JP5999363B2 - 車両用電気機器の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電気機器の支持構造に関する。

従来より、駆動源として電動機を有する車両には、電池やＤＣ−ＤＣコンバータ等の複数の電気機器を筐体に収納して車両に搭載しているものがある。
このような複数の電気機器を収納する筐体は、支持部材を介して車両に搭載されている。そして、電池やＤＣ−ＤＣコンバータは、重量物であるので筐体と支持部材との接合部の強度が不足することは好ましいことではない。

そこで、例えば特許文献１のように、支持部材を筐体の四隅に接合して支持部材と筐体との接合強度を高めるものがある。

特開２０１１−５９９７号公報

上記特許文献１の燃料電池車両では、燃料電池ユニットの筐体の四隅に支持部材を取り付けて、支持部材を介して、重量物である燃料電池ユニットを一対のサイドメンバに取り付けている。
しかしながら、このように筐体の四隅に支持部材を接合した構造としても、筐体と支持部材との接合強度が不足することがある。

本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、接合強度を向上させることのできる車両用電気機器の支持構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の車両用電気機器の支持構造では、電気機器を収容する筐体を車体に複数の支持部材を介して取り付ける車両用電気機器の支持構造であって、前記筐体は、当該筐体の側壁より外側方向に突出する第１のフランジを有し、前記支持部材は、前記筐体の外面と沿って当接するように当該支持部材の一端に形成された接合部と、前記第１のフランジを支持するように形成された第２のフランジとを有することを特徴とする。

また、請求項２の車両用電気機器の支持構造では、請求項１において、前記筐体の前記側壁は、曲面部を有し、前記支持部材の前記接合部は、前記側壁の前記曲面部に接合されることを特徴とする。
また、請求項３の車両用電気機器の支持構造では、請求項１或いは２において、前記筐体の前記第１のフランジと前記支持部材の第２のフランジは、溶接されることを特徴とする。

また、請求項４の車両用電気機器の支持構造では、請求項１から３の何れか一項において、前記接合部と前記第２のフランジは、一体で形成されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、支持部材が筐体の外面に沿って当接するように当該支持部材の一端に形成された接合部を有することで、筐体と支持部材との接触面積を増大させることができるので、筐体の変形を抑制することができる。また、更に支持部材が筐体の第１のフランジを支持するように形成された第２のフランジを有することで、第１のフランジを筐体の重量が加わる方向への突き当てにすることができるので、重力方向に対する強度を向上させることができる。

したがって、筐体の変形を抑制し、重力方向への強度を向上させることで筐体と支持部材との接合強度を向上させることできる。
また、請求項２の発明によれば、支持部材の接合部を側壁の曲面部に接合することで、曲面は平面に対して面強度が高いので、筐体と支持部材との接合強度を更に向上させることできる。

また、請求項３の発明によれば、筐体の第１のフランジと支持部材の第２のフランジとを溶接して、第１のフランジ部と第２のフランジとの相対的な変位を無くすことで、筐体と支持部材の接合強度を向上させることができる。
また、請求項４の発明によれば、接合部と第２のフランジは、一体で形成されるので、接合部にかかる力と第２のフランジにかかる力とを、それぞれに分散させることができ、筐体と支持部材の接合強度を更に向上させることができる。

本発明に係る車両用電気機器の支持構造が適用された高電圧部品パックの概略構成図である。 図１の矢視Ａの拡大図である。 図１の矢視Ｂの拡大図である。 フレームロアの斜視図である。 本発明に係る車両用電気機器の支持構造が適用された高電圧部品パックの車載状態の一例を示す図である。 図５のＣ−Ｃ線における断面図である。 車載状態の他の例での図５のＣ−Ｃ線における断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る車両用電気機器の支持構造が適用された高電圧部品パックの概略構成図である。そして、図２は、図１の矢視Ａの拡大図であり、図３は、図１の矢視Ｂの拡大図である。また、図４は、フレームロアの斜視図である。図５は、本発明に係る車両用電気機器の支持構造が適用された高電圧部品パックの車載状態の一例を示す図であり、図６は、図５のＣ−Ｃ線における断面図である。なお、図２のハッチング部は、フレームアッパ１３１の一端部１３１ａを示し、図３及び４のハッチング部は、フレームロア１３３の一端部１３３ｃを示す。また、図２及び３の黒塗り丸は、溶接位置を示す。そして、それぞれの図中の矢印「前」は高電圧部品パック１００の車両搭載時における車体前方向を、矢印「横」は高電圧部品パック１００の車両搭載時における車体幅方向を、矢印「上」は高電圧部品パック１００の車両搭載時における車体上方向をそれぞれ示す。

