JP7006514B2 - バッテリの搭載構造 - Google Patents

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Description

本明細書は、車両のラゲッジスペースにバッテリを搭載するバッテリ搭載構造を開示する。
車載バッテリの中には、車両のラゲッジスペースに配されるものがある。例えば、車両の補機に電力を供給する補機バッテリは、車両のラゲッジスペースに搭載される。車両が他物と衝突などして車両に大きな衝撃が掛かった場合に、こうしたバッテリを保護する技術が従来から多数提案されている。
例えば、特許文献1では、リヤホイルハウスの後部に配置された補機バッテリが開示されている。この特許文献1では、車両が前突した場合に補機バッテリを保護するために、リヤホイルハウスと補機バッテリとの間に通気ダクトを配置している。かかる構成とした場合、前突により後方移動するリヤホイルハウスが、通気ダクトを潰す過程で衝突エネルギが消費されるため、補機バッテリにかかる衝突エネルギを軽減でき、補機バッテリを保護できる。
特開2002-186101号公報
しかしながら、特許文献1では、前突時における補機バッテリの保護は考慮されているが、後突時における補機バッテリの保護については、十分に検討されていなかった。
ここで、車両によっては、補機バッテリの後方に、後部ピラーのフランジが突出していることがある。後部ピラーは、フランジも含めて金属製であるが、こうしたフランジが、後突時に、補機バッテリの電力端子に当接すると短絡が発生する。もちろん、電力端子の周辺は、絶縁材料からなる端子カバーで覆われているが、こうした端子カバーは、後部ピラーが、補機バッテリに衝突した際の衝撃で外れることがある。つまり、従来の技術では、車両後突時におけるバッテリの電力端子の短絡防止について改善の余地があった。
そこで、本明細書では、車両後突時に、バッテリの電力端子の短絡を防止できるバッテリ搭載構造を開示する。
本明細書のバッテリの搭載構造は、車両のラゲッジスペースにバッテリを搭載するバッテリ搭載構造であって、前記ラゲッジスペースに配されたバッテリであって、当該バッテリの後端近傍において上方に突出する第一電力端子を有したバッテリと、前記バッテリの少なくとも一部を覆うバッテリカバーと、前記車両の側面と背面との境界に配される後部ピラーであって、前方に突出するフランジを有した後部ピラーと、前記第一電力端子と前記フランジとの間に位置するべく、前記バッテリカバーに取り付けられる絶縁シートと、を備えることを特徴とする。
第一電力端子とフランジとの間に絶縁シートを配置することで、フランジが第一電力端子に移動しても、フランジと第一電力端子との直接接触を効果的に防止でき、ひいては、第一電力端子の短絡を効果的に防止できる。
この場合、前記絶縁シートは、前記フランジに押された場合に、前記フランジの動きに追従して前記第一電力端子側に近づく方向に撓むことができてもよい。
かかる構成とすることで、絶縁シートは、フランジに追従して変形でき、絶縁シートの破断が効果的に防止される。そして、これにより、第一電力端子の短絡がより確実に防止できる。
また、前記バッテリカバーは、水平方向に離間した一対の支持部を有しており、前記絶縁シートは、その一端から他端までの沿面距離が前記一対の支持部間の直線距離よりも長くなるように余長のある状態で、前記一対の支持部に支持されていてもよい。
絶縁シートに余長を持たせることで、絶縁シートにかかる引っ張り荷重を小さく抑えつつ、絶縁シートをフランジに追従させることができる。そして、これにより、絶縁シートの破断がより確実に防止され、ひいては、第一電力端子の短絡もより確実に防止できる。
この場合、前記絶縁シートの一端から他端までの沿面距離は、一つの前記支持部から前記第一電力端子までの距離と、他の前記支持部から前記第一電力端子までの距離と、の合計以上であってもよい。
かかる構成とすれば、絶縁シートが、第一電力端子に到達するまで、絶縁シートを撓ませることができ、第一電力端子の短絡がより確実に防止できる。
また、前記絶縁シートは、その一部が折り畳まれた状態で、その両端が前記一対の支持部に固着されており、前記絶縁シートは、前記第一電力端子側に押された場合、前記折り畳みが解除されて、前記第一電力端子側に展開可能であってもよい。
かかる構成とすることで、絶縁シートの余長を確実に確保できる。
