JP7221840B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

本明細書に開示される技術は、電動車両に関する。なお、本明細書における電動車両とは、車輪を駆動するモータを有する自動車を広く意味する。電動車両には、例えば、外部の電力によって充電される電気自動車、モータとエンジンとを有するハイブリッド自動車、燃料電池を電源とする燃料電池車等が含まれる。

特許文献１に電動車両が開示されている。この電動車両は、ボディと、ボディの後部に配置されたスペアタイヤとを備える。

特開２００７－２７６６０５号公報

一般に、電動車両はいくつかの電気部品を備えており、そのなかには、例えば車輪を駆動するモータといった、高電圧で動作する高電圧部品も含まれている。高電圧部品は、後面衝突においてダメージを受けることがないように、車両の後面から離れて配置されることが好ましい。しかしながら、上記した電動車両のように、ボディの後部にスペアタイヤが配置されていると、後面衝突においてスペアタイヤが前方へ押し出されて、例えば高電圧部品にダメージを与えるおそれがある。本明細書は、後面衝突において低電圧部品の前方への侵襲を抑制し得る技術を提供する。

本明細書が開示する電動車両は、ボディと、ボディの後部に配置されたスペアタイヤと、ボディに固定されており、前後方向に延びるとともに、スペアタイヤを下方から支持するブレースとを備える。ブレースは、ボディに固定された前端と、前端よりも後方でボディに固定された後端と、前端と後端との間に位置する屈曲部とを有する。ブレースの屈曲部は、ブレースの前端と後端との間を結ぶ直線よりも上方に位置している。

上記した構造によると、電動車両に後面衝突が生じたときに、前後方向に延びるブレースには、その後端から前端に向けて圧縮力が作用する。このとき、ブレースの中間位置には屈曲部が存在しているので、ブレースはその屈曲部において折れ曲がるように変形する。特に、ブレースの屈曲部は、ブレースの前端と後端との間を結ぶ直線よりも上方に位置している。従って、ブレースは、屈曲部が上方へ突出するように（即ち、山折り状に）折れ曲がり、スペアタイヤを上方へ押し上げる。スペアタイヤが上方へ押し出されることで、スペアタイヤの前方への移動が抑制されるので、例えばモータといった高電圧部品や、その他の構成要素が、スペアタイヤによって侵襲されることを回避又は低減することができる。

電動車両１０の全体の構成を模式的に示す側面図。 ボディ１２の後部１２ｒにおける構成を模式的に示す側面図。 ボディ１２の後部１２ｒにおける構成を模式的に示す平面図。 ブレース３０の平面図。 ブレース３０の側面図。 後面衝突におけるブレース３０及びスペアタイヤ２４の挙動を模式的に示す図。

本技術の一実施形態にでは、ボディが、スペアタイヤの下方に位置するリアフロアパネルと、スペアタイヤの後方に位置するとともにリアフロアパネルの後端が接続されたバックパネルとを有してもよい。この場合、ブレースの前端は、リアフロアパネルに固定されており、ブレースの後端は、バックパネルに固定されていてもよい。

上記した実施形態において、リアフロアパネルが、ブレースの前端が固定された前部エリアと、その前部エリアとバックパネルとの間を延びているとともに前部エリアに対して下方に窪んでいる後部エリアとを有してもよい。このような構成によると、リアフロアパネルの後部エリアが画定する凹部の上方で、スペアタイヤをブレースによって安定して支持することができる。

本技術の一実施形態において、ブレースの後端は、ブレースの前端よりも下方に位置してもよい。このような構成によると、電動車両に後面衝突が生じたときに、ブレースを意図した形状（即ち、山折りの形状）へ変形させやすく、スペアタイヤをより確実に上方へ押し上げることができる。

本技術の一実施形態において、ブレースの屈曲部から後端までの区間は、後端に向かって下方に傾斜していてもよい。このような構成によると、電動車両に後面衝突が生じたときに、ブレースを意図した形状（即ち、山折りの形状）へ変形させやすく、スペアタイヤをより確実に上方へ押し上げることができる。

上記した実施形態において、ブレースの前端から屈曲部までの区間は、水平に延びていてもよい。但し、他の実施形態として、ブレースの前端から屈曲部までの区間は、屈曲部に向けて下方に傾斜していてもよいし、屈曲部に向けて上方に傾斜していてもよい。

本技術の一実施形態において、ブレースの前端は、スペアタイヤのハブ取付部（即ち、スペアタイヤの中心部）の下方に位置してもよい。このような構成によると、後面衝突時に変形したブレースが、スペアタイヤのハブ取付部よりも後方に位置する部分を、上方へ押し上げる。これにより、スペアタイヤは、その姿勢を変化させながら上方へ押し出されるので、前方への移動がより効果的に抑制される。

