JP6372620B2 - 端子及び配線モジュール - Google Patents

Description

本明細書では、端子に関する技術を開示する。

電気自動車やハイブリッド車等の車両の蓄電モジュールは、電極端子を有する複数の蓄電素子を並べて配置し、隣り合う蓄電素子の電極端子間をバスバーで接続することにより、複数の蓄電素子が直列に接続されている。ここで、バスバーの取り付け作業を簡素化するために、複数のバスバーが収容された配線モジュールを複数の蓄電素子に装着することがある。

この種の配線モジュールには、各蓄電素子の電圧を検知するための電圧検知端子がバスバーに重ねられている（特許文献１参照）。この電圧検知端子は、電線の一方の端部において絶縁被覆から露出された芯線に接続されており、電線の他方の端部は蓄電モジュールの外部に引き出されてＥＣＵ（Electronic Control Unit）等に接続される。

特開２０００−３３３３４３号公報

ところで、電極端子間を接続するためのバスバーには水滴等の液体が付着することがある。例えば、車両の停車時等にバスバーの温度が低下すると、バスバーに結露が発生することがある。このようにバスバーに付着した水滴等の液体が電圧検知端子に接続された電線に至ると不具合が生じることが懸念される。

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、電線に液体が付着することによる不具合を抑制することを目的とする。

本発明の端子は、蓄電素子の電極端子に接続する接続部と、電線に接続される電線接続部と、を備え、前記接続部と前記電線接続部との間には、前記接続部に付着した液体を前記電線接続部から離間した位置に落下させるように導くガイド部が設けられている。
本構成によれば、端子に付着した液体は、ガイド部に導かれて電線接続部から離間した位置に落下するため、電線に液体が付着することによる不具合を抑制することが可能になる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記接続部は、板状の金属からなる板状部に設けられており、前記ガイド部は、前記板状部の前記電線接続部側の端部に設けられている。

前記ガイド部は、前記板状部の端縁を切り欠いた形状とされている。
このようにすれば、ガイド部を形成するための曲げ加工を行わなくてもよいため、製造工程を簡素化することができる。

前記ガイド部は、前記板状部の板面と交差する方向に延びている。
このようにすれば、板状部の平面から離間した位置に液体を導くことができる。

前記ガイド部は、戻り部を有するように曲がった形状で前記接続部と前記電線接続部とを連結している。
このようにすれば、ガイド部の構成を簡素化することができる。

前記接続部は、複数の前記電極端子の間を接続するものである。

前記端子と、前記端子を収容する絶縁プロテクタとを備えた配線モジュールであって、前記絶縁プロテクタは、前記端子の板面と対向する底板部と、前記底板部から起立して前記端子を仕切る仕切り壁とを備え、前記底板部及び仕切り壁の少なくとも一方には、前記ガイド部に導かれて落下した前記液体を外部に排出する排出孔が形成されている配線モジュールとする。
このようにすれば、液体を排出孔から外部に排出することが可能になる。

本発明によれば、電線に液体が付着することによる不具合を抑制することができる。

実施形態１の配線モジュールを示す正面図 配線モジュールの一部を拡大して示す正面図 図２のＡ−Ａ断面図 配線モジュールの一部を拡大して示す底面図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す斜視図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す側面図 実施形態２の配線モジュールの一部を拡大して示す正面図 図７のＢ−Ｂ断面図 配線モジュールの一部を拡大して示す底面図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す斜視図 実施形態３の配線モジュールの一部を拡大して示す正面図 図１１のＣ−Ｃ断面図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す斜視図 実施形態４の配線モジュールの一部を拡大して示す正面図 図１４のＤ−Ｄ断面図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す斜視図 実施形態５の配線モジュールの一部を拡大して示す正面図 図１７のＥ−Ｅ断面図 配線モジュールの一部を拡大して示す底面図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す斜視図 実施形態６の電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す斜視図 電線の端末部に接続されたバスバー端子を示す側面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１〜図１１を参照して説明する。
本実施形態の配線モジュール１０は、蓄電モジュールに装着される。蓄電モジュールは、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車等の車両に搭載され、電源として使用される。以下では、Ｘ方向を右方、Ｙ方向を前方、Ｚ方向を上方として説明する。

