JP2021127023A - Vehicle front part structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の前部構造に関する。 The present invention relates to the front structure of a vehicle.
電動車両(PHEV,EVなど)では、車両の前部に形成されているパワーユニット収容室内に、電力変換装置に代表されるインバータやコンバータを収容して、モータ制御を行うシステムを構築している。
ところで、電力変換装置は、小型軽量化が進められている。この特徴を生かして電力変換装置は、パワーユニット収容室のうち、最前部に配置して、同電力変換装置の前部(車両前後方向)と、パワーユニット収容室の最前部に配置されるフロントメンバ、具体的には例えば車幅方向に延在するアッパーバーとを、固定ブラケットで固定して、電力変換装置をパワーユニット収容室の前部に据え付ける技術が研究されている。
In electric vehicles (PHEV, EV, etc.), a system for controlling a motor is constructed by accommodating an inverter or a converter represented by a power conversion device in a power unit accommodating chamber formed in the front part of the vehicle.
By the way, power conversion devices are being made smaller and lighter. Taking advantage of this feature, the power conversion device is arranged in the front part of the power unit accommodation chamber, and the front member (front member in the front-rear direction of the vehicle) of the power conversion device and the front member arranged in the front part of the power unit accommodation chamber. Specifically, for example, a technique of fixing an upper bar extending in the vehicle width direction with a fixing bracket and installing a power conversion device in the front part of the power unit accommodation chamber is being studied.
ところが、パワーユニット収容室の最前部に電力変換装置が配置されると、電力変換装置とフロントメンバ間の距離の確保が難しくなるため、車両の前突時、フロントメンバに加わる衝撃力で、電力変換装置が損傷を受けやすくなる。
従来では、特許文献1にも開示されているように電力変換装置をトレイ構造により、フロントクロスメンバの上方で支えたり、トレイ構造と電力変換装置間に別途、専用の変形可能部材を設けて、電力変換装置を衝撃力から保護したりすることが行われている。
However, if the power conversion device is placed at the front of the power unit accommodation chamber, it becomes difficult to secure the distance between the power conversion device and the front member. Therefore, when the vehicle hits the front, the impact force applied to the front member converts the power. The device is vulnerable to damage.
Conventionally, as disclosed in
ところが、電力変換装置の保護は、フロントメンバから電力変換装置を離すトレイ構造を改良した構造がほとんどで、上述したフロントメンバと電力変換装置の前部とを固定ブラケットで固定して、電力変換装置をパワーユニット収容室の前部に据え付ける構造については考えられていない。
しかも、引用文献1の技術を用いて電力変換装置を保護するためには、別途、複雑な構造の変形可能部材が求められる。このため、コスト的な負担が強いられたり、複雑になるなどの問題も指摘されており、フロントメンバとの固定で据え付けた電力変換装置を、前突時の衝撃力から保護可能とした技術が要望されている。
However, most of the protection of the power conversion device is an improved structure of the tray structure that separates the power conversion device from the front member. The above-mentioned front member and the front part of the power conversion device are fixed with a fixing bracket, and the power conversion device is protected. There is no consideration of a structure that installs the power unit in the front of the storage chamber.
Moreover, in order to protect the power conversion device by using the technique of
そこで、本発明の目的は、フロントメンバ特有の形状を活用して、フロントメンバに固定される電力変換装置を、簡単な構造で、車両の前突時の衝撃力から保護できる車両の前部構造を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to utilize the shape peculiar to the front member to protect the power conversion device fixed to the front member from the impact force at the time of a front collision of the vehicle with a simple structure. Is to provide.
