JP2016051684A - サービスプラグ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サービスプラグの取り扱い及び操作性を向上させたサービスプラグ取付構造を提供する。【解決手段】本発明の取付構造は、ベース２６に対して回転可能に取り付けられた第１レバー部３０と、同様にベース２６に対して回転可能に取り付けられた第２レバー部３２と、これらのレバー部と連動するサービスプラブ１８とを具備している。作業者が第１レバー部３０の第１把持部３８を掴んで時計回りに回転させると、第１ギア３４および第２ギア３６を経由して駆動力が第２レバー部３２に伝達し、第２レバー部３２は反時計回りに回転する。この各レバー部の回転に伴い、サービスプラグ１８が上昇して接続が解除され、高電圧回路が遮断状態となる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に備えられる二次電池の高電圧回路を遮断するサービスプラグを電池モジュールに取り付けるサービスプラグ取付構造に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車では、モータに電力を供給するための二次電池が搭載される。

また、車両整備などで二次電池の取り扱いを行う際に、感電等の危険性を排除するために、二次電池にはサービスプラグが取り付けられている。サービスプラグとは、二次電池の高電圧が印加される回路に介装され、この高電圧回路の遮断を行うプラグである。通常、二次電池は車両のトランク内部またはリアシート後部に配置されるので、この付属要素であるサービスプラグもトランク内部またはリアシート後部に配置される。

サービスプラグの具体的構造は、例えば、以下の特許文献１に記載されている。この特許文献の図２およびその説明箇所を参照すると、フロアパネル１１の下方に電池パック２０が配置され、この電池パック２０を保護する電池パックカバー２１にサービスプラグ２２が固着されている。そして、電動車両を整備する際には、サービスプラグ２２を引き抜くことにより高電圧回路を遮断し、作業者の感電等を防止している。

また、下記の非特許文献１にもサービスプラグの取付構造が記載されている。具体的には、１６頁を参照すると、床板を外した後に爪部（ａ）を押しながらレバーを引き起こしてサービスプラグを高電圧バッテリーから引き抜く事項が開示されている。サービスプラグを引き抜くことで、高電圧への感電の恐れがなくなるので、高電圧の部品に作業者が安全に接触することが可能となる。

特開２０１３−１５９２３５号公報 http://www.fhi.co.jp/rescue/hybrid/pdf/rescue_manual.pdf（2014年6月9日検索）

しかしながら、上記したサービスプラグの取付構造であると、サービスプラグおよびそれに付随する部品点数が多いためコストが高くなる問題があった。更に、サービスプラグのロックを外すプロセスと、サービスプラグ自体を取り外すプロセスとが別であるため、サービスプラグの取り外しに係る手間が煩雑であった。また、サービスプラグを電池モジュールから取り外すため、取り外しを行った作業者がサービスプラグを紛失したり、作業後のサービスプラグの取付を失念してしまう恐れがあった。

本願発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、サービスプラグの取り扱い及び操作性を向上させたサービスプラグ取付構造を提供することにある。

本発明のサービスプラグ取付構造は、サービスプラグをバッテリーモジュールに取り付けるサービスプラグ取付構造であり、前記バッテリーモジュールに対して回転可能に取り付けられた第１レバー部と、前記バッテリーモジュールに対して回転可能に取り付けられ、前記第１レバー部に近設された第２レバー部と、前記バッテリーモジュールに内蔵された回路に接続され、前記第１レバー部および前記第２レバー部と連動するサービスプラグと、を具備し、前記第１レバー部および前記第２レバー部を、前記バッテリーモジュールと連結された状態で、前記バッテリーを被覆するバッテリーカバーから離間する方向に操作することで、前記サービスプラグが遮断された状態となることを特徴とする。

本発明によれば、第１レバー部および第２レバー部とサービスプラグとを連動させ、第１レバー部および第２レバー部をバッテリーモジュール連結された状態で操作することで、サービスプラグを遮断した状態としている。従って、サービスプラグにより高電圧回路が遮断された状態であっても、第１レバーおよび第２レバーはバッテリモジュールと連結されているので、サービスプラグの紛失や取付の失念が抑止される。