上記した実施形態において、スペアタイヤのハブ取付部は、ブレースの前端に対して着脱可能に固定されていてもよい。このように、スペアタイヤがブレースに固定された構造であると、ブレースの変形によるスペアタイヤの挙動を予期しやすい。

本技術の一実施形態において、ブレースは、スペアタイヤのサイドウォールに接触する接触面を有してもよい。このような構成によると、ブレースは、通常時において、スペアタイヤを安定して支持することができる。

上記した実施形態において、接触面の少なくとも一部は、屈曲部よりも後方に位置しているとともに、ブレースの上面において突出していてもよい。このような構成によると、ブレースは、屈曲部の形状（例えば、屈曲角度）にかかわらず、スペアタイヤを安定して支持することができる。

本技術の一実施形態において、電動車両は、スペアタイヤの前方又は下方に位置する高電圧部品をさらに備えてもよい。前述したように、電動車両に後面衝突が生じたときに、スペアタイヤはブレースによって上方へ押し上げられる。従って、スペアタイヤの前方又は下方に高電圧部品を配置することで、高電圧部品がスペアタイヤによって侵襲されることを、回避又は低減することができる。ここでいう高電圧部品とは、３０ボルトを超える交流電圧又は６０ボルトを超える直流電圧で動作する電気部品を意味する。なお、高電圧部品がスペアタイヤの前方に位置するとは、高電圧部品の少なくとも一部が、スペアタイヤの前端部分よりも前方に位置することを意味し、両者の上下方向及び左右方向における位置関係は問わないものとする。高電圧部品がスペアタイヤの下方に位置するという記載についても同様である。しかしがら、一実施形態として、スペアタイヤの少なくとも一部と、高電圧部品の少なくとも一部との間で、左右方向における位置が一致してもよい。

上記した実施形態において、スペアタイヤの前方又は下方に位置する高電圧部品は、車輪を駆動するモータと、モータに接続された電力制御ユニットとの少なくとも一方を有してもよい。このようなモータや電力制御ユニットは、高電圧で動作する高電圧部品の典型例であり、スペアタイヤの侵襲から保護される必要が高いためである。また、いくつかの実施形態では、モータや電力制御ユニットを車輪の近くに配置した結果、それらが車両後部に位置するスペアタイヤの前方及び／又は下方に位置することもある。

本明細書において単に前後方向との記載は、電動車両における前後方向を意味するものとする。同様に、単に左右方向との記載は、電動車両における左右方向を意味し、単に上下方向との記載は、電動車両における上下方向を意味する。例えば、電動車両が水平面上に配置されたときに、電動車両の上下方向は、鉛直方向と一致する。また、電動車両の左右方向は、電動車両の車軸に平行な方向であり、電動車両の前後方向は、水平面に平行かつ電動車両の車軸に垂直な方向となる。

図面を参照して、実施例の電動車両１０について説明する。図１に示すように、電動車両１０は、ボディ１２と、複数の車輪１４ｆ、１４ｒとを含む。ボディ１２は、特に限定されないが、金属で構成されている。ボディ１２の内部には、客室や荷室が画定されている。複数の車輪１４ｆ、１４ｒには、一対の前輪１４ｆと、一対の後輪１４ｒとが含まれる。なお、車輪１４ｆ、１４ｒの数については、四つに限定されない。

電動車両１０は、モータ１６と、バッテリユニット１８と、電力制御ユニット２０と、電子制御ユニット２２とをさらに備える。モータ１６は、複数の車輪１４ｆ、１４ｒの少なくとも一つ（例えば、一対の後輪１４ｒ）を駆動する。バッテリユニット１８は、電力制御ユニット２０を介してモータ１６に接続されており、モータ１６へ電力を供給する。バッテリユニット１８は、複数の二次電池セルを内蔵しており、外部の電力によって繰り返し充電可能に構成されている。電力制御ユニット２０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ及び／又はインバータを内蔵しており、バッテリユニット１８とモータ１６との間で伝達される電力を制御する。電子制御ユニット２２は、プロセッサを有しており、例えばユーザの操作に応じて電力制御ユニット２０へ制御指令を与える。なお、電動車両１０は、バッテリユニット１８に代えて、又は加えて、燃料電池ユニットや太陽電池パネルといった他の電源を備えてもよい。

