JP2019094047A - 電力制御装置の車載構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】電力制御装置の筐体下部にボルトヘッドが露出している。衝突の際、筐体が下方へ移動したときにボルトヘッドがケーブル連結部に接触することを防止する。【解決手段】本明細書は、電力制御装置の車載構造を開示する。車載構造2は、走行用のモータを収容するハウジング40と、ハウジング40の上に隙間を設けて固定されている電力制御装置10と、ケーブル連結部49を備えている。ケーブル連結部49は、ハウジング40の上面401の電力制御装置10と対向する位置に設けられている。電力制御装置10の筐体下部のケーブル連結部49と対向する位置にボルトヘッド17が露出している。筐体下部のボルトヘッド17の隣に、ボルトヘッド17よりも下方に突出しているリブ19が設けられている。リブ19がケーブル連結部49と当接し、ボルトヘッドはケーブル連結部49に接触しない。【選択図】図2

Description

本明細書が開示する技術は、走行用モータへの供給電力を制御する電力制御装置の車載構造に関する。
電気自動車は、走行用モータへの供給電力を制御する電力制御装置を搭載している。走行用モータを収容しているハウジングの上に電力制御装置が固定されている電気自動車が知られている(例えば特許文献1)。特許文献1の電力制御装置は、ブラケットを介して隙間を有してハウジングの上方に支持されている。なお、本明細書における「電気自動車」は、走行用モータとエンジンの双方を備えるハイブリッド車と、燃料電池で走行用モータを駆動する自動車を含む。
電気自動車に搭載される電力制御装置の筐体の様々な位置にボルトが取り付けられている。特許文献2、3に開示されている電力制御装置は、筐体の下面にボルトヘッドが露出している。
特開2017−019460号公報 特開2015−205597号公報 特開2005−032830号公報
電力制御装置がブラケットを介してハウジングの上方に支持されている構造では、衝突の衝撃でブラケットが変形し、電力制御装置が下方へ移動し、電力制御装置がハウジングに接触する場合がある。ハウジングの上面の電力制御装置と対向する位置にケーブル連結部が設けられていると、電力制御装置の下部に露出しているボルトヘッドがケーブル連結部と干渉し、ケーブル連結部がダメージを受けるおそれがある。本明細書は、衝突の際、電力制御装置の下面に露出しているボルトヘッドがハウジングのケーブル連結部と干渉することを防止する技術を提供する。
本明細書は電力制御装置の車載構造を開示する。その車載構造は、走行用のモータを収容するハウジングと、ハウジングの上に隙間を設けて固定されている電力制御装置と、ハウジングの上面の電力制御装置と対向する位置に設けられているケ−ブル連結部と、を備えている。電力制御装置の筐体下部のケーブル連結部と対向する位置にボルトヘッドが露出している。筐体下部のボルトヘッドの隣に、ボルトヘッドよりも下方に突出しているリブが設けられている。電力制御装置が衝突の衝撃で下方に移動すると、リブがケーブル連結部に接触し、ボルトヘッドがケーブル連結部に接触することが避けられる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
電力制御装置が車載されたフロントコンパートメントの斜視図である。 モータハウジングの上に固定された電力制御装置の側面図である。 図2の符号IIIが示す範囲の拡大図である。 電力制御装置が下方へ移動したときの図である。 電力制御装置を斜め下から見た斜視図である。 電力制御装置の断面図である。 第1変形例の電力制御装置を斜め下から見た斜視図である。 第2変形例の電力制御装置を斜め下から見た斜視図である。 第3変形例の電力制御装置を斜め下から見た斜視図である。 図9のX−X線における断面図である。 図10のXI−XI線における断面図である。
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、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のフロントコンパートメント80の斜視図を示す。図1を参照して、フロントコンパートメント80におけるデバイスレイアウトを説明する。図中の座標系のFront軸は、車両の前方を示している。座標系のUp軸は、車両の上方を示している。Side軸は、車幅方向(車両の左側方)を示している。Front軸、Up軸、Side軸の意味は、他の図でも同じである。
ハイブリッド車100は、駆動源として、エンジン82とモータ41を備えている。モータ41は、ギアセット42とともに、モータハウジング40に収容されている。モータハウジング40とエンジン82は、車幅方向で連結されており、2本のサイドメンバ81の間に懸架されている。なお、図1では、一方のサイドメンバは隠れて見えない。
