JP5193499B2 - バッテリボックスの収納構造 - Google Patents

Description

本発明は、ニッケル水素バッテリセルを収納するバッテリボックスの収納構造に関する。

配線作業などを行うための高所作業車として、電気モータを用いて油圧ポンプを作動させるものでは、電気モータを駆動させるためのバッテリセルを備えている。そして、このバッテリセルは、バッテリボックス内に収納されている。ここで、ニッケル水素バッテリのように容量の大きなバッテリを用いた高所作業車として、さまざまなものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、ニッケル水素バッテリは、発熱によってバッテリの温度が上昇すると充電効率が低下する。そのため、バッテリボックスとしては放熱性と防水性とを考慮する必要がある。
特許第２９９３６６３号公報

しかしながら、上記従来のニッケル水素バッテリを収納するバッテリボックス及びバッテリボックスの収納構造においても、バッテリセルで発生した熱を効率よく外部に放散させると共に、バッテリの防水性を向上させることが望まれている。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、ニッケル水素バッテリの放熱性及び防水性を向上させたバッテリボックスの収納構造を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のバッテリボックスの収納構造は、ニッケル水素バッテリセルが収容されると共に、内部に気体を導入する吸気口及び内部から気体を排出する排気口が形成されている筐体本体と、前記吸気口から間隔をあけて配置され、該吸気口を覆う被覆部材とを備え、前記吸気口の下端が、前記筐体本体の底面から離間しているバッテリボックスと、上部に開口が形成されて底面上に前記バッテリボックスを載置して収納する箱状のボックス収納部とを有し、該ボックス収納部の底面に、内部に気体を導入する収納側吸気口が形成され、前記バッテリボックスは、前記吸気口が前記排気口よりも前記収納側吸気口に近接して収納されていることを特徴とする。

この発明では、吸気口を被覆部材で覆うことにより、外部から吸気口に向けて水滴が直接吹き込みにくくなる。また、吸気口の下端が底面よりも上方に形成されているので、バッテリボックスを載置した載置面に水が流れた場合であっても、バッテリボックスの底面から水が吸気口内に浸入しにくくなる。そして、被覆部材が吸気口から間隔をあけて配置されているので、筐体本体内に気体を容易に導入できると共に、排気口から筐体本体内部の気体を排出することで、バッテリセルの放熱が行える。
以上より、ニッケル水素バッテリセルを屋外で使用する場合でも、このバッテリボックス内にバッテリセルを収納することで、雨などの水滴の進入を防止するので、バッテリセルの放熱性及び防水性が向上する。
吸気口側を排気口側よりも収納側吸気口に近接するようにバッテリボックスを配置することで、バッテリセルの放熱を効率よく行うことができる。すなわち、収納側吸気口に近接するようにバッテリボックスの吸気口を配置することで、ボックス収納部の収納側吸気口から導入された気体をバッテリボックスの吸気口から効率よく導入することができる。
また、上述したバッテリボックスを載置しているので、底面に形成された収納側吸気口から水滴が進入した場合であっても、バッテリセルが水滴と接触することを回避できる。
さらに、複数のバッテリボックスをボックス収納部内に配置したとき、一方のバッテリボックスの排気口から排出された気体によって他方のバッテリボックスの吸気口からの気体の導入が妨げられない。これにより、バッテリセルの放熱性が維持される。

また、本発明のバッテリボックスの収納構造は、前記筐体本体の底面に、弾性板が設けられていることが好ましい。
この発明では、弾性板を設けることで、バッテリボックスを載置した載置面に振動が発生しても弾性板がこの振動を吸収するので、バッテリセルに伝達する振動を低減できる。また、吸気口の下端が弾性板の厚さ分だけ載置面からさらに離間することになるので、載置面に水が流れた場合において、バッテリセルの底面から水が吸気口内により浸入しにくくなる。そして、間隔をあけて配置した複数の弾性板上にバッテリセルを載置すると、一の弾性板と他の弾性板との間が溝構造となる。このようにしても、バッテリセルの底面から水が吸気口内に浸入しにくくなる。

また、本発明のバッテリボックスの収納構造は、前記ボックス収納部の底面に、前記収納側吸気口を囲む筒状部材が設けられていることが好ましい。
この発明では、収納側吸気口からの水滴の進入が筒状部材により抑制されるので、バッテリセルの防水性をより向上させることができる。ここで、収納側吸気口からの気体の導入は筒状部材によっても妨げられないので、バッテリセルの放熱性は維持される。

