JP7159960B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、電気機器に関する。特に、水に濡れる環境下で用いられる電気機器においてコネクタ周辺の水はけを改善する技術に関する。

側面にコネクタが接続される電気機器が知られている（例えば、特許文献１－３）。水に濡れる可能性のある環境下で用いられる場合、コネクタへの水の付着はコネクタ開口とコネクタとの接触部の腐食を進行させるおそれがある。特許文献１の電気機器は、側面に設けられているコネクタ開口とコネクタとの接触部への水の付着を防止するため、コネクタ開口の上方に庇が設けられている。本明細書では、電気機器の筐体に設けられている開口であってコネクタが接続される開口をコネクタ開口と称する。

特開２０１７－０７９５４７号公報 特開２０１７－２２２２０３号公報 特開２０１８－１７０８９４号公報

庇を設けてもコネクタへの水の付着は完全には防げない。本明細書は、コネクタ周辺の水はけを改善した電気機器を提供する。

本明細書が開示する電気機器は、筐体の側面にコネクタ開口が設けられており、そのコネクタ開口にコネクタが接続されている。筐体の側面には、コネクタ開口を囲むように溝が設けられている。コネクタには、溝に嵌合する環状のリブが設けられている。側面の法線方向からみたときにコネクタの上面と下面が傾斜している。コネクタの下面の傾斜の下側の端に下方に突出する段差が設けられている。一方、側面には、溝の内側と下側を連通する水抜孔が設けられている。水抜孔は段差の下方に位置するように設けられている。

本明細書が開示する電気機器は、第一に、筐体にコネクタ開口を囲む溝を設けるとともに、コネクタには溝に嵌合するリブが設けられている。リブが溝に嵌合することで、コネクタ開口とコネクタの間からは水が入り難くなる。第二に、コネクタの上面と下面が傾斜しており、上面に付着した水は斜面に沿って流れ、コネクタから落下する。コネクタの下面の傾斜の下側の端には、下方に突出する段差が設けられており、下面に沿って流れる水は段差から下へ落下する。段差の下には水抜孔が設けられており、水は水抜孔を通じて溝の外へ排水される。以上のとおり、上記の構造により、コネクタ周りの水はけが改善される。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の電気機器（電力変換器）が配置されるフロントコンパートメントの斜視図である。 トランスアクスルに固定された電力変換器の側面図である。 図２の範囲IIIの部分を拡大した斜視図である。 コネクタとその周辺の断面図である。 コネクタとその周辺の側面図である。 コネクタとその周辺を斜め下からみた図である。

図面を参照して実施例の電気機器を説明する。実施例の電気機器は、ハイブリッド車２０に搭載されている電力変換器２である。電力変換器２は、バッテリの電力を走行用の２個のモータの駆動電力に変換するデバイスである。電力変換器２は、ハイブリッド車２０のフロントコンパートメント２１に搭載されている。図１に、ハイブリッド車２０のフロントコンパートメント２１の斜視図を示す。電力変換器２は、フロントブラケット３４とリアブラケット３５によりトランスアクスル３０の上に固定されている。トランスアクスル３０のハウジングには、走行用のモータ３１、３２が収容されている。図１の座標系は、車両の前、後、右、左、上、下を示している。全ての図で同じ座標系を用いる。

トランスアクスル３０はエンジン４０に連結されている。トランスアクスル３０とエンジンは、車両前後方向に延びている１対のサイドメンバ２２に支持されている。図１では一方のサイドメンバはエンジンに隠れて見えない。

図２に、トランスアクスル３０の上に固定されている電力変換器２の側面図を示す。電力変換器２の筐体１０は、下筐体１００と上筐体３００に分かれている。下筐体１００と上筐体３００は、ボルト３５１で連結されている。

先に述べたように、電力変換器２の筐体１０は、フロントブラケット３４とリアブラケット３５によってトランスアクスル３０の上に固定されている。トランスアクスル３０の上面３０ａは前下がりに傾斜しており、筐体１０も前下がりの姿勢で支持されている。フロントブラケット３４とリアブラケット３５は、下筐体１００に連結されている。

