JP2015050034A

JP2015050034A - 蓄電装置

Info

Publication number: JP2015050034A
Application number: JP2013180998A
Authority: JP
Inventors: 啓宏中村; Yoshihiro Nakamura; 祐介澤田; Yusuke Sawada
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-03-16

Abstract

【課題】端子部カバーのみの着脱が可能な構成をとりながら、一つのサービスプラグで端子部作業時と主メンテナンス作業時とに対応でき、しかも両作業時ともに安全性を確保する。【解決手段】引き抜きプラグ８を固定プラグ６から引き抜くことによって蓄電器回路を開くように構成された蓄電装置において、蓄電器ケース９の開口部１０ａを覆うケースカバー１２に、外部から端子部４に対する作業を可能とする窓穴１４と端子部カバー１５を設ける。この端子部カバー１５に、サービスプラグ２の設置位置まで延びる延長部１５ａを設けるとともに、この延長部１５ａにプラグ通し穴１７、ケースカバー１２にプラグ穴１８を相連通して設け、引き抜きプラグ８を抜いた状態でのみ端子部カバー１５及びケースカバー１２の取外しが可能となるように構成した。【選択図】図２

Description

本発明はハイブリッドショベル等のハイブリッド建設機械の電源として使用される蓄電装置に関するものである。

この種の蓄電装置は、複数の電池モジュールを直列接続して成る蓄電器(または蓄電器とその関連機器)を蓄電器ケースに収容して構成される。

蓄電器ケースは、一面(通常は上面。以下、この場合で説明する)に蓄電器等のメンテナンスのための開口部を備えたケース本体と、このケース本体の開口部を開閉する着脱可能なケースカバーとによって構成される。

また、蓄電器ケースには、ケースカバーを取外した状態でのメンテナンス作業時に作業員の感電を防止するために、安全スイッチとしてのサービスプラグが設けられる。

このサービスプラグは、開口部に臨んでケース本体内に固定された固定電極付きの固定プラグと、この固定プラグに対しケースカバーのプラグ穴を通して外部から抜き差しされる可動電極付きの引き抜きプラグから成り、この引き抜きプラグを固定プラグから引き抜くことにより、可動電極を固定電極から切り離して蓄電器回路を遮断するように構成されている(特許文献１参照)。

また、特許文献１には、サービスプラグによる安全機能を強化する技術として、ケースカバー外に突出する引き抜きプラグの上端部に、プラグ穴よりも大きな鍔部を設けてケースカバー上面に係止させ、引き抜きプラグを抜かない限りケースカバーを取外せない(メンテナンスできない)構成が示されている。

特開２００２−１３３９７９号公報

蓄電器には、出力電圧を外部に取り出す端子部(端子台)が設けられ、メンテナンスの一種として、出力配線をこの端子部に対して接続／分離したり、接続状態を確認したりする作業を行いたい場合がある。

以下、この端子部のみに関する作業を『端子部作業』といい、蓄電器またはその関連機器に対して行うメンテナンス作業を『主メンテナンス作業』という。

ここで端子部は、蓄電装置全体から見て一部であって、本来、端子部作業に要する開口面積も小さくてよい。

にもかかわらず、特許文献１を含めた公知技術では、主メンテナンス作業時だけでなくこの端子部作業時にも、大きくて取付ボルトの本数も多いケースカバーを取外して開口部を全開放しなければならなかった。

このため、ケースカバーの脱着を含めた端子部作業が面倒となるだけでなく、作業中、全開放した開口部からケース本体内に異物が侵入したり、端子部以外の部分に工具や手指が接触して故障や損傷を招いたりするおそれがあった。

なお、対策として、ケースカバーにおける端子部に臨む部分に、端子部のみを外部に開放させる窓穴とこれを開閉する端子部カバーとを設け、この端子部カバーのみを取外して端子部作業を行うように構成することは可能である。

しかし、こうすると、端子部カバーとサービスプラグが離れた位置にあって両者の関連性が無いように見えること、及び引き抜きプラグを抜かなくても端子部カバーの取り外しが可能であることから、端子部作業時に同プラグを抜き忘れて感電を招くおそれがある。

かといって、端子部カバー用として新たにサービスプラグを増設すると、コストアップとなるとともに、特許文献１記載の安全技術を採用した場合に、主メンテナンス作業時に両サービスプラグを脱着操作しなければならず、操作が煩雑となる。

