CN103003978B - 盖 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池盖，包括：第一盖部分，第二盖部分，以及在第一盖部分和第二盖部分之间布置在比第一盖部分和第二盖部分的上表面低的位置上的耦接部分。耦接部分包括固定于第二盖部分的耦接部分和比连接部分薄的铰链部分。铰链部分设置成使得在两侧的铰链端部比铰链中心部分厚。各个铰链端部形成为使得铰链端部的侧端表面是从第一盖部分侧向第二盖部分侧轻微倾斜的曲面，并且铰链端部的上表面形成为中心最薄并且从该中心向着两个支撑端倾斜上升而逐渐变厚的大致弧形的曲面。

Description

盖

技术领域

本发明涉及一种在第一盖部分和第二盖部分之间具有铰链部分的盖。

背景技术

安装于车辆等中的一些电池具有与其直接装接的熔断器单元。因为，当电池的电池极柱、熔断器单元的端子部分等露出时，水和灰尘引起腐蚀等，电池的、与熔断器单元装接的部分的顶部通常覆盖有作为盖的电池盖(见专利文献1)。

这种类型的电池盖的常规实例在图1至图4B中示出。如图1和图2中所示，该电池盖50包括第一盖部分51、第二盖部分60以及布置在第一盖部分51和第二盖部分60之间的耦接部分70。

第一盖部分51具有第一上表面壁52和布置成从该第一上表面壁52的三个边缘向下延伸的第一侧表面壁53。第一上表面壁52的在第二盖部分60侧的部分形成向下倾斜的第一倾斜表面部分54。

第二盖部分60具有第二上表面壁61和布置成从该第二上表面壁61的三个边缘向下延伸的第二侧表面壁62。第二上表面壁61的在第一盖部分51侧的部分形成向下倾斜的第二倾斜表面部分63。

耦接部分70布置在比第一盖部分51和第二盖部分60的上表面低的位置。耦接部分70由以下构成：与第二盖部分60一体地设置的连接部分71；以及固定到连接部分71的一侧端的铰链部分72。

如在图3至图4B中具体地所示，铰链部分72比连接部分71薄以便是柔性的，并且在该铰链部分72的宽度方向上的两侧上的铰链端部73比铰链中心部分74厚。当从上方观察时(在俯视图中)，各个铰链端部73的侧端表面73a形成为具有朝向中心凹入的半圆形状。当从侧面看时(在侧视图中)，各个铰链端部73的上表面73b形成为大致平坦的。

在上面所述的常规实例中，由于耦接部分70布置在比第一盖部分51和第二盖部分60低的位置，所以第二盖部分60只能向使第一倾斜表面部分54碰撞第二倾斜表面部分63的位置转动。因此，第二盖部分60的转动范围被限制于必要的转动范围。

而且，在铰链部分72的结构中，在两侧上的铰链端部73形成为比铰链中心部分74厚，并且因此铰链部分72的强度增加。

引用列表

专利文献

[专利技术文献1]日本待审查专利申请公开No.2002-289171

发明内容

技术问题

然而，在上面所述的常规实例中，与在第一盖部分51和第二盖部分60之间仅仅具有铰链部分72的电池盖相比，该铰链部分72不利地具有低强度。换句话说，由于在第一盖部分51和第二盖部分60之间不仅设置有铰链部分72，还设置有连接部分71，所以其结构与仅仅具有铰链部分72的结构相比具有低强度。当第二盖部分60的旋转引起第一倾斜表面部分54碰撞第二倾斜表面部分63时，其反作用力作用在耦接部分70上，并且因此，该耦接部分70中最薄的铰链部分72承受了大载荷损害。由于此原因，铰链部分72可能具有低强度。

这里，可以考虑进一步增加在铰链部分72的两侧的铰链端部73的厚度，并且因此增加强度；然而，铰链部分72的柔性降低，并且因此不可能将厚度增加为超出预定的厚度。

因此，做出本发明以克服上述问题；本发明的目的是提供一种盖，在该盖中，连接部分和铰链部分布置在比第一盖部分和第二盖部分的上表面低的位置上，并且该盖可以增加铰链部分的强度而不降低铰链部分的柔性。

问题的解决方法

根据本发明，提供了一种盖，包括：第一盖部分；第二盖部分；以及布置在第一盖部分和第二盖部分上的比第一盖部分和第二盖部分的上表面低的位置上的耦接部分，其中耦接部分包括固定于第一盖部分和第二盖部分中的至少一个的连接部分，以及比连接部分薄的铰链部分，第二盖部分利用铰链部分作为旋转的支撑点设置成可相对于第一盖部分旋转，铰链部分设置成使得在两侧的铰链端部比铰链中心部分厚，并且各个铰链端部形成为使其侧端表面是一个从第一盖部分侧向第二盖部分侧轻微倾斜的曲面，并且该曲面的上表面形成为大致弧形的中心最薄并且从中心向两个支撑端倾斜上升从而逐渐变厚的曲面。

