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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023131340
(43)【公開日】2023-09-22
(54)【発明の名称】車両構造
(51)【国際特許分類】
   B62D 25/20 20060101AFI20230914BHJP
   B60K 1/04 20190101ALI20230914BHJP
【FI】
B62D25/20 G
B60K1/04 Z
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022036038
(22)【出願日】2022-03-09
(71)【出願人】
【識別番号】000002967
【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120514
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 雅人
(72)【発明者】
【氏名】稲村 茂男
【テーマコード(参考)】
3D203
3D235
【Fターム(参考)】
3D203AA02
3D203AA31
3D203AA33
3D203BB06
3D203BB08
3D203BB12
3D203BB20
3D203BB22
3D203BB35
3D203CA23
3D203CA25
3D203CA53
3D203CB03
3D203CB04
3D203DA02
3D203DA11
3D203DA51
3D203DA72
3D203DB05
3D235AA02
3D235BB06
3D235BB07
3D235CC15
3D235DD28
3D235FF06
3D235FF07
3D235FF12
3D235HH22
3D235HH26
(57)【要約】
【課題】製造コストの上昇や、重量の増加などの不具合を適切に防止または抑制しながらも、車両の前突や側突などに対する蓄電装置の保護性能を優れたものとすることが可能な車両構造を提供する。
【解決手段】フロア部11の下窪み状の凹部18の底壁部18a上に蓄電装置8が配設された車両構造Aであって、凹部18の底壁部18aを覆うように底壁部18aの下面側または上面側に重なった配置のリインフォース5を備えており、このリインフォース5の車両前後方向の両端部5a,5bは、前側および後側のクロスメンバ7A,7Bに接合されている一方、リインフォース5の車幅方向の両端部5cは、一対のサイドメンバ3から車幅方向内方側に離間した配置でフロア部11に接合されている
【選択図】 図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車幅方向に間隔を隔てた配置で車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、
これら一対のサイドメンバの上面側に設けられたフロア部の上面側または下面側に配設され、かつ互いに車両前後方向に離間して車幅方向に延びる前側および後側のクロスメンバと、
前記フロア部のうち、前記一対のサイドメンバの相互間領域のうち、前記前側および後側のクロスメンバの相互間領域に設けられた下窪み状の凹部の底壁部上に配設された蓄電装置と、
を備えている、車両構造であって、
前記凹部の底壁部を覆うように前記底壁部の下面側または上面側に重なった配置のリインフォースを、さらに備えており、
前記リインフォースの車両前後方向の両端部は、前記前側および後側のクロスメンバに接合されている一方、
前記リインフォースの車幅方向の両端部は、前記一対のサイドメンバから車幅方向内方側に離間した配置で前記フロア部に接合されていることを特徴とする、車両構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車などの車両構造、さらに詳しくは、バッテリなどの蓄電装置が搭載された車両構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両構造の具体例として、特許文献1に記載のものがある。
同文献に記載の車両構造においては、車両のフロア部のうち、車両用シートの下方に、下窪み状の凹部を形成し、かつこの凹部内にバッテリを搭載している。ただし、バッテリを保護するための手段として、バッテリの下面側、上面側、および外周囲を頑丈な部材を用いて囲んでいる。
【0003】
しかしながら、前記従来技術によれば、構成が複雑かつ大掛かりであり、全体の重量や製造コストが増加する。また、バッテリを頑丈な部材で囲むだけの構成では、車両の前突時や側突時において大きな衝突荷重が車両に入力した場合に、バッテリに大きなダメージを生じないようにすることは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2013-244768号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、製造コストの上昇や、重量の増加などの不具合を適切に防止または抑制しながらも、車両の前突や側突などに対する蓄電装置の保護性能を優れたものとすることが可能な車両構造を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0007】
