JP2021041837A

JP2021041837A - 車体下部構造

Info

Publication number: JP2021041837A
Application number: JP2019165597A
Authority: JP
Inventors: 学横山; Manabu Yokoyama
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2039-09-11
Also published as: JP7292611B2

Abstract

【課題】バッテリパックの後部と車体との相対的なねじれ変形の抑制及びトンネル部の座屈防止を行う。【解決手段】車体下部構造は、フロアパネル１０の下方側に配置され、支持クロスメンバ１８によって支持されるバッテリパック２０と、を有し、フロアパネル１０の幅方向中間部には、トンネル部１１が設けられ、バッテリパック２０は、トンネル部１１を跨いで配置される。バッテリパック２０の前部には、フロントブラケット３０が設けられ、フロントブラケット３０の後部には、最前の支持クロスメンバ１８Ａに接合される後側接合部３５が設けられ、前部には、トンネル部１１を跨いでトンネル部１１の外側に接合される前側接合部３６が設けられ、後側接合部３５と前側接合部３６との間には、ブラケット傾斜部３２が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

電気自動車においては、安定して走行するために、バッテリの大容量化が求められている。バッテリの大容量化に伴い、バッテリパックは大型化し、重量も増大する。バッテリパックの大型化に対応するために、例えば、特許文献１に開示されているように、バッテリの前部にブロックを設けて、バッテリパックを支持している構造が知られている。

特許文献１に開示された構造では、バッテリパックの前部に２つのブロックが、車幅方向に互いに間隔を空けて配置された状態で、クロスメンバに接合されている。クロスメンバは、バッテリパックの前方側に配置されている。これにより、バッテリパックの前部を、バッテリパックの車両前方側に配置されたクロスメンバによっても支持することによって、バッテリパックの支持剛性を向上させている。

特開２００８−１８３９４７号公報

上記例のような構造では、バッテリパックの前部の車両下方への荷重に対しては支持剛性を高めることができる。しかしながら、車体とバッテリパックとの相対的な変位において、例えば、車幅方向のせん断変形、すなわち、ねじれ変形を抑制する上では、前後に並ぶクロスメンバの左右端をロッドで繋ぐ上記構造には、改善の余地があった。また、トンネル部がある車両は、バッテリパックの重さによって衝突した点を中心に車両が口開きしてトンネル部が座屈する恐れがあった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、バッテリパックの前部と、車体との相対的なねじれ変形を抑制することが可能な車体下部構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る車体下部構造は、車体下部のフロアパネルの車幅方向両側部に配置され、車両前後方向に延びるサイドメンバと、両側の前記サイドメンバを連結するように車幅方向に延びるクロスメンバと、前記フロアパネルの下方側に配置され、前記クロスメンバによって支持されるバッテリパックと、を有し、前記フロアパネルの車幅方向中間部には、車両前後方向に延びるトンネル部が設けられ、前記バッテリパックは、前記トンネル部を車幅方向に跨いで配置されている。当該車体下部構造において、前記バッテリパックの前部には、フロントブラケットが設けられ、前記フロントブラケットの後部には、前記クロスメンバの車幅方向中間部に接合される後側接合部が設けられ、前記フロントブラケットの前部には、前記トンネル部を跨いだ状態で前記トンネル部の車幅方向両外側に接合される前側接合部が設けられ、車両前後方向で、前記後側接合部と前記前側接合部との間には、車両前方に向かうに従い車両上方に傾斜するブラケット傾斜部が設けられている。

本発明によれば、バッテリパックの前部と車体との相対的なねじれ変形を抑制することが可能となる。また、衝突時のトンネル部の座屈を防ぐこともできる。

本発明に係る車体下部構造を下方から見た斜視図である。図１のフロントブラケット及びその周辺を拡大して示す斜視図である。図２のフロントブラケット及びバッテリパックが取り外された状態をさらに拡大して示す斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図２のフロントブラケットを車両前方側から見た斜視図であり、車両下方が上方となるように示している。