优选地，铰链部分在耦接方向上的尺寸是3mm，并且从连接部分的上表面到铰链端部的中心位置的尺寸最少是0.75mm，铰链端部的侧端表面形成为曲面使得在第一盖部分侧的支撑端和第二盖部分侧的支撑端之间的宽度方向上的倾斜变化量落入0.2mm至0.6mm的范围，并且铰链端部的上表面形成为曲面使得从连接部分的上表面向下0.2mm至0.4mm就是支撑端。

更为优选地，铰链部分在耦接方向上的尺寸是3mm，并且从连接部分的上表面到铰链端部的中心位置的尺寸最少是0.75mm，铰链端部的侧端表面形成为曲面使得在第一盖部分侧的支撑端和第二盖部分侧的支撑端之间的宽度方向上的倾斜变化量是0.3mm，并且铰链端部的上表面形成为曲面使得从连接部分的上表面向下0.3mm就是支撑端。

本发明的有益效果

根据本发明，虽然，当横向载荷作用在第二盖部分上时，最大应力产生在铰链部分的铰链端部的两侧，由于铰链端部比铰链中心部分厚，可以减小最大应力值。由于较厚的铰链端部的侧端表面是轻微倾斜的曲面，所以不产生由于铰链端部的形状的剧烈变化而引起的应力集中。由于铰链端部在中心位置最薄，铰链端部形成为具有这样的厚度，使得铰链部分的柔性在中心位置不降低，并且因此可以维持预期的柔性。另一方面，较厚的铰链端部从中心位置向着两侧的支撑端逐渐变得更厚，并且因此可以增加强度。如上所述，可以增加铰链部分的强度而不降低铰链部分的柔性。

附图说明

[图1]图1是常规电池盖的透视图。

[图2]图2是常规电池盖的俯视图。

[图3]图3是常规电池盖的耦接部分附近的俯视图。

[图4A]图4A是常规铰链端部的俯视图的放大图。

[图4B]图4B是沿着图3中的A-A线截取的横截面图。

[图5]图5是根据本发明的实施例的电池盖的透视图。

[图6]图6是根据本发明的实施例的电池盖的俯视图。

[图7]图7是根据本发明的实施例的耦接部分附近的俯视图。

[图8A]图8A是根据本发明的实施例的铰链端部的放大俯视图。

[图8B]图8B是沿着图7中的B-B线截取的横截面图。

[图9]图9是当铰链端部的上表面大致平坦并且该铰链端部的侧端表面的倾斜量X改变并且因此施加横向载荷时，应力分布的观察图。

[图10]图10是当铰链端部的侧断面大致平坦并且该铰链端部的上表面的大致弧形的度数改变并且施加横向载荷和拉伸载荷时，应力分布的观察图。

[图11]图11是示出了当通过改变铰链端部的侧端表面的倾斜量X和上表面的圆弧的程度Y所获得的电池盖模型是否成功建立的表格。

[图12]图12是当在电池盖的各个模型中施加横向载荷、开放性载荷和拉伸载荷时，应力分布的观察图。

[图13]图13是当在各个常规的电池盖和本实施例的电池盖的各个模型中施加横向载荷、开放性载荷和拉伸载荷时，应力分布的观察图。

参考标记清单

1   电池盖(盖)

2   第一盖部分

10  第二盖部分

20  耦接部分

21  连接部分

30  铰链部分

31  铰链端部

31a 侧端表面

31b 上表面

32  铰链中心部分

具体实施方式

接下来将参考附图描述本发明的实施例。

实施例

如图5和图6中所示，作为盖的电池盖1包括第一盖部分2、第二盖部分10以及布置在第一盖部分2和第二盖部分10之间的耦接部分20。

第一盖部分2包括第一上表面壁3和布置成从该第一上表面壁3的三个边缘向下延伸的第一侧表面壁4。第一上表面壁3在第二盖部分10侧的部分形成向下倾斜的第一倾斜表面部分5。在第一侧表面壁4上，设置有多个闩锁部分6。闩锁部分6将第一盖部分2固定到熔断器单元(未示出)。

第二盖部分10包括第二上表面壁11和布置成从该第二上表面壁11的三个边缘向下延伸的第二侧表面壁12。第二上表面壁11在第一盖部分2侧的部分形成向下倾斜的第二倾斜表面部分13。

耦接部分20布置在比第一盖部分2和第二盖部分10的上表面低的位置。连接部分20形成有：与第二盖部分10一体地设置的连接部分21；一体地固定到连接部分21的铰链部分30。在电池盖1中，第二盖部分10可利用铰链部分30作为旋转的支撑点相对于第一盖部分2旋转。

