(57)【要約】【課題】車体への電池の取付作業を容易にすることができると共に、部品点数が増加しないようにすることができる。【解決手段】本車体構造では、前後に二分割されたアンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが、キャビンフレーム２８の連結部４４、４６及び電池５０の電池ケース５２によって連結されている。ここで、電池ケース５２は、複数の締結部５４において、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６との両方に結合（締結）されて両者を連結している。このため、前部１４と後部１６とをキャビンフレーム２８の連結部４４、４６及び電池５０によって連結する際には、前部１４と後部１６との何れか一方に電池５０を取り付けて予めサブアッセンブリ化することができる。したがって、電池５０の車体１０への取付作業を容易にすることができる。しかも、電池５０を車体に取り付けるための特別な部材を必要としないので、部品点数が増加することがない。【選択図】図２
2009056854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の下部を構成すると共に、前部と後部とに二分割され、前部と後部とが互いに連結されたアンダーフレームと、
前記アンダーフレームの前部と後部との両方に結合されて両者を連結する電池と、
を有する車体構造。
【請求項２】
前記アンダーフレームの前部と後部とは、同一の形状に形成されると共に、一方が他方に対して前後に反転された状態で連結され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】
前記アンダーフレームの前部と後部とは、車体のキャビンを構成するキャビンフレームに設けられた連結部によって連結され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】
前記アンダーフレームの前部と後部とは、各々の端部が前記連結部の内側又は外側に嵌合された状態で前記連結部に固定されることを特徴とする請求項３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、電池を動力源とする電気自動車等の車両の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気自動車は、バッテリに充電された電力だけで走行するため、航続距離を確保するためにはバッテリの搭載量を多くする必要があり（例えば、１００ｋｇ以上）、バッテリを車体に搭載する際の作業性などが問題になる。このため、二分割されたバッテリフレームの各々に複数のバッテリを載置し、これらのバッテリフレームを別々に車体に取り付けるようにすることで、車体へのバッテリの取付作業を容易にするようにした電気自動車のバッテリフレーム取付構造が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１０８９５６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、上述の如き取付構造では、複数のバッテリフレームを必要とするため、部品点数が増加するなどの問題がある。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、電池の車体への取付作業を容易にすることができると共に、部品点数が増加しないようにすることができる車体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】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係る車体構造は、車体の下部を構成すると共に、前部と後部とに二分割され、前部と後部とが互いに連結されたアンダーフレームと、前記アンダーフレームの前部と後部との両方に結合されて両者を連結する電池とを有することを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の車体構造では、アンダーフレームの前部と後部とが二分割されて互いに連結されると共に、電池がアンダーフレームの前部と後部との両方に結合されて両者を連結する。このように、電池がアンダーフレームの前部と後部との両方に結合されるため、アンダーフレームの前部と後部とを連結する際には、前部と後部との何れか一方に電池を取り付けて予めサブアッセンブリ化することができる。したがって、電池の車体への取付作業を容易にすることができる。しかも、電池を車体に取り付けるための特別な部材を必要としないので、部品点数が増加しないようにすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明に係る車体構造は、請求項１に記載の車体構造において、前記アンダーフレームの前部と後部とは、同一の形状に形成されると共に、一方が他方に対して前後に反転された状態で連結されることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の車体構造では、アンダーフレームの前部と後部とが同一の形状に形成され、前後に反転された状態で連結される。このため、前部と後部との部品共通化によって、製造コストを低減することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係る車体構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体構造において、前記アンダーフレームの前部と後部とは、車体のキャビンを構成するキャビンフレームに設けられた連結部によって連結されることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の車体構造では、アンダーフレームの前部と後部とが、キャビンフレームに設けられた連結部によって連結されるので、前部と後部とを連結するための専用の部材を省略することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明に係る車体構造は、請求項３に記載の車体構造において、前記アンダーフレームの前部と後部とは、各々の端部が前記連結部の内側又は外側に嵌合された状態で前記連結部に固定されることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の車体構造では、アンダーフレームの前部と後部との各端部が、キャビンフレームの連結部に嵌合された状態で連結部に固定される。したがって、前部及び後部とキャビンフレームとの連結強度を良好することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、請求項１に記載の発明に係る車体構造では、電池の車体への取付作業を容易にすることができると共に、部品点数が増加しないようにすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明に係る車体構造では、部品共通化によって製造コストを低減することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明に係る車体構造では、アンダーフレームの前部と後部とを連結するための専用の部材を省略することができる。
