JP2021138239A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重を受けた際のクロスビームの落下を防止することで、電装部品の損傷を良好に抑制することができる車体構造を提供する。【解決手段】車体構造１０は、車両１２のフロントコンパートメント１４内で車体１５の左右の間を連結し、且つ電装部品２６が固定されるクロスビーム２０を備える。クロスビーム２０には、荷重を受けることにより破損したクロスビーム２０の脱落を防止する脱落防止部材８０が設けられる。脱落防止部材８０は、車体１５とクロスビーム２０の間、又はクロスビーム２０の延在方向上の所定位置に取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、車体の左右のサイドフレーム間を連結する車体構造に関する。

電気自動車等の車両は、車両の前方部のフロントコンパートメントにモータ、インバータ等の電装部品を収容している。例えば、特許文献１に示すように、フロントコンパートメントには、車体の左右（幅方向両側）に前後方向に延在する一対のサイドフレームが設けられると共に、車幅方向に延在して一対のサイドフレームを架橋するクロスビームが設けられる。そして、モータはクロスビームに懸架（固定）される一方で、インバータはクロスビーム上に固定される。

特開２０１９−５１８８７号公報

ところで、上記のように電装部品が固定されたクロスビームを有する車体構造は、車両の前側から衝突等の荷重を受けることでクロスビームが破損し、この破損箇所のクロスビームが脱落するおそれがある。このようにクロスビームの破損箇所が落下すると、クロスビームを含む車載部品に電装部品が挟まれて、電装部品が損傷する可能性が高まる。

本発明は、上記の車体構造の技術に関連するものであり、簡単な構成によって、荷重を受けた際のクロスビームの落下を防止することで、電装部品の損傷を良好に抑制することができる車体構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一態様は、車両のフロントコンパートメント内で車体の左右の間を連結するクロスビームを備え、前記クロスビームは前記車体に固定部を介して連結され、前記クロスビームに電装部品が固定されている車体構造であって、前記クロスビームの破損時に前記クロスビームの脱落を防止する脱落防止部材を備え、前記脱落防止部材は、前記車体と前記クロスビームの間、又は前記クロスビームの延在方向上の所定位置に取り付けられている。

上記の車体構造は、簡単な構成によって、荷重を受けた際のクロスビームの落下を防止することで、電装部品の損傷を良好に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車体構造を後側から見た斜視図である。 クロスビーム及び脱落防止部材を示す平面断面図である。 図３Ａは、車体構造がフルラップの荷重を受けた際の作用を示す平面図である。図３Ｂは、車体構造が車幅方向中央部に荷重を受けた際の作用を示す平面図である。図３Ｃは、車体構造が車幅方向端部寄りに荷重を受けた際の作用を示す平面図である。 図４Ａは、第１変形例に係る脱落防止部材を示す平面図である。図４Ｂは、図４Ａの脱落防止部材においてクロスビームが移動した場合を示す平面図である。 第２変形例に係る脱落防止部材を示す平面図である。 図６Ａは、第３変形例に係る脱落防止部材を示す平面図である。図６Ｂは、第４変形例に係る脱落防止部材を示す断面図である。図６Ｃは、第５変形例に係る脱落防止部材を示す断面図である。 図７Ａは、第６変形例に係る脱落防止部材を示す平面図である。図７Ｂは、第７変形例に係る脱落防止部材を示す断面図である。 第８変形例に係る脱落防止部材を示す平面図である。

以下、本発明について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係る車体構造１０は、図１に示すように、電気自動車の車両１２において、ダッシュボードよりも前方に設けられるフロントコンパートメント１４内の骨格部分を構成するものである。フロントコンパートメント１４内の車体構造１０は、車両１２の左右（車幅方向両側）の右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌと、これら右サイドフレーム１６Ｒと左サイドフレーム１６Ｌの間を連結するクロスビーム２０とを備える。

フロントコンパートメント１４内には、車両１２の走行用のモータ２２、及びモータ２２への電力供給を中継する高電圧部２４等の電装部品２６が収容される。モータ２２は、クロスビーム２０の下部（車高方向下側）において当該クロスビーム２０に懸架される。高電圧部２４は、クロスビーム２０の上部（車高方向上側）に固定される。なお、クロスビーム２０に固定される高電圧部２４以外の電装部品２６としては、インバータ２８、ヒータ３０ａ及びコンプレッサ３０ｂを有する空調装置３０等があげられる。

なお、本発明に係る車体構造１０は、電気自動車への適用に限定されるものではない。車体構造１０は、エンジン（不図示）とモータ２２を備えるハイブリッド式の自動車、燃料電池自動車等のように、フロントコンパートメント１４内に電装部品２６が収容される種々の車両１２に適用することができる。

車体１５を構成する右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌは、高張力鋼材（ハイテン材）等の金属材料からなる高強度部材であり、例えば、角筒状に形成されて前後方向（車長方向）に延在している。右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌは、フロントコンパートメント１４（ダッシュボード）よりも後方に延在して、車両１２の幅方向両側の主な骨格を構成している。

フロントコンパートメント１４内において、右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌは、タイヤ（不図示）に連結される車軸よりも上方を延在している。また図示は省略するが、右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌは、クロスビーム２０よりも前方において、車長方向前側且つ車幅方向内側に徐々に傾斜し、車体１５の前方部で車幅方向に延在するバンパ用フレーム（バンパビーム）に連結されている。

