JP2008081096A - ハイブリッド車両のバッテリ搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリパッケージを車両に容易に装着でき、車体に対する姿勢を容易に変更することができるハイブリッド車両のバッテリ搭載構造を提供する。
【解決手段】本発明によるハイブリッド車両のバッテリ搭載構造は、バッテリパッケージ下側に一体に備えられ、内部にバッテリパッケージへの電気配線があり、回動軸となる円筒形軸部材と、バッテリパッケージをリアシートの後方に起こした状態に固定し、バッテリパッケージを車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第１固定手段と、バッテリパッケージをリアフロアの上側面に寝かせた状態に固定し、バッテリパッケージを車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第２固定手段と、を含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両のバッテリ搭載構造に係り、より詳しくは、モータとエンジンのハイブリッド車両において、モータに電気を供給するバッテリが車両に搭載される構造に関する。

ハイブリッド車両のモータに電気を供給するバッテリは、比較的体積および荷重が大きく、車両内に搭載される状態によって、車両の空間活用性や利用便宜性および安全性などが変化する。従来のバッテリ搭載構造の中には、バッテリとインバータとを１つの統合パッケージとして作り、リアシートの後面にリアシートと同一の角度で傾斜するように設置したものがある。このような構造は、リアシートの後方の空間を相対的に大きく確保でき、トランクルームとしての空間を活用することが容易である。そのため、スペアタイヤを搭載したり脱離させたりすることが容易である。このような長所は、後方衝突時の衝撃を吸収して変形する空間が相対的に広く確保されるので安全性を増加させる。

一方、バッテリとインバータとの統合パッケージをリアフロアに平坦に載せる構造がある。このような構造は、相対的に統合パッケージを車体に装着する作業性が容易である。リアシートを畳んでスキー板などのような長い物体を車両に積載できる。しかし、相対的にトランクルームを狭くして、スペアタイヤの搭載や脱離は容易でなくなる。また、後方衝突時の衝撃を吸収して変形する空間が十分に確保しにくいという短所がある。
特開２００２−１２７７６０号公報

本発明の目的は、上記のような２種類のバッテリ搭載方法の長所を一様に備えることであり、バッテリパッケージ（バッテリまたはインバータとバッテリを統合したものを指す）を車両に容易に装着でき、車体に対する姿勢を容易に変更することができるハイブリッド車両のバッテリ搭載構造を提供することにある。

上記のような目的を達成するため、本発明によるハイブリッド車両のバッテリ搭載構造は、バッテリパッケージ下側の車両後方側の角に一体に設けられ、内部を前記バッテリパッケージへの電気配線が通過し、車体に対して前記バッテリパッケージを回動させる回動軸となる円筒形軸部材と、前記バッテリパッケージをリアシートの後方に起こした状態で固定し、前記バッテリパッケージを車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第１固定手段と、前記バッテリパッケージをリアフロアの上側面に寝かせた状態で固定し、前記バッテリパッケージを車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第２固定手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、設置が正立で傾斜させないため、バッテリパッケージを車両に容易に装着することができる。また、バッテリパッケージの起こした状態と寝かした状態を切り替えられるようにしたため、バッテリの車体に対する姿勢を容易に変更することができる。その結果、トランクとして活用できる空間の確保が容易となる。また、後方衝突時の衝突エネルギー吸収に必要な十分な空間の確保が容易となる。さらに、スペアタイヤの取り扱いに必要な空間の確保が容易となる。さらにまた、リアシートを畳んでスキー板のような長い物体を車両に搭載することが容易となる。

以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は、本発明によるハイブリッド車両のバッテリ搭載構造を示す斜視図である。図２は、図１のバッテリパッケージを他の側面から見た斜視図である。図１と図２に示すように、バッテリパッケージ１は、バッテリパッケージ１の下側の車両後方側となる角の部分に一体に備えられ、車体に対するバッテリパッケージ１の回動軸の役割を成し、バッテリパッケージ１に出入する電気配線が内部を通過する円筒形軸部材３と、バッテリパッケージ１をリアシートの後方に起こした状態に固定し、バッテリパッケージ１を車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第１固定手段と、バッテリパッケージ１をリアフロアの上側面に寝かせた状態で固定し、バッテリパッケージ１を車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第２固定手段と、を含んで構成される。

