JP2007050774A - 車両のバッテリ支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 十分な支持剛性を確保し、バッテリをホイールハウスの車幅方向内方に配設可能にする支持構造を提供すること。
【解決手段】 車両前後方向に延在したフレームと、前記フレームの車幅方向外方に配され、車輪を懸架する懸架装置の上部が固定される固定部を有し、車輪を収容するホイールハウスを構成するホイールハウス部材と、前記フレーム上に配設され、前記フレームよりも車幅方向内方に突出した部分を有するバッテリ支持ブラケットと、を備えた車両のバッテリ支持構造において、前記ホイールハウス部材の下部が、前記フレームの車幅方向の外側部側から車幅方向の内側部上を通過して、車幅方向内方へ延出される延出部を形成し、前記バッテリ支持ブラケットは、前記フレームの前記内側部を車幅方向に跨る領域において前記延出部下で前記延出部と重合されていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は車両に搭載されるバッテリの支持構造に関するものである。

車両に搭載されるバッテリは、定期的にメンテナンスが要求されるため、エンジンルーム等、比較的簡易にメンテナンスが可能な位置に配設される。従来のバッテリの配設位置としては、例えば、ホイールハウスの上部にバッテリを載置することが提案されている（特許文献１）。

特開２００２−２２００１３号公報

しかし、バッテリをホイールハウスの上部に配設すると、バッテリの上端がホイールハウスよりも高くなり、重心が高くなってしまうという問題がある。更に、ボンネット高を高く設定する必要があるという問題が生じ、特にスポーツタイプの車両等においては、外観デザイン上、採用することが困難である。

このような問題を解決するために、バッテリをホイールハウスの車幅方向内方に配設することが考えられる。この位置であれば、重量物であるバッテリをより低い位置に配設でき（低重心化）、また、車軸に対する適切な重量配分の設定や、衝突要件を満たすことも可能である。しかし、この場合はバッテリがサイドフレームよりも車幅方向内方へ突出するため、片持ち支持状態となり、バッテリの支持剛性を確保するのが困難となる。

従って、本発明の目的は、十分な支持剛性を確保し、バッテリをホイールハウスの車幅方向内方に配設可能にする支持構造を提供することにある。

本発明によれば、車両前後方向に延在したフレームと、前記フレームの車幅方向外方に配され、車輪を懸架する懸架装置の上部が固定される固定部を有し、車輪を収容するホイールハウスを構成するホイールハウス部材と、前記フレーム上に配設され、前記フレームよりも車幅方向内方に突出した部分を有するバッテリ支持ブラケットと、を備えた車両のバッテリ支持構造において、前記ホイールハウス部材の下部が、前記フレームの車幅方向の外側部側から車幅方向の内側部上を通過して、車幅方向内方へ延出される延出部を形成し、前記バッテリ支持ブラケットは、前記フレームの前記内側部を車幅方向に跨る領域において前記延出部下で前記延出部と重合されていることを特徴とする車両のバッテリ支持構造が提供される。

本発明のバッテリ支持構造では、前記バッテリ支持ブラケットが前記ホイールハウス部材と重合されているため、バッテリの自重による荷重は前記フレームのみならず前記ホイールハウスへも荷重伝達・分散でき、支持剛性を高められる。特に、前記重合が前記フレームの前記内側部を車幅方向に跨る領域に渡って行なわれているため、バッテリの自重による荷重が作用すると、前記内側部の上端を支点とした梃子の原理により、前記ホイールハウス部材に対してこれを持ち上げる荷重が作用し、当該荷重は前記フレームのみならず前記ホイールハウス５へも荷重伝達・分散され、バッテリの支持剛性が高められる。

また、前記懸架装置から前記固定部へ荷重の入力があると、前記ホイールハウス部材を車幅方向内方へ内倒れさせる荷重が作用し、前記延出部が下方へ押し下げられ、前記フレームの前記内側部の上端を支点とした梃子の原理により、前記バッテリ支持ブラケットの車幅方向内側の部分にはバッテリを押し上げる荷重が作用し、荷重伝達・分散ができる。

