(57)【要約】【課題】衝突時のバッテリの短絡を防止しつつ、部材のレイアウトの自由度を確保する。【解決手段】プロテクタ２８は、前面衝突時にバッテリ１２の正極端子１２０４と車体との短絡を防止するものである。プロテクタ２８は、絶縁板３０と、金属板３２とを含んで構成されている。絶縁板３０は、前面衝突時にバッテリ１２の正極端子１２０４と車体との短絡を防止するよう、車体部材を構成するカウルトップステー２６のバッテリ１２の正極端子１２０４と対向する箇所に配置され、絶縁性材料から形成され、均一厚さの板状を呈している。金属板３２は、絶縁板３０のバッテリ１２を向いた面に設けられ、バッテリ１２を向いた面を覆っている。金属板３２は、前面衝突時に、絶縁板３０の破断を阻止するものであり、金属材料から均一厚さの板状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの車体への短絡を防止するプロテクタが設けられた車両の構造であって、
前記プロテクタは、
前記バッテリの正極端子に対向する導電性の車体部材に配置された絶縁材料からなる絶縁板と、
前記絶縁板の前記バッテリを向いた面を覆う金属板とを含んで構成されている、
ことを特徴とする車両の構造。
【請求項２】
前記金属板は、前記絶縁板の外周の縁部を除いた箇所を覆っている、
ことを特徴とする請求項１記載の車両の構造。
【請求項３】
前記プロテクタは、上部から下部に向かうにつれて前記バッテリから離れる方向に傾斜したプロテクタ側傾斜部を有している、
ことを特徴とする請求項１または２記載の車両の構造。
【請求項４】
前記車体部材の縁部は、前記バッテリに向かい突出する第１板部と、前記第１板部から前記車体部材外周方向に延びる第２板部とを形成するように屈曲された屈曲部を有し、
前記プロテクタは、前記屈曲部に重ね合わされるプロテクタ側屈曲部を有している、
ことを特徴とする請求項３記載の車両の構造。
【請求項５】
前記バッテリに対して前記バッテリから前記車体部材に向かう方向及び車両上下方向に直交する方向に隣接するように車両用機器が配置され、
前記車両用機器は、前記バッテリから前記車体部材に向かう方向に前記バッテリより前記車体部材側まで延在し車両衝突時に前記バッテリの前記車体部材方向への移動を案内する壁面を有している、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の車両の構造。
【請求項６】
前記車体部材は、ダッシュパネルの車両前面に配置されたカウルトップステーである、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の車両の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、電装品を含む種々の補機類が備えられており、これらの補機類に電力を供給するための１２Ｖ系統あるいは２４Ｖ系統のバッテリが車両に搭載されている。
このようなバッテリがダッシュパネル前方の車両前部空間に搭載されている場合、前面衝突時にバッテリが移動することで、あるいは、車体を構成する金属製の部材が変形することで、バッテリの正極端子と金属製の部材とが接触するおそれがある。
バッテリの負極端子部は、車体側に接続されていることから、バッテリの正極端子部が車体を構成する金属製の部材に接触すると短絡が生じる。
特許文献１には、バッテリの前方に位置する金属製の骨格部材とバッテリとの短絡を防止するために、バッテリとバッテリの前方に位置する骨格部材との間に、絶縁材料からなる緩衝部材を配置することが開示されている。
一方、バッテリよりも車両後方の車両前部空間で車幅方向に延在する金属製のパネル部材が配置されている場合は、前面衝突時にバッテリが車両後方に移動してバッテリの正極端子と金属製のパネル部材とが接触して短絡するおそれがある。
従来、バッテリの短絡を回避するためには、金属製のパネル部材の車両前方に向いた面でバッテリの車両後方に位置する箇所にゴム製の絶縁板を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０４９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前方衝突時にバッテリから絶縁板に加わる衝突荷重は大きなものであることから、前面衝突時にバッテリから加わる荷重により絶縁板が破断しないように絶縁板の肉厚を大きくして耐力を確保する必要がある。
