JP5907151B2 - 車載電子機器のケース - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンルーム（あるいはモータルーム）に搭載される電子機器のケースに関する。

車両のエンジンルームには、エンジン（あるいは走行用モータ）をはじめ、様々な機器が搭載される。特に近年は、ハイブリッド車を含む電気自動車が普及し、車両には様々な電子機器が搭載されるようになってきている。走行用モータ駆動のための交流電流を生成するインバータは、車載電子機器の典型である。特にインバータのような重要な車載電子機器については、その搭載について様々な工夫が提案されている。

特許文献１には、トランスミッションの上に、車載電子機器の一種であるインバータを固定する技術が開示されている。なお、トランスミッションとは、モータ、エンジン、駆動力伝達用のギア類のいずれか、あるいはそれらの幾つかを複合した機構系のユニットの総称である。電気自動車、特にハイブリッド車のトランスミッションのなかには、車両横方向に平行に伸びている３本のシャフトを有するものがある。そのようなトランスミッションは、例えば、２個のモータと動力源（エンジンとモータ）の出力を車軸に伝達するギア類を内蔵しており、２個のモータの出力シャフトと、ギア類のメインシャフトの合計３本のシャフトが平行に配置されている。そのため、３本のシャフトがシャフト軸方向からみたときに三角形の頂点となるように配置される。トランスミッションの筐体は、３本のシャフトの配列に起因する斜面をその上面に有していることがある。特許文献１のトランスミッションは上面が前方に向かって傾斜しており、モータに交流電力を供給するインバータはその傾斜上面に取り付けられている。ここで、車載電子機器は、電子機器の外筐であるケースを用いてトランスミッションに取り付けられている。

特開２０１１−２１８８３７号公報

車両の使用環境等によりエンジンルーム内に水が侵入する場合がある。すると、エンジンルーム内に配置されたエンジン、モータ、エアコン、トランスミッション等のデバイスに水分が付着する。特許文献１のインバータの外筐は、上下に分割された２つのケースから構成されている。上側のケースは下側のケースよりも小さい。そして、上側のケースは下側のケースの上面の前寄りに取り付けられており、下側のケースの上面後方の一部範囲が露出している。前述したようにケースは前側が後側よりも低いトランスミッション上面に固定されているため、下側ケースの上面も前側が後側よりも低くなるように傾斜している。そのため、下側ケースの露出している上面と上側のケースとの段差に水が溜まる虞がある。段差に長期間水が溜まったままであるとケースが腐食する虞がある。本明細書は、２つのケースの合わせ面にある段差に水が溜まらないようにする技術を提供する。

本明細書が開示する車載電子機器のケース（以下、「機器ケース」と称する）は、トランスミッションの上面に車両の前後方向に対して前側が後側より低くなるように、後側から前側に向かって水平面よりも下方に傾斜して配置されている。以下、本明細書では、説明の便宜のため、「前側」や「後面」、「側面」などの表現を用いるが、これらの表現を含め、「前」、「後」、「横」、「上」、「下」は、車載電子機器が搭載された車両を基準としての表現であることに留意されたい。機器ケースはトランスミッションの上面に取り付けられている第１ケースと、第１ケースの上面に第１ケースと接触して取り付けられている第２ケースを備えている。第１ケースの上面後方の一部が第２ケースの後面から露出している。そして、第２ケースの後面の下縁に、第２ケースの横方向の両側（両端）にわたって伸びているリブが設けられている。そのリブの上面は、車両後方に向けて水平面よりも下方に傾斜している。また、以下では、上記のリブを排水リブと称する。

上記の構成において仮に排水リブが無ければ、第２ケースの後面の下端は第１ケースの上面と接することになり、第２ケースの後面と第１ケースの上面後方の一部範囲とで窪みができ、そこに水が溜まってしまう虞がある。上記の排水リブは、その窪みに沿って設けられており、その窪みに水が溜まることを防止する。そして、第２ケース後面を流れる水は、排水リブの上面を伝って、ケース後方に向かって流れる。よって、第１ケースの上面に水が溜まることが防止され、機器ケースが腐食することが防止される。

排水リブは、その後縁が、第１ケースの後面の上縁に接続しているとよい。この構成によれば、排水リブの上面と第１ケースの後面が連接するので、排水リブの上面に流れる水は、第１ケースの後面に直接流れ込む。したがって、第１ケースの上面に水が溜まることが確実に防止される。さらに、第１ケースと排水リブを含む第２ケースの合わせ面の結合強度が向上され、トランスミッションからの振動に対する耐振性を向上することができると共に、耐衝撃性能を向上することができる。

