JP2024030194A - バッテリ支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐荷重強度を高めつつ軽量化することができるバッテリ支持装置を提供する。【解決手段】車長方向に配置され、駆動用バッテリ４の上方，下方に配置される第一上面部８２，第一下面部８３を有する一対の第一ブラケット８と、車幅方向に配置され、駆動用バッテリの上方，下方に配置される第二上面部７２，第二下面部７３を有する一対の第二ブラケット７と、サイドレール２１に連結され、第一及び第二上面部が重なる箇所でこれらと連結される第三ブラケット６と、第一上面部，第二上面部及び第三ブラケットを締結する第一締結部材６１ａと、第一及び第二上面部を貫通しこれらを締結し、第一締結部材よりも径が小さい第二締結部材６１ｂと、第一ブラケットが溶接され、上方に突出する第二締結部材が溶接されるプレート部６２とを備え、第二締結部材は、第一ブラケットに駆動用バッテリが固定される固定点から第一締結部材を結ぶ直線上を避けて配置される。【選択図】図５

Description

本発明は、トラック等の大型の電動車両の駆動用バッテリの支持に用いて好適のバッテリ支持装置に関するものである。

従来、環境への負荷を低減する観点から、乗用車等の小型車両を中心に、駆動用バッテリの電力をモータに供給することで走行する電気自動車やハイブリッド自動車や燃料電池車等の電動車両の開発が進んでいる。さらに、近年では、トラック等の大型車両の分野においても、電動車両の開発が行われている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６－１１３０６３号公報

ところで、乗用車等の小型車両の場合、駆動用バッテリは、車体の内部に搭載されることを前提としており、車両の衝突による衝撃荷重が駆動用バッテリに直接入力されないため、駆動用バッテリの筐体の耐荷重強度を比較的低く設定することが可能である。

これに対して、トラック等の大型車両の場合、ラダーフレームの下方に駆動用バッテリが露出して配置されることがあり、駆動用バッテリの大きさによっては、駆動用バッテリがラダーフレームのサイドレールよりも車幅方向外側まで配置されることがある。この場合、車両側面に車両が衝突すると、駆動用バッテリに高い衝撃荷重が入力されうる。

なお、駆動用バッテリがラダーフレームのサイドレールよりも車幅方向外側まで配置されない場合でも、ラダーフレームの下方に駆動用バッテリが露出している場合は、車両側面に車両が衝突すると、サイドレール下方から駆動用バッテリに高い衝撃荷重が入力されることも考えられる。

さらに、車両の前面衝突や後面衝突の場合においても、他部品との関係などで駆動用バッテリに高い衝撃荷重が入力されうる。仮に、乗用車で用いられるような筐体の耐荷重強度が比較的低く設定された駆動用バッテリがトラック等の車両に用いられた場合は、衝突時の衝撃荷重に駆動用バッテリの筐体が耐えられないことが想定される。

よって、トラック等に用いる駆動用バッテリには、高い耐荷重強度が要求される筐体、又はそれ自体を支持する支持装置が必要である。
一方で、駆動用バッテリの充電容量に対して電動車両が走行できる距離は、車両重量が大きく関係する。そのため、バッテリ支持装置にも軽量化が求められる。

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、耐荷重強度を高めつつ、軽量化孔により軽量化することができるバッテリ支持装置を提供することを１つの目的とする。

本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
本適用例に係るバッテリ支持装置は、車両の駆動用バッテリをサイドレールに支持するバッテリ支持装置であって、前記車両の車長方向に沿ってそれぞれ配置され、前記駆動用バッテリの上方に配置される第一上面部及び前記駆動用バッテリの下方に配置される第一下面部を有する一対の第一ブラケットと、前記車両の車幅方向に沿ってそれぞれ配置され、前記駆動用バッテリの上方に配置される第二上面部及び前記駆動用バッテリの下方に配置される第二下面部を有する一対の第二ブラケットと、前記サイドレールに連結されるとともに、前記第一上面部の車長方向両端部及び前記第二上面部の車幅方向両端部が重なる箇所において前記第一上面部及び前記第二上面部と連結される第三ブラケットと、前記第一上面部、前記第二上面部及び前記第三ブラケットを締結する第一締結部材と、前記第一上面部及び前記第二上面部を貫通して配置され、前記第一上面部及び前記第二上面部を締結し、前記前記第一締結部材よりも径が小さい第二締結部材と、上面に前記第一ブラケットが溶接され、下面に第二締結部材が溶接されるプレート部と、を備え、前記第二締結部材は、前記第一ブラケットと前記駆動用バッテリが固定される固定点から前記第一締結部材を結ぶ直線上を避けて配置されることを特徴としている。

本適用例によれば、第二締結部材が、第一ブラケットと駆動用バッテリが固定される固定点から第一締結部材を結ぶ直線上を避けて配置されるので、第二締結部材に過剰な負荷がかからなくなり、第二締結部材を小径に設定しながら耐久性を確保することができる。

本件によれば、バッテリ支持装置を、耐荷重強度を高めつつ軽量化することができる。

実施形態に係るバッテリ支持装置の構造を説明するためのブラケットを分解して示す斜視図である。 図１に示すバッテリ支持装置のブラケットの組み付け過程を示す斜視図である。 図１に示すバッテリ支持装置のブラケットの組み付け過程を示す斜視図である。 図１に示すバッテリ支持装置を用いた駆動用バッテリの車体への組み付け状態を示す斜視図である。 図１に示すバッテリ支持装置における第一及び第二ブラケットの上面部どうしが重なる部分を説明するもので、第一ブラケットを省いて示す斜視図である。 図１に示すバッテリ支持装置における第一及び第二ブラケットの上面部どうしの重なり状態及び駆動用バッテリの固定点を示す平面図である。 図６のＢ部拡大断面図である。 図１に示すバッテリ支持装置に備えられる第二締結部材を示す図６のＣ－Ｃ矢視断面図である。

