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公開番号2021024350
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210222
出願番号2019141931
出願日20190801
発明の名称車体構造
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人,個人
主分類B62D 25/20 20060101AFI20210125BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】高い側突性能を有する車体構造を提供する。
【解決手段】車体構造1は、車体中央下部1aに配置されたバッテリ10と、バッテリ10の車幅方向外側にて車体前後方向に延びる中空状のサイドシル20と、サイドシル20の内部に配置され、車幅方向から見て多角形状の閉断面が複数連なった連続筒状構造CTを有する補強部材23と、補強部材23に取り付けられ、補強部材23の連続筒状構造CTの車体前後方向の変形を制御する変形制御部材24とを備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
車体中央下部に配置されたバッテリと、
前記バッテリの車幅方向外側にて車体前後方向に延びる中空状のサイドシルと、
前記サイドシルの内部に配置され、車幅方向から見て多角形状の閉断面が複数連なった連続筒状構造を有する補強部材と、
前記補強部材に取り付けられ、前記補強部材の前記連続筒状構造の車体前後方向の変形を制御する変形制御部材と
を備える、車体構造。
続きを表示(約 650 文字)【請求項2】
前記変形制御部材は、前記補強部材の車幅方向端部に取り付けられている、請求項1に記載の車体構造。
【請求項3】
前記車幅方向端部は、車幅方向外側端部である、請求項2に記載の車体構造。
【請求項4】
前記補強部材は、アルミニウム合金製または鋼鉄製の2枚以上の板材が貼り合わされて構成される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車体構造。
【請求項5】
前記変形制御部材は、板状であり、前記補強部材の前記板材の間に挟まれた状態で前記板材に接合されており、車幅方向から見て波形に形成された波形部を有している、請求項4に記載の車体構造。
【請求項6】
前記波形部は、車幅方向から見た前記変形制御部材の線長を、直線状の場合に対して1.2倍以上に増加させている、請求項5に記載の車体構造。
【請求項7】
前記補強部材または前記変形制御部材は、車幅方向外側端部において前記サイドシルと接合されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車体構造。
【請求項8】
前記連続筒状構造は、車幅方向から見て単列で構成されている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車体構造。
【請求項9】
前記閉断面は、六角形以上の多角形である、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の車体構造。
【請求項10】
前記閉断面は、偶数角形である、請求項9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、車体構造に関する。
続きを表示(約 4,400 文字)【背景技術】
【0002】
電気自動車は、バッテリの保護等の観点から一般の燃料自動車よりも高い衝突安全性能が求められる。電気自動車では航続距離を確保するために車室の床下全面に広くバッテリが配置されることが多いため、特に側面衝突時の高い衝突安全性能(以降、側突性能ともいう。)が求められる。つまり、車体がスピンするなどして車体側部にポール等の物体が衝突した際に、車室やバッテリが損傷することなく保護されることが必要である。
【0003】
例えば、特許文献1,2には、車室の変形を抑制でき、車両の側突性能を向上できる車体下部構造が開示されている。当該車体下部構造では、高い側突性能を得るために、サイドシルと称される車体下方側部の柱状部材内に補強部材を配置し、サイドシルの強度および衝突エネルギー吸収性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2018−90020号公報
特開2018−90021号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1,2の車体下部構造では、補強部材が、車体前後方向から見て閉断面を有しており、サイドシルと概ね同方向に延びている。このような補強部材は、車体側部から力を受けた際に補強部材も側部から力を受けることとなるため、その車体内側部分の長手方向に高い引張応力が発生し、曲げ破断するおそれがある。補強部材に曲げ破断が生じると、反力を生じなくなる。そのため、衝突エネルギーを吸収できず、側突性能が低下する。また、このような補強部材はポール等の物体に側突した際に横倒れ(車高方向への倒れ)し易い。横倒れした場合、急激に反力が減少し、側突性能が低下する。
【0006】
本発明は、高い側突性能を有する車体構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、車体中央下部に配置されたバッテリと、前記バッテリの車幅方向外側にて車体前後方向に延びる中空状のサイドシルと、前記サイドシルの内部に配置され、車幅方向から見て多角形状の閉断面が複数連なった連続筒状構造を有する補強部材と、前記補強部材に取り付けられ、前記補強部材の前記連続筒状構造の車体前後方向の変形を制御する変形制御部材とを備える、車体構造を提供する。
【0008】
この構成によれば、サイドシルの内部にて車幅方向から見て多角形状の閉断面が複数連なった連続筒状構造が構成される。一般に、筒状構造は側部への荷重によって曲げ変形し易いが軸方向の荷重には強い。上記配置構成において、車体の側突荷重は、筒状構造においては軸方向の荷重となる。さらに、上記構成では、変形制御部材によって補強部材の連続筒状構造の車体前後方向の変形を制御(例えば、規制)している。そのため、補強部材の連続筒状構造が車体の側突時においても形状を維持し、例えば連続筒状構造が車体前後方向に押し広げられることを抑制できる。従って、車体の側突時において、補強部材が曲げ変形による破断や横倒れする可能性を低減でき、補強部材の反力を向上できる。従って、衝突エネルギー吸収性能を向上できるため、車室やバッテリを安全に保護することができ、電気自動車に求められる側突性能を確保できる。
