JP2003059483A - 車載用バッテリー及びその安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通電状態でバッテリー端子と車両側回路との
接続及び切り離しが行われることによるアーク放電の発
生を未然に防止する。 【解決手段】 車両側回路と接続されるバッテリー端子
１０ｐ，１０ｎを備えた車載用バッテリー１０Ｂにおい
て、開閉可能な端子カバー２４を備え、この端子カバー
２４を閉じた状態で前記バッテリー端子１０ｐ，１０ｎ
と車両側回路との接続及び切り離し作業が阻止されるよ
うにする。さらに、端子カバー２４を閉位置にロックす
るためのロック装置２６を設け、バッテリー端子１０
ｐ，１０ｎが非通電状態であると認めるための所定のア
ンロック条件を満たす場合にのみ、上記ロック装置２６
をアンロック状態に切換えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
に搭載されるバッテリー及びその安全装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両に搭載されるバッテリーにお
いては、その箱状本体の上面に一対のバッテリー端子が
突設され、各バッテリー端子に車両側回路の配線が接続
されるようになっている。その接続構造は、前記バッテ
リーの交換や修理を円滑なものにすべく、前記バッテリ
ー端子と配線との接続及び切り離しが容易に行えるよう
に配慮がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記バッテリーの交換
作業や修理作業は、安全上、車両のエンジンを止めてバ
ッテリーを非通電にした状態で行われるが、作業員が誤
って通電状態のまま前記交換作業や修理作業を行ってし
まう可能性がある。このとき、前記バッテリーの電圧に
よっては、前記作業員がバッテリー端子と外部配線とを
切り離し、あるいは再接続する際に、その接続部同士の
間（例えばバッテリー端子と電線端末の端子との間）で
アーク放電が発生する可能性がある。このようなアーク
放電は、前記バッテリー電圧が高いほど強くなり、端子
の変形や破損を引き起こす要因となり得るとともに、車
両の安全性向上の妨げともなる。

【０００４】特に近年は、ステアリング装置やブレーキ
装置をはじめとする車載アクチュエータの電動化等に伴
い、バッテリーの高電圧化（例えば従前の14Ｖから42Ｖ
への切換）が進められているため、前記バッテリー交換
時等におけるアーク放電の予防は重要な課題となる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、車載用
バッテリーの交換、修理等における当該バッテリーの端
子と車両側回路との接続部位でのアーク放電発生を未然
に防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、車両側回路に接続されるバッ
テリー端子と、このバッテリー端子と前記車両側回路と
の接続部位を覆って当該部位での接続及び切り離しの作
業を阻む閉位置と前記接続部位を開放して前記接続及び
切り離しの作業を許容する開位置との間で開閉可能とな
るようにバッテリー本体に連結される端子カバーと、外
部からの信号を受けて前記端子カバーを前記閉位置にロ
ックするロック状態と当該端子カバーを解放するアンロ
ック状態とに切換えられるロック装置とを備えたもので
ある。

【０００７】また本発明は、かかる車載用バッテリーを
利用した安全装置であって、前記車載用バッテリーと、
そのロック装置に信号を入力して当該ロック装置の作動
を制御するロック制御手段とを備え、このロック制御手
段は、前記車載用バッテリーのバッテリー端子が非通電
状態であると認めるための所定のアンロック条件を満た
す場合にのみ前記ロック装置をロック状態からアンロッ
ク状態に切換えることものである。

【０００８】以上の構成によれば、所定のアンロック条
件（バッテリー端子が非通電であると認定できるような
条件）を満たさないときは前記ロック装置によって端子
カバーを閉位置にロックしておくようにすることによ
り、バッテリー端子が通電状態にあるにもかかわらず誤
ってバッテリー端子と車両側回路との接続及び切り離し
が行われてしまうのを確実に阻止することができる。従
って、当該接続及び切り離しの際にアーク放電が発生す
るのを未然に防止することができる。

【０００９】逆に、バッテリー端子と車両側回路との切
り離しや再接続をしたい場合には、前記バッテリー端子
を非通電の状態にしてアンロック条件を満たすように
し、前記ロック装置がアンロック状態に切換えられるよ
うにすればよい。この状態で、前記端子カバーを開いて
バッテリー端子と車両側回路との接続部位を開放するこ
とにより、アーク放電の発生を伴うことなく前記接続部
位での接続及び切り離しを不都合なく安全に行うことが
できる。

