JP7209227B2 - 車両のボディ骨格構造 - Google Patents
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Description
本開示は、車両のボディ骨格構造に関する。
特許文献1には、複数のクロスビームを骨格材としてバスの後面部材に固定したバスの車体後部構造が図示されている。複数のクロスビームは、高さ位置が相違するように上下に離間して並び、車幅方向に略水平に延びている。
バス(車両)の後部に大型の車載部品(例えば駆動用のバッテリ等)を車両後方から搭載して配置する場合、作業スペースとして上下幅の大きな後面開口をボディ後面に設ける必要がある。
しかし、特許文献1の構造に上下幅の大きな後面開口を設けるためには、クロスビームの上下間隔を拡大して配置する必要があり、クロスビームの上下間隔の拡大は、ボディ後面の剛性の低下を招く。
そこで本開示は、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口を拡大することが可能な車両のボディ骨格構造の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、本開示の第1の態様は、ボディ側面が左右の側面骨格構造によって構成され、ボディ後面が後面骨格構造によって構成される車両のボディ骨格構造である。ボディ骨格構造は、車幅方向の両側で車両前後方向に延びる左右のサイドメンバの後端部が、車幅方向に延びるリヤエンドクロスメンバによって連結された車体フレームによって下方から支持される。ボディ骨格構造は、左右のリヤエンドピラーと、開口下縁フレームと、第1クロスフレームと、左右の前後連結フレームとを備える。
左右のリヤエンドピラーは、側面骨格構造と後面骨格構造とが交差する車両後端の車幅方向両側で起立して上下方向に延びる。開口下縁フレームは、後面開口の下縁を区画するようにリヤエンドクロスメンバの上方で車幅方向に延び、左右のリヤエンドピラーを連結して後面骨格構造を構成する。第1クロスフレームは、開口下縁フレームの車両前方で車幅方向に延びて左右の側面骨格構造を連結する。左右の前後連結フレームは、車幅方向に離間して並び、車両前後方向に延びて開口下縁フレームと第1クロスフレームとを連結する。
第1の態様では、車両の走行中等に後輪の車軸から車体フレームを介してボディ後面側へ入力する荷重は、開口下縁フレームから左右の前後連結フレーム及び第1クロスフレームを介して左右の側面骨格構造へ伝達される。このように、ボディ後面側へ入力する荷重を、左右の前後連結フレーム及び第1クロスフレームを介して左右の側面骨格構造に分散させて支持することができるので、後面開口の上下幅を拡大する(開口下縁フレームの上方に広い空間を設ける)ことによるボディ後面の剛性の低下を、左右の前後連結フレーム及び第1クロスフレームによって確実に抑制することができる。従って、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口を拡大することができる。
本開示の第2の態様は、第1の態様のボディ骨格構造であって、第1クロスフレームの上方で車幅方向に延びて左右の側面骨格構造を連結する1つ又は複数の第2クロスフレームを備える。
第2の態様では、左右の側面骨格構造が第2クロスフレームによって連結されるので、一方の側面骨格構造へ入力した荷重を第2クロスフレームを介して他方の側面骨格構造へ伝達することができ、ボディ後部全体の剛性を高めることができる。従って、後面開口の拡大によるボディ後面の剛性の低下をさらに確実に抑制することができる。
本開示の第3の態様は、第2の態様のボディ骨格構造であって、側面骨格構造は、第1クロスフレームと略同じ車両前後位置で起立する左右の中間ピラーを有する。第2クロスフレームは、左右の中間ピラーを連結する。
第3の態様では、第1クロスフレームと略同じ車両前後位置で起立する左右の中間ピラーを第2クロスフレームによって連結するので、第1クロスフレームから左右の側面骨格構造への荷重入力に対するボディ後部全体の剛性を効率良く高めることができる。
本開示の第4の態様は、第1~第3の態様のボディ骨格構造であって、左右の前後連結フレームには車載部品が載置される。
第4の態様では、車載部品からの荷重入力を後面骨格構造と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、車載部品が重量物である場合であっても、車載部品の支持剛性を確保することができる。
