JP6892750B2 - 車両搭載用構造体 - Google Patents
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Description
本発明は、車両に電池モジュール類を搭載するための構造体に関する。
電気自動車、ハイブリッド等の駆動源に二次電池を用いた車両がある。
これらの車両においては、走行距離の長距離化に伴い、二次電池の搭載量が増大化している。
二次電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池等が実用化されているが、さらなる二次電池の開発も進められている。
そこで本明細書においては、これらの二次電池を総称して電池モジュール類と表現する。
これらの車両においては、走行距離の長距離化に伴い、二次電池の搭載量が増大化している。
二次電池としては、リチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池等が実用化されているが、さらなる二次電池の開発も進められている。
そこで本明細書においては、これらの二次電池を総称して電池モジュール類と表現する。
本出願人は、これまでも電池モジュール類を搭載するための構造体を提案している（特許文献１，２）。
これまでは電池モジュール類の車両への搭載位置が車両の後部等の空間を用いたものであったため、主に前後方向の外部荷重から電池モジュール類を保護するのが目的であった。
しかし、近年の電池モジュール類の搭載量の増大化に伴い、前後方向及び左右方向等の周囲のどの方向からの外部荷重に対しても電池モジュール類を保護する必要がある。
また、これらに搭載される電池モジュール類は、従来の車両バッテリーに比較して、高電圧からなる電気系統である。
そこで、構造体内部への水の浸入を防ぐとともに、冷却系統を確保する必要もある。
これまでは電池モジュール類の車両への搭載位置が車両の後部等の空間を用いたものであったため、主に前後方向の外部荷重から電池モジュール類を保護するのが目的であった。
しかし、近年の電池モジュール類の搭載量の増大化に伴い、前後方向及び左右方向等の周囲のどの方向からの外部荷重に対しても電池モジュール類を保護する必要がある。
また、これらに搭載される電池モジュール類は、従来の車両バッテリーに比較して、高電圧からなる電気系統である。
そこで、構造体内部への水の浸入を防ぐとともに、冷却系統を確保する必要もある。
本発明は、前後、左右方向等、どの方位からの荷重に対しても保護効果が高い電池モジュール類を搭載するための車両搭載用構造体の提供を目的とする。
また、防水性、冷却性に優れたコンパクトな車両搭載用構造体の提供も目的とする。
また、防水性、冷却性に優れたコンパクトな車両搭載用構造体の提供も目的とする。
本発明に係る車両搭載用構造体は、前後方向に２列に配設したフロントフレームとリアフレームとの両側の端部付近内側間に、左右方向に２列に配設したＬサイドフレームとＲサイドフレームの両側の端面部をそれぞれ突き合せ連結してあり、前記Ｌサイドフレームの左側又は前記Ｒサイドフレームの右側に、それぞれＬサイドプロテクター又は／及びＲサイドプロテクターを有し、前記Ｌサイドフレームの左側に配設したＬサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの左側の端面部に突き合せ連結してあり、前記Ｒサイドフレームの右側に配設したＲサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの右側の端面部に突き合せ連結してあることを特徴とする。
本明細書では、本発明に係る構造体を車両に搭載した状態で便宜上、車両の前後方向、車両の進行方向に対して構造体の前後、左右を表現する。
したがって、本発明に係る車両搭載用構造体の車両搭載位置及び方向に何ら制限はない。
本明細書では、本発明に係る構造体を車両に搭載した状態で便宜上、車両の前後方向、車両の進行方向に対して構造体の前後、左右を表現する。