ここで、モータ１６、バッテリユニット１８及び電力制御ユニット２０は、いわゆる高電圧部品であり、例えば３０ボルトを超える交流電圧又は６０ボルトを超える直流電圧で動作する電気部品である。一方、電子制御ユニット２２は、そのような高電圧部品に該当しない低電圧部品である。モータ１６、バッテリユニット１８及び電力制御ユニット２０といった高電圧部品は、電動車両１０で衝突が生じたときに、ダメージを受けないように保護されることが望まれる。従って、モータ１６、バッテリユニット１８及び電力制御ユニット２０は、自動車ボディ１２の後部１２ｒに配置されているが、後面衝突による損傷を避けるために、電動車両１０の後面１０ｒからは離れて配置されている。

図１－図３に示すように、電動車両１０は、スペアタイヤ２４と、そのスペアタイヤ２４を支持するブレース３０とをさらに備える。スペアタイヤ２４は、ボディ１２の後部１２ｒに配置されている。特に限定されないが、スペアタイヤ２４は平置きされている。ここでいう平置きとは、スペアタイヤ２４の中心軸（回転軸）が上下方向に平行、又は、当該中心軸と上下方向とが成す角度が４５度未満であることを意味する。なお、本実施例の電動車両１０では、スペアタイヤ２４の中心軸が上下方向に対して平行となるように、スペアタイヤ２４がボディ１２に対して固定されている。

ボディ１２の後部１２ｒは、リアフロアパネル４０とバックパネル４８とを有する。リアフロアパネル４０は、スペアタイヤ２４の下方に位置しており、ボディ１２の後部１２ｒにおいてフロアを形成している。バックパネル４８は、スペアタイヤ２４の後方に位置しており、ボディ１２の後部１２ｒにおいて後壁を形成している。バックパネル４８には、リアフロアパネル４０の後端４０ｂが接続されている。スペアタイヤ２４は、リアフロアパネル４０、バックパネル４８及び一対のサイドパネル（図示省略）で画定された荷室に配置されている。また、ボディ１２は、バックパネル４８の後方に配置されたバンパリインフォースメント５０をさらに備える。バンパリインフォースメント５０は、バックパネル４８に沿って左右方向に延びている。

ブレース３０は、ボディ１２に固定されており、前後方向に延びている。ブレース３０は、スペアタイヤ２４の下方に位置しており、スペアタイヤ２４を下方から支持している。ブレース３０は、例えばスチール材といった金属で構成されている。但し、他の実施形態として、ブレース３０は、繊維強化樹脂といった他の材料で構成されてもよい。ブレース３０の前端３０ａは、リアフロアパネル４０に固定されており、ブレース３０の後端３０ｂは、バックパネル４８に固定されている。ブレース３０の前端３０ａは、タイヤ取付部３２を有しており、スペアタイヤ２４のハブ取付部２６の下方に位置している。タイヤ取付部３２には、タイヤ締結具３６によってスペアタイヤ２４のハブ取付部２６が固定されている。タイヤ締結具３６は、例えばつまみ付きのねじ部材であり、ユーザが容易に締め付けたり、緩めたりすることができる。これにより、スペアタイヤ２４のハブ取付部２６は、ブレース３０の前端３０ａに対して着脱可能となっている。

特に限定されないが、ブレース３０の前端３０ａ及び後端３０ｂは、それぞれ一つ又は複数のボルト５２によって固定されている。但し、他の実施形態として、ブレース３０の前端３０ａ及び／又は後端３０ｂは、ボディ１２に対して溶接又は他の態様で固定されてもよい。ブレース３０の前端３０ａ及び後端３０ｂは、リアフロアパネル４０やバックパネル４８に限られず、ボディ１２の任意の部位に固定されることができる。ブレース３０の後端３０ｂが、ブレース３０の前端３０ａよりも後方において、ボディ１２に固定されていればよい。また、ブレース３０の長手方向は、前後方向に平行でなくてもよく、ブレース３０の一部又は全体が、上下方向及び／又は左右方向に傾いており、前後方向に対して角度を成していてもよい。

一例ではあるが、本実施例におけるリアフロアパネル４０は、ブレース３０の前端３０ａが固定された前部エリア４２と、前部エリア４２とバックパネル４８との間を延びている後部エリア４４とを備える。後部エリア４４は、前部エリア４２に対して下方に窪んでおり、前部エリア４２とバックパネル４８との間に凹部４６を画定している。ブレース３０は、リアフロアパネル４０の凹部４６を跨いで延びており、当該凹部４６の上方でスペアタイヤ２４を支持している。なお、リアフロアパネル４０の凹部４６には、前述した電子制御ユニット２２が配置されている。また、凹部４６の前方には、モータ１６及び電力制御ユニット２０が配置されている。モータ１６及び電力制御ユニット２０は、スペアタイヤ２４の下方であって、かつ、前方に位置している。

