JP7387505B2 - バッテリ固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリ固定構造に関する。

電気自動車等の自動車にバッテリを固定するためのバッテリ固定構造が提案されている。例えば、特許文献１には、車両後方からの後続車両の衝突時において、車両のクロスメンバに固定されたバッテリが前方に移動してから、クロスメンバから離脱することにより、衝突時のバッテリの破損の可能性を低減するバッテリ固定構造が開示されている。

特開２００７‐２０３９１２号公報

ところで、上記のような技術では、単にバッテリの破損の可能性を低減するだけではなく、衝突時にバッテリの路面への落下の可能性を低減しつつ、バッテリの破損の可能性を低減することが望まれている。

そこで本発明は、衝突時において、バッテリの路面への落下の可能性を低減しつつ、バッテリの破損の可能性を低減できるバッテリ固定構造を提供することを目的とする。

本発明は、自動車の下部の骨格を形成する下部フレームと、バッテリと、下部フレームに設けられてバッテリの下面を支持する支持部と、支持部にバッテリを固定する固定部とを備え、下部フレームに衝撃が加わったときに、固定部は、支持部へのバッテリの固定を解除し、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除されたときに、支持部は、バッテリが支持部の上を摺動してから停止するまでバッテリの下面を支持するバッテリ固定構造である。

この構成によれば、バッテリ固定構造において、自動車の下部の骨格を形成する下部フレームと、バッテリと、下部フレームに設けられてバッテリの下面を支持する支持部と、支持部にバッテリを固定する固定部とを備え、下部フレームに衝撃が加わったときに、固定部は、支持部へのバッテリの固定を解除し、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除されたときに、支持部は、バッテリが支持部の上を摺動してから停止するまでバッテリの下面を支持するため、衝突時において、バッテリの路面への落下の可能性を低減しつつ、バッテリの破損の可能性を低減できる。

この場合、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除されたときに支持部により下面を支持されたバッテリが支持部の上を摺動する方向に対して、バッテリは下部フレームとの間に空間を隔てつつ固定部により支持部に固定されていることが好適である。

この構成によれば、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除されたときに支持部により下面を支持されたバッテリが支持部の上を摺動する方向に対して、バッテリは下部フレームとの間に空間を隔てつつ固定部により支持部に固定されているため、バッテリは当該空間に向って摺動することができ、バッテリの破損の可能性をより低減できる。

また、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除され、支持部により下面を支持されつつ摺動したバッテリの摺動を停止させる停止部をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除され、支持部により下面を支持されつつ摺動したバッテリの摺動が停止部により停止させられるため、停止部によりバッテリの摺動を制限することによって、バッテリの路面への落下の可能性をより低減しつつ、バッテリの破損の可能性をより低減できる。

この場合、停止部は、摺動したバッテリとの当接の衝撃を緩衝しつつバッテリの摺動を停止させる緩衝部を有することが好適である。

この構成によれば、停止部の緩衝部により、摺動したバッテリとの当接の衝撃が緩衝されつつバッテリの摺動が停止させられるため、バッテリの破損の可能性をさらに低減できる。

また、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除され、支持部により下面を支持されたバッテリが支持部の上を摺動するときに、バッテリの下面と支持部との間に摩擦力を生じさせる摩擦部をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除され、支持部により下面を支持されたバッテリが支持部の上を摺動するときに、摩擦部によりバッテリの下面と支持部との間に摩擦力が生じるため、当該摩擦力により、バッテリの摺動の速度を減少させ、バッテリに伝わる衝撃を低減することによって、バッテリの路面への落下の可能性をより低減しつつ、バッテリの破損の可能性をより低減できる。

また、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除され、支持部により下面を支持されたバッテリが支持部の上を摺動するときに、バッテリの上方への移動を制限する上方移動制限部をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、下部フレームに衝撃が加わり、固定部により支持部へのバッテリの固定が解除され、支持部により下面を支持されたバッテリが支持部の上を摺動するときに、上方移動制限部により、バッテリの上方への移動が制限されるため、バッテリの路面への落下の可能性をより低減できる。

