(57)【要約】【課題】車両のコスト増や重量増を抑制しつつ、ベルトアンカー機構の荷重入力時の角度変位を抑制可能な、車両下部構造を提供することを目的とする。【解決手段】車両下部構造では、シートベルト機構のウェビング腰部３８２を支持するフロアアンカー３８８，３９０がシートクッション３７０の骨格部材であるシートレール３７２に支持される。シートレール３７２は、保持部材である締結パネル２３０を介してリアフロアパネル２２０に支持される。さらにバッテリパック１００の端部も、締結パネル２３０を介してフロアパネル２２０に支持される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロアパネル上に配置されたバッテリパックと、前記バッテリパック上に配置された座席と、を備える車両下部構造であって、
シートベルト機構のウェビングの腰部を支持するフロアアンカーが前記座席のシートクッションの骨格部材に支持され、
前記シートクッションの骨格部材は、保持部材を介して前記フロアパネルに支持され、
前記バッテリパックの端部も、前記保持部材を介して前記フロアパネルに支持される、
車両下部構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両下部構造であって、
前記保持部材は、車幅方向に延設され、
前記保持部材には、前記シートクッションの骨格部材を支持する複数のシート支持点と、前記バッテリパックの端部を支持する複数のバッテリ支持点が、車幅方向に沿って交互に形成され、
前記シート支持点と前記バッテリ支持点との離間距離が、複数の前記シート支持点及び複数の前記バッテリ支持点に亘って等しい、
車両下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、座席下にバッテリパックが配置される車両の下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機を駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車には、電源としてバッテリパックが搭載される。例えば特許文献１では、リアシート下かつフロアパネル上にバッテリパックが搭載される。
【０００３】
重量物であるバッテリパックは、車両の骨格部材に支持される。たとえば図７を参照して、バッテリパック５００は、その前端が骨格部材であるフロアクロスメンバ５１０に支持される。バッテリパック５００の後端は、バッテリブラケット５２０に支持される。
【０００４】
またリアシート５４０の前端は、シートフロントブラケット５５０を介してフロアクロスメンバ５１０に支持される。リアシート５４０の後端は、シートリアブラケット５６０を介してリアフロアパネル５３０に固定される。
【０００５】
リアシート５４０にはシートベルト機構が取り付けられる。シートベルト機構は、いわゆるベルト部分であるウェビングと、ウェビングを車体に支持するアンカーとを含んで構成される。図７を参照して、例えば３点式のシートベルト機構の場合には、ピラー上方に設けられウェビング６３０の一端（上端）を支持するショルダーアンカー（図示せず）と、ウェビング６３０の腰部（腰ベルト部分）の車幅方向両端に設けられる二個のフロアアンカー６４０，６５０を備える。一方のフロアアンカー６４０は、ウェビング６３０の他端（下端）を支持する。他方のフロアアンカー６５０は、ウェビング６３０に設けられたタング６６０が挿入されるバックル６１０を支持する。
【０００６】
フロアアンカー６４０，６５０はリアシート５４０のシートクッション５４０Ａに設けられた骨格部材であるシートレール６７０に締結される。さらにシートレール６７０はシートリアブラケット５６０を介して、リアフロアパネル５３０に締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１９９１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、シートベルト機構に対して種々の保安基準が定められる。例えば、ショルダーアンカー及びフロアアンカーを含むベルトアンカー機構に関して、強度等に関する保安基準が定められる。
【０００９】
例えば国連欧州経済委員会(ＵＮ／ＥＣＥ)が定める規則１４では、いわゆるベルトアンカー試験として、座席にダミー人形を載せてシートベルトでこれを拘束した上で、５０ｋｍ／ｈ以上の速度変動（加速及び減速）が加えられる。さらに当該速度変動が与えられたときの、ベルトアンカー機構の角度変位が測定される。例えばフロアアンカーの角度変位が１０°以内であれば、保安基準を満たすと判定される。
【００１０】
ここで、図８を参照して、ベルトアンカー試験において、急停止時にウェビング６３０でダミー人形を拘束する際に、バックル６１０及びフロアアンカー６５０を経由して、シートリアブラケット５６０に、車両前方への引っ張り荷重が加えられる。このとき、シートリアブラケット５６０の下面が締結されたリアフロアパネル５３０が破線で示すように持ち上がり変形して、その結果、フロアアンカー６５０の角度が変位してしまうおそれがある。
