(57)【要約】【課題】電子機器のフロントコンパートメントへの車載構造を開示する。【解決手段】電力変換器２０は、フロントブラケット１０とリアブラケット４０によって、ＴＡ３０の上面３０ａに、上面３０ａとの間に隙間を有して支持されている。フロントブラケット１０の上部が電力変換器２０の筐体２１の前面２１ａに連結されている。前面２１ａのフロントブラケット１０の上方に、フロントブラケット１０の上端との間に間隙を隔てて上端に対向するストッパ５が設けられている。ストッパ５は、電力変換器２０に前方から加わる衝突荷重によってフロントブラケット１０が後方へ倒れるように変形したときに、フロントブラケット１０の上端に当接するように設けられている。ストッパ５は、車幅方向からみたときに、ストッパ５の上側が先端から根元に向かって拡がるように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器のフロントコンパートメントへの車載構造であり、
前記電子機器は、フロントブラケットとリアブラケットによって、当該電子機器の設置対象部材の前下がりに傾斜している上面に、当該上面との間に隙間を有して支持されており、
前記フロントブラケットの上部が前記電子機器の筐体の前面に連結されており、
前記前面の前記フロントブラケットの上方に、前記フロントブラケットの上端との間に間隙を隔てて前記上端に対向するストッパが設けられており、
前記ストッパは、前記電子機器に前方から加わる衝突荷重によって前記フロントブラケットが後方へ倒れるように変形したときに、前記フロントブラケットの上端に当接するように設けられており、
前記ストッパは、車幅方向からみたときに、前記ストッパの上側が先端から根元に向かって拡がるように形成されている、電子機器の車載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電子機器のフロントコンパートメントへの車載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は自動車のフロントコンパートメントに様々な電子機器が搭載されている。特に、電気自動車では、走行用のモータやインバータ、及び、それらに関連するデバイスなど、車載される電子機器が増えている。電子機器の車載構造の一つとして、電子機器が、上面が前下がりに傾斜している設置対象部材のその上面（傾斜上面）に支持されるタイプがある。電子機器は、フロントブラケットとリアブラケットによって、傾斜上面との間に隙間を有して設置対象部材に支持される。隙間を確保するのは、設置対象部材から電子機器へ伝わる振動を低減するためである。そのような車載構造の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１には、走行用のモータの電力を生成するインバータが、モータのハウジングの傾斜上面の上方に支持される車載構造が開示されている。
【０００３】
フロントブラケットとリアブラケットによる上記の車載構造では、車両が前方衝突した際、衝撃でフロントブラケットが後方に倒れ込み、電子機器が設置対象部材の傾斜上面と強く干渉するおそれがある。特許文献１の車載構造では、電子機器の前面のフロントブラケットの上方に突起（ストッパ）を設ける。ストッパは、車両の前方衝突時にフロントブラケットが後方へ倒れるとき、電子機器の下面が傾斜上面と干渉するのに先立ってフロントブラケットの上端と接触するように設けられる。特許文献１の車載構造では、前方衝突の際、電子機器の下面が設置対象部材の傾斜上面と干渉するのに先立ってストッパがフロントブラケットに当接し、電子機器と傾斜上面との干渉時の衝撃を緩和する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４５０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている車載構造におけるストッパは、ほぼ直方体の突起である。