JP5704406B2 - コネクタ及びワイヤーハーネス - Google Patents

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Description

本発明は、コネクタ及びワイヤーハーネスに関する。
電気自動車やハイブリッド車用の電池モジュールとして、特許文献１に記載のものが知られている。この電池モジュールは、正極及び負極の電極端子を有する単電池が複数個並んで配列されており、隣り合う単電池の電極端子間が接続部材で接続されることにより複数の単電池が直列や並列に接続される。
電極端子には検知端子が接続されている。この接続端子には電線が接続されてワイヤーハーネスを構成している。この電線は、電池モジュールに形成された溝部内に配索されて、電池モジュールの外部に配された電池ＥＣＵに接続される。この電池ＥＣＵにて単電池の電圧が検知されるようになっている。
上記の電線は単電池の電圧を検知するためのものなので、比較的に小さな電流が流れるようになっている。しかし、電線は単電池の電極端子に接続されているので、複数の電線同士が短絡すると、単電池同士が短絡してしまうことになってしまう。そこで、特許文献１に係る技術においては、ヒューズが検知端子にはんだ付けされている。これにより、電線同士が短絡した場合にはヒューズが溶断して、単電池同士が短絡することを抑制するようになっている。
特開２００１−１１０３９６号公報
上記の構成に係る検知端子は、電極端子に対して、ボルト締めにより固定される。このため、検知端子の個数が増大すると、電極端子に対して、検知端子、ヒューズ、及び電線を組み付ける作業の効率が低下するという問題があった。
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、電極端子と、ヒューズ及び電線との接続作業を効率的に行うことのできるコネクタ、及びワイヤーハーネスを提供することを目的とする。
本発明は、コネクタであって、正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う前記電極端子間を接続する本体部を有すると共に前記本体部から延びる第１端子を有する接続部材と、前記第１端子が収容された電池側コネクタハウジングと、前記電池側コネクタハウジングと嵌合すると共に電線の端部に接続された電線側コネクタハウジングと、前記電池側コネクタハウジングに配されて前記第１端子と前記電線とを電気的に接続するヒューズと、を備える。
また、本発明は、ワイヤーハーネスであって、正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う前記電極端子間を接続する本体部を有すると共に前記本体部から延びる第１端子を有する接続部材と、前記第１端子が収容された電池側コネクタハウジングと、前記電池側コネクタハウジングと嵌合する電線側コネクタハウジングと、前記電線側コネクタハウジングから導出される電線と、前記電池側コネクタハウジングに配されて前記第１端子と前記電線とを電気的に接続するヒューズと、を備える。
本発明によれば、電池側コネクタハウジングと電線側コネクタハウジングとを嵌合させることにより、電極端子、接続部材、第１端子、ヒューズ、及び電線を、容易に接続することができる。これにより、接続部材と、ヒューズ及び電線との接続作業の効率を向上させることができる。
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記電池側コネクタハウジングには前記ヒューズが着脱可能に装着されるヒューズ装着部が形成されており、前記ヒューズは前記第１端子と接続されるようになっており、前記電池側コネクタハウジングには、更に、前記ヒューズと前記電線とを電気的に接続する金属製の中継部材が配されていることが好ましい。
上記の態様によれば、溶断したヒューズをヒューズ装着部から取り外し、新品のヒューズをヒューズ装着部に取り付けることにより、容易にヒューズを交換することができる。
前記電池側コネクタハウジングには、前記電線側コネクタハウジングが嵌合される嵌合筒部が開口されると共に、前記ヒューズ装着部が開口されており、前記嵌合筒部と、前記ヒューズ装着部とが同じ方向に開口されていることが好ましい。
