JP2019025934A - 車両床下構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料タンクへの衝突荷重の入力抑制と車両の軽量化とを両立できる車両床下構造を得る。【解決手段】車両12の床下に配置され、車両12に搭載された走行用モーター18を駆動する動力源となる電池パック20と、車両12の床下で、かつ側面視で電池パック20の車体前方側端部と車体後方側端部との間に配置されるとともに、平面視で電池パック20の車幅方向両端部の間に配置された燃料タンク30と、を備えた車両床下構造10とする。【選択図】図2

Description

本発明は、車両床下構造に関する。
車両の床下に電池パックが配置されるとともに、車両の床下で、かつ電池パックの車体後方側に燃料タンクが配置された構造は、従来に提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2014−19260号公報
しかしながら、電池パックの車体後方側に燃料タンクが配置されていると、車両の後面衝突時に、その燃料タンクに衝突荷重が入力されないようにするために、燃料タンクの車体後方側に強固な部材を配置する必要があり、車両の重量が増加する懸念がある。つまり、燃料タンクへの衝突荷重の入力抑制と車両の軽量化とを両立させる構造には、改善の余地がある。
そこで、本発明は、燃料タンクへの衝突荷重の入力抑制と車両の軽量化とを両立できる車両床下構造を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の車両床下構造は、車両の床下に配置され、前記車両に搭載された走行用モーターを駆動する動力源となる電池パックと、車両の床下で、かつ側面視で前記電池パックの車体前方側端部と車体後方側端部との間に配置されるとともに、平面視で前記電池パックの車幅方向両端部の間に配置された燃料タンクと、を備えている。
請求項1に記載の発明によれば、燃料タンクが、側面視で電池パックの車体前方側端部と車体後方側端部との間に配置されるとともに、平面視で電池パックの車幅方向両端部の間に配置されている。したがって、車両の衝突時において、燃料タンクに衝突荷重が入力されることが電池パックによって抑制される。また、これにより、燃料タンクに衝突荷重が入力されないようにするための強固な部材が不要となるので、車両の軽量化が図れる。
また、請求項2に記載の車両床下構造は、請求項1に記載の車両床下構造であって、前記燃料タンクの高さと前記電池パックの高さとが略同一とされている。
請求項2に記載の発明によれば、燃料タンクの高さと電池パックの高さとが略同一とされている。したがって、例えば燃料タンクの高さが電池パックの高さよりも高い場合に比べて、衝突荷重が電池パックの車体上方側へずれて入力されても、燃料タンクに衝突荷重が入力されることが効果的に抑制される。
また、請求項3に記載の車両床下構造は、請求項1又は請求項2に記載の車両床下構造であって、前記電池パックは、車体前後方向に開口した切欠形状部を有しており、前記燃料タンクは、前記切欠形状部に配置されている。
請求項3に記載の発明によれば、燃料タンクが、電池パックに形成された車体前後方向に開口した切欠形状部に配置されている。つまり、燃料タンクは、その両側面と前面又は後面とが、電池パックの切欠形状部を構成する内側面に対向して配置されている。したがって、燃料タンクが電池パックによって効果的に保護される。
また、請求項4に記載の車両床下構造は、請求項1又は請求項2に記載の車両床下構造であって、前記電池パックは、車体上下方向に開口した開口部を有しており、前記燃料タンクは、前記開口部に配置されている。
請求項4に記載の発明によれば、燃料タンクが、電池パックに形成された車体上下方向に開口した開口部に配置されている。つまり、燃料タンクは、その前面、後面及び両側面が、電池パックの開口部を構成する内側面に対向して配置されている。したがって、燃料タンクが電池パックによってより効果的に保護される。
また、請求項5に記載の車両床下構造は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の車両床下構造であって、前記燃料タンクは、前記電池パックに締結されて一体化されている。
請求項5に記載の発明によれば、燃料タンクが電池パックと一体化されている。したがって、燃料タンクが電池パックと一体化されていない場合に比べて、燃料タンクの組付性が向上される。
