JP2022072239A - 車両用発電ユニットの搭載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用発電ユニットの搭載構造をよりコンパクトで且つ剛性確保を可能にする。【解決手段】車体には、開口部３１ｅを有し、発電ユニット１０を搭載する箱状部材３０が設けられ、箱状部材３０の内部には、開口部３１ｅから外側に突出するレール３５が設けられ、発電ユニット１０は、レール３５に設置された状態で、可動レール部３７が箱状部材３０の内部に移動して搭載される。車体には、箱状部材３０を懸架する懸架支持部４０Ｂが設けられ、懸架支持部４０Ｂは、箱状部材３０の側面壁３１ｃに設けられ、箱状部材３０の側面視で、レール３５に重なるように配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用発電ユニットの搭載構造に関する。

電動モータを駆動するためのバッテリを有する電動車両には、例えば、特許文献１に開示されているように、小型の発電ユニットが搭載されている車両が知られている。当該発電ユニットを搭載し、バッテリまたは電動モータに電力を供給することによって、航続距離を延長させることが可能となる。

上記例の発電ユニットは、車両の後部シートの下方側に設けられたスペースに、取り外し可能に搭載されている。この例では、発電ユニットの下部には、車輪が設けられており、発電ユニットは、車体後部に設けられた箱の下面を走行可能に構成され、箱の開口から搬入及び搬出が可能となっている。

このように発電ユニットを車体に対して取り外し可能に構成することによって、メンテナンス性が向上し、さらに、車両から離れた場所において、発電ユニットを単独で使用することも可能となる。

特開２０１６－８４７６９号公報

車体に設けられる発電ユニット用の取付けスペースは、よりコンパクトであることが望ましい。ところが、上記例のように下部の車輪によって発電ユニットが走行する構造では、車体に設けられた箱には、路面が必要となり、さらに、発電ユニットを安定して走行させるために、当該箱には所定の剛性が求められる。その結果、箱が大型化し、これに伴い、発電ユニットの設置スペースが大型化する可能性がある。また、上記例の構造で、軽量化を図るために、例えば箱の壁の一部を切り欠くと箱が変形しやすくなる可能性がある。例えば上記例で箱の下部において路面以外の部分を切り欠くと、箱は幅方向に広がるような変形を起こしやすくなり、箱の剛性を確保しにくくなる可能性がある。

そのため、発電ユニットを設置するための搭載構造を、よりコンパクトな構造とし、且つ所定の剛性を確保しようとする場合、上記例のような搭載構造には、改善の余地があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、よりコンパクトで且つ剛性を確保することが可能な車両用発電ユニットの搭載構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る車両用発電ユニットの搭載構造は、発電ユニットを車体に搭載する。当該車両用発電ユニットの搭載構造において、前記車体には、車両外側に開口部を有し、前記発電ユニットを着脱可能に搭載する箱状のユニット設置構造体が設けられ、該ユニット設置構造体の内部には、前記開口部から車両外側に突出可能に構成されたレールが設けられ、前記発電ユニットは、車両外側に突出した前記レールに設置された状態で、前記レールが前記ユニット設置構造体の内部に移動することによって、前記ユニット設置構造体の内部に着脱可能に搭載され、前記車体には、前記ユニット設置構造体を懸架する懸架支持部が設けられ、前記懸架支持部は、前記ユニット設置構造体の側面壁に設けられ、前記ユニット設置構造体の側面視で、前記レールに重なるように配置されている。

本発明の車両用発電ユニットの搭載構造では、よりコンパクトで且つ剛性を確保することが可能できる。

本発明に係る車両用発電ユニットが搭載される車両の後部を示す斜視図で、発電ユニットの一部が車両外部にある状態を示している。 図１の発電ユニットを車両下方から見た斜視図である。 図２の発電ユニットが、車両外側に突出しているレールに設置された状態を示す側面図である。 図２の箱状部材を単体で示す斜視図である。 図２の前側支持部材の周辺を拡大して示す拡大斜視図である。 図４の箱状部材がレール上に設置された状態を模式的に示す正面図である。

