JP6625084B2 - バッテリ組付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン駆動作業機，電気自動車等において、バッテリを大容量化するため、複数個のバッテリを組み合わせて用いる際のバッテリ組付け構造に関するものである。

エンジン駆動作業機の中には、大容量のバッテリを備えていて、エンジンで駆動する発電機からだけでなくバッテリからも給電できるようにした機種がある。また、電気自動車では、大容量のバッテリからの給電によりモータが駆動されて走行する。

そのようなエンジン駆動作業機や電気自動車では、複数個のバッテリを配列し、一体的に組み付けて大きな蓄電容量が確保できるようにしている。その際、必要数のバッテリをできるだけコンパクトに組み付ける必要がある。従来のバッテリ組付け構造としては、例えば、特許文献１に示されるようなものがある。

図１４は、従来のバッテリ組付け構造を示す図である。このバッテリ組付け構造では、バッテリを載置するバッテリトレイ（図示せず）の上面に、バッテリ１１を横方向に複数個配列したバッテリ群２０の縦方向の位置決めを行う兼用ストッパ１２と、各バッテリ１１の横方向の位置決めを行うストッパ１３を取り付け、それらで挟まれる位置に、バッテリ群２０を縦方向に複数配置する。

そして、バッテリ１１の上面に対向する上方規制板及び側面に対向する側方規制板を有する押さえ部材１４を、隣り合うバッテリ１１の側面間に配置し、その押さえ部材１４を、締付ボルト１５で、兼用ストッパ１２に固定する。このバッテリ組付け構造では、このようにして、少ない部品点数で、バッテリ間の間隔を狭くし、コンパクトに組み付けできるようにした。

特開平１０−１２９２７６号公報

しかしながら、上記従来のバッテリ組付け構造では、バッテリトレイの上面に兼用ストッパ１２とストッパ１３を取り付ける必要があって、構造が複雑になるという問題点があった。また、押さえ部材１４を固定するために多数本の締付ボルト１５が必要で、コスト高になる上、押さえ部材１４の取り付け、取り外しに手間がかかるという問題点もあった。また、コストを下げるために締付ボルト１５の長さを短くすると、兼用ストッパ１２を高くする必要が生じ、バッテリの冷却風の通りが悪くなってしまう。さらに、バッテリの固定は、締付ボルト１５に上方からナットを締め付けて行うので、高い位置にある場合は作業がしにくくなるという問題点もあった。

本発明は、そのような問題点に鑑み、より少ない部品点数でバッテリの組み付けができ、バッテリの着脱に手間がかからず、バッテリの冷却風の通りが良くなり、しかも横方向からの作業で、バッテリの着脱ができるようにすることを目的とするものである。

前記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、本体形状が直方体であるバッ
テリを複数個、バッテリ搭載部に配置するためのバッテリ組付け構造であって、長方形の底板の周囲に周壁が形成されたバッテリ搭載容器の上に、それぞれのバッテリの側面同士を互いに対向させ、隣接するバッテリ間上部にバッテリセパレータを介在させることにより、バッテリ間に間隔をあけて配列し、配列されたバッテリ群の一端側上部に帯板状のバッテリバンドを当接し、該バッテリバンドと、前記バッテリ搭載部の、前記バッテリバンドがある側とは反対側の内面に設けた締付ボルト係止用金具との間に締付ボルトを水平方向に差し渡して前記バッテリ群を締め付け固定するようにしたことを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記バッテリバンドの両端部を、前記バッテリ搭載部内面に設けたバッテリバンド係止枠に挿通して係止させたことを特徴とする。

また、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記締付ボルトを２本平行に設け、前記バッテリセパレータの長手方向の両端に前記締付ボルトに対して上から係合するボルト係止部を設け、前記２本の締付ボルトの間に差し渡して設けたことを特徴とする。

また、本願の請求項４に係る発明は、請求項１，２又は３に係る発明において、前記バッテリ搭載容器を、前記バッテリバンドを設けた側を前側として、前記バッテリ搭載部内で前後方向にスライド可能にしたことを特徴とする。

