JP2012004064A - 接続モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】端子ピッチのバラツキが大きくなっても、これを吸収することが可能な接続モジュールを提供する。
【解決手段】第1分割体31は、バスバー収容部11と、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分310とが交互に配列されている。第2分割体32にも、バスバー収容部11と、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分320とが交互に配列されている。接続モジュール1は、第1分割体31と第2分割体32とを連結構造により連結して構成される。連結構造は、第1分割体31と第2分割体32とを、バスバー収容部11の配列方向に沿って互いにスライド可能に連結する。
【選択図】図4

Description

この発明は、組電池の端子列において隣接する端子の対ごとに設けられて端子の対を電気的に接続するバスバーを、複数個保持する接続モジュールに関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車など、比較的高い出力電圧を必要とする各種の機器においては、組電池が利用されることが多い。組電池とは、複数の電池セルを配列したものであり、これら複数の電池セルを電気的に直列に接続することによって高い出力電圧を得るものである。
図17には、組電池900、および、組電池900を構成する複数の電池セル9を直列に接続するための接続モジュール92の構成が模式的に示されている。
組電池900は、所定方向に沿って配列された複数の電池セル9を備える。複数の電池セル9は、電池ケース(図示省略)内において、所定方向(Y方向)に沿って配列される。
複数の電池セル9は、電池ケース内において、その端子形成面(一対の端子(正端子901および負端子902)が形成された面)を上に向けて配列される。さらに、複数の電池セル9は、それぞれの正端子901と負端子902とが交互に重ね合わされて配列される。したがって、複数の電池セル9の配列方向(Y方向)に沿って形成される2個の端子列903のそれぞれにおいては、正端子901と負端子902とが交互に並ぶことになる。
各端子列903には、接続モジュール92が取り付けられる。接続モジュール92は、絶縁性材料で形成されるバスバーケース921に、複数個のバスバー922が収容された構成となっている。バスバー922とは、導電性材料で形成される板状の部材であり、電池セル9の端子を挿通させるための貫通孔が2個、あるいは、1個形成されている。具体的には、一方の接続モジュール92の両端に配置されるバスバー922(9221)には1個の貫通孔が、その他のバスバー922(9222)には2個の貫通孔が、それぞれ形成されている。接続モジュール92が端子列903に取り付けられた状態において、端子列903に配列された各端子が、バスバーケース921に収容されたバスバー922に形成された各貫通孔に挿通される。バスバー9222の2個の貫通孔のそれぞれに、端子列903において隣接する正端子901と負端子902とがそれぞれ挿通されることによって、当該隣接する正端子901と負端子902とが電気的に接続されることになる。一方、バスバー9221の1個の貫通孔には、一方の端子列903の端に位置する端子が挿通される。このように、各端子列903に接続モジュール92が取り付けられることによって、組電池900を構成する複数の電池セル9が電気的に直列に接続されることになる。
接続モジュール92を用いることによって、バスバーの取り付けに係る作業性を大幅に向上させることができる。すなわち、組電池900を構成する複数の電池セル9を電気的に直列に接続するためには、複数個のバスバー922を組電池900に取り付けなければならないところ、バスバー922を1つずつ組電池900に取り付けようとすると、取り付け作業に非常に手間がかかる。これに対し、複数のバスバー922を予め1個の接続モジュール92に保持させておけば、接続モジュール92を組電池900に取り付けるだけでそこに保持された複数のバスバー922を一度に組電池900に取り付けることができる。
ところで、組電池の端子列における複数の端子の間隔(端子ピッチ)には、寸法公差と電池の充放電に伴う膨張または収縮に起因するバラツキが存在している(以下「端子ピッチのバラツキ」という)。したがって、端子列に配列されている複数の端子のそれぞれに装着されるバスバーを一体に組み込む接続モジュールにおいては、この端子ピッチのバラツキを吸収できるような工夫が求められる。
特に、配列される電池セルの個数が多い組電池においては、接続モジュールに吸収させるべき端子ピッチのバラツキも大きくなる。組電池において配列される電池セルの個数が多くなると、寸法公差が同じ方向に累積して、一部に非常に大きな端子ピッチのバラツキが生じてしまう可能性も高くなるからである。
例えば特許文献1では、バスバーを支持した状態で組電池に取り付けられる「接続プレート」に、その長手方向(すなわち、複数のバスバーの配列方向)と直交する切り込みを形成するとともに、切り込みの奥側に逃がし孔を形成して、「接続プレート」をその長手方向に沿って撓みやすい構成とし、これによって端子ピッチのバラツキを吸収することが提案されている。
特開2000−149909号公報
特許文献1においては、「接続プレート」自体を撓ませることによって端子ピッチのバラツキを吸収しようとしている。この構成によると、例えば組電池に配列される電池セルの個数が比較的少なく、端子ピッチのバラツキが微小な場合には対応可能であるものの、「接続プレート」を撓ませることができる範囲はそれほど大きくはない。したがって、例えば組電池に配列される電池セルの個数が比較的多く、端子ピッチのバラツキが大きい場合(「接続プレート」が撓める限度を超えるほど大きい場合)には対応できない。
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、端子ピッチのバラツキが大きくなっても、これを吸収することが可能な接続モジュールを提供することを目的としている。
第1の態様は、組電池の端子列において隣接する端子の対ごとに設けられて前記端子の対を電気的に接続するバスバーを、複数個保持する接続モジュールであって、前記バスバーを1個収容するバスバー収容部を、一部に、n(ただし、nは1以上の整数)個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分が形成された状態で、複数個配列した第1分割体と、前記第1分割体と連結された状態において前記欠落部分に配置される前記バスバー収容部を備える第2分割体と、前記第1分割体と前記第2分割体とを前記バスバー収容部の配列方向に沿って互いに変位可能な状態で連結する連結構造と、を備え、前記第1分割体が、前記欠落部分をはさんで隣接する前記バスバー収容部を接続し、その接続方向に沿って弾性変形する接続部、を備える。
