CN103796877B - 车载设备的保护结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对车载设备的壳体角部进行保护且改善了组装效率的保护结构。本说明书公开了逆变器（4）（车载设备）的壳体的角部（4d）的保护结构。该结构具备对角部（4d）进行覆盖的保护件（20）和设于壳体的接受部（31）。保护件（20）在排列于一条直线上的至少两个部位处固定于与角部（4d）相邻的第一面（4b）。并且，接受部（31）设置在与角部相邻的第二面（4a）。接受部（31）设置在当保护件（20）绕着通过至少两个部位的固定点（22）的直线Pv进行了旋转时承接保护件的缘部（20a）的位置。

Description

车载设备的保护结构

技术领域

本发明涉及一种车载设备的保护结构。车载设备典型的是蓄电池、控制器或逆变器。

背景技术

在汽车的发动机室（也称为前舱室）内搭载有发动机、电动机、及它们的控制器等各种装置（车载设备）。近年来，伴随着混合动力车的普及，向电动机供给电力的逆变器也逐步配置在发动机室内（专利文献1）

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2001-354040号公报

发明内容

在汽车与障碍物发生碰撞时，发动机室内的车载设备可能受到大的损害。因此，希望对装置进行保护而免于遭受碰撞的冲击的结构。尤其是电动机的控制器或逆变器处理大电流，因此为了防止漏电也希望一种进行保护而免于遭受冲击的结构。

作为对车载设备进行保护的一个方法，考虑在车载设备的壳体外侧安装保护件。保护件可以是例如金属板。保护件只要安装在需要强度的区域即可，因此无需增强壳体整体。而且，仅通过变更保护件的安装位置，就能够应对不同类型的车辆。这样，通过保护件来增加车载设备的壳体的强度的话具有几个优点。

在车载设备的壳体角部为保护范围时，需要准备对该角部进行覆盖的保护件。利用与角部相接的2面或3面将保护件固定的话组装效率不高。这是因为，为了将保护件固定，作业者必须从2方向或3方向对保护件进行操作。本说明书公开的技术提供一种对车载设备的壳体角部进行保护且改善了组装效率的保护结构。

本说明书公开一种车载设备的壳体的角部的保护结构。该结构具备将角部覆盖的保护件和设于壳体的接受部。保护件在至少两个部位处被固定于与角部相邻的一个面（与角部相连的一个面：第一面）。这至少两个部位排列于一条直线上。并且，接受部设置在与角部相邻的另一面（与角部相连的另一面：第二面）。接受部设置在当保护件绕上述直线（通过至少两个部位的固定点的直线）进行了旋转时承接保护件的缘部的位置。

根据上述的保护结构，保护件仅在第一面处被固定。作业者只要仅朝向第一面进行组装作业即可，因此组装效率提高。而且，在对保护件进行固定时，接受部与保护件无需相接。优选的是，保护件可以在两个部位处被固定。这种情况下，作业者只要仅对应固定的两个部位加以注意而进行保护件的定位即可。即，上述的结构的保护件的定位也简便。

以下，考虑保护件在一个面上的2点被固定的情况。当车辆与障碍物发生碰撞而从外部向保护件施加力时，在2点被支承的保护件绕着通过2点的直线旋转。其结果是，保护件的缘部由接受部承接。于是，保护件通过被固定的2点和接受部，在3点被支承，从而结构稳定。即，接受部在保护件绕着将两个部位的固定点连结的直线旋转而保护件的缘部由接受部承接时，与两个部位的支承点一起承接向保护件施加的外力（冲击力）。保护件最初在2点被支承（固定），但是当受到冲击而旋转规定角度时变化为3点支承。通过变化为3点支承，保护件能得到保护壳体的强度。上述的方案中，保护件也适用于在排列于一条直线上的至少2点被固定的情况。

接受部的形状典型的可以是从第二面突出的突起或设于第二面的槽。突起设置在供进行了旋转的保护件的缘部抵接的位置。槽设置在供进行了旋转的保护件的缘部卡挂的位置。

上述的保护结构的典型的适用例是布局在电动汽车的发动机室内的逆变器的保护。例如，蓄电池和在上表面固定有逆变器的传动系统在发动机室内横向排列配置。此时，蓄电池与逆变器在横向上相邻。典型的碰撞模式的一种是障碍物从车辆的斜前方碰撞的模式。当障碍物以这样的模式发生碰撞时，蓄电池会碰撞到逆变器的前方的与蓄电池对置的角部。当将上述的保护结构适用于逆变器的前方的与蓄电池对置的角部时，能够对逆变器进行保护，以免遭受上述的模式的碰撞。此外，应注意的是，“电动汽车”这一术语包括具备行驶用的电动机和发动机这双方的混合动力车。

