０が取り付けられた状態では、リアブラケット５０は、車両前後方向に延びるとともに、上方に突出するように湾曲する形状である。そして、リアインシュレータ５２を備えた側の端部が後端部となる。なお板厚方向は車幅方向に平行になる。
【００３６】
図５に示すように、リアブラケット５０の後端部５５は、ボルト５３によって、パワープラントマウントメンバ３２のリアブラケット固定部３９ａに固定される。ボルト５３は、リアインシュレータ５２の中心を通って車幅方向に延び、固定されている。リアブラケット５０の後端部５５、つまり、側面形状が円となる部分の周面は、車幅方向に平行である。
【００３７】
パワープラント３１は、モータ３５と減速機３６との境界部に、後方に延びるフランジ部３６ａが設けられている。図６に示すように、リアブラケット５０の前端部、つまりリアインシュレータ５２が設けられる端部に対して反対側の端部には、ボルトがはまる貫通孔５８が、３つ形成されている。リアブラケット５０の前端部５６は、３つのボルトによってフランジ部３６ａに固定される。
【００３８】
図３に示すように、パワープラント３１においてリアブラケット５０の前端部５６が固定される部位である、ボルトが通る貫通孔５８のうちもっとも下端に位置する貫通孔５８中心の位置Ｐ１は、車幅方向Ｗにパワープラント３１を見たときにパワープラント３１の上下方向の中心Ｃよりも上側の部位である。
【００３９】
そして、パワープラントマウントメンバ３２においてリアブラケットと５０の後端部５５を固定部３９ａに固定するボルト５３の軸線の位置Ｐ２は、Ｐ１よりも上方に位置する。このように、リアブラケット５０において、パワープラントマウントメンバ３２に固定される部分と、パワープラント３１に固定される部分とは、車両前後方向に離間する。
【００４０】
パワープラント３１は、フロントブラケット３３とリアブラケット５０、クロスサポートメンバ３４上に溶接した図示しない数箇所のブラケットとを介して、パワープラントマウントメンバ３２に固定されている。
【００４１】
つぎに、パワープラントマウントメンバ３２を骨格部１４に固定する固定構造を説明する。本実施形態では、一例として、パワープラントマウントメンバ３２の一方の前端部３８は、ボルト３８ｃによって第１のサイドメンバ１５に下方から固定されている。他方の前端部３７は、ボルト３７ｃによって第２のサイドメンバ１６に下方から固定されている。パワープラントマウントメンバ３２の後端部３９は、パワープラントマウントメンバ３２上に溶接されたリアブラケット固定部３２ｂから上方へ突出したボルト３９ｃによって第５のクロスメンバ１７ｅ（骨格部１４）に固定されている。
【００４２】
図３に示すように、パワープラントユニット３０が骨格部１４に固定されたとき、パワープラントユニット３０は、バッテリケース２２に接触しない。パワープラント３１とバッテリケース２２との間には、隙間Ｓが設けられている。
【００４３】
また、リアブラケット５０は、一定の荷重により破断するように設定されている。ここで言う破断とは、パワープラント３１がリアブラケット５０を介してパワープラントマウントメンバ３２へ支持がされなくなる状態である。
【００４４】
リアブラケット５０に、例えば後方から荷重が入力された場合、この荷重がリアブラケット５０を破断するに十分な荷重であると、リアブラケット５０は粉々となり、パワープラント３１とパワープラントマウントメンバ３２の後端部３９のリアブラケット固定部３９ａとの間に介装されない状態となる。そのため、後方が衝突した場合であっても、パワープラント３１の前方に設けられたバッテリケース２２とパワープラント３１とが激しく衝突することを防ぎ、その上で衝突によるバッテリの電解液漏れなどを防ぐことができる。
【００４５】
つぎに、突部６０について説明する。図４に示すように、突部６０は、バンパビーム４０の内面において車幅方向中央部に固定されている。なお、内面とは、バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６に固定されたときの前面であり、パワープラント３１に向かう面である。
【００４６】
図７は、図４に示すＦ７−Ｆ７線に沿って示すバンパビーム４０の断面図である。図７は、バンパビーム４０を、バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６に取り付けられたときの車両前後方向に沿って切断した断面を示している。
【００４７】