本発明のサービスプラグ取付構造を示す図であり、（Ａ）は車両後部を示す断面図であり、（Ｂ）は高電圧回路を示す回路図である。 本発明のサービスプラグ取付構造を示す図であり、バッテリモジュールを示す断面図である。 本発明のサービスプラグ取付構造を示す図であり、（Ａ）はサービスプラグが接続された状態を示す断面図であり、（Ｂ）はサービスプラグが遮断された状態を示す断面図である。 本発明の他のサービスプラグ取付構造を示す図であり、（Ａ）はサービスプラグが接続された状態を示す断面図であり、（Ｂ）はサービスプラグが遮断された状態を示す断面図である。

図１を参照して、本形態のサービスプラグ１８を含むバッテリーモジュール１２は、車両１０に採用される。車両１０は例えば電気自動車またはハイブリッド自動車である。車両１０が電気自動車の場合は、バッテリーモジュール１２から供給される電力で回転するモータを駆動源として車両１０が走行する。車両１０がハイブリッド自動車の場合は、上記したモータまたはエンジンの一方または両方を駆動源として車両１０が走行する。

バッテリーモジュール１２は、車両１０の内部において後部座席１４の後方に配置される。また、後部座席１４の後方には床となる仕切り板１６で荷室が区画されており、バッテリーモジュール１２は仕切り板１６の下方に配置されている。バッテリーモジュール１２は、前後方向に積層された複数の電池セル２０を有しており、電池セル２０は上部からバッテリーカバー２４で保護されている。

サービスプラグ１８はバッテリーモジュール１２の上部に設けられている。サービスプラグ１８は、車両１０の通常の使用状況下では接続状態であり、電池セル２０により発生した高電圧の電流が通過する経路の一部となる。一方、バッテリーモジュール１２を整備する際には、作業者が感電することを防止するために、サービスプラグ１８は遮断状態となる。具体的には、作業者が仕切り板１６を外し、上方からサービスプラグ１８を操作することで、サービスプラグ１８は遮断状態となる。サービスプラグ１８の操作方法は図３等を参照して後述する。

図１（Ｂ）はバッテリーモジュール１２に組み込まれる電気回路を示している。バッテリーモジュール１２に内蔵される複数の電池セル２０は直列に接続されている。そして、両端部に配置された電池セル２０はリレー２２を経由して不図示のモータと接続されている。本形態のサービスプラグ１８は、電池セル２０同士または電池セル２０とリレー２２との間に配置されており、サービスプラグ１８を非接続状態とすることで上記した電池セル２０から外部への電流の供給も遮断される。

図２は上記したバッテリーモジュール１２を示す断面図である。バッテリーモジュール１２は、ケースの内部に前後方向に複数の電池セル２０が積層されており、これらの電池セル２０は直列に接続されている。また、電池セル２０が収納されるケースの上面はバッテリーカバー２４で保護されている。バッテリーカバー２４の一部分を開口させた開口部４８にサービスプラグ１８が配置されている。サービスプラグ１８は、バッテリーカバー２４の開口部４８から露出するサービスプラグ・ベースに組み付けられている。サービスプラグ１８が組み付けられる構造は図３等を参照して後述する。

図３を参照して、サービスプラグ１８の取付構造を説明する。図３（Ａ）は接続状態に於けるサービスプラグ１８の取付構造を示し、図３（Ｂ）は遮断状態に於けるサービスプラグ１８の接続構造を示している。これらの図では、第１レバー部３０および第２レバー部３２は実線で示され、サービスプラグ１８は点線で示されている。

図３（Ａ）を参照して、本形態の取付構造は、ベース２６（サービスプラグ・ベース）に対して回転可能に取り付けられた第１レバー部３０と、同様にベース２６に対して回転可能に取り付けられた第２レバー部３２と、これらのレバー部と連動するサービスプラグ１８とを具備している。

ベース２６は、バッテリーモジュールのケースの一部からなり、このベース２６を部分的に凹状とすることで凹状部２８が形成されている。また、凹状部２８の位置は、バッテリーカバー２４に形成される開口部４８の位置と一致している。

