(57)【要約】【課題】車両の剛性を維持した上で、車両構造におけるバッテリー交換を容易にする。【解決手段】車両構造は、車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成するフロントアンダーボデー構造と、フロントアンダーボデー構造の後方に配置されたリアフロアモジュールと、を備え、リアフロアモジュールは、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有し、フロントアンダーボデー構造の後端に対して、取り外し可能な状態で結合されており、前方に位置する側壁の少なくとも一部が、収容空間の後方側の壁を形成している。【選択図】図２
2020152305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両構造であって、
車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成するフロントアンダーボデー構造と、
前記フロントアンダーボデー構造の後方に配置されたリアフロアモジュールと、を備え、
前記リアフロアモジュールは、
車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有し、
前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、取り外し可能な状態で結合されており、
前方に位置する側壁の少なくとも一部が、前記収容空間の後方側の壁を形成している、車両構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両構造であって、
前記リアフロアモジュールは、
車両の車幅方向に延び、前記収容空間の後方側の壁を形成する第１リアクロスメンバーと、
前記車幅方向に延び、前記第１リアクロスメンバーの上方、かつ、前記第１リアクロスメンバーより後方に配置された第２リアクロスメンバーと、
前記第１リアクロスメンバーと前記第２リアクロスメンバーとによって架橋され、前記車幅方向の両側に配置された一対のサイドメンバキック部と、を有し、
各前記サイドメンバキック部の先端は、前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、それぞれ取り外し可能な状態で結合されている、車両構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両構造であって、
前記フロントアンダーボデー構造は、
前記車幅方向の両側に配置され、後端が各前記サイドメンバキック部にそれぞれ結合されている一対のサイドシルと、
前記車幅方向に延び、前記一対のサイドシルを架橋するクロスメンバーと、を有し、
前記収容空間は、前記第１リアクロスメンバーの前面と、各前記サイドシルにおける車両内側の側面間と、前記クロスメンバーの上面から前記第２リアクロスメンバーの上面までと、により区画された空間である、車両構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車両構造であって、
前記リアフロアモジュールにおける、前記一対のサイドメンバキック部と、前記第１リアクロスメンバーおよび前記第２リアクロスメンバーとのそれぞれの結合は、接着、溶接、および締結の少なくとも１つである、車両構造。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の車両構造であって、さらに、
各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれ取り外し可能な締結によって結合されているリアアッパーボデー構造を備える、車両構造。
【請求項６】
請求項５に記載の車両構造であって、
前記リアアッパーボデー構造は、前記車幅方向の両側に配置され、各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれの先端が取り外し可能な機械締結によって結合されている一対のリアサイドメンバーを有し、
各前記サイドメンバキック部の先端は、前記一対のサイドシルの後端に対して、それぞれ取り外し可能な機械締結によって結合されている、車両構造。
【請求項７】
請求項６に記載の車両構造であって、さらに、
前記フロントアンダーボデー構造の上方、かつ、前記リアアッパーボデー構造の前方に配置されるフロントアッパーボデー構造を備え、
前記フロントアンダーボデー構造は、前部座席と後部座席の間に位置し、前記サイドシルから上方に延びるＢピラーを有し、
前記リアアッパーボデー構造は、各前記リアサイドメンバーの後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する一対の後方ルーフレールと、を有し、
前記フロントアッパーボデー構造は、
各前記後方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、かつ、前記Ｂピラーの上端に結合する一対の前方ルーフレールと、
各前記前方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、車両の後方から前方に向かうにつれて下方に傾斜した形状を有する一対のＡピラーと、
