JP6227389B2 - 電池パック用フレーム構造体 - Google Patents
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Description
本発明は電池を車両に搭載するためのフレーム構造体に関し、特に車両の後部座席の後方に電池パックを搭載するのに有効なフレーム構造体に係る。
ハイブリッド車、電気自動車等、電池を駆動源又はその補助に使用する車両においては、後部座席の後方のラゲッジスペースに電池パックを搭載するものが知られている。
その一般的な搭載例を図４に示す。
電池パック１１０は取付板６を用いて後部座席４の後方であって、フロアパネル１等にボルト等の固定部材２，３を介して固定搭載していた。
この場合に従来の搭載方法における基本的な考えはブラケット５等を用いて電池パックを固定し、後突等、車両が衝突した際にはブラケット５等の前方移動により保護せんとするものである。
従って、電池パックの前部と後部座席４との間にスペースＤを確保する必要があり、後部座席の強度も大きく設定する必要があった。
また、電池パックを収容したフレーム構造も図４（ｂ）に示すようにフロントフレーム１１１とリアフレーム１１２との端部を左右のサイドフレーム１１３，１１４にて枠に連結するものであった。
特許文献１には、後部座席の後方に傾斜面を設けて上方に位置するフロアパネルに組電池を取り付け、さらに車両後方から衝撃荷重を受けた際に、この組電池が前方に移動した後に後方側が上方に移動するように回転させるために取付パネル側に回転ガイドを設け、フロアパネル側に回転軸を設けた技術を開示する。
しかし、このような構造では後部座席の後方に傾斜面によるデッドスペースＤが発生してしまう。
また、取付パネルに回転ガイドを設けフロアパネルに回転軸を設けるスペースと構造部材が必要となるためにコストアップの要因となるだけでなく、その分だけ重量も重くなる。
さらには組電池の前方側がフロアパネルからオーバーハングした取付状態になり、車両への取付状態としては固定信頼性に劣るものであった。
その一般的な搭載例を図４に示す。
電池パック１１０は取付板６を用いて後部座席４の後方であって、フロアパネル１等にボルト等の固定部材２，３を介して固定搭載していた。
この場合に従来の搭載方法における基本的な考えはブラケット５等を用いて電池パックを固定し、後突等、車両が衝突した際にはブラケット５等の前方移動により保護せんとするものである。
従って、電池パックの前部と後部座席４との間にスペースＤを確保する必要があり、後部座席の強度も大きく設定する必要があった。
また、電池パックを収容したフレーム構造も図４（ｂ）に示すようにフロントフレーム１１１とリアフレーム１１２との端部を左右のサイドフレーム１１３，１１４にて枠に連結するものであった。
特許文献１には、後部座席の後方に傾斜面を設けて上方に位置するフロアパネルに組電池を取り付け、さらに車両後方から衝撃荷重を受けた際に、この組電池が前方に移動した後に後方側が上方に移動するように回転させるために取付パネル側に回転ガイドを設け、フロアパネル側に回転軸を設けた技術を開示する。
しかし、このような構造では後部座席の後方に傾斜面によるデッドスペースＤが発生してしまう。
また、取付パネルに回転ガイドを設けフロアパネルに回転軸を設けるスペースと構造部材が必要となるためにコストアップの要因となるだけでなく、その分だけ重量も重くなる。
さらには組電池の前方側がフロアパネルからオーバーハングした取付状態になり、車両への取付状態としては固定信頼性に劣るものであった。
本発明は、電池パック等の車両への搭載スペースの省スペース化及び電池パック等の保護向上に有効であり、乗員の安全性向上を図ることができる電池パック用フレーム構造体の提供を目的とする。
本発明に係る電池パック用フレーム構造体は、車両に電池を搭載するための電池パック用のフレーム構造体であって、前記フレーム構造体は、車両前方側に位置し車幅方向に延在するフロントフレームと、車両後方側に位置し車幅方向に延在するリアフレームとを有し、前記フロントフレームとリアフレームは左右をそれぞれサイドフレームにて連結してあり、前記フロントフレームは前方に車両に取り付けるための固定部と、後方に当該固定部よりも脆弱な脆弱部と、当該脆弱部の後方側に連結凹部を有し、前記連結凹部の内側に前記左右のサイドフレームの前端部をそれぞれ嵌合連結してあり、車両が衝突した際に前記脆弱部を起点にして前記リアフレームが上方及び前方に旋回するようにフレーム構造体が回転するものであることを特徴とする。
