【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池やキャパシタおよびバッテリ等を始めとする車両用電源モジュール構造の改良、特に、車両側電源接続端子との接続を容易化するための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車における主電池および燃料電池装置における回生充電用電池・キャパシタ等では幾つかの電源モジュールを配線して組モジュールとして使用することが多い。
【０００３】
これらの配線作業は各種の電気ケーブルおよび電気コネクタを使用して行われるが、ケーブルやコネクタの配線作業が煩雑であり、また、ケーブルやコネクタの取り回しが不適当であると電気的な短絡が発生する等の不都合が発生する場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するための１つの試みとしては、例えば、特開平５−１５９７６８号のように、電解液を封入した複数のセルを収納するコンテナの内壁に導電板を配備してセル同士を電気的に接続するようにした車両用バッテリが提案されている。
【０００５】
しかし、この車両用バッテリは、セルをコンテナに納めるまでの間はセルの電極それ自体が外部に突出した状態となるため、放置したセルが水濡れしたり、あるいは、セルの側面が車両の板金等に接触したりすると、電気的な短絡等が発生する不都合があり、また、セルの電極が腐食して劣化したりする問題もあった。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を改善し、電気的な接続作業が容易で、しかも、電気的な短絡事故も発生し難い車両用電源モジュール構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用電源モジュール構造は、電源モジュールの下面に車両側電源接続端子の突入を許容する開口部を設け、前記開口部と前記開口部の上方に位置する電源モジュール側電極との間に上下方向の間隙を形成し、この間隙内に、上下方向に弾性変形可能で、且つ、導電性を備えた中継電極を内嵌したことを特徴とする構成を有する。
【０００８】
電源モジュール下面の開口部の位置を車両側電源接続端子の突出位置に合わせて電源モジュールを載置すると、車両側電源接続端子が電源モジュールの下面の開口部から突入し、この開口部と電源モジュール側電極との間の間隙に内嵌された中継電極を上方に押し上げる。そして、上方に押し上げられた中継電極の上端部が開口部の上方に位置する電源モジュール側電極と接触し、電源モジュール側電極，中継電極，車両側電源接続端子が通電する。中継電極は電源モジュール側電極と車両側電源接続端子との間で圧縮されて弾性変形するので、中継電極の上端部を電源モジュール側電極に、また、中継電極の下端部を車両側電源接続端子に確実に圧接して通電状態を保持することができる。
このように、ケーブルやコネクタを用いた配線作業が不要であり、しかも、中継電極は車両用電源モジュールに内装される構造であるため、車両用電源モジュールが単体で放置された際の電気的な短絡等が確実に防止される。
【０００９】
更に、中継電極の自然長を前記開口部と前記電源モジュール側電極との間の離間距離よりも短く形成し、且つ、この中継電極を前記電源モジュール側電極から下方に向けて該中継電極自体の弾性復帰力よりも弱い力で付勢する構成としてもよい。
【００１０】
このような構成を適用すると、中継電極を上方に押し上げようとする力が作用しない状況下、つまり、電源モジュールを単体で放置したような状況下では、中継電極が電源モジュール側電極から下方に向けて付勢され、中継電極の上端部と電源モジュール側電極との間に隙間が生じた状態が保持される。従って、電源モジュールの下部が水没する等して中継電極が水に浸ってしまったような場合であっても、電源モジュール側電極が漏電する心配がない。
【００１１】
また、中継電極には、中継電極の上端部が電源モジュール側電極と接触した状態で電源モジュールの上面に突出する一方、中継電極の上端部が電源モジュール側電極から下方に離間した状態ではモジュールの上面から縮退する接続状態確認フラグを設けることができる。
【００１２】
このような構成を適用すれば、接続状態確認フラグが電源モジュールの上面に突出しているか否かを目視するだけの簡単な作業で、電源モジュール側電極と車両側電源接続端子との接続が正しく行われているか否かを的確に判定することができるようになる。
【００１３】
更に、電源モジュール下面の開口部と、前記上下方向の間隙と、前記中継電極の各々を電源モジュールの正極側と負極側とに設け、正極側の前記開口部と負極側の前記開口部の形状とを異ならせて形成し、前記車両側電源接続端子の各々の形状を正極側の前記開口部の形状と負極側の前記開口部の形状の各々に対応させて形成することも可能である。
【００１４】
車両側電源接続端子の各々の形状と電源モジュール側の開口部の各々の形状とが一対一に対応するので、電源モジュールと車両側電源接続端子との接続に際して電気的な極性を間違えるといった問題が解消され、しかも、車両側電源接続端子と電源モジュールの開口部を位置決め手段として流用することで電源モジュールを適切な位置に載置することができるようになる。
【００１５】
また、電源モジュールの載置位置を規定する溝状の嵌合部を車両側に設け、電源モジュールの開口部および車両側電源接続端子を電源モジュールおよび溝状の嵌合部の中心線から一側にオフセットして配備するようにしてもよい。
【００１６】
車両側に設けられた溝状の嵌合部と電源モジュールの下面形状との対応関係、および、溝状の嵌合部の中心線からオフセットして配備された車両側電源接続端子と電源モジュールの中心線から一側にオフセットして配備された電源モジュール下面の開口部との対応関係によって、電源モジュールを適切な位置に載置することが可能となり、同時に、電源モジュールと車両側電源接続端子との接続に際して電気的な極性を間違えるといった接続ミスも解消される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の幾つかについて詳細に説明する。図１および図２は、本発明を適用した一実施形態の車両用電源モジュール１の内部構造の主要部について示した断面図、また、図３は複数の車両用電源モジュール１を車両側の電源トレイ２上に装着する際の状態を示した斜視図である。
