JP6488179B2 - 板状導体付きフラットケーブル - Google Patents
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Description
この高電圧検出モジュール装置は、電池パック本体に組み合わされる絶縁枠体に、電池セルの所定の+端子及び−端子を接続する状態に複数のバスバー(板状導体)が配設される。バスバーが配設された領域以外の絶縁枠体の領域には、フラットケーブルが配置される。このフラットケーブルの各導体線間には、所定状に切り込みが入れられる。高電圧検出モジュール装置は、根元を残して切り離した導体線が、所定のバスバーに溶接されて構成される。複数のバスバーは、絶縁枠体の上面の所定位置に接着等によりセットされる。
また、接着による固定を回避し、生産性を高めるために、絶縁枠体とバスバーとを一体に成形することが考えられる。ところが、絶縁枠体は、一般に樹脂材からなる。このため、樹脂材からなる絶縁枠体の面と、金属からなるバスバーの面とを接合するため、樹脂材によって一体成形(例えばインサート成形)を行っても、樹脂と金属が密着する絶縁枠体とバスバーとの保持力を十分に高めることができず、信頼性の高い高電圧検出モジュール装置を得ることは困難である。
(1) 離間して平行に並ぶ複数の線状導体と、それぞれの前記線状導体を一体に覆う絶縁樹脂材からなる帯状被覆部と、前記帯状被覆部における長手方向に延びる少なくとも一方の被覆側縁部に沿って配置された板状導体と、前記絶縁樹脂材により前記帯状被覆部の前記被覆側縁部から延出して一体に成形され、前記板状導体を接続するための帯状接続部と、前記板状導体の側縁に形成され、前記帯状接続部における前記絶縁樹脂材が入り込んで前記帯状接続部に対する前記板状導体の結合力を高める接合補強部と、を備えることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。
図1は本発明の一実施形態に係る板状導体付きフラットケーブルの一部分を切り欠いた断面図である。
本実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル11は、線状導体13と、帯状被覆部15と、板状導体17と、帯状接続部19と、接合補強部21と、を有する。
なお、本実施形態の板状導体17は、端子挿通孔29を挿通した正極端子及び負極端子に、ナットが螺合されて締付けられることで電気的に接続される。勿論、板状導体17は、端子挿通孔29が形成されずに正極端子及び負極端子に溶接されることにより電気的に接続されてもよい。また、本発明における板状導体は、被覆側縁部27に沿って並ぶ複数の矩形状の板状導体に限るものではなく、被覆側縁部27に沿って延びる長尺状の板状導体であってもよい。
板状導体付きフラットケーブル11には、複数の板状導体17が、線状導体13の少なくとも片側に沿って並列配置される。板状導体17には、結合用凹部として貫通孔33が穿設される。なお、貫通孔33の数は1つであってもよく2つ以上であってもよい。貫通孔33は、端子挿通孔29よりも帯状接続部19側に配置される。帯状接続部19は、絶縁樹脂材23が貫通孔33の一部を覆うように成形される。
本実施形態における板状導体17と線状導体13とは、接続部材37により電気的に接続されている。接続部材37は、本体の一端に圧接刃部39を有し、他端に溶接部41を有するように金属板材から打ち抜き形成されている。そして、接続部材37の圧接刃部39が、所定の線状導体13に圧接接続され、溶接部41が、所定の板状導体17に溶接接続されている。なお、本実施形態中における「溶接接続」とは、スポット溶接、超音波溶接、レーザ溶接など公知の種々の溶接接続を含むものである。
板状導体付きフラットケーブル11は、電池配線モジュール43に好適に用いることができる。板状導体付きフラットケーブル11を用いた電池配線モジュール43では、板状導体17が複数の電池セルの負極端子と正極端子を直列に接続するための「バスバー」として用いられる。フラットケーブル部25は、このバスバーとしてのそれぞれの板状導体17に接続されて、それぞれの電池セルの電圧を測定する「電圧検知線」となる。この電圧検知線としてのフラットケーブル部25の一端には、コネクタ45が接続される。
板状導体付きフラットケーブル11は、板状導体17となる長尺の平板状導体を絶縁樹脂材と一体押し出しする製造方法、或いは、板状導体17と帯状接続部19とを熱プレスする製造方法などによって得ることができる。
先ず、板状導体付きフラットケーブルを一体押し出しにより製造する方法について説明する。
図5の(a)〜(d)は板状導体となる長尺の平板状導体を一体押し出しすることによる板状導体付きフラットケーブルの製造工程を説明する要部平面図及び横断面図である。
