JP2014175123A - 電装ケース - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ガスケット部材によるシールが、トレイ部材やカバー部材が板金といった硬質の材質でも容易に対応できる電装ケースを提供する。
【解決手段】本発明の電装ケースは、環状のガスケット部材１９を挟んで締結部材２７ａ，２７ｂで締結される、トレイ部材７の第１フランジ部１１とカバー部材９の第２フランジ部１１の一方のフランジ部に、環状のガスケット部材１９をクリップ部材２３により支持し、他方のフランジ部に、環状のガスケット部材１９と当接するフランジ部分を、相手側のフランジ部から離れる方向へ段差させた段差部２９を形成し、同段差部２９内に環状のガスケット部材１９を収める構造とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載される電装ケースに関する。

電気自動車や電動モータとエンジンとを組み合わせたハイブリッド自動車など電動車両には、駆動用のバッテリユニットが搭載されている。多くのバッテリユニットは、箱形のバッテリケース（電装ケース）に、多数のバッテリモジュール（電装品）を収めた構造が用いられる。具体的には、バッテリモジュールを搭載（支持）した、上部が開口した箱形のトレイ部材に、下部が開口した、箱形のカバー部材を組み付けて、バッテリモジュールを覆う構造が用いられる。

こうしたバッテリユニットの多くは、車体の床下など車体の外部に配置されるため、水密性が求められる。そのため、バッテリケースには、トレイ部材の開口縁部の全周とカバー部材の開口縁部の全周にそれぞれフランジ部を形成し、両フランジ部を環状のガスケット部材を挟んで締結する構造が用いられる。つまり、両フランジ部材で挟み付けられる環状のガスケット部材にて、外部の水がケース内部へ侵入するのを防ぐ。

こうしたケースの水密に用いられるガスケット部材は、特許文献１に開示されているようにトレイ部材に溝を設けその溝にガスケット部材を挿入させることで、バッテリパックのシール効果を発揮している。

特開２０１２−１２４１３１号公報

しかし、この構造は、トレイ部材が板金などの硬質な材質のものでは、トレイ部材に溝を形成することができず、ガスケット部材をうまく取り付けることができない。
そこで、本発明の目的は、ガスケット部材によるシールが、トレイ部材やカバー部材が板金といった硬質の材質にも容易に対応できる電装ケースを提供する。

請求項１に記載の発明は、電装品を収容する箱形の電装ケースであって、電装品を支持するとともに、周回りに第１フランジ部を有するトレイ部材と、第１フランジ部と重なり合う第２フランジ部を周回りに有し、電装品を覆うようにトレイ部材に配置されるカバー部材と、第１フランジ部および第２フランジ部の一方のフランジ部に、クリップ部材により支持された環状のガスケット部材と、第１フランジ部と第２フランジ部とが重なるよう固定する固定部材とを備え、環状のガスケット部材と当接する他方のフランジ部は、環状のガスケット部材を収めるように一方のフランジ部から離れる方向へ段差部を有することとした。

請求項２に記載の発明は、トレイ部材およびカバー部材が、四隅部を有して箱状に形成され、固定部材およびクリップ部材が四隅部に配置されることとした。
請求項３に記載の発明は、第１フランジ部および第２フランジ部の四隅部は円弧形に形成され、環状のガスケット部材の四隅部のフランジ部分に配置されるガスケット部分は、円弧形のフランジ部分に沿って円弧形に配置され、クリップ部材がガスケット部分の円弧形の両端にも配置されることとした。

請求項１の発明によれば、カバー部材、又はトレイ部材の一方に段差部を設け、他方にガスケット部材をクリップで取り付けることで、段差部にガスケット部材を収容することができる。更に、ガスケット部材の外側にも縦壁ができることで剛性を高めることができ、ガスケット部材を潰した反力によるカバー部材の変形を抑制することができ、シール性が向上する。

このようにガスケット部材によりシールした電装ケースは、カバー部材、トレイ部材に溝を設ける必要がないので、板金製のトレイ部材やカバー部材にも容易に対応できる。
請求項２の発明によれば、シール不良の生じやすいトレイ部材やカバー部材の四隅部を十分にシールできる。
請求項３の発明によれば、最少個数のクリップ部材で、ガスケット部材の四隅部を十分にシールできる。

