JP7700702B2 - 後部車体構造 - Google Patents

Description

本開示は、例えば電動車両の後部車体構造に関する。

例えば特許文献１には、フロアパネルの下方にバッテリが搭載された車両が開示されている。この特許文献１では、車室両側にそれぞれサイドシルが設けられており、左右のサイドシルの車両後方にそれぞれリヤサイドフレームが設けられている。リヤサイドフレームは、車両前後方向に延びる前後延出部と、前後延出部の前端部で車幅方向外側に斜めに屈曲する屈曲部と、屈曲部から前方に延びる傾斜部とを有しており、傾斜部の前端部がサイドシルに結合されている。リヤサイドフレームのサイドシルとの結合部分には、荷重伝達部材が設けられるとともに、他の部位よりも脆弱な部材によって形成された脆弱部が設けられている。

この特許文献１では、車両後方から衝撃荷重が作用すると、リヤサイドフレームの脆弱部が他の部位よりも先に変形を開始し、これにより、バッテリよりも後方のリヤクロスメンバ等の前方変位が許容されるようになっている。

特開２０１９－１３７３５１号公報

ところで、電動車両の場合、走行用モータに電力を供給するためのバッテリの搭載量が航続可能距離に直接的に影響することから、バッテリの搭載量をできるだけ増加させたいという要求がある。特許文献１のようにバッテリをフロアパネルの下方に搭載するものにおいてバッテリの搭載量を増加させようとすると、車両前後方向に搭載スペースを広く確保する必要がある。

しかしながら、特許文献１ではリヤサイドフレームに屈曲部及び傾斜部を形成することによってリヤサイドフレームをサイドシルに結合するとともに、その結合部分には荷重伝達部材及び脆弱部が設けられていてそれらが車幅方向内側に突出していることから、バッテリの搭載スペースを車両後方に延長することはできず、その結果、バッテリの搭載量を増加させることは困難であった。

また、特許文献１において、仮にバッテリの搭載スペースを車両後方に延長しようとした場合、荷重伝達部材及び脆弱部を設けることができなくなるので、車両後方から衝撃荷重が作用したときの対策が問題となる。

本開示は、かかる点に鑑みたものであり、その目的とするところは、バッテリの搭載スペースを車両後方側へ延長してバッテリの搭載量を増加させた場合であっても、車両後方からの衝撃荷重を吸収できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本開示の第１の態様では、走行用モータを備えるとともに、当該走行用モータに電力を供給するバッテリがフロアパネルの下方に配設された電動車両の後部車体構造を前提とすることができる。後部車体構造は、車両後部で車両前後方向に延びるリヤサイドフレームと、前記リヤサイドフレームの前部が車両後方から当接するように配置され、車幅方向に延びる後側クロスメンバと、前記リヤサイドフレームの前部から車幅方向外側に所定距離だけ離れ、車両前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、前記バッテリの車両後方、かつ、前記リヤサイドフレームの車両前方において車幅方向に延び、前記バッテリを保護する後側バッテリフレームとを備えている。前記後側バッテリフレームを含むバッテリケースは、左右の前記サイドシル及び前記後側クロスメンバに取り付けられている。

この構成によれば、車両後方から作用した衝撃荷重がリヤサイドフレームに入力し、リヤサイドフレームに入力した衝撃荷重は後側クロスメンバを介して左右のサイドシルと後側バッテリフレームに伝達される。後側バッテリフレームはバッテリを保護する部材であることから高い強度を持っているので、入力された衝撃荷重が後側バッテリフレームで吸収される。また、左右のサイドシルは車両前後方向に延びる高強度な部材であるため、入力された衝撃荷重は左右のサイドシルにも分散して吸収される。したがって、特許文献１のようにリヤサイドフレームとサイドシルの後部との間に荷重伝達部材及び脆弱部を設けることなく、入力された衝撃荷重を後側バッテリフレーム及び左右のサイドシルに伝達して吸収させることが可能になるので、バッテリの搭載スペースを車両後方側へ延長してバッテリの搭載量を増加させることが可能になる。

本開示の第２の態様では、前記リヤサイドフレームの前部から車両前方へ向けて延びる仮想直線から当該仮想直線よりも車幅方向外側に亘って前記バッテリを搭載することができる。この構成によれば、左右のサイドシルの間においてバッテリの搭載スペースが車幅方向に広くなるので、バッテリの搭載量をより一層増加させることが可能になる。

本開示の第３の態様では、車両側面視で、前記バッテリが前記サイドシルの後部よりも車両後方まで搭載されていてもよい。この構成によれば、バッテリの搭載スペースをサイドシルの後部よりも後方へ延長することができるので、バッテリの搭載量をより一層増加させることが可能になる。

本開示の第４の態様に係る後側クロスメンバは、前記後側バッテリフレームの上面に配置されて当該後側バッテリフレームの上面に沿って延びるように形成されていてもよい。前記後側クロスメンバと前記後側バッテリフレームとは上下方向に締結することができる。この構成によれば、後側クロスメンバと後側バッテリフレームとを強固に固定することができる。

本開示の第５の態様に係る後側クロスメンバは、フロアパネルの下面に接合することができる。この構成によれば、後側クロスメンバによってフロアパネルの剛性を高めることができ、また、後側クロスメンバに作用した衝撃荷重をフロアパネルにも分散させて吸収させることができる。

本開示の第６の態様に係る後側クロスメンバは、上下方向及び車幅方向に延びる前板部と、当該前板部から車両方向に離れ、上下方向及び車幅方向に延びる後板部とを有していてもよい。前記後板部の上下方向の寸法は、前記前板部の上下方向の寸法よりも長く設定することができ、また、前記後板部に前記リヤサイドフレームの前部が車両後方から当接して接合することができる。

この構成によれば、後側クロスメンバが前板部及び後板部を有することで高強度な部材となる。そして、相対的に上下方向の寸法が長い後板部にリヤサイドフレームの前部を接合することで、接合面積を広く確保して接合強度を高めることができる。