また、本願の請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記バッテリ搭載容器の後部底面裏側に、下方に突出するストッパを設け、前記バッテリ搭載部の奥側所定位置でスライドが停止するようにしたことを特徴とする。

また、本願の請求項６に係る発明は、請求項４又は５に係る発明において、前記バッテリ搭載容器の底面裏側に、ガイド取付板を設け、該ガイド取付板にバッテリ搭載容器ガイドを設け、前記バッテリ搭載容器をスライドさせる際に、該バッテリ搭載容器ガイドにより左右方向及び上下方向の動きを規制し、前記バッテリ搭載容器を前側にスライドさせる際に、前記ガイド取付板が前記バッテリ搭載部の前側下部に当たって、前記バッテリ搭載容器が所定位置で停止するようにしたことを特徴とする。

本発明は、次のような効果を奏する。
すなわち、請求項１に係る発明においては、長方形の底板の周囲に周壁が形成されたバッテリ搭載容器の上に、それぞれのバッテリの側面同士を互いに対向させ、隣接するバッテリ間上部にバッテリセパレータを介在させて、バッテリ間に間隔をあけて配列し、配列されたバッテリ群の一端側上部に帯板状のバッテリバンドを当接し、該バッテリバンドと、前記バッテリ搭載部の、前記バッテリバンドがある側とは反対側の内面に設けた締付ボルト係止用金具との間に締付ボルトを水平方向に差し渡して前記バッテリ群を締め付け固定するようにした。その結果、より少ない部品点数でバッテリの組み付けができ、バッテリの取り付け、取り外しに手間がかからず、バッテリの冷却風の通りが良くなり、しかも横方向からの作業で、バッテリの着脱ができるようになる。また、バッテリを、長方形の底板の周囲に周壁が形成されたバッテリ搭載容器の上に載置したので、バッテリから液漏れがあっても、漏れ出たバッテリ液をバッテリ搭載容器内に保持でき、その下側にある各種装置に害を与えないですむ。

また、請求項２に係る発明においては、請求項１に係るバッテリ組付け構造において、バッテリバンドの両端をバッテリ搭載部内面に設けたバッテリバンド係止枠に挿通して係止させるようにしたので、上記効果に加えて、バッテリバンドは、両端をバッテリバンド
係止枠で保持されるので、上方へ移動して外れることがなくなる。また、左右にスライドさせるだけで簡単に着脱できるようになる。

また、請求項３に係る発明においては、請求項１又は２に係るバッテリ組付け構造において、締付ボルトを２本平行に設け、前記バッテリセパレータの長手方向の両端に前記締付ボルトに対して上から係合するボルト係止部を設け、前記２本の締付ボルトの間に差し渡して設けたので、上記各効果に加えて、ボルト係止部によりバッテリセパレータのズレを防止でき、また、バッテリセパレータは、上向きに簡単に取り外すことができるので、バッテリの取り外しも容易になる。

また、請求項４に係る発明においては、請求項１，２又は３に係るバッテリ組付け構造において、上記各効果に加えて、バッテリ搭載容器を、前記バッテリバンドを設けた側を前側として、前記バッテリ搭載部内で前後方向にスライド可能にしたので、バッテリ搭載容器へのバッテリの着脱が容易になる。

また、請求項５に係る発明においては、請求項４に係るバッテリ組付け構造において、バッテリ搭載容器の後部底面裏側に、下方に突出するストッパを設け、前記バッテリ搭載部の奥側所定位置でスライドが停止するようにしたので、上記各効果に加えて、バッテリ搭載部の奥側において、バッテリ搭載容器の位置決めができる。

また、請求項６に係る発明においては、請求項４又は５に係るバッテリ組付け構造において、前記バッテリ搭載容器の底面裏側に、ガイド取付板を設け、該ガイド取付板にバッテリ搭載容器ガイドを設け、前記バッテリ搭載容器をスライドさせる際に、該バッテリ搭載容器ガイドにより左右方向及び上下方向の動きを規制し、前記バッテリ搭載容器を前側にスライドさせる際に、前記ガイド取付板が前記バッテリ搭載部の前側下部に当たって、前記バッテリ搭載容器が所定位置で停止するようにした。その結果、上記各効果に加えて、前記バッテリ搭載容器ガイドによりバッテリ搭載容器の左右方向及び上下方向のズレを抑制でき、また、前記バッテリ搭載容器を前側にスライドさせる際に、前記ガイド取付板がストッパとなって、バッテリ搭載容器の脱落を防止できる。

