(57)【要約】【課題】トランスアクスルの振動によって防振部材に共振が発生することを抑制する技術を提供する。【解決手段】  電力変換器１０をトランスアクスル３に固定するフロントブラケット１２は、トランスアクスル３に発生する車両の前後方向の振動を吸収して電力変換器１０の振動を抑制する前後防振部２０ａと、トランスアクスル３に発生する車両の上下左右方向の振動を吸収して電力変換器１０の振動を抑制する上下左右防振部２０ｂと、を有する防振部材２０を備える。前後防振部２０ａの共振周波数は、上下左右防振部２０ｂの共振周波数よりも高い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスアクスルに電子機器を固定するブラケットであって、
前記トランスアクスルに発生する車両の前後方向の振動に対する共振周波数が、前記トランスアクスルに発生する前記車両の上下左右方向の振動に対する共振周波数よりも高い防振部材を備えるブラケット。
【請求項２】
前記防振部材が、主として前記前後方向の振動を吸収する部分と、主として前記上下左右方向の振動を吸収する部分を備える、請求項１に記載のブラケット。
【請求項３】
前記前後方向の振動を吸収する前記部分の剛性が、前記上下左右方向の振動を吸収する前記部分の剛性よりも高い、請求項２に記載のブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、車両に搭載されたトランスアクスルに電子機器を固定するブラケットを開示する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、トランスアクスル上に電力変換器を搭載する技術が開示されている。電力変換器は、ブラケットを介して、トランスアクスルに固定されている。ブラケットは、防振部材を備える。防振部材は、トランスアクスルの振動が電力変換器に伝達されることを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６８３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランスアクスルには、種々の周波数の振動が加わる。トランスアクスルに加わる振動の周波数帯が広い。防振部材には共振周波数が存在する。前記の広い周波数帯に防振部材の共振周波数が属していると、防振部材で振動を吸収することができなくなる。従来の技術では、前記の広い周波数帯中に共振周波数を持たない防振部材を選択する必要があるが、実際には難しい。
【０００５】
本明細書は、トランスアクスルの振動によって発生する防振部材の共振を抑制する技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載の技術は、トランスアクスルに加わる振動の周波数帯が、振動方向によって相違する見地に基づいて創作された。詳しくは後述するように、車両の前後方向の振動は高い周波数（高帯域）を持つのに対し、車両の上下左右方向の振動は低い周波数帯（低帯域）を持つ。そこで、防振部材が、前後方向の振動に対して高帯域よりも高い共振周波数を持ってさえいれば、上下左右方向の振動に対する共振周波数は、高帯域に含まれていてもよく、低帯域よりも高くさえあれば、防振部材によって振動が全方向に亘って吸収できることが判明した。
【０００７】
本明細書が開示するブラケットは、電子機器をトランスアクスルに固定するブラケットであり、トランスアクスルに発生する車両の前後方向の振動に対する共振周波数が、トランスアクスルに発生する車両の上下左右方向の振動に対する共振周波数よりも高い防振部材を備える。
【０００８】
発明者らは、トランスアクスルに発生する前後方向の振動の主たる発生要因が、車両の上下左右方向の振動の主たる発生要因と異なることを発見した。即ち、車両の走行中は、車両の上下左右方向に、エンジンの振動の他に、主に路面の状況に応じた振動がトランスアクスルに発生する。
【０００９】
