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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-25
(45)【発行日】2023-05-08
(54)【発明の名称】蓄電装置の保護構造
(51)【国際特許分類】
   B60K 1/04 20190101AFI20230426BHJP
   B60K 13/04 20060101ALI20230426BHJP
   B60K 6/46 20071001ALI20230426BHJP
   B60K 6/28 20071001ALI20230426BHJP
   B60K 6/40 20071001ALI20230426BHJP
【FI】
B60K1/04 Z ZHV
B60K13/04 A
B60K6/46
B60K6/28
B60K6/40
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2019153163
(22)【出願日】2019-08-23
(65)【公開番号】P2021030889
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-07-20
(73)【特許権者】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 裕一
(72)【発明者】
【氏名】加茂 寿章
(72)【発明者】
【氏名】▲濱▼田 隆志
(72)【発明者】
【氏名】阿部 忠輔
(72)【発明者】
【氏名】大段 清二
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2013/065798(WO,A1)
【文献】特開2016-107959(JP,A)
【文献】特開平7-117725(JP,A)
【文献】特開2018-202889(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0106743(US,A1)
【文献】特開2018-39452(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60K 1/00- 6/12
B60K 6/20- 6/547
B60K 7/00- 8/00
B60K 11/00- 15/10
B60K 16/00
B60W 10/00
B60W 10/02
B60W 10/06
B60W 10/08
B60W 10/10
B60W 10/18
B60W 10/26
B60W 10/28
B60W 10/30- 20/50
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両前方のエンジンルームに収容されたエンジンと、
車室の床面を構成するフロアパネルの下側に搭載された蓄電装置と、
前記エンジンから車両後方に延びており、排気ガスを排出する排気装置と、
前記排気装置に設けられ、前記蓄電装置より車両前方に配置された排気消音装置と、を備える車両の蓄電装置の保護構造であって、
前記蓄電装置の前端部に、車両に対する前方からの衝突によって車両後方へ移動する前記排気装置の一部に接触して、前記排気消音装置を下方へ案内する案内部を備える、蓄電装置の保護構造。
【請求項2】
請求項1において、
前記排気装置は、車両後方に向けて下方に傾斜する傾斜部を有しており、
前記排気装置における前記案内部との接触部位は、前記傾斜部に位置する、蓄電装置の保護構造。
【請求項3】
請求項2において、
前記排気装置における前記排気消音装置より上流側には、排気管が含まれており、
前記排気管は、
前記排気消音装置の上側を通って該排気消音装置よりも車両後方まで延びる傾斜管部と、
前記傾斜管部と前記排気消音装置とを接続する接続管部と、を有し、
前記傾斜管部から前記接続管部に至る部分は、前記傾斜部を構成する、蓄電装置の保護構造。
【請求項4】
請求項3において、
前記傾斜管部と前記接続管部とは、フランジで接続されており、
前記接触部位は、前記フランジに位置する、蓄電装置の保護構造。
【請求項5】
請求項4において、
前記フランジの外周面は、前記案内部に対向しており、
前記外周面は、長軸が車両後方に向けて下方に傾斜する略楕円形状であり、
前記接触部位は、前記外周面に位置する、蓄電装置の保護構造。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1つにおいて、
前記案内部は、前記蓄電装置側に凸となるように湾曲する、蓄電装置の保護構造。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか1つにおいて、
