(57)【要約】【課題】強電部品の緩衝を、部品ないし部材の追加を抑制しながら実現可能とする。【課題を解決するための手段】  車台側の支持部Ｓに対し、ブラケット２を介して強電部品１を支持する強電部品の支持構造が提供される。ブラケット２は、車台側の支持部Ｓに固定される第１固定部２１と、強電部品１に固定される第２固定部２２と、第１固定部２１および第２固定部２２の間に延在し、ブラケット２を当該車両の衝突方向にみた状態で、車台側の支持部Ｓおよび強電部品１の双方に対して少なくとも一部が重なり合う突出部２３１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車台側の支持部に対し、ブラケットを介して強電部品を支持する強電部品の支持構造であって、
前記ブラケットは、
前記車台側の支持部に固定される第１固定部と、
前記強電部品に固定される第２固定部と、
前記第１固定部および前記第２固定部の間に延在し、前記ブラケットを当該車両の衝突方向にみた状態で、前記車台側の支持部および前記強電部品の双方に対して少なくとも一部が重なり合う突出部と、
を備える、強電部品の支持構造。
【請求項２】
前記ブラケットは、板状部材からなる、
請求項１に記載の強電部品の支持構造。
【請求項３】
前記突出部は、前記第１固定部と前記第２固定部との間で前記第１および第２固定部をつなぐ直線に対して一側に凸に形成された、前記板状部材の屈曲部である、
請求項２に記載の強電部品の支持構造。
【請求項４】
前記ブラケットは、前記第１固定部と前記第２固定部との間に、前記突出部の、前記車両の衝突方向に潰れる変形を促す薄肉部を有する、
請求項３に記載の強電部品の支持構造。
【請求項５】
前記車台側の支持部は、ラジエータコアが懸架されるか、ラジエータコアが載置される車台の横方向部材により形成される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の強電部品の支持構造。
【請求項６】
前記強電部品は、インバータである、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の強電部品の支持構造。
【請求項７】
強電部品と、
前記強電部品を車台側の支持部に対して支持するブラケットと、
を備え、
前記ブラケットは、
前記車台側の支持部に固定される第１固定部と、
前記強電部品に固定される第２固定部と、
前記第１固定部および前記第２固定部の間に延在し、前記ブラケットを当該車両の衝突方向にみた状態で、前記車台側の支持部および前記強電部品の双方に対して少なくとも一部が重なり合う突出部と、
を備える、電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強電部品の支持構造および電動車両に関し、具体的には、車両の衝突時に、当該支持構造を通じて強電部品の緩衝を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、強電部品の支持自体を目的とするものではないが、車両に備わる強電部品の緩衝を可能とする技術として、次のようなものが開示されている。強電部品（具体的には、インバータ）の、その周囲に配置される車両部品に面する外面に、放熱性の板状部材を取り付けることである。板状部材の存在により、強電部品からの放熱が促されるとともに、車両が外部の物体と衝突した際に、周囲の車両部品が強電部品に及ぼす衝撃が緩和され、強電部品の緩衝が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２５７５５４号公報（段落００２６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のものによると、強電部品の緩衝を目的とした板状部材を、車台に対する支持とは別に設ける必要がある。よって、部品点数が増大し、その分コストが嵩むとともに、板状部材の装着により強電部品の大型化が避けられず、レイアウト上の制約が増すという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、強電部品の緩衝を、部品ないし部材の追加を抑制しながら実現可能とする強電部品の支持構造および電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態では、車台側の支持部に対し、ブラケットを介して強電部品を支持する強電部品の支持構造であって、ブラケットは、車台側の支持部に固定される第１固定部と、強電部品に固定される第２固定部と、第１固定部および第２固定部の間に延在し、ブラケットを当該車両の衝突方向にみた状態で、車台側の支持部および強電部品の双方に対して少なくとも一部が重なり合う突出部と、を備える、強電部品の支持構造が提供される。
【０００７】
