WO2015029267A1 - 配線モジュール - Google Patents

Abstract

【要約書】配線モジュール１５は、複数の蓄電素子１１の隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続する接続部材１６Ａ，１６Ｂと、接続部材１６Ａ，１６Ｂを包囲する隔壁３１を有し、接続部材１６Ａ，１６Ｂを収容する絶縁プロテクタ２７と、電線Ｗの端末部に接続され、接続部材１６Ａ，１６Ｂに重ねられる電圧検知端子１８と、を備え、電圧検知端子１８は、接続部材１６Ａ，１６Ｂに重ねられてナット４６で締結される被締結部１９と、接続部材１６Ａ，１６Ｂに重ならない領域に導出される端子導出部２１とを備え、絶縁プロテクタ２７は、端子導出部２１を嵌め入れて位置決めする位置決め部３７を備えている。

Description

配線モジュール

　本発明は、配線モジュールに関する。

　電気自動車やハイブリッド車用の蓄電モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する蓄電素子が複数個並んで配列されており、隣り合う蓄電素子の電極端子間が金属製の接続部材で接続されることにより複数の蓄電素子が直列や並列に接続されるようになっている（特許文献１参照）。

　ここで、接続部材には、一般に蓄電素子の電圧を検知するための電圧検知端子が重ねられており、電圧検知用の端子に接続された電線が電池ＥＣＵに導かれている。

　特許文献１の電池配線モジュールは、電極端子間を接続する接続部材が合成樹脂製の収容部材に収容されており、接続部材は、収容部材に設けられた仕切り壁に包囲されている。この接続部材には、電線の端末部に圧着された電圧検知端子が重ねられており、この圧着部分における電線の延出方向は、接続部材の接続方向に対して傾斜した方向とされている。また、電圧検知端子の角部は、仕切り壁をスリット状に貫通する通し孔に通されて当該角部の位置が固定されている。

特開２０１３－１６３８２号公報

　ところで、特許文献１では、電圧検知端子の角部を通す通し孔が仕切り壁を貫通しているが、通し孔が仕切り壁を貫通することによる絶縁性の低下を避けるために、仕切り壁の外側には、電圧検知端子の角部を覆う補助壁が設けられている。しかしながら、仕切り壁の外側に補助壁を設けると仕切り壁の構成が複雑になり、金型の製造コストが高くなるという問題ある。

　一方、電圧検知端子の角部を通す通し孔を設けなければ、絶縁性の低下は抑制できるが、電圧検知端子の角部を固定するために通し孔を利用できないため、電圧検知端子が位置決めされないという問題がある。

　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、簡素な構成で絶縁性の低下を抑制しつつ検知端子を位置決めすることが可能な配線モジュールを提供することを目的とする。

　本発明の配線モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣り合う電極端子間を接続する接続部材と、前記接続部材を包囲する隔壁を有し、前記接続部材を収容する絶縁プロテクタと、電線の端末部に接続され、前記接続部材に重ねられる検知端子と、を備え、前記検知端子は、前記接続部材に重ねられて締結部材で締結される被締結部と、前記接続部材に重ならない領域に導出される端子導出部とを備え、前記絶縁プロテクタは、前記端子導出部を嵌め入れて位置決めする位置決め部を備えている。

　本構成によれば、検知端子の端子導出部が絶縁プロテクタの位置決め部に嵌め入れられて位置決めされるため、端子導出部を介して検知端子を全体として位置決めすることが可能になる。この位置決め部による位置決めは、例えば隔壁を貫通する通し孔に検知端子の角部を通して固定しなくても可能であるため、構成を簡素化できるとともに隔壁に通し孔を形成することによる絶縁性の低下を抑制することができる。よって、簡素な構成で絶縁性の低下を抑制しつつ検知端子を位置決めすることが可能となる。

