JP2959915B2

JP2959915B2 - 電気自動車

Info

Publication number: JP2959915B2
Application number: JP28778492A
Authority: JP
Inventors: 淳一原田; 卓爾槌田; 勝久長谷川; 圭二国北; 忠彦布施; 智雄鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp; Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH05305821A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリを格納するバ
ッテリキャリアが車体に装着された電気自動車に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】排出ガスや騒音のない無公害車として、
電気自動車が研究開発されている。この電気自動車は、
動力源としてＡＣモータあるいはＤＣモータとバッテリ
を用いるのが大勢であり、通常このバッテリは、バッテ
リキャリアに格納され、このバッテリキャリアは車体下
部へボルト等で固定されている（特開昭６０−１４６７
２４号公報参照）。

【０００３】ところで、一般に自動車は、衝突時の衝撃
力を減少させるため、フロントサイドメンバー等を変形
させながら、車体へ伝達される運動エネルギーを吸収す
るようになっている。

【０００４】しかしながら、バッテリを搭載した電気自
動車では、一般の自動車よりも車体重量が増大するた
め、運動エネルギーを吸収するには、その分フロントサ
イドメンバー等の強度を上げる必要が生じ、このことが
さらに車体重量を増大させていた。

【０００５】このため、車両衝突時に、バッテリを格納
したバッテリキャリアを車体から切り離す電気自動車が
提案されている（ＤＴ２５２２８４４Ａ１参照）。しか
しながら、この電気自動車では、単にバッテリキャリア
を路面上に放棄するだけで、バッテリキャリアの持つ運
動エネルギーを最終的にどのように処理するのかは何も
開示されていない。

【０００６】これに対処すべく、クラシャブルなリアボ
デーにバッテリを移動可能に搭載し、複数の連結手段に
よって、バッテリとリアボデーを連結し、車両衝突時に
作用するバッテリの運動エネルギーを、リアボデーのク
ラッシュによって吸収する電気自動車も提案されている
（ＤＥ３１４１１６４Ａ１参照）。

【０００７】しかしながら、この電気自動車では、車体
後部をバッテリの運動エネルギー吸収用に用いているた
め、車体後部の強度は比較的弱く設定されている。この
ため、この車体後部の強度は、車体後突時の荷重の吸収
に必要な車体後部の強度とは大きく相違する。すなわ
ち、バッテリの運動エネルギー吸収と衝突時の荷重吸収
をそれぞれ両立させることは極めて困難であり、この電
気自動車は前突のみを考えた非常に特殊な車体後部構造
といえる。従って、後突を考えた通常の車体後部構造で
は、バッテリの持つ運動エネルギーはコントロールされ
ていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、電気自動車が衝突した際、バッテリを搭載したこ
とで増大した重量によって、車体に作用する増加した分
の運動エネルギーをコントロールすることができる電気
自動車を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の電気自
動車は、バッテリを格納するバッテリキャリアが車体に
装着された電気自動車において、前記車体の下部に前記
バッテリキャリアを支持する支持機構と、前記バッテリ
キャリアの移動を規制する移動規制手段と、車両衝突に
よって前記移動規制手段による規制が解除された後、前
記バッテリキャリアが前記車体の移動方向のみ移動して
車体へ伝達される前記バッテリキャリアの運動エネルギ
ーをコントロールするエネルギー伝達制御手段と、を有
することを特徴としている。

【００１０】請求項２に記載の電気自動車は、前記エネ
ルギー伝達制御手段が、車体に支持され衝突対象物に衝
突し停止した後の車両内部構成部品へ、前記移動規制手
段による規制が解除され車体から切り離された前記バッ
テリキャリアを衝突させ、バッテリキャリアの持つ運動
エネルギーを吸収するように構成されたことを特徴とし
ている。

【００１１】請求項３に記載の電気自動車は、前記車両
内部構成部品が、モータ部と、このモータ部の車体後方
側に設けられたサブフレームとで構成されたことを特徴
としている。

【００１２】請求項４に記載の電気自動車は、前記モー
タ部へ、衝突によって変形する前記サブフレームを支え
る保持機構を設けたことを特徴としている。

【００１３】請求項５に記載の電気自動車は、前記サブ
フレームへ、前記バッテリキャリアを受け止める平坦面
を形成したことを特徴としている。

【００１４】請求項６に記載の電気自動車は、前記車両
内部構成部品へ衝突する前記バッテリキャリアにエネル
ギー吸収手段を設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項７に記載の電気自動車は、前記エネ
ルギー伝達制御手段が、前記移動規制手段による規制が
解除され、車体から切り離されて車体に運動エネルギー
を伝達させることなく一定距離移動した後の前記バッテ
リキャリアの持つ運動エネルギーの一部しか車体に伝達
させず、バッテリキャリアの持つ運動エネルギーを吸収
するエネルギー吸収機構を有することを特徴としてい
る。

