JP7585371B2 - 車両下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両下部構造に関する。

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギの効率化に貢献する電気自動車の研究開発が行われている。
従来、車両の床下に電動モータ駆動用のバッテリを搭載した電気自動車の車両下部構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような車両下部構造によれば、床下にバッテリの収容部を設定することで床上に形成される車室のレイアウトを比較的自由に行うことができる。

特許第５１０４９９７号公報

ところで、車両としては、運転席のみの１席仕様、又はこれに後部座席を加えた２席仕様のものが考えられる。このような車両によれば車室を広く荷室として使用することができる。
その一方で、このような車両においては車内に搬入しようとした積み荷等の重量物が床面に落下することを想定して車両下部構造の強化が望まれる。特に、床下にバッテリを格納する電気自動車においては床下構造の保護の要請は大きい。
しかしながら、従来の車両下部構造（例えば、特許文献１参照）は、車室側から床に加わる荷重に対するバッテリ保護については考慮されていない。

本発明の課題は、車室側から床に加わる荷重に対するバッテリ保護をより確実に行うことができる車両下部構造を提供することにある。そして、延いてはエネルギの効率化に寄与するものである。

前記課題を達成した本発明の車両下部構造は、車両のフロアパネルの下側にバッテリが配置され、前記フロアパネルには、前記車両の座席の下方に前記バッテリの一部を収容するとともに上方に膨出する膨出部が形成され、前記フロアパネルのうち上方に座席がない領域であって前記膨出部よりも低い部分を覆うように、前記フロアパネルの上側には前記バッテリに対応するように保護パネルが設けられていることを特徴とする。

本発明の車両下部構造によれば、車室側から床に加わる荷重に対するバッテリ保護をより確実に行うことができる。

本発明の実施形態に係る車両下部構造を有する車両の構成説明図である。 本発明の実施形態に係る車両下部構造の部分拡大斜視図である。 図１のIII－III断面図である。 図１のIV－IV断面図である。 他の実施形態に係る車両下部構造を有する車両の構成説明図である。 図５のVI－VI断面図である。

次に、本発明の車両下部構造を実施するための形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下の説明における前後左右上下の方向は、車体の前後左右上下と一致させた図１の矢示方向を基準とする。また、以下では車体の左右方向を車幅方向と称することがある。
図１は、本実施形態に係る車両下部構造１０を有する車両Ｖの構成説明図である。なお、図１中、電池パック３は、作図の便宜上、車体から分離した状態で示している。
まず、車両下部構造１０の具体的な説明に先立って、車両Ｖの全体構成について説明する。
図１に示す車両Ｖは、右ハンドル車を想定している。
この車両Ｖは、図１に示すように、運転席１と、この運転席１の後方に並ぶ後部座席２との２席仕様となっている。これにより運転席１の左側に形成される車室空間と、後部座席２の左側に形成される車室空間とは、荷室として使用することができる。

本実施形態での後部座席２は、後部荷室の床面７よりも低い低段床面１１に落とし込んだシートクッション２ａ上に、前に倒したシートバック２ｂを重ねるダイブダウン動作が可能な構成になっている。なお、ダイブダウン動作後の後部座席２は、図示は省略するが、シートクッション２ａ上に重ねられたシートバック２ｂの上面が、後部荷室の床面７に対して略面一（フラット）となる。

図１に示すように、車両Ｖは、車体前部にフロアパネル９を有している。
このフロアパネル９の下方には、電池パック３（ＩＰＵ：Intelligent Power Unit）が配置されている。電池パック３は、特許請求の範囲にいう「バッテリ」に相当する。
電池パック３は、樹脂製のカバー部材３ａと、金属製のアンダーガードパネル３ｂとからなるケーシング内に、図示を省略した前後一対のバッテリモジュールや、高圧ジャンクションボード、制御機器（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を含む制御装置、セル電圧センサ等が配置されている。
そして、カバー部材３ａの上面には、アンダーガードパネル３ｂ上に配置されるバッテリモジュールや、前記の高圧ジャンクションボード等のバッテリ補機の配置高さに応じて、第１カバー膨出部３ａ１と、第２カバー膨出部３ａ２と、第３カバー膨出部３ａ３とが形成されている。