以下、本発明に係る車両用発電ユニットの搭載構造の一実施形態について、図面（図１～図６）を参照しながら説明する。

なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部（前端）及び後部（後端）」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印Ｒ，Ｌは、それぞれ車幅方向の右側、左側を示しており、本実施形態における「左右」は、乗員が車両前方を向いたときの「左側」及び「右側」に対応している。

本実施形態の車両用発電ユニットの搭載構造は、車体の後部に設けられたユニット設置構造に、発電ユニット１０を搭載するための構造である。以下、搭載構造における発電ユニット１０の構成について説明する。

本実施形態の発電ユニット１０は、例えば、車両後部に設けられたラゲッジスペース等の床下に、着脱可能に搭載される発電ユニット１０であって、全体で車幅方向に延びる略直方体状である。この場合、発電ユニット１０は、例えば、車両の後部に設けられた開口から車両内に挿入された状態で、車両後部に固定される。この例では、図１に示すように、発電ユニット１０は、車幅方向において、後輪２２の間に配置されている。

発電ユニット１０の詳細な構成について、図示による説明は省略しているが、当該発電ユニット１０は、発電用エンジンと、当該発電用エンジンが駆動することによって発電する発電機を有している。また、発電ユニット１０は、発電用エンジンを駆動させるための燃料が充填された燃料タンクと、発電機から電力供給されるインバータ等の電気機器と、該電気機器や発電用エンジン等を冷却するための冷却装置を有している。さらに、発電ユニット１０は、上記した機器を収容するトレイ１１及び上蓋１２を備えている。

トレイ１１の底部は、車幅方向に延びる略長方形状で、トレイ１１には、上記した発電用エンジン、燃料タンク、発電機及び冷却装置等が設置されている。図６に示すように、トレイ１１の車幅方向側部には、側壁部１５が設けられ、該側壁部１５の上部には、車幅方向外側に突出し、車両前後方向に延びる側部フランジ１６が設けられている。側部フランジ１６の上面には、設置作業及び運搬等で用いられる取っ手１７等が設けられている。上蓋１２は、トレイ１１を車両上方から覆う略直方体状の箱状であり、上蓋１２の側部が、例えば取っ手１７よりやや内側に位置するように、トレイ１１に取り付けられる。また、上蓋１２の側部には、ハーネス等が貫通する孔１２ａが設けられている。なお、図６では、後述するガイド１６ａを設けた例を示しているが、図１～図３及び図５においては、ガイド１６ａを設けてない側部フランジ１６を示している。

側部フランジ１６は、ユニット設置構造の後述するレール３５に設置される。側部フランジ１６とレール３５との関係については、後で説明する。

続いて、車体側に設けられたユニット設置構造について説明する。ユニット設置構造は、箱状部材（ユニット設置構造体）３０と、レール３５と、懸架支持部材（懸架支持部）４０Ａ，４０Ｂ，５０Ａ，５０Ｂを有している。箱状部材３０は、図４に示すように、車幅方向に延びる略直方体状の部材で、天面部３１ａと、車幅方向を臨む右側壁（側面壁）３１ｂ及び左側壁（側壁面）３１ｃと、車両前方を臨む前壁（内壁部）３１ｄと、を有し、後部には、開口部３１ｅが設けられている。箱状部材３０は、懸架支持部材４０Ａ，４０Ｂ，５０Ａ，５０Ｂを介して、車体に取り付けられている。

レール３５は、車両前後方向に延びる部材で、箱状部材３０の内側に設けられ、開口部３１ｅから車両外側に突出可能に構成されている。当該レール３５は、図２及び図３に示すように、レール支持部３６と、長尺の可動レール部３７と、を有している。レール支持部３６は、左側壁３１ｃの内面及び右側壁３１ｂの内面のそれぞれに固定されており、詳細な図示は省略しているが、可動レール部３７を上下方向から覆い且つレール３５の移動方向に交差する幅方向から覆うことにより支持している。すなわち、レール支持部３６は、可動レール部３７を、上下左右から覆うことによって支持している。

