モータ搭載構造
【課題】モータが取り付けられる部位への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができるモータ搭載構造を得る。
【解決手段】フロントクロスメンバ３０及びモータコンパートメントクロスメンバ４０は、一対のフロントサイドメンバ１４の間に車両幅方向に掛け渡されると共に、ブレース４６によって車両正面視で車両上下方向に連結されている。また、ブレース４６の被取付部４８には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられている。このため、モータ５２の作動時にモータユニット５０の前側取付部５０Ａから被取付部４８に荷重が入力されてもその荷重は上下に分散される。
【解決手段】フロントクロスメンバ３０及びモータコンパートメントクロスメンバ４０は、一対のフロントサイドメンバ１４の間に車両幅方向に掛け渡されると共に、ブレース４６によって車両正面視で車両上下方向に連結されている。また、ブレース４６の被取付部４８には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられている。このため、モータ５２の作動時にモータユニット５０の前側取付部５０Ａから被取付部４８に荷重が入力されてもその荷重は上下に分散される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車において、主駆動モータの前側部と後側部とが、センタメンバの前後に設けられたブラケットの上部を介して支持されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８１４２９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、モータはエンジンよりもサイズが小さく回転中心の高さが低くなるため、ブラケットの被取付部への入力成分はほぼ縦方向成分となっており、この方向の荷重入力に対する耐久強度の点で改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、モータが取り付けられる部位への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができるモータ搭載構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載する本発明のモータ搭載構造は、車体の車両幅方向の両サイドに車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイド部材と、前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡された第一クロス部材と、前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡され、前記第一クロス部材に対して車両正面視で車両上下方向にオフセットして配置された第二クロス部材と、前記第一クロス部材と前記第二クロス部材とを連結すると共に、車体へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる連結部材と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載する本発明のモータ搭載構造によれば、第一クロス部材及び第二クロス部材が一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡されると共に、第二クロス部材は第一クロス部材に対して車両正面視で車両上下方向にオフセットして配置されている。また、第一クロス部材及び第二クロス部材は連結部材によって連結されており、連結部材には、車体へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる。このため、例えば、モータの作動時に連結部材にモータの取付部から荷重が入力されてもその荷重は上下に（第一クロス部材側及び第二クロス部材側に）分散される。よって、モータの取付部から入力される荷重が上下に分散されない場合に比べてモータが取り付けられる部位の耐久強度が向上する。
【０００８】
請求項２に記載する本発明のモータ搭載構造は、請求項１記載の構成において、前記第一クロス部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、前記連結部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている。
【０００９】
請求項２に記載する本発明のモータ搭載構造によれば、第一クロス部材は、モータに対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、連結部材は、モータに対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている。このような構造を備えた車両が前面衝突すると、その際の衝突荷重は、モータより車両前方側に位置する連結部材にまず入力される。このため、衝突荷重がモータに直接入力されるのを防止又は抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載する本発明のモータ搭載構造は、請求項２記載の構成において、前記第一クロス部材は、前記第二クロス部材に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、前記連結部材は、前記第一クロス部材における上面に結合されている。
【００１１】
請求項３に記載する本発明のモータ搭載構造によれば、第一クロス部材は、第二クロス部材に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、連結部材は、第一クロス部材における上面に結合されている。このような構造を備えた車両が前面衝突すると、車両側面視で連結部材とモータ取付部との取付点回りに第一クロス部材を回転させようとする荷重が作用するが、連結部材が第二クロス部材に反力をとることで第一クロス部材の変位は抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のモータ搭載構造によれば、モータが取り付けられる部位への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができるモータ搭載構造を得ることができるという優れた効果を有する。
【００１３】
請求項２に記載のモータ搭載構造によれば、車両の前面衝突時に衝突荷重がモータに直接入力されるのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。
【００１４】
請求項３に記載のモータ搭載構造によれば、車両の前面衝突時に第一クロス部材の変位を抑えることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造が適用された車両前部を示す側断面図である。図２の１−１線に沿って切断した断面に相当する。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造を示す斜視図であり、フロントクロスメンバ及びモータコンパートメントクロスメンバは一部を破断して示す。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造が適用された車両前部を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造を備えた車両の前面衝突時の作用を説明するための模式的な側断面図である。図４（Ａ）は衝突前の状態を示す。図４（Ｂ）は衝突後の状態を示す。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るモータ搭載構造を構成するブレース等を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るモータ搭載構造を構成するブレース等を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るモータ搭載構造を構成するブレース等を示す斜視図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るモータ搭載構造を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造について図１〜図４を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印Ｗは車両幅方向を示している。
【００１７】
図１には、本実施形態に係るモータ搭載構造が適用された車両前部の側断面図が示されている。なお、図１は、車両前部を車両幅方向のほぼ中央で切断した状態を車両側方から見て示している。また、図２には、モータ搭載構造の斜視図が示され、図３には、モータ搭載構造の概略平面図が示されている。
【００１８】
