JP6463988B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、インバータが搭載されたハイブリッド車両に関する。

近年、エンジンとモータ双方の駆動力で走行するハイブリット車両が普及している。ハイブリット車両にはインバータが搭載されており、インバータによって、バッテリから出力される直流電力が交流電力に変換されモータに供給される。

インバータをエンジンルームやトランクルームの床下などに搭載する場合、走行用のモータを搭載しないエンジン車両の車体から大幅な設計変更が必要となりコストが高くなる。そこで、インバータを搭乗者が入る車室の床下に配置する構成が公開されている（例えば、特許文献１、２）。

特許第４０５０４５１号公報 特開２００３−１６９４０３号公報

上記のようにインバータを車室の床下に搭載した場合、インバータのカバー部材が接地してしまい、その衝撃がインバータに作用することを想定し、衝撃保護のための機構を設ける必要がある。しかし、厚い板金などで強度を増すのでは、重量やコストが増加してしまう。また、厚い板金などによってインバータを保護しても、衝撃の大きさによっては、インバータに大きな衝撃が伝搬してしまう可能性があることから、衝撃を緩和する機構の開発が希求されている。

そこで、本発明は、重量やコストの増加を抑えつつ、インバータに伝搬する衝撃を緩和して、インバータの耐衝撃性を向上させることができるハイブリッド車両を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のハイブリッド車両は、車体のうち、車室の床下に搭載され、床下に位置する車体と離隔する近距離部と、近距離部よりも、床下に位置する車体から遠い遠距離部と、を有するインバータと、インバータを支持して車体に固定するブラケットと、を備え、ブラケットは、車体に直接、または、他の部材を介して間接的に締結される締結部と、ブラケット外部から衝撃を受ける衝撃部と、締結部と衝撃部との間に形成され、締結部および衝撃部よりも剛性が低く、変形によって衝撃を吸収し、インバータのうち、近距離部側と、遠距離部側にそれぞれ配されるとともに、近距離部側に設けられたものは、遠距離部側に設けられたものよりも剛性が高いヒューズ部と、を有することを特徴とする。

インバータに対し車室と反対側に配され、インバータを衝撃から保護する接地プロテクタをさらに備え、衝撃部は、ブラケットのうち、接地プロテクタと当接または対向する部位であってもよい。

ヒューズ部は、締結部および衝撃部から連続して一体形成され、締結部および衝撃部よりも断面積が小さい部位であってもよい。

本発明によれば、重量やコストの増加を抑えつつ、インバータに伝搬する衝撃を緩和して、インバータの耐衝撃性を向上させることができる。

ハイブリッド車両の側面図である。 車体の車室の床下のうち、インバータが搭載された位置を路面側から見た図である。 インバータユニットの分解斜視図である。 支持部材を組み付けたインバータユニットの斜視図である。 支持部材の分解斜視図である。 ヒューズ部による衝撃吸収の一例を示す図である。 インバータユニットの変位の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、ハイブリッド車両１００の側面図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１００には、エンジン１０２、モータ１０４、および、バッテリ１０６が搭載される。エンジン１０２は、車体１００ａの前後方向（図１中、左右方向）の前方側に配され、エンジン１０２の後方にモータ１０４が配置される。バッテリ１０６は、車体１００ａの後方側に配される。

ここで、ハイブリッド車両１００には、バッテリ１０６の残量が十分な場合にエンジン１０２に優先してモータ１０４で走行するモータ走行モード、および、バッテリ１０６の残量が少ない場合にモータ１０４とエンジン１０２とを併用して走行するエンジン併用モードといった走行モードが準備されている。

例えば、ハイブリッド車両１００では、バッテリ１０６の残量に応じて走行モードが選択され、エンジン併用モードが選択された場合には、走行状態に応じてエンジン１０２とモータ１０４との駆動状態が切り換わり、エネルギー効率を高めるとともに、ＣＯ_２等の排気ガスを削減することが可能となる。