各前記Ａピラーの先端のそれぞれと結合して前方に延びるカウルトップサイドフレームと、を有する、車両構造。
【請求項８】
車両構造の製造方法であって、
車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成し、前部座席と後部座席の間に位置して上方に延びるＢピラーを有するフロントアンダーボデー構造を準備する工程と、
車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有するリアフロアモジュールを準備する工程と、
後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する後方ルーフレールを有するリアアッパーボデー構造を準備する工程と、
車両の前後に延びる前方ルーフレールを有するフロントアッパーボデー構造を準備する工程と、
前記フロントアンダーボデー構造と、前記リアフロアモジュールと、前記リアアッパーボデー構造と、前記フロントアンダーボデー構造とを結合して車両構造を製造する結合工程とを備え、
前記結合工程では、
前記フロントアンダーボデー構造の後端と、前記リアフロアモジュールの先端とが取り外し可能な状態で結合され、
前記リアフロアモジュールの後端と、前記リアアッパーボデー構造の先端とが取り外し可能な状態で結合され、
前記前方ルーフレールと、前記後方ルーフレールおよび前記Ｂピラーのそれぞれと、が結合される、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両構造および車両構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室の下にバッテリーを搭載した車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、専用の台車を使用することにより、バッテリーを収容する収容空間に、側方から簡単にバッテリーを配置できる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０８４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された台車を用いることにより、収容空間の側方が開口していれば、簡単にバッテリーを交換できる。一方で、特許文献１には、収容空間の側方が開口している状態にするための具体的な車両構造について開示されていない。安全性の観点から、収容空間の側方を常に開放すべきではない。また、車両構造の剛性を低下させない車両構造が好ましい。その上で、定期的なバッテリー交換のために、収容空間への接続を容易にしたいという課題がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、車両の剛性を維持した上で、バッテリーをより容易に交換できる車両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】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、車両構造が提供される。この車両構造は、車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成するフロントアンダーボデー構造と、前記フロントアンダーボデー構造の後方に配置されたリアフロアモジュールと、を備え、前記リアフロアモジュールは、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有し、前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、取り外し可能な状態で結合されており、前方に位置する側壁の少なくとも一部が、前記収容空間の後方側の壁を形成している。
【０００８】
この構成によれば、フロントアンダーボデー構造によってバッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部が形成される。リアフロアモジュールは、フロントアンダーボデー構造の後端に取り外し可能な状態で配置されている。さらに、リアフロアモジュールの形状は、後端側ほど上方に傾斜している。そのため、フロントアンダーボデー構造からリアフロアモジュールを取り外すと、収容空間における車両の後方側は開口した状態になる。これにより、収容空間に収容されたバッテリーは、車両の後方側へと引き抜くことができる。すなわち、本構成によれば、従来と異なり、リフト等を使用せずに、例えばジャッキアップのみで収容空間に収容されたバッテリーを抜き出すことができる。また、バッテリーの交換時以外では、リアフロアモジュールがフロントアンダーボデー構造に取り付けられているため、車両の剛性の低下を抑制できる。すなわち、本構成の車両構造では、車両の剛性を維持した上で、バッテリーをより容易に交換できる。
【０００９】