蓄電モジュールは、左右一列に並んだ複数の蓄電素子ＢＣ（図１８参照）を備え、複数の蓄電素子ＢＣの前面（側面）に配線モジュール１０が取り付けられる。各蓄電素子ＢＣは、蓄電要素が収容された扁平な直方体状の本体部を有し、この本体部の端部に設けられた台座部ＰＥから突出するボルト状の電極端子ＢＰを備える。図示しないナット及び電極端子ＢＰを締結部材としてナットと台座部ＰＥと間にバスバー端子２０（「端子」の一例）を挟んで締結される。複数の蓄電素子ＢＣは、異極の電極端子ＢＰが隣り合う向きで配置されることにより直列接続されている。直列接続の端部に位置する電極端子ＢＰは、図示しない電線を介して外部のインバータ等の機器に接続される。

（配線モジュール１０）
配線モジュール１０は、図１に示すように、複数のバスバー端子２０と、複数のバスバー端子２０を収容する絶縁プロテクタ４０とを備えて構成されている。

（バスバー端子２０）
バスバー端子２０は、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属で形成されており、図５，図６に示すように、板状の板状部２１と、板状部２１と一体に形成されて電線３８の端末部に接続される電線接続部３３とを備えている。

板状部２１は、隣り合う電極端子ＢＰ間を接続する略長方形状の極間接続部２２（「接続部」の一例）と、極間接続部２２と電線接続部３３との間を連結する連結部２５とを備えている。板状部２１の下端部には、左右一対の第１ガイド部２６（「ガイド部」の一例）と、被係止部２７と、凹部３０と、突片３２とが左右方向に並んで設けられている。

第１ガイド部２６は、電線接続部３３の両脇から側方側に延びており、外方側に向けて傾斜状に突出寸法が大きくなる（下端が低くなる）傾斜部２６Ａと、段差状に被係止部２７に連なる段差部２６Ｂとを備えている。被係止部２７は、第１ガイド部２６と凹部３０の間に設けられ、絶縁プロテクタ４０の離脱規制片４７に係止されることにより、前方側へのバスバー端子２０の離脱が規制される。凹部３０は、板状部２１の下端部を長方形状に切り欠いた形状である。突片３２は、左右の両端部に設けられ、一定の幅で突出している。

極間接続部２２には、電極端子ＢＰが挿通される左右一対の通し孔２３が貫通形成されている。電線接続部３３は、電線３８が載置される底板から立ち上がる一対のワイヤバレル部３５と、一対のワイヤバレル部３５に一体に連なる一対のインシュレーションバレル部３６とを有する。ワイヤバレル部３５は、電線３８の絶縁被覆３８Ｂを除去して露出させた導体部３８Ａを圧着する。インシュレーションバレル部３６は、電線３８を絶縁被覆３８Ｂの上から保持する。ワイヤバレル部３５及びインシュレーションバレル部３６は底板から前方側に延びて電線３８に巻き付くようになっており、電線３８は、極間接続部２２の平面よりも前方に離間した位置に配されている。

電線接続部３３に接続される電線３８は、図示しない外部のＥＣＵ（Engine Control Unit）に接続される。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ＢＣの電圧・電流・温度等の検知、各蓄電素子ＢＣ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。

連結部２５には、Ｚ字状に延びる第２ガイド部２８（「ガイド部」の一例）が設けられている。第２ガイド部２８は、図６に示すように、極間接続部２２の下端の中間部から下方に面一に延びるバスバー側延出部２８Ａと、電線接続部３３における電線３８が載置される底板から面一に延びる電線側延出部２８Ｂと、バスバー側延出部２８Ａと電線側延出部２８Ｂとを傾斜状に連結する傾斜連結部２８Ｃ（「戻り部」の一例）とを備えている。電線側延出部２８Ｂは、ワイヤバレル部３５に連なっている。傾斜連結部２８Ｃの極間接続部２２（バスバー側延出部２８Ａ）に対する角度及び傾斜連結部２８Ｃの長さに応じて、電線３８は、極間接続部２２の平面に対して前方に離間した位置に配される。傾斜連結部２８Ｃとバスバー側延出部２８Ａとが鋭角に連結されたエッジ部２９に至った液体Ｄは、エッジ部２９から下方に落ちる。このとき、電線接続部３３や電線３８は、極間接続部２２の平面から離間しているため、液体Ｄが電線接続部３３や電線３８にかからない。