また、前記一対の支持部のうち少なくとも一方は、前記絶縁シートをスライド可能に支持しており、前記絶縁シートは、その一部が、前記スライド可能な支持部の外側に垂れ下がった状態で、前記一対の支持部に支持されており、前記絶縁シートは、前記第一電力端子側に押された場合に、前記垂れ下がった部分がスライドすることで、前記絶縁シートが前記第一電力端子側に撓むようにしてもよい。
かかる構成とすることで、絶縁シートの余長を確実に確保できる。
また、前記絶縁シートの上端は、前記第一電力端子の上端より高くてもよい。
かかる構成とすることで、フランジと第一電力端子との短絡をより確実に防止できる。
本明細書に開示のバッテリの搭載構造によれば、第一電力端子とフランジとの間に絶縁シートが配置されているため、フランジが第一電力端子に移動しても、フランジと第一電力端子との直接接触を効果的に防止でき、ひいては、第一電力端子の短絡を効果的に防止できる。
バッテリが搭載された車両の平面図である。 バッテリと後部ピラーの位置関係を説明する図である。 バッテリユニットの概略斜視図である。 バッテリユニットの概略的な分解斜視図である。 プラス電力端子、絶縁シート、フランジの模式図である。 後突時のプラス電力端子、絶縁シート、フランジの模式図である。 他の絶縁シートの配置例を示す模式図である。
以下、図面を参照してバッテリの搭載構造について説明する。図1は、バッテリ22が搭載される車両100の平面図である。また、図2は、バッテリ22と後部ピラー12の位置関係を説明する図である。なお、以下の図面において、「Fr」および「Up」は、車両の前方および上方を意味しており、「In」および「Out」は、車幅方向内側および外側を意味している。
バッテリ22は、車両100の補機の電源として機能するもので、一般に、「補機バッテリ」と呼ばれるものである。このバッテリ22は、例えば、鉛蓄電池で構成され、その出力電圧は12V程度である。バッテリ22は、後述するバッテリカバー24等と組み合わされてバッテリユニット20を構成する。このバッテリユニット20は、車両の後部にあるラゲッジスペースに配置される。
ここで、車両100には、ボディとルーフをつないで居住空間を確保するピラー10a~10dが設けられている。本例では、左右それぞれ4つのピラーが設けられており、各ピラーは、車両前方から順に、Aピラー10a、Bピラー10b、Cピラー10c、Dピラー10dと呼ばれる。このうち、Dピラー10dは、車両100の側面と背面との境界に位置する後部ピラー12となる。
後部ピラー12は、車両上下方向に延びる部材で、通常、金属からなる。この後部ピラー12は、例えば、略L字状のアウタパネル12oとインナパネル12iとを接合して構成されており、略矩形の閉断面を有している。アウタパネル12oの端部とインナパネル12iの端部とを重ねて接合した箇所は、略平板状のフランジ14,15となる。一つのフランジ14は、車両前方、すなわち、バッテリ22に向かって突出している。このフランジ14には、さらに、他のパネル部材、例えば、ラゲッジスペースの内壁を構成する化粧パネル13などが取り付けられる。
バッテリ22は、ラゲッジスペースの中でも、後部ピラー12の前方に配されている。また、バッテリ22には、二つの電力端子30,32が設けられているが、バッテリ22は、この二つの電力端子30,32が前後に並ぶような姿勢で設置されている。特に本例では、プラス電力端子32が車両後側に、マイナス電力端子30が車両前側になるような配置でバッテリ22を設置している。
次に、このバッテリ22を主要素とするバッテリユニット20の構成について図3、図4を参照して説明する。図3は、バッテリユニット20の概略斜視図であり、図4は、バッテリユニット20の概略分解斜視図である。バッテリユニット20は、略直方形のバッテリ22と、当該バッテリ22の周囲を覆うバッテリカバー24と、電力端子30,32を保護する端子カバー26m,26pと、を有している。
バッテリ22のうち前上隅と、後上隅は、略直方形に切り欠かれており、周辺より一段低い面が形成されている。この一段下がった面から、マイナス電力端子30およびプラス電力端子32が上方に突出している。このうち、プラス電力端子32は、バッテリ22の後端近傍で上方に突出する第一電力端子に対応する。
