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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-202703(P2017-202703A)
(43)【公開日】2017年11月16日
(54)【発明の名称】産業車両
(51)【国際特許分類】
   B60K 1/04 20060101AFI20171020BHJP
   B66F 9/075 20060101ALI20171020BHJP
   H01M 2/10 20060101ALI20171020BHJP
   H01M 10/613 20140101ALI20171020BHJP
   H01M 10/625 20140101ALI20171020BHJP
   H01M 10/6554 20140101ALI20171020BHJP
【FI】
   B60K1/04 Z
   B66F9/075 C
   H01M2/10 U
   H01M10/613
   H01M10/625
   H01M10/6554
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2016-93839(P2016-93839)
(22)【出願日】2016年5月9日
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史
(74)【代理人】
【識別番号】100148013
【弁理士】
【氏名又は名称】中山 浩光
(74)【代理人】
【識別番号】100183081
【弁理士】
【氏名又は名称】岡▲崎▼ 大志
(72)【発明者】
【氏名】山口 祐良
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼島 翼
(72)【発明者】
【氏名】高橋 英樹
【テーマコード(参考)】
3D235
3F333
5H031
5H040
【Fターム(参考)】
3D235AA18
3D235BB18
3D235BB36
3F333AA02
3F333CA09
5H031AA09
5H040AA28
5H040AS06
5H040AT06
5H040AY04
5H040CC33
5H040GG27
5H040NN03
(57)【要約】
【課題】電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両全体の重量を低減できる産業車両を提供する。
【解決手段】一実施形態の産業車両10は、電池モジュール40を筐体50内に収容してなる電池パック30を備える。産業車両10は、積荷19を支持するためのフォーク18と、電池パック30を挟んでフォーク18とは反対側に配置されたウエイト部材90と、筐体50とは別体として構成され、電池パック30とウエイト部材90との間に配置されるウエイト部材70と、を備え、筐体50は、熱伝導部材60を介してウエイト部材70に接触している。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、
電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、
前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、前記電池パックを挟んで前記支持部とは反対側に配置された第1のウエイト部材と、
前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、前記筐体とは別体として構成され、前記電池パックと前記第1のウエイト部材との間に配置される第2のウエイト部材と、
を備え、
前記筐体は、第1の熱伝導部材を介して前記第2のウエイト部材に接触している、
産業車両。
【請求項2】
前記第1のウエイト部材と前記第2のウエイト部材とは、第2の熱伝導部材を介して接触している、
請求項1に記載の産業車両。
【請求項3】
前記電池モジュールは、前記筐体の前記第2のウエイト部材側の側壁に取り付けられており、
前記側壁は、第1の熱伝導部材に接触している、
請求項1又は2に記載の産業車両。
【請求項4】
積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、
電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、
前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、前記電池パックを挟んで前記支持部とは反対側に配置されたウエイト部材と、
を備え、
前記筐体の前記ウエイト部材側の側壁は、前記産業車両のカウンタウエイトとして機能し、
前記筐体は、熱伝導部材を介して前記ウエイト部材に接触している、
産業車両。
【請求項5】
前記電池モジュールは、前記側壁に取り付けられており、
前記側壁は、前記熱伝導部材に接触している、