図７に示すように、突部６０は、本実施形態では、板部材を折り曲げて、バンパビーム４０に取り付けられたときに三角形状になる形状に形成され、接触面６１を有している。接触面６１は、後方からの衝突など電気自動車１０の後端に後方から前方に向かう方向に荷重が入力されることによってバンパビーム４０が前方に向かって変位したときに、リアブラケット５０に接触する面である。接触面６１は、車幅方向に平行な面である。
【００４８】
接触面６１について、具体的に説明する。図２に示すように、骨格部１４と、骨格部１４に固定されたパワープラントユニット３０とを上方から下方に向かって見たとき、リアブラケット５０と突部６０とは、車両前後方向で一直線状に位置して設けられている。なお、上方から見た状態であるので、リアブラケット５０と突部６０との上下方向の位置関係は考慮していない。
【００４９】
図８は、電気自動車１０の後端に前方に向かって荷重が入力された状態を示す側面図である。電気自動車１０は、図３と同様に示されている。図８に示すように、他車５からバンパビーム４０に後方から前方に向かって荷重が入力されると、バンパビーム４０において、本実施形態では、両端部４２，４３の一部と、バンパビーム４０の中央部４１とは、第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁よりも下方に位置しているため、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１より下側の部分が、前方に向かって変位する。
【００５０】
第１のサイドメンバ１５の後端１１０下端縁１１１は、本実施形態では一例として車幅方向に平行に延びている。このため、下端縁１１１は、車幅方向にいずれの位置であっても車両上下方向で同じ位置である。第２のサイドメンバ１６の後端１２０の下端縁１２１は、本実施形態では車幅方向に平行に延びている。このため、下端縁１２１は、車幅方向にいずれの位置であっても車両上下方向に同じ位置である。第１のサイドメンバ１５の後端１１０の下端縁１１１と第２のサイドメンバ１６の後端１２０の下端縁１２１とは、車両上下方向に同じ位置である。そして、下端縁１１１と下端縁１２１とは、車両前後方向において同じ位置である。言い換えると、下端縁１１１と下端縁１２１とは、互いに車幅方向にて平行であるとともに、車幅方向に同一直線上に位置するので、車幅方向で見る場合、重なることとなる。
【００５１】
バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１よりも下側の部分の前方への変位として、バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１を回転中心として回転することによって、バンパビーム４０において下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位する場合がある。この場合は、取付ブラケット４４が変形する。
【００５２】
または、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１と対向する部位を折り目として折り曲げられることによってバンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位する場合がある。
【００５３】
上記した変位の２つの例であっても、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１より下側の部分の前方への変位は、同じである。上記２つの変位の例は、本発明で言う、下側の部分が第１の骨格部材の下端を回転中心にして骨格部材の他端側に向かって回転することの例である。
【００５４】
接触面６１は、平面であり、バンパビーム４０が変形する前であると車幅方向に平行であるとともに前下方を向いている。バンパビーム４０が第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１，１２１を回転中心として回転するなどしてバンパビーム４０において下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位すると、接触面６１は、リアブラケット５０の後端部５５、つまり側面形状が円となる部分の周面に接触する。
【００５５】
図８は、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が変形して前方に変位した後、接触面６１がリアブラケット５０の後端部に接触した状態を示している。
【００５６】
