JP2020111159A - Electric vehicle - Google Patents

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JP2020111159A JP2019002934A JP2019002934A JP2020111159A JP 2020111159 A JP2020111159 A JP 2020111159A JP 2019002934 A JP2019002934 A JP 2019002934A JP 2019002934 A JP2019002934 A JP 2019002934A JP 2020111159 A JP2020111159 A JP 2020111159A
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勇太 鈴木
Yuta Suzuki
勇太 鈴木
拓也 屋敷
Takuya Yashiki
拓也 屋敷
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トヨタ自動車株式会社
Toyota Motor Corp
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Abstract

To disclose an electric vehicle which enables ribs for improving rigidity of a bracket and a yield part for preventing excessive increase of the rigidity to be handled separately.SOLUTION: An electric vehicle includes a housing, a case, a front bracket, and a rear bracket at a front space. The housing houses a travel motor. The case houses an electric power control unit which supplies driving electric power to the travel motor. The front/rear brackets support the case above the housing while forming a space between the housing and the case. In the rear bracket, ribs connecting to base parts from above the base parts and a support part from behind the support part are provided near both ends as seen in a lateral direction of the base parts fixed to the housing and the support part extending from front ends of the base parts toward the case and fixed to the case. At least one through hole is provided in an area located between the rib and the rib and at a border between the base parts and the support part. The through holes become a starting point of deformation during a frontal collision.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本明細書は、走行用モータを収容しているハウジングと、走行用モータに駆動電力を供給する電力制御ユニットを収容しているケースを、車両の前部空間に収容する電動自動車を開示する。 The present specification discloses an electric vehicle in which a housing that houses a traveling motor and a case that houses a power control unit that supplies driving power to the traveling motor are housed in the front space of the vehicle.
本明細書でいう「電動自動車」には、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が含まれる。さらに走行用モータのための電源として燃料電池とバッテリを備える自動車も「電動自動車」に含まれる。 The "electric vehicle" referred to in this specification includes a hybrid vehicle including both a traveling motor and an engine. Further, a vehicle equipped with a fuel cell and a battery as a power source for the traveling motor is also included in the "electric vehicle".
電動自動車は、走行用モータと、その走行用モータに駆動電力を供給する電力制御ユニットを、車両の前部空間(フロントコンパートメント)に搭載するタイプが多い。電力制御ユニットは、典型的には、直流電源が供給する直流電力を交流に変換するインバータを含む。電力制御ユニットは、昇圧コンバータを含む場合もある。電力制御ユニットは、PCUケース(以下では単にケースという)に収容される。このケースを、走行用モータを収容するハウジング(以下では単にハウジングという)の上方に固定する構造が知られている。電力制御ユニットを走行用モータの近くに配置することで、電力制御ユニットと走行用モータをつなぐパワーケーブルが短くなり、送電損失が抑制できる。 In many electric vehicles, a traveling motor and a power control unit that supplies driving power to the traveling motor are mounted in a front space (front compartment) of the vehicle. The power control unit typically includes an inverter that converts DC power supplied by the DC power supply into AC. The power control unit may include a boost converter. The power control unit is housed in a PCU case (hereinafter simply referred to as a case). There is known a structure in which this case is fixed above a housing (hereinafter, simply referred to as a housing) that houses a traveling motor. By disposing the power control unit near the traveling motor, the power cable connecting the power control unit and the traveling motor becomes shorter, and power transmission loss can be suppressed.
特許文献1に、ハウジングの上方位置にケースを固定する構造が開示されている。特許文献1に開示された技術では、ケースの前側をフロントブラケットを介してハウジングに固定し、ケースの後側をリアブラケットを介してハウジングに固定する。ケースは、ハウジングの上方位置にハウジングから隙間を隔てて固定される。フロントブラケットとリアブラケットによってケースとハウジングの間に隙間を確保するのは、走行用モータの振動がハウジングを介してケースに伝わるのを抑制するためである。 Patent Document 1 discloses a structure for fixing a case at a position above a housing. In the technique disclosed in Patent Document 1, the front side of the case is fixed to the housing via the front bracket, and the rear side of the case is fixed to the housing via the rear bracket. The case is fixed at a position above the housing with a gap from the housing. The reason why the front bracket and the rear bracket secure a gap between the case and the housing is to suppress the vibration of the traveling motor from being transmitted to the case through the housing.
