DE112011101412T5

DE112011101412T5 - Verdrahtungsglied

Info

Publication number: DE112011101412T5
Application number: DE112011101412T
Authority: DE
Inventors: Katsunori Sato; Tomohiro Ikeda; Hiroyuki Kato
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: CN102576845A; WO2011132755A1; US20120231638A1; US8777668B2; JP2011228216A; JP5702947B2; DE112011101412B4; CN102576845B

Abstract

Es wird ein Verdrahtungsglied angegeben, das eine Beeinträchtigung aufgrund einer Abweichung einer Verbindungsposition weitgehend unterdrücken kann, um einen guten Verdrahtungszustand aufrechtzuerhalten. Das Verdrahtungsglied 11 wird durch eine flexible Leiterplatte gebildet und wird mit den Anschlüssen einer Vielzahl von Batterien verbunden. Das Verdrahtungsglied 11 umfasst einen geraden Abschnitt 21, der entlang einer Anordnung von ausgerichteten Anschlüssen angeordnet ist, und eine Vielzahl von Verzweigungsabschnitten 22, die sich von dem geraden Abschnitt 21 zu den entsprechenden Anschlüssen erstrecken, um mit denselben verbunden zu werden. Die Verzweigungsabschnitte 22 weisen Biegungsteile 32 auf, die in Reaktion auf eine Verschiebung des geraden Abschnitts 21 in der Längsrichtung verformt werden können.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verdrahtungsglied, das mit einer Batterie verbunden wird, die in einem Fahrzeug wie etwa einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder ähnlichem montiert ist.
Stand der Technik
Weil sie umweltfreundlich sind, werden immer mehr Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge verwendet. In derartigen Fahrzeugen ist eine Stromversorgungsvorrichtung montiert, die durch eine Batterieanordnung mit einer Vielzahl von miteinander verbundenen Batterien gebildet wird.
Eine derartige Stromversorgungsvorrichtung kann eine Leiterplatte umfassen, die eine harte Platte ist und auf der Signalausgangsleitungen zum Ausgeben der Spannungen der Batterien nach außen geführt und mit den Batterien verbunden sind, um die Spannungen der entsprechenden Batterien zu erfassen. Die Leiterplatte und Sammelschienen für die Verdrahtung mit fixierten Anschlüssen der entsprechenden Batterien sind miteinander über Verbindungsanschlüsse verbunden (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1).
Dokumente aus dem Stand der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP-A-2001-345082

Zusammenfassung der Erfindung
Problemstellung der Erfindung
Seit einigen Jahren wird die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte (FPC) als Verdrahtungsglied zum Erfassen der Spannung einer Batterie anstatt einer harten Platte diskutiert, um das Gewicht einer Stromversorgungsvorrichtung zu reduzieren. Dabei ist das Verdrahtungsglied derart konfiguriert, dass es einen geraden Abschnitt, der sich entlang der Anordnung der Batterien erstreckt, und einen Verzweigungsabschnitt, der sich von dem geraden Abschnitt zu jeder der Sammelschienen der entsprechenden Batterien erstreckt, umfasst.
Weil die Außendimension jeder Batterie eine Dimensionstoleranz aufweist, summieren sich die Dimensionstoleranzen, wenn die Vielzahl von Batterien miteinander verbunden sind, sodass die Verbindungsposition des Verzweigungsabschnitts mit einem Anschluss der Batterie abweicht. Wenn eine flexible Leiterplatte als Verdrahtungsglied verwendet wird, wird das Verdrahtungsglied durch die Abweichung der Verbindungsposition verdreht und es wirkt eine übermäßige Kraft auf ein Verdrahtungsmuster, wodurch ein guter Verdrahtungszustand beeinträchtigt werden kann.
Die Erfindung nimmt auf die vorstehend geschilderten Umstände Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Verdrahtungsglied anzugeben, das eine Beeinträchtigung aufgrund der Abweichung der Verbindungsposition weitgehend unterdrücken und einen guten Verdrahtungszustand aufrechterhalten kann.
Problemlösung
Die Aufgabe der Erfindung kann durch die folgenden Konfigurationen gelöst werden.

(1) Ein Verdrahtungsglied, das aus einer flexiblen Leiterplatte ausgebildet wird und mit den Anschlüssen einer Vielzahl von Batterien verbunden wird, umfasst einen geraden Abschnitt, der entlang einer Anordnung der ausgerichteten Anschlüsse angeordnet ist, und eine Vielzahl von Verzweigungsabschnitten, die sich von dem geraden Abschnitt zu Verbindungspositionen mit den entsprechenden Anschlüssen erstrecken, um mit den Anschlüssen verbunden zu werden, wobei die Verzweigungsabschnitte Biegungsteile aufweisen, die in Reaktion auf eine Verschiebung des geraden Abschnitts in einer Längsrichtung desselben verformt werden können.

