JP5036268B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、直列に接続している複数の電池の間にサービスプラグを接続してなる電源装置に関し、カバーを外す状態ではサービスプラグを装着できないようにして、カバーを外す状態で出力電圧を遮断するようにしてなる電源装置に関する。

車両用の電源装置のように、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くする電源装置は、カバーを外す状態で出力端子などの高電圧部分が外部に表出されると、安全にメンテナンスができない弊害がある。この弊害を避けるために、電池の中間にサービスプラグを接続する電源装置が開発されている。この電源装置は、サービスプラグを外して出力電圧を遮断する。この電源装置は、メンテナンス等のときにサービスプラグを外すと、出力電圧が遮断されるので、安全に作業できる。ただ、この電源装置も、カバーを外す状態でサービスプラグが装着されると、出力電圧が遮断されなくなって安全に作業できなくなる。この欠点を解消するために、サービスプラグを外さない限り、カバーを外すことのできない機構が開発されている。（特許文献１参照）
特開２００２−１３３９７９号公報

特許文献１の電源装置は、図１に示すように、サービスプラグ９３を介してカバー９２を装着するので、サービスプラグ９３を外さないかぎり、カバー９２を外すことができない。このため、サービスプラグ９３を外してカバー９２を外した状態では、出力電圧を遮断して安全に作業できる。ただ、この構造の電源装置は、サービスプラグを外さない限りカバーを外すことはできないが、カバーを外す状態でサービスプラグをセットできるので、カバーが外された状態でサービスプラグがセットされて、出力電圧が遮断されないことがある。このため、全ての状態において、必ずしも高い安全性を確保できないことがある。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、カバーを外す状態でサービスプラグを装着できない構造として、作業の安全性をより向上できる電源装置を提供することにある。

本発明の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電源装置は、脱着できるカバー２を有するケース１に複数の電池９を内蔵しており、かつ複数の電池９の間に脱着自在に接続されるサービスプラグ３を接続して、サービスプラグ３を接続する状態で出力端子に電圧を出力する。電源装置は、サービスプラグ３の装着部４に、サービスプラグ３の装着を阻止する阻止位置と、サービスプラグ３の装着を許容する許容位置とに移動する誤挿入防止具５を設けている。カバー２は、定位置に装着される状態で、誤挿入防止具５を許容位置に移動させる誤挿入防止具５の移動機構６を有する。さらに、誤挿入防止具５は、カバー２の非装着状態で、阻止位置に位置する復帰機構を有する。電源装置は、カバー２が外される状態では、誤挿入防止具５が阻止位置に移動されて、サービスプラグ３の装着を阻止し、カバー２が定位置に装着される状態では、カバー２の移動機構６でもって誤挿入防止具５が許容位置に移動されてサービスプラグ３を装着できるようにする。

本発明の請求項２の電源装置は、請求項１の構成に加えて以下の構成を備える。誤挿入防止具５は、サービスプラグ３の外周に沿うＬ字状に形成されたＬ字片５Ａとしている。Ｌ字片５Ａは、サービスプラグ３の上面の外側に位置する水平部３ａと、サービスプラグ３の側面の外側に位置する垂直部３ｂとでＬ字状に形成して、垂直部３ｂと水平部３ａとのコーナー部を軸として傾動自在にサービスプラグ３の外周部に配設している。カバー２は、垂直部３ｂを垂直姿勢にして誤挿入防止具５を許容位置とする移動機構６を有する。カバー２が外されると、水平部３ａが自重で降下して誤挿入防止具５を阻止位置として、サービスプラグ３の装着を阻止し、カバー２が装着されると、誤挿入防止具５を許容位置に移動させて、サービスプラグ３をセットできる位置とする。