一方、車両の前後方向には、エンジンの振動の他に、主にトランスアクスルがトランスアクスルから車両の左右方向に伸びる車軸から受ける力に応じた振動がトランスアクスルに発生する。より詳細には、路面の凹凸箇所を車輪が通過する場合、車輪は、瞬間的に一旦路面から離れて空転し、回転が維持された状態で着地する。車輪が回転されている状態で車輪が着地すると、車輪は路面から車輪の反回転方向の力を受ける。この結果、車両の左右方向に伸びる車軸を介して車輪に連結されているトランスアクスルには、車輪が受けた力によって車両前後方向に振動が発生する。発明者らは、トランスアクスルに加わる車両前後方向の主たる振動の周波数帯が、車両の上下左右方向の主たる振動の周波数帯よりも高いことを発見した。
【００１０】
上記の構成によれば、前後方向の振動に対する防振部材の共振周波数が上下左右方向の振動に対する防振部材の共振周波数よりも高いため、車両の前後方向の比較的に高い周波数帯の振動に対して防振部材に共振が発生することを抑制することができる。一方、車両の上下左右方向の振動に対する共振周波数を比較的に低く設定することによって、エンジンの振動に対して防振部材に共振が発生することを抑制することができる。
【００１１】
防振部材が、主として車両の前後方向の振動を吸収する部分と、主として車両の上下左右方向の振動を吸収する部分を備えることが好ましい。
【００１２】
車両の前後方向の振動を吸収する部分の剛性が、車両の上下左右方向の振動を吸収する部分の剛性よりも高いことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、車両の前後方向の振動に対する共振周波数と車両の上下左右方向の振動に対す共振周波数を容易に変化させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本明細書が開示する技術によれば、車両に搭載された電子機器が激しく振動することを抑制することができる。この結果、電子機器の寿命を長期化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】エンジンコンパートメント内のデバイスレイアウト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との側面図である。
【図３】ブラケットの縦断面図である。
【図４】車両前後方向の振動と前後防振部の共振倍率を表すグラフである。
【図５】車両上下左右方向の振動と前後防振部の共振倍率を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示すように、実施例のブラケット１２，３２は、走行用にモータ５０（図２参照）とエンジン９７の双方を備えたハイブリッド車１００に適用されている。なお、以下では、ハイブリッド車１００を、単に「車両１００」と呼ぶことがある。ブラケット１２，３２は、電子機器である電力変換器１０を、トランスアクスル３に固定する。電力変換器１０は、例えばパワーコントロールユニットであり、モータ５０に電力を供給する。また、各図は、フロントコンパートメント９４内のデバイスの形状を簡略化して表している事に留意されたい。また、図中のｘ軸が車両前方に対応し、ｙ軸が車両の左方向に対応し、ｚ軸が車両の上方に対応する。
【００１７】
図１に示すように、フロントコンパートメント９４内に搭載される主要なデバイスは、エンジン９７、トランスアクスル３、サブバッテリ６、ラジエータ９６、及び、電力変換器１０である。その他、符号９２はリレーボックスを示し、符号９３はエアコンのコンプレッサを示す。
【００１８】
