JP2017202703A - 産業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両全体の重量を低減できる産業車両を提供する。【解決手段】一実施形態の産業車両１０は、電池モジュール４０を筐体５０内に収容してなる電池パック３０を備える。産業車両１０は、積荷１９を支持するためのフォーク１８と、電池パック３０を挟んでフォーク１８とは反対側に配置されたウエイト部材９０と、筐体５０とは別体として構成され、電池パック３０とウエイト部材９０との間に配置されるウエイト部材７０と、を備え、筐体５０は、熱伝導部材６０を介してウエイト部材７０に接触している。【選択図】図１

Description

本発明は、電池パックを搭載する産業車両に関する。

従来、電池パックを搭載した電動フォークリフト等の産業車両が知られている。このような産業車両において、鉛電池よりも軽いリチウムイオン二次電池等を使用する場合、積荷との重量バランスをとるために、鉛電池の重量との差を埋めるためのカウンタウエイトが必要となる。例えば下記特許文献１には、フォークリフトに固定されたカウンタウエイトを電池パックの下方に配置する構成が記載されている。

特開２０１４−９３１４６号公報

ところで、リチウムイオン二次電池等の電池は、適正な温度範囲で使用される必要がある。このため、電池モジュールの充放電時に発生する熱を適切に外部に逃がす仕組みが必要となる。また、産業車両の稼働に必要となる電池消費量をなるべく低減するために、産業車両全体の重量をなるべく軽くすることが好ましい。上記特許文献１の構成では、電池パックの下方にカウンタウエイトが配置されており、カウンタウエイトの総重量を低減するには至っておらず、この点で改良の余地がある。

そこで、本発明は、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる産業車両を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る産業車両は、積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置された第１のウエイト部材と、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、筐体とは別体として構成され、電池パックと第１のウエイト部材との間に配置される第２のウエイト部材と、を備え、筐体は、第１の熱伝導部材を介して第２のウエイト部材に接触している。

この産業車両では、第１のウエイト部材が、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置されており、筐体とは別体として構成された第２のウエイト部材が、電池パックに対して第１のウエイト部材側に配置されている。このような配置により、産業車両の重心位置を支持部が設けられる側とは反対側に移動させることができる。これにより、積荷との重量バランスを取るために必要となる第２のウエイト部材の重量を低減でき、その分だけ産業車両の重量を低減できる。また、筐体は、第１の熱伝導部材を介して第２のウエイト部材に接触しているので、電池パックで発生した熱を第１の熱伝導部材を介して第２のウエイト部材に逃がすことができる。従って、上記産業車両によれば、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる。さらに、上記産業車両では、筐体とは別体の第２のウエイト部材を備えることで、電池パックをカウンタウエイトとして機能させる必要がなくなり、電池パックの重量を低減できる。これにより、電池パックの組立時及び交換時等のハンドリング性を向上させることができる。

第１のウエイト部材と第２のウエイト部材とは、第２の熱伝導部材を介して接触していてもよい。

この構成によれば、電池パックで発生した熱を第１の熱伝導部材を介して第２のウエイト部材に逃がすと共に、第２のウエイト部材の熱を第２の熱伝導部材を介して第１のウエイト部材に逃がすことができる。これにより、第２のウエイト部材だけでなく第１のウエイト部材も熱マスとして機能させることができ、電池パックで発生した熱を効果的に放熱できる。

電池モジュールは、筐体の第２のウエイト部材側の側壁に取り付けられており、上記側壁は、第１の熱伝導部材に接触していてもよい。

この構成によれば、電池モジュールから発生した熱を、当該電池モジュールが取り付けられた側壁及び第１の熱伝導部材を介して、効率良く第２のウエイト部材に逃がすことができる。

本発明の他の側面に係る産業車両は、積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置されたウエイト部材と、を備え、筐体のウエイト部材側の側壁は、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、筐体は、熱伝導部材を介してウエイト部材に接触している。

