JP2015101322A - フロアパネル用シール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトながら防水性が高くコスト高騰も回避したフロアパネル用シール構造を提供。【解決手段】フロアパネル用シール構造は、リアフロアパネル１１０の開口の上部にバッテリ１１２を覆って被さる樹脂製のアッパカバー１１４と、リアフロアパネル１１０の開口の縁から下方に延びる第２フランジ１２６と、アッパカバー１１４の第１フランジ１２０の下面に貼り付けられ開口の縁に押し付けられる第１発泡性シール材１２２と、第１発泡性シール材１２２の外側に隣接して第１フランジ１２０の下面に貼り付けられ第１フランジ１２０とリアフロアパネル１１０との間隙をシールする第２発泡性シール材１２４とを備え、第１発泡性シール材１２２は、第２発泡性シール材１２４に比較して上下方向の厚みが大きく弾性が低く、圧縮されて第１フランジ１２０と第２フランジ１２６との間隙をシールする。【選択図】図１１

Description

本発明は、床面を構成するフロアパネルに形成された開口の上部に被さるカバーとフロアパネルとの間隙をシールするフロアパネル用シール構造に関するものである。

電気自動車やハイブリッドカーなどの車両に搭載される高電圧バッテリ（以下「バッテリ」と略称することあり）は、車両床面にレイアウトされる。バッテリは、車両の航続距離を確保するため大型化する傾向がある。そのため、とりわけ車両後部の床面を構成するリアフロアパネル上にバッテリをレイアウトした場合、大型のバッテリが車両後部の荷室空間を占有し、荷室の使い勝手が悪化する。荷室空間を確保するには、ラゲッジボード下へバッテリを搭載する必要があるが、大型のバッテリはラゲッジボード下のスペースには収まりきらない。

このような荷室空間が不足する問題を解消するため、リアフロアパネル下面にバッテリを固定し、バッテリを完全に車室外へレイアウトする従来技術が存在する（例えば特許文献１）。しかしバッテリには通常、ブレーカを内蔵したブレーカボックスが付設されているため、少なくともバッテリの上半分を車室内に露出させ、ブレーカボックスのオン／オフ操作を可能にすることが好ましい。

そこで、リアフロアパネルに開口を形成し、この開口にバッテリを組み付けてリアフロアパネルの上下にまたがるように設置する従来技術が存在する（例えば特許文献２）。

特開平７−２４２１２５号公報 特開平６−３４４９５０号公報

しかし特許文献２のような従来技術の場合、リアフロアパネルの開口とバッテリとの間隙をシールして車室内への水の浸入を防止する必要がある。バッテリのうち車室内に露出している上部には、通常、樹脂製のカバーが被さっていて、このカバーがリアフロアパネルに固定される。そのため、実際には、カバーとリアフロアパネルとの間隙をシールする必要がある。

従来の一般的な車両フロアパネル用シール構造には、Ｏリングやウェザストリップがある。しかしこうしたシール構造は、１重の構成であるため、防水が破られた場合に対処できない場合があり、しかも大型化しがちであった。

特許文献２ではＺ型の２重シール構造を用い、防水性を向上させている。しかし特許文献２のＺ型の２重シール構造では、水平なシール面を２箇所設け、さらにこれらのシール面に高低差をつける必要もあった。よって、シール構造の大型化の問題は依然として解消されていない。

また、高価なシール材を利用すると、シール構造の大型化に伴ってコスト高騰も問題となる。

本発明は、このような課題に鑑み、フロアパネルの開口の上部に被さるカバーとフロアパネルとの間隙をシールする、コンパクトでありながら防水性が高くコスト高騰も回避可能なフロアパネル用シール構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、床面を構成し開口が形成されたフロアパネルを備えるフロアパネル用シール構造において、フロアパネルの開口の上部に被さる樹脂製のカバーであって、フロアパネルの開口の縁に沿う側壁および側壁から外側に屈曲してフロアパネルの上面に固定される第１フランジを有するカバーと、フロアパネルの開口の縁から下方に延びる第２フランジと、第１フランジの下面に貼り付けられ開口の縁に押し付けられる第１シール材と、第１シール材の外側に隣接して第１フランジの下面に貼り付けられ第１フランジとフロアパネルとの間隙をシールする第２シール材とをさらに備え、第１シール材は、第２シール材に比較して上下方向の厚みが大きく弾性が低く、圧縮されて第１フランジと第２フランジとの間隙をシールすることを特徴とする。