請求項4に記載の産業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池パックを搭載する産業車両に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電池パックを搭載した電動フォークリフト等の産業車両が知られている。このような産業車両において、鉛電池よりも軽いリチウムイオン二次電池等を使用する場合、積荷との重量バランスをとるために、鉛電池の重量との差を埋めるためのカウンタウエイトが必要となる。例えば下記特許文献1には、フォークリフトに固定されたカウンタウエイトを電池パックの下方に配置する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2014−93146号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、リチウムイオン二次電池等の電池は、適正な温度範囲で使用される必要がある。このため、電池モジュールの充放電時に発生する熱を適切に外部に逃がす仕組みが必要となる。また、産業車両の稼働に必要となる電池消費量をなるべく低減するために、産業車両全体の重量をなるべく軽くすることが好ましい。上記特許文献1の構成では、電池パックの下方にカウンタウエイトが配置されており、カウンタウエイトの総重量を低減するには至っておらず、この点で改良の余地がある。
【0005】
そこで、本発明は、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる産業車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面に係る産業車両は、積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置された第1のウエイト部材と、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、筐体とは別体として構成され、電池パックと第1のウエイト部材との間に配置される第2のウエイト部材と、を備え、筐体は、第1の熱伝導部材を介して第2のウエイト部材に接触している。
【0007】
この産業車両では、第1のウエイト部材が、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置されており、筐体とは別体として構成された第2のウエイト部材が、電池パックに対して第1のウエイト部材側に配置されている。このような配置により、産業車両の重心位置を支持部が設けられる側とは反対側に移動させることができる。これにより、積荷との重量バランスを取るために必要となる第2のウエイト部材の重量を低減でき、その分だけ産業車両の重量を低減できる。また、筐体は、第1の熱伝導部材を介して第2のウエイト部材に接触しているので、電池パックで発生した熱を第1の熱伝導部材を介して第2のウエイト部材に逃がすことができる。従って、上記産業車両によれば、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる。さらに、上記産業車両では、筐体とは別体の第2のウエイト部材を備えることで、電池パックをカウンタウエイトとして機能させる必要がなくなり、電池パックの重量を低減できる。これにより、電池パックの組立時及び交換時等のハンドリング性を向上させることができる。
【0008】
第1のウエイト部材と第2のウエイト部材とは、第2の熱伝導部材を介して接触していてもよい。
【0009】
この構成によれば、電池パックで発生した熱を第1の熱伝導部材を介して第2のウエイト部材に逃がすと共に、第2のウエイト部材の熱を第2の熱伝導部材を介して第1のウエイト部材に逃がすことができる。これにより、第2のウエイト部材だけでなく第1のウエイト部材も熱マスとして機能させることができ、電池パックで発生した熱を効果的に放熱できる。
【0010】
電池モジュールは、筐体の第2のウエイト部材側の側壁に取り付けられており、上記側壁は、第1の熱伝導部材に接触していてもよい。
【0011】
この構成によれば、電池モジュールから発生した熱を、当該電池モジュールが取り付けられた側壁及び第1の熱伝導部材を介して、効率良く第2のウエイト部材に逃がすことができる。
【0012】
本発明の他の側面に係る産業車両は、積荷を支持するための支持部を備える産業車両であって、電池モジュールを筐体内に収容してなる電池パックと、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置されたウエイト部材と、を備え、筐体のウエイト部材側の側壁は、産業車両のカウンタウエイトとして機能し、筐体は、熱伝導部材を介してウエイト部材に接触している。
【0013】
この産業車両では、ウエイト部材が、電池パックを挟んで支持部とは反対側に配置されており、ウエイト部材に対向する筐体の側壁が、カウンタウエイトとして機能する。このように、ウエイト部材に対向する筐体の側壁(すなわち、支持部が設けられる側とは反対側に位置する側壁)をカウンタウエイトとして機能させることで、産業車両の重心位置を支持部が設けられる側とは反対側に移動させることができる。これにより、積荷との重量バランスを取るために必要となる上記側壁の重量を低減でき、その分だけ産業車両の重量を低減できる。また、筐体は、熱伝導部材を介してウエイト部材に接触しているので、電池パックで発生した熱を、熱伝導部材を介してウエイト部材に逃がすことができる。従って、上記産業車両によれば、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる。
【0014】
