JP2014114839A - シール材の保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シール材のシール溝への嵌合作業時に、シール材が部分的にシール溝から飛び出すのを防止できるシール材の保持構造の提供を図る。
【解決手段】シール材１３０に頸部１３２を介して連設した突起１３１が、カバー１２６のシール溝１３３に連通孔１３５を介して連設した突起係留溝１３４に嵌合掛着して、シール材１３０がシール溝１３３から飛び出すのを抑制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、２つの部材の合わせ面間に介装されるシール材の保持構造に関する。

特許文献１には、駐車スペースの路面上に給電部として一次コイルを設け、車両のフロア下面に受電部として二次コイルを設けて、一次コイルから電磁誘導作用により二次コイルに電力供給を受け、該二次コイルによる受電電力で車両に搭載したバッテリを充電するようにした技術が開示されている。

特開２０１０−２２６９４５号公報

給電部と受電部の各々相対する筐体面は、電磁誘導領域であるためその妨げにならないように合成樹脂材で構成される。

具体的には、何れもコイル本体を格納した筐体を、該コイル本体を組付けた金属製のベースと、該ベースの開口部を閉塞した合成樹脂製のカバーとで構成し、ベースの開口部周縁にカバーの周縁部を重合して締結固定して構成している。

ベースとカバーとの重合面間にはシール材を介装して防水，防塵性を確保する必要があり、特に、路面上に露出して設置されて過酷な外部環境に晒される給電部では、より一層シール性が要求される。

上述のシール材は、ベースの開口が大きいため大径のループ状に形成する一方、カバーの周縁部の合わせ面、即ち、シール面にはベースの開口部周縁に沿う環状のシール溝を形成し、この環状のシール溝にループ状のシール材を弾性嵌合して保持させるようにしている。

ところが、上述のようにシール材のループ径およびシール溝の環径が大径であるため、シール材の嵌合作業性が悪く作業が拙劣であるとシール材が部分的にシール溝から飛び出してしまい、これに気付かずにそのままカバーをベースに締結固定することにより、シール不良を誘発する可能性がある。

そこで、本発明はシール材のシール溝への嵌合作業時に、シール材が部分的にシール溝から飛び出すのを防止できてシール不良を誘発するのを回避できるシール材の保持構造を提供するものである。

本発明のシール材の保持構造は、ループ状に形成した弾性材からなるシール材を、相手部材に形成された環状のシール溝に弾性嵌合して保持する構成を基本としている。

そして、前記シール材の所要部位に頸部を介して突起を連設する一方、前記シール溝に連通溝を介して突起係留溝を連設し、前記突起と頸部とを、対応する突起係留溝と連通溝とに嵌合掛着して取付けたことを主要な特徴としている。

本発明によれば、シール材に頸部を介して連設した突起が、シール溝に連通溝を介して連設した突起係留溝に嵌合掛着するので、シール材がシール溝から飛び出し易い部分であっても、これら突起と突起係留溝との嵌合掛着によりシール材の飛び出しを抑制することができる。

これにより、シール材のループ径およびシール溝の環径が大径であっても、シール材のシール溝への嵌合作業に熟練を要することがなく簡単にシール材の組付け作業を行えると共に、シール材をシール溝に整然と保持させることができる。

この結果、シール材がシール溝から部分的に飛び出すことに起因するシール不良を誘発するのを回避できて、品質感および信頼性を高めることができる。

本発明に係るシール材の保持構造を採用した給電部を備えた非接触給電装置を概略的に示す説明図。 給電部の略示的断面説明図。 図２のＡ範囲部の拡大図。 本発明に係る保持構造に用いられるシール材を模式的に展開状態として示す平面説明図。 本発明に係る保持構造の一実施形態におけるシール溝と、シール材と、それらの嵌合掛着状態とを概略的に（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）にて示す平面説明図。 ループ状のシール材を成形する成形型の型面構造の一例を略示的に示す平面説明図。 図６に示す成形型により成形したループ状のシール材の展開状態を略示的に示す斜視説明図。 図７に示したシール材と異なる比較例を示す断面説明図。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１に示す本実施形態の非接触給電装置は、地上側ユニットである給電装置１００と、車両側ユニットである受電装置２００と、を備え、給電スタンド等に配置される給電装置１００から、電気自動車やハイブリッド車に代表される車両１に搭載された受電装置２００に非接触で電力を供給し、車載バッテリ２７を充電するものである。

