JP2018043638A - 車載電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝突エネルギーを吸収する車載電子機器２０を提供する。【解決手段】 一対のブラケット１０，１１によってトランスアクスルハウジング３０に電子機器２０を取り付ける。各ブラケット１０，１１の各々にはトランスアクスルハウジングの外面に沿って延びる板状部１０ａ，１１ａが形成されている。板状部１０ａ，１１ａの各々には、板状部をトランスアクスルハウジングに取り付けるボルト５２が通過するボルト通過穴１５，１６が形成されている。ボルト通過穴１５，１６は、車両前後方向に伸びる長穴であり、その長穴の幅がリア側からフロント側に向かうにつれて狭くなっている。車載電子機器２０に衝突荷重が加わると、トランスアクスルハウジング３０に対してブラケット１０，１１と車載電子機器２０がリア側にスライドする。その際に、長穴の幅を広げることに衝突エネルギーが吸収される。【選択図】 図３

Description

本明細書は、電子機器の車載構造を開示する。

トランスアクスルハウジング（以下ではハウジングという。）の上方に電子機器を搭載する場合がある。電子機器は、車両前方を向く面（前面）と、車両後方を向く面（後面）を備えている。特許文献１の技術では、フロントブラケットによって電子機器の前面をハウジングの上面に固定し、リアブラケットによって電子機器の後面をハウジングの上面に固定する。

特開２０１３−２３３８３６号公報

特許文献１に開示される車載構造では、車両が前方衝突した際、衝突荷重をブラケットが受けることによって、電子機器がハウジング上から離脱することを抑制することができる。しかしながら、過度な衝突荷重が入力された場合、ブラケットがその荷重に耐えきれずに破壊され、電子機器が離脱してしまう虞がある。このため、ブラケットには、衝突時に破壊されない強度を有することが望まれる。一方、ブラケットの強度が強すぎると、ブラケットを通じてハウジングに衝突荷重が入力され、ハウジングが破損する虞がある。

電子機器の離脱を防止し、ハウジングの破損を防止するためには、衝突荷重が入力された際にブラケットが変位（スライド）し、その変位によって衝突エネルギーを吸収するのが有利である。本明細書では、従来の車載構造と比較して、ブラケットの強度を低減させることなく、衝突エネルギーを好適に吸収し、電子機器とハウジングの破損を抑制することができる車載構造を開示する。

本明細書が開示する車載電子機器は、フロント側がフロントブラケットによってハウジングに固定され、リア側がリアブラケットによってハウジングに固定されている。フロントブラケットとリアブラケットの各々には、ハウジングの外面に沿って延びる板状部が形成されている。板状部の各々には、その板状部をハウジングに取り付けるボルトが通過するボルト通過穴が形成されている。ボルト通過穴は、車両前後方向に伸びる長穴であり、その長穴の幅がリア側からフロント側に向かうにつれて狭くなっている。ボルトは、前記長穴のフロント側端部から間隔を空けた位置を通過してハウジングに締結されている。

この車載構造では、ブラケットとハウジングを締結するために、ブラケットに長穴が形成されている。長穴は車両の前後方向に伸びており、ブラケットは長穴のフロント側端部から間隔を空けた位置においてボルトによりハウジングと締結されている。このため、車両が前方衝突してブラケットに衝突荷重が入力されると、前記間隔の分だけブラケットがハウジングに対して後方に変位（スライド）する。この変位により、過度な衝突荷重が入力された場合であっても、衝突エネルギーを吸収することができる。
また長穴の幅は、リア側からフロント側に向かうにつれて狭くなっている。このため、ブラケットがハウジングに対して後方に変位する際に、ボルトと長穴の幅を押し広げる。すなわち、ボルトがブラケットを塑性変形させる。衝突エネルギーは、ブラケットを塑性変形させるエネルギーに変換され、電子機器とハウジングに作用する荷重は低下する。

エンジンコンパートメント内の部品レイアウトの一例を示す斜視図である。 ハウジングと電力制御装置の側面図である。 ハウジングと電力制御装置の上面図である。 ブラケットに荷重が入力された際のブラケットのハウジングに対する挙動を示す上面図である。 ブラケットの変形例を示す上面図である。

図面を参照して実施例の車載構造を説明する。実施例の車載構造は、走行用モータ３とエンジン９８の双方を備えたハイブリッド車１００に適用されている。図１にハイブリッド車１００のエンジンコンパートメント９０における部品レイアウトを示す。なお、図中の座標系は、Ｆ軸が車両前方（フロント）を示しており、Ｖ軸が車両上方を示しており、Ｈ軸が車幅方向（車両側方）を示している。座標系の記号の意味は、以降の図においても同様である。

