JP6015190B2 - バッテリボックス - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリを収納するバッテリボックスに関する。

車両に搭載されるバッテリは、エンジンルームに収納される。特許文献１のようにバンタイプの車両においては、リアフロアの下部前寄りの位置に収納されることもある。いずれの場合も、雨水や泥撥ね等がバッテリにかからない配置及び構造であることが要求される。

フロントにエンジンが搭載される車両のエンジンルームにバッテリが配置される場合、前輪のタイヤハウスの前方または後方に据付部が設置されることが多い。この位置は、路面から十分に離れた位置であり、雨水や泥撥ね等が直接かかり難い。したがって、据付部として、外周縁の立ち上がり部分が短いトレイが採用される。

リアフロアにバッテリが配置される場合、特許文献１や特許文献２のように、フロアパネルに開口窓が設けられ、バッテリが装着される。このとき、開口窓を通して水等が車内に侵入しない構造でなければならない。車室側へ突出する部分を少なくするために、バッテリの一部がフロアパネルよりも低くなるように設置される。

特許文献１の場合、リアフロアはアッパパネルとロアパネルとで構成され、ロアパネルに設けられた取付孔に、フランジを有したバッテリボックスが装着される。バッテリボックスに収納されたバッテリを専用のホルダでロアパネルに向かって押さえつけることによって、バッテリボックスのフランジは、ロアパネルに係合している。また、アッパパネルは、バッテリボックスの上方にバッテリホールを有し、このバッテリホールにパッキンを挟んでリッドが取り付けられる。

特許文献２の場合、フロアパネルの下面に配設された２つのクロスメンバに跨ってトレイが取り付けられ、このトレイにバッテリを収納する箱形のバッテリカバーが載置されている。このバッテリカバーは、バッテリの上面よりも高く形成されている。バッテリは、バッテリカバーの前壁及び後ろ壁に開けられた貫通孔を通して装着されたバッテリバンドなどによってトレイに固定されている。バッテリの上方に位置するフロアパネルにはサービスホールが設けられシール部材を挟んでリッドが取り付けられている。特許文献２において、トレイは、前輪が撥ねる水や泥からバッテリを保護し、バッテリカバーは、後輪が撥ねる水や泥からバッテリを保護している。

実公平８−１００２９号公報 特開２００７−４５２８１号公報

しかしながら、特許文献１の場合、バッテリボックスのフランジとロアパネルとは、単に当接しているだけで、完全に密封されているわけではない。このバッテリボックスは、車体の下に装備されるスペアタイヤを保持するため構造の一部を成しており、スペアタイヤを押し上げる力が強ければ、バッテリボックスのフランジとロアパネルとの間に隙間が生じる可能性がある。また、特許文献２の場合、バッテリカバーは、バッテリを保持するためのバッテリバンドを通す孔やケーブルを通す孔を前壁及び後ろ壁に有している。そのため、トレイの側部から水や泥を被ると、バッテリカバーの前壁及び後壁に設けられた穴から内部へ水や泥が容易に浸入する。

また、特許文献１のバッテリボックス及び特許文献２のバッテリカバーのいずれを採用する場合も、リアフロアの下に十分なスペースを確保しなければならない。フロアパネルに開口部を設けるとその分だけ強度が低下するので、開口面積はできる限り小さくしたい。バッテリを小さい領域に収納するためには、バッテリボックスが簡素な構造でありかつバッテリとの隙間が小さいことが望ましい。樹脂でバッテリボックスを成形すれば、バッテリの形状に合わせて作ることも可能である。しかし、強度や組立作業を考慮した場合、金属板のプレス成形品を採用したほうが安価である。

プレス成形によって箱形のバッテリボックスを作る場合、深絞り成形になるため、隅部に許容される限界絞りの制約を受ける。つまり、バッテリの角がバッテリボックスの隅部に干渉しないようにバッテリをバッテリボックスに収納するために、バッテリの外形に対して少なくとも使用する材料の限界絞りにおける最小曲率半径よりも大きい隙間を全周に有したバッテリボックスが必要になる。そして、このバッテリボックスを装着するために用意されるフロアパネルの開口部は、大きくなってしまう。

