(57)【要約】【課題】車体構造において、特定方向の剛性低下を抑制しつつ生産効率を向上させる。【解決手段】表面２２Ａ及び裏面２２Ｂに一方向に延在する複数の凹部２４、２６が表裏交互に並ぶように形成された樹脂製のパネル部材２２と、表面２２Ａ及び裏面２２Ｂの各凹部２４、２６内に、一方向と交差する方向に直線状に並ぶように、かつ一方向から見て各凹部２４、２６の深さ方向でオーバーラップする領域を有するように形成され、一方向と交差する方向に荷重を伝達する複数の荷重伝達部材３０と、を備えた車体構造１０とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面に一方向に延在する複数の凹部が表裏交互に並ぶように形成された樹脂製のパネル部材と、
前記表面及び前記裏面の各凹部内に、前記一方向と交差する方向に直線状に並ぶように、かつ前記一方向から見て前記各凹部の深さ方向でオーバーラップする領域を有するように形成され、前記一方向と交差する方向に荷重を伝達する複数の荷重伝達部材と、
を備えた車体構造。
【請求項２】
前記複数の荷重伝達部材は、平板状とされ、平面視でその厚み方向中央部が前記一方向と交差する方向に沿った仮想直線上に配置されるように形成されてい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】
前記複数の荷重伝達部材は、前記一方向から見て前記凹部の形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体構造。
【請求項４】
前記パネル部材の互いに対向する周縁部には、それぞれ固定具を挿通させるための貫通孔が形成されており、前記複数の荷重伝達部材は、互いに対向する前記貫通孔同士の間に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体構造。
【請求項５】
前記パネル部材は、電池を支持するバッテリフレームを構成することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロー成形によって一方向に延在するように形成された凹凸形状と交差する方向に延在するリブに、補強インサートを固着させ、特定方向の剛性低下を防止するようにした構造は、従来から知られている（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２０１２−１３５９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような構造であると、リブに補強インサートを固着させるための設備や加工が必要となり、生産効率の低下が懸念される。つまり、特定方向の剛性低下を防止するようにした構造において、生産効率を向上させるためには、改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、特定方向の剛性低下を抑制できるとともに生産効率を向上できる車体構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体構造は、表面及び裏面に一方向に延在する複数の凹部が表裏交互に並ぶように形成された樹脂製のパネル部材と、前記表面及び前記裏面の各凹部内に、前記一方向と交差する方向に直線状に並ぶように、かつ前記一方向から見て前記各凹部の深さ方向でオーバーラップする領域を有するように形成され、前記一方向と交差する方向に荷重を伝達する複数の荷重伝達部材と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、樹脂製のパネル部材の各凹部内に形成される複数の荷重伝達部材は、各凹部の延在方向である一方向と交差する方向に直線状に並ぶように、かつ、その一方向から見て各凹部の深さ方向でオーバーラップする領域を有するように形成されている。したがって、別途補強部材を設けることなく、樹脂製パネル部材の一体成形により、その一方向と交差する方向の剛性低下が抑制される。よって、樹脂製パネルの生産効率が向上される。
【０００８】
また、請求項２に記載の車体構造は、請求項１に記載の車体構造であって、前記複数の荷重伝達部材は、平板状とされ、平面視でその厚み方向中央部が前記一方向と交差する方向に沿った仮想直線上に配置されるように形成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、平板状とされた複数の荷重伝達部材が、平面視でその厚み方向中央部が各凹部の延在方向である一方向と交差する方向に沿った仮想直線上に配置されない構成に比べて、その一方向と交差する方向へ効率よく荷重が伝達される。よっって、その一方向と交差する方向の剛性低下が更に抑制される。
【００１０】
