JP5447724B1 - 配線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性の低下を抑制する。
【解決手段】正極及び負極の電極端子１３Ａ，１３Ｂを有する複数の蓄電素子１１における隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続する接続部材１６Ａと、接続部材１６Ａを収容する絶縁プロテクタ２０とを備え、絶縁プロテクタ２０は、接続部材１６Ａを保持する本体２１と、接続部材１６Ａを覆う閉鎖位置に移動可能に支持された絶縁カバー３１と、閉鎖位置における絶縁カバー３１の少なくとも一部に重ねられ、電線Ｗが通される電線通し部３７を有する電線ガイド３５と、を備えている。
【選択図】図６

Description

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、蓄電素子の電極端子間が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には、複数のバッテリの電極間を接続する端子と、この端子を収容するケースとを備えたバッテリ接続部材が記載されている。このバッテリ接続部材において右ブロックと左ブロックを連結する中央連結部は、外面側に電線ガイド部を有する絶縁カバー部と、電線ガイド部の開放面の一部を被う仮係止カバー部と、電線ガイド部の開放面の全体を被う本係止カバー部とが一体に設けられている。仮係止カバー部は、係止爪を有し、この係止爪は、絶縁カバー部に形成された被係止部に係止される。

特開２０１２−６４４５７号公報

ところで、特許文献１の構成では、仮係止カバー部の係止爪が絶縁カバー部に形成された被係止部に係止される構成となっているが、絶縁カバー部に被係止部を設けると、絶縁カバー部に被係止部を形成するために金型の抜き孔を設ける等の加工が必要になり、絶縁性の低下が懸念される。

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、絶縁性の低下を抑制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。

本発明は、正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子における隣り合う前記電極端子間を接続する接続部材と、前記接続部材を収容する絶縁プロテクタと、を備え、前記絶縁プロテクタは、前記接続部材を保持する本体と、前記接続部材を覆う閉鎖位置に移動可能に支持された絶縁カバーと、前記閉鎖位置における前記絶縁カバーの少なくとも一部に重ねられ、電線が通される電線通し部を有する電線ガイドと、を備える配線モジュール。

本構成によれば、絶縁カバーの少なくとも一部に電線通し部を有する電線ガイドが重ねられているため、絶縁カバーに電線を通して仮係止する構成と比較して絶縁カバーに金型の抜き孔等の電線を仮係止するための構成を形成しなくてもよいため、絶縁性の低下を抑制することが可能になる。

上記構成に加えて以下の構成を有すれば好ましい。
・前記電線ガイドは、前記電線を前記電線通し部内に保持するための保持片と、前記保持片を形成するために前記保持片と対応する位置に形成された抜き孔とを備える。
電線を保持するための保持片を形成すると、この保持片を形成するための抜き孔により絶縁性の低下が懸念されるが、本構成によれば、このような場合であっても、絶縁カバーには、電線ガイドが重ねられているため、絶縁性の低下を抑制することが可能になる。

・前記絶縁カバーと前記電線ガイドは、前記本体における前記接続部材を挟んだ反対側に接続されている。

・前記電線通し部を覆う電線カバーが前記電線ガイドに支持されている。

本発明によれば、絶縁性の低下を抑制することが可能となる。

実施形態１の配線モジュールを備えた蓄電モジュールを示す平面図 複数の蓄電素子群を示す平面図 絶縁カバーが開放された状態の配線モジュールを示す平面図 絶縁カバーを閉鎖した状態の配線モジュールを示す平面図 電線ガイドを閉鎖した状態の配線モジュールを示す平面図 図５の状態から電線を配索した状態の配線モジュールを示す平面図 電線カバーを閉じた状態の配線モジュールを示す平面図 図７のＡ−Ａ断面図

＜実施形態１＞
以下、実施形態を図１〜図８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、図１に示すように、複数個（本実施形態では６個を図示）並んで配列された蓄電素子１１に取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の上方を前方、下方を後方とし、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１の手前側を上方、奥方を下方として説明する。

(蓄電モジュール１０)
蓄電モジュール１０は、複数個の蓄電素子１１と、複数個の蓄電素子１１に取付けられる配線モジュール１５（図１では、左右の端部側を省略して図示）とを備えて構成されている。

各蓄電素子１１は、図２に示すように、前後方向に短径で左右方向に長径の扁平な形状であって、前後方向（短径方向）に３個並んだ蓄電素子群１１Ａ，１１Ｂが左右方向（長径方向）に間隔を空けて並んで配されている。