【００１６】請求項８に記載の電気自動車は、前記エネ
ルギー吸収機構が、車体に一端が固定され、車体から切
り離されて移動するバッテリキャリアと摺動屈曲し、バ
ッテリキャリアの持つ運動エネルギーを吸収するエネル
ギー吸収プレートを備え、このエネルギー吸収プレート
に、バッテリキャリアが一定距離移動する間、車体への
運動エネルギーの伝達を実質的に阻止する剛性低下部を
設けたことを特徴としている。

【００１７】請求項９に記載の電気自動車は、前記移動
規制手段が、車両に所定の慣性力が働いた時に、前記バ
ッテリキャリアを車体前方へ移動可能に支持し、前記エ
ネルギー伝達制御手段が、前記車体に一端が固定された
屈曲可能なエネルギ吸収プレートと、前記バッテリキャ
リアに設けられバッテリキャリアが車体前方へ移動する
際、前記エネルギ吸収プレートと摺動しエネルギ吸収プ
レートを順次屈曲させるエネルギ吸収ガイドとで構成さ
れたことを特徴としている。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の電気自動車は、支持機構によ
って、車体下部にバッテリを格納したバッテリキャリア
が支持され、また、移動規制手段が、通常、バッテリキ
ャリアの車両移動方向への移動を規制している。

【００１９】ここで、車両衝突によってバッテリキャリ
アに所定の慣性力が働くと、移動規制手段が規制を解除
し、バッテリキャリアが車体の移動方向のみ移動して車
体とバッテリキャリアとが切り離される。この切り離さ
れたバッテリキャリアの運動エネルギーは、エネルギー
伝達制御手段によって、車体へ伝達がコントロールされ
る。

【００２０】また、請求項２に記載の電気自動車では、
このエネルギー伝達制御手段が、車体に支持され衝突対
象物に衝突し停止した後の車両内部構成部品へ、車体か
ら切り離されたバッテリキャリアを衝突させ、バッテリ
キャリアの持つ運動エネルギーを吸収するように構成す
ることで、バッテリキャリアの持つ運動エネルギーが車
体に伝達されることがない。

【００２１】さらに、請求項３に記載の電気自動車で
は、車両内部構成部品を、バッテリキャリアより車体前
方に配設されるモータ部、及びこのモータ部の車体後方
側に設けられたサブフレームとで構成することで、バッ
テリキャリアの移動距離を短くすることができ、またエ
ネルギー吸収用の付属部品を別途設ける必要がなくな
る。

【００２２】また、請求項４に記載の電気自動車では、
このモータ部へ、衝突によって変形するサブフレームを
支える保持機構を設けることで、変形したサブフレーム
が通常、曲面体であるモータ部の下へ潜り込んでしまう
ことがなくりなり、モータ部とサブフレームとが一体と
なって、バッテリキャリアの運動エネルギーを吸収する
ことができる。

【００２３】さらに、請求項５に記載の電気自動車で
は、サブフレームへ、衝突時にバッテリキャリアを受け
止める平坦面を設けることで、確実にバッテリキャリア
の運動エネルギーがサブフレームへ伝達され、他の部位
へ運動エネルギーが伝達されることがない。

【００２４】また、請求項６に記載の電気自動車では、
車両内部構成部品へ衝突するバッテリキャリア自体にエ
ネルギー吸収機構を設けることで、衝撃対象物に伝達さ
れる衝撃力が軽減されると共に、バッテリの破損を最小
限に押さえることができる。

【００２５】さらに、請求項７に記載の電気自動車で
は、エネルギー伝達制御手段に設けられたエネルギー吸
収機構が、バッテリキャリアが車体から切り離されて車
体に運動エネルギーを伝達させることなく一定距離移動
している間、すなわち、車体自体がクラッシュして車体
の持つ運動エネルギーを吸収する間、バッテリキャリア
の持つ運動エネルギーの一部しか車体に伝達させず、そ
の後、バッテリキャリアの持つ運動エネルギーを吸収す
るようにしているので、車体に負担をかけることなく、
効率良くバッテリキャリアの運動エネルギーを吸収する
ことができる。

