(57)【要約】【課題】衝突荷重の入力による後部座席へのバッテリの侵入を防ぐことができる車体後部構造を提供する。【解決手段】車体後部構造は、リアフロアパン１６にバッテリ３０が設置され、リアフロアパン１６の下に第１補強部材としてのクロスメンバ２２及び第２補強部材としての補強メンバ２６を備えている。クロスメンバ２２は車両幅方向を長手方向として延在する。補強メンバ２６は、クロスメンバ２２よりも車両後方側に車両前後方向を長手方向として延在する。補強メンバ２６の車両前方側の端部２６Ａに係合部としての凸状部材４０が設けられる。一方、クロスメンバ２２には、凸状部材４０に対向して、凸状部材４０に係合される被係合部としての凹状部材４４が設けられている。そして、補強メンバ２６には脆弱部４２が設けられる。脆弱部４２は、補強メンバ２６への衝突荷重の入力により、補強メンバ２６を車両上方側へ向けて屈曲させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリが設置される車体後部のリアフロアパンの下に設けられ、車両幅方向を長手方向として延在された第１補強部材と、
前記リアフロアパンの下に設けられると共に、平面視で前記バッテリの一部と重なって配置され、前記第１補強部材よりも車両後方側に車両前後方向を長手方向として延在された第２補強部材と、
当該第２補強部材の車両前方側端部に設けられた係合部と、
前記第１補強部材において前記係合部と車両前後方向に対向する位置に設けられ、前記第２補強部材の車両前方側への移動によって前記係合部に係合される被係合部と、
前記第２補強部材の下部において平面視で前記バッテリと重なる位置に設けられ、前記係合部が前記被係合部に係合された状態で前記第２補強部材の車両後方側端部への車両前方側に作用する衝突荷重の入力により、前記第２補強部材を車両上方側へ向けて屈曲させる脆弱部と、
を備えた車体後部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車（EV：electric vehicle）、プラグインハイブリッド自動車（PHV：plug-in hybrid vehicle）等の車両では、走行駆動エネルギを補い、回生エネルギを蓄電するバッテリが搭載されている。特許文献１には、車両のバッテリ搭載構造が開示されている。この搭載構造では、後部座席よりも車両後方側に位置する車体後部の荷室にバッテリが収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７４３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車体後部にバッテリが収納された車両では、後方衝突時に、後部座席へのバッテリの侵入を防ぐことが望まれていた。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、衝突荷重の入力による後部座席へのバッテリの侵入を防ぐことができる車体後部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された発明に係る車体後部構造は、バッテリが設置される車体後部のリアフロアパンの下に設けられ、車両幅方向を長手方向として延在された第１補強部材と、リアフロアパンの下に設けられると共に、平面視でバッテリの一部と重なって配置され、第１補強部材よりも車両後方側に車両前後方向を長手方向として延在された第２補強部材と、第２補強部材の車両前方側端部に設けられた係合部と、第１補強部材において係合部と車両前後方向に対向する位置に設けられ、第２補強部材の車両前方側への移動によって係合部に係合される被係合部と、第２補強部材の下部において平面視でバッテリと重なる位置に設けられ、係合部が被係合部に係合された状態で第２補強部材の車両後方側端部への車両前方側に作用する衝突荷重の入力により、第２補強部材を車両上方側へ向けて屈曲させる脆弱部と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係る車体後部構造では、車体後部のリアフロアパンにバッテリが設置され、リアフロアパンの下には第１補強部材及び第２補強部材が設けられる。第１補強部材は車両幅方向を長手方向として延在する。第２補強部材は、平面視でバッテリの一部と重なる位置に設けられ、第１補強部材よりも車両後方側に車両前後方向を長手方向として延在する。
【０００８】
