JP6304201B2 - バッテリ端子の保護構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリに設けられたバッテリ端子を保護するバッテリ端子の保護構造に関するものである。

従来、車両に搭載されるバッテリには、車両に設けられた種々の電気部品に対して電力を供給するための配線ケーブルが接続される複数のバッテリ端子が設けられている。これらのバッテリ端子は、一般にバッテリの側面から突出して設けられている。このため、従来から、バッテリ端子を保護する構造が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の装置では、バッテリ端子にヒューズユニットが取り付けられ、バッテリ端子及びヒューズユニットを覆う保護カバーが設けられている。そして、柔軟性を有する材料で保護カバーを形成することにより、保護カバーがヒューズユニットから外れにくい構造とされている。

特開２００６−２６９１８６号公報

近年、車両に設けられる電気部品の種類が増加している。そのため、スペースの関係でバッテリ端子にヒューズユニットを取り付けることが困難な場合もある。そこで、上記特許文献１には更なる改善が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、車両に搭載されるバッテリに設けられたバッテリ端子を好適に保護するバッテリ端子の保護構造を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の一態様は、車両に搭載され、複数のバッテリ端子が鉛直方向に平行な側面から突出して設けられたバッテリと、前記バッテリの前記側面に隣接して配置された電気部品と、前記複数のバッテリ端子を覆うカバー部材と、を備え、前記バッテリの前記側面又は前記カバー部材は、前記複数のバッテリ端子にそれぞれ対応する位置に配置され、前記複数のバッテリ端子を補強する複数の補強部材を備え、前記複数のバッテリ端子は、全てのバッテリ端子が一直線上に並ばないよう、水平方向において互いに異なる位置に分散して配置されているものである。

本態様では、バッテリ端子に隣接して、電気部品が配置されているので、車両の衝突時に電気部品がカバー部材と衝突して、カバー部材を破損させ、電気部品とバッテリ端子とが短絡する虞がある。そこで、複数の補強部材により複数のバッテリ端子が補強されている。これによって、複数のバッテリ端子の保護が図られている。また、複数のバッテリ端子は、全てのバッテリ端子が一直線上に並ばないよう、水平方向において互いに異なる位置に分散して配置されている。したがって、全てのバッテリ端子を一直線上に並べた場合に比べて、車両衝突時の応力の集中を緩和することができる。このため、カバー部材が破損する可能性を低くすることができる。その結果、複数のバッテリ端子を保護することが可能になっている。

上記態様において、前記複数の補強部材の各々は、前記バッテリの前記側面又は前記カバー部材の表面から突出して形成され、前記複数のバッテリ端子の各々を取り囲む第１リブを含んでもよい。

この態様では、複数のバッテリ端子の各々は、バッテリの側面又はカバー部材の表面から突出して形成された第１リブにより取り囲まれる。したがって、バッテリ端子を保護することができる。

上記態様において、前記第１リブは、前記カバー部材の表面から突出して、前記複数のバッテリ端子の各々を取り囲む壁状に形成され、前記複数の補強部材の各々は、前記第１リブの側壁から内側又は外側に向けて延設された第２リブをさらに含んでもよい。

この態様では、カバー部材の表面から突出して壁状に形成された第１リブにより、カバー部材の剛性が高められている。また、第１リブの側壁から内側又は外側に向けて延設された第２リブにより、カバー部材の剛性が更に高められている。このため、カバー部材が破損する可能性をより低くすることができる。

上記態様において、前記バッテリは、直方体形状を有し、かつ、前記バッテリの前記側面が前記車両の前方に向くように、配置され、前記電気部品は、前記バッテリより前記車両の前方側に隣接して配置されたＤＣ−ＤＣコンバータを含み、前記複数のバッテリ端子は、前記バッテリの前記側面の上方側に設けられ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの上方端が鉛直方向に対して前記車両の前方側に傾斜するように、かつ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの上方側が前記複数のバッテリ端子に対向するように、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが配置されていてもよい。

この態様では、ＤＣ−ＤＣコンバータの上方端が鉛直方向に対して車両の前方側に傾斜するように、かつ、ＤＣ−ＤＣコンバータの上方側が複数のバッテリ端子に対向するように、ＤＣ−ＤＣコンバータが配置されている。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータの上方端が下方側に比べてカバー部材から離れている。このため、バッテリを車両に着脱する作業性を向上することができる。また、この態様によれば、車両衝突時にＤＣ−ＤＣコンバータの上方端がバッテリにぶつかった場合でも、バッテリ端子を好適に保護することができる。