図９は、図８に示される範囲Ｆ９を示す斜視図である。図９は、リアブラケット５０の後端部５５に突部６０が衝突した状態を示す斜視図である。図９に示すように、リアブラケット５０に接触した接触面６１は、車幅方向と上下方向とに平行な平面となる。つまり、車両前後方向に垂直な姿勢である。このため、バンパビーム４０が変形する前の接触面６１の姿勢は、接触面６１がリアブラケット５０の後端部５５に接触したときに、車両前後方向に垂直な平面となる姿勢である。
【００５７】
このように、荷重が入力される前の突部６０の接触面６１の姿勢は、荷重が入力されることによって上記した変形や回転などに起因する変位をした後に図９に示すようにリアブラケット５０に衝突するように想定して決定される。なお、この変位は、実験などによって求められ、適宜設定することができる。
【００５８】
本実施形態では、電気自動車１０が第１，２のサイドメンバ１５，１６とバンパビーム４０とを備える構造であるため、変位として、上記の回転と折り曲げが想定された。このため、接触面６１の姿勢は、この変位に基づいて決定されている。
【００５９】
つぎに、電気自動車１０の後端に他車５が衝突した場合の、突部６０とリアブラケット５０との挙動を説明する。このときリアバンパ１８に入力される荷重は、突部６０がリアブラケット５０に衝突するまでバンパビーム４０を回転する大きさを有している。
【００６０】
まず、電気自動車１０の後端に衝突する他車５を説明する。図８には、他車５の前端部６を２点鎖線で図示している。なお、図８では、バンパビーム４０において第１，２のサイドメンバ１５，１６の下端縁１１１、１２１よりも下側の部分の変位をわかりやすくするために、リアバンパ１８は省略する。
【００６１】
他車５が自車である電気自動車１０の後端に前方に向かって衝突すると、他車５のフロントバンパ７が電気自動車１０のリアバンパに接触する。そして、他車５は、電気自動車１０のリアバンパを変形させて、さらに進む。そのため、電気自動車１０では、バンパビーム４０が前方に押圧されることとなる。
【００６２】
この結果、バンパビーム４０は、第１，２のサイドメンバ１５，１６の後端１１０，１２０の下端縁１１１，１２１を回転の中心として回転する。この結果、バンパビーム４０において下端縁１１１，１２１よりも下側の部分が前方に変位する。他車５がさらに進むと、それに伴いバンパビーム４０は、さらに回転する。この結果、接触面６１がリアブラケット５０の後端部５５に衝突する。
【００６３】
突部６０は、初期状態においてリアブラケット側に向かって突出している。なお、初期状態とは、バンパビーム４０が変形する前である。またリアブラケット側とは、突部６０に対してリアブラケット５０が位置する側である。本実施形態では、リアブラケット５０は、突部６０に対して車両前方方向に位置している。そのため、突部６０は前方に突出している。なお、突出するとは、突部６０が形成される周囲に対して突出することであり、バンパビーム４０の前面は、初期状態において、一例として、車両前後方向に垂直な平面である。
【００６４】
突部６０がリアブラケット側に突出することによって、初期状態の位置にある突部６０とリアブラケット５０との距離は、初期状態にあるバンパビーム４０とリアブラケット５０との距離に対して、短くなる。このため、他車５が電気自動車１０に後方から衝突してから、突部６０がリアブラケット５０に衝突するまでの時間が短くすることができる。
【００６５】
突部６０がリアブラケット５０に衝突するまでの時間が短くできることによって、他車５から入力される荷重が、電気自動車１０のリアバンパ１８などの外壁部や骨格部１４で吸収される前に、突部６０はリアブラケット５０に衝突する。
【００６６】
つまり、電気自動車１０に入力された荷重は、吸収される程度が小さく抑えられた状態で突部６０をリアブラケット５０に衝突させる。このため、初期位置からリアブラケット５０に衝突する位置までの突部６０の変位の加速度は、大きくなる。
【００６７】
図８は、接触面６１がリアブラケット５０の後端部５５に衝突した瞬間の状態を、図３と同様に車幅方向に見た状態を示している。上記したように、接触面６１は、突部６０が前方に移動してリアブラケット５０に衝突する際に、前後方向Ｌに垂直な平面となる姿勢でリアブラケット５０に衝突するように、初期位置の姿勢が適宜設定されている。
【００６８】
突部６０がリアブラケット５０に衝突することによって、突部６０を介してリアブラケット５０に荷重が伝達される。突部６０は、接触面６１が前後方向Ｌに垂直な姿勢でリアブラケット５０に衝突することによって、突部６０を前方に移動した荷重は、突部６０を介して効率よくリアブラケット５０に伝達される。このとき、リアブラケット５０に伝達される荷重がリアブラケット５０を破壊するに充分な大きさを有していると、リアブラケット５０は破壊される。