この産業車両では、ウエイト部材が、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置されており、ウエイト部材に対向する筐体の側壁が、カウンタウエイトとして機能する。このように、ウエイト部材に対向する筐体の側壁（すなわち、支持部が設けられる側とは反対側に位置する側壁）をカウンタウエイトとして機能させることで、産業車両の重心位置を支持部が設けられる側とは反対側に移動させることができる。これにより、積荷との重量バランスを取るために必要となる上記側壁の重量を低減でき、その分だけ産業車両の重量を低減できる。また、筐体は、熱伝導部材を介してウエイト部材に接触しているので、電池パックで発生した熱を、熱伝導部材を介してウエイト部材に逃がすことができる。従って、上記産業車両によれば、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる。

上記他の側面に係る産業車両において、電池モジュールは、側壁に取り付けられており、上記側壁は、熱伝導部材に接触していてもよい。

この構成によれば、電池モジュールから発生した熱を、当該電池モジュールが取り付けられた側壁及び熱伝導部材を介して、効率良くウエイト部材に逃がすことができる。

本発明によれば、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる産業車両を提供することができる。

第１実施形態の産業車両を示す概略側面図である。 図１に示した電池パックの内部構成を示す概略斜視図である。 図１に示した産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。 第２実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。 第３実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の産業車両を示す概略側面図である。本実施形態では、図１に示すように、本発明の産業車両をフォークリフトに適用した例を示している。フォークリフトは、荷受用のフォーク１８（支持部）を備え、荷役作業を行うために用いられる。以下の説明において、前後左右の方向は、産業車両のフォーク１８が設けられている側（すなわち、後述する運転シート２２に着座した運転者が対面する方向）を前側とした場合における方向を示す。

図１に示すように、産業車両１０は、車体１１と、車体１１の前部に配置された荷役装置１２と、車体１１の中央に配置された運転室１３と、を主な構成として備える。車体１１の前下部には駆動輪１４が設けられており、車体１１の後下部には操舵輪１５が設けられている。また、車体１１には、駆動輪１４の駆動源となる走行用モータＭ１と、フォーク１８の駆動源となる荷役用モータＭ２と、が搭載されている。

荷役装置１２は、車体１１の前部に立設されたマスト１６と、マスト１６にリフトブラケット１７を介して結合された左右一対のフォーク１８と、を有している。フォーク１８は、積荷１９を支持するために用いられる。フォーク１８は、マスト１６に結合されたリフトシリンダ２０の駆動力により、リフトブラケット１７と共に上下方向に移動可能とされている。また、フォーク１８は、マスト１６に結合されたティルトシリンダ２１の駆動力により、マスト１６と共に、ティルトシリンダ２１との結合点を回転中心として前後方向に回動可能とされている。

運転室１３には、運転者が着座可能な運転シート２２が設けられている。運転シート２２の前方にはハンドル２３が設けられている。運転室１３の下部には、電池パック３０が搭載されている。また、車体１１の後端部側のスペースには、車体１１に固定されたウエイト部材９０（第１のウエイト部材）が設けられている。詳しくは後述するが、電池パック３０は、熱伝導部材６０（第１の熱伝導部材）、ウエイト部材７０（第２のウエイト部材）、及び熱伝導部材８０（第２の熱伝導部材）を介して、ウエイト部材９０に接続されている。

図２は、電池パックの内部構成を示す概略斜視図である。図２に示すように、電池パック３０は、複数（この例では４つ）の電池モジュール４０と、複数の電池モジュール４０を収容する筐体５０と、を備える。筐体５０は、略直方体状の外形をなしており、矩形平板状の底壁５１と、底壁５１の周縁から立設する矩形平板状の側壁５２，５３，５４，５５と、底壁５１と対向する矩形平板状の天壁５６とからなる、電池パック３０は、側壁５２が後側、側壁５３が右側、側壁５４が前側、側壁５５が左側に配置されるように、産業車両１０に搭載される。筐体５０は、例えば金属（例えば鉄）で形成されている。複数の電池モジュール４０は、筐体５０の後側の側壁５２に取り付けられている。

