JP4515757B2 - バッテリ保持構造 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ保持構造に関し、特に、自動車等の車両におけるエンジンルーム内に配設されたフロントフレームに接続されたバッテリ保持構造に関する。

車両のエンジンルーム内には各種電装品等の電源として用いられるバッテリが搭載されている。バッテリはその重量が比較的に大きいので、バッテリを安定保持させるために、エンジンルーム内に延設されたフロントフレームにバッテリの重量が作用するようなバッテリ保持構造が提案されている（特許文献１参照）。

このバッテリ保持構造は、フロントフレームの上部に接合されて上方へ延びて外側に屈曲して水平に延びる平面部を形成するホイールエプロンと、ホイールエプロンの平面部に固定されてバッテリを載置可能な板状のバッテリブラケットと、バッテリブラケット上に載置されたバッテリを覆うカバー部材と、カバー部材により覆われたバッテリをカバー部材とともにバッテリブラケットに固定する締結手段とを有して構成される。ホイールエプロンの平面部は車体前後方向に延設された補強部材に接合されている。

特開平６−９２１９１号公報（第２頁、図４）

この従来のバッテリ保持構造によれば、走行性を向上させる等のためにタイヤ径の大きなタイヤを車両に取り付け可能にしようとすると、タイヤを覆うホイールハウスの前端位置がフロントフレームに対して車両前側に移動する。従って、ホイールハウスの前端位置とヘッドランプとの間の距離が小さくなる。この状態でバッテリがヘッドランプに接触しないようにバッテリをバッテリブラケット上に載置しようとすると、バッテリがバッテリブラケット上に載置される前に、バッテリの底部がホイールハウスの前側上部に当接して、バッテリをバッテリブラケット上に載置することができないという問題が生じる。このため、バッテリブラケットの固定位置をさらに前側に移動して、この移動されたバッテリブラケット上にバッテリを載置しようとすると、ヘッドランプが邪魔をして、バッテリをバッテリブラケットに設置する設置作業が困難になるという不都合が生じる。

そこで、バッテリブラケットの固定位置をそのままにして、バッテリを載置する上面の位置が高くなるようにバッテリブラケットの高さ寸法を大きくすると、バッテリの底部がホイールハウスの前側上部に当接せずに、バッテリをバッテリブラケット上に載置することが可能になる。しかしながら、バッテリブラケットが板金を折り曲げて形成されるものである場合、バッテリの載置位置を高くするためにバッテリブラケットの高さ寸法を大きくすると、バッテリブラケットが変形し易くなってバッテリの安定保持が困難になる虞が生じる。そこで、バッテリブラケットを金属材料製の中実部材で形成すると、バッテリの安定保持が可能になるが、バッテリ保持構造の重量が増大するという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、タイヤを覆うホイールハウスの径が大きな車両において、バッテリを安定に保持し、且つ軽量化が可能なバッテリ保持構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、車体前後方向に延設されたフロントフレームの上部に接合され、フロントフレームよりも上方位置に設置されるバッテリの下端部まで延設された支持面部と、支持面部の上部に繋がって車体左右方向外側に延びてバッテリが載置された載置面部とを有し、載置面部は、これよりも上方の車体左右方向外側に前後方向に延設された補強部材に接合されてなるバッテリ保持構造であって、フロントフレームと載置面部に接合されて、バッテリが載置された載置面部の車体左右方向一端部から他端部に延びる保持部材を有し、保持部材は、載置面部の下面に接合されて車体左右方向に延びる上接合部と、上下方向に延びてフロントフレームの外側の側面に接合された下接合部と、上下方向に延びて上接合部及び下接合部間に繋がれた連結部とを有し、保持部材によって、載置面部に載置されたバッテリの荷重を支持することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のバッテリ保持構造の発明において、保持部材は、上下方向に延びる板状部材であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載のバッテリ保持構造の発明において、保持部材は、車体前後方向に所定間隔を有して複数配設されることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ保持構造の発明において、フロントフレームには、保持部材をフロントフレームに接合する接合治具が挿入可能な作業孔が設けられることを特徴とする。

