JP5648032B2 - 車両の接続部保護構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の接続部保護構造に関し、特に、駆動源と電力授受可能に接続される電力装置に対して、該電力装置の電力を外部に給電及び/又は該電力装置に電力を外部から充電可能な接続部を備えた車両の接続部保護構造に関する。
エンジンコンパートメント内にエンジンと電動機とを備えたハイブリッド車両において、フロントフェイスに低電圧用充電・給電部(接続部)が、リアバンパに高電圧充電・給電部(接続部)がそれぞれ設けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−213789号公報
ところで、接続部を荷室内に配置するような構成においては、荷室内に水が浸入した場合でも接続部が冠水しないように保護することが求められる。特許文献1に記載のハイブリッド車両では、低電圧用充電・給電部及び高電圧用充電・給電部の防水については考慮されていない。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷室内に水が浸入した場合でも、荷室内に配置される接続部が冠水しないように接続部を保護することができる車両の接続部保護構造を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、
車両の車輪(例えば、後述の実施形態における前輪3)と動力伝達可能に接続される駆動源(例えば、後述の実施形態における電動機2)と、
前記駆動源と電力授受可能に接続される電力装置(例えば、後述の実施形態におけるバッテリーユニット31)と、
前記車両の荷室(例えば、後述の実施形態における荷室S)内に配置されるとともに、前記電力装置と電力授受可能に接続され、前記電力装置の電力を外部に給電及び/又は前記電力装置に電力を外部から充電可能な接続部(例えば、後述の実施形態における給電コネクタ60)と、
を備える車両の接続部保護構造であって、
前記荷室は、開閉可能なフロアボード(例えば、後述の実施形態におけるフロアボード50)によって第1荷室(例えば、後述の実施形態における第1荷室S1)と、該第1荷室の鉛直方向下方に設けられた第2荷室(例えば、後述の実施形態における第2荷室S2)に区画され、
前記電力装置は、前記第1荷室に配置され、
前記接続部は、前記第2荷室に形成された凹部(例えば、後述の実施形態におけるタイヤパン16)内に配置され、
前記凹部には、前記第2荷室内に浸入した水を排水するための排水手段(例えば、後述の実施形態におけるドレンバルブ80)が配置され、
前記接続部は、前記凹部の前方の周縁(例えば、後述の実施形態における周縁16a)と前記排水手段とを結ぶ面(例えば、後述の実施形態における排水ラインL)よりも鉛直方向上方に配置され
前記車両の前後方向において前方より前記凹部の前方の周縁、前記接続部、前記排水手段の順に並ぶように配置され、
前記接続部は、前方から後方に向かって下方に傾斜することを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1の構成に加えて、
前記接続部は、該接続部の底面が前記凹部の周縁と前記排水手段とを結ぶ前記面よりも鉛直方向上方に離間するように配置されることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1又は2の構成に加えて、
前記排水手段は、前記凹部の車室内部と車室外部とを連通する中空部(例えば、後述の実施形態における中空部81)を有して形成され、
前記凹部の外面には、前記車両の車幅方向に延在する車幅方向部材(例えば、後述の実
施形態におけるクロスメンバ82)が設けられており、
前記車幅方向部材と前記排水手段とは、鉛直方向視でオーバーラップして配置されることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項の構成に加えて、
前記車幅方向部材は、鉛直方向上方に向けて開口して形成され、
前記開口(例えば、後述の実施形態における開口部82a)の前記車両の前後方向の長さ(例えば、後述の実施形態におけるLa)は、前記排水手段の前記前後方向の長さ(例えば、後述の実施形態におけるLb)よりも長く形成され、
