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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-26
(45)【発行日】2024-09-03
(54)【発明の名称】車両用電気装置の吸気構造
(51)【国際特許分類】
   B60K 11/06 20060101AFI20240827BHJP
   B60K 11/08 20060101ALI20240827BHJP
   H01M 10/613 20140101ALI20240827BHJP
   H01M 10/625 20140101ALI20240827BHJP
   H01M 10/6556 20140101ALI20240827BHJP
   H01M 10/6563 20140101ALI20240827BHJP
   H01M 10/6551 20140101ALI20240827BHJP
【FI】
B60K11/06
B60K11/08
H01M10/613
H01M10/625
H01M10/6556
H01M10/6563
H01M10/6551
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2019076491
(22)【出願日】2019-04-12
(65)【公開番号】P2020172224
(43)【公開日】2020-10-22
【審査請求日】2022-02-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】松島 鉄男
(74)【代理人】
【識別番号】100125380
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 綾子
(74)【代理人】
【識別番号】100142996
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 聡二
(74)【代理人】
【識別番号】100166268
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 祐
(74)【代理人】
【識別番号】100170379
【弁理士】
【氏名又は名称】徳本 浩一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】有原 幸一
(72)【発明者】
【氏名】三島 惇
(72)【発明者】
【氏名】濱本 晋吾
【審査官】中島 昭浩
(56)【参考文献】
【文献】特開2007-106315(JP,A)
【文献】独国特許出願公開第102017004704(DE,A1)
【文献】特開2018-206964(JP,A)
【文献】実開昭55-053231(JP,U)
【文献】特開2014-093209(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60K 11/06
B60K 11/08
B60K 1/04
H01M 10/613
H01M 10/625
H01M 10/6556- 10/6566
B60R 16/04
H02M 3/00 - 3/44
H05K 7/20
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両室内のフロアパネル上に配置された電気装置の吸気構造であって、
前記電気装置は、
装置本体と、
前記装置本体に固定され、前記装置本体の上方を覆うカバー部材と有し、
前記装置本体は、前記カバー部材で覆われる上蓋を有し、
前記カバー部材は、
前記カバー部材の表面に設けられ、前記装置本体に向かって凹む溝と、
前記溝内に設けられている複数の吸気口と、
前記カバー部材の裏面から前記装置本体に向かって突出する側壁と、
を備えていることを特徴とする、車両用電気装置の吸気構造。
【請求項2】
前記上蓋には、吸気ファンが設けられ、
前記カバー部材は、前記吸気ファンの車両上方側に間隔を空けて配置された天面部を有し、
前記吸気口は、前記天面部のうち前記吸気ファンの真上に対応する領域の外側に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の車両用電気装置の吸気構造。
【請求項3】
前記側壁は、側壁部と、該側壁部に対向配置される対向壁部と、前記側壁部の端部と前記対向壁部の端部を繋ぐ一対の縦壁部と、を含み、
前記側壁部、前記対向壁部及び前記一対の縦壁部によって、前記領域の外側を囲むように形成されており、
前記吸気口は、前記側壁の内側に設けられていることを特徴とする、請求項2に記載の車両用電気装置の吸気構造。
【請求項4】
前記裏面には、前記側壁から、前記側壁によって囲まれた範囲の外側に向かって延びるように複数のリブが設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の車両用電気装置の吸気構造。
【請求項5】
