JP6118051B2 - サービスプラグの浸水防止取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、サービスプラグの取付構造、特に、サービスプラグの浸水を防止するための取付構造に関する。

電動モータを用いて走行する電気自動車やエンジンと電動モータを併用して走行するハイブリッド自動車等の車両は、搭載された電源装置から電動モータに電力が供給されて走行する。かかる車両では、電源装置によって高電圧回路が形成されており、点検整備や救援作業を行う際における作業者の安全を確保するため、かかる高電圧回路を開いて回路電流を遮断するとともに、遮断した回路を再度閉じて回路電流を導通させるサービスプラグ（回路開閉装置）が設けられている（特許文献１参照）。

ところで、電源措置は、大型で大重量の高電圧の電池ユニットであり、二次電池が複数直列接続された電池集合体と、該電池集合体を互いの間に挟持する一対のエンドプレートと、電池集合体と電動モータとの間に配される電気接続箱（ジャンクションボックス）等を備えて構成されている。したがって、従来では、車両のフロアパネル（フロア板金）の下側に専用のフレーム（電池フレーム）を配設し、該電池フレームとフロア板金との間に電源装置の配設用スペース（電池スペース）を確保している。これにより、電源装置は、電池フレームに搭載され、電池スペースに格納される。

また、サービスプラグは、電池スペースとは別途のスペース（モータルーム）に配された車両の制御ユニット（モータ制御ユニット）及び電気接続箱に繋げられたハーネス（強電ハーネス）にそれぞれ接続されることで、電源装置によって形成される高電圧回路（例えば、モータ制御ユニットと電気接続箱の間の接続回路）を中間電位で遮断及び再導通することが可能な構成となっている。したがって、モータ制御ユニットと電源装置（電気接続箱）をサービスプラグを介して電気的に接続するためには、電池フレームの外側へ強電ハーネスを引き出して配索する必要がある。電気接続箱は、フロア板金の下側に配設された電池フレームに電池集合体とともに搭載されているため、強電ハーネスを電池フレームの外側へ引き出して配索するにあたっては、引き出した強電ハーネスが浸水することのないように防水対策を徹底する必要がある。

かかる防水対策を図るべく、特許文献１には、モータルームと車室とを隔てる車体パネル（ダッシュパネル）を貫通させて強電ハーネスを配索させるとともに、該強電ハーネスに接続されるサービスプラグを脱着させるための脱着部を設け、フロア板金に前記脱着部を突出させる開口部を形成し、かかる脱着部を車室内へ露出させたサービスプラグの取付構造が開示されている。かかる取付構造では、脱着部を車室内へ露出させることで、強電ハーネスを車外側（車室外）へ配索（露出）させずに済む構成としている。これにより、車室内でサービスプラグの脱着を行うことができ、電源装置によって形成される高電圧回路（例えば、モータ制御ユニットと電気接続箱の間の接続回路）の接続制御を安全に行うことを可能としている。

特開平９−１０４２３９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたサービスプラグの取付構造においては、脱着部を車室内へ露出させる一方で、強電ハーネスを車外側（車室外）へ露出させないことで、強電ハーネスの配索への防水対策が図られているに過ぎない。したがって、搭乗者の不注意、例えば、車室内におけるクーラーボックスの転倒や雨天時のウインドウの開放などによってサービスプラグの近傍に漏水が生じたような場合の防水対策、つまり、サービスプラグ（換言すれば、脱着部）の車室内における漏水・浸水対策については考慮されておらず、十分ではない。仮に、サービスプラグが浸水した状態でサービスプラグを引き抜いた場合、電池集合体のショートを招くなどの重大な不具合を生じさせるおそれがある。

