JP2014522767A - 支持用構造部品として構成された電気エネルギ貯蔵装置のケースを有する車両 - Google Patents

Abstract

前輪（２）、後輪（３）、前記後輪および／または前輪を駆動するために備えられた電気機械、および収納ケース（７）の内部に格納されている複数の電気貯蔵ユニット（６）を有する車両。前記収納ケースは、車両のフレームまたはボディの構造部品を形成する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念（所謂おいて書き部分、プリアンブル部分）に記載の車両に関する。

車両メーカは、ハイブリッド駆動装置または純電気駆動装置を搭載した車両にますますその命運を賭けるようになっている。そのような車両は、かなり重量のあるバッテリを必要とする。このバッテリは、例えば車両のアンダボディまわり、フロア下張りの領域、または「トランクルーム」の内部に配置されているとよい。バッテリが高重量であるために、車両のボディもしくはフレームのバッテリが格納される領域は、相応に剛健な仕様になっていなければならない。

本発明の課題は、電気エネルギ貯蔵装置が車両のボディもしくはフレームに可能な限り良好に組み込まれている車両を提示することにある。

本発明の出発点は、複数の貯蔵ユニットから成るとよい電気エネルギ貯蔵装置である。この「貯蔵ユニット」という概念には、特にバッテリセル、コンデンサ、または電気エネルギの貯蔵に適している、電気エネルギの貯蔵用と定められたその他の装置が含まれる。個々の貯蔵ユニットは、互いに並列または直列に接続されているとよい。複数の貯蔵ユニットが互い接続されて、一つの蓄電モジュールが形成されるようにするとよい。電気エネルギ貯蔵装置は、互いに接続された複数の蓄電モジュールを有しているとよい。

これらの貯蔵ユニットは、一つの「収納ケース」の内部に格納されている。本発明においてはこの収納ケースが、車両のボディもしくはフレームの支持用構造部品として機能可能な頑丈な仕様となっている。

この「収納ケース」という概念は、電気エネルギ貯蔵装置の各貯蔵ユニットが内部に格納されているケースであると解釈することができる。電気エネルギ貯蔵装置が車両ボディのいずれかの「コンパートメント」の内部に格納されている従来の車両コンセプトとは一線を画して、本発明にしたがった電気エネルギ貯蔵装置の収納ケースは、車両ボディもしくは車両フレームの構造部品を形成するようになっている。したがって本発明にしたがった収納ケースは、車両ボディもしくは車両フレームの不可欠な構成部品である。この収納ケースがなくなることを思うと、「与えられた機能を果たすことができる車両ボディ」もしくは「与えられた機能を果たすことができる車両フレーム」は、もはや話にもならなくなってしまう。したがって、車両ボディもしくは車両フレームを破壊しない限り、電気エネルギ貯蔵装置もしくは収納ケースを交換するのは不可能となっている。

すなわち本発明は、何よりも特に収納ケースが直接「支持構造部品」として使用され、従来の車両コンセプトの場合のように、ただ単にフレームまたはボディのいずれかのコンパートメントの中にはめ込まれて、それに取り付けられているものではない点を特色としている。したがって本発明により、個々の部品点数の低減とあわせて、取付け空間および重量も節減することができる。

本発明は、特に二輪車、すなわちオートバイまたはモータスクータ(所謂スクータ)における適用に適したものとなっている。しかし本発明は、三輪車（所謂「トライク」）、四輪車または多輪車（例えば乗用車）にも適用可能である。車両は、電気機械（電動モータ）だけにより駆動される、すなわち（エンジンのない）純数な電動車両であると想定されるとよい。

本発明によれば、車両の推進力を発生するために使用される、電気エネルギが内部に蓄えられた全ての蓄電装置が、この一つの（車両に備えられる唯一の）収納ケースの内部に格納されている。この収納ケースは、一種の自立型部品であって、これに連結される各フレーム部品またはボディ部品は、これに「取り付けられて」いる。

この収納ケースは、本発明にしたがって防水性であると好適であるが、これには、個々の貯蔵ユニットへの周囲からの水分の侵入が防止されるという長所がある。
個々の電気貯蔵ユニットにより形成される蓄電器の充放電の開ループもしくは閉ループ制御を行う制御電子回路（バッテリマネージメントシステム）も同様に、収納ケースの内部に格納されているとよいが、収納ケースの外部に格納されてもかまわない。

収納ケースは、例えば車両の前軸もしくは前輪と後軸もしくは後輪との間に配置されているとよい。前輪および／または後輪は、操舵可能であるように配設されているとよい。
収納ケースは車両のフレームもしくはボディの構造部品を形成するために、車両の質量に起因して生じる様々な力や曲げモーメントは、この収納ケースにより支持されるようになっている。

