JP6141682B2 - 車体の装置搭載構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両駆動用の蓄電器と該蓄電器を駆動するための高圧電装部品との少なくともいずれかを含む電気装置と、該電気装置を搭載するための搭載空間を有する車体とを備える車体の装置搭載構造に関し、特に、前輪のみを駆動輪とする前輪駆動車用の車体と、前輪及び後輪を駆動輪とする両輪駆動車両用の車体とで共用が可能な車体の装置搭載構造に関する。
駆動源として内燃機関及び電動機(モータ)を備えた車両(ハイブリッド車両)がある。このようなハイブリッド車両では、例えば、特許文献1に示すように、駆動源であるエンジン及び電動機を車両の前側のエンジンルーム内に搭載するとともに、エンジンに燃料を供給する燃料タンクをフロントシートの下方に搭載し、モータのエネルギー源であるバッテリ(蓄電器)及び該バッテリ用のインバータなどを含む高圧電装部品を内蔵した電気装置を車両後方の荷室(ラゲッジスペース)の床下空間に搭載している。
また、車両の駆動形態として、前後輪のうち前輪のみを駆動輪とする前輪駆動車と、前輪と後輪の両方が駆動する四輪駆動車とがある。そして、上記のようなハイブリッド車両は、前輪駆動車のみではなく四輪駆動車にも適用される。しかしながら、四輪駆動車両では、左右の後輪の間に駆動力を配分して伝達するためのデファレンシャル装置が設けられる。そのため、上記のバッテリ及び高圧電装部品を内蔵した電気装置を荷室の床下空間に搭載すると、その搭載位置とデファレンシャル装置の搭載位置とが重なってしまうため、電気装置の搭載位置を変更しなければならない。したがって、同一の車種でも、四輪駆動車両用の車体と前輪駆動車両用の車体とでは、電気装置の搭載位置を異ならせることが必要となる。
この場合、電気装置の搭載位置が異なることで、前輪駆動車両と四輪駆動車両とで異なる構成の車両骨格(フレーム)を採用すると、フレームの減価償却台数が少なくなり、車両の製造コスト低減の妨げになるという問題がある。さらに、前輪駆動車両と四輪駆動車両とで車両骨格や車体構造を異ならせると、その分、車両の開発工数が多くなるという問題もある。
特許第3765947号公報 特許第3817953号公報
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、前輪駆動車両と四輪駆動車両とで異なる位置にバッテリ及び高電圧電装部品を内蔵した電気装置を搭載しながらも、車体構造の共用化を図ることができ、車両の製造コストの低減及び製造工程の簡素化を図ることが可能な車体の装置搭載構造を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明にかかる車体の装置搭載構造は、車両駆動用の蓄電器と該蓄電器を駆動するための高圧電装部品との少なくともいずれかを含む電気装置(10)と、電気装置(10)を搭載するための搭載空間(30)を有する車体(1)と、を備える車体の装置搭載構造であって、搭載空間(30)は、車体(1)の後部に設けた荷室(2)の下側における左右の後輪(WR)の間を含むスペースに配置された空間であり、車体(1)の幅方向に延びて電気装置(10)を支持する支持部材(15)と、車体(1)側に設けられて支持部材(15)が固定される骨格部材(5)と、を備え、支持部材(15)を骨格部材(5)に直接取り付けることで、電気装置(10)が搭載空間(30)内の第1搭載位置(30−1)に搭載される一方、支持部材(15)と骨格部材(5)との間に位置調整用部品(20)を部分的に介在させて取り付けることで、電気装置(10)が搭載空間(30)内の第1搭載位置(30−1)よりも高い位置である第2搭載位置(30−2)に搭載されるように構成したことを特徴とする。
また、車体(1)を前輪のみを駆動輪とする前輪駆動車用の車体として用いる場合は、電気装置(10)を第1搭載位置(30−1)に搭載し、車体(1)を前輪及び後輪を駆動輪とする両輪駆動車両用の車体として用いる場合は、電気装置(10)を第2搭載位置(30−2)に搭載すると共に、車両(1)の前方に配置した駆動源からの駆動力を後輪(WR)に伝達するためのデファレンシャル装置(9)を第2搭載位置(30−2)の下側に配置するとよい。