排水リブ上面の後縁は、下記の場合は、その端から端までが第１ケースの後面の上縁に接続していなくとも、第１ケースの上面に水が溜まることを防止できる。すなわち、排水リブの後縁の中央部分が第１ケースの後面の上縁に位置している。排水リブの後縁の端が第１ケースの側面の上縁に位置している。そして、排水リブの後縁は、上方から見たときに、第１ケースの後面の上縁から離れる箇所から排水リブ後縁の端にかけて第１ケースの後面の上縁から徐々に離れている。この構造は、別の観点で表現すれば、排水リブの上面の車両横方向の両側が、車両横方向の外側に向けて水平面よりも下方に傾斜していることを意味する。排水リブが上記の構造を有していれば、第１ケースの上面は前傾しているので、第１ケース上面後方の一部範囲に付着した水的は、排水リブの後縁に達し、そこから排水リブの後縁を伝って第１ケース側面から排出される。

また、排水リブは、車両後方から見て第１ケース後面上縁の車幅方向の略中央に位置しており、左右対称であってもよい。この構成によれば、第１ケース後面上縁の中央に排水リブが位置することになるため、機器ケースに入力される振動を均一化することができ、耐振性を向上することができる。

本明細書が開示する技術によれば、車両前下方向に傾斜して取り付けられる電子機器のケースであって下側ケースと上側ケースの２パーツで構成されるケースにおいて、下側ケースの上面後方に水が溜まり難くすることができる。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。

第１車載電子機器のケース及びトランスミッションの側面図である。 第１車載電子機器のケースをその後方から視た斜視図である。 実施例の車載電子機器のケースを上面に備えているトランスミッションを搭載したハイブリッド車のエンジンルーム内のデバイスレイアウトを表す斜視図である。 第２実施例の車載電子機器のケースをその後方から視た斜視図である。 第１実施例の変形例を示す斜視図である。 第２実施例の変形例を示す斜視図である。

（第１実施例）図面を参照して実施例の車載電子機器のケースを説明する。実施例の車載電子機器のケースは、インバータとＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧コンバータ）が一体となったパワーユニットのケースである。そのケースは、ハイブリッド車のトランスミッションの上面に固定されている。トランスミッションは、ハイブリッド車のエンジンルームに配置されている。以下、実施例のケースを「機器ケース」と称する。図１、図２に、トランスミッション２の上面２ｄに固定されたパワーユニット２０の外筐である機器ケース５を示す。機器ケース５の後側に排水リブ７が設けられている。図１、図２ともにトランスミッション２及び機器ケース５の形状は簡略化して表していることに留意されたい。図２では、パワーユニット２０の下に位置するトランスミッション２の図示を省略している。また、図中のＸ軸が車両の前後方向に対応し、Ｙ軸が車両の横方向に対応し、Ｚ軸が車両の上下方向及び鉛直方向に対応している。ここで、Ｘ軸とＹ軸とが形成する平面が車両姿勢の水平面（以下、水平面）となる。以下、「ケースの側面」、「ケースの後面」等の表現は、車両を基準とした「前」、「後」、「横（側方）」、「上」、「下」を意味することに留意されたい。また、排水リブ７の形状の理解を助けるため、図２では、鉛直方向に相当するＺ軸を傾けてパワーユニット２０を描いてあることに留意されたい。また、車両のエンジンルームにおけるトランスミッションのレイアウトは図３を参照して後述する。

トランスミッション２の上面２ｄは、図１に示すように３本のシャフト（２ａ、２ｂ、２ｃ）の三角形の配列に起因してＸ軸の正方向側（車両の前側）がＸ軸の負方向側（車両の後側）より低くなるように水平面に対して傾斜している。上面２ｄが水平面に対して傾斜している角度Ｒａは、一例では２０度程度である。シャフト２ａ、２ｂはトランスミッション２に内蔵されている２個のモータの主軸であり、シャフト２ｃはモータからの出力を車軸に伝達するギア類の主軸である。ここで、トランスミッション２は、パワートレイン、あるいはトランスアクスルと呼ばれることもある。トランスミッション２の詳細な構造についての説明は省略する。なお、トランスミッション２に内蔵されているモータは、ブレーキ時の減速エネルギ（回生エネルギ）を電気エネルギに変換する機能を有する場合もある。

