JP2014191886A

JP2014191886A - 分岐配線用フラットケーブル並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体

Info

Publication number: JP2014191886A
Application number: JP2013064039A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Tanaka; 康太郎田中; Toshiyuki Horikoshi; 稔之堀越; Takumi Sato; 佐藤　　巧; Kenichi Murakami; 賢一村上; Yasuhiro Funayama; 泰弘船山
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-06

Abstract

【課題】低コスト化を図りつつ実装容易性と接続信頼性とを向上させることが可能な分岐配線用フラットケーブル並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体を提供する。
【解決手段】並列して配置された複数の配線材１１と、複数の配線材１１を被覆する絶縁体１２と、を備え、配線材１１は、導体１３と導体１３の周囲に形成された絶縁層１４とを有しており、長手方向の途中部分１５が絶縁体１２から露出されている分岐配線用フラットケーブル１０並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体である。
【選択図】図１

Description

本発明は、分岐配線用フラットケーブル並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるリチウムイオン二次電池モジュールは、内部に単電池セルを複数個配置し、隣接する単電池セルの電極端子間をバスバ等の接続部材で接続した構造となっている。

リチウムイオン二次電池は、過度に充電すると、発熱する危険性があり、また過度に放電すると、電極材の溶解による充電、放電状態の低下が発生するため、数１０ｍＶ程度の極めて高い精度の電圧制御が必要となる。

そのため、各単電池セルの電極端子間を接続する各バスバは、各電極端子間の電位を監視するための二次電池用電圧監視配線を介して制御基板へと接続されている。

従来、制御基板と複数のバスバのそれぞれとを接続して二次電池用電圧監視配線を形成するためには、バスバの数に対応する本数の分岐ハーネスを用いて分岐配線を形成する必要があり、近年の大容量化の要求に応えて単電池セルの個数を増やすと、その分バスバの数も増えるため、配線が煩雑になるという課題を抱えていた。

これに対して、並列して配置された複数のバスバを跨ぐようにフレキシブルフラットケーブルを配置し、フレキシブルフラットケーブルの複数の導体のそれぞれと複数のバスバのそれぞれとを接続した二次電池用電圧監視配線が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

フレキシブルフラットケーブルの導体とバスバとを接続する際には、導体を被覆する絶縁体をレーザ等で除去して空孔部を形成し、その空孔部から露出させた導体を抵抗溶接等によりバスバに接続している。

この二次電池用電圧監視配線によれば、分岐ハーネスを用いる必要がないため、配線を簡素にすることが可能である。

特開２０１１−２１０７１１号公報

ところで、一般的なフレキシブルフラットケーブルでは、複数の導体が絶縁体で被覆されることによって拘束されているため、導体を露出させるとその拘束が解け、導体の並列状態が崩れることになる。そうすると、隣接する導体が接触する等して電気的な短絡を生じる虞があるため、バスバに接続しようとする特定の導体のみを露出させる必要がある。

そのためには、導体を露出させる空孔の大きさや位置を高精度に制御する必要があり、導体とバスバとの接続作業が煩雑となるので、低コスト化や実装容易性の向上の観点から望ましいとは言えない。

また、フレキシブルフラットケーブルの導体は接着剤を介して絶縁体で被覆されているため、絶縁体を除去して空孔を形成する時や導体とバスバとを接続する時に導体の表面に付着した接着剤が完全に除去できないことがあり、導体とバスバとの間の接続信頼性が低下する虞もある。

そこで、本発明の目的は、低コスト化を図りつつ実装容易性と接続信頼性とを向上させることが可能な分岐配線用フラットケーブル並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体を提供することにある。

この目的を達成するために創案された本発明は、並列して配置された複数の配線材と、複数の前記配線材を被覆する絶縁体と、を備え、前記配線材は、導体と前記導体の周囲に形成された絶縁層とを有しており、長手方向の途中部分が前記絶縁体から露出されている分岐配線用フラットケーブルである。

