JP7040256B2 - 車両床下のプロテクタ - Google Patents

Description

本明細書では、車両の床下に配された被保護機器と、前記被保護機器から車両前方に引き出される被保護供給ラインと、を備えた車両において、前記被保護供給ラインの下側に配されて当該被保護供給ラインを保護する車両床下のプロテクタを開示する。

従来から、車両の床下に、高電圧の電池パックや、燃料タンクを搭載した車両が知られている。高電圧の電池パックや燃料タンクは、走行時あるいは車両衝突時に、保護される必要がある被保護機器である。こうした被保護機器を保護するために、被保護機器の下側にアンダーカバーを設けることが一部で提案されている。例えば、特許文献１には、車両の床下に電池パックおよび燃料タンクを搭載し、この電池パックおよび燃料タンクの下側に、アンダーカバーを設け、これにより、燃料タンクおよび電池パックを、路面干渉や飛び石等から保護する技術が開示されている。

特開２０１４－１５１８９１号公報

しかしながら、特許文献１では、電池パックから引き出される高電圧ケーブルや、燃料タンクから引き出される燃料配管などの、被保護供給ラインの保護については十分に検討されていない。また、特許文献１では、車両の前面衝突時における被保護機器の保護については、十分に検討されていない。

ここで、一部では、アンダーカバーの前方かつ被保護供給ラインの下側、すなわち、車両床下に、パネル部材であるプロテクタを設け、これにより、被保護供給ラインを路面干渉や飛び石から保護することが提案されている。かかる技術によれば、被保護機器だけでなく、当該被保護機器から引き出される被保護供給ラインも、路面干渉および飛び石から保護できる。

また、このプロテクタに、車幅方向に延びるとともに下方に凸のビードを設けることも一部で提案されている。かかる構成とすれば、車両の前面衝突時には、プロテクタが屈曲変形しやすくなる。そして、この屈曲変形により車両の衝突エネルギが吸収され、これにより、プロテクタより後方に位置する被保護機器に印加される衝突エネルギを低減できる。つまり、プロテクタに下方に凸のビードを設けることで、車両の前面衝突時に、被保護機器を適切に保護できる。しかし、かかるビードを設けた場合、プロテクタの上部空間に侵入した液体が当該ビード内に溜まり、錆を生じさせるおそれがあった。

そこで、本明細書では、車両衝突時に被保護機器を適切に保護しつつ、防錆性を高く保てる車両床下のプロテクタを開示する。

本明細書で開示する車両床下のプロテクタは、車両の床下に配された被保護機器と、前記被保護機器から車両前方に引き出される被保護供給ラインと、を備えた車両において、前記被保護供給ラインの下側に配されて当該被保護供給ラインを保護するプロテクタであって、車幅方向に延びるとともに下側に凸のビードを備え、前記ビードの底は、前記ビードの車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜または湾曲しており、前記ビードの前記車幅方向少なくとも一端は、前記プロテクタの縁に達している、ことを特徴とする。

本明細書では、さらに、車両下部構造も開示するが、この車両下部構造は、車両の床下に配された被保護機器と、前記被保護機器から車両前方に引き出される被保護供給ラインと、前記被保護機器の下側に配されて、当該被保護機器を保護するアンダーカバーと、前記被保護供給ラインの下側に配されて当該被保護供給ラインを保護するプロテクタであって、その前端が骨格部材に接続され、後端が前記アンダーカバーに接続されたプロテクタと、を備え、前記プロテクタは、車幅方向に延びるとともに下側に凸のビードを備え、前記ビードの底は、前記ビードの車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜または湾曲しており、前記ビードの前記車幅方向少なくとも一端は、前記プロテクタの縁に達して、前記車両の外部空間に連通している、ことを特徴とする。

上述したプロテクタおよび車両下部構造によれば、車両の前面衝突時には、当該ビード箇所で屈曲変形が誘発され、この屈曲変形により衝突エネルギが吸収される。結果として、プロテクタよりも後方に位置する被保護機器に印加される衝突エネルギが軽減され、被保護機器がより確実に保護される。また、ビードの底は、ビードの車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜または湾曲しているため、ビード内に侵入した液体をより確実に排液できる。

この場合、前記ビードの底は、前記ビードの車幅方向両端に近づくにつれて下方に近づくような略弧状または山なり形状であり、前記ビードの前記車幅方向両端は、前記プロテクタの縁に達していてもよい。