図２に示すように、トランスアクスル３は、トランスミッション（図示省略）と、モータ５０と、デファレンシャルギア５２と、動力分配機構５４と、を備える。トランスミッションは、モータとエンジンの出力トルクを増幅する。モータ５０は、車輪を駆動するための駆動源である。デファレンシャルギア５２は、車両１００がカーブを走行する際、左右の前輪に回転数差を付けつつ、モータ５０及びエンジン９７の動力を前輪に伝達する。デファレンシャルギア５２は、車両１００の左右方向に伸びて車両１００の前輪に連結される主軸５２ａを有する。動力分配機構５４は、エンジン９７の出力トルクとモータ５０の出力トルクを合成／分配する。動力分配機構５４は、エンジン９７の出力トルクとモータ２の出力トルクを合成してデファレンシャルギア５２へ出力する。動力分配機構５４は、状況に応じて、エンジン９７の出力トルクを分割してデファレンシャルギア５２とモータ５０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５０によって発電する。ハイブリッド車１００は、また、制動時の減速エネルギを使ってモータ５０により発電する。発電で得た電力でバッテリを充電する。エンジン９７とトランスアクスル３とは、シャシのフレームを構成するサイドフレーム９５（サイドメンバ）に固定されている。
【００１９】
トランスアクスル３の上面３ａは、車両の前方に傾斜している。上面３ａには、電力変換器１０が固定されている。電力変換器１０は、後部シートの下、或いは、リアコンパートメントに格納されるメインバッテリからバッテリケーブルを介して、供給される直流電力を交流電力に変換して、モータ５０に供給する。これにより、電力変換器１０は、モータ５０を制御する。
【００２０】
電力変換器１０は、フロントブラケット１２とリアブラケット３２によって、トランスアクスル３に固定されている。図３に示すように、フロントブラケット１２は、電力変換器１０の車両１００の前側をトランスアクスル３に固定する。フロントブラケット１２は、本体１８と、２個のカラー２２，２４と、防振部材２０と、を備える。本体１８は、ステンレス等の金属製である。本体１８の下端部は、上面３ａに沿って伸びており、ねじ１４を介して上面３ａに固定されている。本体１８は、上面３ａから略垂直上方に伸びる。本体１８の上端付近には、本体１８を貫通する貫通孔１８ａが配置されている。
【００２１】
貫通孔１８ａには、カラー２４を介して、防振部材２０が挿入されている。防振部材２０は、ゴムで作製されている。防振部材２０は、前後防振部２０ａと、上下左右防振部２０ｂと、を備える。上下左右防振部２０ｂは、円筒形状を有する。上下左右防振部２０ｂは、貫通孔１８ａに挿入されており、貫通孔１８ａの内側に沿って一巡する。上下左右防振部２０ｂは、主としてトランスアクスル３の車両１００の上下左右方向の振動を吸収して電力変換器１０の振動を抑制する。
【００２２】
前後防振部２０ａは、上下左右防振部２０ｂの車両１００の前側の端に配置されている。前後防振部２０ａは、円環形状を有する。前後防振部２０ａの内径は上下左右防振部２０ｂの内径と等しく、前後防振部２０ａの外径は貫通孔１８ａの孔径よりも大きい。前後防振部２０ａは、後述するねじ１６によって、本体１８の車両前側の面に向けて押圧されて圧縮されている。前後防振部２０ａは、主としてトランスアクスル３の車両１００の前後方向の振動を吸収して電力変換器１０の振動を抑制する。
【００２３】
前後防振部２０ａの剛性は、上下左右防振部２０ｂの剛性よりも高い。これにより、前後防振部２０ａの共振周波数は、上下左右防振部２０ｂの共振周波数よりも高い。例えば、前後防振部２０ａのねじ１６の軸方向の長さを長くし、ねじ１６による圧縮力を大きくすることによって、前後防振部２０ａの剛性を高くする。あるいは、前後防振部２０ａのねじ１６の軸直方向の断面積を大きくすることによって、前後防振部２０ａの剛性を高くしてもよい。なお、ねじ１６の軸直方向の断面積を大きくする場合、カラー２２，２４のねじ１６の軸直方向の長さを長くしてもよい。
【００２４】
図４には、前後防振部２０ａの周波数に対する共振倍率ＲＣ１が示されている。図５には、上下左右防振部２０ｂの周波数に対する共振倍率ＲＣ２が示されている。なお、図４，５に示されるグラフの横軸は振動の周波数を表し、右側の縦軸は共振倍率を表す。共振倍率ＲＣ１，ＲＣ２に対しては、右側の縦軸が有効である。前後防振部２０ａの共振倍率ＲＣ１は、周波数が７０Ｈｚよりもやや高い値で最も高い値をとるように設定されている。即ち、前後防振部２０ａの共振周波数は、７０Ｈｚよりやや大きい。一方、上下左右防振部２０ｂの共振倍率ＲＣ２は、周波数が５０Ｈｚよりもやや高い値で最も高い値をとるように設定されている。即ち、上下左右防振部２０ｂの共振周波数は、５０Ｈｚより大きく７０Ｈｚより小さい。防振部材２０の内側には、カラー２２を介して、ねじ１６が挿入されている。ねじ１６は、電力変換器１０の前端に締結されることによって電力変換器１０と本体１８とを固定する。また、ねじ１６が電力変換器１０に締結されることによって、カラー２２，２４に挟まれている前後防振部２０ａを圧縮する。
