特開 2022-101799 電動作業車両

(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】P2022101799

(43)【公開日】2022-07-07

(54)【発明の名称】電動作業車両

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20220630BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020216105

(22)【出願日】2020-12-25

(71)【出願人】

【識別番号】598051819

【氏名又は名称】メルセデス・ベンツ グループ アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓ－Ｂｅｎｚ Ｇｒｏｕｐ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １２０，７０３７２ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100176946

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 智恵

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(74)【代理人】

【識別番号】100111143

【弁理士】

【氏名又は名称】安達 枝里

(72)【発明者】

【氏名】高口 英彦

(72)【発明者】

【氏名】松本 克彦

【テーマコード（参考）】

3D235

【Ｆターム（参考）】

3D235AA06

3D235AA11

3D235BB23

3D235CC15

3D235CC22

3D235FF02

(57)【要約】

【課題】ｅＰＴＯユニットを搭載可能な電動作業車両において、キャブ下領域のレイアウトの自由度を高め、ｅＰＴＯ用モータと被駆動体との間の振動のズレを抑制して故障リスクを減少させる。
【解決手段】車両前後方向に延びる左右一対のサイドレール１と、サイドレール１上にて車両前後方向の前方部分に設けられるキャブ３と、サイドレール１上にてキャブ３の下面より下方に配置される電装品ユニット１２と、架装用モータ１４及び被駆動体１５を含むｅＰＴＯユニット１３とを備える。ｅＰＴＯユニット１３のうち、架装用モータ１４はキャブ３の下面より下方にて、電装品ユニット１２が配置される空間の最下層に配置され、被駆動体１５は架装用モータ１４よりも後方にて、サイドレール１の車幅方向内側に設けられるハングオーバーブラケット２０により片持ちにて弾性支持される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の作業を実行可能な架装体を搭載し、バッテリから供給される電力により走行可能な電動作業車両であって、
車両前後方向に延びる左右一対のサイドレールと、
前記サイドレール上にて、車両前後方向の前方部分に設けられるキャブと、
前記サイドレール上にて、前記キャブの下面より下方に配置される電装品ユニットと、
前記バッテリから供給される電力で駆動される架装用モータと、前記架装用モータによって駆動されることにより前記架装体の前記特定の作業における仕事を行えるよう構成される被駆動体と、を含むｅＰＴＯユニットと、を備え、
前記ｅＰＴＯユニットのうち、前記架装用モータは前記キャブの下面より下方にて、前記電装品ユニットが配置される空間の最下層に配置され、前記被駆動体は前記架装用モータよりも後方にて、前記サイドレールの車幅方向内側に設けられるハングオーバーブラケットにより片持ちにて弾性支持される
ことを特徴とする電動作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、架装体を搭載した電動作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、環境負荷低減の観点から、内燃機関を廃して電動モータのみを駆動源とした電動車両の開発が世界各国で進められている。このような車両電動化の潮流は、乗用車や小型車両の分野だけでなく、商用車の分野にも新たなイノベーションをもたらしつつある（特許文献１参照）。

【0003】

近年、電動化された商用車の車体をベースとして、特定作業が可能な架装体をフレームに架装した電動作業車両への開発要求がある。このような電動作業車両の具体例としては、塵芥車両，冷蔵冷凍車両，ダンプ車両，ミキサ車両，消防車両等が挙げられる。塵芥車両においては、例えばホッパーや油圧ポンプを電力で駆動するものが開発されている。また、冷蔵冷凍車両においては、例えば冷媒用コンプレッサを電力で駆動するものが開発されている。架装体を駆動するための電力は、車載バッテリや車載燃料電池で賄われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2016-113063号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような電動作業車両では、架装体に動力を供給するためのｅＰＴＯ用モータとこれに駆動される被駆動体（例えばコンプレッサやポンプ等）とを含むｅＰＴＯユニット（electric power take off unit）を、通常の電動車両に対して追加的にレイアウトする必要が生じる。一方、製造コスト削減の観点から、ｅＰＴＯユニットが搭載される電動作業車両とｅＰＴＯユニットが搭載されない通常の電動車両との間で、電装部品の搭載レイアウトを極力共通化したいとの要望がある。

【0006】

このような要望に応えるため、従来のトラック車両で内燃機関が設けられていたキャブ下の空間を利用して、ｅＰＴＯユニットを配置することが提案されている。例えば、ｅＰＴＯ用モータをキャブ下領域に配置し、その車両後方にあるキャブバックのラダーフレーム近傍に被駆動体を配置することが考えられる。この場合、被駆動体はプーリーやベルトを介してｅＰＴＯ用モータに連結されうる。

