JP2023094934A - ヒューズユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】構成を簡素化し、製造コストを低減できるヒューズユニットを提供する。【解決手段】ヒューズユニット10は、バスバー70と接続される第1端子部21と、電線60と接続される第2端子部31と、第1端子部21と第2端子部31とを接続し、過電流により溶断する溶断部41と、溶断部41を覆うケース50とを備え、第1端子部21は、バスバー70と接する接触面24Aを有する第1接続部24と、第1接続部24と溶断部41との間に配されてケース50に保持される第1保持部23とを備え、第2端子部31は、電線60と接続される第2接続部34と、第2接続部34と溶断部41との間に配されてケース50に保持される第2保持部33とを備える。【選択図】図1

Description

本明細書によって開示される技術は、ヒューズユニットに関する。
電気自動車やハイブリッド自動車等に用いられる電池パックは、複数の単電池と、これら複数の単電池の電極同士を接続するとともに、各単電池の電圧等を検知するための導体ユニット(ヒューズユニット)とを備えている。導体ユニットの一例として、電極に接続される接続導体と、電圧検知用の電線の端末部に接続される中継端子と、接続導体と中継端子とを接続する可溶体と、可溶体を覆う樹脂モールド部材と、を備えるものがある(特許文献1参照)。
また、他の例として、電極に接続されるとともに、第1端子を備える接続端子と、第1端子を内部に収容する電池側コネクタハウジングと、電線の端末に接続され、電池側コネクタハウジングに嵌合される電線側コネクタハウジングと、電線側コネクタハウジングの内部に収容され、第1端子に接続されるヒューズとを備えたものがある(特許文献2参照)。
特開2018-097986号公報 特開2013-114956号公報
上記の構成では、導体ユニットが多数の部材を備えるため、構成が複雑化し、製造コストが増大することが懸念される。
本明細書によって開示されるヒューズユニットは、相手部材に接続される第1端子部と、電線と接続される第2端子部と、前記第1端子部と前記第2端子部とを接続し、過電流により溶断する溶断部と、前記溶断部を覆うケースと、を備え、前記第1端子部は、前記相手部材と接する接触面を有する第1接続部と、前記第1接続部と前記溶断部との間に配されて前記ケースに保持される第1保持部とを備え、前記第2端子部は、前記電線と接続される第2接続部と、前記第2接続部と前記溶断部との間に配されて前記ケースに保持される第2保持部とを備える。
本明細書によって開示されるヒューズユニットによれば、構成を簡素化し、製造コストを低減できる。
図1は、実施形態のヒューズユニットと、ヒューズ付きユニットに接続された電線の端末部とを示す斜視図である。 図2は、実施形態のヒューズ付き端子と、ヒューズ付き端子に接続された電線の端末部とを示す斜視図である。 図3は、実施形態のヒューズ付き端子と、ヒューズ付き端子に接続された電線の端末部とを示す正面図である。 図4は、実施形態のケースの斜視図である。 図5は、実施形態のケースの側面図である。 図6は、図1のA-A線断面図である。
[実施形態の概要]
(1)本明細書によって開示されるヒューズユニットは、相手部材に接続される第1端子部と、電線と接続される第2端子部と、前記第1端子部と前記第2端子部とを接続し、過電流により溶断する溶断部と、前記溶断部を覆うケースと、を備え、前記第1端子部は、前記相手部材と接する接触面を有する第1接続部と、前記第1接続部と前記溶断部との間に配されて前記ケースに保持される第1保持部とを備え、前記第2端子部は、前記電線と接続される第2接続部と、前記第2接続部と前記溶断部との間に配されて前記ケースに保持される第2保持部とを備える。
上記の構成のヒューズユニットによれば、構成を簡素化し、製造コストを低減できる。
(2)上記(1)のヒューズユニットにおいて、前記第2接続部が、前記電線が接続される電線接続領域と、前記電線接続領域と前記溶断部とを区画するスリットと、を有していても構わない。
