JP2023071255A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突時の高圧部品の損傷を防止可能な技術を提供する。【解決手段】車両は、フロントコンパートメントを備えたボデーを備える。車両は、フロントコンパートメントの内部に配置されており第１方向に延びているブラケットを備える。車両は、ブラケット上に固定されている高電圧部品を備える。車両は、高電圧部品の近傍に配置されており、第１方向からみたときに少なくとも一部が高電圧部品と重複している車載部品を備える。ブラケットは、第１方向の中間に配置されている脆弱部を備えている。ブラケットは、脆弱部よりも車載部品に近い側の区間である第１区間と、遠い側の区間である第２区間とを備えており、第２区間で高電圧部品はブラケットに固定されている。ブラケットは、高電圧部品が車載部品に近づく方向の外力がブラケットに印加された場合に、脆弱部が上方へ移動するように少なくとも脆弱部で折れ曲がる構造を有している。【選択図】図３

Description

本明細書が開示する技術は、車両に関する。特に、衝突時に高圧部品の損傷を防止することを可能にする構造に関する。

特許文献１には、電動車両のフロントコンパートメント内において、リレーボックスの近傍にモータを配置する構造が開示されている。

特開２０２０－１００３６４号公報

高電圧部品の近傍に車載部品が配置されている構造において、衝突物が衝突した場合には、高圧部品が車載部品と衝突物との間に挟まれてしまう場合がある。高圧部品が損傷し、感電などのおそれがある。

本明細書が開示する車両は、走行用モータを有する車両である。車両は、フロントコンパートメントを備えたボデーを備える。車両は、フロントコンパートメントの内部に配置されており第１方向に延びているブラケットを備える。車両は、ブラケット上に固定されている高電圧部品を備える。車両は、高電圧部品の近傍に配置されており、第１方向からみたときに少なくとも一部が高電圧部品と重複している車載部品を備える。ブラケットは、第１方向における中間に配置されている脆弱部を備えている。ブラケットは、脆弱部よりも車載部品に近い側の区間である第１区間と、脆弱部よりも車載部品から遠い側の区間である第２区間とを備えており、第２区間で高電圧部品はブラケットに固定されている。ブラケットは、高電圧部品が車載部品に近づく方向の外力がブラケットに印加された場合に、脆弱部が上方へ移動するように少なくとも脆弱部で折れ曲がる構造を有している。

衝突などによって、高電圧部品が車載部品に近づく方向の外力がブラケットに印加された場合に、脆弱部に応力集中させることができる。脆弱部が上方へ移動するように脆弱部を折れ曲がらせることができる。高電圧部品は車載部品から遠い側の第２区間でブラケットに固定されているため、高電圧部品の車載部品に近い側を上方へ移動させることができる。その結果、高圧部品が車載部品と衝突物との間に挟まれることを防止することが可能となる。

なお、中間に配置されている脆弱部とは、中点に配置されている脆弱部に限られない。ブラケットの両端の間の何れかの位置に配置されている脆弱部を含む概念である。

ブラケットの第１方向に垂直な断面の断面積は、脆弱部において最小であってもよい。脆弱部の曲げ強度を、第１区間および第２区間よりも小さくすることができる。脆弱部に応力集中させることが可能となる。

ブラケットの第１方向に垂直な第２方向の幅は、脆弱部において最小であってもよい。脆弱部の曲げ強度を、第１区間および第２区間よりも小さくすることができる。脆弱部に応力集中させることが可能となる。

ブラケットは、第１区間および第２区間の少なくとも一部にリブ加工部を備えていてもよい。脆弱部の曲げ強度を、第１区間および第２区間よりも小さくすることができる。脆弱部に応力集中させることが可能となる。

第１区間の上面と第２区間の上面とは、脆弱部が上側に突出するような角度を有するように接続していてもよい。ブラケットの長手方向に伝達される圧縮力の向きを、脆弱部において下方側に変化させることができる。その結果、脆弱部が上方へ移動するような折れ曲げ力を発生させることが可能となる。

第１区間の第１方向における長さが、高電圧部品の下面と車載部品の上面との高低差よりも大きくてもよい。第１区間の車載部品側の端部近傍を回転中心として、脆弱部が回転しながら上方へ移動するように折れ曲がる場合がある。この場合、高電圧部品の下面の上昇量は、第１区間の第１方向の長さを長くするほど大きくなる。そして第１区間の第１方向の長さが、高電圧部品の下面と車載部品の上面との高低差よりも大きい構成とされているため、高電圧部品の車載部品側の下端部が車載部品の上面よりも高い位置まで押し上げられる構成とすることができる。高圧部品が車載部品と衝突物との間に挟まれることを防止することが可能となる。

