JP2021084607A

JP2021084607A - 移動体

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Publication number: JP2021084607A
Application number: JP2019217209A
Authority: JP
Inventors: 勤高橋; Tsutomu Takahashi; 松波　意知; Okitomo Matsunami; 意知松波
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-03

Abstract

【課題】交換可能な車体を取り付けることで構成される車両の走行性を向上できる移動体を提供する。【解決手段】移動体１は、車両１００の床下構造物を構成する本体部１０と、本体部１０に設けられる前輪１１及び後輪１２と、を備える。この本体部１０は車両前端部１０ａから車両後端部１０ｂにわたって扁平をなす平板状に構成されている。本体部１０は、全体的に低い位置に配置することができる。移動体１は、制御系統１３及び電気系統１４と、を備える。また、本体部１０には、前部に制御系統１３が設けられ、当該制御系統１３の後側に電気系統１４が設けられる。このように、走行に最低限必要となる構成を本体部１０と共にまとめて低い位置に配置することで、上側の車体２の構造をシンプル、且つ軽量にすることができる。移動体１を用いた車両１００の重心を低くすることができるため、走行性が向上する。【選択図】図３

Description

本発明は、移動体に関する。

特許文献１には、輸送対象物を積載して輸送するトラック等の輸送車両が記載されている。この輸送車両は、車両の前側部分に運転席を有するキャブが配置されており、キャブの後方に、輸送対象物を積載する荷台が配置されている。

特開２０１４−２３７４６２号公報

近年、自動運転技術の飛躍的な進歩により、輸送車両を含む様々な車両において、上側に交換可能な車体が取り付けられることによって車両を構成する移動体が考えられている。このような移動体を用いた車両の走行性を向上することが求められていた。

本発明は、交換可能な車体を取り付けることで構成される車両の走行性を向上できる移動体を提供することを目的とする。

本発明に係る移動体は、上側に交換可能な車体が取り付けられることによって車両を構成する移動体であって、車両の床下構造物を構成する本体部と、本体部に設けられる前輪及び後輪と、車体から切り離された状態で移動体を走行可能とするための、制御系統及び電気系統と、を備え、本体部は車両前端部から車両後端部にわたって扁平をなす平板状に構成され、本体部には、前部に制御系統が設けられ、当該制御系統の後側に電気系統が設けられる。

本発明に係る移動体は、車両の床下構造物を構成する本体部と、本体部に設けられる前輪及び後輪と、を備える。この本体部は車両前端部から車両後端部にわたって扁平をなす平板状に構成されている。すなわち、キャブのように車両前端部側において大きく上側に立ち上がる構造物を有する移動体とは異なり、本体部は、全体的に低い位置に配置することができる。ここで、移動体は、車体から切り離された状態で移動体を走行可能とするための、制御系統及び電気系統と、を備える。また、本体部には、前部に制御系統が設けられ、当該制御系統の後側に電気系統が設けられる。このように、走行に必要な制御系統は、交換可能な車体の前部に設けられるのではなく、低い位置に配置可能な本体部の前部に設けられる。また、電気系統も、低い位置に配置可能な本体部の後部に設けられる。これにより、移動体を用いた車両の重心を低くすることができるため、走行性が向上する。以上より、交換可能な車体を取り付けることで構成される車両の走行性を向上できる移動体を提供できる。

制御系統は、制御ユニットを有し、電気系統は配電ユニット及びバッテリを有し、本体部には、前側から後側へ向かって順に、制御ユニット、配電ユニット、及びバッテリが並べられてよい。このような構造によれば、例えば車体のキャブなどに設けられる制御ユニット及び配電ユニットを、本体部に設けることで、車体側の省スペース化を図ることができる。また、低い位置に配置可能な本体部に制御ユニット及び配電ユニットを設けることで、当該制御ユニット及び配電ユニットも低い位置に配置することが可能となり、路面入力を低減することができる。

