JP6156156B2 - 配線モジュール - Google Patents

Description

本発明は、配線モジュールに関する。

例えば電気自動車やハイブリッド車両に搭載される蓄電モジュールは、一般に、多数の蓄電素子を接続部材を介して直列あるいは並列に接続することにより構成されている。

このような蓄電モジュールとは、例えば、単電池群の状態（電圧や温度等）を検出するための端子や、当該端子とＥＣＵ等のコントローラとを接続する電線を備える（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１１−９１００３号公報

上記特許文献１においては、電圧検知線（電線）が圧着された電圧検知端子（端子）が、単電池間を接続するバスバーとともに電極にボルト締めされており、これにより、電圧検知端子が単電池群およびバッテリを制御するＥＣＵ等のコントローラと電気的に接続可能とされる。

ところで、端子とバッテリを制御するコントローラ等の機器とを接続する方法として、ボルト締め以外に、コネクタを用いる方法がある。ここで、コネクタを複数用いるものにおいて、運搬性を向上するために複数のコネクタを一体化することが考えられる。しかしながら、コネクタを単に一体化するだけでは、コネクタを一体化したモジュールとバッテリとの間にコネクタが挟まれ、接続すべき端子（または相手方コネクタ）と位置ずれが生じることがあり、モジュールを取り付ける作業の作業性が悪いという問題があった。

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、配線モジュールの取り付け作業の作業性を向上させることを目的とする。

本発明は、正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子を複数個並べてなる蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールであって、前記蓄電素子と電気的に接続され、前記蓄電素子の状態を検出するコネクタと、前記コネクタを前記蓄電素子との接続位置からずれた位置で保持する保持部を有し、絶縁材料からなる絶縁プロテクタと、を備え、前記コネクタは、前記保持部における保持状態を解除してから、前記蓄電素子と電気的に接続される位置に移動可能とされる配線モジュールである。

本発明において、コネクタの接続は以下のような手順で行う。まず、絶縁プロテクタにおいて、蓄電素子との接続位置からずれた位置でコネクタを保持しておき、蓄電素子群に取り付ける。絶縁プロテクタを蓄電素子群に取り付けたのち、コネクタを保持部における保持状態から解除し、蓄電素子と接続する作業を行う。

本発明では、蓄電素子と接続する前の段階ではコネクタが絶縁プロテクタの保持部に保持されているので、配線モジュールと蓄電素子群との間にコネクタが挟まれるなどの問題は生じない。また、本発明では、コネクタを保持部における保持状態を解除してから蓄電素子と接続するので、相手方の端子またはコネクタとの位置ずれにより接続できなくなるという事態を防止することができる。
したがって、本発明によれば、コネクタを蓄電素子群に接続する作業を円滑におこなうことができるので、配線モジュールの取り付け作業の作業性を向上させることができる。

本発明は以下の構成であってもよい。
保持部には前記コネクタを受け入れて保持する凹部が形成されていてもよい。
このような構成とするとコネクタを凹部内に挿入することでコネクタを保持することができるので、簡易な方法によりコネクタを保持させることができる。

前記凹部は、前記コネクタを前記コネクタの嵌合方向と交差する方向に差し込んだ状態で保持可能な形状であってもよい。
このような構成とすると、コネクタが蓄電素子と接続されていない状態のときには嵌合姿勢と相違する姿勢をとっているので、コネクタと蓄電素子とが接続状態か否かの判断を容易に行うことができる。

前記保持部には、前記コネクタを係止する係止部が設けられている一方、前記コネクタには前記保持部の係止部に係止される被係止部が設けられていてもよい。
このような構成とすると、保持部の被係止部がコネクタの係止部に係止されるので、蓄電素子と接続する前のコネクタが絶縁プロテクタから抜け止めされる。

