JP4958493B2 - 蓋及び収容ボックス - Google Patents

Description

本発明は、蓋及び収容ボックスに係り、例えばバッテリなどの電気部品を収容するボックス本体の開口部を覆うための蓋及び該蓋を有する収容ボックスに関するものである。

車両に搭載するバッテリのような電気部品を収容する収容ボックスとして、例えば特許文献１〜３に記載されたものが知られている。この収容ボックスは、車載バッテリを収容するボックス本体と、該ボックス本体の開口部を覆うための蓋とを有している。蓋は、ボックス本体の開口部を覆う蓋本体と、この蓋本体の縁部に設けられてボックス本体の軸受部に対して軸回りに回転可能に嵌合して蓋を回動自在にボックス本体に取り付ける回動中心軸とから構成されている。

上記収容ボックスは、蓋を開いたときに蓋が自重で閉じないように開口部と蓋との成す角度が９０度以上になったところで蓋が保持される構造になっている。また、上記収容ボックスは、断面が円の回動中心軸の一部を平面に切り欠いて、蓋を開いたときその平面をボックス本体の平面部に当接させることで開口部と蓋との成す角度が９０度未満の位置で蓋を固定して自重で閉じないようにする構造が取られている。
実開平２−１０７２１号公報 特開平９−４６０６２号公報 特開平６−２２５４３２号公報

ところで、車載バッテリの挿脱作業やメンテナンス作業時など、作業者は上記蓋を開方向に回動して開口部を開けたまま各種作業を行う。蓋を開いた状態は、蓋を閉じた状態に比べて比較的強度が落ちてしまう。このため蓋を開いた状態で、作業者が誤って蓋をさらに開方向に回動させる力を加えてしまったり、作業者が誤って収容ボックスを落下させたりして、蓋に設計強度外の不慮の荷重がかけられてしまうと、回動中心軸やボックス本体の軸受部が折損してしまう恐れがある。

特に、ボックス本体の軸受部が折損してしまうと、ボックス本体を交換する必要があり、改修コストが上昇してしまうという問題があった。そこで、回動中心軸や軸受部の破損を防止するために、回動中心軸や軸受部を強固にすることが考えられる。しかしながら、回動中心軸や軸受部が大型化するという問題が生じる。その上、さらなる不慮の力が働き破損に至った場合はボックス本体において軸受部周辺のダメージがさらに大きくなってしまう。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、通常の作業で考慮すべき荷重以上の不慮の力が蓋に加わったとしてもボックス本体の破損を防止することができる蓋及び収容ボックスを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、電気部品を収容するボックス本体の開口部を覆う蓋本体と、該蓋本体の縁部に設けられて前記ボックス本体の軸受部に対して軸回りに回転可能に嵌合して前記蓋本体を回動自在にボックス本体に取り付ける回動中心軸とを有する蓋において、前記回動中心軸の外周に軸回り方向に沿って設けられた、設計強度以上の力が前記蓋本体に加わったときに前記回動中心軸が折れるように設けられた切欠溝を有することを特徴とする蓋に存する。

請求項１記載の発明によれば、回動中心軸の外周に軸回り方向に沿って設けられた、設計強度以上の力が蓋本体に加わったときに回動中心軸が折れるように設けられた切欠部を有する。従って、蓋が開状態にあるときに通常の作業で考慮すべき荷重以上の不慮の力（即ち設計強度以上の力）が蓋に加わると、回動中心軸が変形して切欠溝の段部にせん断応力がかかる。そして、切欠溝がせん断して回動中心軸が折れる。このため、ボックス本体の軸受部に回動中心軸のせん断荷重以上の応力がかかるのを防止することができる。

請求項２記載の発明は、前記蓋本体が、前記回動中心軸に近い側に設けられた第１平板部と、該第１平板部の前記回動中心軸から離れた側に連接された第２平板部とを有して、そして、前記第２平板部が、前記ボックス本体の開口部側に傾いて前記第１平板部に連接されていることを特徴とする請求項１に記載の蓋に存する。

請求項２記載の発明によれば、第２平板部が、ボックス本体の開口部側に傾いて第１平板部に連接されている。従って、蓋本体に加えられる不慮の力がインパクト（衝撃）荷重であっても第２平板部のみが撓んで衝撃を吸収して、回動中心軸及びボックス本体にかかる応力の衝撃性を緩和することができる。

請求項３記載の発明は、前記第１平板部の前記ボックス本体の開口部から離れた側の面に突起部が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の蓋に存する。

