JP2015179644A - 配線モジュールおよび電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】基板と電気機器の配線作業が容易であり、電気的接続の信頼性にも優れる配線モジュール、およびこれを備えた電池ユニットを提供すること。【解決手段】電気機器１０と基板２０とを接続するための配線モジュールであって、電気機器１０に設けられた複数の端子１１０と基板２０に形成された導電パターン２１とを電気的に接続する複数の配線部材３０と、複数の配線部材３０が固定され、これら配線部材３０同士の間隔を規制する配線保持部材４０と、を備える配線モジュール２とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器と基板を電気的に接続するのに用いられる配線モジュールおよびこれを備えた電池ユニットに関する。

下記特許文献１に記載される電池ユニットでは、複数の電池セルから構成される電池スタックの外部に電圧検出手段が設けられている。

特開２００９−２３０９５４号公報

このように電池スタックの外部に電圧検出手段が設けられる構造であると、電圧検出手段を構成する基板（特許文献１では信号処理基板１２）と電池セルとを配線で接続する作業が煩雑化する。また、基板や電池スタックと配線の接続部分に応力が発生しやすい（接続不良が発生しやすい）。

本発明は、基板と電気機器の配線作業が容易であり、電気的接続の信頼性にも優れる配線モジュール、およびこれを備えた電池ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明にかかる配線モジュールは、複数の電池セルから構成される電池スタックと基板とを接続するための配線モジュールであって、前記複数の電池セルの各端子と基板に形成された導電パターンとを電気的に接続する複数の配線部材と、前記複数の配線部材に固定され、これら配線部材同士の間隔を規制する配線保持部材と、を備えることを特徴とする。

前記複数の配線部材は、前記配線保持部材に固定された部分と、前記配線保持部材に固定された部分よりも前記電気機器側の部分であって、前記配線保持部材に固定されていない第一余長部と、を有することを特徴とする。

前記第一余長部の長さは、前記各配線部材の一端が、対応する端子以外の端子に接続不可能な長さであるとよい。

前記複数の配線部材は、前記配線保持部材に固定された部分と、前記配線保持部材に固定された部分よりも前記基板側の部分であって、前記配線保持部材に固定されていない第二余長部と、を有するとよい。

前記配線保持部材が可撓性材料で形成されているとよい。

前記配線保持部材は、可撓性材料で形成された第一保持部および第二保持部を有し、前記配線部材は、前記第一保持部と前記第二保持部の間に挟まれることにより、前記配線保持部材に固定されているとよい。

前記配線保持部材にスリットが形成されているとよい。

前記配線保持部材が硬質材料で形成されているとよい。

前記配線保持部材に前記基板が載置される基板載置面が設けられているとよい。

前記配線部材は、前記配線保持部材の前記基板載置面から突出し、前記導電パターンに接続される基板側接続端子部を有するとよい。

複数の前記基板のそれぞれに形成された導電パターン同士を電気的に接続する基板中継部材が前記配線保持部材に埋設されているとよい。

前記配線保持部材には、前記第一余長部が引っ掛けられる引掛部が設けられているとよい。

前記配線保持部材が前記基板に接続される基板接続部を有するとよい。

前記複数の配線部材は、フレキシブル基板に形成された導電パターンであるとよい。

前記フレキシブル基板における前記各配線部材間にスリットが形成されているとよい。

上記課題を解決するために本発明にかかる電池ユニットは、上記配線モジュールと、導電パターンが形成された基板と、複数の電池セルから構成される電池スタックと、を備え、前記複数の配線部材は、それぞれの一端が前記複数の電池セルの各端子に接続され、他端が前記導電パターンに接続されていることを特徴とする。

前記基板には、前記導電パターンの一部である複数のランド部が前記複数の電池セルの並列方向に沿って並ぶように形成されており、前記複数の配線部材は、前記複数の電池セルの並列方向に沿って並ぶように、それぞれの一端が前記複数の電池セルの各端子に接続され、他端が前記各ランド部に接続されているとよい。

本発明にかかる配線モジュールは、複数の配線部材が固定される配線保持部材を有するものであるため、配線作業の際に配線部材同士が絡まることが防止され、配線作業が容易になる。また、配線保持部材によって配線部材の動きが規制されるため、基板と配線部材、電気機器の端子と配線部材の接続部分にかかる応力が低減される。つまり、電気的接続の信頼性に優れる。

配線保持部材に固定された部分よりも電気機器の端子側の部分である第一余長部が配線部材に設けられた構成とすれば、第一余長部の分、配線部材の一端が動くことが可能であるため、配線部材の一端と端子を容易に接続すること（誤差を吸収すること）ができる。また、配線部材と端子の接続部分に生ずる応力が低減される。

各配線部材の一端が対応する電気機器の端子以外の端子に接続不可能な長さとなるように第一余長部の長さが設定されていれば、配線部材を誤って別の端子に接続してしまうことが防止される。