また、ハイブリッド車両１００にはインバータ１０８が搭載されている。インバータ１０８は、搭乗者が入る車室１００ｂの床下に配置され、車体１００ａの前後方向における、モータ１０４とバッテリ１０６との間に位置している。そして、インバータ１０８は、バッテリ１０６から直流電流を受け、その直流電流を交流電流に変換してモータ１０４へ供給する。

図２は、車体１００ａの車室１００ｂの床下のうち、インバータ１０８が搭載された位置を路面側から見た図である。インバータ１０８は、図２に示すアンダーカバー１１０およびリアカバー１１２によって覆われている。

上記のように、インバータ１０８は、車室１００ｂの床下に設置されることから、路面から小石が跳ねて衝突したり、水が浸入したりするおそれがある。アンダーカバー１１０およびリアカバー１１２は、インバータ１０８を保護するために設けられており、アンダーカバー１１０は路面側からインバータ１０８を覆い、リアカバー１１２は車体１００ａの前後方向の後方側からインバータ１０８を覆う。

図３は、インバータユニット１１４の分解斜視図である。インバータユニット１１４は、インバータ１０８と、カバー部材１１６（上部カバー１１８、下部カバー１２０、後面カバー１２２）とを含んで構成される。

インバータ１０８の本体１０８ａは、大凡直方体形状であって、カバー部材１１６は、このインバータ１０８の本体１０８ａの全面を覆うことで、インバータ１０８から生じるスイッチング音を遮蔽する。

カバー部材１１６は、上部カバー１１８、下部カバー１２０、後面カバー１２２で構成されている。上部カバー１１８および下部カバー１２０は、底面１１８ａ、１２０ａが矩形であって、底面１１８ａ、１２０ａのうち、車体１００ａの前後方向（図３中、両矢印で示す）の後方側を除く３辺から側壁１１８ｂ、１２０ｂが立設している。後面カバー１２２は、大凡平板形状となっている。

また、インバータ１０８の本体１０８ａに対し、上面１０８ｂを上部カバー１１８が覆い、底面１０８ｃを下部カバー１２０が覆い、車体１００ａの前後方向の後面１０８ｄを後面カバー１２２が覆っている。このとき、上部カバー１１８の側壁１１８ｂのフランジと、下部カバー１２０の側壁１２０ｂのフランジが当接し、本体１０８ａの両側面１０８ｅ、および、車体１００ａの前後方向の前面１０８ｆを被覆することとなる。

図４は、支持部材１２４を組み付けたインバータユニット１１４の斜視図である。図４に示すように、支持部材１２４は、前面ブラケット（ブラケット）１２６と、後面ブラケット（ブラケット）１２８と、ステー１３０と、接地プロテクタ１３２とを含んで構成される。

前面ブラケット１２６は、インバータユニット１１４に対して、車体１００ａの前後方向（図４中、両矢印ａで示す）の前側から当接する。後面ブラケット１２８は、インバータユニット１１４に対して、車体１００ａの前後方向の後側から当接する。ステー１３０は、インバータユニット１１４に対して、車体１００ａの車幅方向（図４中、両矢印ｂで示す）の側方に配置される。

接地プロテクタ１３２は、インバータユニット１１４に対して、車体１００ａと反対側（図４中、下側）に配置される。接地プロテクタ１３２は、インバータユニット１１４と上記のアンダーカバー１１０との間に位置しており、アンダーカバー１１０やカバー部材１１６よりも剛性が高い。接地プロテクタ１３２によってインバータ１０８が接地による衝撃から保護される。

図５は、支持部材１２４の分解斜視図である。図５に示すように、前面ブラケット１２６は、本体１２６ａと、底面１２６ｂと、突出部（締結部）１２６ｃ、１２６ｄとを有する。本体１２６ａは、インバータユニット１１４の前面（インバータ１０８の前面１０８ｄ）と大凡平行に延在する。底面１２６ｂは、本体１２６ａの下側から車体１００ａの前後方向（図５中、両矢印ａで示す）の後方向に屈曲して延在する。突出部１２６ｃ、１２６ｄは、本体１２６ａから車体１００ａの車幅方向（図５中、両矢印ｂで示す）の両端側それぞれに突出する。