さらに、本発明の請求項３の電源装置は、請求項２の構成に加えて、垂直部５ｂの前面を覆うガード２７を設けている。

さらに、本発明の請求項４の電源装置は、請求項１の構成に加えて以下の構成を備える。カバー２の非装着状態で、誤挿入防止具１５を阻止位置に移動させる弾性体１７Ａからなる復帰機構１７を備える。弾性体１７Ａは、カバー２の非装着状態で、誤挿入防止具５を阻止位置としてサービスプラグ３の装着を阻止する。

さらにまた、本発明の請求項５の電源装置は、請求項１の電源装置に加えて、サービスプラグ３を挿入する装着凹部４Ａを設けて、誤挿入防止具５が阻止位置において装着凹部４Ａに突出するようにしている。

本発明の電源装置は、カバーを外す状態ではサービスプラグを装着できない構造によって、作業の安全性をより向上できる特徴がある。それは、本発明の電源装置が、サービスプラグの装着部に誤挿入防止具を設けると共に、この誤挿入防止具には、カバーの非装着状態において、サービスプラグの装着を阻止する阻止位置とする復帰機構を設けており、カバーを外す状態では、誤挿入防止具を阻止位置に移動して、サービスプラグの装着できない状態とし、カバーが定位置に装着される状態では、カバーが誤挿入防止具を許容位置に移動してサービスプラグを装着できるようにするからである。

本発明の請求項２の電源装置は、請求項１の電源装置の特徴に加えて、誤挿入防止具を簡単な構造として、カバーの非装着状態におけるサービスプラグの装着を確実に阻止できる特徴がある。それは、Ｌ字片を自重で傾動させて阻止位置に移動して、カバーの非装着状態でサービスプラグの装着を阻止するからである。

さらに、本発明の請求項３の電源装置は、請求項１に構成に加えて、垂直部の前面を覆うガードを設けている。この電源装置は、請求項１の電源装置の特徴に加えて、カバーの非装着状態において、ユーザーが故意に誤挿入防止具を許容位置に移動させるのを防止して、カバーの非装着状態においてサービスプラグの装着を確実に阻止できる。

さらに、本発明の請求項４の電源装置は、請求項１の特徴に加えて、弾性体が誤挿入防止具を確実に阻止位置に移動するので、カバーの非装着状態でサービスプラグの装着を確実に阻止できる。

さらにまた、本発明の請求項５の電源装置は、請求項１の電源装置に加えて、サービスプラグを挿入する装着凹部を設けて、誤挿入防止具を阻止位置において装着凹部に突出させるので、ユーザーが故意に誤挿入防止具を操作して、許容位置に移動させるのを防止できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２ないし図７に示す電源装置は、複数の電池を脱着できるカバー２を有するケース１に内蔵している。図の電源装置は、電池を内蔵する本体ケース１Ａと、電池に接続しているコンタクタ等の電子機器を内蔵しているサブケース１Ｂとを備える。サブケース１Ｂは、図８と図９に示すように、コンタクタ等に接続する高電圧なリード板８やリード線を配線している。サブケース１Ｂのカバー２が除去される状態で、高電圧なリード板８が外部に表出されると、安全に作業できなくなる。カバー２を除去すると、高電圧な出力を遮断するために、サービスプラグ３を設けている。サービスプラグ３は、図１０の回路図に示すように、多数の電池９を直列に接続している中間にあって、電池９と直列に接続される。サービスプラグ３が除去されると、プラス側とマイナス側の電池９が切り離されて、コンタクタ７等に出力される電圧は遮断される。サービスプラグ３は、カバー２を外す状態で除去されて高電圧の出力を遮断する。カバー２を外す状態でサービスプラグ３がセットされると、高電圧なリード板８等が外部に表出される。この弊害を避けるために、本発明の電源装置は、カバー２の非装着状態でサービスプラグ３をセットできない独特の構造とする。サービスプラグ３は、カバー２の装着状態に限ってセットされる。

