(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記導体保持部は、前記絶縁プロテクタに突設されて前記接続導体に形成された嵌合孔に圧入されるテーパ部を備え、前記素子保持部は前記異常検知素子を圧入保持する一対の素子保持爪部を備えている、請求項1に記載の配線モジュール。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしこの構成では、導電体をケースに嵌め込み電極を挿通させてナットで固定する際、導電体が連れ廻りして、そこから延出したヒューズとの接続端子が正規の位置から周方向にずれやすい。そしてその場合、その後カバーを被せヒューズを実装する際に、ヒューズの端子が導電体の接続端子に対し相対的に横ずれした状態で嵌合することになるため、接続不良をおこすおそれがある。
【0006】
しかも、導電体とヒューズの端子同士が正しく接続したとしても、導電体、ケース、ヒューズ、およびカバーの各部材の公差が累積して生じたクリアランスがあるため、使用時に振動などの外力が加わった時にがたつきが生じ、端子の接続部分に負担がかかりやすい。
【0007】
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、異常検知素子と端子を確実に固定し良好な接続を保持することの可能な配線モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書に開示された技術に係る配線モジュールは、電力を蓄電又は発電する複数の電力素子に取り付けられる配線モジュールであって、前記電力素子を相互に、または前記電力素子と負荷とを接続するための接続導体と、前記電力素子の異常を検出するための異常検知素子と、記接続導体及び前記異常検知素
子を保持する絶縁プロテクタとを備え、前記絶縁プロテクタには、前記接続導体を嵌合させて位置決め保持する導体保持部と、前記異常検知素子を嵌合させて位置決め保持する素子保持部と、が一体に設けられて
おり、前記異常検知素子は端子部を備えたヒューズであり、前記端子部は前記接続導体に備えられたバレル部がカシメ圧着されていることを特徴とする。
【0009】
接続導体と異常検知素子とが接続されている場合には、接続導体と異常検知素子に振動などの外力が加わって異なる挙動をしたときにその接続部分に力がかかって破損するおそれが高い。しかし上記の構成によれば、接続導体と異常検知素子との両方が絶縁プロテクタに一体的に固定されているため、例えば異常検知素子が単独で揺れたり、接続導体が電力素子に取り付けられる際に接続導体だけが連れ廻りしたりするおそれがなく、接続部分にかかる力の発生を抑えることができる。
【0010】
しかも接続導体と異常検知素子を絶縁プロテクタに嵌合させるだけで一体的に固定することができるので、例えばインサート成形などを行う必要がなく、コストダウンできる。
【0011】
本明細書に開示された配線モジュールに係る実施態様として、次の構成が好ましい。
【0012】
(1)前記導体保持部は、前記絶縁プロテクタに突設されて前記接続導体に形成された嵌合孔に圧入されるテーパ部を備え、前記素子保持部は前記異常検知素子を圧入保持する一対の素子保持爪部を備える。
【0013】
(2)前記導体保持部は第1導体保持部と第2導体保持部とを備え、前記接続導体は、前記第1導体保持部の前記テーパ部に嵌合される円形の第1保持孔部と、前記第2導体保持部の前記テーパ部に嵌合され
る長円形の第2保持孔部と、を備え
、前記第2保持孔部は、前記第2保持孔部の長軸の延長線が前記第1保持孔部の中心点を通るように配されている。
【0014】
接続導体および絶縁プロテクタの各寸法には、公差範囲の誤差がある。絶縁プロテクタを接続導体に嵌合させる際、各寸法誤差の累積により接続導体と絶縁プロテクタとの間のクリアランスが僅少となるほど、緊密な嵌合状態が得られるが、極めて正確な位置合わせが必要となって嵌合作業が困難となる。また逆に各部寸法誤差の累積により接続導体と絶縁プロテクタとの間のクリアランスが大きくなるほど、嵌合作業は容易になるが、嵌合状態は緩くなってがたつきの度合いも大きくなる。
【0015】
これに対し、上記の構成によれば、接続導体の第1保持孔部は第1導体保持部のテーパ部に緊密に嵌り込むので、寸法誤差の累積分を吸収してがたつきを防ぐことができる。また第2保持孔部は第1保持孔部を中心とする径方向の寸法にゆとりが設けられているので、寸法誤差の累積分の多寡にかかわらず第2保持孔部を第2導体保持部に対して位置決めしやすく、しかも第2導体保持部のテーパ部に緊密に嵌り込むので、がたつきを防ぐことができる。
