JP7447551B2 - バスバーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、バッテリーや自動車用の配線部材として用いられ温度センサが取り付けられたバスバーモジュールに関する。

バッテリ－や自動車用の配線部材として用いられるバスバーには、バスバーの温度を検出するために温度センサが取り付けられているものが知られている。
従来、完成品の温度センサをバスバーに取り付けしていたが、温度センサの固定をバスバー全体を覆った樹脂コートを用いて行っていたため、熱容量が大きくなり応答性が低下してしまう不都合があった。また、固定する樹脂の量にばらつきがあるため、熱容量や応答性にばらつきが生じてしまっていた。
さらに、バスバーに温度センサをロック機構により取り付けを行う場合、構造が複雑化して高コストになってしまうと共にロック機構外れにより固定性が不十分になり測定精度が劣化してしまう不都合があった。また、公差のずれにより接触が悪くなり、バスバーからの収熱が悪いという問題があった。
そのため、樹脂コートやロック機構を用いずに温度センサを取り付ける構造として、バスバーに温度センサの収納ケースを取り付けたものが提案されている。

従来、例えば特許文献１には、被測定部に取り付けられるバスバーモジュールの温度センサ挿入空間に、先端部を下方に向けて曲げＬ字状に形成される収納ケースを挿入し、収納ケース内にサーミスタと、リード線と電線とを備えた温度検知線を収納ケースの形状に沿って収納し、サーミスタとリード線と電線の一部とを金属の集熱部材によって覆った温度センサの取付構造が記載されている。

特開２０１８－１５１３４９号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術では、収納ケースとバスバーとの接触不良（公差によるものやソリ、ヒケ等）や収納ケースの取り付け状態の悪化により、収熱・伝熱が悪くなり、応答性がやはり低下してしまうと共に測温精度も低下してしまう問題があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、応答性に優れていると共にバスバーの温度を高精度に測定できるバスバーモジュールを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るバスバーモジュールは、バスバーと、前記バスバーの一部に樹脂により成形された樹脂ケース部と、前記樹脂ケース部内に取り付けられた温度センサとを備え、少なくとも前記樹脂ケース部により内壁が構成され前記温度センサを収納可能な収納空間を有し、前記温度センサが、先端部に設けられた感熱素子を有する素子本体と、前記感熱素子に接続された一対のリード線とを備え、前記素子本体が、前記収納空間に挿入され、前記素子本体と前記樹脂ケース部との間に絶縁性の接着用樹脂が充填されていることを特徴とする。

このバスバーモジュールでは、バスバーの一部に樹脂により成形された樹脂ケース部を備え、少なくとも樹脂ケース部により内壁が構成され温度センサを収納可能な収納空間を有し、素子本体が、収納空間に挿入され、素子本体と樹脂ケース部との間に絶縁性の接着用樹脂が充填されているので、インサート成形によりバスバーと一体となった樹脂ケース部内に素子本体が樹脂封止されることで、バスバーからの集熱が良く、高い応答性を得ることができる。
すなわち、素子本体が、バスバーと一体化した樹脂ケース部内に接着用樹脂で埋設され、測定対象物であるバスバーに固定及び位置決めされることで、高い測温精度と高速応答とを得ることができる。また、素子本体が樹脂ケース部内に位置決めされることで、応答性のばらつきを抑制することができる。さらに、収納ケース等の別部材を別途用意せず、樹脂ケース部をインサート成形によりバスバーに直接一体化させるので、樹脂ケース部を極力小さく設定でき、熱容量を小さくすることができると共に低コスト化を図ることが可能になる。なお、接着用樹脂は素子本体と収納空間との隙間だけに注入されて少ない量に限定されるため、熱容量の増大を抑制することができると共に、熱容量及び応答性のばらつきも抑制することができる。

第２の発明に係るバスバーモジュールは、第１の発明において、前記収納空間の内壁が、前記樹脂ケース部と前記バスバーとにより構成されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、収納空間の内壁が、樹脂ケース部とバスバーとにより構成されているので、バスバーによる金属面が内壁の一部となると共に受熱面の樹脂ケース部の省略化ができて素子本体との距離を近くできることで、素子本体への熱伝導がさらに良くなり、より高速応答化することができる。

第３の発明に係るバスバーモジュールは、第１又は第２の発明において、前記樹脂ケース部の一部が、前記バスバーの外側面の一部を覆っていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、樹脂ケース部の一部が、バスバーの外側面の一部を覆っているので、樹脂ケース部とバスバーとの接触面が増え、バスバーから樹脂ケース部へのより多くの集熱が可能になる。

