(57)【要約】【課題】  部品点数、車両重量、及びコストアップを抑えると共に、車内スペースを十分確保できる高圧電装ボックスの車載構造を提供する。【解決手段】  バッテリモジュール及びインバータユニット等の高圧電装部品をケース２１内に収容してなる高圧電装ボックス２０の車載構造において、車体のリアクロスメンバ１２及びリアパーセル１３に前記高圧電装部品が直接取り付けられると共に、該高圧電装部品と共にケース２１が車体に取り付けられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ及びインバータ等の高圧電装部品が筐体内に収容されてなる高圧電装ボックスの車載構造において、車体のクロスメンバ及びパーセルに前記高圧電装部品が直接取り付けられると共に、該高圧電装部品と共に前記筐体が車体に取り付けられることを特徴とする高圧電装ボックスの車載構造。
【請求項２】
前記高圧電装ボックスが、リアシートの後方に斜めに配置されることを特徴とする請求項１に記載の高圧電装ボックスの車載構造。
【請求項３】
前記クロスメンバに、前記高圧電装部品の重量を受ける棚部が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高圧電装ボックスの車載構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばハイブリッド車両等に用いられる高圧電装ボックスの車載構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばハイブリッド車両等における高圧電装ボックスの車載構造として、該高圧電装ボックスの筐体の両側下部にそれぞれ後方に延びるフレーム部材を取り付け、これら各フレーム部材の前部を車体のクロスメンバに連結すると共に、後部を車体のサイドフレームに連結してなるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。各フレーム部材の前部は、筐体の後側下部に取り付けられるクロスビームによっても連結される。これら筐体、フレーム部材、及びクロスビームを介して、筐体内に収容されたバッテリ及びインバータ等の比較的重量物である高圧電装部品が車体に支持される。
【特許文献１】特開２００３−１４６０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような構成では、筐体を介して前記高圧電装部品が支持されることから、該筐体の剛性を補うべくフレーム部材やクロスビーム等が高剛性かつ大型の部材となり易く、結果として車両重量及びコストの増加、並びに車内スペースの縮小を招く虞がある。このような背景から、前記フレーム部材やクロスビーム等の専用部品を用いずに高圧電装ボックスを支持できるような構成が要望されている。
そこでこの発明は、部品点数、車両重量、及びコストアップを抑えると共に、車内スペースを十分確保できる高圧電装ボックスの車載構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、バッテリ（例えば実施例のバッテリモジュール２２）及びインバータ（例えば実施例のインバータユニット２３）等の高圧電装部品が筐体（例えば実施例のケース２１）内に収容されてなる高圧電装ボックス（例えば実施例の高圧電装ボックス２０）の車載構造において、車体のクロスメンバ（例えば実施例のリアクロスメンバ２２）及びパーセル（例えば実施例のリアパーセル２３）に前記高圧電装部品が直接取り付けられると共に、該高圧電装部品と共に前記筐体が車体に取り付けられることを特徴とする。
【０００５】
この構成によれば、バッテリ及びインバータ等の比較的重量物である高圧電装部品が車体の骨格部材に直接支持されるので、筐体を支持あるいは補強するための専用部品が不要となる。
また、前記専用部品の配置スペースも不要となるため、車内スペースを十分確保することができる。
しかも、前記高圧電装部品と共に筐体が車体に取り付けられることで、高圧電装ボックスの車載作業を容易にできる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、前記高圧電装ボックスが、リアシート（例えば実施例のリアシート６）の後方に斜めに配置されることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、高圧電装ボックスがリアシートの後方、すなわちトランク内に配置されることとなる。このとき、高圧電装ボックスがリアシートのシートバックに沿うように斜めに配置されることで、トランク容量への影響が抑えられる。