そこで、本発明は、車両の下部から水や泥を浸入させないとともに、限界絞りの制約を受けた場合の寸法よりも開口部を小さくできるバッテリボックスを提供する。

本発明に係る一実施形態のバッテリボックスは、フランジと側壁と底壁と座部と底蓋と隅部とを備える。フランジは、車両のフロアパネルに開けられた据付穴の内周縁に接合される。側壁は、フランジからなだらかに連続して下方へ向かって延びている。底壁は、周囲が側壁となだらかに連続し、少なくとも１つの開口孔を中央に有している。座部は、開口孔を中央に配した両側に少なくとも１つずつ配置され、底壁よりも上方へ向かって突出している。底蓋は、開口孔を塞ぐように装着される。隅部は、座部に載置されるバッテリの角よりも内側に曲率半径の中心が設定された曲面で側壁及び底壁をなだらかに連続させる。そして、曲率半径は、バッテリの外側面からこのバッテリボックスの側壁までの距離よりも大きく、かつ、座部の高さよりも大きい。

このバッテリボックスにおいて、フランジの外周縁は、フロアパネルに跨るように盛り付けられるシーリング材で覆われる。また、底壁の開口孔の周囲は、底壁よりも下方へ突出している。そして、底蓋の外周縁は、開口孔に装着された状態で、底壁に跨るように盛り付けられるシーリング材で覆われる。さらに、フランジの少なくとも一部は、フロアパネルの下部に配置される補強部材とともにフロアパネルに接合される。

本発明に係るバッテリボックスによれば、底壁よりも上方へ向かって突出した座部を有し、バッテリの角よりも内側に曲率の中心が設定される曲面を形成する隅部によって側壁と底壁とがなだらかに連続するように形成される。バッテリを据える場合、組立公差を考慮した余裕をバッテリの周囲に有している必要がある。つまり、バッテリの底部の全面がバッテリボックスの底壁に接する構造の場合、バッテリの底部から外側へ組立公差の余裕を設けた位置が隅部の起点となるようにバッテリボックスが形成される。これに対して、本発明に係るバッテリボックスは、底壁に座部を有しているので、バッテリの底部の角は、バッテリボックスの底壁から離れた状態に配置される。つまり、隅部を形成する曲面の起点を、バッテリの底部の角を基準とする組立公差の余裕より内側に設定することが可能である。したがって、バッテリボックスを最小曲げ半径で深絞り成形した場合のバッテリボックスの最小開口面積を小さくしても、バッテリの底部の角は、バッテリボックスの隅部に接触しない。すなわち、このバッテリボックスを取り付けるためにフロアパネルに開けられる据付穴の大きさは、小さくすることができる。フロアパネルの据付孔を小さくすることによって、車体の強度が向上する。また、金属板を深絞り成形してバッテリボックスを作る場合、フロアパネルに対してバッテリボックスのフランジをスポット溶接することができる。つまり、塗装工程よりも先にバッテリボックスをフロアパネルに取り付けておくことができる。

フロアパネルに跨るように盛り付けたシーリング材でフランジの外周縁を覆う発明のバッテリボックスによれば、フロアパネルとバッテリボックスの接合部の密閉が確実に行われる。

さらに、底壁の開口孔の周囲をこの底壁よりも下方へ突出させた発明のバッテリボックスによれば、フロアパネルにバッテリボックスを装着した状態で、塗装工程を経た場合に、塗装液がこの開口孔から排出されやすい。

底蓋を開口縁に装着された状態で、底壁に跨るように盛り付けられたシーリング材で底蓋の外周縁が覆われる発明のバッテリボックスによれば、バッテリボックス内を確実に密閉することができる。

フランジの少なくとも一部が、フロアパネルの下部に配置される補強部材とともにフロアパネルに接合される発明のバッテリボックスによれば、バッテリボックスを取り付けるためにフロアパネルに用意された据付孔の周囲の強度が増す。また、バッテリボックスを組みつけるために要する作業工程が短縮される。

本発明に係る一実施形態のバッテリボックスを装備した車両の後部を示す斜視図。 図１のバッテリボックス周辺を拡大した斜視図。 図２のバッテリボックスの斜視図。 図３のバッテリボックスを上方から見た平面図。 図２中のＦ５−Ｆ５線に沿うバッテリボックスの断面図。 図２中のＦ６−Ｆ６線に沿うバッテリボックスの断面図。 図５中のＦ７部について座部を有さない場合の外形と比較する断面図。