【００６９】
上記したように、リアブラケット５０は、車幅方向に見た形状が上方に突出するように湾曲する形状である。さらに、リアブラケット５０においてパワープラント３１に固定される前端部５６と、パワープラントマウントメンバ３２に固定される後端部５５とは、上下方向に離間している。
【００７０】
このため、リアブラケット５０の後端部５５に前方に向かう荷重が入力されると、図８に示すように、リアブラケット５０の上側部分は車両前後方向に引っ張られ、リアブラケット５０の下側部分は車両前後方向に圧縮される。
【００７１】
また、上記したように、突部６０は、加速度が大きい状態を保ったまま、リアブラケット５０に衝突するため、リアブラケット５０は、初期位置に対して動くことなくまたは動いても変位量を小さく抑えたまま、中間部５７が破壊されることとなる。
【００７２】
図１０は、リアブラケット５０の中間部５７が破壊された状態を、図３と同様に車幅方向に沿って見た状態を示している。リアブラケット５０は、破壊されると粉粉になるように形成されている。このため、図１０に示すように、破壊されたリアブラケット５０の複数の貫通孔５１が設けられている中間部５７は粉粉となる。リアブラケット５０の中間部５７が粉粉になることによって、パワープラント３１のリアブラケット５０によるパワープラントマウントメンバ３２に対する支持が解除される。
【００７３】
リアブラケット５０によるパワープラントマウントメンバ３２に対する支持が解除されると、パワープラント３１には、図１０に示すように、フロントブラケット３３を回転中心とするモーメントが作用する。なお、パワープラント３１が回転しようとする方向を矢印Ｄで示している。この結果、パワープラント３１は、フロントブラケット３３を回転中心として、回転する。図１１は、リアブラケット５０の中間部５７が破壊された後の状態の一例を、図１０と同様に示している。図１１に示すように、リアブラケット５０が粉粉になることによって、パワープラント３１の回転変位がスムーズに行われる。
【００７４】
パワープラント３１の重心より上部に取り付けてあるリアブラケットの破断が遅い場合、支持されたリアブラケットからの入力により衝突初期からパワープラント３１が加速され下側にロールし、バッテリ２０への入力が増える原因となってしまう。しかし、本実施例のように構成される電気自動車１０では、バンパビーム４０に突部６０が形成され、衝突後にリアブラケット５０を早期破断させることで、リアブラケット５０による支持が解除され、他車５が電気自動車１０の後方に衝突した場合であっても、パワープラント３１への初期入力を低減させ、空間(クラッシャブルレングス)を確保し、ロールを抑制し、パワープラント３１とバッテリ２０との衝突を緩和させることができ、パワープラント３１の前方に設けられたバッテリケース２２とパワープラント３１とが激しく衝突することを防ぎ、さらに衝突によるバッテリの電解液漏れなどを防ぐことができる。
【００７５】
また、突部６０がリアブラケット５０に衝突する際、接触面６１は、車両前後方向に垂直な平面となる。このため、他車５が後方から衝突するなどして電気自動車１０に入力される荷重は、効率よくリアブラケット５０に伝達される。このため、リアブラケット５０をより一層早期に破壊することができる。
【００７６】
また、リアブラケット５０は、車体１１に取り付けられた状態で上方に突出するように湾曲する形状であることによって、リアブラケット５０の上側部分には引っ張り荷重が入力され、リアブラケット５０の下側部分には圧縮荷重が入力される。
【００７７】
このため、リアブラケット５０の中間部５７には応力が集中するので、リアブラケット５０を破壊しやすくなる。このように、リアブラケット５０が、リアブラケット５０の延びる方向に交差する方向に突出するように湾曲することによって、リアブラケット５０の破壊を促進するとことができる。他の例としては、リアブラケット５０は、下方に向かって突出するように湾曲する形状であってもよい。
【００７８】
また、リアブラケット５０において車体側に固定される部分である後端部５５と、リアブラケット５０においてパワープラント側に取り付けられる前端部５６とは、上下方向に離間している。このため中間部５７は、破壊されやすくなる。
【００７９】
また、リアブラケット５０の中間部５７には、複数の貫通孔５１が形成されているので、破壊されやすくなる。