上記の態様によれば、電池側コネクタハウジングに対して、電線側コネクタハウジングと、ヒューズとを、同じ方向から装着及び離脱させることができる。これにより、嵌合筒部の開口方向とヒューズ装着部の開口方向が異なる場合に比べて、電線側コネクタハウジング及びヒューズの組み付け作業の効率を向上させることができる。
前記接続部材には係止部が形成されており、前記電池側コネクタハウジングには前記係止部を係合する係止受け部が形成されていることが好ましい。
上記の態様によれば、係止部と係止受け部とが係合するという簡易な手法によって、接続部材に電池側ハウジングを取り付けることができる。
本発明によれば、電極端子と、ヒューズ及び電線との接続作業を効率的に行うことができる。
図１は本発明の一実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。 図２は電池モジュールを示す平面図である。 図３は接続部材を示す平面図である。 図４は接続部材を示す斜視図である。 図５は中継部材を示す斜視図である。 図６は電池側コネクタハウジングと、接続部材と、中継部材とを示す側面図である。 図７は接続部材と、中継部材と、電池側コネクタハウジングと、ヒューズと、を示す分解斜視図である。 図８は電池側コネクタハウジングを示す底面図である。 図９は電池側コネクタハウジングを示す平面図である。 図１０は電線側コネクタハウジングと電池側コネクタハウジングと、を示す斜視図である。
＜実施形態＞
本発明に係るコネクタ２０及びワイヤーハーネス２１を電池モジュール１０に適用した一実施形態を、図１ないし図１０を参照しつつ説明する。この電池モジュール１０は、複数の単電池１１を並べて構成された単電池群１３にワイヤーハーネス２１を取り付けて構成される。この電池モジュール１０は、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車等の駆動源として使用される。以下では、上下方向については、図１を基準とし、前後方向については、図２の下方を前方、上方を後方として説明する。また、図２における右方を右方とし、左方を左方とする。
（電池モジュール１０）
電池モジュール１０は、図１に示すように、横並びに配列された複数個の単電池１１からなる単電池群１３と、単電池群１３の上面に配されたワイヤーハーネス２１とを備えて構成されている。
各単電池１１の内部には、図示しない発電要素が収容されている。単電池１１の上面には、垂直に突出する一対の電極端子１２Ａ，１２Ｂが設けられている。電極端子１２Ａ，１２Ｂ（正極を１２Ａ，負極を１２Ｂとして図示）は、ボルトであって、単電池１１の前部及び後部に設けられており、外周にネジ溝を有する。
各単電池１１の極性（正負）の向きは、互いに隣り合う単電池１１が逆向きになるように配置されており、これにより、互いに異極の電極端子１２Ａ，１２Ｂが隣り合うように構成されている。これら複数の単電池１１は図示しない保持板によって固定されている。このように構成された単電池群１３は電極端子１２Ａ，１２Ｂが前後２列に並んでおり、接続部材１５を組み付けることにより、複数の単電池１１が直列に接続される。
（接続部材１５）
接続部材１５は金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。接続部材１５は、銅、銅合金、アルミニウム等の金属板材からなり、図３に示すように、隣り合う電極端子１２Ａ，１２Ｂ間を接続する、左右方向に細長い本体部１６を備える。本体部１６には、左右一対の挿通孔１７，１７が貫通形成されている。挿通孔１７，１７は、円形状をなしている。
接続部材１５には、本体部１６から前後方向に延出された第１端子２２及び係止部２３が、左右方向に間隔を空けて並んで形成されている。
第１端子２２は、本体部１６のうち、一対の挿通孔１７，１７の間の位置に形成されている。図４に示すように、第１端子２２は、前後方向に突出すると共に、側縁から上方に曲げ加工されてなる。第１端子２２の上端部には、二股に分割された一対の挟持部２４Ａ，２４Ａが形成されている。この挟持部２４Ａ，２４Ａに挟まれることにより、第１端子２２とヒューズ２５とが電気的に接続されるようになっている。
図３及び図４に示すように、係止部２３は、挿通孔１７の近傍の位置から前後方向に突出すると共に、側縁から上方に曲げ加工されてなる。
（中継部材２６）
