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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-23
(45)【発行日】2022-05-31
(54)【発明の名称】接続モジュール
(51)【国際特許分類】
   H01M 50/507 20210101AFI20220524BHJP
   H01G 4/228 20060101ALI20220524BHJP
   H01G 2/02 20060101ALI20220524BHJP
   H01G 11/76 20130101ALI20220524BHJP
   H01M 50/505 20210101ALN20220524BHJP
   H01M 50/588 20210101ALN20220524BHJP
   H01M 50/593 20210101ALN20220524BHJP
【FI】
H01M50/507
H01G4/228 J
H01G2/02 101E
H01G11/76
H01M50/505
H01M50/588
H01M50/593
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2018241130
(22)【出願日】2018-12-25
(65)【公開番号】P2020102409
(43)【公開日】2020-07-02
【審査請求日】2021-03-30
(73)【特許権者】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001036
【氏名又は名称】特許業務法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 秀夫
(72)【発明者】
【氏名】中島 英明
【審査官】前田 寛之
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-81875(JP,A)
【文献】特開2016-24933(JP,A)
【文献】特開2014-175291(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M50/50-50/598
H01M50/20-50/298
H01G11/00-11/86
H01G4/228-4/252
H01G2/02-2/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極端子を備える複数の蓄電素子に取り付けられる接続モジュールであって、
隣り合う前記電極端子同士を接続する複数の接続部材と、
前記複数の接続部材を保持する保持部材とを備え、
前記保持部材が、前記複数の接続部材をそれぞれ保持するとともに、一列に並んで配置される複数の保持ユニットを備え、
前記保持ユニットが遮蔽壁を備えており、
一の前記保持ユニットに備えられる前記遮蔽壁が、前記一の保持ユニットに保持される一の前記接続部材において隣り合う他の前記保持ユニットと対向する対向縁のみに沿って立設されている、接続モジュール。
【請求項2】
前記一の保持ユニットが備える前記遮蔽壁が、前記一の接続部材において、両隣に配置された前記他の保持ユニットと対向する一対の前記対向縁のうち、一方のみに沿って立設されている、請求項1に記載の接続モジュール。
【請求項3】
前記保持ユニットが、前記接続部材に当接する当接壁と、前記接続部材に係合する複数の係止部とを備え、
前記複数の係止部のうち1つが前記当接壁から突出しており、他の1つが前記遮蔽壁から突出している、請求項1または2に記載の接続モジュール。
【請求項4】
前記接続部材が複数の係合凹部を有しており、
前記保持ユニットが、前記係合凹部に嵌まり込んで前記接続部材の前記保持ユニットへの組み付けを案内する複数のガイドリブを備えており、
前記複数のガイドリブのうち1つが前記遮蔽壁から突出する第1ガイドリブであり、他の1つが前記当接壁から突出する第2ガイドリブであり、
前記第1ガイドリブの前記当接壁からの高さが、前記第2ガイドリブの前記当接壁からの高さよりも高い、請求項3に記載の接続モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書によって開示される技術は、接続モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
