特許7570985電動車両用フレーム、電動車両用バッテリーケースフレーム、および電動車両用フレームの製造方法
(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】2024-10-11
(45)【発行日】2024-10-22
(54)【発明の名称】電動車両用フレーム、電動車両用バッテリーケースフレーム、および電動車両用フレームの製造方法
(51)【国際特許分類】
B60K 1/04 20190101AFI20241015BHJP
【ＦＩ】
B60K1/04 Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021120875
(22)【出願日】2021-07-21
(65)【公開番号】P2023016511
(43)【公開日】2023-02-02
【審査請求日】2023-09-01
(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】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100111039
【弁理士】
【氏名又は名称】前堀 義之
(74)【代理人】
【識別番号】100218132
【弁理士】
【氏名又は名称】近田 暢朗
(72)【発明者】
【氏名】宮澤 貞雄
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 憲一
(72)【発明者】
【氏名】橋村 徹
【審査官】結城 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－４３７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】再公表特許第２０１９／１９８６７３（ＪＰ，Ａ１）
【文献】特開２０２１－６２７１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１９６４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１５０９２７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １／０４，
Ｂ６２Ｄ ２１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車長方向に延びる一対の縦骨と、前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記第１板部材及び前記第２板部材の各々は、車長方向において互いに対向する側壁と、前記側壁の上端から車長方向に沿って延出する上壁と、前記側壁の下端から前記上端とは反対方向に延出する下壁とを有する、電動車両用フレーム。
【請求項2】
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも両端部において補強部材を有している、請求項１に記載の電動車両用フレーム。
【請求項3】
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも中央部において補強部材を有している、請求項１または請求項２に記載の電動車両用フレーム。
【請求項4】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも両端部において補強部材を有し、
前記補強部材は、前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも一方に溶接されており、
前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも他方には、前記補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられている、電動車両用フレーム。
【請求項5】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも中央部において補強部材を有し、
前記補強部材は、前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも一方に溶接されており、
前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも他方には、前記補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられている、電動車両用フレーム。
【請求項6】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記第１板部材は、前記第２板部材に向かって凹んだ形状の第１凹部を有し、
前記第２板部材は、前記第１板部材に向かって凹んだ形状の第２凹部を有し、
前記第１凹部および前記第２凹部は、互いに当接している、電動車両用フレーム。
【請求項7】
前記第１板部材および前記第２板部材は、鋼製である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動車両用フレーム。
【請求項8】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
さらにトレイを有し、
前記クロスメンバは、前記トレイを介して前記一対の縦骨に支持されている、電動車両用フレーム。