ここで、バッテリパッケージ１は、単純にハイブリッド車両のモータを駆動するバッテリを指す場合と、バッテリとインバータとを統合して１つにパッケージ化したものを指す場合の両方を含むものとして使用する。すなわち、本発明は、単純にバッテリのみをパッケージ化した場合はもちろん、バッテリとインバータとを統合して１つのパッケージとして入れた場合をその適用対象とする。また、バッテリパッケージ１は、図１に示すように一側が長い直方体に形成され、車両のリアシートとトランクルームとの間の空間に、円筒形軸部材３が車体の横方向に沿うように設置される。バッテリパッケージ１は、図１のように起こした状態を基準として、上側面１−１、側面１−２、車両後方の側面１−３に区分する。

円筒形軸部材３には、円周方向に沿って一定の断面形状で長く突出した係止ビード５が備えられる。車体には係止ビード５が挿入される係止溝７を備えた支持部材９が備えられ、円筒形軸部材３の長手方向の移動が制限されるようになっている。もちろん、円筒形軸部材３を覆う別のブラケットなどが車体に固定される。円筒形軸部材３を回動軸によって、バッテリパッケージ１を起こした状態と寝かせた状態に回動する動作が、安定して円滑に行なわれる。円筒形軸部材３の内部を通ってバッテリパッケージ１に連結する電線は、バッテリパッケージ１を起こした状態と寝かせた状態に切り替えても、大きな変形は生じない。そのため、安定した連結状態を持続的に確保することができる。

図３は、第１固定手段の構造および作動原理を示す図である。第１固定手段は、図１〜３に示すように、バッテリパッケージ１の上側面に備えられる。第１固定手段は、回動操作をできるようにしたハンドル１１と、ハンドル１１の回動操作によって回動する駆動ドラム１３と、駆動ドラム１３にベルト１５を介して連結された歯車形回転子１７と、歯車形回転子１７の回動によって、バッテリパッケージ１の両側に突出または両側から引っ込むように動作し、歯車形回転子１７の歯が挿入される結合孔を一定の間隔で複数備え、歯車形回転子１７の両側に互いに対向して備えられた車体連結バー１９とを含んで構成される。

したがって、ハンドル１１を回動させれば、その操作力が駆動ドラム１３とベルト１５とを介して歯車形回転子１７に伝えられ、歯車形回転子１７が回転しながら車体連結バー１９の先端を両側に同時に突出させ、また、同時に引っ込むようにするものである。バッテリパッケージ１を起こした状態で車体連結バー１９がバッテリパッケージ１の側面に突出すれば、それに相応する車体側には車体連結バー１９が挿入される孔などが備えられるので、バッテリパッケージ１が車体連結バー１９と円筒形軸部材３によって車体に安定した状態で拘束される。

図４は第２固定手段の構造および作動原理を説明した図である。図１および図４に示すように、第２固定手段は、バッテリパッケージ１の車両後方の側面１−３に突出するように備えられた底連結リング２１と、リアフロアに備えられ、バッテリパッケージ１をリアフロアの上側面に寝かせた状態で、リアフロアに平行な方向に直線運動することによって、底連結リング２１のリング孔に出入りする固定バー２３と、固定バー２３に一体に結合されて、固定バー２３が底連結リング２１のリング孔から離れる方向に支持するようにした板バネ２５と、リアフロアに垂直な回動軸を有して設けられ、回動されることによって固定バー２３が板バネ２５の弾性力を克服して、底連結リング２１のリング孔に挿入される方向に移動して、固定された状態を維持することができるようにしたカムノブ２７と、固定バー２３と板バネ２５およびカムノブ２７を一体に包み込むように備えられ、リアフロアに設けられる底固定ボディ２９とを含んで構成される。

すなわち、ユーザがカムノブ２７を回動すると、固定バー２３が底連結リング２１のリング孔を出入りして、係止される状態と係止されない状態とを切り替えられるようにしたものである。したがって、ユーザがバッテリパッケージ１を起こした状態で、ハンドル１１を操作して車体連結バー１９の両側が引っ込むように動作させた後、バッテリパッケージ１を円筒形軸部材３の回動軸を中心に回動させ、リアフロアの上側面にバッテリパッケージ１を寝かせれば、底連結リング２１が底固定ボディ２９に係合する。この状態でユーザがカムノブ２７を回動させて、固定バー２３を板バネ２５の弾性力に勝って前進させ、固定バー２３を底連結リング２１のリング孔に挿入して係止させると、バッテリパッケージ１は円筒形軸部材３と底連結リング２１および固定バー２３によって、車体に安定した状態で拘束される。