如图7至图8B中具体地所示，铰链部分30比连接部分20薄以便是柔性的。在铰链部分30中，在其宽度方向上的两侧上的铰链端部31比铰链中心部分32厚。各个铰链端部31的侧端表面31a形成为使得当从上方观察时(俯视图)，该侧端表面31a是从第一盖部分2侧向第二盖部分10侧轻微倾斜的曲面。铰链部分30的上表面31b形成为使得当从侧面看时(侧视图)，上表面31b是大致弧形的曲面，该曲面的中心最低并且从该中心朝着两侧的支撑端逐渐倾斜上升。换句话说，铰链端部31形成为使得在其中心部分最薄并且从该中心朝着两侧的支撑端逐渐变厚。

这里，铰链部分30在耦接方向的尺寸“a”是3mm，并且从连接部分21的上表面到铰链端部31中最低的中心位置的尺寸“b”是0.75mm。铰链部分31的侧端表面31a形成为轻微弯曲的表面，使得在第一盖部分2侧的支撑端与在第二盖部分10侧的支撑端之间的倾斜在宽度方向上的变化量是0.3mm，并且铰链部分31的上表面31b形成为大致弧形的曲面，使得从连接部分21的上表面向下0.3mm的位置就是支撑端。

在上述的构造中，第二盖部分10可利用铰链部分30作为旋转的支撑点相对于第一盖部分2在箭头“R”的方向上旋转，并且通过这种旋转而在闭合位置和打开位置之间转换。在闭合位置中，第一上表面壁3和第二上表面壁11布置在同一表面上，并且覆盖熔断器单元(未示出)等的上部。在打开位置，被上表面壁11闭合的熔断器单元等(未示出)的上部是露出的。因此，例如，可以视觉地识别熔断器(未示出)。由于耦接部分20布置在比第一盖部分2和第二盖部分10的上表面低的位置，所以第二盖部分10只能向使第一倾斜表面部分5碰撞第二倾斜表面部分13的位置旋转。以这种方式，第二盖部分10的旋转范围被限制于必要的旋转范围。

如上所述，在电池盖1的铰链部分30中，在两侧的铰链端部31比铰链中心部分32厚；各个铰链端部31的侧端表面31a形成为使得该侧端表面31a是从第一盖部分2向第二盖部分10轻微倾斜的曲面；并且上表面31b形成为使得该上表面31b是大致弧形的曲面，该曲面在其中心处最低并且从该中心朝着两侧的支撑端逐渐上升。因此，即使当横向载荷作用于第二盖部分10时，最大应力产生在铰链部分30的两侧的铰链端部31上，由于铰链端部31比铰链中心部分32厚，所以可以减小最大应力值。由于较厚的铰链端部31的侧端表面31a是轻微倾斜的曲面，所以不产生由于铰链端部31的形状的剧烈改变所导致的应力集中。由于铰链端部31在其中心位置最薄，该铰链端部31形成为并不使铰链部分30的柔性在中心位置降低的这样一种厚度，并且因此可以维持预期的柔性。另一方面，较厚的铰链端部31从中心位置朝着两侧的支撑端逐渐变厚，并且因此可以增加强度。如上所述，可以增加铰链部分30的强度而不降低该铰链部分30的柔韧度。

应力分布的测量

通过实验测量当铰链部分30的铰链端部31的结构不同地改变时该铰链部分30的应力分布。例如，通过如下方式来测量应力分布：制造电池盖1具有光弹性元件、施加载荷到电池盖1的第二盖部分10上并且观察作用在铰链部分30上的合成应力的图像。作为作用在电池盖1上的、作用在旋转侧的第二盖部分10上的各应力，可以考虑横向方向的载荷(下文中称作为横向载荷F1)、打开方向的载荷(下文中称作为打开载荷F2)以及拉伸方向的载荷(拉伸载荷F3)，并且因此施加上述载荷。

这里，在电池盖1的模型中，铰链部分30在耦接方向的尺寸“a”是3mm，并且从连接部分21的上表面到铰链端部31的最低的中心位置的尺寸“b”是0.75mm。

首先，在铰链端部31的上表面31b大致平坦的情况下，通过改变侧端表面31a的倾斜量X来观察应力分布。然后，当施加横向载荷F1时，得到如图9所示的应力分布。作为测量的结果，通过实验表明：作用在铰链部分30上的应力按照铰链端部31的侧端表面31a的倾斜量X而改变。各个部分的载荷的程度表现为四个级别。最高载荷的区域涂黑；随着载荷变低，区域由更低程度的阴影来表示。在随后的试验中，评价标准一致。