【0016】
(3)前記絶縁プロテクタは、前記導体保持部および前記素子保持部の設けられた台座部と、前記導体保持部および前記素子保持部を覆うカバー部と、を備え、 前記カバー部は、前記台座部との間に前記接続導体を保持する導体押さえ部と、前記台座部との間に前記異常検知素子を保持する素子保持補助部と、が設けられている。
【0017】
(4)前記素子保持補助部は、前記一対の素子保持部を間に挟み込む一対の開き止め部を備える。
【0018】
この構成によれば、異常検知素子は素子保持爪部に嵌め込むだけで絶縁プロテクタに対して緊密に嵌合させることができ、しかもその後はその素子保持爪部をで挟み込むことで爪部の弾性変形力を抑制することができるので、絶縁プロテクタに振動等による外力がかかった際にも異常検知素子を絶縁プロテクタに対して確実に固定した状態を保つことができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、異常検知素子と端子を確実に固定し良好な接続を維持することの可能な配線モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
<実施形態>
本発明の実施形態1を
図1ないし
図23によって説明する。なお以下の説明においては、
図1のY方向を前方、X方向を左方、Z方向を上方とする。
【0022】
本実施形態の配線モジュール1は、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両において電源として使用される電力モジュールに配されるものであり、
図1に示すように、電力モジュールをなす電力素子群の一電極に接続されるバスバー10(接続導体の一例)と、一端部がバスバー10に接続されたヒューズ30(異常検知素子の一例)と、ヒューズ30の他端部に電気的に接続された検知電線90と、これらを一体に保持する絶縁プロテクタPと、を備える。
【0023】
検知電線90の他端部は、電圧などを検知することで電力素子の状態を監視するECU(エンジンコントロールユニット)(図示せず)に電気的に接続され、電力素子の電圧に異常が生じた際にはヒューズ30が検知電圧を遮断するようになっている。なお、
参考例として、異常検出素子はこれに限らず、例えば異常な高温になったことを検出するサーミスタ等であってもよい。
【0024】
バスバー10は、
図2および
図3に示すように、全体が一枚の金属板で構成されており、略矩形の下段部11と、電極接続部の後縁から段差部12を経て後方に延出する上段部13と、上段部13の後縁部右端から後方に延出する連結部14と、を備える。
【0025】
上段部13のうち後方左端付近には、略真円形状の第1保持孔部15(嵌合孔の一例)が板面を貫通して設けられるとともに、後方右端付近には左右(すなわち第1保持孔部15を軸とする径方向)に長い略長円形の第2保持孔部16(嵌合孔の一例)が板面を貫通して設けられている。第1保持孔部15と第2保持孔部16は切欠き部を挟んで左右に並んで配され、詳しくは、第2保持孔部16の長軸の延長線が第1保持孔部15の中心点を通るように配されている。
【0026】
下段部11の略中央には、左右に長い略長円形の電極挿通孔17が板面を貫通して設けられている。
【0027】
また、下段部11は前側左端付近に略長方形状の係留孔部18が板面を貫通して設けられるとともに、左端縁付近が係留孔部18の左右方向における中心を通る線を境として帯状に上方へ略直角に曲げられて、当接壁部19となっている。すなわち係留孔部18は、左右方向における断面がL字形となっている。
【0028】
また、係留孔部18は、
図3に示すように、下段部11における右縁部の延長線が第1保持孔部15の中心点を通るように配されている。これにより、第2保持孔部16の長軸の延長線と、係留孔部18の右縁部の延長線とは、第1保持孔部15の中心点を頂点として直角をなしている。
【0029】
連結部14は後端が左方斜め上方に向かって延出し、その先端には側面視で略V字形状のバレル部14Aが備えられている。
【0030】
ヒューズ30は、
図4に示すように、略円柱形状のヒューズ本体部31と、その右端面の中心部から延出する第1端子部32Aと、左端面の中心部から延出する第2端子部33Aと、を備える。第1端子部32Aはバスバー10のバレル部14Aがカシメ圧着され、第2端子部33Aは検知電線90に周知のスリーブ等を用いてカシメ圧着されている。これにより、バスバー10と検知電線90とはヒューズ30を介して電気的に接続されている。
【0031】
絶縁プロテクタPは絶縁性の樹脂で形成され、
図5から