これらの図に示されるように、車体１０の前部には、後述するモータユニット５０等が収容される収容空間１２が形成されると共に、車両幅方向の両サイドに左右一対のサイド部材としてのフロントサイドメンバ１４が車両前後方向を長手方向として配置されている。フロントサイドメンバ１４は、車両骨格部材であり、図２に示されるように、車両幅方向内側を構成するフロントサイドメンバインナ１６と、車両幅方向外側を構成するフロントサイドメンバアウタ１８と、を備えている。フロントサイドメンバインナ１６は、車両幅方向外側が開放された断面ハット形状に形成されているのに対して、フロントサイドメンバアウタ１８は、フロントサイドメンバインナ１６の開口部分を閉止する長尺平板状に形成されている。これらのフロントサイドメンバインナ１６及びフロントサイドメンバアウタ１８が溶接により結合されることによってフロントサイドメンバ１４は閉断面構造に構成されている。
【００１９】
また、図３に示されるように、各フロントサイドメンバ１４の前端部には、矩形の筒形状に形成されたクラッシュボックス２２が同軸上に接合されている。クラッシュボックス２２は、軸方向荷重を受けると圧縮塑性変形してエネルギー吸収するようになっている。また、左右のクラッシュボックス２２の前端部は、フロントバンパリインフォースメント２６に接合されている。フロントバンパリインフォースメント２６は、車両前端部に略車両幅方向を長手方向として配置され、平面視では中央部が両端部よりも車両前方側に膨らんだ湾曲形状を成している。このフロントバンパリインフォースメント２６は、フロントバンパ２４の車両骨格部材を構成する部材であり、閉断面構造とされている。フロントバンパ２４は、フロントバンパリインフォースメント２６と、意匠面を構成するフロントバンパカバー２８と、を含んで構成されている。
【００２０】
一対のフロントサイドメンバ１４の前端部の間には、ブラケット２０（図２参照）を介して第一クロス部材としてのフロントクロスメンバ３０が車両幅方向に掛け渡されている。図２に示されるように、ブラケット２０は、車両上方側が開放された屈曲板状とされてフロントサイドメンバ１４の側壁部に溶接等により結合されており、フロントサイドメンバ１４の前端部に対して車両下方側に張り出している。このブラケット２０の底壁部の下面にフロントクロスメンバ３０の長手方向の端部がボルト締結により結合されている。
【００２１】
フロントクロスメンバ３０は、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、上部側を構成するフロントクロスメンバアッパ３２と、下部側を構成するフロントクロスメンバロア３４と、を備えている。フロントクロスメンバアッパ３２は、車両下方側が開放されると共に前側下端が車両前方側へ屈曲されてフランジ部が形成されている。これに対して、フロントクロスメンバロア３４は、車両上方側が開放されると共に前側上端が車両前方側へ屈曲されてフランジ部が形成されている。これらのフロントクロスメンバアッパ３２及びフロントクロスメンバロア３４の前側のフランジ部同士及び後壁部における開放端側の端部同士が溶接により結合されることにより、フロントクロスメンバ３０は閉断面構造に構成されている。
【００２２】
また、図３に示されるように、一対のフロントサイドメンバ１４の長手方向の中間部の間には、第二クロス部材としてのモータコンパートメントクロスメンバ４０が車両幅方向に掛け渡されている。モータコンパートメントクロスメンバ４０は、フロントクロスメンバ３０に対して車両後方側でかつ車両正面視で車両上方側にオフセットして（換言すれば、フロントクロスメンバ３０に対して車両後方側の車両前後方向位置で、フロントクロスメンバ３０に対して車両上方側の車両上下方向位置に）配置されている（図２参照）。
【００２３】
図２に示されるように、モータコンパートメントクロスメンバ４０は、上部側を構成するモータコンパートメントクロスメンバアッパ４２と、下部側を構成するモータコンパートメントクロスメンバロア４４と、を備えている。モータコンパートメントクロスメンバアッパ４２は、断面が矩形波状を成すように形成されており、前端部が車両下方側へ向けて屈曲されている。これに対して、モータコンパートメントクロスメンバロア４４は、車両上方側が開放されると共に後側上端が車両後方側へ屈曲されてフランジ部が形成され、前端上部及び後端フランジ部がモータコンパートメントクロスメンバアッパ４２の前部に溶接により結合されている。これによって、モータコンパートメントクロスメンバ４０の前部は閉断面構造に構成されている。
【００２４】
フロントクロスメンバ３０の長手方向の中間部と、モータコンパートメントクロスメンバ４０の長手方向の中間部とは、連結部材としてのブレース４６（「ブラケット」ともいう。）によって車両正面視で車両上下方向に連結されている。ブレース４６は、全体として車両上方側へ向けて車両後方側にやや傾斜するように配置された金属製（本実施形態では鉄鋼製）で長尺状の部材であり、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている。
【００２５】
ブレース４６は、長尺部４６Ａと、長尺部４６Ａの幅方向（長手方向に直交する方向）の両端部から略直角に曲げられて互いに対向する一対の側壁部４６Ｂと、長尺部４６Ａ及び側壁部４６Ｂの各々の下端部から屈曲されて平面視で略Ｕ字状に形成されたフランジ部４６Ｃと、を備えている。ブレース４６は、長尺部４６Ａと側壁部４６Ｂとによって車両後下方側が開放された形状に形成されている。また、ブレース４６における下端側のフランジ部４６Ｃは、フロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａの上面にボルト締結によって結合されている。すなわち、ボルト３３Ａがブレース４６のフランジ部４６Ｃ及びフロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａを貫通しており、フロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａの下方側に突出したボルト３３Ａの雄ねじ部にナット３３Ｂ（図１参照）が螺合されている。
【００２６】
また、フロントクロスメンバ３０は、ブレース４６が取り付けられる部位に対応して長手方向の中間部が補強部材３６によって補強されている。図１に示されるように、補強部材３６は、車両前方側が開放された屈曲板状に形成され、上壁部がフロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａの上面に溶接により結合され、下壁部がフロントクロスメンバロア３４の底壁部３４Ａの下面に溶接により結合されている。すなわち、補強部材３６とフロントクロスメンバ３０とで閉断面構造が形成されている。
【００２７】
補強部材３６の上壁部にはブレース４６のフランジ部４６Ｃの一部が載置されてボルト締結によって結合されている。具体的には、ボルト３５Ａが、ブレース４６のフランジ部４６Ｃ、補強部材３６の上壁部、円筒状のカラー３５Ｂ、補強部材３６の下壁部を貫通しており、補強部材３６から突出したボルト３５Ａの雄ねじ部にナット３５Ｃが螺合されている。なお、フロントクロスメンバ３０と補強部材３６とで構成された閉断面内に配置されたカラー３５Ｂは、車両上下方向を軸方向として配置されており、カラー３５Ｂの軸心部は、雌ねじが形成されていない貫通孔とされている。フロントクロスメンバ３０と補強部材３６とで構成された閉断面部は、このカラー３５Ｂによって、ブレース４６から荷重が入力されても変形（所謂、断面崩れ）が抑えられるようになっている。
【００２８】
一方、ブレース４６の長尺部４６Ａにおける上端部４６Ａ１は、車両後方側へ屈曲されて略水平に配置されると共に、モータコンパートメントクロスメンバロア４４の下面にボルト締結により結合されている。具体的には、ボルト３８Ａが、ブレース４６、モータコンパートメントクロスメンバロア４４、円筒状のカラー３８Ｂ、及びモータコンパートメントクロスメンバアッパ４２を貫通しており、モータコンパートメントクロスメンバアッパ４２から突出したボルト３８Ａの雄ねじ部にナット３８Ｃが螺合されている。なお、モータコンパートメントクロスメンバアッパ４２とモータコンパートメントクロスメンバロア４４とで構成された閉断面内に配置されたカラー３８Ｂは、車両上下方向を軸方向として配置されており、カラー３８Ｂの軸心部は、雌ねじが形成されていない貫通孔とされている。モータコンパートメントクロスメンバ４０の前部は、このカラー３８Ｂによって、ブレース４６から荷重が入力されても変形（所謂、断面崩れ）が抑えられるようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では、ブレース４６からの荷重に対する剛性は、ブレース４６の上端部が取り付けられるモータコンパートメントクロスメンバ４０の前部よりも、ブレース４６の下端部が取り付けられるフロントクロスメンバ３０及び補強部材３６で構成される構成部のほうが高くなっている。
【００３０】
また、ブレース４６における下部寄り（フロントクロスメンバ３０及び補強部材３６の側）の部位には、被取付部４８（モータマウント入力部）が形成されている。被取付部４８には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の取付部としての前側取付部５０Ａが取り付けられるようになっている。被取付部４８は、ブレース４６の側壁部４６Ｂの一部で構成されてボルト挿通孔が形成されている。
【００３１】
