WO2022202559A1 - 車両 - Google Patents

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WO2022202559A1
WO2022202559A1 PCT/JP2022/011979 JP2022011979W WO2022202559A1 WO 2022202559 A1 WO2022202559 A1 WO 2022202559A1 JP 2022011979 W JP2022011979 W JP 2022011979W WO 2022202559 A1 WO2022202559 A1 WO 2022202559A1
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WO
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vehicle
battery
slit
battery bracket
side member
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/011979
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 原澤
哲雄 井上
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/02—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted comprising longitudinally or transversely arranged frame members

Definitions

  • This disclosure relates to vehicles.
  • Vehicles that use an electric motor as a power source need to be equipped with a storage battery that supplies power to the electric motor.
  • a vehicle powered by an internal combustion engine is also equipped with a storage battery as a power source for electrical equipment such as lighting.
  • Vehicle frame structures include a ladder frame that uses a ladder-shaped support member and a monocoque that uses the vehicle itself as a support structure.
  • a storage battery is held by holding means such as a battery bracket connected to a pair of side members that constitute the ladder frame (Patent Document 1).
  • the ladder frame is more robust than the monocoque, it is used in vehicles with a large payload such as freight vehicles.
  • a cargo vehicle has a wide variety of mountings such as a cargo bed on which cargo is to be loaded on the ladder frame, the upper part of the storage battery is covered with the mountings in the structure in which the ladder frame holds the battery bracket. Therefore, when maintenance of the storage battery is performed, the mechanic has to access the storage battery from the lower part of the vehicle, and there is a problem that maintenance is difficult.
  • the ladder frame also has the function of absorbing the impact applied to the vehicle, if the battery bracket were held, the impact applied to the vehicle would be transmitted to the storage battery, which could short-circuit the electrodes and cause a fire. .
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and aims to provide a vehicle that facilitates maintenance of the storage battery even with a structure in which the ladder frame holds the battery bracket, and that can protect the storage battery in the event of a collision.
  • a vehicle comprising: a ladder frame having members; and a battery bracket that is a box that is disposed between and held by the pair of side members and that is a box for mounting a storage battery that supplies electric power required to drive the vehicle.
  • a slit which is an elongated hole formed along the longitudinal direction of the vehicle in one of the surfaces of the side member and the battery bracket facing each other; and the slit, and the side member and the battery bracket facing each other. It is characterized by comprising a bolt passing through the other of the surfaces, and a fastening means having a female thread that is screwed with the bolt to sandwich and fasten the side member and the battery bracket.
  • the ladder frame holds the battery bracket, maintenance of the storage battery is easy, and a vehicle that can protect the storage battery in the event of a collision can be provided.
  • FIG. 1A is a top view showing a schematic configuration of a vehicle according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 1B is a side view showing the schematic configuration of the vehicle, omitting the description of the driver's cab and the mountings.
  • FIG. 2A is an enlarged view of the vicinity of the battery bracket shown in FIG. 1B.
  • FIG. 2B is a view showing only the side member illustrated in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a diagram showing only the battery bracket illustrated in FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2A, showing only the left half.
  • FIG. 4A is a side view showing the procedure for pulling out the battery bracket to the rear of the ladder frame, showing the first step of the procedure.
  • FIG. 4A is a side view showing the procedure for pulling out the battery bracket to the rear of the ladder frame, showing the first step of the procedure.
  • FIG. 4B is a side view showing the procedure for pulling the battery bracket out onto the ladder frame, showing the second stage of the procedure.
  • FIG. 5A is a side view showing a first modified example of the vehicle according to the embodiment of the present disclosure, and is a drawing in which bolts are indicated by dotted lines.
  • FIG. 5B is a side view showing a second modified example of the vehicle according to the embodiment of the present disclosure, with the bolt indicated by dotted lines.
  • FIG. 1 a schematic configuration of a vehicle 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1A to 3.
  • the vehicle 1 a freight vehicle such as a truck is exemplified.
  • the vehicle 1 includes a ladder frame 3, a motor generator 9, a drive shaft 11, front wheels 12, rear wheels 13, a battery bracket 5, and a battery .
  • the ladder frame 3 is a ladder-shaped frame that supports each device that constitutes the vehicle 1, and has side members 21a and 21b and a cross member 23 as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the side members 21 a and 21 b are a pair of girders extending in the X direction, which is the longitudinal direction of the vehicle 1 , and arranged in parallel in the Y direction, which is the width direction of the vehicle 1 .
  • FIG. 3 illustrates channel steel as the side member 21a.
  • the side member 21a is provided with a side member bottom plate 65 which is horizontally arranged and has both side surfaces extending in the X direction when viewed in the X direction, which is the front-rear direction of the vehicle 1 .
  • the side member 21a includes a side member side plate 61 that is provided on the outer side surface of the side member bottom plate 65 when viewed in the X direction, which is the longitudinal direction of the vehicle 1, and extends in the X direction and the Z direction perpendicular to the side member bottom plate 65. Prepare.
  • the side member 21 a also includes a side member upper plate 63 provided at the upper end of the side member side plate 61 and facing the side member bottom plate 65 .
  • the structure of the side member 21b is bilaterally symmetrical with the side member 21a when viewed in the front-rear direction of the vehicle 1, so the description thereof is omitted.
  • the cross member 23 shown in FIG. 1A is a beam that extends in the Y direction, which is the width direction of the vehicle 1, and connects the side members 21a and 21b.
  • the cross-sectional area of the cross-member 23 perpendicular to the Y direction and the number of cross-members 23 are appropriately set within the limits of strength and weight required for the ladder frame 3 .
  • the motor generator 9 is a power source of the vehicle 1, and is an electric motor that obtains mechanical work by rotating an output shaft upon receiving power supply. It is also a generator that generates electric power through regeneration when the output shaft is rotated by mechanical work from the outside, such as during braking.