（２）上記形態の車両構造において、前記リアフロアモジュールは、車両の車幅方向に延び、前記収容空間の後方側の壁を形成する第１リアクロスメンバーと、前記車幅方向に延び、前記第１リアクロスメンバーの上方、かつ、前記第１リアクロスメンバーより後方に配置された第２リアクロスメンバーと、前記第１リアクロスメンバーと前記第２リアクロスメンバーとによって架橋され、前記車幅方向の両側に配置された一対のサイドメンバキック部と、を有し、各前記サイドメンバキック部の先端は、前記フロントアンダーボデー構造の後端に対して、それぞれ取り外し可能な状態で結合されていてもよい。
この構成によれば、リアフロアモジュールは、車幅方向外側に配置された一対のサイドメンバキック部と、サイドメンバキック部を架橋する第１リアクロスメンバーおよび第２リアクロスメンバーとを備えている。そのため、フロントアンダーボデー構造の後端に結合する一対のサイドメンバキック部が、第１リアクロスメンバーおよび第２リアクロスメンバーによって車幅方向に架橋されているため、リアフロアモジュールの剛性が向上する。これにより、バッテリーをより容易に交換できる上に、車両構造の剛性を向上させることができる。
【００１０】
（３）上記形態の車両構造において、前記フロントアンダーボデー構造は、前記車幅方向の両側に配置され、後端が各前記サイドメンバキック部にそれぞれ結合されている一対のサイドシルと、前記車幅方向に延び、前記一対のサイドシルを架橋するクロスメンバーと、を有し、前記収容空間は、前記第１リアクロスメンバーの前面と、各前記サイドシルにおける車両内側の側面間と、前記クロスメンバーの上面から前記第２リアクロスメンバーの上面までと、により区画された空間であってもよい。
この構成によれば、フロントアンダーボデー構造は、車幅方向外側に配置された一対のサイドシルと、一対のサイドシルを架橋するクロスメンバーとを備えている。収容空間は、一対のサイドシルニおける車両内側の側面間と、クロスメンバーの上面から第２リアクロスメンバーの上面までの高さと、第１リアクロスメンバーの車両側の前面と、により区画された空間である。そのため、フロントアンダーボデー構造からリアフロアモジュールを取り外した状態で、収容空間に収容されたバッテリーを車両後方に水平に引き抜くことができる。
【００１１】
（４）上記形態の車両構造において、前記リアフロアモジュールにおける、前記一対のサイドメンバキック部と、前記第１リアクロスメンバーおよび前記第２リアクロスメンバーとのそれぞれの結合は、接着、溶接、および締結の少なくとも１つであってもよい。
この構成によれば、第１リアクロスメンバーおよび第２リアクロスメンバーは、一対のサイドメンバキック部を強固に結合している。そのため、リアフロアモジュール３０および車両構造の剛性を向上させることができる。
【００１２】
（５）上記形態の車両構造において、さらに、各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれ取り外し可能な締結によって結合されているリアアッパーボデー構造を備えてもよい。
この構成によれば、リアフロアモジュールよりも後方に位置するリアアッパーボデー構造に対して、リアフロアモジュールが取り外し可能な状態で結合されている。そのため、車両構造から、一部の構造であるリアフロアモジュールのみを取り外すことにより、収容空間のバッテリーを交換できる。
【００１３】
（６）上記形態の車両構造において、前記リアアッパーボデー構造は、前記車幅方向の両側に配置され、各前記サイドメンバキック部の後端に対して、それぞれの先端が取り外し可能な機械締結によって結合されている一対のリアサイドメンバーを有し、各前記サイドメンバキック部の先端は、前記一対のサイドシルの後端に対して、それぞれ取り外し可能な機械締結によって結合されていてもよい。
この構成によれば、リアフロアモジュールのサイドメンバキック部は、サイドシルおよびリアサイドメンバーに対して、強固な結合である機械締結によって取り外し可能に締結されている。そのため、リアフロアモジュールがフロントアンダーボデー構造およびリアアッパーボデー構造に結合された車両構造における剛性の低下を抑制できる。
【００１４】
（７）上記形態の車両構造において、さらに、前記フロントアンダーボデー構造の上方、かつ、前記リアアッパーボデー構造の前方に配置されるフロントアッパーボデー構造を備え、前記フロントアンダーボデー構造は、前部座席と後部座席の間に位置し、前記サイドシルから上方に延びるＢピラーを有し、前記リアアッパーボデー構造は、各前記リアサイドメンバーの後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する一対の後方ルーフレールと、を有し、前記フロントアッパーボデー構造は、各前記後方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、かつ、前記Ｂピラーの上端に結合する一対の前方ルーフレールと、各前記前方ルーフレールの先端にそれぞれ結合し、車両の後方から前方に向かうにつれて下方に傾斜した形状を有する一対のＡピラーと、各前記Ａピラーの先端のそれぞれと結合して前方に延びるカウルトップサイドフレームと、を有していてもよい。