【００２５】
図３に示すように、リアブラケット３２は、電力変換器１０の車両１００の後側をトランスアクスル３に固定する。リアブラケット３２は、フロントブラケット１２と同様の構成を有する。但し、車両１００の前後方向におけるリアブラケット３２の取り付け方向が、フロントブラケット１２の取り付け方向と反対である。リアブラケット３２は、本体１８に対応する本体３８と、２個のカラー２２，２４に対応する２個のカラー４２，４４と、防振部材２０に対応する防振部材４０と、を備える。本体３８は、ねじ３４を介して上面３ａに固定されている。本体３８の上端付近には、本体３８を貫通する貫通孔３８ａが配置されている。
【００２６】
防振部材４０の上下左右防振部４０ｂは、円筒形状を有しており、貫通孔３８ａの内側に沿って一巡する。上下左右防振部４０ｂは、上下左右防振部２０ｂと同様に、主としてトランスアクスル３の車両１００の上下左右方向の振動を吸収して電力変換器１０の振動を抑制する。前後防振部４０ａは、上下左右防振部４０ｂの車両１００の後側の端に配置されている。前後防振部４０ａの内径は上下左右防振部４０ｂの内径と等しく、前後防振部４０ａの外径は貫通孔３８ａの孔径よりも大きい。前後防振部４０ａは、後述するねじ３６によって、本体３８の車両後側の面に向けて押圧されている。前後防振部４０ａは、前後防振部２０ａと同様に、主としてトランスアクスル３の車両１００の前後方向の振動を吸収して電力変換器１０の振動を抑制する。前後防振部４０ａの剛性は上下左右防振部４０ｂの剛性よりも高く、前後防振部４０ａの共振周波数は上下左右防振部４０ｂの共振周波数よりも高い。防振部材４０の内側には、カラー４２を介して、ねじ３６が挿入されている。ねじ３６は、電力変換器１０に締結されることによって電力変換器１０と本体３８とを固定する。
【００２７】
図４，５を参照して、車両１００の走行時に発生するトランスアクスル３の振動について説明する。図４，５に示されるグラフの横軸は振動の周波数を表し、左側の縦軸は加速度を表す。破線ＶＣ，ＶＥ１，ＶＩ，ＶＥ２には、左側の縦軸が有効である。図４に示すように、トランスアクスル３の車両１００の前後方向には、エンジン９７の駆動に応じた振動ＶＥ１が発生する。振動ＶＥ１は、エンジン９７の駆動が変化すると、周波数及び加速度が変化する。振動ＶＥ１の周波数が高いほど、振動ＶＥ１の加速度が高い。さらに、トランスアクスル３の車両１００の前後方向には、前輪が路面から受ける力に起因する振動ＶＣが発生する。詳細には、路面の凹凸箇所を車輪が通過する場合、車輪は、瞬間的に一旦路面から離れて空転し、回転が維持された状態で着地する。車輪が回転されている状態で車輪が着地する際に受ける路面からの力が、主軸５２ａを介してトランスアクスル３に伝達される。車軸５２ａは、トランスアクスル３から車両左右方向に伸びているため、車輪の路面から受ける力は、トランスアクスル３の車両前後方向に作用する。これにより、トランスアクスル３には、車両前後方向に、路面の状況に応じた振動ＶＣが発生する。振動ＶＣでは、振動ＶＥ１と比較して、７０Ｈｚ以下の周波数における加速度が高い。
【００２８】
防振部材２０，４０では、トランスアクスル３の車両１００の前後方向の振動は、前後防振部２０ａ，４０ａによって抑制される。前後防振部２０ａ，４０ａの共振周波数は、７０Ｈｚより大きく設定されている。これにより、加速度が高い周波数範囲である７０Ｈｚ以下で、前後防振部２０ａ，４０ａに振動ＶＣの共振が発生することを防止することができる。
【００２９】