図面を参照して、本件の実施形態について説明する。以下の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。下記の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせられる。

［１．構成］
［１－１．全体構成］
図１～４に示すように、本実施形態に係るバッテリ支持装置１（単に、支持装置１ともいう）は、車体の骨格をなすラダーフレーム２を備えた電動トラック３に搭載されている。電動トラック３は、駆動用バッテリパック（「駆動用バッテリ」、単に、「バッテリパック」ともいう）４の電力を図示しない電動モータに供給することで走行する電動車両である。電動車両には、内燃機関を装備しない純粋な電気自動車のほかに、駆動源又は発電用の内燃機関を装備したハイブリッド車や燃料電池車も電動車両に含むものとする。また、電動トラック３については、「電動車両３」又は「車両３」とも言う。

以下、電動トラック３の前後方向を車長方向Ｄ１ともいい、電動トラック３の左右方向を車幅方向Ｄ２ともいう。また、前後方向と左右方向とのいずれにも直交する上下方向を車高方向Ｄ３ともいう。図面では、前方を「ＦＲ」で示し、後方を「ＲＲ」で示し、左方を「ＬＨ」で示し、右方を「ＲＨ」で示し、上方を「ＵＰ」で示し、下方を「ＤＷ」で示す。なお、図４には、電動トラック３の下部構造を示しており、ラダーフレーム２の上方に配置される上部構造（ボデー）は省略している。

ラダーフレーム２は、電動トラック３の骨格をなす部材であって、高い剛性及び強度を有する。ラダーフレーム２は、車長方向Ｄ１に延びる一対のサイドレール２１と、車幅方向Ｄ２に延びてサイドレール２１同士を連結する複数のクロスメンバ２２とを含む。
一対のサイドレール２１は、車幅方向Ｄ２に互いに離間して配置される。各サイドレール２１は、車長方向Ｄ１及び車高方向Ｄ３に沿う板状のウェブ部２１ａと、このウェブ部２１ａの上縁及び下縁から車幅方向Ｄ２の内側に向けて延出する一対の板状のフランジ部２１ｂ，２１ｃとを有するチャネル形状（断面Ｕ字状）に形成される。
複数のクロスメンバ２２は、車長方向Ｄ１に互いに離間して複数配置される。ここでは、バッテリパック４と車高方向Ｄ３において重なる位置、及びバッテリパック４よりも後方の位置の二か所にそれぞれ配置された二つのクロスメンバ２２を例示する。

バッテリパック４は、例えば乗用車に用いられる汎用の高電圧バッテリパックが適用される。電動トラック３において、バッテリパック４は、一対のサイドレール２１の下方に搭載され、各サイドレール２１よりも車幅方向Ｄ２の外側に突出している。ここでは、車高方向Ｄ３の寸法が車長方向Ｄ１及び車幅方向Ｄ２の各寸法よりも小さい（薄い）箱型のバッテリパック４を例示する。ただし、バッテリパック４の形状は特に限定されない。

バッテリパック４は、車幅方向Ｄ２の外側にそれぞれ向く一対のバッテリ側面４１，４２を有する。一対のバッテリ側面４１，４２は、一対のサイドレール２１よりも車幅方向Ｄ２の外側にそれぞれ位置する。より具体的にいえば、右のバッテリ側面４１は右のサイドレール２１よりも右側に位置し、左のバッテリ側面４２は左のサイドレール２１よりも左側に位置する。

バッテリパック４は、上記のようにバッテリ側面４１，４２がサイドレール２１よりも車幅方向Ｄ２の外側に配置されることから、車幅方向Ｄ２の寸法がサイドレール２１のウェブ部２１ａ間の距離よりも大きく確保されている。これにより、バッテリパック４は大容量化が図られている。また、バッテリパック４は、電動トラック３の航続距離を確保するうえでは、前輪軸と後輪軸との間の広範囲にわたって配置されることが好ましい。比較的小型な（ホイールベースが比較的短い）電動トラック３では、一つのバッテリパック４がホイールベースのほぼ全域にわたって配置されうる。この場合、バッテリパック４の前方には前輪が近接して配置され、バッテリパック４の後方には後輪が近接して配置される。

なお、電動トラック３のサイズ及びバッテリパック４の個数は、本実施形態の例示に限定されない。比較的大型の（ホイールベースが比較的長い）電動トラック３では、複数のバッテリパック４が車長方向Ｄ１に並んで設けられてもよい。この場合も、ホイールベースの広範囲にわたって複数のバッテリパック４が配置されることで、バッテリパック４全体としての大容量化が図られ、航続距離を確保できる。

支持装置１は、バッテリパック４をサイドレール２１に連結し、バッテリパック４を支持する。換言すれば、バッテリパック４は、支持装置１を介してサイドレール２１に支持されている。本実施形態では、車幅方向Ｄ２の中心を通り車長方向Ｄ１に延在する鉛直面を対称面として、左右対称（面対称）に構成された支持装置１を例示する。