An dem Verdrahtungsglied sind die Biegungsteile, die in Reaktion auf eine Verschiebung des geraden Abschnitts in der Längsrichtung desselben verformt werden können, an den Verzweigungsabschnitten vorgesehen, die sich von dem geraden Abschnitt, der entlang der Anordnung von Anschlüssen der Vielzahl von ausgerichteten Batterien angeordnet ist, zu den entsprechenden Anschlüssen erstrecken, um mit den Anschlüssen verbunden zu werden. Also auch wenn sich die Dimensionstoleranzen in den Außendimensionen der Batterien summieren und deshalb die Verbindungsposition mit dem Anschluss des Verzweigungsabschnitts abweicht, kann die Abweichung durch die Verformung des Biegungsteils absorbiert werden. Dadurch kann eine Verdrehung des Verdrahtungsglieds vermieden werden, wenn die Verbindungspositionen abweichen und eine übermäßige Kraft auf das Verdrahtungsglied wirkt, und kann dementsprechend ein guter Verdrahtungszustand mit einer großen Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden.

(2) Das Verdrahtungsglied mit dem Aufbau gemäß dem oben genannten Aspekt (1) ist derart konfiguriert, dass der gerade Abschnitt einen zweiten Biegungsteil umfasst, der in Reaktion auf eine Expansion oder Kontraktion des geraden Abschnitts in der Längsrichtung desselben verformt wird.

Weil bei dem Verdrahtungsglied der gerade Abschnitt den zweiten Biegungsteil umfasst, der in Reaktion auf eine Expansion oder Kontraktion des geraden Abschnitts in der Längsrichtung desselben verformt wird, kann eine Abweichung der Verbindungspositionen für die Verbindung mit den Anschlüssen durch die Verformung des zweiten Biegungsteils auch an dem geraden Abschnitt absorbiert werden, sodass ein guter Verdrahtungszustand zuverlässig aufrechterhalten werden kann.

(3) Das Verdrahtungsglied mit dem Aufbau gemäß dem oben genannten Aspekt (2) ist derart konfiguriert, dass der zweite Biegungsteil gebildet wird, indem eine Vielzahl von Vorsprüngen, die mit einem vorbestimmten Abstand an einer an den Batterien anzubringenden Platte vorgesehen sind, in eine Vielzahl von Lochabschnitten eingesteckt werden, die sich an dem geraden Abschnitt mit einem Abstand öffnen, der größer als der Abstand der Vorsprünge ist.

