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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】P2023178838
(43)【公開日】2023-12-18
(54)【発明の名称】ボデー及び電気自動車
(51)【国際特許分類】
   B62D 25/08 20060101AFI20231211BHJP
【FI】
B62D25/08 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022091775
(22)【出願日】2022-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(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】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 拓也
【テーマコード(参考)】
3D203
【Fターム(参考)】
3D203AA02
3D203AA31
3D203BB16
3D203BB43
3D203BB45
3D203BB54
3D203BC14
3D203CB03
3D203CB16
3D203DA20
3D203DB17
(57)【要約】
【課題】 アッパメンバの下壁部分より下側の空間に部品を適切に配置するための技術を提供する。
【解決手段】 車両用のボデーは、アッパメンバと、を備え、アッパメンバは、第1プレートと第2プレートとの間に、アッパメンバの長手方向に延びる内部空間を形成しており、第1プレートは、上壁部分と、内壁部分と、内壁部分の下端に沿って形成された第1フランジと、を有し、第2プレートは、下壁部分と、外壁部分と、下壁部分の内端に沿って形成されているとともに第1フランジに接合された第2フランジと、を有し、アッパメンバの長手方向における第1区間では、第1フランジ及び第2フランジが、第1方向に向けて突出しており、アッパメンバの長手方向における第2区間では、第1フランジ及び第2フランジが、第1方向とは異なる第2方向に向けて突出している。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両用のボデーであって、
前記車両の前輪の後方に位置するとともに、上下方向に沿って延びるフロントピラーと、
前記フロントピラーから前記前輪の上方を通過して前記前輪の前方へ延びるアッパメンバと、
を備え、
前記アッパメンバは、第1プレートと、前記第1プレートに接合された第2プレートとを有し、前記第1プレートと前記第2プレートとの間に、前記アッパメンバの長手方向に延びる内部空間を形成しており、
前記第1プレートは、前記内部空間に上方から対向する上壁部分と、前記内部空間に内側から対向する内壁部分と、前記内壁部分の下端に沿って形成された第1フランジと、を有し、
前記第2プレートは、前記内部空間に下方から対向する下壁部分と、前記内部空間に外側から対向する外壁部分と、前記下壁部分の内端に沿って形成されているとともに前記第1フランジに接合された第2フランジと、を有し、
前記アッパメンバの前記長手方向における第1区間では、前記第1フランジ及び前記第2フランジが、前記内壁部分と前記下壁部分との接続箇所から第1方向に向けて突出しており、
前記アッパメンバの前記長手方向における第2区間では、前記第1フランジ及び前記第2フランジが、前記接続箇所から前記第1方向とは異なる第2方向に向けて突出している、
ボデー。
【請求項2】
前記第1区間は、前記第2区間よりも後方に位置しており、
前記第1方向は、前記接続箇所から離れるにつれて、外側へ変位する方向である、請求項1に記載のボデー。
【請求項3】
前記アッパメンバの前記第1区間に接続されたサスペンションタワーをさらに備える、請求項2に記載のボデー。
【請求項4】
前記第2方向は、前記接続箇所から離れるにつれて、内側へ変位する方向である、請求項2又は3に記載のボデー。
【請求項5】
請求項4に記載のボデーと、
前記ボデーに固定されているとともに、外部の充電装置が着脱可能に接続される充電口と、
前記ボデーに固定されているとともに、前記充電装置によって供給される電力によって充電されるバッテリと、
前記充電口と前記バッテリとの間を電気的に接続する電気ケーブルと、
を備え、
前記電気ケーブルは、前記第1区間から前記第2区間に亘って前記アッパメンバの前記下壁部分に沿って配置されているとともに、前記第2区間で前記車両の内側に向かって配策されている、