各電池モジュール４０では、複数（この例では７つ）の電池セル４１が電池ホルダ４２によって保持されている。電池セル４１は、ケース内に電極組立体を収容してなる電池であり、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。各電池セル４１は、正極端子及び負極端子を有している。複数の電池セル４１は、極性の異なる端子が隣り合うように配列されており、バスバー４３によって電気的に直列に接続されている。電池セル４１の配列方向における両端には、複数の電池セル４１を配列方向両側から拘束して支持するための一対のブラケット４４，４４が設けられている。ブラケット４４，４４は、例えば図示しないボルト等の締結部材によって、側壁５２に固定されている。これにより、電池モジュール４０は、筐体５０に対して固定されている。

ウエイト部材７０，９０は、カウンタウエイトとして機能する部材である。すなわち、ウエイト部材７０，９０は、フォーク１８に搭載される積荷１９との重量バランスをとるために車体１１に搭載される。ウエイト部材７０，９０は、例えば鉄等の金属で形成されている。

ウエイト部材９０は、電池パック３０を挟んでフォーク１８とは反対側（ここでは、車体１１の後端部側）に配置される。なお、ウエイト部材９０が車体１１の後端部側に配置されることにより、車体１１の重心位置が後方に移動し、積荷１９との重量バランスをとるために必要となるウエイト部材９０の重量を低減することができる。

ウエイト部材７０は、車体１１に固定されたウエイト部材９０だけでは不足する重量を補うために設けられる部材である。例えば、ウエイト部材７０は、電池として鉛電池よりも軽いリチウムイオン二次電池（電池パック３０）を用いることに起因して不足する重量を補うために設けられる。このように、本実施形態では、ウエイト部材９０だけでは不足する重量が、筐体５０の重量を増やすこと（すなわち、筐体５０をカウンタウエイトとして機能させること）ではなく、筐体５０とは別体のウエイト部材７０を設けることによって補填されている。

熱伝導部材６０，８０は、いわゆるＴＩＭ（Thermal Interface Material）であり、例えば伝熱性が高い樹脂材料等からなるシート状の部材である。熱伝導部材６０，８０は、粘着性を有している。熱伝導部材６０，８０の材料は同一であっても異なっていてもよいが、特に、熱伝導部材６０の材料としては、ウエイト部材７０から電池パック３０を脱着することが可能な程度の粘着性を有する材料が用いられることが好ましい。この場合、例えば電池パック３０の交換時等において、電池パック３０をウエイト部材７０から容易に脱着することができ、作業性が向上する。

図３は、産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。図３に示すように、筐体５０の側壁５２は、熱伝導部材６０を介して平板状のウエイト部材７０に接触しており、ウエイト部材７０は、熱伝導部材８０を介して略直方体状のウエイト部材９０に接触している。

具体的には、熱伝導部材６０の前側の側面６０ａが側壁５２の側面５２ａに面接触すると共に、熱伝導部材６０の後側の側面６０ｂがウエイト部材７０の前側の側面７０ａに面接触している。熱伝導部材６０が有する粘着性により、側壁５２とウエイト部材７０とは、熱伝導部材６０を介して互いに接合されている。また、熱伝導部材８０の前側の側面８０ａがウエイト部材７０の後側の側面７０ｂの略上半分に面接触すると共に、熱伝導部材８０の後側の側面８０ｂがウエイト部材９０の前側の側面９０ａに面接触している。熱伝導部材８０が有する粘着性により、ウエイト部材７０とウエイト部材９０とは、熱伝導部材８０を介して互いに接合されている。

以上述べた産業車両１０では、ウエイト部材９０が、電池パック３０を挟んでフォーク１８とは反対側に配置されており、筐体５０とは別体として構成されたウエイト部材７０が、電池パック３０に対してウエイト部材９０側に配置されている。このような配置により、産業車両１０の重心位置を後方（すなわち、フォーク１８が設けられる側とは反対側）に移動させることができる。これにより、積荷１９との重量バランスを取るために必要となるウエイト部材７０の重量を低減でき、その分だけ産業車両１０の重量を低減できる。

