JP5407576B2 - コネクタモジュール - Google Patents

Description

本発明は、組電池などに用いられるコネクタモジュールに関するものである。

組電池を構成する電池の電極端子とコントローラとをコネクタモジュールで接続し、検出された電池の電圧に基づいて組電池の充放電制御が実行される。この種のコネクタモジュールは、結束された各ケーブルの一端に、単電池側に設けられた電極端子部に嵌合するコネクタを備えているが、コネクタの数が多くなればなるほどコネクタモジュールを配索する手間が増え、組電池の組立作業性が悪くなる。このため、複数のコネクタを保持するとともにケーブル束を配索した保持部材を用いて組電池を組み立てることが提案されている（特許文献１）。

特開２００８−２４３４１２号公報

しかしながら、上記従来技術では、コネクタの位置ずれに対応するために切り込みと凸部との嵌め合いで構成された調整手段を設けているものの、保持部材を複数の部品から構成させる必要があるので、部品が複雑になるといった問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成部品で接続部位の位置ずれにも対応できるコネクタモジュールを提供することである。

本発明は、結束が解かれた複数のワイヤーハーネスを、間隔をあけてワイヤーハーネスを並列させる長さを有するテープ状に形成され、並列したワイヤーハーネスの軸方向に所定幅を有する拘束部材を用いてコネクタから所定長だけ離間した位置で拘束することによって、上記課題を解決する。

本発明によれば、拘束部材によりコネクタから所定長だけ離れた位置で複数のワイヤーハーネスが拘束されるので、拘束位置から先端が自由端となり接続部位の位置ずれにも対応できる。また、拘束部材はコネクタから所定長だけ離れた位置を拘束すれば足りるので簡単な部品で構成することができる。

本発明の一実施の形態を適用した組電池を示す斜視図である。 図１の組電池を構成する一つの電池モジュールを示す斜視図である。 図２の電池モジュールを反転させて示す分解斜視図である。 図３の電池モジュールを構成する一つの単電池を示す斜視図である。 図１のコネクタモジュールを示す要部斜視図である。 図５の要部平面図である。 図１のコネクタモジュールの他の例を示す要部平面図（装着作業中）である。 図７のコネクタモジュールの装着状態を示す要部平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を適用した組電池１０を示す斜視図であり、発明に係るコネクタモジュールを電池の電極端子とコントローラを結ぶ電圧検出線に適用した例について説明する。ただし、本発明に係るコネクタモジュールは、本例に示す組電池の電圧検出線以外にも、コネクタの接続対象部が複数近接して並設された機器等に適用して好ましいものである。

最初に本例の組電池１０の構成を説明する。なお、図１は本発明に係る拘束テープ７０の図示を省略している。

組電池１０は、図１に示すように、電池モジュール群２０が、アッパープレート３０、ロアプレート３１およびサイドプレート３２により保持されてなり、これに電池の充放電制御を実行するコントローラ９０と電池の電圧を検出するためのコネクタモジュール１００とを備えたものである。

電池モジュール群２０は、複数の電池モジュール４０が配列され、これら電池モジュール４０同士をバスバー３３により電気的に直列および／または並列に接続することで構成されている。本例では、１０個の扁平型の電池モジュール４０が、電池モジュール４０の厚み方向（図示するＺ方向）に２段、厚み方向に直交する方向（図示するＹ方向）に５列配列されている。

電池モジュール群２０は、板状のロアプレート３１とアッパープレート３０とに挟まれ、厚み方向から加圧されて保持されている。厚み方向からの加圧は、貫通ボルト３４が、電池モジュール４０の隅に設けられた貫通孔５１，５２、およびこれら貫通孔５１，５２に対応してアッパープレート３０に設けられた孔（図示せず）に挿通され、ロアプレート３１に設けられたネジ孔（不図示）に締結されることにより行われる。電池モジュール群２０の前面および背面には、サイドプレート３２が取付けられている。

図２は、組電池１０を構成する一つの電池モジュール４０を示す斜視図、図３は図２の電池モジュール４０を反転させて示す分解斜視図である。

本例の電池モジュール４０では、正負の出力端子４３，４４が、ケース４９の前面側の周壁５０から外部に突出して設けられている。なお、ケース４９は、扁平な箱形の形状とされている。正負の出力端子４３，４４は、導電性の接続面４５，４６を有し、これら接続面４５，４６は、電池モジュール４０の外部とケース４９内の複数の電池６２とを電気的に接続する。接続面４５，４６には、バスバー３３を接続するためのねじ孔４７，４８が形成されている。

また、電池モジュール４０前面と背面には、コネクタ１５１，１５２が挿入される端子部４１，４２が形成されている。

電池モジュール４０は、図３に示すように、複数枚（図示例では８枚）の電池６２を含むセルユニット５７がケース４９内に収納されてなる。

ケース４９は、開口部５５が形成された箱形状をなすロアケース５４と、開口部５５を閉じる蓋体をなすアッパーケース５３とを含む。ロアケース５４およびアッパーケース５３は、比較的薄肉の鋼板またはアルミ板から形成され、プレス加工によって所定の形状とされ、貫通ボルト３４を挿通するための貫通孔５１，５２が形成されている。

