JP6693359B2 - 車載機器の搭載構造 - Google Patents

Description

本明細書は、車載機器のフロントコンパートメントへの搭載構造を開示する。

車両のフロントコンパートメントに搭載される車載機器の中には重要なデバイスがあり、そのような重要なデバイスは、前方衝突時に保護されることが望ましい。重要なデバイスとは、例えば、電気自動車において、走行モータに電力を供給するインバータである。走行モータ用のインバータは、高電圧が印加されている部品が衝突時に露出しないように保護されることが望ましい。例えば特許文献１に、衝突の衝撃でインバータがトレイから離脱して後退することで衝突の衝撃を緩和する技術が開示されている。

特開２０１３−０８６６８０号公報

フロントコンパートメントには様々なデバイスを搭載する必要があり、保護対象の車載機器の後方にも他の機器を配置せざるを得ない場合がある。そのため、車載機器の後方に十分な移動空間が確保できないこともある。本明細書は、衝突時、保護対象の車載機器の後方の他の機器を強制的に排除し、車載機器の後方に移動空間を確保する技術を提供する。

本明細書は、車載機器のフロントコンパートメントへの搭載構造を開示する。保護対象の車載機器は、前方からの衝突荷重が加わると車載機器を離脱させる離脱手段を介してトレイに支持されている。車載機器の後方に、他の機器が配置されている。車載機器の後部に、他の機器に向けて延びている押し棒が設けられている。トレイから車載機器の下部後方を通過して他の機器の支持部へと支持部破壊部材が延びている。車載機器が衝突荷重を受けてトレイから離脱して後退するとき、支持部破壊部材が後退する車載機器に押し倒されることにより支持部破壊部材の先端が他の機器の支持部を破壊する。さらに後退する車載機器の押し棒が他の機器を押し退ける。本明細書が開示する搭載構造は、衝突荷重で後方に移動する車載機器の慣性力を利用して後方の他の機器を強制的に排除し、保護対象の車載機器の移動空間を確保する。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の搭載構造を採用したハイブリッド車のフロントコンパートメントの平面図である。 インバータ周辺の側面視である（インバータ後退前）。 図２の符号IIIが示す範囲の拡大図である。 インバータ周辺の側面視である（インバータ後退時）。 インバータ周辺の側面視である（インバータがさらに後退したとき）。

図面を参照して実施例の搭載構造を説明する。実施例の搭載構造は、ハイブリッド車に適用されている。実施例の搭載構造が対象とする車載機器は、バッテリの直流電力を、走行用モータを駆動する交流に変換するインバータである。図１に、ハイブリッド車９０のフロントコンパートメント９１の平面図を示す。フロントコンパートメント９１は、車両においてダッシュパネル９２よりも前の空間を意味する。図１に記した座標系のＦ軸正方向が車両前方を示しており、Ｖ軸正方向が上方を示している。Ｈ軸は車幅方向を示している。座標系の各軸の意味は、以降の図でも同様である。

フロントコンパートメント９１には、駆動ユニット１６、インバータ４、インバータ冷却用リザーブタンク７、ブレーキ用リザーブタンク９が搭載されている。なお、フロントコンパートメント９１には、他にも様々なデバイスが搭載されているが、それらは図示を省略した。駆動ユニット１６、インバータ４、インバータ冷却用リザーブタンク７、ブレーキ用リザーブタンク９については、接続されているケーブルやパイプの図示を省略し、形状も簡素化して描いてある。

駆動ユニット１６には、走行用モータ１６１、エンジン１６２、ギアセット１６３が内蔵されている。走行用モータ１６１の出力とエンジン１６２の出力は、ギアセット１６３で合成されて車軸へと伝達される。また、ギアセット１６３は、エンジン１６２の出力を車軸と走行用モータ１６１の出力軸へ分割する場合もある。その場合、ハイブリッド車９０は、エンジン１６２の駆動力で走行しながら走行用モータ１６１で発電する。発電で得た電力は不図示の高圧バッテリの充電に使われる。

フロントコンパートメント９１の中を前後方向に２本のサイドメンバ１４ａ、１４ｂが延びている。その２本のサイドメンバ１４ａ、１４ｂにクロスメンバ１５が架け渡されており、駆動ユニット１６は、サイドメンバ１４ｂとクロスメンバ１５に固定されている。

