(57)【要約】【課題】  エネルギ吸収構造の確保と、操案性の確保の両立を図ることが可能な電気自動車の車体構造を提供すること。【解決手段】  電気自動車の車体構造において、車体フロアの車両前後方向に向けて貫通するセンタメンバを設け、ロアサポートメンバは、前記センタメンバが前記車体フロアの車両前方に位置されたメンバを貫通して車両前方に延在されたメンバであり、前記センタメンバ上であって、フロントサスペンションアームより車両後方の位置に衝突エネルギ吸収構造を形成した。【選択図】      図３
2008230359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
井桁状に形成された複数のメンバから成る車体フロアと、
該車体フロアの車幅方向中心から車両前方に延在されたロアサポートメンバと、
該ロアサポートメンバの左右に取り付けられ前輪を支持するフロントサスペンションアームと、
を備えた電気自動車の車体構造において、
前記車体フロアの車両前後方向に向けて貫通するセンタメンバを設け、
前記ロアサポートメンバは、前記センタメンバが前記車体フロアの車両前方に位置されたメンバを貫通して車両前方に延在されたメンバであり、
前記センタメンバ上であって、前記フロントサスペンションアームより車両後方の位置に衝突エネルギ吸収構造を形成したことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電気自動車の車体構造において、
前記車体フロアの車両前方側に形成され、前記センタメンバより大径の貫通孔と、
該貫通孔内周より延在され、前記センタメンバと前記貫通孔とを部分的に連結する連結部と、
を設けたことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電気自動車の車体構造において、
前記センタメンバの前記車体フロアから車両前方に貫通して延在させた延在部分と前記車体フロアとの間に、前記延在部分の左右方向の曲げモーメントに対して強く、前後方向に弱い板状の補強部材を設定したことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載の電気自動車の車体構造において、
前記衝突エネルギ吸収構造は、前記センタメンバ上であって前記フロントサスペンションアームよりも車両後方に形成された潰れ促進ビードであることを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１つに記載の電気自動車の車体構造において、
前記フロントサスペンションアームを、Ａアームとしたことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１つに記載の電気自動車の車体構造において、
前記センタメンバの前記車体フロアから車両前方に貫通して延在させた延在部分の車両前後方向潰れ強度を、前記センタメンバの前記車体フロア内を貫通する車体フロア部分の車両前後方向潰れ強度よりも低く設定したことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項７】
請求項６に記載の電気自動車の車体構造において、
前記延在部分は前記車体フロア部分よりも断面積を小さくしたことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項８】
請求項６または７に記載の電気自動車の車体構造において、
前記延在部分は前記車体フロア部分よりも板厚を薄くしたことを特徴とする電気自動車の車体構造。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１つに記載の電気自動車の車体構造において、
前記車体フロアに回動可能に取り付けられたトレーリングアーム式のリアサスペンションアームと、
前記車体フロアの車両後方から後傾して立設されたリアピラーと、
前記リアサスペンションアームの後端と前記リアピラーの上部との間に設置されたリアサスペンションと、
を設け、
前記車体フロアから車両後方に貫通して延在させた前記センタメンバにシートベルトアンカーを設定したこと
を特徴とする電気自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気自動車の車体構造に関し、特に車両強度と衝突時のエネルギ吸収を確保する車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、本出願人は、電気自動車の車体構造を提案している。この公報には、ロアサイドシルとロアフロントクロスメンバとロアリアクロスメンバにより井桁状の車体フロアを形成している。ロアフロントクロスメンバの車幅方向中央からは、前輪を支持するフロントサスペンションアームを支持するロアサポートメンバが車両前方に延在されている。