配線保持部材に固定された部分よりも基板側の部分である第二余長部が配線部材に設けられた構成とすれば、配線部材と導電パターンの接続部分に生ずる応力がさらに低減される。

配線保持部材が可撓性材料で形成されていれば、配線部材同士の間隔が維持される範囲で、配線部材の引き回しの自由度が向上するため、配線作業が容易になる。

配線保持部材が可撓性材料で形成される場合、二つの可撓性材料（第一保持部および第二保持部）で配線部材を挟むことにより、配線保持部材に対し配線部材を固定することができる（製造が容易である）。

配線保持部材にスリットが形成されていれば、配線部材と導電パターン、配線部材と端子の接続部分に生ずる応力がさらに低減される。

配線保持部材が硬質材料で形成されていれば、当該配線保持部材による配線部材同士の間隔を維持する機能に優れる。

配線保持部材が硬質材料で形成されている場合、基板を支持するための部材として配線保持部材を機能させることもできる。

配線保持部材が硬質材料で形成され、基板を支持するための部材として配線保持部材を機能させる場合、配線保持部材から基板側に突出する基板側接続端子部を配線部材に設ければ、基板（導電パターン）と配線部材の接続が容易になる。

配線保持部材には、複数の基板のそれぞれに形成された導電パターン同士を電気的に接続する中継部材を埋設しておくことができる。

配線保持部材が硬質材料で形成されている場合、第一余長部が引っ掛けられる引掛部を配線保持部材に設けることもできる。

配線保持部材が基板に接続されていれば、配線部材と導電パターン（基板）の接続を補強する（配線部材と導電パターンの接続部分に生ずる応力を低減する）部材として配線保持部材を機能させることができる。

複数の配線部材を、フレキシブル基板に形成された導電パターンとする、すなわち、フレキシブル基板の基材によって複数の配線部材が一体化された構成とすれば、配線部材同士が絡まるといった状態となることはないため、配線作業が容易になる。

フレキシブル基板における各配線部材間にスリットが形成されていれば、配線部材と導電パターン、配線部材と端子の接続部分に生ずる応力がさらに低減される。

本発明にかかる電池ユニットは、複数の配線部材が固定される配線保持部材を有するものであるため、配線作業の際に配線部材同士が絡まることが防止され、配線作業が容易になる。また、配線保持部材によって配線部材の動きが規制されるため、基板と配線部材、電池ユニットを構成する各電池セルの端子と配線部材の接続部分にかかる応力が低減される。つまり、電気的接続の信頼性に優れる。

また、複数の配線部材が複数の電池セルの並列方向に沿って並ぶように、それぞれの一端が各ランド部に接続されている構成とすれば、配線作業が容易である。また、大きく配線部材を引き回す構成ではないため、配線部材とランド部の接続部分に生ずる応力が低減される。さらに、基板におけるランド部同士の間隔を大きくすることができるため、ランド部間でショートするおそれが低減される。

本発明の第一実施形態にかかる電池ユニットの分解斜視図である。 本発明の第一実施形態にかかる電池ユニットの断面を模式的に示した図である。 第一実施形態における基板とそれに接続された配線部材および配線保持部材の平面図である。 第一実施形態における配線保持部材に対し配線部材を固定する方法を説明するための図である。 本発明の第二実施形態にかかる電池ユニットの分解斜視図である。 本発明の第二実施形態にかかる電池ユニットの断面を模式的に示した図である。 第二実施形態における配線保持部材に設けられた引掛部を説明するための図である。 第二実施形態における基板中継部材を説明するための図である。 本発明の第三実施形態にかかる電池ユニットの分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態にかかる電池ユニット１について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、特に明示した場合を除き、以下の説明における上下方向とは各電池セル１１の上下方向（端子１１０が設けられた側を上、その反対側を下とする）をいい、並列方向とは複数の電池セル１１を並べた（積み重ねた）方向をいい、幅方向とは上下方向および並列方向に直交する方向であって、各電池セル１１の二つの端子１１０（プラス端子とマイナス端子）を結ぶ直線方向をいうものとする。なお、これらの方向は、電池ユニット１の設置方向を限定するものではない。

本発明の第一実施形態にかかる電池ユニット１ａは、ハイブリット自動車や電気自動車等の車両用電池として用いられるものであって、電池スタック１０（電気機器）、基板２０、配線部材３０、および配線保持部材４０を備える。以下、図１〜図４を参照して各構成について説明する。

電池スタック１０は、複数の電池セル１１から構成される。ここでいう電池セル１１は、一つにパッケージングされた電池をいい、一の電池セル１１の定格電圧や容量といった特性は特定の値に限定されない。各電池セル１１の定格値（設計値）が同じであればよく、複数の電池が接続されてなるものが一つにパッケージングされたものを一の電池セル１１としてもよい。