【００１０】ここで、前記アンロック条件は、実質上、
前記バッテリー端子と車両側回路との接続及び切り離し
を許容してもアーク放電のおそれがないと認められる条
件であればよく、具体的には、前記バッテリー端子に接
続される車載負荷のスイッチがオフであるという条件
や、車両のイグニッションキーの挿入を検知するイグニ
ッションキースイッチがオフであるという条件を含んだ
ものが好適である。

【００１１】また前者については、全ての車載負荷のス
イッチがオフであることを条件としてもよいし、前記車
載用バッテリーに直接には接続されない車載負荷（例え
ばＤＣ−ＤＣコンバータを介してのみ接続される車載負
荷）のスイッチを条件から外してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１３】図１は、車両に搭載される給電回路を示
し、この回路においては低電圧（例えば12Ｖ）バッテリ
ー１０Ａと高電圧（例えば36Ｖ）バッテリー１０Ｂとが
併用されている。

【００１４】高電圧バッテリー１０Ｂは、バッテリー正
端子及びバッテリー負端子を有し、バッテリー負端子が
電線３８Ｎを介してアースに接続されている。一方、バ
ッテリー正端子は電線３８Ｐ及び図略のＡＣ／ＤＣコン
バータを介してスタータモータ１４及びオルタネータ１
６に接続されるとともに、ヒューズ２０Ｂ及び負荷スイ
ッチ２２Ｂを介して高電圧用負荷１８Ｂに接続されてい
る。

【００１５】低電圧バッテリー１０Ａもバッテリー正端
子及びバッテリー負端子を有し、その負端子がアースに
接続される一方、正端子がヒューズ２０Ａ及び負荷スイ
ッチ２２Ａを介して低電圧用負荷１８Ａに接続されてい
る。また、当該正端子と前記高電圧バッテリー１０Ｂの
正端子及びオルタネータ１６との間には降圧用ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１２が設けられ、当該オルタネータ１６で
生成された電力が前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で降圧
されて低電圧バッテリー１０Ａにも充電されるようにな
っている。

【００１６】さらに、この回路の特徴として、前記高電
圧バッテリー１０Ｂには、そのバッテリー端子を覆う閉
位置と開放する開位置との間で開閉可能な端子カバー２
４と、この端子カバー２４を閉位置にロックするロック
装置２６とが設けられる一方、前記低電圧バッテリー１
０Ａにはヒューズ２７を介してＥＣＵ（電子制御ユニッ
ト；ロック制御手段）２８が接続され、このＥＣＵ２８
から前記ロック装置２６へ入力される信号によって前記
ロック装置２６がロック状態とアンロック状態とに切換
えられるようになっている。

【００１７】前記高電圧バッテリー１０Ｂの具体的構造
を図２〜図５に示す。

【００１８】図２及び図３に示すように、高電圧バッテ
リー１０Ｂは、箱状のバッテリー本体を有し、その上面
にバッテリー正端子１０ｐ及びバッテリー負端子１０ｎ
が突設されている。

【００１９】各バッテリー端子１０ｐ，１０ｎにはそれ
ぞれ、金属板からなる電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎが
取付けられている。各電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎ
は、その一端に端子接続部３６ａを有し、他端に電線接
続部（車両側回路との接続部位）３６ｂを有している。

【００２０】前記端子接続部３６ａは、バッテリー端子
１０ｐ，１０ｎの外側に嵌合されるリング状をなし、か
つ、その嵌合状態でねじ止めされることにより、当該端
子１０ｐ，１０ｎと機械的かつ電気的に接続される。電
線接続部３６ｂは、電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎの端
部に電線接続用のボルトが突設されたものであり、各電
線（電線接続用導体３６Ｐに対しては負荷用電線３８
Ｐ、電線接続用導体３６Ｎに対してはアース用電線３８
Ｎ）の端末に固定されたリング状端子が前記ボルトの外
側に嵌められ、これにナットが締め付けられることによ
り、各電線３８Ｐ，３８Ｎが電線接続用導体３６Ｐ，３
６Ｎを介して各バッテリー端子１０ｐ，１０ｎに電気的
に接続されるようになっている。