第４の発明に係るバスバーモジュールは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記バスバーが、第１延在部と、前記第１延在部に平行に延在する第２延在部と、前記第１延在部の先端部と前記第２延在部の先端部とを連結する連結部とを備えたコ字状とされ、前記第１延在部と前記連結部と前記第２延在部とで前記収納空間の内壁のうち３面が構成されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、第１延在部と連結部と第２延在部とで収納空間の内壁のうち３面が構成されているので、バスバーによる金属面が内壁の３面を構成することで、より高い応答性と測温精度とを得ることができる。

第５の発明に係るバスバーモジュールは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記バスバーが、第１延在部と、前記第１延在部の先端部から前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部とを備えたＬ字状とされ、前記第１延在部と前記第２延在部とで前記収納空間の内壁のうち２面が構成されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、第１延在部と第２延在部とで収納空間の内壁のうち２面が構成されているので、バスバーによる金属面が内壁の２面を構成することで、より高い応答性と測温精度とを得ることができる。

第６の発明に係るバスバーモジュールは、第１から第５の発明のいずれかにおいて、前記収納空間の全ての内壁が、前記樹脂ケース部の内面で構成されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、収納空間の全ての内壁が、樹脂ケース部の内面で構成されているので、樹脂ケース部の成形で収納空間の形状を任意に設定することが可能になり、収納する素子本体等の大きさや形状に対応した収納空間を形成することが用意となる。

第７の発明に係るバスバーモジュールは、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記温度センサが、一対の前記リード線に接続された一対の電線を備え、前記素子本体から前記リード線と前記電線との接続部までが、前記収納空間内に挿入されていることを特徴とする。
すなわち、このバスバーモジュールでは、素子本体からリード線と電線との接続部までが、前記収納空間内に挿入されているので、素子本体の固定がより強固になると共にリード線全体が収納空間内に埋設されて、さらに高い応答性と測温精度とを得ることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るバスバーモジュールによれば、バスバーの一部に樹脂により成形された樹脂ケース部を備え、少なくとも樹脂ケース部により内壁が構成され温度センサを収納可能な収納空間を有し、素子本体が、収納空間に挿入され、素子本体と樹脂ケース部との間に絶縁性の接着用樹脂が充填されているので、インサート成形によりバスバーと一体となった樹脂ケース部内に素子本体が樹脂封止されることで、バスバーからの集熱が良く、高い応答性を得ることができる。
このように本発明のバスバーモジュールでは、熱応答性が高く熱応答性のばらつきも少ないことから、高精度なバスバーの温度測定が可能になる。

本発明に係るバスバーモジュールの第１実施形態を示す斜視図である。 第１実施形態において、バスバーモジュールを示す断面図である。 第１実施形態において、バスバーを示す斜視図である。 第１実施形態において、温度センサ取り付け前のバスバーモジュールを示す右側面図である。 第１実施形態において、バスバーモジュールをモーターに取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明に係るバスバーモジュールの第２実施形態を示す斜視図である。 第２実施形態において、温度センサ取り付け前のバスバーモジュールを示す右側から視た斜視図である。 本発明に係るバスバーモジュールの第３実施形態を示す斜視図である。 第３実施形において、温度センサ取り付け前のバスバーモジュールを示す右側から視た斜視図である。

以下、本発明に係るバスバーモジュールにおける第１実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。

本実施形態のバスバーモジュール１は、図１から図５に示すように、バスバー２と、バスバー２の一部に樹脂により成形された樹脂ケース部１４と、樹脂ケース部１４内に取り付けられた温度センサ３とを備えている。
本実施形態のバスバーモジュール１は、少なくとも樹脂ケース部１４により内壁が構成され温度センサ３を収納可能な収納空間Ｓを有している。
なお、図４では、見やすくするため、樹脂ケース部１４にハッチングを施している。以下、図７，図９についても同様にハッチングを施している。

上記温度センサ３は、図２に示すように、先端部に設けられた感熱素子４ａを有する素子本体４と、感熱素子４ａに接続された一対のリード線５と、一対のリード線５に接続された一対の電線６とを備えている。
上記素子本体４は、収納空間Ｓに挿入され、素子本体４と樹脂ケース部１４との間に絶縁性の接着用樹脂７が充填されている。

上記バスバー２は、図４に示すように、第１延在部８と、第１延在部８に平行に延在する第２延在部９と、第１延在部８の先端部と第２延在部９の先端部とを連結する連結部１０とを備えたコ字状とされ、第１延在部８と連結部１０と第２延在部９とで収納空間Ｓの内壁のうち３面が構成されている。

