JP7620878B2 - 車両用アンダーカバー構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のフロア組立体の下方に位置するバッテリパックを下方から覆うアンダーカバーを有する車両用アンダーカバー構造に関する。

モータを用いて走行駆動可能となるように構成される車両、例えば、電気自動車等においては、多くの場合、モータに電力を供給するバッテリパックがフロア組立体の下方に配置されている。このような車両は、バッテリパックを保護するためにバッテリパックを下方から覆うアンダーカバーを有する。アンダーカバーは、その製造効率、その強度等を考慮して、前方パネルと、この前方パネルよりも車両後方寄りに位置する後方パネルとを接続するように構成されることがある。

アンダーカバーを含んだ車両用アンダーカバー構造の一例としては、１つのアンダーカバーが、互いに二分割された前半部（前方パネル）と後半部（後方パネル）とを接続するように構成され、前半部と後半部との接続部がバッテリパックの下方を通過するように配置され、アンダーカバーの前半部及び後半部が、バッテリパックの底面に対向する平坦なプレート部分（本体部分）を有している、車両用アンダーカバー構造が挙げられる。（例えば、特許文献１、特に、その段落［００２３］～段落［００２５］、図１、及び図２を参照。）

特開２０１３－１４７０７０号公報

しかしながら、上記アンダーカバー構造の一例においては、アンダーカバーの前方パネル及び後方パネルの本体部分が平坦に形成されるに過ぎない。そして、車輪、特に、前輪によって跳ね上げられた小石、泥水等の異物、又は車両によって乗り上げられる歩道の段差、縁石、車止め等の障害物は、車両の前方かつ下方からアンダーカバーに向かって衝突する傾向にある。

そのため、上記アンダーカバー構造の一例におけるアンダーカバーは、このような異物又は障害物の衝突に起因する衝撃を十分に吸収できないおそれがある。この場合、アンダーカバーが、バッテリパックを十分に保護できないおそれもある。さらに、アンダーカバーへの異物又は障害物の衝突によって、乗員にとって不快な騒音がアンダーカバーを中心に発生するおそれがある。

上記実情を鑑みると、車両用アンダーカバー構造においては、アンダーカバーへの異物又は障害物の衝突に起因する衝撃及び騒音を効率的に緩和すること、このような衝撃からバッテリパックを効率的に保護することが望まれる。

課題を解決するために、一態様に係る車両用アンダーカバー構造は、車両のフロア組立体の下方に位置するバッテリパックを下方から覆うアンダーカバーを備え、前記アンダーカバーが、前方パネルと、前記前方パネルよりも車両後方寄りに位置する後方パネルとを有し、前記前方パネルの車両前後方向の後端領域と前記後方パネルの車両前後方向の前端領域とを結合した結合領域が形成される、車両用アンダーカバー構造であって、前記結合領域が、前記バッテリパックよりも車両前方寄りに配置され、前記前方パネルが、車両水平方向に沿って配置される本体部分と、この本体部分から上方に突出するように変形した凸部分とを有し、前記凸部分が、下方から上方に向かうに従って前記凸部分の平面視の外周から同内周に向かって傾斜するように形成される１つ又は複数の傾斜面部を有する。

一態様に係る車両用アンダーカバー構造においては、アンダーカバーへの異物又は障害物の衝突に起因する衝撃及び騒音を効率的に緩和することができ、このような衝撃からバッテリパックを効率的に保護することができる。

図１は、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造を有する車両を、そのバッテリパック及びアンダーカバーを分解した状態で概略的に示す分解斜視図である。 図２は、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造を概略的に示す底面図である。 図３は、図２のＸ－Ｘ線断面図である。 図４は、図２のＹ－Ｙ線断面図である。 図５は、図２のＺ－Ｚ線断面図である。

一実施形態に係る車両用アンダーカバー構造について、それを設けた車両と共に説明する。本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造（以下、必要に応じて、単に「アンダーカバー構造」という）を設けた車両は、電気自動車となっている。しかしながら、車両は、アンダーカバー構造を設けることができる電気自動車以外の電動車両とすることもできる。