以上説明したように、バッテリを保護する後側バッテリフレームを左右のサイドシル及び後側クロスメンバに取り付けてリヤサイドフレームに作用した衝撃荷重を各部材に分散させることができる。これにより、バッテリの搭載スペースを車両後方側へ延長してバッテリの搭載量を増加させた場合であっても、車両後方からの衝撃荷重を吸収できる。

実施形態に係る電動車両の一部を省略した側面図である。 電動車両を下部構造体と上部構造体とに分割した状態を示す側面図である。 下部構造体の平面図である。 後部車体構造の底面図である。 下部構造体の後側部分を上方から見た斜視図である。 下部構造体の後側部分の側面図である。 上部構造体の後側部分の底面図である。 後部車体構造の左側部分を縦方向に切断した断面図である。 後部車体構造の左側部分を縦方向に切断した拡大断面図である。 後部車体構造の左側部分を縦方向に切断した断面斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る後部車体構造Ａを備えた電動車両（電気自動車）１の左側面図である。この電動車両１は、図２に示すように、下部構造体２と、上部構造体３とを備えている。図１では、フロントバンパー、リヤバンパー、前後の車輪等を省略し、それらを仮想線で示すとともに、各部を模式的に示している。図２では、図１で省略した部品に加えて、ドア、ボンネットフード、フロントフェンダ、ウインドガラス、前後の灯火装置、内装材等を省略するとともに、各部を模式的に示している。

尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」というものとする。車両の左右方向が車幅方向である。

図１に示すように、電動車両１は乗用自動車である。電動車両１は、例えばセダンタイプ、ハッチバックタイプ、ワンボックスタイプ等のいずれであってもよく、その形状は特に限定されない。図２に示すように、電動車両１には、乗員の居住スペース（車室内空間）となる車室Ｒ１が形成されている。図１に示すように、車室Ｒ１内の前側には前席シート（座席）Ｓ１が設けられ、車室Ｒ１内の前席シートＳ１の後方には後席シートＳ２が設けられている。後席シートＳ２の後方には、必要に応じて荷室Ｒ２が設けられている。車室Ｒ１及び荷室Ｒ２は、上部構造体３に設けられている。尚、車室Ｒ１内には、前席シートＳ１のみが設けられていてもよいし、後席シートＳ２の後方に３列目シート（図示せず）が設けられていてもよい。

一方、電動車両１の前部である車室Ｒ１よりも前方の空間（前側空間）は、例えば動力室Ｒ３とすることができる。すなわち、図３に示すように、後部車体構造Ａは、車両前部に搭載された前側走行用モータＭ１及び車両後部に搭載された後側走行用モータＭ２と、当該走行用モータＭ１、Ｍ２に電力を供給するバッテリＢと、バッテリＢが収容されたバッテリケース１０とを備えた電動車両１に設けられている。バッテリケース１０は、後述するフロアパネル７０の下方に配設されており、左右のサイドシル７４、７５に固定されている。

前側走行用モータＭ１は、左右の前輪ＦＴを駆動する駆動力を発生するものであり、この前側走行用モータＭ１のみ、または前側走行用モータＭ１と減速機や変速機等とによって前側パワートレインＰＴ１が構成されている。また、図２及び図３に示す後側走行用モータＭ２は、左右の後輪ＲＴ（図１に示す）を駆動する駆動力を発生するものであり、この後側走行用モータＭ２のみ、または後側走行用モータＭ２と減速機や変速機等とによって後側パワートレインＰＴ２が構成されている。

この実施形態では、後側走行用モータＭ２が前側走行用モータＭ１に比べてより高い最高出力（最大トルク）を発生するように構成されており、後側走行用モータＭ２は前側走行用モータＭ１よりも大型化されている。これに伴い、後側パワートレインＰＴ２は前側パワートレインＰＴ１よりも大きくなる。尚、後側走行用モータＭ２が前側走行用モータＭ１に比べて低い最高出力を発生するものであってもよいし、後側走行用モータＭ２と前側走行用モータＭ１とが同等の最高出力を発生するものであってもよい。また、前側パワートレインＰＴ１のみが設けられていてもよいし、後側パワートレインＰＴ２のみが設けられていてもよい。また、例えば大型車の場合、小型車に比べて大きな前側走行用モータＭ１や後側走行用モータＭ２が搭載されることになる。

図２に示すように、下部構造体２は、バッテリケース１０と、バッテリケース１０の前方において前方へ向かって延びる左右一対の前部サイドフレーム１１、１２と、バッテリケース１０の後方において後方へ向けて延びる左右一対の後部フレーム１３、１４とを備えている。左右の後部フレーム１３、１４は、車両後部で前後方向に延びている。符号１１は左の前部サイドフレームを示し、符号１２は右の前部サイドフレームを示している。また、符号１３は左の後部フレームを示し、符号１４は右の後部フレームを示している。図２ではバッテリケース１０の蓋体３５（後述する）を取り外している。

一般的な電気自動車の場合、バッテリケースを車体とは別体としてフロア下に着脱可能にしている場合が多いが、本実施形態では、バッテリケース１０だけではなく、そのバッテリケース１０に左右の前部サイドフレーム１１、１２及び左右の後部フレーム１３、１４を一体化しておき、前部サイドフレーム１１、１２及び後部フレーム１３、１４もバッテリケース１０と共に、上部構造体３に対して着脱可能になっている。

具体的には、本実施形態の電動車両１は、バッテリケース１０を有する下部構造体２と、車室Ｒ１や荷室Ｒ２を形成する上部構造体３とに上下分割可能に構成されている。上下分割可能とは、溶接や接着等を用いることなく、下部構造体２を上部構造体３に対してボルト及びナットやネジ等の締結部材を利用して一体化することである。これにより、電動車両１がユーザの手に渡ってから整備や修理を行う際に、必要に応じて下部構造体２を上部構造体３から分離することができるので、メンテナンス性が良好になる。尚、以下の説明で使用する締結部材も、ボルト及びナットやネジ等を含んでいる。

