特許 6519489 バッテリ保持構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6519489

(24)【登録日】2019年5月10日

(45)【発行日】2019年5月29日

(54)【発明の名称】バッテリ保持構造

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20190520BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20190520BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 S

   B60R16/04 E

   B60R16/04 C

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-8933(P2016-8933)

(22)【出願日】2016年1月20日

(65)【公開番号】特開2017-130348(P2017-130348A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2018年3月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】畠 政利

(72)【発明者】

【氏名】天野 浩史

【審査官】 井原 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１８２８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−６４０６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１３６７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５０８６８６０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｂ６０Ｒ １６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリが載置されるとともに、車両幅方向両側が車体に固定されるトレー底壁部を有するバッテリトレーと、
前記バッテリの車両幅方向の中間部上に配置されるとともに、車両前後方向に延びるバッテリクランプと、
前記バッテリの車両前側に配置され、前記バッテリトレーの前端部と前記バッテリクランプの前端部とを連結する前側連結部材と、
前記バッテリの車両後側に配置され、前記バッテリトレーの後端部と前記バッテリクランプの後端部とを連結する後側連結部材と、
を備え、
前記トレー底壁部には、前記バッテリの車両前後方向の前部と後部とに亘るとともに、車両前側から見て前記後側連結部材の車両幅方向両側に配置される一対の長開口が形成される、
バッテリ保持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリ保持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

バッテリが載置されるとともに車体に固定されるバッテリトレーと、バッテリ上に配置されるバッテリクランプと、バッテリの車両前後方向両側に配置され、バッテリトレーとバッテリクランプとをそれぞれ連結する連結部材とを備えるバッテリ保持構造がある（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−０４１８１５号公報

【特許文献2】特開２００４−３５２０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、車両前面衝突に伴って、バッテリがその車両前側の下端部を支点として車両前側へ回転したときに、バッテリの車両後側の連結部材やバッテリクランプが変形する可能性がある。そして、バッテリの車両後側の連結部材やバッテリクランプが変形すると、バッテリとバッテリクランプとの間に隙間が発生する可能性がある。

【0005】

そこで、本発明は、車両前面衝突時に、バッテリとバッテリクランプとの間に隙間が発生することを抑制することができるバッテリ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】

【0006】

請求項１に記載のバッテリ保持構造は、バッテリが載置されるとともに、車両幅方向両側が車体に固定されるトレー底壁部を有するバッテリトレーと、前記バッテリの車両幅方向の中間部上に配置されるとともに、車両前後方向に延びるバッテリクランプと、前記バッテリの車両前側に配置され、前記バッテリトレーの前端部と前記バッテリクランプの前端部とを連結する前側連結部材と、前記バッテリの車両後側に配置され、前記バッテリトレーの後端部と前記バッテリクランプの後端部とを連結する後側連結部材と、を備え、前記トレー底壁部には、前記バッテリの車両前後方向の前部と後部とに亘るとともに、車両前側から見て前記後側連結部材の車両幅方向両側に配置される一対の長開口が形成される。

【0007】

請求項１に係るバッテリ保持構造によれば、バッテリトレーのトレー底壁部には、一対の長開口が形成されている。一対の長開口は、バッテリの車両前後方向の前部と後部とに亘るとともに、車両前側から見て後側連結部材の車両幅方向両側に配置されている。この一対の長開口によって、トレー底壁部の車両上下方向の曲げ剛性が低くされている。

【0008】

これにより、車両前面衝突に伴って、バッテリが車両前側の下端部を支点として車両前側へ回転したときに、後側連結部材やバッテリクランプよりも先に、トレー底壁部を車両上側へ変形（曲げ変形）させることができる。これにより、後側連結部材やバッテリクランプの変形が抑制される。したがって、車両前面衝突時に、バッテリとバッテリクランプとの間に隙間が発生することが抑制される。

【発明の効果】

【0009】

以上説明したように、本発明に係るバッテリ保持構造によれば、車両前面衝突時に、バッテリとバッテリクランプとの間に隙間が発生することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るバッテリ保持構造が適用された車両の車両後部を示す斜視図である。

