JP2020158086A

JP2020158086A - 自動車

Info

Publication number: JP2020158086A
Application number: JP2019062909A
Authority: JP
Inventors: 裕里近藤; Yuri Kondo
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP6835898B2

Abstract

【課題】電源ケーブルを高圧電流が流れるハイブリッド車において、電源ケーブル用プロテクタを効率良く配置しつつ、衝突事故時の電源ケーブルの断線を防止する。【解決手段】吸気マニホールド５の一側面にスロットルボデー１２が取り付けられており、スロットルボデー１２の後ろに、電源ケーブル１８を保護するプロテクタ２０が配置されている。吸気マニホールド５には後ろ向き突起２３が形成されており、後ろ向き突起２３とダッシュボード１との間隔Ｌ１は、スロットルボデー１２とプロテクタ２０との間隔Ｌ２よりも小さい。このため、衝突事故時に吸気マニホールド５が後退すると、後ろ向き突起２３によってダッシュボード１が押され、スロットルボデー１２はプロテクタ２０に当たらない。従って、スロットルボデー１２とプロテクタ２０とを前後に配置してスペースを有効利用しつつ、衝突事故時に電源ケーブル１８が断線する二次被害を防止できる。【選択図】図５

Description

本願発明は自動車に関するものであり、特に、走行駆動手段としてエンジンとモータとを併用したハイブリッド車が好適な対象になっている。

走行駆動手段としてエンジンとモータ（モータジェネレータ）とを併有するハイブリッド車は燃費に優れていて広く普及している。このハイブリッド車は大型のバッテリパックを備えているが、バッテリパックは一般に車体の後部に配置されており、電力は、ケーブルによって車体前部のエンジンルームに引き出されている。

エンジンやモータはエンジンルームに配置されているが、モータの駆動電源は高圧であるため、電流や電圧を制御してモータを駆動するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）が不可欠であり、バッテリパックに接続された電源ケーブルは、車体の下面に這わせてからエンジンルームに引き出されてＰＣＵに接続されている。

そして、上記のとおり、モータ等の駆動電源は高圧であるため、衝突事故によって電源ケーブルが断線して漏電などが発生すると二次被害を招いて危険である。従って、衝突事故があっても電源ケーブルが断線しないように保護する手だてが必要である。

この点について特許文献１には、ＰＣＵの後ろに電源ケーブルを配置している場合の保護手段として、ＰＣＵに後ろ向きの突起を設けて、衝突事故によってＰＣＵが後退した場合、先に突起をダッシュボードに当てることにより、ＰＣＵとダッシュボードとでケーブルが挟まれることを防止する技術が開示されている。

特開２０１３−１０６４２３号公報

特許文献１では、ヒータ用ケーブルの保護を目的としているが、ＰＣＵとバッテリパックとを繋ぐメインケーブルなどでは、やはりプロテクタで保護するのが好ましい。しかし、プロテクタで保護しても、衝突事故時にプロテクタが破損すると、破損したプロテクタによってケーブルが損傷することも有り得るため、事故時にプロテクタに外力が掛からないように配慮すべきである。

他方、エンジンは吸気量を制御するスロットルボデーを備えており、スロットルボデーは一般に吸気マニホールドに固定されているが、エンジンルームのスペースを有効利用できるように配置できると好ましい。

本願発明はこのような現状を背景に成されたものであり、スペースを有効利用しつつ、衝突事故時の高圧ケーブルの損傷防止を図ろうとするものである。

本願発明は自動車を対象にしており、この自動車は、
「ダッシュボードによって車内と仕切られたエンジンルームに、スロットルボデー付き吸気マニホールドを備えたエンジンが、前記吸気マニホールドを前記ダッシュボードと対向させた後ろ吸気姿勢で配置されていて、
前記スロットルボデーは、前記吸気マニホールドの左右側面のうちいずれか一方に固定されている」
という基本構成になっている。