ブラケットは、第１区間の第１方向における端部である第１端部と、第２区間の第１方向における端部である第２端部と、を備えていてもよい。第２端部はアッパーサイドメンバに固定されていてもよい。第１端部は車載部品に対向する位置に配置されていてもよい。高電圧部品が車載部品に近づく方向の外力がブラケットに印加された場合に、第１端部を車載部品に接触させることで、折り曲げ力を発生させることができる。

第１方向は、車両の車幅方向であってもよい。

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。

車両の前部の概略構成を説明する平面図である。 実施例１における電力制御装置３０近傍の上面拡大図である。 図２のIII―III線における断面から車両後方側を見た図である（衝突前）。 図２のIV―IV線における断面から車幅方向左側を見た図である。 図２のIII―III線における断面から車両後方側を見た図である（衝突後）。 実施例２における電力制御装置３０近傍の上面拡大図である。 図６のVII―VII線における断面から車両後方側を見た図である（衝突前）。 図６のVII―VII線における断面から車両後方側を見た図である（衝突後）。

＜車両の前部の概略構成＞
図１に、実施例１の車両の前部の概略構成を説明する平面図を示す。図１はボデー１のフロントコンパートメント２を模式的に示した平面図である。なお、図１を含む各図において、矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＲＨは車両右方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示す。以後の図でも、座標系の意味は同じである。

フロントコンパートメント２は、ダッシュパネル３よりも車両前方側の空間である。
フロントコンパートメント２の内部には、一対のフロントサイドメンバ４が、車両前後方向に延びている。さらに、一対のフロントサイドメンバ４の前端と一対のフロントピラー５を接続するように、一対のアッパーサイドメンバ６が設けられている。アッパーサイドメンバ６は、閉断面構造の長尺部材である。フロントサイドメンバ４とアッパーサイドメンバ６との間には、サスペンションタワー７が位置している。

ダッシュパネル３から車両右側のサスペンションタワー７まで、ブレース９が配置されている。ブレース９は、閉断面構造の長尺部材である。車両右側のアッパーサイドメンバ６からブレース９までは、一対のブラケット１０が接続されている。一対のブラケット１０は、互いに略平行に、車幅方向へ延びている。一対のブラケット１０の上方には、電力制御装置３０が固定されている。電力制御装置３０は、不図示のモータに供給される電力を制御する装置であり、高電圧を取り扱う部品である。具体的には、電力制御装置３０は、高電圧バッテリ（不図示）の直流電力をモータ駆動用の交流電力に変換する。また、モータが発電した交流の回生電力は、電力制御装置３０によって直流電力に変換されて高電圧バッテリへ供給される。電力制御装置３０の車幅方向左側であって、電力制御装置３０の近傍には、エンジン４０が配置されている。なお、その他の部品については記載および説明を省略する。

＜電力制御装置３０の固定構造＞
図２～図４を用いて、電力制御装置３０の固定構造について詳細に説明する。図２は、電力制御装置３０近傍の上面拡大図である。図３は、図２のIII―III線における断面から車両後方側を見た図である。図４は、図２のIV―IV線における断面から車幅方向左側を見た図である。

一対のブラケット１０の構造について説明する。一対のブラケット１０は、電力制御装置３０に対して対称の形状を有している。従って以下では、車両前方側に配置されているブラケット１０について説明し、車両後方側に配置されているブラケット１０の説明は省略する。

図２の上面図に示すように、ブラケット１０は、一定幅を有して車幅方向へ延びる形状を有する。ブラケット１０の車幅方向左側の第１端部１０ｅ１は、ブレース９に固定されている。ブラケット１０の車幅方向右側の第２端部１０ｅ２は、アッパーサイドメンバ６に固定されている。固定方法は特に限定されず、例えば溶接によって固定されていてもよい。

図３の側面図に示すように、ブラケット１０は、車幅方向における中間に脆弱部ＦＰを備えている。ブラケット１０は、脆弱部ＦＰよりもエンジン４０に近い側の区間である第１区間ＳＥ１と、脆弱部ＦＰよりもエンジン４０から遠い側の区間である第２区間ＳＥ２と、を備えている。ここで、電力制御装置３０の下面３０ｂとエンジン４０の上面４０ｕとの高低差をＤＨと定義する。第１区間ＳＥ１の車幅方向における長さは、高低差ＤＨよりも大きい。

第１区間ＳＥ１および第２区間ＳＥ２の各々において、ブラケット１０の側面には、リブ１１および１２が車幅方向へ延びるように形成されている。リブ１１および１２は壁形状の突起であり、ブラケット１０の強度を高めるための部位である。脆弱部ＦＰの近傍には、リブ１１および１２が形成されていない。