【００１８】
この実施形態の車両用電源モジュール１は、図３に示す通り略直方体状の外観を有し、絶縁性の素材からなるケーシング８の内部には、図１に示されるように、燃料電池あるいはキャパシタもしくは通常のバッテリ等の電力貯蔵部３を備える。
【００１９】
図１に示されるように、車両用電源モジュール１のケーシング８の下面の左端側には、電源トレイ２の上面に突設された車両側電源接続端子４の突入を許容する開口部５が設けられ、この開口部５と該開口部５の上方に位置する電源モジュール側電極６との間に上下方向の間隙７が形成されている。この電源モジュール側電極６は、電力貯蔵部３と電気的に接続され、正または負の何れか一方の極性を帯びている。
【００２０】
上下方向の間隙７は、図１に示される通り、小径部７ａと大径部７ｂ，７ｃとで構成される段付きの柱状空間であり、その内部に、上下方向に弾性変形可能で導電性を備えた中継電極９を上下方向移動自在に備える。
【００２１】
中継電極９は、上下方向に伸縮する導電性のコイルスプリング１０と、コイルスプリング１０の上端部に一体に固着された導電性の第一接点１１、および、コイルスプリング１０の下端部に一体に固着された導電性の第二接点１２とによって主要部を構成され、更に、第一接点１１と第二接点１２との完全な導通を保証する必要上、コイルスプリング１０の内部を通る導線１３によって、第一接点１１の下面と第二接点１２の上面とが電気的に接続されている。
【００２２】
また、第一接点１１の上面側には、絶縁性の素材からなる台座部１４ａとシャフト状の表示部１４ｂとによって一体に形成された接続状態確認フラグ１４が第一接点１１と重合して設けられ、電源モジュール側電極６の下面と台座部１４ａの上面との間で両端を支持されたコイルスプリング１５が介装されている。
【００２３】
コイルスプリング１５は、接続状態確認フラグ１４および中継電極９を電源モジュール側電極６から下方に向けて付勢するための付勢手段である。
【００２４】
また、電源モジュール側電極６とケーシング８の上面には、接続状態確認フラグ１４に設けられたシャフト状の表示部１４ｂを通すための貫通孔１６，１７が穿設され、コイルスプリング１５の付勢力に抗して接続状態確認フラグ１４の台座部１４ａを上方に押し上げることで、接続状態確認フラグ１４のシャフト状の表示部１４ｂをケーシング８の上面に突出させられるようになっている。
【００２５】
外力を受けない中継電極９の自然長、つまり、コイルスプリング１０が弾性変形していない状態での中継電極９の上下方向の長さは、電源モジュール側電極６の下面から開口部５に至る離間距離よりも短く形成され、図１に示されるように、コイルスプリング１５の付勢力で中継電極９が下方に押し下げられて電源モジュール側電極６と第一接点１１との電気的な接続が断たれた状態においても、中継電極９の第二接点１２と開口部５との間に一定の間隔が形成されるようになっている。図１に示される通り、中継電極９の上端部に位置する第一接点１１が電源モジュール側電極６の下方に離間した状態では、接続状態確認フラグ１４のシャフト状の表示部１４ｂはケーシング８の上面から縮退しており、外部からは見えない。
【００２６】
中継電極９のコイルスプリング１０は外力を受けない状態で螺旋間に一定の間隙を有しており、図１に示される自然長の状態から伸長することも、また、縮退することも可能である。
【００２７】
付勢手段として機能するコイルスプリング１５の弾性復帰力（バネ定数）は、中継電極９の一部を構成するコイルスプリング１０の弾性復帰力（バネ定数）よりも小さい。従って、図１に示されるような状態で中継電極９の第二接点１２を下から上に押し上げると、まず、コイルスプリング１５が圧縮されて中継電極９の上端部に位置する第一接点１１が電源モジュール側電極６の下面と接触し、同時に、接続状態確認フラグ１４のシャフト状の表示部１４ｂがケーシング８の上面に突出し、その後で、中継電極９におけるコイルスプリング１０の部分が圧縮されることになる。
【００２８】
更に、車両用電源モジュール１の右端側には、前述の電源モジュール側電極６と逆の極性を有するもう１つの電源モジュール側電極６’が設けられ、この電源モジュール側電極６’に対応して、前記と同様の構成を有する開口部５’と上下方向の間隙７’および中継電極９’と、接続状態確認フラグ１４’ならびに貫通孔１６’，１７’と、付勢手段としてのコイルスプリング１５’が配備されている。
【００２９】
但し、電源モジュール側電極６に対応する開口部５は車両側電源接続端子４の水平断面形状に合わせて矩形状に形成されているのに対し、電源モジュール側電極６’に対応する開口部５’の形状は車両側電源接続端子４’の水平断面形状に合わせて円形状に形成されており、両者の形状は相違する。
【００３０】
開口部５に突入させることができるのは車両側電源接続端子４のみであり、開口部５に車両側電源接続端子４’を突入させることはできない。これと同様、開口部５’に突入させることができるのは車両側電源接続端子４’のみであり、開口部５’に車両側電源接続端子４を突入させることはできない。
【００３１】
ユーザが車両用電源モジュール１の極性を知る必要は必ずしもないが、接続状態確認フラグ１４，１４’の表示部１４ｂ，１４ｂ’の先端部に異なるカラーリングを施すか、あるいは、表示部１４ｂ，１４ｂ’の先端部の形状を変えるようにすれば、車両用電源モジュール１の極性を一目で容易に把握することができるので、メンテナンス等の際に便利である。
【００３２】
図１に示される通り、中継電極９，９’は車両用電源モジュール１のケーシング８に完全に内装された構造であるため、中継電極９，９’が車両の板金部分等を始めとする外部の導電体と接触して短絡する心配がなく、また、車両用電源モジュール１を単体で放置した状態では、中継電極９，９’の第二接点１２，１２’と開口部５，５’との間に一定の間隔が形成されるので、車両用電源モジュール１を濡れた地面等に置いた場合であっても、第二接点１２，１２’等が水に濡れて腐食する心配もない。
【００３３】