給電装置１００は、給電スタンド近傍の駐車スペース２に設置した給電部１２を備え、受電装置２００は、車両１を駐車スペース２の所定位置に止めたときに給電部１２に対向するように車両１の底面に配設した受電部２２を備えている。

給電部１２として導電線からなる一次コイルを主体とした送電コイルが用いられ、また、受電部２２として同じく導電線からなる二次コイルを主体とした受電コイルが用いられ、両コイル間における電磁誘導作用により、送電コイル１２から受電コイル２２へ非接触に電力を供給可能としている。

地上側の給電装置１００は、電力制御部１１と、送電コイル１２と、無線通信部１３と、制御部１４と、を備えている。

電力制御部１１は、交流電源３００から送電される交流電力を、高周波の交流電力に変
換し、送電コイル１２に送電するための回路で、整流部１１１と、ＰＦＣ回路１１２と、インバータ１１３と、センサ１１４と、を備えている。整流部１１１は、交流電源３００に電気的に接続され、交流電源３００からの出力交流電力を整流する回路である。ＰＦＣ回路１１２は、整流部１１１からの出力波形を整形することで力率を改善するための回路（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）であり、整流部１１１とインバータ１１３との間に接続されている。

無線通信部１３は、車両１側に設けられた無線通信部２３と双方向に通信を行う。

制御部１４は、給電装置１００全体を制御する部分であり、無線通信部１３，２３間の通信により給電装置１００からの電力供給を開始する旨の信号を車両１側に送信したり、車両１側から給電装置１００からの電力を受給したい旨の信号を受信したりする。

制御部１４は、この他に、センサ１１４の検出電流にもとづいてインバータ１１３のスイッチング制御を行い、送電コイル１２から送電される電力を制御する。また、給電中に異物センサ３からの検出信号にもとづいて、給電停止を行い、あるいは無線通信部１３，２３を通じて車両１側に警告信号を送信する。

異物センサ３として、例えば金属検知コイルが用いられ、給電中に送電コイル１２と受電コイル２２との間に形成される磁場に金属異物が侵入、あるいは介在した場合には、異物検知センサ３の検出電気信号により、制御部１４により直ちに警告あるいは給電停止を促して、金属異物の磁場介在に起因する給電不良等の不具合の発生を未然に防止する。

車両１側の受電装置２００は、受電コイル２２と、無線通信部２３と、充電制御部２４と、整流部２５と、リレー部２６と、バッテリ２７と、インバータ２８と、モータ２９と、通知部３０と、を備えている。

受電コイル２２は、上述のように車両１の底面（シャシ）等で、左右の後輪Ｗ間に設けられ、図外の駐車誘導規制手段により車両１が駐車スペース２の所定位置に誘導，規制されて駐車すると、送電コイル１２の直上に正対し、該送電コイル１２と距離を保って位置づけられる。

整流部２５は、受電コイル２２に接続され、受電コイル２２で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成されている。

リレー部２６は、充電制御部２４の制御によりオンおよびオフが切り換わるリレースイッチを備えている。また、リレー部２６は、リレースイッチをオフにすることで、バッテリ２７を含む強電系と、充電の回路部となる受電コイル２２および整流部２５の弱電系とを切り離す。