請求項１記載のバッテリ保持構造によれば、フロントフレームの上部に接合されてフロントフレームよりも上方位置に設置されるバッテリの下端部まで延設された支持面部と、支持面部の上部に繋がって車体左右方向外側に延びてバッテリが載置された載置面部とを有し、載置面部は、これよりも上方の車体左右方向外側に前後方向に延設された補強部材に接合され、フロントフレームと載置面部に接合されて、バッテリが載置された載置面部の車体左右方向一端部から他端部に延びる保持部材を設け、保持部材は、載置面部の下面に接合されて車体左右方向に延びる上接合部と、上下方向に延びてフロントフレームの外側の側面（例えば、実施形態における垂直面部３ａ）に接合された下接合部と、上下方向に延びて上接合部及び下接合部間に繋がれた連結部とを有し、保持部材によって、載置面部に載置されたバッテリの荷重を支持することで、載置面部にバッテリを載置すると、バッテリの荷重は保持部材を介してフロントフレームに伝達される。従って、バッテリは保持部材を介して剛性の高いフロントフレームに保持される。このため、本発明に係わるバッテリ保持構造は、バッテリの重量が大きい場合でも、バッテリを安定に保持することができる。また、バッテリの荷重は保持部材を介してフロントフレームに保持されるので、車両走行時においても、支持面部及び載置面部に作用するバッテリ荷重を小さくすることができ、これらの変形を未然に防止することができる。また、フロントフレームと載置面部との間に保持部材を繋ぐだけで、剛性の高いバッテリ保持構造を提供することができる。

ここで、保持部材は、載置面部の下面に接合されて車体左右方向に延びる上接合部と、上下方向に延びてフロントフレームの外側の側面に接合された下接合部と、上下方向に延びて上接合部及び下接合部間に繋がれた連結部とを有してなることで、載置面部にバッテリが車体左右方向に延びた状態で載置されると、バッテリの荷重はバッテリの載置方向と略同一方向に延びる上接合部の各部分に伝達される。このため、バッテリの荷重を効果的に上接合部に伝達することができる。また、上接合部に伝達されたバッテリの荷重は連結部を介して下接合部に伝達される。ここで、連結部は上下方向に延び、上接合部の上面には下方へ向くバッテリからの荷重が分布荷重の状態で作用する。また、バッテリの荷重の作用方向と連結部の延びる方向は略同一方向である。このため、連結部内では上下方向に向く剪断応力が発生し、この剪断応力が連結部内で伝播して下接合部に伝達される。その結果、上接合部に伝達されたバッテリの荷重を確実にフロントフレームに伝達することができる。

請求項２記載のバッテリ保持構造によれば、保持部材は、上下方向に延びる板状部材にすることで、保持部材の厚さを薄くすることができ、バッテリ保持構造の重量を軽量化することができる。

請求項３記載のバッテリ保持構造によれば、保持部材を車体前後方向に所定間隔を有して複数配設することで、バッテリの支持が複数の保持部材により行なわれるので、一つの保持部材に作用する荷重の大きさを小さくすることができ、保持部材の変形が小さくなって、バッテリをより安定に保持することができる。

請求項４記載のバッテリ保持構造によれば、フロントフレームに接合治具を挿入可能な作業孔を設けることで、接合治具をエンジンルーム内から作業孔を介してフロントフレーム内に設置させることができる。このため、フロントフレームの外側位置に配置された保持部材の近傍位置に接合治具を設置させることができ、保持部材をフロントフレームに容易に接合させることができる。このため、保持部材をフロントフレームに接合する接合作業の作業性を向上させることができる。

本発明に係わるバッテリ保持構造によれば、フロントフレームと載置面部に接合され、バッテリが載置された載置面部の車体左右方向一端部から他端部に延び、載置面部の下面に接合されて車体左右方向に延びる上接合部と、上下方向に延びてフロントフレームの外側の側面に接合された下接合部と、上下方向に延びて上接合部及び下接合部間に繋がれた連結部とを有してなる保持部材によって、載置面部に載置されたバッテリの荷重が支持されることで、載置面部に載置されたバッテリは保持部材を介して剛性の高いフロントフレームに伝達されるので、バッテリの重量が大きくても、バッテリを安定に保持することができる。また、バッテリの荷重は保持部材を介してフロントフレームに伝達されるので、支持面部及び載置面部に作用するバッテリ荷重を小さくすることができ、車両走行時においてもこれらの変形を未然に防止することができる。また、フロントフレームと載置面部との間に保持部材を繋ぐだけで、剛性の高いバッテリ保持構造を提供することができる。

