パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造及び電気自動車
【課題】工数や部品点数を軽減させて、電力線と接続されるコネクタ部を保護するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造、及び、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有する電気自動車を提供する。
【解決手段】
電力源からの電力を所望の電力に変換して走行用モータ１００に供給することで走行用モータ１００を駆動制御するパワーコントロールユニット３０の車体１２への取り付け構造であって、パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４と、ユニット支持フレーム４４を車体１２に取り付けるためのサイドフレーム６４とを備え、走行用モータ１００に電力を供給する三相交流電力ケーブル３８が配線接続される電力コネクタ４２と、電力コネクタ４２をガードするガード部５２とがパワーコントロールユニット３０に設けられ、ガード部５２は、ユニット支持フレーム４４と締結されている。
【解決手段】
電力源からの電力を所望の電力に変換して走行用モータ１００に供給することで走行用モータ１００を駆動制御するパワーコントロールユニット３０の車体１２への取り付け構造であって、パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４と、ユニット支持フレーム４４を車体１２に取り付けるためのサイドフレーム６４とを備え、走行用モータ１００に電力を供給する三相交流電力ケーブル３８が配線接続される電力コネクタ４２と、電力コネクタ４２をガードするガード部５２とがパワーコントロールユニット３０に設けられ、ガード部５２は、ユニット支持フレーム４４と締結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線と接続される接続部を保護するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造、及び、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有する電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献１には、パワーコントロールユニットは、電力変換器を有するカバーと該カバーに接続されたケースとを有し、該ケースには一体成形された、外部電力線のコネクタを取り付けるためのコネクタ取付部が設けられ、固定部材によってコネクタ取付部と車体とを固定することでパワーコントロールユニットを車体に取り付け、カバーとコネクタ取付部との間に支持部材を架設することで、車両の衝突時にコネクタ取付部の上部近傍に発生する応力集中を緩和して、コネクタ取付部の変形及び破損を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６２６７３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、別体の支持部材を、カバーとコネクタ取付部とに架設するため、工数や部品点数の増加が懸念されるとともに、コネクタ取付部の保護が十分でない。
【０００５】
そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、工数や部品点数を軽減させて、電力線と接続されるコネクタ部の保護を強化させるパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造、及び、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有する電気自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、電力源からの電力を所望の電力に変換して走行用モータに供給することで該走行用モータを駆動制御するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームと、前記ユニット支持フレームを前記車体に取り付けるための取付フレームと、を備え、前記走行用モータに電力を供給する電力供給線が配線接続される配線接続部と、該配線接続部をガードするガード部とが前記パワーコントロールユニットに設けられ、前記ガード部は、前記ユニット支持フレームと締結されていることを特徴とする。
【０００７】
前記ガード部は、前記車体の鉛直方向に前記配線接続部及び前記ガード部を投影したときに、投影された前記ガード部が投影された前記配線接続部を囲うように、前記パワーコントロールユニットの一側面に設けられている。
【０００８】
前記パワーコントロールユニットの上部には、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部が設けられており、前記配線接続部は、前記突出部の底面側に設けられ、前記ガード部は、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって前記突出部より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、前記電力供給線は、前記空洞を通って前記配線接続部に接続されている。
【０００９】
前記パワーコントロールユニットは、前記車体の鉛直方向に対して、前記走行用モータの上方で前記ユニット支持フレームによって支持され、前記電力供給線を前記走行用モータに接続させるモータ側接続部の前記車体の鉛直方向の位置と、前記配線接続部の前記車体の鉛直方向の位置との中間位置に、前記ガード部が設けられている。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、電気自動車であって、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び５に記載の発明によれば、走行用モータに電力を供給する電力供給線が配線接続される配線接続部と、該配線接続部をガードするガード部とがパワーコントロールユニットに設けられ、該ガード部は、前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームに締結されているので、前記ガード部の強度を高めることができ、前記ガード部の保護性能を向上させることができる。したがって、高電圧の前記配線接続部の保護を強化することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記ガード部は、前記車体の鉛直方向に前記配線接続部及び前記ガード部を投影したときに、投影された前記ガード部が投影された前記配線接続部を囲うように、前記パワーコントロールユニットの一側面に設けられているので、高電圧の前記配線接続部が衝突時の衝撃を直接受けることを防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記パワーコントロールユニットの上部には、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部の底面側に前記配線接続部が設けられ、前記ガード部は、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって前記突出部より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、前記電力供給線は、前記空洞を通って前記配線接続部に接続されているので、衝突時の衝撃から前記電力供給線及び前記配線接続部を効果的に保護することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記パワーコントロールユニットは、車体の鉛直方向に対して、前記走行用モータの上方で前記ユニット支持フレームよって支持されるので、高電圧の前記電力供給線の長さを短くすることができる。また、前記電力供給線を前記走行用モータに接続させるモータ側接続部と前記配線接続部との間に前記ガード部が設けられているので、より効果的に前記配線接続部を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電気自動車の概略構成を示す概略構成斜視図である。
【図２】電気自動車の概略構成を示す概略構成側面図である。
【図３】図１及び図２に示すパワーコントロールユニット及び該パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームを示す斜視図である。
【図４】パワーコントロールユニット及びモータ式動力装置と三相交流電力ケーブルとの関係を示す模式図である。
【図５】電気自動車の車体の前方概略構成を示す概略構成斜視図である。
【図６】パワーコントロールユニットが車体に取り付けられた場合におけるダッシュパネルロアとリア支持フレームとの関係を示す図である。
