WO2012157084A1

WO2012157084A1 - 車両搭載用装置

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Publication number: WO2012157084A1
Application number: PCT/JP2011/061371
Authority: WO
Inventors: 浩章湯浅
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: CN103534141A; DE112011105250B4; CN103534141B; JPWO2012157084A1; DE112011105250T5; US9029697B2; US20140091085A1; JP5594430B2

Abstract

　上部ケース側フランジ（１０１ａ）と下部ケース側フランジ（１０２ａ）との間には、上部ケース側フランジ（１０１ａ）の外側端部を通過し、上部ケース（１０１）の側壁（１０１ｂ）に平行な仮想線（Ｌ１）に対して、下部ケース側フランジ（１０２ａ）の外側端部位置（Ｌ２）が同じ位置、または仮想線（Ｌ１）に対して下部ケース側フランジ（１０２ａ）の外側端部位置（Ｌ２）が上部ケース（１０１）の側壁（１０１ｂ）側に位置する重ね合わせ領域（ＬＲ１）が設けられている。

Description

車両搭載用装置

　この発明は、車両搭載用装置の構造に関する。

　車両に搭載される車両搭載用装置の一例として、パワーコントロールユニットが挙げられる。たとえば、ハイブリッド（ＨＶ）車両に用いられるパワーコントロールユニットは、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic　Control　Unit）、インバータ、コンデンサ、および電圧変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）の機器を有する。これらの機器は、それぞれの機器が筐体に収容され積層されることで、パワーコントロールユニットとして一つの筐体を構成する。

　このような、車両に搭載される車両搭載用装置においては、装置内部への水分の浸入による内部機器の損傷を防止する必要あがる。特に、車両搭載用装置のケースの重ね合わせ部における隙間からの装置内部への水分の浸入には十分に防水対策を施す必要がある。

　特許文献１（特開２００７－２４５９４０号公報）には、車載用電子機器の構造に関し、ケースとカバーとの間の重ね合わせ領域において、ケースおよびカバーのいずれか一方にシール材保持溝が設けられ、この溝にシール材を充填する構造が開示されている。

　特許文献２（特開２０１０－１２１６６２号公報）、特許文献３（特開２００２－２５７２４１号公報）および特許文献４（特開２０００－２４０７９８号公報）には、シリンダブロックとシリンダヘッドとの重ね合わせ部に採用される、三面合わせのシール構造が開示されている。

特開２００７－２４５９４０号公報特開２０１０－１２１６６２号公報特開２００２－２５７２４１号公報特開２０００－２４０７９８号公報

　車両搭載用装置においては、簡易な構成により部材の重ね合わせ部に生じる隙間への水分の侵入を阻止することが可能な構造の採用が望まれている。

　この発明は上記課題を解決することを目的とし、車両搭載用装置において、簡易な構成により部材の重ね合わせ部に生じる隙間への水分の侵入を阻止することが可能な構造を備える車両搭載用装置を提供することにある。

　この発明に基づいたに車両搭載用装置おいては、上部ケースと、下部ケースとによって規定される内部に機器が収容される車両搭載用装置であって、上記上部ケースは、下端部において、外側に張出す上部ケース側フランジを含み、上記下部ケースは、上端側において、上記上部ケース側フランジに重ね合わせられる下部ケース側フランジを含み、上記上部ケース側フランジと上記下部ケース側フランジとの間には、上記上部ケース側フランジの外側端部を通過し、上記上部ケースの側壁に平行な仮想線に対して、上記下部ケース側フランジの外側端部位置が同じ位置、または上記仮想線に対して、上記下部ケース側フランジの外側端部位置が上記上部ケースの上記側壁側に位置する重ね合わせ領域が設けられている。

　他の形態において、上記重ね合わせ領域において、上記上部ケース側フランジと上記下部ケース側フランジとの間には、シール部材が設けられている。

　他の形態において、上記下部ケース側フランジの外側端部は、下方に向かって折れ曲がる屈曲フランジを有し、上記シール部材は、上記上部ケース側フランジの下面と、上記下部ケース側フランジと上記屈曲フランジとの間の屈曲部との間に生じる隙間を埋めるように設けられている。

　他の形態において、上記上部ケース側フランジの外側端部は、その下方側に面取領域を有する。

　他の形態において、当該車両搭載用装置は、車両に搭載されるパワーコントロールユニットであり、上記パワーコントロールユニットは、上記車両の前側よりも後側の方が高くなる前傾姿勢で上記車両に搭載され、上記車両の少なくとも後側に、上記重ね合わせ領域が設けられている。

　他の形態において、上記上部ケースは、電子機器として、電子制御ユニット、インバータ、コンデンサ、および電圧変換器を収容する本体ケースであり、上記下部ケースは、上記電圧変換器を下方から覆うアンダーカバーである。