可動レール部３７は、レール支持部３６に支持された状態で、レール３５の長手方向（この例では、車両前後方向）に平行移動可能に構成されている。この例の可動レール部３７は、外側レール３７Ａと、内側レール３７Ｂと、を有している。外側レール３７Ａは、レール支持部３６に直接的に係合し、レール支持部３６に対して、レール３５の長手方向（この例では、車両前後方向）に沿って平行移動可能に構成されている。外側レール３７Ａが、レール支持部３６に対して車両前方に平行移動したときは、外側レール３７Ａは、開口部３１ｅから車両外側に突出している状態となる。

外側レール３７Ａ及び内側レール３７Ｂは、互いに平行移動可能に係合している。内側レール３７Ｂは、外側レール３７Ａに車幅方向視で重なった状態から、車両後方に平行移動可能に構成されている。また、内側レール３７Ｂは、外側レール３７Ａの位置にかかわらず、外側レール３７Ａに対して、平行移動可能である。例えば、外側レール３７Ａが、開口部３１ｅの内側、すなわち、箱状部材３０の内部に位置するとき、内側レール３７Ｂのみが開口部３１ｅから車両後方に突出させることも可能である。外側レール３７Ａが、開口部３１ｅから車両後方に突出し、さらに、内側レール３７Ｂが外側レール３７Ａに対して車両後方に突出しているとき、可動レール部３７が開口部３１ｅから突出している長さが最も長くなる、最大突出状態となる。

内側レール３７Ｂには、上記した側部フランジ１６が載置される台座３８が設けられている。台座３８は、例えば図６に模式的に示すように、内側レール３７Ｂに接合されている断面Ｌ字状の長尺の部材で、車両前後方向に延びている。台座３８は、内側レール３７Ｂに固定されており、内側レール３７Ｂと一体的に平行移動可能である。

発電ユニット１０は、車両外側に突出したレール３５に設置された状態で、レール３５が箱状部材３０の内部に移動することによって、箱状部材３０の内部に着脱可能に搭載される。詳細には、発電ユニット１０のトレイ１１に設けられた側部フランジ１６が、最大突出状態となっている可動レール部３７の上部に載置（設置）される。このとき、可動レール部３７の内側レール３７Ｂの台座３８の上部と側部フランジ１６の下面とが固定され、この状態で、可動レール部３７が開口部３１ｅの内側に平行移動することにより、発電ユニット１０が開口部３１ｅの内側に移動する。可動レール部３７の内側レール３７Ｂが外側レール３７Ａに側面視で重なった状態になるまで、内側レール３７Ｂが車両前方に平行移動し、内側レール３７Ｂが外側レール３７Ａに重なった後に、内側レール３７Ｂ及び外側レール３７Ａが一体的に車両前方に開口部３１ｅの内側に向かって平行移動する。内側レール３７Ｂ及び外側レール３７Ａが、箱状部材３０の内部に至るとき、発電ユニット１０は箱状部材３０の内部に収容される。この状態で、図示しないストッパ部材等により発電ユニット１０が固定され、箱状部材３０の内部に搭載される。

続いて、箱状部材３０を支持する懸架支持部材４０Ａ，４０Ｂ，５０Ａ，５０Ｂについて説明する。懸架支持部材４０Ａ，４０Ｂ，５０Ａ，５０Ｂは、後側支持部材（第１の支持部）４０Ａ，４０Ｂと、前側支持部材（第２の支持部）５０Ａ，５０Ｂと、を有している。

