JP2020077629A - 多機能高圧コネクタ及び電池製品 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は多機能高圧コネクタ及び電池製品を提供する。【解決手段】多機能高圧コネクタはベースと上蓋を備える。上蓋は第１傾斜開口部を有するアウターケーシングと、第１ガイド部が設けられるインナーケーシングとを備える。ベースは第２傾斜開口部を有する外基体と、第２ガイド部が設けられる内基体を備える。アウターケーシングの第１傾斜開口部は外基体の第２傾斜開口部と嵌合され、インナーケーシングの第１ガイド部は内基体の第２ガイド部と嵌合される。第１傾斜開口部が傾斜開口構造であるため、上蓋の重量を軽減し、上蓋とベースとの取付及び取り外しが便利となり、第１と第２ガイド部の嵌合により、上蓋とベースとの取付に案内作用を提供可能であり、両者間の嵌合は目視による位置決めで操作を確実に行え、複数回組み立てることなく、上蓋とベースの精確な組立を保証することで、多機能高圧コネクタの組立効率と組立精度を大幅に向上させる。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタの技術分野に関し、特に多機能高圧コネクタ及び電池製品に関する。
電池製品（例えば、電池パック又は高圧ボックス）では、よく用いられるコネクタとして、一般的に、高圧コネクタ、手動サービスディスコネクト（ＭＳＤ、Ｍａｎｕａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ）及びヒューズがある。そのうち、高圧コネクタは、電池製品と外部装置（例えば、他の電池パック又は高圧ボックス）との電気的な接続のために用いられ、ＭＳＤは、電池製品における高圧回路のオンオフを制御するために用いられ、ヒューズは、電池製品における高圧回路に対して過負荷保護を行うために用いられる。
電池製品のエネルギー密度の向上ニーズに応じて、多機能を有するコネクタを一体化された多機能高圧コネクタに統合する必要があり、多機能の統合によって、当該新型の多機能高圧コネクタの上蓋とベースとの取り付けと取り外しが不便であり、更に組立効率や組立精度が高くない。
背景技術に存在する問題に鑑み、本発明は、組立しやすく、組立効率や組立精度を向上させる多機能高圧コネクタを提供することを目的とする。
上記目的を実現するために、本発明は、多機能高圧コネクタを提供する。当該多機能高圧コネクタは、ベースと、ベースに取り外し可能に取り付けられる上蓋とを備える。上蓋は、第１傾斜開口部を有するアウターケーシングと、アウターケーシングの内側に固定され、第１ガイド部が設けられるインナーケーシングとを備える。ベースは、第２傾斜開口部を有する外基体と、外基体の内側に固定され、第２ガイド部が設けられる内基体とを備える。アウターケーシングの第１傾斜開口部は、外基体の第２傾斜開口部と嵌合され、インナーケーシングの第１ガイド部は、内基体の第２ガイド部と嵌合される。
第１傾斜開口部の下面および第２傾斜開口部の上面のそれぞれが縦方向に対する角度は、いずれもθであり、且つ５°≦θ≦８°を満たす。
第１ガイド部が凹溝であり、第２ガイド部が突起である。または、第１ガイド部が突起であり、第２ガイド部が凹溝である。
インナーケーシングは、アウターケーシングに収容される本体部と、上下方向に沿って本体部から突出してアウターケーシング外に延出する延在部とをさらに備える。第１ガイド部は、延在部に設けられ、上下方向に沿って延在し、且つ、延在部は、第１ガイド部が第２ガイド部と嵌合されるように、ベースの内基体内に挿入されている。
第１ガイド部は、延在部の縦方向における両側に設けられ、及び／又は、第１ガイド部は、延在部の横方向における両側に設けられている。
