JP2022146122A - バッテリー支持フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリー支持フレーム構造において、バッテリーの量を増加させ易くする。【解決手段】バッテリー支持フレーム構造Ｓは、車両の前後方向において延在しており、車両の車幅方向において貫通する穴１１が形成されている複数のサイドメンバ１と、複数のサイドメンバ１の穴１１に挿入されており、車両の車幅方向における長さが複数のサイドメンバ１の間の長さよりも大きいバッテリー２と、を有する。また、サイドメンバ１は、車両の前後方向において直線状に延在している。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のバッテリー支持フレーム構造に関する。

車両には、フレーム構造が設けられている。特許文献１には、第１バッテリー構造が固定された第１サイドメンバと、第２バッテリー構造が固定された第２サイドメンバとを有する車両が開示されている。

特開２０２０－１８４４８６号公報

車両の前後方向において延在している複数のサイドメンバを有するフレーム構造にバッテリーを設ける場合、バッテリーを車両の車幅方向において複数のサイドメンバの内側及び外側に分割して設ける場合がある。この場合、複数のサイドメンバの内側及び外側に設けるバッテリー毎に、それぞれバッテリーとサイドメンバとの間に、サイドメンバから加わる力によってバッテリーに応力が生じるのを抑制する弾性部材、及びバッテリーが変位する空間を設ける必要がある。このため、バッテリーの量を増加させづらいという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、バッテリーの量を増加させ易いバッテリー支持フレーム構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両の前後方向において延在しており、前記車両の車幅方向において貫通する穴が形成されている複数のサイドメンバと、前記複数のサイドメンバの前記穴に挿入されており、前記車幅方向における長さが前記複数のサイドメンバの間の長さよりも大きいバッテリーと、を有するバッテリー支持フレーム構造を提供する。

また、前記サイドメンバは、前記前後方向において直線状に延在していてもよい。また、前記バッテリーの前記車両の高さ方向における上方において延在している第１部材と、前記バッテリーの前記高さ方向における下方において延在している第２部材と、をさらに有していてもよい。

また、前記複数のサイドメンバとして、前記車幅方向における左側に設けられた左サイドメンバと、前記車幅方向における右側に設けられた右サイドメンバと、が設けられており、前記第１部材として、前記左サイドメンバと前記右サイドメンバとの間に設けられている第１中央部材と、前記車幅方向において前記左サイドメンバの左側に設けられている第１左部材と、前記車幅方向において前記右サイドメンバの右側に設けられている第１右部材と、が設けられており、前記第２部材として、前記左サイドメンバと前記右サイドメンバとの間に設けられている第２中央部材と、前記車幅方向において前記左サイドメンバの左側に設けられている第２左部材と、前記車幅方向において前記右サイドメンバの右側に設けられている第２右部材と、が設けられており、前記第１左部材の左端と前記第１右部材の右端との間の前記車幅方向における長さ、及び前記第２左部材の左端と前記第２右部材の右端との間の前記車幅方向における長さが、前記バッテリーの前記車幅方向の長さよりも大きくてもよい。

本発明によれば、バッテリー支持フレーム構造において、バッテリーの量を増加させ易くすることができるという効果を奏する。

本実施形態に係るバッテリー支持フレーム構造の構造を示す。 図１のＸ－Ｘ線断面図である。 比較例としての従来のバッテリー支持フレーム構造の構造を示す。 図３のＹ－Ｙ線断面図である。

［バッテリー支持フレーム構造Ｓの構造］
図１は、本実施形態に係るバッテリー支持フレーム構造Ｓの構造を示す図である。図２は、図１のＸ－Ｘ線断面図である。

バッテリー支持フレーム構造Ｓは、複数のサイドメンバ１、バッテリー２、第１部材３、第２部材４、第３部材５、第４部材６、及び複数のフレーム７を有する。サイドメンバ１は、車両の前後方向において延在している。サイドメンバ１は、車両の前後方向において直線状に延在している。サイドメンバ１は、穴１１を有する。穴１１は、サイドメンバ１を車両の車幅方向において貫通している。穴１１には、後述するバッテリー２が挿入されている。

バッテリー支持フレーム構造Ｓは、複数のサイドメンバ１として、左サイドメンバ１Ｌ、及び右サイドメンバ１Ｒを有する。左サイドメンバ１Ｌは、車両の車幅方向における左側に設けられている。左サイドメンバ１Ｌは、穴１１Ｌを有する。穴１１Ｌは、左サイドメンバ１Ｌを車両の車幅方向において貫通している。穴１１Ｌには、後述するバッテリー２が挿入されている。

右サイドメンバ１Ｒは、車両の車幅方向における右側に設けられている。右サイドメンバ１Ｒは、穴１１Ｒを有する。穴１１Ｒは、右サイドメンバ１Ｒを車両の車幅方向において貫通している。穴１１Ｒには、後述するバッテリー２が挿入されている。

