JP2019084865A - バッテリ搭載車両の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増大や製造コストの上昇を抑制しつつ、車両の側突時におけるバッテリの保護性能を従来よりも高くすることが可能なバッテリ搭載車両の構造を提供する。【解決手段】車室のフロア部１上に搭載されたバッテリ２と、上部構造部材４０，４１に上部が連結され、かつ下部がフロア部１に取付けられた支持脚部４２を有する櫓状構造体４と、を備えている、バッテリ搭載車両の構造Ａであって、支持脚部４２として、フロア部１の車幅方向外端寄りの位置に設けられた外端寄り取付け部１８に下部が支持され、かつ上部側が下部側よりも車幅方向中央側に位置するように傾斜した少なくとも１つの傾斜支持脚部４２ｂを備えており、外端寄り取付け部１８には、車両正面視において、傾斜支持脚部４２ｂに対向し、かつ傾斜支持脚部４２ｂの傾斜方向とは上下反対方向に傾斜する傾斜壁部１８ａが具備されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド車などの車両において、リチウムイオン二次電池などのバッテリを搭載する場合に適用されるバッテリ搭載車両の構造に関する。

バッテリ搭載車両の構造の具体例として、特許文献１，２に記載のものがある。
これらの文献に記載された構造においては、車両用リヤシートのシートクッションフレームの下方領域に空間部が設けられており、バッテリは、前記空間部に位置するようにして車室のフロア部上に搭載されている。シートクッションフレームは、複数の支持脚部によって支持されており、これらシートクッションフレームおよび複数の支持脚部は、バッテリを囲む、または覆う櫓状構造体となっている。
このような構成によれば、リヤシートの下方領域を有効に利用し、バッテリをスペース効率よく車両に搭載することができる。また、櫓状構造体は、本来的には、リヤシートの構成部材であるが、バッテリ用の保護部材としても機能するため、合理的である。

しかしながら、前記従来技術においては、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、シートクッションフレームおよび複数の支持脚部からなる櫓状構造体は、バッテリを保護する役割を果たすものの、車両が側突した際にはバッテリに対する十分な保護性能を発揮するものとはされていない。従来においては、車両が側突した際に、側突対象物が車室内側に大きく進入し、バッテリに強く衝突する虞があった。
これを解消する手段としては、フロア部や櫓状構造体などの各部を厚肉として剛性を高めたり、あるいは強度の高い材質とすることが考えられるが、前者の手段によれば、重量の増大ならびに製造コストの上昇を招き、後者の手段によっても製造コストの上昇を招いてしまう。

特開２０１１−１２６４３９号公報 特許第５０８３４６５号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、重量の増大や製造コストの上昇を抑制しつつ、車両の側突時におけるバッテリの保護性能を従来よりも高くすることが可能なバッテリ搭載車両の構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供されるバッテリ搭載車両の構造は、車室のフロア部上に搭載されたバッテリと、このバッテリの上方に位置する上部構造部材、およびこの上部構造部材に上部が連結され、かつ下部が前記フロア部に取付けられた支持脚部を有する櫓状構造体と、を備えている、バッテリ搭載車両の構造であって、前記支持脚部として、前記フロア部の車幅方向外端寄りの位置に設けられた外端寄り取付け部に下部が支持され、かつ上部側が下部側よりも車幅方向中央側に位置するように傾斜した少なくとも１つの傾斜支持脚部を備えており、前記外端寄り取付け部には、車両正面視において、前記傾斜支持脚部に対向し
、かつ前記傾斜支持脚部の傾斜方向とは上下反対方向に傾斜する傾斜壁部が具備されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、車両の側突が発生し、フロア部のうち、傾斜支持脚部の下部が取付けられている外端寄り取付け部、またはその付近に対し、車幅方向外方側から内方側への荷重入力があった場合、この荷重は、傾斜支持脚部と前記外端寄り取付け部の傾斜壁部との双方に略均等に分散して作用することとなる。
このため、前記荷重入力に起因してフロア部のみ、あるいは櫓状構造体のみに前記荷重が大きく偏った状態で作用することがなく、櫓状構造体およびフロア部の双方によって前記荷重を略均等に受けることにより、前記荷重を効率よく吸収することができる。その結果、側突対象物が車室内側に大きく進入して、バッテリに強く衝突するといったことを適切に防止または抑制することができる。したがって、従来よりも優れたバッテリ保護性能が得られる。
本発明においては、バッテリを保護するための手段として、フロア部や櫓状構造体などの各部を厚肉にしたり、あるいは高強度の材質にする必要はないため、重量の増大や、製造コストの上昇なども適切に抑制することが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係るバッテリ搭載車両の構造の一例を示す要部概略斜視図である。 図１のII−II概略断面図である。 図１の要部正面図（車両前方視の図）である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示すバッテリ搭載車両の構造Ａは、車室のフロア部１上に搭載されたバッテリ２、および櫓状構造体４を備えており、バッテリ２は、櫓状構造体４の内側に確保された空間部に配置されている。
本実施形態の構造Ａが適用される車両は、たとえばハイブリッド車、または電気自動車である。バッテリ２は、それらの車両の駆動用バッテリであり、たとえばリチウムイオン二次電池、あるいはニッケル水素二次電池などである。

