車両用電池搭載構造
【課題】車両衝突に伴うバッテリフレームの変形を抑制しつつ、バッテリの搭載スペースを広くすることができる車両用電池搭載構造を提供することを目的とする。
【解決手段】筒状フレーム部としてのバッテリサイドメンバ１８は、断面矩形の筒状部材で構成されている。バッテリサイドメンバ１８の取付部２８における底壁部２８Ｂ及び天壁部２８Ａには、車両上下方向に貫通するカラー貫通孔３２，３４がそれぞれ形成されている。これらのカラー貫通孔３２，３４には円筒形状のカラー部材３６が貫通されており、各カラー貫通孔３２，３４の縁にカラー部材３６が溶接で接合されている。このカラー部材３６を車体固定用ボルト４４で車体側ブラケット４０に固定することにより、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８がフロアパネル３８の車体側ブラケット４０に取り付けられている。
【解決手段】筒状フレーム部としてのバッテリサイドメンバ１８は、断面矩形の筒状部材で構成されている。バッテリサイドメンバ１８の取付部２８における底壁部２８Ｂ及び天壁部２８Ａには、車両上下方向に貫通するカラー貫通孔３２，３４がそれぞれ形成されている。これらのカラー貫通孔３２，３４には円筒形状のカラー部材３６が貫通されており、各カラー貫通孔３２，３４の縁にカラー部材３６が溶接で接合されている。このカラー部材３６を車体固定用ボルト４４で車体側ブラケット４０に固定することにより、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８がフロアパネル３８の車体側ブラケット４０に取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の床下にバッテリ（電池）を搭載したバッテリ搭載構造が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された技術では、フロアパネルの下面に設けられた左右一対のエクステンションサイドメンバの車両幅方向内側に、バッテリを支持するユニットフレームのユニットサイドメンバが配置され、これらのエクステンションサイドメンバとユニットサイドメンバとが結合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリット自動車や電気自動車では、長距離走行を可能にするために、バッテリが大型化する傾向にある。この点に関し、特許文献１に開示された技術では、ユニットサイドメンバがエクステンションサイドメンバに結合されるため、車両側面衝突等に伴うユニットサイドメンバの車両幅方向の屈曲変形等が抑制されるものの、ユニットサイドメンバがエクステンションサイドメンバの車両幅方向内側に配置されるため、バッテリの車両幅方向の搭載スペースが狭くなる。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、車両衝突に伴うバッテリフレームの変形を抑制しつつ、バッテリの搭載スペースを広くすることができる車両用電池搭載構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用電池搭載構造は、車両上下方向から見てバッテリの外周に配置される筒状フレーム部を有し、該バッテリを車両の床下で支持するバッテリフレームと、前記筒状フレーム部の取付部に設けられ、該取付部を車両上下方向に貫通すると共に、車両上下方向上側の端部が車体まで延びるカラー部材と、前記カラー部材内に設けられ、該カラー部材と共に前記バッテリフレームを前記車体に固定する固定部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、車両上下方向から見てバッテリの外周に配置される筒状フレーム部の取付部には、当該取付部を車両上下方向に貫通するカラー部材が設けられている。カラー部材の車両上下方向上側の端部は車体まで延びており、このカラー部材を固定部材で車体に固定することにより、当該カラー部材と共にバッテリフレームが車体に取り付けられる。
【０００８】
ここで、筒状フレーム部の取付部にカラー部材を貫通させることにより、取付部の剛性が向上する。即ち、カラー部材は、車体と筒状フレーム部との間のスペーサとして機能するだけでなく、筒状フレーム部を補強する補強部材としても機能する。これにより、車両衝突に伴う筒状フレーム部の変形が抑制されるため、カラー部材を備えない構成と比較して、バッテリを取付部に接近させた状態で搭載することができる。従って、バッテリの車両幅方向や車両前後方向の搭載スペースを広く確保することができる。
なお、ここで言う筒状フレーム部とは、バッテリフレームにおいて、閉断面で構成された内部が中空のフレーム部を意味する。
【０００９】
請求項２に記載の車両用電池搭載構造は、請求項１記載の車両用電池搭載構造において、前記バッテリフレームが、前記筒状フレーム部と交差する方向に延びて前記取付部に結合されると共に前記バッテリを車両上下方向下側から支持する支持メンバを有する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、筒状フレーム部の取付部に支持メンバを結合することにより、取付部の剛性が向上する。従って、筒状フレーム部の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリの車両幅方向や車両前後方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。
【００１１】
請求項３に記載の車両用電池搭載構造は、請求項２に記載の車両用電池搭載構造において、前記固定部材が、前記取付部から車両上下方向下側へ突出する前記カラー部材の車両上下方向下側の端部に係合される係合部を有し、前記取付部と前記支持メンバとの結合部には、前記係合部の側面を覆うカバー部が設けられている。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、固定部材が、取付部から車両上下方向下側へ突出するカラー部材の車両上下方向下側の端部に係合される係合部を有している。また、取付部と支持メンバとの結合部にはカバー部が設けられている。このカバー部によって、固定部材の係合部の側面が覆われる。これにより、チッピングや、路面上の突起物との接触による係合部の破損、損傷が抑制される。従って、バッテリの交換作業等に伴う固定部材の取り外し性が損なわれないため、バッテリのメンテナンス性が確保される。
【００１３】
請求項４に記載の車両用電池搭載構造は、請求項３に記載の車両用電池搭載構造において、前記カバー部には、前記固定部材を車両上下方向に挿入させるための挿入部が設けられている。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、カバー部には、固定部材を車両上下方向に挿入させるための挿入部が設けられている。この挿入部からカラー部材に固定部材を挿入し、又はカラー部材から固定部材を取り外すことができる。従って、カバー部の取り外し作業等が不要になるため、バッテリのメンテナンス性が向上する。
【００１５】
請求項５に記載の車両用電池搭載構造は、請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造において、前記取付部と前記支持メンバとに跨って取り付けられ、該取付部及び該支持メンバの各々に接合される結合ブラケットを備え、前記カバー部が、前記結合ブラケットに設けられている。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、取付部と支持メンバとに跨って取り付けられる結合ブラケットによって、取付部と支持メンバとの結合部が補強される。これにより、筒状フレーム部の剛性が向上する。従って、筒状フレーム部の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリの車両幅方向や車両前後方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。また、結合ブラケットにカバー部を設けることにより、結合ブラケットとカバー部とを別体にする構成と比較して、部品点数を削減することができる。
【００１７】