【0007】

しかしながら、このようなレイアウトを採用した場合、ｅＰＴＯ用モータと被駆動体とを同一の設置面に配置することが困難となり、ｅＰＴＯ用モータと被駆動体との間の振動のずれが発生しやすくなる。このため、プーリー等の連結部における故障予防の観点から、被駆動体に対し、走行時の路面入力や振動入力（縦方向の振動やねじり入力）の影響を最小限にすることが望まれる。

【0008】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ｅＰＴＯユニットを搭載可能な電動作業車両において、ｅＰＴＯユニットの搭載時におけるキャブ下領域のレイアウト変更への影響を低減し、ｅＰＴＯ用モータと被駆動体との間の振動のズレを抑制するとともに、プーリー等の連結部における故障リスクを減少させることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、以下の適用例として実現することができる。
本適用例に係る電動作業車両は、特定の作業を実行可能な架装体を搭載し、バッテリから供給される電力により走行可能な電動作業車両であって、車両前後方向に延びる左右一対のサイドレールと、前記サイドレール上にて、車両前後方向の前方部分に設けられるキャブと、前記サイドレール上にて、前記キャブの下面より下方に配置される電装品ユニットと、前記バッテリから供給される電力で駆動される架装用モータと、前記架装用モータによって駆動されることにより前記架装体の前記特定の作業における仕事を行えるよう構成される被駆動体と、を含むｅＰＴＯユニットと、を備える。前記ｅＰＴＯユニットのうち、前記架装用モータは前記キャブの下面より下方にて、前記電装品ユニットが配置される空間の最下層に配置され、前記被駆動体は前記架装用モータよりも後方にて、前記サイドレールの車幅方向内側に設けられるハングオーバーブラケットにより片持ちにて弾性支持される。

【0010】

本適用例に係る電動作業車両によれば、架装用モータが、キャブの下面より下方であって、電装品ユニットが配置される空間の最下層に配置される。これにより、キャブ下領域に配置される電装品ユニットに対して架装用モータが影響を与えにくいレイアウトが実現され、キャブ下領域の電装品ユニットのレイアウトが共通化されやすくなる。また、被駆動体は架装用モータよりも後方でサイドレールに対して片持ちで弾性支持されるため、ｅＰＴＯ用モータと被駆動との間の振動のズレが抑制され、プーリー等の連結部における故障リスクが減少する。

【発明の効果】

【0011】

本適用例に係る電動作業車両によれば、ｅＰＴＯユニットを搭載可能な電動作業車両において、ｅＰＴＯユニットの搭載時におけるキャブ下領域のレイアウト変更への影響を低減することができ、ｅＰＴＯ用モータと被駆動体との間の振動のズレを抑制できるとともに、プーリー等の連結部における故障リスクを減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本適用例に係る電動作業車両の構造を示す模式的な上面図。

【図2】図１の電動作業車両のキャブ下の構造を示す斜視図。

【図3】図２の構造を車両後方から見たときの背面図。

【図4】図２の車両後方の構造を示す斜視図。

【図5】(A)は図４の構造を車両左側方から見たときの側面図、(B)は図４の構造を車両後方から見たときの横断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［１．構成］
図１～図５は、本適用例（実施形態）に係る電動作業車両１０の構成を説明するための図である。図中の前後，左右，上下方向は、電動作業車両１０の運転者を基準として定められる方向を表す。図１に示すように、電動作業車両１０は、梯子状に形成されたラダーフレーム（シャシフレーム）によってボディが支持される形式の電動トラックである。電動作業車両１０のキャブ３，荷室４，駆動ユニット５（電動パワートレイン）等は、ラダーフレームに対して取り付けられる。

【0014】

この電動作業車両１０は、特定の作業を実行可能な架装体を搭載するとともに、電力源９（バッテリ）から供給される電力により走行可能な電動作業車両１０である。架装体とは、ラダーフレームやこれに固定されるボディに架装される装置全般を意味する。ここでいう架装体には、例えば塵芥車両のホッパー装置，冷蔵冷凍車両の冷蔵冷凍機，ダンプ車両の荷台傾斜装置，ミキサ車両のミキシングドラム装置，消防車両の放水装置，梯子伸縮装置，スプレッダー装置等が含まれる。

【0015】

なお、電力を利用して駆動輪を駆動するための動力を発生させる装置は、駆動ユニット５と呼ばれる。一方、電力を利用して架装体を駆動するための動力を発生させる装置は、ｅＰＴＯユニット１３（electric power take off unit）と呼ばれる。本適用例の電動作業車両１０には、駆動ユニット５とｅＰＴＯユニット１３との両方が搭載される。これらはともに、電力源９から供給される電力で作動する。

