JP7312518B2 - 電池配線モジュール - Google Patents
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Description
最初に、本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の電池配線モジュールは、
(1)複数の単電池が並べて配置された単電池群に装着される電池配線モジュールであって、前記単電池群に電気的に接続された複数のバスバーと、前記複数のバスバーを収容する絶縁性のケースと、前記ケースに装着されて前記複数のバスバーを覆うカバー部と、を有し、前記複数のバスバーが外部接続部を有する終極バスバーを含み、前記カバー部が、前記ケースに固定的に装着される固定部と、前記固定部に対して第1ヒンジ部を介して取り付けられて前記終極バスバーの前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う大蓋部と、前記大蓋部の一部によって構成されて前記大蓋部に対して第2ヒンジ部を介して取り付けられて前記外部接続部を覆う小蓋部と、を有し、前記大蓋部は、前記第1ヒンジ部回りで、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う第1閉塞端から、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を露出させる第1開口端まで、回動可能であり、前記小蓋部は、前記第2ヒンジ部回りで、前記外部接続部を覆う第2閉塞端から、前記外部接続部を露出させる第2開口端まで、回動可能であり、前記大蓋部を前記第1開口端に保持する保持部材を有し、前記小蓋部は、前記大蓋部を前記第1閉塞端に保持した状態で、前記第2開口端まで回動可能である、ものである。
本開示の電池配線モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示は、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。
以下、本開示の実施形態1の電池配線モジュール10について、図1から図8を用いて説明する。電池配線モジュール10は、例えば電気自動車等において、図1に示されるように、複数の単電池12が並べて配置された単電池群14に装着されるものである。なお、図2以降の図面は、電池配線モジュール10において本開示の要部である図1中のA部を抜き出して示しており、単電池群14の端末部と電池配線モジュール10との接続部分を示している。以下の説明では、図1中のA部における具体的な構造を詳細に説明して、図1中のA部以外の部分は簡単な説明に止まるが、電池配線モジュール10における図1中のA部以外の構造は限定されるものではない。また、電池配線モジュール10全体の具体的な形状は、複数の単電池12の配置態様に応じて設計されるものであり、図1に示される態様に限定されるものではない。なお、車両装着時における電池配線モジュール10の方向は限定されるものではないが、以下の説明において、上方とは図5中の上方、下方とは図5中の下方、左方とは図3中の上方、右方とは図3中の下方、前方とは図3中の左方、後方とは図3中の右方をいう。
電池配線モジュール10は、外部接続部16を有する終極バスバー18aを含む複数のバスバー18を備えており、それぞれ単電池群14を構成する隣接する複数の単電池12,12間を電気的に接続している。また、電池配線モジュール10は、終極バスバー18aを含む複数のバスバー18を収容する絶縁性のケース20と、ケース20に装着されて終極バスバー18aを含む複数のバスバー18を覆うカバー部22とを備えている。
終極バスバー18aは、並列配置された単電池群14の両端に位置する単電池12に接続されるものであり、外部接続部16を有している。終極バスバー18aは、図4にも示されるように、全体として前後方向に延びており、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。終極バスバー18aは、例えば金属素板をプレス加工等により所定の形状に折り曲げることで形成されている。実施形態1では、前方部分に略矩形状とされた外部接続部16が設けられていると共に、後方部分に略矩形状とされた電池接続部24が設けられている。これら外部接続部16と電池接続部24はそれぞれ水平方向(上下方向に直交する方向)に広がっており、外部接続部16と電池接続部24とが前後方向で相互に離隔している。そして、外部接続部16と電池接続部24とは、下方に開口する略U字状の連結部分26によって相互に連結されている。
ケース20は、平面視において略矩形状であり、絶縁性を有する合成樹脂等により形成されている。ケース20は、長手方向の両端側(前端側と後端側)に終極バスバー18aが収容される終極バスバー収容部38を有し、終極バスバー18aを含む複数のバスバー18に接続される図示しない電線やFPC等の配線が収容される配線収容部40を備えている。実施形態1では、ケース20において、終極バスバー収容部38の左方に配線収容部40が設けられている。また、ケース20は、底壁42と、底壁42の外周端部から上方に突出する周壁44とを備えている。底壁42や周壁44には、ケース20内部に突出する凸部や爪部が設けられており、例えば終極バスバー18aを含む各バスバー18や配線収容部40に収容されるFPC等に凹部が設けられて、当該凹部と嵌合したり爪部によりロックされることで、ケース20にバスバー18(終極バスバー18a)や電線、FPC等が固定されるようになっている。