本発明に係る一実施形態のバッテリボックス１について、図１から図７を参照して説明する。図１は、バッテリボックス１を装備する車両１００の後部を示している。バッテリボックス１は、車両１００の後部のフロアパネル１０１に対して、図５及び図６に示すように、収納するバッテリ２の概ね下半分がフロアパネル１０１よりも下に埋没する大きさに形成されている。図１及び図２に示すようにバッテリボックス１に収納されたバッテリ２は、図６に示すように、固定金具３とフックボルト４によって、固定されている。フックボルト４は、バッテリボックス１の内側に取り付けられたアンカーブラケット５に掛けられている。なお、図１において、バッテリボックス１に収納されたバッテリ２の上部は、車室内に露出した状態であるが、電極６にはケーブルが接続され絶縁部材で覆われる。

バッテリボックス１は、図３及び図４に示すように、鋼板を深絞り成形することによってバケツ状に一体に成形されている。このバッテリボックス１は、フランジ１１と、側壁１２と、底壁１３と、座部１４と、底蓋１５と、隅部１６とを備えている。

フランジ１１は、図２、図５、及び図６に示すように、車両１００のフロアパネル１０１に開けられた据付穴１０２の内周縁に接合される。本実施形態の場合、バッテリボックス１を囲む三方に、フロアパネル１０１を支持する補強部材１０３，１０４，１０５が配置されている。各補強部材１０３，１０４，１０５は、それぞれが有しているフランジ１０３Ａ，１０４，１０５を介してフロアパネル１０１にスポット溶接される。このとき、バッテリボックス１のフランジ１１と重なる範囲は、フロアパネル１０１とともに三枚重ねでスポット溶接される。

また、据付穴１０２に接合されたバッテリボックス１のフランジ１１の外周縁１１Ａは、図５及び図６に示すように、フロアパネル１０１に跨るように全周にわたって盛り付けられたシーリング材Ｇ１によって覆われる。これによって、バッテリボックス１とフロアパネル１０１の隙間は確実に密封される。

側壁１２は、図３から図６に示すようにフランジ１１からなだらかに連続して下方へ向かって延びている。このバッテリボックス１は、深絞り成形によって一体に成形されるので、図４，図５及び図６に示すように、フランジ１１から底壁１３に向かうにしたがって、側壁１２は、テーパ状にすぼまる傾きを有している。バッテリ２の側面を囲う側壁１２どうしの連続部１２Ａは、図３及び図４に示すようになだらかな曲面（円筒面）に形成されている。

底壁１３は、図３，図５及び図６に示すように、周囲が側壁１２となだらかに連続しており、少なくとも１つの開口孔１３Ａを中央に有している。このバッテリボックス１は、塗装工程よりも前の工程においてフロアパネル１０１に接合されており、車体を塗装するときに同時に塗装される。塗装工程は、塗料が入ったプールへ車体全体を浸漬させることによって行われる。

開口孔１３Ａは、車体が塗料に浸漬されるときに空気だまりを作らず素早く塗料を取り込むとともに、車体が塗料から引き揚げられたときに塗料を素早く排出させるために、設けられている。したがって開口孔１３Ａは、２つ以上設けられていてもよい。また、開口孔１３Ａの周囲は、底壁１３よりも下方へ突出している。

座部１４は、図５及び図６に示すように、底壁１３よりも上方へ向かって突出している。座部１４は、開口孔１３Ａを中央に配した両側に少なくとも１つずつ配置されている。すべての座部１４に外接する領域の内側にバッテリ２の重心が入るように、座部１４は配置される。

底蓋１５は、開口孔１３Ａの内周に嵌り込む環状の凸部１５Ａを有し、底壁１３の上方から開口孔１３Ａに嵌着される。底蓋１５の外周縁１５Ｂは、底壁１３に跨るように全周にわたって盛り付けられたシーリング材Ｇ２によって覆われる。これによって、バッテリボックス１の底壁１３の開口孔１３Ａが確実に塞がれる。