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、前記クロスメンバに、前記高圧電装部品の重量を受ける棚部（例えば実施例の棚部４５）が設けられることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、比較的重量物である高圧電装部品を車体に取り付ける際に、これらの重量を棚部で受けた状態で作業を行うことが可能となる。これにより、高圧電装部品がその取り付け公差の下限となる位置に偏って取り付けられるようなことがなくなる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載した発明によれば、筐体を支持あるいは補強するための専用部品が不要となるため、部品点数、車両重量、及びコストアップを抑えることができる。また、前記専用部品の配置スペースも不要となるため、車内スペースを十分確保することができる。しかも、高圧電装ボックスの車載作業工数を低減してコストダウンを図ることができる。
請求項２に記載した発明によれば、車室を狭めることなく、かつトランク容量を十分確保できる。
請求項３に記載した発明によれば、高圧電装部品、ひいては高圧電装ボックスの車載作業性を向上できると共に、該高圧電装ボックスの取り付け誤差を良好に吸収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方をそれぞれ示す。
【００１２】
図１に示す車両１はハイブリッド車両であり、内燃機関であるエンジンをモータジェネレータにより駆動補助すると共に、車両減速時等にはモータジェネレータからの電力を回収可能とされる。車体前部のエンジンルーム２には、前記エンジン及びモータジェネレータが直列に設けられてなるパワーユニット３が搭載される。モータジェネレータは例えば三相交流モータであり、このモータジェネレータ及びエンジンの駆動力が、駆動輪である前輪４に伝達される。
【００１３】
また、車両１の減速時等に、前輪４からモータジェネレータに駆動力が伝達されると、該モータジェネレータが発電機として機能して所謂回生制動力を発生し、車両１の運動エネルギーが電気エネルギーとして回収される。回収された電気エネルギーは、電力変換器を介してエネルギーストレージに充電される。
【００１４】
エンジンルーム２の後方には、フロントシート５及びリアシート６を有する車室７が設けられる。また、車室７の後方には、該車室７とリアシート６のシートバック６ａ等を介して仕切られるトランク８が設けられる。なお、車室７及びトランク８は共に車内スペースである。そして、リアシート６のシートバック６ａの後方、つまりトランク８内には、フロア９の下方に敷設される電力ケーブル１１を介してパワーユニットと接続される高圧電装ボックス２０が配置される。
【００１５】
図２に示すように、高圧電装ボックス２０は、箱型をなすケース（筐体）２１内に、前記エネルギーストレージとしてのバッテリモジュール（バッテリ）２２、及び前記電力変換器としてのインバータユニット（インバータ）２３（図３参照）等の高圧電装部品が収容されてなるものである。インバータユニット２３は、バッテリモジュール２２から直流電流を得ると共に該直流電流を三相交流電流に変換し、この電流をモータジェネレータに供給してこれを駆動させると共に、モータジェネレータからの回生電流を直流電流に変換することでバッテリモジュール２２への充電を可能としている。
【００１６】
リアシート６のシートバック６ａは、上方に位置するほど後方に位置するように傾斜した平面Ｈに沿うように配設され、その下部が車体の骨格部材としてのリアクロスメンバ（クロスメンバ）１２に、上部が同じく車体の骨格部材としてのリアパーセル（パーセル）１３に各々固定される。なお、符号１４はトランク８の床面を形成するリアフロアを、符号１５は車体の骨格部材としてのサイドフレームを、符号１６はスペアタイヤをそれぞれ示す。
【００１７】
高圧電装ボックス２０は、リアシート６のシートバック６ａの後面に沿うように側面視で斜めに配置されるもので、車幅方向に長く（図３参照）かつ平面Ｈと略直交する方向で扁平な直方体状の外観を有する。この高圧電装ボックス２０の外観は、前記ケース２１が形成している。なお、高圧電装ボックス２０はリアフロア１４に接しておらず、これらの間には間隙Ｓが設けられる。
【００１８】
図３を併せて参照して説明すると、ケース２１は例えば鋼板製のもので、シートバック６ａ側の面が開口２４ａとされるケース本体２４と、該開口２４ａの左半分及び右半分を閉塞する左カバー２５及び右カバー２６（図２に符号でのみ示す）を有する。このケース２１内の左側にバッテリモジュール２２が、右側にインバータユニット２３が各々収容される。
【００１９】