【図７】モータ式動力装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造及び該パワーコントロールユニットの取り付け構造を有する電気自動車について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１７】
図１は、電気自動車１０の概略構成を示す概略構成斜視図、図２は、電気自動車１０の概略構成を示す概略構成側面図である。なお、図１及び図２においては、本発明に関係のない機構乃至構成要素については図示を省略している。また、本実施の形態では、車体１２の鉛直方向を上下方向とし、該鉛直方向に垂直な方向を水平方向とする。また、電気自動車１０の進行方向を前、後退方向を後、進行方向に向かって左方向を左、右方向を右とする。
【００１８】
電気自動車１０は、車体１２内部に、前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪１６Ｌ、１６Ｒとの間で、且つ、車体１２の底部に設けられた高電圧を出力するバッテリ１８と、フロアパネル２０を介して前記バッテリ１８の上方に設けられる車室２２と、該車室２２とは隔てられて車体１２の前方に区画されたモータルーム２４と、該モータルーム２４を覆うダッシュパネル２６と、ダッシュパネル２６の下方で、且つ、該モータルーム２４に設けられたモータ式動力装置２８の上方に載置されたパワーコントロールユニット（Power Control Unit）３０とを備える。ダッシュパネル２６は、ダッシュパネルロア２６ａとダッシュパネルアッパー２６ｂとを有する。ダッシュパネル２６は、モータルーム２４と車室２２とを仕切るものであり、モータルーム２４からの汚れ、水、臭い等の浸入を防ぐ構造を有する。また、ダッシュパネル２６は、外部からの水の浸入に対して、後述するＡ／Ｃ（エアコンディショナー）配管内に流入させない水排出機能を有する。
【００１９】
パワーコントロールユニット３０をダッシュパネル２６の下方に配置したので、パワーコントロールユニット３０をメンテナンスするためには、ダッシュパネルアッパー２６ｂを取り外さなければならない。したがって、ユーザの高電圧部品であるパワーコントロールユニット３０への容易なアクセスを防ぐことができる。
【００２０】
車体１２のボンネット１２ａの下方には、衝突時における歩行者への衝撃を軽減させる歩行者保護エリア３２が設けられており、この歩行者保護エリア３２内には、パワーコントロールユニット３０等の部品を設けることができない。したがって、パワーコントロールユニット３０が歩行者保護エリア３２と干渉しないように、パワーコントロールユニット３０を作製しなければならない。しかし、本実施の形態では、パワーコントロールユニット３０をダッシュパネル２６の下方に配置したので、パワーコントロールユニット３０の作製において、歩行者保護エリア３２への配慮を軽減でき、低コストでパワーコントロールユニット３０を作製することができる。
【００２１】
電源ケーブル３４は、バッテリ１８に蓄積された電力をパワーコントロールユニット３０に伝達するためのものであり、電源ケーブル３４の一端はバッテリ１８の電源コネクタ３６に接続され、他端は後述するパワーコントロールユニット３０の電源コネクタに接続される。パワーコントロールユニット３０は、バッテリ１８から供給される直流電力を三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の交流電力に変換し、該変換した三相の交流電力をモータ式動力装置２８の後述する走行用モータに供給することで走行用モータを駆動制御する。
【００２２】
パワーコントロールユニット３０は、直流電力を三相交流に変換するインバータと該インバータを制御する制御装置とを有する（図示略）。モータ式動力装置２８の前記走行用モータとパワーコントロールユニット３０とは、三相交流電力ケーブル（電力供給線）３８を介して接続されており、三相交流電力ケーブル３８の一端は前記走行用モータの電力コネクタ（モータ側接続部）４０に接続され、三相交流電力ケーブル３８の他端はパワーコントロールユニット３０の電力コネクタ（配線接続部）４２に接続される。パワーコントロールユニット３０をモータ式動力装置２８の上方に配置させるので、高電圧の三相交流電力ケーブル３８を短くすることができる。なお、パワーコントロールユニット３０は、後述するユニット支持フレーム及び一対のサイドフレーム（取付フレーム）によって車体１２のモータルーム２４内に取り付けられる。
【００２３】
図３は、図１及び図２に示すパワーコントロールユニット３０及び該パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４を示す斜視図であり、図４は、パワーコントロールユニット３０及びモータ式動力装置２８と三相交流電力ケーブル３８との関係を示す模式図である。パワーコントロールユニット３０の上部には電源コネクタ４６が設けられ、パワーコントロールユニット３０の一側面側には電力コネクタ４２が設けられている。パワーコントロールユニット３０の電源コネクタ４６に接続された電源ケーブル３４が、車体１２の後方水平を向くように、電源コネクタ４６がパワーコントロールユニット３０に設けられるとともに凹部４８が形成されている。
【００２４】
パワーコントロールユニット３０の上部には、前記一側面側から車体１２の水平方向に向かって外方に突出した突出部５０が設けられており、該突出部５０の底面側に電力コネクタ４２が設けられている。つまり、電力コネクタ４２に接続された三相交流電力ケーブル３８が車体１２の上下方向に沿って下方に垂れ下がるように、電力コネクタ４２はパワーコントロールユニット３０に設けられている。これにより、衝突時の衝撃を電力コネクタ４２が直接受けることを防止することができる。
【００２５】
パワーコントロールユニット３０には、電力コネクタ４２に接続された三相交流電力ケーブル３８を囲うことで三相交流電力ケーブル３８、突出部５０、及び電力コネクタ４２をガードするガード部５２を有する。ガード部５２は、前記一側面側から車体１２の水平方向に向かって突出部５０より外方に突出しているとともに（図４参照）、その内部が空洞となっており、三相交流電力ケーブル３８はガード部５２の空洞を通って電力コネクタ４２に接続される（図６参照）。ガード部５２は、走行用モータの電力コネクタ４０の上下方向の位置と、パワーコントロールユニット３０の電力コネクタ４２の上下方向の位置との中間位置に設けられている（図４参照）。このガード部５２は、パワーコントロールユニット３０の筐体と一体成形されている。
【００２６】
このように、パワーコントロールユニット３０の筐体にガード部５２を設けるようにしたので、工数や部品点数を増加させることなく、電力コネクタ４２を保護することができる。また、ガード部５２が電力コネクタ４２に接続された三相交流電力ケーブル３８を囲うようにしてパワーコントロールユニット３０の筐体に設けられているので、衝突時の衝撃によって三相交流電力ケーブル３８に力が加わることを防止することができる。したがって、三相交流電力ケーブル３８に衝突時の衝撃によって加わる力によって電力コネクタ４２に発生する応力を軽減、又は無くさせることができ、電力コネクタ４２を保護することができる。
【００２７】
また、ガード部５２は、突出部５０より外方に突出しているので、衝突時の衝撃から突出部５０を保護することができ、電力コネクタ４２、突出部５０、及び三相交流電力ケーブル３８を効果的に保護することができる。また、ガード部５２を電力コネクタ４０と電力コネクタ４２との中間位置に設けることで、より効果的に電力コネクタ４２、突出部５０、及び三相交流電力ケーブル３８を保護することができる。効果的に電力コネクタ４２等を保護するために、前記中間位置は、電力コネクタ４０の上下（高さ）方向の位置Ｈ１から電力コネクタ４２の上下（高さ）方向の位置Ｈ２までの距離Ｌの略半分の位置（電力コネクタ４０の高さ方向の位置Ｈ１からガード部５２の高さ方向の位置までの距離がＬ／２）であることが好ましい（図４参照）。
【００２８】
また、ガード部５２は、電力コネクタ４２を囲うのではなく、電力コネクタ４２に接続される三相交流電力ケーブル３８を囲うように設けられているので、電力コネクタ４２を外部から視認することができ、三相交流電力ケーブル３８の電力コネクタ４２への接続がし易くなる。
【００２９】
ユニット支持フレーム４４は、左サイド支持フレーム５４と、該左サイド支持フレーム５４と略平行に設けられた右サイド支持フレーム５６と、左サイド支持フレーム５４と右サイド支持フレーム５６とを懸架するように設けられたフロント支持フレーム５８と、該フロント支持フレーム５８より後側で右サイド支持フレーム５６と左サイド支持フレーム５４とを懸架するように設けられたリア支持フレーム６０とを有する。ユニット支持フレーム４４は、この４辺の支持フレームでパワーコントロールユニット３０を囲んで支持する。フロント支持フレーム５８、右サイド支持フレーム５６、及び左サイド支持フレーム５４は、ボルトＢによって、パワーコントロールユニット３０と締結される。
