JP5810853B2 - アンダーカバーの取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体下部に設けたアンダーカバーの取り付け構造、特に、左右のサイドメンバー間を結ぶ複数のクロスメンバにより支持された枠状フレームの下面を覆うアンダーカバーの取り付け構造に関する。

車両の下面は道路上にある石や縁石等の異物接触から保護する必要があり、車体下面を成すフロアやフレーム部材にアンダーカバーが一体的に取り付け支持される。なお、車体下面に対し前部と後部に２分割された前後アンダーカバーを備え、取扱性や製造性を改善した車両用アンダーカバーの一例が特許文献１に、一体形成され低壁に水抜き孔を設けたアンダーカバーの一例が特許文献２に記載される。

ところで、電気自動車では車両のフロアの直下に複数のバッテリユニットを収容する扁平箱状の電池パック（電池ユニット）が配設される。この電池パックは枠状フレームに載置された上で複数のクロスメンバを介して車体下部の左右サイドメンバーに一体結合されている。
このような電池パックはそれらの直下の道路上にある石や縁石等の異物接触から保護する必要があり、これらを隠す等の目的でアンダーカバーを設けており、その一例が特許文献３に記載される。

特開２０１０−２０８５７８号公報 特許第３８５３１０９号公報 特開２００９−８３６０１号公報

ところで、電池パックを支持する枠状フレームの下面にアンダーカバーを締結した場合、従来は、図９に示すように、枠状フレーム１００の下面にアンダーカバー１１０のフランジ部１１１が重ねられるが、その際、枠状フレーム１００の外周端側であるＲ状部（符号ａ参照）の直下にアンダーカバー１１０のフランジ部１１１の先端部（符号ｂ参照）が達した状態で、締結される。

しかし、電池パック１２０を支持する枠状フレーム１００の外周端側とアンダーカバー１１０のフランジ部１１１との間に土砂等が堆積し（符号ｄ参照）、これが経時的にアンダーカバー１１０の内部側にも侵入し易くなる。すると、これら土砂等が枠状フレーム１００や電池パック１２０の腐食を引き起こす危険性があり、特に、土砂等が塩分を含んだ場合は腐食を引き起こす危険性がより高まる。
そこで、本来の機能を満足した上で、耐腐食性を損なうことのないアンダーカバーの取り付け構造が望まれている。

本発明は以上のような課題を解決するため、枠状フレームとアンダーカバーとの間の隙間に土砂が堆積しないようにして、電池パック部品全体の耐腐食性を高め、腐食破損を抑制するアンダーカバーの取り付け構造を提供することにある。

本願請求項１の発明は、車体の左右両側に配設された一対のサイドメンバー間に設けられた電池パックを下方から覆うアンダーカバーの取り付け構造において、前記電池パックを支持する枠状フレームと、前記枠状フレームの下方に、外周縁の少なくとも一部が当該枠状フレームの底壁面に当接するように配置されたアンダーカバーと、を有し、前記枠状フレームは、前記電池パックの前記車体の前後方向の端部にそれぞれ形成された前端支持部材と後端支持部材と、前記前端支持部材と前記後端支持部材との間の前記底壁面を下から支える底面支持部材とを備え、前記アンダーカバーの前記外周縁は、前記底壁面の外周端よりも前記枠状フレームの中央側に近い位置で前記底壁面に接するように取り付けられ、前記アンダーカバーは、前記前後方向で分割されて、前記前端支持部材側に配置される前アンダーカバーと、前記後端支持部材側に配置される後アンダーカバーと、を有し、前記底面支持部材の底面に前記後アンダーカバーが接するように取り付けられると共に前記底面支持部材の下方で前記後アンダーカバーとの隙間を確保して前記前アンダーカバーが取り付けられることを特徴とする。

本願請求項２の発明は、請求項１に記載のアンダーカバーの取り付け構造において、前記後アンダーカバーは、前記前後方向の後端側に配置された排出穴を有し、当該後アンダーカバーの前記外周縁は前記排出穴よりも前記後端側で前記後端支持部材の底壁面に接するように取り付けられるように取り付けられることを特徴とする。