各電力端子30,32は、端子カバー26m,26pで保護される。端子カバー26m,26pは、樹脂等の絶縁材料からなる。また、端子カバー26m,26pは、電力端子30,32の周囲を覆える形状であれば特に限定されない。ただし、端子カバー26m,26pは、電力端子に接続された電力線102を引き出せるように、その底面が完全開口していることが望ましい。バッテリ22に取り付けた際、端子カバー26m,26pの端部は、バッテリ22から大きくはみ出しており、電力端子30,32に接続された電力線102は、この端子カバー26m,26pの底面から外部に引き出される。なお、バッテリの交換や充電の際には、端子カバー26m,26pを外して、電力端子30,32を外部に露出させる必要があるため、端子カバー26m,26pは、バッテリ22に対して着脱可能に取り付けられている。
バッテリカバー24は、バッテリ22の周囲(側面)を覆う部材で、樹脂等の絶縁材料からなる。このバッテリカバー24の後端縁からは、保護壁34が立脚している。この保護壁34は、プラス電力端子32の後方に位置しており、その上端は、プラス電力端子32の上端よりも高くなっている。換言すれば、保護壁34は、後部ピラー12のフランジ14と、プラス電力端子32との間に介在している。
この保護壁34のうち、プラス電力端子32との対向面には、絶縁シート28が取り付けられる。絶縁シート28は、絶縁性材料からなるシート材で、例えば、フェルトシートや不織布シート等である。この絶縁シート28は、その両端が保護壁34に接着固定される。これにより、絶縁シート28は、後部ピラー12のフランジ14と、プラス電力端子32との間に介在することになる。
絶縁シート28は、金属からなるフランジ14とプラス電力端子32との電気的接触(短絡)を防止するために設けられている。すなわち、通常、フランジ14とプラス電力端子32は、離間しているが、車両の後方に他部材が衝突する後突が生じた場合、この衝突の力によりフランジ14が後部ピラー12ごと、前方に移動するおそれがある。このとき、フランジ14がプラス電力端子32に衝突すると、短絡が生じる。もちろん、プラス電力端子32は、端子カバー26pで保護されているが、こうした端子カバー26pは、上述したとおり、着脱可能に取り付けられているため、比較的、小さな衝撃でも、脱落する。その結果、後突時には、端子カバー26pが脱落してしまい、外部に露出したプラス電力端子32がフランジ14に接触して、短絡が生じるおそれがあった。
そこで、本例では、フランジ14とプラス電力端子32との間に、絶縁シート28を配置し、フランジ14がプラス電力端子32に短絡することを防止している。さらに、フランジ14が前方に移動してきた際、絶縁シート28を破断させないために、本例では、絶縁シート28を、プラス電力端子32に向かうフランジ14の動きに追従して変形できるようにしている。
これについて図5、図6を参照して説明する。図5、図6は、絶縁シート28、プラス電力端子32、フランジ14の模式図である。本例において、絶縁シート28の両端は、強固な第一の接着剤37により、保護壁34に取り付けられる。この第一の接着剤37による固着位置が、絶縁シート28を支持する支持部36となる。つまり、保護壁34(バッテリカバー24)には、水平方向に離間した一対の支持部36が存在しており、この一対の支持部36により、絶縁シート28が支持されている。
絶縁シート28は、その両側を蛇腹状に折り畳んだ状態で、保護壁34に取り付けられている。換言すれば、絶縁シート28の一端から他端までの沿面距離は、この一対の支持部36の直線距離よりも長くなっており、絶縁シート28は、余長のある状態で、保護壁34に取り付けられている。なお、絶縁シート28のうち、両側部分は、複数枚のシートが折り重なった多層構造となっているが、プラス電力端子32と正対する箇所は、シートが折り重なっていない単層構造となっている。
絶縁シート28のうち、折り畳み部分は、その折り畳み状態を維持するために、第二の接着剤38で仮止めされている。この第二の接着剤38の接着力は、絶縁シート28の引っ張り強度よりも十分に小さく、絶縁シート28が前方側に引っ張られた際には、当該絶縁シート28が破断するよりも先に、第二の接着剤38による仮止めが解除されるようになっている。なお、絶縁シート28の引っ張り強度よりも小さい力で折り畳んだ状態を維持できるのであれば、第二の接着剤38に替えて他の固定手段を用いてもよい。例えば、絶縁シート28のうち、折り重なって多層構造となった部分に、糸を貫通させ、糸と絶縁シート28との摩擦力で、折り畳み状態を維持させてもよい。
