JP2016201520A - 電子制御ユニットの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子制御ユニットへ複数本のワイヤハーネスを接続する場合に適した防水構造を改良する。【解決手段】車両に搭載する電子制御ユニットのケースにワイヤハーネス挿通用の１つの開口を設け、該開口を閉鎖するカバー材の周縁をブチルゴムからなる止水材を介在させて止水すると共に、該カバー材に複数のワイヤハーネス挿通穴を設け、各ワイヤハーネス挿通穴にワイヤハーネスにそれぞれ取り付けたグロメットを嵌着している。【選択図】図１

Description

本発明は電子制御ユニットの防水構造に関し、特に、車両に搭載する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）に接続するワイヤハーネスの挿入部位からの浸水を防止するものである。

雨天時や洗車時に浸水領域となる車両のエンジンルームに搭載する電気接続箱は、ケース自体の開閉部をシールすると共に、該電気接続箱とワイヤハーネスとは防水コネクタを介して接続して防水構造とされている。特に、ＥＣＵにはセンサと接続した多数の信号線を含むワイヤハーネスを接続するため、該ワイヤハーネスとの接続部からＥＣＵ内部への浸水防止を厳重に図る必要がある。

近時、ＨＶ車の電池パックに監視ＥＣＵが搭載され、該監視ＥＣＵで電池部からの電流、電圧、温度を監視し、効率的かつ安全に電池を制御している。該電池パックに搭載する監視ＥＣＵは、雨天時や洗車時には浸水が発生しない領域に配置されているが、震災や台風発生時に電池パックおよび監視ＥＣＵが水没して、監視ＥＣＵによる制御が機能せず、電池パックから発火が生じる恐れがある。よって、水没した状況でも、電池パックの監視ＥＣＵを動作させるために、監視ＥＣＵには高いレベルの防水機能を付与することが要請されている。

ＥＣＵを含め電気接続箱は、前記のように、ロアケースとアッパーケースとをケース結合部に液状シール材を塗布しておいて硬化させてシールする方法が通常採用されている（特開２０１１−８６８１７号公報）。また、前記監視ＥＣＵの全体を防水カバーで覆っている場合もある。
かつ、前記のように、電気接続箱とワイヤハーネスとは防水コネクタを介して接続して、防水対策を施している。

前記液状シール材を一方のケースの結合端面に塗布しておき、他方のケースを結合し、結合後に液状シール材を硬化させる方法では、作業手数がかかると共に硬化時間を必要とする等、組立作業性が悪くなる問題がある。
また、全体を防水カバーで覆う場合は、防水カバーを搭載するスペースが必要となり、かつ、別体の防水カバーを設けると共に防水カバーを取り付ける手数がかかり、コスト高になり、さらに、防水カバーの取付機能をケースに設けておく必要があり、ケース側の構成も複雑となる。
さらに、電気接続箱とワイヤハーネスとを防水コネクタで接続する場合、防水コネクタは高価であるためコスト高になる。かつ、電気接続箱と接続するワイヤハーネスが複数である場合、それぞれ防水コネクタが必要となり、一括して止水構造とすることはできないため、よりコストがかかる問題がある。

従来、特開２００２−１８６１３３号公報で、図５に示す電気接続箱とワイヤハーネスとの接続部位の防水構造が提案されている。該防水構造では、ワイヤハーネス１００をコルゲートチューブ１１０で外装し、電気接続箱１２０の挿通口１２２にゴム製のグロメット１５０を取り付け、該グロメット１５０の貫通穴からなる挿通路の内面にコルゲートチューブ１１０の山谷に嵌合する凹凸部１５５を設けている。

