JP6810622B2 - 自動車の駆動用バッテリ保護構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の駆動用バッテリ保護構造に関し、特に、リアシートの下に駆動用バッテリを配置するための駆動用バッテリ配置空間を有するものに関する。

従来の自動車の駆動用バッテリ保護構造について、図５に示す車両用電源装置を用いて説明する。バッテリを収納するバッテリボックス１８を車体前後方向に延びる左右のサイドフレーム１１間で車体左側に偏倚して搭載し、バッテリボックス１８の車体右側の端部にバッテリを冷却する冷却空気の吸気ダクト１９および排気ダクト２０を接続したので、左右のサイドフレーム１１で側面衝突時の衝撃からバッテリを保護することができるだけでなく、バッテリボックス１８の容積を最大限に確保しながら吸気ダクト１９および排気ダクト２０を配置するスペースを確保することができる。しかもバッテリボックス１８の左右両端部を左右のサイドフレーム１１に連結したので、バッテリボックス１８を車体に強固に搭載することが可能になるだけでなく、バッテリボックス１８によって左右のサイドフレーム１１の剛性を高めることができる。これにより、電気自動車やハイブリッド自動車のバッテリボックスを、車体に特別の補強を施すことなく側面衝突の衝撃から保護する（特許文献１参照）。

特開２００７−８４４３号公報

しかしながら、前述の車両用電源装置には、以下に示す改善すべき点がある。車両用電源装置のバッテリボックス１８は、図６に示すように、リアシートの後方に配置される。このため、リアシートの後方に車両用電源装置を配置するための十分なスペースを有していない自動車では、車両用電源装置をリアシートの後ろに配置できない、という改善すべき点がある。なお、リアシートの後ろに車両用電源装置を配置するための十分なスペースがない自動車としては、コンパクトカーや軽自動車がある。

そこで、本発明は、リアシートの後ろに車両用電源装置を配置するための十分なスペースがない自動車であっても駆動用バッテリを配置すると共に、配置した駆動用バッテリを車両側方から作用する力から保護する自動車の駆動用バッテリ保護構造を提供することを目的とする。

本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。

本発明に係る自動車の駆動用バッテリ保護構造は、車両前後方向に沿って左右に位置するサイドメンバの間、かつ、リアシートと前記リアシートの下のフロア面との間に駆動用バッテリを配置するための駆動用バッテリ配置空間を有し、前記サイドメンバは、前記フロア面よりも車両上側に上面を有する自動車において、前記駆動用バッテリを保護する自動車の駆動用バッテリ保護構造であって、前記駆動用バッテリ配置空間を形成し、前記リアシートの下に、前記リアシートを載置するリアシート載置部を有する駆動用バッテリ配置空間形成部、前記サイドメンバと前記リアシート載置部とを車幅方向を含んだ向きにて接続するための部材である接続部、を有する。

これにより、車両側方から作用する力を、接続部を介して、リアシート載置部に作用させ、結果として、駆動用バッテリ配置空間を、ひいては駆動用バッテリを保護することができる。

本発明に係る一実施形態に係る駆動用バッテリ保護構造１００を有する自動車ＡＭのリアシートＲＳ付近を前方上方向から見た概略的斜視図である。 自動車のリアシートＲＳ付近を後方下方向から見た概略的斜視図である。 接続部１０３付近を車両前方から見た図である。 リアシートベルトアンカ固定補強部２０１の配置位置における断面を示す図である。 従来の駆動用バッテリ保護構造を示す図である。 従来の駆動用バッテリ保護構造を示す図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明していく。