また、保持部材は、上接合部と下接合部と連結部とを有してなることで、載置面部にバッテリが車体左右方向に延びた状態で載置されると、バッテリの荷重は、バッテリの載置方向と略同一方向に延びる上接合部の各部分に伝達される。このため、バッテリの荷重を効果的に上接合部に伝達することができる。また、連結部は上下方向に延び、連結部の上面には上接合部から伝達されたバッテリからの下方へ向く荷重が分布荷重の状態で作用するので、連結部内では上下方向に向く剪断応力が発生し、この剪断応力が連結部内で伝播して下接合部に伝達される。その結果、上接合部に伝達されたバッテリの荷重を確実にフロントフレームに伝達することができる。

また、保持部材を上下方向に延びる板状部材にすることで、保持部材の厚さを薄くすることができ、バッテリ保持構造を軽量化することができる。さらに、保持部材を車体前後方向に所定間隔を有して複数配設することで、バッテリの支持が複数の保持部材により行なわれるので、一つの保持部材に作用する荷重の大きさを小さくすることができ、保持部材の変形が小さくなって、バッテリをより安定に保持することができる。

また、フロントフレームに接合治具を挿入可能な作業孔を設けることで、接合治具をエンジンルーム内から作業孔を介してフロントフレーム内に設置させることができる。このため、フロントフレームの外側位置に配置された保持部材の近傍位置に接合治具の設置が可能となり、接合治具によって保持部材をフロントフレームに容易に接合することができる。このため、保持部材をフロントフレームに接合する接合作業の作業性を向上させることができる。

以下、本発明に係わるバッテリ保持構造の好ましい実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、自動車等の車両におけるエンジンルーム内に設置されるバッテリのバッテリ保持構造の一例について説明する。なお、説明の都合上、図１（斜視図）に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。

先ず、本発明に係わるバッテリ保持構造を説明する前に、このバッテリ保持構造が搭載される車両の前部について説明する。図１はエンジンルームＥ内から見た車両１の左側部分を示している。エンジンルームＥの左側部分には、図１に示すように、フロントフレーム３が車体前後方向に延設されている。フロントフレーム３は、６角状の閉断面形状をなし、上下方向に延びて対向配置された一対の垂直面部３ａ、３ａ'と、垂直面部３ａ、３ａ'の上部に繋がって斜め上方へ延びる一対の第１傾斜面部３ｂ、３ｂ'と、垂直面部３ａ、３ａ'の下部に繋がって斜め下方へ延びる一対の第２傾斜面部３ｃ、３ｃ'とを有してなる。一対の第１傾斜面部３ｂ、３ｂ'の上部には上方へ延びる上フランジ部３ｄが形成されている。

フロントフレーム３の上方位置にはフロントフレーム３に沿って車体前後方向に延びるホイールエプロン１０が配設されている。ホイールエプロン１０は、フロントフレーム３の上フランジ部３ｄに接合されて上方へ延びる支持面部１０ａと、支持面部１０ａの上部に繋がって車体左右方向左側（外側）に略水平方向に延びてバッテリＢを載置可能な載置面部１０ｂとを有してなる。載置面部１０ｂは、その左側端部が上方へ延びてフロントフレーム３よりも上方左側に前後方向に延設された補強部材１２に接合されている。

ホイールエプロン１０は、載置面部１０ｂよりも車体後方側の位置に形成されて後述する前輪の上側を覆う上側に凸状に湾曲したホイールハウス１４を有している。ホイールハウス１４により覆われる前輪２０は、図２（ａ）（側面図）に示すように、走行性の向上が可能であり又はオフロード仕様に対応したタイヤ径の大きなタイヤである。このため、タイヤ径が大きな前輪２０を覆うホイールハウス１４の設置位置は、二点鎖線で示す標準仕様のタイヤ２２に対応したホイールハウス１５の設置位置より上方位置にある。