他の形態では、強電部品と、強電部品を車台側の支持部に対して支持するブラケットと、を備え、ブラケットは、車台側の支持部に固定される第１固定部と、強電部品に固定される第２固定部と、第１固定部および第２固定部の間に延在し、ブラケットを当該車両の衝突方向にみた状態で、車台側の支持部および強電部品の双方に対して少なくとも一部が重なり合う突出部と、を備える、電動車両が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車台側の支持部と強電部品との間にブラケットの突出部が介在することで、車両の衝突時に車台側の支持部が強電部品（具体的には、筐体）に及ぼす衝撃を、荷重を受ける面積の増大により緩和し、強電部品を保護することが可能となる。そして、このような緩衝機能を支持構造に備わるブラケットに兼備させたことで、緩衝自体を目的とした部材を別に設ける必要がないため、部品点数の増大および専用部材の設置に伴う諸々の弊害を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る強電部品の支持構造として、当該構造をインバータの支持に適用した例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１の例を横方向にみた状態を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る支持構造による緩衝機能を説明する概略図である。
【図４】図４は、同上実施形態に係る支持構造の変形例を側面視により示す概略図である。
【図５】図５は、同上実施形態に係る支持構造の他の変形例を側面視により示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係る強電部品の支持構造として、当該構造をインバータの支持に適用した例を示す平面図である。
【図７】図７は、図６の例を横方向にみた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る強電部品１の支持構造を、鉛直方向で上方からみた平面視により示している。
【００１２】
本実施形態では、強電部品１として、電動車両（以下、単に「車両」という）に備わるインバータを採用する。強電部品１は、これに限定されるものではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ等、高電圧下で動作する他の電気部品であってもよい。インバータ１は、電力変換素子１ａ（図２）を内蔵し、筐体の内部に電力変換素子１ａを冷却するための冷却水通路を有する。インバータ１は、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、変換後の交流電力を図示しない駆動モータに供給する。他方で、インバータ１は、交流電力を直流電力に変換することも可能であり、変換後の直流電力をバッテリの充電に充てることができる。駆動モータは、電動機としてのみ動作する電気モータであってもよいし、電動機としても発電機としても動作可能なモータジェネレータであってもよい。ボンネット下のモータルームには、インバータ１の下方に駆動モータを収容する空間が設けられている。駆動モータは、図示しない駆動輪と動力接続されており、車両の駆動源を構成する。
【００１３】
本実施形態に係る支持構造は、インバータ１を、車台側の支持部Ｓに対してブラケット２を介して支持する。ここで、「車台側の支持部」とは、「車台側に設けられるインバータの支持部」の意味であり、「車台側」とは、車台の骨格構造を形成する部材（フレームと呼ばれる場合がある）ばかりでなく、骨格構造自体は形成しないものの、骨格構造に直接的または間接的に結合されて、骨格構造と実質的に一体をなす部材をも包含する意味である。支持構造は、支持部Ｓに加え、車台側にある他の支持部に対してもインバータ１を支持する。換言すれば、インバータ１の支持は、ブラケット２のみによる片持ちの状態であってもよいが、これに限定されるものではない。
【００１４】
本実施形態では、車台側の支持部Ｓとして、ラジエータコア１０１が懸架される部材（以下「ラジエータコアサポートアッパ」という）３を採用する。本実施形態に係る車両は、インバータ１等の発熱部品を冷却するラジエータを備え、ラジエータは、ラジエータコア１０１を内蔵する。インバータ１の配置によっては他の部材を車台側の支持部Ｓに採用することも可能である。ラジエータコアサポートアッパ３は、車両の骨格構造をなす部材に結合されており、モータルームにおいて、インバータ１の前方を横方向、換言すれば、車両の進行方向Ｄｆに対して垂直な方向に延在する。図１は、車両の進行方向を矢印Ｄｆにより、後退方向を矢印Ｄｒにより、夫々示している。
【００１５】
ブラケット２は、ラジエータコアサポートアッパ３に固定される第１固定部２１と、インバータ１に固定される第２固定部２２と、第１固定部２１と第２固定部２２との間に延在し、これらの部分２１、２２をつなぐ連結部２３と、を有し、連結部２３には、突出部２３１が設けられている。
【００１６】