下筐体１００の側面にはコネクタ２００と４００が接続されている。コネクタ４００には、走行用のモータ３１、３２に電力を供給するパワーケーブル４０１が接続されている。コネクタ２００には、信号線とパワーケーブルが接続される。コネクタ２００に接続されるパワーケーブルは、低電圧電力を伝送するためのケーブルである。図２では、コネクタ２００に接続される信号線とパワーケーブルの図示は省略してある。

図３に、図２の範囲IIIの部分を拡大した斜視図を示す。図３では、下筐体１００からコネクタ２００を外した状態を描いてある。コネクタ２００の本体２０１は、樹脂で作られている。本体２０１には、信号線が接続される信号カプラ２１１とパワーケーブルが接続されるパワーカプラ２１２が設けられているが、それらに接続されるケーブルは図示を省略してある。コネクタ開口１０２の内部には、信号カプラ２１１に接続される端子とパワーカプラ２１２に接続される端子が配置されているが、それら端子の図示も省略してある。

下筐体１００の側面１０１にコネクタ開口１０２が設けられている。コネクタ開口１０２にコネクタ２００が接続される。側面１０１には、コネクタ開口１０２を囲むように溝１０３が設けられている。

溝１０３とコネクタ開口１０２の間には、環状の突条１０４が形成される。また、溝１０３と下筐体１００の下側の間には、リブ１２０が形成される。別言すれば、溝１０３とコネクタ開口１０２は、環状の突条１０４で隔てられる。溝１０３と下筐体１００の下側は、リブ１２０で隔てられる。リブ１２０には、溝１０３の内側と下側を連通する水抜孔１２１が設けられている。水抜孔１２１については後述する。

図４に、コネクタ２００とその周辺の断面図を示す。図４に示されているように、コネクタ２００の本体２０１には、溝１０３に嵌合する環状のリブ２０２が設けられている。先に述べたように、下筐体１００のコネクタ開口１０２と溝１０３に挟まれた部分は、環状の突条１０４を形成する。図４に示されているように、突条１０４の先端面１０４ａがリブ２０２の内側でコネクタ２００の本体２０１に接している。この構造により、コネクタ開口１０２から筐体１０の内部へ水が浸入し難くなる。

また、突条１０４と本体２０１の間にリング状のシール部材２４０が挟まれている。シール部材２４０は、コネクタ開口１０２とコネクタ２００の間から筐体１０の内側へ水が浸入することを防ぐ。図４では、理解を助けるために、シール部材２０４にグレーのハッチングを施してある。

図３に戻って説明を続ける。コネクタ２００のリブ２０２から筐体１０（下筐体１００）に向けて２個の突起２０５ａ、２０５ｂが突出している。筐体１０（下筐体１００）の溝１０３には、突起２０５ａに対向する位置に窪み１０５ａが設けられており、突起２０５ｂに対向する位置に窪み１０５ｂが設けられている。コネクタ２００を筐体１０（下筐体１００）に連結する際、突起２０５ａが窪み１０５ａに嵌合し、突起２０５ｂが窪み１０５ｂに嵌合する。突起２０５ａ、２０５ｂと窪み１０５ａ、１０５ｂは、コネクタ開口１０２に対するコネクタ２００の相対的な位置を正確に定める。コネクタ２００の側に突起２０５ａ、２０５ｂを設けることによって、コネクタ２００を筐体１０（下筐体１００）に取り付ける作業が簡単になる。

先に述べたように、筐体１０は、下筐体１００と上筐体３００に分割されており、それらは複数のボルト３５１で連結されている。図３に示すように、上筐体３００の下端には、側方に張り出すフランジ３５２が設けられており、下筐体１００の上端には側方に張り出すフランジ１５２が設けられている。コネクタ２００の上方にてフランジ１５２から突出部１５２ａが側方へ張り出しており、フランジ３５２から突出部３５２ａが側方へ張り出している。突出部１５２ａには２個のボルト孔１５３が設けられており、突出部３５２ａには２個のボルト孔３５３が設けられている。フランジ１５２（突出部１５２ａ）とフランジ３５２（突出部３５２ａ）は、２本のボルト３５１で相互に連結される。ボルト３５１は下側からフランジ１５２（突出部１５２ａ）とフランジ３５２（突出部３５２ａ）に挿通され、上側からナットが取り付けられるが、ナットの図示は省略してある。

