JP6858465B2

JP6858465B2 - 車両構造

Info

Publication number: JP6858465B2
Application number: JP2018151816A
Authority: JP
Inventors: 尚之辻本; 直樹吉竹; 将太大塚
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: JP2020026205A

Description

本発明は、電気機器から延びる電線の断線を抑制する車両構造に関する。

自動車などの車両には蓄電池や燃料電池などの電気機器が搭載されている。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車では、大容量の電気機器が搭載されている。例えば特許文献１には、リアシートの下部にバッテリ（電気機器）の収納空間を有する収納部材を設け、バッテリから延びるワイヤーハーネス（電線）を収納部材の外側に引き出す車両構造が開示されている。この特許文献１では、収納部材に貫通孔を形成し、その貫通孔に装着されるグロメット（支持部材）によって電線を貫通孔に支持している。グロメットの装着により、収納部材の止水性や防塵性を高められる。また、電線が貫通孔の内周縁に接触して損傷することを抑制できる。

特開２０１３−１１２２１０号公報

車両の衝突時に収納部材が変形するほどの衝撃が収納部材に作用すると、電線が断線する可能性がある。例えば、収納部材の貫通孔の周辺部が、収納部材の外方側（内壁面側）に向って回転するように収納部材が変形すると、グロメットによって貫通孔に支持される電線が電気機器から引き抜かれる方向に強く引っ張られる。その結果、電線に強い引張応力が作用し、電線が断線する恐れがある。

上記事情に鑑み、本発明の目的の一つは、衝突時に電線の断線を防止できる車両構造を提供することにある。

本発明の一態様に係る車両構造は、
車両に搭載される電気機器と、
第一内面及び前記第一内面に対して傾斜した第二内面を含む複数の面で囲まれる収納空間を有し、その収納空間に前記電気機器を収納する収納部材と、
前記電気機器に接続され、前記第一内面を貫通する貫通孔を介して前記収納部材の外側に延びる電線とを備える車両構造であって、
前記収納部材における前記貫通孔の近傍を補強する補強部材を備え、
前記補強部材は、
前記第一内面のうち、前記貫通孔の径方向外方の少なくとも一部を取り囲む部分に固定される環状片と、
前記環状片の外周縁部のうち、前記第二内面に近接する部分に繋がる板状片とを備える。

上記構成によれば、車両の衝突時などに収納部材が変形しても、電線の断線を効果的に防止できる。貫通孔を取り囲むように配置される補強部材の環状片が、収納部材の貫通孔周辺部の強度を向上させ、貫通孔の変形を抑制するからである。また、補強部材が板状片を備えることも電線の断線防止に大きく寄与する。板状片は、環状片のうち、貫通孔の近傍にある第二内面に対応する位置に設けられている。そのため、収納部材が変形したとき、補強部材の板状片が第二内面に支えられ、補強部材における貫通孔を挟んで板状片と反対側の部分が収納部材の外方側に回転する。補強部材が回転すると、補強部材の環状片で補強される貫通孔周辺部も、貫通孔の形状を保ったまま補強部材と同方向に回転する。その結果、電線が電気機器から引き抜かれる方向に強く引っ張られることが抑制されるので、電線の断線を抑制できる。

実施形態に係る車両構造における電気機器が配置される箇所近傍の概略斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図であって、（Ａ）は収納部材が外力で変形していない状態、（Ｂ）は収納部材が外力で変形した状態を示す図である。実施形態２に示す補強部材を図１の車両構造に適用した場合におけるＩＩ−ＩＩ断面図であって、（Ａ）は収納部材が外力で変形していない状態、（Ｂ）は収納部材が外力で変形した状態を示す図である。実施形態とは異なる比較構造の補強部材を図１の車両構造に適用した場合におけるＩＩ−ＩＩ断面図であって、（Ａ）は収納部材が外力で変形していない状態、（Ｂ）は収納部材が外力で変形した状態を示す図である。

