JP5817791B2 - 車体下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体下部構造に関する。

車体下部においては、床下に配置された車載部材が支持板に載置されて固定されると共に、支持板が繊維強化樹脂材で成形された構造がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１６２７９７公報

しかしながら、支持板の端面は繊維端が露出しているので、支持板の端面に対して、路面上の障害物から荷重が入力された場合、支持板に亀裂が生じる可能性がある。

本発明は、支持板の端部に路面上の障害物から荷重が入力された場合であっても、支持板に亀裂が生じるのを防止又は抑制することができる車体下部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の車体下部構造は、車両の床下に配置された車載部材と、繊維強化樹脂材で板状に成形され、前記車載部材の取付部が載置された状態で固定されている平板状の支持部と、前記支持部から延出された延出端部と、を備えると共に、前記延出端部には前記支持部又はその延長部から車体上方側へ向けて曲げられて前記車載部材の取付部から離間する側に傾斜した傾斜部が形成された支持板と、を有し、前記車載部材の取付部の下面が前記支持板の支持部に接着層を介して固定され、前記傾斜部の上端が前記接着層の上端よりも車体上方側の高さに位置するように設定されており、前記傾斜部と前記車載部材の取付部との間に介在されかつ前記接着層に連接する充填部が設けられている。

上記構成によれば、車両の床下には、車載部材が配置されており、この車載部材の取付部は、支持板の支持部に載置された状態で固定されている。支持板は、平板状の支持部から延出された延出端部を備えており、繊維強化樹脂材で板状に成形されている。ここで、延出端部には、支持部又はその延長部から車体上方側へ向けて曲げられて車載部材の取付部から離間する側に傾斜した傾斜部が形成されている。このため、例えば、支持部の高さで延出端部が路面上の障害物に当たって荷重が入力されても、支持板は、延出端部の端面ではなく傾斜部の下面で荷重を受けることができる。よって、支持板における延出端部の端面からの亀裂の発生が防止又は抑制される。また、路面上の障害物に傾斜部の下面が当たって当該傾斜部の下面に対して荷重が入力された場合、傾斜部の下面が路面上の障害物を乗り上げるようとする。そして、支持板が持ち上げられると、支持板への荷重が逃がされるので、支持板の変形等が抑えられる。
また、上記構成によれば、車載部材の取付部の下面は支持板の支持部に接着層を介して固定されており、傾斜部の上端が接着層の上端よりも車体上方側の高さに位置するように設定されているので、例えば、路面上の障害物の上端部が接着層の上端の高さ位置にあっても、当該路面上の障害物は接着層の端面ではなく傾斜部の下面に当たる。よって、路面上の障害物が延出端部の端面及び接着層の端面に当たるのを回避することができる。
さらに、上記構成によれば、傾斜部と車載部材の取付部との間に介在されかつ接着層に連接する充填部が設けられているので、例えば、路面上の障害物が傾斜部の下面に当たった場合、入力荷重が傾斜部から充填部を介して車載部材の取付部の側へ伝達される。よって、傾斜部の変形が抑えられる。また、傾斜部の変形が抑えられることで傾斜部の下面が路面上の障害物を乗り上げると、支持部は斜め上向きに変位するので、接着層には圧縮力が作用する。よって、車載部材の取付部からの支持部の剥離が防止又は効果的に抑制される。

請求項２に記載する本発明の車体下部構造は、請求項１記載の構成において、前記延出端部の端面が車体上方側へ向けられている。

上記構成によれば、延出端部の端面が車体上方側へ向けられているので、延出端部に当たる路面上の障害物の高さに関わらず、延出端部の端面への荷重入力が回避される。

請求項３に記載する本発明の車体下部構造は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記延出端部には前記支持部又はその延長部から下面側を径方向外側として湾曲状に曲げられた湾曲部が形成されることで前記傾斜部が形成されており、前記湾曲部に配置された繊維の配向方向が当該湾曲部の湾曲方向に沿うように設定されている。