【0016】

ラダーフレームには、車両前後方向（車長方向）に延在するサイドレール１と、車幅方向（左右方向）に延在するクロスメンバ２とが設けられる。サイドレール１は、車幅方向（左右方向）に間隔をあけて一対設けられる。また、クロスメンバ２は、前後方向に間隔をあけて、左右のサイドレール１の各々に接合される。クロスメンバ２が配設される位置は、ラダーフレームに搭載される部品や荷重分布に応じて設定される。サイドレール１の断面形状は、例えばチャンネル形状とされる。図１に例示するサイドレール１は、法線が車幅方向を向くように配置された平面状のウェブ１Ａと、ウェブ１Ａの上端及び下端から車幅方向内側に向かって延設されるフランジ１Ｂとを備える。

【0017】

キャブ３は、図示しない運転席を含む構造体であり、ラダーフレームの前部上方に設けられる。図１に示すキャブ３は、サイドレール１上にて、車両前後方向の前方部分に配置されている。また、荷室４は、電動作業車両１０によって搬送される荷物等が積載される構造体であり、ラダーフレームの後部上方に設けられる。駆動ユニット５は、電動作業車両１０を駆動するための電動パワートレイン（電動トラクションユニット）である。図１に示すように、駆動ユニット５の位置は、例えば荷室４の下方（駆動輪の近傍）であって上面視で左右のサイドレール１に挟まれる範囲内に設定される。また、駆動ユニット５には、例えば走行用モータ６，変速機構７，ディファレンシャル装置８等が含まれる。

【0018】

走行用モータ６は、電力源９から供給される電力を用いて、駆動輪の車軸に伝達される駆動力を発生させる電動機である。変速機構７は、走行用モータ６から伝達される回転駆動力を変速（減速を含む）するものであり、例えば減速ギヤや変速用歯車機構等がこれに含まれる。ディファレンシャル装置８は、左右駆動輪の間に介装される駆動力分配機構であり、左右駆動輪の回転数差を吸収する差動歯車を内蔵する。変速機構７とディファレンシャル装置８との間はプロペラシャフトで接続される。

【0019】

電力源９は、走行用モータ６やｅＰＴＯユニット１３に供給される電力を出力する二次電池あるいは燃料電池である。電力源９が二次電池である場合には、外部充電（例えば普通充電や急速充電）が可能であるとともに、走行用モータ６での回生発電電力の充電も可能である。電力源９の配設位置は、図１に示すように、上面視で左右のサイドレール１に挟まれる範囲内であってもよいし、サイドレール１よりも車幅方向の外側であってもよい。また、キャブ３の下方であってもよいし、荷室４の下方であってもよい。一台の電動作業車両１０に対し、複数の電力源９を搭載してもよい。

【0020】

キャブ３の下面よりも下方には、櫓（やぐら）１１が設けられ、この櫓１１に電装品ユニット１２が取り付けられる。櫓１１とは、多種多様な部品や装置をラダーフレームに取り付けるための立体構造を持つ部材であり、キャブ３の下方にてサイドレール１に固定される。図２に示す櫓１１には、上下方向に積層された三つの階層（上層，中間層，下層）が設けられる。上層及び中間層には、電装品ユニット１２が取り付けられる。ここでいう電装品ユニット１２には、電動作業車両１０に搭載される電気機器や電子機器が含まれ、例えば空調装置，通信装置，ナビゲーション装置，補機，各種電子制御装置，二次電池，燃料電池，走行用モータ６を除く電気機器等が含まれる。これらの電装品ユニット１２は、サイドレール１上にて、キャブ３の下面より下方に配置される。

【0021】

櫓１１の構造について説明する。図２，図３に示す櫓１１には、脚部３１，下層梁部３２，中間層梁部３３，柱部３４，柱補強部３５，上層床部３６が設けられる。脚部３１は、任意の固定手段（例えば溶接や締結等）を介してサイドレール１に固定される部材であり、左右のサイドレール１の各々に対して脚部３１が二つずつ設けられる。各々の脚部３１には、上下のフランジ１Ｂの端辺に接触する平面状部と、平面状部の下端を車幅方向内側に向かって屈曲させた形状の屈曲部と、平面状部の上端部近傍から車幅方向内側に向かって突設されたブラケット部とが設けられる。屈曲部は、下層梁部３２が接続される部位となり、ブラケット部は、中間層梁部３３が接続される部位となる。

