JP5821387B2 - 車両のインバータ搭載構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両におけるインバータ搭載構造に関し、例えば電気自動車やハイブリッド自動車のモータを駆動するインバータの搭載に好適なものである。

モータを効率よく駆動するためにはモータに交流電流を印加するのが好ましく、一方、蓄電装置であるバッテリの出力は直流電流である。従って、電気自動車やハイブリッド自動車のようにバッテリに蓄電し、モータで駆動する車両にはインバータが不可欠となる。例えば、下記特許文献１では、インバータを車両前方のエンジンルーム内に搭載することが記載されている。

特開２００９−２８６２８７号公報

ところで、エンジンルームの車両後方に配置されるダッシュパネルには筒状のマスタシリンダが車両前方に突出するように取付けられている。インバータは、幅、高さ、奥行きとも寸法が大きいため、インバータとマスタシリンダが車両前後方向に重なり合うように配置されることが多い。このようなレイアウトの車両の前部に車両前方から力が作用すると、インバータが車両後方に押されてマスタシリンダに接触し、マスタシリンダ自体或いはマスタシリンダが取付けられているダッシュパネルを車両後方に押し、それらを車室内の空間が減少する恐れがある。そこで、インバータとマスタシリンダとを車両前後方向に離すことが考えられるが、エンジンルームの車両前後長には限りがあり、車両前方からの荷重時に単に両者が接触しない程度に離すことは困難である。また、インバータの車両後方壁部に電力線接続用のコネクタを備える場合、コネクタがマスタシリンダと接触しないように保護する必要がある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、車両前方から力が作用したときでもマスタシリンダやダッシュパネルの車室内への押し出しを抑制することが可能な車両のインバータ搭載構造を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、発明の実施態様は、車両前方のエンジンルームの側部に配置され車両前後方向に長手なサイドメンバと、エンジンルームの後部にてサイドメンバに連結されるダッシュパネルと、ダッシュパネルより車両前方に突出し当該ダッシュパネルの前面部とサイドメンバの車両幅方向外側とに連結されるサスペンションタワーと、ダッシュパネルに車両前方に突出するように配置されるマスタシリンダと、サイドメンバの縦壁部及び上面部に沿うように当該サイドメンバに取付けられる取付部及び当該取付部からエンジンルーム内側に突出する厚板状の支持部を備え、鋳造品からなるインバータブラケットと、インバータブラケットの支持部の上面に載置されマスタシリンダの車両前方に配置されるインバータとを備え、取付部の車両後方端部がサスペンションタワーの車両前面部から所定距離車両前方に位置するようにインバータブラケットをサイドメンバに取付け、サスペンションタワーが連結されている部分とインバータブラケットが取付けられている部分の間のサイドメンバを、両部分よりも脆弱とした車両のインバータ搭載構造である。
また、車両前方のエンジンルームの側部に配置され車両前後方向に長手なサイドメンバと、エンジンルームの後部にてサイドメンバに連結されるダッシュパネルと、ダッシュパネルより車両前方に突出し当該ダッシュパネルの前面部とサイドメンバの車両幅方向外側とに連結されるサスペンションタワーと、ダッシュパネルに車両前方に突出するように配置されるマスタシリンダと、サイドメンバの縦壁部及び上面部に沿うように当該サイドメンバに取付けられる取付部及び当該取付部からエンジンルーム内側に突出する支持部を備えたインバータブラケットと、インバータブラケットの支持部の上面に載置されマスタシリンダの車両前方に配置されるインバータとを備え、取付部の車両後方端部がサスペンションタワーの車両前面部から所定距離車両前方に位置するようにインバータブラケットをサイドメンバに取付け、取付部は、前後方向で前記インバータが配置される範囲にわたって連続的に延びて形成され、サスペンションタワーが連結されている部分とインバータブラケットが取付けられている部分の間の前記サイドメンバを、両部分よりも脆弱とした車両のインバータ搭載構造である。

