JP6171721B2

JP6171721B2 - 蓄電装置

Info

Publication number: JP6171721B2
Application number: JP2013172943A
Authority: JP
Inventors: 啓宏中村; 祐介澤田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: JP2015041560A

Description

本発明はハイブリッドショベル等のハイブリッド建設機械の電源として使用される蓄電装置に関するものである。

この種の蓄電装置は、複数の電池モジュールを直列接続して成る蓄電器と、この蓄電器の出力回路を開閉する安全スイッチを一つの筐体に収容して構成され、メンテナンス時に安全スイッチにより回路を遮断することにより作業員の感電を防止する構成がとられている。

なお、本発明において「安全スイッチ」とは、外部から操作される操作部を備え、この操作部の操作により回路を遮断するスイッチ装置全般を意味し、操作部を押すプッシュ式や引くプル式、またはタンブラ式の各スイッチ装置のほか、差し込みプラグのように抜き差しすることによって回路を開閉する「サービスプラグ」を含むものとする。

このサービスプラグを安全スイッチとして用いた蓄電装置は特許文献１，２に示されている。

特開２００８−９１１８１号公報特開２００９−５４３２９号公報

安全スイッチを筐体内に収容する蓄電装置においては、筐体に窓穴を設けて安全スイッチの操作部を外部に臨ませ、筐体外部からスイッチ操作できるように構成するのが一般的である。

ところが、窓穴からスイッチ操作する際に、手指の一部が、安全スイッチの操作部を超えてその奥、すなわち、スイッチ本体等の活電部(動力線や端子等)まで侵入して接触する可能性があった。

そこで本発明は、安全スイッチの操作時に手指と活電部との接触を防止してメンテナンス時の安全性を高めることができる蓄電装置を提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、複数の蓄電池モジュールから成る蓄電器と、この蓄電器の出力回路を開閉する安全スイッチと、上記蓄電器及び安全スイッチを収容する筐体とを備え、上記安全スイッチは、スイッチング動作を行うスイッチ本体と、このスイッチ本体を外部から操作する操作部から成り、上記筐体は、上記操作部を外部から操作可能な状態で外部に臨ませる窓穴を有する蓄電装置において、上記安全スイッチを上記筐体内で固定するブラケットを備え、このブラケットに、上記安全スイッチの操作部を上記窓穴を通して外部からアクセス可能とした状態で活電部を外部からアクセス不能にカバーするカバー部を設けたものである。

この構成によれば、スイッチ操作時に活電部への手指の侵入をカバー部によって阻止できるため、手指と活電部の接触を防止することができる。

また、安全スイッチをブラケットに取付けた状態で筐体に組み込むため、ブラケット無しで安全スイッチを直接筐体内に組み込む場合と比較して、蓄電装置の組立作業の能率をアップさせることができる。

この場合、上記カバー部を、上記活電部を有する上記スイッチ本体を外部からアクセス不能にカバーする状態で設けるのが望ましい。

スイッチ操作時に手指と活電部が接触する第１のパターンとして、手指が操作部を超えてその奥のスイッチ本体まで侵入することが想定されるため、上記のようにスイッチ本体を外部から遮蔽することで接触防止効果の実効が高いものとなる。

この出願の第１の発明では、さらに、上記安全スイッチを、上記活電部を有する上記蓄電器と同一平面上で並ぶ状態で上記ブラケットによって上記筐体に固定し、上記カバー部を、上記蓄電器を外部からアクセス不能にカバーする状態で設ける。

蓄電器と安全スイッチが同一平面上に並設されるレイアウト、とくに両者が近接したレイアウトでは、スイッチ操作時に手指が活電部を有する蓄電器まで到達する可能性があるため、カバー部を、スイッチ本体とともに、あるいはスイッチ本体に代えてこの蓄電器をカバーする状態で設けることで接触防止効果を発揮させることができる。

また、蓄電器と安全スイッチを同一平面上に取付けて蓄電装置を組立てる組立時にも接触防止効果を得ることができ、組立の安全性を高めることができる。

この出願の第２の発明では、さらに、上記筐体における上記窓穴が設けられた面を正面として、上記安全スイッチを、上記操作部が正面に位置し、かつ、正面から見て上記活電部を有する上記蓄電器と同一平面上で左右に並ぶ状態で上記ブラケットによって上記筐体に固定し、上記ブラケットのカバー部として、上記活電部を有するスイッチ本体を外部からアクセス不能にカバーするスイッチカバー部を正面に、上記蓄電器を外部からアクセス不能にカバーする蓄電器カバー部を上記蓄電器側の側面にそれぞれ設ける。

この構成によれば、安全スイッチの左側または右側に蓄電器が配置される、最も一般的かつスイッチ本体と蓄電器の双方の活電部との接触の可能性があるレイアウトにおいて、双方の活電部との接触を防止することができる。