この構成の車両構造は、フロントアンダーボデー構造と、リアフロアモジュールと、リアアッパーボデー構造と、フロントアッパーボデー構造との４つに分割された構造が結合することにより構成されている。複数の構造を結合して車両構造を製造する場合、車両構造を分割した複数の構造間の結合によって、局所的に剛性が低下することがある。この構成によれば、Ｂピラーは、フロントアンダーボデーに含まれ、かつ、カウルトップサイドフレームがフロントアッパーボデー構造に含まれている。これにより、車両構造として複数の構造を結合した場合に、車両構造の剛性を向上させることができる。そのため、車両の静ねじり剛性およびねじり固有振動数が増加することにより、車両の運動性能および乗り心地が向上し、かつ、バッテリーの交換が容易になる。
【００１５】
（８）本発明の他の一形態によれば、車両構造の製造方法が提供される。この製造方法は、車両の下部前方に配置され、バッテリーが収容される収容空間の少なくとも一部を形成し、前部座席と後部座席の間に位置して上方に延びるＢピラーを有するフロントアンダーボデー構造を準備する工程と、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有するリアフロアモジュールを準備する工程と、後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する後方ルーフレールを有するリアアッパーボデー構造を準備する工程と、車両の前後に延びる前方ルーフレールを有するフロントアッパーボデー構造を準備する工程と、前記フロントアンダーボデー構造と、前記リアフロアモジュールと、前記リアアッパーボデー構造と、前記フロントアンダーボデー構造とを結合して車両構造を製造する結合工程とを備え、前記結合工程では、前記フロントアンダーボデー構造の後端と、前記リアフロアモジュールの先端とが取り外し可能な状態で結合され、前記リアフロアモジュールの後端と、前記リアアッパーボデー構造の先端とが取り外し可能な状態で結合され、前記前方ルーフレールと、前記後方ルーフレールおよび前記Ｂピラーのそれぞれと、が結合される。
この構成によれば、車両構造は、フロントアンダーボデー構造と、リアフロアモジュールと、リアアッパーボデー構造と、フロントアッパーボデー構造との４つに分割された構造を結合することによって製造される。この車両構造では、Ｂピラーは、フロントアンダーボデーに含まれ、かつ、カウルトップサイドフレームがフロントアッパーボデー構造に含まれている。そのため、この構成によれば、４つの分割構造を結合して車両構造が製造された場合に、車両構造の剛性を向上させることができる。そのため、車両の静ねじり剛性およびねじり固有振動数が増加することにより、車両の運動性能および乗り心地が向上し、かつ、バッテリーの交換が容易になる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、車両下部構造、車両構造、車両下部構造または車両構造を備える車両、および車両構造の製造方法の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態としての車両構造の概略斜視図である。
【図２】車両構造からリアフロアモジュールを取り外した場合の概略の分解斜視図である。
【図３】車両構造からリアフロアモジュールを取り外した場合の概略側面図である。
【図４】比較例の車両構造からバッテリーを取り外す際の概略の分解斜視図である。
【図５】実施例の車両構造と、比較例の車両構造との比較評価の表である。
【図６】実施例の車両構造と、比較例の車両構造との比較評価の表である。
【図７】車両構造を分割した場合の概略の分解斜視図である。
【図８】車両構造の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としての車両構造１００の概略斜視図である。本実施形態の車両構造１００は、電気自動車の基部となるフレーム構造である。図１に示されるように、車両構造１００は、ルーフ部材を含むフロントアッパーボデー構造１０と、車両下部前方に配置されるフロントアンダーボデー構造２０と、フロントアンダーボデー構造２０の後方に配置されたリアフロアモジュール３０と、リアフロアモジュール３０の後端に結合され、かつ、フロントアッパーボデー構造１０に結合しているリアアッパーボデー構造４０と、を備えている。また、図１には、車両構造１００に加えて、車両構造１００に搭載される電気自動車のバッテリーＢＴがハッチングによって示されている。バッテリーＢＴの形状は、平板状の直方体形状である。なお、図１および以降の図２〜４，７に示されるＸＹＺ座標軸は、各図で対応している。ＸＹＺ座標では、Ｘ方向を車両の車幅方向とし、Ｙ方向を車両の前後方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸は、鉛直方向に平行な軸として定義されている。本実施形態の車両構造１００は、車幅の中心を通るＹＺ平面を基準として左右対称の形状である。そのため、以降では、左右で一対として配置されている同じ部材については、「一対」の文言を省略して説明する場合もある。
【００１９】
