車両の衝撃吸収構造
【課題】車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成される車両の衝撃吸収構造、を提供する。
【解決手段】車両の衝撃吸収構造は、エンジンルームに配置され、車両前後方向に延び、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に折れポイントとなる結合部２００を有するサイドメンバ２０と、車両前後方向において結合部２００と重なるようにサイドメンバ２０に固定され、ウォータポンプ６７０を支持するためのウォータポンプブラケット９０とを有する。ウォータポンプブラケット９０には、切り欠き２１２および切り欠き２１４と、切り欠き形状を有するボルト用孔２１３とが形成されている。
【解決手段】車両の衝撃吸収構造は、エンジンルームに配置され、車両前後方向に延び、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に折れポイントとなる結合部２００を有するサイドメンバ２０と、車両前後方向において結合部２００と重なるようにサイドメンバ２０に固定され、ウォータポンプ６７０を支持するためのウォータポンプブラケット９０とを有する。ウォータポンプブラケット９０には、切り欠き２１２および切り欠き２１４と、切り欠き形状を有するボルト用孔２１３とが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、車両の衝撃吸収構造に関し、より特定的には、サイドメンバに、車両衝突時に折れポイントとなる易変形部が設けられた車両の衝撃吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の衝撃吸収構造に関連して、たとえば、特開２００１−３０４３３９号公報には、ハイブリッド車等のウォータポンプ回転に伴う車室内への伝達音を低減し、静粛性を高めて快適な居住性を実現することを目的とした車両ポンプ用防振装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたハイブリッド車においては、ウォータポンプを支持するためのブラケットが、車両のサイドメンバ上に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０４３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両前方からエンジンルームに過大な外力が加わった場合に、エンジンルーム内のサイドメンバを折れ変形させることによってその衝撃を吸収することが可能である。しかしながら、上述の特許文献１に開示されたハイブリッド車においては、ウォータポンプを支持するためのブラケットがサイドメンバに固定されているため、このブラケットがサイドメンバの変形を阻害する場合がある。この場合、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成されないおそれがある。
【０００５】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成される車両の衝撃吸収構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従った車両の衝撃吸収構造は、エンジンルームに配置され、車両前後方向に延びるサイドメンバと、ウォータポンプを支持するためのブラケットとを備える。サイドメンバは、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に折れポイントとなる易変形部を有する。ブラケットは、車両前後方向において易変形部と重なるようにサイドメンバに固定されている。ブラケットには、切り欠きが形成されている。
【０００７】
このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケットに切り欠きを形成することにより、サイドメンバに固定されるブラケットの剛性を局所的に低減させる。これにより、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、易変形部においてサイドメンバを容易に折れ変形させることができる。結果、サイドメンバの変形による衝撃吸収を十分に達成することができる。
【０００８】
また好ましくは、切り欠きは、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、ブラケットの変形を促す形態に形成されている。このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケットによってサイドメンバの変形が阻害されることを抑制できる。
【０００９】
また好ましくは、易変形部は、車両前後方向におけるサイドメンバの一部範囲に形成されている。切り欠きは、車両前後方向において、易変形部と重なる位置に形成されている。このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケットの剛性を車両前後方向において易変形部と重なる位置で低減させる。これにより、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、易変形部においてサイドメンバを容易に折れ変形させることができる。
【００１０】
また好ましくは、ブラケットには、ブラケットをサイドメンバに締結するためのボルトが挿入されるボルト用孔が形成される。切り欠きは、ボルト用孔の周縁の一部範囲が切り欠かれた形態で形成されている。このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、ボルト用孔の切り欠き部分を通じてボルトをブラケットから分離させる。これにより、ブラケットとサイドメンバとの締結が解除されるため、ブラケットによってサイドメンバの変形が阻害されることを抑制できる。
【００１１】
また好ましくは、車両の衝撃吸収構造は、サイドメンバに固定され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットを支持するためのトレイをさらに備える。易変形部は、車両前後方向におけるサイドメンバの一部範囲に形成されている。トレイは、その周縁が折り曲げられることによって形成され、車両前後方向において易変形部と重なる位置で切り欠かれたフランジ部を有する。
【００１２】
このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、トレイの剛性を車両前後方向において易変形部と重なる位置で低減させる。これにより、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、易変形部においてサイドメンバを容易に折れ変形させることができる。
【００１３】
また好ましくは、車両の衝撃吸収構造は、エンジンルーム内で支持され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットをさらに備える。ブラケットは、車両前後方向に延びる基部と、基部から車両前方に連なって形成され、ウォータポンプを支持するための支持部とを有する。ブラケットは、基部と支持部との間で、パワー制御ユニットとは反対側に折れ曲がって形成されている。
【００１４】
このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、基部と支持部との間でブラケットをパワー制御ユニットとは反対側に折れ変形させることができる。これにより、ウォータポンプとパワー制御ユニットとの衝突を回避することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したように、この発明に従えば、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成される車両の衝撃吸収構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造を示す斜視図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たエンジンルーム内を示す側面図である。
【図５】図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを示す斜視図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【図７】図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【図８】図５中の２点鎖線ＶＩＩＩに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図９】図５中の２点鎖線ＩＸに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図１０】図５中の２点鎖線Ｘに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図１１】図３中のサイドメンバを車両前後方向に延在する平面により切断した場合の形状を示す断面図である。
【図１２】図３中のウォータポンプブラケットを示す斜視図である。
【図１３】図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す平面図である。
【図１４】図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す側面図である。
【図１５】ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のサイドメンバの変形を示す平面図である。
【図１６】ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のウォータポンプブラケットの変形の過程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１８】
図１は、ハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車５００は、その駆動系をなす主要な構造として、エンジン５１０と、モータジェネレータ５２０と、動力分割機構６２０と、ディファレンシャル機構６１０と、ドライブシャフト６３０と、前輪である駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒと、パワー制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）６６０と、バッテリ５６０とを有する。
【００１９】
エンジン５１０およびモータジェネレータ５２０によって、ハイブリッド自動車５００の駆動源５３０が構成されている。
【００２０】
ハイブリッド自動車５００の車両前側の位置には、エンジンルーム７１０が形成されている。エンジン５１０、モータジェネレータ５２０およびＰＣＵ６６０は、エンジンルーム７１０に収容されている。
【００２１】
ＰＣＵ６６０は、フロントバンパ５６０に対して車両後方に隣り合って配置されている。ＰＣＵ６６０は、車両幅方向における車両中心に対していずれか一方に片寄った位置に配置されている。ＰＣＵ６６０とフロントバンパ５６０との間には、たとえば、ラジエータ等の、ＰＣＵ６６０と比較して低剛性の構造物が配置されている。
【００２２】
モータジェネレータ５２０とＰＣＵ６６０との間は、ケーブル８１０により電気的に接続されている。ＰＣＵ６６０とバッテリ５６０との間は、ケーブル８２０により電気的に接続されている。
【００２３】
エンジン５１０およびモータジェネレータ５２０は、動力分割機構６２０を介してディファレンシャル機構６１０に連結されている。なお、図中では、エンジン５１０、モータジェネレータ５２０、動力分割機構６２０およびディファレンシャル機構６１０が、別々に示されているが、これらの装置は一体の構造物として設けられている。ディファレンシャル機構６１０は、ドライブシャフト６３０を介して駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒに連結されている。
【００２４】
モータジェネレータ５２０は、３相交流同期形の電動発電機であって、ＰＣＵ６６０から供給される交流電力によって駆動力を発生する。モータジェネレータ５２０は、ハイブリッド自動車５００の減速時などにおいては発電機としても使用され、その発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、発電した交流電力をＰＣＵ６６０に出力する。
【００２５】
ＰＣＵ６６０は、バッテリ５６０から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０を駆動制御する。ＰＣＵ６６０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ５６０を充電する。なお、ＰＣＵ６６０の構造については、後で詳細に説明する。