【請求項9】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持されている、電動車両用フレームに、バッテリーを格納した電動車両用バッテリーケースフレーム。
【請求項10】
車長方向に延びる一対の縦骨と、前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバを構成する板状の第１板部材および第２板部材とを準備し、前記第１板部材を前記一対の縦骨の一方のみに支持されるように配置し、
前記第２板部材を前記一対の縦骨の他方のみに支持されるように配置し、
前記第１板部材及び前記第２板部材の各々は、車長方向において互いに対向する側壁と、前記側壁の上端から車長方向に沿って延出する上壁と、前記側壁の下端から前記上端とは反対方向に延出する下壁とを有し、
前記第１板部材と前記第２板部材の車幅方向における重複量を調整して前記クロスメンバの車幅方向の長さを前記一対の縦骨間の寸法に合わせて前記第１板部材と前記第２板部材とを接合する
ことを含む、電動車両用フレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動車両用フレーム、電動車両用バッテリーケースフレーム、および電動車両用フレームの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車、燃料電池車、プラグインハイブリッド車、またはその他のハイブリッド車などの電動車両は、十分な航続距離を確保するために大容量のバッテリーを搭載する必要がある一方で広い車室が求められている。これらの要求を両立するため、多くの電動車両では大容量のバッテリーをバッテリーケースに格納して車両の床下全面に搭載している。従って、路面などからの水の浸入を防止して電子部品の不具合を防止するための高いシール性が求められるとともに、内部のバッテリーを保護するために高い衝突強度が求められる。
【0003】
電動車両用バッテリーケースは、シール性を高くしてバッテリーを収容するためのトレイと、高い衝突強度を確保してトレイを保護するためのフレームとを有している。フレームは、平面視においてトレイを囲んで配置される外枠体と、外枠体を補強するためのクロスメンバとを有している。外枠体は一対の縦骨を有し、クロスメンバは一対の縦骨を接続するように配置される。このため、一対の縦骨間の寸法に合わせてクロスメンバの寸法を規定する必要がある。しかし、外枠体の製造には、溶接工程が含まれることが一般的である。溶接工程では、熱ひずみによる変形が生じ、寸法がばらつくことがある。そのため、一対の縦骨間の寸法に合わせてクロスメンバの寸法を正確に規定することは困難である。
【0004】
特許文献１には、ブラケットなどの締結部材を介して一対の縦骨とクロスメンバとを締結したフレーム部材が開示されている。締結部材を介することにより、一対の縦骨間の寸法に合わせてクロスメンバの寸法を正確に規定する必要がなく、即ちクロスメンバの寸法を一対の縦骨間の寸法に対して余裕度をもって短く設計できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００７－２６９１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１のフレーム部材では、ブラケットなどの締結部材（追加部品）を必要とするため、部品点数が増加する。結果として、製造工程数の増加およびコストの増加につながる。
【0007】
本発明は、電動車両用フレーム、電動車両用バッテリーケースフレーム、および電動車両用フレームの製造方法において、一対の縦骨によってクロスメンバを支持する際にブラケットなどの追加部品を不要にするともに高精度の組み立てを実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第１の態様は、
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記第１板部材及び前記第２板部材の各々は、車長方向において互いに対向する側壁と、前記側壁の上端から車長方向に沿って延出する上壁と、前記側壁の下端から前記上端とは反対方向に延出する下壁とを有する、電動車両用フレームを提供する。
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記第１板部材及び前記第２板部材の各々は、車長方向において互いに対向する側壁と、前記側壁の上端から車長方向に沿って延出する上壁と、前記側壁の下端から前記上端とは反対方向に延出する下壁とを有する、電動車両用フレームを提供する。
【0009】
この構成によれば、クロスメンバが単独部品ではなく第１板部材と第２板部材を含むため、第１板部材と第２板部材の車幅方向における重複量を調整して接合することにより、クロスメンバの車幅方向の長さを調整できる。従って、一対の縦骨間の寸法に合わせて第１板部材および第２板部材（即ちクロスメンバ）の寸法を事前に正確に規定する必要がなくなる。よって、一対の縦骨によってクロスメンバを支持する際に長さ調整用のブラケットなどの追加部品を不要にできるともに高精度の組み立てを実現できる。
【0010】
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも両端部において補強部材を有してもよい。
【0011】
