JP6321481B2 - 部品取付構造 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電池パックの端子カバーの取付などに好適な部品取付構造に関する。

例えば電気自動車用の電池パックは、電池パック内部の高電圧回路を遮断するためのブレーカスイッチとなるプラグ（一般にサービスプラグあるいは安全プラグなどと呼ばれている）を備えており、サービス工場などで何らかの作業を行う際には、このプラグを取り外すことで回路を遮断し、安全を確保することが行われている。

特許文献１には、上記のプラグの脱着を、電池パックの蓋をロックするインターロック機構と関連付けた技術が開示されている。すなわち、特許文献１では、機械的なリンク機構を用い、電池パックへプラグを装着することでインターロック機構の解除が阻止され、プラグを取り外すことでインターロック機構の解除が可能となる構成となっている。これにより、回路が導通した状態のまま電池パックの蓋が不用意に開放されることを防止している。

また、車体に取り付けた電池パックのカバーのロック機構として、所定角度回転させることで外れる回転型のロックストライカを用い、このロックストライカをプラグのグリップ部分で回転操作するようにした構成の安全機構も、一部のハイブリッド自動車において既に実用に供されている。つまり、先に電池パックからプラグを引き抜かないとカバーを取り外すことができないようにすることで、安全の確保を図っている。

特開２００２−１７５７９１号公報

しかし、特許文献１のようにリンク機構を介してプラグとインターロック機構とを連係させた構成では、例えば端子カバーなどの取り外しを制限すべき部品とプラグとの位置関係が制限されてしまう。つまり、両者が互いに接近した位置にある場合に適用が限られ、プラグから離れた位置にある部品の取り外しの制限に適用することが困難である。

また、後者の公知の技術では、カバーを締結するねじとは別にロック機構となるロックストライカが必要であり、カバー取付部の構成が複雑化する欠点がある。

本発明に係る部品取付構造は、
本体の所定の取付部に取り外し可能に装着される第１の部品と、
本体の他の部位に第１のねじを介して固定された第２の部品と、
本体の第１の部品によって覆われる位置に螺着し、第１の部品を取り外した状態において取り外しが可能となる第２のねじと、
を備え、
第１のねじは、頭部に回転操作用の第１の係合部を有し、
第２のねじの軸部先端に、第１のねじの第１の係合部に係合する第２の係合部が形成されており、この第２のねじを介して第１のねじの回転操作が可能なように構成されている。

一つの例では、本体が電池パックのハウジングであり、第１の部品が電池パックの回路の遮断を行うためのプラグであり、第２の部品が電池パックの端子を覆う端子カバーである。

このような構成では、第２の部品を取り外すためには、先ず第１の部品を取り外した後に、本体から第２のねじを取り外す。この第２のねじを第１のねじの頭部に直列に並べて、第１のねじの第１の係合部に第２のねじの軸部先端の第２の係合部を係合させた上で、第２のねじを例えばドライバで回転操作することで、第１のねじを回すことができる。

この発明によれば、第２の部品が第１の部品から離れた位置にあっても、第１の部品を先に取り外さなければ第２の部品を取り外すことができない関係を担保することができ、第２の部品の不用意な取り外しを制限できる。また、第２の部品は単に第１のねじによって固定されており、他のロック機構は不要であるため、第２の部品の取付部の構成の複雑化を招来することがない。

この発明を電池パックに適用した実施例を示す斜視図。 図１のＡ−Ａ線に沿った要部の断面図。 プラグを取り外して工具用ボルトを取り外す工程を示す説明図。 カバー取付用ボルトの（ａ）上面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面図。 工具用ボルトの（ａ）上面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面図。 カバー取付用ボルトに工具用ボルトを重ねた状態を示す斜視図。 図６の要部の拡大図。 カバー取付用ボルトの係合部と工具用ボルトの係合部とが嵌合した状態を示す斜視図。

