(57)【要約】      （修正有）【課題】シャシフレームの耐久性とバッテリボックスの信頼性を維持しつつ、シャシフレーム間に配置することにより衝突安全性を向上可能なバッテリボックスの保持構造を提供する。【解決手段】車両に搭載されるバッテリユニットを収納するバッテリボックス２６の保持構造であって、車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドレール８Ｌ，８Ｒと、一対のサイドレールを連結するアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバ１０ａ，１０ｂと、一対のサイドレール間に配置されたバッテリボックスを、クロスメンバに接続可能に構成されたバッテリボックス保持部２８ａとを備える。バッテリボックス保持部は、弾性部材３４を介してバッテリボックスをクロスメンバに接続する。【選択図】図３
2016113063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるバッテリユニットを収納するバッテリボックスの保持構造であって、
車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドレールと、
前記一対のサイドレールを連結するアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバと、
前記一対のサイドレール間に配置された前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続可能に構成されたバッテリボックス保持部と
を備え、
前記バッテリボックス保持部は、弾性部材を介して前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続することを特徴とするバッテリボックスの保持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば走行用動力源としてモータ（電動機）を備える電気自動車又はハイブリッド電気自動車に搭載されるバッテリユニットを収容するバッテリボックスの保持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗用車に限らず、トラック等を含めた商用車においても、走行用動力源としてモータを利用した電気自動車や、当該モータをエンジンのような内燃機関と併用するハイブリッド電気自動車の開発が進められている。
【０００３】
この種の車両では、モータに電力を供給するために車両に搭載されるバッテリユニットを収容するバッテリボックスの配置レイアウトが検討されている。例えば特許文献１には、トラックのように荷箱を備える車両において、前後方向に延在するシャシフレーム（車体フレーム）の側部に、バッテリボックスを配置するレイアウトが開示されている。
また特許文献２にはトラック車両のフレーム構造の一例として、所謂アリゲータ型のクロスメンバをサイドレールのウェブ部に結合させた所謂柔フレーム構造を採用することで、シャシフレームに入力される振動や応力の吸収度を高め、耐久性を得る構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４２５９３号公報
【特許文献２】特開平６−２６３０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のようにシャシフレームの側部にバッテリボックスを配置するレイアウトでは、バッテリボックスが比較的外部に近い位置に配置されるため、バッテリボックスに対する衝突安全性を確保することが問題となる。これに対し、シャシフレーム間にバッテリボックスを配置するレイアウトでは、良好な対衝突安全性を確保できると共に、バッテリ容量の設定、高電圧ケーブルの配置レイアウト、バッテリモジュールの冷却構造においても設計自由度を向上できる点で有利である。また、架装物に対しシャシフレーム外側のスペースを提供できるため架装性の向上を期待できる。
【０００６】
このようなレイアウトを特許文献２のように柔フレーム構造を有する車両に適用する場合、振動や応力の吸収を行うシャシフレームにバッテリボックスを取り付けることによって、柔フレーム構造の利点が阻害されるおそれがある。またシャシフレームに発生する振動や応力がバッテリボックスに伝達されると、バッテリボックスに収容されたバッテリユニットの故障要因となるおそれがある。
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の問題点に鑑みなされたものであって、シャシフレームの耐久性とバッテリボックスの信頼性を維持しつつ、シャシフレーム間に配置することにより衝突安全性を向上可能なバッテリボックスの保持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】
【０００８】
本発明の少なくとも一実施形態に係るバッテリボックスの保持構造は上記目的を達成するために、車両に搭載されるバッテリユニットを収納するバッテリボックスの保持構造であって、車両の前後方向に沿って延在する一対のサイドレールと、前記一対のサイドレールを連結するアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバと、前記一対のサイドレール間に配置された前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続可能に構成されたバッテリボックス保持部とを備え、前記バッテリボックス保持部は、弾性部材を介して前記バッテリボックスを前記クロスメンバに接続する。
【０００９】
