JP5115543B2 - ハイブリッド車の電動機の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車における後輪に連結させた電動機の取付構造に関する。

ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）の後輪に電動機を連結させ、エンジンと電動機で走行を可能としたＦＦ車主体のハイブリッド車が知られている。ＦＦ車では、燃料タンクを後席の下部に配置し、室内空間や収容スペースを広く確保する構成が知られている。一方後輪に電動機を連結させる例としては、後輪の近傍に電動機を設置し、構造の簡略化や伝達効率を向上させた構成が考えられる。

そのためＦＦ車を主体として後輪に電動機を連結したハイブリッド車の場合、電動機の直前に燃料タンクが配置される構成が考えられる。

特開平１１−１６５５１６号公報

ところが上記構成のハイブリッド車では、万一後方から衝突される（以下、「後突」とする。）と、後突により電動機が前方に押し出され、燃料タンクを破損させてしまうおそれが考えられる。

本発明は、上記課題を解決し、車両後部に電動機を配置したハイブリッド車において、後突時に電動機が押し出されても燃料タンクへの損傷を生じさせない電動機の取付構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、ハイブリッド車における電動機の取付構造を次のように構成した。

ハイブリッド車は、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）の後輪に、電動機を連結させた構成を有している。車両は、後方に、井桁状のサブフレームを備えている。例えばサブフレームは、前後延設部材を左右に配置し、前後延設部材の前後にそれぞれフロントクロスメンバおよびリアクロスメンバを取り付けて、井桁状に形成されている。サブフレームには、リアの懸架装置などが組み付けられ、懸架装置を介して後輪を上下動自在に保持してもよい。またサブフレームの後方には、構造部材であるリアモータマウントを取り付ける。

電動機は、サブフレームの内側、つまり左右の前後延設部材、フロントクロスメンバ、リアクロスメンバおよびリアモータマウントで囲まれた空間内に取り付ける。

具体的には、電動機は次のように取り付ける。フロントクロスメンバに、連結部材（フロントモータマウント）を取り付けるブラケット（フロントモータマウントブラケット）を設ける。フロントモータマウントは、前方にマウント部を有し、後方にマウント部と一体に形成された取付部を有している。フロントモータマウントのマウント部をブラケットに取り付け、取付部を後輪電動機に取り付ける。これにより、後輪電動機をサブフレームに固定する。

またリアクロスメンバを、後輪電動機の下方に、後輪電動機との間に若干の間隙をもって通す。リアモータマウントを、後輪電動機の後方に、後輪電動機との間に若干の間隙をもって通るように取り付ける。リアモータマウントの両端は、リアクロスメンバの左右端部に取り付ける。更に後輪電動機は、フロントモータマウントのマウント部の中心より若干高い位置にしてサブフレームに取り付ける。燃料タンクは、フロントクロスメンバの前方に、フロントクロスメンバとほぼ同じ高さに、フロントクロスメンバとの間に若干の間隙をもって配置する。

本発明にかかる電動機の取付構造は、次の効果を有している。後輪電動機が後輪の近傍に設けられているので、後輪を効率よく駆動して車両を走行させることができる。そして万一車両が後突された場合には、リアモータマウントが追突車両からの衝撃を受け止める。リアモータマウントと後輪電動機との間には間隔が設けられているので、後輪電動機に破損が生じない。

後突エネルギーが大きく、リアモータマウントやリアクロスメンバが変形した場合には、後輪電動機が前方に押され、フロントモータマウントが折損する。しかし後輪電動機は、前方に設けられたフロントクロスメンバに移動が遮られ、斜め下方に押し出される。

これにより、後輪電動機が後方から押圧されても、燃料タンクに当接することがなく移動する。したがって、後輪電動機による燃料タンクの破損を確実に防止できる。更に、フロントモータマウントが折損しても、後輪電動機はリアクロスメンバ上に載置され、後輪電動機が車両から完全に脱落してしまうことは防止される。