図３に示すように、支持装置１は、バッテリパック４を収容するバッテリ側ブラケット５と、バッテリ側ブラケット５及びサイドレール２１（図４参照）を連結するフレーム側ブラケット（連結ブラケット、第三ブラケット）６とを含む。バッテリ側ブラケット５は、バッテリパック４の外周に配置される外壁体であって、バッテリパック４を衝撃荷重から保護する機能をもつ。一方、フレーム側ブラケット６は、サイドレール２１から車幅方向Ｄ２の外側かつ下方へ延びており、バッテリ側ブラケット５に収容されたバッテリパック４をサイドレール２１から吊り下げる機能をもつ。

本実施形態のバッテリ側ブラケット５は、バッテリパック４の前縁部を覆うように配置される前側メインブラケット（第二ブラケット）７Ｆと、バッテリパック４の後縁部を覆うように配置される後側メインブラケット（第二ブラケット）７Ｒと、バッテリパック４の右側縁部４０ＲＨを覆う右側エンドクロスメンバ（第一ブラケット）８Ｒと、バッテリパック４の左側縁部４０ＬＨを覆う左側エンドクロスメンバ（第一ブラケット）８Ｌと、を有する。なお、前側メインブラケット７Ｆ及び後側メインブラケット７Ｒについては、単に、メインブラケット（第二ブラケット）７Ｆ，７Ｒとも言う。また、右側エンドクロスメンバ８Ｒ及び左側エンドクロスメンバ８Ｌについては、単に、エンドクロスメンバ（第一ブラケット）８Ｒ，８Ｌとも言う。

なお、前側メインブラケット７Ｆ及び後側メインブラケット７Ｒは互いに同様の形状であり、これらを区別しない場合は、メインブラケット（第二ブラケット）７Ｆ，７Ｒ、又は、ブラケット（第二ブラケット）７とも言う。また、右側エンドクロスメンバ８Ｒ及び左側エンドクロスメンバ８Ｌについても互いに同様の形状であり、これらを区別しない場合は、単に、エンドクロスメンバ（第一ブラケット）８Ｒ，８Ｌ、８又は、ブラケット（第一ブラケット）８とも言う。

一対のメインブラケット７Ｆ，７Ｒの概略形状は、バッテリ側ブラケット５の左右中心（車幅方向Ｄ２の中心）を通り車長方向Ｄ１に延在する鉛直面を基準面として互いに左右対称に形成される。メインブラケット７Ｆ，７Ｒ同士も互いに面対称に形成される。
一対の各エンドクロスメンバ８Ｒ，８Ｌも、バッテリ側ブラケット５の車長方向Ｄ１の中心を通り車幅方向Ｄ２に延在する鉛直面を基準面として互いに前後対称に形成される。エンドクロスメンバ８Ｒ，８Ｌ同士も互いに面対称に形成される。

本実施形態の各メインブラケット７Ｆ，７Ｒ及びエンドクロスメンバ８Ｒ，８Ｌはいずれも、鋼板で形成されており、チャネル形状に形成されている。バッテリ側ブラケット５は、これらのメインブラケット７Ｆ，７Ｒ及びエンドクロスメンバ８Ｒ，８Ｌにより、バッテリパック４の四方を囲むように配置される。

また、本実施形態では、各メインブラケット７Ｆ，７Ｒ及びエンドクロスメンバ８Ｒ，８Ｌ（即ち、バッテリ側ブラケット５）の材料には、高張力鋼が用いられている。高張力鋼板は、例えば引張強度が４９０ＭＰａ以上で１０００ＭＰａ未満と定義される鋼材であるが、薄肉化が可能であり、耐食性があるという利点があり、これを用いることで、バッテリ側ブラケット５、延いては、支持装置１を、耐荷重強度を高めつつ軽量化することができる。なお、支持装置１に要求される耐荷重強度は、車両が側面衝突や前面衝突や後面衝突を受けたときに、支持装置１が一定の衝突荷重を受けても、バッテリパック４のケースを損傷させるほどには変形しない程度の強度である。

ただし、バッテリ側ブラケット５の材料はこれに限定されるものでなく、他の鋼材、或いは、鋼材以外の材料を適用してもよい。より引張強度が高い鋼材に、例えば引張強度が１０００ＭＰａ以上と定義される超高張力鋼を用いればより軽量化が図れるが、現状では、超高張力鋼は、高張力鋼に比べて加工が困難であり、コスト増も招くので、本実施形態では高張力鋼を適用している。
なお、高張力鋼や超高張力鋼は、製造メーカなどにより定義が異なる場合がある。そのため、上記の４９０ＭＰａ以上や１０００Ｍｐａは、数値の目安として例示的に記載しているものである。

各メインブラケット７Ｆ，７Ｒ及び各エンドクロスメンバ８Ｒ，８Ｌはいずれもチャネル形状であり、メインブラケット７は、それぞれウェブ部７１と上部フランジ部（第二上面部）７２と下部フランジ部（第二下面部）７３とを有し、エンドクロスメンバ８は、それぞれウェブ部８１と上部フランジ部（第一上面部）８２と下部フランジ部（第一下面部）８３とを有する。

メインブラケット７Ｆは、バッテリパック４の前縁部４０ＦＲを覆うように配置される。つまり、メインブラケット７Ｆは、ウェブ部７１がバッテリパック４の前面４３に沿い、上部フランジ部７２がバッテリパック４の上面４５の前面寄り部分に沿い、下部フランジ部７３がバッテリパック４の下面４６の前面寄り部分に沿って配置される。

