電気自動車
【課題】本発明は、衝突時、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくする電気自動車を提供する。
【解決手段】本発明の電気自動車は、車両を駆動する機器で構成されるパワーユニット１６と、弾性を有するブッシュ２０，３５を介して当該パワーユニット１６を保持するマウントフレーム３０とを有して構成されるパワーマウントユニット１５を設け、パワーマウントユニット１５を車両前後方向端側に搭載する車体１を設け、パワーユニット１５と隣接して車体１の前後方向中央側に搭載された電力源となるバッテリユニット１０を設け、衝突時、衝撃荷重が車体１の端部から入力されると、マウントフレーム３０を車体から分離させ、パワーマウントユニット１５をバッテリユニット１０から逃げる方向へ変位させる逃げ手段Ｔを設ける構成を採用した。同構成により、車両衝突時、パワーユニット１５が、バッテリユニット１０から逃げて、該バッテリユニット１０との衝突を遅らせる。
【解決手段】本発明の電気自動車は、車両を駆動する機器で構成されるパワーユニット１６と、弾性を有するブッシュ２０，３５を介して当該パワーユニット１６を保持するマウントフレーム３０とを有して構成されるパワーマウントユニット１５を設け、パワーマウントユニット１５を車両前後方向端側に搭載する車体１を設け、パワーユニット１５と隣接して車体１の前後方向中央側に搭載された電力源となるバッテリユニット１０を設け、衝突時、衝撃荷重が車体１の端部から入力されると、マウントフレーム３０を車体から分離させ、パワーマウントユニット１５をバッテリユニット１０から逃げる方向へ変位させる逃げ手段Ｔを設ける構成を採用した。同構成により、車両衝突時、パワーユニット１５が、バッテリユニット１０から逃げて、該バッテリユニット１０との衝突を遅らせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体にパワーマウントユニットを支持する構造を改善した電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車では、信頼性の向上、コストの低減、開発期間の短縮のために、内燃エンジンを搭載する車両の車体を活用して、電動モータなどで構成されたパワーユニットや電力源となるバッテリユニットを搭載する場合がある。具体的には、特許文献１に示されるように車体の前後方向の端部に形成したエンジンルームをそのままパワーユニットルームとして用いてパワーユニットを搭載したり、車体の中央に形成されている客室の床下にバッテリユニットを搭載したりすることが行われている。
【０００３】
電気自動車は、上記したように車体の中央と端部とにおいて、機器を搭載するスペースが確保されやすいために、構造上、パワーユニットとバッテリユニットとは、互い隣接した位置関係で搭載されるというレイアウトが強いられやすい。特に電気自動車の航続距離は、搭載されるバッテリの電気的容量に依存する割合が大きく、極力大きなバッテリを搭載したいという要求があるため、隣接したパワーユニットとバッテリユニットとの隙間を大きくとることが困難である。そのため、電気自動車は、パワーユニットとバッテリユニットとが接近することになる。
【０００４】
ところで、パワーユニットは、駆動反力に耐えるなどのため、かなり支持剛性を要する。このため、電気自動車では、特許文献１に開示されているようにパワーユニットをブッシュを介してマウントフレームに保持させて、剛性が確保しやすいパワーマウントユニットを得、これを車体の各部に支持することが行われる。具体的には、パワーユニットを保持したマウントフレームの車体前後方向の各端部を、車体のサイドフレームやクロスメンバなど車体の主たる骨格部に締結させて、高い支持剛性を確保することが行われている。
【０００５】
ところが、特許文献１のような単に骨格部に、パワーマウントユニットのマウントフレームを締結する構造だと、衝突時、車体の端部から衝撃荷重が加わると、パワーマウントユニットが車体の一緒に、隣接するバッテリユニットへ向って変位する。このため、パワーマウントユニットが、バッテリユニットと衝突しやすい問題がある。
一方、マウントフレームの支持に関して、内燃エンジンを搭載した車両では、特許文献２に開示されているように衝突時に生じるサイドフレームの変形を損なわないよう、サイドフレームの途中部分と締結しているマウントフレームの車幅方向両側の部分をサイドフレームから分離する構造は見られる。
【特許文献１】特開平８−３１０２５２号公報
【特許文献２】特開２００７−９０９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、内燃エンジンを搭載した車両は、電気自動車のようにバッテリユニットとパワーユニットとを接近させて配置することがないので、特許文献２のようにマウントフレームの前後部は車体に締結される構造となる。
このため、同構造だと、衝突時、パワーマウントユニットは、サイドフレームと共に変位するので、パワーユニットとバッテリユニットとが接近して配置されるような電気自動車に対しては、パワーユニットとバッテリユニットとが衝突しにくくなる効果は全く期待できず、パワーユニットがバッテリユニットと衝突しやすい傾向は解消されない。特に電気自動車は、かなり接近してパワーマウントユニットとバッテリユニットとが隣接して配置される傾向にあるので、この点の改善が求められている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、衝突時、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくする電気自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、車両を駆動する機器で構成されるパワーユニットと、弾性を有するブッシュを介して当該パワーユニットを保持するマウントフレームとを有して構成されるパワーマウントユニットを設け、パワーマウントユニットを車両前後方向端側に搭載する車体を設け、パワーユニットと隣接して車体の前後方向中央側に搭載された電力源となるバッテリユニットを設け、衝突時、衝撃荷重が車体の端部から入力されると、マウントフレームを車体から分離させ、パワーマウントユニットをバッテリユニットから逃げる方向へ変位させる逃げ手段を設けた。
【０００９】
同構成により、車両端部の衝突時、パワーマウントユニットは、バッテリユニットに対し逃げる方向に変位し、バッテリユニットとの衝突を遅らせる。
請求項２に記載の発明は、パワーユニットがバッテリユニットから逃げやすいよう、逃げ手段には、パワーユニットを保持したマウントフレームの車両前後方向のバッテリユニット側の端部を車体に支持する第１支持部と、パワーユニットを保持したマウントフレームの車両前後方向のバッテリユニットとは反対側の端部を車体に支持する第２支持部と、衝突時、衝撃荷重が車体の端部から入力されると、第１支持部で支持されたマウントフレームの端部を車体から分離させ、パワーマウントユニットを第２支持部で支持された地点を支点にバッテリユニットから逃げる方向へ揺動させる揺動手段とを具備した揺動式を採用した。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、さらに簡単な構造で、バッテリユニットのダメージを抑えられるよう、揺動手段には、第１支持部として、マウントフレームのバッテリ側の端部を、車体に締結させるとともに衝撃荷重が車体の端部から入力されたときブッシュのたわみによって許容される車体とパワーユニットとの相対変位により車体から脱落可能とした脱落可能締結部で構成し、第２支持部として、マウントフレームのバッテリユニットとは反対側の端部を車体に締結させる締結部で構成し、衝撃荷重が車体の端部から入力されると、マウントフレームのバッテリユニット側の端部が、ブッシュのたわみによって許容される車体の強制変位で車体から脱落し、マウントフレームが、締結部に集中する荷重により、バッテリユニットとは反対側の端部を締結した地点を支点に、下側へ揺動変位する構成を採用した。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、迅速に脱落動作が行われるよう、第１支持部が締結される車体の部位には、車体の前後方向に渡り延びるサイドフレームを用い、第２支持部が締結される車体の部位には、車体の車幅方向に配置されるクロスメンバ部を用いて、衝撃荷重が車体端から脱落可能締結部へ伝わりやすくした。