上記構成によれば、一対のサイドレールとアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバからなる所謂柔フレーム構造を有する車両において、サイドレール間においてクロスメンバに対してクロスメンバ保持部材によってバッテリボックスを接続する。これにより、柔フレーム構造による耐久性を阻害することなく、バッテリボックスを安定的に保持できる。またサイドレール間にバッテリボックスを配置できるので、良好な衝突安全性も得られる。またバッテリボックス保持部は弾性部材を介してバッテリボックスをクロスメンバに接続することにより、シャシフレーム側からバッテリボックスにフレーム側の振動や応力が伝達されることを抑制できるので、バッテリユニットの故障可能性を効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、シャシフレームの耐久性とバッテリボックスの信頼性を維持しつつ、シャシフレーム間に配置することにより衝突安全性を向上可能なバッテリボックスの保持構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用バッテリボックスの保持構造を備える車両の全体構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１のシャシフレームに対するバッテリボックスの取付構造を拡大して示す平面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】バッテリボックスの単体構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る車両用バッテリボックスの保持構造を備える車両の全体構成を概略的に示す平面図であり、図２は図１のシャシフレームに対するバッテリボックスの取付構造を拡大して示す平面図であり、図３は図２のＩ−Ｉ線断面図であり、図４はバッテリボックスの単体構造を示す斜視図である。
【００１４】
車両１は走行用動力源としてエンジン（ディーゼルエンジン）及びモータ（電動機）を備えるいわゆるハイブリッド電気自動車である。本実施形態では特に、車両１は、シャシフレーム２上に、運転者が搭乗可能なキャブ４と、該キャブ４の後方に荷役を積載可能に構成された荷箱６とが搭載されたトラック車両である。
【００１５】
シャシフレーム２は、車両１の前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌと、左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌ間に車幅方向に沿って配置された複数のクロスメンバ１０とを備え、いわゆる梯子型フレームを構成している。また、シャシフレーム２の前方には前輪１２が懸架されると共に、後方には後輪１４が懸架されている。
尚、一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌ間には上述の走行用動力源に加えて、クラッチ、トランスミッション等の動力ユニット１６が配設されており、該動力ユニット１６からの出力が、プロペラシャフト１８、デファレンシャル２０を介して駆動輪である後輪１４に伝達されることにより、走行可能に構成されている。
【００１６】
図３に示されるように、左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌの各々には、車幅方向断面が略コ型形状になるようにウェブ部２２が形成されている。シャシフレーム２では、それぞれのウェブ部２２が車幅方向外側に位置するように左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌが配置されている。
【００１７】
各クロスメンバ１０は上方クロスメンバ部材１０ａ及び下方クロスメンバ部材１０ｂを備えており、所謂アリゲータ型が採用されている。上方クロスメンバ部材１０ａ及び下方クロスメンバ部材１０ｂは、それぞれの両端がサイドレール８のウェブ部２２に対して上下方向に折り曲げられるようにハット形状を有している。シャシフレーム２では、上方クロスメンバ部材１０ａ及び下方クロスメンバ部材１０ｂは、互いのハット形状が対向するように組み合わされた状態で、サイドレール２のウェブ部２２に固定されている。
【００１８】
尚、クロスメンバ１１のウェブ部２２に対する固定は、溶接によって行われても良いし、リベットやボルトなどの締結部材によって締結されることにより行われても良い。
【００１９】
このような構成を有するシャシフレーム２は、車両１の重量に耐える静的な強度と、走行中に路面振動などから発生する繰り返し荷重に耐える動的な強度(疲労強度)とを両立することが可能である。特にクロスメンバ１０がアリゲータ型の構造を有することによって、サイドレール８側に入力された荷重がクロスメンバ１０に伝達された際に、該クロスメンバ１０が適宜変形を許容することによって、荷重を吸収することができる。このようにシャシフレーム２は所謂柔フレーム構造を有することによって、良好な強度が達成されている。
【００２０】
続いて上記構成を有するシャシフレーム２には、走行用動力源として搭載されるモータに電力を供給するためのバッテリ２４が搭載される。バッテリ２４は少なくとも１つの二次電池セルからなるバッテリユニット（不図示）がバッテリボックス（筐体）２６に収納されて構成されている。バッテリボックス２６は図１に示されるように、シャシフレーム２のうち左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌ間であって、且つ、隣り合うクロスメンバ１０間に配置されている。
【００２１】