各電池セル１１は、上側にプラス端子およびマイナス端子を有する。プラス端子は電池セル１１の幅方向一方側に、マイナス端子は電池セル１１の幅方向他方側に位置する。各電池セル１１は、幅方向に長い平板状となっており、この平板を積み重ねるようにして並べられたものが電池スタック１０となる。このように複数の電池セル１１が並べられた電池スタック１０が構成されると、電池スタック１０の幅方向一方側および他方側において端子１１０が直線状に並ぶ。具体的には、電池スタック１０の幅方向一方側および他方側において、プラス端子とマイナス端子が交互に並ぶように電池セル１１が並べられる（幅方向一方側に直線状に並ぶ端子群を第一端子群１１１と、他方側に直線状に並ぶ端子群を第二端子群１１２と称する）。そして、一の電池セル１１のプラス端子とその一方側に隣接する電池セル１１のマイナス端子、および一の電池セル１１のマイナス端子とその他方側に隣接する電池セル１１のプラス端子が、導電性材料で形成されたバスバー（図を分かりやすくするため図示略）で接続される。つまり、電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１は直列に接続されている。

また、本実施形態では、各電池セル１１の幅方向両側面における上側に、蓋部材５０を電池スタック１０に固定するための引掛突起１１３が形成されている。なお、電池スタック１０を構成する各電池セル１１は、詳細を後述する蓋部材５０によって一体化される構造であってもよいし、蓋部材５０以外のものによって一体化される構成であってもよい。例えば、各電池セル１１に、隣接する電池セル１１との物理的な接続を図るための構造が設けられていてもよい。

蓋部材５０は、電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１の各端子１１０を覆うものである。蓋部材５０は、絶縁性材料で形成されており、各電池セル１１の端子１１０を物理的かつ電気的に保護する。蓋部材５０の幅方向両側には、下方に向かって延びる複数の引掛片５１が設けられている。幅方向両側で一対となる引掛片５１は、電池スタック１０全体を構成する電池セル１１と同数設けられている。並設方向において、一対の引掛片５１の間隔は電池セル１１に設けられた一対の引掛突起１１３の間隔と等しい。各引掛片５１の先端側には引掛突起１１３が通ることのできる貫通孔が形成されており、各引掛片５１の貫通孔に引掛突起１１３を引っ掛けることにより、蓋部材５０が電池スタック１０に固定される。これにより、電池スタック１０を構成する複数の電池セル１１の各端子１１０が蓋部材５０に覆われた状態となる。

基板２０は、各電池セル１１の電圧（各電池セル１１の端子１１０間電圧）を監視するための回路が構築されたものである。当該回路は、基板２０に形成された導電パターンや実装された素子によって構築されている。導電パターンには、配線部材３０が接続されるランド部２１が形成されている（ランド部２１以外の導電パターンは図示略）。ランド部２１は、基板２０の幅方向両側に、並列方向に沿って複数並ぶように形成されている。複数の電池セル１１によって構成される電池スタック１０は、過充電による発火等を防止するため、電池スタック１０を構成する全ての電池セル１１の電圧を監視する必要がある。そのため、基板２０に形成された回路（導電パターンや各種素子から構成される）は、全ての電池セル１１の端子１１０と電気的に接続される。なお、基板２０には、電池スタック１０（各電池セル１１）を制御する電池制御回路が構築されていてもよい。

かかる基板２０は、電池スタック１０の上面（端子１１０が位置する面）に対向するように設置される。つまり、基板２０は、複数の電池セル１１の並列方向に沿って設けられる。本実施形態における基板２０の並列方向における長さは、当該方向における電池スタック１０の長さと略等しく、基板２０の幅方向における長さは、当該方向における電池スタック１０の長さよりも小さい。

また、基板２０は、各ランド部２１が、対応する端子１１０と並列方向における位置が一致するように設置される。具体的には、一の電池セル１１のプラス端子およびマイナス端子は、当該電池セル１１の端子１１０と電気的に接続されるべき二つのランド部２１（プラス端子接続用ランド部およびマイナス端子接続用ランド部）と並列方向における位置を同じにする。したがって、並列方向における各ランド部２１同士の間隔は、当該方向における端子１１０同士の間隔と略等しい。以上の条件を満たす位置に基板２０が配置されるのであれば、その固定構造は特定の構造に限定されない。本実施形態では電池スタック１０の幅方向中央に設けられた基板支持部１２に基板２０が固定されている。基板支持部１２の形状や基板支持部１２に対する基板２０の固定構造はどのようなものであってもよい。

配線部材３０は、基板２０に形成された導電パターン（回路）と、各電池セル１１の端子１１０とを電気的に接続するための部材である。各電池セル１１の電圧を測定する必要があるため、配線部材３０は複数（電池セル１１の数×２）用いられる。本実施形態における配線部材３０は、電線３１の一方側端部に、電池セル１１の端子１１０に接続される電池側接続端子部３２が設けられ、他方側端部に基板２０のランド部２１に接続される基板側接続端子部３３が設けられたものである。