電気自動車やハイブリット車用の蓄電装置は、複数の単電池により構成される電池パックと、この電池パックに取り付けられて複数の単電池を接続する接続モジュールとを備えている。接続モジュールは、隣接する単電池の正極と負極とを接続するバスバーと、バスバーを保持する樹脂製の筐体とを備えている。筐体は、底壁と、周壁とを備える箱型をなしている。バスバーは、筐体の内部に保持され、周壁によって四方を囲まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2013-168260号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、自動車分野においては、燃費向上やコスト低減等を目的として、搭載部品の軽量化や材料費の削減が要請されている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書によって開示される接続モジュールは、電極端子を備える複数の蓄電素子に取り付けられる接続モジュールであって、隣り合う前記電極端子同士を接続する複数の接続部材と、前記複数の接続部材を保持する保持部材とを備え、前記保持部材が、前記複数の接続部材をそれぞれ保持するとともに、一列に並んで配置される複数の保持ユニットを備え、前記保持ユニットが遮蔽壁を備えており、一の前記保持ユニットに備えられる前記遮蔽壁が、前記一の保持ユニットに保持される一の前記接続部材において隣り合う他の前記保持ユニットと対向する対向縁のみに沿って立設されている。
【0006】
上記のように、一の保持ユニットに保持された一の接続部材を他の接続部材から遮蔽するためには、遮蔽壁が、一の接続部材において隣り合う他の保持ユニットと対向する対向縁のみに沿って立設されていれば足りる。このような構成によれば、接続部材が周壁によって四方を囲まれている構成と比較して、保持部材の材料を節約することができ、それだけ軽量化が図られ、また材料費も削減することができる。
【0007】
上記の構成において、前記一の保持ユニットが備える前記遮蔽壁が、前記一の接続部材において、両隣に配置された前記他の保持ユニットと対向する一対の前記対向縁のうち、一方のみに沿って立設されていても構わない。
【0008】
このような構成によれば、一の保持ユニットに備えられる一の接続部材の一対の対向縁のうち一方は、この保持ユニットが備える遮蔽壁によって、隣の保持ユニットに保持された他の接続部材から遮蔽される。そして、他方の対向縁は、隣に配置された他の保持ユニットの遮蔽壁を利用して、隣の保持ユニットに保持された他の接続部材から遮蔽することができる。これにより、必要最低限の遮蔽壁によって接続部材を隣り合う他の接続部材から遮蔽することができる。
【0009】
上記の構成において、前記保持ユニットが、前記接続部材に当接する当接壁と、前記接続部材に係合する複数の係止部とを備え、前記複数の係止部のうち1つが前記当接壁から突出しており、他の1つが前記遮蔽壁から突出していても構わない。
【0010】
このような構成によれば、簡素な構成で接続部材を保持ユニットに保持することができる。
【0011】
上記の構成において、前記接続部材が複数の係合凹部を有しており、前記保持ユニットが、前記係合凹部に嵌まり込んで前記接続部材の前記保持ユニットへの組み付けを案内する複数のガイドリブを備えており、前記複数のガイドリブのうち1つが前記遮蔽壁から突出する第1ガイドリブであり、他の1つが前記当接壁から突出する第2ガイドリブであり、前記第1ガイドリブの前記当接壁からの高さが、前記第2ガイドリブの前記当接壁からの高さよりも高くても構わない。
【0012】
このような構成によれば、まず第1ガイドリブと遮蔽壁とによって接続部材を位置決めしつつ案内し、次に第2ガイドリブによって接続部材の回動を抑止しつつ案内することで、接続部材を円滑に保持ユニットに組み付けることができる。
【発明の効果】
【0013】
本明細書によって開示される接続モジュールによれば、保持部材の軽量化および材料費の削減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】実施形態の接続モジュールの斜視図
図2】実施形態の接続モジュールの平面図
図3図2のA-A線断面図
図4】実施形態の接続モジュールの正面図
図5図4のB-B線断面図
図6】実施形態のバスバーの斜視図
図7】実施形態のバスバーの平面図
図8】実施形態の保持部材の斜視図
図9】実施形態の保持部材の平面図
図10図9のC-C線断面図
図11】実施形態において、保持部材にバスバーを組み付ける途中の様子を示す斜視図
図12】実施形態において、保持部材にバスバーを組み付ける途中の様子を、図2のA-A線断面図と同位置で切断して示す断面図
図13】変形例の接続モジュールの平面図
図14図13のD-D線断面図
【発明を実施するための形態】
【0015】
<実施形態>
実施形態を、図1図12を参照しつつ説明する。本実施形態の接続モジュール1は、電気自動車やハイブリット自動車等の車両の駆動源として使用される蓄電素子群に組み付けられて、複数の蓄電素子を直列に接続する。この接続モジュール1は、図1に示すように、複数のバスバー10(接続部材に該当)と、これら複数のバスバー10を保持する保持部材20とを備えている。
