JP7375665B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関する。

特許文献１には、車両前突時に、エンジンを含むパワーユニットを支持する車体フレームが下方に屈曲することで、パワーユニットを円滑に後退させることができる構造が開示されている。また、特許文献１には、車両の後輪を駆動するリヤ差動装置が回動可能に車体フレームに支持される構成が開示されている。

特許第５５２１７０１号公報

しかしながら、上記の車体構造では、衝突などにより衝撃を受けた場合、車体フレームからパワーユニットが落下して地面に到達する可能性がある。パワーユニットが、モータを含むモータユニットである場合には、モータユニットが地面に到達することで、モータユニットと地面との間のインピーダンスの低下を招くことがある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体フレームから落下したモータユニットが地面に到達することを抑制することができる車体構造を提供することである。

本発明の一態様に係る車体構造は、モータユニットを支持する車体フレームと、車体フレームから落下したモータユニットを受け止めるバンド部材とを有している。

本発明によれば、車体フレームから落下したモータユニットが地面に到達することを抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る車体構造を示す底面図である。 図２は、図１のＡＡ線に沿った断面を示す図である。 図３は、図１のＢＢ線に沿った断面を示す図である。 図４は、図１のＣＣ線に沿った断面を示す図である。 図５は、図３のＤＤ線に沿った断面のうちリヤセンタメンバを中心とする要部を示す図である。 図６は、リヤクロスメンバとリヤセンタメンバとの連結状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の車体構造は、車両の車体後部に適用されており、左右の車輪をモータで駆動するモータユニットを車両後方に搭載する車両を想定している。各図において、車両前方をＦＲ、車両後方をＲＲ、車両左方をＬＨ、車両右方をＲＨとして矢印で示す。

図１に示すように、左右方向に対応する車幅方向には、前後方向に延在する左右のリヤサイドメンバ１０が設けられている。左右のリヤサイドメンバ１０は、リヤフロアパネル１の下面に対して接合されて固定されている。左右のリヤサイドメンバ１０の車幅方向外側に、図示しない左右の後輪がそれぞれ位置している。

リヤサイドメンバ１０は、後輪の前端付近で車幅方向の外側に向けて屈曲している。すなわち、一対のリヤサイドメンバ１０の車幅方向の間隔は、リヤサイドメンバ１０の前方領域よりもリヤサイドメンバ１０の後方領域の方が狭く設定されている。また、図２に示すように、リヤサイドメンバ１０は、車幅方向の外側に屈曲している部分で、下方に向けて屈曲している。

左右のリヤサイドメンバ１０の間には、前後方向に延在するリヤセンタメンバ１５が設けられている。リヤセンタメンバ１５は、車幅方向の中央位置よりも左側に片寄った位置に配置されている。すなわち、右側のリヤサイドメンバ１０とリヤセンタメンバ１５との間隔は、左側のリヤサイドメンバ１０とリヤセンタメンバ１５との間隔よりも広くなっている。これにより、右側のリヤサイドメンバ１０とリヤセンタメンバ１５との間には、十分に広いスペースが確保されている。リヤセンタメンバ１５の前端部１５ａは、後述するリヤクロスメンバ２０に対して連結されている。

左右のリヤサイドメンバ１０の間には、車幅方向に延在するリヤクロスメンバ２０及びリヤエンドクロスメンバ２５がそれぞれ設けられている。リヤクロスメンバ２０及びリヤエンドクロスメンバ２５は、左右のリヤサイドメンバ１０の間に跨がるようにリヤサイドメンバ１０に対してそれぞれ連結されている。リヤクロスメンバ２０は、リヤサイドメンバ１０において車幅方向の外側に屈曲している部分に設けられている。リヤエンドクロスメンバ２５は、リヤサイドメンバ１０の後端側に設けられており、リヤクロスメンバ２０よりも後方に位置している。

左右のリヤサイドメンバ１０の間には、車幅方向に延在するリヤサスペンションメンバ３０が設けられている。リヤサスペンションメンバ３０は、リヤクロスメンバ２０の下方に配置されており、左右の後輪を支持している。リヤサスペンションメンバ３０は、左右のリヤサイドメンバ１０の間に跨がるようにリヤサイドメンバ１０に対してそれぞれ連結されている。