クロスビーム２０は、右ブラケット３２Ｒを介して右サイドフレーム１６Ｒに連結されている。同様に、クロスビーム２０は、左ブラケット３２Ｌを介して左サイドフレーム１６Ｌに連結されている。以下、右ブラケット３２Ｒ及び左ブラケット３２Ｌをまとめてブラケット３２という場合もある。

右ブラケット３２Ｒは、平面視で、車幅方向に短い一方で、車長方向に長い略長方形状に形成されている。右ブラケット３２Ｒの右側は、複数（本実施形態では２つ）のフレーム用ボルト３４によって右サイドフレーム１６Ｒの上面に締結される。右ブラケット３２Ｒの左側は、複数（本実施形態では２つ）のビーム用ボルト３６によってクロスビーム２０の上面に締結される。右ブラケット３２Ｒの各ボルト３４、３６の締結位置周辺は、車幅方向に突出する山形に形成されている。

右ブラケット３２Ｒは、２つのフレーム用ボルト３４の締結位置と、２つのビーム用ボルト３６の締結位置との間に段差部３８を有し、内側（左側）のクロスビーム２０の保持位置を高くしている。また、右ブラケット３２Ｒにおいて、２つのフレーム用ボルト３４と２つのビーム用ボルト３６の締結位置は、車長方向にずれた位置にある。具体的には、２本のフレーム用ボルト３４は、車長方向略中央部と車長方向前寄りとに位置する一方で、２本のビーム用ボルト３６は、車長方向後寄りと車長方向略中央とに位置する。

左ブラケット３２Ｌは、平面視で、右ブラケット３２Ｒよりも車長方向に短い略長方形状に形成されている。左ブラケット３２Ｌの左側は、複数（本実施形態では２つ）のフレーム用ボルト３４によって左サイドフレーム１６Ｌの上面に締結される。左ブラケット３２Ｌの右側は、複数（本実施形態では２つ）のビーム用ボルト３６によってクロスビーム２０の上面に締結される。左ブラケット３２Ｌの各ボルト３４、３６の締結位置周辺は、車幅方向に突出する山形に形成されている。

左ブラケット３２Ｌも、２つのフレーム用ボルト３４の締結位置と、２つのビーム用ボルト３６の締結位置との間に段差部３８を有し、内側（右側）のクロスビーム２０の保持位置を高くしている。また、左ブラケット３２Ｌにおいて、２つのフレーム用ボルト３４と２つのビーム用ボルト３６の締結位置は、車長方向に略揃っている。

クロスビーム２０は、右サイドフレーム１６Ｒと左サイドフレーム１６Ｌの間を車幅方向に長く延在する一方で、車長方向に短い幅に形成された略長方形状に形成されている。また、クロスビーム２０は、上記したようにモータ２２を懸架しつつ、高電圧部２４等の電装部品２６を保持可能な剛性を有するように、車高方向に適度な厚みを持つように構成される。

クロスビーム２０は、車体１５の軽量化を図るためにアルミニウム、又はアルミニウム合金等の金属材料を適用し、金属材料を射出成形することにより製造（鋳造）された成形品である。なお、クロスビーム２０を構成する材料は、アルミ以外の金属でもよく、また樹脂やセラミック等で構成してもよい。

図１及び図２に示すように、クロスビーム２０の右側の端部は、右ブラケット３２Ｒに接続するための右接続部４０を有する。右接続部４０は、２つのビーム用ボルト３６に対応して２つの雌ネジ孔４２を有し、２つの雌ネジ孔４２は、クロスビーム２０の右接続部４０において車長方向に延在する縁部４４に設けられている。右接続部４０の肉厚は、クロスビーム２０の車幅方向中央部の肉厚よりも厚くなっている。

また、右接続部４０の縁部４４において雌ネジ孔４２の近傍位置（且つ後記の懸架部５０よりも外側）には、クロスビーム２０の強度を高めるためのリブ４６が設けられている。例えば、リブ４６は、クロスビーム２０の前方の縁部４４を車幅方向に延在する前側リブ４６ａと、クロスビーム２０の後方の縁部４４を車幅方向に延在する後側リブ４６ｂとを含む。

同様に、クロスビーム２０の左側の端部は、左ブラケット３２Ｌに連結される左接続部４８を有する。左接続部４８も、２つのビーム用ボルト３６に対応して２つの雌ネジ孔４２を有し、２つの雌ネジ孔４２は、クロスビーム２０の左接続部４８において車長方向に延在する縁部４４に設けられている。左接続部４８の肉厚は、クロスビーム２０の車幅方向中央部の肉厚よりも厚くなっている。

クロスビーム２０は、右接続部４０及び左接続部４８よりも内側に、モータ２２を懸架するための一対の懸架部５０を有する。一対の懸架部５０は、クロスビーム２０の幅方向中央部において平坦状に形成されている中央平坦部５２に対し、車高方向下側に向かって若干窪む配置用溝５０ａを有し、この配置用溝５０ａには取付部材５４が配置される。

取付部材５４は、平面視で略正方形状に形成され、その四隅の各々が取付ネジ５５によりクロスビーム２０にネジ止めされている。また、モータ２２のモータ用筐体５６は、取付部材５４及びクロスビーム２０に形成された取付用孔５４ａを通して下方に突出したモータ用ボルト５８に螺合される。モータ２２は、この一対の懸架部５０（取付部材５４、モータ用ボルト５８）によってクロスビーム２０に強固に固定される。

