JP7159895B2

JP7159895B2 - 端子の保持構造

Info

Publication number: JP7159895B2
Application number: JP2019019434A
Authority: JP
Inventors: 肇之後藤
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: US12009624B2; WO2020162001A1; JP2020126793A; CN113366694A; US20220109253A1

Description

本発明は、端子をケースにネジで締結する端子の保持構造に関するものである。

例えば特許文献１に開示されるように、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両において、走行駆動用の電源として搭載される高電圧の二次電池には、電池配線モジュールが装着されている。電池配線モジュールは、二次電池側から延びる接続端子と接続されるバスバーやそのバスバーに接続された電線等からなる配線と、該配線を収容する配線収容部を有するハウジングと、配線収容部の開口を閉塞するためのカバー等を備える。ハウジング及びカバーは、合成樹脂材料の射出成形によって形成される。

特開２０１６－２０１３３６号公報

図４に示すように、電線の端部に設けられた端子５１をハウジングとしての樹脂ケース５２にネジ５３で締結する際、締結面に対しネジ５３を垂直に維持したまま締結作業を行う必要があり、気遣い作業による作業効率の低下が懸念される。仮に、ネジ５３が斜めに進入して斜め締結となった場合、端子５１のがたつきによる接続信頼性の低下が懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、締結作業の作業効率を向上させることができる端子の保持構造を提供することにある。

上記課題を解決する端子の保持構造は、端子をケースにネジで締結する端子の保持構造であって、前記ケースには、前記ネジの進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材が設けられる。

同構成によれば、ケースには、ネジの進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材が設けられるため、ネジをガイド部材に沿わせながら締結作業を行うことで、ネジの進入する方向を容易に規定の方向に一致させつつ、斜め締結を回避することができる。よって、気遣い作業が緩和され、締結作業の作業効率を向上させることができる。

上記端子の保持構造であって、前記ネジは、外面にネジ山が形成された軸部を有し、前記ケースには、前記軸部が挿入されるネジ挿入穴が形成され、そのネジ挿入穴の内面は、ネジ山の形成されていない平滑面であることが好ましい。

同構成によれば、ネジ挿入穴の内面には、ネジ山が形成されていないため、ネジが自由に進入しやすく斜め締結となりやすいが、ネジをガイド部材にてガイドすることで、斜め締結が回避されて高い接続信頼性が得られるようになる。つまり、斜め締結となりやすい状況を打破することができる。

上記端子の保持構造であって、前記ネジは、外面にネジ山が形成された筒状の軸部を有し、前記ガイド部材は、前記ネジにおける筒状の前記軸部の内部に挿入されるガイドピンであり、同ガイド部材は、前記ネジ山の進入が開始される高さに位置する締結面よりも前記ネジの進入方向上流側にガイドピンの先端部が位置する高さを有することが好ましい。

同構成によれば、ガイド部材は、ネジ山の進入が開始される高さに位置する締結面よりもネジの進入方向上流側にガイドピンの先端部が位置する高さを有するため、ネジ山の進入が開始されるよりも前の段階で、ガイドピンの先端部に筒状の軸部を被せるようにしてネジをセッティングすることができる。よって、ネジ締結の自動化を円滑に実現することができる。

上記端子の保持構造であって、前記ネジにおける筒状の前記軸部の内面及び該軸部の内部に挿入される前記ガイドピンの外面の少なくとも一方は、ネジ山の形成されていない平滑面であることが好ましい。

同構成によれば、ネジにおける筒状の軸部の内面及び該軸部の内部に挿入されるガイドピンの外面の少なくとも一方には、ネジ山が形成されていないため、ネジにおける筒状の軸部の外面に形成されたネジ山を円滑に進入させることができ、締結作業を好適に実施することができる。

上記端子の保持構造であって、前記ガイド部材は、金属製のガイドピンであることが好ましい。
同構成によれば、ガイド部材を金属製のガイドピンとしたことで、ガイド部材に高い強度が得られるため、小径のネジを細いガイドピンにてガイドする小サイズの保持構造に適用した場合でも、締結作業を好適に実施することができる。

上記端子の保持構造であって、前記ケースは、前記ネジよりも軟らかい材料からなることが好ましい。
同構成によれば、ケースがネジよりも軟らかい材料からなるため、ネジが自由に進入しやすく斜め締結となりやすいが、ネジをガイド部材にてガイドすることで、斜め締結が回避されて高い接続信頼性が得られるようになる。つまり、斜め締結となりやすい状況を打破することができる。