そして、前面ブラケット１２６の本体１２６ａには、２つの締結ボルト１３４ａが、本体１２６ａのインバータユニット１１４と反対側の面から挿通され、インバータユニット１１４と前面ブラケット１２６とを締結する。

後面ブラケット１２８は、前面ブラケット１２６と同様、本体１２８ａと、底面１２８ｂと、突出部（締結部）１２８ｃ、１２８ｄとを有する。本体１２８ａは、インバータユニット１１４の後面（インバータ１０８の後面１０８ｄ）と大凡平行に延在する。底面１２８ｂは、本体１２８ａの下側から車体１００ａの前後方向の後方向に屈曲して延在する。突出部１２８ｃ、１２８ｄは、本体１２８ａから車幅方向の両端側それぞれに突出する。

そして、後面ブラケット１２８の本体１２８ａには、２つの締結ボルト１３４ａが、本体１２８ａのインバータユニット１１４と反対側の面から挿通され、インバータユニット１１４と後面ブラケット１２８とを締結する。

また、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８をインバータユニット１１４に取り付けた状態では、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｃ、１２６ｄおよび後面ブラケット１２８の突出部１２８ｃ、１２８ｄが、それぞれ、インバータユニット１１４よりも、車体１００ａの車幅方向の側方に突出している。

ステー１３０は、車体１００ａに直接、または、他の部材を介して車体１００ａに間接的に締結される部材であって、車体１００ａの前後方向に延在する本体１３０ａと、本体１３０ａのうち、車体１００ａの前後方向の両端それぞれから車体１００ａ側（図５中、上側）に屈曲する屈曲部１３０ｂとを有する。

ステー１３０の本体１３０ａは、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｃに対して車体１００ａと反対側（図５中、下側）から当接するとともに、後面ブラケット１２８の突出部１２８ｃに対して車体１００ａ側から当接する。そして、締結ボルト１３４ｂが、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｃ側（図５中、上側）から挿通されることで、ステー１３０と前面ブラケット１２６が締結される。同様に、締結ボルト１３４ｂが、後面ブラケット１２８の突出部１２８ｃ側（図５中、下側）から挿通されることで、ステー１３０と後面ブラケット１２８が締結される。こうして、前面ブラケット１２６、後面ブラケット１２８、ステー１３０が一体に固定されることとなる。

接地プロテクタ１３２は、前面ブラケット１２６の底面１２６ｂおよび後面ブラケット１２８の底面１２８ｂそれぞれに対して車体１００ａと反対側（図５中、下側）から当接する。そして、締結ボルト１３４ｃが、車体１００ａと反対側（図５中、下側）から挿通されることで、接地プロテクタ１３２と、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８が固定される。

ところで、路面の凹凸などによって車体１００ａの底が接地すると、上記のように、接地プロテクタ１３２には、接地による衝撃が作用する。このとき、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８には、接地プロテクタ１３２との当接する部位から衝撃が伝搬する。

ここでは、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８のうち、接地プロテクタ１３２と当接する部位を衝撃部１３６と称する。すなわち、衝撃部１３６は、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８のうち、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８の外部から衝撃を受ける部位である。

また、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｄ、および、後面ブラケット１２８の突出部１２８ｄは、締結ボルト１３４ｄによって、車体１００ａに直接、または、他の部材を介して車体１００ａに間接的に締結される。

さらに、上述したように、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｃ、および、後面ブラケット１２８の突出部１２８ｃは、それぞれ、ステー１３０に締結され、ステー１３０は車体１００ａ側に固定されている。

すなわち、前面ブラケット１２６は、突出部１２６ｃ、１２６ｄを介して車体１００ａ側に固定され、後面ブラケット１２８は、突出部１２８ｃ、１２８ｄを介して車体１００ａ側に固定されていることとなる。

そして、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８それぞれにおいて、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄと衝撃部１３６との間には、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅが形成されている。ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅは、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６から連続して一体形成され、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６よりも断面積が小さい（細い）部位である。

また、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅは、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６よりも剛性が低く、接地プロテクタ１３２側から接地による衝撃が作用すると、他より優先して変形することで衝撃を吸収する。