車体後部には、左右の後輪を駆動するモータユニット５が配置されている。モータユニット５は、左右の後輪の中央に配置されている。具体的には、モータユニット５は、車幅方向においては右側のリヤサイドメンバ１０とリヤセンタメンバ１５との間の空間に配置され、前後方向においてはリヤクロスメンバ２０とリヤエンドクロスメンバ２５との間の空間に配置されている。

モータユニット５の左側には、左側の車輪を駆動するリヤドライブシャフト２Ｌが連結されている。また、モータユニット５の右側には、右側の車輪を駆動するリヤドライブシャフト２Ｒが連結されている。

モータユニット５は、モータと、モータを駆動するインバータと、モータから出力される動力をリヤドライブシャフト２Ｒ、２Ｌに伝達するギヤなどの動力伝達機構とを主体に構成されている。モータユニット５を構成するこれらの要素は、モータハウジング５ａ内に収容されている。モータハウジング５ａ内において、インバータと動力伝達機構とはモータを中心に左右に分散して配置されている。

インバータ及び動力伝達機構は、モータと比べて大きな外形サイズを備えており、図４に示すように、モータユニット５の車幅方向における左右の両側は、車幅方向における中間部よりも大きな外形サイズに設定されている。そして、モータユニット５は、車幅方向における中間部において、少なくともモータユニット５の下側部分が内方に窪んだ括れ部６を備えている。また、モータユニット５における左右の重量バランスも概ね均衡している。モータユニット５の重心から垂下した線は、括れ部６を通るような関係となっている。

上述した通り、モータユニット５は、左右の後輪の中央に配置されている。モータユニット５の周囲は、車体フレームを構成するリヤフレーム部材、具体的には、右側のリヤサイドメンバ１０、リヤセンタメンバ１５、リヤクロスメンバ２０及びリヤエンドクロスメンバ２５によって囲まれている。

リヤクロスメンバ２０、リヤセンタメンバ１５及び右側のリヤサイドメンバ１０にはブラケットがそれぞれ設けられている。個々のブラケットには、モータユニット５を支持する連結部７ａ、７ｂ、７ｃが取り付けられている。

リヤクロスメンバ２０に設けられる連結部７ａは、モータユニット５の前方に対して連結されている。リヤセンタメンバ１５に設けられる連結部７ｂは、モータユニット５の左後方に対して連結されている。右側のリヤサイドメンバ１０に設けられる連結部７ｃは、モータユニット５の右後方に対して連結されている。個々の連結部７ａ、７ｂ、７ｃは、ブラケットに対して回動可能に取り付けられており、モータユニット５の変位を吸収することができる。

モータユニット５は、３つの連結部７ａ、７ｂ、７ｃを介して、車体フレームに対して３点で支持されている。３つの連結部７ａ、７ｂ、７ｃは、いずれもモータユニット５の周囲に配置されており、モータユニット５は、連結部７ａ、７ｂ、７ｃを介して車体フレームに吊られた状態となっている。つまり、モータユニット５は、リヤサスペンションメンバ３０とは独立して、車体フレームに吊られている。

図２に示すように、車体後部には、バンド部材５０が設けられている。バンド部材５０は、車体フレームに連結されて、モータユニット５の下方を通るように延在している。このバンド部材５０は、車体フレームからモータユニット５が落下した場合に、地面に到達する前にモータユニット５を受け止める役割を担っている。

バンド部材５０は、一定の幅を備えており、幅方向と直交する方向に延在する長手形状の部材であり、例えば帯状の薄板である。バンド部材５０の幅は、モータハウジング５ａの括れ部６の幅よりも狭く設定されている。バンド部材５０は、後述する所定の形状を有しており、車体フレームに連結された状態であっても、この形状を保持することができる剛性を有している。例えば、バンド部材５０は、鋼などの金属材料から形成されている。

バンド部材５０は、前後方向に沿って延在するように配設されている。バンド部材５０の前端部５０ａは、ボルト５１などの締結部材を用いて、リヤクロスメンバ２０に対して連結されている。バンド部材５０の後端部５０ｃは、ボルト５１などの締結部材を用いて、リヤエンドクロスメンバ２５に対して連結されている。すなわち、バンド部材５０は、モータユニット５を隔てて対向するリヤクロスメンバ２０とリヤエンドクロスメンバ２５との間に掛け渡されている。車幅方向におけるバンド部材５０の位置は、モータユニット５の括れ部６の位置と対応している。