図２は、車両構造１００からリアフロアモジュール３０を取り外した場合の概略の分解斜視図である。図３は、車両構造１００からリアフロアモジュール３０を取り外した場合の概略側面図である。図２に示されるように、フロントアンダーボデー構造２０は、車幅方向外側に位置し、車両の前後方向に延びる一対のサイドシル２１と、一対のサイドシル２１間を接続するように車幅方向に延びる３本のクロスメンバー２２と、を備えている。３本のクロスメンバー２２のそれぞれは、同じ形状を有し、略正方形の横断面を有する。サイドシル２１は、略長方形の横断面を有し、ＸＹ平面に平行な面を有する。図２に示されるように、クロスメンバー２２におけるＸＹ平面に平行な下面は、サイドシル２１の下面と同一平面上に位置する。クロスメンバー２２の高さ方向の長さは、サイドシル２１の長さよりも短い。そのため、３本のクロスメンバー２２の上面２２ａが含まれる平面よりも上に、収容空間ＳＰが形成される。
【００２０】
また、図２に示されるように、リアフロアモジュール３０は、車幅方向の両側に配置された一対のサイドメンバキック部３１と、車幅方向に延び、一対のサイドメンバキック部３１のそれぞれを架橋する第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３と、を備えている。図２および図３に示されるように、一対のサイドメンバキック部３１の形状は、車両の前方から後方に向かうにつれて上方、かつ、車幅方向の内側に傾斜している。換言すると、サイドメンバキック部３１は、サイドシル２１の結合部からリアアッパーボデー構造４０の結合部まで、車両後方に向けて斜め上方に延びている。
【００２１】
第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３は、同じ略直方体形状の横断面を有し、図２に示されるように、車両の前面を向くＺＸ平面に平行な前面３２ａを有している。前面３２ａは、収容空間ＳＰの後方側の壁として機能する。第２リアクロスメンバー３３は、前記第１リアクロスメンバー３２の上方、かつ、第１リアクロスメンバー３２より後方に配置されている。第１リアクロスメンバー３２の車幅方向に沿う長さは、第２リアクロスメンバーの長さよりも大きい。第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３のそれぞれと、一対のサイドメンバキック部３１とは、溶接によって結合されている。さらに、リアフロアモジュール３０は、図２および図３に示されるように、サイドメンバキック部３１の先端とサイドシル２１の後端とを結合するための結合部品３５およびボルト３６と、サイドメンバキック部３１の後端とリアアッパーボデー構造４０とを結合するための結合部品３４およびボルト３６とを備えている。すなわち、各サイドメンバキック部３１の先端３１ｂは、フロントアンダーボデー構造２０の後端に対して、それぞれ取り外し可能なボルト締結によって結合されている。
【００２２】
図２に示されるように、リアアッパーボデー構造４０は、車幅方向の両側に配置されている一対のリアサイドメンバー４１を備えている。図３に示されるように、各サイドメンバキック部３１の後端３１ｃは、下方から挿入された結合部品３４およびボルト３６によって、各リアサイドメンバー４１の先端が取り外し可能な機械締結によって結合される。なお、本実施形態における機械締結とは、機械要素を用いた締結を意味し、取り外し可能な強固な結合として機能する。
【００２３】
図１に示されるように、バッテリーＢＴが収容される収容空間ＳＰは、第１リアクロスメンバー３２の前面３２ａと、各サイドシル２１における車両内側の側面２１ｂ間と、３本のクロスメンバー２２の上面２２ａから第２リアクロスメンバー３３の上面３３ａまでの高さ範囲と、により区画された空間である。さらに、第１実施形態の収容空間ＳＰの高さ範囲は、クロスメンバーの上面２２ａからサイドシル２１の上面２１ａまでの間である。なお、本明細書におけるリアフロアモジュール３０の前面とは、リアフロアモジュール３０の内の最も前方に位置するサイドメンバキック部３１の先端３１ｂに加えて、車幅方向において前方に位置する部分を含む。すなわち、第１リアクロスメンバー３２の前面３２ａは、リアフロアモジュール３０の前面と換言できる。
【００２４】
図４は、比較例の車両構造１００ｚからバッテリーＢＴを取り外す際の概略の分解斜視図である。図４に示されるように、比較例の車両構造１００ｚは、アッパーボデー構造１０ｚと、アンダーボデー構造２０ｚとに分割された２つの構造が結合されることによって構成されている。比較例のアンダーボデー構造２０ｚは、アッパーボデー構造１０ｚから取り外し可能な状態で結合している。比較例の車両構造１００ｚでは、車両構造１００ｚからアンダーボデー構造２０ｚを取り外すことにより、車両構造１００ｚの下方からバッテリーＢＴを取り外すことができる。
【００２５】
図４に示されるように、アンダーボデー構造２０ｚは、一対のサイドシル２１と、３本のクロスメンバー２２と、一対のサイドシル２１の先端を架橋するフロントクロスメンバー２９と、第１リアクロスメンバー３２と、第１リアクロスメンバー３２とサイドシル２１とを結合するサイドメンバキック先端部３１ｚと、を備えている。サイドメンバキック先端部３１ｚは、第１実施形態のサイドメンバキック部３１の先端部に相当する一部分である。第１実施形態の車両構造１００と、比較例の車両構造１００ｚとでは、車両構造を分割する位置が異なるため、両車両構造１００，１００ｚの剛性が異なる。
【００２６】
