JP7448503B2 - 車両 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、車両に関する。

特許文献１には、電動車両の車両前部構造が開示されている。この車両前部構造では、車体前方に車体前後方向に配置されるフロントサイドメンバの前端部同士を車体幅方向に連結するクロスメンバを備え、その後方にラジエータを備えている。こうすることで、フロントサイドメンバの車体前方側での折れ変形を抑制している。

特開２０２０－４４９１１号公報

電動車両のモータを含む電装ユニットは、ラジエータ後方であってフロントサイドメンバの車体幅方向内側に配置されている。車両の衝突態様によっては、ラジエータの左右側部を支持するサイドサポートが後方に折れ変形することがある。電装ユニットの設置場所によっては、電装ユニットを損傷する場合もありうる。電装ユニットのなかでも、例えば、リレーボックスは軽衝突であっても容易に損傷し、しかも、損傷の影響が車両の電気設備に広く及ぶことが多い。したがって、衝突による電装部品の損傷を抑制又は回避しつつ電装部品の効率的配置が要請される。

本明細書に開示する技術は、ラジエータを支持するサイドサポートの車体後方への折れ変形を抑制するとともに、ラジエータ後方における電装部品の配置自由度の向上を提供する。

本明細書は、車両を開示する。車両は、車体と、車体前方側に配置されるラジエータと、ラジエータの車体幅方向の側部を支持して車体上下方向に沿って延在する、サイドサポートと、サイドサポートに連結されて、車体前後方向に沿って延在するサイドメンバと、ラジエータの車体後方側に配置される少なくとも一つの電装部品と、を備えている。さらに、車両は、サイドサポートの車体後方側及びサイドメンバの車体上方側で規定されるスペースにおいて、サイドサポートとサイドメンバとに結合されてこれらの間に延在する補強部材を備える。

本明細書が開示する車両では、補強部材により、サイドサポートの車体後方側が補強されている。このため、サイドサポートの車体後方側への折れが抑制される。これにより、サイドサポートの車体後方側に配置された電装品への衝突時の損傷が抑制又は回避される。この結果、ラジエータの車体後方側における電装品の配置自由度が向上される。

車体の前部の側面図である。 車体の前部の平面図である。 補強部材の拡大図である。 図３に示す補強部材のＡ－Ａ線断面図を示す図である。

本技術の一実施形態において、補強部材は、その延在方向と直交する断面に、１又は２以上の矩形状波部を有していてもよい。また、補強部材は、その延在方向と直交する断面に、２つの矩形波状部と、これらの２つの矩形波状部の間における谷部と、有していてもよい。こうすることで、一層、サイドサポートの後方への屈曲を抑制できる。

本技術の一実施形態において、補強部材は、サイドサポートとサイドメンバとの間に延在する筋交い部材としてもよい。こうすることで、省スペースで効果的にサイドサポートの後屈を抑制できる。

本技術の一実施形態において、補強部材は、締結手段によりサイドサポートとサイドメンバとに固定されていてもよい。こうすることで、簡易に交換が可能である。

本技術の一実施形態において、少なくとも一つの電装部品は、車両駆動用のモータ、車両駆動用電力の制御装置、補機バッテリ及びリレーボックスを含むことができる。かかる電装部品は、電動車ほかエンジン車も備えることができる。

本技術の一実施形態において、少なくとも一つの電装部品は、リレーボックスと補機バッテリとを含み、リレーボックスは、サイドサポートの車体後方側であって、少なくとも一つの電装部品のうちで車体最前方に配置されていてもよい。リレーボックスは、修理コストが高い一方、車体の前方側にサイドサポートの車体後方側に配置する要請が高いからである。

本技術の一実施形態において、ラジエータの車体後方側に、前記一対のサイドメンバを、車体幅方向に連結するクロスメンバを備えていてもよい。こうすることで、より一層、電装品が保護される。

なお、サイドサポートは、通常、車体幅方向に左右一対で備えられている。本明細書に開示される補強部材は、少なくとも一方のサイドサポートに備えられていれば、当該一方のサイドサポート後方の電装部品側へ後屈が抑制又は回避される。

