JP7315335B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する車両に関する。

従来、ワンボックスカーと称される車両等においては、例えば、エンジンの上方に前席（運転席および助手席）を配置した、いわゆるキャブオーバ構造を採用することにより、限られた外形寸法の中で室内空間を最大限に確保する工夫がなされている。

車両において室内空間のさらなる拡大を図ることを考慮すると、車室のフロア面の低床化やフラット化等が有効であると考えられる。例えば、車室の前方にボンネットを有するツーボックスカーや、短いボンネットを有する１．５ボックスカー等においては、ボンネットの下方かつ車室の前方にエンジンが配置される構造とされている。そのため、ツーボックスカー等においては、車室のフロアを低床化したり、フラット化したりするのが比較的容易である。しかしながら、ワンボックスカーにおいては、車室フロアの低床化やフラット化が非常に困難である。

車室後部のデッキの下方にエンジンが配置されるＲＲ（Ｒｅａｒ－ｅｎｇｉｎｅ Ｒｅａｒ－ｗｈｅｅｌ－ｄｒｉｖｅ：リヤエンジン・リヤドライブ）方式では、前席の下方の床面をフラットに形成できる。しかも、車室の後方にエンジンを配置することによる室内長の制限を受けない。しかしながら、デッキの位置を高くして、デッキの下方にエンジンを配置しなければならず、低床化を達成できない。

特開平１１－２４５８４７号公報

ここで、車室フロアの低床化やフラット化が困難であるという問題は、走行用の駆動源がエンジンである場合に限らず、モータが走行用の駆動源として搭載される場合にも存在する。また、モータを駆動源として採用した車両においては、車室フロアの低床化やフラット化を図るうえで更なる課題が存在している。具体的には、モータを駆動源とした場合、モータ等において使用する電力を充放電するためのバッテリーが必要となる。実用に耐えうる電力を充放電可能とするためには、バッテリーの大容量化を図る必要がある。そのため、バッテリーの配置のために大きなスペースが必要になり、車室フロアの低床化やフラット化等を図るうえで更なる障害を有するという問題がある。

そこで本発明は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する車両であって、車室フロアの低床化やフラット化を図るうえで有効な構成を備えたものの提供を目的とした。

（１）上述した課題を解決すべく提供される本発明の車両は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行するものであって、回転動力を前記駆動輪に伝達する駆動装置と、前記駆動装置への電力供給、及び蓄電を行うバッテリーと、を有し、前記駆動装置が、回転動力を出力する出力軸を備えたモータと、前記モータから出力された回転動力を前記駆動輪に伝達する差動機構と、有し、前記駆動装置が前記バッテリーに対して前方に配置され、前記差動機構の前方または後方において前記出力軸が前後方向に延びるように前記モータが配置された縦置きの配置とされていることを特徴とするものである。

本発明の車両では、モータや差動機構のような大きな部材を備えた駆動装置を、バッテリーに対して前方に配置している。そのため、本発明の車両は、駆動装置を後方側に配置する場合に比べて車室フロアの低床化やフラット化を図りやすい。

本発明の車両では、差動機構の前方または後方においてモータの出力軸が前後方向に延びるように配置した縦置きの配置とされている。このような構成を採用することにより、車室フロアの低床化やフラット化をより一層図りやすくなる。具体的には、このような構成とすることにより、例えば以下に記載するような効果が見込める。

例えば、本発明のようにモータを縦置きの配置とするのではなく、横置きの配置とした場合、モータの出力軸と差動機構のリングギヤとの連結に平行軸歯車を用いなければならなくなる。そのため、モータの出力軸と差動機構との間での減速比によっては、平行軸歯車の外径が大きくなり、フロアパネルの下方に大きなスペースを確保しなければならず、車室の低床化を図ることができないという懸念がある。

これに対し、上述したようにモータを縦置きで配置すれば、モータの出力軸が前後方向に延びることになるため、モータの出力軸と差動機構のリングギヤとの連結に、例えば直交軸歯車（かさ歯車）等を用いることができる。そのため、上述したようにモータを縦置きの配置とすれば、横置きにしたときのように大きな設置スペースを必要とせず、車室の低床化やフラット化が図りやすくなる。