本発明においては、前記ホイールハウス部材は、前記固定部と前記延出部との間の部分が、下方に向かって車幅方向外方に延びている構成を採用できる。この構成によれば、前記ホイールハウス部材に内倒れ荷重が生じた際に、前記ホイールハウス部材が前記延出部を押し下げ易くなるため、荷重伝達・分散効果を高められる。

また、本発明においては、更に、前記ホイールハウス部材の車幅方向内方に配設されるガセット部材を備え、前記ガセット部材は、前記固定部と前記延出部との間の部分の上部と、前記延出部のうち、前記フレームの前記内側部よりも車幅方向外方の部位であって前記バッテリ支持ブラケットと重合されている部位と、を結ぶ構成を採用できる。この構成によれば、前記ホイールハウス部材が必要以上に内倒れすることを防止し、また、前記懸架装置から前記固定部へ荷重の入力があると、前記ガセット部材も前記延出部を下方へ押し下げることになり、前記フレームの前記内側部の上端を支点とした梃子の原理により、前記バッテリ支持ブラケットの車幅方向内側の部分にはバッテリを押し上げる荷重が作用し、荷重伝達・分散ができる。

また、本発明においては、前記バッテリ支持ブラケットに支持されるバッテリの重心が、前記フレームの前記内側部よりも車幅方向内方に設定される構成を採用できる。支持剛性の高い本発明は、このような構成において最も効果的である。

また、本発明においては、前記バッテリ支持ブラケット上には、更に、バッテリが載置されるバッテリトレイが配設され、前記バッテリ支持ブラケットと前記延出部とを重合するための締結部が前記フレームの前記内側部と前記外側部との間に設けられ、前記バッテリトレイは前記締結部により前記バッテリ支持ブラケット及び前記延出部と共に締結される構成を採用できる。この構成によれば、前記締結部を、前記バッテリトレイの締結部としても兼用することで、作業性を向上できる。

以上述べた通り、本発明によれば、十分な支持剛性を確保し、バッテリをホイールハウスの車幅方向内方に配設可能にする支持構造を提供できる。

図１は本発明の一実施形態に係るバッテリ支持構造Ａを採用した車両の車体構造１００の平面視図である。車体構造１００は車両のフロント部分に形成されるエンジンルームを構成する車体構造であって、エンジンルームと客室とを仕切るダッシュパネル１と、車幅方向に離間して車両前後方向に延在した１対のフロントサイドフレーム２と、ラジエータを支持するラジエータサポート部材３と、を備える。各フロントサイドフレーム２の上方にはエプロン部材４がそれぞれ配設されており、エプロン部材４からフロントサイドフレーム２に至る側壁を構成するパネルには、エンジンルーム側へ膨出して左右の前輪を収容するホイールハウス５が形成されている。

各ホイールハウス５は、各フロントサイドフレーム２の車幅方向外方に配され、左右の前輪をそれぞれ懸架する不図示の各懸架装置（ストラット）の各上部が固定される固定部５１ａを有するホイールハウス部材５１を備える。各ホイールハウス部材５１はホイールハウス５の一部を構成すると共に左右のストラットタワーを構成する部材である。ダッシュパネル１は、ストラットタワー（５１）よりも車室側において車幅方向に延在するパネル部材を構成している。左右のストラットタワー（５１）間並びにストラットタワー（５１）とダッシュパネル１との間には、ストラットタワーバー１０が設けられている。ストラットタワーバー１０は、左右のストラットタワー（５１）間を連結すると共に、補強部材２０を介して左右のストラットタワー（５１）とダッシュパネル１とを連結する。図２はストラットタワーバー１０及び補強部材２０の分解斜視図である。

