JP5614544B2

JP5614544B2 - 電動車両の車体構造

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Publication number: JP5614544B2
Application number: JP2011114054A
Authority: JP
Inventors: 章悟吉田; 靖浩井上; 伊佐博今村; 龍明川原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2031-05-20
Also published as: JP2012240586A

Description

本発明は、電動車両の車体構造に関し、特に、リアサスペンションを構成するトレーリングアームの取付構造に関する。

例えば、電気自動車、ハイブリッド車両等の電動車両には、走行用モータに電力を供給する複数の駆動用バッテリを備えるバッテリユニットがフロア下に取り付けられているものがある。このバッテリユニットの重量は比較的重いため、このバッテリユニットの取付位置は電動車両の操縦安定性に影響を与える。例えば、電動車両の後方側にバッテリユニットが搭載されている場合、電動車両はオーバーステアになりやすい。

ところで電動車両等の各種車両には、一対のトレーリングアームを有するトレーリングアーム式のサスペンションを備えるものがある。このトレーリングアームの先端側は、トレーリングアームブラケットを介してサイドメンバ等の車体フレームに連結されている。そして電動車両の操縦安定性を高めるためには、サイドメンバとトレーリングアームとの連結部分は、剛性が高いことが好ましい。そこで一般的には、トレーリングアームの先端側は、サイドメンバに溶接等によって固定されたトレーリングアームブラケット（ジョイントブラケット）に連結されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３７３２２号公報

このような構成では、トレーリングアームとサイドメンバとの連結部分の剛性を高めることができる。すなわちトレーリングアームブラケットに対するトレーリングアームの取付位置がサイドメンバに近接しているため、この部分の剛性は比較的高くなる。これにより、バッテリユニットの取付位置に応じて操縦安定性の向上を図ることはできるが十分とは言えず、操縦安定性のさらなる向上が望まれている。

例えば、上述したようなバッテリユニット取付位置の操縦安定性への影響は、トレーリングアームの配置によってある程度抑制することができる。具体的には、トレーリングアームの配置を水平に近づけることで、電動車両の操縦安定性を向上することができる。

ただし、このようにトレーリングアームの配置を変更した場合、トレーリングアームとサイドメンバとの連結部分の剛性が低下してしまい、操縦安定性が十分に向上しない虞がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、トレーリングアームを所望の配置として操縦安定性の向上を図ることができる電動車両の車体構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、車両の前後方向に延設された一対のサイドメンバを含む車体フレームに、駆動用バッテリを備えるバッテリユニットが固定されると共に、トレーリングアームの一端が揺動可能に連結された電動車両の車体構造であって、前記サイドメンバは、当該サイドメンバの下面から下方に突出する突出部を有し、前記突出部の車幅方向内側を向く内側面に前記バッテリユニットが固定されると共に、前記突出部の底面であって前記バッテリユニットと前記突出部との固定部よりも下方の位置に前記トレーリングアームの一端が着脱可能に連結されることを特徴とする電動車両の車体構造にある。
本発明の第２の態様は、前記突出部の車幅方向内側を向く内側面にバッテリブラケットを介して前記バッテリユニットを固定して前記突出部を補強すると共に前記突出部の底面であって前記バッテリブラケットよりも下方の位置に前記トレーリングアームの一端が着脱可能に連結されることを特徴とする第１の態様の電動車両の車体構造にある。

かかる第１又は２の態様では、突出部が設けられていることで、トレーリングアームの先端側の取付位置が比較的低い位置となる。したがって、トレーリングアームを水平に近い状態に配置することができる。また突出部には、電動車両の左右方向（横方向）において比較的大きな荷重が入力されるが、突出部の側面（横方向の端面）にバッテリユニットが固定されており突出部の剛性は比較的高くなっているため、突出部が大きく変形することはない。

本発明の第３の態様は、前記突出部と前記トレーリングアームの一端とは連結部材で連結されることを特徴とする第１又は２の態様の電動車両の車体構造にある。

かかる第３の態様では、トレーリングアームの先端側の取付位置の微調整が可能となる。

本発明の第４の態様は、前記突出部は、前記サイドメンバとは別体で前記サイドメンバの下面に一体的に溶接固定された補強部材によって構成されることを特徴とする第１から３の何れか一つの態様の電動車両の車体構造にある。

かかる第４の態様では、突出部がサイドメンバとは別体である補強部材で構成されていることで、サイドメンバの構造を大幅に変更することなく、トレーリングアームを水平に近い状態に配置することができる。

以上のように本発明では、トレーリングアームを略水平な状態に配置することができ、且つ、バッテリユニットによって突出部の剛性が高められる。したがって、電動車両の操縦安定性、或いは乗り心地を向上することができる。

