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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-19
(45)【発行日】2022-12-27
(54)【発明の名称】車両用電源固定構造
(51)【国際特許分類】
   B60K 1/04 20190101AFI20221220BHJP
   B62D 25/20 20060101ALI20221220BHJP
【FI】
B60K1/04 Z
B62D25/20 G
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2018135042
(22)【出願日】2018-07-18
(65)【公開番号】P2020011608
(43)【公開日】2020-01-23
【審査請求日】2021-05-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124110
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 大介
(74)【代理人】
【識別番号】100120400
【弁理士】
【氏名又は名称】飛田 高介
(72)【発明者】
【氏名】内田 浩司
(72)【発明者】
【氏名】山本 史彦
(72)【発明者】
【氏名】森 昌彦
【審査官】中川 隆司
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-024359(JP,A)
【文献】特開2017-081511(JP,A)
【文献】特開2012-214160(JP,A)
【文献】特開2017-024466(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0203668(US,A1)
【文献】特開2018-098063(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60K 1/04
B62D 25/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のフロアパネル上の右側または左側に配置される電源装置と、
前記フロアパネル上の前記電源装置の車両前方または車両後方の一方または両方に設けられるクロスメンバと、
前記電源装置を支持する支持部とを備え
前記クロスメンバの少なくとも一方は、前記電源装置側の壁面に周辺よりも脆弱な所定の脆弱部を有することを特徴とする車両用電源固定構造。
【請求項2】
前記支持部は、前記電源装置の車幅方向外側の部位を支持する外側支持部を含み、
前記脆弱部は、前記外側支持部よりも車幅方向内側に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用電源固定構造。
【請求項3】
前記脆弱部は、前記電源装置の車両前方また車両後方の対面する位置に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用電源固定構造。
【請求項4】
前記支持部は、前記電源装置の車幅方向内側の部位を支持する内側支持部を含み、
前記内側支持部は、前記電源装置接続部から車幅方向内側の下方へ屈曲して前記フロアパネルに接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両用電源固定構造。
【請求項5】
前記クロスメンバは、
前記電源装置の車両前方にて前記フロアパネル上を車幅方向にわたっている前側クロスメンバと、
前記電源装置の車両後方にて前記フロアパネル上を車幅方向にわたっている後側クロスメンバとを含み、
前記外側支持部は、
前記電源装置の車幅方向外側の前側部分と前記フロアパネルまたは前記前側クロスメンバと接続されている外側前方支持部と、
前記電源装置の車幅方向外側の後側部分と前記フロアパネルまたは前記後側クロスメンバと接続されている外側後方支持部とを備え、
前記脆弱部は、前記前側クロスメンバまたは前記後側クロスメンバ形成されていることを特徴とする請求項に記載の車両用電源固定構造。
【請求項6】
前記クロスメンバは、
前記電源装置の車両前方にて前記フロアパネル上を車幅方向にわたっている前側クロスメンバと、
前記電源装置の車両後方にて前記フロアパネル上を車幅方向にわたっている後側クロスメンバとを含み、
前記電源装置は、前記フロアパネルのうち座席の下方に配置され、
当該車両用電源固定構造はさらに、
前記前側クロスメンバおよび後側クロスメンバに設置されて前記電源装置よりも上方に延びる複数のレールブラケットと、
前記複数のレールブラケットに支えられる前記座席の左右一対のスライドレールを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両用電源固定構造。
【請求項7】
前記支持部は、ブラケットであって、
前記内側支持部は、内側ブラケットであることを特徴とする請求項4に記載の車両用電源固定構造。
【請求項8】
前記支持部は、ブラケットであって、