本開示の第5の態様は、第2又は第3の態様のボディ骨格構造であって、左右の前後連結フレームには車載部品が載置され、載置された車載部品は、第2クロスフレームに固定される
第5の態様では、車載部品からの荷重入力を後面骨格構造と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、車載部品が重量物である場合であっても、車載部品の支持剛性を確保することができる。
第5の態様では、車載部品からの荷重入力を後面骨格構造と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、車載部品が重量物である場合であっても、車載部品の支持剛性を確保することができる。
車載部品が第2クロスフレームに固定されるので、車載部品の支持状態を安定させることができる。
本開示の第6の態様は、第1~第5の態様のボディ骨格構造であって、1つ又は複数の上下連結部材を備える。上下連結部材は、リヤエンドクロスメンバと開口下縁フレームとの間に配置されて、リヤエンドクロスメンバと開口下縁フレームとを連結する。
第6の態様では、開口下縁フレームとリヤエンドクロスメンバとを上下連結部材によって連結するので、ボディ後面の剛性をさらに高めることができる。
本開示によれば、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口を拡大することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。また、図中の矢印FRは車両前方を、UPは上方を、INは車幅方向内側をそれぞれ示す。
図1~図5に示すように、本開示に係る車両1は、車体フレーム2によって下方から支持されるボディ骨格構造3を備えたバスであり、乗員が乗り込む車室4の車両後方にバッテリ収容室(車載部品収容室)5が設けられる。バッテリ収容室5には、駆動用モータ(図示省略)への給電を行う車載部品としてのバッテリユニット6(図3~図5参照)が搭載される。本実施形態のバッテリユニット6は、上下に重なるように配置される2つのバッテリ7と、上下のバッテリ7を連結して一体化するバッテリ支持枠8とによって構成される。ボディ後面には、バッテリ収容室5の車両後方を開放する後面開口9が設けられる。後面開口9は、重量物である大型のバッテリユニット6を車両後方から搭載して配置する際の作業スペースとして有効に機能するように、左右幅及び上下幅が大きく形成される。
車体フレーム2は、車幅方向両側で車両前後方向に延びる左右1対のサイドメンバ10と、車幅方向に延びて左右のサイドメンバ10を連結する複数のクロスメンバ11とによって構成される。本実施形態のサイドメンバ10は、車両前後方向に複数に分割された分割型のサイドメンバであり、車両1の後端部で前後方向に延びる左右のリヤサイドメンバ12を有する。複数のクロスメンバ11には、左右のリヤサイドメンバ12の後端部を連結するリヤエンドクロスメンバ13が含まれる。なお、左右のサイドメンバ10は、車両全長域で連続する非分割型(一体型)であってもよい。
車両1の左右のボディ側面は側面骨格構造14によってそれぞれ構成され、ボディ後面は後面骨格構造15によって構成され、ボディ天井面は天井面骨格構造16によって構成される。骨格構造とは、複数のフレーム材を交差して連結することにより構成される構造である。ボディ骨格構造3を構成するフレーム材(ボディ側面、ボディ後面及びボディ天井面のフレーム材の他、後述する第1クロスフレーム43、第2クロスフレーム44及び前後連結フレーム45を含む)の断面形状は、U状や矩形筒状など、要求される強度に応じて任意の形状に設定することができる。
左右の側面骨格構造14は、フレーム材として、複数のピラー17と、複数のサイドフレーム18と、複数の側面連結フレーム26,27,28とを備える。複数のピラー17は、リヤエンドピラー20と、第1リヤピラー21と、第2リヤピラー(中間ピラー)22とを含む。複数のサイドフレーム18は、下サイドフレーム23と、中間サイドフレーム24と、上サイドフレーム25とを含む。