【００１１】
フロアアンカー６５０の角度変位を抑制するために、シートリアブラケット５６０及びその締結先であるリアフロアパネル５３０の剛性を高めることも考えられるが、車両のコスト増や重量増の原因となるおそれがある。
【００１２】
そこで本発明は、車両のコスト増や重量増を抑制しつつ、ベルトアンカー機構の荷重入力時の角度変位を抑制可能な、車両下部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、フロアパネル上に配置されたバッテリパックと、バッテリパック上に配置された座席と、を備える車両下部構造に関する。当該車両下部構造では、シートベルト機構のウェビングの腰部を支持するフロアアンカーが座席のシートクッションの骨格部材に支持される。シートクッションの骨格部材は、保持部材を介してフロアパネルに支持される。さらにバッテリパックの端部も、保持部材を介してフロアパネルに支持される。
【００１４】
上記構成によれば、フロアアンカーに車両前方への引っ張り荷重が入力された際に、フロアアンカーを支持する保持部材にも同様の引っ張り荷重が入力される。このとき、保持部材にはバッテリパックも支持されており、当該バッテリパックの重量により、保持部材の持ち上がりが抑制される。その結果、保持部材やフロアパネルの剛性を高める必要なく、ベルトアンカー機構の荷重入力時の角度変位を抑制可能となる。また上記構成によれば、従来フロアアンカーとバッテリパックとの保持部材を別々にした構造から一つに纏めた構造となるので、車両のコスト増や重量増を抑制可能となる。
【００１５】
また上記発明において、保持部材は、車幅方向に延設されてよい。この場合、保持部材には、シートクッションの骨格部材を支持する複数のシート支持点と、バッテリパックの端部を支持する複数のバッテリ支持点が、車幅方向に沿って交互に形成される。さらに、シート支持点とバッテリ支持点との離間距離が、複数のシート支持点及び複数のバッテリ支持点に亘って等しい。
【００１６】
上記構成によれば、シート支持点に引っ張り荷重が入力されたときに、等間隔に配置されたバッテリ支持点に均等に引っ張り荷重が分散される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、車両のコスト増や重量増を抑制しつつ、ベルトアンカー機構の荷重入力時の角度変位を抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る車両の下部構造を例示する分解斜視図である。
【図２】リアシート及びシートベルト機構を例示する斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のバッテリ収容スペースを例示する拡大斜視図である。
【図５】図３の拡大断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図であって、保持部材である締結パネルの各締結点について説明する図である。
【図７】従来の車両下部構造を例示する図である。
【図８】従来の車両下部構造を例示するものであって、フロアアンカーに引っ張り荷重が入力されたときの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、本実施形態に係る車両下部構造が例示される。なお図１−図６において、車両前後方向を記号ＦＲで表される軸で示し、車幅方向を記号ＲＷで表される軸で示し、車両上下方向を記号ＵＰで表される軸で示す。車両前後軸ＦＲは車両前方方向を正方向とする。車幅軸ＲＷは右幅方向を正方向とする。また車両上下軸ＵＰは上方向を正方向とする。これら３軸は互いに直交する。
【００２０】
本実施形態に係る車両下部構造は、例えば回転電機を駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車に搭載される。本実施形態に係る車両下部構造は、リアフロアパネル２２０上に配置されたバッテリパック１００と、バッテリパック１００上に配置されたリアシート３５０（後部座席）を備える。
【００２１】
本実施形態に係る車両下部構造では、バッテリパック１００の後端とシートレール３７２（図３参照）が、締結パネル２３０に支持される。シートベルト機構のフロアアンカー３８８，３９０に車両前方への引っ張り荷重が加えられた際に、締結パネル２３０は、シートリアブラケット３２０及びシートレール３７２を介してフロアアンカー３８８，３９０から引っ張り荷重を受ける。その際にバッテリパック１００の重量により、締結パネル２３０の持ち上がりが抑制される。その結果、フロアアンカー３８８，３９０の角度変化が抑制される。以上の構造については後述する。
【００２２】