【００２６】
動力分割機構６２０は、たとえばプラネタリギヤ（図示せず）を含んで構成されている。
【００２７】
エンジン５１０および／またはモータジェネレータ５２０から出力された動力は、動力分割機構６２０からディファレンシャル機構６１０を介してドライブシャフト６３０に伝達される。ドライブシャフト６３０に伝達された駆動力は、駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒに回転力として伝達されて、ハイブリッド自動車５００を走行させる。この場合、モータジェネレータ５２０は、電動機として作動する。
【００２８】
一方、ハイブリッド自動車５００の減速時などにおいては、駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒもしくはエンジン５１０によってモータジェネレータ５２０が駆動される。この場合、モータジェネレータ５２０が発電機として作動する。モータジェネレータ５２０によって発電された電力は、ＰＣＵ６６０を介してバッテリ５６０に蓄えられる。
【００２９】
図２は、図１中のＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ６６０は、コンバータ７６０と、インバータ７７０と、制御装置７８０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗとを有する。コンバータ７６０は、バッテリ５６０とインバータ７７０との間に接続され、インバータ７７０は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ５２０と接続されている。
【００３０】
バッテリ５６０は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の２次電池である。バッテリ５６０は、発生した直流電圧をコンバータ７６０に供給し、また、コンバータ７６０から受ける直流電圧によって充電される。
【００３１】
コンバータ７６０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置７８０からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続されている。リアクトルＬの一端は、バッテリ５６０の正極と接続される電源ラインＰＬ１に接続され、リアクトルＬの他端は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に接続されている。
【００３２】
コンバータ７６０は、リアクトルＬを用いてバッテリ５６０から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。コンバータ７６０は、インバータ７７０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ５６０を充電する。
【００３３】
インバータ７７０は、Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８を含む。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ５２０の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。
【００３４】
インバータ７７０は、制御装置７８０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０へ出力する。インバータ７７０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。
【００３５】
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。
【００３６】
制御装置７８０は、モータトルク指令値、モータジェネレータ５２０の各相電流値、およびインバータ７７０の入力電圧に基づいてモータジェネレータ５２０の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７７０へ出力する。
【００３７】
制御装置７８０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７７０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７６０へ出力する。
【００３８】
制御装置７８０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５６０を充電するため、コンバータ７６０およびインバータ７７０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
【００３９】
ＰＣＵ６６０においては、コンバータ７６０は、制御装置７８０からの制御信号に基づいて、バッテリ５６０から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ７７０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０へ出力する。
【００４０】
インバータ７７０は、モータジェネレータ５２０の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。コンバータ７６０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ５６０を充電する。
【００４１】
インバータ７７０に供給される電圧は、たとえば、５００Ｖ以上の高電圧であり、車両衝突時においてもインバータ７７０を保護する必要がある。
【００４２】
続いて、図１中のハイブリッド自動車５００に適用される車両の衝撃吸収構造の構成について詳細に説明する。
【００４３】
図３は、この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造を示す斜視図である。図中には、図１中に示すエンジンルーム７１０の内部（エンジンルーム７１０内の車両左側部分）が示されている。図４は、図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たエンジンルーム内を示す側面図である。図５は、図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを示す斜視図である。
【００４４】
図３から図５を参照して、エンジンルーム７１０の内部には、ハイブリッド自動車５００のフレーム（車枠）を構成するサイドメンバ２０が設けられている。サイドメンバ２０は、ハイブリッド自動車５００の外板として設けられたサイドパネルに隣り合って設けられている。サイドメンバ２０は、車両前後方向に延びている。サイドメンバ２０は、金属製の高剛性体であり、たとえば、筒状の高張力鋼板（ハイテン）から形成されている。ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合、図１中のフロントバンパ５６０から入力された衝撃エネルギは、サイドメンバ２０が変形することによって効率よく吸収される。
【００４５】
サイドメンバ２０は、頂面２０ａおよび内側面２０ｂを有する。頂面２０ａは、鉛直上方向に面する。内側面２０ｂは、車両の内側、言い換えれば、ハイブリッド自動車５００の外板を構成するサイドパネルと向い合う側とは反対側に面する。
【００４６】
エンジンマウント３０には、図１中のモータジェネレータ５２０が吊り下げられた状態で支持されている。エンジンマウント３０は、一体に設けられた図１中のエンジン５１０およびモータジェネレータ５２０の重力を受けている。エンジンマウント３０は、金属製の高剛性体である。エンジンマウント３０は、頂面３０ａを有する。頂面３０ａは、鉛直上方向に面する。
【００４７】
エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０に連結されている。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０から車両幅方向に延出する。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０から、サイドメンバ２０が延びる方向に略直交する方向に延出する。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂに締結されている。
【００４８】
ＰＣＵ６６０は、その外観をなすケース体３１を有する。ケース体３１は、略直方体形状を有する。ケース体３１は、金属から形成されており、たとえば、アルミニウムから形成されている。ケース体３１は、前面３１ａ、後面３１ｂおよび外側面３１ｃを有する。前面３１ａおよび後面３１ｂは、それぞれ、車両前方側および車両後方側に面する。外側面３１ｃは、車両の外側、言い換えれば、ハイブリッド自動車５００の外板を構成するサイドパネルと向い合う側に面する。
【００４９】
ＰＣＵ６６０は、頂部３２および底部３３を有する。底部３３は、後で詳細に説明するインバータトレイ５０に固定されている。歩行者保護の観点から、ＰＣＵ６６０とエンジンルーム７１０を覆うボンネットとの間の隙間を十分に確保すべく、ＰＣＵ６６０は、その頂部３２が車両前方に傾く姿勢に支持されている。
【００５０】
本実施の形態における車両の衝撃吸収構造は、トレイとしてのインバータトレイ５０を有する。ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０を介してサイドメンバ２０およびエンジンマウント３０に支持されている。
【００５１】
インバータトレイ５０上には、ＰＣＵ６６０が載置されている。インバータトレイ５０およびＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０と隣り合って配置されている。インバータトレイ５０およびＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０の車両前方側に配置されている。ＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０と高さ方向において重なる位置に配置されている。
【００５２】
インバータトレイ５０は、金属製の板材により形成されている。インバータトレイ５０は、ＰＣＵ６６０の重量を受ける受け皿形状を有する。インバータトレイ５０は、エンジンルーム７１０内を平面的に見て、角部５１、角部５２および角部５３を有する略三角形形状を有する。
【００５３】
インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３から角部５１に向けて、車両前方側から後方側に延在するように形成されている。インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３から角部５１に向けて、鉛直上方向に傾斜しながら延在するように形成されている。すなわち、インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３が相対的に低い位置に位置決めされ、角部５１が相対的に高い位置に位置決めされるように設けられている。角部５１は、エンジンマウント３０の頂面３０ａ上に載置され、角部５２は、サイドメンバ２０の頂面２０ａ上に載置されている。角部５３は、エンジンルーム７１０内の空間に自由端として配置されている。
【００５４】
インバータトレイ５０は、ガイド部５４を有する。ガイド部５４は、上記のインバータトレイ５０が鉛直上方向に傾斜しながら角部５１に向けて延在する部分により構成されている。
【００５５】
インバータトレイ５０は、サイドメンバ２０に対して片持ちの状態で固定されている。より具体的には、平面的に見て略三角形形状を有するインバータトレイ５０のうちの一角をなす角部５２が、ボルト１０１およびボルト１０２によってサイドメンバ２０の頂面２０ａに締結されている。
【００５６】
インバータトレイ５０のガイド部５４は、エンジンマウント３０に固定されている。より具体的には、インバータトレイ５０の角部５１が、ボルト１０３によってエンジンマウント３０の頂面３０ａに締結されている。インバータトレイ５０がエンジンマウント３０に固定された状態で、ガイド部５４は、エンジンマウント３０に向かって延び、その延びる先で頂面３０ａに固定されている。
【００５７】
図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【００５８】