ここで、第２補強部材の車両前方側端部に係合部が設けられ、第１補強部材には係合部に係合される被係合部が設けられると共に、第２補強部材に脆弱部が設けられる。このため、仮に、第２補強部材の車両後方側端部に車両前方側へ作用する衝突荷重が入力すると、第２補強部材が車両前方側へ移動し、第２補強部材の係合部と第１補強部材の被係合部とが係合される。これにより、第２補強部材の移動が第１補強部材により受け止められて第２補強部材には安定した軸力が働くので、第２補強部材は脆弱部によって車両上方側へ向けて屈曲されてバッテリを車両上方側へ押し上げる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載された発明に係る車体後部構造は、衝突荷重の入力によりバッテリを車両上方側へ押し上げるので、後部座席へのバッテリの侵入を防ぐことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施の形態に係る車体後部構造が適用された車両後部の構成を示す平面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示される衝突荷重の入力前の車両後部の構成を示す概略側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される係合部及び被係合部の構成を示す拡大側面図である。
【図３】（Ａ）は図１に示される車両後部の第１補強部材を車両後方側から見た斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される第１補強部材に設けられた被係合部の平断面図（（Ａ）のＡ−Ａ線で切った断面図）である。
【図４】（Ａ）は図１に示される車両後部の第２補強部材を車両前方側から見た斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される第２補強部材に設けられた係合部の平断面図（（Ａ）のＢ−Ｂ線で切った断面図）であり、（Ｃ）は（Ａ）に示される第２補強部材の側面図である。
【図５】（Ａ）は衝突荷重の入力時の車両後部の構成を示す図２（Ａ）に対応する概略側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示される係合部及び被係合部の図２（Ｂ）に対応する拡大側面図である。
【図６】衝突荷重の入力直後の車両後部の構成を示す図２（Ａ）に対応する概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る車体後部構造について、図１〜図６を用いて説明する。図中、適宜示される矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。また、矢印ＵＰは車両上方向を示している。なお、本実施の形態に係る車体後部構造の適用方向が限定されるものではない。
【００１２】
（車体後部構造の構成）
図１及び図２（Ａ）に示されるように、本実施の形態に係る車体後部構造は車両後部１０に適用されている。ここで、車両後部１０は、車室１２の後部座席（図示省略）よりも車両後方側に位置する荷室１４を備えている。車両後部１０には、車両前後方向及び車両幅方向に延在して車両下部を覆う板状のリアフロアパン１６が設けられている。リアフロアパン１６は、例えばプレス加工を用いて成形された鋼板によって形成されている。
【００１３】
リアフロアパン１６の前端部には、車両幅方向を長手方向として延在し、リアフロアパン１６とで閉断面を形成する補強部材としてのクロスメンバ１８が配置されている。リアフロアパン１６の後端部には、車両幅方向を長手方向として延在するロワーバックパネル２８が配置されている。
【００１４】
図１に示されるように、リアフロアパン１６の下には、左右一対のリアフロアサイドメンバ２０と前後一対のクロスメンバ２４、２２とで形成されたリアサスペンションメンバ２５が配置されている。一対のリアフロアサイドメンバ２０は、各々、車両前後方向を長手方向として延在されている。
【００１５】
図１、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示されるように、クロスメンバ２２は、第１補強部材として設けられ、一対のリアフロアサイドメンバ２０の車両前後方向の中間部に配置されている。クロスメンバ２２は、一方のリアフロアサイドメンバ２０から他方のリアフロアサイドメンバ２０にわたって架け渡され、車両幅方向を長手方向として延在し、車両側面視において矩形状の断面に形成されている。ここでは、クロスメンバ２２の両端部は一対のリアフロアサイドメンバ２０のそれぞれに一体に形成されている。クロスメンバ２２よりも車両前方側に補強部材としてのクロスメンバ２４が設けられている。クロスメンバ２４は、クロスメンバ２２と平行に車両幅方向を長手方向として延在し、一対のリアフロアサイドメンバ２０間に架け渡されている。