図２に示されるように、モータユニット５０は、モータ５２及びインバータ５４を含んで構成され、モータ５２の回転軸方向が車両幅方向に設定されると共に、図１に示されるように、前端側に前側取付部５０Ａが形成され、後端側に後側取付部５０Ｂが形成されている。図２に示されるように、モータユニット５０の前側取付部５０Ａは、ブレース４６の被取付部４８において一対の側壁部４６Ｂの間に配置され、ボルト４９及びナット（図示省略）により一対の側壁部４６Ｂと共締めされている。また、図１に示されるように、モータユニット５０の後側取付部５０Ｂは、車両幅方向を長手方向として配置された車両骨格部材５６にブラケット５８を介してボルト締結されている。なお、車両骨格部材５６は、複数の板状部材で構成されて車両幅方向を長手方向として配置された部材である。
【００３２】
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３３】
本実施形態に係るモータ搭載構造では、図２に示されるフロントクロスメンバ３０及びモータコンパートメントクロスメンバ４０は、一対のフロントサイドメンバ１４の間に車両幅方向に掛け渡されると共に、ブレース４６によって車両正面視で車両上下方向に連結されており、ブレース４６の被取付部４８には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられる。このため、例えば、モータ５２の作動時に被取付部４８に荷重が入力されてもその荷重は上下に（すなわち、フロントクロスメンバ３０側及びモータコンパートメントクロスメンバ４０側に）分散される。図中では、荷重が伝達される方向を矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向で示す。このように荷重が分散されることによって、被取付部４８に入力される荷重が上下に分散されない場合に比べて被取付部４８を含むブレース４６の耐久強度が向上する。
【００３４】
ここで、被取付部４８に作用する入力荷重の方向について補足説明する。一般にモータユニット５０のモータ５２は、エンジン（図示省略）に比べてサイズが小さく、図１に示される前側取付部５０Ａ及び後側取付部５０Ｂに対するユニット回転中心ＣＬの高さ位置がエンジンの場合に比べて低い。このため、回転モーメントＭのマウント入力成分は、エンジンの場合に比べて縦方向の成分が大きく、ほぼ縦方向の成分となっている。すなわち、ユニット回転中心ＣＬと前側取付部５０Ａ及び後側取付部５０Ｂの各取付中心とをそれぞれ結ぶ直線ａ、ｂに直交する方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向参照）は、ほぼ上下方向になる。よって、前側取付部５０Ａ及び後側取付部５０Ｂから入力される上下方向の荷重分散が重要になる。ここで、本実施形態では、前述の通り、被取付部４８に入力される荷重を上下に（矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向参照）伝達させることができるので、荷重分散に有利な構造となっている。
【００３５】
なお、一般的に電気自動車では、モータユニットが高トルクを発生し、エンジン車よりもマウント入力が大きくなっている。そして、従来のボデー構造でこのマウント入力の耐力強度を満足させようとすると、局部的な補強だけでなく、広範囲にわたり大幅な変更が必要であるものと考えられていた。しかしながら、本実施形態に係るモータ搭載構造では、入力点の近傍で二箇所（二方向）に荷重を分散させることができるため、従来のボデー構造を大きく変更することなく、耐久強度を満足させることができる。換言すれば、補強のための質量増加が抑えられつつ、耐久強度が大きく向上する。
【００３６】
また、本実施形態では、図２に示されるフロントクロスメンバ３０、ブラケット２０、フロントサイドメンバ１４、及びモータコンパートメントクロスメンバ４０で構成される構造部の強度が、ブレース４６を取り付けることによって、効果的に高められるので、被取付部４８に荷重が入力されても、この構造部の変形が抑えられる。このため、例えば、フロントクロスメンバ３０を車両側面視で被取付部４８の取付点回りに回転させようとする荷重が作用しても、フロントクロスメンバ３０の変位が抑えられ、フロントクロスメンバ３０がモータ５２及びインバータ５４へ当接するのを防止又は抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係るモータ搭載構造を備えた車両が図４（Ａ）に示されるバリア（衝突体）６０に前面衝突すると、図４（Ｂ）に示されるように、その際の衝突荷重はフロントバンパリインフォースメント２６からクラッシュボックス２２に入力される。このため、クラッシュボックス２２は、軸方向に圧縮されて塑性変形してエネルギー吸収するが、この過程で、バリア６０は、フロントクロスメンバ３０を車両後方側へ押圧する。しかしながら、本実施形態では、フロントクロスメンバ３０は、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、ブレース４６は、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されているので、衝突荷重は、モータユニット５０より車両前方側に位置するブレース４６にまず入力される。このため、衝突荷重がモータユニット５０に直接入力されるのを防止又は抑制できる。
【００３８】
また、このときに、ブレース４６がモータユニット５０を車両後方側へ押圧するので、バリア６０とモータユニット５０との接触が抑えられる。これにより、図２に示されるモータ５２及びインバータ５４の損傷が防止される。
【００３９】
また、図４（Ａ）に示されるように、フロントクロスメンバ３０は、モータコンパートメントクロスメンバ４０に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、ブレース４６は、フロントクロスメンバ３０における上面に結合されている。このため、本実施形態に係るモータ搭載構造を備えた車両が前面衝突すると、図４（Ｂ）に示されるように、フロントクロスメンバ３０を車両側面視で被取付部４８の取付点回りに回転させようとする荷重が作用するが、ブレース４６がモータコンパートメントクロスメンバ４０に反力をとることでフロントクロスメンバ３０の変位は抑制される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係るモータ搭載構造によれば、被取付部４８への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができる。
【００４１】
［第２実施形態］
なお、本発明の第２の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図５に示された連結部材としてのブレース７０が配置されてもよい。ブレース７０は、ブレース本体７２を備えると共に、ブレース本体７２の下方側に配置されてブレース本体７２と結合されたマウントブラケット７４を備えている。ブレース本体７２の上部は、第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）の上部と同様の形状となっており、第１の実施形態と同様の構造でモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されている。
【００４２】
ブレース本体７２の下端部には、一対の側壁部７２Ｂの下端から互いに離反する方向（車両幅方向外側）へ延設されたフランジ部７２Ｃが形成されている。ブレース本体７２のフランジ部７２Ｃはマウントブラケット７４の上端フランジ部７４Ｃに重ね合わせられてボルト締結により結合されている。すなわち、ボルト７５Ａがブレース本体７２のフランジ部７２Ｃ及びマウントブラケット７４の上端フランジ部７４Ｃを貫通しており、マウントブラケット７４の上端フランジ部７４Ｃの下方側に突出したボルト７５Ａの雄ねじ部にナット７５Ｂが螺合されている。
【００４３】
マウントブラケット７４は、上端フランジ部７４Ｃの基端側から車両下方側へ曲げられた側壁部７４Ｂがブレース本体７２の側壁部７２Ｂの延長部に配置されている。左右一対の側壁部７４Ｂは、前側上部が傾斜壁部７４Ａによって連結されており、傾斜壁部７４Ａは車両下方へ向けて車両前方側に傾斜している。
【００４４】
また、左右一対の側壁部７４Ｂの下端は底壁部７４Ｄによって連結されており、底壁部７４Ｄには、複数のボルト挿通孔が形成されている。すなわち、マウントブラケット７４の底壁部７４Ｄは、フロントクロスメンバアッパ３２及び補強部材３６の上に配置されてボルト締結されるようになっている。
【００４５】
ブレース７０は、フロントクロスメンバ３０とモータコンパートメントクロスメンバ４０とを車両正面視で車両上下方向に連結すると共に、マウントブラケット７４の後端上部に被取付部７６が形成されている。被取付部７６には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられている。被取付部７６は、マウントブラケット７４の側壁部７４Ｂの一部とされてボルト挿通孔が形成されると共に、モータユニット５０の前側取付部５０Ａを車両幅方向両外側から挟み込んだ状態でボルト締結がなされる。
【００４６】
このような第２の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００４７】
［第３実施形態］