図６は、ヒューズ部１２６ｅによる衝撃吸収の一例を示す図であり、図５中、白抜き矢印側から見た図を示す。ただし、図６では、理解を容易とするため、接地プロテクタ１３２の一部のみを示すとともにステー１３０の図示を省略する。

図６（ａ）に示すように、接地プロテクタ１３２に対して衝撃が作用する前には、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｃ、１２６ｄは、本体１２６ａから大凡水平方向に延在している。例えば、図６（ａ）中、白抜き矢印で示すように、接地プロテクタ１３２に衝撃が作用したとする。そして、上述したように、前面ブラケット１２６の衝撃部１３６から、前面ブラケット１２６の本体１２６ａに衝撃が伝搬し始める。

このとき、前面ブラケット１２６の突出部１２６ｄが車体１００ａ側に固定されていることから、衝撃に伴って前面ブラケット１２６の内部に応力が発生する。しかし、ヒューズ部１２６ｅの剛性が低いため、図６（ｂ）に示すように、ヒューズ部１２６ｅが変形する。このヒューズ部１２６ｅの変形によって、衝撃が吸収されることから、仮に、インバータユニット１１４が車体１００ａに衝突しても、その衝撃が緩和されることとなる。

ここでは、前面ブラケット１２６のヒューズ部１２６ｅによる衝撃吸収について説明したが、後面ブラケット１２８のヒューズ部１２８ｅも、ヒューズ部１２６ｅと実質的に同一の作用効果を有することから、詳細な説明は省略する。

このように、本実施形態では、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅを設けることで、厚い板金などで強度を増す場合に比べて重量やコストの増加を抑えつつ、インバータ１０８の耐衝撃性を向上させることが可能となる。

図７は、インバータユニット１１４の変位の一例を示す図である。図７では、理解を容易とするため、車室１００ｂの床下に位置する車体１００ａの一部を簡略化した断面で示す。図７（ａ）に示すように、接地プロテクタ１３２に対して衝撃が作用する前、インバータユニット１１４は、水平方向に大凡平行な姿勢で配されている。

このとき、インバータユニット１１４と車体１００ａとの隙間Ｓａ、Ｓｂは、車体１００ａの前後方向の前方側（図７中、左側）の隙間Ｓａの方が、後方側（図７中、右側）の隙間Ｓｂよりも大きい（離隔距離が長い）。換言すれば、インバータユニット１１４（インバータ１０８）は、車室１００ｂの床下に位置する車体１００ａから離隔する近距離部１１４ａと、近距離部１１４ａよりも、車室１００ｂの床下に位置する車体１００ａから遠い（離隔距離が長い）遠距離部１１４ｂとを有している。

ここでは、インバータユニット１１４のうち、近距離部１１４ａが後面ブラケット１２８側に位置し、遠距離部１１４ｂが前面ブラケット１２６側に位置している。そのため、前面ブラケット１２６側の方が、後面ブラケット１２８側よりも、インバータユニット１１４が車体１００ａと衝突せずに移動（変位）できる空間が大きいこととなる。

そこで、後面ブラケット１２８の（小さい隙間Ｓｂ側の）ヒューズ部１２８ｅを、前面ブラケット１２６の（大きい隙間Ｓａ側の）ヒューズ部１２６ｅよりも、剛性を高く設計している。

その結果、接地プロテクタ１３２に衝撃が作用すると、先ず、ヒューズ部１２６ｅの方がヒューズ部１２８ｅよりも大きく変形し、図７（ｂ）に示すように、インバータユニット１１４のうち、車体１００ａの前後方向の前側の方が後側よりも変位が大きくなる。

このように、大きい隙間Ｓａ側のヒューズ部１２６ｅに大きな変形をさせて衝撃を吸収させるとともに、小さい隙間Ｓｂ側のヒューズ部１２８ｅは小さく変形させる。こうして、インバータユニット１１４と車体１００ａや車体１００ａに固定された他の部材との衝突を回避したり、衝突の勢いを抑えたりすることが可能となる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