然后，在铰链端部31的侧端表面31a大致是平面的情况下，通过改变上表面31b的曲面的程度来观察应力分布。具体地说，改变从连接部分21的上表面到支撑端的尺寸“Y”。然后，在横向载荷F1和拉伸载荷F3的各种情况下，得到了如图10所示的应力分布。作为观察的结果，通过实验表明：作用在铰链部分30上的应力按照铰链端部31的上表面31b的曲面的程度而改变。

因此，如图11所示，一些类型（网格线）的电池盖的模型是通过改变铰链端部31的侧端表面31a的倾斜量“X”和上表面31b的圆弧程度“Y”来制造的。观察电池盖1的各个模型的应力分布。于是，在横向载荷F1，打开载荷F2和拉伸载荷F3的各种情况下，得到了如图12所示的应力分布。

作为观察的结果，表明：优选地，铰链端部31的侧端表面31a形成为轻微弯曲的表面，使得第一盖部分2侧的支撑端和第二盖部分10侧的支撑端之间在宽度方向上的倾斜变化量落入0.2mm至0.6mm的范围，并且铰链端部31的上表面31b形成为大致弧形的曲面，使得从连接部分21的上表面向下0.2mm至0.4mm的位置是所述支撑端。

此外，作为观察的结果，表明：更加优选地，铰链端部31的侧端表面31a形成为轻微弯曲的面，使得第一盖部分2侧的支撑端和第二盖部分10侧的支撑端之间在宽度方向上的倾斜变化量是0.3mm，并且铰链端部31的上表面31b形成为大致弧形的曲面，使得从连接部分21的上表面向下0.3mm的位置是支撑端。

最终，如图13所示，观察常规实例的模型的应力分布和本实施例的模型的应力分布。作为测量的结果，表明：在本实施例的模型中，对于基本上所有的载荷，载荷（应力）程度减小。具体地，对于横向载荷F1，载荷（应力）的程度显著减小。

当施加横向载荷F1时，大量的压缩应力和大量的拉伸应力作用在铰链部分30两侧的铰链端部31上。在常规实例中，由于铰链部分的两端的侧端表面是半圆的并且其形状是显著改变的，所以应力可能集中。相比之下，在本实施例中，由于侧端表面是轻微倾斜的表面并且其形状并不是显著改变的，所以应力并不集中。由于此原因，对于横向载荷F1来说，载荷(应力)的程度可能会显著减小。

其他

虽然，在本实施例中，连接部分21设置在第二盖部分10侧，但是该连接部分21也可以设置在第一盖部分2侧，或者既设置在第一盖部分2侧也设置在第二盖部分10侧。

虽然，在本实施例中，所述盖是电池盖1，但是本发明自然也可以应用于除了上述盖之外的其他盖。

Claims (3)

1.一种盖，包括：

第一盖部分；

第二盖部分；和

耦接部分，该耦接部分在所述第一盖部分和所述第二盖部分之间布置在比所述第一盖部分的上表面和所述第二盖部分的上表面低的位置，其中，所述耦接部分包括：连接部分，该连接部分固定到所述第一盖部分和所述第二盖部分中的至少一个；以及铰链部分，该铰链部分比所述连接部分薄，

所述第二盖部分被设置成能够利用所述铰链部分作为旋转的支撑点相对于所述第一盖部分旋转；所述铰链部分被设置成使得在两侧上的所述铰链端部比铰链中心部分厚，并且

各个铰链端部的宽度从所述第一盖部分侧到所述第二盖部分侧减小并且各个铰链端部形成为：使得该铰链端部的侧端表面是从所述第一盖部分侧朝向所述第二盖部分侧轻微倾斜的曲面；并且使得所述铰链端部的上表面形成为在其中心最薄并且从该中心朝向两个支撑端倾斜上升以逐渐变厚的基本弧形的曲面。

2.根据权利要求1所述的盖，其中

所述铰链部分在耦接方向上的尺寸是3mm，

从所述连接部分的上表面到所述铰链端部的最低的中心位置的尺寸是0.75mm，

所述铰链端部的所述侧端表面形成为曲面，使得所述第一盖部分侧的支撑端与所述第二盖部分的支撑端之间在宽度方向上的倾斜变化量落入0.2mm至0.6mm的范围内，并且

所述铰链端部的所述上表面形成为曲面，使得从所述连接部分的上表面向下0.2mm至0.4mm的位置是支撑端。

3.根据权利要求1所述的盖，其中

所述铰链部分在所述耦接方向上的尺寸是3mm，

从所述连接部分的上表面到所述铰链端部的最低的中心位置的尺寸是0.75mm，

所述铰链端部的所述侧端表面形成为曲面，使得所述第一盖部分侧的所述支撑端与所述第二盖部分侧的所述支撑端之间在宽度方向上的倾斜变化量是0.3mm，并且

所述铰链端部的所述上表面形成为曲面，使得从所述连接部分的所述上表面向下0.3mm的位置是支撑端。