板状導体付きフラットケーブル11は、所定間隔を有して並列配置された複数本の線状導体13の片側に沿って、板状導体17となる長尺の平板状導体57が並列配置される配置工程(図5の(a)参照)と、複数本の線状導体13における外周部と、平板状導体57における線状導体13に隣接する端縁とが、一体に押出成形された帯状被覆部15により被覆される被覆工程(図5の(b)参照)と、平板状導体57の長手方向に沿って所定間隔で複数のスリット59が打ち抜かれることにより、隣合う正極端子と負極端子を電気的に接続するための複数の板状導体17が形成されるプレス工程(図5の(c)参照)と、複数本の線状導体13が、それぞれ所定の板状導体17に接続部材37によって電気的に接続される接続工程(図5の(d)参照)と、を有する製造方法により形成される。
すなわち、複数本の線状導体13における外周部と長尺の平板状導体57における端縁が、一体に押出成形された絶縁樹脂材23により被覆される。平板状導体57には、帯状接続部19の成形に伴って、帯状接続部19における絶縁樹脂材23が入り込んで帯状接続部19に対する平板状導体57の結合力を高める接合補強部21を構成する貫通孔33が予め打ち抜かれている。これにより、電圧検知線となるフラットケーブル部25を構成する複数本の線状導体13と、平板状導体57とが、帯状被覆部15により一体に覆われて並列配置された長尺のフラット回路体61が形成される(図6の(b)参照)。
この際、隣接する板状導体17同士が確実に切り離されるように、スリット59の長手方向長さは設定される。
なお、電池セルのサイズ等に応じて、それぞれスリット59同士の間隔Pや一対の端子挿通孔29の間隔や内径を適宜変更してプレス加工することができる。そこで、板状導体付きフラットケーブル11は、一種類のフラット回路体61より、数種の仕様の異なる板状導体付きフラットケーブル11を形成することができる。
そして、フラットケーブル部25の一端にコネクタ45が接続固定されることにより、板状導体付きフラットケーブル11を用いた電池配線モジュール43となる。
図6の(a)〜(d)は熱プレスによる板状導体付きフラットケーブルの製造工程を説明する要部断面図である。
熱プレスにより板状導体付きフラットケーブル11を製造するには、複数の線状導体13を絶縁樹脂材23によって覆ったフラットケーブル部25が予め形成される。フラットケーブル部25は、複数の線状導体13を覆う帯状被覆部15の成形と同時に、帯状接続部19が成形される。熱プレスによる場合、この帯状接続部19の板状導体側の端面には、帯状接続部19の長手方向に沿って延在する端面凹部63が形成される。また、板状導体17には、予め端子挿通孔29と、貫通孔33とが穿設されている。
次いで、図6の(b)に示すように、帯状接続部19の端面凹部63に、板状導体17の側縁31がそれぞれ挿入される。端面凹部63に挿入された板状導体17は、貫通孔33の一部分が帯状接続部19に覆われないように開放される。
そして、フラットケーブル部25の一端にコネクタ45が接続固定されることにより、板状導体付きフラットケーブル11を用いた電池配線モジュール43(図4参照)となる。
このように構成された電池配線モジュール43は、12個の電池セル69を隣り合う2つの電池セル間で逆の極の正極端子71と負極端子73とが配置されるように横並びに並べた電池モジュール75の上面にのせられる。
図8の(a)は接合補強部が設けられない板状導体付きフラットケーブル87の横断面図、(b)は貫通孔が表裏面から塞がれる板状導体付きフラットケーブル91の横断面図である。
本実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル11では、図1及び図2に示したように、複数の線状導体13を絶縁被覆する帯状被覆部15の被覆側縁部27に、帯状接続部19が一体に成形される。この帯状接続部19は、被覆側縁部27に沿って並ぶ複数の板状導体17がフラットケーブル部25に接続される。帯状接続部19は、板状導体17の側縁31を内方に囲むようにして表裏面に密着して成形される。帯状接続部19は、この板状導体17の側縁31(端面及び表裏面)への密着により、ある程度の固着力によって板状導体17に固定される。これに加え、帯状接続部19と板状導体17とには、帯状接続部19の成形に伴って接合補強部21が形成される。
なお、本発明の板状導体に形成される接合補強部としての結合用凹部は、帯状接続部19の成形に伴って絶縁樹脂材23が入り込んで引き抜き方向の引っ掛かりとなる形状であれば、貫通しない有底の凹部や、貫通孔、切欠き等の種々の形態を採り得ると共に、形状も長円、楕円、多角形等の種々の形状を採り得る。すなわち、図9の(a)に示す板状導体93のように、真円の貫通孔95が形成されてもよい。また、図9の(b)に示す板状導体97のように、長円、楕円等の貫通孔99が、長軸を側縁31に沿わせる方向で形成されてもよい。また、図9の(c)に示す板状導体101のように、側縁31に連通するスリット103が形成されてもよい。更に、図9の(d)に示す板状導体105のように、四角形の他、三角形、六角形、八角形等の多角形の貫通孔107が形成されてもよい。更に、図示は省略するが、板状導体には、貫通しない有底の凹部が表裏面の少なくとも一方に形成されてもよい。
