JP2018177182A - 高圧電装ユニットの保護構造 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、例えば、衝突荷重の入力時に車体のサイドフレームが屈曲変形を伴いつつ、ユニットケースの側面に向かって斜め方向から近づくように変位するような場合、ユニットケースの側面上におけるサイドフレームからの荷重入力位置のばらつきが広範囲に亘り、その結果、ユニットケースの側面を覆うガード部材を大型化せざるを得なくなる。そして、ガード部材が大型化されると、車両重量の増加や製品コストの高騰を招く原因となり易い。
即ち、本発明に係る高圧電装ユニットの保護構造は、高圧電装部品(例えば、実施形態の高圧電装部品8)を内部に収容するユニットケース(例えば、実施形態のユニットケース10)を有し、車体左右のサイドフレーム(例えば、実施形態のサイドフレーム3L,3R)の間に搭載されるとともに、前記ユニットケースの車幅方向外側の側面(例えば、実施形態の側面10Ms,10Ls)の少なくとも一部が、前記サイドフレームの車幅方向内側の側面と対向するように配置された高圧電装ユニットの保護構造であって、前記ユニットケースの車幅方向外側の前記側面に設けられた複数の座面(例えば、実施形態の端面12a)と、前記側面の複数の前記座面によって囲まれた領域に、当該領域内の他の部位に対して車幅方向外側に突出して設けられた平坦部(例えば、実施形態の平坦部16A,16B)と、複数の前記座面に固定されるとともに、前記平坦部に所定の隙間(例えば、実施形態の隙間d)を介して対向する板状のガード部材(例えば、実施形態のガード部材11)と、を備えていることを特徴とする。
この場合、平坦部の少なくとも一部が剛性の高いフランジ部に形成されているため、サイドフレームの屈曲部から平坦部に入力される荷重をフランジ部の高い剛性をもって受け止めることができる。
この場合、衝突時に、サイドフレームの屈曲部がユニットフレームに近付く方向に変位してくると、屈曲部がガード部材の受部に当接して、受部をユニットケース方向に変形させる。サイドフレームの屈曲部がさらに変位すると、受部がユニットケースの平坦部に当接するとともに、サイドフレームの屈曲部がガード部材の膨出部にも当接するようになる。このとき、サイドフレームは、車体後方側への変位を膨出部によって規制される。したがって、この構成を採用した場合には、サイドフレームの屈曲部がガード部材をはみ出して、ユニットケースに直接当接するのを抑制することができる。
この場合、衝突時に、サイドフレームの屈曲部がガード部材に当接すると、ガード部材の内側領域がスリットの近傍部の変形を契機として、ユニットケースの側面の平坦部に近接する方向に変形する。これにより、サイドフレームの屈曲部の変位が、ガード部材の変形領域によって拘束され易くなる。
この場合、衝突時に、サイドフレームの屈曲部がガード部材の受部に当接すると、スリットの近傍部の変形を契機として受部がユニットケース方向に変形する。この構成の場合、スリットが、受部と膨出部とを跨ぎ、かつガード部材の後端縁で開放される形状とされているため、サイドフレームの屈曲部の後方側への過大な変位を膨出部によって規制しながら、受部の変形の契機を作ることができる。
したがって、本発明によれば、ガード部材とユニットケースの側面により、サイドフレームからの入力荷重を効率良く受け止めることができるため、ガード部材の大型化を抑制しながら、ユニットケース内の高圧電装部品を保護することができる。
本実施形態に係る車両は、モーター(回転電機)によって駆動される電気自動車である。ただし、車両は、モーターのみによって駆動されるものに限るものではなく、エンジンとモーターの併用によって駆動されるハイブリッド車両等であっても良い。なお、図面の適所には、車両の前方を指す矢印FRと、車両の上方を指す矢印UPと、車両の左側方を指す矢印LHが記されている。
モータールーム2の左右両側には、車体前後方向に略沿って延出するサイドフレーム3L,3Rが配置されている。このサイドフレーム3L,3Rには、車両駆動用のモーター4(回転電機)や図示しないフロント側のサスペンション部品、エアコン(図示せず)、ラジエータ(図示せず)等の多く機能部品が支持されている。モーター4は、モータールーム2の略中央に配置されている。モーター4の上部には、高圧電装ユニットであるパワーコントロールユニット5(PCU)が取り付けられている。パワーコントロールユニット5は、モータールーム2内の右側に偏った位置に配置されている。
パワーコントロールユニット5は、略長方体状の金属製のユニットケース10内に、インバータ6(図3参照)やDC−DCコンバータ7等の高圧電装部品8(図3参照)が収納されている。インバータ6は、車両後部に搭載された図示しない高電圧バッテリの直流電力と、車両駆動用のモーター4で使用する交流電力の間で変換を行う。インバータ6は、車両の走行時には、高電圧バッテリの直流電力を三相交流に変換して交流電力をモーター4に供給し、モーター4による回生発電時には、モーター4で発電した交流電力を直流に変換して高電圧バッテリに供給する。DC−DCコンバータ7は、高電圧バッテリの高電圧の直流電力を、図示しない低電圧バッテリで使用する低電圧の直流電力に変換する。
