車両のアース装置
【課題】メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、露出導電部の腐食や飛び石による損傷や断線を防止するアース装置を提供する。
【解決手段】車両１に搭載された電池パック２と、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ９、１０間に支持する支持部材５と、支持部材とサイドメンバとを連結する導電性部材１１、１２とを備え、この導電性部材１１、１２を、支持部材５の車両後方で、車両の前方視において支持部材５に重なるように配置した。
【解決手段】車両１に搭載された電池パック２と、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ９、１０間に支持する支持部材５と、支持部材とサイドメンバとを連結する導電性部材１１、１２とを備え、この導電性部材１１、１２を、支持部材５の車両後方で、車両の前方視において支持部材５に重なるように配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の電動モータの動力源となる複数の充電式のバッテリーセルを備えた車両のアース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用の駆動モータを備えた電気自動車、あるいは走行用の駆動モータと内燃機関の双方を備えた所謂ハイブリッド自動車には、駆動モータの動力源となる充電可能な電気パックが搭載されている。電池パックは、複数のバッテリーセルをケーシング内に配列して、内燃機関に用いるバッテリーよりも高い電圧を出力して駆動モータを駆動するように構成されている。
このような高電圧の電池パックは高電圧機器となり、絶縁故障した際に高電圧を帯びる可能性があることから、工具なしに触れることができる部位を露出導電部と定義されている。そしてこの露出導電部は、例えば電気的シャシ(車体)とアースすることが法規により定められている。一般に露出導電部のアース手段にはケーブル類を用いることが多く、ケーブルや電池パックを飛び石等から保護する目的でカバー部材によって覆われている事も多い。また、特許文献１では、電気自動車において、バッテリーから延びるハーネスを車体下面に配置すると、走行中にカプラーに飛び石が当たる可能性があることから、バッテリボックス側面と車体左右方向に延びるフレーム部材とによって区画された空間にカプラーを配置して保護する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８１９６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アースのためのケーブル類をカバー部材で覆うことで保護することは可能であるが、車体の下部構造によってはカバー部材を設置することが難しく、また、仮にカバー部材を設置した場合、メンテナンス時の着脱作業が増えるとともに、カバー部材に例えば海水や泥などが溜まってしまうと露出導電部の腐食につながることから、カバー部材に排出構造が求められてしまう。特許文献１の構成では、カバー部材は不要となるが、カプラーを用いているため、カプラーの外れや、万が一飛び石が当たったときに、樹脂製のカプラーの場合だと損傷や断線が懸念される。
本発明は、メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、導電性部材の腐食や飛び石による損傷や断線を防止できる車両のアース装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両に搭載された電池パックと、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ間に支持する支持部材と、支持部材とサイドメンバとを連結する導電性部材とを備え、導電性部材は、支持部材の車両の後方に配置されて車両の前方視において支持部材に重なるように配置されることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材と接続される支持部材又はサイドメンバのうち一方は締結部材により締結され、他方は溶接により接合されることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、車両の上面視においてサイドメンバとの接続部と、支持部材との接続部とが車両幅方向にオフセットされていることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、サイドメンバの接続部と支持部材の接続部との間に、車両の衝突荷重を吸収する脆弱部が形成されていることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、サイドメンバの接続部と支持部材の接続部との間を車両上下方向に連接する縦壁が形成されていて、当該縦壁に車両前後方向に貫通する開口が形成されていることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、支持部材との接続部を複数箇所有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、支持部材とサイドメンバとを連結する導電性部材が、支持部材の車両後方に配置されて車両の前方視において支持部材に重なるように配置されるため、導電性部材となる板状部材が、支持部材の陰に配置されることとなり、従来のようにカバー部材が無くても走行時の飛び石による損傷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のアース装置が適用された車両の概略構成図。
【図２】電池パックの取付部近傍の構成を示す拡大底面図。
【図３】サイドメンバと取付けメンバと露出導電部となる板状部材の取付け状態を車両底面側から見た拡大斜視図。
【図４】サイドメンバと取付けメンバと露出導電部となる板状部材の取付け部分を車両側面から見た部分拡大断面図。
【図５】露出導電部の取付け状態を車両底面側から見た拡大図。
【図６】開口を形成した露出導電部の取付け状態を車両側面から見た部分拡大断面図。
【図７】図２と異なる電池パックの取付部近傍の構成を示す拡大底面図
【図８】図７で用いる露出導電部の別な形態の構成を示す拡大斜視図。
