JP2012025185A

JP2012025185A - カバー

Info

Publication number: JP2012025185A
Application number: JP2010162650A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Fukunaga; 美由紀福永
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-20
Also published as: US8962171B2; KR20130040249A; US20130122343A1; CN103003978A; DE112011102416T5; WO2012011275A1; JP5639399B2; CN103003978B; KR101602721B1

Abstract

【課題】第１カバー部と第２カバー部の上面より低い位置に連接部とヒンジ部を配置したものにあって、ヒンジ部の撓み特性を阻害することなく、ヒンジ部の強度アップを図る。
【解決手段】第１カバー部２と、第２カバー部１０と、第１カバー部２及び第２カバー部１０の上面より低い位置で、第１カバー部２と第２カバー部１０の間に配置された連結部２０とを備え、連結部２０は第２カバー部１０に固定された連接部２１と連接部２１より薄肉のヒンジ部３０とを有するバッテリーカバー１であって、ヒンジ部３０は、両側のヒンジ端部３１がヒンジ中央部３２より厚肉に設けられ、各ヒンジ端部３１は、その側端面３１ａが第１カバー部２側から第２カバー部１０側に向かって緩やかに傾斜する曲面で、且つ、その上面３１ｂが中心で最も薄肉で、中心から両方の支持端に向かうに従って徐々に厚肉になるように上方に傾斜するほぼ円弧状の曲面に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１カバー部と第２カバー部の間にヒンジ部を有するカバーに関する。

車両等に搭載されるバッテリーには、直接ヒューズユニットが付設されるものがある。バッテリーのバッテリーポストやヒューズユニットの端子部等が露出状態であると、水、塵によって腐食等が発生するため、バッテリーのヒューズユニットが付設された箇所の上部をカバーであるバッテリーカバーで被うことが一般的に行われる（特許文献１参照）。

この種のバッテリーカバーの一従来例として、図１０〜図１３に示すものがある。このバッテリーカバー５０は、図１０及び図１１に示すように、第１カバー部５１と、第２カバー部６０と、第１カバー部５１と第２カバー部６０の間に配置された連結部７０とを備えている。

第１カバー部５１は、第１上面壁５２と第１上面壁５２の三方の縁端より下方に向かって配置された第１側面壁５３とを有する。第１上面壁５２の第２カバー部６０側は、下方に傾斜する第１傾斜面部５４となっている。

第２カバー部６０は、第２上面壁６１と第２上面壁６１の三方の縁端より下方に向かって配置された第２側面壁６２とを有する。第２上面壁６１の第１カバー部５１側は、下方に傾斜する第２傾斜面部６３となっている。

連結部７０は、第１カバー部５１及び第２カバー部６０の上面より低い位置に配置されている。連結部７０は、第２カバー部６０に一体的に設けられた連接部７１と連接部７１の一側端に固定されたヒンジ部７２とから構成されている。

ヒンジ部７２は、図１２及び図１３に詳しく示すように、可撓性を持たせるために連接部７１と比較して薄肉であるが、その幅方向の両側のヒンジ端部７３がヒンジ中央部７４より厚肉に設けられている。各ヒンジ端部７３の側端面７３ａは、上方から見て（上面視で）、中央側に窪む半円形状に形成されている。各ヒンジ端部７３の上面７３ｂは、側方から見て（側面視で）、ほぼフラットな面に形成されている。

上記従来例によれば、連結部７０が第１カバー部５１と第２カバー部６０の上面より低い位置に位置するので、第１傾斜面部５４と第２傾斜面部６３が突き当たる位置までしか回転できない。これにより、第２カバー部６０の回転範囲が必要な回転範囲に規制されている。

また、ヒンジ部７２の構造をヒンジ中央部７４に対して両側のヒンジ端部７３を厚肉に形成し、ヒンジ部７２の強度アップを図っている。

特開２００２−２８９１７１号公報

しかしながら、前記従来例では、第１カバー部５１と第２カバー部６０の間にヒンジ部７２のみを有するバッテリーカバーと較べて、ヒンジ部７２の強度が弱いという問題がある。つまり、第１カバー部５１と第２カバー部６０間にはヒンジ部７２のみならず連接部７１も介在されるため、ヒンジ部７２の構造体と較べて構造体として弱い。第２カバー部６０の回転で第１傾斜面部５４と第２傾斜面部６３が突き当たると、その反力が連結部７０に作用するが、その際に連結部７０内で最も薄肉のヒンジ部７２が大きな負荷ダメージを受ける。このような理由によってヒンジ部７２の強度が弱いと考えられる。

