WO2011078245A1 - 連結構造 - Google Patents

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WO2011078245A1
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PCT/JP2010/073179
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隆平 西田
忠秀 塩本
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株式会社ニフコ
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    • HELECTRICITY
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • Power storage systems such as hybrid cars and electric cars are composed of a set of modules that house livestock battery cells.
  • the collected modules are finally fixed by passing bolts or the like to each module, but it is required to connect adjacent modules before final fixing.
  • Patent Document 1 discloses a frame (module) that houses a livestock battery cell in which a fitting protrusion of each frame is fitted into a fitting recess. Although there are some which are shown by patent documents 2 as what forms a clearance by interposing a spacer between each module, connection of modules prior to the above-mentioned final fixation is not taken into consideration.
  • JP 2005-268004 A Japanese Patent Laid-Open No. 2006-147531
  • a connection structure is a structure in which a power storage system is configured by connecting modules in which power storage cells are housed in a case, A pair of clips provided with a first engagement portion for the other clip of the pair and a second engagement portion for the case of the module; From the state in which the pair of clips are engaged with the first engaging portion, the second engaging portions of the pair of clips are engaged with the corresponding cases, respectively, and adjacent modules are connected. It is assumed that the engagement of the first engagement portion is released when the connected modules are separated by a predetermined force.
  • connection structure adjacent modules can be connected and combined with each other with a pair of clips engaged and combined with the first engagement portion. Further, this connected state can be easily released by performing the separation operation on the module. Thereby, replacement of some modules constituting the power storage system can be easily performed.
  • the case of this type of module is thin and fragile. By first disengaging the first engaging portion by the separation operation, the module is connected to the case side of the module when releasing the connection. It is possible to prevent deformation and breakage as much as possible.
  • the formation location of the 1st engaging part interposed between this adjacent module can be comprised as thinly as possible, connecting an adjacent module appropriately by engagement of the 1st engaging part.
  • the urging force of the urging means it is possible to easily adjust the engaging force between the first engaging portions of the pair of clips, that is, the connection strength between adjacent modules.
  • each clip can be smoothly rotated in the direction to release the engagement of the first engagement portion with the inclined surfaces that come into contact with each other by the separation operation.
  • the rotation center in two opposing areas among four areas divided by a virtual first straight line that passes through the rotation center of the clip and a virtual second straight line that intersects the first straight line at the rotation center. While forming the overhanging part that projects from the side, A first engagement portion is formed at each of the edges along the first straight line of the two overhang portions, An elastic piece serving as a biasing means is projected from an edge portion along the second straight line in one of the two overhang portions, The edge portion along the second straight line at the other of the two protruding portions may be a contacted portion with respect to the elastic piece of the other clip forming the pair.
  • the pair of clips may be engaged with the first engagement portion with a spacer interposed between adjacent modules.
  • each of the pair of clips is provided with a clamping portion outside the position where the first engaging portion is engaged in the through hole of the spacer.
  • the second engagement formed on the leg by inserting the leg into the mounting hole of the corresponding module from the state where the clip is attached to the spacer with the spacer sandwiched between the pair of clips.
  • the module can be engaged with the module side and the adjacent modules can be connected with a spacer interposed.
  • the modules constituting the power storage system can be easily and appropriately connected prior to final fixing. Further, by separating the connected modules, the pair of clips engaging the first engaging portion can be separated to separate the modules from each other. This can be done without causing damage.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which adjacent modules are separated from a spacer to which a clip is attached.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the connection structure.
  • 3 (a) and 3 (b) are perspective views of a pair of clips in which the first engaging portion is not engaged, and FIG. 3 (b) shows the pair of clips viewed from a different direction from FIG. 3 (a). It shows. 4 (a) and 4 (b) are perspective views showing a pair of clips engaged with the first engaging portion with the spacers omitted, and FIG. 4 (b) is different from FIG. 4 (a). A pair of such clips is seen from the direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which adjacent modules are separated from a spacer to which a clip is attached.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the connection structure.
  • 3 (a) and 3 (b) are perspective views of a pair of clips in which the first engaging portion is
  • FIG. 5 is a plan view showing a pair of clips engaged with the first engaging portion, omitting the description of the spacers.
  • FIG. 6 shows a pair of clips that are slightly rotated in a direction to release the engagement of the first engaging portion by separating the modules coupled together via the pair of clips, omitting the description of the spacers. It is a top view.
  • FIG. 7 is a plan view of the clip.
  • FIG. 8 is a bottom view of the clip.
  • FIG. 9 is a side view of the clip.
  • FIG. 10 is a side view of the clip viewed from a different direction from FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • the module M has a configuration in which the power storage cells are housed in a flat case Ma in which the wide front surface Mb and the back surface Mc have a substantially rectangular shape.
  • a large diameter round hole Md is formed at each of the four corners of the front surface Mb and the back surface Mc of the case Ma, and a mounting hole Me having a smaller diameter is formed slightly inward of the position where the circular hole Md is formed. Is drilled.