以下、本発明の車両構造の具体例を図面に基づいて説明する。図面において、同一符号は同一名称物を示す。図中の矢印で示す『ＦＲ』は車両前方、『ＲＲ』は車両後方、『ＵＰ』は車両上方、『ＤＷ』は車両下方、『ＬＨ』は車両左方、『ＲＨ』は車両右方を示す。なお、本発明は、実施形態の例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
図１に示す車両構造１は、電気機器２と、その電気機器２を収納する収納部材３を備え、電気機器２から延びる電線９（ワイヤーハーネス）が収納部材３から外部に引き出される構造である。本例の車両構造１は、電線９を収納部材３の外部に引き出すための構成として支持部材４を備える。また、本例の車両構造１は、収納部材３が変形するほどの外力が収納部材３に作用したときに、電線９の損傷を抑制する補強部材５を備える。以下、車両構造１に備わる各構成を詳細に説明する。

≪電気機器≫
電気機器２は、電源や電気回路などの電線が接続される部材であって、給電又は受電を行うあらゆる部材が含まれる。本例の電気機器２は、補機類を駆動する蓄電池である。電気機器２は、ハイブリッド自動車の走行用モータを駆動する電力を供給する蓄電池であっても良い。蓄電池としては、例えば鉛蓄電池やリチウムイオン電池などを挙げることができる。電気機器２は蓄電池に限定されるわけではない。例えば電気機器２は、燃料電池や回生電力を発生させる走行用モータ（回転電機）などの発電機であっても良い。

本例の電気機器２には正極２Ｐと負極２Ｎを備える。正極２Ｐには電線９が接続されており、その電線９は収納部材３に設けられる貫通孔３ｈから収納部材３の外部に引き出されている。収納部材３から引き出された電線９は、車室外にわたって配索され、車両の各所に配電する。一方、負極２Ｎには図示しないアース線が接続され、そのアース線は車両のフレームに接続される。

電線９は、収納部材３内で少なくとも２箇所固定される。本例の電線９は、後述する支持部材４によって貫通孔３ｈの位置に固定される。また、本例の電線９は、電気機器２の正極２Ｐの位置でも固定されている。更に、電線９における正極２Ｐとの接続端（固定部）よりも貫通孔３ｈ寄りの部分が、収納部材３に固定されていても良い。

≪収納部材≫
収納部材３は、複数の面で囲まれる閉鎖空間である収納空間を有し、その収納空間に電気機器２を収納する部材である。本例の収納部材３は、ハイブリッド自動車のリアシートの下部に形成される。収納部材３の位置は、電気機器２が車両のどの位置に配置されるかによって変化する。例えば、エンジンルームに設けられる蓄電池が電気機器２であるなら、エンジンルームが収納部材３となる。また、トランクルームの下部（例えばガソリン車のスペアタイヤハウスがある箇所）に電気機器２を設けるのであれば、その部分が収納部材３となる。

本例の収納部材３は、一部が高くなった段差を有する。収納部材３の最も低くなった内底面３１には電気機器２が載置されている。また、内底面３１よりも高くなった段差の上面である内底面３２（第一内面）には、電線９を挿通させる貫通孔３ｈが形成されている。内底面３２は収納部材３の内壁面３３（第二内面）に繋がっているので、貫通孔３ｈは内壁面３３の近傍に位置している。この内壁面３３は、内底面３２に対して傾斜しており、車両上方に向うに従って収納部材３の外側に拡がっている。ここで、第二内面は、第一内面に対して傾斜する傾斜面である。この傾斜面には、第一内面とのなす角が鋭角となる鋭角面、第一内面とのなす角が鈍角となる鈍角面、及び第一内面とのなす角が直角となる直角面の全てが含まれる。

≪支持部材≫
支持部材４は、貫通孔３ｈに装着され、電線９を貫通孔３ｈに支持する部材である。支持部材４は必須ではないが、支持部材４があることで、電線９が貫通孔３ｈの内周縁部に接触して損傷することを抑制できる。本例の支持部材４はグロメットである。グロメット４は、ゴムなどの絶縁性の弾性体と、弾性体とは別材料で構成される取付片とを備える。弾性体は、電線９の外周に接触し、電線９を接触する。一方、取付片は、例えば金属などの剛性体で構成され、グロメット４を収納部材３の内底面３２に固定する台座となるものである。