本発明はこれを踏まえてなされたものであり、その解決しようとする課題は、サービスプラグの浸水を確実に防止することを可能とするサービスプラグの取付構造を実現することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、車両における電気回路を遮断及び導通させるサービスプラグを電源装置へ取り付けるための取付構造であって、前記電源装置は、前記車両の車室の底部を構成するフロアパネルよりも車外側に搭載され、前記フロアパネルとの間に空隙を有して配設された板金で覆われており、前記フロアパネルには、前記車室に臨ませて開口部が形成され、前記板金は、前記フロアパネルとの間に前記空隙を設けて配設された平板部と、該平板部を前記フロアパネルの前記開口部へ向けて隆起させて形成された取付部とを有し、前記フロアパネルと前記板金の前記平板部との間には、前記空隙を液密に保つシール部材が前記取付部を包囲して設けられ、前記サービスプラグは、前記開口部から前記車室へ向けて突出させて前記取付部へ脱着可能に取り付けられていることを特徴とする。

これによれば、サービスプラグをフロアパネルに対してシール部材よりも車室側へ突出して位置付けることができる。この結果、仮に車室内で漏水が発生した場合であっても、サービスプラグの浸水、さらには水没を防止することが可能となる。また、サービスプラグを電源装置から取り去る際及び電源装置へ取り付ける際、サービスプラグをフロアパネルに干渉させずに済み、作業スペースを十分に確保することができる。これにより、サービスプラグの取り去り作業及び取り付け作業をスムーズに行うことが可能となる。

更に、前記電源装置は、前記電気回路よりも低圧の電気回路と接続するコネクタ部と、前記サービスプラグと前記コネクタ部を組み付けて一体化させるプレート部を備え、前記サービスプラグは、前記プレート部で前記コネクタ部と一体化して前記取付部に取り付けられる。これにより、サービスプラグとコネクタ部を一体的に取り回すことが可能となり、部品点数の削減を図ることができる。また、電源装置がコネクタ部を備えることで、例えば、車両における低圧回路と接続するための低圧ワイヤハーネスを電源装置の近傍で引き回さずに済み、該低圧ワイヤハーネス周りのシーズ部材を削減させることができる。

本発明によれば、サービスプラグの浸水を確実に防止することを可能とするサービスプラグの取付構造を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るサービスプラグ取付構造の全体構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るサービスプラグ取付構造を示す斜視図である。 板金カバーを取り外した状態のサービスプラグ取付構造を示す斜視図である。 フロア板金を取り除いた状態のサービスプラグ取付構造を示す概略図である。 サービスプラグとコネクタ部をプレート部に組み付けて一体化させた状態の概略構成を示す図である。

以下、本発明のサービスプラグの取付構造について、添付図面を参照して説明する。本発明に係る取付構造は、車両における電気回路を遮断及び導通させるサービスプラグを浸水防止可能に電源装置へ取り付けるためのものである。かかるサービスプラグは、電動モータを用いて走行する電気自動車やエンジンと電動モータを併用して走行するハイブリッド自動車等の車両に搭載された前記電動モータ駆動用の電源装置によって形成される高圧回路（高電圧回路）を遮断及び導通させる。これにより、かかる車両の点検整備や救援作業を行う際における作業者の安全を確保し、感電等の事故の防止を図っている。すなわち、サービスプラグは、通常時は電源装置に取り付けられており、作業開始時に電源装置から取り去られることで、高電圧回路を開いて回路電流を遮断し、作業終了後に再度電源装置に取り付けられることで、遮断した回路を再度閉じて回路電流を導通させる回路開閉装置として機能する。

かかる電源装置は、二次電池（電池パック）が複数直列接続された電池集合体と、前記電池集合体を互いの間に挟持する一対のエンドプレートと、前記電池集合体と前記電動モータとの間に配される電気接続箱（ジャンクションボックス）を備えて構成することができる。また、電気接続箱は、電池集合体と電動モータとの接続をオン・オフ制御するリレー及び回路を備えた構成とすることができる。その際には、例えば、リレーをアッパーカバーで保持するとともに、回路をロアカバーで保持し、これらのアッパーカバー及びロアカバーを相互に組み付けて電気接続箱を構成すればよい。