本说明书公开的技术的详情及进一步的改良以发明的实施方式进行说明。

附图说明

图1是表示发动机室内部的装置布局的示意性的立体图。

图2是表示发动机室内部的装置布局的示意性的俯视图。

图3是表示逆变器和副蓄电池的布局的立体图。

图4是装配有保护件的逆变器的立体图。

图5是说明保护件进行了旋转时的情况的图。

图6是说明第二实施例的保护结构的图。

图7是表示逆变器和副蓄电池的布局的变形例的立体图。

具体实施方式

首先，说明搭载在车辆的发动机室（前舱室）内的装置组的布局的一例。图1是表示车辆100的发动机室5内的装置布局的示意性的立体图，图2是示意性的俯视图。需要说明的是，在全部的图中，X轴对应于车辆的前方，Y轴对应于车辆的横向，Z轴对应于车辆的上方（铅垂上方）。

车辆100是具备发动机和电动机的混合动力车。搭载在发动机室5内的主要的装置是发动机8、包含电动机、行星齿轮、差速器的传动系统6、副蓄电池2、散热器9、逆变器4。此外，标号92表示继电器箱，标号94表示空调器的压缩机。发动机8和传动系统6固定在构成车辆的车架的侧车架12（侧梁）上。散热器9固定在构成车架的一部分的前车架14（前保险杠加强件）上。而且，副蓄电池2经由间隔件13而固定在侧车架12上。

发动机室5内的副蓄电池2输出12V的电压。副蓄电池2向空调器、刮水器、头灯、逆变器4内的电路供给电力。向电动机供给驱动电力的主蓄电池不是配置于发动机室5，而是配置在后舱室（行李箱）或后部座席的下部。主蓄电池的输出超过50V。典型的情况是，主蓄电池的输出电压为200V左右。通常，将向电动机（车辆驱动用电动机）供给的高电压电力（超过50V的电压）以外的低电压电力（大概小于50V的电压）向电路或动力转向装置等供给的副蓄电池2有时称为附属蓄电池或auxiliary battery。

车辆100是混合动力车辆，在传动系统6的内部具备电动发动机、行星齿轮、差速器（差速齿轮）。行星齿轮对发动机的输出和电动机的输出进行切换而向差速器传递，或者将两者相加而向差速器传递。传动系统6也被称为动力传动系统或变速驱动桥（T/A）。

用于对传动系统6内的电动机进行控制的逆变器4固定在传动系统6的上表面。该配置具有能够缩短将逆变器4与传动系统6内的电动机连结的高电压的导线的长度这样的优点。逆变器4在将从主蓄电池供给的电压转换成适合于电动机驱动的电压之后，转换成交流。即，更详细而言，逆变器4中具备电压转换电路和逆变电路。而且，逆变器4也具备将制动时的减速能量转换成电能的功能。从减速能量得到的电力被称为再生能量。再生能量蓄积于主蓄电池。逆变器4包含电压转换电路、逆变电路、用于取得再生能量的电路，因此有时也被称为电力控制器。

在逆变器4内，内置有对DCDC转换器电路的输出、逆变器电路的输出进行平滑化的电容器。通常，这样的电容器具有100法拉以上的容量。而且，在逆变器4的内部具备当检测到冲击时对电容器进行放电的紧急放电电路。即，本说明书中的“逆变器”不仅包括逆变电路，也包括附随于电动机控制的附加电路。

如此，由于在逆变器4内蓄积有大容量的电力，因此优选尽量进行保护，以免遭受碰撞时的冲击。副蓄电池2和在上表面固定有逆变器4的传动系统6在发动机室5内横向排列配置，例如，当障碍物从图2所示的箭头F的方向侵入时，副蓄电池2与逆变器4发生碰撞。因此，在逆变器4的壳体的角部（面向副蓄电池2的角部）安装有保护件20。

（第一实施例）对包含保护件20的保护结构进行说明。图3是表示逆变器4和副蓄电池2的布局的立体图。图4是安装有保护件20的逆变器4的立体图。保护件20例如是由铝制作的金属板。保护件20以覆盖面向副蓄电池2的位于车辆前侧的角部4d的方式安装。角部4d是逆变器4的壳体的前表面4a、侧面4b（面向副蓄电池2的侧面）、及上表面4c交叉的顶点。如图4所示，保护件20通过螺栓固定在面向副蓄电池2的侧面4b的两个部位（固定点22）。即，保护件20被进行2点支承。

