JP4165494B2 - ハイブリッド車のインバータの車体締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車において用いられるインバータの車体への締結構造に関するものである。

従来、ハイブリッド車のインバータは、非特許文献１に記載されているように、フロントエンジンルームの車両左側の前方に配置され、図７に示すように、当該インバータ５１の底面は車体側の車両前後方向に延在するサイドメンバ５２に平板状の底面ブラケット５３を介して締結されるとともに、当該インバータ５１の前面の車両右側は車体の骨格をなすラジエタコアアッパーサポート５４に車両前後方向に延びる前面ブラケット５５を介して締結される構成が一般に採られてきた。
プリウス 新型車解説書 品番 ７１０８１００ Ｐ１−９

ところが、このようなインバータの車体締結構造においては、図８の破線に示すように、車両が前面衝突して、ラジエタコアアッパーサポート５４が車両後方に変位した場合に以下に示す問題が発生する。すなわち、前面ブラケット５５がラジエタコアアッパーサポート５４の後方変位とともに図８中破線に示すように後方に移動するため、インバータ５１の車両右側が図８中破線に示すように、底面ブラケット５３のサイドメンバ５２側の取付部５３ａを中心に時計回りに回転するように車両後方に移動して、インバータ５１の右側に配置され、インバータ５１とトランスアクスル５７に内蔵した図示しないモータとを接続する強電ハーネス５８がインバータ５１の変位に伴い引っ張られて、その変位量が限度値を超えると切断されてしまうおそれがある。（ａ）

また、前面ブラケット５５が車両後方に変位する際に、前面ブラケット５５のインバータ５１側の端部５５ａが、インバータ５１のインバータケースに突っ込んで、インバータケース自体を破損してしまう（ｂ）、あるいは、インバータ５１の車両右側が、底面ブラケット５３のサイドメンバ５２側の取付部を中心に時計回りに回転するように車両後方に変位する場合に、底面ブラケット５３のサイドメンバ５２側の取付部５３ａの強度を越えて変位すると、底面ブラケット５３のサイドメンバ５２への取付部５３ａが破損してしまう（ｃ）という問題点もあった。

本発明の目的は、上述した（ａ）（ｂ）（ｃ）の課題を解決することであり、前面衝突時においても、強電ハーネスを切断することなく、かつ、インバータケースおよび底面ブラケットの破損を招くことのない、ハイブリッド車のインバータの車体締結構造を提供することにある。

請求項１に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造は、フロントエンジンルームの車幅方向外側にインバータを配置し、当該インバータの底面を、車体のサイドメンバに底面ブラケットを介して締結するとともに、当該インバータの車幅方向外側端部を、車体側のラジエタコアアッパーサポートに前面ブラケットを介して締結し、当該前面ブラケットを車両上方視においてクランク形状としてなる。

これによれば、前述した従来技術の問題点（ａ）（ｂ）（ｃ）をそれぞれ以下のように解決することができる。
問題点（ａ）に対しては、前面ブラケットをインバータの前面ではなく車幅方向外側端部に設けたため、車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポートが車両後方に変位しても、インバータが底面ブラケットのサイドメンバへの取付部を中心に回転して後方に移動することを防止し、インバータ全体を車両前後方向に平行に後方移動させて、その移動量を減らすことができるため、強電ハーネスがインバータの後方への移動により引っ張られて破断することを防止することができる。さらに、前面ブラケットをクランク形状とし車両前後方向に圧縮変形しやすくしたため、これによっても車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポートが車両後方に変位しても、前面ブラケットのインバータ側の取付部の車両後方への変位を抑制し、インバータの車両後方への移動量を減らすことができるため、強電ハーネスの破断を防止することができる。