そこで本発明は、ケースカバーに窓穴と端子部カバーを設けて端子部カバーのみの着脱が可能な構成をとりながら、一つのサービスプラグで端子部作業時と主メンテナンス作業時とに対応でき、しかも両作業時ともに安全性を確保することができる蓄電装置を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、複数の蓄電池モジュールが接続されて成る蓄電器と、この蓄電器を収容する蓄電器ケースを具備し、上記蓄電器ケースは、着脱可能なケースカバーによって覆われたメンテナンス用の開口部を備え、かつ、上記蓄電器に、出力電圧を取り出す端子部と、蓄電器回路を開閉する安全スイッチとしてのサービスプラグが設けられ、このサービスプラグは、固定電極を備えた固定プラグと、上記固定電極に対して抜き差しされる可動電極を備えた引き抜きプラグとから成り、この引き抜きプラグを上記固定プラグから引き抜くことによって上記蓄電器回路を開くように構成された蓄電装置において、上記端子部とサービスプラグを、それぞれ互いに異なる位置で上記ケースカバーの開口部に臨む状態で上記蓄電器ケース内に設置するとともに、上記ケースカバーに、外部から上記端子部に対する作業を可能とする窓穴と、この窓穴を開閉する着脱可能な端子部カバーを設け、この端子部カバーには、上記ケースカバーにおける上記サービスプラグの設置位置まで延びる延長部を設ける一方、上記ケースカバーにおける上記延長部に臨む位置に、上記サービスプラグの引き抜きプラグを外部から上記固定プラグに対して抜き差し可能とするプラグ穴を設け、上記引き抜きプラグを上記固定プラグから抜いた状態でのみ上記端子部カバー及びケースカバーの取外しが可能となる状態で上記引き抜きプラグを設けたものである。

このように、ケースカバーに窓穴と端子部カバーを設けて端子部カバーのみの着脱が可能な構成としたから、端子部作業時には、窓穴という必要最小限の開口のみを開いて端子部作業を能率良く行うことができるとともに、端子部作業時の異物の侵入や端子部以外の部分との接触による故障、損傷を防止することができる。

また、引き抜きプラグを抜かない限りケースカバーも端子部カバーも取外すことができない構成としたから、端子部作業時及び主メンテナンス作業時の引き抜きプラグの抜き忘れによる感電を確実に防止することができる。

しかも、一つのサービスプラグをケースカバー用(主メンテナンス作業用)と端子部カバー用(端子部作業用)とに共用するため、コストが安くてすむとともに、カバー別に二つのサービスプラグを設けた場合のようなプラグ操作の煩雑化を招くおそれがない。

ところで、引き抜きプラグを固定プラグから抜いた状態でのみカバーの取り外しを可能とするための具体的構成として、請求項２のように、上記端子部カバーに、上記引き抜きプラグが抜き差しされるプラグ通し穴を上記ケースカバーのプラグ穴に連通して設けるとともに、上記引き抜きプラグにおける上記ケースカバー外に突出する端部に、上記プラグ通し穴に外側から係止する鍔部を設ける構成をとることができる。

あるいは、請求項３のように、上記引き抜きプラグを上記端子部カバーの裏面側に突出する状態で端子部カバーに一体に設ける構成をとることもできる。

このうち、請求項２の構成によると、主メンテナンス作業時に、引き抜きプラグを抜き、端子部カバーをケースカバーに取付けた状態のままケースカバーを取り外せばよい。つまり、端子部カバーをケースカバーから脱着する必要がなく、作業の能率が良い。

これに対し、引き抜きプラグを端子部カバーに一体化した請求項３の構成によると、端子部カバーを取外さないとケースカバーを取外すことができない。つまり、主メンテナンス作業時に端子部カバーの脱着作業が必要なる。この半面、引き抜きプラグと端子部カバーを一体化することによってコストダウンを実現できるとともに、両者別体とした場合のような抜いた引き抜きプラグを管理する煩わしさも紛失するおそれもない。

本発明によると、端子部カバーのみの着脱が可能な構成をとりながら、一つのサービスプラグで端子部作業時と主メンテナンス作業時とに対応でき、作業時の安全性を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係る蓄電装置の斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図２の丸囲い部分の拡大図である。図１の状態から引き抜きプラグを抜いた状態の斜視図である。図４の状態における図２相当の部分断面図である。図４の状態から端子部カバーを取外した状態の斜視図である。図６の状態の図５相当断面図である。図６の状態からケースカバーを取外した状態の斜視図である。図８の状態の図５相当断面図である。本発明の第２実施形態に係る蓄電装置の部分断面図である。両実施形態に係る蓄電装置の簡略的な回路図である。

実施形態に係る蓄電装置の簡略的な回路構成を図１１に示す。

図１１中、１は複数の蓄電池モジュールを直列接続して成る蓄電器で、この蓄電器１の中間位置にサービスプラグ２が設けられるとともに、蓄電器１を含む蓄電器回路３に端子部４が設けられ、図示しない出力配線がこの端子部４に接続されて蓄電器電圧が外部に取り出される。