このような構成によれば、第2接続部に電線を接続する作業の際に発生する熱や振動が溶断部に伝わり溶断部に悪影響を及ぼすことを回避できる。
(3)上記(1)または(2)のヒューズユニットが、前記第2接続部に接続されて前記電線を押さえる電線押さえ部を備えていても構わない。
このような構成によれば、第2接続部からの電線の脱落を抑制できる。
(4)上記(1)から(3)のうちいずれかに記載のヒューズユニットにおいて、前記ケースが、前記接触面と隣接する隣接面を有しており、前記隣接面が、前記接触面と面一または前記接触面よりも引っ込んで配置されていても構わない。
このような構成によれば、第1接続部を相手部材に接続する際にケースが相手部材に干渉することがなく、相手部材とヒューズユニットとの接続を円滑に行うことができる。
(5)上記(1)から(4)のうちいずれかに記載のヒューズユニットにおいて、前記ケースは、前記第1保持部が挿入される第1挿入部と、前記第2保持部が挿入される第2挿入部と、を有していても構わない。
このような構成によれば、第1保持部と第2保持部とをケースに安定的に保持でき、第1保持部と第2保持部との間に配された溶断部を確実に保護できる。
(6)上記(1)から(5)のうちいずれかに記載のヒューズユニットにおいて、前記第1保持部が前記ケースと係合する第1係合孔を有し、前記第2保持部が前記ケースと係合する第2係合孔を有していても構わない。
このような構成によれば、簡易な構成で第1保持部および第2保持部をケースに固定できる。
(7)上記(1)から(6)のうちいずれかに記載のヒューズユニットにおいて、前記溶断部が、前記ケースに対して非接触の状態で前記ケースの内部に収容されていても構わない。
このような構成によれば、ケースが溶断部に接触して溶断部を損傷することを回避しつつ、溶断部を保護することができる。
[実施形態の詳細]
本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[全体構成]
実施形態を、図1から図6を参照しつつ説明する。本実施形態のヒューズユニット10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両の駆動源として用いられる蓄電モジュールにおいて、隣り合う蓄電素子の電極を接続するバスバー70(相手部材の一例)に接続されて使用される。ヒューズユニット10は、図1に示すように、ヒューズ付き端子20と、ケース50とを備える。
[ヒューズ付き端子20]
ヒューズ付き端子20は、金属製であって、導電性を有する。ヒューズ付き端子20は、図2および図3に示すように、バスバー70に接続される第1端子部21と、電線60に接続される第2端子部31と、第1端子部21と第2端子部31とを繋ぐ溶断部41と、第2端子部31に連なる電線押さえ部37と、を備えている。
第1端子部21および第2端子部31は、それぞれ、矩形の板状をなしている。第1端子部21と第2端子部31とは、並列して配されており、第1端子部21は、第2端子部31に対向する第1対向縁22を有し、第2端子部31は、第1端子部21に対向する第2対向縁32を有している。
第1端子部21において、第1対向縁22に隣接する部分は第1保持部23となっており、第1保持部23に対して第2端子部31とは反対側に配される残りの部分が、バスバー70に接続される第1接続部24となっている。バスバー70は、平坦な平坦面70Aを有しており、第1接続部24の一面は、平坦面70Aに接する平坦な接触面24Aとなっている(図6参照)。第1接続部24は、バスバー70に対して、例えばレーザ溶接、メカニカルクリンチ等によって接続される。第1保持部23は、第1接続部24よりも厚みが小さくなっている。第1保持部23は、複数(本実施形態では2つ)の第1係合孔25を有している。
第2端子部31は、第2対向縁32に隣接する部分が第2保持部33となっており、第2保持部33に対して第1端子部21と反対側に配される残りの部分が、電線60に接続される第2接続部34となっている。第2保持部33は、第2接続部34よりも厚みが小さくなっている。第2保持部33は、複数(本実施形態では2つ)の第2係合孔35を有している。