以下、この発明を電気自動車用の電池パック１に適用した一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す電池パック１は、例えばリチウムイオン二次電池からなる多数のセル（図示せず）を、例えばアルミニウム合金の鋳造品などからなるハウジング２の内部に収容したものである。ハウジング２が、本発明の「本体」に相当する。この例では、ハウジング２は、細長い矩形の箱状に構成されており、長手方向の一端の上面角部に切欠部２ａが設けられているとともに、この切欠部２ａの底面に、上方へ向かって突出した正負一対の端子３が配置されている。

切欠部２ａの上には、例えば金属板をプレス成形してなる端子カバー４が取り付けられており、安全確保のために、高電圧が供給される端子３を覆っている。この端子カバー４が、本発明の「第２の部品」に相当する。なお、車載状態では、端子３に、図示せぬ車体側から延びるケーブルが接続されており、このケーブルは、ハウジング２と端子カバー４周縁部との間に確保される隙間を通して導出される。端子カバー４は、「第１のねじ」に相当する複数本のカバー取付用ボルト５によってハウジング２に固定されている。カバー取付用ボルト５は、後述するように、一般的なプラス型ドライバやマイナス型ドライバでは回転操作できないいわゆる防盗型のボルトとして構成されている。

ハウジング２の上面の一側部には、ハウジング２の角部を切り落としたような形に開口部２ｂが形成されており、ここに、電池パック１内部の高電圧回路を遮断するブレーキスイッチとなるサービスプラグ１１が配設されている。「第１の部品」に相当するサービスプラグ１１は、取付部となるコネクタ１２に取り外し可能に装着される。図２のようにコネクタ１２にサービスプラグ１１を取り付けた状態では電池パック１内部の高電圧回路が導通状態となる一方、図３に示すようにコネクタ１２からサービスプラグ１１を開口部２ｂを通して引き抜いた状態では高電圧回路が遮断され、端子３に高電圧が供給されない状態となるように構成されている。

図２に示すように、コネクタ１２は、ハウジング２内部のブラケット１３によって支持されている。ブラケット１３は、コネクタ１２よりも下方の部分に、斜め上方を向いた傾斜部１３ａを有し、この傾斜部１３ａに設けられたねじ孔１５に、「第２のねじ」に相当する１本の工具用ボルト１４が螺着している。この工具用ボルト１４は、ブラケット１３の傾斜部１３ａの傾きに対応して、ハウジング２に対しては傾斜した姿勢で取り付けられている。具体的には、図２に示すように、工具用ボルト１４の中心線（詳しくはその延長線）Ｌが開口部２ｂを通して斜めに延びている。

ここで、サービスプラグ１１がコネクタ１２に取り付けられている状態では、中心線Ｌがサービスプラグ１１と干渉するように、ねじ孔１５の位置ならびに傾斜部１３ａの角度が設定されている。つまり、サービスプラグ１１がコネクタ１２に取り付けられている状態では、工具用ボルト１４はサービスプラグ１１に覆われており、開口部２ｂを通してドライバ（図示せず）でもって取り外すことができない。そして、図３に示すように、サービスプラグ１１をコネクタ１２から抜き取った状態では、中心線Ｌはコネクタ１２等と干渉せず、従って、開口部２ｂを通して図示せぬドライバを用いて取り外すことが可能となる。工具用ボルト１４は、防盗型ボルトであるカバー取付用ボルト５を回転操作するための一種の工具として用いられる。

図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、カバー取付用ボルト５の上面図、側面図、および下面図を示している。図示するように、カバー取付用ボルト５は、螺条が形成された軸部５ａと、円形の頭部５ｂと、を有する。頭部５ｂは、ペンチやプライヤ等の不正な工具で挟持して回転操作することができないように、略球面状に形成されている。頭部５ｂの底部にはフランジ部５ｃを備えているが、このフランジ部５ｃの周縁もやはりペンチ等で挟持できないように丸められている。

