JP2013035410A - Battery mounting structure for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電池搭載構造に関する。 The present invention relates to a vehicle battery mounting structure.
例えば、特許文献1には、電気自動車の床下でバッテリ(電池)を支持するバッテリフレームの取付構造が開示されている。特許文献1に開示されたバッテリフレームは、左右一対のサイドメンバと、これらのサイドメンバを連結する複数のクロスメンバを備えている。 For example, Patent Document 1 discloses a battery frame mounting structure that supports a battery (battery) under the floor of an electric vehicle. The battery frame disclosed in Patent Document 1 includes a pair of left and right side members and a plurality of cross members that connect these side members.
ところで、サイドメンバは車両側面衝突(側突)からバッテリを保護するため、その必要断面積がクロスメンバよりも大きくなる場合がある。この場合、サイドメンバの高さをクロスメンバの高さよりも高くして必要断面積を確保することが考えられる。 By the way, since the side member protects the battery from a vehicle side collision (side collision), the required cross-sectional area may be larger than that of the cross member. In this case, it is conceivable to secure a necessary cross-sectional area by making the height of the side member higher than the height of the cross member.
しかしながら、サイドメンバの高さをクロスメンバの高さよりも高くした場合において、サイドメンバから下方へ突出するクロスメンバの突出量が大きくなると、当該サイドメンバの下部が路面の突起物等に接触してサイドメンバが破損する可能性がある。一方、サイドメンバから上方へ突出するクロスメンバの突出量が大きくなると、例えば、車両左側に配置されたサイドメンバに側突荷重が作用したときに、当該サイドメンバに連結されたクロスメンバの端部に車両前後方向前側から見て反時計回りのモーメントが作用し、当該クロスメンバの端部が車両上方へ屈曲する可能性がある。 However, in the case where the height of the side member is higher than the height of the cross member, when the protruding amount of the cross member protruding downward from the side member becomes large, the lower part of the side member comes into contact with the projection on the road surface. The side member may be damaged. On the other hand, when the amount of protrusion of the cross member protruding upward from the side member increases, for example, when a side collision load is applied to the side member arranged on the left side of the vehicle, the end of the cross member connected to the side member There is a possibility that a counterclockwise moment acts on the front side in the vehicle front-rear direction and the end of the cross member bends upward in the vehicle.
本発明は、上記の事実を考慮し、サイドメンバの破損を抑制しつつ、側突によるクロスメンバの屈曲を抑制することができる車両用電池搭載構造を提供することを目的とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a vehicle battery mounting structure that can suppress the bending of a cross member due to a side collision while suppressing the damage of the side member.
請求項1に記載の車両用電池搭載構造は、平面視にてバッテリの車両幅方向両側に車両前後方向を長手方向として配置され、各々筒状に形成された一対のサイドメンバと、一対の前記サイドメンバを車両幅方向に連結すると共に筒状に形成され、端部の高さが該端部が連結される前記サイドメンバの連結部の高さよりも低くされ、且つ該端部の中心軸が前記連結部の中心軸よりも車両上下方向下側に位置されたクロスメンバとを有し、前記バッテリを車両の床下で支持するバッテリフレームと、前記クロスメンバの前記端部及び前記サイドメンバの前記連結部を車両上下方向上側から覆う上側カバー部と、前記クロスメンバの前記端部及び前記連結部を車両上下方向下側から覆う下側カバー部とを有し、前記クロスメンバの前記端部と前記連結部とを連結する連結部材と、前記クロスメンバの前記端部内に少なくとも一部が設けられ、該端部の上壁と下壁とを連結する補強部材と、を備えている。 The vehicle battery mounting structure according to claim 1 is arranged on both sides in the vehicle width direction of the battery with the vehicle front-rear direction as a longitudinal direction in a plan view, and a pair of side members each formed in a cylindrical shape, The side member is connected in the vehicle width direction and is formed in a cylindrical shape, the height of the end portion is lower than the height of the connecting portion of the side member to which the end portion is connected, and the central axis of the end portion is A cross member positioned below the center axis of the connecting portion in the vehicle vertical direction, and a battery frame that supports the battery under the floor of the vehicle; the end portions of the cross member; and the side members of the side member An upper cover portion that covers the connecting portion from the upper side in the vehicle vertical direction; and an end portion of the cross member and a lower cover portion that covers the connecting portion from the lower side in the vehicle vertical direction, and the end portion of the cross member; The ream A connecting member for connecting the parts, at least partially provided in the end portion of the cross member includes a reinforcing member for connecting the upper and lower walls of the end portion.
請求項1に係る車両用電池搭載構造によれば、クロスメンバの端部(以下、「クロス側連結部」という)は、その高さがサイドメンバにおけるクロス側連結部との連結部(以下、「サイド側連結部」という)の高さよりも低くされている。また、クロス側連結部の中心軸は、サイド側連結部の中心軸よりも車両上下方向下側に位置されている。換言すると、サイド側連結部の中心軸は、クロス側連結部の中心軸よりも車両上下方向上側に位置されている。このようにクロス側連結部とサイド側連結部とを配置することにより、クロス側連結部からサイド側連結部が車両上下方向下側へ突出せず、若しくはその突出量が小さくなる。従って、路面の突起物等との接触によるサイド側連結部の破損を抑制しつつ、当該サイド側連結部の必要断面積を確保することができる。 According to the vehicle battery mounting structure of the first aspect, the end portion of the cross member (hereinafter referred to as “cross-side connection portion”) has a height that is a connection portion (hereinafter referred to as “cross-side connection portion”) of the side member. It is made lower than the height of the “side-side connecting portion”. Further, the central axis of the cross-side connecting portion is positioned below the vehicle vertical direction with respect to the central axis of the side-side connecting portion. In other words, the central axis of the side-side connecting portion is positioned on the upper side in the vehicle vertical direction with respect to the central axis of the cross-side connecting portion. Thus, by arrange | positioning a cross side connection part and a side side connection part, a side side connection part does not protrude to the vehicle up-down direction lower side from a cross side connection part, or the protrusion amount becomes small. Therefore, it is possible to ensure the necessary cross-sectional area of the side-side connecting portion while suppressing damage to the side-side connecting portion due to contact with the projections on the road surface.