この構成によれば、クロスメンバの両端部の強度を向上できる。前述のように第１板部材と第２板部材の車幅方向における重複量を調整すると、第１板部材と第２板部材が重複して配置されない非重複領域が生じる。即ち、クロスメンバの一端の非重複領域では第１板部材のみが配置され、他端の非重複領域では第２板部材のみが配置されることとなる。非重複領域は、第１板部材および第２板部材が車幅方向において重複して配置された重複領域に比べて剛性が低下する。そのため、クロスメンバの両端部の特に非重複領域において、補強部材が配置されることで効果的な補強を実現できる。
【0012】
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも中央部において補強部材を有してもよい。
【0013】
この構成によれば、外力を受けた際に変形しやすいクロスメンバの中央部を効果的に補強できる。
【0014】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも両端部において補強部材を有し、
前記補強部材は、前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも一方に溶接されてもよく、
前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも他方には、前記補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられてもよい。
また、
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも中央部において補強部材を有し、
前記補強部材は、前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも一方に溶接されており、
前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも他方には、前記補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられてもよい。
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも両端部において補強部材を有し、
前記補強部材は、前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも一方に溶接されてもよく、
前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも他方には、前記補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられてもよい。
また、
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記クロスメンバは、車幅方向の少なくとも中央部において補強部材を有し、
前記補強部材は、前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも一方に溶接されており、
前記第１板部材および前記第２板部材の少なくとも他方には、前記補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられてもよい。
【0015】
この構成によれば、孔部を通じて溶接工具を出し入れできるため、第１板部材または第２板部材に対して補強部材を容易に溶接できる。前述のように、第１板部材および第２板部材の車幅方向における重複量は一定でなく調整され得るため、非重複領域の大きさも変わり、補強部材の好適な配置も変更され得る。従って、第１板部材または第２板部材に対して補強部材を予め溶接しておくことが難しい場合もあることから、上記構成のように孔部を設け、溶接の自由度を高めることは有効である。ここで、上記の「補強部材の溶接個所に対応して孔部が設けられている」とは、溶接工具を出し入れして溶接可能な位置に孔部が設けられていることをいう。例えば、孔部および溶接個所が、車幅方向または車高方向において位置合わせされてもよい。
【0016】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記第１板部材は、前記第２板部材に向かって凹んだ形状の第１凹部を有してもよく、
前記第２板部材は、前記第１板部材に向かって凹んだ形状の第２凹部を有してもよく、
前記第１凹部および前記第２凹部は、互いに当接していてもよい。
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記第１板部材は、前記第２板部材に向かって凹んだ形状の第１凹部を有してもよく、
前記第２板部材は、前記第１板部材に向かって凹んだ形状の第２凹部を有してもよく、
前記第１凹部および前記第２凹部は、互いに当接していてもよい。
【0017】
この構成によれば、第１凹部および第２凹部において、第１板部材および第２板部材が互いに支持し合う構成となっているため、クロスメンバの強度を向上できる。
【0018】
前記第１板部材および前記第２板部材は、鋼製であってもよい。
【0019】
この構成によれば、高強度かつ低コストのクロスメンバを実現できる。
【0020】
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記電動車両用フレームは、さらにトレイを有してもよく、
