WO2021176603A1 - 電動ユニットの車載構造 - Google Patents

Abstract

電動ユニット１の車載構造は、サイドメンバー１０と、車両前後方向に高剛性部位５ａ及び低剛性部位５ｂを有するサスペンションメンバー５と、インバータ２とモータ３とが一体構造とされた電動ユニット１とを有し、サイドメンバー１０は湾曲部１０ｃを有し、湾曲部１０ｃはインバータ２と車両前後方向の位置が重なる配置とされ、電動ユニット１は低剛性部位５ｂに固定される構成とされる。

Description

電動ユニットの車載構造

　本発明は電動ユニットの車載構造に関する。

　ＪＰ２０１２－９６７４６Ａには、サイドメンバー付近にインバータを配置した構造が開示されている。

　サイドメンバーは低剛性部位を有し、車両衝突時に形状変形させることによりエネルギーを減衰させる。しかしながら、サイドメンバー付近にインバータが配置されていると、変形したサイドメンバーがインバータと干渉し、インバータが破壊される結果、インバータの強電端子接続部が絶縁破壊される、つまり強電端子接続部がショートする虞がある。

　本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、車両衝突の際にサイドメンバーの干渉によるインバータの絶縁破壊を抑制することを目的とする。

　本発明のある態様の電動ユニットの車載構造は、サイドメンバーと、車両前後方向に高剛性部位及び低剛性部位を有するサスペンションメンバーと、インバータと第１モータとが一体構造とされた電動ユニットとを有する。サイドメンバーは、上に凸の湾曲形状を有する湾曲部を有する。湾曲部は、インバータと車両前後方向の位置が重なる配置とされる。電動ユニットは低剛性部位に固定される。

図１は、電動ユニットの外観図である。 図２は、実施形態にかかる電動ユニットの車載構造の概略構成図である。 図３は、ジェネレータの外観図である。 図４は、車両衝突時のサイドメンバー周辺の状態を示す図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

　図１は電動ユニット１の外観図である。図２は本実施形態にかかる電動ユニット１の車載構造の概略構成図である。図３はジェネレータ４の外観図である。図１に示すように、電動ユニット１はインバータ２とモータ３とを備える。電動ユニット１は車両に搭載される。当該車両は、内燃機関の動力によりジェネレータ４で発電した電力を利用して、車両の駆動源を構成するモータ３を駆動して走行するシリーズハイブリッド車両とされる。インバータ２はモータ３の上方に配置され、モータ３と一体構造とされる。インバータ２のケース２ａは、モータ３のケース３ａにボルト締結により固定される。モータ３は第１モータに相当する。

　図２に示すように、電動ユニット１は支持部３０を介してサスペンションメンバー５に固定される。支持部３０は電動ユニット１を下方から支持する。電動ユニット１は車両に対して前傾して配置される。

　サスペンションメンバー５は、車両前後方向に高剛性部位５ａと低剛性部位５ｂとを有する。高剛性部位５ａは低剛性部位５ｂよりも剛性が高い部位であり、本実施形態では高剛性部位５ａには炭素鋼が、低剛性部位５ｂにはアルミ合金が材料として用いられる。高剛性部位５ａは例えば、低剛性部位５ｂよりも太い断面構造を用いることや、車両横方向における車両内側、つまりサスペンションメンバー５の内側の部分に梁を設けることにより設定されてもよい。

　高剛性部位５ａは、車両後方に向かって斜め下に延びる形状を有する。低剛性部位５ｂは高剛性部位５ａの後方に配置される。高剛性部位５ａはサスペンションメンバー５の前端部を含む前方部分に配置される。低剛性部位５ｂは高剛性部位５ａに連なって配置される。電動ユニット１は支持部３０を介して低剛性部位５ｂに固定される。