≪補強部材≫
補強部材５は、収納部材３における貫通孔３ｈの近傍を補強する部材である。本例の補強部材５は、環状片５０と板状片５１とを備える。

環状片５０は、グロメット４の径方向外方を取り囲むように配置される。この環状片５０は、図２（Ａ）に示すように、収納部材３の内底面３２に面接触した状態で固定される接触部５Ａを有する。その結果、環状片５０によって、貫通孔３ｈの周辺部の機械的強度が増し、当該周辺部の変形が外力によって変形し難くなる。本例の環状片５０は、切れ目の無い円環形状であるが、楕円環形状でも良いし、三角や四角などの多角環形状でも良い。また、環状片５０は、Ｃ字形状やＵ字形状などの断続的な環形状であっても構わない。環状片５０の固定には、例えばスポット溶接やネジを利用できる。

本例の環状片５０は更に、筒状部５Ｂとフランジ部５Ｃとを有する。筒状部５Ｂは、接触部５Ａの外周縁部から車両上方側に延びている。一方、フランジ部５Ｃは、筒状部５Ｂの上端からグロメット４の径方向外方に延びている。これら筒状部５Ｂとフランジ部５Ｃは、補強部材５の機械的強度を向上させ、外力による補強部材５の変形を抑制する。補強部材５の変形が抑制されることで、補強部材５の環状片５０で補強される貫通孔３ｈの周辺部の変形も抑制される。

板状片５１は、図１に示すように、フランジ部５Ｃの外周縁部の一部に繋がっている。より具体的には、板状片５１は、フランジ部５Ｃの外周縁部のうち、収納部材３の内壁面３３に近接する部分に繋がっている。このような配置の板状片５１は、貫通孔３ｈを挟んで電線９の固定部（本例では、電気機器２の正極２Ｐとの接続部）のほぼ反対側に配置される。電線９のうち、電気機器２との接続部よりも貫通孔３ｈ寄りの部分を収納部材３の内底面３１などに固定する場合、板状片５１は、貫通孔３ｈを挟んでその固定部の反対側に配置される。

上記板状片５１は、貫通孔３ｈが設けられる内底面３２（第一内面）が外力で変形したときに内壁面３３（第二内面）に当接して、補強部材５全体を内底面３２側に回転させる支点となる部材である。本例の板状片５１は、図２（Ａ）に示すように、内壁面３３に近接するように延び、かつ内壁面３３から離隔している。板状片５１は、内壁面３３に平行でも良いし、内壁面３３に対して傾いていても良い。本例では、板状片５１は、内壁面３３にほぼ平行となるように内壁面３３に沿っている。板状片５１と内壁面３３との離隔距離は、車両の衝突時に収納部材３が変形したときに、速やかに板状片５１が内壁面３３に接触する程度とする。本例とは異なり、車両の衝突前（収納部材３の変形前）において、板状片５１は内壁面３３に接触していても良い。板状片５１を内壁面３３に接触させる場合、板状片５１は内壁面３３に固定しないようにする。

≪実施形態の効果≫
上記構成を備える車両構造１によれば、車両の衝突時などに収納部材３が変形しても、電線９の断線を効果的に防止できる。貫通孔３ｈを取り囲むように配置される補強部材５の環状片５０が、収納部材３の貫通孔３ｈの周辺部の強度を向上させ、貫通孔３ｈの変形を抑制するからである。また、補強部材５が板状片５１を備えることも電線９の断線防止に大きく寄与する。

