JP2016113110A - 車載機器の固定構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】重量増及びコスト増を抑制しつつ、車両衝突時における車載機器の保護性を高める。【解決手段】車両前側に配置され、車体4に対して固定される車載機器3の固定構造である。車体4に固定されて車載機器3の下方に延設されるとともに、車載機器3の後面31bよりも後方へ突出した突部21cを有する支持部材2と、車載機器3の後部下面31cに固定される前側固定部10Aと、支持部材2の突部21cに固定される後側固定部10Bと、前側固定部10A及び後側固定部10Bの間であって少なくとも上下方向に延在する面部に設けられた板金製の変形促進部10Cとを有するブラケット1と、を備える。ブラケット1は、前方からの外力の入力により後側固定部10Bを支点として変形促進部10Cを変形させながら車載機器3の後部を上方へと移動させる。【選択図】図1

Description

本発明は、車両に搭載される機器(以下、車載機器という)の固定構造に関する。
車両の前側にあるエンジンルーム(或いはモータルーム)には、パワープラントや補機などの様々な機器が配置される。これらの機器は車体に固定され、通常の走行時はもちろん、衝突時や回転時にも車室内の乗員へ影響を及ぼさないように搭載されている。例えば、車載機器が車体に対して離脱可能に固定され、衝突によって車載機器に外力が加わると、その固定が外れて後方にある機器との接触を回避するようにした構造や、離脱後の車載機器を所定の方向に案内するための案内部材を設けた構造が提案されている(特許文献1,2参照)。
特開2009−90818号公報 特許第4943494号公報
しかしながら、車載機器を車体から離脱させて後方にある機器との接触を回避する構造では、車載機器に入力される外力の方向によっては車載機器が予期せぬ方向に移動する可能性があり、他の機器との接触を回避できないおそれがある。また、車載機器を離脱させた後で所定の方向に案内するための案内部材を設けた場合には、その分の重量増やコスト増は避けられない。
特に、駆動源としての電動機を備えた電気自動車やハイブリッド車(以下、これらを総称して電動車両という)では、駆動用バッテリと電動機との間で直流,交流の電力変換を行うインバータが搭載される。インバータは、他の機器と比較して高電圧な部位を備えているため、車両衝突時に他の機器と干渉することで破損した場合、高電圧部位が露出して漏電等の二次災害のおそれが生じうる。
本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、重量増及びコスト増を抑制しつつ、車両衝突時における車載機器の保護性を高めることができるようにした、車載機器の固定構造を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
(1)ここで開示する車載機器の固定構造は、車両前側に配置され、車体に対して固定される車載機器の固定構造である。この固定構造は、前記車体に固定されて前記車載機器の下方に延設されるとともに、前記車載機器の後面よりも後方へ突出した突部を有する支持部材と、前記車載機器の後部下面に固定される前側固定部と、前記支持部材の前記突部に固定される後側固定部と、前記前側固定部及び前記後側固定部の間であって少なくとも上下方向に延在する面部に設けられた板金製の変形促進部とを有するブラケットと、を備える。前記ブラケットは、前方からの外力の入力により前記後側固定部を支点として前記変形促進部を変形させながら前記車載機器の後部を上方へと移動させる。
(2)前記ブラケットは、前後方向に延設された底面部と、前記底面部の前後方向に延びる両縁部から上方に立設された前記面部としての二つの側面部と、を有することが好ましい。この場合、前記変形促進部は、前記二つの側面部にそれぞれ設けられ、前記側面部の立設方向に延びるとともに内側又は外側に向かって凸状に形成された側面ビードを含んで構成されることが好ましく、前記側面ビードは、前記側面部の上縁まで延設されることが好ましい。
(3)前記側面ビードは、前記二つの側面部のそれぞれに、前後方向に複数個並んで設けられることが好ましい。
(4)前記変形促進部は、前記底面部に設けられ、前記底面部の延設方向に直交する方向に延びるとともに内側に向かって凸状に形成された底面ビードを含んで構成されることが好ましい。