なお、本発明、以下に記載の各発明、及び本発明の実施形態に係る説明において「フラット」とは、大略的に平坦なものを指し、大略的に見て微少な凹凸等が存在していたとしても「フラット」の概念に含まれる。例えば、フロアパネルが大略的にフラットに延びていれば、このフロアパネルに補強のためのビード（凹凸）等が形成されていたとしても、「フラット」の概念に含まれるものとする。

（２）上述した課題を解決すべく提供される本発明の車両は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する車両であって、回転動力を前記駆動輪に伝達する駆動装置と、前記駆動装置への電力供給、及び蓄電を行うバッテリーと、前記車両の前後方向に延び、車幅方向に所定の間隔をあけて配置された一対のサイドメンバと、を有し、前記駆動装置が、回転動力を出力する出力軸を備えたモータと、前記モータから出力された回転動力を前記駆動輪に伝達する差動機構と、を有し、前記車両の後方側において、一対の前記サイドメンバが所定の間隔を介して略平行に配置された後方側領域と、前記車両の前後方向中間部において、前方側に向かうにつれて前記後方側領域におけるよりも間隔が狭まるように一対の前記サイドメンバが傾斜した中間領域と、前記中間領域よりも前方側に位置する前方側領域とを有し、前記バッテリーが前記後方側領域に配置されていることを特徴とするものである。

本発明の車両では、一対のサイドメンバの間であって車両後方側にある後方側領域にバッテリーが配置されている。後方側領域は、一対のサイドメンバの間隔が前方側領域や中間領域よりも大きいため、大容量のバッテリーであっても、上下方向に大型化させることなく配置できる。また、後方領域においては、一対のサイドメンバが略平行に配置されている。そのため、バッテリーの配置に際してデッドスペースとなる部分が発生しにくく、大容量のバッテリーであっても、上下方向に大型化させることなく配置できる。従って、上述した構成により、車室フロアの低床化やフラット化をより一層図りやすくなる。

（３）上述した本発明の車両は、前記バッテリーに対して電気的に接続される電装機器を有し、前記駆動装置及び前記電装機器が、前記バッテリーに対して前方に配置されているものであることが好ましい。

本発明の車両のように、バッテリーに対して電気的に接続される電装機器を駆動装置と共にバッテリーに対して前方に配置すれば、電装機器及びバッテリーを繋ぐ配線と、駆動装置をなすモータ等及びバッテリーを繋ぐ配線とをバッテリーよりも前方側に集中させることができる。これにより、例えば、車両における配線の配索をシンプルなものとすることや、配線の配索に要するスペースの小型化を図る等の効果が期待できる。

（４）上述した本発明の車両は、前記バッテリーが、充放電可能な電池セルを上下方向に単段であって、水平方向に複数並ぶように配置したものであることが好ましい。

上述したように、バッテリーをなす電池セルを水平後方に並べた構成とすれば、バッテリーを薄型化しやすく、車室フロアの低床化やフラット化が図りやすくなる。また、上述したように上下方向に単段に電池セルを配置した構成とすれば、電池セルの冷却効率や、充放電効率の向上について改善が期待できる。なお、例えば、バッテリーをなす電池セルを水平後方に並べなくても車室フロアの低床化やフラット化が図れる場合や、電池セルの冷却効率や、充放電効率の向上について別の対策を講じたり、特に対策の必要がない等の事情がある場合等には、充放電可能な電池セルを上下方向に複数段に亘って積載した構造のものとしても良い。

（５）上述した本発明の車両は、車室のフロア面を形成するフロアパネルを有し、前記フロアパネルが、運転席側から前記車室の後端までフラットに延びているものであることが好ましい。

かかる構成によれば、居住性に優れ、使用しやすい車両を提供できる。

（６）上述した本発明の車両は、車室のフロア面を形成するフロアパネルを有し、前記フロアパネルが、運転席側から前記車室の後端までフラットに延びており、前記車室の後端側にスロープを形成する車両後部構造を備えているものであることが好ましい。

かかる構成によれば、居住性に優れると共に、適宜スロープを形成可能な車両を提供できる。

（７）上述した本発明の車両は、車室のフロア面を形成するフロアパネルを有し、前記フロアパネルが、運転席側から前記車室の後端までフラットに延びており、前記車室の後端側において、前記フロアパネルの下方に他部材を格納するための格納空間が形成されているものであることが好ましい。

