JP6726428B2 - バッテリトレイ - Google Patents

Description

本発明は、車両に取付けられる構成の樹脂製のバッテリトレイに関する。

車両に取付けられる樹脂製のバッテリトレイに関する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のバッテリトレイ１００は、図７、図８に示すように、トレイ本体部１０１と回動前壁部１０３とを備えている。トレイ本体部１０１は、バッテリ（図示省略）が載せられる底板部１０１ｓと、その底板部１０１ｓの端縁で前記バッテリの下部を三方向から囲む塀状の左側縦壁部１０２ｈ、右側縦壁部１０２ｍ、及び後側縦壁部１０２ｂとから構成されている。そして、左側縦壁部１０２ｈと右側縦壁部１０２ｍとの上部中央にＪボルト（図示省略）のフックが掛けられるフック受け部１０５が設けられている。

また、底板部１０１ｓの前端縁にはヒンジ機構１０４を介して回動前壁部１０３が上下回動可能な状態で連結されている。そして、回動前壁部１０３の左右上端と、左側縦壁部１０２ｈ、及び右側縦壁部１０２ｍの前部上端とに、回動前壁部１０３を起立状態に保持する連結機構１０７（鉄片とマグネット）が設けられている。上記構成により、バッテリトレイ１００の回動前壁部１０３を、図８に示すように、水平にした状態でバッテリを前方からスライドさせて底板部１０１ｓ上に載置できる。そして、前記バッテリの押さえ金具をＪボルトによりバッテリトレイ１００のフック受け部１０５に連結し、回動前壁部１０３を起立状態に保持することで、前記バッテリの取付けが完了する。

特開２０１０−７００８９号公報

しかし、上記したバッテリトレイ１００では、例えば、車両の前方衝突時にバッテリのＪボルトがフック受け部１０５から外れると、前記バッテリは慣性力で回動前壁部１０３を倒して前方に移動する。これにより、バッテリが破損するおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、車両衝突時にバッテリトレイが破損し難い構造にして、バッテリがバッテリトレイから外れないようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、バッテリを載せる底板部と、その底板部の端縁で前記バッテリの下部を囲むように設けられた塀状の縦壁部とを備え、車両に取付けられる構成の樹脂製のバッテリトレイであって、車両衝突時に前記バッテリが慣性力で前記底板部に対して相対移動することにより衝突する前記縦壁部には、前記底板部の端縁に沿う方向に強度が大きい部分と小さい部分とが存在しており、前記縦壁部の内壁面は、前記バッテリが前記縦壁部の強度の大きい部分に衝突した後、前記強度が小さい部分に衝突するような形状に形成されている。

本発明によると、車両衝突時にバッテリが慣性力でバッテリトレイの底板部に対して相対移動すると、そのバッテリはバッテリトレイの縦壁部に衝突するようになる。バッテリトレイの縦壁部には、前記底板部の端縁に沿う方向に強度が大きい部分と小さい部分とが存在している。そして、バッテリトレイの縦壁部の内壁面は、バッテリが最初に縦壁部の強度の大きい部分に衝突した後、強度が小さい部分に衝突するような形状に形成されている。このため、車両衝突時にバッテリトレイの縦壁部の強度が小さい部分に衝突荷重が集中しなくなり、バッテリトレイが破損し難くなる。この結果、バッテリがバッテリトレイから外れ難くなり、バッテリの破損を抑えることができる。

請求項２に係る発明によると、縦壁部の強度が大きい部分の内壁面には、突出寸法が大きな大突起が形成されており、前記縦壁部の強度が小さい部分の内壁面には、前記大突起よりも突出寸法が小さな小突起が形成されている。このため、車両衝突時にバッテリが先ず大突起を介して縦壁部の強度が大きい部分に衝突し、その後、小突起を介して縦壁部の強度が小さい部分に衝突するようになる。

請求項３に係る発明によると、縦壁部の内壁面には、大突起と小突起との間に、前記大突起よりも突出寸法が小さく、前記小突起よりも突出寸法が大きい中突起が形成されている。このため、車両衝突時にバッテリが大突起、中突起、及び小突起と順番に衝突するようになり、縦壁部の強度が小さい部分に加わる衝突荷重が緩和される。

請求項４に係る発明によると、縦壁部の内壁面には、強度が大きい部分の突出寸法が大きく、強度が小さい部分の突出寸法が小さくなるように、前記強度が大きい部分から前記強度が小さい部分まで連続して延びる突条が形成されている。