ここで、ヒンジ部７２の両側のヒンジ端部７３を更に厚肉として強度アップを図ることが考えられるが、ヒンジ部７２の撓み特性が阻害されるため、一定以上の肉厚にすることができない。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、第１カバー部と第２カバー部の上面より低い位置に連接部とヒンジ部を配置したものにあって、ヒンジ部の撓み特性を阻害することなく、ヒンジ部の強度アップを図ることができるカバーを提供することを目的とする。

本発明は、第１カバー部と、第２カバー部と、前記第１カバー部及び前記第２カバー部の上面より低い位置で、前記第１カバー部と前記第２カバー部の間に配置された連結部とを備え、前記連結部は前記第１カバー部と前記第２カバー部のいずれか一方に固定された連接部と前記連接部より薄肉のヒンジ部とを有し、前記ヒンジ部を回転支点として前記第１カバー部に対して前記第２カバー部が回転自在に設けられたカバーであって、前記ヒンジ部は、両側のヒンジ端部がヒンジ中央部より厚肉に設けられ、前記各ヒンジ端部は、その側端面が前記第１カバー部側から前記第２カバー部側に向かって緩やかに傾斜する曲面で、且つ、その上面が中心で最も薄肉で、中心から両方の支持端に向かうに従って徐々に厚肉になるように上方に傾斜するほぼ円弧状の曲面に形成されていることを特徴とする。

前記ヒンジ部の連結方向の寸法は３ｍｍであり、前記連接部の上面より前記ヒンジ端部の最も低い中心位置までの寸法が０．７５ｍｍである場合に、前記ヒンジ端部の側端面は、前記第１カバー部側の支持端と前記第２カバー部側の支持端の幅方向のシフト量が０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの傾斜の曲面とし、前記ヒンジ端部の上面は、前記連接部の上面から０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの下方位置が支持端の曲面とすることが好ましい。

前記ヒンジ部の連結方向の寸法は３ｍｍであり、前記連接部の上面より前記ヒンジ端部の最も低い中心位置までの寸法が０．７５ｍｍである場合に、前記ヒンジ端部の側端面は、前記第１カバー部側の支持端と前記第２カバー部側の支持端の幅方向のシフト量が０．３ｍｍの傾斜の曲面とし、前記ヒンジ端部の上面は、前記連接部の上面から０．３ｍｍの下方位置が支持端の曲面とすることが更に好ましい。

本発明によれば、第２カバー部に横荷重が作用した場合にヒンジ部の両側のヒンジ端部に最大応力が発生することになるが、ヒンジ端部がヒンジ中央部より肉厚であるので、最大応力値を低減できる。厚肉のヒンジ端部は、その側端面がなだらかに傾斜する曲面であるので、ヒンジ端部に急激な形状変化に起因する応力集中が発生しない。ヒンジ端部の肉厚は、その中央位置で最も薄肉となるため、中央位置でヒンジ部の撓み特性を阻害しない程度の肉厚にすることによって所望の撓み特性を維持できる。一方、厚肉のヒンジ端部は、中央位置より両側の支持端に向かって徐々に肉厚になるため、これにより強度アップが図れる。以上より、ヒンジ部の撓み特性を阻害することなく、ヒンジ部の強度アップを図ることができる。