  • FIG. 1A illustrates two motor generators 9, one for driving the front wheels 12 and one for driving the rear wheels 13. However, when only one of the front wheels 12 and the rear wheels 13 is driven, or when only one of the motor generators 9 is used. If the generator 9 can drive the front wheels 12 and the rear wheels 13, the number of the motor generators 9 may be one.
  • the drive shaft 11 is a rotary shaft that transmits the mechanical work generated by the motor generator 9 to the front wheels 12 and the rear wheels 13.
  • the drive shaft 11 extends in the Y direction orthogonal to the X direction, which is the front-rear direction of the vehicle 1, and has front wheels at both ends. 12 or rear wheels 13 are connected.
  • the drive shaft 11 is connected to the output shaft of the motor generator 9 via a gear (not shown) or the like, and the mechanical work generated by the motor generator 9 is transmitted via the gear (not shown).
  • the rotational force transmitted from the front wheels 12 and the rear wheels 13 is transmitted as mechanical work to the output shaft of the motor generator 9 via gears (not shown).
  • the front wheels 12 are the two wheels that are arranged in parallel at the front. are wheels for driving the vehicle 1.
  • the front wheels 12 also serve as steering wheels, and are connected to a steering mechanism (not shown) so as to be able to turn around the Z direction. Therefore, the front wheels 12 are configured so that the vehicle 1 can turn left and right by turning around the Z direction, which is the vertical direction, at a turning angle corresponding to the operation angle of a steering wheel, which is one of the devices that make up the steering mechanism. ing.
  • the rear wheels 13 are two wheels that are arranged in parallel at the rear. is a wheel for running the vehicle 1 with a frictional force of .
  • the rear wheels 13 of freight vehicles and private cars are generally not steered wheels, but the rear wheels 13 may be steered wheels.
  • a battery bracket 5 is a box for housing a battery 7 . As shown in FIG. 3, the battery bracket 5 is arranged horizontally, has both side surfaces extending in the X direction, and includes a bracket bottom plate 73 on which the battery 7 is mounted.
  • the battery bracket 5 also includes bracket side plates 71 that are provided on both side surfaces of the bracket bottom plate 73 when viewed in the X direction and extend in the X and Z directions perpendicular to the bracket bottom plate 73 . As shown in FIG. 3 , a bracket side surface 70 that is a side surface of the bracket side plate 71 faces a side member side surface 62 that is a side surface of the side member side plate 61 .
  • the battery 7 is a storage battery that supplies power required to drive the motor generator 9, and is configured to be electrically connected to the battery 7 by a power line (not shown) to supply power.
  • the battery 7 is also configured to store electric power generated when the motor generator 9 is regeneratively driven.
  • the battery 7 is mounted on the battery bracket 5 as shown in FIG. Specifically, the battery 7 is mounted on the bracket bottom plate 73 of the battery bracket 5 and fixed to the battery bracket 5 by being fastened to the bracket bottom plate 73 with bolts or the like (not shown).
  • the battery 7 can run the vehicle 1 for a desired distance with one full charge, and if the decrease in the chargeable capacity after repeating charging and discharging a predetermined number of times is within an allowable range, the lithium A known storage battery such as an ion secondary battery may be used.
  • the battery 7 is shown so as to be visible from above the vehicle 1, but since the vehicle 1 is a freight vehicle, a cab, which is a driver's cab, is located above the ladder frame 3 and above the front wheels 12. is provided. A loading platform (not shown) for loading cargo is provided behind the cab, and the top of the battery 7 is covered with the mounting. Therefore, in the state where the battery 7 is provided at the position shown in FIG. 1A, the battery 7 cannot be visually recognized from above the vehicle 1, and a mechanic cannot access the battery 7 from above the vehicle 1 during maintenance. I can't do it either.
  • the above is the description of the schematic configuration of the vehicle 1 .
  • the vehicle 1 has slits 31, bolts 35, nuts 51, and notches 33 as structures for holding the battery bracket 5 to the side members 21a and 21b.
  • the slit 31 is an elongated hole formed along the longitudinal direction of the vehicle 1 in one of the side member side surface 62 and the bracket side surface 70, which are surfaces of the side members 21a, 21b and the battery bracket 5 facing each other.
  • FIGS. 1A to 3 show an example in which the slit 31 is formed in the side member side surface 62 of the side member side plate 61.
  • FIG. Note that the slits 31 are provided in both of the side members 21a and 21b.
  • a bolt 35 is a member for holding the battery bracket 5 to the side members 21a and 21b, and a headed bolt is exemplified here.
  • a bolt 35 is inserted through the slit 31 .
  • the bolt 35 is further inserted through the other of the side member side surface 62 and the bracket side surface 70, which are surfaces of the side members 21a, 21b and the battery bracket 5 facing each other.
  • the through hole 41 provided in the bracket side surface 70 of the bracket side plate 71 shown in FIG. 2C is inserted.
  • the nut 51 is a fastening means having a female thread that screws together with the bolt 35 .
  • the nut 51 is screwed onto the bolt 35 while the bolt 35 is inserted through the slit 31 and the through hole 41, and the side member side surface 62 and the bracket side surface 70 are clamped together with the bolt head 39 and tightened.
  • the side members 21a, 21b and the battery bracket 5 are tightened, and the battery bracket 5 is held by the side members 21a, 21b.
  • the nut 51 is shown as the fastening means in FIG. 3, the nut 51 is not necessary when fastening means is provided in the battery bracket 5 by, for example, tapping the through hole 41 with a female thread.
  • 3 illustrates a headed bolt as the bolt 35, but if two nuts 51 are used, the bolt 35 may be a stud bolt.
  • the battery bracket 5 can move in the X direction with respect to the side members 21a and 21b. Therefore, by moving the battery bracket 5 rearward in the X direction with respect to the side members 21a and 21b, the battery bracket 5 can be pulled out rearward from the side members 21a and 21b.