本発明に係る自動車の駆動用バッテリ保護構造１００（以下、駆動用バッテリ保護構造１００とする。）は、駆動用バッテリＢＴを搭載する自動車ＡＭに形成される。駆動用バッテリ保護構造１００が形成される自動車ＡＭの構造について、車両のリアシートＲＳ付近を前方上方向から見た概略的斜視図を示す図１、車両のリアシートＲＳ付近を前方下方向から見た概略的斜視図を示す図２、接続部１０３付近を車両前方から見た図を示す図３を、及び、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１の配置位置における断面を示す図４を用いて説明する。なお、図１を含む各図面においては、各構成要素を他の構成要素に接続、固定するために必要となる構造、例えばフランジ、については記載を省略している。以下における説明においては、車両前方に向かって左右方向を示す。

図１に示すように、自動車ＡＭは、駆動用バッテリＢＴを用いて駆動力を得る自動車である。駆動用バッテリＢＴを用いて駆動力を得る自動車としては、例えば、ハイブリッド型の自動車がある。自動車ＡＭは、車両後方、リアシートＲＳの下からフロアパネルＦＰの間に形成される駆動用バッテリ配置空間ＢＳ（後述）に駆動用バッテリＢＴを搭載している。

図２に示すように、自動車ＡＭは、車両前後方向に沿って、車両の左右の端部付近にサイドメンバＳＭを有している。図２に示すように、サイドメンバＳＭは、駆動用バッテリ配置空間ＢＳの下面が配置されるフロアパネルＦＰの第５フロア面ＦＰ５（後述）よりも、車両上側に上面を有している。

図１に示すように、自動車ＡＭは、車両後方からリアシートＲＳの下まで、階段状のフロアパネルＦＰを有している。フロアパネルＦＰは、車両後方側から車両前方側に向かって連続的に位置する第１フロア面ＦＰ１、第２フロア面ＦＰ２、第３フロア面ＦＰ３、第４フロア面ＦＰ４、及び、第５フロア面ＦＰ５を有している。第１フロア面ＦＰ１は、水平面によって形成され、車両上下方向において最も高くに位置する。なお、第１フロア面ＦＰ１は、いわゆるトランクスペースの底面を形成する。第２フロア面ＦＰ２は、第１フロア面ＦＰ１から車両上下方向に対して斜め前下方に向かう斜面によって形成される。第２フロア面ＦＰ２には、所定の位置に２つのリアシートベルトアンカＳＡが取り付けられている。なお、フロアパネルＦＰは、車両後方側からフロアパネルサポート部材ＦＰＳによって支持されている（図２参照）。フロアパネルサポート部材ＦＰＳの車両前側の端部は、サイドメンバＳＭに接続される。

第３フロア面ＦＰ３は、車両前後方向に短い水平面によって形成される。第４フロア面ＦＰ４は、車両上下方向に沿う垂直面として形成される。第５フロア面ＦＰ５は、水平面によって形成され、車両上下方向において最も低くに位置する。なお、第５フロア面ＦＰ５は、いわゆる後席のフロア面を形成する。

図１に示すように、リアシートベルトアンカＳＡは、駆動用バッテリ配置空間形成部１０１に対して車両上方に配置されるリアシートＲＳに対して車両後方直近に位置するフロアパネルＦＰの第２フロア面ＦＰ２に配置される。第２フロア面ＦＰ２には、車両水平方向に沿って２つのリアシートベルトアンカＳＡが配置される。

第１ 駆動用バッテリ保護構造１００
駆動用バッテリ保護構造１００は、図１に示すように、駆動用バッテリ配置空間形成部１０１、接続部１０３、及び、緩衝部１０５を有している。駆動用バッテリ配置空間形成部１０１は、天板部１０１ａ、フレーム部１０１ｂ、及び、支持部１０１ｃを有している。