ケースを支持するブラケットの剛性が低いと、ブラケットを固定しているゴムブッシュが車両の振動によって変形し、ゴムブッシュによって振動を減衰させる効果が不十分となる。電力制御ユニットに振動が伝わることを抑制するためにはブラケットの剛性を高くするのが有利である。一方、ブラケットの剛性が高すぎると、車両の前方衝突時にケースが車両後方に移動しない。すなわち、ブラケットの剛性が高すぎると、衝突荷重がケースにダイレクトに伝わり、ケースに収容されている電力制御ユニットがダメージを受けるおそれがある。 When the rigidity of the bracket supporting the case is low, the rubber bush fixing the bracket is deformed by the vibration of the vehicle, and the effect of damping the vibration by the rubber bush becomes insufficient. In order to prevent the vibration from being transmitted to the power control unit, it is advantageous to increase the rigidity of the bracket. On the other hand, when the rigidity of the bracket is too high, the case does not move to the rear of the vehicle when the vehicle collides forward. That is, if the rigidity of the bracket is too high, the collision load may be directly transmitted to the case, and the power control unit housed in the case may be damaged.
特許文献1では、ブラケットの剛性を高めるために、ブラケットの左右方向の両端部にリブを設けている。また、ブラケットの剛性が高くなりすぎないように、前記したリブに切欠きや貫通孔を設けている。特許文献1では、前方衝突時に、リブに設けられた切欠きや貫通孔に応力を集中させることで、ブラケットを降伏させている。すなわち、特許文献1では、前方衝突時に、リブに設けられた切欠き等の降伏部によりブラケットを変形させることで、ケースに収容されている電力制御ユニットに伝わる衝突荷重を低下させる。 In Patent Document 1, in order to increase the rigidity of the bracket, ribs are provided on both ends of the bracket in the left-right direction. Further, in order to prevent the rigidity of the bracket from becoming too high, the rib is provided with a notch or a through hole. In Patent Document 1, when a frontal collision occurs, stress is concentrated on notches or through holes provided in the ribs to yield the bracket. That is, in Patent Document 1, at the time of a frontal collision, the yield load such as a notch provided in the rib deforms the bracket to reduce the collision load transmitted to the power control unit housed in the case.
特開2017−024466号公報JP, 2017-024466, A
特許文献1に開示する電動自動車では、前方衝突時にブラケットを変形させる降伏部をブラケットのリブに設けている。そのリブは、ブラケットの剛性を高めるために設けられている。剛性を高めるためのリブに、剛性が高くなりすぎないようにする降伏部を設ける技術では、ブラケットの特性を所望のものに調整するのが困難である。
本明細書では、ブラケットの剛性を高めるリブと、剛性が高くなりすぎないようにする降伏部を、別々に取り扱うことを可能とする技術を開示する。
In the electric vehicle disclosed in Patent Document 1, a yield portion that deforms the bracket at the time of a frontal collision is provided on the rib of the bracket. The rib is provided to increase the rigidity of the bracket. It is difficult to adjust the characteristics of the bracket to a desired value by the technique of providing the rib for increasing the rigidity with a yielding portion that prevents the rigidity from becoming too high.
The present specification discloses a technique that makes it possible to separately handle a rib that increases the rigidity of a bracket and a yield portion that prevents the rigidity from becoming too high.
本明細書が開示する電動自動車は、ハウジングと、ケースと、フロントブラケットと、リアブラケットを備えている。
ハウジングは、走行用モータを収容している。ケースは、走行用モータに駆動電力を供給する電力制御ユニットを収容している。フロントブラケットとリアブラケットは、ハウジングの上方位置にハウジングから隙間を隔ててケースを支持している。この電動自動車では、ハウジングとケースを車両の前部空間に収容している。
リアブラケットは、ハウジングに固定される基部と、基部の前端からケースに向けて延びてケースに固定される支持部を備えている。基部と支持部の左右方向両端近傍に、基部の上方と支持部の後方から基部と支持部に接続しているリブが設けられている。
本明細書が開示する電動自動車では、両端部に設けられているリブとリブの間であるとともに基部と支持部の境界近傍に、少なくとも1つの貫通孔が設けられている。
The electric vehicle disclosed in this specification includes a housing, a case, a front bracket, and a rear bracket.
The housing accommodates the traveling motor. The case houses a power control unit that supplies driving power to the traveling motor. The front bracket and the rear bracket support the case at a position above the housing with a gap from the housing. In this electric vehicle, the housing and the case are housed in the front space of the vehicle.
The rear bracket includes a base that is fixed to the housing, and a support that extends from the front end of the base toward the case and is fixed to the case. Ribs that are connected to the base and the support from above the base and from the rear of the support are provided near both ends of the base and the support in the left-right direction.
In the electric vehicle disclosed in the present specification, at least one through hole is provided between the ribs provided at both ends and near the boundary between the base and the support.
リアブラケットの左右方向の両端部に設けられているリブがリアブラケットの剛性を高める。また、前方衝突時には、リブとリブの間に設けられている貫通孔に応力が集中してリアブラケットが変形する。すなわち、上述の構造によれば、ブラケットの剛性を高めるリブと、剛性が高くなりすぎないようにする貫通孔を、別々に取り扱うことができる。 Ribs provided at both ends of the rear bracket in the left-right direction enhance the rigidity of the rear bracket. Further, at the time of a frontal collision, stress concentrates on the through holes provided between the ribs and the rear bracket is deformed. That is, according to the above-described structure, the rib that increases the rigidity of the bracket and the through hole that prevents the rigidity from becoming too high can be handled separately.
