JP6750418B2 - 車両 - Google Patents

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Description

本明細書は、トランスアクスルの上方に電子機器が配置されている車両を開示する。
特許文献1に、ドライブトレイン(トランスアクスル)の上方にインバータ(電子機器)が配置されている車両が開示されている。トランスアクスルの上面には、前後方向に距離を隔てた状態でフロントブラケット及びリアブラケットの一端が固定されている。各ブラケットの他端は、電子機器の前後面を固定している。これにより、電子機器は、トランスアクスルの上に隙間を有して固定されている。
電子機器は、各ブラケットにボルトによって固定されている。各ブラケットとボルトとの間には、トランスアクスルから電子機器への振動の伝達を防止するために防振ブッシュが挿入されている。防振ブッシュは、電子機器に固定されているインナーブッシュと、ブラケットに(即ち、ブラケットを介してトランスアクスルに)固定されているアウターブッシュと、を備える。インナーブッシュとアウターブッシュとの間には、ゴムブッシュが充填されている。ゴムブッシュは、インナーブッシュとアウターブッシュの双方に接着されている。
特開2014−114870号公報
例えば、上記の車両が加減速したり、凹凸の激しい悪路を走行したりすることによって、トランスアクスルに対して電子機器が様々な方向に変位することがある。すなわち、アウターブッシュに対してインナーブッシュが様々な方向に相対的に変位することがある。アウターブッシュとインナーブッシュ間の距離が収縮する部位もあれば、その距離が伸長する部位もある。ゴムブッシュは、インナーブッシュとアウターブッシュの双方に接着されている。そのために、インナーブッシュとアウターブッシュ間の距離が伸長する部位では、ゴムブッシュに引っ張りひずみが生じる。ゴムブッシュに引っ張りひずみが生じると、ゴムブッシュの強度が低下してしまう。従来技術では、ゴムブッシュに引っ張りひずみが発生し、それによってゴムブッシュの強度が低下するという問題があった。本明細書では、トランスアクスルの上方に電子機器を保持するための弾性部材の強度を維持する技術を開示する。
本明細書で開示する車両は、上面に凹部が設けられているトランスアクスルと、凹部の上方に配置されている電子機器と、凹部と電子機器との間に挟まれているとともにトランスアクスルと電子機器の少なくとも一方に接着されていない第1弾性部材と、凹部の外側においてトランスアクスルの上面に固定されているとともに電子機器の上方に延びている固定部材と、電子機器の上面と固定部材との間に挟まれているとともに電子機器と固定部材の少なくとも一方に接着されていない第2弾性部材と、を備える。
上記構成によると、第1弾性部材と第2弾性部材によって、トランスアクスルと電子機器との間の振動の伝達を防止できる。また、電子機器が上方に変位した際に、電子機器の上面が、第2弾性部材を介して固定部材に押さえつけられるので、電子機器が凹部から飛び出すことを防止できる。また、第1弾性部材はトランスアクスルと電子機器の少なくとも一方に接着されていない。そのため、トランスアクスルに対して電子機器が変位した場合に、第1弾性部材がトランスアクスルと電子機器の双方から別々の方向に向かって引っ張られることが防止される。また、第2弾性部材は電子機器と固定部材の少なくとも一方に接着されていない。そのため、トランスアクスルに対して電子機器が変位した場合に、第2弾性部材が電子機器と固定部材の双方から別々の方向に向かって引っ張られることが防止される。すなわち、第1弾性部材にも第2弾性部材にも引っ張りひずみが生じない。引っ張りひずみに起因して、第1弾性部材と第2弾性部材の強度が低下することを防止できる。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。