【００３０】
詳しくは、フロント支持フレーム５８とパワーコントロールユニット３０の前方とがボルトＢによって締結され、右サイド支持フレーム５６とパワーコントロールユニット３０の右側面とがボルトＢによって締結される。また、前記一側面側（左側面）に設けられたガード部５２と左サイド支持フレーム５４とがボルトＢによって締結される。つまり、パワーコントロールユニット３０は、ユニット支持フレーム４４の３辺によって支持される。ガード部５２は左サイド支持フレーム５４に締結されるので、よりガード部５２の強度を高めることができ、ガード部５２の保護性能を向上させることができる。したがって、電力コネクタ４２を衝突時の衝撃から保護することができるとともに、電力コネクタ４２の保護を強化することができる。
【００３１】
図５は、電気自動車１０の車体１２の前方概略構成を示す概略構成斜視図である。なお、図５は、車体１２のバンパーを開けたときの車体１２の前方を示すとともに、本発明に関係のない機構乃至構成要素及びモータ式動力装置２８については図示を省略する。
【００３２】
車体１２の前方部には、車体１２の両側部において車体１２の前後方向に延びる一対のサイドフレーム６４、６４が設けられ、ユニット支持フレーム４４を一対のサイドフレーム６４、６４に懸架し、４つの支持部６２と一対のサイドフレーム６４、６４とをボルトｂで締結させることで、ユニット支持フレーム４４を一対のサイドフレーム６４、６４に締結させる。このとき、衝突時の衝撃による影響を極力少なくするために、ユニット支持フレーム４４を可及的に後方に配置させる。つまり、ユニット支持フレーム４４を可及的にダッシュパネルロア２６ａに近づける。
【００３３】
ここで、一対のサイドフレーム６４、６４と締結されているユニット支持フレーム４４に、パワーコントロールユニット３０を締結する場合に、パワーコントロールユニット３０の後方とリア支持フレーム６０とをボルトＢで締結しようとすると、パワーコントロールユニット３０の後方側にボルト締めの作業を行うためのスペースが必要となる。そのため、ユニット支持フレーム４４を一対のサイドフレーム６４、６４に締結する際に、ユニット支持フレーム４４を前記スペース分だけ予め前方側に配置しなければならず、パワーコントロールユニット３０の載置位置が前方になってしまう。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、パワーコントロールユニット３０をリア支持フレーム６０以外の支持フレームで支持することで、つまり、リア支持フレーム６０とパワーコントロールユニット３０とを締結させないので、パワーコントロールユニット３０を可及的に後方に配置させることができ、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を軽減させることができる。つまり、パワーコントロールユニット３０を可及的に後方に配置させるので、クラッシャブルゾーンを長くすることができ（図２参照）、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を軽減させることができ、高電圧部品であるパワーコントロールユニット３０を保護することができる。クラッシャブルゾーンを長くすることが可能なので、車体１２のデザインの自由度が向上する。また、パワーコントロールユニット３０を可及的に後方に配置させるので、バッテリ１８までの高電圧の電源ケーブル３４の長さを短縮することが可能となる。
【００３５】
さらに、リア支持フレーム６０でパワーコントロールユニット３０を支持しないので、衝突時の衝撃によりパワーコントロールユニット３０が後方に移動する場合であっても、パワーコントロールユニット３０がリア支持フレーム６０に当接するまでは、その移動を抑える力がパワーコントロールユニット３０の後方側で発生することはないので、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を抑えることができる。
【００３６】
図６は、パワーコントロールユニット３０が車体１２に取り付けられた場合におけるダッシュパネルロア２６ａとリア支持フレーム６０との関係を示す図である。Ａ／Ｃ配管６６がダッシュパネルロア２６ａを貫通して、モータルーム２４から車室２２に向かって延びている。また、ダッシュパネルロア２６ａ付近には、ブレーキ配管６８等の他の部品が配置されている。したがって、リア支持フレーム６０の凹凸形状を、Ａ／Ｃ配管６６、ブレーキ配管６８等の部品（ダッシュパネル２６付近の部品）と干渉しない形状にする。つまり、リア支持フレーム６０の凹凸形状は、任意に変更可能である。これにより、パワーコントロールユニット３０とユニット支持フレーム４４とのアセンブリのサイズをコンパクト化することができるとともに、ユニット支持フレーム４４をより後方側（よりダッシュパネル２６側）に配置させることができ、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を抑えることができ、高電圧部品であるパワーコントロールユニット３０を保護することができる。
【００３７】
図７は、モータ式動力装置２８の断面図である。モータ式動力装置２８は、走行用モータ１００と減速機１０２とディファレンシャルギア１０４とを一体に備えるもので、その外郭は車幅方向左端に位置するミッションケース１０６と、ミッションケース１０６の右端にボルト１０７で締結されるモータミッションケース１０８と、モータミッションケース１０８の右端に図示しないボルトで締結されるモータセンサーケース１１０と、モータセンサーケース１１０の右端に図示しないボルトで締結されるモータサイドケース１１２と、モータサイドケース１１２の右端に図示しないボルトで締結されるセンターシャフトベアリングサポート１１４と、ミッションケース１０６の内面にボルト１１６で締結されるインターミディエイトケース１１８とで構成される。走行用モータ１００は、モータミッションケース１０８、モータセンサーケース１１０、及びモータサイドケース１１２内部に収納され、減速機１０２及びディファレンシャルギア１０４は、ミッションケース１０６及びモータミッションケース１０８の内部に収納される。
【００３８】
走行用モータ１００は、モータセンサーケース１１０の内周面に固定されたステータ１２０と、ステータ１２０に内部に回転自在に配置されたロータ１２２とで構成されている。ステータ１２０は、円周方向に配置された積層鋼板よりなる複数のステータコア１２４と、それらのステータコア１２４の外周にそれぞれ巻き回された複数のコイル１２６とで構成される。ロータ１２２は、モータミッションケース１０８及びモータサイドケース１１２にそれぞれボールベアリング１２８、１３０で回転自在に支持されたロータシャフト１３２と、ロータシャフト１３２に固定された積層鋼板よりなるロータコア１３４と、ロータコア１３４の外周部に埋設された複数の永久磁石１３６とで構成される。ロータコア１３４には、それを軸方向に貫通する複数の貫通孔１３８が形成される。
【００３９】
減速機１０２は、ミッションケース１０６及びモータミッションケース１０８にそれぞれローラベアリング１４０及びボールベアリング１４２で支持された減速機シャフト１４４を備え、減速機シャフト１４４には、第２減速ギア１４６、パーキングギア１４８、及びファイナルドライブギア１５０が設けられる。ロータシャフト１３２に左端に設けた第１減速ギア１５２が減速機シャフト１４４の第２減速ギア１４６に噛合し、減速機シャフト１４４のファイナルドライブギア１５０がディファレンシャルギア１０４のファイナルドリブンギア１５４に噛合する。
【００４０】
ディファレンシャルギア１０４は、ミッションケース１０６及びインターミディエイトケース１１８にそれぞれテーパローラベアリング１５６、１５８を介して回転自在に支持されたディファレンシャルケース１６０と、ディファレンシャルケース１６０にピニオンピン１６２を介して回転自在に支持された一対の回転自在に支持された一対のディファレンシャルピニオン１６４、１６４と、これらのディファレンシャルピニオン１６４、１６４の両方に同時に噛合する一対のディファレンシャルサイドギア１６６、１６６とを備えており、ディファレンシャルケース１６０の外周にファイナルドリブンギア１５４が固定される。
【００４１】
左側のディファレンシャルサイドギア１６６に右端をスプラン結合された左ドライブシャフト１６８が、ディファレンシャルケース１６０及びミッションケース１０６を貫通して車幅方向左側に延出する。右側のディファレンシャルサイドギア１６６に左端をスプライン結合されたセンターシャフト（ハーフシャフト）１７０が、ディファレンシャルケース１６０、ミッションケース１０６及び中空のロータシャフト１３２の内部を貫通して車幅方向右側に延出する。センターシャフトベアリングサポート１１４にボールベアリング１７２を介して右端を支持されたセンターシャフト１７０に、右ドライブシャフト１７４がスプライン結合される。左ドライブシャフト１６８には前輪１４Ｌが、右ドライブシャフト１７４には前輪１４Ｒが接続されている。
