JP2018030557A - 電気機器の取付け構造 - Google Patents

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俊彦 安藤
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Abstract

【課題】車体側からの荷重に対しケース本体が破損することをなくす。
【解決手段】車体前方（車体側）からの荷重が固定ブラケット材１６（固定部１５）に伝わると、固定部１５からの荷重により肉抜き部２１（脆弱部）が変形・破断して荷重が吸収され、車体側からの荷重がケース本体１２に伝わることが最小限に抑制される。
【選択図】図７

Description

本発明は、電気機器を車体に取り付けるための電気機器の取付け構造に関する。
近年、走行用モータで駆動輪を駆動させる車両（ＥＶ）や、走行用モータとエンジンとを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両が開発され、実用化が進んでいる。ハイブリッド車両としては、発電機をエンジンにより駆動させて発電し、走行用モータに給電を行うバッテリを充電する車両（ＨＥＶ）だけでなく、バッテリを外部の商用電源でも充電可能な車両（ＰＨＥＶ）の開発、実用化が進んでいる。
このような電動車両では、走行用モータを駆動するためのＤＣ／ＡＣ変換器（インバータ）が搭載されている。インバータは、一般的に、高圧の電気部品が鋳造品のケースに収納され、ケースが車両の駆動系ルームの骨格部材であるメンバにマウント材を介して固定されている（特許文献１参照）。
衝突等により車両に外部から衝撃が加わった場合、メンバからの衝撃荷重が固定部位からインバータのケースに伝わり、ケースが破損する虞があった。特許文献１の技術では、インバータのケースが固定される部位のメンバに折れ曲がり部を形成し、衝撃荷重が入力した場合、折れ曲がり部の折れ曲がりによりインバータを他の部材に干渉しない状態に退避させることで、ケースの破損を回避している。
しかし、特許文献１の技術では、折れ曲がり部の折れ曲がりによりケースを移動させてインバータを退避させているため、衝撃荷重の大きさによっては、退避後に固定部とケースが破談し、ケースが破損する虞があるのが現状であった。
特開２０１５−１８９３６５号公報
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、車体側からの荷重に対しケース本体が破損することがない電気機器の取付け構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の電気機器の取付け構造は、車両の電気機器が収納されるケース本体と、前記ケース本体に連続して設けられ、前記車両の車体側に固定される固定部と、前記ケース本体と前記固定部との間に配される肉抜き部とを備えたことを特徴とする。
請求項１に係る本発明では、車体側からの荷重が固定部に伝わると、固定部からの荷重により肉抜き部（脆弱部）が変形・破断して荷重が吸収され、車体側からの荷重がケース本体に伝わることが最小限に抑制される。このため、車体側からの荷重に対しケース本体が破損することをなくすことができる。
本発明では、ケース本体としては、例えば、アルミの鋳造品で形成され、固定部（ボルト挿入穴）、肉抜き部が一体に鋳造されて製造される。ケース本体に収納される電気機器は、走行用モータを駆動するためのＤＣ／ＡＣ電源回路（インバータ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ、充電機器、電池パック等が適用される。
そして、請求項２に係る本発明の電気機器の取付け構造は、請求項１に記載の電気機器の取付け構造において、前記固定部は、前記ケース本体の複数箇所に設けられ、複数の前記固定部が一連の肉抜き部を介在してつなげられていることを特徴とする。
請求項２に係る本発明では、複数の固定部が一連の肉抜き部を介在してつなげられているので、一つの固定部に対して荷重が入力しても、一連の肉抜き部の全体で荷重を吸収することができ（荷重に対する応力を分散させることができ）、荷重の入力の場所に拘わらず、車体側からの荷重の伝達が抑制される。
また、請求項３に係る本発明の電気機器の取付け構造は、請求項１もしくは請求項２に記載の電気機器の取付け構造において、前記固定部の前記ケース本体側には、前記ケース本体側に膨らむ湾曲壁部が形成され、少なくとも、前記ケース本体と前記湾曲壁部との間に前記肉抜き部が備えられていることを特徴とする。