第2の態様は、第1の態様に係る接続モジュールであって、前記第1分割体が、複数の前記バスバー収容部を、互いに隣接する前記バスバー収容部の間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものである。
第3の態様は、第2の態様に係る接続モジュールであって、前記第2分割体が、複数の前記バスバー収容部を、互いに隣接する前記バスバー収容部の間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものであり、前記第1分割体と前記第2分割体とが連結された状態において、前記第1分割体における複数の前記欠落部分のそれぞれに、前記第2分割体が備える前記複数のバスバー収容部のそれぞれが配置される。
第4の態様は、第2の態様に係る接続モジュールであって、前記第2分割体が、前記バスバー収容部を1個備え、前記第1分割体と前記第2分割体とが連結された状態において、前記第1分割体における複数の前記欠落部分のそれぞれに、前記第2分割体が配置される。
第5の態様は、第2の態様に係る接続モジュールであって、前記第1分割体が、2個の前記バスバー収容部を、互いの間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものであるとともに、前記第2分割体が、2個の前記バスバー収容部を、互いの間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものであり、前記第1分割体と前記第2分割体とが連結された状態において、前記第1分割体における前記欠落部分に、前記第2分割体が備える前記バスバー収容部の一方が配置される。
第6の態様は、第3または第5の態様に係る接続モジュールであって、前記第2分割体が、前記欠落部分をはさんで隣接する前記バスバー収容部を接続し、その接続方向に沿って弾性変形する接続部、を備える。
第7の態様は、第1から第6のいずれかの態様に係る接続モジュールであって、前記連結構造が、前記第1分割体の前記接続部における、前記接続方向を長手方向とする長孔が形成された部分と、前記欠落部分に配置される前記第2分割体の前記バスバー収容部に突設され、前記長孔に挿通されることによって、前記接続部に対して、前記長孔に沿って移動可能に連結される突起部と、を備える。
第8の態様は、第1から第7のいずれかの態様に係る接続モジュールであって、前記接続部は、前記接続方向に加わる力により、曲げ形状が弾性変形して前記接続方向の長さが変化する曲げ部、を備える。
第9の対応は、第1から第7のいずれかの態様に係る接続モジュールであって、前記接続部に、前記接続方向と交差する方向の切り込みが形成される。
第1〜第9の態様によると、第1分割体と第2分割体とが、バスバー収容部の配列方向に沿って互いに変位可能に連結されるとともに、第1分割体において欠落部分をはさんで隣接するバスバー収容部を接続する接続部がその接続方向に沿って弾性変形するように構成される。したがって、第1分割体と第2分割体とが連結された状態において、配列された複数のバスバー収容部のそれぞれが、その配列方向に沿って大きく(すなわち、接続部の弾性変形による変位量と、連結構造による変位量とを加算したトータルの変位量で)変位することが許容される。したがって、従来の弾性変形のみの変位量では対応できないほどに端子ピッチのバラツキが大きい場合でも、接続モジュールにおいてこれを吸収することが可能となる。
組電池およびこれに組み付けられた接続モジュールを模式的に示す平面図である。 第1の実施の形態に係る第1分割体を示す図である。 第1の実施の形態に係る第2分割体を示す図である。 第1分割体と第2分割体とが連結される様子を示す図である。 第1の実施の形態に係る接続モジュールの平面図である。 第1の実施の形態に係る接続モジュールの一部を拡大して示す図である。 第2の実施の形態に係る第1分割体を示す図である。 第2の実施の形態に係る第2分割体を示す図である。 第1分割体と第2分割体とが連結される様子を示す図である。 第2の実施の形態に係る接続モジュールの平面図である。 第2の実施の形態に係る接続モジュールの一部を拡大して示す図である。 第3の実施の形態に係る第1分割体を示す図である。 第3の実施の形態に係る第2分割体を示す図である。 第1分割体と第2分割体とが連結される様子を示す図である。 第3の実施の形態に係る接続モジュールの平面図である。 接続モジュール群を示す図である。 従来の接続モジュールの構成を模式的に示す図である。
<I.第1の実施の形態>
この発明の第1の実施の形態に係る接続モジュール1について説明する。
<1.概要>
はじめに、組電池900およびこれに組み付けられる接続モジュール1の概要について図1を参照しながら説明する。図1は、組電池900およびこれに組み付けられた接続モジュール1を模式的に示す平面図である。なお、図1には、X方向が、複数の電池セル9が配列された方向に沿い、Y方向が、各電池セル9において電極が配列された方向(電池セル9の幅方向)に沿い、Z方向が、各電池セル9の高さ方向に沿う、XYZ座標を付している。
<1−1.組電池900>
組電池900は、複数の電池セル9を電池セルケース(図示省略)内に配置したものである。組電池900を構成する複数の電池セル9は、その端子形成面(一対の端子(正端子901および負端子902)が形成された面)を上に向けるとともに、その鉛直面が互いに平行となる姿勢で一列に並んで配列される。なお、図1においては、24個の電池セル9を備える組電池900が例示されているが、組電池900が備える電池セル9の個数はこれに限らない。また、組電池900は、一列に配列された複数の電池セル9のセットを複数列分備える場合もある。
電池セルケース内に配列される複数の電池セル9は、その正端子901と負端子902とが交互に重ね合わされており、複数の電池セル9の配列方向(X方向)に沿って形成される端子列903においては、正端子901と負端子902とが交互に並ぶ。ただし、各端子列903における、端子901,902の配列間隔(ピッチ)には、寸法公差と電池の充放電に伴う膨張または収縮に起因する微小なバラツキ(端子ピッチのバラツキ)が存在している。
<1−2.接続モジュール1>
<1−2−1.全体構成>
接続モジュール1は、組電池900に形成される2つの端子列903のそれぞれに取り付けられる。ただし、図1においては、便宜上、−Y側の端子列903のみに接続モジュール1が取り付けられている状態が示されているが、実際は+Y側の端子列903にもこれとほぼ同様の接続モジュール1が取り付けられる。