前記電気装置は、車両用シートの車両下方側に配置されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の車両用電気装置の吸気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用電気装置の吸気構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両には、複数の電気装置が搭載されている。例えば、小型車両におけるハイブリット車の場合、エンジンルームやフロア下部のスペースが小さいため、電気装置を車両室内に配置する場合がある。車両室内に電気機器が配置されている構造として、例えば、特許文献1に開示されているものが知られている。この例では、後部座席の下方側に電池パックが配置されている。
【0003】
上記例のような電池パック等の電気装置には、高電力仕様及び高電圧仕様の装置がある。このような仕様の電気装置には、例えば騒音、遮熱及び漏電等の対策が必要となる。特許文献1に開示されている電池パックは、冷却風が流れる冷却経路に設けられた吸気口に2つの冷却ファンが設けられており、2つの冷却ファンは、それぞれ互いに異なる動翼数を有しており、これにより各冷却ファンの騒音の間で生じ得る唸り音を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2017-91658号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記例の電池パック等の電気装置を、車両室内に配置する場合には、車両室内の埃の混入、雨水等の液体の流入等を防止することを考慮する必要がある。また、電気装置の最外部は、乗員との接触等に耐え得る強度が必要になる。
【0006】
上記例では、電池パックを収容するケースカバーは、単に電池スタックを上方から覆う箱状である。このような構造を用いて、電気装置を車両室内に設置する場合、例えば、車両室内において物品や乗員の足等が装置に接触する等、軽微な荷重に対する強度を向上させる上で、改善の余地がある。
【0007】
また、車両用シートの下方には、乗員が例えば冊子等の平板状の物体を一時的に置くことがある。この場合には、冊子等は電気装置のケースの上部に置かれる。上記例のような構造では、電気装置の上部に冊子等が置かれると、冷却風が流れにくくなる可能性がある。このため、上記例の構造には、冷却風を安定して供給する上で、改善の余地があった。
【0008】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両室内の電気装置の外部の強度を確保しつつ、電気装置に冷却風を安定して供給することが可能な車両用電気装置の吸気構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するための本発明に係る車両用電気装置の吸気構造は、車両室内のフロアパネル上に配置された電気装置の吸気構造であって、前記電気装置は、装置本体と、前記装置本体に固定され、前記装置本体の上方を覆うカバー部材と有し、前記装置本体は、前記カバー部材で覆われる上蓋を有し、前記カバー部材は、前記カバー部材の表面に設けられ、前記装置本体に向かって凹む溝と、前記溝内に設けられている複数の吸気口と、前記カバー部材の裏面から前記装置本体に向かって突出する側壁と、を備えている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、車両室内の電気装置の外部の強度を確保しつつ、電気装置に冷却風を安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明に係る車両用電気装置の吸気構造の一実施形態を示しており、当該電気装置が配置された車両室内を車両前方且つ上方から見た斜視図である。
図2図1の電気装置を上方から見た拡大斜視図である。
図3図2の電気装置等を分解して示す分解斜視図である。
図4図3のカバー部材を裏側から見た斜視図である。
図5図3の装置本体を単体で示す斜視図である。
図6図2のA-A矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明に係る車両用電気装置の吸気構造の一実施形態について、図面(図1図6)を参照しながら説明する。
【0013】
なお、図において、矢印Fr方向は車両前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部(前端)及び後部(後端)」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印R,Fは、それぞれ車幅方向の右側、左側を示しており、本実施形態における「左右」は、乗員が車両前方を向いたときの「左側」及び「右側」に対応している。
【0014】