請求項３に係る本発明では、固定部のケース本体側に湾曲壁部が形成されているので、肉抜き部が３次元形状に存在する状態になり、荷重を多方向に向けて（放射状に）分散させて吸収することができ、荷重の入力の方向に拘わらず、車体側からの荷重の伝達が抑制される。
また、請求項４に係る本発明の電気機器の取付け構造は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気機器の取付け構造において、前記肉抜き部は、前記ケース本体と前記固定部との間にリブが配されることで備えられることを特徴とする。
請求項４に係る本発明では、ケース本体と固定部との間にリブを配して肉抜き部を備えることで、ケース本体（電気機器）の支持の剛性を確保しつつ、荷重による変形・破断を許容することができる。
本発明の電気機器の取付け構造は、車体側からの荷重に対し肉抜き部を変形・破断させ、ケース本体が破損することをなくすことが可能になる。
本発明の一実施例に係る電気機器の取付け構造によりインバータ（ケース本体）が支持された状態の車両前部の斜視図である。 図１のインバータ（ケース本体）を分解した斜視図である。 ケース本体の底面視である。 固定部を説明するケース本体の底面からの要部の斜視図である。 図３中のＶ−Ｖ線断面図である。 荷重が入力した際の要部の外観図である。 荷重が入力した際の断面図である。
図１、図２に基づいて本発明の一実施例に係る電気機器の取付け構造の全体状況を説明する。
図１には本発明の一実施例に係る電気機器の取付け構造によりインバータ（ケース本体）が支持された状態を説明するためにパワーユニットルーム（エンジンルーム）を前方から見た斜視、図２には図１中のケース本体を外した状態の分解斜視を示してある。
図に示すように、左右のフロントピラー１にはアッパーフレーム２がそれぞれ結合され、アッパーフレーム２は車体の前方に延びて車幅方向の両側に一対で配されている。フロントピラー１同士はカウルトップパネル３で連結され、カウルトップパネル３の下方にはダッシュパネル４が配されてパワーユニットルーム（エンジンルーム）Ｒが車室と仕切られている。
パワーユニットルームＲには走行用モータ、エンジン等のパワーユニット６が搭載され、また、走行用モータを駆動するための電気機器であるＤＣ／ＡＣ変換器（インバータ）１１がケース本体１２に収納されて搭載されている。ケース本体１２は、車体側としてのアッパーフレーム２に固定されている。
即ち、アッパーフレーム２の車両の前側には前取付けブラケット１４が固定され、ケース本体１２の車両前方側にはボルト穴を有する固定部１５が２箇所に設けられている。２箇所の固定部１５は固定ブラケット材１６を介してケース本体１２に一体に形成され、ケース本体１２の車両前方側が固定部１５を介して前取付けブラケット１４に固定されている。
また、アッパーフレーム２の車両の後側には後取付けブラケット１７が固定され、ケース本体１２の車両後方側が図示しない金具類を介して後取付けブラケット１７に固定されている。これにより、ケース本体１２に収納されたインバータ１１が車体側（アッパーフレーム２）に固定される。
本実施例のインバータ１１の取付け構造は、ケース本体１２と固定部１５との間の固定ブラケット材１６に肉抜き部が配されている。肉抜き部が配されていることにより、車体側からの荷重（前方からの荷重）が固定部１５（固定ブラケット材１６）に伝わると、肉抜き部（脆弱部）が変形・破断して荷重が吸収され、車体側からの荷重（前方からの荷重）がケース本体１２に伝わることが最小限に抑制されている。
主に、図３から図５に基づいて電気機器（インバータ１１）の取付け構造を具体的に説明する。
図３にはケース本体を底面側から見た状態、図４には固定部１５を説明するためにケース本体１２を底面から見た要部の斜視、図５には固定部１５の要部の断面を説明する図３中のＶ−Ｖ線矢視の概略状態を示してある。
図に示すように、ケース本体１２と固定部１５との間の固定ブラケット材１６は、２箇所の固定部１５を連続してつないだ構成となっている。固定ブラケット材１６の裏側には、肉抜き部２１が配されている。２箇所の固定部１５は、一連の肉抜き部２１（固定ブラケット材１６）を介在してつなげられている。
２箇所の固定部１５のケース本体１２側には、ケース本体１２側に膨らむ湾曲壁部２２が形成され、ケース本体１２と湾曲壁部２２との間にも肉抜き部２１が配されている。肉抜き部２１は、車両の前後方向に延びるリブ２３が車幅方向に複数配されることで、固定ブラケット材１６の幅方向の複数個所に備えられ、肉抜き部２１は、３次元の形状の状態で配されている。