接続モジュール1は、一定方向に沿って、端子の配列に合わせて配置された複数のバスバー収容部11と、バスバー収容部11の配列方向に沿って、バスバー収容部11と並行に形成される導線収容路12とを備える。バスバー収容部11および導線収容路12はいずれも、絶縁性および若干の可撓性を備える樹脂材料などを用いて形成される。
端子列903に取り付けられる際には、各バスバー収容部11に、バスバー20および電圧検出金具21が収容される。
バスバー20は、金属などの導電性部材で形成された板状の部材である。一方の端子列903(+Y側の端子列903)に取り付けられる接続モジュール1において、両端に配置されるバスバー収容部11に収容されるバスバー20には1個の貫通孔が形成されており、その他のバスバー収容部11に収容されるバスバー20には2個の貫通孔201が形成されている。
各バスバー収容部11にバスバー20が収容された接続モジュール1が、端子列903に取り付けられた状態において、端子列903に配列された各端子が、各バスバー20に形成された各貫通孔に挿通される。同一のバスバー20に形成された2個の貫通孔のそれぞれに、端子列903において隣接する正端子901と負端子902とがそれぞれ挿通されることによって、当該隣接する正端子901と負端子902とが電気的に接続される。一方、1個の貫通孔が形成されたバスバー20の当該1個の貫通孔には、一方の端子列903の端に位置する端子が挿通される。
このように、複数のバスバー20を保持した接続モジュール1が各端子列903に取り付けられることによって、各端子列903において隣接する正端子901と負端子902とが電気的に接続され、組電池900を構成する複数の電池セル9が直列に接続されることになる。
電圧検出金具21は、電圧監視用回路(図示省略)につながる導線211の端部に設けられ、導線211と端子902とを電気的に接続する端子である。
配列された複数のバスバー収容部11のそれぞれに収容された電圧検出金具21から伸びる導線211は、バスバー収容部11と並行に形成される導線収容路12に収容され、これに沿って電圧監視用回路(図示省略)に導かれる。
<1−2−2.具体的な構成>
接続モジュール1の具体的な構成について、図5、図6を参照しながらより具体的に説明する。図5は、接続モジュール1の平面図である。また、図6は、接続モジュール1の一部を拡大して示す図である。なお、図5、図6においては、バスバー収容部11にバスバー20および電圧検出金具21が収容されていない状態の接続モジュール1が示されている。以下に参照する図2〜図16においても同様である。また、図2〜16には、X方向が、バスバー収容部11が配列された方向に沿い、Z方向が、各バスバー収容部11の高さ方向に沿う、XYZ座標を付している。
上述したとおり、接続モジュール1は、所定方向(X方向)に沿って連続して配置された複数のバスバー収容部11と、バスバー収容部11の配列方向に沿って形成される導線収容路12とを備える。
<バスバー収容部11>
バスバー収容部11は、上述したとおり、その内部にバスバー20および電圧検出金具21を収容する部材である(図1参照)。バスバー収容部11の詳細な構成について、図6を参照しながら説明する。
バスバー収容部11は、その内部に収容されるバスバー20などを支持するための支持面111を備える。支持面111は、支持されるバスバー20の2個の貫通孔のそれぞれに相当する位置に形成された窓1111を備える。接続モジュール1が端子列903に取り付けられた状態において、電池セル9の端子901,902は、この窓1111を介してバスバー20の貫通孔に挿通されることになる(図1参照)。
また、バスバー収容部11は、その内部に収容されるバスバー20を周囲から絶縁するための周壁112,113,114を備える。具体的には、複数のバスバー収容部11の配列方向(X方向)に沿う、壁(導線収容路12側の壁である前壁112、および、前壁112と対向する後壁113)と、これらの壁112,113と垂直な壁(側壁114)とを備える。
ただし、側壁114については必ずしも全てのバスバー収容部11において形成される必要はなく、この実施の形態においては、配列された複数個のバスバー収容部11のうちの1個おきのバスバー収容部11に側壁114が形成されている。このような構成でも、隣接する2個のバスバー収容部11の間に障壁となる側壁114が1つ形成されるため、隣接する2個のバスバー収容部11のそれぞれに収容されるバスバー20が接触することが防止される。なお、側壁114が形成されていないバスバー収容部11においては、収容されたバスバー20などが飛び出してしまわないようにこれらを係止するための係止爪115が形成されることが好ましい。
また、バスバー収容部11は、その内部に収容される電圧検出金具21と接続される導線211を導線収容路12に導くための案内路116を備える。
<導線収容路12>
導線収容路12は、上述したとおり、バスバー収容部11に収容された電圧検出金具21から伸びる導線211を収容して外部回路に導く部材である(図1参照)。導線収容路12の詳細な構成について、図6を参照しながら説明する。
導線収容路12は、その内部に導線211を収容するべく、樋状に形成される。導線収容路12には、その内部に収容された導線211を収容路内に束ね入れるための導線押さえ爪121が間隔をおいて形成される。また、導線収容路12には、案内路116と対応する位置に、案内路116と導線収容路12とを連通させるための導入開口122が形成される。接続モジュール1が端子列903に取り付けられた状態において、バスバー収容部11に収容された電圧検出金具21と接続される導線211は、案内路116および導入開口122を介して導線収容路12内に導かれる(図1参照)。なお、後に明らかになるように、案内路116と導線収容路12とは、導入開口122の形成位置において互いに接合されている場合もあり、近接しているだけの場合もある。
導線収容路12は、その経路上の複数の箇所に微小な隙間123が形成され、これにより導線収容路12は複数の導線収容路片124に区分されている。すなわち、導線収容路12は、複数の導線収容路片124が微小な隙間123をおいて一列に配列されることによって構成されている。
<2.分割体3>
接続モジュール1は、複数の分割体3を連結することにより構成される。この実施の形態においては、接続モジュール1は、1個の第1の分割体3(第1分割体31)と、1個の第2の分割体3(第2分割体32)とを連結することにより構成される。
<2−1.第1分割体31>