モータ２２は、回転駆動するモータ本体２２ａの後方部にインバータ２８を積層して構成される。すなわち、モータ用筐体５６は、モータ本体２２ａ及びインバータ２８の両方を収容可能な形状（車長方向に沿って見た側面視で略三角形状）に形成されている。インバータ２８は、高電圧部２４から出力される直流電力を交流電力に変換し、またモータ２２に併設されるモータジェネレータが出力する交流電力を直流電力に変換する。なお、車両１２は、モータ２２の隣接位置にインバータ２８を備えた構成に限定されず、例えば、高電圧部２４の内部にインバータ２８を備えた構成でもよい。

このように構成されたクロスビーム２０は、高電圧部２４を固定するための領域（以下、高電圧部配置領域６０という）を、車幅方向中央部と車幅方向左側の間に備える。クロスビーム２０の高電圧部配置領域６０には、クロスビーム２０の側辺から車長方向に突出する１以上の突出部６２が設けられている。以下、クロスビーム２０の前側辺から車長方向前側に突出する突出部６２を前側突出部６２Ｆといい、クロスビーム２０の後側辺から車長方向後側に突出する突出部６２を後側突出部６２Ｂという。

クロスビーム２０の前側辺には前側突出部６２Ｆが一対設けられ、クロスビーム２０の後側辺には後側突出部６２Ｂが一対設けられる。各前側突出部６２Ｆ及び各後側突出部６２Ｂの上面には、高電圧部２４を固定するための高電圧部用ネジ孔６４が設けられている。

高電圧部２４は、チャージャ、ＤＣ−ＤＣコンバータ及びジャンクションボックスを内部に有する電装部品２６である。高電圧部２４は、直方形状の高電圧部用筐体６６を有すると共に、この高電圧部用筐体６６の四隅には高電圧部２４をクロスビーム２０に固定するための固定用脚部６８が設けられている。

高電圧部用筐体６６の前方部に設けられる一対の固定用脚部６８は、車長方向前側に短く突出する前側フランジ６８ａを下端部に有する。一対の前側フランジ６８ａは、クロスビーム２０と高電圧部２４の取付状態で、一対の前側突出部６２Ｆに重なり、上方からフランジ孔（不図示）に挿入された高電圧部用ボルト７０（図１参照）が高電圧部用ネジ孔６４に螺合されることでクロスビーム２０に固定される。同様に、高電圧部用筐体６６の後方部に設けられる一対の固定用脚部６８は、車長方向後側に短く突出する後側フランジ６８ｂを下端部に有する。一対の後側フランジ６８ｂは、クロスビーム２０と高電圧部２４の取付状態で、一対の後側突出部６２Ｂに重なり、上方からフランジ孔（不図示）に挿入された高電圧部用ボルト７０（図１参照）が高電圧部用ネジ孔６４に螺合されることでクロスビーム２０に固定される。

各固定用脚部６８がクロスビーム２０に固定された状態で、高電圧部用筐体６６の前面は、クロスビーム２０の前側辺よりも前方に突出するが、一対の前側突出部６２Ｆの前端よりも後方に配置される。また、高電圧部用筐体６６の後面は、クロスビーム２０の後側辺よりも後方に突出するが、一対の後側突出部６２Ｂの後端よりも前方に配置される。すなわち、高電圧部配置領域６０において、車長方向前側及び車長方向後側に最も突出しているのは、クロスビーム２０（一対の前側突出部６２Ｆ、一対の後側突出部６２Ｂ）となっている。

高電圧部用筐体６６は、ケーブル７６を接続するための複数のコネクタ７８（第１コネクタ７８ａ、第２コネクタ７８ｂ）を後面に有する。第１コネクタ７８ａには、図示しないコンバータを介して車両１２のバッテリに繋がるケーブル７６である一対のバッテリケーブル７６ａが接続される。第２コネクタ７８ｂには、モータ２２に繋がるケーブル７６である一対のモータケーブル７６ｂが接続される。

各バッテリケーブル７６ａ及び各モータケーブル７６ｂは、直流電力が通電するＤＣ線である。また、各バッテリケーブル７６ａ及び各モータケーブル７６ｂは、コネクタ７８から車高方向下側に向かって延在する。そして、各バッテリケーブル７６ａ及び各モータケーブル７６ｂは、一対の後側突出部６２Ｂの間、換言すればクロスビーム２０（一対の後側突出部６２Ｂ）の後端よりも内側（前側）を通るように配置される。各バッテリケーブル７６ａは、一対の後側突出部６２Ｂの間を通ったクロスビーム２０よりも車高方向下側において後方に向かうように延在する。また、各モータケーブル７６ｂは、一対の後側突出部６２Ｂの間を通ったクロスビーム２０よりも車高方向下側において右方に向かうように延在して、モータ用筐体５６のアダプタ５６ａに挿入されている。

また、クロスビーム２０の上面には、車幅方向中央部から車幅方向右側の領域に空調装置３０のヒータ３０ａ等が固定される。さらに、クロスビーム２０の下部には、車幅方向右側の下方に空調装置３０のコンプレッサ３０ｂが懸架される。ヒータ３０ａ及びコンプレッサ３０ｂには、図示しない電源ケーブルがそれぞれ接続されている。電源ケーブルは、クロスビーム２０の上面や一対の後側突出部６２Ｂの間を適宜通るように設けられる。

ここで、フロントコンパートメント１４に設置されたクロスビーム２０は、衝突等により車両１２の車長方向前側から後方に向かって荷重がかかることで、破損が生じる可能性がある。例えば図３Ａに示すように、車長方向前側からフルラップの荷重を受けた場合に、クロスビーム２０は、右接続部４０の右ブラケット３２Ｒとの締結箇所の左側近傍位置、及び左接続部４８の左ブラケット３２Ｌとの締結箇所の右側近傍位置が破損するおそれがある。この際、クロスビーム２０は、車長方向の荷重に伴って車長方向に延在する亀裂が形成され易い。

