JP5265829B2 - スリーブを有する保護装置と、その保護装置及び電気部品をバッテリーに組み付ける方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に電気部品を保護するための装置に関するものである。より特定すれば、本発明は、バッテリーに接続された電気部品の保護装置に関するものである。

従来より、バッテリーに接続されたヒューズなどのような電気部品を保護するために、一定の保護装置が存在する。そのような従来技術の装置は、円筒状スペーサリングと端子キャップを備えている。スペーサリングはバッテリーの端部に位置している。電気要素はスペーサリングの範囲内にあり、少なくとも１本又は２本の電気リード線により、バッテリーに電気接続される。電気要素の別の電気リード線は、端子キャップに接続される。

バッテリーに、電気要素、及び従来のスペーサリングを組み付けるため、バッテリーヘッダー上には、電気絶縁用の半月状板が配置される。次に、電気要素が半月状板の上に配置される。そこで、電気要素の第１のリード線がバッテリーの端子ピンに溶接される。もし、存在するならば、電気要素の第２のリード線がバッテリーのヘッダーに溶接される。次に、スペーサリングがバッテリー上において電気要素を囲繞するように配置される。ここで、電気要素に占有されないスペーサリング内、及びバッテリー上の容積は、例えば、アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州ハンプトンのアドヘッシブ テクノロジーズ Ｉｎｃ．より製造販売されているＡＤ−ＴＥＣＨ ７００（「ホットメルト」と称される場合がある。）などのようなポリアミド物質又はエポキシもしくはシリコン物質からなる絶縁性接着剤で満たされる。電気要素はこのようにして接着剤で実質的に覆われる。電気要素の電気リード線は、その一部だけが接着剤から突出するため、完全に覆われるものではない。次に、絶縁板が接着剤中に部分的に配置され、さらに、端子キャップが絶縁板上と、絶縁板に覆われない接着剤部分上に配置される。最後に、接着剤から突出した電気要素の露出した電気リード線が、端子キャップに溶接される。

このような従来技術の組立構造は、幾つかの不利益を有する。例えば、端子キャップは組立構造の残り部分から切り離される場合がある。

発明を解決しようとする課題

したがって、本発明の目的は、端子キャップを構造体の載置部に、より強固に保持させるようにした保護装置を提供することである。

課題を解決するための手段

上述の目的は、本発明に従って、保護ハウシング及び端子キャップを有する電気要素のための保護装置を構成することにより達せられる。保護ハウジングは、電気端子ピンを受容すべく貫通した接点孔を有するベースを備えており、且つベースから突出した周壁を有する。周壁内には、スリーブ及び端子キャップが存在し、その端子キャップは、スリーブによって保護ハウジングから分離しないようになっている。例えば、端子キャップの少なくとも一部分が、保護ハウジングの内周棚とスリーブとの間に捕捉され、スリーブと周壁との間の静止摩擦又は相互適合性をもつスリーブを周壁内に保持するものである。保護ハウジングはバッテリーなどのような電力供給装置とともに用いることができる。

本発明による方法においては、バッテリーと電気部品が一体的に組み立てられる。この方法は、端子ピンを有するバッテリーを準備することから開始される。次に、保護ハウジングが用意される。この保護ハウジングには、貫通した接点孔を備えたベースと、ベースから突出した周壁とを有する。保護ハウジングは、バッテリー上において端子ピンが接点孔中に突入するように取り付けられる。次に、ハウジング上に電気部品が配置されるとともに、端子ピンに電気接続される。端子キャップは、電気部品がその端子キャップと保護ハウジングとの間に位置するように配置され、スリーブは、端子キャップを捕捉するように配置される。電気部品はさらに、端子キャップに電気接続される。

本発明のその他の目的及び利点は、添付の図面を参照して行う以下の説明においてより明確になるであろう。

図１及び図２は、本発明による保護装置１０を示している。保護装置１０はベース１６を有する保護ハウジング１３（図３、４、５及び６にも示されている）を備えている。図１〜図４に示す通り、ベース１６からは内向き棚２２を有する周壁１９が突出している。内向き棚２２はベース１６から距離２５だけ離れている。周壁１９はベース１６から概ね直角に突出している。ベース１６は基面３４を備えている。