在逆变器4的另一面（壳体的前表面4a）设有接受部31。接受部31是L型的突起（钩状的突起）。保护件20当从外侧受力时，以通过两个部位的支承点22的直线Pv为轴进行旋转。当保护件20旋转时，缘部20a正好卡挂于接受部31。图5示出保护件20进行了旋转时的情况。直线Pv沿着图中的坐标轴的Z轴延伸。当从箭头F的方向受到外力时，保护件20在XY平面内旋转。这样的话，与逆变器4的前表面4a面对的缘部20a（保护件20的缘部）朝向前表面4a移动，与接受部31的凹陷抵接。如图5所示，当缘部20a卡挂于接受部31时，保护件20由两个部位的支承点22和接受部31这3点进行支承，从而良好地克服外力。如此，保护逆变器4（尤其是壳体的角部4d）免于遭受冲击。

如上述那样，本说明书公开的保护结构由将逆变器4的壳体的角部4d覆盖的保护件20和在逆变器4的壳体上设置的接受部31构成。保护件20在两个部位（固定点22）处固定在与角部4d相邻的第一面（侧面4b）上。接受部31在与角部4d相邻的第二面（前表面4a）上，设置在当保护件20绕着将两个部位的固定点22连结的直线Pv进行了旋转时承接保护件的缘部20a的位置。

对保护件20进行支承的面并不局限于侧面4b。而且，设置接受部31的面并不局限于前表面4a。对保护件20进行支承的面和设置接受部31的面只要是在应保护的角部4d相交的3面中的2面即可。而且，保护件20应保护的车载装置并不局限于逆变器4。换言之，本说明书公开的保护结构包括对车载装置的应保护的角部进行覆盖的保护件，该保护件在两个部位处固定在与车载装置的壳体的角部相接的第一面上。在车载装置的壳体的第二面即与角部和第一面这双方相接的第二面上，设有当保护件进行了旋转时承接保护件的边缘的接受部。而且，接受部31并不局限于突起，也可以是供保护件的缘部嵌入的槽。接下来，说明采用槽作为接受部31的第二实施例。

（第二实施例）图6示出第二实施例的保护结构。保护件120与第一实施例同样地，对逆变器4的角部4d进行保护。保护件120在两个部位处通过螺栓固定（固定点22）在逆变器4的前表面4a（第一面）上。当外力作用于保护件120时，保护件120以将两个部位的固定点22连结的直线Pv为轴进行旋转。在逆变器4的侧面4b（第二面）上设有接受部131。接受部131是设于侧面4b的槽。对应于接受部131，在保护件120的缘部设有突起120a。当保护件120以直线Pv为轴进行旋转时，突起120a向接受部131嵌入。这样的话，保护件120由两个部位的固定点22和接受部131进行3点支承，牢固地保护角部4d。

对实施例的保护结构的优点进行说明。保护件在两个部位处固定在车载设备的一个面上。组装车辆的作业者不用对多个面进行作业，仅进行朝向其中一个面组装保护件的作业即可。本说明书公开的保护结构的组装作业性优良。而且，在3个部位以上进行固定时，保护件的位置对合麻烦，但是进行仅两个部位的固定时，位置对合变得格外容易。例如，在3个部位以上进行螺栓紧固时，在设于保护件的螺栓孔内必须确保大的位置公差。即，必须形成远大于螺栓的直径的孔。这是因为，在两个部位紧固时，保护件的位置被固定，无法调整剩余一个孔的位置。而且，当在远大于螺栓的直径的孔内进行螺栓紧固时，强度可能下降。相对于此，在仅以两个部位将保护件固定时，可以减小螺栓孔的位置公差。保护件当施加外力时进行旋转，缘部与接受部抵接，其结果是，以两个部位的固定点和接受部这3个部位牢固地支承，保护角部免于遭受外力。

（变形例）对包含保护件的逆变器（车载设备）的布局的变形例进行说明。图7示出在具备保护件的车载设备的发动机室内的布局的变形例。保护件220将向内置于传动系统206的电动机（未图示）供给电力的逆变器204的角部覆盖。传动系统206是俗称多轴类型的混合动力用变速驱动桥。该传动系统206内置有2个电动机（或电动发动机）和差速齿轮。2个电动机的主轴206a、206b和差速器的轴206c平行延伸。而且，从图1所示的坐标系和图7所示的坐标系明确可知，传动系统206的上述轴206a、206b及206c以沿着车辆的横向（Y轴方向）延伸的方式配置。如图7所示，传动系统206在从侧面观察（从Y轴方向观察）时，具有前低后高的上表面，该前低后高的上表面是具有3根轴206a、206b及206c的多轴类型的传动系统所特有的。