前記導体は、平角導体であると良い。

前記絶縁層は、エナメル層であると良い。

また、本発明は、前記分岐配線用フラットケーブルの配線材の途中部分を他の導体と接続して分岐配線を形成する分岐配線方法である。

また、本発明は、前記分岐配線用フラットケーブルと、前記分岐配線用フラットケーブルの配線材の途中部分を他の導体と接続する接続部と、を備える分岐配線構造体である。

本発明によれば、低コスト化を図りつつ実装容易性と接続信頼性とを向上させることが可能な分岐配線用フラットケーブル並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体を提供することができる。

本実施の形態に係る分岐配線用フラットケーブルを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は斜視図である。図１の分岐配線用フラットケーブルの配線材を示す断面図である。本実施の形態に係る分岐配線方法及び分岐配線構造体を説明する図である。本実施の形態に係る分岐配線方法及び分岐配線構造体を説明する図である。本実施の形態に係る分岐配線構造体の具体例を示す斜視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る分岐配線用フラットケーブル１０は、並列して配置された複数の配線材１１と、複数の配線材１１を被覆する絶縁体１２と、を備え、配線材１１は、導体１３と導体１３の周囲に形成された絶縁層１４とを有しており、長手方向の途中部分１５が絶縁体１２から露出されていることを特徴とする。

配線材１１は、長手方向の途中部分１５の他にも両端部１６が絶縁体１２から露出されており、この露出された両端部１６の少なくとも一方では、一部の絶縁層１４を除去して導体１３を露出させ、その反対側に必要に応じて補強部材２１を設けて制御基板へと接続するためのコネクタ端子とする。なお、絶縁層１４の除去は、物理的な切削（研削）等によって行う。

導体１３は、例えば、丸型導体や平角導体から使用環境に応じて適宜選択して用いることができるが、二次電池モジュールの小型化が要求される近年の趨勢を鑑みると、平角導体であることが好ましい。平角導体は、断面が扁平状になっており、丸型導体に比べて厚さが薄いため、平角導体を用いることで、分岐配線用フラットケーブル１０の全体的な厚さを薄くすることができるからである。

また、絶縁層１４は、エナメル層であることが好ましい。エナメル層は、ヒュージング（熱加締め）等による十分な除去方法が確立されているため、接続時に残存して接続信頼性を低下させる可能性が極めて低いからである。

絶縁体１２は、配線材１１を上下から挟み込むようにしてラミネート被覆する一対の絶縁フィルム１７、１７からなる。つまり、配線材１１の表面側に一方の絶縁フィルム１７が配置されており、裏面側に他方の絶縁フィルム１７が配置されている。

絶縁フィルム１７は、片面側に接着層１８を有しており、この接着層１８が互いに対向するようにして貼り合わされている。

また、絶縁フィルム１７は、予め形成された空孔部１９を有しており、この空孔部１９に位置する配線材１１が絶縁フィルム１７の貼り合わせ後に露出されることになる。この場合には、露出された配線材１１の途中部分１５にはそもそも接着剤が付着していない。

従来、二次電池用電圧監視配線として用いられるフレキシブルフラットケーブルは、絶縁層１４を有していない配線材、つまり導体をラミネート被覆して形成されており、複数の配線材を同一箇所で露出させると隣接する配線材が接触する等して電気的な短絡を生じる虞があるため、接続しようとする特定の配線材のみを露出させる必要がある。

複数の配線材は、数ｍｍ程度の非常に狭いピッチで並列されているので、特定の配線材のみを露出させるためには、空孔部１９の大きさや位置を高精度に制御する必要があり、コスト的にも作業的にも大きな負担となる。

これに対して、分岐配線用フラットケーブル１０は、絶縁層１４を有している配線材１１をラミネート被覆して形成されており、複数の配線材１１のそれぞれにおいて絶縁層１４による電気的な絶縁が確保されているため、複数の配線材１１を同一箇所で露出させても電気的な短絡が生じることはない。

そのため、特定の配線材１１のみを狙って露出させる場合のように、空孔部１９の大きさや位置を高精度に制御する必要がなく、低コスト化と実装容易性の向上を図ることができる。

また、従来のように、空孔部１９の大きさや形状に制限が無いため、空孔部１９の大きさや形状を配線材１１の配置等によらず、分岐配線のレイアウトに応じて自由に設計することができる。

更に、分岐配線用フラットケーブル１０は、従来使用されるフレキシブルフラットケーブルと同様に端部に補強部材２１を貼り付けてコネクタ接続に供することができるため、従来と変わらない方法で従来と同等の性能を実現することが可能である。