本発明にかかる車体の装置搭載構造によれば、支持部材を骨格部材に直接取り付けることで、電気装置が搭載空間内の第1搭載位置に搭載される一方、支持部材と骨格部材との間に位置調整用部品を部分的に介在させて取り付けることで、電気装置が搭載空間内の第1搭載位置よりも高い位置である第2搭載位置に搭載されるように構成したことで、共通の車体骨格に対して位置調整用部品の有無で電気装置を異なる高さ位置に搭載することが可能となる。これにより、本発明にかかる車体を前輪駆動車用の車体として用いる場合は、電気装置を第2搭載位置に搭載し、当該車体を両輪駆動車両用の車体として用いる場合は、電気装置を第1搭載位置に搭載すると共にデファレンシャル装置を第1搭載位置の下側に配置することができる。したがって、前輪駆動車両と両輪駆動車両とで車体構造の共用化を図ることができ、車両の製造コストの低減及び製造工程の簡素化を図ることができる。

また、上記の車体の装置搭載構造では、位置調整用部品(20)には、支持部材(15)に固定される第1固定部(21,22)と、骨格部材(5)に固定される第2固定部(23,24)とが設けられており、第1固定部(21,22)と第2固定部(23,24)の一方は他方よりも電気装置(10)に近い内側の位置に配置されているとよい。
このように、位置調整用部品の第1固定部と第2固定部の一方を他方よりも電気装置に近い内側の位置に配置することで、位置調整用部品が支持部材と骨格部材との間を斜めに連結した状態となる。これにより、骨格部材に対して電気装置をより強固に支持することが可能となる。
また、上記の車体の装置搭載構造では、位置調整用部品(20)の第1固定部(21,22)を支持部材(15)に固定する第1固定具(40−1)と、第2固定部(23,24)を骨格部材(5)に固定する第2固定具(40−2)とを備え、支持部材(15)には、骨格部材(5)を固定するための第1固定穴(16)と、位置調整用部品(20)を固定するための第2固定穴(17)と、が設けられており、位置調整用部品(20)の第1固定部(21,22)を支持部材(15)の第2固定穴(17)に固定した状態で、第1固定穴(16)に対向する位置に第2固定具(40−2)が配置されるように構成するとよい。
この構成によれば、位置調整用部品の第1固定部を支持部材の第1固定穴に固定した状態で、第2固定穴に対向する下側に第2固定具が位置するようにしたことで、支持部材の上方から第2固定穴を介してその下側に配置した第2固定具を目視できる。したがって、第2固定具による位置調整用部品と骨格部材との固定が確実に行われていることを確認できる。
また、上記の車体の装置搭載構造では、第2固定具(40−2)は、固定ボルトであり、支持部材(15)の第1固定穴(16)に挿入した工具で、第2固定具(40−2)を締結するように構成してよい。
支持部材の第2固定穴を貫通させた工具で第2固定具を締結するように構成したことで、骨格部材に対する位置調整用部品の組み付けの作業性が向上する。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
本発明にかかる車体の装置搭載構造によれば、前輪駆動車両と両輪駆動車両とで異なる位置にバッテリ及び高電圧電装部品を内蔵した電気装置を搭載しながらも、車体構造の共用化を図ることができ、車両の製造コストの低減及び製造工程の簡素化を図ることが可能となる。
本発明の一実施形態にかかる車体の装置搭載構造を示す図で、搭載空間の下部搭載位置に電気装置を搭載した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる車体の装置搭載構造を示す図で、搭載空間の下部搭載位置に電気装置を搭載した状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態にかかる車体の装置搭載構造を示す図で、搭載空間の上部搭載位置に電気装置を搭載した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる車体の装置搭載構造を示す図で、搭載空間の上部搭載位置に電気装置を搭載した状態を示す側面図である。 嵩上げステーを示す斜視図である。 