バッテリ２７は、複数の二次電池を接続することで構成され、車両１の電力源となる。インバータ２８は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有したＰＷＭ制御回路等の制御回路であって、スイッチング制御信号にもとづいて、バッテリ２７から出力される直流電力を交流電力にし、モータ２９に供給する。モータ２９は、例えば三相の交流電動機により構成され、車両１を駆動させるための駆動源となる。

通知部３０は、警告ランプ、ナビゲーションシステムのディスプレイまたはスピーカ等により構成され、充電制御部２４による制御にもとづいて、ユーザに対して光，画像または音声等を出力する。

充電制御部２４は、バッテリ２７の充電を制御するためのコントローラであり、無線通信部２３、通知部３０、リレー部２６等を制御する。充電制御部２４は、充電を開始する旨の信号を、無線通信部２３，１３の通信により制御部１４に送信する。また、充電制御部２４は、車両１の全体を制御する図外のコントローラとＣＡＮ通信網で接続されている。このコントローラは、インバータ２８のスイッチング制御や、バッテリ２７の充電状態（ＳＯＣ）を管理する。そして、充電制御部２４は、このコントローラにより、バッテリ２７の充電状態にもとづいて満充電に達した場合に、充電を終了する旨の信号を制御部１４に送信する。

従って、本実施形態の非接触給電装置では、送電コイル１２と受電コイル２２との間で、電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力の送電および受電を行う。言い換えると、送電コイル１２に電圧が加わると、送電コイル１２と受電コイル２２との間には磁気的な結合が生じ、送電コイル１２から受電コイル２２へ電力が供給される。

ここで、上述の送電コイル１２と受電コイル２２の各々相対する筐体面は、電磁誘導域であるためその妨げにならないように合成樹脂材で構成される。

図２，図３は、上述の駐車スペース２の路面上に設置される送電コイル１２を示している。

この送電コイル１２は、コイル本体１２１を筐体１２３で覆った構成としている。筐体１２３はその下面側を構成する金属製のベース１２４と、上面側を構成する合成樹脂製のカバー１２６とで構成され、コイル本体１２１はベース１２４に絶縁基板１２２を介して定置してある。

ベース１２４は略トレイ状に形成してあり、その開口部の周縁にはカバー定置部１２５を有段成形してある。

そして、カバー１２６の周縁部をこのカバー定置部１２５上に重合して定置した状態で、該カバー定置部１２５の裏側の複数ヶ所で締結手段により締結固定している。

図３に示す例では、締結手段としてカバー１２６の厚み内に埋設されてカバー１２６の裏面側に開口したナット部材１２８と、カバー定置部１２５に設けた取付孔１２５ａに裏面側から挿通してナット部材１２８に螺合締結したボルト１２７と、を用いている。

ナット部材１２８は、カバー１２６の板厚相当の高さを有して、該カバー１２６の表，裏面と面一に整合して埋設してあり、その上端側はねじ孔を閉止した所謂盲ナットとして構成している。

また、ナット部材１２８は、その胴部外周に環状溝を形成してあって、カバー１２６へのインサート成形により、樹脂材がこの環状溝に入り込んで有機的な結合状態が得られるようにしている。

カバー定置部１２５の外周部はカバー１２６の厚み相当の高さで立上がって形成して、該カバー１２６の周側を囲繞しており、この外周部の立上がった連設部分には、溝底に水抜孔１２９ａを設けた排水溝１２９を形成してある。

上述のカバー定置部１２５とカバー１２６の周縁部とを重合した合わせ面には、ボルト１２７とナット部材１２８とによる締結部よりも内周側の位置にシール部材１３０を介装して、筐体１２３の内，外をシールするようにしている。

シール材１３０は、天然ゴム，合成ゴム，合成樹脂等の弾性材からなる、例えば、円形断面のループ状に形成してあって、相手部材である前記カバー１２６の裏面に形成した環状のシール溝１３３に弾性嵌合して保持してある。