以下、本技術の実施形態として、車両１０の車体１２の前部構造について説明する。以下の図面において説明する車両１０は、電動車両であって、車体１２の前方に、車両駆動用のモータなどの電装ユニットを備えている。なお、車両１０は、種々の電動車両のほか、エンジン車両であってもよい。図面における方向ＦＲは、車体１２の前後方向における前方を示し、方向ＲＲは車体１２の前後方向における後方を示す。そして、方向ＵＰは車体１２の上下方向における上方を示し、方向ＤＷは車体１２の上下方向における下方を示す。なお、本明細書では、車体１２の前後方向、車体１２の幅方向、車体１２の上下方向を、それぞれ単に前後方向、幅方向、上下方向と称することがある。

図１には、車体１２の前方側の車体構造を左側方から見た状態が示され、図２には、車体１２の前部の平面図が示されている。図１及び図２には、車体１２の前方側に配置されるラジエータ２０と、ラジエータ２０を支持するラジエータサポート３０と、車体１２の前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドメンバ５０と、電装品群６０と、補強部材７０と、これらの近傍の部材が例示されている。

図１及び図２に示すように、車体１２の前部であってラジエータ２０の後方には、原動機として搭載されるモータ等の電装部品が収容される車両前部空間としてのモータコンパートメント１２Ａ（以下、単に、コンパートメント１２Ａという。）が形成されている。

コンパートメント１２Ａに収容される電装品としては、例えば、車両駆動用のモータ（以下、単に、モータという。）、パワ－コントロールユニット、エアコン用コンプレッサ、補機バッテリ、リレーボックス等が挙げられる。図１及び図２には、モータ６２、補機バッテリ６４が配置されている。さらに、車両１０に搭載される種々の電気機器の動作の切り替えを行うリレーボックス６６がフロントサイドメンバ５０と後述するクロスメンバ４０との交差部分に掛けて配置されている。リレーボックス６６は、電装品としては最前方であってかつヘッドランプ２１の後方側に配置される。

以下、車体１２の前方側から説明する。図１及び図２に示すように、車体１２の前部には、フロントバンパ１４が備えられている。フロントバンパ１４は、バンパカバー１６と、バンパカバー１６によって覆われるバンパリインフォースメント（以下、単にバンパＲＦともいう。）１８と、を備えている。バンパＲＦ１８は、車体幅方向に沿って延在され、車体前方に膨出した湾曲形状を有している。バンパＲＦ１８は、フロントバンパ１４の骨格部材であり、車体幅方向に直交する断面が閉断面とされている。

バンパＲＦ１８の幅方向の端部側には、左右一対のクラッシュボックス１９が設けられている。クラッシュボックス１９は軸方向荷重を受けると圧縮塑性変形してエネルギー吸収するようになっている。クラッシュボックス１９の車体上方から外方にかけては、適当なステーを介して左右一対のヘッドランプ２１が備えられている。

左右一対のクラッシュボックス１９の後方側には、ラジエータサポート３０の一部である左右一対のラジエータサポートサイド３２を介して、左右一対のフロントサイドメンバ５０が設けられている。フロントサイドメンバ５０は、車体前後方向に沿って、コンパートメント１２Ａの両側に延在している。フロントサイドメンバ５０は、本明細書に開示されるサイドメンバの一例である。

フロントサイドメンバ５０は、車体骨格部材であり、例えば、閉断面構造に形成されている。フロントサイドメンバ５０は、クラッシュボックス１９に対して同軸上に固定され、車体１２の前方からの衝突荷重が減少されるようになっている。これによりコンパートメント１２Ａ内の電装部品が保護される。