図の電源装置は、高電圧なリード板８などをサブケース１Ｂの内部に配線している。サブケース１Ｂ内の高電圧な配線がカバー２を外して外部に表出しないように、サブケース１Ｂのカバー２が装着されない状態で、サービスプラグ３を装着できない構造としている。ただ、本発明の電源装置は、装置全体を覆うカバーを一体構造として、このカバーが装着されない状態では、サービスプラグを装着できない構造とすることもできる。

サービスプラグ３は、図１１に示すように、プラスチック製のプラグ本体３Ａに、金属板からなる接続端子３Ｘを固定している。プラグ本体３Ａは、外形を四角形とする形状に絶縁材のプラスチックを成形している。プラグ本体３Ａの内部に、一対の接続端子３Ｘを固定して、金属製の接続端子３Ｘをプラグ本体３Ａで被覆して絶縁している。さらに、プラグ本体３Ａは、簡単に脱着できるように、外側に取っ手３Ｂを連結している。取っ手３Ｂは、プラスチックをコ字状に成形したもので、その両端を傾動できるようにプラグ本体３Ａに連結している。このサービスプラグ３は、取っ手３Ｂを引っ張って簡単に外すことができる。

一対の接続端子３Ｘは、サブケース１Ｂの装着部４に配置される一対の被接続端子４Ｘに接続される。図１１の接続端子３Ｘは金属板を円筒状として、円柱状の被接続端子４Ｘを挿入して電気接続する。一対の接続端子３Ｘはプラグ本体３Ａの内部で互いに接続されている。サービスプラグ３がサブケース１Ｂの装着部４に装着される状態で、一対の接続端子３Ｘは、被接続端子４Ｘに接続される。この状態で、一対の被接続端子４Ｘは互いに接続されて、プラス側とマイナス側の電池を直列に接続する。サービスプラグ３が除去されると、一対の被接続端子４Ｘは接続されず、出力電圧を遮断する。

サブケース１Ｂは、サービスプラグ３の装着部４に、サービスプラグ３の装着を阻止する阻止位置と、サービスプラグ３の装着を許容する許容位置に移動する誤挿入防止具５を設けている。サービスプラグ３はプラグ本体３Ａの外形を四角形とするので、サービスプラグ３の装着部４は、プラグ本体３Ａを嵌入できる四角形の装着凹部４Ａとしている。装着凹部４Ａは、その内形をプラグ本体３Ａの外形よりもわずかに小さくして、プラグ本体３Ａを挿入できる形状としている。図のサブケース１Ｂは、四角形の周壁４Ｂを設けて、その内側に装着凹部４Ａを設けている。以上の電源装置は、サービスプラグ３とその装着部４を四角形とするが、サービスプラグとその装着部を四角形には特定しない。サービスプラグと装着部の外形は、多角形、楕円形、円形とすることもできる。

図３ないし図９、及び図１２ないし図１４に示す誤挿入防止具５は、サービスプラグ３の外周に沿うＬ字状に形成されたＬ字片５Ａである。図のサブケース１Ｂは、内側を装着部４とする周壁４Ｂの一部に切除部４Ｃを設けて、この切除部４ＣにＬ字片５Ａを配設している。このＬ字片５Ａは、サービスプラグ３の上面の外側に位置する水平部５ａと、サービスプラグ３側面の外側に位置する垂直部５ｂとでＬ字状に形成して、垂直部５ｂと水平部５ａとのコーナー部に回転軸５ｃを設けて、傾動自在にサービスプラグ３の外周部に配設している。このＬ字片５Ａからなる誤挿入防止具５は、水平部５ａと垂直部５ｂとを周壁４Ｂに沿う位置に配置して、サービスプラグ３を装着できる許容位置とする。また、Ｌ字片５Ａの誤挿入防止具５は、カバー２の非装着状態においては、水平部５ａをサービスプラグ３の装着部４に降下させて、サービスプラグ３の装着を阻止する阻止位置とする。Ｌ字片５Ａの誤挿入防止具５によらず、誤挿入防止具５は、その一部を装着凹部４Ａ内に配置して、サービスプラグ３の装着を阻止する阻止位置とし、装着凹部４Ａから外部に配設されて、サービスプラグ３を装着できる許容位置とする。