  • adjacent modules M and M are stacked in the vertical direction with the wide surfaces Mb and Mc of the case Ma facing each other and the sides of the wide surfaces Mb and Mc are aligned. Alternatively, they are connected to the left and right in parallel.
  • a spacer S is interposed between the adjacent modules M and M.
  • the spacer S is configured to have an elongated plate shape having a length that fits within the width of the wide surfaces Mb and Mc of the case Ma.
  • One surface of the spacer S is in contact with one of the adjacent modules M and M, and the other surface is in contact with the other of the adjacent modules M and M, so that a gap corresponding to the thickness of the spacer S is between the adjacent modules M and M.
  • bosses Sa projecting in a direction orthogonal to the plate surface of the spacer S are formed on both surfaces of the spacer S.
  • the boss portions Sa are inserted into the two round holes Md, and the spacers S are arranged along the short sides.
  • the boss portion Sa on one side of the spacer S is inserted into one of the round holes Md of the adjacent modules M and M, and the boss portion Sa on the other side of the spacer S is inserted into the other round hole Md of the adjacent modules M and M. It is inserted.
  • the plurality of modules M, M... Connected in this way are finally fixed by bolts (not shown) passed through the round holes Md of the respective modules M and the boss portions Sa of the spacers S.
  • adjacent modules M and M are connected to each other by a pair of clips C and C prior to the main fastening.
  • the pair of clips C and C are configured to engage a first engagement portion 3 described later with the spacer S interposed between adjacent modules M and M interposed therebetween.
  • Each of the pair of clips C and C includes a leg portion 2 that is inserted through the mounting hole Me of the module M on the side opposite to the first engaging portion 3. By inserting the portion 2 into the mounting hole Me of the corresponding module M, the second engagement portion 4 described later formed in the leg portion 2 is engaged with the module M side, and the adjacent modules M and M are separated by the spacer S. It is made to connect in the state which intervened.
  • a through hole Sb for accommodating the formation position of the first engagement portion 3 of the clip C is formed between the pair of bosses Sa and Sa in the spacer S.
  • the spacer S is clamped by engaging the first engagement portion 3 in the through hole Sb.
  • a clamping part 1g that does not enter the through hole Sb is formed outside the formation position of the first engagement part 3 in the clip C, and the clamping part 1g with which the pair of clips C and C is applied.
  • the spacer S is sandwiched between them.
  • the adjacent modules M and M can be connected and combined with the pair of clips C and C that are combined by engaging the first engagement portion 3. Further, this connected state can be easily released by operating the module M to be separated. Thereby, replacement
  • the second engaging portions 4 in the pair of clips C and C are respectively formed on the leg portions 2 that are inserted into the mounting holes Me of the case Ma.
  • the pair of clips C and C are centered on the leg portion 2, in other words, the first engagement with the mounting hole Me as a bearing. It rotates so as to release the engagement of the portion 3.
  • the adjacent modules M and M are interposed between the adjacent modules M and M while being appropriately connected by the engagement of the first engagement portion 3.
  • the first engagement portion 3 can be formed as thin as possible. Further, by changing the urging force of the urging means 5, the engagement force between the first engagement portions 3 of the pair of clips C, C, that is, the strength of the connection between the adjacent modules M, M can be easily adjusted. can do.
  • each of the clips C can be smoothly rotated in the direction in which the first engagement portion 3 is disengaged with the inclined surfaces 3a that come into contact with each other by the separation operation.
  • the leg 2 is configured such that, on the back surface 1b of the head 1, one end is integrally connected to the center of the head 1 and protrudes in a direction perpendicular to the back 1b.
  • the leg 2 has a thickness that allows the leg 2 to be inserted into the mounting hole Me, and the head 1 has a size that does not enter the mounting hole Me.
  • the head 1 is generally plate-shaped and is formed so that the plate surface is arranged in a direction perpendicular to the central axis x of the leg 2.
  • the leg 2 is configured as a cylindrical body with the other end closed. Second engaging portions 4 are formed at opposing positions across the center axis x of the leg portion 2.
  • Each of the second engaging portions 4 has two split grooves 2a, 2a along the central axis x of the leg portion 2, and the central axis x extending between the groove ends on the head 1 side in the two split grooves 2a, 2a. Is formed by forming a bulging portion on the outer surface portion of the elastic piece 2c divided by the split groove 2b oriented in a direction perpendicular to the vertical direction.
  • the second engaging portion 4 has an engaging surface 4a facing the head 1 side, and an inclined surface 4c between the base portion of the elastic piece 2c and its top portion 4b. The distance between the top portions 4b of the pair of second engaging portions 4, 4 is slightly larger than the hole diameter of the mounting hole Me.