本発明により提供される車両構造は、車幅方向に間隔を隔てた配置で車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら一対のサイドメンバの上面側に設けられたフロア部の上面側または下面側に配設され、かつ互いに車両前後方向に離間して車幅方向に延びる前側および後側のクロスメンバと、前記フロア部のうち、前記一対のサイドメンバの相互間領域のうち、前記前側および後側のクロスメンバの相互間領域に設けられた下窪み状の凹部の底壁部上に配設された蓄電装置と、を備えている、車両構造であって、前記凹部の底壁部を覆うように前記底壁部の下面側または上面側に重なった配置のリインフォースを、さらに備えており、前記リインフォースの車両前後方向の両端部は、前記前側および後側のクロスメンバに接合されている一方、前記リインフォースの車幅方向の両端部は、前記一対のサイドメンバから車幅方向内方側に離間した配置で前記フロア部に接合されていることを特徴としている。
【0008】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、車両の前突が発生し、その衝突荷重(前突荷重)が車両前方側から蓄電装置の搭載領域に向けて作用する場合、この前突荷重はリインフォースに作用することとなるが、このリインフォースは、前側および後側のクロスメンバに挟まれ、かつこれらに接合されているため、前記前突荷重に対する耐荷重性に優れたものとなり、蓄電装置への荷重
入力が抑制される。一方、車両の側突が発生し、その衝突荷重(側突荷重)が車幅方向外方側から蓄電装置の搭載領域に向けて作用する場合は、前記側突荷重はまずサイドメンバに作用し、このサイドメンバが車幅方向内方側に変形する。ただし、前記リインフォースは、そのようなサイドメンバには直接接合されておらず、車幅方向に離間した配置にあるため、前記サイドメンバの変形による直接的な荷重入力を生じないようにすることができる。前記リインフォースは、前記側突荷重が入力した際には、フロア部の変形を伴わせて車幅方向に変位可能であり、このことによって蓄電装置への側突荷重の直接的な入力を防止または抑制することが可能である。
このように、本発明によれば、車両の前突および側突のいずれの場合においても、蓄電装置の保護性能に優れたものとすることができるが、全体の構造は簡素であり、車両の軽量化および製造コストの低減化を図ることが可能である。
蓄電装置は、フロア部の下窪み状の凹部の底壁部上に配設されているため、フロア部上に蓄電装置が大きく嵩張ることを防止し、車両の室内空間を広く使うことが可能である。
【0009】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明に係る車両構造の一例を示す要部側面断面図である。
図2図1の要部概略平面図である。
図3図1の要部概略底面図である。
図4図3に示す車両構造からサスペンションメンバを取り外した状態の要部概略底面図である。
図5図2のV-V概略断面図である。
図6図2のVI-VI概略断面図である。
図7図2のVII-VII概略断面図である。
図8】(a)は、図2のVIII-VIII概略断面図であり、(b)は、(a)の分解概略断面図である。
図9図2のIX-IX概略断面図である。
図10図3に示す構造において、車両の側突が発生した場合の作用の例を示す要部概略底面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0012】
図1図9に示す車両構造Aは、車両1の前部の骨格部材としての左右一対のフロントサイドメンバ3(図3および図4では、網点模様部分)、前輪19を懸架するフロントサスペンションの構成要素としてのサスペンションメンバ4、フロアトンネル部12が形成されたフロア部11、左右一対のトンネルリインフォース13(図4では、薄墨部分)、左右一対の補助クロスメンバ6、前側および後側のクロスメンバ7A,7B、バッテリ8、バッテリ保護用のリインフォース5、ならびに左右一対の枠状構造部Bを備えている。
バッテリ8は、本発明でいう蓄電装置の一例である。
【0013】
一対のフロントサイドメンバ3は、本発明でいう一対のサイドメンバの具体例に相当し、車両1の前部の下部において、車幅方向に互いに間隔を隔てた配置で車両前後方向に延びている。図5および図6に示すように、各フロントサイドメンバ3は、たとえば断面ハット状の部材を用いて構成されており、車両1のフロア部11が設けられている箇所においては、このフロア部11の下面部に溶接されている。フロア部11の上面側には、このフロア部11を挟んでフロントサイドメンバ3上に重なった配置のアッパメンバ90が溶接されている。
なお、本実施形態においては、前記したフロントサイドメンバ3と同様に、アッパメンバ90、補助クロスメンバ6、ならびに前側および後側のクロスメンバ7A,7Bは、いずれも断面ハット状の部材を用いて構成されている。ただし、これに限定されない。
【0014】
図1に示すように、各フロントサイドメンバ3は、フロア部11の前部から車両前方側に延びた前上がり傾斜部30を有しており、この前上がり傾斜部30の車両前方側および車両後方側の領域は、略水平な領域とされている。
サスペンションメンバ4は、前輪19を支持するロアアーム40の基端部を回転可能に支持する部材であり、フロントサイドメンバ3の前上がり傾斜部30の下方に配され、前側および後側の取付け部9A,9Bを利用してフロントサイドメンバ3に取付けられている。
【0015】