アウターケーシングは、第１傾斜開口部の周方向の外側に形成され、上下方向に沿って延在する第１接続部をさらに備える。外基体は、第２傾斜開口部の周方向の外側に形成され、第１接続部に接続される第２接続部をさらに備える。第１接続部の下面と第２接続部の上面とは、いずれも縦方向に平行となる。
アウターケーシングは、第１傾斜開口部の外側に形成され、第１傾斜開口部の下面に平行な方向に沿って延在する案内部をさらに備える。
多機能高圧コネクタは、導電接続構造と、２つのプラグ接続端子とをさらに備える。導電接続構造は、上蓋のインナーケーシングに収容される主体部と、縦方向に沿ってそれぞれ主体部の両端に形成され、アウターケーシング外に延出する２つの導電接続部とをさらに備える。２つのプラグ接続端子は、縦方向に沿って間隔をあけて設けられ、各プラグ接続端子は、ベースの内基体に固定して取り付けられ、導電接続構造の対応する１つの導電接続部に挿接されている。
内基体は、底板部と、縦方向に沿って間隔をあけて設けられる２つの突出部をさらに備え、各突出部は、上下方向に沿って底板部から突出し、対応する１つのプラグ接続端子が取り付けられている。第２ガイド部は、各突出部に設けられている。
多機能高圧コネクタは、１つのプラグ接続端子に接続されるハーネスアセンブリをさらに備える。外基体は、第２傾斜開口部の外側に形成され、縦方向に沿って延在する取付部をさらに備え、且つ、取付部には、前記ハーネスアセンブリが取り付けられている。第２傾斜開口部の上面の最高点は、取付部の天面よりも高い。
本発明は、以下の有利な作用効果を有する。
アウターケーシングの第１傾斜開口部が傾斜開口構造であるため、上蓋の重量を軽減し、上蓋とベースとの取り付けと取り外しが便利になり、また、インナーケーシングの第１ガイド部と内基体の第２ガイド部との嵌合は、上蓋とベースとの取付に案内作用を提供することが可能であり、且つ両者間の嵌合は、目視による位置決めで操作を確実に行うことができ、複数回組み立てることなく上蓋とベースとの精確な取り付けを保証することができ、これによって、本発明の多機能高圧コネクタは、多機能高圧コネクタの組立効率と組立精度を大幅に向上させる。また、ベースの第２傾斜開口部も傾斜開口構造であるため、それと上蓋の第１傾斜開口部との嵌合により、多機能高圧コネクタの内部空間を減少させ、多機能高圧コネクタの空間利用率を向上させる。
本発明の多機能高圧コネクタの分解図である。 図１の組立図である。 多機能高圧コネクタの導電接続構造と上蓋の取付模式図である。 多機能高圧コネクタのプラグ接続端子、ハーネスアセンブリ及びベースの取付模式図である。 図４におけるプラグ接続端子とベースの内基体の取付模式図である。 ベースの外基体を示す斜視図である。 図６の正面図である。
本願の目的、解決手段及び利点が明瞭になるように、以下、図面及び実施例を参照して、本願をさらに詳細に説明する。なお、ここに記載した具体例は、あくまでも本発明を解釈するためのものであり、本発明を限定するものではないと考えられるべきである。
本願の説明において、別途明確な規定と限定がない限り、用語「第１」、「第２」は、単に説明のためのものであり、相対的な重要性を示し、又は示唆するものとして解釈されるものではない。用語「複数」は、２つ又は２つ以上を指し、別途明確な規定と説明がない限り、用語「接続」、「固定」などは、広義的に理解される必要があり、例えば、「接続」は固定接続であってもよいし、取り外し可能な接続でもよく、或いは一体的な接続、又は電気的な接続、又は信号接続であってもよい。「接続」は直接に接続されてもよいし、中間媒体を介して間接に接続されてもよい。当業者にとって、具体的な状況に基づいて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本明細書の記載において、本願の実施形態に記載されている「上」、「下」、「内」、「外」等の方位語は、図面に示す角度で記載されており、本願の実施形態を限定するものと理解すべきではない。なお、上下の文脈において、一方の素子が他方の素子「上」、「下」又は「内」、「外」に配置されていれば、それは、他方の素子「上」、「下」又は「内」、「外」に直接接続されることが可能であるだけでなく、中間素子を介して他方の素子「上」、「下」又は「内」、「外」に間接に接続されてもよい。