【００２６】また、請求項８に記載の電気自動車では、
上記エネルギー吸収機構がエネルギ吸収プレートで構成
されている。このエネルギ吸収プレートは、一端が車体
に固定され、車体から切り離されて移動するバッテリキ
ャリアと摺動屈曲しながら、バッテリキャリアの持つ運
動エネルギーを吸収する。このエネルギー吸収プレート
に、バッテリキャリアが一定距離移動する間、車体への
運動エネルギーの伝達を実質的に阻止する剛性低下部を
設けることで、バッテリキャリアは、移動ずれすること
なく、エネルギー吸収プレートの剛性低下部に案内され
て一定距離を移動した後、剛性部で運動エネルギーが吸
収される。

【００２７】さらに、請求項９に記載の電気自動車で
は、車両が衝突し車両に所定の慣性力が働いた時に、移
動規制手段が、バッテリキャリアを車体前方に移動させ
る。

【００２８】この時、バッテリキャリアに設けられたエ
ネルギ吸収ガイドは、一端が車体に固定されたエネルギ
吸収プレートと摺動しながら、エネルギ吸収プレートを
順次屈曲させる。これによって、バッテリーの運動エネ
ルギーが、エネルギ吸収プレートの変形エネルギーに順
次変換され吸収消化される。

【００２９】

【実施例】図１には、第１実施例に係る電気自動車の車
体８の下部にバッテリ１０が搭載されたバッテリキャリ
ア１２が固定された状態が示されている。このバッテリ
キャリア１２の車両前方には、バッテリキャリア１２の
前方側面と所定の間隔を置いてサブフレーム３０がフロ
ントサイドメンバ３２に架け渡され固定されている。こ
のサブフレーム３０の両端部には、ホイールの動きを規
制するサスペンションアーム３４が取付けられている。
また、サブフレーム３０の車両前方には、図示しないモ
ータマウントを介して電気自動車を駆動させるモータ３
６とリダクションギア３８からなるモータ部が配設され
ている。

【００３０】図２に示すように、バッテリキャリア１２
は、上方が開口した矩形状の箱体で、その内部に電気自
動車の動力源としてのバッテリ１０が格納されている。
バッテリキャリア１２の開口縁部からは、水平方向にフ
ランジ１４が延設されている。このフランジ１４の車幅
方向側には、車長方向に長状とされた長孔１６が穿設さ
れている。

【００３１】この長孔１６には、図３に示されるよう
に、下方からボルト２４が挿通され、このボルト２４
は、ロッカー２６のインナプレート２６Ａに溶着された
ウェルドナット２８に締着されている。これによって、
バッテリキャリア１２は、ボルト２４とウェルドナット
２８によって、所定の締付力でロッカー２６に取付けら
れている。また、図４に示すように、長孔１６の車両前
後方向の孔長（Ｌ＋α）、換言すれば、バッテリキャリ
ア１２が移動してボルト２４が長孔１６の後端に当たる
までの距離は、図７及び図８に示すように、電気自動車
がバリヤに前衝突し、クラッシュして停止したモータ３
６あるいはリダクションギア３８とサブフレーム３０へ
バッテリキャリア１２の前面が衝突するまで、バッテリ
キャリア１２が車体８と切り離れて移動し、サブフレー
ム３０に衝突して停止する相対移動量Ｌより若干長めに
設定されている。このため、バッテリキャリア１２の運
動エネルギーは車体８へ伝達されない。

【００３２】一方、図１０に示すように、モータ３６の
駆動力を伝達する円筒状のリダクションギア３８の外周
面の下部には、リブ４０が突設されている。このリブ４
０は、図１１に示すように、車体後方面４０Ａがサブフ
レーム３０の突部３０Ａの垂直面と同一水平面上に位置
するように配設されている。これによって、車両衝突時
に、リダクションギア３８に向かって移動するサブフレ
ーム３０は、その傾斜面３０Ｂがリダクションギア３８
の外周面に案内されることによって、リダクションギア
３８の下面へ潜り込むことなく、確実にリダクションギ
ア３８に保持される。なお、図１２に示すように、リダ
クションギア３８に所定の隙間を置いて一対のリブ４２
を突設し、このリブ４２の間に、サブフレーム３０の突
部３０Ａを挟み込むようにして保持してもよい。また、
リブ４０、４２をリダクションギア３８に突設したが、
モータ３６の本体に設けてもよい。