本発明の態様は、車両の車幅方向に沿って延び、端側に車両後方側に屈曲する屈曲部を有するフロントメンバと、フロントメンバの車両後方側に配置された電力変換装置と、フロントメンバと電力変換装置の車両前後方向前部とを固定する固定部材とを有する車両の前部構造であって、固定部材は、フロントメンバの車両後方側の背面に車両の車幅方向に沿って形成される壁部を有し、壁部は屈曲部の車両後方側に沿って延在するものとした。 Aspects of the present invention include a front member having a bent portion extending along the vehicle width direction of the vehicle and bending to the rear side of the vehicle on the end side, a power conversion device arranged on the rear side of the vehicle of the front member, and a front member. It is a front structure of a vehicle having a fixing member for fixing the front part of the power conversion device in the front-rear direction of the vehicle, and the fixing member is formed on the back surface of the front member on the rear side of the vehicle along the vehicle width direction. It has a wall portion to be formed, and the wall portion extends along the rear side of the vehicle at the bent portion.
本発明によれば、車両の前突時、フロントメンバに加わる衝撃力は、フロントメンバとフロントメンバの車両後方側の背面に車両の車幅方向に沿って延在する固定部材の壁部で受ける。すると、衝撃力は、フロントメンバと固定部材の屈曲部へ分散され、他の車体骨格部材を伝わり逃げる。
この衝撃力の逃げにより、フロントメンバの後退変位は抑えられ、フロントメンバと電力変換装置との干渉が抑えられる。
According to the present invention, the impact force applied to the front member at the time of a front collision of the vehicle is received by the wall portion of the fixing member extending along the vehicle width direction of the front member and the rear surface of the front member on the rear side of the vehicle. .. Then, the impact force is dispersed to the bent portion of the front member and the fixing member, and escapes through the other vehicle body skeleton members.
Due to the escape of this impact force, the backward displacement of the front member is suppressed, and the interference between the front member and the power conversion device is suppressed.
それ故、フロントメンバ特有の形状(屈曲部:有)を活用して、フロントメンバに固定される電力変換装置を、前突時の衝撃力から保護することができる。しかも、衝撃力を受ける固定部材の壁部は、電力変換装置の固定を兼ねるため、別途、衝撃を吸収する構造は不要であり、簡単、かつコスト的な負担が少なくてすむ。 Therefore, the power conversion device fixed to the front member can be protected from the impact force at the time of a front collision by utilizing the shape peculiar to the front member (bent portion: present). Moreover, since the wall portion of the fixing member that receives the impact force also fixes the power conversion device, a separate structure for absorbing the impact is not required, and the burden on the simple and cost is small.
