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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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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