問題点（ｂ）に対しては、前面ブラケットをインバータの前面ではなく車幅方向外側端部に設けることにより、車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポートが車両後方に変位しても、前面ブラケットのインバータ側の取付部がインバータの前面に突っ込んで、インバータケースを破損してしまうことを防止することができる。
問題点（ｃ）に対しては、前面ブラケットをインバータの前面ではなく車幅方向外側端部に設けることにより、車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポートが車両後方に変位しても、インバータが底面ブラケットのサイドメンバへの取付部を中心に回転して後方に移動することを防止し、インバータ全体を車両前後方向に平行に後方移動させることができ、かつ、前面ブラケットをクランク形状として、車両前後方向に圧縮変形しやすくすることにより、後方移動量そのものを小さくすることができるため、底面ブラケットのサイドメンバへの取付部が破損してしまうことを防止することができる。

なお、一般的なハイブリッド車の構成では、エンジンがフロントエンジンルームの車両右側に、インバータが車両左側に配置されているため、インバータの配置位置として、請求項１中で規定している「車幅方向外側」は、「車両左側」となり、前面ブラケットのインバータへの取付位置として、請求項１中で規定している「車幅方向外側端部」は「左端部」となるが、エンジンとインバータの位置関係が左右逆の場合はおのおの左右逆となることは言うまでもない。
また、以下に説明する、発明を実施するための最良の形態は、一般的なハイブリッド車の構成をもとに記載しており、請求項１中の「車幅方向外側端部」は「車両左側」とし、「車幅方向外側端部」は「左端部」としている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の一実施形態を、上方から見て示す、模式平面図であり、図２は、車両が前面衝突した場合のそれぞれの構成要素の変位を示す模式平面図である。

このハイブリッド車のインバータの車体締結構造は、図１に示すように、フロントエンジンルームの車両左側にインバータ１を配置し、当該インバータ１の底面を、車体のサイドメンバ２に平板状の底面ブラケット３を介して締結するとともに、当該インバータ１の左端部を、車体側のラジエタコアアッパーサポート４に前面ブラケット５を介して締結し、当該前面ブラケット５を車両上方視においてクランク形状としてなる。（請求項１に相当）
なお締結は通常ボルト締結であるが、特に限定するものではない。

これによれば、前面ブラケット５をインバータ１の前面ではなく左端部に設けたため、車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポート４が、図２中破線で示すように、車両後方に変位しても、インバータ１が底面ブラケット３のサイドメンバ２への取付部３ａを中心に時計回りに回転して後方に大きく移動することを防止し、インバータ１全体を車両前後方向に平行に後方移動させて、その移動量を減らすことができるため、インバータ１の車両右側に配置されて、トランスアクスル６に内蔵された図示しないモータとインバータ１とを接続する、強電ハーネス７がインバータ１の後方への移動により引っ張られて破断することを防止することができる。さらに、前面ブラケット５を車両上方視においてクランク形状として、車両前後方向に圧縮変形しやすくしたため、これによっても車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポート４が車両後方に変位しても、図２のＡに示すように、前面ブラケット５自体が車両前後方向に圧縮変形して、前面ブラケット５のインバータ側の取付部の車両後方への変位を抑制し、インバータ１の車両後方への移動量を減らすことができるため、強電ハーネス７が引っ張られて破断することを防止することができる。

また、前面ブラケット５をインバータ１の前面ではなく左端部に設けることにより、車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポート４が、図２中破線で示すように、車両後方に変位しても、前面ブラケット５のインバータ側の取付部がインバータ１の前面に突っ込んで、インバータケースを破損してしまうことを防止することができる。

さらに、前面ブラケット５をインバータ１の前面ではなく左端部に設けることにより、車両の前面衝突が生じた場合に、ラジエタコアアッパーサポート４が車両後方に変位しても、インバータ１が底面ブラケット３のサイドメンバ２への取付部３ａを中心に時計回りに回転して後方に移動することを防止し、インバータ１全体を車両前後方向に平行に後方移動させることができ、かつ、前面ブラケット５をクランク形状として、車両前後方向に圧縮変形しやすくすることにより、前面衝突時に図２のＡに示すように前面ブラケット５自体が車両前後方向に圧縮変形して、インバータ１の後方移動量そのものを小さくすることができるため、底面ブラケット３のサイドメンバ２への取付部３ａが破損してしまうことを防止することができる。

