JP2017128275A - 車両の前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントコンパートメントに電力制御器を備える自動車の前部構造に関し、電力制御器の筐体上面後方のコネクタの衝突時の退避空間の確保と、電力制御器の後方に位置するワイパーピボットの落下空間の確保の両立を図る。【解決手段】フロントコンパートメント３３の車両後方側には、カウルパネル４４が位置している。カウルパネル４４の上側に、ワイパーピボット３４がピボットホルダ４９に支持されている。車両前方から見たときに低電圧コネクタ２３の車幅方向の範囲において、カウルパネル４４の下面４４ａが低電圧コネクタ２３よりも高く位置している。また、車両前方からみたときにワイパーピボット３４が低電圧コネクタ２３の上方に位置している。カウルパネル４４のワイパーピボット３４の下方の底面に、ワイパーピボット３４が通過可能な孔４４ｂが設けられており、その孔４４ｂは、容易に外れるキャップ４７で塞がれている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の前部構造に関する。特に、フロントコンパートメントに、走行用のモータへの供給電力を制御する電力制御器を備えた車両の前部構造に関する。

走行用モータとそのモータへの供給電力を制御する電力制御器はフロントコンパートメントに搭載されることが多い。特許文献１に、そのような自動車の一例が開示されている。電力制御器は、モータを収容したハウジングの上に固定されている。電力制御器の筐体にはいくつかのコネクタが接続される。特許文献１に開示された電力制御器では、その筐体の後面にコネクタが接続されている。

他方、フロントコンパートメントの車両後方側には車幅方向に延びているカウルパネルが位置している。カウルパネルは、車両前後方向と上下方向に拡がる平面でカットしたときの断面が上に開いている湾曲形状を成している。カウルパネルは、フロントガラス（フロントウインドシールド）の前下にあって、湾曲形状の内側がワイパーアーム／ブレードの格納スペースになっているとともに、フロントガラスから落ちる雨水を受ける雨どいとして機能する。そのカウルパネルの上にはワイパーピボットが支持部材により支持されている。ワイパーピボットは固い部品であり、車両衝突の際に物体がワイパーピボットに衝突したときにその物体へのダメージが軽減されるように、ワイパーピボットは衝撃を受けると支持部材から脱落するように構成されている（例えば特許文献２、３）。特許文献２、３に開示された自動車では、ワイパーピボットが落下できるように、ワイパーピボットとカウルパネル底面との間に空間が確保されている。

特開２０１４−２２０９６１号公報 特開２００９−０２９１６５号公報 特開２０１０−２８５１１５号公報

フロントコンパートメントにおける部品レイアウトの様々な制約から、電力制御器の筐体上面後方にコネクタ接続口を設けなければならず、また、ワイパーピボットの前方に電力制御器を配置しなければならない場合がある。電力制御器の後方、特に、筐体上面に接続されるコネクタの後方には、衝突の際にコネクタが他の部品と接触せずに電力制御器が後退できるだけの空間（以下、退避空間と称する）が確保されることが望ましいが、カウルパネルが退避空間の一部を占めてしまう場合がある。退避空間を確保するためカウルパネルの下面の位置を高くすると、ワイパーピボットの落下空間が確保できなくなってしまう。本明細書は、ワイパーピボット用の落下空間の確保と電力制御器の筐体上面のコネクタ用の退避空間の確保の両立を図る車両前部構造を提供する。