メインブラケット７Ｒは、バッテリパック４の後縁部４０ＲＲを覆うように配置される。つまり、メインブラケット７Ｒは、ウェブ部７１がバッテリパック４の後面４４に沿い、上部フランジ部７２がバッテリパック４の上面４５の後面寄り部分に沿い、下部フランジ部７３がバッテリパック４の下面４６の後面寄り部分に沿って配置される。

右側のエンドクロスメンバ８Ｒは、バッテリパック４の右側縁部４０ＲＨを覆うように配置される。つまり、エンドクロスメンバ８Ｒは、ウェブ部８１がバッテリパック４の右側面４１に沿い、上部フランジ部８２がバッテリパック４の上面４５の右側面寄り部分に沿い、下部フランジ部８３がバッテリパック４の下面４６の右側面寄り部分に沿って配置される。

左側のエンドクロスメンバ８Ｌは、バッテリパック４の左側縁部４０ＬＨを覆うように配置される。つまり、エンドクロスメンバ８Ｌは、ウェブ部８１がバッテリパック４の左側面４２に沿い、上部フランジ部８２がバッテリパック４の上面４５の左側面寄り部分に沿い、下部フランジ部８３がバッテリパック４の下面４６の左側面寄り部分に沿って配置される。

また、図２に示すように、メインブラケット７が予めバッテリパック４の前縁部４０ＦＲ及び後縁部４０ＲＲに配置されたうえで、エンドクロスメンバ８がバッテリパック４の右側縁部４０ＲＨ及び左側縁部４０ＬＨに配置されて、メインブラケット７及びエンドクロスメンバ８がバッテリパック４に連結される。したがって、メインブラケット７のフランジ部７２，７３は、エンドクロスメンバ８のフランジ部８２，８３よりもバッテリパック４側（車高方向Ｄ３の内側）に配置される。

各メインブラケット７の下側のフランジ部７３には、バッテリパック４のケースの底部がボルト等の締結具（図示略）で締結される。なお、図５，図６では、メインブラケット７のウェブ部７１または上部フランジ部７２に隠れてこの締結箇所６０（固定点Ｐ１）は見えないが、締結箇所６０のフランジ部７３における位置が分かるように、図５，図６に白丸で締結箇所６０（固定点Ｐ１）を示している。図６に示すように、各メインブラケット７の下側のフランジ部７３には、それぞれ複数（図６に示す例では４つ）の締結箇所６０が設けられる。

メインブラケット７のフランジ部７２，７３の両端部は、対応するエンドクロスメンバ８のフランジ部８２，８３の両端部と重ねられる。この重なった部分（重合部）５１（図６参照）においてメインブラケット７とエンドクロスメンバ８とが互いに結合される。本実施形態では、図１中に示す複数の締結用孔９０ａ，９０ｂ，９０ｃ（区別しない場合は、９０）を利用してボルト（第一締結部材）６１ａ及びボルト（第二締結部材）６１ｂ，６１ｃ等の締結具を用いて、メインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８とが結合される。

また、エンドクロスメンバ８は、そのウェブ部８１が、バッテリパック４の側面４１，４２に対して離間して（隙間をあけて）配置されており、これにより、衝突時の変形代（衝撃荷重の吸収代）が確保されている。この変形代は想定される変形量に応じて確保するが、変形代が不要であれば、エンドクロスメンバ８のウェブ部８１がバッテリパック４の側面４１，４２と接触するように配置してもよい。

図３に示すように、フレーム側ブラケット６は、メインブラケット７及びエンドクロスメンバ８の上部フランジ部７２，８２同士が重なり結合された重合部５１の上部に、それぞれの下部が固定される。また、フレーム側ブラケット６は、図４に示すように、サイドレール２１のウェブ部２１ａに固定される。したがって、フレーム側ブラケット６は、電動トラック３の左右（各サイドレール２１の車幅方向Ｄ２の外側）に二つずつ（合計四つ）設けられる。なお、メインブラケット７の上部フランジ部７２とエンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２とフレーム側ブラケット６の下部とが連結される部分を連結部５０（図６参照）と呼ぶ。連結部５０は、フレーム側ブラケット６の下部のエンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２との当接面であり、フレーム側ブラケット６の下面の全体、或いは、その下面のうちの要部であり、重合部５１の内部に位置する領域である。

［１－２．ブラケットの結合構造］
図１，図２に示すように、複数の締結用孔９０ａは、メインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８とフレーム側ブラケット６とをボルト６１ａ及び図示しない締結ナットからなる第一締結部材を用いて締結するためのものである。これらの締結用孔９０ａは、フレーム側ブラケット６の位置に合わせて、連結部５０内、即ち、車長方向の中央付近且つ車幅方向の外端部寄り（図７中では、下方寄り）に配置される。ここでは、３個のボルト６１ａがセットになって三角形状に配置されているが、この数は限定されるものではない。なお、ここでは、四隅のうち、前方左側隅の締結箇所に着目して説明する。

メインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８との結合は、複数の締結用孔９０ａによって行われるものの、自車両が側面衝突や前面衝突や後面衝突を受けた場合に、バッテリ支持装置１の変形や損傷を抑制するためには、締結用孔９０ａ以外の箇所でもメインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８とを結合することが有効である。

締結用孔９０ｂ，９０ｃは、このような観点からメインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８とを締結するもので、重合部５１の内部で且つ連結部５０外側に配置される。締結用孔９０ｂ，９０ｃは、メインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８とを結合するだけのものなので、締結用孔９０ａに比べると小さい穴径に設定され、ボルト６１ａよりも小さい（小径の）ボルト６１ｂ，６１ｃ及び図示しない締結ナットからなる第二締結部材を用いて、メインブラケット７とエンドクロスメンバブラケット８とを締結する。