図１及び図２に示すように、ラジエータサポートサイド３２は、車体上下方向に渡って所定の長さで延在して、ラジエータ２０の幅方向の両側壁を支持する。ラジエータサポートサイド３２は、ロア部材３４とアッパ部材３６とを含んで構成されている。ロア部材３４は、上下方向に所定の長さを有し、幅方向外方側に開口するような溝形状に形成される部分を有するいわゆるチャネル材として形成されている。ロア部材３４は、ラジエータ２０の側壁の下方側に沿って上下方向に延びる内壁部３４ａと内壁部３４ａの前端縁と後端縁から直交状にそれぞれ外方側に張り出す前壁部３４ｂと後壁部３４ｃとを有している。後壁部３４ｃの車体後方側にフロントサイドメンバ５０の前端部が固定され、前壁部３４ｂの前方側には、にクラッシュボックス１９が固定されるようになっている。ラジエータサポートサイド３２は、本明細書に開示されるサイドサポートの一例である。

ロア部材３４の内壁部３４ａの幅方向内側にはラジエータ２０の側壁が固定される。ロア部材３４の溝形に囲まれる部分には、車体上下方向に所定範囲重複してアッパ部材３６が固定される。ロア部材３４には、フロントサイドメンバ５０、クラッシュボックス１９及びアッパ部材３６が連結されるため、車体１２の前部における車体骨格部材の取り付けガセットとしても機能している。

アッパ部材３６は、上下方向に所定の長さを有し、幅方向外方側に開口するような溝形状に形成される部分を有するチャネル材として形成されている。アッパ部材３６は、ラジエータ２０の側壁の上方側に沿って上下方向に延びる内壁部３６ａと内壁部３６ａの前端縁と後端縁から直交状に外方側に張り出す前壁部３６ｂと後壁部３６ｃとを有している。アッパ部材３６の内壁部３６ａの幅方向内側にラジエータ２０の側壁が固定される。

ラジエータサポートサイド３２を含むラジエータサポート３０は、ラジエータ２０をフレーム内に支持可能に断面略方形状のフレームを構成する。ここで、ラジエータ２０は車体１２の上下方向及び幅方向に沿った正面視で略矩形状であって、例えば、前後方向に扁平な構造体である。

ラジエータサポート３０は、既述のラジエータサポートサイド３２と、ラジエータサポートアッパ３７と、ラジエータサポートロア３８とを含んでいる。ラジエータサポートアッパ３７は、ラジエータ２０の上辺部を支持する。ラジエータサポートアッパ３７の両端部は、ラジエータサポートサイド３２のアッパ部材３６の上端部を介して、車体１２の後方側部材に連結される。

ラジエータサポートロア３８は、ラジエータ２０の下辺部を支持する。ラジエータサポートロア３８は、下辺部に沿って幅方向に延在し、ラジエータサポートサイド３２のロア部材３４の下端部に固定される。図１に示すように、ラジエータサポートロア３８は、例えば、フロントサイドメンバ５０よりも下方側に設けられたフロントクロスメンバで構成される。フロントクロスメンバは、フロントサイドメンバ５０の下方側で、前後方向に延在するサブフレーム９０に支持されている。サブフレーム９０は、サスペンションサポートの一部を構成していてもよい。

図１及び図２に示すように、ラジエータ２０及びラジエータサポート３０の後方のコンパートメント１２Ａには、コンパートメントクロスメンバ（以下、単に、クロスメンバという。）４０が固定されている。クロスメンバ４０は、ラジエータ２０から所定距離後方側に配置され、車体幅方向に直交する閉断面を有して、左右のフロントサイドメンバ５０間を幅方向に沿って延在しフロントサイドメンバ５０間を架橋する。

ラジエータサポートサイド３２の車体後方側とフロントサイドメンバ５０の車体前方側で規定されるスペースＳ１においては、ラジエータサポートサイド３２とフロントサイドメンバ５０とにそれぞれ固定され、これらの間に延在する補強部材７０が設けられている。

図１に示すように、補強部材７０は、このスペースＳ１において、フロントサイドメンバ５０から、ラジエータサポートサイド３２に向かって斜めに延在する筋交い部材としてこれらの間に掛け渡されている。図３に拡大して示すように、補強部材７０は、車体幅方向に所定の幅を有し延在方向に長尺である板状体に形成される。補強部材７０のフロントサイドメンバ５０側は、フロントサイドメンバ５０とクロスメンバ４０との交差部分を補強する高強度のガセット４２上にボルト４４などの締結手段で固定される。補強部材７０のラジエータサポートサイド側は、アッパ部材３６の後壁部３６ｃの車体後方側にボルト４６などの締結手段により固定される。

