JP2020147235A - 電力変換器の車載構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントコンパートメントに搭載された電力変換器の上ケースと下ケースの締結部のうち、衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部を保護する技術を提供する。【解決手段】本明細書は、電源の電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電力変換器の車載構造を開示する。電力変換器は、車両のフロントコンパートメントにて、モータを収容するハウジングの上に固定されている。電力変換器のケース１１は上ケース１２と下ケース２０に分割されている。下ケース２０の車両側面に近い側の側面の前部に、上ケース１２を固定するボルト締結部（ボルト孔２２ａ）が設けられている。ボルト締結部（ボルト孔２２ａ）の前方にリブ２３が設けられている。ボルト締結部の前方にリブ２３を設けることによってボルト締結部の強度を向上させる。【選択図】図３

Description

本明細書が開示する技術は、電源の電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電力変換器の車載構造に関する。

特許文献１に、電力変換器の車載構造が開示されている。電力変換器は、フロントコンパートメントに搭載されている。電力変換器は、走行用のモータを収容するハウジングの上に固定されている。電力変換器のケースは、下ケースと上ケース（カバー）に分割されており、両者はボルトで相互に締結されている。特許文献１の電力変換器は、ケースの内面に絶縁膜が貼られている。絶縁膜は、車両が衝突したときにケース内部の高電圧部品とケースとの間の導通を防ぐ。

特開２０１４−４３１２４号公報

電力変換器のケースが上ケースと下ケースに分かれている場合、車両が衝突したときに衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部に大きな衝突荷重が加わる。本明細書は、上ケースと下ケースの締結部のうち、衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部を保護する技術を提供する。

本明細書は、電源の電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電力変換器の車載構造を開示する。電力変換器は、車両のフロントコンパートメントにて、モータを収容するハウジングの上に固定されている。電力変換器のケースは上ケースと下ケースに分割されている。下ケースの車両側面に近い側の側面の前部に、上ケースを固定するボルト締結部が設けられている。また、ボルト締結部の前方にリブが設けられている。下ケースの車両側面に近い側の側面の前部が、車両が衝突したときに衝突の衝撃が伝わっている方向に最も近い部位に相当する。本明細書が開示する技術は、下ケースの車両側面に近い側の側面の前部のボルト締結部の前方にリブを設けることによってボルト締結部の強度を向上させ、耐衝撃特性を高める。

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。

ハイブリッド車のフロントコンパートメントにおける部品レイアウトを示す斜視図である。 モータのハウジングの上に固定された電力変換器の側面図である。 下ケースの斜視図である。 下ケースの正面図である。 下ケースの左側面図である。

図面を参照して実施例の車載構造２を説明する。車載構造２は、ハイブリッド車９０の電力変換器１０に適用されている。図１は、ハイブリッド車９０のフロントコンパートメント９１におけるデバイスレイアウトを示す斜視図である。図１では、フロントコンパートメント９１に搭載されているデバイスを模式化して描いてある。

フロントコンパートメント９１には、エンジン９５、モータハウジング３０、電力変換器１０などが収容されている。フロントコンパートメント９１には他にも様々なデバイスが収容されているが、それらの図示と説明は省略する。

ハイブリッド車９０は、走行用に、２個のモータ３１、３２とエンジン９５を備えている。２個のモータ３１、３２は、モータハウジング３０に収容されている。モータハウジング３０には、２個のモータ３１、３２の出力軸とエンジン９５の出力軸を連動するギアセットも収容されている。２個のモータ３１、３２の出力トルクとエンジン９５の出力トルクはギアセットにより合成され、車軸（すなわち駆動輪）に伝達される。

エンジン９５とモータハウジング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９５とモータハウジング３０は、車両の構造強度を担保する２本のサイドメンバ９２に懸架されている。なお、図１では、一方のサイドメンバは見えていない。