配線保持部材４０は、配線部材３０同士の間隔（厳密には配線部材３０の一部同士の間隔）を規制する部材である。具体的には、幅方向一方側に位置する複数の配線部材３０同士、および幅方向他方側に位置する複数の配線部材３０同士を連結する部材である。複数の配線部材３０は、並列方向に等間隔に並ぶようにして配線保持部材４０に固定されている。本実施形態における配線保持部材４０は、絶縁性の可撓性材料で形成されたフィルム状の部材であり、第一保持部４１および第二保持部４２という二つのフィルム状の部材が接合されてなるものである。複数の配線部材３０は、第一保持部４１と第二保持部４２の間に挟まれることにより、配線保持部材４０に固定されている。

配線保持部材４０に対する複数の配線部材３０の固定構造は、例えば図４に示す態様とすることができる。配線保持部材４０となる材料として、第一保持部４１と第二保持部４２が中央で線対称となるものを作製する（図４（ａ）参照）。一方の保持部に配線部材３０を並べ、他方の保持部を対称線で折り返し（図４（ｂ）参照）、一方の保持部に接合する（図４（ｃ）参照）。これにより、複数の配線部材３０が配線保持部材４０に固定される（このように複数の配線部材３０が配線保持部材４０に固定されたものが、本発明の第一実施形態にかかる配線モジュール２ａ（２）に相当する）。なお、二つの保持部の間に配線部材３０が固定される構成であれば、三つ以上の保持部を用いてもよい。また、後述する配線固定部４５のみ、二つの保持部で構成されたものとしてもよい。

配線保持部材４０は、基板接続部４３、中継部４４および配線固定部４５を有する。基板接続部４３は、基板２０に接続される部分である。中継部４４は、基板接続部４３と配線固定部４５を繋ぐ部分である。配線固定部４５は、配線部材３０が固定される部分である。配線固定部４５には、配線部材３０の電線３１の一部が固定される。つまり、配線部材３０の電池側接続端子部３２側および基板側接続端子部３３側の一部は、配線保持部材４０（配線固定部４５）に固定されていない。すなわち、配線部材３０における配線保持部材４０に固定された部分よりも電池セル１１の端子１１０側の部分（以下第一余長部３０１と称する。図３参照）と、配線部材３０における配線保持部材４０に固定された部分よりも基板２０側の部分（以下第二余長部３０２と称する。図３参照）は、配線保持部材４０による規制を受けない部分である。したがって、第一余長部３０１と第二余長部３０２は、配線保持部材４０（配線固定部４５）の規制を受けずに独立して動きうる。

上記各中継部４４は、各配線部材３０の第二余長部３０２同士の間に位置するように設けられる。本実施形態では、中継部４４を変形しやすくするため、当該中継部４４に貫通孔である中抜き部分４４１が形成されている。中継部４４よりも基板２０側に形成される基板接続部４３は、接着剤等によって基板２０に接合されている。光硬化や熱硬化によって接合してもよい。基板接続部４３は、ランド部２１に接続される基板側接続端子部３３同士の間に位置するように基板２０に接合される。基板２０と配線保持部材４０の接続強度を高めるため、基板接続部４３は中継部４４よりも幅広に形成されているとよい。基板２０が電池スタック１０に対して所定位置に位置決めされ、この基板２０に対し配線部材３０および配線保持部材４０が所定位置に接続された状態において、第一余長部３０１の長さは、各配線部材３０の電池側接続端子部３２が、対応する電池セル１１の端子１１０以外の端子１１０に接続することが不可能な長さに設定されている。

配線保持部材４０にはスリット４５１が形成されている。本実施形態では、配線固定部４５における幅方向外側の縁から幅方向内側に向かう（電池セル１１の端子１１０側に向かって開口した）スリット４５１が形成されている。各スリット４５１は、各配線部材３０同士の間に一または複数形成される。なお、上記第一余長部３０１の長さは、このスリット４５１や中抜き部分４４１の存在、配線保持部材４０を構成する材料の可撓性等を加味して設定される。つまり、スリット４５１等や配線保持部材４０を構成する材料の可撓性等によって、電池側接続端子部３２の動きうる範囲が決まることとなるが、当該範囲において、各電池側接続端子部３２が、対応する電池セル１１の端子１１０以外の端子１１０に接続することが不可能な長さに設定されている。