（絶縁プロテクタ４０）
絶縁プロテクタ４０は、絶縁性の合成樹脂からなり、図１に示すように、バスバー端子２０を収容する複数の収容部４１を備えている。各収容部４１は、図２，図３に示すように、板状部２１の一方の面（蓄電素子ＢＣ側の面）が対向するように板状部２１を載置可能な底板部４２と、板状部２１を角筒状に包囲する仕切り壁４５とを備えている。底板部４２には、図４に示すように、電極端子ＢＰが通る円形状の開口部４３が左右一対形成されている。

仕切り壁４５は、図２に示すように、蓄電素子ＢＣの並び方向に沿って延びる一対の対向壁部４６Ａ，４６Ｂと、一対の対向壁部４６Ａ，４６Ｂ間を連結する一対の連結壁部４９とを備えている。対向壁部４６Ａ，４６Ｂは、バスバー端子２０の前面側（蓄電素子ＢＣとは反対側）からの離脱を規制する複数の離脱規制片４７を備えている。複数の離脱規制片４７は、仕切り壁４５における一対の対向壁部４６Ａ，４６Ｂの内面から内方に突出しており、底板部４２及び仕切り壁４５を切り欠くことにより、片持ち状に延びて撓み変形可能な形状に形成される。離脱規制片４７を撓ませて板状部２１を底板部４２の上に配置すると、離脱規制片４７が復元変形してバスバー端子２０の離脱が規制される。仕切り壁４５の外側には、底板部４２と同一平面に連なる複数の板状の延出部５０が延びている。

収容部４１は、底板部４２、対向壁部４６Ａ，４６Ｂ、及び、延出部５０を切り欠くことにより、水等の液体Ｄを排出する複数の排出孔５１Ａ，５１Ｂが形成されている。排出孔５１Ａ，５１Ｂは、直方体状の空間を形成する。外側の排出孔５１Ａは、連結壁部４９に沿うように形成されている。排出孔５１Ｂは、排出孔５１Ａよりも幅が太く、長さが短く形成されている。図２に示すように、極間接続部２２側に付着した液体Ｄは、下方の第１ガイド部２６まで伝って移動すると、第１ガイド部２６の下縁を伝って斜め下方に移動し、段差部２６Ｂの位置に至ると、下方に落ちるとともに、排出孔５１Ｂを通って外部に排出される。また、図３に示すように、極間接続部２２側に付着した液体Ｄは、下方の第２ガイド部２８まで伝って移動すると、エッジ部２９から下方に落ちる。

配線モジュール１０は、各収容部４１にバスバー端子２０を収容することで形成される（図１）。そして、複数の蓄電素子ＢＣに配線モジュール１０を装着し、ナットを電極端子ＢＰに締結することで蓄電モジュールが形成される。この蓄電モジュールが車両に搭載されると、配線モジュール１０は、電線接続部３３が下側となる向き（Ｚ方向が上方となる向き）で配置される。

本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
本実施形態によれば、バスバー端子２０の極間接続部２２に付着した液体Ｄは、ガイド部２６，２８に導かれて電線接続部３３から離間した位置に落下するため、電線に液体Ｄが付着することによる不具合を抑制することが可能になる。

また、極間接続部２２は、板状の金属からなる板状部２１に設けられており、ガイド部２６，２８は、板状部２１の下端部（電線接続部３３側の端部）に設けられている。
このようにすれば、上下方向の下端部以外にガイド部２６，２８を設ける構成と比較して効率的に液体Ｄを落下させることができる。

また、第１ガイド部２６（ガイド部）は、板状部２１の端縁を切り欠いた形状とされている。
このようにすれば、ガイド部２６を形成するための曲げ加工を行わなくてもよくなる。

また、第２ガイド部２８（ガイド部）は、傾斜連結部２８Ｃ（戻り部）を有するように曲がった形状で極間接続部２２と電線接続部３３とを連結している。
このようにすれば、簡素な構成でガイド部２８を形成することができる。

また、配線モジュール１０の絶縁プロテクタ４０は、バスバー端子２０の板面と対向する底板部４２と、底板部４２から起立してバスバー端子を仕切る仕切り壁４５とを備え、底板部４２及び仕切り壁４５の少なくとも一方には、ガイド部２６に導かれて落下した液体Ｄを外部に排出する排出孔５１Ｂが形成されている。
このようにすれば、液体Ｄを排出孔５１Ｂから外部に排出することが可能になる。