請求項５に記載の発明は、衝突時、マウントフレームの揺動変位が瞬時に生ずるよう、第１支持部は、複数箇所にし、第２支持部は、１箇所だけにして、パワーマウントユニットの重量ができるだけ第２支持部に集中しやすくした。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、さらにパワーユニットとの衝突がもたらすバッテリユニットのダメージが抑えられるよう、バッテリユニットには、多数のバッテリモジュールを収容し、バッテリモジュールの荷重を支える、上部が開口したケース本体と、バッテリケース本体の上部を閉塞するケースカバーとを有した構成を採用した。
請求項７に記載の発明は、さらにパワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくする技術が、パワーマウントユニットやバッテリユニットが車体にコンパクトに収まるレイアウトで実現されるよう、パワーマウントユニットは、車体の最後部に形成される荷室のフロア下に搭載し、バッテリユニットは、荷室と隣接して車体に設置されるリヤシート下に搭載する構成を採用した。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、車両端部の衝突時、パワーマウントユニットは、バッテリユニットから逃げる方向へ変位するから、パワーユニットとバッテリユニットとの衝突を遅らせることができ、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくできる。
この結果、バッテリユニットから逃げている状況で衝突を終えた場合、バッテリユニットとパワーユニットとの衝突を避けることができる。またパワーユニットがバッテリユニットと衝突する場合であっても、パワーユニットが逃げていることによって衝突に遅れが生じ、その間に車体の各部で衝撃エネルギーの吸収が行われているので、バッテリユニットのダメージは抑えられる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、マウントフレームが揺動する揺動式構造は、パワーユニットがバッテリユニットから逃げやすい。
請求項３の発明によれば、脱落可能締結部や締結部を用いてマウントフレームを車体に締結するという簡単な構造で、パワーユニットを保持するブッシュの特性を利用して、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくできる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、サイドフレームおよびクロスメンバは、車体の骨格をなす部材なので、車体の端部から入力される衝撃荷重は、速やかに脱落可能締結部へ伝わり、迅速に脱落動作を行わせることができる。
請求項５の発明によれば、マウントフレームのバッテリユニット側の端部が脱落すると、パワーマウントユニットの重量が、バッテリユニットとは反対側の１箇所の支持部に
集中するので、マウントフレームの揺動変位を瞬時に生じさせることができる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、たとえパワーユニットがバッテリユニットに衝突しても、パワーユニットが衝突する地点は、低強度のケースカバーでなく、高強度をもつ下側のケース本体と当たるので、バッテリユニット自身を有効活用して、バッテリユニットのダメージを抑えることができる。
請求項７の発明によれば、荷室のフロア下にパワーユニットを搭載し、リヤシート下にバッテリユニットを搭載するという、パワーマウントユニットやバッテリユニットがコンパクトに収まるが、パワーマウントユニットとバッテリユニットとがかなり接近した状態で隣接するレイアウトが余儀なくされる車両には、特にパワーマウントユニットを揺動変位させる技術は有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図１〜図６に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は電気自動車のリヤ側の断面図を示していて、同図中１は車体である。車体１は、前後方向最後部に荷室２を有し、前後方向中央に客室３を有している。また４は、車体１の下面に配設された、車体１の骨格をなす一対のサイドフレームを示す。サイドフレーム４は、図２に示されるように車幅方向に並行に２本、所定の間隔で配置される。
【００１８】
すなわち、一対のサイドフレーム４は、いずれも客室３の床の下面、この客室３の床より高い地点に形成されている荷室２の床の下面を通り、車両前後方向に延びている。図１中４ａは、その荷室２下を通るリヤ部分を示している。そして、荷室２の床下に形成される空間をパワーユニットルーム５としている。また図２に示されるように客室３の床下のサイドフレーム４，４で囲まれた空間は、バッテリユニット収容室６にしてある。さらに述べれば、図１に示されるようにバッテリユニット収容室６は、客室３のリヤ側に設置されたリヤシート８下から同じくフロント側に設置されたフロントシート９下まで連続したサイドフレーム４，４間の扁平な空間で形成してある。つまり、パワーユニットルーム５とバッテリユニット収容室６とは、車両前後方向で隣接（近接）したレイアウトとなっている。
【００１９】
このうちバッテリユニット収容室６内には、同空間を占めるようにバッテリユニット１０が収められている。電気自動車（車両）の電力源となるバッテリユニット１０は、上部が開口した箱形のケース本体１１内に多数個のバッテリモジュール１２を収容し、このケース本体１１の上部をケースカバー１３で閉塞した構造となっている。同バッテリユニット１０は、多数個のバッテリモジュール１２の重量を支えるために、通常、下側のケース本体１１は、同重量に耐えうる高い強度をもつ部品で形成され、ケースカバー１３は、単に開口側を閉塞するだけなので、ケース本体１２よりは格段に低い強度の部品で形成される。このバッテリユニット１０のリヤ側の端部がパワーユニットルーム５に臨む。
【００２０】
パワーユニットルーム５内には、パワーマウントユニット１５が収容される。つまり、車体１のリヤ側の端部にパワーマウントユニット１５が搭載される。このパワーマウントユニット１５は、図２に示されるように車両を駆動する機器で構成されるパワーユニット１６、同パワーユニット１６を制御するコントロールユニット２５、これらユニット１６，２５を保持するマウントフレーム３０を組み合わせてある。
【００２１】
詳述すると、パワーユニット１６は、図２に示されるように電動モータ１７と減速機１８とを車体１の幅方向（横向き）に向けて連結し、減速機１８に車体後側へ突き出るように差動装置１９を連結させてなる。このうち電動モータ１７のリヤ側のケーシング部分からは、車体取付用ブッシュ２０（本願のブッシュに相当）を先端に有するリヤブラケット２１（パワーユニット１６のリヤ側を支持する部品）が突き出ている。車体取付用ブッシュ２０は、リヤブラケット２１の先端に形成された円形の枠部２０ｂと、同枠部２０ｂ内に圧入された筒形のブッシュ部材２０ａとを組み合わせて構成される。また電動モータ１７や減速機１８のフロント側のケーシング部分には、それぞれマウント用の支持座（パワーユニット１６のフロント側を支持する部品：図示しない）が形成してある。
【００２２】
コントロールユニット２５は、図２に示されるように電動モータ１７の電源周波数を可変するインバータ装置２６ａ及び車両の運転状態に応じて制御する制御装置２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７ａ及充電装置２７を車幅方向に連ねて構成される。
マウントフレーム３０は、図２に示されるように車体１のリヤ側へ並行に延びる一対の側フレーム部３１と該側フレーム部３１の後端部と一体につながる端フレーム部３２とを有した略Ｕ形をなしている。このうち一対の側フレーム部３１は、電動モータ１７端や減速機１８端を通過して車体１の前後方向に延び、端フレーム部３２は、パワーユニット１６の後方を通過して車幅方向に延びている。側フレーム部３１の端部間には、バー状のブラケット３４が掛け渡されている。このブラケット３４の両端部には、車体取付用ブッシュ３５（本願のブッシュに相当）がそれぞれ設けられている。車体取付用ブッシュ３５は、いずれもブラケット３５の端部に形成された円形の枠部３５ｂと、同枠部３５ｂ内に圧入された筒形のブッシュ部材３５ａとを組み合わせて構成される。ブラケット３４は、これら車体取付用ブッシュ３５と、側フレーム部３１の前端部にそれぞれ取着してある吊持用のブラケット３７とを、ボルトナット３８で締結することによって、側フレーム部３１間に掛け渡してある。
【００２３】
