JP6232693B2

JP6232693B2 - 車両用電気部品の締結構造

Info

Publication number: JP6232693B2
Application number: JP2012222291A
Authority: JP
Inventors: 重成高橋; 雅哉印南; 行徳橘川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2032-10-04
Also published as: JP2014073757A

Description

本発明は、車両用電気部品の締結構造、とりわけ、車体側の部材に固定される電気部品に対して、他の部品を締結する構造に関する。

車両のフロントコンパートメントにおける車載電気部品の締結構造として、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。

この電気部品の締結構造は、車体側の載置台上に固定されるインバータの締結部に車両前方側が開放したスリットを設け、このスリットを通してインバータを載置台上にボルト締結することにより、前面衝突時の外部入力に対して、スリットがボルト軸部から抜け出てインバータの後方移動を可能としたものである。

特開２００９−９０８１８号公報

特許文献１の開示技術では、スリットの形成方向の設定により抜け方向が車両後方に特定されているため、衝突入力が車両前後方向と異なる方向、例えば、車両の斜め前方、あるいは車両の側方からの入力に対してはスリットがボルト軸部から抜け出ることはなく、インバータの締結部が載置台から離脱し得ない構造である。

そこで、本発明は電気部品と、それとは別の部品の相互を締結して車体に搭載する場合に、これら部品相互の締結部分にあらゆる方向から外部入力が作用した場合であっても、この外部入力により締結を解除可能として、部品相互の破損を回避することができる車両用電気部品の締結構造を提供するものである。

本発明の車両用電気部品の締結構造は、電気部品と、それとは別の部品の相互を締結して、車体側の部材に搭載固定するようにしている。

前記電気部品と前記別の部品のうち、何れか一方の部品は、その締結部に外部入力に対して変形可能な２つの突起片を隣設してある。

また、他方の部品は、その締結部に軸部材が挿通する開口を形成してある。

そして、前記開口に対して、前記２つの突起片間のスリットを照合して電気部品と、別の部品相互の締結部を重ね合わせ、これらスリットと開口に軸部材を通して、該軸部材により前記２つの突起片を前記開口の周囲に挟み込んで締結固定し、前記２つの突起片間のスリットの幅を、該突起片の先端側に向けて徐々に広がりをもって形成し、前記２つの突起片は、その挟み方向の外部入力に対しては板厚方向に曲げ変形し、前記軸部材と交差する方向の外部入力に対しては少なくとも一方の突起片が挟み込まれた状態で前記スリットが拡開する方向に曲げ変形が可能であることを主要な特徴としている。

本発明によれば、２つの突起片間のスリットは突起片の延出方向の入力に対しては軸部材から抜け易く、また、２つの突起片はその挟み方向の外部入力に対しては板厚方向に曲げ変形し、軸部材と交差する方向の外部入力に対しては少なくとも一方の突起片が挟み込まれた状態でスリットが拡開する方向に曲げ変形が可能である。２つの突起片間のスリットは、突起片の先端側に向けて徐々に広がりをもったスリット幅としてある。これにより、突起片の延出方向と平行な入力方向に対しては、軸部材から抜け易く、この延出方向と直交した軸部材とが直交して係合する入力方向に対しては、軸部材に対してスリットの側縁が抜け方向に滑り易くなって、突起片の変形または破断を誘起し易くなる。

この結果、電気部品と、別の部品との締結部分にあらゆる方向から外部入力が作用した場合でも、２つの突起片間のスリットと軸部材とが相互に離脱し、これら部品が締結部分で破損するのを回避することができる。

本発明の対象とする電気部品の搭載状態を示す車体前部の略示的平面説明図。本発明の一実施形態を示す車体斜め前方から見た斜視図。本発明の一実施形態を示す車体側方から見た側面図。電気部品相互の締結部を拡大して示す斜視図。図４の締結ボルトを外した状態を示す斜視図。２つの突起片を拡大して示す平面図。車両の前面衝突時における電気部品の挙動を説明する略示的側面図。車両の前面衝突時における電気部品の挙動を説明する略示的側面図。車両の前面衝突時における電気部品の挙動を説明する略示的側面図。２つの突起片の抜け挙動を説明する側面図。２つの突起片の延出方向を変えた変形例を（Ａ）〜（Ｃ）にて示す斜視図。

