JP2019073222A - 電気自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】運転席の足下から車室後端に至るまでのフラットフロア化かつ低床化を図ることができる、電気自動車を提供する。【解決手段】フロアパネル１３が前部座席１５の足下から車室１４の後端までフラットに延び、そのフラットなフロアパネル１３の下方において、モータ２からの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤ３２が配置され、そのデファレンシャルギヤ３２の後方に、出力軸２３が前後方向に延びる縦置きでモータ２が配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に関する。

ワンボックスカー、とくにワンボックスタイプの軽自動車（軽バン）では、エンジンの上方に前席（運転席および助手席）を配置する構造、いわゆるキャブオーバ構造によって、限られた外形寸法の中で室内空間が最大限に確保されており、その室内寸法が最も重要な商品力の１つとなっている。

ワンボックスカーの商品力向上には、室内空間のさらなる拡大が必要であり、室内空間のさらなる拡大には、車室のフラットフロア化（床のフラット面の拡大）およびその低床化が有効である。車室の前方にボンネットを有するツーボックスカーまたは短いボンネットを有する１．５ボックスカーでは、ボンネットの下方かつ車室の前方にエンジンが配置されるので、車室のフラットフロア化および低床化が比較的容易である。これに対し、ワンボックスカーでは、車室のフラットフロア化および低床化が非常に困難である。そのため、前席の足下から車室後端に至るまでフラットフロア化かつ低床化されたワンボックスカーは提供されておらず、市販のワンボックスカーでは、前席の下方にエンジンを配置するために車室の床面を形成するフロアパネルが前席の下方で嵩上げされているのが現状である。

車室後部のデッキの下方にエンジンが配置されるＲＲ（Rear-engine Rear-wheel-drive：リヤエンジン・リヤドライブ）方式では、前席の下方の床面をフラットに形成できる。しかも、車室の後方にエンジンを配置することによる室内長の制限を受けない。しかしながら、デッキの位置を高くして、デッキの下方にエンジンを配置しなければならず、低床化を達成できない。

特開平１１−２４５８４７号公報

ワンボックスカーの車室のフラットフロア化および低床化が困難であるという問題は、走行用の駆動源がエンジンである場合に限らず、モータが走行用の駆動源として搭載される場合にも存在する。そのため、キャブオーバ構造を採用したワンボックスタイプの電気自動車の開発に際し、本願発明者らは、車室のフラットフロア化および低床化の難題に直面し、その難題を解決すべく鋭意研究を重ねた。

本発明は、かかる背景の下になされたものであり、その目的は、運転席の足下から車室後端に至るまでのフラットフロア化かつ低床化を図ることができる、電気自動車を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る電気自動車は、出力軸を有するモータと、モータからの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤと、車室のフロア面を形成するフロアパネルとを含み、フロアパネルは、運転席の足下から車室の後端までフラットに延びており、デファレンシャルギヤは、フロアパネルの下方に配置され、モータは、フロアパネルの下方かつデファレンシャルギヤの前方または後方において、出力軸が前後方向に延びる縦置きで配置されている。

この構成によれば、フロアパネルが運転席の足下から車室の後端までフラットに延び、そのフラットなフロアパネルの下方において、モータからの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤが配置され、そのデファレンシャルギヤの前方または後方に、モータが縦置きで配置されている。

モータが横置きで配置される構成では、モータの出力軸とデファレンシャルギヤのリングギヤとの連結に平行軸歯車を用いなければならない。そのため、モータの出力軸とデファレンシャルギヤとの間での減速比によっては、平行軸歯車の外径が大きくなり、フロアパネルの下方に大きなスペースを確保しなければならず、車室の低床化を図ることができない。

モータが縦置きで配置されることにより、モータの出力軸が前後方向に延びるので、その出力軸とデファレンシャルギヤのリングギヤとの連結に直交軸歯車（かさ歯車）が用いられる。そのため、平行軸歯車の外径が大きいことによるスペースの問題がなく、車室の低床化を図ることができる。

よって、運転席の足下から車室後端に至るまでのフラットフロア化かつ低床化を図ることができる。フラットフロア化および低床化により、キャブオーバ構造を採用したワンボックスタイプの電気自動車における室内空間（室内寸法）の拡大を図ることができ、その電気自動車の商品力を向上させることができる。

モータが横置きで配置される構成では、モータとデファレンシャルギヤとが車幅方向に横並びで配置されるので、それらを配置するスペースを車幅方向にも確保する必要がある。そのため、転舵輪である前輪の切れ角が制限される場合がある。