また、前記マスタシリンダに対向する前記インバータの壁面にプロテクタが取付けられ、前記プロテクタは少なくとも車両幅方向内側から車両後方幅方向外側に向けて斜めな傾斜面を有する車両のインバータ搭載構造である。
また、前記インバータは前記マスタシリンダに対向する壁面に電力線接続用のコネクタを備え、前記プロテクタにより前記コネクタを覆う車両のインバータ搭載構造である。

而して、発明の実施態様によれば、インバータブラケットを鋳造品としたことでインバータブラケットの支持部に車両前方から力が作用したときのインバータブラケット自体及びインバータブラケットが取付けられている部分のサイドメンバの変形を防止することができる。その結果、サスペンションタワーが連結される部分とインバータブラケットの取付けられている部分との間のサイドメンバを両部分より脆弱にすることができる。このとき、取付部の車両後方端部がサスペンションタワーの車両前面部から所定距離車両前方に位置するようにインバータブラケットをサイドメンバに取付けているので、車両前方から力が作用したときにサスペンションタワーが連結される部分とインバータブラケットの取付けられている部分との間でサイドメンバが車両幅方向外側に屈曲する。従って、インバータブラケット及びインバータが車両幅方向斜め外側に押され、マスタシリンダを車両後方へ押すことが抑制でき、その結果、マスタシリンダやダッシュパネルの車室内への押し出しを抑制することができる。

また、少なくとも車両幅方向内側から車両後方幅方向外側に向けて斜めな傾斜面を有するプロテクタをマスタシリンダに対向するインバータの壁面に取付けたことにより、車両前方から作用する力によってインバータがマスタシリンダに接触するような場合でもプロテクタの傾斜面に沿ってインバータが車両幅方向斜め外側に押され、マスタシリンダの車両後方への移動を抑制することができ、その結果、マスタシリンダやダッシュパネルの車室内への押し出しを抑制することができる。

また、インバータがマスタシリンダに対向する壁面に電力線接続用のコネクタを備える場合、プロテクタによってコネクタを覆うことにより、車両前方から力が作用するような場合であってもインバータのコネクタを保護することができる。

本発明の車両のインバータ搭載構造の一実施形態を示すエンジンルームの左前部斜視図である。 図１のエンジンルームの正面図である。 図１のエンジンルームの平面図である。 図１のエンジンルームの内側面図である。 図１のサイドメンバとインバータブラケットを右斜め後方からみた斜視図である。 図５のサイドメンバ及びインバータブラケットの平面図である。 図１のエンジンルームに車両前方から力が作用した初期の平面図である。 図１のエンジンルームに車両前方から力が作用した後期の平面図である。

次に、本発明の車両のインバータ搭載構造の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の車両のインバータ搭載構造を示すエンジンルームの左前部斜視図であり、図２は、図１のエンジンルームの正面図であり、図３は、図１のエンジンルームの平面図であり、図４は、図１のエンジンルームの内側面図であり、図５は、図１のサイドメンバとインバータブラケットを右斜め後方からみた斜視図であり、図６は、図５のサイドメンバ及びインバータブラケットの平面図である。なお、本実施形態の車両は、エンジンとモータで車両を駆動するハイブリッド自動車である。

図中の符号１は、車両の前後方向に長手なサイドメンバであり、車両前方のエンジンルームの幅方向両側部に配置され、図では左側部のサイドメンバを示している。このサイドメンバ１のエンジンルーム後部に配置される部分には、エンジンルームと車室を区画するダッシュパネル２が連結されている。なお、ダッシュパネル２の左部分には、当該ダッシュパネル２から車両前方に突出するようにマスタシリンダ４が配設されている。また、サイドメンバ１の車両前方端部には、サイドメンバ１を車両幅方向に連結するバンパメンバ２１、サイドメンバ１から上方に立ち上がってフロントランプを支持するランプサポートブレース２２、ランプサポートブレース２２の上端部を車両幅方向に連結するアッパクロスメンバ２３などが取付けられる。

