JP2015207446A - 配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを抑えつつ組付作業を容易に行う。【解決手段】配線モジュール２０は、隣り合う蓄電素子１１の電極端子１２Ａ，１２Ｂ間を電気的に接続する接続部材２１と、接続部材２１を収容する絶縁プロテクタ３０と、絶縁プロテクタ３０を覆う絶縁カバー５０と、備え、絶縁カバー５０は、複数の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃを並べて構成され、隣り合う複数の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃのうちの少なくとも１つの分割カバー５１ｂ，５１Ｃには、隣りの分割カバー５１Ａ，５１Ｂに重なる重なり部５５が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、配線モジュールに関する。

正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子を並べた蓄電モジュールには、外部と絶縁するために電極端子側の面に絶縁カバーが取り付けられている。特許文献１のバスバモジュールは、複数の電池からなる電池集合体に取付けられるバスバモジュールは、バスバを収容したプレートと、このプレートに重ねられた２つの絶縁カバーとを備えている。２つの絶縁カバーは、同じ形状及び同じ大きさで並べて配置されている。

特開２０１２−１６４５９８号公報

ところで、例えばプレートにおける絶縁カバーを取付ける部分の形状は、特許文献１のように必ずしも平坦であるとは限らない。例えば、大電流を伝送するために太径の電線に接続された端子と直列接続の端部に位置する電極端子との接続部分を絶縁する場合には、プレートに絶縁壁等を突出させて当該接続部分を絶縁することが好ましい。しかし、この場合、絶縁壁のためにプレートの上面に平坦ではない部分が存在し、プレートの形状に応じて絶縁カバーの形状が複雑になり絶縁カバーの製造コストが高くなる問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、製造コストを抑えつつ組付作業を容易に行うことが可能な絶縁カバーを備えた配線モジュールを提供することを目的とする。

本発明は、正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子を複数個並べてなる蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールであって、隣り合う前記蓄電素子の前記電極端子間を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材を収容する絶縁プロテクタと、前記絶縁プロテクタを覆う絶縁カバーと、備え、前記絶縁カバーは、複数の分割カバーを並べて構成され、隣り合う前記複数の分割カバーのうちの少なくとも１つの分割カバーには、隣りの分割カバーに重なる重なり部が形成されている配線モジュール。

本構成によれば、複数の分割カバーで絶縁プロテクタを覆うため、１つの絶縁カバーで絶縁プロテクタを覆う場合と比較して絶縁カバーの組付作業を容易に行うことができる。
また、絶縁プロテクタに部分的に絶縁カバーを被せることができない部分が存在する場合であっても、隣り合う複数の分割カバーのうちの少なくとも１つの分割カバーの重なり部が隣りの分割カバーに重なることで、各分割カバーの形状を複雑にしなくても、絶縁プロテクタの全体を覆うことが可能になる。したがって、分割カバーの形状を複雑にしなくてもよいため、分割カバーを形成するためのコストを抑えることが可能になる。
よって、製造コストを抑えつつ組付作業を容易に行うことが可能となる。

本発明の実施態様としては以下の構成が好ましい。
・前記複数の分割カバーは同一形状である。
このようにすれば、複数の分割カバーを製造するための金型を共通化することができる。

・並び方向の端部の前記電極端子であって外部と接続される前記電極端子を絶縁する外部接続カバーを備えており、前記分割カバーには、前記外部接続カバーを避けるように切り欠かれた切欠部が形成されている。
このようにすれば、切欠部により外部接続カバーを避けつつ分割カバーを絶縁プロテクタに被せることができる。

・並び方向の端部の前記電極端子であって外部と接続されない前記電極端子を絶縁する補助カバーを備えており、前記補助カバーの隣りに配される前記分割カバーには、前記補助カバーを閉じた状態に保持する補助カバー保持部が形成されている。
このようにすれば、分割カバーにより補助カバーを閉じた状態に保持することができる。
・前記分割カバーは、前記絶縁プロテクタに係止されて当該分割カバーを閉じた状態に保持する被係止部を備えている。