車室のフロア部１は、第１および第２のフロア部１ａ，１ｂ、ならびにフロアクロス部１ｃに区分することができる。第１および第２のフロア部１ａ，１ｂは、たとえばフロントフロアパネルおよびリヤフロアパネルを用いて構成された部位であり、フロアクロス部１ｃを介して繋げられている。バッテリ２は、第２のフロア部１ｂの上に固定されている。フロアクロス部１ｃは、第１および第２のフロア部１ａ，１ｂとは別部材のクロスメンバを用いて構成されており、第１および第２のフロア部１ａ，１ｂよりも上方に隆起して車幅方向に延びた形態を有し、かつその剛性も高くされている。ただし、図４を参照して後述するように、フロア部１の構成は、これに限定されない。

櫓状構造体４は、図２に示すように、車両用シート（リヤシート）のシートバック３およびシートクッション３ａを載置支持するためのシートクッションフレームとして構成されている。
より具体的には、この櫓状構造体４は、たとえばパイプ材を用いて形成された中空枠状
の上枠部４０、この上枠部４０の内側開口領域を塞ぐように上枠部４０に接合されたシートパン４１、上枠部４０の前部を支持する複数の支持脚部４２（４２ａ，４２ｂ）、および上枠部４０の後部を第２のフロア部１ｂに設けられている起立壁部１９の途中箇所に固定するブラケット部４３などを備えている。上枠部４０およびシートパン４１は、その上面にシートクッション３ａなどが載置される部位であるが、これらは、バッテリ２の上方に位置してバッテリ２の上方を覆っており、本発明でいう櫓状構造体の「上部構造部材」の一例に相当する。

複数の支持脚部４２は、上部が上枠部４０の前側部分に溶接などの手段を用いて連結され、かつ下部がフロアクロス部１ｃにボルト止めなどの手段を用いて取付けられている。これら複数の支持脚部４２（４２ａ，４２ｂ）のうち、車幅方向中央寄りに位置する支持脚部４２ａは、上下高さ方向に非傾斜の起立状態で設けられているのに対し、車幅方向両端寄りに位置する左右一対の支持脚部４２ｂは、次に述べる傾斜支持脚部４２ｂとされている。

各傾斜支持脚部４２ｂは、図３に示すように、上枠部４０に接合された基部４５、およびこの基部４５から下方に延びる支持脚本体部４６を備えており、この支持脚本体部４６の下部は、フロアクロス部１ｃの車幅方向外端寄りの位置に設けられている外端寄り取付け部１８に、ボルト６などを用いて連結されている。また、傾斜支持脚部４２ｂ（厳密には支持脚本体部４６）は、上部側が下部側よりも車幅方向中央側に位置するように、水平線に対して適当な角度αで傾斜している。

これに対し、外端寄り取付け部１８は、フロアクロス部１ｃの他の部分よりも高さが高くされており、車幅方向内方側を向いて起立した傾斜壁部１８ａを備えている。この傾斜壁部１８ａは、車両正面視において、傾斜支持脚部４２ｂに対向し、かつ傾斜支持脚部４２ｂの傾斜方向とは上下反対方向に傾斜する壁部である。図面で示す構成とは若干相違するが、好ましくは、傾斜壁部１８ａの傾斜角度βは、傾斜支持脚部４２ｂの傾斜角度αと略同一とされる。より好ましくは、傾斜支持脚部４２ｂと傾斜壁部１８ａとは、傾斜支持脚部４２ｂと外端寄り取付け部１８との連結部を通過する水平線ＨＬを中心とする上下対称状に傾斜した構成とされる。
図面では省略されているが、フロアクロス部１ｃの車幅方向外方側には、車両前後方向に延びるロッカパネルが設けられている。また、フロア部１の車幅方向両端部の下面側には、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバが設けられている。