ダッシュパネル２の前面部とサイドメンバ１の車両幅方向外側とには、ダッシュパネル２より車両前方に突出するサスペンションタワー３が連結されている。サスペンションタワー３は、サスペンションのショックアブソーバやスプリングなどで構成される所謂ストラット（支柱）を収納する部分であり、中空のドーム形状をしている。サスペンションタワー３の上端部にはストラットの上端部が連結されるため、ストラットが連結されたサスペンションタワー３は強度が高い。

モータを駆動するためのインバータ５は、モータ６やジェネレータ７（図７、図８参照）の側方に配置されるサイドメンバ１の近傍で、マスタシリンダ４の前方に配置される。インバータ５はインバータブラケット８を介してサイドメンバ１に取付けられる。インバータブラケット８は、サイドメンバ１の縦壁部及び上面部に沿い、当該サイドメンバ１に取付けられる取付部９と、取付部９からエンジンルーム内側に突出する支持部１０を備えて構成される。このインバータブラケット８は、取付部９及び支持部１０が例えばアルミニウムの鋳造品で構成され、図５に示すように、特に厚板状の支持部１０は板材のプレス加工品よりも強度が高い。

支持部１０には、上面にインバータ５を取付けるための取付ボス１１が車両前方の２カ所、車両後方の１カ所の計３カ所設けられており、これらの取付ボス１１にボルトなどの固定具でインバータ５を搭載固定する。一方、取付部９には上方の２カ所、及び車両左内側の２カ所の計４カ所に取付穴が形成されており、取付部９をサイドメンバ１の縦壁部及び上面部にあてがい、夫々の取付穴にボルト１３を差し込んでサイドメンバ１にねじ止めする。なお、図２中の符号１２は、支持部１０の車両前方端部と取付部９との間に設けられた補強リブである。また、支持部１０の車両前方端部とサイドメンバ１の間には補強部材であるスティフナー１４が介装されている。

本実施形態で重要なポイントは、図６に示すように、インバータブラケット８の取付部９の車両後方端部がサスペンションタワー３の車両前面部から所定距離Ｌだけ車両前方に位置するようにインバータブラケット８をサイドメンバ１に取付けることである。前述のように、ストラットが連結されたサスペンションタワー３は強度が高いので、このサスペンションタワー３が連結されているサイドメンバ１の部分も強度が高い。また、インバータブラケット８の特に支持部１０の強度が高いので、このインバータブラケット８が取付けられているサイドメンバ１の部分も強度が高い。従って、サスペンションタワー３が連結されている部分とインバータブラケット８が取付けられている部分の間のサイドメンバ１は両部分よりも脆弱であり、後述するようにインバータブラケット８に車両前方から力が作用したときに車両幅方向外側に屈曲する。

インバータ５は電気部品であるから、電気ケーブルを接続するための複数のコネクタを備えているが、本実施形態では、前記マスタシリンダ４の突出先端部に対向するように電力線接続用の高電圧コネクタ１５がインバータ５の壁面に形成されている。このコネクタ１５は、車両幅方向に２個並んで設けられているが、本実施形態では、このうちマスタシリンダ４の突出先端部に対向するコネクタ１５をプロテクタ１６で覆い、例えば車両前方から力が作用し、インバータ５が後方に移動したときにマスタシリンダ４からコネクタ１５を保護するようにしている。

このプロテクタ１６は、少なくともマスタシリンダ４の車両前方位置に、図３に示すように、車両幅方向内側から車両後方幅方向外側に向けて斜めな傾斜面１７を有する。この傾斜面１７は、図４に示すように、車両前上方から車両後下方に向けても斜めなのであるが、本実施形態では、少なくとも車両幅方向内側の端部から車両後方幅方向外側に向けて斜めであることが重要である。この傾斜面１７は、車両前方から力が作用してインバータ５が車両後方に押され、コネクタ１５がマスタシリンダ４の突出先端部に接触しようとするとき、インバータ５を車両幅方向外側に押し出す作用を有し、それによりマスタシリンダ４やダッシュパネル２が車室内に押し出されるのを抑制する。