本発明の一実施形態を示し、バッテリーカバーの斜視図である。本発明の一実施形態を示し、バッテリーカバーの平面図である。本発明の一実施形態を示し、バッテリカバーの連結部付近の平面図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）はヒンジ端部の拡大平面図、（ｂ）は図３のＡ−Ａ線断面図である。ヒンジ端部の上面がほぼフラットな面で、その側端面の傾斜量Ｘを変更して横荷重を作用させた場合の各応力分布の観測図である。ヒンジ端部の側端面がほぼフラットな面で、その上面のほぼ円弧状の度合いを変更して横荷重と引っ張り荷重をそれぞれ作用させた場合の各応力分布の観測図である。ヒンジ端部の側端面の傾斜量Ｘと上面の円弧度合いＹとの双方を可変したバッテリーカバーのモデルの成立・不成立を示す一覧図である。バッテリーカバーの各モデルについて、横荷重と開き荷重と引っ張り荷重をそれぞれ作用させた場合の各応力分布の観測図である。従来品と実施形態品の各モデルについて、横荷重と開き荷重と引っ張り荷重をそれぞれ作用させた場合の各応力分布の観測図である。従来例を示し、バッテリーカバーの斜視図である。従来例を示し、バッテリーカバーの平面図である。従来例を示し、バッテリカバーの連結部付近の平面図である。従来例を示し、（ａ）はヒンジ端部の拡大平面図、（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
図１及び図２に示すように、カバーであるバッテリーカバー１は、第１カバー部２と、第２カバー部１０と、第１カバー部２と第２カバー部１０の間に配置された連結部２０とを備えている。

第１カバー部２は、第１上面壁３と第１上面壁３の三方の縁端より下方に向かって配置された第１側面壁４とを有する。第１上面壁３の第２カバー部１０側は、下方に傾斜する第１傾斜面部５となっている。第１側面壁４には、複数の係止部６が設けられている。複数の係止部６によって、第１カバー部２がヒューズユニット（図示せず）に固定される。

第２カバー部１０は、第２上面壁１１と第２上面壁１１の三方の縁端より下方に向かって配置された第２側面壁１２とを有する。第２上面壁１１の第１カバー部２側は、下方に傾斜する第２傾斜面部１３となっている。

連結部２０は、第１カバー部２及び第２カバー部１０の上面より低い位置に配置されている。連結部２０は、第２カバー部１０に一体的に設けられた連接部２１と、連接部２１に一体が固定されたヒンジ部３０から構成されている。バッテリーカバー１は、ヒンジ部３０を回転支点として第１カバー部２に対して第２カバー部１０が回転自在である。

ヒンジ部３０は、図３及び図４に詳しく示すように、可撓性を持たせるために連接部２１と比較して薄肉である。ヒンジ部３０は、その幅方向の両側のヒンジ端部３１がヒンジ中央部３２より厚肉に設けられている。各ヒンジ端部３１の側端面３１ａは、上方から見て（上面視で）、第１カバー部２側から第２カバー部１０側に向かって緩やかに傾斜する曲面に形成されている。各ヒンジ部３０の上面３１ｂは、側方から見て（側面視で）、中心が最も低く、中心から両方の支持端に向かうに従って徐々に上方に傾斜するほぼ円弧状の曲面に形成されている。つまり、ヒンジ端部３１は、中心が最も薄肉で、中心から両側の支持端に向かうに従って徐々に厚肉に形成されている。

ここで、ヒンジ部３０の連結方向の寸法ａは３ｍｍであり、連接部２１の上面よりヒンジ端部３１の最も低い中心位置までの寸法ｂは０．７５ｍｍである。そして、ヒンジ端部３１の側端面３１ａは、第１カバー部２側の支持端と第２カバー部１０側（連接部２１側）の支持端の幅方向のシフト量が０．３ｍｍの傾斜をなす緩やかな曲面に形成され、且つ、ヒンジ端部３１の上面３１ｂは、連接部２１の上面から０．３ｍｍの下方位置が支持端となるようなほぼ円弧状の曲面に形成されている。

上記構成において、第２カバー部１０は、ヒンジ部３０を回転支点として第１カバー部２に対しＲ矢印方向（図１に示す）に回転自在であり、この回転によって閉塞位置と開放位置との間で変移する。閉塞位置では、第１上面壁３と第２上面壁１１が同一面上に配置され、ヒューズユニット（図示せず）等の上部を被う。開放位置では、第２上面壁１１で塞がれていたヒューズユニット（図示せず）等の上部が露出する。これにより、ヒューズ（図示せず）の視認等を行うことができる。又、連結部２０が第１カバー部２と第２カバー部１０の上面より低い位置に位置するので、第１傾斜面部５と第２傾斜面部１３が突き当たる位置までしか回転できない。これにより、第２カバー部１０の回転範囲が必要な回転範囲に規制されている。