ストラットタワーバー１０は、車幅方向に延びるクロスバー部材１１と、左右のストラットタワー（５１）からダッシュパネル１へそれぞれ延びる一対のサイドバー部材１２ａ、１２ｂ（以下、総称するときはサイドバー部材１２という。）と、を備える。クロスバー部材１１の存在により、ストラットタワー（５１）の車幅方向の変位が抑制される。また、サイドバー部材１２の存在により、ストラットタワー（５１）の車両前後方向の変位が抑制される。つまり、ストラットタワー（５１）の車幅方向及び車両前後方向の双方の変位を抑制できるので操縦安定性が向上する。

本実施形態においてクロスバー部材１１とサイドバー部材１２は共に円管状の部材からなり、クロスバー部材１１は直線状をなしている。サイドバー部材１２は途中で曲折されて”へ”の字状に構成されている。サイドバー部材１２のうち、曲折部分から補強部材２０側の端部までの部分は略水平方向（側面視で略車両前後方向）に延び、曲折部分からストラットタワー（５１）側の端部までの部分下方前方へ傾斜する方向に延びている。補強部材２０側の各端部は小判型に扁平に潰されて補強部材２０との取付部が形成され、それぞれ取り付け穴が２つずつ形成されている。ストラットタワー（５１）側の各端部は、連結ブラケット１３ａ、１３ｂにそれぞれ溶接され、この連結ブラケット１３ａ、１３ｂを介して左右のストラットタワー（５１）にボルト締結される。

本実施形態において、クロスバー部材１１は図１に示すようにストラットタワー（５１）よりも車室側（ダッシュパネル１側）に配設されると共に各サイドバー部材１２の曲折部分を連結するよう、曲折部分間を結ぶ線上に配設されている。クロスバー部材１１と各サイドバー部材１２とは、三股に分岐した連結ブラケット１４ａ、１４ｂにこれらを溶接することで連結される。図２において連結ブラケット１４ｂは一部破断図にて示されている。連結ブラケット１４ａ、１４ｂは下半分が開放されたハット状をなしており、クロスバー部材１１と各サイドバー部材１２とに被せられるようにしてこれらに装着され、溶接される。

補強部材２０は、略水平に延びる取付部２１と、略垂直に延びる２箇所の取付部２２と、を有する。取付部２１には、各サイドバー部材１２の端部をボルト締結するための２つの穴２１ａが２組設けられている。また、各取付部２２にはダッシュパネル１とボルト締結するための２つの穴２２ａがそれぞれ設けられており、取付部２２によりダッシュパネル１に結合される。

本実施形態では、クロスバー部材１１がストラットタワー（５１）よりも車室側（ダッシュパネル１側）に配設することにより、ホイールハウス５の車幅方向内方、特にストラットタワー（５１）の内側部（車幅方向内側）にバッテリ７を配設するスペースを確保している。ストラットタワー（５１）間を結ぶ線上にクロスバー部材１１を配設しようとすると、正面視でクロスバー部材１１を門型にする必要があり、クロスバー部材１１が上方へ突出する。

その結果、歩行者事故時の歩行者保護のために必要なボンネットとクロスバー部材１１との隙間が十分に確保できず、また、ボンネットの自由度が著しく損なわれる。更に、バッテリ７のメンテナンス等の際にクロスバー部材１１が邪魔になる。本実施形態では、クロスバー部材１１をストラットタワー（５１）よりも車室側に配設することで、このような問題を生じることなく、バッテリ７をストラットタワー（５１）の内側部に配設することができる。以下、バッテリ７を支持するバッテリ支持構造Ａの構成について説明する。ここでは右輪側のバッテリ支持構造Ａについてのみ説明するが、左輪側のバッテリ支持構造Ａも同様である。

図３（ａ）はバッテリ支持構造Ａの斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）の線Ｘ−Ｘに沿う断面図、図４はバッテリ支持構造Ａの分解斜視図である。バッテリ支持構造Ａは、フロントサイドフレーム２と、ホイールハウス部材５１と、フロントサイドフレーム２上に配設され、フロントサイドフレーム２よりも車幅方向内方に突出した突出部５２ａ’を有するバッテリ支持ブラケット５２と、を備える。