上記他の側面に係る産業車両において、電池モジュールは、側壁に取り付けられており、上記側壁は、熱伝導部材に接触していてもよい。
【0015】
この構成によれば、電池モジュールから発生した熱を、当該電池モジュールが取り付けられた側壁及び熱伝導部材を介して、効率良くウエイト部材に逃がすことができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、電池パックで発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両の重量を低減できる産業車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】第1実施形態の産業車両を示す概略側面図である。
図2図1に示した電池パックの内部構成を示す概略斜視図である。
図3図1に示した産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。
図4】第2実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。
図5】第3実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0019】
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の産業車両を示す概略側面図である。本実施形態では、図1に示すように、本発明の産業車両をフォークリフトに適用した例を示している。フォークリフトは、荷受用のフォーク18(支持部)を備え、荷役作業を行うために用いられる。以下の説明において、前後左右の方向は、産業車両のフォーク18が設けられている側(すなわち、後述する運転シート22に着座した運転者が対面する方向)を前側とした場合における方向を示す。
【0020】
図1に示すように、産業車両10は、車体11と、車体11の前部に配置された荷役装置12と、車体11の中央に配置された運転室13と、を主な構成として備える。車体11の前下部には駆動輪14が設けられており、車体11の後下部には操舵輪15が設けられている。また、車体11には、駆動輪14の駆動源となる走行用モータM1と、フォーク18の駆動源となる荷役用モータM2と、が搭載されている。
【0021】
荷役装置12は、車体11の前部に立設されたマスト16と、マスト16にリフトブラケット17を介して結合された左右一対のフォーク18と、を有している。フォーク18は、積荷19を支持するために用いられる。フォーク18は、マスト16に結合されたリフトシリンダ20の駆動力により、リフトブラケット17と共に上下方向に移動可能とされている。また、フォーク18は、マスト16に結合されたティルトシリンダ21の駆動力により、マスト16と共に、ティルトシリンダ21との結合点を回転中心として前後方向に回動可能とされている。
【0022】
運転室13には、運転者が着座可能な運転シート22が設けられている。運転シート22の前方にはハンドル23が設けられている。運転室13の下部には、電池パック30が搭載されている。また、車体11の後端部側のスペースには、車体11に固定されたウエイト部材90(第1のウエイト部材)が設けられている。詳しくは後述するが、電池パック30は、熱伝導部材60(第1の熱伝導部材)、ウエイト部材70(第2のウエイト部材)、及び熱伝導部材80(第2の熱伝導部材)を介して、ウエイト部材90に接続されている。
【0023】
図2は、電池パックの内部構成を示す概略斜視図である。図2に示すように、電池パック30は、複数(この例では4つ)の電池モジュール40と、複数の電池モジュール40を収容する筐体50と、を備える。筐体50は、略直方体状の外形をなしており、矩形平板状の底壁51と、底壁51の周縁から立設する矩形平板状の側壁52,53,54,55と、底壁51と対向する矩形平板状の天壁56とからなる、電池パック30は、側壁52が後側、側壁53が右側、側壁54が前側、側壁55が左側に配置されるように、産業車両10に搭載される。筐体50は、例えば金属(例えば鉄)で形成されている。複数の電池モジュール40は、筐体50の後側の側壁52に取り付けられている。
【0024】
各電池モジュール40では、複数(この例では7つ)の電池セル41が電池ホルダ42によって保持されている。電池セル41は、ケース内に電極組立体を収容してなる電池であり、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。各電池セル41は、正極端子及び負極端子を有している。複数の電池セル41は、極性の異なる端子が隣り合うように配列されており、バスバー43によって電気的に直列に接続されている。電池セル41の配列方向における両端には、複数の電池セル41を配列方向両側から拘束して支持するための一対のブラケット44,44が設けられている。ブラケット44,44は、例えば図示しないボルト等の締結部材によって、側壁52に固定されている。これにより、電池モジュール40は、筐体50に対して固定されている。
【0025】
ウエイト部材70,90は、カウンタウエイトとして機能する部材である。すなわち、ウエイト部材70,90は、フォーク18に搭載される積荷19との重量バランスをとるために車体11に搭載される。ウエイト部材70,90は、例えば鉄等の金属で形成されている。
【0026】