前輪は、モータ付きの車輪によって構成されてよい。この場合、左右の前輪の間の領域には、シャフト等を設ける必要がなくなる。従って、本体部のうち、左右の前輪に挟まれる領域をフラットな面にすることができる。

電気系統のバッテリは、本体部の内部に収容されてよい。この場合、本体部の外部にバッテリを設ける場合に比して、バッテリを強固に支持することができる。

本体部のサイドカバーは、バッテリを車幅方向における外側から覆ってよい。この場合、バッテリを横側から保護するサイドガードを設けなくとも、本体部のサイドカバーが、サイドガードと同様な機能を発揮することができる。

本体部は、バッテリを車幅方向の外側へ引き出し可能な引き出し機構を有してよい。この場合、本体部に対するバッテリの着脱が容易となる。

本発明によれば、交換可能な車体を取り付けることで構成される車両の走行性を向上できる移動体を提供することができる。

本発明の一実施形態の移動体を用いた車両を例示する概略図である。移動体の使用態様を示す概念図である。移動体を示す斜視図である。移動体のフレーム構造を示す斜視図である。バッテリの車幅方向の端部付近の構造を示す概略断面図である。本実施形態に係る移動体の作用・効果を説明するための概念図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、前後方向、左右方向、及び上下方向は、それぞれ、車両進行方向、車両幅方向、及び車両上下方向を意味する。

図１は、一実施形態の移動体を用いた車両を例示する概略図である。図１に示されるように、車両１００は、移動体１と、車体２と、を備えている。

移動体１は、上側に交換可能な車体２が取り付けられることによって車両１００を構成する。移動体１は、いわゆる車両１００のシャシーを構成する構造物である。また、移動体１は、車体２から切り離された状態で走行可能である。すなわち、移動体１は、自身で制御系統及び電気系統を有しているため、車体２からの制御信号や給電を受けることなく、単独で走行可能である。移動体１は、運転者が乗車して操作しなくとも、自動運転が可能である。

車体２は、用途に応じて製作された設備機能を有しており、移動体１に架装されて用いられる。図１においては、直方体形状の車体２が例示されているが、車体２は、その他の用途等に応じて、異なる形状及び設備機能を有していてもよい。これにより、移動体１は共通にしつつ、上側の車体２を交換することによって、様々な種類の車両１００を構成することが可能となる。

上述のように、移動体１は、単独で走行可能である。従って、車体２を移動体１の元へ搬送する必要はなく、移動体１が車体２の設置場所へ移動することができる。例えば、図２に示すように、現場Ａに車体２Ａが設置されており、現場Ｂに車体２Ｂが設置されているものとする。この場合、移動体１は、現場Ａまで移動する。現場Ａでは、移動体１上に車体２Ａを取り付けることで、所定の用途を有する車両１００が完成する。当該用途に係る車両１００の利用が終了したら、現場Ａにて移動体１から車体２Ａを取り外して、当該車体２Ａを現場に戻す。次に、移動体１は、現場Ｂまで移動する。現場Ｂでは、移動体１上に車体２Ｂを取り付けることで、他の用途を有する車両１００が完成する。当該用途に係る車両１００の利用が終了したら、現場Ｂにて移動体１から車体２Ｂを取り外して、当該車体２Ｂを現場に戻す。移動体１がこのような移動と車体２の交換を繰り返すことで、一つの移動体１を用いて複数の用途の車両１００を得ることができる。

次に、図３及び図４を参照して、移動体１の構成について詳細に説明する。図３は、移動体１を示す斜視図である。図４は、移動体１のフレーム構造５０を示す斜視図である。図３に示すように、移動体１は、本体部１０と、前輪１１と、後輪１２と、制御系統１３と、電気系統１４と、を備える。

本体部１０は、車両１００の床下構造物を構成する部分である。本体部１０は車両前端部１０ａから車両後端部１０ｂにわたって扁平をなす平板状に構成される。本体部１０は、車両前後方向に延びる略長方形板状の形状を有している。すなわち、本体部１０は、トラックのキャブ（図６参照）のように、車両前端部側において上方へ立ち上がるような部分を有しておらず、車両前側における高さと、車両後部側における高さが略一定となっている。

