JP2021144876A - ケーブル接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車室外に配置される電気デバイスのコネクタ部とケーブルのコネクタ部の接続部に水が浸入するのを抑制可能なケーブル接続構造を提供する。【解決手段】電力変換ユニット３０と直流ケーブル５１とは、互いのコネクタ６０、７０を嵌合することで接続される。ユニット側コネクタ６０は、コネクタ側筒部６３と、コネクタ側筒部６３に設けられケーブル側コネクタ７０に当接する突き当て部６３ａと、を備える。ケーブル側コネクタ７０は、突き当て部６３ａと当接する受け部７１ａと、受け部７１ａからさらに突出し、径方向において所定の隙間を介してコネクタ側筒部６３を外周側から覆うケーブル側筒部７１ｂと、を備える。コネクタ側筒部６３の外周面、ケーブル側筒部７１ｂの内周面、及び受け部７１ａで区画形成される空間Ｓ１の表面は、撥水性を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、車室外に配置される電気デバイスとケーブルとを接続するケーブル接続構造に関する。

モータの動力で走行するハイブリッド車両、電気自動車などの車両は、通常、モータへ電力を供給するバッテリと、バッテリの電力をモータへ供給する際に電力を変換する電力変換機器（例えば、インバータ）と、を備えている。例えば、特許文献１には、バッテリを車室内に配置し、電力変換機器を車室外のフロアパネル下に配置し、バッテリから延びるケーブル（ＤＣ線）を電力変換機器に接続することが記載されている。

特開２０１８−５２２０９号公報

このように車室外に配置された電気デバイスにケーブルを接続する場合、電気デバイスのコネクタ部とケーブルのコネクタ部の接続部に水が浸入する虞がある。電気デバイスへの内部への水の浸入はシール部材で規制されるが、シール部材よりも大気側のコネクタ部の一部に水が溜まってコネクタ部が錆びる虞あった。

本発明は、車室外に配置される電気デバイスのコネクタ部とケーブルのコネクタ部の接続部に水が浸入するのを抑制可能なケーブル接続構造を提供する。

本発明は、
車室外に配置される電気デバイスとケーブルとを接続するケーブル接続構造であって、
前記電気デバイスと前記ケーブルとは、互いのコネクタ部を嵌合することで接続され、
一方のコネクタ部は、
内筒部と、
前記内筒部に設けられ、他方のコネクタ部に当接する突き当て部と、を備え、
前記他方のコネクタ部は、
前記内筒部を外周側から覆う外筒部と、
前記外筒部の内側に位置し、前記突き当て部と当接する受け部と、を備え、
前記内筒部の外周面、前記外筒部の内周面、及び前記受け部で区画形成される空間の表面は、撥水性を有する。

本発明によれば、車室外に配置される電気デバイスのコネクタ部とケーブルのコネクタ部の接続部に水が浸入するのを抑制できる。

本発明の一実施形態の車両の概略図である。 図１の要部を下方から見た要部拡大図である。 図２のＡ部分の拡大図である。 図３のＢ−Ｂ線の断面図である。 図４のＣ部分の拡大図である。 水の排水作用を説明する説明図である。

＜車両＞
以下、本発明の一実施形態の車両について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとし、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、図面に車両の前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

図１及び図２に示すように、本実施形態の車両１は、前輪２及び後輪３を駆動させるための構成として、前輪２を駆動させる前輪駆動用モータ５と、左側の後輪３を駆動させる左後輪駆動用モータ６Ｌと、右側の後輪３を駆動させる右後輪駆動用モータ６Ｒと、モータ５、６Ｌ、６Ｒに電力を供給するバッテリユニット２０と、バッテリユニット２０の電力をモータ５、６Ｌ、６Ｒに供給する際に電力を変換する電力変換ユニット３０と、を備える。前輪駆動用モータ５は車両前方のエンジンルームに配置され、後輪駆動用モータ６Ｌ、６Ｒは車両後方のフロアパネル１２下に配置されている。

バッテリユニット２０は、平面視で左右方向に長い直方体形状の筐体２１と、筐体２１に収容され、モータ５、６Ｌ、６Ｒに電力を供給する複数の高圧バッテリ２２と、を備える。

電力変換ユニット３０は、平面視で左右方向に長い直方体形状の筐体３１と、筐体３１に収容され、バッテリユニット２０の電力をモータ５、６Ｌ、６Ｒに供給する際に電力を変換する複数のインバータ３２を備える。

図２に示すように、バッテリユニット２０は、車室内に配置され、電力変換ユニット３０は、車室外に配置されている。具体的には、バッテリユニット２０が、フロアパネル１２の車室側に設けられる凹部に収納され、電力変換ユニット３０が、バッテリユニット２０の後方、且つ、フロアパネル１２の下方に配置されている。