前記開口は、前記排水手段を覆って配置されることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項またはの構成に加えて、
前記中空部は、前記凹部の車室内側に開口する荷室内開口(例えば、後述の実施形態における荷室内開口81a)よりも、前記凹部の車室外側に開口する荷室外開口(例えば、後述の実施形態における荷室外開口81b)の方が小さくなるように形成されることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1からのいずれかの構成に加えて、
前記電力装置と前記接続部との電力伝達経路上に、接続及び遮断を切り替えることにより、前記電力装置と前記接続部との電力供給状態を制御する電力制御部(例えば、後述の実施形態におけるコンタクタボード)が配置され、
前記電力制御部は、ケース(例えば、後述の実施形態におけるケース42)に収容された状態で、前記凹部内に配置され、
前記ケースは、前記電力制御部を収容可能な容器部(例えば、後述の実施形態における容器部43)と、前記容器部の開放及び封鎖を切替可能な蓋部(例えば、後述の実施形態における蓋部44)と、を含み、
前記容器部と前記蓋部との接触面(例えば、後述の実施形態における接触面C)は、前記凹部の周縁と前記排水手段とを結ぶ面よりも鉛直方向上方に配置されることを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1からのいずれかの構成に加えて、
前記排水手段は、前記凹部の底面(例えば、後述の実施形態における底面16b)に配置されることを特徴とする。
請求項1及び2の発明によれば、荷室内に水が浸入した状態で車両が傾いたり、若しくは、加減速や旋回Gによって浸水した水の水面が動いても、凹部の周縁、若しくは、排水手段から排水されるので、浸入した水で凹部が冠水することを防止することができる。また、凹部の周縁と排水手段とを結ぶ面よりも鉛直方向上方に接続部が配置されることから、凹部に水が溜まっても接続部が冠水することを防止することができる。
請求項の発明によれば、常時連通する排水手段の凹部の外部には、車幅方向部材が配置されるので、車幅方向部材によって車両走行中に、排水手段が被水することを防止することができ、排水手段から水が浸入して接続部が冠水することを防止することができる。
請求項の発明によれば、排水手段は、車幅方向部材の開口によって覆われるので、鉛直方向視でオーバーラップして配置されるだけの場合に比べて、車幅方向部材の開口によって排水手段を覆うことができ、排水手段から水が浸入するのをより確実に防止することができる。
請求項の発明によれば、排水手段が凹部の内部と外部とを常時連通するものの、荷室外開口は小さく形成されるので、凹部の内部から外部への水は流れやすく、凹部の外部から内部への水が入り難くなるので、接続部の冠水をより防止することができる。
請求項の発明によれば、電力制御部を収容する容器部と、その蓋部との接触面は凹部の周縁と前記排水手段とを結ぶ面よりも鉛直方向上方に配置されるので、該面よりも鉛直方向下方にコンタクタボードが配置されても、防水性能を維持することができる。
請求項の発明によれば、凹部の側面に配置される場合に比べて、より排水性能を向上させることができる。
本実施形態の車両の概略側面図である。 本実施形態の車両後部の概略断面図である。 フロアボードを取り外した状態で示す荷室内の上面図である。 図3からバッテリーユニットを取り外した状態を示す上面図である。 図2のV−V線に沿った概略断面図である。 給電コネクタの保護構造を説明するための要部斜視図である。 図2のVII部拡大断面図である。
以下、本発明の車両の接続部保護構造に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の車両1は、駆動源としての電動機2を備え、動力伝達可能に接続された駆動輪である前輪3に駆動力を伝達する。なお、本発明の車両1は、駆動源として電動機2のみを備えた電気自動車であってもよいし、駆動源として、エンジンと電動機2の両方を備えたハイブリッド車両であってもよい。
