JP7240632B2 - 車両用電気装置のケース構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電気装置のケース構造に関する。

ハイブリッド自動車等の車両では、バッテリ、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを備えた車両用電気装置が搭載されており、該電気装置は、装置本体と該装置本体を収容するケース部材を有している（例えば、特許文献１参照）。このような電気装置は、レイアウトの都合上、エンジンルームや車体フロアの下方などに配置されている。一方、小型自動車以下のハイブリッド車のレイアウトでは、エンジンルームや車体フロア下のスペースが小さく、車室内のスペースも有効利用するために、高電力機器や高電圧機器などの機器を車室内に配置することが行われている。

特開２０１７－２２４５０９号公報

しかしながら、上述した従来の車両用電気装置は、高電力機器や高電圧機器などの機器を車室内に配置する場合、熱発生に対する遮熱等の対策や漏電対策が必要となるので、小型車以下の車格では、大きな車格の車両とは異なる対策を取ることが求められ、改善する余地があった。また、前席シートの下に配置した電気装置については、特に車両側突時の衝撃荷重に対するレイアウトや電気装置の破損を避ける措置や抑制する構造を施す必要があり、改善する余地があった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置本体を収容するケース部材の形状を工夫し、装置本体とケース部材との車両幅方向の空間を確保することにより、車両側突時の荷重を吸収するとともに、装置本体への過度の荷重伝達を緩和することが可能な車両用電気装置のケース構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、フロアパネルの車両幅方向側部に設けられ、車両前後方向に延びるサイドシルと、該サイドシルの車両内側で、前記フロアパネル上に設置されるシートレールブラケット及びシートレールを介して設けられる前席シートと、前席シートのシート座席部の下方に配置される電気装置とを備え、前記電気装置は、装置本体と、該装置本体を収容する金属製のケース部材を有している車両用電気装置のケース構造において、前記ケース部材は、前記装置本体に対して車両幅方向外側に張り出し、前記装置本体との間に車両幅方向の空間を形成する張り出し部を有し、前記シートレールは、車両側方視で前記張り出し部の上部のみと重なり合う位置に設けられ、前記サイドシルは、車両側方視で少なくとも前記張り出し部の下部と重なり合う位置に設けられており、前記張り出し部は、前記ケース部材の上部に位置する上側凸部と、前記ケース部材の上下方向中間に位置し、車両前後方向に延びる凹部と、前記ケース部材の下部に位置する下側凸部と、前記ケース部材の車両前後方向中間に位置し、前記下側凸部よりも下側に設けられる段差凹部を有している。

上述の如く、本発明に係る車両用電気装置のケース構造は、フロアパネルの車両幅方向側部に設けられ、車両前後方向に延びるサイドシルと、該サイドシルの車両内側で、前記フロアパネル上に設置されるシートレールブラケット及びシートレールを介して設けられる前席シートと、前席シートのシート座席部の下方に配置される電気装置とを備え、前記電気装置は、装置本体と、該装置本体を収容する金属製のケース部材を有しており、前記ケース部材は、前記装置本体に対して車両幅方向外側に張り出し、前記装置本体との間に車両幅方向の空間を形成する張り出し部を有し、前記シートレールは、車両側方視で前記張り出し部の上部のみと重なり合う位置に設けられ、前記サイドシルは、車両側方視で少なくとも前記張り出し部の下部と重なり合う位置に設けられている。
したがって、車両側突によりサイドシルが車両内側へ変形し、重量を有する電気装置が慣性力で車両外側へ移動しようとする場合、本発明に係る車両用電気装置のケース構造においては、変形初期でケース部材の張り出し部の上部がシートレールと接触することになるので、電気装置の車両外側への移動を止め、張り出し部の上部の変形により装置本体へ加わる荷重を吸収して低減させることができる。また、本発明のケース構造においては、変形中期でシートレールが車両内側へ変形しながら移動することになるので、張り出し部の上部は押され続け、サイドシルの下部が張り出し部の下部に接触して電気装置を車両内側に押し、張り出し部の全体で時間差を付けて荷重を吸収することが可能となり、装置本体への過度の荷重伝達を緩和することができる。