電気自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で開示する技術は、フロントピラーから前輪の上方を通過して前輪の前方へ延びるアッパメンバを備える車両用のボデー及び当該ボデーを備える電気自動車に関する。なお、電気自動車は、外部の電源によって充電される再充電式の車両、及び、エンジンを併せ持つハイブリッド車等が含まれる。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に記載のアッパメンバは、軸直断面が中空の矩形状であり、車幅方向外側に位置しているアッパメンバアウタ(プレート)と、車幅方向内側に位置しているアッパメンバインナ(プレート)と、で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020-199929号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
アッパメンバの下壁部分より下側の空間に部品を配置する場合がある。部品のレイアウトは、自動車の内部構成等に影響を受ける。特に、フロントピラーに近い側で部品を配置するのに必要な空間は、フロントピラーに遠い側において部品を配置するのに必要な空間と異なる場合がある。
【0005】
本明細書では、アッパメンバの下壁部分より下側の空間に部品を適切に配置するための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書で開示する車両用のボデーは、前記車両の前輪の後方に位置するとともに、上下方向に沿って延びるフロントピラーと、前記フロントピラーから前記前輪の上方を通過して前記前輪の前方へ延びるアッパメンバと、を備え、前記アッパメンバは、第1プレートと、前記第1プレートに接合された第2プレートとを有し、前記第1プレートと前記第2プレートとの間に、前記アッパメンバの長手方向に延びる内部空間を形成しており、前記第1プレートは、前記内部空間に上方から対向する上壁部分と、前記内部空間に内側から対向する内壁部分と、前記内壁部分の下端に沿って形成された第1フランジと、を有し、前記第2プレートは、前記内部空間に下方から対向する下壁部分と、前記内部空間に外側から対向する外壁部分と、前記下壁部分の内端に沿って形成されているとともに前記第1フランジに接合された第2フランジと、を有し、前記アッパメンバの前記長手方向における第1区間では、前記第1フランジ及び前記第2フランジが、前記内壁部分と前記下壁部分との接続箇所から第1方向に向けて突出しており、前記アッパメンバの前記長手方向における第2区間では、前記第1フランジ及び前記第2フランジが、前記接続箇所から前記第1方向とは異なる第2方向に向けて突出していてもよい。
【0007】
上記の構成によれば、第1フランジと第2フランジの双方は、第1区間において第1方向に向けて突出している一方、第2区間において第1方向とは異なる第2方向に向けて突出している。即ち、アッパメンバの下壁部分より下側の空間において、第1区間に亘る空間は、第2区間に亘る空間と異なる方向に広がる。第1区間において部品を配置するために必要な空間が第2区間において部品を配置するために必要な空間と異なる場合において、第1フランジと第2フランジの双方が突出する方向を切り換えることにより、アッパメンバの下壁部分の下側に部品を適切に配置することができる。
【0008】
前記第1区間は、前記第2区間よりも後方に位置しており、前記第1方向は、前記接続箇所から離れるにつれて、外側へ変位する方向であってもよい。
【0009】
上記の構成によれば、第1区間において車両の外側へと広がる空間を確保することができる。
【0010】
前記アッパメンバの前記第1区間に接続されたサスペンションタワーをさらに備えてもよい。
【0011】
サスペンションは、車両の内側だけでなく、車両の外側にも揺動する。上記の構成によれば、サスペンションが揺動する空間を車両の外側へと広げることができる。
【0012】
前記第2方向は、前記接続箇所から離れるにつれて、内側へ変位する方向であってもよい。
【0013】
上記の構成によれば、第2区間において車両の内側へと広がる空間を確保することができる。
【0014】
本明細書は、さらに、電気自動車を開示する。電気自動車は、上記のボデーと、前記ボデーに固定されているとともに、外部の充電装置が着脱可能に接続される充電口と、前記ボデーに固定されているとともに、前記充電装置によって供給される電力によって充電されるバッテリと、前記充電口と前記バッテリとの間を電気的に接続する電気ケーブルと、を備え、前記電気ケーブルは、前記第1区間から前記第2区間に亘って前記アッパメンバの前記下壁部分に沿って配置されているとともに、前記第2区間で前記車両の内側に向かって配策されていてもよい。
【0015】
上記の構成によれば、アッパメンバの下壁部分より下側の空間に電気ケーブルを適切に配策することができる。
【0016】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】電気自動車の模式図を示す。
図2】アッパメンバの周囲の側面図を示す。
図3図2のIII-III線における断面図を示す。
図4図2のVI-VI線における断面図を示す。
図5】アッパメンバを下方から見た斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
(電気自動車2の構成;図1