本実施形態に係る車両用電気装置は、図1に示すように、車両室内1のフロアパネル41の上面に設置されており、助手席51用のシートクッションの下方車両下方側に配置されている。この例では、当該電気装置は、DC/DCコンバータ10である。DC/DCコンバータ10は、全体として車幅方向に延びる略直方体状の装置である。
【0015】
先ず、DC/DCコンバータ10の周辺について説明する。助手席51は、車体フロアを構成するフロアパネル41の上面に設けられている。フロアパネル41には、図2に示すように、フロアトンネル42と、前側フロアクロスメンバ44と、後側フロアクロスメンバ46とが設けられている。
【0016】
フロアトンネル42は、図1に示すように、運転席52と助手席51との間に配置され、フロアパネル41の上面から車両上方に膨出し、車両前後方向に延びている。また、フロアパネル41の車幅方向側部には、車両前後方向に延びるサイドシル43が接合されている。
【0017】
前側フロアクロスメンバ44は、図2に示すように、助手席51シートの前部の車両下方側に配置され、フロアトンネル42とサイドシル43と間に配置されている。前側フロアクロスメンバ44は、車幅方向に延びる部材で、車両下方に開くハット型の断面形状を有している。前側クロスメンバの前後の下部には、フランジが設けられ、フロアパネル41の上面に接合されている。また、前側フロアパネル41の車幅方向端部は、フロアトンネル42と、サイドシル43に接合されている。
【0018】
後側フロアクロスメンバ46は、前側フロアクロスメンバ44の車両後方側に間隔を空けて配置されて、フロアトンネル42とサイドシル43との間を車幅方向に延びている。後側フロアクロスメンバ46は、前側フロアクロスメンバ44と同様に、車両下方に開くハット型の断面形状を有し、後側フロアクロスメンバ46の前後の下部には、フロアパネル41に接合されるフランジが、設けられている。また、後側フロアクロスメンバ46の車幅方向端部は、前側フロアクロスメンバ44と同様に、フロアトンネル42の側部と、サイドシル43の側部に接合されている。
【0019】
前側フロアクロスメンバ44及び後側フロアクロスメンバ46の上面には、助手席51を取り付けるためのシートブラケット45,47が設けられている。当該シートブラケット45,47は、当該上面の車幅方向両側に設けられており、車両前後方向に延びるシートレール49が取り付けられている(図1)。
【0020】
車幅方向外側(サイドシル43側)のシートレール49は、前側フロアクロスメンバ44の外側の前側シートブラケット45と、後側フロアクロスメンバ46の外側の後側シートブラケット47とを架け渡すように車両前後方向に延びている。車幅方向内側(フロアトンネル42側)のシートレール49は、前側フロアクロスメンバ44の内側の前側シートブラケット45と、後側フロアクロスメンバ46の内側の後側シートブラケット47とを架け渡すように車両前後方向に延びている。
【0021】
続いて、DC/DCコンバータ(電気装置)10について説明する。図3に示すように、DC/DCコンバータ10は、装置本体11と、カバー部材30とを有している。装置本体11の内部構造の詳細な説明は省略するが、装置本体11は、車幅方向に延びる略直方体であり、図示ない電気回路収容部と、該電気回路収容部の上面から車両上方に突出する複数の冷却フィン13(図6)と、該冷却フィン13を車両上方から覆う上蓋15と、上蓋15に取り付けられた吸気ファン18とを有している。また、装置本体11は、電気回路収容部及び冷却フィン13等を収容するための固定用ブラケット20を有している。
【0022】
電気回路収容部には、電気配線が接続されるコネクタ12が設けられている。当該コネクタ12は、図5に示すように、電気回路収容部の車幅方向内側部から、車幅方向内側に向かって突出している。コネクタ12の両側には、端子が設けられている。
【0023】
上蓋15は、図6に示すように、冷却フィン13を車両上方から覆う部材である。上蓋15の端部には、図6に示すように、車両下方に突出する側壁15aが設けられ、該側壁15aは、冷却フィン13の根本の付近まで延び、冷却フィン13を取り囲んでいる。吸気ファン18は、上蓋15の上面内において、車両前後方向のほぼ中央で、やや左側に取り付けられている。
【0024】
固定用ブラケット20は、装置本体11の電気回路収容部、冷却フィン13及び上蓋15を固定し、さらにカバー部材30を固定するための部材で、図2図4に示すように、前壁21Aと、後壁21Bと、側壁21Cとを有している。前壁21Aは、冷却フィン13及び上蓋15等の車両前方側に配置され、車両前方を臨み車幅方向に延びている。後壁21Bは、冷却フィン13及び上蓋15等の車両後方側に配置され、車両後方を臨み車幅方向に延びている。
【0025】
側壁21Cは、図3及び図5に示すように、前壁21A及び後壁21Bの車幅方向外側端を繋ぐように車両前後方向に延びている。前壁21Aの車幅方向内側には、車幅方向内側に向かって延びる前内側フランジ部23Aが設けられ、後壁21Bの車幅方向内側には、車幅方向内側に向かって延びる後内側フランジ部23Bが設けられている。