(5)前記側面ビードは、前記二つの側面部のそれぞれに、前後方向に二つ並んで設けられ、前記底面ビードは、二つ並んだ前記側面ビードの間に位置するように一つ設けられることが好ましい。
(6)前記ブラケットは、前記二つの側面部の上下方向長さが、何れも前方に行くほど小さくなるように形成されることが好ましい。
開示の車載機器の固定構造によれば、変形促進部により、車両衝突による外力の入力時に車載機器の後部を上方へと移動させることができる。また、この変形促進部が車載機器を固定するためのブラケットに設けられるため、重量の増大やコストの増大を抑制することができる。したがって、重量増及びコスト増を抑制しつつ、車両衝突時における車載機器の保護性を高めることができる。
一実施形態に係る車載機器の固定構造を示す模式的な左側面図である。 図1の固定構造に適用されるブラケットの周辺を左下の後方から見上げた斜視図である。 図2のブラケットの斜視図である。 (a)は図2のブラケットの上面図、(b)は図2のブラケットの左側面図である。 図1の固定構造による作用を説明するための左側面図であり、(a)は衝突前の状態(通常状態)を示し、(b)は衝突後の状態を示す。 図2のブラケットの変形例であり、(a)は上面図、(b)は左側面図である。
図面を参照して、実施形態としての車載機器の固定構造について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態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。本実施形態の各構成は、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とともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。なお、以下の説明では、車両の進行方向を前方とし、前方を基準に左右を定め、重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。また、車両に搭載される装置や部品の説明では、それらの装置や部品が車両に搭載された状態を基準として、上下方向,左右方向及び前後方向を定める。
[1.構成]
図1に示すように、本実施形態に係る固定構造は、車両の前部に設けられるエンジンルームやモータルーム(空間)に配置される車載機器3を車体4へ固定するための構造である。本実施形態の車載機器3は、駆動源としての電動機と駆動用バッテリ(何れも図示略)との間で直流,交流の電力変換を行うインバータであり、モータルーム内に配置される。すなわち、本実施形態の車両は、駆動源としての電動機を備えた電気自動車又はハイブリッド車(電動車両)である。なお、モータルーム内には、インバータ3の他にも電動機や補機バッテリ,空調装置など、様々な機器が搭載されている。
インバータ3は、筐体31の内部に高電圧部位を有するとともに、その外面にコネクタやケーブル接続部等(何れも図示略)を有する。インバータ3の前面31aの下部には、支持部材2と締結される前側締結部32が前方へ突設される。一方、図2に示すように、インバータ3の後部の下面には、上方へ一段上がった段差面31cが設けられ、この段差面31cにはブラケット1が締結される後側締結部33が設けられる。前側締結部32は、車幅方向に互いに間隔をあけて二つ設けられ、各前側締結部32が締結用の孔部を有する。後側締結部33は、段差面31cから下方に突設されるとともに、前後方向に延設された略直方体形状の部位であり、締結用の孔部を二つ有し、その後面はインバータ3の後面31bと同一平面をなす。
図1に示すように、インバータ3は、前後方向において後部が前部よりもやや上になるように前傾姿勢で配置され、支持部材2及びブラケット1を介して車体4に固定される。支持部材2は、インバータ3の下方においてインバータ3の前方から後方に亘って延設されるとともに車体4のマウント4Bに固定されるトレイ部材21と、インバータ3の前方において車体4のサイドメンバ4Aに固定される支持台22とから構成される。これらのトレイ部材21と支持台22とは別体に形成される。
トレイ部材21は、インバータ3の下面に沿って延設される平面部21aと、平面部21aの前端から上方へ湾曲したのち前方へ湾曲して滑らかなクランク状に形成されたフランジ部21bと、平面部21aの後端から上方へ湾曲したのち後方へ湾曲して滑らかなクランク状に形成された突部21cとを有する。
