JP7205778B2 - 車両のバッテリ支持構造 - Google Patents

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Description

本開示は、車両のバッテリ支持構造に関する。
特許文献１には、車両の前後方向に延設されたシャーシフレームの側面部に基部が固定されて、車両の側部外方に延出される延出部を有する略Ｌ字状の第１のブラケットと、第１のブラケットの延出部の上面に固定されるとともに車両の前後方向に延設され車幅方向において所定間隔で２個配設された第２のブラケットとにより構成されたブラケット装置が開示されている。第２のブラケットの上面には、高電圧バッテリが固定される。
特開２００６－１２３６５８号公報
特許文献１のように、車体フレームを構成する左右のサイドメンバ（シャーシフレーム）の車幅方向外側にバッテリを配置し、ブラケットを介してバッテリをサイドメンバに支持すると、バッテリはサイドメンバに片持ち状に支持された状態となる。このため、バッテリの重量が過大になると、サイドメンバによるバッテリの支持が不安定となり、走行時の振動入力等によってサイドメンバが変形するおそれがある。サイドメンバが変形すると、バッテリの変位が大きくなり、バッテリに破損等が生じるおそれがある。
そこで本開示は、サイドメンバの車幅方向外側に配置したバッテリを安定して支持することが可能なバッテリ支持構造の提供を目的とする。
上記目的を達成すべく、本開示の第１の態様は、車体フレームが車幅方向両側で車両前後方向に延びる左右のサイドメンバを有し、車両を駆動するモータが左右のサイドメンバの間に配置されて車体フレームに支持され、左右のサイドメンバの少なくとも一方の車幅方向外側に、モータと車幅方向に並ぶようにバッテリが配置される車両のバッテリ支持構造であって、バッテリブラケットとアンダクロス補強部材とを備える。
バッテリブラケットは、一方のサイドメンバに車幅方向外側から重なって固定されるブラケット上部と、ブラケット上部から一方のサイドメンバよりも下方へ延びるブラケット下部とを有し、ブラケット下部の車幅方向外側でバッテリを下方から支持する。アンダクロス補強部材は、左右のサイドメンバに固定されて下方へ延びる左右のアンダクロス端部と、モータの下方で車幅方向に延びて左右のアンダクロス端部を連結するアンダクロス中間部とを有する。一方のサイドメンバに固定されるアンダクロス端部は、バッテリブラケットのブラケット下部に車幅方向内側から重なって固定される。
上記構成では、バッテリの荷重は、サイドメンバよりも下方に位置するブラケット下部に対して車幅方向内側へ作用し、サイドメンバの下部を車幅方向内側へ捩じるモーメントがブラケット上部からサイドメンバへ入力するが、ブラケット下部には、アンダクロス補強部材の一方のアンダクロス端部が車幅方向内側から重なって固定され、アンダクロス補強部材の他方のアンダクロス端部は、他方のサイドメンバに固定され、一方のアンダクロス端部と他方のアンダクロス端部とは、車幅方向に延びるアンダクロス中間部によって連結されているので、アンダクロス補強部材が梁として有効に機能し、一方（例えば左側）のバッテリから一方（例えば左側）のブラケット下部に作用する車幅方向内側へ荷重の一部を、他方（例えば右側）のサイドメンバによって支持することができる。従って、一方（例えば左側）のブラケット上部から一方（例えば左側）のサイドメンバへ入力するモーメントを低減させることができ、バッテリを安定して支持することができる。
また、アンダクロス補強部材のアンダクロス中間部がモータの下方で車幅方向に延びているので、例えばモータを車体フレームにモータマウントブラケットを介して吊下げ支持している場合において、モータマウントブラケットの破損等によってモータが降下した場合であっても、モータをアンダクロス補強部材によって受け止めて、路面へのモータの落下を防止することができる。
本開示の第２の態様は、第１の態様のバッテリ支持構造であって、左右のサイドメンバの車幅方向外側には、モータと車幅方向に並ぶように左右のバッテリが配置される。左右のサイドメンバの車幅方向外側には、左右のバッテリブラケットが配置される。アンダクロス補強部材の左右のアンダクロス端部は、左右のバッテリブラケットのブラケット下部に車幅方向内側から重なってそれぞれ固定される。