＜実施形態２＞
実施形態２を図７〜図１０を参照して説明する。
実施形態２のバスバー端子６０は、実施形態１の第１ガイド部２６を設けず、斜め下方（板状部６２の板面と交差する方向）に延びる第１ガイド部６１を設けたものである。以下では、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、バスバー端子６０における板状部６２の通し孔６７は、左右方向（電極端子ＢＰ間の接続方向）に長い長円形状をなしており、電極端子ＢＰを左右方向に所定のクリアランスを有して挿通可能とされている。板状部６２は、図１０に示すように、厚みの薄い一対の平板状の平板部６３Ａ，６３Ｂを重ねて形成され、平板部６３Ａ，６３Ｂ間は、ヒンジ部６４で接続されている。なお、平板部６３Ａ，６３Ｂを薄くするのは、一体に形成される電線接続部３３の圧着のための曲げを容易にするためである。平板部６３Ａ，６３Ｂを２枚重ねるのは、板状部６２の厚みを厚くして電気抵抗を小さくするためである。平板部６３Ｂには、一対の保持片６５が角部に設けられており、この保持片６５を曲げて平板部６３Ａに係止させることで、平板部６３Ａ，６３Ｂが重ねられた状態に保持される。

一方の平板部６３Ａ（前面側の平板部）下端縁には、第１ガイド部６１が形成されている。第１ガイド部６１は、平板部６３Ａの板面（板状部６２の板面）から斜め下方に延びている。第１ガイド部６１の平板部６３Ａの板面に対する角度及び平板部６３Ａの下端からの長さは、この第１ガイド部６１の下端から落下した液体Ｄが電線接続部３３や電線３８に接触しない角度及び長さが設定される。

第１ガイド部６１に隣接する位置には、離脱規制片４７に係止する第３ガイド部６８（「ガイド部」の一例）が突出している。第３ガイド部６８は、長方形の板状である。バスバー端子６０は、金属板材にプレス機により、打ち抜き加工を施すことで、一対の平板部６３Ａ，６３Ｂがヒンジ部６４で連結された展開形状となるとともに、このとき第１ガイド部６１が形成される。そして、ヒンジ部６４を曲げて一対の平板部６３Ａ，６３Ｂを重ね、保持片６５を曲げて平板部６３Ａに係止させることにより、バスバー端子６０が形成される。

図８に示すように、極間接続部２２側に付着した液体Ｄは、下方の第１ガイド部６１及び第３ガイド部６８の先端部まで伝って下方に落ち、電線接続部３３及び電線３８にはかからない。

実施形態２によれば、第１ガイド部６１は、板状部６２の板面と交差する方向に延びている。
このようにすれば、板状部６２の平面とは異なる平面に液体Ｄを導いて、電線３８に接触させないようにすることができる。

＜実施形態３＞
実施形態３を図１１〜図１３を参照して説明する。
実施形態３のバスバー端子７０は、第２ガイド部２８を設けず、第１ガイド部７１を設けたものである。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

板状部６２は、図１３に示すように、電線接続部３３の底板と連結部７３により連結されている。連結部７３は、板状部６２の板面に対して傾斜した方向に延びている。第１ガイド部７１は、傾斜部７１Ａと、段差部７１Ｂとを備える。第１ガイド部７１は、離脱規制片４７に係止してバスバー端子７０の離脱を規制する被係止部としても機能する。

図１１，図１２に示すように、極間接続部２２側に付着した液体Ｄは、下方の第１ガイド部７１まで伝って移動すると、第１ガイド部７１の下縁を伝って斜め下方に移動し、段差部７１Ｂの位置に至ると、下方に落ちるとともに、排出孔５１Ｂを通って外部に排出される。

＜実施形態４＞
実施形態４を図１４〜図１６を参照して説明する。
実施形態４のバスバー端子８０は、実施形態２のバスバー端子６０のＺ字状の連結部を傾斜状の連結部７３としたものである。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

＜実施形態５＞
実施形態５を図１７〜図２０を参照して説明する。
実施形態５のバスバー端子９０は、第２ガイド部２８を設けず、第３ガイド部９１（「ガイド部」の一例）を排出孔５１Ｂに進入させたものである。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