図４、図５に示すように、ブレース３０は、前端３０ａと後端３０ｂとの間に位置する屈曲部３０ｃを有しており、概して山折り状に屈曲した形状を有している。従って、ブレース３０の前端３０ａと後端３０ｂとの間を直線Ｌで結んだときに、ブレース３０の屈曲部３０ｃが当該直線Ｌよりも上方に位置する。ここで、ブレース３０はある程度の厚みを有しており、かつ、ボディ１２に固定される前端３０ａ及び後端３０ｂの各部分は、ボディ１２の形状に応じて様々な形状を有し得る。従って、ブレース３０の形状を正確に定義すると、図５に示すように、ブレース３０の前端３０ａと後端３０ｂとの間の区間３０ｄ、３０ｅにおいて、ブレース３０の長手方向に延びる中心軸Ａに着目したときに、屈曲部３０ｃにおける中心軸Ａの位置Ａ３が、中心軸Ａの両端Ａ１、Ａ２を結ぶ直線Ｌよりも上方に位置する。なお、ブレース３０には、一つに限られず、複数の屈曲部３０ｃが設けられてもよい。この場合、複数の屈曲部３０ｃのうちの少なくとも一つが、ブレース３０の前端３０ａと後端３０ｂとの間を結ぶ直線Ｌよりも上方に位置すればよい。

上記した構造によると、図６に示すように、電動車両１０に後面衝突が生じたときに、前後方向に延びるブレース３０には、その後端３０ｂから前端３０ａに向けて圧縮力が作用する。このとき、ブレース３０の中間位置には屈曲部３０ｃが存在しているので、ブレース３０はその屈曲部３０ｃにおいて折れ曲がるように変形する。特に、ブレース３０の屈曲部３０ｃは、ブレース３０の前端３０ａと後端３０ｂとの間を結ぶ直線Ｌよりも上方に位置している（図５参照）。従って、ブレース３０は、屈曲部３０ｃが上方へ突出するように（即ち、山折り状に）折れ曲がり、スペアタイヤ２４を上方へ押し上げる。スペアタイヤ２４が上方へ押し出されることで、スペアタイヤ２４の前方への移動が抑制されるので、例えばモータ１６や電力制御ユニット２０といった高電圧部品のように、スペアタイヤ２４の前方及び／又は下方に位置する構成要素が、スペアタイヤ２４によって侵襲されることを回避又は低減することができる。なお、ブレース３０の前端３０ａの厚みは、それに隣接する区間３０ｄの厚みよりも大きい。従って、前端３０ａとそれに隣接する区間３０ｄとの境界位置では応力が集中しやすく、その位置でもブレース３０が折れ曲がることが想定されている。

本実施例の電動車両１０では、特に限定されないが、ブレース３０の後端３０ｂが、ブレース３０の前端３０ａよりも下方に位置している。このような構成によると、電動車両１０に後面衝突が生じたときに、ブレース３０を意図した形状（即ち、図６に示す山折りの形状）へ変形させやすく、スペアタイヤ２４をより確実に上方へ押し上げることができる。加えて、図４、図５に示すように、ブレース３０の屈曲部３０ｃから後端３０ｂまでの区間３０ｅは、後端３０ｂに向かって下方に傾斜している。この点においても、電動車両１０に後面衝突が生じたときに、ブレース３０を意図した形状へ変形させやすく、スペアタイヤ２４をより確実に上方へ押し上げることができる。一方、ブレース３０の前端３０ａから屈曲部３０ｃまでの区間３０ｄについては、特に限定されないが、前後方向に沿って水平に延びている。

前述したように、ブレース３０の前端３０ａは、スペアタイヤ２４のハブ取付部２６の下方に位置している。このような構成によると、後面衝突時に変形したブレース３０が、スペアタイヤ２４のハブ取付部２６よりも後方に位置する部分を、上方へ押し上げる。これにより、スペアタイヤ２４は、その姿勢を変化させながら上方へ押し出されるので、前方への移動がより効果的に抑制される。また、スペアタイヤ２４のハブ取付部２６は、ブレース３０の前端３０ａに対して固定されている。このように、スペアタイヤ２４がブレース３０に固定されていると、ブレース３０の変形によるスペアタイヤ２４の挙動を予期しやすい。