【００１６】
ここで、クロスメンバ２２、２４の上方には、リアフロアパン１６を介してバッテリ（バッテリパック）３０が設置されている。言い換えると、バッテリ３０が上方に設置されたリアフロアパン１６の下にクロスメンバ２２及びクロスメンバ２４が配置されている。バッテリ３０は、荷室１４においてリアフロアパン１６の車両前方側であって、後部座席（図示省略）に近い位置に、車両幅方向を長手方向として設置されている。電気自動車、プラグインハイブリッド自動車等の車両において、バッテリ３０は、走行用駆動モータの駆動エネルギを補い、かつ、回生エネルギを蓄電する構成とされている。バッテリ３０の車両前方側の端部３０Ａは、支持部３２を介してクロスメンバ１８に支持されている。バッテリ３０としては、例えば約２００Ｖの定格電圧を出力する密閉型ニッケル水素電池が使用されている。
【００１７】
図１、図２（Ａ）及び図４（Ａ）に示されるように、リアフロアパン１６の下において、クロスメンバ２２よりも車両後方側に車両前後方向を長手方向として延在する第２補強部材としての補強メンバ２６が設けられている。詳しく説明すると、補強メンバ２６は、クロスメンバ２２の中間部２２Ｃとロワーバックパネル２８の中間部２８Ｃとの間に配置されている。図２（Ｂ）に示されるように、補強メンバ２６の車両前方側の端部２６Ａは、クロスメンバ２２の中間部２２Ｃに対して、車両前後方向に寸法Ｌを持って離間されている。図２（Ａ）に示されるように、補強メンバ２６の車両後方側の端部２６Ｂは、ロワーバックパネル２８の中間部２８Ｃに位置する。図４（Ａ）に示されるように、補強メンバ２６は、車両後方視において上方が開口されたハット状の断面に形成され、車両幅方向の両端上部からそれぞれ車両幅方向外側に張り出したフランジ部２６Ｆを含んで構成されている。このフランジ部２６Ｆはリアフロアパン１６の下面に接合されている。
【００１８】
図２（Ａ）に示されるように、補強メンバ２６の端部２６Ａから車両前後方向の中間部２６Ｃまでの部位は、車両平面視において、バッテリ３０の車両前後方向の中間部３０Ｃから車両後方側の端部３０Ｂまでの部位と重なる構成とされている。また、図２（Ｂ）に示されるように、補強メンバ２６の車両上下方向の中心位置Ｃ２は、クロスメンバ２２の車両上下方向の中心位置Ｃ１よりも上方とされている。
【００１９】
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示されるように、補強メンバ２６の端部２６Ａには係合部としての凸状部材４０が設けられている。詳しく説明すると、凸状部材４０は、図４（Ｂ）に示されるように、車両平面視において車両前方側へ突出するハット状の断面に形成されている。凸状部材４０の中央部の係合部位４０Ａは、補強メンバ２６の端部２６Ａに形成された開口２６Ｈに補強メンバ２６の内側から車両前方向の外側へ向かって挿入され、端部２６Ａよりも車両前方側へ突出する構成とされている。係合部位４０Ａの中央部は車両幅方向及び車両上下方向に延在する平坦面を有し、係合部位４０Ａの周囲は車両後方側から車両前方側に向かって外側から内側へ傾斜するテーパ面４０Ｔを有している。すなわち、ここでは、係合部位４０Ａは角錐台状とされている。係合部位４０Ａの中心位置は、本実施の形態において、補強メンバ２６の中心位置Ｃ２に一致されている。係合部位４０Ａの周囲には車両幅方向外側及び車両上下方向に張り出したフランジ部４０Ｆが設けられ、フランジ部４０Ｆは端部２６Ａの内壁に接合されている。
【００２０】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、クロスメンバ２２の中間部２２Ｃの上部には被係合部としての凹状部材（キャッチャ部材）４４が設けられている。詳しく説明すると、凹状部材４４は、図３（Ｂ）に示されるように、一対の側壁部４４Ａと、前壁部４４Ｃと、後壁部４４Ｂと、被係合部位４４Ｄとを備えている。一対の側壁部４４Ａは、車両平面視において、それぞれ車両幅方向内側を開口側とするＣ字状の断面に形成され、それぞれの開口側を向かい合わせて車両幅方向に離間して配置されている。一対の側壁部４４Ａの車両下方側の端部はクロスメンバ２２に接合されている。前壁部４４Ｃは、一対の側壁部４４Ａの車両前方側端部に架け渡され、車両前後方向を厚さ方向とする板状とされている。後壁部４４Ｂは、一対の側壁部４４Ａの車両後方側端部に架け渡され、前壁部４４Ｃと同様に車両前後方向を厚さ方向とする板状とされている。前壁部４４Ｃ、後壁部４４Ｂは、いずれも、側壁部４４Ａの内壁に接合されている。