また、本発明のバッテリボックスの収納構造は、前記筒状部材の少なくとも一方の開口が、フィルタ部材で覆われていることが好ましい。
この発明では、フィルタ部材が収納側吸気口からボックス収納部内に塵や虫などが侵入することを防止できる。これにより、バッテリセルの防塵性が向上する。

また、本発明のバッテリボックスの収納構造は、前記ボックス収納部の開口の周囲に、上方に向けて突出し、該ボックス収納部の開口を覆う蓋体の位置決めを行う位置決凸部が形成され、前記ボックス収納部の開口の周縁に、上方に向けて突出する突出縁部が形成されていることが好ましい。
この発明では、ボックス収納部の開口の周縁に突出縁部を形成することで、蓋体と開口との間の間隙が小さくなり、開口からの水滴が進入しにくくなる。これにより、バッテリの防水性がより向上する。

本発明のバッテリボックスの収納構造によれば、ニッケル水素バッテリセルを屋外で使用する場合でも、このバッテリボックス内にバッテリセルを収納することで、雨などの水滴の進入を防止するので、バッテリの放熱性及び防水性が向上する。

以下、本発明にかかるバッテリボックス及びバッテリボックスの収納構造の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態におけるバッテリボックスは、図１に示すように、例えば配線作業などに用いられる高所作業車１に搭載されている。

この高所作業車１は、図１に示すように、車体２と、車体２上に旋回可能に設けられた旋回台３と、旋回台３に起伏、伸縮可能に接続されたブーム４と、ブーム４の先端に設けられた作業台５とを備えている。
車体２には、本実施形態におけるバッテリボックス６を収納するボックス収納部７が設けられている。このバッテリボックス６及びボックス収納部７については後述する。
また、車体２には、旋回台３やブーム４を動作するための油圧モータや油圧シリンダを駆動する電気式油圧ユニット（図示略）が設けられている。この電気式油圧ユニットは、ボックス収納部７に収納されたバッテリボックス６からの電力の供給によって駆動する構成となっている。
そして、旋回台３は上記油圧モータの駆動によって旋回動作が可能となっており、ブーム４は上記油圧シリンダの駆動によって起伏、伸縮可能となっている。

次に、車体２に設けられたボックス収納部７に収納されるバッテリボックス６について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２及び図３において、矢印＋Ｘ１方向を左方向、矢印＋Ｙ１方向を前方向、矢印＋Ｚ１方向を上方向とする。
このバッテリボックス６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、内部にニッケル水素バッテリセル（以下、バッテリセルと省略する）１１を収容する筐体本体１２と、支持部材１３を介在させて筐体本体１２に取り付けられた被覆板（被覆部材）１４とを備えている。
バッテリセル１１は、ほぼ円柱状であり、筐体本体１２内の８箇所に間隔をあけて配置されている。

筐体本体１２は、図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、中空のほぼ直方体形状を有しており、左側板１５及び右側板１６にそれぞれ吸気口１７及び排気口１８が形成されている。そして、筐体本体１２の下側の一面が底面１２Ａとなっており、ボックス収納部７の後述する載置面３６と対向配置される。

吸気口１７は、図３（ａ）に示すように、左側板１５に複数形成された幅の狭い矩形状の開口によって構成されており、全体としてほぼ矩形状のメッシュ形状を有している。また、吸気口１７は、その縁部の下端辺が筐体本体１２の底面から離間した部位に位置するように形成されている。ここで、吸気口１７の下端辺と筐体本体１２の底面１２Ａとの距離は、例えば約３０ｍｍとなっている。
排気口１８は、図３（ｂ）に示すように、右側板１６に複数同心円状に形成された環状の開口によって構成されている。また、排気口１８は、吸気口１７と同様に、その縁部の下端が筐体本体１２の底面から離間した部位に位置するように形成されている。ここで、排気口１８の下端と筐体本体１２の底面１２Ａとの距離は、例えば約２０ｍｍとなっている。

また、筐体本体１２の内部であって排気口１８の近傍には、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ファン２１が取り付けられている。そして、バッテリボックス６は、このファン２１により、吸気口１７から筐体本体１２の内部に導入された空気（気体）が排気口１８から強制的に排出される構成となっている。
さらに、筐体本体１２の底面には、図２（ａ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ゴムなどの弾性材料によって構成された弾性板２２が貼付されている。この弾性板２２は、その厚さが例えば約２ｍｍとなっており、底面の前方端と後方端との２箇所で筐体本体１２の左右方向にわたって設けられている。

被覆板１４は、図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、ほぼ矩形状の板部材であって、左側板１５に形成された吸気口１７の近傍に設けられた支持部材１３に取り付け固定されている。また、被覆板１４は、その外縁が吸気口１７の外縁よりも大きくなるように形成されており、バッテリボックス６を左側板１５側からの側面視において吸気口１７を覆うように設けられている。すなわち、被覆板１４は、側面視において、その外縁が吸気口１７の外縁を囲むように設けられている。