これら第１カバー膨出部３ａ１、第２カバー膨出部３ａ２、及び第３カバー膨出部３ａ３のうち、第３カバー膨出部３ａ３は、カバー部材３ａの後半分を占めるように形成されている。この第３カバー膨出部３ａ３は、上面視で横長の略矩形に形成されている。
第１カバー膨出部３ａ１と第２カバー膨出部３ａ２とは、カバー部材３ａの前半分に形成されている。具体的には、第１カバー膨出部３ａ１は、運転席１の下方に位置するようにカバー部材３ａの前半分の右側に形成されている。第２カバー膨出部３ａ２は、第１カバー膨出部３ａ１と横並びでカバー部材３ａの前半分の左側に形成されている。第１カバー膨出部３ａ１と第２カバー膨出部３ａ２とは、上面視で略矩形に形成されている。
これら第１カバー膨出部３ａ１、第２カバー膨出部３ａ２、及び第３カバー膨出部３ａ３のうち、第１カバー膨出部３ａ１は上方への膨出高さが最も高く、第３カバー膨出部３ａ３は上方への膨出高さが最も低くなっている。

次に、本実施形態に係る車両下部構造１０（図１参照）について説明する。
図１に示すように、車両下部構造１０は、フロアパネル９上に第１保護パネル２０と第２保護パネル３０とを有している。

図２は、図１に示す運転席１と後部座席２と第２保護パネル３０とを取り外して示す車両下部構造１０の拡大斜視図である。なお、図２中、第１保護パネル２０がその上面を覆っている第２床膨出部９ｂは、隠れ線（点線）にて表している。
図２に示すように、フロアパネル９は、上方に膨出する第１床膨出部９ａと、第２床膨出部９ｂと、第３床膨出部９ｃとを有している。
なお、第１床膨出部９ａは、特許請求の範囲にいう「膨出部」に相当する。

第１床膨出部９ａは、前記の電池パック３（図１参照）における第１カバー膨出部３ａ１（図１参照）に対応するように形成されている。第２床膨出部９ｂは、前記の電池パック３（図１参照）における第２カバー膨出部３ａ２（図１参照）に対応するように形成されている。第３床膨出部９ｃは、前記の電池パック３（図１参照）における第３カバー膨出部３ａ３（図１参照）に対応するように形成されている。

これら第１床膨出部９ａ、第２床膨出部９ｂ、及び第３床膨出部９ｃのうち、第１床膨出部９ａは上方への膨出高さが最も高く、第３カバー膨出部３ａ３は上方への膨出高さが最も低くなっている。
そして、第１床膨出部９ａの第２床膨出部９ｂ側の側方端部９ａ１は、第２床膨出部９ｂに向かうほど徐々に下方に変位するように傾斜している。
第１床膨出部９ａと、第１床膨出部９ａの後方に位置する第３床膨出部９ｃの右半分には、図示しないフロアカーペットが敷設される。そして、第１床膨出部９ａの上方には運転席１（図１参照）が設けられ、右半分の第３床膨出部９ｃの上方には後部座席２（図１参照）が設けられる。

図２に示すように、第３床膨出部９ｃは、電池パック３（図１参照）における第３カバー膨出部３ａ３（図１参照）に対応するように、平面視で横長矩形の上面を有している。
このような第３床膨出部９ｃの上面は、前記の低段床面１１を構成している。
第３床膨出部９ｃの上面（低段床面１１）には、前後方向に延在するビード１２が車幅方向に複数列並ぶように形成されている。
低段床面１１に形成されるビード１２は、フロアパネル９を形成する鋼板が上方に凸となるように部分的に屈曲して形成されている。
ビード１２は、ビード１２の延在方向（前後方向）に交差する断面視で、平坦な頂面１３を有する等脚台形形状を呈している。

このようなフロアパネル９の車幅方向の外側端部は、図２に示すように、車幅方向の両側で前後方向に延びるサイドシル４に接合されている。具体的には、サイドシル４の車幅方向の内側半体を形成するサイドシルインナ４ａに接合されている。
また、フロアパネル９の前端部は、図示しないダッシュボードロアに接合されている。フロアパネル９の後端部は、図１に示すように、後部荷室の床面７と低段床面１１との段差を繋ぐように形成される傾斜床面８に接合されている。

