特許 6605281 車両用バッテリーの搭載フレーム体

(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】6605281

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】車両用バッテリーの搭載フレーム体

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20191031BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20191031BHJP

【ＦＩ】

   B60K1/04 Z

   H01M2/10 S

【請求項の数】4

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2015-194066(P2015-194066)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-65519(P2017-65519A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100791

【氏名又は名称】アイシン軽金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114074

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】川村 貴人

(72)【発明者】

【氏名】初見 浩之

(72)【発明者】

【氏名】川口 聡

【審査官】 畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１２０６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５５７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３０６５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５１０７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｈ０１Ｍ ２／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縦方向に配置した少なくとも２本の中空断面形状からなる第１フレームと、当該少なくとも２本の第１フレームの間に横方向に配置した複数の中空断面形状からなる第２フレームとを連結したフレーム枠と、
前記フレーム枠の底部に配設した底蓋とを備え、
前記第１及び第２フレームのうち、一方のフレームの側部に一対の上部フランジと下部フランジとからなる嵌合凹部を形成し、他方のフレームの中空断面端部を前記下部フランジ上に載置及び前記嵌合凹部内側に突き合せ連結してあり、前記嵌合凹部の内側下部を横方向に凹ませた配置収容部を有し、
前記配置収容部にシール部材を配設してあることを特徴とする車両用バッテリーの搭載フレーム体。

【請求項2】

前記フレーム枠は内周部にフレームから一体的に延在させた載置フランジを有し、
前記底蓋の外周縁部を前記載置フランジの上側に載置してあり、
前記載置フランジと底蓋の外周縁部との間にシール部材を配設してあることを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリーの搭載フレーム体。

【請求項3】

前記載置フランジはシール部材の収容段差部を有することを特徴とする請求項２記載の車両用バッテリーの搭載フレーム体。

【請求項4】

前記底蓋は前記載置フランジよりも内部側にバッテリーを固定するための固定フランジを一体的に有することを特徴とする請求項２又は３記載の車両用バッテリーの搭載フレーム体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に駆動用バッテリーを搭載するためのフレーム体に関する。
特にバッテリーの保護効果が高く、被水に対する止水構造に係る。

【背景技術】

【0002】

電気自動車やハイブリッド自動車等は、モーターを駆動源とし、このモーターに電力を供給するためのバッテリーが車両に搭載されている。
走行可能距離の長距離化に伴うバッテリー搭載量の増大、外部からの充電アクセス性、バッテリーの交換性等の要求から、バッテリーを例えば車両のフロア下側等の車室外に配置することも検討されている。
このような場合に、バッテリーは高電圧系統であり、外部からの雨水等の浸入を防ぎ、車両フロア付近が水に浸かる等のトラブルに対しても防水性を確保する必要がある。

【0003】

特許文献１には、底壁とこの底壁の周囲から起立する周壁とからなるトレーにバッテリーを搭載する技術を開示する。
しかし、同公報に開示するバッテリーの搭載構造は、トレーの外側を複数の外フレーム及び内フレーム等で支持するものであり、構造が複雑で部品点数が多く、大きな搭載スペースが必要でスペース的にもムダが多い。
特許文献２には、トレイの両端部を凹部に挿入固定し、バッテリー搭載部を閉断面部に形成したバッテリー搭載構造を開示するが、固定部から水が浸入する恐れが高い。
また、バッテリーを固定する場合に従来は、図７に示すように底部１１５の中空部１１５ａにボルト１２０の作用孔１１５ｅと挿通孔１１５ｃを設けていたが、作業孔やボルト挿通孔から水が浸入する恐れがあり、その部分のシール作業が必要であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６５２３７７号公報

【特許文献2】特開平７−３２３７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、車両への搭載バッテリーの外力に対する保護効果が高く、防水性に優れる車両用バッテリーの搭載フレーム体の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る車両用バッテリーの搭載フレーム体は、縦方向に配置した少なくとも２本の第１フレームと、当該少なくとも２本の第１フレームの間に横方向に配置した複数の第２フレームとを連結したフレーム枠と、前記フレーム枠の底部に配設した底蓋とを備え、前記第１及び第２フレームのうち、一方のフレームの側部にフランジを形成し、他方のフレームの端部を前記フランジ上に載置及び突き合せ連結してあり、前記突き合せ部に少なくとも下部に沿ってシール部材を介在配設してあることを特徴とする。