ハイブリッド車のエンジンルームの部品レイアウトを示す斜視図である。 第1実施例のトランスアクスルとPCUの上面図である。 図2のIII−III線に沿った断面図である。 図2のIV−IV線に沿った断面図である。 PCUが前方向に変位する場合を説明するための図である。 PCUが後方向に変位する場合を説明するための図である。 PCUが上方向に変位する場合を説明するための図である。 PCUが下方向に変位する場合を説明するための図である。 PCUが右方向に変位する場合を説明するための図である。 PCUが左方向に変位する場合を説明するための図である。 比較例のトランスアクスルとPCUの側面図である。 比較例の防振ブッシュの断面図である。 第2実施例のトランスアクスルとPCUの上面図である。 図13のXIV−XIV線に沿った断面図である。 図13のXV−XV線に沿った断面図である。
(第1実施例)
図面を参照して実施例のハイブリッド車100を説明する。図1にハイブリッド車100のエンジンルーム50の部品レイアウトを示す。ハイブリッド車100は、走行用モータを含むトランスアクスル6、走行用モータへの供給電力を制御する電力制御装置(PCU(Power Control Unitの略))4、及び、エンジン10をエンジンルーム50内に備えている。エンジンルーム50には他に、補機バッテリ96、ラジエータ98、リレーボックス92、エアコンのコンプレッサ94などが収容されている。なお、図1は、エンジンルーム50内のデバイスの形状を簡略化して描いてある。以下では、図1に示すように、車両前後方向を前後方向と定義し、車幅方向を左右方向と定義し、車両の上下方向を上下方向と定義する。
トランスアクスル6は、走行用モータ、動力分配機構、及びデファレンシャルギアで構成されている(これらは図示省略)。走行用モータ、動力分配機構、及びデファレンシャルギアは、トランスアクスル6のハウジングに収容されている。エンジン10とトランスアクスル6は、シャシのフレームを構成する2本のサイドメンバ95に固定されている。図1では一方のサイドメンバは隠れて見えない。
トランスアクスル6は、通称複軸タイプと呼ばれるハイブリッド車用のトランスアクスルである。トランスアクスル6の上面に凹部が設けられている(図2〜10に凹部6aを図示する)。図2に示すように、凹部6aは、上面視した場合に矩形形状を有している。凹部6aの上方にはPCU4が配置されている。図3に示すように、PCU4の前後方向の長さは、凹部6aの前後方向の長さよりも短い。図4に示すように、PCU4の左右方向の長さは、凹部6aの左右方向の長さよりも短い。図3と図4に示すように、PCU4の上下方向の長さは、凹部6aの上下方向の長さよりも長い。PCU4の上面は、トランスアクスル6の上面6bよりも高い位置にある。
PCU4は、不図示の高電圧バッテリの直流電圧を昇圧した後に所定の周波数の三相交流に変換して、トランスアクスル6内の走行用モータに供給する。即ち、PCU4は、走行用モータへの供給電力を制御する。詳しくは後述するが、トランスアクスル6の上面6bには、金属製のフロントブラケット7a及びリアブラケット7bの一端が固定されている。ブラケット7a、7bの他端は、PCU4の上方を延びている。
図2〜図4を参照してPCU4が配置されている状況について詳しく説明する。図2は、トランスアクスル6及びPCU4の上面図である。図3、4は、それぞれ、図2のIII−III線、IV−IV線に沿った断面図である。
トランスアクスル6の凹部6aとPCU4との間には、ゴム部材5が挟まれている。ゴム部材5は、凹部6aとPCU4によって前後、左右、上下の各方向に挟まれている。以下では、凹部6aの上面(上方向を向いた面)と、PCU4の下面との間に挟まれたゴム部材5の領域を「下領域」と呼ぶ。凹部6aの前面(後方向を向いた面)と、PCU4の前面との間に挟まれたゴム部材5の領域を「前領域」と呼ぶ。凹部6aの後面(前方向を向いた面)と、PCU4の後面との間に挟まれたゴム部材5の領域を「後領域」と呼ぶ。凹部6aの右面(左方向を向いた面)と、PCU4の右面との間に挟まれたゴム部材5の領域を「右領域」と呼ぶ。凹部6aの左面(右方向を向いた面)と、PCU4の左面との間に挟まれたゴム部材5の領域を「左領域」と呼ぶ。なお、ゴム部材5は、トランスアクスル6及びPCU4のどちらにも接着されていない。