　他の形態において、上記本体ケースは、アルミ製であり、上記アンダーカバーは、鉄製である。

　この発明に基づいた車両搭載用装置によれば、簡易な構成により部材の重ね合わせ部に生じる隙間への水分の侵入を阻止することが可能な構造を備える車両搭載用装置を提供することが可能となる。

車両の平面構造を示す概略図である。図１中の矢印ＩＩ矢視におけるパワーコントロールユニットの車両搭載状態を示す図である。本実施の形態におけるパワーコントロールユニットの本体ケースとアンダーカバーとの重ね合わせ領域の構造を示す部分拡大断面図である。図３中の矢印ＩＶ矢視図である。比較例におけるパワーコントロールユニットの本体ケースとアンダーカバーとの重ね合わせ領域の構造を示す部分拡大断面図である。本実施の形態におけるパワーコントロールユニットの本体ケースとアンダーカバーとの重ね合わせ領域の他の構造を示す部分拡大断面図である。本実施の形態におけるパワーコントロールユニットの本体ケースとアンダーカバーとの重ね合わせ領域のさらに他の構造を示す部分拡大断面図である。

　本発明に基づいた実施の形態における車両搭載用装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

　まず、図１および図２を参照して、車両搭載用装置の一例として、ハイブリッド（ＨＶ）車両に搭載されるパワーコントロールユニット１００について説明する。なお、図１は、車両の平面構造を示す概略図、図２は、図１中の矢印ＩＩ矢視におけるパワーコントロールユニット１００の車両搭載状態を示す図である。

　図１を参照して、ハイブリッド（ＨＶ）車両１において、車両１の前側にエンジン１０およびトランスアクスル２０が配置される。トランスアクスル２０は、モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）等を含む。モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）等は、パワーコントロールユニット１００に接続されている。パワーコントロールユニット１００には、車両１の後側に配置されたＨＶバッテリ５０からパワーケーブル４０を通じて電力が供給される。

　図２を参照して、パワーコントロールユニット１００は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic　Control　Unit）１１０、インバータ１２０、コンデンサ１３０、および電圧変換器（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータと称する）１４０を有する。これらの各機器は、それぞれの機器が、ＥＣＵ筐体１１０Ａ、インバータ筐体１２０Ａ、コンデンサ筐体１３０Ａ、およびＤＣ／ＤＣコンバータ筐体１４０Ａの内部に収容され、それぞれの筐体が積層されることで、パワーコントロールユニット１００の本体ケース１０１として一つの筐体を構成する。

　本体ケース１０１の下方には、ＤＣ／ＤＣコンバータ筐体１４０Ａの下面側を閉じる下部ケースとしてのアンダーカバー１０２が配設されている。詳細構造は後述するが、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２とは、ボルトＢ１等を用いて相互に締結されている。

　本実施の形態では、本体ケース１０１はアルミ製であり、アンダーカバー１０２は鉄製である。なお、本体ケース１０１およびアンダーカバー１０２の材質は、これらの材質に限定されるものではない。

　車両１にパワーコントロールユニット１００を搭載する場合には、図２に示すように、パワーコントロールユニット１００は、車両１の前側よりも後側の方が高くなる前傾姿勢で車両１に搭載されている。一例であるが、パワーコントロールユニット１００の水平面に対する傾斜角度（α）は、約１８°程度である。

　次に、図３および図４を参照して、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との締結構造について説明する。なお、図３は、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１の構造を示す部分拡大断面図、図４は、図３中の矢印ＩＶ矢視図である。

　本体ケース１０１は、側壁１０１ｂの下端部において、外側に張出す上部ケース側フランジ１０１ａを含む。アンダーカバー１０２は、上端側において、上部ケース側フランジ１０１ａに重ね合わせられる下部ケース側フランジ１０２ａを含む。また、下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部は、下方に向かって折れ曲がる屈曲フランジ１０２ｂが設けられている。

　なお、後述のボルトＢ１、ナットＮ１およびワッシャＷ１の取り扱いを容易にするために、後述のボルトＢ１、ナットＮ１およびワッシャＷ１により締結される領域の周囲には、屈曲フランジ１０２ｂは設けられていない（図４参照）。また、下部ケース側フランジ１０２ａのみの構成で、アンダーカバー１０２の全体としての剛性が確保できる場合には、屈曲フランジ１０２ｂは必ずしも設ける必要はない。

　上部ケース側フランジ１０１ａと下部ケース側フランジ１０２ａとの間は、ボルトＢ１、ナットＮ１およびワッシャＷ１により強固に締結されている。

　また、この本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１においては、上部ケース側フランジ１０１ａと下部ケース側フランジ１０２ａとの間には、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部を通過し、上部ケース１０１の側壁１０１ｂに平行な仮想線（Ｌ１）に対して、下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部位置Ｌ２が、仮想線（Ｌ１）と同じ位置（面一）となるように設けられている。