本実施形態にかかる電池ユニット１ａは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。また、複数の配線部材３０と配線保持部材４０を一体化する。つまり、第一保持部４１と第二保持部４２との間に複数の配線部材３０を挟みこんで固定する（第二工程）。この固定の方法の一例は上述した通りである（図４に示した方法）。第一工程と第二工程の順は問わない。第二工程を経た後、各配線部材３０の基板側接続端子部３３を基板２０のランド部２１にはんだ付けするとともに、配線保持部材４０の基板接続部４３を基板２０に接合する（第三工程）。これにより、基板２０・配線部材３０・配線保持部材４０が一体となったユニットが得られる。第三工程を経た後、基板２０を所定位置に取り付ける（本実施形態では基板支持部１２に支持させる）とともに、各配線部材３０の電池側接続端子部３２を電池セル１１の各端子１１０に接続する（第四工程）。つまり、基板２０の幅方向一方側に位置する複数の配線部材３０を第一端子群１１１に、他方側に位置する配線部材３０を第二端子群１１２に接続する。第四工程後、蓋部材５０を電池スタック１０に固定する（第五工程）。つまり、各引掛片５１を対応する引掛突起１１３に引っ掛ける。この際、配線部材３０は、基板２０とともに蓋部材５０と電池スタック１０の間の空間内に収容する。

以上説明した本実施形態にかかる電池ユニット１ａでは、各電池セル１１の端子１１０と、その端子１１０と同じ方向に並ぶランド部２１とを配線部材３０で接続する構成であるため、配線作業が容易である。また、大きく配線部材３０を引き回す構成ではないため、配線部材３０とランド部２１の接続部分に生ずる応力が低減される。さらに、基板２０におけるランド部２１同士の間隔を大きくすることができるため、ランド部２１間でショートするおそれが低減される。

また、本実施形態では、複数の配線部材３０は配線保持部材４０に固定されているため、配線作業の際に配線部材３０同士が絡まることが防止される。かかる配線保持部材４０は可撓性材料で形成されているため、配線部材３０同士の間隔が維持される範囲で、配線部材３０の引き回しの自由度が向上する。よって、配線作業が容易になる。

また、各配線部材３０には、配線保持部材４０に固定されていない電池セル１１の端子１１０側の部分である第一余長部３０１が設けられているため、当該第一余長部３０１の分、配線部材３０の電池側接続端子部３２が動くことが可能である。したがって、電池セル１１の積み重ね誤差等によって各電池セル１１の端子１１０の位置が若干ずれていても、配線部材３０の一端と端子１１０を容易に接続すること（誤差を吸収すること）ができる。また、配線部材３０と電池セル１１の端子１１０を接続した後は、当該第一余長部３０１の存在により、配線部材３０と端子１１０の接続部分に生ずる応力が低減される。

また、第一余長部３０１の長さは、各配線部材３０の電池側接続端子部３２が対応する電池セル１１の端子１１０以外の端子１１０に接続不可能となるように設定されているため、配線部材３０を誤って別の端子１１０に接続してしまうことが防止される。

また、各配線部材３０には、配線保持部材４０に固定された部分よりも基板２０側の部分である第二余長部３０２が設けられているため、配線部材３０とランド部２１の接続部分（はんだ付け部分）に生ずる応力が低減される。

また、配線保持部材４０（の少なくとも配線固定部４５）が、第一保持部４１および第二保持部４２という二つのフィルム状の部材で構成されているため、両保持部の間に配線部材３０を挟み込むことにより、配線保持部材４０に対し配線部材３０を固定することができ、製造（上記第二工程）が容易である。

また、配線保持部材４０にスリット４５１が形成されていれば、配線部材３０とランド部２１、配線部材３０と端子１１０の接続部分に生ずる応力が低減される。本実施形態のように、配線固定部４５における幅方向外側の縁から幅方向内側に向かう（電池セル１１の端子１１０側に向かって開口した）スリット４５１が形成されていれば、特に、配線部材３０と端子１１０の接続部分に生ずる応力が低減される。また、本実施形態とは異なり、配線固定部４５における幅方向内側の縁から幅方向外側に向かう（基板２０側に向かって開口した）スリット４５１が形成されていれば、特に、配線部材３０とランド部２１の接続部分（はんだ付け部分）に生ずる応力が低減される。

また、配線保持部材４０の基板接続部４３が基板２０に接続されているため、配線部材３０とランド部２１（基板２０）の接続を補強する（配線部材３０とランド部２１の接続部分に生ずる応力を低減する）部材として配線保持部材４０が機能する。

また、配線保持部材４０の中継部４４に中抜き部分４４１が設けられていれば、中継部４４が変形しやすくなるため、配線部材３０とランド部２１、配線部材３０と端子１１０の接続部分に生ずる応力が低減される。

次に、本発明の第二実施形態にかかる電池ユニット１ｂについて、上記第一実施形態と異なる点を中心に説明する。図５および図６に示す本実施形態にかかる電池ユニット１ｂは、配線保持部材４０ｂの構成が上記第一実施形態と異なる。

本実施形態における配線保持部材４０ｂは、絶縁性の硬質材料で形成されている。配線保持部材４０ｂは、並列方向に細長い直方体形状の部材である。配線保持部材４０ｂの並列方向の長さは、基板２０ｂや電池スタック１０と略同じである。