本明細書が開示する車両前部構造は、走行用モータを収容するハウジングと、そのモータへの供給電力を制御する電力制御器と、カウルパネルとワイパーピボットを備えている。前述したように、カウルパネルはフロントコンパートメントの車両後方側に位置しており、車幅方向に延びている。ワイパーピボットは、そのカウルパネルの上側に、支持部材によって支持されている。電力制御器は、ハウジングの上に配置されているとともに、その筐体上面後方にコネクタが接続されている。本明細書が開示する車両前部構造では、上記した退避空間を確保すべく、車両前方から見たときに少なくともコネクタの車幅方向の範囲において、カウルパネルの下面がコネクタよりも高くなるようにカウルパネルを構成する。ワイパーピボットは、車両前方からみたときにコネクタの上方に位置する。カウルパネルの上記構造によると、カウルパネルの底面とワイパーピボットの間に落下空間が確保できなくなる。そのため、カウルパネルのワイパーピボットの下方の底面に、支持部材から脱落したワイパーピボットが通過可能な孔を設ける。そして、その孔を、落下するワイパーピボットの衝撃によって脱落するキャップで塞ぐ。すなわち、ワイパーピボットの落下空間をカウルパネルの下に確保する。カウルパネルの底面に設けた孔は通常はキャップで塞がれるので、雨水などがカウルパネルの下方に漏れることもない。本明細書が開示する車両前部構造は、カウルパネルの底板の位置を高くするとともにカウルパネルの底面にワイパーピボットが通過できる孔を設け、衝突の際にはカウルパネルを通過してワイパーピボットが落下できるようにした。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。

フロントコンパートメントにおける部品のレイアウトを示す模式的斜視図である。 車両前方からみたときの電力制御器とカウルパネルとワイパーピボットの位置関係を示す図である。 図２のIII−III矢視における断面図である。 物体が衝突したときの状態を説明するための断面図である。

図面を参照して実施例の車両前部構造を説明する。実施例の車両前部構造２は、走行用にエンジン１３とモータ８を備えるハイブリッド車９０に適用されている。図１にハイブリッド車９０のフロントコンパートメント３３における部品レイアウトを示す。図１では、フロントコンパートメント３３を覆うフードは図示を省略している。フロントコンパートメント３３には、エンジン１３、トランスアクスル３０（モータ８）、電力制御器５、低電圧バッテリ９３が格納されている。なお、フロントコンパートメント３３には、他にも様々な部品が格納されているが、ここでは、上記した部品以外は説明を割愛する。トランスアクスル３０には、走行用のモータ８と、トランスミッションと、デファレンシャルギアが収容されている。即ち、トランスアクスル３０は、走行用のモータ８を収容するハウジングでもある。トランスアクスル３０はエンジン１３と車幅方向で連結されている。エンジン１３の出力トルクとモータ８の出力トルクはトランスアクスル３０の中のトランスミッションにて合成され、デファレンシャルギアを介して車軸へ伝達される。エンジン１３とトランスアクスル３０は、フロントコンパートメント３３の下方で車両前後方向に延びる２本のサイドメンバ９２の間に懸架されている。なお、図１では一方のサイドメンバは隠れて見えない。

トランスアクスル３０の上には、電力制御器５が配置されている。電力制御器５は、不図示の高電圧バッテリの直流電力を交流電力に変換し、モータ８へ供給する。電力制御器５は、車速やアクセルペダル開度に応じて、モータ８へ供給する交流電力を調整する。即ち、電力制御器５は、走行用のモータ８への供給電力を制御するデバイスである。

フロントコンパートメント３３の車両後方側にはカウルパネル４４が位置している。後述するように、カウルパネル４４は車両前後方向（図中のＸ方向）と上下方向（図中のＺ方向）に拡がる平面でカットしたときの断面が上に開いている湾曲形状を成している。カウルパネル４４の上にはカウルトップパネル４５が配置されている。カウルパネル４４の湾曲の内側にワイパーピボット３４、３５と、ワイパー３６、３７の一部が格納される。ワイパーピボット３４、３５はカウルトップパネル４５を貫通しており、その下側の部分はカウルトップパネル４５に隠れている。

図２に、車両前方からみたときの電力制御器５とカウルパネル４４（後述）とワイパーピボット３４（後述）の位置関係を表す図を示し、図３に、図２のIII−III線に沿った断面図を示す。図２では、フロントコンパートメント３３を覆うフードの図示を省略している。図３では、理解を助けるため、電力制御器５、トランスアクスル３０、低電圧コネクタ２３（後述）、高電圧コネクタ２１（後述）等は、内部の構造の図示を省略している。それゆえ、断面を示すハッチングも省略している。以下では、図１とともに図２、図３も参照して説明を続ける。