前記エンジンの上部には、電力変換器が配置される、蓄電装置の保護構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に搭載された蓄電装置の保護構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両前方のエンジンルームにエンジンを収容し、車室の床面を構成するフロアパネルの下側にバッテリを搭載した車両が知られている。かかる構成において、車両に対する衝突時にバッテリを保護するために、種々の発明が開示されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、車両の下部構造に関する発明が開示されている。この車両ででは、車両前方のエンジンルームに、車両を走行させるための駆動源として、エンジン及びモータが配置される。フロアパネルの下側には、モータに電力を供給するバッテリが配置される。フロアパネルの下側において、バッテリよりも車幅方向外側を、排気管が車両後方に延びる。なお、フロアパネルの下側において、バッテリよりも車両後方に、排気管の後端に接続された排気消音装置が設けられる。かかる構成によれば、剛性の低い排気管がバッテリに対する衝撃吸収材として機能するので、車両に対する車幅方向外方からの衝突があった際、バッテリを保護する点で有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2018-39452号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、排気消音装置を、バッテリよりも車両前方に配置したいという要求がある。ここで、排気消音装置は剛性が高いため、前方からの荷重を受けても潰れにくい。したがって、車両に対する前方からの衝突時、排気消音装置は、そのままバッテリに干渉してしまう可能性がある。
【0006】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的とするところは、排気消音装置が蓄電装置(バッテリ)より車両前方に配置された構成において、車両に対する前方からの衝突時、排気消音装置が蓄電装置に干渉することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ここに開示する蓄電装置の保護構造は、車両前方のエンジンルームに収容されたエンジンと、車室の床面を構成するフロアパネルの下側に搭載された蓄電装置と、上記エンジンから車両後方に延びており、排気ガスを排出する排気装置と、上記排気装置に設けられ、上記蓄電装置より車両前方に配置された排気消音装置と、を備える車両の蓄電装置の保護構造であって、上記蓄電装置の前端部に、車両に対する前方からの衝突によって車両後方へ移動する上記排気装置の一部に接触して、上記排気消音装置を下方へ案内する案内部を備える。
【0008】
かかる構成によれば、車両に対する前方からの衝突(以下、前突という場合がある)時、排気消音装置を含む排気装置は、蓄電装置に向かって車両後方へ移動して案内部に接触する。このとき、排気消音装置は、案内部によって下方へ案内される。これにより、排気消音装置は、蓄電装置の下方へ潜り込む。したがって、前突時、排気消音装置が蓄電装置に干渉することを抑制することができる。
【0009】
一実施形態では、上記排気装置は、車両後方に向けて下方に傾斜する傾斜部を有しており、上記排気装置における上記案内部との接触部位は、上記傾斜部に位置する。
【0010】
かかる構成によれば、前突時、傾斜部は、案内部に接触して、案内部から下方向の荷重を受ける。これにより、排気消音装置がより確実に下方に案内されるため、排気消音装置をより確実に蓄電装置の下方へ潜り込ませることができる。
【0011】
一実施形態では、上記排気装置における上記排気消音装置より上流側には、排気管が含まれており、上記排気管は、上記排気消音装置の上側を通って該排気消音装置よりも車両後方まで延びる傾斜管部と、上記傾斜管部と上記排気消音装置とを接続する接続管部と、を有し、上記傾斜管部から上記接続管部に至る部分は、上記傾斜部を構成する。
【0012】
かかる構成によれば、傾斜管部は、排気消音装置の上側を通って後斜め下方に延びており、排気消音装置の後側に廻りこんで、接続管部を介して排気消音装置に連結される。また、排気消音装置は、通常、車体に支持される。したがって、傾斜管部は、前突時、排気消音装置を支点に、車両後方へ倒れるようにモーメントを受ける。これにより、傾斜管部は、車両後方へ倒れながら車両後方へ移動する。そして、排気消音装置は、接続管部を介して傾斜管部によって後斜め下方向に引っ張られる。これにより、排気消音装置は、車両後方へ倒れて後斜め下方へ移動する。したがって、排気消音装置は、傾斜部が案内部に接触する前から、後斜め下方へ移動するので、蓄電装置の下方にさらに潜り込みやすくなる。
【0013】
一実施形態では、上記傾斜管部と上記接続管部とは、フランジで接続されており、上記接触部位は、上記フランジに位置する。
【0014】
かかる構成によれば、フランジは、剛性が高いため、案内部に接触しても潰れにくい。したがって、より確実に、案内部から下方向への荷重を受けることができる。