＜電力変換ユニットのコネクタ＞
つぎに、電力変換ユニット３０のコネクタについて、図２を参照して説明する。

図３〜図６に示すように、電力変換ユニット３０と他の機器との電気的な接続は、コネクタを介して行われる。電力変換ユニット３０が備えるコネクタには、直流ケーブルコネクタ３４、前部三相ケーブルコネクタ３５、及び後部三相ケーブルコネクタ３６Ｌ、３６Ｒが含まれる。

直流ケーブルコネクタ３４は、直流ケーブル５１を介してバッテリユニット２０に接続され、バッテリユニット２０から供給される直流電力を複数のインバータ３２に入力する。前部三相ケーブルコネクタ３５は、前部三相ケーブル５２を介して前輪駆動用モータ５に接続され、インバータ３２が変換した三相の電力を前輪駆動用モータ５に供給する。後部三相ケーブルコネクタ３６Ｌ、３６Ｒは、一対の後部三相ケーブル５３Ｌ、５３Ｒを介して左右の後輪駆動用モータ６Ｌ、６Ｒに接続され、インバータ３２が変換した三相の電力を左右の後輪駆動用モータ６Ｌ、６Ｒに供給する。

＜ケーブル接続構造＞
以下、直流ケーブル５１のケーブル接続構造について図３〜図６を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、直流ケーブルコネクタ３４をユニット側コネクタ６０と称し、直流ケーブル５１のコネクタをケーブル側コネクタ７０と称する。

図３に示すように、直流ケーブル５１の一端部に設けられたケーブル側コネクタ７０は、電力変換ユニット３０のユニット側コネクタ６０に嵌合する。言い換えると、電力変換ユニット３０と直流ケーブル５１とは、互いのコネクタ６０、７０を嵌合することで電気的に接続される。

図４に示すように、ユニット側コネクタ６０は、ユニット側電気接続部６２を囲むコネクタ側筒部６３と、コネクタ側筒部６３の先端面に設けられ、ケーブル側コネクタ７０に当接する突き当て部６３ａと、を備える。図３に示すように、コネクタ側筒部６３には、周方向の一部に切り欠き部６３ｂが設けられ、この切り欠き部６３ｂからユニット側電気接続部６２に設けられた略三角形状の第１ユニット側固定部６２ａが延設される。また、コネクタ側筒部６３には、切り欠き部６３ｂとは周方向で略反対側に電力変換ユニット３０に締結される第２ユニット側固定部６３ｃが延設される。第２ユニット側固定部６３ｃには、不図示のボルト挿通孔が設けられる。

ボルト挿通孔を貫通するボルト６５が電力変換ユニット３０の筐体３１に締結され、且つ、第１ユニット側固定部６２ａがボルト６９で電力変換ユニット３０の筐体３１に締結されることで、ユニット側コネクタ６０にユニット側電気接続部６２が収容される態様でユニット側コネクタ６０が電力変換ユニット３０に固定される。なお、ユニット側電気接続部６２の詳しい説明は省略するが、ユニット側電気接続部６２は、端子部及び端子支持部を含んで構成される。

図４に示すように、ユニット側電気接続部６２の外周面には、凹溝６２ｂが形成され、凹溝６２ｂに配置されたシールリング６６により、コネクタ側筒部６３とユニット側電気接続部６２との間が封止される。

ユニット側電気接続部６２には、コネクタ側筒部６３の突き当て部６３ａよりも突出したユニット側延出部６２ｃが設けられる。ユニット側延出部６２ｃの外周面には、凹溝６２ｄが形成され、凹溝６２ｄに配置されたシールリング６７により、ケーブル側コネクタ７０が接続された状態においてケーブル側コネクタ７０のケーブル外郭部７１とユニット側延出部６２ｃとの間が封止される。

ケーブル側コネクタ７０は、ケーブル外郭部７１の内周側にケーブル側電気接続部７２が配置される。ケーブル側電気接続部７２は、端子部及び端子支持部を含んで構成され、ケーブル側電気接続部７２の端子部とユニット側電気接続部６２の端子部とが嵌合することで、直流ケーブル５１と電力変換ユニット３０との間で電力を授受可能に構成される。

ケーブル側電気接続部７２とケーブル外郭部７１との間には所定の円環状の隙間が設けられ、この隙間にユニット側電気接続部６２のユニット側延出部６２ｃに嵌合する。ケーブル側電気接続部７２の外周面には、凹部７２ａが設けられ、凹部７２ａに配置されたシールリング６８により、ケーブル側電気接続部７２とユニット側延出部６２ｃの内周面とが封止される。なお、ユニット側延出部６２ｃの外周面とケーブル外郭部７１とは、前述したシールリング６７により封止される。