【0026】
前内側フランジ部23A及び後内側フランジ部23Bは、図3に示すように、ボルト等によって、フロアパネル41に締結されている。前壁21Aの車幅方向中間部には、車両前方側に突出する前側フランジ部25Aが設けられている。前側フランジ部25Aは、前側フロアクロスメンバ44の上面にボルト等により締結されている。また、後壁21Bの車幅方向中間部には、車両後方側に突出する後側フランジ部25Bが設けられている。後側フランジ部25Bは、後側フロアクロスメンバ46の上面にボルト等により締結されている。
【0027】
続いて、カバー部材30について説明する。カバー部材30は、図2図4に示すように、車幅方向に延びる部材で、天面部31と、該天面部31の端部から車両下方に突出している側壁面部とを有している。天面部31は、上蓋15及び吸気ファン18の車両上方に間隔を空けて配置されており、上蓋15及び吸気ファン18を車両上方から覆っている。天面部31には、複数の吸気口32が設けられている。
【0028】
天面部31の表面、すなわち車両上方を臨む面には、図2及び図3に示すように、車幅方向(天面部31の長手方向)に沿って延びる2つの溝(前溝33A及び後溝33B)が設けられている。前溝33Aは、天面部31の表面の前部において、車両下方に凹み車幅方向に延びている。前溝33Aの車幅方向の外側端は、天面部31の車幅方向外側端に配置され、前溝33Aの車幅方向外側端は、車幅方向外側に開放されている。
【0029】
後溝33Bは、天面部31の表面の後部において、車両下方に凹み車幅方向に延びている。後溝33B及び前溝33Aは、天面部31の車幅方向中心よりも車幅方向外側の領域に配置されており、車両前後方向に互いに間隔を空けて配置されている。後溝33Bにおいても、前溝33Aと同様に、後溝33Bの車幅方向外側端は、天面部31の車幅方向外側端に配置され、後溝33Bの車幅方向外側端は、車幅方向外側に開放されている。
【0030】
ここで、吸気口32について説明する。各吸気口32は、図2図4に示すように、天面を車両上下方向に貫通している。この例では、吸気口32は、前溝33Aの溝底と、後溝33Bの溝底と、前溝33Aと後溝33Bとの間の領域の一部に設けられている。前溝33A及び後溝33Bの吸気口32は、前溝33A及び後溝33Bの長手方向、すなわち車幅方向に延びる長孔である。一方で、前溝33Aと後溝33Bとの間の領域に設けられた吸気口32は、前溝33A及び後溝33Bの長手方向に直交する車両前後方向に延びるレーストラック形状をなす長孔である。
【0031】
図2図4に示すように、前溝33Aの溝底に設けられた複数の吸気口32は、前溝33Aの長手方向、すなわち車幅方向に、互いに平行な2つの列をなすように、配列されている。また、1つの列を構成する複数の吸気口32は、車幅方向に互いに間隔を空けて配置されている。当該間隔は、1つの吸気口32の長手寸法よりも小さく設定されている。後側の溝底に設けられた複数の吸気口32は、前溝33Aと同様に配置されている。
【0032】
一方、天面部31の裏面、すなわち車両下方を臨む面には、図4に示すように、車幅方向に延びる略長方形状の枠形状部35が設けられている。枠形状部35は、天面部31の裏面から車両下方に突出する壁部を有し、平面視で吸気ファン18を取り囲んでいる。枠形状部35の側部は、内側壁部(側壁部)36と、一対の幅方向壁部(縦壁部)37と、外側壁部(対向壁部)38と、を有している。
【0033】
内側壁部36は、図4に示すように、前溝33Aの長手方向となる車幅方向に交差するように延びている。この例では、内側壁部36は、前溝33Aの車幅方向内側の端部及び後溝33Bの車幅方向内側の端部に配置され、これらの端部を繋ぐように車両前後方向に延びている。内側壁部36は、内側壁部36の下端が前溝33A及び後溝33Bの溝底よりも車両下方に位置するように、裏面から車両下方に突出している。
【0034】
天面部31に前溝33A及び後溝33Bを設けることによって、天面部31の表面に冊子等が載って、吸気口32が塞がれてしまうようなときでも、前溝33A及び後溝33Bの長手方向端(この例では、車幅方向外側端)が開放されているため、空気の通路は確保される。その結果、表面に冊子等があっても吸気を安定して行うことができる。
【0035】
また、本実施形態のような前溝33A及び後溝33Bを設ける場合、天面部31の車両前後方向における断面形状は、車両前後方向から荷重が作用すると、変形しやすくなる可能性がある。これに対して、本実施形態では、前溝33A及び後溝33Bに交差する内側壁部36を設けて補強しているので、当該変形を抑制することが可能となる。
【0036】
さらに、枠形状部35の側壁の詳細について説明する。外側壁部38は、内側壁部36に対向して、内側壁部36の車幅方向外側に間隔を空けて配置され、前溝33A及び後溝33Bの車幅方向の中間部に交差している。幅方向壁部37は、内側壁部36の両端と、外側壁部38の両端とを繋ぐように、対をなして車幅方向に延びている。
【0037】