【００４２】
走行用モータ１００を回転駆動すると、そのロータシャフト１３２のトルク（回転力）が第１減速ギア１５２及び第２減速ギア１４６を介して減速機シャフト１４４に伝達され、減速機シャフト１４４に伝達されたトルクは、ファイナルドライブギア１５０及びファイナルドリブンギア１５４を介してディファレンシャルケース１６０に伝達される。ディファレンシャルケース１６０に伝達されたトルクは、一対のディファレンシャルピニオン１６４及び一対のディファレンシャルサイドギア１６６を介して、電気自動車１０の旋回状態等に応じて、左ドライブシャフト１６８と、センターシャフト１７０及び右ドライブシャフト１７４とに所定の比率で配分される。これにより、走行用モータ１００が回転駆動すると、前輪１４Ｌ、１４Ｒが回転駆動する。
【００４３】
このように、走行用モータ１００の回転軸と、ディファレンシャルギア１０４の回転軸とが同軸上にあるので、モータ式動力装置２８の配置位置を低くすることができ、電気自動車１０の車高を高くすることなく、又は、パワーコントロールユニット３０の車体１２の鉛直方向の高さを低くすることなく、パワーコントロールユニット３０をダッシュパネル２６と走行用モータ１００との間に搭載することが可能となる。つまり、モータ式動力装置２８の配置位置を低くするので、ダッシュパネル２６のダッシュパネルアッパー２６ｂと、モータ式動力装置２８とで形成される空間を広くすることができる。したがって、電気自動車１０の車体デザインの自由度を高めることができ、パワーコントロールユニット３０のコストが低廉になる。
【００４４】
本実施の形態によれば、パワーコントロールユニット３０を４辺で囲み、且つ、パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４は、車体１２の後方側を除いた辺、つまり、左サイド支持フレーム５４、右サイド支持フレーム５６、及びフロント支持フレーム５８で、パワーコントロールユニット３０を支持するので、一対のサイドフレーム６４、６４に締結されたユニット支持フレーム４４の後方側の辺（リア支持フレーム６０）とパワーコントロールユニット３０とをボルトＢで締結させる作業を行うためのスペースが不要となり、そのスペース分だけパワーコントロールユニット３０を車体１２の後方側に配置させることができ、クラッシャブルゾーンを長くすることができる。したがって、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を軽減することができ、高電圧のパワーコントロールユニット３０を保護することができる。
【００４５】
ユニット支持フレーム４４は、ダッシュパネル２６の下方に設けられるので、ユーザのパワーコントロールユニット３０への容易なアクセスを防ぐことができる。また、ユニット支持フレーム４４は、ダッシュパネル２６の下方に設けられるので、パワーコントロールユニット３０の作製において、歩行者保護エリア３２への配慮を軽減でき、低コストでパワーコントロールユニット３０を作製することができる。
【００４６】
走行用モータ１００に電力を供給する三相交流電力ケーブル３８が配線接続される電力コネクタ４２と、電力コネクタ４２をガードするガード部５２とがパワーコントロールユニット３０に設けられ、ガード部５２は、パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４に締結されているので、ガード部５２の強度を高めることができ、ガード部５２の保護性能を向上させることができる。したがって、高電圧の電力コネクタ４２を衝突時の衝撃から保護することができるとともに、電力コネクタ４２の保護を強化することができる。
【００４７】
パワーコントロールユニット３０の上部には、左側面から車体１２の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部５０の底面側に電力コネクタ４２が設けられ、ガード部５２は、左側面から車体１２の鉛直方向に垂直な方向に向かって突出部５０より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、三相交流電力ケーブル３８は、該空洞を通って電力コネクタ４２に接続されているので、衝突時の衝撃から三相交流電力ケーブル３８及び電力コネクタ４２を効果的に保護することができる。
【００４８】
三相交流電力ケーブル３８を走行用モータ１００に接続させる電力コネクタ４０と電力コネクタ４２との間にガード部５２が設けられているので、より効果的に電力コネクタ４２を保護することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、ユニット支持フレーム４４は、後方側のリア支持フレーム６０以外のフレームで、パワーコントロールユニット３０を支持するようにしたが、ユニット支持フレーム４４は、４辺のフレームうち、少なくともリア支持フレーム６０でパワーコントロールユニット３０を支持しなければよい。つまり、４辺のフレームうち、少なくともリア支持フレーム６０とパワーコントロールユニット３０がボルトＢによって締結されなければよい。したがって、例えば、ユニット支持フレーム４４は、左サイド支持フレーム５４及び右サイド支持フレーム５６のみによって、パワーコントロールユニット３０を支持してもよい。また、ボルトＢによってユニット支持フレーム４４とパワーコントロールユニット３０とを締結するようにしたが、ボルトＢ以外の固定部材によって締結してもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態では、パワーコントロールユニット３０をモータ式動力装置２８の上方に設けるようにしたが、上方でなくてもよい。例えば、パワーコントロールユニット３０をモータ式動力装置２８と水平に設けてもよい。さらに、パワーコントロールユニット３０を水平に設けるようにしたが（パワーコントロールユニットの上面、底面が水平方向となるように設けたが）、パワーコントロールユニット３０を斜め方向に設けてもよい。要は、車体１２の鉛直方向に電力コネクタ４２及びガード部５２を投影したときに、投影されたガード部５２が投影された電力コネクタ４２を囲うように、ユニット支持フレーム４４によって車体１２に取り付けられたパワーコントロールユニット３０の一側面にガード部５２が設けられていればよい。
【００５１】
以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…電気自動車 １２…車体
１４Ｌ、１４Ｒ…前輪 １８…バッテリ
２２…車室 ２４…モータルーム
２６…ダッシュパネル ２８…モータ式動力装置
３０…パワーコントロールユニット ３２…歩行者保護エリア
３４…電源ケーブル ３６、４６…電源コネクタ
３８…三相交流電力ケーブル ４０、４２…電力コネクタ
４４…ユニット支持フレーム ５０…突出部
５２…ガード部 ５４…左サイド支持フレーム
５６…右サイド支持フレーム ５８…フロント支持フレーム
６０…リア支持サイドフレーム ６４…サイドフレーム
６６…Ａ／Ｃ配管 ６８…ブレーキ配管
１００…走行用モータ １０４…ディファレンシャルギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線と接続される接続部を保護するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造、及び、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有する電気自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献１には、パワーコントロールユニットは、電力変換器を有するカバーと該カバーに接続されたケースとを有し、該ケースには一体成形された、外部電力線のコネクタを取り付けるためのコネクタ取付部が設けられ、固定部材によってコネクタ取付部と車体とを固定することでパワーコントロールユニットを車体に取り付け、カバーとコネクタ取付部との間に支持部材を架設することで、車両の衝突時にコネクタ取付部の上部近傍に発生する応力集中を緩和して、コネクタ取付部の変形及び破損を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６２６７３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、別体の支持部材を、カバーとコネクタ取付部とに架設するため、工数や部品点数の増加が懸念されるとともに、コネクタ取付部の保護が十分でない。
【０００５】
そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、工数や部品点数を軽減させて、電力線と接続されるコネクタ部の保護を強化させるパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造、及び、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有する電気自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、電力源からの電力を所望の電力に変換して走行用モータに供給することで該走行用モータを駆動制御するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームと、前記ユニット支持フレームを前記車体に取り付けるための取付フレームと、を備え、前記走行用モータに電力を供給する電力供給線が配線接続される配線接続部と、該配線接続部をガードするガード部とが前記パワーコントロールユニットに設けられ、前記ガード部は、前記ユニット支持フレームと締結されていることを特徴とする。
【０００７】
前記ガード部は、前記車体の鉛直方向に前記配線接続部及び前記ガード部を投影したときに、投影された前記ガード部が投影された前記配線接続部を囲うように、前記パワーコントロールユニットの一側面に設けられている。
【０００８】
前記パワーコントロールユニットの上部には、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部が設けられており、前記配線接続部は、前記突出部の底面側に設けられ、前記ガード部は、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって前記突出部より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、前記電力供給線は、前記空洞を通って前記配線接続部に接続されている。
【０００９】
前記パワーコントロールユニットは、前記車体の鉛直方向に対して、前記走行用モータの上方で前記ユニット支持フレームによって支持され、前記電力供給線を前記走行用モータに接続させるモータ側接続部の前記車体の鉛直方向の位置と、前記配線接続部の前記車体の鉛直方向の位置との中間位置に、前記ガード部が設けられている。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、電気自動車であって、前記パワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び５に記載の発明によれば、走行用モータに電力を供給する電力供給線が配線接続される配線接続部と、該配線接続部をガードするガード部とがパワーコントロールユニットに設けられ、該ガード部は、前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームに締結されているので、前記ガード部の強度を高めることができ、前記ガード部の保護性能を向上させることができる。したがって、高電圧の前記配線接続部の保護を強化することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記ガード部は、前記車体の鉛直方向に前記配線接続部及び前記ガード部を投影したときに、投影された前記ガード部が投影された前記配線接続部を囲うように、前記パワーコントロールユニットの一側面に設けられているので、高電圧の前記配線接続部が衝突時の衝撃を直接受けることを防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記パワーコントロールユニットの上部には、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部の底面側に前記配線接続部が設けられ、前記ガード部は、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって前記突出部より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、前記電力供給線は、前記空洞を通って前記配線接続部に接続されているので、衝突時の衝撃から前記電力供給線及び前記配線接続部を効果的に保護することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記パワーコントロールユニットは、車体の鉛直方向に対して、前記走行用モータの上方で前記ユニット支持フレームよって支持されるので、高電圧の前記電力供給線の長さを短くすることができる。また、前記電力供給線を前記走行用モータに接続させるモータ側接続部と前記配線接続部との間に前記ガード部が設けられているので、より効果的に前記配線接続部を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電気自動車の概略構成を示す概略構成斜視図である。
【図２】電気自動車の概略構成を示す概略構成側面図である。
【図３】図１及び図２に示すパワーコントロールユニット及び該パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームを示す斜視図である。
【図４】パワーコントロールユニット及びモータ式動力装置と三相交流電力ケーブルとの関係を示す模式図である。
【図５】電気自動車の車体の前方概略構成を示す概略構成斜視図である。
【図６】パワーコントロールユニットが車体に取り付けられた場合におけるダッシュパネルロアとリア支持フレームとの関係を示す図である。
【図７】モータ式動力装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係るパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造及び該パワーコントロールユニットの取り付け構造を有する電気自動車について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
【００１７】
図１は、電気自動車１０の概略構成を示す概略構成斜視図、図２は、電気自動車１０の概略構成を示す概略構成側面図である。なお、図１及び図２においては、本発明に関係のない機構乃至構成要素については図示を省略している。また、本実施の形態では、車体１２の鉛直方向を上下方向とし、該鉛直方向に垂直な方向を水平方向とする。また、電気自動車１０の進行方向を前、後退方向を後、進行方向に向かって左方向を左、右方向を右とする。
【００１８】
電気自動車１０は、車体１２内部に、前輪１４Ｌ、１４Ｒと後輪１６Ｌ、１６Ｒとの間で、且つ、車体１２の底部に設けられた高電圧を出力するバッテリ１８と、フロアパネル２０を介して前記バッテリ１８の上方に設けられる車室２２と、該車室２２とは隔てられて車体１２の前方に区画されたモータルーム２４と、該モータルーム２４を覆うダッシュパネル２６と、ダッシュパネル２６の下方で、且つ、該モータルーム２４に設けられたモータ式動力装置２８の上方に載置されたパワーコントロールユニット（Power Control Unit）３０とを備える。ダッシュパネル２６は、ダッシュパネルロア２６ａとダッシュパネルアッパー２６ｂとを有する。ダッシュパネル２６は、モータルーム２４と車室２２とを仕切るものであり、モータルーム２４からの汚れ、水、臭い等の浸入を防ぐ構造を有する。また、ダッシュパネル２６は、外部からの水の浸入に対して、後述するＡ／Ｃ（エアコンディショナー）配管内に流入させない水排出機能を有する。
【００１９】
パワーコントロールユニット３０をダッシュパネル２６の下方に配置したので、パワーコントロールユニット３０をメンテナンスするためには、ダッシュパネルアッパー２６ｂを取り外さなければならない。したがって、ユーザの高電圧部品であるパワーコントロールユニット３０への容易なアクセスを防ぐことができる。
【００２０】
車体１２のボンネット１２ａの下方には、衝突時における歩行者への衝撃を軽減させる歩行者保護エリア３２が設けられており、この歩行者保護エリア３２内には、パワーコントロールユニット３０等の部品を設けることができない。したがって、パワーコントロールユニット３０が歩行者保護エリア３２と干渉しないように、パワーコントロールユニット３０を作製しなければならない。しかし、本実施の形態では、パワーコントロールユニット３０をダッシュパネル２６の下方に配置したので、パワーコントロールユニット３０の作製において、歩行者保護エリア３２への配慮を軽減でき、低コストでパワーコントロールユニット３０を作製することができる。
【００２１】
電源ケーブル３４は、バッテリ１８に蓄積された電力をパワーコントロールユニット３０に伝達するためのものであり、電源ケーブル３４の一端はバッテリ１８の電源コネクタ３６に接続され、他端は後述するパワーコントロールユニット３０の電源コネクタに接続される。パワーコントロールユニット３０は、バッテリ１８から供給される直流電力を三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）の交流電力に変換し、該変換した三相の交流電力をモータ式動力装置２８の後述する走行用モータに供給することで走行用モータを駆動制御する。