また、仮に、何等かの理由で中継電極９，９’の部分が完全に水没してしまったような場合であっても、第一接点１１，１１’と電源モジュール側電極６，６’との電気的な接続は完全に断たれているため、漏電等の問題が発生する可能性は全くない。
【００３４】
この車両用電源モジュール１を車両側の電源トレイ２に装着する際には、図３に示されるように、ケーシング８の下面の開口部５を車両側電源接続端子４の位置に、また、ケーシング８の下面の開口部５’を車両側電源接続端子４’の位置に合わせ、開口部５，５’に電源トレイ２側の車両側電源接続端子４，４’を突入させる。
【００３５】
前述した通り、開口部５に突入させることができるのは車両側電源接続端子４のみ、また、開口部５’に突入させることができるのは車両側電源接続端子４’のみであるから、車両用電源モジュール１を電源トレイ２に装着する際に極性を誤って電気的な接続が行われるといった心配は一切ない。
【００３６】
また、車両用電源モジュール１の開口部５，５’と車両側電源接続端子４，４’との係合関係によって、電源トレイ２上における車両用電源モジュール１の取り付け位置が図３に破線で示す如く一義的に特定されるので、他の位置決め手段等を併用しなくても車両用電源モジュール１の取り付け位置を的確に規制することができるといったメリットがある。
【００３７】
ケーシング８の下面の開口部５，５’に車両側電源接続端子４，４’を突入させて電源トレイ２上に車両用電源モジュール１を載置したときの車両用電源モジュール１の内部の状態を図２の断面図に示す。
【００３８】
図２に示されるようにして車両用電源モジュール１を電源トレイ２上に載置すると、車両用電源モジュール１の下面の開口部５，５’から突入した車両側電源接続端子４，４’が中継電極９，９’の下端部に位置する第二接点１２，１２’を上方に押し上げる。そして、更に、コイルスプリング１０，１０’を介して第一接点１１，１１’が上方に押し上げられて、第一接点１１，１１’の上面が電源モジュール側電極６，６’の下面と接触する。
【００３９】
この結果、車両側電源接続端子４は、中継電極９の第二接点１２，導線１３およびコイルスプリング１０，第一接点１１を介して電源モジュール側電極６に導通し、また、車両側電源接続端子４’は、中継電極９’の第二接点１２’，導線１３’およびコイルスプリング１０’，第一接点１１’を介して電源モジュール側電極６’に導通する。
【００４０】
前述した通り、コイルスプリング１５，１５’の弾性復帰力（バネ定数）は、中継電極９，９’の一部を構成するコイルスプリング１０，１０’の弾性復帰力（バネ定数）よりも小さい。従って、車両側電源接続端子４，４’が中継電極９，９’を上方に押し上げてコイルスプリング１０，１０’に力が伝達された段階で直ちにコイルスプリング１５，１５’が圧縮され、下面側を第一接点１１，１１’で押圧された接続状態確認フラグ１４，１４’が上方に移動して、接続状態確認フラグ１４，１４’のシャフト状の表示部１４ｂ，１４ｂ’をケーシング８の上面に突出させる。
【００４１】
これにより、車両側電源接続端子４と電源モジュール側電極６とが電気的に接続されたこと、および、車両側電源接続端子４’と電源モジュール側電極６’とが電気的に接続されたことがユーザに可視表示される。
【００４２】
そして、開口部５，５’から突入した車両側電源接続端子４，４’によって中継電極９，９’が更に上方に押し上げられると、電源モジュール側電極６，６’との当接によって上方への移動を阻害された中継電極９，９’のコイルスプリング１０，１０’が圧縮されて弾性変形し、車両側電源接続端子４，４’の更なる突入を許容する。最終的には、図２に示されるようにして車両用電源モジュール１の下面が電源トレイ２の上面と完全に密着するまで、車両用電源モジュール１の開口部５，５’に対する車両側電源接続端子４，４’の突入が許容されることになる。
【００４３】
中継電極９，９’はコイルスプリング１０，１０’の部分を強制的に圧縮され、その弾性復帰力によって第一接点１１，１１’を電源モジュール側電極６，６’に強く圧接させ、同時に、第二接点１２，１２’を車両側電源接続端子４，４’に強く圧接させるので、電源モジュール側電極６と車両側電源接続端子４、および、電源モジュール側電極６’と車両側電源接続端子４’との電気的な接続状態を確実に保証することができる。
【００４４】
また、仮に、車両用電源モジュール１の下面と電源トレイ２との間に異物を挟み込む等して車両側電源接続端子４，４’が車両用電源モジュール１の開口部５，５’に十分に突入せず、電気的な接続が適切に行われないような場合には、接続状態確認フラグ１４，１４’の表示部１４ｂ，１４ｂ’がケーシング８の上面から十分に突出しなくなるので、ユーザは、電気的な接続に不良が生じていることを容易に把握することができる。
【００４５】
図１〜図３で例示した実施形態では、車両用電源モジュール１の下面に設けられた開口部５，５’と電源トレイ２側に突設された車両側電源接続端子４，４’の形状および大きさの対応関係によって電源トレイ２上での車両用電源モジュール１の取り付け位置と電気的な接続の極性を特定するように構成したが、図４に示されるように、車両用電源モジュール１の下面の形状に合わせた溝状の嵌合部１８を電源トレイ２側に設け、その中心線から一側にオフセットして車両側電源接続端子４，４’を突設し、この車両側電源接続端子４，４’の位置に対応させて車両用電源モジュール１側に開口部５，５’を設けるようにしてもよい。
【００４６】
このような構成を適用した場合、溝状の嵌合部１８と車両用電源モジュール１との形状の対応関係から電源トレイ２に対する車両用電源モジュール１の取り付け姿勢が２つの態様に制限され、更に、車両側電源接続端子４，４’と開口部５，５’との位置の対応関係から、最終的に、電源トレイ２に対する車両用電源モジュール１の取り付け姿勢が１つの態様に特定されるので、図１〜図３で示した実施形態の場合と同様、電源トレイ２上での車両用電源モジュール１の取り付け位置と電気的な接続の極性を的確に規制することができる。
【００４７】
何れの実施形態においても、車両側電源接続端子４，４’に先細りのテーパを形成することで車両側電源接続端子４，４’に対する開口部５，５’の位置決めや嵌合操作を容易に行うことが可能である。