　上記構成に加えて以下の構成を有すれば好ましい。
・前記端子導出部は、前記電線の端末部に接続される電線接続部を備え、前記位置決め部は、前記被締結部と前記電線接続部との間に形成されている。
　このようにすれば、被締結部の締結の際の力が電線接続部に及ばないようにすることができる。
・前記位置決め部は、前記検知端子に係止して当該検知端子の離脱を規制する係止部を備えている。
　このようにすれば、確実に検知端子の離脱を規制することが可能になる。

・前記端子導出部の側縁部は、凹部又は凸部からなる被係合部を備えるとともに、前記位置決め部における前記被係合部と対応する位置には、前記被係合部に係合する突条又は溝部からなる係合部が前記検知端子の嵌め入れ方向に沿って延びている。
　このようにすれば、検知端子の位置決め部への嵌め入れを容易に行うことができるとともに、被係合部と係合部の係合によって検知端子を確実に位置決めすることが可能になる。

・前記端子導出部は、板状であって、前記電線の接続方向に沿って延びる補強突部を有する。
　このようにすれば、簡素な構成で端子導出部の強度を高めることができる。また、端子導出部の強度が高まることで、端子導出部を位置決め部に嵌め入れた際の位置決めを確実に行うことができる。

・前記絶縁プロテクタは、前記接続部材を保持する接続部材保持部を有し、前記位置決め部は、前記接続部材保持部に対して前記接続部材の接続方向に連なるように設けられている。
　このようにすれば、複数の接続部材を並列に配置する場合に、接続部材の接続方向と交差する方向に導出された検知端子を位置決めする構成と比較して並列に配置された接続部材間のピッチを狭くすることができるため、配線モジュールを小型化することが容易になる。

　本発明によれば、簡素な構成で絶縁性の低下を抑制しつつ検知端子を位置決めすることができる。

実施形態の電池モジュールを示す平面図 複数並んだ蓄電素子を示す平面図 配線モジュールを示す平面図 電圧検知端子が位置決めされた部分を拡大して示す図 図４のＡ－Ａ断面図

　＜実施形態＞
　実施形態を図１～図５を参照しつつ説明する。
　本実施形態の配線モジュール１５は、複数の蓄電素子１１に取り付けら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、電気自動車またはハイブリッド自動車等の車両の駆動源として使用される。以下では、前後方向については、図１の下方を前方、上方を後方とし、左右方向については、図１の方向を基準とし、上下方向については、図５の方向を基準として説明する。

（蓄電モジュール１０）
　蓄電モジュール１０は、図１に示すように、複数（本実施形態では１０個）の蓄電素子１１と、複数の蓄電素子１１に取付けられた配線モジュール１５とを備えて構成されている。

　複数の蓄電素子１１は、図２に示すように、前後方向（蓄電素子１１の上面の短径方向）に５段、左右方向（蓄電素子１１の上面の長径方向）に２列並べて構成されている。各蓄電素子１１は、内部に図示しない蓄電要素が収容された扁平な直方体状の本体部１２の上面から垂直に左右一対の電極端子１３Ａ，１３Ｂ（正極を１３Ａ，負極を１３Ｂとして図示）が突出している。各蓄電素子１１の向きは、隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂの極性が反対になるように配置される。

　各電極端子１３Ａ，１３Ｂは、本体部１２から突き出る台座部１４Ａから上方に外周にネジ溝が形成されたボルト１４Ｂが突出しており、台座部１４Ａに載置した接続部材１６Ａ，１６Ｂをボルト１４Ｂが貫通し、このボルト１４Ｂに締結部材としてのナット４６を螺合させて締結する。これにより、隣り合う蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間が接続部材１６Ａ，１６Ｂによって電気的に接続される。

（配線モジュール１５）
　配線モジュール１５は、図３に示すように、隣り合う蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続する複数（本実施形態では９個）の接続部材１６Ａ，１６Ｂと、接続部材１６Ａ，１６Ｂに重ねられる電圧検知端子１８（「検知端子」の一例）と、複数の接続部材１６Ａ，１６Ｂ及び電圧検知端子１８を収容する合成樹脂製の絶縁プロテクタ２７とを備える。