凹部6aの外側において、トランスアクスル6の上面6bにフロントブラケット7a及びリアブラケット7bが固定されている。より詳細には、各ブラケット7a、7bは、その一端が2組のボルト1及びワッシャ2によってトランスアクスル6の上面6bに固定されている。図3に示すように、フロントブラケット7aは、その一端からトランスアクスル6の上面6bに沿って後方向に向かって延び、上方向に向かって屈曲し、さらに、後方向に向かって屈曲する。フロントブラケット7aの他端は、PCU4の上方を延びている。リアブラケット7bは、その一端からトランスアクスル6の上面6bに沿って前方向に向かって延び、上方向に向かって屈曲し、さらに、前方向に向かって屈曲する。リアブラケット7bの他端は、PCU4の上方を延びている。フロントブラケット7a及びリアブラケット7bは、前後方向に距離を隔てて配置されている。
PCU4の上面4bとフロントブラケット7aとの間には、2個のゴム部材8が挟まれている(図3及び図4参照)。ただし、フロントブラケット7aと各ゴム部材8との間にはわずかに隙間が設けられている。各ゴム部材8は、PCU4及びフロントブラケット7aのどちらにも接着されていない。同様に、PCU4の上面とリアブラケット7bとの間にも、2個のゴム部材8が挟まれている。ただし、リアブラケット7bと各ゴム部材8との間にはわずかに隙間が設けられている。各ゴム部材8は、PCU4及びリアブラケット7bのどちらにも接着されていない。
各ブラケット7a、7bには、各ゴム部材8の前後及び左右方向への動きを規制するための壁が設けられている。壁は、下方向に突出した形状を有しており、各ゴム部材8の前後面及び左右面に対向している。
図5〜図10を参照してトランスアクスル6に対してPCU4が様々な方向に変位した場合について説明する。例えば、ハイブリッド車100が加減速したり、凹凸の激しい悪路を走行したりすることによって、トランスアクスル6に対してPCU4が変位し得る。
図5は、トランスアクスル6に対してPCU4が前方に変位した際における、図2のIII−III線に沿った断面図である。図5では、トランスアクスル6の凹部6aの前面と、PCU4の前面との間の距離が小さくなることによって、ゴム部材5の前領域が圧縮されている。そして、凹部6aの後面と、PCU4の後面との間の距離が大きくなることによって、ゴム部材5の後領域とPCU4との間に隙間が生じている。ゴム部材5の後領域に引っ張りひずみが生じることはない。
図6は、トランスアクスル6に対してPCU4が後方に変位した際における、図2のIII−III線に沿った断面図である。図6では、トランスアクスル6の凹部6aの後面と、PCU4の後面との間の距離が小さくなることによって、ゴム部材5の後領域が圧縮されている。そして、凹部6aの前面と、PCU4の前面との間の距離が大きくなることによって、ゴム部材5の前領域とPCU4との間に隙間が生じている。ゴム部材5の前領域に引っ張りひずみが生じることはない。
図7は、トランスアクスル6に対してPCU4が上方に変位した際における、図2のIII−III線に沿った断面図である。図7では、各ブラケット7a、7bの下面と、PCU4の上面4bとの間の距離が小さくなることによって、ゴム部材8が圧縮されている。そして、凹部6aの上面と、PCU4の下面との間の距離が大きくなることによって、ゴム部材5の下領域とPCU4との間に隙間が生じている。ゴム部材5の下領域に引っ張りひずみが生じることはない。
図8は、トランスアクスル6に対してPCU4が下方に変位した際における、図2のIII−III線に沿った断面図である。図8では、トランスアクスル6の凹部6aの上面と、PCU4の下面との間の距離が小さくなることによって、ゴム部材5の下領域が圧縮されている。そして、各ブラケット7a、7bの下面と、PCU4の上面4bとの間の距離が大きくなることによって、ゴム部材8と各ブラケット7a、7bとの間に隙間が生じている。ゴム部材8に引っ張りひずみが生じることはない。