Weil bei dem Verdrahtungsglied der zweite Biegungsteil ausgebildet werden kann, indem einfach die Vielzahl von Vorsprüngen, die an der Platte wie etwa einer Batterieverbindungsplatte oder ähnlichem mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen sind, in die Vielzahl von Lochabschnitten eingesteckt werden, die sich an dem geraden Abschnitt mit einem Abstand öffnen, der größer als der Abstand der Vorsprünge ist, kann das Verdrahtungsglied, das eine Abweichung der Verbindungsposition für die Verbindung mit dem Anschluss absorbieren kann, extrem kostengünstig erhalten werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterieverbindungsplatte mit einem daran verdrahteten Verdrahtungsglied gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Draufsicht auf die Batterieverbindungsplatte mit dem daran verdrahteten Verdrahtungsglied gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Verdrahtungsglieds gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Draufsicht auf das Verdrahtungsglied gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
5 ist eine Explosionsansicht eines Verzweigungsabschnitts des Verdrahtungsglieds von 4.
6(a) und 6(b) sind Explosionsansichten eines Biegungszustands an dem Verzweigungsabschnitt des Verdrahtungsglieds von 4. 6(a) zeigt einen Zustand, in dem der gerade Abschnitt in der Richtung des Pfeils A verschoben ist. Und 6(b) zeigt einen Zustand, in dem der gerade Abschnitt in der Richtung des Pfeils C verschoben ist.
7 ist eine Draufsicht auf ein Verdrahtungsglied gemäß einem Beispiel aus dem Stand der Technik.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind Verdrahtungsglieder 11 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an einer Batterieverbindungsplatte (Platte) 12 angebracht. Die Batterieverbindungsplatte 12 ist aus einem Kunstharz ausgebildet und weist eine Vielzahl von Sammelschienen-Befestigungsabschnitten 13 auf der rechten und der linken Seite auf. Sammelschienen 14, die jeweils aus einer Metallplatte ausgebildet sind, sind auf die Sammelschienen-Befestigungsabschnitte 13 gepasst. Ein Paar von Verbindungslöchern 14a ist an jeder der Sammelschienen 14 ausgebildet, und miteinander verbundene Anschlüsse einer Vielzahl von Batterien (nicht gezeigt) sind in die Verbindungslöcher 14a eingesteckt. Indem Muttern auf die Anschlüsse der Batterien geschraubt werden, werden die Anschlüsse mit den Sammelschienen 14 verbunden, um in einem leitenden Verbindungszustand mit den Sammelschienen 14 zu stehen.
Verdrahtungsglied-Befestigungsabschnitte 15 sind an der Batterieverbindungsplatte 12 entlang der Sammelschienen-Befestigungsabschnitte 13 vorgesehen, und die Verdrahtungsglieder 11 sind an den Verdrahtungsglied-Befestigungsabschnitten 15 angebracht. Jedes der Verdrahtungsglieder 11 besteht aus einer flexiblen Leiterplatte (FPC) und ist auf der Batterieverbindungsplatte 12 als eine Schaltung zum Erfassen einer Spannung jeder der Batterien vorgesehen.
Wie in 3 und 4 gezeigt, umfasst jedes der Verdrahtungsglieder 11 einen geraden Abschnitt 21, der entlang einer Anordnung der Anschlüsse der Batterien vorgesehen ist, und eine Vielzahl von Verzweigungsabschnitten 22, die sich in einer seitlichen Richtung erstrecken. In jedem der Verzweigungsabschnitte 22 des Verdrahtungsglieds 11 ist ein an dem Spitzenteil vorgesehenes Verbindungsende 22a mit jeder Sammelschiene 14 verbunden, wodurch jeder der Verzweigungsabschnitte 22 elektrisch mit dem Anschluss der Batterie über die Sammelschiene 14 verbunden ist.
Wie in 5 gezeigt, sind in jedem der Verzweigungsabschnitte 22 ausgeschnittene Teile 31a und 31b alternierend entlang der Längsrichtung in der Breitenrichtung (der rechten und linken Richtung) jeweils derart ausgebildet, dass die Verzweigungsabschnitte 22 von oben betrachtet S-förmig sind, wobei der S-förmige Teil als ein Biegungsteil 32 dient. Der Biegungsteil 32 ist ausgebildet, um in Reaktion auf eine Verschiebung (Expansion oder Kontraktion) in der Längsrichtung (Axialrichtung) des geraden Abschnitts 21 (weiter unten beschrieben) verformt zu werden.
Wenn wie in 6(a) gezeigt der gerade Abschnitt 21 in der Richtung des Pfeils A verschoben wird, wird ein Teil des ausgeschnittenen Teils 31a auf der Seite des Verbindungsendes 22a (ein Teil B in 6(a)) in einer Richtung senkrecht zu der Fläche gebogen, sodass die Abweichung an dem Biegungsteil 32 des Verzweigungsabschnitts 22 absorbiert wird. Wenn wie in 6(b) gezeigt, der gerade Abschnitt 21 in der Richtung des Pfeils C verschoben wird, wird ein Teil des ausgeschnittenen Teils 31b auf der Seite des Verbindungsendes 22a (ein Teil D in 6(b)) in einer Richtung senkrecht zu der Fläche gebogen, sodass die Abweichung an dem Biegungsteil 32 des Verzweigungsabschnitts 22 absorbiert wird.
Außerdem ist eine Vielzahl von mit einem vorbestimmten Abstand ausgebildeten Vorsprüngen 41 an dem Verdrahtungsglied-Befestigungsabschnitt 15 der Batterieverbindungsplatte 12 vorgesehen. Weiterhin ist eine Vielzahl von Lochabschnitten 42 an dem geraden Abschnitt 21 des Verdrahtungsglieds 11 ausgebildet. Die Vorsprünge 41 der Batterieverbindungsplatte 12 werden in die entsprechenden Lochabschnitte 42 eingesteckt.
Der Abstand der Lochabschnitte 42 ist breiter als der vorbestimmte Abstand der Vorsprünge 41 der Batterieverbindungsplatte 12. Wenn dabei der gerade Abschnitt 21 des Verdrahtungsglieds 11 auf dem Verdrahtungsglied-Befestigungsabschnitt 15 platziert wird und die Vorsprünge 41 in die entsprechenden Lochabschnitte 42 eingesteckt werden und in dieselben eingreifen, wird ein zweiter Biegungsteil 43, der an einem Teil zwischen den Lochabschnitten 42 in Entsprechung zu der Differenz zwischen den Abständen nach oben gebogen wird, an dem geraden Abschnitt 21 gebildet. Der zweite Biegungsteil 42 wird in Reaktion auf eine Expansion oder Kontraktion des geraden Abschnitts 21 in der Längsrichtung verformt, sodass die Expansion oder Kontraktion absorbiert werden kann.