また、請求項３に記載の車体構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体構造であって、前記複数の荷重伝達部材は、前記一方向から見て前記凹部の形状に沿って形成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、複数の荷重伝達部材が、各凹部の形状に沿って形成されていない構成に比べて、その剛性が向上される。よって、各凹部の延在方向である一方向と交差する方向の剛性低下がより一層抑制される。
【００１２】
請求項４に記載の車体構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体構造であって、前記パネル部材の互いに対向する周縁部には、それぞれ固定具を挿通させるための貫通孔が形成されており、前記複数の荷重伝達部材は、互いに対向する前記貫通孔同士の間に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、複数の荷重伝達部材は、荷重が伝達され易い固定具（貫通孔）同士の間に形成されている。したがって、各凹部の延在方向である一方向と交差する方向の剛性低下が効率よく抑制される。
【００１４】
また、請求項５に記載の車体構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車体構造であって、前記パネル部材は、電池を支持するバッテリフレームを構成することを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、電池を支持するバッテリフレームとして最適なパネル部材が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、特定方向の剛性低下を抑制することができるとともに、生産効率を向上させることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、特定方向の剛性低下を更に抑制することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、特定方向の剛性低下をより一層抑制することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、特定方向の剛性低下を効率よく抑制することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、電池を支持するバッテリフレームとして最適なパネル部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る車体構造を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る車体構造のリブを示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る車体構造のリブを模式的に示す正面図である。
【図４】（Ａ）本実施形態に係る車体構造のリブを示す平面図である。（Ｂ）本実施形態に係る車体構造のリブがその厚み方向にずれた変形例を示す平面図である。
【図５】本実施形態に係る車体構造のリブの高さが凹部の深さと同一とされた変形例を模式的に示す斜視図である。
【図６】本実施形態に係る車体構造のリブが凹部の延在方向から見て二等辺三角形状とされた変形例を模式的に示す正面図である。
【図７】本実施形態に係る車体構造のリブが平面視で略Ｗ字形状とされた変形例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記なく上下、前後、左右の方向を用いる場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。
【００２３】
図１に示されるように、本実施形態に係る車体構造１０は、電気自動車等の車両に搭載される電池としての燃料電池スタック１２を支持するスタックフレーム（以下「バッテリフレーム２０」という）など、主要骨格部品を樹脂成形品で製作する場合に適用される。したがって、本実施形態では、そのバッテリフレーム２０に適用された場合を例に採って説明する。
【００２４】
燃料電池スタック１２は、その外装部１４が矩形箱状に金属（又は樹脂でもよい）で形成されており、その外装部１４の下端周縁部における複数の所定位置には、外方側へ張り出す張出部１６が一体に形成されている。そして、各張出部１６には、後述する固定具としてのフランジボルト４０を挿通させるための貫通孔１８が形成されている。
【００２５】
車体フロアを構成するフロアパネル（図示省略）の車体下方側には、燃料電池スタック１２を車体下方側から支持する炭素繊維強化樹脂製のバッテリフレーム２０が配設されている。バッテリフレーム２０は、パネル部材としてのアッパフレーム２２と、そのアッパフレーム２２とで閉断面構造を構成するロアフレーム（図示省略）と、を有しており、それらは、例えばスタンピング成形などによって製作されるようになっている。
【００２６】