そのため、絶縁板の肉厚が大きなものとなりスペースを占有してしまうので、車両前部空間における部材のレイアウトの自由度を確保する上で不利がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、車両衝突時のバッテリの短絡を防止しつつ、部材のレイアウトの自由度を確保する上で有利な車両の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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、バッテリの車体への短絡を防止するプロテクタが設けられた車両の構造であって、前記プロテクタは、前記バッテリの正極端子に対向する導電性の車体部材に配置された絶縁材料からなる絶縁板と、前記絶縁板の前記バッテリを向いた面を覆う金属板とを含んで構成されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記金属板は、前記絶縁板の外周の縁部を除いた箇所を覆っていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記プロテクタは、上部から下部に向かうにつれて前記バッテリから離れる方向に傾斜したプロテクタ側傾斜部を有していることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記車体部材の縁部は、前記バッテリに向かい突出する第１板部と、前記第１板部から前記車体部材外周方向に延びる第２板部とを形成するように屈曲された屈曲部を有し、前記プロテクタは、前記屈曲部に重ね合わされるプロテクタ側屈曲部を有していることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記バッテリに対して前記バッテリから前記車体部材に向かう方向及び車両上下方向に直交する方向に隣接するように車両用機器が配置され、前記車両用機器は、前記バッテリから前記車体部材に向かう方向に前記バッテリより前記車体部材側まで延在し車両衝突時に前記バッテリの前記車体部材方向への移動を案内する壁面を有していることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記車体部材は、ダッシュパネルの車両前面に配置されたカウルトップステーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、絶縁板により衝突時のバッテリの短絡を防止できることは無論のこと、正極端子を含むバッテリの部分は絶縁板に直接衝突せず金属板を介して間接的に絶縁板に衝突するため、絶縁板の肉厚を薄い寸法で形成しても、絶縁板の破断を防止することができる。
そのため、プロテクタを絶縁板だけで構成した場合に比較してプロテクタの肉厚を小さな寸法にでき、プロテクタが占有するスペースのコンパクト化を図れ、部材のレイアウトの自由度を確保する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、車両衝突時に正極端子を含むバッテリの部分が金属板に衝突することで金属板が変形しても金属板の部分が絶縁部の外周を超えて金属製のパネル部材に接触することを抑制でき、車両衝突時のバッテリの短絡を防止する上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、車両衝突時に正極端子を含むバッテリの部分がプロテクタの面に対して直交する方向から衝突する場合に比べ、衝撃荷重を分散させる上で有利となり、絶縁板の破断、金属板の割れを防止し、車両衝突時のバッテリの短絡を防止する上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、プロテクタの破断を阻止し、車両衝突時のバッテリの短絡を防止する上で有利となる。また、車両衝突時に金属製のパネル部材の端部の絶縁板への当接による絶縁板の破断を防止でき、車両衝突時のバッテリの短絡を防止する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、車両衝突時にバッテリを車幅方向に移動させることなくプロテクタに導き、車両衝突時のバッテリの短絡を防止する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、プロテクタ専用の支持部材を設ける場合に比べ、何ら部品点数を増やすことなく最小限のスペースでプロテクタを配置でき、部材のレイアウトの自由度を確保する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態の車両の前部構造の斜視図である。
【図２】実施の形態の車両の前部構造の平面図である。
【図３】プロテクタがカウルトップステーに取り付けられた状態を車両の前方から見た正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】車両前方から見たバッテリ、プロテクタ、カウルトップステーの位置関係を示す図である。