頭部５ｂの中心部には、回転操作用の第１係合部１６が凹設されている。図示例では、中央に直径方向に沿った直線状の係合壁部１６ａを残すように、それぞれ略半円形をなす一対の凹部１６ｂが形成されている。凹部１６ｂの各々は、ボルト中心と同心の一つの円に沿った円弧部１６ｃと、円の弦に相当する直線部１６ｄと、を有する。円弧部１６ｃの径は、軸部５ａの外径よりもごく僅か大きく設定されている。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、工具用ボルト１４の上面図、側面図、および下面図を示している。図示するように、工具用ボルト１４は、螺条が形成された軸部１４ａと、円形の頭部１４ｂと、を有する。工具用ボルト１４の寸法は任意であるが、本実施例では、工具用ボルト１４はカバー取付用ボルト５と基本的に同じ寸法のボルトとして構成されている。つまり、軸部１４ａの径はカバー取付用ボルト５の軸部５ａの径と等しく、頭部１４ｂの径はカバー取付用ボルト５の頭部５ｂの径と等しい。

工具用ボルト１４の頭部１４ｂは、カバー取付用ボルト５の頭部５ｂと同様に略球面状をなし、周縁が丸められたフランジ部１４ｃを有する。

頭部１４ｂの中心部には、工具用ボルト１４を一般的なプラス型ドライバで回転操作できるように、一般的なプラス型係合溝１７が凹設されている。このプラス型係合溝１７は、本発明の「第３の係合部」に相当する。

また、軸部１４ａの先端には、カバー取付用ボルト５の頭部５ｂの第１係合部１６に係合可能な第２係合部１８が形成されている。この第２係合部１８は、第１係合部１６に対し相補の関係となる形状を有し、具体的には、第１係合部１６の係合壁部１６ａに対応した幅を有する直径方向に沿った直線状の凹溝１８ａと、この凹溝１８ａの形成によって該凹溝１８ａの両側にそれぞれ略半円形に残る一対のアーム部１８ｂと、からなる。アーム部１８ｂの各々は、円弧形の外周面１８ｃと、凹溝１８ａを構成する直線部１８ｄと、を有する。なお、図示例では、アーム部１８ｂの外周面１８ｃにも螺条の一部が形成されているが、螺条を具備しない単純な円筒面としてもよい。

図６〜図８は、カバー取付用ボルト５と工具用ボルト１４とを直列に並べた状態を示しており、カバー取付用ボルト５の頭部５ｂの上に工具用ボルト１４の軸部１４ａを重ねることで、カバー取付用ボルト５の第１係合部１６と工具用ボルト１４の軸部１４ａ先端の第２係合部１８とが係合する。具体的には、第１係合部１６の一対の凹部１６ｂ内に第２係合部１８の一対のアーム部１８ｂが嵌合し、逆に、第２係合部１８の凹溝１８ａ内に第１係合部１６の係合壁部１６ａが嵌合する。従って、工具用ボルト１４を図示せぬプラス型ドライバで回転操作すると、両係合部１６，１８によってトルクが伝達され、カバー取付用ボルト５が回転する。

次に、上記実施例の作用について説明する。

通常の使用時には、端子カバー４がカバー取付用ボルト５でもってハウジング２に取り付けられているとともに、サービスプラグ１１がコネクタ１２に装着されている。この状態では、工具用ボルト１４はサービスプラグ１１によって覆われており、抜き取ることができない。また、カバー取付用ボルト５は、一般的なプラス型もしくはマイナス型のドライバでは回転操作できないので、不用意な端子カバー４の取り外しが防止される。

点検整備などで端子カバー４を取り外す必要がある場合には、まず初めにサービスプラグ１１をコネクタ１２から引き抜く必要がある。このサービスプラグ１１の取り外しにより、電池パック１内部の高電圧回路が遮断され、端子３に高電圧が供給されない状態となる。サービスプラグ１１を取り外した状態では、ブラケット１３からの工具用ボルト１４の取り外しが可能となるので、作業者は、プラス型ドライバを用いて、工具用ボルト１４を取り外す。