ここで、自動車の車体構造として、ラダーフレームタイプの車体構造が知られている。ラダーフレームタイプの車体構造の場合、ラダーフレームとキャビンとに上下分割可能になっているが、ラダーフレームは前後方向に連続して延びているものであることから、前面衝突時及び後面衝突時に主に衝突荷重を受ける。側面衝突時には、ラダーフレームは補助的に衝突荷重を受けるだけであり、主に衝突荷重を受けるのはキャビンである。このように、ラダーフレームタイプの車体構造では、前面衝突時及び後面衝突時と、側面衝突時とで衝突荷重を受ける部材が分かれているのが通常である。

これに対し、本実施形態の電動車両１の場合、前部サイドフレーム１１、１２及び後部フレーム１３、１４を有する下部構造体２と、上部構造体３とが分割可能になっているが、前面衝突時及び後面衝突時と、側面衝突時の両方の場合で、衝突荷重を下部構造体２及び上部構造体３で受けることにより、当該衝突荷重を両構造体２、３に分散して吸収可能している点で、従来のラダーフレームタイプの車体構造とはその技術的思想が大きく相違している。以下、下部構造体２及び上部構造体３の構造について詳細に説明する。

（下部構造体）
まず、下部構造体２について説明する。下部構造体２は、バッテリケース１０、前部サイドフレーム１１、１２及び後部フレーム１３、１４の他にも、前後のパワートレインＰＴ１、ＰＴ２、前輪ＦＴ、後輪ＲＴ、フロントサスペンション装置２０及びリヤサスペンション装置２１等も備えている。フロントサスペンション装置２０及びリヤサスペンション装置２１の形式は特に問わない。

バッテリケース１０と、バッテリケース１０の内部に収容されたバッテリＢとにより、バッテリユニットＢＹが構成されているが、その他にも、例えばバッテリ冷却装置等がバッテリユニットＢＹに含まれていてもよい。

バッテリケース１０は、上部構造体３のフロアパネル７０の下方において、フロアパネル７０の左端部近傍から右端部近傍に渡るとともに、フロアパネル７０の前端部近傍から後端部近傍に渡るように形成された大型のケースである。このように、バッテリケース１０をフロアパネル７０の下方領域の広範囲に配設することで、大容量のバッテリＢを電動車両１に搭載することが可能になる。バッテリＢは、例えばリチウムイオン電池や全固体電池等であってもよいし、他の二次電池であってもよい。また、バッテリＢは、いわゆるバッテリセルであってもよいし、複数のバッテリセルを収容したバッテリパックであってもよい。本実施形態では、バッテリパックによってバッテリＢが構成されており、複数のバッテリパックが前後方向及び左右方向に並んだ状態で搭載されている。

バッテリケース１０は、左側バッテリフレーム３０と、右側バッテリフレーム３１と、前側バッテリフレーム３２と、後側バッテリフレーム３３と、底板３４と、バッテリＢを上方から覆う蓋体３５（図５に示す）とを備えている。尚、図２及び図３では、蓋体３５を取り外した状態を示している。

左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３は、例えばアルミニウム合金製の押出材等で構成されているが、その他にもアルミニウム合金製板材や鋼板のプレス成形材で構成されていてもよい。底板３４も押出材で構成することができる。以下の説明で「押出材」という場合はアルミニウム合金製の押出材であり、また、「プレス成形材」という場合はアルミニウム合金製板材や鋼板のプレス成形材である。また、各部材は、例えば鋳物で構成されていてもよい。

左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の各々の長手方向に直交する方向の断面形状は、全て矩形状とされている。また、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３は、全て同じ高さに配置されていて、略水平に延びている。

左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１は、バッテリＢの車幅方向外側で前後方向に延びる外側バッテリフレームである。左側バッテリフレーム３０は、バッテリケース１０の左側部に設けられ、左のサイドシル７４に沿って前後方向に延びている。左側バッテリフレーム３０は左のサイドシル７４に対して締結部材等によって取り付けられている。右側バッテリフレーム３１は、バッテリケース１０の右側部に設けられ、右のサイドシル７５に沿って前後方向に延びている。右側バッテリフレーム３１は、右のサイドシル７５に対して締結部材等によって取り付けられている。

また、前側バッテリフレーム３２は、バッテリケース１０の前部に設けられ、左右方向に延びている。また、後側バッテリフレーム３３は、バッテリケース１０の後部、即ちバッテリＢの後方において左右方向に延びており、バッテリＢを保護する部材である。よって高強度な部材で構成されている。

前側バッテリフレーム３２の左端部と、左側バッテリフレーム３０の前端部とが接続され、前側バッテリフレーム３２の右端部と、右側バッテリフレーム３１の前端部とが接続されている。後側バッテリフレーム３３の左端部と、左側バッテリフレーム３０の後端部とが接続され、後側バッテリフレーム３３の右端部と、右側バッテリフレーム３１の後端部とが接続されている。従って、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３は平面視で全てのバッテリＢを囲むように形成された枠型フレームを構成する部材である。

前側バッテリフレーム３２の左右両端部及び後側バッテリフレーム３３の左右両端部は、左右のサイドシル７４、７５に対してそれぞれ締結部材等によって取り付けられている。また、後側バッテリフレーム３３の左右両端部は、左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１に接続されていることから、左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１を介して左右のサイドシル７４、７５に取り付けられている。また、後側バッテリフレーム３３の左右両端部を左右のサイドシル７４、７５に直接取り付けてもよい。

底板３４は、略水平に延びており、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の下面に固定されている。また、蓋体３５は、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の上面に固定されている。つまり、蓋体３５は、バッテリフレーム３０～３３に取り付けられている。後側バッテリフレーム３３は、蓋体３５の後部よりも後方へ突出している。