【図６】プロテクタのカウルトップステーへの取り付けを模式的に示す斜視図である。
【図７】プロテクタをカウルトップステーにリベットで取り付けた箇所の断面図である。
【図８】バッテリとプロテクタとカウルトップステーとを模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
以下の図面において符号ＵＰは車両上方を示し、符号ＦＲは車両前方を示し、符号ＩＮは車幅方向内側を示し、ＯＵＴは車幅方向外側を示す。また、車両の左右は、車両の後方から前方を見た状態で規定する。
なお、本実施の形態では、車両がハイブリッド車あるいは内燃機関のみを駆動源とする車両である場合について説明するが、本発明は車両が電気自動車である場合にも無論適用可能である。
【０００９】
図１、図２に示すように、車室の前方に不図示のダッシュパネルを介して車両前部空間（エンジンルーム）Ｓが形成されている。
車両前部空間Ｓの車幅方向両側部に、不図示の左右のサイドメンバーが配置され、また、それらサイドメンバーの上方に左右のアッパフレーム１０が配置され、車両前部空間Ｓの前部に、不図示のアッパバーセンタやフロントエンドが配置されている。
左右のサイドメンバーは、車幅方向に間隔をおいて車両の前後方向に延在している。
左右のアッパフレーム１０は、ダッシュパネルから車両前方に突出しサイドメンバの上方に位置している。
【００１０】
車両前部空間Ｓには、バッテリ１２、エアクリーナ１４、レゾネータ１６、リレーボックス１８、左右のスプリングハウス２０（ストラットタワー）が配置されている。
左右のスプリングハウス２０は、ダッシュパネルの車両前方に設けられサイドメンバとアッパフレーム１０とにわたって設けられている。
エアクリーナ１４とレゾネータ１６は、車両前部空間Ｓの左半部に配置されている。
バッテリ１２は、車両に搭載された補機類に電力を供給するものであり、バッテリ１２は、車両前部空間Ｓの前部でレゾネータ１６とリレーボックス１８との間に配置されている。
バッテリ１２は、例えば出力電圧が１２Ｖあるいは２４Ｖの二次電池で構成され、電極板、セパレータ、電解液が収容されたケース１２０２と、ケース１２０２の上面に設けられた正極端子１２０４と、不図示の負極端子とを備え、正極端子１２０４は、柔軟性を有する絶縁材料からなる保護カバー２２で覆われている。このような二次電池として鉛電池など従来公知の二次電池が使用可能である。
バッテリ１２のケース１２０２は直方体状を呈し、ケース１２０２の車幅方向外側に向いた外側面１２０２Ａは、車両の前後方向に延在している。
【００１１】
リレーボックス１８は車両用機器を構成するものであり、リレーやヒューズなどの電気部品を収容するケース１８０２を有し、リレーボックス１８は、車両前部空間Ｓの前部で左側部に配置されている。
より詳細にはリレーボックス１８は、バッテリ１２の車幅方向の側方でバッテリ１２よりも車両後方に位置した箇所に配置されている。
リレーボックス１８のケース１８０２は直方体状を呈し、ケース１８０２は、車幅方向内側に向き車両の前後方向に延在する内側面１８０２Ａを有している。この内側面１８０２Ａは、前面衝突時（車両衝突時）にバッテリ１２のケース１２０２の外側面１２０２Ａに接触してバッテリ１２の車両後方への移動を案内する案内面として機能し、前面衝突時にバッテリ１２を車幅方向に移動させることなく後述するプロテクタ２８に導くように図られている。
【００１２】
車両前部空間Ｓの後部に、カウルトップパネル２４とカウルトップステー２６が配置されている。
カウルトップパネル２４は、鋼板で構成され、長手方向の両端が不図示の左右のフロントピラーに連結されると共に、ダッシュパネルの上端に連結され、不図示のフロントウインドシールドガラスの下部を支持している。
カウルトップステー２６は、車両前部空間Ｓの車幅方向の両側部に設けられ、車幅方向に延在している。
カウルトップステー２６は、鋼板で構成され、スプリングハウス２０と、カウルトップパネル２４と、アッパフレーム１０とに固定され、車体の剛性を高め車体のねじれを抑制するものである。
本実施の形態では、カウルトップステー２６が、バッテリ１２よりも車両後方の車両前部空間Ｓで車幅方向に延在する導電性の車体部材を構成している。
そして、バッテリ１２の車両後方に位置するカウルトップステー２６の箇所に、車両前方を向いた面を有するカウルトップステー２６の板部２６０２が位置している。
【００１３】
本実施の形態のプロテクタ２８は、カウルトップステー２６の板部２６０２の面に設けられている。したがって、プロテクタ２８は、バッテリ１２の車両後方に位置する車両前部空間Ｓの箇所に配置されている。