搭載空間の下部搭載位置に電気装置を搭載する場合の吊下フレームとリヤサイドフレームの固定状態を示す側断面図である。 搭載空間の上部搭載位置に電気装置を搭載する場合の吊下フレーム及びリヤサイドフレームと嵩上げステーとの固定状態を示す側断面図である。 嵩上げステーとリヤサイドフレームを固定する作業の手順を説明するための図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明で「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」というときは、いずれも車両の運転者から見た方向に従う。また、Fr,Rrはそれぞれ車両の進行方向の前側、後側であり、L,Rはそれぞれ車幅方向の左側、右側を示す。
図1及び図2は、本発明の一実施形態にかかる車体の装置搭載構造を示す図で、後述する搭載空間30の下部搭載位置30−1に高電圧電気装置10を搭載した状態を示す斜視図と側面図である。また、図3及び図4は、後述する搭載空間30の上部搭載位置30−2に高電圧電気装置10を搭載した状態を示す斜視図と側面図である。
本実施形態の車体1は、図示は省略するが、駆動源としてのエンジンとモータ(電動機)とを備えたハイブリッド車両の車体である。これらエンジンとモータは、車体1の前方に配置したエンジンルーム内に収容されている。また、車体1には、モータに電力を供給するためのバッテリや該バッテリを制御するためのインバータなどの高圧電装部品を含む高電圧電気装置(電動機用電気装置)10が搭載されている。
各図に示すように、車体1の後端部に配置した荷室2の下側には、リヤフロアパネル3の後側に、上面が開放された有底箱状の装置搭載空間30が形成されている。装置搭載空間30は、高電圧電気装置10を搭載するための空間である。すなわち、車体1の後端部(リアシート6の後側)に配置したに荷室2の床下空間に、高電圧電気装置10を搭載するための装置搭載空間30が形成されている。
高電圧電気装置10は、モータに供給するための電力が蓄えられたバッテリモジュール(蓄電器)、インバータユニット、DC−DCコンバータユニット(いずれも不図示)等の各電気機器がケーシング内にユニット化されたものである。インバータユニットは、直流電源のバッテリからモータに電力を供給するとき、直流から交流に変換する。また、車両の減速時等において、エンジンの出力または車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリに蓄電する際、発電機として機能するモータが発生する回生電力を、交流から直流に変換してバッテリに蓄電する。また、DC−DCコンバータユニットは、インバータユニットによって変換された高圧の直流電圧を降圧させる。
高電圧電気装置10は、上面を開放した箱状の本体ケース11と、その開口上面を閉鎖する平板状の蓋体13とを備え、その内部に構成部品が収容されている。また、本体ケース11は、装置搭載空間30に沿う形状に形成されている。本体ケース11と蓋体13の隙間には、車幅方向に延びる前後一対の吊り下げフレーム15,15が一体に挟持されており、これらの吊り下げフレーム15,15の車幅方向の両端部が、左右のリヤサイドフレーム5,5に固定されるようになっている。したがって、装置搭載空間30に搭載される高電圧電気装置10は、前後一対の吊り下げフレーム15,15を介して左右のリヤサイドフレーム5,5に吊り下げ支持される。
そして、図1及び図2に示すように、吊下フレーム15をリヤサイドフレーム5に直接取り付けることで、高電圧電気装置10が装置搭載空間30内の下部搭載位置(第1搭載位置)30−1に搭載される一方、図4及び図5に示すように、吊下フレーム15とリヤサイドフレーム5との間に嵩上げステー(位置調整用部品)20を介在させて取り付けることで、高電圧電気装置10が装置搭載空間30内の上部搭載位置(第2搭載位置)30−2に搭載される。このように、嵩上げステー20の有無によって、装置搭載空間30内の高電圧電気装置10の搭載位置(高さ位置)を異ならせることができる。