かかる構成とすることで、液体をビードの車幅方向両端から排出することができるため、プロテクタの排液性能をより向上できる。

また、前記プロテクタの前端辺は、平面視で、前方に凸の略弧状であり、前記前端辺には、前記骨格部材から当該プロテクタに向かって延びる締結用フランジを通すための切り欠き部が１以上形成されており、前記ビードの前記車幅方向少なくとも一端は、前記切り欠き部の少なくとも一つに達していてもよい。

かかる構成とすることで、プロテクタの車幅方向少なくとも一端を、切り欠き部に到達させることで、当該少なくとも一端まで流れた液体が、切り欠き部から車外により確実に排出される。

本明細書に開示のプロテクタによれば、車両衝突時に被保護機器を適切に保護しつつ、プロテクタの防錆性を高く保つことができる。

プロテクタを搭載した車両の底面図である。 プロテクタ周辺の平面図である。 左側切り欠き部周辺の概略斜視図である。 図２のＡ－Ａ線での概略端面図である。 前突時における図２のＡ－Ａ線での概略端面図である。 図２のＢ－Ｂ線での概略端面図である。 プロテクタの他の一例を示す図である。 プロテクタの他の一例を示す図である。 プロテクタの他の一例を示す図である。 プロテクタの他の一例を示す図である。 プロテクタの他の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、プロテクタ１６を有した車両下部構造について説明する。図１は、車両１０の底面図である。以下の図面において、Ｆｒは、車両前方を、Ｕｐは、車両上方を、Ｌは、車両左方向を、それぞれ示している。

この車両１０は、回転電機（図示せず）を走行動力源の一つとする電動自動車である。車両１０の床下には、電池パック１２が搭載されている。電池パック１２は、高電圧の電池モジュールを一つの筐体に収容したものである。電池モジュールは、充放電可能な二次電池であり、車両１０の前部に搭載された回転電機との間で電力を送受する。電池パック１２の前端には、接続部２０が設けられており、この接続部２０には、電力が流れる電力線２２ａや、各種信号を送受するための信号線２２ｂなどが着脱可能に接続されている。なお、以下では、電力線２２ａと信号線２２ｂをまとめて「電力線等２２」と呼ぶ。電力線等２２は、電池パック１２から車両前方に延びている。この電池パック１２は、高電圧機器であり、平常時はもちろんのこと、車両１０が前面衝突（以下「前突」と略す）した際にも、破損しないように保護される必要がある被保護機器である。また、電池パック１２から延びる電力線等２２は、平常時はもちろんのこと、前突時にも破損防止されるべき被保護供給ラインとなる。

電池パック１２の下側は、アンダーカバー１４で覆われている。アンダーカバー１４は、電池パック１２の保護や空力特性の向上を目的として設けられたパネル部材である。このアンダーカバー１４で電池パック１２を下側から覆うことで、車両走行時における電池パック１２と路面との干渉や、飛び石による電池パック１２の損傷などが防止され、電池パック１２が保護される。アンダーカバー１４は、車両１０の骨格部材やボディ等に締結される。なお、図１では、アンダーカバー１４を、一枚のパネル材として図示しているが、アンダーカバー１４は、複数のカバー片を組み合わせて構成されてもよい。例えば、アンダーカバー１４は、前側カバー片、中央カバー片、後側カバー片の三つに分割されていてもよい。

アンダーカバー１４の前端には、プロテクタ１６が接続されている。別の見方をすれば、プロテクタ１６は、接続部２０および電力線等２２の下側に配されている。このプロテクタ１６は、接続部２０および電力線等２２の保護を目的として設けられ、鉄系材料からなるパネル部材である。このプロテクタ１６で接続部２０および電力線等２２を下側から覆うことで車両走行時における接続部２０および電力線と路面との干渉や、飛び石による接続部２０および電力線等２２の損傷などが防止され、接続部２０および電力線等２２が保護される。

このプロテクタ１６について、図２～図６を参照して説明する。図２は、プロテクタ１６周辺の平面図である。ただし、図２では、電池パック１２および電力線等２２の図示は、省略している。図３は、後述する左側切り欠き部２６Ｌ周辺の斜視図である。図４、図５は、図２のＡ－Ａ線での概略端面図であり、図６は、図２のＢ－Ｂ線での概略端面図である。

プロテクタ１６は、図２に示すように、平面視では、その前端縁が前方に膨らむ一方で、後端縁が車幅方向に延びている略かまぼこ形状である。プロテクタ１６の後端は、アンダーカバー１４の前端に螺合等の手段により締結されている。また、プロテクタ１６の前端は、サスペンションメンバ１８に、螺合等の手段により締結されている。プロテクタ１６の両端は、他部材に締結されていない自由端となっている。

