(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】2024-01-22
(45)【発行日】2024-01-30
(54)【発明の名称】フレームユニットおよびフレーム組立体
(51)【国際特許分類】
B60K 1/04 20190101AFI20240123BHJP
E04C 2/26 20060101ALI20240123BHJP
E04C 2/42 20060101ALI20240123BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20240123BHJP
H01M 50/20 20210101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
B60K1/04 Z
E04C2/26 W
E04C2/42 C
E04B1/58 506Z
E04B1/58 504Z
E04B1/58 Z
H01M50/20
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020039266
(22)【出願日】2020-03-06
(65)【公開番号】P2021138318
(43)【公開日】2021-09-16
【審査請求日】2022-11-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】今村 美速
(72)【発明者】
【氏名】今井 智恵子
【審査官】高瀬 智史
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－３３１９１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－０１４９７９１（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２００８－８００４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国特許発明第１０２０１４２２６５６６（ＤＥ，Ｂ３）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３３７４０２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－９７８５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１０６４４０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １／０４
Ｅ０４Ｃ ２／２６
Ｅ０４Ｃ ２／４２
Ｅ０４Ｂ １／５８
Ｅ０６Ｂ ３／９８
Ｈ０１Ｍ ５０／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
他の部材と連結されて構造体を形成するフレームユニットであって、長尺状の骨格部材と、
前記骨格部材の少なくとも一の端部に配置され、他の部材と連結される第１の連結部材と、を備え、
前記第１の連結部材は、前記骨格部材に対してダイキャストインサート成形された部材であり、
前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１の連結部材の側面が、一つの仮想平坦面を画定する、
フレームユニット。
【請求項2】
他の部材と連結されて構造体を形成するフレームユニットであって、長尺状の骨格部材と、
前記骨格部材の少なくとも一の端部に配置され、他の部材と連結される第１の連結部材と、
前記第１の連結部材及び前記他の部材の接合時において、前記骨格部材及び前記他の部材の間に画定されるコーナー部の、前記第１の連結部材及び前記他の部材の外側面に取り付けられる第２の連結部材と、を備え、
前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１の連結部材の側面が、一つの仮想平坦面を画定する、
フレームユニット。
【請求項3】
少なくとも前記第１の連結部材の前記他の部材に接合する接合面は、前記骨格部材よりも寸法精度を向上させるための寸法精度調整が施されている、請求項２に記載のフレームユニット。
【請求項4】
前記第１の連結部材はダイキャスト成形された部材である、請求項２に記載のフレームユニット。
【請求項5】
前記第１の連結部材は、前記骨格部材に対してダイキャストインサート成形された部材である、請求項２に記載のフレームユニット。
【請求項6】
前記第１の連結部材は、押出成形後に少なくとも前記接合面が切削加工を施された部材である、請求項３に記載のフレームユニット。
【請求項7】
前記第１の連結部材及び前記他の部材の接合時において、前記骨格部材及び前記他の部材の間に画定されるコーナー部に配置される第２の連結部材を更に備える、請求項１に記載のフレームユニット。
【請求項8】
二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置され、前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１端部に配置された第１の連結部材の側面が、第１の仮想平坦面を画定し、
前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第２端部に配置された第１の連結部材の側面が、第２の仮想平坦面を画定し、