本体部１０は、扁平に構成されたフレーム構造５０を上下方向、前後方向、及び車幅方向からカバーで覆うことによって構成される。本体部１０は、上部カバー２１と、下部カバー２２と、前部カバー２３と、後部カバー２４と、サイドカバー２６と、を備える。上部カバー２１及び下部カバー２２は、車両前端部１０ａから車両後端部１０ｂに至るまで水平方向に平面状に広がると共に、上下方向に互いに平行となるように対向する板状部材である。上部カバー２１の上面は、車体２を取り付ける際に、当該車体２を載置させるための載置面１０ｃとなる。なお、下部カバー２２は省略されてもよい。本体部１０の前部カバー２３は、車両前端部１０ａの位置において、上部カバー２１と下部カバー２２との間で上下方向に延びる板状部材である。後部カバー２４は、車両後端部１０ｂの位置において、上部カバー２１と下部カバー２２との間で上下方向に延びる板状部材である。サイドカバー２６は、車両左右の端部の位置において、それぞれ上部カバー２１と下部カバー２２との間で上下方向に延びる板状部材である。

なお、説明の便宜上、本体部１０に対して、車両前側から順に、前部領域Ｅ１、前輪領域Ｅ２、中央領域Ｅ３、後輪領域Ｅ４、及び後部領域Ｅ５を設定する。前部領域Ｅ１は、前輪１１よりも前側の領域である。前輪領域Ｅ２は、前輪１１が設けられる領域である。中央領域Ｅ３は、前輪１１と後輪１２との間の領域である。後輪領域Ｅ４は、後輪１２が設けられる領域である。後部領域Ｅ５は、後輪１２よりも後側の領域である。

フレーム構造５０は、移動体１の強度を確保して衝撃が入力された際の荷重伝達を行うための骨格部材の組み合わせによって構成される。フレーム構造５０は、主に、上部フレーム構造５１と、下部フレーム構造５２と、を備える。上部フレーム構造５１は、上部カバー２１が取り付けられ、本体部１０の上面側の強度を確保する構造である。下部フレーム構造５２は、上部フレーム構造５１から下方へ離間して対向するように設けられる。下部フレーム構造５２は、下部カバー２２が取り付けられ、本体部１０の下面側の強度を確保する構造である。

上部フレーム構造５１を構成する各骨格部材は、上部カバー２１に対応する高さ位置において、水平方向に延びるように配置される。すなわち、上部フレーム構造５１は、略同一平面内において骨格部材を組み合わせることによって構成される。これにより、上部フレーム構造５１は、本体部１０の載置面１０ｃの面剛性を高めることができる。なお、上部フレーム構造５１の一部は、上部カバー２１から上側へ露出しており、載置面１０ｃの一部を構成している。上部フレーム構造５１のうち、上部カバー２１から露出した部分には、車体２を位置決めすると共に固定するためのピン２９が設けられる。

下部フレーム構造５２も、本体部１０の下面に対応する位置にて略同一平面内にて骨格部材を組み合わせることによって構成される。上部フレーム構造５１及び下部フレーム構造５２は、各領域Ｅ１〜Ｅ５において、車幅方向両側において車両前後方向に延びる骨格部材と、当該車両前後方向に延びる骨格部材同士を車幅方向に連結する骨格部材と、を主に備える。

上部フレーム構造５１と下部フレーム構造５２は、互いに上下方向に離間して空間を形成することで、当該空間に制御系統１３及び電気系統１４のユニットを収容可能とする。また、上部フレーム構造５１と下部フレーム構造５２は、収容されたユニットを支持すると共に、各ユニットの強度を補強するための補強ブラケットとしても機能する。

