JP2014061724A - 車載電源装置の搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイルベースの違いにかかわらず、電源装置を確実に搭載するとともに、車両の衝撃等の外力に対する電源装置の安全性を高める。
【解決手段】本発明の車載電源装置の搭載構造は、複数のクロスメンバ１１ｂ，１１ｂにより幅方向に所定の間隔をあけて設けられた一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａを備えた車両１０に電源装置３１を搭載する構造である。その特徴ある構成は、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に電源装置３１が搭載されたところにある。そして、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａに架設されたリヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間に電源装置３１が搭載されことが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一対のサイドメンバにリヤアクスルが架設された車両に電源装置を搭載する車載電源装置の搭載構造に関するものである。

近年、燃料の価格が高騰し、燃料を効率的に利用することができるハイブリッド自動車に大きい期待が寄せられている。本願出願人は長らく、ハイブリッド自動車の商用車両への適用を研究してきた。このような商用車両におけるシャシフレームは、一般的に複数のクロスメンバと、その複数のクロスメンバにより車両の幅方向に所定の間隔をあけて設けられた一対のサイドメンバとを備え、その一対のサイドメンバの前部にエンジンや電動発電機を搭載している。また、その一対のサイドメンバの前部には操舵装置により傾動する前輪が設けられる一方で、その一対のサイドメンバの後部にはリヤアクスルが架設される。そして、エンジンや電動発電機の駆動力をドライブシャフトによりリヤアクスルにまで伝達し、そのリヤアクスルの両端に設けられた駆動輪を回転させて、走行するように構成している。

一方、このようなハイブリッド自動車である商用車両に搭載する電源装置は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等から成るバッテリを備える。このようなバッテリにおける端子電圧は相応に高く（例、１５０〜３００Ｖ）、人がそのバッテリの端子に誤って触れることがないように、全体を絶縁状態に形成された機械的に堅固な収容箱に収容するようにしている。また、このようなバッテリを所定の温度範囲に維持して高い効率で作動させるためには、放熱または冷却のための手段も必要である。このため、シャシフレームにその長手方向に沿って、車両の側方から人がアクセスできる位置に、上下２段の細長い搭載棚をその長辺が車両の前後方向になるように設け、その搭載棚の上段に収容箱およびその冷却系を、その搭載棚の下段に電源装置を搭載する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、このような車載電源装置の搭載構造により、装置または部品が車両の各所に分散配置されることがなく、保守者または運転者にとって点検作業がしやすく、分かりやすくなり、とくにその端子電圧が人体に触れると危険である重量のあるバッテリについて、合理的な防護構造および放熱構造を設けて車両に搭載することができるとしている。

特開２００８−８０９３０号公報

しかし、商用車両において、シャシフレームを構成する一対のサイドメンバの長手方向にあって、車両の側方から人がアクセスできる位置には、従来から燃料タンク等の比較的大型の補機が設けられている。このため、その車両の側方から人がアクセスできる位置に、新たに電源装置を設ける空間を確保することは困難であった。特に、商用車両にあっては、前輪と後輪の間の距離であるホイルベースは用途によって異なり、そのホイルベースが短い車両にあっては、その車両の側方から人がアクセスできる範囲が著しく制限され、大幅な設計の見直しをしなければ、電源装置を設ける空間を新たに確保することは不可能であった。

また、近年、電源装置に設けられるニッケル水素電池やリチウムイオン電池等のバッテリにあっては、その端子電圧は相応に高いものとなるので、その電源装置を搭載した車両が衝突等されて、その外力により端子等が外部に露出するような事態を防止できれば、安全性が高まり、好ましい。

本発明の目的は、電源装置を確実に搭載し得る車載電源装置の搭載構造を提供することにある。

本発明の別の目的は、ホイルベースの違いにかかわらず、同一形状の電源装置を搭載し得る車載電源装置の搭載構造を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、車両の衝撃等の外力に対する電源装置の安全性を高め得る車載電源装置の搭載構造を提供することにある。

本発明は、複数のクロスメンバにより幅方向に所定の間隔をあけて設けられた一対のサイドメンバを備えた車両に電源装置を搭載する構造の改良である。

その特徴ある構成は、一対のサイドメンバの間に電源装置を搭載するところにある。

そして、一対のサイドメンバに架設されたリヤアクスルの前後に設けられたクロスメンバの間に電源装置を搭載することが好ましい。

本発明の車載電源装置の搭載構造では、シャシフレームを構成する一対のサイドメンバの間に電源装置を搭載するけれども、この一対のサイドメンバの間には従来から大型の補機は搭載されていない。このため、この一対のサイドメンバの間に電源装置を搭載することにより、その電源装置を確実に搭載するとともに、その搭載量を拡大させることが可能となる。