図５は、バッテリパッケージを寝かせた状態で使用する空気供給手段の分解斜視図である。図６は、フロアパネルに設けられた空気供給手段の断面図である。図７は、空気供給手段の駆動シリンダを回動すると、連結シリンダおよびフラップバルブが作動することを説明した図である。図１、２、５〜７に示すように、本発明の実施例では、バッテリパッケージ１をリアフロアの上側面に寝かした状態で、リアフロア側からバッテリパッケージ１の車両後方の側面１−３を介して、バッテリパッケージ１の内部に空気を供給するようにした空気供給手段（図５参照）と、バッテリパッケージ１の一側面１−２の上側に備えられ、空気供給手段と選択的にバッテリパッケージ１に空気を供給するようにした、バッテリパッケージを起こした状態で使用する第１空気入口３１（図１参照）と、バッテリパッケージ１の他側面の下側に備えられ、空気供給手段または第１空気入口３１を介してバッテリパッケージ１の内部を通過した空気を排出するようにした空気出口３３（図２参照）をさらに備えている。すなわち、バッテリパッケージ１は、第１空気入口３１と空気供給手段とから選択的に空気を供給されることができ、このように供給された空気は空気出口３３を介して排出される。

図１、図５、図６に示すように、空気供給手段は、バッテリパッケージ１の車両後方の側面に備えられた第２空気入口３５と、バッテリパッケージ１をリアフロアの上側面に寝かせると、第２空気入口３５と係合する位置にリアフロアを貫通するように備えられる外筒３７と、外筒３７の内側に回動可能に設けられて上側端と下側端に駆動フランジ３９を備えた駆動シリンダ４１と、駆動シリンダ４１の内側に設けられて一部分が外筒３７に連結されて固定された内筒４３と、内筒４３に回動軸が固定され、駆動シリンダ４１の駆動フランジ３９に転接するように設けられた回転輪４５を一体に備えて、駆動フランジ３９が回動する時に駆動フランジ３９の回動軸に垂直な回動軸によって回動し、内筒４３を開放および閉鎖するように設けられたフラップバルブ４７とを含んで構成される。

駆動シリンダ４１と内筒４３との間には、リアフロアの上下方向に直線運動するように設けられた連結シリンダ４９が備えられ、駆動シリンダ４１の内側にはガイド突起５１がある。連結シリンダ４９の外周面に螺旋ガイド溝５３がある。連結シリンダ４９にフラップバルブ４７の回動軸が通過するように上下方向に直線形に形成された直線ガイド切開部５５がある。駆動シリンダ４１およびガイド突起５１が回動すると、連結シリンダ４９が上下方向に直線運動する構造である。また、内筒４３の内部には、内筒４３を通過する空気を濾過するフィルタ５７が備えられる。本実施例では、フラップバルブ４７は、フィルタ５７を挟んで下側と上側に各々設けられる。駆動シリンダ４１の回転によって共に回動する。

第１空気入口３１は、バッテリパッケージ１を起こした状態でバッテリパッケージ１の内部に空気を供給するのに用いられるものであって、この時、第２空気入口３５は、図１に示すようにキャップで塞ぐようにする。図１および図２には、第１空気入口３１と第２空気入口３５および空気出口３３がすべてキャップで塞がれた状態で示されている。車体の内部には、図に示されないフレキシブルなダクト構造の空気供給管が備えられおり、第１空気入口３１に着脱できる。空気出口３３にも車体に設けられたフレキシブルなダクト構造の空気排出管が連結される。したがって、バッテリパッケージ１を起こした状態では、この空気供給管が第１空気入口３１に装着され、バッテリパッケージ１の内部に空気を供給する。バッテリパッケージ１を寝かせた状態では、第１空気入口３１をキャップで塞いで、空気供給手段によってバッテリパッケージ１の内部に空気を供給する。バッテリパッケージ１に供給された空気は、共通して空気出口３３から空気排出管を介して外部に排出される。