隅部１６は、側壁１２及び底壁１３になだらかに連続する曲面を形成している。この隅部１６は、図７に示すように、座部１４に載置されるバッテリ２の角２１よりも内側に曲面の曲率半径１６Ｒの中心１６Ａが設定される。したがって、底壁１３から隅部１６に移行する位置、すなわち隅部１６を形成する曲面の起点を、バッテリ２の底部の角２１を基準とする組立公差の余裕Ｓよりも内側に設定することができる。言い換えると、座部１４の上面が位置する平面において、組立公差の余裕Ｓが確保されるように曲率半径１６Ｒの中心１６Ａが設定されればよい。したがって、このバッテリボックス１を深絞り成形する際の最小曲げ半径が、組立公差の余裕Ｓと座部１４の高さＨを足し合わせた寸法よりも大きい場合、曲率半径１６Ｒの中心１６Ａはバッテリ２の角２１の内側に配置され、組立公差の余裕Ｓと座部１４の高さＨを足し合わせた寸法よりも最小曲げ半径が小さい場合、曲率半径１６Ｒの中心１６Ａはバッテリ２の角２１の外側でかつ組立公差の余裕Ｓの範囲内に配置される。

深絞り成形によってバッテリボックス１をバッテリの外形に合わせた箱型に成形する場合、隅部１６に許容される最小曲げ半径は、限界絞りの制約を受ける。底壁１３に座部１４を有していない従来のバッテリボックス１Ｘの場合、図７に示すように、バッテリボックス１Ｘの隅部１６Ｘにバッテリ２の角２１が干渉しないように、バッテリ２の設置面積に対して、組立公差の余裕Ｓを加味したその外側に曲率半径１６ＲＸの中心１６ＡＸを設定しなければならなかった。

これに対して、本発明に係るバッテリボックス１は、底壁１３から突出した座部１４を有しているので、組立公差の余裕Ｓを座部１４の上面が位置する平面上に設定することができ、したがって、隅部１６を形成する曲面の曲率半径１６Ｒの中心１６Ａを組立公差の余裕Ｓよりも内側、この実施形態においては、バッテリ２の角２１よりも内側に設定することができる。したがって、プレス加工で一体にバッテリボックス１を深絞り成形する場合において限界絞りの制約を受けた場合であっても、従来必要であったバッテリボックスの開口面積よりも小さい開口面積にすることができる。その結果、バッテリボックス１を設置するために必要となるフロアパネル１０１の開口面積も小さくすることができる。

１…バッテリボックス、２…バッテリ、２１…角、１１…フランジ、１１Ａ…外周縁、１２…側壁、１３…底壁、１３Ａ…開口孔、１４…座部、１５…底蓋、１５Ｂ…外周縁、１６…隅部、１６Ｒ…曲率半径、１６Ａ…（曲率半径の）中心、１００…車両、１０１…フロアパネル、１０２…据付穴、Ｇ１…（フランジとフロアパネルに跨る）シーリング材、Ｇ２…（底蓋と底壁に跨る）シーリング材。

Claims (5)

1. 車両のフロアパネルに開けられた据付穴の内周縁に接合されるフランジと、
   前記フランジからなだらかに連続して下方へ向かって延びる側壁と、
   周囲が前記側壁となだらかに連続し少なくとも１つの開口孔を中央に有した底壁と、
   前記開口孔を中央に配した両側に少なくとも１つずつ配置されて前記底壁よりも上方へ向かって突出した座部と、
   前記開口孔を塞ぐ底蓋と、
   前記座部に載置されるバッテリの角よりも内側に曲率半径の中心が設定された曲面で前記側壁及び前記底壁をなだらかに連続した隅部と、を備え、
   前記曲率半径は、前記バッテリの外側面から前記側壁までの距離よりも大きく、かつ、前記座部の高さよりも大きい
   ことを特徴とするバッテリボックス。
2. 前記フランジの外周縁は、前記フロアパネルに跨るようにシーリング材で覆われる
   ことを特徴とする請求項１に記載されたバッテリボックス。
3. 前記底壁の前記開口孔の周囲は、前記底壁よりも下方へ突出している
   ことを特徴とする請求項１に記載されたバッテリボックス。
4. 前記底蓋の外周縁は、前記開口孔に装着された状態で、前記底壁に跨るようにシーリング材で覆われる
   ことを特徴とする請求項１に記載されたバッテリボックス。
5. 前記フランジの少なくとも一部は、前記フロアパネルの下部に配置される補強部材とともに前記フロアパネルに接合される
   ことを特徴とする請求項１に記載されたバッテリボックス。

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