また、本発明の第３の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図６に示された連結部材としてのブレース８０が配置されてもよい。ブレース８０は、ブレース本体８２を備えると共に、ブレース本体８２の下方側に配置されてブレース本体８２と結合されたマウントブラケット８４を備えている。ブレース本体８２の上部は、第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）の上部と同様の形状となっており、第１の実施形態と同様の構造でモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されている。
【００４８】
また、ブレース本体８２の下部とマウントブラケット８４の上部は、共に車両後方側が開放された開断面形状に形成されており、ブレース本体８２の下部の開断面内にマウントブラケット８４の上部が重ね合わせ状態で配置されている。そして、ブレース本体８２における一対の側壁部８２Ｂの下部は、マウントブラケット８４における一対の側壁部８４Ｂの上部を車両幅方向外側から挟み込むようにしてボルト締結により結合されている。なお、ブレース本体８２の一対の側壁部８２Ｂ及びマウントブラケット８４の一対の側壁部８４Ｂを貫通してナット８８Ｂに螺合されるボルト８８Ａは、マウントブラケット８４の一対の側壁部８４Ｂ間で円筒状のカラー８８Ｃを貫通している。
【００４９】
また、左右一対の側壁部８４Ｂの下端は底壁部８４Ｄによって連結されており、底壁部８４Ｄには、複数のボルト挿通孔が形成されている。すなわち、マウントブラケット８４の底壁部８４Ｄは、フロントクロスメンバアッパ３２及び補強部材３６の上に配置されてボルト締結されるようになっている。
【００５０】
ブレース８０は、フロントクロスメンバ３０とモータコンパートメントクロスメンバ４０とを車両正面視で車両上下方向に連結すると共に、マウントブラケット８４に車両後方側に張り出す被取付部８６が形成されている。被取付部８６には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられる。被取付部８６は、マウントブラケット８４の側壁部８４Ｂの一部とされてボルト挿通孔が形成されると共に、モータユニット５０の前側取付部５０Ａを車両幅方向両外側から挟み込んだ状態でボルト締結がなされる。
【００５１】
このような第３の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００５２】
［第４実施形態］
また、本発明の第４の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図７に示された連結部材としてのブレース９０が配置されてもよい。ブレース９０は、ブレース本体９２を備えると共に、ブレース本体９２の下方側に配置されてブレース本体９２と結合されたマウントブラケット９４を備えている。ブレース本体９２の上部は、第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）の上部と同様の形状となっており、第１の実施形態と同様の構造でモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されている。
【００５３】
なお、ブレース本体９２は、以下に説明する点を除き、図６に示される第３の実施形態のブレース本体８２と実質的に同様の構成とされ、図７に示されるマウントブラケット９４は、以下に説明する点を除き、図６に示される第３の実施形態におけるマウントブラケット８４と実質的に同様の構成とされている。よって、同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図７に示されるように、ブレース本体９２の下端部とマウントブラケット９４の上端部は、各々の開断面形状に沿って一定の重ね合わせ代で重ね合わせられている。そして、ブレース本体９２とマウントブラケット９４との重ね合わせ部はアーク溶接により結合されている。なお、図中では、アーク溶接部分に斜線を入れると共に符号９６で示している。
【００５５】
このような第４の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００５６】
［第５実施形態］
また、本発明の第５の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図８の模式的な正面図にて示される連結部材としてのブレース１００が配置されてもよい。図８に示されるブレース１００は、車両正面視でＹ字形状に形成されており、上下方向中間部から二股に分かれてモータコンパートメントクロスメンバ４０にそれぞれ結合される第一連結部１０２及び第二連結部１０４を含んで構成されている。ブレース１００は、他の点は第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）と同様の構成となっており、フロントクロスメンバ３０とモータコンパートメントクロスメンバ４０とを車両正面視で車両上下方向に連結し、車体１０へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる被取付部（図示省略）を備えている。なお、図８では、第１の実施形態と同様の構成部には同一符号を付している。このような第５の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００５７】
［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態では、図２等に示されるように、モータコンパートメントクロスメンバ４０は、フロントクロスメンバ３０に対して車両後方側でかつ車両正面視で車両上方側にオフセットして配置されているが、第二クロス部材は、第一クロス部材に対して車両後方側でかつ車両正面視で車両下方側にオフセットして配置されていてもよい。
【００５８】
また、請求項１に記載の「連結部材」は、第１、第５の実施形態におけるブレース４６、１００のように一部材で構成された連結部材であってもよいし、第２〜第４の実施形態におけるブレース７０、８０、９０のように複数部材で構成された連結部材であってもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、連結部材としてのブレース４６、７０、８０、９０、１００がモータユニット５０（モータ５２）に対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されており、車両の前面衝突時の衝突荷重がモータに直接入力されるのを防止又は抑制する観点からはこのような構成がより好ましいが、連結部材は、モータに対して車両後方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている連結部材であってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、ブレース４６、７０、８０、９０、１００は、フロントクロスメンバ３０における上面に結合されており、車両の前面衝突時におけるフロントクロスメンバ３０の変位を抑える観点からはこのような構成がより好ましいが、ブレース（連結部材）は、フロントクロスメンバ３０（第一クロス部材）における後面（車両後方側の面）等のような上面以外の面に結合されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、ブレース４６、７０、８０、９０、１００は、ボルト締結により、フロントクロスメンバ３０及びモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されているが、連結部材は、第一クロス部材及び第二クロス部材の少なくとも一方に溶接等の他の結合手段によって結合されてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、ブレース４６、７０、８０、９０、１００は鉄鋼製とされているが、連結部材は、アルミニウム合金製やカーボン製等のような他の材料で形成された連結部材であってもよい。
【００６３】
なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 車体
１４ フロントサイドメンバ（サイド部材）
３０ フロントクロスメンバ（第一クロス部材）
４０ モータコンパートメントクロスメンバ（第二クロス部材）
４６ ブレース（連結部材）
５０Ａ 前側取付部（取付部）
５２ モータ
７０ ブレース（連結部材）
８０ ブレース（連結部材）
９０ ブレース（連結部材）