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の端面から垂直に突出する電極端子１３Ａ，１３Ｂ（正極を１３Ａ，負極を１３Ｂとして図示）を有する。

電極端子１３Ａ，１３Ｂは、ネジ穴１４を有するナット状であって、その外周は、合成樹脂で覆われている。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の電極端子１３Ａ，１３Ｂが逆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１３Ａ，１３Ｂが隣り合うように構成されている。これら複数の蓄電素子１１は図示しない保持板によって固定されている。

（配線モジュール１５）
配線モジュール１５は、図７に示すように、隣り合う蓄電素子１１の電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続する複数の接続部材１６Ａ，１６Ｂと、接続部材１６Ｂに重ねられる電圧検知端子１８と、複数の接続部材１６Ａ，１６Ｂ及び電圧検知端子１８を保持する絶縁プロテクタ２０とを備える。

（接続部材１６Ａ，１６Ｂ）
接続部材１６Ａ，１６Ｂは、長さが異なる２種類の金属板材からなり、電極端子１３Ａ，１３Ｂ間の間隔が長い左右方向に接続する長尺接続部材１６Ａと、電極端子１３Ａ，１３Ｂ間の間隔が短い前後方向に接続する短尺接続部材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ている。接続部材１６Ａ，１６Ｂの表面には、スズ、ニッケル等の金属がメッキされている。接続部材１６Ａ，１６Ｂには、略円形状の一対の挿通孔１７，１７が貫通形成されている。各挿通孔１７，１７は、電極端子１３Ａ，１３Ｂのネジ穴１４に連なるように配され、ボルト（図示しない）の軸部が挿通されて締結されることにより、隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂ間が接続部材１６Ａ，１６Ｂを介して電気的に接続される。

電圧検知端子１８は、矩形状の金属板材からなり、電線Ｗの端末部に接続される電線接続部１９が一体に形成されている。電圧検知端子１８には、円形状の挿通孔１８Ａが貫通形成されている。電圧検知端子１８は、電線接続部１９に接続された電線Ｗの軸線が接続部材１６Ｂの接続方向と直交する方向に対して傾斜した向きとなるように配置されている。

電線Ｗは、図示しない電池ＥＣＵに接続される。この電池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２０）
絶縁プロテクタ２０は、絶縁性の合成樹脂製であって、図３に示すように、接続部材１６Ａ，１６Ｂを保持する本体２１と、本体２１と一体に形成され、長尺接続部材１６Ａを覆う閉鎖位置に回動可能な絶縁カバー３１（図３では、絶縁カバー３１が長尺接続部材１６Ａを覆わない開放状態を示す）と、閉鎖位置に配された絶縁カバー３１の中間部に重ねられる電線ガイド３５とを備える。
本体２１は、左右の蓄電素子群１１Ａ，１１Ｂのそれぞれに載置される左右一対の載置部２２Ａ，２２Ｂと、左右の載置部２２Ａ，２２Ｂ間を連結する連結部２３とを有する。なお、本体２１は連結部２３の部分で左右に分割可能な２個の分割部材を連結して構成されている。

（本体２１）
本体２１は、長尺接続部材１６Ａを保持する接続部材保持部２４Ａと、短尺接続部材１６Ｂを保持する接続部材保持部２４Ｂとを備える。接続部材保持部２４Ａ，２４Ｂは、共に、接続部材１６Ａ，１６Ｂが載置される平板状の底板２５と（図８参照）、接続部材１６Ａ，１６Ｂの周縁に沿うように底板２５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２６とを有する。

接続部材保持部２４Ａ，２４Ｂにおける裏面側には、電極端子１３Ａ，１３Ｂの上端部が挿通される開口部（図示しない）が形成されている。隔壁２６には、図３に示すように、隔壁２６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２７が複数形成されている。

長尺接続部材１６Ａを保持する接続部材保持部２４Ａの隔壁２６には、補助カバー部３０，絶縁カバー３１，電線ガイド３５を閉鎖位置に係止する被係止部３０Ｂ，第１被係止部３４，第２被係止部３８が形成されている。被係止部３０Ｂ，３４は、隔壁２６の前方側に並んで配され、第２被係止部３８は、隔壁２６の後方側に配されている。