次に、第１保護パネル２０（図１参照）と第２保護パネル３０（図１参照）について説明する。
図１に示すように、第１保護パネル２０と第２保護パネル３０とは、フロアパネル９のうち、特許請求の範囲にいう「座席」に相当する運転席１と後部座席２とが設置されていない領域に取り付けられている。具体的には、運転席１の左隣のフロア領域Ａ１に第１保護パネル２０が設置され、後部座席２の左隣のフロア領域Ａ２に第２保護パネル３０が設置されている。

図２に示すように、第１保護パネル２０は、屈曲した板体からなる立体構造体である。
本実施形態での第１保護パネル２０は、鋼板からなるものを想定している。
第１保護パネル２０は、平面視で略矩形の上壁２１と、上壁２１の前縁から下方に屈曲して延びる前壁２２と、上壁２１の後縁から下方に屈曲して延びる後壁２３と、を備えている。

上壁２１は、フロアパネル９から上方に所定の間隔を開けて対向するように配置されている。前壁２２は、第１保護パネル２０の前側の脚部を形成している。前壁２２の左右の下端部は、フロアパネル９にボルト締結されている。後壁２３は、第１保護パネル２０の後側の脚部を形成している。後壁２３の左右の下端部は、フロアパネル９にボルト締結されている。
なお、これら前壁２２と後壁２３とのフロアパネル９に対する４つのボルト締結部は、運転席１の左側に助手席を有する車両（図示を省略）における助手席用締結部を利用した構成となっている。

また、第１保護パネル２０の上壁２１は、車幅方向の内側端縁から第１床膨出部９ａの側方端部９ａ１に向かって延出する延出部２４を有している。
この延出部２４は、上壁２１における内側端縁の前後方向の中央部が部分的に延出するように形成されている。延出部２４の先端には、側方端部９ａ１と接続されるフランジ２４ａが形成されている。
また、延出部２４は、車幅方向に延びる複数のビード２４ｂを有している。このビード２４ｂは、第１保護パネル２０を形成する板体が、部分的に上方に凸となるように屈曲することで構成されている。

第１保護パネル２０は、図１及び図２に示すように、前壁２２と、上壁２１と、後壁２３とに亘って前後方向に連続して延びるビード２５を有している。このビード２５は、第１保護パネル２０を形成する板体が、部分的に上方に凸となるように屈曲することで構成されている。

図３は、図１のIII－III断面図である。なお、図３は、作図の便宜上、電池パック３を車体に組付けた状態で示している。
図３に示すように、第１保護パネル２０のビード２５は、車幅方向に所定の間隔を開けて複数（本実施形態では５本）並ぶように形成されている。
ビード２５は、ビード２５の延在方向に直交する図３に示す断面視で、等脚台形形状を呈している。そして、等脚台形形状の上辺に対応するビード２５の頂面２５ａの高さは、第２床膨出部９ｂ上での第１保護パネル２０の基準高さとして規定されている。
すなわち、ビード２５の頂面２５ａの高さは、サイドシルインナ４ａの上方を覆うように配置されるサイドガーニッシュ６と同じ高さとなるように設定されている。
これにより第１保護パネル２０は、例えば、図示しないサイドドドア側からサイドガーニッシュ６越しに積み荷等の重量物をスライドさせて車室に搬入する際に、ビード２５が積み荷等に干渉しないようになっている。

また、第１保護パネル２０の車幅方向内側（図３の右側）の端部は、図３に示すように、が、第１床膨出部９ａの傾斜する側方端部９ａ１を上方から覆っている。
なお、図３中、符号９は、フロアパネルである。符号３ａは、電池パック３のカバー部材であり、符号３ｂは、電池パック３のアンダーガードパネルである。符号１４は、電池パック３をサイドシルインナ４ａに支持するサイドビームである。

次に、第２保護パネル３０（図１参照）について説明する。
図１に示すように、第２保護パネル３０は、平面視で前後方向に長い略矩形を呈している。
第２保護パネル３０は、第１保護パネル２０の後端から後方に延びて、低段床面１１を覆うように配置されている。第２保護パネル３０は、低段床面１１上で前後方向に平坦（フラット）になっている。
また、第２保護パネル３０は、低段床面１１側から傾斜床面８に沿うようにさらに延びて、後部荷室の床面７の前端部にまで至っている。
本実施形態での第２保護パネル３０は、このように低段床面１１から床面７に渡って形成される車体床面に係止されずに単に載置されるものを想定している。