蓋体３５をバッテリフレーム３０～３３に取り付ける際には、例えば締結部材を用いてもよいし、接着や溶接等を用いてもよい。したがって、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２、後側バッテリフレーム３３、底板３４及び蓋体３５により、バッテリＢを収容するバッテリ収容空間Ｓ（図２に示す）が区画形成される。

搭載するバッテリＢの容量に応じてバッテリ収容空間Ｓの大きさを変えることができる。バッテリ収容空間Ｓの大きさは、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３の長さ及び底板３４の形状を変えることで容易に変更可能となっている。例えば、小型車でホイールベースが短く、トレッドが狭い場合には、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３を短くし、それに合わせて底板３４や蓋体３５の形状を小さくすることでバッテリ収容空間Ｓが小型車に応じて小さくなる。一方、大型車の場合には、左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３を長くし、それに合わせて底板３４及び蓋体３５の形状を大きくすることでバッテリ収容空間Ｓが大型車に応じて大きくなる。左側バッテリフレーム３０、右側バッテリフレーム３１、前側バッテリフレーム３２及び後側バッテリフレーム３３が押出材で構成されている場合には、長さの変更が容易に行える。また、底板３４も押出材で構成することができ、これにより形状の変更が容易に行える。

バッテリ収容空間Ｓの上部は、上記蓋体３５で閉塞してもよいし、上部構造体３のフロアパネル７０で閉塞してもよい。バッテリ収容空間Ｓには、バッテリＢ以外にも、バッテリＢを冷却する冷却装置やバッテリＢを加温する加温装置等（温調装置）を設けることもできる。また、バッテリＢの電力は、図示しない制御装置を介して走行用モータＭ１、Ｍ２に供給されるようになっている。さらに、図示しない充電ソケットや非接触充電器等を介してバッテリＢの充電が可能になっている。

図２に示すように、バッテリユニットＢＹを構成しているバッテリケース１０の内部には、左右方向に延びる強度部材として、第１～第３ケース内メンバ（ユニット内メンバ）２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが設けられている。第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの高さは全て同じであり、左側バッテリフレーム３０等の高さと略同じである。ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、押出材で構成されていてもよいし、プレス成形材で構成されていてもよい。この実施形態では、３本のケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが設けられているが、バッテリケース１０の前後方向の寸法に応じてケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの数を増減することができる。第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは第２メンバである。

第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、前後方向に互いに間隔をあけて配置されており、第１ケース内メンバ２５Ａが最も前に、第３ケース内メンバ２５Ｃが最も後に位置付けられている。各ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの下部は、底板３４の上面に固定されている。また、各ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの左端部は、左側バッテリフレーム３０の内面（右側面）に固定され、各ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃの右端部は、右側バッテリフレーム３１の内面（左側面）に固定されている。つまり、ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは、左側バッテリフレーム３０と右側バッテリフレーム３１とを繋ぐ部材である。

バッテリケース１０の内部には、前後方向に延びる強度部材として、前部中央メンバ（ユニット内メンバ）２６と、第１～第３後部中央メンバ（ユニット内メンバ）２７～２９とが設けられている。前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、略同じ高さに配置され、バッテリケース１０の左右方向中央に設けられている。前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９の下端部が底板３４の上面に取り付けられている。前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、第１メンバである。前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９と、第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃとは互いに交差している。

前部中央メンバ２６は、前側バッテリフレーム３２と第１ケース内メンバ２５Ａとの間に配置されており、前部中央メンバ２６の前端部が前側バッテリフレーム３２の左右方向中央部に固定され、前部中央メンバ２６の後端部が第１ケース内メンバ２５Ａの左右方向中央部に固定されている。したがって、前側バッテリフレーム３２は、左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１の前端部と前部中央メンバ２６の前端部とを繋ぐように延びる部材である。

第１後部中央メンバ２７は、第１ケース内メンバ２５Ａと第２ケース内メンバ２５Ｂとの間に配置されており、第１後部中央メンバ２７の前端部が第１ケース内メンバ２５Ａの左右方向中央部に固定され、第１後部中央メンバ２７の後端部が第２ケース内メンバ２５Ｂの左右方向中央部に固定されている。また、第２後部中央メンバ２８は、第２ケース内メンバ２５Ｂと第３ケース内メンバ２５Ｃとの間に配置されており、第２後部中央メンバ２８の前端部が第２ケース内メンバ２５Ｂの左右方向中央部に固定され、第２後部中央メンバ２８の後端部が第３ケース内メンバ２５Ｃの左右方向中央部に固定されている。また、第３後部中央メンバ２９は、第３ケース内メンバ２５Ｃと後側バッテリフレーム３３との間に配置されており、第３後部中央メンバ２９の前端部が第３ケース内メンバ２５Ｃの左右方向中央部に固定され、第３後部中央メンバ２９の後端部が後側バッテリフレーム３３の左右方向中央部に固定されている。したがって、第１～第３ケース内メンバ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃと、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９とが、バッテリケース１０の内部において格子状に配設されて互いに連結されることになるので、バッテリケース１０の補強効果がより一層高まる。

平面視で前後方向に延びる仮想直線を想定したとき、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、その仮想直線上に配置されるように各々の左右方向の位置が設定されている。つまり、前部中央メンバ２６の後方への仮想延長線上に、第１～第３後部中央メンバ２７～２９は位置するように設けられている。尚、前部中央メンバ２６及び第１～第３後部中央メンバ２７～２９は、前後方向に連続した１つの部材で構成されていてもよい。

図５及び図６にも示すように、下部構造体２は、後側バッテリフレーム３３、左右の後部フレーム１３、１４及びフレームブラケット４０を備えており、これら部材は後部車体構造Ａの一部を構成している。後部フレーム１３、１４は、例えば押出材やプレス成形材等で構成することができる。この実施形態では、後部フレーム１３、１４を押出材で構成しているので、前後方向に直交する方向の断面形状は前端部から後端部まで略等しくなっている。