ブラケット１０の車幅方向に垂直な車両上下方向（図３の上下方向）における上下幅を説明する。第２区間ＳＥ２における上下幅は、第２端部１０ｅ２において最大であり、第２端部１０ｅ２から脆弱部ＦＰに至るまで連続的に減少している。第１区間ＳＥ１における上下幅は、第１端部１０ｅ１において最大であり、第１端部１０ｅ１から脆弱部ＦＰに至るまで連続的に減少している。そして上下幅は、脆弱部ＦＰにおいて最小となっている。すなわちブラケット１０の側面視において、脆弱部ＦＰが切り欠き形状とされている。

図４に示すように、ブラケット１０の車幅方向に垂直な断面形状は、上面および両側面を備えたオープンボックス形状である。そして上述したように、ブラケット１０の上下幅は、脆弱部ＦＰにおいて最小となっている。従って、車幅方向に垂直な断面積は、脆弱部ＦＰにおいて最小である。

以上説明したように、脆弱部ＦＰは、リブ１１および１２が形成されておらず、切り欠き形状とされており、断面積が最小とされている。これにより、脆弱部ＦＰの折り曲げ強度を他の部分に比して低下させることができる。電力制御装置３０がエンジン４０に近づく方向の外力Ｆ１が衝突などによって入力された場合において、脆弱部ＦＰに応力集中させることが可能となる。脆弱部ＦＰで折り曲げが発生するとともに、脆弱部ＦＰ以外の部分で折り曲げが発生しない構造を実現することができる。

図３に示すように、第２区間ＳＥ２の上面１０ｕ２は、第２端部１０ｅ２から脆弱部ＦＰまで略水平に延びている。第１区間ＳＥ１の上面１０ｕ１は、脆弱部ＦＰから第１端部１０ｅ１に向かって、角度Ａ１を有する下り坂となるように延びている。換言すると、脆弱部ＦＰが上側に突出するような角度Ａ１を有して、上面１０ｕ１と上面１０ｕ２とが接続している。これにより、ブラケット１０に入力された外力Ｆ１が圧縮力としてブラケット１０の長手方向に伝達される場合に、圧縮力の向きを脆弱部ＦＰにおいて下方側に変化させることができる。その結果、脆弱部ＦＰが上方へ移動するような折れ曲げ力を発生させることが可能となる。

図２および図３に示すように、上面１０ｕ２には、第１フランジ１３および突起部１４が形成されている。突起部１４は電力制御装置３０の位置決めを行うための部材である。上面１０ｕ２には電力制御装置３０の下面が接触している。第１フランジ１３の上面には、電力制御装置３０の第２フランジ３１が接触している。第１フランジ１３と第２フランジ３１とは、締結部材５０（例：ボルト）によって互いに固定されている。これにより電力制御装置３０は、第２区間ＳＥ２でブラケット１０に固定されている。

図４では、エンジン４０の存在する領域を点線で示している。電力制御装置３０を車幅方向右側からみたときに、エンジン４０の少なくとも一部が電力制御装置３０と重複している。すなわち、衝突物が車両の右側面に衝突して電力制御装置３０が車幅方向右側に移動する場合に、後述する跳ね上げ動作が行われない場合には、電力制御装置３０がエンジン４０と衝突物との間に挟まれる可能性が高いことが分かる。

＜衝突時の動作＞
図５に、ポール６０が車両の右側面に衝突した場合における、衝突後の状態を示す。図５は、図３と同一箇所を示す図である。前述したようにブラケット１０は、脆弱部ＦＰにおいて折り曲げ強度が最も小さくされている。また、脆弱部ＦＰが上方へ移動するような折れ曲げ力を発生させる構造を備えている。従って、ポール６０の衝突により外力Ｆ１が入力された場合に、脆弱部ＦＰが上方へ移動するように脆弱部ＦＰでブラケット１０が折れ曲がる。電力制御装置３０は、エンジン４０から遠い側の第２区間ＳＥ２でブラケット１０に固定されている。よって、電力制御装置３０のエンジン４０に近い側の下端部３０ｅ１を、上方へ移動させることができる。

また、第１区間ＳＥ１の第１端部１０ｅ１の近傍を回転中心として、脆弱部ＦＰが回転しながら上方へ移動するように折れ曲がらせることができる（点線の矢印Ｙ１参照）。この場合、電力制御装置３０の下面３０ｂの上昇量は、第１区間ＳＥ１の長さを長くするほど大きくなる。そして前述のように、第１区間ＳＥ１の長さが、高低差ＤＨよりも大きい構成とされているため、電力制御装置３０の下端部３０ｅ１がエンジン４０の上面４０ｕよりも高さＨ１だけ高い位置まで跳ね上げられる構成とすることができる。電力制御装置３０がエンジン４０とポール６０との間に挟まれることを防止することが可能となる。