請求項５に係る発明によると、縦壁部の強度が中程度部分の内壁面には、突出寸法が最も大きな大突起が形成されており、前記縦壁部の強度が大きい部分の内壁面には、前記大突起よりも突出寸法が小さな中突起が形成されており、前記縦壁部の強度が小さい部分の内壁面には、前記中突起よりも突出寸法が小さな小突起が形成されており、前記バッテリの重心が前記大突起と前記中突起との間に配置されるように構成されている。このため、車両衝突時にバッテリが先ず大突起を介して縦壁部の強度が中程度部分に衝突し、その後、バッテリの重心の働きで中突起を介して縦壁部の強度が大きい部分に衝突する。そして小突起が設けられた縦壁部の強度が小さい部分にはほとんど衝突しなくなる。

請求項６に係る発明によると、突起、あるいは突条は、縦壁部の内壁面と底板部の上面との角部に補強リブ状に形成されている。このため、突起、あるいは突条の働きでバッテリトレイの強度が向上する。

請求項７に係る発明によると、縦壁部はバッテリの下部を三方から囲むように構成されて、前記バッテリは前記縦壁部が開放されている部分から前記底板部上にセットされる構成であり、前記縦壁部の強度が大きい部分は前記縦壁部の角部近傍であり、前記縦壁部の強度が小さい部分は前記縦壁部が開放されている部分の近傍である。

請求項８に係る発明によると、バッテリトレイは、補強用の繊維が添加された繊維強化樹脂の射出成形品である。このため、樹脂製のバッテリトレイの強度を向上させることができる。

請求項９に係る発明によると、バッテリトレイは、補強用の繊維が植物繊維である。

本発明によると、車両衝突時にバッテリトレイが破損し難くなり、バッテリがバッテリトレイから外れないようになる。

本発明の実施形態１に係るバッテリトレイの全体斜視図である。 前記バッテリトレイの縦断面図（図１のII-II矢視断面図）である。 前記バッテリトレイの全体平面図である。 前記バッテリトレイの前側縦壁部の突起とバッテリとの衝突の様子を表す模式平面図である。 実施形態１の変更例１の前側縦壁部の突条を表す模式平面図である。 実施形態１の変更例２の前側縦壁部の突条を表す模式平面図である。 従来のバッテリトレイの全体斜視図である。 従来のバッテリトレイにおいてバッテリを載置する際の状態を表す斜視図である。

［実施形態１］
以下、図１から図６に基づいて本発明の実施形態１に係るバッテリトレイについて説明する。本実施形態に係るバッテリトレイは、車両のエンジンルーム内や、シート下、トランクルーム、あるいはフロントステップ下に設置される樹脂製のバッテリトレイである。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、バッテリトレイが取付けられる車両の前後左右、及び上下に対応している。

＜バッテリトレイ１０の概要について＞
バッテリトレイ１０は、図１、図２に示すように、樹脂製のトレイ本体部２０と、前記トレイ本体部２０にセットされたバッテリ４０（二点鎖線参照）をトレイ本体部２０に対して固定する固定機構３０とから構成されている。

＜トレイ本体部２０について＞
トレイ本体部２０は、バッテリ４０を載せる底板部２１と、前記底板部２１の端縁の位置でバッテリ４０の下部を三方から囲む塀状の縦壁部２２とから構成されている。トレイ本体部２０の縦壁部２２は、前側縦壁部２３と後側縦壁部２４と右側縦壁部２５とから平面略コ字形に形成されている。そして、トレイ本体部２０は、縦壁部２２が開放されている左方向からバッテリ４０をスライドさせて、底板部２１上にセットできるように構成されている。このように、トレイ本体部２０は縦壁部２２の左側が開放されているため、縦壁部２２の前側縦壁部２３と後側縦壁部２４との強度は右側縦壁部２５から離れるにつれて小さくなる。即ち、前側縦壁部２３と後側縦壁部２４との強度は左側の開放部分で最小になる。

トレイ本体部２０の前側縦壁部２３は、車両が前方衝突したときにトレイ本体部２０上のバッテリ４０が慣性力により前移動して衝突したときに、バッテリ４０を受けられるように構成されている。また、後側縦壁部２４は、車両が後方衝突したときに前記バッテリ４０が慣性力により後移動して衝突したときに、バッテリ４０を受けられるように構成されている。前側縦壁部２３の内壁面２３ｅと底板部２１の上面との角位置には、図１、図４に示すように、右側縦壁部２５の近傍に内壁面２３ｅからの突出寸法が大きい大突起２３１が補強リブ状に形成されている。