請求項３記載の発明によれば、第１平板部のボックス本体の開口部から離れた側の面に突起部が設けられている。従って、蓋を開方向に回動すると突起部がボックス本体に当接して回動が停止する。このように蓋が開状態であるとき突起部とボックス本体とが当接するため、てこの原理で突起部が支点となり、蓋にさらに開方向に向かう不慮の回動力が加えられると回動中心軸に集中してせん断応力を作用させることができる。

請求項４記載の発明は、前記蓋の前記ボックス本体の開口部から離れた側の面に突起部が設けられたことを特徴とする請求項１記載の蓋に存する。

請求項４記載の発明によれば、蓋のボックス本体の開口部から離れた側の面に突起部が設けられている。従って、蓋を開方向に回動すると突起部がボックス本体に当接して回動が停止する。このように蓋が開状態であるとき突起部とボックス本体とが当接するため、てこの原理で突起部が支点となり、蓋にさらに開方向に向かう不慮の回動力が加えられると回動中心軸に集中してせん断応力を作用させることができる。

請求項５記載の発明は、前記突起部が前記ボックス本体に当接した状態で前記軸受部に設けた軸受部側平面部と当接する蓋側平面部が前記回動中心軸に設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の蓋に存する。

請求項５記載の発明によれば、蓋に設けた突起部がボックス本体に当接した状態で軸受部に設けた軸受部側平面部と当接する平面部が回動中心軸に設けられている。従って、てこの原理で突起部及び回動中心軸の平面部との両者が支点となり、蓋にさらに開方向に向かう不慮の回動力が加えられると回動中心軸により一層、集中してせん断応力を作用させることができる。

請求項６記載の発明は、電気部品を収容するボックス本体と、該ボックス本体の開口部を覆う蓋本体及び該蓋本体の縁部に設けられて前記ボックス本体の軸受部に対して軸回りに回転可能に嵌合して前記蓋本体を回転自在にボックス本体に取り付ける回動中心軸を有する蓋とを備えた収容ボックスにおいて、前記回動中心軸の外周に軸回り方向に沿って設けられた、設計強度以上の力が前記蓋本体に加わったときに前記回動中心軸が折れるように設けられた切欠溝を有することを特徴とする収容ボックスに存する。

請求項６記載の発明によれば、回動中心軸の外周に軸回り方向に沿って設けられた、設計強度以上の力が蓋本体に加わったときに回動中心軸が折れるように設けられた切欠部を有する。従って、蓋が開状態にあるときに通常の作業で考慮すべき荷重以上の不慮の力（即ち設計強度以上の力）が蓋に加わると、回動中心軸が変形して切欠溝の段部にせん断応力がかかる。そして、切欠溝がせん断して回動中心軸が折れる。このため、ボックス本体の軸受部に回動中心軸のせん断荷重以上の応力がかかるのを防止することができる。

以上説明したように請求項１及び６記載の発明によれば、蓋が開状態にあるときに通常の作業で考慮すべき荷重以上の不慮の力（即ち設計強度以上の力）が蓋に加わると、回動中心軸が変形して切欠溝の段部にせん断応力がかかる。そして、切欠溝がせん断して回動中心軸が折れる。このため、ボックス本体の軸受部に回動中心軸のせん断荷重以上の応力がかかるのを防止することができるので、通常の作業で考慮すべき荷重以上の不慮の力が蓋に加わったとしてもボックス本体の破損を防止することができ、比較的単価の安い蓋を交換するだけで済む。

請求項２記載の発明によれば、蓋本体に加えられる不慮の力がインパクト（衝撃）荷重であっても第２平板部のみが撓んで衝撃を吸収して、回動中心軸及びボックス本体にかかる応力の衝撃性を緩和することができるので、より一層確実にボックス本体の破損を防止することができる。

請求項３及び４記載の発明によれば、蓋を開方向に回動すると突起部がボックス本体に当接して回動が停止する。このように蓋が開状態であるとき突起部とボックス本体とが当接するため、てこの原理で突起部が支点となり、蓋にさらに開方向に向かう不慮の回動力が加えられると回動中心軸に集中してせん断応力を作用させることができるので、回動中心軸自体の強度を低くしなくても、蓋本体に不慮の回動力が加えられたとき折れて、ボックス本体の破損を防止することができる。

