JP5783440B2 - 電気自動車のパワーユニット周辺構造 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車の車両後方に搭載されるパワーユニットの周辺構造に関する。

近年、地球環境に配慮して、ガソリンエンジンの自動車とともに、モータ（電動機）の駆動力により走行する電気自動車（ＥＶ）などが提供されている。そのため、電気自動車の車両後方には、モータ及び減速機によって構成されるパワーユニットが搭載されている。

このようなパワーユニットのうち、モータには、モータ電極端子取付部や冷却水ホースのホース取付部などが設けられており、比較的容量が大きく、かつ重量の大きいものがある。そのため、電気自動車では、リヤフロアなどの車体下部に剛性を高めた特別な構造を設けることにより、パワーユニットを搭載することが行われている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特許第４５０８２６０号公報 特開２００８−２２２０３２号公報 特開２００８−１９５２５９号公報 特開２００３−７２３９２号公報

しかしながら、上述した従来の電気自動車におけるパワーユニットを搭載する構造では、リヤフロアなどの車体下部にモータなどを設置しているので、モータ電極端子取付部及びホース取付部に対する高電圧ケーブル及び冷却水ホースの着脱作業が煩雑となり、高電圧ケーブル及び冷却水ホースを確実に取付けることができないという問題があった。
また、駆動時や減速時のパワーユニットのトルク変動による縦方向（車両上下方向）の回転（揺動）により、高電圧ケーブル及び冷却水ホースがモータ電極端子取付部及びホース取付部から外れ易かった。
さらに、モータのモータ電極端子取付部が外界に露出しているので、走行中の飛び石や縁石等によって損傷するおそれがあった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータ電極端子取付部及びホース取付部に対する高電圧ケーブル及び冷却流体の供給ホースの着脱作業が簡単に行え、高電圧ケーブル及び供給ホースを確実に取付けることができるとともに、駆動時や減速時のパワーユニットのトルク変動による縦方向の運動により、高電圧ケーブル及び供給ホースがモータ電極端子取付部及びホース取付部から外れるのを効果的に防止し、かつモータ電極端子取付部を外界の飛び石等から保護することが可能な電気自動車のパワーユニット周辺構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車両後方にはモータ及び減速機によって構成されるパワーユニットが搭載され、車両幅方向には前記モータ及び前記減速機の共通の軸が配置され、車両後方のリヤフロアは、前部よりも後部が高く配置され、これら前部と後部との間に車両後方へ向かって上方に延びる斜面部を有し、前記パワーユニットの前部は、前記リヤフロアの前部もしくは斜面部に懸架され、前記パワーユニットの後部は、前記リヤフロアの高くなった後部に懸架されているとともに、前記リヤフロアの後部の前記モータの上方には、モータ電極端子取付部への作業用の開口部が設けられている電気自動車のパワーユニット周辺構造において、前記モータの上部には、前記モータ電極端子取付部の端子配置面が設けられ、前記モータ電極端子取付部は、前面が車両後方へ向かって延びる上り傾斜面であり、上面が車両後方へ向かって延びる下り傾斜面であり、後面が車両後方へ向かって下りながら前記モータの外殻円周部に接する傾斜面である、車両側方視で台形形状に形成され、もしくは、前記モータ電極端子取付部は、前面と後面を有する、車両側方視で三角形形状に形成されており、前記モータに電力を供給する高電圧ケーブルは、前記モータ電極端子取付部の台形形状もしくは三角形形状の片側側面に差し込まれて、前記モータの高電圧端子部を被いかつ締め付け固定される端子部カバー内で締め付けられるとともに、前記端子部カバーは、モータカバーによって被われるように構成されている。