本発明によれば、配線モジュールの取り付け作業の作業性を向上させることができる。

実施形態１の蓄電モジュールの背面図 正面側配線モジュールのみが取り付けられた蓄電素子群の正面図 蓄電素子群の正面図 蓄電素子群の背面図 正面側配線モジュールの平面図 背面側配線モジュールの平面図 コネクタが蓄電素子との接続位置からずれた位置で保持されている正面側配線モジュールが取り付けられた蓄電素子群の正面図 コネクタが蓄電素子との接続位置からずれた位置で保持されている背面側配線モジュールと、正面側配線モジュールとが取り付けられた蓄電素子群の背面図 図５の要部拡大図 図９のＡ−Ａ線における断面図 実施形態２の配線モジュールの要部拡大図 図１１のＢ−Ｂ線における断面図 実施形態３の配線モジュールの要部拡大図 図１３のＣ−Ｃ線における断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１０によって説明する。本実施形態の配線モジュール２０，３０を備える蓄電モジュールＭ１は、電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両（図示せず）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。

蓄電モジュールＭ１は、複数の蓄電素子１１（本実施形態では１０個）を並べてなる蓄電素子群１０を有し、蓄電素子群１０の正面側および背面側には本実施形態の配線モジュール２０，３０がそれぞれ取り付けられている。以下の説明において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。

（蓄電素子群１０）
本実施形態の蓄電モジュールＭ１は、図１に示すように、蓄電素子１１を複数並べてなる蓄電素子群１０を有する。蓄電素子１１の内部には蓄電要素（図示せず）が収容されている。

各蓄電素子１１は扁平な略直方体形状をなし、図３に示すように、正面側の面は正極および負極の電極端子１２，１２が形成されている電極端子面１４である。２つの電極端子１２，１２は同形同大である。各電極端子１２，１２は、平板状をなしており、後述する接続部材２９と接続されるようになっている。複数の蓄電素子１１は、隣り合う電極端子１２，１２が異なる極性となるように配置されている。

各蓄電素子１１の電極端子面１４において、正極および負極の電極端子１２，１２の間には、図３に示すように、上方が開口した筒状のコネクタ部１３が設けられている。コネクタ部１３には、蓄電素子１１の状態を検出するコネクタ３６が電気的に接続可能とされる。

各蓄電素子１１の電極端子面１４の裏側の面（背面１５）にも、図４に示すように、上方が開口した筒状のコネクタ部１３が設けられている。コネクタ部１３には、蓄電素子１１の状態を検出するコネクタ３６が電気的に接続可能とされる。

（配線モジュール２０，３０）
蓄電素子群１０の電極端子面１４（正面）および背面１５にはそれぞれ配線モジュール２０，３０が取り付けられている（図１および図２参照）。蓄電素子１１の正面側に取り付けられた配線モジュールを正面側配線モジュール２０とし、蓄電素子群１０の背面側に取り付けられた配線モジュールを背面側配線モジュール３０とする。両者を区別しないときは配線モジュール２０，３０とする。

各配線モジュール２０，３０は、蓄電素子１１と電気的に接続され蓄電素子１１の状態を検出するコネクタ３６と、コネクタ３６を蓄電素子１１との接続位置からずれた位置で保持するコネクタ保持部２２，３２（保持部の一例）を有する絶縁プロテクタ２１，３１と、を備える。まず、２つの配線モジュール２０，３０に共通する部材であるコネクタ３６について説明する。

（コネクタ３６）
各配線モジュール２０，３０の絶縁プロテクタ２１，３１に保持されるコネクタ３６は、蓄電素子１１と電気的に接続され蓄電素子１１の状態（電圧や温度）を検出するためのものであり、詳細は図示しないが、公知の構成のハウジングと端子と端子に接続される電線とを備える。

コネクタ３６の絶縁プロテクタ２１，３１に保持される側壁の下側の領域には、図１０に示すように、溝部３８が設けられている。コネクタ３６の溝部形成領域３９Ａにおける幅寸法（図示左右方向の寸法）は、溝部形成領域の上方の領域３９Ｂよりも小さくなるように設定されており、コネクタ保持部２２，３２に抜け止めされるようになっている。

（正面側配線モジュール２０）
正面側配線モジュール２０は、図５に示すように、隣り合う蓄電素子１１，１１の正極の電極端子１２および負極の電極端子１２に接続される金属製の複数の接続部材２９と、絶縁材料からなる絶縁プロテクタ２１と、絶縁プロテクタ２１に保持されるコネクタ３６と、を備える。

接続部材２９は、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等からなる金属製の板材を所定の形状にプレス加工することにより形成され、図２に示すように、全体として略長方形状をなしている。接続部材２９の表面には、スズ、ニッケル等の金属がメッキされていてもよい。