本発明にかかる電動機の組付構造の一実施例を示す斜視図である。 サブフレームの一例を示す斜視図である。 フロントモータマウントの一例を示す斜視図である。 図１に示す電動機の組付構造の一実施例を示す側面図である。 後輪電動機を組み付けた車両の一例を示す構成図である。

本発明にかかる、ハイブリッド車における電動機の取付構造の一実施形態について説明する。

図５に、ハイブリッド車としての車両１０を示す。車両１０は、前方にエンジン１２を搭載し、後方に走行用の後輪電動機１４、および燃料タンク２２を備えている。以下、車両１０の進行方向を前方とし、その逆を後方とし、それを基準に左右を定め、更に重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。

車両１０は、前方左右に前輪１６、後方左右に後輪１８をそれぞれ具えている。エンジン１２は、ガソリンを燃料とする内燃機関で、左右の前輪１６の間に搭載されている。エンジン１２には、変速機、差動機構（いずれも図示せず。）などが組み付けられており、エンジン１２の回転出力がこれらを介して前輪１６に伝達される。

車両１０は、ＥＣＵ（電子コントロールユニット）（図示せず。）を備えている。ＥＣＵは、アクセルペダルやブレーキペダル（いずれも図示せず。）の操作状態、車速、後述する電池３０の充電量等各種情報を入手し、これらの値に基づきエンジン１２や変速機等を適宜制御する。尚エンジン１２は、ガソリンエンジンに限るものではない。

エンジン１２の側方には、発電機２０が設けられている。発電機２０は、エンジン１２や前輪１６から入力される回転力により発電する。車両１０の床下中央部分には、電池３０が設けられている。電池３０は、車両１０を走行させる電池であり、比較的大きな容量を有している。発電機２０で発電された電力は、電池３０に蓄えられる。尚発電機２０は、電池３０からの電力により駆動し、前輪１６を回転させたり、エンジン１２の始動を行わせるように構成してもよい。車両１０の後方には、内側に後輪電動機１４を組み付けたサブフレーム５０が設けられている。

次に、サブフレーム５０について説明する。

図２に、サブフレーム５０を示す。図２に示すようにサブフレーム５０は井桁状で、左右両側に設けられたメインパイプとしての管状部材５２、５４（前後延設部材）と、管状部材５２、５４の前方に設けられたフロントクロスメンバ５６（前側左右延設部材）と、後方に設けられたリアクロスメンバ５８（後側左右延設部材）などから形成されている。

フロントクロスメンバ５６は、断面四角形の部材で、車両１０の幅方向に設けられている。フロントクロスメンバ５６には、管状部材５２、５４の先端部分が所定の間隔をもって固定されている。またフロントクロスメンバ５６の左右両端には、固定部６０が形成してある。固定部６０は、車両１０のシャーシフレーム３５（図５参照。）に固定される。

更にフロントクロスメンバ５６のほぼ中央には、フロントモータマウントブラケット６２が設けられている。フロントモータマウントブラケット６２は、ほぼコの字状に形成されており、フロントクロスメンバ５６の下方に延びている。フロントモータマウントブラケット６２の内側には、連結部材としてのフロントモータマウント６４が取り付けられる。

フロントモータマウント６４を、図３に示す。フロントモータマウント６４は、図３に示すように、基台６６と基台６６に設けられた取付部としての取付片６８から形成されている。基台６６にはマウント部７０が形成してあり、マウント部７０がフロントモータマウントブラケット６２に取り付けられる。取付片６８は、ほぼ三角形の板状部材であり、３箇所の角部にそれぞれ取付孔７１が形成されている。

管状部材５２と５４は、管状部材からなり、図２に示すようにそれぞれが車両１０の前後方向に対してほぼ左右対称に形成されている。管状部材５２および５４は、フロントクロスメンバ５６から、フロントクロスメンバ５６とほぼ同一の高さを保持した状態で後方に延び、中間付近で外方に開くように湾曲している。そして管状部材５２、５４の後端は、それぞれリアクロスメンバ５８の左右端部に連結されている。