そして、本実施形態の車体1は、前輪のみを駆動輪とする前輪駆動(2WD)車用の車体として用いる場合は、図1及び図2に示すように、高電圧電気装置10を装置搭載空間30内の下部搭載位置30−1に搭載する。その一方で、前輪及び後輪を駆動輪とする四輪(両輪)駆動(4WD)車用の車体として用いる場合は、図3及び図4に示すように、高電圧電気装置10を装置搭載空間30内の上部搭載位置30−2に搭載すると共に、図4に示すように、車両の前側に配置したエンジン又は電気モータからの駆動力を左右の後輪WRに配分して伝達するためのデファレンシャル装置9を上部搭載位置30−2の下側に配置する。
本実施形態の車体の装置搭載構造によれば、吊下フレーム15をリヤサイドフレーム5に直接取り付けることで、高電圧電気装置10が装置搭載空間30内の第1搭載位置に搭載される一方、吊下フレーム15とリヤサイドフレーム5との間に嵩上げステー20を介在させて取り付けることで、高電圧電気装置10が装置搭載空間30内の下部搭載位置30−1よりも高い位置である上部搭載位置30−2に搭載されるように構成したことで、共通の車体骨格に対して、嵩上げステー20の有無で高電圧電気装置10を異なる高さ位置に搭載することが可能となる。これにより、車体1を前輪駆動車用の車体として用いる場合は、高電圧電気装置10を下部搭載位置30−1に搭載し、当該車体を四輪駆動車用の車体として用いる場合は、高電圧電気装置10を上部搭載位置30−2に搭載すると共に、デファレンシャル装置9を上部搭載位置30−2の下側に配置することができる。したがって、前輪駆動車両と四輪駆動車両とで車体構造の共用化を図ることができ、車両の製造コストの低減及び製造工程の簡素化を図ることができる。
図5は、嵩上げステー20を示す斜視図である。また、図6は、高電圧電気装置10を下部搭載位置30−1に搭載する場合(前輪駆動車両の車体に高電圧電気装置10を搭載する場合)の吊下フレームとリヤサイドフレームの固定状態を示す側断面図であり、図7は、高電圧電気装置10を上部搭載位置30−2に搭載する場合(四輪駆動車両の車体に高電圧電気装置10を搭載する場合)の吊下フレーム15及びリヤサイドフレーム5と嵩上げステー20との固定状態を示す側断面図である。
図5に示すように、嵩上げステー20は、平板状の金属材を折り曲げて形成してなる板状の部材で、前後一対の吊下フレーム15に固定される上片21と、リヤサイドフレーム5に固定される下片23と、これら上片21と下片23とを繋ぐ傾斜状の傾斜片25とを一体に備えている。上片21は下片23よりも内側(高電圧電気装置10に近い側)に配置されている。そして、上片21には、前後一対の吊下フレーム15それぞれに固定される上固定穴22が設けられており、下片23には、リヤサイドフレーム5に固定される下固定穴が24設けられている。上記の上片21及び上固定穴22は、吊下フレーム(支持部材)15に固定される第1固定部であり、下片23及び下固定穴25は、リヤサイドフレーム(骨格部材)5に固定される第2固定部である。
また、図6及び図7に示すように、吊下フレーム15には、リヤサイドフレーム5を固定するための第1固定穴16と、嵩上げステー20を固定するための第2固定穴17とが設けられている。第1固定穴16は、吊下フレーム15の先端部の近傍に設けられており、第2固定穴17は、第1固定穴16よりも内側(高電圧電気装置10に近い側)に設けられている。
そして、第1固定穴16における吊下フレーム15と嵩上げステー20との固定、及び第2固定穴17におけるリヤサイドフレーム5と嵩上げステー20との固定は、いずれも固定ボルト40(40−1,40−2)の締結で行われる。したがって、吊下フレーム15をリヤサイドフレーム5に直接取り付ける際には、図6に示すように、吊下フレーム15の第1固定穴16に挿入したカラー(補助具)18のボルト穴18aとリヤサイドフレーム5の下固定穴5aとに挿通させた第1固定ボルト(第1固定具)40−1を締結することで、吊下フレーム15とリヤサイドフレーム5とを固定する。その一方で、吊下フレーム15とリヤサイドフレーム5との間に嵩上げステー20を介在させて取り付ける際には、図7に示すように、吊下フレーム15の第2固定穴17に挿入したカラー(補助具)18のボルト穴18aと嵩上げステー20の上固定穴22とに挿通させた第1固定ボルト(第1固定具)40−1を締結することで、吊下フレーム15と嵩上げステー20を固定し、かつ、嵩上げステー20の下固定穴25とリヤサイドフレーム5の固定穴5aとに挿通させた第2固定ボルト(第2固定具)40−2を締結することで、嵩上げステー20とリヤサイドフレーム5を固定する。
