JP2014220067A - バスバモジュール及び電源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の目的は、配索部内を配索された電線の噛み込みを抑制できるバスバモジュール及び電源装置を提供することにある。【解決手段】バスバモジュール1は、各電極22、23が直線上に並ぶように配列された複数の電池20のうち隣接する電池の電極同士を接続することでこれら複数の電池を直列に接続する複数のバスバ3と、各バスバに接続される端子4と、複数のバスバ及び、複数の端子を収容するケース6と、を備えている。ケースには、電池の配列方向に沿って設けられて、端子に接続される電線5を配列方向Yに沿って配索させる樋形状の配索部8と、該配索部の開口を覆うカバー91と、が設けられ、配索部とカバーとの間には、配索部とカバーとのうちいずれか一方から突出して形成されて、他方に当接される突出部83が設けられている。【選択図】図1

Description

本発明は、バスバモジュール及び電源装置に係り、特に、複数の電池を直列に接続するためのバスバモジュールと、当該バスバモジュールを有する電源装置に関する。
例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリット自動車などには、前記電動モータの駆動源として上記電源装置が搭載されている。この電源装置には、特許文献1に記載されたような一対のバッテリ接続プレートが用いられている。
図4に示すバッテリ接続プレート100は、一端に正の電極、他端に負の電極を有するバッテリ(角形バッテリ)を交互に逆向きに重ね合わせて形成したバッテリ集合体(図示しない)に取り付けられて、重ね合わせたバッテリ同士を直列に接続するものである。各バッテリ接続プレート100は、成形金型を用いて樹脂一体成形される樹脂プレート106と、樹脂プレート106の一端に位置する第1収容部107に嵌め込まれる電源用端子105と、樹脂プレート106の他端側に位置する複数の第2収容部108に嵌め込まれるとともに複数の電池を直列に接続する複数の二つ孔付きバスバ103と、これらのバスバ103に重ねて接続されて電圧を検出する電圧検出用端子(図示しない)と、を備えて構成されている。第1収容部107及び複数の第2収容部108は、複数の電池の重なり方向(矢印Y)に沿って連結されている。
樹脂プレート106は、互いに直線上に連結された第1収容部107、及び複数の第2収容部108と、複数の電圧検出用端子に接続された複数の信号線(図示しない)を矢印Yに沿って配索する樋状の配索溝109と、配索溝109の開口のうち所定位置を覆う複数の溝カバー110と、を一体に備えて構成されている。溝カバー110は、ヒンジ112を介して配索溝109の開口端部に180度回動自在に連結されている。この溝カバー110は、配索溝109の開口を露出する開位置と、開位置から180度回動されて配索溝109の開口を閉じる閉位置と、に変位自在に設けられている。また、溝カバー110を閉位置に位置付けた状態を維持するために、溝カバー110には係止部113が設けられ、配索溝109の開口縁部には、係止部113が係止する係止受け部114が設けられている。
特開2004−98295号公報
しかしながら、上述した従来のバッテリ接続プレート100にあっては、溝カバー110を閉位置に位置付けた状態では、溝カバー110と配索溝109の開口縁部とが、溝カバー110の矢印Y方向の全長に亘って重ねられているから、配索溝109に配索された信号線を溝カバー110と配索溝109との間に挟み込む(噛み込む)虞れがあった。
本発明は、配索部内を配索された電線の噛み込みを抑制できるバスバモジュール及び電源装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の本発明は、各電極が直線上に並ぶように配列された複数の電池のうち隣接する電池の電極同士を接続することでこれら複数の電池を直列に接続する複数のバスバと、前記各バスバに接続される端子と、前記複数のバスバ及び、前記複数の端子を収容するケースと、を備えたバスバモジュールであって、前記ケースには、前記電池の配列方向に沿って設けられて、前記端子に接続される電線を前記配列方向に沿って配索させる樋形状の配索部と、該配索部の開口を覆うカバーと、が設けられ、前記配索部と前記カバーとの間には、前記配索部と前記カバーとのうちいずれか一方から突出して形成されて、他方に当接される突出部が設けられていることを特徴とするバスバモジュールである。