以下、本発明を図1から図4に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図1は、例えばPHEVやEVなどといった車両の前部構造を示していて、図1中の符号1はパワーユニット収容室を示している。このパワーユニット収容室1内にパワーユニットを構成する主要機器(図示しない)が収められる。
符号3は、パワーユニット収容室1の最前部の上側に配置されたアッパーバー(本願のフロントメンバに相当)を示している。アッパーバー3は、車両の車幅方向に沿って延在している。このアッパーバー3の両端側には、車両後方へJ形状に屈曲する屈曲部5が形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to one embodiment shown in FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 shows the front structure of a vehicle such as a PHEV or EV, and
各屈曲部5で挟まる直線状のアッパーバー部分は、下方へ延在するサポートメンバ7を介して、車両前後方向に延在する一対のサイドメンバ9(片側しか図示せず)に連結され、パワーユニット収容室1の周囲に骨格を配置している。
こうしたパワーユニット収容室1内の片側には、アッパーバー3と近接して電力変換装置11が収められる。電力変換装置11は、筐体内に電力変換回路や制御回路などを収めて構成され、小型軽量化が図られている。こうした電力変換装置11がゆえに、アッパーバー3の後方側、例えば屈曲部5と直近となる位置での電力変換装置11のレイアウトを実現させている。ちなみに、図2に示されるように電力変換装置11の前部(車両前後方向)の中段には、外部機器のコネクタ13と接続可能な端子部15が設けられている。
The linear upper bar portion sandwiched between the
The
また図2および図3に示されるように電力変換装置11の中段(前部)には、接続したコネクタ13を覆うプロテクタ16が、着脱可能にボルト止めしてある。プロテクタ16の構造については後述する。
電力変換装置11の前部の下段両側には、図1−3に示されるように所定のスパンで固定座部17が設けられる。また上段両側には固定座部17より短いスパンでボス状の固定座部19が設けられる。ちなみに、端子部15やコネクタ13は、固定座部17のスパン内に配置される。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a
Fixed
そして、図1に示されるようにフロント側の固定ブラケット21(本願の固定部材に相当)にて、電力変換装置11の前部とアッパーバー3の屈曲部5や屈曲部5周辺とが固定される。また図1に示されるようにリヤ側の固定ブラケット23にて、電力変換装置11の後部とサイドメンバ9との間が固定され、電力変換装置11全体を据え付けている。むろん、フロント側の固定ブラケット21よる固定だけで、電力変換装置11を据え付けても構わない。
Then, as shown in FIG. 1, the front portion of the
特に固定ブラケット21は、後述する振動抑制ブラケット27(本願の振動抑制部材に相当)を併用して、電力変換装置11の前部とアッパーバー3の屈曲部5や屈曲部5周辺との間を固定している。
具体的には図2および図4に示されるように固定ブラケット21の本体部は、アッパーバー3の屈曲部5の上面や同屈曲部5の周辺の上面までの領域と重なり合うJ形状の上壁部31と、上壁部31の後方端(電力変換装置11側)から屈曲部5の背面や同屈曲部5の周辺の背面と重なるよう下方へ突き出た壁部35とを有して構成される。つまり、壁部35は、屈曲部5の車両後方側に延在している。
In particular, the
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 4, the main body of the
上壁部31には、アッパーバー3に固定される一対の固定部37a,bが設けられる。また壁部35の下端両側には、電力変換装置11側へ突き出る例えば帯板状の脚部39a(本願の第一脚部に相当)と脚部39b(本願の第二脚部に相当)が設けられる。このうち壁部35のアッパーバー3中央側に配置される脚部39aは、アッパーバー3側から後方の電力変換装置11へ突き出し、壁部35の車両後方側に配置される脚部39bは、壁部35の延在側から電力変換装置11へ突き出す。
The
これら脚部39a、39bの先端部に形成された固定部41が電力変換装置11の各固定座部17にそれぞれ固定される。ちなみに、固定にはボルト止めが用いられる。
こうした固定ブラケット21による電力変換装置11の固定により、車両の前突時、アッパーバー3に加わる衝撃力を壁部35で受けると、アッパーバー3の屈曲部5に伝わり、他の車体骨格部材へ逃がせる。なお、固定ブラケット21の脚部39aと脚部39bには、固定ブラケット21の位置決めを行う位置決め部としての小孔41aが設けてある。