したがって、本発明に係る車両搭載用構造体の車両搭載位置及び方向に何ら制限はない。
本発明において、フロントフレームとリアフレームとの内側に端面部を突き合わせたＬサイドフレームとＲサイドフレームは前記突き合せ部に中空断面形状部を有するのが好ましく、Ｌサイドプロテクター又は／及びＲサイドプロテクターの内側に端面部を突き合せたフロントフレームとリアフレームは前記突き合せ部に中空断面形状部を有するのが好ましい。
中空断面形状部は、この中空方向の荷重に対する変位強度が強いとともに、衝撃吸収量が大きいからである。
中空断面形状部は、この中空方向の荷重に対する変位強度が強いとともに、衝撃吸収量が大きいからである。
本発明において、前後方向に２列に配設したフロントフレーム及びリアフレームと、前記左右方向に２列に配設したＬサイドフレーム及びＲサイドフレームとで形成した枠体の開口部の上部側全体をカバーするように配設したアッパパネルを有し、前記アッパパネルは前後左右四方の端部のうち少なくとも一辺に下側に向けて折り曲げ形成した水の排水部を有するようにしてもよい。
このようにすると、アッパパネルの上面からの水が外部に排水されるのが促進される。
このようにすると、アッパパネルの上面からの水が外部に排水されるのが促進される。
本発明において、前後方向に２列に配設したフロントフレーム及びリアフレームと、前記左右方向に２列に配設したＬサイドフレーム及びＲサイドフレームとで形成した枠体の下部側に配設したロアパネルを有し、前記ロアパネルは中空断面形状部を有し、前記中空断面形状部はダクト機能を有しているようにすることもできる。
このようにすると、構造体とダクト機能との一体化ができ、コンパクトになる。
ここでダクト機能とは、空気等の通路となり、冷却，温調，排ガス等に使用できることをいう。
このようにすると、構造体とダクト機能との一体化ができ、コンパクトになる。
ここでダクト機能とは、空気等の通路となり、冷却，温調，排ガス等に使用できることをいう。
本発明に係る車両搭載用構造体にあっては、フロントフレームとリアフレームとの間に、ＬサイドフレームとＲサイドフレームとを挟み込むように、このＬサイドフレームとＲサイドフレームの両側の端面部をフロントフレームとリアフレームの内側に突き合せたので、フロントフレーム側からの荷重、あるいはリアフレーム側からの荷重を左右のＬサイドフレームとＲサイドフレームの突っ張りで受けることになる。
また、Ｌサイドフレーム側からあるいはＲサイドフレーム側からの荷重は、このＬサイドフレームとＲサイドフレームとの間に挟み込んだフロントフレームとリアフレームの突っ張りで受けることになる。
これにより、本発明に係る構造体は、前方及び後方からの荷重と左右側部からの荷重のどちら側からであっても構造体全体に伝達し、この構造体全体で荷重変位を吸収することになるので、内部に搭載した電池モジュール類の保護効果が高い。
また、構造もコンパクトである。
また、Ｌサイドフレーム側からあるいはＲサイドフレーム側からの荷重は、このＬサイドフレームとＲサイドフレームとの間に挟み込んだフロントフレームとリアフレームの突っ張りで受けることになる。
これにより、本発明に係る構造体は、前方及び後方からの荷重と左右側部からの荷重のどちら側からであっても構造体全体に伝達し、この構造体全体で荷重変位を吸収することになるので、内部に搭載した電池モジュール類の保護効果が高い。
また、構造もコンパクトである。
本発明に係る車両搭載用構造体において、端部が下側に向けて折り曲げ形成したアッパパネルを設けると、アッパパネルの上面からの排水性が向上する。
また、ロアパネルに中空断面形状部を設けると、この中空断面形状部やフロントフレーム、リアフレーム、Ｌサイドプロテクター、Ｒサイドプロテクター等の中空断面形状部等をダクトとして用いた冷却系統をコンパクトに形成することができる。