以下、本発明に係る車体下部構造の一実施形態について、図面（図１〜図５）を参照しながら説明する。

なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部（前端）及び後部（後端）」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印Ｒ，Ｌは、それぞれ車幅方向の右側、左側を示しており、本実施形態における「左右」は、乗員が車両前方を向いたときの「左側」及び「右側」に対応している。また、図４及び図５における矢印Ｄは、車両下方を示している。

本実施形態の車体下部構造は、図１に示すように、車体下部のフロアパネル１０の下方側に位置するバッテリパック２０の前部を支持する構造である。バッテリパック２０の側部は、フロアパネル１０の側部にほぼ対応しており、車両前後方向に延びている。

本実施形態の車体下部構造は、図１及び図２に示すように、バッテリパック２０の前部に設けられたフロントブラケット３０を有している。また、フロアパネル１０の車幅方向中央（中間部）には、車両前後方向に延びるトンネル部１１が設けられている。また、フロアパネル１０の車幅方向両側部には、車両前後方向に延びるサイドメンバ１５が設けられている。さらに、フロアパネル１０の下方側には、両側のサイドメンバ１５を連結するように車幅方向に延びる複数の支持クロスメンバ１８が、車両前後方向に間隔を空けて設けられている。支持クロスメンバ１８は、車幅方向端部がサイドメンバ１５にボルト及びナット等の締結部材により固定される。また、支持クロスメンバ１８の車幅方向中央部分は、バッテリパック２０と溶接等により接合される。フロアパネル１０の前部には、ダッシュパネル４１が設けられており、ダッシュパネル４１と最前の支持クロスメンバ（クロスメンバ）１８Ａとの間には、フロントクロスメンバ１９が設けられている。

トンネル部１１は、図２及び図３に示すように、フロアパネル１０の車幅方向のほぼ中央部（中間部）に設けられている。トンネル部１１は、フロアパネル１０の下面において車両下方に開口し、車両前後方向に延びている。トンネル部１１は、フロアパネル１０の下面の車幅方向中央部が、下方視で車両上方に凹むことにより構成されている。当該トンネル部１１は、ダッシュパネル４１から車両後方に向かって延びている。

トンネル部１１は、図５に示すように、フロアパネル１０とは別の部材によって構成されている。トンネル部１１を構成する部材は、車両前後方向視で、車両下方に開くハット型の断面形状を有している。また、トンネル部１１を構成する部材は、フロアパネル１０の車幅方向中央に設けられた車両前後方向に延びる開口部を下方から塞ぐように、フロアパネル１０の下面側の開口縁部に接合されている。

サイドメンバ１５は、図１及び図２に示すように、車両前後方向に延びている部材で、車体骨格を構成する剛性の高い部材である。当該サイドメンバ１５は、メンバ直線部１５ａと、メンバ傾斜部１５ｂとを有している。メンバ直線部１５ａは、フロアパネル１０の車幅方向外側部に配置され、車両前後方向に延びている。メンバ直線部１５ａには、フロアパネル１０の車幅方向外側部が接合されている。図１に示すように、メンバ直線部１５ａの車幅方向外側には、サイドシル１６が設けられ、メンバ直線部１５ａは、サイドシル１６に接合されている。

メンバ傾斜部１５ｂは、メンバ直線部１５ａの前部から車両前方に向かうに従い、車幅方向内側に向かって傾斜している。すなわち、車幅方向両側のメンバ傾斜部１５ｂは、車両前方に向かうに従い互いに近づくように傾斜している。また、メンバ傾斜部１５ｂは、トンネル部１１の車幅方向外側に位置するフロアパネル１０の下面に接合されている。

支持クロスメンバ１８は、車幅方向に延びている部材で、最前の支持クロスメンバ１８Ａの車幅方向両側部は、図１に示すように、サイドメンバ１５のメンバ直線部１５ａとメンバ傾斜部１５ｂとの接続部に接合されている。また、最前の支持クロスメンバ１８Ａは、バッテリパック２０の前部よりやや車両後方側に配置され、バッテリパック２０を下方側から支持している。他の支持クロスメンバ１８も、バッテリパック２０を車両下方側から支持している。支持クロスメンバ１８は、ハット型断面形状を有し、前部及び後部にフランジが設けられている。