モータハウジング３０の上面に、電力変換器１０が固定されている。電力変換器１０は、フロントブラケット３４とリアブラケット３５を介して支持されている。電力変換器１０は、不図示のメインバッテリの直流電力をモータ３１、３２の駆動電力に変換するデバイスである。

図２に、モータハウジング３０の上に固定されている電力変換器１０の側面図を示す。先に述べたように、電力変換器１０は、走行用のモータ３１、３２を収容するモータハウジング３０の上に固定されている。モータハウジング３０の上面は前下がりに傾斜しており、その上に電力変換器１０が前下がりの姿勢で固定されている。図２のＸＹＺ座標系は、電力変換器１０に固定の座標系であり、Ｘ軸は電力変換器１０のケース１１の底面に対して平行に延びており、Ｚ軸はケース１１の後面に対して平行に延びており、Ｙ軸は車幅方向に沿って延びている。Ｘ軸の正の方向は、ハイブリッド車９０の車両の前方にほぼ等しい。Ｙ軸の正方向は、車両の左側方を向く。

電力変換器１０は、フロントブラケット３４とリアブラケット３５によって、モータハウジング３０の上面３０ａに固定されている。電力変換器１０は、モータハウジング３０の上面との間に隙間を隔てて固定されている。これは、モータハウジング３０から電力変換器１０に伝わる振動を抑制するためである。なお、フロントブラケット３４とケース１１との間には不図示の防振ブッシュが挟まれている。リアブラケット３５とケース１１との間にも不図示の防振ブッシュが挟まれている。ケース１１の左側面には、モータハウジング３０の内部のモータ３１、３２に電力を送るパワーケーブル２７のコネクタ２９が接続されている。

電力変換器１０のケース１１は上ケース１２と下ケース２０に分割されている。ケース１１の左側面では、上ケース１２と下ケース２０は、３本のボルト１３ａ、１３ｂ、１３ｃで連結されている。上ケース１２は開口の周囲にフランジ１４を備えており、下ケース２０は開口の周囲にフランジ２１を備えている。上ケース１２と下ケース２０は、フランジ面同士を対向させてボルト１３ａ−１３ｃで連結されている。

下２０の左側面においてフランジ２１の前方にボルト孔２２ａが設けられており、フランジ２１の車両前後方向の中央にボルト孔２２ｂが設けられており、フランジ２１の後方にボルト孔２２ｃが設けられている。ボルト孔２２ａ−２２ｃのそれぞれにボルト１３ａ−１３ｃの夫々が挿通されて固定されている。ボルト孔２２ａ−２２ｃは、上ケース１２を下ケース２０に固定するボルト締結部に相当する。

図１に示すように、車載された電力変換器１０においては、その左側が右側よりも車両側面に近い。車両の斜め前方から障害物がぶつかるように車両が衝突した場合、電力変換器１０のケース１１は、左斜め前方から衝撃を受ける。その場合、車両が衝突したときに衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部が、ケース１１の左側面前部のボルト孔２２ａに相当する。そのボルト孔２２ａ（ボルト締結部）に大きな衝突荷重が加わる。上ケース１２と下ケース２０のボルト締結部がダメージ受け、上ケース１２と下ケース２０が分離してしまうとケース内部の高電圧部品が露出する。ケース内部の高電圧部品には、走行用のモータ３１、３２の駆動電力の電圧（すなわち、１００ボルト以上の電圧）が印加されており、そのような高電圧部品の露出は避けられる方がよい。そこで、実施例の車載構造２では、車両が衝突したときに衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部（ボルト孔２２ａの周辺）を補強する構造を備えている。

図１と図２の座標系を比較すると理解されるように、電力変換器１０のケース１１の車幅方向の側面のうち、ＸＹＺ座標系の＋Ｙ方向の側面（左側面）が、車両の側面に近い側の側面に相当する。