前記第１の仮想平坦面及び前記第２の仮想平坦面が、前記骨格部材の長手方向に垂直な方向において、同一高さ位置に存在する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のフレームユニット。
【請求項9】
二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置され、前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１端部に配置された第１の連結部材の側面が、第１の仮想平坦面を画定し、
前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第２端部に配置された第１の連結部材の側面が、第２の仮想平坦面を画定し、
前記第１の仮想平坦面及び前記第２の仮想平坦面が、前記骨格部材の長手方向に垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のフレームユニット。
【請求項10】
他の部材と連結されて構造体を形成するフレームユニットであって、
長尺状の骨格部材と、
他の部材と連結される第１の連結部材と、を備え、
二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置され、
前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１端部に配置された第１の連結部材の側面が、第１の仮想平坦面を画定し、
前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第２端部に配置された第１の連結部材の側面が、第２の仮想平坦面を画定し、
前記第１の仮想平坦面及び前記第２の仮想平坦面が、前記骨格部材の長手方向に垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する、
フレームユニット。
【請求項11】
二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材を構成する第１の骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置された、請求項１から７のいずれか１項に記載のフレームユニットと、前記第１の骨格部材の長手方向に対し直交するように配置され、一対の前記フレームユニットの両端部の前記第１の連結部材をそれぞれ連結する一対の第２の骨格部材と、
を備える平面視で矩形状のフレーム組立体であって、
前記第１端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第３の仮想平坦面を画定し、
前記第２端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第４の仮想平坦面を画定し、
前記第３の仮想平坦面及び前記第４の仮想平坦面が、前記第１の骨格部材の長手方向に垂直な方向において、同一高さ位置に存在する、
フレーム組立体。
【請求項12】
二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材を構成する第１の骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置された、請求項１から７のいずれか１項に記載のフレームユニットと、前記第１の骨格部材の長手方向に対し直交するように配置され、一対の前記フレームユニットの両端部の前記第１の連結部材をそれぞれ連結する一対の第２の骨格部材と、
を備える平面視で矩形状のフレーム組立体であって、
前記第１端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第３の仮想平坦面を画定し、
前記第２端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第４の仮想平坦面を画定し、
前記第３の仮想平坦面及び前記第４の仮想平坦面が、前記第１の骨格部材の長手方向に垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する、
フレーム組立体。
【請求項13】
長尺状の骨格部材と、
他の部材と連結される第１の連結部材と、を備え、
二つの前記第１の連結部材が、骨格部材を構成する第１の骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置されたフレームユニットと、
前記第１の骨格部材の長手方向に対し直交するように配置され、一対の前記フレームユニットの両端部の前記第１の連結部材をそれぞれ連結する一対の第２の骨格部材と、
を備える平面視で矩形状のフレーム組立体であって、
前記第１端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第３の仮想平坦面を画定し、
前記第２端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第４の仮想平坦面を画定し、
前記第３の仮想平坦面及び前記第４の仮想平坦面が、前記第１の骨格部材の長手方向に垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する、
フレーム組立体。
【請求項14】
請求項１～７のいずれか１項に記載のフレームユニットを備え、
前記フレームユニットを溶接により他の部材と連結する、