また図３Ｂに示すように、車長方向前側から車幅方向中央部に荷重を受けた場合には、クロスビーム２０は、車幅方向中央部（中央平坦部５２）に、車長方向に延在する亀裂が形成され易い。さらに図３Ｃに示すように、車長方向前側から車幅方向端部寄り（右側寄り）に荷重を受けた場合には、クロスビーム２０は、荷重を受けた箇所と車幅方向反対側のブラケット３２との締結箇所において、車長方向に延在する亀裂が形成され易い。

クロスビーム２０は、破損に伴って分離すると、その破損箇所が元の車高位置から下方に落下する。特に、クロスビーム２０には、複数種類の電装部品２６が固定されており、また電装部品２６の各々にはケーブル７６が接続されている。クロスビーム２０の落下に伴って、電装部品２６やケーブル７６は、クロスビーム２０を含む車載部品に挟まれて損傷する可能性が高まる。

このため図２に示すように、車体構造１０は、クロスビーム２０に生じる破損を想定した破損想定線ＢＬに対し、クロスビーム２０の落下を防止する脱落防止部材８０を備える。クロスビーム２０の破損想定線ＢＬは、クロスビーム２０（又は車両１２）に対して荷重をかける実験やシミュレーション等を行うことにより推定することが可能である。

本実施形態に係る脱落防止部材８０は、上記した３つの破損想定線ＢＬに対応して、クロスビーム２０の右接続部４０、左接続部４８及び中央平坦部５２の各々に設けられている。以下では、右接続部４０に設けられるものを右脱落防止部材８０Ｒともいい、左接続部４８に設けられるものを左脱落防止部材８０Ｌともいい、中央平坦部５２に設けられるものを中央脱落防止部材８０Ｃｅともいう。脱落防止部材８０は、クロスビーム２０の破損想定線ＢＬが１つであれば、１つ設けられるだけでよい。従って、車体構造１０はクロスビーム２０に少なくとも１つの脱落防止部材８０を備えていればよい。

脱落防止部材８０は、クロスビーム２０及びブラケット３２に対して別体に構成され、平面視で、車幅方向に長く延在する一方で、車長方向に短い平板に形成されている。なお、脱落防止部材８０は、ブラケット３２に対して一体成形されていてもよい。

図２中の脱落防止部材８０は、車幅方向両端部が円弧状を呈する扁平な楕円状に形成されている。脱落防止部材８０の平面形状は、特に限定されず、長方形状等に形成されてもよい。また、脱落防止部材８０は、上記した車長方向に延在する破損想定線ＢＬに対応して、破損想定線ＢＬに直交する方向（車幅方向：クロスビーム２０の延在方向）に延在するように取り付けられる。例えば、破損想定線ＢＬがクロスビーム２０の延在方向に対して斜めに想定される場合は、これに対応して脱落防止部材８０を斜めに取り付けてもよい。また、破損想定線ＢＬに直交する方向に延在していればよいので、破損想定線ＢＬに対し脱落防止部材８０を斜めに取り付けてもよい。

脱落防止部材８０を構成する材料は、適宜の剛性及び柔軟性を有していればよく、金属材料及び樹脂材料のいずれを採用してもよい。例えば、脱落防止部材８０は、クロスビーム２０よりも硬質に構成されることで、クロスビーム２０が破損しても、脱落防止部材８０自体を破損しないように構成することができる。或いは、脱落防止部材８０は、クロスビーム２０よりも伸縮し易く構成されることで、荷重を受けた際に延伸させることが可能となり、この場合でもクロスビーム２０の落下を防ぐことができる。

脱落防止部材８０の延在方向両端部には、車体１５の左右（本実施形態では右ブラケット３２Ｒ、左ブラケット３２Ｌ）又はクロスビーム２０自体に、当該脱落防止部材８０を固定するための固定部が設けられている。脱落防止部材８０を固定する手段は、特に限定されず、ネジ止め、溶接、接着、一体成形（インサート成形）等の種々の方法を採用してよい。

具体的には、右脱落防止部材８０Ｒは、クロスビーム２０の上面を車幅方向に沿って延在し、車幅方向右側がクロスビーム２０の縁部４４と略同じ位置に達していることで、クロスビーム２０の上面と右ブラケット３２Ｒの下面との間に挟まれる。なお、右脱落防止部材８０Ｒは、クロスビーム２０の縁部４４よりも外側（右側）に突出してもよく、クロスビーム２０の縁部４４よりも内側（左側）に収まっていてもよい。

右脱落防止部材８０Ｒは、右ブラケット３２Ｒとクロスビーム２０を固定する２つのビーム用ボルト３６の中間位置に配置されている。右脱落防止部材８０Ｒの車幅方向右側の端部は、右ブラケット３２Ｒに固定される一方で、クロスビーム２０には固定されない車体用固定部８２ａを構成している。車体用固定部８２ａは、例えば、予め形成された右ブラケット３２Ｒに対してインサート成形が施される、又は溶接がなされることにより、右ブラケット３２Ｒの下面と一体化した固着部８２ａ１（図６Ｂ参照）を有している。