The
By fixing the
ちなみに、固定ブラケット21の固定部37a,37bをアッパーバー3の上面で固定することで、固定ブラケット25の壁部35とアッパーバー3の背面との間に、隙間δを存する構造となっていて(図4に図示)、固定ブラケット21の製造誤差を保証する設計とし
てある。
By the way, by fixing the fixing
そして、固定ブラケット21の固定位置を異ならせる構造、すなわち固定ブラケット21の固定部37a,37bは、コネクタ13が接続される位置よりも上方の位置で固定され、固定ブラケット21の脚部39a,39bは、いずれもコネクタ13が接続される位置よりも下方の位置で固定されることによって、コネクタ13のメンテナンス作業が、固定ブラケット21の各部で妨げられないようにしている。
The structure in which the fixing positions of the fixing
さらに述べると脚部39aと脚部39bは、いずれも先端側へ向かうにしたがい車幅方向内側へ傾斜していて、前突時、アッパーバー3に加わる衝撃力が所定以上を超えると、脚部39a、39bに変形を生じさせて衝撃力を吸収し、アッパーバー3の過剰な後退変位が抑えられる構造にしてある。例えば、脚部39aはアッパーバー3と固定ブラケット21が固定される固定部37aよりも下より突き出ているため、高さ方向に階段状に変形をし、脚部39bはアッパーバー3と固定ブラケット21が固定される固定部37bよりも外側より突き出しているため、内側に折れるような変形をする構造にしてある。
Further, both the
一方、プロテクタ16は、アッパーバー3が過剰に後退変位した場合、コネクタ13をアッパーバー3との干渉から保護する部品である。
例えば図2−図4に示されるようにプロテクタ16は、電力変換装置11に接続されるコネクタ13の直近上方を覆う上壁51と、上壁51の後端部(車両前後方向)から、電力変換装置11の片側の固定座部19に向かうように延在させたL形状の脚部53と、上壁51の車幅方向中央側の側端部(車幅方向中央側)から、固定部41間に配置された固定座部55に向かって延在させた逆L形の脚部57(いずれも本願の固定部に相当)とを有している。
On the other hand, the
For example, as shown in FIGS. 2 to 4, the
つまり、脚部53や脚部57の先端部が、ボルト締めにより電力変換装置11に着脱可能に固定されると、プロテクタ16はコネクタ13の回りを囲うように固定される。
このプロテクタ16により、たとえ車両の前突時、アッパーバー3が過剰に後退変位され、コネクタ13がアッパーバー3と干渉するおそれになっても、脆弱とされるコネクタ13の干渉だけは防げる。
That is, when the
With this
他方、振動抑制ブラケット27は、電力変換装置11に生じる振動を抑えるプレート製の部品から構成される。この振動抑制ブラケット27は、電力変換装置11の振れやすい地点、例えば電力変換装置11の前部の上段側と、アッパーバー3の上面との間に連結され、振動抑制ブラケット27の剛性により、電力変換装置11の振動が抑制されるようにしている。むろん、振動抑制ブラケット27は、固定ブラケット2と同様、所定値以上の衝撃力が加わると、中間部が変形可能としてある。
On the other hand, the
こうした振動抑制ブラケット27や、固定ブラケット21により、電力変換装置11を据付けた後は、迅速な作業で、コネクタ13のメンテナンス(交換や修理)が行えるようにしてある。
具体的には、振動抑制ブラケット27の電力変換装置11側に設けた左右一対の固定部61のうちの片側と、プロテクタ16の脚部53とは、共通のボルト部材65にて、一緒に電力変換装置11の固定座部19に対して共締めされる。残る固定部61は、残る固定座部19にボルト止めされる。
The
Specifically, one side of the pair of left and right fixing
振動抑制ブラケット27のアッパーバー3側に設けた固定部63と、固定ブラケット21の固定部37bとが同様に、共通のボルト部材65にて、アッパーバー3に対して共締めされる。
つまり、電力変換装置11の据付後は、振動抑制ブラケット27を外すだけで、プロテクタ6を固定している個所が減るので、プロテクタ16を止めている最少本数のボルトを取り去る作業だけですみ、迅速にコネクタ13のメンテナンスが行える構造となっている。
Similarly, the fixing
That is, after installing the
つぎに、図1−4を参照して、車両の前部構造の作用について説明する。
今、車両において前突を生じ、アッパーバー3に衝撃力Fが加わるとする。
この衝撃力Fによりアッパーバー3には、車両後方側へ変位させる作用が生ずる。
ここで、アッパーバー3と電力変換装置11との間は近いため(近接)、そのままでは、電力変換装置11と干渉されることが懸念される。
Next, the operation of the front structure of the vehicle will be described with reference to FIGS. 1-4.