電気自動車2は、ボデー4と、前輪8と、後輪(符号省略)と、充電口20と、バッテリ22と、電力変換装置24と、を備える。なお、図1の矢印「Front」は、車両の前方方向を示している。矢印「Up」は、車両の上方方向を示している。以後の図でも、矢印の意味は同じである。
【0019】
バッテリ22は、電気自動車2に搭載されている走行用のモータ(図示省略)に電力を供給する。バッテリ22は、例えば、リチウムイオン電池であり、再充電が可能な電源である。
【0020】
充電口20には、外部の充電装置(図示省略)が着脱可能に接続される。充電装置が充電口20に接続されると、充電装置からバッテリ22に電力が供給される。これにより、バッテリ22が充電される。
【0021】
電力変換装置24は、充電装置の電力をバッテリ22の充電に適した電力に変換する。電力変換装置24の入力端子は、入力側の電気ケーブル70(図1では図示省略、図3及び図4参照)を介して、充電口20に接続されている。また、電力変換装置24の出力端子は、出力側の電気ケーブル(図示省略)を介して、バッテリ22に接続されている。充電口20は、入力側の電気ケーブル70、電力変換装置24、及び、出力側の電気ケーブルを介して、バッテリ22と電気的に接続されている。
【0022】
ボデー4は、特に限定されないが、金属で構成されている。ボデー4の内部には、キャビン6(即ち客室及び荷室)が形成されている。ボデー4は、フロントピラー12と、アッパメンバ14と、フロントサイドメンバ16と、サスペンションタワー18と、を備える。各メンバ12~18は、ボデー4の骨格を形成し、車両の左側と右側の双方に配置されている。
【0023】
フロントピラー12は、キャビン6の前方を画定する。フロントピラー12は、前輪8の後方に位置するとともに、上下方向に沿って延びる。アッパメンバ14は、車両のフロントコンパートメント7の上方を画定する。アッパメンバ14は、フロントピラー12から前輪8の上方を通過して前輪8の前方へ延びる。フロントサイドメンバ16は、フロントコンパートメント7の下方を画定する。サスペンションタワー18は、前輪8のサスペンション(図示省略)を支持する。サスペンションタワー18の上端は、アッパメンバ14に固定されており、サスペンションタワー18の下端は、フロントサイドメンバ16に固定されている。
【0024】
充電口20は、アッパメンバ14に固定されている。バッテリ22は、キャビン6の底でボデー4に固定されている。電力変換装置24は、フロントコンパートメント7内に配置されており、フロントサイドメンバ16に固定されている。
【0025】
(アッパメンバ14の構成;図2図5
アッパメンバ14は、第1メンバ14aと、第2メンバ14bと、第3メンバ14cと、で構成される。第1メンバ14aの後端は、フロントピラー12に接合されている。第1メンバ14aの前端は、第2メンバ14bの後端に接合されている。第2メンバ14bは、第1メンバ14aから下方へ傾斜して延びている。第2メンバ14bの前端は、第3メンバ14cの後端に接合されている。第3メンバ14cは、第2メンバ14bから下方へ垂れ下がっている。第3メンバ14cの前端は、バンパーリインフォースメント(図示省略)に接合されている。なお、変形例では、アッパメンバ14は、複数個のメンバ14a~14cに分割されていなくてもよく、1個のメンバであってもよい。
【0026】
(第1メンバ14aの構成;図3
図3に示すように、第1メンバ14aは、第1プレート102と、第2プレート104と、で構成される。第2プレート104は、第1プレート102に接合されている。第1プレート102と第2プレート104との間に、第1メンバ14aの長手方向に延びる内部空間100aが形成されている。
【0027】
第1プレート102は、内部空間100aに上方から対向する上壁部分102aと、内部空間100aに車両の内側から対向する内壁部分102bと、を有する。さらに、第1プレート102は、上壁部分102aの上端に沿って形成されている上端フランジ102cと、内壁部分102bの下端に沿って形成されている下端フランジ102dと、を有する。なお、図3の矢印「Inside」は、車両の内側方向を示している。矢印「Outside」は、車両の外側方向を示している。以後の図でも、矢印の意味は同じである。
【0028】
第2プレート104は、内部空間100aに下方から対向する下壁部分104aと、内部空間100aに外側から対向する外壁部分104bと、を有する。さらに、第2プレート104は、外壁部分104bの上端に沿って形成された上端フランジ104cと、下壁部分104aの内端に沿って形成されている下端フランジ104dと、を有する。
【0029】
第1プレート102の上端フランジ102cは、第2プレート104の上端フランジ104cに接合されている。例えば、上端フランジ102cは、上端フランジ104cに溶接されている。また、第1プレート102の下端フランジ102dは、第2プレート104の下端フランジ104dに接合されている。例えば、下端フランジ102dは、下端フランジ104dに溶接されている。
【0030】
