JP2018095110A - リアフロアパネルの制振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロアパネルの振動を抑制することができるリアフロアパネルの制振構造を提供する。【解決手段】リアフロアパネルの制振構造は、荷室を区画するリアフロアパネルと、リアフロアパネルの下に井桁状に設置された車体骨格部品と、車体骨格部品に囲まれる領域に位置するようにリアフロアパネルに設けられるバスタブ状のボックスと、ボックスに収容され、ボックスに設置される補機用バッテリと、を備え、ボックスは、補機用バッテリの下面と対向する底面に補機用バッテリを弾性支持する突起を有する。【選択図】 図３

Description

本開示は、リアフロアパネルの制振構造に関する。

特許文献１には、自動車の重量ユニット支持構造が開示されている。かかる自動車の重量ユニット支持構造は、車体側メンバの側面に、車幅方向内側に向かって突出するブラケットを設け、該ブラケットおよび上記車体側メンバ上に該車体側メンバの中心軸線からオフセットしてトレイを取り付け、該トレイ上に重量ユニットを載置するものである。そして、トレイ表面で上記ブラケットとの取り付け部近傍にビードを立設し、重量ユニットとトレイとの接触点を上記ビード上に定めている。

特開２００４−３５９１７６号公報

ところで、ハイブリッド自動車（ＨＶ）やプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）の中には荷室に補機用バッテリが設置されるものがある。荷室に設置される補機用バッテリは一定の重量を有するためリアフロアパネルの振動を抑制するダンパとしても機能することが考えられる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、リアフロアパネルの振動を抑制することができるリアフロアパネルの制振構造を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るリアフロアパネルの制振構造は、荷室を区画するリアフロアパネルと、前記リアフロアパネルの下に井桁状に設置された車体骨格部品と、前記車体骨格部品に囲まれる領域に位置するように前記リアフロアパネルに設けられるバスタブ状のボックスと、前記ボックスに収容され、前記ボックスに設置される補機用バッテリと、を備え、前記ボックスは、前記補機用バッテリの下面と対向する底面に前記補機用バッテリを弾性支持する突起を有する。

上記（１）の構成によれば、車体骨格部品に囲まれる領域に位置するようにリアフロアパネルに設けられるバスタブ状のボックスと、ボックスに収容され、ボックスに設置される補機用バッテリと、を備え、ボックスは、補機用バッテリの下面と対向する底面に補機用バッテリを弾性支持する突起を有する。これにより、補機用バッテリ及び突起は、リアフロアパネルの固有振動数周辺での共振現象を抑制するダイナミックダンパの機能を果たす。この結果、補機用バッテリ及び突起は、リアフロアパネルの振動を抑制することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記補機用バッテリの共振周波数は、前記補機用バッテリと前記突起の接触面積によって設定される。
上記（２）の構成によれば、補機用バッテリの共振周波数は、補機用バッテリと突起の接触面積によって設定されるので、接触面積を適宜設定することによって補機用バッテリの共振周波数を適当なものに設定することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記補機用バッテリの共振周波数は、前記接触面積が小の場合に低に設定される。
上記（３）の構成によれば、補機用バッテリの共振周波数は、接触面積が小の場合に低に設定されるので、補機用バッテリの共振周波数を低に設定したい場合には接触面積を小に設定する。これにより、補機用バッテリの共振周波数を低下させることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、前記ボックスは、後輪の接地位置から車両後端までの長さであるオーバハング量が所定量よりも小さい場合に長手方向を車幅方向に沿って配置され、前記オーバハング量が前記所定量よりも大きい場合に長手方向を車両前後方向に沿って配置される。
上記（４）の構成によれば、ボックスは、後輪の接地位置から車両後端までの長さであるオーバハング量が所定量よりも小さい場合に長手方向を車幅方向に沿って配置され、オーバハング量が所定値よりも大きい場合に長手方向を車両前後方向に沿って配置される。これにより、ボックスに収容され、ボックスに配置される補機用バッテリがダイナミックダンパの機能を効果的に発揮することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、リアフロアパネルの振動を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るリアフロアパネルの制振構造を概略的に示す図であって、荷室上方を視点とする斜視図である。 図１に示したリアフロアパネルの制振構造を概略的に示す図であって、荷室下方を視点とする斜視図である。 図１及び図２に示したボックスの形状を概略的に示す断面図である。 本発明の実施例に係るボックス及び補機用バッテリを示す図である。 本発明の比較例に係るボックス及び補機用バッテリを示す図である。 本発明の実施例及び比較例に係る補機用バッテリを加振したときの補機用バッテリの振動レベルを示す図である。 本発明の実施例及び比較例に係るリアフロアパネルのＮ点に車体上下方向の振動を加えたときの補機用バッテリの振動を示す図である。 本発明の実施例及び比較例に係るリアフロアパネル、ボックス及び補機用バッテリの配置を示す図である。 図８に示す配置において、リアフロアパネルのＮ点に車体上下方向（Ｚ方向）の振動を加えたときのフロアパネルの振動を示す図である。