（接続部材１６Ａ，１６Ｂ）
　複数の接続部材１６Ａ，１６Ｂは、左右方向に隣り合う異なる蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続する複数の長尺接続部材１６Ａと、前後方向に隣り合う異なる蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続し、長尺接続部材１６Ａよりも接続方向の長さが短い短尺接続部材１６Ｂとを備える。

　接続部材１６Ａ，１６Ｂは、共に、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属からなり、隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂ間の寸法に応じた長さの板状をなし、ボルト１４Ｂが挿通される通し孔１７Ａ，１７Ｂが一対貫通形成されている。長尺接続部材１６Ａの通し孔１７Ａの形状は、真円形状とされ、短尺接続部材１６Ｂの通し孔１７Ｂの形状は、接続方向に長い長円形状をなす。

（電圧検知端子１８）
　電圧検知端子１８は、銅、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム等の金属からなり、肉薄の金属板材にプレス機により打ち抜き加工及び曲げ加工を施して形成されており、図４に示すように、接続部材１６Ａ（１６Ｂ）に重ねられてナット４６で締結される被締結部１９と、被締結部１９に連なり接続部材１６Ａ，１６Ｂに重ならない領域に導出されて電線Ｗの端末部に接続される端子導出部２１とを備えている。

　被締結部１９は、平板状であって、ボルト１４Ｂが挿通される円形状の通し孔２０が中心部に貫通しており、その外周は、ナット４６の外周に応じた位置に形成されている。

　端子導出部２１は、被締結部１９の電線Ｗ側の端部（図４の左端部）から段差状に縮径されたほぼ一定の幅寸法（図４の上下方向の寸法）で形成されており、電線Ｗ側の端部には電線Ｗが接続される電線接続部２４を有する。

　端子導出部２１の側縁部には、当該側縁部を切り欠いて凹部を形成することで端子導出部２１の幅寸法を段差状に縮径してなる被係合部２２が軸Ｘ方向（電線接続部２４の位置における電線Ｗの軸方向。端子導出部２１の中間）を中心とした対称な位置に一対形成されている。端子導出部２１の幅方向の中間部には、軸Ｘ方向に延びる補強突部２３が形成されている。補強突部２３は、プレス機等により端子導出部２１の一方の面側から他方の面側に突出させている。

　電線接続部２４は、電線Ｗの絶縁被覆から露出させた導体部を圧着するワイヤバレル部２５と、絶縁被覆の上から電線Ｗをかしめて保持するインシュレーションバレル部２６とを有する。

　電線Ｗは、導体部の周囲を絶縁被覆で覆った被覆電線である。電線Ｗは、図示しない電池ＥＣＵに接続される。電池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。

（絶縁プロテクタ２７）
　絶縁プロテクタ２７は、絶縁性の合成樹脂製であって、図３に示すように、各接続部材１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ保持する複数の接続部材保持部２８Ａ，２８Ｂと、接続部材保持部２８Ａと接続部材保持部２８Ｂとの間を連結する連結部３５とを備える。

　接続部材保持部２８Ａ，２８Ｂは、長尺接続部材１６Ａを保持する接続部材保持部２８Ａと短尺接続部材１６Ｂを保持する接続部材保持部２８Ｂとを有し、共に、接続部材１６Ａ，１６Ｂが載置される平板状の底板２９と（図５参照）、接続部材１６Ａ，１６Ｂの周縁に沿うように底板２９に立設され、接続部材１６Ａ，１６Ｂを外部と絶縁状態で隔てる隔壁３１とを有する。底板２９の裏面には、台座部１４Ａが収容される筒状部３０が形成されている。隔壁３１には、図３に示すように、隔壁３１の内方側に突出し、接続部材１６Ａ，１６Ｂが上方に抜けるのを防止する押さえ片３２が複数形成されている。