誤挿入防止具５は、復帰機構によって、カバー２が装着されない非装着状態では、サービスプラグ３の装着を阻止する阻止位置に配置される。図の誤挿入防止具５は、水平部５ａの自重で先端部を降下させて、阻止位置に移動される。この誤挿入防止具５は、水平部５ａと垂直部５ｂの重量アンバランスが復帰機構を実現する。この復帰機構は、特別な部材を設けることなく、誤挿入防止具５を阻止位置に配置する。この復帰機構は、経時劣化などを防止して、長期間にわたって確実に誤挿入防止具５を阻止位置に移動する。図１５の誤挿入防止具１５は、復帰機構１７を弾性体１７Ａで実現する。弾性体１７Ａは押しバネで、Ｌ字片１５Ａの垂直部１５ｂと装着部１４の垂直周壁１４Ｂとの間に配設される。カバーが装着されない状態で、弾性体１７Ａは垂直部１５ｂを弾性的に押圧する。この状態で、誤挿入防止具１５の水平部１５ａを装着凹部１４Ａに配置して、阻止位置とする。この復帰機構１７は、弾性体１７Ａが強制的に誤挿入防止具１５を押圧して阻止位置とするので、カバーの非装着状態において、誤挿入防止具１５を確実に阻止位置に配置する。

図１６と図１７の装着部２４は、Ｌ字片２５Ａの垂直部２５ｂの前面にガード２７を配設している。ガード２７は、カバー２２の脱着の邪魔にならないように配置される。この構造は、カバー２２を外す状態では、Ｌ字片２５Ａが傾動して、水平部２５ａが装着部２４の装着凹部２４Ａに突出すると共に、垂直部２５ｂが装着部２４の外側に突出する。このとき、ガード２７がＬ字片２５Ａの垂直部２５ｂの前方を覆っている。このため、カバー２２が外される状態で、垂直部２５ｂを押して、誤挿入防止具２５を阻止位置から許容位置に移動するのを阻止できる。また、図１８と図１９の装着部２４は、上面周壁３４Ｂと底面３４Ｄに切除部３４Ｃを設けて、この切除部３４Ｃに誤挿入防止具３５であるＬ字片３５Ａを配置している。この誤挿入防止具３５は、阻止位置において、水平部３５ａの先端部を装着凹部３４Ａの内部に突出させて、垂直部３５ｂの先端部を底面３４Ｄの背面に突出させる。この誤挿入防止具３５も、カバー３２の非装着状態において、阻止位置の誤挿入防止具３５を許容位置に押して移動するのを防止できる。このため、図１６と図１７の構造によると、カバー２２、３２の非装着状態において、誤挿入防止具２５、３５が故意に許容位置に移動されるのを阻止して、安全性をより高くできる。

サービスプラグ３は、カバー２を定位置に装着する状態で、装着部４にセットされる。したがって、カバー２は、定位置に装着されることで、誤挿入防止具５を阻止位置から許容位置に移動させる移動機構６を有する。図１２ないし図１４は、カバー２の移動機構６が、誤挿入防止具５を阻止位置から許容位置に移動させる動作原理を示す。ただし、これらの図は、誤挿入防止具５の移動状態をわかりやすくするために、装着部４に装着されるカバー２の一部を取り除いた状態を示している。これらの図に示すカバー２は、定位置に装着されるときに、Ｌ字片５Ａの垂直部５ｂを垂直姿勢とするガイド６Ａを移動機構６とする。ガイド６Ａの移動機構６は、図においてＬ字片５Ａの垂直部５ｂの外側を摺動して、カバー２が定位置に装着される状態で、垂直部５ｂを垂直姿勢として、Ｌ字片５Ａの誤挿入防止具５を許容位置に移動させる。したがって、移動機構６であるガイド６Ａは、カバー２を定位置に装着する状態で、Ｌ字片５Ａの垂直部５ｂを垂直姿勢とする位置に固定される。

