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組電池車載構造 - 日産自動車株式会社
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発明の名称 組電池車載構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−15600(P2007−15600A)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
出願番号 特願2005−200341(P2005−200341)
出願日 平成17年7月8日(2005.7.8)
代理人 【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
発明者 小久保 毅之 / 村松 聡 / 東野 龍也
要約 課題
車両後部の大型化をなるべく抑制しつつ、車両後方から組電池に作用する衝撃を低減可能な組電池車載構造を得る。

解決手段
車両の後部座席2より後方のフロアパネル3上に組電池1を搭載した組電池車載構造において、車両後方からの衝撃荷重によって、車体側の一部と組電池との結合を解除するとともに、当該組電池1を後部座席2より後側のフロアパネル3設置位置より下方となる領域に導入するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】
車両の後部座席より後方のフロアパネル上に組電池を搭載した組電池車載構造において、
車両後方からの衝撃荷重によって、前記組電池を後部座席より後側のフロアパネル設置位置より下方となる領域に導入するようにしたことを特徴とする組電池車載構造。
【請求項2】
前記組電池を、さらに後部座席下端より下方となる領域に導入するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の組電池車載構造。
【請求項3】
前記組電池は、車体側の一部と結合されており、車両後方からの衝撃荷重によって、当該車体側の一部との結合が解除されるとともに、後部座席より後側のフロアパネル設置位置より下方となる領域に導入されることを特徴とする請求項1または2に記載の組電池車載構造。
【請求項4】
前記組電池より前方のフロアパネルに脆弱部を設け、車両後方からの衝撃荷重によって当該脆弱部を変形させることで、当該組電池を前方かつ下方に移動させるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一つに記載の組電池車載構造。
【請求項5】
車幅方向に延設された車体骨格部材としてのクロスメンバ上に前記組電池を配置し、車両後方からの衝撃荷重によって、当該クロスメンバを他の車体骨格部材から切り離すとともに、当該組電池を当該クロスメンバの設置位置より下方となる領域に導入するようにしたことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の組電池車載構造。
【請求項6】
前記組電池または車体側に、組電池を所定方向に移動案内するガイド部を設けたことを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一つに記載の組電池車載構造。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、組電池車載構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、ハイブリッド車両の駆動電源や、燃料電池車両の補助電源として用いるべく、複数の電池を接続して成る組電池を搭載した車両が知られている。
【0003】
近年、組電池の小型化が進み、この種の車両では、組電池を後部座席後方のラゲッジルームに搭載することが一般的に行われている。
【特許文献1】特開2001−283803号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように組電池を後部座席後方のラゲッジルームに搭載した車両では、追突時や後退中の衝突時等に組電池を保護すべく、車両後部からの衝撃荷重に対しては、車体の組電池よりも後方に位置する領域を変形させることで衝撃を吸収し、組電池の損傷を抑制するようにしていた。
【0005】
そのためには、組電池後端と車体後端との距離をある程度長く確保する必要があるが、そのような構成は特に小型車には不向きであり、搭載場所の変更を余儀なくされる場合もあった。
【0006】