【図2】図３の２−２線断面図である。

【図3】図１に示されるバッテリキャリアを車両斜め前側から見た斜視図である。

【図4】図１に示されるバッテリキャリアを車両斜め後側から見た斜視図である。

【図5】車両前面衝突時におけるバッテリトレーのトレー底壁部の変形状態を示す図２に対応する断面図である。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は、比較例に係るバッテリキャリアが搭載された車両の車両後部を示す図２に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るバッテリ保持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、車両前側（車両前後方向前側）を示し、矢印ＵＰは、車両上側（車両上下方向上側）を示している。また、矢印ＯＵＴは、車両幅方向外側を示している。また、以下の説明における前後、上下及び左右は、特に断りがない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下及び車両幅方向の左右をそれぞれ意味する。

【0012】

図１には、本実施形態に係るバッテリ保持構造１０が適用された車両１２の車両後部１２Ｒが示されている。バッテリ保持構造１０は、リアフロアパネル２０と、バッテリキャリア３０と、バッテリ１８とを備えている。車体としてのリアフロアパネル２０は、金属板で形成されており、車両後部１２Ｒの車両リアフロアを形成している。

【0013】

図２に示されるように、リアフロアパネル２０における車両幅方向の中央部には、バッテリ１８を収容するバッテリ収容部２０Ａが形成されている。具体的には、リアフロアパネル２０は、低フロア部２０Ｌと、段壁部２０Ｓと、高フロア部２０Ｈとを有している。低フロア部２０Ｌは、車両前後方向及び車両幅方向に延在するパネル状に形成されており、車両幅方向に延びるリアクロスメンバ１４の車両後側に配置されている。この低フロア部２０Ｌは、バッテリ収容部２０Ａの床部を形成している。

【0014】

高フロア部２０Ｈは、車両前後方向及び車両幅方向に延在するパネル状に形成されており、低フロア部２０Ｌの車両後側、かつ、車両上側に配置されている。また、低フロア部２０Ｌと高フロア部２０Ｈとの間には、低フロア部２０Ｌに対して高フロア部２０Ｈを車両上側に位置させる段壁部２０Ｓが形成されている。なお、高フロア部２０Ｈの車両下側には、図示しない燃料タンクが配置されている。

【0015】

図１に示されるように、リアフロアパネル２０上には、バッテリキャリア３０が配置されている。バッテリキャリア３０は、低フロア部２０Ｌ上に配置されるバッテリトレー３２と、バッテリトレー３２の車両後側の後端部から段壁部２０Ｓに沿って高フロア部２０Ｈへ延出し、高フロア部２０Ｈにブラケット３３を介して固定される一対の補強アーム３５とを有している。

【0016】

図３及び図４に示されるように、バッテリトレー３２は、トレー底壁部３２Ｌと、トレー前壁部３２Ｆと、トレー後壁部３２Ｒと、一対のトレー側壁部３２Ｓとを有している。トレー底壁部３２Ｌは、車両前後方向及び車両幅方向に延在するとともに、車両上側から見て矩形状に形成されている。トレー前壁部３２Ｆは、トレー底壁部３２Ｌの前端部から車両上側へ延出されており、バッテリトレー３２の前端部を構成している。一方、トレー後壁部３２Ｒは、トレー底壁部３２Ｌの後端部から車両上側へ延出されており、バッテリトレー３２の後端部を構成している。また、一対のトレー側壁部３２Ｓは、トレー底壁部３２Ｌの車両幅方向両側の端部から車両上側へ延出されている。

【0017】

トレー底壁部３２Ｌにおける車両幅方向両側の部位には、低フロア部２０Ｌに固定される複数のトレー固定部３２Ｌ１が形成されている。各トレー固定部３２Ｌ１には、当該トレー固定部３２Ｌ１を車両上下方向に貫通する取付孔３４が形成されている。この取付孔３４に挿入されるボルト３６及びナット３８（図１参照）によって、トレー固定部３２Ｌ１が低フロア部２０Ｌに固定される。

【0018】

トレー底壁部３２Ｌの上には、バッテリ１８が載置されている。バッテリ１８は、箱状のバッテリケース１８Ａを有している。このバッテリ１８は、例えば、ハイブリット自動車における駆動源としての電動モータに供給するバッテリとされ、又は上記駆動用モータ以外の電動機器等に電力を供給するバッテリとされる。なお、バッテリ１８は、ハイブリット車両ではなく、電動モータのみを駆動源とする電気自動車に搭載されるバッテリや、内燃機関のみを駆動源とする自動車に搭載されるバッテリであっても良い。