アッパフレーム２２は、略平板状に形成されており、その車幅方向両端部には、ロアフレームにボルト及びナット（共に図示省略）によって締結固定するための貫通孔２９が複数形成されている。そして、アッパフレーム２２の車体前後方向両端部（周縁部）には、燃料電池スタック１２の各張出部１６に形成された各貫通孔１８と連通する複数の貫通孔２８が形成されており、フランジボルト４０及びナット（図示省略）によって、その燃料電池スタック１２がアッパフレーム２２に締結固定されるようになっている。
【００２７】
また、図２、図３にも示されるように、アッパフレーム２２の各貫通孔２８、２９が形成された外周部を除く、上面（表面）２２Ａ及び下面（裏面）２２Ｂには、車幅方向（一方向）に延在する断面矩形状（断面略等脚台形状）の複数の凹部２４、２６が表裏交互に車体前後方向に並ぶように形成されている。
【００２８】
そして、図１、図２に示されるように、上面２２Ａ側の各凹部２４内の所定位置、即ち燃料電池スタック１２が締結固定される各貫通孔２８と車幅方向でほぼ同一となる位置（車体前後方向で互いに対向する各貫通孔２８同士の間）には、車幅方向に沿った断面で略等脚台形状に車体上方側へ隆起する隆起部２５が形成されている。この隆起部２５により、上記位置におけるアッパフレーム２２の剛性（強度）が向上される構成になっている。
【００２９】
そして更に、その隆起部２５における各凹部２４内と、その隆起部２５間における各凹部２６内には、車幅方向と交差する方向（例えば車体前後方向）に直線状に並ぶように、荷重伝達部材としての平板状のリブ３０が形成されている。各リブ３０は、図３に示されるように、車幅方向から見て、各凹部２４、２６の形状に沿って（各凹部２４、２６の側壁２４Ａ、２６Ａ及び底壁２４Ｂ、２６Ｂと一体に連設された略等脚台形状に）形成されており、その剛性（強度）が確保されるようになっている。
【００３０】
そして、隣り合う各リブ３０、即ち各凹部２４内のリブ３０と各凹部２６内のリブ３０とは、互いに各凹部２４、２６の深さ方向でオーバーラップする領域Ｒを有するようになっている。なお、各リブ３０の高さは、上記領域Ｒを有していれば、各凹部２４、２６の深さと同一になるように形成されていなくてもよい。また、各リブ３０は、車体前後方向に１列で形成されていてもよいし、図１、図２に示されるように、複数列（例えば２列）で形成されていてもよい。
【００３１】
更に、各リブ３０は、図４（Ａ）に示されるように、平面視で、その厚み方向中央部が車幅方向と交差する方向（例えば車体前後方向）に沿った仮想直線Ｋ上に配置されるように形成されている。これにより、アッパフレーム２２の例えば車体前方側端部に伝達された衝突荷重が車体後方側端部へ効率よく伝達される構成になっている。なお、各リブ３０は、平面視で、その厚み方向中央部が仮想直線Ｋ上に配置されるようになっていれば、例えば凹部２４内のリブ３０と凹部２６内のリブ３０とで、その厚みが異なる構成とされていてもよい。
【００３２】
また、各リブ３０は、衝突荷重を車体前後方向に伝達できるようになっていれば、例えば図４（Ｂ）に示されるように、平面視で、各凹部２６内のリブ３０が各凹部２４内のリブ３０に対して相対的に、その厚み方向に僅かにずれた配置構成とされていてもよい。更に、各リブ３０は、その剛性（強度）を向上させるために、例えば図５に示されるように、その高さが、各凹部２４、２６の深さと同一となるように形成されていてもよい。
【００３３】
以上のような構成の車体構造１０において、次にその作用について説明する。
【００３４】
車両が前面衝突したときには、バッテリフレーム２０の車体前方側端部に衝突荷重の一部が伝達される。ここで、バッテリフレーム２０におけるアッパフレーム２２の車幅方向に延在する各凹部２４、２６内の所定位置（隆起部２５上及び隆起部２５間）には、上記のように構成されたリブ３０が一体に形成されている。
【００３５】
したがって、バッテリフレーム２０の車体前方側端部に伝達された衝突荷重の一部は、各リブ３０によって車体後方側端部へ効率よく伝達される。つまり、これにより、バッテリフレーム２０におけるアッパフレーム２２の車体前後方向に伝達される衝突荷重に対する剛性低下を抑制又は防止することができる。
【００３６】
特に、燃料電池スタック１２がフランジボルト４０によって締結されているアッパフレーム２２の各貫通孔２８周り（締結部分）には、そのフランジボルト４０によって衝突荷重が伝達され易い。しかしながら、各リブ３０は、各貫通孔２８が形成されている部位と車幅方向でほぼ同一となる位置に形成されているため、アッパフレーム２２の車体前後方向に伝達される衝突荷重に対する剛性低下を効率よく抑制又は防止することができる。
【００３７】
また、このアッパフレーム２２は、各リブ３０を含めて、樹脂材による一体成形で製作することができる。つまり、このアッパフレーム２２には、別途金属製の補強部材等が必要とされない。したがって、アッパフレーム２２の生産効率を、別途金属製の補強部材等が必要とされる構成に比べて向上させることができる。