第1分割体31の構成について、図2を参照しながら説明する。図2には、第1分割体31の平面図(下段)と、第1分割体31を矢印K方向から見た側面図(上段)とが対応付けて示されている。ただし、図に付されているXYZ座標系は平面図に対応したものである。
第1分割体31は、一定方向(X方向)に沿って配列されたm個(ただし、mは2以上の任意の自然数であり、図2の例においてはm=6)のバスバー収容部11を備える。ただし、互いに隣接するバスバー収容部11の間には、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分310(具体的には、1個分のバスバー収容部11を嵌め込むことができるような幅の隙間)が形成されている。すなわち、第1分割体31においては、m個のバスバー収容部11のそれぞれの所定側(図の例では−X側)の隣に欠落部分310が形成され、バスバー収容部11と欠落部分310とが交互に配列されている。
バスバー収容部11の構成については上述したとおりである。すなわち、バスバー収容部11は、支持面111と、周壁112,113,114と、案内路116とを備える。以下において、第1分割体31が備えるバスバー収容部11を特に「第1バスバー収容部311」ともいう。
第1分割体31は、さらに、欠落部分310をはさんで隣接する第1バスバー収容部311を接続する接続部312を備える。接続部312は、第1バスバー収容部311の接続方向(X方向)に沿って長尺に形成された部材であり、曲げ部3121と、長孔3122とを備える。
曲げ部3121は、接続部312の長手方向(X方向)に沿う両端(バスバー収容部11とつながる部分)においてS字状の曲げ形状に形成された部分である。接続部312に、その接続方向に沿った力が加わると、この曲げ形状が弾性変形することにより、接続部312の接続方向に沿った長さが変化する。すなわち、接続部312は、その接続方向に沿って弾性変形可能に構成されている。
m個の第1バスバー収容部311を接続する各接続部312が接続方向に沿って弾性変形可能に構成されることによって、m個の第1バスバー収容部311のそれぞれがその配列方向(X方向)に沿って変位することが可能となる。
長孔3122は、接続部312に形成された貫通孔であり、その長手方向を接続部312の接続方向(X方向)に沿わせて形成されている。長孔3122は、後述する「連結用留め具322」を挿通させる留め具挿通孔として機能する。留め具挿通孔が第1バスバー収容部311の接続方向に沿って長尺に形成されることによって、そこに挿通された連結用留め具322が当該長尺方向に沿って変位することが可能となる。
<2−2.第2分割体32>
第2分割体32の構成について、図3を参照しながら説明する。図3には、第2分割体32の平面図(下段)と、第2分割体32を矢印K方向から見た側面図(上段)とが対応付けて示されている。ただし、図に付されているXYZ座標系は平面図に対応したものである。
第2分割体32は、一定方向(X方向)に沿って配列されたm個のバスバー収容部11を備える。ただし、互いに隣接するバスバー収容部11の間には、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分320が形成されている。すなわち、第2分割体32においては、m個のバスバー収容部11のそれぞれの所定側(図の例では+X側)の隣に欠落部分320が形成され、バスバー収容部11と欠落部分320とが交互に配列されている。
バスバー収容部11の構成については上述したとおりである。ただし、第2分割体32が備えるバスバー収容部11は、側壁114を備えない。すなわち、第2分割体32が備えるバスバー収容部11は、支持面111と、周壁112,113と、係止爪115と、案内路116とを備える。以下において、第2分割体32が備えるバスバー収容部11を特に「第2バスバー収容部321」ともいう。
第2バスバー収容部321は、その後壁113に形成された連結用留め具322を備える。連結用留め具322は、後壁113に突設された突起部である。連結用留め具322が、第1分割体31が備える長孔3122に挿通されることによって、第1分割体31と第2分割体32とが連結される。
第2分割体32は、さらに、複数の第2バスバー収容部321の配列と並行して形成された導線収容路12を備える。
第2分割体32においては、導線収容路12を構成する複数の導線収容路片124のそれぞれが、隣接する第2バスバー収容部321を接続する接続部として機能する。すなわち、欠落部分320をはさんで隣接する第2バスバー収容部321は、導線収容路12を構成する導線収容路片124を介して互いに接続される。
具体的には、任意の第2バスバー収容部321に着目すると、当該第2バスバー収容部321は、案内路116を介して導線収容路片124の一端(+X側端)付近と接続される一方で、補助接続部117を介して隣接する導線収容路片124(案内路116を介して接続された導線収容路片124の+X側に、隙間123をおいて隣接する導線収容路片124)の一端(−X側端)付近と接続される。また、当該隣接する導線収容路片124の他端(+X側端)付近は、着目する第2バスバー収容部321の+X側に隣接する第2バスバー収容部321と接続される。
接続部として機能する導線収容路片124には、その長手方向(すなわち、第2バスバー収容部321の接続方向)(X方向)と交差する方向(この実施の形態においては、接続方向と垂直な方向)の切り込み1241が1個以上(例えば2個)形成されている。導線収容路片124に、その接続方向に沿った力が加わると、この切り込み1241部分が開く、あるいは閉じるように弾性変形することにより、導線収容路片124の接続方向に沿った長さが変化する。すなわち、導線収容路片124は、その接続方向に沿って弾性変形可能に構成されている。
m個の第2バスバー収容部321を接続する各導線収容路片124が接続方向に沿って弾性変形可能に構成されることによって、m個の第2バスバー収容部321のそれぞれがその配列方向(X方向)に沿って変位することが可能となる。
さらに、上述したとおり、複数の導線収容路片124は、隙間123をおいて配列されている。隙間123が形成されることによって、個々の導線収容路片124がその配列方向に沿って変位することが可能となる。したがって、2分割体32において、m個の第2バスバー収容部321のそれぞれがその配列方向に沿って大きく変位することが許容される。
<2−3.連結された分割体>
第1分割体31と第2分割体32とが連結されることにより形成される接続モジュール1について、図4〜図6を参照しながら説明する。図4は、第1分割体31と第2分割体32とが連結される様子を示す図である。図5は、第1分割体31と第2分割体32とが連結されることにより形成される接続モジュール1を示す図である。図6は、接続モジュール1の一部を拡大して示す図である。