上端フランジ102c及び104cは、外側方向に突出している。一方、下端フランジ102d及び104dは、下方外側方向にと突出している。別言すれば、下端フランジ102d及び104dは、内壁部分102bと下壁部分104aとの接続箇所110から突出しており、その突出方向は、接続箇所110から離れるにつれて、外側へ変位する方向である。即ち、突出方向は、内壁部分102bを基準として外側へ向かう方向である。
【0031】
第1プレート102の内壁部分102bには、サスペンションタワー18が接続されている。サスペンションタワー18の内部空間60では、サスペンション(図示省略)が揺動する。図3の破線60aが、サスペンションの揺動範囲の外端を示し、破線60bが、揺動範囲の内端を示す。図3に示すように、下端フランジ102dと下端フランジ104dを下方外側方向に突出させることにより、揺動範囲をサスペンションタワー18の内部空間60だけでなく、アッパメンバ14の下方の空間まで広げることができる。
【0032】
また、充電口20から延びた電気ケーブル70は、第1メンバ14aの下壁部分104aに沿って配置されている。電気ケーブル70は、前方に向かって配策されている。図3に示すように、電気ケーブル70は、3本であり、2本の電力ケーブルと1本の信号ケーブルで構成されている。なお、電気ケーブル70を構成するケーブルの本数は、3本に限らない。
【0033】
(第2メンバ14bの構成;図4
図4に示すように、第2メンバ14bも、第1プレート106と、第2プレート108と、で構成される。第1プレート106と第2プレート108との間に、第2メンバ14bの長手方向に延びる内部空間100bが形成されており、第2メンバ14bの内部空間100bは、第1メンバ14aの内部空間100aと連通している。
【0034】
第1プレート106も、第1プレート102と同様に、上壁部分106aと、内壁部分106bと、を有する。第2プレート108も、第2プレート104と同様に、下壁部分108aと、外壁部分108bと、を有する。
【0035】
第1プレート106の上端フランジ106cは、第2プレート104の上端フランジ108cに接合されている。第1プレート106の下端フランジ106dは、第2プレート108の下端フランジ108dに接合されている。
【0036】
上端フランジ106c及び108cは、外側方向に突出している。一方、下端フランジ106d及び106dは、下方内側方向に突出している。別言すれば、下端フランジ106d及び106dは、内壁部分106bと下壁部分108aとの接続箇所112から突出しており、その突出方向は、接続箇所112から離れるにつれて、内側へ変位する方向である。即ち、突出方向は、内壁部分106bを基準として内側へ向かう方向である。
【0037】
第2メンバ14bの下端フランジ106d及び108dの突出方向は、第1メンバ14aの下端フランジ102d及び104dの突出方向とは異なる。
【0038】
電気ケーブル70は、第1メンバ14aが配置されている第1区間50(図2参照)から第2メンバ14bが配置されている第2区間52(図2参照)に亘ってアッパメンバ14の下壁部分104a及び108aに沿って配置されている。電気ケーブル70は、第2区間52内で内側に向かって配策され、フロントコンパートメント7内の電力変換装置24に接続されている。
【0039】
(第1メンバ14aと第2メンバ14bの接続箇所;図5
第2メンバ14bの後端は、第1メンバ14aの前端に挿入される。第2メンバ14bの下端フランジ106d及び108dの前端には、切欠き106e及び108eが形成されている。上述したように、第1メンバ14aの下端フランジ102d及び104dは、第2メンバ14bの下端フランジ106d及び108dとは異なる方向に突出している。切欠き106e及び108eにより、異なる方向に突出している第1メンバ14aの下端フランジ102d及び104dの曲げアールを避けて、第2メンバ14bの後端を第1メンバ14aの前端に挿入することができる。
【0040】
また、前方からのフラット衝突又は前方からのオフセット衝突のときにアッパメンバ14は座屈する。アッパメンバ14が座屈することにより、キャビン6へ伝達する荷重がアッパメンバ14によって吸収される。しかし、アッパメンバ14が座屈する箇所が安定しないと、アッパメンバ14の荷重を吸収する機能が適切に発揮されない可能性がある。
【0041】
下端フランジ106d及び108dの切欠き106e及び108eが、アッパメンバ14の脆弱な箇所となる。衝突時において切欠き106e及び108eがアッパメンバ14の座屈の起点となる。アッパメンバ14が座屈する箇所が安定し、アッパメンバ14の荷重を吸収する機能を適切に発揮させることができる。
【0042】
切欠き106e及び108eは、第1メンバ14aの下端フランジ102d及び104dの曲げアールを避ける機能だけでなく、アッパメンバ14が座屈する箇所を安定化させる機能も兼ねる。
【0043】
(本実施例の効果)