本発明の第１の実施形態に係る電装ケースの外観を示す斜視図。 同電装ケースの主要部分を分解した分解斜視図。 図２中のＡ−Ａ線に沿うステップ形の段差部およびその周辺の断面図。 図２中のステップ形の段差部の一部およびその周辺を拡大して示す斜視図。 図２中の矢視Ｂから見た、環状のガスケット部材のコーナー部（四隅部）におけるクリップ部材の支持位置並びにボルトナット部材の締結位置を示す平面図。 図１中のＣ−Ｃ線に沿うステップ形の段差部およびその周辺の断面図。 本発明の第２の実施形態の要部となるガスケット部材を示す断面図。 同ガスケット部材が押圧され変形したときを示す断面図。

以下、本発明を図１から図６に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、本発明を適用した電装ユニット、例えば電気自動車に搭載される箱形のバッテリユニット１の外観を示し、図２は同バッテリユニット１の箱形のバッテリケース３（本願の電装ケースに相当）を分解した状態を示し、図３〜図６はバッテリケース３の各部を示している。

箱形のバッテリユニット１は、車外である電気自動車の床下に配置されるユニットであるので、水密性が求められる。このため、バッテリユニット１は、図１および図２に示されるような水密構造を有する箱形のバッテリケース３内に、多数のバッテリモジュール５や電流センサ（図示しない）や漏電センサ（図示しない）やコンタクタ（図示しない）などといった電装品を収容して構成される。

このバッテリユニット１のバッテリケース３は、図２に示されるように上部が開口した箱形のトレイ部材７、下部が開口した箱形のカバー部材９を組み合わせた構造が用いられている。
ここではトレイ部材７は、板金製で、底壁８ａ、前後壁８ｂ，８ｃ、左右壁８ｄ、８ｅを有して形成され、上部が開口した箱形をなしている。前後壁８ｂ，８ｃおよび左右壁８ｄ、８ｅで形成される周壁部８の開口縁部の全周からは、外側へ張り出る環状のフランジ部１１（本願の第１のフランジ部に相当）が形成されている。このフランジ部１１のうち、周壁部８の四隅部１０ａ〜１０ｄに配置される各コーナー部分１２ａ〜１２ｄは、円弧形に形成してある。

また周壁部８は、同周壁部８を囲うように配置された枠形の補強部材１４で補強されている。ここでは、例えば補強部材１４は、図３および図６にも示されるように周壁部８やフランジ部１１と向き合うＬ字形の壁（下面壁１４ａと側面壁１４ｂからなる）で枠形に形成した板金部品でなる。側面壁１４ｂの上端から外側に伸びるフランジ１４ｃがトレーのフランジ１１とスポット溶接される。

この補強部材１４の下面壁１４ａの先端部（全周）が、底壁８ａに取着され、トレイ部材７を周壁部８と補強部材１４とがなす角形の閉断面で囲っている。この枠形の閉断面構造によって、トレイ部材７を補強している。ちなみに、側面壁１４ｂの先端部（全周）は、フランジ部１１の幅方向中央の地点に取着してある。この補強されたトレイ部材７の底壁８ａ上に上記電装品（バッテリモジュール５、電流センサ、漏電センサ、コンタクタなど）が搭載（支持）してある。

カバー部材９は、板金製で、図２〜図４および図６に示されるように上壁１６ａ、前後壁１６ｂ，１６ｃ、左右壁１６ｄ、１６ｅ有して形成され、下部が開口した箱形をなしている。前後壁１６ｂ，１６ｃおよび左右壁１６ｄ、１６ｅで形成される周壁部１６の開口縁部の全周からは、外側へ張り出る環状のフランジ部１７（本願の第２のフランジ部に相当）が形成されている。むろんフランジ部１７は、トレイ部材７のフランジ部１１と対となり、コーナー部１３ａ〜１３ｄは円弧形をなしている。

またトレイ部材７のフランジ部１１、カバー部材９のフランジ部１７のうちの一方、ここではフランジ部１１の上面には、環状のガスケット部材１９が設けられている。ガスケット部材１９は、図３に示されるような例えばＥＰＤＭソリッドゴム製の中空の凸形の断面を有する柔軟な部品が用いられている。このガスケット部材１９は、据付座となる平板形の下壁２０ａと、同下壁２０ａの両側から上方に起立して端を円弧状にした円弧形の起立壁２０ｂとを有した断面形状をもち、この断面形状の連続で、環状に形成してある。そして、下壁２０ａと起立壁２０ｂとで囲まれる中空部分２１にて、柔軟性を確保している。