フロントブラケット３０は、上記したように、バッテリパック２０の前部に設けられており、当該前部の車幅方向のほぼ中央部（中間部）に配置されている。フロントブラケット３０は、図２に示すように、全体で車両前後方向に延びる長方形の板状の部材であり、金属材料により形成された剛性の高い部材である。この例では、フロントブラケット３０は、ブラケット傾斜部３２と、後側接合部３５と、前側接合部３６とを有している。

後側接合部３５は、図２、図４及び図５に示すように、フロントブラケット３０の後部に設けられ、クロスメンバの車幅方向のほぼ中央（中間部）に接合されている。後側接合部３５は、フロントブラケット３０の後部において、車幅方向に延びている。この例では、最前の支持クロスメンバ１８Ａの前側のフランジ１８ｆの車幅方向中央部にスポット溶接により接合されている。この例では、複数のスポット溶接点を有し、これらは車幅方向に間隔を空けて並んで配置さている。

前側接合部３６は、フロントブラケット３０の前部における車幅方向両側部にそれぞれ設けられ、２つの接合部材３９を介して、トンネル部１１を跨いだ状態でフロアパネル１０の下面に接合されている。各前側接合部３６には、ブラケット傾斜部３２を車両上下方向に貫通し、ボルト３７が挿通可能な貫通孔が形成されている。

接合部材３９は、図２及び図３に示すように、中空の略直方体状の部材で、下部における車両前方側及び後方側、車幅方向内側及び外側には、フランジ３９ａが設けられ、トンネル部１１の開口縁に接合されている。また、接合部材３９の上部にはボルト孔３９ｂが設けられている。前側接合部３６は、貫通孔にボルト３７を貫通させ、当該ボルト孔３９ｂに挿入した状態で、接合部材３９にボルト３７により締結される。

ブラケット傾斜部３２は、フロントブラケット３０の上面に設けられ、車両前後方向で、後側接合部３５と前側接合部３６との間で、車両前方に向かうに従い車両上方に傾斜している。当該ブラケット傾斜部３２には、傾斜方向に沿って車両前後方向に延びる複数のビード３２ａが設けられている。当該ビード３２ａは、車幅方向に間隔を空けて配置されている。すなわち、ブラケット傾斜部３２は、車幅方向に凹凸が形成されている。

上記のようにフロントブラケット３０を設けることにより、例えば前突時に、バッテリパック２０の重量によってトンネル部１１が座屈することを抑制できる。さらに、フロントブラケット３０により、トンネル部１１のねじれ変形を抑制することが可能となる。また、フロントブラケット３０をバッテリパック２０の中央部に設けることにより、バッテリパック２０の撓み及び車幅方向に対するねじれ方向の変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、メンバ傾斜部１５ｂは、フロントブラケット３０の車幅方向の外側に配置されている。これにより、トンネル部１１が開く方向に変形することを抑制しすることができ、その結果、トンネル部１１の周辺の剛性が向上し、バッテリパック２０のねじれ方向の変形等を抑制することができる。

また、本実施形態では、ブラケット傾斜部３２は、前側接合部３６から、図２及び図４に示すように、フロントブラケット３０の後部とバッテリパック２０とが平面視で重なる位置まで、車幅方向視で直線状に延びている。これにより、例えば前突時の荷重を、フロントブラケット３０で受けることが可能となり、バッテリパック２０の変形を抑制できる。

また、本実施形態では、図５に示すように、トンネル部１１と、トンネル部１１の車幅方向両側に位置するフロアパネル１０と、フロントブラケット３０とによって、閉断面構造１２が形成されている。当該閉断面構造１２の下部には、前側接合部３６が設けられているため、フロントブラケット３０のバッテリパック２０を支持する剛性を向上させることができる。

また、本実施形態では、フロントクロスメンバ１９が、フロントブラケット３０の車両前方側に設けられており、当該フロントクロスメンバ１９は、トンネル部１１を跨ぐように車幅方向に延びている。この例のフロントクロスメンバ１９は、車幅方向に延びる中間部材１９Ａと、該中間部材１９Ａの車幅方向両側のそれぞれに接合された外側部材１９Ｂとを有している。