フレーム組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フレームユニットおよびフレーム組立体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電力による駆動する車両（電気自動車、ハイブリッド自動車等を含む）の開発が、進展している。このような車両に搭載する電池システムは、一般的に、多数のバッテリー（電池、電池セル）を所定のフレーム等により構成した部材に収納した構成を有している。
【0003】
特許文献１は、車両水平方向に並んで配置され、車体下部の骨格の一部を構成する複数の車体骨格部材と、各々が複数の電池セルを含んで構成されると共に、各々が複数の車体骨格部材間に直接又は別部材を介して挟まることで車体に拘束された複数の電池スタックと、を備えた電池搭載構造を開示している。
【0004】
特許文献２は、トレイベースプレートと、トレイベースプレートの周囲に配置された取付ビームとを含み、動力バッテリーを搭載可能な自動車トレイコンポーネントであって、トレイベースプレートは、上プレート部、中プレート部、及び下プレート部を含み、冷却空洞は、上プレート部と中プレート部との間に配置され、緩衝空洞は、中プレート部と下プレート部との間に配置される構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１８－２０２９４６号公報
【文献】特開２０１９－５３１９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
図１５は、バッテリーを収容する車載用バッテリートレイの組み立てにおいて、従来から使用されているフレーム組立体１１０を示す。フレーム組立体１１０は、溶接等によって互いに直接接続されたサイドメンバ１１１とクロスメンバ１１３とを備えている。サイドメンバ１１１、クロスメンバ１１３は、フレーム組立体１０の骨格をなすいわば骨格部材であり、車体への取り付けにあたっては、二つのサイドメンバ１１１が車体の幅方向の両端に位置し、三つのクロスメンバ１１３が、車体の前後方向に並ぶように位置する。
【0007】
上述したフレーム組立体１１０の如き所定の骨格部材等により構成し、バッテリーを収納するバッテリートレイは、バッテリーを衝撃から保護するため強度が必要されるとともに、バッテリーで発生する熱を逃がすための放熱性、バッテリーの液漏れを防止するためのシール性も必要とされる。また、重量低減の観点から、骨格部材の軽量化も必要とされる。
【0008】
バッテリートレイに限らず、他の構造体においても、軽量化のためには骨格部材を溶接により接合することが望まれるが、この接合には高い精度が要求される。現状の技術においては、溶接における歪の発生等の理由により、このような高い精度の実現は困難である。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、完成品としての構造体の軽量化を達成しつつ高い組立精度も達成し得るフレームユニットおよびフレーム組立体を提供する。
【0010】
本発明は、他の部材と連結されて構造体を形成するフレームユニットであって、長尺状の骨格部材と、前記骨格部材の少なくとも一の端部に配置され、他の部材と連結される第１の連結部材と、を備え、骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、第１の連結部材の側面が、一つの仮想平坦面を画定する。
【0011】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば少なくとも前記第１の連結部材の前記他の部材に接合する接合面は、前記骨格部材よりも寸法精度を向上させるための寸法精度調整が施されている。
【0012】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば前記第１の連結部材はダイキャスト成形された部材である。
【0013】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば前記第１の連結部材は、前記骨格部材に対してダイキャストインサート成形された部材である。
【0014】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば前記第１の連結部材は、押出成形後に少なくとも前記接合面が切削加工を施された部材である。
【0015】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば前記第１の連結部材及び前記他の部材の接合時において、前記骨格部材及び前記他の部材の間に画定されるコーナー部に配置される第２の連結部材を更に備える。
【0016】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置され、前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１端部に配置された第１の連結部材の側面が、第１の仮想平坦面を画定し、前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第２端部に配置された第１の連結部材の側面が、第２の仮想平坦面を画定し、前記第１の仮想平坦面及び前記第２の仮想平坦面が、前記骨格部材の長手方向に垂直な方向において、同一高さ位置に存在する。
【0017】