上記構成では、一方（例えば左側）のバッテリから一方（例えば左側）のブラケット下部に作用する車幅方向内側へ荷重の一部を、他方（例えば右側）のサイドメンバと他方（例えば右側）のバッテリブラケットとによって支持することができるので、バッテリをさらに安定して支持することができる。
本開示の第３の態様は、第１又は第２の態様のバッテリ支持構造であって、アンダクロス補強部材は、モータを下方から支持する。
上記構成では、バッテリの支持状態を安定させるためのアンダクロス補強部材を、モータマウント用の部材としても機能させることができる。
本開示の第４の態様は、第１～第３の態様のバッテリ支持構造であって、バッテリブラケットは、ブラケット下部から車幅方向外側へ延びて前記バッテリが載置されるブラケット底板部と、ブラケット底板部の車幅方向内側の端縁の略全域から上方へ延びるブラケット側板部と、ブラケット底板部の車両前側の端縁の略全域から上方へ延び、且つブラケット側板部の車両前側の端縁の略全域から車幅方向外側へ延びるブラケット前板部と、ブラケット底板部の車両後側の端縁の略全域から上方へ延び、且つブラケット側板部の車両後側の端縁の略全域から車幅方向外側へ延びるブラケット後板部と、を有する。ブラケット上部とブラケット下部とは、ブラケット側板部に固定的に設けられる
上記構成では、バッテリブラケットを、４つの板部（ブラケット底板部とブラケット側板部とブラケット前板部とブラケット後板部）によって三次元的に構成し、且つブラケット上部とブラケット下部とを、ブラケット側板部に固定的に設けているので、バッテリブラケットの剛性を高めるとともに、バッテリの荷重を効率良くアンダクロス補強部材へ伝達することができる。
本開示によれば、サイドメンバの車幅方向外側に配置したバッテリを安定して支持することができる。
本発明の一実施形態に係るバッテリ支持構造の斜視図である。 図１の構造を車両後方から視た後面図である。 図１の構造からモータ及びバッテリを外した状態を示す斜視図である。 図１のバッテリブラケットの斜視図である。
以下、本発明の一実施形態に係るバッテリ支持構造を図面に基づいて説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＵＰは上方を。矢印ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。以下の説明において、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。また、本実施形態では、左右の両側にバッテリ４を配置しているが、左右のバッテリ４及びバッテリブラケット５は同様に構成されているため、左のバッテリ４及びバッテリブラケット５の図示及び説明を適宜省略している。
図１～図３に示すように、車両の車体フレーム１は、車両前後方向へ延びる左右１対のサイドメンバ２と、車幅方向へ延びて左右のサイドメンバ２を連結する複数のクロスメンバ３とを有する。車両を駆動するモータ６は、左右のサイドメンバ２の間に配置され、車体フレーム１に支持される。複数のクロスメンバ３には、モータ６の前側上方で車幅方向に延びる前側のクロスメンバ３Ａと、モータ６の後側上方で車幅方向に延びる後側のクロスメンバ３Ｂとが含まれる。左右のサイドメンバ２の車幅方向外側には、モータ６と車幅方向に並ぶように左右のバッテリ４が配置される。サイドメンバ２は、車両前後方向に沿って起立するサイドメンバ側板部７の上下の端縁からサイドメンバ上板部８及びサイドメンバ下板部９が車幅方向内側へ曲折して相対向して延びるＵ状断面を有する。
モータ６の車両前側及び車両後側の下方には、前側及び後側のアンダクロス補強部材１０がそれぞれ配置される。アンダクロス補強部材１０は、左右のアンダクロス端部１１とアンダクロス中間部１２とを有し、アンダクロス中間部１２の左右の端部に左右のアンダクロス端部１１をそれぞれ締結固定することによって構成される。アンダクロス端部１１は、サイドメンバ下面部９に下方から重なって締結固定されるアンダクロス上板部１３と、アンダクロス上板部１３の車幅方向外側の端縁から下方へ曲折して延びるアンダクロス側板部１４と、アンダクロス側板部１４の下端縁から車幅方向内側へ曲折して延びるアンダクロス下板部１５とを有する。アンダクロス中間部１２の左右の端部は、左右のアンダクロス下板部１５に上下方向から重なって締結固定され、アンダクロス中間部１２は、モータ６の下方で車幅方向に延びて左右のアンダクロス端部１１を連結する。なお、左右のアンダクロス端部１１とアンダクロス中間部１２とを別体で形成せず、一体に形成してもよい。