請求項１の発明は、前端支持部材とアンダーカバーとの間の隙間をゼロに設定し、しかも、前端支持部材の底壁面の外周端とずれた位置でアンダーカバーの外周縁が取り付けられるので、即ち、アンダーカバーの先端が前端支持部材のＲエンドからはみ出さない形状としたので、底壁面の外周端のＲ状部とアンダーカバーの外周縁との間に土砂が堆積しないようにでき、電池パックの腐食を防止できる。

請求項１の発明はまた、後アンダーカバーとその下方に隙間を保って前アンダーカバーが位置するので、前アンダーカバー内の土砂や埃等は空気流や雨水等により隙間を通り容易に外部に排出され、この際、底面支持部材の底壁面に後アンダーカバーが密着されることで後アンダーカバーの位置決めが行いやすく、後アンダーカバー内に前アンダーカバー内の土砂や埃等が流入することを防止できる。

請求項２の発明は、後アンダーカバーが、前後方向の後端側に配置された排出穴を有し、後アンダーカバーの外周縁は前記排出穴よりも後端側で後端支持部材の底壁面に接するため、後アンダーカバーに流入してしまった土砂や埃等を排出穴により外部に排出できる。

本発明の一実施形態としてのアンダーカバーの取り付け構造が適用された車両のフレーム及び電池パックの取付状態での要部平面図である。 図１に示すアンダーカバーの取り付け構造が適用された車両のフレーム、電池パック及びアンダーカバーの取付状態での要部側面図である。 図２に示す車両のフレーム、電池パック及びアンダーカバーの部分切欠断面図である。 図１に示すアンダーカバーの取り付け構造で用いる枠状フレームの拡大斜視図である。 図１に示すアンダーカバーの取り付け構造で用いるアンダーカバーの拡大斜視図である。 図３中の符号ＡＳに示す部位の要部拡大断面図を（ａ）で示し、（ｂ）は前部左右のフランジ部位の要部拡大断面図である。 図３中の符号ＢＳに示す部位の要部拡大断面図を（ａ）で示し、（ｂ）は後部左右のフランジ部位の要部拡大断面図である。 図３中の符号ＣＳに示す部位の要部拡大断面図を示す。 従来の車両のフレームとアンダーカバーのフランジとの締結状態を示す部分切欠断面図である。

以下、本発明の一実施形態であるアンダーカバーの取り付け構造について説明する。
図１は本発明のアンダーカバーの取り付け構造を備えた電気自動車（以後単に車両と記す）の後部のフレーム部を平面視で示し、図２は側面視で示した。
フレーム部１は左右一対のサイドメンバー２とこれら左右一対のサイドメンバー２間を互いに一体結合する前後に複数配備の溶着されるクロスメンバ３と、左右一対のサイドメンバー２間に配備され電池パックＡを支持する矩形の枠状フレーム４と、この枠状フレーム４を左右一対のサイドメンバー２に一体的に締結する複数の枠側クロスメンバ５とを備える。更に、これらの下側全体を覆うよう配備される前後一対のアンダーカバー３０（図５参照）を備える。

左右サイドメンバー２は車体全体の主要剛性を確保するよう前後方向Ｘに延設され、不図示の車室直下部分は図１、２に示すように、前後に平行状態で延びる水平部２０１を備え、この水平部２０１の前部側である不図示のエンジンルーム側には車幅方向中央側に互いに傾斜した状態で延びる前縮幅部２０２が形成され、水平部２０１の後部側には傾斜部２０３が不図示のトランクルーム側に向けて延出形成されている。
左右サイドメンバー２の前部である前縮幅部２０２は、不図示のフロントサスペンションを介して前輪（不図示）を支持し、後部である傾斜部２０３側は不図示のリヤサスペンションを介して不図示の後輪を支持している。不図示のリヤサスペンションはトレーリングアーム式リヤサスペンションであり、そのアーム部（２点差線で示す）ａｍの揺動基端が傾斜部２０３に溶着されたサスペンションアームサポートブラケット６の枢支部６０１に枢支されている。

図４に示すように、矩形の枠状フレーム４は前後外枠部４０１（この内、車両前後方向前端の枠部を前端支持部材４０１ｆとし、後端の枠部を後端支持部材４０１ｒとする）と、前後外枠部４０１を互いに一体結合する左右外枠部４０２と、左右外枠部４０２の下面に重なり左右外枠部４０２の外壁に固定ブラケットｂｒを介して一体結合されると共に左右一対のサイドメンバー２に左右端が締結される枠側クロスメンバ５とを有する。また、前端の枠部や後端の枠部を直接サイドメンバー２に締結してもよい。更に、本実施例では、前端の枠部を前端支持部材４０１ｆとし、後端の枠部を後端支持部材４０１ｒとしたが、電池パックＡの前端に配置されたクロスメンバを前端支持部材とし、電池パックの後端に配置されたクロスメンバを後端支持部材としてもよい。