【0007】

ここで、搭載フレーム体の車両に対する取付方向や取付位置に制限がなく、本明細書では便宜上、フレーム部材の位置関係として一方を縦方向、それに交差する方向を横方向と表現する。
このように、他方のフレームの端部を一方のフランジに載置及び突き当てたので、他方のフレームの端部と一方のフレームの側部とでシール部材が圧縮され、外部からの水の浸入を防止する。
この場合に、突き合せ部であってシール部材が配設されていない部位、例えば突き合せ上部はフレーム同士が直接当接するので、シール部材の過圧縮破損を防止する。
そこで、下部側の突き合せ部はシール部材の配置収容部を有するようにすることで、シール部材の圧縮量を調整することもできる。

【0008】

本発明において、フレーム枠は内周部にフレームから一体的に延在させた載置フランジを有し、前記底蓋の外周縁部を前記載置フランジの上側に載置してあり、前記載置フランジと底蓋の外周縁部との間にシール部材を配設してあってもよい。
これにより、底蓋とフレーム枠との間が防水される。
この場合も載置フランジはシール部材の収容段差部を有するようにして、シール部材の圧縮量を調整することができる。
また、バッテリーを底蓋部の上面に固定する場合に、底蓋は前記載置フランジよりも内部側にバッテリーを固定するための固定フランジを有するようにすると、バッテリーの固定部のシールは不要になる。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るフレーム体は、複数のフレームを枠状に連結するとともに底蓋を底部に設けたので、その内側にバッテリーを固定することで外部からの変形力をフレーム体全体で吸収するので保護効果が高く、縦フレームと横フレームの連結部は、下部に沿って配置したシール部材が過圧縮されないように突き合せ部の上部等のシール部材が配設されていない突き合せ部は、フレーム同士が直接当接するようにしたので、シール部材の過圧縮による破損を防止でき、シール性が高い。
この場合にシール部材を有する部分以外は、直接的にフレーム同士が連結されているので、外力からの保護効果が安定して高い。
また、バッテリーを上面に固定する底蓋をフレーム枠の内周部の載置フランジに載置連結する際に、底蓋外周縁部と載置フランジの間にシール部材を配設したので、底蓋外周縁部の防水性も高い。
底蓋にバッテリーを固定するためのボルト挿通孔を形成する場合には、フレーム枠側の載置フランジよりも内部側に固定フランジを設けて、この固定フランジにてバッテリーをボルト固定できるようにすると、ボルト挿通孔の周囲をシールする必要がない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係るフレーム体の外観斜視図を示す。

