(57)【要約】【課題】バッテリユニット本体を保護すると共に、ユニット構成部品のメンテナンスにおけるアクセス性を確保することができるようにする。【解決手段】シャーシフレーム１に保持されるバッテリユニット本体４と、バッテリユニット本体４を車幅方向外側から保護するサイドガード部５と、車体側の固定箇所に結合されサイドガード部５を支持し、車幅方向外側からの衝撃を吸収する衝撃吸収構造８を有する支持部６Ｂと、を備え、衝撃吸収構造８は、車体側レール７１と、車幅方向に可動なガード側レール７２と、車体側レールとガード側レールとを締結し、衝撃が加わると破断しガード側レールを車幅方向内側に可動にする締結部材７３と、車幅方向内側に移動したガード側レールと当接し衝撃を吸収する衝撃吸収体７４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両のシャーシフレームに保持されるバッテリユニット本体と、
前記バッテリユニット本体を車幅方向外側から保護するサイドガード部と、
車体側の固定箇所に結合され前記サイドガード部を支持し、前記サイドガード部に車幅方向外側から加わる衝撃を吸収する衝撃吸収構造を有する支持部と、を備え、
前記衝撃吸収構造は、
前記固定箇所に結合された車体側レールと、
前記サイドガード部に結合され、前記車体側レールと係合することにより車幅方向に可動なガード側レールと、
前記車体側レールと前記ガード側レールとを締結し前記ガード側レールを車幅方向に固定し、前記衝撃が加わると破断し前記ガード側レールを車幅方向内側に可動にする締結部材と、
前記締結部材の破断により車幅方向内側に移動した前記ガード側レールと当接し前記衝撃を吸収する衝撃吸収体と、を有する
ことを特徴とする電動車両のバッテリユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両への側突に対してバッテリユニット本体を保護する構造を備えた電動車両のバッテリユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車（ハイブリッド電気自動車を含む）等の電動車両が開発され実用化されており、こうした電動車両には、重量のあるバッテリユニットが電源として搭載される。トラック等のシャーシフレームを備えた自動車（以下、車両と言う）においても、電気自動車が開発されている。
【０００３】
シャーシフレームを備えた電動車両の場合、バッテリユニットをシャーシフレームの側部に配置する場合が多く、特に、トラックの場合、バッテリユニットの設置スペースが構造上から制約され、例えば特許文献１に開示されているように、荷箱下のシャーシフレームの側部に配置せざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６７７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、トラックのシャーシフレームは外部に剥き出しになっているため、シャーシフレームの側部に配置したバッテリユニットも外部に剥き出しになる。このため、車両の側突時にはバッテリユニットに衝撃が直接加わってしまう。そこで、バッテリユニットを車両側方から保護する専用のサイドガードが必要になる。
【０００６】
ただし、バッテリユニットには、メンテナンスが必要なインバータやラジエータ等のユニット構成部品が装備されている。サイドガードでバッテリユニットを覆ってしまうと、バッテリユニットを車両に搭載したままでユニット構成部品にアクセスすることが困難になり、ユニット構成部品のメンテナンスのために、バッテリユニット全体を脱着することが必要となりメンテナンス性が損なわれてしまう。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために創案されたもので、バッテリユニット本体を保護すると共に、バッテリユニットのユニット構成部品のメンテナンスにおけるアクセス性を確保することができるようにした、電動車両のバッテリユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の電動車両のバッテリユニットは、電動車両のシャーシフレームに保持されるバッテリユニット本体と、前記バッテリユニット本体を車幅方向外側から保護するサイドガード部と、車体側の固定箇所に結合され前記サイドガード部を支持し、前記サイドガード部に車幅方向外側から加わる衝撃を吸収する衝撃吸収構造を有する支持部と、を備え、前記衝撃吸収構造は、前記固定箇所に結合された車体側レールと、前記サイドガード部に結合され、前記車体側レールと係合することにより車幅方向に可動なガード側レールと、前記車体側レールと前記ガード側レールとを締結し前記ガード側レールを車幅方向に固定し、前記衝撃が加わると破断し前記ガード側レールを車幅方向内側に可動にする締結部材と、前記締結部材の破断により車幅方向内側に移動した前記ガード側レールと当接し前記衝撃を吸収する衝撃吸収体と、を有することを特徴としている。