図１〜図３には、本発明の一実施形態に係るサービスプラグ取付構造の全体構成を示す。図１は、サービスプラグ取付構造の断面図、図２は、かかるサービスプラグ取付構造の斜視図、図３は、後述する板金カバーを取り外した状態を示す斜視図である。

本実施形態に係るサービスプラグ取付構造において、電源装置１は、車両の車室の底部を構成するフロアパネル（以下、フロア板金という。）２よりも車外側に搭載され、フロア板金２との間に空隙Ｓを有して配設された板金（以下、電池パック板金という。）３で覆われている。

フロア板金２は、車体部材の一つとして車室空間の底部を構成しており、フロア板金２の上には搭乗者用のシート（図示しない）が配置されている。また、フロア板金２には、車室に臨ませて開口部２１が形成されている。本実施形態においては、開口部２１が助手席（図示しない）の下側で開口した状態となる場合を一例として想定している。なお、開口部２１の大きさは、後述するサービスプラグ４の大きさなどに応じて設定することが可能であるため、ここでは特に限定しない。また、図２及び図３に示すように、フロア板金２には、車室側へ膨出して開口部２１の一部（一例として、略３分の１程度）を覆う膨出部２２が設けられている。膨出部２２は、後述する電池パック板金３の取付部３１に取り付けられて開口部２１から車室へ向けて突出するサービスプラグ４の一部（一例として、略３分の１程度）を覆っている。なお、図１においては、膨出部２２の図示を省略している。

加えて、図２に示すように、フロア板金２は、膨出部２２によって覆われる開口部２１の残りの部分を覆う別体のカバー部材（以下、板金カバーという。）２３を備えている。板金カバー２３は、膨出部２２と同様に車室側へ膨出したカバー膨出部２４を有する構成となっており、膨出部２２によって覆われずに露出したサービスプラグ４の残りの部分（一例として、略３分の２程度）をカバー膨出部２４で覆っている。この場合、板金カバー２３は、カバー膨出部２４を膨出部２２の端部と一部重ねた状態で、フロア板金２に取り付けられる。車両の通常状態（点検整備や救援作業等を行う以外の状態）においては、フロア板金２には板金カバー２３が取り付けられた状態となっている。したがって、車両の通常状態において、フロア板金２の開口部２１、換言すれば、開口部２１から車室へ向けて突出するサービスプラグ４は、膨出部２２及びカバー膨出部２４によって覆われた状態となっている。なお、板金カバー２３のフロア板金２への取付方法は特に限定されず、任意の方法を採用することが可能である。ただし、点検整備や救援作業を行う際に、板金カバー２３を取り外すことで、開口部２１から車室へ向けて突出するサービスプラグ４を容易に露出させることが可能となるように、例えば、ボルト等の容易に脱着可能な締結部材によって取り付けることが好ましい。

電池パック板金３は、電源装置１の外部を覆うための部材として構成されている。例えば、フロア板金２よりも車外側（図１においては、下側）に電源装置１を搭載するための筺体部材（図示しない）を設け、該筺体部材内に搭載した電源装置１の車室側（図１においては、上側）を電池パック板金３で覆う構成とすることができる。また、電池パック板金３には、サービスプラグ４が取り付けられる取付部３１がフロア板金２の開口部２１へ向けて空隙Ｓに隆起させて形成されている。すなわち、電池パック板金３は、サービスプラグ４を取り付けるための部材としても構成されている。取付部３１は、電池パック板金３の平板部３２から空隙Ｓへ隆起するように形成され、平板部３２と略平行をなす隆起面３３を開口部２１に臨ませた構成となっている。

