JP2020155238A - 端子台装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の外壁に備えられた端子と電線との接続部において、防水性を確保しつつ、電線を容易に接続することができる端子台装置を提供する。【解決手段】筐体５の上壁７に固定され、絶縁体で形成された端子台３と、端子台３に支持され、筐体５の内部から外方に延出し、筐体５の外部において外部ハーネス９の先端に設けられた丸型端子３１と接続されるファスナー部４と、を有する端子台装置であって、端子台３は、上壁７に固定される底板部２１と、接続部の周囲を上壁７の外方側に突出して、ファスナー部４と丸型端子３１との接続部を覆う周壁部２３と、周壁部２３から底板部２１に沿って側方に延び、周壁部２３に囲まれた空間３３と連通して、内部に外部ハーネス９の先端部が挿入される筒状に形成されたハーネス支持部２４と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、筐体に備えられた端子台装置に関する。

電気自動車等に搭載される電池パックは、筐体内に電池モジュールを収容して構成されている。このように電池モジュールを筐体で覆った構成の電池パックには、電池モジュールから電力を取り出すための端子を含む端子台装置が筐体に備えられている。
電池パックの端子には、電線（ハーネス）が接続されており、当該電線を介して外部の電気機器と電気的に接続されている。

特許文献１に開示された電池パックでは、筐体に固定された絶縁体である端子台によって端子が支持されている。端子台は、電池パックの筐体の外方に露出する端子の周囲を覆い上方が開口した外周壁部を備えている。更に、電線と電池パックの端子との接続部において防水性を得るために、外周壁部の上部を塞ぐキャップを備えている。

特開２０１８−０３７２１６号公報

しかしながら、特許文献１のように電池パックに設けられた端子に電線を接続する構造では、端子台の周辺のスペースが小さいために電線の取り回しが困難な場合がある。特に大径の電線の場合には、電線を屈曲させて端子に接続しようとすると、電線の弾性によって電池パックの端子と電線の先端との位置合わせが難かしく、電線の接続が困難である場合があった。

そこで、本発明の目的は、筐体の外壁に備えられた端子と電線との接続部において、防水性を確保しつつ、電線を容易に接続することができる端子台装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の端子台装置は、筐体の外壁に固定され、絶縁体で形成された端子台と、前記端子台に支持され、前記筐体の外部において電線の先端に設けられた接続端子と接続される筐体側端子と、を有する端子台装置であって、前記端子台は、前記外壁に固定される基部と、前記筐体側端子と前記接続端子との接続部の周囲を前記基部から前記外壁の外方側に突出して、当該接続部を覆う周壁部と、前記周壁部から前記基部に沿って側方に延び、前記周壁部に囲まれた空間と連通して、内部に前記電線の先端部が挿入される筒状に形成された電線挿入部と、を備えたことを特徴とする。

これにより、電線挿入部に電線の先端部を挿入することで、電線の先端部が電線挿入部によって支持される。したがって、電線の先端の接続端子と筐体側端子とを接続する際に電線の支持が不要となり、電線の接続が容易になる。また、電線の接続端子と筐体側端子との接続部を端子台の周壁部が覆うので、当該接続部への水等の侵入を抑制することができる。

好ましくは、前記周壁部は、前記接続部に面して開口部を有し、前記開口部を着脱可能に覆う蓋部を備えるとよい。
これにより、開口部から電線の接続端子と筐体側端子との接続部を臨むことができ、電線の接続端子と筐体側端子とを容易に接続することができる。そして、電線の接続後に蓋部によって開口部を覆うことで、開口部から周壁部の内部に水等が侵入することを防止して、接続部における防水性を確保することができる。

好ましくは、前記筐体側端子の外方側端部に雌ネジ部が形成され、前記筐体側端子と前記接続端子とは、前記雌ネジ部に螺合されたボルトによって固定されるとよい。
これにより、電線挿入部に電線の先端部を挿入し、当該先端部を周壁部に囲まれた空間に位置する筐体側端子に位置合わせして、開口部からボルトを挿入して電線の接続端子と筐体側端子とを容易に接続することができる。また、筐体側端子の外方側端部に雌ネジ部を設けボルトによって接続端子を固定するので、筐体部端子の外壁からの突出寸法を抑えることができ、端子台装置の筐体から外側の構成をコンパクトにすることができる。

好ましくは、前記端子台は、前記外壁よりも前記筐体の内部に突出して前記接続端子を支持する端子支持部を備えるとよい。
これにより、端子支持部が筐体の内部に配置されるので、筐体よりも外部側に突出する端子台の部位の大きさを抑制し、端子台装置の筐体の外側の構成を更にコンパクトにすることができる。