以下、本発明の一実施形態を電気部品として、高電圧部品であるインバータを、および別の部品として、電子制御ユニットとを例に採って図面と共に詳述する。

図１は、一例としてハイブリッド車や電気自動車におけるフロントコンパートメント（モータルーム）の左側前部を平面視して略示的に示しており、車両前後方向に延在するフロントサイドメンバ１の前端には、車幅方向に延在するバンパーレインフォース２をステイ３を介して結合している。

左右のフロントサイドメンバ１には、空調用コンデンサやラジエータコア等を搭載するためのサポートメンバ４を跨設してあり、このサポートメンバ４とフロントサイドメンバ１とでなす隅部において、該フロントサイドメンバ１上にマウントブラケット５を結合してある。

マウントブラケット５は車両中央側に向けてほぼ水平に張り出して配置してあり、該マウントブラケット５上に電気部品としてのインバータ１１と、それとは別の部品としての電子制御ユニット１４とを集合的に搭載している。

具体的には、高電圧部品であるインバータ１１をマウントブラケット５上に定置して締結固定してあり、インバータ１１よりも小型の電子制御ユニット１４を、該インバータ１１の上面に後述するように外部入力に対して離脱可能に締結固定した配置としている。

インバータ１１および電子制御ユニット１４は何れも筐体で保護されており、本実施形態では図２に示すように電子制御ユニット１４の筐体下面にブラケット２１を取付け、該ブラケット２１を介して電子制御ユニット１４をインバータ１１の筐体上面に外部入力に対して離脱可能に締結固定するようにしている。

ブラケット２１は、電子制御ユニット１４を載置するほぼ平坦な定置面２２の車幅方向両側に脚片２３を備え、該脚片２３の脚高で電子制御ユニット１４をインバータ１１の上
方に離間配置するようにしている。

脚片２３は、車幅方向両側で高さを異ならせると共に、車両前後方向で高さを異ならせて定置面２２を車幅方向外側が低く、かつ、車両後方側を高くした傾斜面として構成している。これにより、定置面２２上に取付けた電子制御ユニット１４が左下がりで、かつ、後ろ上がりとなる搭載姿勢の要求に応えられるようにしている（図３参照）。

脚片２３の下縁には、締結部としてのフランジ２４を側方に向けて曲折成形してあり、このフランジ２４に外部入力に対して変形可能な２つの突起片２５を隣設してある。

一対の突起片２５は、それらの間のスリット２６が後述する軸部材として固定用の座付きボルト３０が挿通可能な幅となる離間間隔で延設してある。

このスリット２６は、図６に示すように隣接する突起片２５の内側延を所要の開き角度δで傾斜して形成して、これらの突起片２５，２５の間で突起片２５の先端側に向けて徐々に広がりをもったスリット幅として形成してある。

一方、インバータ１１の筐体上面には、図４，図５にも示すように、前記各一対の突起片２５に対応した位置に、締結部としてのボス部１２を突設してあり、該ボス部１２の頂面に開口としてのねじ孔１３を形成してある。

そして、このねじ孔１３に対して、各一対の突起片２５，２５間のスリット２６を照合し、これらスリット２６とねじ孔１３に軸部材としての座付きボルト３０を挿入，螺合して、該座付きボルト３０により２つの突起片２５，２５をボス部１２上でねじ孔１３の周囲に挟み込んで締結固定している。

図２に示す例では、車幅方向内側（車両中央側）の脚片２３のフランジ２４は、該脚片２３の前後方向に沿って一連に形成してその前，後部に各一対の突起片２５を形成する一方、車幅方向外側の脚片２３のフランジ２４は、該脚片２３の前部に形成して、ここに一対の突起片２５を形成してある。

即ち、本実施形態では各一対の突起片２５と、インバータ１１側のボス部１２とにより、ブラケット２１を車幅方向外側の前部１点と、車幅方向内側の前，後部２点の合計３点で締結固定するようにしている。