請求項５記載の発明によれば、てこの原理で突起部及び回動中心軸の平面部との両者が支点となり、蓋にさらに開方向に向かう不慮の回動力が加えられると回動中心軸により一層、集中してせん断応力を作用させることができるので、回動中心軸自体の強度を低くしなくても、蓋本体に不慮の回動力が加えられたとき折れて、ボックス本体の破損を防止することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の収容ボックスの蓋を閉じた状態での一実施の形態を示す斜示図である。図２は、図１に示す収容ボックスの蓋を開いた状態での側面図である。図３は、図１に示す収容ボックスを構成する蓋の斜示図である。図４は、図３に示す蓋の部分拡大図である。図５は、図２に示す収容ボックスの部分断面図である。図６は、図１に示す収容ボックスの部分断面図である。

上述した収容ボックスは、バッテリなどの電気部品を収容するボックス本体１００と、このボックス本体１００の開口部を覆うための蓋２００とを備えている。上記ボックス本体１００は、ＰＰ（ポリプロピレン）、Ｎｙ（ナイロン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）といった材料から形成することが考えられる。蓋２００は、ＰＰ、Ｎｙ、ＰＢＴといった材料から形成することが考えられる。

上記ボックス本体１００は、図１、図５及び図６に示すように、軸受部１０１が設けられている。軸受部１０１には、後述する蓋２００の回転中心軸２０２が嵌合される嵌合溝が形成されている。図５及び図６に示すように、軸受部１０１において、上記嵌合溝を形成する内壁のうち図面左側には凹状の曲面部１０３が形成されている。これに対して、嵌合溝を形成する内壁のうち図面右側には平面部１０４（＝軸受部側平面部）が形成されている。

また、軸受部１０１には、上下方向に延在するスリット１０２が設けられている。これにより、軸受部１０１のスリット１０２よりも回動中心軸２０２側がスリット１０２側に撓んで嵌合溝の溝幅が広くなる。

上記蓋２００は、蓋本体２０１と、回動中心軸２０２とを有する。蓋本体２０１は、ボックス本体１００の開口部を覆う。回動中心軸２０２は、蓋本体２０１の縁部に設けられてボックス本体１００の軸受部１０１に対して軸回りに回転可能に嵌合して蓋本体２０１を回転自在にボックス本体１００に取り付ける。

蓋本体２０１は、第１平板部２０３及び第２平板部２０４を有している（図３及び図５参照）。第１平板部２０３は、第２平板部２０４よりも回動中心軸２０２に近い側に設けられている。第２平板部２０４は、第１平板部２０３の回動中心軸２０２から離れた側に連接されている。第２平板部２０４は、ボックス本体１００の開口部側に傾いて第１平板部２０３に連接されている。この第１平板部２０３のボックス本体１００の開口部から離れた側の面に突起部２０５が設けられている。

突起部２０５は、突起部２０５と蓋本体２０１の回動中心軸２０２から離れた側の端部との距離Ｌ１（図３）が突起部２０５と回動中心軸２０２との距離Ｌ２（図３）がよりも長くなるように設けられている。本実施形態では、Ｌ１＝５２ｍｍ、Ｌ２＝１１ｍｍに設けられている。

第２平板部２０４の回動中心軸２０２から離れた側の端部には、突状のつまみ部２０９が設けられている（図１、図３）。第２平板部２０４の左右側端部にも、突状のつまみ部２１０が設けられている（図１、図３）。作業者はこのつまみ部２０９、２１０をつまんで蓋本体２０１を開方向Ｙ１、閉方向Ｙ２（図５）に簡単に回動することができる。

上記回動中心軸２０２の外周には、軸回り方向に沿った切欠溝２０６が設けられている。切欠溝２０６が設けられている部分の回動中心軸２０２の断面積は、回動中心軸２０２の他の部分の断面積よりも小さい。即ち、回動中心軸２０２の切欠溝２０６が設けられている部分は、他の部分よりも強度が脆弱になっている。

回動中心軸２０２には、図５に示すように、蓋２００に設けた突起部２０５がボックス本体１００に当接した状態で軸受部１０１に設けた平面部１０４に当接する平面部２０７（図３、図５参照）が設けられている。回動中心軸２０２には、図６に示すように、蓋２００がボックス本体１００の開口部を覆っている状態で軸受部１０１の平面部１０４に当接する平面部２０８（図３、図６参照）も設けられている。

上述した構成の収容ボックスの蓋２００の開閉動作について以下説明する。図６に示すように、蓋２００がボックス本体１００の開口部を完全に覆っている閉状態において、回動中心軸２０２に設けられた平面部２０８が軸受部１０１の平面部１０４に当接している。このため、車両の振動などによって蓋２００に開方向Ｙ１の力が多少加わったとしても、軸受部１０１がスリット１０２側に撓む力より弱ければ回動中心軸２０２が軸回りに回転することがなく、蓋２００が不用意に開かれることがない。