保護ハウジングに適した材料としては、例えば、アメリカ合衆国 ペンシルバニア州ウエストチェスターのビクトレックス ＵＳＡ Ｉｎｃ．より商品名Ｖｉｃｔｒｅｘ（ＰＥＥＫ）４５０−Ｇとして製造販売されているポリエチルエチルケトンや、アメリカ合衆国 ペンシルバニア州リーディングのＤＳＭ エンジニアリング プラスチック プロダクツ社からＴｏｒｌｏｎ ４２０３ ＰＡＩとして製造販売されているポリアミド‐イミドがある。さらに、保護ハウジング１３に適当なものとしては、例えば、前記ＤＳＭ エンジニアリング プラスチック プロダクツ社から商品名Ｋｅｔｒｏｎ ＰＥＥＫ １０００として製造販売されている物質がある。保護ハウジング１３に適した別の材料としては、Ｅ．Ｉ．デュポン社から製造販売されているＺｅｎｉｔｅとして一般に知られた液晶ポリマーがある。保護ハウジング１３に適した他の材料としてはさらに、６／６ナイロン及びガラス充填ナイロンがある。このようなガラス充填ナイロンの１つは、商品名ナイロン Ｚｙｔｅｌ ７０Ｇ３３Ｌとして製造販売されているものがある。

ガラス充填ナイロンは、保護ハウジング１３が設置される環境の温度を知りたいという場合に、特に有効に用いられる。すなわち、ガラス充填ナイロンは、雰囲気温度が上昇したとき、変色する性質を有する。ガラス充填ナイロンの色彩と設定された色彩チャートとを比較することにより、雰囲気温度を決定することができる。

例えば、本発明の一実施例において、保護ハウジング１３は、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ホールデンのリード スペクトラム カンパニーより製造販売されているオムニ ロケット レッド、ＣＣ−ＵＮ３８７２によって赤に染色されたガラス充填ナイロンから形成される。雰囲気温度が１００℃またはそれ以下である場合には、変色は観察されない。しかしながら、１２５℃になると色彩は中濃度の赤色となり、１５０℃で暗赤色となり、１７５℃では更なる暗赤色となり、２００℃では黒化し、２２５℃になれば暗黒色、さらに２５０℃になれば更なる暗黒色となる。

さらに、２２５℃以上においては、ガラス充填ナイロンからなる保護ハウジング１３の表面は色彩以外の外観が変化する。２２５℃において、保護ハウジング１３の表面は、拡大鏡がなくても観察できるような輝度の粒界が発生した。２５０℃になると、保護ハウジング１３の表面には、より輝度を増した粒界が観察された。同様な色彩変化及び表面外観の変化は、保護ハウジング１３が染色されていない、白外色‐非発光（ｏｆｆ−ｗｈｉｔｅ ｏｒ ｌｉｇｈｔ ｔａｎ ｃｏｌｏｒ）のガラス充填ナイロンからなる場合においても生じることに留意すべきである。

本発明による保護装置１０は、周縁４５を有する端子キャップ４３とスリーブ４６とを備えている。スリーブ４６は、保護ハウジング１３と同一の物質から形成することができる。本発明の一実施例において、保護ハウジング１３と一体に組み立てられる場合、前述した周縁４５に隣接する端子キャップ４３の部分は、スリーブ４６と内周棚２２との間に捕捉される。本発明の一実施例において、スリーブ４６は、静止摩擦又は相互適合接触（フィット）により、保護ハウジング１３に関して定位置に維持される。この方法において、端子キャップ４３は、それが保護ハウジング１３から分離することを阻止される。

図１及び図２は、保護ハウジング１３と端子キャップ４３に関する電気部品４７の相対的な位置を示している。電気部品４７は、ダイオード５２に電気接続されたヒューズ４９からなっている。図４の距離２５は、電気部品４７がベース１６の基面３４上において内周棚２２を突出することなく配置されるように選択される。内周棚２２は、端子キャップ４３が後述の如く第２リード線５７に接続される場合を除き、電気部品４７の如何なる部品とも接触しないために設けられたものである。端子キャップ４３は好ましくは、導電性物質からなる。第２リード線５７は、例えば、溶接法により、端子キャップ４３に電気接続される。バッテリー６１の端子ピン５８は、ベース１６中の接点孔６４を貫通して電気部品４７の第１リード線６７に接続される。この接続は、第１リード線６７を端子ピン５８に溶接することにより行われる。

何らかの形式において、バッテリー６１を製造する場合、バッテリー６１のヘッダー７３を通じて注入孔より電解液が注入される。バッテリー６１がその内部に適量の電解液を保有すると、注入孔はヘッダー７３に金属材料を溶接することにより閉鎖される。金属材料は、図２において最もよく示す通り、しばしば金属突起７６のような形で、ヘッダー７３から突出する。金属突起７６は、ヘッダー７３から際立って突出するものではないが、ヘッダー７３がベース１６のための支持面となってそのベース１６を固く支持することが望まれるため、ベース１６には、その金属突起７６に対応する位置に金属突起受入れ用の受容孔７９を形成しておく。