図１に示すように、本発明に係る車両用電気機器の支持構造が適用された高電圧部品パック１００は、大きくはカバー（筐体）１１０と、トレー（筐体）１２０と、複数の取付フレーム（支持部材）１３０，１４０とで構成される。そして、電池、インバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等の高電圧電気部品を収容する筐体は、カバー１１０とトレー１２０とで形成される。

図１に示すように、カバー１１０は、薄板で、中央部が上方に突出して形成される上面部１１１を有する反浅皿状に一体で形成されている。そして、反浅皿状に形成されたカバー１１０の周囲には、外側方向で、且つ略水平に突出するフランジ１１２が形成されている。なお、カバー１１０のフランジ１１２には、カバー１１０とトレー１２０とを締結するボルト等の締結部材を挿入する図示しない複数の挿入孔が穿設されている。また、カバー１１０には、カバー１１０とトレー１２０とで形成される筐体内の空気を循環させる吸気ダクト１１３と排気ダクト１１４とが筐体内と連通すように設けられている。また、カバー１１０には、図示しないが高電圧回路を遮断するためのサービスプラグが設けられている。

図１から３に示すように、トレー１２０は、薄板で、高電圧部品パック１００の車両搭載時における下方視で略長方形であって、中央部が下方に窪んで形成される下面部１２１と、一対の側壁１２２と一対の側壁１２３とを有する深皿状に一体で形成されている。そして、高電圧部品パック１００の車両搭載時における下方視で略長方形で形成されたトレー１２０の四隅には、それぞれの側壁１２２と側壁１２３とを繋ぐように外側に凸の曲面を有する曲面部１２４が形成されている。即ち、トレー１２０は、高電圧部品パック１００の車両搭載時における下方視で四隅が曲面を有する曲面で形成される略長方形にて形成されている。また、深皿状に形成されたトレー１２０の周囲には、外側方向に、且つ略水平に突出するようにフランジ（本発明の第１のフランジに相当）１２５が形成されている。そして、フランジ１２５には、カバー１１０とトレー１２０とを締結するボルト等の締結部材が挿入される図示しない複数の挿入孔が穿設されている。また、フランジ１２５の複数の挿入孔が穿設されている位置には、下方より上記締結部材が螺合するナットが溶接されている。

図２から３に示すように、取付フレーム１３０は、フレームアッパ１３１とリンフォース１３２とフレームロア１３３と、で構成されている。
フレームアッパ１３１は、図２に示すように、薄板で、フレームアッパ１３１の一端から所定距離範囲の一端部１３１ａに対してトレー１２０と接触する側である他端部１３１ｂが高電圧部品パック１００の車両搭載時において下方に位置するように屈曲して形成されている。なお、フレームアッパ１３１の形状は、フレームロア１３３の上面の形状に倣って形成される。そして、フレームアッパ１３１の一端部１３１ａには、上面視で取付フレーム１３０を車体２００に取り付けるボルト等の締結部材を挿入するための切欠き部１３１ｃが形成されている。

