JP6649753B2

JP6649753B2 - 車両

Info

Publication number: JP6649753B2
Application number: JP2015226919A
Authority: JP
Inventors: 慶門元; 小林　信昭; 信昭小林
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2035-11-19
Also published as: JP2017094804A

Description

本発明は、インバータが搭載された車両に関する。

エンジンとモータ双方の駆動力で走行するハイブリッド車両などの車両では、車室の床下にインバータが搭載される場合がある。インバータなどは稼働時に発熱することから、インバータを収容したケーシングの内部の空気は膨張する。そして、例えば、冠水路を走行する場合に、ケーシングが水で急速に冷やされ、内部の空気が収縮して負圧となることがある。そこで、ケーシングに換気ホースの一端を取り付け、換気ホースの他端を車室内まで配設させる構成が公開されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１１６２５６号公報

上記の特許文献１のように、車室内まで換気ホースを配設する場合、車室までに複数の部材を回避する必要があり、取り付け作業が困難なばかりか、換気ホースが長くなって部品コストが高くなってしまう。

そこで、本発明は、インバータのケーシングの圧力維持を、簡易かつ低コストに実現することができる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、本発明の車両は、車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、インバータを収容するケーシングと、内部に中空部が形成された本体を有し、本体に、ケーシングの内部と連通する連通孔、および、車室外に開口する開口部が形成された中空部材と、を備え、中空部材の本体は、連通孔が形成された壁部から、壁部より鉛直下側に向かって、中空部が延在するように形成されることを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の他の車両は、車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、インバータを収容するケーシングと、内部に中空部が形成された本体を有し、本体に、ケーシングの内部と連通する連通孔が形成された中空部材と、を備え、中空部材の本体は、中空部の容積を可変とする変形部を有することを特徴とする。
中空部材の本体は、該本体の外部に開口する開口部を備え、変形部は、本体のうち連通孔と開口部との間に配され、本体の延在方向に移動または変形可能であってもよい。

中空部材は、ケーシングを車体に固定するステーであってもよい。
上記課題を解決するために、本発明の他の車両は、車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、インバータを収容するケーシングと、ケーシングを車体に固定するステーであって、内部に中空部が形成された本体を有し、該本体に、ケーシングの内部と連通する連通孔、および、該本体の外部に開口する開口部が形成された中空部材と、を備え、中空部材の本体は、連通孔が形成された壁部から、該壁部より鉛直下側に向かって、中空部が延在するように形成される。
上記課題を解決するために、本発明の他の車両は、車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、インバータを収容するケーシングと、内部に中空部が形成された本体を有し、該本体に、ケーシングの内部と連通する連通孔、および、該本体の外部に開口し、連通孔よりも鉛直下側に位置する開口部が形成された中空部材と、を備え、中空部材の本体は、連通孔が形成された壁部から、該壁部より鉛直下側に向かって、中空部が延在するように形成される。

本発明によれば、インバータのケーシングの圧力維持を、簡易かつ低コストに実現することができる。

車両の側面図である。ＰＣＵの斜視図である。ステーとケーシングの連通部分を説明するための説明図である。ステーの中空部への水の浸入を説明するための説明図である。変形例を説明するための説明図である。

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、車両１００の側面図である。ここでは、車両１００として、エンジン１０２とモータ１０４を駆動源とするハイブリッド車両を例に挙げて説明する。図１に示すように、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、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、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、車両１００にはＰＣＵ（パワーコントロールユニット）１０８が搭載されている。ＰＣＵ１０８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（図１中、左右方向）における、モータ１０４とバッテリ１０６との間に位置している。ＰＣＵ１０８のケーシング１０８ａ内部には、昇圧器１１０およびインバータ１１２が搭載されている。昇圧器１１０は、バッテリ１０６からの直流電力を昇圧し、インバータ１１２は、その直流電力を交流電力に変換してモータ１０４へ供給する。

図２は、ＰＣＵ１０８の斜視図である。図２に示すように、ＰＣＵ１０８は、ケーシング１０８ａから外部に突出する接続端子１０８ｂを有しており、接続端子１０８ｂが不図示のケーブルを介してバッテリ１０６と電気的に接続される。また、ＰＣＵ１０８のケーシング１０８ａには、車体１００ａの前後方向（図２中、両矢印ａで示す）から２つのブラケット１２０、１２２に挟まれている。