図2および図3に示すように、車両平面視(車両底面視も含み、以下同様)において、一対のフロントサイドメンバ3は、一対のフロント部32、内入り傾斜部33、幅狭部34、後広がり状傾斜部35、および後側延設部36がこれらの順序で一連に繋がった構成である。
一対のフロント部32は、エンジンなどのパワープラント2が配されたエンジンルーム10の両側に位置して車両前後方向に略直線状に延びている。一対の内入り傾斜部33は、サスペンションメンバ4の取付け箇所周辺部に位置しており、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなるように車両平面視において傾斜している。一対の幅狭部34は、一対のフロントサイドメンバ3の他の部分と比較して、車幅方向の相互間隔が最も狭くされた部分である。
【0016】
一対の後広がり状傾斜部35は、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が広くなるように車両平面視において傾斜した部分である。これら一対の後広がり状傾斜部35が設けられていることにより、これらの後端に繋がっている後側延設部36は、バッテリ8よりも車幅方向外方側に位置し、後側延設部36およびバッテリ8の両者が互いに干渉しないように設定されている。
【0017】
フロア部11は、ダッシュパネル11aの後端部と、フロントフロアパネル11bの前端部とが接合部17を介して接合された構成である。この接合は、たとえばスポット溶接により図られている。フロア部11の車幅方向両端部は、左右一対のロッカ15に接合(溶接)されている。
【0018】
前側および後側のクロスメンバ7A,7Bは、バッテリ8の搭載箇所の強度を高め、バッテリ8の保護に役立つ部材であり、図2によく表われているように、バッテリ8を車両前後方向において挟む配置で車幅方向に延び、左右一対のロッカ15の相互間に橋渡し接続されている。
【0019】
バッテリ8は、フロア部11上のうち、たとえば車両用シート(不図示)の下方スペースに相当する領域に搭載されている。より具体的には、フロア部11のうち、一対のフロントサイドメンバ3よりも車幅方向内方側であって、前側および後側のクロスメンバ7A,7Bに挟まれた領域には、図7図9によく表われているように、適当な寸法で下方に窪んだ凹部18が設けられており、この凹部18の底壁部18a上にバッテリ8が配設されている。このような構成により、バッテリ8がフロア部11上に大きく嵩張ることは抑制される。図示説明は省略するが、バッテリ8は、適当な固定用部材を用いてフロア部11に固定されている。
【0020】
バッテリ保護用のリインフォース5は、フロア部11の凹部18の底壁部18aに対応した形状およびサイズをもつ凹状プレート状であり、底壁部18aを覆うようにその下面
側に重ねられている。このリインフォース5の車両前後方向の両端部5a,5bは、図8(a)によく表われているように、前側および後側のクロスメンバ7A,7Bのフランジ片部70a,70bに対して底壁部18aを挟んで重ねられ、かつこれらはスポット溶接により一体的に接合されている。
一方、図9によく表われているように、リインフォース5の車幅方向の両端部5cは、フロントサイドメンバ3とは適当な寸法Laだけ車幅方向内方側に離間した配置でフロア部11に接合されている。
【0021】
フロアトンネル部12は、フロア部11の前寄り領域の車幅方向中央部に設けられており、フロア部11の周辺部よりも上方に突出し、かつダッシュパネル11aから車両後方側に延びた下部開口および前部開口のトンネル状である。このフロアトンネル部12は、バッテリ8よりも車両前方側の領域に設けられている。
【0022】
図3および図4によく表われているように、一対のトンネルリインフォース13は、一対のフロントサイドメンバ3よりも車幅方向内方側に位置し、フロアトンネル部12およびその周辺部を補強するための部材であり、リインフォース本体部13a、および前側延設部13bを含んでいる。
リインフォース本体部13aは、フロアトンネル部12の基部下面側に溶接され(図5も参照)、かつ車両前後方向に略直線状に延びている。好ましくは、リインフォース本体部13aの後端部13a’は、フロア部11を介して前側のクロスメンバ7Aに接合されている。
前側延設部13bは、リインフォース本体部13aの前部から車幅方向外方に向けて屈曲または湾曲した部分であり、この前側延設部13bの先端部は、フロントサイドメンバ3の幅狭部34に接合されている。
【0023】
一対の補助クロスメンバ6は、フロア部11の上面部に接合されて車幅方向に延び、かつフロアトンネル部12とアッパメンバ90との相互間に橋渡し接続されている。
【0024】
一対の枠状構造部Bのそれぞれは、各トンネルリインフォース13の前側延設部13b、リインフォース本体部13aの前寄り領域、補助クロスメンバ6、および各フロントサイドメンバ3の幅狭部34の計4箇所の部位が、車両平面視(車両底面視)において略矩形の枠状をなし、かつ互いに直接または間接的に接合された構造部である。
枠状構造部Bは、サスペンションメンバ4の車両後方側に位置している。
枠状構造部Bの車幅方向外方側には、フロントサイドメンバ3とロッカ15との相互間を橋渡し接続するアウタトルクメンバ91が設けられている。
【0025】
次に、前記した車両構造Aの作用について説明する。
【0026】