そして、この工具用ボルト１４を図６〜図８に示したようにカバー取付用ボルト５の上に直列に嵌合させた上で、同様にプラス型ドライバを用いて工具用ボルト１４を回転操作することで、カバー取付用ボルト５を取り外す。工具用ボルト１４が一種のドライバビットとして利用され、連続的な回転操作が可能であるので、複数のカバー取付用ボルト５を効率よく取り外すことができる。

従って、上記実施例では、端子カバー４の取り外しの前にサービスプラグ１１を必ず引き抜く必要があり、端子カバー４を取り外した際には必ず高電圧回路が遮断されている状態が担保されるので、安全性を確保することができる。特に、サービスプラグ１１が端子カバー４から離れた位置にあっても、端子カバー４の取り外しとサービスプラグ１１の引き抜きとを関連付けることが可能である。

また、端子カバー４は単にカバー取付用ボルト５でもってハウジング２に取り付けられているに過ぎず、カバー取付用ボルト５以外のロック機構は不要である。従って、端子カバー４を固定するための取付構造の複雑化を招来することがない。

以上、この発明の一実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、カバー取付用ボルト５の頭部５ｂにおける第１係合部１６と工具用ボルト１４の軸部１４ａ先端の第２係合部１８は、上記実施例の形状に限らず、互いに係合して回転方向に操作し得るものであれば、どのような形状のものであってもよい。例えば、第１係合部１６として、円形の凹部の中央に略三角形の突起を備えたポリゴン型、円形の凹部の中央に十字形の突起を備えた十字リセス型、円形の凹部の中央に三矢形の突起を備えた三矢リセス型、円形の凹部の中央に六角形の突起を備えた六角型、などの構成を適用することができ、第２係合部１８をこれらと相補な形状のものとすることができる。

また、上記実施例では、工具用ボルト１４がカバー取付用ボルト５と基本的に同じ寸法のボルトとなっているが、異なる寸法のボルトであってもよいことは勿論である。工具用ボルト１４の頭部１４ｂは、例えば六角形など他の形状であってもよい。工具用ボルト１４の頭部１４ｂ先端部を段付状に小径とし、この小径部に第２係合部１８を形成するようにしてもよい。

また工具用ボルト１４の頭部１４ｂの係合部としては、上記実施例のプラス型係合溝１７に限らず、他の適当な形状とすることができる。

さらに、上記実施例では工具用ボルト１４は単にブラケット１３に螺着した構成となっているが、この工具用ボルト１４を何らかの部品の締結に利用するようにしてもよい。

また本発明は、上記のような電池パック１における端子カバー４に限らず、所定の順序での取り外しを要求する種々の部品の取付構造に適用が可能である。

１…電池パック
２…ハウジング
３…端子
４…端子カバー
５…カバー取付用ボルト
１１…サービスプラグ
１２…コネクタ
１３…ブラケット
１４…工具用ボルト
１６…第１係合部
１８…第２係合部

Claims (5)

1. 本体の所定の取付部に取り外し可能に装着される第１の部品と、
   本体の他の部位に第１のねじを介して固定された第２の部品と、
   本体の第１の部品によって覆われる位置に螺着し、第１の部品を取り外した状態において取り外しが可能となる第２のねじと、
   を備え、
   第１のねじは、頭部に回転操作用の第１の係合部を有し、
   第２のねじの軸部先端に、第１のねじの第１の係合部に係合する第２の係合部が形成されており、この第２のねじを介して第１のねじの回転操作が可能なように構成されている、部品取付構造。
2. 上記本体が電池パックのハウジングであり、上記第１の部品が電池パックの回路の遮断を行うためのプラグであり、上記第２の部品が電池パックの端子を覆う端子カバーである、請求項１に記載の部品取付構造。
3. 上記第２のねじの頭部に設けられる回転操作用の第３の係合部と、上記第１の係合部と、が異なる形状である、請求項１または２に記載の部品取付構造。
4. 上記第１の部品が取り付けられている状態では、上記第２のねじの中心線の延長線上に上記第１の部品が位置する、請求項１〜３のいずれかに記載の部品取付構造。
5. 上記第１のねじの頭部が略球面状に形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の部品取付構造。

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