リンフォース１３２は、薄板で、上部が開口した断面Ｕ字状であって、車体幅方向に延伸するように形成されている。そして、リンフォース１３２には、上面視で取付フレーム１３０を車体２００に取り付けるボルト等の締結部材を挿入するための挿入孔１３２ａが穿設されている。
図３及び４に示すように、フレームロア１３３は、薄板で上方が開口し、凹み部１３３ａとフランジ（本発明の第２のフランジに相当）１３３ｂとを有する断面ハット形状であって、高電圧部品パック１００の車両搭載時における車体幅方向に延伸するように形成されている。そして、フレームロア１３３の一端から所定距離範囲の一端部１３３ｃにおける凹み部１３３ａは、深さが維持されて形成される。即ち、フレームロア１３３の一端部１３３ｃは、断面形状が維持されて形成されている。そして、一端部１３３ｃには、取付フレーム１３０を車体２００に取り付けるボルト等の締結部材を挿入する挿入孔１３３ｅが穿設されている。フレームロア１３３の一端部１３３ｃからフレームロア１３３の他端までの凹み部１３３ａの深さは、フレームロア１３３の他端（本発明の支持部材が筐体と当接する側に相当）に向かうにつれて、深くなるように形成されている。また、フレームロア１３３のフランジ１３３ｂは、フレームアッパ１３１と同様に、一端部１３３ｃに対して、フレームロア１３３の他端が高電圧部品パック１００の車両搭載時において下方に位置するように屈曲して形成されている。そして、フレームロア１３３の他端には、トレー１２０の曲面部１２４に接合される接合部１３３ｄが形成されている。

そして、接合部１３３ｄは、フレームロア１３３の凹み部１３３ａのトレー１２０と当接する部位より拡大したフランジ状であって、トレー１２０の曲面部１２４に接合可能な曲面で形成されている。そして、接合部１３３ｄとフランジ１３３ｂは、連続して一体で形成されている。
図２及び３に示すように、リンフォース１３２は、リンフォース１３２の挿入孔１３２ａとフレームロア１３３の挿入孔１３３ｅとが高電圧部品パック１００の車両搭載時における上方視にて連続するように、フレームロア１３３の一端部１３３ｃの凹み部１３３ａにスポット溶接にて接合される。そして、フレームアッパ１３１は、フレームロア１３３のフランジ１３３ｂの上方にスポット溶接にて接合される。

また、取付フレーム１４０は、取付フレーム１３０と同様に、フレームアッパ１４１とリンフォース１４２とフレームロア１４３と、で構成されている。そして、フレームアッパ１４１とリンフォース１４２とフレームロア１４３は、フレームアッパ１３１とリンフォース１３２とフレームロア１３３と略対称な形状で形成されるので、詳細な説明を省略する。

このように構成されたそれぞれの取付フレーム１３０及び取付フレーム１４０は、図１から３に示すように、フレームアッパ１３１或いはフレームアッパ１４１が高電圧部品パック１００の車両搭載時において上側となるように接合部１３３ｄ或いは接合部１４３ｄがトレー１２０の各々の曲面部１２４にスポット溶接にて接合される。また、図２及び図３に示すように、トレー１２０のフランジ１２５と取付フレーム１３０のフレームロア１３３のフランジ１３３ｂ、或いは取付フレーム１４０のフレームロア１４３のフランジ１４３ｂは、フレームアッパ１３１の他端部１３１ｂ或いはフレームアッパ１４１の他端部１４１ｂを挟み込んでスポット溶接にて接合される。

カバー１１０は、カバー１１０のフランジ１１２とトレー１２０のフランジ１２５を図示しないボルト等の締結部材の螺合によって取り付けられる。
そして、図５及び図６に示すように、高電圧部品パック１００は、車体２００のフロアパネル２０１に凹んで形成される収納部２０２に位置するように、取付フレーム１３０及び取付フレーム１４０が車体２００のフロアパネル２０１を介して車体２００のフロアパネル２０１の上方より、車体２００の左右に車体前後方向に延伸するように設けられている一対のリアフロアサイドメンバ２０３の上方にボルト２０４とナット２０５の螺合によって取り付けられる。即ち、高電圧パック１００は、車内に配設される。