左右の前輪１１は、前輪領域Ｅ２において、本体部１０の左右の縁部から上方へ突出するタイヤハウス２７にそれぞれ収容される。前輪１１は、後輪１２よりも径が大きく、載置面１０ｃよりも上方へ突出するように配置される。従って、左右のタイヤハウス２７は、載置面１０ｃよりも上方へ突出する。前輪１１は、モータ付きの車輪によって構成される。更に、左右の両方の前輪１１は、車輪及びモータに加え、サスペンション、ステアリング機構、ブレーキが一体的されたユニットとして構成される。従って、左右の前輪１１を互いに接続するシャフトなどの構造物は不要である。そのため、一対のタイヤハウス２７同士の間の領域には、載置面１０ｃより高い位置に構造物が配置されていない。すなわち、前輪領域Ｅ２においても、載置面１０ｃは他の領域Ｅ１，Ｅ３〜Ｅ５と略同一平面を形成するように平面状に広がっている。

左右の後輪１２は、後輪領域Ｅ４において、本体部１０左右の縁部に配置される。後輪１２は、前輪１１よりも小径の車輪によって構成される。後輪１２は、載置面１０ｃよりも低い位置に存在しており、当該載置面１０ｃから突出しないように配置されている。左右の両方の後輪１２は、車輪、モータ、サスペンション、ステアリング機構、ブレーキが一体的されたユニットとして構成される。

制御系統１３及び電気系統１４は、車体２から切り離された状態で移動体１を走行可能とするための機構である。本体部１０には、前部に制御系統１３が設けられ、当該制御系統１３の後側に電気系統１４が設けられる。制御系統１３は、移動体１が走行するために必要な各種制御信号を出力すると共に、車両１００となった後に、車体２側へ各種制御信号を出力する系統である。制御系統１３は、制御ユニット３１を有する。制御ユニット３１は、ＥＣＵ、メモリ、各種電子部品をケースに収容したものである。電気系統１４は、移動体１及び車体２内で用いられる電気に関わる系統である。電気系統１４は、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４を有する。配電ユニット３２は、バッテリ３３の電気を制御ユニット３１及び車体２へ配電する機器をケースに収容したものであり、いわゆるジャンクションボックスである。非接触給電ユニット３４は、非接触で、外部から給電を受けて、バッテリ３３の充電を行うユニットである。

本体部１０には、前側から後側へ向かって順に、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４が並べられる。より詳細には、制御ユニット３１は、主に、前部領域Ｅ１に対応する位置に配置される。配電ユニット３２は、主に、前輪領域Ｅ２に対応する位置に配置される。バッテリ３３は、主に、中央領域Ｅ３に対応する位置に配置される。非接触給電ユニット３４は、主に、後輪領域Ｅ４及び後部領域Ｅ５に対応する位置に配置される。非接触給電ユニット３４が車両後方に搭載することで、重量バランスの最適化、省スペース化などの効果を得ることができる。

また、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４は、本体部１０の内部に収容される。より詳細には、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４は、各カバー２１，２２，２３，２４，２６に囲まれる空間において、上部フレーム構造５１と下部フレーム構造５２とで挟まれた状態で配置される。なお、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４は、上部フレーム構造５１の骨格部材で囲まれる領域において、上部カバー２１から上側へ露出している。