電子機器の筐体をアルミニウムなどの金属で鋳造する場合、そのような突起（ストッパ）を有する筐体は、鋳造の金型から取り出し難くなる。その結果、上記の車載構造を実現するコストが嵩む。上記した車載構造には改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する車載構造は、電子機器をフロントコンパートメントへ搭載する構造である。電子機器は、フロントブラケットとリアブラケットによって、電子機器の設置対象部材の前下がりに傾斜している上面に支持される。電子機器は、当該上面との間に隙間を有して支持される。フロントブラケットの上部は電子機器の筐体の前面に連結されている。筐体の前面のフロントブラケットの上方に、フロントブラケットの上端との間に間隙を隔ててブラケット上端に対向するストッパが設けられている。ストッパは、電子機器に前方から加わる衝突荷重によってフロントブラケットが後方へ倒れるように変形したときに、フロントブラケットの上端に当接するように設けられている。ストッパは、車幅方向からみたときに、ストッパの上側が先端から根元（筐体前面との連結部）に向かって拡がるように形成されている。
【０００７】
上記のストッパは、先端から根本に向けて末広がりに拡がっている。末広がりのストッパを有する筐体は、直方体状のストッパを有する筐体と比較して、金型からの離型性が良い。末広がりにすることによって、ストッパを備えた筐体の製造コストが下がり、その結果、上記した車載構造を実現するためのコストが下がる。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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】フロントコンパートメント内の部品レイアウトの一例を示す斜視図である。
【図２】トランスアクスルと電力変換器の側面図である。
【図３】図２の符号IIIが示す範囲の拡大図である。
【図４】ブラケット変形後のトランスアクスルと電力変換器の位置関係を示す側面図である。
【図５】図４の符号Ｖが示す範囲の拡大図である。
【図６】フロントブラケットが取り付けられた電力変換器の前面近傍の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して実施例の車載構造を説明する。実施例の車載構造２は、走行用にモータ３とエンジン９８の双方を備えたハイブリッド車１００に適用されている。実施例の車載構造２における搭載対象の電子機器は、高電圧バッテリの電力をモータ３の駆動電力に変換して供給する電力変換器２０である。また、電力変換器２０を搭載する設置対象部材は、トランスアクスル３０である。以下では、「トランスアクスル３０」を略して「ＴＡ３０」と表す。
【００１０】
図１に、ハイブリッド車１００のフロントコンパートメント９０におけるデバイスの配置を示す。なお、図中の座標系は、Ｆ軸が車両前方を示しており、Ｖ軸が車両上方を示しており、Ｈ軸は車幅方向（車両の側方）を示している。座標系の記号の意味は、以降の図でも同じである。
【００１１】
フロントコンパートメント９０には、エンジン９８、電力変換器２０、ＴＡ３０などが配置されている。フロントコンパートメント９０には他にも様々なデバイスが配置されているが、それらの図示は省略する。図１ではＴＡ３０やエンジン９８などは模式化して描かれていることに留意されたい。
【００１２】
モータ３は、ＴＡ３０のハウジングに収容されている。ＴＡ３０は、別言すれば、モータ３を収容するギアボックスである。ＴＡ３０のハウジングは、例えば、アルミニウムのダイキャスト、あるいは、削り出しで作られる。ＴＡ３０のハウジングには、さらに、エンジン９８の出力トルクとモータ３の出力トルクを合成／分配する動力分配機構６が収容されている。デファレンシャルギア４もＴＡ３０のハウジングに収容されている。動力分配機構６は、状況に応じて、エンジン９８の出力トルクを分割してデファレンシャルギア４とモータ３へ伝達する。この場合、ハイブリッド車１００は、エンジントルクで走行しながらモータ３によって発電する。ハイブリッド車１００は、また、制動時の車両の減速エネルギを使ってモータ３により発電する。発電で得た電力でバッテリを充電する。