この場合、車両側電源接続端子４，４’に対する開口部５，５’の嵌合を容易とするため、車両側電源接続端子４，４’の最先端部の外径を開口部５，５’の内径よりも小さくすることは自明であるが、更に、開口部５，５’に対する車両側電源接続端子４，４’の喰い付きを防止するため、車両側電源接続端子４，４’の基部の外径も、開口部５，５’の内径と同等あるいはそれ以下とすることが望ましい。
【００４８】
電源トレイ２上における車両用電源モジュール１の飛び跳ね等を防止するために金属ベルト等を用いて車両用電源モジュール１を電源トレイ２上に固定するといったことは慣用の技術である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の車両用電源モジュール構造は、電源モジュール下面の開口部から車両側電源接続端子を突入させて上下方向に弾性変形可能な中継電極を上方に押し上げて電源モジュール側電極と接触させることで中継電極を介して電源モジュール側電極と車両側電源接続端子とを通電させるようにしたので、ケーブルやコネクタを用いた配線作業は一切不要であり、しかも、中継電極が車両用電源モジュールに内装された構造であるため、車両用電源モジュールを単体で放置したような場合であっても、外部電極の接触等による電気的な短絡事故を確実に防止することができる。
また、中継電極が圧縮されて弾性変形した状態で電源モジュール側電極と車両側電源接続端子に接触するので、車両に振動が発生したような場合であっても電源モジュール側電極と車両側電源接続端子との電気的な接続状態を確実に保証することができる。
【００５０】
更に、中継電極の自然長を開口部と電源モジュール側電極との間の離間距離よりも短く形成し、中継電極を電源モジュール側電極から下方に向けて中継電極自体の弾性復帰力よりも弱い力で付勢するようにしたので、車両用電源モジュールを車両に積載していない状況下では中継電極の上端部と電源モジュール側電極との間に隙間を形成して中継電極と電源モジュール側電極とを電気的に絶縁することができる。従って、仮に、電源モジュールの下部が水没する等して中継電極が水に浸ってしまったような場合であっても、電源モジュール側電極が漏電する心配は全くない。
【００５１】
しかも、中継電極には、中継電極が電源モジュール側電極と接触した状態で電源モジュールの上面に突出する一方、中継電極が電源モジュール側電極から離間した状態でモジュールの上面から縮退する接続状態確認フラグを設けるようにしたので、接続状態確認フラグの突出状態を確認するだけの簡単な作業で、電源モジュール側電極と車両側電源接続端子との接続が正しく行われているか否かを的確に判定することができる。
【００５２】
更に、車両側電源接続端子の各々の形状と車両用電源モジュール下面の各開口部の形状とを対応させて形成しているので、車両側電源接続端子と電源モジュールの開口部を位置決め手段として電源モジュールを適切な位置に載置することができ、電源モジュールと車両側電源接続端子との接続に際して電気的な極性を間違えるといった問題も解消することができる。
【００５３】
また、車両側電源接続端子の各々の形状と車両用電源モジュール下面の各開口部の形状を同一仕様とする場合には、電源モジュールの載置位置を規定する溝状の嵌合部を車両側に設け、電源モジュールの開口部および車両側電源接続端子を電源モジュールおよび溝状の嵌合部の中心線から一側にオフセットして配備するように構成しているので、車両側に設けられた溝状の嵌合部と電源モジュールの下面形状との対応関係、および、溝状の嵌合部の中心線からオフセットして配備された車両側電源接続端子と電源モジュールの中心線から一側にオフセットして配備された電源モジュール下面の開口部との対応関係によって、前記と同様、電源モジュールを適切な位置に載置することが可能であり、同時に、電源モジュールと車両側電源接続端子との接続に際して電気的な極性を間違えるといった接続ミスが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施形態の車両用電源モジュールの内部構造の主要部について示した断面図である（非装着状態）。
【図２】同実施形態の車両用電源モジュールの内部構造の主要部について示した断面図である（装着状態）。
【図３】複数の車両用電源モジュールを車両側の電源トレイに装着する際の状態を示した斜視図である。
【図４】車両用電源モジュールの取り付け位置を特定するための別の構成例について示した斜視図である。
【符号の説明】
１ 車両用電源モジュール
２ 電源トレイ
３ 電力貯蔵部
４，４’ 車両側電源接続端子
５，５’ 開口部
６，６’ 電源モジュール側電極
７，７’ 上下方向の間隙
７ａ 小径部
７ｂ，７ｃ 大径部
８ ケーシング
９，９’ 中継電極
１０，１０’ コイルスプリング
１１，１１’ 第一接点
１２，１２’ 第二接点
１３，１３’ 導線
１４，１４’ 接続状態確認フラグ
１４ａ，１４ａ’ 台座部
１４ｂ，１４ｂ’ 表示部
１５，１５’ コイルスプリング（付勢手段）
１６，１６’ 貫通孔
１７，１７’ 貫通孔
１８ 溝状の嵌合部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a vehicle power supply module structure including a fuel cell, a capacitor, a battery, and the like, and more particularly, to an improvement in facilitating connection with a vehicle-side power supply connection terminal.
[0002]
[Prior art]
In a main battery of an electric vehicle and a battery / capacitor for regenerative charging in a fuel cell device, several power supply modules are often wired and used as a set module.