本発明によれば、製造コストを抑えつつ組付作業を容易に行うことが可能となる。

実施形態１の絶縁カバーが装着された配線モジュールを示す平面図 絶縁カバーが装着された配線モジュールを示す正面図 蓄電素子群を示す平面図 絶縁カバーを外して補助カバーを閉じた状態の配線モジュールを示す平面図 絶縁カバーを外して補助カバーを閉じた状態の配線モジュールを示す正面図 絶縁カバーを外して補助カバーを開いた状態の配線モジュールを示す平面図 絶縁カバーを外して補助カバーを開いた状態の配線モジュールを示す正面図 絶縁カバーを示す平面図 絶縁カバーを示す正面図 分割カバーを１枚取り付けた状態の配線モジュールを示す平面図 分割カバーを２枚取り付けた状態の配線モジュールを示す平面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１〜図１１を参照しつつ説明する。
本実施形態の配線モジュール２０は、蓄電素子群１０に装着されることにより、電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両（図示せず）を駆動するための電源として使用される蓄電モジュールを構成するものである。以下では、前後方向について、図１の下方を前方、上方を後方とし、上下方向及び左右方向について図２の方向を基準として説明する。

蓄電素子群１０は、図３に示すように、複数（本実施形態では、２０個）の蓄電素子１１を並べて構成される。各蓄電素子１１は共に扁平な略直方体形状をなし、内部に図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子１１の上面には、電極端子１２Ａ，１２Ｂ（正極を１２Ａ，負極を１２Ｂとして図示）及び電圧検知用電極１３が上方に突出している。各蓄電素子１１の向きは、隣り合う電極端子１２Ａ，１２Ｂの極性が反対になるように配置されている。

（配線モジュール２０）
配線モジュール２０は、蓄電素子群１０の電極端子１２Ａ，１２Ｂ側の面に取り付けられ、図１，図４に示すように、左右に隣り合う電極端子１２Ａ，１２Ｂ間を接続する複数の接続部材２１と、電圧検知端子２３，２４と、接続部材２１及び電圧検知端子２３，２４を収容する絶縁プロテクタ３０と、絶縁プロテクタ３０を覆う絶縁カバー５０とを備えて構成されている。

（接続部材２１）
接続部材２１は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の板状の金属からなり、図６に示すように、左右に隣り合う電極端子１２Ａ，１２Ｂ間を接続する複数の接続部材２１と、棒状の電極端子１２Ａ，１２Ｂが挿通される（電極端子がナット状である場合にはボルトが挿通される）通し孔２２が左右一対貫通形成されている。通し孔２２は、左右方向に長い長円形状をなす。接続部材２１には、電圧検知端子２３が重ねられている。

なお、直列接続の端部の電極端子１２Ａ，１２Ｂについては、図示しない外部接続端子に接続される。この外部接続端子は、直列接続の端部の電極端子１２Ａ，１２Ｂに接続される板状の部分と、インバータ等の機器に接続された図示しない電線の端末部の端子等を接続可能なスタッドボルトとを有しており、絶縁プロテクタ３０に収容されるとともに、上方側が外部接続カバー４３で覆われる。

（電圧検知端子２３，２４）
電圧検知端子２３，２４は、蓄電素子１１の電圧を検知するためのものであり、電極端子１２Ａ，１２Ｂが挿通される通し孔を有し、図示しない電圧検知用電線の端末部が圧着等により接続されている。電圧検知用電線は、図示しない外部のＥＣＵ（Engine Control Unit）に接続される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、蓄電素子１１の電圧・電流・温度等の検知、各蓄電素子１１の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。

（絶縁プロテクタ３０）
絶縁プロテクタ３０は、絶縁性の合成樹脂で形成され、左右方向（接続部材の並び方向）に長い長方形状であって、左右方向に分割された複数の部材を連結して構成されている。この絶縁プロテクタ３０は、左右方向に延びたプロテクタ本体３１と、プロテクタ本体３１の左右方向の端部側を覆う外部接続カバー４３及び補助カバー４６とを備えている。

プロテクタ本体３１は、左右方向に延びる接続部材収容列３２Ａ，３２Ｂが２列設けれ、この接続部材収容列３２Ａ，３２Ｂの中間に検知収容列３８が設けられている。接続部材収容列３２Ａ，３２Ｂは、複数の接続部材２１を収容する複数の接続部材収容部３３が並んでおり、検知収容列３８は、複数の電圧検知端子２３，２４を収容する検知収容部３８Ａが左右に並んでいる。前端側の接続部材収容列３２Ａと後端側の接続部材収容列３２Ｂは、左右方向の位置が１個の蓄電素子１１の左右方向の寸法分（接続部材収容部３３の半分）だけずらして配置されている。接続部材収容列３２Ａ，３２Ｂと検知収容列３８の間は、電圧検知用電線が配索される電線配索溝４０とされている。電線配索溝４０の溝壁の上端部には、電圧検知用電線を電線配索溝４０内に保持するための帯状の保持片４１が突出している。