好ましくは、前記外壁には、前記端子支持部が挿入される端子台挿入穴が形成され、前記基部と前記外壁との間に、前記端子台挿入穴の縁部の周囲を全周に亘ってシール部材を備えるとよい。
これにより、基部と外壁との間を通って、端子台挿入穴から筐体の内部に水等が侵入することを抑制することができる。

好ましくは、前記筐体は、車両に搭載され、電池を収納した電池パックのケースであるとよい。
これにより、車両に搭載された電池パックの端子である筐体側端子に電線を容易に接続することができるとともに、接続部への水等の侵入を抑制することができる。

本発明の端子台装置は、電線挿入部に電線の先端部を挿入することで、電線の先端部が電線挿入部によって支持されるので、電線の先端の接続端子と筐体側端子とを接続する際に電線の支持が不要となり、電線の接続が容易になる。また、電線の接続端子と筐体側端子との接続部を端子台の周壁部が覆うので、当該接続部への水等の侵入を抑制することができる。

したがって、筐体の外部における筐体側端子と電線との接続部において、水等の侵入を抑制して防水性を確保しつつ、当該接続部において容易に電線を接続することが可能となる。

本発明の一実施形態の端子台装置を備えた電池パックの外形図である。 本実施形態の端子台装置における端子台の構造を示す斜視図である。 本実施形態に係る端子台及びファスナー部の上面図である。 本実施形態に係る端子台及びファスナー部の縦断面図である。 ハーネス接続状態の端子台装置の縦断面図である。 外部ハーネスの接続手順を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した端子台装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態の端子台装置１を備えた電池パック２の外形図である。図２は、本実施形態の端子台装置１における端子台３の構造を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る端子台３及びファスナー部４（筐体側端子）の上面図である。図４は、本実施形態に係る端子台３及びファスナー部４の縦断面図である。

本実施形態の端子台装置１は、電気自動車等の車両に搭載された電池パック２に備えられている。電池パック２は、例えば車両の走行駆動用の電力供給源として使用される。
図１に示すように、電池パック２は略矩形箱状に形成され、筐体５の内部に複数の電池モジュール６を収納して構成されている。筐体５は、内部に水等が侵入しないように、電池モジュール６を覆うように構成されている。

筐体５の上壁７（外壁）には、筐体５の内部の電池モジュール６から電力を入出力するための端子であるファスナー部４と、ファスナー部４を支持する端子台３が備えられている。
ファスナー部４は、銅等の導電体で形成されており、下端部が筐体５の内部で電池モジュール６と内部ハーネス８を介して接続され、上端部が筐体５の外部で図示しない車載電気機器と外部ハーネス９(電線)を介して接続されている。

端子台３は、樹脂やゴム等の絶縁体で形成されている。図２〜５に示すように、端子台３は、底板部２１(基部)とファスナー支持部２２（端子支持部）と周壁部２３とハーネス支持部２４（電線挿入部）と、を備えている。
底板部２１は、矩形板状に形成され、筐体５の上壁７の上面に、例えばボルトによって固定される。

ファスナー支持部２２は、底板部２１から下方に円柱状に突出して形成され、中心軸上にファスナー部４が嵌入される矩形状の貫通穴２５を有している。ファスナー支持部２２は、筐体５の上壁７に形成された円形状の端子台設置穴３０（端子台挿入穴）に挿入されている。
周壁部２３は、底板部２１の上面からファスナー支持部２２と同軸上に、貫通穴２５の周囲を囲み円筒状に上方に向かって突出するように形成されている。なお、周壁部２３の内径は、外部ハーネス９の先端に設けられた丸型端子３１（接続端子）よりも大きく設定されている。また、周壁部２３の上部が開口して上部開口穴３２が形成されている。

ハーネス支持部２４は、両端が開口した矩形筒状に形成され、周壁部２３の一部から周壁部２３の径方向外方に向かって底板部２１に沿って延び、底板部２１とともに矩形筒状に形成されている。ハーネス支持部２４は、内部に外部ハーネス９の丸型端子３１が挿入可能であるような大きさに設定されている。
ハーネス支持部２４の周壁部２３側の端部は、周壁部２３を貫通して周壁部２３に囲まれた空間３３に開口している。即ち、周壁部２３に囲まれた空間３３は、ハーネス支持部２４の内部空間３４を介して外部と連通した構造になっている。

ファスナー部４は、正四角形柱状に形成されており、ファスナー支持部２２の貫通穴２５に隙間なく挿入されて支持されている。
ファスナー部４の上端部（外方側端部）には、ファスナー部４の中心軸と同軸に雌ネジ部３５が形成されている。一方、ファスナー部４の下部は、ファスナー支持部２２から突出した部位に雄ネジ３６が形成されている。