第2接続部34に接続される電線60は、金属製の素線の複数本を撚り合わせた撚り線によって構成された芯線61と、この芯線61を被覆する合成樹脂製の絶縁被覆62とを備える。芯線61は、電線60の端末部において、絶縁被覆62から露出された部分を有している。電線60は、第2接続部34の表面に、第2対向縁32に対して平行に配され、例えば半田付け、超音波溶接等によって接続されている。
溶断部41は、細い棒状をなし、一端が第1対向縁22に、他端が第2対向縁32に接続されている。溶断部41は、第1対向縁22と第2対向縁32との間に、略S字状に蛇行しつつ延びている。
溶断部41は、所定の溶断電流値を超える過電流が流れた際に溶断するように設計されている。溶断部41の材料は、導電率が10-50%IACSで低融点の金属であることが好ましく、亜鉛合金、リン青銅、アルミニウム合金などが好適である。例えば、ヒューズ付き端子20の材料が亜鉛合金であり、溶断電流値が4アンペアに設定される場合には、溶断部41は、抵抗値が10mΩ、厚みが0.2mm、幅が0.2mm、長さが10mm程度であることが望ましい。
電線押さえ部37は、第2端子部31において第2対向縁32と反対側の端縁から第2接続部34に対して角度をなして延びた後、折り返されて第2接続部34に沿って延びている。電線60は、第2接続部34と電線押さえ部37との間に配されている。
第2接続部34おいて、電線60が配置された電線接続領域Awと第2保持部33との間には、第2対向縁32に沿う方向に延び、第2接続部34を板厚方向に貫通するスリット36が配置されている。このスリット36は、電線接続領域Awを溶断部41から区画している。電線接続領域Awと溶断部41との間にスリット36が配置されていることによって、第2接続部34に電線60を接続する作業の際に発生する熱や振動が溶断部41に伝わり溶断部41に悪影響を及ぼすことを回避できる。
[ケース50]
ケース50は、ヒューズ付き端子20に組み付けられて、溶断部41を保護するための部材である。ケース50は、合成樹脂製であって、図4,図5および図6に示すように、下板部51と、下板部51と対向して配される上板部52と、下板部51と上板部52とを連結する連結部55と、上板部52から延びる止め板部56と、を備える。
下板部51は、矩形の平板状をなしている。上板部52は、下板部51に対して平行に、隙間を空けて配される第1挟み部53Aおよび第2挟み部53Bと、第1挟み部53Aと第2挟み部53Bとの間に配置された中間部54とを備えている。第1挟み部53Aは、下板部51の一の側縁に沿って配され、第2挟み部53Bは、下板部51の他の側縁に沿って配されている。中間部54は、第1挟み部53Aおよび第2挟み部53Bから、それぞれ下板部51と反対側(図6の上側)に向かって延びる2つの側壁部54A、54Bと、2つの側壁部54A、54Bを繋ぐ天壁部54Cとを備えている。
下板部51と第1挟み部53Aとの間隔は、第1保持部23の板厚と同等か僅かに大きい程度となっており、下板部51と第1挟み部53Aとの隙間は、第1保持部23を収容可能な第1挿入部57Aとなっている。同様に、下板部51と第2挟み部53Bとの間隔は、第2保持部33の板厚と同等か僅かに大きい程度となっており、下板部51と第2挟み部53Bとの隙間は、第2保持部33を収容可能な第2挿入部57Bとなっている。中間部54と下板部51とで囲まれた空間は、第1挿入部57Aおよび第2挿入部57Bと連通するヒューズ収容空間Sとなっている。
連結部55は、上板部52の一端と、下板部51の一端とを接続する壁である。止め板部56は、天壁部54Cにおいて連結部55とは反対側の他端から延びている。止め板部56は、下板部51に向かって延び、ヒューズ収容空間Sにおいて連結部55とは反対側の開口部を塞ぐ閉塞位置と、下板部51と平行な方向に延び、ヒューズ収容空間Sにおいて連結部55とは反対側の開口部を開放する開放位置との間で変位可能となっている。
[ヒューズ付き端子20とケース50との組み付け]
ヒューズ付き端子20をケース50に組み付ける際には、止め板部56が開放位置にある状態で、第1保持部23を第1挿入部57Aに、第2保持部33を第2挿入部57Bに挿入する。挿入が完了したら、止め板部56を閉塞位置に移動させる。