ケーブル外郭部７１の先端部には、コネクタ側筒部６３の突き当て部６３ａと当接する受け部７１ａと、受け部７１ａからさらに突出し、径方向において所定の空間Ｓ１を介してコネクタ側筒部６３を外周側から覆うケーブル側筒部７１ｂと、を備える。

このように、コネクタ側筒部６３とユニット側電気接続部６２との間はシールリング６６により封止され、ケーブル外郭部７１とユニット側延出部６２ｃとの間はシールリング６７により封止される。そのため、電力変換ユニット３０が車室外に配置された場合でも、水が電力変換ユニット３０や直流ケーブル５１の内部に入り込むことはない。しかしながら、ユニット側電気接続部６２（ユニット側延出部６２ｃ）と、ユニット側電気接続部６２（ユニット側延出部６２ｃ）の外周側に位置するコネクタ側筒部６３及びケーブル外郭部７１との間であって、シールリング６６、６７に挟まれた領域Ｓ２には、コネクタ側筒部６３とケーブル側筒部７１ｂとの間の空間Ｓ１を介して水が浸入することが想定される。

この領域Ｓ２に水が浸入して滞留すると、領域Ｓ２の周辺が錆びる虞がある。そのため、図５に示すように、コネクタ側筒部６３の外周面、ケーブル側筒部７１ｂの内周面、及び受け部７１ａで区画形成される空間Ｓ１の表面は、撥水性を有する。「撥水性」とは、素材表面が水を弾く性質を言い、「撥水性を有する」とは撥水処理が行われていることを意味する。撥水処理に使用される撥水材は、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、等の撥水性材料を含む。

このように、ユニット側電気接続部６２のコネクタ側筒部６３の外周面、ケーブル側コネクタ７０のケーブル側筒部７１ｂの内周面、及びケーブル側コネクタ７０の受け部７１ａで区画形成される空間Ｓ１の表面は、撥水性を有するので、この空間Ｓ１に浸入する水を外に排出することができる。

また、ユニット側電気接続部６２は、コネクタ側筒部６３の外周面に、空間Ｓ１を区画する面から連続して突き当て部６３ａと反対側に延びる露出面６３ｄを備える。露出面６３ｄは、親水性を有する。「親水性」とは、撥水性とは反対に、水をはじかない性質、又は水となじみやすい性質をいい、「親水性を有する」とは親水処理が行われていることを意味する。親水処理に使用される親水材は、例えば、有機系低分子型親水化剤、有機系高分子型親水化剤、無機系コート型親水化剤、等の親水性材料を含む。

このように、ユニット側電気接続部６２のコネクタ側筒部６３の外周面における、空間Ｓ１を区画する面から連続して突き当て部６３ａと反対側に延びる露出面６３ｄが親水性を有するので、空間Ｓ１に浸入する水を空間Ｓ１から遠ざかる方向に引き寄せることができ、空間Ｓ１に浸入する水をより一層抑制できる。

ここで、空間Ｓ１における水の排水作用について図６を参照しながら説明する。
図６の（ａ）に示すように、空間Ｓ１に水滴が浸入した場合、空間Ｓ１を区画形成するユニット側電気接続部６２のコネクタ側筒部６３の外周面、ケーブル側コネクタ７０のケーブル側筒部７１ｂの内周面、及びケーブル側コネクタ７０の受け部７１ａは、撥水性を有する。そのため、図６の（ｂ）に示すように、水滴は空間Ｓ１から外部に引き寄せられる。特に、空間Ｓ１を区画する面から連続して突き当て部６３ａと反対側に延びる露出面６３ｄが親水性を有するので、水滴は露出面６３ｄに吸い寄せられる。

また、露出面６３ｄは、コネクタ側筒部６３から外径側に延びるフランジ部６３ｅを有する。そのため、露出面６３ｄに吸い寄せ集められた水滴は、フランジ部６３ｅに案内されて下方に落下する。

水滴を空間Ｓ１から外部に引き寄せたり、水滴をフランジ部６３ｅから落下させるのを促進するためには、コネクタ６０、７０の間隔を変位させることが考えられる。そのため、直流ケーブル５１は、電力変換ユニット３０に固定される固定部を１つ、又は、電力変換ユニット３０に固定される固定部を備えていないことが好ましい。本実施形態では、直流ケーブル５１は電力変換ユニット３０に固定される固定部を備えていない。そのため、車両の走行時の振動により、積極的に水滴を空間Ｓ１から排出することができる。

