JP7209227B2 - 車両のボディ骨格構造 - Google Patents

Description

本開示は、車両のボディ骨格構造に関する。

特許文献１には、複数のクロスビームを骨格材としてバスの後面部材に固定したバスの車体後部構造が図示されている。複数のクロスビームは、高さ位置が相違するように上下に離間して並び、車幅方向に略水平に延びている。

特開平１０－２５０３８２号公報

バス（車両）の後部に大型の車載部品（例えば駆動用のバッテリ等）を車両後方から搭載して配置する場合、作業スペースとして上下幅の大きな後面開口をボディ後面に設ける必要がある。

しかし、特許文献１の構造に上下幅の大きな後面開口を設けるためには、クロスビームの上下間隔を拡大して配置する必要があり、クロスビームの上下間隔の拡大は、ボディ後面の剛性の低下を招く。

そこで本開示は、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口を拡大することが可能な車両のボディ骨格構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本開示の第１の態様は、ボディ側面が左右の側面骨格構造によって構成され、ボディ後面が後面骨格構造によって構成される車両のボディ骨格構造である。ボディ骨格構造は、車幅方向の両側で車両前後方向に延びる左右のサイドメンバの後端部が、車幅方向に延びるリヤエンドクロスメンバによって連結された車体フレームによって下方から支持される。ボディ骨格構造は、左右のリヤエンドピラーと、開口下縁フレームと、第１クロスフレームと、左右の前後連結フレームとを備える。

左右のリヤエンドピラーは、側面骨格構造と後面骨格構造とが交差する車両後端の車幅方向両側で起立して上下方向に延びる。開口下縁フレームは、後面開口の下縁を区画するようにリヤエンドクロスメンバの上方で車幅方向に延び、左右のリヤエンドピラーを連結して後面骨格構造を構成する。第１クロスフレームは、開口下縁フレームの車両前方で車幅方向に延びて左右の側面骨格構造を連結する。左右の前後連結フレームは、車幅方向に離間して並び、車両前後方向に延びて開口下縁フレームと第１クロスフレームとを連結する。

第１の態様では、車両の走行中等に後輪の車軸から車体フレームを介してボディ後面側へ入力する荷重は、開口下縁フレームから左右の前後連結フレーム及び第１クロスフレームを介して左右の側面骨格構造へ伝達される。このように、ボディ後面側へ入力する荷重を、左右の前後連結フレーム及び第１クロスフレームを介して左右の側面骨格構造に分散させて支持することができるので、後面開口の上下幅を拡大する（開口下縁フレームの上方に広い空間を設ける）ことによるボディ後面の剛性の低下を、左右の前後連結フレーム及び第１クロスフレームによって確実に抑制することができる。従って、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口を拡大することができる。

本開示の第２の態様は、第１の態様のボディ骨格構造であって、第１クロスフレームの上方で車幅方向に延びて左右の側面骨格構造を連結する１つ又は複数の第２クロスフレームを備える。

第２の態様では、左右の側面骨格構造が第２クロスフレームによって連結されるので、一方の側面骨格構造へ入力した荷重を第２クロスフレームを介して他方の側面骨格構造へ伝達することができ、ボディ後部全体の剛性を高めることができる。従って、後面開口の拡大によるボディ後面の剛性の低下をさらに確実に抑制することができる。

本開示の第３の態様は、第２の態様のボディ骨格構造であって、側面骨格構造は、第１クロスフレームと略同じ車両前後位置で起立する左右の中間ピラーを有する。第２クロスフレームは、左右の中間ピラーを連結する。

第３の態様では、第１クロスフレームと略同じ車両前後位置で起立する左右の中間ピラーを第２クロスフレームによって連結するので、第１クロスフレームから左右の側面骨格構造への荷重入力に対するボディ後部全体の剛性を効率良く高めることができる。

本開示の第４の態様は、第１～第３の態様のボディ骨格構造であって、左右の前後連結フレームには車載部品が載置される。

第４の態様では、車載部品からの荷重入力を後面骨格構造と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、車載部品が重量物である場合であっても、車載部品の支持剛性を確保することができる。