【００３３】また、図５及び図１３に示すように、サブ
フレーム３０の車両後方部には、平坦面３０Ｃが形成さ
れている。この平坦面３０Ｃは、バッテリキャリア１２
の構成部材であるビーム４４の前面１２Ｂが衝突するよ
うに配設され、バッテリキャリア１２の持つ運動エネル
ギーを確実にサブフレーム３０へ伝達するようになって
いる。

【００３４】ここで、本発明に係る電気自動車が前衝突
した時、バッテリを搭載したバッテリキャリアの運動エ
ネルギーが、どのように車体へ伝達されずに吸収される
かを説明する。

【００３５】図９に示すように、車両の前方が衝突する
と、バッテリキャリア１２は、慣性力によって、衝突直
前まで保持していた運動エネルギーを消化するために、
（矢印Ａ方向）へ移動しようとする。

【００３６】ここで、この運動エネルギーが、図４に示
すボルト２４とウェルドナット２８の締付力によって生
じるバッテリキャリア１２のフランジ１４とロッカー２
６との摩擦力より大きくなると、バッテリキャリア１２
に滑りが生じ、ボルト２４に支持された状態でバッテリ
キャリア１２は、車体８と切り離され、長孔１６にガイ
ドされながら車体８の前方へ移動する。この状態では、
バッテリキャリア１２の運動エネルギーは、車体８へは
実質的には伝達されていない。なお、説明の便宜上、こ
こでバッテリキャリア１２の運動エネルギーが、実質的
に車体８へ伝達されず、運動エネルギーを保持したまま
移動している状態を空走状態と定義する。

【００３７】このように、バッテリキャリア１２が空走
状態にある間に、図６及び図８に示すように、衝突対象
物、例えばバリアＢに衝突した車体８のフロントサイド
メンバ３２及びクロスメンバ４６等はクラッシュしなが
ら、車体８（このとき、車体８にはバッテリ１０及びバ
ッテリキャリア１２の重量は含まれない）の運動エネル
ギーを吸収し、車両内部構成部品としてのモータ３６と
リダクションギア３８は、バリアＢに衝突停止し、ま
た、サブフレーム３０は変形しながらリダクションギア
３８に衝突停止する。なお、サブフレーム３０は、リダ
クションギア３８に設けられたリブ４０によって、保持
されるので、リダクションギア３８の下方へ潜り込むこ
とがない（図１０参照）。

【００３８】次に、この停止しバリアＢに対して直付け
状態となったサブフレーム３０へバッテリキャリア１２
が衝突する。なお、上述したように、バッテリキャリア
１２に設けられた長孔１６の孔長（Ｌ＋α）は、サブフ
レーム３０が衝突停止するまで、バッテリキャリア１２
の空走状態を維持し、さらに、サブフレーム３０にバッ
テリキャリア１２が衝突して停止するまでに移動する相
対移動量Ｌより長く設定されているので、バッテリキャ
リア１２が途中で移動を停止され、車体８へ運動エネル
ギーが伝達されることがない。また、バッテリキャリア
１２がサブフレーム３０へ衝突した時、図６に示される
ように、バッテリキャリア１２のビーム４４の前面１２
Ｂが、サブフレーム３０の平坦面３０Ｃへ衝突するの
で、バッテリキャリア１２の持つ運動エネルギーは分散
されることなく、確実にサブフレーム３０へ伝達され
る。

【００３９】このように、前衝突時に、車体８から切り
離されたバッテリキャリア１２は、車体８がクラッシュ
して停止するまで空走状態を維持し、バリアＢに衝突し
停止したサブフレーム３０によって、バッテリキャリア
１２の持つ運動エネルギーは吸収されるので、車体８に
バッテリキャリア１２の運動エネルギーが伝達されるこ
とがない。このため、バッテリ１０を搭載することによ
って、増大した車体重量により、車体８に働く増加した
分の衝撃力を吸収するために、フロントサイドメンバー
３２等の強度を上げる必要がなくなり、電気自動車の重
量が低減できる。

