電気自動車
【課題】車体の剛性を高めることができる電気自動車を提供する。
【解決手段】車体の床下にバッテリユニット１４が取付けられている。バッテリユニット１４の下部に桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は車体の幅方向に延び、一対のサイドメンバ３１，３２間にわたって配置されている。サイドメンバ３１，３２にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１の近傍に配置される桁部材１０３は、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定されている。荷重伝達部材１７０，１７１は、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とサイドメンバ３１，３２の双方に固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重は、荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力する。
【解決手段】車体の床下にバッテリユニット１４が取付けられている。バッテリユニット１４の下部に桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は車体の幅方向に延び、一対のサイドメンバ３１，３２間にわたって配置されている。サイドメンバ３１，３２にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１の近傍に配置される桁部材１０３は、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定されている。荷重伝達部材１７０，１７１は、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とサイドメンバ３１，３２の双方に固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重は、荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを電源とするモータによって走行する電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、走行距離をいかに長くするかが大きな課題である。そのために、可能な限り大形のバッテリを搭載することが望まれている。例えば特許文献１に記載された電気自動車では、車体の床下のクロスメンバの下方にバッテリ取付フレームを設け、このバッテリ取付フレームによってバッテリを保持している。
【特許文献１】特開平６−３２２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のように、車体の床下のクロスメンバの下方にバッテリ取付フレームを設けると、その分だけ最低地上高が低くなる。このため路面状況によっては、バッテリ取付フレームやバッテリ自体が路面側の障害物等に衝突するおそれがある。しかしバッテリ取付フレームの上方にクロスメンバが配置されているため、クロスメンバが邪魔になってバッテリ取付フレームを床下の高い位置に設けることができない。
【０００４】
このようにバッテリユニットが車体の床下に配置される場合、車体の構造によっては、クロスメンバがバッテリユニットの一部と干渉する可能性がある。このためクロスメンバを設ける位置が制約を受けることになる。例えばトレーリングアーム式リヤサスペンションを備えた自動車では、トレーリングアームの前端部を支持するためのトレーリングアームサポートブラケットがサイドメンバに設けられている。自動車がカーブを走行する際などに、トレーリングアームサポートブラケットに横方向の大きな荷重が入力する。このため、トレーリングアームサポートブラケット付近にクロスメンバが配置されていないと、車体のロール剛性が低下し、操縦安定性や乗り心地などに影響が出る。
【０００５】
従って本発明の目的は、大形のバッテリユニットが床下に搭載される電気自動車において車体の剛性を大きくすることができ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】
【０００６】
本発明は、車体の下部に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、前記車体の下方から前記フレーム構体に取付けられるバッテリユニットとを具備している。このバッテリユニットは、トレイ部材とカバー部材とを有するバッテリケースと、前記バッテリケースの前記トレイ部材に固定された桁部材とを具備している。前記桁部材は前記車体の幅方向に延びる桁本体と、この桁本体の両端に設けられ前記サイドメンバのバッテリユニット取付部に固定される締結部とを有し、前記桁部材の一端側の前記締結部を前記一方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定し、かつ、前記桁部材の他端側の前記締結部を前記他方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定することにより、前記桁部材が前記一対のサイドメンバ間にわたって配置されている。
【０００７】
本発明の好ましい形態では、前記一対のサイドメンバに、それぞれリヤサスペンションアームを支持するためのサスペンションアームサポートブラケットが設けられ、前記サスペンションアームブラケットに荷重伝達部が固定され、前記荷重伝達部材に前記桁部材の前記締結部が固定される。この場合、前記一対のサイドメンバに設けられている前記一対のサスペンションアームサポートブラケット間に、前記バッテリユニットの一部が配置されていてもよい。
【０００８】
前記締結部の一例は、前記桁本体の上面に固定される底壁と上方に延びる縦壁とを有するベース金具と、前記バッテリユニット取付部に固定される上壁と前記縦壁に前後方向から重なる脚部を有する上金具とを具備し、該上金具は、前記脚部が前記縦壁に固定される前の状態において前記ベース金具に対する高さを調節可能であり、高さが調節された前記上金具の前記脚部が前記ベース金具の前記縦壁に溶接される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車体の剛性を高めることができ、乗り心地等を犠牲にすることなく大形のバッテリユニットを装備することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の一実施形態について、図１から図９を参照して説明する。
図１は電気自動車１０の一例を示している。この電気自動車１０は、車体１１の後部に配置された走行用のモータ１２および充電装置１３と、車体１１の床下に配置されるバッテリユニット１４などを備えている。車体１１の前部に冷暖房用の熱交換ユニット１５が配置されている。
【００１１】
この自動車１０の前輪２０は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１に支持されている。後輪２１は、例えば図２に示すリヤサスペンション２２によって車体１１に支持されている。リヤサスペンション２２の一例は、トレーリングアーム式リヤサスペンションである。このリヤサスペンション２２は、左右一対のサスペンションアーム２３，２４と、車体の幅方向に延びるクロスビーム２５と、懸架ばね２６と、スタビライザ２７と、ショックアブソーバ２８などを含んでいる。サスペンションアーム２３，２４の一例はトレーリングアームであり、車体１１の前後方向に延びている。なお、トレーリングアーム式リヤサスペンション以外のリヤサスペンションが使用されてもよい。
【００１２】
図３は、前記車体１１の下部の骨格をなすフレーム構体３０と、このフレーム構体３０に取付けられる前記バッテリユニット１４とを示している。
フレーム構体３０は、車体１１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３１，３２と、車体１１の幅方向に延びるクロスメンバ３３，３４，３５を含んでいる。クロスメンバ３３，３４，３５は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。
【００１３】
サイドメンバ３１，３２の後部にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１は、それぞれサイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に、枢軸部４２が設けられている。
【００１４】