１００ ブレース（連結部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車において、主駆動モータの前側部と後側部とが、センタメンバの前後に設けられたブラケットの上部を介して支持されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８１４２９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、モータはエンジンよりもサイズが小さく回転中心の高さが低くなるため、ブラケットの被取付部への入力成分はほぼ縦方向成分となっており、この方向の荷重入力に対する耐久強度の点で改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、モータが取り付けられる部位への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができるモータ搭載構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載する本発明のモータ搭載構造は、車体の車両幅方向の両サイドに車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイド部材と、前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡された第一クロス部材と、前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡され、前記第一クロス部材に対して車両正面視で車両上下方向にオフセットして配置された第二クロス部材と、前記第一クロス部材と前記第二クロス部材とを連結すると共に、車体へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる連結部材と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載する本発明のモータ搭載構造によれば、第一クロス部材及び第二クロス部材が一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡されると共に、第二クロス部材は第一クロス部材に対して車両正面視で車両上下方向にオフセットして配置されている。また、第一クロス部材及び第二クロス部材は連結部材によって連結されており、連結部材には、車体へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる。このため、例えば、モータの作動時に連結部材にモータの取付部から荷重が入力されてもその荷重は上下に（第一クロス部材側及び第二クロス部材側に）分散される。よって、モータの取付部から入力される荷重が上下に分散されない場合に比べてモータが取り付けられる部位の耐久強度が向上する。
【０００８】
請求項２に記載する本発明のモータ搭載構造は、請求項１記載の構成において、前記第一クロス部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、前記連結部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている。
【０００９】
請求項２に記載する本発明のモータ搭載構造によれば、第一クロス部材は、モータに対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、連結部材は、モータに対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている。このような構造を備えた車両が前面衝突すると、その際の衝突荷重は、モータより車両前方側に位置する連結部材にまず入力される。このため、衝突荷重がモータに直接入力されるのを防止又は抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載する本発明のモータ搭載構造は、請求項２記載の構成において、前記第一クロス部材は、前記第二クロス部材に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、前記連結部材は、前記第一クロス部材における上面に結合されている。
【００１１】
請求項３に記載する本発明のモータ搭載構造によれば、第一クロス部材は、第二クロス部材に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、連結部材は、第一クロス部材における上面に結合されている。このような構造を備えた車両が前面衝突すると、車両側面視で連結部材とモータ取付部との取付点回りに第一クロス部材を回転させようとする荷重が作用するが、連結部材が第二クロス部材に反力をとることで第一クロス部材の変位は抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のモータ搭載構造によれば、モータが取り付けられる部位への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができるモータ搭載構造を得ることができるという優れた効果を有する。
【００１３】
請求項２に記載のモータ搭載構造によれば、車両の前面衝突時に衝突荷重がモータに直接入力されるのを防止又は抑制することができるという優れた効果を有する。
【００１４】
請求項３に記載のモータ搭載構造によれば、車両の前面衝突時に第一クロス部材の変位を抑えることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造が適用された車両前部を示す側断面図である。図２の１−１線に沿って切断した断面に相当する。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造を示す斜視図であり、フロントクロスメンバ及びモータコンパートメントクロスメンバは一部を破断して示す。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造が適用された車両前部を示す概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造を備えた車両の前面衝突時の作用を説明するための模式的な側断面図である。図４（Ａ）は衝突前の状態を示す。図４（Ｂ）は衝突後の状態を示す。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るモータ搭載構造を構成するブレース等を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るモータ搭載構造を構成するブレース等を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るモータ搭載構造を構成するブレース等を示す斜視図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るモータ搭載構造を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るモータ搭載構造について図１〜図４を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印Ｗは車両幅方向を示している。
【００１７】
図１には、本実施形態に係るモータ搭載構造が適用された車両前部の側断面図が示されている。なお、図１は、車両前部を車両幅方向のほぼ中央で切断した状態を車両側方から見て示している。また、図２には、モータ搭載構造の斜視図が示され、図３には、モータ搭載構造の概略平面図が示されている。
【００１８】
これらの図に示されるように、車体１０の前部には、後述するモータユニット５０等が収容される収容空間１２が形成されると共に、車両幅方向の両サイドに左右一対のサイド部材としてのフロントサイドメンバ１４が車両前後方向を長手方向として配置されている。フロントサイドメンバ１４は、車両骨格部材であり、図２に示されるように、車両幅方向内側を構成するフロントサイドメンバインナ１６と、車両幅方向外側を構成するフロントサイドメンバアウタ１８と、を備えている。フロントサイドメンバインナ１６は、車両幅方向外側が開放された断面ハット形状に形成されているのに対して、フロントサイドメンバアウタ１８は、フロントサイドメンバインナ１６の開口部分を閉止する長尺平板状に形成されている。これらのフロントサイドメンバインナ１６及びフロントサイドメンバアウタ１８が溶接により結合されることによってフロントサイドメンバ１４は閉断面構造に構成されている。
【００１９】
また、図３に示されるように、各フロントサイドメンバ１４の前端部には、矩形の筒形状に形成されたクラッシュボックス２２が同軸上に接合されている。クラッシュボックス２２は、軸方向荷重を受けると圧縮塑性変形してエネルギー吸収するようになっている。また、左右のクラッシュボックス２２の前端部は、フロントバンパリインフォースメント２６に接合されている。フロントバンパリインフォースメント２６は、車両前端部に略車両幅方向を長手方向として配置され、平面視では中央部が両端部よりも車両前方側に膨らんだ湾曲形状を成している。このフロントバンパリインフォースメント２６は、フロントバンパ２４の車両骨格部材を構成する部材であり、閉断面構造とされている。フロントバンパ２４は、フロントバンパリインフォースメント２６と、意匠面を構成するフロントバンパカバー２８と、を含んで構成されている。
【００２０】
一対のフロントサイドメンバ１４の前端部の間には、ブラケット２０（図２参照）を介して第一クロス部材としてのフロントクロスメンバ３０が車両幅方向に掛け渡されている。図２に示されるように、ブラケット２０は、車両上方側が開放された屈曲板状とされてフロントサイドメンバ１４の側壁部に溶接等により結合されており、フロントサイドメンバ１４の前端部に対して車両下方側に張り出している。このブラケット２０の底壁部の下面にフロントクロスメンバ３０の長手方向の端部がボルト締結により結合されている。
【００２１】