例えば、上述した実施形態では、接地プロテクタ１３２を備え、衝撃部１３６は、前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８のうち、接地プロテクタ１３２と当接する部位である場合について説明した。しかし、接地プロテクタ１３２と前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８は当接している必要はなく、少なくとも対向していればよい。また、接地プロテクタ１３２は必須の構成ではなく、衝撃部１３６に、直接、または、接地プロテクタ１３２以外の部材から衝撃が伝搬してもよい。ただし、接地プロテクタ１３２を設けることで、インバータ１０８の耐衝撃性をさらに向上することが可能となる。

また、上述した実施形態では、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅは、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６から連続して一体形成され、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６よりも断面積が小さい部位である場合について説明した。しかし、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅを、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６と別体に形成して締結してもよいし、孔を開けるなどして剛性を下げてもよい。ただし、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅを、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６から連続して一体形成し、突出部１２６ｃ、１２６ｄ、１２８ｃ、１２８ｄおよび衝撃部１３６よりも断面積が小さい部位とすることで、製造コストを低減するとともに前面ブラケット１２６および後面ブラケット１２８の小型化が可能となる。

また、上述した実施形態では、インバータユニット１１４には、近距離部１１４ａと遠距離部１１４ｂがあって、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅが、インバータのうち、近距離部１１４ａ側と、遠距離部１１４ｂ側にそれぞれ配されるとともに、近距離部１１４ａ側に設けられたヒューズ部１２８ｅは、遠距離部１１４ｂ側に設けられたヒューズ部１２６ｅよりも、剛性が高い場合について説明した。しかし、インバータユニット１１４において、車室１００ｂの床下に位置する車体１００ａとの離隔距離が大凡一定であってもよいし、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅは１つのみ設けられてもよい。また、ヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅそれぞれの剛性が等しくてもよい。さらに、隙間Ｓａ、Ｓｂには、インバータユニット１１４よりも剛性の低い部材が配されてもよい。

また、例えば、インバータ１０８のうち、衝撃に弱い部品で構成されている側に近いヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅを、衝撃に強い部品で構成されている側に近いヒューズ部１２６ｅ、１２８ｅよりも、剛性を高く設計してもよい。こうすることで、仮にインバータユニット１１４が車体１００ａなどに衝突しても、インバータ１０８の故障の発生確率を低減することが可能となる。

本発明は、インバータが搭載されたハイブリッド車両に利用できる。

１００ ハイブリッド車両
１００ａ 車体
１００ｂ 車室
１０８ インバータ
１１４ インバータユニット（インバータ）
１１４ａ 近距離部
１１４ｂ 遠距離部
１２６ 前面ブラケット（ブラケット）
１２６ｃ、１２６ｄ 突出部（締結部）
１２６ｅ ヒューズ部
１２８ 後面ブラケット（ブラケット）
１２８ｃ、１２８ｄ 突出部（締結部）
１２８ｅ ヒューズ部
１３２ 接地プロテクタ
１３６ 衝撃部

Claims (3)

1. 車体のうち、車室の床下に搭載され、該床下に位置する該車体と離隔する近距離部と、該近距離部よりも、該床下に位置する該車体から遠い遠距離部と、を有するインバータと、
   前記インバータを支持して前記車体に固定するブラケットと、
   を備え、
   前記ブラケットは、
   前記車体に直接、または、他の部材を介して間接的に締結される締結部と、
   前記ブラケット外部から衝撃を受ける衝撃部と、
   前記締結部と前記衝撃部との間に形成され、該締結部および該衝撃部よりも剛性が低く、変形によって衝撃を吸収し、前記インバータのうち、前記近距離部側と、前記遠距離部側にそれぞれ配されるとともに、該近距離部側に設けられたものは、該遠距離部側に設けられたものよりも剛性が高いヒューズ部と、
   を有することを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記インバータに対し前記車室と反対側に配され、該インバータを衝撃から保護する接地プロテクタをさらに備え、
   前記衝撃部は、前記ブラケットのうち、前記接地プロテクタと当接または対向する部位であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記ヒューズ部は、前記締結部および前記衝撃部から連続して一体形成され、該締結部および該衝撃部よりも断面積が小さい部位であることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。

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