また、収容ボックス内に収容されたバッテリの着脱作業やメンテナンス作業は以下のように行う。作業者がつまみ部２０９、２１０をつまんで、蓋２００を開方向Ｙ１に回動させる。このとき、作業者が蓋２００に大きな回動力を加えると、軸受部１０１のスリット１０２よりも回動中心軸２０２側がスリット１０２側に撓む。すると、軸受部１０１に形成された嵌合溝の溝幅が広くなり、回動中心軸２０２が軸回りに回転して、蓋２００が開方向Ｙ１に回動する。

図５に示すように、蓋２００が開方向Ｙ１に回動して、突起部２０５がボックス本体１００に当接すると、蓋２００の回動が停止する。突起部２０５がボックス本体１００に当接すると、これ以上蓋２００を開方向Ｙ１に回動する力を加えても蓋２００は回動しない。このとき、回動中心軸２０２に設けた平面部２０７が軸受部１０１の平面部１０４と当接する。

このときまた、軸受部１０１のスリット側１０２に撓んでいた部分が回動中心軸２０２側に戻り、嵌合溝の溝幅が狭くなる。これにより、振動などによって蓋２００に閉方向Ｙ２の力が多少加わったとしても、軸受部１０１が撓む力より弱ければ回動中心軸２０２が軸回りに回転することがなく、蓋２００が不用意に閉じられることがない。

そして、作業者は、図５に示すように、蓋２００が完全に開いている状態で上記バッテリの交換作業やメンテナンス作業を行う。このとき通常の作業で考慮すべき荷重（設計強度）以上の不慮の力Ｆ１が蓋本体２０１に加わると、回動中心軸２０２が変形して、切欠溝２０６の段部にせん断応力がかかる。そして、切欠溝２０６がせん断して回動中心軸が折れる。このため、ボックス本体１００の軸受部１０１に回動中心軸２０２のせん断荷重以上の応力がかかるのを防止することができるので、通常の作業で考慮すべき荷重以上の不慮の力Ｆ１が蓋本体２０１に加わったとしてもボックス本体１００の破損を防止することができ、比較的単価の安い蓋２００を交換するだけで済む。

また、上述した蓋２００は、第２平板部２０４がボックス本体１００の開口部側に傾いて第１平板部２０３に連接されている。従って、不慮の力がインパクト（衝撃）荷重であっても点線で示すように第２平板部２０４のみが撓んで衝撃を吸収して、回動中心軸２０２及びボックス本体１００にかかる応力の衝撃性を緩和することができ、より一層確実にボックス本体１００の破損を防止することができる。

また、上述した蓋２００は、第１平板部２０３のボックス本体１００の開口部から離れた側の面に突起部２０５が設けられている。このため、てこの原理で突起部２０５が支点となり、蓋本体２０１にさらに開方向Ｙ２に向かう不慮の回動力Ｆ１が加えられると回動中心軸２０２にせん断応力Ｆ２を作用させることができる。上述したように突起部２０５と蓋本体２０１の回動中心軸２０２から離れた側の端部との距離Ｌ１が、突起部２０５と回動中心軸２０２との距離Ｌ２よりも長いため、中心軸２０１に作用するせん断応力Ｆ２は回動力Ｆ１より大きい。

例えば、５０（Ｎ）の回動力Ｆ１を蓋本体２０１に加えると、てこの原理により回動中心軸２０２には約２４０（Ｎ）のせん断応力Ｆ２が作用する。つまり、回動中心軸２０２自体は約２４０（Ｎ）までの強度に形成することができる。このため、回動中心軸２０２は、軸受部１０１に嵌入するときに折れたりせずに、蓋本体２０１に不慮の回動力Ｆ１が加えられたときのみ折れて、ボックス本体１００の破損を防止することができる。

以上のことから明らかなように、切欠溝２０６は、通常の作業で考慮すべき荷重（設計強度、本実施形態では５０（Ｎ））以上の不慮の力Ｆ１が蓋本体２０１に加わったときに回動中心軸２０２が折れるように設けられている。

また、蓋２００に設けた突起部２０５がボックス本体１００に当接した状態でボックス本体１００の軸受部１０１の平面部１０４に当接する平面部２０７が回動中心軸２０２に設けられている。従って、てこの原理で突起部２０５及び回動中心軸２０２の平面部２０８との両者が支点となる。即ち、せん断応力Ｆ２を作用させる回動中心軸２０２を支点に近づけることができる。このため、蓋２００にさらに開方向Ｙ２に向かう不慮の回動力Ｆ１が加えられると回動中心軸２０２にさらに集中してせん断応力Ｆ２を作用させることができる。即ち、回動中心軸２０２自体の強度を低くしなくても、蓋本体２０１に不慮の回動力Ｆ１が加えられたとき折れて、ボックス本体１００の破損を防止することができる。