また、本発明において、前記モータを冷却する冷却流体の供給ホースは、前記モータ電極端子取付部の台形形状もしくは三角形形状の前記高電圧ケーブルと反対側の側面に差し込まれて固定されるように構成されている。
さらに、本発明において、前記モータカバーは、車両側方視で台形形状もしくは三角形形状に形成されているとともに、前記端子部カバーと平行に配置されており、前記モータカバーの前面は、前記モータの外殻円周部に接する傾斜面となり、かつ前記リヤフロアの斜面部と平行になるように配置されている。

上述の如く、本発明に係る電気自動車のパワーユニット周辺構造は、車両後方にはモータ及び減速機によって構成されるパワーユニットが搭載され、車両幅方向には前記モータ及び前記減速機の共通の軸が配置され、車両後方のリヤフロアは、前部よりも後部が高く配置され、これら前部と後部との間に車両後方へ向かって上方に延びる斜面部を有し、前記パワーユニットの前部は、前記リヤフロアの前部もしくは斜面部に懸架され、前記パワーユニットの後部は、前記リヤフロアの高くなった後部に懸架されているとともに、前記リヤフロアの後部の前記モータの上方には、モータ電極端子取付部への作業用の開口部が設けられており、前記モータの上部には、前記モータ電極端子取付部の端子配置面が設けられ、前記モータ電極端子取付部は、前面が車両後方へ向かって延びる上り傾斜面であり、上面が車両後方へ向かって延びる下り傾斜面であり、後面が車両後方へ向かって下りながら前記モータの外殻円周部に接する傾斜面である、車両側方視で台形形状に形成され、もしくは、前記モータ電極端子取付部は、前面と後面を有する、車両側方視で三角形形状に形成されており、前記モータに電力を供給する高電圧ケーブルは、前記モータ電極端子取付部の台形形状もしくは三角形形状の片側側面に差し込まれて、前記モータの高電圧端子部を被いかつ締め付け固定される端子部カバー内で締め付けられるとともに、前記端子部カバーは、モータカバーによって被われるように構成されているので、次のような効果を得ることができる。

すなわち、本発明のパワーユニット周辺構造によれば、モータ電極端子取付部への高電圧ケーブルの接続作業や、当該モータ電極端子取付部からの高電圧ケーブルの取り外し作業が、リヤフロアの後部の作業用開口部を介して簡単に行うことができる。
また、本発明のパワーユニット周辺構造によれば、高電圧ケーブルの配置スペースを大きく取ることができるとともに、端子部カバーも作業用開口部を介して上方から取り外しまたは確実に取付けることができ、パワーユニットのメンテナンス性の向上を図ることができる。

さらに、本発明において、前記モータを冷却する冷却流体の供給ホースは、前記モータ電極端子取付部の台形形状もしくは三角形形状の前記高電圧ケーブルと反対側の側面に差し込まれて固定されるように構成されているので、高電圧ケーブルと反対側のモータ電極端子取付部の側面に冷却流体の供給ホースを横方向（車両幅方向）から差し込んで配置することが可能となり、リヤフロアとのクリアランスが狭くなるということはなく、供給ホースをリヤフロアから所定の間隔を空けて保持することができる。

また、本発明のパワーユニット周辺構造によれば、高電圧ケーブルと供給ホースを横方向から取付けることが可能となるので、駆動時や減速時のパワーユニットのトルク変動による縦方向の回転及び揺動が、高電圧ケーブル及び冷却水ホースの外れる方向と直交する方向の運動となり、高電圧ケーブル及び冷却水ホースがモータ電極端子取付部及びホース取付部から外れるのを防止する効果を向上させることができる。
さらに、本発明のパワーユニット周辺構造によれば、高電圧ケーブルをモータ電極端子取付部の台形形状などの側面に差し込み、高電圧端子部を被う端子部カバー内で締め付け、かつ当該端子部カバーをボルトなどの締結具で締め付けているので、モータの高電圧部を外界に露出させることなく、簡単な組付作業で保護することができる。しかも、端子部カバーの外側周囲をモータカバーにより被っているので、外界からの遮断が確実になり、モータ電極端子取付部などを外界の飛び石、縁石等から保護することができる。