この場合、上記スイッチカバー部及び蓄電器カバー部を上記ブラケットに一体に設けるのが望ましい。

この構成によれば、別体のスイッチカバー部及び蓄電器カバー部をブラケットに取付ける場合と比べて、組立能率が良く、かつ、組立時の両カバー部の位置のずれを防止できる。

本発明によると、安全スイッチの操作時に手指と活電部との接触を防止しメンテナンス時の安全性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る蓄電装置の、筐体本体を取付ける前の状態を示す斜視図である。同装置を構成する安全スイッチユニットの斜視図である。同装置の組立状態の斜視図である。同正面図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。同装置の簡略的な回路図である。

実施形態に係る蓄電装置の回路構成を図７に示す。

図中、１は複数の蓄電池モジュールを直列接続して成る蓄電器で、この蓄電器１の出力回路２に安全スイッチ３が設けられる。

この安全スイッチ３は、スイッチング動作を行う接点機構を備えたスイッチ本体４と、このスイッチ本体４を外部から操作する操作部５から成り、この操作部５を外部からたとえば押し操作(サービスプラグの場合は引き抜き操作)することによりスイッチ本体４がオフ動作して出力回路２が遮断されるように構成されている。

また、スイッチ本体４には出力端子６が設けられ、この出力端子６に外部負荷が接続される。なお、出力端子６は、外形として外部に表れないため、他の図では省略している。

この蓄電装置の機械的構成を図１〜図６によって説明する。

蓄電器１及び安全スイッチ３はそれぞれ直方体状のケースで覆われ、筐体Ａ内に固定された状態でハイブリッドショベル等のハイブリッド車両に搭載される。

筐体Ａは、水平板状のベースプレート７と、このベースプレート７上に箱蓋状に取付けられる筐体本体８から成り、この筐体本体８の一側面に、安全スイッチ３の操作部５を外部に臨ませる四角形の窓穴９が設けられている。

以下、この筐体本体８の、窓穴９が設けられた側面を正面として各部の位置関係を説明する。

蓄電器１及び安全スイッチ３は、正面から見て左右に近接して並ぶ状態でベースプレート７上に固定され、動力線１０の配線等の必要な処理が加えられた状態で、これらを上から覆う状態で筐体本体８が取付けられる。

安全スイッチ３はブラケット１１によってベースプレート７上に固定される。

詳述すると、ブラケット１１は、水平板状のスイッチベース１２を備えている。

このスイッチベース１２上に安全スイッチ３がねじ止め等によって取付けられ、かつ、安全スイッチ３の操作部５が正面を向く状態でスイッチベース１２がベースプレート７上に固定される。

また、スイッチベース１２には、スイッチ本体４の前面側(操作部５が設けられた側)に位置するスイッチカバー部１３と、蓄電器１側に位置する蓄電器カバー部１４がそれぞれ垂直に、かつ、互いにＬ字形に直交して連続する状態で一体に取付けられている。

この両カバー部１３，１４は、蓄電器１及び安全スイッチ３よりも大きな高さ寸法を有し、スイッチカバー部１３によってスイッチ本体４側への手指の侵入を、蓄電器カバー部１４によって蓄電器１側への手指の侵入をそれぞれ阻止する隔壁として形成されている。

また、スイッチカバー部１３には、操作部５を含む安全スイッチ３の前面部を窓穴９に臨ませる四角形の開口部１５が設けられ、操作部５がこの開口部１５から窓穴９に向けて突出する。

図３〜６はこの蓄電装置の組立状態を示す。

この組立状態で、窓穴９の内側がブラケット１１によって凹部状の外観を呈し、その凹部の奥に操作部５が位置して窓穴９を通して外部から操作可能となる。

従って、メンテナンス時に、この操作部５を外部から操作して安全スイッチ３をオフ動作させ、図７中の出力回路２を開いて安全にメンテナンス作業を行うことができる。

この場合、この蓄電装置においては、スイッチ操作時に、スイッチ本体４及び蓄電器１の活電部への手指の侵入を、ブラケット１１のスイッチカバー部１３及び蓄電器カバー部１４によって阻止できるため、手指と活電部の接触を防止することができる。

詳述すると、スイッチ操作時に手指と活電部が接触する第１のパターンとして、手指が操作部を超えてその奥のスイッチ本体まで侵入することが想定されるため、スイッチカバー部１３によってスイッチ本体４を外部からカバーすることで接触防止効果の実効が高いものとなる。

また、実施形態のように蓄電器１と安全スイッチ３がベースプレート７という同一平面上に、しかも近接して並設される、最も一般的なレイアウトでは、スイッチ本体４及び蓄電器１の双方の活電部との接触の可能性があるため、スイッチカバー部１３に加えて蓄電器カバー部１４を設けることで接触防止効果をより拡充させることができる。

一方、蓄電器１と安全スイッチ３をベースプレート７上に取付けて蓄電装置を組立てる組立時にも接触防止効果を得ることができ、組立の安全性を高めることができる。

さらに、安全スイッチ３をブラケット１１に取付けた状態で筐体Ａ(ベースプレート７)に組み込むため、安全スイッチ３をブラケット無しで直接筐体内に組み込む場合と比較して、蓄電装置の組立作業の能率をアップさせることができる。