【図2】第１フレームと第２フレームの連結構造例を示し、（ａ）は連結前、（ｂ）は連結後を示す。

【図3】フレームと底蓋の連結構造例を示し、（ａ）は連結前、（ｂ）は連結後を示す。

【図4】底蓋にボルト固定するための固定フランジを設けた例を示し、（ａ）は連結前、（ｂ）は連結後を示す。

【図5】フレーム断面の他の実施例を示す。

【図6】フレーム体の第２の実施例を示す。

【図7】従来のバッテリー固定構造例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係るフレーム体の構造例を以下図面に基づいて説明する。
図１は、縦方向に一対、対向配置した第１フレーム１１，１２との両端部付近の間に、横フレームとして一対の第２フレーム１３，１４を連結した例になっている。
例えば、第１フレーム１１，１２に取付フランジ１１ｂ，１２ｂを設け、取付孔１１ｃ，１２ｃを介して、車両のフロア下面の骨格部材に取り付ける例を示したが、横フレームに取付フランジを設けてもよく、また縦横両方のフレームに設けてもよい。
フレーム体は枠構造になっているので全体で外力を吸収するが、本実施例では図１においてＦ方向からの側部外力が大きい場合を想定し、第１フレーム１１，１２の内側の側部に上下一対の上部フランジ１１ｄ，１２ｄと、下部フランジ１１ｅ，１２ｅを中空部１１ａを有する中空断面形状のフレームの上下から一体的に形成した例になっている。
２本の第１フレーム１１，１２は、内側に対向させた以外は同じであるので、図２に示したＡ−Ａ線断面図にて説明する。
第１フレーム１１は、上壁と下壁との間を一対の側壁１１ｆ，１１ｇで連結した中空部１１ａを有する中空断面形状からなり、上壁から内側に一体的に延在させた上部フランジ１１ｄと下壁から内側に一体的に延在させた下部フランジ１１ｅで、その間に嵌合凹部１１ｉを形成してある。
一方、第２フレーム１４は、上壁１４ａと下壁１４ｂとの両側を側壁１４ｃ，１４ｄでつなぎ、中空部１４ｅを形成した中空断面形状になっており、この第２フレーム１４の端部を下部フランジ１１ｅの上に載置するように嵌合凹部１１ｉに差し込み、突き合せ連結する。
嵌合凹部１１ｉの底部の下部側をさらに横方向に凹ませて、シール部材の配置収容部１１ｈを設けて、この配置収容部１１ｈに圧縮弾性を有するシール部材Ｓ_１を配設してある。
このシール部材Ｓ_１は、少なくとも下部フランジ１１ｅの根元部の全幅に沿って配置してある。
これにより、図２（ｂ）に示すように連結状態で、突き合せ部の下部は第２フレーム１４の下端部１４ｇがシール部材Ｓ_１を横方向から押圧圧縮し、シールされる。
この際に、シール部材Ｓ_１を有していない、例えば第２フレーム１４の上端部１４ｆ等は、第１フレーム１１の嵌合凹部の底部に直接当接するように突き当たるので、それ以上シール部材Ｓ_１が圧縮されない。
これにより、シール部材が過圧縮により破壊されるのを防止し、配置収容部１１ｈの深さや幅により圧縮量を調整することができる。
また、フレーム同士は、シール部材の部分を除いて直接フレーム同士が当接しているので、剛性が高い。
なお、この配置収容部１１は、第１フレーム１１の側壁を凹ませることなく、第２フレーム１４の下端部１４ｇ側を切り欠いて形成してもよい。
本実施例は、第１及び第２フレームともに中空断面形状の例を示したが、一方又は両方が異形状のソリッド断面でもよい。
また、フレームに形成するフランジも本実施の上部フランジ１１ｄ，１２ｄと、下部フランジ１１ｅ，１２ｅの凹部構造に限定されるものではなく、例えば図５に第１フレーム１１Ａの断面を示すように下側にのみ下部フランジ１１ｅを形成し、第２フレームの端部をこの下部フランジ１１ｅの上に載置し、且つ第２フレームの端部を第１フレーム１１Ａの側部に突き合せてもよい。
フレーム枠構造も例えば図６に示すように、複数の縦フレーム（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ），（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）を横フレーム１３Ａ，１４Ａで連結する等、フレームの本数や枠形状に制限はない。
この場合に、補助フレーム１６を設けたり、底蓋を複数の底蓋１５Ａ，１５Ｂに分割してもよい。

【0012】

次に底蓋１５とフレーム枠との連結構造例について説明する。
第１及び第２フレームにて形成されたフレーム枠の内周部の全周にわたって、例えば図３に示すように載置フランジを形成してあり、この載置フランジの上面部に底蓋１５の外周縁部を載置し、図１に示すようにフレーム体を形成してある。
その構造例を図３に示したＢ−Ｂ線断面図で説明する。
第２フレーム１３は、上壁１３ａと下壁１３ｂとを一対の側壁１３ｃ，１３ｄでつなぎ、中空部１３ｅを形成した中空断面形状になっており、下壁１３ｂから内側に一体的に延在させた載置フランジ１３ｆを有する。
載置フランジ１３ｆは、さらに立上げ部１３ｇを介して一段上の載置部１３ｈを形成し、この段差部をシール部材の収容段差部としてシール部材Ｓ_２を配置してある。
これにより、図３（ｂ）に示すように底蓋１５の外周縁部１５ｂが上からシール部材Ｓ_２を圧縮しシールされるとともに、この外周縁部１５ｂの下面が段差状の載置部１３ｈの上面に当接することになり、シール部材Ｓ_２が過圧縮されるのを防止する。
なお、底蓋１５は、必要に応じて中空部１５ａを有する中空断面形状となっている。

【0013】

底蓋１５に搭載バッテリー１の固定部を設ける場合の構造例を図４に示す。
底蓋１５の外周縁部１５ｂとは、内側の上部に別の固定フランジ１５ｃを形成し、この固定フランジ１５ｃにボルト２０の挿入孔１５ｄを形成し、この挿入孔１５ｄを介してバッテリー１をボルト固定する。
これにより、図４（ｂ）に示すように、底蓋１５は外周縁部１５ｂと載置フランジ１３ｆとの間がシール部材Ｓ_２でシールされるので、ボルト２０と挿入孔１５ｄとの間のシール処理が不要となる。

【符号の説明】

【0014】

１ バッテリー
１１ 第１フレーム
１１ａ 中空部
１１ｄ 上部フランジ
１１ｅ 下部フランジ
１２ 第１フレーム
１３ 第２フレーム
１３ｆ 載置フランジ
１４ 第２フレーム
１５ 底蓋
Ｓ_１ シール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】