また、図1及び図2に示すように、後部座席11のシートバック12の後部に設けられた荷室Sには、電力ケーブル13を介して電動機2と接続される電装部品ユニット30が設けられている。荷室Sは、後部座席11の後方で、開口部としてのトランクリッド14によって、車両11の外側と連通及び遮断可能な空間であり、本実施形態では、後部座席11の後端部11aと、フロアパネル15、下方に凹む凹部としてのタイヤパン16、車両の上部を形成するルーフ部材17、リヤウィンドウガラス18、トランクリッド14、左右の側壁部19、20又は後輪4を覆うべく車内側に膨出するホイールハウス21、22などによって画成されている(図2及び図3参照)。
電装部品ユニット30は、電動機2と電力授受可能に接続される電力装置としてのバッテリーユニット31と、バッテリーユニット31の入出力電力を制御する電力制御ブロック32と、バッテリーユニット31と電力制御ブロック32とを電気的に接続する配電ブロック33と、を備える。
電力制御ブロック32は、バッテリーユニット31の上部に配置され、電動機2を制御するインバータ(図示せず)や、バッテリーユニット31と電動機2との間で電圧を変換するDC−DCコンバータ(図示せず)等を備える。
配電ブロック33は、バッテリーユニット31及び電力制御ブロック32の前方に設けられており、電力ケーブル13を介して電動機2に接続されるとともに、接続端子(図示せず)や接続ケーブル23等を介してバッテリーユニット31及び電力制御ブロック32に接続される。
また、図3に示すように、電装部品ユニット30は、車両1の左右方向に延在するIPUメインフレーム34と、車両前後方向に延在する左右のIPUサブフレーム35、36と、を介して、車両1に支持されている。図4に示すように、IPUメインフレーム34は、タイヤパン16の左右側縁がそれぞれ接続されて、車両前後方向に延在する左右のサイドフレーム24,25に固定されており、タイヤパン16内を通過するように左右に掛け渡されている。また、IPUサブフレーム35,36は、後端部がIPUメインフレーム34に固定される一方、前端部がフロアパネル15に対して左右方向に接続されたクロスメンバ26に固定されている。バッテリーユニット31は、その下部がIPUサブフレーム35,36、及びIPUサブフレーム35,36によって支持されるサポート38に取り付けられており、従って、バッテリーユニット31は、IPUメインフレーム34及びIPUサブフレーム35,36によって、クロスメンバ26とサイドフレーム24,25に支持されている。
また、クロスメンバ26とサイドフレーム24,25には、電装部品ユニット30を囲うように複数の梁部材を接続することによって構成されたユニット保持枠37が取り付けられている(図2参照)。
また、本実施形態の車両1では、バッテリーユニット31より後方で荷室Sに載置されて、一端側がバッテリーユニット31と接触または近接対向し、且つ、車両1の前後方向に延びる前後方向鉛直平面P(図5参照)と交差するように配置される仕切部材としてのフロアボード50が設けられている。これにより、フロアボード50は、荷室Sを鉛直方向に仕切り、トランクリッド14が臨む、荷物を出し入れするための第1荷室S1と、フロアボード50より下方の第2荷室S2とに分割される。
さらに、第2荷室S2を形成するタイヤパン16内には、バッテリーユニット31と電力授受可能に接続され、バッテリーユニット31の電力を外部に給電するための給電コネクタ60が設けられている。給電コネクタ60は、高圧ケーブル41を介して配電ブロック33に接続されている。
図4〜図6に示すように、給電コネクタ60は、コネクタブラケット61及び補強プレート62を用いて、サイドフレーム24とIPUメインフレーム34に支持されている。具体的に、コネクタブラケット61の右端部は、補強プレート62とボルト締結されており、この補強プレート62がサイドフレーム24の側面にボルト締結されることで、コネクタブラケット61が補強プレート62を介してサイドフレーム24に支持される。また、コネクタブラケット61の前端部は、IPUメインフレーム34に接合されて下方に延在する補助プレート63に接合されており、コネクタブラケット61が、補助プレート63を介してIPUメインフレーム34に支持される。従って、給電コネクタ60は、サイドフレーム24とIPUメインフレーム34によって形成されるコーナー部分で、サイドフレーム24とIPUメインフレーム34に強固に固定される。