ヒューズ付き端子20にケース50が組み付けられた状態では、図6に示すように、下板部51と上板部52との間に、第1保持部23と第2保持部33と溶断部41とが配されている。第1挿入部57Aに第1保持部23が収容され、第2挿入部57Bに第2保持部33が収容されている。第1接続部24と第2接続部34とは、ケース50から外部に露出されている。第1接続部24と第2接続部34とは、ケース50に対して互いに反対側に突出している。下板部51および上板部52と溶断部41との間には、隙間があり、溶断部41がケース50に接触しない状態でケース50がヒューズ付き端子20に組み付けられている。特に、ケース50の内部には、中間部54と下板部51とで囲まれた比較的広いヒューズ収容空間Sが存在しており、このヒューズ収容空間Sの内部に溶断部41の大部分が配されている。これにより、溶断部41のケース50への接触を極力避けることができる。
ヒューズ付き端子20にケース50が組み付けられた後、例えば、第1挟み部53Aの表面がピンで押圧されることにより、第1挟み部53Aの一部が塑性変形され、第1保持部23の2つの第1係合孔25のそれぞれの内部に進入する突起が形成される。これにより、第1保持部23がケース50に固定される。同様に、第2挟み部53Bの表面がピンで押圧されることにより、第2保持部33の2つの第2係合孔35のそれぞれの内部に進入する突起が形成され、第2保持部33がケース50に固定される。
第1接続部24の厚さは、第1保持部23の厚さと下板部51の厚さとの合計よりも大きくなっている。これにより、下板部51において、接触面24Aに隣接する外表面(隣接面51A)が、接触面24Aよりも上板部52側(図6の上方)に引っ込んで配置されることとなる。これにより、第1接続部24をバスバー70に接続する際に、ケース50がバスバー70に干渉することがないようにされている。
[作用効果]
以上のように本実施形態によれば、ヒューズユニット10は、バスバー70と接続される第1端子部21と、電線60と接続される第2端子部31と、第1端子部21と第2端子部31とを接続し、過電流により溶断する溶断部41と、溶断部41を覆うケース50とを備え、第1端子部21は、バスバー70と接する接触面24Aを有する第1接続部24と、第1接続部24と溶断部41との間に配されてケース50に保持される第1保持部23とを備え、第2端子部31は、電線60と接続される第2接続部34と、第2接続部34と溶断部41との間に配されてケース50に保持される第2保持部33とを備える。
上記の構成のヒューズユニット10によれば、構成を簡素化し、製造コストを低減できる。
また、第2接続部34が、電線60が接続される電線接続領域Awと、電線接続領域Awと溶断部41とを区画するスリット36と、を有している。このような構成によれば、第2接続部34に電線60を接続する作業の際に発生する熱や振動が溶断部41に伝わり溶断部41に悪影響を及ぼすことを回避できる。
また、ヒューズユニット10が、第2接続部34に接続されて電線60を押さえる電線押さえ部37を備えている。このような構成によれば、第2接続部34からの電線60の脱落を抑制できる。
また、ケース50が、接触面24Aと隣接する隣接面51Aを有しており、隣接面51Aが、接触面24Aと面一または接触面24Aよりも引っ込んで配置されている。
このような構成によれば、第1接続部24をバスバー70に接続する際にケース50がバスバー70に干渉することがなく、バスバー70とヒューズユニット10との接続を円滑に行うことができる。
また、ケース50は、第1保持部23が挿入される第1挿入部57Aと、第2保持部33が挿入される第2挿入部57Bと、を有している。
このような構成によれば、第1保持部23と第2保持部33とをケース50に安定的に保持でき、第1保持部23と第2保持部33との間に配された溶断部41を確実に保護できる。
また、第1保持部23がケース50と係合する第1係合孔25を有し、第2保持部33がケース50と係合する第2係合孔35を有している。このような構成によれば、簡易な構成で第1保持部23および第2保持部33をケース50に固定できる。