パワーユニット２０の外筐である機器ケース５は、前側が後側より低くなるように傾斜して上面２ｄに配置されている。機器ケース５の水平面に対する傾斜角度は上面２ｄの傾斜角度Ｒａと等しくなっている。機器ケース５は、上下に分割されたコンバータケース３とインバータケース４を有している。コンバータケース３にはＤＣ／ＤＣコンバータが収容され、インバータケース４には直流電力を交流電力に変換するインバータが収容されている。ＤＣ／ＤＣコンバータは、高電圧バッテリの出力電力を降圧してカーナビなどの補機に電力を供給する。コンバータケース３は、トランスミッション２の上面２ｄに取り付けられており、インバータケース４はコンバータケース３の上面に取り付けられている。

インバータケース４はコンバータケース３よりも小さく、コンバータケース３の上面の前寄りに取り付けられている。具体的には、インバータケース４は、インバータケース４の前面の下縁とコンバータケース３の前面の上縁が揃うようにコンバータケース３に取り付けられている。それゆえ、インバータケース４の後面４ａに設けられた排水リブ７（詳しくは後述）がなければ、コンバータケース３の上面後方の一部領域３ｂが露出する。

図２に、機器ケース５を斜め後方からみた斜視図を示す。排水リブ７は、インバータケース４の後面４ａの下端４１に設けられている。排水リブ７は、下端４１に沿って、インバータケース４の車両横方向の一方の端から他方の端まで伸びている。排水リブ７の上面７ａは、インバータケース４の後面４ａからコンバータケース３の後面３ａの上縁３１に向かって傾斜しており、排水リブ７の後縁７１が、後面３ａの上縁３１に接続している。別言すれば、上面７ａは、車両後方に向かって水平面（図中のＸＹ平面）よりも下方に傾斜している。このことは、排水リブ７の上面７ａとコンバータケース３の上面との角度Ｒｂが、機器ケース５の傾斜角度Ｒａよりも大きいことを意味する（図１参照）。

実施例の機器ケース５の特徴は以下の通りである。機器ケース５の後側の面（車両後方側に位置する面）では、インバータケース４の後面４ａと排水リブ７の上面７ａとコンバータケース３の後面３ａが連接しており、これらの面は機器ケース５の上方から機器ケース５の下方に向かって連続して水平面と直交しているか、あるいは前方から後方に向かって水平面に対して下がるように傾斜している。よって、機器ケース５の上方から落ちてくる水は傾斜している排水リブ７の上面７ａを伝って機器ケース５の下方へ排水される。排水リブ７がなければ、コンバータケース３の上面後方の一部領域３ｂが露出し、その一部領域３ｂとインバータケース４の後面４ａの接続箇所に水が溜まる虞がある。しかし実施例のケース５では、コンバータケース３の上面後方の一部領域３ｂは排水リブ７によって覆われるので、その一部領域３ｂの上に水が溜まることはない。

図３を参照して、トランスミッション２の上面に配置されたパワーユニット２０（機器ケース５）を備えているハイブリッド車１００のエンジンルーム内のデバイスレイアウトを説明する。図３に示すように、エンジンルーム内に搭載される主要なデバイスは、エンジン１２、トランスミッション２、ラジエータ１３、サブバッテリ１４、トランスミッション２の上面に配置されるパワーユニット２０である。その他、符号１５はエアコンのコンプレッサを示し、符号１６はリレーボックスを示す。図３によく示されているように、トランスミッション２は、その上面が、前側（車両前後方向の前側）が後側（車両前後方向の後側）よりも低くなるように傾斜しており、その上にパワーユニット２０が取り付けられている。パワーユニット２０は、トランスミッション２の上面に倣って、その前側が後側よりも低くなるように傾斜している。なお、図３の斜視している方向からは、機器ケース５の後面にある排水リブ７が見えないことに留意されたい。

（第２実施例）第２実施例の機器ケース５５を説明する。機器ケース５５も、第１実施例の機器ケース５と同様に、インバータとコンバータを有するパワーユニット２００の筐体に相当する。機器ケース５５も、第１実施例の機器ケース５と同様に、前傾した上面を有するトランスミッションのその上面に固定されている。即ち、図１と図３のレイアウトがそのまま機器ケース５５にも当てはまる。図４に、機器ケース５５をその後方から視た斜視図を示す。図４も、図２と同様に、Ｘ軸とＹ軸とで形成される平面が車両姿勢の水平面（以下、水平面）を示しており、鉛直方向に相当するＺ軸を傾けてパワーユニット２００を描いてあることに留意されたい。

機器ケース５５も、上下に分割されたコンバータケース５３とインバータケース５４で構成されている。コンバータケース５３にはＤＣ／ＤＣコンバータが収容され、インバータケース５４には直流電力を交流電力に変換するインバータが収容されている。