ホイールハウス部材５１の下部は、フロントサイドフレーム２の車幅方向の外側部２ａ側から車幅方向の内側部２ｂ上を通過して、車幅方向内方へ延出される延出部５１ｂを形成している。また、本実施形態の場合、ホイールハウス部材５１は、固定部５１ａと延出部５１ｂとの間の部分５１ｃが、下方に向かって車幅方向外方に傾斜して延びている。延出部５１ｂには取付穴５１ｂ’が２箇所形成されており、また、部分５１ｃの上部からはその背面に溶着されるボルト６１ａの軸部分が突出している。更に、延出部５１ｂにはサスペンションボルト５１ｄが取り付けられている。取付穴５１ｂ’は、車幅方向で見て、フロントサイドフレーム２の内側部２ｂと外側部２ａとの間に位置している。また、延出部５１ｂの車幅方向外側に位置する部位はフロントサイドフレーム２の外側部２ａに結合されている。

バッテリ支持ブラケット５２は、突出部５２ａ’と連続し、当該突出部５２ａ’を形成する上板部５２ａを有し、上板部５２ａの車幅方向外方の一定の領域は、ホイールハウス部材５１の延出部５１ｂと重合される。図３（ｂ）に示すように、上板部５２ａと延出部５１ｂとの重合はフロントサイドフレーム２の内側部２ｂを車幅方向に跨る領域に渡って行なわれる。上板部５２ａは延出部５１ｂの下面に重合され、延出部５１ｂと内側部２ｂの上端のフランジ部分との間で挟まれるようにされる。

上板部５２ａの車幅方向外側には取付穴５２ｂが２箇所、車幅方向内側には取付穴５２ｃが２箇所、それぞれ設けられている。このうち、取付穴５２ｂはホイールハウス部材５１の取付穴５１ｂ’と重ねられて、図３（ｂ）に示すように共通のボルト６２ａ、ナット６２ｂにより共締めされる。ナット６２ｂは上板部５２ａの下面に溶着される。ボルト６２ａ、ナット６２ｂによる共締めで延出部５１ｂと上板部５２ａが重合される。

次に、本実施形態のバッテリ支持構造Ａは、更に、ホイールハウス部材５１の車幅方向内方にガセット部材５３が配設されている。ガセット部材５３は、ホイールハウス部材５１の部分５１ｃの上部と、延出部５１ｂのうち、フロントサイドフレームの内側部２ｂよりも車幅方向外方の部位であってバッテリ支持ブラケット５２と重合されている部位と、を結ぶよう構成されている。ガセット部材５３の上部には取付穴５３ａが２箇所設けられており、この取付穴５３ａにはボルト６１ａが挿入され、ボルト６１ａにはナット６１ｂが螺着されて締結される。また、ガセット部材５３の下部には取付穴５３ｂが２箇所設けられており、この取付穴５３ｂはホイールハウス部材５１の取付穴５１ｂ’及び上板部５２ａの取付穴５２ｂと重ねられて図３（ｂ）に示すように共通のボルト６２ａ、ナット６２ｂにより共締めされる。

本実施形態では、バッテリ支持ブラケット５２の上板部５２ａ上には、更に、バッテリ７が載置されるバッテリトレイ５４が配設されている。バッテリトレイ５４の底部には、車幅方向外側には取付穴５４ｂが２箇所、車幅方向内側には取付穴５４ｃが２箇所、それぞれ設けられている。このうち、取付穴５４ｂはホイールハウス部材５１の取付穴５１ｂ’、上板部５２ａの取付穴５２ｂ並びにガセット部材５３の取付穴５３ｂと重ねられて、図３（ｂ）に示すように共通のボルト６２ａ、ナット６２ｂにより共締めされる。取付穴５４ｃはバッテリ支持ブラケット５２の取付穴５２ｃと重ねられて、図３（ｂ）に示すように共通のボルト６３ａ、ナット６３ｂにより共締めされる。図３（ｂ）に示すように、バッテリトレイ５４の底部上には中敷５４ａが配設されている（図３（ａ）及び図４において図示省略。）。

