(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動する電動機が、客室前方のフロントボデー内に搭載されるとともに、剛性の高いコントロールユニットボックスが、前記電動機の上方から前方に張出すように配置されて搭載された電気自動車において、
前記電動機の前方でかつ前記コントロールユニットボックスの下方に、剛性の高い箱や補機類等の堅物が、その後端を前記電動機に近接させるとともに、その前端を前記コントロールユニットボックスの前端にほぼ揃えて設けられていることを特徴とする電気自動車の車体前部構造。
【請求項２】
車輪を駆動する電動機が客室前方のフロントボデー内に搭載された電気自動車において、
車体の幅方向に向けて配置されたフロントクロス部材を含むフロントサブフレームが前記フロントボデーに設けられるとともに、前記フロントクロス部材に設けられたモーターマウント部材によって前記電動機が前記フロントクロス部材の後方に取り付けられていることを特徴とする電気自動車の車体前部構造。
【請求項３】
フロントサブフレームが前記フロントボデーに設けられるとともに、前記電動機がそのフロントサブフレームにマウントされ、かつそのフロントサブフレームの左右両側に懸架装置を介して前輪が取り付けら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車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車輪駆動用の電動機が配設されている電気自動車の車体前部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８および図９は、特開平６−２７０６９２号公報に示されている従来の電気自動車の車体構造を示すもので、メインフレーム１の車体中央部には客室スペース２が形成されるとともに、この客室スペース２の床下には、電気自動車の動力源となるバッテリーを収納するバッテリートレイ３が配設されている。また、客室スペース２の前方の車体前部には、ガソリンエンジン車におけるエンジンルームに相当する電動機室４が形成されており、この電動機室４は前記客室スペース２とダッシュパネル５によって仕切られている。
【０００３】
この電動機室４には、ガソリンエンジンの代わりに車輪駆動用の電動機（モータ）６が、その回転軸が前輪７の車軸と平行となるようにして前輪付近に搭載されている。また電動機室４の前記電動機６の上方には、モータコントローラ等の電気系制御機器や、交流インバータ等の補機類あるいは配線基板等を収納したコントロールユニットボックス８が配設されている。このコントロールユニットボックス８は、アルミニウム合金の鋳物製で剛性が高く、また車体前後方向に長い箱型をしており、その前部は、前記電動機６の前端部より車体前方側に張出すように配設されている（図８参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、上記した従来の電気自動車の車体前部構造においては、コントロールユニットボックス８の前端が、電動機６よりも車体前方側に突出している（図８，９参照）。そのため、この車両が障害物Ｂや他の車両と正面衝突した際には、車体前部に侵入した障害物Ｂ等が先ずコントロールユニットボックス８の前端に当たって後方に押動する（図１０参照）。そして、この障害物Ｂ等がさらに侵入して電動機６の位置に到達するまでの間は、メインフレーム１の車体前端部を構成するフロントサイドメンバ１ａが、圧縮変形するとともにロアアームからアンダーボデーを経てシャシーに至る骨格部材によってエネルギー吸収される。そして、障害物Ｂ等が電動機６に当たると、この電動機６が車体側に堅固に取付けられているため、この電動機６からアンダーボデーに伝達されて効果的にエネルギー吸収される。
【０００５】
ところが、従来の電気自動車においては、正面衝突時に電動機６によって衝突エネルギーが吸収されるまでに時間がかかり、衝突直後においてはフロントサイドメンバ１ａが圧縮変形することによるエネルギー吸収するのみである。また、フロントサイドメンバ１ａが圧縮されるため、電動機６の上方に配設されたコントロールユニットボックス８が、電動機６よりも車体前方へ突出している長さだけ車体後方へ移動するという問題があった。このコントロールユニットボックス８の後方への大幅な移動を防ぐためには、フロントサイドメンバ１ａの変形強度を高めれば良いが、そのためには、フロントサイドメンバ１ａの先端側および屈曲部を補強する必要があり、補強部材によって車両重量が大幅に増加するとともに、コストアップになるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、重量増加を伴わずに、衝突直後から衝突エネルギーを効果的に吸収可能な電気自動車の車体前部構造を提供することを目的としている。
【０００７】
