JP3887145B2 - バッテリカバーの衝撃吸収構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車用等のバッテリを直列に接続するバッテリ接続プレートにおける車両衝突時等のバッテリ電極等の保護を図ったバッテリカバーの衝撃吸収構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気自動車ないしは電気とガソリンのハイブリッドカーの電源として複数のバッテリを直列に接続してバッテリブロック(バッテリ集合体)を構成し、バッテリブロックの両端側をカバーで覆う等して車両ボディ内に搭載している。
【0003】
図12は複数のバッテリを相互に接続する従来のバッテリ接続プレートの一形態を示すものである。
バッテリ接続プレート70,17はバッテリブロック72の両端側に装着され、合成樹脂製の横長のケース(プレート本体)74に導電金属製のバスバー75を複数並列に有している。
【0004】
バスバー75は、隣接する二つのバッテリ73の正と負の雄ねじ型の電極76,77に対する挿通孔78を有して、ケース74に圧入やインサート成形等の手段で固定されている。各電極76,77はナット79でバスバー75に締付接続される。
【0005】
手前側のバッテリ接続プレート70の両端側には一つの挿通孔82を有するバスバー88が固定されており、バッテリブロック72の両端側のバッテリ73の正と負の電極76,77が各バスバー83を経て端子付の電源線(図示せず)に接続される。
【0006】
ケース74にはカバー80が回動自在に設けられ、カバー80を閉止することで、バスバー75,83や電極76,77やナット79が収容部81内に保護される。
【0007】
上記構造においてはカバー80とケース74をヒンジを介して一体に形成したが、図13の如く合成樹脂製のカバー61とケース62を別体に設ける場合もある。いずれの場合もカバー61,80はケース62,74に係止手段等で固定される。
【0008】
図13で、符号10はバッテリ(図示せず)の雄ねじ型の電極、11は、電極10をバスバー等に接続するナットを示す。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構造にあっては、例えば車両の衝突時等においてカバー61に外側から大きな外力bが作用した場合に、カバー61が破損するのみならず、ケース62内の電極10やバスバー等にも衝撃が伝わり、例えば図14に示す如く、電極10の先端がカバー61を突き破って外部に突出し、バッテリがショートしたりして危険であると共に、バッテリにも悪影響を与えるといった懸念があった。
【0010】
これらに対処すべく、例えばカバー61の板厚を増加させて強度を高めた場合には、カバー61の重量が増し、樹脂成形性の悪くなり、コストも高くなると共に、車両の振動に伴うカバー61の慣性力の増大による異音の発生等の懸念があった。また、衝撃緩和性を有する特殊な材料を開発するにはさらに多くのコストがかかり、カバー61自体が高価になるという問題を生じた。
【0011】
本発明は、上記した点に鑑み、低コストで簡単且つ確実に外部からの衝撃を吸収緩和でき、バッテリの電極の飛び出しを防止できると共に、カバー内部の部品に悪影響を及ぼすことのないバッテリカバーの衝撃吸収構造を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、バッテリを保護するカバーの外側面に衝撃吸収用の少なくとも一対のリブが並列に設けられると共に、該一対のリブを相互に連結する湾曲状ないし略半球状の膨出部が設けられ、該膨出部の内側空間に該バッテリの雄ねじ型の電極の先端部が収容されることを特徴とするバッテリカバーの衝撃吸収構造を採用する(請求項1)。
前記カバーの内側面に、前記電極に螺合したナットに突き当たる衝撃吸収用の環状の突出部が設けられたことも有効である(請求項2)。
また、前記一対のリブと前記突出部とが前記カバーを境に対称に配置されたことも有効である(請求項3)。
