JP2017027672A - 配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】接続部材の周縁を用いなくても絶縁プロテクタに対する接続部材の移動を規制することが可能な配線モジュールを提供する。
【解決手段】配線モジュール２０は、正極および負極の電極端子１４Ａ，１４Ｂを有する複数の蓄電素子１１における隣り合う電極端子１４Ａ，１４Ｂ間を電気的に接続する接続部材２１と、接続部材２１が配されて複数の蓄電素子１１に取り付けられる絶縁プロテクタ３０と、を備え、接続部材２１には、貫通孔２２Ａ，２２Ｂが貫通形成されているとともに、絶縁プロテクタ３０は、貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ，２３Ｂに係止可能な係止部３３を備える。
【選択図】図５

Description

本明細書では、配線モジュールに関する技術を開示する。

電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の電池モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う電極端子間がバスバーで接続されることにより、複数の単電池が直列や並列に接続されている。ここで、バスバーの取付作業の簡素化等のために、バスバーを合成樹脂製のプロテクタに収容した配線モジュールとして電池モジュールに取り付けるものがある。特許文献１は、合成樹脂製のケース本体に、端子固定部が一列に配置されており、端子固定部に設けられた位置決めリブが連結端子の周縁に設けられた位置決め凹部に入り込むことにより、連結端子が端子固定部に固定されている。

特開２０１３−１５７１２５号公報

ところで、特許文献１のように、連結端子の周縁に位置決め凹部を設け、端子固定部における端子収容室の壁に、位置決め凹部に入り込む位置決めリブを突設する構成では、連結端子の周縁の周りの壁の形状の変更等が必要となる。しかしながら、連結端子の周縁の周りは、配線モジュールの小型化や絶縁性の観点から位置決めリブ等の位置決めのための構成を設けることが容易ではない場合がある。

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、接続部材の周縁を用いなくても絶縁プロテクタに対する接続部材の移動を規制することが可能な配線モジュールを提供することを目的とする。

本発明の配線モジュールは、正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子における隣り合う前記電極端子間を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材が配されて前記複数の蓄電素子に取り付けられる絶縁プロテクタと、を備え、前記接続部材には、貫通孔が貫通形成されているとともに、前記絶縁プロテクタは、前記貫通孔の孔縁部に係止可能な係止部を備える。
本構成によれば、絶縁プロテクタの係止部が貫通孔の孔縁部に係止することで、絶縁プロテクタに対する接続部材の移動を規制することが可能となる。よって、接続部材の周縁を用いなくても絶縁プロテクタに対する接続部材の移動を規制することが可能となる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記係止部は、前記接続部材の平面に対して交差する方向について、前記絶縁プロテクタに対する前記接続部材の離脱を規制する係止片を有する。

前記係止部は、前記係止片と、前記接続部材の平面上の移動を規制する規制部とを有し、前記規制部と前記係止片とが１つの前記貫通孔の孔縁部に係止可能とされている。
このようにすれば、１つの貫通孔を利用して、接続部材の離脱と移動の規制を行うことができる。

前記貫通孔は、前記接続部材の接続方向における中間部を通るように設けられている。
このようにすれば、接続部材における電極端子との接続に使用しない領域を接続部材の移動の規制のために利用することができる。

複数の前記係止部を備え、１つの前記接続部材に複数の前記貫通孔が形成され、各前記貫通孔の孔縁部に各前記係止部が係止する。
このようにすれば、１つの接続部材について、複数の係止部が複数の貫通孔の孔縁部に係止するため、例えば、一の係止部に接続部材の一方向への移動を規制させ、他の一の係止部に一方向とは異なる方向（一方向とは反対方向）への移動を規制させることが可能になるため、設計の自由度を高めることができる。また、１つの接続部材について１つの係止部が係止する構成と比較して位置決めの精度を高めることが可能になる。

本発明によれば、接続部材の周縁を用いなくても絶縁プロテクタに対する接続部材の移動を規制することが可能となる。

蓄電モジュールを示す平面図 図１のＡ−Ａ断面図 複数の蓄電素子を示す平面図 蓄電素子を示す側面図 配線モジュールを示す平面図 図５のＢ−Ｂ断面図 図５のＣ−Ｃ断面図 接続部材を示す平面図 接続部材を示す側面図 絶縁プロテクタを示す平面図 図１０のＤ−Ｄ断面図 図１０のＥ−Ｅ断面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１〜図１２を参照しつつ説明する。
本実施形態の蓄電モジュール１０は、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両に搭載されて、車両を駆動するための電源として使用される。以下では、Ｘ方向を左方、Ｙ方向を前方、Ｚ方向を上方として説明する。