本明細書中の説明に用いられる図１～図５においては、車両を基準とした方向を次のように示す。図１～図３及び図５においては、車両前方及び車両後方を、それぞれ片側矢印Ｆ及び片側矢印Ｂによって示す。図１、図２、及び図４においては、車両前方を向いた場合の左方及び右方を、それぞれ片側矢印Ｌ及び片側矢印Ｒによって示す。車両幅方向は、片側矢印Ｌ及び片側矢印Ｒによって示される。さらに、図１及び図３～図５においては、車両上方及び車両下方を、それぞれ片側矢印Ｕ及び片側矢印Ｄによって示す。

なお、左方及び右方は、それぞれ車両前方を向いた場合の左方及び右方を指すものとする。水平方向は、車両の前後方向及び幅方向に沿った方向を指すものとする。車両上方及び車両下方を、場合によっては、それぞれ単に上方及び下方と呼ぶ。

「車両用アンダーカバー構造及び車両の概略」
図１～図５を参照して、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０及び車両の概略について説明する。すなわち、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０及び車両は、概略的には次のように構成される。図１に示すように、車両用アンダーカバー構造１０は車両に設けられる。車両は、バッテリパック１及びフロア組立体２を有する。バッテリパック１は、フロア組立体２の下方に位置する。アンダーカバー構造１０は、バッテリパック１を下方から覆うアンダーカバー１１を有する。

図２及び図３に示すように、アンダーカバー１１は、前方パネル２０と、この前方パネル２０よりも車両後方寄りに位置する後方パネル３０とを有する。アンダーカバー構造１０には、前方パネル２０の車両前後方向の後端領域２１と後方パネル３０の車両前後方向の前端領域３１とを結合した結合領域１２が形成されている。

図３に示すように、結合領域１２が、バッテリパック１よりも車両前方寄りに配置されている。図３～図５に示すように、前方パネル２０は、車両水平方向に沿って配置される本体部分２２を有する。前方パネル２０はまた、この本体部分２２から上方に突出するように変形した凸部分２３を有する。凸部分２３は、下方から上方に向かうに従って凸部分２３の平面視の外周から同内周に向かって傾斜するように形成される１つ又は複数の傾斜面部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを有している。

さらに、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０及び車両は、概略的には次のように構成することができる。図５に示すように、複数の傾斜面部２３ａ～２３ｄは、凸部分２３の車両前後方向の前端寄りに位置する前方傾斜面部２３ａを含む。複数の傾斜面部２３ａ～２３ｄは、凸部分２３の車両前後方向の後端寄りに位置する後方傾斜面部２３ｂを含む。上下方向に対する後方傾斜面部２３ｂの傾斜角度は、上下方向に対する前記前方傾斜面部２３ａの傾斜角度よりも大きくなっている。

図３及び図４に示すように、フロア組立体２は、その車両幅方向の略中央に位置するフロアトンネル３を有する。このフロアトンネル３は、上方に膨出し、かつ車両前後方向に延びるように形成されている。図２～図４を参照すると、前方パネル２０は、複数の凸部分２３を有している。各凸部分２３は、フロアトンネル３に対して車両幅方向のいずれか一方に位置している。

図５に示すように、凸部分２３は、その上端に位置する頂面部２３ｅを有する。頂面部２３ｅは、フロア組立体２に締結されている。

「車両の詳細」
図１～図４を参照すると、車両は詳細には次のように構成することができる。図１、図３、及び図４を参照すると、車両のバッテリパック１は、車両の走行駆動に用いられるモータ（図示せず）に電力を供給可能とするように構成される。さらに、バッテリパック１は充電可能に構成される。