ここで、前述したようにサイド側連結部の中心軸は、クロス側連結部の中心軸よりも車両上下方向上側に位置されている。従って、例えば、車両左側に配置されたサイドメンバのサイド側連結部に側突荷重(車両幅方向外側から車両幅方向内側へ向けた荷重)が作用すると、当該サイド側連結部に連結部材で連結されたクロス側連結部に車両前後方向前側から見て反時計回りのモーメントが作用する。そのため、クロス側連結部が車両上下方向上側へ屈曲する可能性がある。 Here, as described above, the central axis of the side-side connecting portion is located on the upper side in the vehicle vertical direction with respect to the central axis of the cross-side connecting portion. Therefore, for example, when a side impact load (a load directed from the outside in the vehicle width direction to the inside in the vehicle width direction) is applied to the side side connection portion of the side member arranged on the left side of the vehicle, the connection member is connected to the side side connection portion. A counterclockwise moment acts on the cross-side connecting portion as viewed from the front side in the vehicle longitudinal direction. Therefore, there is a possibility that the cross-side connecting portion is bent upward in the vehicle vertical direction.
これに対して本発明では、補強部材によってクロス側連結部の上壁と下壁とが連結されている。これにより、クロス側連結部の上壁に入力された荷重が補強部材を介してクロス側連結部の下壁へ伝達される。このとき、補強部材には、前述したクロス側連結部に作用した反時計回りのモーメントとは逆回りのモーメントが作用する。この逆回りのモーメントによってクロス側連結部に作用した反時計回りのモーメントが打ち消され、当該反時計回りのモーメントが減少する。従って、クロス側連結部の屈曲が抑制される。 On the other hand, in the present invention, the upper wall and the lower wall of the cross-side connecting portion are connected by the reinforcing member. Thereby, the load input to the upper wall of the cross side connecting portion is transmitted to the lower wall of the cross side connecting portion via the reinforcing member. At this time, a moment counterclockwise to the counterclockwise moment acting on the cross-side connecting portion described above acts on the reinforcing member. This counterclockwise moment cancels the counterclockwise moment acting on the cross-side connecting portion, and the counterclockwise moment decreases. Therefore, bending of the cross side connecting portion is suppressed.
このように本発明に係る車両用電池搭載構造によれば、サイドメンバの破損を抑制しつつ、側突によるクロスメンバの屈曲を抑制することができる。 Thus, according to the vehicle battery mounting structure of the present invention, it is possible to suppress the bending of the cross member due to the side collision while suppressing the damage of the side member.
請求項2に記載の車両用電池搭載構造は、請求項1に記載の車両用電池搭載構造において、前記上側カバー部及び前記下側カバー部が前記クロスメンバの前記端部の上壁及び下壁からそれぞれ離間した離間部と、前記離間部の車両幅方向内側に設けられ、前記上側カバー部及び前記下側カバー部が前記クロスメンバの前記端部の上壁及び下壁にそれぞれ重ねられたラップ部と、を有し、前記補強部材が、前記ラップ部で覆われた前記クロスメンバの上壁と下壁とを連結する。 The vehicle battery mounting structure according to claim 2 is the vehicle battery mounting structure according to claim 1, wherein the upper cover portion and the lower cover portion are an upper wall and a lower wall of the end portion of the cross member. And a lap that is provided on the inner side in the vehicle width direction of the separation portion, and the upper cover portion and the lower cover portion are respectively overlapped with the upper wall and the lower wall of the end portion of the cross member. And the reinforcing member connects the upper wall and the lower wall of the cross member covered with the wrap portion.
請求項2に係る車両用電池搭載構造によれば、離間部では、上側カバー部及び下側カバー部がクロスメンバの端部の上壁及び下壁からそれぞれ離間している。一方、ラップ部は、その上側カバー部及び下側カバー部がクロス側連結部の上壁及び下壁にそれぞれ重ねられている。これにより、ラップ部で覆われたクロス側連結部の部位の曲げ耐力が、離間部で覆われたクロス側連結部の部位の曲げ耐力よりも小さくなっている。従って、側突時に前述した反時計回りのモーメントがクロス側連結部に作用すると、ラップ部で覆われたクロス側連結部の部位が屈曲し易くなる。 According to the vehicle battery mounting structure of the second aspect, in the separation portion, the upper cover portion and the lower cover portion are respectively separated from the upper wall and the lower wall of the end portion of the cross member. On the other hand, the upper cover part and the lower cover part of the wrap part overlap each other on the upper wall and the lower wall of the cross-side connecting part. Thereby, the bending strength of the site | part of the cross side connection part covered with the lap | wrap part is smaller than the bending strength of the site | part of the cross side connection part covered with the separation | spacing part. Therefore, when the counterclockwise moment described above acts on the cross-side connecting portion at the time of a side collision, the portion of the cross-side connecting portion covered with the wrap portion is easily bent.
これに対して本発明では、ラップ部で覆われたクロス側連結部の上壁と下壁とが補強部材で連結されている。即ち、ラップ部で覆われたクロス側連結部の部位が補強部材によって補強されている。従って、クロス側連結部の屈曲を効率的に抑制することができる。 On the other hand, in the present invention, the upper wall and the lower wall of the cross-side connecting portion covered with the wrap portion are connected by the reinforcing member. That is, the portion of the cross side connecting portion covered with the wrap portion is reinforced by the reinforcing member. Therefore, it is possible to efficiently suppress the bending of the cross side connecting portion.