　インバータ２はサイドメンバー１０より上方に配置される。インバータ２は、ケース２ａ内に強電バスバー２ｂを有する。強電バスバー２ｂは強電端子接続部であり、モータ３と接続される。強電バスバー２ｂでは、強電端子がバスバー構造になっており、部分的にしか絶縁処理が施されていない。このため、強電バスバー２ｂは、車両衝突時に絶縁確保の観点からサイドメンバー１０との干渉を最も避けたい部分とされる。

　サイドメンバー１０は、車両前方側でバンパーレインフォース２０に連結され、バンパーレインフォース２０から車両後方に向かって延伸する。サイドメンバー１０はサスペンションメンバー５より上方に配置される。

　サイドメンバー１０は車両前後方向に高剛性部位１０ａと低剛性部位１０ｂとを有する。高剛性部位１０ａは低剛性部位１０ｂよりも剛性が高い部位であり、例えば低剛性部位１０ｂよりも太い断面構造、高強度の材料を用いることや、車両横方向における車両内側、つまりサイドメンバー１０の内側の部分に梁を設けることにより設定される。

　低剛性部位１０ｂは高剛性部位１０ａの後方に配置される。低剛性部位１０ｂは高剛性部位１０ａに連なって配置される。低剛性部位１０ｂは車両前方から見て縦長の断面形状を有する。このため、低剛性部位１０ｂは車両衝突時に車両横方向に折れ曲がり易くなっている。縦長の断面形状は車両のモータルーム内スペースを広く確保することに資する。

　高剛性部位１０ａは、サスペンションメンバー５の高剛性部位５ａと車両前後方向の位置が重なる配置とされる。高剛性部位１０ａは、車両前後方向において高剛性部位５ａが設けられる範囲内に配置される。高剛性部位５ａは第１高剛性部位に相当し、高剛性部位１０ａは第２高剛性部位に相当する。高剛性部位１０ａはサイドメンバー１０の前端部に配置される。

　図２、図３に示すように、ジェネレータ４は電動ユニット１とは別体構造とされる。ジェネレータ４はブラケット１１を介してサイドメンバー１０に固定される。ジェネレータ４はブラケット１１によりサイドメンバー１０から吊られた状態で固定される。モータ３には減速機６が設けられる。モータ３は減速機６を介して出力軸６ａに動力を伝達し、車両の駆動輪には出力軸６ａ、さらには出力軸６ａに接続される車両の駆動軸を介して動力が伝達される。出力軸６ａはモータ３よりも下方に位置する。出力軸６ａと駆動軸とはサイドメンバー１０よりも下方、且つサスペンションメンバー５よりも上方に位置する。駆動軸は出力軸６ａと同軸状に配置することができる。

　ブラケット１１は、ジェネレータ４のケース４ａに設けられた固定部４ａａにボルト締結により固定されるとともに、サイドメンバー１０の高剛性部位１０ａにボルト締結により固定される。ブラケット１１はサイドメンバー１０の上面に固定される。ジェネレータ４はブラケット１１を介してサイドメンバー１０の高剛性部位１０ａに固定される。

　ジェネレータ４には強電コネクタ４ｂが接続される。強電コネクタ４ｂはインバータ２とジェネレータ４とを接続するコネクタであり、サイドメンバー１０より下方に配置される。強電コネクタ４ｂは、車載された状態のジェネレータ４の下方部分に車両内側から接続される。強電コネクタ４ｂは、サスペンションメンバー５より上方に配置される。ジェネレータ４は第２モータに相当する。

　サイドメンバー１０は湾曲部１０ｃを有する。湾曲部１０ｃは上に凸の湾曲形状を有し、インバータ２と車両前後方向の位置が重なる配置とされる。サイドメンバー１０は湾曲部１０ｃから車両前後方向ともに斜め下に向かって延伸し、全体として概ねアーチ状に湾曲した湾曲構造とされる。湾曲部１０ｃは車両前後方向において、出力軸６ａに接続される車両の駆動軸と重なる位置に設けられる。湾曲部１０ｃは車両の駆動軸との干渉回避のために設けられ、これにより駆動軸を配置するスペースが確保される。