一方、右脱落防止部材８０Ｒにおいて右ブラケット３２Ｒから露出した部分は、クロスビーム２０の右側の破損想定線ＢＬ（切断線）を跨ぐと共に、左方に向かって短く延在している。右脱落防止部材８０Ｒの車幅方向左側の端部は、クロスビーム２０に固定されるクロスビーム用固定部８２ｂとなっている。クロスビーム用固定部８２ｂは、右脱落防止部材８０Ｒを板厚方向に貫通する丸孔８２ｂ１を有し、締結ボルト８４が丸孔８２ｂ１を通してクロスビーム２０に螺合されることで、クロスビーム２０にネジ止めされる。

なお、車体用固定部８２ａと車体１５（ブラケット３２）との固定手段、及びクロスビーム用固定部８２ｂとクロスビーム２０との固定手段は、任意に選択してよい。例えば、車体用固定部８２ａがネジ止めであってもよく、クロスビーム用固定部８２ｂが溶接や一体成形であってもよい。車体用固定部８２ａとクロスビーム用固定部８２ｂは同じ固定手段であってもよいことは勿論である。

左脱落防止部材８０Ｌは、右脱落防止部材８０Ｒと同様に、クロスビーム２０の上面を車幅方向に沿って延在し、車幅方向左側がクロスビーム２０の縁部４４と略同じ位置に達していることで、クロスビーム２０の上面と左ブラケット３２Ｌの下面との間に挟まれる。なお、左脱落防止部材８０Ｌは、クロスビーム２０の縁部４４よりも外側（左側）に突出してもよく、クロスビーム２０の縁部４４よりも内側（右側）に収まっていてもよい。

左脱落防止部材８０Ｌは、左ブラケット３２Ｌとクロスビーム２０を固定する２つのビーム用ボルト３６の中間位置に配置されている。左脱落防止部材８０Ｌの車幅方向左側の端部は、左ブラケット３２Ｌに固定される一方で、クロスビーム２０には固定されない車体用固定部８２ａを構成している。

左脱落防止部材８０Ｌにおいて左ブラケット３２Ｌから露出した部分は、クロスビーム２０の左側の破損想定線ＢＬ（切断線）を跨ぐと共に、右方に向かって短く延在している。本実施形態において、右脱落防止部材８０Ｒの延在長さと、左脱落防止部材８０Ｌの延在長さとは相互に異なっている。左脱落防止部材８０Ｌの車幅方向右側の端部は、クロスビーム２０に固定されるクロスビーム用固定部８２ｂを構成している。

中央脱落防止部材８０Ｃｅは、クロスビーム２０の車幅方向中央部において破損想定線ＢＬを跨ぐように設けられる。また、中央脱落防止部材８０Ｃｅは、クロスビーム２０の長手方向（車幅方向）と直交する短手方向（車長方向）の中間に配置されている。

中央脱落防止部材８０Ｃｅの車幅方向両端部は、クロスビーム２０に各々固定されるクロスビーム用固定部８２ｂとなっている。中央脱落防止部材８０Ｃｅにおいて一対のクロスビーム用固定部８２ｂの間は、クロスビーム２０に対し非固定の胴部８６となっている。

なお、脱落防止部材８０は、上記構成に限定されず、種々の変形例を適用し得る。以下、変形例に係る脱落防止部材８０について、図４Ａ〜図８を参照して説明していく。

図４Ａに示す第１変形例に係る脱落防止部材８０Ａは、クロスビーム２０の右接続部４０と右ブラケット３２Ｒの間に設けられる右脱落防止部材８０ＲＡである。この右脱落防止部材８０ＲＡは、上記した車体用固定部８２ａを右側の端部に有する一方で、丸孔８２ｂ１に代えて長孔８８ａを有するクロスビーム用固定部８８を左側の端部に有する。長孔８８ａは、右脱落防止部材８０ＲＡの板厚方向に貫通形成され、また車幅方向に沿って延在している。締結ボルト８４は、このクロスビーム用固定部８８の長孔８８ａを挿通してクロスビーム２０に螺合される。

クロスビーム用固定部８８の長孔８８ａは、車体１５（右ブラケット３２Ｒ）に対するクロスビーム２０の相対的な位置ずれを許容する移動許容機構９０を構成する。すなわち図４Ｂに示すように、車両１２の衝突により前側から荷重がかかった場合に、移動許容機構９０は、長孔８８ａに沿ってクロスビーム２０の移動（車幅方向及び車長方向への変位）を許容する。これにより、クロスビーム２０が右脱落防止部材８０ＲＡの設置を避けるように破損することを抑制することができる。換言すれば、移動許容機構９０（長孔８８ａ）は、脱落防止部材８０Ａを通るようにクロスビーム２０の破損を誘導することができ、結果的にクロスビーム２０の脱落をより良好に防ぐことが可能となる。

なお、右脱落防止部材８０ＲＡの車体用固定部８２ａがネジ止めにより右ブラケット３２Ｒに固定される場合には、車体用固定部８２ａに長孔８８ａ（移動許容機構９０）が設けられてもよい。また、移動許容機構９０は、右脱落防止部材８０ＲＡへの適用に限定されず、図示及び説明は省略するが左脱落防止部材８０Ｌに適用し得ることは勿論である。

図５に示す第２変形例に係る脱落防止部材８０Ｂは、クロスビーム２０の中央部に設けられる中央脱落防止部材８０ＣｅＢである。この中央脱落防止部材８０ＣｅＢは、上記した丸孔８２ｂ１を有するクロスビーム用固定部８８を右側の端部に備える一方で、長孔８８ａを有するクロスビーム用固定部８８を左側の端部に備える。長孔８８ａは、中央脱落防止部材８０ＣｅＢの板厚方向に貫通形成され、また車幅方向に沿って延在している移動許容機構９０を構成する。締結ボルト８４は、このクロスビーム用固定部８８の長孔８８ａを挿通してクロスビーム２０に螺合される。