後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、図２～図４に示すように、箱状部材３０の右側壁３１ｂの外面及び左側壁３１ｃの外面のそれぞれに固定されている。後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、左右それぞれの外面における車両上下方向の中心よりも車両下方側に配置されている。この例では、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、右側壁３１ｂの外面及び左側壁３１ｃの外面のそれぞれにおける後側の下部に配置されている。右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ対応するリアサイドメンバ２３に固定されている。この例では、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、リアサイドメンバ２３の下面に接合されている。

右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、箱状部材３０の右側壁３１ｂの外面及び左側壁３１ｎの外面に接合され、且つ対応する側のリアサイドメンバ２３に接合されている。右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、支柱部材４１と、軸部材４６と、接合面部４２と、平板部４３と、上側クッション部材４４と、下側クッション部材４５と、を有している。

支柱部材４１は、車両上下方向に延びる略直方体状の中空部材である。支柱部材４１の上部は、リアサイドメンバ２３の下面に接合されている。支柱部材４１の下面には、軸部材４６が貫通した状態で固定されている。接合面部４２は、車両上下方向に延びる板状の部分で、左側壁３１ｃの外面にスポット溶接等により接合されている。平板部４３は、接合面部４２の車両上下方向の中間部から車幅方向外側に突出する板状の部分である。すなわち、右側の後側支持部材４０Ａの平板部４３は、右側壁３１ｂから右外側に突出し、左側の後側支持部材４０Ａの平板部４３は、左側壁３１ｃから左外側に突出している部分である。

本実施形態では、所定の厚みを有する２枚の金属製の平板をそれぞれＬ字状に屈曲させて、それぞれのＬ字状の板部材の１つの面を、互いに接合させて、平板部４３を構成し、他方の面を車両上下に並べて右側壁３１ｂまたは左側壁３１ｃに接合させることにより、接合面部４２を構成している。平板部４３のほぼ中央には、貫通孔が設けられ、該貫通孔には、軸部材４６が貫通した状態で固定されている。

上側クッション部材４４は、所定の弾性率を有する樹脂材料により形成される部材であり、所定の厚みを有する円柱状で、径方向中央に貫通孔が設けられている。上側クッション部材４４は、貫通孔に軸部材４６が貫通した状態で、平板部４３の上面に設置されている。この例では、平板部４３の上面と支柱部材４１の下面との間に配置されている。

下側クッション部材４５は、上側クッション部材４４と同様に、所定の弾性率を有する樹脂材料により形成される部材であり、所定の厚みを有する円柱状で、径方向中央に貫通孔が設けられている。下側クッション部材４５は、貫通孔に軸部材４６が貫通した状態で、平板部４３の下面に設置されている。

本実施形態では、２つの前側支持部材５０Ａ，５０Ｂを有している。２つの前側支持部材５０Ａ，５０Ｂは、前壁３１ｄの車両前方を臨む外面に、車幅方向に互いに間隔を空けた状態で、固定されている。右側の前側支持部材５０Ａ及び左側の前側支持部材５０Ｂは、例えば、車体骨格部材であるリアクロスメンバに固定されている。この例では、前側支持部材５０Ａ，５０Ｂは、リアクロスメンバの下面に接合されている。

右側及び左側の前側支持部材５０Ａ，５０Ｂは、図２～図４に示すように、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂの構造とほぼ同様に構成されている。右側及び左側の前側支持部材５０Ａ，５０Ｂは、同じ構造であり、それぞれが、支柱部材５１と、軸部材５６と、接合面部５２と、平板部４３と、上側クッション部材５４と、下側クッション部材５５と、を有している。

前側支持部材５０Ａ，５０Ｂの支柱部材５１の上部は、リアクロスメンバの下面に接合されており、接合面部５２は、箱状部材３０の前壁３１ｄの外面に接合されている。また、前側支持部材５０Ａ，５０Ｂのそれぞれの上側クッション部材５４及び下側クッション部材５５は、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂと同様に、平板部５３を上下から挟むように配置され、軸部材５６等により固定されている。