図３に、下ケース２０を斜め下方からみた斜視図を示す。図３において、Ｚ軸が紙面下方向を向いていることに留意されたい。図３の紙面の上方は、電力変換器１０が車両に搭載された状態における下方に相当し、下ケース２０の下面２０ａが見えている。下ケース２０の左側面２０ｂには、モータハウジング３０の内部のモータ３１、３２に電力を送るパワーケーブル２７のコネクタ２９（図２参照）を接続するコネクタ接続開口２８が設けられている。また、図２で説明したように、下ケース２０（電力変換器１０）に固定されたＸＹＺ座標系における＋Ｘ方向は、車両前方に相当する。下ケース２０の前面２０ｃにはいくつかの突起が設けられている。いくつかの突起のうち、左側面２０ｂとフランジ２１に最も近い突起を突起２４と称する。突起２４の一部はフランジ２１とつながっている。

下ケース２０は、車載された状態における車両側面に近い側（＋Ｙ方向側）の側面（左側面２０ｂ）の前部（車両前方側の部位）に、上ケース１２を固定するボルト締結部（ボルト孔２２ａ）が設けられているとともに、ボルト締結部（ボルト孔２２ａ）の車両前方にリブ２３が設けられている。リブ２３を設けることで、車両が衝突したときに衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部（ボルト孔２２ａの周辺）の強度が向上する。

図４に下ケース２０の正面図を示し、図５に下ケース２０の左側面図（前部のみ）を示す。図４、図５と比較して図３では下ケース２０の詳細な構造は省略してある。図３とともに、図４、図５を参照しつつリブ２３について説明する。なお、図４、図５では、理解を助けるために、リブ２３をグレーで示してある。図４に示されているように、下ケース２０を正面から見ると（車両前方側からみると）、リブ２３は概ね三角形状をなしている。

リブ２３は、下ケース２０の前面２０ｃから突出する突起２４と、フランジ２１の間にまたがるように設けられている。リブ２３が突起２４とフランジ２１の間にまたがっているので、下ケース２０の左前方の角におけるフランジ２１の部位の強度が向上する。下ケース２０の左前方の角におけるフランジ２１の部位は、ボルト孔２２ａ（ボルト締結部）の前方に位置する。下ケース２０の左前方の角におけるフランジ２１の部位の強度が向上することで、結果的に、車両が衝突したときに衝突の衝撃が伝わってくる方向に最も近い締結部（ボルト孔２２ａの周辺）の強度が向上する。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。補強のためのリブが設けられる下ケースの部位は、左前方の角部に限定されない。本明細書が開示する車載構造は、車載された電力変換器の下ケースの車両側面に近い側の側面の前部に、上ケースを固定するボルト締結部が設けられているとともに、ボルト締結部の前方にリブが設けられていればよい。すなわち、電力変換器がフロントコンパートメントにて車幅方向の右寄りに配置されている場合、リブは、下ケースの右側面の前部に設けられる。

本明細書が開示する車載構造は、ハイブリッド車以外にも、エンジンを備えない電気自動車、走行用モータの電源として燃料電池を備えている自動車に適用されてもよい。

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：電力変換器
１１：ケース
１２：上ケース
１３ａ−１３ｃ：ボルト
１４、２１：フランジ
２０：下ケース
２２ａ−２２ｃ：ボルト孔
２３：リブ
２４：突起
３０：モータハウジング
３１、３２：モータ
９０：ハイブリッド車
９１：フロントコンパートメント

Claims (1)

1. 電源の電力を走行用のモータの駆動電力に変換する電力変換器の車載構造であり、
   前記電力変換器は、車両のフロントコンパートメントにて、前記モータを収容するハウジングの上に固定されており、
   前記電力変換器のケースは上ケースと下ケースに分割されており、
   前記下ケースの車両側面に近い側の側面の前部に、上ケースを固定するボルト締結部が設けられているとともに、前記ボルト締結部の前方にリブが設けられている、電力変換器の車載構造。

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