図４は、図１のIV－IV断面図である。
図４に示すように、低段床面１１に載置された第２保護パネル３０は、低段床面１１に形成されたビード１２の頂面１３に対して面接触している。
低段床面１１における第２保護パネル３０の上面は、図４に示すように、車幅方向に水平な平坦面を形成している。具体的には、第２保護パネル３０の上面は、サイドガーニッシュ６の水平な上面と同じ高さか、好ましくはサイドガーニッシュ６の上面から数ミリ程度（例えば、２ｍｍ程度）低くなるように設定されている。すなわち、第２保護パネル３０は、低段床面１１から所定高さで嵩増しして前後左右方向に荷室床面の水平・フラット化を図っている。
図４中、符号３ａは、電池パック３のカバー部材であり、符号５は、フロアカーペットである。

本実施形態での第２保護パネル３０（図１参照）を形成する樹脂は、ビーズ法発泡樹脂を想定している。
ビーズ法発泡樹脂は、予備発泡させた樹脂ビーズを金型内で加熱成形したものである。
ビーズ法発泡樹脂としては、ビーズ法発泡ポリプロピレン、及びビーズ法発泡スチロールが好ましく、ビーズ法発泡ポリプロピレンは特に好ましい。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の車両下部構造１０の奏する作用効果について説明する。
本実施形態の車両下部構造１０においては、フロアパネルの上側には電池パック３に対応するように第１保護パネル２０と第２保護パネル３０とが設けられている。
これにより車両下部構造１０は、車室側からフロアパネル９に加わる荷重に対する電池パック３（バッテリ）の保護をより確実に行うことができる。

また、車両下部構造１０においては、第１保護パネル２０及び第２保護パネル３０は、フロアパネル９のうち運転席１や後部座席２などの座席が設置されていない領域Ａ１，Ａ２に取り付けられている。
このような車両下部構造１０によれば、座席により車室側からフロアパネル９下に荷重が加わることが回避される領域を除いて第１保護パネル２０と第２保護パネル３０とが配置される。これにより車両下部構造１０は、効率よく保護が必要なフロアパネル９の部分を限定して電池パック３（バッテリー）を効果的に保護する。

また、この車両下部構造１０においては、電池パック３（バッテリー）の最も嵩高となる部分に対応するようにフロアパネル９に第１床膨出部９ａ（膨出部）が形成されている。また、第１床膨出部９ａは、運転席１の下方に設けられている。
これにより車両下部構造１０は、運転席１の周囲におけるフロアパネル９下の電池パック３（バッテリー）の専有容積を低減させることができ、運転席１の周囲の車室空間を荷室として広く活用することができる。

また、この車両下部構造１０においては、第１保護パネル２０は、第１床膨出部９ａの側方端部９ａ１に向かって延出する延出部２４を有している。
このような車両下部構造１０によれば、フロアパネル９（第２床膨出部９ｂ）と第１保護パネル２０との間に所定のクリアランスを設けることができる。
これにより車両下部構造１０は、車室側からフロアパネル９に加わる荷重に対する電池パック３（バッテリ）の保護をより一層確実に行うことができる。

また、この車両下部構造１０においては、第１保護パネル２０は、上壁２１と、上壁２１の前端に設けられてフロアパネル９に取り付けられる前壁２２と、上壁２１の後端に設けられてフロアパネル９に取り付けられる後壁２３と、を備えている。
このような車両下部構造１０によれば、フロアパネル９（第２床膨出部９ｂ）と第１保護パネル２０との間に所定のクリアランスを設けることができるとともに、第１保護パネル２０は、車室側から加わる荷重に対して高い剛性を発揮することとなる。
このような車両下部構造１０によれば、電池パック３（バッテリ）の保護を確実に行うことができる。

また、この車両下部構造１０においては、第１保護パネル２０は、前壁２２と、上壁２１と、後壁２３とに亘って前後方向に延在する複数のビード２４ｂを有している。
このような車両下部構造１０によれば、第１保護パネル２０の剛性は、より高められる。このような車両下部構造１０によれば、電池パック３（バッテリ）の保護をより確実に行うことができる。
また、このような前後方向に延在するビード２４ｂを有する車両下部構造１０によれば、運転席１の左側に形成される車室空間を荷室として使用する際に、搬出入用の積み荷を第１保護パネル２０上で前後方向に摺動させることが容易になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、２席仕様の車両Ｖに適用される車両下部構造１０について説明したが本発明はこれに限定されるものではない。
図５は、他の実施形態に係る車両下部構造１０を有する車両Ｖの構成説明図である。
以下の実施形態において前記実施形態の車両下部構造１０（図１参照）と同様の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態での車両Ｖは、運転席１のみの１席仕様であり、図１に示す前記実施形態での車両Ｖと異なって後部座席２を有していない。したがって、図５に示す車両Ｖにおいては、運転席１の後方の低段床面１１上の車室空間についても荷室として使用することができる。