【００２１】端子カバー２４は、前記バッテリー本体の
上面全域を被覆できるようなキャップ状をなし、その一
端が図４に示すような薄肉のヒンジ部３４を介してバッ
テリー本体と一体につながっている。そして、このヒン
ジ部３４を支点として、図２に示すような開位置（バッ
テリー本体上面を開放する位置）と、図３に示すような
閉位置（バッテリー本体上面を覆う位置）との間で回動
可能（開閉可能）となっている。

【００２２】なお、本発明においてバッテリー本体と端
子カバーとの具体的な連結構造は問わず、例えば両者を
蝶番を媒介として連結してもよい。また、バッテリー本
体に対して端子カバーが横方向にスライドすることによ
り開閉切換されるようにしてもよい。

【００２３】端子カバー２４の他端（ヒンジ部３４と反
対側の端）の内側面には、図５に示すような凹部２４ａ
が形成されている。そして、この端子カバー２４が閉位
置にある状態で前記凹部２４ａをロック装置２６が係止
することにより、当該閉位置に端子カバー２４がロック
されるようになっている。

【００２４】ロック装置２６は、この実施の形態では、
前記バッテリー本体上に固定されたソレノイド装置４０
によって構成されている。

【００２５】このソレノイド装置４０は、筒状本体と、
この本体に対して出没可能なプランジャ４２と、これを
駆動するための電磁コイルとを備え、前記筒状本体がバ
ッテリー本体上面に固定されている。そして、前記本体
内の電磁コイルが非通電の状態では、前記プランジャ４
２が図５の実線に示す没入位置（凹部２４ａから離脱す
る位置）まで待避して端子カバー２４を解放する一方
（アンロック状態）、前記電磁コイルが通電されると前
記プランジャ４２が同図二点鎖線に示す突出位置まで突
出して当該プランジャ４２の先端が閉位置における端子
カバー２４の凹部２４ａ内に入り込み、当該閉位置に端
子カバー２４を係止するように構成されている（ロック
状態）。

【００２６】なお、本発明においてロック装置２６の具
体的な構成は問わず、外部からの信号を受けてロック状
態とアンロック状態とに切換わるものであればよい。例
えば、ロータリソレノイドによりフック部材を駆動して
同部材を端子カバー側の係合部に係合することにより、
当該端子カバーを閉位置にロックするようなものでもよ
い。

【００２７】一方、前記図１に示すＥＣＵ２８は、電線
４４を介して前記ソレノイド装置４０に接続され、当該
電線４４を通じてソレノイド装置４０の電磁コイルを通
電することにより同装置４０をロック状態に保つととも
に、次のアンロック条件，を全て満たす場合にの
み、前記ソレノイド装置４０のコイルを非通電にしてア
ンロック状態に切換えるように構成されている。

【００２８】 イグニッションスイッチ３０を操作す
るためのイグニッションキーの挿入を検知するイグニッ
ションキースイッチ３２がオフであること（すなわちイ
グニッションキーが抜かれていること）。

【００２９】 負荷１８Ａ，１８Ｂのうち、高電圧バ
ッテリー１０Ｂに直接接続される高電圧用負荷１８Ｂ
（当該負荷１８Ｂが複数存在する場合には全ての高電圧
用負荷１８Ｂ）について、これをオンオフするスイッチ
２２Ｂがオフであること。

【００３０】なお、については、イグニッションキー
スイッチ３２ではなく、イグニッションスイッチ３０の
切換位置を監視して当該スイッチ３０がオフであること
をアンロック条件としてもよい。

【００３１】また、について、前記スイッチ２２Ｂが
例えば車室内のパネルスイッチの操作に連動してオンオ
フするリレーで構成されている場合には、前記パネルス
イッチの操作位置を監視するようにしてもよい。

【００３２】次に、この装置の作用を説明する。

【００３３】前記図２に示されるように端子カバー２４
が閉じられた状態で、イグニッションキーが挿入され、
イグニッションスイッチ３０がオンに切換えられると、
高電圧バッテリー１０Ｂからの給電によりスタータモー
タ１４が回され、エンジンが始動するとともに、オルタ
ネータ１６が作動して発電を行う。この状態で、各スイ
ッチ２２Ａ，２２Ｂが適宜オンに切換えられると、前記
オルタネータ１６または高電圧バッテリー１０Ｂから直
接高電圧用負荷１８Ｂに給電が行われ、また、降圧用Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ１２を通じて低電圧用負荷１８Ａに
も給電が行われる。

