特許 6999313 保護フレーム構造体

(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】

(24)【登録日】2021-12-24

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】保護フレーム構造体

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20220111BHJP

   H01M 50/20 20210101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

H01M50/20

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2017140419

(22)【出願日】2017-07-20

(65)【公開番号】P2019018765

(43)【公開日】2019-02-07

【審査請求日】2020-07-07

(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】五之治 巧

(72)【発明者】

【氏名】川口 聡

(72)【発明者】

【氏名】初見 浩之

【審査官】伊藤 秀行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９７８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６４０２４１４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】独国特許発明第１０２０１６１１５６１１（ＤＥ，Ｂ３）

【文献】独国特許出願公開第０２７５３２８９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開平０９－１０４２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３２２７７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １／００－ ８／００，１６／００

Ｈ０１Ｍ ２／１０，５０／２０

Ｂ６２Ｄ １７／００－２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に電池モジュールを搭載するために当該電池モジュールを載置する保護フレーム構造体であって、
それぞれ中空断面形状からなる第１フレームと第２フレームとを所定の間隔を隔てて有し、
前記第１フレームと第２フレームとの内側の間を突き合せ連結した連結フレームを有し、
前記連結フレームは主連結フレームと前記主連結フレームの両側又はその一方に設けた補助連結フレームとを有し、
前記主連結フレームは段差状の凸部を延在方向に沿って有するとともに前記凸部の両側に薄厚部を有し、
前記第１フレームと第２フレームとはそれぞれ内側に前記主連結フレームの薄厚部と補助連結フレームの端部を嵌合連結するための上下一対の嵌合片を有し、
前記嵌合片の一部を切り欠いて形成した平面視で略コ字形状の凹部を有し、
前記主連結フレームに設けた凸部の両側の端部がそれぞれ前記第１フレームと第２フレームの凹部に突き合せ連結してあることを特徴とする保護フレーム構造体。

【請求項2】

前記主連結フレームは中空断面形状であることを特徴とする請求項１記載の保護フレーム構造体。

【請求項3】

前記第１フレームと第２フレームとに電池モジュールの固定部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の保護フレーム構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に駆動用の電池モジュールを搭載するための保護フレーム構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に駆動用の電池モジュールを搭載する場合には、車両前後方向からの衝撃荷重や車両左右方向からの衝撃荷重等から、この電池モジュールを保護する必要がある。

【0003】

例えば特許文献１には、電池モジュールの脚部同士が互いに橋絡部上において櫛歯状に噛み合うように配置した電池パックを開示するか一方向の衝撃には保護効果が高いものの、それとは直交する方向の保護強度に劣る課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１０３０７５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、前後、左右方向等いずれの方向からの衝撃荷重に対しても保護効果が高い保護フレーム構造体の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る保護フレーム構造体は、それぞれ中空断面形状からなる第１フレームと第２フレームとを所定の間隔を隔てて有し、前記第１フレームと第２フレームとの内側の間を突き合せ連結した連結フレームを有することを特徴とする。
ここで、第１フレームと第２フレームとは、車両の前後方向に配置しても左右方向に配置してもよく、電池モジュールの搭載に合せて選定できる。

【0007】

また、連結フレームは主連結フレームと補助連結フレームとの複数であってもよく、主連結フレームは段差状の凸部を延在方向に沿って有し、前記第１フレームと第２フレームとはそれぞれ内側に平面視で略コ字形状の凹部を有し、前記主連結フレームに設けた凸部の両側の端部がそれぞれ前記第１フレームと第２フレームの凹部に位置するように突き合せ連結してあってもよい。
このようにすると、第１フレーム又は第２フレームからの荷重は、主連結フレームの両端部の突き合せ連結部を介して伝播され、第１フレームと平行方向の荷重は、凹部の側部と主連結フレームの凸部の側部の段差部とが干渉し伝播される。

【0008】

本発明において主連結フレームは、中空断面形状であってもよい。
このようにすると、第１及び第２フレームの中空断面方向と主連結フレームの中空断面方向がクロスし、衝撃吸収が大きい。

【0009】

本発明において、第１フレームと第２フレームとに電池モジュールの固定部を有するのが好ましい。
これにより、中空断面形状からなる第１及び第２フレームに跨がるように電池モジュールを固定でき、保護効果が高い。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る保護フレーム構造体は、第１及び第２フレームとの間を連結フレームにて突き合せ連結したので、前後方向，左右方向のいずれの方向からの荷重に対しても構造体の全体に伝播し、電池モジュールの保護効果が高い。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る保護フレーム構造体の斜視図を示す。

