JP7613634B2 - 車両の下部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の下部構造に関する。

一般的に、ハイブリッド車両や電動車両は、車体の下部にモータや高電圧部品を含むパワープラントが配置されている。
このようなハイブリッド車両において、パワープラントより車両後方の空間においてスペアタイヤを車体に取り付けた車両の下部構造が知られている（特許文献１、２参照）。

日本国特開２００１－１３８７５３号公報 日本国特開２０１２－１４００５５号公報

上記従来技術では、後面衝突時に後方から加わる荷重によってスペアタイヤが車両前方に移動してパワープラントの高電圧部品に干渉するおそれがある。
そのため、後面衝突時における高電圧部品の保護を図る上で何らかの改善が求められている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、後面衝突時における高電圧部品の保護を図る上で有利な車両の下部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施の形態は、上方にキャビンが配置されるフレームと、前記フレームの下方に位置し、高電圧部品を含むパワープラントと、前記高電圧部品の後方に位置し、前記パワープラントを前記フレームに支持するマウントと、前記フレームの下方に位置し、前記マウントの後方において前記フレームに支持されるスペアタイヤと、を備える車両の下部構造であって、車両の前後方向から見て、前記高電圧部品と前記マウントとが重なると共に、前記スペアタイヤと前記マウントとが重なっていることを特徴とする。

本発明の一実施の形態によれば、後面衝突時に相手側車両から入力する荷重によってスペアタイヤが車両前方に移動した際、スペアタイヤがマウントに当接することでスペアタイヤの車両前方への移動を阻止するため、スペアタイヤが高電圧部品に干渉することを抑制でき、高電圧部品の保護を図る上で有利となる。

実施の形態に係る車両の下部構造の平面図である。 実施の形態に係る車両の下部構造を上方から見た斜視図である。 実施の形態に係る車両の下部構造を車幅方向から見た側面図である。 補強部材が設けられたプロテクタを車両前方から見た斜視図である。 変形例の補強部材が設けられたプロテクタを車両前方から見た斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る車両の下部構造について図面を参照して説明する。
なお、図面において、符号ＦＲは車両前方、符号ＵＰは車両上方、符号ＩＮは車幅方向内側、ＯＵＴは車幅方向外側を示す。
車両は、電動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）などのように、モータを駆動源として備えている。本実施形態では、車両は外部充電又は外部給電が可能なプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）である。
図１、図３に示すように、車両１０は、モータ１２と、モータ１２からの回転駆動力を不図示の駆動輪（後輪）に伝達する動力伝達機構の一部を構成する減速機構１４と、バッテリーから供給される電圧の変圧を行なう変圧器等の高電圧部品１６と、を含むパワープラント１７を備えている。

また、本実施の形態において、車両１０はピックアップトラックであり、ラダーフレーム１８（フレーム）の上方に不図示のキャビンと荷箱が搭載されたフレーム車である。
図１に示すように、ラダーフレーム１８は、車幅方向に間隔を置いて配置させるとともに車両前後方向に延びる一対のサイドフレーム２０と、一対のサイドフレーム２０を連結するように車幅方向に延びる複数のクロスメンバと、を含む。
複数のクロスメンバは、サイドフレーム２０の車両前後方向の中間部に配置される第１クロスメンバ２２と、第１クロスメンバ２２の車両後方に配置される第２クロスメンバ２４と、第２クロスメンバ２４の車両後方に配置される、複数のクロスメンバの中で最も車両後方に位置する第３クロスメンバ２６と、を含んでいる。
なお、一対のサイドフレーム２０の後端は、車幅方向に延在する不図示のリアバンパーリンフォースで連結されている。