　ここで、車両１にパワーコントロールユニット１００を搭載する場合には、図２に示したように、パワーコントロールユニット１００は、車両１の前側よりも後側の方が高くなる前傾姿勢で車両１に搭載されている。そのため、車両１の後側となる本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１においては、水分等が重ね合わせ領域ＬＲ１の上に滞留し易い状態となる。

　図５に比較例としての、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ２の断面構造を示す。この比較例に示す重ね合わせ構造では、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部を通過し、上部ケース１０１の側壁１０１ｂに平行な仮想線（Ｌ１）に対して、下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部位置Ｌ２が外側（側壁１０１ｂから遠ざかる方向）となるように設けられている。

　そのため、下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部位置Ｌ２が、距離Ｐ１の分、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部位置Ｌ１から突出する状態となる。この重ね合わせ構成の場合には、この距離Ｐ１の部分に水分ＷＴが蓄積されることになる。この状態が放置されると、上部ケース側フランジ１０１ａと下部ケース側フランジ１０２ａとの間の隙間に水分が徐々に浸入し易くなる。その結果、パワーコントロールユニット１００の内部に水分が浸入する可能性がある。

　たとえば、距離Ｐ１の部分に、防水のためのシール部材（ＦＩＰＧ（Formed　In　Place　Gaskets、液状ガスケット）を設けた場合であっても、特に、水分が塩分を含んだ場合には、アルミ製の上部ケース側フランジ１０１ａの塩分による腐食が進行することで、上部ケース側フランジ１０１ａと下部ケース側フランジ１０２ａとの間の隙間が拡大し、パワーコントロールユニット１００の内部に水分が浸入する可能性が高くなる。

　一方、図３に示す、本実施の形態における本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１の構造においては、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部を通過し、上部ケース１０１の側壁１０１ｂに平行な仮想線（Ｌ１）よりも、下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部位置Ｌ２が、仮想線（Ｌ１）と同じ位置（面一）となるように設けられていることから、下部ケース側フランジ１０２ａの上に水分が蓄積されることはない。その結果、パワーコントロールユニット１００の内部への水分の浸入を阻止することが可能となる。

　なお、図３に示す、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１の構造は、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域の全周にわたって設けても良いが、特に、車両１の後側となる本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１においては、水分等が溜まり易い状況であることから、少なくとも、車両１の後側に設けられていると良い。

　また、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１の他の形態として、上部ケース側フランジ１０１ａと下部ケース側フランジ１０２ａとの間には、シール部材として、液状ガスケット（ＦＩＰＧ（Formed　In　Place　Gaskets）等）が設けらていると良い。

　具体的には、図６に示すように、上部ケース側フランジ１０１ａの下面１０１Ｓにおいて、下部ケース側フランジ１０２ａと屈曲フランジ１０２ｂとの間の屈曲部１０２Ｒとの間に生じる、断面が略三角形状の隙間Ｓを埋めるように、シール部材１０５を設けると良い。

　特に、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部の下方側に面取領域１０１Ｒを設けることで、シール部材１０５を充填する領域（隙間Ｓ）が明確に形成される。これにより、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１の端部からの水分の浸入を阻止することができる。

　また、本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１のさらに他の形態として、図７に示すように、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部を通過し、上部ケース１０１の側壁１０１ｂに平行な仮想線Ｌ１に対して、下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部位置Ｌ２が、上部ケース１０１の側壁１０１ｂ側に位置する重ね合わせ領域（ＬＲ１）を有する構造を採用することも可能である。

　これにより、上部ケース側フランジ１０１ａの外側端部位置は、距離Ｐ２だけ下部ケース側フランジ１０２ａの外側端部位置Ｌ２よりも突出することになる。その結果、下部ケース側フランジ１０２ａの上に水分が蓄積されることはない。その結果、パワーコントロールユニット１００の内部への水分の浸入を阻止することが可能となる。

　このように、本実施の形態おける本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との重ね合わせ領域ＬＲ１の構造によれば、下部ケース側フランジ１０２ａの上に水分が蓄積されることがないため、上部ケース側フランジ１０１ａと下部ケース側フランジ１０２ａとの重ね合わせ部からの水分の侵入を阻止することができる。その結果、簡易な構成により部材の重ね合わせ部に生じる隙間への水分の侵入を阻止することが可能となる。

　なお、上記実施の形態の説明においては、パワーコントロールユニット１００が、車両１の前側よりも後側の方が高くなる前傾姿勢で車両１に搭載され場合を一例として示しているが、このパワーコントロールユニット１００の搭載姿勢に限定されるものではなく、他の搭載姿勢であってもかまわない。