図４に示すように、フロア板金２と電池パック板金３の間には、空隙Ｓを液密に保つシール部材５が取付部３１を包囲して設けられている。図４は、本実施形態に係るサービスプラグ取付構造をフロア板金２を取り除いた状態で示す概略図である。この場合、シール部材５は、取付部３１を包囲する環状かつ平板状をなすように本体部５１が構成され、該本体部５１の外周縁に全周に亘ってリップ部５２が延設されている。例えば、金属板をプレス加工等によって環状に成形して本体部５１を構成し、成形後の金属板（本体部５１）の外周縁にコーティングや加硫等によって連結した樹脂等の弾性材でリップ部５２を形成することで、シール部材５を構成することが可能である。かかるシール部材５は、リップ部５２をフロア板金２の車外側（図１においては、下側）の板面２５に当接させた状態で、本体部５１が電池パック板金３に位置決め固定されている。これにより、シール部材５は、フロア板金２の開口部２１に対して空隙Ｓを封止することができる。すなわち、開口部２１（端的には、車室）から空隙Ｓへの浸水をシール部材５によって防止することができる。この結果、電源装置１へ浸水が及ぶことを有効に防止することができる。

なお、図１及び図４には、本体部５１を電池パック板金３に位置決め固定し、リップ部５２をフロア板金２に当接させたシール部材５の構成を示しているが、例えば、本体部をフロア板金２に位置決め固定し、リップ部を電池パック板金３に当接させるシール部材の構成とすることも想定可能である。また、例えば、シール部材をフロア板金２の車室側の板面２６に位置決め固定し、リップ部を板金カバー２３と当接させた構成や、シール部材を板金カバー２３に位置決め固定し、リップ部をフロア板金２の板面２６に当接させた構成とすることも想定可能である。あるいは、リップ部を形成することなく、樹脂等からなる略環状の弾性シール部材を、取付部３１を包囲するように空隙Ｓへ設けた構成であっても構わない。すなわち、開口部２１を介した車室及び電源装置１への浸水経路上のいずれかの箇所に該浸水経路を塞ぐシール部材が位置付けられていれば、シール部材の配置は任意に設定することが可能である。

サービスプラグ４は、フロア板金２の開口部２１から車室へ向けて突出させて電池パック板金３の取付部３１へ脱着可能に取り付けられている。上述したように、取付部３１は、フロア板金２の開口部２１へ向けて空隙Ｓに隆起された構成となっているため、サービスプラグ４を取付部３１（具体的には、隆起面３３）に取り付けることで、フロア板金２の開口部２１から車室へ向けて突出させて位置付けることができる（図１参照）。別の捉え方をすれば、シール部材５は、空隙Ｓに取付部３１を包囲して設けられているため、サービスプラグ４をフロア板金２に対してシール部材５よりも車室側へ位置付けることができる（図１参照）。したがって、取付部３１の隆起高さは、開口部２１における空隙Ｓの高さ（フロア板金２と電池パック板金３との対向間隔に相当）よりも僅かに小寸となるように設定すればよい。これにより、取付部３１の隆起面３３をフロア板金２の車室側の板面２６よりも僅かに凹んだ状態で位置付けることができ、隆起面３３に取り付けたサービスプラグ４を開口部２１から車室へ向けて突出させることが可能となる。なお、取付部３１の隆起高さは、開口部２１における空隙Ｓの高さと略同寸もしくは大寸となるように設定することも可能であるが、サービスプラグ４が車室へ向けて過剰に突出することのない程度の寸法に止めて設定すればよい。

また、本実施形態において、電源装置１は、サービスプラグ４が遮断及び導通させる電気回路（高電圧回路）よりも低圧の電気回路（低電圧回路）と接続するコネクタ部６と、サービスプラグ４とコネクタ部６を組み付けて一体化させるプレート部７を備えている。図５には、サービスプラグ４とコネクタ部６をプレート部７に組み付けて一体化させた状態の概略構成を示す。サービスプラグ４は、プレート部７でコネクタ部６と一体化されて取付部３１に取り付けられている。すなわち、プレート部７を取付部３１（具体的には、隆起部３３）に固定することで、サービスプラグ４とコネクタ部６を一体的に取付部３１（隆起部３３）に取り付けることができる。

