CN112407064B - 车辆的下部构造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆的下部构造。第一主体横梁配置在主体安装件上，并且经由作为紧固构件的外侧托架和安装用螺栓固定于主体安装件。在主体，在一对下边梁之间设置有电池和设于电池的车宽方向外侧的作为电池辅机的冷却鼓风机。下边梁是闭合截面构造，在该下边梁的、车辆前后方向位置与冷却鼓风机相同的电池侧方部分容纳有作为加强构件的撑块。

Description

车辆的下部构造

技术领域

在本说明书中公开一种车辆的下部构造。更详细而言，本说明书公开一种框架型车辆的下部构造。

背景技术

在框架型的车辆中，如图8所举例示出，在作为骨架构件的梯式框架100上搭载有主体110。

在梯式框架100设有在车辆前后方向延伸的左右一对的边梁(side rail)102、102。而且，在边梁102、102装配有主体110固定用的主体安装件104、104。

另一方面，在主体110设有左右一对的下边梁(rocker)112、112来作为主体110的骨架构件，该一对下边梁112、112设于车宽方向两端，并在车辆前后方向延伸。例如，参照图9和日本特开2018－193026，下边梁112均为截面帽形状的下边梁内侧件112A和下边梁外侧件112B的凸缘彼此结合而形成截面多边形状的闭合截面构造。

此外，参照图8，设有以架设于下边梁112、112之间的方式在车宽方向延伸的主体横梁114、116。参照图9，主体横梁114的一部分配置在主体安装件104上，主体横梁114通过安装用螺栓106等紧固构件固定于主体安装件104。

设于车宽方向两端的下边梁112、112在车辆的侧面碰撞时受到碰撞载荷。在图10中，举例示出侧面碰撞的方式中车辆侧面与设于道路旁的电线杆等杆(pole)碰撞即所谓杆侧撞时的情形。

如图10的箭头所示，在车辆侧滑而其侧面与杆130发生了碰撞时，下边梁112与杆130碰撞。此时，下边梁112所受到的碰撞载荷被传递至连接于下边梁112的作为骨架构件的主体横梁114。

当车宽方向内侧的载荷被输入至主体横梁114时，与安装用螺栓106的轴向垂直的剪切载荷被输入至安装用螺栓106。当安装用螺栓106抵抗不了该剪切载荷而断裂时，梯式框架100与主体110的紧固断开。其结果是，与梯式框架100和主体110的结合体相比，惯性质量减轻，由此惯性力减小，杆130向车厢内的进入被抑制。

再者，在杆侧撞时，根据杆的位置，有时想要比以往进一步抑制杆向车厢内的进入量。例如，在主体设有在车宽方向延伸的电池，而且在该电池的两旁配置有冷却鼓风机等电池辅机。电池的车宽方向尺寸越长，设于该电池的两旁的电池辅机的设置空间越受限，而且从电池辅机起到下边梁为止的间隔越窄。

在这样的布局中，当杆从车辆侧面中的电池设置空间的侧方发生碰撞时，由于从电池辅机起到下边梁为止的间隔窄，因此要求从杆侧撞时间点起尽早地使主体从梯式框架分离，从而抑制杆的主体进入量。

然而，在以往构造中，如图10所举例示出，闭合截面构造的下边梁112在杆侧撞初期发生压溃变形而一定程度地吸收碰撞载荷，因此，与之相应地剪切载荷向安装用螺栓106的输入减少，如果不等到下边梁112的压溃达到一定程度，则恐怕安装用螺栓106不会断裂。

发明内容

因此，在本说明书中，目的在于提供一种车辆的下部构造，其能在从电池配置空间的侧方发生了杆侧撞时，抑制下边梁的压溃变形来迅速地使主体从梯式框架分离。

本说明书中公开的车辆的下部构造在作为骨架构件的梯式框架上搭载有主体。梯式框架具备：左右一对的边梁，在车辆前后方向延伸；以及主体安装件，装配于边梁。主体具备左右一对的下边梁和第一主体横梁来作为骨架构件。下边梁设于比一对边梁靠车宽方向外侧的车宽方向两端，并在车辆前后方向延伸。第一主体横梁以架设于一对下边梁之间的方式在车宽方向延伸。第一主体横梁配置在主体安装件上，并且经由紧固构件固定于主体安装件。在主体，在一对下边梁之间设置有电池和设于电池的车宽方向外侧的电池辅机。下边梁是闭合截面构造，在该下边梁的、车辆前后方向位置与电池辅机相同的电池侧方部分容纳有作为加强构件的撑块。