図５から図７を参照して、インバータトレイ５０には、その剛性を向上させることを目的として、フランジ部５６およびフランジ部５７が形成されている。フランジ部５６は、角部５１と角部５３とを結ぶインバータトレイ５０の周縁が折り返されることにより形成されている。フランジ部５７は、角部５１と角部５２とを結ぶインバータトレイ５０の周縁が折り返されることにより形成されている。
【００５９】
インバータトレイ５０には、さらに同じ目的で、ビード部５８およびビード部５９が形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、インバータトレイ５０を形成する金属製の板材を塑性変形させることによって形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、その表面がＰＣＵ６６０に向けて突出するように形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、ガイド部５４が延びる方向、すなわち、車両前方から後方に向けて線状に延びるように形成されている。より具体的には、ビード部５８は、角部５３から角部５１に向かって線状に延び、ビード部５９は、角部５２から角部５１に向かって線状に延びるように形成されている。
【００６０】
ビード部５８は、角部５１においてエンジンマウント３０の頂面３０ａ上に達する位置まで延びている。ボルト１０３は、頭部１０４を有する（図７を参照のこと）。頭部１０４は、頂面３０ａ上に配置されている。ビード部５８は、角部５１において頭部１０４に隣り合う位置まで延びて形成されている。
【００６１】
ハイブリッド自動車５００においては、車両が前面衝突し、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合に、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から容易に離脱する構造が採られている。以下、そのＰＣＵ６６０の離脱構造について説明する。
【００６２】
図５を参照して、インバータトレイ５０には、ボルト用孔１２１およびボルト用孔１２２が形成されている。ボルト用孔１２１は、角部５１の近傍に配置されている。ボルト用孔１２１は、角部５２および角部５３とともに三角形の角部をなす位置に配置されている。ボルト用孔１２２は、角部５２に形成されている。インバータトレイ５０には、スタッドボルト１２３が設けられている。スタッドボルト１２３は、角部５３に配置されている。
【００６３】
本実施の形態では、ボルト用孔１２１、ボルト用孔１２２およびスタッドボルト１２３が配置された３箇所で、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０に固定されており、各箇所にＰＣＵ６６０を離脱させるための構造が設けられている。
【００６４】
図８は、図５中の２点鎖線ＶＩＩＩに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図８を参照して、ＰＣＵ６６０は、トレイ側ブラケット６１およびＰＣＵ側ブラケット６２を介して、インバータトレイ５０の角部５３に固定されている。
【００６５】
トレイ側ブラケット６１は、インバータトレイ５０に固定されている。より具体的には、トレイ側ブラケット６１は、角部５３に設けられたスタッドボルト１２３を利用してインバータトレイ５０に固定されている。トレイ側ブラケット６１は、インバータトレイ５０に対して１箇所で固定されている。このため、トレイ側ブラケット６１は、過大な外力が加えられた場合に、スタッドボルト１２３によって固定された位置を支点に回動可能となるように設けられている。
【００６６】
ＰＣＵ側ブラケット６２は、ＰＣＵ６６０に固定されている。より具体的には、ＰＣＵ側ブラケット６２は、ボルト１１３およびボルト１１４によりＰＣＵ６６０に固定されている。ＰＣＵ側ブラケット６２は、ケース体３１の前面３１ａに固定されている。ＰＣＵ側ブラケット６２は、ＰＣＵ６６０の底部３３に固定されている。
【００６７】
トレイ側ブラケット６１とＰＣＵ側ブラケット６２とは、過大な外力を受けた場合に分離可能となるように結合されている。より具体的には、ＰＣＵ側ブラケット６２には、ボルト用孔１１８が形成されている。ボルト用孔１１８は、孔の外周の一部範囲をＰＣＵ側ブラケット６２の周縁に開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔１１８は、孔の外周の一部範囲を切り欠いた形態により形成されている。トレイ側ブラケット６１とＰＣＵ側ブラケット６２とは、ボルト用孔１１８に挿通されたボルト１１２によって互いに固定されている。
【００６８】
図９は、図５中の２点鎖線ＩＸに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図９を参照して、ＰＣＵ６６０には、バー７１と、バー７１に溶接されたブラケット７２とが固定されている。ＰＣＵ６６０は、バー７１およびブラケット７２を介して、インバータトレイ５０の角部５１の近傍に固定されている。
【００６９】
バー７１は、ケース体３１の後面３１ｂに固定され、ブラケット７２は、バー７１から車両後方に向けて延出するように設けられている。ブラケット７２には、ボルト用孔１１７が形成されている。ボルト用孔１１７は、孔の車両前方側の範囲がブラケット７２の周縁まで開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔１１７は、孔の車両前方側の範囲を切り欠いた形態により形成されている。ブラケット７２は、ボルト用孔１１７と、図５中のボルト用孔１２１とに挿通されたボルト１１６によって、インバータトレイ５０に固定されている。
【００７０】
図１０は、図５中の２点鎖線Ｘに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図１０を参照して、ＰＣＵ６６０には、ブラケット８１が固定されている。ＰＣＵ６６０は、ブラケット８１を介して、インバータトレイ５０の角部５２に固定されている。
【００７１】
ブラケット８１は、ケース体３１の外側面３１ｃに固定され、外側面３１ｃから車両側方に向けて延出するように設けられている。ブラケット８１には、ボルト用孔１３２が形成されている。ボルト用孔１３２は、孔の車両前方側に薄肉部８２を形成する形態により形成されている。ブラケット８１は、ボルト用孔１３２と、図５中のボルト用孔１２２とに挿通されたボルト１３１によって、インバータトレイ５０に固定されている。
【００７２】
ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合、ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０から容易に離脱する。
【００７３】
すなわち、図８中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５１に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、トレイ側ブラケット６１が矢印１５２に示す方向に回転する。これにより、ボルト１１２がボルト用孔１１８の切り欠き部分を通じてＰＣＵ側ブラケット６２と分離する。結果、角部５３において、ＰＣＵ６６０は、トレイ側ブラケット６１をインバータトレイ５０に残し、ＰＣＵ側ブラケット６２を引き連れたまま、インバータトレイ５０から離脱する。
【００７４】
図９中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５３に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、ボルト１１６がボルト用孔１１７の切り欠き部分を通じてブラケット７２と分離する。結果、角部５１の近傍において、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から離脱する。
【００７５】
図１０中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５４に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、ボルト１３１がブラケット８１の薄肉部８２を破断しながらブラケット８１と分離する。結果、角部５２において、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から離脱する。
【００７６】
ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０からの離脱後、ガイド部５４によってエンジンマウント３０からずれる方向に移動する。結果、ＰＣＵ６６０とエンジンマウント３０との衝突を回避し、ＰＣＵ６６０を適切に保護することができる。
【００７７】
なお、ＰＣＵ６６０の離脱構造は、以上に説明した構造に限定されず、一定以上の外力がＰＣＵ６６０に加わった場合にＰＣＵ６６０をインバータトレイ５０から容易に離脱可能とする構造が適宜、採用される。
【００７８】
図１１は、図３中のサイドメンバを車両前後方向に延在する平面により切断した場合の形状を示す断面図である。図１１を参照して、サイドメンバ２０は、車両前後方向に分割された２つのメンバ部材２６，２８を結合することによって形成されている。
【００７９】
より具体的には、メンバ部材２６およびメンバ部材２８は、車両前後方向に延びる筒形状を有する。メンバ部材２６およびメンバ部材２８の端部には、それぞれ、鍔状に広がるフランジ部２７およびフランジ部２９が形成されている。メンバ部材２６およびメンバ部材２８は、フランジ部２７とフランジ部２９とが突き合され、溶接により接合されることによって、互いに結合されている。
【００８０】
メンバ部材２６およびメンバ部材２８の結合部２００（フランジ部２７とフランジ部２９との接合面）においては、他の位置と比べてサイドメンバ２０の剛性が小さくなり、車両前方から加わる衝撃に対して折れ変形を起こし易くなる。このため、本実施の形態においては、メンバ部材２６およびメンバ部材２８の結合部２００により、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合のサイドメンバ２０の折れポイントが構成されている。
【００８１】
図３から図５を参照して、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造は、ウォータポンプ６７０を支持するためのウォータポンプブラケット９０を有する。ウォータポンプブラケット９０は、車両前後方向において図１１中の結合部２００と重なるようにサイドメンバ２０に固定されている。
【００８２】
ウォータポンプブラケット９０は、複数のボルトを用いて、サイドメンバ２０およびインバータトレイ５０に対して締結されている。ウォータポンプブラケット９０は、インバータトレイ５０の下方に配置されている。ウォータポンプブラケット９０は、インバータトレイ５０を介して、ＰＣＵ６６０の重量を受ける。ウォータポンプブラケット９０は、エンジンマウント３０の車両前方側に配置されている。
【００８３】
ウォータポンプ６７０は、図１中のモータジェネレータ５２０や、ＰＣＵ６６０内に設けられたインバータ７７０を冷却するための冷却水を強制循環するポンプとして使用されている。ウォータポンプ６７０は、ウォータポンプブラケット９０により支持された状態で、ＰＣＵ６６０よりも下方に配置されている。ウォータポンプ６７０は、ウォータポンプブラケット９０により支持された状態で、ＰＣＵ６６０の前面３１ａから車両前方側に突出する位置に配置されている。すなわち、車両前後方向において、ウォータポンプ６７０は、ＰＣＵ６６０よりも車両前側に配置されている。
【００８４】
図１２は、図３中のウォータポンプブラケットを示す斜視図である。図１３は、図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す平面図である。図１４は、図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す側面図である。
【００８５】
図１２から図１４を参照して、ウォータポンプブラケット９０は、第１ブラケット部分９１と、第１ブラケット部分９１に接合された第２ブラケット部分９４とから構成されている。
【００８６】
第１ブラケット部分９１は、頂部９２および側部９３を有する。側部９３は、頂部９２の周縁から折れ曲がって形成されている。頂部９２は、サイドメンバ２０の頂面２０ａ上に配置され、側部９３は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂ上に配置されている。頂部９２および側部９３は、それぞれ、頂面２０ａおよび内側面２０ｂに対して締結されている。
【００８７】
