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JP4394782B2 - 車両用バッテリの搭載構造 - Google Patents
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JP4394782B2 - 車両用バッテリの搭載構造 - Google Patents

車両用バッテリの搭載構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用バッテリの搭載構造に関し、特に車体後部にバッテリを搭載する車両のバッテリの搭載構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車或いは、エンジン及び走行用の電動モータを併用して駆動される、いわゆるハイブリッド自動車等の車両には、電力を電動モータに供給するために大規模なバッテリ或いは多数のバッテリが搭載される。こうしたバッテリは一般バッテリケースに格納されて車両のフロア下に搭載される。
【0003】
しかし、フロア下にバッテリケースを配置する場合には、路面からの水の跳ね上げや車両の着水等による悪環境下においても有効に水の浸入を防止する必要から高度な防水構造を施す必要がある。また、バッテリが重量物でかつ、外部に露出することから各種の補強部材も高剛性のものが必要であると共に、特に悪路走行中等においてはバッテリケースと路面とが干渉してバッテリケースが破損するおそれがあるため、バッテリケース自体も剛性の高いものにする必要がある。
【0004】
このためフロア下にバッテリケースを配置する場合には、バッテリケースや補強構造等が大型化し、車両重量の増大及び製造コストの増大を招くことが懸念される。
【0005】
この対策として、例えば特開平10−255746号公報に開示され、かつ図5に要部断面図を示すように、電気自動車の車室100の後部に配設されたリヤシート101に設けられたバックレスト102の後面に鉄板によって形成されたケースフロント111と、トランクルーム103内のフロア104上にステー106によって固定された樹脂材料製のケースリヤ112とをボルト結合して形成されたバッテリケース110を有し、バッテリケース110内に配置されるバッテリBの側面下部に形成された取付脚Baをケースリヤ112の底部のボルト穴を介してステー106にボルト結合するバッテリの搭載構造が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平10−255746号公報によると、車室100の後方のトランクルーム103の前部にバッテリケース110が配設されることから、車体の前方或いは後方から衝撃荷重が作用した際、直接的にバッテリケース110に衝撃荷重が作用することがなく、バッテリケース110に影響する衝撃荷重を軽減することができると共に、バッテリケース110が車体外部に露出しないため、バッテリケース110が冠水することがなく、また、バッテリケース110と路面との干渉が回避できる。この結果バッテリケースの補強構造や防水構造の簡素化が可能になり、バッテリケースの小型化及び製造コストの削減がもたらされる。
【0007】
しかし、トランクルームのスペースが制限される比較的小型の車両にあっては、車体後方からの衝撃荷重に対するクラッシュストロークを充分に確保することが困難であり、効果的なバッテリの保護が達成されないおそれがある。
【0008】
また、車室内のリヤシート後方にトランクスペースを設けることによって独立したトランクルームを有しない、いわゆる2ボックスタイプの車両においても同様に車体後部に後方から衝撃荷重が作用した際のクラッシュストロークを充分に確保することが困難である。
【0009】
また、バッテリケースによってトランクルーム或いはトランクスペースの有効容量が大幅に減少して利便性の低下が懸念される。
【0010】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明目的は、車体後方から衝撃荷重が作用した際に、充分なクラッシュストロークを確保することによって効率的な衝撃荷重の吸収及びバッテリの保護が得られ、かつトランクルーム或いはトランクスペースの有効容量が確保できる車両用バッテリの搭載構造を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