前記外側前方支持部は、外側前方ブラケットであって、
前記外側後方支持部は、外側後方ブラケットであることを特徴とする請求項5に記載の車両用電源固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用電源固定構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ハイブリッド車(HEV)には、モータのみで自走可能なタイプや、エンジンを主要動力としつつモータで補助を行うタイプのものが存在する。前者のタイプと比較して、後者のタイプでは、モータに求める駆動力がさほど大きくないため、モータの他、バッテリおよび整流器(DCDCコンバータ)など(以下、バッテリや整流器を総称して「電源装置」と称呼する)は比較的小型のものを採用することができる。電源装置の設置の例として、特許文献1の技術では、フロントシートの下方の空間に走行用バッテリを設置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2018-39483号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の技術では、側面衝突が起こった場合の走行用バッテリの損傷抑制を目的として、走行用バッテリをフロントシートの左右一対のロアレールの間に設置している。しかしながら、現在では、電源装置自体の保護もさることながら、電源装置から延びているケーブルの損傷防止についても要請されている。ケーブルの損傷は、漏電をも招きかねないため、衝突時の車体変形までも想定にいれた十全な防止対策が求められている。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑み、衝突時に電源装置およびケーブルを損傷から効率よく保護可能な車両用電源固定構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用電源固定構造の代表的な構成は、車両のフロアパネル上の右側または左側に配置されてその車幅方向内側から所定のケーブルが延びている電源装置と、電源装置の車幅方向内側の部位をフロアパネルに取り付ける内側取付ブラケットとを備える車両用電源固定構造において、内側取付ブラケットは、電源装置に接続される電源装置接続部と、電源装置接続部から車幅方向内側の下方へ屈曲した屈曲部と、屈曲部から延びた先に形成されフロアパネルに接続されるフロア接続部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、衝突時に電源装置およびケーブルを損傷から効率よく保護可能な車両用電源固定構造を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の実施例にかかる車両用電源固定構造の実施場所を示す斜視図である。
図2】本発明の実施例にかかる固定構造の概要を示した図である。
図3図2(b)の各ブラケットを単独で示した図である。
図4】車両衝突時の車体変形に伴うバッテリの動きを模式的に示した図である。
図5図2(b)の前側および後側のクロスメンバを各方向から示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施の形態に係る車両用電源固定構造は、車両のフロアパネル上の右側または左側に配置されてその車幅方向内側から所定のケーブルが延びている電源装置と、電源装置の車幅方向内側の部位をフロアパネルに取り付ける内側取付ブラケットとを備える車両用電源固定構造において、内側取付ブラケットは、電源装置に接続される電源装置接続部と、電源装置接続部から車幅方向内側の下方へ屈曲した屈曲部と、屈曲部から延びた先に形成されフロアパネルに接続されるフロア接続部とを有することを特徴とする。
【0010】
上記構成によれば、例えば側面衝突によって電源装置に車幅方向外側から衝突荷重がかかった場合、内側取付ブラケットが電源装置接続部とフロア接続部との間の屈曲部で座屈し、電源装置は車幅方向内側のフロアパネルに向かって沈み込むように移動する。電源装置の車幅方向内側から延びるケーブルは、多くの場合、車内側のフロアパネルの上に配索されて他所へ向かっている。上記の電源装置を車幅方向内側のフロアパネルへ沈み込ませる移動であれば、フロアパネルから離れる方向への移動に比べて、ケーブルを引っ張ることが無く、ケーブルを損傷から保護しつつ、衝突荷重を受け流すことが可能になる。
【0011】
当該車両用電源固定構造はさらに、電源装置の車両前方にてフロアパネル上を車幅方向にわたっている前側クロスメンバと、電源装置の車両後方にてフロアパネル上を車幅方向にわたっている後側クロスメンバと、電源装置の車幅方向外側の前側部分とフロアパネルおよび前側クロスメンバの一方または両方とに接続されている外側前方ブラケットと、電源装置の車幅方向外側の後側部分とフロアパネルおよび後側クロスメンバの一方または両方とに接続されている外側後方ブラケットとを備え、前側クロスメンバおよび後側クロスメンバの一方または両方の電源装置側の壁面のうち、外側前方ブラケットおよび外側後方ブラケットよりも車幅方向内側には、周辺よりも脆弱な所定の脆弱部が形成されていてもよい。