また、同じく前側縦壁部２３の内壁面２３ｅと底板部２１の上面との角位置には、前側縦壁部２３の左端部近傍に内壁面２３ｅからの突出寸法が小さな小突起２３３が補強リブ状に形成されている。そして、大突起２３１と小突起２３３との中間位置に前記大突起２３１よりも突出寸法が小さく、小突起２３３よりも突出寸法が大きい中突起２３２が補強リブ状に形成されている。即ち、前側縦壁部２３の内壁面２３ｅには、前側縦壁部２３の比較的強度が大きい部分に大突起２３１、強度が中程度部分に中突起２３２、強度が小さい部分に小突起２３３が形成されている。また、トレイ本体部２０の後側縦壁部２４の内壁面２４ｅには、図３に示すように、前側縦壁部２３の内壁面２３ｅの大突起２３１、中突起２３２、及び小突起２３３とそれぞれ対向する位置に、大突起２４１、中突起２４２、及び小突起２４３が補強リブ状に形成されている。

トレイ本体部２０の右側縦壁部２５の内壁面２５ｅには、図２に示すように、バッテリ４０の右下端フランジ部４４を上方から押さえる押さえ突条３５が形成されている。押さえ突条３５は、トレイ本体部２０の底板部２１と平行に延びるように、右側縦壁部２５の内壁面２５ｅの前側部分と後側部分とに同じ高さ寸法で形成されている。そして、右側縦壁部２５の押さえ突条３５と底板部２１の上面との間隔寸法がバッテリ４０の右下端フランジ部４４の高さ寸法にほぼ等しくなる。なお、右側縦壁部２５の内壁面２５ｅには、押さえ突条３５の上側に前記押さえ突条３５及び右側縦壁部２５を補強する縦リブ２５ｒが前後方向に複数本形成されている。

トレイ本体部２０の底板部２１には、図３等に示すように、トレイ本体部２０を車両ボディ（図示省略）にボルト止めするための座部２１ｚと固定用ボルト孔２１ｙとが設けられている。座部２１ｚと固定用ボルト孔２１ｙとは、底板部２１の左端縁の前端位置と後端位置、及び底板部２１の右端縁の中央位置に設けられている。

＜トレイ本体部２０の材料について＞
トレイ本体部２０に材料としては、ベースとなるポリプロピレン樹脂（ＰＰ）に対して補強材（フィラー）としてのタルク、炭素繊維、あるいはガラスビーズ（ガラス繊維）、あるいは木粉（植物繊維）、あるいは金属繊維を添加したものが使用される。ここで、補強材の粒径は、トレイ本体部２０を射出成形することが可能なように、2mm以下、好ましくは約150μm以下のものが使用される。また、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）と補強材との配合比率は、重量比率で80：20〜60:40程度の間で設定されている。ここで、ベースとなる樹脂は、ポリプロピレン樹脂の代わりに、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ＡＢＳ樹脂等を使用することも可能である。また、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）／ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の混合、あるいはポリフェニレンサルハファイド（ＰＰＳ）等を使用することも可能である。

＜固定機構３０について＞
固定機構３０は、図２に示すように、バッテリ４０の左下端フランジ部４３を上側から押さえ、トレイ本体部２０の底板部２１上にセットされたバッテリ４０をトレイ本体部２０の底板部２１上に固定する機構である。固定機構３０は、バッテリ４０の左下端フランジ部４３を上側から押さえる押さえ板３２と、その押さえ板３２を受ける受け板３７とを備えている。受け板３７は、トレイ本体部２０の底板部２１の左端縁下側（裏側）から左上方に突出して押さえ板３２を受けられるように構成されている。そして、前記押さえ板３２と受け板３７とがトレイ本体部２０の底板部２１の左端縁を挟んでボルト、ナット機構３４により締付けられる。

押さえ板３２は、図２に示すように、押さえ面３２ｆを備える水平部３２ｘと、前記水平部３２ｘをトレイ本体部２０の底板部２１上で支える支持部３２ｓとを備えている。そして、押さえ板３２の支持部３２ｓの近傍に位置する水平部３２ｘがボルト、ナット機構３４によりトレイ本体部２０の底板部２１を挟んで受け板３７に連結される。トレイ本体部２０の底板部２１の左端縁と受け板３７とには、図１等に示すように、前端部と後端部とにボルト、ナット機構３４のボルトが通される押さえボルト孔２１ｈが形成されている。