Wenn eine Abweichung derart auftritt, dass die Distanz zwischen den Verbindungspositionen mit den Anschlüssen durch eine Summierung der Dimensionstoleranzen der Außendimensionen der Vielzahl von verbundenen Batterien vergrößert wird, wird die Biegung des zweiten Biegungsteils 43 des geraden Abschnitts 21 vermindert, sodass die Abweichung absorbiert wird. Wenn dagegen eine Abweichung derart auftritt, dass die Distanz zwischen den Verbindungspositionen mit den Anschlüssen durch die Dimensionstoleranzen verkleinert wird, wird die Biegung des zweiten Biegungsteils 43 des geraden Abschnitts 21 verstärkt, sodass die Abweichung absorbiert wird.
Wie zuvor beschrieben ist bei dem Verdrahtungsglied 11 gemäß dieser Ausführungsform der Biegungsteil 32, der in Reaktion auf eine Verschiebung des geraden Abschnitts 21 in der Längsrichtung des geraden Abschnitts 21 verformt werden kann, an jedem der Vielzahl von Verzweigungsabschnitten 22 vorgesehen, die sich zu den entsprechenden Anschlüssen erstrecken, um mit den Anschlüssen über die Sammelschienen 14 verbunden zu werden, wobei der gerade Abschnitt 21 entlang der Anordnung der Anschlüsse der Batterien vorgesehen ist. Also auch wenn sich die Dimensionstoleranzen der Außendimensionen der Vielzahl von verbundenen Batterien summieren, sodass eine Verbindungsposition des Verzweigungsabschnitts 22 mit dem Anschluss abweicht, kann die Abweichung durch eine Verformung des Biegungsteils 32 absorbiert werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass aufgrund der Abweichung der Verbindungsposition mit dem Anschluss eine übermäßige Kraft auf das Verdrahtungsglied 11 ausgeübt wird. Gemäß der Ausführungsform kann also eine Beeinträchtigung aufgrund einer Abweichung der Verbindungsposition mit dem Anschluss der Batterie weitgehend unterdrückt werden und kann dementsprechend ein guter Verdrahtungszustand mit einer großen Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden.
Und weil außerdem der zweite Biegungsteil 43, der in Reaktion auf eine Expansion oder Kontraktion des geraden Abschnitts 21 in der Längsrichtung verformt wird, an dem geraden Abschnitt 21 vorgesehen ist, kann eine Abweichung der Verbindungsposition des Anschlusses der Batterie durch eine Verformung des zweiten Biegungsteils 43 absorbiert werden und kann dementsprechend ein guter Verdrahtungszustand zuverlässig aufrechterhalten werden.
Und weil der zweite Biegungsteil 43 einfach gebildet werden kann, indem die Vielzahl von Vorsprüngen 41, die mit dem vorbestimmten Abstand an der Batterieverbindungsplatte 12 vorgesehen sind, in die entsprechende Vielzahl von Lochabschnitten 42, die sich mit einem Abstand, der breiter als der Abstand der Vorsprünge 41 ist, an dem geraden Abschnitt 21 öffnen, eingesteckt wird, kann das Verdrahtungsglied 11, das eine Abweichung der Verbindungsposition mit dem Anschluss absorbieren kann, extrem kostengünstig ausgebildet werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf ein Verdrahtungsglied 111 gemäß einem in 7 gezeigten Vergleichsbeispiel verdeutlicht. Wie in 7 gezeigt, ist das Verdrahtungsglied 111 als eine flexible Leiterplatte ausgebildet, wobei der Verzweigungsabschnitt 122 keinen Teil in Entsprechung zu dem Biegungsteil 32 der vorausgehenden Ausführungsform aufweist. Außerdem weist ein gerader Teil 121 keinen Teil in Entsprechung zu dem zweiten Biegungsteil 43 der vorausgehenden Ausführungsform auf.
Wenn sich bei dem Verdrahtungsglied 111 die Dimensionstoleranzen der Außendimensionen einer Vielzahl von verbundenen Batterien summieren, sodass die Verbindungsposition des Verzweigungsabschnitts 122 mit einer Sammelschiene 14, die mit einem Anschluss der Batterie verbunden ist, abweicht, wirkt eine Biegungskraft in einer Oberflächenrichtung derart, dass eine Verdrehung an dem Verzweigungsabschnitt 122 erzeugt wird. Insbesondere wenn eine Abweichung in einer Richtung auftritt, die den Abstand der Verbindungspositionen mit den Anschlüssen in Bezug auf den Abstand zwischen den Verzweigungsabschnitten 122 vergrößert, wird auch an dem geraden Abschnitt 121 eine Zugkraft erzeugt.
Eine Biegung der flexiblen Leiterplatte in einer deren Fläche kreuzenden Richtung kann einfach auftreten, aber eine Verformung in der Oberflächenrichtung erfolgt kaum. Wenn also eine Verdrehung auftritt oder eine Zugkraft aufgrund der Biegungskraft in der Oberflächenrichtung wie oben beschrieben wirkt, wird eine übermäßige Kraft auf ein Verdrahtungsmuster der flexiblen Leiterplatte ausgeübt, sodass es möglicherweise schwierig wird, einen guten Verdrahtungszustand aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, wobei Änderungen, Modifikationen oder ähnliches an derselben vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Außerdem können das Material, die Form und die Dimension jeder Komponente, die Anzahl der Komponenten, die Platzierungsposition jeder Komponente usw. in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beliebig gewählt werden, solange die Aufgabe der Erfindung erfüllt werden kann. Zum Beispiel wird der zweite Biegungsteil des geraden Abschnitts gebildet, indem die Vorsprünge an dem Verdrahtungsglied-Befestigungsabschnitt in die Lochabschnitte des Verdrahtungsglieds eingreifen, wobei der zweite Biegungsteil aber auch gebildet werden kann, indem ein vorbestimmter Teil des Verdrahtungsglieds durch eine vorausgehende Verarbeitung zu einer Bogenform gebogen wird.
Die vorliegende Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung ( JP-2010-099194 ) vom 22. April 2010, deren Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Auch wenn sich bei dem Verdrahtungsglied der Erfindung die Dimensionstoleranzen der Außendimensionen der Vielzahl von Batterien summieren, sodass eine an dem Verzweigungsabschnitts vorgesehene Verbindungsposition mit dem Anschluss abweicht, kann verhindert werden, dass das Verdrahtungsglied durch die Abweichung verdreht wird und eine übermäßige Kraft auf dasselbe wirkt, sodass also ein guter Verdrahtungszustand mit einer großen Zuverlässigkeit aufrechterhalten werden kann.
Bezugszeichenliste