すなわち、中央脱落防止部材８０ＣｅＢも、クロスビーム２０の車幅方向中央部においてクロスビーム２０の相対的な位置ずれを許容する移動許容機構９０を備える。なお、中央脱落防止部材８０ＣｅＢは、右側の端部に長孔８８ａを有するクロスビーム用固定部８８を備える一方で、左側の端部に丸孔８２ｂ１を有するクロスビーム用固定部８２ｂを備える構成でもよい。或いは、中央脱落防止部材８０ＣｅＢは、両端に長孔８８ａ（移動許容機構９０）を備える構成でもよい。

図６Ａに示す第３変形例に係る右脱落防止部材８０ＲＣ（脱落防止部材８０Ｃ）は、平面視で、延在方向（車幅方向）の中間位置の胴部８６に、曲部９２からなる移動許容機構９０を有する。具体的には、曲部９２は、車体用固定部８２ａ及びクロスビーム用固定部８２ｂに対して車長方向前側に突出した平面凸部９２ａとなっている。平面凸部９２ａ（曲部９２）は、車体用固定部８２ａとクロスビーム用固定部８２ｂの間の直線距離に対して、右脱落防止部材８０ＲＣの胴部８６を長くする。このため、平面凸部９２ａを有する右脱落防止部材８０ＲＣは、クロスビーム２０の移動を許容して、右脱落防止部材８０ＲＣを通るようにクロスビーム２０の破損を誘導することができる。

図６Ｂに示す第４変形例に係る右脱落防止部材８０ＲＤ（脱落防止部材８０Ｄ）は、車幅方向に沿った断面視で、延在方向（車幅方向）の中間位置の胴部８６に、車高方向に屈曲した車高凸部９２ｂ（曲部９２）を有する。この車高凸部９２ｂも、車体用固定部８２ａとクロスビーム用固定部８２ｂの間の直線距離に対して、右脱落防止部材８０ＲＤの胴部８６を長くする。このため、車高凸部９２ｂを有する右脱落防止部材８０ＲＤは、特にクロスビーム２０の車高方向又は車幅方向の移動を許容して、右脱落防止部材８０ＲＤを通るようにクロスビーム２０の破損を誘導することができる。

図６Ｃに示す第５変形例に係る右脱落防止部材８０ＲＥ（脱落防止部材８０Ｅ）は、車幅方向に沿った断面視で、車高方向に屈曲したクランク部９２ｃ（曲部９２）を右ブラケット３２Ｒの近傍位置に有する。また右脱落防止部材８０ＲＥの右側の車体用固定部８２ａは、右ブラケット３２Ｒの上面に固定されている。このように構成されたクランク部９２ｃも、車体用固定部８２ａとクロスビーム用固定部８２ｂの間の直線距離に対して、右脱落防止部材８０ＲＥの胴部８６を長くする。このため、クランク部９２ｃを有する右脱落防止部材８０ＲＥも、特にクロスビーム２０の車高方向又は車幅方向の移動を許容して、右脱落防止部材８０ＲＥを通るようにクロスビーム２０の破損を誘導することができる。

なお、第３〜第５変形例に係る曲部９２（移動許容機構９０）も、右脱落防止部材８０ＲＣ〜８０ＲＥへの適用に限定されず、図示及び説明は省略するが左脱落防止部材８０Ｌに適用し得ることは勿論である。

図７Ａに示す第６変形例に係る中央脱落防止部材８０ＣｅＦ（脱落防止部材８０Ｆ）は、第３変形例と同様に、平面視で、延在方向（車幅方向）の中間位置の胴部８６に車長方向に屈曲した平面凸部９２ａ（曲部９２）を有する。平面凸部９２ａは、一対のクロスビーム用固定部８２ｂの間の直線距離に対して、中央脱落防止部材８０ＣｅＦの胴部８６を長くする。このため、平面凸部９２ａを有する中央脱落防止部材８０ＣｅＦも、クロスビーム２０の移動を許容して、中央脱落防止部材８０ＣｅＦを通るようにクロスビーム２０の破損を誘導することができる。

図７Ｂに示す第７変形例に係る中央脱落防止部材８０ＣｅＧ（脱落防止部材８０Ｇ）は、第４変形例と同様に、車幅方向に沿った断面視で、延在方向（車幅方向）の中間位置の胴部８６に、車高方向に屈曲した車高凸部９２ｂ（曲部９２）を有する。この車高凸部９２ｂも、一対のクロスビーム用固定部８２ｂの間の直線距離に対して、中央脱落防止部材８０ＣｅＧの胴部８６を長くする。このため、車高凸部９２ｂを有する中央脱落防止部材８０ＣｅＧも、中央脱落防止部材８０ＣｅＧを通るようにクロスビーム２０の破損を誘導することができる。

本実施形態に係る車体構造１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下その動作について説明する。

車両１２のフロントコンパートメント１４に設けられる車体構造１０は、前方から衝突等の大きな荷重を受けた際に、フロントコンパートメント１４が押し潰れることで搭乗者を保護する。この際、クロスビーム２０は、クロスビーム２０よりも前方及び後方の車載部品（ラジエータ、ダッシュボード）によって車長方向に荷重がかかる。