パワーユニット１６は、このフロントブラケット３６の両側の地点と、電動モータ１７および減速機１８のフロント側の各マウント用支持座とを、短筒状のパワーユニット取付用ブッシュ４０およびボルトナット４１により締結し、端フレーム部３２の車幅方向中央に設けてある吊持用のブラケット４２と、リヤブラケット２１の車体取付用ブッシュ２０とをボルトナット４３で締結することによって、マウントフレーム３０に弾性的に吊持させている。パワーユニット取付用ブッシュ４０を設けることで２重防振構造とし、電動モータ１７から発する高い周波数の振動が車体１へ伝わるのを防いでいる（高振動吸収性）。
【００２４】
側フレーム部３１および端フレーム部３２上には、上記インバータ装置２６ａ、制御装置２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７ａおよび充電装置２７が固定され、パワーユニット２０の上方にコントロールユニット２５を組み付けている。
パワーマウントユニット１５は、こうしたパワーユニット１６、コントロールユニット２５を保持したマウントフレーム３０が車体１の各部で支持されることによって、パワーユニットルーム５内に収まっている。この支持により、パワーユニット１６とバッテリユニット１０とは、互いに、かなり接近するというレイアウトで、車体１の前後方向に隣接して配置される。
【００２５】
この支持には、マウントフレーム３０のリヤ側の端部（本願のバッテリユニットとは反対側の端部に相当）の１点と、マウントフレーム３０のフロント側の各端部（本願のバッテリユニット側の端部に相当）の２点（複数の点）を車体１の各部に支持させる構造が用いられている。同構造を説明すると、図２中４５〜４７は、上記３点、すなわち端フレーム部３２の車幅方向中央の地点、各側フレーム部３１の前端部の各地点に取着された車体マウント用ブラケットである。これらブラケット４５〜４７は、いずれもフレーム部３１，３２の上方へ突き出るように取着された台形をなしている。具体的には、端フレーム部３２に取着されたブラケット４５（本願の第２の支持部、締結部に相当）は、板金を折り曲げた本体部４８を有し、この本体部４８の最上部に板状の据付座４９を形成してなる。側フレーム部３１に取着したブラケット４６，４７（本願の第１の支持部に相当）は、いずれも板金を横向きに折り曲げて柱状にした本体部５０を有し、この本体部５０の最上部に板状の据付座５１を形成してなる。このうちリヤ側のブラケット４５の据付座４９は、サイドフレームフレーム４，４間の車体部分、例えば床部分１ａを支えるクロスメンバ５２（メンバ部）にボルトナット５３で締結されている。
【００２６】
フロント側の２点のブラケット４６，４７の据付座５１は、それぞれサイドフレーム４，４の下部壁にボルトナット５４で脱落可能に締結される。すなわち、脱落可能とする構造には、いずれも例えば図３および図４（ａ），（ｂ）に示されるように据付座５１のボルト５４ａが貫通する孔部分５１ａを該据付座５１のバッテリユニット１０側の縁部まで切り欠いた構造が用いてある（本願の脱落可能締結部に相当）。この切欠き部５５を有する据付座５１により、パワーユニット１６が搭載されている側やパワーユニット１６が搭載されていない側といった車両端部の衝突時、サイドフレーム端から所定値以上の衝撃荷重が入力され、衝撃で、サイドフレーム４，４が、パワーユニット１６側を慣性力により残しながら、ブッシュ２０，３５の許す範囲で、車体前方（バッテリユニット側）へ強制的に変位されると、図４（ｂ）に示されるようにブラケット４６，４７を締結する各ボルト５４ａが据付座５１（ブラケット４６，４７）から抜け出る。つまり、車体１とパワーユニット１６との相対変位から、側フレーム部３１がサイドフレーム４，４から脱落（分離）するようにしてある。なお、各ブラケット４６、４７の本体部５０の側部分には、ボルト５４ａの頭部を抜け出やすくするために、進路確保用の開放部５６が形成してある。
【００２７】
この脱落（分離）により、図６に示されるようなブラケット４５や該ブラケット４５を支えている車体部分が、重量（荷重）の集中により変形し、マウントフレーム３０が、リヤ側のブラケット４５やクロスメンバ５２（いずれも締結部をなす部分）を支点として、下側へ揺動変位される揺動構造Ｓ（図６に図示：本願の揺動手段に相当）を得ている。このパワーマウントユニット１５の揺動変位により、パワーユニット１６は、サイドフレーム４と共に車体前方へ変位しないだけでなく、反対にバッテリユニット１０から離れる、すなわち逃げる方向へ変位させる動きが与えられるようにしている。つまり、衝突時、パワーマウントユニット１５をバッテリユニット１０に対し離れる方向に逃がす逃がし構造Ｔを構成している（図６に図示：本願の逃げ手段に相当）。
【００２８】
なお、差動装置１９は、自在継手（図示しない）を介して、車体１の左右両側で独立懸架された後輪５８（駆動輪）に接続されるので、パワーマウントユニット１５の揺動変位を妨げることはない。
つぎに、図５および図６を参照して、電気自動車の衝突時の挙動を述べる。
今、車体後部、例えば後部衝突（後突）が生じ、図２中の矢印に示されるように各サイドフレーム端から衝撃荷重Ｐが入力されたとする。
【００２９】
このとき、パワーユニット１６の各部は、車体取付用ブッシュ２０，３５で支持されているから、車体１は、ブッシュが許す範囲内において、慣性によりパワーユニット１６を残しながら、前方へ強制的に変位させられる。特にサイドフレーム４は、車体前後方向に渡り延びる骨格部材であるから、サイドフレーム４，４は、速やかに変位させられる。
ここで、マウントフレーム３０のバッテリユニット１０側の端部は、切欠き部５５の有る据付座５１でそれぞれサイドフレーム４，４に締結されている。そのため、図４（ｂ）および図５に示されるように据付座５１を締結しているボルト５４ａは、サイドフレーム４に固定されたまま、切欠き部５５や開放部５６を通じて、据付座５１から抜け出る。このボルト５４ａの抜けにより、マウントフレーム３０は、サイドフレーム４と共に変位せずに、リヤ側の端部（端フレーム部３２）が車体１に締結されたまま、フロント側の各端部（側フレーム部３２）だけが車体１から脱落（分離）する。
【００３０】
この脱落により、パワーマウントユニット１５の重量は、リヤ側のブラケット４５やクロスメンバ５２へ集中して加わる。これにより、図６に示されるようにブラケット４５やクロスメンバ５２は、加わる荷重に耐え切れずに変形する。特にリヤ側のブラケット４５は、１箇所だけなので、１点に荷重が集中するため、ブラケット４５やクロスメンバ５２は、瞬時に変形する。この変形により、マウントフレーム３０は、パワーユニット１６やコントロールユニット２５を搭載したまま、図６中の矢印αに示されるように端フレーム部３２を車体１に支持している地点（ブラケット４５やクロスメンバ５２）を支点として下側へ揺動変位する。
【００３１】
この揺動変位により、パワーマウントユニット１５は、図６中の矢印βに示されるように車体中央に設置されたバッテリユニット１０から、次第に車体後方へ離れる。これにより、パワーユニット１６には、隣接するバッテリユニット１０から逃げる動きが与えられる。すると、両者間には離間され続ける挙動が生じる。これにより、パワーユニット１６とバッテリユニット１０との衝突は遅れる。
【００３２】
したがって、この遅れにより、衝撃が収まるまでの時間の中で、パワーユニット１６をバッテリユニット１０に対し衝突させにくくできる。
これにより、バッテリユニット１０から逃げている状況で衝突が終わった場合、バッテリユニット１０とパワーユニット１６との衝突を避けることができる。またたとえパワーユニット１６がバッテリユニット１０と衝突しても、パワーユニット１６が逃げている最中は、車体１の各部で行われる衝撃エネルギーの吸収が進んでいるので、衝撃力が軽減され、バッテリユニット１０のダメージを抑えることができる。
【００３３】
しかも、パワーマウントユニット１５を揺動変位させる構造は、パワーマウントユニット１５下をそのまま逃がす空間に利用するので、パワーユニット１６がバッテリユニット１０から逃げやすくできる。特に脱落可能な締結部や締結部を用いてマウントフレーム３０を揺動させる構造にしたことにより、簡単な構造で、パワーユニット１６をバッテリユニット１０に衝突しにくくする構造が実現できる。そのうえ、車体１の骨格をなすサイドフレーム４やクロスメンバ５２に締結すると、衝撃荷重Ｐが伝わりやすいので、迅速にマウントフレーム３０の脱落動作を行わせることができる。
【００３４】
特にマウントフレーム３０のフロント側を支持する支持点が複数で、リヤ側を支持する点を１箇所にしてあると、通常は安定してパワーユニット１６の支持が行え、マウントフレーム３０のフロント側が脱落すると、荷重が一挙にリヤ側の１点に集中して、瞬時にマインとフレーム３０の揺動変位を起こせるので、かなり有効である。