まず、車両1の前突が発生し、その衝突荷重(前突荷重)が車両前方側からバッテリ8の搭載領域に向けて作用し、バッテリ保護用のリインフォース5に作用する場合があるが、このリインフォース5は、前側および後側のクロスメンバ7A,7Bに挟まれ、かつこれらに接合されており、頑丈かつ組み付け強度が高いものとなっている。このため、前記前突荷重に対する耐荷重性に優れたものとなり、バッテリ8に大きな衝撃力が作用することは抑制される。
【0027】
一方、車両にポール側突などの側突が発生し、図10に示すように、その衝突荷重Fa(側突荷重Fa)が、車幅方向外方側からバッテリ8の搭載領域に向けて作用する場合がある。この場合、側突荷重Faは先ずフロントサイドメンバ3に作用し、このフロントサイドメンバ3が車幅方向内方側に変形する。ただし、リインフォース5の両端部5cは、フロントサイドメンバ3には直接接合されておらず、車幅方向内方側に離間した配置にあ
るため、フロントサイドメンバ3の前記した変形による直接的な荷重入力がリインフォース5には生じないようにすることができる。リインフォース5は、側突荷重Faが入力した際には、フロア部11の変形を伴わせて車幅方向に退避するように変位可能であり、このことによってバッテリ8への側突荷重Faの直接的な入力を防止または抑制することが可能である。
【0028】
このように、本実施形態によれば、車両1の前突および側突のいずれの場合においても、バッテリ8の保護性能に優れたものとすることが可能である。一方、全体の構造は簡素であり、車両の軽量化および製造コストの低減化を図ることが可能である。
【0029】
また、本実施形態によれば、車両1の前突が発生した際に、バッテリ8の搭載領域に大きな衝突荷重が入力することを適切に抑制する効果も得られる。以下、この点について説明する。
すなわち、フロントサイドメンバ3には、後広がり状傾斜部35が設けられているため、車両1の前突が発生し、その衝突荷重がフロントサイドメンバ3に対してその車両前方側から作用すると、図4に示すように、前端部35aを起点として後広がり状傾斜部35を、たとえば車幅方向内方側に屈曲させようとする回転力Mが発生する。これに対し、前端部35aには、補助クロスメンバ6が連結されており、この補助クロスメンバ6は、回転力Mに対する突っ張り力Fを発生させる。したがって、後広がり状傾斜部35が、回転力Mに起因して容易に、かつ大きく屈曲変形することは適切に阻止される。
【0030】
また、車両1の前突が発生した場合には、たとえば衝突荷重に起因してサスペンションメンバ4が後退し、フロア部11の前部に突入する虞がある。これに対し、フロア部11の前部に設けられた一対の枠状構造部Bは、高剛性の部位であるため、サスペンションメンバ4の突入などの荷重入力を適切に受け止め、フロア部11が大きく変形、破損しないようにすることが可能である。枠状構造部Bにおいては、補助クロスメンバ6の存在により、トンネルリインフォース13とフロントサイドメンバ3との連結強度が高められているため、たとえばトンネルリインフォース13のみが荷重入力によって車両後方側に大きく押し込まれることをなくすことが可能である。フロントサイドメンバ3による荷重伝達性を良好にする作用も得られる。
【0031】
このようなことから、本実施形態によれば、車両前部の耐荷重性を良好なものとすることができる。バッテリ8に衝突荷重が強く作用することは抑制され、バッテリ8の保護が一層適切に図られる。
【0032】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
【0033】
上述の実施形態においては、バッテリ保護用のリインフォース5が、フロア部11に設けられた凹部18の底壁部18aの下面側に設けられているが、本発明はこれに限定されず、底壁部18aの上面側に設けた構成とすることもできる。なお、凹部18の底壁部18aの下面側にリインフォース5を設ければ、飛び石や地面などとの接触から底壁部18aを保護することも可能である。
リインフォース5は、凹部18の底壁部18aを覆うように底壁部18aの下面側または上面側に重なった配置であればよく、底壁部18aとリインフォース5との間に隙間が形成されていてもよい。また、リインフォース5は、底壁部18aの全面を覆うように設けられることが好ましいが、底壁部18aの一部が覆われていない構成とされていてもかまわない。
本発明におけるサイドメンバの具体的な構成も、上述したフロントサイドメンバの構成に限定されない。本発明は、サイドメンバが具体的にどのような態様、延設方向とされて
いるかを問うものではない。
【0034】
本発明でいう蓄電装置は、バッテリに限定されず、たとえばキャパシタも含む。
上述の実施形態においては、多くの部材が、断面ハット状部材を用いて構成されているが、本発明はこれに限定されず、それ以外の種々の形態の部材を用いることが可能である。
本発明の車両構造は、エンジン自動車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車にも適用することができることは勿論である。
【符号の説明】
【0035】
A 車両構造
1 車両
11 フロア部
18 凹部
18a 底壁部(凹部の)
3 フロントサイドメンバ(サイドメンバ)
5 リインフォース
5a,5b 両端部(リインフォースの車両前後方向の)
5c 両端部(リインフォースの車幅方向の)
7A,7B 前側および後側のクロスメンバ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10