また、前記膨出部が前記リブと同程度の高さに突出形成されたことも有効である(請求項4)。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明に係るバッテリカバーの衝撃吸収構造の第一の実施形態の概要を示すものである。
【0014】
図1の構造は、合成樹脂製のバッテリカバー(以下カバーと言う)1の表面(外側面)に衝撃吸収用のリブ2を複数並列に立設したものである。リブ2の本数は二本でも良く、あるいはカバー1の表面に無数に存在してもよい。
【0015】
カバー1に外部から衝撃が加わると、図2の如くリブ2が潰れて衝撃を吸収緩和する。これにより、カバー1の内側すなわちケース側のバッテリの雄ねじ型の電極(図示せず)やナットやバスバー等に衝撃が加わることが防止され、それらの部材がカバー1で安全に保護される。また、電極の飛び出しが防止されるから、ショートを起こす心配もない。リブ2はカバー1の板厚を増すのと同じかそれ以上の衝撃吸収効果を発揮する。リブ2は最低二本あればよいが、カバー1を広範囲に保護する場合には三本以上は必要である。
【0016】
図1において鎖線a〜cの如く衝撃があらゆる方向からカバー1に作用する場合には、図3に示す如く、カバー3に衝撃吸収用のリブ4,5を格子状ないし網目状に配置するとより効果的である。横方向のリブ4と縦方向のリブ5とが直交して衝撃吸収部を構成する。
【0017】
リブ4,5の交差角度は直角に限るものではない。また、リブ4,5の本数は各二本でもよく、あるいは縦横に無数に配置してもよい。図3の形態において各リブ4,5はあらゆる方向からの衝撃に対して確実に潰れて衝撃を吸収する。何れの場合も各リブ2,4,5は圧縮方向に潰れることが必要条件である。
【0018】
図1の形態でも同様であるが、各リブ2,4,5の間の隙間6,7は樹脂材の肉抜きをしたのと同じ状態であり、樹脂成形性は極めて良好である。すなわち成形時にヒケや反りの発生がなく、成形時間も短縮される。リブ間の隙間6,7によってカバー1,3の重量も軽減される。
【0019】
なお、上記各リブ2,4,5はバッテリの雄ねじ型の電極に対応する位置に設ける他に、それ以外の部位に設けることも可能である。カバー1,3はケース(図示せず)に係止手段等で固定される。
【0020】
図4〜図7は、本発明に係るバッテリカバーの衝撃吸収構造の第二の実施形態の概要を示すものである。
【0021】
図4において符号8は合成樹脂製で絶縁性のカバー、9は合成樹脂製のケース、10はバッテリ(図示せず)の雄ねじ型の電極、11は、バスバー(図示せず)や給電線付の端子を締付接続するためのナット(固定部材)をそれぞれ示す。
【0022】
カバー8は天壁13と四方の側壁16とを備え、ケース9は底壁12と四方の側壁17とを備える。電極10はケース9の底壁12の円孔を貫通してケース9内に突出している。
【0023】
カバー8の天壁13の裏面(内側面)には図5の如く各ナット11に対向して環状の突出部14すなわち円形のリブがそれぞれ天壁13と一体に形成されている。突出部14の先端14aは狭い隙間S1 を存してナット11に近接し、電極10の先端部は突出部14の内部空間15に挿入されて、電極10の先端10aとカバー8の裏面との間にやや大きな隙間S2 が空けられている。突出部先端側の隙間S1 は電極先端側の隙間S2 よりも小さく設定されている。
【0024】
図6の仮想部dの如くナット11の先端面11aに突出部14の先端14aが環状に接触可能である。すなわち、図5の状態からカバー8の表面側に衝撃が加わった場合に、先ず環状の突出部14の先端14aがナット11の先端面11aに突き当たり、図7の如く突出部14が長手方向に圧縮されて潰れたり、あるいは外側に広がるように変形して衝撃bを効率的に吸収緩和し、次いで電極10の先端10aがカバー8の裏面に当接してカバー8を衝撃方向とは反対の方向に突き上げて少し突出するように変形させる。この状態で衝撃bが完全に吸収され、電極10がカバー8を突き破るまでには至らない。