特開２０１１−８６８１７号公報 特開２００２−１８６１３３号公報

前記特許文献２で提案されている電気接続箱の防水構造では、ゴム製のグロメットとコルゲートチューブとを凹凸嵌合することで、ケース内へのワイヤハーネス挿通部位での浸水発生を防止することは可能である。
しかしながら、電線挿通路を囲む内周面に凹凸部を設けた専用品のグロメットを設ける必要があり、コスト高になる。かつ、該グロメットの凹凸部にワイヤハーネスに外装するコルゲートチューブの山谷を正確に嵌合させる必要があり、作業手数がかかる問題もある。
さらに、複数のワイヤハーネスがある場合、各ワイヤハーネス毎に電気接続箱に挿通口を設け、これらケースに設ける複数の挿通口に前記グロメットを取り付け、各グロメットの内周の凹凸面にワイヤハーネスに外装するコルゲートチューブの山谷を正確に凹凸嵌合させる必要がある。そのため、組立時およびメンテナンス時に作業手数がかかると共に、ケースに複数のワイヤハーネス挿通口を設けると、その分、ケースへの浸水可能性が高まる問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、使用する部品として専用品ではなく、汎用品を用いることでコスト高を押さえ、かつ、ＥＣＵへの複数のワイヤハーネスの組み付け及びメンテナスが一括して一度で行えるようにして、作業性を高めることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、車両に搭載する電子制御ユニットのケースにワイヤハーネス挿通用の１つの開口を設け、該開口を閉鎖するカバー材の周縁をブチルゴムからなる止水材を介在させて止水すると共に、該カバー材に複数のワイヤハーネス挿通穴を設け、各ワイヤハーネス挿通穴にワイヤハーネスにそれぞれ取り付けたグロメットを嵌着している電子制御ユニットの防水構造を提供している。

複数本のワイヤハーネスにそれぞれ取り付けるグロメットは、ゴムまたはエラストマーからなる汎用のグロメットであり、ワイヤハーネスを密着して挿通する小径筒部に、外周に車体係止凹部を環状に設けた大径筒部を連続させた構成からなる。

本発明では、電子制御ユニットに接続する複数本のワイヤハーネスを、電子制御ユニットのケースに設けた複数の開口にそれぞれシールして挿通するのではなく、カバー材に複数のワイヤハーネス挿通穴を設け、各ワイヤハーネス挿通穴にワイヤハーネスに取り付けたグロメットを嵌着して通している。該構成とすることで、止水箇所をカバー材とケースの開口周縁にまとめ、該カバー材とケースの開口周縁に連続してブチルゴムを介在させて止水している。このように、止水箇所を連続した１カ所にまとめることにより、止水作業を容易とし、かつ、特許文献２のように特殊なグロメットを用いる必要がなく、前記汎用のグロメットを用いた止水構造にできる。
さらに、カバー材とケース開口周縁とを前記ブチルゴムからなる止水材で確実に止水するため、カバー材を通してケース内部に挿入するワイヤハーネスの端末に接続するコネクタを、高価な防水コネクタではなく、非防水コネクタとすることもでき、この点でもコストアップを抑制できる。

具体的には、前記カバー材は樹脂成型品からなり、前記ワイヤハーネス挿通穴を穿設した閉鎖部を中央に段状に突出させると共に、該閉鎖部の周縁から側壁部を介して平板四角枠からなる外周固着部を設け、該外周固着部の全周に半球状に膨出させた止水材受部を突設し、かつ、前記側壁部は前記外周固着部よりも突出させると共に側壁部の先端に係止部を設け、
押圧力で変形すると共に所要の粘性を有する前記ブチルゴムを連続材として前記止水材受部に嵌合しておき、
前記カバー材の係止部を前記ケースの開口の周縁の内面に係止して、前記開口を前記カバー材で閉鎖した状態で、前記止水材受部とケース表面とで密閉される空間に前記ブチルゴムが隙間なく押し込まれる構成としている。

前記のように、カバー材をケースに取り付ける際の係止力で、ブチルゴムを変形させて密閉空間に押し込めると、ブチルゴムを密閉空間を囲むカバー材の止水部受部の内面とケース表面に隙間なく密着させることができ、ブチルゴムによる止水性能を簡単確実に高めることができる。これにより、カバー材とケースとの間の止水信頼性を高めることができるため、前記のように、グロメットとして汎用グロメットを用いることができると共に、コネクタも非防水コネクタを用いることができ、コスト低減を図ることができる。