この目的は、車体前部に配設された堅物である電動機に衝突エネルギーが衝突初期に伝達されるようにして電動機を介して早期にアンダーボデーに衝突荷重が伝わるようにすることにより達成される。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の課題を解決するための手段として請求項１記載の発明は、車輪を駆動する電動機が、客室前方のフロントボデー内に搭載されるとともに、剛性の高いコントロールユニットボックスが、前記電動機の上方から前方に張出すように配置されて搭載された電気自動車において、前記電動機の前方でかつ前記コントロールユニットボックスの下方に、剛性の高い箱や補機類等の堅物が、その後端を前記電動機に近接させるとともに、その前端を前記コントロールユニットボックスの前端にほぼ揃えて設けられていることを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、車輪を駆動する電動機が客室前方のフロントボデー内に搭載された電気自動車において、車体の幅方向に向けて配置されたフロントクロス部材を含むフロントサブフレームが前記フロントボデーに設けられるとともに、前記フロントクロス部材に設けられたモーターマウント部材によって前記電動機が前記フロントクロス部材の後方に取り付けられていることを特徴としている。
さらに請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、フロントサブフレームが前記フロントボデーに設けられるとともに、前記電動機がそのフロントサブフレームにマウントされ、かつそのフロントサブフレームの左右両側に懸架装置を介して前輪が取り付けられていることを特徴としている。
【００１０】
したがって、請求項１記載の発明の電気自動車の車体前部構造においては、客室前方のフロントボデー内に配設された重量物である電動機の前方でかつコントロールユニットボックスの下方に、剛性の高い箱や補機等の堅物が、その後端を前記電動機に近接させるとともに、その前端を前記コントロールユニットボックスの前端にほぼ揃えて設けられているため、この車両が障害物等に衝突した際に、衝突荷重が、コントロールユニットボックスに加わるのとほぼ同時に前記堅物を介して電動機にも加わる。したがって、衝突エネルギーが衝突直後から有効に吸収されるため、コントロールユニットボックスの車室方向への移動量を大幅に低減することができる。
【００１１】
また請求項２記載の発明の電気自動車の車体前部構造においては、客室前方のフロントボデー内に配設された電動機をフロントサブフレームに連結しているマウント部材を介して、衝突エネルギーが確実に電動機に伝達される。
さらに請求項３の発明の電気自動車の車体前部構造においては、フロントサブフレームに懸架装置を介して前輪が取り付けられているので、前輪から入力される振動がフロントサブフレームに伝達される。そのフロントサブフレームに質量の大きい電動機がマウントされているので、前輪から伝達された振動が抑制され、その結果、居住性や操縦安定性が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の電気自動車の車体前部構造の実施例を図１ないし図７に基づいて説明する。
【００１３】
図１および図２は、この発明の車体前部構造の第１実施例を示すもので、車体前部のダッシュパネル１５によって客室スペース１２と仕切られている電動機室１４内には、メインフレーム１１の前端側の両フロントサイドメンバ１１ａ間に、前輪１７を駆動する電動機１６が、その回転軸が前輪１７の車軸と平行となるように、図示してないフロントサブフレームに、モータマウントを介して緩衝可能に支持されている。また、電動機１６の上方には、コントロールユニットボックス１８が、ほぼ水平に取付けられており、このコントロールユニットボックス１８内には、電動機コントローラ等のＣＰＵ類や交流インバータ等の電気系制御機器類と各種電装品等とが隙間なく収納されて、水や外力から保護されている。
【００１４】
そして、前記電動機１６の前方で、コントロールユニットボックスの下方となる部分には、剛性の高いパワーステアリング用ポンプやコンプレッサ等の堅物２５が、その後部側を電動機１６の前端に近接配置するとともに、その先端を前記コントロールユニットボックス１８の先端とほぼ同じ位置に揃うように設けられている。なお、図１において符号１３はバッテリートレイである。
【００１５】
つぎに、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明すると、障害物Ｂや他の車両と正面衝突した際には、衝突直後に、フロントサイドメンバ１１ａの先端が圧縮変形した後、障害物Ｂ等が車体前部の電動機室１４内に侵入し、コントロールユニットボックス１８の先端に当接する位置に達すると、このコントロールユニットボックス１８の真下に配設されている前記堅物２５の前端に同時に当接する。したがって、障害物Ｂ等との衝突によるエネルギーは、衝突直後にコントロールユニットボックス１８および堅物２５に伝達された後、この堅物２５から電動機１６を経由してアンダーボデーに伝達されて吸収されることとなる。