【００３８】
なお、車両が側面衝突したときなど、バッテリフレーム２０（アッパフレーム２２）の車幅方向一端部に伝達された衝突荷重の一部は、各凹部２４、２６を構成する側壁２４Ａ、２６Ａ及び底壁２４Ｂ、２６Ｂによって受け止められる。つまり、アッパフレーム２２の車幅方向に伝達される衝突荷重に対する剛性低下も効率よく抑制又は防止することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る車体構造１０（凹部２４、２６及びリブ３０）は、図１〜図５に示されたものに限定されるものではない。例えば図６に示されるように、各凹部２４、２６は、車幅方向から見て、二等辺三角形状（又は正三角形状）に形成されていてもよく、その場合には、当然ながら各リブ３０も、その二等辺三角形状と同形状の二等辺三角形状に形成される。
【００４０】
更に、各リブ３０は、例えば図７に示されるように、平面視で略Ｗ字形状（複数組み合わされた略Ｖ字形状）に配置されていてもよい。この場合、アッパフレーム２２（バッテリフレーム２０）の車体前方側端部に伝達された衝突荷重は、各リブ３０により、車体前後方向及び車幅方向に対して斜めの伝達経路を通って車体後方側端部へ伝達される。
【００４１】
詳細には、例えばアッパフレーム２２の車体前方側の凹部２４内における右から２番目のリブ３０Ａに伝達された衝突荷重は、そのリブ３０Ａの延在方向で、かつ車体後方側の凹部２６内における右端部のリブ３０Ｂへ伝達される。そして、そのリブ３０Ｂに伝達された衝突荷重は、そのリブ３０Ｂの延在方向で、かつ車体後方側の凹部２４内における右端部のリブ３０Ｃへ伝達される。
【００４２】
なお、この場合も、各リブ３０は、平面視で、その厚み方向中央部が車幅方向と交差する方向に沿った仮想直線（図示省略）上に配置されるように形成されている。また、アッパフレーム２２（バッテリフレーム２０）の車体前方側端部に伝達された衝突荷重を車体後方側端部へ伝達する際、その車体後方側端部への車幅方向における伝達領域を低減させたい場合には、例えば図７に示されている車体後方側の凹部２４内における右端部のリブ３０Ｃ及び左端部のリブ３０Ｄをそれぞれ形成しないようにすればよい。
【００４３】
この場合、例えば凹部２６内における右端部のリブ３０Ｂに伝達された衝突荷重は、そのリブ３０Ｂの車体後方側の凹部２４内におけるリブ３０Ｃの左隣のリブ３０Ｅに伝達される。つまり、リブ３０Ｂからリブ３０Ｅへ衝突荷重が伝達されるとき、その伝達経路の角度が変更される。したがって、例えばアッパフレーム２２の車体前方側における締結部分（貫通孔２８周り）に伝達された衝突荷重を車体後方側における締結部分（貫通孔２８周り）へ伝達したいときに有効となる。
【００４４】
以上、本実施形態に係る車体構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、各リブ３０は、アッパフレーム２２の車幅方向中央部にも形成される構成にしてもよく、車幅方向に等間隔に３列以上形成されていてもよい。
【００４５】
つまり、各リブ３０は、互いに対向する貫通孔２８同士の間に形成される構成に限定されるものではない。また、各リブ３０は、車幅方向から見て、凹部２４、２６の形状に沿って形成されるものに限定されるものではなく、例えばリブ３０の底部と凹部２４、２６の底壁２４Ｂ、２６Ｂとの間に隙間（図示省略）が形成される構成とされていてもよい。
【００４６】
また、各リブ３０は、平板状に形成されるものに限定されるものではなく、平面視で、その厚み方向中央部が車幅方向と交差する方向に沿った仮想直線上に配置される構成に限定されるものでもない。更に、各凹部２４、２６の車体前後方向の幅は、図１、図２に示されるように、全て同一とされていてもよいが、例えば車体前後方向中央側が車体前後方向両端側よりも幅広となるような構成とされていてもよい。
【００４７】
また、本実施形態に係る車体構造１０は、燃料電池スタック１２を支持するバッテリフレーム２０のアッパフレーム２２に最適であるが、そのアッパフレーム２２に適用される態様に限定されるものではない。例えば、図示しない車体フロアを構成するフロアパネルなどにも、本実施形態に係る車体構造１０を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  車体構造
１２  燃料電池スタック（電池）
２０  バッテリフレーム
２２  アッパフレーム（パネル部材）
２２Ａ  上面（表面）
２２Ｂ  下面（裏面）
２４  凹部
２６  凹部
２８  貫通孔
３０  リブ（荷重伝達部材）
４０  フランジボルト（固定具）
Ｒ  領域
【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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