かかる配線保持部材４０ｂに複数の配線部材３０ｂが固定されている（このように複数の配線部材３０ｂが配線保持部材４０ｂに固定されたものが、本発明の第二実施形態にかかる配線モジュール２ｂ（２）に相当する）。その固定構造はどのようなものであってもよいが、例えばインサート成形によって複数の配線部材３０ｂを等間隔に並べた状態で、配線保持部材４０ｂに固定することができる。本実施形態における配線部材３０ｂの基板側接続端子部３３ｂは、導電性の硬質材料で形成された軸状の部分である。かかる基板側接続端子部３３ｂは、配線保持部材４０ｂの上面である基板載置面４７ｂ（基板２０ｂ側の面）から突出している。つまり、基板側接続端子部３３ｂは、配線保持部材４０ｂの長手方向（並列方向）に沿って等間隔に並ぶ。なお、配線保持部材４０ｂの下面からは、電池側接続端子部３２が外側に引き出されている。当該引き出された部分が、第一余長部３０１となる。

上記基板側接続端子部３３ｂ同士の間隔は、基板２０ｂの幅方向両側において並列方向に並ぶように形成されたランド部２１ｂの間隔と同じである。本実施形態における基板２０ｂの幅方向両側には、並列方向に並ぶ複数のスルーホール２２ｂ（貫通孔）が形成されており、各ランド部２１ｂは各スルーホール２２ｂの周囲に形成されている。

この基板２０ｂは、幅方向両側に二つ設けられる配線保持部材４０ｂの上面（基板載置面４７ｂ）に載置される。具体的には、配線保持部材４０ｂの基板載置面４７ｂから突出する各基板側接続端子部３３ｂを、基板２０ｂに形成された各スルーホール２２ｂに通すことにより、基板２０ｂが配線保持部材４０ｂ上に載置される。

本実施形態にかかる電池ユニット１ｂは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。また、複数の配線部材３０ｂと配線保持部材４０ｂを一体化する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第二工程を経た後、各配線部材３０ｂの基板側接続端子部３３ｂを基板２０ｂのランド部２１ｂにはんだ付けする（第三工程）。はんだ付け部分にかかる応力を低減するため、配線保持部材４０ｂの上面（基板載置面４７ｂ）と基板２０ｂを接合してもよい。この場合、配線保持部材４０ｂの上面（基板載置面４７ｂ）が基板接続部となる。これにより、基板２０ｂ・配線部材３０ｂ・配線保持部材４０ｂが一体となったユニットが得られる。本実施形態では、基板２０ｂを配線保持部材４０ｂ上に載置することができるため、はんだ付けが容易である。配線保持部材４０ｂと基板２０ｂを接着剤等によって接合すると、はんだ付け部分にかかる応力が低減されるためさらによい。第三工程を経た後、基板２０ｂを所定位置に取り付ける（本実施形態では基板支持部１２に支持させる）とともに、各配線部材３０ｂの電池側接続端子部３２を電池セル１１の各端子１１０に接続する（第四工程）。つまり、基板２０ｂの幅方向一方側に位置する複数の配線部材３０ｂを第一端子群１１１に、他方側に位置する配線部材３０ｂを第二端子群１１２に接続する。第四工程後、蓋部材５０を電池スタック１０に固定する（第五工程）。つまり、各引掛片５１を対応する引掛突起１１３に引っ掛ける。この際、配線部材３０ｂは、基板２０ｂとともに蓋部材５０と電池スタック１０の間の空間内に収容する。

以上説明した本実施形態にかかる電池ユニット１ｂは、配線保持部材４０ｂが硬質材料で形成されているため、当該配線保持部材４０ｂによる配線部材３０ｂ同士の間隔を維持する機能に優れる。

また、配線保持部材４０ｂが硬質材料で形成されているため、基板２０ｂを支持するための部材として配線保持部材４０ｂを機能させることもできる。特に、本実施形態では、配線保持部材４０ｂの基板載置面４７ｂから基板２０ｂ側に突出する基板側接続端子部３３ｂが配線部材３０ｂに設けられているため、基板２０ｂ（ランド部２１ｂ）と配線部材３０ｂの接続が容易になる。

本実施形態において、二つの配線保持部材４０ｂそれぞれにおける幅方向外側の面に図７に示すような引掛部４６ｂを設けることができる。引掛部４６ｂは、幅方向外側に向かって延びる部分と、その先端から上方に向かって延びる部分とを有する。配線部材３０ｂの電池側接続端子部３２と電池セル１１の端子１１０との接続を容易にするために第一余長部３０１を長めに設定（余裕をもった長さに設定）した場合には、配線部材３０ｂの電池側接続端子部３２と電池セル１１の端子１１０との接続後、第一余長部３０１（電線３１）を引掛部４６ｂに引っ掛けておくことで、振動等によって第一余長部３０１が大きく動いてしまうことが抑制できる。つまり、配線部材３０ｂの電池側接続端子部３２と電池セル１１の端子１１０との接続部分にかかる負荷が低減される。