しかも、パワーマウントユニット１５を揺動変位する構造だと、バッテリユニット１０を有効に活用して、バッテリユニット１０のダメージを抑えることもできる。すなわち、バッテリユニット１０の各部を見ると、カバーするだけの上側のケースカバー１３とは異なり、下側のケース本体１１は、バッテリモジュール１２の重量を支えるために高強度を有する。下側へ揺動変位するパワーユニット１６がバッテリユニット１０と衝突するときは、バッテリユニット１０の下側、すなわちこの高強度をもつケース本体１１と当たる。つまり、破損しにくい部位に衝突させて、自身のダメージを低減させるからである。
【００３５】
加えて、荷室２の床下にパワーマウントユニット１５を搭載し、リヤシート８下にバッテリユニット１０を搭載する車両は、各機器がコンパクトに収まるが、パワーユニット１６とバッテリユニット１０とがかなり接近して隣接するレイアウトとなるため、衝突時のバッテリユニット１０のダメージを抑えるのは難しいとされるが、リヤ側を支点にパワーマウントユニット１５を下側へ揺動変位させる構造だと、かなりパワーマウントユニット１５とバッテリユニット１０とが接近する場合でも実現しやすく、同車両には有効である。
【００３６】
なお、同効果は、パワーユニットが搭載されている側の衝突（本実施形態では後突）だけでなく、パワーユニットが搭載されていない側の衝突（本実施形態では前突）についても有効である。
図７および図８は、本発明の第２の実施形態を示す。
第２の実施形態は、第１の実施形態のようなボルトナットの締結力にだけ頼ってマウントフレームの端部を脱落させる構造でなく、別途、脱落コントロール用の締結部品を用いて、一定荷重以上で、確実にマウントフレームが車体から脱落されるようにしたものである。
【００３７】
この脱落可能な締結部の構造としては、例えば図７および図８に示されるように切欠き部５５を有する据付座５１に、脱落コントロール用の締結部品としてスライディングカプセル６０を組み付けた構造がある。スライディングカプセル６０には、例えば帯状の連結部６１でつながれた一対の薄板状の支持板６２を、切欠き部５５を有する据付座５１の上下両側から挟み込むように配置し、これら支持板６２と据付座５１との間を、一定荷重で連結が解ける連結部、例えば両者間を貫通する合成樹脂製のピン６３で連結する構造が用いられる。据付座４９ならびにその両側の支持板６２は、第１の実施形態と同じく、ボルトナット５４を用いて、一緒にサイドフレーム４の下部壁に締結してある。なお、支持板６２ａには、ボルト５４ａが貫通する貫通孔６４が形成してある。
【００３８】
同構造は、図８に示されるようにサイドフレーム４が一定の衝撃荷重Ｐ以上を受けると、ピン６３が破断して、ボルトナット５４および支持板６２が、サイドフレーム４に固定されたまま、切欠き部５５や開放部５６を通じ、据付座５１から抜け出て、マウントフレーム３０のフロント側の端部を車体１から脱落させる。
スライディングカプセル６０を用いると、ピン６３の個数や大きさなどの設定により、マウントフレーム３０を脱落させる荷重をコントロールすることが可能となるので、バッテリユニット１０と衝突するおそれのない軽衝突時はマウントフレーム３０を脱落させず、バッテリユニット１０と衝突するおそれの高い大入力時の衝突時だけ、マウントフレーム３０を脱落させることができる利点がある。なお、スライディングカプセル６０には、ピン６３でなく、かしめ構造を用いて支持板６２と据付座４９との間を連結する構造もある。
【００３９】
但し、図７および図８において、第１の実施形態と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、ボルトナットやスライディングカプセルを用いて、マウントフレームの端部を脱落可能としたが、これに限らず、他の構造や手段を用いて脱落可能としてもよい。また上述の実施形態では、車体のリヤ側にパワーマウントユニットを搭載し、車体の中央側にバッテリユニットを搭載した例を挙げたが、これに限らず、例えば車体のフロント側にパワーマウントユニットを搭載し、車体の中央側にバッテリユニットを搭載した車両にも適用してもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態において、バッテリユニットのパワーユニット搭載側に金属板等の補強部材を設けて、より安全性を強化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気自動車のパワーマウントユニットが搭載されたリヤ側を示す側断面図。
【図２】同パワーマウントユニットのマウント構造を示す斜視図。
【図３】同パワーマウントユニットのフロント側の端部に形成された脱落構造を示す分解斜視図。
【図４】同脱落構造の動きを説明するための斜視図。
【図５】車体後部から衝撃荷重を受けて、パワーマウントユニットのフロント側の端部が脱落したときを説明する側断面図。
【図６】続くパワーユニットがバッテリユニットから逃げる挙動を説明する側断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態の要部となるマウントフレームの端部の脱落構造を示す分解斜視図。
【図８】同マウントフレームの端部がサイドフレームから脱落する挙動を説明する斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１ 車体
２ 荷室
４ サイドフレーム
８ リヤシート
１０ バッテリユニット
１１ ケース本体
１２ バッテリモジュール
１３ ケースカバー
１５ パワーマウントユニット
１６ パワーユニット
２０，３５ 車体取付用ブッシュ（ブッシュ）
３０ マウントフレーム
３１ 側フレーム部
３２ 端フレーム部
４５ ブラケット（第２支持部）
４６，４７ ブラケット（第１支持部）
５１，５５，６０ 切欠き部付き据付座，スライディングカプセル（脱落可能締結部）
Ｓ 揺動構造（揺動手段）
Ｔ 逃がし構造（逃げ手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体にパワーマウントユニットを支持する構造を改善した電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車では、信頼性の向上、コストの低減、開発期間の短縮のために、内燃エンジンを搭載する車両の車体を活用して、電動モータなどで構成されたパワーユニットや電力源となるバッテリユニットを搭載する場合がある。具体的には、特許文献１に示されるように車体の前後方向の端部に形成したエンジンルームをそのままパワーユニットルームとして用いてパワーユニットを搭載したり、車体の中央に形成されている客室の床下にバッテリユニットを搭載したりすることが行われている。
【０００３】
電気自動車は、上記したように車体の中央と端部とにおいて、機器を搭載するスペースが確保されやすいために、構造上、パワーユニットとバッテリユニットとは、互い隣接した位置関係で搭載されるというレイアウトが強いられやすい。特に電気自動車の航続距離は、搭載されるバッテリの電気的容量に依存する割合が大きく、極力大きなバッテリを搭載したいという要求があるため、隣接したパワーユニットとバッテリユニットとの隙間を大きくとることが困難である。そのため、電気自動車は、パワーユニットとバッテリユニットとが接近することになる。
【０００４】
ところで、パワーユニットは、駆動反力に耐えるなどのため、かなり支持剛性を要する。このため、電気自動車では、特許文献１に開示されているようにパワーユニットをブッシュを介してマウントフレームに保持させて、剛性が確保しやすいパワーマウントユニットを得、これを車体の各部に支持することが行われる。具体的には、パワーユニットを保持したマウントフレームの車体前後方向の各端部を、車体のサイドフレームやクロスメンバなど車体の主たる骨格部に締結させて、高い支持剛性を確保することが行われている。
【０００５】
ところが、特許文献１のような単に骨格部に、パワーマウントユニットのマウントフレームを締結する構造だと、衝突時、車体の端部から衝撃荷重が加わると、パワーマウントユニットが車体の一緒に、隣接するバッテリユニットへ向って変位する。このため、パワーマウントユニットが、バッテリユニットと衝突しやすい問題がある。
一方、マウントフレームの支持に関して、内燃エンジンを搭載した車両では、特許文献２に開示されているように衝突時に生じるサイドフレームの変形を損なわないよう、サイドフレームの途中部分と締結しているマウントフレームの車幅方向両側の部分をサイドフレームから分離する構造は見られる。
【特許文献１】特開平８−３１０２５２号公報
【特許文献２】特開２００７−９０９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、内燃エンジンを搭載した車両は、電気自動車のようにバッテリユニットとパワーユニットとを接近させて配置することがないので、特許文献２のようにマウントフレームの前後部は車体に締結される構造となる。