以上説明したように、バッテリーカバー１のヒンジ部３０は、両側のヒンジ端部３１がヒンジ中央部３２より厚肉に設けられ、各ヒンジ端部３１は、その側端面３１ａが第１カバー部２側から第２カバー部１０側に向かって緩やかに傾斜する曲面で、且つ、その上面３１ｂは中心で最も低く、中心から両方の支持端に向かうに従って徐々に上方に傾斜するほぼ円弧状の曲面に形成されている。従って、第２カバー部１０に横荷重が作用した場合に、ヒンジ部３０の両側のヒンジ端部３１に最大応力が発生することになるが、ヒンジ端部３１がヒンジ中央部３２より肉厚であるので、最大応力値を低減できる。厚肉のヒンジ端部３１は、その側端面３１ａがなだらかに傾斜する曲面であるので、ヒンジ端部３１に急激な形状変化に起因する応力集中が発生しない。ヒンジ端部３１の肉厚は、その中央位置で最も薄肉となるので、中央位置でヒンジ部３０の撓み特性を阻害しない程度の肉厚にすることによって所望の撓み特性を維持できる。一方、厚肉のヒンジ端部３１は、中央位置より両側の支持端に向かって徐々に肉厚になるため、これにより強度アップが図れる。以上より、ヒンジ部３０の撓み特性を阻害することなく、ヒンジ部３０の強度アップを図ることができる。

（応力分布の測定）
ヒンジ部３０のヒンジ端部３１の構造を種々変更した場合のヒンジ部３０の応力分布状態を実験により測定した。例えば、応力分布は、光弾性体でバッテリーカバー１を作製し、そのバッテリーカバー１の第２カバー部１０に荷重を作用させ、その際にヒンジ部３０に作用する応力の画像を観察した。バッテリーカバー１に作用する応力としては、回転側である第２カバー部１０に横方向の荷重（以下、横荷重Ｆ１という）、開き方向の荷重（以下、開き荷重Ｆ２という）、引っ張り方向の荷重（引っ張り荷重Ｆ３）が想定できるため、上記各荷重を作用させた。

ここで、バッテリーカバー１のモデルは、ヒンジ部３０の連結方向の寸法ａが３ｍｍであり、連接部２１の上面よりヒンジ端部３１の最も低い中心位置までの寸法ｂが０．７５ｍｍである。

先ず、ヒンジ端部３１は、その上面がほぼフラットな面で、その側端面３１ａの傾斜量Ｘを変更して応力分布を観察した。すると、横荷重Ｆ１の場合に、図５に示すような応力分布が得られた。この測定結果より、ヒンジ部３０に作用する応力は、ヒンジ端部３１の側端面３１ａの傾斜量Ｘによって変化することが実験により確認できた。各部の負荷度合いは、４段階で表示した。最も負荷が高い箇所は、黒塗りとし、負荷が低くなるにつれてハッチングの度合いを低くして表示した。以下の実験でも、評価基準は同じである。

次に、ヒンジ端部３１は、その側端面３１ａがほぼフラットな面で、その上面３１ｂの曲面度合いを変更して応力分布を観察した。具体的には、連接部２１の上面から支持端までの寸法Ｙを変更した。すると、横荷重Ｆ１と引っ張り荷重Ｆ３の各場合について、図６に示すような応力分布が得られた。この観測結果より、ヒンジ部３０に作用する応力は、ヒンジ端部３１の上面３１ｂの曲面度合い（曲面度合いはＹで可変）によって変化することが実験により確認できた。

そこで、図７に示すように、ヒンジ端部３１の側端面３１ａの傾斜量Ｘと上面３１ｂの円弧度合いＹとの双方を可変したバッテリーカバー１のモデルを数種類（網線）作製した。そして、バッテリーカバー１の各モデルについて応力分布を観察した。すると、横荷重Ｆ１と開き荷重Ｆ２と引っ張り荷重Ｆ３の各場合について、図８に示すような応力分布が得られた。