本発明の端子の保持構造によれば、締結作業の作業効率を向上させることができる。

一実施の形態の電池配線モジュールを示す斜視図。端子が端子収容部にネジで締結された端子の保持構造を示す斜視図。端子の保持構造について、（ａ）はネジ締結前を示す断面図、（ｂ）はネジ締結後を示す断面図。従来の端子の保持構造を示す断面図。

以下、端子の保持構造、及び配線モジュールの一実施の形態について、図面に従って説明する。尚、各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際とは異なる場合がある。

図１に示す電池配線モジュール１０は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に設けられる高電圧車載用の二次電池Ｂに装着されるものである。二次電池Ｂは、走行駆動用のモータ（図示略）に電力を供給するとともに、充電状態に応じて、モータや発電機からの発電電力により充電されるようになっている。

電池配線モジュール１０は、二次電池Ｂの上部に装着されるハウジング１１と、ハウジング１１に収容された複数のバスバー（図示略）と、ハウジング１１に収容され、各バスバーに接続された複数の電線１２（図２に２本を図示）と、ハウジング１１の開口を閉塞するためのカバー部材１３とを備えている。ハウジング１１及びカバー部材１３は、例えばポリアミド系の合成樹脂材料の射出成形によって形成されるものである。

図２に示すように、ハウジング１１は、上方に開口する複数のバスバー収容部（図示略）、及び同じく上方に開口する電線収容部２１の他、電線１２の端部に設けられた端子１５がネジ１６で締結される端子収容部２２を有している。端子収容部２２は、ケースの一例に相当する。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、端子収容部２２には、締結面２３から下方に向かって、ネジ１６の軸部１７よりも少しだけ小径のネジ挿入穴２４が形成されている。ネジ挿入穴２４の径は、例えば３ミリメートル弱に設定されている。また、ネジ挿入穴２４の内面は、ネジ山の形成されていない平滑面である。

そして、端子収容部２２には、ネジ挿入穴２４に対応するように金属製のガイドピン２５がインサート成形により設けられている。ガイドピン２５の材料としては、例えば鉄系や銅系等の金属を用いることができる。ガイドピン２５は、ネジ挿入穴２４の直下付近に基端部２６を有し、その基端部２６から真っ直ぐ上方に向かって延び、先端部２７の頂部が締結面２３よりも２～３ミリメートル程度上方に位置する高さを有している。また、ガイドピン２５の外径は約１ミリメートルに設定されている。ガイドピン２５の外面は、ネジ山の形成されていない平滑面である。ガイドピン２５は、ネジ１６の進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材の一例に相当する。本実施の形態において規定の方向とは、水平面である締結面２３に対し垂直な上下方向である。

金属製のタッピングネジ等のネジ１６は、外面にネジ山が形成された筒状の軸部１７と、その軸部１７よりも大径をなす筒状の頭部１８とを有し、該ネジ１６の軸線に沿って貫通孔１９が形成されている。尚、ネジ１６は、ガイドピン２５を挿入できるように軸部１７が筒状であることが好ましいが、頭部１８は、ガイドピン２５の先端部２７が挿入される領域を除いて例えば上側半分程度が中実であってもよい。本実施の形態では、筒状の軸部１７の外径が約３ミリメートルに設定されているとともに、頭部１８の外径が約５ミリメートルに設定されている。また、軸部１７の内径と頭部１８の内径とは互いに同径で、軸部１７の内部に挿入されるガイドピン２５の太さに対応して例えば約１．５ミリメートルに設定されている。さらに、軸部１７の高さは、ネジ挿入穴２４の深さと略同一である。軸部１７の内面及び頭部１８の内面は共に、ネジ山の形成されていない平滑面である。