＜効果＞
ポールなどの衝突物が車両側面に衝突した場合に、電力制御装置３０がエンジン４０などの車載部品と衝突物との間に挟まれると、電力制御装置３０が損傷してしまう場合がある。この場合、高電圧部が露出して感電のおそれや短絡のおそれが発生してしまう。実施例１の技術では、上述のように電力制御装置３０を跳ね上げることで、このような事態の発生を防止することが可能である。

電力制御装置３０とエンジン４０などの車載部品との距離を十分に確保することができない場合においても、衝突時における電力制御装置３０の損傷を防止することができる。フロントコンパートメント２内における、電力制御装置３０の配置レイアウトの自由度を高めることが可能となる。

下端部３０ｅ１を上昇させる高さを、第１端部１０ｅ１と第２端部１０ｅ２との間における脆弱部ＦＰの位置に応じて調整することができる。第１端部１０ｅ１と第２端部１０ｅ２との中点に脆弱部ＦＰ形成する場合に、下端部３０ｅ１を最も高く上昇させることが可能である。

＜案内機構の構造＞
実施例２は、実施例１のブラケット１０に代えて、衝突発生時に電力制御装置３０を上方へ移動させる案内機構を備える例である。実施例１と同様の部位には同一符号を付すことで、説明を省略する。

図６に、電力制御装置３０近傍の上面拡大図を示す。図７に、図６のVII―VII線における断面から車両後方側を見た図を示す。第３フランジ１１３の下端は、フロントコンパートメント２内の何れかの部位に固定されている。第３フランジ１１３の上端には、電力制御装置３０の第２フランジ３１が締結部材５０で固定されている。

一対のガイド部１０１が、アッパーサイドメンバ６に固定されている。一対のガイド部１０１は、電力制御装置３０の車幅方向右側に位置している。ガイド部１０１の車両前後方向に垂直な断面は、略三角形状を有している。ガイド部１０１のガイド面１０１ｇは、電力制御装置３０から遠ざかるに従って高くなるような傾斜を有している。ガイド部１０１の下面１０１ｂとガイド面１０１ｇとの角度Ａ２は、適宜に定めることができる。本実施例では４５度とした。ガイド面１０１ｇの下端部１０１ｅは、電力制御装置３０の下端部３０ｅ２よりも下方に位置している。

ブレース１０９は、三角形の閉断面を有する長尺部材である。ブレース１０９は、電力制御装置３０の車幅方向左側に位置している。ブレース１０９のガイド面１０９ｇは、電力制御装置３０から遠ざかるに従って高くなるような傾斜を有している。ブレース１０９の下面１０９ｂとガイド面１０９ｇとの角度Ａ３は、適宜に定めることができる。本実施例では４５度とした。ガイド面１０９ｇの下端部１０９ｅは、電力制御装置３０の下端部３０ｅ１よりも下方に位置している。

＜衝突時の動作＞
図８に、ポール６０が車両の右側面に衝突した場合における、衝突後の状態を示す。図８は、図７と同一箇所を示す図である。衝突によりガイド部１０１が車幅方向左側へ移動すると、下端部３０ｅ２がガイド面１０１ｇに接触するとともに、下端部３０ｅ１がガイド面１０９ｇに接触する。さらにガイド部１０１が車幅方向左側へ移動すると、ガイド面１０１ｇとガイド面１０９ｇとによって電力制御装置３０を圧縮する力が発生する。しかしガイド面１０１ｇおよび１０９ｇは、角度Ａ２およびＡ３を有している。よって圧縮力の一部を、垂直上方へ向かう分力Ｆ２に変換することができる。この分力Ｆ２により、第３フランジ１１３を破断させ、電力制御装置３０の固定を解除することができる。また分力Ｆ２により、下端部３０ｅ１をガイド面１０９ｇに沿って滑り上らせるともに、下端部３０ｅ２をガイド面１０１ｇに沿って滑り上がらせることができる。その結果、図８に示すように、電力制御装置３０を上方へ移動させることができる。これにより、電力制御装置３０がエンジン４０とポール６０との間に挟まれることを防止することが可能となる。