前記クロスメンバは、前記トレイを介して前記一対の縦骨に支持されていてもよい。
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持され、
前記電動車両用フレームは、さらにトレイを有してもよく、
前記クロスメンバは、前記トレイを介して前記一対の縦骨に支持されていてもよい。
【0021】
この構成によれば、トレイを使用することにより路面などからの水の浸入を防止して電子部品の不具合を防止するための高いシール性を確保できるとともに、クロスメンバによってトレイを補強できる。
【0022】
本発明の第２の態様は、
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持されている、電動車両用フレームに、バッテリーを格納した電動車両用バッテリーケースフレームを提供する。
車長方向に延びる一対の縦骨と、
前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバと
を備え、
前記クロスメンバは、互いに接合された板状の第１板部材および第２板部材を含み、
前記第１板部材は、前記一対の縦骨の一方のみに支持され、
前記第２板部材は、前記一対の縦骨の他方のみに支持されている、電動車両用フレームに、バッテリーを格納した電動車両用バッテリーケースフレームを提供する。
【0023】
この構成によれば、前述のように電動車両用バッテリーケースフレームにおいて、一対の縦骨によってクロスメンバを支持する際に長さ調整用のブラケットなどの追加部品を不要にできるともに高精度の組み立てを実現できる。
【0024】
本発明の第３の態様は、
車体の車幅方向両外側に配置されて車長方向に延びる一対の縦骨と、前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバを構成する板状の第１板部材および第２板部材とを準備し、
前記第１板部材を前記一対の縦骨の一方のみに支持されるように配置し、
前記第２板部材を前記一対の縦骨の他方のみに支持されるように配置し、
前記第１板部材及び前記第２板部材の各々は、車長方向において互いに対向する側壁と、前記側壁の上端から車長方向に沿って延出する上壁と、前記側壁の下端から前記上端とは反対方向に延出する下壁とを有し、
前記第１板部材と前記第２板部材の車幅方向における重複量を調整して前記クロスメンバの車幅方向の長さを前記一対の縦骨間の寸法に合わせて前記第１板部材と前記第２板部材とを接合する
ことを含む、電動車両用フレームの製造方法を提供する。
車体の車幅方向両外側に配置されて車長方向に延びる一対の縦骨と、前記一対の縦骨に支持されて車幅方向に延びるクロスメンバを構成する板状の第１板部材および第２板部材とを準備し、
前記第１板部材を前記一対の縦骨の一方のみに支持されるように配置し、
前記第２板部材を前記一対の縦骨の他方のみに支持されるように配置し、
前記第１板部材及び前記第２板部材の各々は、車長方向において互いに対向する側壁と、前記側壁の上端から車長方向に沿って延出する上壁と、前記側壁の下端から前記上端とは反対方向に延出する下壁とを有し、
前記第１板部材と前記第２板部材の車幅方向における重複量を調整して前記クロスメンバの車幅方向の長さを前記一対の縦骨間の寸法に合わせて前記第１板部材と前記第２板部材とを接合する
ことを含む、電動車両用フレームの製造方法を提供する。
【0025】
この方法によれば、上記のように第１板部材と前記第２板部材の車幅方向における重複量を調整することで、一対の縦骨間の寸法に合わせて第１板部材および第２板部材（クロスメンバ）の寸法を事前に正確に規定する必要がなくなる。従って、一対の縦骨によってクロスメンバを支持する際に長さ調整用のブラケットなどの追加部品を不要にできるともに高精度の組み立てを実現できる。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、電動車両用フレーム、電動車両用バッテリーケースフレーム、および電動車両用フレームの製造方法において、一対の縦骨によってクロスメンバを支持する際にブラケットなどの追加部品を不要にできるともに高精度の組み立てを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第１実施形態に係る電動車両用バッテリーケースフレームを搭載した電気自動車の側面図。
【図2】電動車両用バッテリーケースの部分的な概略断面図。
【図3】フレームの斜視図。
【図4】クロスメンバの斜視図。
【図5】クロスメンバの正面図。
【図6】外枠体の斜視図。
【図7】変形例におけるトレイと外枠体を示す斜視図。
【図9】第２実施形態におけるクロスメンバを示す正面図。
【図10】第２実施形態におけるクロスメンバを示す斜視図。
【図11】第３実施形態におけるクロスメンバを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0029】
（第１実施形態）
図１を参照して、電動車両１は、バッテリー３０から供給される電力によってモータを駆動させて走行する車両である。電動車両１は、電力で走行する車両であり、例えば、電気自動車、燃料電池車、プラグインハイブリッド車、またはその他のハイブリッド車等であり得る。車両の種類については、特に限定されず、乗用車、トラック、作業車、またはその他のモビリティ等であり得る。以下では、電動車両１として乗用車タイプの電気自動車の場合を例に挙げて説明する。