そして、上記基本構成において、
「前記ダッシュボードのうち、前記スロットルボデーの後方の部位に、電源ケーブルを囲うプロテクタが配置されており、
前記吸気マニホールドに、衝突事故によって当該吸気マニホールドが後退したときに前記スロットルボデーが前記プロテクタに当たるよりも前に前記ダッシュボードに当たる後ろ向き突起を設けている」
という構成が付加されている。

本願発明では、スロットルボデーの後ろの空間（デッドスペース）を電源ケーブル保護プロテクタの配置空間として利用できるため、エンジンルームのスペースを有効利用できる。

そして、衝突事故が起きて吸気マニホールドがエンジンと一緒に後退した場合、スロットルボデーがプロテクタに強く当たると、衝撃でプロテクタが破損するなどしてケーブルを断線させてしまうことが有り得るが、本願発明では、スロットルボデーがプロテクタに当たるよりも前に吸気マニホールドの後ろ向き突起がダッシュボードに当たるため、プロテクタとスロットルボデーとの間に間隔を保持した状態が維持される。

すなわち、吸気マニホールドの後ろ向き突起がダッシュボードに当たると、プロテクタがダッシュボードと一緒に後退するため、スロットルボデーがプロテクタに強く当たることを防止できる（仮にスロットルボデーがプロテクタに当たっても、プロテクタが受ける衝撃は小さいため、プロテクタの損傷には至らない。）。これにより、事故時の電源ケーブルの断線を防止して、漏電等に起因した二次被害を抑止できる。

また、後ろ向き突起は吸気マニホールドの補強リブとしても機能するため、吸気マニホールドの剛性を向上できる利点もある。既述のとおり、ハイブリッド車では高圧電源を使用するため、電源ケーブルが断線した場合の問題が顕著に現れるが、本願発明では、事故時に電源ケーブルを保護できるため、特に、ハイブリッド車に適用すると有益である。

エンジンルームの平面図である。図１のII-II 視断面図である。図４のIII-III 視断面図である。図３の IV-IV視断面図である。図２及び図４の V-V視断面図である。作用を示す図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ハイブリッド車に適用している。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、前後方向は自動車の前後方向を使用している。従って、左右方向は車幅方向である。右と左とを特に区別する必要がある場合は、運転者から見た方向として特定している。念のため、各図に方向を明示している。

(1).基本構造
図１に示すように、車体の前部には、ダッシュボード１によって車内２と区画されたエンジンルーム（エンジンコンパートメント）３が形成されており、エンジンルーム３のうち前後方向の略中間部でかつ右寄り部位に、エンジン（機関本体）４が配置されている。図４に示すように、エンジン４は、シリンダブロック４ａと、その上面に固定された２層式のシリンダヘッド４ｂ、及び、シリンダヘッド４ｂの上面に固定されたヘッドカバー４ｃを備えている。

エンジン４は、クランク軸を車幅方向に長い姿勢とした横置きで、かつ、吸気側面を後ろ向きにして排気側面を前向きにした後ろ吸気姿勢で配置されている。従って、図４に示すように、エンジン４の後面（シリンダヘッド４ｂの後面）には吸気マニホールド５が固定されて、エンジン４の前面（シリンダヘッド４ｂの前面）には触媒ケース６が接続されている。なお、本実施形態のエンジン４は４気筒である。

図１に戻って説明するに、エンジンルーム３の前部には左右長手のフロントフレーム（ラジエータサポート）７が配置されており、フロントフレーム７の下方にラジエータ８が配置されている。ラジエータ８のアッパタンクとエンジン４の左端部とは送り管路９で接続されており、ラジエータ８のロアタンクとウォータポンプ１０ａとは戻り管路１０で接続されている。なお、クランクプーリ（図示せず）は、エンジン４の右側方に配置されている。