【0012】
上記構成によれば、前後のクロスメンバに車幅方向外側から衝突荷重がかかった場合、脆弱部が形成されていることで、前側クロスメンバであれば脆弱部を起点として車両前方に突出するよう“くの字”に変形し、後側クロスメンバであれば車両後方へくの字に変形する。したがって、前側クロスメンバおよび後側クロスメンバに囲まれた領域は、前後に広がる。特に、脆弱部は、外側前方ブラケットおよび外側後方ブラケットよりも車幅方向内側に形成されているため、各ブラケットの剛性の影響を避けてなるべく円滑に変形可能になっている。これらクロスメンバの変形によって、上述した電源装置の沈み込む移動を妨げることなく、衝突荷重を受け流すことが可能になる。
【0013】
上記の電源装置は、フロアパネルのうち座席の下方に配置され、当該車両用電源固定構造はさらに、前側クロスメンバおよび後側クロスメンバに複数設置されて電源装置よりも上方に延び座席の左右一対のスライドレールを支えるレールブラケットを備えてもよい。
【0014】
上記のスライドレールは、車幅方向外側からの荷重によって車幅方向内側に傾くことがある。このスライドレールが上方に存在していることによって、仮に電源装置がフロアパネルから浮き上がろうとしても、電源装置を覆うカバーやプロテクタがスライドレールに干渉し、そのような移動は阻まれる。したがって、ケーブルを引っ張る方向への電源装置の移動を防ぎ、上述した沈み込ませる移動を促すことが可能になる。
【実施例
【0015】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0016】
図1は、本発明の実施例にかかる車両用電源固定構造(以下、固定構造100)の実施場所を示す斜視図である。以下、図1その他の本願のすべての図面において、車両前後方向をそれぞれ矢印F(Forward)、B(Backward)、車幅方向の左右をそれぞれ矢印L(Leftward)、R(Rightward)、車両上下方向をそれぞれ矢印U(Upward)、D(Downward)で例示する。
【0017】
当該固定構造100は、車室内のうち、前列右側の座席102の下方にて、フロアパネル104に電源装置(図2のバッテリ106)を固定することを主な目的としている。加えて、当該固定構造100には、独自の機能として、車両衝突時、特に側面衝突が起こった場合に、バッテリ106とそのケーブル124の損傷を抑える機能が搭載されている。
【0018】
図2は、本発明の実施例にかかる固定構造100の概要を示した図である。図2(a)は、図1の座席102を取り外して車両後側の上方から見た斜視図である。該固定構造100は、バッテリ106と、このバッテリ106を支える各種の取付ブラケットを含んで実現されている。
【0019】
フロアパネル104のうち、車幅方向中央にはセンタトンネル110が設けられ、車幅方向の端部(例えば右端)にはサイドシル112が設けられている。また、フロアパネル104の上には、センタトンネル110とサイドシル112とに車幅方向にわたるよう、前側クロスメンバ114と後側クロスメンバ116とが設けられている。前側クロスメンバ114と後側クロスメンバ116とには、複数のレールブラケット118a、118bを介して、座席用の左右一対のスライドレール120a、120bが設けられている。バッテリ106は、フロアパネル104の右側にて、前側クロスメンバ114と後側クロスメンバ116、およびスライドレール120a、120bに囲われた範囲に配置されている。
【0020】
バッテリ106は、電源装置の一種であって、モータ等の電子機器に電気を供給する。バッテリ106は、おおよそ矩形であって、上側からバッテリカバー122で覆われ、後述する複数のブラケットによってフロアパネル104の上に取り付けられている。バッテリ106の車幅方向内側(以下、車内側と略称する)からは複数のケーブル124が延びていて、ケーブル124はバッテリ106から車内側のフロアパネル104の上に配索されて他所に向かっている。なお、フロアパネル104の左側にも、他の電源装置として、例えばコンバータ(図示省略)などが配置されている。当該固定構造100の持つ技術的思想は、バッテリ106の固定および保護を行うものであるが、コンバータ等の車幅方向左側の電源装置の固定および保護に応用することも可能である。
【0021】
図2(b)は、図2(a)のバッテリ106を取り外した図である。バッテリ106を支える複数のブラケットとして、内側取付ブラケット126、外側前方ブラケット128および外側後方ブラケット130が使用されている。内側取付ブラケット126は、バッテリ106の車幅方向内側の部位をフロアパネル104に取り付ける部品である。外側前方ブラケット128は、前側クロスメンバ114の壁面に設置されていて、バッテリ106の車幅方向外側(以下、車外側と略称する)の前側部分を、前側クロスメンバ114を介してフロアパネル104の上に支える。外側後方ブラケット130は、フロアパネル104と後側クロスメンバ116とにわたって設置されていて、バッテリ106の車外側の後側部分を支えている。