請求項3に記載の車両用電池搭載構造は、請求項2に記載の車両用電池搭載構造において、前記補強部材が、前記クロスメンバの前記端部及び前記ラップ部を車両上下方向に貫通すると共に、該ラップ部における前記上側カバー部と前記下側カバー部とを連結する。
The vehicle battery mounting structure according to
請求項3に係る車両用電池搭載構造によれば、ラップ部における上側カバー部と下側カバー部とが補強部材で連結されている。即ち、ラップ部が補強部材によって補強されている。従って、クロス側連結部の屈曲が更に抑制される。 According to the vehicle battery mounting structure of the third aspect, the upper cover portion and the lower cover portion in the lap portion are connected by the reinforcing member. That is, the lap portion is reinforced by the reinforcing member. Therefore, the bending of the cross side connecting portion is further suppressed.
請求項4に記載の車両用電池搭載構造は、請求項3に記載の車両用電池搭載構造において、前記クロスメンバの前記端部における上壁及び下壁には、第1位置決め孔がそれぞれ形成され、前記ラップ部における前記上側カバー部及び前記下側カバー部には、前記第1位置決め孔へ通じると共に前記クロスメンバの前記端部に対して該ラップ部を位置決めする第2位置決め孔がそれぞれ形成され、前記補強部材が、前記第1位置決め孔及び前記第2位置決め孔に挿入されている。 A vehicle battery mounting structure according to a fourth aspect is the vehicle battery mounting structure according to the third aspect, wherein first positioning holes are respectively formed in an upper wall and a lower wall of the end portion of the cross member. The upper cover portion and the lower cover portion of the wrap portion are each formed with a second positioning hole that communicates with the first positioning hole and positions the wrap portion with respect to the end portion of the cross member. The reinforcing member is inserted into the first positioning hole and the second positioning hole.
請求項4に係る車両用電池搭載構造によれば、クロス側連結部の上壁及び下壁には、第1位置決め孔がそれぞれ形成されている。また、ラップ部における上側カバー部及び下側カバー部には、第1位置決め孔へ通じる第2位置決め孔が形成されている。これらの第1位置決め孔及び第2位置決め孔に挿入された補強部材によって、ラップ部の上側カバー部と下側カバー部とが連結されている。 According to the vehicle battery mounting structure of the fourth aspect, the first positioning holes are respectively formed in the upper wall and the lower wall of the cross-side connecting portion. Further, a second positioning hole communicating with the first positioning hole is formed in the upper cover portion and the lower cover portion in the lap portion. The upper cover portion and the lower cover portion of the lap portion are connected to each other by the reinforcing members inserted into the first positioning hole and the second positioning hole.
ここで、例えば、第1位置決め孔及び第2位置決め孔に位置決め用のピン等を挿入することにより、クロス側連結部に対してラップ部が位置決めされる。このような位置決め用の第1位置決め孔及び第2位置決め孔を、補強部材を挿入するための孔として流用することにより、製造コストを削減することができる。 Here, for example, by inserting a positioning pin or the like into the first positioning hole and the second positioning hole, the lap portion is positioned with respect to the cross-side connecting portion. By using the first positioning hole and the second positioning hole for positioning as holes for inserting the reinforcing member, the manufacturing cost can be reduced.
請求項5に記載の車両用電池搭載構造は、請求項4に記載の車両用電池搭載構造において、前記連結部材が、前記上側カバー部及び前記下側カバー部を含むと共に前記クロスメンバの前記端部及び前記連結部の外周を囲む閉断面を有し、前記補強部材が、前記上側カバー部及び前記下側カバー部に形成された前記第2位置決め孔の縁に沿ってそれぞれ溶接されている。 The vehicle battery mounting structure according to claim 5 is the vehicle battery mounting structure according to claim 4, wherein the connecting member includes the upper cover portion and the lower cover portion and the end of the cross member. The reinforcing member is welded along the edge of the second positioning hole formed in the upper cover portion and the lower cover portion.
請求項5に係る車両用電池搭載構造によれば、閉断面を有する連結部材によってクロス側連結部及びサイド側連結部の外周を囲むことにより、連結部材内への雨水等の浸水が抑制される。従って、クロス側連結部及びサイド側連結部の腐食等が抑制される。更に、ラップ部における上側カバー部及び下側カバー部に形成された第2位置決め孔の縁に沿って補強部材を溶接することにより、補強部材と第2位置決め孔の縁との隙間が塞がれる。従って、第2位置決め孔からラップ部内への雨水等の浸水が抑制されるため、クロス側連結部の腐食等が更に抑制される。 According to the vehicle battery mounting structure of the fifth aspect, by surrounding the outer peripheries of the cross-side connecting portion and the side-side connecting portion with the connecting member having a closed cross section, inundation such as rainwater into the connecting member is suppressed. . Therefore, corrosion and the like of the cross side connecting portion and the side side connecting portion are suppressed. Furthermore, the gap between the reinforcing member and the edge of the second positioning hole is closed by welding the reinforcing member along the edge of the second positioning hole formed in the upper cover portion and the lower cover portion in the lap portion. . Therefore, infiltration of rainwater or the like from the second positioning hole into the lap portion is suppressed, and thus corrosion or the like of the cross side connecting portion is further suppressed.
請求項6に記載の車両用電池搭載構造は、請求項2〜5の何れか1項に記載の車両用電池搭載構造において、前記クロスメンバの前記端部と前記連結部とが、該端部の下面に対して該連結部の下面が面一となるように配置され、前記離間部における前記下側カバー部が、前記クロスメンバの前記端部の下面に沿っており、前記離間部における前記上側カバー部が、車両幅方向外側の端部に対して車両幅方向内側の端部が車両上下方向下側に位置するように傾斜している。 The vehicle battery mounting structure according to claim 6 is the vehicle battery mounting structure according to any one of claims 2 to 5, wherein the end portion of the cross member and the connecting portion are the end portions. The lower surface of the connecting portion is flush with the lower surface of the cross member, and the lower cover portion of the separating portion is along the lower surface of the end portion of the cross member. The upper cover portion is inclined with respect to the outer end portion in the vehicle width direction so that the inner end portion in the vehicle width direction is located on the lower side in the vehicle vertical direction.