記目的を達成する請求項1に記載の車両用バッテリの搭載構造は、車体後部におけるフロア上に配設されたバッテリ架台上にバッテリを収納するバッテリボックスが搭載される車両用バッテリの搭載構造において、上記バッテリ架台は、上記バッテリボックスを支持するバッテリ搭載部と、該バッテリ搭載部の前部と上記フロアとの間に架設されてバッテリ搭載部の前部を支持する前部脚部と、該バッテリ搭載部の後部と上記フロアとの間に架設されてバッテリ搭載部の後部を支持する後部脚部とを備え、上記前部脚部及び後部脚部は、上記バッテリ搭載部に対して脆弱に形成され、上記バッテリボックス及びバッテリ架台が上記フロアとリヤシートとの間に配設され、上記リヤシートは、上記バッテリボックスの上方に配置されてシートクッションを支持する略矩形のシートクッションフレームと、バッテリボックス及びバッテリ架台の前方でかつ幅外方においてシートクッションフレームの各前端隅部とフロアとの間に架設された一対の前脚部と、バッテリボックス及びバッテリ架台の後方でかつ幅外方においてシートクッションフレームの各後端隅部とフロアとの間に架設された一対の後脚部とを有するシート支持部を備えた、ことを特徴とする。
【0013】
請求項1の発明によると、比較的脆弱に形成されたバッテリ架台の前部脚部及び後部脚部の変形によって、バッテリ架台によるフロアの剛性の増大が抑制される。この結果、車体後方から車体後部に所定以上の衝撃荷重が作用した際に、フロアの潰れ変形等が許容され、クラッシュストロークが確保されて充分な衝撃吸収が得られ、安全性が確保される一方、強固に形成されたバッテリ搭載部は変形が回避されてバッテリ搭載部に支持されたバッテリボックスの変形が防止され、バッテリボックスに格納されたバッテリ等の破損が回避される。
更に、バッテリボックス及びバッテリ架台をリヤシートの下方に配設することから、リヤシートの後方のフロア上に配設されるトランクスペース乃至トランクルームの有効容量が確保されると共に、該部をクラッシュストロークとして有効に作用せしめることができる。また、シート支持部のシートクッションフレームと、一対の前脚部及び一対の後脚部とによって、あたかもバッテリボックス及びバッテリ架台が囲まれ、かつバッテリ架台が取り付けられるフロアの領域が補剛されることから、上方、前後方向及び側方からの外力に対してバッテリ架台、バッテリボックス及びバッテリボックスに格納されたバッテリ等が保護される。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1の車両用バッテリの搭載構造において、上記バッテリ搭載部は、車幅方向に延在すると共に互いに平行配置された前部フレーム及び後部フレームと、前後方向に延在して上記前部フレームと後部フレームの各側端を連結する一対の側部フレームと、上記前部フレームと後部フレームの各中間部間に架設された連結フレームとを備えた梯子状フレーム構造であることを特徴とする。
【0015】
請求項2の発明によると、バッテリ搭載部が、前部フレーム、後部フレーム、両側部フレームによって略矩形に形成され、かつ前部フレームと後部フレームが連結フレームによって連結された梯子状のフレーム構造に形成されることから、軽量でかつ充分な剛性強度を有するバッテリ搭載部が確保される。また、特に前部フレーム、後部フレーム、両側部フレーム等を軽量で高剛性を有する断面略矩形に形成することによってより軽量で剛性強度に優れたバッテリ搭載部が確保される。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2の車両用バッテリの搭載構造において、上記前部脚部は、上記バッテリ搭載部の前部に上端が結合された脚部本体と、該脚部本体の下端に結合される基部と上記フロアに結合される取付面とが折曲部を介して連続形成された板状の取付ブラケットとを備えたことを特徴とする。
【0017】
請求項3の発明によると、バッテリ搭載部に上端が結合された脚部本体の下端部を、折曲部を介して折曲形成された板状の取付ブラケットを介してフロアに結合する簡単な構成によって前部脚部に脆弱部を形成することができる。
【0018】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の車両用バッテリの搭載構造において、上記後部脚部は、バッテリ搭載部の後部に結合される基部と上記フロアに結合される取付面とが折曲部を介して連続形成された板状であることを特徴とする。
【0019】