これら枢軸部４２に、図２に示すサスペンションアーム２３，２４の前端部２３ａ，２４ａが取付けられている。サスペンションアーム２３，２４は、それぞれ、枢軸部４２を中心に上下方向に回動することができる。自動車１０がカーブを走行する際などに、車体１１に作用する遠心力によって、サスペンションアーム２３，２４が図２に矢印Ｆで示す方向に振られる。このため、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に、横方向の大きな荷重が入力することになる。
【００１５】
図４に示すようにバッテリユニット１４はバッテリケース５０を備えている。バッテリケース５０は、下側に位置するトレイ部材５１と、上側に位置するカバー部材５２とを備えている。バッテリケース５０の前半部に、前側バッテリ収納部５５が形成されている。バッテリケース５０の後半部に、後側バッテリ収納部５６が形成されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に、中央バッテリ収納部５７と、電気回路収納部５８などが形成されている。
【００１６】
前記バッテリ収納部５５，５６，５７に、それぞれバッテリモジュール６０（図４に一部のみ２点鎖線で示す）が収納されている。バッテリモジュール６０の一例は、リチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。電気回路収納部５８には、バッテリモジュール６０の状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品（図示せず）等が収納される。
【００１７】
図５に示すように、バッテリユニット１４はフロアパネル７０の下面側に配置されている。フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２を含むフレーム構体３０の所定位置に溶接によって固定されている。フロアパネル７０の上方にフロントシート７１（図１に示す）とリヤシート７２が配置されている。フロントシート７１の下方に、バッテリユニット１４の前側バッテリ収納部５５が配置されている。リヤシート７２の下方に、バッテリユニット１４の後側バッテリ収納部５６が配置されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に形成されたフロアパネル７０の凹部７０ａは、リヤシート７２に着座した乗員の足元スペース付近に位置する。
【００１８】
トレイ部材５１は、一体成形された合成樹脂の内部に、補強用の金属プレートをインサートしてなるモールド成形品であり、上面側が開放した箱形に成形されている。トレイ部材５１の材料である合成樹脂は、例えば繊維によって強化されている。トレイ部材５１の上面の周縁部にカバー取付面８０（図４に示す）が形成されている。カバー取付面８０は、トレイ部材５１の全周にわたって連続している。カバー取付面８０の上に防水用のシール材８１が設けられている。
【００１９】
カバー部材５２は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。カバー部材５２の前部に、サービスプラグ用の開口部８５と冷却風導入口８６が形成されている。サービスプラグ用の開口部８５に蛇腹状のゴム製ブーツ８７が取付けられている。冷却風導入口８６にも蛇腹状のゴム製ブーツ８８が取付けられている。カバー部材５２の上面に、冷却風の一部を流すためのバイパス流路部９０と、冷却ファン収納部９１などが設けられている。
【００２０】
カバー部材５２の周縁部にフランジ部９５が形成されている。フランジ部９５はカバー部材５２の全周にわたって連続している。カバー部材５２のフランジ部９５をトレイ部材５１のカバー取付面８０の上に乗せ、図４に示すボルト９６あるいはナット９７によって、トレイ部材５１とカバー部材５２とが互いにシール材８１を介して水密に固定される。
【００２１】
トレイ部材５１の下面側に複数本（例えば４本）の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。図４と図６に示されるように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ車体１１の幅方向に延びる桁本体１１１，１１２，１１３，１１４を有している。
【００２２】
前から１番目の桁本体１１１の両端に締結部１２１，１２２が設けられている。前から２番目の桁本体１１２の両端に締結部１２３，１２４が設けられている。前から３番目の桁本体１１３の両端に締結部１２５，１２６が設けられている。前から４番目（最後部）の桁本体１１２の両端に締結部１２７，１２８が設けられている。バッテリユニット１４の前端部には左右一対の前側支持部材１３０，１３１が設けられている。
【００２３】
図７は、前から３番目の桁部材１０３を示している。この桁部材１０３は、ボルト１３５（一部のみ示す）によって前記トレイ部材５１の下面に固定される。トレイ部材５１には、これらのボルト１３５を螺合させるナット（図示せず）が設けられている。他の桁部材１０１，１０２，１０４も、これと同様にボルトによってトレイ部材５１の底面に固定される。
【００２４】
これらの桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、バッテリユニット１４の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。さらに詳しくは、図５と図６に示すように、前から１番目の桁部材１０１は、金属製の下プレート１４１と、ハット形断面の上プレート１４２と、上プレート１４２の両端に設けられた前記締結部１２１，１２２とを有している。下プレート１４１と上プレート１４２とによって、桁本体１１１が構成されている。締結部１２１，１２２のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１４３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００２５】
サイドメンバ３１，３２には、前記締結部１２１，１２２と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１４５，１４６が設けられている。締結部１２１，１２２の下側から、ボルト１４７（図３と図５に示す）をボルト挿入孔１４３に挿入し、このボルト１４７をバッテリユニット取付部１４５，１４６のナット部材に螺合させ締付けることにより、１番目の桁部材１０１の締結部１２１，１２２がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００２６】
図５と図６に示すように、前から２番目の桁部材１０２は、金属製の下プレート１５１と、ハット形断面の上プレート１５２と、上プレート１５２の両端に設けられた前記締結部１２３，１２４とを有している。下プレート１５１と上プレート１５２とによって、桁本体１１２が構成されている。締結部１２３，１２４のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１５３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００２７】
サイドメンバ３１，３２には、前記締結部１２３，１２４と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１５５，１５６が設けられている。締結部１２３，１２４の下側から、ボルト１５７（図３と図５に示す）をボルト挿入孔１５３に挿入し、このボルト１５７をバッテリユニット取付部１５５，１５６のナット部材に螺合させ締付けることにより、２番目の桁部材１０２の締結部１２３，１２４がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００２８】
前から３番目の桁部材１０３は、金属製の下プレート１６１と、ハット形断面の上プレート１６２と、上プレート１６２の両端に設けられた前記締結部１２５，１２６とを有している。下プレート１６１と上プレート１６２とによって、桁本体１１３が構成されている。締結部１２５，１２６のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１６３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００２９】
図７に示すように、サイドメンバ３１，３２に、それぞれ、金属製の荷重伝達部材１７０，１７１がボルト１７２によって固定されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、前から３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６の上方に対向する位置に設けられている。一方の荷重伝達部材１７０は、一方のサスペンションアームサポートブラケット４０に溶接されている。他方の荷重伝達部材１７１は、他方のサスペンションアームサポートブラケット４１に溶接されている。
【００３０】