【図９】サイドメンバと取付けメンバに対し、図８に示す露出導電部となる別な形態の板状部材の取付け状態を車両底面側から見た拡大斜視図。
【図１０】車両走行時における飛び石と板状部材の位置関係を説明するための側面視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明に係る車両のアース装置について説明する。
図１はアース装置が適用された車両１の概略図である。この車両１は図示しない走行用の駆動モータを備えた車両である。車両１の中央部には、駆動モータの動力源となる充電可能な電気パック２が搭載されている。電池パック２は、複数のバッテリーセル３０をケーシング３内に配置されていて、高電圧を出力して駆動モータを駆動するように構成されている。
【０００９】
ケーシング３は樹脂製であって、その一部の開口部から外部に導電部４が露呈している。ケーシング３には、ケーシング３より車両幅方向Ｗに突出した支持部材となる複数の取付けメンバ５〜８が設けられている。取付けメンバ５〜８は、車両幅方向Ｗに延びた金属製の導電性部材で閉断面構造に構成されたものである。取付けメンバ５〜８は、車両前後方向Ａに間隔を開けて配置され、ケーシング３の例えば底部３ａに固定されている。これら取付けメンバ５〜８のうち、車両前方側に位置する取付けメンバ５には、導電部４が直接接触している。
【００１０】
取付けメンバ５〜８の両端５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは、図２にも示すように、車両前後方向Ａに延在し、車両幅方向Ｗに位置する金属製の導電性部材で形成されたサイドメンバ９，１０に固定されている。電池パック２は、取付けメンバ５〜８をサイドメンバ９，１０に固定することで、車両１の図示しないフロアよりも下方に配置されている。
【００１１】
本形態では、取付けメンバ５〜８を、電池パック２をサイドメンバ９，１０に取付ける専用のものとしたが、例えば、サイドメンバ９，１０間に掛け渡されてサイドメンバと相まってシャーシを構成するクロスメンバを電池パック２の下方に配置し、同クロスメンバを介して電池パック２をサイドフレーム９，１０に固定することも可能である。ただクロスメンバは、シャーシの剛性確保が優先されることから、配置場所には制約が多い部材であるので、本形態のように、個別に電池パック２用の取付けメンバ５〜８を用いてサイドメンバ９，１０に固定する形態の方が、電池パック２の重量を考慮して配置できるので好ましい。
【００１２】
取付けメンバ５〜８はサイドメンバ９，１０に横架されてそれぞれの両端５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂが固定されることから、シャーシ側からみるとクロスメンバとしての機能も有するため、シャーシの剛性を高めることができる。本形態では取付けメンバ５〜８を４本用いて電池パック２をサイドメンバ９、１０に固定して取付けているが、取付けメンバの数は、本実施形態の数に限定されるものでは無く、電池パック２の平面的な大きさ、重量を考慮して適宜増減するのが好ましい。
【００１３】
本形態において、取付けメンバ５〜８を車両前方側から順番に第１メンバ〜第４メンバとすると、第１メンバ（取付けメンバ５）とサイドメンバ９、サイドメンバ１０との間に、金属製の板状部材１１、１２を配置している。板状部材１１、１２は、図２に示すように、導電性部材で形成されていて露出導電部を構成している。板状部材１１、１２は、図３，図４に示すように、板金加工によりクランク状に屈曲形成されていて、平坦で略水平な一端１１ａ、１２ａと他端１１ｂ、１２ｂの間に、車両前後方向Ａに面し、下方に位置する一端１１ａ、１１ｂから上方に位置する他端１１ｂ、１２ｂに向かって上り傾斜した縦壁１１ｃ、１２ｃを有している。すなわち、板状部材１１、１２には、サイドメンバ９，１０の接続部と取付けメンバ５の接続部との間を車両上下方向に連接する縦壁１１ｃ、１２ｃが形成されている。これら板状部材１１、１２は、一端１１ａ、１２ａが取付けメンバ５の両端にスポット溶接によって接合されて固定され、他端１１ｂ、１２ｂが締結部材となるボルト１３によってそれぞれサイドメンバ９，１０に締結されて固定されている。なお、図３は、車両左側に配置された片側の板状部材１１のみを示す。
【００１４】
つまり、電池パック２の外部に露呈した導電部４は、取付けメンバ５、板状部材１１，１２を介してサイドメンバ９，１０に接続されていて、アース経路が確保されている。ここでは、取付けメンバ５とサイドメンバ９、取付けメンバ５とサイドメンバ１０の間に板状部材１１、１２をそれぞれ介在させて連結してアース経路を形成しているが、取付けメンバ５とサイドメンバ９あるいは、取付けメンバ５とサイドメンバ１０の少なくとも一方に板状部材１１または板状部材１２を連結してアース経路を形成しても良い。
【００１５】
板状部材１１、１２は、取付けメンバ５の接続部となる一端１１ａ、１２ａとサイドメンバ９、１０との接続部となる他端１１ｂ、１２ｂを除く部分において、車両前後方向から衝突荷重が加えられたときに車両前後方向Ａに変形するように、部分的に脆弱部となる折れ部１１ｄ、１２ｄと折れ部１１ｅ、１２ｅが形成されている。すなわち、板状部材１１、１２、サイドメンバ９，１０の接続部と取付けメンバ５の接続部との間に、車両１の衝突荷重を吸収する脆弱部が形成されている。
【００１６】
板状部材１１、１２は、取付けメンバ５よりも車両後方側に配置されている。具体的には、取付けメンバ５との接続部となる板状部材１１、１２の一端１１ａ、１２ｂよりも、車両後方側に位置し、サイドメンバ９，１０との接続部をなす板状部材１１、１２の他端１１ｂ、１２ｂ及び縦壁１１ｃ、１２ｃが、取付けメンバ５よりも車両後方側に配置されている。すなわち、板状部材１１、１２は、取付けメンバ５の車両後方に配置され、かつ車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置されている。
【００１７】
また、本形態において、板状部材１１、１２は、サイドメンバ９，１０との接続部となる他端１１ｂ、１２ｂに対して、取付けメンバ５との接続部となる一端１１ａ、１２ａが、図５に示すように、車両１の上面視において車両幅方向Ｗにオフセットされて配置されている。具体的には、他端１１ｂ、１２ｂに対して一端１１ａ、１２ａが車両１の内側に位置するように、板状部材１１、１２を斜めに配置している。無論、板状部材１１、１２の配置としては、他端１１ｂ、１２ｂに対して一端１１ａ、１２ａが車両１の外側に位置するようにしてもよい。