フロントクロスメンバ３０は、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、上部側を構成するフロントクロスメンバアッパ３２と、下部側を構成するフロントクロスメンバロア３４と、を備えている。フロントクロスメンバアッパ３２は、車両下方側が開放されると共に前側下端が車両前方側へ屈曲されてフランジ部が形成されている。これに対して、フロントクロスメンバロア３４は、車両上方側が開放されると共に前側上端が車両前方側へ屈曲されてフランジ部が形成されている。これらのフロントクロスメンバアッパ３２及びフロントクロスメンバロア３４の前側のフランジ部同士及び後壁部における開放端側の端部同士が溶接により結合されることにより、フロントクロスメンバ３０は閉断面構造に構成されている。
【００２２】
また、図３に示されるように、一対のフロントサイドメンバ１４の長手方向の中間部の間には、第二クロス部材としてのモータコンパートメントクロスメンバ４０が車両幅方向に掛け渡されている。モータコンパートメントクロスメンバ４０は、フロントクロスメンバ３０に対して車両後方側でかつ車両正面視で車両上方側にオフセットして（換言すれば、フロントクロスメンバ３０に対して車両後方側の車両前後方向位置で、フロントクロスメンバ３０に対して車両上方側の車両上下方向位置に）配置されている（図２参照）。
【００２３】
図２に示されるように、モータコンパートメントクロスメンバ４０は、上部側を構成するモータコンパートメントクロスメンバアッパ４２と、下部側を構成するモータコンパートメントクロスメンバロア４４と、を備えている。モータコンパートメントクロスメンバアッパ４２は、断面が矩形波状を成すように形成されており、前端部が車両下方側へ向けて屈曲されている。これに対して、モータコンパートメントクロスメンバロア４４は、車両上方側が開放されると共に後側上端が車両後方側へ屈曲されてフランジ部が形成され、前端上部及び後端フランジ部がモータコンパートメントクロスメンバアッパ４２の前部に溶接により結合されている。これによって、モータコンパートメントクロスメンバ４０の前部は閉断面構造に構成されている。
【００２４】
フロントクロスメンバ３０の長手方向の中間部と、モータコンパートメントクロスメンバ４０の長手方向の中間部とは、連結部材としてのブレース４６（「ブラケット」ともいう。）によって車両正面視で車両上下方向に連結されている。ブレース４６は、全体として車両上方側へ向けて車両後方側にやや傾斜するように配置された金属製（本実施形態では鉄鋼製）で長尺状の部材であり、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている。
【００２５】
ブレース４６は、長尺部４６Ａと、長尺部４６Ａの幅方向（長手方向に直交する方向）の両端部から略直角に曲げられて互いに対向する一対の側壁部４６Ｂと、長尺部４６Ａ及び側壁部４６Ｂの各々の下端部から屈曲されて平面視で略Ｕ字状に形成されたフランジ部４６Ｃと、を備えている。ブレース４６は、長尺部４６Ａと側壁部４６Ｂとによって車両後下方側が開放された形状に形成されている。また、ブレース４６における下端側のフランジ部４６Ｃは、フロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａの上面にボルト締結によって結合されている。すなわち、ボルト３３Ａがブレース４６のフランジ部４６Ｃ及びフロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａを貫通しており、フロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａの下方側に突出したボルト３３Ａの雄ねじ部にナット３３Ｂ（図１参照）が螺合されている。
【００２６】
また、フロントクロスメンバ３０は、ブレース４６が取り付けられる部位に対応して長手方向の中間部が補強部材３６によって補強されている。図１に示されるように、補強部材３６は、車両前方側が開放された屈曲板状に形成され、上壁部がフロントクロスメンバアッパ３２の頂壁部３２Ａの上面に溶接により結合され、下壁部がフロントクロスメンバロア３４の底壁部３４Ａの下面に溶接により結合されている。すなわち、補強部材３６とフロントクロスメンバ３０とで閉断面構造が形成されている。
【００２７】
補強部材３６の上壁部にはブレース４６のフランジ部４６Ｃの一部が載置されてボルト締結によって結合されている。具体的には、ボルト３５Ａが、ブレース４６のフランジ部４６Ｃ、補強部材３６の上壁部、円筒状のカラー３５Ｂ、補強部材３６の下壁部を貫通しており、補強部材３６から突出したボルト３５Ａの雄ねじ部にナット３５Ｃが螺合されている。なお、フロントクロスメンバ３０と補強部材３６とで構成された閉断面内に配置されたカラー３５Ｂは、車両上下方向を軸方向として配置されており、カラー３５Ｂの軸心部は、雌ねじが形成されていない貫通孔とされている。フロントクロスメンバ３０と補強部材３６とで構成された閉断面部は、このカラー３５Ｂによって、ブレース４６から荷重が入力されても変形（所謂、断面崩れ）が抑えられるようになっている。
【００２８】
一方、ブレース４６の長尺部４６Ａにおける上端部４６Ａ１は、車両後方側へ屈曲されて略水平に配置されると共に、モータコンパートメントクロスメンバロア４４の下面にボルト締結により結合されている。具体的には、ボルト３８Ａが、ブレース４６、モータコンパートメントクロスメンバロア４４、円筒状のカラー３８Ｂ、及びモータコンパートメントクロスメンバアッパ４２を貫通しており、モータコンパートメントクロスメンバアッパ４２から突出したボルト３８Ａの雄ねじ部にナット３８Ｃが螺合されている。なお、モータコンパートメントクロスメンバアッパ４２とモータコンパートメントクロスメンバロア４４とで構成された閉断面内に配置されたカラー３８Ｂは、車両上下方向を軸方向として配置されており、カラー３８Ｂの軸心部は、雌ねじが形成されていない貫通孔とされている。モータコンパートメントクロスメンバ４０の前部は、このカラー３８Ｂによって、ブレース４６から荷重が入力されても変形（所謂、断面崩れ）が抑えられるようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では、ブレース４６からの荷重に対する剛性は、ブレース４６の上端部が取り付けられるモータコンパートメントクロスメンバ４０の前部よりも、ブレース４６の下端部が取り付けられるフロントクロスメンバ３０及び補強部材３６で構成される構成部のほうが高くなっている。
【００３０】
また、ブレース４６における下部寄り（フロントクロスメンバ３０及び補強部材３６の側）の部位には、被取付部４８（モータマウント入力部）が形成されている。被取付部４８には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の取付部としての前側取付部５０Ａが取り付けられるようになっている。被取付部４８は、ブレース４６の側壁部４６Ｂの一部で構成されてボルト挿通孔が形成されている。
【００３１】
図２に示されるように、モータユニット５０は、モータ５２及びインバータ５４を含んで構成され、モータ５２の回転軸方向が車両幅方向に設定されると共に、図１に示されるように、前端側に前側取付部５０Ａが形成され、後端側に後側取付部５０Ｂが形成されている。図２に示されるように、モータユニット５０の前側取付部５０Ａは、ブレース４６の被取付部４８において一対の側壁部４６Ｂの間に配置され、ボルト４９及びナット（図示省略）により一対の側壁部４６Ｂと共締めされている。また、図１に示されるように、モータユニット５０の後側取付部５０Ｂは、車両幅方向を長手方向として配置された車両骨格部材５６にブラケット５８を介してボルト締結されている。なお、車両骨格部材５６は、複数の板状部材で構成されて車両幅方向を長手方向として配置された部材である。
【００３２】
（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３３】
本実施形態に係るモータ搭載構造では、図２に示されるフロントクロスメンバ３０及びモータコンパートメントクロスメンバ４０は、一対のフロントサイドメンバ１４の間に車両幅方向に掛け渡されると共に、ブレース４６によって車両正面視で車両上下方向に連結されており、ブレース４６の被取付部４８には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられる。このため、例えば、モータ５２の作動時に被取付部４８に荷重が入力されてもその荷重は上下に（すなわち、フロントクロスメンバ３０側及びモータコンパートメントクロスメンバ４０側に）分散される。図中では、荷重が伝達される方向を矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向で示す。このように荷重が分散されることによって、被取付部４８に入力される荷重が上下に分散されない場合に比べて被取付部４８を含むブレース４６の耐久強度が向上する。
【００３４】
