JP2016159740A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの搭載スペースを広くすること。【解決手段】車両には、モータが搭載されている。バッテリ収容部２３には、バッテリ１３が固定されている。バッテリ１３には、接続用ハーネス２７が接続されている。接続用ハーネス２７は電力制御機器を介してモータに電気的に接続されている。接続用ハーネス２７は、２本の電力線２８と、電力線２８の端部に設けられた車体側コネクタ２９とを有している。車体２１の底部２２には、リンフォース３１が固定されている。リンフォース３１と底部２２の外面２４によって、挿通部９０が区画されている。この挿通部９０は、リンフォース３１を車両の長さ方向に貫通している。そして、車体側コネクタ２９から延びた電力線２８は、挿通部９０を通っている。【選択図】図６

Description

本発明は、モータを搭載した車両に関する。

モータの駆動によって走行する車両には、モータの駆動源となるバッテリが搭載されている。
図８に示すように、特許文献１に記載の車両では、バッテリ１０１とモータ１０２とを電力線１０３によって電気的に接続している。電力線１０３は、車体１０４の底部１０５に沿ってモータ１０２に向けて延びている。車体１０４の底部１０５には、車体１０４を補強するためのリンフォース１０６が設けられている。リンフォース１０６は、底部１０５から地面に向けて突出するように設けられている。電力線１０３は、リンフォース１０６の下方を通ることで、リンフォース１０６を迂回してモータ１０２に向けて延びている。

特開２０００−９２６１６号公報

ところで、リンフォース１０６を迂回するように電力線１０３を設ける場合、バッテリ１０１とリンフォース１０６との間に、電力線１０３を配策する際に電力線１０３を屈曲させるためのスペースが必要になる。このスペースを確保することで、バッテリ１０１の搭載スペースが狭くなるおそれがある。

本発明の目的は、バッテリの搭載スペースを広くすることができる車両を提供することにある。

上記課題を解決する車両は、モータと、前記モータの駆動源となるバッテリに接続され、車体の底部の外面に沿って前記モータに向けて延びる電力線と、前記底部の外面に設けられたリンフォースと、を備え、前記モータの駆動によって走行する車両であって、前記底部の外面と前記リンフォースによって、前記電力線が通る挿通部が区画されている。

これによれば、車体の底部の外面とリンフォースによって区画された挿通部に電力線を通すことができる。このため、リンフォースを迂回させて電力線を設ける必要がなく、電力線を屈曲させるためのスペースをバッテリとリンフォースとの間に設ける必要がない。このため、電力線を屈曲させるためのスペースを設けない分だけバッテリの搭載スペースを広くすることができる。

上記車両について、前記リンフォースは、前記底部に締結固定されていることが好ましい。これによれば、車体の所定位置に電力線を設置した後に底部にリンフォースを固定することができる。リンフォースを固定した後に電力線を設置する場合、電力線を挿通部に通すために挿通部を大きく確保する必要がある。このため、電力線を設置した後に底部にリンフォースを固定する場合に比べて、リンフォースが弱体化してしまう。電力線を設置した後に底部にリンフォースを固定することで、リンフォースを先に固定する場合に比べて挿通部を小さくすることができるため、リンフォースの弱体化を抑制することができる。

上記車両について、前記リンフォースは、前記挿通部を区画する凹部を有することが好ましい。これによれば、車体の底部に凹部を設ける場合に比べて、凹部を設けやすい。
上記車両について、前記凹部には、前記凹部に重ねて設けられ、前記凹部を補強する補強部材が設けられ、前記凹部と前記補強部材とは、前記底部に一体に固定されていることが好ましい。これによれば、リンフォースを補強することができる。

本発明によれば、バッテリの搭載スペースを広くすることができる。

実施形態における車両の概略側面図。 実施形態における車両に固定されるバッテリを示す斜視図。 実施形態における車体の底部に設けられたリンフォースを拡大して示す斜視図。 実施形態における車体の底部に設けられたリンフォースを拡大して示す分解斜視図。 第１構成部材、第２構成部材、補強部材及びハーネスカバーを示す分解斜視図。 （ａ）は挿通部に通された電力線を拡大して示す断面図、（ｂ）はリンフォースを迂回するように取り回した電力線を拡大して示す断面図。 挿通部に通された電力線を拡大して示す図６（ａ）の７−７線断面図。 従来技術の車両に設けられた電力線とリンフォースとの関係を示す図。

