JP2017103145A - 配線モジュール - Google Patents

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孝太郎 高田
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治 中山
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光俊 森田
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Abstract

【課題】配線モジュールを小型化する。
【解決手段】電極端子12A,12Bを有する複数の蓄電素子11を備えた蓄電素子群13に取り付けられる配線モジュール20であって、電極端子12A,12Bに接続される1極用接続部材21Aと、1極用接続部材21Aに重ねられた状態で、蓄電素子11の状態を検知する電圧検知端子43と、1極用接続部材21A及び電圧検知端子43が取り付けられた絶縁プロテクタ14と、を備え、絶縁プロテクタ14は、1極用接続部材21Aを係止すると共に1極用接続部材21Aに重ねられた電圧検知端子43を係止する1極用第1係止部56と、1極用接続部材21Aに重ねられた電圧検知端子43を係止する1極用第2係止部57と、を備える。
【選択図】図2

Description

本明細書に記載された技術は、配線モジュールに関する。
特開2013−4186号公報には、電極端子を有する複数の蓄電素子を備えた蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールが記載されている。この配線ジュールは、電極端子に接続される接続部材と、接続部材に重ねられた状態で、蓄電素子の状態を検知する検知端子と、接続部材及び検知端子が取り付けられた絶縁プロテクタと、を備える。
絶縁プロテクタは接続部材を保持する保持部を備える。保持部には、接続部材を保持部内に保持する係止片が形成されている。保持部の底壁と、係止片との間に挟まれることにより、接続部材は保持部内に保持されるようになっている。
検知端子は、接続部材に重ねられた状態で、保持部の側壁に形成された凹部内に、検知端子の角部が係止されるようになっている。
特開2013−4186号公報
しかしながら上記の構成によれば、接続部材を絶縁プロテクタに取り付ける工程と、検知端子を絶縁プロテクタに取り付ける工程とが別々であることから、接続部材を保持する係止片と、検知端子が係止される凹部とは、別々に設けられている。このため、係止片と凹部とを設けるためのスペースがそれぞれに必要となるので、配線モジュールを小型化することが困難であるという問題があった。
本明細書に記載された技術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、配線モジュールの小型化を目的とする。
本明細書に記載された技術は、電極端子を有する複数の蓄電素子を備えた蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールであって、前記電極端子に接続される接続部材と、前記接続部材に重ねられた状態で、前記蓄電素子の状態を検知する検知端子と、前記接続部材及び前記検知端子が取り付けられた絶縁プロテクタと、を備え、前記絶縁プロテクタは、前記接続部材を係止すると共に前記接続部材に重ねられた前記検知端子を係止する第1係止部と、前記接続部材に重ねられた前記検知端子を係止する第2係止部と、を備える。
上記の構成によると、接続部材を係止するための部材と、検知端子を係止するための部材とを兼用することができる。この結果、配線モジュールを小型化することができる。
本明細書に開示された技術の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記検知端子は前記蓄電素子の電圧を検知するための電圧検知端子であることが好ましい。
上記の構成によれば、蓄電素子の電圧を検知することができる。
前記接続部材は1つの前記電極端子に接続された1極接続部材であることが好ましい。
