JP5966865B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、電池パックと、この電池パックが接合された被接合体と、を車体に有する車両に関する。

電池パックを搭載した車両として、例えば、特許文献１に開示のフォークリフトが挙げられる。特許文献１のフォークリフトはバッテリ（電池パックに相当）を搭載しており、このバッテリは車体に形成された箱状の空間部に収納されている。また、特許文献１のフォークリフトは、車体からの衝撃を緩和してバッテリを保護するための構成を有している。図５に示すように、フォークリフトのフレーム部材８０には、複数の孔８０ａが形成されるとともに、フレーム部材８０の下面にはバネ固定部材８１が固定されている。また、バッテリ８２の下面には底面受部材８４が固定され、この底面受部材８４の下面にはＵ字形部材８５が固定されている。バネ固定部材８１には、バネ８６の一端が固定されるとともに、フレーム部材８０の孔８０ａを貫通したバネ８６の他端はＵ字形部材８５に固定されている。そして、バッテリ８２は、複数のバネ８６によってバネ固定部材８１に支持されている。よって、車体からの衝撃は、複数のバネ８６に吸収され、衝撃からバッテリ８２が保護されている。

特許第３０９６８００号

ところで、特許文献１においては、バネ８６によって衝撃が吸収されても、衝撃を吸収したバネ８６が振動し続けてしまい、バッテリ８２の不安定な支持状態が続くという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体からの衝撃を緩和して電池パックを保護することができ、かつ衝撃緩和後に電池パックの振動を速やかに抑えることができる車両を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、電池パックと、前記電池パックが接合された被接合体と、を車体に有する車両において、前記電池パックは、前記電池パックの底部の外面と、該外面に対向する前記被接合体の支持面との間に介装された第１の緩衝部材及び第２の緩衝部材によって前記被接合体に接合された状態で支持されており、前記第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材は、前記外面と前記支持面とをそれぞれ独立して支持しており、前記第１の緩衝部材の弾性率は、前記第２の緩衝部材の弾性率より大きく、前記第２の緩衝部材の減衰率は、前記第１の緩衝部材の減衰率より大きく設定されていることを要旨とする。

これによれば、車体からの衝撃は、第１の緩衝部材及び第２の緩衝部材のうち第１の衝撃部材によってほぼ吸収される。このため、電池パックが被接合体に直接連結されている場合と比べると電池パックに伝わる衝撃が緩和される。さらに、衝撃を吸収することで第１の緩衝部材が振動するが、その振動は第２の緩衝部材によって減衰され、電池パックの振動を速やかに抑えることができる。

また、前記車両は産業車両であり、前記被接合体は、前記産業車両のカウンタウェイト
であって、前記第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材は前記カウンタウェイトと熱的に結合され、前記第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材の少なくとも一方は、前記電池パックで発生した熱を前記カウンタウェイトに熱伝導可能な熱伝導材料によって形成されていてもよい。

これによれば、電池パックで発生した熱は、熱伝導材料製の第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材の少なくとも一方を伝わってカウンタウェイトに伝わり、カウンタウェイトから放熱される。このため、電池パックに熱が篭もることが抑制され、電池パックを冷却することができる。

また、前記第２の緩衝部材は前記第１の緩衝部材を囲む状態に設けられていてもよい。

これによれば、第１の緩衝部材の振動を、第２の緩衝部材に効率良く伝達し、第１の緩衝部材を効率良く減衰させることができる。
また、前記第１の緩衝部材は、前記電池パックの底部の外面と、該外面に対向する前記被接合体の支持面との間に複数介装されており、前記第２の緩衝部材は、前記第１の緩衝部材に囲まれた状態に設けられていてもよい。
またこの場合、前記第１の緩衝部材は、前記被接合体の支持面に沿うように前記電池パックの底部に延設された取付片の外面と前記被接合体の支持面との間に介装され、前記第２の緩衝部材は、前記電池パックの底部の外面と前記被接合体の支持面との間に介装されていてもよい。