そこで、本発明は、車両後方からの衝撃荷重に対し、車両後部の大型化をなるべく抑制しつつ、組電池の保護性を高めることができる組電池車載構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にあっては、車両の後部座席より後方のフロアパネル上に組電池を搭載した組電池車載構造において、車両後方からの衝撃荷重によって、前記組電池を後部座席より後側のフロアパネル設置位置より下方となる領域に導入するようにしたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、車両後方からの衝撃荷重によって、組電池を後部座席より後側のフロアパネル設置位置より下方となる領域に導入するようにしたため、車体後部の大型化を抑制しながら、車両後方からの衝撃荷重に対して組電池を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0010】
(第1実施形態)図1は、本実施形態にかかる組電池車載構造を示す斜視図、図2は、組電池車載構造を示す側面図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重が作用した状態を示す図、図3は、組電池と車体側に設けたブラケットとを示す斜視図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重が作用した状態を示す図である。なお、各図中、FRは車両前後方向前方を示す。
【0011】
ハイブリッド車両の駆動電源や、燃料電池車両の補助電源として、複数の電池を接続して構成された組電池1は、扁平な直方体状に形成されており、平面視で矩形状の取付パネル6上に固定されている。この取付パネル6は、剛性および強度(特に車両前後方向の座屈剛性)を比較的高めてあり、外部から作用する荷重に対して組電池1の保護を図るものである。また、後方からの荷重を前方に伝達する機能も有する。
【0012】
本実施形態では、この組電池1を、車両の後部座席2より後方のフロアパネル3上に搭載している。具体的には、車両後部の両側部で前後に延設したサイドメンバ4,4上に、フロアパネル3および側面視で山形状のベースブラケット8,8を設け、このベースブラケット8,8に、それぞれ取付パネル6に固定されたブラケットアーム7,7を固定することで、組電池1の後部を車体側に固定するようにしている。各ベースブラケット8は、例えばフロアパネル3の平坦部3bを貫通するボルト(図示せず)等を用いて、サイドメンバ4に固定されるようにしてある。なお、平坦部3bには、そのボルトを挿通させる車両前後方向に長い長穴を形成しておくのが好適である。
【0013】
取付パネル6の後縁から後方に伸びる帯状のブラケットアーム7は、側面視で山形状に折曲成形されており、山形状同士を重ねるようにして、ベースブラケット8上に重合されている。そして、後側の傾斜部7aに、後縁側に開放する切欠7bを設け、この切欠7bに挿通したボルト9をベースブラケット8の後側の傾斜部8a上に固定している。すなわち、ベースブラケット8とブラケットアーム7とをボルト9によって共締め固定している。ただし、後述するように、後方から比較的大きな荷重(衝撃荷重)が入力されたときにはブラケットアーム7が抜け出るよう、ボルト9の締め付けトルクは適宜に設定してある。
【0014】
一方、組電池1の前部(取付パネル6の前部)は、フロアパネル3にボルト等によって固定されている。
【0015】
また、この組電池1は、サイドメンバ4,4間に架設した車幅方向に伸びるクロスメンバ5の上または下(本実施形態では上)に、当該クロスメンバ5と前後方向にオーバーラップするように配置し、このクロスメンバ5によって、車両側面衝突時等に印加される側方からの衝撃に対して保護を図るようにするのが好適である。
【0016】
一方、フロアパネル3の平坦部3bの前側には、前下がりの傾斜部3aが連設されている。この傾斜部3aには、車幅方向に伸びる帯状の薄肉部や、溝部等(図示せず)の脆弱部を、所定の間隔をあけて複数並べて形成するなどして、フロアパネル3の平坦部3bや取付パネル6に対して相対的に前後方向の座屈剛性や曲げ剛性を弱め、後方からの比較的大きな荷重に対しては、この傾斜部3aが座屈あるいは折曲するようにしてある。
【0017】
上記構成の組電池車載構造において、通常状態では、図2の(a)に示すように、組電池1は、後部座席2より後方のフロアパネル3上に配置されている。
【0018】
一方、車両後面衝突時等に、車両後部に、前方へ向かう比較的大きな荷重(衝撃荷重)が入力されると、当該荷重は、フロアパネル3の平坦部3bや取付パネル6を介して、その前方の傾斜部3aに作用する。
【0019】
ここで、上述したように、傾斜部3aには脆弱部が形成されているため、その後端部に前方に向けて作用する荷重によって、傾斜部3aは例えば蛇腹状に屈曲変形して、前後方向に縮小する。
【0020】