インバータ４は、不図示の高圧バッテリの直流電力を交流に変換して走行用モータ１６１に供給する。後述するように、サイドメンバ１４ａの上に板状のトレイ３が固定され、そのトレイ３の上にインバータ４が固定されている。インバータ４の後方にはインバータ冷却用リザーブタンク７が配置されており、さらにその後ろにブレーキ用リザーブタンク９が配置されている。インバータ冷却用リザーブタンク７は、後述するようにブラケットを介してサイドメンバ１４ａに支持されている。ブレーキ用リザーブタンク９は、ブラケット１３ａを介して左サスペンションタワー１２に支持されているとともに、ブラケット１３ｂを介してフレーム８にも支持されている。

インバータ４の後部から押し棒５が延びている。また、トレイ３から後方へ支持部破壊部材６が延びている。図１の平面図に示されているように、押し棒５と支持部破壊部材６はいずれも、インバータ４の後方に配置されているインバータ冷却用リザーブタンク７に向かって延びている。インバータ４には高電圧が印加されている部品が内蔵されているため、ハイブリッド車９０が前方衝突した際、高電圧部品が外部に露出しないように保護されることが望ましい。押し棒５と支持部破壊部材６は、衝突の際にインバータ４を保護する目的で備えられている。それらの部材は、ハイブリッド車９０が衝突し、前方から障害物がフロントコンパートメント９１へ侵入してインバータ４に衝突したとき、インバータ４を後方へ退避させるときに役立つ。以下、図２−図５を参照して、押し棒５と支持部破壊部材６の機能を説明する。

図２は、インバータ４、インバータ冷却用リザーブタンク７、ブレーキ用リザーブタンク９を側面視した図である（車両のボディ等は描かず、フロントコンパートメント内の部品を側面視した図である）。先に述べたように、サイドメンバ１４ａの上にトレイ３が固定されており、その上に、ブラケット３１を介してインバータ４が固定されている。なお、図２の符号IIIが示す範囲の拡大図を図３に示す。ボルト４１とワッシャ４２がブラケット３１をインバータ４の側面に固定している。ブラケット３１には、後方が開いているスリット３１ａが設けられており、そのスリット３１ａをボルト４１が通っている。インバータ４は夫々の側面の２か所、合計４か所でトレイ３に固定されている。４か所全てが図３の構造を有している。インバータ４が前方から所定値以上の荷重（衝突荷重）を受けると、ボルト４１がスリット３１ａ内ですべり、インバータ４がボルト４１ごとブラケット３１から離脱する。ボルト４１とブラケット３１のスリット３１ａは、前方からの衝突荷重が加わるとインバータ４をトレイ３から離脱させる離脱手段に相当する。

図２に戻り、搭載構造２の説明を続ける。インバータ４の後方にはインバータ冷却用リザーブタンク７が配置されており、さらにその後方にはブレーキ用リザーブタンク９が配置されている。インバータ冷却用リザーブタンク７は、２本のブラケット７ａ、７ｂによりサイドメンバ１４ａに支持されている。ブレーキ用リザーブタンク９は、ブラケット１３ｂによりフレーム８に支持されている。図１を参照して先に説明したように、ブレーキ用リザーブタンク９は、別のブラケット１３ａを介して左サスペンションタワー１２にも支持されている。

車両前方衝突すると、その衝撃でインバータ４がトレイ３から離脱し、後退する。前方衝突時、インバータ４が後退することで、インバータ４の筐体受ける衝撃が緩和され、インバータ４の筐体が保護される。ただし、図１と図２に示されているように、インバータ４の後方にはインバータ冷却用リザーブタンク７が位置しており、インバータ４が後退する空間的余裕がない。そこで、インバータ４が後退するとき、支持部破壊部材６と押し棒５が、インバータ冷却用リザーブタンク７を強制的に排除し、インバータ４が後退する空間を確保する。支持部破壊部材６は、トレイ３から、インバータ４の後下部を通過し、インバータ冷却用リザーブタンク７の下端へと延びている。インバータ冷却用リザーブタンク７は、その下端がブラケット７ａ、７ｂを介してサイドメンバ１４ａに支持されている。インバータ４が後退すると、インバータ４の後下部が支持部破壊部材６に当接する。支持部破壊部材６は、後退するインバータ４に押し倒されることにより、支持部破壊部材６の先端がブラケット７ａに衝突し、ブラケット７ａを破壊する。図４に、インバータ４が後退し、支持部破壊部材６がブラケット７ａを折ったときの様子が描かれている。図４において、符号４ａの破線は、後退前のインバータを示しており、４ｂは後退中のインバータを示している。インバータ冷却用リザーブタンク７は、２本のブラケット７ａ、７ｂで支持されているが、そのうちの１本が破壊されることで、サイドメンバ１４ａから外れやすくなる。なお、このとき、インバータ４の後部から延びている押し棒５は、まだインバータ冷却用リザーブタンク７に達していない。