セルユニット５７は、積層され直列に接続された８枚の単電池６２と、単電池６２の積層体の前面および背面に着脱自在に取付けられた絶縁カバー５８，５９と、電池６２の電極タブ６３，６４を挟持するための複数のスペーサ６０，６１と、電池モジュール４０としての正負の出力端子４３，４４と、を備える。

絶縁カバー５８，５９の中央位置には、電圧を検出するための複数個の端子６５，６６を含む端子部４１，４２が形成されている。

図４は電池モジュール４０を構成する一つの単電池６２を示す斜視図である。本例の単電池６２は、薄型リチウムイオン二次電池であり、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した積層型の発電要素（図示せず）がラミネートフィルムなどの外装材６７によって封止されている。各単電池６２は、発電要素に一端が電気的に接続されるとともに板状をなす電極タブ６３，６４が外装材６７から外部に導出されている。

電極タブ６３，６４は、単電池６２の長手方向（図示するＸ方向）の両側である前面側および背面側に延在し、これら電極タブ６３，６４には、金属板から形成される端子６５，６６が接合されている。端子６５，６６は、コネクタ１５１，１５２の抜き差しによるタブ６３，６４の変形を防ぐために、タブ６３，６４よりも大きい板厚を有する。

端子６５，６６は各単電池６２の電極タブ６３，６４に設けられ、端子部４１，４２内において、単電池の積層方向に沿う同一線上に複数個（本実施形態においては電池６２の積層個数と同数）配列されている。従って、一つのコネクタ１５１，１５２を一つの端子部４１，４２に差し込むことにより、複数の端子６５，６６を一括してコントローラ９０に電気的に接続することができる。

なお、端子６５，６６とコントローラ９０との電気的な接続は、単電池６２ごとに行っても、複数の単電池６２をまとめて行ってもよい。単電池６２ごとに接続した場合は各単電池６２の電圧を検出することができ、複数の単電池６２をまとめて接続した場合は直列に接続された複数の電池６２の電圧を検出することができる。こうした接続形態は組電池の充放電制御の仕様に応じて適宜設定することができる。

本例の組電池用コネクタモジュール１００は、電池モジュール群２０を構成する複数の単電池６２のうち所定個数（上記のとおり本例では全数）の単電池６２の電極端子に一括して電気的に接続可能な複数の電圧検出端子を備えた複数のコネクタ１５１，１５２と、コネクタ１５１，１５２のそれぞれに接続された複数のワイヤーハーネス１５３とを備える。本例のコネクタモジュール１００は、さらにワイヤーハーネス１５３の他端に接続されコントローラ９０の端子部に接続されるコネクタ１５４を備える。

なお、図１に示すコネクタ１５１，１５２は、コネクタ１５１が上段の５つの電池モジュール４０それぞれに対応して設けられたコネクタを表わし、コネクタ１５２が下段の５つの電池モジュール４０それぞれに対応して設けられたコネクタを表わす。

《第１実施形態》
次に、第１の実施の形態に係るコネクタモジュール１００について説明する。

図５は本例に係るコネクタモジュールを示す要部斜視図であり、図１に示す上段の５つの電池モジュール４０の端子部４１に接続されるコネクタ１５１のみを示す。ただし、図１に示す下段の５つの電池モジュール４０の端子部４２に接続されるコネクタ１５２についても同様の構成とされている。また、図６は図５の要部平面図である。

コネクタモジュール１００は、一端に電池モジュール４０の端子部４１に接続されるコネクタ１５１が接続され、他端にコントローラ９０に接続されるコネクタ１５４が接続されたワイヤーハーネス１５３が複数本結束されてなり（図５の図示は省略する）、その両端の結束がそれぞれ解かれ、これによりコネクタ１５１，１５３の接続作業が可能とされている。

図１には図示を省略したが、本例のコネクタモジュール１００は、図６に示すように結束が解かれたワイヤーハーネスの一端（以下、この自由端をワイヤーハーネス１５３ａと称し、結束された部分をワイヤーハーネス１５３と称する。）を、コネクタ１５１から所定長Ｌだけ離れた位置で拘束する一対の拘束テープ７０，７０
を有する。

拘束テープ７０の拘束位置は、図６に示す３つのコネクタで説明すると、両端のコネクタ１５１が端子部４１に接続されたときに中央のコネクタ１５１が隣接する左右の端子部４１には届かず（二点鎖線参照）、接続不能な長さとされている。すなわち、ある特定のコネクタ１５１を端子部４１に接続したのち、その他のコネクタを順次端子部４１に接続する際に、誤って隣の端子部４１に接続しようとしても届かない長さＬとされている。したがって、この所定長Ｌはコネクタ１５１を接続すべき端子部４１の間隔に応じて適宜設定することができる。