［実施形態］
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の実施形態に係るリアフロアパネル２の制振構造１を概略的に示す図であって、荷室上方を視点とする斜視図である。図２は、図１に示したリアフロアパネル２の制振構造１を概略的に示す図であって、荷室下方を視点とする斜視図である。図３は、図１及び図２に示したボックス４の形状を概略的に示す断面図である。
本発明の実施形態に係るリアフロアパネル２の制振構造１は、ハイブリッド自動車（ＨＶ）やプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）のように、荷室Ｒに補機用バッテリ５が設置されるものに適用される。ハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車において、補機用バッテリ５は、システムの起動、照明、ワイパー等を起動させるものであり、駆動用バッテリ（図示せず）とは別に設置される。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るリアフロアパネル２の制振構造１は、リアフロアパネル２、車体骨格部品３、ボックス４及び補機用バッテリ５を備える。図１に示すように、リアフロアパネル２は、車体後部に設けられる荷室Ｒを区画するものであり、例えば、鋼板がプレス加工されたもので構成される。図２に示すように、車体骨格部品３は、リアフロアパネル２の下に井桁状に設置される。車体骨格部品３は、例えば、サイドメンバ３１やクロスメンバ３２で構成される。サイドメンバ３１は、車体前後方向に沿って配置される車体骨格部品であり、クロスメンバ３２は、車体左右方向（車幅方向）に沿って配置される車体骨格部品である。本実施形態では、クロスメンバ３２にサスペンション・クロスメンバ３２１（以下「サスクロス３２１」という）が含まれる。

ボックス４は、バスタブ状（上面が開口した平面視矩形の箱状）であって、車体骨格部品３に囲まれる領域に位置するようにリアフロアパネル２に設けられる。ボックス４は、後輪（図示せず）の接地位置から車両後端までの長さであるオーバハング量が所定量よりも小さい場合に長手方向が車幅方向に沿って配置され、オーバハング量が所定量よりも大きい場合に長手方向が車両前後方向に沿って配置される。図３に示すように、ボックス４は、補機用バッテリ５の下面と対向する底面に補機用バッテリ５を弾性支持する突起６を有する。突起６は、例えば、補機用バッテリ５に向けて膨出させたボックス４の底部４１の一部で構成される。

図１から図３に示すように、補機用バッテリ５は、ボックス４に収容され、ボックス４に設置される。補機用バッテリ５は、例えば、１４ｋｇ程度の重量を有する。図２に示すように、補機用バッテリ５は、例えば、バッテリホルダ５１と二本のＬボルト５２で固定される。バッテリホルダ５１は、補機用バッテリ５の上面長手方向を横切るように配置される。バッテリホルダ５１の一端と他端とには、補機用バッテリ５の角部に沿ってガイド５３が配置されている。ガイド５３には、Ｌボルト５２が貫通する貫通穴５３１が設けられている。Ｌボルト５２は、ボックス４とバッテリホルダ５１との間に補機用バッテリ５を固定するためのものであり、一端が直角に折り曲げられ、他端に雄ネジが形成されている。そして、折り曲げられた一端がボックス４の側面に設けられた係止部（図示せず）に係止され、他端がガイド５３に設けられた貫通穴５３１を貫通してナット（図示せず）に締結されている。これにより、補機用バッテリ５はボックス４に設置される。