【特許文献１】特開２００５−２２５４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては下記の課題が見出された。すなわち、操案性を確保すべくフロントサスペンションの取り付け強度を強くし、ロアサポートメンバの強度も強くすると、前方衝突時において車輪とサスペンションとの取り付け部分が先に破損するおそれがあり、また、破損しない場合であっても高い減速度が発生する。このとき、衝突エネルギは車輪を介して直接車体フロアもしくはフロントピラーに入力され、必要な潰れストローク及びエネルギ吸収が得られない。車輪のホイルは非常に硬く、エネルギ吸収体としての機能を期待することはできないからである。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、エネルギ吸収構造の確保と、操案性の確保の両立を図ることが可能な電気自動車の車体構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、井桁状に形成された複数のメンバから成る車体フロアと、該車体フロアの車幅方向中心から車両前方に延在されたロアサポートメンバと、該ロアサポートメンバの左右に取り付けられ前輪を支持するフロントサスペンションアームと、を備えた電気自動車の車体構造において、前記車体フロアの車両前後方向に向けて貫通するセンタメンバを設け、前記ロアサポートメンバは、前記センタメンバが前記車体フロアの車両前方に位置されたメンバを貫通して車両前方に延在されたメンバであり、前記センタメンバ上であって、前記フロントサスペンションアームより車両後方の位置に衝突エネルギ吸収構造を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、センタメンバ構造を採用し、センタメンバの延在部にフロントサスペンションを取り付け、フロントサスペンションアームより車両後方の位置に衝突エネルギ吸収構造を形成したことで、衝突時の潰れストロークを確保することが可能となり、エネルギ吸収効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は本発明の電気自動車の車体構造を電気自動車の側面図であって、実施例１の電気自動車は、図示しないモータが装着されたている。
【０００９】
左右サイドシル１，１は、車体の左右下部に配置され、それぞれ前後方向に延設されている。左右サイドシル１，１の前端部間は車幅方向に延びるロアフロントクロスメンバ２により連結されている。また、左右サイドシル１，１の後端部間は車幅方向に延びるロアリアクロスメンバ３により連結されている。ロアフロントクロスメンバ２とロアリアクロスメンバ３は、車幅方向中央位置に配置され、車両前後方向に延びるセンタメンバ４により連結されている。
【００１０】
このセンタメンバ４の前端部４ａは、ロアフロントクロスメンバ２を貫通し、車両前方側へと突出している。一方、このセンタメンバ４の後端部４ｂは、ロアリアクロスメンバ３を貫通し、車両後方側へと突出している。この後端部４ｂにはシートベルトアンカー２４が形成されている。このシートベルトアンカー２４には、シートベルト２３を固定するシートベルトバックル２２が取り付けられている。
【００１１】
左右サイドシル１，１、ロアフロントクロスメンバ２、ロアリアクロスメンバ３およびセンタメンバ４により形成される空間は、モータの駆動源であるバッテリキャリア（不図示）が収納される。また、左右サイドシル１，１の内側空間は、車体フロアが設定され、図示しない運転席が設置されている。
【００１２】
左右サイドシル１，１の前端部には、左右サイドシル１，１からそれぞれ上方に延びる左右フロントピラー５，５が取り付けられている。左右フロントピラー５，５は、上方が車両前方側に傾斜した状態で左右サイドシル１，１に立設されている。
【００１３】
左右フロントピラー５，５には、左右サイドピラー６，６の前端部が取り付けられている。この左右サイドピラー６，６は、略Ｕ字状に形成され、その後端部は左右サイドシル１，１の後端部から後傾して立設された左右リアピラー７，７に支持されている。サイドシル１とサイドピラー６とで囲まれた空間に車室内が設定される。
【００１４】
左右リアピラー７，７間は、車幅方向に延びるリアクロスメンバ８により連結されている。リアクロスメンバ８には、左右ショックアブソーバ９，９の上端部を支持するブラケット１０，１０が取り付けられている。なお、左右ショックアブソーバ９，９の下端部は、ロアリアクロスメンバ３に取り付けられたトレーリングアーム式の左右リアサスペンションアーム１１，１１の後端と連結されている。
【００１５】
左右フロントピラー５，５および左右サイドピラー６，６の車幅方向内側には、補強プレート（補強板）１２，１２がそれぞれ取り付けられている。この補強プレート１２，１２間には、車幅方向に延びる第１アッパクロスメンバ１３が架設されている。