第３ガイド部９１は長方形の板状であって、図１８に示すように、板状部２１の下端から排出孔５１Ｂを通って仕切壁４６Ａの下端の位置まで延びている。この第１ガイド部９１は、液体Ｄの移動を案内するだけでなく、離脱規制片４７に係止してバスバー端子７０の離脱を規制する被係止部としても機能する。
極間接続部２２側に付着した液体Ｄは、下方の第３ガイド部９１まで伝って移動し、第３ガイド部９１の下端から下方に落ちると、排出孔５１Ｂを通って外部に排出される。

＜実施形態６＞
実施形態６を図２１，図２２を参照して説明する。
実施形態６のバスバー端子１００は、第２ガイド部２８を設け、第１ガイド部を設けないものである。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

＜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、バスバー端子２０を電極端子ＢＰとナットとで締結することとしたが、これに限られない。例えば、ナット状の電極端子に締結部材としてのボルトの軸部を通して締結してもよい。また、通し孔２３を設けず、例えば、レーザー溶接、超音波溶接、抵抗溶接等で電極端子に接続するようにしてもよい。

（２）蓄電素子ＢＣは電池としたが、これに限られず、キャパシタ等であってもよい。
（３）絶縁プロテクタ４０は、一体に形成されているものに限られない。例えば、絶縁性の合成樹脂からなる複数の連結ユニットを左右に連結して構成してもよい。

（４）配線モジュール１０の向きは、上記実施形態の向きに限られず、他の向きで配置することができる。例えば、バスバー端子の板面が水平方向を向くように配線モジュールや蓄電モジュールを配置してもよい。
（５）液体Ｄは水としたが、水以外の液体であってもよい。

（６）実施形態１の第２ガイド部２８（ガイド部）は、Ｚ字状に延びる形状としたが、これに限られない。例えば、Ｓ字状に延びる形状としてもよい。
（７）隣り合う電極端子ＢＰ間を接続するバスバー端子としたが、これに限られず、他の端子としてもよい。例えば、電極端子ＢＰに接続される電圧検知端子としてもよい。この場合、例えば、電極端子ＢＰ間を接続するバスバーが接続されていない１つの電極端子ＢＰ（例えば直列接続の端部の電極端子ＢＰ）に接続される電圧検知端子や、電極端子ＢＰ間を接続するバスバーに別体で重ねられる電圧検知端子としてもよい。

１０： 配線モジュール
２０，６０，７０，８０，９０，１００： バスバー端子
２１： 板状部
２２： 極間接続部
２３，６７： 通し孔
２５： 連結部
２６，６１，７１： 第１ガイド部（ガイド部）
２８，６８，９１： 第２ガイド部（ガイド部）
３３： 電線接続部
３８： 電線
４０： 絶縁プロテクタ
４１： 収容部
４２： 底板部
４３： 開口部
４５： 仕切り壁
５１Ａ，５１Ｂ： 排出孔
ＢＣ： 蓄電素子
ＢＰ： 電極端子
Ｄ： 液体

Claims (7)

1. 蓄電素子の電極端子に接続する接続部と、電線に接続される電線接続部と、を備え、前記接続部と前記電線接続部との間には、前記接続部に付着した液体を前記電線接続部から離間した位置に落下させるように導くガイド部が設けられている、端子。
2. 前記接続部は、板状の金属からなる板状部に設けられており、前記ガイド部は、前記板状部の前記電線接続部側の端部に設けられている請求項１に記載の端子。
3. 前記ガイド部は、前記板状部の端縁を切り欠いた形状とされている請求項２に記載の端子。
4. 前記ガイド部は、前記板状部の板面と交差する方向に延びている請求項２又は請求項３に記載の端子。
5. 前記ガイド部は、戻り部を有するように曲がった形状で前記接続部と前記電線接続部とを連結している請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の端子。
6. 前記接続部は、複数の前記電極端子の間を接続するものである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の端子。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の端子と、前記端子を収容する絶縁プロテクタとを備えた配線モジュールであって、前記絶縁プロテクタは、前記端子の板面と対向する底板部と、前記底板部から起立して前記端子を仕切る仕切り壁とを備え、前記底板部及び仕切り壁の少なくとも一方には、前記ガイド部に導かれて落下した前記液体を外部に排出する排出孔が形成されている配線モジュール。

Images