一方、本発明において、前記モータカバーは、車両側方視で台形形状もしくは三角形形状に形成されているとともに、前記端子部カバーと平行に配置されており、前記モータカバーの前面は、前記モータの外殻円周部に接する傾斜面となり、かつ前記リヤフロアの斜面部と平行になるように配置されているので、モータ電極周りの風の流れが整流されることになり、モータ電極端子取付部近傍に泥、雨水などが付着するのを低減させることができるとともに、モータ電極付近の空気流れにより冷却効果を高め、モータ電極端子周りの温度上昇を抑えることができる。

さらに、本発明のパワーユニット周辺構造においては、リヤフロアに対するモータカバーの前面のクリアランスが均等であるので、当該モータカバーの取り外し作業が簡単になる。また、パワーユニットの搭載時は、当該パワーユニットを車両下方から持ち上げて車体の所定位置に組み付けているが、その組み付け位置が若干ずれたとしても、モータ電極端子周りの車体への接触を低減することができる。しかも、駆動時や減速時のパワーユニットのトルク変動によって縦方向の回転及び揺動が生じた場合でも、リヤフロアとのクリアランスを確保し易いので、車体との接触を避けることができる。

また、本発明のパワーユニット周辺構造においては、車両前方もしくは車両後方から車体に荷重が加わったとき、パワーユニットの慣性もしくは車両後方からの押圧によって当該パワーユニットが車両前方に移動しても、リヤフロアと平行なクリアランスを確保しているので、リヤフロアとの接触を低減させることができる。
さらに、本発明のパワーユニット周辺構造においては、モータからの放射音がリヤフロアを透過する問題、すなわち、車両側方視で円形のモータ外殻からの放射音に加えて、電極部の突起形状部からの放射音が加算されるという問題に対して、リヤフロアの斜面部の長さが平面形状部分よりも短く、前後に屈曲部を有しているので、他の部分よりも剛性が高くなっており、これら放射音のリヤフロアの透過を低減させることができる。しかも、本発明のパワーユニット周辺構造では、電極部の突起形状部前面をリヤフロアの斜面部に沿わせて配置しているので、放射音のリヤフロアの透過低減対策として効果を発揮することができる。

本発明の実施形態に係る電気自動車のパワーユニット周辺構造が適用された車体後部において、パワーユニットを搭載した状態を車両の下方から見た下面図である。 図１において、パワーユニットを搭載した状態を車両の左斜め上方から見た斜視図である。 図１において、パワーユニットを搭載した状態を車両右側から見た側面図である。 本発明の実施形態に係るパワーユニットを車両の右斜め上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るパワーユニットを構成するモータを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るパワーユニットを構成するモータとモータカバーを示す斜視図である。 図６におけるモータとモータカバーを概念的に示す斜視図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の実施形態に係る電気自動車のパワーユニット周辺構造を示すものである。

本発明の実施形態に係るパワーユニット周辺構造が適用される自動車は、商用車等のＲＲ車（リヤドライブ車）からなる電動車両であって、電力が供給されるモータ（電動機）の駆動力により走行する電気自動車１である。この電気自動車１の車両後方には、図１〜図７に示すように、モータ２及び減速機３によって構成されるパワーユニット４が搭載されており、モータ２及び減速機３の共通の軸（図示せず）は、車両幅方向に沿って配置されている。
パワーユニット４は、減速機３をモータ２の車両幅方向の左側部に連結して構成され、その長手方向が車両幅方向に向かって配置されている。そして、パワーユニット４の車両前方には、図３に示すように、モータ２に電力を供給するバッテリーパック５が配置されている。なお、図１〜図７における矢印Ｆ方向は車両前方を示し、符号Ｌは車両左側を示し、符号Ｒは車両右側を示している。