また、ロアパネルに中空断面形状部を設けると、この中空断面形状部やフロントフレーム、リアフレーム、Ｌサイドプロテクター、Ｒサイドプロテクター等の中空断面形状部等をダクトとして用いた冷却系統をコンパクトに形成することができる。
本発明に係る電池モジュール類を車両に搭載するための車両搭載構造体（以下、単に構造体という。）の構造例を図面に基づいて説明する。
本発明は、本実施例に限定されない。
本発明は、本実施例に限定されない。
図１に構造体の全体図を示す。
説明の便宜上、車両に搭載するに際し、車両の前方側をフロント（Ｆｒ）、後方側をリア（Ｒｒ）と表現し、車両の前方方向に対して左側を（Ｌ）、右側を（Ｒ）と表現した。
フロントフレーム１１とリアフレーム１２との左右両側のそれぞれの端部付近の内側に、Ｌサイドフレーム１３及びＲサイドフレーム１４の端面部が突き合さるように連結されている。
換言すれば、Ｌサイドフレーム１３とＲサイドフレーム１４とをフロントフレーム１１とリアフレーム１２とで挟み込むように連結してある。
また、Ｌサイドフレーム１３の左側にＬサイドプロテクター１５を連結し、Ｒサイドフレーム１４の右側にＲサイドプロテクター１６を連結するとともに、このＬサイドプロテクター１５とＲサイドプロテクター１６とで、フロントフレーム１１の両側の端面部及びリアフレーム１２の両側の端面部を挟み込むように連結してある。
上記のように連結した枠体の下部側にロアパネル１７を連結し、上部側をアッパパネル１８にてカバーする。
本実施例では、フロントフレーム１１とリアフレーム１２の間に、中間フレーム１９を設けた例になっている。
次に、それぞれの連結部の詳細を説明する。
説明の便宜上、車両に搭載するに際し、車両の前方側をフロント（Ｆｒ）、後方側をリア（Ｒｒ）と表現し、車両の前方方向に対して左側を（Ｌ）、右側を（Ｒ）と表現した。
フロントフレーム１１とリアフレーム１２との左右両側のそれぞれの端部付近の内側に、Ｌサイドフレーム１３及びＲサイドフレーム１４の端面部が突き合さるように連結されている。
換言すれば、Ｌサイドフレーム１３とＲサイドフレーム１４とをフロントフレーム１１とリアフレーム１２とで挟み込むように連結してある。
また、Ｌサイドフレーム１３の左側にＬサイドプロテクター１５を連結し、Ｒサイドフレーム１４の右側にＲサイドプロテクター１６を連結するとともに、このＬサイドプロテクター１５とＲサイドプロテクター１６とで、フロントフレーム１１の両側の端面部及びリアフレーム１２の両側の端面部を挟み込むように連結してある。
上記のように連結した枠体の下部側にロアパネル１７を連結し、上部側をアッパパネル１８にてカバーする。
本実施例では、フロントフレーム１１とリアフレーム１２の間に、中間フレーム１９を設けた例になっている。
次に、それぞれの連結部の詳細を説明する。
図２にＬサイドプロテクター１５の一部を取り外したコーナー部を示し、その連結状態を図４の（ｂ），（ｃ）に示す。
（ｂ）は外側から見た図、（ｃ）はこれを内側から見た図である。
フロントフレーム１１は、プレート状の前壁部１１ａと、その上部側にアッパ中空断面形状部１１ｂ、下部側にロア中空断面形状部１１ｃとを有する。
Ｌサイドフレーム１３は、中空断面形状部からなる側壁部１３ａと、その上部側のアッパフランジ部１３ｄ、下部側に中空断面形状の受け部１３ｂを有する。
Ｌサイドフレーム１３の側壁部１３ａの中空形状の端面部を、フロントフレーム１１の前壁部１１ａの内側に突き合せた状態になっている。
また、フロントフレーム１１のアッパ中空断面形状部１１ｂの上面から内側に延在させたアッパ重ねフランジ部１１ｆを、Ｌサイドフレーム１３のアッパフランジ部１３ｄに重ねてある。
フロントフレーム１１のロア中空断面形状部１１ｃの上部内側に、ロア重ねフランジ部１１ｄを形成し、Ｌサイドフレーム１３の受け部１３ｂの上面部に、このロア重ねフランジ部１１ｄを重ねるように連結してある。
枠体の４つのコーナー部は、同様の構造になっている。