【0016】
[バスバー10]
複数のバスバー10のそれぞれは、金属製であって、図6および図7に示すように、隣り合う蓄電素子の正極端子と負極端子とを接続する電極接続部11と、この電極接続部11から連なる係止突部14とを備えている。
【0017】
電極接続部11は、全体として長方形の板状の部分であって、図7に示すように、一対の短辺11SA、11SB(対向縁に該当)と、一対の短辺11SA、11SBに対して垂直な一対の長辺11LA、11LBとを有している。また、電極接続部11は、正極端子および負極端子を挿通可能な2つの電極挿通孔12と、保持部材20との係合のための2つの係合凹部13A、13Bとを有している。2つの係合凹部13A、13Bのうち一方は、短辺11SAから凹む第1係合凹部13Aであり、他方は、短辺11SBから凹む第2係合凹部13Bである。
【0018】
係止突部14は、長辺11LAから電極接続部11と同一平面内に延びる矩形の板片状の部分である。
【0019】
[保持部材20]
保持部材20は、合成樹脂製であって、図9に示すように、複数の保持ユニット21A、21Bと、隣り合う保持ユニット21A、21B同士を連結する連結部29とを備えている。複数の保持ユニット21A、21Bは、一列に並んでいる。複数の保持ユニット21A、21Bのうち、一端(図9の右端)に配置された1つは、第2保持ユニット21Bであり、残りは、第1保持ユニット21Aである。
【0020】
複数の第1保持ユニット21Aのそれぞれは、図9に示すように、当接壁22と、遮蔽壁23と、2つのガイドリブ(第1ガイドリブ24Aおよび第2ガイドリブ24B)と、係止片26(係止部に該当)と、係止突起27(係止部に該当)とを備えている。
【0021】
当接壁22は、バスバー10を支持する板状の部分であって、図4および図9に示すように、両隣の保持ユニット21A、21Bにそれぞれ隣り合う2つの端縁22EA、22EBを有している。当接壁22の一面(図4の上面)は、バスバー10に当接する当接面22FAである。この当接壁22は、図3に示すように、バスバー10に対し、電極挿通孔12の配置位置を避けて当接するようになっている。
【0022】
遮蔽壁23は、図4図8および図9に示すように、当接壁22に対して垂直に延びる壁であって、当接壁22の一方の端縁22EAに接続している。この遮蔽壁23は、図2に示すように、この第1保持ユニット21Aに組み付けられたバスバー10の短辺11SAに沿って配され、短辺11SAを全長にわたって覆っている。この遮蔽壁23により、バスバー10が隣(図2図4の左隣)の第1保持ユニット21Aに保持されたバスバー10から遮蔽されている。各第1保持ユニット21Aが備える遮蔽壁23は、バスバー10の一方の短辺11SAに沿って配された1つのみとなっている。
【0023】
第1ガイドリブ24Aは、図4図8および図9に示すように、遮蔽壁23から垂直に突出し、当接壁22に対して垂直方向に延びるすじ状の壁であって、一端が当接面22FAに接続している。第2ガイドリブ24Bは、図8に示すように、当接壁22の当接面22FAから垂直に延びる帯状の部分である。第1ガイドリブ24Aおよび第2ガイドリブ24Bは、図2に示すように、バスバー10の2つの係合凹部13A、13Bのそれぞれに嵌まり込むことで、バスバー10の第1保持ユニット21Aへの組み付けを案内する。図5に示すように、第1ガイドリブ24Aの当接壁22からの高さH1(当接壁22から、第1ガイドリブ24Aにおいて当接壁22とは反対側の端縁までの距離)は、第2ガイドリブ24Bの当接壁22からの高さH2(当接壁22から、第2ガイドリブ24Bにおいて当接壁22とは反対側の端縁までの距離)よりも大きくなっている。
【0024】
図10に示すように、当接壁22は、係止片挿通孔25を有しており、係止片26は、当接壁22において当接面22FAとは反対側の他面22FB(図10の下面)から延び、U字状に折り返されて係止片挿通孔25から突出する板バネ状の撓み片26Aと、撓み片26Aの延出端から突出し、バスバー10に係合する係止爪26Bとを備えている。
【0025】
係止突起27は、図8および図9に示すように、遮蔽壁23から突出してバスバー10に係合する突起である。
【0026】
第2保持ユニット21Bは、端部遮蔽壁28を有する点で第1保持ユニット21Aと異なる。端部遮蔽壁28は、図4図8および図9に示すように、当接壁22に対して垂直に延びる壁であって、当接壁22の他方の端縁22EBに接続している。端部遮蔽壁28は、図2に示すように、この第2保持ユニット21Bに保持されたバスバー10の他方の短辺11SBに沿って配されており、短辺11SBを全長にわたって覆っている。その他の構成は第1保持ユニット21Aと同様であるので、同等の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0027】