上記の構成によれば、第１シール材は上下方向の厚みが大きいため、第２シール材よりも下方に突出している。このように第１・第２シール材は、断面Ｌ字形状の第２フランジに対応した、コンパクトなＬ型形状になっている。

弾性が低い第１シール材は、開口の縁に押し付けられると、低い応力で容易に圧縮される。また第１シール材は、第２シール材よりも下方に突出していることも手伝って、カバー組付方向に平行な第２フランジの開口側に広がる。その結果、第１シール材は、組付方向に直交する第１フランジと、第１フランジの下方に位置し第１フランジと平行でない（組付方向と平行な）第２フランジとの間に生じる広範囲の間隙を、好適にシール可能である。

一方、第２シール材は、第１シール材の圧縮によりフロアパネルに到達する。そして互いに平行（水平）な第１フランジとフロアパネルとの狭い間隙をシールする。第２シール材は、高い応力でなければ圧縮されないため、カバーとフロアパネルとの位置関係を安定的に保つ。

このように本願発明によれば、床面を構成するフロアパネルに形成された開口の上部に被さるカバーとフロアパネルとの間隙を、第１および第２シール材という２種類のシール材によって二重にシールしている。これによって、フロアパネルの上側すなわち車室内への水の浸入が、より高い防水性をもって防止される。

本願発明によるシール構造は、厚みに差を設けた２種類のシール材をカバーの下面に隣接して貼り付けただけのコンパクトな構造である。よって本願発明によるシール構造は、ウェザストリップ等を用いたシール構造に比較して、格段に小型化されている。しかも、カバーの組付と同時に第１シール材が圧縮されることでシール構造が容易に完成され、面倒な組付作業を必要としない。

また、防水のほとんどを受け持つ第１シール材は、第２シール材よりも体積が大きいものの、低廉であるため、コストの高騰は招かない。第２シール材は、高価ではあるが、狭い間隙をシールするため体積も小さくて済み、コスト高騰を招くことがない。基本的には第１シール材のみで十分に防水可能であるが、万一の場合を想定して第１フランジと第２フランジの接触部分の近傍で高価な第２シール材を採用することで、コストアップを抑えている。

当該フロアパネル用シール構造は、カバーの第１フランジから開口の内部へ下方に突出するリブをさらに備え、第１シール材は、リブの開口内部側、下側およびフロアパネル側にわたってリブに巻き付けられているとよい。

第１シール材は、第１フランジの下面に貼り付けられているため、もとより、安定して定位置に固定されている。しかし上述のように、第１シール材を、さらにリブに巻きつけることで、カバー組付時に開口の縁に押し付けられる第１シール材の剥がれが、より十全に防止される。

上記カバーの第１フランジは、外側に位置する外フランジと、外フランジより一段上の高さを有し内側に位置する内フランジとを含み、第２シール材は、外フランジと内フランジとの境界の段差に沿って、内フランジの下面に配置されているとよい。かかる構成によれば、段差の角に配置された第２シール材の位置ずれが防止できるからである。

本発明によれば、フロアパネルの開口の上部に被さるカバーとフロアパネルとの間隙をシールする、コンパクトでありながら防水性が高くコスト高騰も回避可能なフロアパネル用シール構造を提供可能である。