このうち、締結用孔９０ｂは、自車両が側面衝突を受けた場合にバッテリ支持装置１の変形や損傷を抑制できるように、車長方向の中央付近且つ車幅方向の内端部寄り（図７中では、上方寄り）に配置される。ここでは、３つの締結用孔９０ｂが車長方向に沿って並んで形成されている。

また、締結用孔９０ｃは、自車両が前面衝突や後面衝突を受けた場合にバッテリ支持装置１の変形や損傷を抑制できるように、車長方向の端部寄り（図７中では、左方寄り）且つ車幅方向の中央付近に配置される。ここでは、２つの締結用孔９０ｃが車幅方向に沿って並んで形成されている。

ところで、各締結用孔９０ａは、メインブラケット７の上部フランジ部（第二上面部）７２と、エンドクロスメンバブラケット８の上部フランジ部（第一上面部）８２と、フレーム側ブラケット６の下面部との三枚にそれぞれに設けられる。ボルト６１ａは、そのボルト頭部をメインブラケット７の上部フランジ部７２に溶接されたウェルドボルトとして装備し、締結用孔９０ａを下方から貫通し上方に突出するように組み付けて、上方の突出部にナット（図示略）を螺合することで締結することができる。

締結用孔９０ａに挿通されるボルト６１ａは大径なので、メインブラケット７の上部フランジ部７２に適正な姿勢で溶接することができるが、締結用孔９０ｂ，９０ｃに挿通されるボルト６１ｂ，６１ｃは小径なので、軸心が傾きやすくメインブラケット７の上部フランジ部７２に適正な姿勢で溶接することが困難である。

そこで、ボルト６１ｂ，６１ｃについては、図５～図８に示すように、１枚のベースプレート（プレート部）６２に、各ボルト６１ｂ，６１ｃの頭部を予め溶接させて、その後、ボルト６１ｂ，６１ｃをメインブラケット７の上部フランジ部７２の締結用孔９０ｂに下方から挿通し、上部フランジ部７２に溶接している。

ベースプレート６２は正面視でＬ字型に形成され、Ｌ字を構成し車長方向に沿って配置される帯状プレート部６３に、３本のボルト６１ｂが溶接され、Ｌ字を構成し車幅方向に沿って配置される帯状プレート部６４に、２本のボルト６１ｃが溶接される。本実施形態では、ベースプレート６２に、締結用孔９０ｂ，９０ｃに対応する孔部が形成され、この孔部にベースプレート６２の下方から各ボルト６１ｂ，６１ｃの先端部を挿入し、ベースプレート６２の下面に、当接する各ボルト６１ｂ，６１ｃの頭部を溶接している。

こうして、ベースプレート６２に溶接された各ボルト６１ｂ，６１ｃを、メインブラケット７の上部フランジ部７２の下方から上部フランジ部７２の締結用孔９０ｂ，９０ｃに挿通し、ベースプレート６２の上面を上部フランジ部７２に溶接する。そして、上部フランジ部７２の上方に突出した軸部を、エンドクロスメンバブラケット８の上部フランジ部８２の締結用孔９０ｃに挿通し、図示しないナットで締結する。

ところで、各ボルト６１ｂ，６１ｃ（第二締結部材）は、図６，図７に示すように、バッテリパック４とメインブラケット７の下側のフランジ部７３との締結箇所（固定点）６０からボルト６１ａ（第一締結部材）を結ぶ直線上を避けて配置されている。

これについて説明する。バッテリパック４の荷重は、図５，図６に示すように、締結箇所（固定点）６０からメインブラケット７に入力し、下側のフランジ部７３からウェブ部７１を上側のフランジ部７２へと伝達され、上側のフランジ部７２からボルト６１ａ（第一締結部材）を介してフレーム側ブラケット６に伝達され、さらに、フレーム側ブラケット６からサイドレール２１へと伝達される。

この時の力の伝達は、下側のフランジ部７３においては、締結箇所６０（固定点Ｐ１）からウェブ部７１への最短ルート、つまり、締結箇所（固定点）６０からウェブ部７１へ向かう垂線上のルート（図５～図７に示す点Ｐ１から点Ｐ２のルート）を通る。

さらに、ウェブ部７１においても、締結箇所（固定点）６０からウェブ部７１への最短ルート、つまり、点Ｐ２から上側のフランジ部７２へ向かう垂線上のルート（図６，図７に示す点Ｐ２から点Ｐ３のルート）を通る。

さらに、フランジ部７２においても、点Ｐ３から上側のフランジ部７２へ向かう締結箇所（固定点）６０からウェブ部７１への最短ルート、つまり、点Ｐ３から、３つのボルト６１ａ（第一締結部材）のうち点Ｐ３に最も近いボルト６１ａ（第一締結部材）P４を結ぶ直線上のルート（図５～図７に示す点Ｐ３から点Ｐ４のルート）を通る。

このようなルートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４上（特に、ルートＰ３，Ｐ４上）にボルト６１ｂ，６１ｃを配置すると、例えば車両走行により上下左右方向からの入力があると、ルートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４上を入力による力が伝達していき、ボルト６１ｂ，６１ｃに大きな負荷が加わり、比較的小径のボルト６１ｂ，６１ｃの耐久性の低下につながる。これに対して、ルートＰ３，Ｐ４上を避けてボルト６１ｂ，６１ｃを配置することで、ボルト６１ｂ，６１ｃに大きな負荷が加わり難くなって、ボルト６１ｂ，６１ｃを比較的小径に設定しても耐久性を確保できる。