請求項4の発明によると、折曲部を介して折り曲げられて基部及び取付面が形成された板状の簡単な構成によって比較的脆弱な後部脚部が容易に形成することができる。
【0020】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の車両用バッテリの搭載構造において、上記前部脚部は、サイドドアの下部内面と対向配置されて上記サイドドアの車室内への侵入を規制するドアストッパを備えたことを特徴とする。
【0021】
請求項5の発明によると、前部脚部にドアストッパを形成することから、サイドドアの外方、即ち車体側方から所定以上の衝撃荷重が作用した際、サイドドアがドアストッパによって受け止められて、サイドドアの車室内侵入が阻止され、車室内の安全が確保されると共に、サイドドアの侵入からバッテリボックス及びバッテリボックスを保護し、バッテリボックス及びバッテリボックス内のバッテリ等の損傷が回避される。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用バッテリの搭載構造の実施の形態を2ボックスタイプの車両を例に、図1乃至図4によって説明する。なお、矢印Fは車体前方方向を示している。
【0027】
図1は本実施の形態の概要を示す車体後部の要部側面図であり、図2はバッテリボックスの搭載構造を示す要部斜視図、図3はリヤシートの搭載構造の概要を示す分解斜視図である。
【0028】
図中符号1は、電気自動車或いは、エンジン及び電動モータを併用して駆動されるハイブリッド自動車の車体後部である。
【0029】
車体後部1のフロア2は、低床部2aと、低床部2aの後方に連続して傾斜する段差部2bと、段差部2bの後方に形成される高床部2cとが連続形成されている。
【0030】
フロア2の低床部2aと高床部2cの前部との間にバッテリボックス10を搭載するバッテリ架台20が掛け渡されると共に、バッテリボックス10の上方を覆うようにリヤシート30が配置され、リヤシート30の後方にトランクスペース5が形成される。
【0031】
バッテリボックス10は、図1及び図2に示すように樹脂製で略矩形の底面部11a及び底面部11aの外周に沿って立設された前壁11b、後壁11c、両側壁11d、11eの周壁からなる上方が開放されたボックス形状のボックス本体11と、開口するボックス本体11の上方を閉鎖する板金製のカバー12によって形成され、バッテリボックス10内には電動モータに駆動用の電力を供給するための複数のバッテリ等(図示せず)が格納される。なお、ボックス本体11の両側壁11d及び11eの下端は、後述するバッテリ架台20のバッテリ搭載部21の側方を覆いうように底面部11aより下方に垂下形成されている。
【0032】
バッテリボックス10を支持するバッテリ架台20は、バッテリボックス10の底面部11の平面形状に略倣った矩形形状のバッテリ搭載部21と、バッテリ搭載部21の前部をフロア2の低床部2aに取付支持する一対の前部脚部22及びバッテリ搭載部21の後部を高床部2cの前部に取付支持する一対の後部脚部23及び後部脚部24とを有している。
【0033】
バッテリ搭載部21は、車幅方向に延在すると共に互いに平行配置された断面略矩形の前部フレーム21a及び後部フレーム21bと、前後方向に延在して前部フレーム21aと後部フレーム21bの各側端を互いに結合する断面略矩形に形成された一対の側部フレーム21cと21dによって略矩形に形成され、更に前部フレーム21aと後部フレーム21bの中間部間に前後方向に延在する板状の連結フレーム21eが架設されている。
【0034】
前部脚部22は、各側部フレーム21c及び21dの各前端近傍に各々結合される。各前部脚部22は、上端が側部フレーム21c、21dに各々結合されて車体側方に傾斜して垂下する断面矩形の支持脚部22b及び支持脚部22bの下端に結合されると共に外側方向に延在して低床部2a上に載置される断面矩形の支持部22cとからなる略L字状の脚部本体22aと、支持部22cの前面に基部が結合され、この基部の下端に幅方向に延在する折曲部を介して前方に連続形成された取付面が低床部2a上に重合して低床部2aにボルト結合される略L字状に折曲形成された板状の取付ブラケット22dを有している。
【0035】
更に、前部脚部22の支持部22cの上面側端には、車体後部1の側面に設けられるサイドドア6の下部内面、即ちドア6のインナパネルの下部内面に対向してサイドドア6に外方から衝撃荷重が作用した際に、サイドドア6に当接してサイドドア6の車室内侵入を阻止するドア侵入防止用のドアストッパ22eが立設されている。