図２にはリアシート３５０（後部座席）が車体に取り付けられているときの例が示される。なお、締結構造を明確にするため、フロアマットやフロアサイレンサー等の、フロアパネル上に敷かれるマット類の図示は省略される。
【００２３】
リアシート３５０は例えばベンチシートであって、３名着座可能となっている。リアシート３５０は背もたれ部分であるシートバック３６０と、着座部であるシートクッション３７０を含んで構成される。図３にはリアシート３５０の断面図が例示される。シートクッション３７０の下部には、骨格部材であるシートレール３７２が車両前後方向に延設される。また図示は省略されるが、シートクッション３７０の下部には、さらなる骨格部材であるシートフレームが車幅方向に延設される。
【００２４】
リアシート３５０にはシートベルト機構が設けられる。例えば図１、図２には、３点式のシートベルト機構が図示される。シートベルト機構はいわゆるベルト部分を示すウェビング、バックル３８６、フロアアンカー３９０、及び図示しないリトラクタ（巻き取り装置）を含んで構成される。
【００２５】
ウェビングは乗員の上半身を拘束するウェビング肩部３８０と、乗員の腰周りを拘束するウェビング腰部３８２とを備える。図３を参照して、ウェビングにはタング３８４が挿通される。タング３８４の端部がバックル３８６に挿入、固定されることで、ウェビングの、タング３８４より上方はウェビング肩部３８０となり、タング３８４より下方（フロアアンカー３９０側）はウェビング腰部３８２となる。
【００２６】
ウェビングはアンカーを介して車体に支持される。例えばウェビング肩部３８０の上端は図示しないショルダーアンカーに支持される。ショルダーアンカーは例えばピラー上方に設置される。
【００２７】
ウェビング腰部３８２の車幅方向両端はフロアアンカー３８８、３９０にそれぞれ支持される。図３を参照して、フロアアンカー３８８はバックル３８６の下端に取り付けられ、シートクッション３７０の骨格部材であるシートレール３７２に締結される。またフロアアンカー３９０はウェビングの下端を固定、支持し、シートレール３７２に締結される。したがって、乗員やダミー人形を後部座席に乗せ、急停止した際に、ウェビング腰部３８２には車両前方への引っ張り荷重が入力されるが、この引っ張り荷重はフロアアンカー３８８，３９０を介してシートレール３７２に伝達される。
【００２８】
シートレール３７２は、シートリアブラケット３２０及び保持部材である締結パネル２３０を介してリアフロアパネル２２０に支持される。すなわち、シートレール３７２の後端はシートリアブラケット３２０に締結される。シートリアブラケット３２０は、例えば車両前方に対して車両後方の車高位置が低い段差形状となっており、その相対的に高い位置の前方部分にシートレール３７２の後端が締結される。また相対的に低い位置の後方部分が締結パネル２３０の上段水平部２３１に締結される。このような段差形状により、リアシート３５０の底面を構成するシートレール３７２と、バッテリパック１００の頂面を構成するケースカバー１５２との間に、車高方向の間隙が設けられる。
【００２９】
図１、図３を参照して、リアシート３５０下及びリアフロアパネル２２０にバッテリ収容スペース２００が形成され、当該スペースにバッテリパック１００が配置される。バッテリ収容スペース２００は、リアフロアパネル２２０の一部であって、フロアクロスメンバ２４０及び締結パネル２３０に車両前後方向を挟まれるようにして設けられる。
【００３０】
図３を参照して、フロアクロスメンバ２４０の後端にはリアフロアパネル２２０の前端が接合される。なお、図３等において、溶接点がＸ記号にて示される。リアフロアパネル２２０は車両後方の床板であって、後輪３００（図１参照）の周辺には、後輪３００のサスペンション機構等のスペースを確保するために後方に行くほど上り勾配となるキックアップ部２２２が設けられる。このキックアップ部２２２とフロアクロスメンバ２４０との間の空間が、バッテリ収容スペース２００となる。
【００３１】
図１を参照して、バッテリパック１００は、バッテリモジュール１１０、冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂ、及び制御ユニット１３０を備え、これらがケース１５０（図３参照）に収容される。ケース１５０は、上部部材であるケースカバー１５２と、下部部材であるケーストレイ１５４とを備える。またバッテリモジュール１１０は、ケース１５０において、冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂ、制御ユニット１３０よりも後輪３００寄りに配置される。
【００３２】
冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂは、バッテリモジュール１１０に冷却風を送り込む。例えば冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂは、制御ユニット１３０を挟んで車幅方向両側に設けられる。冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂは例えばシロッコファンから構成される。