本実施例の構成によれば、アッパメンバ14の下端フランジ(即ち102d、104d、106d及び108d)は、第1区間50において下方外側方向に向けて突出している一方、第2区間52において下方内側方向に向けて突出している。即ち、アッパメンバ14の下壁部分(即ち104a及び108a)より下側において、第1区間50に亘る空間は、第2区間52に亘る空間と異なる方向に広がる。上記のように、電気ケーブル70は、第1区間50において前方に向かって配策される一方で、第2区間52において内側に向かって配策される。このような場合において、下端フランジが突出する方向を切り換えることにより、アッパメンバ14の下壁部分より下側の空間に電気ケーブル70を適切に配置することができる。
【0044】
また、第2区間52では、第2メンバ14bが下方へ傾斜していることにより、第2メンバ14bと前輪8との間の空間が狭い。第2区間52では、電気ケーブル70だけでなく、他の部品(例えばヘッドランプ(図示省略)のケーブル)も配置される。下端フランジが下方内側方向に突出することにより、第2区間52に亘る空間を内側に広げて、電気ケーブル70を含む各種の部品を配置する空間を確保することができる。
【0045】
(対応関係)
電気自動車2、ボデー4、フロントピラー12、アッパメンバ14、サスペンションタワー18、充電口20、バッテリ22、電気ケーブル70が、それぞれ、「電気自動車」、「ボデー」、「フロントピラー」、「アッパメンバ」、「サスペンションタワー」、「充電口」、「バッテリ」、「電気ケーブル」の一例である。第1プレート102及び106が、「第1プレート」の一例である。第2プレート104及び108が、「第2プレート」の一例である。内部空間100a及び100bが、「内部空間」の一例である。上壁部分102a及び106a、内壁部分102b及び106bが、それぞれ、「上壁部分」、「内壁部分」の一例である。下壁部分104a及び108a、外壁部分104b及び108bが、それぞれ、「下壁部分」、「外壁部分」の一例である。下端フランジ102d及び106d、下端フランジ104d及び108dは、それぞれ、「第1フランジ」、「第2フランジ」の一例である。接続箇所110及び112は、「接続箇所」の一例である。第1区間50、第2区間52は、それぞれ、「第1区間」、「第2区間」の一例である。下方外側方向、下方内側方向が、それぞれ、「第1方向」、「第2方向」の一例である。
【0046】
以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。充電口20は、アッパメンバ14にとは異なる他のメンバ(例えばフロントピラー12)に固定されてもよい。一般的に言えば、「充電口」は、「ボデー」に固定されていればよい。
【0047】
第1区間50における下端フランジ102d及び104dは、下方外側方向とは異なる方向(例えば、下方内側方向)に突出していてもよい。また、第2区間52における下端フランジ106d及び108dは、下方内側方向とは異なる方向(例えば、下方外側方向)に突出していてもよい。一般的に言えば、「第2方向」は、「第1方向」と異なる方向であればよい。
【0048】
アッパメンバ14の下壁部分104a及び108aより下側の空間に配置される部品は、サスペンション又は電気ケーブル70とは異なる他の部品であってもよい。本変形例では、「電気ケーブル」を省略可能である。
【0049】
また、サスペンションの揺動範囲の外端60aは、アッパメンバ14の下壁部分104aより下側の空間まで広げなくてもよい。例えば、下壁部分104aより下側の空間に多くの部品を配置するために、下端フランジ102d及び104dは、内壁部分102bと平行な下方方向、又は、下方内側方向に突出してもよい。
【0050】
また、本明細書で開示する技術は、電気自動車2に限らず、例えば、エンジンで駆動するエンジン車に採用されてもよい。
【0051】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【0052】
2 :電気自動車
4 :ボデー
6 :キャビン
7 :フロントコンパートメント
8 :前輪
12 :フロントピラー
14 :アッパメンバ
14a :第1メンバ
14b :第2メンバ
14c :第3メンバ
16 :フロントサイドメンバ
18 :サスペンションタワー
20 :充電口
22 :バッテリ
24 :電力変換装置
50 :第1区間
52 :第2区間
60 :内部空間
60a :内端
60a :外端
70 :電気ケーブル
100a :内部空間
100b :内部空間
102 :第1プレート
102a :上壁部分
102b :内壁部分
102c :上端フランジ
102d :下端フランジ
104 :第2プレート
104a :下壁部分
104b :外壁部分
104c :上端フランジ
104d :下端フランジ
106 :第1プレート
106a :上壁部分
106b :内壁部分
106c :上端フランジ
106d :下端フランジ
106e :切欠き
108 :第2プレート
108a :下壁部分
108b :外壁部分
108c :上端フランジ
108d :下端フランジ
108e :切欠き
110 :接続箇所
112 :接続箇所
図1
図2
図3
図4
図5