【００１６】
請求項４に記載を発明に係る車体構造では、アンダーフレームの前部及び後部とキャビンフレームとの連結強度を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１には、本発明の実施形態に係る車体構造が適用されて構成された車体１０の主要部の構成が概略的な斜視図にて示されている。また、図２には、この車体１０の主要部の構成が概略的な分解斜視図にて示されている。なお、図中矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＬＨは車体左方向を示している。
【００１８】
本実施形態に係る車体１０は、後述する電池５０（電気）を動力源とする車両（「Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ」、「Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ」、「Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ」など）の車体であり、アンダーフレーム１２を備えている。アンダーフレーム１２は、前部１４と後部１６とに二分割されており、車体１０の下部において車体１０の骨格を構成している。
【００１９】
アンダーフレーム１２の前部１４は、左右一対のサイドメンバ１８Ｆと、左右一対のロッカ２０Ｆと、バンパリインフォースメント２２Ｆと、クロスメンバ２４Ｆとを備えている。また、アンダーフレーム１２の後部１６は、左右一対のサイドメンバ１８Ｒと、左右一対のロッカ２０Ｒと、バンパリインフォースメント２２Ｒと、クロスメンバ２４Ｒとを備えている。これらの構成部材は、何れもが中空の角筒状に形成されている。また、これらの構成部材において、同一の名称（符号を除く）のものは、同一形状でかつ同一寸法に形成されている。
【００２０】
すなわち、本実施形態においては、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが、構成部材を共通化されて同一の形状・寸法に形成されており、一方が他方に対して前後に反転された状態で配置されている（車体前後方向中心線を介して対称に配置されている）。
【００２１】
左右一対のサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒは、車体前後方向に延在しており、バンパリインフォースメント２２Ｆ、２２Ｒ、及びクロスメンバ２４Ｆ、２４Ｒは、車幅方向に延在している。そして、前部１４のバンパリインフォースメント２２Ｆは、長手方向両端側において一対のサイドメンバ１８Ｆの前端部に結合されており、前部１４のクロスメンバ２４Ｆは、長手方向両端部が一対のサイドメンバ１８Ｆの前後方向中間部における車幅方向内側面に結合されている。また、後部１６のバンパリインフォースメント２２Ｒは、長手方向両端側において一対のサイドメンバ１８Ｒの後端部に結合されており、後部１６のクロスメンバ２４Ｒは、長手方向両端部が一対のサイドメンバ１８Ｒの前後方向中間部における車幅方向内側面に結合されている。
【００２２】
また、サイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒの車幅方向外側には、クロスメンバ２４Ｆ、２４Ｒと反対側において、それぞれアウトリガ２６が結合されており、各アウトリガ２６の先端部（車幅方向外側端部）には、ロッカ２０Ｆ、２０Ｒの長手方向一端側が結合されている。これらのロッカ２０Ｆ、２０Ｒは、各サイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒの車幅方向外側において車体前後方向に延在している。なお、前部１４においては、ロッカ２０Ｆの長手方向他端部（後端部）と、サイドメンバ１８Ｆの後端部とが車幅方向に並んで配置されており、後部１６においては、ロッカ２０Ｒの長手方向他端部（前端部）と、サイドメンバ１８Ｒの前端部とが車幅方向に並んで配置されている。
【００２３】
一方、図２に示されるように、アンダーフレーム１２の上側には、車室（キャビン）の骨格を構成するキャビンフレーム２８が設けられている。キャビンフレーム２８は、左右一対のＡピラー部３０、左右一対のＢピラー部３２、左右一対のＣピラー部３４、左右一対のルーフサイドレール部３６、フロントルーフレール部３８、ルーフクロスメンバ部４０、及びリヤルーフレール部４２を備えている（なお、図１では説明の都合上、Ａピラー部３０、Ｃピラー部３４、ルーフサイドレール部３６、フロントルーフレール部３８、及びリヤルーフレール部４２の図示を省略してある）。
【００２４】
また、左右一対のＢピラー部３２の下端部には、それぞれ角筒状に形成された連結部４４が設けられている。これらの連結部４４は、軸線方向が車体前後方向に沿う状態で配置されており、各上端部が各Ｂピラー部３２の下端部に結合されている。
【００２５】
さらに、各連結部３２の車幅方向内側には、それぞれ角筒状に形成された連結部４６が設けられている。これらの連結部４６は、軸線方向が車体前後方向に沿う状態で配置されており、車幅方向外側端部がステー４８を介して連結部４４の車幅方向内側端部に結合されている。
【００２６】