また、コネクタブラケット61は、板状部材を折り曲げ加工することで形成されており、コネクタブラケット61の給電コネクタ取付面61aは、図2及び図5に示すように、給電コネクタ60が指向する方向L1が、車両1の前後方向鉛直平面Pと平行で、且つ、トランクリッド14を向くようにして、サイドフレーム24とIPUメインフレーム34に支持される。これにより、第2荷室S2が開放されるようにフロアボード50を開いた状態で、給電コネクタ60への給電ガン70の脱着作業を確実に行うことができ、給電コネクタ60が破損するのを防止することができる。
また、図2に戻って、バッテリーユニット31と給電コネクタ60との電力伝達経路となる高圧ケーブル41の途中には、接続及び遮断を切り替えることにより、バッテリーユニット31と給電コネクタ60との電力供給状態を制御する電力制御部としてのコンタクタボード(図示せず)が設けられている。
コンタクタボードは、図5に示すように、ケース42に収容された状態で、タイヤパン16内に配置される。ケース42は、コンタクタボードを収容可能な容器部43と、容器部43の開放及び封鎖を切替可能な蓋部44と、を備える。そして、図4にも示すように、ケース42は、蓋部44に取り付けられた懸架プレート45をフロアパネル15とIPUメインフレーム34とに掛け渡すことで、タイヤパン16の壁面から離間した状態で、IPUメインフレーム34に対して前方のタイヤパン16内に収容される。
蓋部44は、懸架プレート45に締結固定された状態でIPUサブフレーム35,36と干渉しないように、左右方向両側部が懸架プレート45との取付け部分に対して下方となるように屈曲して形成されている。また、ケース42は、その左右側面がIPUサブフレーム35,36の外側面よりも左右方向において内側となるような大きさに形成されている。そして、ケース42と給電コネクタ60とは、車両1の前後方向視で互いにオフセットして配置されている。
また、図4に示すように、ケース42に対して給電コネクタ側の上流側高圧ケーブル41aは、ケース42の側面に接続され、また、配電ブロック33側の下流側高圧ケーブル41bは、ケース42の前面に接続されている。
また、図2及び図3に示すように、フロアボード50の鉛直方向よりも下方の第2荷室S2、即ち、IPUメインフレーム34に対して車両の前後方向後方のタイヤパン16内で、給電コネクタ60が配置されている以外のスペースには、フロアボックス75が配置されている。このフロアボックス75には、パンク修理キット(図示せず)や充電ガン(図示せず)などを収容するための収容凹部76,77が形成されている。
また、図2及び図7に示すように、タイヤパン16の底面16bの中央位置に形成された孔部16cには、荷室S内に浸入した水を排水するための排水手段としてのドレンバルブ80が取り付けられている。ドレンバルブ80は、ゴムなどの弾性材料からなり、タイヤパン16の車室内部と車室外部とを連通する中空部81を有して形成される。中空部81は、タイヤパン16の車室内側に開口する荷室内開口81aよりも、タイヤパン16の車室外側に開口する荷室外開口81bの方が小さくなるように形成される。
また、タイヤパン16の底部16bの車室外面には、車両1の車幅方向に延在する車幅方向部材としてのクロスメンバ82が設けられている。クロスメンバ82は、鉛直方向上方に向けて開口するように、断面略U字形に形成され、クロスメンバ82の開口部82aの車両の前後方向の長さLaは、ドレンバルブ80の前後方向の長さLbよりも長く、開口部82aは、ドレンバルブ80を覆うように配置される。
従って、図2及び図5からわかるように、クロスメンバ82とドレンバルブ80とは、鉛直方向視でオーバーラップして配置される。
また、コネクタブラケット61の給電コネクタ取付面61aに取り付けられた給電コネクタ60は、タイヤパン16の周縁16aとドレンバルブ80とを結ぶ面である排水ラインLよりも鉛直方向上方に配置される。即ち、図2に示すように、車両前傾時の排水ラインLf、車両後傾時の排水ラインLr、車両左傾時の排水ラインLl、車両右傾時の排水ラインLrよりも鉛直方向上方に配置される。従って、タイヤパン16に水が溜まった状態で車両1が傾いたり、若しくは、タイヤパン16に水が溜まった状態で加減速や旋回Gが加わっても給電コネクタ60が冠水することを防止することができる。