【００２２】
パワーコントロールユニット３０は、直流電力を三相交流に変換するインバータと該インバータを制御する制御装置とを有する（図示略）。モータ式動力装置２８の前記走行用モータとパワーコントロールユニット３０とは、三相交流電力ケーブル（電力供給線）３８を介して接続されており、三相交流電力ケーブル３８の一端は前記走行用モータの電力コネクタ（モータ側接続部）４０に接続され、三相交流電力ケーブル３８の他端はパワーコントロールユニット３０の電力コネクタ（配線接続部）４２に接続される。パワーコントロールユニット３０をモータ式動力装置２８の上方に配置させるので、高電圧の三相交流電力ケーブル３８を短くすることができる。なお、パワーコントロールユニット３０は、後述するユニット支持フレーム及び一対のサイドフレーム（取付フレーム）によって車体１２のモータルーム２４内に取り付けられる。
【００２３】
図３は、図１及び図２に示すパワーコントロールユニット３０及び該パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４を示す斜視図であり、図４は、パワーコントロールユニット３０及びモータ式動力装置２８と三相交流電力ケーブル３８との関係を示す模式図である。パワーコントロールユニット３０の上部には電源コネクタ４６が設けられ、パワーコントロールユニット３０の一側面側には電力コネクタ４２が設けられている。パワーコントロールユニット３０の電源コネクタ４６に接続された電源ケーブル３４が、車体１２の後方水平を向くように、電源コネクタ４６がパワーコントロールユニット３０に設けられるとともに凹部４８が形成されている。
【００２４】
パワーコントロールユニット３０の上部には、前記一側面側から車体１２の水平方向に向かって外方に突出した突出部５０が設けられており、該突出部５０の底面側に電力コネクタ４２が設けられている。つまり、電力コネクタ４２に接続された三相交流電力ケーブル３８が車体１２の上下方向に沿って下方に垂れ下がるように、電力コネクタ４２はパワーコントロールユニット３０に設けられている。これにより、衝突時の衝撃を電力コネクタ４２が直接受けることを防止することができる。
【００２５】
パワーコントロールユニット３０には、電力コネクタ４２に接続された三相交流電力ケーブル３８を囲うことで三相交流電力ケーブル３８、突出部５０、及び電力コネクタ４２をガードするガード部５２を有する。ガード部５２は、前記一側面側から車体１２の水平方向に向かって突出部５０より外方に突出しているとともに（図４参照）、その内部が空洞となっており、三相交流電力ケーブル３８はガード部５２の空洞を通って電力コネクタ４２に接続される（図６参照）。ガード部５２は、走行用モータの電力コネクタ４０の上下方向の位置と、パワーコントロールユニット３０の電力コネクタ４２の上下方向の位置との中間位置に設けられている（図４参照）。このガード部５２は、パワーコントロールユニット３０の筐体と一体成形されている。
【００２６】
このように、パワーコントロールユニット３０の筐体にガード部５２を設けるようにしたので、工数や部品点数を増加させることなく、電力コネクタ４２を保護することができる。また、ガード部５２が電力コネクタ４２に接続された三相交流電力ケーブル３８を囲うようにしてパワーコントロールユニット３０の筐体に設けられているので、衝突時の衝撃によって三相交流電力ケーブル３８に力が加わることを防止することができる。したがって、三相交流電力ケーブル３８に衝突時の衝撃によって加わる力によって電力コネクタ４２に発生する応力を軽減、又は無くさせることができ、電力コネクタ４２を保護することができる。
【００２７】
また、ガード部５２は、突出部５０より外方に突出しているので、衝突時の衝撃から突出部５０を保護することができ、電力コネクタ４２、突出部５０、及び三相交流電力ケーブル３８を効果的に保護することができる。また、ガード部５２を電力コネクタ４０と電力コネクタ４２との中間位置に設けることで、より効果的に電力コネクタ４２、突出部５０、及び三相交流電力ケーブル３８を保護することができる。効果的に電力コネクタ４２等を保護するために、前記中間位置は、電力コネクタ４０の上下（高さ）方向の位置Ｈ１から電力コネクタ４２の上下（高さ）方向の位置Ｈ２までの距離Ｌの略半分の位置（電力コネクタ４０の高さ方向の位置Ｈ１からガード部５２の高さ方向の位置までの距離がＬ／２）であることが好ましい（図４参照）。
【００２８】
また、ガード部５２は、電力コネクタ４２を囲うのではなく、電力コネクタ４２に接続される三相交流電力ケーブル３８を囲うように設けられているので、電力コネクタ４２を外部から視認することができ、三相交流電力ケーブル３８の電力コネクタ４２への接続がし易くなる。
【００２９】
ユニット支持フレーム４４は、左サイド支持フレーム５４と、該左サイド支持フレーム５４と略平行に設けられた右サイド支持フレーム５６と、左サイド支持フレーム５４と右サイド支持フレーム５６とを懸架するように設けられたフロント支持フレーム５８と、該フロント支持フレーム５８より後側で右サイド支持フレーム５６と左サイド支持フレーム５４とを懸架するように設けられたリア支持フレーム６０とを有する。ユニット支持フレーム４４は、この４辺の支持フレームでパワーコントロールユニット３０を囲んで支持する。フロント支持フレーム５８、右サイド支持フレーム５６、及び左サイド支持フレーム５４は、ボルトＢによって、パワーコントロールユニット３０と締結される。
【００３０】
詳しくは、フロント支持フレーム５８とパワーコントロールユニット３０の前方とがボルトＢによって締結され、右サイド支持フレーム５６とパワーコントロールユニット３０の右側面とがボルトＢによって締結される。また、前記一側面側（左側面）に設けられたガード部５２と左サイド支持フレーム５４とがボルトＢによって締結される。つまり、パワーコントロールユニット３０は、ユニット支持フレーム４４の３辺によって支持される。ガード部５２は左サイド支持フレーム５４に締結されるので、よりガード部５２の強度を高めることができ、ガード部５２の保護性能を向上させることができる。したがって、電力コネクタ４２を衝突時の衝撃から保護することができるとともに、電力コネクタ４２の保護を強化することができる。
【００３１】
図５は、電気自動車１０の車体１２の前方概略構成を示す概略構成斜視図である。なお、図５は、車体１２のバンパーを開けたときの車体１２の前方を示すとともに、本発明に関係のない機構乃至構成要素及びモータ式動力装置２８については図示を省略する。
【００３２】
車体１２の前方部には、車体１２の両側部において車体１２の前後方向に延びる一対のサイドフレーム６４、６４が設けられ、ユニット支持フレーム４４を一対のサイドフレーム６４、６４に懸架し、４つの支持部６２と一対のサイドフレーム６４、６４とをボルトｂで締結させることで、ユニット支持フレーム４４を一対のサイドフレーム６４、６４に締結させる。このとき、衝突時の衝撃による影響を極力少なくするために、ユニット支持フレーム４４を可及的に後方に配置させる。つまり、ユニット支持フレーム４４を可及的にダッシュパネルロア２６ａに近づける。
【００３３】
ここで、一対のサイドフレーム６４、６４と締結されているユニット支持フレーム４４に、パワーコントロールユニット３０を締結する場合に、パワーコントロールユニット３０の後方とリア支持フレーム６０とをボルトＢで締結しようとすると、パワーコントロールユニット３０の後方側にボルト締めの作業を行うためのスペースが必要となる。そのため、ユニット支持フレーム４４を一対のサイドフレーム６４、６４に締結する際に、ユニット支持フレーム４４を前記スペース分だけ予め前方側に配置しなければならず、パワーコントロールユニット３０の載置位置が前方になってしまう。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、パワーコントロールユニット３０をリア支持フレーム６０以外の支持フレームで支持することで、つまり、リア支持フレーム６０とパワーコントロールユニット３０とを締結させないので、パワーコントロールユニット３０を可及的に後方に配置させることができ、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を軽減させることができる。つまり、パワーコントロールユニット３０を可及的に後方に配置させるので、クラッシャブルゾーンを長くすることができ（図２参照）、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を軽減させることができ、高電圧部品であるパワーコントロールユニット３０を保護することができる。クラッシャブルゾーンを長くすることが可能なので、車体１２のデザインの自由度が向上する。また、パワーコントロールユニット３０を可及的に後方に配置させるので、バッテリ１８までの高電圧の電源ケーブル３４の長さを短縮することが可能となる。