バッテリー２は、ハイブリッド車又はＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車の走行用モーター駆動用の電源バッテリーとして用いられる。バッテリー２は、複数のバッテリーモジュール（不図示）、及び収容部（不図示）を有する。バッテリーモジュールは、複数のバッテリーセル（不図示）を有する。バッテリーセルは、電力を蓄電する。収容部は、複数のバッテリーモジュールを収容している。

バッテリー２は、複数のサイドメンバ１の穴１１に挿入されている。バッテリー２は、複数のサイドメンバ１の穴１１に挿入された状態で、複数のサイドメンバ１に弾性部材（不図示）を介して支持されている。バッテリー２の車両の車幅方向における長さは複数のサイドメンバ１の間の長さよりも大きい。バッテリー２の車両の車幅方向における長さは、左サイドメンバ１Ｌの左端と右サイドメンバ１Ｒの右端との間の車両の車幅方向における長さよりも大きい。

図３は、比較例としての従来のバッテリー支持フレーム構造Ｔの構造を示す図である。図４は、図３のＹ－Ｙ線断面図である。
従来のバッテリー支持フレーム構造Ｔは、バッテリー支持フレーム構造Ｓと比べて、バッテリー９が挿入されている穴が形成されていない複数のサイドメンバ８と、複数のサイドメンバ８の車両の車幅方向における内側及び外側に分割して設けられている複数のバッテリー９とを有する点で異なる。

従来のバッテリー支持フレーム構造Ｔは、複数のサイドメンバ８、及び複数のバッテリー９を有する。サイドメンバ８は、サイドメンバ１と同様に、車両の前後方向において延在している。サイドメンバ８は、サイドメンバ１と同様に、車両の前後方向において直線状に延在している。バッテリー支持フレーム構造Ｔは、複数のサイドメンバ８として、左サイドメンバ８Ｌ、及び右サイドメンバ８Ｒを有する。左サイドメンバ８Ｌは、車両の車幅方向における左側に設けられている。右サイドメンバ８Ｒは、車両の車幅方向における右側に設けられている。

バッテリー９は、バッテリー２と同様に、ハイブリッド車又はＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）車の走行用モーター駆動用の電源バッテリーとして用いられる。バッテリー９は、バッテリー２と同様の構造を有する。バッテリー支持フレーム構造Ｔは、複数のバッテリー９として、第１バッテリー９Ｃ、第２バッテリー９Ｌ、及び第３バッテリー９Ｒを有する。第１バッテリー９Ｃは、左サイドメンバ８Ｌと右サイドメンバ８Ｒとの間に設けられている。第１バッテリー９Ｃは、左サイドメンバ８Ｌ及び右サイドメンバ８Ｒに、それぞれ弾性部材（不図示）を介して支持されている。

第２バッテリー９Ｌは、車両の車幅方向において左サイドメンバ８Ｌの左側に設けられている。第２バッテリー９Ｌは、左サイドメンバ８Ｌに、弾性部材（不図示）を介して支持されている。第３バッテリー９Ｒは、車両の車幅方向において右サイドメンバ８Ｒの右側に設けられている。第３バッテリー９Ｒは、右サイドメンバ８Ｒに、弾性部材（不図示）を介して支持されている。

バッテリー支持フレーム構造Ｔにおいては、このようにバッテリー９が車両の車幅方向において複数のサイドメンバ８の内側及び外側に分割して設けられている。したがって、複数のサイドメンバ８の内側及び外側に設けるバッテリー９毎に、それぞれバッテリー９とサイドメンバ８との間に、サイドメンバ８から加わる力によってバッテリー９に応力が生じるのを抑制する弾性部材（不図示）、及びバッテリー９が変位する空間を設ける必要がある。その結果、バッテリー支持フレーム構造Ｔにおいては、バッテリー９の量を増加させづらい。

これに対して、バッテリー支持フレーム構造Ｓは、前述したように、車両の車幅方向において貫通する穴１１が形成されている複数のサイドメンバ１と、複数のサイドメンバ１の穴１１に挿入されており、車両の車幅方向における長さが複数のサイドメンバ１の間の長さよりも大きいバッテリー２と、を有する。したがって、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、バッテリー２は車両の車幅方向において複数のサイドメンバ１の内側及び外側に分割して設けられていない。

その結果、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、バッテリー２と複数のサイドメンバ１との間の弾性部材が設けられている空間、及びバッテリー２が変位する空間を小さくすることができる。よって、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、バッテリー２の量を増加させ易くすることができる。