（蓄電モジュール１０）
蓄電モジュール１０は、図１に示すように、複数（本実施形態では７個）の蓄電素子１１と、複数の蓄電素子１１に取り付けられた配線モジュール２０とを備えている。複数の蓄電素子１１は、図３に示すように、左右一列に並べられて蓄電素子群を構成している。各蓄電素子１１は、図４に示すように、本体部１２と、本体部１２の一面から突出する電極端子１４Ａ，１４Ｂ（正極を１４Ａ，負極を１４Ｂとして図示）とを備える。本体部１２は、例えば合成樹脂製又は金属製のケース１３の内部に蓄電要素（図示しない）が収容されている。電極端子１４Ａ，１４Ｂは、外周が絶縁性の外装部１５で角筒状に覆われ、先端部の金属が外装部１５の上から露出している。

隣り合う蓄電素子１１の向きは、隣り合う電極端子１４Ａ，１４Ｂの極性が反対になるように配置されている。直列接続の端部に位置する電極端子１４Ａ，１４Ｂは、図示しない電線を介して外部のインバータ等の機器に接続される。複数の蓄電素子１１は図示しない保持板によって固定されている。

（配線モジュール２０）
配線モジュール２０は、図５，図６に示すように、隣り合う電極端子１４Ａ，１４Ｂ間を接続する複数（本実施形態では６個）の接続部材２１と、複数の接続部材２１を収容する絶縁プロテクタ３０とを備えて構成されている。

（接続部材２１）
接続部材２１は、図８，図９に示すように、長方形の板状であって、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属からなる。各接続部材２１の左右方向の中間部（接続部材の接続方向の中間部）には、一対の貫通孔２２Ａ，２２Ｂが貫通形成されている。各貫通孔２２Ａ，２２Ｂは、前後方向（接続部材２１の板面（平面）上における接続部材２１の接続方向と直交する方向）に間隔を空けて設けられ、共に前後方向に長い長方形状である。接続部材２１は、貫通孔２２Ａ，２２Ｂの左右の両側の領域に電極端子１４Ａ，１４Ｂの長方形状の先端面が重ねられてレーザー溶接で溶接される。これにより、電極端子１４Ａ，１４Ｂ間が接続部材２１を介して電気的に接続される。

なお、接続部材２１に、蓄電素子１１の電圧を検知するための電圧検知端子（図示しない）を重ねてもよい。この電圧検知端子に接続される電線は、図示しない外部のＥＣＵ（Electronic 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、絶縁性の合成樹脂からなり、図１０，図１１に示すように、複数（本実施形態では、３個）の連結ユニット３０Ａを左右に連結して構成され、各接続部材２１が前後２列に並んで配される複数（本実施形態では、６箇所）の配設部３１と、異なる列の配設部３１間を接続する複数（本実施形態では、左右に３箇所）の接続部４１と、を備えている。各連結ユニット３０Ａは、前後一対の配設部３１と、一対の配設部３１間を連結する接続部４１とを備えている。

各配設部３１は、接続部材２１の下面（蓄電素子側の面）が対向するように接続部材２１を載置可能な対向部３２と、接続部材２１を角筒状に包囲する仕切り壁３８とを備えている。対向部３２は、接続部材２１の左右方向の中間部を重ねるように板状に延びている。対向部３２の左右の両側縁は、後述する係止部３３の位置に応じて切り欠かれている。対向部３２の左右は、電極端子１４Ａ，１４Ｂが通る開口部４５とされている。対向部３２は、上方側（接続部材２１の側）に突出して接続部材２１の貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ，２３Ｂに係止可能な２箇所（複数）の係止部３３を備えている。