【0015】
一実施形態では、上記フランジの外周面は、上記案内部に対向しており、上記外周面は、長軸が車両後方に向けて下方に傾斜する略楕円形状であり、上記接触部位は、上記外周面に位置する。
【0016】
フランジは傾斜部に含まれるだけでなく、自身の外周面も傾斜する。したがって、当該外周面に案内部が接触することで、より確実に案内部から下方向への荷重を受けることができる。
【0017】
一実施形態では、上記案内部は、上記蓄電装置側に凸となるように湾曲する。
【0018】
かかる構成によれば、案内部が排気装置を受けやすくなるので、案内部からの反力(荷重)を、より確実に排気装置へ伝達することができる。
【0019】
一実施形態では、上記エンジンの上部には、電力変換器が配置される。
【0020】
かかる構成によれば、エンジンの重心が高くなるので、排気装置は、エンジンとともに、車両後方に倒れやすくなる。これにより、排気消音装置は、後斜め下方に移動しやすくなるので、蓄電装置の下方にさらに潜り込みやすくなる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、排気消音装置が蓄電装置よりも車両前方に配置された構成において、車両に対する前方からの衝突時、排気消音装置が蓄電装置に干渉することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1図1は、本発明の実施形態に係る車両の前部構造を車両上側から見た状態で示す平面図である。
図2図2は、車両前方のエンジンルームに収容されたエンジン等を車両前側から見た状態で示す正面図である。
図3図3は、蓄電装置の保護構造を車両左側から見た状態で示す側面図である。
図4図4は、蓄電装置の保護構造を車両上側から見た状態で示す平面図である。
図5図5は、図3における案内部周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【0024】
本実施形態に係る車両1は、レンジエクステンダーを採用する電気自動車である。図1に示すように車両1の前方には、エンジンルーム(モータルーム)2が設けられる。エンジンルーム2内には、車幅方向左側(図1における右側)から順に、発電機3、エンジン20、減速機5及びモータ4が車幅方向に並べて収容される。なお、エンジン20は、ロータリエンジンである。
【0025】
エンジンルーム2の後端部には、エンジンルーム2と車室7とを仕切るダッシュパネル8が設けられる。車室7の床面を構成するフロアパネル7aの下側には、蓄電装置30が搭載される(図3参照)。蓄電装置30は、内部にバッテリ(図示せず)を有する。
【0026】
車両1は、モータ4を動力源として走行する。減速機5の入力軸は、モータ4の出力軸に連結する。すなわち、モータ4の駆動力は、減速機5で回転数を減じて出力された後、最終的に前輪へ伝達される。モータ4を駆動するための電気は、蓄電装置30に蓄えられる。発電機3の入力軸は、エンジン20の出力軸に連結する。エンジン20の駆動により、発電機3の入力軸が回転し、電気が発生する。発生した電気は、蓄電装置30へ供給される。これにより、車両1の航続距離を延長することができる。なお、エンジン20は、車両1の走行には、直接利用されない。
【0027】
エンジンルーム2の車幅方向の両側端部には、左右一対のサイドフレーム9が前後方向に延びるように設けられる。なお、図1に示す、10は車両1のフェンダー、11はホイールエプロンである。また、発電機3、エンジン20、減速機5、及びモータ4は、左右のサイドフレーム9及びこの両サイドフレーム9に渡したサスペンションクロスメンバー(図示省略)に支持される。
【0028】
図2に示すように、エンジン20の上部には、電力変換器としてのコンバータ14が載置される。コンバータ14は、発電機3で発電された交流電力を直流に変換して蓄電装置30に充電する。モータ4の上部には、インバータ15が載置される。インバータ15の上部には、ジャンクションボックス16が載置される。ジャンクションボックス16の前面にDC-DCコンバータ17が固定される。
【0029】
インバータ15は、蓄電装置30から電源ケーブルを介して入力された電圧を昇圧して出力する。ジャンクションボックス16は、蓄電装置30とインバータ15との電気的な接続及び遮断等を行なう端子やリレーを含む切替回路部品をアルミ合金製のハウジングに収容する。DC-DCコンバータ17は、高電圧を車載機器駆動用の低電圧に変換する変換器である。
【0030】
図1に示すように、エンジン20の車両前方には、吸気装置18が設けられる。吸気装置18は、エンジンに20に空気を導入する。吸気装置18の途中には、エアクリーナ19が設けられており、吸気中に含まれる異物を取り除く。
【0031】
以下、本発明の実施形態に係る蓄電装置の保護構造について説明する。
【0032】