本発明の実施形態に係るケース構造を適用した車両用電気装置、前席シート及びその周辺部を車両前方側の斜め上方から見た斜視図である。 図１における車両用電気装置を、前席シートを取り除いた状態で示す斜視図である。 図１における車両用電気装置を、前席シートを取り除いた状態で示す上面図である。 図１における車両用電気装置を車両前方側から見た断面図である。 図４における車両用電気装置とサイドシルとの位置関係を拡大して示す断面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前方を示し、矢印Ｉ方向は車両幅方向内側を示し、矢印Ｕ方向は車両上方を示している。また、矢印Ｘ方向は車両幅方向を示し、矢印Ｙ方向は車両前後方向を示している。

図１～図５は本発明の実施形態に係る車両用電気装置のケース構造を示すものである。本実施形態の車両用電気装置のケース構造は、図１～図５に示すように、車両幅方向及び車両前後方向に展開するフロアパネル１の車両幅方向側部に設けられ、車両前後方向に延びるサイドシル２と、該サイドシル２の車両内側で、フロアパネル１上に設置されるシートレールブラケット３及びシートレール４を介して設けられる前席シート５と、前席シート５のシート座席部５１の下方に配置される電気装置６とを備えている。電気装置６は、駆動用バッテリ、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを備えており、車両前後方向に沿って配置され、車両前方視で四角形状に形成された装置本体（電池パック）７と、該装置本体７を収容する金属（鉄など）製のケース部材（外殻）８を有している。なお、ケース部材８は、装置本体７の全面を覆っている必要はなく、少なくとも車両外側側面、上面及び車両前後面を覆うようなカバー部材の形態でも良い。

本実施形態のフロアパネル１の上面には、図１～図５に示すように、車両幅方向に延びる前側クロスメンバ１１及び後側クロスメンバ１２が車両前後方向に間隔を空けて設けられているとともに、車両幅方向中央部には、車両前後方向に延びるフロアトンネル１３が設けられている。前側クロスメンバ１１及び後側クロスメンバ１２の下部は、フロアパネル１の上面に接合され、これらクロスメンバ１１，１２の車両幅方向端部は、サイドシル２及びフロアトンネル１３の側面にそれぞれ接合されている。
また、本実施形態のシートレールブラケット３は、前側クロスメンバ１１及び後側クロスメンバ１２の上部に起立した状態で接合されており、車両幅方向に間隔を空けて左右両側に設けられている。そして、前後左右のシートレールブラケット３の上面には、左右一対のシートレール４が設けられ、前席シート５のシート座席部５１は、これらシートレール４に前後移動可能に設置されており、シート座席部５１の下方には、電気装置６を配置できるスペースが確保されている。なお、サイドシル２の車両前後方向中間部には、車両上下方向に延びるセンタピラー（Ｂピラー）１４が設けられている。

一方、本実施形態のケース部材８は、図４及び図５に示すように、装置本体７の車両外側側面７ａに対して車両幅方向外側に張り出し、装置本体７との間に車両幅方向の空間Ｓを形成する張り出し部８０を有している。そして、シートレール４は、図４のＡ線で示すように、車両側方視で張り出し部８０の上部８０ａのみと重なり合う位置に設けられており、車両側突時の初期変形過程でシートレール４と張り出し部８０の上部８０ａとが接触するように構成されている。また、サイドシル２は、図４のＢ線で示すように、車両側方視で少なくとも張り出し部８０の下部８０ｂと重なり合う位置に設けられており、車両側突時の中期変形過程でサイドシル２の下部と張り出し部８０の下部８０ｂとが接触するように構成されている。