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。

＜変形例＞
実施例１では、ブラケット１０が以下の３つの特徴を備える場合を説明した。特徴１：脆弱部ＦＰの近傍にはリブ１１および１２が形成されていない。特徴２：脆弱部ＦＰが切り欠き形状である。特徴３：脆弱部ＦＰにおいて断面積が最小である。しかしブラケット１０は、これらの特徴の少なくとも１つを備えていれば、実施例１の効果を発揮することが可能である。

実施例１では、一対のブラケット１０を備える形態を説明したが、この形態に限られない。板状の１つのブラケットを備えていてもよい。または３つ以上のブラケットを備えていてもよい。

リブ１１および１２の形状は、壁形状の突起に限られず、様々であってよい。例えば、プレス加工によって形成される溝であってもよい。

実施例１では、ブラケット１０の第１端部１０ｅ１がブレース９に固定されている形態を説明したが、この形態に限られない。第１端部１０ｅ１が、車載部品に対向する位置に固定される形態であればよい。例えば、エプロン部などから固定部材が延びており、その固定部材に第１端部１０ｅ１が固定されていてもよい。

電力制御装置３０が挟まれることを防止する対象の車載部品は、エンジン４０に限られず、様々な部品であってよい。例えば、ターボ配管などの排気系や、モータなどであってもよい。

本明細書では、車両側面からの衝突について説明したが、この形態に限られない。ブラケットの長手方向を変更することで、様々な方向からの衝突に対応することができる。例えばブラケット１０の長手方向を車両前後方向にすれば、車両正面からの衝突に対応可能である。

実施例２において、一対のガイド部１０１を備える形態を説明したが、この形態に限られない。１つのガイド部１０１を備えていてもよい。または３つ以上のガイド部１０１を備えていてもよい。またガイド部１０１を備えていなくてもよい。この場合、衝突発生時には、下端部３０ｅ１がガイド面１０９ｇに沿って滑り上がることで、電力制御装置３０をエンジン４０に乗り上げさせることができる。

電力制御装置３０は高電圧部品の一例である。エンジン４０は車載部品の一例である。

１：ボデー ２：フロントコンパートメント ６：アッパーサイドメンバ ９：ブレース １０：ブラケット １０ｅ１：第１端部 １０ｅ２：第２端部 １０ｕ１、１０ｕ２：上面 ３０：電力制御装置 ４０：エンジン ＤＨ：高低差 ＦＰ：脆弱部 ＳＥ１：第１区間 ＳＥ２：第２区間

Claims (8)

1. 走行用モータを有する車両であって、
   フロントコンパートメントを備えたボデーと、
   前記フロントコンパートメントの内部に配置されており第１方向に延びているブラケットと、
   前記ブラケット上に固定されている高電圧部品と、
   前記高電圧部品の近傍に配置されており、前記第１方向からみたときに少なくとも一部が前記高電圧部品と重複している車載部品と、
   を備え、
   前記ブラケットは、前記第１方向における中間に配置されている脆弱部を備えており、
   前記ブラケットは、前記脆弱部よりも前記車載部品に近い側の区間である第１区間と、前記脆弱部よりも前記車載部品から遠い側の区間である第２区間とを備えており、前記第２区間で前記高電圧部品は前記ブラケットに固定されており、
   前記ブラケットは、前記高電圧部品が前記車載部品に近づく方向の外力が前記ブラケットに印加された場合に、前記脆弱部が上方へ移動するように少なくとも前記脆弱部で折れ曲がる構造を有している、車両。
2. 前記ブラケットの前記第１方向に垂直な断面の断面積は、前記脆弱部において最小である、請求項１に記載の車両。
3. 前記ブラケットの前記第１方向に垂直な第２方向の幅は、前記脆弱部において最小である、請求項１または２に記載の車両。
4. 前記ブラケットは、前記第１区間および前記第２区間の少なくとも一部にリブ加工部を備えている、請求項１～３の何れか１項に記載の車両。
5. 前記第１区間の上面と前記第２区間の上面とは、前記脆弱部が上側に突出するような角度を有するように接続している、請求項１～４の何れか１項に記載の車両。
6. 前記第１区間の前記第１方向における長さが、前記高電圧部品の下面と前記車載部品の上面との高低差よりも大きい、請求項１～５の何れか１項に記載の車両。
7. 前記ブラケットは、
   前記第１区間の前記第１方向における端部である第１端部と、
   前記第２区間の前記第１方向における端部である第２端部と、
   を備えており、
   前記第２端部はアッパーサイドメンバに固定されており、
   前記第１端部は前記車載部品に対向する位置に配置されている、請求項１～６の何れか１項に記載の車両。
8. 前記第１方向は、前記車両の車幅方向である、請求項１～７の何れか１項に記載の車両。
   

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