請求項6に係る車両用電池搭載構造によれば、クロス側連結部とサイド側連結部とが、クロス側連結部の下面に対してサイド側連結部の下面が面一となるように配置されている。即ち、クロス側連結部の下面からサイド側連結部の下面が車両上下方向下側へ突出していない。従って、路面の突起物等との接触によるサイド側連結部の破損が抑制される。 According to the vehicle battery mounting structure of the sixth aspect, the cross-side connecting portion and the side-side connecting portion are arranged such that the lower surface of the side-side connecting portion is flush with the lower surface of the cross-side connecting portion. ing. That is, the lower surface of the side-side connecting portion does not protrude downward in the vehicle vertical direction from the lower surface of the cross-side connecting portion. Therefore, the breakage of the side-side connecting portion due to contact with the road surface protrusions and the like is suppressed.
また、離間部における下側カバー部はクロス側連結部の下面に沿う一方で、離間部における上側カバー部は車両幅方向外側の端部に対して車両幅方向内側の端部が車両上下方向下側に位置するように傾斜されている。これにより、バッテリの搭載スペースを広げつつ、離間部における下側カバー部と路面の突起物等との接触を抑制することができる。 In addition, the lower cover portion in the separation portion extends along the lower surface of the cross-side connecting portion, while the upper cover portion in the separation portion has an inner end in the vehicle width direction lower than the outer end in the vehicle width direction. It is inclined to be located on the side. Accordingly, it is possible to suppress contact between the lower cover portion and the protrusion on the road surface in the separation portion while expanding the battery mounting space.
以上説明したように、本発明に係る車両用電池搭載構造によれば、サイドメンバの破損を抑制しつつ、側突によるクロスメンバの屈曲を抑制することができる。 As described above, according to the vehicle battery mounting structure of the present invention, it is possible to suppress bending of the cross member due to side collision while suppressing damage to the side member.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用電池搭載構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印FRは車両前後方向前側を示し、矢印UPは車両上下方向上側を示し、矢印LHは車両幅方向外側(車両左側)を示している。 Hereinafter, a vehicle battery mounting structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that an arrow FR appropriately shown in each drawing indicates the front side in the vehicle front-rear direction, an arrow UP indicates the upper side in the vehicle vertical direction, and an arrow LH indicates the vehicle width direction outer side (vehicle left side).
図1には、一例として、一実施形態に係る車両用電池搭載構造10が適用された車両12を車両幅方向外側(車両左側)から見た側面図が示されている。図1に示されるように、車両12は図示しない電動機(モータ)を駆動源として走行する電気自動車であり、その床下に電動機へ供給する電力が蓄電されたバッテリとしてのバッテリパック14が搭載されている。つまり、図示しないフロアパネルの車両上下方向下側にバッテリパック14が搭載される車両12に、本実施形態に係る車両用電池搭載構造10が適用されている。
FIG. 1 shows, as an example, a side view of a
図2に示されるように、車両用電池搭載構造10は、バッテリパック14を車両上下方向下側から支持するバッテリフレーム16を備えている。バッテリパック14は、ケース内に放充電可能な図示しない複数の蓄電池が収納されたものであり、図2ではバッテリパック14の外形が二点鎖線で示されている。このバッテリパック14は、バッテリフレーム16の上に載置されており、図示しないボルト等によってバッテリフレーム16に固定されている。
As shown in FIG. 2, the vehicle
バッテリフレーム16は、左右一対のサイドメンバ30と、左右一対のサイドメンバ30の車両前後方向前側の端部同士を連結するフロントクロスメンバ40と、左右一対のサイドメンバ30の車両前後方向後側の端部同士を連結するバックボード24とを備え、平面視にてバッテリパック14を囲むように枠状に構成されている。また、サイドメンバ30、フロントクロスメンバ40、及びバックボード24には、取付部18A,18B,18Cがそれぞれ設けられている。これらの取付部18A,18B,18Cを図示しない車体のフロアパネルに取り付けることにより、バッテリフレーム16が車体のフロアパネルに装着されるようになっている。
The
また、フロントクロスメンバ40とバックボード24との間には、複数(本実施形態では、2つ)のサブクロスメンバ20が車両幅方向を長手方向として配置されている。これらのサブクロスメンバ20によって、左右一対のサイドメンバ30の車両前後方向の中間部同士が連結されている。更に、フロントクロスメンバ40、サブクロスメンバ20、及びバックボード24は、車両前後方向に延びる複数(本実施形態では、2つ)のアンバーメンバ22によって相互に連結されている。
A plurality (two in the present embodiment) of the
ここで、サイドメンバ30、フロントクロスメンバ40、及びこれらのサイドメンバ30とフロントクロスメンバ40とを連結する連結部材50について詳説する。
Here, the
左右一対のサイドメンバ30は、その断面形状が略矩形の筒状の鋼製部材で構成され、平面視にてバッテリパック14の車両幅方向両側に、車両前後方向を長手方向としてそれぞれ配置されている。これにより、側突時に衝突物がバッテリパック14よりも先にサイドメンバ30に接触するようになっている。また、各サイドメンバ30の車両前後方向前側の端部の間には、クロスメンバとしてのフロントクロスメンバ40が配置されている。フロントクロスメンバ40は、その断面形状が略矩形の筒状の鋼製部材で構成され、車両幅方向を長手方向として配置されている。
The pair of left and
図3には、図2の3−3線断面(車両幅方向に沿った断面)図が示されている。図3に示されるように、サイドメンバ30の車両前後方向前側の端部は、フロントクロスメンバ40の長手方向の端部(以下、この端部を「クロス側連結部42」という)が連結される連結部(以下、この連結部を「サイド側連結部32」という)とされている。