図1,3に示すように、エンジン20の車両後方には、排気装置40が設けられる。排気装置40は、エンジン20からダッシュパネル8の下方を通って車両後方に延びており、エンジン20から排出された排気ガスを車外に排出する。排気装置40の上流端部には、排気ダクト41が設けられる。排気ダクト41の上流端部は、排気ポートに接続する。排気ダクト41は、エンジン20との接続部分から後斜め上方に延びた後、車幅方向右方(図1における左方向)に延びる。排気ダクト41の下流側には、触媒装置42が設けられており、排気ガス中に含まれる有害成分を除去する。触媒装置42は、上流側から下流側にかけて、後斜め下方に延びる。排気装置40において、触媒装置42の下流側には、プリサイレンサ43が設けられる。プリサイレンサ43は、排気音のうち、主に高周波成分を低減する。プリサイレンサ43は、上流側から下流側にかけて、後斜め下方に延びており、その傾斜勾配は、触媒装置42よりも緩やかである。
【0033】
排気装置40の下流端部には、排気消音装置としてのメインサイレンサ44(以下、単にサイレンサ44という場合がある)が設けられる。サイレンサ44は、蓄電装置30より車両前方に配置される。サイレンサ44は、排気音のうち主に低中周波成分を低減する。サイレンサ44に導入された排気ガスは、サイレンサ44の車幅方向右側に設けられた排気導出部44aから排出される(図4参照)。なお、サイレンサ44は、側面に設けられた固定部材44bを介して、車体(図示せず)に支持される。
【0034】
また、排気装置40におけるサイレンサ44より上流側には、排気管45が設けられる。排気管45は、プリサイレンサ43とメインサイレンサ44とを接続する。排気管45は、上流側の傾斜管部45aと、下流側の接続管部45bと、を有する。ここで、図5に二点鎖線で示すように、排気装置40は、車両後方に向けて下方に傾斜するアウトラインとして傾斜部47を有する。具体的には、傾斜部47は、排気管45における傾斜管部45aから接続管部45bに至る部分、及びプリサイレンサ43で構成される。なお、触媒装置42を傾斜部47に含めてもよい。
【0035】
傾斜管部45aは、プリサイレンサ43の下流側に接続しており、サイレンサ44の上側を通って、後斜め下方に向けて、サイレンサ44よりも車両後方まで延びる。傾斜管部45aの下流端部は、サイレンサ44の後方において車幅方向左方に曲接する。
【0036】
接続管部45bは、傾斜管部45aとサイレンサ44とを接続する。具体的には、接続管部45bは、傾斜管部45aとの接続部である上流端部から車幅方向左方に延びた後、車両前方に曲接する。そして、接続管部45bの下流端部は、サイレンサ44の後端部に接続する。なお、傾斜管部44aと接続管部45bとは、フランジ46で接続される。ここで、フランジ46は、サイレンサ44の後方に位置しており、軸方向が車幅方向を向くように設けられる。すなわち、フランジ46の外周面46aは、蓄電装置30に対向する。また、フランジ46の外周面46aは、長軸46bが車両後方に向けて下方に傾斜する略楕円形状である。
【0037】
蓄電装置30は、ケーシング31の内部にバッテリ(図示せず)が収容されたものである。蓄電装置30におけるケーシング31の前端部32には、ガイド部材50が設けられる。ガイド部材50は、車幅方向から見て、略L字形状であり、上下方向に延びる案内部51を有する。ここで、上述したフランジ46の外周面46aは、案内部51に対向する。なお、案内部51は、上下方向真直から車両前方に少し倒れるように傾斜する。ガイド部材50は、連結部52において、ケーシング31の前端部32に、ボルトによって取り付けられる。図4に示すように、案内部51には、蓄電装置30側(車両後側)に凸となるように湾曲する湾曲部51aが設けられる。
【0038】
以下、図5を参照しながら、前突時おけるサイレンサ44の移動の態様について詳細に説明する。
【0039】
車両1に対する前方からの衝突(前突)によって、排気装置40は、エンジン20に車両後方に押される。これにより、排気装置40は、車両後方へ移動する。ここで、傾斜管部45aは、サイレンサ44の上側を通って後斜め下方に延びており、サイレンサ44の後側に廻りこんで、接続管部45bを介してサイレンサ44の後端部に連結される。また、サイレンサ44は、固定部材44bを介して、車体に支持される。したがって、傾斜管部45aは、前突時、サイレンサ44を支点に、車両後方へ倒れるようにモーメントMを受ける。これにより、傾斜管部45aは、車両後方へ倒れながら車両後方へ移動する。そして、サイレンサ44は、接続管部45bを介して傾斜管部45aによって後斜め下方向(図5におけるFの方向)引っ張られる。これにより、サイレンサ44は、車両後方へ倒れて後斜め下方へ移動する。
【0040】
そして、排気装置40の一部であるフランジ46の外周面46aが案内部51に接触する。これにより、フランジ46の外周面46aは、案内部51から下方向への荷重を受ける。すなわち、案内部51は、フランジ46の外周面46aに接触することで、サイレンサ44を下方へ案内する。下方へ案内されたサイレンサ44は、蓄電装置30の下方へ潜り込む。