図４の状態からインバータ４がさらに後退すると、押し棒５の先端がインバータ冷却用リザーブタンク７の下部を後方へ押し込む。前部のブラケット７ａが破壊され、外れやすくなっているインバータ冷却用リザーブタンク７は押し棒５に押され、後ろのブラケット７ｂも破壊され、ブレーキ用リザーブタンク９の下方の空間へと押し退けられる。インバータ冷却用リザーブタンク７が位置していた空間に、インバータ４が進出できるようになる（図５）。図５において、符号４ａの破線は、トレイ３から離脱する前のインバータを示しており、符号４ｃは、インバータ冷却用リザーブタンク７がもともと位置していた場所まで後退したインバータを示している。図５には、破壊前のインバータ冷却用リザーブタンク７も破線で示してある。

上記のとおり、実施例の搭載構造２は、車両の前方衝突時、インバータ４が後退する勢いを使ってインバータ４の後方のインバータ冷却用リザーブタンク７を排除し、インバータ４が後退できる空間を確保する。インバータ４は、もともとインバータ冷却用リザーブタンク７が配置されていた空間へと後退することができる。車両の前方衝突時、高電圧が印加されている高圧部品を内蔵したインバータ４は、比較的長い距離を後退することができる。インバータ４は衝突時に後退することで衝撃を緩和し、筐体が割れて内部の部品が露出してしまうことが防止される。

なお、トレイ３は、インバータ４を支持する役割と、衝突時にインバータ４がスムーズに後退するように、インバータ４を後方へと案内するガイドの役割を果たす。また、図１に示されているように、インバータ冷却用リザーブタンク７は、平面視したときに楕円形であり、楕円形のインバータ冷却用リザーブタンク７を確実に排除できるように、押し棒５は、比較的に広い先端面を備えている。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例で説明した搭載構造は、フロントコンパートメントに搭載される重要部品を衝突時に保護する技術である。実施例では、インバータ４が保護対象であったが、本明細書が開示する技術は、インバータの保護に限定されない。例えば、エンジンを制御する制御器を保護対象としてもよい。本明細書が開示する技術は、保護対象の車載機器の後方に位置する他の機器を強制的に排除して、車載機器の後退空間を確保する。実施例では、保護対象の車載機器（インバータ４）の後方に位置する他の機器は、インバータ冷却用リザーブタンク７であった。保護対象の車載機器の後方に位置する他の機器は、インバータ冷却用リザーブタンク７に限定されない。ただし、排除し易いように、保護対象の車載機器の方向に配置される他の機器は、液体を蓄えるタンクであることが望ましい。液体を蓄えるタンクとしては、ブレーキ用リザーブタンクや、ウインドウォッシャ液タンクなどがある。

本明細書が開示する搭載構造は、ハイブリッド車に限らず、フロントコンパートメントを有するあらゆる車両に適用することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：搭載構造
３：トレイ
４：インバータ
５：押し棒
６：支持部破壊部材
７：インバータ冷却用リザーブタンク
７ａ、７ｂ：ブラケット
８：フレーム
９：ブレーキ用リザーブタンク
１２：左サスペンションタワー
１３ａ、１３ｂ：ブラケット
１４ａ、１４ｂ：サイドメンバ
１５：クロスメンバ
１６：駆動ユニット
３１：ブラケット
３１ａ：スリット
４１：ボルト
４２：ワッシャ
９０：ハイブリッド車
９１：フロントコンパートメント
９２：ダッシュパネル
１６１：走行用モータ
１６２：エンジン
１６３：ギアセット

Claims (1)

1. 車載機器のフロントコンパートメントへの搭載構造であり、
   前記車載機器は、前方からの衝突荷重が加わると前記車載機器を離脱させる離脱手段を介してトレイに支持されており、
   前記車載機器の後方に、他の機器が配置されており、
   前記車載機器の後部に、前記他の機器に向けて延びている押し棒が設けられており、
   前記トレイから前記車載機器の後下部を通過して前記他の機器の支持部へと支持部破壊部材が延びており、
   前記車載機器が衝突荷重を受けて前記トレイから離脱して後退するときに、前記支持部破壊部材が後退する前記車載機器に押し倒されることにより前記支持部破壊部材の先端が前記支持部を破壊し、さらに後退する前記車載機器の前記押し棒が前記他の機器を押し退ける、車載機器の搭載構造。

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