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 the following “Description of Embodiments”.
フロントコンパートメントの部品レイアウトの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the component layout of a front compartment. ハウジングとケースの側面図である。It is a side view of a housing and a case. リアブラケットとケースを斜め後方からみた図である。It is the figure which looked at a rear bracket and a case diagonally from the back. リアブラケットの上方斜視図である。It is an upper perspective view of a rear bracket. リアブラケットの前方衝突時(25N)の応力分布を示す図である。It is a figure which shows the stress distribution at the time of a front collision of a rear bracket (25N). リアブラケットの前方衝突時(40N)の応力分布を示す図である。It is a figure which shows the stress distribution at the time of a front collision (40N) of a rear bracket.
図面を参照して実施例のハイブリッド車について説明する。図1に例示するように、ハイブリッド車100のフロントコンパートメント2に、ハウジング4とケース6が収容されている。ハウジング4の上にケース6が固定されている。 A hybrid vehicle according to an embodiment will be described with reference to the drawings. As illustrated in FIG. 1, the housing 4 and the case 6 are housed in the front compartment 2 of the hybrid vehicle 100. A case 6 is fixed on the housing 4.
詳細は後述するが、ハウジング4には、ハイブリッド車100を走行させるモータと、動力分配機構と、デファレンシャルギアが収容されている。また、ケース6には、電力制御ユニット7が収容されている。電力制御ユニット7は、不図示のメインバッテリの出力電力をハウジング4に収容されているモータの駆動電力に変換するデバイスである。より詳しくは、電力制御ユニット7は、メインバッテリの出力電力の電圧を昇圧し、さらに交流に変換する。 As will be described in detail later, the housing 4 accommodates a motor that drives the hybrid vehicle 100, a power distribution mechanism, and a differential gear. A power control unit 7 is housed in the case 6. The power control unit 7 is a device that converts output power of a main battery (not shown) into drive power of a motor housed in the housing 4. More specifically, the power control unit 7 boosts the voltage of the output power of the main battery and further converts the voltage to AC.
ケース6は、フロントブラケット8とリアブラケット10によってハウジング4の上に固定されている。図1では、ケース6を簡略化して描いているとともに、ケース6の周囲に配置されているデバイスの図示を省略している。 The case 6 is fixed on the housing 4 by a front bracket 8 and a rear bracket 10. In FIG. 1, the case 6 is drawn in a simplified manner, and the devices arranged around the case 6 are not shown.
図2を参照してハウジング4とケース6の詳細構造について説明する。図2は、ハウジング4とケース6の側面図である。すなわち、図2は、車幅方向(図中のW軸方向)から見たときの図である。先に述べたように、ハウジング4には、モータ40のほか、動力分配機構42とデファレンシャルギア44が収容されている。動力分配機構42は、ハイブリッド車100のエンジンの出力トルクとモータ40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42は、状況に応じて、エンジンの出力トルクを分割してデファレンシャルギア44とモータ40へ伝達する。デファレンシャルギア44を内蔵しているので、ハウジング4は、別言すれば、モータとトランスアクスルのケースである。ハウジング4は、例えば、アルミニウムのダイキャスト、あるいは、削り出しで作られる。 The detailed structure of the housing 4 and the case 6 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side view of the housing 4 and the case 6. That is, FIG. 2 is a diagram when viewed from the vehicle width direction (W-axis direction in the drawing). As described above, the housing 4 accommodates the power distribution mechanism 42 and the differential gear 44 in addition to the motor 40. The power distribution mechanism 42 is a gear set that combines/distributes the output torque of the engine of the hybrid vehicle 100 and the output torque of the motor 40. The power distribution mechanism 42 divides the output torque of the engine and transmits it to the differential gear 44 and the motor 40, depending on the situation. In other words, the housing 4 is a case of a motor and a transaxle because the differential gear 44 is incorporated therein. The housing 4 is made of, for example, aluminum die-casting or shaving.
先に述べたように、ケース6は、モータ40を駆動する電力制御ユニット7(図1参照)を収容している。電力制御ユニット7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40へ供給する。電力制御ユニット7は、また、モータ40が発電した交流電力を直流電力に変換し、さらに降圧する場合がある。降圧された電力によって高電圧バッテリが充電される。すなわち、ケース6は、走行用モータに駆動電力を供給する電力制御ユニット7を収容している。 As described above, the case 6 houses the power control unit 7 (see FIG. 1) that drives the motor 40. The power control unit 7 boosts the power of a high-voltage battery (not shown), converts the power to AC, and supplies the AC to the motor 40. The power control unit 7 may also convert the AC power generated by the motor 40 into DC power and further reduce the voltage. The high voltage battery is charged with the stepped down power. That is, the case 6 accommodates the power control unit 7 that supplies drive power to the traveling motor.