また、本実施形態のように、配線保持部材４０ｂが硬質材料で形成される場合、かつ一つのユニットに複数の基板２０ｂが搭載される場合には、基板２０ｂ間を電気的に接続する基板中継部材２３ｂを配線保持部材４０ｂに固定しておくことができる。例えば図８に示すように、コの字（Ｕの字）型の基板中継部材２３ｂを、配線保持部材４０ｂにおけるある基板２０ｂとそれに隣り合う基板２０ｂとの中間に埋設する。基板中継部材２３ｂの二つの先端側の一部（先端側の部分２３１ｂ）は、配線保持部材４０ｂの上面から突出する。各基板２０ｂには、当該突出した部分が通されるスルーホール２２ｂおよびその周囲にランド部２１ｂが形成されており、基板中継部材２３ｂの二つの先端側の部分２３１ｂがランド部２１ｂにはんだ付けされることにより、基板２０ｂ（基板２０ｂに形成された導電パターン）同士が電気的に接続される。自動装置を用いれば、基板中継部材２３ｂと基板２０ｂのはんだ付けは、配線部材３０ｂと基板２０ｂのはんだ付けと同じ工程で行うことができる。

次に、本発明の第三実施形態にかかる電池ユニット１ｃについて、上記第一実施形態と異なる点を中心に説明する。図９に示す本実施形態にかかる電池ユニット１ｃは、複数の配線部材３０ｃの構成が上記第一実施形態と異なる。

本実施形態における複数の配線部材３０ｃは、フレキシブル基板２ｃに形成された導電パターンである。フレキシブル基板２ｃは、その並列方向の長さが基板２０や電池スタック１０と略同じに形成されている。このフレキシブル基板２ｃに、並列方向に等間隔に並ぶ複数の導電パターンが形成されている。各導電パターンは、フレキシブル基板２ｃを幅方向に横断するように形成されている。各導電パターンの一端が基板２０の各ランド部２１に接続され、他端が電池セル１１の各端子１１０に接続されることになる。このように、配線部材３０ｃが基板２０に形成された導電パターンであれば、配線部材３０ｃ同士の間隔は変化しない。つまり、フレキシブル基板２ｃの基材３５ｃが、上述した第一実施形態および第二実施形態における配線保持部材４０と同様の役割を果たすものである（配線部材３０ｃとしての導電パターンが形成されたフレキシブル基板２ｃが、本発明の第三実施形態にかかる配線モジュール２ｃ（２）に相当する）。

本実施形態におけるフレキシブル基板２ｃには幅方向外側（電池セル１１の端子１１０側）の縁から幅方向内側に向かう（電池セル１１の端子１１０側に向かって開口した）スリット３６ｃが形成されている。各スリット３６ｃは、配線部材３０ｃである各導電パターン間の中央に形成されている。

本実施形態にかかる電池ユニット１ｃは、次のように組み立てることができる。複数の電池セル１１を並べて、電池スタック１０を構成する（第一工程）。また、フレキシブル基板２ｃに配線部材３０ｃとなる導電パターンを形成する（第二工程）。かかる第一工程と第二工程の順は問わない。第二工程後、フレキシブル基板２ｃに形成された各配線部材３０ｃ（導電パターン）の基板側接続端子部３３を基板２０（リジッド基板）のランド部２１にはんだ付けする（第三工程）。はんだ付け部分にかかる応力を低減するため、フレキシブル基板２ｃにおけるはんだ付けされる以外の箇所を基板２０に接合してもよい。この場合、当該箇所が基板接続部４３となる。これにより、基板２０・配線部材３０ｃが一体となったユニットが得られる。第三工程を経た後、基板２０（リジッド基板）を所定位置に取り付ける（本実施形態では基板支持部１２に支持させる）とともに、各配線部材３０ｃ（導電パターン）の電池側接続端子部３２を電池セル１１の各端子１１０に接続する（第四工程）。つまり、基板２０の幅方向一方側に位置する複数の配線部材３０ｃ（導電パターン）を第一端子群１１１に、他方側に位置する配線部材３０ｃ（導電パターン）を第二端子群１１２に接続する。第四工程後、蓋部材５０を電池スタック１０に固定する（第五工程）。つまり、各引掛片５１を対応する引掛突起１１３に引っ掛ける。この際、配線部材３０ｃは、基板２０とともに蓋部材５０と電池スタック１０の間の空間内に収容する。

以上説明した本実施形態にかかる電池ユニット１ｃは、複数の配線部材３０ｃを、フレキシブル基板２ｃに形成された導電パターンとする、すなわち、フレキシブル基板２ｃの基材３５ｃ（配線保持部材）によって複数の配線部材３０ｃが一体化された構成であるため、配線部材３０ｃ同士が絡まるといった状態となることがなく、配線作業が容易になる。また、上記第一実施形態や第二実施形態のように、複数配線部材３０ｃを配線保持部材４０に固定する工程が無くなる（フレキシブル基板２ｃに導電パターンを形成すればよい）ため、ユニットの製造が容易になる。