【００３５】
さらに、リア支持フレーム６０でパワーコントロールユニット３０を支持しないので、衝突時の衝撃によりパワーコントロールユニット３０が後方に移動する場合であっても、パワーコントロールユニット３０がリア支持フレーム６０に当接するまでは、その移動を抑える力がパワーコントロールユニット３０の後方側で発生することはないので、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を抑えることができる。
【００３６】
図６は、パワーコントロールユニット３０が車体１２に取り付けられた場合におけるダッシュパネルロア２６ａとリア支持フレーム６０との関係を示す図である。Ａ／Ｃ配管６６がダッシュパネルロア２６ａを貫通して、モータルーム２４から車室２２に向かって延びている。また、ダッシュパネルロア２６ａ付近には、ブレーキ配管６８等の他の部品が配置されている。したがって、リア支持フレーム６０の凹凸形状を、Ａ／Ｃ配管６６、ブレーキ配管６８等の部品（ダッシュパネル２６付近の部品）と干渉しない形状にする。つまり、リア支持フレーム６０の凹凸形状は、任意に変更可能である。これにより、パワーコントロールユニット３０とユニット支持フレーム４４とのアセンブリのサイズをコンパクト化することができるとともに、ユニット支持フレーム４４をより後方側（よりダッシュパネル２６側）に配置させることができ、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を抑えることができ、高電圧部品であるパワーコントロールユニット３０を保護することができる。
【００３７】
図７は、モータ式動力装置２８の断面図である。モータ式動力装置２８は、走行用モータ１００と減速機１０２とディファレンシャルギア１０４とを一体に備えるもので、その外郭は車幅方向左端に位置するミッションケース１０６と、ミッションケース１０６の右端にボルト１０７で締結されるモータミッションケース１０８と、モータミッションケース１０８の右端に図示しないボルトで締結されるモータセンサーケース１１０と、モータセンサーケース１１０の右端に図示しないボルトで締結されるモータサイドケース１１２と、モータサイドケース１１２の右端に図示しないボルトで締結されるセンターシャフトベアリングサポート１１４と、ミッションケース１０６の内面にボルト１１６で締結されるインターミディエイトケース１１８とで構成される。走行用モータ１００は、モータミッションケース１０８、モータセンサーケース１１０、及びモータサイドケース１１２内部に収納され、減速機１０２及びディファレンシャルギア１０４は、ミッションケース１０６及びモータミッションケース１０８の内部に収納される。
【００３８】
走行用モータ１００は、モータセンサーケース１１０の内周面に固定されたステータ１２０と、ステータ１２０に内部に回転自在に配置されたロータ１２２とで構成されている。ステータ１２０は、円周方向に配置された積層鋼板よりなる複数のステータコア１２４と、それらのステータコア１２４の外周にそれぞれ巻き回された複数のコイル１２６とで構成される。ロータ１２２は、モータミッションケース１０８及びモータサイドケース１１２にそれぞれボールベアリング１２８、１３０で回転自在に支持されたロータシャフト１３２と、ロータシャフト１３２に固定された積層鋼板よりなるロータコア１３４と、ロータコア１３４の外周部に埋設された複数の永久磁石１３６とで構成される。ロータコア１３４には、それを軸方向に貫通する複数の貫通孔１３８が形成される。
【００３９】
減速機１０２は、ミッションケース１０６及びモータミッションケース１０８にそれぞれローラベアリング１４０及びボールベアリング１４２で支持された減速機シャフト１４４を備え、減速機シャフト１４４には、第２減速ギア１４６、パーキングギア１４８、及びファイナルドライブギア１５０が設けられる。ロータシャフト１３２に左端に設けた第１減速ギア１５２が減速機シャフト１４４の第２減速ギア１４６に噛合し、減速機シャフト１４４のファイナルドライブギア１５０がディファレンシャルギア１０４のファイナルドリブンギア１５４に噛合する。
【００４０】
ディファレンシャルギア１０４は、ミッションケース１０６及びインターミディエイトケース１１８にそれぞれテーパローラベアリング１５６、１５８を介して回転自在に支持されたディファレンシャルケース１６０と、ディファレンシャルケース１６０にピニオンピン１６２を介して回転自在に支持された一対の回転自在に支持された一対のディファレンシャルピニオン１６４、１６４と、これらのディファレンシャルピニオン１６４、１６４の両方に同時に噛合する一対のディファレンシャルサイドギア１６６、１６６とを備えており、ディファレンシャルケース１６０の外周にファイナルドリブンギア１５４が固定される。
【００４１】
左側のディファレンシャルサイドギア１６６に右端をスプラン結合された左ドライブシャフト１６８が、ディファレンシャルケース１６０及びミッションケース１０６を貫通して車幅方向左側に延出する。右側のディファレンシャルサイドギア１６６に左端をスプライン結合されたセンターシャフト（ハーフシャフト）１７０が、ディファレンシャルケース１６０、ミッションケース１０６及び中空のロータシャフト１３２の内部を貫通して車幅方向右側に延出する。センターシャフトベアリングサポート１１４にボールベアリング１７２を介して右端を支持されたセンターシャフト１７０に、右ドライブシャフト１７４がスプライン結合される。左ドライブシャフト１６８には前輪１４Ｌが、右ドライブシャフト１７４には前輪１４Ｒが接続されている。
【００４２】
走行用モータ１００を回転駆動すると、そのロータシャフト１３２のトルク（回転力）が第１減速ギア１５２及び第２減速ギア１４６を介して減速機シャフト１４４に伝達され、減速機シャフト１４４に伝達されたトルクは、ファイナルドライブギア１５０及びファイナルドリブンギア１５４を介してディファレンシャルケース１６０に伝達される。ディファレンシャルケース１６０に伝達されたトルクは、一対のディファレンシャルピニオン１６４及び一対のディファレンシャルサイドギア１６６を介して、電気自動車１０の旋回状態等に応じて、左ドライブシャフト１６８と、センターシャフト１７０及び右ドライブシャフト１７４とに所定の比率で配分される。これにより、走行用モータ１００が回転駆動すると、前輪１４Ｌ、１４Ｒが回転駆動する。
【００４３】
このように、走行用モータ１００の回転軸と、ディファレンシャルギア１０４の回転軸とが同軸上にあるので、モータ式動力装置２８の配置位置を低くすることができ、電気自動車１０の車高を高くすることなく、又は、パワーコントロールユニット３０の車体１２の鉛直方向の高さを低くすることなく、パワーコントロールユニット３０をダッシュパネル２６と走行用モータ１００との間に搭載することが可能となる。つまり、モータ式動力装置２８の配置位置を低くするので、ダッシュパネル２６のダッシュパネルアッパー２６ｂと、モータ式動力装置２８とで形成される空間を広くすることができる。したがって、電気自動車１０の車体デザインの自由度を高めることができ、パワーコントロールユニット３０のコストが低廉になる。
【００４４】
本実施の形態によれば、パワーコントロールユニット３０を４辺で囲み、且つ、パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４は、車体１２の後方側を除いた辺、つまり、左サイド支持フレーム５４、右サイド支持フレーム５６、及びフロント支持フレーム５８で、パワーコントロールユニット３０を支持するので、一対のサイドフレーム６４、６４に締結されたユニット支持フレーム４４の後方側の辺（リア支持フレーム６０）とパワーコントロールユニット３０とをボルトＢで締結させる作業を行うためのスペースが不要となり、そのスペース分だけパワーコントロールユニット３０を車体１２の後方側に配置させることができ、クラッシャブルゾーンを長くすることができる。したがって、衝突時の衝撃によるパワーコントロールユニット３０への影響を軽減することができ、高電圧のパワーコントロールユニット３０を保護することができる。
【００４５】
ユニット支持フレーム４４は、ダッシュパネル２６の下方に設けられるので、ユーザのパワーコントロールユニット３０への容易なアクセスを防ぐことができる。また、ユニット支持フレーム４４は、ダッシュパネル２６の下方に設けられるので、パワーコントロールユニット３０の作製において、歩行者保護エリア３２への配慮を軽減でき、低コストでパワーコントロールユニット３０を作製することができる。
【００４６】