この環状のガスケット部材１９が、図２および図３に示されるようにトレイ部材７の開口縁部（全周）を取り囲むよう、フランジ部１１の全周に渡り配置されている。ここでは、ガスケット部材１９は、フランジ部１１の上面の内周側、ここでは閉断面の配置される地点（フランジ部１１の幅方向中央の地点からトレイ部材７寄りの地点）に、環状に配置されている。このガスケット部材１９の下壁２０ａの全周方向各部には、あらかじめクリップ部材、ここでは樹脂製のピン形のクリップ部材２３が組み付けられている。これらクリップ部材２３の先端に形成されている尖頭部２３ａが、フランジ部１１の各部に設けたクリップ孔２４に挿入され、フランジ部１１の上面にガスケット部材１９を固定（支持）している。ちなみに、四隅部１０ａ〜１０ｄに配置されるガスケット部材１９の各コーナー部２５ａ〜２５ｃ（図２、図５：一部しか図示しない）は、フランジ部１１の円弧形のコーナー１２ａ〜１２ｄの形状に沿って円弧形に形成してある。

トレイ部材７とカバー部材９とは、このガスケット部材１９を挟んで、トレイ部材７のフランジ部１１の締結面をなす上面と、カバー部材９のフランジ部１７の締結面をなす下面とを重ね合わせる。そして、重ねたフランジ部１１，１７の各部を、固定部材(締結部材)、例えばボルトナット部材２７ａ，２７ｂで固定している。
具体的には、図４に示されるようにフランジ部１１の、ガスケット部材１９より外周側となる下面各部に、ナット部材２７ｂを取着し、これらナット部材２７ｂのナット孔２７ｃに合わせてフランジ部１１，１７に、それぞれボルト挿入孔２８を設けた構造で、フランジ部１７側からボルト部材２７ａをナット部材２７ｂへ螺挿することにより、フランジ部１１、１７を締結している。むろん、クリップなどで固定してもよい。この締結により、ガスケット部材１９は、フランジ部１１．１７で押圧、さらにはフランジ部１１の上面やフランジ部１７の下面で変形され、フランジ部１１，１７間をシールする。つまり、挟み付けられる環状のガスケット部材１９にて、外部から水がケース内部へ侵入するのを防ぐ構造にしている。

この構造には、図２〜図４に示されるようにカバー部材９のフランジ部１１のうち、ガスケット部材１９でシールされるフランジ部分を、フランジ部１１の全周に渡り、相手側となるフランジ部１７から離れる方向へ段差させた段差部２９が用いられる。
すなわち、図３、図４および図６に示されるように段差部２９は、フランジ部１１の幅方向の一部を上方へ起立させた段差壁部（縦壁）３０ａと、同段差壁３０ａの上端部からカバー部材９の開口縁部までのフランジ部分を上方へ突き出した平板状の横壁部３０ｂとをもつ環状ステップ形の段差部で形成される。さらに述べれば横壁部３０ｂは、図６に示されるようにガスケット部材１９を、十分なシール性を発揮するつぶれ代Ｓ分、押圧して変形させる地点に配置してある。段差壁部３０ａは、変形（つぶれ）したガスケット部材１９の形状に応じた地点、例えばフランジ部１１の幅方向中央の地点Ｘ（図２、図４）に形成してあり、フランジ部１１上のガスケット部材１９を潰れた状態となるまで収められる構造にしてある。この環状のフランジ部１１の基部側に形成される環状の段差部２９にて、ガスケット部材１９によるフランジ部１１，１７間のシールを行える構造にしている。

詳しくは、フランジ部１７のボルト挿入孔２８から、フランジ部１１のナット孔２７ｃへ螺挿すると、図６に示されるようにガスケット部材１９は、段差部２９内で押圧され、これで、ガスケット部材１９の円弧形の起立壁２０ｂが左右対称的に潰れ、図６中のａ点に示されるように起立壁２０ｂの頂部が横壁部３０ｂの内面と密接する。またガスケット部材１９の下壁２０ａは左右対称的に撓み、下壁部２０ｂの両端部が図６中のｂ点、ｃ点に示されるようにフランジ部１１の上面と密接する。これで、フランジ部１１．１７間から、外部の水が内部に侵入するのを防ぐシール効果、フランジ部１１に形成したクリップ孔２４から、外部の水が内部に侵入するのを防ぐシール効果を発揮する。

つまり、カバー部材９に段差部２９を設け、トレイ部材７にガスケット部材１９をクリップ部材２３で取り付けることで、段差部２９にガスケット部材を収容することができる。更にガスケット部材１９の外側にも縦壁（段差壁部）できることで剛性が高められ、ガスケット部材１９を潰した反力によるカバー部材１９の変形が抑制できるので、シール性が向上する。