プロテクタ１６の前端縁には、三つの切り欠き部２６Ｌ、２６Ｃ、２６Ｒ（以下、三つを区別しない場合は、単に「切り欠き部２６」と呼ぶ）が形成されている。三つの切り欠き部のうち、右側切り欠き部２６Ｒおよび左側切り欠き部２６Ｌは、プロテクタ１６の車幅方向中心線を中心として左右対称となる位置に配されている。こうした切り欠き部２６は、図３に示すように、サスペンションメンバ１８からプロテクタ１６に向かって延びる締結用のフランジ２４を通過させるためのものである。図３から明らかなとおり、切り欠き部２６の縁近傍には、フランジ２４と螺合締結されるための締結部２８が設けられている。締結部２８は、周辺より上方に盛り上がっており、その上端面にフランジ２４が螺合締結される。

また、プロテクタ１６には、車幅方向に延びるビード３０も形成されている。このビード３０は、図３、図４に示す通り、下側に凸となっている。ビード３０は、図２から明らかなとおり、プロテクタ１６の車幅方向一端から他端まで延びている。より具体的には、本例では、ビード３０は、右側切り欠き部２６Ｒから、左側切り欠き部２６Ｌまで延びている。また、図３、図４から明らかなとおり、このビード３０は、下方に凸となっている。このビード３０の前後方向幅は、締結部２８の前後方向幅よりも大きくなっており、ビード３０の車幅方向両端の底は、切り欠き部２６の縁（すなわち、プロテクタ１６の縁）に達している。

このように、車幅方向に延びるとともに下方に凸のビード３０をプロテクタ１６に設けることにより、前突時において電池パック１２を適切に保護できる。すなわち、前突時、車両１０には、車両前方から後方に向かう衝突荷重が印加される。この衝突荷重を受けて、硬い骨格部材であるサスペンションメンバ１８が後方に移動する過程で、プロテクタ１６とサスペンションメンバ１８、あるいは、プロテクタ１６とアンダーカバー１４との締結が破壊されることがある。この場合、サスペンションメンバ１８は、後方に移動し、電池パック１２に衝突するおそれがあった。一方、本例のようにプロテクタ１６にビード３０を設けた場合、図５に示すように、衝突荷重が印加された際、プロテクタ１６とサスペンションメンバ１８との締結またはプロテクタ１６とアンダーカバー１４との締結が破壊されるより先に、プロテクタ１６がビード３０箇所において屈曲変形しやすくなる。そして、この屈曲変形により衝突エネルギが消費され、サスペンションメンバ１８の後方移動、ひいては、電池パック１２の破損が効果的に抑制される。

ところで、プロテクタ１６の上部空間には、車両の客室でこぼされた液体や結露した液体が侵入することがある。かかる液体は、凹部であるビード３０内に溜まりやすい。そして、液体がビード３０内に長期間留まると、プロテクタ１６の錆などが生じやすくなる。つまり、プロテクタ１６に車幅方向に延びるビード３０を設けた場合、電池パック１２の保護性能が向上する一方で、プロテクタ１６の防錆性能が低下するという別の問題を招く。かかる問題を避けるために、ビード３０の途中に、水抜き穴を複数設けることも考えられる。しかし、こうした水抜き穴を設けた場合、飛び石が、当該水抜き穴から車両１０側に侵入するおそれがあり、電力線等２２を適切に保護できなくなる。

そこで、本例では、上述したとおり、ビード３０の両端を、切り欠き部２６の縁（プロテクタ１６の縁）まで延ばしている。さらに、図６に示すように、ビード３０の底を、当該ビード３０の車幅方向両端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜させている。別の見方をすれば、本例では、ビード３０の底を、車幅方向中央が最も高くなる山なり形状としている。

かかる構成とすることで、ビード３０内に侵入した液体は、重力により当該ビード３０の端部、ひいては、プロテクタ１６の縁へと流れやすくなる。そして、これにより、ビード３０内に侵入した液体が、プロテクタ１６の縁から外部に排出されやすくなり、プロテクタ１６の防錆性能を高く保つことができる。

なお、図６における二点鎖線は、ビード３０の前端と後端とを結んだ面（以下「基準面Ｓｄ」と呼ぶ）を示している。この基準面Ｓｄからビード３０の底までの距離が、ビード３０の深さとなる。図６から明らかなとおり、本例では、ビード３０の車幅方向両端に近づくにつれてビード３０の深さが大きくなっている。ただし、ビード３０の底が、車幅方向両端に近づくにつれて下方に進むのであれば、ビード３０の深さを一定としつつ、プロテクタ１６全体を傾斜または湾曲させる構成にしてもよい。すなわち、ビード３０の深さを一定に保ちつつ、基準面Ｓｄを傾斜または湾曲させてもよい。