【００３３】
また、冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂの車幅方向端部には吸入口１２２が設けられる。この吸入口１２２から車室内の空気が吸入され、当該空気が冷却風としてバッテリモジュール１１０に送り込まれる。
【００３４】
制御ユニット１３０はバッテリモジュール１１０の電力管理を行う。例えば制御ユニット１３０はコンピュータから構成される、いわゆるバッテリＥＣＵ（電子コントロールユニット）であってよい。制御ユニット１３０は例えばバッテリモジュール１１０の充放電管理や温度管理を行う。
【００３５】
バッテリモジュール１１０は、単セルとも呼ばれる単電池が複数積層されたスタックを含んで構成される。例えば単セルはリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池であってよく、また全固体電池であってもよい。
【００３６】
また、車両の電動走行距離を十分に確保するため、バッテリモジュール１１０には、多くの単セルが積層される。このため、バッテリモジュール１１０は重量物となり、例えばバッテリパック１００全体の重量は例えば１００ｋｇ超となる。
【００３７】
また、図３に示されるように、バッテリパック１００内の配置として、バッテリモジュール１１０は冷却ファン１２０Ａ，１２０Ｂや制御ユニット１３０よりも後方に配置される。つまりバッテリパック１００内においてバッテリモジュール１１０は後方寄りに配置される。これによりバッテリパック１００の重心が後方寄り、つまり締結パネル２３０寄りとなり、後述する締結パネル２３０の持ち上がりの際に、当該持ち上がりを効果的に抑制可能となる。
【００３８】
バッテリパック１００は、ボルト・ナット等により着脱可能に車体に締結される。具体的には図３を参照して、バッテリパック１００の前端、すなわちケースカバー１５２の前端フランジ１５２Ａとケーストレイ１５４の前端フランジ１５４Ａとが、車幅方向に延設されるフロアクロスメンバ２４０に締結され支持される。図１を参照して、車室の車幅方向両端（両側端）には、車両前後方向に延設される骨格部材である一対のロッカ２６０，２６０が設けられる。フロアクロスメンバ２４０の車幅方向両端は、この一対のロッカ２６０，２６０に固定される。
【００３９】
図３を参照して、ケーストレイ１５４の車両前後方向略中央部分が、車幅方向に延設される骨格部材であるバッテリクロス２７０に締結され支持される。さらに図５を参照して、ケースカバー１５２の後端フランジ１５２Ｂとケーストレイ１５４の後端フランジ１５４Ｂとが、締結パネル２３０の下段水平部２３３に締結され支持される。
【００４０】
図５を参照して、側面視で傾斜状のキックアップ部２２２に締結パネル２３０が設けられる。締結パネル２３０は、バッテリパック１００の端部である後端フランジ１５２Ｂ，１５４Ｂ及びシートリアブラケット３２０を支持する保持部材である。締結パネル２３０は、例えばシートリアブラケット３２０と同程度の強度を備え、例えばシートリアブラケット３２０と同一の肉厚となるように形成される。
【００４１】
後述するように、リアシート３５０のシートレール３７２は、締結パネル２３０を介してリアフロアパネル２２０に支持される。またバッテリパック１００の端部である後端フランジ１５２Ｂ，１５４Ｂも、締結パネル２３０を介してリアフロアパネル２２０に支持される。
【００４２】
締結パネル２３０は例えば傾斜面を有するキックアップ部２２２周辺において水平な締結面を設けるために段差形状となっている。具体的には、締結パネル２３０は上段水平部２３１及び下段水平部２３３を備える。
【００４３】
上段水平部２３１にはシートリアブラケット３２０がボルト・ナット等により着脱可能に締結、支持される。さらに上段水平部２３１の後端はリアフロアパネル２２０及び車幅方向に延設される骨格部材であるリアクロス２８０に接合される。
【００４４】
下段水平部２３３は上段水平部２３１より車両前方に形成され上段水平部２３１よりも車高方向の低い位置に設けられる。下段水平部２３３にはバッテリパック１００の（より正確にはケースカバー１５２とケーストレイ１５４の）後端フランジ１５２Ｂ，１５４Ｂがボルト・ナット等により着脱可能に締結される。
【００４５】
締結パネル２３０は、その車両前後方向両端にリアフロアパネル２２０との接合点２３６Ａ，２３６Ｂを有する。この前後の接合点２３６Ａ，２３６Ｂの間には接合点が設けられず、当該領域にシート支持点２３２Ａ及びバッテリ支持点２３４Ａが設けられる。したがって、シート支持点２３２Ａに荷重が入力されると、そのまま（接合点等を介さずに）バッテリ支持点２３４Ａに荷重が伝達される。
【００４６】