本発明によれば、車体からの衝撃を緩和して電池パックを保護することができ、かつ衝撃緩和後に電池パックの振動を速やかに抑えることができる。

実施形態のフォークリフトを示す側面図。 電池パック、第１の緩衝部材、第２の緩衝部材、及びカウンタウェイトを示す分解斜視図。 （ａ）は電池パックの支持構造を示す断面図、（ｂ）は支持構造によって衝撃が吸収された状態を示す断面図。 電池パックの支持構造の別例を示す斜視図。 背景技術を示す図。

以下、本発明の車両を産業車両としてのフォークリフトに具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
まず、以下の説明において「前」「後」「左」「右」「上」「下」は、フォークリフトの運転者がフォークリフトの前方を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「左」「右」「上」「下」を示すものとする。

図１に示すように、フォークリフト１０の車体１１の前下部には駆動輪１２が設けられているとともに、車体１１の後下部には操舵輪１３が設けられている。また、車体１１の前部には、荷役装置が設けられている。荷役装置を構成するマスト１４は、車体１１の前部に立設されているとともに、当該マスト１４にはリフトブラケット１５を介して左右一対のフォーク１６が設けられている。そして、フォーク１６は、マスト１４に連結されたリフトシリンダ１７の駆動により、リフトブラケット１５とともに昇降される。また、フォーク１６は、マスト１４に連結されたティルトシリンダ１８の駆動により、マスト１４とともに傾動される。フォーク１６には、積荷１９が搭載される。車体１１には、駆動輪１２の駆動源となる走行用モータＭ１と、フォーク１６の駆動源となる荷役用モータＭ２が搭載されている。

また、車体１１の中央には、運転室２０が設けられている。運転室２０には、作業者（運転者）が着座可能な運転シート２１が設けられている。運転シート２１の前方にはハンドル２２が設けられている。車体１１において、運転室２０の下部には収納室２４が車体１１の上方に開口する状態に設けられている。そして、収納室２４には電池パック３０が収納されている。収納室２４の上方は蓋部材２５によって閉塞されるとともに、収納室２４には電池パック３０の支持構造が設けられている。

図３（ａ）に示すように、収納室２４の底面２４ａには、フォーク１６に搭載される積荷１９とつりあいをとるための矩形板状のカウンタウェイト３１が固定されている。なお、カウンタウェイト３１は、例えば、鉄から形成されている。カウンタウェイト３１において、底面２４ａに支持される面を設置面３１ａとし、カウンタウェイト３１の厚み方向に設置面３１ａと反対側の面を支持面３１ｂとすると、支持面３１ｂは平坦面状に形成されている。

図２及び図３（ａ）に示すように、電池パック３０において、金属製のケース３２には複数の電池モジュール４０が収容されている。ケース３２は、開口部３２ａを有する直方体状のケース本体３３と、ケース本体３３の開口部３２ａを閉塞する矩形平板状の蓋３４とからなる。ケース本体３３は、矩形板状の底部３３ａと、この底部３３ａの周縁から立設された四角筒状の周壁３３ｂとから形成されている。なお、電池モジュール４０は、電池セルとしての角型電池４１（リチウムイオン二次電池）を複数並設して構成されている。

カウンタウェイト３１の支持面３１ｂと、電池パック３０の底部３３ａの外面３３ｄとは、金属コイルバネ製の第１の緩衝部材５１及び矩形板状の第２の緩衝部材５２を介して接合されている。したがって、本実施形態では、カウンタウェイト３１が被接合体を構成している。また、第１の緩衝部材５１は熱伝導材料によって形成されている。

第１の緩衝部材５１は、支持面３１ｂの四隅に一端が取り付けられるとともに、他端がケース本体３３の底部３３ａの外面３３ｄに取り付けられている。よって、電池パック３０は複数の第１の緩衝部材５１を介してカウンタウェイト３１に支持されるとともに、第１の緩衝部材５１を介してカウンタウェイト３１と熱的に結合されている。また、第１の緩衝部材５１は、電池パック３０の重量によって若干圧縮された状態でカウンタウェイト３１とケース本体３３との間に介装され、電池パック３０を上方に向けて付勢している。