被係止部３０Ｂ，第１被係止部３４，第２被係止部３８には、係止孔３０Ｃ，３４Ａ，３８Ａが貫通形成されている。係止孔３０Ｃ，３４Ａ，３８Ａは、左右方向に長い長円形状をなしている。

また、長尺接続部材１６Ａに沿うように配索された電線Ｗを覆う補助カバー部３０が本体２１における長尺接続部材１６Ａの前方の電線配索部２８にヒンジ部３０Ｄを介して接続されている。補助カバー部３０の先端部には、係止片３０Ａが突設されており、係止片３０Ａが本体２１における被係止部３０Ｂの係止孔３０Ｃの孔縁に係止し、補助カバー部３０が電線配索部２８の電線Ｗを覆う閉鎖位置に保持される。

電線配索部２８は、本体２１における接続部材保持部２４Ａ，２４Ｂ以外の領域に形成され、本体２１の縁部側に電線Ｗを纏めて配索している。本体２１の縁部に立設された周壁２１Ａには、電線Ｗの離脱を規制する離脱規制片２９が電線配索部２８の板面に沿う方向に延びている。

（絶縁カバー３１）
絶縁カバー３１は、左右方向に長い板状であって、長尺接続部材１６Ａの左右方向の端部を除いたほぼ全体を覆う長さで設けられ、接続部材保持部２４Ａの後端部に第１ヒンジ部３２を介して接続されている。

第１ヒンジ部３２は、薄肉の帯状に形成されることで可撓性を有し、本体２１及び絶縁カバー３１と一体に形成され、左右方向に間隔を空けて複数（本実施形態では３箇所）設けられている。
絶縁カバー３１における第１ヒンジ部３２とは反対側の端縁には、左右方向に間隔を空けて複数（本実施形態では５個）の第１係止部３３が形成されている。

第１係止部３３は、絶縁カバー３１の板面から起立する方向に突出しており、先端部に係止爪を有し、前後方向に撓み変形可能となっている。第１係止部３３は、絶縁カバー３１を接続部材保持部２４Ａに被せて長尺接続部材１６Ａを覆う閉鎖位置とした際に接続部材保持部２４Ａの係止孔３４Ａに挿通されて係止爪が係止孔３４Ａの孔縁に係止される。これにより、第１係止部３３が第１被係止部３４に係止され、絶縁カバー３１が閉鎖位置に保持される。

（電線ガイド３５）
電線ガイド３５は、絶縁カバー３１よりも短い長さで左右方向に長い板状であって、絶縁カバー３１の中間部側を覆い、絶縁カバー３１の左右方向の両端部側は覆わない。電線ガイド３５は、第２ヒンジ部３６を介して接続部材保持部２４Ａの前端部に接続されている。第２ヒンジ部３６は、薄肉の厚みで形成されることにより撓み変形可能とされ、電線ガイド３５及び接続部材保持部２４Ａと一体に形成されている。
第２ヒンジ部３６は、長尺接続部材１６Ａが保持された接続部材保持部２４Ａを挟んで絶縁カバー３１とは反対側に接続されており、電線ガイド３５は、第２ヒンジ部３６により、本体２１に対して回動可能となっている。

電線ガイド３５における絶縁カバー３１と対向する面とは反対側の面、即ち、電線ガイド３５が閉鎖位置にある絶縁カバー３１を覆ったときの電線ガイド３５の外面には、図５に示すように、電線Ｗが通される電線通し部３７が備えられている。

電線通し部３７は、左右方向に延びる溝状であって、溝底３７Ａの両側から立ち上る溝壁３７Ｂ，３７Ｂの上端部には、内方側に保持片３５Ａが突出している。保持片３５Ａは、電線通し部３７からの電線Ｗの離脱を規制する。溝底３７Ａには、金型により保持片３５Ａを形成する際の金型の抜き孔３５Ｂが形成されている。

電線ガイド３５における第２ヒンジ部３６とは反対側の端部には、複数の第２係止部３９が形成されている。第２係止部３９は、電線ガイド３５の板面と直交する方向に突出しており、先端部に係止爪を有し、前後方向に撓み変形可能となっている。

第２係止部３９は、電線ガイド３５が閉鎖位置とされた絶縁カバー３１の上面に重なるように被せて電線ガイド３５を閉鎖位置とした際に接続部材保持部２４Ａの第２被係止部３８を貫通する係止孔３８Ａに挿通されて係止爪が係止孔３８Ａの孔縁に係止されることで、電線ガイド３５が閉鎖位置に保持される。