すなわち、収納空間Ｓの内壁は、樹脂ケース部１４とバスバー２とにより構成されている。
収納空間Ｓの内壁のうち３面は、第１延在部８と連結部１０と第２延在部９との各内側面で構成されていると共に、収納空間Ｓの内壁のうち２面（上下面）は、樹脂ケース部１４の内面で構成されている。

さらに、樹脂ケース部１４の一部は、バスバー２の外側面の一部を覆っている。
すなわち、樹脂ケース部１４は、第１延在部８の外側面まで覆った第１突出部１４ａと、第２延在部の外側面まで覆った第２突出部１４ｂと、連結部１０の外側面まで覆った第３突出部１４ｃとを備えている。

また、素子本体４からリード線５と電線６との接続部５ａまでが、収納空間Ｓ内に挿入されている。
上記接続部５ａは、リード線５と電線６とをレーザ溶接で接続している。

上記バスバー２は、車載用のバッテリーやモーター等に取り付けて接続するための２つの突出部８ａが第１延在部８の側部に設けられている。
また、バスバー２は、例えばＣｕ等の金属で形成されている。
上記素子本体４は、チップサーミスタ等の感熱素子４ａと、感熱素子４ａをガラスで覆っている封止ガラス部４ｂと、封止ガラス部４ｂを樹脂で覆っている樹脂コート部４ｃとを備えている。

上記樹脂コート部４ｃは、一対のリード線５も覆って形成されている。
上記電線６は、電線芯線６ａと、電線芯線６ａを覆っている電線被覆部６ｂとを備えている。
上記接着用樹脂７は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂が採用可能であり、特に熱伝導性の良い樹脂が好ましい。

本実施形態のバスバーモジュール１をモーターＭに取り付けた状態を、図５に示す。
この図５では、突出部８ａをモーターＭのコイル部分の側面に溶接してバスバーモジュール１を取り付けている。

このように本実施形態のバスバーモジュール１では、バスバー２に樹脂により成形された樹脂ケース部１４を備え、少なくとも樹脂ケース部１４により内壁が構成され温度センサ３を収納可能な収納空間Ｓを有し、素子本体４が、収納空間Ｓに挿入され、素子本体４と樹脂ケース部１４との間に絶縁性の接着用樹脂７が充填されているので、インサート成形によりバスバー２と一体となった樹脂ケース部１４内に素子本体４が樹脂封止されることで、バスバー２からの集熱が良く、高い応答性を得ることができる。

すなわち、素子本体４がバスバー２と一体化した樹脂ケース部１４内に接着用樹脂７で埋設され、測定対象物であるバスバー２に固定及び位置決めされることで、高い測温精度と高速応答とを得ることができる。また、素子本体４が樹脂ケース部１４内に位置決めされることで、応答性のばらつきを抑制することができる。

さらに、収納ケース等の別部材を別途用意せず、樹脂ケース部１４をインサート成形によりバスバー２に直接一体化させるので、樹脂ケース部１４を極力小さく設定でき、熱容量を小さくすることができると共に低コスト化を図ることが可能になる。なお、接着用樹脂７は素子本体４と収納空間Ｓとの隙間だけに注入されて少ない量に限定されるため、熱容量の増大を抑制することができると共に、熱容量及び応答性のばらつきも抑制することができる。

また、収納空間Ｓの内壁が、樹脂ケース部１４とバスバー２とにより構成されているので、バスバー２による金属面が内壁の一部となると共に受熱面の樹脂ケース部１４の省略化ができて素子本体４との距離を近くできることで、素子本体４への熱伝導がさらに良くなり、より高速応答化することができる。
また、樹脂ケース部１４の一部が、バスバー２の外側面の一部を覆っているので、樹脂ケース部１４とバスバー２との接触面が増え、バスバー２から樹脂ケース部１４へのより多くの集熱が可能になる。

また、第１延在部８と連結部１０と第２延在部９とで収納空間Ｓの内壁のうち３面が構成されているので、バスバー２による金属面が内壁の３面を構成することで、より高い応答性と測温精度とを得ることができる。
さらに、素子本体４からリード線５と電線６との接続部５ａまでが、収納空間Ｓ内に挿入されているので、素子本体４の固定がより強固になると共にリード線５全体が収納空間Ｓ内に埋設されて、さらに高い応答性と測温精度とを得ることができる。

次に、本発明に係るバスバーモジュールの第２及び第３実施形態について、図６から図９を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、バスバー２がコ字状であるのに対し、第２実施形態のバスバーモジュール２１では、図６及び図７に示すように、バスバー２２が、Ｌ字状である点である。
すなわち、第２実施形態のバスバー２２は、第１延在部２０と、第１延在部２０の基端部から第１延在部２０に直交する方向に延在する第２延在部２９とを備えたＬ字状とされ、図７に示すように、第１延在部２０と第２延在部２９とで収納空間Ｓの内壁のうち２面が構成されている。
なお、第３実施形態では、第１延在部２０の先端部２０ａが、車載用のバッテリーやモーター等に取り付けて接続するための突出部となっている。