エンジンコンパートメント９０には、エンジン９８、電力制御装置２０（以下、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０ともいう。）、ハウジング３０等が配置されている。エンジンコンパートメント９０には低電圧バッテリ９５など、他にも様々なデバイスが配置されているが、それらの説明は省略する。図１では、ハウジング３０やエンジン９８などの形状は模式化して描かれている。ハウジング３０は、走行用のモータ３と動力分配機構６とデファレンシャルギア４を収容している。

ハウジング３０に収容されている動力分配機構６は、エンジン９８の出力トルクとモータ３の出力トルクを合成／分配するギアセットである。動力分配機構６は、状況に応じて、エンジン９８の出力トルクを分割してデファレンシャルギア４とモータ３へ伝達する。ハウジング３０は、例えば、アルミニウムのダイキャスト、あるいは、削り出しによって作られる。

エンジン９８とハウジング３０は、車幅方向で隣り合うように連結されている。エンジン９８とハウジング３０は、車両の構造強度を担保する２本のサイドメンバ９６の間に懸架されている。図１では、一方のサイドメンバ９６のみが描かれているが、図１においてエンジン９８の左下にも他方のサイドメンバが伸びている。

ＰＣＵ２０は、電源電力を走行用のモータ３の駆動電力に変換するデバイスである。より詳しくは、ＰＣＵ２０は、不図示の高電圧バッテリの電力を昇圧した後、交流に変換してモータ３へ供給する。ＰＣＵ２０は、また、モータ３が発電した交流電力を直流電力に変換し、さらに降圧する機能を有する。降圧された電力によって高電圧バッテリが充電される。

図２に示すように、ＰＣＵ２０は、ハウジング３０の上面３０ａとの間に隙間ＳＰを有して支持されている。ＰＣＵ２０は、その筐体の前面（車両の車幅方向（Ｈ軸）に沿う面であり、フロントから見た面）がフロントブラケット１０により支持されており、その筐体の後面（車両の車幅方向（Ｈ軸）に沿う面であり、車両後方（リア）から見た面）がリアブラケット１１により支持されている。

図１、２を参照して、ＰＣＵ２０とハウジング３０の関係を詳しく説明する。ＰＣＵ２０とハウジング３０は、６本のパワーケーブル２１により繋がっている。パワーケーブル２１は、ＰＣＵ２０からモータ３へ電力を送るためのワイヤーハーネスである。説明を省略したが、ハウジング３０には２個の三相交流モータが収容されており、６本のパワーケーブル２１は２組の三相交流を伝送する。ハウジング３０には２個のモータが収容されているが、以下では、その一方のモータ（モータ３）に着目して説明する。

先に述べたように、ハウジング３０には、モータ３と動力分配機構６とデファレンシャルギア４が収容されている。ハウジング３０の内部では、モータ３の出力軸３ａと動力分配機構６の主軸６ａとデファレンシャルギア４の主軸４ａが平行に並んでいる。それら３本の軸は車幅方向に伸びている。図２に示すように、３本の軸は、車幅方向から見て三角形をなすように配置されている。３本の軸の配置のため、ハウジング３０の上面３０ａは、前方が低く後方が高くなっている。このため、上面３０ａの上方に支持されるＰＣＵ２０は、前下がりに傾斜した姿勢で支持される。

ＰＣＵ２０は、フロントブラケット１０、リアブラケット１１によりハウジング３０の上方に支持されている。フロントブラケット１０は、ＰＣＵ２０の筐体の前面２０ｂを支持している。リアブラケット１１はＰＣＵ２０の筐体の後面２０ｃを支持している。ＰＣＵ２０の筐体の下面２０ａと、ハウジング３０の上面３０ａとの間には、隙間ＳＰが確保されている。

モータ３と動力分配機構６とデファレンシャルギア４は走行中に振動する。また、エンジン９８がハウジング３０に連結されているため、エンジン９８によってもハウジング３０が振動する。ハウジング３０の振動からＰＣＵ２０を保護するため、ＰＣＵ２０は、ハウジング３０の上方に隙間ＳＰを有して支持されている。

図２、３を参照して、フロントブラケット１０及びリアブラケット１１の詳細な構成を説明する。図３中の座標系は、ＸＹ平面をＰＣＵ２０の下面２０ａと平行にした座標系である。ＰＣＵ２０は前下がりに傾斜しているため、Ｘ軸は水平方向を指していないことに留意されたい。ただし、ＰＣＵ２０の傾斜はわずかであるので、Ｘ軸正方向を車両前方（フロント）とし、Ｚ軸正方向を車両上方として説明する。後述する図４、５についても同様である。フロントブラケット１０は、ハウジング３０の上面３０ａに固定されている板状部１０ａと、板状部１０ａから上方に折れ曲がって伸び、ＰＣＵ２０の筐体の前面２０ｂに連結される上部１０ｂを有している。