前記電子制御ユニットは、ＨＶ車または電気自動車に搭載する電池パックの監視ユニットであり、前記ワイヤハーネスの端末に接続するコネクタを非防水コネクタとしていることが好ましい。
電池パックの監視ユニットが水没して、該監視ユニット内に浸水が発生すると、電子制御が不能となり、電池パックを制御できない問題が発生するが、該監視ユニットとワイヤハーネス接続部位の止水を前記本発明の構成とすると、止水構造が大型化することなく確実に行える。

前記のように、本発明の電子制御ユニットの防水構造では、電子制御ユニットに接続する複数本のワイヤハーネスを挿通する複数のワイヤハーネス挿通穴を１つのカバー材に設け、各ワイヤハーネス挿通穴にワイヤハーネスに取り付けたグロメットを嵌着して通している構成として、止水箇所をカバー材とケースの開口周縁にまとめ、該カバー材とケースの開口周縁に連続してブチルゴムを介在させて止水している。このように、止水箇所を連続した１カ所にまとめることにより、止水作業を容易とすることができる。かつ、カバー材をケースの開口周縁にブチルゴムからなる止水材を用いて確実にシールするため、前記特許文献２のように特殊なグロメットを用いる必要がなく、前記汎用のグロメットを用いることができる。さらに、カバー材とケース開口周縁とを前記ブチルゴムからなる止水材で確実に止水するため、カバー材を通してケース内部に挿入するワイヤハーネスの端末に接続するコネクタを、高価な防水コネクタではなく、非防水コネクタとすることもでき、この点でもコストアップを抑制できる。

本発明の実施形態を示す斜視図である。 （Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部拡大図である。 前記実施形態で用いるグロメットを示す断面図である。 （Ａ）（Ｂ）はカバー材をＥＣＵケースに取り付ける工程を示す断面図である。 従来例を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。
実施形態では、ＨＶ車の後部の電池収容部に収容した電池パック（図示せず）の監視ユニットからなるＥＣＵ１に２本のワイヤハーネス１０（１０Ａ、１０Ｂ）を接続ユニット２を用いて防水仕様で接続している。前記ワイヤハーネス１０の端末に接続する非防水コネクタ１２（図３に示す）をＥＣＵ１に設けたコネクタ嵌合部（図示せず）と嵌合している。

前記接続ユニット２は樹脂製のカバー材３と、該カバー材３に嵌合するグロメット４と、カバー材３をＥＣＵ１のケース１ａに固着する止水材のブチルゴム５で構成している。

カバー材３は略四角形状で、外周固着部３ａの内周縁から側壁部３ｂを突出させて中央部に四角形状の閉鎖部３ｃを設けている。四角枠からなる前記外周固着部３ａは平板状で、その全周の中央部に外向きに半球状に膨出させた止水材受部３ｄを設けている。側壁部３ｂの下部では外周固着部３ａを突出させた位置より前記ＥＣＵのケース１ａの厚み分だけ下方へ突出させ、その下端に係止部３ｅを設け、該係止部３ｅをケース１ａに設けたワイヤハーネス用の四角形状の開口１ｂの周縁下面に係止するようにしている。また、前記閉鎖部３ｃには２個のワイヤハーネス挿通穴３ｈを間隔をあけて設けている。なお、３個以上のグロメットを取り付ける必要があれば、３個以上のワイヤハーネス挿通穴を設ければ良い。

図２に示すように、カバー材３の係止部３ｅをケースの開口１ｂの周縁下面に係止した状態で、外周固着部３ａの下面はケース１ａの上面に接触し、止水材受部３ｄとケース１ａの上面で囲まれた半円状の空間Ｓが全周に沿って形成されるようにしている。

前記止水材として用いるブチルゴム５は、押圧力が負荷されると変形する程度の保形力を有する粘性体からなり、前記空間Ｓに押し込まれた状態とすると、前記空間Ｓの内周面にブチルゴム５の外周面が密嵌して高精度のシール性を発揮できるようにしている。該ブチルゴム５の接着力は０．４Ｎ/ｃｍ^２以上が好ましい。

