(57)【要約】【課題】コネクタを路面干渉および熱害の双方から保護できる車両床下構造を提供する。【解決手段】車両床下構造は、車両の床下に配置され、その前端部に１以上のコネクタ１４が設けられたバッテリ１０と、前記バッテリ１０の側方を通るように配された排気管１６と、前記１以上のコネクタ１４を下側から覆って保護するプロテクタ２８と、前記１以上のコネクタ１４と前記排気管１６との間において、前記プロテクタ２８から立脚する立壁３４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下に配置され、その前端部に１以上のコネクタが設けられたバッテリと、
前記バッテリの側方を通るように配された排気管と、
前記１以上のコネクタを下側から覆って保護するプロテクタと、
前記１以上のコネクタと前記排気管との間において、前記プロテクタから立脚する立壁と、
を備えることを特徴とする車両床下構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両床下構造であって
前記立壁の前端は、前記コネクタの前端よりも車両前方に位置している、ことを特徴とする車両床下構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両床下構造であって、
前記プロテクタの前端近傍には、締結ボルトの頭部よりも小径の孔の後方に、前記締結ボルトの頭部よりも大径の孔が繋がった締結孔が形成されており、
前記プロテクタの前端は、前記締結孔に挿通された締結ボルトを介して他部材に締結されている、
ことを特徴とする車両床下構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両床下構造であって、
前記立壁と、前記立壁に隣接するコネクタと、の間の位置に、前記プロテクタと前記バッテリとの固定部が設けられている、ことを特徴とする車両床下構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両床下構造であって、
前記バッテリは、前面と、片側側面と、前記前面と片側側面とを繋ぐように車両前方に近づくにつれて車幅方向内側に進む傾斜面と、を有するように隅切りされており、
前記排気管は、その一部が前記傾斜面の側方を通るように配置されており、
前記立壁は、前記バッテリの前記前面と前記傾斜面とが成すコーナの近傍から車両前方に延びている、
ことを特徴とする車両床下構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、車両の床下にバッテリと排気管とを配置した車両床下構造を開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の床下にバッテリを配置した車両が広く知られている。例えば特許文献１には、車両の床下にバッテリを配置する技術が開示されている。この特許文献１では、バッテリの前端に、当該バッテリと冷媒配管との接続部が設けられている。特許文献１では、この接続部の下方に、プロテクタと呼ばれる板材を配し、当該接続部が、路上の障害物に干渉することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０９５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両の床下には、バッテリだけでなく、エンジンの排気ガスを外部に導く排気管も配されることがある。かかる排気管の周囲は、排気熱により高温になる。ここで、バッテリの本体部であるバッテリモジュールは、バッテリケースで覆われているが、バッテリモジュールと外部機器とを中継するコネクタは、バッテリケースの外部に露出していることが多い。バッテリモジュールは、バッテリケースで覆われており、ある程度の耐熱性を有する。一方、コネクタは、バッテリケースの外部に露出しており、熱害を受けやすい状態であった。そのため、排気管が、バッテリ、ひいては、コネクタの近傍に配された場合には、当該排気管からの熱によりコネクタに熱害が発生するおそれがあった。特許文献１に開示されたプロテクタは、コネクタを路面干渉から保護するのには有効であるが、コネクタを上述した熱害から保護することはできない。
【０００５】
そこで、本明細書では、コネクタを路面干渉および熱害の双方から保護できる車両床下構造を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示する車両床下構造は、車両の床下に配置され、その前端部に１以上のコネクタが設けられたバッテリと、前記バッテリの側方を通るように配された排気管と、前記１以上のコネクタを下側から覆って保護するプロテクタと、前記１以上のコネクタと前記排気管との間において、前記プロテクタから立脚する立壁と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
