JP2020079034A - Electric device mounting structure - Google Patents

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Abstract

To provide a mounting structure of an electric device to a front compartment of a vehicle.SOLUTION: A mounting structure 2 includes a protector 20 attached to a front upper part as seen in a vehicle fore and aft direction of an electric power converter 10 (an electric device). The protector 20 covers the front upper part of the electric power converter 10 and its rear end as seen in the vehicle fore and aft direction curves upward. A rear surface of the protector 20 which faces the electric power converter 10 is located close to both upper corner parts as seen in a vehicle width direction of the electric power converter 10. Since the rear end of the protector 20 curves upward, even if an obstacle colliding from a front surface deforms in a manner that the obstacle covers over the front part upper side of the electric power converter 10, a portion of the protector rear part, curving upward, can protect a body of the electric power converter 10.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本明細書が開示する技術は、車両のフロントコンパートメントへの電気機器の搭載構造に関する。   The technique disclosed in the present specification relates to a mounting structure of an electric device in a front compartment of a vehicle.

近年の自動車には、様々な電気機器が搭載されるようになってきている。例えば特許文献１には、フロントコンパートメントにインバータを搭載している電気自動車が開示されている。そのインバータは、バッテリの直流電力を走行用モータの駆動電力（交流電力）に変換する。インバータは、ドライブトレインの上に固定されている。衝突の際にインバータを保護するため、インバータの車両前後方向の前方上部の角部にプロテクタが取り付けられている。   In recent years, various electric devices have been mounted on automobiles. For example, Patent Document 1 discloses an electric vehicle in which an inverter is mounted in a front compartment. The inverter converts the DC power of the battery into driving power (AC power) of the traveling motor. The inverter is fixed on the drive train. In order to protect the inverter in the event of a collision, a protector is attached to the front upper corner of the inverter in the vehicle front-rear direction.

特開２０１４−０７６６８５号公報JP, 2014-076685, A

本明細書は、フロントコンパートメントの電気機器をより確実に保護することのできる搭載構造を提供する。   The present specification provides a mounting structure capable of more reliably protecting an electric device in a front compartment.

本明細書が開示する搭載構造は、電気機器の車両前後方向の前方上部に取り付けられているプロテクタを備えている。プロテクタは、電気機器の前方上部を覆っているとともに車両前後方向の後端が上方へ湾曲している。さらに、プロテクタの電気機器に対向する裏面が、電気機器の車幅方向の両側の上角部に近接している。プロテクタはその後端が上方へ湾曲しているので、正面から衝突した障害物が電気機器の前部上側に覆いかぶさるように変形した場合であっても、プロテクタ後方の上方へ湾曲している部位が電気機器の本体を保護することができる。また、プロテクタが障害物に押されてへこむような場合には、プロテクタの裏面が電気機器の両側の上角部に接することで、さらにへこむことが抑制され、電気機器を保護することができる。   The mounting structure disclosed in the present specification includes a protector attached to an upper front portion of an electric device in the vehicle front-rear direction. The protector covers the upper front part of the electric device, and the rear end in the vehicle front-rear direction is curved upward. Further, the back surface of the protector facing the electric device is close to the upper corners on both sides of the electric device in the vehicle width direction. Since the rear end of the protector is curved upward, even if an obstacle that collides from the front side is deformed so as to cover the upper front side of the electric device, the part that is curved upward is behind the protector. The body of the electric device can be protected. Further, when the protector is pushed by an obstacle and dents, the back surface of the protector is in contact with the upper corners on both sides of the electric device, so that further denting is suppressed and the electric device can be protected.

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。   Details of the technology disclosed in the present specification and further improvements will be described in “Mode for Carrying Out the Invention” below.

実施例の搭載構造を含むフロントコンパートメントの部品レイアウトの例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the components layout of the front compartment containing the mounting structure of an Example. ハウジングと電力変換器の側面図である。It is a side view of a housing and a power converter. 図２のIII−III線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 図４（Ａ）は、障害物の衝突直前の側面図である。図４（Ｂ）は、障害物の衝突直後の側面図である。FIG. 4A is a side view immediately before the collision of the obstacle. FIG. 4B is a side view immediately after the collision of the obstacle. プロテクタの斜視図である。It is a perspective view of a protector. 図６（Ａ）は、プロテクタの正面図であり、図６（Ｂ）は、プロテクタの上面図であり、図６（Ｃ）は、プロテクタの側面図である。FIG. 6(A) is a front view of the protector, FIG. 6(B) is a top view of the protector, and FIG. 6(C) is a side view of the protector.