電線ガイド３５には、電線通し部３７を覆う電線カバー４０が接続されている。電線カバー４０は、電線ガイド３５における第２ヒンジ部３６とは反対側の側縁に設けられた複数の第３ヒンジ部４１を介して電線ガイド３５と接続されている。

第３ヒンジ部４１は、電線カバー４０及び電線ガイド３５と一体に形成された帯状の部材であって、薄肉の厚みで形成されることにより撓み変形可能とされている。

（電線カバー４０）
電線カバー４０の第３ヒンジ部４１とは反対側の側縁には、第３係止部４２が形成されている。第３係止部４２は、電線カバー４０の板面と直交する方向に突出しており、先端部に係止爪を有し、前後方向に撓み変形可能となっている。

第３係止部４２は、電線カバー４０を電線ガイド３５に被せて閉鎖位置とした際に第３係止部４２を電線ガイド３５の第３被係止部４３を貫通する係止孔４３Ａに挿通して係止爪が係止孔４３Ａ係止孔の孔縁に係止されることで、電線カバー４０が閉鎖位置に保持される。

次に配線モジュール１５の組付けについて説明する。
絶縁カバー３１，３５が開放状態の絶縁プロテクタ２０の接続部材保持部２４Ａ，２４Ｂに接続部材１６Ａ，１６Ｂを収容する（図３）。

次に、絶縁カバー３１を第１ヒンジ部３２を軸として長尺接続部材１６Ａと対向する側に回動させて絶縁カバー３１を長尺接続部材１６Ａを覆う閉鎖位置として第１係止部３３を第１被係止部３４に係止させる（図４）。

次に、電線ガイド３５を第２ヒンジ部３６を軸として絶縁カバー３１と対向する側に回動させて電線ガイド３５を絶縁カバー３１を覆う閉鎖位置とし、第２係止部３９を第２被係止部３８に係止させる（図５）。そして、電線Ｗの端末部に接続された電圧検知端子１８を短尺接続部材１６Ｂに重ねて装着し、電線Ｗを電線配索部２８に配索し、外部の電池ＥＣＵ等に導く（図６）。

ここで、絶縁プロテクタ２０のうち、載置部２２Ａ側の電線Ｗが長尺接続部材１６Ａに沿うように載置部２２Ｂ側に導かれるが、長尺接続部材１６Ａの中間部側については、電線Ｗが長尺接続部材１６Ａの側方の電線配索部２８から長尺接続部材１６Ａの上方側に配された電線ガイド３５の電線通し部３７に迂回するように通される。

このようにすることで、例えば、配置の制約等により、長尺接続部材１６Ａの側方に電線Ｗを通すことができない部分が存在する場合であっても、長尺接続部材１６Ａとの絶縁状態を確保しつつ、載置部２２Ａ側の電線Ｗを他方の載置部２２Ｂ側に導くことができる。

そして、電線カバー４０を第３ヒンジ部４１を軸として電線ガイド３５と対向する側に回動させ、電線カバー４０を電線通し部３７を覆う閉鎖位置とし、第３係止部４２を第３被係止部４３に係止させる。また、補助カバー部３０を電線Ｗを覆う閉鎖位置に回動させる（図７）。
これにより、配線モジュール１５が形成される。

この配線モジュール１５を複数個の蓄電素子１１に載置し、接続部材１６Ａ，１６Ｂの挿通孔１７，１７にボルトを通して電極端子１３Ａ，１３Ｂに締結することで、蓄電モジュール１０が形成される。

本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
本実施形態の配線モジュール１５は、正極及び負極の電極端子１３Ａ，１３Ｂを有する複数の蓄電素子１１における隣り合う電極端子１３Ａ，１３Ｂ間を接続する接続部材１６Ａと、接続部材１６Ａを収容する絶縁プロテクタ２０とを備え、絶縁プロテクタ２０は、接続部材１６Ａを保持する本体２１と、接続部材１６Ａを覆う閉鎖位置に移動可能に支持された絶縁カバー３１と、閉鎖位置における絶縁カバー３１の中間部（少なくとも一部）に重ねられ、電線Ｗが通される電線通し部３７を有する電線ガイド３５と、を備えている。

