JP2014196058A - 車載機器の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体から離脱した車載機器をより良好に保護空間へと案内することができる車載機器の固定構造の提供。【解決手段】ハイブリッド車両における車載機器としてのＰＣＵ４０の固定構造は、少なくともＰＣＵ４０の後側で保護空間１６に向けて延在する案内部１５ｇを有すると共に車体を構成するサイドメンバ１２に固定されると案内部材としてのトレイ１５と、ＰＣＵ４０とそれよりも前側に位置する車体の一部であるラジエータサポート１７との間に配置され、当該ラジエータサポート１７に連結されると共に、ＰＣＵ４０の上部および下部に連結されるブラケット５０とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、車載機器を車体に対して離脱可能に固定する車載機器の固定構造に関する。

従来、この種の車載機器の固定構造として、インバータが載置される載置台と、特定の一方向に向けてインバータが押圧された際にインバータと載置台との連結状態が解除されるように当該インバータを載置台に固定する固定機構と、インバータに対して一方向後方側に設けられて当該一方向後方側に位置する後方部材を避けるように延在し、搭載台との連結固定状態が解除された車両搭載機器を後方の保護空間へと案内する案内部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。なお、従来、車両のエンジンルーム内へのインバータの取付手法として、インバータの前側上部に固定されたブラケットを当該インバータの前方に位置する車両骨格部材に固定するものが知られている（例えば、特許文献３）。

特開２００９−０４０３３６号公報 特開２００９−０９０８１８号公報 特開２００５−２６２８９４号公報

上記特許文献１および２に記載されたような案内部材を含む車載機器の固定構造によれば、車体に外力が作用した場合に、インバータといった車載機器を車体から離脱させると共に他の部材と衝突しないように案内部材に沿って移動させることができる。しかしながら、従来の車載機器の固定構造では、車載機器への力の加わり方によっては、車体から離脱した車載機器が予定されていない方向に移動し、車載機器を案内部材によって適正に案内し得なくなったり、車載機器の移動が案内部材によって却って妨げられてしまったりするおそれもある。

そこで、本発明は、車体から離脱した車載機器をより良好に保護空間へと案内することができる車載機器の固定構造の提供を主目的とする。

本発明による車載機器の固定構造は、車載機器を車体に対して離脱可能に固定すると共に、前記車体から離脱した前記車載機器を後方の保護空間へと案内する車載機器の固定構造において、少なくとも前記車載機器の後側で前記保護空間に向けて延在する案内部を有すると共に前記車体に固定される案内部材と、前記車載機器よりも前側に位置する前記車体の一部と該車載機器との間に配置され、前記車体の一部に連結されると共に、前記車載機器の上部および下部に連結されるブラケットとを備えることを特徴とする。

この車載機器の固定構造は、少なくとも車載機器の後側で保護空間に向けて延在する案内部を有すると共に車体に固定される案内部材を備えており、当該案内部材により、車体から離脱した車載機器を後方の保護空間へと案内することができる。そして、この固定構造は、車載機器とそれよりも前側に位置する車体の一部との間に配置され、当該車体の一部に連結されると共に、車載機器の上部および下部に連結されるブラケットを備える。これにより、この固定構造では、車体に外力が作用した場合、ブラケットにより車載機器の上部および下部が押されることから、車載機器に力が不均等に加えられるのを抑制すること可能となる。従って、車体に作用した外力によりブラケットと上記車体の一部または車載機器との連結が断たれた際には、車体から離脱した車載機器をその後方で保護空間に向けて延在する案内部材の案内部へとスムースに移動させることができる。この結果、この車載機器の固定構造によれば、車体から離脱した車載機器を後方の保護空間へとより良好に案内することが可能となる。

また、前記車載機器は、前記案内部材に載置されると共に該案内部材に固定解除可能に固定されてもよく、前記案内部材の前記案内部は、前記車載機器の後側で斜め上方かつ後方に向けて延在してもよい。これにより、車体に作用した外力によってブラケットと上記車体の一部または車載機器との連結が断たれた際には、案内部材に対する固定が解除されて車体から離脱した車載機器を案内部へと極めてスムースに移動させることが可能となり、車載機器を後方の保護空間へと極めて良好に案内して、車載機器とその後方に配置された要素との衝突をより確実に抑制することができる。