プロテクタ２８は、前面衝突時にバッテリ１２の正極端子１２０４と車体との短絡を防止するものである。
図２、図３、図４に示すように、プロテクタ２８は、絶縁板３０と、金属板３２とを含んで構成されている。
絶縁板３０は、前面衝突時にバッテリ１２の正極端子１２０４と車体との短絡を防止するよう、車体部材を構成するカウルトップステー２６のバッテリ１２の正極端子１２０４と対向する箇所に配置され、絶縁性材料から形成され、均一厚さの板状を呈している。
このような絶縁性材料として、バッテリ１２が衝突した際に伸びることで破断が阻止される材料であるゴムなどの材料が使用可能である。
【００１４】
図２、図８に示すように、金属板３２は、絶縁板３０のバッテリ１２を向いた面に設けられ、バッテリ１２を向いた面を覆っている。
図３、図４に示すように、本実施の形態では、金属板３２は、絶縁板３０に対応した形状で形成され、絶縁板３０の外周の縁部３００２を除いた箇所を覆っており、したがって、絶縁板３０の外周の縁部３００２は車両の前方に露出している。
金属板３２は、前面衝突時に、絶縁板３０の破断を阻止するものであり、金属材料から均一厚さの板状に形成されている。
このような金属材料として、延性を有することで割れが阻止される鋼材などが使用可能である。
【００１５】
絶縁板３０と金属板３２は、それらの外周の複数箇所がカウルトップステー２６の板部２６０２に取着されることで車両前部空間Ｓに配置されている。
本実施の形態では、図６に示すように、金属板３２と絶縁板３０と板部２６０２とに形成された取り付け孔３２０１、３００１、２６０１に挿通したリベット３４により、絶縁板３０と金属板３２の外周の複数箇所がカウルトップステー２６の板部２６０２に取着されている。
図７に示すように、リベット３４は、互いに対向する頭部３４０２、３４０４と、取り付け孔３２０１、３００１、２６０１に挿通されそれら頭部３４０２、３４０４を接続する軸部３４０６とを有し、熱に強いアルミや鋼材などの金属により形成されている。
さらに、リベット３４を介してのバッテリ１２の短絡を防止するため、板部２６０２側の頭部３４０４から金属板３２側の頭部３４０２の下面にわたり絶縁材料であるナイロン製のキャップ３６が取着されている。
このように絶縁板３０と金属板３２とを含むプロテクタ２８がカウルトップステー２６の板部２６０２に取着された状態で、図５に示すように、車両前部空間Ｓを車両の前方から見ると、バッテリ１２の正極端子１２０４がプロテクタ２８の中央部に位置している。
【００１６】
図４に示すように、絶縁板３０が設けられた板部２６０２に、上部から下部に向かうにつれてバッテリ１２から離れる方向に傾斜した傾斜部２６１０が設けられ、言い換えると、上部に対して下部が車両の後方に変位した傾斜部２６１０が設けられている。
そしてプロテクタ２８に、傾斜部２６１０に重ね合わされるプロテクタ側傾斜部２８１０が設けられ、プロテクタ側傾斜部２８１０は、上部から下部に向かうにつれてバッテリ１２から離れる方向に傾斜している。
傾斜部２６１０、プロテクタ側傾斜部２８１０は、前面衝突時にバッテリ１２が衝突した際に、その荷重を分散させるものであり、絶縁板３０の破断、金属板３２の割れを防止するものである。
【００１７】
また、傾斜部２６１０の縁部には、バッテリ１２に向かい突出する第１板部２６０２Ａと、第１板部２６０２Ａからカウルトップステー２６の外周方向に延びる第２板部２６０２Ｂとを形成するように屈曲された屈曲部２６１２が形成されている。
言い換えると、バッテリ１２に向かって車両前方に突出する第１板部２６０２Ａと、車両後方に突出する第２板部２６０２Ｂとが上下方向に組み合わされ、最も下位に位置する第２板部２６０２Ｂが下方に至るにつれて後方に変位する第２板部２６０２Ｂとされた屈曲部２６１２が形成されている。
プロテクタ２８は、屈曲部２６１２に重ね合わされるプロテクタ側屈曲部２８１２を有している。
屈曲部２６１２は、プロテクタ２８を支持するカウルトップステー２６の強度を高めるためのものであり、プロテクタ側屈曲部２８１２は、プロテクタ２８の強度を高めるためのものである。
また、屈曲部２６１２を形成することで、カウルトップステー２６の端部（第２板部２６０２Ｂの下端）がプロテクタ２８側を向かないので、カウルトップステー２６の端部によってプロテクタ２８が破断することを阻止するように図られている。
【００１８】
次に作用効果について説明する。
前面衝突時、バッテリ１２が車両後方に移動すると、バッテリ１２の部分、すなわち、正極端子１２０４を含むバッテリ１２の部分がプロテクタ２８に向かって接近していく。