このため、同構造だと、衝突時、パワーマウントユニットは、サイドフレームと共に変位するので、パワーユニットとバッテリユニットとが接近して配置されるような電気自動車に対しては、パワーユニットとバッテリユニットとが衝突しにくくなる効果は全く期待できず、パワーユニットがバッテリユニットと衝突しやすい傾向は解消されない。特に電気自動車は、かなり接近してパワーマウントユニットとバッテリユニットとが隣接して配置される傾向にあるので、この点の改善が求められている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、衝突時、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくする電気自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、車両を駆動する機器で構成されるパワーユニットと、弾性を有するブッシュを介して当該パワーユニットを保持するマウントフレームとを有して構成されるパワーマウントユニットを設け、パワーマウントユニットを車両前後方向端側に搭載する車体を設け、パワーユニットと隣接して車体の前後方向中央側に搭載された電力源となるバッテリユニットを設け、衝突時、衝撃荷重が車体の端部から入力されると、マウントフレームを車体から分離させ、パワーマウントユニットをバッテリユニットから逃げる方向へ変位させる逃げ手段を設けた。
【０００９】
同構成により、車両端部の衝突時、パワーマウントユニットは、バッテリユニットに対し逃げる方向に変位し、バッテリユニットとの衝突を遅らせる。
請求項２に記載の発明は、パワーユニットがバッテリユニットから逃げやすいよう、逃げ手段には、パワーユニットを保持したマウントフレームの車両前後方向のバッテリユニット側の端部を車体に支持する第１支持部と、パワーユニットを保持したマウントフレームの車両前後方向のバッテリユニットとは反対側の端部を車体に支持する第２支持部と、衝突時、衝撃荷重が車体の端部から入力されると、第１支持部で支持されたマウントフレームの端部を車体から分離させ、パワーマウントユニットを第２支持部で支持された地点を支点にバッテリユニットから逃げる方向へ揺動させる揺動手段とを具備した揺動式を採用した。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、さらに簡単な構造で、バッテリユニットのダメージを抑えられるよう、揺動手段には、第１支持部として、マウントフレームのバッテリ側の端部を、車体に締結させるとともに衝撃荷重が車体の端部から入力されたときブッシュのたわみによって許容される車体とパワーユニットとの相対変位により車体から脱落可能とした脱落可能締結部で構成し、第２支持部として、マウントフレームのバッテリユニットとは反対側の端部を車体に締結させる締結部で構成し、衝撃荷重が車体の端部から入力されると、マウントフレームのバッテリユニット側の端部が、ブッシュのたわみによって許容される車体の強制変位で車体から脱落し、マウントフレームが、締結部に集中する荷重により、バッテリユニットとは反対側の端部を締結した地点を支点に、下側へ揺動変位する構成を採用した。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、迅速に脱落動作が行われるよう、第１支持部が締結される車体の部位には、車体の前後方向に渡り延びるサイドフレームを用い、第２支持部が締結される車体の部位には、車体の車幅方向に配置されるクロスメンバ部を用いて、衝撃荷重が車体端から脱落可能締結部へ伝わりやすくした。
請求項５に記載の発明は、衝突時、マウントフレームの揺動変位が瞬時に生ずるよう、第１支持部は、複数箇所にし、第２支持部は、１箇所だけにして、パワーマウントユニットの重量ができるだけ第２支持部に集中しやすくした。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、さらにパワーユニットとの衝突がもたらすバッテリユニットのダメージが抑えられるよう、バッテリユニットには、多数のバッテリモジュールを収容し、バッテリモジュールの荷重を支える、上部が開口したケース本体と、バッテリケース本体の上部を閉塞するケースカバーとを有した構成を採用した。
請求項７に記載の発明は、さらにパワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくする技術が、パワーマウントユニットやバッテリユニットが車体にコンパクトに収まるレイアウトで実現されるよう、パワーマウントユニットは、車体の最後部に形成される荷室のフロア下に搭載し、バッテリユニットは、荷室と隣接して車体に設置されるリヤシート下に搭載する構成を採用した。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、車両端部の衝突時、パワーマウントユニットは、バッテリユニットから逃げる方向へ変位するから、パワーユニットとバッテリユニットとの衝突を遅らせることができ、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくできる。
この結果、バッテリユニットから逃げている状況で衝突を終えた場合、バッテリユニットとパワーユニットとの衝突を避けることができる。またパワーユニットがバッテリユニットと衝突する場合であっても、パワーユニットが逃げていることによって衝突に遅れが生じ、その間に車体の各部で衝撃エネルギーの吸収が行われているので、バッテリユニットのダメージは抑えられる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、マウントフレームが揺動する揺動式構造は、パワーユニットがバッテリユニットから逃げやすい。
請求項３の発明によれば、脱落可能締結部や締結部を用いてマウントフレームを車体に締結するという簡単な構造で、パワーユニットを保持するブッシュの特性を利用して、パワーユニットとバッテリユニットとを衝突しにくくできる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、サイドフレームおよびクロスメンバは、車体の骨格をなす部材なので、車体の端部から入力される衝撃荷重は、速やかに脱落可能締結部へ伝わり、迅速に脱落動作を行わせることができる。
請求項５の発明によれば、マウントフレームのバッテリユニット側の端部が脱落すると、パワーマウントユニットの重量が、バッテリユニットとは反対側の１箇所の支持部に
集中するので、マウントフレームの揺動変位を瞬時に生じさせることができる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、たとえパワーユニットがバッテリユニットに衝突しても、パワーユニットが衝突する地点は、低強度のケースカバーでなく、高強度をもつ下側のケース本体と当たるので、バッテリユニット自身を有効活用して、バッテリユニットのダメージを抑えることができる。
請求項７の発明によれば、荷室のフロア下にパワーユニットを搭載し、リヤシート下にバッテリユニットを搭載するという、パワーマウントユニットやバッテリユニットがコンパクトに収まるが、パワーマウントユニットとバッテリユニットとがかなり接近した状態で隣接するレイアウトが余儀なくされる車両には、特にパワーマウントユニットを揺動変位させる技術は有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図１〜図６に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は電気自動車のリヤ側の断面図を示していて、同図中１は車体である。車体１は、前後方向最後部に荷室２を有し、前後方向中央に客室３を有している。また４は、車体１の下面に配設された、車体１の骨格をなす一対のサイドフレームを示す。サイドフレーム４は、図２に示されるように車幅方向に並行に２本、所定の間隔で配置される。
【００１８】
すなわち、一対のサイドフレーム４は、いずれも客室３の床の下面、この客室３の床より高い地点に形成されている荷室２の床の下面を通り、車両前後方向に延びている。図１中４ａは、その荷室２下を通るリヤ部分を示している。そして、荷室２の床下に形成される空間をパワーユニットルーム５としている。また図２に示されるように客室３の床下のサイドフレーム４，４で囲まれた空間は、バッテリユニット収容室６にしてある。さらに述べれば、図１に示されるようにバッテリユニット収容室６は、客室３のリヤ側に設置されたリヤシート８下から同じくフロント側に設置されたフロントシート９下まで連続したサイドフレーム４，４間の扁平な空間で形成してある。つまり、パワーユニットルーム５とバッテリユニット収容室６とは、車両前後方向で隣接（近接）したレイアウトとなっている。