かかる構成によれば、居住性に優れることに加え、例えば、スペアタイヤや工具等の他部材を格納するための格納空間まで確保可能な車両を提供できる。

本発明によれば、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する車両であって、車室フロアの低床化やフラット化を図るうえで有効な構成を備えた車両を提供できる。

本発明の一実施形態に係る車両の構成を図解的に示す左側面図である。 車両の要部の構成を図解的に示す平面図である。 図１に示した車両の変形例を示す左側面図である。 図１に示した車両の変形例を示す左側面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

車両１は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行するものである。本実施形態では、車両１は、モータ２を走行用駆動源として搭載し、モータ２に電力供給することにより発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行するものとされている。また、本実施形態において例示する車両１は、キャブオーバ構造が採用されたワンボックスタイプのものとされている。

車両１は、車体１１の下部に、一対のサイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌを備えている。サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌは、左右対称に構成され、車幅方向（左右方向）に互いに間隔を空けてそれぞれ前後方向に延びている。サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌは、それぞれ長手方向両端側に略平行に配置されているが、中間部において屈曲しており車両前方側に向かうにつれて互いに近接している。

図２に示すように、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間に形成された領域は、大別して後方側領域１６、中間領域１７、及び前方側領域１８の３つの領域に分類することができる。後方側領域１６は、車両１の後方側において、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌが所定の間隔を介して略平行に配置された部分に形成された領域である。後方側領域１６は、略矩形の領域とされている。また、中間領域１７は、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの中間部において両者の間に形成された領域である。中間領域１７は、前方側に向かうにつれて後方側領域１６におけるよりも間隔が狭まるようにサイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌが傾斜した部分に形成されている。そのため、中間領域１７は、後方側領域１６とは異なり、略台形状の形状の領域とされている。前方側領域１８は、中間領域１７よりも車両１の前方側において、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌが略並行に配置された部分に形成された領域である。前方側領域１８は、後方側領域１６と同様に略矩形の形状とされているが、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間隔が後方側領域１６におけるよりも狭いため、後方側領域１６よりも車幅方向に小さな領域とされている。

サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌ上には、フロアパネル１３が設けられている。フロアパネル１３は、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌに跨がるように配置されている。フロアパネル１３は、例えば、サイドメンバ１２の上面に溶接によって接合する等して固定されている。フロアパネル１３の上方には、車室１４が設けられている。車室１４の前端部には、車幅方向に横並びの運転席および助手席からなる前部座席１５が配置されている。フロアパネル１３は、少なくとも前部座席１５の足下から車室１４の後端までフラットに延びて、車室１４のフロア面としてフラットなフロア面を構成している。

図２に示すように、車両１は、駆動輪である前輪３１Ｌ，３１Ｒに対し、電力により発生する回転動力を伝達する駆動装置２０を備えている。駆動装置２０は、回転動力を出力するためのモータ２と、モータ２から出力された回転動力を前輪３１Ｌ，３１Ｒに伝達するための差動機構３２とを備えている。

モータ２は、前部座席１５の足下部分の下方であって、フロアパネル１３よりも下方に配設されている。モータ２は、図１に示すように、出力軸２３がモータ本体２４から前後方向に沿って前側に延びる縦置きの状態で配置され、固定されている。また、モータ２は、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間に形成された前方側領域１８に配置されている。

差動機構３２は、前方側領域１８において、モータ２に対して前方に配置されている差動機構３２は、モータ２の動力を左右の駆動輪である前輪３１Ｌ，３１Ｒに分配するものであり、従来公知のものと同様の構成とされている。すなわち、差動機構３２は、デフケース内で回転可能に設けられる２個のピニオンギヤ、２個のピニオンギヤにそれぞれ噛合する２個のサイドギヤおよびデフケースに固定されるリング状のリングギヤを備えている。デフケースには、左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの一端部が挿入されており、その一端部は、それぞれサイドギヤに接続されている。また、デフケースには、デフケースの外周を取り囲むリング状のリングギヤが固定されている。

差動機構３２は、モータ２に対して動力伝達可能なように結合されている。具体的には、図１に示すように、モータ２の出力軸２３には、かさ歯車３８が固定されている。かさ歯車３８は、リングギヤに形成された斜歯と噛合している。これにより、モータ２の出力軸２３の動力により、デフケースがリングギヤと一体に回転する。そして、デフケースの回転がピニオンギヤを介して各サイドギヤの回転に変換されて、各サイドギヤと一体に左右のドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒが回転し、ドライブシャフト３７Ｌ，３７Ｒの回転がそれぞれ前輪３１Ｌ，３１Ｒに伝達される。