ケース２１の開口２４ａの周縁部には、該ケース２１をボルト及びクリップ等を用いて車体に固定するためのフランジ部２７が設けられる。すなわち、このフランジ部２７においてケース本体２４と各カバー２５，２６とが共締めされる。ここで、フランジ部２７は、リアクロスメンバ１２においてはその前壁部１２ａに、リアパーセル１３においてはその前壁部１３ａにそれぞれ固定される。これら各前壁部１２ａ，１３ａ、及びフランジ部は、前記平面Ｈに沿うように設けられる。
【００２０】
フランジ部２７におけるケース左側上部に位置する部位には、左上外側締結部３１及び左上内側締結部３２がそれぞれ設けられる。また、フランジ部２７におけるケース左側下部に位置する部位には、左下外側締結部３３及び左下内側締結部３４がそれぞれ設けられる。左上外側締結部３１は左下外側締結部３３と、左上内側締結部３２は左下内側締結部３４と、それぞれ車幅方向で略同一位置となるように設けられる。
【００２１】
一方、フランジ部２７におけるケース右側上部に位置する部位には、右上外側締結部３５及び右上内側締結部３６がそれぞれ設けられる。また、フランジ部２７におけるケース右側下部に位置する部位には、右下外側締結部３７及び右下内側締結部３８がそれぞれ設けられる。右上外側締結部３５は右下外側締結部３７と、右上内側締結部３６は右下内側締結部３８と、それぞれ車幅方向で略同一位置となるように設けられる。
【００２２】
バッテリモジュール２２は、例えば車幅方向に伸びる複数の小型バッテリ２２ａからなるもので、これら各小型バッテリ２２ａが一体に束ねられた状態で、左カバー２５のケース内側に配された一対のバッテリ側ステー４１に保持される。各バッテリ側ステー４１は左カバー２５の内面に沿うように略上下方向に延設されるもので、これら各バッテリ側ステー４１が車幅方向に並んで配置されると共に左カバー２５に一体的に結合される。これにより、各バッテリ側ステー４１、左カバー２５、及びバッテリモジュール２２が一体のユニットとして取り扱われる。
【００２３】
車幅方向外側に位置するバッテリ側ステー４１の上端部及び下端部は、左上外側締結部３１及び左下外側締結部３３にそれぞれ重なるように設けられ、車幅方向内側に位置するバッテリ側ステー４１の上端部及び下端部は、左上内側締結部３２及び左下内側締結部３４にそれぞれ重なるように設けられる。そして、各締結部３１〜３４及び各バッテリ側ステー４１の上下端部がボルトＢにより車体に共締めされることで、ケース２１と共に、バッテリモジュール２２が各バッテリ側ステー４１を介して車体（リアパーセル１３及びリアクロスメンバ１２）に直接固定される。
【００２４】
インバータユニット２３は、不図示のベースフレームを介してインバータ本体、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びＥＣＵ等が一体に構成されてなるものである。このインバータユニット２３の外周部には、ケース右側の各締結部３５〜３８に対応するインバータ側ステー４２がそれぞれ設けられる。各インバータ側ステー４２は前記ベースフレームと一体的に構成されるもので、対応する締結部３５〜３８にそれぞれ重なるように設けられる。これらインバータ側ステー４２が各締結部３５〜３８とボルトＢにより車体に共締めされることで、ケース２１と共に、インバータユニット２３が各インバータ側ステー４２を介して車体（リアパーセル１３及びリアクロスメンバ１２）に直接固定される。
【００２５】
バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３とケース２１との間には所定の間隙が形成され、この間隙を利用してケース２１内に冷却用の空気を循環させることが可能である。つまり、ケース２１はバッテリモジュール２２及びインバータユニット２３を覆うためのものであり、バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３はケース２１を介さずに車体に支持される。
【００２６】
ケース下側の各締結部３３，３４，３７，３８の下方となる部位には、各ステー４１，４２の下端部に当接する支持ブラケット４４がそれぞれ設けられる。各支持ブラケット４４は略方形状の鋼板の上半部に屈曲成形を施してなるもので、その上半部はリアクロスメンバ１２の前壁部１２ａから略前方に突出する棚部４５とされ、下半部はリアクロスメンバ１２の前壁部１２ａに沿う接合部４６とされる。この接合部４６が、リアクロスメンバ１２の前壁部１２ａに溶接等により結合される。
【００２７】
図４〜６に示すように、各ステー４１，４２の下端部には、略前方に屈曲成形されてなる下壁部４１ａ，４２ａがそれぞれ設けられる（図２参照）。各下壁部４１ａ，４２ａは、それぞれ対応する支持ブラケット４４の棚部４５の上面に当接する下面を形成するもので、これら各棚部４５と下壁部４１ａ，４２ａとを当接させた状態では、バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３の重量を対応する各支持ブラケット４４が受けるようになっている。