上記構成によれば、支持部又はその延長部から曲げられた曲げ部分が下面側を径方向外側として湾曲状に曲げられた湾曲部となっているので、例えば、屈曲された曲げ部分に比べて繊維をより均等に配置させることができる。また、湾曲部に配置された繊維の配向方向が当該湾曲部の湾曲方向に沿うように設定されているので、湾曲部の曲げ強度が向上する。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車体下部構造によれば、支持板の端部に路面上の障害物から荷重が入力された場合であっても、支持板に亀裂が生じるのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。
また、この車体下部構造によれば、路面上の障害物の上端部が接着層の上端の高さ位置にある場合であっても、当該路面上の障害物が延出端部の端面及び接着層の端面に当たるのを回避することができ、延出端部の端面及び接着層の端面から亀裂が発生するのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。
さらに、この車体下部構造によれば、路面上の障害物が傾斜部の下面に当たった場合に、支持板の変形を抑えることができると共に、車載部材の取付部からの支持板の剥離を防止又は効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の車体下部構造によれば、延出端部に当たる路面上の障害物の高さに関わらず、延出端部の端面から亀裂が生じるのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の車体下部構造によれば、湾曲部に配置される繊維の設定によって湾曲部の曲げ強度を向上させ、傾斜部に荷重が入力された場合に湾曲部の変形を抑えることができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る車体下部構造を車体幅方向外側から見た状態で示す側断面図（図２の１−１線に沿った断面図）である。 図１の車体下部構造を車体上方側から見た状態で示す平面図である。 図１のスタックフレームの前端部及びその周囲部を拡大して示す側断面図である。

本発明の一実施形態に係る車体下部構造について図１〜図３を用いて説明する。これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車体前方側を示しており、矢印ＵＰは車体上方側を示しており、矢印Ｗは車体幅方向を示している。また、以下の説明における前後の方向は車体前後方向と同じ方向とする。

（実施形態の構成）
図１には、本発明の一実施形態に係る車体下部構造１０が車体幅方向外側から見た状態の側断面図にて示されている。また、図２には、車体下部構造１０が車体上方側から見た状態の平面図にて示されている。なお、図１は、図２の１−１線に沿った断面図である。また、本実施形態における車体は、電気自動車（車両）の車体とされている。

図１に示されるように、電気自動車の車体フロアを成すフロアパネル１２の車体下方側（すなわち、車両の床下）には、スタックユニット１４が搭載されている。図１及び図２に示されるように、スタックユニット１４は、その外装部１４Ａが矩形箱状に形成されている。外装部１４Ａの前端部及び後端部の各両サイド部からは車体前後方向に張り出すフランジ部１４Ｂが形成されている。なお、外装部１４Ａ及びフランジ部１４Ｂは、本実施形態では金属で形成されているが、樹脂で形成されたものでもよい。図１に示されるように、フランジ部１４Ｂは、スタックユニット１４の下面側に配置されたプレート１５に重ね合わせられている。フランジ部１４Ｂ及びプレート１５は、金属製の車載部材としての板金部品２０の頂板部２０Ａにボルト締結されている。すなわち、フランジ部１４Ｂ、プレート１５、及び板金部品２０の頂板部２０Ａを車体上方側から貫通するボルト１６の雄ねじ部１６Ａが、板金部品２０の頂板部２０Ａの下面側に配置されたナット１８に螺合されている。

板金部品２０は、車体幅方向に延在し（図２参照）、車体側面視でハット形状に形成されている。板金部品２０は、その上面を成す頂板部２０Ａと、頂板部２０Ａの前後端から車体下方側へ鈍角状に折り曲げられて垂下された側板部２０Ｂと、側板部２０Ｂの下端から互いに離反する方向へ折り曲げられて延出された取付部としてのフランジ部２０Ｃと、を備えている。板金部品２０のフランジ部２０Ｃは、支持板としてのスタックフレーム３０の上面に載置されて固定されている。