【００１３】
エンジン９８とＴＡ３０は、車幅方向で隣り合うように連結されている。エンジン９８とＴＡ３０は、車両の構造強度を担保するサイドメンバ９６に懸架されている。図１では１本のサイドメンバ９６のみが描かれているが、図１においてエンジン９８の左下にも別のサイドメンバが伸びている。エンジン９８とＴＡ３０は、２本のサイドメンバの間に懸架されている。
【００１４】
電力変換器２０は、電力をモータ３へ供給する。より詳しくは、電力変換器２０は、不図示の高電圧バッテリの電力を昇圧した後、交流に変換してモータ３へ供給する。電力変換器２０は、また、モータ３が発電した交流電力を直流電力に変換し、さらに降圧する機能も有する。降圧された電力によって高電圧バッテリが充電される。電力変換器２０は、ハイブリッド車１００に搭載される電子機器の一種である。詳しくは後述するが、電力変換器２０は、ＴＡ３０の上面との間に隙間を有して支持されている。
【００１５】
電力変換器２０は、その前側がフロントブラケット１０によって支持されており、後側がリアブラケット４０によって支持されている。電力変換器２０のフロントブラケット１０の上方には、ストッパ５が設けられている。
【００１６】
図１とともに図２を参照してＴＡ３０と電力変換器２０の関係を詳しく説明する。図２は、車載構造２の全体図である。図２は、ＴＡ３０と電力変換器２０の側面図を示している。「側面」とは、車幅方向（図中のＨ軸方向）から見たときの図に相当する。
【００１７】
電力変換器２０とＴＡ３０は、６本のパワーケーブル２２で繋がっている。パワーケーブル２２は、電力変換器２０からモータ３へ電力を送るためのワイヤハーネスである。説明を省略したが、ＴＡ３０には２個の３相交流モータが収容されており、６本のパワーケーブル２２は２組の３相交流を伝送する。符号３１は、ＴＡ３０に設けられているケーブル接続部を示している。
【００１８】
先に述べたように、ＴＡ３０には、モータ３と動力分配機構６とデファレンシャルギア４が収容されている。ＴＡ３０の内部では、モータ３の出力軸３ａと動力分配機構６の主軸６ａとデファレンシャルギア４の主軸４ａが平行に並んでいる。それら３本の軸は車幅方向に伸びている。図２に示すように、３本の軸は、車幅方向からみて三角形をなすように配置されている。３本の軸の配置のため、ＴＡ３０の上面３０ａは、前下がりに傾斜している。それゆえ、上面３０ａの上方に支持される電力変換器２０も、前下がりに傾斜して配置される。なお、「電力変換器２０が前下がりである」とは、電力変換器２０の前端の地上高が後端の地上高よりも低いことを意味する。
【００１９】
電力変換器２０は、フロントブラケット１０とリアブラケット４０によりＴＡ３０の上方に支持されている。フロントブラケット１０は、電力変換器２０の前方に配置され、リアブラケット４０は電力変換器２０の後方に配置される。電力変換器２０とＴＡ３０の間には、隙間Ｇ１が確保されている。この隙間Ｇ１は、フロントブラケット１０とリアブラケット４０によって確保される。
【００２０】
電力変換器２０とフロントブラケット１０の間には防振ブッシュ１２が挟まれており、電力変換器２０とリアブラケット４０の間には防振ブッシュ４２が挟まれている。モータ３と動力分配機構６とデファレンシャルギア４は走行中に激しく振動する。防振ブッシュ１２、４２は、モータ３などの振動から電力変換器２０を保護するために取り付けられている。また、電力変換器２０がフロントブラケット１０とリアブラケット４０によってＴＡ３０の上方に隙間Ｇ１を有して支持されていることも、電力変換器２０をモータ３などの振動から隔離するためである。
【００２１】