【0036】
後部脚部23は、後部フレーム21bの各後面端部に各々基部23aが結合されると共に取付面23bが高床部2cの前部上にボルト結合される略L字状に折曲形成された板部材である。一方、後部脚部24は後部フレーム21bの後面中央部に基部24aが結合されると分岐した取付面24bが各々高床部2cの前部中央部にボルト結合される略L字状に折曲形成された板部材によって形成される。
【0037】
このように形成されたバッテリ架台20は、バッテリ搭載部21が、剛性を有する断面略矩形の前部フレーム21a、後部フレーム21b、側部フレーム21c、21dによって略矩形に形成され、かつ前部フレーム21aと後部フレーム21bが連結フレーム21eによって結合された、いわゆる梯子状のフレーム構造によって形成されることから、軽量でかつ充分な剛性強度を有する一方、前部脚部22の下端がが略L字状に折曲形成された簡単な構造の取付ブラケット22dによって前後方向の荷重に対して比較的脆弱に低床部22aにボルト結合され、かつ後部フレーム21bと高床部2cを結合する後部脚部23及び24が略L字状の簡単な構造によって比較的脆弱に形成される。
【0038】
リヤシート30は、図1及び図3に示すように、バッテリボックス10の上方に位置してバッテリボックス10の上方を隙間を介して覆う前部フレーム32a、後部フレーム32b、両側部フレーム32c、32d、前部フレーム32aと後部フレーム32bの各中央部を連結する中央フレーム32eからなる略矩形のシートクッションフレーム32と、シートクッションフレーム32の前端隅部に延設されて下方に折曲して下端がバッテリ搭載部21の前方でかつ幅方向外方で低床部2aにボルト結合される一対の前脚部33と、シートクッションフレーム32の後端隅部から延設されて下端がバッテリ架台20の後方でかつ幅方向外方で高床部2cにボルト結合される一対の後脚部34とによって一体的に形成された高剛性のシート支持部31を有している。
【0039】
このシート支持部31のシートクッションフレーム32及びシートクッションフレーム32に延設された一対の前脚部33及び一対の後脚部34によって、恰もバッテリボックス10及びバッテリ搭載部21が囲まれて保護されると共に、バッテリ架台20が取り付けられるフロア2の領域が補剛される。
【0040】
このシート支持部31のシートクッションフレーム32上にシートクッション35が載置され、シートクッションフレーム32の後部にシートブラケット36を介してバックレスト37がボルト結合されている。
【0041】
次ぎに、このように構成された車両用バッテリの搭載構造による作用を、図4に示す作用説明図を参照して説明する。
【0042】
シート支持部31のシートクッションフレーム32及びシートクッションフレーム32に延設された一対の前脚部33及び一対の後脚部34によって、あたかもバッテリボックス10及びバッテリ架台20が囲まれて保護されると共に、バッテリ架台20が取り付けられるフロア2の領域が補剛されることから、上方、前後方向及び側方からの外力に対してバッテリボックス10及びバッテリボックス10に格納されたバッテリ等が保護されると共に、リヤシート30の下方にバッテリボックス10が収容されることから、高床部2c上に形成されるトランクスペース5の有効容量が確保される。
【0043】
一方、一般に走行に伴い振動及び衝撃に充分に耐え得るリヤサスペンションを構成する部品は強固で高剛性を有することから、図4の(a)に示す通常の状態において、車体後方から車体後部に所定以上の衝撃荷重Pが作用すると車体後部が変形して後輪が前方に押しやられる等によって、リヤサスペンションが取り付けられる車体フレームが隆起する挙動を起し、かつ同図(b)に示すようにフロア2のトランクスペース5を形成する高床部2cが潰れ変形すると共に、隆起してバッテリ架台20の後部脚部23及び24を取付支持する高床部2cの前部が押し上げられる。
【0044】
この高床部2cの前部の押し上げ変形に伴って、比較的脆弱に形成された後部脚部23及び24の折曲部が変形すると共に、前部脚部22の折曲形成された取付ブラケット22dが屈曲変形することによって、バッテリ架台20の取付によるフロア2の剛性の増大が抑制されて高床部2cの隆起及び潰れ変形等が許容されてクラッシュストロークが確保される。この結果、充分な潰れ変形による衝撃吸収が確保され、衝撃の緩和がもたらされて安全性が確保される。