スタックフレーム３０は、板金部品２０のフランジ部２０Ｃよりも剛性が低い繊維強化樹脂材で板状に成形されている。繊維強化樹脂材は、繊維と樹脂との複合材であり、繊維としては、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維が適用可能である。また、本実施形態の繊維強化樹脂材では、一例として繊維の織物ではなく不連続繊維が適用されている。但し、繊維強化樹脂材に繊維の織物が適用されてもよい。

図２に示されるように、スタックフレーム３０は、プレート状に形成されている。スタックフレーム３０における車体幅方向の両サイド部には、アンダーメンバ（図示省略）への取付孔３０Ｈが車体前後方向に間隔をおいて複数形成されている。前記アンダーメンバは、車体下部の両サイドにおいて車体前後方向に延在すると共に、フロアパネル１２（図１参照）の下面に接合されている。

図３には、スタックフレーム３０の前端部及びその周囲部が拡大された側断面図にて示されている。図３に示されるように、スタックフレーム３０の平板状の一般部３０Ａには、板金部品２０のフランジ部２０Ｃの下面が接着層２４を介して固定される支持部３２が設定されている。また、スタックフレーム３０の前端部及び後端部には、支持部３２から延出された延出端部３４が形成されている（図１参照）。

延出端部３４には、支持部３２の延長部３６から下面側を径方向外側として湾曲状に曲げられた湾曲部３８が形成されている。この湾曲部３８は、成形型を用いた曲げ加工により成形されており、湾曲部３８となる部分が成形時に引き伸ばされることで、繊維はその引き伸ばし方向に沿って配向されている。すなわち、湾曲部３８に配置された繊維の配向方向（矢印Ａ参照）は、湾曲部３８の湾曲方向に沿うように設定されている。また、延出端部３４には、湾曲部３８が形成されることで、車体上方側へ向けて板金部品２０のフランジ部２０Ｃから離間する側に（図３では車体上方斜め前方側に）湾曲しながら傾斜した傾斜部４０が形成されている。つまり、本実施形態では、湾曲部３８と傾斜部４０とが一致している。そして、傾斜部４０は、上端側ほど急傾斜となっている。

延出端部３４の端面３４Ａは、傾斜部４０の端面で構成されており、車体上方側かつ板金部品２０のフランジ部２０Ｃから離間する側へ（図３では車体上方斜め前方側へ）向けられている。また、傾斜部４０の上端は、接着層２４の上端（上端の高さを二点鎖線Ｂで示す）よりも車体上方側の高さに位置するように、より具体的には板金部品２０のフランジ部２０Ｃの上面の高さに位置するように、設定されている。

また、本実施形態では、傾斜部４０と板金部品２０のフランジ部２０Ｃとの間に介在されかつ接着層２４に連接する充填部２６が設けられている。充填部２６は、本実施形態では接着層２４の接着剤と同じ接着剤で構成されており、両者は一体化されて硬化された状態（固体）となっている。なお、図３では、板金部品２０のフランジ部２０Ｃとスタックフレーム３０の支持部３２との間の接着層２４と充填部２６との概念上の境界線を二点鎖線Ｌで示している。充填部２６の上面は、傾斜部４０の上端及び板金部品２０のフランジ部２０Ｃの上面に揃えられている。

（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態では、スタックフレーム３０の延出端部３４には、支持部３２の延長部３６から車体上方側へ向けて曲げられて板金部品２０のフランジ部２０Ｃから離間する側に傾斜した傾斜部４０が形成されている。このため、例えば、支持部３２の高さで延出端部３４が路面上の障害物５０に当たって水平方向の荷重Ｆが入力されても、スタックフレーム３０は、延出端部３４の端面３４Ａではなく傾斜部４０の下面４０Ａで荷重Ｆを受けることができる。このため、スタックフレーム３０の延出端部３４の端面３４Ａからの亀裂の発生が防止又は抑制される。また、路面上の障害物５０に傾斜部４０の下面４０Ａが当たって傾斜部４０の下面４０Ａに対して荷重Ｆが入力された場合、傾斜部４０の下面４０Ａが路面上の障害物５０を乗り上げるようとする。そして、スタックフレーム３０が持ち上げられると（図示省略）、スタックフレーム３０への荷重Ｆが逃がされるので、スタックフレーム３０の変形等が抑えられる。