このように、本実施形態において、サービスプラグ４は、プレート部７に組み付けられた状態で電源装置１に接続されており、電源装置１によって形成される高電圧回路、例えば、車両の制御ユニット（図示しない）と電気接続箱の間の接続回路を所定の電位（一例として、中間電位）で遮断及び再導通させることが可能な構成となっている。図５に示すように、サービスプラグ４は、電源装置１との接続部（図示しない）を収容した本体部４２と、前記接続部と連結されるとともに電源装置１から取り去る際に作業者によって把持される把持部４３を備えている。なお、前記接続部は、図５に示す突起部４１により把持部４３と連結されている。この場合、本体部４２には、把持部４３を軸支する軸支部４４が突設されており、把持部４３には、軸支部４４を係合させるスライド孔４５が形成されている。かかるスライド孔４５は、終端部４６で外部へ開口されている。そして、把持部４３は、スライド孔４５に軸支部４４を係合させた状態で本体部４２に軸支されている。また、把持部４３は、スライド孔４５で軸支部４４を係合させつつ、本体部４２に対してスライド孔４５に沿って移動可能な構成となっている。

サービスプラグ４を電源装置１から取り去る際は、把持部４３に対してスライド孔４５と軸支部４４との係合に抗して図５に示す矢印Ａ５１の方向へ力を作用させることで、把持部４３をスライドさせて本体部４２から引き出すことができる。引き出した把持部４３を軸支部４４周りに回転させ、図５に示す矢印Ａ５２の方向へ力を作用させると、スライド孔４５の終端部４６で軸支部４４との係合を解くことができる。そして、スライド孔４５と軸支部４４との係合を解いた状態で、さらに矢印Ａ５２の方向へ力を作用させると、サービスプラグ４の接続部が突起部４１により連結された把持部４３とともに本体部４２から引き抜かれる。この結果、電源装置１によって形成される高電圧回路を開いて回路電流を遮断させることができる。なお、サービスプラグ４を電源装置１に取り付ける際には、上述した取り去りの際とは逆の手順により所定の作業を行えばよい。かかる取付作業を行うことで、遮断した回路を再度閉じて回路電流を導通させることができる。これにより、サービスプラグ４を電源装置１（より具体的には、電池パック板金３の取付部３１）へ脱着可能に取り付けることができる。なお、取り去り作業及び取り付け作業を行う際は、板金カバー２３を取り外し、開口部２１から車室へ向けてサービスプラグ４を露出させた状態としておく。

コネクタ部６は、例えば、電源装置１と車両の制御ユニット（図示しない）との間で電源装置１の制御情報を前記制御ユニットへ伝送する信号回路や、バッテリ（一例として、１２Ｖの鉛バッテリ）から電源装置１の制御機器（電気接続箱のリレーや回路等）への電力供給回路等の低圧回路（低電圧回路）に対する接続インターフェース部材として構成されている。この場合、電源装置１と車両の制御ユニットは、コネクタ部６を介して相互に接続されて低電圧回路を形成し、電源装置１の制御情報の送受信を行う。また、電源装置１の制御機器には、コネクタ部６を介してバッテリから給電される。このように、電源装置１がコネクタ部６を備えることで、例えば、車両における低圧回路と接続するための低圧ワイヤハーネスを電源装置１の近傍で引き回さずに済み、該低圧ワイヤハーネス周りのシール部材を削減させることができる。また、かかる低圧ワイヤハーネスを引き回す場合であっても、その配設位置の自由度の向上（レイアウトフリー化）を図ることができる。

プレート部７は、取付部３１の隆起面３３に沿った平板状に構成されており、サービスプラグ４とコネクタ部６を組み付けて一体化させている。プレート部７を設けることで、サービスプラグ４とコネクタ部６を一体化させた状態で、取付部３１（具体的には、隆起部３３）に取り付けることができる。このようにプレート部７に組み付けることで、サービスプラグ４とコネクタ部６を一体的に取り回すことが可能となり、部品点数の削減を図ることができる。なお、プレート部７を隆起面３３に固定する際の固定方法は特に限定されないが、本実施形態においては、図４に示すようにボルト７１によって締結固定されている場合を一例として想定している。また、本実施形態においては、プレート部７を平板状に構成しているが、例えば、電池パック板金３の取付部を平板状（平板部３２と略面一）に構成し、プレート部を該平板状の取付部から嵩上げされるように空隙Ｓへ立ち上げ、その立ち上げ面を開口部２１に臨ませた構成とすることも可能である。