  • the distance between the engagement surface 4a and the back surface 1b of the head 1 is substantially the same as or slightly larger than the thickness of the case Ma of the module M. Accordingly, in this embodiment, the insertion of the leg portion 2 of the clip C from the outside of the case Ma into the mounting hole Me of the case Ma of the module M is performed on the inclined surface 4c toward the mounting hole Me.
  • the elastic piece 2c is allowed to be bent due to the sliding contact, and the elastic piece 2c at the insertion end position where the top portion 4b of the second engaging portion 4 enters the hole edge of the mounting hole Me inside the case Ma.
  • the clip C is engaged with the module M by sandwiching the case Ma from the inside and outside between the second engaging portion 4 and the head 1 by the bending back.
  • the head 1 includes a central portion 1c formed in a virtual first circle (not shown) and overhang portions 1d formed on both sides in the diameter direction of the central portion 1c.
  • the outer edge 1e of the projecting portion 1d is along an arc of a virtual second circle r having a diameter larger than that of the first circle.
  • An arc of a virtual third circle r ′ having a diameter larger than that of the first circle and smaller than that of the second circle r is formed on the surface portion of the projecting portion 1d constituting the surface 1a of the head 1.
  • Ribs 1f are formed.
  • the virtual third circle r ′ is substantially equal to the hole diameter of the through hole Sb of the spacer S, and the head 1 is allowed to enter the inside of the through hole Sb including the rib 1f. ing. Between the rib 1f and the outer edge 1e in the projecting portion 1d is the clamping portion 1g. An elongated hole 1h is formed in the central portion 1c, and the elongated hole 1h communicates with the inside of the leg portion 2 at the central portion.
  • the projecting portion 1d is formed by a rotation center of the clip C, that is, a virtual first straight line L passing through the center of the center portion 1c and a virtual second straight line L ′ that intersects the first straight line L at the rotation center. It is formed so as to project from the rotation center side, that is, from the central portion 1c, in two opposed regions of the divided four regions.
  • the 1st engaging part 3 is each formed in the edge part 1i along the said 1st straight line L of the two overhang
  • An elastic piece 5a serving as the urging means 5 is projected from the edge 1j along the second straight line L 'in one of the two overhanging portions 1d,
  • An edge portion 1j along the second straight line L ′ at the other of the two overhanging portions 1d serves as a contacted portion 6 with respect to the elastic piece 5a of the other clip C forming a pair.
  • the first engaging portion 3 is configured to have a claw shape protruding from the edge portion 1i along the arc of the virtual third circle r '.
  • the first engagement portion 3 is continuous with the rib 1f.
  • the first engaging portion 3 has a surface portion forming a part of the surface 1a of the head portion 1 as a surface orthogonal to the central axis x of the leg portion 2, and a surface on the opposite side as the inclined surface 3a.
  • the thickness dimension is made smaller toward the protruding end.
  • the elastic piece 5a has a bent portion between an outer arm portion 5b protruding from the edge portion 1j along the arc of the virtual second circle r and an end portion of the outer arm portion 5b.
  • An inner arm portion 5c extending toward the center portion 1c and a rod-like contact portion 5d protruding from the surface portion at the end of the inner arm portion 5c in a direction along the central axis x are provided.
  • the elastic piece 5a has a front surface portion constituting the front surface 1a of the head 1 and a back surface portion constituting the back surface 1b.
  • the rod-shaped contact portion 5d of the elastic piece 5a and the edge portion 1i where the first engagement portion 3 is formed in the overhanging portion 1d not provided with the elastic piece 5a The distance d1 between the first engagement portion 3 and the contacted portion 6 in the overhanging portion 1d not provided with the elastic piece 5a is substantially equal to the distance d2 between the protruding portion 1d and the contacted portion 6. Yes. Further, the distance between the abutted portion 6 in the overhanging portion 1d not provided with the elastic piece 5a and the edge portion 1i where the first engaging portion 3 is formed in the overhanging portion 1d provided with the elastic piece 5a. d3 substantially coincides with the distance d4 between the rod-like contact portion 5d of the elastic piece 5a and the protruding end of the first engaging portion 3 in the overhanging portion 1d provided with the elastic piece 5a. Yes. (Fig. 8)
  • the formation side of one first engagement portion 3 of the pair of clips C and C is abutted with the formation side of the other first engagement portion 3, and the elastic piece
  • the first engagement portion 3 of the other clip C enters the lower portion of the first engagement portion 3 of the other clip C while the elastic member 5a is brought into contact with the contacted portion 6 and is elastically deformed.
  • the respective clips C are slightly rotated so that the respective first engaging portions 3 enter the corresponding first engaging portions 3 and engage with each other. Be able to. (FIG. 4 (a) (b), FIG. 5)
  • the coupling structure can be configured by combining two clips C of the same size and shape.
  • each clip C When the separation operation is performed from the state in which the adjacent modules M and M are connected by the clip C (FIG. 5), the elastic piece 5a is elastically deformed by the inclined surface 3a with which the first engagement portion 3 contacts.