図４に示すように、バッテリパック１は、その外部への電力の供給及びバッテリパック１の外部からの電力の受給を可能とするように構成される高電圧ケーブル１ｂに接続されるコネクタ１ａを有する。さらに、コネクタ１ａは、車両幅方向にてフロアトンネル３とオーバーラップするように配置される。

図２～図４を参照すると、フロア組立体２は、フロアトンネル３に対して車両幅方向の両側方にそれぞれ位置する２つのフロアパネル４を有する。図４を参照すると、フロア組立体２は、それぞれ２つのフロアパネル４の下方に位置する２つの側方クロスメンバ５を有する。図３及び図４を参照すると、フロア組立体２は、フロアトンネル３の下方に位置する中央クロスメンバ６を有する。中央クロスメンバ６は、２つの側方クロスメンバ５を連結するように延びる。

図４に示すように、フロアトンネル３は、略ハット形状の横断面を有するように形成される。フロアトンネル３は、その上端に位置する頂面部３ａを有する。フロアトンネル３は、それぞれ頂面部３ａの車両幅方向の両側方端から下方に延びる２つの側面部３ｂを有する。２つの側面部３ｂは、上方から下方に向かうに従って２つの側面部３ｂの間隔を広げるように形成される。フロアトンネル３は、それぞれ２つの側面部３ｂの下端から車両幅方向の両側方に向かって突出する２つのフランジ部３ｃを有する。

各フランジ部３ｃは、その突出方向に延びるフランジ本体３ｄを有する。各フランジ部３ｃはまた、その突出方向にて、対応する側面部３ｂとこのフランジ部３ｃのフランジ本体区域３ｄとの間に位置し、かつフランジ本体区域３ｄに対して下方に凹むフランジ凹区域３ｅを有する。

フロア組立体２において、各フロアパネル４は、その車両幅方向の内方端に位置する内側縁部４ａを有する。フロアトンネル３の２つのフランジ部３ｃは、それぞれ２つのフロアパネル４の内側縁部４ａに対して上方に位置する。この場合、２つのフロアパネル４の内側縁部４ａは、フロアトンネル３における２つのフランジ部３ｃのフランジ凹区域３ｅをそれぞれ横切るように延びる。しかしながら、フロアトンネルの２つのフランジ部は、それぞれ２つのフロアパネルの内側縁部に対して下方に位置することもできる。

フロアトンネル３における２つのフランジ部３ｃのフランジ本体区域３ｄは、それぞれ２つのフロアパネル４の内側縁部４ａと上下方向にて重なっており、かつそれぞれ２つのフロアパネル４の内側縁部４ａに溶接によって接合されている。フロアトンネル３における２つの側面部３ｂもまた、それぞれ２つのフロアパネル４の内側縁部４ａと上下方向にて重なっており、かつそれぞれ２つのフロアパネル４の内側縁部４ａに溶接によって接合されている。しかしながら、これらの接合は、溶接以外の接合手段によってもたらすこともできる。

図３を参照すると、フロア組立体２において、２つの側方クロスメンバ５及び中央クロスメンバ６は車両幅方向に並んでいる。２つの側方クロスメンバ５及び中央クロスメンバ６は車両幅方向に沿って延びる。２つの側方クロスメンバ５及び中央クロスメンバ６は、車両前後方向にてアンダーカバー１１の結合領域１２とオーバーラップするように位置する。

図４を参照すると、２つの側方クロスメンバ５は、それぞれ２つのフロアパネル４と上下方向に当接し、かつそれぞれ２つのフロアパネル４に溶接によって接合されている。図３及び図４を参照すると、中央クロスメンバ６は、フロアトンネル３と上下方向に当接し、かつフロアトンネル３に溶接によって接合されている。しかしながら、これらの接合は、溶接以外の接合手段によってもたらすこともできる。

「車両用アンダーカバー構造の詳細」
図２～図５を参照すると、車両用アンダーカバー構造１０は、詳細には次のように構成することができる。前方パネル２０は、フロアトンネル３に対して車両幅方向の両側方にそれぞれ位置する２つの側方領域２４を有する。特に明確に図示はしないが、２つの側方領域２４は、それぞれ運転席及び助手席の下方に位置する。図３に示すように、後方パネル３０は、バッテリパック１と上下方向に当接する。