以下、車両の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０には、モータ１１が搭載されている。モータ１１は、パワーコントロールユニットや、ＤＣＤＣコンバータなどの図示しない電力制御機器とともに車両１０の前方に設けられた収容室１２に収容されている。車両１０の車体（ボディ）２１の底部２２には、バッテリ１３が収容されるバッテリ収容部２３が設けられている。このバッテリ収容部２３がバッテリ１３の搭載スペースとなる。バッテリ収容部２３は、収容室１２よりも車両１０の後方に設けられている。バッテリ収容部２３には、バッテリ１３が固定されている。バッテリ１３には、接続用ハーネス２７が接続されている。接続用ハーネス２７は、車体２１の底部２２の外面２４（車室側とは反対側の面）に沿って車両１０の長さ方向（前後方向）に延びている。接続用ハーネス２７は電力制御機器を介してモータ１１に電気的に接続され、バッテリ１３の電力をモータ１１に供給している。モータ１１は、バッテリ１３を駆動源として駆動する。車両１０はモータ１１の駆動によって走行する電気自動車やハイブリッド自動車である。

図２に示すように、バッテリ１３は、複数のバッテリセルを直列接続又は並列接続したバッテリユニット１４をケース１５内に有している。ケース１５には、バッテリ１３と接続用ハーネス２７とを接続するためのバッテリ側コネクタ１６がケース１５の外部に露出した状態で設けられている。

図３及び図４に示すように、車体２１の底部（アンダーフロア）２２の外面２４には、車両１０の長さ方向に延びる第１フレーム２５及び第２フレーム２６が設けられている。第１フレーム２５及び第２フレーム２６は、車幅方向（左右方向）に間隔を空けて設けられている。

底部２２の外面２４には、接続用ハーネス２７が固定されている。接続用ハーネス２７は、２本の電力線２８と、電力線２８の端部に設けられた車体側コネクタ２９とを有している。また、電力線２８における車体側コネクタ２９とは反対側の端部には、電力制御機器と接続される図示しないコネクタが設けられている。車体側コネクタ２９は、バッテリ収容部２３に設けられ、バッテリ収容部２３にバッテリ１３が固定されたときにバッテリ側コネクタ１６と接続される。電力線２８は、車体側コネクタ２９から第１フレーム２５と第２フレーム２６との間の領域を通って収容室１２に向けて延びており、底部２２の外面２４に沿っている。

第１フレーム２５と第２フレーム２６には、車幅方向に延びるリンフォース（クロスメンバ）３１が架設されている。リンフォース３１は、車体２１を補強するとともに、走行時の飛び石などからバッテリ１３を保護している。本実施形態のリンフォース３１は、第１構成部材４１と、第１構成部材４１に連結された第２構成部材６１とを有している。また、車体２１の底部２２の外面２４には、電力線２８を覆うハーネスカバー８１が設けられている。リンフォース３１及びハーネスカバー８１は、車体２１の底部２２から地面に向けて延びるスタッドボルト３２にナット３３を螺合することで車体２１に固定されている。以下、詳細に説明を行う。

図５に示すように、リンフォース３１の第１構成部材４１は、金属の平板を屈曲させたものである。第１構成部材４１は、互いに対向する第１壁部４２及び第２壁部４３を有している。第１壁部４２及び第２壁部４３は、矩形平板状であり、一つの端部同士が基部４４によって繋がれている。第１壁部４２及び第２壁部４３には、基部４４が設けられた端部と対向する端部の全体に亘って第１フランジ４５及び第２フランジ４６が設けられている。第１壁部４２に設けられた第１フランジ４５と、第２壁部４３に設けられた第２フランジ４６は、互いに離れる方向に延びている。

第１壁部４２及び第１フランジ４５には、基部４４に向けて凹む第１凹部４７が設けられている。第２壁部４３及び第２フランジ４６には、基部４４に向けて凹む第２凹部４８が設けられている。第１凹部４７と第２凹部４８は、第１壁部４２と第２壁部４３の対向方向に対向している。