図５に示すように、本実施形態の車両下部構造１０は、フロアパネル９上に第１保護パネル２０と、第２保護パネル３０と、第３保護パネル４０とを有している。
本実施形態の車両下部構造１０におけるフロアパネル９は、前記実施形態でのフロアパネル９（図２参照）と同様に形成されている。また、本実施形態の車両下部構造１０における第１保護パネル２０、第２保護パネル３０、及び第３保護パネル４０のうち、第１保護パネル２０と第２保護パネル３０とは、前記第１実施形態と同様に形成されている。したがって、以下では、フロアパネル９と第１保護パネル２０と第２保護パネル３０の詳細な説明は省略する。

図５に示すように、第３保護パネル４０は、運転席１の後方で低段床面１１を覆うように前後方向に延びている。また第３保護パネル４０は、低段床面１１側から傾斜床面８に沿うように延びて、後部荷室の床面７の前端部にまで至っている。そして、低段床面１１上の第３保護パネル４０は、前後方向に平坦（フラット）になっている。
このような第３保護パネル４０は、第２保護パネル３０と同様に、低段床面１１から床面７に渡って形成される車体床面に対して係止されずに単に載置されるものを想定している。

また、図５のVI－VI断面図である図６に示すように、低段床面１１に載置された第３保護パネル４０は、低段床面１１に形成されたビード１２の頂面１３に対して面接触している。
また、低段床面１１における第３保護パネル４０の上面は、車幅方向に水平な平坦面を形成している。具体的には、第３保護パネル４０の上面は、第２保護パネル３０の上面に対して車幅方向に面一になっている。
このような車両下部構造１０によれば、前記実施形態の車両下部構造１０（図１参照）と同様の作用効果を奏するとともに、荷室商品性がより向上する。
また、車両下部構造１０によれば、車室側から低段床面１１に荷重が入力する際に、第２保護パネル３０と第３保護パネル４０との両方において、均一な荷重吸収性能を発揮する。

また、前記実施形態の車両下部構造１０（図１及び図７参照）においては、後部座席２の下方と、この後部座席２の左側の床の下方とに電池パック３を有するものを想定しているが、後部座席２の下方と、この後部座席２の左側の床の下方には電池パック３を有しない構成とすることもできる。

１ 運転席（座席）
２ 後部座席（座席）
３ 電池パック（バッテリ）
９ フロアパネル
９ａ 第１床膨出部（膨出部）
９ａ１ 第１床膨出部の側方端部
１０ 車両下部構造
２０ 第１保護パネル（保護パネル）
２１ 第１保護パネルの上壁
２２ 第１保護パネルの前壁
２３ 第１保護パネルの後壁
２４ 第１保護パネルの延出部
２４ｂ 第１保護パネルのビード
３０ 第２保護パネル（保護パネル）
４０ 第３保護パネル（保護パネル）
Ｖ 車両

Claims (5)

1. 車両のフロアパネルの下側にバッテリが配置され、
   前記フロアパネルには、前記車両の座席の下方に前記バッテリの一部を収容するとともに上方に膨出する膨出部が形成され、
   前記フロアパネルのうち上方に座席がない領域であって前記膨出部よりも低い部分を覆うように、前記フロアパネルの上側には前記バッテリに対応するように保護パネルが設けられていることを特徴とする車両下部構造。
2. 前記保護パネルは、前記膨出部の側方端部に向かって延出する延出部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
3. 前記保護パネルは、前記フロアパネルから上方に間隔を空けて配置される上壁と、前記上壁の前端に設けられて前記フロアパネルに取り付けられる前壁と、前記上壁の後端に設けられて前記フロアパネルに取り付けられる後壁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
4. 前記保護パネルは、前記前壁と、前記上壁と、前記後壁とに亘って前後方向に延在する複数のビードを有することを特徴とする請求項３に記載の車両下部構造。
5. 前記保護パネルの上面の高さは、前記膨出部の高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の車両下部構造。
   

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