左右の後部フレーム１３、１４は、バッテリケース１０の後部を構成する後側バッテリフレーム３３に対し、フレームブラケット４０を介して取り付けられている。つまり、左右の後部フレーム１３、１４の前部はフレームブラケット４０によって後側バッテリフレーム３３に連結される。このフレームブラケット４０は、金属を用いて一体成形された部材からなり、後側バッテリフレーム３３に沿って左右方向に延びている。フレームブラケット４０に、左右の後部フレーム１３、１４の前部が溶接や接着、締結部材等を使用して固定される。フレームブラケット４０を構成する金属は特に限定されるものではないが、例えばアルミニウム等を挙げることができ、この場合、フレームブラケット４０をアルミダイキャスト製とすることができる。

左右の後部フレーム１３、１４はフレームブラケット４０を介して後側バッテリフレーム３３に取り付けられているが、後部フレーム１３、１４の前部は後側バッテリフレーム３３の後面に突き当てることができる。従って、後部フレーム１３、１４は後側バッテリフレーム３３から後方へ向かって延びている。尚、後部フレーム１３、１４の前部が後側バッテリフレーム３３の後面から後方へ多少離れていてもよく、この場合も全体として見ると、後部フレーム１３、１４が後側バッテリフレーム３３から後方へ向かって延びていると言える。

左の後部フレーム１３の前部は、後側バッテリフレーム３３の左右方向中央よりも左寄りの部位に対応するように配置されている。また、右の後部フレーム１４の前部は、後側バッテリフレーム３３の左右方向中央よりも右寄りの部位に対応するように配置されている。これにより、左右の後部フレーム１３、１４の間隔は、所定の間隔となる。後部フレーム１３、１４の間隔は、バッテリケース１０の左側バッテリフレーム３０と右側バッテリフレーム３１との間隔よりも狭く設定されている。また、左右の後部フレーム１３、１４の高さは略同じである。

図６に示すように、フレームブラケット４０は、後側バッテリフレーム３３の後面に沿って車幅方向及び上下方向に延びる縦板部４０ａと、縦板部４０ａの下縁部から後側バッテリフレーム３３の下面に沿って前方へ延びるとともに車幅方向にも延びる下板部４０ｂとを備えている。縦板部４０ａ及び下板部４０ｂが後側バッテリフレーム３３に対して後述する複数の締結部材等によって固定されている。このように、フレームブラケット４０の縦板部４０ａ及び下板部４０ｂをそれぞれ後側バッテリフレーム３３の後面及び下面に固定することで、フレームブラケット４０の後側バッテリフレーム３３に対する取付剛性を高めることができる。

図４や図５に示すように、フレームブラケット４０は、左の後部フレーム１３の左側方に位置する左外側リブ４０ｃと、左の後部フレーム１３の右側方に位置する左内側リブ４０ｄと、右の後部フレーム１４の右側方に位置する右外側リブ４０ｅと、右の後部フレーム１４の左側方に位置する右内側リブ４０ｆとを備えている。左外側リブ４０ｃ及び左内側リブ４０ｄによって左の後部フレーム１３の左右方向の倒れが抑制され、また、右外側リブ４０ｅ及び右内側リブ４０ｆによって右の後部フレーム１４の左右方向の倒れが抑制される。さらに、リブ４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆが左右の後部フレーム１３、１４の左右方向に張り出すように配置されているので、例えば後部フレーム１３、１４に後方から衝撃荷重が作用した場合に、リブ４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを利用して左右方向の広範囲に分散させることができる。

フレームブラケット４０には、左外側リブ４０ｃ及び左内側リブ４０ｄの後端部と、右外側リブ４０ｅ及び右内側リブ４０ｆの後端部とを連結する連結部４１が設けられている。連結部４１は左右方向に延びており、この連結部４１により左右の後部フレーム１３、１４の前後方向中間部同士が連結される。つまり、平面視では、左右の後部フレーム１３、１４と、後側バッテリフレーム３３と、連結部４１とにより、矩形の閉断面が構成される。

フレームブラケット４０の車幅方向外側である左側及び右側には、それぞれ、リヤサスペンション装置２１の一部を構成している左右のサスペンションアーム２１Ａの前部が上下方向に回動可能に連結される左右一対のアーム連結部４２、４３が設けられている。アーム連結部４２、４３は連結部４１よりも上方まで延びており、アーム連結部４２、４３の上部はそれぞれ上部構造体３に着脱可能に取り付けられるようになっている。

左右の後部フレーム１３、１４の後部には、左右方向に延びるリヤサスペンションクロスメンバ４４が設けられている。左右の後部フレーム１３、１４の後部同士は、リヤサスペンションクロスメンバ４４によって連結されることになる。リヤサスペンションクロスメンバ４４の車幅方向外側である左側及び右側には、それぞれ、左右のサスペンションアーム２１Ａの後部が上下方向に回動可能に連結される左右一対のアーム連結部４４ａ、４４ｂが設けられている。アーム連結部４４ａ、４４ｂは上方へ延びており、アーム連結部４４ａ、４４ｂの上部はそれぞれ上部構造体３に着脱可能に取り付けられるようになっている。また、平面視では、左右の後部フレーム１３、１４と、連結部４１と、リヤサスペンションクロスメンバ４４とにより、矩形の閉断面が構成される。

下部構造体２の後部には、サブフレーム４６が設けられている。サブフレーム４６は、左の後部フレーム１３よりも後方に配置されて前後方向に延びる左メンバ４６ａと、右の後部フレーム１４よりも後方に配置されて前後方向に延びる右メンバ４６ｂと、左メンバ４６ａ及び右メンバ４６ｂの後端部同士を連結する後メンバ４６ｃとを備えている。