  • Each clip C is rotated in the direction in which the engagement of the one engagement portion 3 is released.
  • FIG. 6 Specifically, when this separation operation is performed, each clip C rotates in the direction opposite to the other clip C with the base of the leg 2 in the mounting hole Me as a shaft and the mounting hole Me as a bearing. Move.
  • the clip C is rotated from below the first engaging portion 3 of one of the two clips C to the rotating position where the other first engaging portion 3 is pulled out, the first engaging portion 3 is disengaged.

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Abstract

 蓄電体セルをケースに納めてなるモジュールを連結させて蓄電システムを構成させる構造である。対をなす他方のクリップに対する第一係合部と、モジュールのケースに対する第二係合部とを備えた一対のクリップを備えている。第一係合部をもって一対のクリップを係合させた状態からこの一対のクリップの第二係合部をそれぞれ対応する前記ケースに係合させて隣り合うモジュールを連結させるようになっていると共に、連結させたモジュールを所定の力で離隔操作したときに、第一係合部の係合が解除されるようになっている。

Description

連結構造
 この発明は、ハイブリッドカーや電気自動車などの蓄電システムを構成するモジュールを連結させるための連結構造に関する。
 ハイブリッドカーや電気自動車などの蓄電システムは、畜電体セルを納めてなるモジュールの集合から構成される。集められたモジュールは最終的には各モジュールにボルトを通すなどして固定されるが、最終的な固定に先立って隣り合うモジュール同士を連結させることが求められるところである。
 畜電体セルを収容する枠体(モジュール)を各枠体の嵌合突部を嵌合凹部にはめ込んで連結させるものとして特許文献1に示されるものがある。各モジュール間にスペーサを介在させてクリアランスを形成させるものとして特許文献2に示されるものもあるが、前記の最終的な固定に先立つモジュール同士の連結は考慮されていない。
特開2005-268004号公報 特開2006-147531号公報
 この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のモジュール同士を、最終的な固定に先立ち、第一に、容易且つ適切に連結できるようにし、第二に、この連結の解除もモジュール側に変形や破損を生じさせることなく容易になし得るようにする点にある。
 前記課題を達成するために、この発明にあっては、連結構造を、蓄電体セルをケースに納めてなるモジュールを連結させて蓄電システムを構成させる構造であって、
 対をなす他方のクリップに対する第一係合部と、モジュールのケースに対する第二係合部とを備えた一対のクリップを備えており、
 第一係合部をもって一対のクリップを係合させた状態からこの一対のクリップの第二係合部をそれぞれ対応する前記ケースに係合させて隣り合うモジュールを連結させるようになっていると共に、
 連結させたモジュールを所定の力で離隔操作したときに、第一係合部の係合が解除されるようになっているものとした。
 かかる連結構造によれば、第一係合部を係合させて組み合わせた一対のクリップをもって、隣り合うモジュールを連結させ合わせることができる。また、この連結状態をモジュールを前記離隔操作することで容易に解除することができる。これにより、蓄電システムを構成する一部のモジュールの交換などを容易に行うことができる。また、この種のモジュールのケースは薄く脆弱であるところ、前記離隔操作により第一係合部の係合が先ず解かれるようにしておくことで、モジュール同士の連結を解除にあたりモジュールのケース側に変形や破損ができるだけ生じないようにすることができる。
 かかる一対のクリップにおける第二係合部をそれぞれ、ケースの取付穴に差し込まれる脚部に形成させ、連結させたモジュールを所定の力で離隔操作したときに、一対のクリップがそれぞれ前記脚部を中心にして第一係合部の係合を解く向きに回動するようにしておくことが好適な態様の一つである。この場合にはさらに、かかる一対のクリップは、一方のクリップの第一係合部と他方のクリップの第一係合部とをクリップの回動軸線方向において重ね合わせて係合させるようにしておくと共に、一対のクリップにそれぞれ、この重ね合わせを維持する向きに他方のクリップを付勢可能とする付勢手段を備えさせるようにすることが好ましい。またこの場合にはさらに、かかる一対のクリップにおける第一係合部はそれぞれ、第二係合部側に向いた傾斜面を備えたものとし、係合状態において互いの傾斜面を接し合わせるようにしておくことが好ましい。