本発明によるフロアパネル用シール構造の実施形態が適用される車両後部を示す斜視図である。 図１のラゲッジボードを取り外した車両後部を示す斜視図である。 図２のハイブリッドバッテリユニットを車両左斜め前方から見た斜視図である。 図３のリアフロアパネルを下方から見た斜視図である。 図４のハイブリッドバッテリをリアフロアパネルに組み付けた状態を示す図である。 図５のリアフロアパネルの開口の上部にハイブリッドバッテリを覆って樹脂製のアッパカバーを被せる様子を示す図である。 図６のアッパカバーの斜視図である。 図７のアッパカバーを下方から見た斜視図である。 図７のアッパカバーを下方から見た斜視図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図１０の一部拡大図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図１２の一部拡大図である。 比較例におけるシール構造を例示する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明によるフロアパネル用シール構造の実施形態が適用される車両後部を示す斜視図である。同図中、車両前前方を矢印Ｆｗｄ、車両右側を矢印Ｒｈ、車両上方を矢印Ｕｐで表す。図１に示すように、車両１００の後部には、リアシート１０２の後側に、上面が平坦なラゲッジボード１０４が備えられる。

図２は、図１のラゲッジボード１０４を取り外した状態を示す斜視図である。図２に示すように、ラゲッジボード１０４の下にはハイブリッドバッテリユニット１０６と補機バッテリユニット１０８とが備えられる。本実施形態にかかる自動車１００はハイブリッドカーであるが、電気自動車またはガソリンエンジン自動車であってもよい。

図３は図２のバッテリユニット１０６を車両左斜め前方から見た斜視図である。図３では図示の便宜上、リアシート１０２を図示省略している。図３に示すように、バッテリユニット１０６は、車両床面を構成する開口１１６（図４参照）が形成されたリアフロアパネル１１０に取付けられている。

バッテリユニット１０６は、リチウムイオン２次電池等で構成される高電圧のハイブリッドバッテリ１１２（図４参照）と、その上部に被さる樹脂製のアッパカバー１１４とを含む。アッパカバー１１４は、ブレーカボックス（図示省略）の操作時以外に乗員がバッテリ１１２に接触するのを防止する。車両重量の増加を回避する観点から、アッパカバー１１４は硬質樹脂製とするのが好ましい。

図４は、図３のリアフロアパネル１１０を下方から見た斜視図である。図４に示すように、リアフロアパネル１１０には、リアシート１０２（図２参照）が設置される位置よりも後方に開口１１６が形成されている。バッテリユニット１０６をリアフロアパネル１１０に組み付けるときは、まず、図４に示すように、バッテリ１１２を、リアフロアパネル１１０の上下にまたがるように、開口１１６に通してリアフロアパネル１１０に固定する。図５は、図４のバッテリ１１２をリアフロアパネル１１０に組み付けた状態を示す図である。

図６は、図５のリアフロアパネル１１０の開口１１６の上部にバッテリ１１２を覆って樹脂製のアッパカバー１１４を被せる様子を示す図である。このようにアッパカバー１１４を開口１１６の上部にバッテリ１１２を覆うように被せることで、バッテリユニット１０６のリアフロアパネル１１０への組付が完了し、図３に示す状態となる。

すなわち、車室内および車室外の双方の領域にわたってバッテリユニット１０６を設置することで、図１のラゲッジボード１０４上の荷物の収納スペースや後方視界の確保が図れる。また、バッテリ１１２に含まれるバッテリセル（図示省略）を上下に重ねて配置しても最低地上高を確保できる。バッテリを完全に車室外へレイアウトする場合と異なり、リアフロアパネル１１０の下部に、バッテリセルを水平方向の広範囲にわたって平面的に配置する必要もないので、サスペンションや燃料タンクとの干渉といった問題も生じない。

本実施形態では、車両床面を構成するフロアパネルの例としてリアフロアパネル１１０を挙げて説明しているが、これに限らず、フロントフロアパネルに開口を形成して同様にバッテリユニット１０６を設置してもよい。

図７は図６のアッパカバー１１４の斜視図である。アッパカバー１１４は、リアフロアパネル１１０の開口１１６の縁に沿う側壁１１８および側壁１１８から外側に屈曲してリアフロアパネル１１０の上面に固定される第１フランジ１２０を有する。