図9は、トランスアクスル6に対してPCU4が右に変位した際における、図2のIV−IV線に沿った断面図である。図9では、トランスアクスル6の凹部6aの右面と、PCU4の右面との間の距離が小さくなることによって、ゴム部材5の右領域が圧縮されている。そして、凹部6aの左面と、PCU4の左面との間の距離が大きくなることによって、ゴム部材5の左領域とPCU4との間に隙間が生じている。ゴム部材5の左領域に引っ張りひずみが生じることはない。
図10は、トランスアクスル6に対してPCU4が左に変位した際における、図2のIV−IV線に沿った断面図である。図10では、トランスアクスル6の凹部6aの左面と、PCU4の左面との間の距離が小さくなることによって、ゴム部材5の左領域が圧縮されている。そして、凹部6aの右面と、PCU4の右面との間の距離が大きくなることによって、ゴム部材5の右領域とPCU4との間に隙間が生じている。ゴム部材5の右領域に引っ張りひずみが生じることはない。
本実施例の効果を説明する。図5〜図10に示されるように、ゴム部材5、8は、圧縮されることによって、トランスアクスル6とPCU4との間の振動の伝達を防止できる。また、PCU4が上方に変位した際に、PCU4の上面4bが、ゴム部材8を介してブラケット7a、7bに押さえつけられるので(図7)、PCU4がトランスアクスル6の凹部6aから飛び出すことを防止できる。
また、ゴム部材5はトランスアクスル6とPCU4のどちらにも接着されていない。そのため、PCU4がトランスアクスル6に対していずれの方向に変位しても、ゴム部材5がトランスアクスル6とPCU4の双方から別々の方向に向かって引っ張られることが防止される。また、前方に配置されたゴム部材8は、PCU4とフロントブラケット7aのどちらにも接着されていない。そのため、PCU4がトランスアクスル6に対していずれの方向に変位しても、ゴム部材8がPCU4とフロントブラケット7aの双方から別々の方向に向かって引っ張られることが防止される。同様に、後方に配置されたゴム部材8は、PCU4とリアブラケット7bのどちらにも接着されていない。そのため、PCU4がトランスアクスル6に対していずれの方向に変位しても、ゴム部材8がPCU4とリアブラケット7bの双方から別々の方向に向かって引っ張られることが防止される。これより、引っ張りひずみに起因してゴム部材5、8の強度が低下することを防止できる。
図11及び図12を参照して比較例のハイブリッド車を説明する。図11は、比較例のハイブリッド車が備えるPCU4及びトランスアクスル106の側面図を示す。比較例のハイブリッド車は、PCU4をトランスアクスル106に配置する手法が、実施例の手法とは異なる。まず、トランスアクスル106は、トランスアクスル6とは異なり、凹部6aが設けられていない。トランスアクスル106の上面106bには、フロントブラケット103a及びリアブラケット103bの一端がボルト104によって固定されている。各ブラケット103a、103bは、トランスアクスル106の上面106bの上で屈曲し、上方向に向かって延びている。各ブラケット103a、103bの他端は、PCU4の前後面をボルト101によって固定している。これにより、PCU4は、トランスアクスル106の上に隙間を有して固定されている。
各ブラケット103a、103bとボルト101との間には、トランスアクスル106からPCU4への振動の伝達を防止するために防振ブッシュ102が挿入されている。図12は、防振ブッシュ102を左右方向に垂直な平面で切断した断面図を示す。防振ブッシュ102は、PCU4に固定されているインナーブッシュ102aと、各ブラケット103a、103bに(即ち、各ブラケット103a、103bを介してトランスアクスル106に)固定されているアウターブッシュ102cと、を備える。インナーブッシュ102aとアウターブッシュ102cとの間には、ゴムブッシュ102bが充填されている。ゴムブッシュ102bはインナーブッシュ102aとアウターブッシュ102cの双方に接着されている。