更に、前記ブラケットは、前記車載機器の前面を覆うように形成されてもよい。これにより、車体に外力が作用したことにより車載機器の前側に配置された要素が車両前側から後側へと移動した際に、ブラケットによって車載機器の前側に配置された要素と車載機器とが直接衝突するのを抑制し、車載機器をより良好に保護することが可能となる。

また、前記車載機器は、少なくともインバータを含む電気機器であってもよい。すなわち、本発明による車載機器の固定構造は、インバータを含む電気機器を車体に固定するのに極めて有用である。

本発明による車載機器の固定構造を有する車両を示す斜視図である。 図１に示す車両のエンジンコンパートメントにおける車載機器の固定構造を示す模式図である。 本発明による車載機器の固定構造の要部を示す模式図である。 本発明による車載機器の固定構造を構成するブラケットの斜視図である。 本発明による車載機器の固定構造の要部を示す拡大断面図である。

次に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明による車載機器の固定構造を有する車両であるハイブリッド車両１０を示す斜視図である。同図に示すハイブリッド車両１０は、動力を出力可能なエンジン２０と、それぞれ動力を入出力可能な２体のモータＭＧ１およびＭＧ２とプラネタリギヤ（何れも図示省略）とを含むハイブリッドトランスアクスル（以下、単に「トランスアクスル」という）３０と、モータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するための車載機器であるパワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ」という）４０と、例えばニッケル水素二次電池あるいはリチウムイオン二次電池である複数の電池セルを有すると共にＰＣＵ４０を介してモータＭＧ１およびＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ１００とを含む。

エンジン２０は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関である。トランスアクスル３０を構成するモータＭＧ１およびＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動することができる同期発電電動機である。また、トランスアクスル３０を構成するプラネタリギヤは、エンジン２０のクランクシャフトに連結される第１要素（例えばプラネタリキャリア）と、モータＭＧ１の回転軸に連結される第２要素（例えばサンギヤ）と、駆動輪（本実施形態では前輪）に動力を伝達する駆動軸に連結される第３要素（例えばリングギヤ）とを有する。更に、プラネタリギヤに連結される駆動軸には、図示しない減速機構または変速機構を介してモータＭＧ２の回転軸が連結される。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２やプラネタリギヤは、エンジン２０のケーシングに接続されるトランスミッションケース内に収容される。

ＰＣＵ４０は、モータＭＧ１を駆動する第１インバータと、モータＭＧ２を駆動する第２インバータとを含む。第１インバータは、バッテリ１００からの直流電力を交流電力に変換してモータＭＧ１に印加したり、モータＭＧ１からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ１００等に供給したりする。第２インバータは、バッテリ１００からの直流電力を交流電力に変換してモータＭＧ２に印加したり、モータＭＧ２からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ１００等に供給したりする。

更に、ＰＣＵ４０は、バッテリ１００からの電力を昇圧して第１および第２のインバータに供給すると共に第１および第２のインバータからの電力を降圧してバッテリ１００に供給することができる昇降圧コンバータや、コンデンサ、バッテリ１００からの電力を降圧して補機バッテリや他の補機類に供給可能なＤＣ／ＤＣコンバータ、電力制御用のＩＰＭ（インテリジェントパワーマネージメント）モジュール、第１および第２のインバータ等を介してモータＭＧ１およびＭＧ２を制御する電子制御ユニット等を含む。上記第１および第２インバータや昇降圧コンバータ等は、例えばアルミダイキャストにより鋳造されたアルミニウム合金等により形成されたケース４１内に収容される。

そして、エンジン２０は、図１に示すように、車体の前部に画成されたエンジンコンパートメント１１内にクランクシャフトの軸方向が車幅方向に一致するように横置きに搭載される。同様に、トランスアクスル３０も、エンジンコンパートメント１１内にモータＭＧ１およびＭＧ２ならびに動力分配機構の軸方向が車幅方向に一致するように横置きに配置される。また、ＰＣＵ４０も、エンジン２０やトランスアクスル３０と共にエンジンコンパートメント１１内に搭載される。本実施形態において、ＰＣＵ４０は、エンジンコンパートメント１１の前部に形成された図示しないラジエータグリルからの走行風が当たるように、当該ラジエータグリルやその背後に配置されたラジエータと対向するようにトランスアクスル３０の前方かつ斜め上方に設置される。更に、バッテリ１００は、例えば後部座席の下方等に搭載され、車体側部に沿うように敷設されるパワーケーブル９０を介してＰＣＵ４０と接続される。