【００８０】
なお、図３，８，１０，１１では、第２のサイドメンバ１６とバンパビーム４０との関係が示されているが、上記したように第１，２のサイドメンバ１５，１６とは同じ形状である。このため、骨格部１４とバンパビーム４０とバッテリ２０とパワープラントユニット３０とを第１のサイドメンバ１５側から見たものは、図３，８，１０，１１と同じであり、図中の第２のサイドメンバ１６に係る符号を第１のサイドメンバ１５の対応する符号に変更したものと同じである。
【００８１】
この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【符号の説明】
【００８２】
１０…電気自動車（車両）、１５…第１のサイドメンバ（第１の骨格部材）、１６…第２のサイドメンバ（第１の骨格部材）、３１…パワープラント、４０…バンパビーム（第２の骨格部材）、５０…リアブラケット（取付部材）、６０…突部、６１…接触面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワープラントを車体に取り付ける取付部材と、
前記パワープラントの前方に設けられたバッテリと、
前記車体において前記パワープラントよりも後方に設けられて前記取付部材側に突出する突部と
を具備することを特徴とする車体構造。
【請求項２】
前記車体は、
前記車体の前後方向に延びる第１の骨格部材と、
前記第１の骨格部材の一端に設けられて前記一端の下端よりも下方に延び、前記突部が設けられる第２の骨格部材と
を具備し、
前記突部は、前記第２の骨格部材において前記下端よりも下側の部分であって、前記下側の部分が前記下端を回転中心にして前記骨格部材の他端側に向かって回転したときに前記取付部材に接触する位置に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
前記突部は、前記取付部材に接触する接触面を具備し、
前記接触面は、平面であって前記ブラケットに接触するときの姿勢は、前記前後方向に垂直な平面になる姿勢である
ことを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
前記第１の骨格部材は、サイドメンバであり、
前記第２の骨格部材は、車幅方向に延びるバンパビームである
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車体構造。
【請求項１】
パワープラントを車体に取り付ける取付部材と、
前記パワープラントの前方に設けられたバッテリと、
前記車体において前記パワープラントよりも後方に設けられて前記取付部材側に突出する突部と
を具備することを特徴とする車体構造。
【請求項２】
前記車体は、
前記車体の前後方向に延びる第１の骨格部材と、
前記第１の骨格部材の一端に設けられて前記一端の下端よりも下方に延び、前記突部が設けられる第２の骨格部材と
を具備し、
前記突部は、前記第２の骨格部材において前記下端よりも下側の部分であって、前記下側の部分が前記下端を回転中心にして前記骨格部材の他端側に向かって回転したときに前記取付部材に接触する位置に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【請求項３】
前記突部は、前記取付部材に接触する接触面を具備し、
前記接触面は、平面であって前記ブラケットに接触するときの姿勢は、前記前後方向に垂直な平面になる姿勢である
ことを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
前記第１の骨格部材は、サイドメンバであり、
前記第２の骨格部材は、車幅方向に延びるバンパビームである
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８２２５０（Ｐ２０１３−８２２５０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１８３０（Ｐ２０１１−２２１８３０）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（０００１７６８１１）三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（０００１７６８１１）三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
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