JP2017007390A - 電装ユニットの車載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】経済的且つコンパクトな構成で、高圧電装機器の防振を良好に行うことを可能にする。
【解決手段】車載構造１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及び冷却構造体３２が設けられる電装ユニット１２を、ブラケット３４を介して車両フレームに固定する。冷却構造体３２は、非金属材料で形成されるダクト部材４０を有し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、同一の固定ボルト６０により前記ダクト部材４０と一体にブラケット３４に共締めされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の高圧電装機器及び前記複数の高圧電装機器を冷却する冷却構造体が設けられる電装ユニットを、ブラケットを介して車両フレームに固定するための電装ユニットの車載構造に関する。

例えば、ハイブリッド車両やＥＶ等の電動車両では、走行用モータを制御するインバータや電圧制御用のＤＣ−ＤＣコンバータ等の複数の高圧電装機器を備えている。この高圧電装機器は、発熱を伴うため、前記高圧電装機器を備えた電装ユニットに冷却空気を導入し、該冷却空気との熱交換によって各高圧電装機器を冷却する構造が採用されている。

この種の技術として、例えば、特許文献１に開示されている車両用電装ユニットの冷却装置が知られている。この冷却装置では、各高圧電装機器を放熱板にそれぞれ取り付けている。

そして、インバータが取り付けられた放熱板に対向する位置に、ＤＣ−ＤＣコンバータが取り付けられた放熱板と、補機駆動用の電力変換器が取り付けられた放熱板を、前者が上流側、後者が下流側になるように隣接させて配置している。さらに、これらの対向する放熱板を、裏面側の放熱フィンの側方を覆うようにして側壁部材で連結し、これらの対向する放熱板と側壁部材によって冷却空気の通路を形成するようにしている。これにより、製造コストを低減し、且つ装置のコンパクト化を図ることが可能になる、としている。

特開２００７−８４０３号公報

ところで、上記の冷却装置を車両（電動車両）に適用する際、車両の振動による高圧電装機器への影響を考慮する必要がある。例えば、車両フレームと高圧電装機器との締結部に、専用の防振部材（ブッシュ等）を設けることが考えられる。しかしながら、専用部品を用いるため、部品点数が増加してしまい、製造コストが高騰するとともに、配置スペースが必要になるという問題がある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、経済的且つコンパクトな構成で、高圧電装機器の防振を良好に行うことが可能な電装ユニットの車載構造を提供することを目的とする。

本発明に係る電装ユニットの車載構造は、複数の高圧電装機器及び前記複数の高圧電装機器を冷却する冷却構造体が設けられる電装ユニットを、ブラケットを介して車両フレームに固定している。冷却構造体は、非金属材料で形成されるダクト部材を有し、複数の高圧電装機器の中、少なくとも１つの高圧電装機器は、同一の固定具により前記ダクト部材と一体にブラケットに共締めされている。

また、電装ユニットは、高圧電装機器であるＤＣ−ＤＣコンバータ及びジャンクションボックスを設けることが好ましい。その際、ＤＣ−ＤＣコンバータは、ブラケットの一方の面側にダクト部材と一体に共締めされるとともに、ジャンクションボックスは、前記ブラケットの他方の面側に固定されることが好ましい。

さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータと他の電装機器とに接続される第１電力線、及びジャンクションボックスと別の電装機器とに接続される第２電力線は、ブラケットが固定される車両フレームに、それぞれ固定点を設けることが好ましい。

本発明によれば、少なくとも１つの高圧電装機器は、同一の固定具によりダクト部材と一体にブラケットに共締めされている。従って、高圧電装機器及びダクト部材をブラケットに固定するために、それぞれ個別の固定具を用いる必要がない。

しかも、ダクト部材は、非金属材料で形成されており、前記ダクト部材自体が防振機能を有するため、別途、防振部材を設ける必要がない。これにより、部品点数が有効に削減され、経済的且つコンパクトな構成で、高圧電装機器の防振を良好に行うことが可能になる。

本発明の実施形態に係る車載構造が組み込まれる電動車両の概略側面図である。 前記車載構造の斜視説明図である。 前記車載構造の断面側面図である。 前記車載構造の要部分解斜視説明図である。 前記車載構造の、図４中、Ｖ−Ｖ線断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る車載構造１０は、電装ユニット１２を電動車両１４に搭載する。

電動車両１４は、例えば、ハイブリッド車両やＥＶ等であり、エンジン１６とモータ１８とが連結される。エンジン１６及びモータ１８は、シート２０の後方（矢印Ａｂ方向）（車長方向である矢印Ａ方向後方）に設けられるが、車長方向前方（矢印Ａｆ方向）のフロントボックスに設けてもよい。モータ１８は、例えば、三相のＤＣブラシレスモータである。