図８および図９は、それぞれ、図７のアッパカバー１１４を下方の別々の方向から見た斜視図である。図８および図９では、アッパカバー１１４の天面は外されている。アッパカバー１１４の第１フランジ１２０の下面には、第１発泡性シール材１２２が連続して一周にわたり貼り付けられている。第１フランジ１２０の下面には、さらに、第１発泡性シール材１２２の外側に隣接して第２発泡性シール材１２４が一周にわたり貼り付けられている。なお第２発泡性シール材１２４が第１発泡性シール材１２２に「隣接」するという用語の意味は、第１発泡性シール材１２２に対して隙間なく接触していることを要するものではない。図８および図９に示すように、シール材１２２・１２４がわずかに間隙を空けて配置されていることも含む。

図１０は図３のＡ−Ａ断面図であり、本実施形態にかかる車両フロアパネル用シール構造の全体図である。図１１は図１０の一部拡大図であり、図１１（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図１０の領域Ｚおよび領域Ｙの拡大図である。図１２は図３のＢ−Ｂ断面図であり、本実施形態にかかる車両フロアパネル用シール構造の全体図である。図１３は図１２の一部拡大図であり、図１３（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図１２の領域Ｘおよび領域Ｗの拡大図である。なお、図１０および図１２では、便宜上、バッテリ１１２の内部構造の図示を省略している。

図１１（ａ）（ｂ）および図１３（ａ）（ｂ）に示すように、リアフロアパネル１１０の開口１１６の縁からは、第２フランジ１２６が下方に延びている。第１発泡性シール材１２２は、第２発泡性シール材１２４に比較して上下方向の厚みが大きく、弾性が低い。なお、第１発泡性シール材１２２は、連続発泡性である。

図６に示したようにリアフロアパネル１１０の開口１１６の上部にバッテリ１１２を覆って樹脂製のアッパカバー１１４を被せたとき、図１１（ａ）（ｂ）および図１３（ａ）（ｂ）に示すように、第１発泡性シール材１２２は、開口１１６の縁（第２フランジ１２６の付け根）に押し付けられる。これによって第１発泡性シール材１２２は圧縮されて第１フランジ１２０と第２フランジ１２６との間隙をシールする。一方、第２発泡性シール材１２４は、第１フランジ１２０とリアフロアパネル１１０との間隙をシールする、独立発泡性のシール材である。

第１・第２発泡性シール材１２２・１２４は、いずれも合成ゴム製としてよく、典型的にはＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene Monomer）ゴムを用いてよい。本実施形態では、好適なシール材としてこのような発泡性のシール材を用いているが、シール材が発泡性であることは必須ではない。

なお図１１（ａ）（ｂ）および図１３（ａ）（ｂ）では、図示の便宜上、圧縮される前の矩形の第１発泡性シール材１２２および第２発泡性シール材１２４をそのまま示している。したがって、これらの図においてリアフロアパネル１１０よりも下に逸脱している第１発泡性シール材１２２および第２発泡性シール材１２４は、実際には、リアフロアパネル１１０によって圧縮され、リアフロアパネル１１０より下に逸脱することはない。

上記の構成によれば、第１発泡性シール材１２２は上下方向の厚みが大きいため、第２発泡性シール材１２４よりも下方に突出している。このように第１・第２発泡性シール材１２２・１２４は、断面Ｌ字形状の第２フランジ１２６に対応した、コンパクトなＬ型形状になっている。

弾性が低い第１発泡性シール材１２２は、開口１１６の縁（第２フランジ１２６の付け根）に押し付けられると、低い応力で容易に圧縮される。また第１発泡性シール材１２２は、第２発泡性シール材１２４よりも下方に突出していることも手伝って、アッパカバー１１４の組付方向（図１１および図１３の上下方向）に平行な第２フランジ１２６の開口１１６側に広がる。その結果、第１発泡性シール材１２２は、アッパカバー１１４の組付方向に直交する第１フランジ１２０と、第１フランジ１２０の下方に位置し第１フランジ１２０と平行でない（アッパカバー１１４の組付方向と平行な）第２フランジ１２６との間に生じる広範囲の間隙を、好適にシール可能である。