【００１８】
すなわち、本形態にかかるアース装置は、車両に搭載された電池パック２と、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ９，１０間に支持する取付けメンバ５と、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とを連結する板状部材１１、１２とを備え、板状部材１１、１２は、取付けメンバ５の車両の後方に配置されて車両の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置されている。
【００１９】
このように、電池パック２のケーシング３よりも車両幅方向Ｗに突出し、その一部が電池パックＢの導電部４と接触するとともに、車両前後方向Ａに延在して車両幅方向にそれぞれ位置する導電性のサイドメンバ９，１０に固定される、導電性の取付けメンバ５よりも車両後方側に、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とに接合される導電性の板状部材１１、１２を、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置したので、露出導電部となる板状部材１１，１２が取付けメンバ５の陰に配置されることとなり、従来のようにカバー部材が無くても走行時の飛び石による損傷を回避することができるとともに海水や泥等も堆積し難くなる。また、従来アースのためのケーブル類で構成されていた露出導電部を金属製の板状部材１１，１２で構成したので、飛び石が当たった場合でも断線のおそれがなくなる。このため、メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、良好な絶縁性を確保することができ、乗員や作業者に対して安全な状態を維持することができる。
【００２０】
板状部材１１，１２に、車両前後方向Ａから衝突荷重が加えられたときに同方向に変形するように、部分的に脆弱部となる折れ部１１ｄ、１１ｅと折れ部１２ｄ、１２ｅをそれぞれ形成したので、電池パック２とシャーシとなるサイドメンバ９，１０との間に相対変位が生じた場合でも、折れ部１１ｄ、１１ｅと折れ部１２ｄ、１２ｅの変形により吸収することができるため、衝突後においても良好な絶縁性を維持することができる。
【００２１】
本形態では、１つの取付けメンバ５に対して複数の板状部材１１，１２を接続し、各板状部材１１，１２を車両幅方向に位置するサイドメンバ９，１０と接続したので、例えば車両１の左方から衝突荷重を受けて、一方の板状部材１１が破損して片側のアース経路が絶たれた場合でも、衝突方向と反対側に位置する板状部材１２により、導電部４、取付けメンバ５からサイドメンバ１０に掛けてのアース経路を維持することができるので、事故車両等からの救出者に対しても電気的な安全を確保することができる。
【００２２】
板状部材１１，１２のサイドメンバ９，１０との接続部（他端１１ｂ、１２ｂ）に対して、板状部材１１，１２の取付けメンバ５との接続部（一端１１ａ、１２ａ）を車両１の上面視において車両幅方向Wにオフセットして配置したので、車両前後方向Ａから衝突荷重が加えられたときに、オフセットしない場合に比べて、板状部材１１，１２が突っ張ることがなく変形しやすくなり、突っ張ることによる板状部材１１，１２の破断を抑制でき、よりアース経路を確保して良好な絶縁性を維持することができる。
【００２３】
図６は、板状部材１１，１２の縦壁１１ｃ、１２ｃに、車両前後方向Ａに貫通する開口１５，１６を形成したものである。この開口１５，１６の下端１５ａ、１６ａは、一端１１ａ、１２ａの上面まで延びるように形成されている。このため、車両走行中に海水や泥等が堆積しても、開口１５，１６から落下させることができるので、耐腐食性も良好となる。
【００２４】
板状部材１１，１２では、一端１１ａ、１２ａと取付けメンバ５との接続部を１箇所としたが、図７に示す導電性部材で金属製の板状部材１１０，１２０では、図８に示すように、取付けメンバ５との接続部が複数となるように一端１１０ａ、１１０ｂを二股状に形成し、別れた先端１１０ａ１，１１０ａ２及び先端１２０ａ１，１２０ａ２が車両幅方向Ｗに位置するように配置して、図９に示すように取付けメンバ５に各先端をスポット溶接して固定した。図9は板状部材１１０側の取付け状態を示す。
【００２５】
板状部材１１０，１２０の他端１１０ｂ、１２０ｂは、図７に示すように、サイドメンバ９，１０にボルト１３で締結して固定される。無論これら板状部材１１０，１２０に関しても、板状部材１１，１２同様の機能を有するべく、図８に示すように、縦壁１１０ｃ、１２０ｃと、部分的に脆弱部となる折れ部１１０ｄ、１１０ｅと折れ部１２０ｄ、１２０ｅとをそれぞれ形成している。この板状部材１１０，１２０も取付けメンバ５よりも車両後方側に、少なくとも折れ部１１０ｄ、１１０ｅ、１２０ｄ、１２０ｅと、縦部１１０ｃ、１２０ｃ及び他端１１０ｂ、１２０ｂを配置して、かつ、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置している。
【００２６】
すなわち、本形態にかかるアース装置は、車両に搭載された電池パック２と、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ９，１０間に支持する取付けメンバ５と、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とを連結する板状部材１１０，１２０とを備え、板状部材１１０，１２０は、取付けメンバ５の車両の後方に配置されて車両の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置されている。
【００２７】