図２及び図３に示すように、電動車両１４には、シート２０の後方に車両フレーム２２が設けられる。車両フレーム２２は、上部フレーム２２ａと下部フレーム２２ｂとを有し、それぞれ車幅方向（図２中、矢印Ｂ方向）に延在する。上部フレーム２２ａと下部フレーム２２ｂとの間には、電装ボックス２４が配置され、前記電装ボックス２４内には、電装ユニット１２及びバッテリモジュール２６が収容される（図２参照）。なお、電装ボックス２４は、必要に応じて採用されており、不要にすることもできる。

図３及び図４に示すように、電装ユニット１２は、複数の高圧電装機器、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及びジャンクションボックス（ジャンクションボード）３０ａ、３０ｂの他、図示しない高圧電装機器を備える。電装ユニット１２は、冷却構造体３２を設けるとともに、前記電装ユニット１２は、ブラケット３４を介して車両フレーム２２に固定される（図２及び図３参照）。電装ユニット１２では、シート２０側から後方（矢印Ａｂ方向）に向かって、ジャンクションボックス３０ａ、３０ｂ、ブラケット３４、冷却構造体３２及びＤＣ−ＤＣコンバータ２８に順に配置される（図３参照）。

図４に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の車幅方向（矢印Ｂ方向）両端には、それぞれ取り付け部３６ａ、３６ｂが膨出形成される。取り付け部３６ａ、３６ｂは、板形状を有し、それぞれ孔部３８ａ、３８ｂを設ける。

冷却構造体３２は、非金属材料、例えば、樹脂材で形成されるダクト部材４０を有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、複数の冷却フィン４２を設けるとともに、前記冷却フィン４２は、ダクト部材４０内に配置される。ダクト部材４０の車幅方向（矢印Ｂ方向）両端には、それぞれ取り付け部４４ａ、４４ｂが膨出形成される。取り付け部４４ａ、４４ｂは、ブロック形状を有し、それぞれ孔部４６ａ、４６ｂを設ける。

ブラケット３４は、板形状を有し、上部には、一対の上側固定部４８ａが形成される。上側固定部４８ａは、前方に比較的小さな角度で傾斜するとともに、孔部５０ａを設ける。ブラケット３４の下部には、一対の下側固定部４８ｂが形成される。下側固定部４８ｂは、前方に比較的大きな角度で傾斜するとともに、孔部５０ｂを設ける。

図３に示すように、上部フレーム２２ａには、一対の孔部５０ａと同軸上に、一対のねじ穴５２ａが、水平方向に指向して形成される。下部フレーム２２ｂには、一対の孔部５０ｂと同軸上に、一対のねじ穴５２ｂが、鉛直方向に指向して形成される。

ねじ５４ａ、５４ｂは、孔部５０ａ、５０ｂに挿入され、それぞれねじ穴５２ａ、５２ｂに螺合されることにより、ブラケット３４は、車両フレーム２２に固定される。ブラケット３４は、車両フレーム２２に固定された際、上側固定部４８ａが水平方向（矢印Ａ方向）に平行に配置される一方、下側固定部４８ｂが鉛直方向（矢印Ｃ方向）に平行に配置される。

図４に示すように、ブラケット３４の車幅方向（矢印Ｂ方向）両端には、それぞれ取り付け部５６ａ、５６ｂが膨出形成される。取り付け部５６ａ、５６ｂは、板形状を有し、それぞれ孔部５８ａ、５８ｂを設ける。図４及び図５に示すように、２本の固定ボルト（固定具）６０は、孔部５８ａ、４６ａ及び３８ａに挿入され、先端部にナット６１が螺合される。他の２本の固定ボルト（固定具）６０は、孔部５８ｂ、４６ｂ及び３８ｂに挿入され、先端部にナット６１が螺合される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、同一の固定ボルト６０によりダクト部材４０と一体にブラケット３４に共締めされる。

図２に示すように、バッテリモジュール２６は、ブラケット部材６２ａ、６２ｂを介して上部フレーム２２ａ及び下部フレーム２２ｂにねじ止めされ、車両フレーム２２に固定される。バッテリモジュール２６は、高圧バッテリを積層して構成される。

ジャンクションボックス３０ａには、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８と図示しないインバータ（他の電装機器）とに接続されるＤＣケーブル（第１電力線）６４が設けられる。ＤＣケーブル６４は、ブラケット３４が固定される下部フレーム２２ｂに結束バンド（固定点）６６を介して固定される。ジャンクションボックス３０ａには、ケーブル（第２電力線）６８が設けられ、図示しないエアコン等に接続される。ケーブル６８は、結束バンド６６を介して下部フレーム２２ｂに固定される。なお、結束バンド６６に代えて、種々の固定具を用いることができる。