これに対し、モータが縦置きで配置される構成では、モータとデファレンシャルギヤとが車幅方向に横並びで配置されないので、デファレンシャルギヤの車幅方向側方にスペースを確保することができる。そのため、前輪の切れ角を大きく確保することができる。

また、モータの車幅方向側方にもスペースを確保することができるので、そのスペースに、たとえば、車室内の空調のための電動エアコンプレッサが配置されて、電動エアコンプレッサがモータとともに電気自動車のフレームに防振マウントを介して支持される支持板に取り付けられてもよい。

この構成により、モータが錘（マス）となって、電動エアコンプレッサの稼働による振動を抑制することができる。

本発明の他の局面に係る電気自動車は、出力軸を有するモータと、モータからの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤと、車室のフロア面を形成するフロアパネルとを含み、モータおよびデファレンシャルギヤは、フロアパネルの下方に配置され、モータの出力軸は、デファレンシャルギヤに直結または高さ方向における寸法がモータまたはデファレンシャルギヤの少なくとも一方よりも小さい減速機構を介して接続されている。

この構成によれば、車室のフロア面を形成するフロアパネルの下方において、モータの出力軸がモータからの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤに直結または高さ方向における寸法がモータまたはデファレンシャルギヤの少なくとも一方よりも小さい減速機構（たとえば、遊星歯車機構）を介して接続されている。

モータの出力軸とデファレンシャルギヤとの間に減速機構が介在される構成では、その減速機構を配置するためのスペースを高さ方向に確保しなければならず、車室の低床化を図ることができない場合がある。

モータの出力軸がデファレンシャルギヤに直結される構成では、フロアパネルの下方に減速機構を収容するスペースを高さ方向に確保する必要がないので、フロアパネルをフラットに形成して低い位置に設けることができる。

また、モータの出力軸が減速機構を介してデファレンシャルギヤに接続される構成であっても、減速機構がモータまたはデファレンシャルギヤの少なくとも一方よりも高さ方向の寸法が小さい構成であれば、フロアパネルをフラットに形成して低い位置に設けることができる。

よって、運転席の足下から車室後端に至るまでのフラットフロア化かつ低床化を図ることができる。フラットフロア化および低床化により、キャブオーバ構造を採用したワンボックスタイプの電気自動車における室内空間（室内寸法）の拡大を図ることができ、その電気自動車の商品力を向上させることができる。

本発明によれば、運転席の足下から車室後端に至るまでのフラットフロア化かつ低床化を図ることができる。フラットフロア化および低床化により、キャブオーバ構造を採用したワンボックスタイプの電気自動車における室内空間の拡大を図ることができ、その電気自動車の商品力を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る電気自動車の構成を図解的に示す左側面図である。 電気自動車の要部の構成を図解的に示す平面図である。 図２に示される切断面線Ａ−Ａにおけるフロアパネルの下側部分の断面図である。 他の実施形態に係る電気自動車の要部の構成を図解的に示す平面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜電気自動車の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電気自動車１の構成を図解的に示す左側面図である。図２は、電気自動車１の要部の構成を図解的に示す平面図である。

電気自動車１は、モータ２を走行用駆動源として搭載し、キャブオーバ構造が採用されたワンボックスタイプの車両である。

電気自動車１の車体１１の下部には、一対のサイドフレーム１２が設けられている。一対のサイドフレーム１２は、左右対称に構成され、車幅方向（左右方向）に互いに間隔を空けてそれぞれ前後方向に延びている。

一対のサイドフレーム１２上には、フロアパネル１３が設けられている。フロアパネル１３は、一対のサイドフレーム１２に跨がって、サイドフレーム１２の上面に溶接によって接合されている。フロアパネル１３の上方には、車室１４が設けられている。車室１４の前端部には、車幅方向に横並びの運転席および助手席からなる前部座席１５が配置されている。フロアパネル１３は、少なくとも前部座席１５の足下から車室１４の後端までフラットに延びて、車室１４のフロア面としてフラットなフロア面を提供している。

なお、「フラット」とは、大略的にフラットであればよい。フロアパネル１３が大略的にフラットに延びていれば、そのフロアパネル１３に補強のためのビード（凹凸）が形成されていてもよい。