【0045】
また、強固に形成されたバッテリ搭載部21は変形が防止されるころから、バッテリ搭載部21に支持されたバッテリボックス10の変形が防止され、バッテリボックス10に格納されたバッテリ等の破損が回避される。
【0046】
更に、前部脚部22の支持部22cの上面側端に、車体後部1の側面に設けられるサイドドア6の下部内面、即ちドア6のインナパネルの下部内面に対向してドア侵入防止用のドアストッパ22eが形成されることから、サイドドア6の外方、換言すると車体側方から所定以上の衝撃荷重が作用した際、サイドドア6をドアストッパ22eによって受け止め、サイドドア6の車室内侵入が阻止されて車室内の安全が確保されると共に、サイドドア6の侵入からバッテリボックス10及びバッテリボックス10を保護し、バッテリボックス10及びバッテリ等の破損を回避する。
【0047】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、前部脚部22の取付ブラケット22d及び後部脚部23、24を略L字状に形成することによってバッテリ搭載部21に比較して前部脚部22及び後部脚部23、24を脆弱に形成したが、断面形状を変える等適宜手段によってバッテリ搭載部21に対して前部脚部22及び後部脚部23、24を脆弱に構成することも可能である。
【0048】
また、バッテリボックス10の形状やバッテリ架台20の要求強度に応じてバッテリ搭載部21の前部フレーム21a、後部フレーム21b、側部フレーム21c、21d、連結フレーム21eの形状を変更、或いは連結フレーム21eを増加或いは省略することも可能であり、また、後部脚部24の省略或いは前部脚部22及び後部脚部23、24の形状を適宜変更することも可能である。
【0049】
更に、上記実施の形態では、車室の後部にトランクスペースを有するいわゆる2ボックスタイプの車両について説明したが、車室とは独立したトランクルームを備えた車両に本発明を適用することもできる。
【0050】
【発明の効果】
以上説明した本発明の車両用バッテリの搭載構造によると、車体後部におけるフロア上に配設されてバッテリを収納するバッテリボックスが搭載されるバッテリ架台を、バッテリボックスを支持するバッテリ搭載部と、バッテリ搭載部の前部を支持する前部脚部と、バッテリ搭載部の後部を支持する後部脚部とにより形成し、前部脚部及び後部脚部をバッテリ架台に対して脆弱に形成することから、車体後方から車体部に所定以上の衝撃荷重が作用した際、前部脚部及び後部脚部が変形することによってバッテリ架台によるフロアの剛性の増大が抑制され、この結果、フロアの変形等が許容されてクラッシュストロークが確保されて充分な衝撃吸収が得られて安全性が確保される一方、強固に形成されたバッテリ搭載部の変形が回避されてバッテリ搭載部に支持されたバッテリボックス及びバッテリボックスに格納されたバッテリ等の破損が回避される。
【0051】
また、バッテリボックス及びバッテリ架台をリヤシートの下方に配設することによって、リヤシートの後方のフロア上に配設されるトランクスペース乃至トランクルームの有効容量が確保されると共に、該部をクラッシュストロークとして有効に作用せしめることができる。
【0052】
更に、リヤシートのシート支持部をバッテリボックスに上方に配置されてシートクッションフレームと、バッテリボックス及びバッテリ架台の前方でかつ幅外方でシートクッションフレームの各前端隅部とフロアとの間に架設された一対の前脚部と、バッテリボックス及びバッテリ架台の後方でかつ幅外方でシートクッションフレームの各後端隅部とフロアとの間に架設された一対の後脚部とによって形成することによって、上方、前後方向及び側方からの外力に対してバッテリ架台、バッテリボックス及びバッテリボックスに格納されたバッテリ等が保護される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による車両用バッテリボックスの搭載構造の実施の形態の概要を示す車体後部の要部側面図である。
【図2】同じく、バッテリボックスの搭載構造の概要を示す分解斜視図である。
【図3】同じく、リヤシートの搭載構造の概要を示す分解斜視図である。
【図4】同じく、作用説明図であり、(a)は、衝撃荷重の作用前の通常状態の概要を示し、(b)は、衝撃荷重の作用による車体後部の変形状態の概要を示す図である。