ウエイト部材90は、電池パック30を挟んでフォーク18とは反対側(ここでは、車体11の後端部側)に配置される。なお、ウエイト部材90が車体11の後端部側に配置されることにより、車体11の重心位置が後方に移動し、積荷19との重量バランスをとるために必要となるウエイト部材90の重量を低減することができる。
【0027】
ウエイト部材70は、車体11に固定されたウエイト部材90だけでは不足する重量を補うために設けられる部材である。例えば、ウエイト部材70は、電池として鉛電池よりも軽いリチウムイオン二次電池(電池パック30)を用いることに起因して不足する重量を補うために設けられる。このように、本実施形態では、ウエイト部材90だけでは不足する重量が、筐体50の重量を増やすこと(すなわち、筐体50をカウンタウエイトとして機能させること)ではなく、筐体50とは別体のウエイト部材70を設けることによって補填されている。
【0028】
熱伝導部材60,80は、いわゆるTIM(Thermal Interface Material)であり、例えば伝熱性が高い樹脂材料等からなるシート状の部材である。熱伝導部材60,80は、粘着性を有している。熱伝導部材60,80の材料は同一であっても異なっていてもよいが、特に、熱伝導部材60の材料としては、ウエイト部材70から電池パック30を脱着することが可能な程度の粘着性を有する材料が用いられることが好ましい。この場合、例えば電池パック30の交換時等において、電池パック30をウエイト部材70から容易に脱着することができ、作業性が向上する。
【0029】
図3は、産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。図3に示すように、筐体50の側壁52は、熱伝導部材60を介して平板状のウエイト部材70に接触しており、ウエイト部材70は、熱伝導部材80を介して略直方体状のウエイト部材90に接触している。
【0030】
具体的には、熱伝導部材60の前側の側面60aが側壁52の側面52aに面接触すると共に、熱伝導部材60の後側の側面60bがウエイト部材70の前側の側面70aに面接触している。熱伝導部材60が有する粘着性により、側壁52とウエイト部材70とは、熱伝導部材60を介して互いに接合されている。また、熱伝導部材80の前側の側面80aがウエイト部材70の後側の側面70bの略上半分に面接触すると共に、熱伝導部材80の後側の側面80bがウエイト部材90の前側の側面90aに面接触している。熱伝導部材80が有する粘着性により、ウエイト部材70とウエイト部材90とは、熱伝導部材80を介して互いに接合されている。
【0031】
以上述べた産業車両10では、ウエイト部材90が、電池パック30を挟んでフォーク18とは反対側に配置されており、筐体50とは別体として構成されたウエイト部材70が、電池パック30に対してウエイト部材90側に配置されている。このような配置により、産業車両10の重心位置を後方(すなわち、フォーク18が設けられる側とは反対側)に移動させることができる。これにより、積荷19との重量バランスを取るために必要となるウエイト部材70の重量を低減でき、その分だけ産業車両10の重量を低減できる。
【0032】
また、筐体50は、熱伝導部材60を介してウエイト部材70に接触しているので、例えば電池モジュール40の充放電時等において電池パック30で発生した熱を、熱伝導部材60を介してウエイト部材70に逃がすことができる。特に本実施形態では、電池モジュール40が取り付けられた側壁52が熱伝導部材60に接触している。これにより、電池モジュール40から発生した熱を、電池モジュール40が取り付けられた側壁52及び熱伝導部材60を介して、効率良くウエイト部材70に逃がすことができる。
【0033】
また、ウエイト部材90とウエイト部材70とは、熱伝導部材80を介して接触しているので、電池パック30で発生した熱を、熱伝導部材60を介してウエイト部材70に逃がすと共に、ウエイト部材70の熱を、熱伝導部材80を介してウエイト部材90に逃がすことができる。これにより、ウエイト部材70だけでなくウエイト部材90も熱マスとして機能させることができ、電池パック30で発生した熱を効果的に放熱できる。以上より、産業車両10によれば、電池パック30で発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両10の重量を低減できる。
【0034】
さらに、産業車両10では、筐体50とは別体のウエイト部材70を備えることで、電池パック30(具体的には筐体50)をカウンタウエイトとして機能させる必要がなくなり、電池パック30の重量を低減できる。これにより、電池パック30の組立時及び交換時等のハンドリング性を向上させることができる。
【0035】
[第2実施形態]
図4は、第2実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。図4に示すように、第2実施形態の産業車両100は、産業車両10における熱伝導部材80が省略されている点で産業車両10と相違し、その他の構成については産業車両10と同様である。
【0036】
産業車両100では、ウエイト部材70の後側の側面70bの略上半分とウエイト部材90の前側の側面90aとが密着するように、ウエイト部材70が、図示しないブラケット及びボルト等の締結部材により、ウエイト部材90に対して固定されている。