本発明のフレームユニットにおいて、例えば二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置され、前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第１端部に配置された第１の連結部材の側面が、第１の仮想平坦面を画定し、前記骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、前記第２端部に配置された第１の連結部材の側面が、第２の仮想平坦面を画定し、前記第１の仮想平坦面及び前記第２の仮想平坦面が、前記骨格部材の長手方向に垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する。
【0018】
本発明のフレーム組立体は、例えば二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材を構成する第１の骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置された、上述のフレームユニットと、前記第１の骨格部材の長手方向に対し直交するように配置され、一対の前記フレームユニットの両端部の前記第１の連結部材をそれぞれ連結する一対の第２の骨格部材と、を備える平面視で矩形状のフレーム組立体であって、前記第１端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第３の仮想平坦面を画定し、前記第２端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第４の仮想平坦面を画定し、前記第３の仮想平坦面及び前記第４の仮想平坦面が、前記第１の骨格部材の長手方向に垂直な方向において、同一高さ位置に存在する。
【0019】
本発明のフレーム組立体は、例えば二つの前記第１の連結部材が、前記骨格部材を構成する第１の骨格部材の両端部である第１端部及び第２端部に配置された、上述のフレームユニットと、前記第１の骨格部材の長手方向に対し直交するように配置され、一対の前記フレームユニットの両端部の前記第１の連結部材をそれぞれ連結する一対の第２の骨格部材と、を備える平面視で矩形状のフレーム組立体であって、前記第１端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第３の仮想平坦面を画定し、前記第２端部に配置された二つの前記第１の連結部材の側面が第４の仮想平坦面を画定し、前記第３の仮想平坦面及び前記第４の仮想平坦面が、前記第１の骨格部材の長手方向に垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する。
【発明の効果】
【0020】
本発明のフレームユニットによれば、第１の連結部材は他の部材に接合する接合面が、骨格部材よりも寸法精度を向上させるための寸法精度調整が施されている。このため、他の部材は、骨格部材の端部に設けられた第１の連結部材に対し、正しく位置決めされた状態で接合され、結果的に完成品としての構造体の寸法精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図2】図２は、車載用バッテリートレイを構成する各種の部材の斜視図であり、（Ａ）は組み立て前のフレーム組立体の斜視図、（Ｂ）はフレーム組立体を構成するフレームユニットの斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ領域の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して 適用することができる。
【0023】
図１は、本発明の実施形態に係る車載用バッテリートレイの斜視図である。車載用バッテリートレイ１は、複数のバッテリーを収納可能であって、電力による駆動する車両（電気自動車、ハイブリッド自動車等を含む）の車体フロアの下側に配置され、車体に固定される。車載用バッテリートレイ１は、事故等による破損が生じバッテリー液がバッテリーケースから漏れ出した場合に、車外にバッテリー液が流出するのを防ぐ役割を果たす。このため、車載用バッテリートレイ１は、シール性の高い水密構造（防水構造）であることが必須である。
【0024】
図１の車載用バッテリートレイ１は、側壁である外枠を形成するフレーム組立体１０と、底面を形成するフロアパネル２０を備えている。フロアパネル２０が下側に位置した状態で、車載用バッテリートレイ１は車体に取り付けられる。図１では図視されていないが、フロアパネル２０の奥側であって、フレーム組立体１０で取り囲まれた空間に、複数のバッテリーが収納される。
【0025】
図２は、車載用バッテリートレイ１を構成する各種の部材を示している。図２の（Ａ）は組み立て前のフレーム組立体１０の斜視図を示し、図２の（Ｂ）はフレーム組立体１０を構成する一の部品であるフレームユニット１９の斜視図を示し、図２の（Ｃ）は図２の（Ｂ）のＣ領域の拡大図を示している。
【0026】
実施形態のフレーム組立体１０は、サイドメンバ１１と、クロスメンバ１３と、第１の連結部材１５と、第２の連結部材１７とを備えている。サイドメンバ１１、クロスメンバ１３は、フレーム組立体１０の骨格をなすいわば骨格部材であり、長手方向を持つ長尺状である。車載用バッテリートレイ１の車体への取り付けにあたっては、二つのサイドメンバ１１が車体の幅方向の両端に位置し、三つのクロスメンバ１３が、車体の前後方向に並ぶように位置する。
【0027】