そして、端子１５をガイドピン２５にセットするとともに、ガイドピン２５の先端部２７に筒状の軸部１７を被せるようにしてネジ１６をセッティングし、そのネジ１６をガイドピン２５に沿わせながら締結作業を行う。尚、上記セッティングに際し、ネジ１６における軸部１７の先端部が端子１５の挿通孔を通過して、該軸部１７の外面に形成されたネジ山の先端部がネジ挿入穴２４の周縁部、すなわち締結面２３に係合するようにネジ１６が置かれる。言い換えれば、締結面２３は、ネジ山の進入が開始される高さに位置している。そして、軸部１７のネジ山がネジ挿入穴２４の内面にネジ溝を切りながら軸部１７がネジ挿入穴２４の奥部へと進入し、頭部１８の下面が端子１５の上面に隙間なく面接触し、且つ、端子１５の下面が締結面２３に隙間なく面接触したところで、締結作業が完了する。このとき、ガイドピン２５の先端部２７は、軸部１７を完全に越えて頭部１８の中程の高さ位置に達している。尚、締結工具が取り除かれると、貫通孔１９を通じてネジ１６の上部側からガイドピン２５を視認可能となる。

ここで、端子１５は、ネジ１６にて締結面２３に固定される平板状の端子本体部１５ａと、電線１２が圧着等により接続される電線接続部１５ｂと、図示しない充電制御用のＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御ユニット）に弾性接触されて電気的に接続される電気接触部として機能するバネ部１５ｃとを有している。充電制御用のＥＣＵは、端子１５の接続先の一例に相当する。そして、上記のように端子１５を端子収容部２２にネジ１６で締結した後、バネ部１５ｃの弾性力に抗して上記ＥＣＵをハウジング１１とカバー部材１３とで挟み込みつつ、端子１５と該ＥＣＵとを電気的に接続し、例えばスナップフィット構造によってカバー部材１３をハウジング１１に係止させる。これにより、図１に示す電池配線モジュール１０が得られる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）端子収容部２２には、ネジ１６の進入する方向を締結面２３に対し垂直な上下方向に一致させるガイドピン２５が設けられるため、ネジ１６をガイドピン２５に沿わせながら締結作業を行うことで、ネジ１６の進入する方向を容易に上下方向に一致させつつ、斜め締結を回避することができる。よって、気遣い作業が緩和され、締結作業の作業効率を向上させることができる。

（２）ネジ挿入穴２４の内面には、ネジ山が形成されていないため、ネジ１６が自由に進入しやすく斜め締結となりやすいが、ネジ１６をガイドピン２５にてガイドすることで、斜め締結が回避されて高い接続信頼性が得られるようになる。つまり、斜め締結となりやすい状況を打破することができる。

（３）ガイドピン２５は、ネジ山の進入が開始される高さに位置する締結面２３よりもネジ１６の進入方向上流側に先端部２７が位置する高さを有するため、ネジ山の進入が開始されるよりも前の段階で、ガイドピン２５の先端部２７に筒状の軸部１７を被せるようにしてネジ１６をセッティングすることができる。よって、ネジ締結の自動化を円滑に実現することができる。

（４）ネジ１６における筒状の軸部１７の内面及び該軸部１７の内部に挿入されるガイドピン２５の外面の双方には、ネジ山が形成されていないため、ネジ１６における筒状の軸部１７の外面に形成されたネジ山を円滑に進入させることができ、締結作業を好適に実施することができる。

（５）金属製のガイドピン２５を用いることで高い強度が得られるため、小径のネジ１６を細いガイドピン２５にてガイドする小サイズの保持構造に適用した場合でも、締結作業を好適に実施することができる。

（６）端子収容部２２がネジ１６よりも軟らかい材料からなるため、ネジ１６が自由に進入しやすく斜め締結となりやすいが、ネジ１６をガイドピン２５にてガイドすることで、斜め締結が回避されて高い接続信頼性が得られるようになる。つまり、斜め締結となりやすい状況を打破することができる。

（７）端子１５には、充電制御用のＥＣＵに弾性接触されて電気的に接続されるバネ部１５ｃが設けられるため、仮に斜め締結となった場合には、端子１５のがたつきにより好適な弾性接触が得られず接続信頼性が損なわれやすい。この点、ネジ１６をガイドピン２５にてガイドすることで、端子１５のがたつきが回避されて好適な弾性接触が得られるようになる。つまり、接続信頼性が損なわれやすい状況を打破することができる。

尚、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施の形態及び以下の変更例は技術的に矛盾しない範囲で組み合わせて実施することができる。
・ネジ１６の進入する規定の方向は上下方向に限らず、ネジ挿入穴２４の形成方向と一致する水平方向或いは斜め方向であってもよい。要するに、ネジ挿入穴２４の形成方向に沿ってネジ１６をガイドピン２５にてガイドしつつ締結する構成であればよい。例えば、下から上に向かってネジ１６を締結する構成であってもよい。