請求項６に記載の車両用電池搭載構造は、請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造において、前記支持メンバには、車両上下方向下側から前記取付部に結合される前記カバー部が設けられている。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、筒状フレーム部の取付部には、支持メンバに設けられたカバー部が車両上下方向下側から結合される。このカバー部によって固定部材の係合部が覆われ、チッピングや、路面上の突起物との接触による係合部の破損、損傷が抑制される。従って、バッテリの交換作業等に伴う固定部材の取り外し性が損なわれないため、バッテリのメンテナンス性が確保される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る車両用電池搭載構造によれば、車両衝突に伴うバッテリフレームの変形を抑制しつつ、バッテリの搭載スペースを広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用電池搭載構造が適用された車両を車両幅方向外側から見た側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバッテリパック及びバッテリフレームを示す、斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す、図２の３−３線拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る結合ブラケットを示す、車両斜め上方から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る結合ブラケットを示す、車両斜め下方から見た斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す、図２の６−６線拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るカバー部を、車両斜め下方から見た斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るバッテリアンダーメンバを一部切り欠いて示す、分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両用電池搭載構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両前後方向前側を示し、矢印ＵＰは車両上下方向上側を示し、矢印ＲＨは車両幅方向外側（右側）を示している。
【００２２】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１には、一例として、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０が適用された車両１２が側面視により示されている。図１に示されるように、車両１２は図示しない電動機（モータ）を駆動源として走行する電気自動車であり、その床下に電動機へ供給する電力が蓄電されたバッテリとしてのバッテリパック１４が搭載されている。このように車両１２の床下、換言すると、図示しないフロアパネルの車両上下方向下側にバッテリパック１４が搭載される車両１２に、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０が適用されている。
【００２４】
図２に示されるように、車両用電池搭載構造１０は、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持するバッテリフレーム１６を備えている。バッテリパック１４は、ケース内に放充電可能な図示しない複数の蓄電池が収納されたものであり、図２ではバッテリパック１４の外形が二点鎖線で示されている。このバッテリパック１４は、バッテリフレーム１６の上に載置されており、図示しないボルト等によってバッテリフレーム１６に固定されている。
【００２５】
バッテリフレーム１６は、車両前後方向に延びる左右一対のバッテリサイドメンバ１８と、車両幅方向に延びて左右一対のバッテリサイドメンバ１８の車両前後方向前側の端部を連結するバッテリフロントクロスメンバ２０と、車両幅方向に延びて左右一対のバッテリサイドメンバ１８の車両前後方向の中間部を連結するバッテリサブクロスメンバ２２と、車両幅方向に延びて左右一対のバッテリサイドメンバ１８の車両前後方向後側の端部を連結するバックボード２４と、車両前後方向に延びて、バッテリフロントクロスメンバ２０、バッテリサブクロスメンバ２２、及びバックボード２４を連結するバッテリアンダーメンバ２６を有して構成されている。
【００２６】
バッテリサイドメンバ１８、バッテリフロントクロスメンバ２０、及びバックボード２４は枠状に結合されており、車両上下方向から見たときに、バッテリパック１４の外周に配置されている。バッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０には取付部２８，６２がそれぞれ設けられており、各取付部２８，６２において、バッテリフレーム１６が後述する車体のフロアパネル３８（図３参照）に取り付けられている。以下、筒状フレーム部としてのバッテリサイドメンバ１８の取付部２８について詳説する。
【００２７】
図３に示されるように、バッテリサイドメンバ１８は断面矩形の筒状部材で、車両上下方向から見たときに、バッテリパック１４の車両幅方向外側に配置されている。バッテリサイドメンバ１８の取付部２８における天壁部２８Ａ及び底壁部２８Ｂには、車両上下方向に貫通するカラー貫通孔３２，３４がそれぞれ形成されている。これらのカラー貫通孔３２，３４には円筒形状のカラー部材３６が貫通されており、各カラー貫通孔３２，３４の縁にカラー部材３６が溶接で接合されている。このカラー部材３６によって、取付部２８が補強されている。
【００２８】
カラー部材３６の車両上下方向下側の端部は、取付部２８の底壁部２８Ｂから車両上下方向下側へ突出している。これにより、カラー部材３６と取付部２８の底壁部２８Ｂとの溶接代が確保されている。一方、カラー部材３６の車両上下方向上側の端部は、取付部２８の天壁部２８Ａから車両上下方向上側へ突出すると共に、バッテリパック１４の車両幅方向外側を通って、フロアパネル３８の下面に設けられた車体側ブラケット４０まで延出している。
【００２９】
車体側ブラケット４０は断面ハット形状で、フロアパネル３８の下面に溶接で接合され、その底壁部４０Ａにカラー部材３６の車両上下方向上側の端部が突き当てられている。この底壁部４０Ａには貫通孔が形成されると共に、その内面（車両上下方向上側の面）にウェルドナット４２が設けられている。このウェルドナット４２に、カラー部材３６に通された車体固定用ボルト（固定部材）４４を締め込み、係合部としての車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａをカラー部材３６の車両上下方向下側の端部に係合させることにより、カラー部材３６が車体側ブラケット４０に固定されている。これにより、カラー部材３６を介してバッテリサイドメンバ１８の取付部２８が車体側ブラケット４０に取り付けられている。換言すると、車体固定用ボルト４４によって、カラー部材３６と共にバッテリフレーム１６が車体側の車体側ブラケット４０に固定されている。
【００３０】
バッテリサイドメンバ１８の取付部２８の車両幅方向内側の側壁部２８Ｃには、バッテリサブクロスメンバ２２の車両幅方向外側の端部が突き当てられて結合されている。支持メンバとしてのバッテリサブクロスメンバ２２は断面矩形の筒状部材で、バッテリサイドメンバ１８と交差する方向に延びて、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持している。バッテリサイドメンバ１８の取付部２８とバッテリサブクロスメンバ２２との結合部は、車両上下方向両側から取り付けられた一対の結合ブラケット４６，４８よって補強されている。
【００３１】
図４に示されるように、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８とバッテリサブクロスメンバ２２との結合部に、車両上下方向上側から取り付けられる結合ブラケット４６は、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の上面に跨って配置されると共に、これらの各上面に溶接される略Ｔ字形状の上面結合部４６Ａと、上面結合部４６Ａの縁から車両上下方向下側へ延出して、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の側面に跨って配置されると共に、これらの各側面に溶接される一対の側面結合部４６Ｂを備えている。上面結合部４６Ａには、カラー部材３６が配置される切欠き溝５０が設けられている。また、結合ブラケット４６の上面結合部４６Ａ、及びバッテリサブクロスメンバ２２の上面には、位置決め用の位置決め孔５８，５９がそれぞれ形成されている。
【００３２】
一方、図５に示されるように、バッテリサブクロスメンバ２２と取付部２８との結合部に、車両上下方向下側からに取り付けられる結合ブラケット４８は、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の下面に跨って配置されると共に、これらの各下面に溶接される略Ｔ字形状の下面結合部４８Ａと、下面結合部４８Ａの縁から車両上下方向上側へ延出して、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の側面に跨って配置されると共に、これらの各側面に溶接される側面結合部４８Ｂと、下面結合部４８Ａから車両上下方向下側へ突出し、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を覆うカバー部４８Ｃを備えている。下面結合部４８Ａ、及びバッテリサブクロスメンバ２２の下面には、位置決め用の位置決め孔５２，５４がそれぞれ形成されている。