ブラケット１２０、１２２の本体１２０ａ、１２２ａは、ボルト１２４によってケーシング１０８ａに締結される。また、ブラケット１２０は、車体１００ａの車幅方向（図２中、両矢印ｂで示す）に突出する突出部１２０ｂにボルト孔１２０ｃが形成されており、ボルト孔１２０ｃに挿通される不図示のボルトによって車体１００ａに固定される。

また、ブラケット１２０は、車体１００ａに固定された他の部材に固定されてもよい。以下、車体１００ａに固定されると表現した場合、他の部材を介して車体１００ａに固定される場合も含むものとする。ここでは、図示を省略するが、ブラケット１２２もブラケット１２０と同様の構成で車体１００ａに固定される。

ブラケット１２０の本体１２０ａには、車体１００ａに固定される突出部１２０ｂと反対側に突出する突出部１２０ｄが設けられる。同様に、ブラケット１２２の本体１２２ａには、ブラケット１２０の突出部１２０ｄと同じ側に突出する突出部１２２ｂが設けられる。これらの突出部１２０ｄ、１２２ｂには、ボルト１２６によってステー（中空部材）１２８が締結されている。

ステー１２８の本体１２８ａは、車体１００ａの前後方向に延在するとともに、ブラケット１２０側の端部１２８ｂからブラケット１２２側の端部１２８ｃに向かって鉛直下側に徐々に位置（高さ）が低くなるように配置されている。ステー１２８の本体１２８ａのうち、車体１００ａの前後方向の両端部１２８ｂ、１２８ｃに不図示のボルトが締結されることで、車体１００ａのサイドフレームをつなぐクロスメンバに固定される。このように、ステー１２８は、ケーシング１０８ａを車体１００ａに固定する部材である。

図３は、ステー１２８とケーシング１０８ａの連通部分を説明するための説明図であり、理解を容易とするため、ステー１２８およびケーシング１０８ａを簡略化して示す。また、ステー１２８については、車体１００ａの前後方向に平行な鉛直面で切断した斜視図を示す。

図３に示すように、ステー１２８の本体１２８ａは、内部に端部１２８ｂから端部１２８ｃまで中空部１２８ｄが形成された管で構成される。本体１２８ａのうち、鉛直上側の端部１２８ｂの壁部１２８ｅには、本体１２８ａの外部から内部まで貫通する連通孔１２８ｆが設けられており、ホース１３０の一端が連通孔１２８ｆに接続されている。また、ケーシング１０８ａには、ケーシング１０８ａの外部から内部まで貫通するケーシング孔１０８ｃが設けられており、ケーシング孔１０８ｃにホース１３０の他端が接続されている。

このように、ステー１２８の本体１２８ａの中空部１２８ｄは、連通孔１２８ｆ、ホース１３０、および、ケーシング孔１０８ｃを介して、ケーシング１０８ａの内部と連通している。

また、本体１２８ａのうち、鉛直下側の端部１２８ｃには開口部１２８ｇが形成されている。開口部１２８ｇは、本体１２８ａの外部に（ここでは、鉛直下方に）開口している。中空部１２８ｄには、（後述するように車両１００が冠水路にないとき）開口部１２８ｇから外気が流出および流入する。

一方、本体１２８ａ部のうち、鉛直上側の端部１２８ｂにも開口が形成されているものの、端部１２８ｂ側の開口は車体１００ａに取り付けるときに他の部材１３２によって閉塞される。

上記のように、端部１２８ｂから端部１２８ｃに向かって鉛直下側に徐々に位置（高さ）が低くなるように配置されている（高さが漸減している）。すなわち、ステー１２８の本体１２８ａは、連通孔１２８ｆが形成された壁部１２８ｅから、壁部１２８ｅより鉛直下側に向かって、中空部１２８ｄが延在するように形成されている。そして、開口部１２８ｇは、連通孔１２８ｆよりも鉛直下側に配される。

ケーシング１０８ａ（ＰＣＵ１０８）は、図１に示すように、車室１００ｂの床下に配置されることから、車両１００が冠水路を走行しているとき、図３に示すように、ケーシング１０８ａの一部が水に漬かる場合がある。このとき、ステー１２８の本体１２８ａの開口部１２８ｇも水に漬かる。

図４は、ステー１２８の中空部１２８ｄへの水の浸入を説明するための説明図である。冠水路を走行中、水位が図４（ａ）に一点鎖線で示す位置まで上昇しているとする。この場合、ステー１２８の本体１２８ａの開口部１２８ｇは水に漬かっているが、中空部１２８ｄに貯留された空気が本体１２８ａの外部に排出される経路がなく、水の比重より空気の比重が小さく軽いことから、中空部１２８ｄには水がほとんど浸入しない。