また、請求項6に記載の車両床下構造は、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の車両床下構造であって、前記車両の前部に発電用又は駆動用のエンジンが搭載されており、前記電池パックの下部及び前記燃料タンクの下部に、前記エンジンから車体後方側へ延びた排気管の一部が配置される凹部が形成されている。
請求項6に記載の発明によれば、電池パックの下部及び燃料タンクの下部に、エンジンから車体後方側へ延びた排気管の一部が配置される凹部が形成されている。したがって、排気管の搭載スペースが効率よく確保される。
請求項1に係る発明によれば、燃料タンクへの衝突荷重の入力抑制と車両の軽量化とを両立させることができる。
請求項2に係る発明によれば、燃料タンクに衝突荷重が入力されることを効果的に抑制することができる。
請求項3に係る発明によれば、燃料タンクを電池パックによって効果的に保護することができる。
請求項4に係る発明によれば、燃料タンクを電池パックによってより効果的に保護することができる。
請求項5に係る発明によれば、燃料タンクの組付性を向上させることができる。
請求項6に係る発明によれば、排気管の搭載スペースを効率よく確保することができる。
第1実施形態に係る車両床下構造を備えた車両を示す側面図である。 第1実施形態に係る車両床下構造を斜め上方から見て示す斜視図である。 図2のX−X線矢視概略側面図である。 図2のY−Y線矢視概略正面図である。 第1実施形態に係る電池パック及び燃料タンクを示す平面図である。 第1実施形態に係る電池パック及び燃料タンクを示す斜視図である。 第2実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。 第3実施形態に係る電池パックを示す斜視図である。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印UPを車体上方向、矢印FRを車体前方向、矢印RHを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向(車幅方向)の左右を示すものとする。
<第1実施形態>
まず、第1実施形態に係る車両床下構造10について説明する。図1〜図3に示されるように、車両12の前部には、発電用のエンジン14が搭載されており、エンジン14の車体下方側、具体的には左右の前輪52の間には、発電用モーター16が搭載されている。そして、車両12の後部、具体的には左右の後輪54の間には、後輪駆動用の走行用モーター18が搭載されている。
発電用のエンジン14及び発電用モーター16によって発電された電気は、後述する電池パック20へ蓄えられるようになっており、電池パック20は、走行用モーター18を駆動する動力源となっている。つまり、この車両12は、電気によって長距離走行が可能なレンジェクステンダー車となっている。
発電用モーター16と走行用モーター18との間で、かつ車両12の床を構成するフロアパネル15(図1参照)の車体下方側には、電池パック20と燃料タンク30とが配置されている。図2、図5に示されるように、電池パック20は、平面視で略「U」字状に形成された金属製(例えば鉄製やアルミニウム合金製)の外装ケース22の内部に、多数の電池セル21(図4参照)が収容されて構成されている。
図3〜図5に示されるように、外装ケース22は、平面視略「U」字状の天板の周縁部に側壁が一体に立設されてなる上ケース22Uと、底面視略「U」字状の底板の周縁部に側壁が一体に立設されてなる下ケース22Dと、を有している。そして、上ケース22Uの側壁の下端部には、外側へ張り出すフランジ部22Aが一体に形成されており、下ケース22Dの側壁の上端部には、外側へ張り出すフランジ部22Bが一体に形成されている。
したがって、外装ケース22は、上ケース22Uの側壁に形成されたフランジ部22Aと、下ケース22Dの側壁に形成されたフランジ部22Bと、が互いに接合されることによって構成されている。そして、これにより、外装ケース22の後部における車幅方向中央部(以下「後部中央」という)よりも僅かに左側(車幅方向一端側)には、車体後方側へ開放する平面視略矩形状の切欠形状部26が形成されるようになっている。なお、以下において、切欠形状部26を構成する側壁の壁面を「内側面26A」とする。