空気供給手段は、より詳細にはユーザが駆動シリンダ４１を回動すると、駆動シリンダ４１の駆動フランジ３９に転接するように設けられた回転輪４５が回動し、フラップバルブ４７を回動させて内筒４３が開放される。したがって、内筒４３の下側から、車体下側の空気が上側に通過できる状態になり、この空気はフィルタ５７によって濾過されて、バッテリパッケージ１に供給される。駆動シリンダ４１が回動すると、フラップバルブ４７が開放されると同時に、ガイド突起５１が回転しながら連結シリンダ４９の螺旋ガイド溝５３に沿って、連結シリンダ４９を上側に直線移動させる。したがって、連結シリンダ４９は、リアフロアの上側に突出した状態となる。この状態で、バッテリパッケージ１を寝かせれば、第２空気入口３５に連結シリンダ４９が挿入され、内筒４３を介して流入する車体下側の空気が、第２空気入口３５を介してバッテリパッケージ１の内部に供給される。もちろん、上記のような状態は固定バー２３と底連結リング２１および円筒形軸部材３によって堅固に維持される。

上記のような状態から再びバッテリパッケージ１を起こす時には、カムノブ２７を回動させ、固定バー２３が板バネ２５の力で底連結リング２１から分離した状態で、バッテリパッケージ１を起こし、ハンドル１１を操作して、バッテリパッケージ１を車体連結バー１９で車体に固定し、空気供給管を第１空気入口３１に締結して、第２空気入口３５はキャップで塞げば良い。もちろん、駆動シリンダ４１を反対方向に回動させれば、連結シリンダ４９が下側に降りて、フラップバルブ４７が閉じられた状態になる。

図８は、上記のようにバッテリパッケージ１を起こした状態と寝かせた状態の切り替えを、車体の側方向から示したものである。左側はバッテリパッケージ１が起こされ、空気の流れが空気供給管Ａから第１空気入口３１を介して空気出口３３に流れ出て、空気排出管Ｂから排出する状況を概略的に示したものである。これに対して、右側はバッテリパッケージ１を寝かせて、空気の流れが空気供給手段Ｃを介してバッテリパッケージ１に供給され、循環された後に、空気排出管Ｂに流れ出る状況を概略的に示したものである。

上記のような構造において、バッテリパッケージ１を起こせば、リアシートの後方の空間を相対的に広く確保することができる。そのため、トランクルームで空間を活用することが容易である。スペアタイヤを搭載したり脱離したりすることも容易である。後方衝突時の衝撃を吸収しながら変形する空間が相対的に広く確保されて安全性が増加する。バッテリパッケージ１を寝かせれば、リアシートを畳んでスキー板などのような長い物体を車両に積載できる。また、上記のような構造は、バッテリパッケージ１をリアシートの傾斜度に合わせて傾斜するように装着しなくとも良いため、比較的簡単な組立作業ができる。

本発明は、ハイブリッド車両のバッテリ搭載構造に好適である。

本発明によるハイブリッド車両のバッテリ搭載構造を示す斜視図である。（実施例１） 図１のバッテリパッケージを他の側面から見た斜視図である。 第１固定手段の構造および作動原理を示す図である。 第２固定手段の構造および作動原理を説明した図である。 バッテリパッケージを寝かせた状態の時に空気を供給する空気供給手段を示した分解斜視図である。 フロアパネルに設けられた空気供給手段の断面図である。 空気供給手段の駆動シリンダを回動させることによって、連結シリンダを突出させ、フラップバルブを開く動作を説明した図である。 バッテリパッケージを起こした状態と寝かせた状態の切り替えを車体の側方向から見た図である。

符号の説明

１ バッテリパッケージ
３ 円筒形軸部材
５ 係止ビード
７ 係止溝
９ 支持部材
１１ ハンドル
１３ 駆動ドラム
１５ ベルト
１７ 歯車形回転子
１９ 車体連結バー
２１ 底連結リング
２３ 固定バー
２５ 板バネ
２７ カムノブ
２９ 底固定ボディ
３１ 第１空気入口（バッテリパッケージの側面１−２に設置）
３３ 空気出口
３５ 第２空気入口（バッテリパッケージの後方側面１−３に設置）
３７ 外筒
３９ 駆動フランジ
４１ 駆動シリンダ
４３ 内筒
４５ 回転輪
４７ フラップバルブ
４９ 連結シリンダ
５１ ガイド突起
５３ 螺旋ガイド溝
５５ 直線ガイド切開部
５７ フィルタ

Claims (8)