ボックス４に収容され、ボックス４に設置される補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎは、補機用バッテリ５と突起６の接触面積によって設定される。ボックス４に収容され、ボックス４に設置される補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎは、例えば、接触面積が小の場合に低に設定される。

上述した実施形態によれば、車体骨格部品３に囲まれる領域に位置するようにリアフロアパネル２に設けられるバスタブ状のボックス４と、ボックス４に収容され、ボックス４に設置される補機用バッテリ５とを備え、ボックス４は、補機用バッテリ５の下面と対向する底面４１１に補機用バッテリ５を弾性支持する突起６を有する。これにより、補機用バッテリ５及び突起６は、リアフロアパネル２の固有振動数周辺での共振現象を抑制するダイナミックダンパの機能を果たす。この結果、補機用バッテリ５及び突起６は、リアフロアパネル２の振動を抑制することができる。

また、補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎは、補機用バッテリ５と突起６の接触面積によって設定されるので、接触面積を適宜設定することによって補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎを適当なものに設定することができる。
さらに、補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎは、接触面積が小の場合に低に設定されるので、補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎを低に設定したい場合には接触面積を小に設定する。これにより、補機用バッテリ５の共振周波数ｆｎを低下させることができる。

また、ボックス４は、後輪の接地位置から車両後端までの長さであるオーバハング量が所定量よりも小さい場合に長手方向を車幅方向に沿って配置され、オーバハング量が所定値よりも大きい場合に長手方向を車両前後方向に沿って配置される。これにより、ボックス４に収容され、ボックス４に配置される補機用バッテリ５がダイナミックダンパの機能を効果的に発揮することができる。

［実施例］
図４は、本発明の実施例に係るボックス４Ａ及び補機用バッテリ５Ａを示す図であり、図５は、本発明の比較例に係るボックス４Ｂ及び補機用バッテリ５Ｂを示す図である。
図４及び図５に示すように、本発明の比較例と実施例に係るボックス４Ａ，４Ｂは、ともにバスタブ状（上面が開口した平面視矩形箱状）であって、車体骨格部品（図４及び図５において図示せず）に囲まれる領域に位置するようにリアフロアパネル２に設けられる。ボックス４Ａ，４Ｂは、ともに長手方向が車幅方向に沿って配置され、ともに底部４１Ａ，４１Ｂの中央に比較的大きな穴４２Ａ，４２Ｂを有する。穴４２Ａ，４２Ｂは、ともに電着塗装時に用いられる電着液を抜くためのものであり、同じ大きさを有する。また、本発明の比較例と実施例に係る補機用バッテリ５Ａ，５Ｂは、直方体形状を有しており、同一の大きさ及び重さを有している。また、補機用バッテリ５Ａ，５Ｂは、ともにボックス４Ａ，４Ｂに収容され、ボックス４Ａ，４Ｂに設置される。

図５に示すように、比較例に係るボックス４Ｂは、補機用バッテリ５Ｂの下面と対向する底面が平坦であるのに対して、図４に示すように、実施例に係るボックス４Ａは、補機用バッテリ５Ａの下面と対向する底面に補機用バッテリ５Ａを弾性支持する突起６Ａを有する。突起６Ａは、補機用バッテリ５Ａに向けて膨出させたボックス４Ａの底部４１Ａの一部で構成される。突起６Ａは、例えば、三つの突起６Ａ１，６Ａ２で構成される。三つの突起６Ａ１，６Ａ２は、いずれも平面視円形である。また、三つの突起６Ａ１，６Ａ２のうち二つ６Ａ１は小さく、穴４２Ａを境に長手方向一方側に設けられ、残り一つ６Ａ２は二つの突起６Ａ１よりも大きく、穴４２Ａを境に長手方向他方側に設けられる。