本発明の一実施例に係るバッテリ搭載部を示す図である。 図１のＡ−Ａ断面を示す図である。 図１のＢ−Ｂ部を切り欠いて示す図である。 図３のＣ−Ｃ断面を示す図である。 図1のバッテリ搭載部の斜視図である。 バッテリ搭載容器を示す図である。 バッテリ搭載容器ガイドを示す図である。 バッテリセパレータを示す図である。 バッテリバンドを示す図である。 締付ボルトを示す図である。 図２のバッテリ搭載容器ガイド周辺を切り欠いて示す図である。 図１１のＤ−Ｄ断面を示す図である。 バッテリ搭載容器を外部に引き出した状態を示す図である。 従来のバッテリ組付け構造を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係るバッテリ搭載部を示す図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図であり、図３は、図１のＢ−Ｂ部を切り欠いて示す図であり、図４は、図３のＣ−Ｃ断面を示す図であり、図５は、図1のバッテリ搭載部の斜視図である。なお、図１は、バッテリ搭載部の上カバーを取り外し、かつ、上部を半分切り欠いた状態での平面図である。図１〜図５において、１はバッテリ、２はバッテリ搭載容器、３はバッテリ搭載部、４は締付ボルト係止用金具、５はバッテリバンド、６はバッテリバンド係止枠、７は締付ボルト、８は蝶ナット、９はバッテリセパレータ、１０はバッテリ搭載容器ガイドである。

バッテリ１は、全体として直方体の形状であり、上面には、バッテリ端子１ａ，１ａと凸部１ｂが設けられている。バッテリ搭載容器２は、図６に示すように、長方形の底板の４辺を箱折りして、上面周囲に周壁２ａが設けられている。そして、その底板の裏面には、中心軸より片側に偏倚した位置に２本のスタッドボルト２ｂ，２ｂを取り付けたガイド取付板２ｃ，２ｃを設け、さらに、それらより後端側の中央部には、断面がＬ字状のストッパ２ｄを設けている。そのようなバッテリ搭載容器２の上に、複数個のバッテリ１を、側面同士を互いに対向させた状態で載置する。バッテリ１は、そのように周囲が周壁２ａで囲まれた中に載置されるため、仮に、バッテリ１から液漏れがあっても、漏れ出たバッテリ液をバッテリ搭載容器２内に保持でき、その下側にインバータ等の回路装置があってもそれらに影響を与えないですむ。なお、ガイド取付板２ｃの、偏倚した位置にスタッドボルト２ｂを取り付けている理由については後で説明する。

そのように複数個のバッテリ１，１，１を載せたバッテリ搭載容器２は、バッテリ搭載部３の中に収納する。この実施例においては、バッテリ搭載部３は、補助電源としてのバッテリを必要とする種類のエンジン駆動作業機の上部一角に設けられている。そのバッテリ搭載部３の底部には、図４に示すように、前後方向に２本のスライド支持材３ａ，３ａが平行に設けられ、また、前後端部には、それぞれ横梁材３ｂ，３ｂが横方向に設けられている。それらスライド支持材３ａ，横梁材３ｂは、断面がＬ字状をした金属材により形成されている。

また、バッテリ搭載容器２の底板裏面に設けたガイド取付板２ｃの厚さは、スライド支持材３ａの厚さより厚くしている。その理由については後で説明する。

バッテリ搭載容器ガイド１０は、金属板により形成され、図７に示すように、その中心軸より片側に偏倚した位置に二つのスタッドボルト挿通孔１０ａ，１０ａが設けられ、両端部は、下方に折り曲げられて折曲部１０ｂ，１０ｂとなっている。なお、両端部が、下方に折り曲げられている理由、及び、スタッドボルト挿通孔１０ａ，１０ａをバッテリ搭載容器ガイド１０の中心軸より片側に偏倚させている理由については後で説明する。