請求項2記載の本発明は、請求項1記載の本発明において、前記突出部は、突出方向に向かうに従って前記配列方向の寸法が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1又は請求項2記載の本発明において、前記配索部に並設されて、前記各バスバ、及び、前記各端子を収容する複数の収容部と、前記カバーに連続されているとともに、前記収容部と連結された連結部と、をさらに備え、前記連結部には、係止部が設けられ、前記配索部は、底壁と、該底壁から立設して互いに対向する一対の対向壁と、を備え、前記一対の対向壁のうち、前記収容部から離れた側の一方の前記対向壁には、前記突出部が設けられ、前記収容部に近接した側の他方の前記対向壁には、その外面に、前記係止部に係止される係止受け部が設けられ、前記係止部が前記係止受け部に係止されることにより、前記カバーによって前記配索部の開口を覆った状態が維持されることを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項3記載の本発明において、前記係止部及び前記係止受け部は、前記突出部の前記配列方向側に位置をずらされて設けられていることを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、正極及び負極が交互に逆向きに重ね合わされた複数の電池から構成された電池集合体と、請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載されたバスバモジュールと、を備えたことを特徴とする電源装置である。
請求項1、5記載の本発明によれば、ケースには、電池の配列方向に沿って設けられて、端子に接続される電線を配列方向に沿って配索させる樋形状の配索部と、該配索部の開口を覆うカバーと、が設けられ、配索部とカバーとの間には、配索部とカバーとのうちいずれか一方から突出して形成されて、他方に当接される突出部が設けられている。配索部とカバーとの間には、突出部が設けられているから、カバーが配索部の開口を覆った状態で、他方は、一方に形成された突出部に当接されることとなり、配索部とカバーとの接触面積が小さくされるから、一方と他方との間で生じる電線の噛み込みを抑制することができる。
請求項2記載の発明によれば、突出部は、突出方向に向かうに従って配列方向の寸法が徐々に小さくなるように形成されているから、配索部とカバーとの接触面積が、より一層、小さくされ、より一層、配索部内を配索された電線の噛み込み抑制することができる。
請求項3記載の発明によれば、配索部に並設されて、各バスバ、及び、各端子を収容する収容部と、カバーに連続されているとともに、収容部と連結された連結部と、をさらに備え、連結部には、係止部が設けられ、配索部は、底壁と、該底壁から立設して互いに対向する一対の対向壁と、を備え、一対の対向壁のうち、収容部から離れた側の一方の対向壁には、突出部が設けられ、収容部に近接した側の他方の対向壁には、その外面に、係止部に係止される係止受け部が設けられ、係止部が係止受け部に係止されることにより、カバーによって配索部の開口を覆った状態が維持される。ここで、従来技術において、係止受け部は、配索溝の開口縁部に設けられていて、係止部の係止受け部への係止力は、配索溝の開口縁部に直接作用していたから、信号線を噛み込んだ場合には、配索溝の開口縁部と溝カバーとの間に隙間を生じさせるように撓ませることができず、信号線を配索溝に収容する際の作業性が悪かったが、配索部の開口から離れた位置で、係止部を係止受け部に係止させることで、係止部の係止受け部への係止力が、配索部とカバーとの接触部分に直接作用しないから、例えば、配索部とカバーとの間で電線を噛み込むことがあっても、一方(例えばカバー)を、配索部とカバーとの間に隙間が生じるように撓ませることにより、他方(例えば配索部)に電線を押し込むことができる。よって、電線を配索部に収容する際の作業性の向上を図ることができる。
請求項4記載の発明によれば、係止部及び係止受け部は、突出部の配列方向側に位置をずらされて設けられているから、さらに、配索部の開口から離れた位置で、係止部を係止受け部に係止させることができる。また、突出部と対向する位置に、配索部内に電線を導入するための導入口が設けられていた場合には、電線に干渉することなく、係止部を係止受け部に係止させることができる。