【００４０】次に、第２実施例について説明する。図１
４に示すように、第２実施例の電気自動車に備えられる
バッテリキャリア６０の前方側には、エネルギー吸収手
段としてウレタン材５０が装着されている。これによっ
て、第１実施例で説明したように、衝突によって停止し
たサブフレーム３０に衝突するバッテリキャリア１２
は、その運動エネルギーを全部サブフレーム３０に伝達
させることなく、バッテリキャリア１２自体で吸収する
ことにより、バッテリ１０の破損を最小限に押さえるこ
とができる。なお、エネルギー吸収手段としては、ウレ
タン材５０に限定されるものではなく、最前列のバッテ
リ１０Ａを剛性の低い部材で構成し、運動エネルギーを
吸収するようにしてもよい。

【００４１】また、図１５に示すように、サブフレーム
３０の後方部に、切込み５２を形成して脆弱化を図り、
この後端面５２Ａへ、バッテリキャリア１２の前側面に
突設された当接面５４を衝突させ、衝突停止後のサブフ
レーム３０をさらにクラッシュさせることにより、バッ
テリキャリア１２の運動エネルギーを吸収するようにし
てもよい。

【００４２】次に、第３実施例について説明する。第３
実施例では、一定時間空走状態にあったバッテリキャリ
ア１２を、サブフレーム３０に衝突させることなく、車
体８が衝突停止する間に、バッテリキャリア１２の持つ
運動エネルギーを吸収するようになっている。

【００４３】すなわち、図１６に示すように、バッテリ
キャリア１２の側面１２Ａには、鋼棒が２つに折り曲げ
られ略Ｕ字型とされたエネルギ吸収ガイド１８が、長孔
１６の車体８前方側の端部より前方に位置するように固
着されている。

【００４４】図１７及び図１８に示されるように、この
エネルギ吸収ガイド１８は、上下の支持部１８Ａ、１８
Ｂが互いに平行とされており、上の支持部１８Ａは下の
支持部１８Ｂより車体８の後方へ位置するように配設さ
れている。エネルギ吸収ガイド１８の上下の支持部１８
Ａ、１８Ｂの隙間には、薄板状のエネルギ吸収プレート
２０が上下の支持部１８Ａ、１８Ｂの外周面に当接した
状態で挿通されている。このエネルギ吸収プレート２０
は、塑性変形可能な部材で成形されており、車体８の後
方側の端面には、取付孔２２が穿設されている。この取
付孔２２には、車体８の下方から長孔１６へ挿通された
ボルト２４が挿入されており、このボルト２４は、ロッ
カー２６のインナプレート２６Ａに溶着されたウェルド
ナット２８に締着されている。これによって、バッテリ
キャリア１２は、ボルト２４とウェルドナット２８によ
って、所定の締付力でロッカー２６に保持され、またエ
ネルギ吸収プレート２０の一端はボルト２４によって、
ロッカー２６に固定されている。

【００４５】一方、エネルギ吸収プレート２０は、取付
孔２２から略中間部にかけて幅狭Ｗ ₁の剛性低下部が形
成され、また後端部にかけて幅広Ｗ₂の剛性部が形成さ
れている。このエネルギ吸収プレート２０の幅狭Ｗ₁部
分と支持部１８Ｂの外周面と当接した部位から、幅広Ｗ
₂となる部位までの長さは、後述の空走距離Ｄと略同じ
長さとされ、また、エネルギ吸収プレート２０の後端部
までの長さは、バッテリキャリアの相対移動量Ｌとされ
ている。

【００４６】また、長孔１６の孔長（Ｌ＋α）は、バッ
テリキャリアの相対移動量Ｌより若干長めに設定され、
車体８へ直接的にバッテリキャリア１２の運動エネルギ
ーを伝達させることなく、エネルギ吸収プレート２０が
バッテリキャリア１２の持つ大部分の運動エネルギーを
吸収できるようになっている。

【００４７】ここで、本実施例に係る電気自動車が前衝
突した時、バッテリを搭載したバッテリキャリアの運動
エネルギーが、車体へ伝達されずに吸収されるかを説明
する。

【００４８】図１９に示すように、サブフレームが配設
されていない車両の前方が衝突すると、バッテリキャリ
ア１２は、慣性力によって、衝突直前まで保持していた
運動エネルギーを消化するために、前方（矢印Ａ方向）
へ移動しようとする。

【００４９】ここで、この運動エネルギーが、図１８に
示すボルト２４とウェルドナット２８の締付力によって
生じるバッテリキャリア１２のフランジ１４とロッカー
２６との摩擦力より大きくなると、バッテリキャリア１
２に滑りが生じ、ボルト２４に支持された状態でバッテ
リキャリア１２は、車体８と切り離され、長孔１６にガ
イドされながら車体８の前方へ移動する。