トランスアクスル106に対してPCU4が前方に変位した場合、フロント側の防振ブッシュ102では、前後方向においてインナーブッシュ102aとアウターブッシュ102cの間に位置する部位102b1のゴムブッシュ102bに圧縮ひずみが生じる。その一方において、リア側の防振ブッシュ102では、前後方向においてインナーブッシュ102aとアウターブッシュ102cの間に位置する部位102b2のゴムブッシュ102bに引っ張りひずみが生じる。
トランスアクスル106に対してPCU4が後方に変位した場合、フロント側の防振ブッシュ102では、前後方向においてインナーブッシュ102aとアウターブッシュ102cの間に位置する部位102b1のゴムブッシュ102bに引っ張りひずみが生じる。その一方において、リア側の防振ブッシュ102では、前後方向においてインナーブッシュ102aとアウターブッシュ102cの間に位置する部位102b2のゴムブッシュ102bに圧縮ひずみが生じる。
トランスアクスル106に対してPCU4が上方に変位した場合、ゴムブッシュ102bの上半分102b3に圧縮ひずみが生じる。その一方において、ゴムブッシュ102bの下半分102b4に引っ張りひずみが生じる。
トランスアクスル106に対してPCU4が下方に変位した場合、ゴムブッシュ102bの上半分102b3に引っ張りひずみが生じる。その一方において、ゴムブッシュ102bの下半分102b4に圧縮ひずみが生じる。
トランスアクスル106に対してPCU4が右に変位した場合、ゴムブッシュ102bの右半分に圧縮ひずみが生じる。その一方において、ゴムブッシュ102bの左半分に引っ張りひずみが生じる。
トランスアクスル106に対してPCU4が左に変位した場合、ゴムブッシュ102bの左半分に圧縮ひずみが生じる。その一方において、ゴムブッシュ102bの右半分に引っ張りひずみが生じる。
このように、PCU4がトランスアクスル106に対していずれの方向に変位しても、フロントブラケット103a側のゴムブッシュ102bとリアブラケット103b側のゴムブッシュ102bの少なくとも一部に引っ張りひずみが生じる。そのため、比較例の構造では、引っ張りひずみにより、ゴムブッシュ102bの強度が低下するおそれがある。一方、第1実施例では、上述したように、PCU4がトランスアクスル6に対していずれの方向に変位しても、引っ張りひずみが生じない。従って、比較例のゴムブッシュ102bに比して、ゴム部材5、8の強度を維持することができる。
また、比較例では、ボルト101及び防振ブッシュ102の付近に応力が集中するため、ブラケット103a、103bを厚くする必要がある。一方、第1実施例では、ゴム部材8の上下面を広くすることによって、応力を分散できる。そのため、ブラケット7a、7bを厚くする必要がなくなる。
(第2実施例)
第1実施例とは異なる点を中心に説明する。図13は、トランスアクスル6の上面図である。図14、15は、それぞれ、図13のXIV−XIV線、XV−XV線に沿った断面図である。本実施例では、PCU4の上面4bに配置されたゴム部材201は、PCU4の上面4b全体を覆っている。ゴム部材201は、さらに、PCU4の前後面及び左右面の上端付近も覆っている。フロントブラケット207a及びリアブラケット207bは、ゴム部材201の上面を押さえつけている。これにより、ゴム部材201がPCU4の上面4bから外れることが防止されている。ゴム部材201は、PCU4とブラケット207a、207bのいずれにも接着されていない。
本実施例でも、第1実施例と同様の効果を奏する。即ち、ゴム部材5、201は、圧縮されることによって、トランスアクスル6とPCU4との間の振動の伝達を防止できる。また、PCU4が上方に変位した際に、PCU4の上面4bが、ゴム部材201を介してブラケット207a、207bに押さえつけられるので、PCU4がトランスアクスル6の凹部6aから飛び出すことを防止できる。また、引っ張りひずみに起因してゴム部材5、201の強度が低下することを防止できる。