なお、上記の車体側の固定箇所における「車体側」には、シャーシフレームも含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動車両のバッテリユニットによれば、バッテリユニット本体に対して車幅方向外側から加わろうとする衝撃に対してサイドガード部が保護する。このとき、サイドガード部を支持する支持部では、大きな衝撃が加わると、衝撃により締結部材が破断して車体側レールとガード側レールとの締結が解除され、ガード側レールが車幅方向内側に移動して衝撃吸収体と当接し衝撃が吸収される。これによって、バッテリユニット本体への衝撃が回避又は軽減されバッテリユニット本体が保護される。
【００１０】
また、本発明の電動車両のバッテリユニットによれば、バッテリユニット本体に装着されたユニット構成部品をメンテナンスする際には、締結部材を取り外すことでサイドガード部を容易に取り外すことができるため、バッテリユニットのユニット構成部品のメンテナンスにおけるアクセス性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電動車両のバッテリユニットのサイドガード部及び支持部の車両への装着状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電動車両のバッテリユニットのサイドガード部及び支持部の車両への装着状態を車両前方から見て示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる電動車両のバッテリユニットのサイドガード部及び支持部の車両への装着状態を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる電動車両の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる電動車両のバッテリユニットの衝撃吸収構造の作用を説明する側面図であり、（ａ）は衝撃吸収前の状態を示し、（ｂ）衝撃吸収時の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて、本発明の電動車両のバッテリユニットにかかる実施形態を説明する。本実施形態では、電動車両としてハイブリッド電気自動車として構成されたトラックを想定し、このトラックのシャーシフレームの左右一対のサイドレールのうち一方のサイドレールの車幅方向外側にバッテリユニットが設置される例を説明する。なお、電動車両には、電動モータのみで車両を走行駆動する電気自動車や、電動モータだけでなく内燃機関（エンジン）も搭載したハイブリッド電気自動車を含むものとする。
【００１３】
はじめに、本実施形態にかかる電動車両（以下、単に車両と言う）に対する本バッテリユニット３の設置位置を説明する。図４に示すように、車両１００は、シャーシフレーム１上にバンボディ（荷箱）１０１及びキャビン１０２が架装されて構成され、前輪１０３と後輪１０４との間のシャーシフレーム１のサイドレール２の一側にバッテリユニット３が設置されている。車両１００の前輪１０３と後輪１０４との間には、右左折時や側突時に衝突対象物の巻き込み巻きを防止する対策としてサイドガード１０５が装備され、後述するバッテリユニット３のサイドガード部５は、サイドガードの一部としても機能する。
【００１４】
なお、図１〜図３において、矢印Ｆは車両前方を、矢印Ｒは車両後方を、矢印Ｕは鉛直上方を、矢印Ｌは鉛直下方を、矢印ＩＮは車幅方向内側（車両内側）を、矢印ＯＵは車幅方向外側（車両外側）を、それぞれ示す。また、以下の説明において、「前後」とは車両の前方及び後方を、「左右」とは車両前方を向いた左側及び右側を示す。また、鉛直下方及び鉛直上方は、車両が水平姿勢にある場合の重力方向及び反重力方向を示す。さらに、バッテリユニットにかかる各部の説明において、車両への設置した状態での各方向を説明する。
【００１５】
〔構成〕
図１〜図３に示すように、本実施形態では、トラックのシャーシフレーム１を構成する左側のサイドレール２の車幅方向外側ＯＵに、バッテリユニット３が設置されている。ただし、バッテリユニット３は、右側のサイドレール２の車幅方向外側ＯＵに同様に配置されてもよい。また、バッテリユニット３は、シャーシフレームを有する電動車両であればトラックに限らずそのシャーシフレームの車幅方向外側ＯＵに設置しうる。