本明細書ではフレーム構造体を車両に搭載した場合の車両前方側をフレーム構造体の前部という。
ここで電池パックとは、車両の駆動源又は、その補助として用いられるバッテリー一般をいい、その構造に制限はない。
フレーム構造体は、電池パック及びこれに関連する機器類を収容し、保護するためのものである。
また、本発明で車両への固定部よりも脆弱な部位とは、フレーム構造体に衝突荷重が加わると、この脆弱部が変形起点となりフレーム構造体の後方側が持ち上がるようにしたものであればその構造に制限がない。
例えば、フレーム構造体の前部に車両への固定用フランジ部を有し、フランジ部の後方にこのフランジ部よりも脆弱な部位を有する例があり、脆弱部としてはフランジ部の肉厚よりも薄い部位を設ける例がある。
また、フランジ部の後方に車幅方向に延在する中空断面形状を形成した場合には、上面の肉厚が下面の肉厚よりも薄く設定したり、上面に車幅方向に沿った薄肉部を形成する例が挙げられる。
本明細書ではフレーム構造体を車両に搭載した場合の車両前方側をフレーム構造体の前部という。
ここで電池パックとは、車両の駆動源又は、その補助として用いられるバッテリー一般をいい、その構造に制限はない。
フレーム構造体は、電池パック及びこれに関連する機器類を収容し、保護するためのものである。
また、本発明で車両への固定部よりも脆弱な部位とは、フレーム構造体に衝突荷重が加わると、この脆弱部が変形起点となりフレーム構造体の後方側が持ち上がるようにしたものであればその構造に制限がない。
例えば、フレーム構造体の前部に車両への固定用フランジ部を有し、フランジ部の後方にこのフランジ部よりも脆弱な部位を有する例があり、脆弱部としてはフランジ部の肉厚よりも薄い部位を設ける例がある。
また、フランジ部の後方に車幅方向に延在する中空断面形状を形成した場合には、上面の肉厚が下面の肉厚よりも薄く設定したり、上面に車幅方向に沿った薄肉部を形成する例が挙げられる。
本発明において、フレーム構造体は、フロントフレームとリアフレームとを左右のサイドフレームで連結してあり、前記左右のサイドフレーム後端部がリアフレームの端部よりも後方に突出するように当該左右のサイドフレームの内側に当該リアフレームを連結してあってもよく、フロントフレームは、後方の側面に連結凹部を有し、左右のサイドフレームの前端部を当該連結凹部に嵌合連結してあってもよい。
このようにすると、車両の後突時等、フレーム構造体に衝撃荷重が加わるとフレーム全体で内部の電池パック等を保護するとともに後方からの入力荷重が脆弱部に集中し、この脆弱部を起点にしてフレーム構造体の後部が上方に回転しやすくなる。
このようにすると、車両の後突時等、フレーム構造体に衝撃荷重が加わるとフレーム全体で内部の電池パック等を保護するとともに後方からの入力荷重が脆弱部に集中し、この脆弱部を起点にしてフレーム構造体の後部が上方に回転しやすくなる。
本発明に係るフレーム構造体にあっては、フレーム構造体の前後方向に入力荷重が加わると、フレーム構造体の前部側に設けた脆弱部を起点にして変形し、このフレーム構造体の後方側が上方に回転するようにしたので、先の特許文献１と異なり、電池パック全体を車両ボデー上に配置できるので重量物の搭載安定性に優れる。
また、フレーム構造体に直接的に回転支点部を形成し、電池パック等を上方に逃すために、この電池パック等の保護効果が高いだけでなく後部座席のデッドスペースが少なくなり乗員保護にも優れるので後部座席の軽量化も期待できる。
フレーム構造体もコンパクトになる。
また、フレーム構造体に直接的に回転支点部を形成し、電池パック等を上方に逃すために、この電池パック等の保護効果が高いだけでなく後部座席のデッドスペースが少なくなり乗員保護にも優れるので後部座席の軽量化も期待できる。
フレーム構造体もコンパクトになる。
本発明に係る電池パック用フレーム構造体１０の構造例を以下、図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１（ａ）に電池パック用フレーム構造体（以下、単にフレーム構造体と称する。）１０を車両のフロアパネル１に取り付けた状態を示す。
後部座席４の後方であって、フレーム構造体１０の前部側のフロントフレーム１１に形成したフランジ部１１ａと後部側の取付部１６をボルト等の固定部材２，３にてフロアパネル１に固定する。