また、ボルト9の締め付けトルクを適宜に設定してあるため、その荷重によってフロアパネル3から取付パネル6(および組電池1)が前方に引かれ、当該取付パネル6に固定されたブラケットアーム7がベースブラケット8から解除され、取付パネル6および組電池1はフロアパネル3とともにさらに前方に移動する。
【0021】
つまり、車両後部に、前方へ向かう比較的大きな荷重が入力されると、図2の(b)に示すように、傾斜部3aが短くなり、これにより、フロアパネル3とともに、組電池1も、当初の設置位置より前方かつ下方に移動する。
【0022】
このとき、組電池1は、その自重によって下方に落下し、組電池1の前側の一部が、後部座席2より後側のフロアパネル設置位置より下方となる領域(図2の(b)中に右下がりのハッチングで示す領域)に進入する。
【0023】
ただし、このとき、フロアパネル3は、車体から完全に切り離されることはなく、少なくともその前部および後部が適宜に車体側に接続された状態を維持して、組電池1が車体から分離して地面に落下するのを防いでいる。また、かかる構成では、組電池1が前方および下方に移動する際にフロアパネル3が弾性力を発生し、組電池1の緩衝体として機能する。なお、フロアパネル3の側縁部(車幅方向の端縁部)については、当該フロアパネル3がよりスムーズに前方に移動できるよう、適宜、車体側(サイドメンバ4,4)との接合強度を弱くしたり、脆弱部を設けたりして、当該荷重によって車体側から分離するようにしておくのが好適である。
【0024】
また、上述したように、ベースブラケット8の傾斜部8aとブラケットアーム7の傾斜部7aとを重合させたことで、この部分が、組電池1の姿勢を、前下がりの傾斜部3aおよび後傾する後部座席2のシートバックに沿った前下がりの姿勢に変化させる(すなわち組電池1を図2の反時計回り方向に回動させる)ガイドとなり、傾斜部3aの変形、ならびに組電池1の前方かつ下方への移動をより円滑にかつより確実に行わせるとともに、組電池1が後部座席2に衝突するのを抑制することができる。
【0025】
すなわち、本実施形態によれば、車両後部に前方に向かう大きな荷重が作用した場合に、組電池1を、後部座席2等に衝突させることなく、後部座席2の後側の比較的広い空間内で、前方かつ下方に向けて斜め方向に比較的長い距離を移動させることができるため、組電池1に与える損傷を極力小さくすることができる。
【0026】
さらに、図2の(b)に示すように、組電池1(および取付パネル6)の重さに対するフロアパネル3の厚み等のスペックを適宜に設定することで、組電池1の前側の一部を、後部座席2の下端より下方となる領域(図2の(b)中に網掛けで示す領域)まで進出させるのが好適である。こうすれば、組電池1の保護性をより一層高めることができる。
【0027】
また、本実施形態によれば、組電池1を車体側に取り付けるためのブラケットとしてのブラケットアーム7やベースブラケット8に、組電池1を所定方向に移動案内するガイド部として傾斜部7a,8aや切欠7bを設けたため、組電池1の姿勢をより容易に変化させることができるようになる。
【0028】
また、本実施形態によれば、フロアパネル3の少なくとも一部(前部および後部)を車体側に接続した状態を維持して、組電池1が車体から脱落しないようにしたため、組電池1をより確実に保護することができる。
【0029】
(第2実施形態)図4は、本実施形態にかかる組電池車載構造を示す側面図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重が作用した状態を示す図である。なお、本実施形態にかかる組電池車載構造は、上記実施形態と同様の構成を備える。よって、それら同様の構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0030】
本実施形態では、車幅方向に延設された車体骨格部材としてのクロスメンバ5A上に組電池1および取付パネル6を配置し、車両後方からの衝撃荷重によって、当該クロスメンバ5Aを他の車体骨格部材としてのサイドメンバ4,4から切り離すとともに、組電池1および取付パネル6に加えて、クロスメンバ5Aをも一体的に前方かつ下方に移動させ、当該クロスメンバ5Aの当初の設置位置より下方となる領域(図4中に右下がりハッチングで示した領域)に導入するようにしている。
【0031】
このため、取付パネル6をクロスメンバ5Aに固定するとともに、クロスメンバ5Aとサイドメンバ4,4との接続部分に関しては、接合強度を弱くしたり、脆弱部を設けたりして、前方に向けて作用する荷重によって、クロスメンバ5Aがサイドメンバ4,4から分離するようにしておく。
【0032】