11: Verdrahtungsglied
12: Batterieverbindungsplatte (Platte)
21: gerader Abschnitt
22: Verzweigungsabschnitt
32: Biegungsteil
41: Vorsprung
42: Lochabschnitt
43: zweiter Biegungsteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001-345082 A [0004]
JP 2010-099194 [0035]

Claims

Verdrahtungsglied, das aus einer flexiblen Leiterplatte für die Verbindung mit Anschlüssen einer Vielzahl von Batterien ausgebildet ist, wobei das Verdrahtungsglied umfasst: einen geraden Abschnitt, der entlang einer Anordnung der ausgerichteten Anschlüsse angeordnet ist, und eine Vielzahl von Verzweigungsabschnitten, die sich von dem geraden Abschnitt zu Verbindungspositionen mit den entsprechenden Anschlüssen erstrecken, um mit den Anschlüssen verbunden zu werden, wobei die Verzweigungsabschnitte Biegungsteile aufweisen, die in Reaktion auf eine Verschiebung des geraden Abschnitts in einer Längsrichtung desselben verformt werden können.
Verdrahtungsglied nach Anspruch 1, wobei der gerade Abschnitt einen zweiten Biegungsteil aufweist, der in Reaktion auf eine Expansion oder Kontraktion des geraden Abschnitts in der Längsrichtung desselben verformt wird.
Verdrahtungsglied nach Anspruch 2, wobei der zweite Biegungsteil gebildet wird, indem eine Vielzahl von Vorsprüngen, die mit einem vorbestimmten Abstand an einer an den Batterien anzubringenden Platte vorgesehen sind, in eine Vielzahl von Lochabschnitten eingesteckt werden, die sich an dem geraden Abschnitt mit einem Abstand öffnen, der größer als der Abstand der Vorsprünge ist.