また、本実施形態では、バッテリトレイ５４上に載置され、バッテリ支持ブラケット５２に支持されているバッテリ７の重心が、フロントサイドフレーム２の内側部２ｂよりも車幅方向内方に設定されている。図３（ｂ）において、線Ｌ１はバッテリ７の重心を通る線を示している。

次に、係る構成からなるバッテリ支持構造Ａの作用について図３（ｂ）を参照して説明する。本実施形態のように、バッテリ７をホイールハウス５の車幅方向内方、特に、ストラットタワー（５１）の内側部に配設すると、図３（ｂ）に示すようにバッテリ７がフロントサイドフレーム２よりも車幅方向内方へ突出するため、片持ち支持状態となり、バッテリ７の支持剛性を確保するのが問題となる。

この点、本実施形態ではバッテリ支持ブラケット５２がホイールハウス部材５１と重合されているため、バッテリ７の自重による荷重はフロントサイドフレーム２のみならずホイールハウス５へも荷重伝達・分散でき、支持剛性が高められる。詳細には、上板部５２ａと延出部５１ｂとの重合はフロントサイドフレーム２の内側部２ｂを車幅方向に跨る領域に渡って行なわれているため、図３（ｂ）において矢印ａで示すようにバッテリ７の自重によりバッテリ支持ブラケット５２に対して下向きの荷重が加わると、フロントサイドフレーム２の内側部２ｂの上端Ｐを支点とした梃子の原理により、ホイールハウス部材５１に対してこれを持ち上げる荷重が作用する。しかして、当該荷重はホイールハウス５へも荷重伝達・分散され、バッテリ７の支持剛性が高められる。

一方、図３（ｂ）において矢印ｂで示すように、不図示の懸架装置から固定部５１ａへ荷重の入力があると、矢印ｃで示すようにホイールハウス部材５１を車幅方向内方へ内倒れさせる荷重が作用し、矢印ｄで示すように延出部５１ｂが下方へ押し下げられる。上板部５２ａと延出部５１ｂとの重合はフロントサイドフレーム２の内側部２ｂを車幅方向に跨る領域に渡って行なわれているため、フロントサイドフレーム２の内側部２ｂの上端Ｐを支点とした梃子の原理により、バッテリ支持ブラケット５２の車幅方向内側の部分にはバッテリ７を押し上げる荷重（矢印ｄ）が作用し、荷重伝達・分散ができる。

特に、懸架装置からの入力は車両が沈み込む場合に大きくなるため、バッテリ７が慣性で下方へ変位しようとする動きを上端Ｐを支点とした梃子の原理により抑えられる。また、本実施形態では部分５１ｃが、下方に向かって車幅方向外方に傾斜して延びているため、ホイールハウス部材５１に内倒れ荷重が生じた際に、ホイールハウス部材５１が延出部５１ｂを押し下げ易くなるため、荷重伝達・分散効果が高められる。

なお、本実施形態では、ガセット部材５３を設けたことにより、ホイールハウス部材５１の必要以上に過剰な内倒れは防止される。また、ガセット部材５３は、ホイールハウス部材５１の部分５１ｃの上部と、延出部５１ｂのうち、フロントサイドフレームの内側部２ｂよりも車幅方向外方の部位であってバッテリ支持ブラケット５２と重合されている部位と、を結ぶよう構成されているので、不図示の懸架装置から固定部５１ａへ荷重の入力があると、ガセット部材５３も延出部５１ｂを下方へ押し下げることになり、内側部２ｂの上端Ｐを支点とした梃子の原理により、バッテリ支持ブラケット５２の車幅方向内側の部分にはバッテリ７を押し上げる荷重が作用し、荷重伝達・分散ができる。