また、図1〜図3に示されるように、電池パック20の下部(下ケース22Dの底板及び側壁下部)における車幅方向略中央部には、エンジン14から車体後方側へ延びる排気管40の一部を配置する(通す)ための断面略等脚台形状の凹部24が形成されている。つまり、この凹部24は、排気管40に沿って車体前後方向に延在しており、その排気管40が電池パック20の下面から車体下方側へ突出するのを抑制するために、その排気管40の少なくとも上半分を収容する構成になっている。
また、図6に示されるように、電池パック20の切欠形状部26を構成する内側面26Aにおけるフランジ部22A、22Bには、互いに連通するボルト締結用の複数の貫通孔23が形成されており、上ケース22Uのフランジ部22Aの上面には、各貫通孔23と同軸的に複数のウエルドナット46が固着されている。なお、図6では、貫通孔23を示すために、ウエルドナット46をフランジ部22Aから離して描いている。また、図1、図3に示されるように、電池パック20の前部上面には、補機類50が一体的に設けられている。
図5に示されるように、燃料タンク30は、平面視で切欠形状部26とほぼ同じ略矩形状、より正確には、平面視で切欠形状部26よりも車体前後方向の長さが僅かに短い略矩形状とされた樹脂製(例えば高密度ポリエチレン製)のタンク本体32を有している。なお、タンク本体32の内部には、エンジン14へ供給する燃料としてのガソリンが貯留されるようになっている。
また、図3〜図5に示されるように、タンク本体32は、平面視略矩形状の天板の周縁部に側壁が一体に立設されてなる上タンク32Uと、底面視略矩形状の底板の周縁部に側壁が一体に立設されてなる下タンク32Dと、を有している。そして、上タンク32Uの側壁の下端部には、外側へ張り出すフランジ部32Aが一体に形成されており、下タンク32Dの側壁の上端部には、外側へ張り出すフランジ部32Bが一体に形成されている。
したがって、タンク本体32は、上タンク32Uの側壁に形成されたフランジ部32Aと、下タンク32Dの側壁に形成されたフランジ部32Bと、が互いに接合されることによって構成されている。そして、この燃料タンク30は、電池パック20の後部中央よりも僅かに左側に形成された切欠形状部26に嵌合配置されるようになっており、その後面30Bは、電池パック20の後面20Bよりも車体後方側へ突出しないようになっている(図5参照)。
換言すれば、この燃料タンク30の車体前方側端部としての前面30F及び車体後方側端部としての後面30Bは、側面視で電池パック20の車体前方側端部としての前面20Fと車体後方側端部としての後面20Bとの間に配置されている。そして、この燃料タンク30の車幅方向両端部としての右側面30R及び左側面30Lは、平面視で電池パック20の車幅方向両端部としての右側面20R及び左側面20Lとの間(右側面20R及び左側面20Lよりも車幅方向内側)に配置されている(図5参照)。
また、図6に示されるように、燃料タンク30の前面30F、右側面30R及び左側面30Lにおけるフランジ部32A、32Bには、互いに連通するボルト締結用の複数の貫通孔33が形成されている。そして、図3、図4に示されるように、上タンク32Uにおけるフランジ部32Aは、切欠形状部26を構成する内側面26Aにおけるフランジ部22Bに、車体下方側から重ね合わされるようになっている。
すなわち、燃料タンク30は、車体下方側から電池パック20の切欠形状部26に嵌合配置され、互いに連通した貫通孔33、23に車体下方側からボルト48が挿入されてウエルドナット46に螺合されることにより、電池パック20に一体的に締結されるようになっている。これにより、電池パック20と燃料タンク30とがモジュール化(一体化)されるようになっている。
また、図4に示されるように、燃料タンク30の下部(下タンク32Dの底板)における右側(車幅方向他端側)には、エンジン14から車体後方側へ延びる排気管40を配置する(通す)ための段差状の凹部34が形成されている。つまり、この凹部34は、排気管40に沿って車体前後方向に延在しており、排気管40が燃料タンク30の下面から車体下方側へ突出するのを抑制するために、凹部24と共に排気管40の少なくとも上半分を収容する構成になっている。