FIG. 3 shows a cross section taken along line 3-3 of FIG. 2 (cross section along the vehicle width direction). As shown in FIG. 3, the end of the
クロス側連結部42は、サイド側連結部32の車両幅方向内側の側壁32Sに突き当てられている。また、クロス側連結部42は、その高さ(車両上下方向の長さ)H2がサイド側連結部32の高さ(車両上下方向の長さ)H1よりも低くされている。換言すると、サイド側連結部32は、その高さH1がクロス側連結部42の高さH2よりも高くされている。これにより、側突荷重F(車両幅方向外側から車両幅方向内側へ向けて作用する荷重)に対するサイド側連結部32の必要断面積が確保されている。
The
また、クロス側連結部42は、その下壁42Lの下面42L1がサイド側連結部32の下壁32Lの下面32L1と面一となるように配置されており、クロス側連結部42からサイド側連結部32が車両上下方向上側に突出している。これにより、クロス側連結部42の中心軸C2が、サイド側連結部32の中心軸C1よりも車両上下方向下側に位置されている。なお、ここでいう面一とは、厳密な面一を意味するのではなく、組み付け誤差等によるずれを含む概念である。
The
このように構成されたクロス側連結部42とサイド側連結部32とは、図2に示されるように、連結部材50によって連結されている。連結部材50は、平面視にて略L字形状に湾曲されており、サイド側連結部32及びクロス側連結部42に跨って設けられている。この連結部材50は、上側カバー体52と下側カバー体54とを備えている。
The
上側カバー体52は、その断面形状が略C字形に形成されると共に開口を車両上下方向下側に向けて配置され、サイド側連結部32及びクロス側連結部42を車両上下方向上側から覆っている。下側カバー体54は、その断面形状が略C字形に形成されると共に開口を車両上下方向上側に向けて配置され、サイド側連結部32及びクロス側連結部42を車両上下方向下側から覆っている。これらの上側カバー体52と下側カバー体54とは、各々の側壁52S,54Sを重ね合わせた状態で配置されると共に、重ねられた側壁52S,54S同士が溶接等によって接合されている。これにより、上側カバー体52及び下側カバー体54によってサイド側連結部32及びクロス側連結部42の外周を囲む閉断面が構成されている。また、上側カバー体52及び下側カバー体54の側壁52S,54S同士を溶接等で接合することにより、これらの側壁52S,54S同士の継目から連結部材50内への雨水等の浸水が抑制されている。
The
また、図2に示されるように、連結部材50は、その車両前後方向後側の端部50T1がサイド側連結部32に溶接等によって接合されると共に、その車両幅方向内側の端部50T2がクロス側連結部42に溶接等によって接合されている。これにより、連結部材50を介してサイド側連結部32とクロス側連結部42とが連結されると共に、連結部材50の端部50T1,50T2から連結部材50内への雨水等の浸水が抑制されている。
As shown in FIG. 2, the connecting
ここで、図3に示されるように、連結部材50は、その高さ(車両上下方向の長さ)がサイド側連結部32及びクロス側連結部42の高さH1,H2に応じて変化している。換言すると、上側カバー体52の上壁を構成する上側カバー部52Uと、下側カバー体54の下壁を構成する下側カバー部54Lとの間隔がサイド側連結部32及びクロス側連結部42の高さH1,H2に応じて変化している。
Here, as shown in FIG. 3, the connecting
具体的には、連結部材50におけるサイド側連結部32を車両上下方向両側から覆う部位が高位部50Aとされている。一方、連結部材50におけるクロス側連結部42の脆弱部42Wを車両上下方向両側から覆う部位は、高位部50Aよりも高さが低いラップ部としての低位部50Cとされている。なお、脆弱部42Wについては後述する。更に、連結部材50における高位部50Aと低位部50Cとの間の部位は、その高さが高位部50Aから低位部50Cへ(車両幅方向外側から車両幅方向内側へ)向けて徐々に低くなる離間部としての断面縮小部50Bとされている。
Specifically, a portion that covers the side-
高位部50Aは、上側カバー部52Uにおける車両幅方向外側の外側部52UAと、下側カバー部54Lにおける車両幅方向外側の外側部54LAとによって構成されている。また、高位部50Aの高さは、低位部50Cの高さよりも高くされている。外側部52UA及び外側部54LAは、サイド側連結部32の上壁32U及び下壁32Lに沿って設けられている。また、外側部52UAと外側部54LAとの間隔は、略一定となっている。
50 A of high rank parts are comprised by the outer side part 52UA of the vehicle width direction outer side in the upper side cover
一方、低位部50Cは、上側カバー部52Uにおける車両幅方向内側の内側部52UCと、下側カバー部54Lにおける車両幅方向内側の内側部54LCとによって構成されている。これらの内側部52UC及び内側部54LCは、クロス側連結部42の上壁42U及び下壁42Lにそれぞれ重ねられており、その間隔が略一定になっている。
On the other hand, the
断面縮小部50Bは、その高さが高位部50Aから低位部50Cへ向けて徐々に低くなっており、上側カバー部52Uにおける車両幅方向中間の中間部52UBと、下側カバー部54Lにおける車両幅方向中間の中間部54LBとによって構成されている。上側カバー部52Uの中間部52UBは、その車両幅方向外側の端部52UB1に対し、その車両幅方向内側の端部52UB2が車両上下方向下側に位置するように傾斜された傾斜部とされている。この中間部52UBによって、サイド側連結部32とクロス側連結部42との高低差(H1−H2)が吸収されている。一方、下側カバー部54Lの中間部54LBは、クロス側連結部42の下壁42Lに沿って設けられている。これにより、上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの中間部52UB,54LB同士の間隔Kが車両幅方向内側に向って徐々に狭くなっており、断面縮小部50Bの車両幅方向に沿った断面形状(図3に示す断面形状)が車両幅方向内側へ向うに従って徐々に縮小されている。また、断面縮小部50Bでは、上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの中間部52UB,54LBがクロス側連結部42の上壁42U及び下壁42Lからそれぞれ離間されている。
The height of the cross-sectionally
ここで、ラップ部としての低位部50Cで覆われたクロス側連結部42の部位は、その曲げ耐力が断面縮小部50Bで覆われたクロス側連結部42の部位の曲げ耐力よりも小さい脆弱部42Wとなっている。この脆弱部42Wは、補強部材としての連結棒60によって補強されている。具体的には、脆弱部42Wの上壁42U及び下壁42Lには第1位置決め孔62がそれぞれ形成されている。また、低位部50Cを構成する上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの内側部52UC,54LCには、第1位置決め孔62に通じる第2位置決め孔64がそれぞれ形成されている。これらの第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64に連結棒60が挿入されている。
Here, the portion of the
連結棒60は円柱形状の鋼製部材で構成され、その長手方向の中間部が脆弱部42Wの上壁42Uと下壁42Lとの間に位置されている。また、連結棒60の長手方向の両端部は、上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの内側部52UC,54LCにそれぞれ形成された第2位置決め孔64の縁に沿って溶接されている。この連結棒60によって、低位部50Cを構成する上側カバー体52の内側部52UCと下側カバー体54の内側部54LCとが連結されると共に、脆弱部42Wの上壁42Uと下壁42Lとが連結されている。これにより、脆弱部42Wの曲げ耐力が大きくなっている。
The connecting