また、筐体５０は、熱伝導部材６０を介してウエイト部材７０に接触しているので、例えば電池モジュール４０の充放電時等において電池パック３０で発生した熱を、熱伝導部材６０を介してウエイト部材７０に逃がすことができる。特に本実施形態では、電池モジュール４０が取り付けられた側壁５２が熱伝導部材６０に接触している。これにより、電池モジュール４０から発生した熱を、電池モジュール４０が取り付けられた側壁５２及び熱伝導部材６０を介して、効率良くウエイト部材７０に逃がすことができる。

また、ウエイト部材９０とウエイト部材７０とは、熱伝導部材８０を介して接触しているので、電池パック３０で発生した熱を、熱伝導部材６０を介してウエイト部材７０に逃がすと共に、ウエイト部材７０の熱を、熱伝導部材８０を介してウエイト部材９０に逃がすことができる。これにより、ウエイト部材７０だけでなくウエイト部材９０も熱マスとして機能させることができ、電池パック３０で発生した熱を効果的に放熱できる。以上より、産業車両１０によれば、電池パック３０で発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両１０の重量を低減できる。

さらに、産業車両１０では、筐体５０とは別体のウエイト部材７０を備えることで、電池パック３０（具体的には筐体５０）をカウンタウエイトとして機能させる必要がなくなり、電池パック３０の重量を低減できる。これにより、電池パック３０の組立時及び交換時等のハンドリング性を向上させることができる。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。図４に示すように、第２実施形態の産業車両１００は、産業車両１０における熱伝導部材８０が省略されている点で産業車両１０と相違し、その他の構成については産業車両１０と同様である。

産業車両１００では、ウエイト部材７０の後側の側面７０ｂの略上半分とウエイト部材９０の前側の側面９０ａとが密着するように、ウエイト部材７０が、図示しないブラケット及びボルト等の締結部材により、ウエイト部材９０に対して固定されている。

ウエイト部材７０及びウエイト部材９０は、いずれも鉄等の熱伝導性の高い金属同士であるため、熱伝導部材８０が設けられる産業車両１０と比較すると熱伝導の効率が低下するものの、ウエイト部材７０からウエイト部材９０へと熱を逃がすことが期待できる。

また、例えば、ウエイト部材９０を熱マスとして機能させる必要がない場合には、ウエイト部材７０からウエイト部材９０に熱を逃がす必要がない。この場合、産業車両１００の構成を採用することにより、ウエイト部材７０とウエイト部材９０との間の熱伝導部材を省略して材料コストを低減することができる。

［第３実施形態］
図５は、第３実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。図５に示すように、第３実施形態の産業車両２００は、ウエイト部材７０を備えない点、及び、電池パック３０の代わりに電池パック２３０を備える点で、産業車両１０と主に相違する。

電池パック２３０は、側壁５２よりも重量が大きい側壁２５２を有する筐体２５０を備える。側壁２５２は、第１及び第２実施形態のウエイト部材７０の代わりに、産業車両２００のカウンタウエイトとして機能する。本実施形態では一例として、側壁２５２の厚みｗが側壁５２の厚みよりも大きくされることで、側壁２５２の重量は、側壁５２の重量よりも大きくなっている。側壁２５２には、第１及び第２実施形態と同様に、複数（ここでは４つ）の電池モジュール４０が取り付けられている。

側壁２５２は、熱伝導部材２６０を介してウエイト部材９０に接触している。熱伝導部材２６０は、熱伝導部材６０，８０と同様の部材である。具体的には、熱伝導部材２６０の前側の側面２６０ａが側壁２５２の後側の側面２５２ａの略上半分に面接触すると共に、熱伝導部材２６０の後側の側面２６０ｂがウエイト部材９０の前側の側面９０ａに面接触している。熱伝導部材２６０が有する粘着性により、側壁２５２とウエイト部材９０とは、熱伝導部材２６０を介して互いに接合されている。