カバー部22は、絶縁性を有する合成樹脂等により形成されており、ケース20における終極バスバー収容部38を覆った状態でケース20に固定されるようになっている。すなわち、図1中のA部以外の部分を含めた電池配線モジュール10の全体において、カバー部22は、前後方向に長く延びている。前述のように、カバー部22には、ケース20のロック部と係合する被ロック部、およびケース20の被ロック部と係合するロック部が設けられている。特に、カバー部22の全体において、前後方向中間部分が、ケース20に固定的に装着される固定部64である。そして、カバー部22の全体において前端部分となる図1中のA部には、固定部64に対して取り付けられて、終極バスバー18aの外部接続部16とその周辺領域を覆う大蓋部66と、大蓋部66の一部によって構成されて外部接続部16を覆う小蓋部68とが設けられている。固定部64は、例えば薄板状とされて、左右方向両側に、ロック部および/または被ロック部が設けられている。
大蓋部66は、固定部64に対して第1ヒンジ部70を介して、固定部64の前方に取り付けられている。この大蓋部66は、固定部64に対して第1ヒンジ部70回りで回動可能であり、外部接続部16とその周辺領域を覆う第1閉塞端71aから、外部接続部16とその周辺領域を露出させる第1開口端71bまで回動することができる。すなわち、図5に示される状態が、大蓋部66が第1閉塞端71aに位置して、外部接続部16とその周辺領域を覆う状態である。また、図7に示される状態が、回動後、大蓋部66が第1開口端71bに位置して、外部接続部16とその周辺領域を露出させた状態である。特に、電池配線モジュール10は、大蓋部66を図7に示す第1開口端71bに位置する状態で保持する保持部材を有している。
実施形態1では、第1ヒンジ部70が、カバー部22の左右方向中央部分に設けられた弾性変形可能な付勢アーム84(図5参照)と、付勢アーム84の左右方向両側の薄肉部86,86(図6参照)とを含んで構成されている。付勢アーム84は、前後方向両端部が固定部64と大蓋部66(大上壁部72)に連結されており、後述するように固定部64と大蓋部66の間に付勢力を及ぼすようになっている。付勢アーム84と固定部64との連結部分には薄肉部分88が形成されていると共に、付勢アーム84と大蓋部66(大上壁部72)との連結部分には薄肉部分90が形成されている。なお、付勢アーム84の左右方向両側の薄肉部86,86は、付勢アーム84の前後方向両側の薄肉部分88,90の前後方向中間部分に位置している。すなわち、薄肉部86は、前方の薄肉部分90より後方にあると共に、後方の薄肉部分88より前方にある。これにより、大蓋部66は、固定部64に対して、薄肉部86,86および薄肉部分88,90において後方へ折れ曲がるような変形が可能である。また、付勢アーム84は、固定部64に対する大蓋部66の回動変位に伴って弾性変形可能である。
小蓋部68は、大蓋部66における大上壁部72に対して第2ヒンジ部94を介して取り付けられている。この小蓋部68は、大蓋部66(大上壁部72)に対して第2ヒンジ部94回りで回動可能であり、外部接続部16を覆う第2閉塞端95aから、外部接続部16を露出させる第2開口端95bまで回動することができる。すなわち、図6に示される状態が、小蓋部68が第2閉塞端95aに位置して、外部接続部16を覆う状態である。また、図8に示される状態が、回動後、小蓋部68が第2開口端95bに位置して、外部接続部16を露出させた状態である。
小上壁部96と、大上壁部72の後方部分とを連結する第2ヒンジ部94は、これら小上壁部96や大上壁部72よりも薄肉に形成されており、弾性変形可能である。この第2ヒンジ部94は、図6に示される初期状態(小蓋部68が第2閉塞端95aにある状態)において、下方に凸となるように湾曲している。第2ヒンジ部94は、この下方に凸となる湾曲状態で成形されており、後述する小蓋部68の開放動作に伴う弾性変形に対して、弾性的な復元変形により、小蓋部68が自動的に閉鎖する方向に回動変位する。これにより、第2ヒンジ部94の弾性復元力により、小蓋部68が第2閉塞端95a側に保持されるのである。実施形態1では、一対の第2ヒンジ部94,94が、小上壁部96の後端部における左右方向両側部分において、相互に離隔して設けられている。
以下、電池配線モジュール10の組付方法の具体的な一例について説明するが、電池配線モジュール10の組付方法は、以下に記載の態様に限定されるものではない。
以下、本開示の実施形態2の電池配線モジュール120について、図9および図10を用いて説明する。実施形態2の電池配線モジュール120は、実施形態1に記載の電池配線モジュール10と基本的な構造は同様であるが、実施形態1に記載の電池配線モジュール10と比べて、第1ヒンジ部122における保持部材としての付勢アーム124の構造が異なっている。以下の説明においては、実施形態1に記載の電池配線モジュール10と異なる部分を主に説明すると共に、実施形態1と実質的に同一の部材および部位には、図中に、実施形態1と同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