このように、導電性の取付けメンバ５よりも車両後方側に、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とに接合（接続）される導電性の板状部材１１０，１２０を、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置することで、露出導電部となる板状部材１１０，１２０が取付けメンバ５の陰に配置されることとなり、従来のようにカバー部材が無くても走行時の飛び石による損傷を回避することができるとともに、塩水や泥等も堆積し難くなる。また、従来ケーブル類で構成されていた露出導電部を金属製の板状部材１１０，１２０で構成したので、飛び石が当たった場合でも断線のおそれがなくなる。このため、メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、良好な絶縁性を確保することができ、乗員や作業者に対して安全な状態を維持することができる。
【００２８】
板状部材１１０，１２０に、車両前後方向Ａから衝突荷重が加えられたときに同方向に変形するように、すなわち、車両１の衝突荷重を吸収する部分的に脆弱部となる折れ部１１０ｄ、１１０ｅと折れ部１２０ｄ、１２０ｅを形成したので、電池パック２とシャーシとなるサイドメンバ９，１０との間に相対変位が生じた場合でも、折れ部１１０ｄ、１１０ｅと折れ部１２０ｄ、１２０ｅの変形により吸収することができるので、良好な絶縁性を維持することができる。
【００２９】
１つの取付けメンバ５に対して複数の板状部材１１０，１２０を接合し、各板状部材１１０，１２０を車両１の上面視において車両幅方向Ｗに位置するサイドメンバ９，１０と接合したので、例えば車両１の左方から衝突荷重を受けて、一方の板状部材１１０が破損して片側のアース経路が絶たれた場合でも、衝突方向と反対側に位置する板状部材１２０により、導電部４、取付けメンバ５からサイドメンバ１０に掛けてのアース経路を維持することができるので、事故車両からの救出者に対しても電気的な安全を確保することができる。
【００３０】
板状部材１１０，１２０では、取付けメンバ５との接続部（一端１１０ａ、１２０ａ）を二股に形成し、別れた先端１１０ａ１，１１０ａ２及び１２０ａ１，１２０ａ２をそれぞれ取付けメンバ５にスポット溶接して固定したので、取付けメンバ５との接合強度が高められるとともに、スポット溶接不良による接合不良を低減することができ、より安定してアース経路を維持して良好な絶縁性を維持することができる。
【００３１】
図１０は、車両１の前輪２０による飛び石と、例えば板状部材１１，１２との位置関係を示すものである。無論板状部材１１，１２ではなく板状部材１１０，１２０であってもよい。図中、車両１が前進走行しているものとすると、車輪２０は反時計回りに回転する。このとき、小石などを前輪２０が踏んでしまうと、符号Ｘで示す軌道で小石が後方に飛ばされたものとする。飛び石の軌道Ｘよりも車両後方側に位置する取付けメンバ６，７，８においては、飛び石の飛んでくる範囲に位置することになり、これら取付けメンバよりも車両後方側に板状部材１１，１２あるいは板状部材１１０，１２０を、車両１の前方視においてこれら取付けメンバに重なるように配置すると、各取付けメンバの陰にはなるが、飛び石がぶつかってしまうおそれが高い
しかし、飛び石の軌道Ｘよりも車両前方側に位置する取付けメンバ５においては、飛び石の飛んでくる範囲外に位置することになるので、取付けメンバ５よりも車両後方側に板状部材１１，１２や板状部材１１０，１２０を、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置しても飛び石とぶつかうおそれは格段に低くなることから、本形態では、複数の取付けメンバのうち、飛び石の軌道Ｘよりも車両前方側に位置する取付けメンバ５の車両後方側で、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように板状部材１１，１２や板状部材１１０，１２０を配置するようにした。
【００３２】
飛び石の軌道Ｘは、前輪２０の外形や回転速度によっても変化するため、最も車両前方側となる飛び石の軌道Ｘを観察あるいはコンピュータ等のシミュレーションにより想定し、想定した最前の軌道Ｘよりも車両前方側に少なくとも各板状部材を配置するのが好ましく、より板状部材と飛び石との干渉を防ぐためには、想定した最前の軌道Ｘよりも車両前方側に少なくとも１つの取付けメンバを配置し、その取付けメンバよりも車両後方側に、車両１の前方視において当該取付けメンバに重なるように各板状部材を配置するのが好ましと言える。
【符号の説明】
【００３３】
２ 電池パック
３ ケーシング
４ 導電部
５〜８ 支持部材（取付けメンバ）
９，１０ サイドメンバ
１１，１２、１１０，１２０ 導電性部材（板状部材）
１１（ａ、ｂ）、１２（ａ、ｂ） 板状部材の両端
１１０（ａ、ｂ）、１２０（ａ、ｂ） 板状部材の両端
１１ｂ、１２ｂ、１１０ｂ、１２０ｂ サイドメンバとの接続部
１１ａ、１２ａ、１１０ａ、１２０ａ 取付けメンバとの接続部
１１（ｄ、ｅ）、１２（ｄ、ｅ） 脆弱部
１１０（ｄ、ｅ）、１２０（ｄ、ｅ） 脆弱部
１１ｃ、１２ｃ、１１０ｃ、１２０ｃ 縦壁
１５，１６ 開口
３０ 複数のバッテリーセル
Ａ 車両前後方向
Ｗ 車両幅方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の電動モータの動力源となる複数の充電式のバッテリーセルを備えた車両のアース装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用の駆動モータを備えた電気自動車、あるいは走行用の駆動モータと内燃機関の双方を備えた所謂ハイブリッド自動車には、駆動モータの動力源となる充電可能な電気パックが搭載されている。電池パックは、複数のバッテリーセルをケーシング内に配列して、内燃機関に用いるバッテリーよりも高い電圧を出力して駆動モータを駆動するように構成されている。
このような高電圧の電池パックは高電圧機器となり、絶縁故障した際に高電圧を帯びる可能性があることから、工具なしに触れることができる部位を露出導電部と定義されている。そしてこの露出導電部は、例えば電気的シャシ(車体)とアースすることが法規により定められている。一般に露出導電部のアース手段にはケーブル類を用いることが多く、ケーブルや電池パックを飛び石等から保護する目的でカバー部材によって覆われている事も多い。また、特許文献１では、電気自動車において、バッテリーから延びるハーネスを車体下面に配置すると、走行中にカプラーに飛び石が当たる可能性があることから、バッテリボックス側面と車体左右方向に延びるフレーム部材とによって区画された空間にカプラーを配置して保護する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８１９６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アースのためのケーブル類をカバー部材で覆うことで保護することは可能であるが、車体の下部構造によってはカバー部材を設置することが難しく、また、仮にカバー部材を設置した場合、メンテナンス時の着脱作業が増えるとともに、カバー部材に例えば海水や泥などが溜まってしまうと露出導電部の腐食につながることから、カバー部材に排出構造が求められてしまう。特許文献１の構成では、カバー部材は不要となるが、カプラーを用いているため、カプラーの外れや、万が一飛び石が当たったときに、樹脂製のカプラーの場合だと損傷や断線が懸念される。