図１に示すように、平面視で、パワープラント１７は、第１クロスメンバ２２と第２クロスメンバ２４との間に位置している。
モータ１２および減速機構１４は一体的に組み付けられており、モータ１２および減速機構１４の上部に高電圧部品１６が取り付けられている。
図１、図３に示すように、パワープラント１７の前部は車幅方向に離れた一対の前側マウント２８を介して第１クロスメンバ２２に支持され、パワープラント１７の後部は、後側マウント３２を介して第２クロスメンバ２４に支持されている。
後側マウント３２は金属製で、図３に示すように、パワープラント１７の後部、具体的には高電圧部品１６より後方の箇所から車両後方で斜め上方に突設され、第２クロスメンバ２４に接続されている。
また、第３クロスメンバ２６の下面にはスペアタイヤ３４が着脱可能に取り付けられている。スペアタイヤ３４は、高電圧部品１６及び後側マウント３２より車両後方に位置している。

図１、図３に示すように、車両１０の前後方向から見て、高電圧部品１６と後側マウント３２とが重なると共に、スペアタイヤ３４と後側マウント３２とが重なっている。
図１に示すように、平面視で、スペアタイヤ３４の中心Ｃ１は後側マウント３２を通り車両１０の前後方向に延在する仮想線Ｌ１に対して車幅方向の一方側（本実施形態では右側）に偏位している。
また、高電圧部品１６の車幅方向の中心Ｃ２は仮想線Ｌ１に対して車幅方向の他方側（本実施形態では左側）に偏位している。

また、図１から図３に示すように、第２クロスメンバ２４には、スペアタイヤ３４に当接可能なプロテクタ３６が設けられている。プロテクタ３６は、後側マウント３２とスペアタイヤ３４との間に位置している。
図４に示すように、プロテクタ３６は金属製で、車幅方向に延在する縦壁３６０２と、縦壁３６０２の車幅方向の両端部から車両前方に突出する一対の側壁３６０４と、を備えている。
縦壁３６０２には、車両後方に突出しつつ上下方向に延在するビード３６０６が車幅方向に間隔をおいて複数設けられている。
縦壁３６０２の上部は、第２クロスメンバ２４の後面に当接されると共に、縦壁３６０２の上端から車両前方に屈曲されたフランジ３６０８が第２クロスメンバ２４の上面に溶接により接合されている。なお、図４および後述する図５において記号＊はアーク溶接によって連続的に溶接された溶接箇所を示している。
図３、図４に示すように、一対の側壁３６０４は車両前後方向の幅が下部よりも上部が大きい寸法で形成されている。
一対の側壁３６０４の上端は、第２クロスメンバ２４の後面の下部から下面にわたって溶接により接合されている。

プロテクタ３６は、車幅方向の一方側が車幅方向の他方側に比較して変形しやすく形成されている、
プロテクタ３６の車幅方向の一方側を車幅方向の他方側に比較して変形しやすく形成する構成としては、例えば、肉厚を調整したり、あるいは、欠部を設けるなど従来公知の様々な構造が採用可能である。
本実施形態では、車幅方向の一方側の側壁３６０４の板厚を車幅方向の他方側の側壁３６０４に比べ薄くしている。

本実施の形態では、プロテクタ３６は、このプロテクタ３６に取り付けられる補強部材３８を含む。
補強部材３８は金属製で、例えば図４に示すように、断面コ字状のバルクヘッドである。
補強部材３８は、縦壁３６０２から車両前方に突出する上面部３８０６及び下面部３８０８と、上面部３８０６と下面部３８０８の車両前端を接続する頂面部３８１０と、を備えている。
補強部材３８は、上面部３８０６に設けられた上フランジ部３８０２と、下面部３８０８に設けられた下フランジ部３８０４と、によって縦壁３６０２の前面に溶接により接合される。また、頂面部３８１０の車幅方向の両端が一対の側壁３６０４の内面に溶接により接合される。
頂面部３８１０は車両前後方向において後側マウント３２に対向した箇所に位置している。

プロテクタ３６の車幅方向の一方側を車幅方向の他方側に比較して変形しやすく形成する構成として、補強部材３８の車幅方向の一方側においてプロテクタ３６との溶接箇所を他方側よりも減らす構成や、補強部材３８の車幅方向の一方側において補強部材３８の上下方向の寸法を他方側よりも小さくする構成など従来公知の様々な構造が採用可能である。
本実施の形態では、頂面部３８１０の車幅方向の一方側の側壁３６０４との溶接箇所を、他方側の側壁３６０４との溶接箇所よりも長さを短くすることで、若しくは頂面部３８１０と車幅方向の一方側の側壁３６０４とを溶接しないことで、プロテクタ３６の車幅方向の一方側を車幅方向の他方側に比較して変形しやすく形成している。