更に、図１に示すように、矩形の枠状フレーム４は複数の枠側クロスメンバ５を介して左右サイドメンバー２の前縮幅部２０２、水平部２０１及び傾斜部２０３側に重ねられ、ボルト締結される。
ここで、前側３箇所（図１で左側３箇所）の各枠側クロスメンバ５における各左右端は一対のサイドメンバー２の前縮幅部２０２及び水平部２０１に固定ブラケットｂｒと併せて直接ボルト締結されている。
一方、後側１箇所の枠状フレーム４における左右端は一対のサイドメンバー２の傾斜部２０３側に縦長ブラケット７を介してボルト締結されている。

このように、左右一対のサイドメンバー２は矩形の枠状フレーム４及び複数の枠側クロスメンバ５を介して相互に溶着され、これによりフレーム部１は確実に剛性強化されている。
図１〜３に示すように、電池パックＡはその外殻部として扁平箱状を成すバッテリケース８を備える。バッテリケース８はその内部空間（バッテリ収納部）を複数のバッテリモジュール収容域８１１〜８１５（図３の２点鎖線）に区分けしている。

図２に示すように、扁平箱状のバッテリケース８は上下に分割形成された上下半部８０１，８０２を一体的に重ねて形成される。上下半部８０１，８０２はそれぞれ電気絶縁性を有する樹脂によって一体成形される。特に、閾壁８２１〜８２５（図３参照）が内部に突設され、これにより下半部８０２の補強がなされている。
上下半部８０１，８０２の材料である樹脂は、例えばポリプロピレンからなる基材を、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの短ガラス繊維によって強化したものである。

これら上下半部８０１，８０２は互いの重合フランジ部８３１，８３２（図２、３参照）をシール材（不図示）を介して重ね、互いをボルトと埋め込みナット（不図示）の締結処理により水密に固着され、扁平箱状の筐体として形成されている。
なお、各バッテリモジュール収容域８１１〜８１５にはそれぞれバッテリモジュールＢＭ（図１の２点鎖線参照）がずれなく支持される。このバッテリモジュールＢＭの一例はリチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したもので、これらを接続する不図示の電気回路と、そこに設けられた不図示の開閉器とが内部に収容されている。

この不図示の開閉器の直上位置にあたる上半部８０１の前側膨出壁には、開閉器操作用の上向き開口１２（図２参照）と冷却風導入口１７１がそれぞれ形成されている。

上向き開口１２とフロア１側の作業穴である常閉口１４とは縦向きで蛇腹状の弾性筒体１８で連結される。冷却風導入口１７１はフロア１側の導通口１７２に達する弾性筒体１９に連通している。これら弾性筒体１８、１９により電池パックＡの外部に対する機密性が確保されている。
図２、図３、図５に示すように、矩形の枠状フレーム４の下面に締結されるアンダーカバー３０は、取扱性や製造性を改善するため、電池パックの車両前後方向の前部を覆う前アンダーカバー３１と後部を覆う後アンダーカバー３２とに分割して形成される。

図５に示すように、前アンダーカバー３１は中央の低壁３１１と、その前及び左右に突き出し形成されたフランジ３１２と、後端側に突き出し形成された後方延出板部３１３（図８参照）とで形成される。
ここで、前及び左右に突き出し形成されたフランジ３１２は枠状フレーム４の前外枠部４０１及び左右外枠部４０２の前側域とに密に重ねられ、不図示の締結ボルトで枠状フレーム４側に締結される。
なお、図５で符号ｎはボルト穴を、符号ｈは低壁３１１と電池パックＡ下面の間の隙間確保用の膨出部を示す。