本発明のバッテリ固定構造によれば、衝突時において、バッテリの路面への落下の可能性を低減しつつ、バッテリの破損の可能性を低減できる。

実施形態に係るバッテリ固定構造が適用された自動車を示す側面図である。 実施形態に係るバッテリ固定構造を示す斜視図である。 （Ａ）は実施形態に係るバッテリ固定構造を示す平面図であり、（Ｂ）は実施形態に係るバッテリ固定構造を示す底面図であり、（Ｃ）は実施形態に係るバッテリ固定構造を示す側面図である。 実施形態に係るバッテリ固定構造の下部フレームに衝撃が加わったときの状態を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態に係るバッテリ固定構造について、図面を用いて詳細に説明する。図１に示されるように、本実施形態のバッテリ固定構造１は、例えば、電気自動車である自動車１００に適用される。自動車１００は、例えば、貨物自動車である。バッテリ固定構造１は、自動車１００の下部の骨格を形成する下部フレーム２を備える。下部フレーム２には、前輪１０１及び後輪１０２が配置される。バッテリ固定構造１は、後述する上方移動制限部１０３としてのフロアパネル及び荷台等の上部構造物が下部フレーム２の上に配置されている。

図２に示されるように、下部フレーム２は、下部フレーム２の前後方向に延在する一対のサイドメンバ２ｓと、１対のサイドメンバ２ｓを下部フレーム２の前方で互いに連結するフロントクロスメンバ２ｆと、１対のサイドメンバ２ｓを下部フレーム２の後方で互いに連結するリアクロスメンバ２ｒとを有する。下部フレーム２のサイドメンバ２ｓ、フロントクロスメンバ２ｆ及びリアクロスメンバ２ｒを互いに連結する各部のボルト等の締結要素の強度は最適化され、下部フレーム２に衝撃が加わったときに折れ、下部フレーム２の変形が局所的になるようにされている。なお、図２は、自動車１００から上方移動制限部１０３等の上部構造物を除去した状態を示す。

バッテリ固定構造１は、バッテリ３を備える。バッテリ３は、バッテリ３に蓄電された電力により、前輪１０１に回転軸を連結されたモータジェネレータ１０４を駆動する。また、バッテリ３は、前輪１０１に回転軸を連結されたモータジェネレータ１０４の回生電力によって蓄電される。本実施形態では、一対のバッテリ３が下部フレーム２の幅方向に隣接して配置され、一対のサイドメンバ２ｓ、フロントクロスメンバ２ｆ及びリアクロスメンバ２ｒに囲繞されている。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、バッテリ固定構造１は、下部フレーム２に設けられてバッテリ３の下面３ｓを支持する支持部４，５を備える。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）においては、前輪１０１、後輪１０２、上方移動制限部１０３及びモータジェネレータ１０４の図示は省略され、図３（Ｃ）においては、前輪１０１、後輪１０２及びモータジェネレータ１０４の図示は省略される。

本実施形態では、フロントクロスメンバ２ｆの中央部とリアクロスメンバ２ｒの中央部との間に、センターレールとしての支持部４が配置されている。支持部４は、下部フレーム２の幅方向において、フロントクロスメンバ２ｆ及びリアクロスメンバ２ｒの下部フレーム２の幅方向の長さの１／６以上の幅を有する。一対のサイドメンバ２ｓの内側には、サイドレールとしての支持部５が配置されている。支持部５は、下部フレーム２の幅方向において、フロントクロスメンバ２ｆ及びリアクロスメンバ２ｒの下部フレーム２の幅方向の長さの１／１２以上の幅を有する。

バッテリ固定構造１は、支持部４，５にバッテリ３を固定する固定部６を備える。固定部６は、具体的には、ボルト又はピン等により構成されている。後述するように、下部フレーム２に衝撃が加わったときに、固定部６は、ボルト又はピンが破断することによって、支持部４，５へのバッテリ３の固定を解除する。下部フレーム２に衝撃が加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除されたときに、支持部４，５は、バッテリ３が支持部４，５の上を摺動してから停止するまでバッテリ３の下面３ｓを支持する。

下部フレーム２に衝撃が加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除されたときに支持部４，５により下面３ｓを支持されたバッテリ３が支持部４，５の上を摺動する方向に対して、バッテリ３は下部フレーム２との間に空間７を隔てつつ固定部６により支持部４，５に固定されている。本実施形態では、自動車１００が走行中における下部フレーム２の前方からの衝撃を想定して、バッテリ３は下部フレーム２のフロントクロスメンバ２ｆとの間に空間７を隔てつつ固定部６により支持部４，５に固定されている。