本発明の一実施の形態にかかる電源装置の分解斜視図である。 前記電源装置を構成するバスバモジュールを別の方向から見た斜視図である。 前記バスバモジュールの組み立て作業する様子を示す斜視図であり、(A)は、カバーが配索部の開口を露出する開位置にある状態を示す図であり、(B)は、カバーが配索部の開口を閉じる閉位置にある状態を示す図である。 従来のバスバモジュールを示す平面図である。
以下、本発明の一実施の形態にかかるバスバモジュール及び電源装置を図1乃至図3を参照して説明する。
図1に示すように、バスバモジュール1は、同図に示す電池集合体2の上面に取り付けられて電源装置10を構成するものである。この電源装置10は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などに搭載され、前記電動モータに電力を供給するものである。
電池集合体2は、図1に示すように、複数の電池20と、これら複数の電池20を互いに重ねて固定する固定部材(図示しない)と、を有している。また、各電池20は、箱型の筐体内に電解液が充填された電池本体21と、この電池本体21の一方の側面及び、他方の側面からそれぞれ突出した正極22(「電極」の一例)及び負極23(「電極」の一例)と、を有している。これら正極22及び負極23は、それぞれ、導電性の金属により円柱状に形成されており、その外周面には、ナット2Aと螺合するネジ溝が形成されている。
さらに、複数の電池20には、これら電池20の重なり方向に沿って正極22及び負極23が直線上に交互に並ぶように二列に配列されている。ここで、図1中の矢印Yは、複数の電池20の配列方向、及びバスバモジュール1の長手方向を示し、矢印Xは、バスバモジュール1の幅方向を示し、矢印Zは、バスバモジュール1の高さ方向を示している。また、本明細書では、バスバモジュール1の高さ方向を、上下方向と記す場合がある。
バスバモジュール1は、前述した複数の電池20を直列接続するものであり、図1に示すように、互いに隣り合う電池20の正極22と負極23とを接続することで複数の電池20を直列に接続する複数のバスバ3と、各バスバ3に電気的に接続されて各電池20の電圧を検出する複数の電圧検出用端子4(「端子」の一例)と、各電圧検出用端子4に接続される複数の電圧検出線5(「電線」の一例)と、これら複数のバスバ3、複数の電圧検出用端子4、及び複数の電圧検出線5を収容するケース6と、を有している。バスバモジュール1は、複数の電池20のうち両端に位置するとともに互いに異なる極性の電極に前記電動モータが接続されて、当該電動モータに電力を供給する。
複数のバスバ3は、それぞれ、金属板にプレス加工等が施されて得られるものであり、図2に示すように、長方形板状の金属板に、互いに隣り合う電極の正極22及び負極23を挿入する一対の貫通孔3aが形成された構成である。このバスバ3は、一対の貫通孔3aに挿入した正極22及び負極23にナット2Aが螺合されることで、これら正極22及び負極23に固定されるとともに電気的に接続される。
複数の電圧検出用端子4は、それぞれ、金属板にプレス加工等が施されて得られるものであり、図2に示すように、矩形板状の端子本体41と、この端子本体41に連続して形成されて端子本体41と電圧検出線5とを接続させる図示しない電線接続部と、を備えている。端子本体41には、その中央に貫通孔4aが形成されている。各電圧検出用端子4は、その貫通孔4a内に電池20の正極22又は負極23のいずれか一方が挿入されるとともに各バスバ3に重ねられて、各バスバ3と電気的に接続されるとともに、その電線接続部で電圧検出線5と電気的に接続される。
ケース6は、電池集合体2の上面と略等しい略長方形に形成されており、電池集合体2の上面に重ねられる。ケース6は、図3にも示すように、各バスバ3とこのバスバ3に重ねられた各電圧検出用端子4とをそれぞれ収容可能な箱状に形成されかつ矢印Y方向に沿って直線上に連結された複数のバスバ収容部7「(収容部)の一例」と、複数のバスバ収容部7の並び方向に平行な直線上に並設して設けられて電圧検出用端子4に接続された電圧検出線5を矢印Y方向に配索させる樋状の配索部8と、各バスバ収容部7の開口縁部にヒンジ90を介して回動自在に連結されて、配索部8の開口の一部を覆う覆い位置と、配索部8の開口全部を露出する露出位置と、に回動自在な回動部9と、を備えて構成されている。