平面部21aは、後部がマウント4Bの上面に当接されてボルト締結される部位である。フランジ部21bは、インバータ3の前面31aよりも前方へ突設され、車幅方向に水平に延びた部位であり、インバータ3の二つの前側締結部32と支持台22との間に挟まれてこれらと共にボルト締結される。突部21cは、インバータ3の後面31bよりも後方へ突出した部位であり、ブラケット1の下面に当接されてボルト締結される。すなわち、トレイ部材21は、平面部21a,フランジ部21b及び突部21cにそれぞれ締結用の孔部が設けられる。
支持台22は、サイドメンバ4Aの上面にボルト締結される部材であり、その外形が側面視で略台形の四角柱状に形成される。支持台22の車幅方向に延びる上面には、締結用の孔部が設けられるとともに、トレイ部材21のフランジ部21bが当接される。
ブラケット1は、インバータ3の後部を下方から支持するとともに、支持部材2を介してインバータ3の後部を車体4に固定する固定部材(接続部材)である。さらに、ブラケット1は、車両の前面衝突時のようにインバータ3に対して前方から外力が入力された場合に、インバータ3の後部が上方へと移動するようにその軌跡(移動方向)をコントロールする機能を持つ。
ブラケット1は、インバータ3の後部の下面(すなわち段差面31c)に固定される前側固定部10Aと、支持部材2の突部21cに固定される後側固定部10Bと、これらの前側固定部10A及び後側固定部10Bの間に設けられた変形促進部10Cとを有する。前側固定部10A及び後側固定部10Bは、それぞれブラケット1の固定点となる部位である。一方、変形促進部10Cは、ブラケット1に前方から外力が作用したときに、ブラケット1の変形を後述の変形モードにコントロールするための部位である。
本実施形態のブラケット1は、図3及び図4(a),(b)に示すように、底面部11及び二つの側面部12を有する断面コ字状の部位と円筒部13とが組み合わされて形成される。なお、ブラケット1は、車幅方向中心に沿って前後方向に延びる仮想的な鉛直面に対して面対称に形成される。底面部11は、前後方向に延設された平面状の部位であり、前方に行くほど車幅方向長さ(以下、幅という)が僅かに拡開され、前縁部が曲面状に形成される。二つの側面部12は、上下方向に延在する面部であって、底面部11の前後方向に延びる両縁部からそれぞれ鉛直上方に立設された部位である。
底面部11及び二つの側面部12は板金製であり、例えば曲げ加工により一体で形成される。底面部11には、幅方向中心に沿って前後方向に三つの孔部11a〜11cが穿設される。以下、これらの孔部11a〜11cを特に区別する場合には、前から順に第一孔部11a,第二孔部11b,第三孔部11cという。第一孔部11a及び第二孔部11bは、ボルト挿通用の孔部であり、インバータ3の後側締結部33の二つの孔部と重なる位置に設けられる。一方、第三孔部11cは、後述の変形促進部10Cの一部を構成するとともに、ブラケット1の重量を低減するための重量低減孔や、ブラケット1の底面部11に溜まった雨水,電着塗装時の塗料や電解液等を抜くための水抜き孔としても副次的に作用するものである。
ブラケット1は、図2に示すように、底面部11及び二つの側面部12の前部が、インバータ3の後側締結部33に下方から嵌め込まれ、底面部11の第一孔部11a及び第二孔部11bにボルト5aが挿通されて後側締結部33に締結されることでインバータ3に固定される。つまり、本実施形態の前側固定部10Aは、底面部11及び各側面部12の前部と、二つの孔部11a,11bとから構成される。なお、底面部11の幅方向長さは、インバータ3の後側締結部33の車幅方向長さに合わせて設定される。
円筒部13は、上下方向に延びる軸心を有し、中央に中心孔13aを持つパイプ状の部材であり、上下の端面が何れも平面状に形成される。ブラケット1は、図1に示すように、トレイ部材2の突部21cの孔部と中心孔13aとが重なるように、円筒部13の下端面13bが突部21cの上面に当接される。そして、ブラケット1は、その上方から中心孔13aにボルト5bが挿通され、突部21cの下方からナット6bが締結されることで支持部材2に固定される。つまり、本実施形態の後側固定部10Bは、円筒部13によって構成される。