図６は、本発明の実施例及び比較例に係る補機用バッテリ５Ａ，５Ｂを加振したときの補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの振動レベルを示す図である。（ａ）は車体前後方向（Ｘ方向）に加振したときの周波数と振動レベルとの関係を示す図、（ｂ）は車体左右方向（Ｙ方向）に加振したときの周波数と振動レベルとの関係を示す図、（ｃ）は車体上下方向（Ｚ方向）に加振したときの周波数と振動レベルの関係を示す図である。
尚、（ａ）から（ｃ）において実施例の振動レベルを太線で示し、比較例の振動レベルを細線で示す。

図６（ａ）に示すように、本発明の比較例に係るボックス４Ｂでは車体前後方向（Ｘ方向）に補機用バッテリ５Ｂに振動を加える（加振）と、補機用バッテリ５Ｂは周波数が８０Ｈｚから９０Ｈｚの間で振動レベルが最大となる。これに対して、本発明の実施例に係るボックス４Ａでは車体前後方向に補機用バッテリ５Ａに振動を加えると、補機用バッテリ５Ａは周波数３０Ｈｚから４０Ｈｚの間で振動レベルが最大となる。したがって、実施例に係るボックス４Ａは、車体前後方向に対する補機用バッテリ５Ａの加振に対して、比較例に係るボックス４Ｂよりも共振周波数ｆｎが下がる。

図６（ｂ）に示すように、本発明の比較例に係るボックス４Ｂでは車体左右方向（Ｙ方向）に補機用バッテリ５Ｂに振動を加える（加振）と、補機用バッテリ５Ｂは周波数が１５０Ｈｚから１６０Ｈｚの間で振動レベルが最大となる。これに対して、本発明の実施例に係るボックス４Ａでは車体左右方向に補機用バッテリ５Ａに振動を加えると、補機用バッテリ５Ａは周波数６０Ｈｚから７０Ｈｚの間で振動レベルが最大となる。したがって、実施例に係るボックス４Ａは、車体前後方向に対する補機用バッテリ５Ａの加振に対して、比較例に係るボックス４Ｂよりも共振周波数ｆｎが下がる。

図６（ｃ）に示すように、車体上下方向（Ｚ方向）に補機用バッテリ５Ａ，５Ｂに振動を加えても、本発明の実施例に係るボックス４Ａと比較例に係るボックス４Ｂは、略同一の振動レベルで推移する。
尚、突起６Ａは、補機用バッテリ５Ａに向けて膨出させたボックス４Ａの底部４１Ａの一部で構成されるのでボックス４Ａの底部４１Ａの剛性は高まるが、剛性が高まると共振周波数ｆｎは上がる傾向にあるので、共振周波数ｆｎの低下は突起６Ａの剛性によるものではないと考えられる。

図７は、本発明の実施例及び比較例に係るリアフロアパネル２のＮ点に車体上下方向（Ｚ方向）の振動を加えたときの補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの振動を示す図である。（ａ）は補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの車体前後方向（Ｘ方向）の周波数と振動レベルの関係を示す図、（ｂ）は補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの車体左右方向（Ｙ方向）の周波数と振動レベルの関係を示す図、（ｃ）は補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの車体上下方向（Ｚ方向）の周波数と振動レベルの関係を示す図である。
尚、リアフロアパネル２のＮ点は、リアサスクロス（リア側のサスクロス３２１）に取り付けられる取付点である。これは、車両の走行時における路面からの入力がタイヤ（図示せず）、サスクロス３２１を経てリアフロアパネル２に伝達されるからである。
また、（ａ）から（ｃ）において実施例の振動レベルを太線で示し、比較例の振動レベルを細線で示す。

図６及び図７に示すように、リアフロアパネルのＮ点に車体上下方向の振動を加えたときの補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの振動（図７参照）は、補機用バッテリ５Ａ，５Ｂを加振したときの補機用バッテリ５Ａ，５Ｂ（６Ａ１，６Ａ２）の振動（共振）（図６参照）にリンク（連動）する。
したがって、補機用バッテリ５Ａを加振したときの補機用バッテリ５Ａの振動（共振）が所定の周波数（例えば、５０Ｈｚから１５０Ｈｚ）で小さくなるように突起６の接触面積を設定すれば、リアフロアパネルのＮ点に車体上下方向の振動を加えたときの補機用バッテリ５Ａの振動が所定の周波数（例えば、５０Ｈｚから１５０Ｈｚ）で小さくすることができる。

