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技術 車載機器の搭載構造

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 中島優
出願日 2016年9月13日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2016-178668
公開日 2018年3月22日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2018-043587
状態 特許登録済
技術分野 車両の推進装置の配置または取付け
主要キーワード 破壊部材 ウインドウォッシャ液 高圧部品 高電圧部品 ギアセット 留意点 後退中 搭載構造
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

本明細書は、車載機器搭載構造に関し、衝突時に保護対象の車載機器が後退できるように後方の空間を確保する技術を提供する。

解決手段

保護対象であるインバータ4は、前方からの衝突荷重が加わるとインバータ4を離脱させる離脱手段を介してトレイ3に支持されている。インバータ4の後方に、リザーブタンク7が配置されている。インバータ4の後部に、リザーブタンク7に向けて延びている押し棒5が設けられている。トレイ3からインバータ4の下部後方を通過してリザーブタンク7を支持するブラケット7aへと支持部破壊部材6が延びている。インバータ4が衝突荷重を受けてトレイ3から離脱して後退するとき、支持部破壊部材6が後退するインバータ4に押し倒されることにより支持部破壊部材6がリザーブタンク7のブラケット7aを破壊する。さらに後退するインバータ4の押し棒5がリザーブタンク7を押し退ける。

概要

背景

車両のフロントコンパートメントに搭載される車載機器の中には重要なデバイスがあり、そのような重要なデバイスは、前方衝突時に保護されることが望ましい。重要なデバイスとは、例えば、電気自動車において、走行モータ電力を供給するインバータである。走行モータ用のインバータは、高電圧印加されている部品衝突時に露出しないように保護されることが望ましい。例えば特許文献1に、衝突の衝撃でインバータがトレイから離脱して後退することで衝突の衝撃を緩和する技術が開示されている。

概要

本明細書は、車載機器の搭載構造に関し、衝突時に保護対象の車載機器が後退できるように後方の空間を確保する技術を提供する。保護対象であるインバータ4は、前方からの衝突荷重が加わるとインバータ4を離脱させる離脱手段を介してトレイ3に支持されている。インバータ4の後方に、リザーブタンク7が配置されている。インバータ4の後部に、リザーブタンク7に向けて延びている押し棒5が設けられている。トレイ3からインバータ4の下部後方を通過してリザーブタンク7を支持するブラケット7aへと支持部破壊部材6が延びている。インバータ4が衝突荷重を受けてトレイ3から離脱して後退するとき、支持部破壊部材6が後退するインバータ4に押し倒されることにより支持部破壊部材6がリザーブタンク7のブラケット7aを破壊する。さらに後退するインバータ4の押し棒5がリザーブタンク7を押し退ける。

目的

本明細書は、衝突時、保護対象の車載機器の後方の他の機器強制的に排除し、車載機器の後方に移動空間を確保する技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車載機器フロントコンパートメントへの搭載構造であり、前記車載機器は、前方からの衝突荷重が加わると前記車載機器を離脱させる離脱手段を介してトレイに支持されており、前記車載機器の後方に、他の機器が配置されており、前記車載機器の後部に、前記他の機器に向けて延びている押し棒が設けられており、前記トレイから前記車載機器の後下部を通過して前記他の機器の支持部へと支持部破壊部材が延びており、前記車載機器が衝突荷重を受けて前記トレイから離脱して後退するときに、前記支持部破壊部材が後退する前記車載機器に押し倒されることにより前記支持部破壊部材の先端が前記支持部を破壊し、さらに後退する前記車載機器の前記押し棒が前記他の機器を押し退ける、車載機器の搭載構造。

技術分野

0001

本明細書は、車載機器フロントコンパートメントへの搭載構造を開示する。

背景技術

0002

車両のフロントコンパートメントに搭載される車載機器の中には重要なデバイスがあり、そのような重要なデバイスは、前方衝突時に保護されることが望ましい。重要なデバイスとは、例えば、電気自動車において、走行モータ電力を供給するインバータである。走行モータ用のインバータは、高電圧印加されている部品衝突時に露出しないように保護されることが望ましい。例えば特許文献1に、衝突の衝撃でインバータがトレイから離脱して後退することで衝突の衝撃を緩和する技術が開示されている。