そのようなバッテリ搭載容器ガイド１０のスタッドボルト挿通孔１０ａを、バッテリ搭載容器２のスタッドボルト２ｂに通し、ナット２ｅ（図１２（Ｂ）参照）で締め付けることにより、バッテリ搭載容器ガイド１０をバッテリ搭載容器２に取り付ける。

バッテリセパレータ９は、図８に示すように、長い長方形の底板の両側を垂直に折り曲げて側壁部９ｂを形成し、その長手方向の両端上部下側を切り欠いて、締付ボルト７に上から係合可能なボルト係止部９ａを形成している。このバッテリセパレータ９は、隣接するバッテリ１，１の凸部１ｂ，１ｂの間に挟み込んだ状態でバッテリ１，１，１をバッテリ搭載容器２の上に載置する。

そのように載置されたバッテリ群の一端側上部に、図９に示すようなバッテリバンド５を配設し、該バッテリバンド５と、バッテリ搭載部３の反対側に設けた締付ボルト係止用
金具４との間に締付ボルト７，７を水平方向に差し渡してバッテリ群を締め付け固定する。

図９に示すように、バッテリバンド５は、断面がＬ字形の部材の両端部に係合片５ａ，５ａを形成し、該部材の中央上部に、一部がコの字状になっており、上部両端部に締付ボルト挿通孔５ｃ，５ｃが設けられている補強片５ｂを溶接して取り付けている。そのバッテリバンド５の両端部の係合片５ａ，５ａを、図３にＰの部分を切り欠いて示し、また、図５（Ｃ）に斜視図で示すように、バッテリ搭載部３の前側内面に設けられたバッテリバンド係止枠６に差し込む。その際、バッテリバンド係止枠６を突き抜けた部分には十分な空間があるため、バッテリバンド５の一端を一方のバッテリバンド係止枠６に、それを突き抜けるように差し込んだ後、バッテリバンド５を反対方向にスライドさせ、反対側の係合片５ａをもう一方のバッテリバンド係止枠６に差し込むことができる。このように、バッテリバンド５は、両端をバッテリバンド係止枠６で保持されるので、上方へ移動して外れるようなことがなくなる。また、左右にスライドさせるだけで簡単に着脱できる。

そして、バッテリバンド５の中央部のバッテリ当接部５ｄを、バッテリ群の一端側上部に当接し、図１０に示すような締付ボルト７の屈曲部７ａを、バッテリ搭載部３の反対側に、図２，図５（Ｂ）に示すように設けた締付ボルト係止用金具４の両側に設けたボルト係止孔４ａに引っ掛けるとともに、締付ボルト７のネジ部７ｂを、バッテリバンド５の締付ボルト挿通孔５ｃに通す。もう１本の締付ボルト７も同様に、ボルト係止孔４ａに引っ掛け、締付ボルト挿通孔５ｃに通す。

その後、バッテリセパレータ９を２本の締付ボルト７，７の間に差し渡し、両端のボルト係止部９ａ，９ａを締付ボルト７，７に係合させ、バッテリ１，１，１をバッテリバンド５とともに押し込み、バッテリ群の他端側上部の凸部１ｂを、締付ボルト係止用金具４のバッテリ当接面４ｂに当接し、蝶ナット８で締め付ける。その結果、バッテリセパレータ９により隣接するバッテリ１間の間隔を保持しながら、バッテリ１，１，１がバッテリ搭載部３内に固定される。そのように、バッテリ１，１，１の固定作業は、２本の締付ボルト７，７に、それぞれ、蝶ナット８，８を螺合させ、締め付けるだけなので、すべて横方向からの作業ですむため、バッテリ搭載部３が高い位置にある場合でも、作業が容易である。また、そのように、バッテリ１，１，１の上部にバッテリセパレータ９を挟み、上部を水平に締め付けるので、強く締め付けてもバッテリ１，１，１は傾くことがない。しかも、バッテリセパレータ９により、隣接するバッテリ１，１間には間隔が設けられるので、その隙間に冷却風が通って効率的にバッテリ１，１，１の冷却ができる。そして、そのバッテリセパレータ９は、ボルト係止部９ａにより両端が締付ボルト７に係合するので、ズレ止めになり、しかも、上方に簡単に取り外しができるので、バッテリ１，１，１の取り外しも簡単になる。