図8は、嵩上げステー20とリヤサイドフレーム5を固定する手順を説明するための図である。同図に示すように、嵩上げステー20とリヤサイドフレーム5とを固定する際には、吊下フレーム15の第1固定穴16に挿入した工具100で、嵩上げステー20をリヤサイドフレーム5に固定する第2固定ボルト40−2を締結する。これにより、リヤサイドフレーム5に対する嵩上げステー20の組み付けの作業性が向上する。
また、嵩上げステー20の上片21及び上固定穴22を吊下フレーム15の第2固定穴17に固定した状態で、第1固定穴16に対向する位置(真下位置)に嵩上げステー20をリヤサイドフレーム5に固定するための第2固定ボルト40−2が位置するように構成している。これにより、吊下フレーム15の上方から第1固定穴16を介してその下側に配置した第2固定ボルト40−2の固定状態を目視で確認できる。したがって、第2固定ボルト40−2による嵩上げステー20とリヤサイドフレーム5との固定が確実に行われていることを確認できる。
以上説明したように、本実施形態の車体の装置搭載構造では、車体1の幅方向に延びて高電圧電気装置10を支持する吊下フレーム15と、車体1側に設けられて吊下フレーム15が固定されるリヤサイドフレーム5とを備え、吊下フレーム15をリヤサイドフレーム5に直接取り付けることで、高電圧電気装置10が装置搭載空間30内の下部搭載位置30−1に搭載される一方、吊下フレーム15とリヤサイドフレーム5との間に嵩上げステー20を介在させて取り付けることで、高電圧電気装置10が装置搭載空間30内の下部搭載位置30−1よりも高い位置である上部搭載位置30−2に搭載されるように構成した。これにより、共通の車体骨格に対して嵩上げステー20の有無で高電圧電気装置10を異なる高さ位置に搭載することが可能となる。
そして、当該車体を前輪駆動車用の車体として用いる場合は、高電圧電気装置10を下部搭載位置30−1に搭載する。その一方で、当該車体を四輪(両輪)駆動車両用の車体として用いる場合は、高電圧電気装置10を上部搭載位置30−2に搭載すると共に、車両前方に配置したエンジン又はモータからの駆動力を後輪WRに伝達するためのデファレンシャル装置9を上部搭載位置30−2の下側に配置するようにした。したがって、前輪駆動車両と四輪駆動車両とで車体構造の共用化を図ることができ、車両の製造コストの低減及び製造工程の簡素化を図ることができる。
また、上記の車体の装置搭載構造では、嵩上げステー20には、吊下フレーム15に固定される上片21及び上固定穴22と、リヤサイドフレーム5に固定される下片23及び下固定穴25とが設けられており、上片21と上固定穴22は、下片23と下固定穴25よりも高電圧電気装置10に近い内側の位置に配置されている。
このように、嵩上げステー20の上片21及び上固定穴22を下片23及び下固定穴25よりも高電圧電気装置10に近い内側の位置に配置することで、嵩上げステー20が吊下フレーム15とリヤサイドフレーム5との間を斜めに連結した状態となる。したがって、リヤサイドフレーム5に対して高電圧電気装置10をより強固に支持することが可能となる。
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、嵩上げステー20の上片21及び上固定穴22を下片23及び下固定穴25よりも高電圧電気装置10に近い内側の位置に配置するように構成した場合を示したが、これとは逆に、図示は省略するが、嵩上げステーの下片及び下固定穴を上片及び上固定穴よりも高電圧電気装置に近い内側の位置に配置するように構成してもよい。その場合は、吊下フレーム15に設けたリヤサイドフレーム5を固定するための第1固定穴と、嵩上げステー20を固定するための第2固定穴との配置も上記実施形態とは逆になり、嵩上げステー20を固定するための第2固定穴が吊下フレーム15の先端部の近傍に設けられ、リヤサイドフレーム5を固定するための第1固定穴が、第2固定穴よりも内側(高電圧電気装置10に近い側)に設けられる。