Now, it is assumed that a front collision occurs in the vehicle and an impact force F is applied to the
The impact force F causes the
Here, since the
このとき、アッパーバー3と電力変換装置11とを固定する固定ブラケット21の本体部は、アッパーバー3の背面に沿う壁部35を有している。
このため、アッパーバー3に加わる衝撃力Fは、アッパーバー3の屈曲部5に沿って延在する壁部35で受ける。すると、衝撃力Fは、図1中の矢印方向のように壁部35を通じて、アッパーバー3の屈曲部5(屈曲方向)へ分散され、他の車体骨格部材へ逃げる。
At this time, the main body of the fixing
Therefore, the impact force F applied to the
この衝撃力の逃げにより、アッパーバー3の後退変位は抑えられ、電力変換装置11の干渉は抑えられる。
所定値以上の衝撃力Fがアッパーバー3に加わる場合、図4中の矢印のように振動抑制ブラケット27や固定ブラケット21の脚部39a,39bが車両後方側へ変形し始め、衝撃力Fを吸収する。これにより、アッパーバー3の過剰な後退変位が抑えられる。
Due to the escape of the impact force, the backward displacement of the
When an impact force F of a predetermined value or more is applied to the
また、電力変換装置11のうち脆弱な部分とされるコネクタ13は、プロテクタ16で保護されているため、たとえアッパーバー3が過剰に後退変位しても、コネクタ13に対する干渉は防げる。
以上、本実施形態のように固定ブラケット21は、屈曲部5の背面に沿う壁部35を設け、加わる衝撃力Fを屈曲部5から逃がすようにしたので、アッパーバー3特有の形状(屈曲部5:有)を活用して、車両の前突時の衝撃力から電力変換装置11を保護することができる。しかも、衝撃力Fを受ける壁部35は、固定ブラケット21を兼ねるため、別途、衝撃を吸収する構造は不要であり、簡単、かつコスト的な負担は少なくてすむ。
Further, since the
As described above, as in the present embodiment, the fixing
また、固定ブラケット21は、電力変換装置11との固定に脚部39a,39bを用いたり、脚部39a,39bを車幅方向へ傾斜させて加わる衝撃力Fにより変形可能としたので、アッパーバー3の過剰な後退変位を抑えることができる。
そのうえ、電力変換装置11に接続されたコネクタ13は、プロテクタ16で保護されるので、たとえアッパーバー3が過剰に後退変位しても、脆弱部となるコネクタ13に対する干渉は防ぐことができる。
Further, the fixing
Moreover, since the
コネクタ13が電力変換装置11の前部中段に配置される場合、アッパーバー3に固定される固定ブラケット21の固定部37a,37bは、コネクタ13よりも上方で固定され、電力変換装置11に固定される脚部39a,39bは、コネクタ13よりも下方で固定されるので、コネクタ13のメンテナンス作業が、固定ブラケット21の各部で妨げられることはない。
When the
加えて、アッパーバー3と電力変換装置11との間は、振動抑制ブラケット27で連結してあるので、電力変換装置11の振動を抑えることができる。
特に振れの生じやすい電力変換装置11の上段側に振動抑制ブラケット27を配置して振動を抑える場合、固定ブラケット21の上側に振動抑制ブラケット27を配置し、振動抑制ブラケット27のアッパーバー3側を、固定ブラケット21の固定部37bと共締めして固定し、振動抑制ブラケット27の電力変換装置11側を、プロテクタ16の脚部53と共締めして固定したことにより、迅速にコネクタ13のメンテナンスが行える。
In addition, since the
When the
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be varied and implemented within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
3 アッパーバー(フロントメンバ)
5 屈曲部
11 電力変換装置
13 コネクタ
16 プロテクタ
21 固定ブラケット(固定部材)
27 振動抑制ブラケット(振動抑制部材)
35 壁部
37a,37b 固定ブラケットの固定部
39a 固定ブラケットの脚部(第一脚部)
39b 固定ブラケットの脚部(第二脚部)
53,57 プロテクタの脚部(固定部)
61,63 振動抑制部材の固定部
3 Upper bar (front member)
5 Bending
27 Vibration suppression bracket (vibration suppression member)
35
39b Fixed bracket leg (second leg)
53,57 Protector legs (fixed part)
61, 63 Fixed part of vibration suppression member
Claims (6)
を有する車両の前部構造であって、
前記固定部材は、
前記フロントメンバの車両後方側の背面に車両の車幅方向に沿って形成される壁部を有し、
前記壁部は前記屈曲部の車両後方側に沿って延在する
ことを特徴とする車両の前部構造。 A front member having a bent portion extending along the vehicle width direction of the vehicle and bending to the rear side of the vehicle on the end side, a power conversion device arranged on the rear side of the vehicle of the front member, and the front member and the power conversion. A fixing member that fixes the front part of the device in the front-rear direction of the vehicle,
The front structure of the vehicle with
The fixing member is
A wall portion formed along the vehicle width direction of the front member is provided on the rear surface of the front member on the rear side of the vehicle.
