JP2014015171A - 車載搭載機器の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数、設置スペースを抑えつつも、車両上下方向への取付け強度と衝突時の安全性の両立を図った車載搭載機器の固定構造を提案する。
【解決手段】車載搭載機器１０を車両の車体部分に固定するブラケット１１が、車体部分への取付部１１０と、車体上下方向Ｚに延びる車載搭載機器１０の側面１０ｂへの取付部１１１と、車体部分への取付部と車載搭載機器への取付部とを連結する連結部１１２Ｌ，Ｒと、車体部分への取付部と車載搭載機器への取付部と連結部で囲まれる領域に形成された開口部１１３とを有し、車体部分への取付部１１０を、車載搭載機器への取付部１１１よりも車体外側寄りに配置して車体部分に固定し、車載搭載機器への取付部１１２Ｌ，Ｒを車載搭載機器の側面に固定した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載される各種電子機器の固定構造に関する。

車両には、さまざまな電子機器が搭載されている。中でも高電圧バッテリユニットから電力の供給を受けることで回転する走行用の電動モータを駆動源とした車両には、インバーターユニット、これを制御するコントロールボックスなどの電子機器が車載搭載機器として搭載されている。車載搭載機器は、一般に、一端が車体側に固定されたブラケットの他端に取り付けられて車体部分に固定されている。このような電気モータを備えた車両では、インバーターユニットやコントロールボックスが車両衝突時に破損すると、走行に支障を来たす場合や、内部構造が露呈して安全性を脅かすことがないように、安全対策が施されている。
例えば、特許文献１には、衝突時の安全性能を向上させるために、左右のサイドメンバ間を連結するように配設された一対のクロスバーに車載搭載機器を固定する構造において、車載搭載機器が、車体の車室側に空間を有するように配設され、車両の衝突時に車載搭載機器が該空間に移動可能に車室側のクロスバーにブラケットを介して固定された構成が記載されている。

特開２０１２−９６７４６号公報

車載搭載機器は、車両の走行時に上下方向への荷重による振動を受けるので、その取付けには振動対策が要求される。特許文献１には、衝突時の安全性能を向上させる点についての記載はあるが、振動対策についての記載はなく、上下方向への取付け強度と衝突時の安全性能の両立を図ることが要望されている。また、単に上下方向への取付け強度を向上するために別なブラケットなどを用いると、部品点数の増加、設置スペースの確保などの新たな課題が生じてしまう。
本発明は、部品点数、設置スペースを抑えつつも、車両上下方向への取付け強度と衝突時の安全性の両立を図った車載搭載機器の固定構造を提案することを、その目的とする。

上記課題を解決するため、車両に搭載される車載搭載機器の固定構造において、車載搭載機器を車両の車体部分に固定するブラケットを有し、このブラケットは、車体部分への取付部と、車体上下方向に延びる車載搭載機器の側面への取付部と、車体部分への取付部と車載搭載機器への取付部とを連結する連結部と、車体部分への取付部と車載搭載機器への取付部と連結部で囲まれる領域に形成された開口部とを有し、車体部分への取付部を、車載搭載機器への取付部よりも車体外側寄りに配置して車体部分に固定し、車載搭載機器への取付部を車載搭載機器の側面に固定したことを特徴としている。

本発明によれば、連結部によって、車体部分への取付部と車体上下方向に延びる車載搭載機器の側面への取付部とが連結されているので、車体上下方向への振動に対するねじれ強度が高まるので、車体上下方向への取付け強度を向上することができる。また、車体部分への取付部と車載搭載機器への取付部と連結部で囲まれる領域に開口部を形成し、車載搭載機器への取付部よりも車体外側寄りに車体部分への取付部を配置して車体部分に固定したので、車体部分に対して衝突荷重が入力されたときに開口部が脆弱部となり、衝突荷重の入力に対しては変形し易くなる。このため、ブラケットが突っ張ることで、車載搭載機器の側面に対する荷重を軽減することができ、ブラケットによる車載搭載機器の破損を防止できる。このため、部品点数、設置スペースを抑えつつも、車両上下方向への取付け強度と衝突時の安全性の両立を図ることができる。