【００１６】
第１アッパクロスメンバ１３は、左右補強プレート１２，１２の上端部であって、車室内に配置され、図外のステアリングを支持するステアリングコラム支持部材１４が取り付けられている。
【００１７】
左右フロントピラー５，５は、第２アッパクロスメンバ１５により連結されている。この第２アッパクロスメンバ１５は、一般的な車両のバンパ高さ、例えば、500〜600mm程度の高さに配置されている。なお、第２アッパクロスメンバ１５とフロントピラー５との接合部は、上述した補強プレート１２により補強されている。
【００１８】
左右フロントピラー５，５は、その上端部同士が、車幅方向に延びる第３アッパクロスメンバ１８により連結されている。この第３アッパクロスメンバ１８の両端付近には、ショックアブソーバ１９の上端部を支持するフロントサスペンション固定部２０が取り付けられている。また、ショックアブソーバ１９の下端部は、センタメンバ前端部４ａに取り付けられたブラケット２１に取り付けられたフロントサスペンションアーム１９ａにより支持されている。フロントサスペンション固定部２０とブラケット２１間は、サポートメンバ２２により補強されている。
【００１９】
図２は車体フロア部分の構成を表す斜視図である。尚、この斜視図では、フロントサスペンションアーム１９ａ及びリアサスペンションアーム１１共に左側のみ図示されており、右側の図示は省略されている。実際には左右同じ構成が設けられることは言うまでもない。また、図２の斜視図は同じ対象を異なる視点から示したものであり、図２（ａ）は車両左前方上方から、図２（ｂ）は車両左後方上方からの視点に基づく。
【００２０】
車体フロアは、各メンバ１，２，３により井桁状に形成されている。ここで、サイドシル１は、バッテリを格納する領域を確保する観点から、車幅方向において車輪と略同じ位置に配置されている。この車体フロアの車幅方向中心には、センタメンバ４がロアフロントクロスメンバ２及びロアリアクロスメンバ３を貫通して配置されている。車体フロア内には、このセンタメンバ４の左右いずれか一方または両方にバッテリBATが複数搭載されている。尚、バッテリは一つであってもよく、特に限定しない。
【００２１】
前端部４ａは、車体フロアから車両前方に延在されたロアサポートメンバとして機能し、この前端部４ａの左右には、前端部４ａを中心に回動可能に取り付けられたフロントサスペンションアーム１９ａが取り付けられている。フロントサスペンションアーム１９ａには、モータを備えた前輪1FR,1FLがアクスル部材を介して支持され、図外の転舵機構により転舵可能に構成されている。
【００２２】
また、車体フロアの車両後方には、ロアリアクロスメンバ３を中心に回動可能に取り付けられたトレーリングアーム式のリアサスペンションアーム１１が構成されている。また、車体フロアから車両後方に貫通して延在させたセンタメンバ４の後端部４ｂにはシートベルトアンカー２４が設けられている。
【００２３】
図３は前端部４ａの構成を表す部分拡大斜視図である。この拡大図では主に前端部４ａとロアフロントクロスメンバ２との接合部の構造について説明する。ロアフロントクロスメンバ２には、センタメンバ４が貫通する貫通孔２ａが設けられている。この貫通孔２ａはセンタメンバ４の外形よりも大きめに形成されている。この貫通孔２ａは内側に延在された延在部２ｂが設けられ、この延在部２ｂとセンタメンバ４（前端部４ａ）とが溶接により部分的に接合されている。
【００２４】
ロアフロントクロスメンバ２の側面２ｃと、前端部４ａの上面との間には、補強部材３０が溶接により固定されている。この補強部材３０は、前端部４ａの上面部と溶接されるセンタメンバ結合部３０ａと、このセンタメンバ結合部３０ａの両側からロアフロントクロスメンバ２の側面２ｃに向けて斜めに延びるロアフロントクロスメンバ連結部３０ｂから構成された板状の部材である。
【００２５】
前端部４ａには、フロントサスペンションアーム１９ａが取り付けられていることから、転舵時等において車輪に作用するコーナリングフォースが横方向の荷重として入力される。このとき、前端部４ａには左右方向に曲げようとする曲げモーメントが発生し、曲げモーメントによって前端部４ａが変形すると操案性を確保することが困難となる。そこで、この左右方向への曲げモーメントに対して強度を確保可能な板状の補強部材３０が取り付けられている。
【００２６】
この板状の補強部材３０は、左右方向への曲げモーメントに対しては引っ張り圧縮の関係で作用するため強度が高いものの、車両前後方向の入力に対しては折れ曲がることで容易に変形可能とされている。
【００２７】