サービスプラグ２は、固定電極５を備えた固定プラグ６と、固定電極５に対して抜き差しされる可動電極７を備えた引き抜きプラグ８から成り、引き抜きプラグ８を固定プラグ６から引き抜くことにより、可動電極７を固定電極５から切り離して蓄電器回路３を遮断するように構成されている。

この蓄電装置の機械的構成を説明する。

第１実施形態(図１〜図９参照)
蓄電器１を収容する蓄電器ケース９は、上面にメンテナンス用の開口部１０ａを備えた直方体状のケース本体１０と、開口部１０ａを覆う状態でケース本体１０に複数本のボルト１１によって着脱可能に取付けられたケースカバー１２とによって構成される。

蓄電器１は、サービスプラグ２と端子部４がそれぞれ互いに異なる位置で開口部１０ａに臨む状態、いいかえれば蓄電器上面側に並んで位置する状態でケース本体１０内に収容される。

以下、サービスプラグ２と端子部４の並び方向を「左右」とし、右側にサービスプラグ２、左側に端子部４が位置するものとして説明する。

サービスプラグ２の固定プラグ６は、上向きに開口する筒状に形成され、蓄電器１を跨ぐ状態でケース本体１０に固定された断面ハット形のブラケット１３の上面に固定されている。

引き抜きプラグ８は、固定プラグ６に対して抜き差しされる中実(中空でもよい)の筒体として形成され、この引き抜きプラグ８を固定プラグ６に差し込んだ状態で可動電極７が固定電極５と接触して通電状態となり、引き抜きプラグ８を固定プラグ６から引き抜いた状態で可動電極７が固定電極５から切り離されて遮断状態となる。

ケースカバー１２には、端子部４に臨む左側に、外部から端子部４に対する作業(端子部作業)を可能とする窓穴１４と、この窓穴１４を開閉する端子部カバー１５とが設けられている。

端子部カバー１５は、ケースカバー１２に対して複数本のボルト１６によって着脱可能に取付けられている。

この端子部カバー１５には、右側、つまりサービスプラグ２の設置位置まで延びる延長部１５ａが設けられ、この延長部１５ａにプラグ通し穴１７、ケースカバー１２におけるこのプラグ通し穴１７に臨む位置にプラグ穴１８がそれぞれ上下方向に相連通して設けられている。

プラグ通し穴１７及びプラグ穴１８は、それぞれ固定プラグ６の平面形状に対応する形状(図例ではほぼ楕円形)と同プラグ６よりもやや大きいサイズをもって形成され、固定プラグ６の上端部が両穴１７，１８を通してケース外部に臨む。

サービスプラグ２の引き抜きプラグ８におけるケース外に突出する端部(上端部)には、同プラグ差し込み状態でプラグ通し穴１７の上縁部に上側から係止する鍔部１９が設けられている。

この鍔部１９により、ケースカバー１２からの端子部カバー１５の取外し、及びケース本体１０からのケースカバー１２の取り外しが阻止され、引き抜きプラグ８を固定プラグ６から抜いた状態でのみ両カバー１５，１２の取り外しが可能となるように構成されている。

従って、端子部作業及び主メンテナンス作業は、引き抜きプラグ８を抜いた状態でのみ可能となる。

なお、各断面図(図２，３，５，７，９)において、２０，２０は固定電極５に接続されたモジュール配線である。

また、引き抜きプラグ８を引き抜き易くするために鍔部１９の上面に適宜形状のつまみを設けてもよい。

図１〜図３は引き抜きプラグ８を固定プラグ６に差し込んだ通常使用状態を示し、このとき図１１の蓄電器回路３が通電状態となっている。

この状態から端子部作業を行うときは、図４，５に示すように引き抜きプラグ８を引き抜く。

これにより、図１１の蓄電器回路３が遮断され、端子部４に手指等が接触しても感電するおそれがない。

この状態で、図６，７に示すように端子部カバー１５を取外して窓穴１４を開口させることにより、外部から端子部４に対する出力配線の接続／分離、接続状態の確認等の端子部作業を安全に行うことができる。

図８，９は、図４，５の状態、つまり、引き抜きプラグ８を抜いた後、ケースカバー１２に端子部カバー１５を取付けた状態のままケースカバー１２を取外した状態を示し、この状態で蓄電器１(図示しない関連機器がある場合はそれらの機器を含めて)に対する主メンテナンス作業を行うことができる。

なお、この状態で端子部作業を同時に行うことが可能であることはいうまでもない。

このように、ケースカバー１２に窓穴１４と端子部カバー１５を設けて端子部カバー１５のみの着脱が可能な構成としたから、端子部作業時には、窓穴１４という必要最小限の開口のみを開いて端子部作業を能率良く行うことができるとともに、端子部作業時の異物の侵入や端子部以外の部分との接触による故障、損傷を防止することができる。