モータ６の車両前側は、前側のクロスメンバ３Ａの下面に固定されて車幅方向に延びるモータマウントメンバ１６に、前側のモータマウントブラケット１７を介して吊下げ支持される。モータ６の車両後側は、後側のアンダクロス補強部材１０Ｂに後側のモータマウントブラケット１８を介して下方から支持される。すなわち、モータ６の車両後側では、アンダクロス補強部材１０Ｂをモータマウント用の部材としても機能させている。なお、前側のアンダクロス補強部材１０Ａは、モータ６を支持していない。
左右のサイドメンバ２の車幅方向外側には左右のバッテリブラケット５がそれぞれ固定され、左右のバッテリブラケット５によって左右のバッテリ４がそれぞれ支持される。バッテリブラケット５は、ブラケット底板部２０と、ブラケット側板部２１と、ブラケット前板部２２と、ブラケット後板部２３と、複数（本実施形態では３つ）の側板補強部２４と、複数（本実施形態では２つ）の底板補強部２５と、を備えて概略構成される。
ブラケット底板部２０は、サイドメンバ２の車幅方向外側の下方から車幅方向外側へ延びる。ブラケット側板部２１は、ブラケット底板部２０の車幅方向内側の端縁の略全域から上方へ延びる。ブラケット前板部２２は、ブラケット底板部２０の車両前側の端縁の略全域から上方へ延び、且つブラケット側板部２１の車両前側の端縁の略全域から車幅方向外側へ延びる。ブラケット後板部２３は、ブラケット底板部２０の車両後側の端縁の略全域から上方へ延び、且つブラケット側板部２１の車両後側の端縁の略全域から車幅方向外側へ延びる。
側板補強部２４は、Ｕ状断面を有する長尺部材であり、車両前後方向に互いに離間して上下方向に延びる。側板補強部２４は、ブラケット側板部２１の車幅方向内側面に溶接等によって固定されて、ブラケット側板部２１との間に閉断面を形成し、ブラケット側板部２１を補強する。３つの側板補強部２４の上部は、ブラケット上部２６を構成し、サイドメンバ側板部７に車幅方向外側から重なって固定される。３つの側板補強部２４の下部は、ブラケット下部２７を構成し、ブラケット上部２６からサイドメンバ２（サイドメンバ下板部９）よりも下方へ延びる。このように、ブラケット上部２６とブラケット下部２７とは、ブラケット側板部２１に固定的に設けられ、ブラケット底板部２０は、側板補強部２４の下端部（ブラケット下部２７の下端部）から車幅方向外側に延びる。
底板補強部２５は、Ｕ状断面を有する長尺部材であり、車両前後方向に互いに離間して車幅方向に延びる。底板補強部２５は、ブラケット底板部２０の上面に溶接等によって固定されて、ブラケット底板部２０との間に閉断面を形成し、ブラケット底板部２０を補強する。バッテリ４は、その下面の凹凸形状に底板補強部２５が挿入されて車両前後方向への移動が規制された状態で、ブラケット底板部２０に載置されて下方から支持される。
前後のアンダクロス補強部材１０の左右のアンダクロス側板部１４は、左右のバッテリブラケット５のブラケット下部２７（側板補強部２４の下部）に車幅方向内側から重なってそれぞれ締結固定される。
本実施形態によれば、バッテリ４の荷重は、サイドメンバ２よりも下方に位置するブラケット下部２７に対して車幅方向内側へ作用し、サイドメンバ２の下部を車幅方向内側へ捩じるモーメントがブラケット上部２６からサイドメンバ２へ入力するが、左右のブラケット下部２７には、アンダクロス補強部材１０の左右のアンダクロス端部１１が車幅方向内側から重なって固定され、左右のアンダクロス端部１１は、左右のサイドメンバ２に固定され、左右のアンダクロス端部１１は、車幅方向に延びるアンダクロス中間部１２によって連結されているので、アンダクロス補強部材１０が梁として有効に機能し、一方（例えば左側）のバッテリ４から一方（例えば左側）のブラケット下部２７に作用する車幅方向内側へ荷重の一部を、他方（例えば右側）のサイドメンバ２及びバッテリブラケット５によって支持することができる。従って、左右の両側において、ブラケット上部２６からサイドメンバ２へ入力するモーメントを低減させることができ、バッテリ４を安定して支持することができる。
また、モータ６の車両前側では、アンダクロス補強部材１０Ａのアンダクロス中間部１２がモータ６の下方で車幅方向に延びているので、モータ６の前側を吊下げ支持するモータマウントブラケット１７の破損等によってモータ６が降下した場合であっても、モータ６の前側をアンダクロス補強部材１０Ａによって受け止めて、路面へのモータ６の落下を防止することができる。