【００１６】
バッテリユニット３は、バッテリユニット本体４と、サイドガード部５と、バッテリユニット本体４及びサイドガード部５を支持する支持構造６とを有している。バッテリユニット本体４にはインバータ４１やラジエータ４２等のユニット構成部品が装着されている。また、本実施形態では、支持構造６は、バッテリユニット本体４をシャーシフレーム１に固定し保持させる本体固定部６Ａとしての機能と、サイドガード部５を支持するガード支持部（支持部）６Ｂとしての機能とを併せ持っている。
【００１７】
支持構造６は、車体側の固定箇所であるサイドレール２のウェブ部２１の外面２１ａから車幅方向外側ＯＵに突設された複数の突出部６２，６３を有している。ここでは、上方に位置する一対の上部突出部６２，６２及び下方に位置する一対の下部突出部６３，６３の４本の突出部６２，６３が設けられているが、これらの突出部６２，６３は少なくとも３本以上あればよく、バッテリユニット本体４を支持することができる限り、その数は限定されない。
【００１８】
また、各突出部６２，６３はサイドレール２に固定されていればよく、その固定箇所や固定方法は限定されない。本実施形態では、サイドレール２のウェブ部２１に固定部材６１を介して突出部６２，６３が固定されるが、固定部材６１を介さずにサイドレール２に直接固定してもよい。また、突出部６２，６３は位置合わせのブラケットを介してサイドレール２に固定してもよい。
【００１９】
上部突出部６２及び下部突出部６３は何れも、固定部材６１に支持されてレール機能を有する車体側部材（車体側レール）７１と、サイドガード部５に結合されてレール機能を有するガード側部材（ガード側レール）７２とを有している。ガード側レール７２は車体側レール７１に支持され、後述の固定用のボルト７３が締結されなければ車体側レール７１に対して可動に（即ち、車幅方向に可動に）構成される。
【００２０】
サイドガード部５の構成は、右左折時や側突時に衝突対象物の巻き込み巻きを防止するこができ、車両の側突時に外力を受ける入力面を有する限り特に限定されない。サイドガード部５は、例えばプレート状部材から構成されていてもよいし（図示せず）、複数のバー状部材から構成されていてもよい。
サイドガード部５は、例えば、図１に示すように、鉛直方向Ｕ，Ｌに延びた鉛直部５１，５１，５４，５４と、これらの鉛直部５１，５１，５４，５４と結合され、前後方向Ｆ，Ｒに水平に延びた水平部５２，５３とを有する。水平部５２，５３はサイドガード１０５の水平部材とほぼ連続するように配置され、サイドガードの一部を構成している。
【００２１】
鉛直部５１，５４，水平部５２，５３の各外面は同一又は略同一面上に配置され、この面が車両の側突時に外力を受ける入力面５０となる。このサイドガード部５は、鉛直部５１をガード側レール７２の基部７２ａに溶接又はボルト締結等により結合される。また、図２に示すように、車両設置状態では、サイドガード部５の内面とバッテリユニット本体４の外面との間に所定距離ｄの空間が形成されている。
【００２２】
さらに、本実施形態では、車体側レール７１及びガード側レール７２は、何れも断面が矩形の筒状に形成され、車体側レール７１の内部にガード側レール７２の先端部７２ｂが挿入されている。車体側レール７１の内周には、下面，上面及び両側面の４面が車幅方向外側に向けて延びており、ガード側レール７２の外周には、下面，上面及び両側面の４面が車幅方向外側ＯＵに向けて延びている。また、図示はされないが、車体側レール７１及びガード側レール７２は、何れも断面が略円形の筒状に形成されていて、車体側レール７１の内部にガード側レール７２の先端部７２ｂが挿入されていてもよい。
【００２３】
後述のボルト７３の締結がなければ、車体側レール７１の内部に挿入されたガード側レール７２の先端部７２ｂは、ガード側レール７２の外周の４面が対応する車体側レール７１の内周の４面に係合されており、これらの４面のうちの少なくとも荷重を伝達する面同士を摺接させながら車体側レール７１に対して車幅方向に可動に支持されている。このような構成から、車体側レール７１をアウタレール、ガード側レール７２をインナレールとも称する。
【００２４】
また、下部突出部６３の車体側レール７１の外周の上面部７１ｂは水平に配置され、バッテリユニット本体４を下方から支持する。バッテリユニット本体４は、前後の下部突出部６３，６３の車体側レール７１の上面部７１ｂの上に載せられ、車幅方向内側ＩＮの面を固定部材６１に直接または間接的に当接され、図示しない固定具によって固定され、サイドレール２に支持される。したがって、上面部７１ｂを有する前後の下部突出部６３の車体側レール７１と、固定部材６１と、図示しない固定具等から本体固定部６Ａが構成される。