【００３３】
カバー部４８Ｃは、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの車両幅方向内側に配置されている。このカバー部４８Ｃは断面略Ｕ字形状で、先端に向かって断面積が減少するようにテーパーが付けられた湾曲壁とされており、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２よりも車両上下方向下側に位置する車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を車両幅方向内側から略半周に渡って覆っている。また、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａよりも車両上下方向下側に位置するカバー部４８Ｃの先端には、車体固定用ボルト４４を車両上下方向に挿入させるための切欠き部５６（挿入部）が設けられている。この切欠き部５６から車体固定用ボルト４４をカラー部材３６に挿入し、又は車体固定用ボルト４４をカラー部材３６から取り外し可能になっている。
【００３４】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００３５】
図３に示されるように、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０では、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８がカラー部材３６を介してフロアパネル３８の車体側ブラケット４０に取り付けられている。
【００３６】
ここで、カラー部材３６は、取付部２８の底壁部２８Ｂ及び天壁部２８Ａに形成されたカラー貫通孔３２，３４を車両上下方向へ貫通し、各カラー貫通孔３２，３４の縁に溶接で接合されている。換言すると、カラー部材３６によって取付部２８の底壁部２８Ｂ及び天壁部２８Ａが連結されている。これにより、取付部２８の剛性が向上する結果、車両衝突（側面衝突、前面衝突、後面衝突等）に伴うバッテリサイドメンバ１８の変形（折れ、屈曲等）が抑制される。
【００３７】
このようにカラー部材３６は、車体側ブラケット４０とバッテリサイドメンバ１８との間のスペーサとして機能するだけでなく、バッテリサイドメンバ１８を補強する補強部材としても機能する。これにより、車両衝突に伴うバッテリサイドメンバ１８の変形が抑制されるため、カラー部材３６を備えない構成と比較して、バッテリパック１４を取付部２８に接近させた状態で搭載することができる。また、従来技術（例えば、特許文献１）では、エクステンションサイドメンバによってユニットサイドメンバの配置が制限されるが、本実施形態ではこのような制限が緩和される。従って、バッテリパック１４の車両幅方向の搭載スペースを広く確保することができる。これにより、車両１２に大型のバッテリパック１４を搭載することができるため、走行距離を長くすることができる。
【００３８】
また、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８には、バッテリサブクロスメンバ２２が結合されると共に、上下一対の結合ブラケット４６，４８によって補強されている。これにより、バッテリサイドメンバ１８の剛性が更に向上する。従って、バッテリサイドメンバ１８の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリパック１４の車両幅方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。
【００３９】
また、結合ブラケット４８には、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を覆うカバー部４８Ｃが設けられている。このカバー部４８Ｃによって、チッピングや、路面上の突起物との接触による車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの破損、損傷が抑制される。従って、バッテリパック１４の交換作業等に伴う車体固定用ボルト４４の取り外し性が損なわれないため、バッテリパック１４のメンテナンス性が確保される。
【００４０】
更に、カバー部４８Ｃには、切欠き部５６が設けられている。この切欠き部５６から車体固定用ボルト４４をカラー部材３６に挿入し、又は車体固定用ボルト４４をカラー部材３６から取り外すことができる。従って、結合ブラケット４８の取り外し作業が不要になるため、バッテリパック１４のメンテナンス性が向上する。
【００４１】
なお、カバー部４８Ｃは、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面の少なくとも一部を覆っていれば良く、その配置や、及び車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を覆う範囲は必要に応じて適宜変更可能である。従って、例えば、カバー部４８Ｃで車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を全周に渡って覆うことも可能である。
【００４２】
また、本実施形態では、バッテリサイドメンバ１８におけるバッテリサブクロスメンバ２２との結合部に取付部２８を設けたが、バッテリサイドメンバ１８における他の部位に取付部２８を設けても良い。
【００４３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を適宜省略する。
【００４４】
図６には、第２実施形態に係る車両用電池搭載構造６０が適用された筒状フレーム部としてのバッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２が断面図により示されている。図６に示されるように、バッテリフロントクロスメンバ２０は断面矩形の筒状部材で、車両上下方向から見たときに、バッテリパック１４の車両前後方向前側に配置されている。バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２における天壁部６２Ａ及び底壁部６２Ｂには、車両上下方向に貫通するカラー貫通孔６４，６６がそれぞれ形成されている。なお、本実施形態では、２組のカラー貫通孔６４，６６が車両前後方向に間隔を空けて形成されている。対をなすカラー貫通孔６４，６６には円筒形状のカラー部材６８が貫通されており、各カラー貫通孔６４，６６の縁にカラー部材６８が溶接で接合されている。これらのカラー部材６８によって、取付部６２が補強されている。
【００４５】
カラー部材６８の車両上下方向下側の端部は、取付部６２の底壁部６２Ｂから車両上下方向下側へ突出している。これにより、カラー部材６８と取付部６２の底壁部６２Ｂとの溶接代が確保されている。一方、カラー部材６８の車両上下方向上側の端部は、取付部６２の天壁部６２Ａから車両上下方向上側へ突出すると共に、バッテリパック１４の車両前後方向前側を通ってフロアパネル３８まで延出し、当該フロアパネル３８の下面に突き当てられている。
【００４６】
フロアパネル３８には貫通孔が形成されると共に、その上面（車両上下方向上側の面）に２つのウェルドナット７０が車両前後方向に間隔を空けて設けられている。これらのウェルドナット７０に、カラー部材６８に通された車体固定用ボルト（固定部材）７２をそれぞれ締め込み、係合部としての車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａをカラー部材６８の車両上下方向下側の端部に係合させることにより、カラー部材６８がフロアパネル３８に固定されている。これにより、カラー部材６８を介してバッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２がフロアパネル３８に取り付けられている。換言すると、車体固定用ボルト７２によって、カラー部材６８と共にバッテリフロントクロスメンバ２０が車体としてのフロアパネル３８に固定されている。
【００４７】
バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２には、バッテリアンダーメンバ２６の車両前後方向前側の端部が車両上下方向下側から突き当てられて結合されている。バッテリアンダーメンバ２６は、バッテリフロントクロスメンバ２０と交差する方向に延びて、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持している。
【００４８】
図７及び図８に示されるように、バッテリアンダーメンバ２６は、断面ハット形状の下側フレーム７４と、下側フレーム７４の上に重ねられる平板状の上側フレーム７６とを備えている。下側フレーム７４は、上側フレーム７６が重ねられるフレーム本体部７８と、バッテリフロントクロスメンバ２０の車両上下方向下側に配置されるカバー部８０を備えている。
【００４９】