図2に示すように、ケース6とハウジング4は、ケース6のフロント側下部から引き出されている6本のパワーケーブル46で繋がっている。パワーケーブル46は、ケース6に収容されている電力制御ユニット7(図1参照)からモータ40へ電力を送るためのワイヤハーネスである。説明を省略したが、ハウジング4には2個の3相交流モータが収容されており、6本のパワーケーブルは2組の3相交流を伝送する。 As shown in FIG. 2, the case 6 and the housing 4 are connected by six power cables 46 drawn out from the lower part of the case 6 on the front side. The power cable 46 is a wire harness for sending power from the power control unit 7 (see FIG. 1) housed in the case 6 to the motor 40. Although not described, the housing 4 accommodates two three-phase AC motors, and the six power cables transmit two sets of three-phase AC.
先に述べたように、ハウジング4には、モータ40と動力分配機構42とデファレンシャルギア44が収容されている。ハウジング4の内部では、モータ40の中心軸と動力分配機構42の中心軸とデファレンシャルギア44の中心軸が平行に並んでいる。それら3本の中心軸は車幅方向に伸びている。図2に示すように、3本の中心軸は、車幅方向からみて上辺が前下がりの三角形をなすように配置されている。三角形の上辺と平行となるように、ハウジング4の上面も、前下がりに傾斜している。それゆえ、ハウジング4の上面の上方に支持されるケース6も、前下がりに傾斜して配置される。 As described above, the housing 4 accommodates the motor 40, the power distribution mechanism 42, and the differential gear 44. Inside the housing 4, the central axis of the motor 40, the central axis of the power distribution mechanism 42, and the central axis of the differential gear 44 are aligned in parallel. The three central axes extend in the vehicle width direction. As shown in FIG. 2, the three central axes are arranged so as to form a triangular shape whose upper side is a front lower side when viewed in the vehicle width direction. The upper surface of the housing 4 is also inclined forward and downward so as to be parallel to the upper side of the triangle. Therefore, the case 6 supported above the upper surface of the housing 4 is also arranged so as to be inclined forward and downward.
ケース6のハウジング4への固定方法について説明する。ケース6は、フロントブラケット8とリアブラケット10によってハウジング4の上方に支持されている。フロントブラケット8は、ケース6の前面を支持し、リアブラケット10はケース6の後面を支持する。ケース6の下面とハウジング4の間には、隙間SPが確保されている。この隙間SPは、フロントブラケット8とリアブラケット10によって確保される。すなわち、フロントブラケット8とリアブラケット10は、ハウジング4の上方位置に隙間を隔てて前記ケース6を支持している。 A method of fixing the case 6 to the housing 4 will be described. The case 6 is supported above the housing 4 by a front bracket 8 and a rear bracket 10. The front bracket 8 supports the front surface of the case 6, and the rear bracket 10 supports the rear surface of the case 6. A gap SP is secured between the lower surface of the case 6 and the housing 4. The gap SP is secured by the front bracket 8 and the rear bracket 10. That is, the front bracket 8 and the rear bracket 10 support the case 6 above the housing 4 with a gap therebetween.
フロントブラケット8について説明する。フロントブラケット8は、車幅方向に並んだ3個のボルト36によってハウジング4の上面に固定される。また、フロントブラケット8は、車幅方向並んだ2個のボルト38によってケース6の前面に固定される。ケース6とボルト38の間にはゴムブッシュ34が介在している。詳細は後述するが、リアブラケット10もゴムブッシュ32を介してケース6に固定されている。このゴムブッシュ32と34は、モータ40の振動によって変形する。これにより、ハウジング4からケース6に伝わる振動を減衰させている。 The front bracket 8 will be described. The front bracket 8 is fixed to the upper surface of the housing 4 by three bolts 36 arranged in the vehicle width direction. The front bracket 8 is fixed to the front surface of the case 6 by two bolts 38 arranged side by side in the vehicle width direction. A rubber bush 34 is interposed between the case 6 and the bolt 38. Although details will be described later, the rear bracket 10 is also fixed to the case 6 via the rubber bush 32. The rubber bushes 32 and 34 are deformed by the vibration of the motor 40. This damps the vibration transmitted from the housing 4 to the case 6.