図７は、図１のエンジンルームに車両前方から力が作用した初期の平面図であり、図８は、図１のエンジンルームに車両前方から力が作用した後期の平面図である。前述したように、サスペンションタワー３が連結されているサイドメンバ１の部分は強度が高く、インバータブラケット８が取付けられているサイドメンバ１の部分も強度が高いので、サスペンションタワー３が連結されている部分とインバータブラケット８が取付けられている部分の間のサイドメンバ１は両部分よりも脆弱である。従って、車両前方から力Ｆがインバータ５やインバータブラケット８に作用すると、サスペンションタワー３が連結されている部分とインバータブラケット８が取付けられている部分の間でサイドメンバ１は車両幅方向外側に屈曲し、それに伴ってインバータ５は車両後方に押されながら車両幅方向外側に移動する。

そのインバータ５がマスタシリンダ４に接触しようとすると、図７に示すように、コネクタ１５に被せたプロテクタ１６の傾斜面１７がマスタシリンダ４の突出先端部に接触する。その状態で更にインバータ５が車両前方からの力Ｆで後方に押されると、マスタシリンダ４の突出先端部がプロテクタ１６の傾斜面１７のガイドとなり、図８に示すように、インバータ５は傾斜面１７に沿って車両後方幅方向外側に押し出され、マスタシリンダ４やダッシュパネル２を車両後方に押し出すのが抑制され、その結果、マスタシリンダ４やダッシュパネル２が車室内に押し出されるのを抑制することができる。また、プロテクタ１６によってコネクタ１５が覆われているため、コネクタ１５を保護することができる。

このように本実施形態の車両のインバータ搭載構造では、インバータブラケット８を鋳造品としたことでインバータブラケット８の支持部１０に車両前方から力Ｆが作用したときのインバータブラケット８自体及びインバータブラケット８が取付けられている部分のサイドメンバ１の変形を防止することができる。その結果、サスペンションタワー３が連結される部分とインバータブラケット８の取付けられている部分との間のサイドメンバ１を両部分より脆弱にすることができる。このとき、取付部９の車両後方端部がサスペンションタワー３の車両前面部から所定距離Ｌだけ車両前方に位置するようにインバータブラケット８をサイドメンバ１に取付けているので、インバータ５またはインバータブラケット８の前部に車両前方から力が作用したときにサスペンションタワー３が連結される部分とインバータブラケット８の取付けられている部分との間でサイドメンバ１が車両幅方向外側に屈曲する。従って、インバータブラケット８及びインバータ５が車両幅方向斜め外側に押され、その結果、マスタシリンダ４やダッシュパネル２の車室内への押し出しを抑制することができる。

また、少なくとも車両幅方向内側から車両後方幅方向外側に向けて斜めな傾斜面１７を有するプロテクタ１６をマスタシリンダ４に対向するインバータ５の壁面に取付けたことにより、車両前方から作用する力Ｆによってインバータ５がマスタシリンダ４に接触するような場合でもプロテクタ１６の傾斜面１７に沿ってインバータ５が車両幅方向斜め外側に押され、その結果、マスタシリンダ４やダッシュパネル２の車室内への押し出しを抑制することができる。

また、インバータ５がマスタシリンダ４に対向する壁面に電力線接続用のコネクタ１５を備える場合、プロテクタ１６によってコネクタ１５を覆うことにより、車両前方から力Ｆが作用するような場合であってもインバータ５のコネクタ１５を保護することができる。

１はサイドメンバ
２はダッシュパネル
３はサスペンションタワー
４はマスタシリンダ
５はインバータ
６はモータ
７はジェネレータ
８はインバータブラケット
９は取付部
１０は支持部
１１は取付ボス
１２は補強リブ
１３はボルト
１４はスティフナー
１５はコネクタ
１６はプロテクタ
１７は傾斜面
２１はバンパメンバ
２２はランプサポートブレース
２３はアッパクロスメンバ