図8に示すように、略直方体形状の板形状をなす台座部50と、台座部50の後端に設けられた後壁部61にヒンジを介して連続するカバー部70と、を一体的に備える。
【0032】
台座部50の上面には、バスバー10を固定するための保持軸部51,52(導体保持部の一例)と、ヒューズ30を保持するための素子保持部55が設けられている。
【0033】
保持軸部は、第1保持軸部51(第1導体保持部の一例)および第2保持軸部52(第2導体保持部の一例)により構成され、台座部50のうち前方略右半分の領域に左右に並んで設けられている。各保持軸部51,52は円柱形状の軸部が台座部50の板面から一体的に突設されるとともに、各軸部の基端は台座部50に向かって末広がりとなる4枚のテーパ片からなるテーパ部51B、52Bがそれぞれ一体に設けられている。各テーパ片は、円柱部の軸心を中心として周方向に90度ずつ間隔を空けて放射状に配され、その底辺は台座部50の板面と連続している。
【0034】
台座部50の前側略中央部からは、角柱形状の延出壁部53が前方に延出して設けられている。延出壁部53の先端部から右側には、バスバー10の係留孔部18に係留するための係留爪部54が延出して設けられている。係留爪部54は、
図6に示すように、先端が右方に延出しつつ先端が後方に延出している。その後方に延出した部分には、
図8に示すように、位置決め段差部54Aが設けられている。
【0035】
素子保持部55は、ヒューズ30を載置するためのヒューズ載置部56と、ヒューズ30を固定するためのヒューズ挟持部57(素子保持爪部の一例)と、を備える。
【0036】
ヒューズ載置部56は台座部50の略中央部分に形成され、側方視で断面円弧状の凹面となっている。ヒューズ載置部56の前後縁部は側方視で断面円弧状に盛り上げられている。
【0037】
ヒューズ挟持部57は4本の挟持爪部57Aがヒューズ載置部56を中央に囲むように前後左右に間隔を空けつつ、台座部50から突設されている。各挟持爪部57Aのうち前後に配された挟持爪部57A同士は対をなして上端を互いに対向させるように湾曲され、内面が円弧状の凹面となっている。ヒューズ載置部56よりも左側に配された2本の各挟持爪部57Aには、その左側部に板状の突き当て部57Bが設けられるとともに、ヒューズ載置部56よりも右側に配された2本の挟持爪部57Aには、その右側部に板状の突き当て部57Bが設けられている。
【0038】
台座部50の左端部には、左壁部58および中壁部59が互いの板面を平行に対向させつつ台座部50から立ち上がるように形成されている。左壁部58および中壁部59のそれぞれ前後方向略中央部には、側方視でV字形状をなす第1導通溝58Aおよび第2導通溝59Aが設けられている。両導通溝の幅と深さは、互いにほぼ同一となっている。各導通溝は底部が側方視でU字形状となっており、かつ厚み方向(左右方向)における中心線に沿って、断面半円状に盛り上がった形状となっている。また、台座部50のうち左壁部58および中壁部59に挟まれた領域には、後述する嵌合壁部78の電線ロック部78Cが嵌入係止するための電線ロック孔50Cが板面を貫通して設けられ、その前後方向外側縁部は電線ロック受け部50Dとなっている。
【0039】
台座部50の右端部には右壁部60が台座部50から立ち上がるように形成されている。また、台座部50の前縁部よりやや後方から立ち上がるように前壁部62が設けられて、左壁部58の前端部および中壁部59の前端部と延出壁部53の左壁面とを連結している。なお台座部50にはさらに、前寄りの領域に二か所、後述のカバー部70に設けられたロック部79が嵌合するためのロック受け部63が左右に並んで設けられている。また、台座部50のうち、ヒューズ挟持部57により四隅が画定される領域の左右外側の領域には、接続点検口64が板面を貫通して設けられている。
【0040】
カバー部70は、
図5における上面に、バスバー押さえ部71、72(導体押さえ部の一例)と、ヒューズ保持補助部75(素子保持補助部の一例)と、を備えている。
【0041】
バスバー押さえ部71、72は、第1バスバー押さえ部71および第2バスバー押さえ部72により構成され、カバー部70のうち後方略右半分の領域に左右に並んで設けられている。第1バスバー押さえ部71および第2バスバー押さえ部72は、カバー部70の板面に一体に突設された円筒形状をなしており、その先端部は上方に向かって内径が大きくなるテーパ周面部71A、72Aとなっている。また、両バスバー押さえ部71,72よりも後方は、カバー部70の上面よりも一段高くなったバスバー押さえ面73となっている。カバー部70の上面とバスバー押さえ面73との段差寸法は、両バスバー押さえ部71、72の高さ寸法と同じ程度とされている。すなわち、両バスバー押さえ部71、72の上縁部とバスバー押さえ面73とは面一となっている。