図２及び図３を参照すると、アンダーカバー１１は、その結合領域１２を中央クロスメンバ６に取り付けるように構成される２つの中間取付部１３を有する。２つの中間取付部１３は、後述する２つの前方取付部１４よりも車両幅方向の外方寄りに位置する。しかしながら、２つの中間取付部の少なくとも１つが、車両幅方向にて２つの前方取付部間に位置することもできる。アンダーカバーは、１つ又は３つ以上の中間取付部を有することができる。

具体的には、各中間取付部１３は、後方パネル３０の前端領域３１と前方パネル２０の後端領域２１とが互いに上下方向に重なった状態でボルト又はネジ及びナットを用いた締結手段によって中央クロスメンバ６と締結されるように構成される。しかしながら、この締結は、ボルト又はネジ及びナットを用いた締結手段以外の締結手段によってもたらすこともできる。中間取付部は、締結手段以外の手段を用いることもできる。

図２～図５を参照すると、前方パネル２０は、フロアトンネル３に対して車両幅方向の一方側に位置する１つの凸部分２３と、フロアトンネル３に対して車両幅方向の他方側に位置する１つの凸部分２３とを有する。この場合、前方パネル２０は、２つの凸部分２３を有する。２つの凸部分２３の頂面部２３ｅは、それぞれフロアトンネル３における２つのフランジ部３ｃのフランジ凹区域３ｅと当接する。

さらに、アンダーカバー１１は、２つの凸部分２３の頂面部２３ｅをフロアトンネル３における２つのフランジ部３ｃのフランジ凹区域３ｅにそれぞれ取り付けるように構成される２つの前方取付部１４を有する。２つの前方取付部１４は、２つの凸部分２３の頂面部２３ｅを、ボルト又はネジ及びナットを用いた締結手段によってそれぞれ２つのフランジ部３ｃのフランジ凹区域３ｅに締結するように構成されている。言い換えれば、各前方取付部１４において、その凸部分２３の頂面部２３ｅと、この頂面部２３ｅに当接するフロアトンネル３のフランジ部３ｃのフランジ凹区域３ｅとは、ボルト又はネジ及びナットを用いた締結手段によって共締めされている。

そのため、車輪、特に、前輪によって車両の下方から跳ね上げられた小石、泥水等の異物Ｅが凸部分２３内に入り込んだとしても、この異物Ｅが凸部分２３の頂面部２３ｅに位置する締結手段に接触することは難い。その結果、ボルト、ネジ、ナット等の締結手段への異物Ｅの衝突に起因する衝撃及び騒音を防ぐことができる。さらに、締結手段が、凸部分２３の上端の頂面部２３ｅに位置するので、車両が冠水路を走行する場合であっても、締結手段が水と接触し難く、その結果、締結手段の腐食等を防ぐことができる。車両前方から見て、バッテリパック１のコネクタ１ａは、これら２つの凸部分２３間に位置する。

しかしながら、この締結は、ボルト又はネジ及びナットを用いた締結手段以外の締結手段によってもたらすこともできる。さらに、前方パネルは、フロアトンネルに対して車両幅方向の一方側に位置する１つ以上の凸部分と、フロアトンネルに対して車両幅方向の他方側に位置する１つ以上の凸部分とを有するもできる。特に、前方パネルは、２つのフランジ部におけるフランジ凹区域の一方に締結される１つ以上の凸部分と、２つのフランジ部におけるフランジ凹区域の他方に締結される１つ以上の凸部分とを有することもできる。前方パネルは、フロアパネルに締結される１つ以上の凸部分を有することもできる。アンダーカバーは、１つ又は３つ以上の前方取付部を有することができる。

