JP5929749B2

JP5929749B2 - 車載機器の搭載構造

Info

Publication number: JP5929749B2
Application number: JP2012287881A
Authority: JP
Inventors: 考弘山藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: JP2014129041A

Description

本発明は、電気自動車等に用いられるインバータ等の車載機器を車両に搭載するための車載機器の搭載構造に関する。

下記特許文献１に開示された構成では、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される高電圧ユニットとしてのインバータが一対のブラケットによって車両の骨格部材に連結される。一方のブラケットは長手方向が概ね車両前後方向に沿っており、その前端が車両の骨格部材に固定されて後端がインバータに固定される。これに対して他方のブラケットは、長手方向が概ね車幅方向に沿っており、その車幅方向外側端が車両の骨格部材に固定されて車幅方向内側端がインバータに固定される。このようにして、インバータは車両前後方向及び車幅方向に車両の骨格部材に繋げられる。

特開２００５−２６２８９４号の公報

ところで、車両前突時の衝突荷重が上記の骨格部材に付与されて骨格部材が変形しつつ、その一部が車両後方へ移動すると、長手方向が車両前後方向に沿ったブラケットがインバータを車両後方へ移動させようとする。インバータは長手方向が車幅方向に沿ったブラケットによっても骨格部材に繋がっている。このため、上記のようにインバータが車両後方へ移動しようとすると、ブラケットにおける車幅方向外側の端部（すなわち、骨格部材との固定部分）を中心とする回転モーメントが発生し、インバータが車両後方で且つ車幅方向外側へ回動しようとする。このように回動することで、インバータが、例えば、サスペンションタワーと骨格部材との間に位置することがある。

本発明は、上記事実を考慮して、インバータのような車載機器に対して車両前方からの荷重が付与された場合に、車載機器が車幅方向外側へ回動することを防止又は抑制できる車載機器の搭載構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る車載機器の搭載構造は、車両におけるラジエータサポートアッパの車両後方側且つラジエータサポートアッパサイドの車幅方向内側に設けられて車載機器が載置される載置部と、車両前後方向に延び、前端側が前記ラジエータサポートアッパに固定されると共に後端側が前記車載機器に固定されて、前記ラジエータサポートアッパと前記車載機器とを車両前後方向に繋ぐ第１ブラケットと、車幅方向に延び、車幅方向外側端が前記ラジエータサポートアッパサイドに固定されると共に車幅方向内側端が前記車載機器に固定されて、前記ラジエータサポートアッパサイドと前記車載機器とを車幅方向に繋ぐ第２ブラケットと、車両上面視で前記ラジエータサポートアッパサイドと前記車載機器との間に設けられると共に車両側面視で前記第２ブラケットに対向して設けられる当接部と、を備えている。

請求項１に記載の本発明に係る車載機器の搭載構造によれば、ラジエータサポートアッパの後方側で且つラジエータサポートアッパサイドの車幅方向内側に載置部が設定されて、この載置部上に車載機器が載置される。この車載機器には車両前後方向に延びる第１ブラケットの後端が固定されると共に車幅方向に延びる第２ブラケットの車幅方向内側端が固定される。第１ブラケットの前端は上記のラジエータサポートアッパに固定され、第２ブラケットの車幅方向外側端は上記のラジエータサポートアッパサイドに固定される。これによって、車載機器が車両前後方向及び車幅方向に車両のボデーに繋げられる。

車両前方からの荷重がラジエータサポートアッパに付与され、これによって、ラジエータサポートアッパが変形しつつ車両後方へ移動する。上記のようにラジエータサポートアッパには第１ブラケットを介して車載機器が連結されているため、ラジエータサポートアッパが変形しつつ車両後方へ移動すると、第１ブラケットが車載機器を車両後方へ移動させようとする。

一方で、車載機器は第２ブラケットによってラジエータサポートアッパサイドに繋げられている。このため、車載機器が車両後方へ移動しようとすると、第２ブラケットにおけるラジエータサポートアッパサイドの固定部分（すなわち、第２ブラケットの車幅方向外側端）を中心とする回転モーメントが発生する。これにより、車載機器は第２ブラケットと共に車両後方で且つ車幅方向外側へ回動しようとする。