Claims (4)

1. 車両前方のエンジンルームの側部に配置され車両前後方向に長手なサイドメンバと、
   前記エンジンルームの後部にて前記サイドメンバに連結されるダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルより車両前方に突出し当該ダッシュパネルの前面部と前記サイドメンバの車両幅方向外側とに連結されるサスペンションタワーと、
   前記ダッシュパネルに車両前方に突出するように配置されるマスタシリンダと、
   前記サイドメンバの縦壁部及び上面部に沿うように当該サイドメンバに取付けられる取付部及び当該取付部から前記エンジンルーム内側に突出する厚板状の支持部を備え、鋳造品からなるインバータブラケットと、
   前記インバータブラケットの支持部の上面に載置され前記マスタシリンダの車両前方に配置されるインバータとを備え、前記取付部の車両後方端部が前記サスペンションタワーの車両前面部から所定距離車両前方に位置するように前記インバータブラケットを前記サイドメンバに取付け、
   前記サスペンションタワーが連結されている部分と前記インバータブラケットが取付けられている部分の間の前記サイドメンバを、両部分よりも脆弱としたことを特徴とする車両のインバータ搭載構造。
2. 車両前方のエンジンルームの側部に配置され車両前後方向に長手なサイドメンバと、
   前記エンジンルームの後部にて前記サイドメンバに連結されるダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルより車両前方に突出し当該ダッシュパネルの前面部と前記サイドメンバの車両幅方向外側とに連結されるサスペンションタワーと、
   前記ダッシュパネルに車両前方に突出するように配置されるマスタシリンダと、
   前記サイドメンバの縦壁部及び上面部に沿うように当該サイドメンバに取付けられる取付部及び当該取付部から前記エンジンルーム内側に突出する支持部を備えたインバータブラケットと、
   前記インバータブラケットの支持部の上面に載置され前記マスタシリンダの車両前方に配置されるインバータとを備え、前記取付部の車両後方端部が前記サスペンションタワーの車両前面部から所定距離車両前方に位置するように前記インバータブラケットを前記サイドメンバに取付け、
   前記取付部は、前後方向で前記インバータが配置される範囲にわたって連続的に延びて形成され、
   前記サスペンションタワーが連結されている部分と前記インバータブラケットが取付けられている部分の間の前記サイドメンバを、両部分よりも脆弱としたことを特徴とする車両のインバータ搭載構造。
3. 車両前方のエンジンルームの側部に配置され車両前後方向に長手なサイドメンバと、
   前記エンジンルームの後部にて前記サイドメンバに連結されるダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルより車両前方に突出し当該ダッシュパネルの前面部と前記サイドメンバの車両幅方向外側とに連結されるサスペンションタワーと、
   前記ダッシュパネルに車両前方に突出するように配置されるマスタシリンダと、
   前記サイドメンバの縦壁部及び上面部に沿うように当該サイドメンバに取付けられる取付部及び当該取付部から前記エンジンルーム内側に突出する支持部を備え、鋳造品からなるインバータブラケットと、
   前記インバータブラケットの支持部の上面に載置され前記マスタシリンダの車両前方に配置されるインバータとを備え、
   前記取付部の車両後方端部が前記サスペンションタワーの車両前面部から所定距離車両前方に位置するように前記インバータブラケットを前記サイドメンバに取付け、
   前記マスタシリンダに対向する前記インバータの壁面にプロテクタが取付けられ、前記プロテクタは少なくとも車両幅方向内側から車両後方幅方向外側に向けて斜めな傾斜面を有する車両のインバータ搭載構造。
4. 前記インバータは前記マスタシリンダに対向する壁面に電力線接続用のコネクタを備え、
   前記プロテクタにより前記コネクタを覆う請求項３に記載の車両のインバータ搭載構造。

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