以上述べた産業車両２００では、ウエイト部材９０が、電池パック２３０を挟んでフォーク１８とは反対側に配置されており、ウエイト部材９０に対向する筐体２５０の側壁２５２が、カウンタウエイトとして機能する。このように、ウエイト部材９０に対向する側壁２５２（すなわち、フォーク１８が設けられる側とは反対側に位置する側壁２５２）をカウンタウエイトとして機能させることで、産業車両２００の重心位置を後方（すなわち、フォーク１８が設けられる側とは反対側）に移動させることができる。これにより、積荷１９との重量バランスを取るために必要となる側壁２５２の重量（すなわち、カウンタウエイトとして必要な重要）を低減でき、その分だけ産業車両１００の重量を低減できる。

また、筐体２５０は、熱伝導部材２６０を介してウエイト部材９０に接触しているので、例えば電池モジュール４０の充放電時等において電池パック２３０で発生した熱を、熱伝導部材２６０を介してウエイト部材９０に逃がすことができる。特に本実施形態では、電池モジュール４０が取り付けられた側壁２５２が熱伝導部材２６０に接触している。これにより、電池モジュール４０から発生した熱を、電池モジュール４０が取り付けられた側壁２５２及び熱伝導部材２６０を介して、効率良くウエイト部材９０に逃がすことができる。以上より、産業車両２００によれば、電池パック２３０で発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両２００の重量を低減できる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、電池パック３０及びウエイト部材７０，９０の形状は、上記実施形態に示したものに限定されず、車体１１内に容易される収納スペースの形状に合った形状とすることができる。

また、上記の各実施形態において、電池モジュール４０は、筐体の後側の側壁以外の側壁に取り付けられてもよい。この場合であっても、筐体内で発生した熱を、筐体に接触する熱伝導部材（第１及び第２実施形態では熱伝導部材６０、第３実施形態では熱伝導部材２６０）を介して、ウエイト部材（第１及び第２実施形態ではウエイト部材７０、第３実施形態で合はウエイト部材９０）に逃がすことができる。

また、本実施形態では、ウエイト部材９０の底面位置が電池パック３０の底面位置よりも高い位置にある場合を例示したが、これは一例に過ぎない。例えば、車体１１において電池パック３０、ウエイト部材７０、及びウエイト部材９０を収容可能なスペースが直方体状のスペースである場合等には、これらの部材は、底面位置が揃うように並べて配置されてもよい。

また、上記実施形態では、産業車両の具体例として、支持部としてフォークを備えるフォークリフトを挙げたが、本発明の産業車両は、その他の産業車両であってもよい。

１０，１００，２００…産業車両、１８…フォーク（支持部）、１９…積荷、３０，２３０…電池パック、４０…電池モジュール、５０，２５０…筐体、５２，２５２…側壁、６０…熱伝導部材（第１の熱伝導部材）、７０…ウエイト部材（第２のウエイト部材）、８０…熱伝導部材（第２の熱伝導部材）、９０…ウエイト部材（第１のウエイト部材）、２６０…熱伝導部材。

Claims (5)

1. 積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、
   電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、
   前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、前記電池パックを挟んで前記支持部とは反対側に配置された第１のウエイト部材と、
   前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、前記筐体とは別体として構成され、前記電池パックと前記第１のウエイト部材との間に配置される第２のウエイト部材と、
   を備え、
   前記筐体は、第１の熱伝導部材を介して前記第２のウエイト部材に接触している、
   産業車両。
2. 前記第１のウエイト部材と前記第２のウエイト部材とは、第２の熱伝導部材を介して接触している、
   請求項１に記載の産業車両。
3. 前記電池モジュールは、前記筐体の前記第２のウエイト部材側の側壁に取り付けられており、
   前記側壁は、第１の熱伝導部材に接触している、
   請求項１又は２に記載の産業車両。
4. 積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、
   電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、
   前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、前記電池パックを挟んで前記支持部とは反対側に配置されたウエイト部材と、
   を備え、
   前記筐体の前記ウエイト部材側の側壁は、前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、
   前記筐体は、熱伝導部材を介して前記ウエイト部材に接触している、
   産業車両。
5. 前記電池モジュールは、前記側壁に取り付けられており、
   前記側壁は、前記熱伝導部材に接触している、
   請求項４に記載の産業車両。

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