フロントブラケット１０の下部がボルト５２によってＴＡ３０の上面３０ａに固定され、フロントブラケット１０の上部がボルト５１によって電力変換器２０の筐体２１の前面２１ａに連結される。フロントブラケット１０の上部と筐体２１の前面２１ａとの間には防振ブッシュ１２が挟まれている。図２では示されていないが、フロントブラケット１０は、車幅方向に並んだ２個のボルト５２によってＴＡ３０に固定される。また、フロントブラケット１０は、車幅方向に並んだ２個のボルト５１によって電力変換器２０の筐体２１に連結される。２個のボルト５２が車幅方向に並んでいること、及び、２個のボルト５１が車幅方向に並んでいることは、図６を参照して説明する。フロントブラケット１０は、金属板（鉄板）のプレス加工で作られている。なお、図２は、フロントブラケット１０の形状を簡略化して示している。フロントブラケット１０の詳しい形状は、後に図６を用いて説明する。
【００２２】
詳しい説明は省略するが、リアブラケット４０もフロントブラケット１０と同様の構造を有している。リアブラケット４０の下部がボルト５４によってＴＡ３０の上面３０ａに固定されており、リアブラケット４０の上部がボルト５３によって電力変換器２０の筐体２１の後面に固定されている。リアブラケット４０の上部と筐体２１の後面との間には防振ブッシュ４２が挟まれている。
【００２３】
電力変換器２０の筐体２１の前面２１ａには、ストッパ５が設けられている。ストッパ５は、フロントブラケット１０の上方に設けられている。図３に、図２の符号IIIが示す範囲の拡大図を示す。ストッパ５は、筐体２１の前面２１ａから突出する突起である。ストッパ５は、その下面５ｂが、フロントブラケット１０の上端に対向するように配置されている。ストッパ５は、ストッパ５とフロントブラケット１０の上端との間の距離Ｈａ（図３参照）が、電力変換器２０の筐体２１の下面２１ｂとＴＡ３０の上面３０ａとの間の距離Ｈｂ（図２参照）よりも短くなるように配置されている。ＴＡ３０の上面３０ａには、パワーケーブル２２を接続するケーブル接続部３１が突出しており、筐体２１の下面２１ｂとＴＡ３０の上面３０ａとの間の最短の距離Ｈｂは、ケーブル接続部３１の上面と電力変換器２０の筐体２１の下面２１ｂの間の距離となる。
【００２４】
距離Ｈａは、車両が衝突してフロントブラケット１０が変形する前のフロントブラケット１０とストッパ５の間の距離を示す。ストッパ５は、車両が前方衝突（あるいは前方斜め衝突）した際に、電力変換器２０がＴＡ３０とぶつかるときの衝撃を緩和するために設けられている。
【００２５】
ストッパ５の下面５ｂは、湾曲している。より具体的には、ストッパ５の下面５ｂは、車幅方向からみて、ストッパ５の先端から根本に向けて拡がるように湾曲している。車幅方向からみて、ストッパ５の上部５ａは、先端から根本（筐体２１との接続箇所）に向けて拡がっている。ストッパ５は、車幅方向からみると、先端から根本に向けて末広がりの形状をなしている。
【００２６】
図４と図５を参照してストッパ５の機能を説明する。図４において、符号Ｗが示す矢印が、衝突荷重を示している。衝突荷重Ｗは、車両の前方衝突を想定した場合の荷重であり、電力変換器２０の前端に加わる。図４は、電力変換器２０が衝突荷重Ｗを受けたときのフロントブラケット１０とリアブラケット４０の変形を示している。図５は、図４において符号Ｖが示す範囲の拡大図である。フロントブラケット１０と電力変換器２０はボルト５１で連結されており、フロントブラケット１０と電力変換器２０の間には防振ブッシュ１２が挟まれている。防振ブッシュ１２は振動を吸収する弾性体で作られており、変形し易い。電力変換器２０が前方から衝突荷重Ｗを受けると、フロントブラケット１０が後方に倒れるように変形するとともに、フロントブラケット１０を固定しているボルト５１と防振ブッシュ１２が変形し、フロントブラケット１０がストッパ５に近づく。先に述べたように、ストッパ５とフロントブラケット１０の上端との間の距離Ｈａ（図３参照）は、電力変換器２０の筐体２１の下面２１ｂとＴＡ３０の上面３０ａとの間の距離Ｈｂ（図２参照）よりも短い。ストッパ５は、衝突によりフロントブラケット１０が後方へ倒れるように変形するとき、筐体２１の下面２１ｂがＴＡ３０の上面３０ａと接触するのに先立ってフロントブラケット１０の上端に当接する位置に設けられている。