第１レバー部３０は、射出成形された樹脂材料から成るレバー状の部材であり、作業者が把持する第１把持部３８が−Ｘ側の端部に設けられ、＋Ｘ側の端部側面は第１ギア３４が形成された曲面を呈している。また、第１レバー部３０にはベース２６側のガイドピン４１が係合しており、第１レバー部３０を使用時に回転させる際には、第１レバー部３０はガイドピン４１に案内されつつ回転する。

第２レバー部３２は、第１レバー部３０とＸ方向で対向するように近設されたレバーであり、＋Ｘ側に配置されて作業者により把持される第２把持部４０と、−Ｘ側に配置された第２ギア３６とを有している。第１レバー部３０と同様に、第２ギア３６が形成される第２レバー部３２の−Ｘ側の側面は曲面形状を呈している。

第１レバー部３０の第１ギア３４の歯と、第２レバー部３２の第２ギア３６の歯とで、ギア構造が構成されている。よって、第１レバー部３０と第２レバー部３２とは連動して回転する。

サービスプラグ１８は金属をプラグ形状に成形したものであり、通常の使用時においては、サービスプラグ１８の＋Ｘ側端部および−Ｘ側端部は、ベース２６側の端子に接続されている。サービスプラグ１８の側面視での形状は、片仮名の「コ」を反時計回りに９０度回転させた形状である。更に、サービスプラグ１８の−Ｘ側の端部は係合部４４を介して第１レバー部３０に係合しており、サービスプラグ１８の＋Ｘ側の端部は係合部４６を介して第２レバー部３２に係合している。係合部４４および係合部４６では、各部材を貫通するビス等の係合手段が採用されている。

凹状部２８は、バッテリーカバー２４の開口部４８に対応する部分のベース２６を窪ませた部位である。凹状部２８にサービスプラグ１８およびその接続部分が収納されている。また、第１レバー部３０および第２レバー部３２も部分的に凹状部２８に収納されている。

二次電池やそれに関連する部品を整備する際には、感電の危険性を排除するためにサービスプラグ１８を引き抜くことで高電圧回路を遮断する。本形態では、図３（Ａ）の状態から第１レバー部３０または第２レバー部３２を起立させる方向に回転させることにより、これらのレバー部３０、３２と連動するサービスプラグ１８を上方に移動させて端子部から離間させ、上記の遮断を行っている。

サービスプラグ１８を上方に引き上げるためには、第１レバー部３０および第２レバー部３２を操作して回転させる。本形態では、第１レバー部３０または第２レバー部３２の何れか一方を操作して回転させることで、両方のレバー部３０、３２を回転させることが出来る。上記したように、第１レバー部３０の第１ギア３４と第２レバー部３２の第２ギア３６とが係合している。よって、作業者が第１レバー部３０の第１把持部３８を掴んで時計回りに回転させると、上記した第１ギア３４および第２ギア３６を経由して駆動力が第２レバー部３２に伝達し、第２レバー部３２は反時計回りに回転する。ここで、使用者が操作するレバーは第２レバー部３２であっても良い。この場合は、使用者が第２把持部４０を掴んで第２レバー部３２を回転させることで、第２ギア３６および第１ギア３４を経由して駆動力が第１レバー部３０に伝達し、両レバー部３０、３２が回転するようになる。

また、第１レバー部３０が反時計回りに回転するときには、その回転はガイドピン４１で案内されている。即ち、第１レバー部３０が回転している間は、ガイドピン４１自体は移動せずに、第１レバー部３０の主面に設けられたアーチ状の溝と摺動する。尚、係る構成のガイドピンおよび摺動の為の溝は第２レバー部３２に関しても同様である。

図３（Ｂ）を参照して、上記の使用者の操作により第１レバー部３０および第２レバー部３２を回転させると、第１レバー部３０の第１把持部３８および第２レバー部３２の第２把持部４０が上方を向くように成る。即ち、第１レバー部３０は時計回りに略９０度回転し、第２レバー部３２は反時計回りに略９０度回転する。ここでは、凹状部２８の−Ｘ側の側壁に第１レバー部３０の端部が接触するまで回転させることで、第１レバー部３０の回転の終端部が規定されている。