図面を参照して実施例の搭載構造を説明する。実施例の搭載構造は、走行用のモータとエンジンの双方を備えたハイブリッド車に適用されている。図１に、ハイブリッド車１００のフロントコンパートメント９０における部品レイアウトを示す。ハイブリッド車１００は、エンジン９８、モータ３１、及び、電力変換器１０をフロントコンパートメント９０に搭載している。電力変換器１０は、不図示のメインバッテリの電力をモータ３１の駆動電力に変換するデバイスである。フロントコンパートメント９０において、電力変換器１０は、ハウジング３０の上に固定されている。電力変換器１０に、実施例の搭載構造２が適用されている。   The mounting structure of the embodiment will be described with reference to the drawings. The mounting structure of the embodiment is applied to a hybrid vehicle equipped with both a traveling motor and an engine. FIG. 1 shows a component layout in the front compartment 90 of the hybrid vehicle 100. The hybrid vehicle 100 has an engine 98, a motor 31, and a power converter 10 mounted in a front compartment 90. The power converter 10 is a device that converts electric power of a main battery (not shown) into driving power of the motor 31. In the front compartment 90, the power converter 10 is fixed on the housing 30. The mounting structure 2 of the embodiment is applied to the power converter 10.

ハウジング３０は、モータ３１と動力分配機構３２とデファレンシャルギア３３を収容している。フロントコンパートメント９０には、エンジン９８、電力変換器１０、ハウジング３０の他にも、補機バッテリなど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などは模式化して描かれていることに留意されたい。図１では、電力変換器１０も簡略化して描かれている。   The housing 30 houses a motor 31, a power distribution mechanism 32, and a differential gear 33. Various devices such as an auxiliary battery are arranged in the front compartment 90 in addition to the engine 98, the power converter 10, and the housing 30, but the description thereof will be omitted. It should be noted that the housing 30 and the engine 98 are schematically illustrated in FIG. 1. The power converter 10 is also simplified and drawn in FIG.

図中の座標系は、Ｆ軸が車両前方を示しており、Ｖ軸が車両上方を示しており、Ｈ軸は車幅方向（車両の側方）を示している。座標系の記号の意味は、以降の図でも同じである。また、以下では、フロントコンパートメント９０に搭載される部品に対して「前面」、「後面」、「前部」、「後部」などの表現を用いるが、これらの表現における「前」は車両前方側を意味し、「後」は車両後方側を意味する。   In the coordinate system in the drawing, the F axis indicates the front of the vehicle, the V axis indicates the upper side of the vehicle, and the H axis indicates the vehicle width direction (side of the vehicle). The meanings of the symbols in the coordinate system are the same in the following figures. Further, in the following, expressions such as “front surface”, “rear surface”, “front portion”, and “rear portion” are used for the components mounted in the front compartment 90. And “rear” means the rear side of the vehicle.

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一対のサイドメンバ９７に懸架されている。図１では１本のサイドメンバ９７のみが描かれているが、図１においてエンジン９８の右下（図の左下）にも別のサイドメンバが延びている。エンジン９８とハウジング３０は、一対のサイドメンバ９７の間に懸架されている。   The engine 98 and the housing 30 are connected so as to be adjacent to each other in the vehicle width direction. The engine 98 and the housing 30 are suspended by a pair of side members 97 that ensure the structural strength of the vehicle. Although only one side member 97 is illustrated in FIG. 1, another side member extends to the lower right of the engine 98 (lower left of the drawing) in FIG. 1. The engine 98 and the housing 30 are suspended between the pair of side members 97.

先に述べたように、電力変換器１０は、不図示のメインバッテリの電力をモータ３１の駆動電力に変換するデバイスである。より詳しくは、電力変換器１０は、メインバッテリの電圧を昇圧した後、モータ３１の回転数に対応した周波数の交流に変換する。また、電力変換器１０は、モータ３１が発電した交流電力（回生電力）を直流電力に変換し、さらに降圧する場合がある。降圧された電力によってメインバッテリが充電される。   As described above, the power converter 10 is a device that converts the power of the main battery (not shown) into the drive power of the motor 31. More specifically, the power converter 10 boosts the voltage of the main battery and then converts the voltage into an alternating current having a frequency corresponding to the rotation speed of the motor 31. In addition, the power converter 10 may convert the AC power (regenerative power) generated by the motor 31 into DC power and further reduce the voltage. The main battery is charged by the reduced power.

