JP7116013B2 - 車両構造 - Google Patents

Description

本発明は、車室内にバッテリやその他の所望の物品・部材を搭載するのに好適な車両構造に関する。

この種の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は、バッテリを車室内に搭載するための構造であり、バッテリの前部を取付けるためのブラケットが、車室のフロア部上に設けられている。ただし、前記ブラケットが設けられる箇所は、フロア下メンバ（同文献では、フロアアンダリインフォース）の上側にオーバラップする位置とされている。前記フロア下メンバは、車室のフロア部の下面側に位置して車両前後方向に延びる部材である。
このような構成によれば、ブラケットの建付け剛性を高めることが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。

すなわち、バッテリを車室内に搭載する場合、このバッテリの保持剛性をできる限り高くし、バッテリの取付け状態の安定化、信頼性の確保を図ることが要望される。バッテリが比較的大きなサイズである場合には、その重量は相当に大きくなるため、前記した要望は一層顕著となる。また、車両の前突が発生し、車両前方側から車両に大きな荷重入力があった場合、バッテリの前部の取付け箇所に前記荷重の一部が入力する可能性があることは否めず、このような場合においてもバッテリの固定状態が適切に維持されることが望まれる。前記従来技術においては、フロア下メンバを利用することにより、バッテリ用のブラケットの建付け剛性を高めているものの、前記した事情を考慮すると、前記ブラケットの建付け剛性は十分であるとは言い難く、未だ改善すべき余地がある。

特開２０１３－１０７５９２号公報

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、バッテリなどの所望の車室内搭載物用のブラケットの建付け剛性を、簡易かつ廉価な手段によって従来よりも効果的に高め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。

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。

本発明により提供される車両構造は、車室のフロア部の下面側に位置して車両前後方向に延びるフロア下メンバと、このフロア下メンバの上側に少なくとも一部分が重なるように前記フロア部の上面側に設けられた車室内搭載物用のブラケットと、を備えている、車両構造であって、前記フロア部の車幅方向両端側に位置して車両前後方向に延びる左右一対のロッカの相互間に橋渡し接続され、かつ平面視において、前記フロア下メンバと交差する交差部が形成されるように前記フロア部の上面側に設けられて車幅方向に延びるフロアクロスメンバを、さらに備えており、前記ブラケットは、前記交差部の上側に重なり、または前記交差部に隣接した配置とされた状態で前記フロアクロスメンバに接合されているとともに、前記ブラケットおよび前記フロア下メンバは、前記フロア部に対面接触している部分どうしが前記フロア部を挟んで上下に重なった状態で接合された積層接合部を構成していることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、前記フロア下メンバとフロアクロスメンバとが交差する交差部は、剛性が高い部位であるが、バッテリなどの車室内搭載物用のブラケットは、そのような剛性が高い交差部の上側に重なり、または隣接した配置とされた上で、フロア下メンバおよびフロアクロスメンバの双方に接合されているため、前記ブラケットの建付け剛性を効果的に高めることが可能である。ブラケットをフロア下メンバの上側に単に重なるように設けていただけの従来技術よりも、ブラケットの建付け剛性を高めることが可能である。このことにより、車室内搭載物の固定状態のさらなる安定化や、信頼性の向上を的確に図ることができる。
第２に、フロア下メンバおよびフロアクロスメンバは、多くの車両に元々具備されている部材であり、本発明においては、そのような部材の交差部を利用してブラケットの建付け剛性を高める構成である。このため、ブラケットの取付け箇所を補強するための専用の部材を、別途用いる必要をなくすことも可能である。したがって、構成が簡易であって、製造コストを廉価に抑えることができる。重量の増加も抑制することができる。

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。

本発明に係る車両構造の一例を示す要部分解斜視図である。 （ａ）は、図１に示す車両構造の要部斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の一部拡大斜視図である。 （ａ）は、図１に示す車両構造においてバッテリを取付けた状態の要部断面図であり（図１のIIIa－IIIa断面に相当する）、（ｂ）は、（ａ）とは異なる箇所での要部拡大断面図である。 (ａ)は、図３(ａ)のIVa－IVa断面図であり、(ｂ)は、図３(ａ)のIVb－IVb断面図である。