次に、図５を参照して補強部材４０の変形例について説明する。
なお、以下の説明では、上述した実施の形態と同様の箇所、部材について同一の符号を付してその説明を簡略化しあるいは省略し、上述した実施の形態と異なった箇所を重点的に説明する。
補強部材４０は、縦壁３６０２の前面に沿って延びる底面部４００２と、底面部４００２の車幅方向両端から車両前方に突出し側壁３６０４に沿って延びる一対の側面部４００４と、を有する。底面部４００２の上端及び下端が縦壁３６０２に溶接により接合され、側面部４００４が側壁３６０４に溶接により接合される。
底面部４００２には、車両前方に突出しつつ車幅方向に延在するビード４００６が上下方向に間隔をおいて複数設けられ、底面部４００２の補強が図られている。

次に本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、高電圧部品１６の車両前後方向の後方においてスペアタイヤ３４が車体に支持され、車両１０の前後方向から見て、高電圧部品１６と後側マウント３２とが重なると共に、スペアタイヤ３４と後側マウント３２とが重なっている。
したがって、後面衝突時に相手側車両１０から入力する荷重によってスペアタイヤ３４が車両前方に移動した際、スペアタイヤ３４が後側マウント３２に当接することでスペアタイヤ３４の車両前方への移動を阻止するため、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制でき、高電圧部品１６の保護を図る上で有利となる。

また、本実施の形態では、後側マウント３２を通り車両１０の前後方向に延在する仮想線Ｌ１に対して、スペアタイヤ３４の中心Ｃ１は車幅方向の一方側に偏位している。
そのため、スペアタイヤ３４は、後面衝突時に車両前方に移動して後側マウント３２に当接し、車幅方向の一方側に導かれるので、後側マウント３２にスペアタイヤ３４からの大荷重が入力され続けることを抑制でき、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、仮想線Ｌ１に対して、高電圧部品１６の車幅方向の中心Ｃ２は車幅方向の他方側に偏位している。
そのため、スペアタイヤ３４は後側マウント３２に当接し、高電圧部品１６から離れる方向である車幅方向の一方側に導かれるので、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制する上でより有利となり、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、フレームの、後側マウント３２とスペアタイヤ３４との間の箇所に、スペアタイヤ３４に当接可能なプロテクタ３６が設けられているので、後面衝突時にスペアタイヤ３４から入力する荷重をプロテクタ３６によっても受け止めることができる。
したがって、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制する上でより有利となり、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、プロテクタ３６に補強部材３８、４０が設けられているので、プロテクタ３６を補強する上で有利となる。
したがって、後面衝突時にスペアタイヤ３４から入力する荷重をプロテクタ３６によって受け止める上でより有利となるため、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制する上でより有利となり、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、プロテクタ３６は、車幅方向の一方側が車幅方向の他方側に比較して変形しやすく形成されている。
したがって、スペアタイヤ３４がプロテクタ３６に当接した際に、プロテクタ３６の車幅方向の一方側が車幅方向の他方側に比較して大きく変形しやくなる。
そのため、スペアタイヤ３４が車幅方向の一方側に導かれ、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制する上でより有利となり、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、プロテクタ３６は車幅方向に延在する縦壁３６０２と、縦壁３６０２の延在方向の両側から車両前方に突出する一対の側壁３６０４とを備え、補強部材３８、４０は車幅方向に延在しその両端が一対の側壁３６０４に接続されている。
したがって、一対の側壁３６０４が互いに離れるように、若しくは互いに近づくように変形することが抑制でき、プロテクタ３６が容易に変形しにくくなる。
そのため、プロテクタ３６によってスペアタイヤ３４から入力する荷重を受け止める上でより有利となり、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制する上でより有利となり、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