図１を参照して、電動車両１は、バッテリー３０から供給される電力によってモータを駆動させて走行する車両である。電動車両１は、電力で走行する車両であり、例えば、電気自動車、燃料電池車、プラグインハイブリッド車、またはその他のハイブリッド車等であり得る。車両の種類については、特に限定されず、乗用車、トラック、作業車、またはその他のモビリティ等であり得る。以下では、電動車両１として乗用車タイプの電気自動車の場合を例に挙げて説明する。
【0030】
電動車両１は、車体前部１０に不図示のモータおよび高電圧機器等を搭載している。また、電動車両１は、車体中央部２０の車室Ｒの床下の概ね全面にバッテリー３０を格納した電動車両用バッテリーケース１００（以下、単にバッテリーケース１００ともいう。）を搭載している。なお、図１中、電動車両１の前後方向（車長方向）をＸ方向で示し、上下方向（車高方向）をＺ方向で示している。以降の図でも同表記とし、図２以降で左右方向（車幅方向）をＹ方向で示す。
【0031】
図２を参照して、バッテリーケース１００は、車幅方向においてロッカー部材２００の内側に配置され、ロッカー部材２００に支持されている。ロッカー部材２００は、電動車両１（図１参照）の車幅方向の両端下部において車長方向に延びる骨格部材である。ロッカー部材２００は、複数枚の金属板が張り合わされて形成されており、電動車両１の側方からの衝撃に対して車室Ｒおよびバッテリーケース１００を保護する機能を有する。
【0032】
図３を併せて参照して、バッテリーケース１００は、電動車両用バッテリーケースフレーム１１０（以降、単にフレーム１１０ともいう。）と、フレーム１１０を上下から挟み込むように配置されるトップカバー１３０およびアンダーカバー１４０とを備える。
【0033】
フレーム１１０は、バッテリーケース１００の骨格をなす枠状の部材である。フレーム１１０は、例えば、鋼板部品、アルミ合金押出品、アルミ合金鋳造品、マグネシウム合金押出品、マグネシウム合金鋳造品、またはそれらの組み合わせからなる。フレーム１１０は、平面視において矩形の外枠体１１１と、外枠体１１１内で車幅方向に延びるクロスメンバ１１２とを備える。
【0034】
外枠体１１１は、一対の横骨１１１ａ，１１１ｂと、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄとを有している。一対の横骨１１１ａ，１１１ｂは、バッテリー３０（図２参照）の車長方向両外側に配置されて車幅方向に延びている。一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄは、バッテリー３０（図２参照）の車幅方向両外側に配置されて車長方向に延びている。一対の横骨１１１ａ，１１１ｂは、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの間に配置され、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄによって支持されている。一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄは、車長方向に垂直な断面において概略Ｌ字形をしている。一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの内部は、中空状となっており、複数の部屋に仕切られている。詳細を図示しないが、一対の横骨１１１ａ，１１１ｂの内部もまた同様に、中空状となっており、複数の部屋に仕切られている。
【0035】
本実施形態では、クロスメンバ１１２は、一対の横骨１１１ａ，１１１ｂと平行に車幅方向に延びており、等間隔で３本設けられている。クロスメンバ１１２は、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄによって支持されている。クロスメンバ１１２は、バッテリーケース１００の強度を向上させる機能を有する。特に、クロスメンバ１１２によって、電動車両１（図１参照）の側方からの衝突に対する強度が向上し得る。なお、クロスメンバ１１２の配置および本数等は任意に設定され得る。
【0036】
図４，５を併せて参照して、クロスメンバ１１２の構造を詳細に説明する。
【0037】
クロスメンバ１１２は、互いに接合された板状の第１板部材１１３および第２板部材１１４を含んでいる。
【0038】
第１板部材１１３は、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄ（図３参照）の一方１１１ｃのみによって支持されている。本実施形態では、第１板部材１１３は、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの他方１１１ｄには接合されずに一方１１１ｃに接合されている。
【0039】
第２板部材１１４は、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄ（図３参照）の他方１１１ｄのみによって支持されている。本実施形態では、第２板部材１１４は、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの一方１１１ｃには接合されずに他方１１１ｄに接合されている。
【0040】