また、ケーシング１０８ａの内部の空気は、昇圧器１１０やインバータ１１２の稼働に伴う熱によって温められて常温時よりも膨張している。膨張するときは徐々に昇温されることから、少量ずつ膨張した空気がケーシング１０８ａの外部に漏れ出ることで、ケーシング１０８ａ内部の圧力上昇は抑えられる。しかし、この状態で車両１００が冠水路を走行し、ケーシング１０８ａが冠水路の水によって急速に冷却されると、ケーシング１０８ａの内部の空気が冷えて急速に収縮し、ケーシング１０８ａの内部が負圧となってしまう。

本実施形態では、ケーシング１０８ａの内部とステー１２８の内部が連通していることから、ステー１２８の内部の空気がケーシング１０８ａの内部に流入する（呼吸する）ことで、ケーシング１０８ａの内部の圧力減少が抑制される。

このとき、ステー１２８の内部の圧力が減少してしまうと、ステー１２８の内部からケーシング１０８ａの内部へ空気が流れなくなってしまう。そこで、ステー１２８の内部と車室１００ｂなどを連通させて、ステー１２８の内部に空気を流入させて圧力低下を回避することが考えられるが、連通させるためのホースを配設するにあたり、車室１００ｂまでに複数の部材を回避する必要があり、取り付け作業が困難なばかりか、ホースが長くなって部品コストが高くなってしまう。

本実施形態では、ステー１２８の内部を車室１００ｂに連通させる代わりに、ステー１２８に開口部１２８ｇを形成している。図４（ｂ）に示すように、ステー１２８の内部からケーシング１０８ａの内部に空気が移動すると（図４（ｂ）中、矢印で示す）、ステー１２８の内部の空気が減少した分、開口部１２８ｇから水が流入する（図４（ｂ）中、白抜き矢印で示す）。その結果、ステー１２８の内部の圧力減少が抑えられ、ケーシング１０８ａの内部の圧力も大凡大気圧に維持される。こうして、ケーシング１０８ａの内部の圧力維持を簡易かつ低コストに実現することが可能となる。

図５は、変形例を説明するための説明図である。上述した実施形態では、ステー１２８の本体１２８ａは、連通孔１２８ｆが形成された壁部１２８ｅから、壁部１２８ｅより鉛直下側に向かって延在する場合について説明した。一方、変形例においては、図５（ａ）に示すように、ステー２２８の本体２２８ａは、連通孔２２８ｆが形成された壁部２２８ｅ（端部２２８ｂ）から、端部２２８ｃまで大凡水平に延在する。そして、端部２２８ｃに形成された開口部２２８ｇは、水平方向に開口する。

本体２２８ａの中空部２２８ｄには、ピストン（変形部）２３０が収容されている。ピストン２３０は、開口部２２８ｇを閉塞するとともに、本体２２８ａの内壁面を水平方向（本体２２８ａの延在方向）に摺動可能となっている。

ここでは、中空部２２８ｄを、端部２２８ｂから、ピストン２３０より、図５中、左側までと定義する。また、変形例の開口部２２８ｇは、ピストン２３０より、図５中、右側に形成されており、中空部２２８ｄと連通していない。

そして、ピストン２３０は、本体２２８ａの内壁面を摺動することで、中空部２２８ｄの容積を可変としている。そのため、上述した実施形態と同様、ステー２２８の内部からケーシング１０８ａの内部に空気が移動すると、ステー２２８の内部の空気が減少した分、ピストン２３０が図５中、左側に摺動する（図５（ｂ））。

その結果、ステー２２８の内部の圧力減少が抑えられ、ケーシング１０８ａの内部の圧力も大凡大気圧に維持されるため、ケーシング１０８ａの内部の圧力維持を簡易かつ低コストに実現することが可能となる。また、上述した実施形態のように、ステー１２８の本体１２８ａを壁部１２８ｅから鉛直下側に延在させる形状に限定されないため、本体２２８ａの形状の設計自由度を向上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、開口部１２８ｇは、連通孔１２８ｆよりも鉛直下側に位置する場合について説明したが、開口部１２８ｇは、連通孔１２８ｆと同じ高さか、連通孔１２８ｆよりも鉛直上側にあってもよい。ただし、開口部１２８ｇが、連通孔１２８ｆよりも鉛直下側に位置する場合、開口部１２８ｇから流入した水が連通孔１２８ｆに到達し難く、ケーシング１０８ａの内部への水の浸入を抑制することが可能となる。