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。

図１に示す車両構造Ａは、車室のフロア部３、このフロア部３の上面側に溶接（接合）された第１および第２のフロアクロスメンバ１，２、フロア部３の下面側に溶接された左右一対のサイドメンバ４、左右一対のインナメンバ５（５Ａ，５Ｂ）、ならびに車室内搭載物の一例としてのバッテリ６を取付けるための左右一対のブラケット７（７Ａ，７Ｂ）を備えている。
本実施形態の構造Ａが適用される車両は、たとえばハイブリッド車、または電気自動車であり、バッテリ６は、リチウムイオン二次電池、あるいはニッケル水素二次電池などである。

フロア部３は、金属板製のフロアパネルを用いて構成されており、その車幅方向両側には、左右一対のロッカ８が接合されている。これら一対のロッカ８は、車体の左右両側部の下部に位置して車両前後方向に延びる部材であり、たとえばドア用開口部の下縁部などを構成する。フロア部３の車両前方側には、ダッシュパネル３９が繋がっており、フロア部３の前寄り領域には、フロアトンネル部３０が形成されている。

第１および第２のフロアクロスメンバ１，２は、フロア部３の上面側のうち、フロアトンネル部３０よりも車両後方側に設けられており、一対のロッカ８の相互間に橋渡し接続された状態で車幅方向に延びている。これら第１および第２のフロアクロスメンバ１，２
は、たとえば図３に示すように、断面ハット状部材を用いて構成されており、下側の左右一対のフランジ部１０，２０がフロア部３の上面部に対面接触した状態で溶接されている。第１および第２のフロアクロスメンバ１，２上には、たとえば不図示のフロントシート（座席）が跨がった状態で設置され、このフロントシートの下方スペースにバッテリ６が配設される。
第１のフロアクロスメンバ１は、後述するように、ブラケット７の建付け剛性を高めるのに直接的に利用されており、本発明でいう「フロアクロスメンバ」の一例に相当している。本実施形態における第２のフロアクロスメンバ２は、本発明でいう「フロアクロスメンバ」には該当しない。

一対のインナメンバ５（５Ａ，５Ｂ）は、フロアトンネル部３０の左右両側の基部（下部）に位置してこの部分を補強するとともに、フロアトンネル部３０よりもさらに車両後方側に向けて略直線状に延び、フロア部３の車両前後方向の略全長域にわたって設けられている。このインナメンバ５は、図２（ｂ）および図４によく表れているように、断面ハット状部材を用いて構成されている。ただし、その向きは第１および第２のフロアクロスメンバ１，２とは異なり、上側の左右一対のフランジ部５０がフロア部３の下面部に対面接触した状態でフロア部３に溶接されている。

一対のサイドメンバ４は、一対のインナメンバ５よりも車幅両外方側に位置して車両前後方向に延びており、車両の前端部近傍から後端部近傍にわたって車両前後方向に一連に延びている。このサイドメンバ４も、インナメンバ５と同様に、断面ハット状部材を用いて構成されており、上側の左右一対のフランジ部４０がフロア部３の下面部に対面接触した状態でフロア部３に溶接されている。

サイドメンバ４およびインナメンバ５は、ともにフロア部３の下面側に位置して車両前後方向に延びる部材であるが、本実施形態においては、後述するように、それらのうち、インナメンバ５がブラケット７の建付け剛性を高めるのに直接的に利用されており、本発明でいう「フロア下メンバ」の一例に相当している。
本実施形態の車両構造Ａにおいては、インナメンバ５と第１のフロアクロスメンバ１とが平面視において交差し、かつフロア部３を介して互いに接合（溶接）されている交差部Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）が形成されている。

車室内搭載物用のブラケット７（７Ａ，７Ｂ）は、図２（ｂ）によく表れているように、中央部が隆起した略水平なプレート状のベース部７０と、その前部に連設された上向き起立状の起立壁部７１とを有する金属板製であり、ベース部７０には、スタッドボルトなどのボルト７２が上向き状に突設されている。