The front structure of a vehicle, characterized in that the wall portion extends along the vehicle rear side of the bent portion.
前記フロントメンバと固定される固定部と、
前記背壁部のフロントメンバ側から前記電力変換装置へ突き出す第一脚部と、前記壁部の車両後方側に延在側から前記電力変換装置へ突き出す第二脚部を有し、
前記電力変換装置の前部と固定される
ことを特徴とする請求項1に記載の車両の前部構造。 The fixing bracket
A fixed portion fixed to the front member,
It has a first leg portion that protrudes from the front member side of the back wall portion to the power conversion device, and a second leg portion that protrudes from the extending side to the power conversion device on the vehicle rear side of the wall portion.
The front structure of a vehicle according to claim 1, wherein the front structure of the power converter is fixed to the front portion of the power conversion device.
かつ前記電力変換装置の車両前後方向前部には、前記コネクタを保護するプロテクタが設けられる
ことを特徴とする請求項1と請求項2のいずれか一つに記載の車両の前部構造。 A connector of an external device can be connected to the front part of the power converter in the front-rear direction of the vehicle.
The vehicle front structure according to any one of claims 1 and 2, wherein a protector for protecting the connector is provided on the front portion of the power conversion device in the vehicle front-rear direction.
前記固定ブラケットの固定部は、前記コネクタが接続される位置よりも上方の位置で固定され、
前記固定ブラケットの第一、第二脚部は、前記コネクタが接続される位置よりも下方の位置で固定される
ことを特徴とする請求項3に記載の車両の前部構造。 The connector is arranged in the middle stage of the front part of the power converter in the front-rear direction of the vehicle.
The fixing portion of the fixing bracket is fixed at a position above the position where the connector is connected.
The front structure of a vehicle according to claim 3, wherein the first and second legs of the fixing bracket are fixed at a position lower than a position to which the connector is connected.
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一つに記載の車両の前部構造。 Any of claims 1 to 4, wherein the front member and the front portion of the power conversion device in the vehicle front-rear direction are further connected by a vibration suppression member that suppresses vibration of the power conversion device. The front structure of the vehicle described in one.
前記プロテクタは、前記電力変換装置と固定される固定部を有し、
前記振動抑制部材のフロントメンバ側の固定部が、前記固定部材の固定部と一緒にフロントメンバに固定され、
前記振動抑制部材の電力変換装置側の固定部が、前記プロテクタの固定部と一緒に前記電力変換装置に固定される
ことを特徴とする請求項5のいずれか一つに記載の車両の前部構造。 The vibration suppressing member is arranged on the upper side of the fixing bracket.
The protector has a fixed portion fixed to the power converter and has a fixed portion.
The fixing portion on the front member side of the vibration suppressing member is fixed to the front member together with the fixing portion of the fixing member.
The front portion of the vehicle according to any one of claims 5, wherein the fixing portion of the vibration suppression member on the power conversion device side is fixed to the power conversion device together with the fixing portion of the protector. structure.
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