接続部材収容部３３の図示しない底板上に接続部材２１が載置され、角筒状の絶縁壁３４で接続部材２１が包囲されている。絶縁壁３４は、工具等が接続部材２１や締結部材に接触して短絡することを防止できる高さに設定されている。絶縁壁３４は、電圧検知端子２３，２４の角部を嵌め入れて位置決めする複数の凹部を有する。絶縁壁３４の内面には、接続部材２１の離脱を規制する離脱規制片３５が撓み変形可能に設けられている。

絶縁プロテクタ３０の正面（前端面）及び背面（後端面）には、絶縁カバー５０の被係止部５６に係止して絶縁カバー５０を閉じた状態に保持する係止部３７が突出している。係止部３７は、下端が段差状に突出し、上方側が傾斜状に突出寸法が小さくなる形状をなす。絶縁プロテクタ３０の左端側の検知収容部３８Ａの近傍には、補助カバー４６を閉じた状態に保持するための補助係止部３９が形成されている。補助係止部３９は下端が後方側に段差状に突出し、上方側が傾斜状に突出寸法が小さくなっている。

外部接続カバー４３は、直列接続の端部に位置する電極端子１２Ａ（１２Ｂ）や、外部接続端子やこの外部接続端子に接続された電線を覆う位置に配されてこれらを外部と絶縁することができる絶縁性の箱形状をなし、プロテクタ本体３１の後壁の上端部にヒンジ部４４を介して接続されている。直列接続の端部に位置する電極端子１２Ａ（１２Ｂ）に外部接続端子を介して接続される電力用の電線は、電力に応じた太径のものが接続される。したがって、外部接続カバー４３は、図７に示すように、内側に電線や外部接続端子を通すことができる大きさで上方に張り出した形状となっており、外部接続カバー４３を閉じた状態では、プロテクタ本体３１の上面から外部接続カバー４３が上方に突出している。なお、外部接続カバー４３の右端と後述する分割カバー５１Ａの左端との間には隙間が形成されている。

補助カバー４６は、長方形の板状であって、プロテクタ本体３１の左端側（左右方向の一方側）の側壁の上端部にヒンジ部４９を介して接続されている。補助カバー４６の大きさは、左端の接続部材２１の左側半分及び電圧検知端子２４を覆う大きさとされており、絶縁カバー５０側の端部は、絶縁カバー５０の左端部に重なる位置まで延びている。この補助カバー４６は、作業者が掴むことができる把手部４８と、弾性被係止片４７とを有する。把手部４８は、棒状に突出している。弾性被係止片４７は弾性変形可能であって、補助係止部３９に係止する段差を有する爪部が先端部に形成されている。補助カバー４６を回動させて閉じると弾性被係止片４７が補助係止部３９に当接して弾性撓み変形するとともに、弾性復元して補助係止部３９に係止することで補助カバー４６が閉じた状態に保持される。

（絶縁カバー５０）
絶縁カバー５０は、図１に示すように、３個（複数）の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃを左右に並べて形成され、絶縁プロテクタ３０のうち外部接続カバー４３及び補助カバー４６以外の全体を覆う大きさで形成されている。
（分割カバー５１Ａ〜５１Ｃ）
３個の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃは、同一形状であるため、主に分割カバー５１Ｂについて説明する。
分割カバー５１Ａ〜５１Ｃは、絶縁性の合成樹脂製であって、図８，図９に示すように、絶縁プロテクタ３０の上面の所定の範囲を覆うカバー本体５２と、カバー本体５２に一体に連なり隣の分割カバー５１Ａに重なる重なり部５５と、カバー本体５２の縁部からカバー本体５２と直交する方向に突出し、絶縁プロテクタ３０の係止部３７に係止する被係止部５６とを備えている。