本発明に係る車載搭載機器の固定構造を示す平面図。 本発明に係る車載搭載機器の固定構造を示す斜視図。 本発明に係る車載搭載機器の固定構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図。 本発明に係る車載搭載機器の固定構造に用いるブラケットの構成を示す斜視図。 本発明に係る車載搭載機器の固定構造の変形例を示す斜視図。 本発明に係る車載搭載機器の固定構造の変形例を示す側面図。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１、図２、図３に示す車両１は、図示しない高電圧バッテリユニットから電力の供給を受けることで回転する走行用の電動モータを駆動源した電気自動車である。車両１としては、電気自動車に限定されるものではなく、内燃機関と電動モータを備えたハイブリッド車両、外部電源から高電圧バッテリユニットに充電可能な電気自動車やハイブリッド車両であってもよい。

車両１は、矢印Ｗで示す車幅方向に位置し、矢印Ｘで示す車両前後方向に延在するサイドメンバ２Ｌ、２Ｒと、車幅方向に延在し、その両端がサイドメンバ２Ｌとサイドメンバ２Ｒに連結されたクロスメンバ３と、サイドメンバ２Ｌ、２Ｒとクロスメンバ３に結合されたフロアパネル４とを備えていて、これら部材によって車体の下部が構成されている。車幅方向Ｗに位置するフロアパネル４の両側には、リアホイルインナーパネル５，６が連結されている。

車両１には、車載搭載機器としてコントロールユニット１０とインバーターユニット１２が、車幅方向Ｗに並んで配置されて搭載されている。コントロールユニット１０は、前方側に位置する側面１０ａがブラケット１３によってフロアパネル４に固定され、後方側に位置する側面１０ｂがブラケット１１，１１によってとクロスメンバ３に固定されている。

次に本発明に係る特徴的な構成となるブラケット１１の構成について説明する。
ブラケット１１の構成は同一構成であり、本形態では２つのブラケット１１，１１を用いてコントロールユニット１０をクロスメンバ３に固定している。

図４に示すように、ブラケット１１は、一端側にクロスメンバ３への取付部１１０が、他端側にコントロールユニット１０の側面１０ｂへの取付部１１１がそれぞれ形成されている。このブラケット１１は、取付部１１０と取付部１１１とを連結する連結部となる縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒと、取付部１１０と取付部１１１と縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒで囲まれる領域に形成された開口部１１３とをさらに備えている。ブラケット１１は、１枚の金属板をプレス成形して形成したものである。

取付部１１０は、互いに対向する縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒの一端側を内側に折り曲げて重ね合わせることでクロスメンバ３の上面３Ａと平行な取付部となるように形成されている。取付部１１０には、取付ボルト１２０を挿入する取付穴１１０ａと位置決め穴１１０ｂが形成されている。

取付部１１１は、縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒの他端側が連結されて構成されていて、取付部１１０に対して直交し、コントロールユニット１０の側面１０ｂと平行な取付部となるように形成されている。取付部１１１には、取付ボルト１２１を挿入する取付穴１１１ａと位置決め穴１１１ｂが形成されている。

縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒは、取付部１１０から取付部１１１に向って側面断面形状が徐々に広くなるように形成されていて、互いに直交する取付部１１０と取付部１１１に車両上下方向Ｚへの振動が加わったときに、取付部１１０と取付部１１１とでＬ型をなすブラケットに比べて車両上下方向Ｚへのねじれ剛性が高められている。

縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒは、衝突荷重の入力方向に対して交差する方向となる車幅方向Ｗへの変形起点となる脆弱部として車両上下方向Ｚに延びるビート部１１４Ｌ、１１４Ｒがそれぞれ形成されている。本形態において、ビート部１１４Ｌ、１１４Ｒは、衝突荷重が加わったときに、互いに対向する縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒの連結部間が広がる方向に変形するように外側に向って張り出すようにするように形成されている。連結部間を狭める方向に変形させるには、各ビート部を内側に向って張り出すように形成してもよいが、連結部間が初めから狭い実施形態の場合、内側に連結部が変形すると、衝突荷重の入力時に連結部の衝突方向への変形が疎外されることも想定される。このため、ビート部を張り出す向きは、連結部間を考慮して形成するのが望ましい。