例えば、本実施形態と異なり、絶縁カバーの外面に電線ガイド部を設け、絶縁カバーに係止される係止爪を有して電線ガイド部の開放面の一部を被う仮係止カバー部と、電線ガイド部の開放面の全体を被う本係止カバー部とを一体に設ける構成とした場合、絶縁カバーのみで接続部材を外部と絶縁するために絶縁性の低下が懸念されるのに加えて、仮係止カバー部を絶縁カバーに設ける分だけ寸法が大きくなるという問題がある。一方、本実施形態によれば、絶縁カバー３１の少なくとも一部には、電線Ｗが通される電線通し部３７を有する電線ガイド３５が重ねられているため、絶縁カバーに電線を通して仮係止する構成と比較して絶縁カバーに金型の抜き孔等の電線を仮係止するための構成を形成しなくてもよいため、絶縁性の低下を抑制することが可能になる。また、電線ガイド３５は、絶縁性の部材からなるため、絶縁カバー３１のみで接続部材１６Ａを外部と絶縁する構成と比較して絶縁性の低下を抑制することが可能になる。さらに、仮係止カバー部を設けずに、電線を保持するため、仮係止カバー部を設けるよりも、構成を簡素化して小型化することが可能になる。

また、電線ガイド３５は、電線Ｗを電線通し部３７内に保持するための保持片３５Ａと、保持片３５Ａを形成するための抜き孔３５Ｂとを備える。
電線Ｗを保持するための保持片３５Ａを形成すると、この保持片３５Ａを形成するための抜き孔３５Ｂにより絶縁性の低下が懸念されるが、本実施形態によれば、このような場合であっても、電線ガイド３５は絶縁カバー３１に重ねられているため、絶縁性の低下を抑制することが可能になる。

＜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）電線ガイド３５は、絶縁カバー３１の中間部に重ねられていたが、これに限られない。例えば、絶縁カバー３１の左右方向の一方の側に電線ガイド３５を重ねてもよい。また、絶縁カバー３１の全体に亘って電線ガイド３５を重ねてもよい。

（２）絶縁カバー３１と電線ガイド３５は、接続部材１６Ａを挟んだ反対側に配されていたが、絶縁カバー３１及び電線ガイド３５を接続部材１６Ａに対して同じ側に設けてもよい。この場合、例えば、絶縁カバー３１と電線ガイド３５とがヒンジ部を介して接続されるようにしてもよい。
（３）蓄電素子１１が電池である例を示したが、蓄電素子１１は、コンデンサなどであってもよい。

（４）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構成も適宜変更することができる。
（５）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し、その表面には、スズ、ニッケル等の金属によるメッキをしなくともよい。

１０： 蓄電モジュール
１１： 蓄電素子
１１Ａ，１１Ｂ： 蓄電素子群
１３Ａ，１３Ｂ： 電極端子
１５： 配線モジュール
１６Ａ，１６Ｂ： 接続部材
１８： 電圧検知端子
２０： 絶縁プロテクタ
２１： 本体
３１： 絶縁カバー
３２： 第１ヒンジ部
３３： 第１係止部
３４： 第１被係止部
３５： 電線ガイド
３５Ａ： 保持片
３５Ｂ： 抜き孔
３６： 第２ヒンジ部
３７： 電線通し部
３８： 第２被係止部
３９： 第２係止部
４０： 電線カバー
４１： 第３ヒンジ部
４２： 第３係止部
４３： 第３被係止部
Ｗ： 電線

Claims (4)

1. 正極及び負極の電極端子を有する複数の蓄電素子における隣り合う前記電極端子間を接続する接続部材と、
   前記接続部材を収容する絶縁プロテクタと、を備え、
   前記絶縁プロテクタは、
   前記接続部材を保持する本体と、
   前記接続部材を覆う閉鎖位置に移動可能に支持された絶縁カバーと、
   前記閉鎖位置における前記絶縁カバーの少なくとも一部に重ねられ、電線が通される電線通し部を有する電線ガイドと、を備える配線モジュール。
2. 前記電線ガイドは、前記電線を前記電線通し部内に保持するための保持片と、前記保持片を形成するために前記保持片と対応する位置に形成された抜き孔とを備える請求項１に記載の配線モジュール。
3. 前記絶縁カバーと前記電線ガイドは、前記本体における前記接続部材を挟んだ反対側に接続されている請求項１又は請求項２に記載の配線モジュール。
4. 前記電線通し部を覆う電線カバーが前記電線ガイドに支持されている請求項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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