【図2】（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は分解図を示す。

【図3】連結フレームの中央部を省略した拡大図を示す。

【図4】（ａ），（ｂ）は連結フレーム側面図を示し、（ｃ）はＡ－Ａ線断面端面図を示し、（ｄ）はその拡大図を示す。

【図5】（ａ）はＢ－Ｂ線断面端面図、（ｂ）はその部分拡大図を示す。

【図6】（ａ），（ｂ）は第２フレームの側面図を示し、（ｃ）はＣ－Ｃ線断面端面図を示し、（ｄ）はその拡大図を示す。

【図7】第２の実施例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る電池モジュールを車両に搭載するための保護フレーム構造体の例を以下、図に基づいて説明する。

【0013】

図１は保護フレーム構造体１０の斜視図を示し、図２（ａ）に平面図、（ｂ）に分解図を示す。
側面図及び断面図を図４～６に示す。
図１は、車両のフロント側を矢印Ｆで示した。
第１フレーム１１，第２フレーム１２は、アルミニウム合金の押出材を用いてその押出方向（Ｅ_１，Ｅ_２）に沿った中空断面形状になっている。
第１フレーム１１と第２フレーム１２との内側の間を、主連結フレーム１３にて突き合せ連結してある。
主連結フレーム１３は、押出方向が（Ｅ_３）であり、第１フレーム１１，第２フレーム１２の押出方向（中空方向）と直交している。
本実施例は、第１フレーム１１と第２フレーム１２との両端部側であって、内側の間を突き合せ連結した補助連結フレーム１４と補助連結フレーム１５とを有する例になっている。
この補助連結フレーム１４，１５は片側のみでもよく、ソリッド断面形状でもよいが、本実施例は第１，第２フレームと同じ方向（Ｅ_３，Ｅ_４）の中空断面形状になっている。
また本実施例では、補助連結フレーム１４，１５を複数の分割材１４ａ～１４ｆ，１５ａ～１５ｆになっているが一体でもよく、ソリッド断面形状と中空断面形状の部材を組み合せて連結してもよい。

【0014】

第１フレーム１１は図４に示すように、車両側に固定するフランジ１１ａと、主連結フレーム１３、及び補助フレーム１４，１５の端部を内側に嵌合するための一対の嵌合片１１ｂ，１１ｃを有する。
第２フレーム１２も同様に、フランジ部１２ａと一対の嵌合片１２ｂ，１２ｃを有する。
また、第１フレーム１１と第２フレーム１２との上面に電池モジュールを固定するために、固定部１６，１７を有する。

【0015】

主連結フレーム１３は、第１フレーム１１と第２フレーム１２の上面と面一になる凸部１３ａと、段差状に厚みを薄くした薄厚部１３ｂ，１３ｂを凸部１３ａの両側に有する。
主連結フレーム１３の断面を図６に示すように、上面と下面とをリブ１３ｃにて連結した中空断面形状になっている。
主連結フレーム１３の凸部１３ａの上面を第１，第２フレーム１１，１２の上面と面一にしたので、電池モジュールの載置がしやすくなっている。
このような断面は、押出形材にて容易に製作できる。
薄厚部１３の端部は、第１フレーム１１，第２フレーム１２の嵌合片（１１ｂ，１１ｃ），（１２ｂ，１２ｃ）の間に嵌合され、凸部１３ａの端部は第１フレーム１１，第２フレーム１２の上側の嵌合片１１ｂ，１２ｂを切り欠いて設けた凹部１１ｄ，１２ｄに収まる。
この凸部１３ａの段差部の両側は、切欠けフランジ（１１ｅ，１１ｆ），（１２ｅ，１２ｆ）の間に位置する。
このように、凸部１３ａの端部が凹部１１ｄ，１２ｄに収まるので、主連結フレーム１３の両端部は、第１フレーム１１，第２フレーム１２の中空断面部の側壁に突き当たる。
図示を省略した電池モジュールは、第１フレーム１１の固定部１６と、第２フレーム１２の固定部１７にて固定される。
これにより、前後，左右方向からの衝撃荷重が電池モジュールに直接的に加わることがなくなり、保護効果が高い。
ここで電池モジュールとは、複数の電池セルを積層したものや、複数の電池を収容したパック等、構造に制限はない。
本発明に係る保護フレーム構造体の車両への搭載方向や位置に制限がなく、図１に矢印で示した方向を車両の前方側に合せて配置してもよく、また図７に第２の実施例を示すように、第１，第２フレーム１１，１２を車両の幅方向に配置してもよい。

【符号の説明】

【0016】

１０ 保護フレーム構造体
１１ 第１フレーム
１２ 第２フレーム
１３ 主連結フレーム
１３ａ 凸部
１４ 補助連結フレーム
１５ 補助連結フレーム
１６ 固定部
１７ 固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】