　次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

　図４は車両衝突時のサイドメンバー１０周辺の状態を示す図である。破線は、車両衝突前の状態を示す。車両が衝突すると、サイドメンバー１０の低剛性部位１０ｂが車両横方向に折れ曲がりエネルギーを吸収する。この際、低剛性部位１０ｂの車両前方側の部分は車両内側に折れ曲がる。また、サスペンションメンバー５は車両後方に移動する。

　この際、仮にサスペンションメンバー５が破断しなかったとすると、電動ユニット１はサスペンションメンバー５に固定されたままとなり、インバータ２がサイドメンバー１０から離れる方向となる上方に移動できない。このため、内側に折れ曲がったサイドメンバー１０がインバータ２に干渉することが懸念される。そしてこの際にインバータ２の絶縁が破壊されると、高電圧でのショートが発生し感電防止に対する安全性が損なわれることが懸念される。

　特に本実施形態では、サイドメンバー１０は湾曲部１０ｃを有し、湾曲部１０ｃはインバータ２と車両前後方向の位置が重なる配置とされる。この場合、車両衝突時にサイドメンバー１０が上に凸に折れ曲がり易くなる結果、低剛性部位１０ｂが車両内側に折れ曲がってインバータ２に干渉する蓋然性が高まる。

　本実施形態にかかる電動ユニット１の車載構造は、サイドメンバー１０と、車両前後方向に高剛性部位５ａ及び低剛性部位５ｂを有するサスペンションメンバー５と、インバータ２とモータ３とが一体構造とされた電動ユニット１とを有し、サイドメンバー１０は湾曲部１０ｃを有し、湾曲部１０ｃはインバータ２と車両前後方向の位置が重なる配置とされ、電動ユニット１は低剛性部位５ｂに固定される構成とされる。

　このような構成によれば、車両衝突後、高剛性部位５ａは破断せずに後方に移動する。そして、高剛性部位５ａが低剛性部位５ｂを押し込むことにより、低剛性部位５ｂにおける高剛性部位５ａの付け根部が引っ張られて低剛性部位５ｂが破断する。結果、低剛性部位５ｂの破断により電動ユニット１はフリーな状態になり、押し上げられるようにして上方に移動する。これにより、インバータ２がサイドメンバー１０から離れる方向に移動するので、車両衝突時に車両内側に折れ曲がるサイドメンバー１０とインバータ２との干渉が回避される。また、電動ユニット１がサスペンションメンバー５に固定されたままの場合は、電動ユニット１が車両後方に移動して車室とモータルームとを区分するダッシュクロスに干渉し得るところ、このような事態も回避される。フリーな状態になった電動ユニット１の押し上げには、ジェネレータ４がモータ３より下方に配置されることも寄与する。

　さらにこのような構成によれば、車両衝突時に低剛性部位５ｂの破断によりフリーの状態になった電動ユニット１が上方に移動するので、車両衝突時に上に凸に折れ曲がるサイドメンバー１０がインバータ２に干渉することも回避できる。

　本実施形態では、高剛性部位５ａは車両後方に向かって斜め下に延びる形状を有する。

　このような構成によれば、車両衝突時に高剛性部位５ａがスペースのある後ろ下方に移動して低剛性部位５ｂにせん断力が働く結果、低剛性部位５ｂを破断し易くすることができる。またこれにより、フリーな状態になった電動ユニット１の押し上げに寄与することもできる。

　本実施形態にかかる電動ユニット１の車載構造は、サイドメンバー１０をさらに有し、インバータ２はサイドメンバー１０より上方に配置される。

　このような構成によれば、車両衝突時に強電部品で構成されるインバータ２とサイドメンバー１０の干渉をより確実に回避できる。

　本実施形態では、サイドメンバー１０はサスペンションメンバー５の高剛性部位５ａと車両前後方向の位置が重なる高剛性部位１０ａを有する。本実施形態にかかる電動ユニット１の車載構造は、サイドメンバー１０の高剛性部位１０ａに固定され、電動ユニット１と別体構造とされたジェネレータ４をさらに有する。