本実施形態では、第１板部材１１３および第２板部材１１４は、例えば鋼製である。これにより、高強度かつ低コストのクロスメンバ１１２を実現できる。
【0041】
第１板部材１１３は、車幅方向から見て概略Ｓ字形をしている。第１板部材１１３は、上面を構成する上壁１１３ａと、下面を構成する下壁１１３ｂと、上壁１１３ａおよび下壁１１３ｂを接続する側壁１１３ｃとを有している。また、下壁１１３ｂおよび側壁１１３ｃの一端からは、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの一方１１１ｃへの接続のための延出部１１３ｄ，１１３ｅがそれぞれ延出している。なお、下壁１１３ｂおよび側壁１１３ｃの他端からは延出部は延出していない。
【0042】
第２板部材１１４は、車幅方向から見て概略Ｚ字形をしている。第２板部材１１４は、上面を構成する上壁１１４ａと、下面を構成する下壁１１４ｂと、上壁１１４ａおよび下壁１１４ｂを接続する側壁１１４ｃとを有している。また、下壁１１４ｂおよび側壁１１４ｃの一端からは、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの他方１１１ｄへの接続のための延出部１１４ｄ，１１４ｅがそれぞれ延出している。なお、下壁１１４ｂおよび側壁１１４ｃの他端からは延出部は延出していない。
【0043】
本実施形態では、上壁１１３ａおよび上壁１１４ａが複数点でスポット溶接されることにより、第１板部材１１３および第２板部材１１４が接合されている。
【0044】
図２を再び参照して、フレーム１１０の内部にはバッテリー３０が配置される。バッテリー３０は、アンダーカバー１４０に載置されるとともに、フレーム１１０の上方からトップカバー１３０によって閉じられることで格納される。図示の例では、トップカバー１３０は、フレーム１１０に対してねじで固定されている。トップカバー１３０の上方には、車室Ｒの床面を構成するフロアパネル３００と、車室Ｒにおいて車幅方向に延びるフロアクロスメンバ４００とが配置されている。アンダーカバー１４０は、フレーム１１０にねじ止めされ、バッテリー３０を下方から支持する。
【0045】
上記の構成を有するフレーム１１０の製造方法を説明する。
【0046】
【0047】
図３を参照して、上記外枠体１１１に対し、延出部１１３ｄ，１１３ｅにおいて、第１板部材１１３を一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの一方１１１ｃのみに支持されるように一方１１１ｃのみに直接的に接合する。また、延出部１１４ｄ，１１４ｅ（図４参照）において、第２板部材１１４を一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの他方１１１ｄのみに支持されるように他方１１１ｄのみに直接的に接合する。これらの接合は、任意の接合手段によって達成され得る。接合手段は、例えば溶接またはボルト締結であってもよい。このとき、第１板部材１１３および第２板部材１１４は、未だ接合されていない。
【0048】
図４，５を参照して、第１板部材１１３の上壁１１３ａと、第２板部材１１４の上壁１１４ａとを溶接する。このとき、第１板部材１１３と第２板部材１１４の車幅方向における重複量を調整してクロスメンバ１１２の車幅方向の長さを一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄ間の寸法に合わせて第１板部材１１３と第２板部材１１４とを接合する。具体的には、第１板部材１１３と第２板部材１１４を車幅方向にずらして配置することで、第１板部材１１３および第２板部材１１４が重複して配置される重複領域Ｄ１が車幅方向の中央部に設けられる。これに伴い、第１板部材１１３のみが配置される非重複領域Ｄ２が車幅方向の一端に設けられ、第２板部材１１４のみが配置される非重複領域Ｄ３が車幅方向の他端に設けられる。重複領域Ｄ１を小さくするとともに非重複領域Ｄ２，Ｄ３を大きくすることで、クロスメンバ１１２の長さを長くできる。反対に、重複領域Ｄ１を大きくするとともに非重複領域Ｄ２，Ｄ３を小さくすることで、クロスメンバ１１２の長さを短くできる。このようにして、長さを調整されたクロスメンバ１１２が外枠体１１１（詳細には一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄ）に接合され、フレーム１１０が製造される。
【0049】
次いで、上記の構成を有するバッテリーケース１００の製造方法を説明する。
【0050】
図２を参照して、前述のようにして製造されたフレーム１１０に対して、アンダーカバー１４０を下方からねじ止めによって固定する。固定されたアンダーカバー１４０に対してバッテリー３０を載置し、上方からトップカバー１３０をフレーム１１０に対してねじ止めによって固定する。このようにしてバッテリーケース１００が製造される。
【0051】
本実施形態によれば、クロスメンバ１１２が単独部品ではなく第１板部材１１３と第２板部材１１４を含む。第１板部材１１３と第２板部材１１４の車幅方向における重複量を調整して接合することにより、クロスメンバ１１２の車幅方向の長さを調整できる。従って、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄ間の寸法に合わせて第１板部材１１３および第２板部材１１４（即ちクロスメンバ１１２）の寸法を事前に正確に規定する必要がなくなる。よって、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄによってクロスメンバ１１２を支持する際に長さ調整用のブラケットなどの追加部品を不要にできるともに高精度の組み立てを実現できる。