また、引き抜きプラグ８を抜かない限りケースカバー１２も端子部カバー１５も取外すことができない構成としたから、端子部作業時及び主メンテナンス作業時の引き抜きプラグ８の抜き忘れによる感電を確実に防止することができる。

しかも、一つのサービスプラグ２をケースカバー用(主メンテナンス作業用)と端子部カバー用(端子部作業用)とに共用するため、コストが安くてすむとともに、カバー別に二つのサービスプラグを設けた場合のようなプラグ操作の煩雑化を招くおそれがない。

また、第１実施形態では、引き抜きプラグ８を固定プラグ６から抜いた状態でのみ端子部、ケース両カバー１５，１２の取り外しを可能とするための具体的構成として、端子部カバー１５に、引き抜きプラグ８が抜き差しされるプラグ通し穴１７をプラグ穴１８に連通して設け、引き抜きプラグ８の鍔部１９をプラグ通し穴１７に上から係止させる構成としたから、主メンテナンス作業時に、図８，９に示すように引き抜きプラグ８を抜き、端子部カバー１５をケースカバー１２に取付けた状態のままケースカバー１２を取り外せばよい。つまり、端子部カバー１５をケースカバー１２から脱着する必要がなく、作業の能率が良い。

第２実施形態(図１０参照)
第１実施形態との相違点のみを説明する。

第２実施形態においては、引き抜きプラグ８を固定プラグ６から抜いた状態でのみ端子部、ケース両カバー１５，１２の取り外しを可能とするための他の構成として、引き抜きプラグ８が端子部カバー１５の延長部１５ａに、同カバー裏面側(下方)に突出する状態で一体に設けられ、端子部カバー１５の取付ボルト１６を外した状態で同プラグ８を抜くと同時に端子部カバー１５を取外す構成がとられている。

この構成によると、端子部カバー１５を取外さないとケースカバー１２を取外すことができないため、主メンテナンス作業時の手間が増える半面、引き抜きプラグ８と端子部カバー１５を一体化することによってコストダウンを実現できるとともに、両者別体とした場合のような抜いた引き抜きプラグ８を管理する煩わしさも紛失するおそれもない利点を有する。

なお、この場合、第１実施形態の、端子部カバー１５のプラグ通し穴１７は不要となる。また、引き抜きプラグ８の鍔部１９は必ずしも設ける必要はない。

１蓄電器
２サービスプラグ
３蓄電器回路
４端子部
５固定電極
６固定プラグ
７可動電極
８引き抜きプラグ
９蓄電器ケース
１０ケース本体
１０ａ開口部
１１ケースカバー用の取付ボルト
１２ケースカバー
１３固定プラグ固定用のブラケット
１４窓穴
１５端子部カバー
１５ａ端子部カバーの延長部
１６端子部カバー用の取付ボルト
１７プラグ通し穴
１８プラグ穴
１９鍔部

Claims

複数の蓄電池モジュールが接続されて成る蓄電器と、この蓄電器を収容する蓄電器ケースを具備し、上記蓄電器ケースは、着脱可能なケースカバーによって覆われたメンテナンス用の開口部を備え、かつ、上記蓄電器に、出力電圧を取り出す端子部と、蓄電器回路を開閉する安全スイッチとしてのサービスプラグが設けられ、このサービスプラグは、固定電極を備えた固定プラグと、上記固定電極に対して抜き差しされる可動電極を備えた引き抜きプラグとから成り、この引き抜きプラグを上記固定プラグから引き抜くことによって上記蓄電器回路を開くように構成された蓄電装置において、上記端子部とサービスプラグを、それぞれ互いに異なる位置で上記ケースカバーの開口部に臨む状態で上記蓄電器ケース内に設置するとともに、上記ケースカバーに、外部から上記端子部に対する作業を可能とする窓穴と、この窓穴を開閉する着脱可能な端子部カバーを設け、この端子部カバーには、上記ケースカバーにおける上記サービスプラグの設置位置まで延びる延長部を設ける一方、上記ケースカバーにおける上記延長部に臨む位置に、上記サービスプラグの引き抜きプラグを外部から上記固定プラグに対して抜き差し可能とするプラグ穴を設け、上記引き抜きプラグを上記固定プラグから抜いた状態でのみ上記端子部カバー及びケースカバーの取外しが可能となる状態で上記引き抜きプラグを設けたことを特徴とする蓄電装置。
上記端子部カバーに、上記引き抜きプラグが抜き差しされるプラグ通し穴を上記ケースカバーのプラグ穴に連通して設けるとともに、上記引き抜きプラグにおける上記ケースカバー外に突出する端部に、上記プラグ通し穴に外側から係止する鍔部を設けたことを特徴とする請求項１記載の蓄電装置。
上記引き抜きプラグを上記端子部カバーの裏面側に突出する状態で端子部カバーに一体に設けたことを特徴とする請求項１記載の蓄電装置。