電力制御装置10は、ブラケット43、45により、モータハウジング40の上に固定されている。電力制御装置10は、モータ41の駆動電力を制御する。具体的には、電力制御装置10は、電源の直流電力をモータ41の駆動電力(交流電力)に変換する。駆動電力の伝送距離を短くするため、電力制御装置10は、モータハウジング40の上に配置されている。
図2に、モータハウジング40の上に固定された電力制御装置10の側面図を示す。図2には、電力制御装置10の車載構造2の一つの特徴が表れている。電力制御装置10は、フロントブラケット43とリアブラケット45により、モータハウジング40との間に隙間Spを有して固定されている。電力制御装置10の筐体11とフロントブラケット43の間に防振ブッシュ44が挟まれており、筐体11とリアブラケット45の間に防振ブッシュ46が挟まれている。電力制御装置10は、モータハウジング40に直接は接触しておらず、ブラケット43、45と防振ブッシュ44、46を介してモータハウジング40の上方に固定されている。ブラケット43、45と防振ブッシュ44、46により、電力制御装置10の筐体11がモータハウジング40から受ける振動が低減される。
モータハウジング40の上面401は、角度Aで前下がりに傾斜しており、電力制御装置10の筐体11も前下がりに傾斜した姿勢でモータハウジング40に支持されている。角度Aは、概ね10−30度の範囲である。筐体11が前下がりに傾斜していることによって、車両が衝突した際、ブラケット43、45が変形し、筐体11が下方へ移動し、筐体11がモータハウジング40の上面401に接触する場合がある。
筐体11の側面に、モータ41の駆動電力を伝送する6本のパワーケーブル47のコネクタ21が設けられており、モータハウジング40の上面401に、パワーケーブル47の連結部(ケーブル連結部49)が設けられている。モータハウジング40は、2個の三相交流モータを収容しており、電力制御装置10は、2セットの三相交流をモータへ供給する。従って、電力制御装置10とモータハウジング40は、6本のパワーケーブルで接続される。なお、図2では、6本のパワーケーブル47のうち、右側の2本のみを描いてあり、残りの4本についてはケーブルの中間部分の図示を省略している。
ケーブル連結部49は、モータハウジング40の上面401から上方に突出している。ケーブル連結部49は、電力制御装置10の筐体11の下面に対向する位置に設けられている。衝突の衝撃で筐体11が下方に移動すると、筐体11の下部がケーブル連結部49に接触する。
筐体11の下部にはカバ−16が複数のボルト17で固定されている。カバ−16は、筐体11の下部に設けられた冷媒流路を塞ぐ部材である。カバ−16は、ガスケット14を挟んで筐体11の下面に固定されている。冷媒流路とカバ−16とガスケット14については後に説明する。
筐体11の下部(下面)にボルト17のボルトヘッドが露出している。ボルト17のボルトヘッドのいくつかは、モータハウジング40のケーブル連結部49の真上に位置している。衝突の衝撃で筐体11が下方へ移動すると、ボルト17のボルトヘッドがケーブル連結部49と接触する可能性がある。
ボルトヘッドは角張っているため、ボルトヘッドが接触すると、ケーブル連結部49がダメージを受けるおそれがある。ケーブル連結部49に接続されているパワーケーブル47は、走行用モータを駆動する大電力を伝送しているため、衝突の際にケーブル連結部49がダメージを受けるのは好ましくない。そこで、ケーブル連結部49を保護すべく、筐体11の下面に露出しているボルトヘッドの隣にリブ19が設けられている。
図3に、図2の符号IIIが示す範囲の拡大図を示す。図4は、電力制御装置10の筐体11が下方へ移動し、筐体11とケーブル連結部49が接触した状態を示している。先に述べたように、筐体11の下面に露出しているボルトヘッド17aの隣にリブ19が設けられている。リブ19は、モータハウジング40のケーブル連結部49の上面49aと対向する位置に設けられている。リブ19の下端H2は、ボルトヘッド17aの下端H1よりも下方に突出している。従って、図4に示すように、筐体11が下方へ移動すると、リブ19がケーブル連結部49に接触し、ボルトヘッド17aがケーブル連結部49に接触することが避けられる。図4において矢印P1が示すように、リブ19がケーブル連結部49に接触したとき、ケーブル連結部49とボルトヘッド17aの間には隙間が確保される。