このように、本実施形態に係るサービスプラグ取付構造によれば、搭乗者の不注意、例えば、車室内におけるクーラーボックスの転倒や雨天時のウインドウの開放などによってサービスプラグの近傍に漏水が生じたような場合であっても、サービスプラグ４の浸水、さらには水没を有効に抑止することができる。すなわち、かかる漏水はフロア板金２の全体、つまり、開口部２１を覆うフロア板金２の膨出部２４の上及び板金カバー２３のカバー膨出部２４の上に広がるため、開口部２１へ直接漏水が及ぶことはない。したがって、仮に開口部２１へ浸水した場合であっても、かかる漏水の一部が開口部２１から空隙Ｓのシール部材５の内側部分（取付部３１の包囲部分）へ浸入するに過ぎず、シール部材５の内側部分への浸水を該内側部分へわずかに溜まる状態で止めることができる。サービスプラグ４は、フロア板金２に対してシール部材５よりも車室側へ位置付けられているため、サービスプラグ４の浸水、さらには水没を確実に防止することが可能となる。この結果、サービスプラグ４をより安全に電源装置１（より具体的には、電池パック板金３の取付部３１）へ脱着可能に取り付けることも可能となる。例えば、サービスプラグ４が浸水した状態でサービスプラグ４を引き抜き、電源装置１の電池集合体のショートを招くなどの重大な不具合を抑止することができる。

また、サービスプラグ４がフロア板金２よりも車室側へ位置付けられているため、サービスプラグ４を電源装置１から取り去る際、具体的には、接続部（把持部４３）を本体部４２から引き抜く際、該接続部（把持部４３）をフロア板金２に干渉させずに済む。したがって、作業スペースが十分に確保でき、サービスプラグ４の取り去り作業をスムーズに行うことができる。さらに、サービスプラグ４の接続部をフロア板金２に沿って（例えば、水平方向）に引き抜くことも可能となるため、例えば、サービスプラグ４が助手席の下側に位置している場合であっても、サービスプラグ４の取り去り作業をより一層スムーズに行うことができる。同様に、サービスプラグ４の取り付け作業もより一層スムーズに行うことができる。

１ 電源装置
２ フロアパネル（フロア板金）
３ 板金（電池パック板金）
４ サービスプラグ
５ シール部材
２１ 開口部
３１ 取付部
Ｓ 空隙

Claims (1)

1. 車両における電気回路を遮断及び導通させるサービスプラグを電源装置へ取り付けるための取付構造であって、
   前記電源装置は、前記車両の車室の底部を構成するフロアパネルよりも車外側に搭載され、前記フロアパネルとの間に空隙を有して配設された板金で覆われており、
   前記フロアパネルには、前記車室に臨ませて開口部が形成され、
   前記板金は、前記フロアパネルとの間に前記空隙を設けて配設された平板部と、該平板部を前記フロアパネルの前記開口部へ向けて隆起させて形成された取付部とを有し、
   前記フロアパネルと前記板金の前記平板部との間には、前記空隙を液密に保つシール部材が前記取付部を包囲して設けられ、
   前記電源装置は、前記電気回路よりも低圧の電気回路と接続するコネクタ部と、前記サービスプラグと前記コネクタ部を組み付けて一体化させるプレート部を備え、
   前記サービスプラグは、前記開口部から前記車室へ向けて突出され、前記プレート部で前記コネクタ部と一体化されて前記取付部へ脱着可能に取り付けられていることを特徴とするサービスプラグ取付構造。

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