前端部４ａの上面と下面には、それぞれ潰れ促進ビード３１が形成されている。上面側の潰れ促進ビード３１は、センタメンバ結合部３０ａとロアフロントクロスメンバ２との間であって、フロントサスペンションアーム１９ａの取り付け点よりも車両後方に設けられている。下面側の潰れ促進ビードは、上面側の潰れ促進ビード３１と対向する位置に設けられている。尚、前端部４ａの全周に亘って形成してもよく特に限定しない。
【００２８】
次に、上記構成に基づく作用について説明する。
（センタメンバのフロント側作用について）
図４は車体フロアとセンタメンバとの衝突時の作用を表す概略図である。車両が衝突バリアに衝突し、車輪に荷重が作用した際のセンタメンバ４の潰れ部を表す。
【００２９】
フロントサスペンションアーム１９ａと前端部４ａとの接合部を弱く形成すると、操案性を確保できない。また、車輪に入力された衝突入力がフロントサスペンションアーム１９ａを介することなく、直接車輪を介してロアフロントクロスメンバ２やサイドシル１に伝達されてしまうと、車輪のホイル等は非常に硬い構成物であり、潰れによる吸収効果が望めないことから、衝撃吸収ができない。
【００３０】
そこで、フロントサスペンションアーム１９ａと前端部４ａとの取り付け強度を確保して車輪に入力された衝突入力をフロントサスペンションアーム１９ａからセンタメンバ４（前端部４ａ）に入力することとした。ここで、フロントサスペンションアーム１９ａをＡアームにより構成し、前端部４ａと２点で連結すると、トー剛性を確保する上で有利であると共に、車輪に前方から作用する衝突入力を効率よく前端部４ａに伝達できる。しかしながら、Ａアームを採用し、２点で連結すると、この連結点と車体フロアとの前後方向距離を確保できず、十分な潰れストロークを確保できない虞がある。
【００３１】
そこで、センタメンバ４とロアフロントクロスメンバ２とを部分的に接合することとした。すなわち、実施例１の電気自動車では、前方衝突時において、バンパ１７等に衝突入力が成されると共に、車輪に大きな力が作用する。このとき、車輪に伝達された衝突入力は、フロントサスペンションアーム１９ａを介して前端部４ａに入力される。すると、潰れ促進ビード３１を起点として車両後方に向けてちょうちん座屈が発生する。
【００３２】
実施例１では、基本的に全てのメンバがアルミの中空材料で形成されており、また、貫通孔２ａとセンタメンバ４とが溶接により部分的に接合されていることから、ロアフロントクロスメンバ２内部においてもちょうちん座屈することが可能となり、Ａアームを採用した場合であっても、潰れストロークを確保することができる。
【００３３】
上記貫通孔２ａとの部分接合と、潰れ促進ビード３１と、補強部材３０によって衝突エネルギ吸収構造を形成している。言い換えると、センタメンバ４上であって、フロントサスペンションアーム１９ａより車両後方の位置に衝突エネルギ吸収構造を形成していると言える。
【００３４】
（センタメンバのリア側作用について）
一方、車両後方にあっては、車体フロアからリアピラー７が車両後方側に傾斜して立設されており、更に、ロアリアクロスメンバ３に後輪を支持するリアサスペンションアーム１１が取り付けられている。このリアサスペンションアーム１１はトレーリングアーム式とされており、一端はロアリアクロスメンバ３に対し回動可能に支持され、他端はリアピラー７に設けられたストラットとの間にショックアブソーバ９を介して取り付けられている。
【００３５】
上述のように、リアサスペンションアーム１１をトレーリングアーム式とし、リアピラー７を後傾させているため、シートベルト２３のバックル２２の位置から斜め下後方エリアには、車体フロアと一体の強度部材が無い。よって、シートベルトアンカーを取り付けるべき位置における強度を確保することが困難である。
【００３６】
そこで、車体フロアから車両後方に貫通して延在させたセンタメンバ４である後端部４ｂにシートベルトアンカー２４を設定した。車体フロアを貫通する一本のセンタメンバ４を構成しているため十分に強度を確保することが可能となり、強度部材を容易に確保することができる。
【００３７】
以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００３８】
(1)車体フロアの車両前後方向に向けて貫通するセンタメンバ４を設け、サスペンションアーム１９ａを支持するロアサポートメンバとして、センタメンバ４が車体フロアの車両前方に位置されたロアフロントクロスメンバ２を貫通して車両前方に延在された前端部４ａであり、センタメンバ４上であって、フロントサスペンションアーム１９ａより車両後方の位置に衝突エネルギ吸収構造を形成した。
【００３９】
これにより、サスペンションアーム１９ａとセンタメンバ４との取り付け強度を確保したとしても、衝突エネルギ吸収構造により潰れストロークを確保することが可能となり、サスペンションアームと車輪の取り付け部が破損して車輪から車体フロアに直接衝撃が入力されることがない。また、サスペンションアーム１９ａとセンタメンバ４との取り付け強度を確保することで操案性を確保することができる。