フレーム本体部７８における左右の一対のフランジ部７８Ａには、車両上下方向上側に凸となる複数のビード部８２が車両前後方向に間隔を空けて形成されている。これらのビード部８２に上側フレーム７６の車両幅方向の両端部が接合されており、フレーム本体部７８及び上側フレーム７６によって閉断面が構成されている。上側フレーム７６の車両前後方向前側の端部には、車両上下方向上側へ向けて湾曲された湾曲部７６Ａが設けられている。この湾曲部７６Ａがバッテリフロントクロスメンバ２０における取付部６２の後壁部６２Ｃに突き当てられ、溶接で接合されている。
【００５０】
下側フレーム７４のカバー部８０は、車両前後方向下側へ凸となるように湾曲され、フレーム本体部７８から車両前後方向前側へ延出されている。このカバー部８０は、バッテリフロントクロスメンバ２０の車両上下方向下側に配置されて車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの側面を全周に渡って覆うと共に、そのフランジ部８０Ａがバッテリフロントクロスメンバ２０の底壁部２８Ｂに突き当てられて溶接で接合されている。また、カバー部８０の底壁部８０Ｂには、車体固定用ボルト７２を車両上下方向へ挿入させるための２つの挿入孔（挿入部）８６が、車両前後方向に間隔を空けて形成されている。この挿入孔８６を通して、車体固定用ボルト７２をカラー部材６８に挿入し、又は車体固定用ボルト７２をカラー部材６８から取り外し可能になっている。
【００５１】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００５２】
図６に示されるように、本実施形態に係る車両用電池搭載構造６０では、バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２がカラー部材６８を介してフロアパネル３８に取り付けられている。
【００５３】
ここで、カラー部材６８は、取付部６２の底壁部６２Ｂ及び天壁部６２Ａに形成されたカラー貫通孔６４，６６を車両上下方向へ貫通し、各カラー貫通孔６４，６６の縁に溶接で接合されている。換言すると、２つのカラー部材６８によって取付部６２の底壁部６２Ｂ及び２天壁部２８Ａが連結されている。これにより、取付部６２の剛性が向上する結果、車両衝突（側面衝突、前面衝突、後面衝突等）に伴うバッテリフロントクロスメンバ２０の変形（折れ、屈曲等）が抑制される。
【００５４】
このようにカラー部材６８は、フロアパネル３８とバッテリフロントクロスメンバ２０との間のスペーサとして機能するだけでなく、バッテリフロントクロスメンバ２０を補強する補強部材としても機能する。これにより、車両衝突に伴うバッテリフロントクロスメンバ２０の変形が抑制されるため、カラー部材６８を備えない構成と比較して、バッテリパック１４を取付部６２に接近させた状態で搭載することができる。従って、バッテリパック１４の車両前後方向の搭載スペースを広く確保することができる。
【００５５】
また、バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２には、バッテリアンダーメンバ２６が結合されて補強されている。これにより、バッテリフロントクロスメンバ２０の剛性が更に向上する。従って、バッテリフロントクロスメンバ２０の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリパック１４の車両前後方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。
【００５６】
また、バッテリアンダーメンバ２６には、車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの側面を全周に渡って覆うカバー部８０が設けられている。このカバー部８０によって、チッピングや、路面上の突起物との接触による車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの破損、損傷が抑制される。従って、バッテリパック１４の交換作業等に伴う車体固定用ボルト７２の取り外し性が損なわれないため、バッテリパック１４のメンテナンス性が確保される。
【００５７】
更に、カバー部８０には、車体固定用ボルト７２に対応する挿入孔８６が設けられている。この挿入孔８６から車体固定用ボルト７２をカラー部材６８に挿入し、又は車体固定用ボルト７２をカラー部材６８から取り外すことができる。従って、バッテリアンダーメンバ２６の取り外し作業が不要になるため、バッテリパック１４のメンテナンス性が向上する。
【００５８】
なお、カバー部８０は、車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの側面の少なくとも一部を覆っていれば良く、その配置、及び車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａを覆う範囲は必要に応じて適宜変更可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、バッテリフロントクロスメンバ２０におけるバッテリサブクロスメンバ２２との結合部に取付部６２を設けたが、バッテリフロントクロスメンバ２０における他の部位に取付部６２を設けても良い。
【００６０】
また、上記第１，第２実施形態において、筒状フレーム部としてのバッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０は、各々の取付部２８，６２を貫通するカラー部材３６，６８がバッテリパック１４に干渉しないように、その少なくとも一部が車両上下方向から見てバッテリパック１４の外周に配置されていれば良い。即ち、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０の一部が、バッテリパック１４と車両上下方向に重なっていても良い。
また、筒状フレーム部とは、バッテリフレームにおいて閉断面で構成された内部が中空のフレーム部を意味し、その断面形状は上記したものに限らず、円形や五角形等の多角形でも良い。
【００６１】
更に、バッテリフレームには、少なくとも一つの筒状フレーム部を設ければ良く、例えば、上記第１実施形態で説明した車両前後方向に延在するバッテリサイドメンバ１８、及び上記第２実施形態で説明した車両幅方向に延在するバッテリフロントクロスメンバ２０の何れか一方を設けても良いし、これらのバッテリサイドメンバ１８、及びバッテリフロントクロスメンバ２０の両方を設けても良い。
【００６２】
また、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０がバッテリパック１４よりも車両上下方向下側に位置しているが、例えば、バッテリサイドメンバ１８をバッテリパック１４の車両幅方向外側に配置しても良いし、バッテリフロントクロスメンバ２０をバッテリパック１４の車両前後方向前側に配置しても良い。
【００６３】
また、固定部材として、車体固定用ボルト４４，７２を用いたが、種々の固定部材を用いることができる。例えば、車体に設けられた被係止部にカラー部材を通して係止されることにより、カラー部材を車体に固定する係止ピン等でも良い。
【００６４】
更に、上記第１，第２実施形態は、バッテリが搭載されるハイブリット自動車等にも適用可能である。
【００６５】
以上、本発明の第１，第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１，第２実施形態を組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 車両用電池搭載構造
１４ バッテリパック（バッテリ）
１６ バッテリフレーム
１８ バッテリサイドメンバ（筒状フレーム部）
２０ バッテリフロントクロスメンバ（筒状フレーム部）
２２ バッテリサブクロスメンバ（支持メンバ）
２６ バッテリアンダーメンバ（支持メンバ）
２８ 取付部
３６ カラー部材
３８ フロアパネル（車体）
４４ 車体固定用ボルト（固定部材）
４４Ａ 頭部（係合部）
４８ 結合ブラケット
４８Ｃ カバー部
５６ 切欠き部（挿入部）
６０ 車両用電池搭載構造
６２ 取付部
６８ カラー部材
７２ 車体固定用ボルト（固定部材）
７２Ａ 頭部（係合部）
８０ カバー部