左右のリヤエンドピラー20は、側面骨格構造14と後面骨格構造15とが交差する車両後端の車幅方向両側で起立して上下方向に延び、リヤエンドピラー20の下端部は、車体フレーム2に対して固定される。第1リヤピラー21は、リヤエンドピラー20の前方で上下方向に延び、第2リヤピラー22は、第1リヤピラー21の前方で上下方向に延びる。リヤエンドピラー20と第1リヤピラー21とは、前後方向に延びる側面連結フレーム(側面第1横連結フレーム26)によって連結される。同様に、第1リヤピラー21と第2リヤピラー22とは、前後方向に延びる側面連結フレーム(側面第2横連結フレーム27)によって連結される。
下サイドフレーム23は、車体フレーム2よりも上方で前後方向に延び、下サイドフレーム23の後端部は、リヤエンドピラー20に固定される。下サイドフレーム23の前端部は、車体フレーム2の上方で上下方向に延びる側面連結フレーム(ホイールハウス上方縦フレーム28)に固定される。中間サイドフレーム24は、下サイドフレーム23の上方で前後方向に延び、中間サイドフレーム24の後側と下サイドフレーム23とは、第1リヤピラー21の下部及びホイールハウス上方縦フレーム28によって連結される。ホイールハウス上方縦フレーム28は、第2リヤピラー22と略同じ車両前後位置に配置される(図3及び図6参照)。上サイドフレーム25は、中間サイドフレーム24の上方で前後方向に延び、第1リヤピラー21の上端部及び第2リヤピラー22の上端部は、上サイドフレーム25に固定される。
下サイドフレーム23の下方には、ホイールハウス29の上方を区画するアーチ状のリヤフェンダ30が固定される。ホイールハウス29には、後輪のタイヤ31(図3参照)が収容され、車体フレーム2は、サスペンション(図示省略)を介して後輪の車軸(図示省略)に支持される。リヤフェンダ30の後方のリヤエンドクロスメンバ13の上面には、ホイールハウス29の後側を補強する補強部材32が固定される。
天井面骨格構造16は、フレーム材として、梁状リヤエンドパネル33と、複数の天井梁34と、複数の天井面連結フレーム35とを備え、複数の天井梁34は、第1天井梁36及び第2天井梁37を含む。梁状リヤエンドパネル33は車幅方向に延び、梁状リヤエンドパネル33の車幅方向両端部は、リヤエンドピラー20の上端部及び第1リヤピラー21の上端部に固定され支持される。第1天井梁36は、梁状リヤエンドパネル33の前面に重なって固定された状態で車幅方向に延び、他の天井梁34(第2天井梁37を含む)は、第1天井梁36の前方で前後方向に互いに離間してそれぞれ車幅方向に延びる。他の天井梁34の車幅方向両端部は、上サイドフレーム25に固定され支持される。天井面連結フレーム35は、車両前後方向に延び、前後に離間する天井梁34を連結する。
後面骨格構造15は、フレーム材として、上記左右のリヤエンドピラー20と、上記梁状リヤエンドパネル33と、左右の後面両端フレーム40と、開口下縁フレーム41と、複数(本実施形態では左右1対)の上下連結フレーム42とを備える。左右の後面両端フレーム40は、リヤエンドクロスメンバ13の車幅方向両端部の上面から起立して上方へ延び、後面両端フレーム40の下端部は、リヤエンドクロスメンバ13に固定される。左右のリヤエンドピラー20の下部は、左右の後面両端フレーム40にそれぞれ固定される。
開口下縁フレーム41は、後面開口9の下縁を区画するように、リヤエンドクロスメンバ13の上方で且つ、ボディ後面の上下高さの中央よりも下方で車幅方向に延び、左右のリヤエンドピラー20を連結する。開口下縁フレーム41の車幅方向両端部は、後面両端フレーム40の上端部に載置されて固定されるとともに、リヤエンドピラー20に固定される。左右の上下連結フレーム42は、開口下縁フレーム41と補強部材32との間で上下方向に延び、上下連結フレーム42の上端部と下端部とは、開口下縁フレーム41と補強部材32とにそれぞれ固定される。すなわち、上下連結フレーム42と補強部材32とは、リヤエンドクロスメンバ13と開口下縁フレーム41との間に配置されて、リヤエンドクロスメンバ13と開口下縁フレーム41とを連結する上下連結部材を構成する。左右の上下連結フレーム42の車幅方向の位置は、後述する左右の前後連結フレーム45の車幅方向の位置と略同じに設定される。
なお、本実施形態では、後面開口9の上縁を梁状リヤエンドパネル33によって区画し、後面開口9の車幅方向の両側縁を左右のリヤエンドピラー20によって区画しているが、後面開口9の上縁及び両側縁を他の部材によって区画してもよい。例えば、梁状リヤエンドパネル33の下方で車幅方向に延びて左右のリヤエンドピラー20を連結する開口上縁フレームを設け、開口上縁フレームによって後面開口9の上縁を区画してもよい。また、左右のリヤエンドピラー20の車幅方向内側で上下方向に延びて開口下縁フレーム41と梁状リヤエンドパネル33とを連結する左右の開口側縁フレームを設け、左右の開口側縁フレームによって後面開口9の左右の側縁を区画してもよい。