したがって、取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３，１４３の接合部１３３ｄ，１４３ｄを取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３，１４３の凹み部１３３ａ，１４３ａのトレー１２０と当接する部位より拡大したフランジ状であって、トレー１２０の曲面部１２４に接合可能な曲面で形成することで、カバー１１０とトレー１２０とからなる筐体と取付フレーム１３０，１４０との接触面積を増大させることができるので、トレー１２０の変形を抑制することができる。また、トレー１２０のフランジ１２５を取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３、１４３のフランジ１３３ｂ，１４３ｂで支持するように取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３、１４３の接合部１３３ｄ，１４３ｄをトレー１２０の曲面部１２４にスポット溶接にて接合することで、トレー１２０のフランジ１２５をカバー１１０とトレー１２０の重量が加わる方向への突き当てにすることができるので、重力方向に対する強度を向上させることができる。

したがって、カバー１１０とトレー１２０からなる筐体の変形を抑制し、重力方向への強度を向上させることでトレー１２０と取付フレーム１３０，１４０との接合強度を向上させることできる。
また、取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３、１４３の接合部１３３ｄ，１４３ｄをトレー１２０の曲面部１２４に接合することで、曲面は平面に対して面強度が高いので、トレー１２０と取付フレーム１３０，１４０との接合強度を更に向上させることできる。

また、筐体を構成するトレー１２０のフランジ１２５と取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３、１４３のフランジ１３３ｂ，１４３ｂとをスポット溶接にて接合し、トレー１２０のフランジ１２５と取付フレーム１３０，１４０との相対的な変位を無くすことで、トレー１２０と取付フレーム１３０，１４０の接合強度を向上させることができる。

また、取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３、１４３の接合部１３３ｄ，１４３ｄと取付フレーム１３０，１４０のフレームロア１３３、１４３のフランジ１３３ｂ，１４３ｂとを一体形成することで、接合部１３３ｄ，１４３ｄにかかる力と、フランジ１３３ｂ，１４３ｂにかかる力とを、それぞれに分散させることができ、トレー１２０と取付フレーム１３０，１４０の接合強度を更に向上させることができる。

以上で発明の実施形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施例では、図５及び６のように、車体２００のフロアパネル２０１に凹んで形成される収納部２０２に位置するように、取付フレーム１３０及び取付フレーム１４０を車体２００のフロアパネル２０１を介して車体２００のフロアパネル２０１の上方から、車体２００の左右に設けられている一対のリアフロアサイドメンバ２０３の上方に締結部材の螺合によって取り付けるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば図７のように、車体２００のフロアパネル２０１’の下方に位置するように、車体２００の下方より車体２００の左右に設けられている一対のリアフロアサイドメンバ２０３に締結部材の螺合によって取り付けるようにしてもよい。即ち、高電圧部品パック１００を車外に配設するようにしてもよい。

１００ 高電圧部品パック
１１０ カバー（筐体）
１２０ トレー（筐体）
１２２，１２３ 側壁
１２４ 曲面部
１２５ フランジ（第１のフランジ）
１３０，１４０ 取付フレーム（支持部材）
１３１，１４１ フレームアッパ
１３３，１４３ フレームロア
１３３ｂ，１４３ｂ フランジ（第２のフランジ）
１３３ｄ，１４３ｄ 接合部
２００ 車体
２０１ フロアパネル
２０３ リアフロアサイドメンバ

Claims (4)

1. 電気機器を収容する筐体を車体に複数の支持部材を介して取り付ける車両用電気機器の支持構造であって、
   前記筐体は、当該筐体の側壁より外側方向に突出する第１のフランジを有し、
   前記支持部材は、前記筐体の外面に沿って当接するように当該支持部材の一端に形成された接合部と、前記第１のフランジを支持するように形成された第２のフランジとを有することを特徴とする車両用電気機器の支持構造。
2. 前記筐体の前記側壁は、曲面部を有し、
   前記支持部材の前記接合部は、前記側壁の前記曲面部に接合されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用電気機器の支持構造。
3. 前記筐体の前記第１のフランジと前記支持部材の前記第２のフランジは、溶接されることを特徴とする、請求項１或いは２に記載の車両用電気機器の支持構造。
4. 前記接合部と前記第２のフランジは、一体で形成されることを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の車両用電気機器の支持構造。

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