一方、第２発泡性シール材１２４は、図１１（ａ）（ｂ）および図１３（ａ）（ｂ）に示すように、第１発泡性シール材１２２の圧縮によりリアフロアパネル１１０に到達する。そして互いに平行（水平）な第１フランジ１２０とリアフロアパネル１１０との狭い間隙をシールする。第２発泡性シール材１２４は、高い応力でなければ圧縮されないため、アッパカバー１１４とリアフロアパネル１１０との位置関係を安定的に保つ。

このように本実施形態によれば、車両床面を構成するリアフロアパネル１１０の上下にまたがって設置されたバッテリ１１２を覆うように開口１１６の上部に被さるアッパカバー１１４とリアフロアパネル１１０との間隙を、第１および第２発泡性シール材１２２・１２４という２種類のシール材によって二重にシールしている。これによって、リアフロアパネル１１０の上側すなわち車室内への水の浸入が、より高い防水性をもって防止される。

本実施形態では、第１発泡性シール材１２２として、第２発泡性シール材１２４に比較して防水性が低いものを用いている。ただし第１発泡性シール材１２２は、防水性が低いとは言うものの、あくまで第２発泡性シール材１２４に比較した性能であり、防水性に乏しいわけではなく、発泡性シール材としての性能は十分に有する。それどころか、リアフロアパネル１１０の開口１１６における防水の大部分は第１発泡性シール材１２２が行う。

図１４は本実施形態と比較される比較例におけるシール構造を例示する図である。図１４において、本実施形態と同様の要素には、同一の参照符号を付す。図１４（ａ）（ｂ）はいずれも、図１１（ａ）に対応する断面図である。図１４（ａ）はウェザストリップ１３０を用いてアッパカバー１１４とリアフロアパネル１１０との間隙をシールするシール構造である。図１４（ｂ）は特許文献２と同様の、Ｚ型シール１３１を用いたシール構造である。

図１４（ａ）（ｂ）の比較例は、いずれも、アッパカバー１１４をリアフロアパネル１１０の付近で大きく***させた***部１３２を形成し、その下にウェザストリップ１３０またはＺ型シール１３１を介在させる、大型の構成を余儀なくされている。

一方、本実施形態によるシール構造は、図１１（ａ）に示すように、厚みに差を設けた２種類の発泡性シール材１２２・１２４をバッテリ１１２のアッパカバー１１４の下面に隣接して貼り付けただけのコンパクトな構造である。よって本実施形態によるシール構造は、図１４の比較例のウェザストリップ等を用いたシール構造に比較して、格段に小型化されている。しかも、アッパカバー１１４の組付と同時に第１発泡性シール材１２２が圧縮されることでシール構造が容易に完成され、面倒な組付作業を必要としない。

また、防水のほとんどを受け持つ第１発泡性シール材１２２は、第２発泡性シール材１２４よりも体積が大きいものの、低廉であるため、コストの高騰は招かない。第２発泡性シール材１２４は、高価ではあるが、狭い間隙をシールするため体積も小さくて済み、コスト高騰を招くことがない。基本的には体積が大きいが低廉な第１発泡性シール材１２２のみで十分に防水可能である。しかし万一の場合を想定して第１フランジ１２０と第２フランジ１２６の接触部分の近傍でのみ、高価であるがコンパクトな第２シール材を採用している。これによって本実施形態ではコストアップを抑えている。

例えば図１１（ａ）に示すように、本実施形態におけるシール構造は、アッパカバー１１４の第１フランジ１２０から開口１１６の内部へ下方に突出するリブ１４０をさらに備えている。第１発泡性シール材１２２は、リブ１４０の開口１０６内部側、下側およびリアフロアパネル１１０側にわたってリブ１４０に巻き付けられている。

第１発泡性シール材１２２は、第１フランジ１２０の下面に貼り付けられているため、もとより、安定して定位置に固定されている。しかし上述のように、第１発泡性シール材１２２を、さらにリブ１４０に巻きつけることで、アッパカバー１１４組付時に開口１１６の縁（第２フランジ１２６の付け根）に押し付けられる第１発泡性シール材１２２の剥がれが、より十全に防止される。