さらに、コンタクタボードのケース42は、容器部43と蓋部44との接触面Cが、タイヤパン16の周縁16aとドレンバルブ80とを結ぶ排水ラインLよりも鉛直方向上方となるように配置される。従って、タイヤパン16に水が溜まった状態で車両1が傾いたり、若しくは、タイヤパン16に水が溜まった状態で加減速や旋回Gが加わっても、接触面Cからのケース42内への水の浸入を防止することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る車両1の接続部保護構造によれば、車両1の前輪と動力伝達可能に接続される電動機と、電動機と電力授受可能に接続されるバッテリーユニット31と、車両1の荷室S内に配置されるとともに、バッテリーユニット31と電力授受可能に接続され、バッテリーユニット31の電力を外部に給電可能な給電コネクタ60と、を備える。そして、給電コネクタ60は、荷室Sに形成されたタイヤパン16内に配置され、タイヤパン16には、荷室S内に浸入した水を排水するためのドレンバルブ80が配置され、給電コネクタ60は、タイヤパン16の周縁16aとドレンバルブ80とを結ぶ排水ラインLよりも鉛直方向上方に配置される。これにより、荷室S内に水が浸入した状態で車両1が傾いたり、若しくは、加減速や旋回Gによって浸水した水の水面が動いても、タイヤパン16の周縁16a、若しくは、ドレンバルブ80から排水されるので、浸入した水でタイヤパン16が冠水することを防止することができる。また、タイヤパン16の周縁16aとドレンバルブ80とを結ぶ排水ラインLよりも鉛直方向上方に給電コネクタ60が配置されることから、タイヤパン16に水が溜まっても給電コネクタ60が冠水することを防止することができる。
また、ドレンバルブ80は、タイヤパン16の車室内部と車室外部とを連通する中空部81を有して形成され、タイヤパン16の外面には、車両の車幅方向に延在するクロスメンバ82が設けられており、クロスメンバ82とドレンバルブ80とは、鉛直方向視でオーバーラップして配置される。これにより、クロスメンバ82によって車両走行中に、ドレンバルブ80が被水することを防止することができ、ドレンバルブ80から水が浸入して給電コネクタ60が冠水することを防止することができる。
また、クロスメンバ82は、鉛直方向上方に向けて開口して形成され、クロスメンバ82の開口部82aの車両の前後方向の長さLaは、ドレンバルブ80の前後方向の長さLbよりも長く、開口部82aは、ドレンバルブ80を覆って配置される。これにより、ドレンバルブ80が、クロスメンバ82の開口と鉛直方向視でオーバーラップして配置されるだけの場合に比べて、車幅方向部材の開口によってドレンバルブ80を覆うことができ、ドレンバルブ80から水が浸入するのをより確実に防止することができる。
また、中空部81は、タイヤパン16の車室内側に開口する荷室内開口81aよりも、タイヤパン16の車室外側に開口する荷室外開口81bの方が小さくなるように形成される。これにより、タイヤパン16の内部から外部への水は流れやすく、タイヤパン16の外部から内部への水が入り難くなるので、給電コネクタ60の冠水をより防止することができる。
バッテリーユニット31と給電コネクタ60との電力伝達経路上に、接続及び遮断を切り替えることにより、バッテリーユニット31と給電コネクタ60との電力供給状態を制御するコンタクタボードが配置され、コンタクタボードは、ケース42に収容された状態で、タイヤパン16内に配置され、ケース42は、コンタクタボードを収容可能な容器部43と、容器部43の開放及び封鎖を切替可能な蓋部44と、を含み、容器部43と蓋部44との接触面Cは、タイヤパン16の周縁16aとドレンバルブ80とを結ぶ排水ラインLよりも鉛直方向上方に配置される。これにより、排水ラインLよりも鉛直方向下方にコンタクタボードが配置されても、防水性能を維持することができる。
また、ドレンバルブ80は、タイヤパン16の底面16bに配置されるので、タイヤパン16の側面に配置される場合に比べて、より排水性能を向上させることができる。
尚、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。