なお、第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64は、クロス側連結部42に対して上側カバー体52及び下側カバー体54を位置決めする位置決め用の孔として用いられる。具体的には、クロス側連結部42に対して上側カバー体52及び下側カバー体54を取り付ける際に、第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64に図示しない位置決め用のピン等が挿入される。この状態で、上側カバー体52の側壁52Sと下側カバー体54の側壁54Sとを重ね合わせて溶接等で接合すると共に、上側カバー体52及び下側カバー体54によって構成された連結部材50の両端部50T1,50T2(図2参照)をサイド側連結部32及びクロス側連結部42にそれぞれ溶接等によって接合する。これにより、連結部材50を介してサイド側連結部32とクロス側連結部42とが連結される。その後、図示しない位置決め用のピン等に替えて第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64に連結棒60を挿入し、上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの内側部52UC,54LCにそれぞれ形成された第2位置決め孔64の縁に沿って連結棒60の長手方向の両端部を溶接する。これにより、クロス側連結部42の脆弱部42Wが連結棒60で補強される。
The
なお、サイド側連結部32、上側カバー体52、及び下側カバー体54にそれぞれ位置決め用の孔を形成し、上記と同様の手順によりサイド側連結部32に対して上側カバー体52及び下側カバー体54を位置決めすることも可能である。また、連結棒60の形状は、円柱形状に限らず、例えば、角柱形状でも良い。
Positioning holes are respectively formed in the
次に、本実施形態に係る作用について説明する。 Next, the operation according to this embodiment will be described.
図3に示されるように、クロス側連結部42は、その高さH2がサイド側連結部32の高さH1よりも低くされている。また、クロス側連結部42は、その下面42L1がサイド側連結部32の下面32L1と面一となるように配置されている。換言すると、サイド側連結部32は、クロス側連結部42から車両上下方向下側へ突出しないように配置されている。従って、図示しない路面の突起物等との接触によるサイド側連結部32の破損を抑制しつつ、サイド側連結部32の必要断面積を確保することができる。
As shown in FIG. 3, the
また、クロス側連結部42とサイド側連結部32とは、連結部材50を介して連結されている。この連結部材50は、サイド側連結部32及びクロス側連結部42の外周を囲む閉断面を有すると共に、その両端部50T1,50T2がサイド側連結部32及びクロス側連結部42にそれぞれ溶接等によって接合されている。これにより、連結部材50内への雨水等の浸水が抑制されている。従って、サイド側連結部32及びクロス側連結部42の腐食が抑制されるため、バッテリフレーム16の耐久性が向上する。
Further, the
更に、連結部材50における断面縮小部50Bでは、下側カバー部54Lの中間部54LBがクロス側連結部42の下壁42Lに沿う一方で、上側カバー部52Uの中間部52UBがその車両幅方向外側の端部52UB1に対してその車両幅方向内側の端部52UB2が車両上下方向下側に位置するように傾斜されている。これにより、図示しない路面の突起物等との接触による下側カバー体54の中間部54LBの破損を抑制しつつ、バッテリパック14の搭載スペースを広げることができる。
Further, in the
ここで、クロス側連結部42の中心軸C2は、サイド側連結部32の中心軸C1よりも車両上下方向下側に位置されている。換言すると、サイド側連結部32の中心軸C1は、クロス側連結部42の中心軸C2よりも車両上下方向上側に位置されている。従って、例えば、図4に示される比較例のように、側突等によって、車両左側に配置されたサイドメンバ30のサイド側連結部32に対して車両幅方向外側から車両幅方向内側へ向けて側突荷重Fが作用すると、クロス側連結部42に車両前後方向前側から見て反時計回り(左回り)のモーメントMが作用する。
Here, the central axis C 2 of the
また、連結部材50の高さは、サイド側連結部32及びクロス側連結部42の高さH1,H2に応じて変化しており、ラップ部としての低位部50Cにおいて最小になっている。そのため、低位部50Cで覆われたクロス側連結部42の脆弱部42Wは、断面縮小部50Bで覆われたクロス側連結部42の部位と比較して曲げ耐力が小さくなっている。従って、図4に示される比較例のように、クロス側連結部42にモーメントMが作用すると、クロス側連結部42が脆弱部42Wにおいて屈曲する可能性がある。特に、上側カバー部52Uの中間部52UBへ入力された荷重f1は、断面縮小部50Bと低位部50Cとの境界部周辺に集中し易く、図4に二点差線で示されるように当該境界部周辺で脆弱部42Wが屈曲する可能性がある。なお、図4に示される比較例では、第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64が溶接金属100によって埋められている。
Further, the height of the connecting
これに対して本実施形態では、図3に示されるように、低位部50C及び脆弱部42Wが連結棒60によって補強されている。具体的には、連結棒60によって、低位部50Cを構成する上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの内側部52UC,54LC同士が連結されると共に、脆弱部42Wの上壁42Uと下壁42Lとが連結されている。これにより、上側カバー部52Uの内側部52UC及び脆弱部42Wの上壁42Uに伝達された荷重の一部が、矢印f2で示されるように連結棒60を介して脆弱部42Wの下壁42L及び下側カバー部54Lの内側部54LCへ伝達される。このとき、連結棒60には、車両前後方向前側から見て時計回り(右回り)のモーメントMRが作用する。このモーメントMRによって脆弱部42Wに作用したモーメントM(図4参照)の一部が打ち消されるため、当該モーメントMが減少する。従って、クロス側連結部42の脆弱部42Wの屈曲が抑制される。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
また、本実施形態では、クロス側連結部42に対して上側カバー体52及び下側カバー体54を位置決めする位置決め用の第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64を、連結棒60を取り付けるための孔として流用することにより、製造コストを削減することができる。
In the present embodiment, the
更に、連結棒60の長手方向の両端部は、低位部50Cを構成する上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの内側部52UC,54LCに形成された第2位置決め孔64の縁に沿ってそれぞれ溶接されている。これにより、連結棒60と第2位置決め孔64との隙間が塞がれるため、第2位置決め孔64から連結部材50内への雨水等の浸水が抑制される。従って、サイド側連結部32及びクロス側連結部42の腐食が抑制されるため、バッテリフレーム16の耐久性が向上する。また、第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64に連結棒60を挿入することにより、図4に示す比較例のように、溶接金属100によって第1位置決め孔62及び第2位置決め孔64を埋める必要がない。従って、製造コストを削減することができる。
Further, both end portions in the longitudinal direction of the connecting
このように本実施形態に係る車両用電池搭載構造10によれば、サイドメンバ30の破損を抑制しつつ、側突によるフロントクロスメンバ40の屈曲を抑制することができる。
Thus, according to the vehicle
次に、上記実施形態に係る車両用電池搭載構造の変形例について説明する。 Next, a modified example of the vehicle battery mounting structure according to the embodiment will be described.