（係止部３３）
前後２箇所の係止部３３は、共に、規制部３４と、係止片３５とを備え、これらが隣り合う位置に配置されている。各規制部３４は、長方形状に上方に突出しており、貫通孔２２Ａ，２２Ｂの前後方向の半分の領域に嵌め入れられる大きさの長方形状の断面を有している。前後一対の規制部３４の上端部（先端部）は、外側（前側の規制部３４の前端側及び後側の規制部３４の後端側）が低くなるように傾斜したテーパ部３４Ａが形成されている。テーパ部３４Ａにより、接続部材２１の組付け時に貫通孔２２Ａ，２２Ｂへの規制部３４の挿入が案内される。規制部３４が正規位置まで貫通孔２２Ａ，２２Ｂに挿通されると、テーパ部３４Ａは、貫通孔２２Ａ，２２Ｂの上端よりも上方に配される。前後一対の規制部３４が一対の貫通孔２２Ａ，２２Ｂの外側の領域に嵌め入れられることにより、対向部３２に対する接続部材２１の平面上の位置（前後方向及び左右方向の位置）が位置決めされる。

係止片３５は、規制部３４の内側に設けられ、図７に示すように、対向部３２の面から直交する方向に起立する撓み変形可能な撓み部３６と、撓み部３６の先端部から撓み部３６の延出方向と直交する方向（交差する方向）に段差状に突出する突部３７とを備えている。係止片３５は、接続部材２１の貫通孔２２Ａ，２２Ｂのうち、規制部３４が挿通されない領域に挿通され、異なる貫通孔２２Ａ，２２Ｂに挿通される係止片３５は、撓み部３６に対して互いに突部３７が反対方向に突出する向き（背き合う姿勢）で配置されている。

撓み部３６を撓ませて係止片３５を貫通孔２２Ａ，２２Ｂに挿通し、接続部材２１を対向部３２の上に配置すると、撓み部３６が復元変形し、突部３７の段差面が接続部材２１の孔縁部２３Ｂに対向する。これにより、接続部材２１が上方側に付勢されても、接続部材２１が突部３７に係止されて上方側への離脱が規制される。

各連結ユニット３０Ａは、図１０，図１１に示すように、隣りの連結ユニット３０Ａの挿通孔３９Ｂに挿通されて隣り合う連結ユニット３０Ａを連結する板状の連結部３９Ａを備えている。複数の連結ユニット３０Ａが連結されると、並び方向の位置をずらした２列の配設部３１が形成される。

配設部３１の裏面には、電極端子１４Ａ，１４Ｂを嵌め入れる嵌合部４０が設けられており、嵌合部４０を電極端子１４Ａ，１４Ｂの外装部１５に嵌合することで、絶縁プロテクタ３０が蓄電素子１１に対して位置決めされる。

接続部４１は、前後２列の溝部４２と、２列の溝部４２間を連結する板状の部分とを備えている。溝部４２は、例えば、電圧検知端子に接続された電線を通すことができるように、配設部３１の並び方向に沿って延びており、溝底から一対の溝壁が起立している。溝部４２と配設部３１との間は、溝状の連通部４３で連結され、接続部材２１側から連通部４３を介して溝部４２に電圧検知用の電線を通すことができる。

接続部４１の板状の部分には、撓み変形な一対の取付片４４が下方に突出している。一対の取付片４４は、互いに背き合う姿勢で平行に配され、先端部に爪部が形成されている。図２に示すように、蓄電素子１１のケース１３の上面における陥没した部分に貫通形成された長方形状の被係止孔１３Ａの孔縁に取付片４４の爪部が係止されることにより、絶縁プロテクタ３０が蓄電素子１１上に取付けられて固定される。

次に、蓄電モジュール１０の組み付けについて説明する。
連結ユニット３０Ａを連結して絶縁プロテクタ３０を形成する（図１０）。そして、複数の接続部材２１について、各配設部３１の規制部３４及び係止片３５を各貫通孔２２Ａ，２２Ｂに挿通して各接続部材２１の孔縁部２３Ａ，２３Ｂに係止させる。これにより、配線モジュール２０が形成される（図５）。次に、複数の蓄電素子１１を並べた蓄電素子群に配線モジュール２０を装着する。そして、接続部材２１を電極端子１４Ａ，１４Ｂにレーザー溶接で接続する。これにより、蓄電モジュール１０が形成される（図１）。

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、絶縁プロテクタ３０の係止部３３が貫通孔２２Ａ，２２Ｂに挿通されて貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ，２３Ｂに係止することで、絶縁プロテクタ３０に対する接続部材２１の移動を規制することが可能となる。よって、接続部材２１の周縁を用いなくても絶縁プロテクタ３０に対する接続部材２１の移動を規制することが可能となる。