  • the position at which the battery 7 can be pulled out depends on the length of the slit 31 in the X direction, but if the slit 31 is formed at least to the rear of the bodywork, the battery bracket 5 can be pulled out to a position where there is no bodywork above. In this state, the battery 7 can be accessed from above the vehicle 1, so maintenance such as replacement of the battery 7 and replacement of electrical equipment can be easily performed.
  • the battery bracket 5 moves rearward with respect to the side members 21a and 21b. More specifically, when the impact force due to the collision exceeds the maximum static friction force generated between the side member side surface 62 and the bracket side surface 70, the battery bracket 5 moves backward while sliding on the side members 21a and 21b. Therefore, by adjusting the fastening force between the bolt 35 and the nut 51, the battery 7 can be moved backward by the impact force in the event of a collision. As a result, it is possible to prevent an accident such as the battery 7 being crushed by the impact at the time of collision, the electrodes being short-circuited and ignited.
  • the bolts 35 are guided by the slits 31 and move relative to each other in the longitudinal direction, thereby moving the battery bracket 5 in the longitudinal direction. Therefore, even when the front surface of the vehicle 1 collides with another vehicle or a structure and is crushed, the battery bracket 5 slides rearward due to the impact, thereby preventing ignition due to damage of the battery 7. - ⁇ Therefore, even if the vehicle 1 has a structure in which the ladder frame 3 holds the battery bracket 5, maintenance of the battery 7 is easy and the battery 7 can be protected in the event of a collision.
  • a notch 33 shown in FIG. 2B is a member that serves as a guide when inserting the bolt 35 into the slit 31, and is provided as necessary.
  • the notch 33 also slightly functions to restrict movement of the battery bracket 5 in the X direction with the bolt 35 and the nut 51 fastened.
  • the notch 33 is formed below the slit 31 and communicates with the slit 31, and is a semicircular cutout in the lower half of the circle.
  • the positions of all the cutouts 33 are aligned with the positions of the through holes 41 .
  • the bolts 35 are inserted through the notches 33, the slits 31, and the through holes 41 of the bracket side surface 70, and are screwed together with the nuts 51 as shown in FIG. 21b and the battery bracket 5 are fastened.
  • the bolt 35 and the nut 51 are loosened, the battery bracket 5 is moved upward and obliquely backward as shown by the arrow B in FIG. 4A, and the bolt 35 is cut. It is separated from the notch 33 . Furthermore, as shown in FIG. 4B, the bolt 35 is made to ride on the slit 31. Then, as shown in FIG. As a result, the bolt 35 can be guided by the slit 31 and moved in the X direction, which is the longitudinal direction of the vehicle 1 .
  • the bolt 35 is guided by the notch 33 in the direction indicated by the arrow B in FIG. As shown in FIG. 4B, it rides on the slit 31 and moves in the X direction.
  • the positions of the side members 21a and 21b to hold the battery bracket 5 are determined by aligning the notch 33 with the through hole 41. This facilitates positioning when fastening the battery bracket 5 to the side members 21a and 21b.
  • the battery bracket 5 can be moved to a position where all the bolts 35 drop into the notches 33 . As a result, the battery bracket 5 can be returned to its original position.
  • the notch 33 can also be used for positioning when returning the battery bracket 5 to the position before movement in this way.
  • the dimensions of the slits 31 and the cutouts 33 are within a range where the battery bracket 5 can be moved to a desired position with respect to the ladder frame 3 and sufficient holding force can be obtained when the battery bracket 5 is held by the ladder frame 3. to set appropriately.
  • the length of the slit 31 in the X direction in order to move the battery bracket 5 with respect to the ladder frame 3, the length of the slit 31 must be longer than the maximum distance D3 between the through holes 41 shown in FIG. 2A.
  • the length of the slits 31 must be longer than the maximum distance D4 between the cutouts 33 .
  • the rear end 31a of the slit 31 reaches the rear end 36 of the side members 21a and 21b as shown in FIG. 1B. It preferably opens rearward. This is because, in the case of rear opening, the battery bracket 5 guided by the slit 31 can be removed from the ladder frame 3 by continuing to move it rearward in the X direction, making maintenance easier.
  • the slit front end 31b which is the front end of the slit 31 shown in FIG. You can also move forward. Therefore, it is preferable from the viewpoint of protecting the battery 7 from impact.
  • the closer the slit front end 31b is to the front ends 34 of the side members 21a and 21b the longer the slit 31 becomes and the strength of the side members 21a and 21b decreases.
  • the Z-direction length W of the slit 31 shown in FIG. 2A needs to be larger than the diameter of the threaded rod 37 of the bolt 35 in order to slide the bolt 35 in the X-direction.
  • the battery bracket 5 can be moved upward, but the strength of the side members 21a and 21b decreases.
  • the diameter of the bolt 35 is slightly larger than the diameter of the threaded rod 37 of the bolt 35 and that the bolt head 39 straddles the slit 31 vertically while the threaded rod 37 is inserted through the notch 33 .
  • the position of the notch 33 is the position where the side members 21a and 21b are desired to hold the battery bracket 5. As shown in FIG.
  • FIG. 3 shows an example in which the slits 31 are formed in the side member side surface 62 of the side member side plate 61 .
  • the battery bracket 5 only has to be strong enough to support the battery 7, whereas the side member side plate 61 is strong enough to support other members that make up the vehicle 1, which is advantageous in terms of strength.
  • a slit 31 may be provided in the battery bracket 5 as shown in FIG. 5A. In this case, the slit 31 needs to be front-opening with the front end 31b of the slit being open in order to completely pull out the battery bracket 5 from the rear to remove it.
  • the diameter of the arc must be larger than the diameter of the threaded rod 37.
  • the arc length of the notch 33 should be less than half the circumference. This is because the bolt 35 cannot be disengaged from the notch 33 even if the fastening between the bolt 35 and the nut 51 is loosened unless the notch 33 is deformed beyond half of the circumference, and the bolt 35 cannot move in the X direction.