機器ケース５５は、排水リブ５７の形状が第１実施例の機器ケース５と異なり、他は第１実施例の機器ケース５と同様である。以下、排水リブ５７の形状について説明する。

排水リブ５７の上面は、第１傾斜上面５７ａと、第２傾斜上面５７ｂに分けられる。第１傾斜上面５７ａは、インバータケース５４の後面５４ａから車両後方に向けて伸びており、水平面よりも下方に向けて傾斜している。第２傾斜上面５７ｂは、第１傾斜上面５７ａのＹ軸方向の両端に接続され、車両横方向の外側に向けて水平面よりも下方に傾斜している。

別の視点から観察すれば、Ｙ軸方向からみた排水リブ５７の縦断面形状は、後面５４ａからコンバータケース５３の後面５３ａの上縁３１に向かって傾斜する斜線を有する三角形となる。また、車両後方からみたから視た形状は、左右対称形状であり、第１傾斜上面５７ａに対応した辺を上辺５７ｃとし、その上辺５７ｃの両端から、コンバータケース５３の両側面の上縁へ向かって傾斜している側辺（上辺５７ｄ）を有する略台形である。なお、上辺５７ｃと上辺５７ｄを合わせた線が、排水リブ５７の上縁５７ｅに相当する。上縁５７ｅは、第１傾斜上面５７ａの上辺５７ｃの両端に第２傾斜上面５７ｂの上辺５７ｄが連続しており、上縁５７ｅの一部である上辺５７ｄは、コンバータケース５３の両側面の上縁へ向かって傾斜している。つまり、上縁５７ｅは、下方に向かって末広がり形状をしている。さらに別言すれば、排水リブ５７の上面の車両横方向の両側の面（第２傾斜上面５７ｂ）が、車両横方向の外側に向けて水平面よりも下方に傾斜している。

排水リブ５７の後縁７２は、コンバータケース５３の上面に接続されている。後縁７２は、その中央部分（符号Ａが示す範囲）がコンバータケース５３の後面５３ａの上縁３１に位置している。また、後縁７２の端は、コンバータケース５３の側面の上縁３２に位置している（符号Ｐが示す箇所）。また、上方から見たとき、コンバータケース５３の後面５３ａの上縁３１から離れる箇所からリブの後縁の端にかけて、上縁３１から徐々に離れている（符号Ｂが示す範囲）。

第２実施例の機器ケース５５の特徴は以下の通りである。機器ケース５５の後側の面（車両後方側に位置する面）ではインバータケース５４の後面５４ａと排水リブ５７の傾斜上面５７ａ、５７ｂとコンバータケース５３の後面５３ａが連接しており、これらの面は機器ケース５５の上方から機器ケース５５の下方に向かって連続して水平面に対して下がるように傾斜している。そして、排水リブ５７の後縁７２は、その中央部（図中の記号Ａが示す範囲）がコンバータケース５３の後面５３ａの上縁３１に接続しており、後縁７２の両端は、それぞれ、コンバータケース５３の側面の上縁３２に接続している（図中の符号Ｐが示す箇所）。そして、中央部の両側では、上方からみたときに、コンバータケース５３の上縁３１から離れる箇所（図中の符号Ｑの箇所）からリブ後縁の端（図中の符号Ｐの箇所）にかけて、コンバータケース５３の後面５３ａの上縁３１から徐々に離れていく（符号Ｂが示す範囲）。

上記の構造により、機器ケース５５の上方から落ちてくる水は排水リブ５７の傾斜上面５７ａ、５７ｂを伝って、機器ケース５の下方へ排水される。なお、コンバータケース５３の上面の一部５３ｅは露出している。これに対して、排水リブ５７の後縁７２が上面の一部５３ｅと接続しているとともに、後面５３ａの上縁３１から側面の上縁３２へと伸びている（符号Ｂが示す範囲）。この構造により、水は、符号Ｂが示す範囲では後縁７２に沿って流れ、符号Ｐが示す後縁７２の端からコンバータケース５３の側方へと流れ落ちる。排水リブ５７の第２傾斜上面５７ｂを伝って上面の一部５３ｅへ落ちた水も、符号Ｐが示す後縁７２の端からコンバータケース５３の側方へと落ちる。