コネクタを下側から覆うプロテクタを設けることで、コネクタを路面干渉から保護できる。また、１以上のコネクタと排気管との間において、プロテクタから立脚する立壁を設けることで、排気管からコネクタへの伝熱が阻害され、コネクタを熱害から保護できる。
【０００８】
前記立壁の前端は、前記コネクタの前端よりも車両前方に位置していてもよい。
【０００９】
かかる構成とすることで、前突時に、他部材が、バッテリ側に移動してきても、当該他部材とバッテリケースとの間に立壁が突っ張るため、他部材とバッテリケースによるコネクタの挟み込みが防止される。
【００１０】
この場合、前記プロテクタの前端近傍には、締結ボルトの頭部よりも小径の孔の後方に、前記締結ボルトの頭部よりも大径の孔が繋がった締結孔が形成されており、前記プロテクタの前端は、前記締結孔に挿通された締結ボルトを介して他部材に締結されていてもよい。
【００１１】
かかる構成とすることで、前突時に他部材が車両後方に移動しようとすると、他部材とプロテクタとの締結が容易に解除される。その結果、他部材からバッテリに衝突荷重が伝達されにくくなり、バッテリを衝突荷重から保護できる。また、この場合、他部材は、そのまま、車両後方に移動しやすくなるが、コネクタに衝突する前に立壁に衝突するため、他部材のコネクタへの衝突は、防止される。
【００１２】
また、前記立壁と、前記立壁に隣接するコネクタと、の間の位置に、前記プロテクタと前記バッテリとの固定部が設けられていてもよい。
【００１３】
かかる構成とすることで、コネクタと立壁との距離、ひいては、コネクタと排気管との距離が、固定部の分だけ広がるため、排気管からコネクタへの伝熱がより抑制される。また、プロテクタのうち立壁近傍は、立壁により補強されており、強度が大きい。かかる強度の大きい箇所に固定部を設けることで、プロテクタの取り付け強度をより向上できる。
【００１４】
また、前記バッテリは、前面と、片側側面と、前記前面と片側側面とを繋ぐように車両前方に近づくにつれて車幅方向内側に進む傾斜面と、を有するように隅切りされており、前記排気管は、その一部が前記傾斜面の側方を通るように配置されており、前記立壁は、前記バッテリの前記前面と前記傾斜面とが成すコーナの近傍から車両前方に延びていてもよい。
【００１５】
かかる構成とすることで、走行風が、立壁から傾斜面に沿って、車両後方に流れやすくなる。そして、これにより、立壁周辺の熱が、滞留することなく、車両後方に排出されやすくなるため、コネクタへの伝熱をより効果的に防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本明細書で開示する床下構造によれば、コネクタを路面干渉および熱害の双方から保護できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】バッテリ周辺の斜視図である。
【図２】バッテリ周辺の平面図である。
【図３】バッテリ周辺の模式的な平面図である。
【図４】バッテリ周辺の模式的な側面図である。
【図５】前突時におけるバッテリ周辺の模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して車両床下構造について説明する。図１は、バッテリ１０周辺の斜視図である。また、図２は、バッテリ１０周辺の平面図である。なお、各図において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｗ」は、それぞれ、車両前方、上方、および、車幅方向を示している。
【００１９】
車両は、動力源として、エンジンとモータを備えたハイブリッド自動車である。この車両のフロアパネルの下方には、走行用モータとの間で電力を授受するバッテリ１０が配されている。バッテリ１０は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ１０は、金属製のバッテリケース１２を有している。バッテリケース１２の内部には、複数の電池素子（セル）を直列または並列に接続してなるバッテリモジュールが、収容されている。本例において、バッテリケース１２は、車両前後方向に長尺で、扁平な略直方形状である。ただし、図２に示す通り、バッテリケース１２のうち、前方の隅部は、車両前方に進むにつれて幅狭になるように斜めに隅切りされている。換言すれば、バッテリケース１２は、前面１２ａと、側面１２ｂと、前面１２ａおよび側面１２ｂを繋ぐ傾斜面１２ｃとを有している。