サイドメンバ１１、クロスメンバ１３は押出成形された部材であり、具体的には、矩形の中空断面を有するアルミニウム合金を素材とした中空押出形材から構成される。ただし、中空断面には補強のため、各種形状のリブを設けてもよい。断面の形状も口の字型、日型、目型、田の字型等の任意の形状を採用することができ特に限定はされない。
【0028】
また、サイドメンバ１１と、クロスメンバ１３は、厚みが２～５ｍｍ程度のアルミニウム合金の中空押出形材からなるが、使用アルミニウム合金の種類は、強度が優れて、より薄肉化が可能である点で、ＪＩＳ乃至ＡＡで言う５０００系、６０００系、７０００系などのアルミ合金が適用される。これら素材アルミニウム合金の中空押出形材は、鋳造（ＤＣ鋳造法や連続鋳造法）、均質化熱処理、熱間押出、溶体化および焼入れ処理、必要により人工時効処理、などの調質処理を適宜組み合わせて行う、通常の形材製造工程によって製造される。サイドメンバ１１、クロスメンバ１３をアルミニウム合金による押出成形により製造することにより、軽量化を図ることができる。
【0029】
第１の連結部材１５は、サイドメンバ１１の少なくとも一の端部と、クロスメンバ１３の少なくとも一の端部とを連結する部材である。本実施形態においては、二つのサイドメンバ１１の両端部と、車体取り付け時にあたって前後に位置する二つのクロスメンバ１３の両端部を連結している。より具体的には、サイドメンバ１１の両端部に予め第１の連結部材１５が設けられ、クロスメンバ１３が、その長手方向において、サイドメンバ１１の長手方向に対し直交するように、第１の連結部材１５に接合される。
【0030】
従来のフレーム組立体においては、例えばサイドメンバとクロスメンバが、各種の溶接方法により、直接接合されている。溶接は、ボルト、ナット等の各種締結部材を用いる機械的締結方法に比べ、軽量化の観点からは優れた技術である。しかしながら、サイドメンバ、クロスメンバの如き中空押出形材は、本来の加工精度が高いとは言い難く、そのような部材同士の溶接は出来上がりの寸法精度についても高いレベルを期待することは難しい。したがって、できるだけ隙間を抑えつつ多数のバッテリーを並べて収納する観点からは、従来のフレーム組立体は、寸法精度が十分に満足できるものではなかった。
【0031】
一方、本実施形態のフレーム組立体１０においては、少なくともサイドメンバ１１の長手方向に延びる一の側面と、クロスメンバ１３の長手方向に延びる一の側面と、第１の連結部材１５の側面（本実施形態においては第２の連結部材１７の側面も）が、一つの仮想平坦面を画定する。すなわち、フレーム組立体１０の平面視における一の平面は、各部材に段差がなく、一つの平坦面を形成している。このような構成により、一の平面において、三つの部材（第２の連結部材１７も含めると四つの部材）の組付けにおける位置精度、特に高さ方向の位置精度が向上しており、車載用バッテリートレイ１を製造するにあたって、適切なフレーム組立体１０を提供することができる。この点については、後に図３を用いて詳述する。ただし、フレーム組立体１０は、サイドメンバ１１、クロスメンバ１３の如き骨格部材からなる構造体であって、その用途は車載用バッテリートレイ１の製造には限定されない。
【0032】
さらに本実施形態のフレーム組立体１０は、第１の連結部材１５は、サイドメンバ１１、クロスメンバ１３よりも、予め寸法精度を向上させるための寸法精度調整が施されている部材である。このような部材が、サイドメンバ１１とクロスメンバ１３の連結に用いられることにより、サイドメンバ１１とクロスメンバ１３の組付けにおける寸法精度が向上する。
【0033】
寸法精度調整の方法は種々のものがある。例えば、第１の連結部材１５に、金属溶湯を金型に注入するダイキャスト成形法により成形した部材を用いることである。第１の連結部材１５の成形にダイキャスト成形法を用いることは、寸法精度調整を施すことであり、寸法精度を向上させることができる。サイドメンバ１１と第１の連結部材１５を所定の方法により溶接することにより、図２の（Ｂ）に示すフレームユニット１９が形成される。
【0034】
また、第１の連結部材１５に、例えば骨格部材であるサイドメンバ１１に対してダイキャストインサート成形された部材を用いてもよい。すなわち、所定の金型に予めサイドメンバ１１を配置し、その後金属溶湯を金型に注入するダイキャスト成形法により、第１の連結部材１５を成形する。この方法によっても、第１の連結部材１５の寸法精度を向上させることができる。この場合、図２の（Ｂ）に示すフレームユニット１９が必然的に形成される。
【0035】
ダイキャスト成形、ダイキャストインサート成形においては、第１の連結部材１５の材料にサイドメンバ１１と、クロスメンバ１３と同様なアルミニウム合金を用いてもよいし、マグネシウム合金等、他の金属を用いてもよい。
【0036】
また、第１の連結部材１５は、サイドメンバ１１、クロスメンバ１３と同様に押出成形した後、少なくともクロスメンバ１３に接合する接合面に切削加工を施すことにより製造することもできる。すなわち、第１の連結部材１５の母材を押出成形する。この母材そのものの寸法精度は高くはないが、図２の（Ｃ）に示す接合面１５ａに所定の切削加工を施し、接合面１５ａを平滑にするとともにその位置を調整することにより、第１の連結部材１５の寸法精度を向上させることができる。
【0037】
尚、第１の連結部材１５の全面に切削加工を施してもよいが、少なくとも溶接の相手方であるクロスメンバ１３に接合する接合面１５ａに切削加工を施せば、クロスメンバ１３の位置を正確に決めることができる。したがって、第１の連結部材１５をダイキャスト成形またはダイキャストインサート成形する場合であっても、接合面１５ａさえ寸法精度調整が施されていればよい。尚、接合面１５ａに溶接されるクロスメンバ１３の面は切断により形成されており、正確な寸法が確保されている。
