特許 7491207 車両用フロア構造

(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】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】車両用フロア構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20240521BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 H

B62D25/20 G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020211433

(22)【出願日】2020-12-21

(65)【公開番号】P2022098088

(43)【公開日】2022-07-01

【審査請求日】2023-09-25

(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】本間 旬一

【審査官】林 政道

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０３８４８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ １７／００－２５／０８

Ｂ６２Ｄ ２５／１４－２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のフロアパネルの下側にバッテリパックを搭載可能な車両用フロア構造において、
当該車両用フロア構造は、
前記フロアパネルの下側のうち前記バッテリパックの後方に設置されて左右のサイドメンバに車幅方向にかけ渡されるメインクロスメンバと、
前記バッテリパックと前記メインクロスメンバとを連結する１または複数のブラケットと、
前記メインクロスメンバの内部と前記フロアパネルとに接合されて該メインクロスメンバを介して前記ブラケットに結合される１または複数のバルクヘッドとを備え、
前記１または複数のバルクヘッドそれぞれは、
前記フロアパネルに接合される接地部と、
前記接地部の車幅方向両端から屈曲して前記メインクロスメンバの底面部まで平行に延びる２つの隔壁部と、
前記隔壁部の先端から屈曲して前記底面部に接合され前記ブラケットに結合されるフランジとを有することを特徴とする車両用フロア構造。

【請求項2】

前記メインクロスメンバの底面部は、車両前方から車両後方に向かって前記フロアパネル側に傾斜していて、
前記ブラケットおよび前記バルクヘッドは、前記メインクロスメンバの底面部のうち車両前後方向にわたる範囲で結合されることを特徴とする請求項１に記載の車両用フロア構造。

【請求項3】

前記バルクヘッドは、車幅方向に複数設けられ、
当該車両用フロア構造はさらに、隣り合うバルクヘッドの間に設けられて前記メインクロスメンバの内部と前記フロアパネルとに接合される補強壁部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用フロア構造。

【請求項4】

前記ブラケットは、前記メインクロスメンバの底面部のうち車両前側の縁に接続点を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用フロア構造。

【請求項5】

当該車両用フロア構造はさらに、前記メインクロスメンバの後壁に接合される後側クロスメンバを備え、
前記バルクヘッドは、前記メインクロスメンバを介して前記後側クロスメンバに結合されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用フロア構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用フロア構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、電気自動車やハイブリッドカーは、フロアの下側にバッテリ等が搭載されている。バッテリは、相応の重量を有する精密部品であり、フロアに対してより高い剛性で設置することが望まれている。例えば、特許文献１の車両後部構造では、図２等に開示されているように、バッテリを収容するバッテリケース８の後側が、ブラケット７によってリアクロスメンバ３に連結されている。ブラケット７はバッテリケース８の底面に接合されていて、リアクロスメンバ３は左右のリアサイドフレーム２に車幅方向にかけ渡されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－３８４０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記バッテリに関しては、走行中の振動やそれに伴う騒音を抑える対策が求められている。例えば、特許文献１の構成では、図２のリアサブフレーム４にはリアサスペンション装置が取り付けられるため（段落００５２）、ブラケット７は車両前後方向だけでなく車幅方向にも荷重を受けることになる。車両の操縦安定性の向上や振動等を抑えるためには、相応の重量を有するバッテリを各方向の荷重から十全に保護し、荷重を吸収する必要がある。

【0005】

本発明は、このような課題に鑑み、バッテリパックをより高い剛性で設置可能な車両用フロア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フロア構造の代表的な構成は、車両のフロアパネルの下側にバッテリパックを搭載可能な車両用フロア構造において、当該車両用フロア構造は、フロアパネルの下側のうちバッテリパックの後方に設置されて左右のサイドメンバに車幅方向にかけ渡されるメインクロスメンバと、バッテリパックとメインクロスメンバとを連結する１または複数のブラケットと、メインクロスメンバの内部とフロアパネルとに接合されてメインクロスメンバを介してブラケットに結合される１または複数のバルクヘッドとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、バッテリパックをより高い剛性で設置可能な車両用フロア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】本発明の実施例に係る車両用フロア構造の概要を示す図である。