リアブラケット10について説明する。リアブラケット10は、車幅方向に並んだ4個のボルト18によってハウジング4の上面に固定される。また、リアブラケット10は、車幅方向並んだ2個のボルト20によってケース6の後面に固定される。ケース6とボルト20の間にはゴムブッシュ32が介在している。先に述べたように、ハウジング4の上面は、前下がりに傾斜している。そのため、リアブラケット10も上側を車両前方に倒すようにハウジング4の上面に配置されている。また、詳細は後述するが、電気ケーブル30がケース6の後面上部からハウジング4の上面にリアブラケット10の下側をくぐるように配策されている。電気ケーブル30の先端は不図示のエアコンに接続されているが、詳細な説明は省略する。 The rear bracket 10 will be described. The rear bracket 10 is fixed to the upper surface of the housing 4 by four bolts 18 arranged in the vehicle width direction. The rear bracket 10 is fixed to the rear surface of the case 6 by two bolts 20 arranged side by side in the vehicle width direction. A rubber bush 32 is interposed between the case 6 and the bolt 20. As described above, the upper surface of the housing 4 is inclined forward and downward. Therefore, the rear bracket 10 is also arranged on the upper surface of the housing 4 so that the upper side thereof is tilted toward the front of the vehicle. Further, as will be described later in detail, the electric cable 30 is arranged so as to pass from the upper portion of the rear surface of the case 6 to the upper surface of the housing 4 and under the rear bracket 10. The tip of the electric cable 30 is connected to an air conditioner (not shown), but detailed description thereof will be omitted.
リアブラケット10の詳細形状について図3を用いて説明する。図3は、車両後方からみたリアブラケット10周辺の斜視図である。図3に示すように、リアブラケット10は、H軸負側に基部12と、基部の前端からケース6に向けて延びている支持部14を備えている。基部12は、4個のボルト18によってハウジング4に固定されている。支持部14は、2個のボルト20と、ゴムブッシュ32によってケース6に固定されている。また、リアブラケット10は、基部12と支持部14の境界に形成されているフィレット部に3個の貫通孔22を備えている。すなわち、両端部に設けられているリブとリブの間であるとともに基部12と支持部14の境界近傍に貫通孔22は設けられている。なお、図2では図示を省略したが、ケース6とリアブラケット10の間には、電気ケーブル30や他のハーネスの位置を規制するハーネスクランプ50が設けられている。 The detailed shape of the rear bracket 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view around the rear bracket 10 as seen from the rear of the vehicle. As shown in FIG. 3, the rear bracket 10 includes a base portion 12 on the negative side of the H-axis and a support portion 14 extending from the front end of the base portion toward the case 6. The base 12 is fixed to the housing 4 by four bolts 18. The support portion 14 is fixed to the case 6 by two bolts 20 and a rubber bush 32. Further, the rear bracket 10 has three through holes 22 in the fillet portion formed at the boundary between the base portion 12 and the support portion 14. That is, the through hole 22 is provided between the ribs provided at both ends and near the boundary between the base portion 12 and the support portion 14. Although not shown in FIG. 2, a harness clamp 50 that regulates the positions of the electric cable 30 and other harnesses is provided between the case 6 and the rear bracket 10.
先に述べたように、電気ケーブル30は、ケース6の後面から、リアブラケット10の基部12の下側を通って不図示のエアコンに接続されている。リアブラケット10は、電気ケーブル30が通る部位に切欠きを設けている。また、リアブラケット10は車幅方向の両端にリブ16を備えている。リブ16は、基部12と支持部14の縁に沿って、基部12の車両上方と支持部14の車両後方に延びている。すなわち、リブ16は、車両上方と支持部14の後方から基部12と支持部14に接続している。ここで、リアブラケット10は、車幅方向からみたときに略L字である。L字のブラケットは、L字が閉じる方向とL字が開く方向に変形しやすい。先に述べたように、リアブラケット10は、ハウジング4に収容されているモータ40の振動をゴムブッシュ32に伝えることで、振動を減衰させる。ここで、ゴムブッシュの振動減衰性能は、ゴムブッシュの形状に依存する。ゴムブッシュが正規の形状を保持している場合は、振動を伝えられたゴムブッシュは正常に変形することで振動を減衰する。一方、ゴムブッシュがもともと変形している場合は、振動を伝えられたゴムブッシュは正常に変形することができない。すなわち、ゴムブッシュが変形している場合は、ゴムブッシュの振動減衰性能が低下する。振動によりリアブラケット10が閉じたり開いたりすると、ゴムブッシュ32が変形する。すなわち、ゴムブッシュ32は正常に変形することができない。従って、振動によりリアブラケット10が閉じたり開いたりすると、ゴムブッシュ32によって振動を減衰させる効果が不十分となる。 As described above, the electric cable 30 is connected to the air conditioner (not shown) from the rear surface of the case 6 through the lower side of the base 12 of the rear bracket 10. The rear bracket 10 is provided with a cutout at a portion through which the electric cable 30 passes. Further, the rear bracket 10 is provided with ribs 16 at both ends in the vehicle width direction. The rib 16 extends along the edges of the base portion 12 and the support portion 14 toward the vehicle upper side of the base portion 12 and toward the vehicle rear side of the support portion 14. That is, the rib 16 is connected to the base portion 12 and the support portion 14 from above the vehicle and behind the support portion 14. Here, the rear bracket 10 is substantially L-shaped when viewed in the vehicle width direction. The L-shaped bracket is easily deformed in the L-shaped closing direction and the L-shaped opening direction. As described above, the rear bracket 10 attenuates the vibration by transmitting the vibration of the motor 40 housed in the housing 4 to the rubber bush 32. Here, the vibration damping performance of the rubber bush depends on the shape of the rubber bush. When the rubber bush retains a regular shape, the rubber bush to which the vibration has been transmitted is deformed normally to damp the vibration. On the other hand, when the rubber bush is originally deformed, the rubber bush to which the vibration is transmitted cannot be normally deformed. That is, when the rubber bush is deformed, the vibration damping performance of the rubber bush is reduced. When the rear bracket 10 is closed or opened due to vibration, the rubber bush 32 is deformed. That is, the rubber bush 32 cannot be deformed normally. Therefore, when the rear bracket 10 is closed or opened due to the vibration, the effect of damping the vibration by the rubber bush 32 becomes insufficient.