なお、上述した実施形態では、蓋本体２０１が第１平板部２０３と、第２平板部２０４とを有して、そして、第２平板部２０４が、ボックス本体１００の開口部側に傾いて第１平板部２０３に連接されていたが、本発明はこれに限ったものではない。蓋本体２０１の形状はボックス本体１００の開口部を覆うことができれば、例えば１枚の平板部から形成してもよいし、お椀形であってもよい。

また、上述した実施形態では、第１平板部２０３及び第２平板部２０４から構成される蓋本体２０１に突起部２０５が設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。突起部２０５としては、蓋本体２０１のボックス本体１００の開口部から離れた側の面に設けられていればよく、蓋本体２０１の形状はなんでもよい。

また、上述した実施形態では、蓋本体２０１に突起部２０５を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、蓋本体２０１に突起部２０５を設けなくても良いし、ボックス本体１００側にてこの原理の支点となる突起部２０５を設けることも考えられる。

また、上述した実施形態では、切欠溝２０６は１つしか設けられていなかったが、本発明はこれに限ったものでない。例えば、２つ以上、切欠溝２０６を設けても良い。また、切欠溝２０６は回動中心軸２０２の軸回り全周に設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、回動中心軸２０２の軸回り全周ではなく一部に切欠溝２０６を設けてもよい。また、切欠溝２０６の断面形状はコの字状であったが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、切欠溝２０６の断面形状を断面Ｖ字状に形成してもよい。

即ち、切欠溝２０６としては、上述したように蓋２００を開いた状態で設計強度以上の不慮の力Ｆ１が蓋本体２０１に加わったときに回動中心軸２０２が折れるように設ければどんな形状であってもよい。つまり、切欠溝２０６の深さや、幅といった形状は、蓋２００を形成する材質や、回動中心軸２０２の断面積の大きさによって、適宜変えられるものである。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の収容ボックスの蓋を閉じた状態での一実施の形態を示す斜示図である。 図１に示す収容ボックスの蓋を開いた状態での側面図である。 図１に示す収容ボックスを構成する蓋の斜示図である。 図３に示す蓋の部分拡大図である。 図２に示す収容ボックスの部分断面図である。 図１に示す収容ボックスの部分断面図である。

符号の説明

１００ ボックス本体
１０１ 軸受部
２０１ 蓋本体
２０２ 回動中心軸
２０３ 第１平板部
２０４ 第２平板部
２０５ 突起部
２０６ 切欠溝
２０７ 平面部

Claims (6)

1. 電気部品を収容するボックス本体の開口部を覆う蓋本体と、該蓋本体の縁部に設けられて前記ボックス本体の軸受部に対して軸回りに回転可能に嵌合して前記蓋本体を回動自在にボックス本体に取り付ける回動中心軸とを有する蓋において、
   前記回動中心軸の外周に軸回り方向に沿って設けられた、設計強度以上の力が前記蓋本体に加わったときに前記回動中心軸が折れるように設けられた切欠溝を有することを特徴とする蓋。
2. 前記蓋本体が、前記回動中心軸に近い側に設けられた第１平板部と、該第１平板部の前記回動中心軸から離れた側に連接された第２平板部とを有して、そして、
   前記第２平板部が、前記ボックス本体の開口部側に傾いて前記第１平板部に連接されていることを特徴とする請求項１に記載の蓋。
3. 前記第１平板部の前記ボックス本体の開口部から離れた側の面に突起部が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の蓋。
4. 前記蓋本体の前記ボックス本体の開口部から離れた側の面に突起部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の蓋。
5. 前記突起部が前記ボックス本体に当接した状態で前記軸受部に設けた軸受部側平面部と当接する蓋側平面部が前記回動中心軸に設けられていることを特徴とする請求項３又は４記載の蓋。
6. 電気部品を収容するボックス本体と、該ボックス本体の開口部を覆う蓋本体及び該蓋本体の縁部に設けられて前記ボックス本体の軸受部に対して軸回りに回転可能に嵌合して前記蓋本体を回転自在にボックス本体に取り付ける回動中心軸を有する蓋とを備えた収容ボックスにおいて、
   前記回動中心軸の外周に軸回り方向に沿って設けられた、設計強度以上の力が前記蓋本体に加わったときに前記回動中心軸が折れるように設けられた切欠溝を有することを特徴とする収容ボックス。

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