また、係止部３３は、接続部材２１の平面に対して交差する方向について、絶縁プロテクタ３０に対する接続部材２１の離脱を規制する係止片３５を有する。
このようにすれば、係止片３５により、接続部材２１の平面に対して交差する方向について、接続部材２１の離脱を規制することができる。

また、係止部３３は、係止片３５と、接続部材２１の平面上の位置を位置決めする規制部３４とを有し、規制部３４と係止片３５とが１つの貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ，２３Ｂに係止可能とされている。
このようにすれば、１つの貫通孔２２Ａ，２２Ｂを利用して、接続部材２１の離脱と移動の規制を行うことができる。

また、貫通孔２２Ａ，２２Ｂは、接続部材２１の接続方向における中間部を通るように設けられている。
このようにすれば、接続部材２１における電極端子１４Ａ，１４Ｂとの接続に使用しない領域を接続部材２１の移動の規制のために利用することができるため、スペースを有効に利用することが可能になる。

また、複数の係止部３３を備え、１つの接続部材２１に複数の貫通孔２２Ａ，２２Ｂが形成され、各貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ，２３Ｂに各係止部３３が係止する。
このようにすれば、１つの接続部材２１について、複数の係止部３３が複数の貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ，２３Ｂに係止することができる。これにより、例えば、一の係止部３３に接続部材２１の一方向への移動を規制させ、他の一の係止部３３に一方向とは異なる方向（一方向とは反対方向）への移動を規制させることが可能になるため、設計の自由度を高めることができる。また、１つの接続部材２１について１つの係止部３３が係止する構成と比較して位置決めの精度を高めることが可能になる。

＜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、接続部材２１を電極端子１４Ａ，１４Ｂにレーザー溶接で接続することとしたが、これに限られない。例えば、超音波溶接や抵抗溶接等としてもよい。また、溶接に限られず、他の固定手段としてもよい。例えば、ボルトやナットを固定手段とし、金属製の板状の接続部材にボルトの通し孔を貫通形成し、ボルト状の電極端子１４Ａ，１４Ｂを接続部材の通し孔に通してナットで締結したり、ボルトの軸部を接続部材の通し孔に通してナット状の電極端子に締結するようにしてもよい。

（２）蓄電モジュール１０を構成する蓄電素子１１の数については、上記実施形態の数に限られず、任意の数とすることができる。また、配線モジュール２０の大きさや接続部材２１の数等も蓄電素子１１の数に応じて適宜設定することができる。

（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）貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部２３Ａ（孔壁面）や孔縁部２３Ｂ（貫通孔の近傍）の位置は、上記実施形態の位置に限られず、規制部３４や係止片３５の突部３７の位置や大きさに応じて係止可能な位置を貫通孔２２Ａ，２２Ｂの孔縁部とすることができる。

（５）対向部３２は、接続部材２１が載置される構成としたが、対向部３２が接続部材２１との間に間隔を空けて対向していてもよい。

１０： 蓄電モジュール
１１： 蓄電素子
１４Ａ，１４Ｂ： 電極端子
２０： 配線モジュール
２１： 接続部材
２２Ａ，２２Ｂ： 貫通孔
２３Ａ，２３Ｂ： 孔縁部
３０： 絶縁プロテクタ
３２： 対向部
３３： 係止部
３４： 規制部
３５： 係止片

Claims (5)

1. 正極および負極の電極端子を有する複数の蓄電素子における隣り合う前記電極端子間を電気的に接続する接続部材と、
   前記接続部材が配されて前記複数の蓄電素子に取り付けられる絶縁プロテクタと、を備え、
   前記接続部材には、貫通孔が貫通形成されているとともに、
   前記絶縁プロテクタは、前記貫通孔の孔縁部に係止可能な係止部を備える、配線モジュール。
2. 前記係止部は、前記接続部材の平面に対して交差する方向について、前記絶縁プロテクタに対する前記接続部材の離脱を規制する係止片を有する請求項１に記載の配線モジュール。
3. 前記係止部は、前記係止片と、前記接続部材の平面上の移動を規制する規制部とを有し、前記規制部と前記係止片とが１つの前記貫通孔の孔縁部に係止可能とされている請求項２に記載の配線モジュール。
4. 前記貫通孔は、前記接続部材の接続方向における中間部を通るように設けられている請求項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. 複数の前記係止部を備え、
   １つの前記接続部材に複数の前記貫通孔が形成され、
   各前記貫通孔の孔縁部に各前記係止部が係止する請求項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。

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