第１壁部４２及び第２壁部４３において、基部４４が設けられた端部と交わる端部の一つには、第３フランジ４９及び第４フランジ５０が設けられている。第１壁部４２に設けられた第３フランジ４９と第２壁部４３に設けられた第４フランジ５０は、互いに離れる方向に延びている。また、基部４４において、第３フランジ４９及び第４フランジ５０が設けられた端部と同一方向の端部には、第５フランジ５１が設けられている。第１構成部材４１には、第１構成部材４１の取付箇所に対応するスタッドボルト３２の一つが挿通される貫通孔５２が複数箇所に設けられている。

第１フランジ４５及び第２フランジ４６において、第１凹部４７及び第２凹部４８の周囲は、他の部分に比べて肉厚の薄い薄肉部５３となっている。薄肉部５３では、薄肉部５３以外の部分に比べて基部４４に向けて若干の凹みが形成されている。

第１凹部４７と第２凹部４８には、補強部材５４が嵌め合わされている。補強部材５４は、平板状の板材を第１凹部４７及び第２凹部４８の形状に合わせて屈曲させた嵌合部５５を有している。嵌合部５５は、その外形が第１凹部４７及び第２凹部４８の内形と同一となっており、第１凹部４７の端から第２凹部４８の端まで延設されている。具体的にいえば、嵌合部５５は、互いに対向する二つの補強壁５６と、補強壁５６の一つの端部同士を繋ぐ補強基部５７とを有している。補強部材５４の嵌合部５５は第１凹部４７と第２凹部４８に重ねて設けられている。

嵌合部５５には、薄肉部５３と重ね合わされる重合部５８が設けられている。重合部５８は、互いに離れる方向に向けて２箇所から延設されており、その先端には２箇所に突出片５９が設けられている。補強部材５４には、補強部材５４の取付箇所に対応するスタッドボルト３２の一つが挿通される貫通孔６０が複数箇所（本実施形態では、二つの突出片５９）に設けられている。

補強部材５４は、第１構成部材４１に溶接されている。第１構成部材４１と補強部材５４とが重なり合っている部分において、第１構成部材４１の第１フランジ４５及び第２フランジ４６に設けられた貫通孔５２と、補強部材５４に設けられた貫通孔６０とは重なり合っている。

リンフォース３１の第２構成部材６１は、凹部４７，４８が設けられていない点や、各部分の寸法が異なる点などを除いて、第１構成部材４１と同様の構造である。
図３及び図４に示すように、リンフォース３１の第２構成部材６１は、金属の平板を屈曲させたものである。第２構成部材６１は、互いに対向する第１壁部６２及び第２壁部６３を有している。第１壁部６２及び第２壁部６３は、矩形平板状であり、一つの端部同士が基部６４によって繋がれている。第１壁部６２、第２壁部６３及び基部６４に囲まれる領域に面する面を内面とすると、第２構成部材６１の第１壁部６２と第２壁部６３との外面間の寸法は、第１構成部材４１の第１壁部４２と第２壁部４３との内面間の寸法に比べて僅かに小さい。

第２構成部材６１の第１壁部６２及び第２壁部６３には、基部６４が設けられた端部と対向する端部の全体に亘って第１フランジ６５及び第２フランジ６６が設けられている。第１壁部６２に設けられた第１フランジ６５と、第２壁部６３に設けられた第２フランジ６６は、互いに離れる方向に延びている。

第１壁部６２及び第２壁部６３において、基部６４が設けられた端部と交わる端部の一つには、第３フランジ６７及び第４フランジ６８が設けられている。第１壁部６２に設けられた第３フランジ６７と第２壁部６３に設けられた第４フランジ６８は、互いに離れる方向に延びている。また、基部６４において、第３フランジ６７及び第４フランジ６８が設けられた端部と同一方向の端部には、第５フランジ６９が設けられている。第２構成部材６１には、第２構成部材６１の取付箇所に対応するスタッドボルト３２の一つが挿通される貫通孔７０が複数箇所に設けられている。