図５および図６は、実施例の車両構造１００と、比較例の車両構造１００ｚとの比較評価の表である。図５には、比較例の車両構造１００におけるねじり固有振動数およびねじり静剛性比を１００パーセント（％）とした場合の実施例としての車両構造１００の数値が示されている。なお、ねじり固有振動数は、ねじり静剛性比に対して、ねじり動剛性比ともみなすことができる。図５に示されるように、実施例の車両構造１００のねじり固有振動数は、比較例の車両構造１００ｚのねじり固有振動数よりも１１．７％ほど向上している。また、車両構造１００のねじり静剛性比は、車両構造１００ｚのねじり静剛性比よりも９．９％ほど向上している。
【００２７】
図６には、ねじり固有振動数を同じに設定した場合の比較例の車両構造１００ｚの質量を１００％とし、この際の実施例の車両構造１００の質量比が示されている。また、図６には、参考として、図５に示したねじり固有振動数の比率も示されている。図６に示されるように、ねじり固有振動数を同じにすると、実施例の車両構造１００の質量は、比較例の車両構造１００ｚの質量よりも１９．９％ほど軽い８０．１％になる。
【００２８】
以上説明したように、第１実施形態の車両構造１００では、フロントアンダーボデー構造２０は、収容空間ＳＰの少なくとも一部を形成している。また、フロントアンダーボデー構造２０の後方に配置されたリアフロアモジュール３０は、車両の前方から後方に向かうにつれて情報に傾斜した形状を有している。リアフロアモジュール３０は、フロントアンダーボデー構造２０の後端に対して、取り外し可能なボルト締結によって結合されている。リアフロアモジュール３０の第１リアクロスメンバー３２の前面３２ａは、収容空間ＳＰの後方側の壁を形成している。そのため、車両構造１００では、フロントアンダーボデー構造２０からリアフロアモジュール３０を取り外すと、収容空間ＳＰの後方は開口した状態になる。これにより、収容空間ＳＰに収容されたバッテリーＢＴは、車両の後方側へと引き抜くことができる。そのため、車両構造１００は、従来と異なり、リフト等を使用せずに、例えば、ジャッキアップのみで収容空間ＳＰに収容されたバッテリーＢＴを引き出すことができる。また、バッテリーＢＴの交換時以外では、リアフロアモジュール３０がフロントアンダーボデー構造２０に取り付けられているため、図５に示されるように、従来の車両構造１００ｚと比較して、車両の剛性を向上させることができる。すなわち、車両構造１００では、車両の剛性を維持した上で、バッテリーをより容易に交換できる。また、図６に示されるように、車両構造１００の剛性を比較例の車両構造１００ｚの剛性と同じに設定した場合に、車両構造１００の質量を軽量化できる。すなわち、車両構造１００は、乗り心地を従来の車両と同じに維持した上で、車両を軽量化できる。
【００２９】
また、本実施形態の車両構造１００では、リアフロアモジュール３０は、車幅方向外側に配置された一対のサイドメンバキック部３１と、一対のサイドメンバキック部３１を架橋する第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３とを備えている。フロントアンダーボデー構造２０の後端に結合する一対のサイドメンバキック部３１が、第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３によって架橋されているため、リアフロアモジュール３０の剛性が向上する。
【００３０】
また、本実施形態の車両構造１００では、収容空間ＳＰは、車幅方向外側に配置された一対のサイドシル２１の側面２１ｂ間と、一対のサイドシル２１の３本のクロスメンバー２２の上面２２ａが含まれる平面から、第２リアクロスメンバー３３の上面３３ａまでの高さ範囲と、第１リアクロスメンバー３２の前面３２ａとにより区画された空間である。そのため、フロントアンダーボデー構造２０からリアフロアモジュール３０を取り外した状態で、収容空間ＳＰに収容されたバッテリーＢＴを車両後方に水平に引き抜くことができる。
【００３１】
また、本実施形態の車両構造１００では、リアフロアモジュール３０における一対のサイドメンバキック部３１と、第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３のそれぞれとの結合は、溶接である。そのため、車両構造１００では、第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバーは、一対のサイドメンバキック部３１を強固に結合している。これにより、リアフロアモジュール３０を備える車両構造１００の剛性が向上する。
【００３２】
また、本実施形態の車両構造１００では、一対のサイドメンバキック部３１の後端に対して、取り外し可能な機械締結によってリアアッパーボデー構造４０が備えるリアサイドメンバー４１が結合されている。そのため、車両構造１００から、一部の構造であるリアフロアモジュール３０のみを取り外すことによって、収容空間ＳＰ内のバッテリーＢＴを取り外すことができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図７は、車両構造１００を分割した場合の概略の分解斜視図である。第２実施形態では、車両構造１００は、フロントアッパーボデー構造１０と、フロントアンダーボデー構造２０と、リアフロアモジュール３０と、リアアッパーボデー構造４０とが別々に製造された後に、当該４つの構造が結合されて製造された構造である。