複数のバスバ収容部7は、それぞれ、内側にバスバ3を取り囲む周壁7Aと、周壁7Aの矢印Y方向の中央部において、矢印X方向の一端から他端まで連続して設けられて表面上にバスバ3を載置させる基壁7Bと、を備えている。また、バスバ収容部7は、基壁7Bの矢印Y方向の両側が、電池20の電極22、23を挿通させるために開口している。
周壁7Aは、バスバモジュールの長手方向(矢印Y方向)に対向するとともに、配索部8に連続された一対の側壁70、71と、一対の側壁70、71に連続された連続壁72と、を備えている。連続壁72には、内面に、基壁7B上に載置されたバスバ3を係止する係止爪73Aと、基壁7B上に載置されたバスバ3に重ねられた電圧検出用端子4を係止する係止爪73Bと、が設けられている。係止爪73Aは、矢印Y方向の一方側に設けられ、係止爪73Bは、係止爪73Aの矢印Y方向の他方側に設けられている。
配索部8は、バスバ収容部7の基壁7Bと同一平面に連続して形成されて表面上に電圧検出線5を載置する底壁80と、底壁80の幅方向(矢印X方向)の両縁から立設して形成された一対の立設壁(「一対の対向壁」の一例)81、82と、を備えている。一対の立設壁81、82の高さ寸法は、周壁7Aの高さ寸法よりも大きく形成され、一対の立設壁81、82(配索部8)は、その頂部が、周壁7A(バスバ収容部7)の頂部よりも高い位置に設けられている。
一対の立設壁81、82のうち、バスバモジュールの幅方向(矢印X方向)のバスバ収容部7から離れた側の一方の立設壁81(「一方の対向壁」の一例)配索部8からカバー91に向かって上方に突出して形成された突出部83が設けられている。突出部83は、配索部8の導入口8Aの矢印X方向に延長された位置に設けられている。この突出部83は、上方に向かうに従って矢印Y方向の寸法が徐々に小さくなるように形成された半円状に形成されている。
他方の立設壁82(「他方の対向壁」の一例)、即ち、バスバモジュールの幅方向(矢印X方向)のバスバ収容部7に近接した側の立設壁82には、バスバ収容部7から導出された電圧検出線5を配索部8の内部に導入させる導入口8Aが設けられている。導入口8Aは、ヒンジ90の矢印X方向に延長された位置に設けられている。さらに、他方の立設壁82には、その外面に、後述する回動部9の係止部94に係止されて、回動部9のカバー91を配索部8の開口を覆う覆い位置で維持させるための係止受け部84(図2に示す)が設けられている。係止受け部84は、導入口8Aの矢印Y方向の他方側に隣接した位置に設けられている。
係止受け部84は、図2に示すように、他方の立設壁82の上端から下方に間隔をあけた位置に設けられている。この係止受け部84は、上下方向(矢印Z方向)に貫通する枠状に形成されていて、枠状の係止受け部84を構成する壁部のうち、矢印X方向の立設壁82側の壁部の下端に、回動部9の係止部94が係止するように構成されている。
回動部9は、図3に示すように、矢印Y方向を中心として180度回動自在にバスバ収容部7に連結されている。回動部9は、配索部8の開口の一部を覆うカバー91と、ヒンジ90に連続されるとともにカバー91と平行に設けられた平行部92と、平行部92に連続されてカバー91に向かって立ち上がる立ち上がり部93と、平行部92に連続して設けられた係止部94と、を備えている。カバー91、平行部92、及び立ち上がり部93は、矢印X方向に沿って直線上に並んで設けられ、係止部94は、これらのカバー91、平行部92、及び立ち上がり部93の矢印Y方向の一方側に設けられている。カバー91、平行部92、及び立ち上がり部93の矢印Y方向の寸法は、導入口8Aの矢印Y方向の寸法よりも僅かに大きく形成されているとともに、バスバ3の一対の貫通孔3a間の寸法(電池20の電極22、23間の寸法)よりも小さくなるように形成されている。平行部92及び立ち上がり部93は、請求項中の「連結部」の一例に相当する。
ヒンジ90は、バスバ収容部7の連続壁72と平行部92との間に、連続壁72及び平行部92に一体に設けられている。このヒンジ90は、撓み易くするために、平行部92よりも幅狭に形成され、かつ、薄肉に形成されている。
カバー91は、矩形板状に形成されていて、その矢印X方向の寸法が、配索部8の矢印X方向の寸法よりも大きくなるように形成されている。