（変形例）図５に示す第１実施例の変形例について説明する。機器ケース３０５も、第１実施例の機器ケース５と同様に、インバータとコンバータを有するパワーユニット３００の筐体に相当する。機器ケース３０５では、コンバータケース３０３の後面３０３ａの上縁３３１が排水リブ７の後縁７１よりも車両後方に位置している。つまり、排水リブ７の後縁７１はコンバータケース３０３の上面３０３ｂ上に位置し、上縁３３１と後縁７１は接続されていない。このような構成でも、機器ケース３００の上方から落ちてくる水は傾斜している排水リブ７の上面７ａを伝って機器ケース３００の後方へ流れ、機器ケース３０５の後方に水が溜まることが防止される。なお、コンバータケース３０３とインバータケース４の位置関係以外の構成要素は第１実施例と同じである。そして、図１と図３のレイアウトは、機器ケース３０５にも当てはまる。

また、図６に示す第２実施例の変形例について説明する。機器ケース４５５は、第２実施例と同様にパワーユニット４００の筺体に相当する。機器ケース４５５では、上述の機器ケース３０５と同様、コンバータケース４５３の後面４５３ａの上縁４３１が排水リブ５７の後縁７２よりも車両後方に位置している。つまり、排水リブ５７の後縁７２の中央部Ａ及びその両端から伸びる符号Ｂの示す縁が、コンバータケース４５３の上面４５３ｂ上に位置し、上縁４３１と後縁７２は接続されていない。このような構成でも、機器ケース４００の上方から落ちてくる水は傾斜している排水リブ５７の上面５７ａを伝って機器ケース４００の後方に流れると共に、排水リブ５７の後縁７２の符号Ｂの示す縁を伝って機器ケース４００の側方に流れる。よって、機器ケース４５５の後方に水が溜まることが防止される。なお、コンバータケース４５３とインバータケース４の位置関係以外の構成要素は第２実施例と同じである。そして、図１と図３のレイアウトは、機器ケース４５５にも当てはまる。

以上説明したように、第１、第２実施例の機器ケースは、上側のインバータケースの後面下縁に排水リブを備えることによって、コンバータケースの上面に水が溜まることを防止することができる。また、排水リブは、インバータケースの後面の下縁中央に設けられており、左右対象であるので、機器ケースに伝搬される振動を均一化することができ、耐振動特性を高めることができる。

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。パワーユニット２０、２００、３００、４００が「電子機器」の一例である。コンバータケース３、５３、３０３、４５３が「第１ケース」の一例であり、インバータケース４、５４が「第２ケース」の一例である。排水リブ７、５７が「リブ」の一例である。

第２実施例の排水リブ５７の第１傾斜上面５７ａの上辺５７ｃは、中央を頂点にして、機器ケース５５の下方に向かって傾斜する末広がり形状であってもよい。この構成にすることで、上辺５７ｃに向かって落ちてくる水は、上辺５７ｃの両端に向かって流れるため、さらに効率的に水を機器ケース５５の下方へ排水することができる。

また、さらに、排水リブ７の上辺７ｃは、インバータケース４の上面に接続されてもよい。この構成でも、上述と同様に、より効率的に水を機器ケース５の下方へ排水することができる。また、排水リブ７の強度を高めることができるため、耐振性をさらに向上することができる。

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：トランスミッション
３、５３、３０３、４５３：コンバータケース
４、５４：インバータケース
５、５５、３０５、４５５：機器ケース
７、５７：排水リブ
２０、２００、３００、４００：電子機器
１００：ハイブリッド車

Claims (4)

1. トランスミッションの上面に前側が後側より低くなるように傾斜して配置された車載電子機器のケースであり、
   前記トランスミッションの上面に取り付けられている第１ケースと、
   前記第１ケースの上面に取り付けられている第２ケースと、を備えており、
   前記第１ケースの上面後方の一部が前記第２ケースの後面から露出しており、
   前記第２ケースの後面の下端に、前記第２ケースの横方向の両側にわたって伸びているリブが設けられており、
   前記リブの上面が、車両後方に向けて水平面よりも下方に傾斜していることを特徴とする車載電子機器のケース。
2. 前記リブの後縁が前記第１ケースの後面の上縁に接続していることを特徴とする請求項１に記載の車載電子機器のケース。
3. 前記リブの後縁は、
   その中央部分が前記第１ケースの後面の上縁に位置しており、
   その端が前記第１ケースの側面の上縁に位置しており、
   上方から見たときに第１ケースの後面の上縁から離れる箇所からリブの後縁の端にかけて第１ケースの後面の上縁から徐々に離れている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載電子機器のケース。
4. 前記リブの上面の車両横方向の両側が、車両横方向の外側に向けて水平面よりも下方に傾斜していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車載電子機器のケース。

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