＜バッテリ４０の取付けについて＞
車両ボディに取付けられたトレイ本体部２０に対してバッテリ４０を取付ける場合には、バッテリ４０をトレイ本体部２０の縦壁部２２の開放部分から右方向にスライドさせて底板部２１上に載置する。そして、バッテリ４０の右下端フランジ部４４を、図２に示すように、トレイ本体部２０の右側縦壁部２５の押さえ突条３５と底板部２１の上面間に嵌め込むようにする。この状態で、バッテリ４０は、トレイ本体部２０の前側縦壁部２３の大突起２３１等と後側縦壁部２４の大突起２４１等との間に挟まれるようになる。次に、固定機構３０の押さえ板３２の押さえ面３２ｆでバッテリ４０の左下端フランジ部４３を上方から押さえた状態で、前記押さえ板３２をボルト、ナット機構３４によりトレイ本体部２０の底板部２１を挟んで受け板３７に固定する。この状態で、バッテリ４０の取付けが完了する。

＜バッテリトレイ１０の働きについて＞
バッテリトレイ１０にバッテリ４０が取付けられた状態では、図４の実線に示すように、バッテリ４０の前端面４１はトレイ本体部２０の前側縦壁部２３の大突起２３１とほぼ接触状態に保持されている。また、バッテリ４０の後端面（図示省略）はトレイ本体部２０の後側縦壁部２４の大突起２４１とほぼ接触状態に保持されている。この状態で、例えば、車両が前方衝突すると、バッテリ４０が慣性力で前方に移動し、バッテリ４０の前端面４１がトレイ本体部２０の前側縦壁部２３の大突起２３１に衝突する。これにより、衝突荷重が大突起２３１を介してトレイ本体部２０の前側縦壁部２３の比較的強度が大きい部分に加わるようになる。

次に、バッテリ４０は、重心が車両前方に移動しようとする力により、図４の二点鎖線に示すように、大突起２３１を中心に左回動する。これにより、バッテリ４０の前端面４１は、トレイ本体部２０の前側縦壁部２３の中突起２３２に衝突し、最後に小突起２３３に衝突する。このように、前側縦壁部２３の比較的強度が大きい部分から順番に衝突荷重が加わるようになるため、前側縦壁部２３の強度が小さい部分、即ち、前側縦壁部２３の開放部分近傍に衝突荷重が集中するようなことがなくなる。これにより、トレイ本体部２０の前側縦壁部２３が破損し難くなる。

＜本実施形態に係るバッテリトレイ１０の長所について＞
本実施形態に係るバッテリトレイ１０によると、車両衝突時にバッテリ４０が慣性力でバッテリトレイ１０（トレイ本体部２０）の底板部２１に対して相対移動すると、そのバッテリ４０はバッテリトレイ１０の縦壁部２２（前側縦壁部２３）に衝突するようになる。バッテリトレイの前側縦壁部２３には、前記底板部２１の端縁に沿う方向（左右方向）に強度が大きい部分と小さい部分とが存在している。そして、バッテリトレイ１０の前側縦壁部２３の内壁面２３ｅは、バッテリ４０が最初に前側縦壁部２３の強度の大きい部分（大突起２３１）に衝突した後、強度が小さい部分（中突起２３２、小突起２３３）に衝突するような形状に形成されている。このため、車両衝突時にバッテリトレイ１０の前側縦壁部２３の強度が小さい部分に衝突荷重が集中しなくなり、バッテリトレイ１０が破損し難くなる。この結果、バッテリ４０がバッテリトレイ１０から外れ難くなり、バッテリ４０の破損を抑えることができる。

＜変更例＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図４等に示すように、トレイ本体部２０の前側縦壁部２３の内壁面２３ｅに右側から順番に大突起２３１、中突起２３２、及び小突起２３３を形成する例を示した。しかし、図５に示すように、前側縦壁部２３の内壁面２３ｅの強度が大きな右側で突出寸法が大きく、強度が小さい左側で突出寸法が小さくなる突条２３５を左右方向に延びるように形成することも可能である。

また、本実施形態では、前側縦壁部２３の内壁面２３ｅに右側から順番に大突起２３１、中突起２３２、及び小突起２３３を形成する例を示した。しかし、図６に示すように、前側縦壁部２３の強度が中程度部分の内壁面２３ｅに大突起２３１を形成し、前側縦壁部２３の強度が大きい部分の内壁面２３ｅに中突起２３２を形成し、バッテリ４０の重心が大突起２３１と中突起２３２との間に配置されるようにしても良い。これにより、車両が前方衝突すると、バッテリ４０の前端面４１がトレイ本体部２０の前側縦壁部２３の大突起２３１に衝突する。