管状部材５２および５４とリアクロスメンバ５８との連結部分には、固定部７２が形成してある。固定部７２は、車両１０のシャーシフレーム３５（図５参照。）に固定される。

リアクロスメンバ５８は、断面四角形の部材で、左右両端が上方に湾曲し、両端で管状部材５２、５４と連結している。リアクロスメンバ５８の中央部分は、若干前方に張り出している。リアクロスメンバ５８の左右両端の後面には、取付部７４が設けられている。取付部７４には、図１に示すように構造部材としてのリアモータマウント７６がねじで固定される。

図１に、サブフレーム５０の内側に後輪電動機１４を組み付けた状態を示す。後輪電動機１４は、円筒体状で、出力軸（図示せず。）の方向を、車両１０の幅方向と平行にして取り付けられている。

後輪電動機１４は、上部に端子連結部２４を具えている。端子連結部２４は、所定の数の接続端子（図示せず。）を有する接続口で、リアモータマウント７６の後方壁より前方に配置されている。端子連結部２４には、電力線３４の一端が接続されている。電力線３４は、直径が１ｃｍ程度であり、所定の電流を流すに十分な太さを有している。電力線３４の他端は、後述するパワーコントロールユニット３２に接続されている。端子連結部２４に接続された電力線３４は、端子連結部２４から上方に湾曲し、パワーコントロールユニット３２の接続口３６に連結されている。接続口３６は、後輪電動機１４の端子連結部２４と同様、リアモータマウント７６の後方壁より前方に配置されている。

後輪電動機１４の出力軸端面（図における右側面）には、減速差動機構３８が設けられている。減速差動機構３８は、内部に減速歯車と差動歯車とを具え、差動歯車の出力端部に左右の後輪駆動軸（図示せず。）が連結されている。後輪駆動軸はそれぞれ後輪１８に連結され、後輪電動機１４の回転出力を左右の後輪１８に、差動を行いつつ伝達させている。尚、減速差動機構３８には、減速でなく、増速歯車を内部に具えていてもよい。

減速差動機構３８は、左側面に取付孔（図示せず。）を有し、取付孔を介して図４に示すようにフロントモータマウント６４の取付片６８がねじ７３で固定されている。後輪電動機１４は、これによりフロントクロスメンバ５６に取り付けられている。

後輪電動機１４は、リアモータマウント７６と後輪電動機１４の回転中心とをほぼ同じ高さにして取り付けられている。フロントクロスメンバ５６の前方には、燃料タンク２２が設けられている。燃料タンク２２は、エンジン１２の液体燃料を貯留するタンクである。燃料タンク２２は、車両１０の床面より下方に、フロントクロスメンバ５６とほぼ同じ高さに設けられている。

後輪電動機１４の下部には、後輪電動機１４との間に若干の間隙をもってリアクロスメンバ５８が渡されている。また後輪電動機１４の後方には、後輪電動機１４との間に若干の間隙をもってリアモータマウント７６が渡されている。

後輪電動機１４の上方には、パワーコントロールユニット３２が設けられている。パワーコントロールユニット３２は、シャーシフレーム３５にステー等を介して取り付けられており、ＥＣＵからの指示に従って電池３０の充放電や後輪電動機１４の作動を制御する。

パワーコントロールユニット３２は、接続口３６を有し、前述した電力線３４が接続され、後輪電動機１４と電力線３４を介して接続している。またパワーコントロールユニット３２は、電力線３１を介して電池３０と接続している。

更に車両１０には、例えば後部側面に外部電源接続口３３が設けられている。外部電源接続口３３は、外部電源を接続する接続口であり、外部電源接続口３３に接続した外部電源を用いて電池３０に充電を行わせる。