1. バッテリパッケージ下側の車両後方側の角に一体に設けられ、内部を前記バッテリパッケージへの電気配線が通過し、車体に対して前記バッテリパッケージを回動させる回動軸となる円筒形軸部材と、
   前記バッテリパッケージをリアシートの後方に起こした状態で固定し、前記バッテリパッケージを車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第１固定手段と、
   前記バッテリパッケージをリアフロアの上側面に寝かせた状態で固定し、前記バッテリパッケージを車体に対して回動が可能な状態と不可能な状態に切り替え可能な第２固定手段と、を含んで構成されたことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
2. 前記円筒形軸部材には、円周方向に沿って一定の断面形状で長く突出した係止ビードが備えられ、
   車体には前記係止ビードが挿入される係止溝を備えた部材が備えられ、前記円筒形軸部材の長手方向の移動が制限されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
3. 前記第１固定手段は、
   前記バッテリパッケージの上側面に備えられ、回動操作をできるようにしたハンドルと、
   前記ハンドルの回動操作によって回動する駆動ドラムと、
   前記駆動ドラムにベルトに連結された歯車形回転子と、
   前記歯車形回転子の回動によって、前記バッテリパッケージの両側に突出または両側から引っ込むように動作し、前記歯車形回転子の歯が挿入される結合孔を一定の間隔で複数備え、前記歯車形回転子の両側に互いに対向して備えられた車体連結バーと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
4. 前記第２固定手段は、
   前記バッテリパッケージの車両後方の側面に突出するように備えられた底連結リングと、
   車体のリアフロアに備えられ、前記バッテリパッケージをリアフロアの上側面に寝かせた状態で、前記リアフロアに平行な方向に直線運動させることによって、前記底連結リングのリング孔に出入りする固定バーと、
   前記固定バーに一体に結合されて、前記固定バーが前記底連結リングのリング孔から離れる方向に支持する板バネと、
   前記リアフロアに垂直な回動軸を有して設けられ、回動されることによって、前記固定バーが前記板バネの弾性力を克服して前記底連結リングのリング孔に挿入される方向に移動して固定された状態を維持するカムノブと、
   前記固定バーと板バネおよび前記カムノブを一体に包み込むように備えられ、前記リアフロアに設けられる底固定ボディと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
5. 前記バッテリパッケージをリアフロアの上側面に寝かせた状態で、前記リアフロア側から前記バッテリパッケージの車両後方の側面を介して、バッテリパッケージ内部に空気を供給するようにした空気供給手段と、
   前記バッテリパッケージを前記リアフロアに起こした状態で、前記バッテリパッケージの一側面の上側に備えられ、前記空気供給手段と選択的に前記バッテリパッケージに空気を供給するようにした第１空気入口と、
   前記バッテリパッケージの他側面の下側に備えられ、前記空気供給手段または前記空気入口を介して、バッテリパッケージの内部を通過した空気を排出するようにした空気出口と、をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
6. 前記空気供給手段は、
   前記バッテリパッケージの車両後方の側面に備えられた第２空気入口と、
   前記バッテリパッケージをリアフロアの上側面に寝かせると、前記空気入口に合わさる位置で前記リアフロアを貫通するように備えられた外筒と、
   前記外筒の内側に回動可能に設けられて上側端と下側端に駆動フランジを備えた駆動シリンダと、
   前記駆動シリンダの内側に設けられ、一部分が前記外筒に連結されて固定された内筒と、
   前記内筒に回動軸が固定され、前記駆動シリンダの駆動フランジに転接するように設けられた回転輪を一体に備えて、前記駆動フランジが回動する時に駆動フランジの回動軸に垂直な回動軸によって回動し、前記内筒を開放および閉鎖するように設けられたフラップバルブと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
7. 前記駆動シリンダと内筒の間に、リアフロアの上下方向に直線運動するように設けられた連結シリンダがさらに備えられ、
   前記駆動シリンダの内側にガイド突起を備え、
   前記連結シリンダの外周面に螺旋ガイド溝を備え、
   前記連結シリンダに前記フラップバルブの回動軸が通過するように上下方向に直線形に形成された直線ガイド切開部を備え、
   前記駆動シリンダおよびガイド突起の回動によって、前記連結シリンダが上下方向に直線運動するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。
8. 前記内筒の内部には内筒を通過する空気を濾過できるようにフィルタがさらに備えられたことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両のバッテリ搭載構造。

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