ここで、請求項１に相当するハイブリッド車のインバータの車体締結構造において、前面ブラケット５は車両上方視においてクランク形状とすることに加えて、図３に示すように、前面ブラケット５の車体側取付部５ａとインバータ側取付部５ｂとを車両上下方向に相互に距離Ｂだけずらせて段差を設けるとともに、前面ブラケット５の車体側取付部５ａとインバータ側取付部５ｂとの間に車両前後方向に垂直な連結平面部５ｃを設けることができる。（請求項２に相当）

これによれば、車両の前面衝突が発生し、図１に示したラジエタコアアッパーサポート４が車両後方に変位して、図３の斜視図に示す、前面ブラケット５の車体側取付部５ａとインバータ側取付部５ｂとは車両前後方向に相互に近接する方向に圧縮する力が作用した場合に、車両前後方向に垂直な連結平面部５ｃの上端および下端を、当該圧縮方向つまりは車両前後方向に積極的に撓ませることができるため、前面ブラケット５の車両前後方向の圧縮変形をより容易なものとし、前面衝突時のインバータの車両後方への移動量をより小さくして、請求項１に相当する作用効果、つまりは、強電ハーネス７の切断防止効果および、底面ブラケット３のサイドメンバ２への取付部３ａの破損防止効果をより高めることができる。

なお、前面ブラケット５は前面衝突時以外においては、インバータ１を車両前後方向に拘束する役目を果たすため、その車両前後方向の剛性は一定の大きさ以上としなければならない。このため、前面衝突時において、連結平面部５ｃを撓ませやすくするためには、図３に示した前面ブラケット５の連結平面部５ｃを積極的に剛性を下げることは好ましくなく、それ以外の部分の剛性を上げて、相対的に連結平面部５ｃの剛性を下げることが好ましい。

そこで、図４（ａ）（ｂ）に示すように、請求項１もしくは２に記載のハイブリッド車のインバータの車体締結構造において、前面ブラケット５の連結平面部５ｃよりもインバータ側に位置する部分に、車両前後方向の剛性を高めるリブ５ｄを設ける。（請求項３に相当）
ここで、図４（ａ）は車両上方視を示し、図４（ｂ）は車両側方視を示す。
これによれば、前述したごとく、連結平面部５ｃの前面衝突時以外に必要な車両前後方向の剛性を低下させることなく、連結平面部５ｃ以外の部分、ここでは連結平面部５ｃよりもインバータ側の部分の剛性を高め、相対的に連結平面部５ｃの剛性を低下させることができ、これにより、前面衝突時に車両前後方向の圧縮力Ｆが作用した場合に、図４（ａ）（ｂ）の破線に示すように、前面ブラケット５が車両前後方向に、圧縮変形することをさらに容易ならしめて、前面衝突時のインバータの車両後方への移動量をより小さくして、請求項１により得られる作用効果、つまりは、強電ハーネス７の切断防止効果および、底面ブラケット３のサイドメンバ２への取付部３ａの破損防止効果をより高めることができる。