図３は、図２に示される切断面線Ａ−Ａにおけるフロアパネル１３の下側部分の断面図である。

モータ２は、図１に示されるように、前部座席１５の足下部分の下方であって、フロアパネル１３よりも下方に配設されている。具体的には、前部座席１５の足下部分の下方には、図３に示されるように、一対のサイドフレーム１２のそれぞれから垂下する防振マウント２１に支持される支持板２２が設けられている。モータ２は、図１に示されるように、出力軸２３がモータ本体２４から前後方向に沿って前側に延びる縦置きの状態で支持板２２上に配置されて、支持板２２に固定されている。

電気自動車１には、図２に示されるように、モータ２以外に、モータ２の動力を左右の駆動輪である前輪３１Ｌ，３１Ｒに分配するデファレンシャルギヤ３２、車室内の空調のための電動エアコンプレッサ３３、モータ２を駆動するためのインバータなどを内蔵するＰＣＵ（Power Control Unit：パワーコントロールユニット）３４、モータ２の駆動用の電力を蓄積する電池パック３５および電池パック３５の充電のための充電器３６などが搭載されている。

デファレンシャルギヤ３２は、モータ２の前方に配置されて、モータ２に結合されている。デファレンシャルギヤ３２は、通常の構成であり、デフケース内で回転可能に設けられる２個のピニオンギヤ、２個のピニオンギヤにそれぞれ噛合する２個のサイドギヤおよびデフケースに固定されるリング状のリングギヤを備えている。デフケースには、左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの一端部が挿入されており、その一端部は、それぞれサイドギヤに接続されている。また、デフケースには、デフケースの外周を取り囲むリング状のリングギヤが固定されている。モータ２の出力軸２３には、図１に示されるように、かさ歯車３８が固定されており、そのかさ歯車３８は、リングギヤに形成された斜歯と噛合している。これにより、モータ２の出力軸２３の動力により、デフケースがリングギヤと一体に回転する。そして、デフケースの回転がピニオンギヤを介して各サイドギヤの回転に変換されて、各サイドギヤと一体に左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒが回転し、ドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの回転がそれぞれ前輪３１Ｌ，３１Ｒに伝達される。

電動エアコンプレッサ３３は、図３に示されるように、モータ２と車幅方向に横並びに配置されて、支持板２２に固定されている。

ＰＣＵ３４は、モータ２の後方に配置されている。ＰＣＵ３４に内蔵されているインバータには、高電圧ケーブル３９の一端が結線されている。高電圧ケーブル３９は、ＰＣＵ３４からモータ２に向けて延び、高電圧ケーブル３９の他端は、モータ２に接続されている。

電池パック３５は、ＰＣＵ３４の後方であって、一対のサイドフレーム１２の間に配置されている。

充電器３６は、電動エアコンプレッサ３３の後方かつＰＣＵ３４の右方であって、電池パック３５の前方の位置に配置されている。

＜作用効果＞
以上にように、フロアパネル１３が前部座席１５の足下から車室１４の後端までフラットに延び、そのフラットなフロアパネル１３の下方において、モータ２からの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤ３２が配置され、そのデファレンシャルギヤ３２の後方に、モータ２が縦置きで配置されている。

そして、前後方向に延びるモータ２の出力軸２３にかさ歯車３８が固定されて、かさ歯車３８がデファレンシャルギヤ３２のリングギヤに噛合することにより、モータ２の出力軸２３とデファレンシャルギヤ３２とが直結されている。そのため、平行軸歯車からなる減速ギヤ機構を配置するためのスペースを高さ方向に確保する必要がなく、フロアパネル１３の下方に上下方向に大きなスペースを必要としないので、フロアパネル１３をフラットに形成して低い位置に設けることができる。

よって、前部座席１５の足下から車室１４の後端に至るまでのフラットフロア化かつ低床化を図ることができる。フラットフロア化および低床化により、キャブオーバ構造を採用したワンボックスタイプの電気自動車１における室内空間（室内寸法）の拡大を図ることができ、その電気自動車１の商品力を向上させることができる。

モータ２が横置きで配置される構成が電気自動車１に採用された場合、モータ２とデファレンシャルギヤ３２とが車幅方向に横並びで配置されるので、それらを配置するスペースを車幅方向にも確保する必要がある。そのため、転舵輪である前輪３１Ｌ，３１Ｒの切れ角が制限される。

これに対し、モータ２が縦置きで配置される構成では、モータ２とデファレンシャルギヤ３２とが車幅方向に横並びで配置されないので、デファレンシャルギヤ３２の車幅方向側方にスペースを確保することができる。そのため、前輪３１Ｌ，３１Ｒの切れ角を大きく確保することができる。