また、本実施の形態では、補強部材３８は、頂面部３８１０を有する断面コ字状のバルクヘッドであり、頂面部３８１０が車両前後方向において後側マウント３２に対向している。
そのため、プロテクタ３６が車両前方に変形した場合に、頂面部３８１０が後側マウント３２に当接することでプロテクタ３６のそれ以上の変形が抑制され、スペアタイヤ３４から入力する荷重を後側マウント３２で受け止める上でより有利となり、スペアタイヤ３４が高電圧部品１６に干渉することを抑制する上でより有利となり、高電圧部品１６の保護を図る上でより有利となる。

なお、本実施の形態では、プロテクタ３６の縦壁３６０２がスペアタイヤ３４に正対している場合について説明したが、プロテクタ３６の縦壁３６０２が車幅方向の一方側に至るにつれて車両前方に傾斜するように設けてもよい。
このようにすると、後面衝突時に車両前方に移動するスペアタイヤ３４がプロテクタ３６の縦壁３６０２に当接した際に、スペアタイヤ３４が車幅方向の一方側に導かれやすくなる。

なお、本実施の形態では、車両１０がピックアップトラックである場合について説明したが、ピックアップトラック以外の車両１０にも本発明は無論適用可能である。

以上、各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０２２年３月２９日出願の日本特許出願（特願２０２２－５３１５９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１０ 車両
１２ モータ
１４ 減速機構
１６ 高電圧部品
１７ パワープラント
１８ ラダーフレーム
２０ サイドフレーム
２２ 第１クロスメンバ
２４ 第２クロスメンバ
２６ 第３クロスメンバ
２８ 前側マウント
３２ 後側マウント（マウント）
３４ スペアタイヤ
３６ プロテクタ
３６０２ 縦壁
３６０４ 側壁
３６０６ ビード
３６０８ フランジ
３８ 補強部材
３８０２ 上フランジ部
３８０４ 下フランジ部
３８０６ 上面部
３８０８ 下面部
３８１０ 頂面部
４０ 補強部材
４００２ 底面部
４００４ 側面部
４００６ ビード
Ｌ１ 仮想線
Ｃ１ スペアタイヤ３４の中心
Ｃ２ 高電圧部品１６の車幅方向の中心

Claims (8)

1. 上方にキャビンが配置されるフレームと、
   前記フレームの下方に位置し、高電圧部品を含むパワープラントと、
   前記高電圧部品の後方に位置し、前記パワープラントを前記フレームに支持するマウントと、
   前記フレームの下方に位置し、前記マウントの後方において前記フレームに支持されるスペアタイヤと、を備える車両の下部構造であって、
   車両の前後方向から見て、前記高電圧部品と前記マウントとが重なると共に、前記スペアタイヤと前記マウントとが重なっている、
   ことを特徴とする車両の下部構造。
2. 前記スペアタイヤの中心は、前記マウントを通り車両の前後方向に延在する仮想線に対して車幅方向の一方側に偏位している、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の下部構造。
3. 前記高電圧部品の車幅方向の中心は、前記仮想線に対して車幅方向の他方側に偏位している、
   ことを特徴とする請求項２記載の車両の下部構造。
4. 前記フレームには、前記マウントと前記スペアタイヤとの間の箇所において前記フレームから下方に延びるプロテクタが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の車両の下部構造。
5. 前記プロテクタは、車幅方向の一方側が車幅方向の他方側に比較して変形しやすく形成されている、
   ことを特徴とする請求項４記載の車両の下部構造。
6. 前記プロテクタには、補強部材が設けられている、
   ことを特徴とする請求項４記載の車両の下部構造。
7. 前記プロテクタは、車幅方向に延在する縦壁と、前記縦壁の車幅方向の両側から車両前方に突出する一対の側壁とを備え、
   前記補強部材は、車幅方向に延在し、車幅方向両端が前記一対の側壁に接続されている、
   ことを特徴とする請求項６記載の車両の下部構造。
8. 前記補強部材は、車両前後方向に延在する上面部および下面部と、前記上面部と前記下面部の前端部を接続するように車両上下方向に延びる頂面部と、を有するバルクヘッドであり、
   前記頂面部が前記マウントに対向している、
   ことを特徴とする請求項６記載の車両の下部構造。

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