［１－３．ブラケットの軽量化構造］
図１に示すように、メインブラケット７及びエンドクロスメンバ８では、上部フランジ部７２，８２の方が下部フランジ部７３，８３に比べて、ウェブ部７１，８１からの突出量Ｐが大きく設定されている。これは、上部フランジ部７２，８２の方が下部フランジ部７３，８３に比べて大きい耐荷重強度が要求されるためである。

つまり、車両３が車両側面から衝突を受ける側面衝突時には、衝突を受ける側のエンドクロスメンバ８の車両外側の端縁に衝突荷重が入力される。この入力される衝突荷重の多くは、エンドクロスメンバ８の両端部の重合部５１（特に、そのうちの連結部５０）からフレーム側ブラケット６に入力し、さらに、フレーム側ブラケット６からサイドレール２１に入力していき、サイドレール２１で受け止められる。エンドクロスメンバ８に入力された衝突荷重の残りは、重合部５１（連結部５０）からメインブラケット７を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していく。したがって、衝突荷重の多くが伝達する経路上にある上部フランジ部７２，８２の方が下部フランジ部７３，８３よりも大きい耐荷重強度が要求される。

また、車両３が車両前面から衝突を受ける前面衝突時には、前方のメインブラケット７Ｆの車両前側に衝突荷重が間接的に入力される場合がある。この入力される衝突荷重の多くは、メインブラケット７Ｆの両端部の重合部５１（連結部５０）からフレーム側ブラケット６に入力し、さらに、フレーム側ブラケット６からサイドレール２１に入力していき、サイドレール２１で受け止められる。メインブラケット７Ｆに入力された衝突荷重の残りは、重合部５１（連結部５０）からエンドクロスメンバ８を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していく。したがって、衝突荷重の多くが伝達する経路上にある上部フランジ部７２，８２の方が下部フランジ部７３，８３よりも大きい耐荷重強度が要求される。

同様に、車両３が車両後面から衝突を受ける後面衝突時には、後方のメインブラケット７Ｒの車両後側に衝突荷重が間接的に入力される場合がある。この入力される衝突荷重の多くは、メインブラケット７Ｒの両端部の重合部５１（連結部５０）からフレーム側ブラケット６に入力し、さらに、フレーム側ブラケット６からサイドレール２１に入力していき、サイドレール２１で受け止められる。メインブラケット７Ｒに入力された衝突荷重の残りは、重合部５１（連結部５０）からエンドクロスメンバ８を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していく。したがって、衝突荷重の多くが伝達する経路上にある上部フランジ部７２，８２の方が下部フランジ部７３，８３よりも大きい耐荷重強度が要求される。

さらに、側面衝突としては、一般に、乗用車が衝突する場合を想定しており、本実施形態の支持装置１では、乗用車が衝突する高さが上部フランジ部７２，８２の位置する高さである。したがって、この点からも、上部フランジ部７２，８２の方が下部フランジ部７３，８３よりも大きい耐荷重強度が要求される。

また、図１に示すように、メインブラケット７の上部フランジ部７２及びエンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２は、それぞれの両端部（重合部５１）に比べて、中間部（両端部の間）の突出量Ｐがやや小さくなっている。これは、上記のように、メインブラケット７及びエンドクロスメンバ８において、衝突荷重の多くが伝達する経路は、メインブラケット７，エンドクロスメンバ８の重合部５１及びフレーム側ブラケット６が連結された連結部５０（すなわち、メインブラケット７，エンドクロスメンバ８の各両端部）を含むが、中間部は、衝突荷重の伝達経路とはなっていないため、両端部ほどには耐荷重強度が要求されないためである。

このように、各フランジ部７２，８２，７３，８３の突出量Ｐが両端部では大きく中間部では小さく設定されることにより、メインブラケット７及びエンドクロスメンバ８の耐荷重強度の確保と軽量化とを両立させている。

そして、本支持装置１では、図１，図６に示すように、エンドクロスメンバ８のフランジ部（上面部）８２の特定領域Ａに軽量化孔（肉抜き孔）８４が形成されている。
特定領域Ａとは、上部フランジ部８２において両端の重合部５１，５１に挟まれた領域であり、各サイドレール２１に沿って前後に配置される２つのフレーム側ブラケット６，６に挟まれた領域でもあって、図１に一点鎖線で示す境界線Ｌ１，Ｌ２で区画される境界線Ｌ１，Ｌ２の間の領域である。

境界線Ｌ１，Ｌ２はバッテリパック（駆動用バッテリ）４の方向（つまり、サイドレール２１の方向）に向って次第に互いに接近するように車幅方向に対して傾斜しており、特定領域Ａは、バッテリパック４の方向（サイドレール２１の方向）に上底が向いた正面視が台形（本実施例では等脚台形）の形状をなす領域となっている。この台形形状の特定領域Ａは、エンドクロスメンバ８の耐荷重強度、延いては、バッテリ側ブラケット５の耐荷重強度の要求が少ない領域であり、軽量化孔を設けても、耐荷重強度を確保できる。