ここで、図１及び図３に示されるように、前述したロッカ２０Ｆの後端部は、連結部４４の前端側開口部から連結部４４の内側に嵌合されており、ロッカ２０Ｒの前端部は、連結部４４の後端側開口部から連結部４６の内側に嵌合されている。そして、連結部４４の内側に嵌合されたロッカ２０Ｆの前端部とロッカ２０Ｒの後端部とは、それぞれボルト及びナット（図３参照）によって連結部４４に固定（締結）されている。これにより、前部１４のロッカ２０Ｆと後部１６のロッカ２０Ｒとが連結部４４において連結されると共に、キャビンフレーム２８のＢピラー３２が連結部４４においてアンダーフレーム１２に連結されている。
【００２７】
また、図１に示されるように、前述したサイドメンバ１８Ｆの後端部は、連結部４６の前端側開口部から連結部４６の内側に嵌合されており、サイドメンバ１８Ｒの前端部は、連結部４６の後端側開口部から連結部４６の内側に嵌合されている。そして、連結部４６の内側に嵌合されたサイドメンバ１８Ｆの前端部とサイドメンバ１８Ｒの後端部とは、それぞれボルト及びナット（共に図示省略）によって連結部４６に固定（締結）されている。これにより、前部１４のサイドメンバ１８Ｆと後部１６のサイドメンバ１８Ｒとが連結部４６において連結されている。
【００２８】
なお、図示はしないが、Ａピラー３０の下端部は、ロッカ１８Ｆの前端部の上面に結合されており、Ｃピラー３４の下端部は、ロッカ１８Ｒの後端部の上面に結合されている。
【００２９】
一方、アンダーフレーム１２の中央部には、サイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒとクロスメンバ２４Ｆ、２４Ｒとによって囲まれた空間が形成されており、この空間には電池５０が配置されている。この電池５０は、車体１０に搭載される図示しないモータ（車体１０を走行させるためのもの）に電力を供給するための電池であり、高さ寸法が小さい（薄い）直方体状に形成された電池ケース５２と、この電池ケース５２内に収容された電池本体（図示省略）とを備えている。
【００３０】
電池ケース５２の前端面は、クロスメンバ２４Ｆの後端面に対向（又は接触）して配置されており、電池ケース５２の後端面は、クロスメンバ２４Ｒの前端面に対向（又は接触）して配置されている。また、電池ケース５２の車体左側の端面は、車体左側のサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒにおける車幅方向内側面に対向（又は接触）して配置されており、電池ケース５２の車体右側の端面は、車体右側のサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒにおける車幅方向内側面に対向（又は接触）して配置されている。
【００３１】
また、電池ケース５２の外周部の上端側には、電池ケース５２をアンダーフレーム１２に固定するための複数（本実施形態では６個）の締結片５４が設けられている。これらの締結片５４は、左右一対のサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒ、クロスメンバ２４Ｆ、クロスメンバ２４Ｒのそれぞれに１つずつ対応するように配置されており、それぞれがボルト（図２参照）及び図示しないナットによってアンダーフレーム１２の上記各部に固定（締結）されている。これにより、電池ケース５２が左右一対のサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒ、クロスメンバ２４Ｆ、クロスメンバ２４Ｒのそれぞれに固定されており、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが電池ケース５２によって連結された構成になっている。
【００３２】
すなわち、本実施形態では、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが、キャビンフレーム２８の連結部４４、４６において連結されると共に、電池ケース５２（電池５０）によっても連結された構成になっている。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３４】
本実施形態に係る車体構造では、前後に二分割されたアンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが、キャビンフレーム２８の連結部４４、４６及び電池５０の電池ケース５２によって連結されている。ここで、電池ケース５２は、複数の締結部５４において、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６との両方に結合（締結）されて両者を連結している。このため、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とをキャビンフレーム２８の連結部４４、４６及び電池５０によって連結する際には、前部１４と後部１６との何れか一方に電池５０を取り付けて予めサブアッセンブリ化することができる。
【００３５】
すなわち、例えば図４に示されるように、前部１４と後部１６とを連結する前に、電池５０を後部１６に取り付けてサブアッセンブリ化することができる。そして、当該サブアセンブリ化された後部１６を、キャビンフレーム２８及び電池５０によって前部１４に連結すれば、電池５０の車体１０への取付作業を完了することができる。したがって、電池５０を容易に車体１０に取り付けることができる。しかも、電池５０を車体に取り付けるための特別な部材を必要としないので、部品点数が増加することがない。
【００３６】
また、本実施形態では、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とをキャビンフレーム２８を介して連結する際には、前部１４及び後部１６をキャビンフレーム２８に対して前後方向に移動（接近）させることで、サイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒの端部及びロッカ２０Ｆ、２０Ｒの端部を連結部４４、４６内に挿入することができ、これらを締結可能な状態にすることができる。このため、本実施形態では、上記各構成部材を連結する際に、これらの部材を上下方向に移動させる必要がないので、リフト等の設備を省略することができる。したがって、製造設備の簡素化を図ることができる。
【００３７】