絶縁プロテクタのうち、1つの電極端子に接続される1極接続部材が取り付けられる部分には、1つの電極端子に対応するスペースしかない。このため、絶縁プロテクタに、1極接続部材を取り付けるための部材を形成するためのスペースを確保することが難しい。上記の構成によれば、1つの電極端子に接続される1極接続部材に検知端子を重ねて、第1係止部と第2係止部とに検知端子を係止することにより、1極接続部材を絶縁プロテクタに取り付けることができる。このように、本明細書に記載された技術は、1つの電極端子に接続される1極接続部材に適用すると効果的である。
前記接続部材は隣り合う2つの電極端子に接続された2極接続部材であることが好ましい。
本明細書に記載された技術を2極接続部材に適用することにより、配線モジュールにおける各部材のレイアウトの自由度を一層向上させることができる。
本明細書に記載された技術によれば、配線モジュールを小型化することができる。
実施形態1に係る蓄電モジュールを示す斜視図 蓄電モジュールを示す正面図 蓄電素子群を示す正面図 絶縁プロテクタを示す斜視図 配線モジュールを示す正面図 図5におけるVI−VI線断面図 図5におけるVII−VII線断面図 図5におけるVIII−VIII線断面図 図5におけるIX−IX線断面図 2極用接続部材及び電圧検知線と、絶縁プロテクタとの係止構造を示す一部拡大断面図 絶縁プロテクタに1極用接続部材、及び2極用接続部材を組み付けた状態を示す正面図 図11におけるXII−XII線断面図 図11におけるXIII−XIII線断面図 図11におけるXIV−XIV線断面図 図11におけるXV−XV線断面図
<実施形態1>
本明細書に記載された技術の実施形態1を、図1から図15を参照しつつ説明する。
本実施形態の配線モジュール20は、図1及び図2に示すように、複数(本実施形態では2つ)の蓄電素子11が上下に並べられた蓄電素子群13に取付けられることにより、複数の蓄電素子11が直列や並列に接続されて蓄電モジュール10を構成するものである。蓄電モジュール10は、例えば、図示しない電気自動車またはハイブリッド自動車等の駆動源として使用される。
なお、以下の説明では、図1におけるZ方向を上方とし、X方向を右方とし、Y方向を前方として説明する。上記の方向は説明の便宜のために用いるのであって、配線モジュール20の構成について限定するものではない。
(蓄電モジュール10)
蓄電素子11は、略直方体形状をなしている。蓄電素子11の内部には図示しない発電要素が収容されたている。蓄電素子11の端面には、電極端子12A,12B(正極を12A,負極を12Bとして図示)が突出して形成されている。図3に示すように、電極端子12A、12Bは略角柱状をなしている。電極端子12A、12Bの前面には、ネジ孔17が前後方向に形成されている。
各蓄電素子11の極性(正負)の向きは、互いに隣り合う蓄電素子11が逆向きになるように配置されており、これにより、互いに異極の電極端子12A,12Bが隣り合うように構成されている。
(配線モジュール20)
図2に示すように、配線モジュール20は、1つの電極端子12Aに接続された1極用接続部材21A(接続部材の一例)と、上下に隣り合う電極端子12A,12B間を接続する2極用接続部材21B(接続部材の一例)と、1極用接続部材21A、及び2極用接続部材21Bのそれぞれに重ねられる電圧検知端子43(検知端子の一例)と、1極用接続部材21A、2極用接続部材21B、及び電圧検知端子43が取り付けられた絶縁プロテクタ14と、を備える。
1極用接続部材21Aは、銅、銅合金、アルミニウム等の金属からなり、側方から見て略L字状をなしており、ボルト(図示せず)の軸部が挿通される挿通孔22Aを有する。
2極用接続部材21Bは、銅、銅合金、アルミニウム等の金属からなり、略長方形状をなしており、ボルトの軸部が挿通される2つの挿通孔22Bを有する。
電圧検知端子43は、銅、銅合金、アルミニウム等の金属からなる。電圧検知端子43は、略長方形状をなす本体部44と、本体部44の一の短辺から側方に延びて、電線15が接続される電線接続部45と、を有する。本体部44のうち、電線接続部45が形成された側の短辺には、本体部44から直角に立ち上がる立設壁46が、電線接続部45の両側に形成されている。本体部44は、ボルトの軸部が挿通される挿通孔22Cを有する。電線15と電線接続部45とは、圧着、溶接、はんだ付け等、公知の手法により電気的に接続されている。