【0038】
更にフレーム組立体１０は、直交するサイドメンバ１１とクロスメンバ１３の間に画定されるコーナー部に配置される第２の連結部材１７を備えている。第２の連結部材１７を配置して溶接することにより、フレーム組立体１０の剛性を向上させるとともに、溶接後のフレーム組立体１０の寸法精度の維持に寄与する。尚、実施形態では第２の連結部材１７、第２の連結部材１７は一の曲面を有しているが、この曲面は必須ではない。
【0039】
図２の（Ｂ）に示すフレームユニット１９は、サイドメンバ１１と第１の連結部材１５を上述した方法により一体化した部材である。すなわち実施形態のフレームユニット１９は、長尺状の骨格部材であるサイドメンバ１１と、サイドメンバ１１の少なくとも一の端部に配置され、クロスメンバ１３の様な他の部材と連結される第１の連結部材１５とを備えている。図３以降で説明する車載用バッテリートレイ１の製造にあたっては、フレームユニット１９が単独で形成されることはないが、所定の用途に用いるため、フレームユニット１９を独立した部材として製造し、出荷、流通させることができる。フレームユニット１９はフレーム組立体１０の如き面状の構造体又は立体の構造体を製造するために用いられ、その用途は車載用バッテリートレイ１の製造には限定されない。フレームユニット１９は、他の部材との接合部分に寸法精度調整が施された第１の連結部材１５を用いており、寸法精度に優れた構造体を形成するための部材として有用である。尚、図２の（Ａ）に示すように、フレームユニット１９は、第２の連結部材１７がサイドメンバ１１に取り付けられた状態で出荷、流通過程に持ち込むこともできる（図７参照）。
【0040】
本実施形態において、サイドメンバ１１を長尺状の第１の骨格部材とみなし、クロスメンバ１３を長尺状の第２の骨格部材とみなすと、第１の骨格部材が第１の連結部材１５を予め有しており、この第１の連結部材１５の接合面１５ａに第２の骨格部材が接合されることになる。しかしながら、クロスメンバ１３の端部に第１の連結部材１５を予め上述した方法により配置した後にサイドメンバ１１を接合してもよく、この場合は、クロスメンバ１３が第１の骨格部材となり、サイドメンバ１１が第２の骨格部材となり、フレームユニット１９は、クロスメンバ１３と第１の連結部材１５により構成されることになる。また、サイドメンバ１１及びクロスメンバ１３の双方の端部に第１の連結部材１５を設け、二つの第１の連結部材１５を接合してもよい。
【0041】
図３はフレーム組立体１０を構成する各部材を治具５に配置して接合組立を行う状態を示す斜視図であり、図３の（Ａ）は表側接合組立の斜視図、図３の（Ｂ）は裏側接合組立の斜視図である。図２の（Ａ）で示した各部材をステンレス等によって構成された治具５に配置する。治具５は平板の両側部において起立した側壁を有しており、両側壁にサイドメンバ１１が沿う様に配置される。その後、各部材を溶接することにより、フレーム組立体１０を組み立てることができる。
【0042】
まず、図３の（Ａ）で示す表側接合組立が実施されるが、この組立は車体への取り付け時にあたって上側に位置する面の側を溶接する溶接工程であり、一般的に各部材の表面から数ｍｍ程度の深さまで溶接される。各部材が治具５の面上に配置され、各部材の裏側の下面（治具５の面に接する面）が互いに一面上に正確に位置決めされるため、後の工程において、可能な限り隙間を抑制しつつ、フロアパネル２０をフレーム組立体１０に対して接合することが可能となる。その後、フレーム組立体１０を裏返し、図３の（Ｂ）に示す裏側接合組立を行う。この組立は車体への取り付け時にあたって下側に位置する面の側を溶接する溶接工程であり、表側接合組立と同様に実施される。本工程により、図２の（Ｃ）に示す接合面１５ａのような数ｍｍ程度の幅（深さ）の領域の場合は、領域全体が溶接される。
【0043】
用いられる溶接の種類は特に限定されないが、例えばＭＩＧ溶接（Metal Inert Gas Welding）、ＴＩＧ溶接（Tungsten Inert Gas Welding）、ＦＳＷ（摩擦攪拌溶接；Friction Stir Welding）等の各種溶接を利用することができる。
【0044】
上述した様に、図３の（Ａ）で示す表側接合組立においては、サイドメンバ１１の側面、クロスメンバ１３の側面と、第１の連結部材１５の側面、第２の連結部材１７の側面が互いに一面上に正確に位置決めされる。この結果、図３の（Ｂ）で示す様に、サイドメンバ１１の長手方向に延びる一の側面１１ｂと、クロスメンバ１３の長手方向に延びる一の側面１３ｂと、第１の連結部材１５の側面１５ｂと、第２の連結部材１７の側面１７ｂが、一つの仮想平坦面Ｐを画定する。すなわち、フレーム組立体１０の平面視における一の平面は、各部材に段差がなく、一つの平坦面を形成することになる。このような構成により、次の工程でフロアパネル２０を平坦度の高い仮想平坦面Ｐに配置することができ、隙間の発生を抑えた車載用バッテリートレイ１を製造することができる。仮想平坦面Ｐにおいて段差がないというのは、完全に段差がない場合のみならず、製造にあたって不可避な程度の段差がある場合をも含むが、治具５の面により位置決めされない場合に比べて、段差の程度は小さい。
【0045】
また、図２の（Ｂ）に示すフレームユニット１９を、治具５を用いて形成する場合、サイドメンバ１１の長手方向に延びる一の側面１１ｂと、第１の連結部材１５の側面１５ｂが、一つの仮想平坦面Ｐを画定する。
