JP2016064675A

JP2016064675A - バッテリー搭載構造

Info

Publication number: JP2016064675A
Application number: JP2014192865A
Authority: JP
Inventors: 教光池田; Norimitsu Ikeda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-04-28
Also published as: CN105438099A; EP2999027A1; US20160087257A1

Abstract

【課題】バッテリーのサイズが種々異なる場合でも、車両における振動騒音性能の低下を抑制できるバッテリー搭載構造を得る。【解決手段】少なくとも底部２１が長方形状とされ、底部２１の長手方向一端部側に底部２１の短手方向に沿った稜線部２２を有するバッテリー２０と、バッテリー２０が載置されるバッテリートレイ３０と、バッテリートレイ３０に底部２１の長手方向に沿って、かつ底部２１の短手方向に離間して形成された少なくとも２個のリブ４０と、リブ４０における底部２１の長手方向一端部側にその一端部側へ行くに従って高さが高くなるように形成され、稜線部２２又は底部２１を支持する傾斜部４２と、を備えたバッテリー搭載構造１０とする。【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリー搭載構造に関する。

バッテリートレイにバッテリーが載置されたときに、そのバッテリーの底面に接触してバッテリーを支持する接触部が、バッテリートレイの上面に形成されているバッテリー保持構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２８５０７７号公報

しかしながら、バッテリーのサイズが種々異なる場合には、バッテリーに対するバッテリートレイの接触範囲が異なるため、バッテリーを安定して支持することが困難になり、車体の振動特性が変化して、車両における振動騒音性能が低下することがあった。

そこで、本発明は、バッテリーのサイズが種々異なる場合でも、車両における振動騒音性能の低下を抑制できるバッテリー搭載構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のバッテリー搭載構造は、少なくとも底部が長方形状とされ、前記底部の長手方向一端部側に前記底部の短手方向に沿った稜線部を有するバッテリーと、前記バッテリーが載置されるバッテリートレイと、前記バッテリートレイに前記底部の長手方向に沿って、かつ前記底部の短手方向に離間して形成された少なくとも２個のリブと、前記リブにおける前記底部の前記長手方向一端部側に該一端部側へ行くに従って高さが高くなるように形成され、前記稜線部又は前記底部を支持する傾斜部と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、バッテリーの底部が長方形状とされ、バッテリートレイに、その底部の長手方向に沿って、かつ、その底部の短手方向に離間して、少なくとも２個のリブが形成されている。そして、その底部の長手方向一端部側における各リブには、その一端部側へ行くに従って高さが高くなる傾斜部が形成され、その傾斜部によって、バッテリーの稜線部又は底部が支持されている。したがって、バッテリーのサイズが種々異なる場合でも、バッテリーを安定して支持することが可能となり、車両における振動騒音性能の低下が抑制される。

また、請求項２に記載のバッテリー搭載構造は、請求項１に記載のバッテリー搭載構造であって、前記バッテリートレイにおける前記底部の長手方向他端部側に、前記底部の短手方向に離間して形成され、前記底部を支持する少なくとも２個の支持部を備えている。

請求項２に記載の発明によれば、バッテリートレイにおけるバッテリーの底部の長手方向他端部側に、その底部の短手方向に離間して少なくとも２個の支持部が形成され、その支持部によって、バッテリーの底部が支持されている。したがって、バッテリーをより安定して支持することが可能となり、車両における振動騒音性能の低下が更に抑制される。

また、請求項３に記載のバッテリー搭載構造は、請求項１又は請求項２に記載のバッテリー搭載構造であって、前記バッテリートレイは、車体前後方向に延在するサイドメンバ上に配置されている。

請求項３に記載の発明によれば、バッテリートレイが、車体前後方向に延在するサイドメンバ上に配置されている場合でも、車両における振動騒音性能の低下が抑制される。

請求項１に記載の発明によれば、バッテリーのサイズが種々異なる場合でも、バッテリーを安定して支持することができ、車両における振動騒音性能の低下を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、バッテリーをより安定して支持することができ、車両における振動騒音性能の低下を更に抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、バッテリートレイが、車体前後方向に延在するサイドメンバ上に配置されている場合でも、車両における振動騒音性能の低下を抑制することができる。