 このようにした場合、隣り合うモジュールを第一係合部の係合により適切に連結させながら、この隣り合うモジュール間に介在される第一係合部の形成箇所をできるだけ薄く構成させることができる。また、前記付勢手段の付勢力を変えることで、一対のクリップの第一係合部同士の係合力、すなわち、隣り合うモジュール同士の連結の強度を容易に調節することができる。また、前記離隔操作によって接し合う傾斜面をもって第一係合部の係合を解く向きにそれぞれのクリップを円滑に回動させることができる。
 前記クリップの回動中心を通る仮想の第一直線とこの回動中心において前記第一直線に交叉する仮想の第二直線とによって区分された四つの領域のうちの対向する二つの領域に前記回動中心側から張り出す張り出し部を形成させると共に、
 二箇所の張り出し部のうちの前記第一直線に沿った縁部にそれぞれ第一係合部を形成させ、
 二箇所の張り出し部の一方における前記第二直線に沿った縁部から付勢手段となる弾性片を突設させ、
 二箇所の張り出し部の他方における前記第二直線に沿った縁部を対をなす他方のクリップの弾性片に対する被当接部とするようにしておくこともある。
 このようにした場合、一対のクリップの一方の第一係合部の形成側と他方の第一係合部の形成側とを突き合わせ、かつ、弾性片を被当接部に当接させてこれを弾性変形させながら一方のクリップの第一係合部下に他方のクリップの第一係合部が入り込むようにし、この後に弾性片の変形を解くことにより、互いのクリップをやや回動させてそれぞれの第一係合部をこれに対応する第一係合部下に入り込ませて係合させることができる。すなわち、このようにした場合、同寸・同形の二つのクリップを組み合わせることによって、連結構造を構成することができる。
 前記一対のクリップが隣り合うモジュール間に介在されるスペーサを挟んで第一係合部を係合させるようにしておくこともある。この場合にはさらに、一対のクリップがそれぞれ、スペーサの貫通穴内で係合し合う第一係合部の形成位置よりも外側に挟持部を備えるようにしておくことが好ましい。
 このようにした場合、一対のクリップ間にスペーサを挟むようにしてクリップをスペーサに取り付けた状態から、前記脚部を対応するモジュールの取付穴に挿通することでこの脚部に形成された第二係合部をもってモジュール側に係合して隣り合うモジュールをスペーサを介在させた状態で連結させることができる。
 この発明によれば、蓄電システムを構成するモジュール同士を、最終的な固定に先立ち、容易且つ適切に連結することができる。また、連結されたモジュールを離隔操作することで第一係合部を係合させ合っている対をなすクリップ同士を分離してモジュール同士を分離できることから、この連結の解除もモジュール側に変形や破損を生じさせることなくなすことができる。
図1は、隣り合うモジュールと、クリップを取り付けたスペーサとを分離させた状態で示した斜視図である。 図2は連結構造の要部断面図である。 図3(a)(b)は第一係合部を係合させていない一対のクリップの斜視図であり、図3(b)は図3(a)と異なる向きからかかる一対のクリップを見て示している。 図4(a)(b)は第一係合部を係合させた一対のクリップをスペーサの記載を省略して示した斜視図であり、図4(b)は図4(a)と異なる向きからかかる一対のクリップを見て示している。 図5は第一係合部を係合させた一対のクリップをスペーサの記載を省略して示した平面図である。 図6は一対のクリップを介して連結され合わせたモジュールを離隔操作することにより第一係合部の係合を解く向きにやや回動された一対のクリップをスペーサの記載を省略して示した平面図である。 図7はクリップの平面図である。 図8はクリップの底面図である。 図9はクリップの側面図である。 図10は図9と異なる向きから見たクリップの側面図である。 図11は図7におけるA-A線断面図である。 図12は図7におけるB-B線断面図である。
 以下、図1~図12に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について説明する。この実施の形態にかかる連結構造は、ハイブリッドカーや電気自動車などの蓄電システム(蓄電ユニットなどとも称される。)を構成するモジュールM(蓄電モジュールなどとも称される。)を連結させるためのものである。かかる蓄電システムは複数のかかるモジュールMを連結させることで構成される。より具体的には、隣り合うモジュールM、M同士をそれぞれ本連結構造によって連結させることで、複数のモジュールM、M…から前記蓄電システムが構成される。各モジュールMはケースMa内に図示しない蓄電体セルを納めて構成される。
 図示の例では、モジュールMは、幅広の前面Mb及び背面Mcを略長方形状とした扁平なケースMa内に蓄電体セルを納めた構成となっている。ケースMaの前面及Mbび背面Mcにはそれぞれ、その四隅に大径の丸穴Mdが形成されていると共に、それぞれ丸穴Mdの形成位置よりもやや内方にはこれより小径の取付穴Meが穿設されている。