【００２０】
バッテリケース１２の前面１２ａには、バッテリモジュールと外部機器とを中継するためのコネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ（以下、三つを区別しない場合は添え字アルファベットを省略して「コネクタ１４」と呼ぶ）が取り付けられている。このコネクタ１４は、例えば、信号線や電力線、冷媒管が接続される接続部である。このコネクタ１４の個数は、必要に応じて適宜変更されてもよく、１つでも、２つ以上でもよい。図面では、一つのバッテリケース１２の前面１２ａに三つのコネクタ１４が設けられた例を図示している。
【００２１】
車両の床下には、さらに、排気管１６も配されている。排気管１６は、エンジンからの排気ガスを、外部に導くもので、車両前後方向に延びている。この排気管１６は、上流（エンジン）側から順に、触媒コンバータ１８、サブマフラ２０、メインマフラ（図示せず）を有している。触媒コンバータ１８は、排気ガスを浄化するもので、例えば、酸化及び還元反応により排気ガス中の有害成分を除去する。サブマフラ２０、および、メインマフラは、いずれも、排気ガスを膨張させたり、圧力波を繰り返し干渉させたりするなどの方法により、排気ガスの圧力と温度を下げて騒音を抑える。図２から明らかなとおり、触媒コンバータ１８は、排気管１６よりも大径であり、サブマフラ２０は、触媒コンバータ１８よりも大径となっている。本例では、この大径のサブマフラ２０を、バッテリケース１２の傾斜面１２ｃの側方に位置させている。また、本例では、図１に示す通り、排気管１６は、サブマフラ２０から触媒コンバータ１８に向かう途中であって、コネクタ１４よりも車両前方位置において、上方に屈曲している。換言すれば、排気管１６のうちコネクタ１４と隣接する部分は、当該コネクタ１４とほぼ同じ高さ位置にあり、排気管１６とコネクタ１４は、比較的近くに位置している。
【００２２】
バッテリ１０の車両前方には、サスペンションメンバ２２（図２参照）が設けられている。サスペンションメンバ２２は、サスペンションを支持するフレーム部材である。本例のサスペンションメンバ２２は、車幅方向に延びる前クロス部（図示せず）および後クロス部２４と、前クロス部および後クロス部２４の両端を繋ぐサイド部２６と、を有した略ロ字形状となっている。
【００２３】
このサスペンションメンバ２２とバッテリ１０との間には、プロテクタ２８が掛け渡されている。プロテクタ２８は、コネクタ１４を下側から覆うことで、当該コネクタ１４を路面干渉や飛び石から保護するものである。プロテクタ２８は、車両前後方向に延びる複数の凹凸が形成されたプレート材であり、例えば、プレスにより成形される。プロテクタ２８の前端は、サスペンションメンバ２２の後クロス部２４に取り付けられている。なお、プロテクタ２８の前端近傍には、締結ボルトが挿通される締結孔３０が形成されている。この締結孔３０は、締結ボルトの頭部より小径の丸孔の後方側に、締結ボルトの頭部よりも大径の孔が連なった形をしている。締結孔３０をかかる形状とすることで、前突時に、サスペンションメンバ２２から容易に離脱できるが、これについては、後に詳説する。
【００２４】
プロテクタ２８の後端は、バッテリ１０の底部、より正確には、バッテリ１０の底部に締結されたバッテリフレーム１１（図１参照）に取り付けられている。このプロテクタ２８のバッテリ１０への取り付けは、ボルトやリベット、クリップ等を用いた締結でもよいし、溶接などでもよい。本例では、プロテクタ２８の車幅方向両端近傍、換言すれば、複数のコネクタ１４のいずれよりも車幅方向外側位置に、プロテクタ２８とバッテリ１０との固定部３２を設けている。換言すれば、本例では、後述する立壁３４と、当該立壁３４に隣接するコネクタ１４ａとの間の位置に、プロテクタ２８とバッテリ１０との固定部３２を設けている。かかる配置とすることで、コネクタ１４と排気管１６との距離を確保でき、また、プロテクタ２８の取付強度を向上できるが、これについても後述する。
【００２５】
いずれにしても、本例によれば、プロテクタ２８は、コネクタ１４を下側から覆うことができる。そして、これにより、路上の障害物や飛び石の、コネクタ１４への衝突が、プロテクタ２８により阻害されるため、コネクタ１４を保護できる。
【００２６】