ここで、車両上面視でラジエータサポートアッパサイドと車載機器との間には、当接部が設けられる。当接部は、車両側面視で前記第２ブラケットに対向して設けられる。上記のように第２ブラケットが回動すると、第２ブラケットが当接部に当接する。これにより、第２ブラケットの回動が規制され、車載機器が回動すること、すなわち、車載機器が車幅方向外側へ移動することが防止又は抑制される。このように、車載機器が車幅方向外側へ移動することが防止又は抑制されるため、車両において車載機器よりも車両後方側で且つ車幅方向外側に設けられた部分、例えば、サスペンションタワーと上記のラジエータサポートアッパとの間に車載機器が挟み込まれることを防止又は抑制できる。

なお、第２ブラケットの回動を規制することのみを考えた場合、当接部における第２ブラケットと対向する部分は、車両前後方向に対して略直角又は直角未満の角度で傾斜していることであることが好ましい。

請求項２に記載の本発明に係る車載機器の搭載構造は、請求項１に記載の本発明において、内側に電気部品を収納したリレーボックスに前記当接部を設定している。

請求項２に記載の本発明に係る車載機器の搭載構造によれば、当接部は内側に電気部品を収納したリレーボックスに設定される。このため、当接部のみの機能しか有さない特別な構成が不要である。このため、車載機器が配置されるエンジンルーム等の限られたスペースを有効に活用できる。

以上、説明したように、請求項１に記載の本発明に係る車載機器の搭載構造は、車載機器が回動すること、すなわち、車幅方向外側へ移動することを防止又は抑制でき、この結果、例えば、サスペンションタワーと上記のラジエータサポートアッパとの間に車載機器が挟み込まれることを防止又は抑制できる。

請求項２に記載の本発明に係る車載機器の搭載構造は、当接部のみの機能しか有さない特別な構成が不要で、車載機器が配置されるエンジンルーム等の限られたスペースを有効に活用できる。

本発明の一実施の形態に係る車載機器の搭載構造を適用した車両のエンジンルームを概略的に示す拡大斜視図である。本発明の一実施の形態に係る車載機器の搭載構造を適用した車両のエンジンルームを概略的に示す拡大平面図である。当接部の形状並びに当接部と第２ブラケットとの関係を示す概略的な拡大側面図である。車両前方からの荷重がラジエータサポートアッパに付与された状態を示す図２に対応する模式的な拡大平面図である。第２ブラケットが回動して当接部に当接した状態を示す４に対応する模式的な拡大平面図である。当接部の形状並びに当接部と第２ブラケットとの関係の変形例を示す図３に対応する概略的な拡大側面図である。

＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明に係る車載機器の搭載構造の一実施の形態を、車両のエンジンルーム１２内における車載機器としての高電圧ユニットの一態様であるインバータ１４の取り付けに適用した例が斜視図により示されており、図２には本発明に係る車載機器の搭載構造をインバータ１４に適用した例が平面図により示されている。なお、本実施の形態では、車載機器を高電圧ユニットの一態様であるインバータ１４としたが、本発明が適用される車載機器がインバータ１４に限定されるものではなく、また、高電圧ユニットに限定されるものでもない。

例えば、直流電圧変換器（ＤＣ−ＤＣコンバータ）のようなインバータ１４以外の高電圧ユニットを車載機器としてもよいし、高電圧ユニットではなく従来から上記のインバータ１４の搭載箇所に設けられるバッテリー（ハイブリッドカーや電気自動車用のバッテリーを含む）を車載機器としてもよい。

図１に示されるように、エンジンルーム１２内には載置部としてのキャリア１６が設けられている。キャリア１６、車両のボデー１８を構成する各種部材のうち、ボデー１８の骨格を構成する骨格部材やボデー１８を補強する補強部材の一態様であるラジエータサポートアッパ２０の後方で且つこのような骨格部材や補強部材の一態様であるサイドメンバ２２やラジエータサポートアッパサイド２４の車幅方向内側に設けられている。このキャリア１６は厚さ方向が概ね車両の上下方向に沿った平板状に形成されており、その一部がサイドメンバ２２等の骨格部材や補強部材に溶接等により一体的に固定されている。

なお、キャリア１６に関して補足すると、キャリア１６は、従来、「バッテリーキャリア」と称されて、車両に搭載されるバッテリーが載置されていた部位であるが、本実施の形態を適用した車両では、キャリア１６にはバッテリーが載置されずに上述した車載機器としての高電圧ユニットの一態様であるインバータ１４が載置される構成であるので、単にキャリア１６と称している（換言すれば、車載機器が上記のようにバッテリーであれば、キャリア１６は、「バッテリーキャリア」になる）。