すなわち荷重伝達部材１７０，１７１は、サイドメンバ３１，３２と、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とに結合されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、フレーム構体３０の一部をなしている。荷重伝達部材１７０，１７１に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１７５，１７６が設けられている。
【００３１】
締結部１２５，１２６の下側から、ボルト１７７をボルト挿入孔１６３に挿入し、このボルト１７７をバッテリユニット取付部１７５，１７６のナット部材に螺合させ締付けることにより、３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６が、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。この桁部材１０３には、補助ブラケット１８０，１８１（図７に示す）が設けられている。補助ブラケット１８０，１８１は、それぞれボルト１８２によって、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に結合されている。
【００３２】
前から４番目の桁部材１０４も、金属製の下プレート１９１と、ハット形断面の上プレート１９２と、上プレート１９２の両端に設けられた前記締結部１２７，１２８とを有している。下プレート１９１と上プレート１９２とによって、桁本体１１４が構成されている。締結部１２７，１２８のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１９３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００３３】
サイドメンバ３１，３２には、締結部１２７，１２８と対向する位置に、延長ブラケット１９４，１９５が設けられている。延長ブラケット１９４，１９５はサイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びている。延長ブラケット１９４，１９５は、フレーム構体３０の一部をなしている。これら延長ブラケット１９４，１９５に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１９６，１９７が設けられている。
【００３４】
締結部１２７，１２８の下側から、ボルト１９８（図３と図５に示す）をボルト挿入孔１９３に挿入し、延長ブラケット１９４，１９５のバッテリユニット取付部１９６，１９７のナット部材に螺合させ締付けることにより、４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８が延長ブラケット１９４，１９５を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００３５】
図５に示すように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面は、トレイ部材５１の平坦な下面に沿って、水平方向に延びる同一平面Ｌ上に位置している。１番目と２番目の桁部材１０１，１０２は、サイドメンバ３１，３２の水平部分３１ａ，３２ａに設けられたバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６に直接固定される。
【００３６】
３番目の桁部材１０３と４番目の桁部材１０４は、サイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂに設けられたバッテリユニット取付部１７５，１７６，１９６，１９７に固定されている。３番目と４番目の桁部材１０３，１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方にオフセットした位置にある。このため３番目の桁部材１０３は、上下方向に厚みを有する荷重伝達部材１７０，１７１を介して、バッテリユニット取付部１７５，１７６に固定される。４番目の桁部材１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びる延長ブラケット１９４，１９５によって、バッテリユニット取付部１９６，１９７に固定される。
【００３７】
バッテリユニット１４の前端に位置する前側支持部材１３０，１３１は、前から１番目の桁部材１０１の前方に突出している。前側支持部材１３０，１３１は、この桁部材１０１に結合されている。図３に示すように、前側支持部材１３０，１３１に設けられた締結部２１０，２１１は、ボルト２１２によって、クロスメンバ３３のバッテリユニット取付部２１３，２１４に固定される。
【００３８】
本実施形態では、フレーム構体３０を製造する上で不可避的に生じるばらつき、たとえばバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６，１７５，１７６，１９６，１９７の高さのばらつきを吸収するために、桁部材１０１〜１０４のそれぞれの締結部１２１〜１２８と、前側支持部材１３０，１３１の締結部２１０，２１１は、以下に説明するばらつき調整手段を備えている。
【００３９】
図８と図９は、前から２番目の桁部材１０２の締結部１２３を代表して示している。すなわちこの締結部１２３は、桁本体１１２の端部に固定されるベース金具２２０と、このベース金具２２０の上側に設けられた上金具２２１とを有している。
【００４０】
図９に示されるように、ベース金具２２０は断面が略Ｕ状に形成されている。このベース金具２２０は、桁本体１１２の上面に溶接によって固定される底壁２２５と、上方に延びる一対の縦壁２２６とを有している。図８に示すようにベース金具２２０の端にフランジ２２７が形成されている。このフランジ２２７は、ボルト２２８（図４に示す）によって、トレイ部材５１の側壁に固定される。ボルト２２８は、トレイ部材５１の側壁にインサートされているナット（図示せず）に螺合される。
【００４１】
図９に示されるように、上金具２２１は断面が逆Ｕ状に形成されている。すなわちこの上金具２２１は、バッテリユニット取付部１５５に固定される上壁２３０と、ベース金具２２０の縦壁２２６に前後方向から重なる一対の脚部２３１とを有している。図８に示すように上金具２２１にフランジ２３２が形成されている。このフランジ２３２はベース金具２２０のフランジ２２７に溶接されている。
【００４２】
図９に示されるように、ベース金具２２０と上金具２２１とは、互いに前後の位置を板厚分だけずらした状態で組合わされている。そしてベース金具２２０の縦壁２２６と、上金具２２１の脚部２３１とが溶接部２３５によって互いに固定されている。溶接部２３５を溶接する前の状態において、上金具２２１は、ベース金具２２０に対する上下方向の位置（相対高さ）を調節することができる。上記以外の締結部１２１，１２２，１２５，１２６，１２７，１２８，２１０，２１１も同様に構成されている。
【００４３】
複数のフレーム構体３０が共通のプレス設備や溶接設備で製造される場合、フレーム構体３０の形状のばらつきに関して、各フレーム構体３０に共通の傾向が現れることが知られている。すなわちバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６，１７５，１７６，１９６，１９７，２１３，２１４の位置ずれに関して、各フレーム構体３０に共通の傾向が現れる。そこで、各々のバッテリユニット取付部の位置ずれの程度に応じて、ベース金具２２０に対する上金具２２１の高さを調整する。すなわち、各々のバッテリユニット取付部に対し、桁部材１０１〜１０４と前側支持部材１３０，１３１のそれぞれの締結部１２１〜１２８，２１０，２１１が、均等に近い締付力で固定されるように、ベース金具２２０に対する上金具２２１の高さが調節される。そののち、上金具２２１がベース金具２２０に溶接される。
【００４４】
以上説明したように、ベース金具２２０に対する高さが調節された上金具２２１の脚部２３１が、ベース金具２２０の縦壁２２６に溶接されている。このためフレーム構体３０のバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６，１７５，１７６，１９６，１９７，２１３，２１４の高さのばらつきに応じて、それぞれの締結部１２１〜１２８，２１０，２１１をほぼ均等の締付力で固定することができる。よって、フレーム構体３０の製造上のばらつきに起因するバッテリユニット取付部の高さのばらつきが吸収され、バッテリユニット１４を好ましい状態でフレーム構体３０に取付けることができる。
【００４５】
本実施形態の電気自動車１０は、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が左右のサイドメンバ３１，３２間にわたって設けられ、これら桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によってサイドメンバ３１，３２どうしが結合されている。このためバッテリユニット１４の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４がクロスメンバに相当する剛性部材として機能することができる。