【0042】
ヒューズ保持補助部75は、ヒューズ30に上方から当接するためのヒューズ押さえ部76と、台座部50に設けられたヒューズ挟持部57の開き止め部77(素子保持爪部の一例)と、を備える。
【0043】
ヒューズ押さえ部76はカバー部70上面の略中央部分に突設され、側方視で断面円弧状の凹面が設けられている。
【0044】
開き止め部77は4本の開き止め片がヒューズ押さえ部76を中央に囲むように前後左右に間隔を空け、カバー部70から突設されている。各開き止め片は前後方向内側の面が、側方視で上方に向かって先細りとなるテーパ面となっている。
【0045】
カバー部70の左端部よりやや右寄りの領域には、嵌合壁部78がカバー部70の左端部と平行にカバー部70から立ち上がって形成されている。嵌合壁部78の前後方向略中央部には、側面視でV字形状の天面導通溝78Aが設けられている。天面導通溝78Aの底部は側面視でU字形状となっている。天面導通溝78Aには厚み方向(左右方向)における中心線に沿って、断面半円状の電線押さえ部78Bが盛り上がって設けられている。また、天面導通溝78Aの前後両上端部には、電線ロック受け部50Dに嵌入係止するための電線ロック部78Cが前後に突出して設けられている。
【0046】
なおカバー部70にはさらに、板面の後寄りの領域に二か所、台座部50のロック受け部63に嵌合されるロック部79が左右に並んで設けられている。
【0047】
次に、カシメ圧着により互いに接続されたバスバー10、ヒューズ30、および検知電線90を、絶縁プロテクタPに組み付ける手順を説明する。
【0048】
まず、バスバー10の下段部11に設けられた係留孔部18に絶縁プロテクタPの延出壁部53に設けられた係留爪部54を下方より挿通させてから、バスバー10を絶縁プロテクタPに対し相対的に前方に移動させて、係留爪部54の位置決め段差部54Aの後端面を係留孔部18の後縁部に突き当てる。この状態において、バスバー10の第1保持孔部15に絶縁プロテクタPの第1保持軸部51をあてがいつつ、バスバー10の第2保持孔部16に絶縁プロテクタPの第2保持軸部52が嵌るように位置を調整し、第1保持孔部15および第2保持孔部16をそれぞれ第1保持軸部51のテーパ部51Bおよび第2保持軸部52のテーパ部52Bに圧入する。
【0049】
すると、
図10に示すように、各保持孔部15,16が絶縁プロテクタPの各保持軸部51,52のテーパ部51B,52Bに対していずれかの高さ位置において緊密に嵌合する。なお
図10においては、テーパ部51B,52Bの最下部に対して緊密に嵌合している(すなわちバスバー10の下面が台座部50の板面に当接している)状態を例示している。また、
図9に示すように、バスバー10の当接壁部19と絶縁プロテクタPの延出壁部53とが、寸法誤差の累積による若干のクリアランスを隔てて対向するか、またはクリアランスがない場合には緊密に当接(ゼロ当たり)する。また、バスバー10の上段部13の右端縁部と絶縁プロテクタPの右壁部60とが、寸法誤差の累積による若干のクリアランスを隔てて対向するか、またはクリアランスがない場合には緊密に当接する。また、バスバー10の段差部12の後面と絶縁プロテクタPの前端縁部とが、寸法誤差の累積による若干のクリアランスを隔てて対向するか、またはクリアランスがない場合には緊密に当接する。
【0050】
次に、ヒューズ30を絶縁プロテクタPに設けられたヒューズ挟持部57に上方から押し込む。すると両挟持爪部57Aは互いから離間する方向に弾性変形しつつヒューズ30を受け入れ、ヒューズ30がヒューズ載置部56に載置されたところで(
図11および
図12)弾性復帰し、ヒューズ30の周面を前後から挟持する(
図13)。なおこのとき、ヒューズ30の左右端面はヒューズ挟持部57の各突き当て部57Bの内側面に対向し、ヒューズ30の両端子32A,33Aは突き当て部57Bの間で保持された状態となる(
図14)。
【0051】
そして、
図15に示すように、電線を絶縁プロテクタPに設けられた導通溝58A,59Aに載置してから、最後にカバー部70を被せ付け、各ロック部79を各ロック受け部63に差し込んで係止させるとともに、電線ロック部78Cを電線ロック孔50Cに差し込んで電線ロック受け部50Dに係止させる(
図16、
図17、および
図23)。
【0052】
すると、
図18に示すように、第1バスバー押さえ部71および第2バスバー押さえ部72が第1保持軸部51および第2保持軸部52にそれぞれ被せつけられ、その各上縁部により台座部50との間にバスバー10を押さえむ。