絶縁プロテクタ２１は、接続部材２９を保持する接続部材保持部２６およびコネクタ３６３０を保持するコネクタ保持部２２（保持部の一例）を有する。

接続部材保持部２６は、上方に開口すると共に外部と仕切って接続部材２９を保持可能な仕切壁２７を有し、絶縁プロテクタ２１の長手方向（蓄電素子１１の並び方向）に沿って設けられている。各接続部材保持部２６には、接続部材２９が上方に抜けるのを防止する押さえ部２８が複数形成されている。

正面側配線モジュール２０の絶縁プロテクタ２１において、接続部材保持部２６は２列に並んで設けられており、２列の接続部材保持部２６，２６の間にコネクタ保持部２２（詳細は後述する）が設けられている。

（背面側配線モジュール３０）
背面側配線モジュール３０は、図６に示すように、絶縁材料からなる絶縁プロテクタ３１と、絶縁プロテクタ３１に保持されるコネクタ３６と、を備える。
背面側配線モジュール３０の絶縁プロテクタ３１にも、コネクタ３６を保持するコネクタ保持部３２（保持部の一例）が設けられている。

（コネクタ保持部２２，３２）
２つの配線モジュール２０，３０に設けられているコネクタ保持部２２，３２について説明する。各コネクタ保持部２２，３２は、コネクタ３６を、蓄電素子１１との接続位置（蓄電素子１１のコネクタ部１３の位置）からずれた位置で保持する。

コネクタ保持部２２，３２には、図９および図１０に示すように、コネクタ３６を受け入れる凹部２３が設けられている。凹部２３を構成する一対の側壁部２４，２４には、図１０における上方に近づくに従い先細りとなる傾斜面２５がそれぞれ形成されており、当該傾斜面２５がコネクタ３６を図１０における下方に案内するガイド部として機能する。

凹部２３を構成する一対の側壁部２４，２４の間隔は、コネクタ３６の溝部形成領域の幅寸法とほぼ同じ大きさに設定されており、凹部２３の側壁部２４，２４がコネクタ３６の溝部に嵌りこむことによりコネクタ３６が保持されるようになっている。

（配線モジュール２０，３０の組立方法）
本実施形態の配線モジュール２０，３０の組み立て方法について説明する。
正面側配線モジュール２０を組み立てる際には、接続部材２９を絶縁プロテクタ２１，３１の接続部材保持部２６内に収容したのち、コネクタ３６を絶縁プロテクタ２１，３１のコネクタ保持部２２，３２に保持させる。

背面側配線モジュール３０を組み立てる際には、コネクタ３６を絶縁プロテクタ２１，３１のコネクタ保持部２２，３２に保持させる。

各配線モジュール２０，３０においてコネクタ３６を保持させる方法について説明する。
絶縁プロテクタ２１，３１のコネクタ保持部２２，３２内にコネクタ３６を差し込むと、凹部２３を構成する側壁部２４，２４の傾斜面２５にコネクタ３６が案内されながらコネクタ３６が凹部２３内に進入する。側壁部２４，２４がコネクタ３６の溝部内に嵌りこむとコネクタ３６がコネクタ保持部２２，３２により保持された状態に至る（図１０参照）。接続部材２９を収容し、各コネクタ３６を絶縁プロテクタ２１，３１のコネクタ保持部２２，３２に保持させると、図５に示すような正面側配線モジュール２０が得られる。各コネクタ３６を絶縁プロテクタ２１，３１のコネクタ保持部２２，３２に保持させると、図６に示すような背面側配線モジュール３０が得られる。

（蓄電素子群１０への組み付け方法）
あらかじめ複数の蓄電素子１１を、隣り合う電極端子１２，１２が異なる極性となるようにならべておく。コネクタ３６をコネクタ保持部２２，３２に保持させるとともに接続部材２９を収容した正面側配線モジュール２０、および、コネクタ３６をコネクタ保持部２２，３２に保持させた背面側配線モジュール３０を、蓄電素子群１０の電極端子面１４（正面）と背面１５とにそれぞれかぶせつける。