これにより、フロントフレーム１１及びリアフレーム１２のアッパ重ねフランジ部とロア重ねフランジ部とが、Ｌサイドフレーム１３とＲサイドフレーム１４のアッパフランジ部と受け部とに架け渡した状態で連結されている。
また、Ｌサイドフレーム１３の下端部の内側と、フロントフレーム１１の下端部の内側とにそれぞれ載置フランジ部１３ｅ，１１ｅを形成してある。
枠体の４つのコーナー部にも同様に設けてあり、ロアパネル１７がこのフランジ部に載置された状態で連結される。
（ｂ）は外側から見た図、（ｃ）はこれを内側から見た図である。
フロントフレーム１１は、プレート状の前壁部１１ａと、その上部側にアッパ中空断面形状部１１ｂ、下部側にロア中空断面形状部１１ｃとを有する。
Ｌサイドフレーム１３は、中空断面形状部からなる側壁部１３ａと、その上部側のアッパフランジ部１３ｄ、下部側に中空断面形状の受け部１３ｂを有する。
Ｌサイドフレーム１３の側壁部１３ａの中空形状の端面部を、フロントフレーム１１の前壁部１１ａの内側に突き合せた状態になっている。
また、フロントフレーム１１のアッパ中空断面形状部１１ｂの上面から内側に延在させたアッパ重ねフランジ部１１ｆを、Ｌサイドフレーム１３のアッパフランジ部１３ｄに重ねてある。
フロントフレーム１１のロア中空断面形状部１１ｃの上部内側に、ロア重ねフランジ部１１ｄを形成し、Ｌサイドフレーム１３の受け部１３ｂの上面部に、このロア重ねフランジ部１１ｄを重ねるように連結してある。
枠体の４つのコーナー部は、同様の構造になっている。
これにより、フロントフレーム１１及びリアフレーム１２のアッパ重ねフランジ部とロア重ねフランジ部とが、Ｌサイドフレーム１３とＲサイドフレーム１４のアッパフランジ部と受け部とに架け渡した状態で連結されている。
また、Ｌサイドフレーム１３の下端部の内側と、フロントフレーム１１の下端部の内側とにそれぞれ載置フランジ部１３ｅ，１１ｅを形成してある。
枠体の４つのコーナー部にも同様に設けてあり、ロアパネル１７がこのフランジ部に載置された状態で連結される。
次に、左右のサイドプロテクターとサイドフレーム及びフロントフレーム、リアフレームとの連結構造を説明する。
左右の連結構造は同じであり、Ｌサイドプロテクター１５の例で説明する。
図５（ａ）は、Ｌサイドプロテクター１５とリアフレーム１２との連結部を示し、図５（ｂ）はＬサイドプロテクター１５とＬサイドフレーム１３の連結部を示す。
Ｌサイドプロテクター１５は、Ｌサイドフレーム１３に設けたフランジ部１３ｃの下側にて、このＬサイドフレーム１３と突き合せ連結したベース部１５ｅから立上部１５ｆを介して、中空断面形状部１５ｄからなる曲面部１５ａを立設してある。
曲面部１５ａは、下部側の連結フランジ部１５ｃにて立上部１５ｆと連結し、上部側のアッパ連結フランジ部１５ｂをＬサイドフレーム１３のアッパフランジ部１３ｄの上に重ねるように連結してある。
図５（ａ）に示すように、この曲面部１５ａの上部内側にリアフレーム１２のアッパ中空断面形状部１２ｂの端面部を突き合せた状態で連結してあり、Ｌサイドプロテクター１５のベース部１５ｅの内側に、リアフレーム１２のロア中空断面形状部１２ｃの端面部を突き合せた状態で連結してある。
換言すると、Ｌサイドプロテクター１５とＲサイドプロテクター１６とで、その内側にフロントフレーム１１、リアフレーム１２を挟み込むように連結してある。
また、サイドプロテクター１５，１６の曲面部１５ａ，１６ａで、外部荷重ｆ１を吸収しながら荷重ｆ２，ｆ３に分散され、フロントフレーム１１、リアフレーム１２に伝達される。
左右の連結構造は同じであり、Ｌサイドプロテクター１５の例で説明する。
図５（ａ）は、Ｌサイドプロテクター１５とリアフレーム１２との連結部を示し、図５（ｂ）はＬサイドプロテクター１５とＬサイドフレーム１３の連結部を示す。
Ｌサイドプロテクター１５は、Ｌサイドフレーム１３に設けたフランジ部１３ｃの下側にて、このＬサイドフレーム１３と突き合せ連結したベース部１５ｅから立上部１５ｆを介して、中空断面形状部１５ｄからなる曲面部１５ａを立設してある。