  • the length of the arc of the notch 33 is less than half the circumference, and the notch 33 shown in FIG. is preferably less than the diameter of the arc.
  • the notch 33 is not essential. If a separate positioning means is provided, such as by marking the position of the side member 21a where the battery bracket 5 is to be held, there may be a structure in which the notch 33 is not provided as shown in FIG. 5B.
  • the vehicle 1 of this embodiment includes the battery bracket 5 held by the side member 21a, the slit 31 formed in the side member 21a, the bolt 35 passing through the slit 31 and the battery bracket 5, and the bolt 35. It has a screwed nut 51 .
  • the battery bracket 5 can be serviced from above. Also, even when the front of the vehicle 1 collides with another vehicle or a structure and is crushed, the battery bracket 5 slides rearward due to the impact, thereby preventing ignition due to breakage of the battery 7. - ⁇ Therefore, even if the vehicle 1 has a structure in which the ladder frame 3 holds the battery bracket 5, maintenance of the battery 7, which is a storage battery, is easy, and the battery 7, which is a storage battery, can be protected in the event of a collision.
  • an electric vehicle that runs using only the motor generator 9 as the power source is illustrated as the vehicle 1, but the present disclosure can be applied to a vehicle that requires a battery, such as a hybrid vehicle that uses the motor generator 9 and an internal combustion engine. It can also be applied to a vehicle that also uses an engine as a power source. The present disclosure can also be applied to a vehicle that uses only an internal combustion engine as a power source, as long as the vehicle requires a battery as a power source for electrical equipment such as lighting.
  • the storage battery can be protected in the event of a collision.
  • Vehicle 3 Ladder frame 5: Battery bracket 7: Battery 9: Motor generator 11: Drive shaft 12: Front wheel 13: Rear wheels 21a, 21b: Side member 23: Cross member 31: Slit 31a: Slit rear end 31b: Front end 33 : Notch 34 : Front end 35 : Bolt 36 : Rear end 37 : Screw rod 39 : Bolt head 41 : Through hole 51 : Nut 61 : Side member side plate 62 : Side member side surface 63 : Side member upper plate 65 : Side member Bottom plate 70: Bracket side surface 71: Bracket side plate 73: Bracket bottom plate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

車両１の前後方向に延在して幅方向に並列配置された桁である１対のサイドメンバ２１ａ、２１ｂとサイドメンバ２１ａ、２１ｂを連結する梁であるクロスメンバ２３を有するラダーフレーム３と、１対のサイドメンバ２１ａ、２１ｂ間に配置されてサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持され、車両１の駆動に要する電力を供給するバッテリー７を搭載する箱であるバッテリーブラケット５と、を備える車両１であって、サイドメンバ２１ａ、２１ｂに車両１の前後方向に沿って形成された長孔であるスリット３１と、スリット３１とバッテリーブラケット５を挿通するボルト３５と、ボルト３５と螺合してサイドメンバ２１ａ、２１ｂとバッテリーブラケット５を挟み込んで締結するナット５１と、を備えることを特徴とする車両１。

Description

車両
　本開示は、車両に関する。
　電気自動車やハイブリッド車両のように電動機を動力源とする車両は、電動機に電力を供給する蓄電池を搭載する必要がある。また、内燃機関を動力源とする車両も、照明等の電装の電源として蓄電池を搭載している。