【００４０】
(2)車体フロアの車両前方側に位置するロアフロントクロスメンバ２に形成され、センタメンバ４より大径の貫通孔２ａと、貫通孔２ａ内周より延在され、センタメンバ４と貫通孔２ａとを部分的に連結する延在部２ｂとを設けた。これにより、ロアフロントクロスメンバ２内でのちょうちん座屈を達成でき、潰れストロークを確保することができる。
【００４１】
(3)センタメンバ４の車体フロアから車両前方に貫通して延在させた延在部分である前端部４ａとロアフロントクロスメンバ２との間に、前端部４ａの左右方向の曲げモーメントに対して強く、前後方向に弱い板状の補強部材３０を設定した。これにより、左右方向の曲げモーメントに強いにもかかわらず、前方衝突時の潰れストロークを確保することができる。また、衝撃吸収材として機能することもできる。
【００４２】
(4)衝突エネルギ吸収構造として、センタメンバ４（前端部４ａ）上であってフロントサスペンションアーム１９ａよりも車両後方に潰れ促進ビード３１を設けた。よって、車輪に伝達された衝突入力をフロントサスペンションアーム１９ａを介してセンタメンバ４に伝達した際、確実にちょうちん座屈による衝撃吸収効果を得ることができる。
【００４３】
(5)フロントサスペンションアーム１９ａをＡアームとした。Ａアームとすることで、前端部４ａに対して２点支持することが可能となり、トー剛性を確保することができる。このとき、潰れストロークはロアフロントクロスメンバ２内で確保しているため、２点支持により車体フロアとの距離が確保できない場合であっても問題はない。
【００４４】
(6)車体フロアに回動可能に取り付けられたトレーリングアーム式のリアサスペンションアーム１１と、車体フロアの車両後方から後傾して立設されたリアピラー７と、リアサスペンションアーム１１の後端とリアピラー７の上部との間に設置されたショックアブソーバ９と、を設け、車体フロアから車両後方に貫通して延在させたセンタメンバ４にシートベルトアンカー２４を設定した。よって、車体フロアを貫通する一本のセンタメンバ４を構成しているため十分に強度を確保することが可能となり、強度部材を容易に確保することができる。
【００４５】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００４６】
(7)センタメンバ４の車体フロアから車両前方に貫通して延在させた延在部分の車両前後方向潰れ強度を、前記センタメンバの前記車体フロア内を貫通する車体フロア部分の車両前後方向潰れ強度よりも低く設定してもよい。これにより、安定した衝撃吸収効果を得ることができる。
【００４７】
(8)車両前後方向潰れ強度の設定方法としては、延在部分である前端部４ａの断面積を車体フロア部分のセンタメンバ４の断面積うよりも小さくしてもよい。
【００４８】
(9)また、延在部分である前端部４ａの板厚を車体フロア部分のセンタメンバ４の板厚より薄くしてもよい。また、上記(8)，(9)を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例１の電気自動車の車体構造を適用した側面図である。
【図２】実施例１の電気自動車の車体構造を適用した車体フロア部分の構成を表す斜視図である。
【図３】実施例１の電気自動車の車体構造を適用した前端部の構成を表す部分拡大斜視図である。
【図４】実施例１における車体フロアとセンタメンバとの衝突時の作用を表す概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    サイドシル
２    ロアフロントクロスメンバ
２ａ    貫通孔
２ｂ    延在部
２ｃ    側面
３    ロアリアクロスメンバ
４    センタメンバ
４ａ    前端部
４ｂ    後端部
５    フロントピラー
６    サイドピラー
７    リアピラー
８    リアクロスメンバ
９    ショックアブソーバ
１１    リアサスペンションアーム
１２    補強プレート
１３    第１アッパクロスメンバ
１４    ステアリングコラム支持部材
１５    第２アッパクロスメンバ
１８    第３アッパクロスメンバ
１９    ショックアブソーバ
１９ａ    フロントサスペンションアーム
２０    フロントサスペンション固定部
２１    ブラケット
２２    シートベルトバックル
２２    サポートメンバ
２２    バックル
２３    シートベルト
２４    シートベルトアンカー
３０    補強部材
３０ａ    センタメンバ結合部
３０ｂ    ロアフロントクロスメンバ連結部
３１    促進ビード
【図１】
2008230359.tif 000003
【図２】
2008230359.tif 000004
【図３】
2008230359.tif 000005
【図４】
2008230359.tif 000006