ボディ骨格構造3は、フレーム材として、第1クロスフレーム43と、上下の第2クロスフレーム44と、左右の前後連結フレーム45とを備える。第1クロスフレーム43は、開口下縁フレーム41の車両前方で車幅方向に延びて左右の側面骨格構造14を連結する。本実施形態では、第1クロスフレーム43の車幅方向両端部は、左右のホイールハウス上方縦フレーム28の車幅方向内側面に固定される。ホイールハウス上方縦フレーム28は、第2リヤピラー22と略同じ車両前後位置に配置されるので、第2リヤピラー22は、第1クロスフレーム43と略同じ車両前後位置で起立する。
上下の第2クロスフレーム44は、第1クロスフレーム43の上方で上下に離間して車幅方向に延び、左右の側面骨格構造14を連結する。上下の第2クロスフレーム44には、車室4とバッテリ収容室5とを仕切る隔壁(図示省略)が固定される。本実施形態では、第2クロスフレーム44の車幅方向両端部は、左右の第2リヤピラー22の車幅方向内側面に固定される。第2クロスフレーム44の数は2つに限定されず、1つ又は3つ以上であってもよい。
左右の前後連結フレーム45は、車幅方向に離間して並び、車両前後方向に延びて開口下縁フレーム41と第1クロスフレーム43とを連結する。本実施形態では、前後連結フレーム45の前端部は、第1クロスフレーム43の車両後面に固定され、前後連結フレーム45の後端部は、開口下縁フレーム41の上面に載置され固定される。
第2クロスフレーム44の車両後面には、バッテリユニット6を前方から支持するバッテリ支持部材46が固定される。バッテリユニット6は、左右の前後連結フレーム45に載置されて固定される。またバッテリユニット6の車両前部は、バッテリ支持部材46を介して第2クロスフレーム44に固定される。
本実施形態によれば、車両1の走行中等に後輪の車軸から車体フレーム2を介してボディ後面側へ入力する荷重は、開口下縁フレーム41から左右の前後連結フレーム45及び第1クロスフレーム43を介して左右の側面骨格構造14へ伝達される。このように、ボディ後面側へ入力する荷重を、左右の前後連結フレーム45及び第1クロスフレーム43を介して左右の側面骨格構造14に分散させて支持することができるので、後面開口9の上下幅を拡大する(開口下縁フレーム41の上方に広い空間を設ける)ことによるボディ後面の剛性の低下を、左右の前後連結フレーム45及び第1クロスフレーム43によって確実に抑制することができる。従って、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口9を拡大することができる。
左右の側面骨格構造14が第2クロスフレーム44によって連結されるので、一方の側面骨格構造14へ入力した荷重を第2クロスフレーム44を介して他方の側面骨格構造14へ伝達することができ、ボディ後部全体の剛性を高めることができる。従って、後面開口9の拡大によるボディ後面の剛性の低下をさらに確実に抑制することができる。
第1クロスフレーム43と略同じ車両前後位置で起立する左右の第2リヤピラー22を第2クロスフレーム44によって連結するので、第1クロスフレーム43から左右の側面骨格構造14への荷重入力に対するボディ後部全体の剛性を効率良く高めることができる。
バッテリユニット6からの荷重入力を後面骨格構造15と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、重量物であるバッテリユニット6の支持剛性を確保することができる。
バッテリユニット6の前部が第2クロスフレーム44に固定されるので、バッテリユニット6の支持状態を安定させることができる。
また、開口下縁フレーム41とリヤエンドクロスメンバ13とを上下連結フレーム42及び補強部材32によって連結するので、ボディ後面の剛性をさらに高めることができる。
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
例えば、上記実施形態では車載部品としてバッテリユニット6を例示して説明したが、バッテリユニット6以外の車載部品を搭載してもよい。また、前後連結フレーム45の数は2つに限定されず、3つ以上であってもよい。