【００４６】
また、荷重伝達部材１７０，１７１がスペンションアームサポートブラケット４０，４１に固定されており、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重が荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力される。しかもサスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力した横方向の荷重の一部が、補助ブラケット１８０，１８１（図７に示す）を介して、桁部材１０３に入力する。
【００４７】
このため，サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近にクロスメンバが配置されていなくても、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近の剛性を桁部材１０３によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する。言い換えると、大形のバッテリユニット１４の一部を左右一対のサスペンションアームサポートブラケット４０，４１間のスペースに配置することが可能である。このため、大形のバッテリユニット１４を搭載することが可能となり、電気自動車の走行距離を長くすることができる。
【００４８】
本実施形態では、図５に示すように、フロアパネル７０の下方にバッテリユニット１４が配置される。しかもバッテリユニット１４は可能な限り容量の大きなものが望まれる。このため大形のバッテリユニット１４が、フロアパネル７０に接近して配置される。その結果、例えばカバー部材５２の前端部の上角部３００とフロアパネル７０との間の隙間がかなり狭くなってしまう。
【００４９】
バッテリユニット１４をフロアパネル７０に極力近付けるには、この部分（隙間管理対象部Ｇと呼ぶ）の隙間を精度良く管理することが重要となる。そこで本実施形態では、以下に説明する位置決め手段、すなわち第１〜第３の位置決め部３０１，３０２，３０３が採用されている。
【００５０】
第１の位置決め部３０１は、トレイ部材５１とカバー部材５２のいずれか一方に形成された第１基準孔３１０と、他方に形成された凸部３１１とを備えている。第１基準孔３１０と凸部３１１とは、互いに遊びが無くタイトに嵌合することができるように、高精度に加工されている。さらにこの第１の位置決め部３０１は、隙間管理対象部Ｇからの距離と高さが高精度に管理される。
【００５１】
第１の位置決め部３０１によって、トレイ部材５１とカバー部材５２との相対位置が正確に規制される。すなわちカバー部材５２の隙間管理対象部Ｇとトレイ部材５１との位置関係が正確に規制される。なお、第１の位置決め部３０１として、例えば図４に示す特定位置に設けられたボルト９６ａと、このボルト９６ａが挿入されるボルト挿入孔９６ｂが利用されてもよい。
【００５２】
第２の位置決め部３０２は、図５と図６に示されるように、トレイ部材５１と桁部材１０２のいずれか一方に形成された第２基準孔３１５と、他方に形成された凸部３１６とを備えている。第２基準孔３１５と凸部３１６とは、互いに遊びが無くタイトに嵌合することができるように、高精度に加工されている。第１の位置決め部３０１と第２の位置決め部３０２との相対位置についても高精度に管理されている。この第２の位置決め部３０２によって、トレイ部材５１と桁部材１０２との相対位置が正確に規制される。その結果、カバー部材５２の隙間管理対象部Ｇに対する桁部材１０２の位置が正確に規制される。
【００５３】
第３の位置決め部３０３は、図６に示されるように、桁部材１０２とサイドメンバ３１のいずれか一方に形成された第３基準孔３２０と、他方に形成された凸部３２１とによって構成されている。第３基準孔３２０と凸部３２１は、互いに遊びが無くタイトに嵌合することができるように、高精度に加工されている。第２の位置決め部３０２と第３の位置決め部３０３との相対位置についても高精度に管理されている。
【００５４】
この第３の位置決め部３０３によって、桁部材１０２とサイドメンバ３１との相対位置が正確に規制される。その結果、カバー部材５２の隙間管理対象部Ｇに対するサイドメンバ３１の第３の位置決め部３０３付近の位置が正確に規制される。なお、第３の位置決め部３０３として、図５と図６に示されるように、特定の位置のボルト１５７が利用されてもよい。
【００５５】
フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に予め溶接によって固定されている。このため、バッテリユニット１４の桁部材１０２がサイドメンバ３１に組付けられた状態において、第１〜第３の位置決め部３０１，３０２，３０３により、カバー部材５２の隙間管理対象部Ｇからフロアパネル７０までの距離を高い精度で管理することができる。このため、バッテリケース５０の製造上のばらつき等によってバッテリケース５０の一部がフロアパネル７０に干渉する不具合を回避することができる。
【００５６】
本発明は、バッテリケースがリヤ側のサスペンションアーム支持部の周辺空間まで延びる構造の電気自動車に適用した場合に特に効果的であり、前記実施形態では車体後部に走行用モータが搭載された電気自動車について説明した。しかし本発明は、走行用モータが車体前部に配置された電気自動車にも適用することができる。
【００５７】
なお本発明を実施するに当たって、フレーム構体、バッテリユニット、桁部材、モータをはじめとして、本発明の電気自動車の構成要素の構造及び配置等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車とバッテリユニットの斜視図。
【図２】図２に示された電気自動車のリヤサスペンションの斜視図。
【図３】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの斜視図。
【図４】図３に示されたバッテリユニットのバッテリケースと桁部材の斜視図
【図５】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの側面図。
【図６】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットを上方から見た平面図。
【図７】図１に示された電気自動車のフレーム構体の一部と桁部材を下方から見た斜視図。
【図８】図３に示されたバッテリユニットの前から２番目に位置する桁部材の締結部の断面図。
【図９】図８中のＦ９−Ｆ９線に沿う桁部材の締結部の断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１０…電気自動車
１１…車体
１４…バッテリユニット
３０…フレーム構体
３１，３２…サイドメンバ
４０，４１…サスペンションアームサポートブラケット
５０…バッテリケース
５１…トレイ部材
５２…カバー部材
１０１，１０２，１０３，１０４…桁部材
１１１，１１２，１１３，１１４…桁本体
１２１，１２２…締結部
１２３，１２４…締結部
１２５，１２６…締結部
１２７，１２８…締結部
１７０，１７１…荷重伝達部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを電源とするモータによって走行する電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車は、走行距離をいかに長くするかが大きな課題である。そのために、可能な限り大形のバッテリを搭載することが望まれている。例えば特許文献１に記載された電気自動車では、車体の床下のクロスメンバの下方にバッテリ取付フレームを設け、このバッテリ取付フレームによってバッテリを保持している。
【特許文献１】特開平６−３２２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のように、車体の床下のクロスメンバの下方にバッテリ取付フレームを設けると、その分だけ最低地上高が低くなる。このため路面状況によっては、バッテリ取付フレームやバッテリ自体が路面側の障害物等に衝突するおそれがある。しかしバッテリ取付フレームの上方にクロスメンバが配置されているため、クロスメンバが邪魔になってバッテリ取付フレームを床下の高い位置に設けることができない。
【０００４】
このようにバッテリユニットが車体の床下に配置される場合、車体の構造によっては、クロスメンバがバッテリユニットの一部と干渉する可能性がある。このためクロスメンバを設ける位置が制約を受けることになる。例えばトレーリングアーム式リヤサスペンションを備えた自動車では、トレーリングアームの前端部を支持するためのトレーリングアームサポートブラケットがサイドメンバに設けられている。自動車がカーブを走行する際などに、トレーリングアームサポートブラケットに横方向の大きな荷重が入力する。このため、トレーリングアームサポートブラケット付近にクロスメンバが配置されていないと、車体のロール剛性が低下し、操縦安定性や乗り心地などに影響が出る。