さらに、図５（ａ）（ｂ）に示すように、図４に示した請求項４に相当する構成に加えて、前面ブラケット５の連結平面部５ｃよりも車体側に位置する部分に、車両前後方向の剛性を高めるリブ５ｅを設けることもできる。（請求項４に相当）
ここでも、図５（ａ）は車両上方視を示し、図５（ｂ）は車両側方視を示す。
これによっても、連結平面部５ｃの前面衝突時以外に必要な車両前後方向の剛性を低下させることなく、連結平面部５ｃ以外の部分、ここでは連結平面部５ｃよりも車体およびインバータ側の部分の剛性を高め、相対的に連結平面部５ｃの剛性を低下させることができ、これにより、前面衝突時に車両前後方向の圧縮力Ｆが作用した場合に、図５（ａ）（ｂ）の破線に示すように、前面ブラケット５が車両前後方向に圧縮変形することをさらに容易にして、前面衝突時のインバータの車両後方への移動量をより小さくして、請求項１により得られる作用効果、つまりは、強電ハーネス７の切断防止効果および、底面ブラケット３のサイドメンバ２への取付部３ａの破損防止効果をさらに高めることができる。

さらに、図６（ａ）（ｂ）に示すように、リブ５ｅを、連結平面部５ｃよりも車体側に位置する部分の、外縁部を包括するＬ字型の形態のものとすることもできる。これによっても、連結平面部５ｃの剛性をさらに相対的に低下させることができるため、図６（ａ）（ｂ）の破線に示すように、前面ブラケット５の車両前後方向の圧縮変形をより容易ならしめることができる。
なお、この場合は、連結平面部５ｃのよりもインバータ側に位置する部分に設けるリブ５ｄを、図６（ａ）に示すように、リブ５ｅをＬ字状とし車幅方向に延びる部分を設けた分、当該リブ５ｅから離隔させて、右側の縁に設けることにより、前面ブラケット５の車両前後方向の圧縮変形を容易ならしめている。
なお、図６（ａ）は車両上方視を示し、図６（ｂ）は車両側方視を示す。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。

本発明のハイブリッド車のインバータの車体締結構造は、前面衝突に対してより高い安全性を得ることができるとともに、車両の信頼性を高めることができるものである。

本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の一実施形態を示す、略式平面図である。 本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の一実施形態を示す、略式平面図である。 本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の前面ブラケットの一実施形態を示す略式斜視図である。 本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の前面ブラケットの他の実施形態を示す略式図である。 本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の前面ブラケットのさらに他の実施形態を示す略式図である。 本発明に係るハイブリッド車のインバータの車体締結構造の前面ブラケットのさらに他の実施形態を示す略式図である。 従来のハイブリッド車のインバータの車体締結構造を示す略式平面図である。 従来のハイブリッド車のインバータの車体締結構造を示す略式平面図である。

符号の説明

１ インバータ
２ サイドメンバ
３ 底面ブラケット
４ ラジエタコアアッパーサポート
５ 前面ブラケット
６ トランスアクスル
７ 強電ハーネス
５１ インバータ
５２ サイドメンバ
５３ 底面ブラケット
５４ ラジエタコアアッパーサポート
５５ 前面ブラケット
５６ トランスアクスル
５７ 強電ハーネス

Claims (4)

1. フロントエンジンルームの車幅方向外側にインバータを配置し、当該インバータの底面を、車体のサイドメンバに底面ブラケットを介して締結するとともに、当該インバータの車幅方向外側端部を、車体側のラジエタコアアッパーサポートに前面ブラケットを介して締結し、当該前面ブラケットを車両上方視においてクランク形状としてなるハイブリッド車のインバータの車体締結構造。
2. 前記前面ブラケットの車体側取付部とインバータ側取付部とを車両上下方向に相互にずらせて段差を設けるとともに、当該前面ブラケットの車体側取付部とインバータ側取付部との間に車両前後方向に垂直な連結平面部を設けてなる請求項１に記載のハイブリッド車のインバータの車体締結構造。
   
3. 前記前面ブラケットの連結平面部よりもインバータ側に位置する部分に、車両前後方向の剛性を高めるリブを設けてなる請求項２に記載のハイブリッド車のインバータの車体締結構造。
4. 前記前面ブラケットの連結平面部よりも車体側に位置する部分に、車両前後方向の剛性を高めるリブを設けてなる請求項２もしくは３に記載のハイブリッド車のインバータの車体締結構造。

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