【図5】従来のバッテリ搭載構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 車体後部
2 フロア
5 トランクスペース
6 サイドドア
10 バッテリボックス
11 ボックス本体
12 カバー
20 バッテリ架台
21 バッテリ搭載部
21a 前部フレーム
21b 後部フレーム
21c 側部フレーム
21d 側部フレーム
21e 連結フレーム
22 前部脚部
22a 脚部本体
22d 取付ブラケット
22e ドアストッパ
23 後部脚部
23a 基部
23b 取付面
24 後部脚部
24a 基部
24b 取付面
30 リヤシート
31 シート支持部
32 シートクッションフレーム
31 シート支持部
33 前脚部
34 後脚部
35 シートクッション
P 衝撃荷重

Claims (5)

  1. 車体後部(1)におけるフロア(2)上に配設されたバッテリ架台(20)上にバッテリを収納するバッテリボックス(10)が搭載される車両用バッテリの搭載構造において、
    上記バッテリ架台(20)は、
    上記バッテリボックス(10)を支持するバッテリ搭載部(21)と、
    該バッテリ搭載部(21)の前部と上記フロア(2)との間に架設されてバッテリ搭載部(21)の前部を支持する前部脚部(22)と、
    該バッテリ搭載部(21)の後部と上記フロア(2)との間に架設されてバッテリ搭載部(21)の後部を支持する後部脚部(23)とを備え、
    上記前部脚部(22)及び後部脚部(23)は、上記バッテリ搭載部(21)に対して脆弱に形成され、
    上記バッテリボックス(10)及びバッテリ架台(20)が上記フロア(2)とリヤシート(30)との間に配設され、
    該リヤシート(30)は、
    上記バッテリボックス(10)の上方に配置されてシートクッション(35)を支持する略矩形のシートクッションフレーム(32)と、
    バッテリボックス(10)及びバッテリ架台(20)の前方でかつ幅外方においてシートクッションフレーム(32)の各前端隅部とフロア(2)との間に架設された一対の前脚部(33)と、
    バッテリボックス(10)及びバッテリ架台(20)の後方でかつ幅外方においてシートクッションフレーム(32)の各後端隅部とフロア(2)との間に架設された一対の後脚部(34)とを有するシート支持部(31)を備えた、ことを特徴とする車両用バッテリの搭載構造。
  2. 上記バッテリ搭載部(21)は、
    車幅方向に延在すると共に互いに平行配置された前部フレーム(21a)及び後部フレーム(21b)と、
    前後方向に延在して上記前部フレーム(21a)と後部フレーム(21b)の各側端を連結する一対の側部フレーム(21c)と、
    上記前部フレーム(21a)と後部フレーム(21b)の各中間部間に架設された連結フレーム(21e)とを備えた梯子状フレーム構造であることを特徴とする請求項1に記載の車両用バッテリの搭載構造。
  3. 上記前部脚部(22)は、
    上記バッテリ搭載部(21)の前部に上端が結合された脚部本体(22a)と、
    該脚部本体(22a)の下端に結合される基部(23a)と上記フロア(2)に結合される取付面(22b)とが折曲部を介して連続形成された板状の取付ブラケット(22d)とを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の車両用バッテリの搭載構造。
  4. 上記後部脚部(23)は、
    バッテリ搭載部(21)の後部に結合される基部(23a)と上記フロア(2)に結合される取付面(23b)とが折曲部を介して連続形成された板状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用バッテリの搭載構造。
  5. 上記前部脚部(22)は、
    サイドドア(6)の下部内面と対向配置されて上記サイドドア(6)の車室内への侵入を規制するドアストッパ(22e)を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用バッテリの搭載構造。
JP29621499A 1999-10-19 1999-10-19 車両用バッテリの搭載構造 Expired - Fee Related JP4394782B2 (ja)

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