本開示の第５の態様は、第２又は第３の態様のボディ骨格構造であって、左右の前後連結フレームには車載部品が載置され、載置された車載部品は、第２クロスフレームに固定される
第５の態様では、車載部品からの荷重入力を後面骨格構造と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、車載部品が重量物である場合であっても、車載部品の支持剛性を確保することができる。

車載部品が第２クロスフレームに固定されるので、車載部品の支持状態を安定させることができる。

本開示の第６の態様は、第１～第５の態様のボディ骨格構造であって、１つ又は複数の上下連結部材を備える。上下連結部材は、リヤエンドクロスメンバと開口下縁フレームとの間に配置されて、リヤエンドクロスメンバと開口下縁フレームとを連結する。

第６の態様では、開口下縁フレームとリヤエンドクロスメンバとを上下連結部材によって連結するので、ボディ後面の剛性をさらに高めることができる。

本開示によれば、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口を拡大することができる。

本実施形態に係るボディ骨格構造を斜め後方から視た斜視図である。 図１のボディ骨格構造を斜め前方から視た斜視図である。 図１のボディ骨格構造を車幅方向外側から視た側面図である。 図１のボディ骨格構造を車両後方から視た後面図である。 図１のボディ骨格構造を上方から視た平面図である。 図２の要部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。また、図中の矢印ＦＲは車両前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。

図１～図５に示すように、本開示に係る車両１は、車体フレーム２によって下方から支持されるボディ骨格構造３を備えたバスであり、乗員が乗り込む車室４の車両後方にバッテリ収容室（車載部品収容室）５が設けられる。バッテリ収容室５には、駆動用モータ（図示省略）への給電を行う車載部品としてのバッテリユニット６（図３～図５参照）が搭載される。本実施形態のバッテリユニット６は、上下に重なるように配置される２つのバッテリ７と、上下のバッテリ７を連結して一体化するバッテリ支持枠８とによって構成される。ボディ後面には、バッテリ収容室５の車両後方を開放する後面開口９が設けられる。後面開口９は、重量物である大型のバッテリユニット６を車両後方から搭載して配置する際の作業スペースとして有効に機能するように、左右幅及び上下幅が大きく形成される。

車体フレーム２は、車幅方向両側で車両前後方向に延びる左右１対のサイドメンバ１０と、車幅方向に延びて左右のサイドメンバ１０を連結する複数のクロスメンバ１１とによって構成される。本実施形態のサイドメンバ１０は、車両前後方向に複数に分割された分割型のサイドメンバであり、車両１の後端部で前後方向に延びる左右のリヤサイドメンバ１２を有する。複数のクロスメンバ１１には、左右のリヤサイドメンバ１２の後端部を連結するリヤエンドクロスメンバ１３が含まれる。なお、左右のサイドメンバ１０は、車両全長域で連続する非分割型（一体型）であってもよい。

車両１の左右のボディ側面は側面骨格構造１４によってそれぞれ構成され、ボディ後面は後面骨格構造１５によって構成され、ボディ天井面は天井面骨格構造１６によって構成される。骨格構造とは、複数のフレーム材を交差して連結することにより構成される構造である。ボディ骨格構造３を構成するフレーム材（ボディ側面、ボディ後面及びボディ天井面のフレーム材の他、後述する第１クロスフレーム４３、第２クロスフレーム４４及び前後連結フレーム４５を含む）の断面形状は、Ｕ状や矩形筒状など、要求される強度に応じて任意の形状に設定することができる。

左右の側面骨格構造１４は、フレーム材として、複数のピラー１７と、複数のサイドフレーム１８と、複数の側面連結フレーム２６，２７，２８とを備える。複数のピラー１７は、リヤエンドピラー２０と、第１リヤピラー２１と、第２リヤピラー（中間ピラー）２２とを含む。複数のサイドフレーム１８は、下サイドフレーム２３と、中間サイドフレーム２４と、上サイドフレーム２５とを含む。