　車両が蓄電池を搭載する場合、蓄電池を保持する構造が必要になる。車両のフレーム構造には梯子型の支持部材を用いたラダーフレームと、車体そのものが支持構造となるモノコックがある。ラダーフレームを有する車両の場合、ラダーフレームを構成する１対のサイドメンバに接続されたバッテリーブラケット等の保持手段で蓄電池を保持するのが一般的である（特許文献１）。
日本国特開２０１４－０６９６８６号公報
　モノコックと比べてラダーフレームは堅牢性に優れるため、貨物車両のように積載重量が大きい車両に採用される。しかしながら貨物車両は貨物を搭載する荷台等の多岐に渡る架装をラダーフレーム上に搭載するため、ラダーフレームがバッテリーブラケットを保持する構造では蓄電池の上方が架装で覆われる。そのため、蓄電池の整備を行う際には車両の下部から整備士が蓄電池にアクセスするしかなく、整備がし難い問題があった。また、ラダーフレームは車両に加えられた衝撃を吸収する機能もあるため、バッテリーブラケットを保持させると、車両に加えられた衝撃が蓄電池に伝達されて電極が短絡して発火する可能性もあった。
　本開示は上記課題に鑑みてなされたもので、ラダーフレームがバッテリーブラケットを保持する構造でも蓄電池の整備がし易く、衝突時に蓄電池を保護できる車両の提供を目的とする。
　上記の目的を達成するための本開示の一態様は、車両の前後方向に延在して幅方向に並列配置された桁である１対のサイドメンバと前記サイドメンバを連結する梁であるクロスメンバを有するラダーフレームと、１対の前記サイドメンバ間に配置されて前記サイドメンバに保持され、前記車両の駆動に要する電力を供給する蓄電池を搭載する箱であるバッテリーブラケットと、を備える車両であって、前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットの互いに対向する面の一方に車両の前後方向に沿って形成された長孔であるスリットと、前記スリット、及び前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットの互いに対向する面の他方を挿通するボルトと、前記ボルトと螺合して前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットを挟み込んで締結する雌ネジを備える締結手段と、を備えることを特徴とする。
　本開示によれば、ラダーフレームがバッテリーブラケットを保持する構造でも蓄電池の整備がし易く、衝突時に蓄電池を保護できる車両を提供できる。
図１Ａは、本開示の実施形態に係る車両の概略構成を示す上面図である。 図１Ｂは、車両の概略構成を示す側面図であって、運転室や架装は記載を省略して示す図である。 図２Ａは、図１Ｂに示すバッテリーブラケット近傍の拡大図である。 図２Ｂは、図２Ａに図示されたサイドメンバのみを示す図である。 図２Ｃは、図２Ａに図示されたバッテリーブラケットのみを示す図である。 図３は、図２ＡのＡ―Ａ断面図であって、左半分のみを示す図である。 図４Ａは、バッテリーブラケットをラダーフレームの後方に引き出す手順を示す側面図であり、手順の第１段階を示す図である。 図４Ｂは、バッテリーブラケットをラダーフレームの広報に引き出す手順を示す側面図であり、手順の第２段階を示す図である。 図５Ａは、本開示の実施形態に係る車両の第１の変形例を示す側面図であり、ボルトが点線で示された図である。 図５Ｂは、本開示の実施形態に係る車両の第２の変形例を示す側面図であり、ボルトが点線で示された図である。
　以下、図面を参照して本開示に好適な実施形態を詳細に説明する。まず図１Ａ～図３を参照して本開示の実施形態に係る車両１の概略構成を説明する。ここでは車両１として、トラック等の貨物車両を例示する。図１Ａ～図３に示すように車両１はラダーフレーム３、電動発電機９、駆動軸１１、前輪１２、後輪１３、バッテリーブラケット５、及びバッテリー７を備える。
　ラダーフレーム３は車両１を構成する各装置を支持する梯子型のフレームであり、図１Ａ及び図１Ｂに示すようにサイドメンバ２１ａ、２１ｂ、及びクロスメンバ２３を有する。サイドメンバ２１ａ、２１ｂは、車両１の前後方向であるＸ方向に延在して車両１の幅方向であるＹ方向に並列配置された１対の桁である。図３ではサイドメンバ２１ａとして溝形鋼を例示している。具体的にはサイドメンバ２１ａは、水平に配置され車両１の前後方向であるＸ方向から見た両側面がＸ方向に延びるサイドメンバ底板６５を備える。サイドメンバ２１ａは、車両１の前後方向であるＸ方向から見たサイドメンバ底板６５の外側の側面に設けられサイドメンバ底板６５に直交してＸ方向及びＺ方向に延在するサイドメンバ側板６１を備える。サイドメンバ２１ａは、サイドメンバ側板６１の上端に設けられてサイドメンバ底板６５と対向するサイドメンバ上板６３も備える。なお、サイドメンバ２１ｂの構造は、車両１の前後方向から見てサイドメンバ２１ａと左右対称であるため説明を省略する。
　図１Ａに示すクロスメンバ２３は車両１の幅方向であるＹ方向に延在してサイドメンバ２１ａとサイドメンバ２１ｂを連結する梁である。クロスメンバ２３のＹ方向に直交する軸断面の断面積やクロスメンバ２３の数はラダーフレーム３に要求される強度及び重量制限の範囲内で適宜設定する。
　電動発電機９は車両１の動力源であり、電力の供給を受けて出力軸を回転させることで機械仕事を得る電動機である。また、制動時のように外部からの機械仕事で出力軸が回転されると回生することで電力を生成する発電機でもある。
　電動発電機９は車両１を所望の速度で走行させられる機械仕事を得られるのであれば、構造は公知のものを適宜選択すればよい。また、図１Ａでは電動発電機９として、前輪１２の駆動用と後輪１３の駆動用の２つを例示しているが、前輪１２と後輪１３の一方のみを駆動する場合や１つの電動発電機９で前輪１２と後輪１３を駆動できる場合、電動発電機９は１つでもよい。
　駆動軸１１は電動発電機９が生成した機械仕事を前輪１２及び後輪１３に伝達する回転軸であり、車両１の前後方向であるＸ方向に直交するＹ方向に延在して両端に前輪１２又は後輪１３が連結される。駆動軸１１は図示しないギヤ等を介して電動発電機９の出力軸に連結されており、電動発電機９が生成した機械仕事が図示しないギヤを介して伝達される。また制動時は前輪１２及び後輪１３から伝達される回転力を機械仕事として電動発電機９の出力軸に図示しないギヤを介して伝達する。
　前輪１２は車両１の４つの車輪の内、前方に並列配置された２つの車輪であり、車両１では電動発電機９から伝達された機械仕事による回転力を路面に伝え、路面との摩擦力で車両１を走行させる車輪である。前輪１２は操舵輪でもあり、図示しないステアリング機構に接続されてＺ方向を中心に旋回可能に構成されている。そのため前輪１２は、ステアリング機構を構成する装置の１つであるハンドルの操作角に応じた旋回角で上下方向であるＺ方向を中心に旋回することで車両１が左右に旋回できるように構成されている。