走行用モータ１００に電力を供給する三相交流電力ケーブル３８が配線接続される電力コネクタ４２と、電力コネクタ４２をガードするガード部５２とがパワーコントロールユニット３０に設けられ、ガード部５２は、パワーコントロールユニット３０を支持するユニット支持フレーム４４に締結されているので、ガード部５２の強度を高めることができ、ガード部５２の保護性能を向上させることができる。したがって、高電圧の電力コネクタ４２を衝突時の衝撃から保護することができるとともに、電力コネクタ４２の保護を強化することができる。
【００４７】
パワーコントロールユニット３０の上部には、左側面から車体１２の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部５０の底面側に電力コネクタ４２が設けられ、ガード部５２は、左側面から車体１２の鉛直方向に垂直な方向に向かって突出部５０より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、三相交流電力ケーブル３８は、該空洞を通って電力コネクタ４２に接続されているので、衝突時の衝撃から三相交流電力ケーブル３８及び電力コネクタ４２を効果的に保護することができる。
【００４８】
三相交流電力ケーブル３８を走行用モータ１００に接続させる電力コネクタ４０と電力コネクタ４２との間にガード部５２が設けられているので、より効果的に電力コネクタ４２を保護することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、ユニット支持フレーム４４は、後方側のリア支持フレーム６０以外のフレームで、パワーコントロールユニット３０を支持するようにしたが、ユニット支持フレーム４４は、４辺のフレームうち、少なくともリア支持フレーム６０でパワーコントロールユニット３０を支持しなければよい。つまり、４辺のフレームうち、少なくともリア支持フレーム６０とパワーコントロールユニット３０がボルトＢによって締結されなければよい。したがって、例えば、ユニット支持フレーム４４は、左サイド支持フレーム５４及び右サイド支持フレーム５６のみによって、パワーコントロールユニット３０を支持してもよい。また、ボルトＢによってユニット支持フレーム４４とパワーコントロールユニット３０とを締結するようにしたが、ボルトＢ以外の固定部材によって締結してもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態では、パワーコントロールユニット３０をモータ式動力装置２８の上方に設けるようにしたが、上方でなくてもよい。例えば、パワーコントロールユニット３０をモータ式動力装置２８と水平に設けてもよい。さらに、パワーコントロールユニット３０を水平に設けるようにしたが（パワーコントロールユニットの上面、底面が水平方向となるように設けたが）、パワーコントロールユニット３０を斜め方向に設けてもよい。要は、車体１２の鉛直方向に電力コネクタ４２及びガード部５２を投影したときに、投影されたガード部５２が投影された電力コネクタ４２を囲うように、ユニット支持フレーム４４によって車体１２に取り付けられたパワーコントロールユニット３０の一側面にガード部５２が設けられていればよい。
【００５１】
以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…電気自動車 １２…車体
１４Ｌ、１４Ｒ…前輪 １８…バッテリ
２２…車室 ２４…モータルーム
２６…ダッシュパネル ２８…モータ式動力装置
３０…パワーコントロールユニット ３２…歩行者保護エリア
３４…電源ケーブル ３６、４６…電源コネクタ
３８…三相交流電力ケーブル ４０、４２…電力コネクタ
４４…ユニット支持フレーム ５０…突出部
５２…ガード部 ５４…左サイド支持フレーム
５６…右サイド支持フレーム ５８…フロント支持フレーム
６０…リア支持サイドフレーム ６４…サイドフレーム
６６…Ａ／Ｃ配管 ６８…ブレーキ配管
１００…走行用モータ １０４…ディファレンシャルギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力源からの電力を所望の電力に変換して走行用モータに供給することで該走行用モータを駆動制御するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームと、
前記ユニット支持フレームを前記車体に取り付けるための取付フレームと、
を備え、
前記走行用モータに電力を供給する電力供給線が配線接続される配線接続部と、該配線接続部をガードするガード部とが前記パワーコントロールユニットに設けられ、
前記ガード部は、前記ユニット支持フレームと締結されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記ガード部は、前記車体の鉛直方向に前記配線接続部及び前記ガード部を投影したときに、投影された前記ガード部が投影された前記配線接続部を囲うように、前記パワーコントロールユニットの一側面に設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記パワーコントロールユニットの上部には、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部が設けられており、
前記配線接続部は、前記突出部の底面側に設けられ、
前記ガード部は、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって前記突出部より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、
前記電力供給線は、前記空洞を通って前記配線接続部に接続されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記パワーコントロールユニットは、前記車体の鉛直方向に対して、前記走行用モータの上方で前記ユニット支持フレームによって支持され、
前記電力供給線を前記走行用モータに接続させるモータ側接続部の前記車体の鉛直方向の位置と、前記配線接続部の前記車体の鉛直方向の位置との中間位置に、前記ガード部が設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有することを特徴とする電気自動車。
【請求項１】
電力源からの電力を所望の電力に変換して走行用モータに供給することで該走行用モータを駆動制御するパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記パワーコントロールユニットを支持するユニット支持フレームと、
前記ユニット支持フレームを前記車体に取り付けるための取付フレームと、
を備え、
前記走行用モータに電力を供給する電力供給線が配線接続される配線接続部と、該配線接続部をガードするガード部とが前記パワーコントロールユニットに設けられ、
前記ガード部は、前記ユニット支持フレームと締結されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記ガード部は、前記車体の鉛直方向に前記配線接続部及び前記ガード部を投影したときに、投影された前記ガード部が投影された前記配線接続部を囲うように、前記パワーコントロールユニットの一側面に設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記パワーコントロールユニットの上部には、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって外方に突出した突出部が設けられており、
前記配線接続部は、前記突出部の底面側に設けられ、
前記ガード部は、前記一側面から前記車体の鉛直方向に垂直な方向に向かって前記突出部より外方に突出しているとともにその内部が空洞となっており、
前記電力供給線は、前記空洞を通って前記配線接続部に接続されている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造であって、
前記パワーコントロールユニットは、前記車体の鉛直方向に対して、前記走行用モータの上方で前記ユニット支持フレームによって支持され、
前記電力供給線を前記走行用モータに接続させるモータ側接続部の前記車体の鉛直方向の位置と、前記配線接続部の前記車体の鉛直方向の位置との中間位置に、前記ガード部が設けられている
ことを特徴とするパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のパワーコントロールユニットの車体への取り付け構造を有することを特徴とする電気自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９６６６１（Ｐ２０１２−９６６６１Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６０２５（Ｐ２０１０−２４６０２５）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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