中間ケース10Mの下端部と下部ケース10Lの上端部には、車幅方向外側に膨出するフランジ部30,31が設けられている。中間ケース10Mと下部ケース10Lの車幅方向外側の側面10Ms,10Lsにおいては、フランジ部30,31は車幅方向外側に延出している。中間ケース10Mと下部ケース10Lは、フランジ部30,31を相互に突き合わせた状態でボルト等の締結部材32によって結合されている。
ガード部材11は、正面視が略長方形状の主壁24と、主壁24の後部寄りの下縁から車幅方向内側に屈曲する上記の下部屈曲片25と、を有している。主壁24の前側の辺は上下方向の中央領域が後方側に略U字状に窪み、その前側の辺の上部側の膨出部17Uと下部側の膨出部17Lには夫々ボルト挿通孔18が形成されている。
ガード部材11は、上述のように中間ケース10Mと下部ケース10Lに取り付けられた状態において、主壁24の受部24Aが、中間ケース10Mと下部ケース10Lの各平坦部16A,16Bに対し所定の隙間dを介して対向している。
図8に示すように、車両の前方から衝突荷重が入力されると、車体のサイドフレーム3Rが前方から座屈しつつ、その中間部が車幅方向内側に屈曲変形するようになる。このとき、サイドフレーム3Rの屈曲部3Raは、パワーコントロールユニット5の中間ケース10Mと下部ケース10Lの右側側面に対し、図2,図8中の矢印で示すように、斜め前方から近づくようにして変位する。これにより、サイドフレーム3Rの屈曲部3Raがガード部材11の主壁24の受部24Aに当たり、その荷重がガード部材11を介して中間ケース10Mと下部ケース10Lの各ボス部12A,12B,12C,15の端面12a,15aによって受け止められる。
また、スリット20は、ガード部材11の受部24Aと外向き屈曲部21(規制部)との境界部分を前後方向に跨ぎ、ガード部材11の後縁部で開放されている。このため、衝突荷重の入力時には、外向き屈曲部21を大きく変形させることなく、その前方の受部24Aを変形させることができる。
また、中間ケース10Mと下部ケース10Lの平坦部16A,16Bは、複数のボス部12A,12B,12Cに囲まれた領域内の他の部位に対して車幅方向外側に突出しているため、中間ケース10Mや下部ケース10Lの他の部位、すなわち、平坦部16A,16B以外の箇所に荷重が直接入力することを防止することができる。
4…モーター(回転電機)
5…パワーコントロールユニット(高圧電装ユニット)
8…高圧電装部品
10…ユニットケース
10L…下部ケース(下側のケース)
10M…中間ケース(上側のケース)
10Ms,10Ls…
11…ガード部材
12a…端面(座面)
16A,16B…平坦部
20…スリット
21…外向き屈曲部(膨出部)
24A…受部
30,31…フランジ部
d…隙間
Claims (5)
- 高圧電装部品を内部に収容するユニットケースを有し、
車体左右のサイドフレームの間に搭載されるとともに、前記ユニットケースの車幅方向外側の側面の少なくとも一部が、前記サイドフレームの車幅方向内側の側面と対向するように配置された高圧電装ユニットの保護構造であって、
前記ユニットケースの車幅方向外側の前記側面に設けられた複数の座面と、
前記側面の複数の前記座面によって囲まれた領域に、当該領域内の他の部位に対して車幅方向外側に突出して設けられた平坦部と、
複数の前記座面に固定されるとともに、前記平坦部に所定の隙間を介して対向する板状のガード部材と、を備えていることを特徴とする高圧電装ユニットの保護構造。 - 前記ユニットケースは、上部側のケースと下部側のケースが車幅方向外側に延出するフランジ部で相互に締結固定されており、
上記平坦部の少なくとも一部は、前記フランジ部の車幅方向外側の側面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の高圧電装ユニットの保護構造。 - 前記ガード部材は、前記平坦部に対向する平坦な受部と、前記受部の後端に設けられ、車幅方向外側に膨出する膨出部と、を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の高圧電装ユニットの保護構造。
- 前記ガード部材には、前記ガード部材の周囲から内側領域に向かって延びるスリットが形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の高圧電装ユニットの保護構造。
- 前記ガード部材は、前記平坦部に対向する平坦な受部と、前記受部の後端に設けられ、車幅方向外側に膨出する膨出部と、を備え、
前記スリットは、前記受部と前記膨出部とを前後方向に跨ぎ、かつ前記ガード部材の後端縁で開放されていることを特徴とする請求項4に記載の高圧電装ユニットの保護構造。
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