図５に示すように、中継部材２６は金属板材を所定の形状にプレス加工してなる。中継部材２６は、銅、銅合金、アルミニウム等の金属板材からなる。中継部材２６は、上方に延びると共に一対の挟持部２４Ｂ，２４Ｂを有するヒューズ用端子２７と、このヒューズ用端子２７の下端部に連なって形成されると共に上方に延びる中継端子２８と、を備える。中継端子２８は細長い棒状に形成されている。
（電池側コネクタハウジング２９）
図６に示すように、接続部材１５の第１端子２２、及び中継部材２６は、合成樹脂製の電池側コネクタハウジング２９の内部に収容されている。図７に示すように、電池側コネクタハウジング２９は略直方体形状をなしている。電池側コネクタハウジング２９の下端部には、左右方向に突出する係止受け部３０が形成されている。この係止受け部３０の下面には係止部２３が挿入される係止孔３１が上下方向に穿孔されている。係止部２３が係止孔３１の内部に圧入されることにより、接続部材１５と、電池側コネクタコネクタハウジング２９とが固定されている。
図８に示すように、電池側コネクタハウジング２９の下面には、第１端子２２が挿入される第１端子挿入孔３２と、中継部材２６のヒューズ用端子２７が挿入されるヒューズ用端子挿入孔３３と、が上下方向に穿孔されている。
図９に示すように、電池側コネクタハウジング２９の上面には、ヒューズ２５が着脱可能に装着されるヒューズ装着部３４が、上方に開口して形成されている。ヒューズ装着部３４は、第１端子挿入孔３２、及びヒューズ用端子挿入孔３３と連通している。図６に示すように、ヒューズ装着部３４の内部には、第１端子２２、及びヒューズ用端子２７が配されている。
また、図９に示すように、電池側コネクタハウジング２９の上面には、ヒューズ装着部３４と前後方向に並んで、上方に開口する嵌合筒部３５が形成されている。この嵌合筒部３５の内部には、後述する電線側コネクタハウジング３６が嵌合されるようになっている（図１０参照）。嵌合筒部３５の内部には、中継部材２６の中継端子２８が上方に立ち上がった姿勢で配されている。
（電線側コネクタハウジング３６）
図１０に示すように、電線側コネクタハウジング３６は合成樹脂からなり、ブロック状をなしている。電線側コネクタハウジング３６の上面からは１つの電線３７が導出されている。電線３７の端部には第２端子（図示せず）が接続されている。第２端子は、公知の雌型端子とされる。この第２端子は電線側コネクタハウジング３６の内部に収容されている。電線側コネクタハウジング３６が電池側コネクタハウジング２９の嵌合筒部３５内に嵌入されると、第２端子と、中継端子２８とが電気的に接続されるようになっている。
電線側コネクタハウジング３６から導出された電線３７は、図示しない電池ＥＣＵに接続される。この電池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、単電池１１の電圧・電流・温度等の検知、各単電池１１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。
ワイヤーハーネス２１は、上記した接続部材１５と、電池側コネクタハウジング２９と、電線側コネクタハウジング３６と、電線３７と、ヒューズ２５と、を備える。また、コネクタ２０は、接続部材１５と、電池側コネクタハウジング２９と、電線側コネクタハウジング３６と、ヒューズ２５と、を備える。
（本実施形態の組み立て工程）
続いて、本実施形態に係る電池モジュール１０の組み立て工程の一例について説明する。電池モジュール１０の組み立て工程は以下の記載に限定されない。
まず、電線３７の端末に、第２端子を圧着等の公知の手法により接続する。この第２端子を電線側コネクタハウジング３６に収容する。
電池側コネクタハウジング２９の第１端子挿入孔３２に第１端子２２を挿入する。また、電池側コネクタハウジング２９のヒューズ用端子挿入孔３３にヒューズ用端子２７を挿入する。次いで、ヒューズ装着部３４内にヒューズ２５を装着する。
次いで、電池側コネクタハウジング２９を単電池群１３に取り付ける。まず、複数の単電池１１を、隣り合う単電池１１の、隣り合う電極端子１２Ａ，１２Ｂが異なった極性となるように並べて、単電池群１３を作成する。次いで、接続部材１５の挿通孔１７，１７内に電極端子１２Ａ，１２Ｂを挿通させる。続いて、電極端子１２Ａ，１２Ｂに図示しないナットを螺合させて、接続部材１５を電極端子１２Ａ，１２Ｂに固定する。