曲面部１５ａは、下部側の連結フランジ部１５ｃにて立上部１５ｆと連結し、上部側のアッパ連結フランジ部１５ｂをＬサイドフレーム１３のアッパフランジ部１３ｄの上に重ねるように連結してある。
図５（ａ）に示すように、この曲面部１５ａの上部内側にリアフレーム１２のアッパ中空断面形状部１２ｂの端面部を突き合せた状態で連結してあり、Ｌサイドプロテクター１５のベース部１５ｅの内側に、リアフレーム１２のロア中空断面形状部１２ｃの端面部を突き合せた状態で連結してある。
換言すると、Ｌサイドプロテクター１５とＲサイドプロテクター１６とで、その内側にフロントフレーム１１、リアフレーム１２を挟み込むように連結してある。
また、サイドプロテクター１５，１６の曲面部１５ａ，１６ａで、外部荷重ｆ１を吸収しながら荷重ｆ２，ｆ３に分散され、フロントフレーム１１、リアフレーム１２に伝達される。
アッパパネル１８は、図１に示すように上面部１８ａとその左右両側の端部を下側に向けて折り曲げた、折り曲げ部１８ｂからなる排水部を形成してある。
本実施例では、Ｌサイドプロテクター１５の曲面部１５ａに合せて断面円弧状に形成してある。
これにより、図１（ｂ）に矢印Ｗで示すように排水されやすくなる。
アッパパネル１８は、一体的な部材でもよい。
例えば、図３に示すように複数の部材を連結してもよい。
その場合、図３（ｂ）に従来例を示すように、単に溶接連結すると水が浸入する恐れがあるので、図３（ａ）に示すような連結構造が好ましい。
一方のパネル材２１８に複数の凸部２１８ａを形成し、他方のパネル材１１８に対応して形成した凹部１１８ａを凸部２１８ａに重ね合わせるようにし、その間にシール材Ｓを用いるのがよい。
また、機械的締結手段を組み合せることで、止水性能の向上を図ることもできる。
本実施例では、Ｌサイドプロテクター１５の曲面部１５ａに合せて断面円弧状に形成してある。
これにより、図１（ｂ）に矢印Ｗで示すように排水されやすくなる。
アッパパネル１８は、一体的な部材でもよい。
例えば、図３に示すように複数の部材を連結してもよい。
その場合、図３（ｂ）に従来例を示すように、単に溶接連結すると水が浸入する恐れがあるので、図３（ａ）に示すような連結構造が好ましい。
一方のパネル材２１８に複数の凸部２１８ａを形成し、他方のパネル材１１８に対応して形成した凹部１１８ａを凸部２１８ａに重ね合わせるようにし、その間にシール材Ｓを用いるのがよい。
また、機械的締結手段を組み合せることで、止水性能の向上を図ることもできる。
図６にロアパネル１７の断面図を示す。
本実施例は、中空断面からなる複数のロアパネル部材１７ａ，１７ｂを連結し、さらに中空断面の中間フレーム１９の基部１９ａをロアパネル１７に連結及び立設し、フロントフレーム１１、リアフレーム１２の内側に挟み込むように連結してある。
このようにすると、例えばロアパネル１７の中空部から冷気を枠体内に流し込み、中間フレーム１９の中空部１９ｂを排気ダクトとして使用できるので、従来の別部品として排気ダクトを設けるのと比較して、全体としてコンパクトになる。
また、これらの中空部は上記の冷却のみならず、温調空気，排ガスの流路等，各種ダクトとして使用できる。
本実施例は、中空断面からなる複数のロアパネル部材１７ａ，１７ｂを連結し、さらに中空断面の中間フレーム１９の基部１９ａをロアパネル１７に連結及び立設し、フロントフレーム１１、リアフレーム１２の内側に挟み込むように連結してある。
このようにすると、例えばロアパネル１７の中空部から冷気を枠体内に流し込み、中間フレーム１９の中空部１９ｂを排気ダクトとして使用できるので、従来の別部品として排気ダクトを設けるのと比較して、全体としてコンパクトになる。
また、これらの中空部は上記の冷却のみならず、温調空気，排ガスの流路等，各種ダクトとして使用できる。
１１ フロントフレーム
１２ リアフレーム
１３ Ｌサイドフレーム
１４ Ｒサイドフレーム
１５ Ｌサイドプロテクター
１６ Ｒサイドプロテクター
１７ ロアパネル