このようにバッテリボックス２４は左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌ間に配置されているので、左右一対のサイドレール８Ｒ，８Ｌの車幅方向外側に取り付けられる場合に比べて、良好な対衝突安全性を確保できると共に、バッテリ容量の設定、高電圧ケーブルの配置レイアウト、バッテリモジュールの冷却構造においても設計自由度を向上できる。また、架装物に対しシャシフレーム外側のスペースを提供できるため、架装性を向上できる。
【００２２】
図４に示されるように、バッテリボックス２４の前面には、車両前方に向かって延在する少なくとも一つの第１のバッテリボックス保持部２８ａが設けられている。一方、バッテリボックス１４の後面には、車両後方に向かって延在する少なくとも一つの第２のバッテリボックス保持部２８ｂが設けられている。第１のバッテリボックス保持部２８ａ及び第２のバッテリボックス保持部２８ｂは同様の構造を有しており、バッテリボックス２４の表面から突出した平板の表面に、後述する締結用のボルト３０が挿入可能な孔部３２が設けられている。
【００２３】
バッテリボックス２４がクロスメンバ１０に固定された際には、図３に示されるように、クロスメンバ１０の上方表面には、弾性部材３４を介して第１のバッテリボックス保持部２８ａが配置されている。弾性部材３４は、第１のバッテリボックス保持部２８ａに設けられた孔部３２に対応する位置に開口された孔部３６が設けられている。ボルト３０は、孔部３２及び３６を貫通するように上方から挿入され、その先端がナット３８によって締結されるように構成されている。
【００２４】
ここでクロスメンバ１０と第１のバッテリボックス保持部２８との間に弾性部材３４が介在することにより、シャシフレーム２側からバッテリボックス２６に振動や応力が伝達されることを抑制できる。その結果、バッテリ２４の信頼性を効果的に向上できる。
尚、弾性部材３４は例えばゴムであるが、弾性力によって緩衝効果が得られる範囲において特に限定されない。
【００２５】
第１のバッテリボックス保持部２８ａ及び第２のバッテリボックス保持部２８ｂの数は、上述したシャシフレーム２の柔構造による機能を阻害しないように適宜設定することが好ましい。本実施形態では、第１のバッテリボックス保持部２８ａ及び第２のバッテリボックス保持部２８ｂがそれぞれ２つずつ設けられた場合を例示しているが、第１のバッテリボックス保持部２８ａ及び第２のバッテリボックス保持部２８ｂは少なくとも一方が複数設けられていればよい。仮に第１のバッテリボックス保持部２８ａ及び第２のバッテリボックス保持部２８ｂの両方が単数である場合、バッテリボックス保持部によってクロスメンバ１０の変形が許容されやすく、柔構造の機能が阻害されにくいが、車両１の前後方向に沿った軸周りモーメントに対して耐久力が十分に得られなくなってしまう。一方、第１のバッテリボックス保持部２８ａ及び第２のバッテリボックス保持部２８ｂの数が多くなってしまうと、このような軸周りモーメントに対する耐久力が向上するものの、クロスメンバ１０の変形が許容されにくく、柔構造の機能が阻害されてしまう。
【００２６】
また複数の第１のバッテリボックス保持部２８ａ又は第２のバッテリボックス保持部２８ｂを設ける場合には、隣り合うバッテリボックス保持部材間の距離は、上述したシャシフレーム２の柔構造による機能を阻害しないように適宜設定することが好ましい。例えば当該距離を小さく設定すると、バッテリボックス保持部によってクロスメンバ１０の変形が許容されやすく、柔構造の機能が阻害されにくいが、車両１の前後方向に沿った軸周りモーメントに対して耐久力が十分に得られなくなってしまう。一方、当該距離を大きく設定すると、このような軸周りモーメントに対する耐久力が向上するものの、クロスメンバ１０の変形が許容されにくく、柔構造の機能が阻害されてしまう。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係るバッテリボックスの保持構造によれば、一対のサイドレール８とアリゲータ構造を有する複数のクロスメンバ１０からなる所謂柔フレーム構造を有する車両１において、サイドレール８Ｒ，８Ｌ間においてクロスメンバ１０に対してクロスメンバ保持部材２８によってバッテリボックス２６を接続する。これにより、柔フレーム構造による耐久性を阻害することなく、バッテリボックス２６を安定的に保持できる。またサイドレール８Ｒ，８Ｌ間にバッテリボックス２６を配置できるので、良好な衝突安全性も得られる。またバッテリボックス保持部２８は弾性部材３４を介してバッテリボックス２６をクロスメンバ１０に接続することにより、シャシフレーム２側からバッテリボックス２６にフレーム側の振動や応力が伝達されることを抑制できるので、バッテリユニットの故障可能性を効果的に低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本開示は、例えば走行用動力源としてモータ（電動機）を備える電気自動車又はハイブリッド電気自動車に搭載されるバッテリユニットを収容するバッテリボックスの保持構造に利用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  車両
２  シャシフレーム
４  キャブ
６  荷箱
８  サイドレール
１０  クロスメンバ
１２  前輪
１４  後輪
１６  動力ユニット
１８  プロペラシャフト
２０  デファレンシャル
２２  ウェブ部
２４  バッテリ
２６  バッテリボックス
２８  バッテリボックス保持部
３０  ボルト
３２  孔部
３４  弾性部材
３６  孔部
３８  ナット
【図１】
2016113063.tif 000003
【図２】
2016113063.tif 000004
【図３】
2016113063.tif 000005
【図４】
2016113063.tif 000006