バンド部材５０において、前端部５０ａ及び後端部５０ｃの間に位置する中間部５０ｂは、下方に垂下した形状を有し、モータユニット５の下方を通るように延在している。車幅方向におけるバンド部材５０の位置はモータユニット５の括れ部６の位置と対応しているため、バンド部材５０は、括れ部６の下方に配置される。

モータユニット５の下方を通る中間部５０ｂは、モータユニット５の揺動を考慮して、モータユニット５（括れ部６）との間に、一定の距離を隔てて配置されている。一定の距離を設けることで、バンド部材５０とモータユニット５との機械的な干渉を抑制することができるので、破損や低級音の発生を抑制することができる。

ただし、バンド部材５０とモータユニット５との距離が大きいと、中間部５０ｂが地面に対して近づきすぎる傾向となる。この場合、バンド部材５０がモータユニット５の括れ部６を受け止めたとしても、モータユニット５の下側部分が地面に到達してしまう虞がある。そこで、中間部５０ｂとモータユニット５との間の距離は、バンド部材５０がモータユニット５の括れ部６を受け止めた場合であっても、モータユニット５の下側部分が地面に到達しない範囲で設定されている。

また、前端部５０ａに近い中間部５０ｂの一部領域は、上向きに凸となるような湾曲形状を有している。この形状により、リヤクロスメンバ２０の下方に位置するサスペンションメンバ３０とバンド部材５０との機械的な干渉を抑制することができる。

図３、５に示すように、モータユニット５の側方に配置されるリヤセンタメンバ１５には、リヤセンタメンバ１５を補剛するためのレインフォース１６が設けられている。リヤセンタメンバ１５の横断面形状は、車両上方が開放されたハット形状を備えており、リヤセンタメンバ１５の内面にレインフォース１６が配設されている。レインフォース１６は、リヤセンタメンバ１５の内面に内接するように接合されており、レインフォース１６の横断面形状は、リヤセンタメンバ１５と同様、車両上方が開放されたハット形状を備えている。

レインフォース１６は、リヤセンタメンバ１５の前端部１５ａを基点に前後方向に沿って後方へ延出し、モータユニット５をカバーするのに必要な範囲まで延出している。ただし、レインフォース１６の後端部１６ｂは、リヤセンタメンバ１５の後端部１５ｂよりも前側に片寄った位置に設定されている。リヤセンタメンバ１５のうち、モータユニット５をカバーする前方領域１５ｃ１には、レインフォース１６が存在しているが、前方領域１５ｃ１よりも後方に位置する後方領域１５ｃ２には、レインフォース１６が存在していない。リヤセンタメンバ１５のうち、モータユニット５をカバーする前方領域１５ｃ１は後方領域１５ｃ２よりも高い剛性を有している。

図６に示すように、リヤセンタメンバ１５の前端部１５ａには、複数のフランジ部１５ａ１が設けられており、これら複数のフランジ部１５ａ１がリヤクロスメンバ２０の底面２０ａ及び側面２０ｂに対して連結されている。一方、リヤセンタメンバ１５内に配設されたレインフォース１６の前端部１６ａは、リヤクロスメンバ２０に対して連結されていない。すなわち、レインフォース１６の前端部１６ａは、リヤクロスメンバ２０の近傍まで到達しているが、リヤクロスメンバ２０に対して連結されていない。

このような構成の車体構造において、例えば衝突などにより車両後方に荷重が入力された場合、連結部７ａ、７ｂ、７ｃを介して車体フレームに支持されたモータユニット５が、車体フレームから落下してしまうことがある。左右の後輪を駆動するモータユニット５は、左右の後輪の間に位置し、周囲に位置する車体フレームから吊られた状態にある。そのため、モータユニット５の下方には、車体フレームが存在していない。

この点、本実施形態の車体構造では、車体フレームに対してバンド部材５０が連結さており、吊り下げられたバンド部材５０の中間部５０ｂは、モータユニット５の下方を通るように配設されている。