８６ 挿入孔（挿入部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電池搭載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の床下にバッテリ（電池）を搭載したバッテリ搭載構造が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示された技術では、フロアパネルの下面に設けられた左右一対のエクステンションサイドメンバの車両幅方向内側に、バッテリを支持するユニットフレームのユニットサイドメンバが配置され、これらのエクステンションサイドメンバとユニットサイドメンバとが結合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ハイブリット自動車や電気自動車では、長距離走行を可能にするために、バッテリが大型化する傾向にある。この点に関し、特許文献１に開示された技術では、ユニットサイドメンバがエクステンションサイドメンバに結合されるため、車両側面衝突等に伴うユニットサイドメンバの車両幅方向の屈曲変形等が抑制されるものの、ユニットサイドメンバがエクステンションサイドメンバの車両幅方向内側に配置されるため、バッテリの車両幅方向の搭載スペースが狭くなる。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、車両衝突に伴うバッテリフレームの変形を抑制しつつ、バッテリの搭載スペースを広くすることができる車両用電池搭載構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用電池搭載構造は、車両上下方向から見てバッテリの外周に配置される筒状フレーム部を有し、該バッテリを車両の床下で支持するバッテリフレームと、前記筒状フレーム部の取付部に設けられ、該取付部を車両上下方向に貫通すると共に、車両上下方向上側の端部が車体まで延びるカラー部材と、前記カラー部材内に設けられ、該カラー部材と共に前記バッテリフレームを前記車体に固定する固定部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、車両上下方向から見てバッテリの外周に配置される筒状フレーム部の取付部には、当該取付部を車両上下方向に貫通するカラー部材が設けられている。カラー部材の車両上下方向上側の端部は車体まで延びており、このカラー部材を固定部材で車体に固定することにより、当該カラー部材と共にバッテリフレームが車体に取り付けられる。
【０００８】
ここで、筒状フレーム部の取付部にカラー部材を貫通させることにより、取付部の剛性が向上する。即ち、カラー部材は、車体と筒状フレーム部との間のスペーサとして機能するだけでなく、筒状フレーム部を補強する補強部材としても機能する。これにより、車両衝突に伴う筒状フレーム部の変形が抑制されるため、カラー部材を備えない構成と比較して、バッテリを取付部に接近させた状態で搭載することができる。従って、バッテリの車両幅方向や車両前後方向の搭載スペースを広く確保することができる。
なお、ここで言う筒状フレーム部とは、バッテリフレームにおいて、閉断面で構成された内部が中空のフレーム部を意味する。
【０００９】
請求項２に記載の車両用電池搭載構造は、請求項１記載の車両用電池搭載構造において、前記バッテリフレームが、前記筒状フレーム部と交差する方向に延びて前記取付部に結合されると共に前記バッテリを車両上下方向下側から支持する支持メンバを有する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、筒状フレーム部の取付部に支持メンバを結合することにより、取付部の剛性が向上する。従って、筒状フレーム部の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリの車両幅方向や車両前後方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。
【００１１】
請求項３に記載の車両用電池搭載構造は、請求項２に記載の車両用電池搭載構造において、前記固定部材が、前記取付部から車両上下方向下側へ突出する前記カラー部材の車両上下方向下側の端部に係合される係合部を有し、前記取付部と前記支持メンバとの結合部には、前記係合部の側面を覆うカバー部が設けられている。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、固定部材が、取付部から車両上下方向下側へ突出するカラー部材の車両上下方向下側の端部に係合される係合部を有している。また、取付部と支持メンバとの結合部にはカバー部が設けられている。このカバー部によって、固定部材の係合部の側面が覆われる。これにより、チッピングや、路面上の突起物との接触による係合部の破損、損傷が抑制される。従って、バッテリの交換作業等に伴う固定部材の取り外し性が損なわれないため、バッテリのメンテナンス性が確保される。
【００１３】
請求項４に記載の車両用電池搭載構造は、請求項３に記載の車両用電池搭載構造において、前記カバー部には、前記固定部材を車両上下方向に挿入させるための挿入部が設けられている。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、カバー部には、固定部材を車両上下方向に挿入させるための挿入部が設けられている。この挿入部からカラー部材に固定部材を挿入し、又はカラー部材から固定部材を取り外すことができる。従って、カバー部の取り外し作業等が不要になるため、バッテリのメンテナンス性が向上する。
【００１５】
請求項５に記載の車両用電池搭載構造は、請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造において、前記取付部と前記支持メンバとに跨って取り付けられ、該取付部及び該支持メンバの各々に接合される結合ブラケットを備え、前記カバー部が、前記結合ブラケットに設けられている。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、取付部と支持メンバとに跨って取り付けられる結合ブラケットによって、取付部と支持メンバとの結合部が補強される。これにより、筒状フレーム部の剛性が向上する。従って、筒状フレーム部の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリの車両幅方向や車両前後方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。また、結合ブラケットにカバー部を設けることにより、結合ブラケットとカバー部とを別体にする構成と比較して、部品点数を削減することができる。
【００１７】
請求項６に記載の車両用電池搭載構造は、請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造において、前記支持メンバには、車両上下方向下側から前記取付部に結合される前記カバー部が設けられている。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、筒状フレーム部の取付部には、支持メンバに設けられたカバー部が車両上下方向下側から結合される。このカバー部によって固定部材の係合部が覆われ、チッピングや、路面上の突起物との接触による係合部の破損、損傷が抑制される。従って、バッテリの交換作業等に伴う固定部材の取り外し性が損なわれないため、バッテリのメンテナンス性が確保される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る車両用電池搭載構造によれば、車両衝突に伴うバッテリフレームの変形を抑制しつつ、バッテリの搭載スペースを広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用電池搭載構造が適用された車両を車両幅方向外側から見た側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバッテリパック及びバッテリフレームを示す、斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す、図２の３−３線拡大断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る結合ブラケットを示す、車両斜め上方から見た斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る結合ブラケットを示す、車両斜め下方から見た斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両用電池搭載構造を示す、図２の６−６線拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るカバー部を、車両斜め下方から見た斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るバッテリアンダーメンバを一部切り欠いて示す、分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両用電池搭載構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両前後方向前側を示し、矢印ＵＰは車両上下方向上側を示し、矢印ＲＨは車両幅方向外側（右側）を示している。
【００２２】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１には、一例として、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０が適用された車両１２が側面視により示されている。図１に示されるように、車両１２は図示しない電動機（モータ）を駆動源として走行する電気自動車であり、その床下に電動機へ供給する電力が蓄電されたバッテリとしてのバッテリパック１４が搭載されている。このように車両１２の床下、換言すると、図示しないフロアパネルの車両上下方向下側にバッテリパック１４が搭載される車両１２に、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０が適用されている。