図２は、ハイブリッド車両１０のエンジンコンパートメント１１におけるＰＣＵ４０の固定構造を示す模式図である。同図に示すように、エンジンコンパートメント１１内には、車体を構成するサイドメンバ１２が配置されている。サイドメンバ１２には、トランスアクスル３０の前方に位置するように固定具１４等を介してトレイ１５が固定され、当該トレイ１５には、トランスアクスル３０の前方かつ斜め上方に位置するようにＰＣＵ４０が取り付けられる。トレイ１５は、ＰＣＵ４０の載置台および案内部材として機能するものであり、例えば鉄板等の鋼材を例えばプレス成形することにより製造される。

本実施形態において、トレイ１５は、車載時に車両前側に位置する平坦部１５ｆと、当該平坦部１５ｆから図中下側に延出されると共に平坦部１５ｆから離間するにつれて斜め上方に延在するように形成された案内部１５ｇとを有する。図２に示すようにＰＣＵ４０は、平坦部１５ｆと案内部１５ｇとに跨るようにトレイ１５に載置され、当該トレイ１５に対して固定解除可能に固定される。案内部１５ｇは、車載時にトレイ１５上のＰＣＵ４０の後方でトランスアクスル３０の上方、すなわち図示しないボンネットとトランスアクスル３０の間に確保される保護空間１６に向けて延在する。

図２に示すように、ＰＣＵ４０のケース４１は、両側の側面の車両前寄りの下部から車幅方向における外側に延出された左右一対の前側固定部４２を有する。前側固定部４２は、図３に示すように、ＰＣＵ４０の車載時に車両前方側が開放されるように形成された取付孔４２ａを有し、当該取付孔４２ａに挿通されると共にトレイ１５に螺合される固定ボルト４３により当該トレイ１５に固定（締結）される。また、ケース４１の車両後側の背面には、固定ブラケット４４が固定されており、当該固定ブラケット４４も、前側固定部４２の取付孔４２ａと同様の取付孔（図示省略）を有しており、当該取付孔に挿通されると共にトレイ１５に螺合される固定ボルト４５により当該トレイ１５に固定（締結）される。

これにより、車両前側から後側へと向かう大きな力がＰＣＵ４０に作用すると、取付孔４２ａ等が車両前方側に開放されていることから、前側固定部４２や固定ブラケット４４が固定ボルト４３，４５から外れ、それによりトレイ１５からのＰＣＵ４０の離脱が許容される。これに対して、ＰＣＵ４０に車両前側から後側へと向かう大きな力が作用しなければ、当該ＰＣＵ４０は、２つの前側固定部４２および固定ブラケット４４を介して（３点で）トレイ１５に対して安定に固定される。

また、エンジンコンパートメント１１内には、図示しないラジエータを支持すると共に車体の一部を構成するラジエータサポート１７が配置されている。ラジエータサポート１７は、トレイ１５に固定されたＰＣＵ４０よりも車両前方に位置し、ＰＣＵ４０とラジエータサポート１７との間には、ブラケット５０が配置される。ブラケット５０は、鉄板等の鋼材を例えばプレス成形することにより製造され、ＰＣＵ４０の前面を覆うように形成される。これにより、車体に外力が作用したことによりＰＣＵ４０の前側に配置されたラジエータサポート１７等が車両前側から後側へと移動したとしても、ブラケット５０によってラジエータサポート１７とＰＣＵ４０とが直接衝突するのを抑制し、ＰＣＵ４０をより良好に保護することが可能となる。

図４に示すように、ブラケット５０は、ＰＣＵ４０（ケース４１）の前面と対向するカバー部５１と、カバー部５１の同図における上部からＰＣＵ４０側に延出された第１上側連結部５２と、当該第１上側連結部５２からＰＣＵ４０とは反対側に延出された第２上側連結部５４と、カバー部５１の同図における下部からＰＣＵ４０側に延出された左右一対の下側連結部５６とを有する。また、ブラケット５０は、カバー部５１の両側から延出されて第１上側連結部５２や各下側連結部５６と連続する左右一対の側壁部を有する。