リアブラケット10のL字の角度が変化する方向の剛性を高めるためにリブ16は設けられている。具体的には、リブ16は、L字が閉じる方向に変形するときには突っ張り、開くときには引っ張ることでリアブラケット10の変形を抑制する。 The rib 16 is provided in order to increase the rigidity of the rear bracket 10 in the direction in which the L-shaped angle changes. Specifically, the rib 16 restrains the rear bracket 10 from being deformed by being stretched when the L-shape is deformed in the closing direction and pulled when it is opened.
ここで、ケース6に収容されている電力制御ユニット7(図1参照)の内部には数十キロワットの電力を扱う部品が存在する。このため、ケース6は、前方衝突時に電力制御ユニット7の内部の高電圧回路が露出しないように、衝突安全性が高いことが求められる。図3に示すように、前方衝突時には車両前側からケース6に衝突荷重Fが加えられることがある。前方衝突時のケース6の衝突安全性を高めるための1つの方法として、衝突荷重Fによりケース6を車両後方に移動させることで、衝突荷重Fをケース6の移動エネルギーに変換する方法がある。衝突荷重Fによりケース6を車両後方に移動させることで、衝突荷重Fがケース6にダイレクトに伝わらない。このため、ケースに収容されている電力制御ユニット7がダメージを受けることを防ぐことができる。前方衝突時にケース6を移動させるためには、ケース6を固定するリアブラケット10の剛性を下げ、前方衝突時にブラケットのL字を閉じる方向に変形させる必要がある。以下、剛性を高めるリブ16とは別の貫通孔22を用いて衝突安全性を高めるリアブラケット10の構造について説明する。 Here, inside the power control unit 7 (see FIG. 1) housed in the case 6, there are components that handle electric power of several tens of kilowatts. Therefore, the case 6 is required to have high collision safety so that the high voltage circuit inside the power control unit 7 is not exposed at the time of a frontal collision. As shown in FIG. 3, a collision load F may be applied to the case 6 from the vehicle front side during a frontal collision. As one method for improving the collision safety of the case 6 in the case of a frontal collision, there is a method of converting the collision load F into the movement energy of the case 6 by moving the case 6 rearward of the vehicle by the collision load F. By moving the case 6 rearward of the vehicle by the collision load F, the collision load F is not directly transmitted to the case 6. Therefore, it is possible to prevent the power control unit 7 housed in the case from being damaged. In order to move the case 6 in the case of a frontal collision, it is necessary to lower the rigidity of the rear bracket 10 that fixes the case 6 and deform the bracket in the direction of closing the L-shape in the frontal collision. Hereinafter, the structure of the rear bracket 10 that enhances collision safety by using the through hole 22 different from the rib 16 that enhances the rigidity will be described.