第２ブラケット部分９４は、基部９７および支持部９８を有する。基部９７は、第１ブラケット部分９１に接合されている。基部９７は、段差を有しながら車両前後方向に延びて形成されている。基部９７は、インバータトレイ５０の底部分に締結されている。支持部９８は、基部９７から車両前方に連なって形成されている。支持部９８には、ウォータポンプ６７０を嵌合支持するための嵌合孔２１１が形成されている。
【００８８】
ウォータポンプブラケット９０は、基部９７と支持部９８との間で角度α（図１４を参照のこと）をなすように折れ曲がって形成されている。ウォータポンプブラケット９０は、基部９７と支持部９８との間でＰＣＵ６６０とは反対側に折れ曲がった形状、すなわち、基部９７から支持部９８に向けて鉛直下斜め方向に折れ曲がった形状を有する。
【００８９】
第２ブラケット部分９４には、折り返し部９５が形成されている。折り返し部９５は、基部９７および支持部９８の周縁が折り返されることによって形成されている。折り返し部９５は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂ上に配置され、複数箇所で内側面２０ｂに対して締結されている。第２ブラケット部分９４には、その剛性を向上させることを目的として、フランジ部９６が形成されている。フランジ部９６は、折り返し部９５が形成された周縁とは対向する、基部９７および支持部９８の周縁が折り返されることによって形成されている。
【００９０】
本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、ウォータポンプブラケット９０に、切り欠き２１２および切り欠き２１４が形成されている。切り欠き２１２および切り欠き２１４は、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合に、ウォータポンプブラケット９０の折れ変形を促す形態に形成されている。切り欠き２１２および切り欠き２１４は、車両前後方向において、サイドメンバ２０の結合部２００と重なる位置に形成されている。
【００９１】
より具体的には、切り欠き２１２は、第１ブラケット部分９４の周縁を切り欠いた形態に形成されている。切り欠き２１２は、側部９３との境界に位置する頂部９２の周縁に形成されている。切り欠き２１２は、サイドメンバ２０の表面上に形成されている。切り欠き２１４は、第２ブラケット部分９４の周縁を切り欠いた形態に形成されている。切り欠き２１４は、フランジ部９６の周縁に形成されている。切り欠き２１４は、サイドメンバ２０の表面から離れた位置に形成されている。切り欠き２１２および切り欠き２１４は、車両前後方向において互いに重なる位置に形成されている。
【００９２】
ウォータポンプブラケット９０には、ボルト用孔２１３が形成されている。ボルト用孔２１３は、折り返し部９５に形成されており、ウォータポンプブラケット９０をサイドメンバ２０に締結するためのボルト１０７が挿入されている。ボルト用孔２１３は、サイドメンバ２０の結合部２００よりも車両前方側に形成されている。ボルト用孔２１３は、車両側方が貫通方向となるように形成されている。
【００９３】
ボルト用孔２１３は、孔の外周の一部範囲をウォータポンプブラケット９０の周縁に開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔２１３は、孔の外周の一部範囲を切り欠いた形態により形成されている。
【００９４】
さらに、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、インバータトレイ５０に形成されたフランジ部５６が、車両前後方向においてサイドメンバ２０の結合部２００と重なる位置で切り欠かれた形状を有する（図１３中の部分５５）。
【００９５】
図１５は、ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のサイドメンバの変形を示す平面図である。図１５を参照して、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、矢印２０６に示すように車両前方からエンジンルーム７１０内に過大な外力が加わった場合を想定する。この場合、サイドメンバ２０が結合部２００において車両側方に向けて折れ変形を起こすことにより（２点鎖線にて示すサイドメンバ２０Ｈ）、前面衝突時の衝撃を吸収し、車室内への部品の侵入を防ぐ。この際、サイドメンバ２０に固定されたウォータポンプブラケット９０が、サイドメンバ２０の剛性を高めるように作用し、サイドメンバ２０の上記折れ変形を阻害するおそれがある。
【００９６】
これに対して、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、ウォータポンプブラケット９０の、車両前後方向において結合部２００と重なる位置に、切り欠き２１２および切り欠き２１４が形成されている。このような構成により、切り欠き２１２および切り欠き２１４が形成された位置でウォータポンプブラケット９０の剛性を意図的に低減させ、サイドメンバ２０の折れ変形を容易とできる。
【００９７】
図１４を参照して、さらに、ウォータポンプブラケット９０には、切り欠き形状を有するボルト用孔２１３が形成されている。このような構成により、サイドメンバ２０が屈曲し始めると、ボルト１０７がボルト用孔２１３の切り欠き部分を通じてウォータポンプブラケット９０から離脱し、ボルト１０７によるウォータポンプブラケット９０とサイドメンバ２０との締結が解除される。結果、サイドメンバ２０に対するウォータポンプブラケット９０の拘束が解かれ、サイドメンバ２０の折れ変形をさらに容易とできる。本実施の形態では、サイドメンバ２０の変形が車両前方から後方へと進行することを考慮して、結合部２００よりも車両前方側に配置されたボルト用孔２１３を切り欠き形状としている。
【００９８】
図１５を参照して、また、インバータトレイ５０には、車両前後方向においてサイドメンバ２０の結合部２００と重なる位置で切り欠かれた形状のフランジ部５６が形成されている。このような構成により、インバータトレイ５０が結合部２００におけるサイドメンバ２０の折れ変形の妨げとなることを、効果的に抑制できる。
【００９９】
図１６は、ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のウォータポンプブラケットの変形の過程を示す側面図である。図１６を参照して、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、ウォータポンプブラケット９０が、基部９７と支持部９８との間でＰＣＵ６６０とは反対側に折れ曲がった形状を有する。
【０１００】
このような構成により、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、矢印２０６に示すように車両前方からエンジンルーム７１０内に過大な外力が加わった場合に、支持部９８がＰＣＵ６６０から遠ざかる方向に移動するように、ウォータポンプブラケット９０を基部９７と支持部９８との間で折れ変形させることができる。これにより、ウォータポンプ６７０とＰＣＵ６６０との衝突を回避することができる。
【０１０１】
以上に説明した、この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造の構成についてまとめて説明すると、車両の衝撃吸収構造は、エンジンルーム７１０に配置され、車両前後方向に延び、車両前方からエンジンルーム７１０に外力が加わった場合に折れポイントとなる結合部２００を有するサイドメンバ２０と、車両前後方向において結合部２００と重なるようにサイドメンバ２０に固定され、ウォータポンプ６７０を支持するためのブラケットとしてのウォータポンプブラケット９０とを有する。ウォータポンプブラケット９０には、切り欠き２１２および切り欠き２１４と、切り欠き形状を有するボルト用孔２１３とが形成されている。
【０１０２】
このように構成された、この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造によれば、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、エンジンルーム７１０内に車両前方から衝撃が加わった場合に、サイドメンバ２０を折れポイントである結合部２００で意図通り変形させることができる。これにより、エンジンルーム７１０に加わった衝撃エネルギを効率よく吸収し、車室内への部品の侵入を防ぐことができる。
【０１０３】
また、本実施の形態では、ウォータポンプブラケット９０の板厚を小さくする場合や、フランジ部９６自身を廃止する場合と比較して、切り欠き２１２，２１４およびボルト用孔２１３に形成された切り欠き部分が、ウォータポンプブラケット９０全体を低剛性化させるということがない。このため、ウォータポンプブラケット９０の、ウォータポンプ６７０で発生する振動の増幅を抑える機能を大幅に低減させず、ＮＶ（Noise and vibration）性能の維持を図ることができる。また、ウォータポンプ６７０や、たとえば２０ｋｇ以上の重量を有するＰＣＵ６６０を支持するブラケットとしての剛性を、十分に確保することができる。さらに、ウォータポンプブラケット９０やインバータトレイ５０の軽量化を図るという効果も得られる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、エンジンとバッテリとを備えるハイブリッド自動車に本発明を適用したが、これに限定されず、燃料電池とバッテリとを備える燃料電池ハイブリッド自動車（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）、または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に本発明を適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド自動車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、バッテリの使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
２０ サイドメンバ、２６，２８ メンバ部材、３０ エンジンマウント、５０ インバータトレイ、５６，５７ フランジ部、９０ ウォータポンプブラケット、１０７ ボルト、２００ 結合部、２１３ ボルト用孔、５００ ハイブリッド自動車、５２０ モータジェネレータ、７１０ エンジンルーム。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、車両の衝撃吸収構造に関し、より特定的には、サイドメンバに、車両衝突時に折れポイントとなる易変形部が設けられた車両の衝撃吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の衝撃吸収構造に関連して、たとえば、特開２００１−３０４３３９号公報には、ハイブリッド車等のウォータポンプ回転に伴う車室内への伝達音を低減し、静粛性を高めて快適な居住性を実現することを目的とした車両ポンプ用防振装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたハイブリッド車においては、ウォータポンプを支持するためのブラケットが、車両のサイドメンバ上に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０４３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両前方からエンジンルームに過大な外力が加わった場合に、エンジンルーム内のサイドメンバを折れ変形させることによってその衝撃を吸収することが可能である。しかしながら、上述の特許文献１に開示されたハイブリッド車においては、ウォータポンプを支持するためのブラケットがサイドメンバに固定されているため、このブラケットがサイドメンバの変形を阻害する場合がある。この場合、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成されないおそれがある。
【０００５】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成される車両の衝撃吸収構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に従った車両の衝撃吸収構造は、エンジンルームに配置され、車両前後方向に延びるサイドメンバと、ウォータポンプを支持するためのブラケットとを備える。サイドメンバは、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に折れポイントとなる易変形部を有する。ブラケットは、車両前後方向において易変形部と重なるようにサイドメンバに固定されている。ブラケットには、切り欠きが形成されている。
【０００７】
このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケットに切り欠きを形成することにより、サイドメンバに固定されるブラケットの剛性を局所的に低減させる。これにより、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、易変形部においてサイドメンバを容易に折れ変形させることができる。結果、サイドメンバの変形による衝撃吸収を十分に達成することができる。
【０００８】
また好ましくは、切り欠きは、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、ブラケットの変形を促す形態に形成されている。このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケットによってサイドメンバの変形が阻害されることを抑制できる。
【０００９】
また好ましくは、易変形部は、車両前後方向におけるサイドメンバの一部範囲に形成されている。切り欠きは、車両前後方向において、易変形部と重なる位置に形成されている。このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケットの剛性を車両前後方向において易変形部と重なる位置で低減させる。これにより、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、易変形部においてサイドメンバを容易に折れ変形させることができる。
【００１０】
また好ましくは、ブラケットには、ブラケットをサイドメンバに締結するためのボルトが挿入されるボルト用孔が形成される。切り欠きは、ボルト用孔の周縁の一部範囲が切り欠かれた形態で形成されている。このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、ボルト用孔の切り欠き部分を通じてボルトをブラケットから分離させる。これにより、ブラケットとサイドメンバとの締結が解除されるため、ブラケットによってサイドメンバの変形が阻害されることを抑制できる。
【００１１】
また好ましくは、車両の衝撃吸収構造は、サイドメンバに固定され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットを支持するためのトレイをさらに備える。易変形部は、車両前後方向におけるサイドメンバの一部範囲に形成されている。トレイは、その周縁が折り曲げられることによって形成され、車両前後方向において易変形部と重なる位置で切り欠かれたフランジ部を有する。
【００１２】
このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、トレイの剛性を車両前後方向において易変形部と重なる位置で低減させる。これにより、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、易変形部においてサイドメンバを容易に折れ変形させることができる。
【００１３】
また好ましくは、車両の衝撃吸収構造は、エンジンルーム内で支持され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットをさらに備える。ブラケットは、車両前後方向に延びる基部と、基部から車両前方に連なって形成され、ウォータポンプを支持するための支持部とを有する。ブラケットは、基部と支持部との間で、パワー制御ユニットとは反対側に折れ曲がって形成されている。
【００１４】
このように構成された車両の衝撃吸収構造によれば、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、基部と支持部との間でブラケットをパワー制御ユニットとは反対側に折れ変形させることができる。これにより、ウォータポンプとパワー制御ユニットとの衝突を回避することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したように、この発明に従えば、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、サイドメンバの変形による衝撃吸収が十分に達成される車両の衝撃吸収構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。
【図３】この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造を示す斜視図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たエンジンルーム内を示す側面図である。
【図５】図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを示す斜視図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【図７】図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【図８】図５中の２点鎖線ＶＩＩＩに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図９】図５中の２点鎖線ＩＸに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図１０】図５中の２点鎖線Ｘに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。
【図１１】図３中のサイドメンバを車両前後方向に延在する平面により切断した場合の形状を示す断面図である。
【図１２】図３中のウォータポンプブラケットを示す斜視図である。
【図１３】図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す平面図である。
【図１４】図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す側面図である。
【図１５】ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のサイドメンバの変形を示す平面図である。
【図１６】ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のウォータポンプブラケットの変形の過程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１８】
図１は、ハイブリッド自動車の概略構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車５００は、その駆動系をなす主要な構造として、エンジン５１０と、モータジェネレータ５２０と、動力分割機構６２０と、ディファレンシャル機構６１０と、ドライブシャフト６３０と、前輪である駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒと、パワー制御ユニット（ＰＣＵ：Power Control Unit）６６０と、バッテリ５６０とを有する。
【００１９】
エンジン５１０およびモータジェネレータ５２０によって、ハイブリッド自動車５００の駆動源５３０が構成されている。
【００２０】
ハイブリッド自動車５００の車両前側の位置には、エンジンルーム７１０が形成されている。エンジン５１０、モータジェネレータ５２０およびＰＣＵ６６０は、エンジンルーム７１０に収容されている。
【００２１】
ＰＣＵ６６０は、フロントバンパ５６０に対して車両後方に隣り合って配置されている。ＰＣＵ６６０は、車両幅方向における車両中心に対していずれか一方に片寄った位置に配置されている。ＰＣＵ６６０とフロントバンパ５６０との間には、たとえば、ラジエータ等の、ＰＣＵ６６０と比較して低剛性の構造物が配置されている。
【００２２】
モータジェネレータ５２０とＰＣＵ６６０との間は、ケーブル８１０により電気的に接続されている。ＰＣＵ６６０とバッテリ５６０との間は、ケーブル８２０により電気的に接続されている。
【００２３】
エンジン５１０およびモータジェネレータ５２０は、動力分割機構６２０を介してディファレンシャル機構６１０に連結されている。なお、図中では、エンジン５１０、モータジェネレータ５２０、動力分割機構６２０およびディファレンシャル機構６１０が、別々に示されているが、これらの装置は一体の構造物として設けられている。ディファレンシャル機構６１０は、ドライブシャフト６３０を介して駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒに連結されている。
【００２４】
モータジェネレータ５２０は、３相交流同期形の電動発電機であって、ＰＣＵ６６０から供給される交流電力によって駆動力を発生する。モータジェネレータ５２０は、ハイブリッド自動車５００の減速時などにおいては発電機としても使用され、その発電作用（回生発電）により交流電力を発電し、発電した交流電力をＰＣＵ６６０に出力する。
【００２５】
ＰＣＵ６６０は、バッテリ５６０から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０を駆動制御する。ＰＣＵ６６０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ５６０を充電する。なお、ＰＣＵ６６０の構造については、後で詳細に説明する。
【００２６】
動力分割機構６２０は、たとえばプラネタリギヤ（図示せず）を含んで構成されている。
【００２７】
エンジン５１０および／またはモータジェネレータ５２０から出力された動力は、動力分割機構６２０からディファレンシャル機構６１０を介してドライブシャフト６３０に伝達される。ドライブシャフト６３０に伝達された駆動力は、駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒに回転力として伝達されて、ハイブリッド自動車５００を走行させる。この場合、モータジェネレータ５２０は、電動機として作動する。
【００２８】
一方、ハイブリッド自動車５００の減速時などにおいては、駆動輪６４０Ｌ，６４０Ｒもしくはエンジン５１０によってモータジェネレータ５２０が駆動される。この場合、モータジェネレータ５２０が発電機として作動する。モータジェネレータ５２０によって発電された電力は、ＰＣＵ６６０を介してバッテリ５６０に蓄えられる。
【００２９】
図２は、図１中のＰＣＵの主要部の構成を示す回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ６６０は、コンバータ７６０と、インバータ７７０と、制御装置７８０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗとを有する。コンバータ７６０は、バッテリ５６０とインバータ７７０との間に接続され、インバータ７７０は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ５２０と接続されている。
【００３０】
バッテリ５６０は、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の２次電池である。バッテリ５６０は、発生した直流電圧をコンバータ７６０に供給し、また、コンバータ７６０から受ける直流電圧によって充電される。
【００３１】
コンバータ７６０は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬとからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置７８０からの制御信号をベースに受ける。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続されている。リアクトルＬの一端は、バッテリ５６０の正極と接続される電源ラインＰＬ１に接続され、リアクトルＬの他端は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に接続されている。
【００３２】
コンバータ７６０は、リアクトルＬを用いてバッテリ５６０から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧した昇圧電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。コンバータ７６０は、インバータ７７０から受ける直流電圧を降圧してバッテリ５６０を充電する。
【００３３】