第１レバー部３０が時計回りに回転することにより係合部４４は上方に移動する。同様に、第２レバー部３２が反時計回りに回転することによっても係合部４６は上方に移動する。よって、係合部４４および係合部４６を介してこれらのレバー部に係合しているサービスプラグ１８も上方に移動して不図示の接続部と離間する。

これにより二次電池の高電圧回路が遮断され、作業者が感電の恐れ無く作業を行うことが可能となる。更に、第１レバー部３０および第２レバー部３２がバッテリーカバー２４から離れて押圧が解除されている。また、両レバー部は開口部４８の内側で上方を向いている。従って、バッテリーカバー２４を容易に取り外すことが出来る。

上記した作業者の作業が終了した後は、第１レバー部３０または第２レバー部３２が水平後方を向くように操作する。具体的には、第１レバー部３０を反時計回りに回転させることにより、これに連動して第２レバー部３２が時計回りに回転する。そして、両レバー部が図３（Ａ）に示した状態となる。また、第１レバー部３０および第２レバー部３２の回転に伴い、サービスプラグ１８が下降して接続部と導通するようになり、二次電池と接続された高電圧回路が導通状態となる。更に、開口部４８の周辺部のバッテリーカバー２４は、第１レバー部３０および第２レバー部３２により押圧された状態となる。

本形態では、図３（Ｂ）に示すように、サービスプラグ１８により高電圧回路を遮断した状態であっても、サービスプラグ１８、第１レバー部３０および第２レバー部３２は、ベース２６と連結された状態を維持している。よって、作業中の作業者がこれらの部品を作業中に紛失してしまうことが防止される。更には、これらの部品の取付忘れも防止される。

更に、第１レバー部３０等を回転させる一回の動作により、サービスプラグ１８で高電圧回路を遮断し、更にバッテリーカバー２４の押圧も解除することが出来る。よって、二次電池を整備する作業者の負担が軽減される。

また、図３（Ａ）に示すように、第１レバー部３０と第２レバー部３２とは、第１ギア３４および第２ギア３６を介して連動している。よって、第１レバー部３０または第２レバー部３２の何れか一方を回転操作することで、他方も連動して回転するので、上記した遮断動作を容易に行うことが出来る。

更にまた、一旦バッテリーカバー２４を外すと、ベース２６の凹状部２８とバッテリーカバー２４の開口部４８との位置が一致するようにしなければ、上記したレバーを操作して導通状態にできない。よって、作業後にバッテリーカバー２４がベース２６に対してずれてしまうことが防止される。

図４を参照して、図３に示したサービスプラグの取付構造の他の形態を説明する。図４（Ａ）はサービスプラグ１８が導通状態の取付構造を示す側面図であり、図４（Ｂ）はサービスプラグ１８が遮断状態の取付構造を示す側面図である。

図４に示すサービスプラグ取付構造は、基本的には図３に示したものと同様であり、相違点は解除レバー５０を備えたことにある。この図において、第１レバー部３０および第２レバー部３２は実線で示し、サービスプラグ１８は点線で示し、解除レバー５０は一点鎖線で示している。

図４（Ａ）に、サービスプラグ１８が導通状態の場合の取付構造を示す。この図に示すサービスプラグ取付構造では、第１レバー部３０および第２レバー部３２には図３に示したようなギア構造が形成されていない。そして、第１レバー部３０と第２レバー部３２との間に解除レバー５０が架設されている。

解除レバー５０は、中央部に配置された第３把持部５２と、第３把持部５２と第１レバー部３０との間に架設された連結部５４と、第３把持部５２と第２レバー部３２との間に架設された連結部５６とを有している。また、第３把持部５２、連結部５４および連結部５６の連結部は、ビス等の連結手段がこれらの部材を貫通することで、回転可能に連結されている。

遮断作業に際して作業者は解除レバー５０の第３把持部５２を把持して上方に引き上げる。そうすると、第３把持部５２に与えられた引張力は、解除レバー５０の連結部５４を経由して第１レバー部３０に伝達し、第１レバー部３０は時計回りに回転する。同様に、この引張力は連結部５６を経由して第２レバー部３２にも伝達し、第２レバー部３２は反時計回りに回転する。