リブ19の下面の一部(傾斜面19a)がケーブル連結部49の上面49aに対して傾斜している。この傾斜面19aにより、筐体11がケーブル連結部49と接触しつつ前方へ移動すると、ケーブル連結部49の前上角49bを、リブ19が滑らかに滑り下りる。傾斜面19aは、移動するリブ19がケーブル連結部49を傷めることを防止する。リブ19の下面の残りの範囲は、平坦であり、リブ19とケーブル連結部49が接触した際に、リブ19の下面がケーブル連結部49の上面49aと面接触し、ケーブル連結部49に集中荷重が加わらないようになっている。
図5に、電力制御装置10を斜め下からみた斜視図を示す。図5は、カバ−16を外した図である。図中の座標系Front/Up/Sideは、電力制御装置10がハイブリッド車100に搭載された状態におけるハイブリッド車100のFront/Up/Sideを意味する。図5では、図中の下向きがUpの向きであることに留意されたい。
電力制御装置10の筐体11は、その下部に冷媒が流れる流路(冷媒流路12)を備えている。冷媒流路12は、仕切板13によって、横方向(Side方向)で、供給路121と排出路122に二分されている。供給路121は、筐体11の前面112に設けられている供給口18aと連通しており、排出路122は、筐体11の前面112に設けられている排出口18bと連通している。仕切板13は、前方から後方へ向けて延びており、途中で終わっている。供給路121と排出路122は、冷媒流路12の後部のUターン部123でつながっている。供給口18aと排出口18bには、不図示の冷媒循環装置が接続され、冷媒は供給口18aから供給される。供給口18aから供給された冷媒は、供給路121、Uターン部123、排出路122を通り、排出口18bから排出される。冷媒は、水、または、LLC(Long Life Coolant)などの液体である。筐体11の内部で冷媒流路12と対向するように発熱量の大きい電気部分が配置される。電気部品の熱は、冷媒流路12を通る冷媒に吸収される。
筐体11の下部に設けられた冷媒流路12は、下側(冷媒流路12の底)が開放されている。筐体11の下面115には、冷媒流路12を囲むようにガスケット14が配置される。冷媒流路12の解放されている底面は、カバ−16で覆われる。カバ−16は、ガスケット14を挟んで筐体11の下面115に取り付けられる。カバ−16は、複数のボルト17で下面115に取り付けられる。筐体11の下面115には、ボルト17と螺合する複数のボルト孔18が、ガスケット14を囲むように設けられている。
ガスケット14は、金属ガスケットでもよいし、ゴムガスケットでもよい。あるいは、ガスケット14は、FIPG(Formed In Place Gasket)でもよい。
カバ−16には、2個のリブ19が設けられている。それぞれのリブ19は、カバ−16を固定する複数のボルト17のうち、カバ−16の前部を固定する2本のボルトのそれぞれに隣接するように設けられている。
図6に、筐体11を、図中のFront軸とUp軸を含む平面でカットした断面図を示す。図6は、供給口18aを通る断面でカットした断面図である。先に述べたように、筐体11の内部には、冷媒流路12と対向するように電気部品90が配置されている。電気部品90は、例えば、リアクトルやコンデンサである。
リブ19は、カバ−16に設けられている。リブ19は、カバ−16を固定する複数のボルト17のうち、最前に位置するボルト17の後方に隣接して設けられている。リブ19は、ガスケット14の真下に位置している。ガスケット14とリブ19は、下面115の法線方向(図中の破線VLの方向)から見て重なるように配置されている。リブ19は、ガスケット14を押さえているカバ−16の強度向上にも貢献する。リブ19がガスケット14の直下でカバ−を補強しており、リブ19は、ガスケット14による冷媒流路12の密閉性の向上に貢献している。
(第1変形例)図7に、第1変形例の電力制御装置10aを示す。図7は、電力制御装置10aを斜め下から見た斜視図である。図7は、図5に対応するが、筐体11の下面115に設けられた冷媒流路12(図5参照)は、カバ−26で閉じられている。カバ−26は、複数のボルト17で筐体11の下面115に固定されている。カバ−26には、カバ−26の縁に沿って一巡するリブ29が設けられている。リブ29は、複数のボルト17の夫々の横を通っている。また、リブ29は、先の電力制御装置10のリブ19と同様に、ボルトヘッドよりも下方に突出している。先の電力制御装置10と同様に、電力制御装置10aがモータハウジング40の上に固定されると、電力制御装置10aの前端のボルト17が、ケーブル連結部49の上方に位置する。電力制御装置10aの前端のボルト17の後方において、リブ29にはリブ補強部29aが設けられている。リブ補強部29aは、リブ29から後方へ延びている。リブ補強部29aは、リブ29と同じ高さであるが、その後部には、傾斜面29bが設けられている。リブ29は、カバ−26の法線方向からみたときに、筐体11の下面115とカバ−26との間に挟まれているリング状のガスケット(図5参照)と重なるように設けられている。電力制御装置10aのリブ29も、実施例の電力制御装置10と同様の効果を奏する。