 図示の例では隣り合うモジュールM、Mは、そのケースMaの幅広の面Mb、Mc同士を向き合わせ、且つ、この幅広の面Mb、Mcの各辺を揃えた状態で、上下に重ね合わせ状に、あるいは、左右に並列状に、連結されるようになっている。隣り合うモジュールM、M間には、スペーサSが介在される。図示の例では、かかるスペーサSはケースMaの幅広の面Mb、Mcの幅内に納まる長さを備えた細長い板状をなすように構成されている。スペーサSの一面は隣り合うモジュールM、Mの一方に接し、他面は隣り合うモジュールM、Mの他方に接し、これによりかかるスペーサSの厚さ分の空隙が隣り合うモジュールM、M間に形成されるようになっている。スペーサSの両端部にはそれぞれ、スペーサSの両面において、スペーサSの板面に直交する向きに突き出す中空のボス部Saが形成されている。図示の例では、モジュールMの両短辺側においてそれぞれ、二箇所の前記丸穴Mdにボス部Saを挿通してこの短辺に沿ってスペーサSが配されるようになっている。スペーサSの一面側のボス部Saは隣り合うモジュールM、Mの一方の丸穴Mdに挿通され、スペーサSの他面側のボス部Saは隣り合うモジュールM、Mの他方の丸穴Mdに挿通される。このように連結させた複数のモジュールM、M…はそれぞれのモジュールMの丸穴Mdと各スペーサSのボス部Saに通される図示しないボルトによって本止めされる。
 この実施の形態にあっては、一対のクリップC、Cによって、前記本止めに先立ち、隣り合うモジュールM、M同士を連結させるようにしている。かかる一対のクリップC、Cは隣り合うモジュールM、M間に介在される前記スペーサSを挟んで後述の第一係合部3を係合させるようになっている。かかる一対のクリップC、Cはそれぞれ第一係合部3と反対の側にモジュールMの前記取付穴Meに挿通される脚部2を備えており、スペーサSに取り付けられた状態から、かかる脚部2を対応するモジュールMの取付穴Meに挿通することでこの脚部2に形成された後述の第二係合部4をもってモジュールM側に係合して隣り合うモジュールM、MをスペーサSを介在させた状態で連結させるようになっている。
 具体的には、スペーサSにおける一対のボス部Sa、Sa間にはクリップCの第一係合部3の形成箇所を納める貫通穴Sbが形成されており、一対のクリップC、Cはそれぞれこの貫通穴Sb内で第一係合部3を係合させ合わせてスペーサSを挟持している。具体的には、クリップCにおけるこの第一係合部3の形成位置よりも外側には貫通穴Sb内に入り込まない挟持部1gが形成されており、一対のクリップC、Cのかかる挟持部1g間でスペーサSの前記挟持をなすようになっている。
 前記一対のクリップC、Cは、対をなす他方のクリップCに対する第一係合部3と、モジュールMのケースMaに対する第二係合部4とを備えている。そして、第一係合部3をもって一対のクリップC、Cを係合させた状態からこの一対のクリップC、Cの第二係合部4をそれぞれ対応する前記ケースMaに係合させて隣り合うモジュールM、Mを連結させるようになっている。それと共に、連結させたモジュールMを所定の力で離隔操作したときに、第一係合部3の係合が解除されるようになっている。
 これにより、この実施の形態にかかる連結構造によれば、第一係合部3を係合させて組み合わせた一対のクリップC、Cをもって、隣り合うモジュールM、Mを連結させ合わせることができる。また、この連結状態をモジュールMを前記離隔操作することで容易に解除することができる。これにより、蓄電システムを構成する一部のモジュールMの交換などを容易に行うことができる。また、この種のモジュールMのケースMaは薄く脆弱であるところ、前記離隔操作により第一係合部3の係合が先ず解かれるようにしておくことで、モジュールM同士の連結を解除にあたりモジュールMのケースMa側に変形や破損ができるだけ生じないようにすることができる。
 かかる一対のクリップC、Cにおける第二係合部4はそれぞれ、ケースMaの取付穴Meに差し込まれる脚部2に形成されている。そして、連結させたモジュールMを所定の力で離隔操作したときに、一対のクリップC、Cがそれぞれ前記脚部2を中心にして、言い換えれば、前記取付穴Meを軸受けとして、第一係合部3の係合を解く向きに回動するようになっている。
 より具体的には、かかる一対のクリップC、Cは、一方のクリップCの第一係合部3と他方のクリップCの第一係合部3とをクリップCの回動軸線(脚部2の中心軸xと一致)方向において重ね合わせて係合させるようになっていると共に、一対のクリップC、Cはそれぞれ、この重ね合わせを維持する向きに他方のクリップCを付勢可能とする付勢手段5を備えている。また、かかる一対のクリップC、Cにおける第一係合部3はそれぞれ、第二係合部4側に向いた傾斜面3aを備えており、係合状態において互いの傾斜面3aを接し合わせるようになっている。
 これにより、この実施の形態にかかる連結構造にあっては、隣り合うモジュールM、Mを第一係合部3の係合により適切に連結させながら、この隣り合うモジュールM、M間に介在される第一係合部3の形成箇所をできるだけ薄く構成させることができる。また、前記付勢手段5の付勢力を変えることで、一対のクリップC、Cの第一係合部3同士の係合力、すなわち、隣り合うモジュールM、M同士の連結の強度を容易に調節することができる。また、前記離隔操作によって接し合う傾斜面3aをもって第一係合部3の係合を解く向きにそれぞれのクリップCを円滑に回動させることができる。