また、フレキシブル基板２ｃにおける各配線部材３０ｃ（導電パターン）間に、幅方向外側の縁から幅方向内側に向かう（電池セル１１の端子１１０側に向かって開口した）スリット３６ｃが形成されているため、当該スリット３６ｃを形成した分、電池側接続端子部３２の動きうる範囲が広がる。よって、電池側接続端子部３２を電池セル１１の各端子１１０に接続する作業（第四工程）が容易になる。また、配線部材３０ｃと端子１１０の接続部分に生ずる応力が低減される。

なお、配線部材３０ｃ（導電パターン）とランド部２１との接続部分に生ずる応力を低減する場合には、フレキシブル基板２ｃにおける各配線部材３０ｃ（導電パターン）間に、幅方向内側の縁から幅方向外側に向かう（基板２０側に向かって開口した）スリット３６ｃを形成すればよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ （１ａ〜１ｃ）電池ユニット
２ （２ａ〜２ｃ）配線モジュール
１０ 電池スタック（電気機器）
１１ 電池セル
１１０ 端子
２０ 基板
２１ ランド部（導電パターンの一部）
３０ 配線部材
３１ 電線
３２ 電池側接続端子部
３３ 基板側接続端子部
３０１ 第一余長部
３０２ 第二余長部
４０ 配線保持部材
４１ 第一保持部
４２ 第二保持部
４３ 基板接続部
４４ 中継部
４５ 配線固定部
４５１ スリット
２０ｂ 基板
２１ｂ ランド部（導電パターンの一部）
２２ｂ スルーホール
２３ｂ 基板中継部材
３０ｂ 配線部材
３３ｂ 基板側接続端子部
４０ｂ 配線保持部材
４６ｂ 引掛部
３０ｃ 配線部材（導電パターン）
２ｃ フレキシブル基板
３５ｃ 基材（配線保持部材）
３６ｃ スリット

Claims (17)

1. 電気機器と基板とを接続するための配線モジュールであって、
   前記電気機器に設けられた複数の端子と基板に形成された導電パターンとを電気的に接続する複数の配線部材と、
   前記複数の配線部材が固定され、これら配線部材同士の間隔を規制する配線保持部材と、
   を備えることを特徴とする配線モジュール。
2. 前記複数の配線部材は、
   前記配線保持部材に固定された部分と、
   前記配線保持部材に固定された部分よりも前記電気機器側の部分であって、前記配線保持部材に固定されていない第一余長部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の配線モジュール。
3. 前記第一余長部の長さは、前記各配線部材の一端が、対応する端子以外の端子に接続不可能な長さであることを特徴とする請求項２に記載の配線モジュール。
4. 前記複数の配線部材は、
   前記配線保持部材に固定された部分と、
   前記配線保持部材に固定された部分よりも前記基板側の部分であって、前記配線保持部材に固定されていない第二余長部と、
   を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線モジュール。
5. 前記配線保持部材が可撓性材料で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の配線モジュール。
6. 前記配線保持部材は、可撓性材料で形成された第一保持部および第二保持部を有し、
   前記配線部材は、前記第一保持部と前記第二保持部の間に挟まれることにより、前記配線保持部材に固定されていることを特徴とする請求項５に記載の配線モジュール。
7. 前記配線保持部材にスリットが形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の配線モジュール。
8. 前記配線保持部材が硬質材料で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の配線モジュール。
9. 前記配線保持部材に前記基板が載置される基板載置面が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の配線モジュール。
10. 前記配線部材は、前記配線保持部材の前記基板載置面から突出し、前記導電パターンに接続される基板側接続端子部を有することを特徴とする請求項９に記載の配線モジュール。
11. 複数の前記基板のそれぞれに形成された導電パターン同士を電気的に接続する基板中継部材が前記配線保持部材に埋設されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の配線モジュール。
12. 前記配線保持部材には、前記第一余長部が引っ掛けられる引掛部が設けられていることを特徴とする請求項２を引用する請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の配線モジュール。
13. 前記配線保持部材が前記基板に接続される基板接続部を有することを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の配線モジュール。
14. 前記複数の配線部材は、フレキシブル基板に形成された導電パターンであることを特徴とする請求項１に記載の配線モジュール。
15. 前記フレキシブル基板における前記各配線部材間にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の配線モジュール。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の配線モジュールと、
    導電パターンが形成された基板と、
    複数の電池セルから構成される電池スタックと、
    を備え、
    前記複数の配線部材は、それぞれの一端が前記複数の電池セルの各端子に接続され、他端が前記導電パターンに接続されていることを特徴とする電池ユニット。
17. 前記基板には、前記導電パターンの一部である複数のランド部が前記複数の電池セルの並列方向に沿って並ぶように形成されており、
    前記複数の配線部材は、前記複数の電池セルの並列方向に沿って並ぶように、それぞれの一端が前記複数の電池セルの各端子に接続され、他端が前記各ランド部に接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の電池ユニット。
    

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