この構成によれば、モータユニット５が車体フレームから落下しても、モータユニット５の下方にバンド部材５０が配置されているので、モータユニット５が地面に到達するよりも前に、バンド部材５０がモータユニット５を受け止めることができる。これにより、落下したモータユニット５が地面へ到達することを抑制することができる。また、モータユニット５が地面へ到達することを抑制することができるので、モータユニット５と地面との間のインピーダンスが低下するといった事態を抑制することができる。

バンド部材５０の両端が、モータユニット５を隔てて対向するリヤクロスメンバ２０とリヤエンドクロスメンバ２５とにそれぞれ連結されている。この構成によれば、バンド部材５０がモータユニット５の前後を挟み込むような格好でモータユニット５を受け止めることができる。加えて、モータユニット５は、車体フレームに対して２点で支持されることとなる。これにより、バンド部材５０は、モータユニット５を安定的に保持することができる。

バンド部材５０は、車体フレームに連結された状態で形状を保持することができる剛性を有している。このため、重量物であるモータユニット５を受け止めたとしても、バンド部材５０が大きく撓んだりすることなく、初期形状のままでモータユニット５を受け止めることができる。これにより、バンド部材５０でモータユニット５を受け止めたにもかかわらずモータユニット５が地面へ到達してしまうといった事態を抑制することができる。

バンド部材５０は、モータユニット５の重心から垂下する直線を通るように配設されている。バンド部材５０は、モータハウジング５ａの重心の下方でモータユニット５を受け止めることができるので、バンド部材５０を中心とするモータユニット５の左右のバランスを均衡させた状態で、モータユニット５を受け止めることができる。したがって、バンド部材５０は、受け止めたモータユニット５を安定的な姿勢で保持することができる。

モータユニット５は、モータユニット５の重心から垂下する直線を通る位置に内方に窪んだ括れ部６を備えている。そして、バンド部材５０は、車幅方向において、モータユニット５の括れ部６の下方に位置している。これにより、バンド部材５０は、括れ部６においてモータユニット５を受け止めている。

この構成によれば、バンド部材５０は、括れ部６でモータユニット５を受け止めることができるので、バンド部材５０を中心とするモータユニット５の左右のバランスを均衡させた状態で、モータユニット５を受け止めることができる。また、モータユニット５は、バンド部材５０に対して跨がる格好となる。これにより、バンド部材５０は、受け止めたモータユニット５を安定的な姿勢で保持することができるので、モータユニット５がバンド部材５０から転落するといった事態を抑制することができる。

モータユニット５の側方に配設されたリヤセンタメンバ１５の前方領域１５ｃ１は、リヤセンタメンバ１５の後方領域１５ｃ２よりも高い剛性を有している。

この構成によれば、リヤセンタメンバ１５の後方領域１５ｃ２が低剛性とされているので、車両後方に荷重が入力された場合、リヤセンタメンバ１５の後方領域１５ｃ２を積極的に変形させることができる。これにより、入力されるエネルギを効果的に吸収することができる。また、リヤセンタメンバ１５の前方領域１５ｃ１は高剛性とされているので、前方領域１５ｃ１が突っ張ることで、モータユニット５を保護することができる。したがって、衝突エネルギの吸収と、モータユニット５の保護との両立を図ることができる。

また、レインフォース１６の前端部１６ａは、リヤクロスメンバ２０の近傍まで到達しているが、リヤクロスメンバ２０に対しては連結されていない。つまり、リヤセンタメンバ１５とリヤクロスメンバ２０とが連結された結合部位と、リヤセンタメンバ１５の前方領域１５ｃ１とでは強度に差が設けられている。これにより、車両後方から荷重が入力され、リヤセンタメンバ１５の前方領域１５ｃ１が前方へと押し出された際には、前方領域１５ｃ１が突っ張りつつも、リヤセンタメンバ１５とリヤクロスメンバ２０との結合部位を中心に車体フレームが折れ曲がる。これにより、モータユニット５の保護を図りつつ、入力されるエネルギを適切に吸収することができる。

なお、上述した実施形態において、バンド部材５０は両端の２点で車体フレームに連結されている。しかしながら、一方の端部が自由端となるような片持ちの状態で、他方の端部の１点のみで車体フレームに連結されてもよい。バンド部材５０が適当な剛性を備えている場合には、このような片持ち支持でもモータユニット５を受け止めることができる。