【0009】
前記変形制御部材は、前記補強部材の車幅方向端部に取り付けられてもよい。前記車幅方向端部は、車幅方向外側端部であってもよい。
【0010】
この構成によれば、車体の側突時において変形しやすいと考えられる補強部材の車幅方向端部(特に車幅方向外側端部)の変形を抑制できる。
【0011】
前記補強部材は、アルミニウム合金製または鋼鉄製の2枚以上の板材が貼り合わされて構成されてもよい。
【0012】
この構成によれば、補強部材を板材から構成でき、簡易に補強部材を製造できるため、補強部材の汎用性を向上できる。
【0013】
前記変形制御部材は、板状であり、前記補強部材の前記板材の間に挟まれた状態で前記板材に接合されており、車幅方向から見て波形に形成された波形部を有してもよい。
【0014】
この構成によれば、変形制御部材が波形部を有しているため、車体前後方向への一定程度の伸縮が可能となる。従って、車体の側突時において衝突エネルギーの吸収に効果的な変形を維持するとともに、衝突エネルギー吸収性能を向上できる。ここで、接合とは、溶接や機械接合を含む広義の態様をいう。これは、以降でも同様である。
【0015】
前記波形部は、車幅方向から見た前記変形制御部材の線長を、直線状の場合に対して1.2倍以上に増加させてもよい。
【0016】
この構成によれば、変形制御部材の車体前後方向への十分な伸縮が可能となる。従って、車体の側突時において衝突エネルギーの吸収に効果的な変形を維持するとともに、衝突エネルギー吸収性能を一層向上できる。
【0017】
前記補強部材または前記変形制御部材は、車幅方向外側端部において前記サイドシルと接合されてもよい。
【0018】
この構成によれば、車体の側突時において、サイドシルと補強部材またはサイドシルと変形制御部材が一体となって変形する。従って、補強部材が曲げ変形による破断や横倒れする可能性を低減でき、補強部材の反力を向上できる。従って、衝突エネルギー吸収性能を向上できるため、車室やバッテリを安全に保護することができ、電気自動車に求められる側突性能を確保できる。
【0019】
前記連続筒状構造は、車幅方向から見て単列で構成されてもよい。
【0020】
この構成によれば、連続筒状構造が単列で構成されるので、サイドシル内の狭い空間で多角形状の閉断面の大きさを最大限確保できる。多角形状の閉断面は、例えば、縦方向に扁平に潰れることにより横幅を伸ばすことができ、反対に横方向に扁平に潰れることにより横幅を縮めることができる。従って、閉断面の大きさを最大限確保することで、反力を大きく保ったまま閉断面を潰れやすくし、補強部材の伸縮性を最大限確保できる。これにより、衝突エネルギー吸収性能を向上できるため、側突性能を向上できる。
【0021】
前記閉断面は、六角形以上の多角形であってもよい。
【0022】
この構成によれば、六角形以上の多角形は四角形などと比べて屈曲点が多く、車幅方向に垂直な断面が変形しやすいため、補強部材の伸縮性を向上させることができる。補強部材の伸縮性を確保することにより、補強部材の曲げ破断を抑制でき、側突性能を向上できる。
【0023】
前記閉断面は、偶数角形であってもよい。
【0024】
この構成によれば、補強部材をサイドシルなどの他部材に取り付ける際に対向する平坦部を確保し易いため、補強部材の取り付け性を向上できる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、車体構造において、サイドシルの内部にて補強部材および変形制御部材を好適に配置構成することで補強部材の反力を向上させているため、側突性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
本発明の第1実施形態に係る車体構造を示す斜視図。
図1の楕円IIで示されるサイドシル部分の車体前後方向に垂直な断面図。
アウター部材と変形制御部材が透明化されたサイドシル部分の斜視図。
単列配置された補強部材の車幅方向に垂直な断面図。
補強部材の固定方法を示す車体前後方向に垂直なサイドシル部分の断面図。
補強部材の別の固定方法を示す車体前後方向に垂直なサイドシル部分の断面図。
一実施形態に係る車体構造の側突についてのシミュレーション方法を示す模式的な斜視図。
比較例に係る車体構造の側突についてのシミュレーション方法を示す模式的な斜視図。
図6のポール側突時の補強部材の変形を示す平面図。
第1実施形態における変形制御部材の第1変形例を示す斜視図。
第1実施形態における変形制御部材の第2変形例を示す斜視図。
第1実施形態における変形制御部材の第3変形例を示す斜視図。
第1実施形態における変形制御部材の第4変形例を示す斜視図。
第1実施形態における変形制御部材の第5変形例を示す斜視図。
第1実施形態における変形制御部材の第6変形例を示す斜視図。
第2実施形態に係る車体構造において、アウター部材が透明化されたサイドシル部分の斜視図。
図15のサイドシル部分の別角度からの斜視図。
第2実施形態における補強部材と変形制御部材の変形例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0028】
(第1実施形態)
図1を参照して、本実施形態の車体構造1では、車体中央下部1aに推進用のバッテリ10が配置されている。即ち、本実施形態の車体構造1は、バッテリ10を搭載する電気自動車用のものである。バッテリ10は、保護ケースなどを含めて模式的に図示されており、車室Rの床下全面に配置されている。本実施形態では、車体がスピンするなどして車体側部にポール等の物体が衝突(即ち側突)した際、車室Rやバッテリ10が損傷することなく保護される側突性能の高い車体構造1について説明する。
【0029】
図1では、車体側方(詳細には左側方)を符号Yで示し、車体後方を符号Xで示し、車体上方を符号Zで示している。即ち、車幅方向が向きYおよびその反対の向きで示され、車体前後方向が向きXおよびその反対の向きで示され、車高方向が向きZおよびその反対の向きで示されている。これらの方向については図2以降でも同じである。
【0030】
バッテリ10の車幅方向における両外側には、車体前後方向に延びる中空状の一対のサイドシル20が配置されている。一対のサイドシル20は、車室Rの両側下部に沿って配置されている。なお、サイドシル20は、車体構造1においてロッカーとも称される部材である。
(【0031】以降は省略されています)

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