【0019】

バッテリ１８上には、バッテリクランプ４０が配置されている。バッテリクランプ４０は、バッテリ１８の車両幅方向の中央部に、車両前後方向に沿って配置されている。このバッテリクランプ４０には、バッテリトレー３２のトレー底壁部３２Ｌとの間でバッテリ１８（バッテリケース１８Ａ）を挟持する一対の前側クランプ部４１Ｆ及び後側クランプ部４１Ｒが設けられている。なお、バッテリクランプ４０の車両前後方向の中間部とバッテリ１８の上端部との間には、隙間Ｇ（図２参照）が形成されている。

【0020】

前側クランプ部４１Ｆは、バッテリクランプ４０の前部に設けられており、バッテリ１８の車両前側の前部１８Ｆの上面に当接される。一方、後側クランプ部４１Ｒは、バッテリクランプ４０の後部に設けられており、バッテリ１８の車両後側の後部１８Ｒの上面に当接される。

【0021】

また、バッテリクランプ４０の車両前側の前端部４０Ｆは、前側連結部材としての前側ブラケット４２及び前側連結ボルト４４を介してバッテリトレー３２の前端部に連結されている。一方、バッテリクランプ４０の車両後側の後端部４０Ｒは、後側連結部材としての後側ブラケット５０及び後側連結ボルト５４を介してバッテリトレー３２の後端部に連結されている。この状態で、一対の前側クランプ部４１Ｆ及び後側クランプ部４１Ｒと、バッテリトレー３２のトレー底壁部３２Ｌとの間でバッテリ１８を挟み込むことにより、バッテリ１８がバッテリトレー３２に固定されている。

【0022】

具体的には、前側ブラケット４２は、バッテリトレー３２のトレー前壁部３２Ｆにおける車両幅方向の中間部から立ち上げられている。また、前側ブラケット４２からは、前側連結ボルト４４から立ち上げられている。前側連結ボルト４４の上端部４４Ｕには、雄ネジ部が形成されている。この前側連結ボルト４４の上端部４４Ｕは、バッテリクランプ４０の前端部４０Ｆに形成された図示しない貫通孔に挿入されている。そして、前側連結ボルト４４の上端部４４Ｕにナット４６を締結することにより、前側連結ボルト４４の上端部４４Ｕがバッテリクランプ４０の前端部４０Ｆに固定されている。

【0023】

後側ブラケット５０は、ブラケットベース部５０Ａと、連結壁部５０Ｂとを有している。ブラケットベース部５０Ａは、バッテリトレー３２のトレー後壁部３２Ｒにおける車両幅方向の中間部から立ち上げられている。このブラケットベース部５０Ａからは、連結壁部５０Ｂが車両後側へ縦壁状に延出されている。連結壁部５０Ｂには、当該連結壁部５０Ｂを車両幅方向に貫通する係止孔５２が形成されている。

【0024】

後側連結ボルト５４は、Ｊ型ボルトとされている。後側連結ボルト５４の下端部は、Ｊ字状に湾曲されたフック部５４Ｌとされている。このフック部５４Ｌは、後側ブラケット５０の係止孔５２に引っ掛けられている。一方、後側連結ボルト５４の上端部５４Ｕには、雄ネジ部が形成されている。この後側連結ボルト５４の上端部５４Ｕは、バッテリクランプ４０の後端部４０Ｒに形成された図示しない貫通孔に挿入されている。そして、後側連結ボルト５４の上端部５４Ｕにナット５６を締結することにより、後側連結ボルト５４の上端部５４Ｕがバッテリクランプ４０の後端部４０Ｒに固定されている。

【0025】

ここで、バッテリトレー３２のトレー底壁部３２Ｌには、一対の長開口６０が形成されている。一対の長開口６０は、トレー底壁部３２Ｌの車両幅方向の中間部に形成されている。つまり、一対の長開口６０は、トレー底壁部３２Ｌにおける車両幅方向両側のトレー固定部３２Ｌ１の間の部位に形成されている。また、一対の長開口６０は、車両前側から見て、後側ブラケット５０及び後側連結ボルト５４の車両幅方向両側に配置されている。