[0003]
These wiring operations are performed using various electrical cables and electrical connectors. Wiring operations for cables and connectors are complicated, and improper routing of cables and connectors may cause electrical short circuits. Inconveniences such as doing so may occur.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As one attempt to solve such a problem, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-159768, a conductive plate is provided on the inner wall of a container for accommodating a plurality of cells in which an electrolyte is sealed, and the cells are connected to each other. There has been proposed a vehicular battery that is electrically connected to a vehicle.
[0005]
However, in this vehicle battery, the cell electrode itself protrudes to the outside until the cell is placed in the container, so that the left cell becomes wet or the side surface of the cell becomes a sheet metal of the vehicle. In such a case, there is a problem that an electric short circuit occurs or the like, and there is also a problem that the electrode of the cell is corroded and deteriorated.
[0006]
[Object of the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply module structure in which the disadvantages of the prior art are improved, an electrical connection operation is easy, and an electrical short circuit accident is unlikely to occur.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle power supply module structure of the present invention is provided with an opening that allows the vehicle-side power supply connection terminal to enter the lower surface of the power supply module, and between the opening and the power supply module-side electrode located above the opening. A vertical gap is formed, and a relay electrode that is elastically deformable in the vertical direction and has electrical conductivity is fitted in the gap.
[0008]
When the power supply module is placed with the position of the opening on the lower surface of the power supply module aligned with the projecting position of the power supply terminal on the vehicle side, the power supply connection terminal on the vehicle enters through the opening on the lower surface of the power supply module, and this opening and the power supply module The relay electrode fitted in the gap between the side electrodes is pushed up. Then, the upper end of the relay electrode pushed upward contacts the power supply module side electrode located above the opening, and the power supply module side electrode, the relay electrode, and the vehicle side power supply connection terminal conduct electricity. Since the relay electrode is compressed and elastically deformed between the power supply module side electrode and the vehicle side power supply connection terminal, the upper end of the relay electrode is connected to the power supply side electrode, and the lower end of the relay electrode is connected to the vehicle side power supply connection terminal. And the energized state can be maintained.
As described above, wiring work using cables and connectors is unnecessary, and since the relay electrode is structured to be installed inside the vehicle power supply module, the electric power when the vehicle power supply module is left alone is eliminated. Short circuits and the like are reliably prevented.
[0009]
Further, the natural length of the relay electrode is formed to be shorter than the separation distance between the opening and the power supply module side electrode, and the relay electrode is turned downward from the power supply module side electrode. It may be configured to urge with a force weaker than the elastic return force.
[0010]
When such a configuration is applied, the relay electrode is directed downward from the power supply module side electrode in a situation where a force for pushing up the relay electrode does not act, that is, in a situation where the power supply module is left alone. And the gap is maintained between the upper end of the relay electrode and the power supply module side electrode. Therefore, even when the lower part of the power supply module is submerged and the relay electrode is immersed in water, there is no fear that the power supply module side electrode leaks.
[0011]
Also, the relay electrode protrudes from the upper surface of the power supply module in a state where the upper end of the relay electrode is in contact with the power supply module-side electrode, while the upper end of the relay electrode protrudes downward from the power supply module-side electrode. A connection state confirmation flag that degenerates from the upper surface can be provided.
[0012]
By applying such a configuration, the connection between the power supply module side electrode and the vehicle side power supply connection terminal can be correctly performed with a simple operation merely by visually checking whether or not the connection state check flag protrudes from the upper surface of the power supply module. It is possible to accurately determine whether or not the operation has been performed.
[0013]
Further, an opening on the lower surface of the power supply module, the gap in the vertical direction, and each of the relay electrodes are provided on the positive electrode side and the negative electrode side of the power supply module, and the shapes of the opening on the positive electrode side and the opening on the negative electrode side And the shape of each of the vehicle-side power supply connection terminals may be formed corresponding to each of the shape of the opening on the positive electrode side and the shape of the opening on the negative electrode side.
[0014]
Since each shape of the vehicle-side power supply connection terminal and each shape of the opening on the power supply module correspond one-to-one, there is a problem that the electrical polarity is wrong when the power supply module is connected to the vehicle-side power supply connection terminal. The power supply module can be mounted at an appropriate position by using the vehicle-side power supply connection terminal and the opening of the power supply module as positioning means.
[0015]
In addition, a groove-shaped fitting portion that defines the mounting position of the power supply module is provided on the vehicle side, and the opening of the power supply module and the vehicle-side power supply connection terminal are located on one side from the center line of the power supply module and the groove-shaped fitting portion. It may be arranged so as to be offset to the location.
[0016]
Correspondence relationship between the groove-shaped fitting portion provided on the vehicle side and the lower surface shape of the power supply module, and the vehicle-side power supply connection terminal and the power supply module arranged offset from the center line of the groove-shaped fitting portion. The power supply module can be placed at an appropriate position by the correspondence relationship with the opening on the lower surface of the power supply module arranged offset to one side from the center line, and at the same time, the power supply module and the vehicle-side power supply connection terminal A connection error, such as a wrong electrical polarity in the connection, is also eliminated.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views showing a main part of an internal structure of a vehicle power supply module 1 according to an embodiment to which the present invention is applied. FIG. 3 is a diagram illustrating a plurality of vehicle power supply modules 1 connected to a vehicle-side power supply. FIG. 4 is a perspective view showing a state when the apparatus is mounted on a tray 2.
[0018]
The vehicle power supply module 1 of this embodiment has a substantially rectangular parallelepiped appearance as shown in FIG. 3, and a fuel cell or a capacitor as shown in FIG. Alternatively, a power storage unit 3 such as a normal battery is provided.