【００２５】
また、車体側レール７１とガード側レール７２とは、ボルト７３及びナット７５で締結され、ガード側レール７２は車体側レール７１に対してその可動方向（車幅方向）に固定される。常時は、ボルト７３及びナット７５で締結されているので、車体側レール７１と、車体側レール７１を支持するブラケット６１と、サイドガード部５に結合されるガード側レール７２と、車体側レール７１とガード側レール７２と締結するボルト７３及びナット７５とから、ガード支持部６Ｂが構成される。
【００２６】
なお、本実施形態では、ナット７５はガード側レール７２の上面部のボルト穴の内面側に固設されたウェルドナットであり、ボルト７３は車体側レール７１の上面部のボルト穴からガード側レール７２のボルト穴内に差し込まれナット７５に締結される。これにより、ガード側レール７２は車体側レール７１に対して車幅方向に固定される。なお、図３では、本来、ボルト７３は見えないが、存在を表示するために別の箇所に記載する。
【００２７】
そして、本ガード支持部６Ｂは、サイドガード部５を支持するだけでなく、サイドガード部５に車幅方向外側ＯＵから加わる衝撃を吸収する衝撃吸収構造８を有している。
この衝撃吸収構造８は、車体側レール７１と、ガード側レール７２と、ボルト７３及びナット７５（締結部材）と、衝撃吸収体７４と、を有している。
【００２８】
締結部材であるボルト７３及びナット７５は、通常時は車体側レール７１とガード側レール７２とを締結しガード側レール７２を車幅方向に固定し、サイドガード部５に車幅方向外側ＯＵから衝撃が加わるとボルト７３が破断し、ガード側レール７２が車幅方向内側に移動することができる。また、衝撃吸収体７４は、車幅方向内側ＩＮに移動したガード側レール７２の先端部７２ｂと当接することにより、サイドガード部５に加わった衝撃を吸収する。
【００２９】
なお、衝撃吸収体７４には、ゴム等の弾性体やスプリングを用いても良く、塑性変形しながら衝撃吸収する樹脂等の特殊材料や特殊構造体を用いてもよい。また、衝撃吸収体７４が車幅方向に最大限収縮した底付き状態までガード側レール７２が車幅方向内側に移動しても、サイドガード部５がバッテリユニット本体４に圧接しないように、ガード側レール７２の最大可動ストロークが、サイドガード部５の内面とバッテリユニット本体４の外面との間の距離ｄ以内に設定されている。
【００３０】
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかる電動車両のバッテリユニットは、上述のように構成されるので、バッテリユニット本体４に対して車幅方向外側ＯＵから加わる衝撃に対して、サイドガード部５がバッテリユニット本体４を保護する。また、インバータ４１やラジエータ４２等のユニット構成部品のメンテナンスも容易に行なうことができる。
【００３１】
つまり、サイドガード部５を支持するガード支持部６Ｂは、通常時は、図５（ａ）に示すように、ボルト７３及びナット７５が車体側レール７１とガード側レール７２とを締結しているので、ガード側レール７２がサイドガード部５を車幅方向において固定および支持する。また、サイドガード部５は車両のサイドガード１０５の少なくとも一部として構成されるため、右左折時や側突時に衝突対象物の巻き込み巻きを防止する。
【００３２】
そして、サイドガード部５の入力面５０に、図５（ｂ）に示すように、車幅方向外側ＯＵから衝撃力Ｆが加わり、このボルト７３が衝撃力Ｆに耐えられなければ破断して、車体側レール７１側の部分７３ａとガード側レール７２側の部分７３ｂとに分離し、可動状態になったガード側レール７２が車幅方向内側に移動する。
【００３３】
この移動により、ガード側レール７２の先端７２ｂが衝撃吸収体７４に当接し、衝撃吸収体７４を変形させながら更に移動する。衝撃吸収体７４は衝撃力Ｆに応じて車幅方向に収縮しつつ衝撃エネルギを吸収する。このように衝撃吸収体７４が衝撃エネルギを吸収するため、サイドガード部５の支持部（ガード支持部）６Ｂをいたずらに高剛性なものにせずともバッテリユニット本体４を側突の衝撃力Ｆから保護することができる。
【００３４】
また、衝撃力Ｆが大きくて、衝撃吸収体７４が最大限収縮した底付き状態となった場合も、サイドガード部５の内面とバッテリユニット本体４の外面とが圧接することはなく、バッテリユニット本体４を側突の衝撃力Ｆから保護することができる。この場合、衝撃吸収体７４が底付きする過程で衝撃力Ｆの多くが吸収され、衝撃吸収体７４が底付き状態となった残存衝撃力は僅かであり、車体側レール７１とガード側レール７２との軸方向剛性で対応できる。