図3及び図4(a),(b)に示すように、二つの側面部12は、側面部12の立設方向(すなわち上下方向)に延びるとともに、車幅方向外側に向かって凸状に形成された二つの側面ビード14をそれぞれ有する。二つの側面ビード14は、側面部12の前後方向の略中央に僅かに間隔をあけて並んで設けられる。なお、側面ビード14は側面部12と同様に板金製であり、その個数は特に限られない。すなわち、側面ビード14が一つずつ設けられていてもよいし、三つ以上の複数箇所に設けられていてもよい。側面ビード14の下端は曲線状に形成され、底面部11に達しない位置に設けられる。一方、側面ビード14の上端は側面部12の上端に達する位置に設けられる。すなわち、側面ビード14は、側面部12の上縁にまで延設される。これにより、図4(a)に示すように、側面部12の上縁に波形(凹凸)が形成される。
側面ビード14は、ブラケット1に前方から外力が作用したときに、各側面部12を側面視で上縁が伸びて下縁が縮むように(例えばくの字状や扇状に)変形させるための伸び代となる。底面部11は、側面部12の変形に伴って上方に凸となるように折れ曲がり変形する。なお、このとき折れ曲がる部分は、側面ビード14の個数や位置によって設定(調整)可能である。本実施形態では、二つの側面ビード14が僅かに間隔をあけて設けられるため、二つの側面ビード14の略中央で折れ曲がり変形する。
したがって、ブラケット1は、インバータ3に対して前方から外力が入力された場合、後側固定部10Bと突部21cとの固定点(本実施形態では後側固定部10Bの下端)を支点として前側固定部10Aが上方へと移動するように側面視でくの字状や扇状に湾曲(屈曲)変形する。すなわち、ブラケット1は、前方からの外力の入力により後側固定部10Bの下端を支点として側面ビード14を変形させながらインバータ3の後部を上方へと移動させる。つまり、変形促進部10Cは、各側面部12に設けられた二つの側面ビード14を含んで構成され、このような変形モードでブラケット1が変形するようにコントロールする。
さらに本実施形態のブラケット1は、図3及び図4(b)に示すように、各側面部12の上下方向長さ(以下、高さという)が前方に行くほど小さくなるように形成される。すなわち、側面部12の上縁には、前方に向かって下降傾斜した傾斜部16が形成される。本実施形態の傾斜部16は、後側の側面ビード14のやや後方から前方に向かって形成され、側面部12の前端において側面部12の高さが後端の高さの半分程度になるように形成される。言い換えると、側面ビード14は、傾斜部16が形成された側面部12に設けられる。
この傾斜部16は、ブラケット1に前方から外力が作用したときに、各側面部12を変形させ易くするための部位である。ブラケット1は、断面コ字状に形成されているため、前後方向に対して比較的高い剛性を有する。ただし、インバータ3が後方へと押し込まれるような外力が前方から作用した場合には、上記のような変形モードでブラケット1が変形してインバータ3の後部を上方へと移動させる必要がある。傾斜部16は、このような変形を促進(補助)するために側面部12の剛性を低く抑えた部位であり、変形促進部10Cの一部を構成する。なお、底面部11に形成された第三孔部11cは、底面部11の剛性を低く抑えるための部位であり、傾斜部16と同様に変形促進部10Cの一部を構成する。
[2.作用,効果]
次に、図5(a),(b)を用いて本固定構造による作用を説明する。図5(a)は通常の状態(車両衝突前の状態)を示す左側面図であり、図1に対して周辺構造を追加したものである。図5(b)は車両の前面衝突後の状態を示す左側面図である。図5(a)に示すように、前傾姿勢で車体4に固定されたインバータ3の後方には、ダッシュパネル4Cの前面に固定された他の機器7が配置される。この機器7は、車幅方向においてインバータ3と重なる位置に配置され、仮にインバータ3が上下方向にほぼ移動せずに後退したとすると、インバータ3と衝突するものである。
これに対して、本固定構造では上述したように、車両が前面衝突してインバータ3に対して前方から外力が入力された場合、図5(b)に示すように、ブラケット1が後側固定部10Bの下端を支点として、変形促進部10Cを変形させながら前側固定部10Aが上方へと移動するように変形する。すなわち、ブラケット1は、側面ビード14が伸び代となり、側面部12の上縁が伸びて下縁が縮むとともに底面部11が上方に凸状に折れ曲がり、側面視でくの字状や扇状に湾曲(屈曲)するという変形モードで変形する。これにより、インバータ3は、ブラケット1が固定された後部が上方へと移動してさらに前傾姿勢となり、後方の機器7との接触を回避するような軌跡を辿る。