【0053】
また、
図20に示すように、ヒューズ押さえ部76がヒューズ本体部31に対して上方から当接し、ヒューズ載置部56がヒューズ本体部31を下方から支承するとともに、
図21および
図22に示すように、前後一対の開き止め部77が対応する一対のヒューズ挟持部57を前後から挟み込む。
【0054】
さらに、
図19および
図23に示すように、カバーの嵌合壁部78が台座部50の左壁部58および中壁部59の間に嵌り込み、電線押さえ部78Bが検知電線90の被覆部をわずかに凹ませつつ電線を押さえ込む。このようにして、バスバー10、ヒューズ30、および検知電線90は、絶縁プロテクタP内に緊密に固定される。
【0055】
上記の構成によれば、バスバー10の第1保持孔部15が内径の前後左右方向において絶縁プロテクタPの第1保持軸部51のテーパ部51Bに緊密に嵌まるため、第1保持軸部51を中心とする周方向以外の方向へのバスバー10の変位が規制される。これに加えて、バスバー10の第2保持孔部16が左右方向に長円となっているため、寸法誤差の累積分の多寡にかかわらず絶縁プロテクタPの第2保持軸部52への位置決めが容易であり、しかも前後方向においては第2保持軸部52のテーパ部52Bに緊密に嵌るため、第1保持軸部51を中心とする周方向へのバスバー10の変位が規制される。この結果、バスバー10は全方向への変位が規制されるので、バスバー10を絶縁プロテクタPに対して確実に固定することができる。
【0056】
また、バスバー10が左右縁部および段差部12の3面において絶縁プロテクタPの壁部または板面の厚み面と対向するため、いずれかにおいて寸法誤差の累積によりクリアランスがなくなって緊密に当接する可能性が増し、バスバー10を絶縁プロテクタPに対してさらに確実に固定することができる。
【0057】
これとともに、ヒューズ30がヒューズ挟持部57とヒューズ載置部56およびヒューズ押さえ部76により全周方向から押さえ込まれ、しかもヒューズ挟持部57は開き止め部77により挟み込まれて開き止めがなされているので、ヒューズ30を絶縁プロテクタPに対して確実に固定することができる。
【0058】
また、検知電線90は左壁部58、嵌合壁部78、および中壁部59の間に挟み込まれるので、絶縁プロテクタPに確実に固定することができる。
【0059】
このように、本実施形態の配線モジュール1は、バスバー10、ヒューズ30、および検知電線90が絶縁プロテクタPに確実に固定されるので、電極挿通孔17に電力素子の電極を挿通させてナットで締め付ける際にバスバー10に付与される連れ廻り力や、使用時における振動や、電線に付与される引張力などの外力から、ヒューズ30とバスバー10および検知電線90との各接続箇所を縁切りすることができ、各接続箇所における良好な接続を維持することができる。
【0060】
なお本実施形態においては絶縁プロテクタPのうちヒューズ30とバスバー10および検知電線90との各接続箇所に相当する部分に接続点検口64が設けられているため、カバーを被せ付けた状態のままで接続状態を点検することができる。
【0061】
<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、例えば次のような形態で実施することが可能である。
【0062】
(1)上記実施形態においては絶縁プロテクタPはカバー部70を備えるが、カバー部70は必ずしも必要ではない。例えば検知電線90が引っ張られてヒューズ30との接続箇所に外力が及ぶ可能性が少ない場合や、ヒューズ挟持部57の弾性変形力が小さく、開き止め部77がなくてもヒューズ30に対して十分な挟持力を維持できる場合には、
図24に示すように、カバー部70を省いた配線モジュール100としてもよい。これにより、配線モジュールの小型化を図ることができる。
【0063】
(2)上記実施形態においては、バスバー10は第1保持孔部15および第2保持孔部16を備え、絶縁プロテクタPは第1保持軸部51および第2保持軸部52を備えるものとしたが、第2保持孔部16および第2保持軸部52は必ずしも必要ではなく、例えばバスバー10の左縁部と絶縁プロテクタPの延出壁部53の間のクリアランス等が僅少となるように公差を設定することで代えてもよい。要はバスバー10を絶縁プロテクタPに対して確実に固定できればよい。
【0064】
(3)上記実施形態においては、絶縁プロテクタPはヒューズ挟持部57に対する開き止め部77を備えるものとしたが、開き止め部77は必ずしも必要ではなく、例えばヒューズ挟持部57の弾性変形力が弱く、ヒューズ30に対して十分な挟持力を維持できる場合には、開き止め部77は省いてもよい。