上述のブラケット２１の定置面２２には、その後縁に電子制御ユニット１４よりも車両後方に突出する突き当てアーム２７を延設してあると共に、該定置面２２の車幅方向外側の側縁後部に電子制御ユニット１４よりも車幅方向外側に突出する突き当てアーム２８を延設してある。

また、上述の電子制御ユニット１４は平面矩形状に形成してあり、その筐体底面の前，後縁には締結用のフランジ片１５を一段低く有段成形して前後方向に延設してある。

そして、これらフランジ片１５をブラケット２１の定置面２２上に重合して、該定置面２２に突設したスタッドボルト１８と、ナット１９とにより締結固定している。

後側のフランジ片１５の左右両側部にはボルト挿通孔１６を形成してある一方、前側のフランジ片１５の左右両側部にはボルト挿通スリット１７を形成してある。

このボルト挿通スリット１７は、その側方に外部入力に対して変形可能な突起片１７ａ
が形成されるように、極力フランジ片１５の側縁近傍に設けてある。このボルト挿通スリット１７と突起片１７ａは、上述のブラケット２１の脚片２３における一対の突起片２５，２５と、それらの間のスリット２６との関係となる構造とすることもできる。

一方、上述の定置面２２上のスタッドボルト１８は、前，後フランジ片１５の対角位置に設定して、後側のフランジ片１５の左右何れか一方のボルト挿通孔１６と、これと対角位置となる前側のフランジ片１５の左右何れか一方のボルト挿通スリット１７に対応した位置で締結固定するようにしている。

即ち、本実施形態ではインバータ１１と電子制御ユニット１４との集合モジュールを、フロントコンパートメントの前部左側に搭載する仕様としてあるので、定置面２２の前側のスタッドボルト１８を、前側のフランジ片１５の左側のボルト挿通スリット１７に対応する位置に、および後側のスタッドボルト１８を、後側のフランジ片１５の右側のボルト挿通孔１６に対応する位置に設定してある。右側搭載仕様では、これらスタッドボルト１８と、ボルト挿通孔１６およびボルト挿通スリット１７とは、上述と逆の配置関係となる。

図２，図３に示す例では、上述のボルト挿通孔１６とボルト挿通スリット１７を、それぞれ前，後フランジ片１５の左右両側部に形成して、電子制御ユニット１４を左側搭載仕様と右側搭載仕様とに共用可能としているが、専用とする場合は、これらボルト挿通孔１６とボルト挿通スリット１７を対角位置に１つ設定すればよい。

以上の構成からなる本実施形態によれば、２つの突起片２５，２５間のスリット２６は突起片２５の延出方向の外部入力に対しては座付きボルト３０の軸部から抜け易い。また、２つの突起片２５，２５はその挟み方向の外部入力に対しては板厚方向に曲げ変形し、座付きボルト３０の軸部と交差する方向の外部入力に対しては少なくとも一方の突起片２５が挟み込まれた状態でスリット２６が拡開する方向に曲げ変形が可能である。

図７〜図９は、車両の前面衝突時におけるインバータ１１と電子制御ユニット１４の挙動を示している。

車両の前面衝突により、図１に示すフロントコンパートメント前部の車体強度メンバ１〜４が変形して後退移動すると、フロントサイドメンバ１上に結合したマウントブラケット５も一体に後退移動する。

これに伴って、インバータ１１と電子制御ユニット１４が結合状態のまま図７の矢印ａ１に示すように、マウントブラケット５と一体に後退移動する。

この後退移動の過程で、図８に示すようにブラケット２１の後方に張り出した突き当てアーム２７が車体側部材Ｂに突き当ると、インバータ１１と電子制御ユニット１４との締結部分に車両前後方向に衝突入力が作用する。

この締結部分では、上述のように座付きボルト３０によりボス部１２上に挟み込まれた２つの突起片２５，２５に、該座付きボルト３０の軸部と交差する方向に衝突入力が作用する。

このとき、２つの突起片２５，２５の少なくとも後側の突起片２５がボルト軸部により、上述の挟み込まれた状態でスリット２６が拡開する車両後方に曲げ変形して、ボルト軸部からスリット２６が抜け出る。