【００３４】
図７に示されるように、フロントアンダーボデー構造２０は、一対のサイドシル２１と、３本のクロスメンバー２２と、前部座席と後部座席の間に位置し、各サイドシル２１から上方に延びる一対のＢピラー２４と、を備えている。フロントアンダーボデー構造２０は、さらに、下側バンパリンフォース２３１を含むフロントアンダー部２３と、各サイドシル２１の先端から鉛直上方へと延びる一対のＡピラーポスト２８と、を備えている。なお、図７では、図２，３に図示されていたリアフロアモジュール３０の一部である結合部品３４，３５およびボルト３６の図示が省略されている。
【００３５】
リアアッパーボデー構造４０は、リアサイドメンバー４１と、各リアサイドメンバー４１の後部から車両の前方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有する一対の後方ルーフレール４３と、を備える。リアアッパーボデー構造４０は、さらに、各リアサイドメンバー４１の後端に跨がって配置されるリアバンパーリンフォース４９と、車幅方向に延び、一対のリアサイドメンバー４１の先端近傍を架橋する第３リアクロスメンバー４２と、各リアサイドメンバー４１と第３リアクロスメンバーとの締結位置から上方に延びる一対のＣピラー４５と、車幅方向に延び、各後方ルーフレール４３を架橋する後方ルーフヘッダー４７と、を備えている。各後方ルーフレール４３と各Ｃピラー４５の上端とは、各後方ルーフレール４３と後方ルーフヘッダー４７との結合位置よりも下方の位置においてボルト締結されている。
【００３６】
フロントアッパーボデー構造１０は、各後方ルーフレール４３の先端にそれぞれ結合し、かつ、各Ｂピラー２４の上端に結合する一対の前方ルーフレール１３と、各前方ルーフレール１３の先端にそれぞれ結合する一対のＡピラー１２と、各Ａピラー１２の先端のそれぞれに結合するカウルトップサイドフレーム１１と、を備えている。Ａピラー１２は、車両の後方から前方に向かうにつれて下方に傾斜した形状を有する。カウルトップサイドフレーム１１は、Ａピラー１２の結合位置から前方に延びている。
【００３７】
図７に示されるように、フロントアッパーボデー構造１０は、さらに、車幅方向に延び、各前方ルーフレール１３を架橋するルーフセンターリンフォース１７と、車幅方向に延び、前方ルーフレール１３とＡピラー１２との結合位置を架橋する前方ルーフヘッダー１８と、車幅方向に延び、Ａピラー１２とカウルトップサイドフレーム１１との結合位置を架橋するカウルリンフォース１６と、カウルトップサイドフレーム１１の前方に配置されて溶接により結合されているラジエータグリル１４と、ラジエータグリル１４の前方側かつ下方側に取り付けられた上側バンパリンフォース１９と、ラジエータグリル１４の後方側（車両内部側）に取り付けられたクラッシュボックス１５と、を備えている。Ａピラー１２と、カウルトップサイドフレーム１１との結合位置では、さらに、Ａピラーポスト２８の上端も結合されている。
【００３８】
図８は、車両構造１００の製造方法を示すフローチャートである。図８に示されるように、車両構造１００の製造方法では、フロントアンダーボデー構造２０が準備され（ステップＳ１）、リアフロアモジュール３０が準備され（ステップＳ２）、リアアッパーボデー構造４０が準備され（ステップＳ３）、フロントアッパーボデー構造１０が準備される（ステップＳ４）。その後、準備されたこれら４つの分割構造を結合する結合工程が行われる（ステップＳ５）。
【００３９】
結合工程では、フロントアンダーボデー構造２０の後端としての一対のサイドシル２１の後端と、リアフロアモジュール３０の先端としての一対のサイドシル２１の先端とが、取り外し可能なボルト締結によって結合される。リアフロアモジュール３０の後端としての一対のサイドシル２１の後端と、リアアッパーボデー構造４０の先端としての一対のリアサイドメンバー４１の先端とが、取り外し可能なボルト締結によって締結される。一対の前方ルーフレール１３と、後方ルーフレール４３およびＢピラー２４とのそれぞれが結合される。結合工程では、さらに、フロントアッパーボデー構造１０におけるＡピラー１２と、カウルトップサイドフレーム１１と、カウルリンフォース１６との結合位置に、Ａピラーポスト２８の上端が結合される。
【００４０】
以上説明したように、第２実施形態の車両構造１００は、フロントアンダーボデー構造２０と、リアフロアモジュール３０と、リアアッパーボデー構造４０と、フロントアッパーボデー構造１０との４つに分割された構造が結合することにより構成されている。各部材の結合部分における剛性は、局所的に低下する場合がある。特に、Ｂピラー２４と、サイドシル２１との結合部、および、Ａピラー１２と、カウルトップサイドフレーム１１との結合部の剛性は、他の結合部と比較して低下しやすい。車両構造１００では、結合工程において当該２つの結合部が結合されるのではなく、予め、フロントアンダーボデー構造２０およびフロントアッパーボデー構造１０として結合されている。そのため、車両構造１００として複数の構造を結合した場合に、車両構造１００の剛性を向上させることができる。この結果、車両の静ねじり剛性およびねじり固有振動数が増加することにより、車両の運動性能および乗り心地が向上し、かつ、バッテリーの交換が容易になる。