更に、図3、図4に示されるように、燃料タンク30の高さHt(図3参照)は、電池パック20の後部側(補機類50よりも車体後方側)の高さHp(図3参照)と略同一になっている(より正確には同一か、又はそれよりも低くなっている)。つまり、燃料タンク30は、電池パック20の後部下面から車体下方側へ突出せず、かつ電池パック20の後部上面から車体上方側へ突出しないようになっている。
また、図1〜図3に示されるように、車両12の左側部(一方の側部)における後部には、燃料タンク30へガソリンを供給するための給油口38が設けられており、燃料タンク30と給油口38とがインレットパイプ36によって連通接続されている。具体的には、インレットパイプ36の下端部(一端部)が燃料タンク30(上タンク32U)の後面30Bに連通接続され、インレットパイプ36の上端部(他端部)が給油口38に連通接続されている。
また、上記したように、エンジン14の車幅方向略中央部から車体後方側へ向けて排気管40が配管されている。排気管40は、車両12の車幅方向略中央部を通るように配管されており、燃料タンク30よりも車体後方側へ延在された排気管40は、走行用モーター18を避けて、即ち走行用モーター18の車体下方側を通るように配管されてマフラー42に連通接続されている。
マフラー42は、車体前後方向が軸方向となる略円柱状に形成されており、排気管40は、マフラー42の前壁における車幅方向略中央部に連通接続されている。そして、マフラー42の後壁における下部側から車体後方側へ向けてマフラーカッター44が延在されている。
以上のような構成とされた第1実施形態に係る車両床下構造10において、次にその作用について説明する。
上記したように、燃料タンク30は、電池パック20の切欠形状部26内に設けられている。より具体的には、燃料タンク30は、その前面30Fと右側面30Rと左側面30Lとが、切欠形状部26を構成する内側面26Aに対向して配置され、側面視で、その前面30F及び後面30Bが、電池パック20の前面20Fと後面20Bとの間に配置されるとともに、平面視で、その右側面30R及び左側面30Lが、電池パック20の右側面20Rと左側面20Lとの間に配置されている。
したがって、燃料タンク30は、電池パック20によって効果的に保護され、車両12の前面衝突時及び側面衝突時はもちろん、後面衝突時においても、その衝突荷重が燃料タンク30の後面30Bに入力されることを電池パック20によって抑制又は防止することができる。よって、車両12の衝突時(前面衝突時、側面衝突時及び後面衝突時)に、燃料タンク30が破損するような不具合の発生を抑制又は防止することができる。
また、これにより、車両12の後部側に、燃料タンク30の後面30Bに衝突荷重が入力されないようにするための強固な部材を設ける必要がなくなる(不要となる)ので、車両12を軽量化することができる。また、その強固な部材が不要となるため、後部側の長さが短い車種でも適用が可能となり、本実施形態に係る車両床下構造10を適用できる車両12のバリエーションを増加させることができる。つまり、車両12の量産が可能になり、結果的に製造コストを低減させることができる。
また、燃料タンク30の高さHtが、電池パック20の後部側の高さHpと略同一になっている。そのため、例えば燃料タンク30の高さHtが、電池パック20の後部側の高さHpよりも高い場合(燃料タンク30の上部が、電池パック20の後部上面から車体上方側へ突出している場合)に比べて、車両12の前面衝突時、側面衝突時及び後面衝突時において、その衝突荷重が電池パック20の後部上面よりも車体上方側へずれて入力されても、燃料タンク30に衝突荷重が入力されることを効果的に抑制又は防止することができる。
また、上記したように、燃料タンク30が、電池パック20の切欠形状部26内に設けられ、電池パック20と一体化(モジュール化)されている。したがって、燃料タンク30が電池パック20と一体化(モジュール化)されていない場合に比べて、燃料タンク30の組付性を向上させることができる。
また、燃料タンク30は、車体下方側から電池パック20の切欠形状部26に嵌合配置されて、そのフランジ部32A、32Bが、電池パック20のフランジ部22A、22Bにボルト48及びウエルドナット46によって締結されている。したがって、例えば燃料タンク30を交換するときには、車体下方側から、重量物である電池パック20を取り外すことなく、その燃料タンク30を取り外すことができる。つまり、このような構成であると、燃料タンク30の交換作業が容易にできる。