【００２８】
バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３は、ボルトＢ以外の結合手段を用いてケース２１と結合可能とされる。これにより、各支持ブラケット４４は、バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３の重量を受ける際には、ケース２１の重量も併せて受けることとなる。なお、符号Ｎはインバータ側ステー４２とケース本体２４とを結合するためのナットを示し、符号Ｌは各支持ブラケット４４をリアクロスメンバ１２に結合する際のロケート孔を示す。
【００２９】
各支持ブラケット４４は同一部品であり、かつ棚部４５の上面が略同一高さとなるように配置される（図３参照）。
ここで、図５，７に示すように、右下内側締結部３８に対応するインバータ側ステー４２には、その右側の部位から支持ブラケット４４を避けて下方に突出する突出部４７が設けられる。この突出部４７は、下壁部４２ａに湾曲部Ｒを介して滑らかに連なる側壁部４７ａを有し、該側壁部４７ａの左側面が、当該インバータ側ステー４２の下方に位置する支持ブラケット４４の右側端に当接可能である。なお、支持ブラケット４４の棚部４５には、前記湾曲部Ｒとの干渉を避けるべく切り欠き部４５ａが形成される。
【００３０】
図３，８に示すように、リアクロスメンバ１２の上壁部１２ｂにおけるケース２１の左側壁部２１ｂに隣接する部位には、該左側壁部２１ｂの外側面への当接面を有するガイドブラケット４８が設けられる。このガイドブラケット４８は、リアクロスメンバ１２の上壁部１２ｂに沿う接合部４９と、該接合部４９の右側端部において起立して前記当接面を形成する側壁部５１とを有する。接合部４９の左側端部には上壁部１２ｂへの係止部５２が設けられ、該係止部５２により位置決めされた状態で、接合部４９が上壁部１２ｂに溶接等により結合される。接合部４９及び側壁部５１の縁部には、ガイドブラケット４８の形状を保つための補強フランジ５３が設けられる。
【００３１】
そして、突出部４７の左側面と支持ブラケット４４の右側端とを当接させると共に、ガイドブラケット４８の当接面とケース２１の外側面とを当接させることで、高圧電装ボックス２０が車幅方向で位置決めされるようになっている。
【００３２】
図２，７，８に示すように、支持ブラケット４４の棚部４５は、断面略コの字形をなして車幅方向に延びるものとして形成される。棚部４５の下部先端縁は、接合部４６の上端縁に連なることでリアクロスメンバ１２に結合される。一方、棚部４５の上部先端縁は、他の部材と結合されない自由端とされる。これにより、棚部４５が自身の弾性を利用して高圧電装ボックス２０を支持することが可能となり、該高圧電装ボックス２０を車体に取り付ける際の前記平面Ｈに沿う方向での取り付け誤差を吸収し易くしている。
【００３３】
次に、高圧電装ボックス２０を車体に取り付ける手順について説明すると、まず、ケース２１内にバッテリモジュール２２及びインバータユニット２３を収容し、これらを前記ナット等を用いて一体的に結合する。この状態で、左カバー２５及びバッテリ側ステー４１のボルト孔とケース左側の各締結部３１〜３４のボルト孔とが重なると共に、インバータ側ステー４２のボルト孔とケース右側の各締結部３５〜３８のボルト孔とが重なる。
【００３４】
上記状態の高圧電装ボックス２０を、例えば車体の左後部乗降口から車内に導入し、リアシート６のシートバック６ａ後方の所定位置に取り付ける。このとき、前記平面Ｈに沿う方向（略上下方向）での位置決めは、バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３がその自重により各ステー４１，４２の下端部を各支持ブラケット４４の棚部４５に当接させることでなされる。この状態で、バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３の重量を各支持ブラケット４４が受けることとなる。
【００３５】
また、高圧電装ボックス２０の前記平面Ｈと直交する方向での位置決め（略前後方向）は、リアクロスメンバ１２の前壁部１２ａ及びリアパーセル１３の前壁部１３ａに各締結部３１〜３８を含むケース２１のフランジ部２７を当接させることでなされる。
そして、高圧電装ボックス２０の車幅方向での位置決めは、前述の如くインバータ側ステー４２の突出部４７と支持ブラケット４４とを当接させると共に、ガイドブラケット４８とケース２１とを当接させることでなされる。
【００３６】
高圧電装ボックス２０の位置決めが完了すれば、ケース本体２４に右カバー２６を取り付けた後に、各締結部３１〜３８及び各ステー４１，４２のボルト孔にボルトＢを挿通し、これらをリアクロスメンバ１２及びリアパーセル１３内に予め設定されたナットに締め込むことで、高圧電装ボックス２０の車体への取り付けが完了する。この状態では、高圧電装ボックス２０の重量は、ボルトＢの締結力で受けることとなる。
