(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を正極と負極を交互に配置して隣り合う電池の正極と負極を導体で接続して構成される電池モジュールの隣り合う一組の電池の前記正極と前記負極間を接続する前記導体に代えて、該一組の電池の前記正極と前記負極間に該電極間を開閉するサービスプラグが装着されるサービスプラグの装着構造において、
前記一組の電池の電極が挿通される開口が形成された絶縁基板と、該絶縁基板を挟んでボルト締めによって前記電極にそれぞれ接続される一組の端子と、該一組の端子にそれぞれ接続された一組の電線と、該一組の電線の他端側に接続され前記サービスプラグが装脱可能に接続される接続具とを備え、
前記絶縁基板には、前記ボルト締めのときに前記各端子の前記電極が挿入される穴部と前記電線に接続される接続部との間の側縁が当接して前記各端子のとも回りを規制する突部が形成されてなることを特徴とするサービスプラグの装着構造。
【請求項２】
請求項１に記載のサービスプラグの装着構造において、
前記突部は、前記各端子の幅に対応する間隔を空けて対向して立設される壁であり、該壁間に前記各端子が配置されてなることを特徴とするサービスプラグの装着構造。
【請求項３】
請求項２に記載のサービスプラグの装着構造において、
前記壁の対向する面から突出するリブが設けられ、前記各端子は、前記リブよりも前記絶縁基板側に配置されることを特徴とするサービスプラグの装着構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサービスプラグの装着構造において、
前記絶縁基板又は前記壁の少なくとも一方に、前記各端子に形成されたスリットと係合する突起が設けられてなることを特徴とするサービスプラグの装着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サービスプラグの装着構造に係り、特に、複数の電池を直列接続して構成される電池モジュールのパワー回路を開閉するサービスプラグの装着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、自動車等の駆動用電源に複数の電池を直列接続した電池モジュールを用いる場合、隣接する電池の正極と負極のうちの一組の直列接続を開放状態にしておき、その電極間をサービスプラグで着脱接続することが提案されている。そして、電池モジュールの保守、電池モジュールの負荷である電子機器を保守する際などにサービスプラグを取り外して、電池モジュールの主回路を遮断して安全を確保するようにしている。特に、同文献は、直列接続が開放された正極と負極にそれぞれ受け端子を取付け、その受け端子にサービスプラグを着脱可能に装着するようにしている。
【０００３】
しかし、特許文献１は、電池モジュールの受け端子にサービスプラグを直接装着するようにしているから、サービスプラグを着脱できる位置に電池モジュールを設置しなければならない。また、サービスプラグの形状等が制限されるといった問題がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、複数の電池を直列接続した複数の電池モジュールを直列接続したバッテリパックにおいて、作業しやすい位置にサービスプラグを配置するため、隣接する電池モジュールの正極と負極にそれぞれ電線を接続し、電線の先にコンセントを接続し、コンセントを所望の位置に固定してサービスプラグを着脱可能に装着することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４３３３１号公報
【特許文献２】特開２００９−１５２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２のように電極に電線を接続する場合、端子を介して電極と電線を接続することになる。この場合、電線が接続された端子を所望の位置に位置決めし、動かないように端子を押さえながらボルト締めして電極に端子を接続する。しかしながら、特許文献２は、電極に端子を接続する作業を考慮しておらず、作業性を向上させる余地がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、サービスプラグが接続される電極に端子を接続する作業性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、複数の電池を正極と負極を交互に配置して隣り合う電池の正極と負極を導体で接続して構成される電池モジュールの隣り合う一組の電池の正極と負極間を接続する導体に代えて、該一組の電池の正極と負極間に該電極間を開閉するサービスプラグが装着されるサービスプラグの装着構造において、一組の電池の電極が挿通される開口が形成された絶縁基板と、絶縁基板を挟んでボルト締めによって電極にそれぞれ接続される一組の端子と、一組の端子にそれぞれ接続された一組の電線と、一組の電線の他端側に接続されサービスプラグが装脱可能に接続される接続具とを備え、絶縁基板には、ボルト締めのときに各端子の電極が挿入される穴部と電線に接続される接続部との間の側縁が当接して各端子のとも回りを規制する突部が形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、隣り合う一組の電池の正極と負極に、サービスプラグを接続するための一組の端子を接続する際、とも回りを防止するために各端子を手などで押さえなくても、各端子に突部が当接して各端子のとも回りを防止できるから、サービスプラグが接続される電池の電極に端子を接続する作業性を向上できる。