フランジ部１１ａからなる車体側への取付部は、この固定部材２よりも後方に脆弱部１１ｆを形成してある。
また、フロントフレーム１１の固定部２の強度がリア側の取付部１６の固定部３より強くなっていて、フレーム構造体１０に入力荷重が負荷されるとリア側の固定部３がフロントフレーム１２の固定部２よりも先に破壊する。
リア側の固定部３が破壊されるとフロントフレーム側の脆弱部が変形し、フレーム構造体１０の後方側が上方に向けて回転する。
後部座席４の後方であって、フレーム構造体１０の前部側のフロントフレーム１１に形成したフランジ部１１ａと後部側の取付部１６をボルト等の固定部材２，３にてフロアパネル１に固定する。
フランジ部１１ａからなる車体側への取付部は、この固定部材２よりも後方に脆弱部１１ｆを形成してある。
また、フロントフレーム１１の固定部２の強度がリア側の取付部１６の固定部３より強くなっていて、フレーム構造体１０に入力荷重が負荷されるとリア側の固定部３がフロントフレーム１２の固定部２よりも先に破壊する。
リア側の固定部３が破壊されるとフロントフレーム側の脆弱部が変形し、フレーム構造体１０の後方側が上方に向けて回転する。
図２にフレーム構造体の構造例を示す。
車両に搭載した際に前方側となるフロントフレーム１１と後方側のリアフレーム１２左右のサイドフレーム１３，１４にて枠体に連結してある。
サイドフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａはフロントフレーム１１の後方側の側面に突き当たるように連結してある。
サイドフレーム１３，１４の後端部１３ｂ，１４ｂはリアフレーム１２の両端部１２ａ，１２ｂよりも後方が突出するように連結してある。
これによりリアフレーム１２の両端部１２ａ，１２ｂが左右のサイドフレーム１３，１４の内側に挟み込むように連結されていることになる。
また、必要に応じてフロントフレーム１１とリアフレーム１２との中央部間を補助フレーム１５にて連結し、枠内Ｓに電池パック及びそれに関する機器類を収容してある。
各フレーム１１〜１５はソリッド断面でも中空断面でもよく、これらはアルミニウム合金の押出材を用いて容易に製作できる。
このように左右のサイドフレーム１３，１４の後端部をリアフレーム１２よりも後方に突出させることにより、後方からの入力荷重がフロントフレーム１１側に伝達されやすくなる。
車両に搭載した際に前方側となるフロントフレーム１１と後方側のリアフレーム１２左右のサイドフレーム１３，１４にて枠体に連結してある。
サイドフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａはフロントフレーム１１の後方側の側面に突き当たるように連結してある。
サイドフレーム１３，１４の後端部１３ｂ，１４ｂはリアフレーム１２の両端部１２ａ，１２ｂよりも後方が突出するように連結してある。
これによりリアフレーム１２の両端部１２ａ，１２ｂが左右のサイドフレーム１３，１４の内側に挟み込むように連結されていることになる。
また、必要に応じてフロントフレーム１１とリアフレーム１２との中央部間を補助フレーム１５にて連結し、枠内Ｓに電池パック及びそれに関する機器類を収容してある。
各フレーム１１〜１５はソリッド断面でも中空断面でもよく、これらはアルミニウム合金の押出材を用いて容易に製作できる。
このように左右のサイドフレーム１３，１４の後端部をリアフレーム１２よりも後方に突出させることにより、後方からの入力荷重がフロントフレーム１１側に伝達されやすくなる。
フロントフレームの構造例を図３に示す。
フロントフレーム１１はフランジ状になっており、相対的に厚肉の取付ベース部１１ａの前方側に固定部１１ｂを有し、この取付ベース部１１ａの後方側に車幅方向に沿って欠肉させることで脆弱化させた脆弱部１１ｆを有する。
取付ベース部１１ａが、この脆弱部よりも剛性が高くなるようにリブ状の補強部１１ｈを車幅方向に沿って形成した例になっている。
車体側にはボルト等の固定部材２を用いて固定する。
サイドフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａはフロントフレーム１１の後方側面に突き当たるように連結されている。