このプロテクタ２８の車幅方向一端には、上方に向かって立脚する立壁３４が形成されている。立壁３４は、排気管１６とコネクタ１４との間に立脚しており、その上端は、コネクタ１４の上端よりも高い。また、立壁３４の後端は、バッテリケース１２の前面１２ａに近接しており、立壁３４の前端は、コネクタ１４の前端よりも車両前方に位置している。そして、これにより、コネクタ１４の下方および側方が、プロテクタ２８および立壁３４により囲まれた状態となっている。
【００２７】
この立壁３４は、プロテクタ２８と一体部品でもよいし、他部材であってもよい。本例では、プロテクタ２８と立壁３４を一体部品としている。すなわち、一枚のプレート材をプレス成形して、プロテクタ２８と、当該プロテクタ２８に繋がった立壁３４と、を構成している。また、図示例では、立壁３４は、凹凸のない平坦面としているが、必要に応じて、立壁３４に、凹凸を設けてもよい。ここで、後述するとおり、立壁３４は、前突時に、後方移動する他部材を受け止めることでコネクタ１４の挟み込みを防止する。そのため、立壁３４には、前後方向の耐圧縮力を向上するような凹凸、例えば、車両前後方向に延びるビードなどが形成されていてもよい。
【００２８】
プロテクタ２８および立壁３４は、いずれも、防食を目的としてその表面が塗装される。プロテクタ２８および立壁３４に施される塗装種類は、同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。本例では、排気管１６に近い立壁３４には、耐熱性の高い塗装、例えば、アルミ塗装を施している。また、排気管１６から離れているプロテクタ２８については、耐熱性が低いもののコストに優れた塗装、例えば、カチオン塗装を施している。
【００２９】
次に、こうした立壁３４を設けた理由について説明する。既述したとおり、バッテリ１０の側方には、排気管１６が配されており、エンジン駆動時には、この排気管１６に高温の排気ガスが流れる。ここで、バッテリ１０のうち、バッテリモジュールは、バッテリケース１２に収容されているため、ある程度の耐熱性を有している。一方、コネクタ１４は、バッテリケース１２の外側に露出しており、耐熱性に乏しい。かかるコネクタ１４の近傍に排気管１６が位置していると、排気管１６からの熱により、コネクタ１４が劣化、損傷するおそれがあった。そこで、従来では、排気管１６とコネクタ１４とが十分に離れるように排気管１６を配置していたが、この場合、無駄なスペースが発生し、排気管１６およびバッテリ１０の搭載の自由度が低下していた。
【００３０】
本例では、上述したとおり、コネクタ１４と排気管１６との間の立壁３４を立脚させている。かかる立壁３４を設けることで、排気管１６からの熱が、当該立壁３４で遮られるため、コネクタ１４への伝熱が効果的に防止される。また、立壁３４は、プロテクタ２８から立脚しており、コネクタ１４の側方および下方が立壁３４およびプロテクタ２８で囲まれている。そのため、排気管１６の熱風が、下方からプロテクタ２８に回り込むこともなく、プロテクタ２８をより確実に熱害から保護できる。また、立壁３４を設けることにより、排気管１６とコネクタ１４との距離を短くすることが可能となり、バッテリ１０および排気管１６の搭載の自由度を向上できる。
【００３１】
また、プロテクタ２８には、当該プロテクタ２８とバッテリ１０とを締結する固定部３２が必要であるが、本例では、この固定部３２を、立壁３４と、当該立壁３４に隣接するコネクタ１４ａとの間に設定している。かかる構成とすることで、当該固定部３２の距離分だけ、コネクタ１４を排気管１６から離すことができる。結果として、コネクタ１４をより確実に熱害から保護できる。また、プロテクタ２８のうち、立壁３４の近傍は、当該立壁３４で補強されており、強度が大きい。かかる強度の大きい箇所に、固定部３２を設けることで、プロテクタ２８の取付強度をより向上できる。
【００３２】
また、本例では、立壁３４を、バッテリ１０の前面１２ａと傾斜面１２ｃとが成すコーナの近傍に設置している。かかる構成とすることで、走行風を、車両後方に導きやすくなり、コネクタ１４周辺における排気熱の滞留を効果的に防止できる。これについて、図３を参照して説明する。図３は、バッテリ１０周辺の模式図である。エンジンが駆動すると、図３において白抜き矢印で示すように、排気管１６から熱が発生する。こうした熱は、走行風Ｂにより、車両の後方へと流される。しかし、図３の二点鎖線で示すように、バッテリケース１２が隅切りされておらず、立壁３４の後方にバッテリケース１２の前面１２ａが延びていると、走行風Ｂが遮られ、立壁３４の周辺に熱が滞留しやすくなる。その結果、熱の一部が、立壁３４を越えて、コネクタ１４に伝達し、コネクタ１４の劣化等を招くおそれがあった。一方、本例のように、立壁３４を、バッテリ１０の前面１２ａと傾斜面１２ｃとが成すコーナの近傍に設置すれば、走行風Ｂが、立壁３４の側方を通過して、車両後方へと流れやすくなる。その結果、立壁３４周辺での熱の滞留が抑えられ、コネクタ１４への伝熱をより効果的に防止できる。