電線15は図示しないECU(Electronic Control Unit)に接続される。このECUは、マイクロコンピュータ、素子等が搭載されたものであって、蓄電素子11の電圧・電流・温度等の検知、各蓄電素子11の充放電コントロール等を行うための機能を備えた周知の構成のものである。
図4に示すように、絶縁プロテクタ14は、絶縁性の合成樹脂製であって、前方から見て略長方形状をなしている。絶縁プロテクタ14の右上端部には、蓄電素子11の電極端子12Aが露出する窓部50が形成されている。
(1極用保持部51)
絶縁プロテクタ14の右下端部には、1極用接続部材21Aと、電圧検知端子43とが保持される1極用保持部51が形成されている。1極用保持部51は、1極用底壁52を有すると共に、前方に開口すると共に1極用絶縁壁53によって上下左右方向が仕切られている。1極用保持部51の1極用絶縁壁53のうち、左側に位置する1極用第2側壁53Bには、電圧検知端子43の電線接続部45が導出される1極用導出口54が形成されている。1極用底壁52には、電極端子12Bが露出して、1極用接続部材21Aと接続するための1極用開口部55が形成されている。
絶縁プロテクタ14の前面には電圧検知端子43に接続された電線15が挿通される配索溝16が形成されている。1極用導出口54は配索溝16と、1極用保持部51の内部空間とを連通している。
図5に示すように、1極用保持部51の1極用絶縁壁53のうち、右側に位置する1極用第1側壁53Aには、1極用接続部材21Aに前方から係止して、1極用接続部材21Aが1極用保持部51から前方に離脱することを抑制するように係止(仮係止)すると共に、電圧検知端子43が1極用保持部51から前方に離脱することを抑制するように係止(本係止)する1極用第1係止部56(第1係止部の一例)が設けられている。なお、図5では電線15が省略されている。
図6に示すように、1極用第1係止部56は、1極用第1側壁53Aの前端部から後方に突出した形状をなしている。1極用第1係止部56は、左右方向について弾性的に撓み変形可能になっている。
1極用第1係止部56の後面と、1極用底壁52の前面との間の隙間寸法は、1極用接続部材21Aの厚さ寸法と、電圧検知端子43の厚さ寸法とを足した値よりもやや大きく設定されている。
図7に示すように、1極用保持部51の1極用絶縁壁53のうち、左側に位置する1極用第2側壁53Bには、1極用接続部材21Aに重ねられた電圧検知端子43に前方から係止して、電圧検知端子43、及び1極用接続部材21Aが1極用保持部51から前方に離脱することを抑制するように係止(本係止)する1極用第2係止部57(第2係止部の一例)が設けられている。
1極用第2係止部57は、1極用第2側壁53Bの前端部から後方に突出した形状をなしている。1極用第2係止部57は、左右方向について弾性的に撓み変形可能になっている。1極用第2係止部57の後端部寄りの位置には、左方に突出する係止突部58Aが形成されている。
1極用保持部51内に1極用接続部材21Aと電圧検知端子43とが収容された状態で、1極用第2係止部57の係止突部58Aは、電圧検知端子43の立設壁46の前端部に前方から当接することにより、電圧検知端子43が1極用保持部51から前方に離脱することが抑制されるようになっている。これにより、電圧検知端子43の後方に配されている1極用接続部材21Aも、1極用保持部51から前方に離脱することが抑制されるようになっている。
(2極用保持部61)
図5に示すように、絶縁プロテクタ14の左端部寄りの位置には、上下方向に延びる略長方形状をなす2極用保持部61が形成されている。2極用保持部61は、2極用底壁62を有するとともに、前方に開口すると共に2極用絶縁壁63によって上下左右が仕切られている。2極用保持部61には、2極用接続部材21Bと、電圧検知端子43とが保持される。2極用絶縁壁63のうち、右上端部寄りの位置には、電圧検知端子43の電線接続部45が導出される2極用導出口64が形成されている。2極用導出口64は、配索溝16と、2極用保持部61の内部空間とを連通している。2極用底壁62には、電極端子12A、12Bがそれぞれ露出して、2極用接続部材21Bと接続するための2極用開口部65が形成されている。