【0022】

下層梁部３２は、防振ゴム３７を介して脚部３１の下部（屈曲部）に接続される梁状の部材である。図２に示すように、左右の脚部３１の間を水平方向（車幅方向）に繋ぐように、二本の下層梁部３２が架け渡される。これらの下層梁部３２は、車両前後方向に間隔をあけて平行に配置される。これにより、櫓１１の三つの階層（上層，中間層，下層）のうち、下層の床部分に配置される梁が形成されることになる。下層梁部３２の断面形状は、剛性を高めるべく、下方側が開放されたチャンネル形状（Ｃ字型）とされる。

【0023】

中間層梁部３３は、防振ゴム３８を介して脚部３１の上部（ブラケット部）に接続される梁状の部材である。図２に示すように、下層梁部３２よりも上方において左右の脚部３１の間を水平方向につなぐように、二本の中間層梁部３３が架け渡される。これらの中間層梁部３３は、車両前後方向に間隔をあけて平行に配置されるとともに、下層梁部３２の直上方に配置される。これにより、櫓１１の三つの階層（上層，中間層，下層）のうち、中間層の床部分に配置される梁が形成されることになる。中間層梁部３３の断面形状は、剛性を高めるべく、下方側が開放されたチャンネル形状（Ｃ字型）とされる。前述の通り、中間層梁部３３の上には電装品ユニット１２が取り付けられる。

【0024】

柱部３４は、中間層梁部３３の上に立設される柱状の部材である。図２に示すように、柱部３４は、一対の中間層梁部３３の各々において、左右両端部近傍から鉛直上方に向かって延設される。四本の柱部３４のうち、前後に隣接する一対の柱部３４の間には、柱補強部３５が架け渡されて補強される。また、上層床部３６は、四本の柱部３４の上端部に接続される平面状の部材である。これにより、櫓１１の三つの階層（上層，中間層，下層）のうち、上層の床部分に相当する構造が形成されることになる。前述の通り、上層床部３６の上にも電装品ユニット１２が取り付けられる。

【0025】

本適用例のｅＰＴＯユニット１３は、キャブ下領域に配置される櫓１１とその後方にあるキャブバックのラダーフレーム下方に配置される。このｅＰＴＯユニット１３には、架装用モータ１４と被駆動体１５とが含まれる。架装用モータ１４は、電力源９から供給される電力で駆動される電動機であり、櫓１１の下層に配置される。換言すれば、架装用モータ１４は、キャブ３の下面より下方にて、電装品ユニット１２が配置される空間の最下層に配置される。このように、架装用モータ１４を他の電装品ユニット１２よりも下方に配置することで、架装用モータ１４の有無によって電装品ユニット１２のレイアウトを変更する必要がなくなる。したがって、ｅＰＴＯユニット１３が搭載される電動作業車両１０とｅＰＴＯユニット１３が搭載されない電動作業車両１０との間で、電装品ユニット１２の搭載レイアウトが共通化されやすくなる。

【0026】

被駆動体１５は、架装用モータ１４によって駆動され、架装体の特定作業における仕事を行えるよう構成された装置である。ここでいう被駆動体１５には、例えば油圧ポンプ，液圧ポンプ，冷媒用コンプレッサといった、加圧された流体を架装体に供給する装置（圧力生成装置）が含まれる。図４に示すように、被駆動体１５は、架装用モータ１４よりも後方にて、サイドレール１の車幅方向内側に設けられるハングオーバーブラケット２０により片持ちにて弾性支持される。架装用モータ１４から伝達される回転駆動力は、プーリー１６，１７及びベルト１８を介して被駆動体１５へと入力される。その回転駆動力を利用して、被駆動体１５は圧力流体や冷媒を加圧，圧送し、架装体を駆動する。

【0027】

ハングオーバーブラケット２０の構造について説明する。図４，図５(A)～(B)に示すハングオーバーブラケット２０には、基端部２１，片持ち部２２，防振ゴム２３，ケース部２４，台座２５，櫓ブラケット２６が設けられる。基端部２１は、ハングオーバーブラケット２０の基端をなす部材であり、任意の固定手段（例えば溶接や締結等）を介してサイドレール１に固定される。図５(B)に示す基端部２１は、右側のサイドレール１の内側に配置され、ウェブ１Ａの内側面とウェブ１Ａの上端に接続されたフランジ１Ｂの下面とに面接触した状態で、サイドレール１に取り付けられている。基端部２１の断面形状はほぼＣ字型のチャンネル形状であり、内部の空間はワイヤーハーネスや配管材等が配索されるダクトスペースとして活用されうる。