詳しくは、正面側配線モジュール２０を、蓄電素子群１０の電極端子面１４側に被せ付けると、図７に示すように、コネクタ３６は蓄電素子１１のコネクタ部１３からずれた位置（すなわち蓄電素子１１との接続位置からずれた位置）に配される。

背面側配線モジュール３０を、蓄電素子群１０の背面１５側に被せ付けると、図８に示すように、コネクタ３６は蓄電素子１１のコネクタ部１３からずれた位置（すなわち蓄電素子１１との接続位置からずれた位置）に配される。

次に、正面側配線モジュール２０の絶縁プロテクタ２１，３１に収容された接続部材２９を、各電極端子１２と接続するとともに、各配線モジュール２０，３０において、コネクタ３６を蓄電素子１１と接続する作業を行う。

正面側配線モジュール２０において、コネクタ３６をコネクタ保持部２２から抜き取って、コネクタ保持部２２による保持状態を解除してから、コネクタ３６を蓄電素子１１のコネクタ部１３に挿入すると、図２に示すように、コネクタ３６が蓄電素子１１のコネクタ部１３に嵌合して蓄電素子１１と電気的に接続可能な状態となる。

背面側配線モジュール３０において、コネクタ３６をコネクタ保持部３２から抜き取って、コネクタ保持部３２による保持状態を解除してから、コネクタ３６を蓄電素子１１のコネクタ部１３に挿入すると、図１に示すように、コネクタ３６が蓄電素子１１のコネクタ部１３に嵌合して蓄電素子１１と電気的に接続可能な状態となる。

接続部材２９と電極端子１２との接続作業、およびコネクタ３６と蓄電素子１１との接続作業が完了すると蓄電モジュールＭ１が得られる。

（本実施形態の作用、効果）
本実施形態では、蓄電素子１１と接続する前の段階ではコネクタ３６が絶縁プロテクタ２１，３１のコネクタ保持部２２，３２に保持されているので、配線モジュール２０，３０と蓄電素子群１０との間にコネクタ３６が挟まれるなどの問題は生じない。また、本実施形態では、コネクタ３６をコネクタ保持部２２，３２における保持状態を解除してから蓄電素子１１と接続するので、コネクタ部１３（相手方のコネクタ）との位置ずれにより接続できなくなるという事態を防止することができる。

したがって、本実施形態によれば、コネクタ３６を蓄電素子群１０に接続する作業を円滑におこなうことができるので、配線モジュール２０，３０の取り付け作業の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、コネクタ保持部２２，３２にはコネクタ３６を受け入れて保持する凹部２３が形成されており、コネクタ３６を凹部２３内に挿入することでコネクタ３６を保持することができるから、簡易な方法によりコネクタ３６を保持させることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１１〜図１２によって説明する。
本実施形態では、絶縁プロテクタ４１のコネクタ保持部４２の形状およびコネクタ４６の形状が実施形態１と相違する。以下の説明において実施形態１と同様の構成については同じ符号を付し、重複した説明は省略する。

コネクタ保持部４２の一対の側壁部４４の図１２における上端部には、コネクタ４６を係止する係止片４５（係止部の一例）が設けられている一方、コネクタ４６にはコネクタ保持部４２の係止片４５に係止される係止凹部４８（被係止部の一例）が設けられている。

詳しくは、コネクタ保持部４２の一対の側壁部４４には、外側方向に弾性変形する係止片４５が設けられており係止片４５の図１２における上端部には係止爪４５Ａが形成されている。一方、コネクタ４６の絶縁プロテクタ４１に保持される側壁４７の図１２における上端部には、図１２に示すように、係止爪４５Ａが嵌りこんで係止される係止凹部４８が設けられている。

本実施形態の配線モジュール４０においてコネクタ４６を保持させる方法について説明する。
絶縁プロテクタ４１のコネクタ保持部４２内にコネクタ４６を差し込むと、凹部４３を構成する側壁部４４の係止片４５とコネクタ４６の側壁４７とが当接して、係止片４５が外側方向に撓み変形する。

コネクタ４６の係止凹部４８が、コネクタ保持部４２の係止爪４５Ａと対応する位置まで、コネクタ４６を挿入すると、コネクタ４６の係止凹部４８にコネクタ保持部４２の係止爪４５Ａが受け入れられて係止片４５が弾性復帰し、コネクタ４６がコネクタ保持部４２に係止され、コネクタ保持部４２により保持された状態に至る（図１２を参照）。