【００５０】この時、図１７に示すように、バッテリキ
ャリア１２の側面１２Ａに設けられたエネルギ吸収ガイ
ド１８の上下の支持部１８Ａ、１８Ｂは、一端がロッカ
ー２６に固定されたエネルギ吸収プレート２０の両面と
摺動しながら移動するが、幅狭Ｗ₁では、摺動屈曲力が
殆ど発生しないので、バッテリキャリア１２は実質上空
走状態となり、バッテリキャリア１２の持つ運動エネル
ギーは、車体８へは伝達されていない。

【００５１】このように、バッテリキャリア１２が空走
状態にある間に、衝突対象物、例えばバリアＢに衝突し
た車体８は、クラッシュしながら車体８（このとき、車
体８にはバッテリ１０及びバッテリキャリア１２の重量
は含まれない）の運動エネルギーが吸収される。

【００５２】次に、バッテリキャリア１２がさらに前方
に移動すると、エネルギ吸収プレート２０の幅広Ｗ
₂が、エネルギ吸収ガイド１８の上下の支持部１８Ａ、
１８Ｂの両面と摺動し、大きな摺動屈曲抵抗を発生さ
せ、バッテリキャリア１２の運動エネルギーは、エネル
ギ吸収プレート２０を変形させる変形力に変換され吸収
消化される。このため、バッテリ１０の重量増加によっ
て増加する衝突時の運動エネルギーは、車体８に伝達し
ないので、特に、フロントサイドメンバー等の強度を上
げる必要がなくなり、電気自動車の重量が低減できる。

【００５３】次に、本実施例の構成によって、どの程
度、バッテリキャリア１２の運動エネルギーが吸収され
たかの実験結果を一例として図２０のグラフに示す。

【００５４】ここで、Ｄ（ｍ）とは空走距離を意味し、
実際上、バッテリキャリア１２が空走状態を維持して、
その後運動エネルギーを吸収するまでの距離ではなく、
図１７に示すように、実験の便宜上、バッテリキャリア
１２の運動エネルギーを吸収する前のエネルギ吸収ガイ
ド１８がエネルギ吸収プレート２０の幅狭Ｗ₁の部分を
摺動する距離を指している。

【００５５】また、Ｒは、車体内部エネルギー吸収効率
（Ａ／Ｅ）を意味し、バッテリキャリア１２が衝突前に
持っている運動エネルギーＥ（１／２×ｍｖ²：ｍはバ
ッテリキャリアとバッテリの質量、ｖは衝突速度）で、
吸収された運動エネルギー量Ａを割った値を示す。

【００５６】さらに、Ｌ（ｍ）は、バッテリキャリア１
２が車体８から切り離されて移動したバッテリキャリア
の車体８に対する相対移動量を示している（図１７参
照）。

【００５７】次に、領域Ｉは、車体８がバリアＢに衝突
停止した後、バッテリキャリア１２のエネルギ吸収ガイ
ド１８がエネルギ吸収プレート２０を変形させて運動エ
ネルギーが吸収される範囲を示し、また、領域ＩＩは、
車体８がバリアＢに衝突後、バッテリキャリア１２のエ
ネルギ吸収ガイド１８がエネルギ吸収プレート２０を変
形させてバッテリキャリア１２が運動エネルギーを吸収
されて停止し、その後、車体８が停止する範囲を示し、
破線で示した曲線Ｐで区分されている。この曲線Ｐは、
経済的なコスト分岐線を示し、領域ＩＩでは、空走距離
Ｄを大きくすると、バッテリキャリア１２の慣性力が大
きくなり、車体８に働く増加した分の運動エネルギーを
吸収するために、フロントサイドメンバー等の強度を上
げる必要が生じ、また、領域Ｉでは、空走距離Ｄを小さ
くすると、車体内部エネルギ吸収効率Ｒが小さくなると
いう意味である。

【００５８】従って、エネルギ吸収効率と重量、コスト
を考えると、曲線Ｐは、バッテリキャリア１２の相対移
動量Ｌに対する空走距離Ｄの最適値を表す。

【００５９】ここで、例えば、車体８のレイアウト等の
関係で、バッテリキャリア１２の相対移動量Ｌを０．３
０ｍに決定すると、車体内部エネルギ吸収効率Ｒとコス
ト等を考慮した空走距離Ｄの最適値は、曲線Ｐから０．
０８ｍに設定する必要がある。すなわち、コスト面か
ら、車体内部エネルギー吸収効率Ｒ、空走距離Ｄ、及び
バッテリキャリアの相対移動量Ｌの相関関係をある程度
推測することができる。