1 車体
2 荷室(ラゲッジスペース)
3 リヤフロアパネル
5 リヤサイドフレーム(骨格部材)
5a 固定穴
6 リアシート
9 デファレンシャル装置
10 高電圧電気装置
11 本体ケース
13 蓋体
15 吊下フレーム(支持部材)
16 第1固定穴
17 第2固定穴
18 カラー(補助部材)
18a ボルト穴
20 嵩上げステー(位置調整用部品)
21 上片(第1固定部)
22 上固定穴(第1固定部)
23 下片(第2固定部)
24 下固定穴(第2固定部)
25 傾斜片
30 装置搭載空間
30−1 下部搭載位置(第1搭載位置)
30−2 上部搭載位置(第2搭載位置)
40−1 第1固定ボルト(第1固定具)
40−2 第2固定ボルト(第2固定具)
100 工具
WR 後輪

Claims (5)

  1. 車両駆動用の蓄電器と該蓄電器を駆動するための高圧電装部品との少なくともいずれかを含む電気装置と、
    前記電気装置を搭載するための搭載空間を有する車体と、を備える車体の装置搭載構造であって、
    前記搭載空間は、前記車体の後部に設けた荷室の下側における左右の後輪の間を含むスペースに配置された空間であり、
    前記車体の幅方向に延びて前記電気装置を支持する支持部材と、
    前記車体側に設けられて前記支持部材が固定される骨格部材と、を備え、
    前記支持部材を前記骨格部材に直接取り付けることで、前記電気装置が前記搭載空間内の第1搭載位置に搭載される一方、
    前記支持部材と前記骨格部材との間に位置調整用部品を部分的に介在させて取り付けることで、前記電気装置が前記搭載空間内の前記第1搭載位置よりも高い位置である第2搭載位置に搭載されるように構成し
    前記位置調整用部品には、前記支持部材に固定される第1固定部と、前記骨格部材に固定される第2固定部とが設けられており、
    前記第1固定部と前記第2固定部の一方は他方よりも前記電気装置に近い内側の位置に配置されている
    ことを特徴とする車体の装置搭載構造。
  2. 前記車体を前輪のみを駆動輪とする前輪駆動車用の車体として用いる場合は、前記電気装置を前記第1搭載位置に搭載し、
    前記車体を前輪及び後輪を駆動輪とする両輪駆動車両用の車体として用いる場合は、前記電気装置を前記第2搭載位置に搭載すると共に、車両の前側に配置した駆動源からの駆動力を前記後輪に伝達するためのデファレンシャル装置を前記第2搭載位置の下側に配置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車体の装置搭載構造。
  3. 前記車体を前輪のみを駆動輪とする前輪駆動車用の車体として用いる場合は、前記電気装置を前記第1搭載位置に搭載し、
    前記車体を前輪及び後輪を駆動輪とする両輪駆動車両用の車体として用いる場合は、前記電気装置を前記第2搭載位置に搭載すると共に、車両の前方に配置した駆動源からの駆動力を前記左右の後輪に配分して伝達するデファレンシャル装置を前記第2搭載位置の下側に配置する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車体の装置搭載構造。
  4. 前記位置調整用部品の前記第1固定部を前記支持部材に固定する第1固定具と、前記第2固定部を前記骨格部材に固定する第2固定具とを備え、
    前記支持部材には、前記骨格部材を固定するための第1固定穴と、前記位置調整用部品を固定するための第2固定穴と、が設けられており、
    前記位置調整用部品の前記第1固定部を前記支持部材の前記第2固定穴に固定した状態で、前記第1固定穴に対向する位置に前記第2固定ボルトが配置されるように構成したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の車両の部品搭載構造。
  5. 前記第2固定具は、固定ボルトであり、
    前記支持部材の前記第1固定穴に挿入した工具で、前記第2固定具を締結するように構成した
    ことを特徴とする請求項に記載の車両の部品搭載構造。
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