矩形板状の第２の緩衝部材５２は、ゴムにフィラーを混在させて形成され、熱伝導材料によって形成されている。また、第２の緩衝部材５２は、厚み方向（上下方向）に弾性変形可能である。なお、第１の緩衝部材５１と第２の緩衝部材５２とでは、第１の緩衝部材５１の方が第２の緩衝部材５２よりも弾性率が大きく設定されている。また、第１の緩衝部材５１と第２の緩衝部材５２とでは、第２の緩衝部材５２の方が第１の緩衝部材５１よりも減衰率が大きく設定されている。なお、弾性率とは、第１の緩衝部材５１の軸方向への変形のしにくさ、及び第２の緩衝部材５２の厚み方向への変形のしにくさを表す物性値である。本実施形態では、第１の緩衝部材５１の方が第２の緩衝部材５２より弾性率が大きいため、第１の緩衝部材５１は軸方向へ変形しにくい分、電池パック３０を支持しつつ車体１１からの衝撃を吸収する。また、減衰率とは、減衰の特性を表す係数である。本実施形態では、第２の緩衝部材５２の方が第１の緩衝部材５１より減衰率が大きい。そして、上述のように第２の緩衝部材５２は弾性率が第１の緩衝部材５１より小さく厚み方向へ変形しやすいが、減衰率が大きい分だけ第１の緩衝部材５１の振動を減衰させて、第１の緩衝部材５１の振動を小さくする。

第２の緩衝部材５２の平面形状は、カウンタウェイト３１の平面形状と同じであり、第２の緩衝部材５２の平面のうち、厚み方向両端面に位置し、かつ面積の最も大きい面の一方を第１の接触面５２ａとし、他方の面を第２の接触面５２ｂとする。第１の接触面５２ａと第２の接触面５２ｂはそれぞれ平坦面状に形成されている。第２の緩衝部材５２の第１の接触面５２ａは、カウンタウェイト３１の支持面３１ｂに対し全体に亘って面接触した状態で接合されるとともに、カウンタウェイト３１と第２の緩衝部材５２は熱的に結合されている。

また、第２の緩衝部材５２の四隅には、貫通孔５２ｃが第２の緩衝部材５２の厚み方向に形成されている。そして、各貫通孔５２ｃには、第１の緩衝部材５１が挿入されている。また、第２の緩衝部材５２の厚みは、第１の緩衝部材５１の軸方向への長さより若干短く設定されている。よって、各第１の緩衝部材５１は、第２の緩衝部材５２によって軸方向周りの全周に亘って囲まれるとともに、軸方向全体に亘って第２の緩衝部材５２に囲まれている。

第２の緩衝部材５２の第２の接触面５２ｂには、底部３３ａの外面３３ｄが面接触した状態で接合されるとともに、電池パック３０と第２の緩衝部材５２は熱的に結合されている。よって、電池パック３０は第２の緩衝部材５２を介してカウンタウェイト３１に支持されるとともに、第２の緩衝部材５２を介してカウンタウェイト３１と熱的に結合されている。また、第２の緩衝部材５２は、厚み方向に若干圧縮された状態でカウンタウェイト３１と電池パック３０との間に介装されている。

次に、フォークリフト１０の作用について記載する。
フォークリフト１０の走行中、路面の凹凸等に駆動輪１２や操舵輪１３が乗り上げると、車体１１に衝撃が発生する。図３（ｂ）に示すように、この衝撃は第１の緩衝部材５１の弾性変形による振動によって吸収され、衝撃が電池パック３０に直接伝わることが防止される。衝撃を吸収することで第１の緩衝部材５１が振動するが、この第１の緩衝部材５１の振動は電池パック３０を介して第２の緩衝部材５２に伝わり、第２の緩衝部材５２によって振動が減衰される。