すなわち、本実施形態の張り出し部８０は、図４及び図５に示すように、ケース部材８を構成する板状部材を加工することによって形成されており、ケース部材８の上部に位置する上側凸部８１と、ケース部材８の上下方向中間に位置し、車両前後方向に延びる凹部８２と、ケース部材８の下部に位置する下側凸部８３と、ケース部材８の車両前後方向中間に位置し、下側凸部８３の底部よりも下側に設けられる段差凹部８４を有している。上側凸部８１及び下側凸部８３は、車両幅方向外側へ向かって略コ字状に突出して形成され、凹部８２は、上側凸部８１及び下側凸部８３と反対側の車両幅方向内側へ向かって略コ字状に凹んで形成されているとともに、段差凹部８４は、下側凸部８３の底部から更に車両幅方向内側へ向かって略逆Ｌ字状に凹んで形成されている。
そのため、張り出し部８０は、上下方向中間の凹部８２により、上側凸部８１、凹部８２及び下側凸部８３に区分けされ、側面剛性が向上するようになっている。また、上下方向中間に位置する凹部８２を境に上側凸部８１の変形と下側凸部８３の変形とが独立して起こり、車両側突時に起こる張り出し部８０の段階的な変形が確実に行われるようになっている。さらに、段差凹部８４の有する区間と無い区間により張り出し部８０の剛性が変わり、車両側突時に、小さく２段階の荷重吸収が行われるようになっている。

本実施形態のケース構造において、電気装置６の底面６ａは、図１、図２、図４及び図５に示すように、フロアパネル１から離間して配置されている。電気装置６の底面６ａをフロアパネル１から離して配置することによって、車両側突時に生じるフロアパネル１の変形の影響を電気装置６が受け難くなり、電気装置６への荷重伝達が段階的に行われるようにしている。
また、ケース部材８の張り出し部８０のうち、下側凸部８３は、図５のＣ線で示すように、サイドシル２の上下方向中央高さ位置と重なり合うように設けられている。これにより、車両側突時に入力されるサイドシル２からの荷重の多くが下側凸部８３に加わり、電気装置６への段階的な荷重伝達が促進されるように構成している。

本実施形態のサイドシル２は、図４及び図５に示すように、開口部を横向きに対向して配置した断面略ハット型形状のサイドシルアウタパネル２１とサイドシルインナパネル２２から構成されており、これらサイドシルアウタパネル２１及びサイドシルインナパネル２２の上下端部２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂをそれぞれ重ね合わせて接合することにより、車両前方視閉断面を有する形状に形成されている。そして、サイドシル２の車両前方視閉断面内の車両幅方向外側（サイドシルアウタパネル２１側）には、剛性を高めるバルクプレート９が配置され、サイドシルアウタパネル２１の内側壁面に接合されている。
このバルクプレート９は、図５のＤ線及びＥ線で示すように、車両側方視で上側凸部８１及び下側凸部８３と重なり合う位置に設けられている。しかも、バルクプレート９は、図５のＦ線で示すように、車両側方視で段差凹部８４と重なり合う位置に設けられており、この位置で、バルクプレート９の下部は、サイドシル２の下部の車両内側へ向かって膨出する膨出部９１を有している。そして、バルクプレート９の上下面及び外側側面は、サイドシルアウタパネル２１の内側壁面にほぼ対応した形状に形成され、バルクプレート９の内側側面は、垂直面状に形成されている。このような形状のバルクプレート９を上記位置に配置することにより、バルクプレート９が車両側突時に入力される車両内側への荷重を均一化し、局所的な荷重の負荷を低減できる構造が得られることになる。この場合、荷重入力の後半では、サイドシル２の荷重がケース部材８の上側凸部８１及び下側凸部８３に均等に加わり、局所的な荷重が低減されることになる。