また、図５に示すように、トランスアクスル３の車両１００の上下左右方向には、エンジン９７の駆動に応じた振動ＶＥ２が発生する。振動ＶＥ２は、振動ＶＥ１と同様に、エンジン９７の駆動が変化すると、周波数及び加速度が変化する。振動ＶＥ２の周波数が高いほど、振動ＶＥ２の加速度が高い。さらに、トランスアクスル３の車両１００の上下左右方向には、路面の凹凸に起因する振動ＶＩが発生する。振動ＶＩでは、振動ＶＥ２と比較して、５０Ｈｚ以下の周波数における加速度が高い。また、振動ＶＩと振動ＶＣを比較すると、振動ＶＣの方が周波数が高い範囲で加速度が高い。
【００３０】
防振部材２０，４０では、トランスアクスル３の車両１００の上下左右方向の振動は、上下左右防振部２０ｂ，４０ｂによって抑制される。上下左右防振部２０ｂ，４０ｂの共振周波数は、５０Ｈｚよりやや大きく設定されている。この結果、加速度が高い周波数範囲である５０Ｈｚ以下で、上下左右防振部２０ｂ，４０ｂに振動ＶＩの共振が発生することを防止することができる。
【００３１】
この構成によれば、トランスアクスル３の振動に対して、防振部材２０，４０に発生する共振を抑制することができる。また、前後防振部２０ａの剛性を上下左右防振部２０ｂの剛性よりも高くすることによって、容易に前後防振部２０ａと上下左右防振部２０ｂの共振周波数を変更することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
例えば、防振部材２０では、前後防振部２０ａと上下左右防振部２０ｂとが、一体であってもよいし、別体であってもよい。この場合、前後防振部２０ａと上下左右防振部２０ｂとの材質を変更することによって、前後防振部２０ａと上下左右防振部２０ｂの共振周波数を変更してもよい。防振部材４０も同様である。
【００３４】
また、防振部材２０の形状は、上記の実施例の形状に限られない。例えば、上下左右防振部２０ｂは、トランスアクスル３の車両１００の上下方向の振動に対する防振部とトランスアクスル３の車両１００の左右方向の振動に対する防振部とを別体で有していていもよい。防振部材４０も同様である。
【００３５】
また、防振部材２０は、球体、立方体等、前後防振部２０ａと上下左右防振部２０ｂとが区別されない形状を有していてもよい。この場合、防振部材２０の車両１００の前後方向に、車両１００の上下左右方向よりも大きい力を加えることによって、トランスアクスル３の車両１００の前後方向の振動に対する共振周波数を、車両１００の上下左右方向の振動に対する共振周波数よりも高くしてもよい。
【００３６】
また、上記の各振動ＶＥ１，ＶＣ，ＶＥ２，ＶＩの周波数の値は、車両１００の剛性、サスペンションの性能等によって異なる場合がある。従って、前後防振部２０ａと上下左右防振部２０ｂの共振周波数の値は、各振動ＶＥ１，ＶＣ，ＶＥ２，ＶＩの特性に応じて変更され得る。但し、振動ＶＣは、振動ＶＩと比較して、高い周波数で加速度が高い。このため、前後防振部２０ａの共振周波数は、上下左右防振部２０ｂの共振周波数よりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
上記の防振部材２０は、本体１８とねじ１６との間に配置されている。しかしながら、防振部材２０は、本体１８の中間位置に配置されていてもよいし、本体１８と電力変換器１０との間に配置されていてもよいし、本体１８とトランスアクスル３との間に配置されていてもよい。
【００３８】
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】
【００３９】
３：トランスアクスル、３ａ：上面、１０：電力変換器、１２：フロントブラケット、２０：防振部材、２０ａ：前後防振部、２０ｂ：上下左右防振部、３２：リアブラケット、４０：防振部材、４０ａ：前後防振部、４０ｂ：上下左右防振部、１００：ハイブリッド車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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