平行部92は、矩形板状に形成されていて、その矢印X方向の寸法が、バスバ収容部7の矢印X方向の寸法と略等しくなるように形成されている。この平行部92には、矢印Y方向の一方側に係止部94が設けられ、矢印Y方向の他方側に電圧検出用端子4に接続された電圧検出線5の移動を規制する規制片95が設けられている。
係止部94は、平行部92の立ち上がり部93側(矢印X方向側)の端部のから矢印Y方向の一方側に延在して形成された延在部96と、カバー91が配索部8の開口を覆った状態で、延在部96からバスバ収容部7の係止受け部84内に向かって突出し、かつ、係止受け部84内に挿入される板状の挿入部97と、挿入部97から突出して設けられ、係止受け部84に係止される爪部(図示しない)と、を備えている。
規制片95は、平行部92の立ち上がり部93側(矢印X方向側)の端部の、矢印Y方向の他方側の端部に設けられ、平行部92からバスバ収容部7の基壁7Bに向かって突出して基壁7Bに当接するように形成されている。また、規制片95は、カバー91が配索部8の開口を覆った状態で、導入口8Aの矢印Y方向の他方側の開口縁に当接するように形成されている。
立ち上がり部93は、カバー91から平行部92までの長手寸法が、配索部8の頂部とバスバ収容部7の頂部との寸法差に、突出部83の最も大きい出寸法(矢印Z方向の寸法)を加算した寸法と、略等しくなるように形成されている。
続いて、上記構成の電源装置10の組み立て手順を、図3を参照して説明する。まず、バスバ3、電圧検出用端子4、ケース6などを別々に製造しておく。そして、各バスバ3をケース6の各バスバ収容部7に押し込んで係止爪73Aで係止する。さらに、バスバ3に電圧検出用端子4を重ねるようにバスバ収容部7に押し込んで係止爪73Bで係止する。バスバ収容部7に設けられた基壁7B側の開口とバスバ3に設けられた一対の貫通孔3aとが重なるとともに、バスバ収容部7、及びバスバ3の一対の貫通孔3aのうち一方に電圧検出用端子4に設けられた貫通孔4aが重なる。さらに、各電圧検出用端子4に各電圧検出線5の一端部を接続する。各電圧検出線5の他端側を、導入口8A内に挿入させて、配索部8内に配索させる。
そして、回動部9を図3(A)に示す開位置から、180度回動させて図3(B)に示す閉位置に位置付ける。すると、規制片95がバスバ収容部7の基壁7Bに当接する。また、係止部94が係止受け部84内に進入して、爪部が係止受け部84の下端に係止される。これと同時に、カバー91が、突出部83の頂部に接触されて、配索部8の開口の一部が覆われる。
このように、配索部8とカバー91との間には、突出部83が設けられているから、カバー91が配索部8の開口を覆った状態で、カバー91は、配索部8に形成された突出部に当接されることとなり、配索部8とカバー91との接触面積が小さくされるから、配索部8とカバー91との間で生じる電圧検出線5の噛み込みを抑制することができる。
ここで、例えば、配索部8とカバー91との間で電圧検出線5を噛み込むことがあっても、配索部8の開口から離れた位置で、係止部94を係止受け部84に係止させることにより係止部94の係止受け部84への係止力を、配索部8とカバー91との接触部分に直接作用させないから、カバー91を、配索部8とカバー91との間に隙間を生じさせるように撓ませることにより、配索部8内に電圧検出線5を押し込むことができる。こうして、バスバモジュール1の組み立てが完了する。
上述した手順で組み立てられたバスバモジュール1は、電池集合体2の上面に重ねられ、ケース6の基壁7B側の開口、バスバ3の貫通孔3a、電圧検出用端子4の貫通孔4aを挿入された正極22、及び負極23にナットが螺合されて、電池20の電極22、23、バスバ3及び電圧検出線5が電気的に接続されて、電源装置10の組み立てが完了する。
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではない。上述した実施形態では、突出部83は、配索部8から突出して形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。突出部83は、カバー91から突出して形成されていてもよい。また、突出部83の形状は、カバー91に向かうに従って矢印Y方向の寸法が徐々に小さくなるように形成された半円状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。カバー91に向かうに従って配列方向(矢印Y方向)の寸法が徐々に小さくなるように形成されていれば、三角形状であってもよく、その形状は任意である。