上記したように、クロスビーム２０は、一対の前側突出部６２Ｆ及び一対の後側突出部６２Ｂを有することで、クロスビーム２０上に固定された高電圧部２４に荷重が直接かかることを抑制する。さらに電装部品２６は、車載部品に直接挟まれて破損する機会が低減される。特に、車体構造１０は、一対の後側突出部６２Ｂの間を通るようにケーブル７６を配線しているため、一対の後側突出部６２Ｂがクロスビーム２０よりも後方の車載部品に当った場合に、ケーブル７６の損傷を一層抑制することができる。

そして、クロスビーム２０は、大きな荷重によって、図３Ａ〜図３Ｃに示すように右ブラケット３２Ｒに締結される右接続部４０、左ブラケット３２Ｌに締結される左接続部４８、又は中央平坦部５２のいずれかが、略車長方向に沿って破損することがある。

クロスビーム２０は、破損想定線ＢＬを跨ぐように脱落防止部材８０が設置されている。脱落防止部材８０は、クロスビーム２０が破損してもクロスビーム２０の破損箇所の端部同士を保持し、クロスビーム２０の落下を良好に防止することができる。これにより、クロスビーム２０に固定される電装部品２６（ケーブル７６を含む）は、クロスビーム２０を含む車載部品に挟み込まれることが抑制され、損傷を良好に回避することができる。

また、図４Ａ〜図７Ｂに示すように移動許容機構９０を有する脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇであれば、荷重がかかった際にクロスビーム２０の移動を許容する。これにより、移動許容機構９０は、脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇの設置箇所を跨ぐようにクロスビーム２０の破損を誘導することができる。その結果、脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇは、クロスビーム２０の脱落を一層良好に防止することが可能となる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、発明の要旨に沿って種々の改変が可能である。例えば、本実施形態において車体構造１０は、車体１５の右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌに対して、ブラケット３２を介してクロスビーム２０を連結する構成とした。しかしながら、車体構造１０は、ブラケット３２を介さずに右サイドフレーム１６Ｒ及び左サイドフレーム１６Ｌ（車体１５）にクロスビーム２０を直接連結する構成でもよい。

クロスビーム２０は、荷重を受けた際に破損し易い箇所（例えば、薄肉の部位）を予め有するように構成され、この破損し易い箇所を跨ぐように脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｇを設置した構成でもよい。

図８に示す第８変形例のように、右脱落防止部材８０ＲＨ（脱落防止部材８０Ｈ）は、クロスビーム２０をワイヤ９５等で吊った吊架部材９４により構成されてもよい。例えば、図８における吊架部材９４は、右ブラケット３２Ｒに１つの車体用固定部９４ａを有し、この車体用固定部９４ａを基点に２本のワイヤ９５を車幅方向に傾斜させて延在させている。そして吊架部材９４は、各ワイヤ９５の端部の各々にクロスビーム２０と連結するクロスビーム用固定部９４ｂを有する。車体用固定部９４ａ及びクロスビーム用固定部９４ｂは、図示しないネジ及びネジ止め用金具等によって構成される。なお、吊架部材９４の構造は、特に限定されず、クロスビーム２０の破損想定線ＢＬを跨ぐように適宜張られればよい。

上記の実施形態から把握し得る技術的思想及び効果について、以下に記載する。

本発明の一態様は、車両１２のフロントコンパートメント１４内で車体１５の左右の間を連結するクロスビーム２０を備え、クロスビーム２０は車体１５に固定部（ブラケット３２等）を介して連結され、クロスビーム２０に電装部品２６が固定されている車体構造１０であって、クロスビーム２０の破損時にクロスビーム２０の脱落を防止する脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｈを備え、脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｈは、車体１５とクロスビーム２０の間、又はクロスビーム２０の延在方向上の所定位置に取り付けられている。

上記の車体構造１０は、車体１５とクロスビーム２０の間、又はクロスビーム２０の延在方向上の所定位置に脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｈを備えているので、荷重を受けることにより破損したクロスビーム２０の脱落を良好に防止することができる。これにより、車体構造１０は、クロスビーム２０に固定した電装部品２６がクロスビーム２０を含む車載部品等に挟まれて損傷することを抑制することが可能となる。

また、クロスビーム２０は、荷重を受けた際に破損が想定される破損想定線ＢＬを有し、脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｈは、破損想定線ＢＬを跨ぐように取り付けられる。これにより、車体構造１０は、破損したクロスビーム２０の端部同士を脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｈによって良好に支持することができる。

また、脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇは、クロスビーム２０と車体１５の相対的な位置ずれを許容する移動許容機構９０を有する。これにより、車体構造１０は、脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇの設置箇所で剛性が高まることにより脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇから外れた箇所においてクロスビーム２０が破損することを抑制することができる。そのため脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇは、クロスビーム２０の破損を脱落防止部材８０Ａ〜８０Ｇの設置箇所に誘導することができる。

また、移動許容機構９０は、脱落防止部材８０Ａ、８０Ｂが車体１５に固定される車体用固定部８２ａ、又は脱落防止部材８０Ａ、８０Ｂがクロスビーム２０に固定されるクロスビーム用固定部８８に設けられる長孔８８ａと、長孔８８ａに挿入されて脱落防止部材８０Ａ、８０Ｂを締結するボルト（締結ボルト８４）とを含む。これにより、移動許容機構９０は、長孔８８ａに沿ってクロスビーム２０を移動可能とするので、脱落防止部材８０Ａ、８０Ｂの設置箇所においてクロスビーム２０の破損に伴う脱落を良好に防ぐことができる。