　このような構成によれば、車両衝突時に車両内側に折れ曲がる低剛性部位１０ｂの領域外にある高剛性部位１０ａにジェネレータ４を固定するので、車両内側に折れ曲がったサイドメンバー１０とジェネレータ４との干渉を回避できる。また、ジェネレータ４は破断が生じない高剛性部位５ａと車両前後方向において重なる位置に配置されるので、車両衝突時に破断によりサスペンションメンバー５がジェネレータ４に干渉する事態も回避できる。さらに、電動ユニット１がジェネレータ４だけでなくジェネレータ４を駆動する内燃機関とも別体とされるので、その分、電動ユニット１が軽量になり、車両衝突時に上方に移動し易くなる。結果、インバータ２とサイドメンバー１０との干渉も回避し易くなる。

　本実施形態にかかる電動ユニット１の車載構造は、ジェネレータ４に接続する強電コネクタ４ｂをさらに有し、強電コネクタ４ｂはサイドメンバー１０より下方に配置される。

　このような構成によればさらに、強電コネクタ４ｂとサイドメンバー１０との干渉も回避することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　例えば上述した実施形態では、インバータ２がサイドメンバー１０より上方に配置される場合について説明した。しかしながら、インバータ２は部分的にサイドメンバー１０よりも上方に配置されてもよく、この場合にインバータ２のうちサイドメンバー１０よりも上方の部分が強電バスバー２ｂを含んでもよい。また、強電バスバー２ｂはジェネレータ４と接続される強電バスバーや、バッテリと接続される強電バスバーであってもよい。

　このような構成によっても、絶縁確保の観点からサイドメンバー１０との干渉を最も避けたい強電バスバー２ｂにサイドメンバー１０が干渉することを回避できる。

Claims (6)

1. 　サイドメンバーと、
   　車両前後方向に高剛性部位及び低剛性部位を有するサスペンションメンバーと、
   　インバータと第１モータとが一体構造とされた電動ユニットと、
   を有し、
   　前記サイドメンバーは、上に凸の湾曲形状を有する湾曲部を有し、
   　前記湾曲部は、前記インバータと車両前後方向の位置が重なる配置とされ、
   　前記電動ユニットは、前記低剛性部位に固定される、
   電動ユニットの車載構造。
2. 　請求項１に記載の電動ユニットの車載構造であって、
   　前記高剛性部位は、車両後方に向かって斜め下に延びる形状を有する、
   電動ユニットの車載構造。
3. 　請求項２に記載の電動ユニットの車載構造であって、
   　前記インバータは、前記サイドメンバーより上方に配置される、
   電動ユニットの車載構造。
4. 　請求項２に記載の電動ユニットの車載構造であって、
   　前記インバータは、強電端子接続部を有するとともに、部分的に前記サイドメンバーよりも上方に位置し、
   　前記インバータのうち前記サイドメンバーよりも上方に位置する部分は、前記強電端子接続部を含む、
   電動ユニットの車載構造。
5. 　請求項２に記載の電動ユニットの車載構造であって、
   　前記サイドメンバーは、前記サスペンションメンバーの前記高剛性部位である第１高剛性部位と車両前後方向の位置が重なる第２高剛性部位を有し、
   　前記サイドメンバーの前記第２高剛性部位に固定され、前記電動ユニットと別体構造とされた第２モータをさらに有する、
   電動ユニットの車載構造。
6. 　請求項５に記載の電動ユニットの車載構造であって、
   　前記第２モータに接続する強電コネクタをさらに有し、
   　前記強電コネクタは、前記サイドメンバーより下方に配置される、
   電動ユニットの車載構造。

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