【００２１】
被係合部位４４Ｄは、凸状部材４０、具体的には係合部位４０Ａに車両前後方向に対向する位置に設けられ、後壁部４４Ｂを板厚方向に貫通する開口により形成されている。被係合部位４４Ｄの開口は、車両後方視において、係合部位４０Ａよりも若干大きなサイズを有し、かつ、係合部位４０Ａと係合される相似形状、具体的には矩形状に形成されている。ここで、図２（Ｂ）に示されるように、被係合部位４４Ｄの中心位置Ｃ３は、車両上下方向及び車両幅方向において、凸状部材４０の係合部位４０Ａの中心位置Ｃ２に一致している。表現を代えれば、本実施の形態のクロスメンバ２２の中心位置Ｃ１は補強メンバ２６の中心位置Ｃ２に対して車両下方側にオフセットされているので、クロスメンバ２２上に凹状部材４４を設けて係合部位４０Ａに一致する位置に被係合部位４４Ｄが設けられている。被係合部位４４Ｄは、例えば車両の後方衝突時に補強メンバ２６が車両前方側へ移動すると、係合部位４０Ａと係合する構成とされている。
【００２２】
図２（Ａ）、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）に示されるように、補強メンバ２６は脆弱部４２を備えている。脆弱部４２は、少なくとも第１切欠部位４２Ａを備え、本実施の形態では更に第２切欠部位４２Ｂを備えている。第１切欠部位４２Ａは、補強メンバ２６の下部に底面２６Ｄから一対の側面２６Ｅの上方に向かって形成され、車両側面視において車両下方側が開放されたＶ字状とされている。第１切欠部位４２Ａの位置は、補強メンバ２６の端部２６Ａから車両後方側へ補強メンバ２６の全長の約３分の１の箇所とされ、バッテリ３０の中間部３０Ｃと車両後方側の端部３０Ｂとの間とされている。このため、第１切欠部位４２Ａは車両平面視においてバッテリ３０と重なる位置に配置されている。第１切欠部位４２Ａは、補強メンバ２６に車両前後方向の軸力が作用したときに、補強メンバ２６を車両上方側へ屈曲させる起点として使用されている。
【００２３】
一方、第２切欠部位４２Ｂは、補強メンバ２６の上部に一対の側面２６Ｅの上端から下方に向かって形成され、車両側面視において車両上方側が開放されたＶ字状とされている。第２切欠部位４２Ｂの位置は、補強メンバ２６の端部２６Ａから車両後方側へ補強メンバ２６の全長の約３分の２の箇所とされ、バッテリ３０の端部３０Ｂよりも車両後方側とされている。このため、第２切欠部位４２Ｂは車両平面視においてバッテリ３０と重ならない位置に配置されている。第２切欠部位４２Ｂは、補強メンバ２６に車両前後方向の軸力が作用したときに、補強メンバ２６を車両下方側へ屈曲させる起点として使用され、第１切欠部位４２Ａによる補強メンバ２６の車両上方側への屈曲を助長する構成とされている。
【００２４】
なお、第１切欠部位４２Ａ、第２切欠部位４２Ｂは、いずれも、車両側面視において半円状、Ｕ字状、矩形状等の形状とされてもよい。また、車両側面視において、第１切欠部位４２Ａの形状に対して、第２切欠部位４２Ｂの形状が異なっていてもよい。
【００２５】
（本実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る車体後部構造は、図１及び図２（Ａ）に示されるように、車両後部１０のリアフロアパン１６にバッテリ３０が設置され、リアフロアパン１６の下にはクロスメンバ２２及び補強メンバ２６が設けられる。クロスメンバ２２は車両幅方向を長手方向として延在する。一方、補強メンバ２６は、車両平面視においてバッテリ３０の一部と重なる位置に設けられ、クロスメンバ２２よりも車両後方側に車両前後方向を長手方向として延在する。
【００２６】
ここで、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示されるように、補強メンバ２６の車両前方側の端部２６Ａに凸状部材４０が設けられる。加えて、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、クロスメンバ２２には凸状部材４０に係合される凹状部材４４が設けられる。詳しく説明すると、凸状部材４０は係合部位４０Ａを備え、凹状部材４４は係合部位４０Ａに係合される被係合部位４４Ｄを備える。そして、補強メンバ２６には少なくとも第１切欠部位４２Ａを含む脆弱部４２が設けられる。
【００２７】
