JP2012206599A - 自動車のバッテリーフレーム構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッテリーフレームは、平面視略矩形の外枠フレーム1とその下面側に接合したアルミニウム合金製ロアプレート2からなる。外枠フレーム1は一対の同形状のフレーム部材3,4からなる。各フレーム部材3,4は、長手方向の2箇所で90度の曲げ加工をしたアルミニウム合金製中空押出材からなり、向き合わせた端部で互いに接合されている。
【選択図】図1
Description
特許文献1のバッテリーフレーム構造では、前記外枠フレームを構成する各フレーム部材は、いずれも鋼板をプレス成形したものであり、各フレーム部材は平面視矩形に組み付けられ、4箇所のコーナー部で互いに接合されている。また、特許文献2〜4のバッテリーフレーム構造では、前記外枠フレームを構成する各フレーム部材は、軽量化のため、いずれもアルミニウム合金中空押出材からなり、これらが平面視矩形に組み付けられ、4箇所のコーナー部で互いに接合されている。
(1)外枠フレームを構成する主要部品の点数が4個と多い。
(2)溶接箇所が4箇所となり、溶接歪みが大きくなる。特に外枠フレームの主要部品をアルミニウム中空押出材製とした場合、鋼材に比べて投入電力や熱膨張係数が高いため、溶接歪みが大きくなる。
前記フレーム部材用として、口形断面、日形断面等の輪郭が略矩形の中空押出材、前記ロアプレート用として、圧延板材、押出板材、ダブルスキン形材(一対の互いに平行な平板状の面板の間にその面板を接続する複数個のリブが一体的に形成された押出材)等が適宜使用できる。
本発明に係る自動車のバッテリーフレーム構造の場合、従来のように外枠フレームの4つのコーナー部で溶接接合する代わりに、2つのフレーム部材の端部同士を接合するので、仮にその接合を溶接で行った場合でも、溶接箇所が2箇所に減ることで溶接歪みを低減できる。なお、機械的接合による場合でも、本発明のフレーム部材の端部のように直線状の部分での接合はコーナー部での接合に比べ容易に行える。
図1に示すバッテリーフレームは、外枠フレーム1とその下面側に接合したロアプレート2からなる(ボルト等は図示を省略している)。
外枠フレーム1は平面視略矩形で、平面視略コ形の一対のフレーム部材3,4の端部同士を接合したものである。フレーム部材3,4は同じ平面視形状を有し、図2に示すように、同じ長方形断面(口形)のアルミニウム合金製中空押出材を、それぞれ長手方向の2箇所で同じ平面内で90度曲げ加工したものである。フレーム部材3,4の曲げ加工領域3A,4Aは非曲げ加工領域3B,4Bに挟まれ、外枠フレーム1の4つのコーナー部を構成する。この曲げ加工は、2箇所とも同じ面内で行われ、かつ水平面内に配置される上下ウエブ5,6が面内曲げとなる形態で行われている。
ジョイント材7を嵌め入れた端部3a,4aを突き合わせ、ボルト12,12(図3(c)参照)を前記ボルト穴11,11に通してピアスナット9,9に螺合し、フレーム部材3,4及びジョイント材7を締結する。これによりフレーム部材3,4はその端部3a,4aにおいて接合される。その状態が図3(c)に示されている。
図4(a)に示すように、フレーム部材3,4の下側ウエブ6には、適宜間隔でそれ自体公知のブラインドナット16(ブラインドナットについては例えば特開2009−255708号公報の図4及び段落0013参照)が固定されている。ブラインドナット16は、下側ウエブ6の下面側からフレーム部材3,4の中空内部に挿入され、下側ウエブ6に固定されている。一方、ロアプレート2には、前記ブラインドナット16に対応して、上側面板17及びリブ18の一部にブラインドナット16のフランジ16aを収容する穴19(ボルト穴でもある)が形成され、下側面板21にボルト穴22が形成されている。
図5に示す接合構造でも、フレーム部材3,4の下側ウエブ6に、適宜間隔でブラインドナット16が固定されている。ブラインドナット16が係合する穴に段差部24が形成され、この段差部24にブラインドナット16のフランジ16aが収容されている。一方、ロアプレート2には、前記ブラインドナット16に対応して、上側面板17にボルト穴19が形成され、下側面板21及びリブ18の一部にボルト穴22が形成されている。
なお、図5の接合構造の接合ボルト23は、ロアプレート2の上側面板17と外枠フレーム1(フレーム部材3,4)の下側ウエブ6を接合する点で、図4の接合構造のボルト23(ロアプレート2を貫通するボルト)と異なる。
上記バッテリーフレームにおいて、外枠フレーム1はその直線状部(非曲げ加工領域3B、4B)が車体前後方向及び幅方向に向くように車体に設置される。その場合、車体前後方向又は車体幅方向に衝撃を受けた場合に、外枠フレーム1の直線状部が軸方向に圧壊することで衝突エネルギーを吸収することができる。従って、この外枠フレーム2は軸圧壊特性(軸方向に衝撃的又は静的圧縮力を受けたとき割れを発生することなく軸方向に潰れる性質)に優れたアルミニウム合金押出材(例えば特開2001−316750号公報参照)からなることが望ましい。
(1)上記の例では、外枠フレームは平面視略矩形としたが、必要に応じて略6角形、略8角形等、他の略凸多角形状とすることもできる。
(2)上記の例では、アルミニウム合金中空押出材の断面形状を口形としたが、このように輪郭が略矩形のもののほか、種々の断面形状のものを用いることができる。
(3)上記の例では、外枠フレームを構成する2つのフレーム部材を、ジョイント材を介してボルト締結したが、2つのフレームは端部同士をジョイント材を介し又は介さずに溶接して接合することもできる(例えば特開2003−25094号公報参照)。あるいは他の接合手段を適宜用いることができる。
(5)上記の例では、ロアプレートを平面視で矩形としたが、例えば平面視形状を外枠フレームの輪郭内とするなど、バッテリー構造体を下から支えるロアプレートとしての機能を果たす限り、その平面視形状は適宜設定可能である。
(6)バッテリーフレームを車体フレームに取り付けるためのブラケットは図示を省略したが、このようなブラケットは適宜設置することができる。
2 ロアプレート
3,4 外枠フレームを構成するフレーム部材
3A,4A フレーム部材の曲げ加工領域
3B,4B フレーム部材の非曲げ加工領域
3a,4a フレーム部材の端部
7 ジョイント材
9 ピアスナット
13〜15 ロアプレートを構成するダブルスキン押出形材
16 ブラインドナット
Claims (2)
- 平面視略凸多角形の外枠フレームとその下面側に接合したアルミニウム合金製ロアプレートからなり、前記外枠フレームは端部同士を向き合わせて接合した一対の同形状のフレーム部材からなり、各フレーム部材はアルミニウム合金製中空押出材を長手方向の2箇所以上で同一面内で曲げ加工したものであることを特徴とする自動車のバッテリーフレーム構造。
- 前記外枠フレームは平面視略矩形で、前記フレーム部材はアルミニウム合金製中空押出材を長手方向の2箇所で90度曲げ加工したものであることを特徴とする請求項1に記載された自動車のバッテリーフレーム構造。
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