【0028】

片持ち部２２は、基端部２１から車幅方向の内側に向かって延設される片持ち梁（カンチレバー，cantilever）状の部材である。図４，図５(B)に示す片持ち部２２は、基端部２１のうちウェブ１Ａとほぼ平行に配置された平面状の支持面２７に対し、任意の固定手段（例えば溶接や締結等）を介して固定される。片持ち部２２には、支持面２７に直交する平面状の部位である第一平面部２８と、第一平面部２８に直交する平面状の部位である第二平面部２９とが設けられる。図４に示すように、第一平面部２８は、法線が車両前後方向を向く姿勢で一対配置される。また、第二平面部２９は法線が上下方向を向く姿勢で、一対の第一平面部２８の下端を接続するように配置される。

【0029】

ケース部２４は、防振ゴム２３を介して片持ち部２２の下方に接続され、被駆動体１５の周囲を囲む形状に形成された部材である。これにより、被駆動体１５がサイドレール１に対して片持ちの状態で弾性的に支持される。ケース部２４の形状は、例えば図４に示すように、被駆動体１５の上下左右（前後方向を除く四面）を囲む箱状に形成される。図５(B)に示すように、被駆動体１５は、架装用モータ１４よりも後方の下方に配置される。また、図５(A)に示すように、被駆動体１５の前方側に設けられるプーリー１７には、動力伝達用のベルト１８が巻き掛けられる。

【0030】

台座２５は、ケース部２４の下端部に固定される梁状の部材である。台座２５の断面形状は、剛性を高めるべく、下方側が開放されたチャンネル形状（Ｃ字型）とされる。また、櫓ブラケット２６は、台座２５と櫓１１とを接続するためのブラケットである。櫓ブラケット２６の下端は台座２５に対して固定され、櫓ブラケット２６の上端は下層梁部３２や架装用モータ１４に対して固定される。一方、図３に示すように、架装用モータ１４とサイドレール１との間には、防振ゴム３７が介装されている。また、図５(A)～(B)に示すように、被駆動体１５とサイドレール１との間にも防振ゴム２３が介装されている。これにより、架装用モータ１４と被駆動体１５とが一体化された状態で、サイドレール１に対して弾性的に支持される。したがって、架装用モータ１４と被駆動体１５との間の振動のズレが抑制される。

【0031】

［２．作用，効果］
上記の電動作業車両１０では、電装品ユニット１２がキャブ３の下面より下方に配置される。また、ｅＰＴＯユニット１３の架装用モータ１４は、図２に示すように、キャブの下面より下方にて、電装品ユニット１２が配置される空間の最下層に配置される。このような構成により、ｅＰＴＯユニット１３が搭載される電動作業車両１０とｅＰＴＯユニット１３が搭載されない電動作業車両１０との間で、電装品ユニット１２の搭載レイアウトを共通化しやすくすることができる。

【0032】

また、上記の電動作業車両１０では、ｅＰＴＯユニット１３の被駆動体１５が架装用モータ１４よりも後方において、ハングオーバーブラケット２０を介してサイドレール１の車幅方向内側に片持ちの状態で弾性支持される。このような構成により、架装用モータ１４と被駆動体１５との間の振動のズレを抑制することができ、プーリー１６，１７やベルト１８等の連結部における故障リスクを減少させることができる。

【0033】

［３．その他］
上記の適用例（実施形態）はあくまでも例示に過ぎず、上記の適用例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。上記の適用例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて複数の要素の一部分を取捨選択することができ、あるいは他の公知技術と組み合わせることができる。

【0034】

例えば、上記の適用例では、キャブ３の下方に櫓１１が設けられた車体構造を例示したが、櫓１１を省略してもよいし、櫓１１とは異なる立体構造をサイドレール１に取り付けてもよい。少なくとも、キャブの下面より下方に電装品ユニット１２が配置される電動作業車両１０において、電装品ユニット１２が配置される空間の最下層に架装用モータ１４を配置することで、上記の適用例と同様の効果を獲得することができる。また、ハングオーバーブラケット２０の具体的な構造についても適宜変更可能である。少なくとも、被駆動体１５が架装用モータ１４よりも後方において片持ちにて弾性支持される構造であれば、上記の適用例と同様の効果を獲得することができる。

【符号の説明】

【0035】

１ サイドレール
３ キャブ
４ 荷室
１０ 電動作業車両
１１ 櫓
１２ 電装品ユニット
１３ ｅＰＴＯユニット
１４ 架装用モータ
１５ 被駆動体
１６，１７ プーリー
１８ ベルト
２０ ハングオーバーブラケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】