天板部１０１ａは、金属製の薄板により形成されており、平面視、変形の楕円形状を有している。天板部１０１ａの車両上側には、リアシートＲＳが載置される。天板部１０１ａは、中間天板部１０１ａ１、上側天板補強部１０１ａ３、及び、下側天板補強部１０１ａ５（図４参照）を有している。中間天板部１０１ａは、中央部分に、車両前後方向に沿ったビードが、中央部分の右側、及び、左側に、車両左右方向に沿ったビードが、それぞれ形成されている。なお、図１においては、ビードの記載は省略している。上側天板補強部１０１ａ３は、中間天板部１０１ａ１の中央部分の車両上側に配置されている。同様に、下側天板補強部１０５ａ５は、中間天板部１０１ａ１の中央部分の車両下側に配置されている。このように、リアシートＲＳが載置される天板部１０１ａを多層構造にすることによって、天板部１０１ａの強度を上げている。また、上側天板補強部１０１ａ３、下側天板補強部１０５ａ５を中間天板部１０１ａ１に対して強度が必要な場所にのみ配置することによって、強度を確保しつつ、重量を低減することができる。

フレーム部１０１ｂは、所定径のパイプにより形成されており、天板部１０１ａの形状よりも大きめの形状に沿った変形の楕円形状を有している。フレーム部１０１ｂの上に、天板部１０１ａが接続、固定されている。図４に示すように、フレーム部１０１ｂは、第３フロア面ＦＰ３に接続、固定される。なお、フレーム部１０１ｂは、第３フロア面ＦＰ３に固定されるとともに、天板部１０１ａとも一体的に固定される。フレーム部１０１ｂは、フロアパネルＦＰに対して、第３フロア面ＦＰ３、及び、支持部１０１ｃを介して第５フロア面ＦＰ５（後述）に固定されるため、強固に固定される。なお、天板部１０１ａ、及び、フレーム部１０１ｂによって、リアシート載置部が形成される。

図１に示すように、支持部１０１ｃは、金属製の薄板によって形成され、矩形形状を有している。支持部１０１ｃは、車両前方のフレーム部１０１ｂ、及び、フロアパネルＦＰの第５フロア面ＦＰ５に、車両上下方向に沿って接続される。支持部１０１ｃは、第５フロア面ＦＰ５に対してフレーム部１０１ｂを支持する。

ここで、駆動用バッテリ配置空間ＢＳは、天板部１０１ａ及びフレーム部１０１ｂによって形成される上面、支持部１０１ｃによって形成される前面、フロアパネルＦＰの第５フロア面ＦＰ５によって形成される下面、フロアパネルＦＰの第４フロア面ＦＰ４によって形成される後面によって、形成される。なお、駆動用バッテリ配置空間形成部１０１は、車両上下方向に沿って所定の力を作用させても、駆動用バッテリ配置空間ＢＳに配置される駆動用バッテリＢＴの性能に影響がないように形成される。駆動用バッテリ配置空間形成部１０１に作用させる所定の力としては、例えば、駆動用バッテリ配置空間形成部１０１の車両上側に配置されるリアシートＲＳを介して、車両下方に向かって３０ｋｇｆのダンベルを所定高さから落下させたときの力を設定する。

接続部１０３は、金属製の薄板によって形成される。接続部１０３は、フレーム部１０１ｂの前方、右側の斜め右後方に向かう接続部配置領域Ｒ１０１ｂから、緩衝部１０５を接続するように配置される。なお、緩衝部１０５は、フレーム部１０１ｂの接続部配置領域Ｒ１０１ｂよりも車両右側の下側、つまり、車両外側の下側に位置しているため、接続部１０３は、緩衝部１０５からみて、斜め上方に沿ってフレーム部１０１ｂを支持するように配置される。

緩衝部１０５は、金属製の薄板によって形成され、一つの頂点が車両上方に突出した突出部１０５ａを有している。突出部１０５ａ（図３参照）は、サイドメンバＳＭに対して車両内側に配置される。なお、緩衝部１０５は、車両前方側の前面に、サイドメンバＳＭの車両内側の端部に沿うように接続される。緩衝部１０５は、サイドメンバＳＭ、及び、フロアパネルＦＰの第５フロア面ＦＰ５に固定される。緩衝部１０５は、自らの形状を変形させることによって、車両側方からの衝突に対してサイドメンバＳＭが受けた衝撃力を吸収する。突出部１０５ａには、接続部１０３が接続、固定される。