　後輪１３は車両１の４つの車輪の内、後方に並列配置された２つの車輪であり、前輪１２と同様に電動発電機９から伝達された機械仕事による回転力を路面に伝え、路面との摩擦力で車両１を走行させる車輪である。貨物車両や自家用車の場合、後輪１３は前輪１２とは異なり操舵輪でないのが一般的であるが、後輪１３を操舵輪としてもよい。バッテリーブラケット５はバッテリー７を収納する箱である。図３に示すようにバッテリーブラケット５は、水平に配置され、Ｘ方向から見た両側面がＸ方向に延び、バッテリー７が搭載されるブラケット底板７３を備える。バッテリーブラケット５は、Ｘ方向から見たブラケット底板７３の両側面に設けられてブラケット底板７３に直交してＸ方向及びＺ方向に延びるブラケット側板７１も備える。なお図３に示すようにブラケット側板７１の側面であるブラケット側面７０はサイドメンバ側板６１の側面であるサイドメンバ側面６２と対向する。
　バッテリー７は電動発電機９の駆動に要する電力を供給する蓄電池であり、バッテリー７と図示しない電力線で電気的に接続されて電力を供給するように構成されている。バッテリー７は電動発電機９が回生駆動した際に生成した電力を貯蔵するようにも構成されている。図３に示すようにバッテリー７はバッテリーブラケット５に搭載される。具体的にはバッテリー７はバッテリーブラケット５のブラケット底板７３に搭載され、図示しないボルト等でブラケット底板７３に締結されることでバッテリーブラケット５に固定される。
　バッテリー７は一回の満充電で車両１を所望の距離だけ走行させることができ、かつ所定の回数だけ充放電を繰り返した後での充電可能な容量の低下が許容できる範囲であれば、リチウムイオン二次電池等の公知の蓄電池を用いればよい。
　なお、図１Ａではバッテリー７は車両１の上方から視認できるように図示しているが、車両１は貨物車両であるため、ラダーフレーム３の上方において、前輪１２の上方には運転室であるキャブが設けれる。またキャブの後方には貨物を搭載する図示しない荷台等の架装が設けられ、バッテリー７の上方が架装で覆われる。よって、図１Ａに示す位置にバッテリー７が設けられた状態では、車両１の上方からバッテリー７を視認することはできず、整備の際に車両１の上方から整備士がバッテリー７にアクセスすることもできない。以上が車両１の概略構成の説明である。
　次に車両１において、バッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持する構造の詳細について説明する。図１Ａ～図３に示すように車両１はバッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持する構造として、スリット３１、ボルト３５、ナット５１、及び切り欠き３３を備える。
　スリット３１はサイドメンバ２１ａ、２１ｂとバッテリーブラケット５の互いに対向する面であるサイドメンバ側面６２とブラケット側面７０の一方に車両１の前後方向に沿って形成された長孔である。図１Ａ～図３ではサイドメンバ側板６１のサイドメンバ側面６２にスリット３１を形成した例を図示している。なおスリット３１はサイドメンバ２１ａ、２１ｂの両方に設けられる。
　ボルト３５はバッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持するための部材であり、ここでは頭付きボルトを例示している。ボルト３５はスリット３１を挿通する。ボルト３５はさらにサイドメンバ２１ａ、２１ｂとバッテリーブラケット５の互いに対向する面であるサイドメンバ側面６２とブラケット側面７０の他方を挿通する。ここでは図２Ｃに示すブラケット側板７１のブラケット側面７０に設けられた貫通孔４１を挿通する。
　ナット５１はボルト３５と螺合する雌ネジを備える締結手段である。図３に示すようにナット５１はボルト３５がスリット３１と貫通孔４１を挿通した状態で、ボルト３５に螺合してボルト頭３９と共にサイドメンバ側面６２とブラケット側面７０を挟み込んで締め付ける。これによりサイドメンバ２１ａ、２１ｂとバッテリーブラケット５を締め付け、バッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持させる。なお、図３では締結手段としてナット５１を図示しているが、貫通孔４１に雌ネジを切る等してバッテリーブラケット５に締結手段を設ける場合、ナット５１は不要である。また図３ではボルト３５として頭付きボルトを例示しているが、ナット５１を２つ使用するのであればボルト３５はスタッドボルトでもよい。
　ボルト３５とナット５１を締結した状態でバッテリーブラケット５をＸ方向に移動させようとするとボルト３５とナット５１の締結力によってサイドメンバ側面６２とブラケット側面７０の間に摩擦力が生じる。この摩擦力により、ブラケット側面７０がサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対してＸ方向及びＺ方向に移動するのを規制される。また貫通孔４１及びスリット３１によってもブラケット側面７０がサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対してＺ方向へ移動するのを規制される。ボルト３５とナット５１の締結力により、ブラケット側面７０がサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対してＹ方向へ移動するのも規制される。
　一方でボルト３５とナット５１の締結を緩めると、バッテリーブラケット５をＸ方向に移動させようとする際に生じる摩擦力が小さくなるので、ボルト３５がスリット３１にガイドされてＸ方向に移動できるようになる。そのため、バッテリーブラケット５がサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対してＸ方向に移動できる。よって、バッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対してＸ方向後方に移動させることで、バッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂから後方に引き出すことができる。バッテリー７を引き出せる位置はスリット３１のＸ方向長さによるが、少なくとも架装よりも後方までスリット３１が形成されていれば、上方に架装がない位置までバッテリーブラケット５を引き出すことができる。この状態では車両１の上方からバッテリー７にアクセスできるため、バッテリー７の交換や電装の交換等の整備を行いやすくなる。