また同様に、前部１４及び後部１６のうちの一方に電池５０を取り付けてサブアッセンブリ化する際には、当該一方と電池５０とを前後方向に接近させることで、電池５０を左右一対のサイドメンバ１８Ｆ（又は左右一対のサイドメンバ１８Ｒ）間に挿入することができ、両者を締結可能な状態にすることができる。このため、電池５０を車体１０に搭載するために、大型の設備を設ける必要がなく、これによっても製造設備の簡素化を図ることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが同一の形状・寸法に形成されて部品共通化されている。このため、前部１４及び後部１６を製造するための金型やその他の設備を共用することができ、これによっても設備投資を少なくすることができる。
【００３９】
このように、本実施形態では、車体１０を製造するための設備投資を少なくすることができるので、特に、電気自動車などの少量生産の車両を製造する際に有効である。
【００４０】
しかも、本実施形態では、アンダーフレーム１２が前部１４と後部１６とに二分割された構成であるため、電池５０を車内に取り付ける場合でも、電池５０をキャビンフレーム２８のドア開口（Ａピラー３０とＢピラー３２との間、又はＢピラー３２とＣピラー３４との間）などから通す必要がない。したがって、大型で重量の大きい電池５０を容易に車内に設置することができる。また、電池５０を車内に設置することができるので、電池５０の性能が温度や特異な環境によって悪化することを防止又は抑制できる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、電池ケース５２に設けられた複数の締結片５４が、アンダーフレーム１２を構成する左右一対のサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒ、クロスメンバ２４Ｆ、及びクロスメンバ２４Ｒのそれぞれに締結されている。このため、車両衝突時などにアンダーフレーム１２に作用する応力を電池ケース５２に分散させることができ、電池ケース５２をアンダーフレーム１２の補強部材（強度部材）として機能させることができる。すなわち、本実施形態では、一般的に剛性が高い電池ケース５２によってアンダーフレーム１２が補強されるので、アンダーフレーム１２の強度及び剛性を容易に確保することが可能である。
【００４２】
また、本実施形態では、キャビンフレーム２８に設けられた角筒状の連結部４４、４６によってアンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが連結されるため、連結部４４、４６の軸線方向の長さ寸法を変更するだけで、車体１０（車両）の全長やホイールベースを容易に変更することができる。すなわち、例えば、図５に示されるように、連結部４４、４６の軸線方向の長さ寸法を長くするだけで、車体１０の全長及びホイールベースを容易に長くすることができる。したがって、車体の一部を共用する所謂派生車を製造する際の設備投資を大幅に低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、アンダーフレーム１２を構成するクロスメンバ２４Ｆ、２４Ｒ、及びサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒが中空の角筒状に形成されると共に、電池ケース５２の前後左右の端面がこれらの構成部材に対向かつ近接（又は接触）して配置されている。このため、アンダーフレーム１２の上記各構成部材を、電池５０の冷却用ダクトとして利用することができる。すなわち、例えば図６に示されるように、電池ケース５２の内部とサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒの内部とを連通させる連通孔５６を設けることで、電池ケース５２内の熱をサイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒ内に流入させることができ、サイドメンバ１８Ｆ、１８Ｒをダクトとして利用することができる。したがって、これによっても部品点数を低減することができると共に、部品の組付工数を少なくすることができ、結果として組付作業性（生産性）を向上させることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態では、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とが同一の形状に形成された構成にしたが、本発明はこれに限らず、前部１４と後部１６とが異なった形状に形成された構成にしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、アンダーフレーム１２の前部１４と後部１６とがキャビンフレーム２８の連結部４４、４６によって連結される構成にしたが、本発明はこれに限らず、前部１４と後部１６とが専用の連結部材によって連結される構成にしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、キャビンフレーム２８の連結部４４、４６が筒状（角筒状）に形成された構成にしたが、本発明はこれに限らず、連結部の形状は適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る車体構造が適用されて構成された車体の構成を示す概略的な斜視図である。
【図２】図１に示される車体の構成を示す概略的な分解斜視図である。
【図３】図１に示される車体の部分的な構成を示す側面図である。
【図４】図３に対応する側面図であり、アンダーフレームの前部と後部との連結方法を説明するための図である。
【図５】図３に対応する側面図であり、キャビンフレームの連結部を長くすることで車体の全長を長くした場合の図である
【図６】アンダーフレームのサイドメンバを電池の冷却用ダクトとして利用する場合を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０          車体
１２          アンダーフレーム
１４          前部
１６          後部
２８          キャビンフレーム
４４、４６    連結部
５０          電池
【図１】
2009056854.tif 000003
【図２】
2009056854.tif 000004
【図３】
2009056854.tif 000005
【図４】
2009056854.tif 000006
【図５】
2009056854.tif 000007
【図６】
2009056854.tif 000008