【００２４】
図２に示されるように、車両用電池搭載構造１０は、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持するバッテリフレーム１６を備えている。バッテリパック１４は、ケース内に放充電可能な図示しない複数の蓄電池が収納されたものであり、図２ではバッテリパック１４の外形が二点鎖線で示されている。このバッテリパック１４は、バッテリフレーム１６の上に載置されており、図示しないボルト等によってバッテリフレーム１６に固定されている。
【００２５】
バッテリフレーム１６は、車両前後方向に延びる左右一対のバッテリサイドメンバ１８と、車両幅方向に延びて左右一対のバッテリサイドメンバ１８の車両前後方向前側の端部を連結するバッテリフロントクロスメンバ２０と、車両幅方向に延びて左右一対のバッテリサイドメンバ１８の車両前後方向の中間部を連結するバッテリサブクロスメンバ２２と、車両幅方向に延びて左右一対のバッテリサイドメンバ１８の車両前後方向後側の端部を連結するバックボード２４と、車両前後方向に延びて、バッテリフロントクロスメンバ２０、バッテリサブクロスメンバ２２、及びバックボード２４を連結するバッテリアンダーメンバ２６を有して構成されている。
【００２６】
バッテリサイドメンバ１８、バッテリフロントクロスメンバ２０、及びバックボード２４は枠状に結合されており、車両上下方向から見たときに、バッテリパック１４の外周に配置されている。バッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０には取付部２８，６２がそれぞれ設けられており、各取付部２８，６２において、バッテリフレーム１６が後述する車体のフロアパネル３８（図３参照）に取り付けられている。以下、筒状フレーム部としてのバッテリサイドメンバ１８の取付部２８について詳説する。
【００２７】
図３に示されるように、バッテリサイドメンバ１８は断面矩形の筒状部材で、車両上下方向から見たときに、バッテリパック１４の車両幅方向外側に配置されている。バッテリサイドメンバ１８の取付部２８における天壁部２８Ａ及び底壁部２８Ｂには、車両上下方向に貫通するカラー貫通孔３２，３４がそれぞれ形成されている。これらのカラー貫通孔３２，３４には円筒形状のカラー部材３６が貫通されており、各カラー貫通孔３２，３４の縁にカラー部材３６が溶接で接合されている。このカラー部材３６によって、取付部２８が補強されている。
【００２８】
カラー部材３６の車両上下方向下側の端部は、取付部２８の底壁部２８Ｂから車両上下方向下側へ突出している。これにより、カラー部材３６と取付部２８の底壁部２８Ｂとの溶接代が確保されている。一方、カラー部材３６の車両上下方向上側の端部は、取付部２８の天壁部２８Ａから車両上下方向上側へ突出すると共に、バッテリパック１４の車両幅方向外側を通って、フロアパネル３８の下面に設けられた車体側ブラケット４０まで延出している。
【００２９】
車体側ブラケット４０は断面ハット形状で、フロアパネル３８の下面に溶接で接合され、その底壁部４０Ａにカラー部材３６の車両上下方向上側の端部が突き当てられている。この底壁部４０Ａには貫通孔が形成されると共に、その内面（車両上下方向上側の面）にウェルドナット４２が設けられている。このウェルドナット４２に、カラー部材３６に通された車体固定用ボルト（固定部材）４４を締め込み、係合部としての車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａをカラー部材３６の車両上下方向下側の端部に係合させることにより、カラー部材３６が車体側ブラケット４０に固定されている。これにより、カラー部材３６を介してバッテリサイドメンバ１８の取付部２８が車体側ブラケット４０に取り付けられている。換言すると、車体固定用ボルト４４によって、カラー部材３６と共にバッテリフレーム１６が車体側の車体側ブラケット４０に固定されている。
【００３０】
バッテリサイドメンバ１８の取付部２８の車両幅方向内側の側壁部２８Ｃには、バッテリサブクロスメンバ２２の車両幅方向外側の端部が突き当てられて結合されている。支持メンバとしてのバッテリサブクロスメンバ２２は断面矩形の筒状部材で、バッテリサイドメンバ１８と交差する方向に延びて、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持している。バッテリサイドメンバ１８の取付部２８とバッテリサブクロスメンバ２２との結合部は、車両上下方向両側から取り付けられた一対の結合ブラケット４６，４８よって補強されている。
【００３１】
図４に示されるように、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８とバッテリサブクロスメンバ２２との結合部に、車両上下方向上側から取り付けられる結合ブラケット４６は、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の上面に跨って配置されると共に、これらの各上面に溶接される略Ｔ字形状の上面結合部４６Ａと、上面結合部４６Ａの縁から車両上下方向下側へ延出して、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の側面に跨って配置されると共に、これらの各側面に溶接される一対の側面結合部４６Ｂを備えている。上面結合部４６Ａには、カラー部材３６が配置される切欠き溝５０が設けられている。また、結合ブラケット４６の上面結合部４６Ａ、及びバッテリサブクロスメンバ２２の上面には、位置決め用の位置決め孔５８，５９がそれぞれ形成されている。
【００３２】
一方、図５に示されるように、バッテリサブクロスメンバ２２と取付部２８との結合部に、車両上下方向下側からに取り付けられる結合ブラケット４８は、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の下面に跨って配置されると共に、これらの各下面に溶接される略Ｔ字形状の下面結合部４８Ａと、下面結合部４８Ａの縁から車両上下方向上側へ延出して、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２の側面に跨って配置されると共に、これらの各側面に溶接される側面結合部４８Ｂと、下面結合部４８Ａから車両上下方向下側へ突出し、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を覆うカバー部４８Ｃを備えている。下面結合部４８Ａ、及びバッテリサブクロスメンバ２２の下面には、位置決め用の位置決め孔５２，５４がそれぞれ形成されている。
【００３３】
カバー部４８Ｃは、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの車両幅方向内側に配置されている。このカバー部４８Ｃは断面略Ｕ字形状で、先端に向かって断面積が減少するようにテーパーが付けられた湾曲壁とされており、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリサブクロスメンバ２２よりも車両上下方向下側に位置する車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を車両幅方向内側から略半周に渡って覆っている。また、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａよりも車両上下方向下側に位置するカバー部４８Ｃの先端には、車体固定用ボルト４４を車両上下方向に挿入させるための切欠き部５６（挿入部）が設けられている。この切欠き部５６から車体固定用ボルト４４をカラー部材３６に挿入し、又は車体固定用ボルト４４をカラー部材３６から取り外し可能になっている。
【００３４】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００３５】
図３に示されるように、本実施形態に係る車両用電池搭載構造１０では、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８がカラー部材３６を介してフロアパネル３８の車体側ブラケット４０に取り付けられている。
【００３６】
ここで、カラー部材３６は、取付部２８の底壁部２８Ｂ及び天壁部２８Ａに形成されたカラー貫通孔３２，３４を車両上下方向へ貫通し、各カラー貫通孔３２，３４の縁に溶接で接合されている。換言すると、カラー部材３６によって取付部２８の底壁部２８Ｂ及び天壁部２８Ａが連結されている。これにより、取付部２８の剛性が向上する結果、車両衝突（側面衝突、前面衝突、後面衝突等）に伴うバッテリサイドメンバ１８の変形（折れ、屈曲等）が抑制される。
【００３７】