(第2変形例)図8に、第2変形例の電力制御装置10bを示す。図8は、電力制御装置10bを斜め下から見た斜視図である。図8では、図7と同様に、冷媒流路12(図5参照)は、カバ−26で閉じられている。本変形例のカバ−26は、リブ29の構成が異なる点を除いて、第1変形例のカバ−26と同様である。カバ−26は、2本のリブ補強部29aに加えて3本の湯流れリブ29cを含む。カバ−26は、ダイカストによって成型される。カバ−26の成型用の金型には、溶融した金属を金型全体に効率よく流すための湯流れ溝が設けられている。各湯流れリブ29cは、湯流れ溝内の溶融金属が固まることにより成型される。
各湯流れリブ29cは、横方向(Side方向)に延びている。また、各リブ補強部29aは、前後方向(Front方向)に延びている。そして、2本のリブ補強部29aは、3本の湯流れリブ29cのうちの最も前側に位置している湯流れリブ29cと直行している。湯流れリブ29cの基となる溝によって、2本のリブ補強部29a(即ち、複数のリブ)を成型する際の湯流れが円滑となる。なお、リブ補強部29aと湯流れリブ29cは、厳密に直行していなくてもよく、例えば、リブ補強部29aと湯流れリブ29cとの間の角度は、90度以下の角度であってもよい。一般的に言えば、リブ補強部29aと湯流れリブ29cは交差していればよい。また、リブ補強部29aは、2本に限らず、3本以上設けられてもよい。
また、リブ補強部29aと湯流れリブ29cが交差していることにより、リブ補強部29aの強度が向上する。上記のように、リブ補強部29aは、車両の衝突の際にケーブル連結部49と接触し、筐体11を前方へと滑り下ろすことを目的に設けられる。リブ補強部29aの強度を向上させることで、ケーブル連結部49との接触の際にリブ補強部29aが歪むことを防止して、上記の目的を適切に達成することができる。
(第3変形例)図9〜図11に、第3変形例の電力制御装置10cを示す。図9は、図5と同様に、カバ−16を外した図である。図10は、筐体11を、図中のSide軸とUp軸を含む平面(図9のX−X線における平面)でカットした断面図を示す。図10は、リブ19を通る断面である。図11は、図中のUp軸とFront軸を含む平面(図10のXI−XI線における平面)でカットした断面図を示す。図11は、リブ19とフィン13aを通る断面である。本変形例は、冷媒流路12の構成が異なる点を除いて、実施例と同様である。本変形例では、供給路121内にフィン13aが設けられており、排出路122内にフィン13bが設けられている。フィン13a、13bは、冷媒流路12の底面(即ち、カバ−16と対向する面)に設けられている。
図10、図11に示すように、2本のリブ19のうちの一方のリブは、フィン13aの下方に位置している。フィン13aとリブ19は、下面115の法線方向(図11中の破線VLの方向)から見て重なるように配置されている。2本のリブ19のうちの他方のリブも同様にフィン13bの下方に位置している。上記のように、リブ19は、車両の衝突の際にケーブル連結部49と接触する。このため、カバ−16のうちのリブ19が設けられている部分に応力が集中する。応力によりカバ−16が歪むと冷媒流路12から冷媒が漏れる虞がある。しかし、リブ19がフィン13aの下方に位置しているので、衝突の際にカバ−16がフィン13aによって支えられる。このため、カバ−16が歪むことを防止することができ、冷媒流路12から冷媒が漏れることを防止することができる。
実施例で説明した技術のいくつかの特徴を以下に列挙する。実施例の車載構造2では、電力制御装置10(10a)の筐体11の下方に、ケーブル連結部49が位置している。ケーブル連結部49は、筐体11と対向する位置に配置されている。筐体11の下部のケーブル連結部49と対向する位置にボルトヘッド17aが露出している。筐体11の下部のボルトヘッド17aの隣に、ボルトヘッド17aよりも下方に突出しているリブ19(29)が設けられている。リブ19(リブ29の一部)も、ケーブル連結部49と対向する位置に設けられている。リブ19(29)は、衝突の衝撃で筐体11が下方へ移動する際、ボルトヘッド17aがケーブル連結部49に接触することを防止する。
リブ19の後部下面(傾斜面19a)がケーブル連結部49の上面49aに対して傾斜している。この傾斜により、下方へ移動するリブ19(筐体11)がケーブル連結部49を傷めることを防止する。変形例の電力制御装置10aのリブ29にも、筐体11の前端のボルト17の後方にて、環状のリブ29から後方に延びているリブ補強部29aが設けられており、その後部下面(傾斜面29b)が傾斜している。