１８ アッパパネル
１９ 中間フレーム
１２ リアフレーム
１３ Ｌサイドフレーム
１４ Ｒサイドフレーム
１５ Ｌサイドプロテクター
１６ Ｒサイドプロテクター
１７ ロアパネル
１８ アッパパネル
１９ 中間フレーム
Claims (5)
- 前後方向に２列に配設したフロントフレームとリアフレームとの両側の端部付近内側間に、左右方向に２列に配設したＬサイドフレームとＲサイドフレームの両側の端面部をそれぞれ突き合せ連結してあり、
前記Ｌサイドフレームの左側又は前記Ｒサイドフレームの右側に、それぞれＬサイドプロテクター又は／及びＲサイドプロテクターを有し、
前記Ｌサイドフレームの左側に配設したＬサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの左側の端面部に突き合せ連結してあり、
前記Ｒサイドフレームの右側に配設したＲサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの右側の端面部に突き合せ連結してあり、
前記前後方向に２列に配設したフロントフレーム及びリアフレームと、
前記左右方向に２列に配設したＬサイドフレーム及びＲサイドフレームとで形成した枠体の開口部の上部側全体をカバーするように配設したアッパパネルを有し、
前記アッパパネルは前後左右四方の端部のうち少なくとも一辺に下側に向けて折り曲げ形成した水の排水部を有することを特徴とする車両搭載用構造体。 - 前後方向に２列に配設したフロントフレームとリアフレームとの両側の端部付近内側間に、左右方向に２列に配設したＬサイドフレームとＲサイドフレームの両側の端面部をそれぞれ突き合せ連結してあり、
前記Ｌサイドフレームの左側又は前記Ｒサイドフレームの右側に、それぞれＬサイドプロテクター又は／及びＲサイドプロテクターを有し、
前記Ｌサイドフレームの左側に配設したＬサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの左側の端面部に突き合せ連結してあり、
前記Ｒサイドフレームの右側に配設したＲサイドプロテクターの両側の端部付近の内側をそれぞれ前記フロントフレームとリアフレームの右側の端面部に突き合せ連結してあり、
前記Ｌサイドプロテクター又は／及びＲサイドプロテクターは内側方向に延在した曲面部を有し、前記曲面部の上部内側を前記フロントフレームとリアフレームの端面部に突き合せ連結してあることを特徴とする車両搭載用構造体。 - 前記フロントフレームとリアフレームとの内側に端面部を突き合わせたＬサイドフレームとＲサイドフレームは前記突き合せ部に中空断面形状部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の車両搭載用構造体。
- 前記Ｌサイドプロテクター又は／及びＲサイドプロテクターの内側に端面部を突き合せたフロントフレームとリアフレームは前記突き合せ部に中空断面形状部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両搭載用構造体。
- 前記前後方向に２列に配設したフロントフレーム及びリアフレームと、
前記左右方向に２列に配設したＬサイドフレーム及びＲサイドフレームとで形成した枠体の下部側に配設したロアパネルを有し、
前記ロアパネルは中空断面形状部を有し、前記中空断面形状部はダクト機能を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両搭載用構造体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016225425A JP6892750B2 (ja) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | 車両搭載用構造体 |
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