接続モジュール1は、欠落部分310をはさんで配列されたm個の第1バスバー収容部311を備える第1分割体31と、欠落部分320をはさんで配列されたm個の第2バスバー収容部321を備える第2分割体32とが、1個対1個で連結されることによって形成される。
具体的には、第1分割体31における複数の欠落部分310のそれぞれに、1個の第2バスバー収容部321が配置されて、(すなわち、同時に、第2分割体32における複数の欠落部分320のそれぞれに、1個の第1バスバー収容部311が配置されて、)接続部312と第2バスバー収容部321との間に連結構造30が形成される。得られる接続モジュール1においては、第1バスバー収容部311と第2バスバー収容部321とが交互に並ぶことによって、「2m」個のバスバー収容部11が連続して配列されることになる。
接続部312と第2バスバー収容部321との間に形成される連結構造30は、具体的には、第2バスバー収容部321に形成された連結用留め具322が、接続部312に形成された長孔3122に挿通されることによって形成される。ただし、上述したとおり、長孔3122は、その長手方向を接続部312の接続方向に沿わせて形成されている。したがって、連結用留め具322は、長孔3122に挿通された状態において、長孔3122の長尺幅Hの範囲で自在にスライドすることができる。つまり、連結構造30は、バスバー収容部11の配列方向に沿って各分割体31,32を互いに変位(スライド)可能な状態で連結する連結構造となっている。これによって、第1分割体31が備えるm個の第1バスバー収容部311と、第2分割体32が備えるm個の第2バスバー収容部321とが、連結構造30のスライド幅の範囲において、互いに独立して、その配列方向に沿って変位することが可能となる。
<3.効果>
上記の実施の形態に係る接続モジュール1は、第1分割体31と第2分割体32とを連結構造30により連結することにより構成されている。ここでは、第1分割体31と第2分割体32とが、バスバー収容部11の配列方向に沿って互いに変位可能に連結されるとともに、各第1分割体31,32において欠落部分310,320をはさんで隣接するバスバー収容部11を接続する接続部(第1分割体31においては接続部11、第2分割体32においては接続部として機能する導線収容路片124)がその接続方向に沿って弾性変形するように構成される。したがって、第1分割体31と第2分割体32とが連結された状態において、配列された複数のバスバー収容部11が、その配列方向に沿って大きく(すなわち、接続部11、および、導線収容路片124の弾性変形による変位量と、連結構造30による変位量とを加算したトータルの変位量で)変位することが許容される。したがって、従来の弾性変形のみの変位量では対応できないほどに端子ピッチのバラツキが大きい場合でも、接続モジュール1においてこれを吸収することが可能となる。
<II.第2の実施の形態>
この発明の第2の実施の形態に係る接続モジュール1aについて説明する。なお、以下においては、第1の実施の形態と同じ構成については同じ符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
<1.概要>
組電池900およびこれに組み付けられる接続モジュール1aの概要は、第1の実施の形態と相違しない。すなわち、接続モジュール1aは、所定方向に沿って連続して配置された複数のバスバー収容部11と、バスバー収容部11の配列方向に沿って、バスバー収容部11と並行に形成される導線収容路12を備える。バスバー収容部11、導線収容路12の構成は、第1の実施の形態において説明した通りである。
<2.分割体4>
接続モジュール1aは、複数の分割体4を連結することにより構成される。この実施の形態においては、接続モジュール1aは、1個の第1の分割体4(第1分割体41)と、m個(mは2以上の任意の自然数であり、第1分割体41に形成される欠落部分410の個数)の第2の分割体4(第2分割体42)とを連結することにより構成される。
<2−1.第1分割体41>
第1分割体41の構成について、図7を参照しながら説明する。図7には、第1分割体41の平面図(下段)と、第1分割体41を矢印K方向から見た側面図(上段)とが対応付けて示されている。ただし、図に付されているXYZ座標系は平面図に対応したものである。
第1分割体41は、一定方向(X方向)に沿って配列されたm個(ただし、mは2以上の任意の自然数であり、図7の例においてはm=6)のバスバー収容部11を備える。ただし、互いに隣接するバスバー収容部11の間には、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分410が形成されている。すなわち、第1分割体41においては、m個のバスバー収容部11のそれぞれの所定側(図の例では−X側)の隣に欠落部分410が形成され、バスバー収容部11と欠落部分410とが交互に配列されている。
バスバー収容部11の構成については上述したとおりである。すなわち、バスバー収容部11は、支持面111と、周壁112,113,114と、案内路116とを備える。以下において、第1分割体41が備えるバスバー収容部11を特に「第1バスバー収容部411」ともいう。
第1分割体41は、さらに、複数の第1バスバー収容部411のそれぞれと接続された導線収容路片124とを備える。すなわち、各第1バスバー収容部411は、案内路116を介して導線収容路片124と接続される。ただし、第1バスバー収容部411と接続される導線収容路片124は、その長手方向の長さが、第1バスバー収容部411の長手方向の長さと同じか、それより短いものとなっている。
第1分割体41は、さらに、欠落部分410をはさんで隣接する第1バスバー収容部411を接続する接続部412を備える。接続部412の構成は、上述した第1分割体31が備える接続部312の構成と同様である。すなわち、接続部412は、その長手方向(X方向)に沿う両端に形成された曲げ部4121と、長尺の貫通孔である長孔4122とを備える。
曲げ部4121が形成されることによって、接続部412は、その接続方向に沿って弾性変形することができる。これによって、m個の第1バスバー収容部411のそれぞれがその配列方向(X方向)に沿って変位することが可能となる。また、留め具挿通孔として機能する長孔4122が、その長手方向を接続部412の接続方向に沿わせて形成されることによって、そこに挿通された連結用留め具422が当該長尺方向に沿って変位することが可能となる。
<2−2.第2分割体42>
第2分割体42の構成について、図8を参照しながら説明する。図8には、第2分割体42の平面図(下段)と、第2分割体42を矢印K方向から見た側面図(上段)とが対応付けて示されている。ただし、図に付されているXYZ座標系は平面図に対応したものである。