電力変換器１０は、フロントブラケット３とリアブラケット４により、ハウジング３０の上方に支持されている。図１では、フロントブラケット３とリアブラケット４も簡略化して描いてある。   The power converter 10 is supported above the housing 30 by the front bracket 3 and the rear bracket 4. In FIG. 1, the front bracket 3 and the rear bracket 4 are also simplified and drawn.

電力変換器１０の内部の部品には１００ボルト以上の電圧が印加されるため、電力変換器１０は衝突時に保護される必要がある。電力変換器１０の前方上部には、電力変換器１０を保護するためのプロテクタ２０が取り付けられている。プロテクタ２０が、実施例の搭載構造２を特徴付ける部品である。図１では、プロテクタ２０も簡略化して描かれている。   Since a voltage of 100 volts or more is applied to the components inside the power converter 10, the power converter 10 needs to be protected in the event of a collision. A protector 20 for protecting the power converter 10 is attached to an upper front portion of the power converter 10. The protector 20 is a component that characterizes the mounting structure 2 of the embodiment. In FIG. 1, the protector 20 is also illustrated in a simplified manner.

図２に、ハウジング３０と電力変換器１０を側方（車幅方向）からみた側面図を示す。図２ではハウジング３０の下部は省略した。   FIG. 2 shows a side view of the housing 30 and the power converter 10 as viewed from the side (vehicle width direction). In FIG. 2, the lower part of the housing 30 is omitted.

先に述べたように、電力変換器１０は、フロントブラケット３とリアブラケット４によって、ハウジング３０の上面との間に隙間ＳＰを確保しつつ支持されている。ハウジング３０の上面は前下がりに傾斜しているため、電力変換器１０も前下がりの姿勢でハウジング３０に支持されている。図２におけるＸＹＺ座標系のＸ軸は、電力変換器１０のケース１１の長手方向に沿っており、Ｚ軸はケース１１の短手方向に沿っており、Ｙ軸は紙面法線方向を向いている。＋Ｘ方向は概ね車両前方を向いており、＋Ｚ方向は概ね上方を向いており、Ｙ軸は車幅方向に沿っている。ＸＹＺ座標系は、後の図で、ケース１１とプロテクタ２０の向きを理解し易くするために付してある。   As described above, the power converter 10 is supported by the front bracket 3 and the rear bracket 4 while ensuring the clearance SP between the upper surface of the housing 30 and the front bracket 3. Since the upper surface of the housing 30 is inclined downward to the front, the power converter 10 is also supported by the housing 30 in a downward posture. The X-axis of the XYZ coordinate system in FIG. 2 is along the longitudinal direction of the case 11 of the power converter 10, the Z-axis is along the lateral direction of the case 11, and the Y-axis is along the normal to the paper surface. There is. The +X direction is generally facing the front of the vehicle, the +Z direction is generally facing upward, and the Y axis is along the vehicle width direction. The XYZ coordinate system is attached in order to facilitate understanding of the orientations of the case 11 and the protector 20 in later figures.

電力変換器１０の側面から６本のパワーケーブル５が延びている。パワーケーブル５は、ハウジング３０に収容されているモータ３１に接続されている。なお、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５は、２組の三相交流を伝達する。   Six power cables 5 extend from the side surface of the power converter 10. The power cable 5 is connected to the motor 31 housed in the housing 30. The housing 30 houses two three-phase AC motors, and the six power cables 5 transmit two sets of three-phase AC.

プロテクタ２０は、電力変換器１０の前方上部を覆っている。プロテクタ２０は、電力変換器１０のケース１１の側面にボルト２９で固定されている。プロテクタ２０は、図２に描かれている側面とは反対側の側面でもボルトで固定されている。また、図２では示されていないが、プロテクタ２０はケース１１の前面でもボルトで固定されている。ケース１１の上部はカバー１２で覆われている。   The protector 20 covers the upper front part of the power converter 10. The protector 20 is fixed to the side surface of the case 11 of the power converter 10 with a bolt 29. The protector 20 is also bolted to the side surface opposite to the side surface depicted in FIG. Although not shown in FIG. 2, the protector 20 is also fixed by bolts on the front surface of the case 11. The top of the case 11 is covered with a cover 12.

プロテクタ２０は、車両前後方向の後部が上部へ湾曲しており、上部湾曲部２１を形成している。   The rear portion of the protector 20 in the vehicle front-rear direction is curved upward to form an upper curved portion 21.

図３に、図２のIII−III線に沿った断面図を示す。ケース１１の上部には電子部品を搭載した基板１３が収容されており、カバー１２が基板１３を覆っている。   FIG. 3 shows a sectional view taken along line III-III in FIG. A board 13 on which electronic components are mounted is housed in the upper part of the case 11, and a cover 12 covers the board 13.