【0052】
（変形例）
図７，８を参照して、上記実施形態の変形例として、フレーム１１０は、トレイ１２０を有してもよい。図７はクロスメンバ１１２を接合する前の状態を示し、図８はクロスメンバ１１２を接合した後の状態を示している。
図７，８を参照して、上記実施形態の変形例として、フレーム１１０は、トレイ１２０を有してもよい。図７はクロスメンバ１１２を接合する前の状態を示し、図８はクロスメンバ１１２を接合した後の状態を示している。
【0053】
図７を参照して、トレイ１２０は、バッテリー３０を収容するバスタブ状の部材であり、例えば、アルミニウム合金製、鋼板製またはマグネシウム合金製である。トレイ１２０は、外縁部において水平方向（Ｘ，Ｙ方向）へ延びるフランジ部１２１と、フランジ部１２１と連続して凹形状を有する収容部１２２とを備える。収容部１２２は、バッテリー３０を収容する部分である。
【0054】
組み立ての際には、まず図７に示すようにトレイ１２０を外枠体１１１に嵌めて接合する。接合手段は、例えば溶接またはボルト締結であってもよい。トレイ１２０と外枠体１１１が組み合わされた状態では、トレイ１２０のフランジ部１２１が外枠体１１１の上面に載置されるとともに、トレイ１２０の収容部１２２が外枠体１１１内に配置される。
【0055】
次いで、図８に示すようにクロスメンバ１１２を接合する。クロスメンバ１１２は、トレイ１２０を介して一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄに支持されるように配置される。即ち、第１板部材１１３は、トレイ１２０を介して、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの一方１１１ｃのみに支持されるように配置される。また、第２板部材１１４は、トレイ１２０を介して、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄの他方１１１ｄのみに支持されるように配置される。この場合、クロスメンバ１１２は、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄに直接接合されず、トレイ１２０に接合されるため、一対の縦骨１１１ｃ，１１１ｄに間接的に支持されることとなる。
【0056】
本変形によれば、トレイ１２０を使用することにより路面などからの水の浸入を防止して電子部品の不具合を防止するための高いシール性を確保できるとともに、クロスメンバ１１２によってトレイ１２０を補強できる。
【0057】
（第２実施形態）
図９，１０を参照して、第２実施形態では、クロスメンバ１１２が補強部材１１５を有している。補強部材１１５に関連する構成以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態と実質的に同じ部分については説明を省略する場合がある。
図９，１０を参照して、第２実施形態では、クロスメンバ１１２が補強部材１１５を有している。補強部材１１５に関連する構成以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態と実質的に同じ部分については説明を省略する場合がある。
【0058】
本実施形態では、車長方向において、第１板部材１１３と第２板部材１１４との間に補強部材１１５が配置されている。
【0059】
本実施形態では、補強部材１１５は、車幅方向から見てハット形に形成されている。補強部材１１５は、例えば鋼板製である。補強部材１１５は、第１板部材１１３および第２板部材１１４の両方に当接している。従って、補強部材１１５は、第１板部材１１３および第２板部材１１４の両方を補強している。
【0060】
好ましくは、クロスメンバ１１２は、車幅方向の少なくとも両端部Ｓ１，Ｓ２において補強部材１１５を有している。また好ましくは、クロスメンバ１１２は、車幅方向の少なくとも中央部Ｓ３において補強部材１１５を有している。図示の例では、クロスメンバ１１２が車幅方向に均等に５つの領域に分割されており、両端部Ｓ１，Ｓ２が両端の領域として示され、中央部Ｓ３が中央の領域として示されている。
【0061】
本実施形態では、補強部材１１５は、車幅方向においてクロスメンバ１１２の全体にわたって配置されている。代替的には、補強部材１１５は、両端部Ｓ１，Ｓ２のみに配置されてもよいし、中央部Ｓ３のみに配置されてもよい。また、補強部材１１５は、両端部Ｓ１，Ｓ２および中央部Ｓ３のみに配置されてもよい。
【0062】
本実施形態では、補強部材１１５は、第２板部材１１４に対して複数点でスポット溶接されている。第１板部材１１３には、補強部材１１５の溶接個所Ｗ１～Ｗ６に対応して孔部１１３ｆ～１１３ｋが設けられている。具体的には、溶接工具（図示せず）を挿入して溶接個所Ｗ１～Ｗ６を溶接可能な位置に孔部１１３ｆ～１１３ｋが設けられている。図示の例では、孔部１１３ｆ～１１３ｋと溶接個所Ｗ１～Ｗ６とが、車幅方向および車高方向においてそれぞれ位置合わせされている。
【0063】