図２ないし図４に示すカバー２は、移動機構のガイドを示していないが、このカバー２は、図１３と図１４に示すように、その内側に移動機構６のガイド６Ａを固定している。さらに、図１６の誤挿入防止具２５は、図１７の断面図に示すように、装着部２４の側面に位置して、Ｌ字片２５Ａの垂直部２５ｂの外側を摺動する移動機構２６であるガイド２６Ａに押されて、阻止位置から許容位置に移動される。また、図１８と図１９の誤挿入防止具３５は、装着部３４の背面に位置して、Ｌ字片３５Ａの垂直部３５ｂの外側を摺動する移動機構３６であるガイド３６Ａに押されて、阻止位置から許容位置に移動される。図１６ないし図１９に示すように、移動機構２６、３６であるガイド２６Ａ、３６Ａは、カバー２２、３２の内側であって、誤挿入防止具２５、３５を傾動できる位置に固定されている。

以上の電源装置は、カバー２の非装着状態において、誤挿入防止具５が阻止位置に配置される。この状態は、図１２に示している。阻止位置にある誤挿入防止具５は、サービスプラグ３の装着部４への装着を阻止する。この状態は図２０に示している。カバー２が定位置に装着されると、カバー２の移動機構６が、図１４に示すように、誤挿入防止具５を阻止位置から許容位置に移動させる。この状態で、サービスプラグ３は装着できる状態となる。

さらに、図２１ないし図２３は、サービスプラグ４３、５３を外さないかぎり、カバー４２、５２を外すことができない構造の電源装置を示す。図２１と図２２の電源装置は、カバー４２に貫通孔４２Ａを設けて、この貫通孔４２Ａに挿通して、サービスプラグ４３を装着部４４に装着している。これらの電源装置は、サービスプラグ４３を外す状態でのみカバー４２を外すことができる。サービスプラグ４３がカバー４２の貫通孔４２Ａに係止されて、カバー４２を外すのを阻止するからである。また、図２３の電源装置は、サービスプラグ５３の下方に、カバー５２をサブケース５１Ｂに固定する止ネジ５７を配置する。このカバー５２は、サービスプラグ５３の下方に位置して、止ネジ５７をねじ込む連結片５８を設けており、この連結片５８に止ネジ５７をねじ込んでカバー５２を、サブケース５１Ｂに固定する構造としている。この電源装置は、サービスプラグ５３が邪魔になって止ネジ５７を外すことができない。このため、サービスプラグ５３を外した後、止ネジ５７を外して、カバー５２を外す必要があり、サービスプラグ５３を固定する状態でカバー５２を外すことができない。

従来の電源装置のサービスプラグを示す分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかる電源装置の斜視図である。 図２に示す電源装置の側面図である。 図３に示す電源装置の要部拡大図である。 図２に示す電源装置のサブケースのカバーを外した状態を示す斜視図である。 図５に示す電源装置の側面図である。 図５に示す電源装置の要部拡大図である。 図２に示す電源装置のサブケースを示す斜視図である。 図８に示すサブケースのカバーを外した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例にかかる電源装置の回路図である。 サービスプラグの拡大斜視図である。 図５に示す電源装置の装着部を示す拡大斜視図である。 図１２に示す装着部にカバーを装着する状態を示す一部断面斜視図である。 図１２に示す装着部にカバーを装着した状態を示す一部断面斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の装着部と誤挿入防止具を示す正面図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の装着部と誤挿入防止具を示す斜視図である。 図１６に示す装着部にカバーを装着した状態を示す水平断面図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の装着部と誤挿入防止具を示す斜視図である。 図１８に示す装着部にカバーを装着する状態を示す垂直断面図である。 図５に示す電源装置の装着部にサービスプラグを装着する状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の概略斜視図である。 図２１に示す電源装置の垂直断面図である。 本発明の他の実施例にかかる電源装置の概略斜視図である。