これにより、図９に示すようにブラケット２１が電子制御ユニット１４と共にインバータ１１の上面から離脱し、電子制御ユニット１４が車体側部材Ｂにより後退方向の動きが拘束されたまま、インバータ１１の矢印ａ２方向の後退移動が許容される。

この結果、高電圧部品であるインバータ１１の筐体上面が、ブラケット２１の締結部分で破損するのが回避され、同様に電子制御ユニット１４の筐体が破損するのを回避することができる。

このため、インバータ１１の筐体を必要以上に剛体構造としなくても済むので、インバータ１１の軽量化を図ることができる。

車両の斜め前方衝突、あるいは側面衝突により、フードリッジメンバ等の車体側面部材が変形した場合、上述のブラケット２１の車幅方向外側に張り出した突き当てアーム２８にこの車体側面部材が干渉して、インバータ１１と電子制御ユニット１４との締結部分が車幅方向に衝突入力が作用する。

この締結部分では、ブラケット２１の車幅方向外側の脚片２３側において、上述のように突き当てアーム２８によりボス部１２上に挟み込まれた２つの突起片２５，２５間のスリット２６が、ボルト軸部から抜ける方向に衝突入力が作用する。

これにより、スリット２６がボルト軸部から抜け出て、図１０の鎖線２１Ａで示すようにブラケットの脚片２３Ａの一方がインバータ１１の上面から離脱すると共に、車両中央側では他方の脚片２３Ａが締結状態のまま車幅方向に座屈変形して、インバータ１１に対する電子制御ユニット１４の車幅方向の相対移動が許容される。

これにより、インバータ１１と電子制御ユニット１４との締結部分で相互に破損するのを回避することができる。

また、車両の前面衝突時等に、ブラケット２１の前端部分に上向きに衝突入力が作用した場合には、座付きボルト３０によりボス部１２上に挟み込まれた２つの突起片２５，２５が板厚方向に曲げ変形してスリット２６がボルト軸部から抜け出る。

これにより、図１０の鎖線２１Ｂで示すようにブラケットの左右の脚片２３Ｂがインバータ１１の上面から離脱し、インバータ１１と電子制御ユニット１４との締結部分で相互に破損するのを回避することができる。

この場合、ブラケット２１の定置面２２に、突き当てアーム２７，２８と同様の突き当てアームを車両前方に向けて張り出して設ければ、上述のブラケット２１の離脱入力を容易に取り込むことができる。

このように、本実施形態の構成によれば、インバータ１１と電子制御ユニット１４との締結部分にあらゆる方向から衝突入力（外部入力）が作用した場合でも、２つの突起片２５，２５間のスリット２６と固定用の座付きボルト３０とが相互に離脱し、締結部分で部品相互が破損するのを回避することが可能となる。

また、本実施形態の構造では、車両の側面衝突時に電子制御ユニット１４に衝突入力が直接車幅方向内側に向けて作用した場合、前側のフランジ片１５の突起片１７ａがボルト挿通スリット１７が拡開する方向に変形する。

これにより、ボルト挿通スリット１７がスタッドボルト１８から離脱し、電子制御ユニ
ット１４が後側のフランジ片１５を締結したスタッドボルト１８を中心にブラケット２１上を車幅方向内側に回動して緩衝機能し、自体の破損を回避することができる。

ここで、ブラケット２１の突起片２５は、インバータ１１に対する電子制御ユニット１４の装着形態に応じて、例えば、図１１の（Ａ），（Ｃ）に示すように突起片２５の延出方向を上下方向に、または、図１１の（Ｂ）に示すように斜め上下方向に、あるいは図示は省略したが前後方向に設定して、あらゆる方向の外部入力にも対応させることが可能である。

また、本実施形態では上述のように電子制御ユニット１４に付設したブラケット２１を介してインバータ１１の上面に締結する構造とし、このブラケット２１の脚片２３により電子制御装置１４をインバータ１１の上面から離間配置してある。

これにより、車両衝突時における電子制御ユニット１４の慣性力や、衝突入力で脚片２３の倒れ変形（座屈変形）、あるいは突起片２５の板厚方向の曲げ変形を誘起し易く、前述の座付きボルト３０からの離脱作用を有利に行わせることができる。