ブラケット１１，１１は車幅方向Ｗに並列に並んで配置されている。ブラケット１１，１１の各取付部１１０は各取付部１１１よりも車体外側となる車両後方寄りに配置されてクロスメンバ３に取付ボルト１２０でそれぞれ固定される。一方、ブラケット１１，１１の各取付部１１１は、それぞれコントロールユニット１０の側面１０ｂにそれぞれ固定される。

このような構成の車載搭載機器の固定構造によると、各ブラケット１１が、クロスメンバ３への取付部１１０と車体上下方向Ｚに延びるコントロールボックス１０の側面１０ｂへの取付部１１１とが、連結部１１２Ｌ、１１２Ｒによって連結されているので、別な部品を設けることなく車体上下方向Ｚへの振動に対するねじれ強度が高まる。このため、車体上下方向Ｚへの取付け強度を向上することができるので、部品点数、設置スペースの増加を招くことなく向上することができる。また、取付部１１０と取付部１１１と連結部１１２で囲まれる領域に開口部１１３を形成し、取付部１１０よりも車体外側寄り（車体後方寄り）に取付部１１０を配置してクロスメンバ３に固定したので、車両１に対して衝突荷重が入力されたときに開口部１１３が脆弱部となり、衝突荷重の入力に対しては変形し易くなる。このため、ブラケット１１，１１が突っ張ることで、コントロールボックス１０の側面１０ｂに対する荷重を軽減することができ、ブラケット１１，１１によるコントロールボックス１０の破損を防止できる。このため、部品点数、設置スペースを抑えつつも、車両上下方向Ｚへの取付け強度と衝突時の安全性の両立を図ることができる。さらに、縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒに、衝突荷重の入力方向に対して交差する方向となる車幅方向Ｗへの変形起点となるビート部１１４Ｌ、１１４Ｒを形成しているので、衝突荷重が入力されたときの縦壁部１１２Ｌ、１１２Ｒの変形度合いを調整することができる。

図５、図６は、ブラケットの別な形態を示す。図５、図６に示すブラケット３１は、車載搭載機器となるインバーターユニット１２を車体部分となるクロスメンバ３に固定している。図５に示すように、ブラケット３１は、一端側にクロスメンバ３への取付部３１０が、他端側にインバーターユニット１２の側面１２ｂへの取付部３１１が形成されている。このブラケット３１は、取付部３１０と取付部３１１とを連結する連結部となる縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒと、取付部３１０と取付部３１１と縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒで囲まれる領域に形成された開口部３１３とを備えている。ブラケット３１は、１枚の金属板をプレス成形して形成されている。

取付部３１０は、互いに対向する縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒの一端側を折り曲げて連結されていてクロスメンバ３の上面３Ａと平行な取付部となるように形成されている。取付部３１０には、取付ボルト１２０を挿入する取付穴３１０ａが形成されている。

取付部３１１は、縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒの他端側を内側に折り曲げて構成されていて、取付部３１０に対して直交し、インバーターユニット１２の側面１２ｂと平行な取付部となるように形成されている。取付部３１１には、取付ボルト１２１を挿入する取付穴３１１ａが形成されている。

縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒは、取付部３１０から取付部３１１に向って側面断面形状が徐々に広くなる形状として形成されていて、互いに直交する取付部３１０と取付部３１１に車両上下方向Ｚへの振動が加わったときに、取付部３１０と取付部３１１とでＬ型をなすブラケットに比べてねじれ剛性が高められている。

縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒは、衝突荷重の入力方向に対して交差する方向となる車幅方向Ｗへの変形起点となる脆弱部として屈曲部３１４Ｌ、３１４Ｒが形成されている。本形態では衝突荷重が加わったときに、互いに対向する縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒの連結部間が広がる方向に変形するように外側に向って張り出すように形成されている。

ブラケット３１の取付部３１０は取付部３１１よりも車体外側となる車両後方寄りに配置されてクロスメンバ３に取付ボルト１２０でそれぞれ固定される。一方、ブラケット３１の取付部３１１は、インバーターユニット１２の側面１２ｂにそれぞれ固定される。