先行技術

0003

特開2013−086680号公報

発明が解決しようとする課題

0004

フロントコンパートメントには様々なデバイスを搭載する必要があり、保護対象の車載機器の後方にも他の機器を配置せざるを得ない場合がある。そのため、車載機器の後方に十分な移動空間が確保できないこともある。本明細書は、衝突時、保護対象の車載機器の後方の他の機器を強制的に排除し、車載機器の後方に移動空間を確保する技術を提供する。

課題を解決するための手段

0005

本明細書は、車載機器のフロントコンパートメントへの搭載構造を開示する。保護対象の車載機器は、前方からの衝突荷重が加わると車載機器を離脱させる離脱手段を介してトレイに支持されている。車載機器の後方に、他の機器が配置されている。車載機器の後部に、他の機器に向けて延びている押し棒が設けられている。トレイから車載機器の下部後方を通過して他の機器の支持部へと支持部破壊部材が延びている。車載機器が衝突荷重を受けてトレイから離脱して後退するとき、支持部破壊部材が後退する車載機器に押し倒されることにより支持部破壊部材の先端が他の機器の支持部を破壊する。さらに後退する車載機器の押し棒が他の機器を押し退ける。本明細書が開示する搭載構造は、衝突荷重で後方に移動する車載機器の慣性力を利用して後方の他の機器を強制的に排除し、保護対象の車載機器の移動空間を確保する。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

0006

実施例の搭載構造を採用したハイブリッド車のフロントコンパートメントの平面図である。
インバータ周辺の側面視である(インバータ後退前)。
図2の符号IIIが示す範囲の拡大図である。
インバータ周辺の側面視である(インバータ後退時)。
インバータ周辺の側面視である(インバータがさらに後退したとき)。

実施例

0007

図面を参照して実施例の搭載構造を説明する。実施例の搭載構造は、ハイブリッド車に適用されている。実施例の搭載構造が対象とする車載機器は、バッテリ直流電力を、走行用モータを駆動する交流に変換するインバータである。図1に、ハイブリッド車90のフロントコンパートメント91の平面図を示す。フロントコンパートメント91は、車両においてダッシュパネル92よりも前の空間を意味する。図1に記した座標系のF軸正方向が車両前方を示しており、V軸正方向が上方を示している。H軸は車幅方向を示している。座標系の各軸の意味は、以降の図でも同様である。

0008

フロントコンパートメント91には、駆動ユニット16、インバータ4、インバータ冷却用リザーブタンク7、ブレーキ用リザーブタンク9が搭載されている。なお、フロントコンパートメント91には、他にも様々なデバイスが搭載されているが、それらは図示を省略した。駆動ユニット16、インバータ4、インバータ冷却用リザーブタンク7、ブレーキ用リザーブタンク9については、接続されているケーブルパイプの図示を省略し、形状も簡素化して描いてある。

0009

駆動ユニット16には、走行用モータ161、エンジン162、ギアセット163が内蔵されている。走行用モータ161の出力とエンジン162の出力は、ギアセット163で合成されて車軸へと伝達される。また、ギアセット163は、エンジン162の出力を車軸と走行用モータ161の出力軸へ分割する場合もある。その場合、ハイブリッド車90は、エンジン162の駆動力走行しながら走行用モータ161で発電する。発電で得た電力は不図示の高圧バッテリ充電に使われる。

0010

フロントコンパートメント91の中を前後方向に2本のサイドメンバ14a、14bが延びている。その2本のサイドメンバ14a、14bにクロスメンバ15が架け渡されており、駆動ユニット16は、サイドメンバ14bとクロスメンバ15に固定されている。