図１と図２を参照すると、本発明の多機能高圧コネクタは、上蓋１、ベース２、シールリング３、導電接続構造４、２つのプラグ接続端子５及びハーネスアセンブリ６を備える。
上蓋１は、ベース２に取り外し可能に取り付けられている。図３を参照すると、上蓋１は、第１傾斜開口部１１１を有するアウターケーシング１１と、アウターケーシング１１の内側に固定され、第１ガイド部１２１が設けられるインナーケーシング１２とを備えてもよい。図４乃至図６を参照すると、ベース２は、第２傾斜開口部２１１を有する外基体２１と、外基体２１の内側に固定され、第２ガイド部２２１が設けられる内基体２２とを備えてもよい。なお、アウターケーシング１１と外基体２１とは、金属材料で製造されることができ、インナーケーシング１２と内基体２２とは、絶縁材料で製造されることができる。
上蓋１がベース２に取り付けられているとき、まず、目視による位置決めでインナーケーシング１２の第１ガイド部１２１を内基体２２の第２ガイド部２２１と嵌合され（後述する凹凸嵌合のように）、そして、アウターケーシング１１の第１傾斜開口部１１１が外基体２１の第２傾斜開口部２１１と嵌合されるまで（即ち、対面して当接する）、上蓋１が、第１ガイド部１２１と第２ガイド部２２１との嵌合方向に従ってベース２に徐々に近づくことができ、このとき、これは、上蓋１が既に所定位置に取り付けられていると示す。
アウターケーシング１１の第１傾斜開口部１１１が傾斜開口構造であるため、上蓋１の重量を軽減し、上蓋１とベース２の取り付けと取り外しが便利となり、なお、インナーケーシング１２の第１ガイド部１２１と内基体２２の第２ガイド部２２１との嵌合により、上蓋１とベース２の取付に案内作用を提供することができ、且つ両者間の嵌合は、目視による位置決めで操作を確実に行うことができ、複数回組み立てることなく、上蓋１とベース２との精確な組立を保証することで、本発明の多機能高圧コネクタは、多機能高圧コネクタの組立効率と組立精度を大幅に向上させる。なお、ベース２の第２傾斜開口部２１１も傾斜開口構造であるため、それと上蓋１の第１傾斜開口部１１１との嵌合により、多機能高圧コネクタの内部空間を減少させ、多機能高圧コネクタの空間利用率を向上させる。
図１、図４及び図６を参照すると、外基体２１の第２傾斜開口部２１１に、収容溝２１１Ａが設けられ、収容溝２１１Ａは、シールリング３を収容する。上蓋１がベース２に取り付けられると、シールリング３は、収容溝２１１Ａに押圧されることで、ベース２の外基体２１と上蓋１のアウターケーシング１１を密封する。
図７を参照すると、第１傾斜開口部１１１の下面（即ち、取付面）と、第２傾斜開口部２１１の上面（即ち、取付面）のそれぞれが、縦方向Ｙに対する角度は、いずれもθである。上蓋１の重量が軽いほど、多機能高圧コネクタの組み立てる効率と組立精度を向上させることにより寄与するため、上蓋１の重量を最大限に軽減するために、θの大きさは、合理的な範囲に設定される必要がある。複数回の設計と取付操作により、５°≦θ≦８°であるとき、上蓋１とベース２の取り付け及び取り外しに最も有利であると見出した。
インナーケーシング１２の第１ガイド部１２１と内基体２２の第２ガイド部２２１との嵌合方式は、凹凸嵌合であってもよい。具体的に、第１ガイド部１２１は凹溝であり（図３に示すように）、対応的に、第２ガイド部２２１は突起である（図４と図５に示すように）。或いは、第１ガイド部１２１は突起であり、対応的に、第２ガイド部２２１は凹溝である。
図３を参照すると、アウターケーシング１１は、第１傾斜開口部１１１の周方向の外側に形成され、上下方向Ｚに沿って延在する第１接続部１１２をさらに備えてもよい。図４と図６を参照すると、外基体２１は、第２傾斜開口部２１１の周方向の外側に形成される第２接続部２１２をさらに備えてもよい。