シール材１３０の所要部位には、図４，図５に示すように頸部１３２を介して、例えば、球状の突起１３１を複数連設してある。

一方、前記シール溝１３３の所要部位には、上述の突起１３１に対応して連通溝１３５を介して、例えば、平面菱形の突起係留溝１３４を複数連設してある。

そして、シール材１３０の一般部をシール溝１３３に弾性嵌合すると共に、シール材１３０の突起１３１と頸部１３２とを、対応するシール溝１３３の突起係留溝１３４と連通溝１３５とに弾性的に嵌合掛着して取付けてある。

突起１３１の頸部１３２の長さａは、突起係留溝１３４の連通溝１３５の長さｂよりも短く（ａ＜ｂ）形成してあって、この頸部１３２を図５（ｃ）に示すように牽引伸長した状態で突起１３１を突起係留溝１３４に弾性的に嵌合掛着してある。

また、これら突起１３１と頸部１３２、および突起係留溝１３４と連通溝１３５は、シール材１３０によって封止される領域側、即ち、本実施形態ではシール材１３０のループの内周側、およびシール溝１３３の環状の内側に設定してある。

以上の構成からなる本実施形態のシール材の保持構造によれば、シール材１３０の頸部１３２を介して連設した突起１３１が、シール溝１３３に連通溝１３５を介して連設した突起係留溝１３４に嵌合係着するので、シール材１３０がシール溝１３３から飛び出し易い部分であっても、これら突起１３１と突起係留溝１３４との嵌合掛着によりシール材１３０の飛び出しを抑制することができる。

これにより、シール材１３０のループ径およびシール溝１３３の環径が大径であっても、シール材１３０のシール溝１３３への嵌合作業に熟練を要することがなく簡単にシール材１３０の組付け作業を行えると共に、シール材１３０をシール溝１３３に整然と保持させることができる。

この結果、シール材１３０がシール溝１３３から部分的に飛び出すことに起因するシール不良を誘発するのを回避できる。

従って、本実施形態のように非接触給電装置における送電コイル１２のベース１２４とカバー１２６の周縁部相互の合わせ面間に介装されるシール材１３０のように、そのループ径および対応するシール溝１３３の環径が大径となり、しかも、使用条件が路面上で過酷な外部環境に晒される場合であっても、筐体１２３内のシール性を確保して品質感および信頼性を高めることができる。

また、本実施形態では上述のシール材１３０の突起１３１の頸部１３２を、シール溝１３３の突起係留溝１３４の連通溝１３５よりも長さを短く設定していて、該頸部１３２を牽引伸長した状態で突起１３１を突起係留溝１３４に嵌合係着している。

これにより、頸部１３２の牽引反力で突起１３１の付け根部分が、突起係留溝１３４の連設側の溝面に圧接する一方、シール材１３０の頸部１３２を連設した部分が、シール溝１３３の連通溝１３５を連設した部分の両側溝面に圧接する。

この結果、ベース１２４とカバー１２６との組付工程で、シール材１３０をカバー１２６のシール溝１３３に弾性嵌合してサブアッセンブリした状態での放置時間が多少長くなった場合でも、突起１３１が突起係留溝１３４から外れることはなく、シール材１３０をシール溝１３３により確実に保持することができる。

そして、突起１３１と頸部１３２、および突起係留溝１３４と連通溝１３５は、ベース１２４とカバー１２６との合わせ面でシール材１３０により封止される領域側となる、シール材１３０の内周側、およびシール溝１３３の環状の内側に設定している。

これにより、突起１３１と頸部１３２と、突起係留溝１３４と連通溝１３５との嵌合掛着部分に隙間が生じていても、これはシール材１３０による封止領域内となるため、防水性に些かも支障を来すことはない。

ここで、上述のシール材１３０を成形型でループ状に成形する場合、相手部材であるカバー１２６の周縁部裏面に大径の略矩形環状に形成されたシール溝１３３に整合するように、該シール材１３０を大径の略矩形ループ状に型成形することが慣用的な手段として想定される。