【０００５】
従って本発明の目的は、大形のバッテリユニットが床下に搭載される電気自動車において車体の剛性を大きくすることができ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】
【０００６】
本発明は、車体の下部に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、前記車体の下方から前記フレーム構体に取付けられるバッテリユニットとを具備している。このバッテリユニットは、トレイ部材とカバー部材とを有するバッテリケースと、前記バッテリケースの前記トレイ部材に固定された桁部材とを具備している。前記桁部材は前記車体の幅方向に延びる桁本体と、この桁本体の両端に設けられ前記サイドメンバのバッテリユニット取付部に固定される締結部とを有し、前記桁部材の一端側の前記締結部を前記一方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定し、かつ、前記桁部材の他端側の前記締結部を前記他方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定することにより、前記桁部材が前記一対のサイドメンバ間にわたって配置されている。
【０００７】
本発明の好ましい形態では、前記一対のサイドメンバに、それぞれリヤサスペンションアームを支持するためのサスペンションアームサポートブラケットが設けられ、前記サスペンションアームブラケットに荷重伝達部が固定され、前記荷重伝達部材に前記桁部材の前記締結部が固定される。この場合、前記一対のサイドメンバに設けられている前記一対のサスペンションアームサポートブラケット間に、前記バッテリユニットの一部が配置されていてもよい。
【０００８】
前記締結部の一例は、前記桁本体の上面に固定される底壁と上方に延びる縦壁とを有するベース金具と、前記バッテリユニット取付部に固定される上壁と前記縦壁に前後方向から重なる脚部を有する上金具とを具備し、該上金具は、前記脚部が前記縦壁に固定される前の状態において前記ベース金具に対する高さを調節可能であり、高さが調節された前記上金具の前記脚部が前記ベース金具の前記縦壁に溶接される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車体の剛性を高めることができ、乗り心地等を犠牲にすることなく大形のバッテリユニットを装備することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の一実施形態について、図１から図９を参照して説明する。
図１は電気自動車１０の一例を示している。この電気自動車１０は、車体１１の後部に配置された走行用のモータ１２および充電装置１３と、車体１１の床下に配置されるバッテリユニット１４などを備えている。車体１１の前部に冷暖房用の熱交換ユニット１５が配置されている。
【００１１】
この自動車１０の前輪２０は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１に支持されている。後輪２１は、例えば図２に示すリヤサスペンション２２によって車体１１に支持されている。リヤサスペンション２２の一例は、トレーリングアーム式リヤサスペンションである。このリヤサスペンション２２は、左右一対のサスペンションアーム２３，２４と、車体の幅方向に延びるクロスビーム２５と、懸架ばね２６と、スタビライザ２７と、ショックアブソーバ２８などを含んでいる。サスペンションアーム２３，２４の一例はトレーリングアームであり、車体１１の前後方向に延びている。なお、トレーリングアーム式リヤサスペンション以外のリヤサスペンションが使用されてもよい。
【００１２】
図３は、前記車体１１の下部の骨格をなすフレーム構体３０と、このフレーム構体３０に取付けられる前記バッテリユニット１４とを示している。
フレーム構体３０は、車体１１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３１，３２と、車体１１の幅方向に延びるクロスメンバ３３，３４，３５を含んでいる。クロスメンバ３３，３４，３５は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。
【００１３】
サイドメンバ３１，３２の後部にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１は、それぞれサイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に、枢軸部４２が設けられている。
【００１４】
これら枢軸部４２に、図２に示すサスペンションアーム２３，２４の前端部２３ａ，２４ａが取付けられている。サスペンションアーム２３，２４は、それぞれ、枢軸部４２を中心に上下方向に回動することができる。自動車１０がカーブを走行する際などに、車体１１に作用する遠心力によって、サスペンションアーム２３，２４が図２に矢印Ｆで示す方向に振られる。このため、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に、横方向の大きな荷重が入力することになる。
【００１５】
図４に示すようにバッテリユニット１４はバッテリケース５０を備えている。バッテリケース５０は、下側に位置するトレイ部材５１と、上側に位置するカバー部材５２とを備えている。バッテリケース５０の前半部に、前側バッテリ収納部５５が形成されている。バッテリケース５０の後半部に、後側バッテリ収納部５６が形成されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に、中央バッテリ収納部５７と、電気回路収納部５８などが形成されている。
【００１６】
前記バッテリ収納部５５，５６，５７に、それぞれバッテリモジュール６０（図４に一部のみ２点鎖線で示す）が収納されている。バッテリモジュール６０の一例は、リチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。電気回路収納部５８には、バッテリモジュール６０の状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品（図示せず）等が収納される。
【００１７】
図５に示すように、バッテリユニット１４はフロアパネル７０の下面側に配置されている。フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２を含むフレーム構体３０の所定位置に溶接によって固定されている。フロアパネル７０の上方にフロントシート７１（図１に示す）とリヤシート７２が配置されている。フロントシート７１の下方に、バッテリユニット１４の前側バッテリ収納部５５が配置されている。リヤシート７２の下方に、バッテリユニット１４の後側バッテリ収納部５６が配置されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に形成されたフロアパネル７０の凹部７０ａは、リヤシート７２に着座した乗員の足元スペース付近に位置する。
【００１８】
トレイ部材５１は、一体成形された合成樹脂の内部に、補強用の金属プレートをインサートしてなるモールド成形品であり、上面側が開放した箱形に成形されている。トレイ部材５１の材料である合成樹脂は、例えば繊維によって強化されている。トレイ部材５１の上面の周縁部にカバー取付面８０（図４に示す）が形成されている。カバー取付面８０は、トレイ部材５１の全周にわたって連続している。カバー取付面８０の上に防水用のシール材８１が設けられている。
【００１９】
カバー部材５２は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。カバー部材５２の前部に、サービスプラグ用の開口部８５と冷却風導入口８６が形成されている。サービスプラグ用の開口部８５に蛇腹状のゴム製ブーツ８７が取付けられている。冷却風導入口８６にも蛇腹状のゴム製ブーツ８８が取付けられている。カバー部材５２の上面に、冷却風の一部を流すためのバイパス流路部９０と、冷却ファン収納部９１などが設けられている。
【００２０】
カバー部材５２の周縁部にフランジ部９５が形成されている。フランジ部９５はカバー部材５２の全周にわたって連続している。カバー部材５２のフランジ部９５をトレイ部材５１のカバー取付面８０の上に乗せ、図４に示すボルト９６あるいはナット９７によって、トレイ部材５１とカバー部材５２とが互いにシール材８１を介して水密に固定される。
【００２１】