ブラケット２は、板状部材から作製され、例えば、矩形状の板状部材を所定の形状に切断した後、プレス加工により成形する。第１固定部２１は、ラジエータコアサポートアッパ３に対してボルト・ナット締結具により固定され、第２固定部２２は、インバータ１に対してボルト・ナット締結具により固定されている。本実施形態において、第１固定部２１は、互いに横方向に離れた２箇所に分けて形成されているが、第１固定部２１の数および配置は、これに限定されるものではなく、横方向に並べて３箇所以上に設けることが可能であり、さらに、複数に分割せず、より幅の広い１つの第１固定部２１のみを設けることも可能である。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る支持構造を、車両の進行方向Ｄｆに対して垂直な横方向にみた状態で示している。図１におけると同様に、車両の進行方向を矢印Ｄｆにより示し、後退方向を矢印Ｄｒにより示している。
【００１８】
ブラケット２の突出部２３１は、第１固定部２１と第２固定部２２との間の連結部２３に包含され、これらの固定部２１、２２をつなぐ直線Ｌに対して一側に凸に形成された屈曲部の形態をなす。
【００１９】
ここで、突出部２３１が連結部２３に包含されるとして、これらの部分２３、２３１を概念上分けて規定したのは、直線Ｌに対して突出部２３１が凸となる側とは反対側に凸となる部分を連結部２３が有する形態のものを、本実施形態に係るブラケット２の対象から排除しない趣旨である。
【００２０】
突出部２３１は、直線Ｌに対して一側に凸に形成され、ブラケット２を車両の衝突方向にみた状態で、ラジエータコアサポートアッパ３およびインバータ１の双方に対して少なくとも一部が重なり合う状態にある。
【００２１】
ここで、「車両の衝突方向」には、車両が前進走行時に衝突した場合の「進行方向」Ｄｆのほか、後退走行時に衝突した場合の「後退方向」Ｄｒが含まれる。さらに、自車両が他の車両または物体に接近して衝突する場合ばかりでなく、他の車両等が自車両に接近して衝突する場合が包含され、この意味で、他の車両等が自車両の側面に衝突した場合の「横方向」が含まれる。
【００２２】
さらに、「双方に対して…重なり合う」とは、車台側の支持部Ｓないしラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１とのいずれに対しても重なり合う部分を有する、との意味である。よって、ある一部ではラジエータコアサポートアッパ３と重なり合うが、他の一部ではラジエータコアサポートアッパ３とは重ならず、インバータ１のみと重なり合うような状態を含まない。
【００２３】
本実施形態において、第２固定部２２は、ブラケット２を車両の衝突方向にみた状態で、第１固定部２１からずれた位置にあり、具体的には、第１固定部２１から、突出部２３１が凸となる側とは反対側にずれた位置（本実施形態では、鉛直方向で上側にずれた位置）にある。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る支持構造による緩衝機能を、車両の前方衝突時を例に時系列で示しており、特にブラケット２の変形の様子を模式的に示している。ここで、ラジエータコアサポートアッパ３の位置を一定としているが、これは、インバータ１がラジエータコアサポートアッパ３に接近する過程、つまり、インバータ１とラジエータコアサポートアッパ３との相対的な位置関係の理解を容易にするためものに過ぎない。
【００２５】
図３（ａ）は、衝突前の状態を示している。
【００２６】
車両が前方に存在する他の車両または物体と衝突すると、衝突による車体の変形に伴い、図３（ｂ）に示すように、インバータ１に対してラジエータコアサポートアッパ３が接近する。これにより、インバータ１とラジエータコアサポートアッパ３との距離が狭まり、ブラケット２に変形が生じる。このブラケット２の変形は、概して、ブラケット２の突出部２３１が折り重なった状態となる変形である。
【００２７】
そして、車体の変形がさらに進むと、図３（ｃ）に示すように、第１固定部２１と第２固定部２２とが近接ないし接触し（同図は、ラジエータコアサポートアッパ３にも捩れが生じた状態を示している）、ラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１との間でブラケット２が押し潰された状態となる。
【００２８】
このように、ラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１との間にブラケット２が押し潰された状態で介在することで、ラジエータコアサポートアッパ３がインバータ１に及ぼす荷重を受ける面積が拡大する。これにより、インバータ１に対する荷重の分散が促され、ラジエータコアサポートアッパ３がインバータ１に及ぼす衝撃が緩和される。
【００２９】
本実施形態に係る強電部品の支持構造は、以上で述べたように構成され、本実施形態より得られる効果を以下に纏める。
【００３０】