この観察結果より、ヒンジ端部３１の側端面３１ａは、第１カバー部２側の支持端と第２カバー部１０側（連接部２１側）の支持端の幅方向のシフト量が０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの傾斜をなす緩やかな曲面に形成し、且つ、ヒンジ端部３１の上面３１ｂは、連接部２１の上面から０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの下方位置が支持端となるようなほぼ円弧状の曲面に形成することが好ましいことが確認できた。

また、観測結果より、ヒンジ端部３１の側端面３１ａは、第１カバー部２側の支持端と第２カバー部１０側（連接部２１側）の支持端の幅方向のシフト量が０．３ｍｍの傾斜をなす緩やかな曲面に形成し、且つ、ヒンジ端部３１の上面３１ｂは、連接部２１の上面から０．３ｍｍの下方位置が支持端となるようなほぼ円弧状の曲面に形成することが更に好ましいことが確認できた。

最後に、図９に示すように、従来例のモデルと本実施形態のモデルの応力分布状態を観察した。図９の測定結果より、本実施形態のモデルでは、ほぼ全ての荷重について負荷度合い（応力）が低減したことが確認できた。特に、横荷重Ｆ１における負荷度合い（応力）が顕著に低減した。

横荷重Ｆ１では、ヒンジ部３０の両側のヒンジ端部３１に大きな圧縮応力及び引っ張り応力が作用する。そして、従来例では、ヒンジ部の両端箇所の側端面が半円形状であり、急激な形状変化があるため、応力が集中すると考えられる。これに対し、本実施形態では、緩やかに傾斜する曲面であり、急激な形状変化がないため、応力の集中が起こらない。このため、横荷重Ｆ１における負荷度合い（応力）が顕著に低減したものと考えられる。

（その他）
前記実施形態では、連接部２１は、第２カバー部１０側に設けられているが、第１カバー部２側に設けても良く、又、第１カバー部２と第２カバー部１０の双方側に設けても良い。

前記実施形態では、カバーはバッテリーカバー１であるが、本発明は、それ以外のカバーにも適用できることはもちろんである。

１バッテリーカバー（カバー）
２第１カバー部
１０第２カバー部
２０連結部
２１連接部
３０ヒンジ部
３１ヒンジ端部
３１ａ側端面
３１ｂ上面
３２ヒンジ中央部

Claims

第１カバー部と、第２カバー部と、前記第１カバー部及び前記第２カバー部の上面より低い位置で、前記第１カバー部と前記第２カバー部の間に配置された連結部とを備え、前記連結部は前記第１カバー部と前記第２カバー部の少なくともいずれか一方に固定された連接部と前記連接部より薄肉のヒンジ部とを有し、前記ヒンジ部を回転支点として前記第１カバー部に対して前記第２カバー部が回転自在に設けられたカバーであって、
前記ヒンジ部は、両側のヒンジ端部がヒンジ中央部より厚肉に設けられ、
前記各ヒンジ端部は、その側端面が前記第１カバー部側から前記第２カバー部側に向かって緩やかに傾斜する曲面で、且つ、その上面が中心で最も薄肉で、中心から両方の支持端に向かうに従って徐々に厚肉になるように上方に傾斜するほぼ円弧状の曲面に形成されていることを特徴とするカバー。
請求項１記載のカバーであって、
前記ヒンジ部の連結方向の寸法は３ｍｍであり、前記連接部の上面より前記ヒンジ端部の最も低い中心位置までの寸法が０．７５ｍｍであり、
前記ヒンジ端部の側端面は、前記第１カバー部側の支持端と前記第２カバー部側の支持端の幅方向のシフト量が０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの傾斜の曲面であり、前記ヒンジ端部の上面は、前記連接部の上面から０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの下方位置が支持端の曲面であることを特徴とするカバー。
請求項１記載のカバーであって、
前記ヒンジ部の連結方向の寸法は３ｍｍであり、前記連接部の上面より前記ヒンジ端部の最も低い中心位置までの寸法が０．７５ｍｍであり、
前記ヒンジ端部の側端面は、前記第１カバー部側の支持端と前記第２カバー部側の支持端の幅方向のシフト量が０．３ｍｍの傾斜の曲面であり、前記ヒンジ端部の上面は、前記連接部の上面から０．３ｍｍの下方位置が支持端の曲面であることを特徴とするカバー。