続いて、ボックス収納部７におけるバッテリボックス６の収納構造について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、図４及び図５において、矢印＋Ｘ２方向を前方向、矢印＋Ｙ２方向を左方向、矢印＋Ｚ２方向を上方向とする。また、バッテリボックス６間を接続する電気配線などは省略している。
ボックス収納部７は、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、車体２に形成されて上部に開口を有する凹部３１と凹部３１の上部開口を覆う天板部３２とによって構成された収納空間３３を仕切板３４、３５で区画することによって形成されている。そして、ボックス収納部７の底面は、バッテリボックス６を載置する載置面３６となっている。

ボックス収納部７の載置面３６のほぼ中央には、車体２を貫通して車体２の下部空間と連通する収納側吸気口３７が形成されている。また、載置面３６には、ほぼ円筒状の筒状部材３８が収納側吸気口３７を囲むように設けられている。この筒状部材３８の上側の開口端は、メッシュ（フィルタ部材）３９で被覆されている。

天板部３２は、図４に示すように、ボックス収納部７の載置面３６と対応する領域に開口３２Ａが形成されている。また、天板部３２の開口３２Ａの周囲には、図５（ａ）に示すように、開口３２Ａを覆う蓋体４１の位置決めを行う円柱状の位置決凸部４２が間隔をあけて複数形成されている。そして、天板部３２の開口３２Ａの周縁には、上方に向けて突出する突出縁部４３が開口３２Ａを囲むように形成されている。ここで、突出縁部４３の高さは、位置決凸部４２の高さとほぼ同等となっている。
蓋体４１は、上面視ほぼ矩形状の板部材であって、その周縁に下方に向けて突出する蓋体凸部４１Ａが形成されている。そして、この蓋体凸部４１Ａの内周面が位置決凸部４２と接触することで蓋体４１の天板部３２に対する位置決めが行われる。

仕切板３４は、図５（ｂ）に示すように、ボックス収納部７の後方側を区画するように設けられた板状部材である。そして、仕切板３４には、ボックス収納部７内の空気をボックス収納部７外に排出するための収納側排気口４５が２箇所に形成されている。ここで、この収納側排気口４５は、ボックス収納部７内に配置されたバッテリボックス６Ｃ、６Ｄの各排気口１８とそれぞれ対応する位置に形成されている。
仕切板３５は、図５（ｃ）に示すように、ボックス収納部７の前方側を区画するように設けられた板状部材である。そして、仕切板３５には、仕切板３５と同様に、ボックス収納部７内の空気をボックス収納部７外に排出するための収納側排気口４６が２箇所に形成されている。ここで、この収納側排気口４６は、ボックス収納部７内に配置されたバッテリボックス６Ａ、６Ｂの各排気口１８とそれぞれ対応する位置に形成されている。
また、仕切板３５には、ボックス収納部７内と外とを接続する電気配線などを通すための配線口４７が形成されている。この配線口４７は、上記電気配線などを通した後シールされる構成となっている。

バッテリボックス６Ａ〜６Ｄは、図４に示すように、載置面３６上の４箇所に配置されている。この４つのバッテリボックス６Ａ〜６Ｄのうち２つ（バッテリボックス６Ａ、６Ｂ）は収納側吸気口３７よりも前方に配置されており、他の２つ（バッテリボックス６Ｃ、６Ｄ）は収納側吸気口３７よりも後方に配置されている。
バッテリボックス６Ａ、６Ｂは、それぞれ吸気口１７が形成された左側板１５が後方を向くと共に、排気口１８が形成された右側板１６が前方を向くように配置されている。また、バッテリボックス６Ａ、６Ｂは、各排気口１８が仕切板３５の収納側排気口４６に臨むように配置されている。ここで、バッテリボックス６Ａは、バッテリボックス６Ｂの右側に並んで配置されている。したがって、バッテリボックス６Ａ、６Ｂは、それぞれ吸気口１７が排気口１８よりも収納側吸気口３７に近接するように配置されている。

一方、バッテリボックス６Ｃ、６Ｄは、それぞれ吸気口１７が形成された左側板１５が前方を向くと共に、排気口１８が形成された右側板１６が後方を向くように配置されている。また、バッテリボックス６Ｃ、６Ｄは、各排気口１８が仕切板３４の収納側排気口４５に臨むように配置されている。ここで、バッテリボックス６Ｃは、バッテリボックス６Ｄの右側に並んで配置されている。したがって、バッテリボックス６Ｃ、６Ｄは、それぞれ吸気口１７が排気口１８よりも収納側吸気口３７に近接するように配置されている。