第1実施例の場合、ゴム部材5はトランスアクスル6とPCU4のいずれか一方に接着されていてもよい。フロントブラケット7a側のゴム部材8は、PCU4とフロントブラケット7aのいずれか一方に接着されていてもよい。リアブラケット7b側のゴム部材8は、PCU4とリアブラケット7bのいずれか一方に接着されていてもよい。第2実施例でも同様に、ゴム部材5はトランスアクスル6とPCU4のいずれか一方に接着されていてもよい。ゴム部材201は、PCU4のみに接着されていてもよいし、ブラケット207a及び/又は207bのみに接着されていてもよい。
第1実施例において、ゴム部材5は、圧縮された状態で配置されていてもよい。具体的には、下領域が上下方向に圧縮され、前後領域が前後方向に圧縮され、左右領域が左右方向に圧縮されていてもよい。フロントブラケット7a側のゴム部材8は、上下方向に圧縮された状態で配置されていてもよい。リアブラケット7b側のゴム部材8は、上下方向に圧縮された状態で配置されていてもよい。トランスアクスル6に対してPCU4が基準位置にある状態でゴム部材5と8が圧縮状態にあるようにすれば、トランスアクスル6に対してPCU4が最大に変位してもゴム部材5と8が圧縮状態に維持され、ゴム部材5と8に引っ張りひずみが生じないようできる。この場合、ゴム部材5をPCU4とトランスアクスル6の双方に接着してもよいし、ゴム部材8をPCU4及びブラケット7の双方に接着してもよい。しかしながら、ゴム部材5がトランスアクスルとPCU4の少なくとも一方に接着せず、ゴム部材8がPCU4とブラケット7の少なくとも一方に接着しない構造とした方が、確実にゴム部材5と8に引っ張りひずみが生じないようできる。
本実施例では、PCU4が電子機器であるが、トランスアクスルの上方に配置する電子機器はPCU4に限られない。本明細書に開示する技術は電子機器一般に有用な技術である。
本実施例では、ゴム部材5が第1弾性部材であり、ゴム部材8が第2弾性部材であるが、ゴム部材以外の弾性部材を利用してもよい。例えば、ゴム部材に代えて、他の弾性部材(例えばばね)を用いてもよい。また、各実施例では、PCU4の一部のみがトランスアクスル6の凹部6aに収まっているが、PCU4の全部が凹部6aに収まっていてもよい。
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。
1、101、104:ボルト
2:ワッシャ
4:PCU
4b:上面
5、8、201:ゴム部材
6、106:トランスアクスル
6a:凹部
6b:上面
7a、103a、207a:フロントブラケット
7b、103b、207b:リアブラケット
10:エンジン
50:エンジンルーム
92:リレーボックス
94:コンプレッサ
95:サイドメンバ
96:補機バッテリ
98:ラジエータ
100:ハイブリッド車
102:防振ブッシュ
102a:インナーブッシュ
102b:ゴムブッシュ
102c:アウターブッシュ

Claims (1)

  1. 車両であって、
    上面に凹部が設けられているトランスアクスルと、
    前記凹部の上方に配置されている電子機器と、
    前記凹部と前記電子機器との間に挟まれており、前記トランスアクスルと前記電子機器の少なくとも一方に接着されていない第1弾性部材と、
    前記凹部の外側において前記トランスアクスルの上面に固定されており、前記電子機器の上方に延びている固定部材と、
    前記電子機器の上面と前記固定部材との間に挟まれており、前記電子機器と前記固定部材の少なくとも一方に接着されていない第2弾性部材と、を備え
    前記第1弾性部材は、前記凹部の上面と前記電子機器の下面との間に挟まれた下領域と、前記凹部の前面と前記電子機器の前面との間に挟まれた前領域と、前記凹部の後面と前記電子機器の後面との間に挟まれた後領域と、前記凹部の右面と前記電子機器の右面との間に挟まれた右領域と、前記凹部の左面と前記電子機器の左面との間に挟まれた左領域とを有している、
    車両。
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