ヘッダー７３にベース１６を固定するため、締め付け用手段が装備される。例えば、ベース１６とヘッダー７３との間に接着剤８０を配置することにより、ベース１６はヘッダー７３に関して固定される。接着剤８０は、その接着剤８０をベース１６及びヘッダー７３の一方又は両方の上に吹き付け、注ぎ掛け、刷毛塗り、又はこれらの混合方法からなる何れか周知の方法によって、ベース１６とヘッダー７３との間に適用される。有効に用いられる接着剤８０としては、シアノアクリレートがある。別の有効な接着剤８０としては、例えば、アメリカ合衆国ミネソタ州ミネトンカの３Ｍ カンパニーより製造販売されている製品番号９５００などのような感圧接着剤を用いることができる。

本発明はさらに、ベース１６とヘッダー７３との間にシート８１を挿入することができる。シート８１は、保護装置１０を、ヘッダー７３又はベース１６が不規則形状を有する場合であっても、ヘッダー７３上に固く載置されるようにする。シート８１は、例えば、ノメックス ４１０のようなアラミド絶縁紙であって、厚さ約０．００２〜０．００５インチ（０．０５１〜０．１２７ｍｍ）のものが形成される。保護装置１０のヘッダー７３への組付けを容易にするため、シート８１は、ヘッダー７及び／又はベース１６に接合するための１又は２の接着剤層８０Ａを有することができる。図２に示す通り、接着剤層８０Ａは、シート８１の両側に形成されたものであるが、実際上、シート８１が必ずしも二層の接着剤層８０Ａをもつ必要なく、単に、一層の接着剤層８０Ａを有するか、又は接着剤層なしとすることもできる。

接着剤層８０Ａは、上述した接着剤から形成されるが、他にも前記３Ｍ社が製造販売している製品番号９７３１のポリエステルフィルムテープを用い、これをシート８１及び接着剤層８０Ａとして機能させることができる。図２に示したシート８１及び接着剤層８０Ａの厚さは、それらシート８１及び接着剤層８０Ａが理解しやすい大きさで描かれたものであり、他の要素寸法との比例関係において作図されたものではない。本発明の一実施例において、接着剤は、２００℃以上の温度に耐えるものが選択される。

選択的に、バッテリー６１及び保護ハウジング１３の周囲には、熱収縮包装（シュリンクラップ）が適用される。このような熱収縮包装は、米国特許願０９／４０４，９３４号において記述されており、その記述は本発明実施のための参照事項であることを注記しておく。さらに、図４に示すように、締め付け手段は、ベース１６に接触し、孔６４を貫通した端子ピン５８の部分に相対するチナーマン型ファスナー８２によって形成することができる。このチナーマンファスナー８２は、６／６ナイロンなどのような非導電性材料から形成される。

図５は、本発明に従って前述したバッテリーと電気部品を一体的に組み立てる方法の各段階を示している。この方法は、端子ピンを有するバッテリーを準備する工程（工程１００）と、接点孔を設けたベースを有する保護ハウジングを準備する工程（工程１０３）によって開始される。ベースは、工程１０６において端子ピンが接点孔に突入するようにバッテリー上に取り付けられる。次に、電気部品が、ベース上に配置され、その電気部品は、端子ピンに電気接続される（工程１０９）。そこで、工程１１８において端子キャップが保護ハウジング内に配置される。次いで、スリーブが準備され（工程１２１）、そのスリーブが工程１２４において保護ハウジングに接合されることにより、そのスリーブと保護ハウジングとの間に端子キャップを捕捉する。本発明においては、工程１１５として電気部品上に上述したＡＤ−ＴＨＣＨ ７００などのような絶縁物質が配置され、これによってその電気部品を保護ハウジング内に固定する。当業者にとっては自明のことであるが、絶縁物質は、必ずしも接着能力を有しなくともよい。これは、スリーブが端子キャップを保護ハウジング内に保持するからである。

以上、本発明について、幾つかの特定の実施形態に関して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、その他の変形例を採用することももちろん可能である。すなわち、本発明は、冒頭に掲げた請求項によってのみ限定される。

バッテリー上に取り付けられた本発明による保護装置を示す部分断面側面図である。 図１に示した保護装置及びバッテリーの分解斜視図である。 図１及び図２に示した保護ハウジングの頂部平面図である。 バッテリー上に取り付けられたチナーマン型ファスナーを含む図１及び図２に示した保護ハウジングの側断面である。 本発明による方法のフローチャートである。