次に、分岐配線用フラットケーブル１０を用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体について説明する。

図３又は図４に示すように、本実施の形態に係る分岐配線方法は、分岐配線用フラットケーブル１０の配線材１１の途中部分１５を他の導体３１（又は導体４１）と接続して分岐配線を形成することを特徴とする。

この分岐配線方法によって得られた分岐配線構造体３０（又は分岐配線構造体４０）は、分岐配線用フラットケーブル１０と、分岐配線用フラットケーブル１０の配線材１１の途中部分１５を他の導体３１（又は導体４１）と接続する接続部３２（又は接続部４２）と、を備えることを特徴とする。

ここで、導体３１は、例えば、二次電池の接続に用いられるバスバであり、導体４１は、例えば、他の電気機器に接続される分岐電線である。

また、配線材１１の途中部分１５と他の導体３１（又は導体４１）との接続部３２（又は接続部４２）は、ヒュージングツール３３を用いて接合されたヒュージング接合部からなり、接合時に配線材１１の表面の絶縁層１４は溶融・蒸発して完全に除去される。

また、配線材１１の途中部分１５は、絶縁フィルム１７、１７により被覆されないので、絶縁層１４に接着層１８が付着することがない。そのため、従来のフレキシブルフラットケーブルを用いた二次電池用電圧監視配線のように、接着剤の残滓等が原因となり、配線材１１とバスバとの間の接続信頼性が低下することは無い。

本実施の形態に係る分岐配線構造体の具体例としては、図５に示すような二次電池用電圧監視配線５０が挙げられる。

二次電池用電圧監視配線５０では、説明の都合上、一部しか描いていないが、複数の二次電池セル５１ａ〜５１ｃの正極５２と負極５３とを接続する複数のバスバ５４に、複数のバスバ５４のそれぞれに対応する配線材１１が接続部５５ａ、５５ｂ、５５ｃを介して接続されている。つまり、一つのバスバ５４ごとに一つの配線材１１が接続されている。配線材１１の一方の端部１６は、制御基板に接続されるためのコネクタ端子とする。また、図示しない他方の端部１６は、例えば終端用のコネクタ端子としたり、テープや樹脂によってシールするなどして端部を保護し、擦れなどにより導体が露出して隣接導体間で短絡するのを防ぐ。なお、二次電池セル５１ａの正極５２には、出力端用のバスバ５６が接続されている。

この二次電池用電圧監視配線５０は、複数のバスバ５４のそれぞれについて電圧を監視し、接続に異常が無いか等を監視するためのものである。

このように、本実施の形態に係る分岐配線構造体を二次電池用電圧監視配線５０に適用することで、低コスト化を図りつつ実装容易性と接続信頼性とを向上させることが可能となる。

これまで説明してきたように、本発明によれば、低コスト化を図りつつ実装容易性と接続信頼性とを向上させることが可能な分岐配線用フラットケーブル並びにこれを用いた分岐配線方法及び分岐配線構造体を提供することができる。

１０分岐配線用フラットケーブル
１１配線材
１２絶縁体
１３導体
１４絶縁層
１５途中部分
１６両端部
１７絶縁フィルム
１８接着層
１９空孔部
２１補強部材

Claims

並列して配置された複数の配線材と、
複数の前記配線材を被覆する絶縁体と、
を備え、
前記配線材は、導体と前記導体の周囲に形成された絶縁層とを有しており、長手方向の途中部分が前記絶縁体から露出されていることを特徴とする分岐配線用フラットケーブル。
前記導体は、平角導体である請求項１に記載の分岐配線用フラットケーブル。
前記絶縁層は、エナメル層である請求項１又は２に記載の分岐配線用フラットケーブル。
請求項１から３の何れか一項に記載の分岐配線用フラットケーブルの配線材の途中部分を他の導体と接続して分岐配線を形成することを特徴とする分岐配線方法。
請求項１から３の何れか一項に記載の分岐配線用フラットケーブルと、
前記分岐配線用フラットケーブルの配線材の途中部分を他の導体と接続する接続部と、を備えることを特徴とする分岐配線構造体。