一対のブラケット７は、これらの前部が交差部Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）の上側に重なるようにして交差部Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）に隣接した配置に設定された上で、第１のフロアクロスメンバ１、フロア部３、およびインナメンバ５に直接または間接的に溶接されている。溶接は、たとえばスポット溶接である。
より具体的には、一対のブラケット７Ａ，７Ｂは、これらの起立壁部７１が、第１のフロアクロスメンバ１の後側の側壁部１１に対面接触して溶接部Ｗを介して接合されているとともに、ベース部７０の前部は、第１のフロアクロスメンバ１の後側のフランジ部１０の上側に重ねられて溶接部Ｗを介して接合され、ベース部７０の前記前部よりも後方側部分は、フロア部３に溶接部Ｗを介して接合されている。

ただし、一方のブラケット７Ａは、車幅方向における片側の側縁部７５ａがインナメンバ５Ａの片側のフランジ部５０の上側に重なった配置とされている。このことにより、ブラケット７Ａの側縁部７５ａとインナメンバ５Ａのフランジ部５０とは、フロア部３を挟
んだ状態で溶接部Ｗによって間接的に接合されている。ブラケット７Ａの取付け箇所においては、ベース部７０の前部、第１のフロアクロスメンバ１のフランジ部１０、フロア部３、およびインナメンバ５Ａのフランジ部５０の四者が重なった部分が形成されており、これら四者は、フロア部３を挟んだ状態で溶接部Ｗａによって間接的に接合されている。

他方のブラケット７Ｂは、車幅方向の両側縁部７５ｂがインナメンバ５Ｂの２つのフランジ部５０の上側に重なった配置とされており、この点において一方のブラケット７Ａとは相違している。ただし、これ以外は一方のブラケット７Ａと同様であり、その詳細な説明は省略する（図面において、インナメンバ５Ａ側と同様な部位には、インナメンバ５Ａ側と同一の符号を付している）。
なお、ブラケット７Ａは、インナメンバ５Ａに対して車幅方向に位置ずれした配置であるのに対し、ブラケット７Ｂは、インナメンバ５Ｂに対して車幅方向に位置ずれしていない配置とされているが、これはバッテリ６の配置などの様々な仕様・バッテリ６の設置条件を考慮したものである。本実施形態とは異なり、ブラケット７Ａ，７Ｂの双方をインナメンバ５に対して車幅方向に位置ずれさせた構成、あるいは位置ずれさせていない構成とすることも可能である。

図３（ａ）に示すように、バッテリ６の前部および後部には、前側および後側の支持片６１，６２が設けられており、前側の支持片６１をブラケット７のボルト７２およびこれに螺合するナット７２ａを用いて締結することにより、バッテリ６の前部の固定が図られている。後側の支持片６２は、たとえば第２のフロアクロスメンバ２の上面部に設けられたネジ孔２９およびこれに螺合するボルト６９を利用して第２のフロアクロスメンバ２に締結されており、このことによりバッテリ６の後部の固定が図られている。

次に、前記した車両構造Ａの作用について説明する。

まず、インナメンバ５は、フロア部３の略全長域にわたって車両前後方向に延びた剛性の高い部材であり、第１のフロアクロスメンバ１は、一対のロッカ８に橋渡し接続されて車幅方向に延びる剛性の高い部材である。とくに、インナメンバ５および第１のフロアクロスメンバ１は、ともに直線状に延びる部材であって、単一部材またはこれに近い構造とされるため、それらの剛性・機械的強度はより高いものとなる。このため、これらの交差部Ｃも、剛性が高い部分となっている。ブラケット７（７Ａ，７Ｂ）は、そのような剛性の高い交差部Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）に隣接し、また一部分が重なった配置に設けられた上で、これらと溶接されているため、このことにより各ブラケット７の建付け剛性をも高めることができる。