第2分割体42は、1個のバスバー収容部11を備える。
バスバー収容部11の構成については上述したとおりである。ただし、第2分割体42が備えるバスバー収容部11は、側壁114を備えない。すなわち、第2分割体42が備えるバスバー収容部11は、支持面111と、周壁112,113と、係止爪115と、案内路116とを備える。以下において、第2分割体42が備えるバスバー収容部11を特に「第2バスバー収容部421」ともいう。
第2バスバー収容部421は、その後壁113に形成された連結用留め具422を備える。連結用留め具422が、第1分割体41が備える長孔4122に挿通されることによって、第1分割体41と第2分割体42とが連結される。
第2分割体42は、さらに、第2バスバー収容部421と接続された導線収容路片124とを備える。すなわち、第2バスバー収容部421は、案内路116を介して導線収容路片124と接続される。
<2−3.連結された分割体>
第1分割体41と第2分割体42とが連結されることにより形成される接続モジュール1aについて、図9〜図11を参照しながら説明する。図9は、第1分割体41と第2分割体42とが連結される様子を示す図である。図10は、第1分割体41と第2分割体42とが連結されることにより形成される接続モジュール1aを示す図である。図11は、接続モジュール1aの一部を拡大して示す図である。
接続モジュール1aは、欠落部分410をはさんで配列されたm個の第1バスバー収容部411を備える第1分割体41と、1個の第2バスバー収容部421を備える第2分割体42とが、1個対m個で連結されることによって形成される。
具体的には、第1分割体41における複数の欠落部分410のそれぞれに1個の第2分割体42(第2バスバー収容部421)が配置されて、接続部412と第2バスバー収容部421との間に連結構造40が形成される。得られる接続モジュール1aにおいては、第1バスバー収容部411と第2バスバー収容部421とが交互に並ぶことによって、「2m」個のバスバー収容部11が連続して配列されることになる。
接続部412と第2バスバー収容部421との間に形成される連結構造40は、具体的には、第2バスバー収容部421に形成された連結用留め具422が、接続部412に形成された長孔4122に挿通されることによって形成される。この連結構造40は、上述した連結構造30と同様、バスバー収容部11の配列方向に沿って各分割体41,42を互いにスライド可能な状態で連結する連結構造となっている。これによって、第2バスバー収容部421が、第1バスバー収容部411の間において、連結構造40のスライド幅(長孔4122の長尺幅)の範囲で配列方向(X方向)に沿って自由に変位することが可能となる。
<3.効果>
上記の実施の形態に係る接続モジュール1aは、第1分割体41と第2分割体42とを連結構造40により連結することにより構成されている。ここでも、第1の実施の形態と同様、第1分割体41と第2分割体42とが連結された状態において、配列された複数のバスバー収容部11が、その配列方向に沿って大きく(すなわち、接続部412の弾性変形による変位量と、連結構造40による変位量とを加算したトータルの変位量で)変位することが許容される。したがって、従来の弾性変形のみの変位量では対応できないほどに端子ピッチのバラツキが大きい場合でも、接続モジュール1aにおいてこれを吸収することが可能となる。
<III.第3の実施の形態>
この発明の第3の実施の形態に係る接続モジュール1bについて説明する。なお、以下においては、第1の実施の形態と同じ構成については同じ符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
<1.概要>
組電池900およびこれに組み付けられる接続モジュール1aの概要は、第1の実施の形態と相違しない。すなわち、接続モジュール1bは、所定方向に沿って連続して配置された複数(具体的には4個)のバスバー収容部11と、バスバー収容部11の配列方向に沿って、バスバー収容部11と並行に形成される導線収容路12を備える。バスバー収容部11、導線収容路12の構成は、第1の実施の形態において説明した通りである。
なお、以下に説明するように、接続モジュール1bには4個のバスバー収容部11が配列される。したがって、組電池900が8個以上の電池セル9を配列して構成されている場合は、複数の接続モジュール1bを組電池900の端子列903に取り付けることになる。例えば、組電池900が、図1に示されるように24個の電池セル9を配列したものである場合、図16に示すように、3個の接続モジュール1bを組電池900の端子列903に取り付ければよい。
<2.分割体5>
接続モジュール1bは、複数の分割体5を連結することにより構成される。この実施の形態においては、接続モジュール1bは、1個の第1の分割体5(第1分割体51)と、1個の第2の分割体5(第2分割体52)とを連結することにより構成される。
<2−1.第1分割体51>
第1分割体51の構成について、図12を参照しながら説明する。図12には、第1分割体51の平面図(下段)と、第1分割体51を矢印K方向から見た側面図(上段)とが対応付けて示されている。ただし、図に付されているXYZ座標系は平面図に対応したものである。
第1分割体51は、一定方向(X方向)に沿って配列された2個のバスバー収容部11を備える。ただし、2個のバスバー収容部11の間には、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分510が形成されている。すなわち、第1分割体51においては、2個のバスバー収容部11の間に欠落部分510が形成されている。
バスバー収容部11の構成については上述したとおりである。すなわち、バスバー収容部11は、支持面111と、周壁112,113,114と、案内路116とを備える。なお、第1分割体51が備えるバスバー収容部11は、側壁114を一方側(−X側)にしか備えない構成としている。+X側には、係止爪115を形成してもよい。以下において、第1分割体51が備えるバスバー収容部11を特に「第1バスバー収容部511」ともいう。
第1分割体51は、さらに、一方の第1バスバー収容部511と接続された導線収容路片124を備える。すなわち、第1分割体51が備える2個の第1バスバー収容部511のうち、所定側(図の例では+X側)に配置された第1バスバー収容部511は、案内路116を介して導線収容路片124と接続される。ただし、第1バスバー収容部511と接続される導線収容路片124は、その長手方向の長さが、第1バスバー収容部511の長手方向の長さと同じか、それより短いものとなっている。