図8に示すように、2極用保持部61の2極用絶縁壁63のうち、左側に位置する2極用第1側壁63Aには、2極用接続部材21Bに前方から係止して、2極用接続部材21Bが2極用保持部61から前方に離脱することを抑制するように係止(仮係止)すると共に、電圧検知端子43が2極用保持部61から前方に離脱することを抑制するように係止(本係止)する2極用第1係止部66(第1係止部の一例)が設けられている。
2極用第1係止部66は、2極用第1側壁63Aの前端部から後方に突出した形状をなしている。2極用第1係止部66は、左右方向について弾性的に撓み変形可能になっている。
2極用第1係止部66の後面と、2極用底壁62の前面との間だの隙間寸法は、2極用接続部材21Bの厚さ寸法と、電圧検知端子43の厚さ寸法とを足した値よりもやや大きく設定されている。
図9に示すように、2極用保持部61の2極用絶縁壁63のうち、右側に位置する2極用第2側壁63Bには、2極用接続部材21Bに重ねられた電圧検知端子43に前方から係止して、電圧検知端子43、及び2極用接続部材21Bが前方に離脱することを抑制するように係止(本係止)する2極用第2係止部67(第2係止部の一例)が設けられている。
2極用第2係止部67は、2極用第2側壁63Bの前端部から後方に突出した形状をなしている。2極用第2係止部67は、左右方向について弾性的に撓み変形可能になっている。2極用第2係止部67の下端部寄りの位置には、左方に突出する係止突部58Bが形成されている。
図10に示すように、2極用保持部61内に2極用接続部材21Bと電圧検知端子43とが収容された状態で、2極用第2係止部67の係止突部58Bは、電圧検知端子43の立設壁46の前端部に前方から当接することにより、電圧検知端子43が2極用保持部61から前方に離脱することが抑制されるようになっている。これにより、電圧検知端子43の後方に配されている2極用接続部材21Bも、2極用保持部61から前方に離脱することが抑制されるようになっている。なお、図10では電線15がされている。
(組み付け工程の一例)
続いて、本実施形態に係る配線モジュール20の組み立て工程の一例を示す。なお、配線モジュール20の組み立て工程は、以下の記載に限定されない。
金属板材をプレス加工することにより、1極用接続部材21A、2極用接続部材21B、及び電圧検知端子43を所定の形状に加工する。また、電圧検知端子43の電線接続部45に電線15を公知の手法により電気的に接続する。
絶縁性の合成樹脂を公知の手法により成形することにより絶縁プロテクタ14を形成する。
図11〜図13に示すように、絶縁プロテクタ14の1極用保持部51に1極用接続部材21Aを前方から嵌め入れる。すると、1極用第1係止部56が1極用接続部材21Aの側縁と当接することにより、左右方向の外方に撓み変形する。更に1極用接続部材21Aを後方に押し込むと、1極用第1係止部56が復帰変形する。これにより、1極用第1係止部56と、1極用底壁52との間に1極用接続部材21Aが挟まれた状態になる。この状態で、1極用第1係止部56が前方から1極用接続部材21Aに当接することによって、1極用接続部材21Aが1極用保持部51から前方に外れることが抑制されるようになっている。換言すると、1極用第1係止部56によって、1極用接続部材21Aが1極用保持部51に係止されている。この状態では、1極用接続部材21Aは、1極用第1係止部56のみによって1極用保持部51内に保持されている。
続いて、1極用接続部材21Aが保持された状態の1極用保持部51に、電圧検知端子43を前方から嵌め入れる。電圧検知端子43の側縁と、1極用第1係止部56及び1極用第2係止部57とが当接することにより、1極用第1係止部56及び1極用第2係止部57が左右方向の外方に撓み変形する。更に、電圧検知端子43を後方に押し込むと、1極用第1係止部56及び1極用第2係止部57が復帰変形する。これにより、1極用接続部材21Aに重ねられた状態の電圧検知端子43に対して、前方から1極用第1係止部56及び1極用第2係止部57が当接することにより、電圧検知端子43、及び1極用接続部材21Aが1極用保持部51から前方に外れることが抑制されるようになっている。換言すると、1極用第1係止部56、及び1極用第2係止部57によって、電圧検知端子43が1極用保持部51に係止されている(図6〜図7参照)。