とくに、各ブラケット７の一部は、第１のフロアクロスメンバ１に直接溶接されているとともに、各ブラケット７の他の一部は、インナメンバ５のフランジ部５０にフロア部３を介して溶接されていることに加え、各ブラケット７は、第１のフロアクロスメンバ１とインナメンバ５との双方に跨がった状態でそれらに対する接合が図られる。このため、ブラケット７の建付け剛性が一層高められる。また、各ブラケット７の前部、第１のフロアクロスメンバ１のフランジ部１０、フロア部３、およびインナメンバ５のフランジ部５０の四者が、互いに重ねられて、溶接部Ｗａにより一体的に溶接されている部分も設けられているため、交差部Ｃに対する各ブラケット７の接合強度、ひいては建付け剛性をより高めることが可能である。
このようなことから、ブラケット７を利用したバッテリ６の取付け固定状態を頑強なものとし、バッテリ６の取付けの信頼性を高いものとすることが可能である。
ブラケット７の取付け箇所の近傍には、サイドメンバ４も存在するため、ブラケット７の建付け剛性をより高めることが可能である。

第１のフロアクロスメンバ１およびインナメンバ５は、多くの車両において元々具備されている車体構成部材であり、本実施形態においては、ブラケット７の取付けに際して、それらの部材１，５を有効に利用している。このため、その構成は合理的であり、ブラケット７の取付け箇所を補強するための専用の部材を別途用いる必要をなくすことが可能である。その結果、製造コストの上昇や車両重量の増加を適切に抑制することもできる。

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。

上述の実施形態においては、ブラケット７の前部が第１のフロアクロスメンバ１とインナメンバ５との交差部Ｃの上側に重なるように、交差部Ｃに隣接した配置とされているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブラケット７の略全域が交差部Ｃの上側に重なった配置、あるいはブラケット７が交差部Ｃの上側に重なることなく交差部Ｃに隣接した配置とすることも可能である。

本発明でいう「フロア下メンバ」は、インナメンバ５に限定されず、たとえばサイドメンバ４とすることもできる。
本発明でいう「フロアクロスメンバ」は、第１のフロアクロスメンバ１に限定されず、たとえば第２のフロアクロスメンバとすることも可能である。
フロア下メンバおよびフロアクロスメンバとしては、断面ハット状とは異なる断面形状のものを用いることもできる。
本発明でいう「車室内搭載物」は、バッテリに限定されず、様々な物（部材・部品・機器・装置などの種別を問わない）を対象とすることが可能であり、たとえばバッテリ以外の充電装置（キャパシタを含む）、あるいは車両用シートなどとすることができる。
本発明でいう「車室内搭載物用のブラケット」の具体的な形状、サイズ、材質なども限定されない。上述の実施形態においては、ブラケット７にボルト７２が具備されているが、これに限定されない。ボルト７２に代えて、または加えて、たとえばナットなどの他のネジ部材、あるいはネジ孔が具備された構成とすることもできる。
車室内搭載物用のブラケットを複数設ける場合、これらのうちの少なくとも１つのブラケットの取付け構造が本発明の意図する構成であれば、本発明の技術的範囲に包摂される。

Ａ 車両構造
Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ） 交差部
１ 第１のフロアクロスメンバ（フロアクロスメンバ）
３ フロア部
４ サイドメンバ
５（５Ａ，５Ｂ） インナメンバ（フロア下メンバ）
６ バッテリ（車室内搭載物）
７（７Ａ，７Ｂ） 車室内搭載物用のブラケット
８ ロッカ

Claims (1)

1. 車室のフロア部の下面側に位置して車両前後方向に延びるフロア下メンバと、
   このフロア下メンバの上側に少なくとも一部分が重なるように前記フロア部の上面側に設けられた車室内搭載物用のブラケットと、
   を備えている、車両構造であって、
   前記フロア部の車幅方向両端側に位置して車両前後方向に延びる左右一対のロッカの相互間に橋渡し接続され、かつ平面視において、前記フロア下メンバと交差する交差部が形成されるように前記フロア部の上面側に設けられて車幅方向に延びるフロアクロスメンバを、さらに備えており、
   前記ブラケットは、前記交差部の上側に重なり、または前記交差部に隣接した配置とされた状態で前記フロアクロスメンバに接合されているとともに、
   前記ブラケットおよび前記フロア下メンバは、前記フロア部に対面接触している部分どうしが前記フロア部を挟んで上下に重なった状態で接合された積層接合部を構成していることを特徴とする、車両構造。

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