左右のリヤエンドピラー２０は、側面骨格構造１４と後面骨格構造１５とが交差する車両後端の車幅方向両側で起立して上下方向に延び、リヤエンドピラー２０の下端部は、車体フレーム２に対して固定される。第１リヤピラー２１は、リヤエンドピラー２０の前方で上下方向に延び、第２リヤピラー２２は、第１リヤピラー２１の前方で上下方向に延びる。リヤエンドピラー２０と第１リヤピラー２１とは、前後方向に延びる側面連結フレーム（側面第１横連結フレーム２６）によって連結される。同様に、第１リヤピラー２１と第２リヤピラー２２とは、前後方向に延びる側面連結フレーム（側面第２横連結フレーム２７）によって連結される。

下サイドフレーム２３は、車体フレーム２よりも上方で前後方向に延び、下サイドフレーム２３の後端部は、リヤエンドピラー２０に固定される。下サイドフレーム２３の前端部は、車体フレーム２の上方で上下方向に延びる側面連結フレーム（ホイールハウス上方縦フレーム２８）に固定される。中間サイドフレーム２４は、下サイドフレーム２３の上方で前後方向に延び、中間サイドフレーム２４の後側と下サイドフレーム２３とは、第１リヤピラー２１の下部及びホイールハウス上方縦フレーム２８によって連結される。ホイールハウス上方縦フレーム２８は、第２リヤピラー２２と略同じ車両前後位置に配置される（図３及び図６参照）。上サイドフレーム２５は、中間サイドフレーム２４の上方で前後方向に延び、第１リヤピラー２１の上端部及び第２リヤピラー２２の上端部は、上サイドフレーム２５に固定される。

下サイドフレーム２３の下方には、ホイールハウス２９の上方を区画するアーチ状のリヤフェンダ３０が固定される。ホイールハウス２９には、後輪のタイヤ３１（図３参照）が収容され、車体フレーム２は、サスペンション（図示省略）を介して後輪の車軸（図示省略）に支持される。リヤフェンダ３０の後方のリヤエンドクロスメンバ１３の上面には、ホイールハウス２９の後側を補強する補強部材３２が固定される。

天井面骨格構造１６は、フレーム材として、梁状リヤエンドパネル３３と、複数の天井梁３４と、複数の天井面連結フレーム３５とを備え、複数の天井梁３４は、第１天井梁３６及び第２天井梁３７を含む。梁状リヤエンドパネル３３は車幅方向に延び、梁状リヤエンドパネル３３の車幅方向両端部は、リヤエンドピラー２０の上端部及び第１リヤピラー２１の上端部に固定され支持される。第１天井梁３６は、梁状リヤエンドパネル３３の前面に重なって固定された状態で車幅方向に延び、他の天井梁３４（第２天井梁３７を含む）は、第１天井梁３６の前方で前後方向に互いに離間してそれぞれ車幅方向に延びる。他の天井梁３４の車幅方向両端部は、上サイドフレーム２５に固定され支持される。天井面連結フレーム３５は、車両前後方向に延び、前後に離間する天井梁３４を連結する。

後面骨格構造１５は、フレーム材として、上記左右のリヤエンドピラー２０と、上記梁状リヤエンドパネル３３と、左右の後面両端フレーム４０と、開口下縁フレーム４１と、複数（本実施形態では左右１対）の上下連結フレーム４２とを備える。左右の後面両端フレーム４０は、リヤエンドクロスメンバ１３の車幅方向両端部の上面から起立して上方へ延び、後面両端フレーム４０の下端部は、リヤエンドクロスメンバ１３に固定される。左右のリヤエンドピラー２０の下部は、左右の後面両端フレーム４０にそれぞれ固定される。

開口下縁フレーム４１は、後面開口９の下縁を区画するように、リヤエンドクロスメンバ１３の上方で且つ、ボディ後面の上下高さの中央よりも下方で車幅方向に延び、左右のリヤエンドピラー２０を連結する。開口下縁フレーム４１の車幅方向両端部は、後面両端フレーム４０の上端部に載置されて固定されるとともに、リヤエンドピラー２０に固定される。左右の上下連結フレーム４２は、開口下縁フレーム４１と補強部材３２との間で上下方向に延び、上下連結フレーム４２の上端部と下端部とは、開口下縁フレーム４１と補強部材３２とにそれぞれ固定される。すなわち、上下連結フレーム４２と補強部材３２とは、リヤエンドクロスメンバ１３と開口下縁フレーム４１との間に配置されて、リヤエンドクロスメンバ１３と開口下縁フレーム４１とを連結する上下連結部材を構成する。左右の上下連結フレーム４２の車幅方向の位置は、後述する左右の前後連結フレーム４５の車幅方向の位置と略同じに設定される。