本発明は、メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、導電性部材の腐食や飛び石による損傷や断線を防止できる車両のアース装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両に搭載された電池パックと、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ間に支持する支持部材と、支持部材とサイドメンバとを連結する導電性部材とを備え、導電性部材は、支持部材の車両の後方に配置されて車両の前方視において支持部材に重なるように配置されることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材と接続される支持部材又はサイドメンバのうち一方は締結部材により締結され、他方は溶接により接合されることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、車両の上面視においてサイドメンバとの接続部と、支持部材との接続部とが車両幅方向にオフセットされていることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、サイドメンバの接続部と支持部材の接続部との間に、車両の衝突荷重を吸収する脆弱部が形成されていることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、サイドメンバの接続部と支持部材の接続部との間を車両上下方向に連接する縦壁が形成されていて、当該縦壁に車両前後方向に貫通する開口が形成されていることを特徴としている。
本発明に係る車両のアース装置において、導電性部材は、支持部材との接続部を複数箇所有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、支持部材とサイドメンバとを連結する導電性部材が、支持部材の車両後方に配置されて車両の前方視において支持部材に重なるように配置されるため、導電性部材となる板状部材が、支持部材の陰に配置されることとなり、従来のようにカバー部材が無くても走行時の飛び石による損傷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のアース装置が適用された車両の概略構成図。
【図２】電池パックの取付部近傍の構成を示す拡大底面図。
【図３】サイドメンバと取付けメンバと露出導電部となる板状部材の取付け状態を車両底面側から見た拡大斜視図。
【図４】サイドメンバと取付けメンバと露出導電部となる板状部材の取付け部分を車両側面から見た部分拡大断面図。
【図５】露出導電部の取付け状態を車両底面側から見た拡大図。
【図６】開口を形成した露出導電部の取付け状態を車両側面から見た部分拡大断面図。
【図７】図２と異なる電池パックの取付部近傍の構成を示す拡大底面図
【図８】図７で用いる露出導電部の別な形態の構成を示す拡大斜視図。
【図９】サイドメンバと取付けメンバに対し、図８に示す露出導電部となる別な形態の板状部材の取付け状態を車両底面側から見た拡大斜視図。
【図１０】車両走行時における飛び石と板状部材の位置関係を説明するための側面視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明に係る車両のアース装置について説明する。
図１はアース装置が適用された車両１の概略図である。この車両１は図示しない走行用の駆動モータを備えた車両である。車両１の中央部には、駆動モータの動力源となる充電可能な電気パック２が搭載されている。電池パック２は、複数のバッテリーセル３０をケーシング３内に配置されていて、高電圧を出力して駆動モータを駆動するように構成されている。
【０００９】
ケーシング３は樹脂製であって、その一部の開口部から外部に導電部４が露呈している。ケーシング３には、ケーシング３より車両幅方向Ｗに突出した支持部材となる複数の取付けメンバ５〜８が設けられている。取付けメンバ５〜８は、車両幅方向Ｗに延びた金属製の導電性部材で閉断面構造に構成されたものである。取付けメンバ５〜８は、車両前後方向Ａに間隔を開けて配置され、ケーシング３の例えば底部３ａに固定されている。これら取付けメンバ５〜８のうち、車両前方側に位置する取付けメンバ５には、導電部４が直接接触している。
【００１０】
取付けメンバ５〜８の両端５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは、図２にも示すように、車両前後方向Ａに延在し、車両幅方向Ｗに位置する金属製の導電性部材で形成されたサイドメンバ９，１０に固定されている。電池パック２は、取付けメンバ５〜８をサイドメンバ９，１０に固定することで、車両１の図示しないフロアよりも下方に配置されている。
【００１１】
本形態では、取付けメンバ５〜８を、電池パック２をサイドメンバ９，１０に取付ける専用のものとしたが、例えば、サイドメンバ９，１０間に掛け渡されてサイドメンバと相まってシャーシを構成するクロスメンバを電池パック２の下方に配置し、同クロスメンバを介して電池パック２をサイドフレーム９，１０に固定することも可能である。ただクロスメンバは、シャーシの剛性確保が優先されることから、配置場所には制約が多い部材であるので、本形態のように、個別に電池パック２用の取付けメンバ５〜８を用いてサイドメンバ９，１０に固定する形態の方が、電池パック２の重量を考慮して配置できるので好ましい。
【００１２】