図４には、締結パネル２３０の斜視図が例示される。締結パネル２３０は車幅方向に延設され、その両端は、図６に例示される、リアフロアパネル２２０のリアサイド部２２０Ａと、これに開口部が覆われた骨格部材であるリアサイドメンバ２５０に接合される。
【００４７】
図４を参照して、上段水平部２３１の車幅方向に沿って、及び、その車幅方向の延長線上のリアサイド部２２０Ａに、複数のシート支持点２３２Ａが形成される。シート支持点２３２Ａは、シートリアブラケット３２０を介してシートレール３７２を支持する支持点を示すものであり、シート支持点２３２Ａには、例えばその厚さ方向に貫通する締結孔が形成される。この締結孔は、シートリアブラケット３２０の図示しない締結孔と位置合わせされる。位置合わせされた締結孔にボルト等が挿入されることで、シートリアブラケット３２０と締結パネル２３０とが締結される。
【００４８】
また、下段水平部２３３には、車幅方向に沿って複数のバッテリ支持点２３４Ａが形成される。バッテリ支持点２３４Ａには、例えばその厚さ方向に貫通する締結孔が形成される。この締結孔は、バッテリパック１００のケース１５０の後端フランジ１５２Ｂ，１５４Ｂに設けられた図示しない締結孔と位置合わせされる。位置合わせされた締結孔にボルト等が挿入されることで、バッテリパック１００と締結パネル２３０とが締結される。
【００４９】
図４、図６を参照して、シート支持点２３２Ａ及びバッテリ支持点２３４Ａは、車両前後方向で位置が異なるものの、その両点間の離間距離が、複数のシート支持点２３２Ａ及び複数のバッテリ支持点２３４Ａに亘り、それぞれ等しくなるように配置される。後述するように、この均等配置により、シート支持点２３２Ａに入力された荷重が、締結パネル２３０を介して複数のバッテリ支持点２３４Ａに均等に分散される。
【００５０】
図５には、シートベルト機構に荷重が入力された際の、荷重伝達経路が例示される。リアシート３５０に乗員やダミー人形を乗せた状態で、車両を急停止させると、シートベルト機構は乗員やダミー人形をその慣性に抗してリアシート３５０に拘束させる。このとき、ウェビング肩部３８０及びウェビング腰部３８２に車両前方への引っ張り荷重が入力される。このとき、ウェビング腰部３８２を支持するフロアアンカー３８８及びフロアアンカー３９０（図２参照）に引っ張り荷重が伝達される。
【００５１】
さらにフロアアンカー３８８，３９０に締結されたシートレール３７２及びシートレール３７２に締結されたシートリアブラケット３２０に引っ張り荷重が伝達される。さらにシート支持点２３２Ａにおいてシートリアブラケット３２０に締結された締結パネル２３０にも引っ張り荷重が伝達される。
【００５２】
引っ張り荷重の入力点がウェビング腰部３８２である場合に、そこから後方及び下方に設けられた締結パネル２３０には、車両前方及び上方への引っ張り荷重が加わる。このとき、特に上方への引っ張り荷重は、バッテリ支持点２３４Ａを介して締結パネル２３０に締結されたバッテリパック１００にも伝達される。
【００５３】
つまりフロアアンカー３８８，３９０を車両前方に引っ張ろうとする荷重の一部はバッテリパック１００を持ち上げようとする荷重成分に分解される。このとき、バッテリパック１００の重量により、その持ち上げが抑制され、その結果、フロアアンカー３８８，３９０の変位、例えば角度変位が抑制される。
【００５４】
また図６を参照して、締結パネル２３０のシート支持点２３２Ａは車幅方向に均等に配置される。さらに上述したように、シート支持点２３２Ａ及びバッテリ支持点２３４Ａは、車両前後方向で位置が異なるものの、その両点間の離間距離が、複数のシート支持点２３２Ａ及び複数のバッテリ支持点２３４Ａに亘り、等しくなるように配置される。
【００５５】
この均等配置により、シート支持点２３２Ａに入力された荷重が、締結パネル２３０を介して複数のバッテリ支持点２３４Ａに均等に分散される。荷重分散の偏りが抑制されることで、特定のバッテリ支持点２３４Ａのみに荷重が集中することが避けられる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  バッテリパック、１１０  バッテリモジュール、１５０  ケース、１５２  ケースカバー、１５２Ｂ  ケースカバーの後端フランジ、１５４  ケーストレイ、１５４Ｂ  ケーストレイの後端フランジ、２００  バッテリ収容スペース、２２０  リアフロアパネル、２３０  締結パネル（保持部材）、２３１  上段水平部、２３２Ａ  シート支持点、２３３  下段水平部、２３４Ａ  バッテリ支持点、３２０  シートリアブラケット、３５０  リアシート、３６０  シートバック、３７０  シートクッション、３７２  シートレール（骨格部材）、３８０  ウェビング肩部、３８２  ウェビング腰部、３８４  タング、３８６  バックル、３８８，３９０  フロアアンカー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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