サブフレーム４６の左メンバ４６ａ及び右メンバ４６ｂの前部はリヤサスペンションクロスメンバ４４に固定されている。つまり、サブフレーム４６は、リヤサスペンションクロスメンバ４４を介して左右の後部フレーム１３、１４に連結される。図６に示すように、連結された状態で、左右の後部フレーム１３、１４がサブフレーム４６よりも下に位置付けられている。

（上部構造体）
次に、上部構造体３について説明する。図２に示すように、上部構造体３は、フロアパネル７０と、ダッシュパネル（隔壁部）７１と、左右一対のサイドシル７４、７５とを備えている。符号７４は左のサイドシルを示し、符号７５は右のサイドシルを示している。

フロアパネル７０は、車室Ｒ１の床面を構成するものであり、前後方向に延びるとともに左右方向にも延びる鋼板等からなる。フロアパネル７０の上方空間が車室Ｒ１となる。車室Ｒ１の上部にはルーフ８０が設けられている。また、上部構造体３の左右両側部には、それぞれ前部開口部３ａ及び後部開口部３ｂが形成されている。図１に示すように、前部開口部３ａ及び後部開口部３ｂはそれぞれフロントドア８１及びリヤドア８２によって開閉自在となっている。尚、図示しないが、上部構造体３の右側にもフロントドアと、リヤドアとが開閉自在に配設されている。

左右のサイドシル７４、７５は、それぞれフロアパネル７０の左右両端部において前後方向に延びるように配設される。左のサイドシル７４の上下方向中間部にフロアパネル７０の左端部が接続されており、また、右のサイドシル７５の上下方向中間部にフロアパネル７０の右端部が接続されている。サイドシル７４、７５の上側部分はフロアパネル７０の接続部位から上方へ突出し、またサイドシル７４、７５の下側部分はフロアパネル７０の接続部位から下方へ突出している。フロアパネル７０の下方にはバッテリケース１０が配置されるので、バッテリケース１０が左右のサイドシル７４、７５の間に配置され、車両側面視では、サイドシル７４、７５の下側部分と、バッテリケース１０とが重複する。

ダッシュパネル７１は、車幅方向及び上下方向に延び、車室Ｒ１と動力室Ｒ３とを仕切るための部材である。ダッシュパネル７１の下端部はフロアパネル７０の前端部と接続されている。

図７は、上部構造体３の後側部分の底面図であり、この図７に示すように、上部構造体３のフロアパネル７０は、荷室Ｒ２の床面を構成する後部パネル部７０Ａを有している。後部パネル部７０Ａの左右両側には、それぞれ左右のリヤホイールハウス７２、７３が設けられている。

上部構造体３は、車両後部で前後方向に延びる左右一対のリヤサイドフレーム９０、９１を備えている。左のリヤサイドフレーム９０は、左のリヤホイールハウス７２よりも車幅方向内側で後部パネル部７０Ａの左端部に沿って延びるように形成されている。左のリヤサイドフレーム９０の後部には左のクラッシュカン９０ａが後部パネル部７０Ａの後部よりも後方へ突出するように設けられている。

右のリヤサイドフレーム９１は、右のリヤホイールハウス７３よりも車幅方向内側で後部パネル部７０Ａの右端部に沿って延びるように形成されている。右のリヤサイドフレーム９１の後部には右のクラッシュカン９１ａが後部パネル部７０Ａの後部よりも後方へ突出するように設けられている。左のクラッシュカン９０ａの後部と右のクラッシュカン９１ａの後部には、左右方向に延びるバンパーレインフォースメント９２が取り付けられている。左右のリヤサイドフレーム９０、９１の前側部分は、下方へ向けて屈曲ないし傾斜するように形成されている。

また、図４や図８に示すように、バッテリケース１０の後側バッテリフレーム３３は、リヤサイドフレーム９０、９１の前部よりも前方において車幅方向に延びている。より具体的には、バッテリケース１０がフロアパネル７０の下方に設けられていることから、後側バッテリフレーム３３は、リヤサイドフレーム９０、９１の前部よりも下方に配置されることになる。

左のリヤサイドフレーム９０の前部は左のサイドシル７４の後部から後方及び車幅方向内側に所定距離だけ離れており、左のリヤサイドフレーム９０の前部と左のサイドシル７４の後部とは接続されていない。また、同様に、右のリヤサイドフレーム９１の前部は右のサイドシル７５の後部から後方及び車幅方向内側に所定距離だけ離れており、右のリヤサイドフレーム９１の前部と右のサイドシル７５の後部とは接続されていない。すなわち、仮に、左のリヤサイドフレーム９０と左のサイドシル７４とを接続する場合を想定すると、リヤサイドフレーム９０の前部を前方へ延長してサイドシル７４の後部に接続することになる。そうなると、リヤサイドフレーム９０の前部がリヤホイールハウス７２よりも車幅方向内側に突出することになる。右側についても同様に、リヤサイドフレーム９１の前部がリヤホイールハウス７３よりも車幅方向内側に突出することになる。左右のリヤサイドフレーム９０、９１が車幅方向内側に突出すると、バッテリケース１０の後側の左右方向の寸法を短くせざるを得ず、ひいては、バッテリＢの搭載量が減少してしまう。

本実施形態では、リヤサイドフレーム９０、９１とサイドシル７４、７５とをそれぞれ非接続とすることで、バッテリケース１０を後方へ延長可能なスペースを形成している。これにより、バッテリケース１０の後側がリヤホイールハウス７２、７３に近づくまでバッテリケース１０を後方へ延長させるともに、バッテリケース１０の後側の左右方向の寸法を長く確保することができるので、バッテリＢの搭載量を増加させることができる。

例えば図７に示すように、左のリヤサイドフレーム９０の前部の左右方向中央部から前方へ向けて延びる仮想直線Ｌ１を想定し、右のリヤサイドフレーム９１の前部の左右方向中央部から前方へ向けて延びる仮想直線Ｌ２を想定した場合、バッテリケース１０（仮想線で外形を示す）は仮想直線Ｌ１よりも左側の領域から仮想直線Ｌ２よりも右側の領域まで設けられている。このような大型のバッテリケース１０とすることで、仮想直線Ｌ１、Ｌ２よりも車幅方向外側に亘ってバッテリＢが搭載されることになり、バッテリＢの搭載量をより一層増加させることができる。