この場合、両カバー部１３，１４をスイッチベース１２と一体に設けているため、両カバー部１３，１４を別体としてスイッチベース１２に取付ける場合と比べて、組立能率が良く、かつ、組立時の両カバー部１３，１４の位置のずれを防止できる。

図４中のαは窓穴９を正面から見たときのスイッチ本体４の外周隙間、図６中のβは蓄電器カバー部１４の先端と筐体本体８の正面壁との間の隙間で、この両隙間α，βはいずれも手指の侵入を阻止し得る十分小さい寸法として設定される。

ここで、スイッチ３をブラケット１１に取付けた状態でベースプレート７に固定すること、及び両カバー部１３，１４をスイッチベース１２と一体に設けたことにより、安全スイッチ３とブラケット１１、ブラケット１１と蓄電器１、ブラケット１１と筐体Ａの各位置関係を正確に管理し易くなり、上記両隙間α，βを設定値通りに確保することができる。

他の実施形態
(１) 上記実施形態では蓄電器１と安全スイッチ３が同一平面上で並設される場合を例にとったが、本発明は、両者が上下に並設される蓄電装置についても適用することができる。

この場合、蓄電器カバー部１４は、蓄電器を外部からアクセス不能にカバーする状態で設ける点に変わりはない。

(２) 上記実施形態では、筐体Ａ内に蓄電器１と安全スイッチ３を収容して構成される蓄電装置を例にとったが、この両者に加えて電源分配ボックスや電圧変換器等の関連電装品が筐体Ａ内に収容される蓄電装置についても上記同様に適用することができる。

この場合、スイッチ操作時に手指が電装品の活電部に接触する可能性があるときは、ブラケット１１に電装品に対するカバー部を加えてもよいし、スイッチ、蓄電器両カバー部１３，１４の一方または双方を電装品に対するカバー部を兼用する状態で設けてもよい。

たとえば、安全スイッチ３を挟んで左側に蓄電器１、右側に電装品がそれぞれ設置される場合、上記実施形態のスイッチカバー部１３の左側に蓄電器カバー部１４、右側に電装品カバー部を設ければよい。

１蓄電器
２出力回路
３安全スイッチ
４スイッチ本体
５操作部
６安全スイッチの活電部としての出力端子
Ａ筐体
７筐体を構成するベースプレート
８同、筐体本体
９窓穴
１０安全スイッチの活電部としての動力線
１１ブラケット
１２ブラケットのスイッチベース
１３同、スイッチカバー部
１４蓄電器カバー部

Claims

複数の蓄電池モジュールから成る蓄電器と、この蓄電器の出力回路を開閉する安全スイッチと、上記蓄電器及び安全スイッチを収容する筐体とを備え、上記安全スイッチは、スイッチング動作を行うスイッチ本体と、このスイッチ本体を外部から操作する操作部から成り、上記筐体は、上記操作部を外部から操作可能な状態で外部に臨ませる窓穴を有する蓄電装置において、上記安全スイッチを上記筐体内で固定するブラケットを備え、このブラケットに、上記安全スイッチの操作部を上記窓穴を通して外部からアクセス可能とした状態で活電部を外部からアクセス不能にカバーするカバー部を設け、上記安全スイッチを、上記活電部を有する上記蓄電器と同一平面上で並ぶ状態で上記ブラケットによって上記筐体に固定し、上記カバー部を、上記蓄電器を外部からアクセス不能にカバーする状態で設けたことを特徴とする蓄電装置。
上記カバー部を、上記活電部を有するスイッチ本体を外部からアクセス不能にカバーする状態で設けたことを特徴とする請求項１記載の蓄電装置。
複数の蓄電池モジュールから成る蓄電器と、この蓄電器の出力回路を開閉する安全スイッチと、上記蓄電器及び安全スイッチを収容する筐体とを備え、上記安全スイッチは、スイッチング動作を行うスイッチ本体と、このスイッチ本体を外部から操作する操作部から成り、上記筐体は、上記操作部を外部から操作可能な状態で外部に臨ませる窓穴を有する蓄電装置において、上記安全スイッチを上記筐体内で固定するブラケットを備え、このブラケットに、上記安全スイッチの操作部を上記窓穴を通して外部からアクセス可能とした状態で活電部を外部からアクセス不能にカバーするカバー部を設け、上記筐体における上記窓穴が設けられた面を正面として、上記安全スイッチを、上記操作部が正面に位置し、かつ、正面から見て上記活電部を有する上記蓄電器と同一平面上で左右に並ぶ状態で上記ブラケットによって上記筐体に固定し、上記ブラケットのカバー部として、上記活電部を有する上記スイッチ本体を外部からアクセス不能にカバーするスイッチカバー部を正面に、上記蓄電器を外部からアクセス不能にカバーする蓄電器カバー部を上記蓄電器側の側面にそれぞれ設けたことを特徴とする蓄電装置。
上記スイッチカバー部及び蓄電器カバー部を上記ブラケットに一体に設けたことを特徴とする請求項３記載の蓄電装置。