【0026】

各長開口６０は、車両上側から見て、車両前後方向を長手方向とした長方形状に形成されている。また、各長開口６０は、バッテリ１８の車両前後方向の前部１８Ｆと後部１８Ｒとに亘って車両前後方向に延びている。この一対の長開口６０によって、トレー底壁部３２Ｌの車両上下方向の曲げ剛性が低くされている。

【0027】

次に、本実施形態の作用について説明する。

【0028】

先ず、比較例に係るバッテリ保持構造１００について説明する。図６（Ａ）に示されるように、比較例に係るバッテリ保持構造１００では、バッテリトレー３２のトレー底壁部３２Ｌに一対の長開口６０が形成されていない点で、本実施形態に係るバッテリ保持構造１０と相違し、他の構成は、本実施形態に係るバッテリ保持構造１０と同じとされている。

【0029】

図６（Ａ）に矢印Ｖで示されるように、車両前面衝突に伴って、バッテリ１８がその車両前側の下端部１８ＦＬを支点として車両前側へ回転すると、後側連結ボルト５４に車両上側へ向かう引張力Ｆが作用し、例えば、後側連結ボルト５４のフック部５４Ｌやバッテリクランプ４０の後側クランプ部４１Ｒが変形（塑性変形）する。そのため、図６（Ｂ）に示されるように、バッテリ１８が元の位置に戻ったときに、バッテリ１８から一対の前側クランプ部４１Ｆ及び後側クランプ部４１Ｒが外れた状態となる。また、バッテリ１８の上端部とバッテリクランプ４０との間に隙間Ｇが大きくなる。この結果、バッテリ１８とバッテリクランプ４０との間にガタが発生する可能性がある。

【0030】

これに対して本実施形態では、図３及び図４に示されるように、バッテリトレー３２のトレー底壁部３２Ｌには、一対の長開口６０が形成されている。この一対の長開口６０によって、トレー底壁部３２Ｌの車両上下方向の曲げ剛性が低くされている。

【0031】

これにより、図５に矢印Ｖで示されるように、車両前面衝突に伴って、バッテリ１８がその車両前側の下端部１８ＦＬを支点として車両前側へ回転したときに、後側連結ボルト５４及びバッテリクランプ４０よりも先に、矢印Ｗで示されるようにトレー底壁部３２Ｌを車両上側へ変形させることができる。この結果、後側連結ボルト５４に作用する引張力Ｆが低減されるため、後側連結ボルト５４のフック部５４Ｌ及び後側クランプ部４１Ｒの変形（塑性変形）が抑制される。

【0032】

したがって、バッテリ１８から一対の前側クランプ部４１Ｆ及び後側クランプ部４１Ｒが外れることが抑制される。また、バッテリ１８の上端部とバッテリクランプ４０との間の隙間Ｇが広がることが抑制される。よって、車両前面衝突に伴って、バッテリ１８とバッテリクランプ４０との間に発生するガタを抑制することができる。

【0033】

なお、トレー底壁部３２Ｌが変形（塑性変形）したまま元の状態に戻らない場合は、バッテリ１８は、車両前側へ回転した状態で一対の前側クランプ部４１Ｆ及び後側クランプ部４１Ｒとトレー底壁部３２Ｌと間で挟持される。したがって、この場合も、バッテリ１８とバッテリクランプ４０との間に発生するガタを抑制することができる。

【0034】

以上、本発明の一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、一実施形態及び各種の変形例を適宜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】

【0035】

１０ バッテリ保持構造
１８ バッテリ
１８Ａ バッテリケース
１８Ｆ 前部（バッテリケースの車両前後方向の前部）
１８Ｒ 後部（バッテリケースの車両前後方向の後部）
２０ リアフロアパネル（車体）
３２ バッテリトレー
３２Ｆ トレー前壁部（バッテリトレーの前端部）
３２Ｌ トレー底壁部
３２Ｒ トレー後壁部（バッテリトレーの後端部）
４０ バッテリクランプ
４０Ｆ 前端部（バッテリクランプの前端部）
４０Ｒ 後端部（バッテリクランプの後端部）
４２ 前側ブラケット（前側連結部材）
４４ 前側連結ボルト（前側連結部材）
５０ 後側ブラケット（後側連結部材）
５４ 後側連結ボルト（後側連結部材）
６０ 長開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】