本発明の展開構成例においては、車両が、収納ケースに接続された前側のフレーム部分、ボディ部分、および／またはサスペンション部分を有している。この前側のフレーム部分またはボディ部分には、例えば前輪を担持するフロントサスペンションが配設されているとよい。

本発明の別の展開構成例においては、この前側のフレーム部分、ボディ部分、および／またはサスペンション部分が、ハンドル受入れ部を有している。このハンドル受入れ部は、例えばフロントフォークまたはフロントホイールキャリヤが揺動自在に支承されているヘッドチューブにより形成されたものであるとよい。このヘッドチューブは、例えば四本の支持パイプを介して収納ケースに左右対称となるように接続されているとよい。

収納ケースは、車両の前後方向に延びる実質的に直方体の形状を有しているとよい。二輪車（例えばモータスクータ）の場合は、収納ケースが、車両の前後方向に測った全長が車両の左右方向に測った幅よりも大きくなるように構成されているとよい。直方体の収納ケースの断面積が大きくなるほど、その曲げ剛性およびねじり剛性は増大する。収納ケースの（車両の上下方向で測った）全高を高く構成するほど、その曲げ剛性は増大する。そのような「ボックス状の収納ケース」により、従来のボディ構造またはフレーム構造と比べて、非常に高い剛性を達成することが可能となり、それにより車両の走行挙動には極めてポジティブな影響が与えられることになる。

収納ケースは、金属から、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金から製造されたものであるとよい。収納ケースは、全ての貯蔵ユニットを取り囲み、これらを損傷から保護するが、これは特に事故もしくは衝突時には極めて大きな意味を持つ。

本発明のさらに別の展開構成例においては、収納ケースに後輪を担持したリヤサスペンションが連接されている。このリヤサスペンションは、収納ケースに揺動自在に接続されているとよい。リヤサスペンションは、例えばピボットジョイントを介して収納ケース（またはこれに取り付けられているフランジ）に接続されているリヤスイングアームとして構成されているとよい。このリヤサスペンションは、スプリングストラットを介して収納ケースに対して弾性的に支持されたものであるとよい。さらにそれに追加して、またはこのスプリングストラットの内部に一体式に、ショックアブソーバ装置が備えられるとよい。
以下では本発明を図面に関連づけて詳細に説明する。

電動スクータの車両コンセプトを示す概略図である。

図１には、電動スクータ１の車両コンセプトが概略図で示されている。この電動スクータ１は、前輪２と後輪３を一つずつ有している。リヤスイングアーム５の領域４には、ここには詳細には図示されていない電気機械が配置されている。この電気機械は、例えばベルトドライブ、チェーンドライブ、カルダン駆動装置、またはその類により形成されたものであるとよい伝動機構を介して、後輪３に回転力が伝達されるように連結されている。電動スクータ１の後輪３は、この電気機械により駆動される。

このモータスクータ１の前輪２と後輪３間の領域には、電気エネルギ貯蔵装置６が配置されている。この電気エネルギ貯蔵装置６は、例えばバッテリ配列またはコンデンサ配列から形成されたものであるとよい。これは一つの収納ケース７を有しており、その内部に、本来の電気エネルギ貯蔵装置を形成する複数の電気貯蔵ユニットが格納されている。これらの貯蔵ユニットは、個々のバッテリセリまたはコンデンサであるとよく、これらは互いに並列または直列に接続されているとよい。複数のそのような貯蔵ユニットが接続されて、一つの蓄電モジュールが形成されるとよい。また収納ケース７の内部には、複数のそのような蓄電モジュールが格納されているとよい。

図１から明らかであるように、収納ケース７は、モータスクータ１のフレームもしくはボディの支持用構造部品を形成している。前側のボディ部分もしくはフレーム部分は、モータスクータないしは「スクータ」に特徴的な、「跨がずに乗ることができる足踏み台のような中央ボディ部分もしくはフレーム部分」を形成しているこの収納ケース７を介して、ここでは実質的にリヤスイングアームにより形成されている後側の車両部分に接続されている。この跨がずに乗ることが足踏み台のような中央部分は、モータスクータでは、運転者が両足を乗せる台として利用することができる。あるいはその代わりに、この中央部分の左右両側に(収納ケース７の左右の側壁のところに）、足置き台のようなフットレスト（不図示）が取り付けられていてもかまわない。このように収納ケース７は、前後の車両部品が結合されている、正しく中央のボディモジュールまたはフレームモジュールを形成するようになっている。

モータスクータ１の前輪２は、フロントフォーク８に回転自在に軸受けされている。このフロントフォーク８は、ヘッドチューブ９に揺動自在に支承されている。ヘッドチューブ９は、電気エネルギ貯蔵装置６に関して左右対称に配置されている。ヘッドチューブ９は、ここでは四本の支持パイプ１０、１１ならびに１２、１３を介して収納ケース７に接続されている。