図８は、本発明の実施例及び比較例に係るリアフロアパネル２、ボックス４Ａ，４Ｂ及び補機用バッテリ５Ａ，５Ｂの配置を示す図である。尚、本発明の実施例及び比較例においてリアフロアパネル２は同一であるので共通する符号２を付す。
図９は、図８に示す配置において、リアフロアパネルのＮ点に車体上下方向（Ｚ方向）の振動を加えたときのフロアパネルの振動を示す図である。（ａ）はＡ点（１２Ｚ）の振動レベルを示す図、（ｂ）はＢ点（１０Ｚ）の振動レベルを示す図、（ｃ）はＣ点（５Ｚ）の振動レベルを示す図である。尚、（ａ）から（ｃ）において比較例の振動レベルを細線で示し、実施例の振動レベルを太線で示す。

図９（ａ）に示すように、リアフロアパネル２のＡ点（１２Ｚ）において、実施例は比較例に対して、５０Ｈｚから８５Ｈｚの間、及び１０５Ｈｚから１４０Ｈｚの間で振動レベルの低減が認められる。また、図９（ｂ）に示すように、リアフロアパネル２のＢ点（１０Ｚ）において、実施例は比較例に対して、５０Ｈｚから８０Ｈｚの間、及び９５Ｈｚから１５０Ｈｚの間で振動レベルの低減が認められる。さらに、図９（ｃ）に示すように、リアフロアパネル２のＣ点（５Ｚ）において、実施例は比較例に対して、４０Ｈｚから１７０Ｈｚの間で振動レベルの低減が認められる。
すなわち、Ａ点、Ｂ点及びＣ点のいずれにおいても振動レベルの高い周波数帯域（１００Ｈｚから１５０Ｈｚ）で実施例は比較例に対して振動レベルの低減が認められる。これにより、リアフロアパネル２の振動レベルが良化する。
尚、図９に示すように、リアフロアパネル２の振動レベルの低い周波数帯域で振動レベルが悪化するが、総合するとリアフロアパネル２の振動レベルが良化することに変わりはない。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ リアフロアパネルの制振構造
２ リアフロアパネル
３ 車体骨格部品
３１ サイドメンバ
３２ クロスメンバ
３２１ サスペンション・クロスメンバ（サスクロス）
４，４Ａ，４Ｂ ボックス
４１，４１Ａ，４１Ｂ 底部
４１１ 底面
４２Ａ，４２Ｂ 穴
５，５Ａ，５Ｂ 補機用バッテリ
５１ バッテリホルダ
５２ Ｌボルト
５３ ガイド
５３１ 貫通穴
６，６Ａ，６Ａ１，６Ａ２ 突起
Ｒ 荷室
ｆｎ 補機用バッテリの共振周波数

Claims (4)

1. 荷室を区画するリアフロアパネルと、
   前記リアフロアパネルの下に井桁状に設置された車体骨格部品と、
   前記車体骨格部品に囲まれる領域に位置するように前記リアフロアパネルに設けられるバスタブ状のボックスと、
   前記ボックスに収容され、前記ボックスに設置される補機用バッテリと、
   を備え、
   前記ボックスは、前記補機用バッテリの下面と対向する底面に前記補機用バッテリを弾性支持する突起を有することを特徴とするリアフロアパネルの制振構造。
2. 前記補機用バッテリの共振周波数は、前記補機用バッテリと前記突起の接触面積によって設定されることを特徴とする請求項１に記載のリアフロアパネルの制振構造。
3. 前記補機用バッテリの共振周波数は、前記接触面積が小の場合に低に設定されることを特徴とする請求項２に記載のリアフロアパネルの制振構造。
4. 前記ボックスは、後輪の接地位置から車両後端までの長さであるオーバハング量が所定量よりも小さい場合に長手方向を車幅方向に沿って配置され、前記オーバハング量が前記所定量よりも大きい場合に長手方向を車両前後方向に沿って配置されること、を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のリアフロアパネルの制振構造。

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