本実施形態によれば、クロスメンバ１１２の両端部Ｓ１，Ｓ２に補強部材１１５を配置し、両端部Ｓ１，Ｓ２の強度を向上できる。第１板部材１１３と第２板部材１１４の車幅方向における重複量を調整すると、第１板部材１１３と第２板部材１１４が重複して配置されない非重複領域Ｄ２，Ｄ３（図４参照）が生じる。非重複領域Ｄ２，Ｄ３は、重複領域Ｄ１に比べて剛性が低下する。そのため、クロスメンバ１１２の両端部Ｓ１，Ｓ２の特に非重複領域Ｄ２，Ｄ３において、補強部材１１５が配置されることで効果的な補強を実現できる。
【0064】
また、クロスメンバ１１２の中央部Ｓ３に補強部材１１５を配置し、外力を受けた際に変形しやすいクロスメンバ１１２の中央部Ｓ３を効果的に補強できる。
【0065】
また、孔部１１３ｆ～１１３ｋを通じて溶接工具を出し入れできるため、第２板部材１１４に対して補強部材１１５を容易に溶接できる。前述のように、第１板部材１１３および第２板部材１１４の車幅方向における重複量は一定でなく調整され得るため、非重複領域Ｄ２，Ｄ３（図４参照）の大きさも変わり、補強部材１１５の好適な配置も変更され得る。従って、第２板部材１１４に対して補強部材１１５を予め溶接しておくことが難しい場合もあることから、本実施形態のように孔部１１３ｆ～１１３ｋを設け、溶接の自由度を高めることは有効である。また、第１板部材１１３に補強部材１１５を溶接する場合、第２板部材１１４に孔部を設けてもよい。また、第１板部材１１３と第２板部材１１４の両方に補強部材１１５を溶接する場合、第１板部材１１３と第２板部材１１４の両方に孔部を設けてもよい。
【0066】
（第３実施形態）
図１１，１２を参照して、第３実施形態では、クロスメンバ１１２が車幅方向の中央部において部分的に窄められている。これに関する構成以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態と実質的に同じ部分については説明を省略する場合がある。
図１１，１２を参照して、第３実施形態では、クロスメンバ１１２が車幅方向の中央部において部分的に窄められている。これに関する構成以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態と実質的に同じ部分については説明を省略する場合がある。
【0067】
本実施形態では、第１板部材１１３は、車幅方向の中央部において車長方向に凹んだ形状の第１凹部１１３ｌを有している。第２板部材１１４は、車幅方向の中央部において車長方向に凹んだ形状の第２凹部１１４ｆを有している。第１凹部１１３ｌおよび第２凹部１１４ｆは、互いに当接している。これにより、上壁１１３ａ，１１４ａに加えて第１凹部１１３ｌおよび第２凹部１１４ｆにおいても第１板部材１１３および第２板部材１１４が互いに支持し合う構成になっている。
【0068】
本実施形態によれば、第１凹部１１３ｌおよび第２凹部１１４ｆにおいて、第１板部材１１３および第２板部材１１４が互いに支持し合う構成となっているため、クロスメンバ１１２の車幅方向の中央部の強度を向上できる。
【0069】
本実施形態では、第１凹部１１３ｌおよび第２凹部１１４ｆがクロスメンバ１１２の車幅方向の中央部に形成されている例を示しているが、第１凹部１１３ｌおよび第２凹部１１４ｆの位置は特に限定されず、任意の位置に形成され得る。
【0070】
以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態および変形例の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。また、電動車両用バッテリーケースフレームを例に実施形態を説明したが、その他の電動車両用フレーム、例えば車両構造などに使用することも可能である。
【符号の説明】
【0071】
１ 電動車両
１０ 車体前部
２０ 車体中央部
３０ バッテリー
１００ バッテリーケース（電動車両用バッテリーケース）
１１０ フレーム（電動車両用バッテリーケースフレーム、電動車両用フレーム）
１１１ 外枠体
１１１ａ，１１１ｂ 横骨
１１１ｃ，１１１ｄ 縦骨
１１２ クロスメンバ
１１３ 第１板部材
１１３ａ 上壁
１１３ｂ 下壁
１１３ｃ 側壁
１１３ｄ，１１３ｅ 延出部
１１３ｆ～１１３ｋ 孔部
１１３ｌ 第１凹部
１１４ 第２板部材
１１４ａ 上壁
１１４ｂ 下壁
１１４ｃ 側壁
１１４ｄ，１１４ｅ 延出部
１１４ｆ 第２凹部
１１５ 補強部材
１２０ トレイ
１２１ フランジ部
１２２ 収容部
１３０ トップカバー
１４０ アンダーカバー
２００ ロッカー部材
３００ フロアパネル
４００ フロアクロスメンバ
１０ 車体前部
２０ 車体中央部
３０ バッテリー
１００ バッテリーケース（電動車両用バッテリーケース）
１１０ フレーム（電動車両用バッテリーケースフレーム、電動車両用フレーム）
１１１ 外枠体
１１１ａ，１１１ｂ 横骨
１１１ｃ，１１１ｄ 縦骨
１１２ クロスメンバ
１１３ 第１板部材
１１３ａ 上壁
１１３ｂ 下壁
１１３ｃ 側壁
１１３ｄ，１１３ｅ 延出部
１１３ｆ～１１３ｋ 孔部
１１３ｌ 第１凹部
１１４ 第２板部材
１１４ａ 上壁
１１４ｂ 下壁
１１４ｃ 側壁
１１４ｄ，１１４ｅ 延出部
１１４ｆ 第２凹部
１１５ 補強部材
１２０ トレイ
１２１ フランジ部
１２２ 収容部
１３０ トップカバー
１４０ アンダーカバー
２００ ロッカー部材
３００ フロアパネル
４００ フロアクロスメンバ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】