また、本実施形態では、傾斜部４０の上端が接着層２４の上端よりも車体上方側の高さに位置するように設定されている。このため、仮に路面上の障害物５０の上端部が接着層２４の上端の高さ位置にあっても、その障害物５０は接着層２４ではなく傾斜部４０の下面４０Ａに当たる。よって、路面上の障害物５０が延出端部３４の端面３４Ａ及び接着層２４に当たるのを回避することができる。また、本実施形態では、延出端部３４の端面３４Ａが車体上方側へ向けられている。このため、延出端部３４に当たる障害物５０の高さに関わらず、延出端部３４の端面３４Ａへの荷重入力が回避される。これらによって、延出端部３４の端面３４Ａ及び接着層２４から亀裂が生じるのを防止又は抑制することができる。

また、本実施形態では、傾斜部４０と板金部品２０のフランジ部２０Ｃとの間に介在されかつ接着層２４に連接する充填部２６が設けられている。このため、路面上の障害物５０が傾斜部４０の下面４０Ａに当たった場合、入力荷重Ｆが傾斜部４０から充填部２６を介して板金部品２０の側へ伝達される。よって、傾斜部４０の変形が抑えられる。また、傾斜部４０の変形が抑えられることで傾斜部４０の下面４０Ａが路面上の障害物５０を乗り上げると（図示省略）、支持部３２は斜め上向き（矢印Ｃ方向参照）に変位するので、接着層２４には圧縮力が作用する。よって、板金部品２０のフランジ部２０Ｃからの支持部３２の剥離（接合部離脱）が防止又は効果的に抑制される。

また、本実施形態では、支持部３２の延長部３６から曲げられた曲げ部分が下面側を径方向外側として湾曲状に曲げられた湾曲部３８となっている。このため、例えば、屈曲された曲げ部分に比べて繊維をより均等に配置させることができる。また、湾曲部３８に配置された繊維の配向方向（矢印Ａ方向参照）が湾曲部３８の湾曲方向に沿うように設定されているので、湾曲部３８の曲げ強度が向上する。よって、傾斜部４０に荷重Ｆが入力された場合に湾曲部３８の変形を抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車体下部構造１０によれば、スタックフレーム３０の延出端部３４に路面上の障害物５０から荷重Ｆが入力された場合であっても、スタックフレーム３０に亀裂が生じるのを防止又は抑制することができる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態の変形例として、スタックフレーム（３０）の支持部（３２）にスタックユニット（１４）のフランジ部（１４Ｂ）の下面が接着層（２４）を介して固定されてもよい。換言すれば、支持板への車載部材の取付部は、例えば、スタックユニット（１４）のフランジ部（１４Ｂ）等のような他の車載部材の取付部であってもよい。

また、上記実施形態の変形例として、スタックフレーム（３０）の延出端部（３４）には、支持部（３２）から車体上方側へ向けて曲げられて車載部材の取付部（板金部品２０のフランジ部２０Ｃ）から離間する側に傾斜した傾斜部が形成されてもよい。また、延出端部（３４）には、支持部（３２）から下面側を径方向外側として湾曲状に曲げられた湾曲部が形成されてもよい。

また、上記実施形態の変形例として、スタックフレーム（３０）の延出端部（３４）には、支持部（３２）又はその延長部（３６）から車体上方側へ向けて屈曲されて車載部材の取付部（板金部品２０のフランジ部２０Ｃ）から離間する側に直線状に傾斜した傾斜部が形成されてもよい。すなわち、請求項１の「傾斜した」の概念には、上記実施形態のように、湾曲しながら傾斜した場合が含まれる他、前記変形例のように直線状に傾斜した場合も含まれる。