このキャリア１６上に載置されたインバータ１４の側面の下端側には図示しない１又は複数の締結片がボルト等によって取り付けられている。この締結片はボルト等によってキャリア１６に固定される。

キャリア１６上に載置されたインバータ１４の上端部近傍にはコネクタ（図示省略）が設けられており、このコネクタには、電気的接続手段の一態様であるハーネス３２の一端が接続されている。このハーネス３２はインバータ１４の後方側を通過し、更にその他端は上記のキャリア１６の下側に設置された図示しないモータに接続されている。このモータの駆動軸は、車両の駆動輪に直接又は駆動力伝達手段を介して間接的に連結されている。

一方、インバータ１４は、車両に搭載された図示しないバッテリーに接続されており、バッテリーから供給された直流電流はインバータ１４によって交流電流に変換されてモータに供給され、これにより、モータが駆動して車両の駆動輪が回転するようになっている。すなわち、本実施の形態は、モータの駆動力で走行する所謂「電気自動車」や内燃機関（エンジン）から出力された駆動力とモータから出力された駆動力とを適宜に利用する「ハイブリッド自動車」に適用されていることになる。

一方、上記のインバータ１４の上側には第１ブラケット４２が設けられている。第１ブラケット４２は長手方向が概ね車両の前後方向に沿っており、その前端は軸方向が車両上下方向に沿ったボルト４４によってラジエータサポートアッパ２０に一体的に締結固定されている。これに対して、第１ブラケット４２の後端は、軸方向が車両上下方向に沿ったボルト４６によってインバータ１４の上端部に締結固定されており、上方からインバータ１４を押さえ付けている。このように、インバータ１４は第１ブラケット４２によって車両前後方向にボデー１８に結合されている。

また、インバータ１４の上側には第２ブラケット５２が設けられている。第２ブラケット５２は長手方向が概ね車幅方向に沿っている。第２ブラケット５２における車幅方向外側の端部は軸方向が車両上下方向に沿ったボルト５４によってラジエータサポートアッパサイド２４に一体的に締結固定されている。これに対して、第２ブラケット５２の車幅方向内側の端部は軸方向が車両上下方向に沿ったボルト５６によりインバータ１４の上端部に固定されている。このように、インバータ１４は第２ブラケット５２によって車幅方向にボデー１８に結合されている。

図２に示されるように、インバータ１４の後方にはエアクリーナ６２が設けられている。このエアクリーナ６２とサスペンションタワー６４との間には、例えば、インバータ１４を制御するための制御手段としてのＥＣＵ６６が設けられている（図１においては、エアクリーナ６２及びＥＣＵ６６に関して図示省略）。さらに、図１及び図２に示されるように、車両のエンジンルーム１２内には当接部材としてのリレーボックス７２が設けられている。

リレーボックス７２はサスペンションタワー６４の前方で且つインバータ１４及びエアクリーナ６２とラジエータサポートアッパサイド２４との間には設けられて、サイドメンバ２２やラジエータサポートアッパサイド２４等の骨格部材や補強部材に一体的に結合されている。リレーボックス７２は概ね箱形状に形成されており、その内側にはヒューズやリレー等の各種の電気部品が収容されている。

このリレーボックス７２には当接部としての規制壁７４が形成されており、図３に示されるように、車両後方側で上述した第２ブラケット５２の長手方向中間部とラップしている。なお、図３に示されるように、規制壁７４の壁面（前面）は車両前方に対する角度θが９０度よりも僅かに大きい程度とされているが、図６に示されるように、車両前方に対して規制壁７４の壁面が成す角度θは直角又は直角よりも小さい角度がよい。

リレーボックス７２は、この規制壁７４よりも後方側に蓋（図示省略）が設けられており、蓋を取り外すことによってリレーボックス７２内の電気部品の交換等が可能になっている。しかも、リレーボックス７２内において交換が可能な部品はリレーボックス７２内において規制壁７４よりも後方側（すなわち、蓋の近傍）に設けられる。これに対して、交換の必要が比較的少ない電気部品や、単なる交換が不能でリレーボックス７２そのものを取り替えなくてはならない電気部品はリレーボックス７２内における規制壁７４側に設けられる。

＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。

上述したように、図２を模式的に示す図４に示されるように、車両前突時のように車両前方からの荷重Ｆがラジエータサポートアッパ２０に付与されると、ラジエータサポートアッパ２０が荷重によって変形しつつ車両後方へ変位する。このラジエータサポートアッパ２０の変形及び変位によって第１ブラケット４２が車両後方へ移動すると、インバータ１４が車両後方へ移動しようとする。