ジャンクションボックス３０ｂには、バッテリモジュール２６に接続されるバッテリケーブル（第２電力線）７０ａ、７０ｂが設けられる。バッテリケーブル７０ａ、７０ｂは、車両フレーム２２に固定されるブラケット部材６２ａに、固定部材（固定点）７２ａ、７２ｂを介して固定される。固定部材７２ａ、７２ｂは、結束バンドやコネクタでもよい。

このように構成される車載構造１０では、図４及び図５に示すように、少なくとも１つの高圧電装機器、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、同一の固定ボルト６０によりダクト部材４０と一体にブラケット３４に共締めされている。

具体的には、固定ボルト６０、６０は、ブラケット３４の孔部５８ａ、５８ｂと、ダクト部材４０の孔部４６ａ、４６ｂと、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８の孔部３８ａ、３８ｂとに一体に挿入される。そして、各固定ボルト６０の先端には、ナット６１が螺合することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８は、ダクト部材４０と一体にブラケット３４に共締めされている。従って、ＤＣ−ＤＣコンバータ２８及びダクト部材４０をブラケット３４に固定するために、それぞれ個別の固定具を用いる必要がない。

しかも、ダクト部材４０は、非金属材料、例えば、樹脂材で形成されており、前記ダクト部材４０自体が防振機能を有するため、別途、防振部材を設ける必要がない。これにより、車載構造１０では、部品点数が有効に削減され、経済的且つコンパクトな構成で、高圧電装機器の防振を良好に行うことが可能になるという効果が得られる。

また、本実施形態では、図２に示すように、ジャンクションボックス３０ａに設けられるＤＣケーブル６４は、ブラケット３４が固定される下部フレーム２２ｂに結束バンド（固定点）６６を介して固定されている。さらに、ジャンクションボックス３０ａに設けられるケーブル６８は、結束バンド６６を介して下部フレーム２２ｂに固定されている。さらにまた、ジャンクションボックス３０ｂに設けられるバッテリケーブル７０ａ、７０ｂは、ブラケット部材６２ａに固定部材７２ａ、７２ｂを介して固定されている。

このため、ＤＣケーブル６４、ケーブル６８及びバッテリケーブル７０ａ、７０ｂ等は、車両フレーム２２に対して固定点を有しており、減衰要素として機能することができる。従って、各電装機器（高圧電装機器を含む）の入力振動を抑制し、簡単な構成で、耐振動性を良好に向上させることが可能になるという利点が得られる。

１０…車載構造 １２…電装ユニット
１４…電動車両 １６…エンジン
１８…モータ ２０…シート
２２…車両フレーム ２２ａ…上部フレーム
２２ｂ…下部フレーム ２４…電装ボックス
２６…バッテリモジュール ２８…ＤＣ−ＤＣコンバータ
３０ａ、３０ｂ…ジャンクションボックス ３２…冷却構造体
３４…ブラケット
３６ａ、３６ｂ、４４ａ、４４ｂ、５６ａ、５６ｂ…取り付け部
３８ａ、３８ｂ、４６ａ、４６ｂ、５０ａ、５０ｂ、５８ａ、５８ｂ…孔部
４０…ダクト部材 ４２…冷却フィン
４８ａ…上側固定部 ４８ｂ…下側固定部
５２ａ、５２ｂ…ねじ穴 ５４ａ、５４ｂ…ねじ
６０…固定ボルト ６２ａ、６２ｂ…ブラケット部材
６４…ＤＣケーブル ６６…結束バンド
６８…ケーブル ７０ａ、７０ｂ…バッテリケーブル
７２ａ、７２ｂ…固定部材

Claims (3)

1. 複数の高圧電装機器及び前記複数の高圧電装機器を冷却する冷却構造体が設けられる電装ユニットを、ブラケットを介して車両フレームに固定するための電装ユニットの車載構造であって、
   前記冷却構造体は、非金属材料で形成されるダクト部材を有し、
   前記複数の高圧電装機器の中、少なくとも１つの高圧電装機器は、同一の固定具により前記ダクト部材と一体に前記ブラケットに共締めされることを特徴とする電装ユニットの車載構造。
2. 請求項１記載の車載構造において、前記電装ユニットは、前記高圧電装機器であるＤＣ−ＤＣコンバータ及びジャンクションボックスを設け、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、前記ブラケットの一方の面側に前記ダクト部材と一体に共締めされるとともに、
   前記ジャンクションボックスは、前記ブラケットの他方の面側に固定されることを特徴とする電装ユニットの車載構造。
3. 請求項２記載の車載構造において、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと他の電装機器とに接続される第１電力線、及び前記ジャンクションボックスと別の電装機器とに接続される第２電力線は、前記ブラケットが固定される前記車両フレームに、それぞれ固定点を設けることを特徴とする電装ユニットの車載構造。

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