【図2】図１（ｂ）の車両用フロア構造の斜視図である。

【図3】図２（ｂ）のバルクヘッドおよび補強壁部材をそれぞれ単独で例示した図である。

【図4】図２（ｂ）の各断面図である。

【図5】図４（ａ）の車両用フロア構造の変形例を示した図である。

【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フロア構造は、車両のフロアパネルの下側にバッテリパックを搭載可能な車両用フロア構造において、当該車両用フロア構造は、フロアパネルの下側のうちバッテリパックの後方に設置されて左右のサイドメンバに車幅方向にかけ渡されるメインクロスメンバと、バッテリパックとメインクロスメンバとを連結する１または複数のブラケットと、メインクロスメンバの内部とフロアパネルとに接合されてメインクロスメンバを介してブラケットに結合される１または複数のバルクヘッドとを備えることを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、ブラケットとメインクロスメンバ、さらにはバルクヘッドが重なって互いに結合されることで、バッテリパックから吸収した荷重を各部材に好適に伝達し分散することができる。よって、上記構成によれば、バッテリパックを高い剛性で支えることが可能であり、これによって走行中においてバッテリパックおよびフロアの振動を抑え、操縦安定性の向上および異音の抑制を図ることが可能となる。

【0011】

上記の１または複数のバルクヘッドそれぞれは、フロアパネルに接合される接地部と、接地部の車幅方向両端から屈曲してメインクロスメンバの底面部まで平行に延びる２つの隔壁部と、隔壁部の先端から屈曲して底面部に接合されブラケットに結合されるフランジとを有してもよい。

【0012】

上記構成によれば、バルクヘッドおよびブラケットのねじり剛性を高め、バッテリパックおよびフロアの振動をより抑えることが可能となる。

【0013】

上記のメインクロスメンバの底面部は、車両前方から車両後方に向かってフロアパネル側に傾斜していて、ブラケットおよびバルクヘッドは、メインクロスメンバの底面部のうち車両前後方向にわたる範囲で結合されてもよい。

【0014】

上記構成によれば、メインクロスメンバの曲げ剛性が向上し、ブラケットからメインクロスメンバおよびバルクヘッドへ荷重を好適に分散させて吸収することが可能になる。

【0015】

上記のバルクヘッドは、車幅方向に複数設けられ、当該車両用フロア構造はさらに、隣り合うバルクヘッドの間に設けられてメインクロスメンバの内部とフロアパネルとに接合される補強壁部材を備えてもよい。

【0016】

上記構成によれば、補強壁部材を備えることで、メインクロスメンバの剛性を高め、ブラケットからメインクロスメンバに荷重を好適に分散せて吸収することが可能になる。

【0017】

上記のブラケットは、メインクロスメンバの底面部のうち車両前側の縁に接続点を有してもよい。

【0018】

上記構成によれば、メインクロスメンバのうちより剛性の高い部位にブラケットからの荷重を伝達して分散させることが可能になる。

【0019】

当該車両用フロア構造はさらに、メインクロスメンバの後壁に接合される後側クロスメンバを備え、バルクヘッドは、メインクロスメンバを介して後側クロスメンバに結合されてもよい。

【0020】

上記構成によれば、後側クロスメンバをも利用してバルクヘッドの設置剛性を高め、ブラケットからの荷重を好適に分散させることが可能になる。

【実施例】

【0021】

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。

【0022】

図１は、本発明の実施例に係る車両用フロア構造１００の概要を示す図である。図１（ａ）は、当該車両用フロア構造１００を実施した車両を下方から示している。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。

【0023】

車両用フロア構造１００は、フロアパネル１０２の下側にバッテリパック１０４を搭載することが可能になっている。バッテリパック１０４は、車幅方向に延びる複数の支持部材１０６によって下方から支えられている。

【0024】

図１（ｂ）は、図１（ａ）のバッテリパック１０４の後方を拡大した図である。バッテリパック１０４の後方にはメインクロスメンバ１０８が設置されていて、バッテリパック１０４はメインクロスメンバ１０８と複数のブラケット１１０ａ、１１０ｂで連結されている。本実施例では、これら構成によって、バッテリパック１０４を十全に支えると共に、フロアパネル１０２を中心としたフロア全体の剛性の向上も図ることが可能になっている。