このようにカラー部材３６は、車体側ブラケット４０とバッテリサイドメンバ１８との間のスペーサとして機能するだけでなく、バッテリサイドメンバ１８を補強する補強部材としても機能する。これにより、車両衝突に伴うバッテリサイドメンバ１８の変形が抑制されるため、カラー部材３６を備えない構成と比較して、バッテリパック１４を取付部２８に接近させた状態で搭載することができる。また、従来技術（例えば、特許文献１）では、エクステンションサイドメンバによってユニットサイドメンバの配置が制限されるが、本実施形態ではこのような制限が緩和される。従って、バッテリパック１４の車両幅方向の搭載スペースを広く確保することができる。これにより、車両１２に大型のバッテリパック１４を搭載することができるため、走行距離を長くすることができる。
【００３８】
また、バッテリサイドメンバ１８の取付部２８には、バッテリサブクロスメンバ２２が結合されると共に、上下一対の結合ブラケット４６，４８によって補強されている。これにより、バッテリサイドメンバ１８の剛性が更に向上する。従って、バッテリサイドメンバ１８の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリパック１４の車両幅方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。
【００３９】
また、結合ブラケット４８には、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を覆うカバー部４８Ｃが設けられている。このカバー部４８Ｃによって、チッピングや、路面上の突起物との接触による車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの破損、損傷が抑制される。従って、バッテリパック１４の交換作業等に伴う車体固定用ボルト４４の取り外し性が損なわれないため、バッテリパック１４のメンテナンス性が確保される。
【００４０】
更に、カバー部４８Ｃには、切欠き部５６が設けられている。この切欠き部５６から車体固定用ボルト４４をカラー部材３６に挿入し、又は車体固定用ボルト４４をカラー部材３６から取り外すことができる。従って、結合ブラケット４８の取り外し作業が不要になるため、バッテリパック１４のメンテナンス性が向上する。
【００４１】
なお、カバー部４８Ｃは、車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面の少なくとも一部を覆っていれば良く、その配置や、及び車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を覆う範囲は必要に応じて適宜変更可能である。従って、例えば、カバー部４８Ｃで車体固定用ボルト４４の頭部４４Ａの側面を全周に渡って覆うことも可能である。
【００４２】
また、本実施形態では、バッテリサイドメンバ１８におけるバッテリサブクロスメンバ２２との結合部に取付部２８を設けたが、バッテリサイドメンバ１８における他の部位に取付部２８を設けても良い。
【００４３】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を適宜省略する。
【００４４】
図６には、第２実施形態に係る車両用電池搭載構造６０が適用された筒状フレーム部としてのバッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２が断面図により示されている。図６に示されるように、バッテリフロントクロスメンバ２０は断面矩形の筒状部材で、車両上下方向から見たときに、バッテリパック１４の車両前後方向前側に配置されている。バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２における天壁部６２Ａ及び底壁部６２Ｂには、車両上下方向に貫通するカラー貫通孔６４，６６がそれぞれ形成されている。なお、本実施形態では、２組のカラー貫通孔６４，６６が車両前後方向に間隔を空けて形成されている。対をなすカラー貫通孔６４，６６には円筒形状のカラー部材６８が貫通されており、各カラー貫通孔６４，６６の縁にカラー部材６８が溶接で接合されている。これらのカラー部材６８によって、取付部６２が補強されている。
【００４５】
カラー部材６８の車両上下方向下側の端部は、取付部６２の底壁部６２Ｂから車両上下方向下側へ突出している。これにより、カラー部材６８と取付部６２の底壁部６２Ｂとの溶接代が確保されている。一方、カラー部材６８の車両上下方向上側の端部は、取付部６２の天壁部６２Ａから車両上下方向上側へ突出すると共に、バッテリパック１４の車両前後方向前側を通ってフロアパネル３８まで延出し、当該フロアパネル３８の下面に突き当てられている。
【００４６】
フロアパネル３８には貫通孔が形成されると共に、その上面（車両上下方向上側の面）に２つのウェルドナット７０が車両前後方向に間隔を空けて設けられている。これらのウェルドナット７０に、カラー部材６８に通された車体固定用ボルト（固定部材）７２をそれぞれ締め込み、係合部としての車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａをカラー部材６８の車両上下方向下側の端部に係合させることにより、カラー部材６８がフロアパネル３８に固定されている。これにより、カラー部材６８を介してバッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２がフロアパネル３８に取り付けられている。換言すると、車体固定用ボルト７２によって、カラー部材６８と共にバッテリフロントクロスメンバ２０が車体としてのフロアパネル３８に固定されている。
【００４７】
バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２には、バッテリアンダーメンバ２６の車両前後方向前側の端部が車両上下方向下側から突き当てられて結合されている。バッテリアンダーメンバ２６は、バッテリフロントクロスメンバ２０と交差する方向に延びて、バッテリパック１４を車両上下方向下側から支持している。
【００４８】
図７及び図８に示されるように、バッテリアンダーメンバ２６は、断面ハット形状の下側フレーム７４と、下側フレーム７４の上に重ねられる平板状の上側フレーム７６とを備えている。下側フレーム７４は、上側フレーム７６が重ねられるフレーム本体部７８と、バッテリフロントクロスメンバ２０の車両上下方向下側に配置されるカバー部８０を備えている。
【００４９】
フレーム本体部７８における左右の一対のフランジ部７８Ａには、車両上下方向上側に凸となる複数のビード部８２が車両前後方向に間隔を空けて形成されている。これらのビード部８２に上側フレーム７６の車両幅方向の両端部が接合されており、フレーム本体部７８及び上側フレーム７６によって閉断面が構成されている。上側フレーム７６の車両前後方向前側の端部には、車両上下方向上側へ向けて湾曲された湾曲部７６Ａが設けられている。この湾曲部７６Ａがバッテリフロントクロスメンバ２０における取付部６２の後壁部６２Ｃに突き当てられ、溶接で接合されている。
【００５０】
下側フレーム７４のカバー部８０は、車両前後方向下側へ凸となるように湾曲され、フレーム本体部７８から車両前後方向前側へ延出されている。このカバー部８０は、バッテリフロントクロスメンバ２０の車両上下方向下側に配置されて車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの側面を全周に渡って覆うと共に、そのフランジ部８０Ａがバッテリフロントクロスメンバ２０の底壁部２８Ｂに突き当てられて溶接で接合されている。また、カバー部８０の底壁部８０Ｂには、車体固定用ボルト７２を車両上下方向へ挿入させるための２つの挿入孔（挿入部）８６が、車両前後方向に間隔を空けて形成されている。この挿入孔８６を通して、車体固定用ボルト７２をカラー部材６８に挿入し、又は車体固定用ボルト７２をカラー部材６８から取り外し可能になっている。
【００５１】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００５２】
図６に示されるように、本実施形態に係る車両用電池搭載構造６０では、バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２がカラー部材６８を介してフロアパネル３８に取り付けられている。
【００５３】
ここで、カラー部材６８は、取付部６２の底壁部６２Ｂ及び天壁部６２Ａに形成されたカラー貫通孔６４，６６を車両上下方向へ貫通し、各カラー貫通孔６４，６６の縁に溶接で接合されている。換言すると、２つのカラー部材６８によって取付部６２の底壁部６２Ｂ及び２天壁部２８Ａが連結されている。これにより、取付部６２の剛性が向上する結果、車両衝突（側面衝突、前面衝突、後面衝突等）に伴うバッテリフロントクロスメンバ２０の変形（折れ、屈曲等）が抑制される。
【００５４】
このようにカラー部材６８は、フロアパネル３８とバッテリフロントクロスメンバ２０との間のスペーサとして機能するだけでなく、バッテリフロントクロスメンバ２０を補強する補強部材としても機能する。これにより、車両衝突に伴うバッテリフロントクロスメンバ２０の変形が抑制されるため、カラー部材６８を備えない構成と比較して、バッテリパック１４を取付部６２に接近させた状態で搭載することができる。従って、バッテリパック１４の車両前後方向の搭載スペースを広く確保することができる。
【００５５】