続いて、図14〜図15に示すように、絶縁プロテクタ14の2極用保持部61に、2極用接続部材21Bを前方から嵌め入れる。すると、2極用第1係止部66が2極用接続部材21Bの側縁と当接することにより、左右方向の外方に撓み変形する。更に2極用接続部材21Bを後方に押し込むと、2極用第1係止部66が復帰変形する。これにより、2極用第1係止部66と、2極用底壁62との間に2極用接続部材21Bが挟まれた状態になる。この状態で、2極用第1係止部66が前方から2極用接続部材21Bに当接することによって、2極用接続部材21Bが1極用保持部51から前方に外れることが抑制されるようになっている。換言すると、2極用第1係止部66によって、2極用接続部材21Bが2極用保持部61に係止されている。
続いて、2極用接続部材21Bが保持された状態の2極用保持部61に、電圧検知端子43を前方から嵌め入れる。電圧検知端子43の側縁と、2極用第1係止部66及び2極用第2係止部67とが当接することにより、2極用第1係止部66及び2極用第2係止部67が左右方向の外方に撓み変形する。更に、電圧検知端子43を後方に押し込むと、2極用第1係止部66及び2極用第2係止部67が復帰変形する。これにより、2極用接続部材21Bに重ねられた状態の電圧検知端子43に対して、前方から2極用第1係止部66及び2極用第2係止部67が当接することにより、電圧検知端子43、及び2極用接続部材21Bが2極用保持部61から前方に外れることが抑制されるようになっている。換言すると、2極用第1係止部66、及び2極用第2係止部67によって、電圧検知端子43が2極用保持部61に係止されている(図8〜図9参照)。
上記の工程により、配線モジュール20が完成する。このようにして形成された配線モジュール20を、上下に積層された2つの蓄電素子に前方から取り付ける。1極用接続部材21A、2極用接続部材21B、及び電圧検知端子43の全ての挿通孔22A,22B,22Cを、複数の蓄電素子(蓄電素子群13)の全ての電極端子12A,12Bのネジ孔17の位置に合わせ、ボルトを電極端子12A,12Bのネジ孔17に螺合させて締め付けていく。全てのボルトを締付けると、蓄電モジュール10が完成する(図1〜図2参照)。
(実施形態の作用、効果)
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、1極用接続部材21Aを1極用保持部51に係止するための部材と、電圧検知端子43を1極用保持部51に係止するための部材とを、1極用第1係止部56によって兼用することができる。また、2極用接続部材21Bを2極用保持部61に係止するための部材と、電圧検知端子43を2極用保持部61に係止するための部材とを、2極用第1係止部66によって兼用することができる。この結果、配線モジュール20を小型化することができる。
また、本実施形態においては、1極用接続部材21A、及び2極用接続部材21Bには、蓄電素子の電圧を検知するための電圧検知端子43が重ねられているから、蓄電素子の電圧を検知することができる。
また、本実施形態においては、1つの電極端子12Aには1極用接続部材21Aが接続されている。
絶縁プロテクタ14のうち、1つの電極端子12Aに接続される1極用接続部材21Aが取り付けられる部分には、1つの電極端子12Aに対応するスペースしかない。このため、1極用接続部材21Aを取り付けるための部材を形成するためのスペースを確保することが困難であった。本実施形態によれば、1つの電極端子12Aに接続される1極用接続部材21Aに電圧検知端子43を重ねて、1極用第1係止部56と1極用第2係止部57とに電圧検知端子43を係止することにより、1極用接続部材21Aを絶縁プロテクタ14に取り付けることができる。このように、本明細書に記載された技術は、1つの電極端子12Aに接続される1極用接続部材21Aに適用すると効果的である。
また、本実施形態においては、隣り合う2つの電極端子12A,12Bには2極用接続部材21Bが接続されている。