なお、本実施形態では、後面開口９の上縁を梁状リヤエンドパネル３３によって区画し、後面開口９の車幅方向の両側縁を左右のリヤエンドピラー２０によって区画しているが、後面開口９の上縁及び両側縁を他の部材によって区画してもよい。例えば、梁状リヤエンドパネル３３の下方で車幅方向に延びて左右のリヤエンドピラー２０を連結する開口上縁フレームを設け、開口上縁フレームによって後面開口９の上縁を区画してもよい。また、左右のリヤエンドピラー２０の車幅方向内側で上下方向に延びて開口下縁フレーム４１と梁状リヤエンドパネル３３とを連結する左右の開口側縁フレームを設け、左右の開口側縁フレームによって後面開口９の左右の側縁を区画してもよい。

ボディ骨格構造３は、フレーム材として、第１クロスフレーム４３と、上下の第２クロスフレーム４４と、左右の前後連結フレーム４５とを備える。第１クロスフレーム４３は、開口下縁フレーム４１の車両前方で車幅方向に延びて左右の側面骨格構造１４を連結する。本実施形態では、第１クロスフレーム４３の車幅方向両端部は、左右のホイールハウス上方縦フレーム２８の車幅方向内側面に固定される。ホイールハウス上方縦フレーム２８は、第２リヤピラー２２と略同じ車両前後位置に配置されるので、第２リヤピラー２２は、第１クロスフレーム４３と略同じ車両前後位置で起立する。

上下の第２クロスフレーム４４は、第１クロスフレーム４３の上方で上下に離間して車幅方向に延び、左右の側面骨格構造１４を連結する。上下の第２クロスフレーム４４には、車室４とバッテリ収容室５とを仕切る隔壁（図示省略）が固定される。本実施形態では、第２クロスフレーム４４の車幅方向両端部は、左右の第２リヤピラー２２の車幅方向内側面に固定される。第２クロスフレーム４４の数は２つに限定されず、１つ又は３つ以上であってもよい。

左右の前後連結フレーム４５は、車幅方向に離間して並び、車両前後方向に延びて開口下縁フレーム４１と第１クロスフレーム４３とを連結する。本実施形態では、前後連結フレーム４５の前端部は、第１クロスフレーム４３の車両後面に固定され、前後連結フレーム４５の後端部は、開口下縁フレーム４１の上面に載置され固定される。

第２クロスフレーム４４の車両後面には、バッテリユニット６を前方から支持するバッテリ支持部材４６が固定される。バッテリユニット６は、左右の前後連結フレーム４５に載置されて固定される。またバッテリユニット６の車両前部は、バッテリ支持部材４６を介して第２クロスフレーム４４に固定される。

本実施形態によれば、車両１の走行中等に後輪の車軸から車体フレーム２を介してボディ後面側へ入力する荷重は、開口下縁フレーム４１から左右の前後連結フレーム４５及び第１クロスフレーム４３を介して左右の側面骨格構造１４へ伝達される。このように、ボディ後面側へ入力する荷重を、左右の前後連結フレーム４５及び第１クロスフレーム４３を介して左右の側面骨格構造１４に分散させて支持することができるので、後面開口９の上下幅を拡大する（開口下縁フレーム４１の上方に広い空間を設ける）ことによるボディ後面の剛性の低下を、左右の前後連結フレーム４５及び第１クロスフレーム４３によって確実に抑制することができる。従って、ボディ後面の剛性を確保しつつ、後面開口９を拡大することができる。

左右の側面骨格構造１４が第２クロスフレーム４４によって連結されるので、一方の側面骨格構造１４へ入力した荷重を第２クロスフレーム４４を介して他方の側面骨格構造１４へ伝達することができ、ボディ後部全体の剛性を高めることができる。従って、後面開口９の拡大によるボディ後面の剛性の低下をさらに確実に抑制することができる。