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）電池パック３０とカウンタウェイト３１とを、第１の緩衝部材５１及び第２の緩衝部材５２によって接合した。そして、第１の緩衝部材５１と第２の緩衝部材５２とで弾性率及び減衰率を異ならせた。その結果、第１の緩衝部材５１で車体１１からの衝撃を吸収して電池パック３０を保護しつつ、第１の緩衝部材５１の振動を第２の緩衝部材５２で減衰させて電池パック３０の振動を速やかに抑えることができる。よって、車体１１からの衝撃があっても、その衝撃緩和後に電池パック３０を速やかに安定な状態にすることができる。そして、第１の緩衝部材５１及び第２の緩衝部材５２によって衝撃を速やかに吸収することができるため、角型電池４１として、部品点数や締結点の多いリチウム二次電池を採用しても、部品間や締結点の緩みや位置ずれを減らし、電池パック３０の信頼性の低下を防止することができる。

（２）第１の緩衝部材５１及び第２の緩衝部材５２を介して、電池パック３０とカウンタウェイト３１を熱的に結合した。よって、電池パック３０で発生した熱を、第１の緩衝部材５１及び第２の緩衝部材５２を介してカウンタウェイト３１に伝え、カウンタウェイト３１から放熱させることができる。したがって、電池パック３０に熱が篭もることを防止して、電池パック３０を冷却することができる。

（３）第２の緩衝部材５２を、ゴムにフィラーを混在させて熱伝導性を有する部材とした。よって、電池パック３０で発生した熱を第２の緩衝部材５２を介してカウンタウェイト３１に効率良く放熱することができる。

（４）第２の緩衝部材５２は矩形板状に形成され、第２の緩衝部材５２の第１の接触面５２ａは、カウンタウェイト３１の支持面３１ｂに面接触している。よって、電池パック３０で発生した熱を第２の緩衝部材５２を介してカウンタウェイト３１に効率良く伝えることができる。

（５）第１の緩衝部材５１は、第２の緩衝部材５２の貫通孔５２ｃに挿入された状態に設けられ、第１の緩衝部材５１は第２の緩衝部材５２によって囲まれている。このため、第１の緩衝部材５１の振動を、第２の緩衝部材５２に効率良く伝達し、第１の緩衝部材５１の振動を効率良く減衰させることができる。

（６）第１の緩衝部材５１は、カウンタウェイト３１の四隅に設けられているため、第１の緩衝部材５１によって電池パック３０を安定した状態に支持することができ、結果として衝撃を電池パック３０に伝えにくくすることができる。

（７）第１の緩衝部材５１及び第２の緩衝部材５２は、電池パック３０とカウンタウェイト３１との間に設けられている。このため、第１の緩衝部材５１及び第２の緩衝部材５２は、衝撃の吸収機能と、電池パック３０の放熱性の向上機能を兼ね備え、各機能を発揮させる部材を別々に車体１１に設ける場合と異なり、電池パック３０の支持構造を簡素化することができる。

（８）第１の緩衝部材５１としてコイルバネを採用したため、車体１１からの衝撃を効果的に吸収することができ、しかも、電池パック３０の支持構造を簡素化することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、第１の緩衝部材５１をコイルバネ製としたが、第１の緩衝部材５１は流体圧シリンダ、空気バネ、板バネ等、弾性率が第２の緩衝部材５２より大きいものであれば適宜変更してもよい。

○ 実施形態では、第２の緩衝部材５２をゴムにフィラーを混在させたものとしたが、スポンジやショックアブソーバー等、減衰率が第１の緩衝部材５１よりも大きいものであれば適宜変更してもよい。

○ 実施形態では、第１の緩衝部材５１をカウンタウェイト３１の四隅に配置したが、第１の緩衝部材５１の配置位置は適宜変更してもよい。
○ 実施形態では、第２の緩衝部材５２の平面形状をカウンタウェイト３１の平面形状と同じにしたが、これに限らない。第２の緩衝部材５２の平面形状は、カウンタウェイト３１の平面形状より大きくても小さくてもよい。

第２の緩衝部材５２は、四つの第１の緩衝部材５１で囲まれる領域に配置されていてもよい。
又は、第２の緩衝部材５２を筒状に形成し、カウンタウェイト３１の四隅に第２の緩衝部材５２を立設させるとともに、その第２の緩衝部材５２の内側に第１の緩衝部材５１を挿入してもよい。