また、車両側面視では、バッテリケース１０がサイドシル７４、７５の後部よりも後方まで延びている。よって、後側バッテリフレーム３３がサイドシル７４、７５の後部よりも後方に位置することになるので、バッテリＢがサイドシル７４、７５の後部よりも後方まで搭載可能になる。

さらに、リヤサイドフレーム９０、９１とサイドシル７４、７５とをそれぞれ非接続とした場合、後方から衝撃荷重が作用した場合に、リヤサイドフレーム９０、９１からサイドシル７４、７５への直接的な荷重伝達経路が無いことが問題なる可能性があるが、本実施形態では、そのような荷重伝達経路が無くても、後方からの衝撃荷重を、バッテリケース１０を利用して吸収可能にしている。

すなわち、図８～図１０に示すように、左右のリヤサイドフレーム９０、９１をフレームブラケット４０により後側バッテリフレーム３３に連結するようにしている。具体的には、上部構造体３は後側クロスメンバ９５を備えており、この後側クロスメンバ９５はリヤサイドフレーム９０、９１の前部が後方から当接するように配置され、車幅方向に延びている。後側クロスメンバ９５は、左のホイールハウス７２の前部近傍から右のホイールハウス７３の前部近傍まで連続しており、上下方向及び左右方向に延びる前板部９５ａと、前板部９５ａから後方に離れて配置され、上下方向及び左右方向に延びる後板部９５ｂと、前板部９５ａの下端部から後板部９５ｂの下端部まで延びる下板部９５ｃとを備えている。後板部９５ｂの上下方向の寸法は、前板部９５ａの上下方向の寸法よりも長く設定されており、後板部９５ｂの上端部が前板部９５ａの上端部よりも上に位置している。また、前板部９５ａと後板部９５ｂとの前後方向の間隔が上へ行くほど広くなるように、前板部９５ａ及び後板部９５ｂの傾斜角度が設定されている。

前板部９５ａの上端部と、後板部９５ｂの上端部とがフロアパネル７０の下面に接合されており、前板部９５ａ、後板部９５ｂ、下板部９５ｃ及びフロアパネル７０によって閉断面が形成されている。これにより、フロアパネル７０の剛性を高めることができる。

リヤサイドフレーム９０、９１の前部は、後側クロスメンバ９５の後板部９５ｂに後方から当接しており、この後板部９５ｂ及び下板部９５ｃに接合されている。後板部９５ｂの上下方向の寸法が前板部９５ａに比べて長いことから、リヤサイドフレーム９０、９１の後側クロスメンバ９５に対する接合面積を広く確保することができる。

図８に示すように、後側クロスメンバ９５は、後側バッテリフレーム３３の上面に配置されて当該後側バッテリフレーム３３の上面に沿って延びるように形成されている。後側クロスメンバ９５と後側バッテリフレーム３３とは上下方向に締結されており、これにより、後側バッテリフレーム３３は、後側クロスメンバ９５に着脱可能に取り付けられた状態になる。

具体的には、図９に示すように、後側クロスメンバ９５の下板部９５ｃの上面には、上下方向に延びる円筒状のナットＮ１の下面が固定されている。ナットＮ１は、後側クロスメンバ９５内に配設されることになるので、後側クロスメンバ９５の内部空間を有効に利用できる。

図１０に示すように、ナットＮ１は、左右方向に互いに間隔をあけて複数設けられている。後側クロスメンバ９５の内部には、補強板９５ｄがナットＮ１の数に対応して複数設けられている。補強板９５ｄは、ナットＮ１の上部が貫通する貫通孔９５ｅを有している。ナットＮ１の上部が貫通孔９５ｅを貫通した状態で、ナットＮ１の外周面が貫通孔９５ｅの周縁部に溶接されているので、ナットＮ１の固定強度を高めることができる。補強板９５ｄの前側部分は、前板部９５ａの内面に沿うように形成され、当該前板部９５ａに溶接されている。補強板９５ｄの後側部分は、後板部９５ｂの内面に沿うように形成され、当該後板部９５ｂに溶接されている。従って、補強板９５ｄによって前板部９５ａと後板部９５ｂとが連結された状態になる。

後側バッテリフレーム３３の内部には、前後方向及び左右方向に延びる中間壁部３３ａが一体成形されている。この中間壁部３３ａには、ボルトＢ１が下方から挿通される挿通孔３３ｂが形成されている。挿通孔３３ｂはナットＮ１の数と同じ数だけ設けられており、ナットＮ１の間隔と同じ間隔をあけて形成されている。挿通孔３３ｂの真上にナットＮ１が配置されるようになっている。挿通孔３３ｂに挿通されたボルトＢ１は、後側バッテリフレーム３３の上壁部を貫通するとともに、下板部９５ｃを貫通してナットＮ１に対して下方から螺合するようになっている。各ボルトＢ１を各ナットＮ１に螺合させることで、後側クロスメンバ９５と後側バッテリフレーム３３とを複数箇所で締結することができる。図１０における符号３３ｃは、ボルトＢ１を後側バッテリフレーム３３の下から通すための開口部であり、後側バッテリフレーム３３の下壁部に複数形成されている。

（フレームブラケットの締結構造）
次に、フレームブラケット４０の後側バッテリフレーム３３への締結構造について説明する。図９に示すように、後側バッテリフレーム３３の下壁部の内面（上面）には、複数のナットＮ２が互いに車幅方向に間隔あけて固定されている。ナットＮ２の軸線は上下方向に延びており、ナットＮ１の軸線と平行である。