符号の説明

１…ケース １Ａ…本体ケース
１Ｂ…サブケース
２…カバー
３…サービスプラグ ３Ａ…プラグ本体
３Ｂ…取っ手
３Ｘ…接続端子
４…装着部 ４Ａ…装着凹部
４Ｂ…周壁
４Ｃ…切除部
４Ｘ…被接続端子
５…誤挿入防止具 ５Ａ…Ｌ字片
５ａ…水平部
５ｂ…垂直部
５ｃ…回転軸
６…移動機構 ６Ａ…ガイド
７…コンタクタ
８…リード板
９…電池
１４…装着部 １４Ａ…装着凹部
１４Ｂ…垂直周壁
１５…誤挿入防止具 １５Ａ…Ｌ字片
１５ａ…水平部
１５ｂ…垂直部
１７…復帰機構 １７Ａ…弾性体
２２…カバー
２４…装着部 ２４Ａ…装着凹部
２５…誤挿入防止具 ２５Ａ…Ｌ字片
２５ａ…水平部
２５ｂ…垂直部
２６…移動機構 ２６Ａ…ガイド
２７…ガード
３２…カバー
３４…装着部 ３４Ａ…装着凹部
３４Ｂ…上面周壁
３４Ｃ…切除部
３４Ｄ…底面
３５…誤挿入防止具 ３５Ａ…Ｌ字片
３５ａ…水平部
３５ｂ…垂直部
３６…移動機構 ３６Ａ…ガイド
４２…カバー ４２Ａ…貫通孔
４３…サービスプラグ
４４…装着部
５１Ｂ…サブケース
５２…カバー
５３…サービスプラグ
５７…止ネジ
５８…連結片
９２…カバー
９３…サービスプラグ

Claims (5)

1. 複数の電池を、脱着できるカバーを有するケースに内蔵しており、かつ複数の電池の間に脱着自在に接続されるサービスプラグを接続して、サービスプラグを接続する状態で出力端子に電圧を出力するようにしてなる電源装置であって、
   サービスプラグの装着部に、サービスプラグの装着を阻止する阻止位置と、サービスプラグの装着を許容する許容位置とに移動する誤挿入防止具を設けており、
   カバーは、定位置に装着される状態で、誤挿入防止具を許容位置に移動させる誤挿入防止具の移動機構を有し、
   さらに、誤挿入防止具はカバーの非装着状態で、阻止位置に位置する復帰機構を有し、
   カバーが外される状態では、誤挿入防止具が阻止位置に移動されて、サービスプラグの装着を阻止し、カバーが定位置に装着される状態では、カバーの移動機構でもって誤挿入防止具が許容位置に移動されてサービスプラグを装着できるようにしてなる電源装置。
2. 誤挿入防止具が、サービスプラグの外周に沿うＬ字状に形成されたＬ字片で、このＬ字片はサービスプラグの上面の外側に位置する水平部と、サービスプラグの側面の外側に位置する垂直部とでＬ字状に形成され、垂直部と水平部とのコーナー部を軸として傾動自在にサービスプラグの外周部に配設され、
   カバーは、垂直部を垂直姿勢にして誤挿入防止具を許容位置とする移動機構を有し、カバーが外されると、水平部が自重で降下して誤挿入防止具を阻止位置として、サービスプラグの装着を阻止するようにしてなる請求項１に記載される電源装置。
3. 垂直部の前面を覆うガードを設けている請求項２に記載される電源装置。
4. カバーの非装着状態で、誤挿入防止具を阻止位置に移動させる弾性体からなる復帰機構を備え、この弾性体がカバーの非装着状態で、誤挿入防止具を阻止位置としてサービスプラグの装着を阻止するようにしてなる請求項１に記載される電源装置。
5. サービスプラグを挿入する装着凹部を設けており、誤挿入防止具が阻止位置において装着凹部に突出するようにしてなる請求項１に記載される電源装置。

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