本実施例の電動車両１０では、図２、図４、図５に示すように、ブレース３０が、スペアタイヤ２４のサイドウォール２８に接触するタイヤ接触面３４を有する。タイヤ接触面３４の少なくとも一部は、屈曲部３０ｃよりも後方に位置しており、ブレース３０の上面において突出している。このような構成によると、ブレース３０は、屈曲部３０ｃの形状（例えば、屈曲角度）にかかわらず、屈曲部３０ｃから後端３０ｂに向けて下方に傾斜する区間３０ｅにおいても、スペアタイヤ２４を安定して支持することができる。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

１０：電動車両
１２：ボディ
１２ｒ：ボディの後部
１４：車輪
１６：モータ
１８：バッテリユニット
２０：電力制御ユニット
２２：電子制御ユニット
２４：スペアタイヤ
２６：スペアタイヤのハブ取付部
２８：スペアタイヤのサイドウォール
３０：ブレース
３０ａ：ブレースの前端
３０ｂ：ブレースの後端
３０ｃ：ブレースの屈曲部
３０ｄ：ブレースの前端から屈曲部までの区間
３０ｅ：ブレースの屈曲部から後端までの区間
３２：タイヤ取付部
３４：タイヤ接触面
３６：タイヤ締結具
４０：リアフロアパネル
４２：リアフロアパネルの前部エリア
４４：リアフロアパネルの後部エリア
４６：凹部
４８：バックパネル
５０：リアバンパリインフォースメント
５２：ボルト

Claims (10)

1. 電動車両であって、
   ボディと、
   前記ボディの後部に配置されたスペアタイヤと、
   前記ボディに固定されており、前後方向に延びるとともに、前記スペアタイヤを下方から支持するブレースとを備え、
   前記ブレースは、前記ボディに固定された前端と、前記前端よりも後方で前記ボディに固定された後端と、前記前端と前記後端との間に位置する屈曲部とを有し、
   前記ブレースの前記屈曲部は、前記ブレースの前記前端と前記後端との間を結ぶ直線よりも上方に位置し、
   前記ボディは、前記スペアタイヤの下方に位置するリアフロアパネルと、前記スペアタイヤの後方に位置するとともに前記リアフロアパネルの後端が接続されたバックパネルとを有し、
   前記ブレースの前記前端は、前記リアフロアパネルに固定されており、
   前記ブレースの前記後端は、前記バックパネルに固定されており、
   前記リアフロアパネルは、前記ブレースの前記前端が固定された前部エリアと、前記前部エリアと前記バックパネルとの間を延びているとともに前記前部エリアに対して下方に窪んでいる後部エリアとを有する、
   電動車両。
2. 電動車両であって、
   ボディと、
   前記ボディの後部に配置されたスペアタイヤと、
   前記ボディに固定されており、前後方向に延びるとともに、前記スペアタイヤを下方から支持するブレースとを備え、
   前記ブレースは、前記ボディに固定された前端と、前記前端よりも後方で前記ボディに固定された後端と、前記前端と前記後端との間に位置する屈曲部とを有し、
   前記ブレースの前記屈曲部は、前記ブレースの前記前端と前記後端との間を結ぶ直線よりも上方に位置し、
   前記ブレースの前記後端は、前記ブレースの前記前端よりも下方に位置する、
   電動車両。
3. 電動車両であって、
   ボディと、
   前記ボディの後部に配置されたスペアタイヤと、
   前記ボディに固定されており、前後方向に延びるとともに、前記スペアタイヤを下方から支持するブレースとを備え、
   前記ブレースは、前記ボディに固定された前端と、前記前端よりも後方で前記ボディに固定された後端と、前記前端と前記後端との間に位置する屈曲部とを有し、
   前記ブレースの前記屈曲部は、前記ブレースの前記前端と前記後端との間を結ぶ直線よりも上方に位置し、
   前記ブレースの前記屈曲部から前記後端までの区間は、前記後端に向かって下方に傾斜している、
   電動車両。
4. 前記ブレースの前記前端から前記屈曲部までの区間は、水平に延びている、請求項３に記載の電動車両。
5. 前記ブレースの前記前端は、前記スペアタイヤのハブ取付部の下方に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両。
6. 前記スペアタイヤの前記ハブ取付部は、前記ブレースの前記前端に対して着脱可能に固定されている、請求項５に記載の電動車両。
7. 前記ブレースは、前記スペアタイヤのサイドウォールに接触する接触面を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電動車両。
8. 前記接触面の少なくとも一部は、前記屈曲部よりも後方に位置しているとともに、前記ブレースの上面において突出している、請求項７記載の電動車両。
9. 前記スペアタイヤの前方又は下方に位置する高電圧部品をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の電動車両。
10. 前記高電圧部品は、車輪を駆動するモータと、前記モータに接続された電力制御ユニットとの少なくとも一方を有する、請求項９に記載の電動車両。

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