第1分割体51は、さらに、欠落部分510をはさんで隣接する2個の第1バスバー収容部511を接続する接続部512を備える。接続部512の構成は、上述した第1分割体31が備える接続部312の構成と同様である。すなわち、接続部512は、その長手方向(X方向)に沿う両端に形成された曲げ部5121と、長尺の貫通孔である長孔5122とを備える。
曲げ部5121が形成されることによって、接続部512は、その接続方向に沿って弾性変形することができる。これによって、m個の第1バスバー収容部511のそれぞれがその配列方向(X方向)に沿って変位することが可能となる。また、留め具挿通孔として機能する長孔5122が、その長手方向を接続部512の接続方向に沿わせて形成されることによって、そこに挿通された連結用留め具522が当該長尺方向に沿って変位することが可能となる。
<2−2.第2分割体52>
第2分割体52の構成について、図13を参照しながら説明する。図13には、第2分割体52の平面図(下段)と、第2分割体52を矢印K方向から見た側面図(上段)とが対応付けて示されている。ただし、図に付されているXYZ座標系は平面図に対応したものである。
第2分割体52は、一定方向(X方向)に沿って配列された2個のバスバー収容部11を備える。ただし、2個のバスバー収容部11の間には、1個分のバスバー収容部11に対応する欠落部分520が形成されている。すなわち、第2分割体52においては、2個のバスバー収容部11の間に欠落部分520が形成されている。
バスバー収容部11の構成については上述したとおりである。すなわち、バスバー収容部11は、支持面111と、周壁112,113,114と、案内路116とを備える。なお、第2分割体52が備えるバスバー収容部11は、側壁114を一方側(−X側)にしか備えない構成としている。+X側には、係止爪115を形成してもよい。以下において、第2分割体52が備えるバスバー収容部11を特に「第2バスバー収容部521」ともいう。
第2バスバー収容部521は、その後壁113に形成された連結用留め具522を備える。連結用留め具522が、第1分割体51が備える長孔5122に挿通されることによって、第1分割体51と第2分割体52とが連結される。
第2分割体52は、さらに、2個の第2バスバー収容部521のそれぞれと接続された導線収容路片124を備える。
第2分割体52においては、導線収容路12を構成する複数の導線収容路片124のそれぞれが、隣接する第2バスバー収容部521を接続する接続部として機能する。すなわち、欠落部分520をはさんで隣接する2個の第2バスバー収容部521は、導線収容路片124を介して互いに接続される。
具体的には、第2分割体52が備える2個の第2バスバー収容部521のうち、所定側(図の例では−X側)に配置された第2バスバー収容部521は、案内路116を介して導線収容路片124と接続される一方で、補助接続部117を介して隣接する導線収容路片124(案内路116を介して接続された導線収容路片124の+X側に、隙間123をおいて隣接する導線収容路片124)の一端(−X側端)付近と接続される。また、当該隣接する導線収容路片124の他端(+X側端)付近は、他方の第2バスバー収容部521(+X側に配置された第2バスバー収容部521)と案内路116を介して接続される。この、一端において補助接続部117を介して一方の第2バスバー収容部521と接続され、他端において案内路116を介して他方の第2バスバー収容部521と接続される導線収容路片124が、2個の第2バスバー収容部521を接続する接続部として機能することになる。
接続部として機能する導線収容路片124には、その長手方向(すなわち、第2バスバー収容部521の接続方向)(X方向)と交差する方向(この実施の形態においては、接続方向と垂直な方向)の切り込み1241が1個以上(例えば3個)形成されている。切り込み1241が形成されることによって、導線収容路片124は、その接続方向に沿って弾性変形することができる。これによって、2個の第1バスバー収容部151のそれぞれがその配列方向(X方向)に沿って変位することが可能となる。
<2−3.連結された分割体>
第1分割体51と第2分割体52とが連結されることにより形成される接続モジュール1bについて、図14〜図16を参照しながら説明する。図14は、第1分割体51と第2分割体52とが連結される様子を示す図である。図15は、第1分割体51と第2分割体52とが連結されることにより形成される接続モジュール1bを示す図である。図16は、複数の接続モジュール1bを配列した接続モジュール群を示す図である。
接続モジュール1bは、欠落部分510をはさんで配列された2個の第1バスバー収容部511を備える第1分割体51と、欠落部分520をはさんで配列された2個の第2バスバー収容部521を備える第2分割体52とが、1個対1個で連結されることによって形成される。
具体的には、第1分割体51における欠落部分510に、第2バスバー収容部521(具体的には、第2分割体52が備える2個の第2バスバー収容部521のうち、所定側(図の例では−X側)に配置された第2バスバー収容部521)が配置されて、接続部512と当該第2バスバー収容部521との間に連結構造50が形成される。得られる接続モジュール1bにおいては、第1バスバー収容部511と第2バスバー収容部521とが交互に並ぶことによって、4個のバスバー収容部11が連続して配列されることになる。
接続部512と当該第2バスバー収容部521との間に形成される連結構造50は、具体的には、第2バスバー収容部521に形成された突起部(連結用留め具522)が、接続部512に形成された長孔5122に挿通されることによって形成される。この連結構造50は、上述した連結構造30と同様、バスバー収容部11の配列方向に沿って各分割体51,52を互いにスライド可能な状態で連結する連結構造となっている。これによって、第2バスバー収容部521が、2個の第1バスバー収容部511の間において、連結構造50のスライド幅(長孔5122の長尺幅)の範囲で配列方向(X方向)に沿って自由に変位することが可能となる。
<3.効果>
上記の実施の形態に係る接続モジュール1bは、第1分割体51と第2分割体52とを連結構造50により連結することにより構成されている。ここでも、第1の実施の形態と同様、第1分割体51と第2分割体52とが連結された状態において、配列された複数のバスバー収容部11が、その配列方向に沿って大きく(すなわち、接続部512、および、導線収容路片124それぞれの弾性変形による変位量と、連結構造50による変位量とを加算したトータルの変位量で)変位することが許容される。したがって、従来の弾性変形のみの変位量では対応できないほどに端子ピッチのバラツキが大きい場合でも、接続モジュール1aにおいてこれを吸収することが可能となる。