また、本実施形態では、ホイールハウス部材５１の内側部周辺における部材の重合枚数が、車幅方向外方へ行くに従って多くなっている。つまり、図３（ｂ）において、車幅方向内方端ではバッテリトレイ５４とバッテリ支持ブラケット５２の２枚が重合されている。次に、線Ｌ１近傍ではホイールハウス部材５１の延出部５１ｂが重合されて３枚の重合になっている。更に、ボルト６２ａ近傍ではガセット部材５３が重合されて４枚の重合になっている。このように、車幅方向外方へ行くに従って重合枚数が多くなり、懸架装置からの入力を負担するホイールハウス部材５１の周辺の剛性を高められる。

また、本実施形態では、バッテリ支持ブラケット５２と延出部５１ｂとを重合するための締結部（ボルト６２ａ、ナット６２ｂ）がフロントサイドフレーム２の内側部２ｂと外側部２ａとの間に設けられ、バッテリトレイ５４は当該締結部によりバッテリ支持ブラケット５２及び延出部５１ｂと共に締結される。フロントサイドフレーム２の上部は延出部５１ｂにより閉じられ、その内部にアクセスすることが困難となるため、バッテリトレイ５４を後付けする際に、その作業性が悪化するところ、バッテリ支持ブラケット５２と延出部５１ｂとを重合するための締結部を、バッテリトレイ５４の締結部としても兼用することで、作業性を向上できる。

本発明の一実施形態に係るバッテリ支持構造Ａを採用した車両の車体構造１００の平面視図である。 ストラットタワーバー１０及び補強部材２０の分解斜視図である。 （ａ）はバッテリ支持構造Ａの斜視図、（ｂ）は図３（ａ）の線Ｘ−Ｘに沿う断面図である。 バッテリ支持構造Ａの分解斜視図である。

符号の説明

Ａ バッテリ支持構造
２ フロントサイドフレーム
２ａ 外側部
２ｂ 内側部
５ ホイールハウス
７ バッテリ
５１ ホイールハウス部材
５１ａ 固定部
５１ｂ 延出部
５２ バッテリ支持ブラケット
５３ ガセット部材
５４ バッテリトレイ
６２ａ ボルト（締結部）
６２ｂ ナット（締結部）
１００ 車体構造

Claims (5)

1. 車両前後方向に延在したフレームと、
   前記フレームの車幅方向外方に配され、車輪を懸架する懸架装置の上部が固定される固定部を有し、車輪を収容するホイールハウスを構成するホイールハウス部材と、
   前記フレーム上に配設され、前記フレームよりも車幅方向内方に突出した部分を有するバッテリ支持ブラケットと、
   を備えた車両のバッテリ支持構造において、
   前記ホイールハウス部材の下部が、前記フレームの車幅方向の外側部側から車幅方向の内側部上を通過して、車幅方向内方へ延出される延出部を形成し、
   前記バッテリ支持ブラケットは、前記フレームの前記内側部を車幅方向に跨る領域において前記延出部下で前記延出部と重合されていることを特徴とする車両のバッテリ支持構造。
2. 前記ホイールハウス部材は、
   前記固定部と前記延出部との間の部分が、下方に向かって車幅方向外方に延びていることを特徴とする請求項１に記載の車両のバッテリ支持構造。
3. 更に、前記ホイールハウス部材の車幅方向内方に配設されるガセット部材を備え、
   前記ガセット部材は、
   前記固定部と前記延出部との間の部分の上部と、前記延出部のうち、前記フレームの前記内側部よりも車幅方向外方の部位であって前記バッテリ支持ブラケットと重合されている部位と、を結ぶことを特徴とする請求項２に記載の車両のバッテリ支持構造。
4. 前記バッテリ支持ブラケットに支持されるバッテリの重心が、前記フレームの前記内側部よりも車幅方向内方に設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両のバッテリ支持構造。
5. 前記バッテリ支持ブラケット上には、更に、バッテリが載置されるバッテリトレイが配設され、
   前記バッテリ支持ブラケットと前記延出部とを重合するための締結部が前記フレームの前記内側部と前記外側部との間に設けられ、
   前記バッテリトレイは前記締結部により前記バッテリ支持ブラケット及び前記延出部と共に締結されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両のバッテリ支持構造。

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