やがて、正極端子１２０４を含むバッテリ１２の部分がプロテクタ２８の金属板３２に衝突すると、衝撃荷重が金属板３２から絶縁板３０を介してカウルトップステー２６に入力し、衝撃荷重はカウルトップステー２６からスプリングハウス２０、カウルトップパネル２４、アッパフレーム１０に導かれ分散される。
したがって、絶縁板３０により前面衝突時のバッテリ１２の短絡を防止できることは無論のこと、正極端子１２０４を含むバッテリ１２の部分は絶縁板３０に直接衝突せず金属板３２を介して間接的に絶縁板３０に衝突するため、絶縁板３０の肉厚を薄い寸法で形成しても、絶縁板３０の破断を防止することができる。
そのため、従来のように、プロテクタ２８を絶縁板３０だけで構成した場合に比較してプロテクタ２８の肉厚を小さな寸法にでき、プロテクタ２８が占有するスペースのコンパクト化を図れ、車両前部空間Ｓにおける部材のレイアウトの自由度を確保する上で有利となる。
【００１９】
また、金属板３２が絶縁板３０の外周の縁部３００２を除いた箇所を覆っているので、前面衝突時に正極端子１２０４を含むバッテリ１２の部分が金属板３２に衝突することで金属板３２が変形しても金属板３２の部分が絶縁板３０の外周を超えてカウルトップステー２６に接触することを抑制でき、前面衝突時のバッテリ１２の短絡を防止する上で有利となる。
また、カウルトップステー２６の板部２６０２に傾斜部２６１０を設け、プロテクタ２８に、傾斜部２６１０に重ね合わされるプロテクタ側傾斜部２８１０を設けたので、前面衝突時に正極端子１２０４を含むバッテリ１２の部分がプロテクタ２８の面に対して直交する方向から衝突する場合に比べ、衝撃荷重を分散させる上で有利となり、絶縁板３０の破断、金属板３２の割れを防止し、前面衝突時のバッテリ１２の短絡を防止する上で有利となる。
また、カウルトップステー２６の傾斜部２６１０の下部に屈曲部２６１２を設けてカウルトップステー２６の強度を高めた場合でも、プロテクタ２８に屈曲部２６１２に重ね合わされるプロテクタ側屈曲部２８１２を設けたので、プロテクタ２８の強度を高めることができるとともに、カウルトップステー２６の端部がプロテクタ２８側を向かないので、カウルトップステー２６の端部によってプロテクタ２８が破断することを阻止し、前面衝突時のバッテリ１２の短絡を防止する上で有利となる。
また、屈曲部２６１２を構成する板部２６０２で最も下位に位置する第２板部２６０２Ｂを、下方に至るにつれて後方に変位する第２板部２６０２Ｂとしたので、前面衝突時にカウルトップステー２６の下端の絶縁板３０への当接による絶縁板３０の破断を防止でき、前面衝突時のバッテリ１２の短絡を防止する上で有利となる。
また、リレーボックス１８のケース１８０２の内側面１８０２Ａは、前面衝突時にバッテリ１２のケース１８０２の外側面１２０２Ａに接触してバッテリ１２の車両後方への移動を案内する案内面として機能するので、前面衝突時にバッテリ１２を車幅方向に移動させることなくプロテクタ２８に導き、前面衝突時のバッテリ１２の短絡を防止する上で有利となる。
また、プロテクタ２８を既設のカウルトップステー２６を利用して設けたので、プロテクタ専用の支持部材を設ける場合に比べ、何ら部品点数を増やすことなく最小限のスペースでプロテクタ２８を配置でき、車両前部空間Ｓにおける部材のレイアウトの自由度を確保する上で有利となる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、カウルトップステー２６にプロテクタ２８を設けた場合について説明したが、バッテリ１２よりも車両後方の車両前部空間Ｓで車幅方向に延在しプロテクタ２８が配置される金属製のパネル部材は、カウルトップステー２６に限定されず、車両前部空間Ｓに配置される骨格部材や補強部材のレイアウトに応じて適宜選択される。
また、本実施の形態では、バッテリ１２が車両前部空間Ｓに配置されている場合について説明したが、バッテリ１２が車両前部空間Ｓ以外の車両の箇所に配置されている場合も本発明は無論適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
Ｓ  車両前部空間
１２  バッテリ
１２０２Ａ  外側面
１２０４  正極端子
１８  リレーボックス（車両用機器）
１８０２Ａ  内側面
２６  カウルトップステー（導電性の車体部材）
２６０２  板部
２６０２Ａ  第１板部
２６０２Ｂ  第２板部
２６１０  傾斜部
２６１２  屈曲部
２８  プロテクタ
２８１０  プロテクタ側傾斜部
２８１２  プロテクタ側屈曲部
３０  絶縁板
３００２  外周の縁部
３２  金属板
【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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