コネクタ２００の上方で筐体１０から突出するフランジ１５２、３５２（突出部１５２ａ、３５２ａ）も、コネクタ２００への水の付着防止に貢献する。

図５に、下筐体１００の側面１０１の法線方向からコネクタ２００をみた図を示す。図５によく示されているように、コネクタ２００は、楕円形をしており、楕円形が斜めになる姿勢で筐体１０に取り付けられる。

コネクタ２００の上面２２１は、車両前側が低く、車両後ろ側が高くなるように傾斜している。コネクタ２００の下面２２２も同様に、車両前側が低く、車両後ろ側が高くなるように傾斜している。上面２２１が傾斜しているので、上面２２１に付着した水は低い方へ流れていってコネクタ２００から落下する。図５の破線矢印線Ａが、上面２２１を伝って落下する水の経路を示している。

また、下面２２２の傾斜下側の端には下方へ突出する段差２２３が設けられている。図６に、コネクタ２００を斜め下方から見た図を示す。図６に、段差２２３がよく示されている。先に述べたように、下筐体１００にはリブ１２０が設けられており、リブ１２０はコネクタ２００の下側に位置する。リブ１２０とコネクタ２００の間の空間が溝１０３に相当する。先に述べたようにリブ１２０には水抜孔１２１が設けられている。水抜孔１２１は、溝１０３の内側と溝１０３の下方を連通する。水抜孔１２１は、コネクタ２００の段差２２３の下方に設けられている。コネクタ２００の下面２２２を伝って下方へ流れる水は、段差２２３に当たり、落下する。段差２２３の下には水抜孔１２１が設けられており、段差２２３から落下した水は水抜孔１２１を通過し、溝１０３の外へと排水される。図５の破線矢印線Ｂが、下面２２２を伝い、段差２２３から落下する水の経路を示している。

上記したように、コネクタ２００の傾斜している上面２２１と下面２２２により、コネクタ２００に付着した水は速やかにコネクタ２００から落下する。下面２２２を伝う水は、段差２２３から落下する。水は、段差２２３の下の水抜孔１２１を通過して溝１０３から外へと排水される。それゆえ、水が溝１０３に溜まることが防止される。

電力変換器２は、コネクタ２００の周辺の水はけが良い。コネクタ２００の周辺の水はけを向上させる構造的特徴のいくつかを以下に列挙する。

コネクタ２００を囲むように筐体１０には環状の溝１０３が設けられている。コネクタ２００の本体２０１には溝１０３に嵌合する環状のリブ２０２が設けられている。コネクタ開口１０２と溝１０３の間には突条１０４が形成され、突条１０４の先端面１０４ａがリブ２０２の内側でコネクタ２００に接している。そのような構造により、水がコネクタ開口１０２とコネクタ２００の間から筐体１０の内部へ浸入し難い。

コネクタ開口１０２と突条１０４との間にはシール部材２４０が挟まれている。シール部材２４０もコネクタ開口１０２とコネクタ２００の間から水が浸入することを防ぐ。

コネクタ２００が取り付けられている筐体側面（側面１０１）の法線方向からみたときに、コネクタ２００は楕円形の形状をなしている。コネクタ２００は、楕円形が斜めになるように筐体１０（コネクタ開口１０２）に取り付けられる。法線方向からみて、コネクタ２００の上面２２１と下面２２２は斜めになっている。それゆえ、上面２２１あるいは下面２２２に付着した水は、斜面を流れ落ちる。

下面２２２の傾斜の下側の端には下方に突出する段差２２３が設けられている。段差２２３の下方には水抜孔１２１が設けられている。水抜孔１２１は、溝１０３と筐体下方を隔てるリブ１２０に設けられている。下面２２２を伝う水は、段差２２３に当たり、落下する。段差２２３から落下した水滴は水抜孔１２１を通じて筐体１０の下方へ排水される。

下筐体１００にはフランジ１５２が設けられており、コネクタ２００の上方にてフランジ１５２から突出部１５２ａが側方へ張り出している。突出部１５２ａは、２本のボルト３５１が固定される。２本のボルト３５１は、上筐体３００と下筐体１００を連結する。フランジ１５２（突出部１５２ａ）が庇のようにコネクタ２００の上方に張り出している。フランジ１５２（突出部１５２ａ）は、コネクタ２００への水の付着を防止するのに貢献する。