カバー材３の２個のワイヤハーネス挿通穴３ｈには、汎用品のエラストマー製の前記グロメット４を嵌着している。該グロメット４は、図３に示すように、ワイヤハーネス１０を密着して挿通する小径筒部４ａと、該小径筒部４ａの前端に屈曲して連続させた大径筒部４ｂと、該大径筒部４ｂの厚肉とした開口側の外周面に環状に凹設した係止凹部４ｃを備え、該係止凹部４ｃを挟む先端側壁４ｆを挿入壁としている。該グロメット４の小径筒部４ａから大径筒部４ｂを通して開口４ｅから引き出すワイヤハーネス１０を、小径筒部４ａの端部で粘着テープ７を用いて固着している。

次に、前記部材の組み立て手順について説明する。
まず、グロメット４、４にそれぞれワイヤハーネス１０Ａ、１０Ｂを取り付ける。
グロメット４、４にワイヤハーネス１０Ａ、１０Ｂを通して粘着テープ７で固着した状態で、カバー材３をＥＣＵ１のケース１ａに取付前に、接続ユニット２を組み立てる。

即ち、カバー材３のワイヤハーネス挿通穴３ｈ、３ｈにワイヤハーネスに取り付けたグロメット４、４を嵌着する。その際、まず、グロメット４に通したワイヤハーネス１０をワイヤハーネス挿通穴３ｈに通した後に、グロメット４の先端側壁４ｆをワイヤハーネス挿通穴３ｈに押し込み、係止凹部４ｃにワイヤハーネス挿通穴３ｈの周縁部分を嵌合係止する。

また、カバー材３をＥＣＵ１に取り付ける前に、カバー材３の外周固着部３ａに設けた環状の止水材受部３ｄ内に断面略円形の連続材としたブチルゴム５を４隅で屈曲しながら押し込んで嵌合しておく。該ブチルゴム５は粘性体からなるため止水材受部３ｄに押し込むと、その内周面に粘着し、脱落を防止できる。

前記のように、カバー材３に２本のワイヤハーネス１０Ａ、１０Ｂをワイヤハーネス挿通穴３ｈ、３ｈにグロメット４、４を装着して貫通させておくと共に、外周固着部３ａの止水材受部３ｄに止水材のブチルゴム５を嵌合した状態、即ち、接続ユニット２を組み立てた状態で、カバー材３をＥＣＵ１に取り付けている。

まず、カバー材３をＥＣＵ１のケースの開口１ｂを閉鎖する状態で固着する前に、カバー材３に通したワイヤハーネス１０（１０Ａ、１０Ｂ）を開口１ｂに通してケース１ａの内部に挿入し、これらワイヤハーネス１０の端末に接続したコネクタまたは接続導体（図示せず）をケース１ａの内部の接続相手のコネクタ等に接続する。

その後、図４（Ａ）に示すように、カバー材３の側壁部３ｂをケース１の開口１ｂの周縁に合わせて下端の係止部３ｅの先端係止爪を開口１ｂの端面に押し付けながらケース１ａ内に押し込む。該作業時に、カバー材３の外周固着部３ａでは止水材受部３ｄに嵌合保持しているブチルゴム５を下向きに突出した状態で、外周固着部３ａがケース１ａの表面に押し付けられていく。

図４（Ｂ）に示すように、カバー材３の係止部３ｅが開口１ｂの周縁の下面に係止すると、開口１ｂがカバー材３により完全に閉鎖される。かつ、外周固着部３ａの下面がケース１ａの上面に押し付けられ、止水材受部３ｄとケース１ａの上面とで空間Ｓが密閉され、該空間Ｓ内にブチルゴム５が密嵌し、ブチルゴム５の外周面が空間Ｓを囲む止水材受部３ｄとケース１ａの内面全体に空隙なく密着し、ＥＣＵ１が水没状態でもＥＣＵ１の内部に開口１ｂを通って浸水するのを確実に防止できる高精度のシールとなる。

このように、ＥＣＵ１のケース１ａに設けるワイヤハーネス用の開口１ｂを、ブチルゴム５を用いてカバー材３で確実に閉鎖できる。よって、ワイヤハーネス１０Ａ、１０Ｂの端末に接続して、ＥＣＵ１のケース１ａの内部のコネクタ嵌合部と嵌合するワイヤハーネス端末のコネクタとして、防水コネクタではなく、非防水コネクタ１２を用いることができる。