本実施形態では、中間部材１９Ａと２つの外側部材１９Ｂが接合されて、１つのフロントクロスメンバ１９を構成している。中間部材１９Ａは、トンネル部１１の車幅方向両側の開口縁を繋ぐように延びている。外側部材１９Ｂは、車幅方向外側に向かうに従い車両前方側に傾斜し、メンバ傾斜部１５ｂの前部に接合されるフロントサイドメンバ４２に接合されている。フロントサイドメンバ４２は、メンバ傾斜部１５ｂの前部から車両前方に延びる金属製の部材で、車体骨格を構成する剛性の高い部材である。

フロントクロスメンバ１９を設けることにより、トンネル部１１が開く方向に変形することを抑制しすることができ、その結果、トンネル部１１の周辺の剛性が向上する。

また、フロントブラケット３０は、図２、図４及び図５に示すように、バッテリパック２０の前部に設けられたコネクタ端子２１の車両下方側に、平面視でコネクタ端子２１に重なるように配置されている。このように配置されることにより、前突時等により生じる変形から、当該コネクタ端子２１を保護することができ、前突時等にバッテリ機能が停止することを抑制できる。

本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態では、後側接合部３５は、車幅方向に間隔を空けて配置された複数の溶接ポイントを有しているが、これに限らない。例えば、後側接合部３５を、フロントブラケット３０の後部の車幅方向外側部に設け、補強板等を介して最前の支持クロスメンバ１８Ａに接合してもよい。

１０フロアパネル
１１トンネル部
１２閉断面構造
１５サイドメンバ
１５ａメンバ直線部
１５ｂメンバ傾斜部
１６サイドシル
１８支持クロスメンバ
１８Ａ最前の支持クロスメンバ（クロスメンバ）
１８ｆフランジ
１９フロントクロスメンバ
１９Ａ中間部材
１９Ｂ外側部材
２０バッテリパック
２１コネクタ端子
３０フロントブラケット
３２ブラケット傾斜部
３２ａビード
３４バッテリ接合部
３５後側接合部
３６前側接合部
３７ボルト
３９接合部材
３９ａフランジ
３９ｂボルト孔
４１ダッシュパネル
４２フロントサイドメンバ

Claims

車体下部のフロアパネルの車幅方向両側部に配置され、車両前後方向に延びるサイドメンバと、両側の前記サイドメンバを連結するように車幅方向に延びるクロスメンバと、前記フロアパネルの下方側に配置され、前記クロスメンバによって支持されるバッテリパックと、を有し、
前記フロアパネルの車幅方向中間部には、車両前後方向に延びるトンネル部が設けられ、
前記バッテリパックは、前記トンネル部を車幅方向に跨いで配置されている、車体下部構造において、
前記バッテリパックの前部には、フロントブラケットが設けられ、
前記フロントブラケットの後部には、前記クロスメンバの車幅方向中間部に接合される後側接合部が設けられ、
前記フロントブラケットの前部には、前記トンネル部を跨いだ状態で前記トンネル部の車幅方向外側に接合される前側接合部が設けられ、
車両前後方向で、前記後側接合部と前記前側接合部との間には、車両前方に向かうに従い車両上方に傾斜するブラケット傾斜部が設けられていることを特徴とする、車体下部構造。
前記フロントブラケットの車幅方向外側に位置する前記サイドメンバは、車両前方に向かうに従い車幅方向内側に向かって傾斜するメンバ傾斜部を有していることを特徴とする、請求項１に記載の車体下部構造。
前記ブラケット傾斜部は、前記前側接合部から、前記フロントブラケットの後部と前記バッテリパックとが平面視で重なる位置まで、車幅方向視で直線状に延びていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車体下部構造。
前記トンネル部と、前記トンネル部の車幅方向両側に位置する前記フロアパネルと、前記フロントブラケットとによって、閉断面構造部が形成され、該閉断面構造部には、前記前側接合部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車体下部構造。
前記フロントブラケットの車両前方側には、前記トンネル部を跨ぐように車幅方向に延びているフロントクロスメンバを有していることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車体下部構造。
前記フロントブラケットは、前記バッテリパックの前部に設けられたコネクタ端子の車両下方側に、平面視で前記コネクタ端子に重なるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車体下部構造。