いずれにしても、プロテクタ１６に車幅方向に延びるとともに下方に凸のビード３０を設けることで、前突時に電池パック１２を適切に保護できる。また、このビード３０の底を、車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜または湾曲させるとともに、このビード３０の車幅方向少なくとも一端を、プロテクタ１６の縁に到達させることで、プロテクタ１６の防錆性能を高く保つことができる。なお、これまで説明した構成は、一例であり、（１）ビード３０が、プロテクタ１６に車幅方向に延びるとともに下方に凸であること、（２）ビード３０の底が、当該ビード３０の車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に進むように傾斜または湾曲していること、（３）ビード３０の車幅方向少なくとも一端が、プロテクタ１６の縁まで達していること、の三つを満たすのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。

例えば、上述の説明では、ビード３０の底は、常に、基準面Ｓｄより下に位置していたが、ビード３０の一部の底は、基準面Ｓｄと同じ高さ位置にあってもよい。例えば、図７に示すように、ビード３０の車幅方向中央における底が、基準面Ｓｄと同じ高さ位置にあってもよい。これは、ビード３０が車幅方向中央で、一時的に途切れているといえる。

また、これまでの例では、ビード３０の底を、車幅方向中央が高くなる山なり形状としているが、ビード３０の底は、車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に進むのであれば、他の形状もよい。例えば、図８に示すように、ビード３０の底を、その車幅方向両端近傍のみが傾斜するような形状としてもよい。また、ビード３０の底は、車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に進むのであれば、図９に示すように、上方に凸の弧状に湾曲していてもよい。

また、これまでの説明では、ビード３０の底が、車幅方向両端に近づくにつれて下方に近づくような形状としているが、ビード３０の底は、車幅方向一端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜または湾曲していてもよい。すなわち、図１０に示すように、ビード３０の底は、車幅方向の他端（図示例では左端）から一端（図示例では右端）に向かうにつれて下方に進むように傾斜または湾曲してもよい。この場合、ビード３０に侵入した液体は、重力によりビード３０の一端に集まり、この一端から車外へと排出される。

また、これまでの説明では、ビード３０を、左側切り欠き部２６Ｌと右側切り欠き部２６Ｒとの間に設けているが、ビード３０は、電池パック１２よりも前方であれば、他の箇所に設けられてもよい。例えば、ビード３０は、図１１に示すように、切り欠き部２６よりも後方位置に設けられてもよい。

また、これまでは、電池パック１２および電力線等２２が、被保護機器および被保護供給ラインとして機能する例を挙げたが、被保護機器および被保護供給ラインは、車両の床下に搭載され、アンダーカバーおよびプロテクタで保護されるのであれば、他の部材でもよい。例えば、車両の床下に燃料タンクや燃料電池が搭載される場合、これらが被保護機器となる。また、この場合、燃料タンクから引き出される燃料配管や、燃料電池から引き出される電力線等が、被保護供給ラインとなる。

１０ 車両、１２ 電池パック、１４ アンダーカバー、１６ プロテクタ、１８ サスペンションメンバ、２０ 接続部、２２ａ 電力線、２２ｂ 信号線、２４ フランジ、２６ 切り欠き部、２８ 締結部、３０ ビード。

Claims (2)

1. 車両の床下に配された被保護機器と、前記被保護機器から車両前方に引き出される被保護供給ラインと、を備えた車両において、前記被保護供給ラインの下側に配されて当該被保護供給ラインを保護するプロテクタであって、
   車幅方向に延びるとともに下側に凸のビードを備え、
   前記ビードの底は、前記ビードの車幅方向少なくとも一端に近づくにつれて下方に近づくように傾斜または湾曲しており、
   前記ビードの前記車幅方向少なくとも一端は、前記プロテクタの縁に達している、
   ことを特徴とするプロテクタ。
2. 請求項１に記載のプロテクタであって、
   前記プロテクタの前端辺は、平面視で、前方に凸の略弧状であり、
   前記前端辺には、前記車両の骨格部材から当該プロテクタに向かって延びる締結用フランジを通すための切り欠き部が１以上形成されており、
   前記ビードの前記車幅方向少なくとも一端は、前記切り欠き部の少なくとも一つに達している、
   ことを特徴とするプロテクタ。

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