　また、ボルト３５とナット５１を締結した状態でも、車両１の前面が他の車両、又は電柱等の路面に設置された構造物に衝突して前後方向に強い衝撃が加えられた場合、バッテリーブラケット５がサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対して後方に移動する。より具体的には衝突による衝撃力がサイドメンバ側面６２とブラケット側面７０の間に生じる最大静止摩擦力を超えるとバッテリーブラケット５がサイドメンバ２１ａ、２１ｂに対して摺動しつつ後方に移動する。そのため、ボルト３５とナット５１の締結力を調整することで、衝突事故の際に衝撃力でバッテリー７を後方に移動させることができる。これにより、衝突の際の衝撃でバッテリー７が潰れて電極が短絡して発火する等の事故を防止できる。
　このように車両１はボルト３５とナット５１の締結を緩めるとボルト３５がスリット３１にガイドされて前後方向に相対移動することでバッテリーブラケット５が車両１の前後方向であるＸ方向に移動する。そのため、バッテリーブラケット５をラダーフレーム３から引き出すことで上方からバッテリー７を整備できる。
　また車両１はラダーフレーム３の前後方向に衝撃が加えられるとボルト３５がスリット３１にガイドされて前後方向に相対移動することでバッテリーブラケット５が前後方向に移動する。そのため、車両１の前面が他の車両や構造物に衝突して潰れた場合でも衝撃でバッテリーブラケット５が後方にスライドすることで、バッテリー７の破損による発火を防ぐことができる。よって車両１は、ラダーフレーム３がバッテリーブラケット５を保持する構造でも、バッテリー７の整備がし易く、衝突時にバッテリー７を保護できる。
　図２Ｂに示す切り欠き３３は、ボルト３５をスリット３１に挿通させる際のガイドとなる部材であり、必要に応じて設けられる。切り欠き３３は、ボルト３５とナット５１を締結した状態でバッテリーブラケット５がＸ方向へ移動するのを規制する機能も若干、有する。図２Ｂに示すように切り欠き３３はスリット３１の下方に形成されてスリット３１に連通して接続され、円の下半分の半円状の欠損部である。
　この構成でバッテリーブラケット５をラダーフレーム３に保持させる場合は、まず、全ての切り欠き３３の位置を貫通孔４１の位置に合わせる。次に図２Ａに示すようにボルト３５を切り欠き３３、スリット３１、及びブラケット側面７０の貫通孔４１に挿通して、図３に示すようにナット５１と螺合することで、サイドメンバ２１ａ、２１ｂとバッテリーブラケット５を締結する。
　この状態からバッテリーブラケット５を前後方向に移動させたい場合は、ボルト３５とナット５１の締結を緩め、バッテリーブラケット５を図４Ａの矢印Ｂに示すように上斜め後方に移動させてボルト３５を切り欠き３３から離間させる。さらに図４Ｂに示すようにボルト３５をスリット３１に乗り上げさせる。これによりボルト３５がスリット３１にガイドされて車両１の前後方向であるＸ方向に移動できる。移動中に一部のボルト３５が、移動する向きの前方にある切り欠き３３に落ちた場合でも、同様にバッテリーブラケット５を図４の矢印Ｂに示すように上斜め後方に移動させてボルト３５を切り欠き３３から離間させてスリット３１に乗り上げればよい。
　また、車両１の前後方向に衝撃が加えられた場合でも、切り欠き３３は円の下半分の半円状であるため、ボルト３５は切り欠き３３にガイドされ図４Ａの矢印Ｂに示す向きに移動して図４Ｂに示すようにスリット３１に乗り上げてＸ方向に移動する。
　このように、切り欠き３３を設けると、切り欠き３３と貫通孔４１の位置を合わせればバッテリーブラケット５を保持すべきサイドメンバ２１ａ、２１ｂの位置が決まる。そのため、サイドメンバ２１ａ、２１ｂにバッテリーブラケット５を締結する際の位置決めが容易になる。
　また、バッテリーブラケット５をＸ方向に移動させた後で、移動前の位置にバッテリーブラケット５を戻したい場合、すべてのボルト３５が切り欠き３３に落ちる位置にバッテリーブラケット５を移動すれよい。これにより元の位置にバッテリーブラケット５を戻せる。このように移動前の位置にバッテリーブラケット５を戻す場合に位置決めにも切り欠き３３を利用できる。
　スリット３１及び切り欠き３３の寸法は、バッテリーブラケット５をラダーフレーム３に対して所望の位置まで移動させることができ、バッテリーブラケット５をラダーフレーム３に保持させる場合に十分な保持力が得られる範囲で適宜設定する。
　まずスリット３１のＸ方向長さについては、バッテリーブラケット５をラダーフレーム３に対して移動させるために、図２Ａに示す貫通孔４１間の最長距離Ｄ３よりもスリット３１の長さが長い必要がある。切り欠き３３を設ける場合は、切り欠き３３間の最長距離Ｄ４よりもスリット３１の長さが長い必要がある。
　また、バッテリーブラケット５をラダーフレーム３から引き出して上方からバッテリー７を整備することを考慮すると、スリット３１は、図１Ｂに示すようにスリット後端３１ａがサイドメンバ２１ａ、２１ｂの後端３６に達する後方開きであるのが好ましい。後方開きの場合、スリット３１にガイドされたバッテリーブラケット５をＸ方向後方に移動させ続けると、ラダーフレーム３から外せるため、より整備がし易いためである。
　図１Ｂに示すスリット３１の前端であるスリット前端３１ｂは、車両１の前後方向であるＸ方向における最前端にある切り欠き３３よりも前方にあると、後方から追突された場合にバッテリーブラケット５が前方にも移動できる。そのためバッテリー７を衝撃から保護する観点から好ましい。スリット前端３１ｂはサイドメンバ２１ａ、２１ｂの前端３４に近くなるほど前方への移動可能な距離が長くなる。一方でスリット前端３１ｂはサイドメンバ２１ａ、２１ｂの前端３４に近くなるほどスリット３１が長くなりサイドメンバ２１ａ、２１ｂの強度が下がるので、必要な強度を確保できる範囲で適宜設定する。
　図２Ａに示すスリット３１のＺ方向長さＷは、ボルト３５をＸ方向にスライドさせるためにボルト３５のネジ棒３７の径よりも大きい必要がある。Ｚ方向長さＷは長くなるほどバッテリーブラケット５を上方にも移動させられるようになるが、サイドメンバ２１ａ、２１ｂの強度が低下する。また、ボルト頭３９がスリット３１を上下に跨げなくなるほどＺ方向長さが長くなると締結力が低下する。そのため、ボルト３５のネジ棒３７の径よりも若干大きい程度で、かつネジ棒３７が切り欠き３３を挿通した状態でボルト頭３９がスリット３１を上下に跨げる程度が好ましい。切り欠き３３の位置は、バッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持させたい位置である。