本実施形態の電気自動車１の車体下部には、車両前方のフロントフロア６と、該フロントフロア６に連結される車両後方のリヤフロア７とが車両前後方向及び車両幅方向に延在した状態で設けられており、該リヤフロア７の下方には、パワーユニット４を支持するサブフレーム８が配設されている。
このリヤフロア７は、図１〜図３に示すように、前部７ａよりも後部７ｂが一段高くなるように形成されて配置されており、これら前部７ａと後部７ｂとの間には、車両後方へ向かって上方に傾斜しながら徐々に延びる斜面部７ｃが設けられている。そして、パワーユニット４の前部は、リヤフロア７の前部７ａもしくは斜面部７ｃの下方に懸架され、パワーユニット４の後部は、リヤフロア７の高くなった後部７ｂの下方に懸架されている。しかも、リヤフロア７の斜面部７ｃの車両前後方向の長さは、平面形状部分の前部７ａ及び後部７ｂよりも短く、前後に屈曲部を有していることから、当該斜面部７ｃは、他の部分よりも剛性が高くなっており、モータ２からの放射音、電極部の突起形状部からの放射音のリヤフロア７の透過を低減させる効果を具備している。
また、リヤフロア７の後部７ｂであって、モータ２の上方の箇所には、後述するモータ電極端子取付部への作業用の開口部９が設けられており、開口部９の大きさ及び形状は、高電圧ケーブル等の接続及び取り外しの作業性や、リヤフロア７の剛性に影響が生じない範囲に形成されている。

本実施形態のサブフレーム８は、図１、図３及び図４に示すように、車両前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム部１０，１１と、これらサイドフレーム部１０，１１の間を連絡すべく、車両幅方向に延びる前後一対のクロスフレーム部１２，１３とを備えており、これらフレーム部によってパワーユニット４を囲むような閉回路形状に構成されている。サイドフレーム部１０，１１の車両後方側の部分は、上方に立ち上がって形成され、リヤクロスフレーム部１３は、フロントクロスフレーム部１２よりも高い位置に配置されている。
したがって、パワーユニット４は、前後左右の中間位置に配設したマウント部材１４によって、サブフレーム８に懸架された状態で支持されている。このマウント部材１４は、ゴムマウント構造であり、パワーユニット４をリヤフロア７の下面に前後左右の４点で弾性的に支持するように構成されている。

一方、本実施形態に係るモータ２の上部には、図５及び図７に示すように、モータ電極端子取付部１６の端子配置面１５が設けられている。この端子配置面１５を有するモータ電極端子取付部１６は、車両前方側に位置する前面１５ａが車両後方へ向かって延びる上り傾斜面であり、上面１５ｂが車両後方へ向かって延びる下り傾斜面であり、後面１５ｃが車両後方へ向かって下りながらモータ２の外殻円周部２ａに接する傾斜面であり、これら３つの傾斜面によって、車両側方視で台形形状に形成されている。

また、モータ２に電力を供給する高電圧ケーブル１７は、図４に示すように、モータ電極端子取付部１６の台形形状（もしくは三角形形状）の片側の車両右側面１６ａに車両側方から差し込まれ、図５及び図７に示すような端子部カバー１８（１８ａ，１８ｂ）内で締め付けられて固定されるようになっている。この端子部カバー１８は、前側カバー１８ａと上側カバー１８ｂとから構成されており、モータ２の高電圧端子部を被って保護する機能を有している。これら前側カバー１８ａ及び上側カバー１８ｂは、複数の点（本実施形態では４点）でボルト締めされることにより、モータ電極端子取付部１６にそれぞれしっかりと固定されている。