トレイ部材５１の下面側に複数本（例えば４本）の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。図４と図６に示されるように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ車体１１の幅方向に延びる桁本体１１１，１１２，１１３，１１４を有している。
【００２２】
前から１番目の桁本体１１１の両端に締結部１２１，１２２が設けられている。前から２番目の桁本体１１２の両端に締結部１２３，１２４が設けられている。前から３番目の桁本体１１３の両端に締結部１２５，１２６が設けられている。前から４番目（最後部）の桁本体１１２の両端に締結部１２７，１２８が設けられている。バッテリユニット１４の前端部には左右一対の前側支持部材１３０，１３１が設けられている。
【００２３】
図７は、前から３番目の桁部材１０３を示している。この桁部材１０３は、ボルト１３５（一部のみ示す）によって前記トレイ部材５１の下面に固定される。トレイ部材５１には、これらのボルト１３５を螺合させるナット（図示せず）が設けられている。他の桁部材１０１，１０２，１０４も、これと同様にボルトによってトレイ部材５１の底面に固定される。
【００２４】
これらの桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、バッテリユニット１４の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。さらに詳しくは、図５と図６に示すように、前から１番目の桁部材１０１は、金属製の下プレート１４１と、ハット形断面の上プレート１４２と、上プレート１４２の両端に設けられた前記締結部１２１，１２２とを有している。下プレート１４１と上プレート１４２とによって、桁本体１１１が構成されている。締結部１２１，１２２のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１４３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００２５】
サイドメンバ３１，３２には、前記締結部１２１，１２２と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１４５，１４６が設けられている。締結部１２１，１２２の下側から、ボルト１４７（図３と図５に示す）をボルト挿入孔１４３に挿入し、このボルト１４７をバッテリユニット取付部１４５，１４６のナット部材に螺合させ締付けることにより、１番目の桁部材１０１の締結部１２１，１２２がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００２６】
図５と図６に示すように、前から２番目の桁部材１０２は、金属製の下プレート１５１と、ハット形断面の上プレート１５２と、上プレート１５２の両端に設けられた前記締結部１２３，１２４とを有している。下プレート１５１と上プレート１５２とによって、桁本体１１２が構成されている。締結部１２３，１２４のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１５３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００２７】
サイドメンバ３１，３２には、前記締結部１２３，１２４と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１５５，１５６が設けられている。締結部１２３，１２４の下側から、ボルト１５７（図３と図５に示す）をボルト挿入孔１５３に挿入し、このボルト１５７をバッテリユニット取付部１５５，１５６のナット部材に螺合させ締付けることにより、２番目の桁部材１０２の締結部１２３，１２４がサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００２８】
前から３番目の桁部材１０３は、金属製の下プレート１６１と、ハット形断面の上プレート１６２と、上プレート１６２の両端に設けられた前記締結部１２５，１２６とを有している。下プレート１６１と上プレート１６２とによって、桁本体１１３が構成されている。締結部１２５，１２６のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１６３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００２９】
図７に示すように、サイドメンバ３１，３２に、それぞれ、金属製の荷重伝達部材１７０，１７１がボルト１７２によって固定されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、前から３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６の上方に対向する位置に設けられている。一方の荷重伝達部材１７０は、一方のサスペンションアームサポートブラケット４０に溶接されている。他方の荷重伝達部材１７１は、他方のサスペンションアームサポートブラケット４１に溶接されている。
【００３０】
すなわち荷重伝達部材１７０，１７１は、サイドメンバ３１，３２と、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とに結合されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、フレーム構体３０の一部をなしている。荷重伝達部材１７０，１７１に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１７５，１７６が設けられている。
【００３１】
締結部１２５，１２６の下側から、ボルト１７７をボルト挿入孔１６３に挿入し、このボルト１７７をバッテリユニット取付部１７５，１７６のナット部材に螺合させ締付けることにより、３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６が、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。この桁部材１０３には、補助ブラケット１８０，１８１（図７に示す）が設けられている。補助ブラケット１８０，１８１は、それぞれボルト１８２によって、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に結合されている。
【００３２】
前から４番目の桁部材１０４も、金属製の下プレート１９１と、ハット形断面の上プレート１９２と、上プレート１９２の両端に設けられた前記締結部１２７，１２８とを有している。下プレート１９１と上プレート１９２とによって、桁本体１１４が構成されている。締結部１２７，１２８のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１９３（図３と図４に示す）が形成されている。
【００３３】
サイドメンバ３１，３２には、締結部１２７，１２８と対向する位置に、延長ブラケット１９４，１９５が設けられている。延長ブラケット１９４，１９５はサイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びている。延長ブラケット１９４，１９５は、フレーム構体３０の一部をなしている。これら延長ブラケット１９４，１９５に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１９６，１９７が設けられている。
【００３４】
締結部１２７，１２８の下側から、ボルト１９８（図３と図５に示す）をボルト挿入孔１９３に挿入し、延長ブラケット１９４，１９５のバッテリユニット取付部１９６，１９７のナット部材に螺合させ締付けることにより、４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８が延長ブラケット１９４，１９５を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。
【００３５】
図５に示すように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面は、トレイ部材５１の平坦な下面に沿って、水平方向に延びる同一平面Ｌ上に位置している。１番目と２番目の桁部材１０１，１０２は、サイドメンバ３１，３２の水平部分３１ａ，３２ａに設けられたバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６に直接固定される。
【００３６】