[0019]
As shown in FIG. 1, an opening 5 is provided on the left end side of the lower surface of the casing 8 of the vehicle power supply module 1 to allow the vehicle-side power supply connection terminal 4 protruding from the upper surface of the power supply tray 2 to enter. A vertical gap 7 is formed between the opening 5 and the power supply module side electrode 6 located above the opening 5. The power supply module side electrode 6 is electrically connected to the power storage unit 3 and has one of positive and negative polarities.
[0020]
As shown in FIG. 1, the vertical gap 7 is a stepped columnar space formed by a small-diameter portion 7a and large-diameter portions 7b, 7c. Is provided so as to be vertically movable.
[0021]
The relay electrode 9 includes a conductive coil spring 10 that expands and contracts in the vertical direction, a conductive first contact 11 that is integrally fixed to an upper end of the coil spring 10, and an integrally fixed lower end of the coil spring 10. The main part is constituted by the electrically conductive second contact 12, and furthermore, by the conducting wire 13 passing through the inside of the coil spring 10, in order to guarantee complete conduction between the first contact 11 and the second contact 12. The lower surface of the first contact 11 and the upper surface of the second contact 12 are electrically connected.
[0022]
On the upper surface side of the first contact 11, a connection state confirmation flag 14 integrally formed by a pedestal portion 14a made of an insulating material and a shaft-shaped display portion 14b is provided so as to overlap the first contact 11. A coil spring 15 supported at both ends is interposed between the lower surface of the power supply module side electrode 6 and the upper surface of the pedestal portion 14a.
[0023]
The coil spring 15 is urging means for urging the connection state confirmation flag 14 and the relay electrode 9 downward from the power supply module side electrode 6.
[0024]
Further, through holes 16, 17 for passing a shaft-shaped display portion 14 b provided on the connection state confirmation flag 14 are formed in the upper surface of the power supply module side electrode 6 and the upper surface of the casing 8, and the urging force of the coil spring 15 is provided. By pushing up the pedestal portion 14a of the connection state confirmation flag 14 upwardly, the shaft-shaped display portion 14b of the connection state confirmation flag 14 can be protruded from the upper surface of the casing 8.
[0025]
The natural length of the relay electrode 9 that is not subjected to an external force, that is, the vertical length of the relay electrode 9 in a state where the coil spring 10 is not elastically deformed is a distance from the lower surface of the power supply module side electrode 6 to the opening 5. As shown in FIG. 1, the relay electrode 9 is pushed down by the urging force of the coil spring 15, and the electrical connection between the power supply module side electrode 6 and the first contact 11 is cut off, as shown in FIG. Even in the closed state, a constant interval is formed between the second contact 12 of the relay electrode 9 and the opening 5. As shown in FIG. 1, when the first contact point 11 located at the upper end of the relay electrode 9 is separated below the power supply module side electrode 6, the shaft-shaped display portion 14 b of the connection state confirmation flag 14 is It is degenerated from the upper surface and cannot be seen from the outside.
[0026]
The coil spring 10 of the relay electrode 9 has a certain gap between the spirals without receiving any external force, and can extend or contract from the natural length state shown in FIG. .
[0027]
The elastic return force (spring constant) of the coil spring 15 functioning as the urging means is smaller than the elastic return force (spring constant) of the coil spring 10 forming a part of the relay electrode 9. Therefore, when the second contact 12 of the relay electrode 9 is pushed up from below in the state as shown in FIG. 1, first, the coil spring 15 is compressed and the first contact 11 located at the upper end of the relay electrode 9 is moved. The lower surface of the power supply module side electrode 6 is brought into contact, and at the same time, the shaft-shaped display portion 14b of the connection state confirmation flag 14 protrudes from the upper surface of the casing 8, and thereafter, the portion of the coil spring 10 in the relay electrode 9 is compressed. become.
[0028]
Further, on the right end side of the vehicle power supply module 1, another power supply module side electrode 6 ′ having a polarity opposite to that of the above power supply module side electrode 6 is provided, and corresponding to the power supply module side electrode 6 ′. The opening 5 'having the same configuration as the above, the vertical gap 7' and the relay electrode 9 ', the connection state confirmation flag 14' and the through holes 16 'and 17', and the coil spring 15 as urging means 'Has been deployed.
[0029]
However, while the opening 5 corresponding to the power supply module side electrode 6 is formed in a rectangular shape in accordance with the horizontal cross-sectional shape of the vehicle side power supply connection terminal 4, the opening 5 corresponding to the power supply module side electrode 6 'is formed. The shape of 'is circular in conformity with the horizontal cross-sectional shape of the vehicle-side power supply connection terminal 4', and the shapes of both are different.
[0030]
Only the vehicle-side power supply connection terminal 4 can protrude into the opening 5, and the vehicle-side power supply connection terminal 4 ′ cannot protrude into the opening 5. Similarly, only the vehicle-side power supply connection terminal 4 'can protrude into the opening 5', and the vehicle-side power supply connection terminal 4 cannot protrude into the opening 5 '.
[0031]
It is not necessary for the user to know the polarity of the power supply module 1 for the vehicle, but a different coloring is applied to the tip of the display portions 14b, 14b 'of the connection state confirmation flags 14, 14', or the display portions 14b, 14b By changing the shape of the tip of ', the polarity of the vehicle power supply module 1 can be easily grasped at a glance, which is convenient for maintenance or the like.
[0032]
As shown in FIG. 1, the relay electrodes 9 and 9 ′ have a structure completely housed in the casing 8 of the vehicle power supply module 1. When the vehicle power supply module 1 is left alone, the second contacts 12, 12 'of the relay electrodes 9, 9' and the openings 5, 5 ' Thus, even when the vehicle power supply module 1 is placed on wet ground or the like, there is no concern that the second contacts 12, 12 'and the like are wet and corroded.
[0033]
Further, even if the relay electrodes 9, 9 'are completely submerged for some reason, the first contacts 11, 11' and the power supply module side electrodes 6, 6 'are not connected. Since the electrical connection is completely disconnected, there is no possibility that a problem such as electric leakage will occur.