プロテクタ２０は、ケース１１の一方の側面１１ａに沿って延びるタブ２２を有しており、そのタブ２２がボルト２９でケース１１に固定されている。ケース１１の他方の側面１１ｂ（上記した一方の側面の反対側の側面）には、固定座１１ｃが設けられている。プロテクタ２０には、固定座１１ｃの上面に沿って延びるタブ２３が設けられている。そのタブ２３がボルト２８で固定座１１ｃ（ケース１１）に固定されている。   The protector 20 has a tab 22 extending along one side surface 11 a of the case 11, and the tab 22 is fixed to the case 11 with a bolt 29. A fixed seat 11c is provided on the other side surface 11b of the case 11 (a side surface opposite to the one side surface described above). The protector 20 is provided with a tab 23 extending along the upper surface of the fixed seat 11c. The tab 23 is fixed to the fixed seat 11c (case 11) with a bolt 28.

プロテクタ２０の裏面は、電力変換器１０の車幅方向の両方の上角部１２ａに近接している。図３において矢印Ａの示す箇所が、プロテクタ２０の裏面と上角部１２ａの近接箇所を示している。電力変換器１０の上角部１２ａは、カバー１２の湾曲した部分であり、剛性が高い。   The back surface of the protector 20 is close to both upper corners 12a of the power converter 10 in the vehicle width direction. In FIG. 3, a portion indicated by an arrow A indicates a location where the back surface of the protector 20 and the upper corner portion 12a are close to each other. The upper corner portion 12a of the power converter 10 is a curved portion of the cover 12 and has high rigidity.

プロテクタ２０は、車両が正面衝突したときに電力変換器１０を保護する。図４に、正面から障害物８０が衝突するときの様子の模式図を示す。図４（Ａ）は、障害物８０の衝突直前の側面図であり、図４（Ｂ）は、障害物８０の衝突直後の側面図である。   The protector 20 protects the power converter 10 when the vehicle collides head-on. FIG. 4 shows a schematic view of a situation where the obstacle 80 collides from the front. 4A is a side view immediately before the collision of the obstacle 80, and FIG. 4B is a side view immediately after the collision of the obstacle 80.

電力変換器１０の正面から衝突した障害物８０は、電力変換器１０と衝突する。電力変換器１０は前下がりの姿勢で固定されているので、障害物８０は、電力変換器１０の前方上部と衝突する。電力変換器１０の前方上部はプロテクタ２０で覆われているので、衝突の最初の衝撃はプロテクタ２０が受けることになり、電力変換器１０が保護される。   The obstacle 80 that collides from the front of the power converter 10 collides with the power converter 10. Since the power converter 10 is fixed in the front-down posture, the obstacle 80 collides with the upper front part of the power converter 10. Since the front upper part of the power converter 10 is covered with the protector 20, the protector 20 receives the first impact of the collision, and the power converter 10 is protected.

衝突の衝撃により、障害物８０の上部が車両前後方向の後方へ向かって突出するように変形する。障害物８０の変形した上部が電力変換器１０の前方上部に覆いかぶさるように干渉する。電力変換器１０の前方上部はプロテクタ２０が取り付けられており、プロテクタ２０が、障害物８０と干渉することで、電力変換器１０が保護される。特に、プロテクタ２０の上部湾曲部２１が、障害物８０の変形した上部に干渉することで、電力変換器１０が保護される。   Due to the impact of the collision, the upper portion of the obstacle 80 is deformed so as to project rearward in the vehicle front-rear direction. The deformed upper portion of the obstacle 80 interferes so as to cover the upper front portion of the power converter 10. The protector 20 is attached to the front upper portion of the power converter 10, and the protector 20 interferes with the obstacle 80, so that the power converter 10 is protected. In particular, the upper curved portion 21 of the protector 20 interferes with the deformed upper portion of the obstacle 80 to protect the power converter 10.