コネクタ４６とコネクタ保持部４２との係止状態を解除して、コネクタ４６を凹部４３から抜き取るとコネクタ４６の保持状態が解除される。その他の構成は実施形態１と概ね同様である。

本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果に加え以下の効果が得られる。
コネクタ保持部４２には、コネクタ４６を係止する係止片４５（係止部）が設けられている一方、コネクタ４６にはコネクタ保持部４２の係止片４５に係止される係止凹部４８（被係止部）が設けられているから、コネクタ保持部４２の係止片４５がコネクタ４６の係止凹部４８に係止されるので、蓄電素子１１と接続する前のコネクタ４６が絶縁プロテクタ４１から抜け止めされる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図１３〜図１４によって説明する。
本実施形態では、絶縁プロテクタ５１のコネクタ保持部５２の形状およびコネクタ５６の形状が実施形態１と相違する。以下の説明において実施形態１と同様の構成については同じ符号を付し、重複した説明は省略する。

コネクタ保持部５２の凹部５３は、図１４に示すように、コネクタ５６をコネクタ５６の嵌合方向（図１４における上下方向）と交差する方向に差し込んだ状態で保持可能な形状をなしている。具体的には、凹部５３の内壁面は傾斜面とされる。コネクタ５６は直方体状をなしている。

本実施形態の配線モジュール５０においてコネクタ５６を保持させる方法について説明する。
絶縁プロテクタ５１のコネクタ保持部５２内にコネクタ５６を差し込むと、凹部５３内においてコネクタ５６がコネクタ５６の嵌合方向と交差する方向に配されて保持される（図１４を参照）。

コネクタ５６を凹部５３から抜き取ると、コネクタ５６の保持状態を解除することができる。その他の構成は実施形態１と概ね同様である。

本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果に加え以下の効果が得られる。
本実施形態において、凹部５３は、コネクタ５６をコネクタ５６の嵌合方向と交差する方向に差し込んだ状態で保持可能な形状である。したがって、本実施形態によれば、コネクタ５６が蓄電素子１１と接続されていない状態のときには嵌合姿勢と相違する姿勢をとっているので、コネクタ５６と蓄電素子１１とが接続状態か否かの判断を容易に行うことができる。

＜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、背面側配線モジュール２０，３０と正面側配線モジュール２０，３０の双方を備える蓄電モジュールＭ１を示したが、いずれか一方のみを備える構成であってもよい。

１０…蓄電素子群
１１…蓄電素子
１２…電極端子
１３…コネクタ部
１４…電極端子面（正面）
１５…背面
２０…（正面側）配線モジュール
２１，３１，４１，５１…絶縁プロテクタ
２２，３２，４２，５２…コネクタ保持部
２３，３３，４３，５３…凹部
２４，３４，４４…側壁部
２５…傾斜面
３０…（背面側）配線モジュール
３６，４６，５６…コネクタ
３７，４７…側壁
３８…溝部
３９Ａ…溝部形成領域
３９Ｂ…上方の領域
４０，５０…配線モジュール
４５…係止片（係止部）
４５Ａ…係止爪
４８…係止凹部（被係止部）
Ｍ１…蓄電モジュール

Claims (4)

1. 正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子を複数個並べてなる蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールであって、
   前記蓄電素子に嵌合されて電気的に接続され、前記蓄電素子の状態を検出するコネクタと、前記コネクタを前記蓄電素子との嵌合位置から前記コネクタが前記蓄電素子に嵌合する嵌合方向とは交差する方向にずれた位置で保持する保持部を有し、絶縁材料からなる絶縁プロテクタと、を備える配線モジュール。
2. 前記保持部には前記コネクタを受け入れて保持する凹部が形成されている請求項１に記載の配線モジュール。
3. 前記凹部は、前記コネクタを前記コネクタの嵌合方向と交差する方向に差し込んだ状態で保持可能な形状である請求項２に記載の配線モジュール。
4. 前記保持部には、前記コネクタを係止する係止部が設けられている一方、前記コネクタには前記保持部の係止部に係止される被係止部が設けられている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の配線モジュール。

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