【0025】

図２は、図１（ｂ）の車両用フロア構造１００の斜視図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）のメインクロスメンバ１０８付近を車両後方から示している。メインクロスメンバ１０８は、左右のサイドメンバ１１２ａ、１１２ｂに車幅方向にかけ渡される。サイドメンバ１１２ａ、１１２ｂは、フロアパネル１０２の車幅方向両端に一対設けられていて、車両前後方向に沿って延びている。

【0026】

メインクロスメンバ１０８の付近には、他のクロスメンバも設けられている。例えば、メインクロスメンバ１０８の後方には、後側クロスメンバ１１４がサイドメンバ１１２ａ、１１２ｂにかけ渡されている。メインクロスメンバ１０８の前方にも、前側クロスメンバ１１６（図４（ａ）参照）がサイドメンバ１１２ａ、１１２ｂにかけ渡されている。

【0027】

サイドメンバ１１２ａ、１１２ｂには、後輪のリアサスペンション（図示省略）が取り付けられる。メインクロスメンバ１０８と後側クロスメンバ１１４は、サイドメンバ１１２ａ、１１２ｂのうちリアサスペンションの取付部付近を車幅方向につなぎ、これによって車体剛性を高めてリアサスペンションからの荷重を吸収する。また、前側クロスメンバ１１６も、サイドメンバ１１２ａ、１１２ｂを介してリアサスペンションからの荷重を吸収すると共に、バッテリパック１０４からの荷重や振動を吸収する。

【0028】

図２（ｂ）は、図２（ａ）のメインクロスメンバ１０８を透過して内部を示した図である。本実施例では、メインクロスメンバ１０８の内部にはバルクヘッド１１８ａ、１１８ｂと補強壁部材１２０が設置されている。バルクヘッド１１８ａ、１１８ｂは、同じ構成であり、車幅方向に計二つ設置されていて、メインクロスメンバ１０８を内部から補強しつつブラケット１１０ａ、１１０ｂそれぞれと結合する。補強壁部材１２０もまた、メインクロスメンバ１０８を内部から補強する部材であり、バルクヘッド１１８ａ、１１８ｂの間に設置されている。

【0029】

図３は、図２（ｂ）のバルクヘッド１１８ａおよび補強壁部材１２０をそれぞれ単独で例示した図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）のバルクヘッド１１８ａの斜視図である。以下、同じ構成のバルクヘッド１１８ａ、１１８ｂを代表し、バルクヘッド１１８ａを例に挙げて説明を行う。

【0030】

上記バルクヘッド１１８ａは、下方に向かって二股に開いた形状になっている。詳しくは、バルクヘッド１１８ａは、基礎となる接地部１２２と、二つの隔壁部１２４ａ、１２４ｂとを有している。接地部１２２は、平面状で、フロアパネル１０２に接合される。隔壁部１２４ａ、１２４ｂは、接地部１２２の車幅方向両端から屈曲して、メインクロスメンバ１０８（図４（ｂ）参照）の底面部１２８に向かって平行に延びる。

【0031】

隔壁部１２４ａ、１２４ｂは、メインクロスメンバ１０８（図４（ａ）参照）の断面内側の空間を埋めるように平面的に広がった形状を有している。隔壁部１２４ａ、１２４ｂの縁には、フランジ１２６が設けられている。隔壁部１２４ａ、１２４ｂそれぞれのフランジ１２６は、互いに離れる方向へ屈曲している。以下、隔壁部１２４ａのフランジ１２６を例に挙げて説明する。

【0032】

下側フランジ１２６ａは、隔壁部１２４ａの先端側から屈曲して、メインクロスメンバ１０８（図４（ａ）参照）の底面部１２８の内側に接合される。後側フランジ１２６ｂは、隔壁部１２４ａの後側から屈曲して、メインクロスメンバ１０８の後壁１３０の内側に接合される。前側フランジ１２６ｃは、隔壁部１２４ａの前側から屈曲して、メインクロスメンバ１０８の前壁１３２の内側に接合される。これら構成によって、バルクヘッド１１８ａは、メインクロスメンバ１０８とフロアパネル１０２との接続剛性を高め、フロア全体の剛性向上やフロアパネル１０２の振動抑制等を行っている。