根据上述构成，在下边梁的电池侧方部分容纳有撑块，因此，在杆与该侧方部分发生了碰撞时，下边梁的压溃变形被抑制。在由压溃变形实现的载荷吸收被抑制的状态下，碰撞载荷从下边梁被传递至第一主体横梁，因此，在与被碰撞的一侧相反的一侧产生主体与框架的相对位移，从而将第一主体横梁和主体安装件紧固的紧固构件能迅速地断裂。

此外，在上述构成中，可以是，撑块的车辆前后方向长度为电池辅机的车辆前后方向长度以下。

通过将撑块的尺寸设为收纳于下边梁的电池侧方部分那样的形状，下边梁的除了该电池侧方部分以外的部分能在侧面碰撞时发生压溃变形，碰撞载荷通过该压溃变形被吸收。

此外，在上述构成中，可以是，在下边梁的电池侧方部分设有撑块的定位用的基准点。

根据上述构成，能可靠地将撑块定位于下边梁的电池侧方部分。

此外，在上述构成中，可以是，在主体，除了设有固定于主体安装件的第一主体横梁之外，在比该第一主体横梁靠前方还设有第二主体横梁，所述第二主体横梁以架设于一对下边梁之间的方式在车宽方向延伸。在该情况下，电池和电池辅机被配置为与第二主体横梁相比更靠近第一主体横梁。

根据上述构成，在从下边梁的电池侧方部分发生了杆侧撞时，与第二主体横梁相比，更多的碰撞载荷被传递至第一主体横梁，其结果是，紧固于第一主体横梁的紧固构件的断裂被促进。

根据本说明书中公开的车辆的下部构造，能在从电池配置空间的侧方发生了杆侧撞时，抑制下边梁的压溃来迅速地使主体从梯式框架分离。

附图说明

以下，参照附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是举例示出本实施方式的车辆的下部构造的俯视图。

图2是举例示出图1的Ⅱ－Ⅱ截面的立体图。

图3是举例示出地板面板和第一主体横梁的一部分截面的立体图。

图4是举例示出图3的Ⅳ－Ⅳ截面的背面剖视图。

图5是从下边梁去除了下边梁外侧件时的立体图。

图6是举例示出撑块与下边梁外侧件的位置关系的立体图。

图7是举例示出本实施方式的车辆下部构造在杆侧撞时的情形的立体图。

图8是举例示出以往技术的车辆的下部构造的俯视图。

图9是举例示出以往技术的车辆的下部构造的、主体安装件周边的构造的立体图。

图10是举例示出杆侧撞时的情形的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的车辆的下部构造进行说明。需要说明的是，在图1～图7中，车辆前后方向由标记FR所示的轴表示，车宽方向由标记RH(Right Hand：右手边)所示的轴表示，车高方向由标记UP所示的轴表示。车辆前后轴FR以车辆前方方向为正方向。车宽轴RH以车宽方向右侧为正方向。此外，车高轴UP以上方向为正方向。这三个轴互相正交。

需要说明的是，以下，除了特别需要注释的情况等以外，车辆前后方向的前方仅被记载为前方，车辆前后方向的后方仅被记载为后方。此外，车高方向的上方仅被记载为上方，车高方向的下方仅被记载为下方。

在图1中举例示出本实施方式的车辆的下部构造的俯视图。需要说明的是，为了使梯式框架10与主体50的位置关系明确，主体50仅被图示出一部分，其前后部分的图示被省略。

该车辆是所谓框架型的车辆，在作为骨架构件的梯式框架10上固定有主体50。梯式框架10是梯子状的骨架构件，具备框架横梁12和边梁20。

边梁20、20在车辆前后方向延伸，并且左右一对地设置，换言之在车宽方向排列设置成一对。而且，框架横梁12以架设于一对边梁20、20之间的方式在车宽方向延伸。

在图2中，举例示出图1的Ⅱ－Ⅱ截面且车辆右侧部分的立体图。需要说明的是，由于车辆构造的对称性，车辆左侧部分具备与图2相对于UP轴呈线对称的构造。边梁20被配置为包括作为车宽方向外侧构件的边梁外侧件22和作为车宽方向内侧构件的边梁内侧件24。边梁外侧件22和边梁内侧件24两者均例如为截面U字形状，通过重叠而形成闭合截面构造。