また、上述した実施形態および変形例では、ステー１２８、２２８が中空部材である場合について説明したが、中空部材はステー１２８、２２８に限らず、他の部材であってもよい。ただし、ステー１２８、２２８を中空部材とすることで、他の部材を設ける場合に比べて部品コストを低減できるばかりか、占有体積を抑制しつつ、中実構造に比べてステー１２８、２２８の単位重量当たりの強度を向上することが可能となる。

また、上述した実施形態では、ステー１２８は、本体１２８ａの端部１２８ｂから端部１２８ｃに向かって高さが漸減している場合について説明した。しかし、ステー１２８は、本体１２８ａの端部１２８ｂから端部１２８ｃに向かって高さが増減してもよい。この場合、ステー１２８の中空部１２８ｄ容積を大きく確保できる。一方、ステー１２８が、本体１２８ａの端部１２８ｂから端部１２８ｃに向かって高さが漸減する場合、冠水路の走行後、内部に浸入した水が重力に従って効率的に排出される。

また、上述した変形例では、変形部がピストン２３０で構成される場合について説明したが、変形部はピストン２３０に限らない。例えば、ステー２２８の本体２２８ａの一部、または、全部が、薄膜のゴムなどによる弾性構造を有しており、ステー２２８の内部の空気がケーシング１０８ａの内部に流れると、ステー２２８の本体２２８ａの弾性構造部分が弾性変形して、内部の容積が小さくなる構成であってもよい。

また、上述した実施形態および変形例では、ホース１３０を介して連通孔１２８ｆ、２２８ｆとケーシング孔１０８ｃが接続される場合について説明したが、ホース１３０を介さずに、例えば、金属ニップルで、連通孔１２８ｆ、２２８ｆとケーシング孔１０８ｃが接続されてもよいし、ホース１３０と連通孔１２８ｆ、２２８ｆ、または、ホース１３０とケーシング孔１０８ｃとの間に金属ニップルが設けられていてもよい。

本発明は、インバータが車室の床下に搭載された車両に利用できる。

１００車両
１００ａ車体
１００ｂ車室
１０８ａケーシング
１１０昇圧器
１１２インバータ
１２８、２２８ステー
１２８ｄ、２２８ｄ中空部
１２８ｅ、２２８ｅ壁部
１２８ｆ、２２８ｆ連通孔
１２８ｇ、２２８ｇ開口部
２３０ピストン（変形部）

Claims

車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、
前記インバータを収容するケーシングと、
内部に中空部が形成された本体を有し、該本体に、前記ケーシングの内部と連通する連通孔、および、車室外に開口する開口部が形成された中空部材と、
を備え、
前記中空部材の本体は、前記連通孔が形成された壁部から、該壁部より鉛直下側に向かって、前記中空部が延在するように形成されることを特徴とする車両。
車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、
前記インバータを収容するケーシングと、
内部に中空部が形成された本体を有し、該本体に、前記ケーシングの内部と連通する連通孔が形成された中空部材と、
を備え、
前記中空部材の本体は、前記中空部の容積を可変とする変形部を有することを特徴とする車両。
前記中空部材の前記本体は、該本体の外部に開口する開口部を備え、
前記変形部は、前記本体のうち前記連通孔と前記開口部との間に配され、前記本体の延在方向に移動または変形可能であることを特徴とする請求項２に記載の車両。
前記中空部材は、前記ケーシングを前記車体に固定するステーであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両。
車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、
前記インバータを収容するケーシングと、
前記ケーシングを前記車体に固定するステーであって、内部に中空部が形成された本体を有し、該本体に、前記ケーシングの内部と連通する連通孔、および、該本体の外部に開口する開口部が形成された中空部材と、
を備え、
前記中空部材の本体は、前記連通孔が形成された壁部から、該壁部より鉛直下側に向かって、前記中空部が延在するように形成されることを特徴とする車両。
車体のうち、車室の床下に搭載されたインバータと、
前記インバータを収容するケーシングと、
内部に中空部が形成された本体を有し、該本体に、前記ケーシングの内部と連通する連通孔、および、該本体の外部に開口し、前記連通孔よりも鉛直下側に位置する開口部が形成された中空部材と、
を備え、
前記中空部材の本体は、前記連通孔が形成された壁部から、該壁部より前記鉛直下側に向かって、前記中空部が延在するように形成されることを特徴とする車両。