したがって、上述の固定構造によれば、車両衝突による前方からの外力の入力時に、板金製の変形促進部10Cによって後側固定部10Bを支点としてインバータ3の後部を上方へと移動させることができる。これにより、インバータ3の後方に配置された他の機器7との衝突を回避することができ、インバータ3の保護性を高めることができる。また、変形促進部10Cがインバータ3を車体4に固定するためのブラケット1に設けられるため、重量の増大やコストの増大を抑制することができる。
上述の固定構造では、ブラケット1が、前後方向に延設された底面部11と、この底面部11の前後方向に延びる両縁部から上方に立設された二つの側面部12とを有するため、軽量化を図りつつ強度を確保することができる。すなわち、重量増を抑制しながら、通常状態(衝突前)ではブラケット1によりインバータ3を車体4に対して確実に保持(固定)することができる。また、側面ビード14が側面部12の立設方向に延びるとともに外側に向かって凸状に形成されるため、ブラケット1が上記の変形モードで変形するときの伸び代を確保することができる。したがって、ブラケット1の変形を促進することができ、車両衝突時におけるインバータ3の保護性を高めることができる。
上述の固定構造では、側面ビード14が側面部12の上縁にまで延設されており、側面部12の上縁に凹凸が形成されるため、各側面部12が、側面視で上縁が伸びて下縁が縮むように(例えばくの字状や扇状に)変形することができる。これにより、車両衝突時にインバータ3を上方へと移動させることができるため、インバータ3の保護性をより高めることができる。
さらに本実施形態では、側面ビード14が二つの側面部12のそれぞれに、前後方向に複数個並んで設けられるため、ブラケット1の変形時の伸び代をより多く確保することができ、ブラケット1の変形を促進して、車両衝突時におけるインバータ3の保護性をより高めることができる。
また、上述の固定構造では、ブラケット1の二つの側面部12の上下方向長さが、何れも前方に行くほど小さくなるように形成されて、側面部12の上縁に傾斜部16が設けられる。このため、前方からの外力の入力によりブラケット1の変形をより促進することができ、車両衝突時におけるインバータ3の保護性をさらに高めることができる。
[3.その他]
上述した実施形態に関わらず、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。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上記実施形態では、車載機器としてインバータ3を例示して説明したが、ブラケット1で固定される車載機器はインバータ3に限られず、エンジンルーム又はモータルームに搭載されるものであれば適用可能である。
また、ブラケット1の具体的な形状は上述のものに限られない。例えば、図6(a),(b)に示すように、底面部11に第三孔部11cを形成する代わりに、底面部11の延設方向(前後方向)に直交する方向(左右方向)に延びるとともに内側(上方)に向かって凸状に形成された底面ビード15が設けられたブラケット1′によって車載機器3が固定されていてもよい。この場合、底面ビード15の位置によって底面部11の折れ曲がり箇所を設定することができるため、車両衝突による外力の入力時に車載機器3の軌跡をより精度よくコントロールすることができる。つまり、変形促進部10Cは、底面部11に設けられた底面ビード15を含んで構成されていてもよい。
また、図6(a),(b)に示すように、側面ビード14が各側面部12に前後方向二つ並んで設けられ、底面ビード15が、二つ並んだ側面ビード14の間に位置するように一つ設けられたブラケット1′の場合、二つの側面ビード14で変形時の伸び代を稼ぎ、一つの底面ビード15を折れ曲がり箇所とすることで、ブラケット1′の変形を予め定めた変形モードとすることができる(変形をコントロールすることができる)。したがって、車両衝突時における車載機器3の軌跡をさらに精度よくコントロールすることができる。