　また、本発明をパワーコントロールユニット１００の本体ケース１０１とアンダーカバー１０２との締結領域に適用した場合について説明しているが、本体ケース１０１におけるＥＣＵ筐体１１０Ａとインバータ筐体１２０Ａとの間の締結構造、インバータ筐体１２０Ａとコンデンサ筐体１３０Ａとの締結構造、コンデンサ筐体１３０ＡとＤＣ／ＤＣコンバータ筐体１４０Ａとの締結構造に対して、本発明の構成を採用することも可能である。

　さらに、本発明をパワーコントロールユニット１００に採用した場合について説明したが、上部ケースと、下部ケースとによって規定される内部に機器が収容される車両搭載用装置であれば、たとえば、内部に蓄電機器が収容される蓄電装置に本発明を適用することも可能である。

　また、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとの重ね合わせ領域に本発明を適用することも可能である。

　以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

　１　車両、１０　エンジン、２０　トランスアクスル、４０　パワーケーブル、５０　バッテリ、１００　パワーコントロールユニット、１０１　本体ケース、１０１Ｒ　下面、１０１ａ　上部ケース側フランジ、１０１ｂ　側壁、１０１Ｒ　面取領域、１０２　アンダーカバー、１０２Ｒ　屈曲部、１０２ａ　下部ケース側フランジ、１０２ｂ　屈曲フランジ、１０５　シール部材、１１０Ａ　筐体、１２０　インバータ、１２０Ａ　インバータ筐体、１３０　コンデンサ、１３０Ａ　コンデンサ筐体、１４０Ａ　コンバータ筐体。

Claims

　上部ケース（１０１）と、下部ケース（１０２）とによって規定される内部に機器が収容される車両搭載用装置であって、
　前記上部ケース（１０１）は、下端部において、外側に張出す上部ケース側フランジ（１０１ａ）を含み、
　前記下部ケース（１０２）は、上端側において、前記上部ケース側フランジ（１０１ａ）に重ね合わせられる下部ケース側フランジ（１０２ａ）を含み、
　前記上部ケース側フランジ（１０１ａ）と前記下部ケース側フランジ（１０２ａ）との間には、前記上部ケース側フランジ（１０１ａ）の外側端部を通過し、前記上部ケース（１０１）の側壁（１０１ｂ）に平行な仮想線（Ｌ１）に対して、前記下部ケース側フランジ（１０２ａ）の外側端部位置（Ｌ２）が同じ位置、または前記仮想線（Ｌ１）に対して前記下部ケース側フランジ（１０２ａ）の外側端部位置（Ｌ２）が前記上部ケース（１０１）の前記側壁（１０１ｂ）側に位置する重ね合わせ領域（ＬＲ１）が設けられている、車両搭載用装置。
　前記重ね合わせ領域（ＬＲ１）において、前記上部ケース側フランジ（１０１ａ）と前記下部ケース側フランジ（１０２ａ）との間には、シール部材（１０５）が設けられている、請求項１に記載の車両搭載用電子装置。
　前記下部ケース側フランジ（１０２ａ）の外側端部は、下方に向かって折れ曲がる屈曲フランジ（１０２ｂ）を有し、
　前記シール部材（１０５）は、前記上部ケース側フランジ（１０１ａ）の下面（１０１Ｒ）と、前記下部ケース側フランジ（１０２ａ）と前記屈曲フランジ（１０２ｂ）との間の屈曲部（１０２Ｒ）との間に生じる隙間（Ｓ）を埋めるように設けられている、請求項２に記載の車両搭載用装置。
　前記上部ケース側フランジ（１０１ａ）の外側端部は、その下方側に面取領域（１０１Ｒ）を有する、請求項３に記載の車両搭載用装置。
　当該車両搭載用装置は、車両（１）に搭載されるパワーコントロールユニット（１００）であり、
　前記パワーコントロールユニット（１００）は、前記車両（１）の前側よりも後側の方が高くなる前傾姿勢で前記車両（１）に搭載され、
　前記車両（１）の少なくとも後側に、前記重ね合わせ領域（ＬＲ１）が設けられている、請求項１から４のいずれに記載の車両搭載用装置。
　前記上部ケースは、電子機器として、電子制御ユニット（１１０）、インバータ（１２０）、コンデンサ（１３０）、および電圧変換器（１４０）を収容する本体ケース（１０１）であり、
　前記下部ケースは、前記電圧変換器（１４０）を下方から覆うアンダーカバー（１０２）である、請求項５に記載の車両搭載用装置。
　前記本体ケース（１０１）は、アルミ製であり、
　前記アンダーカバー（１０２）は、鉄製である、請求項６に記載の車両搭載用電子装置。