【００３３】
なお、バッテリケース１２を隅切りすることなく、立壁３４およびプロテクタ２８を、バッテリケース１２の車幅方向一端に寄せて配置することも考えられる。この場合でも、走行風Ｂを潤滑に流すことができる。しかし、この場合、コネクタ１４も、車幅方向一端に寄せなければならず、コネクタ１４の配置バランスが悪くなる。また、排気管１６には、サブマフラ２０のように拡径した部分が存在するが、バッテリケース１２の一隅を隅切りしていれば、こうした拡径した部分の配置スペースを確保しやすくなる。
【００３４】
また、本例では、立壁３４の前端を、コネクタ１４の前端より車両前方に位置させている。換言すれば、立壁３４のバッテリ１０からの出代を、コネクタ１４のバッテリ１０からの出代よりも大きくしている。かかる構成とすることで、前突時におけるコネクタ１４の挟み込みを防止できる。これについて、図４、図５を参照して説明する。図４は、バッテリ１０周辺の模式的な側面図であり、図５は、前突時におけるバッテリ１０周辺の模式的な側面図である。
【００３５】
プロテクタ２８の前端は、締結ボルト３６によりサスペンションメンバ２２の後クロス部２４に締結されている。この締結ボルト３６が挿通される締結孔３０は、その後方側が、締結ボルト３６の頭部直径よりも大きくなっている。そのため、前突の衝撃により、サスペンションメンバ２２とともに締結ボルト３６が、車両後方に移動した場合、プロテクタ２８の前端が締結ボルト３６の頭部をすり抜けて落下し、プロテクタ２８が後クロス部２４から容易に離脱する。その結果、サスペンションメンバ２２とバッテリ１０との連結が解除されるため、サスペンションメンバ２２からバッテリ１０に衝突荷重が伝わらず、衝突荷重によるバッテリ１０の劣化等が効果的に防止される。
【００３６】
一方、プロテクタ２８と分離したサスペンションメンバ２２は、衝突荷重により車両後方へと移動していく。立壁３４がない場合、このサスペンションメンバ２２とバッテリ１０の前面との間にコネクタ１４が挟み込まれるおそれがあった。しかし、本例では、上述したとおり、コネクタ１４よりも出代の大きい立壁３４を設けている。この立壁３４に、図５に示すように、サスペンションメンバ２２が当接することで、サスペンションメンバ２２の更なる後方移動が阻害され、ひいては、コネクタ１４の挟み込みが防止される。
【００３７】
以上の説明から明らかなとおり、コネクタ１４と排気管１６との間に立壁３４を設けることで、コネクタ１４を排気管１６の熱から保護でき、また、排気管１６およびバッテリ１０の搭載の自由度を向上できる。また、立壁３４を設けることで、前突時におけるコネクタ１４の挟み込みを効果的に防止できる。なお、これまで説明した構成は一例であり、少なくとも、１以上のコネクタ１４と排気管１６との間において、プロテクタ２８から立脚する立壁３４を設けるのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。
【００３８】
したがって、例えば、プロテクタ２８は、コネクタ１４を下側から覆って保護するのであれば、バッテリ１０およびサスペンションメンバ２２以外の部材に取り付けられてもよい。例えば、プロテクタ２８の前端は、後クロス部２４ではなく、後クロス部２４に取り付けられた別部材に取り付けられてもよいし、サスペンションメンバ２２でなく、他のフレームやボディに取り付けられてもよい。また、本例では、プロテクタ２８の締結孔３０を部分的に大きくすることで、プロテクタ２８が、サスペンションメンバ２２から容易に離脱できるようにしているが、かかる構成は、必ずしも具備していなくてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  バッテリ、１１  バッテリフレーム、１２  バッテリケース、１４  コネクタ、１６  排気管、１８  触媒コンバータ、２０  サブマフラ、２２  サスペンションメンバ、２４  後クロス部、２６  サイド部、２８  プロテクタ、３０  締結孔、３２  固定部、３４  立壁、３６  締結ボルト。
【図１】
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【図２】
2020023258.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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