更に、電池パック20の下部及び燃料タンク30の下部(下面)には、エンジン14から車体後方側へ延びた排気管40の一部が配置される凹部24、34がそれぞれ形成されている。したがって、例えば車高の低い車両12とされていても、排気管40の搭載スペースを効率よく確保することができる。
また、電池パック20及び燃料タンク30の車体下方側に、排気管40が配管されているため、インレットパイプ36を排気管40から離間して配置することができる。これにより、排気管40によるインレットパイプ36への熱害を低減させることができる。
また、重量物である電池パック20が、側面視で前輪52の車軸と後輪54の車軸との間で、かつフロアパネル15の車体下方側に配置されているため、車両12における前部側及び後部側の荷重分担を最適化することができるとともに、車両12の低重心化を図ることができる。したがって、車両12の運動性能を向上させることができる。
また、電池パック20が、その搭載スペースを比較的広く採ることができるフロアパネル15の車体下方側に配置されているため、電池パック20の搭載容量を増加させることができる。更に、電池パック20と燃料タンク30とが、フロアパネル15の車体下方側に配置されているため、それよりも車体上方側におけるボディのデザインに制約を受けなくて済む利点がある。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る車両床下構造10について説明する。なお、上記第1実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は、適宜省略する。
図7に示されるように、この第2実施形態に係る車両床下構造10では、電池パック20の後部側に切欠形状部26が形成されているのではなく、電池パック20の前部における車幅方向中央部(以下「前部中央」という)よりも僅かに左側に、車体前方側へ開放する平面視略矩形状の切欠形状部26が形成されている。
つまり、図1〜図6に示されている燃料タンク30は、電池パック20の前部中央よりも僅かに左側に形成された切欠形状部26内に設けられるようになっており、上記と同様に、凹部34によって、排気管40を配置する(通す)ことができるようになっているとともに、その前面30Fは、電池パック20の前面20Fよりも車体前方側へ突出しないようになっている。
より具体的には、燃料タンク30は、その後面30B、右側面30R及び左側面30Lが、電池パック20の切欠形状部26を構成する内側面26Aに対向して配置され、側面視で、その前面30F及び後面30Bが、電池パック20の前面20Fと後面20Bとの間に配置されるとともに、平面視で、その右側面30R及び左側面30Lが、電池パック20の右側面20Rと左側面20Lとの間に配置されるようになっている。
したがって、燃料タンク30は、電池パック20によって効果的に保護され、車両12の後面衝突時及び側面衝突時はもちろん、前面衝突時においても、その衝突荷重が燃料タンク30の前面30Fに入力されることを電池パック20によって抑制又は防止することができる。よって、車両12の衝突時(前面衝突時、側面衝突時及び後面衝突時)に、燃料タンク30が破損するような不具合の発生を抑制又は防止することができる。
<第3実施形態>
最後に、第3実施形態に係る車両床下構造10について説明する。なお、上記第1実施形態及び第2実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明(共通する作用も含む)は、適宜省略する。
図8に示されるように、この第3実施形態に係る車両床下構造10では、電池パック20の後部側や前部側に切欠形状部26が形成されているのではなく、電池パック20の車体前後方向中央部で、かつ車幅方向中央部よりも僅かに左側に、平面視で燃料タンク30とほぼ同じ大きさの略矩形状とされて車体上下方向へ開口する開口部28が形成されている。
つまり、図1〜図6に示されている燃料タンク30は、電池パック20の車体前後方向中央部で、かつ車幅方向中央部よりも僅かに左側に形成された開口部28内に設けられるようになっており、上記と同様に、凹部34によって、排気管40を配置する(通す)ことができるようになっているとともに、その前面30F及び後面30Bは、電池パック20の前面20F及び後面20Bよりも車体前方側及び車体後方側へ突出しないようになっている。