【００６０】なお、バッテリキャリア１２を車体８の下
部に保持する手段としては、ボルト２４及びウェルドナ
ット２８に限らず、長孔１６とボルト２４の頭部との間
に樹脂カプセルを装着して、所定の慣性力でこの樹脂カ
プセルを破断させるようにしてもよい。すなわち、一定
の慣性力によって、バッテリキャリア１２の移動規制が
解除される構成であれば実施例に限定されない。

【００６１】次に、第４実施例について説明する。第４
実施例では、第３実施例と同様に、図２１に示すよう
に、バッテリキャリア１２の運動エネルギーを吸収する
エネルギ吸収プレート７０が設けられている。

【００６２】このエネルギ吸収プレート７０は、第３実
施例のエネルギ吸収プレート２０の幅Ｗ₁、Ｗ₂の中間
位の幅に設定されている。これによって、バッテリキャ
リア１２の側面１２Ａに設けられたエネルギ吸収ガイド
１８の上下の支持部１８Ａ、１８Ｂは、一端がロッカー
に固定されたエネルギ吸収プレート７０の両面と摺動し
ながら、エネルギ吸収プレート７０を順次屈曲させ、車
体８の前方（矢印Ａ方向）へ移動する。これによって、
バッテリキャリア１２の運動エネルギーは、エネルギ吸
収プレート７０を変形させる変形力に変換され吸収消化
される。このため、バッテリ１０の重量増加によって増
加する衝突時の運動エネルギーは、このエネルギ吸収プ
レート７０によって暫時吸収され、車体８に伝達される
運動エネルギーを最小限に押さえることができる。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る電気自動車は、上記構成と
したので、衝突した際、バッテリを搭載したことで増大
した重量によって、車体に作用する増加した分の運動エ
ネルギーをコントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る電気自動車のバッテリ及び車
両内部構成部品が車体下部に取付けられた状態を示す斜
視図である。