上記のように、側面衝突時には、衝突側のエンドクロスメンバ８に入力された衝突荷重の多くは、エンドクロスメンバ８の両端部の重合部５１（連結部５０）を経てフレーム側ブラケット６からサイドレール２１に入力していき、衝突荷重の残りは、重合部５１（連結部５０）からメインブラケット７を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していく。また、前面衝突時には、前方のメインブラケット７Ｆに入力された衝突荷重の多くは、メインブラケット７Ｆの両端部の重合部５１（連結部５０）を経てフレーム側ブラケット６からサイドレール２１に入力していき、衝突荷重の残りは、重合部５１（連結部５０）からエンドクロスメンバ８を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していく。同様に、後面衝突時には、後方のメインブラケット７Ｒに入力された衝突荷重の多くは、重合部５１（連結部５０）を経てフレーム側ブラケット６からサイドレール２１に入力していく。衝突荷重の残りは、重合部５１（連結部５０）からエンドクロスメンバ８を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していく。

このような側面衝突，前面衝突及び後面衝突をトータルに考慮すると、エンドクロスメンバ８の両端部とメインブラケット７の端部とが重なり合って連結される箇所には、耐荷重強度が大きく要求される。また、前面衝突や後面衝突の際には、衝突荷重の一部は、衝突側の重合部５１（連結部５０）からエンドクロスメンバ８を経て反対側の重合部５１（連結部５０）へと入力していくので、エンドクロスメンバ８においては、前後の重合部５１（連結部５０）の間の部分にも一定の耐荷重強度が要求される。また、エンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２に着目すると、上部フランジ部８２は、基端側ほどウェブ部８１によって剛性及び強度が高められて耐荷重強度を確保しやすいが、上部フランジ部８２の先端側（ウェブ部８１から離れた側）ほど耐荷重強度を確保しにくい。

このような観点から、上部フランジ部８２の両端部の間（２つの重合部５１の間、或いは２つの連結部５０の間）の特に重合部５１（連結部５０）の近傍においては、上部フランジ部８２の先端側ほど、耐荷重強度の要求が高くなり、耐荷重強度の要求が比較的少ない領域としては、図１に示すように、境界線Ｌ１，Ｌ２を台形の脚とし、境界線Ｌ１，Ｌ２と交わる上部フランジ部８２の車幅方向内側（バッテリパック４側及びサイドレール２１側）の端縁を上底とし、境界線Ｌ１，Ｌ２と交わる上部フランジ部８２の車幅方向外側の端縁を下底とした、正面視が台形形状の特定領域Ａとなる。

そこで、エンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２において、耐荷重強度の要求が比較的少ない特定領域Ａ内に、軽量化孔８４を設けて、軽量化を図っているのである。
なお、本実施形態では、境界線Ｌ１，Ｌ２の車幅方向外側の端（台形の下底の端でもある）は、フランジ部７２，８２同士が重なる重合部５１の領域の車幅方向外側の境界部分と一致した位置、又は、境界部分と略一致した位置となっている。
また、本実施形態では、境界線Ｌ１，Ｌ２の車幅方向内側（バッテリパック４側及びサイドレール２１側）の端（台形の上底の端でもある）は、上部フランジ部８２の突出量Ｐが小さく変化した箇所と一致した位置、又は、略一致した位置となっている。
なお、本実施形態では、上部フランジ部８２に、バッテリパック４のアースケーブルを挿通させる挿通孔９１（図１参照）が形成されるが、これも特定領域Ａ内に配置されている。

［２．作用及び効果］
本実施形態に係るバッテリ支持装置１は、上記のように構成されているので、以下のような作用及び効果を得ることができる。

各ボルト６１ｂ，６１ｃ（第二締結部材）は、バッテリパック４とメインブラケット７の下側のフランジ部７３との締結箇所（固定点）６０からボルト６１ａ（第一締結部材）を結ぶ直線上を避けて配置されているので、バッテリパック４の支持系統の力の伝達ルートを避けてボルト６１ｂ，６１ｃを配置することができ、ボルト６１ｂ，６１ｃに大きな負荷が加わり難くなって、ボルト６１ｂ，６１ｃを比較的小径に設定しても耐久性を確保できる。したがって、バッテリ支持装置１の耐荷重強度を高めつつ軽量化することができる。

また、比較的小径のボルト６１ｂ，６１ｃをメインブラケット７の上部フランジ部７２に適正な姿勢で溶接することが困難であるが、１枚のベースプレート（プレート部）６２に、各ボルト６１ｂ，６１ｃの頭部を予め溶接させておいて、メインブラケット７の上部フランジ部７２の締結用孔９０ｂ，９０ｃに配置することで、ボルト６１ｂ，６１ｃをメインブラケット７の上部フランジ部７２に適正な姿勢で溶接することができる。

更に、本実施形態では、エンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２において、耐荷重強度が大きく要求されない領域である台形形状の特定領域Ａ内に、軽量化孔８４が形成されているので、耐荷重強度を確保しつつ、エンドクロスメンバ８、延いては、支持装置１を軽量化することができる。

［３．その他］
上記実施形態の構成は一例であって、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、バッテリ支持装置をトラックに適用した例を説明したが、本件のバッテリ支持装置は、トラック以外の車両に適用してもよい。
また、上記実施形態では、バッテリ支持装置をサイドレール２１に連結してサイドレール２１に支持させているが、サイドレール２１以外の車両の構造要素に連結して支持させてもよい。

また、上記実施形態では、第二締結部材として、車長方向の中央付近且つ車幅方向の内端部寄り（図７中では、上方寄り）に複数配置されるボルト６１ｂと、車長方向の端部寄り（図７中では、左方寄り）且つ車幅方向の中央付近に複数配置されるボルト６１ｃと、を用いているが、これらの数は限定されるものではない。
また、ボルト６１ｂとボルト６１ｃとの何れかのみ（例えば、ボルト６１ｂのみ）を用いるようにしてもよい。この場合には、ベースプレート（プレート部）６２は正面視Ｌ字型でなく直線状にすればよい。