上記態様において、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記カバー部材との間に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを前記車両に取り付けるための取付部材が設けられていてもよい。

この態様では、車両衝突時に、取付部材がカバー部材にぶつかった場合でも、バッテリ端子を好適に保護することが可能となっている。

本発明の一態様によれば、バッテリの側面又はカバー部材は、複数のバッテリ端子にそれぞれ対応する位置に形成され、複数のバッテリ端子を補強する複数の補強部材が設けられ、複数のバッテリ端子は、一直線上に並ぶ個数が２個となるように側面上に配置されているため、複数のバッテリ端子を好適に保護することが可能になっている。

本実施の形態における車両のエンジンルーム内のバッテリ近傍を概略的に示す平面図である。 拡大されたバッテリ及びＤＣ−ＤＣコンバータの側面を斜め方向から見た図１におけるＡ矢視図である。 図１の要部拡大図である。 図２と反対側（図１、図３の上方側）からＤＣ−ＤＣコンバータを見た側面図である。 バッテリの側面を概略的に示す正面図である。 カバー部材の内面を概略的に示す斜視図である。 車両のエンジンルーム内のバッテリ近傍を概略的に示す側面図である。 図７に示される車両の電気的構成を概略的に示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

（バッテリ端子の保護に関する具体的な課題）
まず、図面を参照しつつ、発明者が見出したバッテリ端子の保護に関する具体的な課題が説明される。

図７は、車両のエンジンルーム内のバッテリ近傍を概略的に示す側面図である。図８は、図７に示される車両の電気的構成を概略的に示すブロック図である。

図７、図８に示される車両１は、例えば４輪自動車である。車両１は、減速時にエネルギーを回生する減速エネルギー回生システムを備えている。このため、車両１は、図８に示されるように、一般的なオルタネータ２、鉛蓄電池（以下、単に「バッテリ」と称される）３、車両１に搭載される電気機器４に加えて、キャパシタ５、ＤＣ−ＤＣコンバータ６を備えている。

キャパシタ５は、エンジン（図示省略）の駆動時にオルタネータ２が発電した電力、及び車両１の減速時に減速エネルギーによりオルタネータ２が発電した電力を貯蔵する。キャパシタ５は、電力の入出力時にバッテリ３のような化学反応を介さないので、大電力を高速で入出力することが可能になっている。このため、減速エネルギーを回生して得られた電力を貯蔵するのに適している。

図７、図８に示される車両１では、オルタネータ２が発電する電力及びキャパシタ５が貯蔵する電力における電圧は、バッテリ３の出力電圧及び電気機器４の駆動電圧（一般にＤＣ１２Ｖ）より高い電圧（例えばＤＣ２５Ｖ）に設定されている。そこで、ＤＣ−ＤＣコンバータ６は、オルタネータ２及びキャパシタ５から出力される電圧をバッテリ３の出力電圧まで降下させる。ＤＣ−ＤＣコンバータ６の出力電力は、バッテリ３及び電気機器４に供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ６の電源Ｖｃｃは、バッテリ３から供給されている。電気機器４は、電動ファン、電動パワーステアリング、エアコンディショナー、オーディオ機器などを含む。

図７に示されるように、車両１のエンジンルーム１１の前端近傍には、エアクリーナ１２が配置されている。エアクリーナ１２は、ダクト１３を介して、空気取り入れ口１４に連通している。

エアクリーナ１２の後方に、直方体形状のバッテリ３が配置されている。エアクリーナ１２とバッテリ３との隙間に、扁平な直方体形状のＤＣ−ＤＣコンバータ６が配置されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６は、減速エネルギー回生システムのためにキャパシタ５を備えることにより新たに必要となった電気部品である。したがって、エンジンルーム１１における部品同士の間隔は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６を備えない場合に比べて狭くなっている。また、バッテリ３及びＤＣ−ＤＣコンバータ６の図７中、紙面奥側にヒューズボックス１５が配置されている。

図７に示されるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ６（電気部品の一例）は、その上方端が鉛直方向に対して車両１の前方側に傾斜するように配置されている。このような配置により、直方体形状のバッテリ３とＤＣ−ＤＣコンバータ６の上方端との間隔は、バッテリ３とＤＣ−ＤＣコンバータ６の下方端との間隔に比べて広くなっている。その結果、バッテリ３とＤＣ−ＤＣコンバータ６の上方端との間に上方から手を差し込むことによって、バッテリ３を容易に着脱することができるようになっている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ６が対向するバッテリ３の側面（つまり車両１の前方側のバッテリ３の側面）の上端側には、電気機器４等に接続するための配線ケーブル１６が接続されたバッテリ端子３１〜３４（後述の図５）が設けられている。一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０は、例えば車両１の金属部分に接続されて接地されている。