カバー本体５２は、同一平面上にクランク形に延びる板状であって、幅寸法が縮径された左方側（左右方向の一方側）は重なり部５５の後方に連なり、右方側は、後方側が切り欠かれた切欠部５４によって幅寸法が縮径されることにより、隣の分割カバー５１Ｃの重なり部５５が上方に重なる被重なり部５３とされている。
重なり部５５は、カバー本体５２と同じ厚みの長方形状であって、カバー本体５２の上面よりも高い位置（カバー本体５２の厚み寸法以上に高い位置）でカバー本体５２と平行に延びている。したがって、重なり部５５が隣の分割カバー５１Ａの被重なり部５３に重なると、重なり部５５と被重なり部５３の間に所定寸法の隙間が生じる。
なお、左端の分割カバー５１Ａについては、分割カバー５１Ｂの重なり部５５に対応する部分が補助カバー４６を閉じた状態に保持する補助カバー保持部５５Ａとされている。補助カバー４６が閉じた状態で補助カバー保持部５５Ａの左端部が補助カバー４６の上面の右端部に当接することにより、補助カバー保持部５５Ａと補助カバー４６の間には隙間が生じないため、分割カバー５１Ａと補助カバー４６との隙間から異物が侵入することを防止できる。

被係止部５６は、カバー本体５２との間に係止孔５７が貫通形成されたＵ字状であって、カバー本体５２の前端及び後端に一対ずつ所定間隔を空けて設けられている。被係止部５６は、薄肉の厚みとされることで弾性変形可能とされており、分割カバー５１Ａ〜５１Ｃを絶縁プロテクタ３０に装着する際には、被係止部５６が絶縁プロテクタ３０の係止部３７に当接して弾性変形し、係止部３７が係止孔５７に至ると復元変形して係止孔５７の孔縁が係止部３７に係止された状態となり、分割カバー５１Ａ〜５１Ｃが閉じた状態に保持される。

次に、蓄電モジュールの組み付けについて説明する。
外部接続カバー４３及び補助カバー４６が開放された状態の絶縁プロテクタ３０の接続部材収容部３３に複数の接続部材２１を収容するとともに、図示しない電圧検知用電線の端末部に接続された複数の電圧検知端子２３，２４を所定の位置に装着する。次に、外部接続カバー４３及び補助カバー４６を回動させて閉鎖位置とする（図４）。

そして、図１０に示すように、分割カバー５１Ａの被係止部５６を係止部３７に係止させて分割カバー５１Ａを絶縁プロテクタ３０の左側の所定位置に取り付ける。このとき、補助カバー４６の右端部の上に補助カバー保持部５５Ａの左端部が当接する。次に、図１１に示すように、分割カバー５１Ｂを分割カバー５１Ａの右側に並べて取り付けると、分割カバー５１Ｂの重なり部５５が分割カバー５１Ａの被重なり部５３に重なる。次に、分割カバー５１Ｃを分割カバー５１Ｂの右側に並べて取り付けると、分割カバー５１Ｃの重なり部５５が分割カバー５１Ｂの被重なり部５３に重なり、右端側の外部接続カバー４３の一部が分割カバー５１Ｃの切欠部５４の内側に配される。
これにより、配線モジュール２０が形成される。
この配線モジュール２０を蓄電素子群１０に装着する場合には、蓄電素子群１０に配線モジュール２０を載置し、図示しない締結部材で接続部材２１を電極端子１２Ａ，１２Ｂに締結することで蓄電モジュールが形成される。そして、この蓄電モジュールを車両の所定の位置に収容し、外部接続カバー４３を開いて外部のインバータ等の装置に連なる電線の端末部を外部接続端子を介して接続した後、外部接続カバー４３を閉じる。

本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
本実施形態によれば、複数の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃで絶縁プロテクタ３０を覆うため、１つの絶縁カバー５０で絶縁プロテクタ３０を覆う場合と比較して絶縁カバー５０の組付作業性を向上させることができる。
また、例えば並び方向の端部の電極端子１２Ａ，１２Ｂと外部との接続部分を絶縁するために外部接続カバー４３が設けられて絶縁プロテクタ３０の上面形状が複雑となっている場合であっても、隣り合う複数の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃのうちの（少なくとも１つの）分割カバー５１Ｂ，５１Ｃに凹設するように形成された重なり部５５が分割カバー５１Ａ，５１Ｂが被重なり部５３に重なることで各分割カバー５１Ａ〜５１Ｃの形状を複雑にしなくても絶縁プロテクタ３０の全体を覆うことが可能になる。したがって、分割カバー５１Ａ〜５１Ｃの形状を複雑にしなくてもよいため、分割カバー５１Ａ〜５１Ｃを形成するための金型のコストを抑えることが可能になる。よって、製造コストを抑えつつ組付作業を容易に行うことが可能となる。