本実施形態の右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、箱状部材３０の側面視（この例では車幅方向視）で、収容状態のレール３５に重なるように配置されている。ここで、収容状態とは、内側レール３７Ｂ及び外側レール３７Ａが重なった状態で、箱状部材３０の内部に位置している状態である。これにより、箱状部材３０の右側壁３１ｂ及び左側壁３１ｃが車幅方向に広がる変形を抑制できる。

本実施形態では、右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂ並びに前側支持部材５０Ａ，５０Ｂの車両上下方向位置は、ほぼ同じに設定されている。箱状部材３０の右側壁３１ｂ及び左側壁３１ｃの内面には、車両内側から車両外側に向かって延びる側部補強部材（補強部）４８が設けられている。この例の側部補強部材４８は、車両前後方向に延びる板状で、箱状部材３０の側面視（この例では車幅方向視）で、収容状態のレール３５及び右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂに重なるように配置されている。側部補強部材４８は、箱状部材３０の側壁３１ｂ，３１ｃの内面に取り付けられ、側部補強部材４８の内側に、レール３５が取り付けられている。また、前壁３１ｄの内面には、車幅方向に延びる前部補強部材５８が設けられている。当該前部補強部材５８は、前方視で前側支持部材５０Ａ，５０Ｂに重なるように配置されている。すなわち、本実施形態では、右側及び左側の側部補強部材４８と前部補強部材５８によって、Ｕ字形状を形成している。

本実施形態では、右側及び左側の側部補強部材４８と前部補強部材５８によってＵ字形状とし、側部補強部材４８と前部補強部材５８が交差する部分は、箱状部材３０の角部に対して若干間隔を空けて配置することで、箱状部材３０の角部の剛性を向上させている。これにより、上記した可動レール部３７等の捩じれ変形をさらに抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、右側及び左側の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂは、右側壁３１ｂ及び左側壁３１ｃのそれぞれの外面における車両上下方向の中心よりも車両下方側で、外面における後側の下部に配置されている。本実施形態の箱状部材３０は、底部が設けられていないため、右側壁３１ｂ及び左側部３１ｃの下端は外側に変形しやすい構造である。これに対して、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂを、上記のように右側壁３１ｂ及び左側壁３１ｃの下部に配置することにより右側壁３１ｂ及び左側壁３１ｃの下部が外側に変形することを抑制できる。

また、本実施形態の後側支持部材４０Ａ，４０Ｂには、図２、図３及び図５に示すように、発電ユニット１０と車体に設けられた電気機器とを電気的に接続するケーブルやハーネス等の接続端子４７が設けられている。当該ケーブル等には、高圧電流が流れるため、保護が必要となる。この例では、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂの支柱部材４１の後側部に設けられている。これにより、接続端子４７を安定して固定することができる。また、接続端子４７を、支柱部材４１に一体化することで、軽量化及びコンパクト化が可能となる。この例では、接続端子４７を支柱部材４１の後側部に設けているが、これに限らず、接続端子４７を支柱部材４１の前側部に設けてもよい。接続端子４７を支柱部材４１の前側部に設けることで、後突に対して前側支持部材４０Ａ，４０Ｂにより保護することができる。

また、本実施形態では、図６に示すように、側部フランジ１６の外側端に、該外側端から車両下方に突出しレール３５の長手方向に沿って延びるガイド１６ａを設けてもよい。レール３５を、右側壁３１ｂまたは左側壁３１ｃと、これに対応するガイド１６ａとの間に配置して、側部フランジ１６を内側レール３７Ｂの台座３８の上部に載置した状態で、発電ユニット１０は、可動レール部３７の移動と共に箱状部材３０の内部に移動する。このようにガイド１６ａを設けることにより、レール３５の可動レール部３７の横方向の逃げを抑制することができる。その結果、可動レール部３７の捩じれ変形を抑制でき、箱状部材３０の右側壁３１ｂ及び左側壁３１ｃの変形も抑制できる。