また、溶断部41が、ケース50に対して非接触の状態でケース50の内部に収容されている。このような構成によれば、ケース50が溶断部41に接触して溶断部41を損傷することを回避しつつ、溶断部41を保護することができる。
<他の実施形態>
(1)上記実施形態では、第1端子部21、第2端子部31の形状がそれぞれ矩形の板状であったが、第1端子部、第2端子部の形状は上記実施形態に限定されない。例えば、第2端子部は、芯線をかしめるかしめ部を有していても構わない。
(2)上記実施形態では、溶断部41がS字状に蛇行していたが、溶断部は、例えばV字状、U字状、クランク状、直線状であっても構わない。
(3)ケース50と第1保持部23、第2保持部33との固定の形態は上記実施形態の限りではなく、例えば、ケースを加熱しつつ加圧して熱変形させることで、第1保持部、第2保持部の係合孔に進入する突起を形成させる熱かしめによってケースと第1保持部、第2保持部が固定されていても構わない。
(4)相手部材はバスバーでなくてもよく、例えば電極端子であっても構わない。
(5)上記実施形態では、ケース50の隣接面51Aが、接触面24Aよりも引っ込んで配置されていたが、隣接面と接触面とが面一となっていても構わない。
10:ヒューズユニット
20:ヒューズ付き端子
21:第1端子部
22:第1対向縁
23:第1保持部
24:第1接続部
24A:接触面
25:第1係合孔
31:第2端子部
32:第2対向縁
33:第2保持部
34:第2接続部
35:第2係合孔
36:スリット
37:電線押さえ部
41:溶断部
50:ケース
51:下板部
51A:隣接面
52:上板部
53A:第1挟み部
53B:第2挟み部
54:中間部
54A、54B:側壁部
54C:天壁部
55:連結部
56:止め板部
57A:第1挿入部
57B:第2挿入部
60:電線
61:芯線
62:絶縁被覆
70:バスバー(相手部材)
70A:平坦面
Aw:電線接続領域
S:ヒューズ収容空間

Claims (7)

  1. 相手部材に接続される第1端子部と、電線と接続される第2端子部と、前記第1端子部と前記第2端子部とを接続し、過電流により溶断する溶断部と、前記溶断部を覆うケースと、を備え、
    前記第1端子部は、前記相手部材と接する接触面を有する第1接続部と、前記第1接続部と前記溶断部との間に配されて前記ケースに保持される第1保持部とを備え、
    前記第2端子部は、前記電線と接続される第2接続部と、前記第2接続部と前記溶断部との間に配されて前記ケースに保持される第2保持部とを備える、ヒューズユニット。
  2. 前記第2接続部が、前記電線が接続される電線接続領域と、前記電線接続領域と前記溶断部とを区画するスリットと、を有している、請求項1に記載のヒューズユニット。
  3. 前記第2接続部に接続されて前記電線を押さえる電線押さえ部を備える、請求項1または請求項2に記載のヒューズユニット。
  4. 前記ケースが、前記接触面と隣接する隣接面を有しており、前記隣接面が、前記接触面と面一または前記接触面よりも引っ込んで配置されている、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のヒューズユニット。
  5. 前記ケースは、前記第1保持部が挿入される第1挿入部と、前記第2保持部が挿入される第2挿入部と、を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のヒューズユニット。
  6. 前記第1保持部が前記ケースと係合する第1係合孔を有し、前記第2保持部が前記ケースと係合する第2係合孔を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のヒューズユニット。
  7. 前記溶断部が、前記ケースに対して非接触の状態で前記ケースの内部に収容されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のヒューズユニット。
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