図５に示すように、ハーネスカバー８１は、金属の平板を屈曲させたものである。ハーネスカバー８１は、互いに対向する矩形平板状の２つのカバー壁部８２と、カバー壁部８２の一つの端部同士を繋ぐカバー基部８３と、各カバー壁部８２におけるカバー基部８３が設けられた端部と対向する端部に設けられたカバーフランジ８４とを有している。ハーネスカバー８１の外形は、補強部材５４の内形と同一になっている。したがって、第１凹部４７、第２凹部４８、補強部材５４及びハーネスカバー８１は、嵌め合い可能な構造となっている。カバーフランジ８４には、カバーフランジ８４の取付箇所に対応するスタッドボルト３２の一つが挿通される貫通孔８５が複数箇所に設けられている。

図３、図４及び図６（ａ）に示すように、第１構成部材４１は、第１凹部４７がバッテリ収容部２３を向き、第２凹部４８が収容室１２を向いた状態で車体２１の底部２２に固定されている。第１構成部材４１の第１フランジ４５及び第２フランジ４６は、第１フレーム２５と第２フレーム２６との間の外面２４に固定され、第３フランジ４９、第４フランジ５０及び第５フランジ５１は、第１フレーム２５に固定されている。第２構成部材６１は、第１フランジ６５及び第２フランジ６６が第１フレーム２５と第２フレーム２６との間の外面２４に固定され、第３フランジ６７、第４フランジ６８及び第５フランジ６９は、第２フレーム２６に固定されている。第１構成部材４１及び第２構成部材６１において、底部２２の外面２４に接触する接触部であるフランジを底部２２に固定することで、リンフォース３１が底部２２の外面２４に固定されている。

第１構成部材４１と第２構成部材６１は、一部が重ね合わされた状態で車体２１の底部２２に固定されている。第２構成部材６１の第１壁部６２、第２壁部６３及び基部６４における各フランジ６７，６８，６９が設けられていない側の端部は、第１構成部材４１における第１壁部４２、第２壁部４３及び基部４４に囲まれる領域に突出している。

第１構成部材４１と第２構成部材６１が重なり合っている部分において、第１構成部材４１の第１フランジ４５に設けられた貫通孔５２と第２構成部材６１の第１フランジ６５に設けられた貫通孔７０、第１構成部材４１の第２フランジ４６に設けられた貫通孔５２と第２構成部材６１の第２フランジ６６に設けられた貫通孔７０はそれぞれ重なり合っている。同様に、第１構成部材４１の基部４４に設けられた貫通孔５２と第２構成部材６１の基部６４に設けられた貫通孔７０は、重なり合っている。

第１構成部材４１、補強部材５４、及び第２構成部材６１のそれぞれに設けられた貫通孔５２，６０，７０には、車体２１に設けられたスタッドボルト３２が挿通されるとともに、貫通孔５２を挿通したスタッドボルト３２にナット３３が螺合されることで、第１構成部材４１、補強部材５４、及び第２構成部材６１が車体２１の底部２２に固定されている。これにより、車体２１の底部２２には、リンフォース３１が設けられる。第１構成部材４１と補強部材５４が重なり合っている部分、第１構成部材４１及び第２構成部材６１が重なり合っている部分では、スタッドボルト３２によってそれぞれが共締めされ、一体に固定されている。

ハーネスカバー８１は、車体２１の底部２２に固定されている。ハーネスカバー８１のカバーフランジ８４に設けられた貫通孔８５には、車体２１の底部２２に設けられたスタッドボルト３２が挿通されるとともに、貫通孔８５を挿通したスタッドボルト３２にナット３３が螺合されることで、ハーネスカバー８１は車体２１の底部２２に固定されている。ハーネスカバー８１は、リンフォース３１を挟んでバッテリ１３とは反対側、すなわち、リンフォース３１と収容室１２との間に設けられている。ハーネスカバー８１の一部は、第２凹部４８内（補強部材５４内）に突出している。