より具体的には、燃料タンク30は、その前面30F、後面30B、右側面30R及び左側面30Lが、電池パック20の開口部28を構成する内側面28Aに対向して配置され、側面視で、その前面30F及び後面30Bが、電池パック20の前面20Fと後面20Bとの間に配置されるとともに、平面視で、その右側面30R及び左側面30Lが、電池パック20の右側面20Rと左側面20Lとの間に配置されるようになっている。
したがって、燃料タンク30は、電池パック20によってより効果的に保護され、車両12の前面衝突時、側面衝突時及び後面衝突時において、その衝突荷重が燃料タンク30の前面30F、各側面30R、30L及び後面30Bに入力されることを電池パック20によって抑制又は防止することができる。よって、車両12の衝突時(前面衝突時、側面衝突時及び後面衝突時)に、燃料タンク30が破損するような不具合の発生を抑制又は防止することができる。
以上、本実施形態に係る車両床下構造10について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両床下構造10は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、燃料タンク30の高さと電池パック20の高さとが略同一とされていなくてもよい。
また、燃料タンク30の下部における車幅方向略中央部に、凹部24と同様の断面略等脚台形状の凹部(図示省略)が形成されてもよく、この場合には、切欠形状部26や開口部28は、電池パック20の車幅方向中央部に形成されればよい(車幅方向中央部から左側へずれて形成されなくてもよい)。また、凹部24の形状は、図示の断面略等脚台形状に限定されるものではなく、例えば断面略半円弧状等に形成されていてもよい。
また、電池パック20の下部及び燃料タンク30の下部に、それぞれ凹部24、34が形成されていなくてもよい。また、エンジン14は、発電用ではなく、駆動用とされていてもよい。すなわち、本実施形態に係る車両床下構造10が適用される車両12としては、プラグインハイブリッド車であってもよい。
更に、燃料タンク30は、電池パック20に締結されていなくてもよい(モジュール化されていなくてもよい)。例えば、第1実施形態及び第2実施形態において、電池パック20は、平面視で略「U」字状に形成されるのではなく、前側部分と左側部分と右側部分とに分割されて構成されてもよく、燃料タンク30が、それらと締結されていなくてもよい。
10 車両床下構造
12 車両
14 エンジン
18 走行用モーター
20 電池パック
24 凹部
26 切欠形状部
28 開口部
30 燃料タンク
34 凹部
40 排気管

Claims (6)

  1. 車両の床下に配置され、前記車両に搭載された走行用モーターを駆動する動力源となる電池パックと、
    車両の床下で、かつ側面視で前記電池パックの車体前方側端部と車体後方側端部との間に配置されるとともに、平面視で前記電池パックの車幅方向両端部の間に配置された燃料タンクと、
    を備えた車両床下構造。
  2. 前記燃料タンクの高さと前記電池パックの高さとが略同一とされている請求項1に記載の車両床下構造。
  3. 前記電池パックは、車体前後方向に開口した切欠形状部を有しており、
    前記燃料タンクは、前記切欠形状部に配置されている請求項1又は請求項2に記載の車両床下構造。
  4. 前記電池パックは、車体上下方向に開口した開口部を有しており、
    前記燃料タンクは、前記開口部に配置されている請求項1又は請求項2に記載の車両床下構造。
  5. 前記燃料タンクは、前記電池パックに締結されて一体化されている請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の車両床下構造。
  6. 前記車両の前部に発電用又は駆動用のエンジンが搭載されており、
    前記電池パックの下部及び前記燃料タンクの下部に、前記エンジンから車体後方側へ延びた排気管の一部が配置される凹部が形成されている請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の車両床下構造。
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