上記実施形態では、補強部材として連結棒60を用いたが、これに限らない。例えば、図5及び図6に示されるように、補強部材としてバルク70を用いても良い。具体的には、バルク70は、その断面形状が略矩形の筒状の鋼製部材で構成されており、長手方向(軸方向)を車両前後方向にしてクロス側連結部42の脆弱部42W(図6参照)内に配置されている。
In the said embodiment, although the
図6に示されるように、バルク70の上壁70Uと脆弱部42Wの上壁42Uとは第1位置決め孔62の内周面に沿って溶接されている。これにより、第1位置決め孔62から脆弱部42W内への雨水等の浸水が抑制されている。これと同様に、バルク70の下壁70Lと脆弱部42Wの下壁42Lとは第1位置決め孔62の内周面に沿って溶接されている。これにより、第1位置決め孔62から脆弱部42W内への雨水等の浸水が抑制されている。このバルク70によって、脆弱部42Wの上壁42Uと下壁42Lとが連結されている。なお、第1位置決め孔62の内周面と第2位置決め孔64の内周面も溶接等によって接合されている。これにより、第2位置決め孔64から連結部材50内への雨水等の浸水も抑制されている。
As shown in FIG. 6, the
このようにバルク70によって、クロス側連結部42における脆弱部42Wの上壁42Uと下壁42Lとを連結することにより、モーメントM(図4参照)に対する脆弱部42Wの曲げ耐力が向上する。従って、上記実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。なお、バルク70の形状は、上記した筒状に限らず、例えば、断面略C形等でも良い。
Thus, by connecting the
また、上記実施形態では、図3に示されるように、サイド側連結部32とクロス側連結部42とが、各々の下面32L1,42L1同士が面一となるように配置されているがこれに限らない。サイド側連結部32とクロス側連結部42とは、クロス側連結部42の中心軸C2がサイド側連結部32の中心軸C1よりも車両上下方向下側に位置するように配置されていれば良く、例えば、サイド側連結部32の下面32L1が、クロス側連結部42の下面42L1よりも車両上下方向下側へ位置していても良いし、逆にクロス側連結部42の下面42L1よりも車両上下方向上側へ位置していても良い。クロス側連結部42の中心軸C2をサイド側連結部32の中心軸C1よりも車両上下方向下側に位置させることにより、クロス側連結部42からサイド側連結部32を車両上下方向下側へ突出させずに、若しくはその突出量を小さくすることができる。従って、路面の突起物等との接触によるサイド側連結部32の破損を抑制しつつ、当該サイド側連結部32の必要断面積を確保することができる。
Moreover, in the said embodiment, as FIG. 3 shows, although the side
また、断面縮小部50Bでは、上側カバー部52U及び下側カバー部54Lの中間部52UB,54LBがクロス側連結部42の上壁42U及び下壁42Lからそれぞれ離間していれば良く、その形状は上記したものに限らない。例えば、上記実施形態では、上側カバー部52Uの中間部52UBを傾斜させたが、当該中間部52UBを湾曲させても良い。また、断面縮小部50Bでは、上側カバー部52Uの中間部52UBだけでなく、下側カバー部54Lの中間部54LBを傾斜させても良い。例えば、クロス側連結部42からサイド側連結部32が車両上下方向下側へ突出した構成では、サイド側連結部32の下壁32Lとクロス側連結部42の下壁42Lとの間に段差が形成される。このような構成では、断面縮小部50Bを構成する下側カバー部54Lの中間部54LBをその車両幅方向外側の端部に対してその車両幅方向内側の端部が車両上下方向上側に位置するように傾斜させても良い。これにより、前述したサイド側連結部32の下壁32Lとクロス側連結部42の下壁42Lとの間の段差を吸収しつつ、路面の突起物等との接触による下側カバー部54Lの中間部54LBの破損を抑制することができる。
Further, in the
また、上記実施形態では、上側カバー体52及び下側カバー体54の側壁52S,54S同士を接合し、閉断面を有する連結部材50を構成したがこれに限らない。連結部材50は、サイド側連結部32とクロス側連結部42とを所定強度で連結可能であれば良く、例えば、上側カバー体52及び下側カバー体54の側壁52S,54Sを省略しても良い。ただし、前述したように上側カバー体52及び下側カバー体54の側壁52S,54S同士を接合して閉断面を構成し、サイド側連結部32及びクロス側連結部42の外周を囲むことにより、サイド側連結部32とクロス側連結部42との連結強度を高められると共に、サイド側連結部32及びクロス側連結部42の腐食を抑制することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
更に、上記実施形態では、サイドメンバ30とフロントクロスメンバ40との連結部を例に説明したが、上記実施形態は、サイドメンバ30とクロスメンバとしてのサブクロスメンバ20との連結部にも適用可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the connecting portion between the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、上記実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to such an embodiment, and the above embodiment and various modifications may be used in combination as appropriate, and the gist of the present invention will be described. Of course, various embodiments can be implemented without departing from the scope.