このように構成されたバッテリボックス６及びバッテリボックス６の収納構造を有する高所作業車１を用いて屋外で配線作業などを行う場合は、バッテリボックス６に収納されているバッテリセル１１から上記電気式油圧ユニットに電力を供給し、この電気式油圧ユニットを駆動する。そして、この電気式油圧ユニットが上記油圧モータ及び油圧シリンダの駆動を適宜行い、旋回台３やブーム４を適宜動作させることで、作業台５を所望の位置に移動させる。その後、作業台５上の作業者が配線作業などを行う。以上のようにして、高所作業車１による屋外での配線作業を行う。

ここで、バッテリセル１１は、外部環境によって高温状態になったり上記電気式油圧ユニットに電力を供給することによって発熱したりする。上述したように、ニッケル水素バッテリを用いたバッテリセル１１は、高温下で充電効率が低下するため、放熱する必要がある。以下に、バッテリセル１１の放熱方法について説明する。
バッテリボックス６Ａ〜６Ｄのそれぞれに設けられたファン２１は、バッテリセル１１からの電力の供給により回転駆動してエアフローを発生させることで、収納側吸気口３７からボックス収納部７内に空気を導入する。そして、ボックス収納部７内に導入された空気は、筐体本体１２内に導入される。
次に、ファン２１は、筐体本体１２内の空気を排気口１８から強制的に排出する。その後、仕切板３４、３５のそれぞれに形成された収納側排気口４５、４６からボックス収納部７外に空気を排出する。以上のようにして、バッテリボックス６Ａ〜６Ｄ内にそれぞれ収納されたバッテリセル１１の放熱を行う。

ここで、高所作業車１の走行中にタイヤによって跳ね上げられた水滴が、収納側吸気口３７からボックス収納部７内に進入しようとすることがある。しかし、収納側吸気口３７の周囲に筒状部材３８が設けられているので、空気と比較して比重の重い水滴はボックス収納部７内に到達しにくくなる。これにより、跳ね上げられた水滴がボックス収納部７内に侵入することが防止される。
また、砂などの塵が収納側吸気口３７からボックス収納部７内に進入しようとしても、上述と同様に、塵が空気と比較して比重が重いことから、ボックス収納部７内に到達することが防止される。
さらに、例えば蝶などの虫が収納側吸気口３７からボックス収納部７内に進入しようとしても、筒状部材３８の開口端がメッシュ３９で覆われているので、蝶などの虫がボックス収納部７内に侵入することが防止される。
その上、ボックス収納部７の上側から雨などの水滴がボックス収納部７内に進入しようとしても、天板部３２の開口３２Ａの周縁に突出縁部４３が形成されているので、蓋体４１と天板部３２との間隙が小さくなっている。これにより、ボックス収納部７の上側からの雨などの侵入が防止される。

また、ボックス収納部７内に水滴が進入した場合であっても、吸気口１７が側面視において被覆板１４で覆われているので、水滴が吸気口１７に向けて直接吹き込みにくくなる。さらに、載置面３６上を水が流れた場合であっても、吸気口１７及び排気口１８の下端が載置面３６よりも上方に形成されているので、水が筐体本体１２内に浸入しにくくなる。その上、筐体本体１２の底面に弾性板２２が貼付されていることによっても、吸気口１７及び排気口１８の下端が載置面３６よりも弾性板２２の厚さ分だけ離間するので、水が筐体本体１２内に浸入しにくくなる。

以上より、本実施形態のバッテリボックス６によれば、吸気口１７を被覆板１４で覆うことにより、吸気口１７に水滴が直接吹き込みにくくなる。また、吸気口１７及び排気口１８の下端を載置面３６よりも上方に形成しているので、載置面３６上を水が流れても、水が筐体本体１２内に浸入しにくくなる。したがって、ニッケル水素バッテリを屋外で用いても水滴の進入を防止するので、バッテリセル１１の放熱性及び防水性が向上する。
ここで、弾性板２２を設けることで、バッテリセル１１に伝達する振動を低減できる。そして、吸気口１７及び排気口１８の下端が弾性板２２の厚さ分だけ載置面３６からさらに離間するので、水が筐体本体１２内により浸入しにくくなる。言い換えれば、間隔をあけて配置された複数の弾性板２２上にバッテリセル１１を載置しているので、一の弾性板２２と他の弾性板２２との間が溝構造となる。これにより、バッテリセル１１の底面から水が吸気口１７内に浸入しにくくなる。