　連結部３５は、接続部材保持部２８Ａ，２８Ｂの左右に連なるように延びる延出部３６Ａ，３６Ｂと、延出部３６Ａ，３６Ｂの間を連結する窪んだ形状の電線通し溝４５とを備える。延出部３６Ａ，３６Ｂには、電圧検知端子１８の端子導出部２１が嵌め入れられて位置決めされる複数の位置決め部３７が設けられている。

　位置決め部３７は、長尺接続部材１６Ａを保持する接続部材保持部２８Ａ及び短尺接続部材１６Ｂを保持する接続部材保持部２８Ｂのそれぞれに連なるように設けられている。
　具体的には、連結部３５のうち接続部材保持部２８Ａに対して長尺接続部材１６Ａの接続方向に連なる位置決め部３７が設けられるとともに、この位置決め部３７は、前後に隣り合う接続部材保持部２８Ａの左方側と右方側とに交互に設けられている。また、連結部３５のうち接続部材保持部２８Ｂに対して短尺接続部材１６Ｂの接続方向と交差する方向（本実施形態では短尺接続部材１６Ｂの接続方向と直交する方向）に接続部材保持部２８Ｂに連なる位置決め部３７が設けられている。

　位置決め部３７は、図４に示すように、電圧検知端子１８の被締結部１９と電線接続部２４との間に形成され（位置決め部３７は軸Ｘ方向について被締結部１９と電線接続部２４との間であって、電線接続部２４に接触しないように電圧検知端子１８の端子導出部２１を受ける位置に形成され）、端子導出部２１の角部に嵌め合わされる一対のＬ字状の嵌合部３８，３８と、嵌合部３８，３８の内壁から内方に突出する突条からなる一対の係合部４１と、電圧検知端子１８に係止して電圧検知端子１８の離脱を規制する一対の係止部４３とを備えている。

　一対の嵌合部３８，３８は、端子導出部２１の側縁に沿う方向に延びる薄肉部３９と、端子導出部２１の後端縁に沿う方向に延び、薄肉部３９よりも厚肉の厚肉部４０とを有する。

　各係合部４１は、図５に示すように、薄肉部３９の内壁の上端部から下端部に至る長さで形成されている。係合部４１の上端部は、上端側が先細状とされた先細部４１Ａとされており、先細部４１Ａにより電圧検知端子１８の被係合部２２の嵌め入れが容易になっている。係合部４１の先端部は、前後の端部がテーパ状に切り欠かれて先端側を先細とするテーパ部４１Ｂが形成されている。

　各係止部４３は、各厚肉部４０の前端部に設けられており、共に厚肉部４０の上端部と一体に形成された基端部を有する撓み変形可能な撓み片４２の先端部に形成されている。

　撓み片４２は、先端側に向けて厚み（図５の左右方向の寸法）が厚くなる形状であって、その下端は、端子導出部２１のわずかに上方に形成されている。一対の嵌合部３８，３８間には、電線接続部２４が通される。嵌合部３８，３８と電線通し溝４５の間には、電線Ｗを電線通し溝４５に導くガイド部４４Ａが形成されている。

　ガイド部４４Ａは、一対の対向壁からなり、一対の対向壁の間に電線Ｗが通される。各対向壁の電線通し溝４５側の端部は、電線通し溝４５の溝壁４５Ｂに連なっている。ガイド部４４Ａの上端部には、ガイド部４４Ａの内側に電線Ｗを保持する一対の電線保持片４４Ｂが内方に突出している。
　なお、図４，図５は、長尺接続部材１６Ａの左右方向の一方に設けられた位置決め部３７であるが、短尺接続部材１６Ｂ側の左右に設けられた位置決め部３７についても同様の構成であるため説明は省略する。ここで、短尺接続部材１６Ｂ側の位置決め部３７は、短尺接続部材１６Ｂの接続方向と直交する方向に連なるため、短尺接続部材１６Ｂの接続方向と直交する方向について位置決め部３７及び電圧検知端子１８を配置するためのスペースが必要とされるが、長尺接続部材１６Ａ側の位置決め部３７は、長尺接続部材１６Ａの接続方向と直交する方向について位置決め部３７及び電圧検知端子１８を配置するためのスペースが少なくて済む。