【００３５】
このように、サイドガード部５の支持部（ガード支持部）６Ｂをいたずらに高剛性なものするのでは無く、衝撃吸収体７４を利用した衝撃吸収構造８によって衝撃を吸収する構成なので、ガード支持部６Ｂやサイドガード部５の重量増を抑えながら、大きな衝撃力Ｆに対してバッテリユニット本体４を保護することが可能になる。
【００３６】
特に、車両の側突時において、小型車両の場合、側突に対してシャーシフレーム１の捩じれや車両の横滑りによって衝撃を吸収することも期待できるが、大型車両の場合、このような作用は期待しにくい。このため、大型車両の場合、本衝撃吸収構造８の適用がより効果的である。もちろん、小型車両であっても、車両特性による衝撃吸収に期待するだけでなく、本衝撃吸収構造８を適用して積極的に側突対策を施せば、バッテリユニット本体４をより確実に保護することができる。
【００３７】
また、ユニット構成部品のメンテナンスを行なう際には、ボルト７３及びナット７５の締結を解除してボルト７３を取り外せば、ガード側レール７２は車体側レール７１から自由に取り外せるようになり、ガード側レール７２と共にサイドガード部５を取り外して、バッテリユニット本体４を装着したままで容易にユニット構成部品をメンテナンスすることができる。
【００３８】
［変形例］
変形例に係るバッテリユニットにおいては、ガード側レール７２をアウタレールとし、車体側レール７１をインナレールとしてもよい。したがって、図示はされないが、変形例に係る衝撃吸収構造においては、衝撃吸収体７４が車幅方向に可動なガード側レール７２内に設けられる。ガードレール部に衝撃が加わることでガード側レール７２が車幅方向内側に移動し、車体側レール７１とガード側レール７２内の衝撃吸収体７４とが当接することで衝撃を吸収することができる。
【００３９】
〔その他〕
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、かかる実施形態を適宜変更したり、一部を採用したりして実施することができる。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、支持構造６が本体固定部６Ａとガード支持部６Ｂとの各機能を併せ持つ構成としているが、本体固定部６Ａとガード支持部６Ｂとはそれぞれ単独に構成することもできる。つまり、上記実施形態では、本体固定部６Ａを、ガード支持部６Ｂとしても用いている固定部材６１及び車体側レール７１を利用しているが、固定部材６１及び車体側レール７１をガード支持部６Ｂの専用部材とし、本体固定部６Ａには、固定部材６１に替わる専用の固定部材や、車体側レール７１に替わる専用の支持部材を別途備えるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、バッテリユニット本体４を支持するシャーシフレーム１に、ガード支持部６Ｂを支持させる構造であり、最も構成しやすいものと考えられるが、シャーシフレーム１の近傍に剛性の高い車体部材が存在する場合には、このような車体部材にガード支持部６Ｂを支持させる構成も可能である。
【００４２】
何れの場合も、ガード支持部６Ｂは、それぞれ一対の上部突出部６２及び下部突出部６３に装備された４本（４組）の車体側レール７１及びガード側レール７２を有して構成し、これらは少なくとも３本あればよく、また、４本よりも多くてもよい。
また、衝撃力Ｆによってボルト７３が破断するように設定することが一般的であるが、例えば衝撃力Ｆによってナット７５が破断するなど、衝撃力Ｆによって締結部材の何れかの箇所が破断して車体側レール７１とガード側レール７２との締結が解除される構成であればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  シャーシフレーム
２  サイドレール
３  バッテリユニット
４  バッテリユニット本体
５  サイドガード部
６  支持構造
６Ａ  本体固定部
６Ｂ  ガード支持部（支持部）
８  衝撃吸収構造
２１  ウェブ部
２１ａ  ウェブ部外面
４１  インバータ
４２  ラジエータ
６１  固定部材
６２  上部突出部
６３  下部突出部
７１  車体側部材（車体側レール，アウタレール）
７２  ガード側部材（ガード側レール，インナレール）
７３  ボルト（締結部材）
７４  衝撃吸収体
７５  ナット（締結部材）
【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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