一実施形態に係る電動車両の概略構成を示す図である。一実施形態に係るバッテリユニットの取付状態を示す上面図である。一実施形態に係るリアサスペンションの概略構成を示す図である。一実施形態に係るトレーリングアームの取付状態を示す側面図である。一実施形態に係るトレーリングアームと車体フレームとの連結部分を示す断面図である。

以下に本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、例えば、電気自動車である電動車両１０は、車体１１の下部の骨格をなす車体フレーム２０と、この車体フレーム２０に固定されたバッテリユニット３０とをフロア（車室）下に備えている。

車体フレーム２０は、電動車両１０の前後方向に延設される一対のサイドメンバ２１と、電動車両１０の左右方向（車幅方向）に延設される複数本（本実施形態では、３本）のクロスメンバ２２とを備えている。各クロスメンバ２２は、サイドメンバ２１の所定位置に溶接によって固定されている。

バッテリユニット３０は、図１及び図２に示すように、このような構成の車体フレーム２０に下方側から着脱可能に固定されている。なおバッテリユニット３０の構造は、公知のものであるため、ここでは簡単に説明する。

バッテリユニット３０はバッテリケース３１を備えている。このバッテリケース３１には電動車両１０に搭載されている走行用モータ（図示なし）に電力を供給するための複数の駆動用バッテリが収容されている。このバッテリケース３１は、例えば、下側に位置するトレイ部材３２と、上側に位置するカバー部材３３とを備えている。

カバー部材３３は、例えば、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。一方トレイ部材３２は、例えば、一体成形された合成樹脂の内部に、補強用の金属プレートをインサートしてなるモールド成形品であり、その下面側には、複数本（本実施形態では、４本）の桁部材３４（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ）が設けられている。またトレイ部材３２の前端部には左右一対の前側支持部材３５（３５Ａ，３５Ｂ）が設けられている。またこれら複数の桁部材３４及び前側支持部材３５は、それぞれ独立して設けられていてもよいが、本実施形態では、トレイ部材３２の下面側において連続している。これによりバッテリユニット３０は、剛性が比較的高くなっている。

そして、バッテリユニット３０は、これら桁部材３４及び前側支持部材３５によって車体フレーム２０に固定されている。すなわちバッテリユニット３０の各桁部材３４は、車体フレーム２０のサイドメンバ２１に固定され、前側支持部材３５はクロスメンバ２２に固定されている。

ここで、桁部材３４Ａ〜３４Ｄのうち、車両前方側の桁部材３４Ａ〜３４Ｃは、サイドメンバ２１の底面側に固定されているが、最後方に位置する桁部材３４Ｄは、詳しくは後述するように、サイドメンバ２１の底面側に突出して設けられた突出部４０の内側面に固定されている。

ところで電動車両１０の前輪５０（図１参照）は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１に支持されている。後輪５１は、図３に示すようなトレーリング式のリアサスペンション６０によって車体１１に支持されている。このリアサスペンション６０は、車体１１とリアアクスル６１との間に懸架ばね６２、ショックアブソーバ６３、ラテラルロッド６４等が装備されている。ラテラルロッド６４は、その一端側が車体側に連結され、その他端側がリアアクスル６１に連結されている。

また車両１０の前後方向に延びる一対のトレーリングアーム６５（６５Ａ，６５Ｂ）も、その前端部（一端側）が車体側に連結され、その後端部（他端側）がリアアクスル６１に連結されている。以下、このトレーリングアーム６５と車体フレーム２０との連結部分１００（図２参照）の構造について説明する。図４及び図５に示すように、サイドメンバ２１の連結部分１００に相当する所定位置に、下方に向かって突出する突出部４０が設けられている。トレーリングアーム６５Ａ，６５Ｂは、この突出部４０の底面側に、連結部材（艤装部材）４５を介して上下方向に回動可能に連結されている。本実施形態では、突出部４０は、補強部材であるバルクヘッド４１を内部に溶接することによって構成されている。すなわちサイドメンバ２１とは別体であるバルクヘッド４１が溶接等によって一体的に固定されて形成されている。このバルクヘッド４１の構造は特に限定されないが、例えば、突出部４０の内壁側を構成する第１の部材４２と、外壁側を構成する第２の部材４３とを備えている。

上述したようにバッテリユニットの桁部材３４Ｄは、このような突出部４０の内側面に固定されている。すなわち桁部材３４Ｄは、バルクヘッド４１を構成する第１の部材４２に、バッテリブラケット７０を介して固定されている。バッテリブラケット７０の構造は特に限定されないが、本実施形態では、桁部材３４Ｄに当接する当接部材７１と、この当接部材７１を覆うように設けられる被覆部材７２とで構成されている。