図３に示すように、板状部１０ａには、ボルト５２によりハウジング３０の上面３０ａに締結するためのボルト通過穴１５が形成されている。本実施例では、３つのボルト通過穴１５が形成されているが、ボルト通過穴の数はこれに限られない。ボルト通過穴１５は、車両前後方向に伸びる長穴である。ボルト通過穴（以下、長穴という。）１５の幅は、リア側からフロント側に向かうにつれて狭くなっている。フロントブラケット１０の板状部１０ａは、長穴１５のリア側端部から間隔を空けた位置において（本実施例では、リア側端部において）ボルト５２によりハウジング３０の上面３０ａに締結されている。すなわち、ボルト５２の軸部が長穴１５のリア側端部を通過してハウジング３０に締結されている。フロントブラケット１０の上部１０ｂは、ボルト５１によってＰＣＵ２０の筐体の前面２０ｂに連結されている。なお、図３の参照番号５２は、ボルトの頭部を示しており、軸部を長穴１５に通過させたときに、当該頭部は長穴１５を通過しない大きさとなっている。

詳しい説明は省略するが、リアブラケット１１もフロントブラケット１０と同様の構造を有している。リアブラケット１１は、その板状部１１ａに形成されたボルト通過穴（長穴）１６のリア側端部において、ボルト５４によりハウジング３０の上面３０ａに締結されている。すなわち、ボルト５４の軸部が長穴１６のリア側端部を通過してハウジング３０に締結されている。リアブラケット１１の上部１１ｂは、ボルト５３によってＰＣＵ２０の筐体の後面２０ｃに連結されている。なお、リアブラケット１１に形成されている長穴１６は、フロントブラケット１０に形成されている長穴１５と同様の構成を有することができる。

次に、本実施例のブラケット１０，１１の効果について説明する。図４は、ブラケット１０，１１に衝突荷重Ｗが入力された際のブラケット１０，１１のハウジング３０に対する挙動を示す図である。なお、説明を簡単にするために、衝突荷重Ｗは、Ｘ軸に沿ってブラケット１０，１１に入力されるとする。

ハイブリッド車１００が前方衝突すると、ブラケット１０，１１には、衝突荷重Ｗが入力される。ブラケット１０，１１には、ハウジング３０との締結のため、長穴１５，１６がそれぞれ形成されている。このため、図５に示すように、ブラケット１０，１１がハウジング３０に対して後方（Ｘ軸負方向、リア側）に変位（スライド）する。これに伴い、ブラケット１０，１１により支持されているＰＣＵ２０もハウジング３０に対して後方に変位する。この変位により、ブラケット１０，１１の破壊を抑制しつつ、衝突エネルギーを吸収することができる。すなわち、衝突荷重Ｗを車両後方へ逃がすことができる。

また、長穴１５，１６の幅は、リア側からフロント側に向かうにつれて狭くなっている。つまり、ブラケット１０，１１がハウジング３０に対して後方に変位する際に、ボルト５２，５４が長穴１５，１６を押し広げる。すなわち、ボルト５２，５４がブラケットを塑性変形させる。衝突エネルギーは、ブラケット１０，１１を塑性変形させるエネルギーに変換される。これにより、ＰＣＵ２０、ハウジング３０に作用する荷重が低下し、これらが破損することを抑制することができる。

以上に説明したように、本実施例のブラケット１０，１１では、衝突荷重Ｗをブラケット１０，１１の後方変位（スライド）による吸収と、ブラケット１０，１１の塑性変形による吸収に分散できる。ブラケット１０，１１の強度を強く保ったままであっても、衝突荷重ＷによるＰＣＵ２０、ハウジング３０の損傷を抑制することができ、大きな衝突エネルギーを好適に吸収することができる。

なお、図５（ボルト５２，５４は不図示）に示すように、長穴１５，１６は、予想される衝突方向に合わせてＸ軸に対して傾斜する方向に伸びていてもよい。

実施例の電力制御装置２０が、請求項の「電子機器」の一例に相当する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

３：モータ
４：デファレンシャルギア
６：動力分配機構
１０：フロントブラケット
１１：リアブラケット
１５，１６：長穴
２０：電力制御装置
３０：ハウジング
１００：ハイブリッド車

Claims (1)

1. フロント側がフロントブラケットによってトランスアクスルハウジングに固定され、リア側がリアブラケットによって前記トランスアクスルハウジングに固定されている車載電子機器であり、
   前記フロントブラケットと前記リアブラケットの各々には、前記トランスアクスルハウジングの外面に沿って延びる板状部が形成されており、
   前記板状部の各々には、前記板状部を前記トランスアクスルハウジングに取り付けるボルトが通過するボルト通過穴が形成されており、
   前記ボルト通過穴は、車両前後方向に伸びる長穴であり、その長穴の幅がリア側からフロント側に向かうにつれて狭くなっており、
   前記ボルトが、前記長穴のフロント側端部から間隔を空けた位置を通過して前記トランスアクスルハウジングに締結されている、
   車載電子機器。

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