電力制御器５は、フロントブラケット３１とリアブラケット３２により、トランスアクスル３０の上方に配置されている。図３に示されているように、トランスアクスル３０の上面と電力制御器５との間には隙間が確保されている。即ち、電力制御器５は、直接にはトランスアクスル３０に触れておらず、フロントブラケット３１とリアブラケット３２を介してトランスアクスル３０に支持されている。これは、エンジン１３の振動やモータ８の振動から電力制御器５を保護するためである。なお、図示は省略しているが、フロントブラケット３１と電力制御器５の間、及び、リアブラケット３２と電力制御器５の間には防振ブッシュが挟まれている。電力制御器５は、フロントブラケット３１とリアブラケット３２により支持されているため、車両衝突の際に前方から衝突荷重を受けると後退する場合がある。

電力制御器５の筐体上面後方には低電圧コネクタ２３が接続されている。低電圧コネクタ２３は、低電圧バッテリ９３から延びているケーブル２６を電力制御器５に接続するコネクタである。なお、図２では、ケーブル２６の図示は省略した。電力制御器５は、不図示の高電圧バッテリの直流電力を交流に変換してモータ８に供給するだけでなく、高電圧バッテリの電力を降圧して低電圧バッテリ９３へ供給する。

図３に示されているように、電力制御器５の後面には高電圧コネクタ２１が接続されている。高電圧コネクタ２１は、不図示の高電圧バッテリから延びているパワーケーブル２４を電力制御器５に接続するコネクタである。

フロントコンパートメント３３の車両後方側には、金属製のカウルパネル４４が配置されている。カウルパネル４４は、車幅方向に延びており、図３に示されているように、車両前後方向（図中のＸ方向）と車両上下方向（図中のＺ方向）に拡がる平面でカットした断面は、上に開いている湾曲形状を成している。「上に開いている湾曲形状」とは、別言すれば、下に向けて凸となるように湾曲していることである。カウルパネル４４の後縁はフロントガラス４６（図３参照）の下縁と接しており、その前縁はフロントコンパートメント３３を覆うフード４３（図３参照）が接している。上に開いているカウルパネル４４の上方は樹脂製のカウルトップパネル４５で覆われている。また、カウルパネル４４の上方に（湾曲の内側）にワイパーピボット３４、３５が配置されている。ワイパーピボット３４、３５は、夫々、ピボットホルダ４９で支持されている。そのピボットホルダ４９は、カウルパネル４４に固定されている。ワイパーピボット３４、３５は、カウルトップパネル４５を貫通しており、その一部が露出している。ワイパーピボット３４、３５は、夫々、ワイパーアーム３６ａ、３７ａの回転軸となる部品である。図３ではワイパーアームは図示を省略している。

図２に示されているように、車両前方から見たときに少なくとも低電圧コネクタ２３の車幅方向の範囲において、カウルパネル４４の下面４４ａが低電圧コネクタ２３よりも高く位置している。また、車両前方からみたときに、ワイパーピボット３４が低電圧コネクタ２３の上方に位置している。図３に示す破線Ｈは、電力制御器５の低電圧コネクタ２３の上端を通る水平線である。上記の位置関係により、カウルパネル４４は破線Ｈより上方に位置し、低電圧コネクタ２３の後方には空間（退避空間）が確保される。先に述べたように、電力制御器５は、フロントブラケット３１とリアブラケット３２によってトランスアクスル３０の上方に支持されており、前方衝突時には前方からの衝突荷重によって後退する場合がある。車両前部構造２によれば、低電圧コネクタ２３の後方には空間（退避空間）が確保されているので、電力制御器５が後退したときに低電圧コネクタ２３がカウルパネル４４と衝突することが避けられる。