また、複数の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃは同一形状である。
このようにすれば、複数の分割カバー５１Ａ〜５１Ｃを製造するための金型を共通化することができる。

さらに、並び方向の端部で外部と接続される電極端子１２Ａ，１２Ｂを絶縁する外部接続カバー４３を備えており、分割カバー５１Ｃには、外部接続カバー４３を避けるように切り欠かれた切欠部５４が形成されている。
このようにすれば、切欠部５４により外部接続カバー４３を避けつつ分割カバー５１Ｃを絶縁プロテクタ３０に被せることができる。

並び方向の端部で外部と接続されない電極端子１２Ｂを絶縁する補助カバー４６を備えており、補助カバー４６の隣りに配される分割カバー５１Ａには、補助カバー４６を閉じた状態に保持する補助カバー保持部５５Ａが凹設するように形成されている。
このようにすれば、分割カバー５１Ａにより補助カバー４６を閉じた状態に保持することができるとともに、補助カバー４６と分割カバー５１Ａとの間に生じる隙間を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、分割カバー５１Ａ〜５１Ｃは、共に同一形状としたが、これに限られず、異なる形状としてもよい。また、重なり部５５の形状や大きさも上記実施形態の形状や大きさに限られず、絶縁プロテクタの形状等に応じて適宜変更することができる。

（２）分割カバー５１Ａ〜５１Ｃの数は、上記実施形態の数に限られず、蓄電素子１１の数や配線モジュール２０の大きさに応じて適宜変更することができる。また、全ての分割カバーが重なり部５５を備えていなくてもよく、少なくとも１つの分割カバーが重なり部５５を備えていればよい。また、重なり部５５は、分割カバーの上方に重なる部分としたが、分割カバーの下方に重なる部分を重なり部としてもよい。
（３）蓄電素子１１は電池としたが、これに限られず、キャパシタ等であってもよい。
（４）分割カバー５１Ｂ，５１Ｃには、隣り合う分割カバー５１Ａ，５１Ｂに重なる重なり部５５が形成されているが、この部分５５は一方の分割カバー５１Ａ，５１Ｂの端部において重なり合う形状に対応するように他方の分割カバー５１Ｂ，５１Ｃの端部が凹設または凸設されるように形成されてもよい。

１０： 蓄電素子群
１１： 蓄電素子
１２Ａ，１２Ｂ： 電極端子
２０： 配線モジュール
２１： 接続部材
３０： 絶縁プロテクタ
３７： 係止部
４３： 外部接続カバー
４６： 補助カバー
５０： 絶縁カバー
５１Ａ〜５１Ｃ： 分割カバー
５２： カバー本体
５４： 切欠部
５５： 重なり部
５６： 被係止部

Claims (5)

1. 正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子を複数個並べてなる蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールであって、
   隣り合う前記蓄電素子の前記電極端子間を電気的に接続する接続部材と、
   前記接続部材を収容する絶縁プロテクタと、
   前記絶縁プロテクタを覆う絶縁カバーと、備え、
   前記絶縁カバーは、複数の分割カバーを並べて構成され、
   隣り合う前記複数の分割カバーのうちの少なくとも１つの分割カバーには、隣りの分割カバーに重なる重なり部が形成されている配線モジュール。
2. 前記複数の分割カバーは同一形状である請求項１に記載の配線モジュール。
3. 並び方向の端部の前記電極端子であって外部と接続される前記電極端子を絶縁する外部接続カバーを備えており、
   前記分割カバーには、前記外部接続カバーを避けるように切り欠かれた切欠部が形成されている請求項１又は請求項２に記載の配線モジュール。
4. 並び方向の端部の前記電極端子であって外部と接続されない前記電極端子を絶縁する補助カバーを備えており、
   前記補助カバーの隣りに配される前記分割カバーには、前記補助カバーを閉じた状態に保持する補助カバー保持部が形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の配線モジュール。
5. 前記分割カバーは、前記絶縁プロテクタに係止されて当該分割カバーを閉じた状態に保持する被係止部を備えている請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の配線モジュール。

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