その後、電池側コネクタハウジング２９の嵌合筒部３５内に、電線側コネクタハウジング３６を嵌合させる。すると、電極端子１２Ａ，１２Ｂ、接続部材１５、第１端子２２、ヒューズ２５、ヒューズ用端子２７、中継部材２６、中継端子２８、第２端子、及び電線３７が電気的に接続される。これにより、電池モジュール１０が完成する。
（本実施形態の作用、効果）
続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態においては、電池側コネクタハウジング２９には、隣り合う電極端子１２Ａ，１２Ｂ同士を接続する接続部材１５の第１端子２２が収容されている。また、電池側コネクタハウジング２９には、第１端子２２と接続されるヒューズ２５が配されている。
電池側コネクタハウジング２９の嵌合筒部３５には、電線３７の端部に接続された電線側コネクタハウジング３６が嵌合される。電池側コネクタハウジング２９と電線側コネクタハウジング３６が嵌合すると、電極端子１２Ａ，１２Ｂ、接続部材１５、第１端子２２、ヒューズ２５、及び電線３７を、容易に接続することができる。このように、電池側コネクタハウジング２９と電線側コネクタハウジング３６とをコネクタ接続するという簡易な手法により、接続部材１５と、ヒューズ２５及び電線３７とを電気的に接続することができるので、接続作業の効率を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、電池側コネクタハウジング２９にはヒューズ２５が着脱可能に装着されるヒューズ装着部３４が形成されており、ヒューズ２５は第１端子２２と接続されるようになっており、電池側コネクタハウジング２９には、更に、ヒューズ２５と電線３７とを電気的に接続する金属製の中継部材２６が配されている。これにより、溶断したヒューズ２５をヒューズ装着部３４から取り外し、新品のヒューズ２５をヒューズ装着部３４に取り付けることにより、容易にヒューズ２５を交換することができる。
また、本実施形態によれば、電池側コネクタハウジング２９には、電線側コネクタハウジング３６が嵌合される嵌合筒部３５が開口されると共に、ヒューズ装着部３４が開口されており、嵌合筒部３５と、ヒューズ装着部３４とが同じ方向に開口されている。これにより、電池側コネクタハウジング２９に対して、電線側コネクタハウジング３６と、ヒューズ２５とを、同じ方向（本実施形態では上方）から装着及び離脱させることができる。これにより、嵌合筒部３５の開口方向とヒューズ装着部３４の開口方向が異なる場合に比べて、電線側コネクタハウジング３６及びヒューズ２５の組み付け作業の効率を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、接続部材１５には係止部２３が形成されており、電池側コネクタハウジング２９には係止部２３を係合する係止受け部３０が形成されている。これにより、係止部２３と係止受け部３０とを係合させるという簡易な手法によって、接続部材１５に電池側ハウジングを取り付けることができる。
＜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）本実施形態においては、ヒューズ２５は、第１端子２２と、中継部材２６のヒューズ用端子２７とに着脱可能に接続される構成としたが、これに限られず、ヒューズ２５は、第１端子２２とヒューズ用端子２７とに、ロウ付け、半田付け、溶接等の公知の手法により固定されてもよい。この場合、ヒューズ装着部３４は省略してもよい。
（２）本実施形態においては、第２端子は中継部材２６の中継端子２８と接続する構成としたが、これに限られず、第２端子とヒューズ２５とが着脱可能に接続される構成としてもよい。
（３）本実施形態においては、接続部材１５と電池側コネクタハウジング２９とは係止部２３により組み付けられる構成としたが、係止部２３は省略してもよい。
（４）単電池１１は、接続部材１５によって並列接続される構成としてもよい。
（５）本実施形態においては、電線３７によって単電池１１の電圧を検知する構成としてが、これに限られず、電線３７は、単電池１１を流れる電流や、単電池１１の温度を検知してもよい。
（６）本実施形態においては、嵌合筒部３５の開口方向と、ヒューズ装着部３４の開口方向とが同じに形成されていたが、これに限られず、嵌合筒部３５の開口方向と、ヒューズ装着部３４の開口方向とが異なっていてもよい。