取付けメンバ５〜８はサイドメンバ９，１０に横架されてそれぞれの両端５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂが固定されることから、シャーシ側からみるとクロスメンバとしての機能も有するため、シャーシの剛性を高めることができる。本形態では取付けメンバ５〜８を４本用いて電池パック２をサイドメンバ９、１０に固定して取付けているが、取付けメンバの数は、本実施形態の数に限定されるものでは無く、電池パック２の平面的な大きさ、重量を考慮して適宜増減するのが好ましい。
【００１３】
本形態において、取付けメンバ５〜８を車両前方側から順番に第１メンバ〜第４メンバとすると、第１メンバ（取付けメンバ５）とサイドメンバ９、サイドメンバ１０との間に、金属製の板状部材１１、１２を配置している。板状部材１１、１２は、図２に示すように、導電性部材で形成されていて露出導電部を構成している。板状部材１１、１２は、図３，図４に示すように、板金加工によりクランク状に屈曲形成されていて、平坦で略水平な一端１１ａ、１２ａと他端１１ｂ、１２ｂの間に、車両前後方向Ａに面し、下方に位置する一端１１ａ、１１ｂから上方に位置する他端１１ｂ、１２ｂに向かって上り傾斜した縦壁１１ｃ、１２ｃを有している。すなわち、板状部材１１、１２には、サイドメンバ９，１０の接続部と取付けメンバ５の接続部との間を車両上下方向に連接する縦壁１１ｃ、１２ｃが形成されている。これら板状部材１１、１２は、一端１１ａ、１２ａが取付けメンバ５の両端にスポット溶接によって接合されて固定され、他端１１ｂ、１２ｂが締結部材となるボルト１３によってそれぞれサイドメンバ９，１０に締結されて固定されている。なお、図３は、車両左側に配置された片側の板状部材１１のみを示す。
【００１４】
つまり、電池パック２の外部に露呈した導電部４は、取付けメンバ５、板状部材１１，１２を介してサイドメンバ９，１０に接続されていて、アース経路が確保されている。ここでは、取付けメンバ５とサイドメンバ９、取付けメンバ５とサイドメンバ１０の間に板状部材１１、１２をそれぞれ介在させて連結してアース経路を形成しているが、取付けメンバ５とサイドメンバ９あるいは、取付けメンバ５とサイドメンバ１０の少なくとも一方に板状部材１１または板状部材１２を連結してアース経路を形成しても良い。
【００１５】
板状部材１１、１２は、取付けメンバ５の接続部となる一端１１ａ、１２ａとサイドメンバ９、１０との接続部となる他端１１ｂ、１２ｂを除く部分において、車両前後方向から衝突荷重が加えられたときに車両前後方向Ａに変形するように、部分的に脆弱部となる折れ部１１ｄ、１２ｄと折れ部１１ｅ、１２ｅが形成されている。すなわち、板状部材１１、１２、サイドメンバ９，１０の接続部と取付けメンバ５の接続部との間に、車両１の衝突荷重を吸収する脆弱部が形成されている。
【００１６】
板状部材１１、１２は、取付けメンバ５よりも車両後方側に配置されている。具体的には、取付けメンバ５との接続部となる板状部材１１、１２の一端１１ａ、１２ｂよりも、車両後方側に位置し、サイドメンバ９，１０との接続部をなす板状部材１１、１２の他端１１ｂ、１２ｂ及び縦壁１１ｃ、１２ｃが、取付けメンバ５よりも車両後方側に配置されている。すなわち、板状部材１１、１２は、取付けメンバ５の車両後方に配置され、かつ車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置されている。
【００１７】
また、本形態において、板状部材１１、１２は、サイドメンバ９，１０との接続部となる他端１１ｂ、１２ｂに対して、取付けメンバ５との接続部となる一端１１ａ、１２ａが、図５に示すように、車両１の上面視において車両幅方向Ｗにオフセットされて配置されている。具体的には、他端１１ｂ、１２ｂに対して一端１１ａ、１２ａが車両１の内側に位置するように、板状部材１１、１２を斜めに配置している。無論、板状部材１１、１２の配置としては、他端１１ｂ、１２ｂに対して一端１１ａ、１２ａが車両１の外側に位置するようにしてもよい。
【００１８】
すなわち、本形態にかかるアース装置は、車両に搭載された電池パック２と、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ９，１０間に支持する取付けメンバ５と、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とを連結する板状部材１１、１２とを備え、板状部材１１、１２は、取付けメンバ５の車両の後方に配置されて車両の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置されている。
【００１９】
このように、電池パック２のケーシング３よりも車両幅方向Ｗに突出し、その一部が電池パックＢの導電部４と接触するとともに、車両前後方向Ａに延在して車両幅方向にそれぞれ位置する導電性のサイドメンバ９，１０に固定される、導電性の取付けメンバ５よりも車両後方側に、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とに接合される導電性の板状部材１１、１２を、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置したので、露出導電部となる板状部材１１，１２が取付けメンバ５の陰に配置されることとなり、従来のようにカバー部材が無くても走行時の飛び石による損傷を回避することができるとともに海水や泥等も堆積し難くなる。また、従来アースのためのケーブル類で構成されていた露出導電部を金属製の板状部材１１，１２で構成したので、飛び石が当たった場合でも断線のおそれがなくなる。このため、メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、良好な絶縁性を確保することができ、乗員や作業者に対して安全な状態を維持することができる。
【００２０】
板状部材１１，１２に、車両前後方向Ａから衝突荷重が加えられたときに同方向に変形するように、部分的に脆弱部となる折れ部１１ｄ、１１ｅと折れ部１２ｄ、１２ｅをそれぞれ形成したので、電池パック２とシャーシとなるサイドメンバ９，１０との間に相対変位が生じた場合でも、折れ部１１ｄ、１１ｅと折れ部１２ｄ、１２ｅの変形により吸収することができるため、衝突後においても良好な絶縁性を維持することができる。
【００２１】