図６（ａ）及び図７に示すように、リンフォース３１が車体２１の底部２２に取り付けられた状態では、リンフォース３１と底部２２の外面２４によって挿通部９０が区画されている。具体的にいえば、リンフォース３１において、底部２２の外面２４に接していない非接触部である各第１壁部４２，６２、各第２壁部４３，６３、各基部４４，６４、第１凹部４７及び第２凹部４８と、底部２２の外面２４との間に挿通部９０が区画されている。この挿通部９０は、リンフォース３１を車両１０の長さ方向に貫通している。そして、車体側コネクタ２９から延びた電力線２８は、挿通部９０を通っている。挿通部９０を通った電力線２８は、ハーネスカバー８１と車体２１の底部２２との間に区画された領域を通って、収容室１２まで延びている。

車両１０の製造時において、上記したリンフォース３１を固定する際には、電力線２８の取り回し（配策）を行い、電力線２８を所定位置に設置した後に、挿通部９０に電力線２８が入り込むようにリンフォース３１をスタッドボルト３２によって締結固定する。

次に、本実施形態の車両１０の作用について説明する。
図６（ｂ）に二点鎖線で示したように、リンフォース３１を迂回するように電力線２８を設ける場合、電力線２８の取り回しを行うに際して、電力線２８を屈曲させるためのスペースが必要である。また、電力線２８がリンフォース３１の外部に露出する。

図６（ａ）に示すように、本実施形態では、電力線２８は、リンフォース３１と底部２２との間に区画された挿通部９０を通っている。このため、車体側コネクタ２９から延びている電力線２８を、リンフォース３１を迂回させるために屈曲させる必要がなく、電力線２８を屈曲させるためのスペースを設ける必要がない。このため、バッテリ１３をリンフォース３１に近付けて配置することができる。本実施形態において、図６（ｂ）に示すようにリンフォース３１を迂回させて電力線２８を設ける場合よりも、電力線２８を挿通部９０に通す場合のほうが長さＬだけバッテリ１３がリンフォース３１に近付いている。

また、リンフォース３１を迂回させて電力線２８を設ける場合、電力線２８は外部に露出した状態で設けられるため、リンフォース３１を迂回している部分を覆うように電力線２８を保護するカバーを設ける必要がある。すなわち、実施形態におけるハーネスカバー８１を大型化し、リンフォース３１を迂回している電力線２８まで覆ったり、実施形態におけるハーネスカバー８１に加えて、リンフォース３１を迂回している電力線２８を覆うカバーを設ける必要がある。

本実施形態では、リンフォース３１と底部２２によって区画された挿通部９０に電力線２８を通しているため、リンフォース３１によって電力線２８の一部が覆われている。このため、リンフォース３１が電力線２８を保護するカバーとして機能するため、リンフォース３１が設けられている部分にカバーを設ける必要がない。

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）車体２１の底部２２の外面２４とリンフォース３１によって区画された挿通部９０に電力線２８を通しているため、電力線２８をモータ１１に向けて延ばすためにリンフォース３１を迂回させる必要がない。このため、リンフォース３１を迂回させるために電力線２８を屈曲させる必要がない。電力線２８を屈曲させるためのスペースをバッテリ１３とリンフォース３１との間に確保する必要がないため、電力線２８を屈曲させるためのスペースを設けない分だけバッテリ１３をリンフォース３１に近付けることができる。すなわち、バッテリ収容部２３を広くすることができる。したがって、大容量のバッテリ１３であっても車両１０に搭載することができ、車両１０の航続距離を長くすることができる。

（２）また、挿通部９０に電力線２８を通すことで、リンフォース３１によって電力線２８を保護することができる。このため、リンフォース３１が設けられた部分には、リンフォース３１を保護するためのカバーを設ける必要がなく、部品点数が削減される。

（３）リンフォース３１は、スタッドボルト３２及びナット３３によって締結固定されている。このため、接続用ハーネス２７の取り回しを行った後に、リンフォース３１を固定することができる。リンフォース３１を固定した後に電力線２８の取り回しを行う場合、挿通部９０に電力線２８を通すために挿通部９０を大きくする必要がある。挿通部９０が大きくなると、リンフォース３１が弱体化する。電力線２８の取り回しを行った後にリンフォース３１を固定することで、リンフォース３１を固定した後に電力線２８の取り回しを行う場合に比べて、挿通部９０の大きさを小さくすることができる。このため、リンフォース３１が弱体化することが抑制される。また、リンフォース３１を固定した後に電力線２８の取り回しを行う場合、挿通部９０に電力線２８を挿通するのが手間となるが、電力線２８の取り回しを行った後にリンフォース３１を固定することで、電力線２８の取り回しが容易になる。