３番目の桁部材１０３と４番目の桁部材１０４は、サイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂに設けられたバッテリユニット取付部１７５，１７６，１９６，１９７に固定されている。３番目と４番目の桁部材１０３，１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方にオフセットした位置にある。このため３番目の桁部材１０３は、上下方向に厚みを有する荷重伝達部材１７０，１７１を介して、バッテリユニット取付部１７５，１７６に固定される。４番目の桁部材１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びる延長ブラケット１９４，１９５によって、バッテリユニット取付部１９６，１９７に固定される。
【００３７】
バッテリユニット１４の前端に位置する前側支持部材１３０，１３１は、前から１番目の桁部材１０１の前方に突出している。前側支持部材１３０，１３１は、この桁部材１０１に結合されている。図３に示すように、前側支持部材１３０，１３１に設けられた締結部２１０，２１１は、ボルト２１２によって、クロスメンバ３３のバッテリユニット取付部２１３，２１４に固定される。
【００３８】
本実施形態では、フレーム構体３０を製造する上で不可避的に生じるばらつき、たとえばバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６，１７５，１７６，１９６，１９７の高さのばらつきを吸収するために、桁部材１０１〜１０４のそれぞれの締結部１２１〜１２８と、前側支持部材１３０，１３１の締結部２１０，２１１は、以下に説明するばらつき調整手段を備えている。
【００３９】
図８と図９は、前から２番目の桁部材１０２の締結部１２３を代表して示している。すなわちこの締結部１２３は、桁本体１１２の端部に固定されるベース金具２２０と、このベース金具２２０の上側に設けられた上金具２２１とを有している。
【００４０】
図９に示されるように、ベース金具２２０は断面が略Ｕ状に形成されている。このベース金具２２０は、桁本体１１２の上面に溶接によって固定される底壁２２５と、上方に延びる一対の縦壁２２６とを有している。図８に示すようにベース金具２２０の端にフランジ２２７が形成されている。このフランジ２２７は、ボルト２２８（図４に示す）によって、トレイ部材５１の側壁に固定される。ボルト２２８は、トレイ部材５１の側壁にインサートされているナット（図示せず）に螺合される。
【００４１】
図９に示されるように、上金具２２１は断面が逆Ｕ状に形成されている。すなわちこの上金具２２１は、バッテリユニット取付部１５５に固定される上壁２３０と、ベース金具２２０の縦壁２２６に前後方向から重なる一対の脚部２３１とを有している。図８に示すように上金具２２１にフランジ２３２が形成されている。このフランジ２３２はベース金具２２０のフランジ２２７に溶接されている。
【００４２】
図９に示されるように、ベース金具２２０と上金具２２１とは、互いに前後の位置を板厚分だけずらした状態で組合わされている。そしてベース金具２２０の縦壁２２６と、上金具２２１の脚部２３１とが溶接部２３５によって互いに固定されている。溶接部２３５を溶接する前の状態において、上金具２２１は、ベース金具２２０に対する上下方向の位置（相対高さ）を調節することができる。上記以外の締結部１２１，１２２，１２５，１２６，１２７，１２８，２１０，２１１も同様に構成されている。
【００４３】
複数のフレーム構体３０が共通のプレス設備や溶接設備で製造される場合、フレーム構体３０の形状のばらつきに関して、各フレーム構体３０に共通の傾向が現れることが知られている。すなわちバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６，１７５，１７６，１９６，１９７，２１３，２１４の位置ずれに関して、各フレーム構体３０に共通の傾向が現れる。そこで、各々のバッテリユニット取付部の位置ずれの程度に応じて、ベース金具２２０に対する上金具２２１の高さを調整する。すなわち、各々のバッテリユニット取付部に対し、桁部材１０１〜１０４と前側支持部材１３０，１３１のそれぞれの締結部１２１〜１２８，２１０，２１１が、均等に近い締付力で固定されるように、ベース金具２２０に対する上金具２２１の高さが調節される。そののち、上金具２２１がベース金具２２０に溶接される。
【００４４】
以上説明したように、ベース金具２２０に対する高さが調節された上金具２２１の脚部２３１が、ベース金具２２０の縦壁２２６に溶接されている。このためフレーム構体３０のバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６，１７５，１７６，１９６，１９７，２１３，２１４の高さのばらつきに応じて、それぞれの締結部１２１〜１２８，２１０，２１１をほぼ均等の締付力で固定することができる。よって、フレーム構体３０の製造上のばらつきに起因するバッテリユニット取付部の高さのばらつきが吸収され、バッテリユニット１４を好ましい状態でフレーム構体３０に取付けることができる。
【００４５】
本実施形態の電気自動車１０は、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が左右のサイドメンバ３１，３２間にわたって設けられ、これら桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によってサイドメンバ３１，３２どうしが結合されている。このためバッテリユニット１４の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４がクロスメンバに相当する剛性部材として機能することができる。
【００４６】
また、荷重伝達部材１７０，１７１がスペンションアームサポートブラケット４０，４１に固定されており、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重が荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力される。しかもサスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力した横方向の荷重の一部が、補助ブラケット１８０，１８１（図７に示す）を介して、桁部材１０３に入力する。
【００４７】
このため，サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近にクロスメンバが配置されていなくても、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近の剛性を桁部材１０３によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する。言い換えると、大形のバッテリユニット１４の一部を左右一対のサスペンションアームサポートブラケット４０，４１間のスペースに配置することが可能である。このため、大形のバッテリユニット１４を搭載することが可能となり、電気自動車の走行距離を長くすることができる。
【００４８】
本実施形態では、図５に示すように、フロアパネル７０の下方にバッテリユニット１４が配置される。しかもバッテリユニット１４は可能な限り容量の大きなものが望まれる。このため大形のバッテリユニット１４が、フロアパネル７０に接近して配置される。その結果、例えばカバー部材５２の前端部の上角部３００とフロアパネル７０との間の隙間がかなり狭くなってしまう。
【００４９】
バッテリユニット１４をフロアパネル７０に極力近付けるには、この部分（隙間管理対象部Ｇと呼ぶ）の隙間を精度良く管理することが重要となる。そこで本実施形態では、以下に説明する位置決め手段、すなわち第１〜第３の位置決め部３０１，３０２，３０３が採用されている。
【００５０】
第１の位置決め部３０１は、トレイ部材５１とカバー部材５２のいずれか一方に形成された第１基準孔３１０と、他方に形成された凸部３１１とを備えている。第１基準孔３１０と凸部３１１とは、互いに遊びが無くタイトに嵌合することができるように、高精度に加工されている。さらにこの第１の位置決め部３０１は、隙間管理対象部Ｇからの距離と高さが高精度に管理される。
【００５１】
第１の位置決め部３０１によって、トレイ部材５１とカバー部材５２との相対位置が正確に規制される。すなわちカバー部材５２の隙間管理対象部Ｇとトレイ部材５１との位置関係が正確に規制される。なお、第１の位置決め部３０１として、例えば図４に示す特定位置に設けられたボルト９６ａと、このボルト９６ａが挿入されるボルト挿入孔９６ｂが利用されてもよい。
【００５２】
第２の位置決め部３０２は、図５と図６に示されるように、トレイ部材５１と桁部材１０２のいずれか一方に形成された第２基準孔３１５と、他方に形成された凸部３１６とを備えている。第２基準孔３１５と凸部３１６とは、互いに遊びが無くタイトに嵌合することができるように、高精度に加工されている。第１の位置決め部３０１と第２の位置決め部３０２との相対位置についても高精度に管理されている。この第２の位置決め部３０２によって、トレイ部材５１と桁部材１０２との相対位置が正確に規制される。その結果、カバー部材５２の隙間管理対象部Ｇに対する桁部材１０２の位置が正確に規制される。