また、上記実施形態の変形例として、延出端部（３４）の端面（３４Ａ）は、車体上方側かつ車載部材の取付部（板金部品２０のフランジ部２０Ｃ）に接近する側へ向けられてもよいし、直上へ向けられてもよい。すなわち、請求項２の「車体上方側へ向けられている」の概念には、直上へ向けられている場合が含まれる他、上記実施形態等のように車体斜め上方へ向けられている場合も含まれる。

また、上記実施形態の変形例として、例えば、延出端部における傾斜部の上端が路面上の障害物に当たることが想定される高さ位置よりも高いような場合には、前記傾斜部の上端からさらに曲げられて車載部材の取付部の側とは反対側へ水平に延び、延出端部の端面が鉛直面とされるような構成も採り得る。すなわち、延出端部がＺ字状に形成されてもよい。このような変形例の場合には、延出端部の端面が支持板の一般面に対して垂直となるので加工性がよい。

また、上記実施形態の変形例として、車載部材においては支持板への取付部から支持板の傾斜部と交差する方向に延びる延設部が設けられると共に、その延設部の下面側に支持板の傾斜部の上端部が収容される凹部が形成されたような構成も採り得る。

また、本発明の実施形態ではない参考例として、傾斜部（４０）の上端は、接着層（２４）の上端と同等の高さに位置するように設定されてもよいし、接着層（２４）の上端よりも車体下方側の高さに位置するように設定されてもよい。

また、上記実施形態の変形例として、傾斜部（４０）と車載部材の取付部（板金部品２０のフランジ部２０Ｃ）との間に介在されかつ接着層（２４）に連接する充填部（２６）は、接着層（２４）の接着剤とは異なる接着剤等のような他の固形物（固体）で構成されてもよい。また、本発明の実施形態ではない参考例として、充填部２６が設けられない構成も採り得る。

また、本発明の実施形態ではない参考例として、支持板（スタックフレーム３０）の支持部（３２）に載置された車載部材の取付部（板金部品２０のフランジ部２０Ｃ）は、接着層（２４）を介さずにボルト締結等によって支持板（スタックフレーム３０）の支持部（３２）に固定されてもよい。

また、上記実施形態の変形例として、湾曲部（３８）に配置された繊維の配向方向をランダムとする構成も採り得る。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 車体下部構造
２０ 板金部品（車載部材）
２０Ｃ 板金部品のフランジ部（車載部材の取付部）
２４ 接着層
２６ 充填部
３０ スタックフレーム（支持板）
３２ 支持部
３４ 延出端部
３４Ａ 延出端部の端面
３６ 延長部
３８ 湾曲部
４０ 傾斜部
Ａ 繊維の配向方向

Claims (3)

1. 車両の床下に配置された車載部材と、
   繊維強化樹脂材で板状に成形され、前記車載部材の取付部が載置された状態で固定されている平板状の支持部と、前記支持部から延出された延出端部と、を備えると共に、前記延出端部には前記支持部又はその延長部から車体上方側へ向けて曲げられて前記車載部材の取付部から離間する側に傾斜した傾斜部が形成された支持板と、
   を有し、
   前記車載部材の取付部の下面が前記支持板の支持部に接着層を介して固定され、
   前記傾斜部の上端が前記接着層の上端よりも車体上方側の高さに位置するように設定されており、
   前記傾斜部と前記車載部材の取付部との間に介在されかつ前記接着層に連接する充填部が設けられている、車体下部構造。
2. 前記延出端部の端面が車体上方側へ向けられている、請求項１記載の車体下部構造。
3. 前記延出端部には前記支持部又はその延長部から下面側を径方向外側として湾曲状に曲げられた湾曲部が形成されることで前記傾斜部が形成されており、
   前記湾曲部に配置された繊維の配向方向が当該湾曲部の湾曲方向に沿うように設定されている、請求項１又は請求項２に記載の車体下部構造。

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