0011

インバータ4は、不図示の高圧バッテリの直流電力を交流に変換して走行用モータ161に供給する。後述するように、サイドメンバ14aの上に板状のトレイ3が固定され、そのトレイ3の上にインバータ4が固定されている。インバータ4の後方にはインバータ冷却用リザーブタンク7が配置されており、さらにその後ろにブレーキ用リザーブタンク9が配置されている。インバータ冷却用リザーブタンク7は、後述するようにブラケットを介してサイドメンバ14aに支持されている。ブレーキ用リザーブタンク9は、ブラケット13aを介して左サスペンションタワー12に支持されているとともに、ブラケット13bを介してフレーム8にも支持されている。

0012

インバータ4の後部から押し棒5が延びている。また、トレイ3から後方へ支持部破壊部材6が延びている。図1の平面図に示されているように、押し棒5と支持部破壊部材6はいずれも、インバータ4の後方に配置されているインバータ冷却用リザーブタンク7に向かって延びている。インバータ4には高電圧が印加されている部品が内蔵されているため、ハイブリッド車90が前方衝突した際、高電圧部品が外部に露出しないように保護されることが望ましい。押し棒5と支持部破壊部材6は、衝突の際にインバータ4を保護する目的で備えられている。それらの部材は、ハイブリッド車90が衝突し、前方から障害物がフロントコンパートメント91へ侵入してインバータ4に衝突したとき、インバータ4を後方へ退避させるときに役立つ。以下、図2図5を参照して、押し棒5と支持部破壊部材6の機能を説明する。

0013

図2は、インバータ4、インバータ冷却用リザーブタンク7、ブレーキ用リザーブタンク9を側面視した図である(車両のボディ等は描かず、フロントコンパートメント内の部品を側面視した図である)。先に述べたように、サイドメンバ14aの上にトレイ3が固定されており、その上に、ブラケット31を介してインバータ4が固定されている。なお、図2の符号IIIが示す範囲の拡大図を図3に示す。ボルト41とワッシャ42がブラケット31をインバータ4の側面に固定している。ブラケット31には、後方が開いているスリット31aが設けられており、そのスリット31aをボルト41が通っている。インバータ4は夫々の側面の2か所、合計4か所でトレイ3に固定されている。4か所全てが図3の構造を有している。インバータ4が前方から所定値以上の荷重(衝突荷重)を受けると、ボルト41がスリット31a内ですべり、インバータ4がボルト41ごとブラケット31から離脱する。ボルト41とブラケット31のスリット31aは、前方からの衝突荷重が加わるとインバータ4をトレイ3から離脱させる離脱手段に相当する。

0014

図2戻り、搭載構造2の説明を続ける。インバータ4の後方にはインバータ冷却用リザーブタンク7が配置されており、さらにその後方にはブレーキ用リザーブタンク9が配置されている。インバータ冷却用リザーブタンク7は、2本のブラケット7a、7bによりサイドメンバ14aに支持されている。ブレーキ用リザーブタンク9は、ブラケット13bによりフレーム8に支持されている。図1を参照して先に説明したように、ブレーキ用リザーブタンク9は、別のブラケット13aを介して左サスペンションタワー12にも支持されている。

0015

車両前方衝突すると、その衝撃でインバータ4がトレイ3から離脱し、後退する。前方衝突時、インバータ4が後退することで、インバータ4の筐体受ける衝撃が緩和され、インバータ4の筐体が保護される。ただし、図1図2に示されているように、インバータ4の後方にはインバータ冷却用リザーブタンク7が位置しており、インバータ4が後退する空間的余裕がない。そこで、インバータ4が後退するとき、支持部破壊部材6と押し棒5が、インバータ冷却用リザーブタンク7を強制的に排除し、インバータ4が後退する空間を確保する。支持部破壊部材6は、トレイ3から、インバータ4の後下部を通過し、インバータ冷却用リザーブタンク7の下端へと延びている。インバータ冷却用リザーブタンク7は、その下端がブラケット7a、7bを介してサイドメンバ14aに支持されている。インバータ4が後退すると、インバータ4の後下部が支持部破壊部材6に当接する。支持部破壊部材6は、後退するインバータ4に押し倒されることにより、支持部破壊部材6の先端がブラケット7aに衝突し、ブラケット7aを破壊する。図4に、インバータ4が後退し、支持部破壊部材6がブラケット7aを折ったときの様子が描かれている。図4において、符号4aの破線は、後退前のインバータを示しており、4bは後退中のインバータを示している。インバータ冷却用リザーブタンク7は、2本のブラケット7a、7bで支持されているが、そのうちの1本が破壊されることで、サイドメンバ14aから外れやすくなる。なお、このとき、インバータ4の後部から延びている押し棒5は、まだインバータ冷却用リザーブタンク7に達していない。