【００５３】
第３の位置決め部３０３は、図６に示されるように、桁部材１０２とサイドメンバ３１のいずれか一方に形成された第３基準孔３２０と、他方に形成された凸部３２１とによって構成されている。第３基準孔３２０と凸部３２１は、互いに遊びが無くタイトに嵌合することができるように、高精度に加工されている。第２の位置決め部３０２と第３の位置決め部３０３との相対位置についても高精度に管理されている。
【００５４】
この第３の位置決め部３０３によって、桁部材１０２とサイドメンバ３１との相対位置が正確に規制される。その結果、カバー部材５２の隙間管理対象部Ｇに対するサイドメンバ３１の第３の位置決め部３０３付近の位置が正確に規制される。なお、第３の位置決め部３０３として、図５と図６に示されるように、特定の位置のボルト１５７が利用されてもよい。
【００５５】
フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に予め溶接によって固定されている。このため、バッテリユニット１４の桁部材１０２がサイドメンバ３１に組付けられた状態において、第１〜第３の位置決め部３０１，３０２，３０３により、カバー部材５２の隙間管理対象部Ｇからフロアパネル７０までの距離を高い精度で管理することができる。このため、バッテリケース５０の製造上のばらつき等によってバッテリケース５０の一部がフロアパネル７０に干渉する不具合を回避することができる。
【００５６】
本発明は、バッテリケースがリヤ側のサスペンションアーム支持部の周辺空間まで延びる構造の電気自動車に適用した場合に特に効果的であり、前記実施形態では車体後部に走行用モータが搭載された電気自動車について説明した。しかし本発明は、走行用モータが車体前部に配置された電気自動車にも適用することができる。
【００５７】
なお本発明を実施するに当たって、フレーム構体、バッテリユニット、桁部材、モータをはじめとして、本発明の電気自動車の構成要素の構造及び配置等を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車とバッテリユニットの斜視図。
【図２】図２に示された電気自動車のリヤサスペンションの斜視図。
【図３】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの斜視図。
【図４】図３に示されたバッテリユニットのバッテリケースと桁部材の斜視図
【図５】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの側面図。
【図６】図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットを上方から見た平面図。
【図７】図１に示された電気自動車のフレーム構体の一部と桁部材を下方から見た斜視図。
【図８】図３に示されたバッテリユニットの前から２番目に位置する桁部材の締結部の断面図。
【図９】図８中のＦ９−Ｆ９線に沿う桁部材の締結部の断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１０…電気自動車
１１…車体
１４…バッテリユニット
３０…フレーム構体
３１，３２…サイドメンバ
４０，４１…サスペンションアームサポートブラケット
５０…バッテリケース
５１…トレイ部材
５２…カバー部材
１０１，１０２，１０３，１０４…桁部材
１１１，１１２，１１３，１１４…桁本体
１２１，１２２…締結部
１２３，１２４…締結部
１２５，１２６…締結部
１２７，１２８…締結部
１７０，１７１…荷重伝達部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の下部に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、
前記車体の下方から前記フレーム構体に取付けられるバッテリユニットとを具備し、
前記バッテリユニットは、
トレイ部材とカバー部材とを有するバッテリケースと、
前記バッテリケースの前記トレイ部材に固定された桁部材とを具備し、
前記桁部材は前記車体の幅方向に延びる桁本体と、この桁本体の両端に設けられ前記サイドメンバのバッテリユニット取付部に固定される締結部とを有し、
前記桁部材の一端側の前記締結部を前記一方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定し、かつ、前記桁部材の他端側の前記締結部を前記他方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定することにより、前記桁部材を前記一対のサイドメンバ間にわたって配置したことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記一対のサイドメンバに、それぞれリヤサスペンションアームを支持するためのサスペンションアームサポートブラケットが設けられ、
前記サスペンションアームブラケットに荷重伝達部が固定され、
前記荷重伝達部材に前記桁部材の前記締結部が固定された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】
前記一対のサイドメンバに設けられた前記一対のサスペンションアームサポートブラケット間に前記バッテリユニットの一部が配置されてい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】
前記締結部は、前記桁本体の上面に固定される底壁と上方に延びる縦壁とを有するベース金具と、前記バッテリユニット取付部に固定される上壁と前記縦壁に前後方向から重なる脚部を有する上金具とを具備し、該上金具は、前記脚部が前記縦壁に固定される前の状態において前記ベース金具に対する高さを調節可能であり、高さが調節された前記上金具の前記脚部を前記ベース金具の前記縦壁に溶接してな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１】
車体の下部に配置される左右一対のサイドメンバを含むフレーム構体と、
前記車体の下方から前記フレーム構体に取付けられるバッテリユニットとを具備し、
前記バッテリユニットは、
トレイ部材とカバー部材とを有するバッテリケースと、
前記バッテリケースの前記トレイ部材に固定された桁部材とを具備し、
前記桁部材は前記車体の幅方向に延びる桁本体と、この桁本体の両端に設けられ前記サイドメンバのバッテリユニット取付部に固定される締結部とを有し、
前記桁部材の一端側の前記締結部を前記一方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定し、かつ、前記桁部材の他端側の前記締結部を前記他方のサイドメンバのバッテリユニット取付部に固定することにより、前記桁部材を前記一対のサイドメンバ間にわたって配置したことを特徴とする電気自動車。
【請求項２】
前記一対のサイドメンバに、それぞれリヤサスペンションアームを支持するためのサスペンションアームサポートブラケットが設けられ、
前記サスペンションアームブラケットに荷重伝達部が固定され、
前記荷重伝達部材に前記桁部材の前記締結部が固定された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】
前記一対のサイドメンバに設けられた前記一対のサスペンションアームサポートブラケット間に前記バッテリユニットの一部が配置されてい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】
前記締結部は、前記桁本体の上面に固定される底壁と上方に延びる縦壁とを有するベース金具と、前記バッテリユニット取付部に固定される上壁と前記縦壁に前後方向から重なる脚部を有する上金具とを具備し、該上金具は、前記脚部が前記縦壁に固定される前の状態において前記ベース金具に対する高さを調節可能であり、高さが調節された前記上金具の前記脚部を前記ベース金具の前記縦壁に溶接してなることを特徴とする請求項１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９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−８３５９７（Ｐ２００９−８３５９７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５４２５９（Ｐ２００７−２５４２５９）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（０００１７６８１１）三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（０００１７６８１１）三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]