インバータ７７０は、Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗからなる。各相アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム７５０Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４を含み、Ｖ相アーム７５０Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６を含み、Ｗ相アーム７５０Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８を含む。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続される。各相アームにおける各パワートランジスタの接続点は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ５２０の各相コイルの反中性点側にそれぞれ接続されている。
【００３４】
インバータ７７０は、制御装置７８０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受ける直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０へ出力する。インバータ７７０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。
【００３５】
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。
【００３６】
制御装置７８０は、モータトルク指令値、モータジェネレータ５２０の各相電流値、およびインバータ７７０の入力電圧に基づいてモータジェネレータ５２０の各相コイル電圧を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７７０へ出力する。
【００３７】
制御装置７８０は、上述したモータトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７７０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算し、その演算結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７６０へ出力する。
【００３８】
制御装置７８０は、モータジェネレータ５２０によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ５６０を充電するため、コンバータ７６０およびインバータ７７０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
【００３９】
ＰＣＵ６６０においては、コンバータ７６０は、制御装置７８０からの制御信号に基づいて、バッテリ５６０から受ける直流電圧を昇圧して電源ラインＰＬ２に供給する。そして、インバータ７７０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ５２０へ出力する。
【００４０】
インバータ７７０は、モータジェネレータ５２０の回生動作によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２へ出力する。コンバータ７６０は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を電源ラインＰＬ２から受け、その受けた直流電圧を降圧してバッテリ５６０を充電する。
【００４１】
インバータ７７０に供給される電圧は、たとえば、５００Ｖ以上の高電圧であり、車両衝突時においてもインバータ７７０を保護する必要がある。
【００４２】
続いて、図１中のハイブリッド自動車５００に適用される車両の衝撃吸収構造の構成について詳細に説明する。
【００４３】
図３は、この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造を示す斜視図である。図中には、図１中に示すエンジンルーム７１０の内部（エンジンルーム７１０内の車両左側部分）が示されている。図４は、図３中の矢印ＩＶに示す方向から見たエンジンルーム内を示す側面図である。図５は、図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを示す斜視図である。
【００４４】
図３から図５を参照して、エンジンルーム７１０の内部には、ハイブリッド自動車５００のフレーム（車枠）を構成するサイドメンバ２０が設けられている。サイドメンバ２０は、ハイブリッド自動車５００の外板として設けられたサイドパネルに隣り合って設けられている。サイドメンバ２０は、車両前後方向に延びている。サイドメンバ２０は、金属製の高剛性体であり、たとえば、筒状の高張力鋼板（ハイテン）から形成されている。ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合、図１中のフロントバンパ５６０から入力された衝撃エネルギは、サイドメンバ２０が変形することによって効率よく吸収される。
【００４５】
サイドメンバ２０は、頂面２０ａおよび内側面２０ｂを有する。頂面２０ａは、鉛直上方向に面する。内側面２０ｂは、車両の内側、言い換えれば、ハイブリッド自動車５００の外板を構成するサイドパネルと向い合う側とは反対側に面する。
【００４６】
エンジンマウント３０には、図１中のモータジェネレータ５２０が吊り下げられた状態で支持されている。エンジンマウント３０は、一体に設けられた図１中のエンジン５１０およびモータジェネレータ５２０の重力を受けている。エンジンマウント３０は、金属製の高剛性体である。エンジンマウント３０は、頂面３０ａを有する。頂面３０ａは、鉛直上方向に面する。
【００４７】
エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０に連結されている。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０から車両幅方向に延出する。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０から、サイドメンバ２０が延びる方向に略直交する方向に延出する。エンジンマウント３０は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂに締結されている。
【００４８】
ＰＣＵ６６０は、その外観をなすケース体３１を有する。ケース体３１は、略直方体形状を有する。ケース体３１は、金属から形成されており、たとえば、アルミニウムから形成されている。ケース体３１は、前面３１ａ、後面３１ｂおよび外側面３１ｃを有する。前面３１ａおよび後面３１ｂは、それぞれ、車両前方側および車両後方側に面する。外側面３１ｃは、車両の外側、言い換えれば、ハイブリッド自動車５００の外板を構成するサイドパネルと向い合う側に面する。
【００４９】
ＰＣＵ６６０は、頂部３２および底部３３を有する。底部３３は、後で詳細に説明するインバータトレイ５０に固定されている。歩行者保護の観点から、ＰＣＵ６６０とエンジンルーム７１０を覆うボンネットとの間の隙間を十分に確保すべく、ＰＣＵ６６０は、その頂部３２が車両前方に傾く姿勢に支持されている。
【００５０】
本実施の形態における車両の衝撃吸収構造は、トレイとしてのインバータトレイ５０を有する。ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０を介してサイドメンバ２０およびエンジンマウント３０に支持されている。
【００５１】
インバータトレイ５０上には、ＰＣＵ６６０が載置されている。インバータトレイ５０およびＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０と隣り合って配置されている。インバータトレイ５０およびＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０の車両前方側に配置されている。ＰＣＵ６６０は、エンジンマウント３０と高さ方向において重なる位置に配置されている。
【００５２】
インバータトレイ５０は、金属製の板材により形成されている。インバータトレイ５０は、ＰＣＵ６６０の重量を受ける受け皿形状を有する。インバータトレイ５０は、エンジンルーム７１０内を平面的に見て、角部５１、角部５２および角部５３を有する略三角形形状を有する。
【００５３】
インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３から角部５１に向けて、車両前方側から後方側に延在するように形成されている。インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３から角部５１に向けて、鉛直上方向に傾斜しながら延在するように形成されている。すなわち、インバータトレイ５０は、角部５２および角部５３が相対的に低い位置に位置決めされ、角部５１が相対的に高い位置に位置決めされるように設けられている。角部５１は、エンジンマウント３０の頂面３０ａ上に載置され、角部５２は、サイドメンバ２０の頂面２０ａ上に載置されている。角部５３は、エンジンルーム７１０内の空間に自由端として配置されている。
【００５４】
インバータトレイ５０は、ガイド部５４を有する。ガイド部５４は、上記のインバータトレイ５０が鉛直上方向に傾斜しながら角部５１に向けて延在する部分により構成されている。
【００５５】
インバータトレイ５０は、サイドメンバ２０に対して片持ちの状態で固定されている。より具体的には、平面的に見て略三角形形状を有するインバータトレイ５０のうちの一角をなす角部５２が、ボルト１０１およびボルト１０２によってサイドメンバ２０の頂面２０ａに締結されている。
【００５６】
インバータトレイ５０のガイド部５４は、エンジンマウント３０に固定されている。より具体的には、インバータトレイ５０の角部５１が、ボルト１０３によってエンジンマウント３０の頂面３０ａに締結されている。インバータトレイ５０がエンジンマウント３０に固定された状態で、ガイド部５４は、エンジンマウント３０に向かって延び、その延びる先で頂面３０ａに固定されている。
【００５７】
図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線上に沿ったインバータトレイを示す断面図である。
【００５８】
図５から図７を参照して、インバータトレイ５０には、その剛性を向上させることを目的として、フランジ部５６およびフランジ部５７が形成されている。フランジ部５６は、角部５１と角部５３とを結ぶインバータトレイ５０の周縁が折り返されることにより形成されている。フランジ部５７は、角部５１と角部５２とを結ぶインバータトレイ５０の周縁が折り返されることにより形成されている。
【００５９】
インバータトレイ５０には、さらに同じ目的で、ビード部５８およびビード部５９が形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、インバータトレイ５０を形成する金属製の板材を塑性変形させることによって形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、その表面がＰＣＵ６６０に向けて突出するように形成されている。ビード部５８およびビード部５９は、ガイド部５４が延びる方向、すなわち、車両前方から後方に向けて線状に延びるように形成されている。より具体的には、ビード部５８は、角部５３から角部５１に向かって線状に延び、ビード部５９は、角部５２から角部５１に向かって線状に延びるように形成されている。
【００６０】
ビード部５８は、角部５１においてエンジンマウント３０の頂面３０ａ上に達する位置まで延びている。ボルト１０３は、頭部１０４を有する（図７を参照のこと）。頭部１０４は、頂面３０ａ上に配置されている。ビード部５８は、角部５１において頭部１０４に隣り合う位置まで延びて形成されている。
【００６１】
ハイブリッド自動車５００においては、車両が前面衝突し、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合に、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から容易に離脱する構造が採られている。以下、そのＰＣＵ６６０の離脱構造について説明する。
【００６２】
図５を参照して、インバータトレイ５０には、ボルト用孔１２１およびボルト用孔１２２が形成されている。ボルト用孔１２１は、角部５１の近傍に配置されている。ボルト用孔１２１は、角部５２および角部５３とともに三角形の角部をなす位置に配置されている。ボルト用孔１２２は、角部５２に形成されている。インバータトレイ５０には、スタッドボルト１２３が設けられている。スタッドボルト１２３は、角部５３に配置されている。
【００６３】
本実施の形態では、ボルト用孔１２１、ボルト用孔１２２およびスタッドボルト１２３が配置された３箇所で、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０に固定されており、各箇所にＰＣＵ６６０を離脱させるための構造が設けられている。