バッテリ固定構造１は、下部フレーム２に衝撃が加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除され、支持部４，５により下面３ｓを支持されつつ摺動したバッテリ３の摺動を停止させる停止部８を備える。本実施形態では、フロントクロスメンバ２ｆのバッテリ３に対向する面が停止部８として機能する。停止部８は、摺動したバッテリ３との当接の衝撃を緩衝しつつバッテリ３の摺動を停止させる緩衝部９を有する。緩衝部９は、具体的には、例えば、ゴム、スポンジ等の弾性率の低い材質で形成され、停止部８を覆う板状の部材である。

バッテリ固定構造１は、下部フレーム２に衝撃が加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除され、支持部４，５により下面３ｓを支持されたバッテリ３が支持部４，５の上を摺動するときに、バッテリ３の下面３ｓと支持部４，５との間に摩擦力を生じさせる摩擦部１０を備える。摩擦部１０は、具体的には、例えば、バッテリ３の下面３ｓと支持部４，５との間の動摩擦係数を高めるために支持部４，５の上面に設けられたゴム等による被覆部又は粗面化部である。

摩擦部１０は、支持部４，５の上面の全部ではなく、支持部４，５の上面における停止部８に近い側に部分的に設けられ、バッテリ３の摺動の後半にバッテリ３の下面３ｓと支持部４，５との間に摩擦力を生じさせることにより、バッテリ３の摺動を抑制し、バッテリ３への衝撃を低減してもよい。空間７、停止部８、緩衝部９及び摩擦部１０の形状、配置、材質及び数量は、想定される下部フレーム２への衝撃の強度に対して、バッテリ３の破損の可能性を低減するように適宜設定される。

図３（Ｃ）に示されるように、バッテリ固定構造１は、下部フレーム２に衝撃が加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除され、支持部４，５により下面３ｓを支持されたバッテリ３が支持部４，５の上を摺動するときに、バッテリ３の上方への移動を制限する上方移動制限部１０３を備える。本実施形態では、下部フレーム２の上に配置されたフロアパネル及び荷台等の上部構造物が上方移動制限部１０３として機能する。

図４に示されるように、本実施形態によれば、バッテリ固定構造１において、自動車１００の下部の骨格を形成する下部フレーム２と、バッテリ３と、下部フレーム２に設けられてバッテリ３の下面３ｓを支持する支持部４，５と、支持部４，５にバッテリ３を固定する固定部６とを備え、下部フレーム２に衝撃Ｆが加わったときに、固定部６は、支持部４，５へのバッテリ３の固定を解除し、下部フレーム２に衝撃Ｆが加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除されたときに、支持部４，５は、バッテリ３が支持部４，５の上を摺動してから停止するまでバッテリ３の下面３ｓを支持するため、衝突時において、バッテリ３の路面への落下の可能性を低減しつつ、バッテリ３の破損の可能性を低減できる。

つまり、ボルト等の固定部６の強度が過大であると、衝撃Ｆで変形する際に、下部フレーム２とバッテリ３とが干渉し、バッテリ３を破損させる可能性がある。一方、本実施形態では、ボルト等の固定部６の強度の最適化により、固定部６は支持部４，５へのバッテリ３の固定を解除し、バッテリ３は支持部４，５の上を摺動するため、バッテリ３に伝わる衝撃が緩和され、衝撃によるバッテリ３の破損の可能性が低減される。また、本実施形態では、下部フレーム２とバッテリ３とが干渉することによるバッテリ３の破損の可能性が低減される。さらに、本実施形態では、下部フレーム２の各部のボルト等の締結要素の強度の最適化により、下部フレーム２の各部のボルト等の締結要素が衝撃Ｆにより折れるため、下部フレーム２の変形が局所的になり、下部フレーム２とバッテリ３との干渉を回避できる。

また、本実施形態によれば、下部フレーム２に衝撃Ｆが加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除されたときに支持部４，５により下面３ｓを支持されたバッテリ３が支持部４，５の上を摺動する方向に対して、バッテリ３は下部フレーム２との間に空間７を隔てつつ固定部６により支持部４，５に固定されているため、バッテリ３は空間７に向って摺動することができ、バッテリ３の破損の可能性をより低減できる。

また、本実施形態によれば、下部フレーム２に衝撃Ｆが加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除され、支持部４，５により下面３ｓを支持されつつ摺動したバッテリ３の摺動が停止部８により停止させられるため、停止部８によりバッテリ３の摺動を制限することによって、バッテリ３の路面への落下の可能性をより低減しつつ、バッテリ３の破損の可能性をより低減できる。