【００１６】
したがって、コントロールユニットボックス１８と電動機１６とにほぼ同時に衝突エネルギーが伝達され、後方へ押されることによって、衝突直後においても有効にエネルギー吸収させることができ、この電動機１６が後方へ移動してエネルギー吸収することによって、コントロールユニットボックス１８だけが押されて後方へ移動する場合に比べて、コントロールユニットボックス１８の車室内への侵入量を大幅に低減できる。
【００１７】
また、この実施例においては、電動機１６の前方に配設する堅物２５として、パワーステアリング用ポンプあるいはコンプレッサ等の電気自動車がもともと備えている搭載部品を用いたので、車重を増加させることなく補強をすることができる。なお、電動機１６の前方に配設する堅物２５として、搭載部品以外の剛性の高い金属製ボックス等を配設しても同様の効果が得られる。
【００１８】
また図３および図６は、この発明の第２実施例を示すもので、前記第１実施例における構成と同一の構成部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略して以下図面に基づいて説明する。
【００１９】
図３は車体前部に配設された電動機１６が、メインフレーム１１の前端両側のフロントサイドメンバ１１ａおよびクロスメンバの下方に、ほぼ水平に配設されているフロントサブフレーム１９にマウントされている状態を示すもので、このフロントサブフレーム１９の両側には前輪１７が懸架装置（図示せず）によって取付けられている。
【００２０】
そして、前記前輪１７の車軸の上方には前記電動機１６がその回転軸が前記車軸と平行となるように配設されており、フロントサブフレーム１９に対してマウント部材２０，２１，２２により３箇所において緩衝可能に連結支持されている。また各マウント部材２０，２１，２２は、それぞれフレーム側ブラケットと電動機側ブラケットとから構成されており、例えば電動機１６の前端側をフロントサブフレーム１９のフロントクロス部１９ａに連結しているマウント部材２０はコ字状断面のフレーム側ブラケット２０ａと、このコ字状部分に挟装されて回動可能にピン結合される平板状の電動機側ブラケット２０ｂとで構成されている（図４参照）。また電動機側ブラケット２０ｂの軸受部には可動連結手段として可撓性を有するブッシュ２０ｃが設けられている。このブッシュ２０ｃにより電動機１６側の振動を吸収してフレーム側へ伝達される振動を緩和させるとともに、前輪１７から入力されるフレーム側の振動を吸収して、質量の大きい電動機１６の振動を抑えて、居住性および操縦安定性の向上を図っている。
【００２１】
一方、コ字状断面の前記フレーム側ブラケット２０ａは、その平行に形成された一対の対向壁の先端寄りに軸受孔をそれぞれ備えるとともに、取付け時に電動機１６側となる側面が、電動機１６の外殻部１６ａと同じ曲率の凹曲面に形成されて第１係合面Ｆ1 を成すとともに、このフレーム側ブラケット２０ａが取付けられているフロントサブフレーム１９のフロントクロス部１９ａの取付け時に電動機１６側となる側面も電動機１６の外殻部１６ａと同じ曲率で、前記フレーム側ブラケット２０ａの第１係合面Ｆ1 に連続する一連の凹曲面に形成されている。
【００２２】
また、フレーム側ブラケット２０ａの対向壁間の谷底部は凸曲面に形成され、平板状の前記電動機側ブラケット２０ｂの取付け時にフロントクロス部１９ａ側となる側面が、フレーム側ブラケット２０ａの前記谷底部の同じ曲率に形成されて第２係合面Ｆ2 を成している（図４参照）。
【００２３】
つぎに、上記のように構成されるこの実施例の作用を説明すると、電動機１６は、フロントサブフレーム１９に対してマウント部材２０，２１，２２によって緩衝可能に支持されている（図５参照）。そして、車両衝突時に、衝突エネルギーによってフロントクロス部１９ａが後方へ押動されると、このフロントクロス部１９ａと電動機１６の前端部とを連結しているマウント部材２０のフレーム側ブラケット２０ａが、電動機側ブラケット２０ｂと連結しているピンを支点に回動することによって電動機１６方向に移動し、また電動機側ブラケット２０ｂのブッシュ２０ｃが車両後方側へ圧縮されて回動中心が後方側へ若干偏心する（図６参照）。
【００２４】
その結果、電動機側ブラケット２０ｂとフレーム側ブラケット２０ａとがピン結合されたままの状態で、フロントクロス部１９ａとフレーム側ブラケット２０ａとの両部材に渡って形成された第１係合面Ｆ1 （図４において×印を付した部分）が、電動機１６の外殻部１６ａの表面の高さ方向中央付近、すなわち最も前方に突出した付近（図３参照）に密着すると同時に、電動機側ブラケット２０ｂに形成された第２係合面Ｆ2 （図４において＊印を付した部分）が、フレーム側ブラケット２０ａの谷底部に凸曲面に形成された部分に密着して（図６参照）、フロントクロス部１９ａから電動機１６に衝突エネルギーを確実に伝達することができる。