【0025】
これによりカバー8の破損が防止されると共に、電極10が外部に突出しないことで、電極10の破損や高電圧のバッテリのショート等が防止され、ナット11やバスバーや給電線付の端子等(図示せず)の変形や破損も防止される。弱い衝撃であれば、突出部14のみが座屈変形し、カバー8の変形は起こらない。突出部14を環状にしたことで、衝撃が均一に且つ確実に吸収される。
【0026】
また、電極10の先端部(ナット11から突き出した部分)が絶縁性の突出部14の内部空間15に収容されるから、電極10とカバー8の外部間に電位差があっても、ショートが起こりにくい。カバー8は環状の突出部14を一体形成するのみであるから、成形性が良好で、ヒケや反りが生じない。また、カバー14の板厚を増す場合に較べて、成形時間が短縮され、重量も軽減され、低コスト化される。
【0027】
なお、前記ナット11に代えて固定部材として係止リング(図示せず)やその他の部材を用いることも可能である。また、環状(筒状)の突出部にスリットを入れて衝撃吸収力を調整することも可能である。また、突出部として環状のものではなく、電極10の周囲に複数の棒状突部を環状に配置することも可能である。
【0028】
図8は、上記第一の実施形態と第二の実施形態を併せた形の第三の実施形態の概要を示すものである。
【0029】
合成樹脂製のカバー18にはその表面側において一対の衝撃吸収用のリブ19が突出形成され、カバー18の裏面側には、リブ19とほぼ対称な位置に環状の突出部20が形成されている。
【0030】
一対のリブ19の間でカバー18はやや薄肉に形成され、且つ湾曲状に膨出している(符号21の部分)。突出部20の内面は膨出部21の内面に同一内径で続いている。突出部20の内側の穴部(内部空間)22の深さはナット11の先端面11aから電極10の先端10aまでの距離よりも深く形成され、衝撃時に先ず突出部20の先端20aがナット11の先端面11aに突き当たるようになっている。
【0031】
衝撃は車両ボディ(鉄板)23に先ず作用し、次いで鉄板23が一対のリブ19に突き当たり、それと同時に突出部20がナット11に突き当たる。リブ19と突出部20との両方が潰れて、リブ19と突出部20との相乗効果で衝撃が効率良く確実に吸収される。
【0032】
これによりカバー18の内部が確実に保護される。一対ないしそれ以上のリブ19は衝撃を吸収すると共に衝撃を分散する。また、突出部20は潰れたり、あるいは拡がり変形したりすることで衝撃を吸収して、特に電極10の先端部を保護する。
【0033】
カバー18の表裏両面においてリブ19と突出部20とをほぼ同じ位置(相対する位置)で反対方向に突出させたことで、樹脂成形時の型抜きが容易化し、成形金型も簡素化され、カバー18が低コスト化される。
【0034】
なお、一対のリブに代えて前記並列な二以上のリブや格子状のリブを設けることも可能である。
【0035】
図9〜図11は上記第三の実施形態のより詳細な形態を示すものである。
図9のカバー25は、合成樹脂を材料として、平板状の幅広な壁部26と、壁部26の上端側で傾斜部27を経て一段低くなった幅狭な壁部28と、壁部28から直角に折曲された縁部29とを備え、一段低くなった幅狭な壁部28に断面矩形状の膨出壁30を一体に形成し、膨出壁30の表面側に少なくとも衝撃吸収用の一対のリブ31を設けて電極対応部32を構成したものである。
【0036】
一対のリブ31はカバー25の全長に渡って横長に形成され、且つ一対のリブ31は、バッテリ(図示せず)の雄ねじ型の電極に対する略半球状の膨出部33で相互に連結(一体化)され、膨出部33は等間隔に配設されてリブ同士の曲げ強度や座屈強度を高めて、各リブ31をあらゆる方向からの外力(衝撃)に対して確実にリブ高さ方向に潰れるようにすると共に、膨出部33がリブ31と一体に潰れて衝撃を一層効果的に吸収可能となっている。
【0037】