ここで、被取付部４８に作用する入力荷重の方向について補足説明する。一般にモータユニット５０のモータ５２は、エンジン（図示省略）に比べてサイズが小さく、図１に示される前側取付部５０Ａ及び後側取付部５０Ｂに対するユニット回転中心ＣＬの高さ位置がエンジンの場合に比べて低い。このため、回転モーメントＭのマウント入力成分は、エンジンの場合に比べて縦方向の成分が大きく、ほぼ縦方向の成分となっている。すなわち、ユニット回転中心ＣＬと前側取付部５０Ａ及び後側取付部５０Ｂの各取付中心とをそれぞれ結ぶ直線ａ、ｂに直交する方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向参照）は、ほぼ上下方向になる。よって、前側取付部５０Ａ及び後側取付部５０Ｂから入力される上下方向の荷重分散が重要になる。ここで、本実施形態では、前述の通り、被取付部４８に入力される荷重を上下に（矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向参照）伝達させることができるので、荷重分散に有利な構造となっている。
【００３５】
なお、一般的に電気自動車では、モータユニットが高トルクを発生し、エンジン車よりもマウント入力が大きくなっている。そして、従来のボデー構造でこのマウント入力の耐力強度を満足させようとすると、局部的な補強だけでなく、広範囲にわたり大幅な変更が必要であるものと考えられていた。しかしながら、本実施形態に係るモータ搭載構造では、入力点の近傍で二箇所（二方向）に荷重を分散させることができるため、従来のボデー構造を大きく変更することなく、耐久強度を満足させることができる。換言すれば、補強のための質量増加が抑えられつつ、耐久強度が大きく向上する。
【００３６】
また、本実施形態では、図２に示されるフロントクロスメンバ３０、ブラケット２０、フロントサイドメンバ１４、及びモータコンパートメントクロスメンバ４０で構成される構造部の強度が、ブレース４６を取り付けることによって、効果的に高められるので、被取付部４８に荷重が入力されても、この構造部の変形が抑えられる。このため、例えば、フロントクロスメンバ３０を車両側面視で被取付部４８の取付点回りに回転させようとする荷重が作用しても、フロントクロスメンバ３０の変位が抑えられ、フロントクロスメンバ３０がモータ５２及びインバータ５４へ当接するのを防止又は抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係るモータ搭載構造を備えた車両が図４（Ａ）に示されるバリア（衝突体）６０に前面衝突すると、図４（Ｂ）に示されるように、その際の衝突荷重はフロントバンパリインフォースメント２６からクラッシュボックス２２に入力される。このため、クラッシュボックス２２は、軸方向に圧縮されて塑性変形してエネルギー吸収するが、この過程で、バリア６０は、フロントクロスメンバ３０を車両後方側へ押圧する。しかしながら、本実施形態では、フロントクロスメンバ３０は、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、ブレース４６は、モータユニット５０に対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されているので、衝突荷重は、モータユニット５０より車両前方側に位置するブレース４６にまず入力される。このため、衝突荷重がモータユニット５０に直接入力されるのを防止又は抑制できる。
【００３８】
また、このときに、ブレース４６がモータユニット５０を車両後方側へ押圧するので、バリア６０とモータユニット５０との接触が抑えられる。これにより、図２に示されるモータ５２及びインバータ５４の損傷が防止される。
【００３９】
また、図４（Ａ）に示されるように、フロントクロスメンバ３０は、モータコンパートメントクロスメンバ４０に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、ブレース４６は、フロントクロスメンバ３０における上面に結合されている。このため、本実施形態に係るモータ搭載構造を備えた車両が前面衝突すると、図４（Ｂ）に示されるように、フロントクロスメンバ３０を車両側面視で被取付部４８の取付点回りに回転させようとする荷重が作用するが、ブレース４６がモータコンパートメントクロスメンバ４０に反力をとることでフロントクロスメンバ３０の変位は抑制される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係るモータ搭載構造によれば、被取付部４８への縦方向成分の荷重入力に対する耐久強度を向上させることができる。
【００４１】
［第２実施形態］
なお、本発明の第２の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図５に示された連結部材としてのブレース７０が配置されてもよい。ブレース７０は、ブレース本体７２を備えると共に、ブレース本体７２の下方側に配置されてブレース本体７２と結合されたマウントブラケット７４を備えている。ブレース本体７２の上部は、第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）の上部と同様の形状となっており、第１の実施形態と同様の構造でモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されている。
【００４２】
ブレース本体７２の下端部には、一対の側壁部７２Ｂの下端から互いに離反する方向（車両幅方向外側）へ延設されたフランジ部７２Ｃが形成されている。ブレース本体７２のフランジ部７２Ｃはマウントブラケット７４の上端フランジ部７４Ｃに重ね合わせられてボルト締結により結合されている。すなわち、ボルト７５Ａがブレース本体７２のフランジ部７２Ｃ及びマウントブラケット７４の上端フランジ部７４Ｃを貫通しており、マウントブラケット７４の上端フランジ部７４Ｃの下方側に突出したボルト７５Ａの雄ねじ部にナット７５Ｂが螺合されている。
【００４３】
マウントブラケット７４は、上端フランジ部７４Ｃの基端側から車両下方側へ曲げられた側壁部７４Ｂがブレース本体７２の側壁部７２Ｂの延長部に配置されている。左右一対の側壁部７４Ｂは、前側上部が傾斜壁部７４Ａによって連結されており、傾斜壁部７４Ａは車両下方へ向けて車両前方側に傾斜している。
【００４４】
また、左右一対の側壁部７４Ｂの下端は底壁部７４Ｄによって連結されており、底壁部７４Ｄには、複数のボルト挿通孔が形成されている。すなわち、マウントブラケット７４の底壁部７４Ｄは、フロントクロスメンバアッパ３２及び補強部材３６の上に配置されてボルト締結されるようになっている。
【００４５】
ブレース７０は、フロントクロスメンバ３０とモータコンパートメントクロスメンバ４０とを車両正面視で車両上下方向に連結すると共に、マウントブラケット７４の後端上部に被取付部７６が形成されている。被取付部７６には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられている。被取付部７６は、マウントブラケット７４の側壁部７４Ｂの一部とされてボルト挿通孔が形成されると共に、モータユニット５０の前側取付部５０Ａを車両幅方向両外側から挟み込んだ状態でボルト締結がなされる。
【００４６】
このような第２の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００４７】
［第３実施形態］
また、本発明の第３の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図６に示された連結部材としてのブレース８０が配置されてもよい。ブレース８０は、ブレース本体８２を備えると共に、ブレース本体８２の下方側に配置されてブレース本体８２と結合されたマウントブラケット８４を備えている。ブレース本体８２の上部は、第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）の上部と同様の形状となっており、第１の実施形態と同様の構造でモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されている。
【００４８】
また、ブレース本体８２の下部とマウントブラケット８４の上部は、共に車両後方側が開放された開断面形状に形成されており、ブレース本体８２の下部の開断面内にマウントブラケット８４の上部が重ね合わせ状態で配置されている。そして、ブレース本体８２における一対の側壁部８２Ｂの下部は、マウントブラケット８４における一対の側壁部８４Ｂの上部を車両幅方向外側から挟み込むようにしてボルト締結により結合されている。なお、ブレース本体８２の一対の側壁部８２Ｂ及びマウントブラケット８４の一対の側壁部８４Ｂを貫通してナット８８Ｂに螺合されるボルト８８Ａは、マウントブラケット８４の一対の側壁部８４Ｂ間で円筒状のカラー８８Ｃを貫通している。
【００４９】
また、左右一対の側壁部８４Ｂの下端は底壁部８４Ｄによって連結されており、底壁部８４Ｄには、複数のボルト挿通孔が形成されている。すなわち、マウントブラケット８４の底壁部８４Ｄは、フロントクロスメンバアッパ３２及び補強部材３６の上に配置されてボルト締結されるようになっている。
【００５０】
ブレース８０は、フロントクロスメンバ３０とモータコンパートメントクロスメンバ４０とを車両正面視で車両上下方向に連結すると共に、マウントブラケット８４に車両後方側に張り出す被取付部８６が形成されている。被取付部８６には、車体１０へ搭載されるモータユニット５０の前側取付部５０Ａが取り付けられる。被取付部８６は、マウントブラケット８４の側壁部８４Ｂの一部とされてボルト挿通孔が形成されると共に、モータユニット５０の前側取付部５０Ａを車両幅方向両外側から挟み込んだ状態でボルト締結がなされる。
【００５１】