図５に示すように、肉抜き部２１を形成するための車両前側の壁２５の厚さｈは、ケース本体１２側の壁２６の厚さＨよりも薄く形成されている。このため、車両の前方から後方に向かう荷重が働いた場合、車両前側の壁２５（壁２５の上縁）の部分がケース本体１２側の壁２６よりも先に変形・破断し、ケース本体１２が変形・破断することが抑制される。
そして、ケース本体１２と固定部１５との間にリブ２３を配して肉抜き部２１が備えられているので、ケース本体１２（インバータ１１）の支持の剛性を確保しつつ、荷重による変形・破断を許容することができる。
上述した実施例では、ケース本体１２は、例えば、アルミの鋳造品で形成され、固定部１５（ボルト挿入穴）、肉抜き部２１が一体に鋳造されて製造される。ケース本体１２に収納される電気機器は、走行用モータを駆動するためのインバータ１１の他に、ＤＣ／ＤＣコンバータ、充電機器、電池パック等を適用することができる。
主に図６、図７に基づいて（一部図３に基づいて）上述したインバータ１１の取付け構造の動作状況を説明する。
図６には前方から荷重が入力した際の要部の外観の状況、図７には前方から荷重が入力した際の断面の状況を示してある。
上記構成のインバータ１１の取付け構造は、図に示すように、車体前方（車体側）からの荷重Ｐ（白抜き矢印で示してある）が固定ブラケット材１６（固定部１５）に伝わると、固定部１５からの荷重により肉抜き部２１（脆弱部）が変形・破断して荷重が吸収され、車体側からの荷重がケース本体１２に伝わることが最小限に抑制される。このため、車体側からの荷重に対しケース本体１２が破損することをなくすことができる。
また、２箇所の固定部１５が一連の肉抜き部２１を介在してつなげられているので、一方の（一つの）固定部１５に対して荷重Ｐが入力しても、一連の肉抜き部２１の全体で荷重Ｐを吸収することができ（荷重Ｐに対する応力を分散させることができ）、荷重Ｐの入力の場所に拘わらず、車体側からの荷重の伝達が抑制される。
また、固定部１５のケース本体１２側に湾曲壁部２２が形成されているので、肉抜き部２１が３次元形状に存在する状態になり、荷重Ｐを多方向に向けて（放射状に）分散させて吸収することができ、荷重Ｐの入力の方向に拘わらず、車体側からの荷重Ｐの伝達が抑制される。言い換えれば、異なる方向からの荷重Ｐを吸収して、任意の方向からの荷重Ｐの伝達を抑制することができる。
上述したインバータ１１の取付け構造では、車両の前方から荷重Ｐが入力しても肉抜き部２１（脆弱部）が変形・破断して荷重Ｐが吸収されるので、固定部１５に対してケース本体１２が相対的に移動し（ケース本体１２の絶対位置の移動が最小限に抑制されて）、ケース本体１２の破損をなくすことができる。
従って、車体の前方側からの荷重Ｐに対し肉抜き部２１を変形・破断させ、ケース本体１２が破損することをなくすことが可能になる。
本発明は、電気機器の取付け構造の産業分野で利用することができる。
１ フロントピラー
２ アッパーフレーム
３ カウルトップパネル
４ ダッシュパネル
１１ ＤＣ／ＡＣ変換器（インバータ）
１２ ケース本体
１４ 前取付けブラケット
１５ 固定部
１６ 固定ブラケット材
２１ 肉抜き部
２２ 湾曲壁部
２３ リブ

Claims (4)

  1. 車両の電気機器が収納されるケース本体と、
    前記ケース本体に連続して設けられ、前記車両の車体側に固定される固定部と、
    前記ケース本体と前記固定部との間に配される肉抜き部とを備えた
    ことを特徴とする電気機器の取付け構造。
  2. 請求項１に記載の電気機器の取付け構造において、
    前記固定部は、前記ケース本体の複数箇所に設けられ、
    複数の前記固定部が一連の肉抜き部を介在してつなげられている
    ことを特徴とする電気機器の取付け構造。
  3. 請求項１もしくは請求項２に記載の電気機器の取付け構造において、
    前記固定部の前記ケース本体側には、
    前記ケース本体側に膨らむ湾曲壁部が形成され、
    少なくとも、前記ケース本体と前記湾曲壁部との間に前記肉抜き部が備えられている
    ことを特徴とする電気機器の取付け構造。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気機器の取付け構造において、
    前記肉抜き部は、
    前記ケース本体と前記固定部との間にリブが配されることで備えられる
    ことを特徴とする電気機器の取付け構造。
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