　電圧検知端子１８の絶縁プロテクタ２７への装着は、端子導出部２１の被係合部２２に係合部４１が挿通されるように電圧検知端子１８を位置決め部３７に嵌め入れていくと、撓み片４２が端子導出部２１の後端部に当接して弾性変形する。電圧検知端子１８が位置決め部３７の下端部に至ると撓み片４２が復元変形して電圧検知端子１８の離脱が規制される。これにより、電圧検知端子１８の被締結部１９が接続部材１６Ａ，１６Ｂに重ねられるとともに、端子導出部２１が位置決め部３７に嵌め入れられて位置決めされる。

　電線通し溝４５は、前後方向に直線状に延びており、溝底４５Ａと、溝底４５Ａから立ち上がる一対の溝壁４５Ｂとを有する。この電線通し溝４５は、絶縁プロテクタ２７の前端部にも設けられており（図３参照）、長尺接続部材１６Ａの接続方向に沿って延びている。電圧検知端子１８の端末部に接続された電線Ｗは、電線通し溝４５の溝底４５Ａの上を通るように配索されて外部の電池ＥＣＵ等に導かれる。

　上記実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
　本実施形態によれば、電圧検知端子１８（検知端子）の端子導出部２１が絶縁プロテクタ２７の位置決め部３７に嵌め入れられて位置決めされるため、例えば電圧検知端子１８が位置ずれした際に当接して電圧検知端子１８の位置ずれを所定の範囲に留める構成と異なり、端子導出部２１を介して電圧検知端子１８を全体として位置決めすることが可能になる。この位置決め部３７による位置決めは、例えば隔壁３１を貫通する通し孔に電圧検知端子１８の角部を通して固定しなくても可能であるため、構成を簡素化できるとともに、隔壁３１に通し孔を形成することによる絶縁性の低下を抑制することができる。よって、簡素な構成で絶縁性の低下を抑制しつつ電圧検知端子１８を位置決めすることが可能となる。

　また、端子導出部２１は、電線Ｗの端末部に接続される電線接続部２４を備え、位置決め部３７は、被締結部１９と電線接続部２４との間に形成されている。
　このようにすれば、被締結部１９の締結の際の力が電線接続部２４に及ばないようにすることができる。

　さらに、位置決め部３７は、電圧検知端子１８に係止して当該電圧検知端子１８の離脱を規制する係止部４３を備えている。
　このようにすれば、確実に電圧検知端子１８の離脱を規制することが可能になる。

　また、端子導出部２１の側縁部は、凹部からなる被係合部２２を備えるとともに、位置決め部３７における被係合部２２と対応する位置には、被係合部２２に係合する突条からなる係合部４１が電圧検知端子１８の嵌め入れ方向に沿って延びている。
　このようにすれば、電圧検知端子１８の位置決め部３７への嵌め入れを容易に行うことができるとともに、被係合部２２と係合部４１の係合によって電圧検知端子１８を確実に位置決めすることが可能になる。

　さらに、端子導出部２１は、板状であって、電線Ｗの接続方向に沿って延びる補強突部２３を有する。
　このようにすれば、簡素な構成で端子導出部２１の強度を高めることができる。また、端子導出部２１の強度が高まることで、端子導出部２１を位置決め部３７に嵌め入れた際の位置決めを確実に行うことができる。