さらに図２に示すように、アンダーカバー１１は、後方パネル３０の前端領域３１に対して下方に位置するバッテリパックガード１５を有する。バッテリパックガード１５は、車両前後方向にてアンダーカバー１１の結合領域１２に隣接するように配置される。バッテリパックガード１５は、車両幅方向に沿って配置されている。バッテリパックガード１５は、後方パネル３０の前端領域３１の全体に渡って延びる。バッテリパックガード１５は、パイプ形状に形成することができる。

図４に示すように、各凸部分２３は、その車両前後方向の左方端寄りに位置する左方傾斜面部２３ｃを有する。各凸部分２３はまた、その車両前後方向の右方端寄りに位置する右方傾斜面部２３ｄを有する。前方パネル２０において、各凸部分２３における各傾斜面部２３ａ～２３ｄの下端は本体部分２２に結合されている。前方パネル２０において、各凸部分２３は本体部分２２と一体に形成されている。

以上、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０は、車両のフロア組立体２の下方に位置するバッテリパック１を下方から覆うアンダーカバー１１を備え、前記アンダーカバー１１が、前方パネル２０と、前記前方パネル２０よりも車両後方寄りに位置する後方パネル３０とを有し、前記前方パネル２０の車両前後方向の後端領域２１と前記後方パネル３０の車両前後方向の前端領域３１とを結合した結合領域１２が形成されている、車両用アンダーカバー構造１０であって、前記結合領域１２が、前記バッテリパック１よりも車両前方寄りに配置され、前記前方パネル２０が、車両水平方向に沿って配置される本体部分２２と、この本体部分２２から上方に突出するように変形した凸部分２３とを有し、前記凸部分２３が、下方から上方に向かうに従って前記凸部分２３の平面視の外周から同内周に向かって傾斜するように形成される１つ又は複数の傾斜面部２３ａ～２３ｄを有している。

一般的に、車両の走行時においては、車輪、特に、前輪によって車両の下方から跳ね上げられた小石、泥水等の異物、又は車両によって乗り上げられる歩道の段差、縁石、車止め等の障害物が、車両の前方かつ下方からアンダーカバーの車両前後方向の前方部分に衝突し易い。これに対して、本実施形態に係るアンダーカバー構造１０においては、前方パネル２０がバッテリパック１よりも車両前方寄りに配置されるので、前方パネル２０とフロア組立体２との間には、バッテリパック１の厚さに相当した高さを有する空間を形成できる。そのため、このような空間は、車両の前方かつ下方からの異物Ｅ（図５に示す）又は障害物に起因してアンダーカバー１１からバッテリパック１に向かう衝撃を効率的に緩和することができる。

また、凸部分２３によってアンダーカバー１１の剛性を効率的に向上させることができる。特に、図５に示すように、凸部分２３の傾斜面部２３ａ～２３ｄによって、片側矢印Ｊにより示すように上記異物Ｅが繰り返しアンダーカバー１１に衝突することを防ぐべくこの異物Ｅを逃がすことができる。よって、本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０によれば、異物Ｅ又は障害物の衝突に起因する衝撃及び騒音を効率的に緩和することができる。さらには、このような衝撃からバッテリパック１を効率的に保護することができる。

本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０においては、前記複数の傾斜面部２３ａ～２３ｄが、前記凸部分２３の車両前後方向の前端寄りに位置する前方傾斜面部２３ａと、前記凸部分２３の車両前後方向の後端寄りに位置する後方傾斜面部２３ｂとを有しており、上下方向に対する前記後方傾斜面部２３ｂの傾斜角度が、上下方向に対する前記前方傾斜面部２３ａの傾斜角度よりも大きくなっている。

このようなアンダーカバー構造１０においては、凸部分２３の前方傾斜面部２３ａ及び後方傾斜面部２３ｂによって、車両の前方かつ下方からの異物Ｅを効率的に車両後方に向かって地面を転がるように逃がすことができる。さらには、凸部分２３内に入った異物Ｅが、繰り返し凸部分２３に衝突することを防ぐことができる。その結果、この繰り返しの衝突に起因する騒音の発生を防ぐことができる。