ブラケット５０の第１上側連結部５２は、２つのボルト孔５２ａを有し、各ボルト孔５２ａに挿通されると共にケース４１に螺合される固定ボルト５３によりＰＣＵ４０（ケース４１）の上部（上面）に連結（離脱可能に固定）される。また、第２上側連結部５４は、１つのボルト孔５４ａを有し、当該ボルト孔５４ａに挿通されると共にラジエータサポート１７に螺合される固定ボルト５５により当該ラジエータサポート１７に連結（離脱可能に固定）される。更に、下側連結部５６は、それぞれ１つの雌ネジ孔５６ａを有し、トレイ１５上に配置されて固定ボルト５７によりＰＣＵ４０（ケース４１）の下部に連結（離脱可能に固定）される。

本実施形態において、ＰＣＵ４０のケース４１には、両側の側面の下部からトレイ１５に固定される前側固定部４２よりも車両前側かつケース４１の上部側（下側連結部５６の厚み分だけ上側）に位置するように左右一対の連結部４６が車幅方向における外側に延出されている。各連結部４６は、１つのボルト孔４６ａを有し、上記固定ボルト５７は、当該ボルト孔４６ａに挿通されると共にトレイ１５上に配置されたブラケット５０の対応する下側連結部５６の雌ネジ孔５６ａに螺合される。また、本実施形態において、ブラケット５０の各下側連結部５６は、楔状に形成された先端部５６ｔを有しており、トレイ１５におけるブラケット５０の固定位置は、図５に示すように、各下側連結部５６の先端部５６ｔが対応する前側固定部４２とトレイ１５との隙間に臨むように定められる。

上述のようにしてＰＣＵ４０がエンジンコンパートメント１１内に固定されるハイブリッド車両１０では、ブラケット５０に作用する車両前側から後側へと向かう力が所定値を超えると、ブラケット５０の第２上側連結部５４と車体の一部であるラジエータサポート１７とを締結する固定ボルト５５の軸部が破断され、それによりブラケット５０とラジエータサポート１７すなわち車体との連結が断たれる。また、ブラケット５０の第１上側連結部５２とＰＣＵ４０とを締結する固定ボルト５３や下側連結部５６とＰＣＵ４０とを締結する固定ボルト５７の軸部が破断された際にも、ブラケット５０とＰＣＵ４０との連結が断たれる。そして、これらの場合には、上述のように前側固定部４２等の取付孔４２ａ等が車両前方側に開放されていることにより、前側固定部４２や固定ブラケット４４が固定ボルト４３，４５から外れ、その結果、ＰＣＵ４０は車体およびトレイ１５から離脱する（固定解除される）。また、本実施形態では、楔状に形成された下側連結部５６の先端部５６ｔが前側固定部４２とトレイ１５との隙間に車両前側から臨むように配置されることから、ラジエータサポート１７と共にブラケット５０が車両前側から後側へと移動するのに伴って固定ボルト４３を破断させることも可能となる。

そして、ハイブリッド車両１０では、例えばハイブリッド車両１０の衝突等により外力すなわち車両前側から後側へと向かう力が車体に作用した場合、ブラケット５０により車載機器としてのＰＣＵ４０の上部および下部が車両後側へと押されることから、ＰＣＵ４０に力が不均等に加えられるのを抑制すること可能となる。これにより、車体に作用した車両前側から後側へと向かう力によってブラケット５０とラジエータサポート１７またはＰＣＵ４０との連結が断たれた際には、ＰＣＵ４０がトレイ１５に押し付けられて食い込んでしまうのを抑制しつつ、車体およびトレイ１５から離脱したＰＣＵ４０をその後方に配置されたトレイ１５の案内部１５ｇへと極めてスムースに移動させることができる。この結果、ＰＣＵ４０を後方の保護空間１６へと極めて良好に案内して、ＰＣＵ４０とその後方に配置されたトランスアクスル３０との衝突をより確実に抑制することができる。

以上説明したように、ハイブリッド車両１０における車載機器としてのＰＣＵ４０の固定構造は、少なくともＰＣＵ４０の後側で保護空間１６に向けて延在する案内部１５ｇを有すると共に車体を構成するサイドメンバ１２に固定される案内部材としてのトレイ１５を含み、当該トレイ１５により、車体から離脱したＰＣＵ４０を後方の保護空間１６へと案内することができる。そして、ＰＣＵ４０の固定構造には、ＰＣＵ４０とそれよりも前側に位置する車体の一部であるラジエータサポート１７との間に配置され、当該ラジエータサポート１７に連結されると共に、ＰＣＵ４０の上部および下部に連結されるブラケット５０が含まれる。これにより、ハイブリッド車両１０では、ＰＣＵ４０を後方の保護空間１６へと極めて良好に案内して、ＰＣＵ４０とその後方に配置されたトランスアクスル３０との衝突をより確実に抑制することが可能となる。