また、回動部9は、各バスバ収容部7の開口縁部にヒンジ90を介して回動自在に連結されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。回動部9は、各バスバ収容部7と別体に形成されていてもよい。その場合には、ヒンジ90は省略してもよい。また、係止部94及び係止受け部84は、突出部83の配列方向Y側に位置をずらされて設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。係止部94及び係止受け部84は、突出部83の矢印X方向に並ぶ位置に設けられていてもよい。また、平行部92及び立ち上がり部93(「連結部」の一例)は、L字状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。平行部92及び立ち上がり部93は、平板状に設けられていてもよい。
なお、前述した各実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は実施形態に実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のバスバモジュール1の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。
1 バスバモジュール
10 電源装置
2 電池集合体
3 バスバ
4 電圧検出用端子(「端子」の一例)
5 電圧検出線(「電線」の一例)
6 ケース
8 配索部
83 突出部
91 カバー
Y 配列方向

Claims (5)

  1. 各電極が直線上に並ぶように配列された複数の電池のうち隣接する電池の電極同士を接続することでこれら複数の電池を直列に接続する複数のバスバと、
    前記各バスバに接続される端子と、
    前記複数のバスバ及び、前記複数の端子を収容するケースと、を備えたバスバモジュールであって、
    前記ケースには、
    前記電池の配列方向に沿って設けられて、前記端子に接続される電線を前記配列方向に沿って配索させる樋形状の配索部と、
    該配索部の開口を覆うカバーと、が設けられ、
    前記配索部と前記カバーとの間には、前記配索部と前記カバーとのうちいずれか一方から突出して形成されて、他方に当接される突出部が設けられていることを特徴とするバスバモジュール。
  2. 前記突出部は、突出方向に向かうに従って前記配列方向の寸法が徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1記載のバスバモジュール。
  3. 前記配索部に並設されて、前記各バスバ、及び、前記各端子を収容する複数の収容部と、
    前記カバーに連続されているとともに、前記収容部と連結された連結部と、をさらに備え、
    前記連結部には、係止部が設けられ、
    前記配索部は、底壁と、該底壁から立設して互いに対向する一対の対向壁と、を備え、
    前記一対の対向壁のうち、前記収容部から離れた側の一方の前記対向壁には、前記突出部が設けられ、
    前記収容部に近接した側の他方の前記対向壁には、その外面に、前記係止部に係止される係止受け部が設けられ、
    前記係止部が前記係止受け部に係止されることにより、前記カバーによって前記配索部の開口を覆った状態が維持されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のバスバモジュール。
  4. 前記係止部及び前記係止受け部は、前記突出部の前記配列方向側に位置をずらされて設けられていることを特徴とする請求項3記載のバスバモジュール。
  5. 正極及び負極が交互に逆向きに重ね合わされた複数の電池から構成された電池集合体と、
    請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項に記載されたバスバモジュールと、を備えたことを特徴とする電源装置。
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