各膨出部33の裏側(壁部28の裏側)には膨出部33の内径よりもやや大径な内径を有する環状の突出部(20)を図8のように形成することが好ましい。突出部(20)の突き出し高さは、膨出部33の内部空間に電極(10)の先端部を収容する分だけ短くてよい。短い突出部(20)は衝撃時に外向きに開くというよりもむしろ圧縮方向に潰れて衝撃を吸収する。
【0038】
バッテリ(図示せず)の電極の先端は突出部(20)内に位置し、バッテリの縦長な先端面(電極突出面)は幅狭な壁部28に近接しつつ図8で縦方向に延びている。電極はバッテリの上端寄りに配置されている。
【0039】
カバー25は係止枠部34で、バスバーを有するケース(図示せず)の係合突起に係止される。カバー25の左右両側にはヒンジ35を介して開閉自在な部分36が一体に形成され、この部分36にバッテリブロック(図示せず)の左右のバッテリ(給電線付の端子等に接続される)が位置する。
【0040】
図10に示すカバー38は、平板状の壁部39と、壁部39の上端に薄肉のヒンジ40を介して続く幅狭な壁部41と、壁部41と直交した縁部42とを備え、幅狭な壁部41の表面側に少なくとも一対のリブ43と半球状の膨出部44を形成して電極対応部45としたものである。両壁部39,41はほぼ同一平面に位置し、電極対応部45はヒンジ40で開閉自在である。電極対応部45を閉じた状態で縁部42が係止手段46でケース(図示せず)に係止され、電極等がカバー38内に収容保護される。膨出部44の裏側に衝撃吸収用の突出部(図8の符号20)を設けることが好ましい。
【0041】
車両の衝突時には一対のリブ43が膨出部44と共に潰れて衝撃を吸収する。膨出部44が潰れても孔が開くことはない。膨出部44の高さはリブ43の高さとほぼ等しい。突出部(20)を設けることで、突出部(20)の潰れにより衝撃をさらに吸収させることができる。
【0042】
図11に示すカバー50は、二つのバッテリ(図示せず)の接続に対応したもので、平板状の平坦な天壁51の上部(図で上側の部位)に、少なくとも衝撃吸収用の一対の短めのリブ52と、各リブ52を連結する一対の半球状の膨出部53とを有している。膨出部53の裏側には前記同様の環状の突出部(図8の符号20)を設けることが好ましい。
【0043】
カバー50はケース56に閉止されており、ケース56の側壁54には給電線導出孔55が設けられている。ケース内には電極接続用のバスバー及び/又は給電線付の端子が収容される。なお、一対のリブ52と膨出部53とに代えて図3の如く複数本のリブを格子状に交差させて設けることも可能である。図9〜図11の各衝撃吸収構造の構成及び作用効果は基本的に同一である。
【0044】
【発明の効果】
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、車両の衝突時等にカバーの少なくとも一対のリブが一時に潰れることで、衝撃が吸収緩和され、リブを除くカバー自体の破損が防止される。これにより、カバー内部のバッテリの電極やバスバーや端子等が衝撃時の外力から保護される。特にバッテリの雄ねじ型の電極がカバーを突き破ることがなくなるから、バッテリのショート等の危険が回避される。また、従来のカバーの板厚を増すことに代えて複数のリブを設けたことで、カバーが軽量化されると共に、樹脂成形も容易で、カバーが低コスト化される。
また、少なくとも一対のリブが膨出部で一体に連結されたことで、各リブの曲げ強さが増し、衝突時にリブが曲がることなく、潰れ動作が正確に行われる。また、斜め方向からの衝撃力に対してもリブが曲がることなく、正確に圧縮され(潰され)、あらゆる方向からの衝撃に対処できる。また、リブと共に膨出部が潰れることで、衝撃吸収力が高まり、より強い衝撃に対処できる。
【0045】
また、少なくとも一対のリブが並列に配置されたことで、衝撃が効率良く吸収され、カバー内の各部品への衝撃の伝達が一層効果的に抑えられる。
【0047】