【0037】
ウエイト部材70及びウエイト部材90は、いずれも鉄等の熱伝導性の高い金属同士であるため、熱伝導部材80が設けられる産業車両10と比較すると熱伝導の効率が低下するものの、ウエイト部材70からウエイト部材90へと熱を逃がすことが期待できる。
【0038】
また、例えば、ウエイト部材90を熱マスとして機能させる必要がない場合には、ウエイト部材70からウエイト部材90に熱を逃がす必要がない。この場合、産業車両100の構成を採用することにより、ウエイト部材70とウエイト部材90との間の熱伝導部材を省略して材料コストを低減することができる。
【0039】
[第3実施形態]
図5は、第3実施形態の産業車両における電池パック、熱伝導部材、及びウエイト部材の配置構成を示す断面図である。図5に示すように、第3実施形態の産業車両200は、ウエイト部材70を備えない点、及び、電池パック30の代わりに電池パック230を備える点で、産業車両10と主に相違する。
【0040】
電池パック230は、側壁52よりも重量が大きい側壁252を有する筐体250を備える。側壁252は、第1及び第2実施形態のウエイト部材70の代わりに、産業車両200のカウンタウエイトとして機能する。本実施形態では一例として、側壁252の厚みwが側壁52の厚みよりも大きくされることで、側壁252の重量は、側壁52の重量よりも大きくなっている。側壁252には、第1及び第2実施形態と同様に、複数(ここでは4つ)の電池モジュール40が取り付けられている。
【0041】
側壁252は、熱伝導部材260を介してウエイト部材90に接触している。熱伝導部材260は、熱伝導部材60,80と同様の部材である。具体的には、熱伝導部材260の前側の側面260aが側壁252の後側の側面252aの略上半分に面接触すると共に、熱伝導部材260の後側の側面260bがウエイト部材90の前側の側面90aに面接触している。熱伝導部材260が有する粘着性により、側壁252とウエイト部材90とは、熱伝導部材260を介して互いに接合されている。
【0042】
以上述べた産業車両200では、ウエイト部材90が、電池パック230を挟んでフォーク18とは反対側に配置されており、ウエイト部材90に対向する筐体250の側壁252が、カウンタウエイトとして機能する。このように、ウエイト部材90に対向する側壁252(すなわち、フォーク18が設けられる側とは反対側に位置する側壁252)をカウンタウエイトとして機能させることで、産業車両200の重心位置を後方(すなわち、フォーク18が設けられる側とは反対側)に移動させることができる。これにより、積荷19との重量バランスを取るために必要となる側壁252の重量(すなわち、カウンタウエイトとして必要な重要)を低減でき、その分だけ産業車両100の重量を低減できる。
【0043】
また、筐体250は、熱伝導部材260を介してウエイト部材90に接触しているので、例えば電池モジュール40の充放電時等において電池パック230で発生した熱を、熱伝導部材260を介してウエイト部材90に逃がすことができる。特に本実施形態では、電池モジュール40が取り付けられた側壁252が熱伝導部材260に接触している。これにより、電池モジュール40から発生した熱を、電池モジュール40が取り付けられた側壁252及び熱伝導部材260を介して、効率良くウエイト部材90に逃がすことができる。以上より、産業車両200によれば、電池パック230で発生した熱を適切に放熱できると共に産業車両200の重量を低減できる。
【0044】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【0045】
例えば、電池パック30及びウエイト部材70,90の形状は、上記実施形態に示したものに限定されず、車体11内に容易される収納スペースの形状に合った形状とすることができる。
【0046】
また、上記の各実施形態において、電池モジュール40は、筐体の後側の側壁以外の側壁に取り付けられてもよい。この場合であっても、筐体内で発生した熱を、筐体に接触する熱伝導部材(第1及び第2実施形態では熱伝導部材60、第3実施形態では熱伝導部材260)を介して、ウエイト部材(第1及び第2実施形態ではウエイト部材70、第3実施形態で合はウエイト部材90)に逃がすことができる。
【0047】
また、本実施形態では、ウエイト部材90の底面位置が電池パック30の底面位置よりも高い位置にある場合を例示したが、これは一例に過ぎない。例えば、車体11において電池パック30、ウエイト部材70、及びウエイト部材90を収容可能なスペースが直方体状のスペースである場合等には、これらの部材は、底面位置が揃うように並べて配置されてもよい。
【0048】
また、上記実施形態では、産業車両の具体例として、支持部としてフォークを備えるフォークリフトを挙げたが、本発明の産業車両は、その他の産業車両であってもよい。
【符号の説明】
【0049】
10,100,200…産業車両、18…フォーク(支持部)、19…積荷、30,230…電池パック、40…電池モジュール、50,250…筐体、52,252…側壁、60…熱伝導部材(第1の熱伝導部材)、70…ウエイト部材(第2のウエイト部材)、80…熱伝導部材(第2の熱伝導部材)、90…ウエイト部材(第1のウエイト部材)、260…熱伝導部材。
図1
図2
図3
図4
図5