【0046】
図４は、図３の接合組立の後、フレーム組立体１０にフロアパネル２０を配置する工程を示す説明図である。面状のフロアパネル２０は車載用バッテリートレイ１の底面を構成する部材であり、アルミニウム合金等によって構成されたフロアベース材２２とフロアエンボス材２４を含む。フロアベース材２２は直接フレーム組立体１０に接合され、フロアエンボス材２４はフロアベース材２２に接合される。フロアエンボス材２４には、エンボス加工によりエンボス部２６が形成され、フロアベース材２２とエンボス部２６によって挟まれる内側の空間は、水等の冷媒を流すための冷媒流路２８として利用される（図５の（Ｂ）参照）。
【0047】
図５は、図４のフロアパネル２０の配置後にフレーム組立体１０にフロアパネル２０を接合する工程を示す説明図であり、図５の（Ａ）は当該工程における斜視図、図５の（Ｂ）は図５の（Ａ）におけるＶ－Ｖ線に沿った断面図である。フロアパネル２０は、サイドメンバ１１の長手方向に延びる一の側面１１ｂと、クロスメンバ１３の長手方向に延びる一の側面１３ｂと、第１の連結部材１５の側面１５ｂに接合される。フロアパネル２０は、第２の連結部材１７の側面１７ｂに接合されてもよい。この接合も種々の溶接によって実施可能であるが、本工程における溶接は破線Ｆに沿って行われるＦＳＷが好ましい。このＦＳＷは、フロアパネル２０を構成するアルミニウム合金と、サイドメンバ１１、クロスメンバ１３、第１の連結部材１５のそれぞれを構成するアルミニウム合金を突き合わせて実施される。図３の（Ｂ）に示す様に、フロアパネル２０が突き合わされる三つの側面１１ｂ、１３ｂ、１５ｂは、一つの仮想平坦面Ｐに配置され、段差が実質的に消失しており、ＦＳＷの長所が発揮され易い。図５の（Ａ）に示すように、中央のクロスメンバ１３とフロアパネル２０のＦＳＷは、予めタブ７を治具５の二つの側壁上に形成し、二つの側壁を結ぶように破線Ｆに沿って実施される。このような構成により、フレーム組立体１０とフロアパネル２０の間に発生し得る隙間を極力抑制し、シール性を向上させ、液漏れを極力防止し得る。
【0048】
図６は、別実施形態のフレーム組立体を示し、（Ａ）は組み立て前のフレーム組立体の斜視図、（Ｂ）は組み立て後のフレーム組立体の斜視図である。本実施形態のフレーム組立体１０においては、組み立て前において、サイドメンバ１１のみならず、クロスメンバ１３にも別の第１の連結部材１６が設けられている。すなわち、クロスメンバ１３の両端部にも予め別の第１の連結部材１６が設けられ、この別の第１の連結部材１６が、第１の連結部材１５に接合される。
【0049】
図７は、別実施形態のフレームユニットの斜視図である。本実施形態のフレームユニット１９は、既に説明した様に図２の（Ａ）の一部をなしており、第１の連結部材１５に加え、第２の連結部材１７がサイドメンバ１１に取り付けられた状態で出荷、流通過程に持ち込まれるものである。
【0050】
図８は、別実施形態のサイドメンバ１１であって、組み立て前のインサート成形によるサイドメンバ１１を有するフレームユニット１９を示す。図９は、図９の状態から組み立てた後のフレームユニット１９を示す。第１の骨格部材セグメント１１Ａを所定の金型に配置し、金属を金型の隙間に流し込んで、第１の骨格部材セグメント１１Ａに接合した第１の連結部材１５をインサート成形する。その後、第２の骨格部材セグメント１１Ｂを第１の骨格部材セグメント１１Ａに接合することにより、フレームユニット１９を成形する。クロスメンバ１３も、同様にして成形することができる。
【0051】
図１０は、別実施形態のフレームユニットの側面図である。本実施形態のフレームユニット１９は、上述した実施形態と同様に、二つの第１の連結部材１５が、骨格部材であるサイドメンバ１１の両端部である第１端部１１ｃ及び第２端部１１ｄに配置されている。ここで、サイドメンバ１１の長手方向に延びる一の側面１１ｂと、サイドメンバ１１の第１端部１１ｃに配置された第１の連結部材１５の側面１５ｂが、第１の仮想平坦面Ｐ１を画定する。また、サイドメンバ１１の長手方向に延びる一の側面１１ｂと、サイドメンバ１１の第２端部１１ｄに配置された第１の連結部材１５の側面１５ｂが、第２の仮想平坦面Ｐ２を画定する。
【0052】
上述した実施形態においては、サイドメンバ１１は、長手方向に長尺状かつ直線状に延びている。一方、本実施形態では、サイドメンバ１１は直線状に延びず、若干湾曲している。しかしながら、第１の仮想平坦面Ｐ１及び第２の仮想平坦面Ｐ２が、サイドメンバ１１の長手方向Ｌに垂直な方向において、同一高さ位置に存在する。このようなフレームユニット１９も利用可能である。
【0053】
図１１は、別実施形態のフレームユニットの側面図である。本実施形態においても、サイドメンバ１１は直線状に延びず、若干湾曲している。しかしながら、第１の仮想平坦面Ｐ１及び第２の仮想平坦面Ｐ２が、サイドメンバ１１の長手方向Ｌに垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する。このようなフレームユニット１９も利用可能である。尚、図１０及び図１１において、骨格部材がサイドメンバ１１の代わりにクロスメンバ１３であってもよい。
【0054】