次に、バッテリ搭載部３内でバッテリ搭載容器２をスライドさせる機構について説明する。図１１（Ａ）は、図２のバッテリ搭載容器ガイド周辺部分Ｘを切り欠いて示す図であり、図１１（Ｂ）は、そのストッパ２ｄ周辺部を拡大した図である。バッテリ搭載容器２がバッテリ搭載部３の奥まで押し込まれると、ストッパ２ｄが奥側の横梁材３ｂに当たってそれ以上押し込めなくなって、バッテリ搭載容器２が位置決めされる。

図１２（Ａ）は、図１１のＤ−Ｄ断面を示す図であり、図１２（Ｂ）は、そのＹの部分を拡大した図である。バッテリ搭載容器２は、バッテリ搭載部３の２本のスライド支持材３ａ，３ａの上を、図の前後方向（表裏方向）にスライドするが、その際、バッテリ搭載容器２底面の２枚のガイド取付板２ｃ，２ｃは、左右２本のスライド支持材３ａ，３ａににより左右から挟まれ、しかも、それらスライド支持材３ａ，３ａの水平端縁は、バッテリ搭載容器ガイド１０とバッテリ搭載容器２の底面との間に挟まっているため、バッテリ
搭載容器２の左右方向及び上下方向のズレを抑制できる。また、ガイド取付板２ｃの厚さを、スライド支持材３ａの厚さより厚くしているため、スライド支持材３ａの水平端縁とバッテリ搭載容器ガイド１０との間には隙間ができて、スムーズなスライドが可能になる。

ところで、前記したように、ガイド取付板２ｃの中心軸より片側に偏倚した位置にスタッドボルト２ｂを取り付け、スタッドボルト挿通孔１０ａ，１０ａをバッテリ搭載容器ガイド１０の中心軸より片側に偏倚させているが、ここで、その理由を説明する。図１２（Ｂ）を見れば明らかなように、スタッドボルト２ｂの取付位置、及び、スタッドボルト挿通孔１０ａの位置を偏倚させたことにより、バッテリ搭載容器ガイド１０は、ガイド取付板２ｃの全面に当接しながら、ガイド取付板２ｃの左側には飛び出していない。しかも、スライド支持材３ａと対向する側は、ガイド取付板２ｃから大きく突き出して、スライド支持材３ａと重なる幅が大きくなっていて、スライド支持材３ａの水平端縁をしっかり挟めるようになっている。すなわち、スタッドボルト２ｂの取付位置、及び、スタッドボルト挿通孔１０ａの位置を偏倚させた理由は、ガイド取付板２ｃとバッテリ搭載容器ガイド１０の材料を少なく抑えながら、バッテリ搭載容器ガイド１０をガイド取付板２ｃにしっかり固定でき、かつ、バッテリ搭載容器ガイド１０でスライド支持材３ａをしっかり挟み込めるようにするためである。

図１３（Ａ）は、バッテリ搭載容器を外部に引き出した状態を示す図であり、図１３（Ｂ）は、そのＺの部分を拡大した図である。この図は、バッテリ１をバッテリ搭載容器２から取り出す際に、バッテリセパレータ９，蝶ナット８及び締付ボルト７を取り外した後、バッテリ搭載容器２を前側に引き出した状態を示している。図１３（Ａ）に示すように、バッテリ搭載容器２を引き出して、１番手前にあるバッテリ１がバッテリ搭載部３から出たとき、図１３（Ｂ）に示すように、ガイド取付板２ｃの先端が前側の横梁材３ｂに当たって、それ以上引き出せないようになっている。