 この実施の形態にあっては、一対のクリップC、Cは同寸で且つ同形に構成されている。かかるクリップCは、隣り合うモジュールM、M間の空隙、つまり、スペーサSの厚さ内に納まる厚さの頭部1と、脚部2とを備えている。そして、この頭部1に第一係合部3と付勢手段5とが備えられ、脚部2に第二係合手段が備えられている。
 脚部2は、頭部1の背面1bにおいて、この頭部1の中央に一端を一体に連接させてこの背面1bに直交する向きに突き出す軸状をなすように構成されている。脚部2は、前記取付穴Meに挿通可能な太さを持ち、頭部1はこの取付穴Meに入り込まない大きさを備えている。頭部1は概ね板状をなし、脚部2の中心軸xに対し板面を直交する向きに配するように形成されている。図示の例では、脚部2は、他端を閉塞させた円筒体として構成されている。脚部2の中心軸xを挟んだ対向位置にそれぞれ第二係合部4が形成されている。各第二係合部4は、脚部2の中心軸xに沿った二条の割溝2a、2aと、この二条の割溝2a、2aにおける頭部1側の溝端間に亘るこの中心軸xに直交する向きの割溝2bとによって区分された弾性片2cの外面部に膨出部を形成させることで構成されている。かかる第二係合部4は頭部1の側を向いた係合面4aを有すると共に、弾性片2cの基部とその頂部4bとの間を傾斜面4cとしている。一対の第二係合部4、4の頂部4b間の距離は取付穴Meの穴径よりもやや大きくなっている。また、係合面4aと頭部1の背面1bとの間の距離はモジュールMのケースMaの厚さとほぼ同じか、これよりやや大きくなっている。これによりこの実施の形態にあっては、モジュールMのケースMaの取付穴MeへのこのケースMaの外側からのクリップCの脚部2の挿通を、この取付穴Me側への傾斜面4cの摺接に伴う弾性片2cの撓み込みにより許容すると共に、第二係合部4の頂部4bがケースMaの内側の取付穴Meの穴縁より先に入り込んだ挿通終了位置での前記弾性片2cの撓み戻しにより第二係合部4と頭部1との間でケースMaを内外から挟み付けてクリップCがモジュールMに係合されるようになっている。クリップCはかかる撓み込みと撓み戻しとを通じてモジュールMに係合されることから、撓み戻しがあるまでは取付穴Meへの脚部2の挿通に所用の抵抗があり、この抵抗がなくなったときに係合がなされることから、この係合の有無を作業者に明確に認識させることができる。
 頭部1は、仮想の第一円(図示は省略する。)内に形成された中心部1cと、この中心部1cの直径方向両側に形成された張り出し部1dとを備えている。張り出し部1dの外縁1eは前記第一円より直径を大きくする仮想の第二円rの円弧に沿っている。また、頭部1の表面1aを構成する張り出し部1dの表面部には、前記第一円よりは直径を大きくし且つ前記第二円rより直径を小さくする仮想の第三円r’の円弧に沿ったリブ1fが形成されている。この仮想の第三円r’はスペーサSの貫通穴Sbの穴径と略等しく、頭部1はこのリブ1fを含んだこれよりも内側の箇所をかかる貫通穴Sb内に入り込ませるようになっている。この張り出し部1dにおけるリブ1fと外縁1eとの間が前記挟持部1gとなっている。中心部1cには長穴1hが形成されており、この長穴1hはその中央部で脚部2の内部に連通している。
 前記張り出し部1dは、クリップCの回動中心、つまり、前記中心部1cの中心を通る仮想の第一直線Lとこの回動中心において前記第一直線Lに交叉する仮想の第二直線L’とによって区分された四つの領域のうちの対向する二つの領域に前記回動中心側、つまり中心部1cから張り出すように形成されている。
 そして、二箇所の張り出し部1dのうちの前記第一直線Lに沿った縁部1iにそれぞれ第一係合部3が形成され、
 二箇所の張り出し部1dの一方における前記第二直線L’に沿った縁部1jから付勢手段5となる弾性片5aが突設され、
 二箇所の張り出し部1dの他方における前記第二直線L’に沿った縁部1jが対をなす他方のクリップCの弾性片5aに対する被当接部6となっている。
 図示の例では、かかる第一係合部3は、前記仮想の第三円r’の円弧に沿うように前記縁部1iから突き出す爪状をなすように構成されている。また、この第一係合部3は前記リブ1fに連続している。第一係合部3は頭部1の表面1aの一部をなす表面部を前記脚部2の中心軸xに直交する面とし、かつ、これと反対側の面を前記傾斜面3aとしており、その突きだし端に向かうに連れてその厚さ寸法を小さくするように構成されている。
 また、前記弾性片5aは、前記仮想の第二円rの円弧に沿って前記縁部1jから突き出す外側腕部5bと、この外側腕部5bの端部との間に屈曲部を形成して中心部1c側に延びる内側腕部5cと、この内側腕部5cの端部における表面部から前記中心軸xに沿う向きに突き出す棒状当接部5dとを備えている。また、弾性片5aは前記頭部1の表面1aを構成する表面部と裏面1bを構成する裏面部とを有している。そして、この実施の形態にあっては、かかる弾性片5aの棒状当接部5dとこの弾性片5aを備えていない張り出し部1dにおける前記第一係合部3の形成されている縁部1iとの間の距離d1が、この弾性片5aを備えていない張り出し部1dにおける前記第一係合部3の突きだし端と被当接部6との間の距離d2と、略一致するようになっている。また、弾性片5aを備えていない張り出し部1dにおける被当接部6と弾性片5aを備えている張り出し部1dにおける前記第一係合部3の形成されている縁部1iとの間の距離d3が、弾性片5aの棒状当接部5dとこの弾性片5aを備えている張り出し部1dにおける前記第一係合部3の突きだし端との間の距離d4と、略一致するようになっている。(図8)