本実施形態に係るバッテリー搭載構造を備えた車体前部側を示す側面図である。本実施形態に係るバッテリー搭載構造を示す平面図である。図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。（Ａ）本実施形態に係るバッテリー搭載構造の支持部を示す断面図である。（Ｂ）本実施形態に係るバッテリー搭載構造の支持部を示す正面図である。本実施形態に係るバッテリー搭載構造のリブに形成された傾斜部を示す断面図である。（Ｂ）本実施形態に係るバッテリー搭載構造のリブに形成された傾斜部を拡大して示す模式図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＲＨを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

更に、説明の便宜上、後述するバッテリー２０を直方体形状とし、その底部としての底面２１の長手方向を車体前後方向、底面２１の短手方向を車幅方向とする。そして、本実施形態においては、バッテリー２０（底面２１）の長手方向一端部側を車体前方側とし、バッテリー２０（底面２１）の長手方向他端部側を車体後方側とするが、これに限定されるものではない。

図１に示されるように、車体１２の前部側には、車体前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバ１４が配設されている。各フロントサイドメンバ１４は、閉断面形状に形成されており、車体前後方向から見た正面視で、例えば矩形状に形成されている。そして、各フロントサイドメンバ１４の後部側は、車体後方下側へ延在するキックアップ部１６とされており、各フロントサイドメンバ１４の前端部には、閉断面形状に形成されたクラッシュボックス１８が同軸的に配設されている。

また、左右何れか一方（例えば左側）のフロントサイドメンバ１４の上部には、バッテリー搭載構造１０を構成するバッテリートレイ３０が配設されている。図１〜図３に示されるように、バッテリー２０が載置されて取り付けられるバッテリートレイ３０は、略矩形平板状に形成されている。そして、バッテリートレイ３０の周縁部には、所定高さの周壁３２が一体に立設されている。したがって、バッテリー２０は、周壁３２の内側に収容される。

図１に示されるように、バッテリートレイ３０は、その後部側（車体前後方向略中央部に車幅方向に沿って突設された後述する補強用のリブ４８Ｃ（図２参照）と後端部との間）が、フロントサイドメンバ１４の上面に設けられた後側支持部１５に締結固定され、その前端部が、フロントサイドメンバ１４の上面に設けられた前側支持部１７に締結固定されている。

詳細に説明すると、後側支持部１５の上端部及び前側支持部１７の上端部には、それぞれボルト２６（図１参照）を挿通させるための貫通孔（図示省略）が形成されており、後側支持部１５内及び前側支持部１７内には、それぞれ各貫通孔と同軸的にウエルドナット（図示省略）が固着されている。

一方、図１〜図３に示されるように、バッテリートレイ３０の後部側には、車体下方側へ突出する有底円筒状のボス部３４が車幅方向に並んで２つ形成されており、各ボス部３４の底壁には、ボルト２６を挿通させるための貫通孔３４Ａがそれぞれ形成されている。そして、バッテリートレイ３０の前端部で、かつ車幅方向略中央部には、ボルト２６を挿通させるための貫通孔３３が１つだけ形成されている。

したがって、バッテリートレイ３０が、後側支持部１５及び前側支持部１７上に配置され、上方からボルト２６がバッテリートレイ３０の各貫通孔３４Ａ、３３と、後側支持部１５及び前側支持部１７の各貫通孔に挿通されて、それぞれウエルドナットに螺合されることにより、バッテリートレイ３０が左側のフロントサイドメンバ１４の上面に固定されるようになっている。