【0022】
図3は、図2(a)のバッテリ106および各ブラケットの拡大斜視図である。図3(a)は、バッテリ106を車両後側の右上方から見た図である。バッテリ106の上面はバッテリカバー122で覆われ、側面などは保護ブレース123等で覆われている。
【0023】
図3(b)は、図3(a)の各ブラケットをバッテリ106等を透過して示した図である。内側取付ブラケット126は、フロアパネル104(図2(b)参照)に接続されるフロア接続部132と、バッテリ106に接続される電源装置接続部134が形成されている。フロア接続部132は、やや幅広で、溶接や締結具等を使用してフロアパネル104に接続される。電源装置接続部134は、フロア接続部132よりも上方へ膨出した位置に形成されていて、溶接や締結具等によってバッテリ106の下側のブレース等に接続される。
【0024】
外側前方ブラケット128は、前側クロスメンバ114(図2(b)参照)の上面から壁面(後壁)にかけて設置される。外側前方ブラケット128は、前側クロスメンバ114から車両後方へ膨出した形状になっていて、バッテリ106の車外側かつ車両前側の側面のブレース等に溶接や締結具等で接続される。
【0025】
外側後方ブラケット130は、上側の上側ブラケット130aと下側の下側ブラケット130bとを含んで、バッテリ106の車外側の後側部分に配置されている。上側ブラケット130aは、下側ブラケット130bとの間でブレース等を把持するようにしてバッテリ106を支える。下側ブラケット130bは、上側ブラケット130aと結合しつつ、フロアパネル104(図2(b)参照)と後側クロスメンバ116の下縁付近とにわたって溶接や締結具等によって設置される。
【0026】
図4は、車両衝突時の車体変形に伴うバッテリ106の動きを模式的に示した図である。図4(a)は、図2(a)のバッテリ106を車両後方から見た図である。内側取付ブラケット126は、バッテリ106をフロアパネル104の上に支えながら、車両衝突時にはバッテリ106とケーブル124とを損傷から保護する役目を担っている。
【0027】
図4(b)は、図4(a)の内側取付ブラケット126の付近を拡大した図である。車両後方側から見た内側取付ブラケット126は、電源装置接続部134がバッテリ106の下側に沿っていて、そこから車内側下方のフロアパネル104に向かって山折り部136で屈曲している。山折り部136からは傾斜した領域が延び、その先にて谷折り部138で再び屈曲してフロア接続部132がフロアパネル104に沿った形状に設けられている。これら山折り部136や谷折り部138など、内側取付ブラケット126は、車幅方向において複数の屈曲部を有していて、側面衝突時に車外側から衝撃荷重(図4(a)の荷重P1)が加えられた場合に、あえて変形を誘発しやすい構造になっている。
【0028】
車両衝突の例として、電信柱等のポールに横から衝突した状況、いわゆるポール側面衝突を想定する。図4(a)に示すように、車両に右側方から荷重P1がかかると、まずサイドシル112が車室内側に変形する。
【0029】
図4(b)に示すように、内側取付ブラケット126を含むバッテリ106を支えている部材に車外側からの荷重P1がかかった場合、内側取付ブラケット126の山折り部136と谷折り部138とか矢印P2の方向へ蛇腹状に折りたたむように座屈する。これによって、荷重P1は受け流され、バッテリ106の保護が図られる。また、内側取付ブラケット126は、座屈して荷重を受け流すことで、フロアパネル104およびバッテリ106と結合した状態を維持でき、バッテリ106をフロアパネル104の上に保持することができる。
【0030】
内側取付ブラケット126の座屈は、矢印P2の方向へ、バッテリ106を車内側のフロアパネル104に向かって沈み込ませるように移動させる。図2(a)に示したように、ケーブル124は、バッテリ106から車内側のフロアパネル104の上に配索されて他所へ向かっている。バッテリ106を車内側のフロアパネル104へ沈み込ませる移動であれば、フロアパネル104から離れる方向への移動に比べて、ケーブル124を引っ張ることが無く、ケーブル124を損傷から保護しつつ、衝突荷重を好適に受け流すことが可能になる。
【0031】
図5は、図2(b)の前側および後側のクロスメンバを各方向から示した図である。図5(a)は、前側クロスメンバ114を車両後方から見て示している。当該固定構造100では、各クロスメンバにも、衝突時に変形を誘発しやすい部位として、脆弱部を設けている。例えば、前側クロスメンバ114のバッテリ側の壁面、すなわち後壁には、周辺よりも脆弱な脆弱部140として、車幅方向に長軸を有する楕円状の肉抜きが形成されている。脆弱部140としては、肉抜きの他、切欠きや窪みなど、荷重が集中しやすい構成や剛性の低下した構成として実現することができる。
【0032】