（４）リンフォース３１に設けられた第１凹部４７及び第２凹部４８によって挿通部９０が区画されている。このため、挿通部９０を区画するための凹部を車体２１に設ける場合に比べて、挿通部９０を区画しやすい。

（５）第１凹部４７及び第２凹部４８には、補強部材５４が設けられている。第１凹部４７及び第２凹部４８を設けることで、リンフォース３１の剛性が低下しているが、補強部材５４を設けることで、リンフォース３１の剛性を補い、リンフォース３１を補強することができる。

なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○リンフォース３１は、締結固定とは異なる態様で固定されていてもよい。例えば、溶接などで固定されていてもよい。

○リンフォース３１は、車両１０の底部２２に向けてリンフォース３１を挿通したボルトを車両１０の底部２２に螺合することで締結固定されていてもよい。
○実施形態では、リンフォース３１に第１凹部４７及び第２凹部４８を設けることで、リンフォース３１が底部２２に固定されたときに挿通部９０が区画されるようにしたが、底部２２に車室側に向かって凹む凹部を設けてもよい。この場合、リンフォース３１に凹部が設けられていない場合であっても、底部２２に設けられた凹部によって、リンフォース３１と底部２２との間に挿通部９０が区画される。

○補強部材５４を設けることなく、第１凹部４７及び第２凹部４８のみで挿通部９０が区画されてもよい。
○リンフォース３１を固定した後に電力線２８の取り回しを行ってもよい。この場合、リンフォース３１とバッテリ１３との間の間隔を大きくすることで、電力線２８の取り回しを容易にする。

○リンフォース３１は、単一の部材であってもよい。また、リンフォース３１は、３個以上の構成部材を連結したものでもよい。
○リンフォース３１は、車両１０の底部２２から突出するように設けられていればどのような形状であってもよい。

○ハーネスカバー８１の形状は、底部２２との間に電力線２８を通すことができる領域を区画できればどのような形状でもよい。また、ハーネスカバー８１の一部が第２凹部４８内に突出していなくてもよい。

○補強部材５４は、溶接のみで第１構成部材４１と一体に固定されていてもよいし、スタッドボルト３２による共締めのみで第１構成部材４１と一体に固定されていてもよい。
次に、上記実施形態及び変形例から把握することができる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記リンフォースは、前記リンフォースを前記車体に固定するための接触部と、前記車体に接触しない非接触部を有し、前記非接触部と前記底部の外面によって前記挿通部が区画されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に車両。

（ロ）車両を走行させるモータと、前記モータの駆動源となるバッテリに接続され、車体の底部の外面に沿って前記モータに向けて延びる電力線と、前記底部の外面に設けられたリンフォースと、を備え、前記底部の外面と前記リンフォースによって、前記電力線が通る挿通部が区画されている車両の製造方法であって、前記底部の外面の所定位置に前記電力線を設置した後に、前記リンフォースを前記底部に設ける車両の製造方法。

１０…車両、１１…モータ、１３…バッテリ、２１…車体、２２…底部、２８…電力線、３１…リンフォース、４７…第１凹部、４８…第２凹部、９０…挿通部。

Claims (4)

1. モータと、
   前記モータの駆動源となるバッテリに接続され、車体の底部の外面に沿って前記モータに向けて延びる電力線と、
   前記底部の外面に設けられたリンフォースと、を備え、前記モータの駆動によって走行する車両であって、
   前記底部の外面と前記リンフォースによって、前記電力線が通る挿通部が区画されている車両。
2. 前記リンフォースは、前記底部に締結固定されている請求項１に記載の車両。
3. 前記リンフォースは、前記挿通部を区画する凹部を有する請求項１又は請求項２に記載の車両。
4. 前記凹部には、前記凹部に重ねて設けられ、前記凹部を補強する補強部材が設けられ、
   前記凹部と前記補強部材とは、前記底部に一体に固定されている請求項３に記載の車両。