<IV.変形例>
上記の実施の形態においては、例えば第1分割体31においては、バスバー収容部11を1個おいて欠落部分310が形成されるものとしたが、欠落部分310を形成する間隔(ピッチ)はこれに限らない。例えば、バスバー収容部11を2個おいて欠落部分310を形成してもよい。すなわち、隣りあう欠落部分310の間に2個以上のバスバー収容部11が配列されてもよい。また、不規則に欠落部分310が現れる構成としてもよい。第2分割体32、第1分割体41においても同様である。
また、上記の実施の形態においては、欠落部分310は、1個分のバスバー収容部11に対応するものとしたが、n(ただし、nは1以上の整数)個分のバスバー収容部11に対応するものであってもよい。第2分割体32、第1分割体41においても同様である。例えば、第1分割体41における欠落部分410を、2個分のバスバー収容部11に対応するものとすることができる。この場合、当該欠落部分410に、2個の第2分割体42が連結されることになる。
また、欠落部分をはさんで隣接するバスバー収容部11を接続する機能部(例えば、第1分割体31における接続部312、第2分割体32における導線収容路片124)を、その長手方向に沿って弾性変形することができるように構成する態様は、上記に説明したものに限らない。例えば、接続部312(あるいは、導線収容路片124)などの一部にバネを介挿する構成としてもよいし、当該機能部を特に撓みやすい性質の材料で形成する構成としてもよい。
また、接続モジュール1,1a,1bを構成する複数の分割体を連結する連結構造30,40,50の態様も、上記に説明したものに限らない。例えば、接続部312,412,512と、バスバー収容部321,421,521の後壁113とに、互いに係合するスライドレールを形成することにより、連結構造30,40,50を構成してもよい。
また、電池端子面が電池本体の上向きではなく、側面に設けられていても良い。接続モジュール92の両端に配置されるバスバー922(9221)に設けられている1個の貫通穴には、バスバーでなく、電線付き端子で接続されても良い。電池セルが奇数個で組電池を構成する場合、1個の貫通穴を設けた接続モジュールは、端子列903の双方に設定される。
1,1a,1b 接続モジュール
3,4,5 分割体
11 バスバー収容部
12 導線収容路
30,40,50 連結構造
31,41,51 第1分割体
32,42,42 第2分割体
124 導線収容路片
312,412,512 接続部
900 組電池

Claims (9)

  1. 組電池の端子列において隣接する端子の対ごとに設けられて前記端子の対を電気的に接続するバスバーを、複数個保持する接続モジュールであって、
    前記バスバーを1個収容するバスバー収容部を、一部に、n(ただし、nは1以上の整数)個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分が形成された状態で、複数個配列した第1分割体と、
    前記第1分割体と連結された状態において前記欠落部分に配置される前記バスバー収容部を備える第2分割体と、
    前記第1分割体と前記第2分割体とを前記バスバー収容部の配列方向に沿って互いに変位可能な状態で連結する連結構造と、
    を備え、
    前記第1分割体が、
    前記欠落部分をはさんで隣接する前記バスバー収容部を接続し、その接続方向に沿って弾性変形する接続部、
    を備える接続モジュール。
  2. 請求項1に記載の接続モジュールであって、
    前記第1分割体が、複数の前記バスバー収容部を、互いに隣接する前記バスバー収容部の間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものである接続モジュール。
  3. 請求項2に記載の接続モジュールであって、
    前記第2分割体が、複数の前記バスバー収容部を、互いに隣接する前記バスバー収容部の間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものであり、
    前記第1分割体と前記第2分割体とが連結された状態において、前記第1分割体における複数の前記欠落部分のそれぞれに、前記第2分割体が備える前記複数のバスバー収容部のそれぞれが配置される接続モジュール。
  4. 請求項2に記載の接続モジュールであって、
    前記第2分割体が、前記バスバー収容部を1個備え、
    前記第1分割体と前記第2分割体とが連結された状態において、前記第1分割体における複数の前記欠落部分のそれぞれに、前記第2分割体が配置される接続モジュール。
  5. 請求項2に記載の接続モジュールであって、
    前記第1分割体が、2個の前記バスバー収容部を、互いの間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものであるとともに、前記第2分割体が、2個の前記バスバー収容部を、互いの間に1個分の前記バスバー収容部に対応する欠落部分を形成して配列したものであり、
    前記第1分割体と前記第2分割体とが連結された状態において、前記第1分割体における前記欠落部分に、前記第2分割体が備える前記バスバー収容部の一方が配置される接続モジュール。
  6. 請求項3または5に記載の接続モジュールであって、
    前記第2分割体が、
    前記欠落部分をはさんで隣接する前記バスバー収容部を接続し、その接続方向に沿って弾性変形する接続部、
    を備える接続モジュール。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載の接続モジュールであって、
    前記連結構造が、
    前記第1分割体の前記接続部における、前記接続方向を長手方向とする長孔が形成された部分と、
    前記欠落部分に配置される前記第2分割体の前記バスバー収容部に突設され、前記長孔に挿通されることによって、前記接続部に対して、前記長孔に沿って移動可能に連結される突起部と、
    を備える接続モジュール。
  8. 請求項1から7のいずれかに記載の接続モジュールであって、
    前記接続部は、
    前記接続方向に加わる力により、曲げ形状が弾性変形して前記接続方向の長さが変化する曲げ部、
    を備える接続モジュール。
  9. 請求項1から7のいずれかに記載の接続モジュールであって、
    前記接続部に、前記接続方向と交差する方向の切り込みが形成される接続モジュール。
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