連結部29は、図4に示すように、第1保持ユニット21Aの遮蔽壁23から延び、隣り合う他の保持ユニット21A、21Bの当接壁22の他面22FBに接続するU字の板ばね状の部分である。連結部29は、U字の縦棒部分が互いに近接-離間するように変形を許容されている。一の第1保持ユニット21Aと、これに隣り合う他の第1保持ユニット21Aまたは第2保持ユニット21Bとの間には隙間があり、連結部29の変形によって、隣り合う第1保持ユニット21A同士、または第1保持ユニット21Aと第2保持ユニット21Bとが互いに近接-離間する方向に変位することが許容されている。これにより、接続モジュール1を蓄電素子群に組み付ける際に、各蓄電素子の製造上の寸法誤差や、複数の蓄電素子の組み付け誤差等に起因して生じる寸法公差に合わせて、隣り合う保持ユニット21A、21Bの間隔を調整することができる。
【0028】
[バスバー10の保持部材20への組み付け]
上記のバスバー10を保持部材20に組み付けて接続モジュール1を製造する手順の一例を、以下に説明する。
【0029】
各バスバー10を各第1保持ユニット21Aに組み付ける。バスバー10を当接壁22に対して平行な姿勢で保持し、短辺11SAを遮蔽壁23に沿わせるようにしつつ、第1ガイドリブ24Aを第1係合凹部13Aに進入させて、バスバー10を位置決めする。このように、まず、遮蔽壁23と第1ガイドリブ24Aによって、バスバー10の端縁11SAを位置決めすることで、バスバー10の組み付け作業を容易に行うことができる。
【0030】
次に、第1ガイドリブ24Aによって案内させつつ、バスバー10を当接壁22に向かって押し込んでいくと、第2ガイドリブ24Bが第2係合凹部13Bに進入する。この状態では、第1係合凹部13Aに第1ガイドリブ24Aが、第2係合凹部13Bに第2ガイドリブ24Bが嵌まり込んでいることで、バスバー10が遮蔽壁23に対して回動することが抑止され、バスバー10を正しい姿勢に保持することができる。
【0031】
さらに、第1ガイドリブ24Aおよび第2ガイドリブ24Bによって案内させつつ、バスバー10を押し込んでいくと、図12に示すように、バスバー10の係止突部14が係止爪26Bに当接する。さらにバスバー10を押し込むと、係止突部14が係止爪26Bを押圧することで撓み片26Aが撓まされる。このとき、撓み片26AがU字の板バネ状となっていることで撓みやすくなっているので、組み付け作業が容易となる。
【0032】
さらにバスバー10を押し込んでいくと、図5に示すように、バスバー10が係止突起27を乗り越えて当接壁22に当接し、係止突起27が電極接続部11に係合することによってバスバー10が抜け止めされる。また、図3に示すように、係止片26が弾性復帰して、係止爪26Bが係止突部14に係合することでバスバー10が抜け止めされる。これにより、バスバー10が第1保持ユニット21Aに抜け止め状態で保持される。
【0033】
第2保持ユニット21Bにも同様にしてバスバー10を組み付けて、接続モジュール1が完成する。
【0034】
一の保持ユニット(例えば、図2の真ん中の第1保持ユニット21A)に保持されたバスバー10は、短辺11SA側を、この第1保持ユニット21Aが備える遮蔽壁23によって、隣(図2の左隣)の第1保持ユニット21Aに保持された他のバスバー10から遮蔽されている。また、短辺11SB側を、隣(図2の右隣)の第2保持ユニット21Bが備える遮蔽壁23によって、第2保持ユニット21Bに保持された他のバスバー10から遮蔽されている。長辺11LA、11LB側は、隣接する他のバスバー10が存在していないため、遮蔽されていない。このような構成によれば、必要最低限の遮蔽壁23によってバスバー10を隣り合う他のバスバー10から遮蔽することができる。
【0035】
[まとめ]
以上のように本実施形態によれば、接続モジュール1は、隣り合う蓄電素子の電極端子同士を接続する複数のバスバー10と、複数のバスバー10を保持する保持部材20とを備える。保持部材20が、複数のバスバー10をそれぞれ保持するとともに、一列に並んで配置される複数の保持ユニット21A、21Bを備え、保持ユニット21A、21Bが遮蔽壁23を備えている。一の第1保持ユニット21Aに備えられる遮蔽壁23が、この第1保持ユニット21Aに保持されるバスバー10において隣り合う他の第1保持ユニット21Aと対向する短辺11SAのみに沿って立設されている。
【0036】
上記のように、一の第1保持ユニット21Aに保持されたバスバー10を他のバスバー10から遮蔽するためには、遮蔽壁23が、バスバー10において隣り合う他の第1保持ユニット21Aまたは第2保持ユニット21Bと対向する短辺11SA、11SBのみを遮蔽していれば足りる。このような構成によれば、バスバーが周壁によって四方を囲まれている構成と比較して、保持部材20の材料を節約することができ、それだけ軽量化が図られ、また材料費も削減することができる。