そして、バッテリ搭載容器ガイド１０の端部を、下方に折り曲げているのは、バッテリ搭載容器２を手前に引き出す際、図１３（Ｂ）に示すように、バッテリ搭載容器ガイド１０の先端が横梁材３ｂに当たらないようにするためである。また、バッテリ搭載容器ガイド１０の両端部を折り曲げているのは、同じバッテリ搭載容器ガイド１０を左右で共用できるようにするためである。

なお、上記実施例では、エンジン駆動作業機のバッテリ搭載部３にバッテリ１，１，１を装着する場合で説明したが、それに限定されず、複数個のバッテリを搭載するものであれば、電気自動車へのバッテリ搭載等、その他の装置にも、本発明は適用可能である。また、上記実施例では、バッテリセパレータ９を、バッテリ上面の凸部１ｂ間に配設するものとして説明したが、それに限定されず、上面の凸部がないバッテリの場合は、バッテリの上部側面間にバッテリセパレータを配設するようにしてもよい。

１ バッテリ
１ａ バッテリ端子
１ｂ 凸部
２ バッテリ搭載容器
２ａ 周壁
２ｂ スタッドボルト
２ｃ ガイド取付板
２ｄ ストッパ
２ｅ ナット
３ バッテリ搭載部
３ａ スライド支持材
３ｂ 横梁材
４ 締付ボルト係止用金具
４ａ ボルト係止孔
４ｂ バッテリ当接面
５ バッテリバンド
５ａ 係合片
５ｂ 補強片
５ｃ 締付ボルト挿通孔
５ｄ バッテリ当接部
６ バッテリバンド係止枠
７ 締付ボルト
７ａ 屈曲部
７ｂ ネジ部
８ 蝶ナット
９ バッテリセパレータ
９ａ ボルト係止部
９ｂ 側壁部
１０ バッテリ搭載容器ガイド
１０ａ スタッドボルト挿通孔
１０ｂ 折曲部

Claims (6)

1. 本体形状が直方体であるバッテリを複数個、バッテリ搭載部に配置するためのバッテリ組付け構造であって、
   長方形の底板の周囲に周壁が形成されたバッテリ搭載容器の上に、それぞれのバッテリの側面同士を互いに対向させ、隣接するバッテリ間上部にバッテリセパレータを介在させることにより、バッテリ間に間隔をあけて配列し、配列されたバッテリ群の一端側上部に帯板状のバッテリバンドを当接し、該バッテリバンドと、前記バッテリ搭載部の、前記バッテリバンドがある側とは反対側の内面に設けた締付ボルト係止用金具との間に締付ボルトを水平方向に差し渡して前記バッテリ群を締め付け固定するようにしたことを特徴とするバッテリ組付け構造。
2. 前記バッテリバンドの両端部を、前記バッテリ搭載部内面に設けたバッテリバンド係止枠に挿通して係止させたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ組付け構造。
3. 前記締付ボルトを２本平行に設け、前記バッテリセパレータの長手方向の両端に前記締付ボルトに対して上から係合するボルト係止部を設け、前記２本の締付ボルトの間に差し渡して設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリ組付け構造。
4. 前記バッテリ搭載容器を、前記バッテリバンドを設けた側を前側として、前記バッテリ搭載部内で前後方向にスライド可能にしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載のバッテリ組付け構造。
5. 前記バッテリ搭載容器の後部底面裏側に、下方に突出するストッパを設け、前記バッテリ搭載部の奥側所定位置でスライドが停止するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のバッテリ組付け構造。
6. 前記バッテリ搭載容器の底面裏側に、ガイド取付板を設け、該ガイド取付板にバッテリ搭載容器ガイドを設け、前記バッテリ搭載容器をスライドさせる際に、該バッテリ搭載容器ガイドにより左右方向及び上下方向の動きを規制し、前記バッテリ搭載容器を前側にスライドさせる際に、前記ガイド取付板が前記バッテリ搭載部の前側下部に当たって、前記バッテリ搭載容器が所定位置で停止するようにしたことを特徴とする請求項４又は５に記載のバッテリ組付け構造。

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