【００６４】
図８は、図５中の２点鎖線ＶＩＩＩに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図８を参照して、ＰＣＵ６６０は、トレイ側ブラケット６１およびＰＣＵ側ブラケット６２を介して、インバータトレイ５０の角部５３に固定されている。
【００６５】
トレイ側ブラケット６１は、インバータトレイ５０に固定されている。より具体的には、トレイ側ブラケット６１は、角部５３に設けられたスタッドボルト１２３を利用してインバータトレイ５０に固定されている。トレイ側ブラケット６１は、インバータトレイ５０に対して１箇所で固定されている。このため、トレイ側ブラケット６１は、過大な外力が加えられた場合に、スタッドボルト１２３によって固定された位置を支点に回動可能となるように設けられている。
【００６６】
ＰＣＵ側ブラケット６２は、ＰＣＵ６６０に固定されている。より具体的には、ＰＣＵ側ブラケット６２は、ボルト１１３およびボルト１１４によりＰＣＵ６６０に固定されている。ＰＣＵ側ブラケット６２は、ケース体３１の前面３１ａに固定されている。ＰＣＵ側ブラケット６２は、ＰＣＵ６６０の底部３３に固定されている。
【００６７】
トレイ側ブラケット６１とＰＣＵ側ブラケット６２とは、過大な外力を受けた場合に分離可能となるように結合されている。より具体的には、ＰＣＵ側ブラケット６２には、ボルト用孔１１８が形成されている。ボルト用孔１１８は、孔の外周の一部範囲をＰＣＵ側ブラケット６２の周縁に開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔１１８は、孔の外周の一部範囲を切り欠いた形態により形成されている。トレイ側ブラケット６１とＰＣＵ側ブラケット６２とは、ボルト用孔１１８に挿通されたボルト１１２によって互いに固定されている。
【００６８】
図９は、図５中の２点鎖線ＩＸに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図９を参照して、ＰＣＵ６６０には、バー７１と、バー７１に溶接されたブラケット７２とが固定されている。ＰＣＵ６６０は、バー７１およびブラケット７２を介して、インバータトレイ５０の角部５１の近傍に固定されている。
【００６９】
バー７１は、ケース体３１の後面３１ｂに固定され、ブラケット７２は、バー７１から車両後方に向けて延出するように設けられている。ブラケット７２には、ボルト用孔１１７が形成されている。ボルト用孔１１７は、孔の車両前方側の範囲がブラケット７２の周縁まで開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔１１７は、孔の車両前方側の範囲を切り欠いた形態により形成されている。ブラケット７２は、ボルト用孔１１７と、図５中のボルト用孔１２１とに挿通されたボルト１１６によって、インバータトレイ５０に固定されている。
【００７０】
図１０は、図５中の２点鎖線Ｘに示す箇所に設けられたＰＣＵの離脱構造を示す斜視図である。図１０を参照して、ＰＣＵ６６０には、ブラケット８１が固定されている。ＰＣＵ６６０は、ブラケット８１を介して、インバータトレイ５０の角部５２に固定されている。
【００７１】
ブラケット８１は、ケース体３１の外側面３１ｃに固定され、外側面３１ｃから車両側方に向けて延出するように設けられている。ブラケット８１には、ボルト用孔１３２が形成されている。ボルト用孔１３２は、孔の車両前方側に薄肉部８２を形成する形態により形成されている。ブラケット８１は、ボルト用孔１３２と、図５中のボルト用孔１２２とに挿通されたボルト１３１によって、インバータトレイ５０に固定されている。
【００７２】
ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、ＰＣＵ６６０に車両前方から過大な衝撃が加わった場合、ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０から容易に離脱する。
【００７３】
すなわち、図８中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５１に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、トレイ側ブラケット６１が矢印１５２に示す方向に回転する。これにより、ボルト１１２がボルト用孔１１８の切り欠き部分を通じてＰＣＵ側ブラケット６２と分離する。結果、角部５３において、ＰＣＵ６６０は、トレイ側ブラケット６１をインバータトレイ５０に残し、ＰＣＵ側ブラケット６２を引き連れたまま、インバータトレイ５０から離脱する。
【００７４】
図９中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５３に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、ボルト１１６がボルト用孔１１７の切り欠き部分を通じてブラケット７２と分離する。結果、角部５１の近傍において、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から離脱する。
【００７５】
図１０中に示す離脱構造においては、ハイブリッド自動車５００の前面衝突時、ＰＣＵ６６０に対して矢印１５４に示す方向から外力が加わると、ＰＣＵ６６０が車両後方に向けて移動するとともに、ボルト１３１がブラケット８１の薄肉部８２を破断しながらブラケット８１と分離する。結果、角部５２において、ＰＣＵ６６０がインバータトレイ５０から離脱する。
【００７６】
ＰＣＵ６６０は、インバータトレイ５０からの離脱後、ガイド部５４によってエンジンマウント３０からずれる方向に移動する。結果、ＰＣＵ６６０とエンジンマウント３０との衝突を回避し、ＰＣＵ６６０を適切に保護することができる。
【００７７】
なお、ＰＣＵ６６０の離脱構造は、以上に説明した構造に限定されず、一定以上の外力がＰＣＵ６６０に加わった場合にＰＣＵ６６０をインバータトレイ５０から容易に離脱可能とする構造が適宜、採用される。
【００７８】
図１１は、図３中のサイドメンバを車両前後方向に延在する平面により切断した場合の形状を示す断面図である。図１１を参照して、サイドメンバ２０は、車両前後方向に分割された２つのメンバ部材２６，２８を結合することによって形成されている。
【００７９】
より具体的には、メンバ部材２６およびメンバ部材２８は、車両前後方向に延びる筒形状を有する。メンバ部材２６およびメンバ部材２８の端部には、それぞれ、鍔状に広がるフランジ部２７およびフランジ部２９が形成されている。メンバ部材２６およびメンバ部材２８は、フランジ部２７とフランジ部２９とが突き合され、溶接により接合されることによって、互いに結合されている。
【００８０】
メンバ部材２６およびメンバ部材２８の結合部２００（フランジ部２７とフランジ部２９との接合面）においては、他の位置と比べてサイドメンバ２０の剛性が小さくなり、車両前方から加わる衝撃に対して折れ変形を起こし易くなる。このため、本実施の形態においては、メンバ部材２６およびメンバ部材２８の結合部２００により、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合のサイドメンバ２０の折れポイントが構成されている。
【００８１】
図３から図５を参照して、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造は、ウォータポンプ６７０を支持するためのウォータポンプブラケット９０を有する。ウォータポンプブラケット９０は、車両前後方向において図１１中の結合部２００と重なるようにサイドメンバ２０に固定されている。
【００８２】
ウォータポンプブラケット９０は、複数のボルトを用いて、サイドメンバ２０およびインバータトレイ５０に対して締結されている。ウォータポンプブラケット９０は、インバータトレイ５０の下方に配置されている。ウォータポンプブラケット９０は、インバータトレイ５０を介して、ＰＣＵ６６０の重量を受ける。ウォータポンプブラケット９０は、エンジンマウント３０の車両前方側に配置されている。
【００８３】
ウォータポンプ６７０は、図１中のモータジェネレータ５２０や、ＰＣＵ６６０内に設けられたインバータ７７０を冷却するための冷却水を強制循環するポンプとして使用されている。ウォータポンプ６７０は、ウォータポンプブラケット９０により支持された状態で、ＰＣＵ６６０よりも下方に配置されている。ウォータポンプ６７０は、ウォータポンプブラケット９０により支持された状態で、ＰＣＵ６６０の前面３１ａから車両前方側に突出する位置に配置されている。すなわち、車両前後方向において、ウォータポンプ６７０は、ＰＣＵ６６０よりも車両前側に配置されている。
【００８４】
図１２は、図３中のウォータポンプブラケットを示す斜視図である。図１３は、図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す平面図である。図１４は、図３中のサイドメンバに固定されたインバータトレイおよびウォータポンプブラケットを模式的に示す側面図である。
【００８５】
図１２から図１４を参照して、ウォータポンプブラケット９０は、第１ブラケット部分９１と、第１ブラケット部分９１に接合された第２ブラケット部分９４とから構成されている。
【００８６】
第１ブラケット部分９１は、頂部９２および側部９３を有する。側部９３は、頂部９２の周縁から折れ曲がって形成されている。頂部９２は、サイドメンバ２０の頂面２０ａ上に配置され、側部９３は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂ上に配置されている。頂部９２および側部９３は、それぞれ、頂面２０ａおよび内側面２０ｂに対して締結されている。
【００８７】
第２ブラケット部分９４は、基部９７および支持部９８を有する。基部９７は、第１ブラケット部分９１に接合されている。基部９７は、段差を有しながら車両前後方向に延びて形成されている。基部９７は、インバータトレイ５０の底部分に締結されている。支持部９８は、基部９７から車両前方に連なって形成されている。支持部９８には、ウォータポンプ６７０を嵌合支持するための嵌合孔２１１が形成されている。
【００８８】
ウォータポンプブラケット９０は、基部９７と支持部９８との間で角度α（図１４を参照のこと）をなすように折れ曲がって形成されている。ウォータポンプブラケット９０は、基部９７と支持部９８との間でＰＣＵ６６０とは反対側に折れ曲がった形状、すなわち、基部９７から支持部９８に向けて鉛直下斜め方向に折れ曲がった形状を有する。
【００８９】
第２ブラケット部分９４には、折り返し部９５が形成されている。折り返し部９５は、基部９７および支持部９８の周縁が折り返されることによって形成されている。折り返し部９５は、サイドメンバ２０の内側面２０ｂ上に配置され、複数箇所で内側面２０ｂに対して締結されている。第２ブラケット部分９４には、その剛性を向上させることを目的として、フランジ部９６が形成されている。フランジ部９６は、折り返し部９５が形成された周縁とは対向する、基部９７および支持部９８の周縁が折り返されることによって形成されている。
【００９０】
本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、ウォータポンプブラケット９０に、切り欠き２１２および切り欠き２１４が形成されている。切り欠き２１２および切り欠き２１４は、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こした場合に、ウォータポンプブラケット９０の折れ変形を促す形態に形成されている。切り欠き２１２および切り欠き２１４は、車両前後方向において、サイドメンバ２０の結合部２００と重なる位置に形成されている。
【００９１】
より具体的には、切り欠き２１２は、第１ブラケット部分９４の周縁を切り欠いた形態に形成されている。切り欠き２１２は、側部９３との境界に位置する頂部９２の周縁に形成されている。切り欠き２１２は、サイドメンバ２０の表面上に形成されている。切り欠き２１４は、第２ブラケット部分９４の周縁を切り欠いた形態に形成されている。切り欠き２１４は、フランジ部９６の周縁に形成されている。切り欠き２１４は、サイドメンバ２０の表面から離れた位置に形成されている。切り欠き２１２および切り欠き２１４は、車両前後方向において互いに重なる位置に形成されている。
【００９２】
ウォータポンプブラケット９０には、ボルト用孔２１３が形成されている。ボルト用孔２１３は、折り返し部９５に形成されており、ウォータポンプブラケット９０をサイドメンバ２０に締結するためのボルト１０７が挿入されている。ボルト用孔２１３は、サイドメンバ２０の結合部２００よりも車両前方側に形成されている。ボルト用孔２１３は、車両側方が貫通方向となるように形成されている。