ここで、標準仕様のタイヤ２２に対応してフロントフレーム３に近接した位置に配置された二点鎖線で示す載置面部１０ｂ'に本発明に係わるホイールハウス１４を繋げた場合を考慮する。この載置面部１０ｂ'上にバッテリＢをヘッドランプＨに接触させずに載置しようとすると、ヘッドランプＨとホイールハウス１５の前端部との距離ａ（以下、「設置距離ａ」と記す。）が短いので、バッテリＢの下端部がホイールハウス１４の前側上部に当接して、バッテリＢを載置面部１０ｂ'上に安定して設置することができない。そこで、設置距離ａを大きくするため、本発明に係わるバッテリ保持構造の載置面部１０ｂは、フロントフレーム３より上方の所定距離を有した位置に配置されている。載置面部１０ｂの形状の詳細については後述する。なお、ホイールエプロン１０は、板金製であり、一体成形等により形成される。

次に、本初明に係わるバッテリ保持構造について説明する。バッテリ保持構造は、図１に示すように、前述したホイールエプロン１０の支持面部１０ａ及び載置面部１０ｂと、フロントフレーム３及び載置面部１０ｂ間を繋ぐ保持部３０とを有してなる。載置面部１０ｂは、載置されるバッテリＢの底面よりも大きな面積を有する。載置面部１０ｂは、その前後方向の寸法が車体左側端部において最も短く、エンジンルームＥの内側に進むに従って漸次その前後長さが大きくなって拡開している。載置面部１０ｂの車体左側端部の前後方向長さＬ１は、載置されるバッテリＢの前後方向長さＬｂ１（横寸法）よりも若干大きな寸法を有している。また載置面部１０ｂの左右方向長さＬ２は、載置されるバッテリＢの左右方向長さＬｂ２（縦寸法）と略同一長さを有する。このため、バッテリＢは横方向に延びた状態で、載置面部１０ｂ上に載置可能である。

また、載置面部１０ｂの前端部の位置Ｐ１は、図２（ａ）に示すように、車両１の前端部に配設されたヘッドランプＨの後端部位置と略同一面上に配置されている。このため、エンジンルームＥの上方位置からバッテリＢを載置面部１０ｂ上に載置するときに、ヘッドランプＨがバッテリＢの移動を邪魔することはない。

保持部３０は、図１に示すように、車体前後方向に所定間隔を有して対向配置された一対の保持部材３１、４１を備える。保持部材３１、４１は板状部材であり前面視において略三角状に形成される。保持部材３１、４１は、車体左右方向に延びて載置面部１０ｂの下面に接合される上接合部３１ａ、４１ａと、上接合部３１ａ、４１ａの下方位置に配置されて上下方向に延びてフロントフレーム３の左側の垂直面部３ａの外側面に接合される下接合部３１ｂ、４１ｂと、上下方向に延びて上接合部３１ａ、４１ａ及び下接合部３１ｂ、４１ｂ間に繋がれた連結部３１ｃ、４１ｃとを有してなる。一対の保持部材３１、４１の車体外側の側面間及び底面間には連結部材４５が繋がっている。上接合部３１ａ、４１ａは、図２（ｂ）に示す載置面部１０ｂの底面の左側端部と右側端部のそれぞれの近傍位置まで延びている。上接合部３１ａ、４１ａは、載置面部１０ｂにバッテリＢが載置された状態において、バッテリＢの設置方向と略同一方向に延びるとともに、載置面部１０ｂが無くてもバッテリＢの支持が可能な前後方向に所定間隔を有した位置に配置されている。

このため、載置面部１０ｂ上にバッテリＢが載置されると、バッテリＢの荷重は保持部材３１、４１を介してフロントフレーム３に伝達される。つまり、載置面部１０ｂ上にバッテリＢが載置されると、バッテリＢの荷重は、先ずバッテリＢの載置方向と略同一方向に延びる保持部材３１、４１の上接合部３１ａ、４１ａの各部分に伝達される。このため、バッテリＢの荷重を効果的に上接合部３１ａ、４１ａに伝達することができる。そして、上接合部３１ａ、４１ａに伝達されたバッテリＢの荷重は連結部３１ｃ、４１ｃに伝達される。

ここで、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、連結部３１ｃ、４１ｃは上下方向に延び、上接合部３１ａ、４１ａの上面には下方へ向くバッテリＢからの荷重が分布荷重の状態で作用する。また、バッテリＢの荷重の作用方向と連結部３１ｃ、４１ｃの延びる方向は略同一方向である。このため、連結部３１ｃ、４１ｃ内では上下方向に向く剪断応力が発生し、この剪断応力が連結部３１ｃ、４１ｃ内で伝播して下接合部３１ｂ、４１ｂに伝達される。その結果、上接合部３１ａ、４１ａに伝達されたバッテリＢの荷重を確実にフロントフレーム３に伝達させることができる。また、バッテリＢの荷重により保持部３０には曲げモーメントが発生するが、保持部材３１、４１に作用するバッテリＢの荷重は保持部３０が単一の保持部材で構成される場合と比較して小さい。このため、保持部材３１、４１の変形を小さくすることができる。