第１接続部１１２と第２接続部２１２とは、数がいずれも複数である。複数の第１接続部１１２は、周方向に沿って間隔をあけて第１傾斜開口部１１１の外側に設けられ、複数の第２接続部２１２は、周方向に沿って間隔をあけて第２傾斜開口部２１１の外側に設けられている。
図２を参照すると、各第１接続部１１２は、締結具Ｓ（例えば、接続ボルト）により対応する第２接続部２１２に接続されることができる。接続の過程で、締結具Ｓのロック力が分解されないように、第１接続部１１２の下面と第２接続部２１２の上面とは、いずれも縦方向Ｙに平行となる。換言すれば、第１接続部１１２の下面と第２接続部２１２の上面とは、いずれも平面である。上蓋１の強度を向上させるために、図１乃至図３を参照すると、アウターケーシング１１は、第１傾斜開口部１１１の外側から突出して形成される案内部１１３をさらに備えてもよい。なお、第１傾斜開口部１１１が傾斜開口構造であるため、案内部１１３が上下方向Ｚに沿って延在すると、上蓋１の縦方向Ｙの両端の間の重量差を大きくしやすく、重心がずれてしまい、上蓋１とベース２との取り付けと取り外しに不利である。従って、取付と操作が便利になるように、案内部１１３は、アウターケーシング１１の横方向Ｘの両側に設けられて、且つ第１傾斜開口部１１１の下面に平行な方向に沿って延在してもよく、即ち、案内部１１３は、縦方向Ｙに対して傾斜延在してもよい。
図６を参照すると、外基体２１は、第２傾斜開口部２１１の外側に形成され、縦方向Ｙに沿って延在する取付部２１３をさらに備え、且つ、取付部２１３にハーネスアセンブリ６が取り付けられている。組立の過程で、第１傾斜開口部１１１と第２傾斜開口部２１１との嵌合に干渉しないように、第２傾斜開口部２１１の取付面の最高点は、取付部２１３の天面よりも高い。
図３を参照すると、インナーケーシング１２は、アウターケーシング１１に収容される本体部１２２と、上下方向Ｚに沿って本体部１２２から突出してアウターケーシング１１外に延出する延在部１２３とをさらに備えてもよい。第１ガイド部１２１は、延在部１２３に設けられ、上下方向Ｚに沿って延在し、上蓋１がベース２に取り付けられているとき、インナーケーシング１２の延在部１２３がベース２の内基体２２に挿入されることで、第１ガイド部１２１は第２ガイド部２２１と嵌合される。
第１ガイド部１２１は、数が複数である。一実施例では、複数の第１ガイド部１２１は、延在部１２３の縦方向Ｙにおける両側に取り付けられている。別の実施例では、複数の第１ガイド部１２１は、延在部１２３の横方向Ｘにおける両側に設けられてもよい。更に別の実施例では、複数の第１ガイド部１２１は、同時に延在部１２３の縦方向Ｙにおける両側及び延在部１２３の横方向Ｘにおける両側に設けられている。第１ガイド部１２１は、上記設置方式で、組み立てる過程で、上蓋１が対向する両側において同時に位置制限を行うことができ、上蓋１とベース２との精確な取付をさらに保証することができる。
導電接続構造４は、上蓋１に固定して取り付けられている。具体的に、図３を参照すると、導電接続構造４は、上蓋１のインナーケーシング１２に収容される主体部４１と、縦方向Ｙに沿ってそれぞれ主体部４１の両端に形成され、アウターケーシング１１外に延出する２つの導電接続部４２を備えてもよく、各導電接続部４２は、対応する１つのプラグ接続端子５に挿接接続されるために用いられる。なお、導電接続構造４は、ヒューズ又は一枚式構造であってもよい（即ち、１枚の接続シート）。
図４と図５を参照すると、２つのプラグ接続端子５は、縦方向Ｙに沿って間隔をあけて設けられ、各プラグ接続端子５は、ベース２の内基体２２に固定して取り付けられている。また、各プラグ接続端子５は、弾性を有し、導電接続構造４の対応する導電接続部４２と挿接されるとき、それが導電接続部４２を挟持可能であることにより、使用中に、導電接続構造４とプラグ接続端子５との接続安定性を保証することができる。