ここで、図６（ａ）に示すように、前アンダーカバー３１の前に突き出し形成されたフランジ３１２は、枠状フレーム４の前外枠部４０１ｆの底壁面に密着されると共に底壁面の外周端より枠中央側（矢印ＩＮ側）に所定量ｃ１だけずれた位置にフランジ３１２の外周端が位置するよう形成された。即ち、前アンダーカバー３１のフランジ３１２の先端が枠状フレーム４の前外枠部４０１ｆ（前端支持部材）のＲエンドｒｅからはみ出さない形状とした。更に、図６（ｂ）に示すように、枠状フレーム４の左右外枠部４０２（左右対称に形成される）の底壁面に密着されると共に底壁面の外周端より枠中央側（矢印ＩＮ側）に退却量ｃ２だけずれた位置にフランジ３１２の外周端が位置するよう形成された。これによりフランジ３１２の先端が左右外枠部４０２のＲエンドｒｅからはみ出さない形状とした。

次に、図５に示すように、後アンダーカバー３２は中央の低壁３２１と、その後及び左右に突き出し形成されたフランジ３２２と、前端側に突き出し形成された前延出フランジ３２３と、で形成される。
ここで、図８に示すように、前に突き出し形成された前延出フランジ３２３は枠側クロスメンバ５（底面支持部材）に密着するよう不図示の締結ボルトで締結される。これにより枠側クロスメンバ５に密着する前延出フランジ３２３の下方に所定幅ｔの通気隙間Ｂを保って前アンダーカバー３１側の後方延出板部３１３と対向配備される。

更に、後アンダーカバー３２の後及び左右に突き出し形成されたフランジ３２２は枠状フレーム４の後外枠部４０１ｒ及び左右外枠部４０２の後側域に密に重ねられ、不図示の締結ボルトで枠状フレーム４側に締結される。
この際、図７（ａ）に示すように、後アンダーカバー３２の中央の低壁３２１の後端と後部のフランジ３２２とは後方対向縦壁３２５を介して段差を保って連続形成される。後アンダーカバー３２の後部に形成されたフランジ３２２は、枠状フレーム４の後外枠部４０１ｒの底壁面に密着されると共に底壁面の外周端より枠中央側（矢印ＩＮ側）に所定量ｃ３だけずれた位置にフランジ３２２の外周端が位置するよう形成された。即ち、後アンダーカバー３２のフランジ３２２の先端が枠状フレーム４の後外枠部４０１ｒ(後端支持部材)のＲエンドｒｅからはみ出さない形状とした。

更に、図７（ｂ）に示すように、後アンダーカバー３２の左右に突き出し形成されたフランジ３２２（左右対称に形成される）は、枠状フレーム４の左右外枠部４０２の底壁面に密着されると共に底壁面の外周端より枠中央側（矢印ＩＮ側）に所定量ｃ２だけずれた位置にフランジ３２２の外周端が位置するよう形成された。即ち、後アンダーカバー３２のフランジ３２２の先端が左右外枠部４０２のＲエンドｒｅからはみ出さない形状とした。
このように、前アンダーカバー３１においては、図６（ａ）に示すように、枠状フレーム４の底壁面の外周端のＲエンドｒｅと前アンダーカバー３１のフランジ３１２との間に土砂が堆積しないようにでき、電池パックＡを支持する枠状フレーム４とアンダーカバー３１との間の土砂による電池パックの腐食を確実に防止できる。

更に、図５に示すように、前アンダーカバー３１の左右に突き出し形成されたフランジ３１２には左右それぞれ凹部３１４が前後２箇所に形成される。この凹部３１４は前側２箇所の枠側クロスメンバ５との干渉を避けるとともに機密性を確保するように形成されている。更に、後アンダーカバー３２の左右に突き出し形成されたフランジ３２２には左右それぞれ凹部３２４が１箇所に形成される。この凹部３２４は後側１箇所の枠側クロスメンバ５との干渉を避けるとともに機密性を確保するように形成されている。
更に、図５に示すように、通気隙間Ｂ（図３、８参照）と対向する位置にある前アンダーカバー３１側の後方延出板部３１３の左右端部と、後アンダーカバー３２側の前延出フランジ３２３の左右端部とは互いに重なる。その重合部の左右それぞれに枠側クロスメンバ５との干渉を避けるとともに機密性を確保するよう凹部３０５が形成される。