上述のブラケット1,1′は、側面ビード14が外側に向かって凸状に形成されているが、側面ビード14が内側に向かって凸状に形成されていてもよい。或いは、内側に向かって凸状に形成された側面ビード14と外側に向かって凸状に形成された側面ビード14とが前後方向に並んで設けられていてもよい。また、側面ビード14の下端が底面部11まで延設されていてもよい。
なお、底面部11に第三孔部11c及び底面ビード15の何れも形成されていないブラケットであってもよい。底面部11に折れ曲がりを促進するための部位が存在しないブラケットであっても、側面部12に変形促進部10C(例えば複数の側面ビード14や傾斜部16)が設けられていればよい。また、底面部11が前後方向に一様な幅を持つ形状(すなわち、上面視で長方形形状)に形成されていてもよいし、側面部12が底面部11に対して斜め上方に(すなわち上方に拡開するように)立設されていてもよい。
ブラケット1,1′は、前側固定部10A及び変形促進部10Cが板金製であり、後側固定部10Bがパイプ状に形成されているが、少なくとも変形促進部10Cが板金製であれば前側固定部10A及び後側固定部10Bの形状,材料は特に限定されない。例えば、前側固定部10Aがパイプ状に形成されていてもよいし、後側固定部10Bが板金製であってもよい。また、車載機器3に対するブラケット1の固定点(前側固定部10Aの位置)、及び、ブラケット1と支持部材2との固定点(後側固定部10Bの位置)は、上記に限られず、固定する車載機器3や、車体及び他の機器との位置関係によって適宜設定される。
1,1′ ブラケット
2 支持部材
3 インバータ(車載機器)
4 車体
10A 前側固定部
10B 後側固定部
10C 変形促進部
11 底面部
11c 第三孔部(変形促進部)
12 側面部
13 円筒部
13a 中心孔
13b 下端面
14 側面ビード(変形促進部)
15 底面ビード(変形促進部)
16 傾斜部(変形促進部)
21c 突部
31b 後面
31c 段差面(後部下面)

Claims (6)

  1. 車両前側に配置され、車体に対して固定される車載機器の固定構造であって、
    前記車体に固定されて前記車載機器の下方に延設されるとともに、前記車載機器の後面よりも後方へ突出した突部を有する支持部材と、
    前記車載機器の後部下面に固定される前側固定部と、前記支持部材の前記突部に固定される後側固定部と、前記前側固定部及び前記後側固定部の間であって少なくとも上下方向に延在する面部に設けられた板金製の変形促進部とを有するブラケットと、を備え、
    前記ブラケットが、前方からの外力の入力により前記後側固定部を支点として前記変形促進部を変形させながら前記車載機器の後部を上方へと移動させる
    ことを特徴とする、車載機器の固定構造。
  2. 前記ブラケットが、前後方向に延設された底面部と、前記底面部の前後方向に延びる両縁部から上方に立設された前記面部としての二つの側面部と、を有し、
    前記変形促進部が、前記二つの側面部にそれぞれ設けられ、前記側面部の立設方向に延びるとともに内側又は外側に向かって凸状に形成された側面ビードを含んで構成され、
    前記側面ビードが、前記側面部の上縁まで延設される
    ことを特徴とする、請求項1記載の車載機器の固定構造。
  3. 前記側面ビードが、前記二つの側面部のそれぞれに、前後方向に複数個並んで設けられる
    ことを特徴とする、請求項2記載の車載機器の固定構造。
  4. 前記変形促進部が、前記底面部に設けられ、前記底面部の延設方向に直交する方向に延びるとともに内側に向かって凸状に形成された底面ビードを含んで構成される
    ことを特徴とする、請求項2又は3記載の車載機器の固定構造。
  5. 前記側面ビードが、前記二つの側面部のそれぞれに、前後方向に二つ並んで設けられ、
    前記底面ビードが、二つ並んだ前記側面ビードの間に位置するように一つ設けられる
    ことを特徴とする、請求項4記載の車載機器の固定構造。
  6. 前記ブラケットは、前記二つの側面部の上下方向長さが、何れも前方に行くほど小さくなるように形成される
    ことを特徴とする、請求項2〜5の何れか1項に記載の車載機器の固定構造。
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