図４（Ｂ）を参照して、第３把持部５２を上方に引っ張る操作を継続すると、その操作に伴い第１レバー部３０および第２レバー部３２の回転も進行し、両レバー部が上方を向くようになる。この際、連結部５４および連結部５６は両者で片仮名の「ハ」を呈するようになる。また、解除レバー５０による引張作業を行った後に、途中からは第１レバー部３０の第１把持部３８および第２レバー部３２の第２把持部４０を作業者が引き上げるようにしても良い。

第１レバー部３０および第２レバー部３２とサービスプラグ１８とは、係合部４４および係合部４６を経由して連結されているので、両レバー部の回転に伴いサービスプラグ１８も上方に移動する。これにより、サービスプラグ１８が接続部から離間し、高電圧回路が遮断される。

作業終了後に高電圧回路を導通させる際には、第３把持部５２を上方から下方に押圧すると、連結部５４、５６を経由してその押圧力が第１レバー部３０および第２レバー部３２に伝達する。そして、第１レバー部３０が反時計回りに回転し、第２レバー部３２が時計回りに回転し、これらの回転に伴いサービスプラグ１８が下方に移動して接続部と接続され、高電圧回路が導通する状態となる。ここで、第１レバー部３０および第２レバー部３２を外側に倒すように回転させることにより、サービスプラグ１８を導通させても良い。

上記した本形態のサービスプラグ取付構造は、例えば以下のように変更することが出来る。

図３（Ａ）を参照して、第１レバー部３０および第２レバー部３２は、ギア部が省いて構成されても良い。係る構造であっても、各レバーを操作してサービスプラグ１８を遮断しても、これらの要素がベース２６から分離しないので上記した効果が奏される。

１０ 車両
１２ バッテリーモジュール
１４ 後部座席
１６ 仕切り板
１８ サービスプラグ
２０ 電池セル
２２ リレー
２４ バッテリーカバー
２６ ベース
２８ 凹状部
３０ 第１レバー部
３２ 第２レバー部
３４ 第１ギア
３６ 第２ギア
３８ 第１把持部
４０ 第２把持部
４１ ガイドピン
４４ 係合部
４６ 係合部
４８ 開口部
５０ 解除レバー
５２ 第３把持部
５４ 連結部
５６ 連結部

Claims (5)

1. サービスプラグをバッテリーモジュールに取り付けるサービスプラグ取付構造であり、
   前記バッテリーモジュールに対して回転可能に取り付けられた第１レバー部と、
   前記バッテリーモジュールに対して回転可能に取り付けられ、前記第１レバー部に近設された第２レバー部と、
   前記バッテリーモジュールに内蔵された回路に接続され、前記第１レバー部および前記第２レバー部と連動するサービスプラグと、を具備し、
   前記第１レバー部および前記第２レバー部を、前記バッテリーモジュールと連結された状態で、前記バッテリーを被覆するバッテリーカバーから離間する方向に操作することで、前記サービスプラグが遮断された状態となることを特徴とするサービスプラグ取付構造。
2. 前記第１レバー部と前記第２レバー部とは、互いに対向する方向に対して回転可能であり、
   前記第２レバー部と接触する部分の前記第１レバー部には第１ギアが形成され、前記第１レバー部と接触する部分の前記第２レバー部には前記第１ギアと係合する第２ギアが形成されることを特徴とする請求項１に記載のサービスプラグ取付構造。
3. 前記第１レバー部および前記第２レバー部に上方から係合する解除レバー部を更に有することを特徴とする請求項１に記載のサービスプラグ取付構造。
4. 前記第１レバー部、前記第２レバー部および前記サービスプラグは、前記バッテリーカバーに設けられた開口部から露出するサービスプラグベースに取り付けられ、
   倒された状態の前記第１レバー部および前記第２レバー部により、前記開口部の周辺の前記バッテリーカバーが押圧されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のサービスプラグ取付構造。
5. 前記第１レバー部および前記第２レバー部を起立させることで、前記第１レバー部および前記第２レバー部による前記バッテリーカバーの押圧が解除されることを特徴とする請求項４に記載のサービスプラグ取付構造。
   
   

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