また、障害物８０に押されてプロテクタ２０自体が変形する可能性がある。図３で示したように、プロテクタ２０の電力変換器１０に対向する裏面が、電力変換器１０の車幅方向の両方の上角部１２ａに近接している。それゆえ、プロテクタ２０が押されて変形すると、プロテクタ２０の裏面がまず上角部１２ａに接触する。上角部１２ａは、カバー１２がほぼ直角に湾曲しており、剛性が高い部位である。プロテクタ２０の裏面が剛性の高い上角部１２ａに接触し、裏側から支持されることで、プロテクタ２０のさらなる変形が抑制される。その結果、障害物８０の衝突の衝撃から電力変換器１０が保護される。   Further, the protector 20 itself may be deformed by being pushed by the obstacle 80. As shown in FIG. 3, the back surface of the protector 20 facing the power converter 10 is close to both upper corners 12a of the power converter 10 in the vehicle width direction. Therefore, when the protector 20 is pushed and deformed, the back surface of the protector 20 first contacts the upper corner portion 12a. The upper corner portion 12a is a portion where the cover 12 is curved substantially at a right angle and has high rigidity. The back surface of the protector 20 comes into contact with the highly rigid upper corner portion 12a and is supported from the back side, so that further deformation of the protector 20 is suppressed. As a result, the power converter 10 is protected from the impact of the collision of the obstacle 80.

図５に、プロテクタ２０の斜視図を示す。図６（Ａ）に、プロテクタ２０の正面図を示し、図６（Ｂ）にプロテクタ２０の上面図を示し、図６（Ｃ）にプロテクタ２０の側面図を示す。プロテクタ２０の前部には、下方へ延びるタブ２４が設けられている。先に述べたように、プロテクタ２０の車幅方向（図中のＹ方向）の両側にもタブ２２、２３が設けられている。タブ２２、２３、２４には貫通孔が設けられており、その貫通孔を通過するボルトがケース１１に固定されることによって、プロテクタ２０がケース１１に固定される。   FIG. 5 shows a perspective view of the protector 20. 6A shows a front view of the protector 20, FIG. 6B shows a top view of the protector 20, and FIG. 6C shows a side view of the protector 20. A tab 24 extending downward is provided on the front portion of the protector 20. As described above, the tabs 22 and 23 are also provided on both sides of the protector 20 in the vehicle width direction (Y direction in the drawing). The tabs 22, 23, 24 are provided with through holes, and the protector 20 is fixed to the case 11 by fixing the bolts passing through the through holes to the case 11.

プロテクタ２０の後方（図中の−Ｘ方向）が上方に湾曲しており、上部湾曲部２１を形成している。図６（Ａ）に描かれているように、上部湾曲部２１の上側の輪郭線は、前方からみて湾曲している。前方からみて上側の縁が湾曲している形状により、上部湾曲部２１の全体の剛性が高まる。上記の構造のプロテクタ２０によって、電力変換器１０が衝突の衝撃から保護される。   The rear side (-X direction in the drawing) of the protector 20 is curved upward to form an upper curved portion 21. As illustrated in FIG. 6A, the upper contour line of the upper curved portion 21 is curved when viewed from the front. The shape in which the upper edge is curved when viewed from the front increases the rigidity of the entire upper curved portion 21. The protector 20 having the above structure protects the power converter 10 from the impact of a collision.

本明細書が開示する技術に関する留意点を述べる。本明細書は、車両のフロントコンパートメントへの電気機器の搭載構造を開示する。電気機器は、実施例の電力変換器１０に限られない。   The points to be noted regarding the technology disclosed in this specification will be described. This specification discloses a structure for mounting an electric device in a front compartment of a vehicle. The electric device is not limited to the power converter 10 of the embodiment.

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。   Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exert technical utility alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Further, the technique illustrated in the present specification or the drawings can simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving the one purpose among them has technical utility.

２：搭載構造
１０：電力変換器
１１：ケース
１２：カバー
２０：プロテクタ
２１：上部湾曲部
２２、２３、２４：タブ
３０：ハウジング
８０：障害物
９０：フロントコンパートメント
１００：ハイブリッド車 2: Mounting structure 10: Power converter 11: Case 12: Cover 20: Protector 21: Upper curved portions 22, 23, 24: Tab 30: Housing 80: Obstacle 90: Front compartment 100: Hybrid vehicle

Claims (1)

車両のフロントコンパートメントへの電気機器の搭載構造であり、
前記電気機器の車両前後方向の前方上部に取り付けられているプロテクタを備えており、
前記プロテクタは、前記電気機器の前記前方上部を覆っているとともに車両前後方向の後端が上方へ湾曲しており、かつ、前記プロテクタの前記電気機器に対向する裏面が、前記電気機器の車幅方向の両方の上角部に近接している、搭載構造。 A structure for mounting electrical equipment in the front compartment of the vehicle,
The electric device is equipped with a protector attached to the front upper part in the vehicle front-rear direction,
The protector covers the upper front part of the electric device and has a rear end in the vehicle front-rear direction curved upward, and a back surface of the protector facing the electric device has a vehicle width of the electric device. Mounting structure that is close to both upper corners of the direction.
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