［第１部材３及び第２部材４の構造］
第１部材３は、バッテリー２の車両の高さ方向における上方において延在している。第１部材３は、車両の高さ方向と直交する水平方向において延在している。第２部材４は、バッテリー２の車両の高さ方向における下方において延在している。第２部材４は、車両の高さ方向と直交する水平方向において延在している。第１部材３及び第２部材４は板形状であるが、これに限定されない。第１部材３及び第２部材４は、例えば棒状であってもよい。バッテリー支持フレーム構造Ｓは、このように第１部材３及び第２部材４を有することで、車両の外側からの衝突に対して、バッテリー２を保護することができる。

バッテリー支持フレーム構造Ｓは、第１部材３として、第１中央部材３Ｃ、第１左部材３Ｌ、及び第１右部材３Ｒを有する。第１中央部材３Ｃは、左サイドメンバ１Ｌと右サイドメンバ１Ｒとの間に設けられている。第１中央部材３Ｃの左端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第１中央部材３Ｃの右端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。第１左部材３Ｌは、車両の車幅方向において左サイドメンバ１Ｌの左側に設けられている。第１左部材３Ｌの右端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第１右部材３Ｒは、車両の車幅方向において右サイドメンバ１Ｒの右側に設けられている。第１右部材３Ｒの左端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。

また、バッテリー支持フレーム構造Ｓは、第２部材４として、第２中央部材４Ｃ、第２左部材４Ｌ、及び第２右部材４Ｒを有する。第２中央部材４Ｃは、左サイドメンバ１Ｌと右サイドメンバ１Ｒとの間に設けられている。第２中央部材４Ｃの左端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第２中央部材４Ｃの右端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。第２左部材４Ｌは、車両の車幅方向において左サイドメンバ１Ｌの左側に設けられている。第２左部材４Ｌの右端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第２右部材４Ｒは、車両の車幅方向において右サイドメンバ１Ｒの右側に設けられている。第２右部材４Ｒの左端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。

第１左部材３Ｌの左端と第１右部材３Ｒの右端との間の車両の車幅方向における長さ、及び第２左部材４Ｌの左端と第２右部材４Ｒの右端との間の車両の車幅方向における長さは、バッテリー２の車両の車幅方向の長さよりも大きい。

バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、このように第１部材３及び第２部材４が設けられていることで、車両の車幅方向における外側からの衝突による荷重を第１部材３及び第２部材４を介して複数のサイドメンバ１で支えることができる。したがって、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、車両の車幅方向における外側からの衝突に対して、バッテリー２を保護することができる。

第３部材５は、バッテリー２の車両の前後方向における前方において延在している。第３部材５は、車両の車幅方向において延在している。第３部材５は板形状であるが、これに限定されない。第３部材５は、例えば棒状であってもよい。バッテリー支持フレーム構造Ｓは、第３部材５として、第３中央部材５Ｃ、第３左部材５Ｌ、及び第３右部材５Ｒを有する。

第３中央部材５Ｃは、左サイドメンバ１Ｌと右サイドメンバ１Ｒとの間に設けられている。第３中央部材５Ｃの左端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第３中央部材５Ｃの右端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。第３左部材５Ｌは、車両の車幅方向において左サイドメンバ１Ｌの左側に設けられている。第３左部材５Ｌの右端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第３右部材５Ｒは、車両の車幅方向において右サイドメンバ１Ｒの右側に設けられている。第３右部材５Ｒの左端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。第３左部材５Ｌの左端と第３右部材５Ｒの右端との間の車両の車幅方向における長さは、バッテリー２の車両の車幅方向の長さよりも大きい。

第４部材６は、バッテリー２の車両の前後方向における後方において延在している。第４部材６は、車両の車幅方向において延在している。第４部材６は板形状であるが、これに限定されない。第４部材６は、例えば棒状であってもよい。バッテリー支持フレーム構造Ｓは、第４部材６として、第４中央部材６Ｃ、第４左部材６Ｌ、及び第４右部材６Ｒを有する。

第４中央部材６Ｃは、左サイドメンバ１Ｌと右サイドメンバ１Ｒとの間に設けられている。第４中央部材６Ｃの左端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第４中央部材６Ｃの右端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。第４左部材６Ｌは、車両の車幅方向において左サイドメンバ１Ｌの左側に設けられている。第４左部材６Ｌの右端は、左サイドメンバ１Ｌに固定されている。第４右部材６Ｒは、車両の車幅方向において右サイドメンバ１Ｒの右側に設けられている。第４右部材６Ｒの左端は、右サイドメンバ１Ｒに固定されている。第４左部材６Ｌの左端と第４右部材６Ｒの右端との間の車両の車幅方向における長さは、バッテリー２の車両の車幅方向の長さよりも大きい。