なお、直流ケーブル５１は、コネクタ６０、７０から離れた箇所で、電力変換ユニット３０とは異なる部材、例えばフロアパネル１２などにステー等で固定されることが好ましい。本実施形態では、図２に示すように、直流ケーブル５１は、コネクタ６０、７０から離れた箇所で、クロスメンバ１３にステー１４で固定されている。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、前述した実施形態では、直流ケーブル５１の接続構造について説明したが、前部三相ケーブル５２、後部三相ケーブル５３Ｌ、５３Ｒなどの車室外に配置されたケーブルに好適に適用することができる。

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 車室外に配置される電気デバイス（電力変換ユニット３０）とケーブル（直流ケーブル５１）とを接続するケーブル接続構造であって、
前記電気デバイスと前記ケーブルとは、互いのコネクタ部（ユニット側コネクタ６０、ケーブル側コネクタ７０）を嵌合することで接続され、
一方のコネクタ部（ユニット側コネクタ６０）は、
内筒部（コネクタ側筒部６３）と、
前記内筒部に設けられ、他方のコネクタ部（ケーブル側コネクタ７０）に当接する突き当て部（突き当て部６３ａ）と、を備え、
前記他方のコネクタ部は、
前記内筒部を外周側から覆う外筒部（ケーブル側筒部７１ｂ）と、
前記外筒部の内側に位置し、前記突き当て部と当接する受け部（受け部７１ａ）と、を備え、
前記内筒部の外周面、前記外筒部の内周面、及び前記受け部で区画形成される空間（空間Ｓ１）の表面は、撥水性を有する、ケーブル接続構造。

（１）によれば、一方のコネクタ部の内筒部の外周面、他方のコネクタ部の外筒部の内周面、及び他方のコネクタ部の受け部で区画形成される空間の表面は、撥水性を有するので、この空間に浸入する水を外に排出することができる。

（２） （１）に記載のケーブル接続構造であって、
前記一方のコネクタ部は、前記内筒部の前記外周面に、前記空間を区画する面から連続して前記突き当て部と反対側に延びる露出面（露出面６３ｄ）を備え、
前記露出面は、親水性を有する、ケーブル接続構造。

（２）によれば、一方のコネクタ部の内筒部の外周面における、空間を区画する面から連続して突き当て部と反対側に延びる露出面が親水性を有するので、空間に浸入する水を空間から遠ざかる方向に引き寄せることができ、空間に浸入する水をより一層抑制できる。

（３） （２）に記載のケーブル接続構造であって、
前記露出面は、前記内筒部から外径側に延びるフランジ部（フランジ部６３ｅ）を有する、ケーブル接続構造。

（３）によれば、露出面が内筒部から外径側に延びるフランジ部を有するので、露出面に集められた水をフランジ部に案内されて下方に落とすことができる。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載のケーブル接続構造であって、
前記ケーブルは、前記電気デバイスに固定される固定部を１つ備える、又は、前記固定部を備えていない、ケーブル接続構造。

（４）によれば、ケーブルは、デバイスに固定される固定部を１つ備える、又は、固定部を備えていないので、ケーブルの振動により空間から水をより排出しやくなる。

３０ 電力変換ユニット（電気デバイス）
５１ 直流ケーブル（ケーブル）
６０ ユニット側コネクタ（一方のコネクタ部）
６３ａ 突き当て部
６３ｄ 露出面
６３ｅ フランジ部
６３ コネクタ側筒部（内筒部）
７０ ケーブル側コネクタ（他方のコネクタ部）
７１ａ 受け部
７１ｂ ケーブル側筒部（外筒部）
Ｓ１ 空間

Claims (4)

1. 車室外に配置される電気デバイスとケーブルとを接続するケーブル接続構造であって、
   前記電気デバイスと前記ケーブルとは、互いのコネクタ部を嵌合することで接続され、
   一方のコネクタ部は、
   内筒部と、
   前記内筒部に設けられ、他方のコネクタ部に当接する突き当て部と、を備え、
   前記他方のコネクタ部は、
   前記内筒部を外周側から覆う外筒部と、
   前記外筒部の内側に位置し、前記突き当て部と当接する受け部と、を備え、
   前記内筒部の外周面、前記外筒部の内周面、及び前記受け部で区画形成される空間の表面は、撥水性を有する、ケーブル接続構造。
2. 請求項１に記載のケーブル接続構造であって、
   前記一方のコネクタ部は、前記内筒部の前記外周面に、前記空間を区画する面から連続して前記突き当て部と反対側に延びる露出面を備え、
   前記露出面は、親水性を有する、ケーブル接続構造。
3. 請求項２に記載のケーブル接続構造であって、
   前記露出面は、前記内筒部から外周側に延びるフランジ部を有する、ケーブル接続構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のケーブル接続構造であって、
   前記ケーブルは、前記電気デバイスに固定される固定部を１つ備える、又は、前記固定部を備えていない、ケーブル接続構造。

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