その結果、一対の保持部材３１、４１を介してバッテリＢをフロントフレーム３に安定保持させることができる。このため、車両走行時においてもバッテリＢの荷重の殆どはフロントフレーム３に伝達されて、ホイールエプロン１０に伝達される荷重の大きさを抑制することができる。このため、車両走行時におけるホイールエプロン１０の変形を未然に防止することができる。なお、保持部材３１、４１は、板金製であって折り曲げ成形して形成される。

また、保持部材３１、４１は、板状部材で形成されるので、保持部材３１、４１の厚さを薄くすることができる。このため、バッテリ保持構造の重量を軽量化することができる。

このように、図２（ａ）に示すように、タイヤ径の大きな前輪２０を車両１に搭載可能にするために、設置距離ａが大きくなるように載置面部１０ｂをフロントフレーム３の上方位置に配置し、載置面部１０ｂとフロントフレーム３との間に保持部３０を繋ぐことで、バッテリＢを、保持部３０を介してフロントフレーム３に安定保持させることができるとともに、剛性の高いバッテリ保持構造を提供することができる。

さて、図２（ｂ）に示すように、フロントフレーム３のエンジンルームＥ側の垂直面部３ａ'には、保持部材３１、４１の下接合部３１ｂ、４１ｂをフロントフレーム３に接合するための接合治具５０（例えば、電極）をフロントフレーム３内に挿入可能な作業孔４が設けられている。このため、接合治具５０をエンジンルームＥ内から作業孔４を介してフロントフレーム３内に設置させて、この接合治具５０の先端部に対向する位置に別の図示しない電極を配置して、これらの電極間に電流を流すことで、下接合部３１ｂ、４１ｂをフロントフレーム３に容易に溶着（接合）させることができる。このため、作業孔４をフロントフレーム３に設けることで、保持部材３１、４１をフロントフレーム３に接合する接合作業の作業性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係わるバッテリ保持構造を搭載した車両におけるエンジンルーム内の左側部分の斜視図を示す。 同実施の形態に拘わるバッテリ保持構造を示し、同図（ａ）は車両に搭載されたバッテリ保持構造の側面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＩＩ−ＩＩ矢視に相当するバッテリ保持構造の断面図である。

３ フロントフレーム
３ａ 垂直面部（側面）
４ 作業孔
１０ａ 支持面部
１０ｂ 載置面部
１２ 補強部材
３１、４１ 保持部材
３１ａ、４１ａ 上接合部
３１ｂ、４１ｂ 下接合部
３１ｃ、４１ｃ 連結部
５０ 接合治具
Ｂ バッテリ

Claims (4)

1. 車体前後方向に延設されたフロントフレームの上部に接合され、前記フロントフレームよりも上方位置に設置されるバッテリの下端部まで延設された支持面部と、前記支持面部の上部に繋がって車体左右方向外側に延びて前記バッテリが載置された載置面部とを有し、前記載置面部は、これよりも上方の車体左右方向外側に前後方向に延設された補強部材に接合されてなるバッテリ保持構造であって、
   前記フロントフレームと前記載置面部に接合されて、前記バッテリが載置された前記載置面部の車体左右方向一端部から他端部に延びる保持部材を有し、
   前記保持部材は、前記載置面部の下面に接合されて車体左右方向に延びる上接合部と、上下方向に延びて前記フロントフレームの外側の側面に接合された下接合部と、上下方向に延びて前記上接合部及び前記下接合部間に繋がれた連結部とを有し、
   前記保持部材によって、前記載置面部に載置された前記バッテリの荷重を支持することを特徴とするバッテリ保持構造。
2. 前記保持部材は、上下方向に延びる板状部材であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ保持構造。
3. 前記保持部材は、車体前後方向に所定間隔を有して複数配設されることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ保持構造。
4. 前記フロントフレームには、前記保持部材を前記フロントフレームに接合する接合治具が挿入可能な作業孔が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ保持構造。

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