また、複数の吸気口32は、枠形状部35によって囲まれる領域内で、吸気ファン18の真上に対応する領域31aの外側に配置されている。この例では、図2図4に示すように、吸気口32は、車両前後方向で、前溝33Aと後溝33Bとの間の領域内で、吸気ファン18の真上に対応する領域31aの車幅方向外側及び内側の領域にそれぞれ配置されている。
【0038】
天面部31における吸気ファン18の上方に位置する領域31aを、枠形状部35で囲んでいるので、吸気の流れは、枠形状部35の内側に限定される。これにより、カバー部材30の内側に滞留する暖かい空気を、吸気ファン18が吸い込むことが低減され、吸気ファン18は、吸気口32から流入する空気を多く取り入れることができる。その結果、DC/DCコンバータ10の冷却効果を向上させることができる。
【0039】
また、枠形状部35は、内側壁部36の他に、前溝33A及び後溝33Bの長手方向(車幅方向)に交差する外側壁部38を有しているため、車両前後方向から作用する外力による変形の抑制効果を高めることができる。
【0040】
さらに、本実施形態では、吸気ファン18の真上の領域31aには、吸気口32が設けられていないため、吸気の流れは、吸気ファン18に向かって直接流れない。この例では、吸気口32から入り込んだ空気は、上蓋15に向かって流れ、上蓋15に吹き付けられた空気は、天面部31の裏面における吸気ファン18の真上の領域31aに向かって上昇し、その後、吸気ファン18に流入する。本実施形態では、吸気ファン18の上端が上蓋15の上面よりも車両上方に配置されているため、吸気の流れが車両上下方向に流れるため、埃や水の吸気ファン18への侵入を低減することができる。
【0041】
また、本実施形態では、天面部11の裏面には、図4に示すように、複数の傾斜リブ39(リブ)が設けられている。この例では、5本の傾斜リブ39は、互いに間隔を空けて配置され、各傾斜リブ39は、内側壁部36の車幅方向内側から車幅方向内側に向かうに従い車両前方に傾斜している。また、各傾斜リブ39は、内側壁部36の車幅方向内側面に接合されている。当該傾斜リブ39の傾斜角度は、車両前後方向に対して45度をなしている。
【0042】
また、各傾斜リブ39の後端は、車幅方向に延びる幅方向リブ39Aによって連結されている。この例では、各傾斜リブ39と幅方向リブ39Aは、一体的に形成されている。また、幅方向リブ39Aは、前溝33Aの後部に配置された幅方向壁37に連続するように設けられている。
【0043】
上記のように傾斜リブ39を設けることによって内側壁部36を支持し、車両前後方向から作用する荷重による変形を低減させている。リブ構造は、内側壁部36の倒れを低減するためには、車幅方向に設けることが好ましいが、さらに、車両前後方向の荷重に対して、天面部31の剛性を補強するためには、車幅方向に交差して設けることが好ましい。
【0044】
さらに、本実施形態では、上記のように傾斜する傾斜リブ39と幅方向リブ39Aとを設けて、幅方向リブ39Aと、傾斜リブ39と、内側壁部36によって、三角形状を形成している。これにより、内側壁部36の倒れを低減すると共に、天面部31の車両前後方向からの荷重に対して剛性を確保することができる。
【0045】
本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【0046】
上記実施形態では、吸気口32を溝底に設けているが、これに限らない。溝の側壁に設けてもよい。また、上記実施形態では、電気装置をDC/DCコンバータ10について説明しているが、これに限らない。DC/DCコンバータ10よりも小型の電気装置を配置する場合、電気装置の長手方向を、車両前後方向に配置することも可能である。また、当該電気装置は、運転席52または後部座席53の車両下方側に配置することもできる。
【0047】
また、上記実施形態では、内側壁部36は、前溝33Aの車幅方向内側の端部及び後溝33Bの車幅方向内側の端部に設けられているが、これに限らない。内側壁部36を、前溝A及び後溝33Bの車幅方向中間部に交差するように設けてもよい。
【符号の説明】
【0048】
1 車両室内
10 DC/DCコンバータ(電気装置)
11 装置本体
12 コネクタ
13 冷却フィン
15 上蓋
18 吸気ファン
20 固定用ブラケット
21A 前壁
21B 後壁
23A 前内側フランジ部
23B 後内側フランジ部
25A 前側フランジ部
25B 後側フランジ部
30 カバー部材
31 天面部
31a 領域
32 吸気口
33A 前溝
33B 後溝
35 枠形状部
36 内側壁部(側壁部)
37 幅方向壁(縦壁部)
38 外側壁部(対向壁部)
39 傾斜リブ
39A 幅方向リブ
41 フロアパネル
42 フロアトンネル
43 サイドシル
44 前側フロアクロスメンバ
45 前側シートブラケット
46 後側フロアクロスメンバ
47 後側シートブラケット
51 助手席(車両用シート)
52 運転席
53 後部座席
図1
図2
図3
図4
図5
図6