次に、図５に示す前アンダーカバー３１及び後アンダーカバー３２の各中央の低壁３１１、３２１は、それぞれ前より後ろに向けて傾斜する傾斜壁として形成されている。
しかも、図５に示すように、それら各低壁３１１、３２１には複数の外部に向け開口する排出穴３１６，３２６が連続形成される。これら前後のアンダーカバーの排出穴３１６，３２６は、傾斜壁である各低壁３１１、３２１に達した土砂や埃等を傾斜壁に続く、後端側となる位置の排出穴３１６，３２６により容易に外部に排出できる。
次に、図５及び図７（ａ）に示すように、低壁３２１の後端側に連続して形成された後方対向縦壁３２５の下端には複数の排出穴３２７が形成される。

この後アンダーカバーの排出穴３２７は、傾斜壁である低壁３２１の後端側となる位置に達した土砂や埃等を容易に確実に外部に排出できる。
このような図１等に示した一実施形態としてのアンダーカバーの取り付け構造によれば、車両の走行においては、前アンダーカバー３１の前及び左右のフランジ３１２、３１４と枠状フレーム４の底壁面が密に接合し、後アンダーカバー３２の前及び左右のフランジ３２３、３２２と枠状フレームの底壁面が密に接合するので、路面からの土砂の浸入は防止される。

しかも、アンダーカバー３１、３２のフランジ３１２、３２２の先端が枠状フレーム４のＲエンドｒｅからはみ出さない形状としたので、底壁面の外周端のＲ状部ｒｅとアンダーカバー３１、３２のフランジとの間に土砂が堆積しないようにできる。
更に、前アンダーカバー３１の内部に路面からの土砂の浸入があったとしても、図８に示すように，傾斜壁である前アンダーカバー３１の低壁３１１を経て前アンダーカバー３１側の後方延出板部３１３と前延出フランジ３２３の下方間の通気隙間Ｂに土砂等を容易に流動させて、外部に排出できる。

更に、傾斜壁である前、後アンダーカバー３１，３２の中央の低壁３１１，３２１に設けた排出穴３１６，３２６や、後方対向縦壁３２５の下端の排出穴３２７によっても、低壁３１１，３２１に達した砂等を容易に流動させて、外部に排出できる。

このように前、後アンダーカバー３１，３２の低壁３１１，３２１に土砂が堆積しないようにでき、しかも、電池パックＡを支持する枠状フレーム４とアンダーカバー３１、３２のフランジ部との間に土砂等が堆積することにより電池パックＡ側の腐食を確実に防止できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

２ 左右サイドメンバー
３ クロスメンバ
５ 枠側クロスメンバ（底面支持部材）
４ 枠状フレーム
３０ アンダーカバー
３１ 前アンダーカバー
３２ 後アンダーカバー
３１２，３２２ 外周縁の左右のフランジ
３１１，３２１ 前後左右の低壁面
３２５ 後方対向縦壁
３２７ 排出穴
Ａ 電池パック

Claims (2)

1. 車体の左右両側に配設された一対のサイドメンバー間に設けられた電池パックを下方から覆うアンダーカバーの取り付け構造において、
   前記電池パックを支持する枠状フレームと、
   前記枠状フレームの下方に、外周縁の少なくとも一部が当該枠状フレームの底壁面に当接するように配置されたアンダーカバーと、を有し、
   前記枠状フレームは、前記電池パックの前記車体の前後方向の端部にそれぞれ形成された前端支持部材と後端支持部材と、前記前端支持部材と前記後端支持部材との間の前記底壁面を下から支える底面支持部材とを備え、
   前記アンダーカバーの前記外周縁は、前記底壁面の外周端よりも前記枠状フレームの中央側に近い位置で前記底壁面に接するように取り付けられ、
   前記アンダーカバーは、前記前後方向で分割されて、前記前端支持部材側に配置される前アンダーカバーと、前記後端支持部材側に配置される後アンダーカバーと、を有し、
   前記底面支持部材の底面に前記後アンダーカバーが接するように取り付けられると共に前記底面支持部材の下方で前記後アンダーカバーとの隙間を確保して前記前アンダーカバーが取り付けられることを特徴とするアンダーカバーの取り付け構造。
2. 前記後アンダーカバーは、前記前後方向の後端側に配置された排出穴を有し、
   当該後アンダーカバーの前記外周縁は前記排出穴よりも前記後端側で前記後端支持部材の底壁面に接するように取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のアンダーカバーの取り付け構造。

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