以下、本開示の実施形態3の電池配線モジュール130について、図11から図13を用いて説明する。実施形態1,2では、第1ヒンジ部70,122が3点ヒンジであり、保持部材が、3点ヒンジを構成する付勢アーム84,124であったが、実施形態3では、第1ヒンジ部132の構造が、実施形態1,2とは異ならされている。すなわち、実施形態3では、第1ヒンジ部132が、カバー部22の左右方向両側部分において固定部64と大蓋部134とを連結する薄肉部86,86を含んで構成されている。
以下、本開示の実施形態4の電池配線モジュール150について、図14から図17を用いて説明する。実施形態4では、電池配線モジュール150の第1ヒンジ部152が、カバー部22の左右方向両側部分の薄肉部86,86と、左右方向中央部分に設けられたバタフライヒンジ部154とを含んで構成されている。バタフライヒンジ部154は、いわゆるバタフライヒンジと呼ばれる構造を有しており、以下、実施形態4のバタフライヒンジ部154について簡単に説明する。
以上、本開示の具体例として、実施形態1~4について詳述したが、本開示はこの具体的な記載によって限定されない。本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。例えば次のような実施形態の変形例も本開示の技術的範囲に含まれる。
12 単電池
14 単電池群
16 外部接続部
18 バスバー
18a 終極バスバー
20 ケース
22 カバー部
24 電池接続部
26 連結部分
28 ボルト挿通孔
30 ピン挿通孔
32 電極端子
34 電極端子挿通孔
36 ナット
38 終極バスバー収容部
40 配線収容部
42 底壁
44 周壁
46 第1ロック部
48 第2被ロック部
50 連結突部
52 外部側収容部
54 電池側収容部
56 ボルト挿通孔
58 ピン挿通孔
60 下方開口部
62 前方開口部
64 固定部
66 大蓋部
68 小蓋部
70 第1ヒンジ部
71a 第1閉塞端
71b 第1開口端
71c 中間位置
72 大上壁部
74 前壁部
76 側壁部
78 後壁部
80 円筒部
82 第1被ロック部
84 付勢アーム(保持部材)
86 薄肉部
88,90 薄肉部分
92 変形許容空間
93 外面
94 第2ヒンジ部
95a 第2閉塞端
95b 第2開口端
96 小上壁部
98 隙間
100 第2ロック部
102 脆弱部
104 隙間
106 固定部材
108 固定用ボルト
110 ナット
112 導体
120 電池配線モジュール(実施形態2)
122 第1ヒンジ部
124 付勢アーム(保持部材)
126 薄肉部分
130 電池配線モジュール(実施形態3)
132 第1ヒンジ部
134 大蓋部
136 係合突部(保持部材)
138 被係合部(保持部材)
140 変位許容空間
150 電池配線モジュール(実施形態4)
152 第1ヒンジ部
154 バタフライヒンジ部
156 貫通孔
158 薄板部分(保持部材)
Claims (9)
- 複数の単電池が並べて配置された単電池群に装着される電池配線モジュールであって、
前記単電池群に電気的に接続された複数のバスバーと、
前記複数のバスバーを収容する絶縁性のケースと、
前記ケースに装着されて前記複数のバスバーを覆うカバー部と、を有し、
前記複数のバスバーが外部接続部を有する終極バスバーを含み、
前記カバー部が、前記ケースに固定的に装着される固定部と、前記固定部に対して第1ヒンジ部を介して取り付けられて前記終極バスバーの前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う大蓋部と、前記大蓋部の一部によって構成されて前記大蓋部に対して第2ヒンジ部を介して取り付けられて前記外部接続部を覆う小蓋部と、を有し、
前記大蓋部は、前記第1ヒンジ部回りで、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う第1閉塞端から、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を露出させる第1開口端まで、回動可能であり、
前記小蓋部は、前記第2ヒンジ部回りで、前記外部接続部を覆う第2閉塞端から、前記外部接続部を露出させる第2開口端まで、回動可能であり、
前記大蓋部を前記第1開口端に保持する保持部材を有し、
前記小蓋部は、前記大蓋部を前記第1閉塞端に保持した状態で、前記第2開口端まで回動可能である、
電池配線モジュール。 - 前記保持部材が、両端部が前記固定部と前記大蓋部に連結されて、前記固定部と前記大蓋部の間に付勢力を及ぼす付勢アームを含んで構成され、
前記付勢アームは、前記固定部に対する前記大蓋部の回動変位に伴って、弾性変形可能であり、前記第1閉塞端から前記第1開口端の間の中間位置を越えるまでは引張変形し、前記中間位置を越えると、弾性復帰することで、前記大蓋部を前記固定部に向かって付勢する前記付勢力を及ぼして、前記大蓋部を前記第1開口端に保持する、
請求項1に記載の電池配線モジュール。 - 前記付勢アームが、前記固定部に連結される側と前記大蓋部に連結される側とが相互に直交するL字形状である、請求項2に記載の電池配線モジュール。