また、コネクタ２００のリブ２０２から筐体１０へ向けて２個の突起２０５ａ、２０５ｂが延びている。筐体１０の溝１０３の底に、突起２０５ａに対向するように窪み１０５ａが設けられており、突起２０５ｂに対向するように窪み１０５ｂが設けられている。コネクタ２００を筐体１０に取り付ける際、突起２０５ａ、２０５ｂが窪み１０５ａ、１０５ｂに嵌合する。突起２０５ａ、２０５ｂと窪み１０５ａ、１０５ｂは、コネクタ２００の取り付け作業を容易にする。

コネクタ２００を取り付ける際、最初に突起２０５ａ、２０５ｂが窪み１０５ａ、１０５ｂに嵌合する。突起２０５ａ、２０５ｂが窪み１０５ａ、１０５ｂに嵌合することで、コネクタ開口１０２に対するコネクタ２００の姿勢が正確に定まる。その状態でコネクタ２００を押し込めば、コネクタ２００をコネクタ開口１０２に容易に正確に取り付けることができる。コネクタ２００の取り付け作業が容易になる。

コネクタ２００はその本体２０１が楕円形をしており、コネクタ開口１０２へ取り付けるとき、本体２０１の姿勢を正確に定めないと、コネクタ開口１０２へ取り付け難くなる。突起２０５ａ、２０５ｂと窪み１０５ａ、１０５ｂは、コネクタ２００の本体２０１の姿勢を正確に定める。突起２０５ａ、２０５ｂと窪み１０５ａ、１０５ｂは、特に、四角形でないコネクタに対して有効である。

本明細書が開示した技術に関する留意点を述べる。電力変換器２は一例であり、本明細書が開示する技術は、電力変換器２に限らず、他の電気機器へも適用可能である。本明細書が開示する技術は、水に濡れる可能性のある環境下で使われる電気機器に適した技術である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電力変換器 １０：筐体 ２０：ハイブリッド車 ２１：フロントコンパートメント ２２：サイドメンバ ３０：トランスアクスル １００：下筐体 １０１：側面 １０２：コネクタ開口 １０３：溝 １０４：突条 １０４ａ：先端面 １０５ａ、１０５ｂ：窪み １２０：リブ １２１：水抜孔 １５２：フランジ １５２ａ：突出部 １５３：ボルト孔 ２００：コネクタ ２０１：本体 ２０２：リブ ２０４：シール部材 ２０５ａ、２０５ｂ：突起 ２２１：上面 ２２２：下面 ２２３：段差 ２４０：シール部材 ３００：上筐体 ３５１：ボルト ３５２：フランジ ３５２ａ：突出部 ３５３：ボルト孔

Claims (4)

1. 筐体の側面にコネクタ開口が設けられており、前記コネクタ開口にコネクタが接続されている電気機器であり、
   前記側面に、前記コネクタ開口を囲むように溝が設けられており、
   前記コネクタに、前記溝に嵌合する環状のリブが設けられており、
   前記側面の法線方向からみたときに前記コネクタの上面と下面が傾斜しているとともに前記下面の傾斜の下側の端に下方に突出する段差が設けられており、
   前記リブは前記上面と前記下面に沿って延びており、
   前記側面に、前記溝の内側と下方を連通する水抜孔が設けられており、
   前記水抜孔は前記段差の下方に位置するように設けられている、電気機器。
2. 前記溝と前記コネクタ開口の間にリング状の突条が形成されており、前記突条と前記コネクタの間にシール部材が挟まれている、請求項１に記載の電気機器。
3. 前記突条の先端面が前記リブの内側で前記コネクタに接している、請求項２に記載の電気機器。
4. 前記筐体は、上筐体と下筐体に分割されており、
   前記コネクタ開口は下筐体に設けられており、
   前記下筐体は、前記コネクタ開口の上方で前記側面から突出しているフランジを備えており、
   前記上筐体は、２本のボルトで前記フランジに固定されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機器。

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