上述したように、インバータ１４には第２ブラケット５２の車幅方向内側の端部が連結されており、この第２ブラケット５２の車幅方向外側の端部はラジエータサポートアッパサイド２４に連結されている。このため、インバータ１４が車両後方へ移動しようとすると、第２ブラケット５２の車幅方向外側の端部とラジエータサポートアッパサイド２４との連結部分を中心とする回転モーメントが発生し、インバータ１４は第２ブラケット５２の車幅方向外側の端部とラジエータサポートアッパサイド２４との連結部分を中心に、車両後方で且つ車幅方向外側へ回動しようとする。

このようにインバータ１４と共に第２ブラケット５２が回動すると、図５の模式図に示されるように、第２ブラケット５２の長手方向中間部がリレーボックス７２の規制壁７４に当接する。このように第２ブラケット５２が規制壁７４に当接することによって第２ブラケット５２の回動が抑制される。したがって、この状態で車両前方からの荷重Ｆを受けたラジエータサポートアッパ２０が、第１ブラケット４２を介してインバータ１４を車両後方へ移動させようとしても、インバータ１４は上記のように回動せずに車両後方へ移動する。

また、上記のように、第２ブラケット５２が規制壁７４に当接した状態では、インバータ１４は車両前後方向にサスペンションタワー６４と対向しないか、インバータ１４における車幅方向外側の端部近傍と、サスペンションタワー６４における車幅方向内側の一部分やＥＣＵ６６とが車両前後方向に対向する。このため、上記のように回動が抑制されてインバータ１４が車両後方に移動しても、インバータ１４がサスペンションタワー６４とラジエータサポートアッパ２０とに挟み込まれることがない。

また、仮に、インバータ１４が車両後方に移動することでインバータ１４における車幅方向外側の端部近傍がサスペンションタワー６４における車幅方向内側の一部分やＥＣＵ６６に接触しても、インバータ１４はサスペンションタワー６４やＥＣＵ６６から受ける反力によって車幅方向内側へ移動しようとする。このため、インバータ１４がサスペンションタワー６４とラジエータサポートアッパ２０とに挟み込まれることがない。

このように、本実施の形態では、車両前突時のような荷重Ｆでラジエータサポートアッパ２０が変形しつつ車両後方へ移動しても、インバータ１４がラジエータサポートアッパ２０とサスペンションタワー６４とに挟み込まれることを防止又は抑制できる。

また、上記のようなインバータ１４の回動を規制するための規制壁７４をリレーボックス７２の一部に設定したことによって、インバータ１４の回動を規制するためだけの特別な部品が不要である。このため、エンジンルーム１２内という限られたスペースを有効に活用できる。

しかも、本実施の形態では、第２ブラケット５２が当接する規制壁７４の壁面は、車両前方に対して成す角度θが直角に近い傾斜面である。このため、規制壁７４は第２ブラケット５２が当接した際に第２ブラケット５２からの荷重を効果的に受け止める。したがって、第２ブラケット５２が規制壁７４の壁面に沿って上方へ逃げることがないか、このように逃げることが少ない。これによって、第２ブラケット５２、ひいては、インバータ１４の回動を効果的に規制できる。

１４インバータ（車載機器）
１６キャリア（載置部）
２０ラジエータサポートアッパ
２４ラジエータサポートアッパサイド
４２第１ブラケット
５２第２ブラケット
７２リレーボックス
７４規制壁（当接部）

Claims

車両におけるラジエータサポートアッパの車両後方側且つラジエータサポートアッパサイドの車幅方向内側に設けられて車載機器が載置される載置部と、
車両前後方向に延び、前端側が前記ラジエータサポートアッパに固定されると共に後端側が前記車載機器に固定されて、前記ラジエータサポートアッパと前記車載機器とを車両前後方向に繋ぐ第１ブラケットと、
車幅方向に延び、車幅方向外側端が前記ラジエータサポートアッパサイドに固定されると共に車幅方向内側端が前記車載機器に固定されて、前記ラジエータサポートアッパサイドと前記車載機器とを車幅方向に繋ぐ第２ブラケットと、
車両上面視で前記ラジエータサポートアッパサイドと前記車載機器との間に設けられると共に車両側面視で前記第２ブラケットに対向して設けられる当接部と、
を備える車載機器の搭載構造。
内側に電気部品を収納したリレーボックスに前記当接部を設定した請求項１に記載の車載機器の搭載構造。