図５に示すように、外部ハーネス９の先端は端子台３のハーネス支持部２４に挿入され、外部ハーネス９の先端に設けられた丸型端子３１が、周壁部２３に囲まれた空間３３でファスナー部４の上端部にボルト３７によって締結される。
更に、端子台３の周壁部２３の上部開口穴３２を覆う着脱可能な蓋部４０が設けられている。蓋部４０は、例えばゴム等により形成され、周壁部２３の上端部に密着して上部開口穴３２を閉塞するように設けられる。

また、端子台３の底板部２１の底面には、底板部２１の外周縁部に沿って、上壁７に形成された端子台設置穴３０の縁部の周囲を全周に亘り、シール部材４１が備えられている。このシール部材４１により、端子台３の底板部２１と筐体５の上壁７との間を伝って、筐体５の外部から内部への水等の侵入を防止する。
一方、内部ハーネス８の先端に設けられた丸型端子４２は、筐体５の内部で、ファスナー部４の下端部に挿入されてナット４３によって締結される。

図６は、外部ハーネス９の接続手順を示す説明図である。以下、図６を用いて、端子台装置１において外部ハーネス９を接続する接続手順を説明する。
図６（ａ）は、筐体５の上壁７の端子台設置穴３０にファスナー支持部２２が挿入されて、上壁７に端子台３が設置され、筐体５と端子台３とを図示しないボルトによって固定された状態を示している。なお、端子台３のファスナー支持部２２には、あらかじめファスナー部４が嵌入されている。端子台３を筐体５に固定した状態で、筐体５の端子台設置穴３０は端子台３によって密閉され、また端子台３に対してファスナー部４が嵌入されてていることで、端子台３の設置位置において筐体５内への水等の侵入が阻止される構造になっている。なお、端子台３のファスナー支持部２２とファスナー部４との間にＯリング等のシール部材を更に設けて防水性を向上させてもよい。

また、内部ハーネス８については、図６では記載を省略しているが、外部ハーネス９の接続前あるいは接続後のいずれかにおいて接続すればよい。
次に、図６（ｂ）に示すように、端子台３のハーネス支持部２４の外側の開口部から外部ハーネス９の先端を挿入して、外部ハーネス９の先端の丸型端子３１の中心線とファスナー部４の軸線とを合わせる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、端子台３の周壁部２３の上部開口穴３２からボルト３７を挿入して、当該ボルト３７により丸型端子３１とファスナー部４とを締結する。
次に、図６（ｄ）に示すように、端子台３の周壁部２３の上部開口穴３２を、蓋部４０によって閉塞する。以上により、筐体５に設置した端子台３のファスナー部４に外部ハーネス９が接続される。

以上のように、筐体５の上壁７に設けられた本実施形態の端子台装置１は、筐体５内の内部ハーネス８と筐体５外の外部ハーネス９とを、導電性のファスナー部４を介して接続しており、筐体５内の電池モジュール６と、外部ハーネス９に接続された外部機器との間で電力を入出力可能に接続している。
ファスナー部４は筐体５の端子台設置穴３０を覆う絶縁性の端子台３に支持されており、端子台３の周壁部２３がファスナー部４の上端部、即ちファスナー部４と外部ハーネス９との接続部の周囲を覆うように形成されているので、当該接続部が車両のボディ等に接触することを抑制するとともに、筐体５内への水等の侵入を抑制することができる。

本実施形態では、外部ハーネス９をファスナー部４に接続する際に、端子台３のハーネス支持部２４に外部ハーネス９の先端部を挿入することで、外部ハーネス９の先端部がハーネス支持部２４によって支持される。したがって、外部ハーネス９の先端の丸型端子３１とファスナー部４とを接続する際に外部ハーネス９を手等で支持することが不要となり、外部ハーネス９の接続が容易になる。特に、ハーネス支持部２４が筒状であるので、ハーネス支持部２４に差し込んだ外部ハーネス９は上方への移動が規制される。

なお、外部ハーネス９は、一般的に被覆材で覆われ、また電池パック２が電気自動車等の走行駆動用の電力供給源であり入出力電流が比較的大きいことから、外径が比較的大きい場合が多い。このような外部ハーネス９は弾性が高い場合が多いので、ファスナー部４に接続する際に取り回しが困難である可能性が高い。特に、外部ハーネス９を屈曲させてファスナー部４に接続しようとすると、外部ハーネス９の弾性によってファスナー部４との位置合わせが困難になる場合がある。