以上の構成において、車両の後突が発生し、フランジ14が、プラス電力端子32に向かって移動してきたとする。この場合、フランジ14は、まず、保護壁34に衝突する。しかし、保護壁34は、樹脂からなり、比較的、柔らかいため、図6に示すように、フランジ14は、当該保護壁34を貫通して突破する。保護壁34を突破したフランジ14は、続いて、絶縁シート28に衝突する。これにより、絶縁シート28は、車両前方、すなわち、プラス電力端子32に向かって引っ張られる。この引っ張り力により、第二の接着剤38による仮止めが解除され、絶縁シート28の折り畳みが解除される。そして、これにより、絶縁シート28は、自由に変形可能な状態となるため、前方移動するフランジ14に追従して変形する。
結果として、絶縁シート28は、前方(プラス電力端子32)に向かって撓んだ状態に変形していく。このとき、絶縁シート28は、十分な余長があるため、当該絶縁シート28に大きな引っ張りの力はかからず、絶縁シート28の破断が防止される。そして、図6に示すように、破断されることなく、絶縁シート28が、プラス電力端子32まで到達すれば、フランジ14とプラス電力端子32との電気的接触を防止できる。
なお、フランジ14とプラス電力端子32との電気的接触を防止するのであれば、バッテリカバー24ではなく、フランジ14に絶縁シート28を取り付けることも考えられる。しかし、後突時にフランジ14が、どのように移動するかを正確に予測することは難しく、大きなフランジ14のうち、どこがプラス電力端子32に衝突するかを特定することはできない。そのため、フランジ14とプラス電力端子32との電気的接触を確実に防止するためには、フランジ14のほぼ全面に絶縁シート28を取り付けなければならないが、これは、コストの大幅な増加を招く。一方、本例のように、バッテリカバー24、すなわち、プラス電力端子32の近傍に絶縁シート28を設ける形態とした場合、絶縁シート28の面積を小さく押さえることができ、コストアップを小さく抑えることができる。
なお、短絡を確実に防止するためには、絶縁シート28は、破断することなくプラス電力端子32まで到達できることが望ましい。そのためには、絶縁シート28の沿面距離は、一つの支持部36からプラス電力端子32までの距離D1と、他の支持部36からプラス電力端子32までの距離D2とを足した距離(D1+D2)より大きいことが望ましい。
いずれにしても、本例のように、フランジ14とプラス電力端子32との間に、絶縁シート28を介在させることで、フランジ14とプラス電力端子32との電気的接触を効果的に防止でき、両者の短絡を効果的に防止できる。なお、これまで説明した構成は、一例であり、フランジ14とプラス電力端子32との間に絶縁シート28が介在するのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。
例えば、上述の説明では、絶縁シート28に余長を持たせるために、絶縁シート28の両側を蛇腹状に折り畳んでいるが、こうした折り畳み回数や形態は、適宜変更されてもよい。したがって、例えば、絶縁シート28のうち、左右片側だけ折り畳む構成としてもよい。
また、絶縁シート28は、その一端から他端までの沿面距離が、一対の支持部36間の距離よりも大きい状態、すなわち、余長がある状態であれば、折り畳まれていなくてもよい。例えば、図7に示すように、保護壁34に、絶縁シート28をスライド可能に支持できる一対のベルト穴40を設けておき、このベルト穴40に帯状の絶縁シート28を挿通させてもよい。この場合、このベルト穴40が、支持部36となる。この場合、絶縁シート28は、一対のベルト穴40に挿通される。そして、絶縁シート28のうち、余長部分は、ベルト穴40より幅方向外側に垂れ下がったままとなる。なお、ベルト穴40からの抜け落ちを防止するために、絶縁シート28の両端に、ベルト穴40の穴幅より大きい膨らみ42、例えば、結び目などを設けてもよい。