図5(b)は、図2(b)の前側クロスメンバ114および後側クロスメンバ116を上方から見た図である。後側クロスメンバ116もまた、バッテリ側である前壁に、脆弱部142として肉抜きが形成されている。この構成によれば、車幅方向外側から衝突荷重である荷重P1がかかった場合、例えば前側クロスメンバ114であれば、脆弱部140を起点として、矢印P3で示すように車両前方に突出する“くの字”に変形する。また、後側クロスメンバ116であれば、脆弱部142を起点として、矢印P4で示すように車両後方へくの字に変形する。したがって、前側クロスメンバ114および後側クロスメンバ116に囲まれた領域は、前後に広がる。
【0033】
脆弱部140、142は、外側前方ブラケット128および外側後方ブラケット130よりも車幅方向内側に形成されている。そのため、前側クロスメンバ114および後側クロスメンバ116の変形は、外側前方ブラケット128および外側後方ブラケット130の剛性の影響を受け難く、円滑に発生可能になっている。また、外側前方ブラケット128および外側後方ブラケット130とバッテリ106との接続箇所は、前側クロスメンバ114と後側クロスメンバ116との間に存在しているため、前述したバッテリ106の沈み込む移動を妨げることはない。
【0034】
前側クロスメンバ114の変形によって、脆弱部140、142よりも車外側の外側前方ブラケット128および外側後方ブラケット130は、やや車内側に移動する。したがって、前側クロスメンバ114の変形は、前述したバッテリ106の沈み込む移動を補助することができ、バッテリ106に対する衝突荷重の受け流しに貢献することができる。
【0035】
なお、当該固定構造100では、前側クロスメンバ114と後側クロスメンバ116との両方に脆弱部140、142を設けているが、一方のみに設ける構成であっても衝突荷重の吸収に役立てることは可能である。
【0036】
当該固定構造100では、レールブラケット118a、118bもまた、衝突荷重の吸収に役立っている。複数のレールブラケットのうち、車外側のレールブラケット118a、118bは、脆弱部140、142、外側前方ブラケット128および外側後方ブラケット130よりも車外側にて、前側クロスメンバ114および後側クロスメンバ116に設置されている。
【0037】
図4(a)に示すように、レールブラケット118aは、バッテリ106よりも上方に延びて、スライドレール120aを支えている(レールブラケット118b(図5(b))も同様)。スライドレール120aは、前側クロスメンバ114および後側クロスメンバ116の上方に、前後方向に延びるように配置されている。
【0038】
図5(a)に示すように、スライドレール120aは、荷重P1がかかると車内側に傾くように移動する。このスライドレール120aが上方に存在していることによって、仮にバッテリ106がフロアパネル104から浮き上がろうとしても、バッテリカバー122がスライドレール120aに干渉するため、そのような移動は阻まれる。また、スライドレール120aが傾くことで、前側クロスメンバ114および後側クロスメンバ116の外側部分には矢印P5で示す上側に回転する方向への変形が生まれる。これに伴って、バッテリ106の車外側も上側に移動しようとし、反対にバッテリ106の車内側には前述した沈み込む移動が発生し、バッテリ106の車内側のフロアパネル104から浮き上がるような移動は阻まれる。これら構成によっても、ケーブル124を引っ張る方向へのバッテリ106の移動を防ぎ、上述した沈み込ませる移動によって荷重P1を好適に受け流すことができる。
【0039】
上記説明したように、当該固定構造100では、内側取付ブラケット126等の働きによって、車体変形に伴うバッテリ106の移動を、車内側のフロアパネル104に沈み込ませる方向へと導いている。これらによって、当該固定構造100では、車両衝突時の車体変形の開始から終了までにわたってバッテリ106に他の構造物を接触させることなく、バッテリ106のケーブル124を引っ張る方向への移動を防いでケーブル124の破損を抑えることが可能になっている。
【0040】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明は、車両用電源固定構造に利用することができる。
【符号の説明】
【0042】
100…固定構造、102…座席、104…フロアパネル、106…バッテリ、110…センタトンネル、112…サイドシル、114…前側クロスメンバ、116…後側クロスメンバ118a…前側のレールブラケット、118b…後側のレールブラケット、120a…車外側のスライドレール、120b…車内側のスライドレール、122…バッテリカバー、123…保護ブレース、124…ケーブル、126…内側取付ブラケット、128…外側前方ブラケット、130…外側後方ブラケット、130a…上側ブラケット、130b…下側ブラケット、132…フロア接続部、134…電源装置接続部、136…山折り部、138…谷折り部、140…前側クロスメンバの脆弱部、142…後側クロスメンバの脆弱部、P1…車外側からの荷重、P2…内側取付ブラケットの座屈を示す矢印、P3…前側クロスメンバの変形を示す矢印、P4…後側クロスメンバの変形を示す矢印、P5…スライドレールの移動に伴うクロスメンバの変形を示す矢印
図1
図2
図3
図4
図5