また、移動許容機構９０は、脱落防止部材８０Ｃ〜８０Ｇの延在方向上で当該脱落防止部材８０自体を曲げた曲部９２である。これにより、曲部９２は、衝突の際の荷重による脱落防止部材８０の固定部間の相対移動を許容することが可能となる。よって、クロスビーム２０の破損を脱落防止部材８０Ｃ〜８０Ｇの設置箇所に良好に誘導することができる。

また、クロスビーム２０は、電装部品２６よりも車長方向前側及び車長方向後側に突出している。これにより、車体構造１０は、車両１２が荷重を受けてフロントコンパートメント１４が潰れた場合でも、車載部品により電装部品２６が直接挟まれて破損することを抑制することができる。

また、クロスビーム２０は、車長方向前側及び車長方向後側の各々に突出し、電装部品２６が取り付けられる突出部６２を有する。これにより、車体構造１０は、荷重を受けた際の電装部品２６の破損を防止しつつ、クロスビーム２０の重量増加を最小限に抑えることができる。

また、突出部６２は、前記車長方向前側及び前記車長方向後側の少なくとも一方に複数形成され、複数の突出部６２の間に、電装部品２６に接続されるケーブル７６が配置される。これにより、車体構造１０は、荷重を受けてフロントコンパートメント１４が潰れた場合でも、車載部品によりケーブル７６が直接挟まれることによる破損を抑制することができる。

また、クロスビーム２０は、ブラケット３２を介して車体１５の左右に接続されており、脱落防止部材８０は、ブラケット３２と一体成形されている。これにより、車体構造１０は、脱落防止部材８０の製造コスト及び車体１５への組付け工数を低減することができる。

また、クロスビーム２０は、ブラケット３２を介して車体１５の左右に接続されており、脱落防止部材８０は、ブラケット３２と別体に構成され当該ブラケット３２とクロスビーム２０間を連結している。これにより、車体構造１０は、形状及び組付け位置への自由度が高くなり、また脱落防止部材８０の単体の製造コストを低減することができる。

また、クロスビーム２０は、アルミニウムを鋳造した成形品である。このようにアルミニウムにより破損が生じ易いクロスビーム２０であっても、車体構造１０は、脱落防止部材８０、８０Ａ〜８０Ｈによってクロスビーム２０の落下を防止することができる。

１０…車体構造 １２…車両
１４…フロントコンパートメント １５…車体
２０…クロスビーム ２６…電装部品
３２…ブラケット ４０…右接続部
４８…左接続部 ５２…中央平坦部
６２…突出部 ７６…ケーブル
８０、８０Ａ〜８０Ｈ…脱落防止部材 ８２ａ、９４ａ…車体用固定部
８２ｂ、８８、９４ｂ…クロスビーム用固定部
８８ａ…長孔 ９０…移動許容機構
９２…曲部 ＢＬ…破損想定線

Claims (11)

1. 車両のフロントコンパートメント内で車体の左右の間を連結するクロスビームを備え、前記クロスビームは前記車体に固定部を介して連結され、前記クロスビームに電装部品が固定されている車体構造であって、
   前記クロスビームの破損時に前記クロスビームの脱落を防止する脱落防止部材を備え、
   前記脱落防止部材は、前記車体と前記クロスビームの間、又は前記クロスビームの延在方向上の所定位置に取り付けられている
   車体構造。
2. 請求項１記載の車体構造において、
   前記クロスビームは、荷重を受けた際に破損が想定される破損想定線を有し、
   前記脱落防止部材は、前記破損想定線を跨ぐように取り付けられる
   車体構造。
3. 請求項１又は２記載の車体構造において、
   前記脱落防止部材は、前記クロスビームと前記車体の相対的な位置ずれを許容する移動許容機構を有する
   車体構造。
4. 請求項３記載の車体構造において、
   前記移動許容機構は、前記脱落防止部材が前記車体に固定される車体用固定部、又は前記脱落防止部材が前記クロスビームに固定されるクロスビーム用固定部に設けられる長孔と、前記長孔に挿入されて前記脱落防止部材を締結するボルトとを含む
   車体構造。
5. 請求項３又は４記載の車体構造において、
   前記移動許容機構は、前記脱落防止部材の延在方向上で当該脱落防止部材自体を曲げた曲部である
   車体構造。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の車体構造において、
   前記クロスビームは、前記電装部品よりも車長方向前側及び車長方向後側に突出している
   車体構造。
7. 請求項６記載の車体構造において、
   前記クロスビームは、前記車長方向前側及び前記車長方向後側の各々に突出し、前記電装部品が取り付けられる突出部を有する
   車体構造。
8. 請求項７記載の車体構造において、
   前記突出部は、前記車長方向前側及び前記車長方向後側の少なくとも一方に複数形成され、
   複数の前記突出部の間に、前記電装部品に接続されるケーブルが配置される
   車体構造。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車体構造において、
   前記クロスビームは、ブラケットを介して前記車体の左右に接続されており、
   前記脱落防止部材は、前記ブラケットと一体成形されている
   車体構造。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車体構造において、
    前記クロスビームは、ブラケットを介して前記車体の左右に接続されており、
    前記脱落防止部材は、前記ブラケットと別体に構成され当該ブラケットと前記クロスビーム間を連結している
    車体構造。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の車体構造において、
    前記クロスビームは、アルミニウムを鋳造した成形品である
    車体構造。

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