以上のように構成された車両１が衝突した場合には、図７の矢印１７に示されるように、衝突の衝撃でＤＣ−ＤＣコンバータ６がバッテリ３にぶつかる可能性がある。その結果、バッテリ端子３１〜３４（後述の図５）がＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０に接触すると、バッテリ端子３１〜３４（後述の図５）がアースに短絡してしまうこととなる。

このような課題を解決するために、発明者は、車両１の衝突時に、バッテリ端子３１〜３４（後述の図５）がＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０と接触しないようなバッテリ端子の保護構造を想到した。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態における車両１のエンジンルーム１１内のバッテリ３近傍を概略的に示す平面図である。図２は、拡大されたバッテリ３及びＤＣ−ＤＣコンバータ６の側面を斜め方向から見た図１におけるＡ矢視図である。なお、図１に示される車両１の電気的構成は、図８に示される電気的構成と同じである。

図１に示されるように、車両１のエンジンルーム１１には、図７に示される車両１と同様に、エアクリーナ１２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６、バッテリ３、ヒューズボックス１５が配置されている。エアクリーナ１２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６、バッテリ３、ヒューズボックス１５のエンジンルーム１１内における位置は、図７に示される車両１と同様である。また、エアクリーナ１２より車両１の左方側には、キャパシタ５が配置されている。

また、図１、図２に示されるように、車両１の前方側のバッテリ３の側面（つまりＤＣ−ＤＣコンバータ６が対向する側面）２１には、バッテリ端子を覆うカバー部材２２が取り付けられている。

図３は、図１の要部拡大図である。図４は、図２と反対側（図１、図３の上方側）からＤＣ−ＤＣコンバータ６を見た側面図である。なお、図４では、バッテリ３の図示が省略されている。

図４において、ＤＣ−ＤＣコンバータ６の出力端子６１は、配線ケーブルを介して、バッテリ３の正極端子及び電気機器４に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６の電源端子６２は、配線ケーブルを介して、バッテリ３の正極端子に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６のアース端子６３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０に接続されており、配線ケーブルを介して、車両１の金属部分に接地されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０から突出して設けられている取付部材６４は、エンジンルーム１１に設けられた支持部（図示省略）に、例えば、ねじとボルトで固定される。この取付部材６４によって、ＤＣ−ＤＣコンバータ６は、エンジンルーム１１に固定される。

図３、図４に示されるように、カバー部材２２は、バッテリ３の固定枠２３に取り付けられている。固定枠２３は、バッテリ３をエンジンルーム１１に固定するためのものである。図４に示されるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ６の取付部材６４は、カバー部材２２に対向する位置に設けられている。

図５は、バッテリ３の側面２１を概略的に示す正面図である。図６は、カバー部材２２の内面（バッテリ３に取り付けられる側の面）４０を概略的に示す斜視図である。

図５に示されるように、バッテリ３の側面２１には、バッテリ端子３１，３２，３３，３４が側面２１から突出して設けられている。バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、それぞれ、接続ケーブルを介して、例えば電気機器４、ＤＣ−ＤＣコンバータ６などの電源端子に接続される。

バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、一直線上に並ぶ個数が２個以下となるように側面２１上に配置されている。すなわち、バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、水平方向において、互いに異なる位置に配置されている。つまり、バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、図５中、左から順番に、水平方向に間隔を空けて配置されている。また、バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、垂直方向（高さ方向）において、互いに異なる位置に配置されている。つまり、バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、図５中、上から、バッテリ端子３２，３４，３３，３１の順番で、垂直方向に間隔を空けて配置されている。このように、バッテリ端子３１，３２，３３，３４において、一直線上に並んでいるバッテリ端子の個数は、２個である。すなわち、バッテリ端子３１，３２，３３，３４は、３個以上が一直線上に並ばないように配置されている。

図６に示されるように、カバー部材２２には、第１リブ４１，４２，４３，４４（補強部材の一例）が設けられている。第１リブ４１，４２，４３，４４は、環状または多角形状で、カバー部材２２の内面４０から突出するように形成されている。この第１リブ４１〜４４によって、カバー部材２２の剛性が高められている。