後側バッテリフレーム３３の下壁部の外面（下面）には、フレームブラケット４０の下板部４０ｂが配置されており、後側バッテリフレーム３３の下壁部及びフレームブラケット４０の下板部４０ｂには、ナットＮ２に螺合する複数のボルトＢ２が下方から貫通するようになっている。後側バッテリフレーム３３の下壁部及びフレームブラケット４０の下板部４０ｂを下方から貫通したボルトＢ２は、ナットＮ２に対して下方から螺合するようになっている。各ボルトＢ２を各ナットＮ２に螺合させることで、フレームブラケット４０と後側バッテリフレーム３３とを複数箇所で締結することができる。

また、後側バッテリフレーム３３の後壁部の内面（前面）には、複数のナットＮ３が固定されている。ナットＮ３の軸線は前後方向に延びており、側面視でナットＮ１、Ｎ２の軸線と直交している。複数のナットＮ３は、車幅方向に互いに間隔をあけて設けられるとともに、後側バッテリフレーム３３の後壁部の上側部分と下側部分とにもそれぞれ設けられている。後側バッテリフレーム３３の後壁部の外面（後面）には、フレームブラケット４０の縦板部４０ａが配置されており、後側バッテリフレーム３３の後壁部及びフレームブラケット４０の縦板部４０ａには、ナットＮ３に螺合する複数のボルトＢ３が貫通するようになっている。後側バッテリフレーム３３の後壁部及びフレームブラケット４０の縦板部４０ａを下方から貫通したボルトＢ３は、ナットＮ３に対して後方から螺合するようになっている。各ボルトＢ３を各ナットＮ３に螺合させることで、フレームブラケット４０と後側バッテリフレーム３３とを複数箇所で締結することができる。

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、車両後方から作用した衝撃荷重はバンパーレインフォースメント９２を介して左右のリヤサイドフレーム９０、９１に入力し、左右のクラッシュカン９０ａ、９１ａが圧縮変形する。このことによっても吸収できなかった大きな衝撃荷重は、後側バッテリフレーム３３が左右のサイドシル７４、７５及び後側クロスメンバ９５に取り付けられているので、リヤサイドフレーム９０、９１に入力した衝撃荷重は後側クロスメンバ９５を介して左右のサイドシル７４、７５と後側バッテリフレーム３３に伝達される。後側バッテリフレーム３３はバッテリＢを保護する部材であることから高い強度を持っているので、入力された衝撃荷重が後側バッテリフレーム３３で吸収される。つまり、入力された衝撃荷重を、後側バッテリフレーム３３を介して左右のサイドシル７４、７５に伝達して吸収させることが可能になるので、サイドシル７４、７５とリヤサイドフレーム９０、９１とを直接接続せずに済み、よって、バッテリＢの搭載スペースを車両後方側へ延長してバッテリＢの搭載量を増加させることが可能になる。

また、後側バッテリフレーム３３には左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１が接続されているので、後側バッテリフレーム３３に入力した衝撃荷重を左側バッテリフレーム３０及び右側バッテリフレーム３１に分散させて吸収させることもできる。

尚、後方からの衝撃荷重は下部構造体２のサブフレーム４６にも入力する。サブフレーム４６に入力した衝撃荷重は、リヤサスペンションクロスメンバ４４を介して左右の後部フレーム１３、１４に伝達されるので、サブフレーム４６に入力した衝撃荷重もフレームブラケット４０を介して後側バッテリフレーム３３に伝達されて吸収される。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本開示に係る後部車体構造は、例えば電動車両に設けることができる。

１ 電動車両
１０ バッテリケース
２１ リヤサスペンション装置
３０ 左側バッテリフレーム
３１ 右側バッテリフレーム
３３ 後側バッテリフレーム
４０ フレームブラケット
７０ フロアパネル
７４、７５ サイドシル
９０、９１ リヤサイドフレーム
９５ 後側クロスメンバ
Ｂ バッテリ

Claims (6)

1. 走行用モータを備えるとともに、当該走行用モータに電力を供給するバッテリがフロアパネルの下方に配設された電動車両の後部車体構造において、
   車両後部で車両前後方向に延びるリヤサイドフレームと、
   前記リヤサイドフレームの前端面が車両後方から当接するように配置され、車幅方向に延びる後側クロスメンバと、
   前記リヤサイドフレームの前端面から車幅方向外側に所定距離だけ離れ、車両前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、
   前記バッテリの車両後方、かつ、前記リヤサイドフレームの車両前方において車幅方向に延び、前記バッテリを保護する後側バッテリフレームとを備え、
   前記後側バッテリフレームを含むバッテリケースは、左右の前記サイドシル及び前記後側クロスメンバに取り付けられ、
   前記リヤサイドフレームと前記サイドシルとをそれぞれ非接続としている後部車体構造。
2. 請求項１に記載の後部車体構造において、
   前記リヤサイドフレームの前端面から車両前方へ向けて延びる仮想直線から当該仮想直線よりも車幅方向外側に亘って前記バッテリが搭載されている後部車体構造。
3. 請求項１または２に記載の後部車体構造において、
   車両側面視で、前記バッテリケースが前記サイドシルの後部よりも車両後方まで搭載されている後部車体構造。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の後部車体構造において、
   前記後側クロスメンバは、前記後側バッテリフレームの上面に配置されて当該後側バッテリフレームの上面に沿って延びるように形成され、
   前記後側クロスメンバと前記後側バッテリフレームとは上下方向に締結されている後部車体構造。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の後部車体構造において、
   前記後側クロスメンバは、フロアパネルの下面に接合されている後部車体構造。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の後部車体構造において、
   前記後側クロスメンバは、上下方向及び車幅方向に延びる前板部と、当該前板部から車両後方に離れ、上下方向及び車幅方向に延びる後板部とを有し、
   前記後板部の上下方向の寸法は、前記前板部の上下方向の寸法よりも長く設定され、
   前記後板部に前記リヤサイドフレームの前端面が車両後方から当接して接合されている後部車体構造。