0016

図4の状態からインバータ4がさらに後退すると、押し棒5の先端がインバータ冷却用リザーブタンク7の下部を後方へ押し込む。前部のブラケット7aが破壊され、外れやすくなっているインバータ冷却用リザーブタンク7は押し棒5に押され、後ろのブラケット7bも破壊され、ブレーキ用リザーブタンク9の下方の空間へと押し退けられる。インバータ冷却用リザーブタンク7が位置していた空間に、インバータ4が進出できるようになる(図5)。図5において、符号4aの破線は、トレイ3から離脱する前のインバータを示しており、符号4cは、インバータ冷却用リザーブタンク7がもともと位置していた場所まで後退したインバータを示している。図5には、破壊前のインバータ冷却用リザーブタンク7も破線で示してある。

0017

上記のとおり、実施例の搭載構造2は、車両の前方衝突時、インバータ4が後退する勢いを使ってインバータ4の後方のインバータ冷却用リザーブタンク7を排除し、インバータ4が後退できる空間を確保する。インバータ4は、もともとインバータ冷却用リザーブタンク7が配置されていた空間へと後退することができる。車両の前方衝突時、高電圧が印加されている高圧部品を内蔵したインバータ4は、比較的長い距離を後退することができる。インバータ4は衝突時に後退することで衝撃を緩和し、筐体が割れて内部の部品が露出してしまうことが防止される。

0018

なお、トレイ3は、インバータ4を支持する役割と、衝突時にインバータ4がスムーズに後退するように、インバータ4を後方へと案内するガイドの役割を果たす。また、図1に示されているように、インバータ冷却用リザーブタンク7は、平面視したときに楕円形であり、楕円形のインバータ冷却用リザーブタンク7を確実に排除できるように、押し棒5は、比較的に広い先端面を備えている。

0019

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例で説明した搭載構造は、フロントコンパートメントに搭載される重要部品を衝突時に保護する技術である。実施例では、インバータ4が保護対象であったが、本明細書が開示する技術は、インバータの保護に限定されない。例えば、エンジンを制御する制御器を保護対象としてもよい。本明細書が開示する技術は、保護対象の車載機器の後方に位置する他の機器を強制的に排除して、車載機器の後退空間を確保する。実施例では、保護対象の車載機器(インバータ4)の後方に位置する他の機器は、インバータ冷却用リザーブタンク7であった。保護対象の車載機器の後方に位置する他の機器は、インバータ冷却用リザーブタンク7に限定されない。ただし、排除し易いように、保護対象の車載機器の方向に配置される他の機器は、液体を蓄えるタンクであることが望ましい。液体を蓄えるタンクとしては、ブレーキ用リザーブタンクや、ウインドウォッシャ液タンクなどがある。

0020

本明細書が開示する搭載構造は、ハイブリッド車に限らず、フロントコンパートメントを有するあらゆる車両に適用することができる。

0021

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。

0022

2:搭載構造
3:トレイ
4:インバータ
5:押し棒
6:支持部破壊部材
7:インバータ冷却用リザーブタンク
7a、7b:ブラケット
8:フレーム
9:ブレーキ用リザーブタンク
12:左サスペンションタワー
13a、13b:ブラケット
14a、14b:サイドメンバ
15:クロスメンバ
16:駆動ユニット
31:ブラケット
31a:スリット
41:ボルト
42:ワッシャ
90:ハイブリッド車
91:フロントコンパートメント
92:ダッシュパネル
161:走行用モータ
162:エンジン
163:ギアセット

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