本発明は、ボディ骨格構造を備えた車両に適用することができる。
1:車両
2:車体フレーム
3:ボディ骨格構造
4:車室
5:バッテリ収容室
6:バッテリユニット(車載部品)
9:後面開口
10:サイドメンバ
11:クロスメンバ
12:リヤサイドメンバ
13:リヤエンドクロスメンバ
14:側面骨格構造
15:後面骨格構造
16:天井面骨格構造
20:リヤエンドピラー
21:第1リヤピラー
22:第2リヤピラー(中間ピラー)
23:下サイドフレーム
22:中間サイドフレーム
23:上サイドフレーム
29:ホイールハウス
30:リヤフェンダ
31:タイヤ
32:補強部材(上下連結部材)
40:後面両端フレーム
41:開口下縁フレーム
42:上下連結フレーム(上下連結部材)
43:第1クロスフレーム
44:第2クロスフレーム
45:前後連結フレーム
2:車体フレーム
3:ボディ骨格構造
4:車室
5:バッテリ収容室
6:バッテリユニット(車載部品)
9:後面開口
10:サイドメンバ
11:クロスメンバ
12:リヤサイドメンバ
13:リヤエンドクロスメンバ
14:側面骨格構造
15:後面骨格構造
16:天井面骨格構造
20:リヤエンドピラー
21:第1リヤピラー
22:第2リヤピラー(中間ピラー)
23:下サイドフレーム
22:中間サイドフレーム
23:上サイドフレーム
29:ホイールハウス
30:リヤフェンダ
31:タイヤ
32:補強部材(上下連結部材)
40:後面両端フレーム
41:開口下縁フレーム
42:上下連結フレーム(上下連結部材)
43:第1クロスフレーム
44:第2クロスフレーム
45:前後連結フレーム
Claims (6)
- 車幅方向の両側で車両前後方向に延びる左右のサイドメンバの後端部が、車幅方向に延びるリヤエンドクロスメンバによって連結された車体フレームによって下方から支持され、ボディ側面が左右の側面骨格構造によって構成され、ボディ後面が後面骨格構造によって構成される車両のボディ骨格構造であって、
前記側面骨格構造と前記後面骨格構造とが交差する車両後端の車幅方向両側で起立して上下方向に延びる左右のリヤエンドピラーと、
後面開口の下縁を区画するように前記リヤエンドクロスメンバの上方で車幅方向に延び、前記左右のリヤエンドピラーを連結して前記後面骨格構造を構成する開口下縁フレームと、
前記開口下縁フレームの車両前方で車幅方向に延びて前記左右の側面骨格構造を連結する第1クロスフレームと、
車幅方向に離間して並び、車両前後方向に延びて前記開口下縁フレームと前記第1クロスフレームとを連結する左右の前後連結フレームと、を備える
ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。 - 請求項1に記載のボディ骨格構造であって、
前記第1クロスフレームの上方で車幅方向に延びて前記左右の側面骨格構造を連結する1つ又は複数の第2クロスフレームを備える
ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。 - 請求項2に記載のボディ骨格構造であって、
前記側面骨格構造は、前記第1クロスフレームと略同じ車両前後位置で起立する左右の中間ピラーを有し、
前記第2クロスフレームは、前記左右の中間ピラーを連結する
ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。 - 請求項1~請求項3の何れか1項に記載のボディ骨格構造であって、
前記左右の前後連結フレームには車載部品が載置される
ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。 - 請求項2又は請求項3に記載のボディ骨格構造であって、
前記左右の前後連結フレームには車載部品が載置され、
前記載置された車載部品は、前記第2クロスフレームに固定される
ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。 - 請求項1~請求項5の何れか1項に記載のボディ骨格構造であって、
前記リヤエンドクロスメンバと前記開口下縁フレームとの間に配置され、前記リヤエンドクロスメンバと前記開口下縁フレームとを連結する1つ又は複数の上下連結部材を備える
ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。
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