【0037】
また、一の第1保持ユニット21Aに備えられるバスバー10の一対の短辺11SA、11SBのうち一方の短辺11SAは、この第1保持ユニット21Aが備える遮蔽壁23によって遮蔽される。そして、他方の短辺11SBは、隣に配置された他の第1保持ユニット21Aまたは第2保持ユニット21Bの遮蔽壁23を利用して遮蔽することができる。これにより、必要最低限の遮蔽壁23によってバスバー10を隣り合う他のバスバー10から遮蔽することができる。
【0038】
また、保持ユニット21A、21Bが、バスバー10に当接する当接壁22と、バスバー10に係合する係止片26および係止突起27を備え、係止片26が当接壁22から突出しており、係止突起27が遮蔽壁23から突出している。
【0039】
このような構成によれば、簡素な構成でバスバー10を保持ユニット21A、21Bに保持することができる。
【0040】
また、バスバー10が複数の係合凹部13A、13Bを有しており、保持ユニット21A、21Bが、係合凹部13A、13Bに嵌まり込んでバスバー10の保持ユニット21A、21Bへの組み付けを案内する複数のガイドリブ24A、24Bを備えており、複数のガイドリブ24A、24Bのうち1つが、遮蔽壁23から突出する第1ガイドリブ24Aであり、他の1つが、当接壁22から突出する第2ガイドリブ24Bであり、第1ガイドリブ24Aの当接壁22からの高さH1が、第2ガイドリブ24Bの当接壁22からの高さH2よりも高い。
【0041】
このような構成によれば、まず第1ガイドリブ24Aと遮蔽壁23とによってバスバー10を位置決めしつつ案内し、次に第2ガイドリブ24Bによってバスバー10の回動を抑止しつつ案内することで、バスバー10を円滑に保持ユニット21A、21Bに組み付けることができる。
【0042】
<変形例>
変形例を、図13および図14を参照しつつ説明する。本変形例の接続モジュール30は、保持部材31に備えられる係止片34(係止部に該当)の形状が上記実施形態と異なる。
【0043】
変形例の保持部材31は、実施形態と同様に、複数の第1保持ユニット32A(保持ユニットに該当)および第2保持ユニット32B(保持ユニットに該当)を備えている。第1保持ユニット32Aは、実施形態1と同様に、当接壁33と、この当接壁33から延びる係止片34(係止部に該当)を備えている。当接壁33は、係止片挿通孔25を有しないこと等の細部を除き、実施形態と同様の構成を有している。係止片34は、当接壁33においてバスバー10と当接する当接面33FAから延びる板ばね状の撓み片34Aと、撓み片34Aの延出端から突出し、バスバー10に係止する係止爪34Bとを備えている。
第2保持ユニット32Bについても同様である。
【0044】
本変形例においても、バスバー10を当接壁33に向かって押し込んでいくと、係止突部14が係止爪34Bを押圧することで撓み片34Aが撓まされる。さらにバスバー10を押し込んでいくと、バスバー10が係止突起27を乗り越えて当接壁22に当接し、図14に示すように、係止片34が弾性復帰して、係止爪34Bが係止突部14に係合することでバスバー10が抜け止めされる。
【0045】
その他の構成は、上記実施形態と同様であるので、同等の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0046】
<他の実施形態>
本明細書によって開示される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、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)接続部材の数は、蓄電素子の数に応じて任意に設定することができる。また、保持ユニットの数も、接続部材の数に応じて任意に設定することができる。
【0047】
(2)上記実施形態では、第1保持ユニット21Aが備える遮蔽壁23が、バスバー10の一方の短辺11SAのみに沿って立設されていたが、第1保持ユニットが備える遮蔽壁が、接続部材の一対の対向縁の双方に沿って立設されていても構わない。
【符号の説明】
【0048】
1、30…接続モジュール
10…バスバー(接続部材)
11SA、11SB…短辺(対向縁)
13A…第1係合凹部(係合凹部)
13B…第2係合凹部(係合凹部)
20…保持部材
21A、32A…第1保持ユニット(保持ユニット)
21B、32B…第2保持ユニット(保持ユニット)
23…遮蔽壁
22、33…当接壁
24A…第1ガイドリブ(ガイドリブ)
24B…第2ガイドリブ(ガイドリブ)
25、34…係止片(係止部)
27…係止突起(係止部)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14