【００１９】
このうちバッテリユニット収容室６内には、同空間を占めるようにバッテリユニット１０が収められている。電気自動車（車両）の電力源となるバッテリユニット１０は、上部が開口した箱形のケース本体１１内に多数個のバッテリモジュール１２を収容し、このケース本体１１の上部をケースカバー１３で閉塞した構造となっている。同バッテリユニット１０は、多数個のバッテリモジュール１２の重量を支えるために、通常、下側のケース本体１１は、同重量に耐えうる高い強度をもつ部品で形成され、ケースカバー１３は、単に開口側を閉塞するだけなので、ケース本体１２よりは格段に低い強度の部品で形成される。このバッテリユニット１０のリヤ側の端部がパワーユニットルーム５に臨む。
【００２０】
パワーユニットルーム５内には、パワーマウントユニット１５が収容される。つまり、車体１のリヤ側の端部にパワーマウントユニット１５が搭載される。このパワーマウントユニット１５は、図２に示されるように車両を駆動する機器で構成されるパワーユニット１６、同パワーユニット１６を制御するコントロールユニット２５、これらユニット１６，２５を保持するマウントフレーム３０を組み合わせてある。
【００２１】
詳述すると、パワーユニット１６は、図２に示されるように電動モータ１７と減速機１８とを車体１の幅方向（横向き）に向けて連結し、減速機１８に車体後側へ突き出るように差動装置１９を連結させてなる。このうち電動モータ１７のリヤ側のケーシング部分からは、車体取付用ブッシュ２０（本願のブッシュに相当）を先端に有するリヤブラケット２１（パワーユニット１６のリヤ側を支持する部品）が突き出ている。車体取付用ブッシュ２０は、リヤブラケット２１の先端に形成された円形の枠部２０ｂと、同枠部２０ｂ内に圧入された筒形のブッシュ部材２０ａとを組み合わせて構成される。また電動モータ１７や減速機１８のフロント側のケーシング部分には、それぞれマウント用の支持座（パワーユニット１６のフロント側を支持する部品：図示しない）が形成してある。
【００２２】
コントロールユニット２５は、図２に示されるように電動モータ１７の電源周波数を可変するインバータ装置２６ａ及び車両の運転状態に応じて制御する制御装置２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７ａ及充電装置２７を車幅方向に連ねて構成される。
マウントフレーム３０は、図２に示されるように車体１のリヤ側へ並行に延びる一対の側フレーム部３１と該側フレーム部３１の後端部と一体につながる端フレーム部３２とを有した略Ｕ形をなしている。このうち一対の側フレーム部３１は、電動モータ１７端や減速機１８端を通過して車体１の前後方向に延び、端フレーム部３２は、パワーユニット１６の後方を通過して車幅方向に延びている。側フレーム部３１の端部間には、バー状のブラケット３４が掛け渡されている。このブラケット３４の両端部には、車体取付用ブッシュ３５（本願のブッシュに相当）がそれぞれ設けられている。車体取付用ブッシュ３５は、いずれもブラケット３５の端部に形成された円形の枠部３５ｂと、同枠部３５ｂ内に圧入された筒形のブッシュ部材３５ａとを組み合わせて構成される。ブラケット３４は、これら車体取付用ブッシュ３５と、側フレーム部３１の前端部にそれぞれ取着してある吊持用のブラケット３７とを、ボルトナット３８で締結することによって、側フレーム部３１間に掛け渡してある。
【００２３】
パワーユニット１６は、このフロントブラケット３６の両側の地点と、電動モータ１７および減速機１８のフロント側の各マウント用支持座とを、短筒状のパワーユニット取付用ブッシュ４０およびボルトナット４１により締結し、端フレーム部３２の車幅方向中央に設けてある吊持用のブラケット４２と、リヤブラケット２１の車体取付用ブッシュ２０とをボルトナット４３で締結することによって、マウントフレーム３０に弾性的に吊持させている。パワーユニット取付用ブッシュ４０を設けることで２重防振構造とし、電動モータ１７から発する高い周波数の振動が車体１へ伝わるのを防いでいる（高振動吸収性）。
【００２４】
側フレーム部３１および端フレーム部３２上には、上記インバータ装置２６ａ、制御装置２６、ＤＣ／ＤＣコンバータ２７ａおよび充電装置２７が固定され、パワーユニット２０の上方にコントロールユニット２５を組み付けている。
パワーマウントユニット１５は、こうしたパワーユニット１６、コントロールユニット２５を保持したマウントフレーム３０が車体１の各部で支持されることによって、パワーユニットルーム５内に収まっている。この支持により、パワーユニット１６とバッテリユニット１０とは、互いに、かなり接近するというレイアウトで、車体１の前後方向に隣接して配置される。
【００２５】
この支持には、マウントフレーム３０のリヤ側の端部（本願のバッテリユニットとは反対側の端部に相当）の１点と、マウントフレーム３０のフロント側の各端部（本願のバッテリユニット側の端部に相当）の２点（複数の点）を車体１の各部に支持させる構造が用いられている。同構造を説明すると、図２中４５〜４７は、上記３点、すなわち端フレーム部３２の車幅方向中央の地点、各側フレーム部３１の前端部の各地点に取着された車体マウント用ブラケットである。これらブラケット４５〜４７は、いずれもフレーム部３１，３２の上方へ突き出るように取着された台形をなしている。具体的には、端フレーム部３２に取着されたブラケット４５（本願の第２の支持部、締結部に相当）は、板金を折り曲げた本体部４８を有し、この本体部４８の最上部に板状の据付座４９を形成してなる。側フレーム部３１に取着したブラケット４６，４７（本願の第１の支持部に相当）は、いずれも板金を横向きに折り曲げて柱状にした本体部５０を有し、この本体部５０の最上部に板状の据付座５１を形成してなる。このうちリヤ側のブラケット４５の据付座４９は、サイドフレームフレーム４，４間の車体部分、例えば床部分１ａを支えるクロスメンバ５２（メンバ部）にボルトナット５３で締結されている。
【００２６】
フロント側の２点のブラケット４６，４７の据付座５１は、それぞれサイドフレーム４，４の下部壁にボルトナット５４で脱落可能に締結される。すなわち、脱落可能とする構造には、いずれも例えば図３および図４（ａ），（ｂ）に示されるように据付座５１のボルト５４ａが貫通する孔部分５１ａを該据付座５１のバッテリユニット１０側の縁部まで切り欠いた構造が用いてある（本願の脱落可能締結部に相当）。この切欠き部５５を有する据付座５１により、パワーユニット１６が搭載されている側やパワーユニット１６が搭載されていない側といった車両端部の衝突時、サイドフレーム端から所定値以上の衝撃荷重が入力され、衝撃で、サイドフレーム４，４が、パワーユニット１６側を慣性力により残しながら、ブッシュ２０，３５の許す範囲で、車体前方（バッテリユニット側）へ強制的に変位されると、図４（ｂ）に示されるようにブラケット４６，４７を締結する各ボルト５４ａが据付座５１（ブラケット４６，４７）から抜け出る。つまり、車体１とパワーユニット１６との相対変位から、側フレーム部３１がサイドフレーム４，４から脱落（分離）するようにしてある。なお、各ブラケット４６、４７の本体部５０の側部分には、ボルト５４ａの頭部を抜け出やすくするために、進路確保用の開放部５６が形成してある。
【００２７】
この脱落（分離）により、図６に示されるようなブラケット４５や該ブラケット４５を支えている車体部分が、重量（荷重）の集中により変形し、マウントフレーム３０が、リヤ側のブラケット４５やクロスメンバ５２（いずれも締結部をなす部分）を支点として、下側へ揺動変位される揺動構造Ｓ（図６に図示：本願の揺動手段に相当）を得ている。このパワーマウントユニット１５の揺動変位により、パワーユニット１６は、サイドフレーム４と共に車体前方へ変位しないだけでなく、反対にバッテリユニット１０から離れる、すなわち逃げる方向へ変位させる動きが与えられるようにしている。つまり、衝突時、パワーマウントユニット１５をバッテリユニット１０に対し離れる方向に逃がす逃がし構造Ｔを構成している（図６に図示：本願の逃げ手段に相当）。
【００２８】
なお、差動装置１９は、自在継手（図示しない）を介して、車体１の左右両側で独立懸架された後輪５８（駆動輪）に接続されるので、パワーマウントユニット１５の揺動変位を妨げることはない。
つぎに、図５および図６を参照して、電気自動車の衝突時の挙動を述べる。
今、車体後部、例えば後部衝突（後突）が生じ、図２中の矢印に示されるように各サイドフレーム端から衝撃荷重Ｐが入力されたとする。
【００２９】