第２実施形態では、図７に示すように、収納空間Ｓの内壁のうち２面が第１延在部２０と第２延在部２９と各内側面で構成されていると共に、収納空間Ｓの内壁のうち３面（上下面及び第１延在部２０に対向した面）が樹脂ケース部２４の内面で構成されている。
このように第２実施形態のバスバーモジュール２１では、第１延在部２０と第２延在部２９とで収納空間Ｓの内壁のうち２面が構成されているので、バスバー２２による金属面が内壁の２面を構成することで、より高い応答性と測温精度とを得ることができる。

次に、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１延在部８と連結部１０と第２延在部９とで収納空間Ｓの内壁のうち３面が構成されているのに対し、第２実施形態のバスバーモジュール３１では、図８及び図９に示すように、収納空間Ｓの全ての内壁が、樹脂ケース部３４の内面で構成されている点である。
このように第３実施形態のバスバーモジュール３１では、収納空間Ｓの全ての内壁が、樹脂ケース部３４の内面で構成されているので、樹脂ケース部３４の成形で収納空間Ｓの形状を任意に設定することが可能になり、収納する素子本体４等の大きさや形状に対応した収納空間Ｓを形成することが容易となる。

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記各実施形態では、感熱素子としてチップサーミスタを採用しているが、薄膜サーミスタや焦電素子などを採用しても構わない。
また、上記各実施形態では、コ字状又はＬ字状のバスバーに樹脂ケース部をインサート成形しているが、他の形状のバスバーに樹脂ケース部をインサート成形しても構わない。例えば、Ｉ字状のバスバーに樹脂ケース部をインサート成形してもよい。この場合、樹脂ケース部の収納空間の内壁のうち１面をバスバーで構成することができる。

１，２１，３１…バスバーモジュール、２，２２…バスバー、３…温度センサ、４…素子本体、４ａ…感熱素子、５…リード線、５ａ…接続部、６…電線、７…接着用樹脂、８,２０…第１延在部、９，２９…第２延在部、１０…連結部、１４，２４，３４…樹脂ケース部、Ｓ…収納空間

Claims (5)

1. バスバーと、
   前記バスバーの一部に樹脂により成形された樹脂ケース部と、
   前記樹脂ケース部内に取り付けられた温度センサとを備え、
   少なくとも前記樹脂ケース部により内壁が構成され前記温度センサを収納可能な収納空間を有し、
   前記温度センサが、先端部に設けられた感熱素子を有する素子本体と、
   前記感熱素子に接続された一対のリード線とを備え、
   前記素子本体が、前記収納空間に挿入され、前記素子本体と前記樹脂ケース部との間に絶縁性の接着用樹脂が充填され、
   前記バスバーが、第１延在部と、
   前記第１延在部に平行に延在する第２延在部と、
   前記第１延在部の先端部と前記第２延在部の先端部とを連結する連結部とを備えたコ字状とされ、
   前記第１延在部と前記連結部と前記第２延在部とで前記収納空間の内壁のうち３面が構成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
2. バスバーと、
   前記バスバーの一部に樹脂により成形された樹脂ケース部と、
   前記樹脂ケース部内に取り付けられた温度センサとを備え、
   少なくとも前記樹脂ケース部により内壁が構成され前記温度センサを収納可能な収納空間を有し、
   前記温度センサが、先端部に設けられた感熱素子を有する素子本体と、
   前記感熱素子に接続された一対のリード線とを備え、
   前記素子本体が、前記収納空間に挿入され、前記素子本体と前記樹脂ケース部との間に絶縁性の接着用樹脂が充填され、
   前記バスバーが、第１延在部と、
   前記第１延在部の先端部から前記第１延在部に直交する方向に延在する第２延在部とを備えたＬ字状とされ、
   前記第１延在部と前記第２延在部とで前記収納空間の内壁のうち２面が構成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
3. 請求項１又は２に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記収納空間の内壁が、前記樹脂ケース部と前記バスバーとにより構成されていることを特徴とするバスバーモジュール。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記樹脂ケース部の一部が、前記バスバーの外側面の一部を覆っていることを特徴とするバスバーモジュール。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のバスバーモジュールにおいて、
   前記温度センサが、一対の前記リード線に接続された一対の電線を備え、
   前記素子本体から前記リード線と前記電線との接続部までが、前記収納空間内に挿入されていることを特徴とするバスバーモジュール。

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