図１〜図３に示されるように、バッテリー２０は、直方体形状に形成されており、その底面２１（底部）における車体前方側端部（前端下部）には、角部、即ち車幅方向に沿った稜線部２２が形成されている。そして、図３に示されるように、バッテリー２０の底面２１における車体後方側端部（後端下部）には、車幅方向から見た断面視で、車体後方側へ突出した略台形状の突出部２４が形成されている。

また、バッテリートレイ３０の後端部には、バッテリー２０の突出部２４が係止される係止部３８が一体に形成されている。係止部３８は、突出部２４の斜面の形状に沿って車体前方上側へ向かって延在されており、図３に示されるように、車体前方側から挿入（嵌合）された突出部２４を車体上方側へ外れないように係止する構成になっている。

また、図４（Ａ）に示されるように、各ボス部３４の上縁部における車体後方側には、バッテリー２０の後部側における底面２１を下方から支持する支持部３６が一体に突設されている。図２に示されるように、各支持部３６は、各ボス部３４の上縁部に沿って平面視で半円弧状に湾曲成形された板状部材であり、図４（Ｂ）に示されるように、正面視で車体後方側端部が頂点３６Ａとなる略二等辺三角形状に形成されている。

したがって、バッテリー２０は、バッテリートレイ３０の係止部３８に突出部２４が係止された状態で、その後部側の底面２１が、各支持部３６の頂点３６Ａによって（車幅方向に離間した２点で）支持されるようになっている。なお、バッテリー２０の後部側の底面２１は、後述するようにバッテリー２０のサイズが異なっても、各支持部３６の頂点３６Ａによって支持される。また、図４（Ｂ）にて示される支持部３６の頂点３６Ａまでの高さＨ１は、例えば０．８ｍｍとされている。

また、図２に示されるように、バッテリートレイ３０の前部側には、車体前後方向に沿って延在する左右一対のリブ４０（以下、左右を区別して説明するときには、数字の後に「Ｌ」、「Ｒ」の英字を付した符号とする）が、車幅方向に離間して一体に突設されている。

各リブ４０は、車幅方向が板厚方向とされた所定高さの板状部材であり、図５に示されるように、その前部側には、車体前方側へ行くに従って高さが高くなる傾斜部４２が形成されている。そして、傾斜部４２よりも車体前方側は、その車体前方側へ行くに従って高さが低くなるように形成されている。つまり、各リブ４０に形成された傾斜部４２は、その前端部に頂点４２Ａを有する形状とされている。

なお、図５（Ｂ）にて示される傾斜部４２の頂点４２Ａまでの高さＨ２は、例えば０．８ｍｍとされている。そして、バッテリー２０は、その種々のサイズ（車体前後方向の長さ）の違いにより、車体前方側端部における稜線部２２が傾斜部４２に支持されるか、又は、車体前方側端部近傍の底面２１が傾斜部４２の前端部である頂点４２Ａに支持される構成になっている。

また、図２に示されるように、左右何れか一方（例えば右側）のリブ４０Ｒの近傍におけるバッテリートレイ３０には、バッテリー２０の前端部に設けられている固定ブラケット（図示省略）を締結固定するための貫通孔４４が形成されている。すなわち、固定ブラケットには、ボルト２６を挿通させるための貫通孔（図示省略）が形成されている。

したがって、例えばバッテリー２０のサイズとして、大型・中型・小型の３種類がある場合（以下、大きさを区別して説明するときには、数字の後に「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｓ」の英字を付した符号とする）、バッテリートレイ３０には、各固定ブラケットの貫通孔に対応した貫通孔４４が、車体前後方向に３個並んで形成されている。なお、各貫通孔４４の下面には、予めウエルドナット２８（図１参照）が固着されている。

また、左右何れか他方（例えば左側）のリブ４０Ｌにおける傾斜部４２（頂点４２Ａ）の近傍には、バッテリートレイ３０をフロントサイドメンバ１４に締結固定するための上記した貫通孔３３が形成されている。詳細には、左側のリブ４０Ｌにおける傾斜部４２（頂点４２Ａ）と、大型のバッテリー２０Ｌ及び中型のバッテリー２０Ｍを取り付けるための各貫通孔４４Ｌ、４４Ｍとの間に、貫通孔３３が形成されている。