- 複数の単電池が並べて配置された単電池群に装着される電池配線モジュールであって、
前記単電池群に電気的に接続された複数のバスバーと、
前記複数のバスバーを収容する絶縁性のケースと、
前記ケースに装着されて前記複数のバスバーを覆うカバー部と、を有し、
前記複数のバスバーが外部接続部を有する終極バスバーを含み、
前記カバー部が、前記ケースに固定的に装着される固定部と、前記固定部に対して第1ヒンジ部を介して取り付けられて前記終極バスバーの前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う大蓋部と、前記大蓋部の一部によって構成されて前記大蓋部に対して第2ヒンジ部を介して取り付けられて前記外部接続部を覆う小蓋部と、を有し、
前記大蓋部は、前記第1ヒンジ部回りで、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う第1閉塞端から、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を露出させる第1開口端まで、回動可能であり、
前記小蓋部は、前記第2ヒンジ部回りで、前記外部接続部を覆う第2閉塞端から、前記外部接続部を露出させる第2開口端まで、回動可能であり、
前記大蓋部を前記第1開口端に保持する保持部材を有し、
前記保持部材が、両端部が前記固定部と前記大蓋部に連結されて、前記固定部と前記大蓋部の間に付勢力を及ぼす付勢アームを含んで構成され、
前記付勢アームは、前記固定部に対する前記大蓋部の回動変位に伴って、弾性変形可能であり、前記第1閉塞端から前記第1開口端の間の中間位置を越えるまでは引張変形し、前記中間位置を越えると、弾性復帰することで、前記大蓋部を前記固定部に向かって付勢する前記付勢力を及ぼして、前記大蓋部を前記第1開口端に保持し、
前記付勢アームにおける前記大蓋部への連結部分が前記大蓋部の外面よりも高さ方向で内側に位置しており、前記付勢アームが、高さ方向で外側に凸となる湾曲形状である、電池配線モジュール。 - 前記保持部材が、両端部が前記固定部と前記大蓋部に連結されて、前記固定部に対する前記大蓋部の回動変位に伴って弾性変形可能であるバタフライヒンジを構成する薄板部分を含んでおり、前記薄板部分が、前記大蓋部が前記第1閉塞端にある状態において高さ方向で外側に凸となるように湾曲しており、前記薄板部分が、湾曲方向が反対となるように弾性変形することで前記大蓋部が前記第1開口端に保持される、請求項1に記載の電池配線モジュール。
- 複数の単電池が並べて配置された単電池群に装着される電池配線モジュールであって、
前記単電池群に電気的に接続された複数のバスバーと、
前記複数のバスバーを収容する絶縁性のケースと、
前記ケースに装着されて前記複数のバスバーを覆うカバー部と、を有し、
前記複数のバスバーが外部接続部を有する終極バスバーを含み、
前記カバー部が、前記ケースに固定的に装着される固定部と、前記固定部に対して第1ヒンジ部を介して取り付けられて前記終極バスバーの前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う大蓋部と、前記大蓋部の一部によって構成されて前記大蓋部に対して第2ヒンジ部を介して取り付けられて前記外部接続部を覆う小蓋部と、を有し、
前記大蓋部は、前記第1ヒンジ部回りで、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を覆う第1閉塞端から、前記外部接続部および前記外部接続部の周辺領域を露出させる第1開口端まで、回動可能であり、
前記小蓋部は、前記第2ヒンジ部回りで、前記外部接続部を覆う第2閉塞端から、前記外部接続部を露出させる第2開口端まで、回動可能であり、
前記大蓋部を前記第1開口端に保持する保持部材を有し、
前記保持部材が、前記第1ヒンジ部側に位置して前記大蓋部から突出する係合突部と、前記ケース側に設けられた被係合部を含んで構成され、
前記大蓋部が前記第1開口端に位置した際に、前記係合突部が前記被係合部に圧接して係合することで、前記大蓋部が前記第1開口端に保持される、電池配線モジュール。 - 前記小蓋部が前記第2閉塞端にある状態において前記小蓋部と前記ケースとの間には隙間が設けられており、前記外部接続部に接続される導体が前記隙間から外部に延び出した状態で前記小蓋部が前記第2閉塞端に保持される、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
- 前記第2ヒンジ部は、弾性変形により前記小蓋部の前記第2開口端側への変位を許容し、前記第2ヒンジ部の弾性復元力により前記小蓋部が前記第2閉塞端側に保持される、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
- 前記大蓋部は、前記第1閉塞端にある状態で、下方に延び出して前記外部接続部の後方の前記終極バスバー覆う後壁部を有している、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電池配線モジュール。
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