かかる構成において、絶縁シート28が、フランジ14により、前方(プラス電力端子32)に向かって押されると、絶縁シート28は、前方側に引っ張られる。また、この引っ張りを許容するべく、絶縁シート28がベルト穴40に沿ってスライドしていく。そして、これにより、絶縁シート28は、フランジ14に追従して変形可能となり、プラス電力端子32に向かって撓んだ状態に変形していく。そして、最終的に、絶縁シート28が、プラス電力端子32まで到達すれば、フランジ14とプラス電力端子32との電気的接触を防止できる。なお、図7では、二つの支持部36を、ともに、ベルト穴40としているが、二つの支持部36のうち、一方は、絶縁シート28を移動不可能に支持する支持部36、例えば、強固な接着剤でもよい。
また、これまでは、絶縁シート28に余長を持たせていたが、絶縁シート28自体に十分な伸縮性があるのであれば、余長はなくてもよい。例えば、絶縁シート28を、十分に伸縮可能な絶縁材料、例えば、ゴム等で形成するのであれば、絶縁シート28は、余長を持たせることなく、保護壁34に取り付けられてもよい。ただし、いずれの場合であっても、絶縁シート28は、その上端が、プラス電力端子32の上端より高くなるような位置及びサイズで取り付けられることが望ましい。
10a~10d ピラー、12 後部ピラー、12i インナパネル、12o アウタパネル、13 化粧パネル、14,15 フランジ、20 バッテリユニット、22 バッテリ、24 バッテリカバー、26m,26p 端子カバー、28 絶縁シート、30 マイナス電力端子、32 プラス電力端子(第一電力端子)、34 保護壁、36 支持部、37 第一の接着剤、38 第二の接着剤、40 ベルト穴、100 車両、102 電力線。

Claims (7)

  1. 車両のラゲッジスペースにバッテリを搭載するバッテリ搭載構造であって、
    前記ラゲッジスペースに配されたバッテリであって、当該バッテリの後端近傍において上方に突出する第一電力端子を有したバッテリと、
    前記バッテリの少なくとも一部を覆うバッテリカバーと、
    前記車両の側面と背面との境界に配される後部ピラーであって、前方に突出するフランジを有した後部ピラーと、
    前記第一電力端子と前記フランジとの間に位置するべく、前記バッテリカバーに取り付けられる絶縁シートと、
    を備えることを特徴とするバッテリの搭載構造。
  2. 請求項1に記載のバッテリの搭載構造であって、
    前記絶縁シートは、前記フランジに押された場合に、前記フランジの動きに追従して前記第一電力端子側に近づく方向に撓むことができる、ことを特徴とするバッテリの搭載構造。
  3. 請求項1または2のいずれか1項に記載のバッテリの搭載構造であって、
    前記バッテリカバーは、水平方向に離間した一対の支持部を有しており、
    前記絶縁シートは、その一端から他端までの沿面距離が前記一対の支持部間の直線距離よりも長くなるように余長のある状態で、前記一対の支持部に支持されている、
    ことを特徴とするバッテリの搭載構造。
  4. 請求項3に記載のバッテリの搭載構造であって、
    前記絶縁シートの一端から他端までの沿面距離は、一つの前記支持部から前記第一電力端子までの距離と、他の前記支持部から前記第一電力端子までの距離と、の合計以上である、
    特徴とするバッテリの搭載構造。
  5. 請求項3または4に記載のバッテリの搭載構造であって、
    前記絶縁シートは、その一部が折り畳まれた状態で、その両端が前記一対の支持部に固着されており、
    前記絶縁シートは、前記第一電力端子側に押された場合、前記折り畳みが解除されて、前記第一電力端子側に展開可能である、
    ことを特徴とするバッテリの搭載構造。
  6. 請求項3または4に記載のバッテリの搭載構造であって、
    前記一対の支持部のうち少なくとも一方は、前記絶縁シートをスライド可能に支持しており、
    前記絶縁シートは、その一部が、前記スライド可能な支持部の外側に垂れ下がった状態で、前記一対の支持部に支持されており、
    前記絶縁シートは、前記第一電力端子側に押された場合に、前記垂れ下がった部分がスライドすることで、前記絶縁シートが前記第一電力端子側に撓む、
    ことを特徴とするバッテリの搭載構造。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のバッテリの搭載構造であって、
    前記絶縁シートの上端は、前記第一電力端子の上端より高い、ことを特徴とするバッテリの搭載構造。
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