　さらに、絶縁プロテクタ２７は、長尺接続部材１６Ａを保持する接続部材保持部２８Ａを有し、位置決め部３７は、接続部材保持部２８Ａに対して長尺接続部材１６Ａの接続方向に連なるように設けられている。
　このようにすれば、複数の長尺接続部材１６Ａを並列に配置する場合に、長尺接続部材１６Ａの接続方向と交差する方向に導出された電圧検知端子１８を位置決めする構成と比較して並列に配置された隣り合う長尺接続部材１６Ａ間のピッチを狭くすることができるため、配線モジュールを小型化することが容易になる。

　＜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、電圧検知端子１８の被係合部２２を凹部とし、位置決め部３７に設けられた突条である係合部４１に係合させる構成としたが、これに限られず、被係合部を凸部とし、係合部を電圧検知端子１８の嵌め入れ方向に延びる溝部とし、凸部を溝部に係合させるようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、蓄電素子１１の電圧を検知するための電圧検知端子１８を位置決め部３７で位置決めする構成としたが、これに限られない。例えば、蓄電素子１１の電圧以外の状態（例えば電流等）を検知する検知端子を位置決め部３７で位置決めする構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、電極端子１３Ａ，１３Ｂがボルト状で、ナット４６からなる締結部材で締結する構成であったが、これに限られず、電極端子がナット状で別部材のボルトを締結部材として用いて締結する構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、複数の蓄電素子１１を直列に接続する構成について説明したが、これに限られず、複数の蓄電素子１１を並列に接続する構成について適用してもよい。

（５）蓄電素子１１が電池である例を示したが、蓄電素子は、コンデンサなどであってもよい。
（６）蓄電素子１１の個数は、上記実施形態の個数に限られず、適宜変更することができる。また、蓄電素子１１の個数に応じて配線モジュールの形状も適宜変更することができる。

１０：　蓄電モジュール
１１：　蓄電素子
１３Ａ，１３Ｂ：　電極端子
１４Ｂ：　ボルト
１５：　配線モジュール
１６Ａ，１６Ｂ：　接続部材
１８：　電圧検知端子（検知端子）
１９：　被締結部
２１：　端子導出部
２２：　被係合部
２３：　補強突部
２４：　電線接続部
２７：　絶縁プロテクタ
２８Ａ，２８Ｂ：　接続部材保持部
３１：　隔壁
３５：　連結部
３７：　位置決め部
３９：　薄肉部
４０：　厚肉部
４１：　係合部
４２：　撓み片
４３：　係止部
４５：　電線通し溝
４６：　ナット（締結部材）
Ｗ：　電線

Claims (6)

1. 正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子の隣り合う電極端子間を接続する接続部材と、
   　前記接続部材を包囲する隔壁を有し、前記接続部材を収容する絶縁プロテクタと、
   　電線の端末部に接続され、前記接続部材に重ねられる検知端子と、を備え、
   　前記検知端子は、前記接続部材に重ねられて締結部材で締結される被締結部と、前記接続部材に重ならない領域に導出される端子導出部とを備え、
   　前記絶縁プロテクタは、前記端子導出部を嵌め入れて位置決めする位置決め部を備えている配線モジュール。
2. 前記端子導出部は、前記電線の端末部に接続される電線接続部を備え、
   　前記位置決め部は、前記被締結部と前記電線接続部との間に形成されている請求項１に記載の配線モジュール。
3. 前記位置決め部は、前記検知端子に係止して当該検知端子の離脱を規制する係止部を備えている請求項１又は請求項２に記載の配線モジュール。
4. 前記端子導出部の側縁部は、凹部又は凸部からなる被係合部を備えるとともに、
   　前記位置決め部における前記被係合部と対応する位置には、前記被係合部に係合する突条又は溝部からなる係合部が前記検知端子の嵌め入れ方向に沿って延びている請求項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。
5. 前記端子導出部は、板状であって、前記電線の接続方向に沿って延びる補強突部を有する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の配線モジュール。
6. 前記絶縁プロテクタは、前記接続部材を保持する接続部材保持部を有し、前記位置決め部は、前記接続部材保持部に対して前記接続部材の接続方向に連なるように設けられている請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の配線モジュール。

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