【0033】

図３（ｂ）は、図２（ｂ）の補強壁部材１２０の斜視図である。補強壁部材１２０は、バルクヘッド１１８ａの隔壁部１２４ａを独立させたような構成の部材である。補強壁部材１２０は、フロアパネル１０２に接合されるフロア接合部１３４と、メインクロスメンバ１０８の内部に広がる平面部１３６を有している。平面部１３６の縁には、フランジ状の各接合部が屈曲して形成されている。底面接合部１３８ａは、メインクロスメンバ１０８（図４（ａ）参照）の底面部１２８の内側に接合される。後壁接合部１３８ｂおよび前壁接合部１３８ｃは、メインクロスメンバ１０８の後壁１３０および前壁１３２の内側それぞれに接合される。

【0034】

図４は、図２（ｂ）の各断面図である。図４（ａ）は、図２（ｂ）の車両用フロア構造１００のＡ－Ａ断面図である。以下、同じ構成のブラケット１１０ａ、１１０ｂを代表し、ブラケット１１０ａを例に挙げて説明を行う。

【0035】

ブラケット１１０ａは、バッテリパック１０４とメインクロスメンバ１０８とを連結する。このとき、バルクヘッド１１８ａの下側フランジ１２６ａは、メインクロスメンバ１０８の底面部１２８の内側に接合していて、メインクロスメンバ１０８を介してブラケット１１０ａと結合する。したがって、ブラケット１１０ａは、バッテリパック１０４に加えられた荷重や振動を、メインクロスメンバ１０８およびバルクヘッド１１８ａに分散させて吸収することが可能になっている。

【0036】

図３（ａ）を参照して説明したように、バルクヘッド１１８ａは、メインクロスメンバ１０８の底面部１２８、前壁１３２、後壁１３０およびフロアパネル１０２に接合している。そのため、バルクヘッド１１８ａは、車両前後方向および上下方向の各方向に荷重を好適に分散させることができる。よって、ブラケット１１０ａがバルクヘッド１１８ａに上下方向に重なって結合することで、バッテリパック１０４の設置剛性を効率よく高めることが可能になっている。

【0037】

メインクロスメンバ１０８の底面部１２８は、車両前方から車両後方に向かってフロアパネル１０２側に傾斜している。そして、ブラケット１１０ａおよびバルクヘッド１１８ａの下側フランジ１２６ａは、メインクロスメンバ１０８の底面部１２８のうち車両前後方向にわたる範囲で結合している。これら構成によって、メインクロスメンバ１０８の曲げ剛性が向上するうえ、ブラケット１１０ａからメインクロスメンバ１０８およびバルクヘッド１１８ａへ荷重をより好適に分散させて吸収することが可能になる。

【0038】

図３（ａ）のバルクヘッド１１８ａは、下側フランジ１２６ａの車両前側の端部に接続点１４２を有している。この接続点１４２は、ボルト等の締結孔やスポット溶接部などとして実現することができる。当該接続点１４２は、図４（ａ）に当てはめた場合は、メインクロスメンバ１０８の底面部１２８のうち車両前側の縁部分、すなわちメインクロスメンバ１０８の前側の角部１４０の付近に重なることができる。この角部１４０の付近でブラケット１１０ａとバルクヘッド１１８ａが接続されることで、ブラケット１１０ａからの荷重をメインクロスメンバ１０８のうちより剛性の高い部位を介してバルクヘッド１１８ａへと荷重を伝達して分散させることが可能になる。

【0039】

図４（ｂ）は、図２（ｂ）の車両用フロア構造１００のＢ－Ｂ断面図である。バルクヘッド１１８ａは、接地部１２２と二つの隔壁部１２４ａ、１１２４ｂとを有することで、車幅方向の縦断面が下方に開口した断面コ字の形状になっている。隔壁部１２４ａ、１２４ｂは、メインクロスメンバ１０８の底面部１２８まで平行に延び、先端の下側フランジ１２６ａで底面部１２８およびブラケット１１０ａと結合する。これらによって、バルクヘッド１１８ａはねじり剛性に強くなっている。この構成はバルクヘッド１１８ｂも同様である。