図５を参照すると、内基体２２は、底板部２２２と、縦方向Ｙに沿って間隔をあけて設けられる２つの突出部２２３とをさらに備えてもよく、各突出部２２３は、上下方向Ｚに沿って底板部２２２から突出し、対応する１つのプラグ接続端子５が設けられている。第２ガイド部２２１は、各突出部２２３に設けられている。
上蓋１とベース２の組立時に、インナーケーシング１２の第１ガイド部１２１と内基体２２の第２ガイド部２２１との嵌合により、導電接続構造４の各導電接続部４２は、対応する１つの突出部２２３に正確に挿入され、突出部２２３の内部におけるプラグ接続端子５と挿接接続されることができ、これによって、複数回の試みのため、プラグ接続端子５を磨耗させることによって、アブレーション問題を引き起こすことを回避する。
図４を参照すると、ハーネスアセンブリ６は、ベース２に取り付けられ、そのうちの１つのプラグ接続端子５に接続されている（他の１つのプラグ接続端子５はベース２の底部に露出する）。具体的に、ハーネスアセンブリ６は、一端が外基体２１の取付部２１３に固定され、他端が縦方向Ｙに沿って取付部２１３から突出するハーネス６１と、ハーネス６１の上記一端及び上記そのうちの１つのプラグ接続端子５に接続される接続端子６２とを備えてもよい。
多機能高圧コネクタが電池製品（例えば、電池パック又は高圧ボックス）に応用されている際、上記他の１つのプラグ接続端子５は、電池製品の内部における電池に接続され、ハーネスアセンブリ６は、電池製品の外部における他の装置（例えば、他の電池パック又は高圧ボックス）に接続されることで、電池製品の内部における電池と他の装置との電気的な接続が実現される。
１ 上蓋
１１ アウターケーシング
１１１ 第１傾斜開口部
１１２ 第１接続部
１１３ 案内部
１２ インナーケーシング
１２１ 第１ガイド部
１２２ 本体部
１２３ 延在部
２ ベース
２１ 外基体
２１１ 第２傾斜開口部
２１１Ａ 収容溝
２１２ 第２接続部
２１３ 取付部
２２ 内基体
２２１ 第２ガイド部
２２２ 底板部
２２３ 突出部
３ シールリング
４ 導電接続構造
４１ 主体部
４２ 導電接続部
５ プラグ接続端子
６ ハーネスアセンブリ
６１ ハーネス
６２ 接続端子
Ｓ 締結具
Ｘ 横方向
Ｙ 縦方向
Ｚ 上下方向

Claims (12)

  1. 多機能高圧コネクタであって、
    ベース（２）と、ベース（２）に取り外し可能に取り付けられる上蓋（１）とを備え、
    上蓋（１）は、第１傾斜開口部（１１１）を有するアウターケーシング（１１）と、アウターケーシング（１１）の内側に固定され、第１ガイド部（１２１）が設けられるインナーケーシング（１２）とを備え、
    ベース（２）は、第２傾斜開口部（２１１）を有する外基体（２１）と、外基体（２１）の内側に固定され、第２ガイド部（２２１）が設けられる内基体（２２）とを備え、
    アウターケーシング（１１）の第１傾斜開口部（１１１）は、外基体（２１）の第２傾斜開口部（２１１）と嵌合され、インナーケーシング（１２）の第１ガイド部（１２１）は、内基体（２２）の第２ガイド部（２２１）と嵌合されることを特徴とする多機能高圧コネクタ。
  2. 第１傾斜開口部（１１１）の下面および第２傾斜開口部（２１１）の上面のそれぞれが縦方向（Ｙ）に対する角度は、いずれもθであり、且つ５°≦θ≦８°を満たすことを特徴とする請求項１に記載の多機能高圧コネクタ。
  3. 第１ガイド部（１２１）が凹溝であり、第２ガイド部（２２１）が突起であり、または、
    第１ガイド部（１２１）が突起であり、第２ガイド部（２２１）が凹溝であることを特徴とする請求項１に記載の多機能高圧コネクタ。
  4. インナーケーシング（１２）は、アウターケーシング（１１）に収容される本体部（１２２）と、上下方向（Ｚ）に沿って本体部（１２２）から突出してアウターケーシング（１１）外に延出する延在部（１２３）とを更に備え、