また、２つの突起片２５，２５間のスリット２６は、突起片２５の先端側に向けて徐々に広がりをもったスリット幅としてある。これにより、突起片２５の延出方向と平行な入力方向に対しては、ボルト軸部から抜け易く、この延出方向と直交したボルト軸部とが直交して係合する入力方向に対しては、ボルト軸部に対してスリット２６の側縁が抜け方向に滑り易くなって、突起片２５の変形または破断を誘起し易くなる。

更に、本実施形態では、２つの突起片２５を車両前後方向に対して交差する方向に延出してあるので、衝突傾向性の多い車両の前面衝突時におけるインバータ１１および電子制御ユニット１４の保護対策として有効である。

また、このように、高電圧部品であるインバータ１１と、電子制御ユニット１４との締結部に上述の対衝突離脱機能を付与してあるので、これら重要な電気保安部品の保護対策を有利に行える。

そして、複数の電気部品を、あるいは電気部品とそれとは別の部品を相互に締結して、これらを集約して搭載できるため、限られた搭載スペースを有効に活用できると共に、それぞれの専用取付部品を低減できて設計上およびコスト上有利に得ることができる。

なお、前記実施形態では電子制御ユニット１４をブラケット２１を介してインバータ１１の上面に締結する例を示したが、ブラケット２１を用いずに電子制御ユニット１４に突起片とスリット構造を設定して、インバータ１１に直接締結することも可能である。

また、電気部品としてインバータ１１を例示したが他の電気部品であってもよく、また、別の部品としては前期電子制御ユニット１４以外の電気部品または他のモータルーム内搭載部品であってもよい。

更に、前記実施形態におけるインバータ１１と、マウントブラケット５等の車体側の部材との締結部分に本発明の締結構造を適用することも可能である。

また、本発明は前記実施形態の他、各種の電気部品と、それとは別の部品との相互締結に有効で、その締結方向も上下方向に限らず、車両前後方向，車幅方向とすることも可能である。

また、開口１３と２つの突起片２５との関係を前述とは逆の構成に、即ち、開口１３を別の部品１４側に、および２つの突起片２５とをそれらの間のスリット２６を電気部品１１側に設けるようにすることもできる。

１…フロントサイドメンバ（車体側の部材）
５…マウントブラケット（車体側の部材）
１１…インバータ（電気部品）
１２…ボス部（締結部）
１３…ねじ孔（開口）
１４…電子制御ユニット（別の部品）
２１…ブラケット
２３…脚片
２４…フランジ（締結部）
２５…突起片
２６…スリット
３０…座付きボルト（軸部材）

Claims

電気部品と、それとは別の部品の相互を締結して、車体側の部材に搭載固定する構造であって、
前記電気部品と前記別の部品のうち、何れか一方の部品は、その締結部に外部入力に対して変形可能な２つの突起片を隣設してある一方、
他方の部品は、その締結部に開口を形成してあり、
前記開口に対して、前記２つの突起片間のスリットを照合し、これらスリットと開口に軸部材を通して、該軸部材により前記２つの突起片を前記開口の周囲に挟み込んで締結固定し、
前記２つの突起片間のスリットの幅を、該突起片の先端側に向けて徐々に広がりをもって形成し、
前記２つの突起片は、その挟み方向の外部入力に対しては板厚方向に曲げ変形し、前記軸部材と交差する方向の外部入力に対しては少なくとも一方の突起片が挟み込まれた状態で前記スリットが拡開する方向に曲げ変形が可能である
ことを特徴とする車両用電気部品の締結構造。
前記突起片の延出方向を、前記外部入力の入力方向に応じて車両前後方向、または車幅方向、あるいは上下方向に設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両用電機部品の締結構造。
前記一方の部品の締結部が、該一方の部品に取付けたブラケットに設けられ、該ブラケットは一方の部品を前記他方の部品から離間配置するための脚片を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電気部品の締結構造。
前記２つの突起片を、車両前後方向に対して交差する方向に延出したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の車両用電気部品の締結構造。
前記他方の部品が、車体強度メンバに固定した高電圧部品であるインバータであって、前記一方の部品がこのインバータの筐体に締結した電子制御ユニットであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の車両用電気部品の締結構造。