第２ 駆動用バッテリ保護構造１００の作用
図３に示すように、側突のように、車両に対して側面から力Ｆが作用した場合、力Ｆ１は、まず、サイドメンバＳＭに作用し、サイドメンバＳＭが変形する。さらに、力Ｆ１は、サイドメンバＳＭを介して、緩衝部１０５に作用する。緩衝部１０５は、自らの形状を変形させることによって力Ｆを吸収する。さらに、力Ｆ１は、緩衝部１０５を介して、緩衝部１０５に接続されている接続部１０３に作用する。接続部１０３は、車両内側、つまり、駆動用バッテリ配置空間ＢＳに向かう力Ｆ１を、自身に沿って、つまり、緩衝部１０５から車両斜め上方（矢印ａ３方向）に伝達し、フレーム部１０１ｂ、及び、天板部１０１ａに作用する力Ｆ１‘とする。天板部１０１ａ及びフレーム部１０１ｂは、フロアパネルＦＰの第３フロア面ＦＰ３に強固に接続されているとともに、支持部１０１ｃによってフロアパネルＦＰの第５フロア面ＦＰ５に接続されているため、一部を変形させることによって力Ｆを吸収する。これにより、駆動用バッテリ配置空間ＢＳを保護することができ、結果として、駆動用バッテリ配置空間ＢＳに配置されている駆動用バッテリＢＴを保護することができる。

第３ リアシートベルトアンカ固定構造２００
図２に示すように、リアシートベルトアンカ固定構造２００は、駆動用バッテリ保護構造１００を有する自動車ＡＭにおいて、リアシートＲＳの後方に位置する第２フロア面ＦＰ２に配置されるリアシートベルトアンカＳＡを強固に固定するための構造である。リアシートベルトアンカ固定構造２００は、フロアパネルＦＰ、リアシートベルトアンカＳＡ、駆動用バッテリ保護構造１００（図１参照）、及び、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１を有している。

図４に示すように、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１は、金属製の板状部材によって形成される。リアシートベルトアンカ固定補強部２０１は、フロアパネルＦＰの第２フロア面ＦＰ２及び第３フロア面ＦＰ３の車両下側に、つまり、リアシートベルトアンカＳＡが固定される面とは反対側の面に沿って配置される。リアシートベルトアンカ固定補強部２０１では、一端が第２フロア面ＦＰ２を介してリアシートベルトアンカＳＡに接続され、他の一端が、第３フロア面ＦＰ３を介して駆動用バッテリ配置空間形成部１０１のフレーム部１０１ｂに接続される。つまり、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１は、第２フロア面ＦＰ２から第３フロア面ＦＰ３にかけて配置される。

第４ リアシートベルトアンカ固定構造２００の作用
リアシートベルトアンカ固定補強部２０１は、第３フロア面ＦＰ３及びフレーム部１０１ｂと一体的に固定されるため、車両衝突時において、リアシートベルトアンカＳＡに対して車両斜め前方に向かって作用する力Ｆ２を、フレーム部１０１ｂに作用する下方に向かう力Ｆ２‘として、フレーム部１０１ｂ、ひいては、駆動用バッテリ配置空間形成部１０１に伝達する。駆動用バッテリ配置空間形成部１０１は、フレーム部１０１ｂを介してフロアパネルＦＰに固定されると共に、支持部１０１ｃを介してフロアパネルＦＰに対して固定されているため、強固な構造を有している。よって、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１を介して作用する力Ｆ２’に対して、駆動用バッテリ配置空間形成部１０１は、わずかな変形で対抗できる。ひいては、リアシートベルトアンカＳＡの移動を低減できる。