このような構成の車載搭載機器の固定構造によると、ブラケット３１が、クロスメンバ３への取付部３１０と車体上下方向Ｚに延びるインバーターユニット１２の側面１２ｂへの取付部３１１とが、連結部３１２Ｌ、３１２Ｒによって連結されているので、車体上下方向Ｚへの振動に対するねじれ強度が高まる。このため、車体上下方向Ｚへの取付け強度を、部品点数、設置スペースの増加を招くことなく向上することができる。また、取付部３１０と取付部３１１と連結部３１２Ｌ、３１２Ｒで囲まれる領域に開口部３１３を形成し、取付部３１０よりも車体外側寄り（車体後方寄り）に取付部３１０を配置してクロスメンバ３に固定したので、車体に対して衝突荷重が入力されたときに開口部３１３が脆弱部となり、衝突荷重の入力に対しては変形し易くなる。このため、ブラケット３１が突っ張ることで、インバーターユニット１２の側面１２ｂに対する荷重を軽減することができ、ブラケット３１によるインバーターユニット１２の破損を防止できる。このため、部品点数、設置スペースを抑えつつも、車両上下方向Ｚへの取付け強度と衝突時の安全性の両立を図ることができる。

また、縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒに、衝突荷重の入力方向に対して交差する方向となる車幅方向Ｗへの変形起点となる屈曲部３１４Ｌ、３１４Ｒを形成しているので、衝突荷重が入力されたときの縦壁部３１２Ｌ、３１２Ｒの変形度合いを調整することができる。

取付部１１０、３１０の取付け部位は、クロスメンバ３に限定されるものではなく、車体部分に対して衝突荷重が加わったときに一緒に移動するものであればよく、例えばクロスメンバ３よりも車体下方に配置されるフロアパネル４に固定する形態であってもよい。

車体部分への取付部１１０、３１０の固定構造としては、クロスメンバ３あるいはフロアパネル４に直接固定する形態としているが、クロスメンバ３あるいはフロアパネル４と取付部１１０、３１０との間に、台座を設け、当該台座に取付部１１０、３１０を固定するようにすることで、取付け箇所の自由度を増やすことができるので好ましい。

上記形態では、衝突荷重が車両後方から入力されることを前提として説明したので、取付部１１０，３１０は入力側となる車両後方側に配置したが、衝突荷重が車両前方から入力され、固定する車載搭載機器が車両前方側に配置されている場合には、取付部１１０，３１０を、取付部１１１，３１１よりも車体外側となる車両前方側に配置して車体部分に固定すればよい。

本発明は、車載搭載機器を車両後方や車両前方側から固定するブラケットに適用するに留まらず、車載搭載機器を車幅方向Ｗから固定するブラケットに固定してもよい。

１ 車両
２Ｌ、２Ｒ 車体部分（サイドスメンバ）
３ 車体部分（クロスメンバ）
４ 車体部分（フロアパネル）
１０ 車載搭載機器
１０ａ 車載搭載機器の側面
１１、３１ ブラケット
１２ 車載搭載機器
１２ａ 車載搭載機器の側面
１１０、３１０ 車体部分への取付部
１１１、３１１ 車載搭載機器の側面への取付部
１１２Ｌ、１１２Ｒ 連結部
３１２Ｌ、３１２Ｒ 連結部
１１３、３１３ 開口部
Ｚ 車体上下方向

Claims (2)

1. 車両に搭載される車載搭載機器の固定構造において、
   前記車載搭載機器を前記車両の車体部分に固定するブラケットを有し、
   前記ブラケットは、
   前記車体部分への取付部と、
   車体上下方向に延びる前記車載搭載機器の側面への取付部と、
   前記車体部分への取付部と前記車載搭載機器への取付部とを連結する連結部と、
   前記車体部分への取付部と前記車載搭載機器への取付部と前記連結部で囲まれる領域に形成された開口部とを有し、
   前記車体部分への取付部を、前記車載搭載機器への取付部よりも車体外側寄りに配置して前記車体部分に固定し、前記車載搭載機器への取付部を、前記車載搭載機器の側面に固定したことを特徴とする車載搭載機器の固定構造。
2. 前記連結部には、衝突荷重の入力方向に対して交差する方向への変形起点となる脆弱部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の車載搭載機器の固定構造。

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