・ネジ挿入穴２４の内面にネジ山が形成されていない構成にガイドピン２５を設ける構成を組み合わせることで、斜め締結となりやすい状況を打破できるという上記（２）の効果が得られる点で有利であるが、ネジ挿入穴２４の内面にネジ山が形成されていてもよい。

・ガイドピン２５は、先端部２７の頂部が締結面２３と同じ高さ或いは締結面２３よりも下方に位置する高さを有していてもよい。
・ネジ１６における筒状の軸部１７の外面に形成されたネジ山を円滑に進入させることができる範囲で、ネジ１６における筒状の軸部１７の内面及び該軸部１７の内部に挿入されるガイドピン２５の外面の一方には、ネジ山が形成されていてもよい。

・ガイドピン２５は、所要の強度（例えば曲げ剛性）が得られることを条件に、樹脂製であってもよい。ガイドピン２５が樹脂製である場合、ハウジング１１と同一材料による単色成形或いは他の材料を用いた二色成形によりガイドピン２５を設けることができる。

・ハウジング１１、ネジ１６、及びガイドピン２５の材料の他、端子１５の形状等は、上記実施の形態に限定されない。
・車両に適用される端子の保持構造、及び配線モジュールに限定されない。
［本開示の配線モジュール］
本開示の配線モジュールは、端子がケースにネジで締結された配線モジュールであって、前記ケースには、前記ネジの進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材が設けられ、前記端子には、該端子の接続先に弾性接触されて電気的に接続されるバネ部が設けられる。
同構成によれば、ケースには、ネジの進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材が設けられるため、ネジをガイド部材に沿わせながら締結作業を行うことで、ネジの進入する方向を容易に規定の方向に一致させつつ、斜め締結を回避することができる。よって、気遣い作業が緩和され、締結作業の作業効率を向上させることができる。
また、端子には、該端子の接続先に弾性接触されて電気的に接続されるバネ部が設けられるため、仮に斜め締結となった場合には、端子のがたつきにより好適な弾性接触が得られず接続信頼性が損なわれやすいが、ネジをガイド部材にてガイドすることで、端子のがたつきが回避されて好適な弾性接触が得られるようになる。つまり、接続信頼性が損なわれやすい状況を打破することができる。

１０…配線モジュールとしての電池配線モジュール
１５…端子
１５ｃ…バネ部
１６…ネジ
１７…軸部
２２…ケースとしての端子収容部
２３…締結面
２４…ネジ挿入穴
２５…ガイド部材としてのガイドピン
２７…先端部

Claims

端子をケースにネジで締結する端子の保持構造であって、
前記ケースには、前記ネジの進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材が設けられ、
前記ネジは、外面にネジ山が形成された筒状の軸部を有し、
前記ガイド部材は、前記ネジにおける筒状の前記軸部の内部に挿入されるガイドピンであり、同ガイド部材は、前記ネジ山の進入が開始される高さに位置する締結面よりも前記ネジの進入方向上流側にガイドピンの先端部が位置する高さを有した端子の保持構造。
端子をケースにネジで締結する端子の保持構造であって、
前記ケースには、前記ネジの進入する方向を規定の方向に一致させるガイド部材が設けられ、
前記ガイド部材は、金属製のガイドピンである端子の保持構造。
前記ネジは、外面にネジ山が形成された筒状の軸部を有し、
前記ガイド部材は、前記ネジにおける筒状の前記軸部の内部に挿入されるガイドピンであり、同ガイド部材は、前記ネジ山の進入が開始される高さに位置する締結面よりも前記ネジの進入方向上流側にガイドピンの先端部が位置する高さを有した請求項２に記載の端子の保持構造。
前記ネジにおける筒状の前記軸部の内面及び該軸部の内部に挿入される前記ガイドピンの外面の少なくとも一方は、ネジ山の形成されていない平滑面である請求項１又は請求項３に記載の端子の保持構造。
前記ネジは、外面にネジ山が形成された軸部を有し、
前記ケースには、前記軸部が挿入されるネジ挿入穴が形成され、そのネジ挿入穴の内面は、ネジ山の形成されていない平滑面である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の端子の保持構造。
前記ケースは、前記ネジよりも軟らかい材料からなる請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の端子の保持構造。