【００２５】
以上のように、この第２実施例の車体前部構造によれば、フロントサブフレーム１９から電動機１６に衝突エネルギーが確実に伝達されることによって、衝突直後に効果的にエネルギー吸収させることができるため、電動機１６の上方に取付けられたコントロールユニットボックスのみが後方へ大幅に移動することがなくなる。
【００２６】
なお、この実施例においては、衝突時に後方へ移動するフロントサブフレーム１９のフロントクロス部１９ａが、電動機１６の前端部（高さ方向中央）に確実に面接触して衝突エネルギーを伝達するように形成された、電動機側ブラケット２０ｂとフレーム側ブラケット２０ａとからなるマウント部材２０を用いた場合について説明したが、図７に示すように、フロントサブフレーム１９に電動機１６をマウントする際に、電動機１６の高さ方向中央の前端部（図７において電動機１６の最も左側の部分）をフロントクロス部１９ａの後方側に近接配置した状態で、マウント部材３０，３１，３２を用いてこの電動機１６をフロントサブフレーム１９に取付けるようにすれば、車両衝突時に後方へ移動するフロントクロス部１９ａが、電動機１６から外れることなく直ちに係合して衝突エネルギーを伝達するため、この第２実施例とほぼ同様の作用効果が得られる。なお、図７において符号３３は、前輪１７の懸架装置である。
【００２７】
なお、上記実施例においては、堅物であるコントロールユニットボックス１８が１個の場合について説明したが、別の小型のコントロールユニットボックスを更に備えている車両においては、この小型のコントロールユニットボックスを電動機１６の前方に設置しても同様の作用効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、車体前部の電動機の上方にコントロールユニットボックスが搭載された電気自動車において、前記電動機の前方でかつコントロールユニットボックスの下方に、剛性の高い堅物を、その後端を前記電動機に近接させるとともに、その前端を前記コントロールユニットボックスの前端にほぼ揃えて設け、車両衝突時に衝突荷重がコントロールユニットボックスと電動機とにほぼ同時に伝達されるようにしたので、衝突直後から衝突エネルギーを効果的に吸収でき、コントロールユニットボックスの後方への先行移動を防止することができる。
【００２９】
また、請求項２記載の発明によれば、客室前方のフロントボデー内に配設された電動機をフロントサブフレームに連結しているマウント部材を介して、衝突エネルギーを確実に電動機に伝達することができ、その結果、質量の大きい電動機が衝突エネルギーの吸収作用を生じ、客室への影響を低減できる。
さらに請求項３の発明によれば、フロントサブフレームに懸架装置を介して前輪が取り付けられているので、前輪から入力される振動がフロントサブフレームに伝達され、そのフロントサブフレームに質量の大きい電動機がマウントされているので、前輪から伝達された振動が抑制され、その結果、居住性や操縦安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例の電気自動車の車体前部構造を示す概略図である。
【図２】車両衝突時における第１実施例の車体前部構造を示す概略図である。
【図３】この発明の第２実施例の車体前部構造を示す概略図である。
【図４】第２実施例における電動機のマウント部を示す分解斜視図である。
【図５】第２実施例における電動機のマウント部の通常の状態を示す側面図である。
【図６】第２実施例における電動機のマウント部の衝突時の状態を示す一部切欠き断面側面図である。
【図７】この発明の他の実施例を示す要部平面図である。
【図８】従来の電気自動車の車体構造を示す概略側面図である。
【図９】同じく側面図である。
【図１０】同じく衝突時の車体前部構造を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１１ａ  フロントサイドメンバ
１２  客室スペース
１３  バッテリートレイ
１５  ダッシュパネル
１６  電動機
１６ａ  外殻部
１７  前輪
１８  コントロールユニットボックス
１９  フロントサブフレーム
１９ａ  フロントクロス部
２０，２１，２２  マウント部材
２０ａ  フレーム側ブラケット
２０ｂ  電動機側ブラケット
２０ｃ  ブッシュ（可動連結手段）
２５  堅物
３０，３１，３２  マウント部材
Ｆ1   第１係合面
Ｆ2   第２係合面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003674145.tif 000010
【図１０】
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