即ち、衝突荷重が大突起２３１を介してトレイ本体部２０の前側縦壁部２３の強度が中程度部分に加わるようになる。次に、バッテリ４０の重心が車両前方に移動しようとする力により、図６の二点鎖線に示すように、バッテリ４０が大突起２３１を中心に右回動する。これにより、バッテリ４０の前端面４１は、次に、前側縦壁部２３の強度が大きい部分の中突起２３２衝突する。そして、前側縦壁部２３の強度が小さい部分には小突起２３３を介して衝突荷重がほとんど加わることがなくなる。

また、本実施形態では、バッテリ４０の左下端フランジ部４３、右下端フランジ部４４を固定機構３０等でトレイ本体部２０に固定するバッテリトレイ１０を例示した。しかし、バッテリの上面を押さえる押さえ金具、及び押さえ金具をトレイ本体部に連結する一対のＪボルト等を備えるバッテリトレイに本発明を適用することも可能である。また、トレイ本体部２０の縦壁部２２に形成する突起の数は適宜変更可能である。

１０・・・・バッテリトレイ
２０・・・・トレイ本体部
２１・・・・底板部
２２・・・・縦壁部
２３・・・・前側縦壁部
２３ｅ・・・内壁面
２３１・・・大突起
２３２・・・中突起
２３３・・・小突起
２４・・・・後側縦壁部
２４ｅ・・・内壁面
２４１・・・大突起
２４２・・・中突起
２４３・・・小突起
２３５・・・突条
４０・・・・バッテリ

Claims (9)

1. バッテリを載せる底板部と、その底板部の端縁で前記バッテリの下部を囲むように設けられた塀状の縦壁部とを備え、車両に取付けられる構成の樹脂製のバッテリトレイであって、
   車両衝突時に前記バッテリが慣性力で前記底板部に対して相対移動することにより衝突する前記縦壁部には、前記底板部の端縁に沿う方向に強度が大きい部分と小さい部分とが存在しており、
   前記縦壁部の内壁面は、前記バッテリが前記縦壁部の強度の大きい部分に衝突した後、前記強度が小さい部分に衝突するような形状に形成されているバッテリトレイ。
2. 請求項１に記載されたバッテリトレイであって、
   前記縦壁部の強度が大きい部分の内壁面には、突出寸法が大きな大突起が形成されており、
   前記縦壁部の強度が小さい部分の内壁面には、前記大突起よりも突出寸法が小さな小突起が形成されているバッテリトレイ。
3. 請求項２に記載されたバッテリトレイであって、
   前記縦壁部の内壁面には、前記大突起と前記小突起との間に、前記大突起よりも突出寸法が小さく、前記小突起よりも突出寸法が大きい中突起が形成されているバッテリトレイ。
4. 請求項１に記載されたバッテリトレイであって、
   前記縦壁部の内壁面には、強度が大きい部分の突出寸法が大きく、強度が小さい部分の突出寸法が小さくなるように、前記強度が大きい部分から前記強度が小さい部分まで連続して延びる突条が形成されているバッテリトレイ。
5. 請求項１に記載されたバッテリトレイであって、
   前記縦壁部の強度が中程度部分の内壁面には、突出寸法が最も大きな大突起が形成されており、
   前記縦壁部の強度が大きい部分の内壁面には、前記大突起よりも突出寸法が小さな中突起が形成されており、
   前記縦壁部の強度が小さい部分の内壁面には、前記中突起よりも突出寸法が小さな小突起が形成されており、
   前記バッテリの重心が前記大突起と前記中突起との間に配置されるように構成されているバッテリトレイ。
6. 請求項２から請求項５のいずれかに記載されたバッテリトレイであって、
   前記突起、あるいは突条は、前記縦壁部の内壁面と底板部の上面との角部に補強リブ状に形成されているバッテリトレイ。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載されたバッテリトレイであって、
   前記縦壁部は前記バッテリの下部を三方から囲むように構成されて、前記バッテリは前記縦壁部が開放されている部分から前記底板部上にセットされる構成であり、
   前記縦壁部の強度が大きい部分は前記縦壁部の角部近傍であり、前記縦壁部の強度が小さい部分は前記縦壁部が開放されている部分の近傍であるバッテリトレイ。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載されたバッテリトレイであって、
   補強用の繊維が添加された繊維強化樹脂の射出成形品であるバッテリトレイ。
9. 請求項８に記載されたバッテリトレイであって、
   前記補強用の繊維が植物繊維であるバッテリトレイ。
   

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