上述の様な構成により、バッテリ３３は、上部フレーム構造５１の骨格部材及び下部フレーム構造５２の骨格部材によって支持及び補強された状態となる。また、図５（ａ）に示すように、バッテリ３３の車幅方向Ｄ１における外側の端部付近は、上部カバー２１、下部カバー２２、サイドカバー２６で覆われる。特に、本体部１０のサイドカバー２６は、バッテリ３３を車幅方向Ｄ１における外側から覆うことができる。このように、サイドカバー２６は、本体部１０の側壁を構成すると共に、バッテリ３３のサイドガードとしても機能することができる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本体部１０は、バッテリ３３を車幅方向Ｄ１の外側へ引き出し可能な引き出し機構６０を有する。引き出し機構６０は、上部フレーム構造５１の骨格部材５５、下部フレーム構造５２の骨格部材５６、上部カバー２１、下部カバー２２、及びサイドカバー２６によって構成される。上部フレーム構造５１の骨格部材５５及び下部フレーム構造５２の骨格部材５６は、バッテリ３３を車幅方向Ｄ１の外側へスライド可能に支持する。骨格部材５５と骨格部材５６との間には、バッテリ３３の移動を妨げる骨格部材が設けられていない。すなわち、フレーム構造５０は、上部フレーム構造５１と下部フレーム構造５２との間の隙間が、少なくともバッテリ３３が配置される領域では、車幅方向において開口するように構成される。上部カバー２１及び下部カバー２２は、バッテリ３３の車幅方向Ｄ１への移動を阻害しないように配置されている。また、サイドカバー２６は、上部カバー２１及び下部カバー２２に対して着脱可能に構成されている。従って、引き出し機構６０は、バッテリ３３搭載時には、サイドカバー２６を上部カバー２１及び下部カバー２２に取り付けることで、バッテリ３３を保護する（図５（ａ））。一方、引き出し機構６０は、バッテリ３３を引き出す時には、サイドカバー２６を取り除くことで、本体部１０の側面を開口させる。これにより、当該開口から、バッテリ３３を引き出すことができる（図５（ｂ）参照）。

なお、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４は、地面に対して低い位置に設けられるため、地面の泥や水に近い位置に配置される。従って、移動体１は、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４の防水性を高めるための防水構造を有する。例えば、制御ユニット３１、配電ユニット３２、バッテリ３３、及び非接触給電ユニット３４を個別に、またはまとめて防水性の高いケースに収容してよい。あるいは、下部カバー２２で本体部１０の下面側を完全に覆うことで防水性を高めてよい。また、カバー間に隙間を設けることなく、且つ、継ぎ目のシール性を高める処理を施すことで、本体部１０全体の防水性を高めてよい。

次に、本実施形態に係る移動体１の作用・効果について説明する。

まず、比較例として、図６（ｂ）に示すような車両２００について説明する。この車両２００は、輸送用のトラックなどの車両である。移動体２１０は、運転席を有するキャブ２０２及びシャシー２０１を有する。このような移動体２１０のシャシー２０１に対して、コンテナなどの構造物２０３を交換可能に取り付けることができる。移動体２１０は、キャブ２０２に制御ユニット１３１及び配電ユニット１３２を備えている。また、移動体２１０は、シャシー２０１の横側、すなわち、シャシー２０１の車幅方向の外側にバッテリ１３３を有する（図５（ｃ）も参照）。

本実施形態に係る移動体１は、車両１００の床下構造物を構成する本体部１０と、本体部１０に設けられる前輪１１及び後輪１２と、を備える。この本体部１０は車両前端部１０ａから車両後端部１０ｂにわたって扁平をなす平板状に構成されている。すなわち、比較例に係る移動体２１０のキャブ２０２のように車両前端部側において大きく上側に立ち上がる構造物を有する移動体とは異なり、本体部１０は、全体的に低い位置に配置することができる。ここで、移動体１は、車体２から切り離された状態で移動体１を走行可能とするための、制御系統１３及び電気系統１４と、を備える。また、本体部１０には、前部に制御系統１３が設けられ、当該制御系統１３の後側に電気系統１４が設けられる。このように、図６（ａ）に示すように、走行に必要な制御系統１３は、交換可能な車体２の前部に設けられるのではなく、低い位置に配置可能な本体部１０の前部に設けられる。また、電気系統１４も、低い位置に配置可能な本体部１０の後部に設けられる。このように、走行に最低限必要となる構成を本体部１０と共にまとめて低い位置に配置することで、上側の車体２の構造をシンプル、且つ軽量にすることができる。例えば、図６（ａ）に示すように、車体２のキャブ１０２には制御ユニット３１及び配電ユニット３２を配置する必要がなく、バッテリ３３も、車体２の構造物１０１の床下の低い位置に配置することが可能となる。これにより、移動体１を用いた車両１００の重心を低くすることができるため、走行性が向上する。以上より、交換可能な車体２を取り付けることで構成される車両１００の走行性を向上できる移動体を提供できる。