筐体11の下部に冷媒流路12が設けられている。冷媒流路12の底は開放されており、その開口は、カバ−16(26)で塞がれる。カバ−16(26)は、冷媒流路12を囲むように配置されたガスケット14を挟んで筐体11の下面に固定される。カバ−16(26)は、ボルト17で筐体11に固定される。リブ19(29)は、カバ−16(26)に設けられている。リブ19(26)は、最前列のボルト17の後方でボルトヘッド17aに隣接しているとともに、ガスケット14の下方に位置している。ガスケット14の下方でカバ−16(26)に設けられているリブ19(29)は、カバ−を補強する。ガスケット14の直下でカバ−16が補強されるので、冷媒が漏れ難くなる。
また、上記の第2、第3変形例で説明した技術のいくつかの特徴を以下に列挙する。第2変形例において、リブ29は、リブ補強部29aと、リブ補強部29aに交差する湯流れリブ29cを含んでいる。これにより、リブ補強部29aの強度が向上し、車両の衝突の際に筐体11を前方へと滑り下ろすというリブ補強部29aの目的を達成することができる。
第2変形例において、湯流れリブ29cは平行に延びている複数のリブ補強部29aの夫々と交差している。これにより、2本のリブ補強部29aを成型する際の湯流れが円滑となる。
第3変形例において、筐体11の下部に冷媒流路12が設けられている。冷媒流路12内にフィン13aが設けられている。ボルト17は、冷媒流路12を塞ぐカバ−16を固定している。リブ19はカバ−16に設けられているとともにフィン13aの下方に位置している。衝突の際にカバ−16が歪むことを防止することができ、冷媒流路12から冷媒が漏れることを防止することができる。
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し得るものであり、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。
2:車載構造
10、10a、10b、10c:電力制御装置
11:筐体
12:冷媒流路
13:仕切
13a、13b:フィン
14:ガスケット
16:カバ−
17:ボルト
17a:ボルトヘッド
18:ボルト孔
18a:供給口
18b:排出口
19:リブ
19a:傾斜面
21:コネクタ
26:カバ−
29:リブ
29a:リブ補強部
29b:傾斜面
29c:湯流れリブ
40:モータハウジング
41:モータ
42:ギアセット
43:フロントブラケット
44、46:防振ブッシュ
45:リアブラケット
47:パワーケーブル
49:ケーブル連結部
80:フロントコンパートメント
81:サイドメンバ
82:エンジン
90:電気部品
100:ハイブリッド車

Claims (8)

  1. 走行用のモータを収容するハウジングと、
    前記ハウジングの上に隙間を設けて固定されている電力制御装置と、
    前記ハウジングの上面の前記電力制御装置と対向する位置に設けられているケ−ブル連結部と、
    を備えており、
    前記電力制御装置の筐体下部の前記ケ−ブル連結部と対向する位置にボルトヘッドが露出しているとともに、前記筐体下部の前記ボルトヘッドの隣に、前記ボルトヘッドよりも下方に突出しているリブが設けられている、電力制御装置の車載構造。
  2. 前記リブの下面の少なくとも一部が前記ケ−ブル連結部の上面に対して傾斜している、請求項1の車載構造。
  3. 前記筐体下部に冷媒流路が設けられており、
    前記ボルトは、前記冷媒流路を塞ぐカバ−であって前記冷媒流路を囲むように配置されたガスケットを挟んで前記筐体の下面に対向している前記カバ−を固定しており、
    前記リブは前記カバ−に設けられているとともに、前記リブは前記ガスケットの下方に位置している、請求項1又は2に記載の車載構造。
  4. 前記筐体下部に冷媒流路が設けられており、
    前記冷媒流路内にフィンが設けられており、
    前記ボルトは、前記冷媒流路を塞ぐカバ−を固定しており、
    前記リブは前記カバ−に設けられているとともに前記フィンの下方に位置している、請求項1又は2に記載の車載構造。
  5. 前記ボルトは、前記冷媒流路を囲むように配置されたガスケットを挟んで前記筐体の下面に対向している前記カバ−を固定しており、
    前記リブは、前記フィンと前記ガスケットの下方に位置している、請求項4に記載の車載構造。
  6. 前記リブは、前記ケ−ブル連結部と対向する位置に設けられている、請求項1から5のいずれか一項に記載の車載構造。
  7. 前記リブは、第1リブと、前記第1リブに交差する第2リブを含んでいる、請求項1から6のいずれか1項に記載の車載構造。
  8. 前記第2リブは平行に延びている複数の第1リブの夫々と交差している、請求項7に記載の車載構造。
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