したがって、バッテリユニット１（バッテリパック）のシール構造は、カバー部材９、トレイ部材７に溝を設ける必要がないので、板金製といった硬質な材質で形成されたトレイ部材やカバー部材にも容易に対応でき、十分なシール効果を発揮させることができる。
ガスケット部材１９のコーナー部２５ａ〜２５ｄは、シール不良を伴いやすいが（ずれやすいため）、図２に示されるようにフランジ部１１，１７のコーナー部１２ａ〜１２ｄ（四隅部）に、ボルトナット部材２７ａ，２７ｂ、クリップ部材２３を配置して、強固に支持しているから、ガスケット部材１９のコーナー部１２ａ〜１２ｄにおけるずれの発生が抑えられる。つまり、安定したシール効果が約束でき、シール不良の生じやすい四隅部を十分にシールできる。

特に図５に示されるようにクリップ部材２３を、少なくともコーナー部２５ａ〜２５ｄガスケット部材１９のコーナー部２５ａ〜２５ｄの円弧形の端となる地点にそれぞれ配置すると、最少個数のクリップ部材２３で、ガスケット部材１９の四隅部を十分にシールできる。しかも、ボルト挿入孔２８やナット孔２７ｃを、円弧形のコーナー部２５ａ〜２５ｄとフランジ部１１のコーナー部１２ａ〜１２ｄの端との間に配置すると、最少個数のボルトナット部材２７ａ，２７ｂおよびクリップ部材２３で、安定したシール効果を発揮させることができる。加えてボルト挿入孔２８やナット孔２７ｃは、コーナー部１２ａ〜１２ｄの中間に配置したり、クリップ部材２３をコーナー部１２ａ〜１２ｄの頂部にも配置したりすると、一層、優れたシール効果が得られる。

図７および図８は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、ガスケット部材２３を構成する円弧形の起立壁２０ｂの頂部と、同じく下壁２０ａの幅方向両側の下面とに、それぞれ円弧形の突起部３２を形成して、図８に示されるようにガスケット部材２３がフランジ部１１，１７で挟み付けられると、各突起部３２が横壁部３０ｂの下面、フランジ部１１の上面に高い面圧で当たるようにしたものである。このようにすると、一層、高いシール効果が確保できる。

但し、図７および図８において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略した。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述の実施形態では、トレイ部材にガスケット部材を設け、カバー部材に段差部を設ける構造を挙げたが、これに限らず、カバー部材にガスケット部材を設け、トレイ部材に段差部を設ける構造でも構わない。また上述の実施形態では、バッテリユニットのバッテリケースに本発明を適用したが、これに限らず、インバータのケースやＤＣ−ＤＣコンバータのケースや充電器のケースなど、電装品を収める電装ケースであれば、本発明を適用しても構わない。

３ バッテリケース（電装ケース）
５ バッテリモジュール（電装品）
７ トレイ部材
９ カバー部材
１１ トレイ部材のフランジ部（第１フランジ部）
１７ カバー部材のフランジ部（第２フランジ部）
１９ 環状のガスケット部材
２３ クリップ部材
２７ａ，２７ｂ ボルトナット部材（固定部材）
２９ 段差部

Claims (3)

1. 電装品を収容する箱形の電装ケースであって、
   前記電装品を支持するとともに、周回りに第１フランジ部を有するトレイ部材と、
   前記第１フランジ部と重なり合う第２フランジ部を周回りに有し、前記電装品を覆うように前記トレイ部材に配置されるカバー部材と、
   前記第１フランジ部および前記第２フランジ部の一方のフランジ部に、クリップ部材により支持された環状のガスケット部材と、
   前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが重なるよう固定する固定部材とを備え、
   前記環状のガスケット部材と当接する前記他方のフランジ部は、前記環状のガスケット部材を収めるように前記一方のフランジ部から離れる方向へ段差部を有する
   ことを特徴とする電装ケース。
2. 前記トレイ部材および前記カバー部材は、四隅部を有して箱状に形成され、
   前記固定部材および前記クリップ部材は、前記四隅部に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の電装ケース。
3. 前記第１フランジ部および第２フランジ部の前記四隅部は円弧形に形成され、
   前記環状のガスケット部材の前記四隅部のフランジ部分に配置されるガスケット部分は、前記円弧形のフランジ部分に沿って円弧形に配置され、
   前記クリップ部材は、前記ガスケット部分の円弧形の両端にも配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載の電装ケース。

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