また、本実施形態によれば、停止部８の緩衝部９により、摺動したバッテリ３との当接の衝撃が緩衝されつつバッテリ３の摺動が停止させられるため、バッテリ３の破損の可能性をさらに低減できる。

また、本実施形態によれば、下部フレーム２に衝撃Ｆが加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除され、支持部４，５により下面３ｓを支持されたバッテリ３が支持部４，５の上を摺動するときに、摩擦部１０によりバッテリ３の下面３ｓと支持部４，５との間に摩擦力が生じるため、当該摩擦力により、バッテリ３の摺動の速度を減少させ、バッテリ３に伝わる衝撃を低減することによって、バッテリ３の路面への落下の可能性をより低減しつつ、バッテリ３の破損の可能性をより低減できる。

また、本実施形態によれば、下部フレーム２に衝撃Ｆが加わり、固定部６により支持部４，５へのバッテリ３の固定が解除され、支持部４，５により下面３ｓを支持されたバッテリ３が支持部４，５の上を摺動するときに、上方移動制限部１０３により、バッテリ３の上方への移動が制限されるため、バッテリ３の路面への落下の可能性をより低減できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、支持部４，５、固定部６、空間７、停止部８、緩衝部９、摩擦部１０及び上方移動制限部１０３の形状、配置、材質及び数量は、適宜変更可能である。

１…バッテリ固定構造、２…下部フレーム、２ｆ…フロントクロスメンバ、２ｒ…リアクロスメンバ、２ｓ…サイドメンバ、３…バッテリ、３ｓ…下面、４，５…支持部、６…固定部、７…空間、８…停止部、９…緩衝部、１０…摩擦部、１００…自動車、１０１…前輪、１０２…後輪、１０３…上方移動制限部、１０４…モータジェネレータ、Ｆ…衝撃。

Claims (5)

1. 自動車の下部の骨格を形成する下部フレームと、
   バッテリと、
   下部フレームに設けられて前記バッテリの下面を支持する支持部と、
   前記支持部に前記バッテリを固定する固定部と、
   を備え、
   前記下部フレームは、前記下部フレームの前後方向に延在する一対のサイドメンバと、前記一対のサイドメンバを前記下部フレームの前方で互いに連結するフロントクロスメンバと、前記一対のサイドメンバを前記下部フレームの後方で互いに連結するリアクロスメンバとを有し、
   前記支持部は、前記フロントクロスメンバの中央部と前記リアクロスメンバの中央部との間に配置された第一支持部と、前記一対のサイドメンバの内側に配置された一対の第二支持部と、を有し、
   前記下部フレームに衝撃が加わったときに、前記固定部は、前記支持部への前記バッテリの固定を解除し、
   前記下部フレームに衝撃が加わり、前記固定部により前記支持部への前記バッテリの固定が解除されたときに、前記支持部は、前記バッテリが前記支持部の上を摺動してから停止するまで前記バッテリの前記下面を支持し、
   前記下部フレームに衝撃が加わり、前記固定部により前記支持部への前記バッテリの固定が解除されたときに前記支持部により前記下面を支持された前記バッテリが前記支持部の上を摺動する方向に対して、前記バッテリは前記下部フレームとの間に空間を隔てつつ前記固定部により前記支持部に固定されている、バッテリ固定構造。
2. 前記下部フレームに衝撃が加わり、前記固定部により前記支持部への前記バッテリの固定が解除され、前記支持部により前記下面を支持されつつ摺動した前記バッテリの摺動を停止させる停止部をさらに備えた、請求項１に記載のバッテリ固定構造。
3. 前記停止部は、摺動した前記バッテリとの当接の衝撃を緩衝しつつ前記バッテリの摺動を停止させる緩衝部を有する、請求項２に記載のバッテリ固定構造。
4. 前記下部フレームに衝撃が加わり、前記固定部により前記支持部への前記バッテリの固定が解除され、前記支持部により前記下面を支持された前記バッテリが前記支持部の上を摺動するときに、前記バッテリの前記下面と前記支持部との間に摩擦力を生じさせる摩擦部をさらに備え、
   前記摩擦部は、前記支持部の上面に設けられたゴムである、請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリ固定構造。
5. 前記下部フレームに衝撃が加わり、前記固定部により前記支持部への前記バッテリの固定が解除され、前記支持部により前記下面を支持された前記バッテリが前記支持部の上を摺動するときに、前記バッテリの上方への移動を制限する上方移動制限部をさらに備えた、請求項１～４のいずれか１項に記載のバッテリ固定構造。

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