これに対し、本実施形態では、端子台３に筒状のハーネス支持部２４を設け、外部ハーネス９の先端部をハーネス支持部２４に挿入して支持する構成にしたので、外部ハーネス９とファスナー部４との位置合わせが容易であり、また位置合わせ後に外部ハーネス９を放しても外部ハーネス９が上方に逃げず、ボルト３７による接続が容易になる。これにより、外部ハーネス９の接続が容易になる。

また、外部ハーネス９とファスナー部４との接続部は、端子台３の周壁部２３に覆われているので、当該接続部への水等の侵入を抑制することができる。
また、端子台３のファスナー支持部２２は、筐体５の内部に位置するので、端子台３の筐体５の外部への突出寸法を抑制することができる。筐体５の周囲のスペースが小さくても、端子台３を配置することができる。

また、端子台３の上部には、上部開口穴３２が備えられているので、上部開口穴３２から外部ハーネス９の丸型端子３１とファスナー部４との接続部を臨むことができる。したがって、上部開口穴３２からボルト３７を通して外部ハーネス９の先端の丸型端子３１とファスナー部４とを容易に接続することが可能となる。
そして、ボルト３７によって外部ハーネス９の丸型端子３１とファスナー部４とを接続した後に、蓋部４０によって端子台３の上部開口穴３２を塞ぐことで、上部開口穴３２から水等が丸型端子３１とファスナー部４との接続部が配置される周壁部２３の内部に侵入することを抑制し、防水性を確保することができる。

また、ファスナー部４の上端部に雌ネジ部３５を備え、筐体５の上壁７に沿って延びる外部ハーネス９の丸型端子３１とファスナー部４とをボルト３７によって固定するので、ファスナー部４の筐体５よりも外側への突出寸法を抑制し、端子台３、延いては端子台装置１全体の筐体５の外部への突出寸法を抑制して、端子台装置１の筐体５から外側の構成をコンパクトにすることができる。

また、端子台３の底板部２１と筐体５の上壁７との間に、端子台設置穴３０の縁部の周囲を全周に亘ってシール部材４１が備えられているので、外部から端子台３の底板部２１と筐体５の上壁７との間を伝って水等が端子台設置穴３０に侵入することを抑制し、筐体５内部への水等の侵入を抑制することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではない。

例えば、上記実施形態において、端子台３の底板部２１が、筐体５の上壁７の外方に配置されているが、上壁７の内方に配置してもよい。
また、端子台３やファスナー部４等の詳細な形状は適宜変更することができる。
また、本実施形態では、端子台装置１が電気自動車に搭載された電池パック２に適用されているが、電池パック以外でも筐体の内部と外部とを接続する端子台装置に広く適用することができる。

１ 端子台装置
２ 電池パック
３ 端子台
４ ファスナー部（筐体側端子）
５ 筐体
７ 上壁（外壁）
９ 外部ハーネス（電線）
２１ 底板部（基部）
２２ ファスナー支持部（端子支持部）
２３ 周壁部
２４ ハーネス支持部（電線挿入部）
３０ 端子台設置穴（端子台挿入穴）
３１ 丸型端子（接続端子）
３２ 上部開口穴（開口部）
３５ 雌ネジ部
３７ ボルト
４０ 蓋部
４１ シール部材

Claims (6)

1. 筐体の外壁に固定され、絶縁体で形成された端子台と、前記端子台に支持され、前記筐体の外部において電線の先端に設けられた接続端子と接続される筐体側端子と、を有する端子台装置であって、
   前記端子台は、
   前記外壁に固定される基部と、
   前記筐体側端子と前記接続端子との接続部の周囲を前記基部から前記外壁の外方側に突出して、当該接続部を覆う周壁部と、
   前記周壁部から前記基部に沿って側方に延び、前記周壁部に囲まれた空間と連通して、内部に前記電線の先端部が挿入される筒状に形成された電線挿入部と、を備えたことを特徴とする端子台装置。
2. 前記周壁部は、前記接続部に面して開口部を有し、
   前記開口部を着脱可能に覆う蓋部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の端子台装置。
3. 前記筐体側端子の外方側端部に雌ネジ部が形成され、
   前記筐体側端子と前記接続端子とは、前記雌ネジ部に螺合されたボルトによって固定されることを特徴とする請求項２に記載の端子台装置。
4. 前記端子台は、前記外壁よりも前記筐体の内部に突出して前記接続端子を支持する端子支持部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の端子台装置。
5. 前記外壁には、前記端子支持部が挿入される端子台挿入穴が形成され、
   前記基部と前記外壁との間に、前記端子台挿入穴の縁部の周囲を全周に亘ってシール部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の端子台装置。
6. 前記筐体は、車両に搭載され、電池を収納した電池パックのケースであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の端子台装置。

Images