逆变器204固定在前低后高的上表面。即，逆变器204以前侧比后侧低的方式前倾配置。逆变器204的前上部的角部面向副蓄电池2的侧面。保护件220以覆盖该前上部的角部的方式安装于逆变器204。在车辆发生碰撞时，逆变器204的前上部的角部与副蓄电池2发生碰撞。在前上部的角部安装的保护件220对逆变器204进行保护。

对本说明书公开的技术的相关的留意点进行叙述。保护件可以固定在与逆变器的一个面连续的另一设备的面上。例如，从图1-图3可知，逆变器4的侧面4b与传动系统6的侧面在一个平面上连结。因此，在将保护件固定这样的观点上，传动系统6的侧面实质上与逆变器4的侧面相同。保护件也可以固定在逆变器4的一个面和与这一个面在平面上连结的另一面上。换言之，本说明书公开的保护结构中的保护件只要在两个部位处固定在与车载设备的角部相邻的第一面（包括与第一面在平面上连结的另一设备的侧面）上即可。

实施例的保护件在两个部位处固定在一个面上。保护件最优选在两个部位处进行固定，但也可以固定在排列于一条直线上的多个位置。例如，在图4中，保护件20可以固定在排列于直线PV上的3个以上的位置。而且，例如在图6中，保护件120可以固定在排列于直线PV上的3个以上的位置。

接受部的形状并不局限于突起和槽，接受部只要是能够供保护件的边缘不会滑动地卡止的形状即可。接受部例如可以为钩。

保护件可以由铝以外的金属形成。例如，保护件可以由钛合金形成。保护件可以不是金属。保护件例如可以由碳纤维强化塑料制作。

关于本发明的代表性的且非限定性的具体例，参照附图详细说明。该详细的说明只是意图将用于实施本发明的优选例的详情向本领域技术人员示出，没有限定本发明的范围的意图。而且，公开的追加性的特征以及发明为了提供进一步改善的保护结构，也可以与其他的特征或发明分开或共同使用。

另外，上述的详细说明所公开的特征或工序的组合在最广泛的意思下并不是实施本发明时必须的，只是为了特意说明本发明的代表性的具体例而记载的。而且，上述的代表性的具体例的各种特征、以及独立及从属权利要求记载的各种特征为了提供本发明的追加性的且有用的实施方式，并不是必须如在此记载的具体例那样或者列举的顺序那样进行组合。

本说明书及/或权利要求记载的全部的特征意图除了实施例及/或权利要求记载的特征的结构以外，作为对申请当初的公开以及权利要求的特定事项的限定，分别且相互独立地进行公开。而且，全部的数值范围及组或集合的记载作为对申请当初的公开以及权利要求的特定事项的限定，具有公开它们的中间的结构的意图。

以上，详细说明本发明的具体例，但这些只不过是例示，没有限定专利申请的范围。专利申请的范围记载的技术包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的情况。本说明书或附图说明的技术要素是通过单独或各种组合而发挥技术的有用性，并未限定为申请时权利要求项记载的组合。而且，本说明书或附图例示的技术能同时实现多个目的，实现其中的一个目的的情况自身具有技术的有用性。

Claims (2)

1.一种逆变器的保护结构，是对在传动系统的上表面固定的逆变器进行保护的结构，所述传动系统在发动机室内和蓄电池横向排列配置，所述逆变器的保护结构的特征在于，

具备将逆变器的前方的与蓄电池对置的角部覆盖的保护件，

所述保护件在排列于一条直线上的至少两个部位处被固定于与角部相邻的第一面，

在与角部相邻的逆变器的第二面设有接受部，在保护件绕着通过所述至少两个部位的固定点的所述直线进行了旋转时，所述接受部承接保护件的缘部，

在保护件绕着通过所述至少两个部位的固定点的所述直线进行旋转并且保护件的缘部被接受部所承接时，所述接受部承接向保护件施加的外力。

2.根据权利要求1所述的保护结构，其特征在于，

所述接受部是从所述第二面突出的突起或设于第二面的槽，具有供进行了旋转的保护件的缘部卡挂的结构。