また、この一対のサイドメンバは、複数のクロスメンバにより車両の幅方向に所定の間隔をあけて設けられるものであり、一対のサイドメンバに架設されたリヤアクスルの前後には必ずクロスメンバが設けられる。そして、このリヤアクスル前後のクロスメンバの間の寸法は、ホイルベースが異なる車両にあっても、一定に保たれる。このため、リヤアクスルの前後に設けられたクロスメンバの間に電源装置を搭載することにより、同一形状の電源装置をホイルベースが異なる複数種類の車両に搭載することが可能となる。

更に、一対のサイドメンバの間、及びリヤアクスルの前後に設けられたクロスメンバの間に電源装置を搭載することにより、その電源装置の周囲は比較的堅牢なサイドメンバ及びクロスメンバにより包囲されることになる。このため、この電源装置が搭載された車両が衝突等して、車両に周囲から外力が生じても、電源装置の周囲に存在するサイドメンバ及びクロスメンバによりその外力が電源装置まで達することを防止して、その電源装置を保護することができる。この結果、車両の衝撃等の外力に対する電源装置の安全性を高めることが可能になる。

本発明実施形態の車載電源装置の搭載構造を示す斜視図である。 その搭載構造を有する車両の上面図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図２に、本発明の車載電源装置の搭載構造を有する車両１０の上面図を示す。この車両１０は、シャシフレーム１１の前部にキャブ１２が搭載された商用車両であるいわゆるトラック車両であって、そのキャブ１２はチルトアップ可能にシャシフレーム１１に搭載される。なお、このキャブ１２は、その内部に運転者が着座する運転席と同乗者が着座する助手席が設けられるものであり、キャブ１２より後方のシャシフレーム１１には、図示しない荷台が搭載されるものである。

一方、シャシフレーム１１は、断面がコ字状を成す一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａを有し、キャブ１２下方の一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの前部には、エンジン１３と、図示しない操舵装置により傾動する前輪１０ａ，１０ａが設けられる。また、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの後部には、リヤアクスル１４が架設される。また、図２の斜線で示すシャシフレーム１１の両側部１０ｂには、エンジン１３の燃料を貯留する燃料タンク等の比較的大型の補機が設けられる。

この車両１０は、いわゆるハイブリッド車両であって、キャブ１１の下方に設けられたエンジン１３には、電動発電機１８と変速機１９が連結される。変速機１９にはドライブシャフト２０が連結されリヤアクスル１４を介して駆動輪である後輪２１に接続される。電動発電機１８は、後述する電源装置３１におけるバッテリからの電気エネルギーにより回転駆動して駆動輪２１を回転可能なものであるとともに、エンジン１３により又は回転する駆動輪２１により駆動して電力を発生させ、その電力を電源装置３１におけるバッテリに充電させる発電機としても機能するようなものが用いられる。

そして、この車両１０は、エンジン１３及び電動発電機１８の双方の回転駆動力により走行可能である他に、電動発電機１８だけの回転駆動力により走行できるように構成される。その他に、この車両１０は、エンジン１３の回転駆動力により走行するとともに、電動発電機１８を駆動して電力を発生させ、その電力を電源装置３１におけるバッテリに充電することもできるように構成される。

一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの後部には、一対のリーフスプリング２２，２２を介してリヤアクスル１４が架設される。即ち、図１に示すように、リヤアクスル１４は一対のリーフスプリング２２，２２により懸架される。シャシフレーム１１のうち車両１０の進行方向に延びる一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの後部には、前後方向に所定の間隔をあけてフロントブラケット２３及びリヤブラケット２４がそれぞれ固着される（図１では、その片側のみ示す）。リーフスプリング２２，２２の前端は第１ピン２６を介してフロントブラケット２３に枢着され、後端は第２ピン２７、シャックル２８及び第３ピン２９を介してリヤブラケット２４に枢着される。

このような一対のリーフスプリング２２，２２の下方にはリヤアクスル１４が車幅方向に延びて設けられる。リヤアクスル１４は車幅方向に延びるアクスルハウジング１４ａと、このハウジング１４ａに回転可能に挿通され端部に駆動輪である後輪２１（図２）がそれぞれ連結された図示しないアクスルシャフトと、そのハウジング１４ａの中央に収容されたデファレンシャルギヤ（図示せず）とを有する。アクスルハウジング１４ａの一対のリーフスプリング２２，２２に対向する面には一対のスプリング受け座１４ｂ，１４ｂが設けられ、一対のリーフスプリング２２，２２はこれらの中央下面を上記受け座１４ｂ，１４ｂに載せた状態でＵボルト１４ｃにより固定される。

一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａには、フロントブラケット２３及びリヤブラケット２４をそれぞれ連結するようにクロスメンバ１１ｂ，１１ｂがリヤアクスル１４の前後に設けられる。このクロスメンバ１１ｂ，１１ｂは断面がＨ状又はコ字状を成し、車両１０の幅方向に伸びてその両端が一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａに固着される。これにより、このクロスメンバ１１ｂ，１１ｂは、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａを車両１０の幅方向に所定の間隔をあけて連結し、一対のリーフスプリング２２，２２によりリヤアクスル１４を懸架するシャシフレーム１１の後部における剛性を高めるようにしている。