また、バッテリフロントクロスメンバ２０の取付部６２には、バッテリアンダーメンバ２６が結合されて補強されている。これにより、バッテリフロントクロスメンバ２０の剛性が更に向上する。従って、バッテリフロントクロスメンバ２０の断面積を小さく抑えることができるため、バッテリパック１４の車両前後方向の搭載スペースを更に広く確保することができる。
【００５６】
また、バッテリアンダーメンバ２６には、車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの側面を全周に渡って覆うカバー部８０が設けられている。このカバー部８０によって、チッピングや、路面上の突起物との接触による車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの破損、損傷が抑制される。従って、バッテリパック１４の交換作業等に伴う車体固定用ボルト７２の取り外し性が損なわれないため、バッテリパック１４のメンテナンス性が確保される。
【００５７】
更に、カバー部８０には、車体固定用ボルト７２に対応する挿入孔８６が設けられている。この挿入孔８６から車体固定用ボルト７２をカラー部材６８に挿入し、又は車体固定用ボルト７２をカラー部材６８から取り外すことができる。従って、バッテリアンダーメンバ２６の取り外し作業が不要になるため、バッテリパック１４のメンテナンス性が向上する。
【００５８】
なお、カバー部８０は、車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａの側面の少なくとも一部を覆っていれば良く、その配置、及び車体固定用ボルト７２の頭部７２Ａを覆う範囲は必要に応じて適宜変更可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、バッテリフロントクロスメンバ２０におけるバッテリサブクロスメンバ２２との結合部に取付部６２を設けたが、バッテリフロントクロスメンバ２０における他の部位に取付部６２を設けても良い。
【００６０】
また、上記第１，第２実施形態において、筒状フレーム部としてのバッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０は、各々の取付部２８，６２を貫通するカラー部材３６，６８がバッテリパック１４に干渉しないように、その少なくとも一部が車両上下方向から見てバッテリパック１４の外周に配置されていれば良い。即ち、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０の一部が、バッテリパック１４と車両上下方向に重なっていても良い。
また、筒状フレーム部とは、バッテリフレームにおいて閉断面で構成された内部が中空のフレーム部を意味し、その断面形状は上記したものに限らず、円形や五角形等の多角形でも良い。
【００６１】
更に、バッテリフレームには、少なくとも一つの筒状フレーム部を設ければ良く、例えば、上記第１実施形態で説明した車両前後方向に延在するバッテリサイドメンバ１８、及び上記第２実施形態で説明した車両幅方向に延在するバッテリフロントクロスメンバ２０の何れか一方を設けても良いし、これらのバッテリサイドメンバ１８、及びバッテリフロントクロスメンバ２０の両方を設けても良い。
【００６２】
また、バッテリサイドメンバ１８及びバッテリフロントクロスメンバ２０がバッテリパック１４よりも車両上下方向下側に位置しているが、例えば、バッテリサイドメンバ１８をバッテリパック１４の車両幅方向外側に配置しても良いし、バッテリフロントクロスメンバ２０をバッテリパック１４の車両前後方向前側に配置しても良い。
【００６３】
また、固定部材として、車体固定用ボルト４４，７２を用いたが、種々の固定部材を用いることができる。例えば、車体に設けられた被係止部にカラー部材を通して係止されることにより、カラー部材を車体に固定する係止ピン等でも良い。
【００６４】
更に、上記第１，第２実施形態は、バッテリが搭載されるハイブリット自動車等にも適用可能である。
【００６５】
以上、本発明の第１，第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１，第２実施形態を組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 車両用電池搭載構造
１４ バッテリパック（バッテリ）
１６ バッテリフレーム
１８ バッテリサイドメンバ（筒状フレーム部）
２０ バッテリフロントクロスメンバ（筒状フレーム部）
２２ バッテリサブクロスメンバ（支持メンバ）
２６ バッテリアンダーメンバ（支持メンバ）
２８ 取付部
３６ カラー部材
３８ フロアパネル（車体）
４４ 車体固定用ボルト（固定部材）
４４Ａ 頭部（係合部）
４８ 結合ブラケット
４８Ｃ カバー部
５６ 切欠き部（挿入部）
６０ 車両用電池搭載構造
６２ 取付部
６８ カラー部材
７２ 車体固定用ボルト（固定部材）
７２Ａ 頭部（係合部）
８０ カバー部
８６ 挿入孔（挿入部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両上下方向から見てバッテリの外周に配置される筒状フレーム部を有し、該バッテリを車両の床下で支持するバッテリフレームと、
前記筒状フレーム部の取付部に設けられ、該取付部を車両上下方向に貫通すると共に、車両上下方向上側の端部が車体まで延びるカラー部材と、
前記カラー部材内に設けられ、該カラー部材と共に前記バッテリフレームを前記車体に固定する固定部材と、
を備える車両用電池搭載構造。
【請求項２】
前記バッテリフレームが、前記筒状フレーム部と交差する方向に延びて前記取付部に結合されると共に前記バッテリを車両上下方向下側から支持する支持メンバを有する請求項１記載の車両用電池搭載構造。
【請求項３】
前記固定部材が、前記取付部から車両上下方向下側へ突出する前記カラー部材の車両上下方向下側の端部に係合される係合部を有し、
前記取付部と前記支持メンバとの結合部には、前記係合部の側面を覆うカバー部が設けられている請求項２に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項４】
前記カバー部には、前記固定部材を車両上下方向に挿入させるための挿入部が設けられている請求項３に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項５】
前記取付部と前記支持メンバとに跨って取り付けられ、該取付部及び該支持メンバの各々に接合される結合ブラケットを備え、
前記カバー部が、前記結合ブラケットに設けられている請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項６】
前記支持メンバには、車両上下方向下側から前記取付部に結合される前記カバー部が設けられている請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項１】
車両上下方向から見てバッテリの外周に配置される筒状フレーム部を有し、該バッテリを車両の床下で支持するバッテリフレームと、
前記筒状フレーム部の取付部に設けられ、該取付部を車両上下方向に貫通すると共に、車両上下方向上側の端部が車体まで延びるカラー部材と、
前記カラー部材内に設けられ、該カラー部材と共に前記バッテリフレームを前記車体に固定する固定部材と、
を備える車両用電池搭載構造。
【請求項２】
前記バッテリフレームが、前記筒状フレーム部と交差する方向に延びて前記取付部に結合されると共に前記バッテリを車両上下方向下側から支持する支持メンバを有する請求項１記載の車両用電池搭載構造。
【請求項３】
前記固定部材が、前記取付部から車両上下方向下側へ突出する前記カラー部材の車両上下方向下側の端部に係合される係合部を有し、
前記取付部と前記支持メンバとの結合部には、前記係合部の側面を覆うカバー部が設けられている請求項２に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項４】
前記カバー部には、前記固定部材を車両上下方向に挿入させるための挿入部が設けられている請求項３に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項５】
前記取付部と前記支持メンバとに跨って取り付けられ、該取付部及び該支持メンバの各々に接合される結合ブラケットを備え、
前記カバー部が、前記結合ブラケットに設けられている請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造。
【請求項６】
前記支持メンバには、車両上下方向下側から前記取付部に結合される前記カバー部が設けられている請求項３又は請求項４に記載の車両用電池搭載構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−７１７６４（Ｐ２０１２−７１７６４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９４０４（Ｐ２０１０−２１９４０４）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]