第１リブ４１，４２，４３，４４は、バッテリ端子３１，３２，３３，３４にそれぞれ対応する位置に設けられている。すなわち、カバー部材２２がバッテリ３に取り付けられたときに、第１リブ４１，４２，４３，４４は、バッテリ端子３１，３２，３３，３４をそれぞれ取り囲む壁のように形成されている。また、第１リブ４１，４２，４３，４４の突出高さは、バッテリ３の側面２１から突出しているバッテリ端子３１，３２，３３，３４の突出高さと同じか、又はそれより高く形成されている。

第１リブ４１，４２，４３，４４の外側の複数箇所（本実施形態では４箇所）に、第２リブ４５が設けられている。第２リブ４５は、第１リブ４１，４２，４３，４４の側壁から外側に向けて延設されている。すなわち、第２リブ４５は、第１リブ４１，４２，４３，４４の先端４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａから、各リブの外側に向けて、内面４０からの高さが徐々に低くなるような形状を有する。この第２リブ４５によって、カバー部材２２の剛性が更に高められている。

以上説明されたように、本実施形態では、バッテリ３に、バッテリ端子３１〜３４を覆うカバー部材２２が取り付けられている。ここで、例えば、複数のバッテリ端子が垂直方向において同じ位置（つまり同じ高さ位置）に形成されている場合、車両１が衝突して、ＤＣ−ＤＣコンバータ６がカバー部材にぶつかったとき、バッテリ端子からカバー部材に印加される応力の位置が、直線上に集中する。このため、応力が集中する直線でカバー部材が破断して、バッテリ端子３１〜３４が、接地されているＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０と短絡してしまう可能性が増大する。

そこで、本実施形態では、バッテリ端子３１〜３４は、一直線上に並ぶ個数が２個となるように側面２１上に配置されている。これによって、３個以上が一直線上に並んでいる場合に比べて、応力の集中を緩和することができる。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ６がカバー部材２２にぶつかった場合でも、カバー部材２２が破断する可能性を低くすることができる。これによって、バッテリ端子３１〜３４を好適に保護することが可能になっている。

また、本実施形態では、複数のバッテリ端子が垂直方向において同じ位置（つまり同じ高さ位置）に形成されている場合に比べて、端子間の距離を長くすることができる。このため、第１リブ４１〜４４を形成するための隙間を稼ぐことができる。

また、単に平板状のカバー部材をバッテリ３に取り付けたのでは、ＤＣ−ＤＣコンバータ６がカバー部材にぶつかったときに、バッテリ端子３１〜３４からそれぞれ印加される応力によって、カバー部材が破断する可能性がある。

そこで、本実施形態では、バッテリ端子３１〜３４をそれぞれ取り囲むように第１リブ４１〜４４がカバー部材２２に形成されている。この第１リブ４１〜４４によって、バッテリ端子３１〜３４の近傍におけるカバー部材２２の剛性を高めることができる。このため、カバー部材２２が破断する可能性を低くすることができる。

また、第１リブ４１〜４４の突出高さは、バッテリ３の側面２１から突出しているバッテリ端子３１〜３４の突出高さと同じか、又はそれより高く形成されている。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ６がカバー部材２２にぶつかったときに、バッテリ３とカバー部材２２との間では、バッテリ端子３１〜３４による集中した応力が発生せずに、第１リブ４１〜４４により分散された応力が発生する。その結果、カバー部材２２が破断する可能性をさらに低くすることができる。

また、本実施形態では、第１リブ４１〜４４の外側の複数箇所に、第２リブ４５が形成されている。この第２リブ４５により、カバー部材２２の剛性がさらに高められている。その結果、カバー部材２２が破断する可能性をさらに低くすることができる。

また、本実施形態では、バッテリ３を車両１に着脱する際の作業性を向上するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ６が傾斜して配置されている。したがって、バッテリ３とＤＣ−ＤＣコンバータ６の上方端との間隔が比較的大きく空いている。また、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ６を車両１に取り付けるための取付部材６４がカバー部材２２に対向する位置に設けられている。このため、車両１が衝突したときに、ＤＣ−ＤＣコンバータ６の取付部材６４は、バッテリ３に取り付けられたカバー部材２２に勢いよくぶつかる可能性がある。

しかし、本実施形態では、上述のように、カバー部材２２が破断する可能性が低くなるように構成されている。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ６がバッテリ３に勢いよくぶつかった場合でも、バッテリ端子３１〜３４がＤＣ−ＤＣコンバータ６のケース６０に接触してバッテリ端子３１〜３４がアースに短絡するのを未然に防止することができる。