エンジンルーム３の左前部には、エアクリーナ１１が配置されている一方、吸気マニホールド５の左側面にはスロットルボデー１２が固定されており、エアクリーナ１１とスロットルボデー１２とは吸気ダクト１３で接続されている。また、エアクリーナ１１の前端部に、大気取り込みダクト１４が接続されている。図１において符号１５で示すのは、ブローバイガスをヘッドカバー４ｃから吸気マニホールド５に戻すＰＣＶパイプである。

エンジン４の左側方には、ミッションとモータジェネレータとを内蔵した駆動ユニット１６が配置されており、駆動ユニット１６の上面部に、電力を制御するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）１７が配置されている。なお、図１において、エンジン４とエアクリーナ１１と大気取り込みダクト１４に平行斜線を施しているが、これは外形を明確化するための措置であり、断面の表示ではない。

ＰＣＵ１７に給電する電源ケーブル１８の一部を、例えば図２，３で表示している。バッテリパックは車体の後部に配置されており、電源ケーブル１８は、車体の下面に沿って通ってから、ダッシュボード１の前面に沿って引き上げられており、エンジンルーム３の下部に設けたコネクタ１９から立ち上がっている。コネクタ１９から立ち上がった部分はプロテクタ２０で保護されている。コネクタ１９は頑丈な箱になっており、プロテクタ２０を手前から部分的に覆うブラケット１９ａを備えている。

プロテクタ２０は合成樹脂製であり、図３に示すように、ダッシュボード１にボルトで固定される足部２０ａと、電源ケーブル１８を包む保護部２０ｂとを有している。プロテクタ２０は２本の電源ケーブル１８をカバーするようになっており、保護部２０ｂは二股状になっている。

(2).吸気マニホールド
図２〜５に示すように、吸気マニホールド５は、サージタンク２１と４本の枝管２２とを有しており、枝管２２は、下から後ろに回って、上向きに方向を変えてから手前に延びている。この吸気マニホールド５は合成樹脂製であり、射出成型によって製造された複数のパーツを溶着して中空体と成している。

さて、サージタンク２１の容量は排気量との関係で決まっており、サージタンク２１の左右長さはシリンダヘッド４ｂの左右長さよりも短い長さで足りる一方、枝管２２の先端部のピッチは吸気ポートのピッチに規定されるため、４本の枝管２２で構成された分配部は、サージタンク２１に接続されている基端部の左右幅よりも、シリンダヘッド４ｂに接続される先端部の左右幅が大きくなっている。

従って、４本の枝管２２で構成されて分配部は、その先端部をサージタンク２１に対して左右方向に広げた形状になるが、図２に示すように、枝管２２で構成された分配部を左側に広げるにおいて、左端の１本の枝管２２をサージタンク２１の左側面の左側に大きくオーバーハングさせて、このオーバーハングさせた部分で囲われた部位にスロットルボデー１２を固定している。従って、吸気マニホールド５とスロットルボデー１２とが、１つの空間にコンパクトに纏まっており、それだけスペースを有効利用できる。

そして、サージタンク２１の左側面にスロットルボデー１２が固定されているが、図２に示すように、正面視においてスロットルボデー１２の先端部とプロテクタ２０とが部分的に重複している。また、吸気マニホールド５とプロテクタ２０との関係では、オーバーハングした左端の枝管２２は、概ねプロテクタ２０の上方部に位置する高さになっている。

プロテクタ２０はスロットルボデー１２の後ろに位置しているため、スペースを有効利用できるが、プロテクタ２０とスロットルボデー１２とは部分的に高さが重なっているため、自動車か衝突事故を起こしてエンジン４が後退すると、スロットルボデー１２がプロテクタ２０に激しく当たって、プロテクタ２０が破損して電源ケーブル１８を断線させてしまうことが考えられる。