リヤスイングアーム５は、ピボットジョイント１４を介して揺動自在にフランジ１５に接続されており、またこのフランジ１５は、収納ケース７に固定式に接続されている。スプリングストラット１６により、リヤスイングアームの収納ケース７に対するバンプ・リバウンドを可能としている。このスプリングストラット１６の内部には、ショックアブソーバが組み込まれているとよい。このショックアブソーバ（不図示）は、別体の部品として構成されたものであってもかまわない。

図１に示される車両コンセプトを、電動車両のそれとは別の従来の車両コンセプトと比較すると気づくように、ここに示されている実施例においては実質的にフロントフォーク８、ヘッドチューブ９、および各支持パイプ１０〜１３により形成されている前側のフレーム部分、ボディ領域もしくはサスペンション領域は、ここでは実質的にリヤスイングアーム５により形成されている後側のフレーム部分、ボディ領域もしくはサスペンション領域に、収納ケース７だけにより接続されている。したがってこの収納ケース７は、図１に示されるモータスクータのフレームの必須の構成部品であり、これに様々なサスペンション部品が直接または間接的に取り付けられている。

収納ケース７は、「バッテリケース」とも呼ぶことができる、電動スクータ１のメンバ部材である。このバッテリケースは、車両の「メインフレーム」を形成すると同時に、フロントフレーム、リヤフレーム（不図示）、リヤスイングアーム５および電動モータ用の受入れ部を有している。

１ 車両／モータスクータ
２ 前輪
３ 後輪
４ 領域
５ リヤサスペンション／リヤスイングアーム
６ 中央部分
７ 収納ケース
８ フロントサスペンション／フロントフォーク
９ ヘッドチューブ
１０ 支持パイプ
１１ 支持パイプ
１２ 支持パイプ
１３ 支持パイプ
１４ ピボットジョイント
１５ フランジ
１６ スプリングストラット

Claims (15)

1. ‐ 少なくとも一つの前輪（２）、
   ‐ 少なくとも一つの後輪（３）、
   ‐ 前記少なくとも一つの後輪および／または前輪（３，２）を駆動するために備えられている電気駆動機械、
   ‐ 収納ケース（７）の内部に格納されている複数の電気貯蔵ユニット
   を有している車両（１）において、
   前記収納ケース（７）が、車両（１）のフレームまたはボディの支持部品を形成することを特徴とする、車両。
2. 前記収納ケース（７）が、これに接続されるフレーム部品、ボディ部品またはサスペンション部品（５；８〜１３；１６）に、着脱自在に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
3. 前記収納ケース（７）が防水性であり、前記収納ケース（７）の内部への水分の侵入を防止することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両。
4. 前記電気駆動機械に給電するために備えられた全ての貯蔵ユニットが、前記収納ケース（７）の内部に格納されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両。
5. 前記収納ケースが前記少なくとも一つの前輪（２）と前記少なくとも一つの後輪（３）との間に配置されて、車両（１）の質量に起因して生じる様々な力、曲げモーメントおよびねじりモーメントを支持することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両。
6. 車両（１）が、前記収納ケース（７）に接続されている前側のフレーム部分、ボディ部分またはサスペンション部分（８〜１３）を有し、その際、前記前側のフレーム部分、ボディ部分またはサスペンション部分に、前記前輪（２）を担持するフロントサスペンション（８）が配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両。
7. 前記前側のフレーム部分、ボディ部分またはサスペンション部分（８〜１３）がヘッドチューブ（９）を有し、これにフロントフォーク（８）またはフロントホイールキャリヤが揺動自在に支承されていることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
8. 前記ヘッドチューブ（９）が複数の支持パイプ（１０〜１３）を介して前記収納ケース（７）に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の車両。
9. 前記収納ケース（７）に、前記少なくとも一つの後輪（３）を担持するリヤサスペンション（５）が接続されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両。
10. 前記リヤサスペンション（５）が、前記収納ケース（７）に揺動自在に連接されていることを特徴とする、請求項９に記載の車両。
11. 前記リヤサスペンション（５）が、後輪スイングとして形成され、ピボットジョイント（１４）を介して前記収納ケース（７，１５）に接続されていると同時に、スプリングストラット（１６）を介して前記収納ケース（７）に対して支持されていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の車両。
12. 前記電気機械が前記少なくとも一つの後輪（３）を駆動することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車両。
13. 車両（１）が二輪車、特にオートバイまたはモータスクータであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の車両。
14. 前記モータスクータ（１）が、実質的に前記収納ケース（７）により形成される、跨がずに乗ることができる足踏み台のような中央部分を有することを特徴とする、請求項１３に記載の車両。
15. 前記各貯蔵ユニットがバッテリセルまたはコンデンサであることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の車両。

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