１０ 保護装置
１３ 保護ハウジング
１６ ベース
１９ 周壁
２２ 内周棚
３４ 基面
４３ 端子キャップ
４５ 周縁
４６ スリーブ
４７ 電気部品
４９ ヒューズ
５２ ダイオード
５７ 第２リード線
５８ 端子ピン
６４ 接点孔
６７ 第１リード線
７３ ヘッダー
７６ 金属突起
７９ 受容孔
８０Ａ 接着剤層
８１ シート

Claims (18)

1. 電気端子ピンを受容するための接点孔を有するベースと、前記ベースから突出し、ベースから離間した位置に内周棚を有する周壁を有する保護ハウジングと、
   前記周壁の内周棚の上に配置された端子キャップと、
   前記端子キャップに支持され、前記保護ハウジングとの間に端子キャップを捕捉するスリーブと、
   を備え、所定の電気部品を前記ハウジングと端子キャップとの間に位置せしめ、保護することを特徴とする電気部品のための保護装置。
   
2. ベースが、そのベースを支持する支持面上の突起を受容する小孔を有することを特徴とする請求項１記載の保護装置。
   
3. 前記保護装置がさらに、前記ベースに接合し且つ前記接点孔から突出した電気端子ピンに接合した締め付け手段を含むことを特徴とする請求項１記載の保護装置。
   
4. 前記締め付け手段がチナーマンファスナからなることを特徴とする請求項３記載の保護装置。
   
5. 前記保護装置がさらに、前記ベース上に接着剤を含むことを特徴とする請求項１記載の保護装置。
   
6. 前記保護装置がさらに、表面に接着剤を有するシートを含むことを特徴とする請求項５記載の保護装置。
   
7. バッテリーと、前記バッテリーに電気接続された電気部品と、前記電気部品を保護するための保護装置とからなり、前記保護装置が、
   電気端子ピンを受容するための接点孔を有するベースと、前記ベースから突出し、ベースから離間した位置に内周棚を有する周壁とを有する保護ハウジングと、
   前記周壁の内周棚の上に配置された端子キャップと、
   前記端子キャップに支持され、前記保護ハウジングとの間に端子キャップを捕捉するスリーブとを備え、
   前記ハウジングと前記端子キャップとの間において電気部品を位置せしめ且つ保護することを特徴とする電力供給装置。
   
8. 前記ベースが、バッテリー上の突起を受容する小孔を有するものであることを特徴とする請求項７記載の電力供給装置。
   
9. 前記電力供給装置がさらに、前記バッテリーに接合され、少なくとも部分的に小孔中に存在する金属体を含むことを特徴とする請求項８記載の電力供給装置。
   
10. 前記金属体が前記バッテリーに溶接されたものであることを特徴とする請求項９記載の電力供給装置。
    
11. 前記電力供給装置がさらに、前記ベースと前記バッテリーの端子ピンとを保持するための締め付け手段を含むことを特徴とする請求項７記載の電力供給装置。
    
12. 前記締め付け手段がチナーマンファスナからなることを特徴とする請求項１１記載の電力供給装置。
    
13. 前記電力供給装置がさらに、前記ベースと前記バッテリーとの間に接着剤を含むことを特徴とする請求項７記載の電力供給装置。
    
14. 前記電力供給装置がさらに、前記ベースとバッテリーとの間にシートを含むことを特徴とする請求項７記載の電力供給装置。
    
15. 端子ピンを有するバッテリーを準備する工程と、
    接点孔を有するベースと、前記ベースから突出し、ベースから離間した位置に内周棚を有する周壁とからなる保護ハウジングを準備する工程と、
    前記保護ハウジングを前記バッテリー上に配置して、前記端子ピンを前記接点孔に突入させる工程と、
    前記ベース上に電気部品を置く工程と、
    前記電気部品を前記端子ピンに電気接続する工程と、
    端子キャップを前記周壁の内周棚の上に位置させる工程と、
    スリーブと前記周壁との間に端子キャップを捕捉するように、前記スリーブを前記端子キャップ上に位置させる工程と、
    前記端子キャップを前記電気部品に電気接続する工程と、を含むことを特徴とするバッテリーに電気部品を組み付ける方法。
    
16. 前記方法がさらに、電気部品に絶縁材料を接触させる工程を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
    
17. 前記方法がさらに、前記バッテリーと前記保護ハウジングとの間に接着剤を配置する工程を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
    
18. 前記方法がさらに、前記バッテリーと前記保護ハウジングとの間に圧縮可能なシートを配置する工程を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。

Images