此外，在边梁20装配有主体安装件30。例如，主体安装件30焊接于边梁外侧件22，并被配置为从该边梁外侧件22向车宽方向外侧伸出。如图4所举例示出，主体安装件30的顶壁32从边梁外侧件22向车宽方向外侧延伸设置。而且，在顶壁32，在其厚度方向穿有贯通孔34。在贯通孔34插入有安装用螺栓40。将在后面对该安装构造进行说明。

参照图1，主体50具备一对下边梁60、60、第一主体横梁80以及第二主体横梁88来作为骨架构件。而且，在主体50设有地板面板52来作为底板构件。在该地板面板52上经由未图示的托架设置有电池90和作为电池辅机的冷却鼓风机92。

一对下边梁60、60在车辆前后方向延伸设置，并左右一对地设置，就是说在车宽方向排列地设置。参照图1，下边梁60、60设于比边梁20、20靠车宽方向外侧。例如，下边梁60、60设于车辆的车宽方向两端，成为在车辆的侧面碰撞时(侧撞时)最先受到碰撞载荷的骨架构件。

参照图2，下边梁60例如具备作为车宽方向内侧构件的下边梁内侧件62和作为车宽方向外侧构件的下边梁外侧件64。下边梁内侧件62和下边梁外侧件64均为截面帽形状，相当于其帽檐的凸缘62D、64D和凸缘62E、64E通过焊接等被接合，由此形成截面多边形状的闭合截面构造。如后所述，在该闭合截面构造的下边梁60内容纳有撑块70(参照图6)。

参照图1，第一主体横梁80和第二主体横梁88以架设于一对下边梁60、60之间的方式在车宽方向延伸设置。例如，第二主体横梁88设于比第一主体横梁80靠前方。此外，如图2所举例示出，第一主体横梁80在车宽方向延伸设置，在到达下边梁60、60之前终止。第一主体横梁80与下边梁60经由外侧托架85和内侧托架86连接。在第一主体横梁80的车宽方向端部接合有外侧托架85和内侧托架86。外侧托架85和内侧托架86在车宽方向延伸设置，车宽方向内侧端部连接于第一主体横梁80，车宽方向外侧端部连接于下边梁60。外侧托架85为比第一主体横梁80大一圈的截面帽形状，通过焊接等接合于第一主体横梁80的外侧。此外，如后所述，在外侧托架85的底壁，在其厚度方向穿有贯通孔84(参照图4)。在该贯通孔84插入有安装用螺栓40。内侧托架86通过焊接等接合于第一主体横梁80的内侧。

参照图3，例如，第一主体横梁80为截面帽形状，在帽被上下颠倒的状态下，相当于其帽檐的凸缘83通过焊接等接合于地板面板52。由此形成闭合截面构造。

参照图1、图2，在下边梁60、60之间且在第一主体横梁80和第二主体横梁88上经由未图示的托架设有作为底板面板的地板面板52。而且，在地板面板52上，在下边梁60、60之间配置有电池90和作为电池辅机的冷却鼓风机92、92。电池90和冷却鼓风机92、92例如设于比地板通道54靠后方的车辆后部座位下。

在车辆为具备旋转电机来作为其驱动源的混合动力车辆、电动汽车的情况下，电池90成为该旋转电机的电源。电池90被配置为包括层叠有多个也被称为单体电池(singlecell)的单电池的堆(stack)。例如，单电池可以是锂离子二次电池、镍氢二次电池，还可以是全固体电池。

为了充分确保车辆的电动行驶距离(续航距离)，电池90层叠有多个单体电池而成为大容量。例如，电池90成为在车宽方向长的大致长方体形状，横跨边梁20、20之间地延伸设置。