【００３４】このように、イグニッションキーが挿入さ
れてイグニッションキースイッチ３２がオンであるとき
や、いずれかの高電圧用負荷１８Ｂのスイッチ２２Ｂが
オンであるとき、すなわち高電圧バッテリー１０Ｂのバ
ッテリー端子１０ｐ，１０ｎが通電していると認められ
るときには、ＥＣＵ２８はロック装置２６をロック状態
に保つ。具体的に、この実施の形態においては、ＥＣＵ
２８が電線４４を通じて図５に示すソレノイド装置４０
の電磁コイルを通電し、そのプランジャ４２を突出位置
すなわち端子カバー２４の凹部２４ａに嵌まり込む位置
に保持する。これにより、端子カバー２４は閉位置にロ
ックされる。

【００３５】このようにして閉位置に固定された端子カ
バー２４は、各バッテリー端子１０ｐ，１０ｎにつなが
る電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎを上から覆い、当該導
体３６Ｐ，３６Ｎと各電線３８Ｐ，３８Ｎとを切り離す
作業を阻止する。従って、バッテリー端子１０ｐ，１０
ｎ及び電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎが通電状態にある
にもかかわらず誤って電線３８Ｐ，３８Ｎを電線接続用
導体３６Ｐ，３６Ｎから切り離す作業が行われるのを確
実に阻止でき、当該切り離しの際に前記導体３６Ｐ，３
６Ｎの電線接続部３６ｂと各電線３８Ｐ，３８Ｎ側のリ
ング状端子との間にアーク放電が発生する事態を未然に
防止することができる。

【００３６】一方、高電圧バッテリー１０Ｂの交換や修
理を行いたい場合には、全ての高電圧用負荷１８Ｂにか
かるスイッチ２２Ｂをオフにし、かつ、イグニッション
キーを抜けばよい。これにより上述のアンロック条件
，が満たされるため、ＥＣＵ２６はソレノイド装置
４０の電磁コイルを非通電にしてそのプランジャ４２を
没入位置（凹部２４ａから離脱する位置）まで待避させ
る（アンロック状態）。これにより、図３に示すように
端子カバー２４を開いて各バッテリー端子１０ｐ，１０
ｎ及び電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎを開放することが
できる状態となるので、当該開放状態で前記電線接続用
導体３６Ｐ，３６Ｎから電線３８Ｐ，３８Ｎを切り離し
てバッテリー１０Ｂの交換や修理をすることができる。
しかも、このように端子カバー２４が開くときは必ず前
記バッテリー端子１０ｐ，１０ｎが非通電状態にあるの
で、前記電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎを切り離したり
再接続したりする際にアーク放電が発生するおそれがな
い。

【００３７】このような高電圧バッテリー１０Ｂの交換
や修理を終え、端子カバー２４を閉じた後、イグニッシ
ョンキーを挿入し、あるいはいずれかの高電圧用負荷１
８Ｂにかかるスイッチ２２Ｂをオンに切換えると、ＥＣ
Ｕ２８の出力信号によってソレノイド装置４０のプラン
ジャ４２が突出位置に切換えられ、ロック状態に復帰す
る。

【００３８】なお、この実施の形態では、車載用バッテ
リーとして低電圧バッテリー１０Ａ及び高電圧バッテリ
ー１０Ｂが併用される回路において、当該高電圧バッテ
リー１０Ｂに本発明の適用をしているが、本発明は単独
で車両に搭載されるバッテリーについても適用が可能で
ある。また、当該バッテリーの具体的な電圧値も問わ
ず、バッテリー端子と車両側回路との接続及び切り離し
の際にアーク放電が発生するおそれのある場合に広く適
用が可能である。

【００３９】その他、本発明は次のような実施の形態を
とることも可能である。

【００４０】Ａ）図２及び図３に示す端子カバー２４
は、バッテリー本体の上面全体を覆う形状を有している
が、本発明にかかる端子カバーは、その閉位置におい
て、少なくともバッテリー端子と車両用回路との接続部
位を覆ってその切り離し作業及び接続作業を阻止できる
ものであればよい。例えば、前記図２及び図３に示す高
電圧バッテリー１０Ｂにおいては、端子カバーがその閉
位置において少なくとも電線接続用導体３６Ｐ，３６Ｎ
の電線接続部３６ｂを覆う形状を有するものであればよ
い。