【００３７】
このとき、高圧電装ボックス２０の重量を各支持ブラケット４４が受けた状態でボルトＢを締め込むことができるため、例えば各ボルトＢで高圧電装ボックス２０の重量を受けつつこれらを締め込んで固定するような場合のように、各ステー４１，４２及び各締結部３１〜３８のボルト孔による高圧電装ボックス２０の取り付け誤差吸収範囲の下限となる位置で固定されるようなことがない。
【００３８】
以上説明したように、上記実施例における高圧電装ボックス２０の車載構造は、バッテリモジュール２２及びインバータユニット２３等の高圧電装部品をケース２１内に収容してなる高圧電装ボックス２０を車載するためのものであって、車体のリアクロスメンバ１２及びリアパーセル１３に前記高圧電装部品が直接取り付けられると共に、該高圧電装部品と共にケース２１が車体に取り付けられるものである。
【００３９】
この構成によれば、バッテリモジュール２２及びインバータ等の比較的重量物である高圧電装部品が、車体の骨格部材であるリアクロスメンバ１２及びリアパーセル１３に直接支持されるので、ケース２１を支持あるいは補強するための専用部品が不要となる。このため、部品点数、車両重量、及びコストアップを抑えることができるという効果がある。
また、前記専用部品の配置スペースも不要となるため、車内スペースを十分確保することができるという効果がある。
しかも、高圧電装部品と共にケース２１が車体に取り付けられることで、高圧電装ボックス２０の車載作業を容易にできるため、高圧電装ボックス２０の車載作業工数を低減してコストダウンを図ることができるという効果がある。
【００４０】
また、上記高圧電装ボックス２０の車載構造においては、前記高圧電装ボックス２０が、リアシート６の後方に斜めに配置されることで、高圧電装ボックス２０がリアシート６後方のトランク８内に配置されることとなる。このとき、高圧電装ボックス２０がリアシート６のシートバック６ａに沿うように斜めに配置されることで、トランク容量への影響が抑えられる。このため、車室７を狭めることなく、かつトランク容量を十分確保できるという効果がある。
【００４１】
さらに、上記高圧電装ボックス２０の車載構造においては、リアクロスメンバ１２に、高圧電装部品の重量を受ける棚部４５が設けられることで、比較的重量物である高圧電装部品を車体に取り付ける際に、これらの重量を各ステー４１，４２を介して合理的に棚部４５で受け、その状態で作業を行うことが可能となる。これにより、別途設備や治具等を用いなくても、高圧電装部品がその取り付け公差の下限となる位置に偏って取り付けられるようなことがなくなる。このため、高圧電装部品、ひいては高圧電装ボックス２０の車載作業性を向上できると共に、該高圧電装ボックス２０の取り付け誤差を良好に吸収できるという効果がある。
【００４２】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、棚部４５がリアクロスメンバ１２と別体の支持ブラケット４４に設けたものではなく、リアクロスメンバ１２に一体に形成されたものであってもよい。また、高圧電装ボックス２０が備えるエネルギーストレージは、キャパシタを含むものであってもよい。しかも、適用車両はハイブリッド車両に限らず、モータジェネレータのみで走行する電気自動車であってもよい。そして、上記実施例における構成は一例であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施例における車両の概略側面図である。
【図２】図１におけるリアシート周辺の拡大図である。
【図３】高圧電装ボックスを図２における矢印Ａ方向から見た矢視図である。
【図４】図３における車幅方向外側のインバータ側ステー周辺の拡大図である。
【図５】図３における車幅方向内側のインバータ側ステー周辺の拡大図である。
【図６】図３におけるバッテリ側ステー周辺の拡大図である。
【図７】車幅方向内側のインバータ側ステー周辺の斜視図である。
【図８】ガイドブラケット周辺の斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
６  リアシート
１２  リアクロスメンバ（クロスメンバ）
１３  リアパーセル（パーセル）
２０  高圧電装ボックス
２１  ケース（筐体）
２２  バッテリモジュール（バッテリ）
２３  インバータユニット（インバータ）
４５  棚部
【図１】
2005280649.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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