（７）電池モジュール１０を構成する単電池１１の数については、上記実施形態の個数に限られない。
（８）上記実施形態では、電極端子１２Ａ，１２Ｂに接続部材１５を挿通してナットで締結する構成であったが、これに限らず、単電池１１がナット型の電極端子を備える構成とし、ボルトをナット型の電極端子に締結するようにしてもよい。
（９）上記実施形態では、接続部材１５は、異極の電極端子１２Ａ，１２Ｂを接続（直列接続）するものとしたが、これに限られず、同極の電極端子１２Ａ（１２Ｂ）を接続（並列接続）するものでもよい。例えば、上記実施形態の電池モジュール１０に更に別の単電池１１を並列接続し、この並列接続における同極の電極端子１２Ａ（１２Ｂ）を複数の接続部材１５で接続するようにしてもよい。
１１…単電池
１２Ａ，１２Ｂ…電極端子
１５…接続部材
１６…本体部
２０…コネクタ
２１…ワイヤーハーネス
２２…第１端子
２３…係止部
２５…ヒューズ
２９…電池側コネクタハウジング
２６…中継部材
３０…係止受け部
３４…ヒューズ装着部
３５…嵌合筒部
３６…電線側コネクタハウジング
３７…電線

Claims (8)

  1. 正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う前記電極端子間を接続する本体部を有すると共に前記本体部から延びる第１端子を有する接続部材と、
    前記第１端子が収容された電池側コネクタハウジングと、
    前記電池側コネクタハウジングと嵌合すると共に電線の端部に接続された電線側コネクタハウジングと、
    前記電池側コネクタハウジングに配されて前記第１端子と前記電線とを電気的に接続するヒューズと、を備えたコネクタ。
  2. 前記電池側コネクタハウジングには前記ヒューズが着脱可能に装着されるヒューズ装着部が形成されており、
    前記ヒューズは前記第１端子と接続されるようになっており、
    前記電池側コネクタハウジングには、更に、前記ヒューズと前記電線とを電気的に接続する金属製の中継部材が配されている請求項１に記載のコネクタ。
  3. 前記電池側コネクタハウジングには、前記電線側コネクタハウジングが嵌合される嵌合筒部が開口されると共に、前記ヒューズ装着部が開口されており、
    前記嵌合筒部と、前記ヒューズ装着部とが同じ方向に開口されている請求項２に記載のコネクタ。
  4. 前記接続部材には係止部が形成されており、前記電池側コネクタハウジングには前記係止部を係合する係止受け部が形成されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコネクタ。
  5. 正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う前記電極端子間を接続する本体部を有すると共に前記本体部から延びる第１端子を有する接続部材と、
    前記第１端子が収容された電池側コネクタハウジングと、
    前記電池側コネクタハウジングと嵌合する電線側コネクタハウジングと、
    前記電線側コネクタハウジングから導出される電線と、
    前記電池側コネクタハウジングに配されて前記第１端子と前記電線とを電気的に接続するヒューズと、を備えたワイヤーハーネス。
  6. 前記電池側コネクタハウジングには前記ヒューズが着脱可能に装着されるヒューズ装着部が形成されており、
    前記ヒューズは前記第１端子と接続されるようになっており、
    前記電池側コネクタハウジングには、更に、前記ヒューズと前記電線とを電気的に接続する金属製の中継部材が配されている請求項５に記載のワイヤーハーネス。
  7. 前記電池側コネクタハウジングには、前記電線側コネクタハウジングが嵌合される嵌合筒部が開口されると共に、前記ヒューズ装着部が開口されており、
    前記嵌合筒部の開口方向と、前記ヒューズ装着部の開口方向とが同じである請求項６に記載のワイヤーハーネス。
  8. 前記接続部材には、前記電池側コネクタハウジングを係止する係止部が形成されている請求項５ないし請求項７のいずれか一項に記載のワイヤーハーネス。
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