さらに、図４に示すように、モータ２を冷却する冷却流体（例えば、冷却水）の供給ホース（冷却水ホース）１９は、モータ電極端子取付部１６の台形形状（もしくは三角形形状）の車両左側面１６ｂ側に車両側方から差し込まれて固定されるようになっている。すなわち、供給ホース１９は、高電圧ケーブル１７を差し込む車両右側面１６ａと反対側の側面に固定され、リヤフロア７とのクリアランスを狭くすることなく、冷却を必要とする高電圧のモータ電極端子取付部１６やモータ稼動部の近くに低温の冷却流体を直接的に導入できるようになっている。このため、モータ電極端子取付部１６の車両左側面１６ｂ側には、供給ホース１９の一端部を接続する接続部２０が車両幅方向へ延在している。

また、本実施形態の端子部カバー１８の外側周囲は、図２〜図４、図６及び図７に示すように、上側モータカバー２１によって被われている。このため、上側モータカバー２１は、前面２１ａ、上面２１ｂ及び後面２１ｃによって車両側方視で台形形状（もしくは三角形形状）に形成され、端子部カバー１８と平行に配置されている。そして、上側モータカバー２１の車両前方側に位置する前面２１ａは、モータ２の外殻円周部２ａに接する傾斜面となるように形成されているとともに、リヤフロア７の斜面部７ｃと平行になるように配置されている。
すなわち、図３に示すように、上側モータカバー２１の前面２１ａを通る傾斜線Ｘ１と、リヤフロア７の斜面部７ｃを通る傾斜線Ｘ２とは、同一角度で傾斜して延在している。これによって、モータ電極周りを通る風の流れが整流され、リヤフロア７に対する上側モータカバー２１の前面２１ａのクリアランスが均等となるように構成されている。なお、モータ２の外殻円周部２ａの下面側は、図１及び図６に示すように、下側モータカバー２２によって被われている。

このように、本発明の実施形態に係る電気自動車１のパワーユニット周辺構造においては、パワーユニット４のモータ２の上方に位置するリヤフロア７の後部７ｂに作業用開口部９が設けられ、モータ電極端子取付部１６の台形形状の車両右側面１６ａに高電圧ケーブル１７が車両側方から差し込まれて締め付けられるようになっているため、高電圧ケーブル１７の配置スペースを大きく取ることが可能となり、高電圧ケーブル１７の接続作業や取り外し作業を作業用開口部９より簡単に行うことができるとともに、端子部カバー１８も作業用開口部９を介して上方から迅速かつ確実に脱着することができる。
また、本実施形態のパワーユニット周辺構造では、高電圧ケーブル１７と反対側の車両左側面１６ｂに冷却流体の供給ホース１９が車両幅方向から差し込まれて配置されているため、リヤフロア７とのクリアランスが狭くならず、供給ホース１９をリヤフロア７から間隔を空けて保持できるとともに、冷却が必要なモータ電極端子取付部１６などの近くに冷却水を供給ホース１９より導入することができる。
しかも、本実施形態のパワーユニット周辺構造では、高電圧ケーブル１７と供給ホース１９が車両側方から取付けられるようになっているため、駆動時や減速時のパワーユニット４のトルク変動による縦方向の回転運動が、高電圧ケーブル１７及び供給ホース１９の外れる方向と直交する方向の運動となり、高電圧ケーブル１７及び供給ホース１９がモータ電極端子取付部１６及びホース接続部２０から外れるのを防止することができる。

さらに、本実施形態のパワーユニット周辺構造においては、モータ電極端子取付部１６の車両右側面１６ａから差し込む高電圧ケーブル１７が端子部カバー１８内で締め付けられているとともに、この端子部カバー１８が４点のボルトなどで締め付けられているため、端子部カバー１８によりモータ２の高電圧部を外界に露出させることなく保護できるとともに、端子部カバー１８の着脱作業を容易に行うことができる。しかも、端子部カバー１８の外側周囲が上側モータカバー２１により被われているため、モータ電極端子取付部１６などを外界の飛び石、縁石等から保護できる。