第１に、車両の衝突時に、車台側の支持部Ｓ（ラジエータコアサポートアッパ３）と強電部品（インバータ１）との間にブラケット２の突出部２３１が介在することとなる。これにより、衝突時にラジエータコアサポートアッパ３がインバータ１（具体的には、電力変換素子を収容する筐体）に及ぼす衝撃を、荷重を受ける面積の増大により緩和し、インバータ１を保護することが可能となる。
【００３１】
そして、このような緩衝機能を支持構造に備わるブラケット２に兼備させたことで、緩衝自体を目的とした部材を設ける必要がないため、部品点数の増大および専用部材の設置に伴う諸々の弊害を回避することができる。専用部品の設置に伴う弊害として、コストの増大およびレイアウト上の制約を例示することができる。
【００３２】
第２に、ブラケット２を板状部材から作製したことで、ブラケット２の成形性を高めることができる。これにより、車両の衝突時におけるブラケット２の変形を制御することが容易となり、荷重を受けるのに充分な面積を確保し、インバータ１をより確実に保護することが可能となる。
【００３３】
第３に、ブラケット２の突出部２３１を、第１および第２固定部２１、２２をつなぐ直線Ｌに対して一側に凸となる形状としたことで、車両の衝突時に、ラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１との間でブラケット２が折り重なった状態で挟まることとなるので、荷重の分散を促し、ブラケット２による緩衝効果を高めることができる。
【００３４】
第４に、車台側の支持部Ｓとして、ラジエータコアを懸架する車台の横方向部材、つまり、ラジエータコアサポートアッパ３を採用したことで、インバータ１の支持に適用可能な具体的な支持部Ｓが提供される。
【００３５】
第５に、当該構造による支持をインバータ１に適用したことで、車両の衝突時にインバータ１を保護し、高電圧下にあるインバータ１の内部構造が筐体から露出する危険性を低減することが可能となる。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る支持構造の変形例を横方向にみた状態で模式的に示している。
【００３７】
ブラケット２は、図４（ａ）に示すように、突出部２３１が車両の衝突方向に対して平行に延びる中間部を介して折り返す形態のものばかりでなく、第１変形例として、図４（ｂ）に示すように、突出部２３１が丸みを有する湾曲部を介して折り返す形態のものであってもよいし、第２変形例として、図４（ｃ）に示すように、突出部２３１が鋭角に折り返す形態のものであってもよい。第１および第２変形例のいずれによっても先に述べたのと同様の効果、つまり、荷重を受ける面積の拡大により、車両の衝突時にインバータ１が受ける衝撃を緩和し、インバータ１を保護する効果を得ることが可能である。
【００３８】
図５は、本実施形態に係る支持構造の他の変形例を横方向にみた状態で模式的に示している。
【００３９】
ブラケット２は、図５（ａ）に示すように、第１固定部２１と第２固定部２２との間で連結部２３が折り返す形態のものばかりでなく、第３変形例として、図５（ｂ）に示すように、第１固定部２１と第２固定部２２とをつなぐ本体部２３ａに加え、ラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１との間の空間に達する延設部２３ｂが備わる形態のものであってもよい。第３変形例では、この延設部２３ｂが突出部２３１として機能し、車両の衝突時にラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１との間に介在し、荷重を受ける面積を拡大させ、インバータ１に対する衝撃を緩和する。第３変形例のブラケット２は、延設部２３ｂを本体部２３ａとは別に作製し、両者を溶接等により接続することで、形成可能である。
【００４０】
さらに、ブラケット２は、その全体が実質的に均一な厚みを有する形態のものばかりでなく、第４変形例として、図５（ｃ）に示すように、連結部２３に、突出部２３１の変形を促すための薄肉部２３ｔが備わる形態のものであってもよい。図５（ｃ）は、４つの薄肉部２３ｔが備わる場合を示すが、薄肉部２３ｔの数および配置は、これに限定されるものではない。車両の衝突時に、薄肉部２３ｔがブラケット２の変形の起点となることで、想定に近い状態の変形を実現可能とし、ブラケット２による緩衝をより効果的に達成することができる。
【００４１】
以上の説明では、車台側の支持部Ｓ、つまり、ラジエータコアサポートアッパ３の上面が同一平面に形成され、ラジエータコアサポートアッパ３に固定される複数（例えば、２つ）の第１固定部２１が、いずれも同じ高さ方向の位置にある場合について説明した。しかし、ブラケット２の構成は、これに限定されるものではなく、複数の第１固定部２１のうちの幾つかが、他の第１固定部２１に対して異なる高さ方向の位置にある構成とすることも可能である。
【００４２】