図１２は、別実施形態のフレーム組立体１０の斜視図を示す。フレーム組立体１０は、 二つの第１の連結部材１５が、第１の骨格部材であるサイドメンバ１１の両端部である第１端部１１ｃ及び第２端部１１ｄに配置されたフレームユニット１９を備えている。一対の第２の骨格部材であるクロスメンバ１３は、一対のフレームユニット１９の両端部の第１の連結部材１５をそれぞれ連結する。これら一対のフレームユニット１９と一対のクロスメンバ１３により、平面視で矩形状のフレーム組立体１０が構成される。矢印Ａは車体に載せられた際の車幅方向を示し、矢印Ｂは車体に載せられた際の前後方向を示す。
【0055】
ここで、第１端部１１ｃに配置された二つの第１の連結部材１５の側面１５ｂが第３の仮想平坦面Ｐ３を画定する。また、第２端部１１ｄに配置された二つの第１の連結部材１５の側面１５ｂが第４の仮想平坦面Ｐ４を画定する。
【0056】
上述した実施形態においては、サイドメンバ１１は、長手方向に長尺状かつ直線状に延びている。一方、本実施形態では、サイドメンバ１１は直線状に延びず、若干湾曲している。しかしながら、第３の仮想平坦面Ｐ３及び第４の仮想平坦面Ｐ４が、サイドメンバ１１の長手方向Ｌに垂直な方向において、同一高さ位置に存在する。このようなフレームユニット１９も利用可能である。
【0057】
図１３は、図１２の実施形態と類似の実施形態であり、サイドメンバ１１ではなくクロスメンバ１３が直線状に延びず、若干湾曲している。第３の仮想平坦面Ｐ３及び第４の仮想平坦面Ｐ４が、サイドメンバ１１の長手方向Ｌに垂直な方向において、同一高さ位置に存在する。このようなフレームユニット１９も利用可能である。尚、図１２及び図１３において、サイドメンバ１１、クロスメンバ１３のいずれが、第１の骨格部材、第２の骨格部材であってもよい。
【0058】
図１４は、別実施形態のフレーム組立体１０の斜視図を示す。本実施形態においても、サイドメンバ１１は直線状に延びず、若干湾曲している。しかしながら、第３の仮想平坦面Ｐ３及び第４の仮想平坦面Ｐ４が、サイドメンバ１１の長手方向Ｌに垂直な方向において、異なる高さ位置に存在する。この様に第３の仮想平坦面Ｐ３及び第４の仮想平坦面Ｐ４が、基準面ＰＳから見て異なる高さ位置に存在する場合、サイドメンバ１１が湾曲しており、車体に載せられた際に、車体の前後方向において、第３の仮想平坦面Ｐ３及び第４の仮想平坦面Ｐ４の高さが異なることが望ましい。このようなフレームユニット１９も利用可能である。
【0059】
本発明のフレーム組立体は、押出成形された第１の骨格部材と、押出成形された第２の骨格部材と、第１の骨格部材と第２の骨格部材を連結する第１の連結部材を有している。第１の骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、第２の骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、第１の連結部材の側面が、一つの仮想平坦面を画定する。このため、フロアパネルの如き面部材をフレーム組立体に配置する場合であっても、両者の間に発生し得る隙間を極力抑制し、シール性を向上させ、液漏れ等を極力防止することができる。
【0060】
また、本発明の車載用バッテリートレイフレーム組立体は、押出成形された第１の骨格部材と第２の骨格部材の接合のために、第１の連結部材を用いている。第１の連結部材は第２の骨格部材に接合する接合面が、第１の骨格部材及び第２の骨格部材よりも寸法精度を向上させるための寸法精度調整が施されている。このため、第２の骨格部材は、第１の骨格部材の端部に設けられた第１の連結部材に対し、正しく位置決めされた状態で接合され、結果的に完成品としての車載用バッテリートレイの寸法精度が更に向上する。よって、収納するバッテリーの数が増えても、バッテリー間の隙間を抑制しつつ、正しく配列した状態でバッテリーを収納することができる。
【0061】
本発明のフレームユニットは、他の部材と連結されて構造体を形成するフレームユニットであって、骨格部材の長手方向に延びる一の側面と、第１の連結部材の側面が、一つの仮想平坦面を画定する。このため、フロアパネルの如き面部材をフレームユニットに配置する場合であっても、両者の間に発生し得る隙間を極力抑制し、シール性を向上させ、液漏れ等を極力防止することができる。
【0062】
また、本発明のフレームユニットは、他の部材との連結用の第１の連結部材が、長尺状の骨格部材の少なくとも一の端部に配置されている。少なくとも第１の連結部材の他の部材に接合する接合面が、骨格部材よりも寸法精度を向上させるための寸法精度調整が施されている。このため、他の部材は、骨格部材の端部に設けられた第１の連結部材に対し、正しく位置決めされた状態で接合され、結果的に、フレームユニットから構成される構造体の寸法精度が向上する。
【0063】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【符号の説明】
【0064】
１ 車載用バッテリートレイ
５ 治具
１０ フレーム組立体
１１ サイドメンバ（骨格部材）
１３ クロスメンバ（骨格部材）
１５ 第１の連結部材
１５ａ 接合面
１７ 第２の連結部材
１９ フレームユニット
２０ フロアパネル
２２ フロアベース材
２４ フロアエンボス材
２６ エンボス部
２８ 冷媒流路
Ｐ 仮想平坦面
５ 治具
１０ フレーム組立体
１１ サイドメンバ（骨格部材）
１３ クロスメンバ（骨格部材）
１５ 第１の連結部材
１５ａ 接合面
１７ 第２の連結部材
１９ フレームユニット
２０ フロアパネル
２２ フロアベース材
２４ フロアエンボス材
２６ エンボス部
２８ 冷媒流路
Ｐ 仮想平坦面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】