また、上述した実施形態において、バンド部材５０は、形状を保持することができる剛性を有している。しかしながら、バンド部材５０は、バンド部材５０によって受け止めたモータユニット５が地面に到達しない範囲であれば、バンド部材５０の撓みを許容するような弾性を備える材料から形成されていてもよい。

また、バンド部材５０は、幅のある帯状の部材に限らず、紐状の部材であってもよい。また、バンド部材５０は、括れ部６の幅（間隔）よりも大きな幅を備えていてもよい。

また、本実施形態では、バンド部材５０は、モータユニット５に対して距離を隔てて配設されている。しかしながら、バンド部材５０は、モータユニット５に下支えするように、モータユニット５の括れ部６に当接していてもよい。この構成であっても、モータユニット５を受け止めることができる。もっとも、低級音及び破損の発生を抑制するため、ゴムなどの干渉部材をモータユニット５とバンド部材５０との間に介在させておくことが好ましい。

また、本実施形態では、リヤセンタメンバ１５の剛性に差異を設ける手法として、補剛部材であるレインフォース１６をリヤセンタメンバ１５に配設している。しかしながら、例えば、板厚の変更、引っ張り強度の変更、焼き入れの有無といったように、リヤセンタメンバ１５の材料強度に差をつけることで、リヤセンタメンバ１５の剛性に差異を設けてもよい。また、リヤセンタメンバ１５にノッチ又は穴を設けたり、リブを設けたりすることで、リヤセンタメンバ１５の剛性に差異を設けてもよい。

また、本実施形態では、車両の後輪を駆動するモータユニットを想定してバンド部材５０について説明した。しかしながら、バンド部材５０は、車両の前輪を駆動するモータユニットに適用してもよい。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１ リヤフロアパネル
５ モータユニット
６ 括れ部
１０ リヤサイドメンバ
１５ リヤセンタメンバ
１６ レインフォース
２０ リヤクロスメンバ
２５ リヤエンドクロスメンバ
３０ サスペンションメンバ
５０ バンド部材

Claims (8)

1. モータを含むモータユニットを支持する車体フレームと、
   前記車体フレームに連結されて前記モータユニットの下方を通るように延在しており、前記車体フレームから落下した前記モータユニットを受け止めるバンド部材と、を有し、
   前記モータユニットは、前記バンド部材の延在方向と交差する方向の中間部において、少なくとも前記モータユニットの下側部分が内方に窪んだ括れ部を備えており、
   前記バンド部材は、前記括れ部の下方に配設される
   車体構造。
2. 前記バンド部材は、前記車体フレームの一部を構成して前記モータユニットを隔てて対向する一対のフレーム部材間に掛け渡されている
   請求項１記載の車体構造。
3. 前記バンド部材は、前記車体フレームに連結された状態で形状を保持することができる剛性を有する
   請求項１又は２記載の車体構造。
4. モータを含むモータユニットを支持する車体フレームと、
   前記車体フレームに連結されて前記モータユニットの下方を通るように延在しており、前記車体フレームから落下した前記モータユニットを受け止めるバンド部材と、を有し、
   前記バンド部材は、前記モータユニットの重心から垂下する直線を通るように配設され、
   前記モータユニットは、前記モータユニットの重心から垂下する直線を通る位置に、少なくとも前記モータユニットの下側部分が内方に窪んだ括れ部を備える
   車体構造。
5. 前記バンド部材は、前記車体フレームの一部を構成して前記モータユニットを隔てて対向する一対のフレーム部材間に掛け渡されている
   請求項４記載の車体構造。
6. 前記バンド部材は、前記車体フレームに連結された状態で形状を保持することができる剛性を有する
   請求項４又は５記載の車体構造。
7. 前記モータユニットは、左右の後輪の間に配置されており、前記左右の後輪を駆動する後輪用モータユニットである
   請求項１から６のいずれか一項記載の車体構造。
8. 前記車体フレームは、前記モータユニットの側方に配設されて車両の前後方向に沿って延在するリヤフレーム部材を含み、
   前記リヤフレーム部材の前方領域は、前記前方領域よりも後方に位置する前記リヤフレーム部材の後方領域よりも高い剛性を有する
   請求項７記載の車体構造。

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