一方、カウルパネル４４の下面４４ａの位置を高くしたため、ワイパーピボット３４とカウルパネル４４の底面との間の空間が狭くなる（図３参照）。ワイパーピボット３４は比較的に硬い部品であり、車両衝突の際にフード４３に乗り上げた物体がワイパーピボット３４にぶつかるとその物体がダメージを受ける虞がある。それゆえ、ワイパーピボット３４は、衝撃を受けるとピボットホルダ４９から脱落するようになっている。より詳しくは、ワイパーピボット３４はピボットホルダ４９の貫通孔に圧入されており、上から強い衝撃を受けるとピボットホルダ４９の貫通孔から抜け落ちるようになっている。しかしながら、ワイパーピボット３４とカウルパネル４４の底面との間の空間は狭い。そこで、図２、図３に示されているように、カウルパネル４４のワイパーピボット３４の下方の底面に、ピボットホルダ４９から脱落したワイパーピボット３４が通過可能な孔４４ｂが設けられている。なお、その孔４４ｂは、通常はキャップ４７で塞がれている。キャップ４７は剛性の低い樹脂製であり、落下するワイパーピボット３４の衝撃でカウルパネル４４から容易に脱落するようになっている。

図４に、物体９９がワイパーピボット３４の上方からぶつかり、その衝撃でワイパーピボット３４がピボットホルダ４９から脱落したときの様子を示す。ピボットホルダ４９から脱落したワイパーピボット３４は下方のキャップ４７にぶつかり、キャップ４７がカウルパネル４４から外れ、ワイパーピボット３４はカウルパネル４４の孔４４ｂを通過し、カウルパネル４４の下方へと落下する。ワイパーピボット３４はカウルパネル４４の下方へ落下するので、衝突の際にワイパーピボット３４にぶつかった物体９９のダメージが軽減される。

カウルパネル４４は、その断面形状が上に開いた湾曲形状を成しており、フロントガラス４６を伝って落ちる雨水を受ける雨どいの機能を果たす。カウルパネル４４には孔４４ｂが設けられているが、その孔４４ｂは通常はキャップ４７で塞がれているので、雨水がカウルパネル４４の下方へ侵入することはない。なお、車幅方向に延びるカウルパネル４４の両端には、雨水を排出する排出口が設けられている。図示と説明は省略したが、他方のワイパーピボット３５の下方にもカウルパネル４４に孔が設けられているとともに、その孔は樹脂製のキャップで塞がれている。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。低電圧コネクタ２３が、請求項における「コネクタ」の一例に相当する。実施例のハイブリッド車９０は、２個のワイパーピボット３４、３５を備える。その一方のワイパーピボット３４が、電力制御器５の後方に位置しており、請求項における「ワイパーピボット」の一例に相当する。ピボットホルダ４９が、請求項の「支持部材」の一例に相当する。

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。

２：車両前部構造
５：電力制御器
８：モータ
１３：エンジン
２１：高電圧コネクタ
２３：低電圧コネクタ
２４：パワーケーブル
２６：ケーブル
３０：トランスアクスル
３１：フロントブラケット
３２：リアブラケット
３３：フロントコンパートメント
３４、３５：ワイパーピボット
３６、３７：ワイパー
３６ａ、３７ａ：ワイパーアーム
４３：フード
４４：カウルパネル
４４ｂ：孔
４５：カウルトップパネル
４６：フロントガラス
４７：キャップ
４９：ピボットホルダ
９０：ハイブリッド車
９２：サイドメンバ
９３：低電圧バッテリ
９９：物体

Claims (1)

1. 車両の前部構造であり、
   前記車両のフロントコンパートメントに搭載されており、走行用のモータを収容するハウジングと、
   前記ハウジングの上に配置されており、前記モータへの供給電力を制御する電力制御器と、
   前記フロントコンパートメントの車両後方側に位置しており、車幅方向に延びているカウルパネルと、
   前記カウルパネルの上側に配置されており、支持部材に支持されているワイパーピボットと、
   を備えており、
   前記電力制御器の筐体上面後方にコネクタが接続されており、
   車両前方から見たときに少なくとも前記コネクタの車幅方向の範囲において、前記カウルパネルの下面が前記コネクタよりも高く位置しているとともに、車両前方からみたときに前記ワイパーピボットが前記コネクタよりも上方に位置しており、
   前記カウルパネルの前記ワイパーピボットの下方の底面に、前記支持部材から脱落した前記ワイパーピボットが通過可能な孔が設けられており、
   当該孔は、落下するワイパーピボットの衝撃で脱落するキャップで塞がれている、
   車両の前部構造。

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