そして、本発明の特徴ある構成は、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に電源装置３１が搭載されたところにある。この実施の形態では、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間であって、その一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａに架設されたリヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間に電源装置３１が搭載される場合を示す。なお、図では、リヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間の前側に偏って電源装置３１が搭載される場合を示す。この電源装置３１は、図示しないが、少なくともニッケル水素電池やリチウムイオン電池等から成るバッテリが収容箱３１ａに収容されたものである。

そして、このような車両１０における車載電源装置の搭載構造では、シャシフレーム１１を構成する一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に電源装置３１を搭載するけれども、この一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間には従来から大型の補機は搭載されていない。このため、この一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に電源装置３１を搭載することにより、その電源装置３１を確実に搭載することが可能となる。

また、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの外側における図２の斜線で示す側部１０ｂには、従来から燃料タンク１６等の比較的大型の補機が搭載されている。このような制限のもとに、車両１０の側方から人がアクセスできるように一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの外側に電源装置を搭載していた従来に比較して、図１に示すように、従来から大型の補機は搭載されていなかった一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に電源装置３１を搭載することにより、その搭載可能範囲は拡大する。このため、電源装置３１におけるバッテリ等の搭載量を増大させることも可能となる。

また、この一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａは、複数のクロスメンバ１１ｂ，１１ｂにより車両１０の幅方向に所定の間隔をあけて設けられるものであり、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａに架設されたリヤアクスル１４の前後には必ずクロスメンバ１１ｂ，１１ｂが設けられる。そして、このリヤアクスル１４前後のクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間の寸法Ｌ（図１）は、前輪１０ａと後輪２１の間の距離であるホイルベースＷＢ（図２）が異なる車両１０にあっても、一定に保たれる。このため、リヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間に電源装置３１を搭載することにより、同一形状の電源装置３１をホイルベースＷＢが異なる複数種類の車両１０に搭載することが可能となり、複数種類の車両１０に搭載する電源装置３１を個別に設計するようなことを不要にすることができる。

更に、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間、及びリヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間に電源装置３１を搭載することにより、その電源装置３１の周囲は比較的堅牢なサイドメンバ１１ａ，１１ａ及びクロスメンバ１１ｂ，１１ｂにより包囲されることになる。その一方、このような電源装置３１におけるバッテリの信頼性は高まり、そのようなバッテリにおける日常的なメンテナンスの必要性は低下している。このため、そのメンテナンスは、車両１０をジャッキアップして行う定期点検において行うようにすれば足りる。このため、サイドメンバ１１ａ，１１ａ及びクロスメンバ１１ｂ，１１ｂにより包囲される部位に電源装置３１を設けても、不都合は生じない。

そして、この電源装置３１が搭載された車両１０が衝突等して、車両１０に周囲から外力が生じても、電源装置３１の周囲に存在するサイドメンバ１１ａ，１１ａ及びクロスメンバ１１ｂ，１１ｂによりその外力が電源装置３１まで達することを防止されるので、その電源装置３１を保護することができる。この結果、車両１０の衝撃等の外力に対する電源装置３１の安全性を高めることができる。

なお、上述した実施の形態では、リーフスプリング２２によりリヤアクスル１４が懸架された車両１０を用いて説明したけれども、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に電源装置３１が搭載され得る限り、リヤアクスルがエアスプリングによりシャシフレームに懸架されるような車両であっても良い。

また、上述した実施の形態では、リヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間の前側に偏って電源装置３１が搭載される場合を示したけれども、一対のサイドメンバ１１ａ，１１ａの間に搭載される限り、電源装置３１は、リヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間の後側に偏って搭載しても良い。また、この電源装置３１は、リヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間の前側と後側の双方に分割して搭載しても良く、リヤアクスル１４の前後に設けられたクロスメンバ１１ｂ，１１ｂの間の全ての範囲に搭載するようにしても良い。

１０ ハイブリッド車両
１１ｂ クロスメンバ
１１ａ サイドメンバ
１４ リヤアクスル
３１ 電源装置

Claims (2)

1. 複数のクロスメンバ(11b,11b)により幅方向に所定の間隔をあけて設けられた一対のサイドメンバ(11a,11a)を備えた車両(10)に電源装置(31)を搭載する構造において、
   前記一対のサイドメンバ(11a,11a)の間に前記電源装置(31)が搭載された
   ことを特徴とする車載電源装置の搭載構造。
2. 一対のサイドメンバ(11a,11a)に架設されたリヤアクスル(14)の前後に設けられたクロスメンバ(11b,11b)の間に電源装置(31)が搭載された請求項１記載の車載電源装置の搭載構造。

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