冷却鼓风机92、92是电池90的辅机，向电池90内送入冷却空气。冷却鼓风机92、92例如被配置为包括西洛克风扇(sirocco fan)和使该西洛克风扇旋转驱动的马达。冷却鼓风机92、92设于电池90的车宽方向外侧。例如，参照图1，冷却鼓风机92、92的车宽方向外侧端配置于比边梁20更靠车宽方向外侧。

电池90和冷却鼓风机92被配置为与第二主体横梁88相比更靠近第一主体横梁80。如后所述，在杆96(参照图7)从电池90的侧方发生了碰撞时，比从下边梁60输入至第二主体横梁88的碰撞载荷更大的碰撞载荷从下边梁60被传递至第一主体横梁80。

＜安装构造＞

在图3、图4中举例示出本实施方式的车辆的下部构造中的、主体50向梯式框架10的安装构造。第一主体横梁80的一部分配置在主体安装件30上，第一主体横梁80经由作为紧固构件的外侧托架85和安装用螺栓40固定于主体安装件30。

更详细而言，设于外侧托架85的底壁的贯通孔84与设于主体安装件30的顶壁32的贯通孔34被对位。此外，在外侧托架85的底壁与主体安装件30的顶壁32之间设有安装用橡胶件41。安装用橡胶件41也设于主体安装件30的顶壁32与其下方的垫圈44之间。在安装用橡胶件41、41的中心设有在厚度方向贯通的贯通孔，该贯通孔与外侧托架85的贯通孔84和主体安装件30的贯通孔34对位。在安装用橡胶件41、41和主体安装件30的贯通孔34插入有套环43。

而且，安装用螺栓40被插入外侧托架85的贯通孔84和套环43。安装用螺栓40的下端被螺母42固定住。通过这样的紧固构造，主体50被固定于梯式框架10。

如后所述，在车辆的杆侧撞时，碰撞载荷从下边梁60被传递至第一主体横梁80。而且，在第一主体横梁80中，车宽方向即与安装用螺栓40的轴向正交的方向的剪切载荷被输入至构成紧固构件的安装用螺栓40。安装用螺栓40抵抗不了该剪切载荷而在与被碰撞的一侧相反的一侧断裂，由此主体50从梯式框架10分离。

＜下边梁内的撑块＞

参照图5，在闭合截面形状的下边梁60内容纳有作为加强构件的撑块70。撑块70与电池90和作为电池辅机的冷却鼓风机92在横向配置于一条线上，换言之在车宽方向排列地配置。就是说，在下边梁60的、车辆前后方向位置与冷却鼓风机92相同的电池侧方部分65容纳有撑块70。

撑块70例如在FR－RH截面为帽形状，具备前壁72、后壁74、侧壁76以及凸缘78。前壁72配置于车辆前方向，后壁74配置于车辆后方向。前壁72和后壁74均沿着UP－RH平面延伸设置。此外，侧壁76将前壁72和后壁74的车宽方向外侧端彼此连接。侧壁76配置于车宽方向外侧，沿着UP－FR平面延伸设置。而且，在前壁72和后壁74的车宽方向内侧端部连接有凸缘78。

撑块70装配于下边梁内侧件62。例如，撑块70的凸缘78焊接于下边梁内侧件62的侧壁62B。

参照图4、图6，撑块70比下边梁内侧件62向车宽方向外侧突出。例如，撑块70的车宽方向长度W1超过下边梁内侧件62的车宽方向长度W2。通过撑块70比下边梁内侧件62向车宽方向外侧突出，能尽早地阻止后述的杆侧撞时的下边梁外侧件64的压溃变形。

此外，撑块70的车宽方向长度W1可以被配置为比从下边梁内侧件62的侧壁62B起到下边梁外侧件64的侧壁64B为止的分离距离W3(参照图4)短。就是说，撑块70的侧壁76与下边梁外侧件64的侧壁64B可以分离。

此外，参照图1，撑块70的车辆前后方向长度L1可以是作为电池辅机的冷却鼓风机92的车辆前后方向长度L2以下。撑块70是为了抑制下边梁外侧件64的压溃变形、促进安装用螺栓40的尽早的断裂而设置的，但对于不需要这样的尽早的断裂的部位，例如对于下边梁60的避开了电池90的侧方的部位，省略撑块70，以便使下边梁外侧件64压溃变形来吸收冲击载荷。