フレーム７は、車両の前後方向において延在している。バッテリー支持フレーム構造Ｓは、複数のフレーム７として、左フレーム７Ｌ、及び右フレーム７Ｒを有する。左フレーム７Ｌは、車両の車幅方向における左側に設けられている。左フレーム７Ｌは、第１左部材３Ｌの左端、第２左部材４Ｌの左端、第３左部材５Ｌの左端、及び第４左部材６Ｌの左端に固定されている。右フレーム７Ｒは、車両の車幅方向における右側に設けられている。右フレーム７Ｒは、第１右部材３Ｒの右端、第２右部材４Ｒの右端、第３右部材５Ｒの右端、及び第４右部材６Ｒの右端に固定されている。

左フレーム７Ｌの車両の車幅方向における外側の面、及び右フレーム７Ｒの車両の車幅方向における外側の面には、それぞれ衝撃吸収部材（不図示）が設けられている。衝撃吸収部材は、外部の物体との衝突時に変形することで衝突エネルギーを吸収する。フレーム７は、外部の物体との衝突時に衝撃吸収部材を変形させるための反力を発生させる。

［本実施形態に係るバッテリー支持フレーム構造Ｓによる効果］
本実施形態に係るバッテリー支持フレーム構造Ｓは、車両の前後方向において延在しており、車両の車幅方向において貫通する穴１１が形成されている複数のサイドメンバ１と、複数のサイドメンバ１の穴１１に挿入されており、車両の車幅方向における長さが複数のサイドメンバ１の間の長さよりも大きいバッテリー２と、を有する。

本実施形態に係るバッテリー支持フレーム構造Ｓは、このように車両の車幅方向において貫通する穴１１が形成されている複数のサイドメンバ１と、複数のサイドメンバ１の穴１１に挿入されており、車両の車幅方向における長さが複数のサイドメンバ１の間の長さよりも大きいバッテリー２と、を有する。したがって、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、バッテリー２は車両の車幅方向において複数のサイドメンバ１の内側及び外側に分割して設けられていない。

その結果、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、バッテリー２と複数のサイドメンバ１との間の、サイドメンバ１から加わる力によってバッテリー２に応力が生じるのを抑制する弾性部材が設けられている空間、及びバッテリー２が変位する空間を小さくすることができる。よって、バッテリー支持フレーム構造Ｓにおいては、バッテリー２の量を増加させ易くすることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

Ｓ・・・バッテリー支持フレーム構造
１、１Ｌ、１Ｒ・・・サイドメンバ
１１、１１Ｌ、１１Ｒ・・・穴
２・・・バッテリー
３、３Ｃ、３Ｌ、３Ｒ・・・第１部材
４、４Ｃ、４Ｌ、４Ｒ・・・第２部材
５、５Ｃ、５Ｌ、５Ｒ・・・第３部材
６、６Ｃ、６Ｌ、６Ｒ・・・第４部材
７、７Ｌ、７Ｒ・・・フレーム
Ｔ・・・従来のバッテリー支持フレーム構造
８、８Ｌ、８Ｒ・・・サイドメンバ
９、９Ｃ、９Ｌ、９Ｒ・・・バッテリー

Claims (4)

1. 車両の前後方向において延在しており、前記車両の車幅方向において貫通する穴が形成されている複数のサイドメンバと、
   前記複数のサイドメンバの前記穴に挿入されており、前記車幅方向における長さが前記複数のサイドメンバの間の長さよりも大きいバッテリーと、
   を有するバッテリー支持フレーム構造。
2. 前記サイドメンバは、前記前後方向において直線状に延在している、
   請求項１に記載のバッテリー支持フレーム構造。
3. 前記バッテリーの前記車両の高さ方向における上方において延在している第１部材と、
   前記バッテリーの前記高さ方向における下方において延在している第２部材と、
   をさらに有する、
   請求項１又は２に記載のバッテリー支持フレーム構造。
4. 前記複数のサイドメンバとして、
   前記車幅方向における左側に設けられた左サイドメンバと、
   前記車幅方向における右側に設けられた右サイドメンバと、
   が設けられており、
   前記第１部材として、
   前記左サイドメンバと前記右サイドメンバとの間に設けられている第１中央部材と、
   前記車幅方向において前記左サイドメンバの左側に設けられている第１左部材と、
   前記車幅方向において前記右サイドメンバの右側に設けられている第１右部材と、
   が設けられており、
   前記第２部材として、
   前記左サイドメンバと前記右サイドメンバとの間に設けられている第２中央部材と、
   前記車幅方向において前記左サイドメンバの左側に設けられている第２左部材と、
   前記車幅方向において前記右サイドメンバの右側に設けられている第２右部材と、
   が設けられており、
   前記第１左部材の左端と前記第１右部材の右端との間の前記車幅方向における長さ、及び前記第２左部材の左端と前記第２右部材の右端との間の前記車幅方向における長さが、前記バッテリーの前記車幅方向の長さよりも大きい、
   請求項３に記載のバッテリー支持フレーム構造。
   

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