【図２】第１実施例に係る電気自動車のバッテリキャリ
アを示す斜視図である。

【図３】第１実施例に係る電気自動車のバッテリキャリ
アの固定構造を示す部分断面図である。

【図４】第１実施例に係る電気自動車のバッテリキャリ
アの固定構造を示す側断面図である。

【図５】第１実施例に係る電気自動車がバリアに衝突す
る直前のモータ、サブフレーム、及びバッテリキャリア
の位置関係を示した上面図である。

【図６】第１実施例に係る電気自動車がバリアに衝突し
停止した後のモータ、サブフレーム、及びバッテリキャ
リアの移動位置を示した上面図である。

【図７】第１実施例に係る電気自動車がバリアに衝突す
る直前のモータ、サブフレーム、及びバッテリキャリア
の位置関係を示した側面図である。

【図８】第１実施例に係る電気自動車がバリアに衝突し
停止した後のモータ、サブフレーム、及びバッテリキャ
リアの移動位置を示した側面図である。

【図９】第１実施例に係る電気自動車がバリアに衝突す
る直前のモータ、サブフレーム、及びバッテリキャリア
の位置関係を示した斜視図である。

【図１０】第１実施例に係る電気自動車のモータの駆動
力を伝えるリダクションギアに形成されたリブを示した
斜視図である。

【図１１】第１実施例に係る電気自動車のモータの駆動
力を伝えるリダクションギアに形成されたリブとサブフ
レームの位置関係を示した側断面図である。

【図１２】第１実施例に係る電気自動車のモータの駆動
力を伝えるリダクションギアに形成されたリブの変形例
を示した斜視図である。

【図１３】第１実施例に係る電気自動車のサブフレーム
とバッテリキャリアとの衝突面を示した斜視図である。

【図１４】第２実施例に係る電気自動車がバリアに衝突
する直前のモータ、サブフレーム、及びバッテリキャリ
アの位置関係を示した斜視図である。

【図１５】第２実施例の変形例に係る電気自動車がバリ
アに衝突する直前のモータ、サブフレーム、及びバッテ
リキャリアの位置関係を示した斜視図である。

【図１６】第３実施例に係る電気自動車のバッテリキャ
リアを示す斜視図である。

【図１７】第３実施例に係る電気自動車のエネルギ吸収
プレートを示した部分斜視図である。

【図１８】第３実施例に係る電気自動車のエネルギ吸収
プレートの変形状態の詳細を示した断面図である。

【図１９】第３実施例に係る電気自動車がバリアに衝突
する直前のモータ及びバッテリキャリアの位置関係を示
した斜視図である。

【図２０】第１実施例に係る電気自動車のバッテリキャ
リアの空走距離、相対移動量、及び車体内部エネルギー
吸収効率の相関関係を示したグラフである。

【図２１】第４実施例に係る電気自動車のエネルギ吸収
プレートを示した部分斜視図である。

【符号の説明】

１０バッテリ１２バッテリキャリア１６長孔（エネルギー伝達制御手段）１８エネルギ吸収ガイド（エネルギー吸収機構）２０エネルギ吸収プレート（エネルギー吸収機構）２４ボルト（支持機構、移動規制手段、）２８ウェルドナット（支持機構、移動規制手段）３０サブフレーム（車両内部構成部品）３０Ｃ平坦面３６モータ（車両内部構成部品）４０リブ（保持機構）４２リブ（保持機構）５０ウレタン材（エネルギー吸収手段）５２切込み（エネルギー吸収手段）７０エネルギ吸収プレート（エネルギー吸収機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川勝久愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者国北圭二神奈川県横須賀市田浦港町無番地関東自動車工業株式会社内 (72)発明者布施忠彦神奈川県横須賀市田浦港町無番地関東自動車工業株式会社内 (72)発明者鈴木智雄神奈川県横須賀市田浦港町無番地関東自動車工業株式会社内 (56)参考文献特開平６−48185（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 1/04 H01M 2/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリを格納するバッテリキャリアが
車体に装着された電気自動車において、前記車体の下部
に前記バッテリキャリアを支持する支持機構と、前記バ
ッテリキャリアの移動を規制する移動規制手段と、車両
衝突によって前記移動規制手段による規制が解除された
後、前記バッテリキャリアが前記車体の移動方向のみ移
動して車体へ伝達される前記バッテリキャリアの運動エ
ネルギーをコントロールするエネルギー伝達制御手段
と、を有することを特徴とする電気自動車。
【請求項２】前記エネルギー伝達制御手段が、車体に
支持され衝突対象物に衝突し停止した後の車両内部構成
部品へ、前記移動規制手段による規制が解除され車体か
ら切り離された前記バッテリキャリアを衝突させ、バッ
テリキャリアの持つ運動エネルギーを吸収するように構
成されたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動
車。
【請求項３】前記車両内部構成部品が、モータ部と、
このモータ部の車体後方側に設けられたサブフレームと
で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の電気自
動車。
【請求項４】前記モータ部へ、衝突によって変形する
前記サブフレームを支える保持機構を設けたことを特徴
とする請求項３に記載の電気自動車。
【請求項５】前記サブフレームへ、前記バッテリキャ
リアを受け止める平坦面を形成したことを特徴とする請
求項３または請求項４に記載の電気自動車。
【請求項６】前記車両内部構成部品へ衝突する前記バ
ッテリキャリアにエネルギー吸収手段を設けたことを特
徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の電気
自動車。
【請求項７】前記エネルギー伝達制御手段が、前記移
動規制手段による規制が解除され、車体から切り離され
て車体に運動エネルギーを伝達させることなく一定距離
移動した後の前記バッテリキャリアの持つ運動エネルギ
ーの一部しか車体に伝達させず、バッテリキャリアの持
つ運動エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項８】前記エネルギー吸収機構が、車体に一端
が固定され、車体から切り離されて移動するバッテリキ
ャリアと摺動屈曲し、バッテリキャリアの持つ運動エネ
ルギーを吸収するエネルギー吸収プレートを備え、この
エネルギー吸収プレートに、バッテリキャリアが一定距
離移動する間、車体への運動エネルギーの伝達を実質的
に阻止する剛性低下部を設けたことを特徴とする請求項
７に記載の電気自動車。
【請求項９】前記移動規制手段が、車両に所定の慣性
力が働いた時に、前記バッテリキャリアを車体前方へ移
動可能に支持し、前記エネルギー伝達制御手段が、前記
車体に一端が固定された屈曲可能なエネルギ吸収プレー
トと、前記バッテリキャリアに設けられバッテリキャリ
アが車体前方へ移動する際、前記エネルギ吸収プレート
と摺動しエネルギ吸収プレートを順次屈曲させるエネル
ギ吸収ガイドとで構成されたことを特徴とする請求項１
に記載の電気自動車。