衝突荷重Ｗによってフロントブラケット１０が後方に倒れる際、筐体２１の下面２１ｂがＴＡ３０の上面３０ａと接触するのに先立ってストッパ５がフロントブラケット１０と当接する。フロントブラケット１０の変形が止まれば、筐体２１とＴＡ３０との衝突が避けられる。衝突荷重Ｗが大きく、ストッパ５とフロントブラケット１０との接触後もフロントブラケット１０がさらに変形すると、筐体２１の下面２１ｂがＴＡ３０の上面３０ａとぶつかる。その場合でも、ストッパ５とフロントブラケット１０の接触が、筐体２１の下面２１ｂとＴＡ３０の上面３０ａの衝突の衝撃を緩和する。図４、図５のポイントＰ１は、ストッパ５とフロントブラケット１０の上端との当接箇所である。図４に示すように、ストッパ５とフロントブラケット１０が接触したときには、まだ、電力変換器２０の筐体２１の下面２１ｂとＴＡ３０の上面３０ａとの間に隙間Ｇ２が確保されている。
【００２７】
フロントブラケット１０の詳細な形状は後述するが、フロントブラケット１０の上端は、ストッパ５との衝突に対して良く耐え得るようにその形状が工夫されている。ただし、衝突荷重Ｗが大きいと、フロントブラケット１０がストッパ５との衝突荷重に耐えられずにフロントブラケット１０の上端が潰れてしまう場合がある。あるいは、ストッパ５が破損する場合がある。フロントブラケット１０の上端が潰れると、あるいは、ストッパ５が破損すると、電力変換器２０が更に下がってＴＡ３０と衝突することも考えられる。その場合でも、ストッパ５とフロントブラケット１０との接触が衝突荷重Ｗの一部を吸収するので、ＴＡ３０の上面３０ａと衝突するときに電力変換器２０が受ける衝撃は緩和される。
【００２８】
図５に示す矢印Ｆは、フロントブラケット１０とストッパ５が接触したとき、フロントブラケット１０の上端からストッパ５に加わる接触力を模式的に示している。ストッパ５は、車幅方向（図中のＨ軸方向）からみたときに、先端から根本（ストッパ５の筐体２１との接続箇所）に向けて、ストッパ５の上部５ａが拡がっている。この末広がりの形状により、ストッパ５は、接触力Ｆに対して高い強度を有する。それゆえ、衝突時に接触力Ｆを受けてもストッパ５は破損し難い。
【００２９】
フロントブラケット１０の形状について説明する。図６に、フロントブラケット１０が取り付けられた電力変換器２０の前面近傍の斜視図を示す。なお、図６のＦＨＶ座標系には、ＴＡ３０の上面３０ａと平行な直線Ａ２を付加しており、車両前後方向に延びるＦ軸と直線Ａ２がなす角度Ｔ１は、水平方向に対する上面３０ａの傾斜角を表している。フロントブラケット１０は、ＴＡ３０の上面３０ａに固定されるベースプレート１４と、ベースプレートから立ち上がり、上部が電力変換器２０の筐体２１の前面２１ａと対向する一対の脚部１５で構成されている。ベースプレート１４には２箇所に切欠１４ａが設けられており、その切欠１４ａを通じてボルト５２がベースプレート１４をＴＡ３０に固定している。
【００３０】
脚部１５を貫通するように防振ブッシュ１２が配置されており、ボルト５１が、防振ブッシュ１２を通過し、フロントブラケット１０を電力変換器２０の筐体２１の前面２１ａに連結している。なお、脚部１５には貫通孔が設けられており、防振ブッシュ１２は、その貫通孔に圧入されている。
【００３１】
各脚部１５の上部の車幅方向の両側にはフランジ１６ａ、１６ｂが設けられている。フランジ１６ａ、１６ｂは、脚部の車幅方向の両縁から車両前方に向かって立ち上がるように設けられている。符号１６ａは、車両前方から見たときに、一対の脚部１５の外側に位置するフランジを示しており、符号１６ｂは、一対の脚部１５の内側に位置するフランジを示している。フランジ１６ａ、１６ｂは、防振ブッシュ１２の両側に位置しており、防振ブッシュ１２を支える脚部１５の強度を高める。フランジ１６ａ、１６ｂは、脚部１５の上縁まで延びている。ストッパ５は、フランジ１６ａの上方に位置するように、電力変換器２０の筐体２１の前面２１ａに設けられている。