第１クロスフレーム４３と略同じ車両前後位置で起立する左右の第２リヤピラー２２を第２クロスフレーム４４によって連結するので、第１クロスフレーム４３から左右の側面骨格構造１４への荷重入力に対するボディ後部全体の剛性を効率良く高めることができる。

バッテリユニット６からの荷重入力を後面骨格構造１５と左右の側面測角構造とに分散して支持することができるので、重量物であるバッテリユニット６の支持剛性を確保することができる。

バッテリユニット６の前部が第２クロスフレーム４４に固定されるので、バッテリユニット６の支持状態を安定させることができる。

また、開口下縁フレーム４１とリヤエンドクロスメンバ１３とを上下連結フレーム４２及び補強部材３２によって連結するので、ボディ後面の剛性をさらに高めることができる。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では車載部品としてバッテリユニット６を例示して説明したが、バッテリユニット６以外の車載部品を搭載してもよい。また、前後連結フレーム４５の数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

本発明は、ボディ骨格構造を備えた車両に適用することができる。

１：車両
２：車体フレーム
３：ボディ骨格構造
４：車室
５：バッテリ収容室
６：バッテリユニット（車載部品）
９：後面開口
１０：サイドメンバ
１１：クロスメンバ
１２：リヤサイドメンバ
１３：リヤエンドクロスメンバ
１４：側面骨格構造
１５：後面骨格構造
１６：天井面骨格構造
２０：リヤエンドピラー
２１：第１リヤピラー
２２：第２リヤピラー（中間ピラー）
２３：下サイドフレーム
２２：中間サイドフレーム
２３：上サイドフレーム
２９：ホイールハウス
３０：リヤフェンダ
３１：タイヤ
３２：補強部材（上下連結部材）
４０：後面両端フレーム
４１：開口下縁フレーム
４２：上下連結フレーム（上下連結部材）
４３：第１クロスフレーム
４４：第２クロスフレーム
４５：前後連結フレーム

Claims (6)

1. 車幅方向の両側で車両前後方向に延びる左右のサイドメンバの後端部が、車幅方向に延びるリヤエンドクロスメンバによって連結された車体フレームによって下方から支持され、ボディ側面が左右の側面骨格構造によって構成され、ボディ後面が後面骨格構造によって構成される車両のボディ骨格構造であって、
   前記側面骨格構造と前記後面骨格構造とが交差する車両後端の車幅方向両側で起立して上下方向に延びる左右のリヤエンドピラーと、
   後面開口の下縁を区画するように前記リヤエンドクロスメンバの上方で車幅方向に延び、前記左右のリヤエンドピラーを連結して前記後面骨格構造を構成する開口下縁フレームと、
   前記開口下縁フレームの車両前方で車幅方向に延びて前記左右の側面骨格構造を連結する第１クロスフレームと、
   車幅方向に離間して並び、車両前後方向に延びて前記開口下縁フレームと前記第１クロスフレームとを連結する左右の前後連結フレームと、を備える
   ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。
2. 請求項１に記載のボディ骨格構造であって、
   前記第１クロスフレームの上方で車幅方向に延びて前記左右の側面骨格構造を連結する１つ又は複数の第２クロスフレームを備える
   ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。
3. 請求項２に記載のボディ骨格構造であって、
   前記側面骨格構造は、前記第１クロスフレームと略同じ車両前後位置で起立する左右の中間ピラーを有し、
   前記第２クロスフレームは、前記左右の中間ピラーを連結する
   ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。
4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載のボディ骨格構造であって、
   前記左右の前後連結フレームには車載部品が載置される
   ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。
5. 請求項２又は請求項３に記載のボディ骨格構造であって、
   前記左右の前後連結フレームには車載部品が載置され、
   前記載置された車載部品は、前記第２クロスフレームに固定される
   ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。
6. 請求項１～請求項５の何れか１項に記載のボディ骨格構造であって、
   前記リヤエンドクロスメンバと前記開口下縁フレームとの間に配置され、前記リヤエンドクロスメンバと前記開口下縁フレームとを連結する１つ又は複数の上下連結部材を備える
   ことを特徴とする車両のボディ骨格構造。

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