次に、上述したハイブリッド車の電動機の取付構造における作用効果について説明する。

エンジン１２が作動して動力が前輪１６に伝達されると、車両１０が前輪駆動で走行する。また、後輪電動機１４に、パワーコントロールユニット３２から電力が供給されると、後輪電動機１４の駆動力が減速差動機構３８を通して後輪１８に伝達され、車両１０が後輪走行する。車両１０の走行は、前輪駆動でも後輪駆動でもよく、更に前後輪同時に回転する全輪駆動でもよい。後輪１８は、サブフレーム５０に設けられた懸架装置により支持され、上下方向に適宜作動する。

万一車両１０が後突されると、後突による衝撃力は、車両１０後部のクラッシャブルゾーンａ（図５参照。）をつぶして吸収される。衝撃力が所定の範囲内であれば、クラッシャブルゾーンａ内での破損で留まり、リアモータマウント７６より前方には大きな損傷が及ばない。

衝撃力が大きく、リアモータマウント７６にまで衝撃力が到達した場合は、リアモータマウント７６が前方に変形される。衝撃がリアモータマウント７６の変形で吸収されれば、後輪電動機１４は損傷を受けない。

衝撃力が更に大きくなり、リアモータマウント７６がサブフレーム５０を変形させながら前方に大きく変位すると、リアモータマウント７６が後輪電動機１４を押圧する。するとフロントモータマウントブラケット６２が折損し、後輪電動機１４が前方に移動する。しかしながら後輪電動機１４は、フロントクロスメンバ５６に当接して前方への移動が阻止され、フロントクロスメンバ５６の下に潜るようにして斜め下方に移動する。

これにより、大きな衝撃を受けても後輪電動機１４は斜め下方に移動し、後輪電動機１４が当接することによる燃料タンク２２への破損を生じさせない。

また、後輪電動機１４の下方にはリアクロスメンバ５８が設けられているので、フロントモータマウントブラケット６２が折損しても、後輪電動機１４はリアクロスメンバ５８上に載置され、車両１０から後輪電動機１４が路上に落下することはない。

尚、上記例では、後輪電動機１４の前方に燃料タンク２２を配置したが、本発明は、燃料タンク２２に限らず、他の部材であってもよい。例えば、電池、燃料電池、インバータなど、高価であったり、重要な部品を後輪電動機１４の前方に配置させたものでもよい。

本発明は、後輪に電動機を接続させた電気車両やハイブリッド車等に利用可能である。

１０…車両
１２…エンジン
１４…後輪電動機
１８…後輪
２２…燃料タンク
２４…端子連結部
３０…電池
３１…電力線
３２…パワーコントロールユニット
３４…電力線
５０…サブフレーム
５２．５４…管状部材
５６…フロントクロスメンバ
５８…リアクロスメンバ
６４…フロントモータマウント
７２…固定部
７４…取付部
７６…リアモータマウント

Claims (3)

1. 内燃機関と、後輪に接続させた後輪電動機とを備えたハイブリッド車両において、
   前記車両の後方に、車両前後方向に延びる少なくとも２本の前後延設部材と、車両左右方向に延在する少なくとも２本の左右延設部材とで井桁状に形成されたサブフレームを設け、
   前記サブフレームに前記後輪電動機を組み付け、
   前記サブフレームの前方に容器体を備え、
   前記後輪電動機の回転中心は、前記２本の左右延設部材で前記車両前後方向後方に配置された後側左右延設部材より後方に設けられたリアモータマウントとほぼ同一の高さで、かつ前記後側左右延設部材の上方に位置し、
   更に前記後輪電動機は、前記２本の左右延設部材で前記車両前後方向前方に配置された前側左右延設部材より下方に設けられた連結部材に固定されていることを特徴とするハイブリッド車の電動機の取付構造。
2. 前記容器体は、前記内燃機関の液体燃料を貯留する燃料タンクである請求項１に記載のハイブリッド車の電動機の取付構造。
3. 前記連結部材は、マウント部と、該マウント部に連結された取付部からなり、
   前記前側左右延設部材は、下面にブラケットを有し、該ブラケットに前記マウント部を取り付け、前記取付部を前記後輪電動機に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の電動機の取付構造。

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