次に、前記したバッテリ搭載車両の構造Ａの作用について説明する。

まず、車両が側突を生じることに起因し、図３に示すように、車幅方向外方から内方に向かう衝突荷重Ｗが外端寄り取付け部１８に入力する場合がある。この場合、荷重Ｗは、傾斜支持脚部４２ｂおよび傾斜壁部１８ａの双方に略均等に分散して作用し、傾斜支持脚部４２ｂおよび傾斜壁部１８ａには、荷重Ｗの分散荷重Ｗａ，Ｗｂがそれぞれ作用することとなる。このため、櫓状構造体４のみ、あるいはフロア部１に荷重Ｗが大きく偏った状態で作用することはなく、櫓状構造体４およびフロア部１の双方によって荷重Ｗ（Ｗａ，Ｗｂ）を受けることにより、この荷重Ｗを効率よく吸収することができる。その結果、側突対象物が車室内に大きく進入してバッテリ２に強く当たるといった現象を適切に防止または抑制し、バッテリ２についての優れた保護性能が得られることとなる。

支持脚部４２ａは、傾斜支持脚部４２ｂについて述べたような作用を発揮しないものの、櫓状構造体４とフロア部１とが協働して衝突荷重Ｗ（Ｗａ，Ｗｂ）を受けることを促進し、また傾斜支持脚部４２ｂが不当に倒れることを防止する作用を発揮する。したがって、支持脚部４２ａが設けられていることにより、バッテリ２の保護性能がより高められる
こととなる。

前記したようなバッテリ保護性能は、フロア部１や櫓状構造体４の各部を厚肉にして補強するような手段を採用することなく得られる。したがって、各部の重量の増大や、製造コストの上昇などを適切に抑制することも可能である。

図４は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図４（ａ）においては、フロアパネル材１５に凸状部を一体的に形成することにより、フロアクロス部１ｃを設け、かつこのフロアクロス部１ｃに傾斜支持脚部４２ｂの取付けが図られる外端寄り取付け部１８が設けられている。
同図（ｂ）においては、２つのフロアパネル材１３，１４の双方に凸状部１３ａ，１４ａを形成し、かつこれらを組み合わせて接合することにより、フロアクロス部１ｃを設け、かつこのフロアクロス部１ｃに傾斜支持脚部４２ｂの取付けが図られる外端寄り取付け部１８が設けられている。
これらの実施形態および図１〜図３に示した実施形態から理解されるように、本発明でいう外端寄り取付け部１８の設け方としては、１または複数のフロアパネル材を用いる手段、あるいはフロアパネル材とは別のクロスメンバを用いる手段などがあり、いずれの手段を採用してもよい。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るバッテリ搭載車両の構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述した実施形態においては、櫓状構造体４の傾斜支持脚部４２ｂを、車幅方向の左右両端側に一対で設けているため、車両の左サイド、右サイドのいずれのサイドにおいて側突が発生した場合においてもバッテリを保護する機能が得られ、好ましい。ただし、本発明はこれに限定されず、たとえば傾斜支持脚部４２ｂを設ける設置スペースが確保できないなどの事情がある場合には、車幅方向左右両側のいずれか一方側のみに傾斜支持脚部が設けられた構成とすることもでき、このような構成も、本発明の技術的範囲に包摂される。

本発明でいう櫓状構造体は、必ずしも車両用シートのシートクッションフレームとしての役割を果たすものでなくてもよい。したがって、バッテリの搭載箇所は、車両用シートの下側領域でなくてもよく、車室のフロア部上であれば、いずれであってもよい。櫓状構造体は、バッテリの位置に対応して設けられていればよい。バッテリの具体的な種類や数なども限定されない。

Ａ バッテリ搭載車両の構造
１ フロア部
１８ 外端寄り取付け部
１８ａ 傾斜壁部
２ バッテリ
４ 櫓状構造体
４０ 上枠部（上部構造部材）
４１ シートパン（上部構造部材）
４２ 支持脚部
４２ｂ 傾斜支持脚部

Claims (1)

1. 車室のフロア部上に搭載されたバッテリと、
   このバッテリの上方に位置する上部構造部材、およびこの上部構造部材に上部が連結され、かつ下部が前記フロア部に取付けられた支持脚部を有する櫓状構造体と、
   を備えている、バッテリ搭載車両の構造であって、
   前記支持脚部として、前記フロア部の車幅方向外端寄りの位置に設けられた外端寄り取付け部に下部が支持され、かつ上部側が下部側よりも車幅方向中央側に位置するように傾斜した少なくとも１つの傾斜支持脚部を備えており、
   前記外端寄り取付け部には、車両正面視において、前記傾斜支持脚部に対向し、かつ前記傾斜支持脚部の傾斜方向とは上下反対方向に傾斜する傾斜壁部が具備されていることを特徴とする、バッテリ搭載車両の構造。

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