【００４１】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４２】
［変形例１］
上記第１実施形態および上記第２実施形態の車両構造１００は、一例であり、形状および各分割構造を構成する部材については、種々変形可能である。車両構造１００は、車幅方向の中心に対して左右対称の形状でなくてもよい。例えば、一対のサイドシル２１は、左右で異なる形状を有していてもよいし、一方のみ配置されていてもよい。リアフロアモジュール３０は、フロントアンダーボデー構造２０の後端に取り外し可能な状態で結合され、車両の前方から後方に向かうにつれて上方に傾斜した形状を有していればよい。第１実施形態の一対のサイドメンバキック部３１の形状は、後方に向かうにつれて車幅方向の内側に傾斜していたが、車両の前後方向に平行に延びていてもよい。
【００４３】
リアアッパーボデー構造４０は、リアフロアモジュール３０の後端に取り外し可能な状態で結合されていればよく、リアアッパーボデー構造４０の形状および構成部材については、種々変形可能である。例えば、リアアッパーボデー構造４０と別に、後方ルーフレール４３およびリアバンパーリンフォース４９が分割構造として構成されていてもよい。バッテリーＢＴは、電気自動車以外のバッテリーであってもよい。また、フロントアッパーボデー構造１０の形状および構成部材についても、種々変形可能である。例えば、カウルトップサイドフレーム１１が、フロントアンダーボデー構造２０に含まれていてもよいし、Ｂピラー２４が、フロントアッパーボデー構造１０に含まれていてもよい。
【００４４】
［変形例２］
取り外し可能な結合方法として、機械要素を用いた締結（機械締結）が好ましい。機械締結としては、ボルト締結などの周知の締結方法を用いることができる。上記第１実施形態のリアフロアモジュール３０では、第１リアクロスメンバー３２および第２リアクロスメンバー３３のそれぞれと、一対のサイドメンバキック部３１との結合は、溶接であったが、ボルト締結などの機械締結、または、接着であってもよい。
【００４５】
上記第１実施形態および上記第２実施形態における収容空間ＳＰは、リアフロアモジュール３０における第１リアクロスメンバー３２の前面３２ａが形成する収容空間一例であり、種々変形可能である。他の実施形態の収容空間は、収容空間ＳＰよりも小さい空間であってもよいし、大きい空間であってもよい。例えば、バッテリーＢＴの高さ方向に沿う厚さは、クロスメンバー２２の上面２２ａから、第２リアクロスメンバー３３の上面３３ａまでの高さであってもよい。また、収容空間ＳＰは、例えば、車両構造１００の車幅における左半分に配置されるバッテリーＢＴに対応する空間であってもよい。また、バッテリーＢＴは、電気自動車のモータを駆動させるバッテリーに限られず、周知のバッテリーであってもよい。他の実施形態の車両構造１００は、電気自動車の車両構造ではなく、ガソリン車の車両構造であってもよいし、その他の車両構造であってもよい。
【００４６】
［変形例３］
上記第１実施形態および上記第２実施形態の車両構造１００における各部材の名称については、種々変形可能である。各部材は、車両構造１００の一部としてその機能を発揮していればよく、各部材の名称は異なるものであってもよい。例えば、第２実施形態における前方ルーフレール１３および後方ルーフレール４３は、一体としてルーフサイドレールとも換言できる。また、前方ルーフヘッダー１８、後方ルーフヘッダー４７、およびルーフセンターリンフォース１７のそれぞれは、ルーフサイドレールインナーとして換言できる。Ａピラー１２、Ｂピラー２４、およびＣピラー４５のそれぞれは、フロントピラー、センターピラー、およびリヤピラーとして換言できる。
【００４７】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０…フロントアッパーボデー構造
１１…カウルトップサイドフレーム
１２…Ａピラー
１３…前方ルーフレール
１４…ラジエータグリル
１５…クラッシュボックス
１６…カウルリンフォース
１７…ルーフセンターリンフォース
１８…前方ルーフヘッダー
１９…上側バンパリンフォース
２０…フロントアンダーボデー構造
２１…サイドシル
２２…クロスメンバー
２３…フロントアンダー部
２４…Ｂピラー
２８…Ａピラーポスト
２９…フロントクロスメンバー
３０…リアフロアモジュール
３１…サイドメンバキック部
３２…第１リアクロスメンバー
３３…第２リアクロスメンバー
３４，３５…結合部品
３６…ボルト
４０…リアアッパーボデー構造
４１…リアサイドメンバー
４２…第３リアクロスメンバー
４３…後方ルーフレール
４５…Ｃピラー
４７…後方ルーフヘッダー
４９…リアバンパーリンフォース
１００，１００ｚ…車両構造
２３１…下側バンパリンフォース
ＢＴ…バッテリー
ＳＰ…収容空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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