図４に示すように、補強部材７０は、延在方向に直交する断面に、幅方向両側にそれぞれ一つの矩形波状部７２，７４を有するとともに、これらの矩形波状部７２、７４の間に両端よりも深くくびれた谷部７６を有している。こうすることで、ラジエータサポートサイド３２の後方側をより効果的に支持してラジエータサポートサイド３２の後屈を抑制して後方へのストローク量を抑制できる。

次に、こうした車体前部構造を備える車両１０が奏する作用・効果について説明する。上記実施形態では、補強部材７０をラジエータサポートサイド３２の後方側とフロントサイドメンバ５０の上方側とで規定されるスペースＳ１に、筋交い状の部材としている。このため、車体１２の幅方向端部に前方からの衝突エネルギーが入力された際、ヘッドランプ２１がラジエータサポートサイド３２を車体後方に押しても、ラジエータサポートサイド３２の後方への屈曲が抑制される。特に、補強部材７０が架け渡された範囲より下側には、屈曲が抑制される。このため、全体として、ラジエータサポートサイド３２（特には、アッパ部材３６）の後方への後屈量が減少し、後方側への変位量が減少される。

これにより、コンパートメント１２Ａ内においてヘッドランプ２１後方に電装部品６２、６４、６６を配置しても、電装部品６２、６４、６６への衝突荷重の伝達が抑制又は回避され、電装部品６２、６４、６６の損傷が抑制又は回避される。これにより、衝突による電装部品６２、６４、６６の修理コストも低減される。また、結果として、衝突荷重の入力によるダメージの大きいリレーボックス６６などの電装部品を、車体前方、特に、ヘッドランプ２１の後方やラジエータサポートサイド３２の後方であっても配置することができる。すなわち、コンパートメント１２Ａ内における、リレーボックス６６などの電装部品の配置自由度が向上される。

衝突の態様は、前面衝突のほか、微小ラップ衝突（自車両に対して幅方向のラップ量が小さい状態でバリア等の衝突物が前面衝突する場合）や軽衝突であっても、同様に有効であるが、微小ラップ衝突や軽衝突においては、車体前部への影響が相対的に大きくなるため、本技術は有意義である。

上記実施形態では、補強部材７０をボルト４４、４６等で締結固定することとしたため、修理時においての交換取り替えが簡易になっている。また、上記実施形態では、フロントサイドメンバ５０上においてクロスメンバ４０固定及び補強用のガセット４２に補強部材７０を取り付けることとしたため、補強部材７０への衝突荷重の入力によるフロントサイドメンバ５０への損傷が抑制又は回避されている。

上記実施形態では、補強部材７０を略板状体とし、筋交い部材としたため、省スペースで効果的にラジエータサポートサイド３２の後屈を抑制又は回避できる。また、補強部材７０の延在方向に直交する断面には、矩形波状部７２、７４と谷部７６とを設けた板状体としたことで、ラジエータサポートサイド３２の後屈を一層効果的に抑制又は回避できる。

上記実施形態では、ラジエータ２０及びラジエータサポート３０の後方に、クロスメンバ４０を備えることで、車体１２の前方からのラジエータサポート３０等に衝突荷重が入力しても、コンパートメント１２Ａ内での電装部品への衝突荷重の入力が抑制又は回避される。このため、一層、電装部品の保護を図ることができる。