○ 実施形態では、第１の緩衝部材５１と第２の緩衝部材５２を、カウンタウェイト３１と電池パック３０の間に介装したが、これに限らない。
図４に示すように、カウンタウェイト３１の平面形状を電池パック３０における底部３３ａの平面形状より一回り大きく形成する。また、ケース３２の周壁３３ｂの外面から取付片３３ｃを延設し、各取付片３３ｃと、カウンタウェイト３１の支持面３１ｂとの間に第１の緩衝部材５１を介装し、電池パック３０とカウンタウェイト３１を第１の緩衝部材５１で接合する。このとき、カウンタウェイト３１の支持面３１ｂと、底部３３ａの外面３３ｄとの間には、第２の緩衝部材５２が介装され、電池パック３０とカウンタウェイト３１が第２の緩衝部材５２で連結されている。

○ 実施形態では、被接合体をカウンタウェイト３１に具体化したが、被接合体は車体１１そのものであってもよい。
○ 実施形態では、角型電池４１としてリチウムイオン二次電池に具体化したが、ニッケル水素二次電池等に変更してもよい。

○ カウンタウェイト３１は矩形板状であったが、側面視Ｌ字状、側面視Ｔ字状等、どのような形状であってもよい。
○ 実施形態では、産業車両としてフォークリフト１０に具体化したが、その他の産業車両、例えば、パワーショベルなどに具体化してもよい。

○ 実施形態では、車両として産業車両に具体化したが、電気自動車、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車等に具体化してもよい。この場合、被接合体は、カウンタウェイト３１ではなくヒートシンク等になる。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記第２の緩衝部材は、前記カウンタウェイトに面接触している請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両。

（ロ）前記第１の緩衝部材はコイルバネによって形成されている請求項１〜請求項３、及び技術的思想（イ）のうちいずれか一項に記載の車両。

１０…車両及び産業車両としてのフォークリフト、１１…車体、３０…電池パック、３１…被接合体としてのカウンタウェイト、３１ｂ…支持面、３３ａ…底部、３３ｄ…外面、５１…第１の緩衝部材、５２…第２の緩衝部材。

Claims (5)

1. 電池パックと、
   前記電池パックが接合された被接合体と、を車体に有する車両において、
   前記電池パックは、前記電池パックの底部の外面と、該外面に対向する前記被接合体の支持面との間に介装された第１の緩衝部材及び第２の緩衝部材によって前記被接合体に接合された状態で支持されており、
   前記第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材は、前記外面と前記支持面とをそれぞれ独立して支持しており、
   前記第１の緩衝部材の弾性率は、前記第２の緩衝部材の弾性率より大きく、
   前記第２の緩衝部材の減衰率は、前記第１の緩衝部材の減衰率より大きく設定されていることを特徴とする車両。
2. 前記車両は産業車両であり、前記被接合体は、前記産業車両のカウンタウェイトであって、前記第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材は前記カウンタウェイトと熱的に結合され、前記第１の緩衝部材及び前記第２の緩衝部材の少なくとも一方は、前記電池パックで発生した熱を前記カウンタウェイトに熱伝導可能な熱伝導材料によって形成されている請求項１に記載の車両。
3. 前記第２の緩衝部材は前記第１の緩衝部材を囲む状態に設けられている請求項１又は請求項２に記載の車両。
4. 前記第１の緩衝部材は、前記電池パックの底部の外面と、該外面に対向する前記被接合体の支持面との間に複数介装されており、前記第２の緩衝部材は、前記第１の緩衝部材に囲まれた状態に設けられている請求項１又は請求項２に記載の車両。
5. 前記第１の緩衝部材は、前記被接合体の支持面に沿うように前記電池パックの底部に延設された取付片の外面と前記被接合体の支持面との間に介装され、前記第２の緩衝部材は、前記電池パックの底部の外面と前記被接合体の支持面との間に介装されている請求項４に記載の車両。