    第１ガイド部（１２１）は、延在部（１２３）に設けられ、上下方向（Ｚ）に沿って延在し、且つ、延在部（１２３）は、第１ガイド部（１２１）が第２ガイド部（２２１）と嵌合されるように、ベース（２）の内基体（２２）内に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の多機能高圧コネクタ。
  5. 第１ガイド部（１２１）は、延在部（１２３）の縦方向（Ｙ）における両側に設けられ、及び／又は、第１ガイド部（１２１）は、延在部（１２３）の横方向（Ｘ）における両側に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の多機能高圧コネクタ。
  6. アウターケーシング（１１）は、第１傾斜開口部（１１１）の周方向の外側に形成され、上下方向（Ｚ）に沿って延在する第１接続部（１１２）をさらに備え、
    外基体（２１）は、第２傾斜開口部（２１１）の周方向の外側に形成され、第１接続部（１１２）に接続される第２接続部（２１２）をさらに備え、
    第１接続部（１１２）の下面と第２接続部（２１２）の上面とは、いずれも縦方向（Ｙ）に平行となることを特徴とする請求項１に記載の多機能高圧コネクタ。
  7. アウターケーシング（１１）は、第１傾斜開口部（１１１）の外側に形成され、第１傾斜開口部（１１１）の下面に平行な方向に沿って延在する案内部（１１３）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の多機能高圧コネクタ。
  8. 多機能高圧コネクタは、導電接続構造（４）と、２つのプラグ接続端子（５）とをさらに備え、
    導電接続構造（４）は、上蓋（１）のインナーケーシング（１２）に収容される主体部（４１）と、縦方向（Ｙ）に沿ってそれぞれ主体部（４１）の両端に形成され、アウターケーシング（１１）外に延出する２つの導電接続部（４２）とを備え、
    ２つのプラグ接続端子（５）は、縦方向（Ｙ）に沿って間隔をあけて設けられ、各プラグ接続端子（５）は、ベース（２）の内基体（２２）に固定して取り付けられ、導電接続構造（４）の対応する１つの導電接続部（４２）に挿接されていることを特徴とする請求項１に記載の多機能高圧コネクタ。
  9. 内基体（２２）は、底板部（２２２）と、縦方向（Ｙ）に沿って間隔をあけて設けられる２つの突出部（２２３）とをさらに備え、各突出部（２２３）は、上下方向（Ｚ）に沿って底板部（２２２）から突出し、対応する１つのプラグ接続端子（５）が取り付けられ、
    第２ガイド部（２２１）は、各突出部（２２３）に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の多機能高圧コネクタ。
  10. 多機能高圧コネクタは、１つのプラグ接続端子（５）に接続されるハーネスアセンブリ（６）をさらに備え、
    外基体（２１）は、第２傾斜開口部（２１１）の外側に形成され、縦方向（Ｙ）に沿って延在する取付部（２１３）をさらに備え、且つ、取付部（２１３）には、前記ハーネスアセンブリ（６）が取り付けられ、
    第２傾斜開口部（２１１）の上面の最高点は、取付部（２１３）の天面よりも高いことを特徴とする請求項８に記載の多機能高圧コネクタ。
  11. 前記アウターケーシングと前記外基体とは、金属材料で製造され、前記インナーケーシングと前記内基体とは、絶縁材料で製造されることを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の多機能高圧コネクタ。
  12. 請求項１から１１の何れか一項に記載の多機能高圧コネクタが応用されている電池製品。
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