また、請求項2記載の発明によれば、車両の衝突時等にカバーの突出部が電極側の固定部材に突き当たって曲り変形ないし潰れ変形して、衝撃を吸収するから、バッテリの電極がカバーを突き破ることが防止され、請求項1記載の発明と同様の効果が奏される。また、従来のカバーの板厚を増すことに代えて突出部を設けたことで、カバーが軽量化されると共に、樹脂成形も容易で、カバーが低コスト化される。
【0048】
また、突出部が環状に形成されたことで、衝撃時に突出部が外側に開き変形したり、均一に圧縮されて、一層効率的に衝撃を吸収することができる。これにより、カバー内部への衝撃の影響が一層低減される。また、環状の突出部内に電極の先端部が収容されることで、電極の保護性や絶縁性が向上し、これは衝突の前後においても同様である。
【0050】
また、衝撃吸収用のリブと突出部との相乗効果により、車両衝突時の衝撃が一層確実に吸収され、請求項1記載の発明の効果すなわちカバー内の保護が一層確実に行われる。また、リブと突出部とをカバーに形成することで、従来のカバーの板厚を増すことよりもカバーの軽量化になり、成形も容易で、カバーの低コスト化が可能である。
【0051】
また、請求項3記載の発明によれば、リブと突出部とがカバーを境に対称に配置されたことで、衝突時にリブと突出部との両方で同時に且つ正確に衝撃を吸収することができ、カバー内の保護が一層確実化する。
【0053】
また、請求項4記載の発明によれば、リブと膨出部とが同時に潰れ変形し、請求項1記載の発明の効果が一層助長される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバッテリカバーの衝撃吸収構造の第一の実施形態を示す一部を断面とした斜視図である。
【図2】同じくカバーが衝撃を吸収した状態を示す斜視図である。
【図3】図1と関連したバッテリカバーの衝撃吸収構造の実施形態を示す斜視図である。
【図4】本発明に係るバッテリカバーの衝撃吸収構造の第二の実施形態を示す分解斜視図である。
【図5】同じく衝撃吸収構造の組立状態を示す断面図である。
【図6】同じくバッテリのナットに衝撃吸収用の突出部が干渉する状態を示す平面図である。
【図7】衝撃吸収時の状態を示す断面図である。
【図8】本発明に係るバッテリカバーの衝撃吸収構造の第三の実施形態を示す断面図である。
【図9】同じく衝撃吸収構造のより具体的な一形態を示す斜視図である。
【図10】同じく衝撃吸収構造のより具体的な他の形態を示す斜視図である。
【図11】同じく衝撃吸収構造のより具体的なその他の形態を示す斜視図である。
【図12】従来のカバーとケースを含むバッテリ接続プレートの一形態とバッテリブロックを示す分解斜視図である。
【図13】従来のカバーとケースの他の形態を示す分解斜視図である。
【図14】同じく従来の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
1,3,8,18,25,38,50 カバー
2,4,5,19,31,43,52 リブ
9,56 ケース
10 電極
11 ナット(固定部材)
14,20 突出部
21,33,44,53 膨出部
S1 ,S2 隙間
Claims (4)
- バッテリを保護するカバーの外側面に衝撃吸収用の少なくとも一対のリブが並列に設けられると共に、該一対のリブを相互に連結する湾曲状ないし略半球状の膨出部が設けられ、該膨出部の内側空間に該バッテリの雄ねじ型の電極の先端部が収容されることを特徴とするバッテリカバーの衝撃吸収構造。
- 前記カバーの内側面に、前記電極に螺合したナットに突き当たる衝撃吸収用の環状の突出部が設けられたことを特徴とする請求項1記載のバッテリカバーの衝撃吸収構造。
- 前記一対のリブと前記突出部とが前記カバーを境に対称に配置されたことを特徴とする請求項2記載のバッテリカバーの衝撃吸収構造。
- 前記膨出部が前記リブと同程度の高さに突出形成されたことを特徴とする請求項1又は2記載のバッテリカバーの衝撃吸収構造。
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