このとき、パワーユニット１６の各部は、車体取付用ブッシュ２０，３５で支持されているから、車体１は、ブッシュが許す範囲内において、慣性によりパワーユニット１６を残しながら、前方へ強制的に変位させられる。特にサイドフレーム４は、車体前後方向に渡り延びる骨格部材であるから、サイドフレーム４，４は、速やかに変位させられる。
ここで、マウントフレーム３０のバッテリユニット１０側の端部は、切欠き部５５の有る据付座５１でそれぞれサイドフレーム４，４に締結されている。そのため、図４（ｂ）および図５に示されるように据付座５１を締結しているボルト５４ａは、サイドフレーム４に固定されたまま、切欠き部５５や開放部５６を通じて、据付座５１から抜け出る。このボルト５４ａの抜けにより、マウントフレーム３０は、サイドフレーム４と共に変位せずに、リヤ側の端部（端フレーム部３２）が車体１に締結されたまま、フロント側の各端部（側フレーム部３２）だけが車体１から脱落（分離）する。
【００３０】
この脱落により、パワーマウントユニット１５の重量は、リヤ側のブラケット４５やクロスメンバ５２へ集中して加わる。これにより、図６に示されるようにブラケット４５やクロスメンバ５２は、加わる荷重に耐え切れずに変形する。特にリヤ側のブラケット４５は、１箇所だけなので、１点に荷重が集中するため、ブラケット４５やクロスメンバ５２は、瞬時に変形する。この変形により、マウントフレーム３０は、パワーユニット１６やコントロールユニット２５を搭載したまま、図６中の矢印αに示されるように端フレーム部３２を車体１に支持している地点（ブラケット４５やクロスメンバ５２）を支点として下側へ揺動変位する。
【００３１】
この揺動変位により、パワーマウントユニット１５は、図６中の矢印βに示されるように車体中央に設置されたバッテリユニット１０から、次第に車体後方へ離れる。これにより、パワーユニット１６には、隣接するバッテリユニット１０から逃げる動きが与えられる。すると、両者間には離間され続ける挙動が生じる。これにより、パワーユニット１６とバッテリユニット１０との衝突は遅れる。
【００３２】
したがって、この遅れにより、衝撃が収まるまでの時間の中で、パワーユニット１６をバッテリユニット１０に対し衝突させにくくできる。
これにより、バッテリユニット１０から逃げている状況で衝突が終わった場合、バッテリユニット１０とパワーユニット１６との衝突を避けることができる。またたとえパワーユニット１６がバッテリユニット１０と衝突しても、パワーユニット１６が逃げている最中は、車体１の各部で行われる衝撃エネルギーの吸収が進んでいるので、衝撃力が軽減され、バッテリユニット１０のダメージを抑えることができる。
【００３３】
しかも、パワーマウントユニット１５を揺動変位させる構造は、パワーマウントユニット１５下をそのまま逃がす空間に利用するので、パワーユニット１６がバッテリユニット１０から逃げやすくできる。特に脱落可能な締結部や締結部を用いてマウントフレーム３０を揺動させる構造にしたことにより、簡単な構造で、パワーユニット１６をバッテリユニット１０に衝突しにくくする構造が実現できる。そのうえ、車体１の骨格をなすサイドフレーム４やクロスメンバ５２に締結すると、衝撃荷重Ｐが伝わりやすいので、迅速にマウントフレーム３０の脱落動作を行わせることができる。
【００３４】
特にマウントフレーム３０のフロント側を支持する支持点が複数で、リヤ側を支持する点を１箇所にしてあると、通常は安定してパワーユニット１６の支持が行え、マウントフレーム３０のフロント側が脱落すると、荷重が一挙にリヤ側の１点に集中して、瞬時にマインとフレーム３０の揺動変位を起こせるので、かなり有効である。
しかも、パワーマウントユニット１５を揺動変位する構造だと、バッテリユニット１０を有効に活用して、バッテリユニット１０のダメージを抑えることもできる。すなわち、バッテリユニット１０の各部を見ると、カバーするだけの上側のケースカバー１３とは異なり、下側のケース本体１１は、バッテリモジュール１２の重量を支えるために高強度を有する。下側へ揺動変位するパワーユニット１６がバッテリユニット１０と衝突するときは、バッテリユニット１０の下側、すなわちこの高強度をもつケース本体１１と当たる。つまり、破損しにくい部位に衝突させて、自身のダメージを低減させるからである。
【００３５】
加えて、荷室２の床下にパワーマウントユニット１５を搭載し、リヤシート８下にバッテリユニット１０を搭載する車両は、各機器がコンパクトに収まるが、パワーユニット１６とバッテリユニット１０とがかなり接近して隣接するレイアウトとなるため、衝突時のバッテリユニット１０のダメージを抑えるのは難しいとされるが、リヤ側を支点にパワーマウントユニット１５を下側へ揺動変位させる構造だと、かなりパワーマウントユニット１５とバッテリユニット１０とが接近する場合でも実現しやすく、同車両には有効である。
【００３６】
なお、同効果は、パワーユニットが搭載されている側の衝突（本実施形態では後突）だけでなく、パワーユニットが搭載されていない側の衝突（本実施形態では前突）についても有効である。
図７および図８は、本発明の第２の実施形態を示す。
第２の実施形態は、第１の実施形態のようなボルトナットの締結力にだけ頼ってマウントフレームの端部を脱落させる構造でなく、別途、脱落コントロール用の締結部品を用いて、一定荷重以上で、確実にマウントフレームが車体から脱落されるようにしたものである。
【００３７】
この脱落可能な締結部の構造としては、例えば図７および図８に示されるように切欠き部５５を有する据付座５１に、脱落コントロール用の締結部品としてスライディングカプセル６０を組み付けた構造がある。スライディングカプセル６０には、例えば帯状の連結部６１でつながれた一対の薄板状の支持板６２を、切欠き部５５を有する据付座５１の上下両側から挟み込むように配置し、これら支持板６２と据付座５１との間を、一定荷重で連結が解ける連結部、例えば両者間を貫通する合成樹脂製のピン６３で連結する構造が用いられる。据付座４９ならびにその両側の支持板６２は、第１の実施形態と同じく、ボルトナット５４を用いて、一緒にサイドフレーム４の下部壁に締結してある。なお、支持板６２ａには、ボルト５４ａが貫通する貫通孔６４が形成してある。
【００３８】
同構造は、図８に示されるようにサイドフレーム４が一定の衝撃荷重Ｐ以上を受けると、ピン６３が破断して、ボルトナット５４および支持板６２が、サイドフレーム４に固定されたまま、切欠き部５５や開放部５６を通じ、据付座５１から抜け出て、マウントフレーム３０のフロント側の端部を車体１から脱落させる。
スライディングカプセル６０を用いると、ピン６３の個数や大きさなどの設定により、マウントフレーム３０を脱落させる荷重をコントロールすることが可能となるので、バッテリユニット１０と衝突するおそれのない軽衝突時はマウントフレーム３０を脱落させず、バッテリユニット１０と衝突するおそれの高い大入力時の衝突時だけ、マウントフレーム３０を脱落させることができる利点がある。なお、スライディングカプセル６０には、ピン６３でなく、かしめ構造を用いて支持板６２と据付座４９との間を連結する構造もある。
【００３９】
但し、図７および図８において、第１の実施形態と同じ部分には、同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、ボルトナットやスライディングカプセルを用いて、マウントフレームの端部を脱落可能としたが、これに限らず、他の構造や手段を用いて脱落可能としてもよい。また上述の実施形態では、車体のリヤ側にパワーマウントユニットを搭載し、車体の中央側にバッテリユニットを搭載した例を挙げたが、これに限らず、例えば車体のフロント側にパワーマウントユニットを搭載し、車体の中央側にバッテリユニットを搭載した車両にも適用してもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態において、バッテリユニットのパワーユニット搭載側に金属板等の補強部材を設けて、より安全性を強化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電気自動車のパワーマウントユニットが搭載されたリヤ側を示す側断面図。
【図２】同パワーマウントユニットのマウント構造を示す斜視図。
【図３】同パワーマウントユニットのフロント側の端部に形成された脱落構造を示す分解斜視図。
【図４】同脱落構造の動きを説明するための斜視図。
【図５】車体後部から衝撃荷重を受けて、パワーマウントユニットのフロント側の端部が脱落したときを説明する側断面図。
【図６】続くパワーユニットがバッテリユニットから逃げる挙動を説明する側断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態の要部となるマウントフレームの端部の脱落構造を示す分解斜視図。