本実施例では上片１１ｃと下片１１ｄとを立片１１ｅで連結した断面凹部形状の連結凹部を形成し、その内側にサイドフレーム１３，１４の前端部を嵌合連結させてある。
また、上片１１ｃと中空断面形状のサイドフレーム１３，１４の上面で溶接接合することで図３（ｂ）に示すように入力荷重が負荷されると、立片１１ｅが脆弱部１１ｆを起点にして前方に倒れ込むようになっている。
フロントフレーム１１はフランジ状になっており、相対的に厚肉の取付ベース部１１ａの前方側に固定部１１ｂを有し、この取付ベース部１１ａの後方側に車幅方向に沿って欠肉させることで脆弱化させた脆弱部１１ｆを有する。
取付ベース部１１ａが、この脆弱部よりも剛性が高くなるようにリブ状の補強部１１ｈを車幅方向に沿って形成した例になっている。
車体側にはボルト等の固定部材２を用いて固定する。
サイドフレーム１３，１４の前端部１３ａ，１４ａはフロントフレーム１１の後方側面に突き当たるように連結されている。
本実施例では上片１１ｃと下片１１ｄとを立片１１ｅで連結した断面凹部形状の連結凹部を形成し、その内側にサイドフレーム１３，１４の前端部を嵌合連結させてある。
また、上片１１ｃと中空断面形状のサイドフレーム１３，１４の上面で溶接接合することで図３（ｂ）に示すように入力荷重が負荷されると、立片１１ｅが脆弱部１１ｆを起点にして前方に倒れ込むようになっている。
１０ 電池パック用フレーム構造体
１１ フロントフレーム
１１ａ フランジ部
１１ｆ 脆弱部
１１ フロントフレーム
１１ａ フランジ部
１１ｆ 脆弱部
Claims (2)
- 車両に電池を搭載するための電池パック用のフレーム構造体であって、
前記フレーム構造体は、車両前方側に位置し車幅方向に延在するフロントフレームと、車両後方側に位置し車幅方向に延在するリアフレームとを有し、前記フロントフレームとリアフレームは左右をそれぞれサイドフレームにて連結してあり、
前記フロントフレームは前方に車両に取り付けるための固定部と、後方に当該固定部よりも脆弱な脆弱部と、当該脆弱部の後方側に連結凹部を有し、
前記連結凹部の内側に前記左右のサイドフレームの前端部をそれぞれ嵌合連結してあり、
車両が衝突した際に前記脆弱部を起点にして前記リアフレームが上方及び前方に旋回するようにフレーム構造体が回転するものであることを特徴とする電池パック用フレーム構造体。 - 前記左右のサイドフレーム後端部がリアフレームの端部よりも後方に突出するように当該左右のサイドフレームの内側に当該リアフレームを連結してあることを特徴とする請求項１記載の電池パック用フレーム構造体。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2013246669A JP6227389B2 (ja) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | 電池パック用フレーム構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013246669A JP6227389B2 (ja) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | 電池パック用フレーム構造体 |
Publications (2)
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| JP2015104954A JP2015104954A (ja) | 2015-06-08 |
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Family
ID=53435360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013246669A Active JP6227389B2 (ja) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | 電池パック用フレーム構造体 |
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2013
- 2013-11-28 JP JP2013246669A patent/JP6227389B2/ja active Active
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