図4にリアブラケット10の上面斜視図を示す。先に述べたように、リアブラケット10は、基部12と支持部14のフィレット部に3個の貫通孔22を備えている。電気ケーブル30(図3参照)を通す切欠きの図面右側には、2個の貫通孔22が設けられている。ここでは、この2個の貫通孔22について説明する。2個の貫通孔22の車幅方向の位置は、図4に示すように、基部12をハウジング4に固定するボルト18の中心間の略中央である。ボルト18によりハウジング4に固定されている部位では、リアブラケット10は変形しにくい。別言すれば、ボルト18によりハウジング4に固定されている部位では、リアブラケット10の剛性は高い。逆に言えば、ボルト18によりハウジング4に固定されている部位から離れるほど、リアブラケット10の剛性は低い。実施例のハイブリッド車100のリアブラケット10は、剛性が低いボルト18の中心間の略中央に貫通孔22を備えることで、前方衝突時に衝突荷重による応力を貫通孔22に集中させる。剛性が低い貫通孔22に応力が集中すると、貫通孔22周辺からリアブラケット10は変形を始める。この変形により、ケース6は前方衝突時に車両後方に移動することができる。すなわち、リアブラケット10は、リブ16で剛性を高めつつ、貫通孔22で衝突性能を高める。リアブラケット10は、ブラケットの剛性を高めるリブ16と、剛性が高くなりすぎないようにする貫通孔22を、別々に取り扱うことができる。 FIG. 4 shows a top perspective view of the rear bracket 10. As described above, the rear bracket 10 has the three through holes 22 in the fillet portions of the base portion 12 and the support portion 14. Two through holes 22 are provided on the right side of the notch through which the electric cable 30 (see FIG. 3) passes. Here, the two through holes 22 will be described. The positions of the two through holes 22 in the vehicle width direction are approximately the center between the centers of the bolts 18 that fix the base 12 to the housing 4, as shown in FIG. The rear bracket 10 is not easily deformed at the portion fixed to the housing 4 by the bolt 18. In other words, the rigidity of the rear bracket 10 is high at the portion fixed to the housing 4 by the bolt 18. To put it the other way around, the rigidity of the rear bracket 10 decreases as the distance from the portion fixed to the housing 4 by the bolt 18 increases. The rear bracket 10 of the hybrid vehicle 100 of the embodiment has the through hole 22 approximately in the center between the centers of the bolts 18 having low rigidity, so that the stress due to the collision load is concentrated in the through hole 22 at the time of a frontal collision. When the stress concentrates on the through hole 22 having low rigidity, the rear bracket 10 starts to deform from around the through hole 22. Due to this deformation, the case 6 can move to the rear of the vehicle at the time of a frontal collision. That is, in the rear bracket 10, the rib 16 enhances the rigidity and the through hole 22 enhances the collision performance. The rear bracket 10 can separately handle the rib 16 that increases the rigidity of the bracket and the through hole 22 that prevents the rigidity from becoming too high.
また、図2に示すように、リアブラケット10は、上側を車両前方に倒すようにハウジング4の上面に配置されている。このため、リアブラケット10の基部12と支持部14の境界は、リアブラケット10において最も低い部位となる。ここで、フロントコンパートメント2(図1参照)には、雨水等の水が入りこむことがある。リアブラケット10の表面に雨水が付着した場合、雨水は最も低い部位である基部12と支持部14の境界に溜まる。先に述べたように、貫通孔22は、基部12と支持部14の境界に設けられている。このため、溜まった雨水は、貫通孔22を通過してハウジング4(図2参照)の上面に流れる。すなわち、貫通孔22は、リアブラケット10の表面に雨水等が溜まることを防止する水抜き孔としても機能する。 Further, as shown in FIG. 2, the rear bracket 10 is arranged on the upper surface of the housing 4 so that the upper side thereof is tilted forward of the vehicle. Therefore, the boundary between the base portion 12 and the support portion 14 of the rear bracket 10 is the lowest portion of the rear bracket 10. Here, water such as rainwater may enter the front compartment 2 (see FIG. 1). When rainwater adheres to the surface of the rear bracket 10, the rainwater collects at the boundary between the base portion 12 and the support portion 14, which is the lowest portion. As described above, the through hole 22 is provided at the boundary between the base portion 12 and the support portion 14. Therefore, the collected rainwater passes through the through hole 22 and flows to the upper surface of the housing 4 (see FIG. 2). That is, the through hole 22 also functions as a drain hole that prevents rainwater and the like from collecting on the surface of the rear bracket 10.
図5、6を用いてリアブラケット10に衝突荷重が加えられたときの応力の分布を説明する。図5、6は、車両前側から衝突荷重Fがケース6に加えられたときのリアブラケット10の変形モードと応力のシミュレーションした結果を示す。図5、図6では、応力が高い部位を濃いハッチングで示している。図5は衝突荷重Fが25Nのときのシミュレーション結果である。図5に示すように衝突荷重Fにより支持部14が車両後方に変形している。このとき、基部12をハウジング4に固定するボルト18の中心間の略中央に応力が集中している。また、図面右側端部に設けられているリブ16の中央部にも大きな応力がかかっている。先に述べたように、基部12をハウジング4に固定するボルト18の中心間の略中央には、貫通孔22が設けられている。 The distribution of stress when a collision load is applied to the rear bracket 10 will be described with reference to FIGS. 5 and 6 show simulation results of the deformation mode and stress of the rear bracket 10 when the collision load F is applied to the case 6 from the vehicle front side. In FIG. 5 and FIG. 6, high stress portions are indicated by thick hatching. FIG. 5 shows simulation results when the collision load F is 25N. As shown in FIG. 5, the support portion 14 is deformed rearward of the vehicle due to the collision load F. At this time, the stress is concentrated in the approximate center between the centers of the bolts 18 that fix the base 12 to the housing 4. Further, a large stress is also applied to the central portion of the rib 16 provided at the right end portion of the drawing. As described above, the through hole 22 is provided approximately in the center between the centers of the bolts 18 that fix the base 12 to the housing 4.