上記実施形態では、補強部材７０を板状の筋交い部材としたがこれに限定するものではなく、ラジエータサポートサイド３２の後方側とフロントサイドメンバ５０の上方側で規定されるスペースＳ１において、これらの部材に連結されて延在されるものであればよい。したがって、補強部材７０は、例えば、棒状などの他の長尺体による筋交い部材であってもよい。また、補強部材７０は、例えば、こうした斜め方向の筋交い部材を斜辺部材として備えるとともに、ラジエータサポートサイド３２の上下方向の所定範囲に渡る縦辺部材とフロントサイドメンバ５０の前後方向の所定範囲に渡る底辺部材とを備える、略直角三角形状のフレーム材であってもよい。また例えば、補強部材７０は、ラジエータサポートサイド３２とフロントサイドメンバ５０との間に延在する斜辺部と、ラジエータサポートサイド３２の上下方向の所定範囲に渡る縦辺部とフロントサイドメンバ５０の前後方向の所定範囲に渡る底辺部とを備える略直角三角形状の板状体や、この直角部を除去した台形状の板状体であってもよい。また、補強部材７０が板状体を有する場合には、適宜、その板状体には、矩形波状部や谷部を適宜備えることができる。

上記実施形態では、ラジエータサポートサイド３２は、ロア部材３４とアッパ部材３６とから構成するものとしたがこれに限定するものではない。本明細書に開示されるサイドサポートは、単一部材で構成されていてもよい。また、サイドサポートは、別途、フロントサイドメンバ５０等を連結する部材を備えていてもよい。さらに、サイドサポートが有する断面形状等も溝形状に限定することなく適宜設定される。

上記実施形態では、ラジエータサポートサイド３２とフロントサイドメンバ５０と間に補強部材７０を備えるものとしたが、これに限定するものではない。ラジエータサポートサイド３２と、フロントサイドメンバ５０より下方のサスペンションサポートの一部としてのサブフレーム９０との間に補強部材７０を備えることとしてもよい。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：車両
１２：車体
１２Ａ：モータコンパートメント
１４：フロントバンパ
１６：バンパカバー
１８：バンパリインフォースメント
１９：クラッシュボックス
２１：ヘッドランプ
３０：ラジエータサポート
３２：ラジエータサポートサイド
３４：ロア部材
３４ａ：内壁部
３４ｂ：前壁部
３４ｃ：後壁部
３６：アッパ部材
３６ａ：内壁部
３６ｂ：前壁部
３６ｃ：後壁部
３７：ラジエータサポートアッパ
３８：ラジエータサポートロア
４０：クロスメンバ
４２：ガセット
４４、４６：ボルト
５０：フロントサイドメンバ
６０：電装部品群
６２：モータ
６４：補機バッテリ
６６：リレーボックス
７０：補強部材
７２、７４：矩形波状部
７６：谷部
９０：サブフレーム
Ｓ１：スペース

Claims (4)

1. 車両であって、
   車体と、
   車体前方側に配置されるラジエータと、
   前記ラジエータの車体幅方向の側部を支持して車体上下方向に沿って延在する、一対のサイドサポートと、
   前記一対のサイドサポートに連結され、車体前後方向に沿って延在する、一対のサイドメンバと、
   前記ラジエータの車体後方側で、前記一対のサイドメンバを車体幅方向に連結するクロスメンバと、
   前記一対のサイドメンバの一方と前記クロスメンバの一端との連結箇所に設けられ、前記連結箇所を補強するガセットと、
   前記一対のサイドサポートの一方の車体後方側に配置される、リレーボックスと、
   前記一対のサイドサポートの前記一方の車体後方側及び前記一対のサイドメンバの前記一方の車体上方側で規定されるスペースにおいて、前記一対のサイドサポートの前記一方と前記ガセットとに結合されてこれらの間に延在する、補強部材と、
   を備え、
   前記補強部材は、その延在方向と直交する断面に、２つの矩形波状部と、前記２つの矩形波状部の間における谷部と、有し、前記一対のサイドサポートの前記一方から前記ガセットに向かうにつれて下方に傾斜する筋交い部材である、車両。
2. 前記補強部材は、締結手段により前記サイドサポートの前記一方と前記ガセットとに固定されている、請求項１に記載の車両。
3. 前記ラジエータの車体後方側に配置される、車両駆動用のモータ、車両駆動用電力の制御装置及び補機バッテリをさらに備える、請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記リレーボックスは、前記車両駆動用のモータ、前記車両駆動用電力の制御装置及び前記補機バッテリよりも車体最前方に配置されている、請求項３に記載の車両。

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