また、上記実施形態では、駆動用バッテリ４及びバッテリ支持装置１がサイドレール２１に対し車幅方向外側まで配置される例を説明したが、本件の駆動用バッテリとバッテリ支持装置は、左右のサイドレール２１間に収まっていても構わない。駆動用バッテリとバッテリ支持装置がサイドレール２１よりも下方に突出している場合、側面衝突した乗用車などがサイドレール２１の下方からバッテリ支持装置に衝撃を与えた場合などにも本発明は駆動用バッテリへの衝撃を抑制する効果を有する。
さらに、軽量化孔８４ａの形状やサイズも限定されるものではない。

また、上記実施形態では、エンドクロスメンバ８の上部フランジ部８２の特定領域Ａに軽量化孔８４ａを形成しているが、必要に応じて、エンドクロスメンバ８の下部フランジ部８３の特定領域Ａに相当する箇所の内部に軽量化孔を追加して形成してもよい。
或いは、上部フランジ部８２に代えて、下部フランジ部８３の特定領域Ａに相当する箇所の内部に軽量化孔を形成してもよい。
また、上記実施形態では、各メインブラケット７は左右対称に形成されるが、各メインブラケット７は対称形状に限定されるものではない。同様に、上記実施形態では、各エンドクロスメンバ８は前後対称に形成されるが、各メインブラケット７は対称形状に限定されるものではない。

１ 駆動用バッテリの支持装置（支持装置）
２ ラダーフレーム
３ 電動トラック（電動車両、車両）
４ 駆動用バッテリパック（駆動用バッテリ、バッテリパック）
５ バッテリ側ブラケット
６ フレーム側ブラケット（連結ブラケット、第三ブラケット）
７ メインブラケット（第二ブラケット）
７Ｆ 前側メインブラケット（メインブラケット、第二ブラケット）
７Ｒ 後側メインブラケット（メインブラケット、第二ブラケット）
８ エンドクロスメンバ（第一ブラケット）
８Ｒ 右側エンドクロスメンバ（エンドクロスメンバ、第一ブラケット）
８Ｌ 左側エンドクロスメンバ（エンドクロスメンバ、第一ブラケット）
２１ サイドレール
２１ａ サイドレール２１のウェブ部
２１ｂ，２１ｃ サイドレール２１のフランジ部
２１ｄ 車両部品取付用孔
２２ クロスメンバ
４０ＦＲ バッテリパック４の前縁部
４０ＲＲ バッテリパック４の後縁部
４０ＲＨ バッテリパック４の右側縁部
４０ＬＨ バッテリパック４の左側縁部
４１ バッテリ４の右側面
４２ バッテリ４の左側面
４３ バッテリパック４の前面
４４ バッテリパック４の後面
４５ バッテリパック４の上面
４６ バッテリパック４の下面
５０ 連結部
５１ 重合部
６０ 締結箇所（固定点）
６１ａ ボルト（第一締結部材）
６１ｂ，６１ｃ ボルト（第二締結部材）
６２ ベースプレート（プレート部）
６３，６４ 帯状プレート部
７１ メインブラケット７のウェブ部
７２ メインブラケット７の上部フランジ部（第二上面部）
７３ メインブラケット７の下部フランジ部（第二下面部）
８１ エンドクロスメンバ８のウェブ部
８２ 上部フランジ部（第一上面部）
８３ 下部フランジ部（第一下面部）
８４ 軽量化孔（肉抜き孔）
９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ 締結用孔
Ａ 特定領域
Ｄ１ 車長方向
Ｄ２ 車幅方向
Ｄ３ 車高方向
Ｌ１，Ｌ２ 境界線
ＦＲ 前方
ＲＲ 後方
ＬＨ 左方
ＲＨ 右方
ＵＰ 上方
ＤＷ 下方
Ｐ フランジ部７２，８２，７３，８３のウェブ部７１，８１からの突出量
Ｐ１～Ｐ４ 力の伝達ルート上の点

Claims (1)

1. 車両の駆動用バッテリをサイドレールに支持するバッテリ支持装置であって、
   前記車両の車長方向に沿ってそれぞれ配置され、前記駆動用バッテリの上方に配置される第一上面部及び前記駆動用バッテリの下方に配置される第一下面部を有する一対の第一ブラケットと、
   前記車両の車幅方向に沿ってそれぞれ配置され、前記駆動用バッテリの上方に配置される第二上面部及び前記駆動用バッテリの下方に配置される第二下面部を有する一対の第二ブラケットと、
   前記サイドレールに連結されるとともに、前記第一上面部の車長方向両端部及び前記第二上面部の車幅方向両端部が重なる箇所において前記第一上面部及び前記第二上面部と連結される第三ブラケットと、
   前記第一上面部、前記第二上面部及び前記第三ブラケットを締結する第一締結部材と、
   前記第一上面部及び前記第二上面部を貫通して配置され、前記第一上面部及び前記第二上面部を締結し、前記前記第一締結部材よりも径が小さい第二締結部材と、
   上面に前記第一ブラケットが溶接され、下面に第二締結部材が溶接されるプレート部と、を備え、
   前記第二締結部材は、前記第一ブラケットと前記駆動用バッテリが固定される固定点から前記第一締結部材を結ぶ直線上を避けて配置される
   ことを特徴とするバッテリ支持装置。
   

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