为了将这样的宽度小的撑块70高精度地配置于冷却鼓风机92旁的电池侧方，在下边梁内侧件62和撑块70设有对位用的基准点。例如，参照图5，在下边梁内侧件62的凸缘62E，形成有在厚度方向贯通的基准孔62E1来作为基准点，在撑块70的侧壁76，形成有在厚度方向贯通的基准孔71来作为基准点。

下边梁内侧件62的基准孔62E1形成于下边梁60的电池侧方部分65。在撑块70向下边梁内侧件62组装时，撑块70的基准孔71与下边梁内侧件62的基准孔62E1被对位。例如，撑块70在基准孔62E1与基准孔71上下排列并对齐的状态下被焊接于下边梁内侧件62。由此，能相对于冷却鼓风机92高精度地配置撑块70。

需要说明的是，考虑到撑块70的车辆前后方向长度L1(参照图1)短，例如长度L1为冷却鼓风机92的车辆前后方向长度L2以下，也可以仅在车辆前后方向上较长的下边梁内侧件62设置撑块70的对位用的基准点(例如基准孔62E1)。

＜杆侧撞时的载荷传递＞

在图7中举例示出本实施方式的车辆的下部构造在杆侧撞时的情形。车辆在弯道行驶时侧滑，与位于道路旁的电线杆等杆96发生侧面碰撞(杆侧撞)。此时，当杆96与下边梁60的电池侧方部分65(参照图6)碰撞时，由于冷却鼓风机92与下边梁60的距离短，因此杆96一进入车厢内就马上到达冷却鼓风机92，进而恐怕碰撞载荷会被传递至电池90。

因此，在本实施方式的车辆的下部构造中，能在杆侧撞初期迅速地使安装用螺栓40断裂，使主体50从梯式框架10(参照图1)分离。

当杆96与下边梁60的电池侧方部分65碰撞时，由于在该电池侧方部分65容纳有撑块70，因此下边梁外侧件64向车宽方向内侧的压溃变形被撑块70阻止。

这样，在由下边梁外侧件64的压溃变形实现的载荷吸收被抑制的状态下，碰撞载荷从下边梁60经由外侧托架85和内侧托架86被传递至第一主体横梁80。因此，与没有撑块70而下边梁外侧件64的压溃变形不被抑制的状态相比，将第一主体横梁80和主体安装件30紧固的、与被碰撞的一侧相反的一侧的安装用螺栓40能迅速地断裂。由此，主体50从梯式框架10分离，与两者的结合体相比惯性质量减轻，因此，与之相应地惯性力减小，杆96向车厢内的进入被抑制。

Claims (4)

1.一种车辆的下部构造，在作为骨架构件的梯式框架上搭载有主体，其中，

所述梯式框架具备：

左右一对的边梁，在车辆前后方向延伸；以及

主体安装件，装配于所述边梁，

所述主体具备左右一对的下边梁和第一主体横梁来作为骨架构件，

一对所述下边梁设于比一对所述边梁靠车宽方向外侧的车宽方向两端，并在车辆前后方向延伸，

所述第一主体横梁以架设于一对所述下边梁之间的方式在车宽方向延伸，

所述第一主体横梁配置在所述主体安装件上，并且经由紧固构件固定于所述主体安装件，

在所述主体，在一对所述下边梁之间设置有电池和设于所述电池的车宽方向外侧的电池辅机，

所述下边梁是闭合截面构造，在该下边梁的、车辆前后方向位置与所述电池辅机相同的电池侧方部分容纳有作为加强构件的撑块。

2.根据权利要求1所述的车辆的下部构造，其中，

所述撑块的车辆前后方向长度为所述电池辅机的车辆前后方向长度以下。

3.根据权利要求1所述的车辆的下部构造，其中，

在所述下边梁的所述电池侧方部分设有所述撑块的定位用的基准点。

4.根据权利要求1所述的车辆的下部构造，其中，

在所述主体，除了设有固定于所述主体安装件的所述第一主体横梁之外，在比该第一主体横梁靠前方还设有第二主体横梁，所述第二主体横梁以架设于一对所述下边梁之间的方式在车宽方向延伸，

所述电池和所述电池辅机被配置为与所述第二主体横梁相比更靠近所述第一主体横梁。

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