（変形された実施形態）
（１）上記実施形態では、図５に示されるように、バッテリ端子３１〜３４の高さ位置が、高、低、高、低と千鳥状になるように設けられているが、本発明は、この配置に限られない。例えば、バッテリ端子３３の高さ位置と、バッテリ端子３４の高さ位置とが反対になっていてもよい。要は、バッテリ端子３１〜３４は、一直線上に並ぶ個数が２個以下となるように、側面２１上に配置されていればよい。すなわち、３個以上のバッテリ端子が一直線上に並んでいなければよい。

（２）上記実施形態では、車両１のバッテリ３より前方にＤＣ−ＤＣコンバータ６が配置されているが、本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータに限られない。ＤＣ−ＤＣコンバータに代えて、ケースが接地された他の電気部品が配置されていてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（３）上記実施形態では、第１リブ４１〜４４は、カバー部材２２に設けられているが、本発明は、これに限られない。第１リブ４１〜４４は、例えばバッテリ３の側面２１に設けられていてもよい。この場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（４）上記実施形態では、第２リブ４５は、第１リブ４１，４２，４３，４４の外側の４箇所に十字状に設けられているが、４箇所に限られず、１〜３箇所又は５箇所以上でもよい。但し、カバー部材２２の剛性を均等に高めるために、第１リブ４１〜４４の周囲に等間隔で放射状に設けることが好ましい。また、上記実施形態では、第２リブ４５は、第１リブ４１〜４４のそれぞれ外側に設けられているが、本発明は、これに限られず、内側に設けてもよい。

（５）上記実施形態では、バッテリ端子３１〜３４は、一直線上に並ぶ個数が２個となるように側面２１上に配置されている。すなわち、３個以上のバッテリ端子が一直線上に並ばないように配置されている。これによって、カバー部材２２への応力が可能な限り分散するように構成されている。しかし、本発明は、これに限られない。バッテリ端子３１〜３４は、全てのバッテリ端子が一直線上に並ばないよう、水平方向において互いに異なる位置に分散して配置されていればよい。すなわち、４個のバッテリ端子のうち、３個のバッテリ端子が一直線上に並ぶように配置されていてもよい。この場合でも、全てのバッテリ端子３１〜３４が一直線上に並んでいる場合に比べて、応力の集中を緩和することができる。

３ バッテリ
６ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２ カバー部材
３１〜３４ バッテリ端子
４１〜４４ 第１リブ
４５ 第２リブ
６４ 取付部材

Claims (5)

1. 車両に搭載され、複数のバッテリ端子が鉛直方向に平行な側面から突出して設けられたバッテリと、
   前記バッテリの前記側面に隣接して配置された電気部品と、
   前記複数のバッテリ端子を覆うカバー部材と、
   を備え、
   前記バッテリの前記側面又は前記カバー部材は、前記複数のバッテリ端子にそれぞれ対応する位置に配置され、前記複数のバッテリ端子を補強する複数の補強部材を備え、
   前記複数のバッテリ端子は、全てのバッテリ端子が一直線上に並ばないよう、水平方向において互いに異なる位置に分散して配置されているバッテリ端子の保護構造。
2. 前記複数の補強部材の各々は、前記バッテリの前記側面又は前記カバー部材の表面から突出して形成され、前記複数のバッテリ端子の各々を取り囲む第１リブを含む請求項１記載のバッテリ端子の保護構造。
3. 前記第１リブは、前記カバー部材の表面から突出して、前記複数のバッテリ端子の各々を取り囲む壁状に形成され、
   前記複数の補強部材の各々は、前記第１リブの側壁から内側又は外側に向けて延設された第２リブをさらに含む請求項２記載のバッテリ端子の保護構造。
4. 前記バッテリは、直方体形状を有し、かつ、前記バッテリの前記側面が前記車両の前方に向くように、配置され、
   前記電気部品は、前記バッテリより前記車両の前方側に隣接して配置されたＤＣ−ＤＣコンバータを含み、
   前記複数のバッテリ端子は、前記バッテリの前記側面の上方側に設けられ、
   前記ＤＣ−ＤＣコンバータの上方端が鉛直方向に対して前記車両の前方側に傾斜するように、かつ、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの上方側が前記複数のバッテリ端子に対向するように、前記ＤＣ−ＤＣコンバータが配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリ端子の保護構造。
5. 前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記カバー部材との間に、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを前記車両に取り付けるための取付部材が設けられている請求項４記載のバッテリ端子の保護構造。

Images