【図８】同マウントフレームの端部がサイドフレームから脱落する挙動を説明する斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１ 車体
２ 荷室
４ サイドフレーム
８ リヤシート
１０ バッテリユニット
１１ ケース本体
１２ バッテリモジュール
１３ ケースカバー
１５ パワーマウントユニット
１６ パワーユニット
２０，３５ 車体取付用ブッシュ（ブッシュ）
３０ マウントフレーム
３１ 側フレーム部
３２ 端フレーム部
４５ ブラケット（第２支持部）
４６，４７ ブラケット（第１支持部）
５１，５５，６０ 切欠き部付き据付座，スライディングカプセル（脱落可能締結部）
Ｓ 揺動構造（揺動手段）
Ｔ 逃がし構造（逃げ手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する機器で構成されるパワーユニットと、弾性を有するブッシュを介して当該パワーユニットを保持するマウントフレームとを有して構成されるパワーマウントユニットと、
前記パワーマウントユニットを車両前後方向端側に搭載する車体と、
前記パワーユニットと隣接して前記車体の前後方向中央側に搭載された、電力源となるバッテリユニットと、
衝突時、衝撃荷重が前記車体の端部から入力されると、前記マウントフレームを前記車体から分離させ、前記パワーマウントユニットを前記バッテリユニットから逃げる方向へ変位させる逃げ手段と
を具備したことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記逃げ手段は、
前記パワーユニットを保持した前記マウントフレームの車両前後方向の前記バッテリユニット側の端部を前記車体に支持する第１支持部と、
前記パワーユニットを保持した前記マウントフレームの車両前後方向の前記バッテリユニットとは反対側の端部を前記車体に支持する第２支持部と、
衝突時、衝撃荷重が前記車体の端部から入力されると、前記第１支持部で支持された前記マウントフレームの端部を前記車体から分離させ、前記パワーマウントユニットを前記第２支持部で支持された地点を支点に前記バッテリユニットから逃げる方向へ揺動させる揺動手段と
を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記揺動手段は、
前記第１支持部が、前記マウントフレームのバッテリ側の端部を、前記車体に締結させるとともに衝撃荷重が車体の端部から入力されたときブッシュのたわみによって許容される前記車体と前記パワーユニットとの相対変位により前記車体から脱落可能とした脱落可能締結部で構成され、
前記第２支持部が、前記マウントフレームのバッテリユニットとは反対側の端部を前記車体に締結させる締結部で構成され、
衝撃荷重が前記車体の端部から入力されると、前記マウントフレームのバッテリユニット側の端部が、前記ブッシュのたわみによって許容される車体の強制変位で前記車体から脱落し、前記マウントフレームが、前記締結部に集中する荷重により、前記バッテリユニットとは反対側の端部を締結した地点を支点に、下側へ揺動変位する
ことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記第１支持部が締結される車体の部位は、前記車体の前後方向に渡り延びるサイドフレームであり、
前記第２支持部が締結される車体の部位は、前記車体の車幅方向に配置されるクロスメンバ部である
ことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記第１支持部は、複数箇所にあり、
前記第２支持部は、１箇所だけにある
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電気自動車。
【請求項６】
前記バッテリユニットは、
多数のバッテリモジュールを収容して、当該バッテリモジュールの荷重を支える、上部が開口したケース本体と、
前記バッテリケース本体の上部を閉塞するケースカバーとを有して構成される
ことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一つに記載の電気自動車。
【請求項７】
前記パワーマウントユニットは、前記車体の最後部に形成される荷室のフロア下に搭載され、
前記バッテリユニットは、前記荷室と隣接して車体に設置されるリヤシート下に搭載される
ことを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか一つに記載の電気自動車。
【請求項１】
車両を駆動する機器で構成されるパワーユニットと、弾性を有するブッシュを介して当該パワーユニットを保持するマウントフレームとを有して構成されるパワーマウントユニットと、
前記パワーマウントユニットを車両前後方向端側に搭載する車体と、
前記パワーユニットと隣接して前記車体の前後方向中央側に搭載された、電力源となるバッテリユニットと、
衝突時、衝撃荷重が前記車体の端部から入力されると、前記マウントフレームを前記車体から分離させ、前記パワーマウントユニットを前記バッテリユニットから逃げる方向へ変位させる逃げ手段と
を具備したことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記逃げ手段は、
前記パワーユニットを保持した前記マウントフレームの車両前後方向の前記バッテリユニット側の端部を前記車体に支持する第１支持部と、
前記パワーユニットを保持した前記マウントフレームの車両前後方向の前記バッテリユニットとは反対側の端部を前記車体に支持する第２支持部と、
衝突時、衝撃荷重が前記車体の端部から入力されると、前記第１支持部で支持された前記マウントフレームの端部を前記車体から分離させ、前記パワーマウントユニットを前記第２支持部で支持された地点を支点に前記バッテリユニットから逃げる方向へ揺動させる揺動手段と
を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車。
【請求項３】
前記揺動手段は、
前記第１支持部が、前記マウントフレームのバッテリ側の端部を、前記車体に締結させるとともに衝撃荷重が車体の端部から入力されたときブッシュのたわみによって許容される前記車体と前記パワーユニットとの相対変位により前記車体から脱落可能とした脱落可能締結部で構成され、
前記第２支持部が、前記マウントフレームのバッテリユニットとは反対側の端部を前記車体に締結させる締結部で構成され、
衝撃荷重が前記車体の端部から入力されると、前記マウントフレームのバッテリユニット側の端部が、前記ブッシュのたわみによって許容される車体の強制変位で前記車体から脱落し、前記マウントフレームが、前記締結部に集中する荷重により、前記バッテリユニットとは反対側の端部を締結した地点を支点に、下側へ揺動変位する
ことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車。
【請求項４】
前記第１支持部が締結される車体の部位は、前記車体の前後方向に渡り延びるサイドフレームであり、
前記第２支持部が締結される車体の部位は、前記車体の車幅方向に配置されるクロスメンバ部である
ことを特徴とする請求項３に記載の電気自動車。
【請求項５】
前記第１支持部は、複数箇所にあり、
前記第２支持部は、１箇所だけにある
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電気自動車。
【請求項６】
前記バッテリユニットは、
多数のバッテリモジュールを収容して、当該バッテリモジュールの荷重を支える、上部が開口したケース本体と、
前記バッテリケース本体の上部を閉塞するケースカバーとを有して構成される
ことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一つに記載の電気自動車。
【請求項７】
前記パワーマウントユニットは、前記車体の最後部に形成される荷室のフロア下に搭載され、
前記バッテリユニットは、前記荷室と隣接して車体に設置されるリヤシート下に搭載される
ことを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか一つに記載の電気自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−６１９１３（Ｐ２００９−６１９１３Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３１５４３（Ｐ２００７−２３１５４３）
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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