本実施形態では、アッパカバー１１４の側壁１１８がリアフロアパネル１１０の開口１１６の内側に位置し、リブ１４０は、第１フランジ１２０のうち側壁１１８との境界から垂直下方に突出している。すなわち、リブ１４０はほとんど側壁１１８の延長上に位置している。ただし、図示しないが、アッパカバー１１４の側壁１１８がリアフロアパネル１１０の開口１１６の外側に位置してもよく、その場合、リブ１４０が垂直下方よりも開口１１６寄りに傾斜して開口１１６の内部へ突出することとしてもよい。

例えば図１１（ａ）に示すように、アッパカバー１１４の第１フランジ１２０は、外側に位置する外フランジ１２０Ａと、外フランジ１２０Ａより一段上の高さを有し内側に位置する内フランジ１２０Ｂとを含む。外フランジ１２０Ａはリアフロアパネル１１０にスタッドボルト１４２または１４４によって固定される。なお要素１４５はハーネスである。

第２発泡性シール材１２４は、外フランジ１２０Ａと内フランジ１２０Ｂとの境界の段差１４６に沿って、内フランジ１２０Ｂの下面に配置されている。かかる構成によれば、段差１４６の角に配置された第２発泡性シール材１２４の位置ずれが防止できるからである。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本文では、本願発明を車両フロアパネル用シール構造を実施形態として説明した。しかし本発明は車両用に限定されるものではなく、あらゆる床面を構成するフロアパネルに形成された開口の上部に被さるカバーとフロアパネルとの間隙をシールするフロアパネル用シール構造に利用してよい。

本発明は、床面を構成するフロアパネルに形成された開口の上部に被さるカバーとフロアパネルとの間隙をシールするフロアパネル用シール構造に利用することができる。

１００ …車両、１０２ …リアシート、１０４ …ラゲッジボード、１０６ …ハイブリッドバッテリユニット、１０８ …補機バッテリユニット、１１０ …リアフロアパネル、１１２ …ハイブリッドバッテリ、１１４ …アッパカバー、１１６ …開口、１１８ …側壁、１２０ …第１フランジ、１２０Ａ …外フランジ、１２０Ｂ …内フランジ、１２２ …第１発泡性シール材、１２４ …第２発泡性シール材、１２６ …第２フランジ、１３０ …ウェザストリップ、１３１ …Ｚ型シール、１４０ …リブ、１４２、１４４ …スタッドボルト、１４５ …ハーネス、１４６ …段差

Claims (3)

1. 床面を構成し開口が形成されたフロアパネルを備えるフロアパネル用シール構造において、
   前記フロアパネルの開口の上部に被さる樹脂製のカバーであって、前記フロアパネルの開口の縁に沿う側壁および該側壁から外側に屈曲して前記フロアパネルの上面に固定される第１フランジを有するカバーと、
   前記フロアパネルの開口の縁から下方に延びる第２フランジと、
   第１フランジの下面に貼り付けられ前記開口の縁に押し付けられる第１シール材と、
   第１シール材の外側に隣接して第１フランジの下面に貼り付けられ第１フランジと前記フロアパネルとの間隙をシールする第２シール材とをさらに備え、
   第１シール材は、第２シール材に比較して上下方向の厚みが大きく弾性が低く、圧縮されて第１フランジと第２フランジとの間隙をシールすることを特徴とするフロアパネル用シール構造。
2. 当該フロアパネル用シール構造は、前記カバーの第１フランジから前記開口の内部へ下方に突出するリブをさらに備え、
   第１シール材は、前記リブの開口内部側、下側およびフロアパネル側にわたって該リブに巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載のフロアパネル用シール構造。
3. 前記カバーの第１フランジは、
   外側に位置する外フランジと、
   前記外フランジより一段上の高さを有し内側に位置する内フランジとを含み、
   第２シール材は、前記外フランジと内フランジとの境界の段差に沿って、該内フランジの下面に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフロアパネル用シール構造。

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