また、本実施形態のバッテリボックス６の収納構造によれば、バッテリボックス６が吸気口１７側を排気口１８側よりも収納側吸気口３７に近接するように配置されているので、バッテリセル１１の放熱を効率よく行うことができる。
ここで、収納側吸気口３７からの水滴や塵などの進入が筒状部材３８により妨げられるので、バッテリセルの防水性をより向上させることができる。また、フィルタ部材により、虫などの侵入が抑制される。これにより、バッテリセル１１の防塵性が向上する。
さらに、開口３２Ａの周縁に突出縁部４３を形成することで、蓋体４１と開口３２Ａとの間の間隙が小さくなり、開口３２Ａからの水滴が進入しにくくなる。これにより、バッテリセル１１の防水性がより向上する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、バッテリボックスをボックス収納部内に配置しているが、バッテリボックスのみを屋外で使用してもよい。
また、被覆部材の形状は、吸気口からの空気の導入が十分行われれば、板状に限られない。
また、バッテリボックスの底面に弾性板を貼付しているが、収納されたバッテリセルへの振動を抑制できれば、弾性板を貼付しない構成としてもよい。
また、バッテリボックス内に８つのバッテリセルを収納しているが、設計に応じて適宜変更してもよい。

また、ボックス収納部に４つのバッテリボックスを収納しているが、ボックス収納部の収納側吸気口とバッテリボックスの吸気口とが近接して配置されていれば、設計に応じて適宜変更してもよい。
載置面に形成された収納側吸気口の周囲に筒状部材を設けているが、タイヤによって跳ね上げられた水滴や塵などの進入が抑制できれば、筒状部材を設けなくてもよい。
また、筒状部材の上部開口端をフィルタ部材で覆っているが、蝶などの虫の侵入が抑制できれば、フィルタ部材で覆わない構成としてもよい。さらに、収納側吸気口をフィルタ部材で覆う構成としてもよい。
また、天板部の開口に形成された突出縁部の高さを蓋体の位置決凸部の高さとほぼ同等としているが、ボックス収納部の上側からの水滴の進入が抑制できれば、設計に応じて適宜変更してもよく、突出縁部を形成しなくてもよい。
また、ボックス収納部が高所作業車に設けられているが、高所作業車に限られない。

本発明の一実施形態におけるバッテリボックス及びバッテリボックスの収納構造を有する高所作業車を示す概略図である。 一実施形態におけるバッテリボックスを示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。 同じくバッテリボックスを示すもので、（ａ）は左側面図、（ｂ）は右側面図である。 一実施形態におけるバッテリボックスの収納構造を示す平面図である。 （ａ）は図４のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。

符号の説明

６、６Ａ〜６Ｄ バッテリボックス
７ ボックス収納部
１１ バッテリセル（ニッケル水素バッテリセル）
１２ 筐体本体
１２Ａ 底面
１４ 被覆板（被覆部材）
１７ 吸気口
１８ 排気口
２２ 弾性板
３２Ａ 開口
３７ 収納側吸気口
３８ 筒状部材
３９ メッシュ（フィルタ部材）
４１ 蓋体
４１Ａ 蓋体凸部
４２ 位置決凸部
４３ 突出縁部

Claims (5)

1. ニッケル水素バッテリセルが収容されると共に、内部に気体を導入する吸気口及び内部から気体を排出する排気口が形成されている筐体本体と、
   前記吸気口から間隔をあけて配置され、該吸気口を覆う被覆部材とを備え、
   前記吸気口の下端が、前記筐体本体の底面から離間しているバッテリボックスと、
   上部に開口が形成されて底面上に前記バッテリボックスを載置して収納する箱状のボックス収納部とを有し、
   該ボックス収納部の底面に、内部に気体を導入する収納側吸気口が形成され、
   前記バッテリボックスは、前記吸気口が前記排気口よりも前記収納側吸気口に近接して収納されていることを特徴とするバッテリボックスの収納構造。
2. 前記筐体本体の底面に、弾性板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリボックスの収納構造。
3. 前記ボックス収納部の底面に、前記収納側吸気口を囲む筒状部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリボックスの収納構造。
4. 前記筒状部材の少なくとも一方の開口が、フィルタ部材で覆われていることを特徴とする請求項３に記載のバッテリボックスの収納構造。
5. 前記ボックス収納部の開口の周囲に、上方に向けて突出し、該ボックス収納部の開口を覆う蓋体の位置決めを行う位置決凸部が形成され、
   前記ボックス収納部の開口の周縁に、上方に向けて突出する突出縁部が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のバッテリボックスの収納構造。

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