本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態では、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂ及び前側支持部材５０Ａ，５０Ｂの車両上下方向位置は、ほぼ同じに設定されているが、これに限らない。例えば、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂを、前側支持部材５０Ａ，５０Ｂに対して車両下方側に配置してもよい。この場合、右側及び左側の側部補強部材４８は、前部補強部材５８の車両下方側に配置すればよい。

また、本実施形態では、発電ユニット１０を、車両後面から挿入するように構成された例を説明しているが、これに限らない。例えば、発電ユニット１０を、車体側部から幅方向に挿入するように構成してもよい。この場合、箱状部材の開口部を、車幅方向外側に配置し、後側支持部材４０Ａ，４０Ｂに対応する部材を、箱状部材の前側部及び後側部のそれぞれの車幅方向外側部に取り付け、前側支持部材５０Ａ，５０Ｂに対応する部材を、箱状部材３０の例えば車幅方向内側壁に取り付けるとよい。

１０ 発電ユニット
１１ トレイ
１２ 上蓋
１６ 側部フランジ
１７ 取っ手
１８ 突出部
２２ 後輪
２３ リアサイドメンバ
２４ リアクロスメンバ
３０ 箱状部材
３１ａ 天面部
３１ｂ 右側壁（側面壁）
３１ｃ 左側壁（側面壁）
３１ｄ 前壁（内壁部）
３１ｅ 開口部
３５ レール
３６ レール支持部
３７ 可動レール部
３７Ａ 外側レール
３７Ｂ 内側レール
３８ 台座部
４０Ａ 左側の後側支持部材
４０Ｂ 右側の後側支持部材
４１ 支柱部材
４２ 接合面部
４３ 平板部
４４ 上側クッション部材
４５ 下側クッション部材
４６ 軸部材
４８ 側部補強部材
５０Ａ 右側の前側支持部材
５０Ｂ 左側の前側支持部材
５１ 支柱部材
５２ 接合面部
５３ 平板部
５４ 上側クッション部材
５５ 下側クッション部材
５６ 軸部材
５８ 前部補強部材

Claims (5)

1. 発電ユニットを車体に搭載する車両用発電ユニットの搭載構造において、
   前記車体には、車両外側に開口部を有し、前記発電ユニットを着脱可能に搭載する箱状のユニット設置構造体が設けられ、該ユニット設置構造体の内部には、前記開口部から車両外側に突出可能に構成されたレールが設けられ、
   前記発電ユニットは、車両外側に突出した前記レールに設置された状態で、前記レールが前記ユニット設置構造体の内部に移動することによって、前記ユニット設置構造体の内部に着脱可能に搭載され、
   前記車体には、前記ユニット設置構造体を懸架する懸架支持部が設けられ、
   前記懸架支持部は、前記ユニット設置構造体の側面壁に設けられ、前記ユニット設置構造体の側面視で、前記レールに重なるように配置されていることを特徴とする、車両用発電ユニットの搭載構造。
2. 前記側面壁には、車両内側から車両外側に向かって延びる補強部が設けられ、
   前記補強部は、前記ユニット設置部の側面視で、前記レール及び前記懸架支持部に重なるように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用発電ユニットの搭載構造。
3. 前記懸架支持部は、前記側面壁の車両上下方向の中心よりも車両下方側に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用発電ユニットの搭載構造。
4. 前記懸架支持部には、前記発電ユニットと前記車体に設けられた電気機器とを電気的に接続するケーブルの接続端子が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用発電ユニットの搭載構造。
5. 前記発電ユニットの側部には、外側に突出する側部フランジが設けられ、該側部フランジの外側部には車両下方に突出し、前記側部フランジの長手方向に沿って延びるガイドが設けられ、
   前記レールを前記発電ユニットの側部と前記ガイドとの間に配置して前記側部フランジを前記レール上に設置した状態で、前記発電ユニットは、前記ユニット設置構造体に搭載されることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両用発電ユニットの搭載構造。

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