本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０においては、前記フロア組立体２が、その車両幅方向の中央に位置するフロアトンネル３を有し、前記フロアトンネル３が、上方に膨出し、かつ車両前後方向に延びるように形成され、前記前方パネル２０が複数の前記凸部分２３を有し、各凸部分２３は、前記フロアトンネル３に対して車両幅方向のいずれか一方に位置している。

一般的に、車両走行時において、車輪、特に、前輪によって跳ね上げられる異物は、車両の前方、下方、かつ車両幅方向の外方からアンダーカバー、特に、前方パネルの車両幅方向の側方部に衝突し易い。これに対して、本実施形態に係るアンダーカバー構造１０においては、凸部分２３が、フロアトンネル３に対して車両幅方向のいずれか一方に位置する前方パネル２０の側方領域２４に配置されるので、凸部分２３によって、異物Ｅの衝突に起因する衝撃及び騒音を効率的に緩和することができる。

本実施形態に係る車両用アンダーカバー構造１０においては、前記凸部分２３が、その上端に位置する頂面部２３ｅを有し、前記頂面部２３ｅが、前記フロア組立体２に締結されている。このようなアンダーカバー構造１０においては、フロア組立体２に締結された凸部分２３によって、アンダーカバー１１の剛性を効率的に向上させることができる。よって、異物Ｅ又は障害物の衝突に起因する衝撃及び騒音を効率的に緩和することができる。

ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。

１…バッテリパック、２…フロア組立体、３…フロアトンネル
１０…車両用アンダーカバー構造（アンダーカバー構造）、１１…アンダーカバー、１２…結合領域
２０…前方パネル、２１…後端領域、２２…本体部分、２３…凸部分、２３ａ…傾斜面部、前方傾斜面部、２３ｂ…傾斜面部、後方傾斜面部、２３ｃ…傾斜面部、左方傾斜面部
２３ｄ…傾斜面部、右方傾斜面部、２３ｅ…頂面部
３０…後方パネル、３１…前端領域

Claims (3)

1. 車両のフロア組立体の下方に位置するバッテリパックを下方から覆うアンダーカバーを備え、
   前記アンダーカバーが、前方パネルと、前記前方パネルよりも車両後方寄りに位置する後方パネルとを有し、
   前記前方パネルの車両前後方向の後端領域と前記後方パネルの車両前後方向の前端領域とを結合した結合領域が形成されている、車両用アンダーカバー構造であって、
   前記結合領域が、前記バッテリパックよりも車両前方寄りに配置され、
   前記前方パネルが、車両水平方向に沿って配置される本体部分と、この本体部分から上方に突出するように変形した凸部分とを有し、
   前記凸部分が、下方から上方に向かうに従って前記凸部分の平面視の外周から同内周に向かって傾斜するように形成される１つ又は複数の傾斜面部を有しており、
   前記凸部分が、その上端に位置する頂面部を有し、
   前記頂面部が、前記フロア組立体に締結されている、
   車両用アンダーカバー構造。
2. 前記複数の傾斜面部が、前記凸部分の車両前後方向の前端寄りに位置する前方傾斜面部と、前記凸部分の車両前後方向の後端寄りに位置する後方傾斜面部とを有しており、
   上下方向に対する前記後方傾斜面部の傾斜角度が、上下方向に対する前記前方傾斜面部の傾斜角度よりも大きくなっている、請求項１に記載の車両用アンダーカバー構造。
3. 前記フロア組立体が、その車両幅方向の中央に位置するフロアトンネルを有し、
   前記フロアトンネルが、上方に膨出し、かつ車両前後方向に延びるように形成され、
   前記前方パネルが複数の前記凸部分を有し、
   各凸部分は、前記フロアトンネルに対して車両幅方向の両側に位置している、請求項１又は２に記載の車両用アンダーカバー構造。