電線９の断線防止のメカニズムを図２に基づいて説明する。図２（Ａ）の状態から後突の衝撃が収納部材３に作用した場合、図２（Ｂ）の直線状の白抜き矢印に示す方向に応力が作用し、収納部材３全体が変形する。このとき、環状片５０で補強された貫通孔３ｈの周辺部分はその形状を保ち易く、当該周辺部分は殆ど変形しないまま車両前方に移動する。収納部材３の変形と共に車両前方に移動した補強部材５の板状片５１は、収納部材３の内壁面３３（第二内面）に接触する。板状片５１は内壁面３３に沿って延びているため、板状片５１は内壁面３３に沿って滑り、曲線状の白抜き矢印で示すように、補強部材５における貫通孔３ｈを挟んで板状片５１と反対側の部分が収納部材３の外方側に回転する。補強部材５の回転に伴い、補強部材５の環状片５０で補強される貫通孔３ｈの周辺部も、貫通孔３ｈの形状を保ったまま補強部材５と同方向に回転する。その結果、変形前に上方を向いていた貫通孔３ｈが収納部材３の内底面３１（第一内面）側に傾き、電線９が電気機器から引き抜かれる方向に強く引っ張られることが抑制されるので、電線９の断線を抑制できる。

≪比較構成における収納部材の変形の挙動≫
板状片５１を備えない補強部材５を用いた車両構造１０における収納部材３の変形の挙動を図４に基づいて説明する。

図４（Ａ）に示すように、比較構成の車両構造１０では、補強部材５が環状片５０の接触部５Ａのみで構成されている。なお、環状片５０が図２の筒状部５Ｂやフランジ部５Ｃを備えていても、収納部材３の変形の挙動に変化はないと考えて良い。

図４（Ａ）の状態から、図４（Ｂ）に示すように、車両後方から応力が作用すると、収納部材３が大きく変形する。このとき、図２の板状片５１が無いため、補強部材５が内壁面３３に接触するより前に、環状片５０で補強された貫通孔３ｈの周辺部の後方側が車両後方から押されて起き上がるように車両前方に向って回転する。その結果、電線９が強く引っ張られて断線する可能性がある。

＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１とは異なる構造の補強部材５を備える車両構造１を図３に基づいて説明する。図３は、本例の補強部材５を図１の車両構造１に適用した場合における図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

図３（Ａ）に示すように、実施形態２では、補強部材５の環状片５０が接触部５Ａのみで構成されている。そのため、補強部材５の板状片５１は、環状片５０の外周縁部に繋がっている。本例の補強部材５は、筒状部５Ｂとフランジ部５Ｃが無い分だけ、実施形態１の補強部材５よりも機械的強度が低くなり易い。そこで、本例の環状片５０の外形は実施形態１のそれよりも大きくすることが好ましい。また、本例の環状片５０の厚みも実施形態１のそれよりも厚くすることが好ましい。

本例の構成によっても、図３（Ｂ）の白抜き直線状矢印に示すように、車両の後方側から衝撃が加わったときに、収納部材３全体が変形し、板状片５１が内壁面３３に接触する。その結果、補強部材５、及び補強部材５で補強される貫通孔３ｈの周辺部が電気機器２側に向くように回転し、電線９の断線が抑制される。

＜実施形態３＞
実施形態１，２では、収納部材３の内底面３２に電線９を引き出すための貫通孔３ｈを形成している。これに対して、収納部材３の内壁面３３に貫通孔３ｈを設けても良い。つまり、本例では内壁面３３が第一内面となる。この場合、内壁面３３の車両上方側の端部にある内上面（図示せず）などが第二内面となる。

１車両構造
２電気機器２Ｐ正極２Ｎ負極
３収納部材３ｈ貫通孔
３１内底面３２内底面（第一内面）３３内壁面（第二内面）
４支持部材（グロメット）
５補強部材
５０環状片５Ａ接触部５Ｂ筒状部５Ｃフランジ部
５１板状片
９電線
１０比較構成の車両構造

Claims

車両に搭載される電気機器と、
第一内面及び前記第一内面に対して傾斜した第二内面を含む複数の面で囲まれる収納空間を有し、その収納空間に前記電気機器を収納する収納部材と、
前記電気機器に接続され、前記第一内面を貫通する貫通孔を介して前記収納部材の外側に延びる電線とを備える車両構造であって、
前記収納部材の収納空間側における前記貫通孔の近傍を補強する補強部材を備え、
前記補強部材は、
前記第一内面のうち、前記貫通孔の径方向外方の少なくとも一部を取り囲む部分に固定される環状片と、
前記環状片の外周縁部のうち、前記第二内面に近接する部分に繋がる板状片とを備える車両構造。