なお、バッテリートレイ３０には、少なくとも左右一対とされた２個のリブ４０（４０Ｌ、４０Ｒ）が一体に突設されていればよいが、車体前後方向に沿って延在する（車幅方向が板厚方向とされた）補強用のリブ４６を車幅方向に所定の間隔を空けて複数本（例えば３本）一体に突設してもよい。例えば図２に示されるように、リブ４０Ｒを車体後方側へ延長させて補強用のリブ４６Ｒとしたり、リブ４０Ｌの車幅方向外側とバッテリートレイ３０の車幅方向略中央部とに、それぞれ補強用のリブ４６Ｌ、４６Ｃを一体に突設したりしてもよい。

また、バッテリートレイ３０には、車幅方向に沿って延在する（車体前後方向が板厚方向とされた）補強用のリブ４８を車体前後方向に所定の間隔を空けて複数本（例えば３本）一体に突設してもよい。例えば図２に示されるように、各リブ４０（４０Ｒ、４０Ｌ）の後端部を通るような位置と、バッテリートレイ３０の車体前後方向略中央部と、各ボス部３４の中心部（軸心部）を通るような位置とに、それぞれ補強用のリブ４８Ｆ、４８Ｃ、４８Ｂを一体に突設してもよい。

以上のような構成とされたバッテリートレイ３０（バッテリー搭載構造１０）において、次にその作用について説明する。

バッテリートレイ３０に小型のバッテリー２０Ｓを取り付けるときには、まずバッテリー２０Ｓの突出部２４をバッテリートレイ３０の係止部３８に係止させる。そして、バッテリー２０Ｓの後部側の底面２１を各支持部３６の頂点３６Ａに載せるとともに、バッテリー２０Ｓの車体前方側端部の稜線部２２Ｓを各リブ４０の傾斜部４２に載せ、固定ブラケットをバッテリートレイ３０に締結固定する。これにより、小型のバッテリー２０Ｓが、バッテリートレイ３０に４点で支持された状態で取り付けられる。

同様に、バッテリートレイ３０に中型のバッテリー２０Ｍを取り付けるときには、まずバッテリー２０Ｍの突出部２４をバッテリートレイ３０の係止部３８に係止させる。そして、バッテリー２０Ｍの後部側の底面２１を各支持部３６の頂点３６Ａに載せるとともに、バッテリー２０Ｍの車体前方側端部の稜線部２２Ｍを各リブ４０の傾斜部４２に載せ、固定ブラケットをバッテリートレイ３０に締結固定する。これにより、中型のバッテリー２０Ｍが、バッテリートレイ３０に４点で支持された状態で取り付けられる。

一方、バッテリートレイ３０に大型のバッテリー２０Ｌを取り付けるときには、まずバッテリー２０Ｌの突出部２４をバッテリートレイ３０の係止部３８に係止させる。そして、バッテリー２０Ｌの後部側の底面２１を各支持部３６の頂点３６Ａに載せるとともに、バッテリー２０Ｌの車体前方側端部近傍の底面２１を各リブ４０の傾斜部４２の前端部である頂点４２Ａに載せ、固定ブラケットをバッテリートレイ３０に締結固定する。これにより、大型のバッテリー２０Ｌが、バッテリートレイ３０に４点で支持された状態で取り付けられる。

このように、バッテリー２０は、そのサイズ（車体前後方向の長さ）によらず、それぞれバッテリートレイ３０に４点で支持された状態で取り付けられる。つまり、バッテリー２０は、そのサイズが種々異なっていても、それぞれ安定してバッテリートレイ３０に支持される。したがって、バッテリー２０のサイズが異なることによる車体１２の振動特性の変化を抑制することができ、車両における振動騒音性能の低下を抑制することができる。