本形態では、１つの取付けメンバ５に対して複数の板状部材１１，１２を接続し、各板状部材１１，１２を車両幅方向に位置するサイドメンバ９，１０と接続したので、例えば車両１の左方から衝突荷重を受けて、一方の板状部材１１が破損して片側のアース経路が絶たれた場合でも、衝突方向と反対側に位置する板状部材１２により、導電部４、取付けメンバ５からサイドメンバ１０に掛けてのアース経路を維持することができるので、事故車両等からの救出者に対しても電気的な安全を確保することができる。
【００２２】
板状部材１１，１２のサイドメンバ９，１０との接続部（他端１１ｂ、１２ｂ）に対して、板状部材１１，１２の取付けメンバ５との接続部（一端１１ａ、１２ａ）を車両１の上面視において車両幅方向Wにオフセットして配置したので、車両前後方向Ａから衝突荷重が加えられたときに、オフセットしない場合に比べて、板状部材１１，１２が突っ張ることがなく変形しやすくなり、突っ張ることによる板状部材１１，１２の破断を抑制でき、よりアース経路を確保して良好な絶縁性を維持することができる。
【００２３】
図６は、板状部材１１，１２の縦壁１１ｃ、１２ｃに、車両前後方向Ａに貫通する開口１５，１６を形成したものである。この開口１５，１６の下端１５ａ、１６ａは、一端１１ａ、１２ａの上面まで延びるように形成されている。このため、車両走行中に海水や泥等が堆積しても、開口１５，１６から落下させることができるので、耐腐食性も良好となる。
【００２４】
板状部材１１，１２では、一端１１ａ、１２ａと取付けメンバ５との接続部を１箇所としたが、図７に示す導電性部材で金属製の板状部材１１０，１２０では、図８に示すように、取付けメンバ５との接続部が複数となるように一端１１０ａ、１１０ｂを二股状に形成し、別れた先端１１０ａ１，１１０ａ２及び先端１２０ａ１，１２０ａ２が車両幅方向Ｗに位置するように配置して、図９に示すように取付けメンバ５に各先端をスポット溶接して固定した。図9は板状部材１１０側の取付け状態を示す。
【００２５】
板状部材１１０，１２０の他端１１０ｂ、１２０ｂは、図７に示すように、サイドメンバ９，１０にボルト１３で締結して固定される。無論これら板状部材１１０，１２０に関しても、板状部材１１，１２同様の機能を有するべく、図８に示すように、縦壁１１０ｃ、１２０ｃと、部分的に脆弱部となる折れ部１１０ｄ、１１０ｅと折れ部１２０ｄ、１２０ｅとをそれぞれ形成している。この板状部材１１０，１２０も取付けメンバ５よりも車両後方側に、少なくとも折れ部１１０ｄ、１１０ｅ、１２０ｄ、１２０ｅと、縦部１１０ｃ、１２０ｃ及び他端１１０ｂ、１２０ｂを配置して、かつ、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置している。
【００２６】
すなわち、本形態にかかるアース装置は、車両に搭載された電池パック２と、電池パックを車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ９，１０間に支持する取付けメンバ５と、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とを連結する板状部材１１０，１２０とを備え、板状部材１１０，１２０は、取付けメンバ５の車両の後方に配置されて車両の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置されている。
【００２７】
このように、導電性の取付けメンバ５よりも車両後方側に、取付けメンバ５とサイドメンバ９，１０とに接合（接続）される導電性の板状部材１１０，１２０を、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置することで、露出導電部となる板状部材１１０，１２０が取付けメンバ５の陰に配置されることとなり、従来のようにカバー部材が無くても走行時の飛び石による損傷を回避することができるとともに、塩水や泥等も堆積し難くなる。また、従来ケーブル類で構成されていた露出導電部を金属製の板状部材１１０，１２０で構成したので、飛び石が当たった場合でも断線のおそれがなくなる。このため、メンテナンス時の作業性を考慮しつつも、良好な絶縁性を確保することができ、乗員や作業者に対して安全な状態を維持することができる。
【００２８】
板状部材１１０，１２０に、車両前後方向Ａから衝突荷重が加えられたときに同方向に変形するように、すなわち、車両１の衝突荷重を吸収する部分的に脆弱部となる折れ部１１０ｄ、１１０ｅと折れ部１２０ｄ、１２０ｅを形成したので、電池パック２とシャーシとなるサイドメンバ９，１０との間に相対変位が生じた場合でも、折れ部１１０ｄ、１１０ｅと折れ部１２０ｄ、１２０ｅの変形により吸収することができるので、良好な絶縁性を維持することができる。
【００２９】
１つの取付けメンバ５に対して複数の板状部材１１０，１２０を接合し、各板状部材１１０，１２０を車両１の上面視において車両幅方向Ｗに位置するサイドメンバ９，１０と接合したので、例えば車両１の左方から衝突荷重を受けて、一方の板状部材１１０が破損して片側のアース経路が絶たれた場合でも、衝突方向と反対側に位置する板状部材１２０により、導電部４、取付けメンバ５からサイドメンバ１０に掛けてのアース経路を維持することができるので、事故車両からの救出者に対しても電気的な安全を確保することができる。
【００３０】
板状部材１１０，１２０では、取付けメンバ５との接続部（一端１１０ａ、１２０ａ）を二股に形成し、別れた先端１１０ａ１，１１０ａ２及び１２０ａ１，１２０ａ２をそれぞれ取付けメンバ５にスポット溶接して固定したので、取付けメンバ５との接合強度が高められるとともに、スポット溶接不良による接合不良を低減することができ、より安定してアース経路を維持して良好な絶縁性を維持することができる。
【００３１】
図１０は、車両１の前輪２０による飛び石と、例えば板状部材１１，１２との位置関係を示すものである。無論板状部材１１，１２ではなく板状部材１１０，１２０であってもよい。図中、車両１が前進走行しているものとすると、車輪２０は反時計回りに回転する。このとき、小石などを前輪２０が踏んでしまうと、符号Ｘで示す軌道で小石が後方に飛ばされたものとする。飛び石の軌道Ｘよりも車両後方側に位置する取付けメンバ６，７，８においては、飛び石の飛んでくる範囲に位置することになり、これら取付けメンバよりも車両後方側に板状部材１１，１２あるいは板状部材１１０，１２０を、車両１の前方視においてこれら取付けメンバに重なるように配置すると、各取付けメンバの陰にはなるが、飛び石がぶつかってしまうおそれが高い