図10の(a)は本発明の第2実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル109の要部平面図、(b)は(a)の要部拡大図、(c)は(b)のB−B断面図である。なお、第2実施形態においては、図1〜図9に示した第1実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル11の構成部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第2実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル109の接合補強部111は、帯状接続部19に沿って板状導体113に形成された複数の貫通孔33と、貫通孔33を板状導体113の側縁31に連結して開放する貫通孔開放部115とが、結合用凹部として構成されている。貫通孔開放部115の開口幅は、貫通孔33の直径よりも小さく設定される。
図11の(a)は本発明の第3実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル117の要部平面図、(b)は(a)の要部拡大図、(c)は(b)のC−C断面図である。なお、第3実施形態においては、図1〜図9に示した第1実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル11の構成部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第3実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル117は、帯状接続部119が板状に形成される。すなわち、板状導体付きフラットケーブル117の帯状接続部119には、端面凹部63(図6参照)が形成されない。この板状導体付きフラットケーブル117は、板状導体121と帯状接続部119とを熱プレスする製造方法によって得られる。
図12は本発明の第4実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル129の横断面図である。なお、第4実施形態においては、図1〜図9に示した第1実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル11の構成部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第4実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル129は、板状導体131の側縁31に、引き抜き方向の引っ掛かりとなる返し部133が接合補強部21として設けられている。返し部133は、板状導体131の端縁を曲げて形成することができる。また、返し部133は、板状導体131を切り起こしすることによって形成した板片であってもよい。更に、返し部133は、バーリングによって貫通孔の周囲に筒状の突起を形成した形状であってもよい。
従って、本第4実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル129によれば、絶縁樹脂材23が板状導体131の一平面側に溶着する接着と、帯状接続部19に埋入された返し部133が絶縁樹脂材23に引っ掛かる係合構造との双方によって、高い固定強度で板状導体131を固定できる。
図13は本発明の第5実施形態に係る板状導体付きフラットケーブルの横断面図である。なお、第5実施形態においては、図1〜図9に示した第1実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル11の構成部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
第5実施形態に係る板状導体付きフラットケーブル135は、図13の(a)に示すように、帯状被覆部15の被覆側縁部27と、板状導体17の側縁31との間の帯状接続部137に、被覆側縁部27に沿って延在する薄肉ヒンジ部139が形成される。薄肉ヒンジ部139は、1本であっても、複数本であってもよい。また、薄肉ヒンジ部139は、帯状接続部137の片面に設けられても、両面に設けられてもよい。
これにより、板状導体付きフラットケーブル135は、電池パック83の取付面に、板状導体17と平行な取付スペースが十分に確保できない場合であっても、線状導体側を板状導体17に対して垂直方向に曲げることで、電池パック83への取り付けを可能とすることができる。
[1] 離間して平行に並ぶ複数の線状導体(13)と、
それぞれの前記線状導体(13)を一体に覆う絶縁樹脂材(23)からなる帯状被覆部(15)と、
前記帯状被覆部(15)における長手方向に延びる少なくとも一方の被覆側縁部(27)に沿って並ぶ複数の板状導体(17)と、
前記絶縁樹脂材(23)により前記帯状被覆部(15)の前記被覆側縁部(27)から延出して一体に成形され、前記複数の板状導体(17)を接続するための帯状接続部(19)と、