図６および７は、そのような場合の例として、本発明の他の実施形態に係る強電部品（インバータ１）の支持構造を示している。図６は、当該構造を平面視により、図７は、当該構造を側面視により、夫々示している。これに限定されるものではないが、車台側の支持部Ｓとして、ラジエータコアサポートアッパ３を採用することは、先の実施形態におけると同様である。
【００４３】
本実施形態では、ラジエータコアサポートアッパ３の上面に段差が形成され、ラジエータコアサポートアッパ３は、比較的高い位置に上面を有する第１支持部３ａと、第１支持部３ａとは横方向に異なる位置にあり、第１支持部３ａの上面よりも低い位置に上面を有する第２支持部３ｂと、が設けられている。
【００４４】
ブラケット２は、先の実施形態におけると同様に、横方向に互いに隔てて形成された２つの第１固定部２１（２１ａ、２１ｂ）を有する。第１固定部２１のうちの一方（２１ａ）は、ラジエータコアサポートアッパ３の第１支持部３ａに固定され、他方（２１ｂ）は、第１固定部２１ａとは異なる高さに、本実施形態では、第１固定部２１ａよりも低い位置に設けられ、ラジエータコアサポートアッパ３の第２支持部３ｂに固定されている。
【００４５】
ここで、ブラケット２の連結部２３は、第１固定部２１（２１ａ、２１ｂ）と第２固定部２２とをつなぐ部分として、第１および第２固定部２１、２２の間に形成される。これに対し、突出部２３１は、連結部２３に含まれ、第１固定部２１（２１ａ）と第２固定部２２とをつなぐ直線に対して一側に凸に突出し、ラジエータコアサポートアッパ３の第１支持部３ａとインバータ１との間に介在する部分として形成される。
【００４６】
本実施形態によれば、車両の衝突時に、ラジエータコアサポートアッパ３とインバータ１との間に、第１支持部３ａに固定される第１固定部２１ａから延びる突出部２３１が介在することとなる。これにより、衝突時にラジエータコアサポートアッパ３がインバータ１に及ぼす衝撃を、荷重を受ける面積の増大により緩和することができる。
【００４７】
本実施形態では、互い異なる高さ方向の位置に設けられる第１固定部２１ａ、２１ｂのうち、より高い位置にある第１固定部２１ａから延びる部分に突出部２３１を形成し、他方のより低い位置にある第１固定部２１ｂから延びる部分については衝突方向に延在させ、車台側の支持部Ｓ（ラジエータコアサポートアッパ３の第２支持部３ｂ）とインバータ１との間に介在させていない。しかし、この構成に変更を加え、第２支持部３ｂとインバータ１との間に介在する突出部２３１を設けるようにしてもよいことは、いうまでもない。
【００４８】
以上の説明では、インバータ１を、ブラケット２を介して車両の横方向部材（例えば、ラジエータコアサポートアッパ３）に対して支持する場合について説明したが、インバータ１の支持は、横方向部材に対するものに限らず、車両の進行方向Ｄｆまたは後退方向Ｄｒに延びる部材に対するものであってもよいし、鉛直方向に延びる部材に対するものであってもよい。
【００４９】
ここで、ラジエータコアを支持する横方向部材は、ラジエータコアが下方に懸架される形態の部材（ラジエータコアサポートアッパ３）に限らず、ラジエータコアが上方に載置される形態の部材であってもよい。この場合は、ブラケット２の突出部２３１が直線Ｌに対して凸となるのが、図２に示すのとは反対側となる。
【００５０】
「衝突方向に」とは、車両の衝突方向に実質的に一致することをいう。換言すれば、車両の衝突時に車台側の支持部Ｓと強電部品１との間に挟まれ、双方に対して圧接する部分がブラケット２の連接部２３に存在し、僅かながらでも荷重面積の拡大による緩衝の効果が得られる限り、例えそれが連接部２３のごく一部であったとしても「突出部」とすることを妨げるものではない。
【００５１】
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。上記実施形態に対し、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内で様々な変更および修正が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…インバータ
１ａ…電力変換素子
２…ブラケット
２１、２１ａ、２１ｂ…第１固定部
２２…第２固定部
２３…連結部
２３１…突出部
３…ラジエータコアサポートアッパ
３ａ…ラジエータコアサポートアッパの第１支持部
３ｂ…ラジエータコアサポートアッパの第２支持部
１０１…ラジエータコア
Ｓ…車台側の支持部
Ｄｆ…車両の進行方向
Ｄｒ…車両の後退方向
【図１】
2020111154.tif 000003
【図２】
2020111154.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020111154.tif 000006
【図５】
2020111154.tif 000007
【図６】
2020111154.tif 000008
【図７】
2020111154.tif 000009