このような第３の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００５２】
［第４実施形態］
また、本発明の第４の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図７に示された連結部材としてのブレース９０が配置されてもよい。ブレース９０は、ブレース本体９２を備えると共に、ブレース本体９２の下方側に配置されてブレース本体９２と結合されたマウントブラケット９４を備えている。ブレース本体９２の上部は、第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）の上部と同様の形状となっており、第１の実施形態と同様の構造でモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されている。
【００５３】
なお、ブレース本体９２は、以下に説明する点を除き、図６に示される第３の実施形態のブレース本体８２と実質的に同様の構成とされ、図７に示されるマウントブラケット９４は、以下に説明する点を除き、図６に示される第３の実施形態におけるマウントブラケット８４と実質的に同様の構成とされている。よって、同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図７に示されるように、ブレース本体９２の下端部とマウントブラケット９４の上端部は、各々の開断面形状に沿って一定の重ね合わせ代で重ね合わせられている。そして、ブレース本体９２とマウントブラケット９４との重ね合わせ部はアーク溶接により結合されている。なお、図中では、アーク溶接部分に斜線を入れると共に符号９６で示している。
【００５５】
このような第４の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００５６】
［第５実施形態］
また、本発明の第５の実施形態として、図２に示されるブレース４６に代えて、図８の模式的な正面図にて示される連結部材としてのブレース１００が配置されてもよい。図８に示されるブレース１００は、車両正面視でＹ字形状に形成されており、上下方向中間部から二股に分かれてモータコンパートメントクロスメンバ４０にそれぞれ結合される第一連結部１０２及び第二連結部１０４を含んで構成されている。ブレース１００は、他の点は第１の実施形態におけるブレース４６（図２参照）と同様の構成となっており、フロントクロスメンバ３０とモータコンパートメントクロスメンバ４０とを車両正面視で車両上下方向に連結し、車体１０へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる被取付部（図示省略）を備えている。なお、図８では、第１の実施形態と同様の構成部には同一符号を付している。このような第５の実施形態の構成によっても、前述した第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。
【００５７】
［実施形態の補足説明］
なお、上記実施形態では、図２等に示されるように、モータコンパートメントクロスメンバ４０は、フロントクロスメンバ３０に対して車両後方側でかつ車両正面視で車両上方側にオフセットして配置されているが、第二クロス部材は、第一クロス部材に対して車両後方側でかつ車両正面視で車両下方側にオフセットして配置されていてもよい。
【００５８】
また、請求項１に記載の「連結部材」は、第１、第５の実施形態におけるブレース４６、１００のように一部材で構成された連結部材であってもよいし、第２〜第４の実施形態におけるブレース７０、８０、９０のように複数部材で構成された連結部材であってもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、連結部材としてのブレース４６、７０、８０、９０、１００がモータユニット５０（モータ５２）に対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されており、車両の前面衝突時の衝突荷重がモータに直接入力されるのを防止又は抑制する観点からはこのような構成がより好ましいが、連結部材は、モータに対して車両後方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている連結部材であってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、ブレース４６、７０、８０、９０、１００は、フロントクロスメンバ３０における上面に結合されており、車両の前面衝突時におけるフロントクロスメンバ３０の変位を抑える観点からはこのような構成がより好ましいが、ブレース（連結部材）は、フロントクロスメンバ３０（第一クロス部材）における後面（車両後方側の面）等のような上面以外の面に結合されてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、ブレース４６、７０、８０、９０、１００は、ボルト締結により、フロントクロスメンバ３０及びモータコンパートメントクロスメンバ４０に結合されているが、連結部材は、第一クロス部材及び第二クロス部材の少なくとも一方に溶接等の他の結合手段によって結合されてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、ブレース４６、７０、８０、９０、１００は鉄鋼製とされているが、連結部材は、アルミニウム合金製やカーボン製等のような他の材料で形成された連結部材であってもよい。
【００６３】
なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 車体
１４ フロントサイドメンバ（サイド部材）
３０ フロントクロスメンバ（第一クロス部材）
４０ モータコンパートメントクロスメンバ（第二クロス部材）
４６ ブレース（連結部材）
５０Ａ 前側取付部（取付部）
５２ モータ
７０ ブレース（連結部材）
８０ ブレース（連結部材）
９０ ブレース（連結部材）
１００ ブレース（連結部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の車両幅方向の両サイドに車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイド部材と、
前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡された第一クロス部材と、
前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡され、前記第一クロス部材に対して車両正面視で車両上下方向にオフセットして配置された第二クロス部材と、
前記第一クロス部材と前記第二クロス部材とを連結すると共に、車体へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる連結部材と、
を有するモータ搭載構造。
【請求項２】
前記第一クロス部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、
前記連結部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている、請求項１記載のモータ搭載構造。
【請求項３】
前記第一クロス部材は、前記第二クロス部材に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、
前記連結部材は、前記第一クロス部材における上面に結合されている、請求項２記載のモータ搭載構造。
【請求項１】
車体の車両幅方向の両サイドに車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイド部材と、
前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡された第一クロス部材と、
前記一対のサイド部材の間に車両幅方向に掛け渡され、前記第一クロス部材に対して車両正面視で車両上下方向にオフセットして配置された第二クロス部材と、
前記第一クロス部材と前記第二クロス部材とを連結すると共に、車体へ搭載されるモータの取付部が取り付けられる連結部材と、
を有するモータ搭載構造。
【請求項２】
前記第一クロス部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置に配置され、
前記連結部材は、前記モータに対して車両前方側の車両前後方向位置を含む位置に配置されている、請求項１記載のモータ搭載構造。
【請求項３】
前記第一クロス部材は、前記第二クロス部材に対して車両下方側の車両上下方向位置に配置され、
前記連結部材は、前記第一クロス部材における上面に結合されている、請求項２記載のモータ搭載構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４０５４８（Ｐ２０１２−２４０５４８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２３９３（Ｐ２０１１−１１２３９３）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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