カバー材３を通してＥＣＵ１に接続しているワイヤハーネス１０（１０Ａ、１０Ｂ）をメンテナンスする必要がある場合、カバー材３をケース１ａから取り外さず、ワイヤハーネス１０に取り付けたグロメット４、４をカバー材３のワイヤハーネス挿通穴３ｈ、３ｈから離脱させて、ワイヤハーネス１０のメンテナンス作業を行うものとしている。

電池パックの監視ユニットからなるＥＣＵ１の防水構造を前記構成とすると、ワイヤハーネス１０を通すための開口１ｂからの浸水を確実に防止でき、震災や台風で水没しても、監視ユニットのＥＣＵ１の機能を維持できる。
かつ、該ＥＣＵ１に接続するワイヤハーネス１０が複数本であっても、１つのカバー材３に複数のワイヤハーネス挿通穴３ｈを設け、グロメット４を取り付けたワイヤハーネスを挿通すればよく、１つのカバー材３をＥＣＵのケース１ａに設けた１つの開口１ｂに被せてブチルゴム５からなる止水材を用いてシールすればよい。即ち、ＥＣＵに接続するワイヤハーネスが複数本であっても、カバー材３で一括してシールするため、防水構造を簡単にできる。

しかも、ワイヤハーネスに装着したグロメットをケース１ａの開口１ｂに直接装着していないため、前記特許文献２のように止水機能を付与した特殊なグロメットとする必要はなく、汎用品のグロメットを用いることができる。かつ、該ＥＣＵ１に接続するワイヤハーネス端末のコネクタとして、高価な防水コネクタではなく、非防水コネクタにでき、コスト低下を図ることができる。よって、本発明の防水構造をコストアップすることなく実施できる。

本発明は前記実施形態に限定されず、電池パックの監視ユニット以外のＥＣＵの防水構造としても好適に用いられる。
また、カバー材の止水材受部に嵌合して取り付けておく止水材として、ブチルゴム以外に、押圧力で変形できる保形性を備えた粘着材であれば用いることができるが、ブチルゴムが各種物性の点から最適である。

１ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
１ａ ケース
１ｂ 開口
２ 接続ユニット
３ カバー材
３ａ 外周固着部
３ｃ 閉鎖部
３ｄ 止水材受部
３ｅ 係止部
３ｈ ワイヤハーネス挿通穴
４ グロメット
５ ブチルゴム
１０（１０Ａ、１０Ｂ） ワイヤハーネス
１２ 非防水コネクタ

Claims (3)

1. 車両に搭載する電子制御ユニットのケースにワイヤハーネス挿通用の１つの開口を設け、該開口を閉鎖するカバー材の周縁をブチルゴムからなる止水材を介在させて止水すると共に、該カバー材に複数のワイヤハーネス挿通穴を設け、各ワイヤハーネス挿通穴にワイヤハーネスにそれぞれ取り付けたグロメットを嵌着している電子制御ユニットの防水構造。
2. 前記カバー材は樹脂成型品からなり、前記複数のワイヤハーネス挿通穴を穿設した閉鎖部を中央に段状に突出させると共に、該閉鎖部の周縁から側壁部を介して平板四角枠からなる外周固着部を設け、該外周固着部の全周に連続した半球状に膨出させた止水材受部を突設し、かつ、前記側壁部は前記外周固着部よりも突出させると共に側壁部の先端に係止部を設け、
   押圧力で変形すると共に所要の粘性を有する前記ブチルゴムを連続材として前記止水材受部に嵌合しておき、
   前記カバー材の係止部を前記ケースの開口の周縁の内面に係止して、前記開口を前記カバー材で閉鎖した状態で、前記止水材受部とケース表面とで密閉される空間に前記ブチルゴムが隙間なく押し込まれる構成としている請求項１に記載の電子制御ユニットの防水構造。
3. 前記電子制御ユニットは、ＨＶ車または電気自動車に搭載する電池パックの監視ユニットであり、前記ワイヤハーネスの端末に接続するコネクタは非防水コネクタである請求項１または請求項２に記載の電子制御ユニットの防水構造。

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