艤装部材４５は、このような突出部４０を構成するバルクヘッド４１の底面側に、ボルト等の締結部材４６によって着脱可能に固定されている。この艤装部材４５は、下方側に向かって開口しており、各トレーリングアーム６５が挿入される挿入溝４７を画成する。そして、各トレーリングアーム６５の先端側は、この艤装部材４５の挿入溝４７内にボルト等によって上下方向に回動可能に支持されている。

このように各トレーリングアーム６５の先端側は、トレーリングアームブラケットとして機能する艤装部材４５及びバルクヘッド４１を介して車体フレーム２０を構成するサイドメンバ２１に連結されている。これにより、トレーリングアーム６５をサイドメンバ２１自体に取り付ける場合に比べて、トレーリングアーム６５の先端側の車体フレーム２０への取付位置を低くすることができる。したがって、トレーリングアーム６５を水平に近い状態に配置することができ、電動車両１０の操縦安定性が向上する。例えば、バッテリユニット３０が電動車両１０の後方に配置されていると、電動車両１０はオーバーステアの傾向になりやすいが、トレーリングアーム６５Ａ，６５Ｂが略水平に配置されることで、電動車両１０のオーバーステアの傾向は抑制され、操縦安定性が向上する。

また電動車両１０がカーブを走行する際などには、車体１１に作用する遠心力によって、トレーリングアーム６５が、電動車両１０の略左右方向に振られることがある（図３中に矢印で示す）。その際、サイドメンバ２１の底面から下方に突出する突出部４０にも、横方向の大きな荷重が入力されることになる。このような場合でも、突出部４０を構成するバルクヘッド４１の側面には、バッテリユニット３０の桁部材３４Ｄが固定され、横方向における突出部４０の剛性は大幅に上昇しているため、突出部４０の変形は大幅に抑制される。したがって、車両１０の操縦安定性や乗り心地を向上することができる。

さらに本実施形態の構成では、艤装部材４５がバルクヘッド４１に着脱可能に取付られているため、トレーリングアーム６５の配置を調整することができる。これにより車両１０の状態に応じて、トレーリングアーム６５の配置を調整することができ、車両１０の乗り心地を常に良好に維持することができる。また、このようなトレーリングアーム６５の取付構造を複数車種に採用して、車種に応じてトレーリングアーム６５の配置を変更することもできる。したがって製造コストの削減を図ることもできる。

なお上述の実施形態では、突出部４０がサイドメンバ２１とは別体であるバルクヘッド４１で構成されていたが、勿論、この突出部４０は、サイドメンバ２１と一体的に形成されていてもよい。また上述の実施形態では、突出部４０に、最後方の桁部材３４Ｄが固定されていたが、勿論、それ以外の桁部材３４Ａ〜３４Ｃが固定されていてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、勿論、このような実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。

１０電動車両
１１車体
２０車体フレーム
２１サイドメンバ
２２クロスメンバ
３０バッテリユニット
３１バッテリケース
３２トレイ部材
３３カバー部材
３４桁部材
３５前側支持部材
４０突出部
４１バルクヘッド
４２第１の部材
４３第２の部材
４５連結部材 (艤装部材)
４６締結部材
４７挿入溝
５０前輪
５１後輪
６０リアサスペンション
６１リアアスクル
６２懸架ばね
６３ラテラルロッド
６４ショックアブソーバ
６５トレーリングアーム
７０バッテリブラケット
７１当接部材
７２被覆部材
１００連結部分

Claims

車両の前後方向に延設された一対のサイドメンバを含む車体フレームに、駆動用バッテリを備えるバッテリユニットが固定されると共に、トレーリングアームの一端が揺動可能に連結された電動車両の車体構造であって、
前記サイドメンバは、当該サイドメンバの下面から下方に突出する突出部を有し、
前記突出部の車幅方向内側を向く内側面に前記バッテリユニットが固定されると共に、前記突出部の底面であって前記バッテリユニットと前記突出部との固定部よりも下方の位置に前記トレーリングアームの一端が着脱可能に連結される
ことを特徴とする電動車両の車体構造。
前記突出部の車幅方向内側を向く内側面にバッテリブラケットを介して前記バッテリユニットを固定して前記突出部を補強すると共に前記突出部の底面であって前記バッテリブラケットよりも下方の位置に前記トレーリングアームの一端が着脱可能に連結される
ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の車体構造。
前記突出部と前記トレーリングアームの一端とは連結部材で連結される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動車両の車体構造。
前記突出部は、前記サイドメンバとは別体で前記サイドメンバの下面に一体的に溶接固定された補強部材によって構成される
ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電動車両の車体構造。