【0041】
上記のように、案内部51によって、サイレンサ44を下方へ案内するためには、予め、排気装置40における案内部51との接触部位48が傾斜部47に位置するようにレイアウト設計する必要がある。なぜなら、サイレンサ44が案内部51によって下方に案内されるためには、排気装置40の一部が案内部51に接触して、排気装置40が案内部51から下方への荷重を受けることが好ましいからである。なお、本実施形態においては、接触部位48は、フランジ46の外周面46aに位置するように予めレイアウト設計されている。
【0042】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【0043】
前突時、サイレンサ44を含む排気装置40は、蓄電装置30に向かって車両後方へ移動して案内部51に接触する。このとき、サイレンサ44は、案内部51によって下方へ案内される。これにより、サイレンサ44は、蓄電装置30の下方へ潜り込む。したがって、前突時、サイレンサ44が蓄電装置30に干渉することを抑制することができる。
【0044】
前突時、傾斜部47は、案内部51に接触して、案内部51から下方向への荷重を受ける。これにより、サイレンサ44がより確実に下方に案内されるため、サイレンサ44をより確実に蓄電装置30の下方へ潜り込ませることができる。
【0045】
傾斜管部45aはサイレンサ44の上側を通って後斜め下方に延びており、サイレンサ44の後側に廻りこんで、接続管部45bを介してサイレンサ44の後端部に連結される。また、サイレンサ44は、固定部材44bを介して車体に支持される。したがって、傾斜管部45aは、前突時、サイレンサ44を支点に、車両後方へ倒れるようにモーメントMを受ける。これにより、傾斜管部45aは、車両後方へ倒れながら車両後方へ移動する。そして、サイレンサ44は、接続管部45bを介して傾斜管部45aによって後斜め下方向(図5におけるFの方向)に引っ張られる。これにより、サイレンサ44は、車両後方へ倒れて後斜め下方へ移動する。したがって、サイレンサ44は、フランジ46の外周面46a(傾斜部47)が案内部51に接触する前から、後斜め下方へ移動するので、蓄電装置30の下方にさらに潜り込みやすくなる。
【0046】
フランジ46は、剛性が高いため、案内部51に接触しても潰れにくい。したがって、より確実に、案内部51から下方向への荷重を受けることができる。
【0047】
フランジ46は傾斜部47に含まれるだけでなく、自身の外周面46aも傾斜する。したがって、当該外周面46aに案内部51が接触することで、より確実に案内部51から下方向への荷重を受けることができる。
【0048】
案内部51に湾曲部51aを設けることで、案内部51がフランジ46の外周面46a(排気装置40)を受けやすくなるので、案内部51からの反力(荷重)を、より確実にフランジ46の外周面46a(排気装置40)へ伝達することができる。
【0049】
エンジン20は、コンバータ14をその上部に配置しており、重心が高い。したがって、排気装置40は、エンジン20とともに、車両後方に倒れやすくなる。これにより、サイレンサ44は、後斜め下方に移動しやすくなるので、蓄電装置30の下方にさらに潜り込みやすくなる。
【0050】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【0051】
上記実施形態では、傾斜部47を傾斜管部45aから接続管部45bに至る部分、及びプリサイレンサ43で構成したがこれに限定されない。例えば、サイレンサ44自体を車両後方に向けて下方に傾斜するように設けてもよい。すなわち、排気装置40の一部が傾斜部47を構成するのであれば、傾斜部47の態様はいかなるものでもよい。
【0052】
排気装置40における案内部51との接触部位48は、フランジ46の外周面46aに限定されない。接触部位48は、傾斜部47に位置すればよく、例えば傾斜管45aの外周面でもよい。
【0053】
排気装置40は、案内部51によって下方へ案内されるのであれば、必ずしも、傾斜部47を有さなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明は、蓄電装置の保護構造に適用できるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【0055】
1 車両
2 エンジンルーム
7 車室
7a フロアパネル
14 コンバータ(電力変換器)
20 エンジン
30 蓄電装置
40 排気装置
43 プリサイレンサ
44 メインサイレンサ(排気消音装置)
45 排気管
45a 傾斜管部
45b 接続管部
46 フランジ
46a 外周面
46b 長軸
47 傾斜部
48 接触部位
51 案内部
51a 湾曲部
図1
図2
図3
図4
図5