また、ハイブリッド車両１０における車載機器としてのＰＣＵ４０は、トレイ１５に載置されると共に当該トレイ１５に固定解除可能に固定され、トレイ１５の案内部１５ｇは、ＰＣＵ４０の後側で斜め上方かつ後方に向けて延在する。これにより、車体に作用した車両前側から後側へと向かう力によってブラケット５０とラジエータサポート１７またはＰＣＵ４０との連結が断たれた際には、車体およびトレイ１５から離脱したＰＣＵ４０をその後方に配置されたトレイ１５の案内部１５ｇへと極めてスムースに移動させることが可能となる。更に、上述のブラケット５０は、ＰＣＵ４０の前面を覆うように形成されているので、車体に大きな外力が作用したことによりＰＣＵ４０の前側に配置されたラジエータサポート１７等が車両前側から後側へと移動しても、ブラケット５０によってＰＣＵ４０の前側に配置されたラジエータサポート１７等とＰＣＵ４０とが直接衝突するのを抑制し、ＰＣＵ４０をより良好に保護することが可能となる。

なお、上記ハイブリッド車両１０におけるＰＣＵ４０の固定構造は、第１および第２インバータを含むＰＣＵ４０を車体に固定するのに極めて有用なものであるが、当該固定構造の適用対象は、インバータを含む電気機器であるＰＣＵ４０に限られるものではなく、例えばバッテリといったような他の車載機器であってもよいことはいうまでもない。また、上記ハイブリッド車両１０は、２つのモータＭＧ１およびＭＧ２とプラネタリギヤとを含むものであるが、本発明は、エンジンにより駆動される発電機と、走行用の動力および回生制動力を出力する電動機とを備えるシリーズ方式のハイブリッド車両や、少なくとも回生制動力、更には走行用の動力を出力可能な発電電動機を備える１モータ式（パラレル式）のハイブリッド車両、エンジンのみを走行用の動力発生源として備える車両、モータのみを走行用の動力発生源として備える車両（電気自動車）に適用されてもよい。

そして、上記実施形態における主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施形態はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、車両の製造産業等において利用可能である。

１０ ハイブリッド車両、１１ エンジンコンパートメント、１２ サイドメンバ、１４ 固定具、１５ トレイ、１５ｆ 平坦部、１５ｇ 案内部、１６ 保護空間、１７ ラジエータサポート、２０ エンジン、３０ ハイブリッドトランスアクスル、４０ パワーコントロールユニット(ＰＣＵ)、４１ ケース、４２ 前側固定部、４２ａ 取付孔、４３，４５，５３，５５，５７ 固定ボルト、４４ 固定ブラケット、４６ 連結部、４６ａ，５２ａ，５４ａ ボルト孔、５０ ブラケット、５１ カバー部、５２ 第１上側連結部、５４ 第２上側連結部、５６ 下側連結部、５６ａ 雌ネジ孔、５６ｔ 先端部、９０ パワーケーブル、１００ バッテリ。

Claims (4)

1. 車載機器を車体に対して離脱可能に固定すると共に、前記車体から離脱した前記車載機器を後方の保護空間へと案内する車載機器の固定構造において、
   少なくとも前記車載機器の後側で前記保護空間に向けて延在する案内部を有すると共に前記車体に固定される案内部材と、
   前記車載機器よりも前側に位置する前記車体の一部と該車載機器との間に配置され、前記車体の一部に連結されると共に、前記車載機器の上部および下部に連結されるブラケットと、
   を備えることを特徴とする車載機器の固定構造。
2. 請求項１に記載の車載機器の固定構造において、
   前記車載機器は、前記案内部材に載置されると共に該案内部材に固定解除可能に固定され、
   前記案内部材の前記案内部は、前記車載機器の後側で斜め上方かつ後方に向けて延在することを特徴とする車載機器の固定構造。
3. 請求項１または２に記載の車載機器の固定構造において、
   前記ブラケットは、前記車載機器の前面を覆うように形成されることを特徴とする車載機器の固定構造。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の車載機器の固定構造において、
   前記車載機器は、少なくともインバータを含む電気機器であることを特徴とする車載機器の固定構造。