そこで、本実施形態では、図５に示すように（図３も参照）、吸気マニホールド５のうち左寄り部位の後面に後ろ向き突起２３を形成している。すなわち、後ろ向き突起２３を設けて、当該後ろ向き突起２３とダッシュボード１との間隔Ｌ１が、スロットルボデー１２とプロテクタ２０との間隔Ｌ２よりも小さくなるように設定している。図４のとおり、後ろ向き突起２３は上下に長い形態を成しており、後ろ向きに開口した枠体内に複数枚を形成した構造になっている。

すると、図６に示すように、衝突事故によって吸気マニホールド５が後退すると、後ろ向き突起２３がダッシュボード１に当たることによってプロテクタ２０が後退するため、スロットルボデー１２がプロテクタ２０に当たることはない。また、仮にスロットルボデー１２がプロテクタ２０に当たっても、衝撃の程度は小さいため、プロテクタ２０が破損することはない。従って、プロテクタ２０が破損して電源ケーブル１８が断線して二次被害を引き起こすことを防止できる。

本実施形態では、図４に示すように、後ろ向き突起２３の上面と重なった状態で中空部２４を形成し、この中空部２４にＰＣＶパイプ１５を接続している。中空部２４はサージタンク２１の内部と連通しているが、中空部２４を、各枝管２２を横切るように左右長手の形態に形成して、ブローバイガスを各枝管２２に分配することも可能である。また、本実施形態では、中空部２４と後ろ向き突起２３とが一体に繋がっているため、高いリブ効果を発揮して吸気マニホールド５の剛性を向上できる。

図５，６に示すように、後ろ向き突起２３を設けた左端の枝管２２は、他の枝管２２に対して少し後ろにオフセットされている。従って、１本の枝管２２が後ろ向き突起２３の一部を構成しているとも云えるが、枝管２２は環状に曲がっていて高い剛性を有するため、ダッシュボード１の押し出しをしっかりと行える。

また、本実施形態では、図５，６のように、３本の枝管２２の後ろに位置した補助突部２５が、後ろ向き突起２３から少し手前に段落ちした状態で一体に形成されている。このように補助突部２５を設けると、衝突事故に際してダッシュボード１を後ろに押し遣る効果が高くなるため、プロテクタ２０をスロットルボデー１２から逃がす機能を向上できる利点がある。

また、本実施形態の後ろ向き突起２３は、既述のとおり、後ろ向きに開口した枠状に形成されているが、このように枠状に形成すると、軽量化しつつ高い強度を有する利点がある。また、既述のとおり、吸気マニホールド５は複数のパーツを溶着して製造されており、図４に主要パーツの合わせ面を符号２６で示しているが、後ろ向き突起２３は、合わせ面２６と直交した方向（型抜き方向）２７に開口している。従って、容易に成型できる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、後ろ向き突起は、吸気マニホールドの左右略全長に亙って形成することも可能である。

本願発明は、自動車に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ダッシュボード
２車内
３エンジンルーム
４エンジン４（機関本体）
５吸気マニホールド
１１エアクリーナ
１２スロットルボデー
１３吸気ダクト
１６ミッションを含む駆動ユニット
１７ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）
１８電源ケーブル
２０プロテクタ
２１吸気マニホールドを構成するサージタンク
２２吸気マニホールドを構成する枝管
２３後ろ向き突起

Claims

ダッシュボードによって車内と仕切られたエンジンルームに、スロットルボデー付き吸気マニホールドを備えたエンジンが、前記吸気マニホールドを前記ダッシュボードと対向させた後ろ吸気姿勢で配置されていて、
前記スロットルボデーは、前記吸気マニホールドの左右側面のうちいずれか一方に固定されている構成であって、
前記ダッシュボードのうち、前記スロットルボデーの後方の部位に、電源ケーブルを囲うプロテクタが配置されており、
前記吸気マニホールドに、衝突事故によって当該吸気マニホールドが後退したときに前記スロットルボデーが前記プロテクタに当たるよりも前に前記ダッシュボードに当たる後ろ向き突起を設けている、
自動車。