また、支持部３６（頂点３６Ａ）及び傾斜部４２（頂点４２Ａを含む）は、それぞれフロントサイドメンバ１４に対するバッテリートレイ３０の締結部分、即ち貫通孔３４Ａ及び貫通孔３３の近傍に形成されている。ここで、フロントサイドメンバ１４に対するバッテリートレイ３０の締結部分の剛性は、他の部分の剛性よりも高い。

したがって、その締結部分の近傍に、バッテリー２０を支持する支持部３６及び傾斜部４２が形成されていると、その支持部３６及び傾斜部４２の剛性を向上させることができる。よって、バッテリー２０は、バッテリートレイ３０を介して、フロントサイドメンバ１４に効率よく支持されるとともに、フロントサイドメンバ１４における振動を効果的に抑制することができる。

なお、支持部３６及び傾斜部４２は、それぞれ少なくとも２個設けられていればよいが、バッテリー２０を支持する点は４点とすることが望ましい。バッテリー２０を支持する点が３点になると、バッテリー２０を安定して支持することが困難となる。また、バッテリー２０を支持する点が５点以上になると、バッテリー２０を安定して支持することができるが、バッテリー２０のサイズが異なることによる車体１２の振動特性の変化を抑制し難くなる。

したがって、バッテリー２０は、２個の支持部３６（頂点３６Ａ）及び２個の傾斜部４２（頂点４２Ａを含む）の合計４点で支持されることが望ましく、これによって、フロントサイドメンバ１４上のバッテリー搭載構造１０において、車体１２の振動特性の変化を効果的に抑制することができ、車両における振動騒音性能の低下を効果的に抑制することができる。

以上、本実施形態に係るバッテリー搭載構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るバッテリー搭載構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、バッテリートレイ３０に形成される補強用のリブ４６、４８は、図示の位置及び数量に限定されるものではない。

また、バッテリー２０のサイズも図示の３種類に限定されるものではない。更に、支持部３６は、各ボス部３４の上縁部における車体後方側ではなく、各ボス部３４の上縁部における車体前方側に一体に突設されていてもよい。但し、バッテリー２０を支持する４点は、車体前後方向及び車幅方向になるべく離間されている方が、より安定してバッテリー２０を支持することができる利点がある。

また、支持部３６は、各ボス部３４の上縁部に突設される構成に限定されるものではなく、例えば各ボス部３４の近傍における各リブ４６Ｒ、４６Ｌに、傾斜部４２の頂点４２Ａと同様の頂点（図示省略）として形成される構成とされていてもよい。また、バッテリートレイ３０は、フロントサイドメンバ１４に固定される構成に限定されるものではなく、例えばリアサイドメンバや他の車両骨格部材（図示省略）等に固定される構成とされていてもよい。

１０バッテリー搭載構造
１４フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
２０バッテリー
２１底面（底部）
２２稜線部
３０バッテリートレイ
３６支持部
４０リブ
４２傾斜部

Claims

少なくとも底部が長方形状とされ、前記底部の長手方向一端部側に前記底部の短手方向に沿った稜線部を有するバッテリーと、
前記バッテリーが載置されるバッテリートレイと、
前記バッテリートレイに前記底部の長手方向に沿って、かつ前記底部の短手方向に離間して形成された少なくとも２個のリブと、
前記リブにおける前記底部の前記長手方向一端部側に該一端部側へ行くに従って高さが高くなるように形成され、前記稜線部又は前記底部を支持する傾斜部と、
を備えたバッテリー搭載構造。
前記バッテリートレイにおける前記底部の長手方向他端部側に、前記底部の短手方向に離間して形成され、前記底部を支持する少なくとも２個の支持部を備えた請求項１に記載のバッテリー搭載構造。
前記バッテリートレイは、車体前後方向に延在するサイドメンバ上に配置されている請求項１又は請求項２に記載のバッテリー搭載構造。