仮に、図５（Ａ）に示されるように、補強メンバ２６の車両後方側の端部２６Ｂに車両前方側へ作用する後方衝突時の衝突荷重Ｆが入力すると、補強メンバ２６が車両前方側へ移動する。補強メンバ２６が移動すると、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、補強メンバ２６の係合部位４０Ａとクロスメンバ２２の被係合部位４４Ｄとが係合され、係合状態が維持される。これにより、補強メンバ２６の車両前方側への移動がクロスメンバ２２により受け止められ、補強メンバ２６には車両前後方向に安定した軸力が働く。
【００２８】
衝突荷重Ｆが補強メンバ２６の軸力に抗して大きいと、図６に示されるように、補強メンバ２６は、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）に示される脆弱部４２を起点として屈曲する。詳しく説明すると、脆弱部４２は第１切欠部位４２Ａを有し、第１切欠部位４２Ａは補強メンバ２６の車両前方側の部位を車両上方側へ向けて屈曲させる。また、脆弱部４２には第２切欠部位４２Ｂが設けられる。第２切欠部位４２Ｂは、補強メンバ２６の車両後方側の部位を車両下方側へ向けて屈曲させ、第１切欠部位４２Ａを起点とする車両上方側への屈曲を助長させる。これにより、補強メンバ２６は、リアフロアパン１６を車両上方側へ押し上げて変形させ、更にこのリアフロアパン１６を介してバッテリ３０を車両上方側へ押し上げる。この結果、本実施の形態に係る車体後部構造によれば、衝突荷重Ｆの入力によりバッテリ３０を車両上方側へ矢印ｆ方向に押し上げる（跳ね上げる）ことができるので、後部座席へのバッテリ３０の侵入を防ぐことができる。
【００２９】
また、本実施の形態に係る車体後部構造では、補強メンバ２６には図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される凸状部材４０が設けられ、一方、クロスメンバ２２には図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示される凹状部材４４が設けられる。これらの凸状部材４０及び凹状部材４４は簡易に形成可能であるので、簡易な構成により補強メンバ２６に軸力を安定に働かせることができる。
【００３０】
さらに、本実施の形態に係る車体後部構造では、補強メンバ２６の凸状部材４０は角錐台状のテーパ面４０Ｔを有する係合部位４０Ａを備え、クロスメンバ２２の凹状部材４４は開口とされた被係合部位４４Ｄを備える。このため、係合部位４０Ａは、被係合部位４４Ｄにテーパ面４０Ｔを利用してスムーズにガイドされ、凸状部材４０の中心位置Ｃ２を凹状部材４４の中心位置Ｃ３に一致させて被係合部位４４Ｄに係合されるので、補強メンバ２６に軸力を安定に働かせることができる。
【００３１】
［上記実施の形態の補足説明］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本発明は、第１補強部材としてのクロスメンバに凸状部材を設け、第２補強部材としての補強メンバに凹状部材を設けてもよい。また、本発明は、凸状部材の係合部位の形状を、角錐台状に限定するものではなく、角錐状、円錐台状、円錐状、楕円錐状、楕円錐台状等の形状としてもよい。さらに、本発明は、凹状部材の被係合部位の形状を、上記角錐状等の形状に合う形状としてもよい。また、本発明は、補強メンバの第１切欠部位を無くして、この第１切欠部位を無くした部位に対して車両上方側の反対位置に剛性を高める補強材を設け、第１切欠部位を無くした部位を脆弱部としてもよい。同様に、本発明は、補強メンバの第２切欠部位を無くして、この第２切欠部位を無くした部位に対して車両下方側の反対位置に剛性を高める補強材を設け、第２切欠部位を無くした部位を脆弱部としてもよい。さらに、本発明は、補強メンバの脆弱部を第１切欠部位だけで形成してもよい。また、本発明は、脆弱部としての第１切欠部位の数を２以上としてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  車両後部
１６  リアフロアパン
２２  クロスメンバ（第１補強部材）
２６  補強メンバ（第２補強部材）
３０  バッテリ
４０  凸状部材（係合部）
４２  脆弱部
４４  凹状部材（被係合部）
【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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