また、モータ２の車幅方向側方にもスペースを確保することができるので、そのスペースに、車室１４内の空調のための電動エアコンプレッサ３３が配置されている。電動エアコンプレッサ３３は、モータ２とともに電気自動車１のフレームに防振マウント２１を介して支持される支持板２２に固定されている。これにより、モータ２が錘（マス）となって、電動エアコンプレッサ３３の稼働による振動を抑制することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、キャブオーバ構造が採用されたワンボックスタイプの電気自動車１を取り上げたが、本発明は、図４に示されるように、ＲＲ方式の電気自動車１０１に適用することが可能である。

電気自動車１０１は、図２に示される電気自動車１の構成を前後反転させた構成を有している。なお、図４では、図２に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、以下では、その同一の参照符号が付された部分の詳細な説明を省略する。

具体的には、電気自動車１０１では、モータ２がフロアパネル１３の後端部、つまり車室の後部でデッキを構成する部分の下方に配設されている。モータ２は、一対のサイドフレーム１２に防振マウント２１に支持される支持板２２上に、出力軸２３がモータ本体２４から前後方向に沿って前側に延びる縦置きの状態で固定されている。

モータ２の動力を左右の駆動輪である後輪１０２Ｌ，１０２Ｒに分配するデファレンシャルギヤ３２は、モータ２の後方に配置されて、モータ２に結合されている。モータ２の出力軸２３の動力により、デファレンシャルギヤ３２のデフケースが回転する。そして、デフケースの回転に伴って、左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒが回転し、ドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの回転がそれぞれ駆動輪である後輪１０２Ｌ，１０２Ｒに伝達される。

モータ２の右隣には、電動エアコンプレッサ３３が配置されて支持板２２に支持されている。モータ２の前方には、ＰＣＵ３４が配置されている。ＰＣＵ３４の前方には、一対のサイドフレーム１２の間に、電池パック３５が配置されている。電動エアコンプレッサ３３の後方かつＰＣＵ３４の右方であって、電池パック３５の前方の位置には、充電器３６が配置されている。

また、モータ２の出力軸２３にかさ歯車３８が固定され、そのかさ歯車３８がデファレンシャルギヤ３２のリングギヤに形成された斜歯と噛合している構成を取り上げたが、モータ２またはデファレンシャルギヤ３２の少なくとも一方よりも高さ方向の寸法が小さい構成の減速機構であれば、かさ歯車３８が出力軸２３とは別の軸に保持されて、その軸とモータ２の出力軸２３との間に減速機構（たとえば、遊星歯車機構など）が介装されてもよい。

さらに、前述の説明では、後部座席について触れられていないが、車室１４内には、前部座席１５の後方に後部座席が配置されてもよい。後部座席が設けられる場合、その後部座席は、シートクッションとシートバックとが重なるように折り畳み可能に構成されて、フロア面のフラット化により前部座席１５とフロア面との間に生じる空間に、その折り畳まれた後部座席を収容可能に構成されてもよい。これにより、後部座席が不要である場合に、前部座席１５の後方に最大限に拡大された荷室を提供することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１，１０１：電気自動車
２：モータ
１３：フロアパネル
１４：車室
１５：前部座席（運転席）
２３：出力軸
３１Ｌ，３１Ｒ：前輪
３２：デファレンシャルギヤ
１０２Ｌ，１０２Ｒ：後輪

Claims (2)

1. 出力軸を有するモータと、
   前記モータからの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤと、
   車室のフロア面を形成するフロアパネルとを含み、
   前記フロアパネルは、運転席の足下から前記車室の後端までフラットに延びており、
   前記デファレンシャルギヤは、前記フロアパネルの下方に配置され、
   前記モータは、前記フロアパネルの下方かつ前記デファレンシャルギヤの前方または後方において、前記出力軸が前後方向に延びる縦置きで配置されている、電気自動車。
2. 出力軸を有するモータと、
   前記モータからの動力を左右の駆動輪に分配するデファレンシャルギヤと、
   車室のフロア面を形成するフロアパネルとを含み、
   前記モータおよび前記デファレンシャルギヤは、前記フロアパネルの下方に配置され、
   前記モータの前記出力軸は、前記デファレンシャルギヤに直結または高さ方向における寸法が前記モータまたは前記デファレンシャルギヤの少なくとも一方よりも小さい減速機構を介して接続されている、電気自動車。

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