また本例の拘束テープ７０は、図５に示すように所定の間隔をあけてワイヤーハーネスの自由端１５３ａを挟んで接着するが、図６に示すように幅Ｗを有するので、挟んで接着するワイヤーハーネスの自由端１５３ａの部分は、同図に示すように極力平行になるように拘束することが望ましい。これにより、ワイヤーハーネスの自由端１５３ａは間隔をあけて略平行に拘束されるので、拘束テープ７０からコネクタ１５１までの先端部分が絡むのを防止することができる。

また本例の拘束テープ７０は、図５に示すように接続すべき電池モジュール４０の５つの端子部４１が配列された順に、５つのコネクタ１５１を並列させて拘束する。

なお、図示する例では一対の拘束テープ７０，７０を張り合わせたが、１枚の拘束テープ７０を用いてワイヤーハーネスの自由端１５３ａを拘束することもできる。また、ワイヤーハーネスの自由端１５３ａを拘束する部材はテープにのみ限定されず、他の部材を用いることもできる。

以上のように、本例のコネクタモジュール１００によれば、拘束テープ７０を用いて、ワイヤーハーネスの自由端１５３ａの、隣接する端子部４１には接続不能な所定長Ｌの部分を拘束したので、拘束テープ７０といった簡単な部品で、誤接続を防止しつつ、端子部４１の位置ずれに対応することができる。

また、拘束テープ７０は幅Ｗを有するので、ワイヤーハーネスの自由端１５３ａは間隔をあけて略平行に拘束すれば、拘束テープ７０からコネクタ１５１までの先端部分が絡むのを防止することができる。

さらに、接続すべき電池モジュール４０の５つの端子部４１が配列された順に、５つのコネクタ１５１を並列させて拘束しているので、接続対象をいちいち確認する必要がなく、組み付け作業性が良好となる。

《第２実施形態》
図７は、第２の実施の形態に係るコネクタモジュール１００を示す、図６に相当する要部平面図であって、コネクタ１５１を端子部４１に接続する作業状態を示す図、図８は接続を完了した状態を示す平面図である。

本例では、拘束テープ７０が伸縮可能な弾性体から構成されている点が上記第１実施形態と相違し、特に断らない限りその他の構成は第１実施形態と同じである。

拘束テープ７０を弾性体で構成すると、図７の左側に示すように端子部４１に接続されたコネクタ１５１の右隣のコネクタ１５１を端子部４１に接続する際に、図示するように拘束テープ７０を右側に引き伸ばすことでワイヤーハーネスの自由端１５３ａが弛む。これにより、当該コネクタ１５１を容易に端子部４１に接続することができる。

また拘束テープ７０を弾性体で構成すると、コネクタ１５１を接続する際は拘束テープ７０を端子部４１の方向に伸張させることができるので、図８に示すようにワイヤーハーネスの自由端１５３ａの拘束間隔を短く設定することができ、組立後のワイヤーハーネス１５３を小さくまとめることができる。

上記拘束テープ７０が本発明に係る拘束部材に相当し、上記端子部４１が本発明に係る接続部に相当する。

１０…組電池
２０…電池モジュール群
３０…アッパープレート
３１…ロアプレート
３２…サイドプレート
３３…バスバー
３４…貫通ボルト
４０…電池モジュール
４１，４２…端子部
４３，４４…正負の出力端子
４５，４６…接続面
４７，４８…ねじ孔
４９…ケース
５０…周壁
５１，５２…貫通孔
５３…アッパーケース
５４…ロアケース
５５…開口部
５７…セルユニット
５８，５９…絶縁カバー
６０，６１…スペーサ
６２…単電池
６３，６４…電極タブ
６５，６６…端子
６７…外装材
７０…拘束テープ
９０…コントローラ
１００…コネクタモジュール
１５１，１５２…コネクタ
１５３…ワイヤーハーネス

Claims (4)

1. 一端の結束が解かれた複数のワイヤーハーネスと、
   前記それぞれのワイヤーハーネスの前記一端に接続されたコネクタと、
   前記結束が解かれた複数のワイヤーハーネスを、前記コネクタから、当該コネクタに隣接するコネクタが接続される接続部に接続不能な長さである所定長だけ離間した位置で拘束する拘束部材と、を備え、
   前記拘束部材は、間隔をあけて前記ワイヤーハーネスを並列させる長さを有するテープ状に形成され、前記並列したワイヤーハーネスの軸方向に所定幅を有することを特徴とするコネクタモジュール。
2. 請求項１に記載のコネクタモジュールにおいて、
   前記拘束部材は、弾性体であることを特徴とするコネクタモジュール。
3. 請求項１又は２に記載のコネクタモジュールにおいて、
   前記拘束部材は、前記複数のコネクタが接続対象に接続される位置関係で前記ワイヤーハーネスを並列させることを特徴とするコネクタモジュール。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタモジュールにおいて、
   前記コネクタは、複数の電池を配列してなる組電池の前記各電池の電極端子に接続されることを特徴とするコネクタモジュール。

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