前記板状導体(17)の側縁(31)に形成され、前記帯状接続部(19)における前記絶縁樹脂材(23)が入り込んで前記帯状接続部(19)に対する前記板状導体(17)の結合力を高める接合補強部(21)と、
を備えることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル(11)。
[2] 上記[1]に記載の板状導体付きフラットケーブル(129)であって、
前記接合補強部(21)が、前記帯状接続部(19)に沿って前記板状導体(131)の側縁(31)に形成され、引き抜き方向の引っ掛かりとなる返し部(133)であることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル(129)。
[3] 上記[1]に記載の板状導体付きフラットケーブル(11)であって、
前記接合補強部(21)が、前記帯状接続部(19)に沿って前記板状導体(17)の板厚方向に凹設された結合用凹部(貫通孔33)であることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル(11)。
[4] 上記[3]に記載の板状導体付きフラットケーブル(11)であって、
前記帯状接続部(19)における前記絶縁樹脂材(23)が、前記結合用凹部を形成する貫通孔(33)の少なくとも一部を露出させるように覆っていることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル(11)。
[5] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の板状導体付きフラットケーブル(11)であって、前記板状導体(17)が、複数の電池セル(69)における隣合う電極端子(正極端子71と負極端子73)間をそれぞれ接続するための複数の板状導体(17)であることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル(11)。
[6] 上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の板状導体付きフラットケーブル(135)であって、
前記帯状接続部(137)には、前記帯状被覆部(15)の前記被覆側縁部(27)と、前記板状導体(17)の側縁(31)との間に、前記被覆側縁部(27)に沿って延在する薄肉ヒンジ部(139)が形成されることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル(135)。
13…線状導体
15…帯状被覆部
17…板状導体
19…帯状接続部
21…接合補強部
23…絶縁樹脂材
27…被覆側縁部
31…側縁
33…貫通孔(結合用凹部)
35…柱状体
115…貫通孔開放部
139…薄肉ヒンジ部
Claims (6)
- 離間して平行に並ぶ複数の線状導体と、
それぞれの前記線状導体を一体に覆う絶縁樹脂材からなる帯状被覆部と、
前記帯状被覆部における長手方向に延びる少なくとも一方の被覆側縁部に沿って配置された板状導体と、
前記絶縁樹脂材により前記帯状被覆部の前記被覆側縁部から延出して一体に成形され、前記板状導体を接続するための帯状接続部と、
前記板状導体の側縁に形成され、前記帯状接続部における前記絶縁樹脂材が入り込んで前記帯状接続部に対する前記板状導体の結合力を高める接合補強部と、
を備えることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。 - 請求項1記載の板状導体付きフラットケーブルであって、
前記接合補強部が、前記帯状接続部に沿って前記板状導体の側縁に形成され、引き抜き方向の引っ掛かりとなる返し部であることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。 - 請求項1記載の板状導体付きフラットケーブルであって、
前記接合補強部が、前記帯状接続部に沿って前記板状導体の板厚方向に凹設された結合用凹部であることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。 - 請求項3記載の板状導体付きフラットケーブルであって、
前記帯状接続部における前記絶縁樹脂材が、前記結合用凹部を形成する貫通孔の少なくとも一部を露出させるように覆っていることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の板状導体付きフラットケーブルであって、
前記板状導体が、複数の電池セルにおける隣合う電極端子間をそれぞれ接続するための複数の板状導体であることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の板状導体付きフラットケーブルであって、
前記帯状接続部には、前記帯状被覆部の前記被覆側縁部と、前記板状導体の側縁との間に、前記被覆側縁部に沿って延在する薄肉ヒンジ部が形成されることを特徴とする板状導体付きフラットケーブル。
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