【００４１】Ｂ）本発明において、ロック装置をアンロ
ック状態に切換えるためのアンロック条件は、バッテリ
ー端子が非通電状態であると認定できるものであればよ
く、その範囲内で自由に設定が可能である。例えば、給
電回路の具体的な構成によっては、前記アンロック条件
，のいずれか一方が成立したときにアンロック状態
に切換えるようにしても、アーク放電の発生を有効に防
止することが可能である。その他、例えば前記バッテリ
ー１０Ｂと車両用回路との通電を遮断するための専用ス
イッチを付設し、このスイッチにより前記通電が遮断さ
れたときにのみアンロック状態に切換えるようにしても
よい。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明は、バッテリー端子
と車両側回路との接続部位を覆う閉位置と開放する開位
置との間で開閉可能な端子カバーと、外部からの信号を
受けて前記端子カバーを前記閉位置にロックするロック
装置とを備えた車載用バッテリーであり、また、前記ロ
ック装置をロック状態に作動させ、かつ、所定のアンロ
ック条件を満たす場合にのみ前記ロック装置をロック状
態からアンロック状態に切換えるロック制御手段を備え
た車載用バッテリーの安全装置であるので、前記バッテ
リー端子が通電状態にあるにもかかわらず当該バッテリ
ー端子と車両側回路との接続作業及び切り離し作業が行
われてしまうのを確実に阻止し、当該接続及び切り離し
の際におけるアーク放電の発生を未然に防止することが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる車両の給電回路を
示す図である。

【図２】前記給電回路を構成する高電圧バッテリーにお
いて端子カバーが開いた状態を示す斜視図である。

【図３】前記給電回路を構成する高電圧バッテリーにお
いて端子カバーが閉じた状態を示す斜視図である。

【図４】前記端子カバーとバッテリー本体とをつなぐヒ
ンジ部を示す断面図である。

【図５】前記高電圧バッテリーに設けられるロック装置
の具体的構成を示す断面正面図である。

【符号の説明】

１０Ｂ 高電圧バッテリー（車載用バッテリー） １０ｐ，１０ｎ バッテリー端子 １８Ｂ 高電圧用負荷 ２４ 端子カバー ２６ ロック装置 ２８ ＥＣＵ（ロック制御手段） ３２ イグニッションキースイッチ ３６Ｐ，３６Ｎ 電線接続用導体 ３６ｂ 電線接続部（接続部位）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮▲崎▼ 順之 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H022 AA19 CC10 KK01 KK03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両側回路に接続されるバッテリー端子
   と、このバッテリー端子と前記車両側回路との接続部位
   を覆って当該部位での接続及び切り離しの作業を阻む閉
   位置と前記接続部位を開放して前記接続及び切り離しの
   作業を許容する開位置との間で開閉可能となるようにバ
   ッテリー本体に連結される端子カバーと、外部から入力
   される信号により前記端子カバーを前記閉位置にロック
   するロック状態と当該端子カバーを解放するアンロック
   状態とに切換えられるロック装置とを備えたことを特徴
   とする車載用バッテリー。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車載用バッテリーと、そ
   のロック装置に信号を入力して当該ロック装置の作動を
   制御するロック制御手段とを備え、このロック制御手段
   は、前記車載用バッテリーのバッテリー端子が非通電状
   態であると認めるための所定のアンロック条件を満たす
   場合にのみ前記ロック装置をロック状態からアンロック
   状態に切換えることを特徴とする車載用バッテリーの安
   全装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の車載用バッテリーの安全
   装置において、前記アンロック条件は、前記バッテリー
   端子に接続される車載負荷のスイッチがオフであるとい
   う条件を含むことを特徴とする車載用バッテリーの安全
   装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の車載用バッテリ
   ーの安全装置において、前記アンロック条件は、車両の
   イグニッションキーの挿入を検知するイグニッションキ
   ースイッチがオフであるという条件を含むことを特徴と
   する車載用バッテリーの安全装置。