 これにより、この実施の形態にあっては、一対のクリップC、Cの一方の第一係合部3の形成側と他方の第一係合部3の形成側とを突き合わせ、かつ、弾性片5aを被当接部6に当接させてこれを弾性変形させながら一方のクリップCの第一係合部3下に他方のクリップCの第一係合部3が入り込むようにし、この後に弾性片5aの変形が解かれるようにすることにより、互いのクリップCをやや回動させてそれぞれの第一係合部3をこれに対応する第一係合部3下に入り込ませて係合させることができるようになっている。(図4(a)(b)、図5)すなわち、この実施の形態にあっては、同寸・同形の二つのクリップCを組み合わせることによって、連結構造を構成できるようになっている。
 隣り合うモジュールM、MをかかるクリップCによって連結させた状態から、(図5)前記離隔操作を行うと、第一係合部3の接し合う傾斜面3aにより弾性片5aを弾性変形させながら第一係合部3の係合を解く向きにそれぞれのクリップCは回動される。(図6)具体的には、この離隔操作を行うと各クリップCは前記取付穴Me内にある脚部2の基部を軸としこの取付穴Meを軸受けとして他方のクリップCと逆向きに回動する。二つのクリップCの一方の第一係合部3下から他方の第一係合部3が抜け出した回動位置までクリップCが回動されると第一係合部3の係合は解かれ、二つのクリップCはそれぞれのモジュールMに第二係合部4を係合させた状態のまま分離される。
 2009年12月24日に出願された日本国特願第2009-292022号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (7)

  1.  蓄電体セルをケースに納めてなるモジュールを連結させて蓄電システムを構成させる構造であって、
     対をなす他方のクリップに対する第一係合部と、モジュールのケースに対する第二係合部とを備えた一対のクリップを備えており、
     第一係合部をもって一対のクリップを係合させた状態からこの一対のクリップの第二係合部をそれぞれ対応する前記ケースに係合させて隣り合うモジュールを連結させるようになっていると共に、
     連結させたモジュールを所定の力で離隔操作したときに、第一係合部の係合が解除されるようになっていることを特徴とする連結構造。
  2.  一対のクリップにおける第二係合部はそれぞれ、ケースの取付穴に差し込まれる脚部に形成されていると共に、
     連結させたモジュールを所定の力で離隔操作したときに、一対のクリップがそれぞれ前記脚部を中心にして第一係合部の係合を解く向きに回動するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の連結構造。
  3.  一対のクリップは、一方のクリップの第一係合部と他方のクリップの第一係合部とをクリップの回動軸線方向において重ね合わせて係合させるようになっていると共に、
     一対のクリップはそれぞれ、この重ね合わせを維持する向きに他方のクリップを付勢可能とする付勢手段を備えていることを特徴とする請求項2に記載の連結構造。
  4.  一対のクリップにおける第一係合部はそれぞれ、第二係合部側に向いた傾斜面を備えており、係合状態において互いの傾斜面を接し合わせるようになっていることを特徴とする請求項3に記載の連結構造。
  5.  クリップの回動中心を通る仮想の第一直線とこの回動中心において前記第一直線に交叉する仮想の第二直線とによって区分された四つの領域のうちの対向する二つの領域に前記回動中心側から張り出す張り出し部が形成されていると共に、
     二箇所の張り出し部のうちの前記第一直線に沿った縁部にそれぞれ第一係合部が形成され、
     二箇所の張り出し部の一方における前記第二直線に沿った縁部から付勢手段となる弾性片が突設され、
     二箇所の張り出し部の他方における前記第二直線に沿った縁部が対をなす他方のクリップの弾性片に対する被当接部となっていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の連結構造。
  6.  一対のクリップが隣り合うモジュール間に介在されるスペーサを挟んで第一係合部を係合させるようになっていることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の連結構造。
  7.  一対のクリップがそれぞれ、スペーサの貫通穴内で係合し合う第一係合部の形成位置よりも外側に挟持部を備えていることを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の連結構造。
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