【0040】

本実施例では、二つのバルクヘッド１１８ａ、１１８ｂに加えて、バルクヘッド１１８ａ、１１８ｂの中間の位置に補強壁部材１２０が設けられている。これらバルクヘッド１１８ａ、１１８ｂおよび補強壁部材１２０によって、メインクロスメンバ１０８の剛性が向上すると共に、メインクロスメンバ１０８とフロアパネル１０２とが強固に結合し、そこにブラケット１１０ａ、１１０ｂによってバッテリパック１０４が連結されることで、フロア全体の剛性を高めて振動や異音をより抑えることが可能になっている。

【0041】

上記のように、当該車両用フロア構造１００では、ブラケット１１０ａ、１１０ｂとメインクロスメンバ１０８、さらにはバルクヘッド１１８ａ、１１８ｂがそれぞれ重なって互いに結合されることで、バッテリパック１０４から吸収した荷重を好適に伝達し分散することができる。よって、本実施例によれば、バッテリパック１０４を高い剛性で支えることが可能であり、これによって走行中においてバッテリパック１０４の振動やフロアの変形などを抑え、操縦安定性の向上および異音の抑制を図ることが可能となる。

【0042】

また本実施例では、バルクヘッド１１８ａ、１１８ｂに加えて補強壁部材１２０を備えることで、メインクロスメンバ１０８の剛性をさらに高め、ブラケット１１０ａ、１１０ｂからメインクロスメンバ１０８に荷重を好適に分散せて吸収することが可能になっている。

【0043】

なお、バルクヘッド１１８ａ、１１８ｂや補強壁部材１２０を設ける数に制限はなく、さらにバルクヘッドを増やしたうえ、隣接するバルクヘッドの間それぞれに補強壁部材を設けることも可能である。

【0044】

（変形例）
図５は、図４（ａ）の車両用フロア構造１００の変形例（車両用フロア構造２００）を示した図である。図５では、上記実施例にて既に説明した構成要素と同じものには同じ符号を付していて、これによって既出の構成要素については説明を省略する。また、以下の説明において、既に説明した構成要素と同じ名称のものについては、例え異なる符号を付していても、特に明記しない場合は同じ機能を有しているものとする。

【0045】

図５の車両用フロア構造２００は、メインクロスメンバ１０８の後壁１３０に後側クロスメンバ２０２が接合されている点で、図４（ａ）の車両用フロア構造１００と構成が異なっている。

【0046】

当該車両用フロア構造２００では、バルクヘッド１１８ａは、メインクロスメンバ１０８の後壁１３０を介して後側クロスメンバ２０２にも結合されている。このときの結合は、ボルト等の締結具やスポット溶接などで行うことができる。この構成によれば、後側クロスメンバ２０２をも利用してバルクヘッド１１８ａの設置剛性を高め、ブラケット１１０ａからの荷重をさらに好適に分散させて吸収することができる。よって、バッテリパック１０４の振動やフロアパネル１０２の変形等をより効率よく抑えることが可能になる。

【0047】

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】

【0048】

本発明は、車両用フロア構造に利用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１００…車両用フロア構造、１０２…フロアパネル、１０４…バッテリパック、１０６…支持部材、１０８…メインクロスメンバ、１１０ａ、１１０ｂ…ブラケット、１１２ａ、１１２ｂ…サイドメンバ、１１４…後側クロスメンバ、１１６…前側クロスメンバ、１１８ａ、１１８ｂ…バルクヘッド、１２０…補強壁部材、１２２…接地部、１２４ａ、１２４ｂ…隔壁部、１２６…フランジ、１２６ａ…下側フランジ、１２６ｂ…後側フランジ、１２６ｃ…前側フランジ、１２８…底面部、１３０…後壁、１３２…前壁、１３４…フロア接合部、１３６…平面部、１３８ａ…底面接合部、１３８ｂ…後壁接合部、１３８ｃ…前壁接合部、１４０…角部、１４２…接続点、２００…変形例の車両用フロア構造、２０２…後側クロスメンバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】