また、本発明の電力装置としては、本実施形態のバッテリーユニットの代わりに、発電機として機能する電動機が設けられてもよい。
さらに、本発明の接続部としては、給電コネクタの代わりに、電力装置に電力を外部から充電可能な充電コネクタとしてもよい。
また、本発明の排水手段は、荷室内に浸入した水を排水するものであれば、本実施形態のドレンバルブに限定されるものではない。
1 車両
2 電動機
3 前輪(車輪)
14 トランクリッド
16 タイヤパン
24,25 サイドフレーム
31 バッテリーユニット(電力装置)
34 IPUメインフレーム
35,36 IPUサブフレーム
42 ケース
43 容器部
44 蓋部
50 フロアボード
60 給電コネクタ(接続部)
70 給電ガン
80 ドレンバルブ(排水手段)
81 中空部
81a 荷室内開口
81b 荷室外開口
82 クロスメンバ(車幅方向部材)
S 荷室

Claims (7)

  1. 車両の車輪と動力伝達可能に接続される駆動源と、
    前記駆動源と電力授受可能に接続される電力装置と、
    前記車両の荷室内に配置されるとともに、前記電力装置と電力授受可能に接続され、前記電力装置の電力を外部に給電及び/又は前記電力装置に電力を外部から充電可能な接続部と、
    を備える車両の接続部保護構造であって、
    前記荷室は、開閉可能なフロアボードによって第1荷室と、該第1荷室の鉛直方向下方に設けられた第2荷室に区画され、
    前記電力装置は、前記第1荷室に配置され、
    前記接続部は、前記第2荷室に形成された凹部内に配置され、
    前記凹部には、前記第2荷室内に浸入した水を排水するための排水手段が配置され、
    前記接続部は、前記凹部の前方の周縁と前記排水手段とを結ぶ面よりも鉛直方向上方に配置され
    前記車両の前後方向において前方より前記凹部の前方の周縁、前記接続部、前記排水手段の順に並ぶように配置され、
    前記接続部は、前方から後方に向かって下方に傾斜することを特徴とする車両の接続部保護構造。
  2. 前記接続部は、該接続部の底面が前記凹部の周縁と前記排水手段とを結ぶ前記面よりも鉛直方向上方に離間するように配置されることを特徴とする請求項1に記載の車両の接続部保護構造。
  3. 前記排水手段は、前記凹部の車室内部と車室外部とを連通する中空部を有して形成され、
    前記凹部の外面には、前記車両の車幅方向に延在する車幅方向部材が設けられており、
    前記車幅方向部材と前記排水手段とは、鉛直方向視でオーバーラップして配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両の接続部保護構造。
  4. 前記車幅方向部材は、鉛直方向上方に向けて開口して形成され、
    前記開口の前記車両の前後方向の長さは、前記排水手段の前記前後方向の長さよりも長く形成され、
    前記開口は、前記排水手段を覆って配置されることを特徴とする請求項に記載の車両の接続部保護構造。
  5. 前記中空部は、前記凹部の車室内側に開口する荷室内開口よりも、前記凹部の車室外側に開口する荷室外開口の方が小さくなるように形成されることを特徴とする請求項またはに記載の車両の接続部保護構造。
  6. 前記電力装置と前記接続部との電力伝達経路上に、接続及び遮断を切り替えることにより、前記電力装置と前記接続部との電力供給状態を制御する電力制御部が配置され、
    前記電力制御部は、ケースに収容された状態で、前記凹部内に配置され、
    前記ケースは、前記電力制御部を収容可能な容器部と、前記容器部の開放及び封鎖を切替可能な蓋部と、を含み、
    前記容器部と前記蓋部との接触面は、前記凹部の周縁と前記排水手段とを結ぶ面よりも鉛直方向上方に配置されることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の車両の接続部保護構造。
  7. 前記排水手段は、前記凹部の底面に配置されることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の車両の接続部保護構造。
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