ストッパ５は、フロントブラケット１０が変形したときに、脚部１５の上縁とフランジ１６ａの上縁の両方に当接するように配置されている。ストッパ５が脚部１５の上縁とフランジ１６ａの上縁の両方と当接するので、フロントブラケット１０は、接触力Ｆ（図５参照）が大きい場合にもよく耐え得る。先に述べたように、ストッパ５は、先端から根本に向けて末広がりであるため、ストッパ５も、接触力Ｆ（図５参照）が大きくても破壊し難い。上記のフロントブラケット１０の上端とストッパ５は、車両が衝突したときに電力変換器２０がＴＡ３０の上面３０ａと衝突するのに先立って接触し、電力変換器２０がＴＡ３０の上面３０ａに向けて移動する勢いを減ずる。その結果、電力変換器２０がＴＡ３０の上面３０ａに衝突することが回避される、あるいは、電力変換器２０がＴＡ３０の上面３０ａに衝突したときの衝撃が緩和される。
【００３２】
ストッパ５が末広がりの形状を有していることによって、次の利点が得られる。電力変換器２０の筐体２１は、アルミニウムの鋳造工程で作られる。ストッパ５は、筐体２１と一体であり、筐体２１の鋳造工程で筐体２１と同時に作られる。筐体２１を鋳造する金型には、ストッパ５を形成するための窪みが設けられている。窪みは、開口側が広く、底へいくほど狭くなる形状となる。そのような形状の窪みによって末広がりのストッパ５が形成される。末広がりのストッパ５を有する筐体２１は、直方体状のストッパを有する筐体と比較して、鋳造された筐体２１を金型から取り出すときの離型性が向上する。それゆえ、ストッパ５を有する筐体２１の製造時間等の製造コストを抑制することができる。車載構造２を構成するストッパ５を有する筐体２１の製造コストが低減できることで、車載構造２を実現するためのコストが低減する。
【００３３】
末広がりの形状のストッパ５は、次の利点も与える。先に述べたように、ストッパ５を形成するのに、金型には開口側が広く、底へいくほど狭くなる窪みが設けられる。開口側が広い窪みには、溶湯（溶けたアルミニウム）が入り込み易い。それゆえ、ストッパ５に鋳巣が発生し難い。鋳巣は、ストッパ５の強度を低下させる原因となる。末広がりのストッパ５は、強度を低下させる原因となる鋳巣が生じ難いので、量産時に強度の低いストッパ５が製造される可能性を低減する。
【００３４】
上記したように、末広がりのストッパ５を有する筐体２１を採用した車載構造２は、強度が高いストッパ５を低コストで得ることができる。その結果、車載構造２を低コストで実現することができる。
【００３５】
実施例の電力変換器２０が、請求項の「電子機器」の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、電力変換器２０以外の電子機器に適用することができる。実施例のＴＡ３０が、請求項の「設置対象部材」の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、ＴＡ３０以外の部材に対して電子機器を固定する場合にも適用することができる。
【００３６】
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。
【符号の説明】
【００３７】
２：車載構造
３：モータ
５：ストッパ
１０：フロントブラケット
１２：防振ブッシュ
１４：ベースプレート
１４ａ：切欠
１５：脚部
１６ａ、１６ｂ：フランジ
２０：電力変換器
２１：筐体
２１ａ：前面
２１ｂ：下面
２２：パワーケーブル
３０：トランスアクスル
３１：ケーブル接続部
４０：リアブラケット
４２：防振ブッシュ
５１、５２、５３、５４：ボルト
９０：フロントコンパートメント
９６：サイドメンバ
９８：エンジン
１００：ハイブリッド車
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018079733.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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