[0034]
When the vehicle power supply module 1 is mounted on the vehicle-side power supply tray 2, as shown in FIG. 3, the opening 5 on the lower surface of the casing 8 is located at the position of the vehicle-side power supply connection terminal 4. The opening 5 ′ on the lower surface of 8 is aligned with the position of the vehicle-side power supply connection terminal 4 ′, and the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4 ′ of the power tray 2 are inserted into the openings 5, 5 ′.
[0035]
As described above, only the vehicle-side power supply connection terminal 4 can protrude into the opening 5 and only the vehicle-side power supply connection terminal 4 'can protrude into the opening 5'. When the power supply module 1 is mounted on the power supply tray 2, there is no concern that the electrical connection will be performed with the wrong polarity.
[0036]
Further, the mounting position of the vehicle power supply module 1 on the power supply tray 2 is indicated by a broken line in FIG. 3 due to the engagement relationship between the openings 5, 5 ′ of the vehicle power supply module 1 and the vehicle side power supply connection terminals 4, 4 ′. Since it is uniquely specified as shown, there is an advantage that the mounting position of the vehicle power supply module 1 can be accurately regulated without using other positioning means or the like.
[0037]
The state inside the vehicle power supply module 1 when the vehicle power supply module 1 is placed on the power supply tray 2 with the vehicle side power supply connection terminals 4 and 4 ′ protruding into the openings 5 and 5 ′ on the lower surface of the casing 8. Is shown in the sectional view of FIG.
[0038]
When the vehicle power supply module 1 is placed on the power supply tray 2 as shown in FIG. 2, the vehicle-side power supply connection terminals 4 and 4 ′ protruding from the openings 5 and 5 ′ on the lower surface of the vehicle power supply module 1 are connected. The second contacts 12, 12 'located at the lower ends of the relay electrodes 9, 9' are pushed upward. Further, the first contacts 11, 11 'are further pushed upward through the coil springs 10, 10', so that the upper surfaces of the first contacts 11, 11 'come into contact with the lower surfaces of the power supply module side electrodes 6, 6'. .
[0039]
As a result, the vehicle-side power supply connection terminal 4 is electrically connected to the power supply module-side electrode 6 via the second contact 12, the conductive wire 13, the coil spring 10, and the first contact 11 of the relay electrode 9. 4 'conducts to the power supply module side electrode 6' via the second contact 12 'of the relay electrode 9', the conducting wire 13 ', the coil spring 10', and the first contact 11 '.
[0040]
As described above, the elastic restoring force (spring constant) of the coil springs 15 and 15 'is smaller than the elastic restoring force (spring constant) of the coil springs 10 and 10' forming a part of the relay electrodes 9 and 9 '. Therefore, the coil springs 15, 15 'are immediately compressed when the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4' push the relay electrodes 9, 9 'upward and the force is transmitted to the coil springs 10, 10'. The connection state confirmation flags 14, 14 'pressed by the first contacts 11, 11' move upward, and the shaft-shaped display portions 14b, 14b 'of the connection state confirmation flags 14, 14' are moved to the upper surface of the casing 8. To protrude.
[0041]
As a result, the vehicle-side power supply connection terminal 4 and the power supply module-side electrode 6 are electrically connected, and the vehicle-side power supply connection terminal 4 'and the power supply module-side electrode 6' are electrically connected. Is visually displayed to the user.
[0042]
Then, when the relay electrodes 9, 9 'are further pushed upward by the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4' protruding from the openings 5, 5 ', the relay electrodes 9, 9' are pushed upward by contact with the power supply module-side electrodes 6, 6 '. The coil springs 10, 10 'of the relay electrodes 9, 9', whose movement has been hindered, are compressed and elastically deformed, thereby allowing the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4 'to further enter. Finally, the vehicle-side power supply connection to the openings 5, 5 'of the vehicle power supply module 1 is continued until the lower surface of the vehicle power supply module 1 is completely in contact with the upper surface of the power supply tray 2 as shown in FIG. The entry of the terminals 4 and 4 'is allowed.
[0043]
The relay electrodes 9, 9 'are forcibly compressed at the portions of the coil springs 10, 10', and the elastic contacts return the first contacts 11, 11 'to the power supply module side electrodes 6, 6'. Since the second contacts 12, 12 'are pressed strongly against the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4', the power supply module-side electrode 6 and the vehicle-side power supply connection terminal 4, and the power supply module-side electrode 6 'and the vehicle-side power supply connection terminal. The electrical connection state with 4 'can be reliably guaranteed.
[0044]
Also, if a foreign object is sandwiched between the lower surface of the vehicle power supply module 1 and the power supply tray 2, the vehicle side power supply connection terminals 4, 4 ′ are sufficiently inserted into the openings 5, 5 ′ of the vehicle power supply module 1. If the electrical connection is not properly made without entering, the display portions 14b and 14b 'of the connection state confirmation flags 14 and 14' do not protrude sufficiently from the upper surface of the casing 8, so that the user can It is possible to easily grasp that a failure has occurred in the electrical connection.
[0045]
In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, the shapes of the openings 5 and 5 ′ provided on the lower surface of the vehicle power supply module 1 and the vehicle-side power supply connection terminals 4 and 4 ′ protrudingly provided on the power supply tray 2 side. The mounting position of the vehicle power supply module 1 on the power supply tray 2 and the polarity of the electrical connection are specified based on the correspondence relationship between the power supply module 2 and the size. However, as shown in FIG. The vehicle-side power supply connection terminals 4 and 4 ′ are provided with a groove-shaped fitting portion 18 corresponding to the shape of the lower surface of the power supply tray 2, offset from the center line to one side, and projecting therefrom. Openings 5, 5 'may be provided on the vehicle power supply module 1 side corresponding to the positions of the connection terminals 4, 4'.