　図３ではサイドメンバ側板６１のサイドメンバ側面６２にスリット３１を形成した例を図示している。これは、バッテリーブラケット５がバッテリー７を支持できる強度を有すればよいのに対し、サイドメンバ側板６１は車両１を構成する他の部材も支持する強度を有するため強度面で有利なためである。ただし、バッテリーブラケット５に十分な強度がある場合は、図５Ａに示すようにバッテリーブラケット５にスリット３１を設けても良い。この場合はバッテリーブラケット５を後方から完全に引き出して取り外すためにはスリット３１はスリット前端３１ｂが開放された前開きである必要がある。
　切り欠き３３はネジ棒３７が挿通するため、円弧の径はネジ棒３７の径よりも大きい必要がある。ただし円弧の径がネジ棒３７の径に対して大きすぎると位置決めに使い難くなるため、ネジ棒３７の径よりも若干大きい程度が好ましい。切り欠き３３の円弧の長さは円周の半分以下である必要がある。円周の半分を超えると切り欠き３３を変形させないとボルト３５とナット５１の締結を緩めても切り欠き３３からボルト３５が外れず、ボルト３５がＸ方向に移動できないためである。バッテリーブラケット５をＸ方向に移動させ易くするため切り欠き３３からボルト３５を外れやすくするという観点からは、切り欠き３３の円弧の長さは円周の半分未満で、図２Ｂに示す切り欠き３３の最大幅Ｄ１が円弧の直径未満であるのが好ましい。
　切り欠き３３は必須ではない。バッテリーブラケット５を保持させたいサイドメンバ２１ａの位置に目印をつける等して、位置決め手段を別途設ける場合は、図５Ｂに示すように切り欠き３３を設けない構造もあり得る。
　以上が、バッテリーブラケット５をサイドメンバ２１ａ、２１ｂに保持する構造の詳細の説明である。
　このように本実施形態の車両１は、サイドメンバ２１ａに保持されるバッテリーブラケット５と、サイドメンバ２１ａに形成されたスリット３１と、スリット３１とバッテリーブラケット５を挿通するボルト３５と、ボルト３５と螺合するナット５１を備える。
　この構成ではボルト３５を緩めるか、ラダーフレーム３の前後方向に衝撃が加えられるとボルト３５がスリット３１にガイドされて相対移動することでバッテリーブラケット５が前後方向に移動する。
　そのため、バッテリーブラケット５をラダーフレーム３から引き出すことで上方からバッテリー７を整備できる。また、車両１の前面が他の車両や構造物に衝突して潰れた場合でも衝撃でバッテリーブラケット５が後方にスライドすることで、バッテリー７の破損による発火を防ぐことができる。よって、車両１は、ラダーフレーム３がバッテリーブラケット５を保持する構造でも蓄電池であるバッテリー７の整備がし易く、衝突時に蓄電池であるバッテリー７を保護できる。
　以上、実施形態に基づき本開示を説明したが本開示は実施形態に限定されない。当業者であれば本開示の技術思想の範囲内において各種変形例及び改良例に想到するのは当然のことであり、これらも当然に本開示に含まれる。
　例えば上記した実施形態では車両１として電動発電機９のみを動力源として走行する電気自動車を例示したが、本開示はバッテリーを必要とする車両であればハイブリッド車両のように電動発電機９と内燃機関を動力源として併用する車両にも適用できる。また内燃機関のみを動力源とする車両でも、照明等の電装の電源としてバッテリーを必要とする車両であれば、本開示は適用できる。
　本出願は、2021年3月22日付で出願された日本国特許出願（特願2021-047054）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示に係る車両によれば、ラダーフレームがバッテリーブラケットを保持する構造でも蓄電池の整備がし易く、衝突時に蓄電池を保護することができるという点において有用である。
１　　　：車両
３　　　：ラダーフレーム
５　　　：バッテリーブラケット
７　　　：バッテリー
９　　　：電動発電機
１１　　：駆動軸
１２　　：前輪
１３　　：後輪
２１ａ、２１ｂ　：サイドメンバ
２３　　：クロスメンバ
３１　　：スリット
３１ａ　：スリット後端
３１ｂ　：前端
３３　　：切り欠き
３４　　：前端
３５　　：ボルト
３６　　：後端
３７　　：ネジ棒
３９　　：ボルト頭
４１　　：貫通孔
５１　　：ナット
６１　　：サイドメンバ側板
６２　　：サイドメンバ側面
６３　　：サイドメンバ上板
６５　　：サイドメンバ底板
７０　　：ブラケット側面
７１　　：ブラケット側板
７３　　：ブラケット底板

Claims (5)

  1. 　車両の前後方向に延在して幅方向に並列配置された桁である１対のサイドメンバと前記サイドメンバを連結する梁であるクロスメンバを有するラダーフレームと、１対の前記サイドメンバ間に配置されて前記サイドメンバに保持され、前記車両の駆動に要する電力を供給する蓄電池を搭載する箱であるバッテリーブラケットと、を備える車両であって、
    　前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットの互いに対向する面の一方に前記車両の前後方向に沿って形成された長孔であるスリットと、
    　前記スリット、及び前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットの互いに対向する面の他方を挿通するボルトと、
    　前記ボルトと螺合して前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットを挟み込んで締結する雌ネジを備える締結手段と、
    　を備えることを特徴とする車両。
  2. 　前記スリットは、前記サイドメンバの側面に設けられ、
    　前記サイドメンバは、前記スリットの下方に形成されて前記スリットに接続され、円の下半分の半円状である切り欠きを有し、
    　前記ボルトは、前記切り欠き、前記スリット、及び前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットの互いに対向する面の他方を挿通して前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットを締結する頭付きボルトであり、
    　前記締結手段は前記ボルトに螺合して前記ボルトの頭であるボルト頭との間に前記サイドメンバと前記バッテリーブラケットを挟み込んで締結するナットである請求項１に記載の車両。
  3. 　前記スリットは、後端が前記サイドメンバの後端に達する後方開きである請求項２に記載の車両。
  4. 　前記スリットの前端は、前記車両の前後方向における最前端にある切り欠きよりも前方にある請求項２又は３に記載の車両。
  5. 　前記切り欠きは、円弧の長さが円周の半分未満であり、切り欠きの最大幅が円弧の直径未満である請求項２～４のいずれか一項に記載の車両。
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