しかし、この場合、成形型の型面積がカバー１２６の外形に匹敵するほど大きくなって、成形型の大型化，その設置占有スペースの増大化、およびそれらに起因するコストアップが余儀なくされてしまう。

そこで、図６に示すようにシール材１３０を、ループ形状を細く窄めた状態で例えば渦巻状に型成形可能なように、成形型１４０の型面にこの細く窄められたループを渦巻状にした成形溝１４１を設けることによって、該成形型１４１の小型化を実現することが可能となる。

ところが、_{成型されたシール材の形状は、外力が加えられない状態では型成型時の形状と同じになるため、}シール材１３０をそのループ形状を細く窄めた状態で型成形すると、シール材１３０の細く窄められたループ端部１３０Ｒが曲率の大きな半円状にくせ付けされてしまうことから、窄められたループを広く展開すると図７に示すようにループ端部１３０Ｒが浮き上がる傾向となる。

従って、これを上述のカバー１２６のシール溝１３３に弾性嵌合すると、ループ端部１３０Ｒがシール溝１３３から飛び出してしまうことになる。

このループ端部１３０Ｒのシール溝１３３からの飛び出しを回避するために、図８の比較例に示すように、シール材１３０Ａを帯板状に縦長断面に形成する一方、カバー１２６Ａのシール溝１３３Ａを深く形成して、両者の嵌合摩擦力が高まるようにすることが考えられる。

しかし、これではシール材１３０Ａの資材増量が伴うばかりでなく、カバー１２６Ａの板厚増大が伴ってコスト的に不利となってしまう。

そこで、本実施形態では、上述のようにシール材１３０をそのループ形状を細く窄めた状態で型成形する場合に、この細く窄められたループ端部１３０Ｒの領域に、上述の突起１３１と頸部１３２を形成するようにしている。

これにより、シール材１３０を汎用の円形断面の線条に形成してあっても、ループ端部１３０Ｒは突起１３１と頸部１３２が、対応するカバー１２６のシール溝１３３の突起係
留溝１３４と連通溝１３５に嵌合掛着することにより該シール溝１３３からの飛び出しが抑制される。

従って、図６に示すようにシール材１３０の成形型１４０を小型化することが可能で、コスト的に有利に得ることができる。

なお、前記実施形態では非接触給電システムにおける送電コイル１２のベース１２４とカバー１２６との合わせ面のシール構造に本発明を適用して詳述したが、これに限定されるものではなく、受電コイル２２のベースとカバーとの合わせ面のシール構造に適用できる他、一対の部材間を環状にシールする構造の全般に適用することができる。

１２３…筐体
１２４…ベース
１２６…カバー（相手部材）
１３０…シール材
１３０Ｒ…窄められたループ端部
１３１…突起
１３２…頸部
１３３…シール溝
１３４…突起係留溝
１３５…連通溝
１４０…成形型
１４１…成形溝

Claims (4)

1. ループ状に形成された弾性材からなるシール材を、相手部材に形成された環状のシール溝に弾性嵌合して保持した構造であって、
   前記シール材の所要部位に頸部を介して突起を連設する一方、前記シール溝に連通溝を介して突起係留溝を連設し、前記突起と頸部とを、対応する突起係留溝と連通溝とに嵌合掛着して取付けたことを特徴とするシール材の保持構造。
2. 前記突起の頸部は、前記突起係留溝の連通溝よりも長さを短く形成してあって、該頸部を牽引伸長した状態で前記突起を前記突起係留溝に嵌合掛着したことを特徴とする請求項１に記載のシール材の保持構造。
3. 前記突起と頸部、および前記突起係留溝と連通溝は、前記シール材によって封止される領域側に設定したことを特徴とする請求項１または２に記載のシール材の保持構造。
4. 前記シール材は、ループを細く窄めた状態で型成形してあって、前記突起と頸部を、細く窄められたループの端部領域に形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のシール材の保持構造。

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