10 車両用電池搭載構造
14 バッテリパック(バッテリ)
16 バッテリフレーム
30 サイドメンバ
32 サイド側連結部(サイドメンバの連結部)
40 フロントクロスメンバ(クロスメンバ)
42 クロス側連結部(クロスメンバの端部)
50 連結部材
50B 断面縮小部(離間部)
50C 低位部(ラップ部)
52U 上側カバー部
52UB 中間部(傾斜部)
54U 下側カバー部
60 連結棒(補強部材)
62 第1位置決め孔
64 第2位置決め孔
70 バルク(補強部材)
C1 中心軸
C2 中心軸
10. Vehicle
16
40 Front cross member (cross member)
42 Cross side connection (end of cross member)
50 Connecting
50C Low part (lap part)
52U Upper cover part 52UB Middle part (inclined part)
54U Lower cover
62
C 1 center axis C 2 center axis
Claims (6)
前記クロスメンバの前記端部及び前記連結部を車両上下方向上側から覆う上側カバー部と、前記クロスメンバの前記端部及び前記連結部を車両上下方向下側から覆う下側カバー部とを有し、前記クロスメンバの前記端部と前記連結部とを連結する連結部材と、
前記クロスメンバの前記端部内に少なくとも一部が設けられ、該端部の上壁と下壁とを連結する補強部材と、
を備える車両用電池搭載構造。 In a plan view, the vehicle longitudinal direction is arranged on both sides in the vehicle width direction of the battery, and a pair of side members each formed in a tubular shape, and the pair of side members are connected in the vehicle width direction and formed in a tubular shape. The vehicle is formed such that the height of the end portion is lower than the height of the connecting portion of the side member to which the end portion is connected, and the central axis of the end portion is higher than the central axis of the connecting portion of the side member. A battery frame having a cross member positioned on the lower side in the vertical direction and supporting the battery under the floor of the vehicle;
An upper cover portion that covers the end portion and the connecting portion of the cross member from above in the vehicle vertical direction; and a lower cover portion that covers the end portion and the connection portion of the cross member from below in the vehicle vertical direction. A connecting member for connecting the end of the cross member and the connecting portion;
A reinforcing member that is provided at least in part in the end of the cross member and connects the upper wall and the lower wall of the end;
A vehicle battery mounting structure comprising:
前記クロスメンバ側に設けられ、前記上側カバー部及び前記下側カバー部が前記クロスメンバの前記端部の上壁及び下壁からそれぞれ離間した離間部と、
前記離間部の車両幅方向内側に設けられ、前記上側カバー部及び前記下側カバー部が前記クロスメンバの前記端部の上壁及び下壁にそれぞれ重ねられたラップ部と、
を有し、
前記補強部材が、前記ラップ部で覆われた前記クロスメンバの上壁と下壁とを連結する請求項1に記載の車両用電池搭載構造。 The connecting member is
A spacing portion provided on the cross member side, wherein the upper cover portion and the lower cover portion are spaced apart from the upper wall and the lower wall of the end portion of the cross member;
A wrap portion provided on the inner side in the vehicle width direction of the spacing portion, wherein the upper cover portion and the lower cover portion are respectively overlapped with an upper wall and a lower wall of the end portion of the cross member;
Have
The vehicle battery mounting structure according to claim 1, wherein the reinforcing member connects an upper wall and a lower wall of the cross member covered with the wrap portion.
前記ラップ部における前記上側カバー部及び前記下側カバー部には、前記第1位置決め孔へ通じると共に前記クロスメンバの前記端部に対して該ラップ部を位置決めする第2位置決め孔がそれぞれ形成され、
前記補強部材が、前記第1位置決め孔及び前記第2位置決め孔に挿入されている請求項3に記載の車両用電池搭載構造。 First positioning holes are respectively formed in the upper wall and the lower wall at the end of the cross member,
The upper cover portion and the lower cover portion in the wrap portion are each formed with a second positioning hole that leads to the first positioning hole and positions the wrap portion with respect to the end portion of the cross member,
The vehicle battery mounting structure according to claim 3, wherein the reinforcing member is inserted into the first positioning hole and the second positioning hole.
前記補強部材が、前記上側カバー部及び前記下側カバー部に形成された前記第2位置決め孔の縁に沿ってそれぞれ溶接されている請求項4に記載の車両用電池搭載構造。 The connecting member includes the upper cover portion and the lower cover portion, and has a closed cross section that surrounds the outer end of the cross member and the outer periphery of the connecting portion,
The vehicle battery mounting structure according to claim 4, wherein the reinforcing member is welded along an edge of the second positioning hole formed in the upper cover portion and the lower cover portion.
前記離間部における前記下側カバー部が、前記クロスメンバの前記端部の下面に沿っており、
前記離間部における前記上側カバー部が、車両幅方向外側の端部に対して車両幅方向内側の端部が車両上下方向下側に位置するように傾斜している請求項2〜5の何れか1項に記載の車両用電池搭載構造。 The end portion of the cross member and the connecting portion are arranged such that the lower surface of the connecting portion is flush with the lower surface of the end portion,
The lower cover portion in the spacing portion is along the lower surface of the end portion of the cross member;
The said upper side cover part in the said separation part inclines so that the edge part inside a vehicle width direction may be located in the vehicle up-down direction lower side with respect to the edge part outside a vehicle width direction. 2. A vehicle battery mounting structure according to item 1.
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