しかし、飛び石の軌道Ｘよりも車両前方側に位置する取付けメンバ５においては、飛び石の飛んでくる範囲外に位置することになるので、取付けメンバ５よりも車両後方側に板状部材１１，１２や板状部材１１０，１２０を、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように配置しても飛び石とぶつかうおそれは格段に低くなることから、本形態では、複数の取付けメンバのうち、飛び石の軌道Ｘよりも車両前方側に位置する取付けメンバ５の車両後方側で、車両１の前方視において取付けメンバ５に重なるように板状部材１１，１２や板状部材１１０，１２０を配置するようにした。
【００３２】
飛び石の軌道Ｘは、前輪２０の外形や回転速度によっても変化するため、最も車両前方側となる飛び石の軌道Ｘを観察あるいはコンピュータ等のシミュレーションにより想定し、想定した最前の軌道Ｘよりも車両前方側に少なくとも各板状部材を配置するのが好ましく、より板状部材と飛び石との干渉を防ぐためには、想定した最前の軌道Ｘよりも車両前方側に少なくとも１つの取付けメンバを配置し、その取付けメンバよりも車両後方側に、車両１の前方視において当該取付けメンバに重なるように各板状部材を配置するのが好ましと言える。
【符号の説明】
【００３３】
２ 電池パック
３ ケーシング
４ 導電部
５〜８ 支持部材（取付けメンバ）
９，１０ サイドメンバ
１１，１２、１１０，１２０ 導電性部材（板状部材）
１１（ａ、ｂ）、１２（ａ、ｂ） 板状部材の両端
１１０（ａ、ｂ）、１２０（ａ、ｂ） 板状部材の両端
１１ｂ、１２ｂ、１１０ｂ、１２０ｂ サイドメンバとの接続部
１１ａ、１２ａ、１１０ａ、１２０ａ 取付けメンバとの接続部
１１（ｄ、ｅ）、１２（ｄ、ｅ） 脆弱部
１１０（ｄ、ｅ）、１２０（ｄ、ｅ） 脆弱部
１１ｃ、１２ｃ、１１０ｃ、１２０ｃ 縦壁
１５，１６ 開口
３０ 複数のバッテリーセル
Ａ 車両前後方向
Ｗ 車両幅方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された電池パックと、
前記電池パックを前記車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ間に支持する支持部材と、
前記支持部材と前記サイドメンバとを連結する導電性部材とを備え、
前記導電性部材は、前記支持部材の前記車両の後方に配置されて前記車両の前方視において前記支持部材に重なるように配置される
ことを特徴とする車両のアース装置。
【請求項２】
前記導電性部材と接続される前記支持部材又は前記サイドメンバのうち一方は締結部材により締結され、他方は溶接により接合されることを特徴とする請求項１記載の車両のアース装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記車両の上面視において前記サイドメンバとの接続部と、前記支持部材との接続部とが車両幅方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１または２記載の車両のアース装置。
【請求項４】
前記導電性部材は、前記サイドメンバの接続部と前記支持部材の接続部との間に、車両の衝突荷重を吸収する脆弱部が形成されていることを特徴とする請求項１，２または３記載の車両のアース装置。
【請求項５】
前記導電性部材は、前記サイドメンバの接続部と前記支持部材の接続部との間を前記車両上下方向に連接する縦壁が形成されていて、当該縦壁に車両前後方向に貫通する開口が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の車両のアース装置。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記支持部材との接続部を複数箇所有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の車両のアース装置。
【請求項１】
車両に搭載された電池パックと、
前記電池パックを前記車両の前後方向に延びる一対のサイドメンバ間に支持する支持部材と、
前記支持部材と前記サイドメンバとを連結する導電性部材とを備え、
前記導電性部材は、前記支持部材の前記車両の後方に配置されて前記車両の前方視において前記支持部材に重なるように配置される
ことを特徴とする車両のアース装置。
【請求項２】
前記導電性部材と接続される前記支持部材又は前記サイドメンバのうち一方は締結部材により締結され、他方は溶接により接合されることを特徴とする請求項１記載の車両のアース装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記車両の上面視において前記サイドメンバとの接続部と、前記支持部材との接続部とが車両幅方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１または２記載の車両のアース装置。
【請求項４】
前記導電性部材は、前記サイドメンバの接続部と前記支持部材の接続部との間に、車両の衝突荷重を吸収する脆弱部が形成されていることを特徴とする請求項１，２または３記載の車両のアース装置。
【請求項５】
前記導電性部材は、前記サイドメンバの接続部と前記支持部材の接続部との間を前記車両上下方向に連接する縦壁が形成されていて、当該縦壁に車両前後方向に貫通する開口が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の車両のアース装置。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記支持部材との接続部を複数箇所有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の車両のアース装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１２１６０（Ｐ２０１３−１１２１６０Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０００７（Ｐ２０１１−２６０００７）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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