このように、本発明の実施形態に係る車両用電気装置のケース構造では、フロアパネル１の車両幅方向側部に設けられ、車両前後方向に延びるサイドシル２と、サイドシル２の車両内側で、フロアパネル１上に設置されるシートレールブラケット３及びシートレール４を介して設けられる前席シート５と、前席シート５のシート座席部５１の下方に配置される電気装置６とを備えている。この電気装置６は、装置本体７と、装置本体７を収容する金属製のケース部材８を有している。そして、ケース部材８は、装置本体７に対して車両幅方向外側に張り出し、装置本体７との間に車両幅方向の空間Ｓを形成する張り出し部８０を有している。また、シートレール４は、車両側方視で張り出し部８０の上部８０ａのみと重なり合う位置に設けられ、サイドシル２は、車両側方視で少なくとも張り出し部８０の下部８０ｂと重なり合う位置に設けられている。
したがって、本実施形態に係る車両用電気装置のケース構造は、車両側突時の変形過程で、徐々に車体側部のサイドシル２から電気装置６に荷重を伝えるという目的を達成することができる。すなわち、本実施形態のケース構造においては、車両側突によりサイドシル２が車両内側へ変形し、重量を有する電気装置６が慣性力で車両外側へ移動しようとする場合、変形初期でケース部材８の張り出し部８０の上部８０ａがシートレール４と接触することになるので、電気装置６の車両外側への移動を止めるとともに、張り出し部８０の上部８０ａが変形することにより装置本体７へ加わる荷重を吸収し、装置本体７へ加わる荷重を低減させることができる。また、本発明のケース構造においては、変形中期でシートレール４が車両内側へ向かって変形しながら移動することになるので、張り出し部８０の上部８０ａは車両内側へ押され続け、サイドシル２の下部が張り出し部８０の下部８０ｂに接触して、ここでも電気装置６を車両内側に押圧することになり、張り出し部８０の全体で時間差を付けて荷重を効率的に吸収でき、重要部品である装置本体７への過度の（もしくは急激な）荷重伝達を緩和することができる。

また、本実施形態のケース構造において、張り出し部８０は、ケース部材８の上部に位置する上側凸部８１と、ケース部材８の上下方向中間に位置し、車両前後方向に延びる凹部８２と、ケース部材８の下部に位置する下側凸部８３と、ケース部材８の車両前後方向中間に位置し、下側凸部８３よりも下側に設けられる段差凹部８４を有している。
すなわち、本実施形態のケース構造では、ケース部材８の張り出し部８０が、上下方向中間の凹部８２により、上側凸部８１、凹部８２及び下側凸部８３に区分けされることになるので、張り出し部８０の側面剛性を向上させることができる。また、本実施形態のケース構造では、上下方向中間に位置する凹部８２を境に上側凸部８１の変形と下側凸部８３の変形とが独立して起こるので、車両側突時において、張り出し部８０の段階的な変形を確実に行うことができる。その結果、張り出し部８０の段階的な荷重吸収が可能となり、過剰な入力荷重ピークを低減させることができる。
さらに、本実施形態のケース構造では、段差凹部８４の有する区間と無い区間により張り出し部８０の剛性が変わるようになっているので、車両側突時に、小さく２段階の荷重吸収を行うことができる。しかも、段差凹部８４は、電気装置６の設置時やメンテナンス時に引っ掛け部として利用可能になるため、電気装置６の持ち運びを容易にする効果も発揮できる。

そして、本実施形態のケース構造において、電気装置６の底面６ａは、フロアパネル１から離間して配置されているので、車両側突時に生じるフロアパネル１の変形の影響を電気装置６が受け難くなり、電気装置６への段階的な荷重伝達を確実に行うことができる。その理由として、電気装置６の底面６ａがフロアパネル１の上面に設置されていると、フロアパネル１の変形はサイドシル２の移動と同時期に始まるので、上側凸部８１への荷重伝達の次に下側凸部８３への荷重伝達という電気装置６への段階的な荷重伝達が行われ難くなるからである。
しかも、本実施形態のケース構造において、下側凸部８３は、サイドシル２の上下方向中央高さ位置と重なり合うように設けられているので、車両側突時に入力されるサイドシル２からの荷重の多くが下側凸部８３に加わり、電気装置６への段階的な荷重入力となり易くなり、段階的な荷重伝達を促進することができる。