図２に示すように、車両１には、上述したモータ２や差動機構３２の近傍に、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間に形成された中間領域１７に電動エアコンプレッサ３３、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：パワーコントロールユニット）３４、充電器３６等を備えている。電動エアコンプレッサ３３は、車室内の空調のためのものであり、モータ２に対して車幅方向に隣接する位置に配置されている。また、ＰＣＵ３４はモータ２を駆動するためのインバータなどを内蔵したものであり、充電器３６は後述するバッテリー３５を充電するものである。ＰＣＵ３４とモータ２との間、充電器３６とバッテリー３５との間等には、高電圧ケーブル３９が接続されている。ＰＣＵ３４及び充電器３６は、モータ２や差動機構３２が配置された前方側領域１８に対して後方側にある中間領域１７に配置されている。

バッテリー３５は、ＰＣＵ３４や充電器３６が配置された中間領域１７に対して後方側にある後方側領域１６において、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間に配置されている。バッテリー３５は、多数の電池セル３５ａを上下方向に単段であって、水平方向（本実施形態では車幅方向及び車両前後方向）に多数並べて配置したものとされている。バッテリー３５は、車両後方側において直線的に延び、かつ略並行に配置されたサイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間に形成された、略矩形状の後方側領域１６に配置されている。そのため、バッテリー３５についても、電池セル３５ａを収容できる程度の高さ（厚み）であって、平面視が略矩形の外観形状とされている。従って、車両１に搭載されているバッテリー３５は、内部にデッドスペースを殆ど発生させることなく電池セル３５ａを配列したものであり、薄型でりながら高容量のものとされている。

上述したように、本実施形態の車両１では、モータ２や差動機構３２のような大きな部材を備えた駆動装置２０を、バッテリー３５に対して前方に配置している。そのため、本実施形態の車両１は、駆動装置２０を後方側に配置する場合に比べて車室フロアの低床化やフラット化を図りやすい。

本実施形態の車両１では、差動機構３２の前方または後方においてモータ２の出力軸２３が前後方向に延びるように配置した縦置きの配置とされている。このような構成を採用することにより、車両１においては、車室フロアの低床化やフラット化が図られている。すなわち、上述したようにモータ２を縦置きで配置すれば、モータ２の出力軸２３が前後方向に延びることになる。そのため、モータ２の出力軸２３と差動機構３２のリングギヤとの連結に、直交軸歯車であるかさ歯車３８が用いられている。従って、上述したようにモータ２を縦置きの配置とすることで、横置きにしたときのように大きな設置スペースを必要とせず、その分だけ車室の低床化やフラット化が図られている。

また上述したように、本実施形態の車両１では、一対のサイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間であって車両１の後方側にある後方側領域１６にバッテリー３５が配置されている。後方側領域１６は、サイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌの間隔が前方側領域１８や中間領域１７よりも大きいため、大容量のバッテリー３５であっても、上下方向に大型化させることなく配置できる。具体的には、バッテリー３５が、充放電可能な電池セル３５ａを上下方向に単段であって、水平方向に複数並ぶように配置したものとされている。また、後方領域においては、一対のサイドメンバ１２Ｒ，１２Ｌが略平行に配置されているため、バッテリー３５の配置によりデッドスペースとなる部分が発生しにくい。そのため、上述した車両１においては、平面視が略矩形のバッテリー３５を搭載することができ、バッテリー３５を上下方向に大型化させることなく高容量なものを採用できる。従って、上述した構成によれば、車室フロアの低床化やフラット化をより一層図りやすくなる。また、上述したような薄型かつ表面積の大きなバッテリー３５採用すれば、電池セル３５ａの冷却効率や、充放電効率の向上についても高い効果が見込める。

なお、本実施形態では、バッテリー３５が、充放電可能な電池セル３５ａを上下方向に単段であって、水平方向に複数並ぶように配置したものを採用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばバッテリー３５として、上下方向に複数段に亘って電池セル３５ａを積み重ねたもの等を採用できる。また、上述した実施形態では、バッテリー３５として、平面視が略矩形のものを採用した例を示したが、他の形状等としても良い。