バッテリブラケット５を、４つの板部（ブラケット底板部２０とブラケット側板部２１とブラケット前板部２２とブラケット後板部２３）によって三次元的に構成し、且つサイドメンバ２に固定されるブラケット上部２６と、アンダクロス補強部材１０に固定されるブラケット下部２７とを、ブラケット側板部２１に固定的に設けているので、バッテリブラケット５の剛性を高めるとともに、バッテリ４の荷重を効率良くアンダクロス補強部材１０へ伝達することができる。
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、左右の両側にバッテリ４を配置して支持する例を説明したが、左右の一方のみにバッテリ４を配置して支持してもよい。
本発明は、バッテリが搭載される車両に広く適用することができる。
１：車体フレーム
２：サイドメンバ
３，３Ａ，３Ｂ：クロスメンバ
４：バッテリ
５：バッテリブラケット
６：モータ
７：サイドメンバ側板部
８：サイドメンバ上板部
９：サイドメンバ下板部
１０，１０Ａ，１０Ｂ：アンダクロス補強部材
１１：アンダクロス端部
１２：アンダクロス中間部
１３：アンダクロス上板部
１４：アンダクロス側板部
１５：アンダクロス下板部
１６：モータマウントメンバ
１７，１８：モータマウントブラケット
２０：ブラケット底板部
２１：ブラケット側板部
２２：ブラケット前板部
２３：ブラケット後板部
２４：側板補強部
２５：底板補強部
２６：ブラケット上部
２７：ブラケット下部

Claims (4)

  1. 車体フレームが車幅方向両側で車両前後方向に延びる左右のサイドメンバを有し、車両を駆動するモータが前記左右のサイドメンバの間に配置されて前記車体フレームに支持され、前記左右のサイドメンバの少なくとも一方の車幅方向外側に、前記モータと車幅方向に並ぶようにバッテリが配置される車両のバッテリ支持構造であって、
    前記一方のサイドメンバに車幅方向外側から重なって固定されるブラケット上部と、前記ブラケット上部から前記一方のサイドメンバよりも下方へ延びるブラケット下部とを有し、前記ブラケット下部の車幅方向外側で前記バッテリを下方から支持するバッテリブラケットと、
    前記左右のサイドメンバに固定されて下方へ延びる左右のアンダクロス端部と、前記モータの下方で車幅方向に延びて前記左右のアンダクロス端部を連結するアンダクロス中間部とを有するアンダクロス補強部材と、を備え、
    前記一方のサイドメンバに固定される前記アンダクロス端部は、前記バッテリブラケットの前記ブラケット下部に車幅方向内側から重なって固定される
    ことを特徴とする車両のバッテリ支持構造。
  2. 請求項１に記載のバッテリ支持構造であって、
    前記左右のサイドメンバの車幅方向外側に、前記モータと車幅方向に並ぶように前記バッテリが左右に配置され、
    前記左右のサイドメンバの車幅方向外側に、前記バッテリブラケットが左右に配置され、
    前記アンダクロス補強部材の前記左右のアンダクロス端部は、前記左右のバッテリブラケットの前記ブラケット下部に車幅方向内側から重なってそれぞれ固定される
    ことを特徴とする車両のバッテリ支持構造。
  3. 請求項１又は請求項２に記載のバッテリ支持構造であって、
    前記アンダクロス補強部材は、前記モータを下方から支持する
    ことを特徴とする車両のバッテリ支持構造。
  4. 請求項１～請求項３の何れか１項に記載のバッテリ支持構造であって、
    前記バッテリブラケットは、前記ブラケット下部から車幅方向外側へ延びて前記バッテリが載置されるブラケット底板部と、前記ブラケット底板部の車幅方向内側の端縁の略全域から上方へ延びるブラケット側板部と、前記ブラケット底板部の車両前側の端縁の略全域から上方へ延び、且つ前記ブラケット側板部の車両前側の端縁の略全域から車幅方向外側へ延びるブラケット前板部と、前記ブラケット底板部の車両後側の端縁の略全域から上方へ延び、且つ前記ブラケット側板部の車両後側の端縁の略全域から車幅方向外側へ延びるブラケット後板部と、を有し、
    前記ブラケット上部と前記ブラケット下部とは、前記ブラケット側板部に固定的に設けられる
    ことを特徴とする車両のバッテリ支持構造。
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