また、本実施形態のパワーユニット周辺構造においては、モータカバー２１が、端子部カバー１８と同じ形状の相似形であって、端子部カバー１８と平行に配置され、モータカバー２１の前面２１ａが、リヤフロア７の斜面部７ｃと平行になるように配置されているため、モータ電極周りを流れる風を整流させ、モータ電極端子取付部１６の近傍に泥、雨水などが滞留して付着するのを低減できるとともに、モータ電極付近の空気流れを促進してモータ電極端子周りの温度上昇を抑えることができる。
さらに、本実施形態のパワーユニット周辺構造においては、車両前方もしくは車両後方から車体に荷重が加わったとき、パワーユニット４の慣性力や車両後方からの押圧力によってパワーユニット４が車両前方に移動しても、リヤフロア７と平行で均等なクリアランスが確保されているため、リヤフロア７と接触するのを低減できる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、既述の実施形態では、モータ電極端子取付部１６が、車両側方視で台形形状に形成されているが、モータ電極端子取付部１６は、前面１５ａと後面１５ｃを有する、車両側方視で三角形形状に形成されても良い。この場合、上側モータカバー２１は、モータ電極端子取付部１６の形状に対応して、車両側方視で三角形形状に形成されている。

１ 電気自動車
２ モータ
２ａ 外殻円周部
３ 減速機
４ パワーユニット
６ フロントフロア
７ リヤフロア
７ａ 前部
７ｂ 後部
７ｃ 斜面部
８ サブフレーム
９ 開口部
１４ マウント部材
１５ 端子配置面
１５ａ 前面
１５ｂ 上面
１５ｃ 後面
１６ モータ電極端子取付部
１６ａ 車両右側面
１６ｂ 車両左側面
１７ 高電圧ケーブル
１８ 端子部カバー
１９ 供給ホース
２０ 接続部
２１ 上側モータカバー
２１ａ 前面
２１ｂ 上面
２１ｃ 後面

Claims (3)

1. 車両後方にはモータ及び減速機によって構成されるパワーユニットが搭載され、車両幅方向には前記モータ及び前記減速機の共通の軸が配置され、車両後方のリヤフロアは、前部よりも後部が高く配置され、これら前部と後部との間に車両後方へ向かって上方に延びる斜面部を有し、前記パワーユニットの前部は、前記リヤフロアの前部もしくは斜面部に懸架され、前記パワーユニットの後部は、前記リヤフロアの高くなった後部に懸架されているとともに、前記リヤフロアの後部の前記モータの上方には、モータ電極端子取付部への作業用の開口部が設けられている電気自動車のパワーユニット周辺構造において、
   前記モータの上部には、前記モータ電極端子取付部の端子配置面が設けられ、前記モータ電極端子取付部は、前面が車両後方へ向かって延びる上り傾斜面であり、上面が車両後方へ向かって延びる下り傾斜面であり、後面が車両後方へ向かって下りながら前記モータの外殻円周部に接する傾斜面である、車両側方視で台形形状に形成され、もしくは、前記モータ電極端子取付部は、前面と後面を有する、車両側方視で三角形形状に形成されており、
   前記モータに電力を供給する高電圧ケーブルは、前記モータ電極端子取付部の台形形状もしくは三角形形状の片側側面に差し込まれて、前記モータの高電圧端子部を被いかつ締め付け固定される端子部カバー内で締め付けられるとともに、前記端子部カバーは、モータカバーによって被われるように構成されていることを特徴とする電気自動車のパワーユニット周辺構造。
2. 前記モータを冷却する冷却流体の供給ホースは、前記モータ電極端子取付部の台形形状もしくは三角形形状の前記高電圧ケーブルと反対側の側面に差し込まれて固定されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車のパワーユニット周辺構造。
3. 前記モータカバーは、車両側方視で台形形状もしくは三角形形状に形成されているとともに、前記端子部カバーと平行に配置されており、前記モータカバーの前面は、前記モータの外殻円周部に接する傾斜面となり、かつ前記リヤフロアの斜面部と平行になるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車のパワーユニット周辺構造。

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