制御系統１３は、制御ユニット３１を有し、電気系統１４は配電ユニット３２及びバッテリ３３を有し、本体部１０には、前側から後側へ向かって順に、制御ユニット３１、配電ユニット３２、及びバッテリ３３が並べられてよい。このような構造によれば、図６（ｂ）の比較例のように、キャブ２０２に制御ユニット１３１及び配電ユニット１３２を設けることに代えて、図６（ａ）のように本体部１０に制御ユニット３１及び配電ユニット３２を設けることで、車体２側の省スペース化を図ることができる。これにより、車体２のキャブ１０２の内部が広くなった分のスペースを、空調ユニットや他の用途のスペースとして有効に用いることができる。また、低い位置に配置可能な本体部１０に制御ユニット３１及び配電ユニット３２を設けることで、当該制御ユニット３１及び配電ユニット３２も低い位置に配置することが可能となり、路面入力を低減することができる。

前輪１１は、モータ付きの車輪によって構成されてよい。この場合、左右の前輪１１の間の領域には、シャフト等を設ける必要がなくなる。従って、本体部１０のうち、左右の前輪１１に挟まれる前輪領域Ｅ２をフラットな面にすることができる。

電気系統１４のバッテリ３３は、本体部１０の内部に収容されてよい。この場合、本体部１０の外部にバッテリ３３を設ける場合に比して、バッテリ３３を強固に支持することができる。

本体部１０のサイドカバー２６は、バッテリ３３を車幅方向における外側から覆ってよい。例えば、比較例においては、図５（ｃ）に示すように、シャシー２０１の外部に配置されたバッテリ１３３をサイドガード１２６で保護する必要がある。これに対し、本実施形態では、バッテリ３３を横側から保護するサイドガードを設けなくとも、本体部１０のサイドカバー２６が、サイドガードと同様な機能を発揮することができる。

本体部１０は、バッテリ３３を車幅方向の外側へ引き出し可能な引き出し機構６０を有してよい。この場合、本体部１０に対するバッテリ３３の着脱が容易となる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の移動体１の構成は一例に過ぎず、全体的な形状、骨格部材の構造、各カバーの構造、本体部１０の内部の部品の配置等は、本発明の趣旨を超えない範囲で、適宜変更可能である。

１…移動体、２…車体、１０…本体部、１１…前輪、１２…後輪、１３…制御系統、１４…電気系統、２６…サイドカバー、３１…制御ユニット、３２…配電ユニット、３３…バッテリ、６０…引き出し機構、１００…車両。

Claims

上側に交換可能な車体が取り付けられることによって車両を構成する移動体であって、
前記車両の床下構造物を構成する本体部と、
前記本体部に設けられる前輪及び後輪と、
前記車体から切り離された状態で前記移動体を走行可能とするための、制御系統及び電気系統と、を備え、
前記本体部は車両前端部から車両後端部にわたって扁平をなす平板状に構成され、
前記本体部には、前部に前記制御系統が設けられ、当該制御系統の後側に電気系統が設けられる、移動体。
前記制御系統は、制御ユニットを有し、前記電気系統は配電ユニット及びバッテリを有し、
前記本体部には、前側から後側へ向かって順に、前記制御ユニット、前記配電ユニット、及びバッテリが並べられる、請求項１に記載の移動体。
前記前輪は、モータ付きの車輪によって構成される、請求項１又は２に記載の移動体。
前記電気系統のバッテリは、前記本体部の内部に収容される、請求項１〜３の何れか一項に記載の移動体。
前記本体部のサイドカバーは、前記バッテリを車幅方向における外側から覆う、請求項４に記載の移動体。
前記本体部は、前記バッテリを車幅方向の外側へ引き出し可能な引き出し機構を有する、請求項４又は５に記載の移動体。