【００９３】
ボルト用孔２１３は、孔の外周の一部範囲をウォータポンプブラケット９０の周縁に開放した形態により形成されている。言い換えれば、ボルト用孔２１３は、孔の外周の一部範囲を切り欠いた形態により形成されている。
【００９４】
さらに、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、インバータトレイ５０に形成されたフランジ部５６が、車両前後方向においてサイドメンバ２０の結合部２００と重なる位置で切り欠かれた形状を有する（図１３中の部分５５）。
【００９５】
図１５は、ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のサイドメンバの変形を示す平面図である。図１５を参照して、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、矢印２０６に示すように車両前方からエンジンルーム７１０内に過大な外力が加わった場合を想定する。この場合、サイドメンバ２０が結合部２００において車両側方に向けて折れ変形を起こすことにより（２点鎖線にて示すサイドメンバ２０Ｈ）、前面衝突時の衝撃を吸収し、車室内への部品の侵入を防ぐ。この際、サイドメンバ２０に固定されたウォータポンプブラケット９０が、サイドメンバ２０の剛性を高めるように作用し、サイドメンバ２０の上記折れ変形を阻害するおそれがある。
【００９６】
これに対して、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、ウォータポンプブラケット９０の、車両前後方向において結合部２００と重なる位置に、切り欠き２１２および切り欠き２１４が形成されている。このような構成により、切り欠き２１２および切り欠き２１４が形成された位置でウォータポンプブラケット９０の剛性を意図的に低減させ、サイドメンバ２０の折れ変形を容易とできる。
【００９７】
図１４を参照して、さらに、ウォータポンプブラケット９０には、切り欠き形状を有するボルト用孔２１３が形成されている。このような構成により、サイドメンバ２０が屈曲し始めると、ボルト１０７がボルト用孔２１３の切り欠き部分を通じてウォータポンプブラケット９０から離脱し、ボルト１０７によるウォータポンプブラケット９０とサイドメンバ２０との締結が解除される。結果、サイドメンバ２０に対するウォータポンプブラケット９０の拘束が解かれ、サイドメンバ２０の折れ変形をさらに容易とできる。本実施の形態では、サイドメンバ２０の変形が車両前方から後方へと進行することを考慮して、結合部２００よりも車両前方側に配置されたボルト用孔２１３を切り欠き形状としている。
【００９８】
図１５を参照して、また、インバータトレイ５０には、車両前後方向においてサイドメンバ２０の結合部２００と重なる位置で切り欠かれた形状のフランジ部５６が形成されている。このような構成により、インバータトレイ５０が結合部２００におけるサイドメンバ２０の折れ変形の妨げとなることを、効果的に抑制できる。
【００９９】
図１６は、ハイブリッド自動車が前面衝突を起こした場合のウォータポンプブラケットの変形の過程を示す側面図である。図１６を参照して、本実施の形態における車両の衝撃吸収構造においては、ウォータポンプブラケット９０が、基部９７と支持部９８との間でＰＣＵ６６０とは反対側に折れ曲がった形状を有する。
【０１００】
このような構成により、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、矢印２０６に示すように車両前方からエンジンルーム７１０内に過大な外力が加わった場合に、支持部９８がＰＣＵ６６０から遠ざかる方向に移動するように、ウォータポンプブラケット９０を基部９７と支持部９８との間で折れ変形させることができる。これにより、ウォータポンプ６７０とＰＣＵ６６０との衝突を回避することができる。
【０１０１】
以上に説明した、この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造の構成についてまとめて説明すると、車両の衝撃吸収構造は、エンジンルーム７１０に配置され、車両前後方向に延び、車両前方からエンジンルーム７１０に外力が加わった場合に折れポイントとなる結合部２００を有するサイドメンバ２０と、車両前後方向において結合部２００と重なるようにサイドメンバ２０に固定され、ウォータポンプ６７０を支持するためのブラケットとしてのウォータポンプブラケット９０とを有する。ウォータポンプブラケット９０には、切り欠き２１２および切り欠き２１４と、切り欠き形状を有するボルト用孔２１３とが形成されている。
【０１０２】
このように構成された、この発明の実施の形態における車両の衝撃吸収構造によれば、ハイブリッド自動車５００が前面衝突を起こし、エンジンルーム７１０内に車両前方から衝撃が加わった場合に、サイドメンバ２０を折れポイントである結合部２００で意図通り変形させることができる。これにより、エンジンルーム７１０に加わった衝撃エネルギを効率よく吸収し、車室内への部品の侵入を防ぐことができる。
【０１０３】
また、本実施の形態では、ウォータポンプブラケット９０の板厚を小さくする場合や、フランジ部９６自身を廃止する場合と比較して、切り欠き２１２，２１４およびボルト用孔２１３に形成された切り欠き部分が、ウォータポンプブラケット９０全体を低剛性化させるということがない。このため、ウォータポンプブラケット９０の、ウォータポンプ６７０で発生する振動の増幅を抑える機能を大幅に低減させず、ＮＶ（Noise and vibration）性能の維持を図ることができる。また、ウォータポンプ６７０や、たとえば２０ｋｇ以上の重量を有するＰＣＵ６６０を支持するブラケットとしての剛性を、十分に確保することができる。さらに、ウォータポンプブラケット９０やインバータトレイ５０の軽量化を図るという効果も得られる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、エンジンとバッテリとを備えるハイブリッド自動車に本発明を適用したが、これに限定されず、燃料電池とバッテリとを備える燃料電池ハイブリッド自動車（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）、または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に本発明を適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド自動車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、バッテリの使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
２０ サイドメンバ、２６，２８ メンバ部材、３０ エンジンマウント、５０ インバータトレイ、５６，５７ フランジ部、９０ ウォータポンプブラケット、１０７ ボルト、２００ 結合部、２１３ ボルト用孔、５００ ハイブリッド自動車、５２０ モータジェネレータ、７１０ エンジンルーム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルームに配置され、車両前後方向に沿って延び、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に折れポイントとなる易変形部を有するサイドメンバと、
車両前後方向において前記易変形部と重なるように前記サイドメンバに固定され、ウォータポンプを支持するためのブラケットとを備え、
前記ブラケットには、切り欠きが形成されている、車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記切り欠きは、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、前記ブラケットの変形を促す形態に形成されている、請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記易変形部は、車両前後方向における前記サイドメンバの一部範囲に形成され、
前記切り欠きは、車両前後方向において、前記易変形部と重なる位置に形成されている、請求項１または２に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項４】
前記ブラケットには、前記ブラケットを前記サイドメンバに締結するためのボルトが挿入されるボルト用孔が形成され、
前記切り欠きは、前記ボルト用孔の周縁の一部範囲が切り欠かれた形態で形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項５】
前記サイドメンバに固定され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットを支持するためのトレイをさらに備え、
前記易変形部は、車両前後方向における前記サイドメンバの一部範囲に形成され、
前記トレイは、その周縁が折り曲げられることによって形成され、車両前後方向において前記易変形部と重なる位置で切り欠かれたフランジ部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項６】
エンジンルーム内で支持され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットをさらに備え、
前記ブラケットは、車両前後方向に延びる基部と、前記基部から車両前方に連なって形成され、ウォータポンプを支持するための支持部とを有し、前記基部と前記支持部との間で、前記パワー制御ユニットとは反対側に折れ曲がって形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項１】
エンジンルームに配置され、車両前後方向に沿って延び、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に折れポイントとなる易変形部を有するサイドメンバと、
車両前後方向において前記易変形部と重なるように前記サイドメンバに固定され、ウォータポンプを支持するためのブラケットとを備え、
前記ブラケットには、切り欠きが形成されている、車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
前記切り欠きは、車両前方からエンジンルームに外力が加わった場合に、前記ブラケットの変形を促す形態に形成されている、請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項３】
前記易変形部は、車両前後方向における前記サイドメンバの一部範囲に形成され、
前記切り欠きは、車両前後方向において、前記易変形部と重なる位置に形成されている、請求項１または２に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項４】
前記ブラケットには、前記ブラケットを前記サイドメンバに締結するためのボルトが挿入されるボルト用孔が形成され、
前記切り欠きは、前記ボルト用孔の周縁の一部範囲が切り欠かれた形態で形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項５】
前記サイドメンバに固定され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットを支持するためのトレイをさらに備え、
前記易変形部は、車両前後方向における前記サイドメンバの一部範囲に形成され、
前記トレイは、その周縁が折り曲げられることによって形成され、車両前後方向において前記易変形部と重なる位置で切り欠かれたフランジ部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項６】
エンジンルーム内で支持され、電力の制御を行なうパワー制御ユニットをさらに備え、
前記ブラケットは、車両前後方向に延びる基部と、前記基部から車両前方に連なって形成され、ウォータポンプを支持するための支持部とを有し、前記基部と前記支持部との間で、前記パワー制御ユニットとは反対側に折れ曲がって形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の車両の衝撃吸収構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１７３５６９（Ｐ２０１０−１７３５６９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３７２（Ｐ２００９−２０３７２）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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