また、上述した車両１は、バッテリー３５に対して電気的に接続される電動エアコンプレッサ３３やＰＣＵ３４、充電器３６等の電装機器と、駆動装置２０とを、バッテリー３５に対して前方に配置したものとされている。このような配置によれば、電装機器及びバッテリー３５を繋ぐ高電圧ケーブル３９と、駆動装置２０をなすモータ２等及びバッテリー３５を繋ぐ高電圧ケーブル３９とをバッテリー３５よりも前方側に集中させることができる。これにより、例えば、車両１における高電圧ケーブル３９の配索をシンプルなものとすることや、高電圧ケーブル３９の配索に要するスペースの小型化を図る等の効果が期待できる。

なお、本実施形態では、バッテリー３５に対して電気的に接続される電装機器、及び駆動装置２０を、バッテリー３５に対して前方に配置したものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、電装機器類を駆動装置２０とは異なり、バッテリー３５に対して後方側に配置する等しても良い。また、本実施形態では、バッテリー３５に対して電気的に接続される電装機器の例として、電動エアコンプレッサ３３やＰＣＵ３４、充電器３６等を例示したが、これらに代えて、あるいはこれらに加えて別の電装機器を採用しても良い。

また、上述した本実施形態の車両１は、車室のフロア面を形成するフロアパネル１３が、運転席側から車室の後端までフラットに延びるものとされている。そのため、車両１は、居住性に優れ、利便性に優れている。

上記実施形態では、フロアパネル１３を単にフラットかつ低床化した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な形態の車両後部構造を備えたものとすることができる。具体的には、例えば図３に示すように、車両後部構造５０として、図中において矢印で示すように、車室内に収納した収納状態と、前記車両の後方に向けて展開した展開状態とに切り替え可能なスロープ５２を設けたものとしても良い。また別の例として、図４に示すように、車両１は、運転席側から車室の後端までフラットに延びたフロアパネル１３の後端側の部分を、図中において矢印で示すように適宜開閉可能とし、当該開閉可能部分の下方に、例えば、スペアタイヤや工具等の他部材を格納するための格納空間５４を車両後部構造５０として設けたものとしても良い。

なお、本発明は上述した実施形態や変形例において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示および精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。

本発明は、電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する車両全般において好適に利用可能である。

１ ：車両
２ ：モータ
１２ ：サイドメンバ
１３ ：フロアパネル
１６ ：後方側領域
１７ ：中間領域
１８ ：前方側領域
２０ ：駆動装置
２３ ：出力軸
３２ ：差動機構
３３ ：電動エアコンプレッサ（電装機器）
３４ ：ＰＣＵ（電装機器）
３５ ：バッテリー
３５ａ ：電池セル
３６ ：充電器（電装機器）
３８ ：歯車
３９ ：高電圧ケーブル（配線）
５０ ：車両後部構造
５２ ：スロープ
５４ ：格納空間

Claims (2)

1. 電力により発生する回転動力を駆動輪に伝達して走行する車両であって、
   回転動力を前記駆動輪に伝達する駆動装置と、
   前記駆動装置への電力供給、及び蓄電を行うバッテリーと、
   前記車両の前後方向に延び、車幅方向に所定の間隔をあけて配置された一対のサイドメンバと、
   を有し、
   前記駆動装置が、
   回転動力を出力する出力軸を備えたモータと、
   前記モータから出力された回転動力を前記駆動輪に伝達する差動機構と、
   を有し、
   前記駆動装置が前記バッテリーに対して前方に配置され、前記差動機構の前方または後方において前記出力軸が前後方向に延びるように前記モータが配置された縦置きの配置とされており、
   前記車両の後方側において、一対の前記サイドメンバが所定の間隔を介して略平行に配置された後方側領域と、
   前記車両の前後方向中間部において、前方側に向かうにつれて前記後方側領域におけるよりも間隔が狭まるように一対の前記サイドメンバが傾斜した中間領域と、
   前記中間領域よりも前方側に位置する前方側領域とを有し、
   前記バッテリーが前記後方側領域に配置されており、
   前記バッテリーに対して配線により電気的に接続される電装機器が、前記中間領域に配置され、
   前記駆動装置が、前記前方側領域に配置されていることを特徴とする車両。
2. 前記バッテリーが、充放電可能な電池セルを上下方向に単段であって、水平方向に複数並ぶように配置したものであることを特徴とする請求項１に記載の車両。

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