図6は衝突荷重Fが40Nのときのシミュレーション結果である。図5に比較して基部12がさらに車両後方に変形している。このとき、リアブラケット10にかかる応力は貫通孔22を中心としてさらに大きくなっている。一方、図面右側端部に設けられているリブ16の中央部の応力集中は図5に比較して緩和されている。先に述べたように、リアブラケット10は、衝突荷重Fによる応力が集中する部位のうち、基部12と支持部14の境界近傍に貫通孔22を設けている。すなわち、応力が集中する部位である基部12と支持部14の境界近傍に、さらに弱体化させる貫通孔22を設けている。従って、リアブラケット10は、衝突荷重Fにより剛性を高めるリブ16とは別の貫通孔22の近傍から変形する。すなわち、リアブラケット10は、ブラケットの剛性を高めるリブ16と、剛性が高くなりすぎないようにする貫通孔22を、別々に取り扱っている。 FIG. 6 is a simulation result when the collision load F is 40N. As compared with FIG. 5, the base portion 12 is further deformed rearward of the vehicle. At this time, the stress applied to the rear bracket 10 is further increased around the through hole 22. On the other hand, the stress concentration at the center of the rib 16 provided at the right end of the drawing is relaxed as compared with FIG. As described above, the rear bracket 10 has the through hole 22 in the vicinity of the boundary between the base portion 12 and the support portion 14 in the portion where the stress due to the collision load F is concentrated. That is, the through hole 22 for further weakening is provided in the vicinity of the boundary between the base portion 12 and the support portion 14 where stress is concentrated. Therefore, the rear bracket 10 is deformed from the vicinity of the through hole 22 different from the rib 16 that enhances the rigidity by the collision load F. That is, the rear bracket 10 separately handles the rib 16 for increasing the rigidity of the bracket and the through hole 22 for preventing the rigidity from becoming too high.
本実施例の留意点を以下に述べる。先に述べたように、貫通孔22の車幅方向における位置は、リアブラケット10とハウジング4を固定するボルト18の中心間の略中央であるが、これに限定されない。他の位置に貫通孔を設けてもよい。また、貫通孔22の形状は、円形に限定されず、例えば長孔等であってもよい。さらに、貫通孔22の個数についても、例えば1個であっても、また4個であってもよい。 The points to be noted in the present embodiment will be described below. As described above, the position of the through hole 22 in the vehicle width direction is approximately the center between the centers of the bolts 18 that fix the rear bracket 10 and the housing 4, but is not limited to this. Through holes may be provided at other positions. The shape of the through hole 22 is not limited to the circular shape, and may be, for example, a long hole. Further, the number of through holes 22 may be one or four, for example.
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 usefulness 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:フロントコンパートメント
4:ハウジング
6:ケース
7:電力制御ユニット
8:フロントブラケット
10:リアブラケット
12:基部
14:支持部
16:リブ
18、20、36、38:ボルト
22:貫通孔
30:電気ケーブル
32、34:ゴムブッシュ
40:モータ
42:動力分配機構
44:デファレンシャルギア
46:パワーケーブル
50:ハーネスクランプ
100:ハイブリッド車
F:衝突荷重
SP:空間
2: front compartment 4: housing 6: case 7: power control unit 8: front bracket 10: rear bracket 12: base portion 14: support portion 16: ribs 18, 20, 36, 38: bolt 22: through hole 30: electric cable 32 and 34: rubber bush 40: motor 42: power distribution mechanism 44: differential gear
46: Power cable 50: Harness clamp 100: Hybrid vehicle F: Collision load SP: Space

Claims (1)

  1. 走行用モータを収容しているハウジングと、
    前記走行用モータに駆動電力を供給する電力制御ユニットを収容しているケースと、
    前記ハウジングの上方位置に隙間を隔てて前記ケースを支持するフロントブラケットとリアブラケットを備えており、
    前記ハウジングと前記ケースが車両の前部空間に収容されており、
    前記リアブラケットは、前記ハウジングに固定される基部と、前記基部の前端から前記ケースに向けて延びて前記ケースに固定される支持部を備えており、
    前記基部と前記支持部の左右方向両端近傍に、前記基部の上方と前記支持部の後方から前記基部と前記支持部に接続しているリブが設けられており、
    前記両端部に設けられているリブとリブの間であるとともに前記基部と前記支持部の境界近傍に、少なくとも1つの貫通孔が設けられていることを特徴とする電動自動車。
    A housing containing a traveling motor,
    A case containing a power control unit for supplying drive power to the traveling motor;
    A front bracket and a rear bracket that support the case with a gap provided above the housing are provided.
    The housing and the case are housed in the front space of the vehicle,
    The rear bracket includes a base portion fixed to the housing, and a support portion extending from a front end of the base portion toward the case and fixed to the case,
    In the vicinity of the left and right ends of the base portion and the support portion, ribs that are connected to the base portion and the support portion from above the base portion and behind the support portion are provided.
    An electric vehicle, characterized in that at least one through hole is provided between ribs provided at both ends and near a boundary between the base portion and the support portion.
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