本明細書に記載された技術を2極用接続部材21Bに適用することにより、2極用接続部材21Bを係止する部材と、電圧検知用端子を係止する部材とを兼用することができる。これにより、2極用接続部材21Bを係止する部材と、電圧検知用端子を係止する部材とを別々に設ける場合に比べて、配線モジュール20に形成する部材の個数を減らすことができる。これにより、配線モジュール20に部材を配設するためのスペースが増大するので、配線モジュール20における部材のレイアウトの自由度を向上させることができる。
<他の実施形態>
本明細書に記載された技術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明細書に記載された技術の技術的範囲に含まれる。
(1)本実施形態に係る検知端子は、蓄電素子11の電圧を検知する電圧検知端子43であったが、これに限られず、蓄電素子11の温度を検知する温度検知端子でもよく、必要に応じて任意の検知端子を選択することができる。
(2)蓄電素子の電極端子に接続される接続部材を、蓄電素子11の電圧を検知する電圧検知端子43とし、この接続部材に蓄電素子11の温度を検知する温度検知端子を重ねる構成も、本明細書に記載した技術の範囲に含まれる。
(3)本実施形態においては、接続部材と検知端子とは、電極端子にネジ止めされる構成としたが、これに限られず、接続部材と検知端子とは、レーザー溶接や超音波溶接等の溶接によって電極端子接続される構成としてもよく、また、半田付けによって電極端子接続される構成としてもよく、必要に応じて任意の接続方法を採用することができる。
(4)1極用接続部材21Aにおいて、挿通孔22Aを設けない構成としてもよい。また、2極用接続部材21Bにおいて、挿通孔22Bを設けない構成としてもよい。また、電圧検知端子43において、挿通孔22Cを設けない構成としてもよい。
(5)上記実施形態では、2極用接続部材21Bは、異極の電極端子12A,12Bを接続(直列接続)するものとしたが、これに限られず、同極の電極端子12A,12A(12B,12B)を接続(並列接続)するものでもよい。例えば、上記実施形態の蓄電モジュール10に更に別の蓄電素子11を並列接続し、この並列接続における同極の電極端子12A,12Aを複数の接続部材で接続するようにしたものでもよい。
(6)蓄電モジュール10を構成する蓄電素子11の数については、2個としたが、これに限られず、3個以上であってもよい。
(7)本実施形態では、1つの電極端子12Aに接続された1極用接続部材21Aが接続される構成としたが、1つの電極端子12Bに1極用接続部材21Aが接続される構成としてもよい。
11:蓄電素子
12A,12B:電極端子
13:蓄電素子群
14:絶縁プロテクタ
20:配線モジュール
21A:1極用接続部材
21B:2極用接続部材
43:電圧検知端子
56:1極用第1係止部
57:1極用第2係止部
66:2極用第1係止部
67:2極用第2係止部

Claims (4)

  1. 電極端子を有する複数の蓄電素子を備えた蓄電素子群に取り付けられる配線モジュールであって、
    前記電極端子に接続される接続部材と、
    前記接続部材に重ねられた状態で、前記蓄電素子の状態を検知する検知端子と、
    前記接続部材及び前記検知端子が取り付けられた絶縁プロテクタと、を備え、
    前記絶縁プロテクタは、
    前記接続部材を係止すると共に前記接続部材に重ねられた前記検知端子を係止する第1係止部と、
    前記接続部材に重ねられた前記検知端子を係止する第2係止部と、を備えた、
    配線モジュール。
  2. 前記検知端子は前記蓄電素子の電圧を検知するための電圧検知端子である請求項1に記載の配線モジュール。
  3. 前記接続部材は1つの前記電極端子に接続された1極接続部材である請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
  4. 前記接続部材は隣り合う2つの電極端子に接続された2極接続部材である請求項1または請求項2に記載の配線モジュール。
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