また、リアシートベルトアンカＳＡに近接して位置する駆動用バッテリ配置空間形成部１０１のフレーム部１０１ｂと共に、フロアパネルＦＰに接続することによって、自身の長さを短くすることができる。例えば、従来、リアシートＲＳに対して車両後方のより遠くに配置されていた他のクロスメンバに接続する場合に比して、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１全体の長さを短くできるので、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１の形成に必要な材料を低減できるとともに、リアシートベルトアンカ固定補強部２０１自体の重量も低減できる。

［他の実施形態］
（１）緩衝部１０５：前述の実施例１においては接続部１０３を、緩衝部１０５を介してサイドメンバＳＭに接続したが、緩衝部１０５を配置せずに、直接的に、サイドメンバＳＭに接続するようにしてもよい。

（２）天板部１０１ａ、フレーム部１０１ｂの形状：前述の実施例１においては、天板部１０１ａ、フレーム部１０１ｂを変形の楕円形状としたが、車両上方にリアシートＲＳを配置でき、車両下方に駆動用バッテリ配置空間ＢＳを形成できるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、天板部１０１ａ、フレーム部１０１ｂが矩形状であってもよい。

（３）上側天板補強部１０１ａ３、下側天板補強部１０１ａ５：前述の実施例１においては、中間天板部１０１ａ１に対して、上下に、上側天板補強部１０１ａ３、下側天板補強部１０１ａ５を配置したが、いずれか一方を配置するようにしてもよい。また、いずれも配置しないようにしてもよい。さらに、上側天板補強部１０１ａ３、下側天板補強部１０１ａ５の配置位置については、中間天板部１０１ａ１の中央部部でなくとも、強度が必要な部分に配置するようにすればよい。

（４）接続部１０３：前述の実施例１においては、接続部１０３を左右一方にのみ配置したが、左右両方に配置するようにしてもよい。

（５）天板部１０１ａの補強：前述の実施例１において、天板部１０１ａを補強するために、他の補強部材、例えば、所定強度を有する平板を天板部１０１ａの上面、下面のいずれか一方、または、両方に、配置するようにしてもよい。

１００ 駆動用バッテリ保護構造
１０１ 駆動用バッテリ配置空間形成部
１０１ａ 天板部
１０１ａ１ 中間天板部
１０１ａ３ 上側天板補強部
１０１ａ５ 下側天板補強部
１０１ｂ フレーム部
Ｒ１０１ｂ 接続部配置領域
１０１ｃ 支持部
１０３ 接続部
１０５ 緩衝部
１０５ａ 突出部
２００ リアシートベルトアンカ固定構造
２０１ リアシートベルトアンカ固定補強部
ＢＴ 駆動用バッテリ
ＢＳ 駆動用バッテリ配置空間
ＡＭ 自動車
ＲＳ リアシート
ＳＭ サイドメンバ
ＦＰ フロアパネル
ＦＰ１ 第１フロア面
ＦＰ２ 第２フロア面
ＦＰ３ 第３フロア面
ＦＰ４ 第４フロア面
ＦＰ５ 第５フロア面
ＳＡ リアシートベルトアンカ

Claims (1)

1. 車両前後方向に沿って左右に位置するサイドメンバの間、かつ、リアシートと前記リアシートの下のフロア面との間に駆動用バッテリを配置するための駆動用バッテリ配置空間を有し、前記サイドメンバは、前記フロア面よりも車両上側に上面を有する自動車において、前記駆動用バッテリを保護する自動車の駆動用バッテリ保護構造であって、
   前記駆動用バッテリ配置空間を形成し、前記リアシートの下に、前記リアシートを載置するリアシート載置部を有する駆動用バッテリ配置空間形成部、
   前記サイドメンバと前記リアシート載置部とを車幅方向を含んだ向きにて接続するための部材である接続部、
   を有する自動車の駆動用バッテリ保護構造。
   

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