あるいは、図示しないが、例えば、クロスメンバ5Aの側端壁とサイドメンバ4,4の側壁とを当接させ、これら壁のうちいずれか一方に、少なくとも後方に向けて開放する切欠を設け、この切欠にボルト等を挿通させつつ、このボルト等によって当該側端壁と側壁とを締結するようにしてもよい。こうすれば、当該切欠が、クロスメンバ5Aを移動案内するガイドとなる。この場合、組電池1の移動する際の姿勢に応じて、切欠の延伸方向(例えば前下がり方向等)を設定するのが好適である。
【0033】
本実施形態によっても、上記第1実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態によれば、クロスメンバ5Aも含めて移動させる分、移動する部分の質量が重くなるため、組電池1を、さらに下方により容易に移動させることができるようになるという利点がある。
【0034】
(第3実施形態)図5は、本実施形態にかかる組電池車載構造を示す側面図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重が作用した状態を示す図である。なお、本実施形態にかかる組電池車載構造は、上記実施形態と同様の構成を備える。よって、それら同様の構成要素については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0035】
上記実施形態では、組電池1を、前下がりとなる姿勢で前方かつ下方に移動させたのに対し、本実施形態では、組電池1を、前上がり(後下がり)となる姿勢で前方かつ下方に移動させるものである。このため、フロアパネル3Bを、組電池1(および取付パネル6)をやや前上がりの姿勢で載置する前上がりの傾斜部3cと、その後方の前下がり(後上がり)の傾斜部3dとを含む構成とし、さらに、側面視で山形状のベースブラケット8Bの前側の傾斜部に、取付パネル6に固定されて後上がりに傾斜するブラケットアーム7Bを重ね合わせ、これらによって、組電池1の後部を前方かつ下方に向けて移動案内するようにしている。また、かかる構成により、組電池1の前上がり(後下がり)の傾斜が急になる(すなわち組電池1は図5の時計回り方向に回動する)。
【0036】
そして、本実施形態でも、上記第2実施形態と同様、クロスメンバ5Bをサイドメンバ4,4から切り離し、組電池1および取付パネル6とともにクロスメンバ5Bを下方に移動させるようにしている。
【0037】
かかる本実施形態によっても、上記第1および第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0038】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【0039】
例えば、上記実施形態では、組電池を取付パネルを介して車体側に取り付けた例を開示したが、組電池の底壁部の剛性および強度を適宜に高めておくことで、取付パネルを省略するようにしてもよい。
【0040】
また、ブラケットその他の形状も、種々の変形が可能であって、例えば、サイドメンバの内側側壁面上に、組電池に接続されたプレート状のブラケットを当接させ、これら側壁とブラケットとを結合するようにしてもよい。
【0041】
また、組電池を移動案内するガイド部を、ブラケット以外の車体と組電池とが接触する部分に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる組電池車載構造を示す斜視図。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる組電池車載構造を示す側面図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重によって組電池が移動した状態を示す図。
【図3】本発明の第1実施形態にかかる組電池車載構造における組電池と車体側に設けたブラケットとを示す斜視図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重によって組電池が移動した状態を示す図。
【図4】本発明の第2実施形態にかかる組電池車載構造を示す側面図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重によって組電池が移動した状態を示す図。
【図5】本発明の第3実施形態にかかる組電池車載構造を示す側面図であって、(a)は、通常状態を示す図、(b)は、車両後方からの衝撃荷重によって組電池が移動した状態を示す図。
【符号の説明】
【0043】
1 組電池
2 後部座席
3,3B フロアパネル
4 サイドメンバ(他の車体骨格部材)
5,5A,5B クロスメンバ(車体骨格部材)




 

 


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