さらに、本実施形態のケース構造において、サイドシル２の車両前方視閉断面内の車両幅方向外側には、バルクプレート９が配置され、バルクプレート９は、車両側方視で上側凸部８１及び下側凸部８３と重なり合う位置に設けられている。しかも、バルクプレート９は、車両側方視で段差凹部８４と重なり合う位置に設けられ、この位置で、バルクプレート９は、サイドシル２の下部の車両内側へ向かって膨出する膨出部９１を有している。
したがって、本実施形態のケース構造では、バルクプレート９が車両側突時に入力される車両内側への荷重を均一化することになるので、局所的な荷重の負荷を低減できる。この場合、荷重入力の後半では、サイドシル２の荷重がケース部材８の上側凸部８１及び下側凸部８３に均等に加わるので、局所的な荷重を低減させることができる。その理由として、車両側突時においてサイドシル２の閉断面の車両内側が変形する時期は、シートレール４が電気装置６のケース部材８の上側凸部８１に荷重を伝えている時であるから、特別な剛性を設定する必要がない。他方、サイドシル２の閉断面の車両外側が変形する時期は、サイドシル２の荷重が下側凸部８３に加わる時期となるので、安定した荷重の方向性を保つことが、電気装置６への荷重を均一化し、局所的な荷重の負荷を低減することとなるからである。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施形態では、シートレールブラケット３が前後一対の前側クロスメンバ１１及び後側クロスメンバ１２の上部に設けられているが、適用車種などに応じて上下寸法の大きなシートレールブラケット３を用いることによりシート座席部５１の下方に電気装置６を配置することが可能なスペースを確保できれば、フロアパネル１の上面に接合するシートレールブラケット３が設けられていても良い。

１ フロアパネル
２ サイドシル
３ シートレールブラケット
４ シートレール
５ 前席シート
６ 電気装置
６ａ 底面
７ 装置本体
７ａ 車両外側側面
８ ケース部材
９ バルクプレート
１１ 前側クロスメンバ
１２ 後側クロスメンバ
１３ フロアトンネル
２１ サイドシルアウタパネル
２２ サイドシルインナパネル
８０ 張り出し部
８１ 上側凸部
８２ 凹部
８３ 下側凸部
８４ 段差凹部
９１ バルクプレートの膨出部
Ｓ 空間

Claims (3)

1. フロアパネルの車両幅方向側部に設けられ、車両前後方向に延びるサイドシルと、該サイドシルの車両内側で、前記フロアパネル上に設置されるシートレールブラケット及びシートレールを介して設けられる前席シートと、前席シートのシート座席部の下方に配置される電気装置とを備え、
   前記電気装置は、装置本体と、該装置本体を収容する金属製のケース部材を有している車両用電気装置のケース構造において、
   前記ケース部材は、前記装置本体に対して車両幅方向外側に張り出し、前記装置本体との間に車両幅方向の空間を形成する張り出し部を有し、
   前記シートレールは、車両側方視で前記張り出し部の上部のみと重なり合う位置に設けられ、前記サイドシルは、車両側方視で少なくとも前記張り出し部の下部と重なり合う位置に設けられており、
   前記張り出し部は、前記ケース部材の上部に位置する上側凸部と、前記ケース部材の上下方向中間に位置し、車両前後方向に延びる凹部と、前記ケース部材の下部に位置する下側凸部と、前記ケース部材の車両前後方向中間に位置し、前記下側凸部よりも下側に設けられる段差凹部を有していることを特徴とする車両用電気装置のケース構造。
2. 前記電気装置の底面は、前記フロアパネルから離間して配置され、前記下側凸部は、前記サイドシルの上下方向中央高さ位置と重なり合うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用電気装置のケース構造。
3. 前記サイドシルの車両前方視閉断面内の車両幅方向外側には、バルクプレートが配置され、該バルクプレートは、車両側方視で前記上側凸部、前記下側凸部及び前記段差凹部と重なり合う位置に設けられ、
   前記サイドシルは、開口部を横向きに配置した断面略ハット型形状のサイドシルアウタパネルを含み、
   前記バルクプレートの上下面及び外側側面は、前記サイドシルアウタパネルの内側壁面に略対応した形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用電気装置のケース構造。

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