[0046]
When such a configuration is applied, the mounting posture of the vehicle power supply module 1 with respect to the power supply tray 2 is limited to two modes due to the correspondence between the shape of the groove-shaped fitting portion 18 and the vehicle power supply module 1. Finally, from the correspondence between the positions of the vehicle-side power supply connection terminals 4 and 4 ′ and the openings 5 and 5 ′, the mounting posture of the vehicle power supply module 1 with respect to the power supply tray 2 is finally specified in one mode. 1 to 3, the mounting position of the vehicle power supply module 1 on the power supply tray 2 and the polarity of the electrical connection can be accurately regulated.
[0047]
In any of the embodiments, the taper of the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4 'is formed to facilitate positioning and fitting of the openings 5, 5' with respect to the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4 '. It is possible to do.
In this case, in order to facilitate the fitting of the openings 5, 5 'to the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4', the outer diameter of the foremost portion of the vehicle-side power supply connection terminals 4, 4 'is adjusted to the openings 5, 5'. It is obvious that the inner diameter of the vehicle-side power supply connection terminals 4 and 4 ′ is smaller than the inner diameter of the vehicle-side power supply connection terminals 4 and 4 ′. The outer diameter of the base is also desirably equal to or less than the inner diameter of the openings 5, 5 '.
[0048]
It is a common technique to fix the vehicle power supply module 1 on the power supply tray 2 using a metal belt or the like in order to prevent the vehicle power supply module 1 from jumping on the power supply tray 2.
[0049]
【The invention's effect】
According to the vehicle power supply module structure of the present invention, the vehicle-side power supply connection terminal protrudes from an opening on the lower surface of the power supply module to push up a vertically elastically deformable relay electrode to contact the power supply module-side electrode. The power supply module side electrode and the vehicle side power supply connection terminal are made to conduct electricity through the electrode, so wiring work using cables and connectors is not required at all, and the relay electrode is built in the vehicle power supply module. Due to the structure, even when the power supply module for a vehicle is left alone, it is possible to reliably prevent an electrical short circuit accident due to contact with an external electrode or the like.
In addition, since the relay electrode is compressed and elastically deformed and comes into contact with the power supply module-side electrode and the vehicle-side power supply connection terminal, even when vibration occurs in the vehicle, the power supply-module-side electrode is connected to the vehicle-side power supply. The electrical connection state with the terminal can be reliably ensured.
[0050]
Further, the natural length of the relay electrode is formed to be shorter than the separation distance between the opening and the power supply module side electrode, and the relay electrode is directed downward from the power supply module side electrode to a force smaller than the elastic return force of the relay electrode itself. In the situation where the vehicle power supply module is not mounted on the vehicle, a gap is formed between the upper end of the relay electrode and the power supply module side electrode, so that the relay electrode and the power supply module side electrode Can be electrically insulated. Therefore, even if the lower electrode of the power supply module is submerged and the relay electrode is immersed in water, there is no fear that the power supply module side electrode will leak.
[0051]
Moreover, the relay electrode has a connection state check flag that protrudes from the upper surface of the power supply module while the relay electrode protrudes from the upper surface of the power supply module while being in contact with the electrode on the power supply module side while the relay electrode is separated from the electrode on the power supply module side. By simply checking the protruding state of the connection state check flag, it is possible to accurately determine whether or not the connection between the power supply module side electrode and the vehicle side power supply connection terminal is correctly performed. be able to.
[0052]
Further, since the shape of each of the vehicle-side power supply connection terminals and the shape of each of the openings on the lower surface of the vehicle power supply module are formed so as to correspond to each other, the vehicle-side power supply connection terminals and the openings of the power supply module are used as positioning means. The module can be mounted at an appropriate position, and the problem of incorrect electrical polarity when connecting the power supply module to the vehicle-side power supply connection terminal can be solved.
[0053]
When the shape of each of the vehicle-side power supply connection terminals and the shape of each of the openings on the lower surface of the vehicle power supply module are the same, the groove-shaped fitting portion that defines the mounting position of the power supply module is provided on the vehicle side. The power supply module and the vehicle-side power supply connection terminal are arranged so as to be offset to one side from the center line of the power supply module and the groove-shaped fitting portion, so that the power supply module is provided on the vehicle side. Correspondence relationship between the groove-shaped fitting part and the lower surface shape of the power supply module, and the vehicle-side power supply connection terminal arranged offset from the center line of the groove-shaped fitting part and one side from the center line of the power supply module The power supply module can be placed at an appropriate position in the same manner as described above by the correspondence relationship with the opening of the lower surface of the power supply module arranged offset, and at the same time, the power supply module and the vehicle-side power supply connection terminal Misconnection is eliminated such incorrect electrical polarity upon connection to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an internal structure of a vehicle power supply module according to an embodiment of the present invention (non-mounted state).
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an internal structure of the vehicle power supply module of the embodiment (mounted state).
FIG. 3 is a perspective view showing a state when a plurality of vehicle power supply modules are mounted on a power supply tray on the vehicle side.
FIG. 4 is a perspective view showing another configuration example for specifying a mounting position of a vehicle power supply module.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 vehicle power supply module 2 power supply tray 3 power storage unit 4, 4 ′ vehicle-side power supply connection terminal 5, 5 ′ opening 6, 6 ′ power supply module-side electrode 7, 7 ′ vertical gap 7 a small-diameter portions 7 b, 7 c large Diameter portion 8 Casing 9, 9 'Relay electrode 10, 10' Coil spring 11, 11 'First contact 12, 12' Second contact 13, 13 'Conducting wire 14, 14' Connection state confirmation flag 14a, 14a 'Pedestal portion 14b , 14b 'Display unit 15, 15' Coil spring (biasing means)
16, 16 'through hole 17, 17' through hole 18 groove-shaped fitting portion