【００１０】
このような突部として、例えば、絶縁基板に各端子に対応する間隔を空けて対向させた壁を立設してその壁間に各端子を配置することで、ボルト締めによって各端子がとも回りしようとしても各端子を壁に当接させて止めることができるから、各端子のとも回りを防止できる。
【００１１】
この場合において、絶縁基板に立設させた壁の対向する面にリブを突設して、各端子をリブよりも絶縁基板側に配置するように形成できる。これによれば、何らかの外力により各端子が壁間から脱出しようとしても、各端子にリブが当接して各端子の脱出を防止できるから、電池の電極に端子を接続する作業性を一層向上できる。
【００１２】
また、各端子にスリットを形成し、そのスリットに係合する突起を絶縁基板又は絶縁基板に立設した壁に設けることができる。これによれば、端子のスリットと突起を係合させることで端子を位置決めできるとともに、端子が絶縁基板から離れることを防止できるから、電池の電極に端子を接続する作業性をより一層向上できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、サービスプラグが接続される電極に端子を接続する作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のサービスプラグの装着構造によってサービスプラグが装着された電池モジュールの斜視図である。
【図２】図１の四角で囲った部分の拡大図である。
【図３】図２のカバーを開けた状態を示す平面図である。
【図４】図３の電極に接続される端子の平面図である。
【図５】図３の絶縁基板の平面図である。
【図６】図２のリブの位置の断面図である。
【図７】図２のリブの位置の断面を電線側に向かって見た図である。
【図８】図２の突起が端子に係合した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。図１〜６に示すように、本実施形態のサービスプラグ１が装着される電池モジュール３は、複数の電池５を正極と負極を交互に配置して隣り合う電池５の正極と負極を複数の導体、例えば、複数のバスバでそれぞれ接続して構成されている。各電池５の正極と負極には、例えば、ねじ山が形成された柱状の端子部７が突設されている。複数のバスバは、それぞれバスバモジュール９に収容固定されている。各バスバには、隣り合う電池５の一組の端子部７が挿入される一組の挿入穴が形成され、各挿入穴に端子部７を挿入してナットを螺合するボルト締めによって隣り合う電池５の正極と負極を接続するようになっている。
【００１６】
このように構成される電池モジュール３の隣接する電池５のうちの一組の電池５の端子部７間は、バスバで接続されずに開放状態になっている。この開放状態になっている端子部７間は、サービスプラグ１で開閉可能に接続される。これにより、電池モジュール３の保守、電池モジュール３の負荷である電子機器を保守する際などに保守用のサービスプラグ１を取り外すことで、電池モジュール３のパワー回路を遮断して作業の安全を確保するようになっている。
【００１７】
ここで、本実施形態の特徴であるサービスプラグ１を装着する構造について説明する。開放状態の各端子部７にはそれぞれ電線１１が接続された一組の端子、例えば、一組の丸形板端子（以下、ＬＡ端子という。）１３が接続される。各ＬＡ端子１３は、一端に電線１１が接続される電線接続部１５が形成され、他端に端子部７が挿入される挿入穴１７が形成され、側部にはスリット１８が形成されている。一組の電線１１の他端には、サービスプラグ１が装脱可能に接続される接続具２０が設けられている。接続具２０は、サービスプラグ１が装着されることで一組の電線１１間が導通され、サービスプラグ１が脱離されることで一組の電線１１間の導通が遮断されるようになっている。これにより、サービスプラグ１を装着すると電池モジュール３のパワー回路が接続され、サービスプラグ１が脱離されると電池モジュール３のパワー回路が遮断される。このように構成することにより、例えば、サービスプラグ１を脱離して電池モジュール３に高電圧が流れないようにしてから電池モジュール３の保守作業を行うことができ、作業の安全を確保できる。
【００１８】
各ＬＡ端子１３は、例えば、樹脂製の絶縁基板１９に配置され、絶縁基板１９を挟んでボルト締めによって各端子部７にそれぞれ接続されるようになっている。各ＬＡ端子１３とナット２６の間には、座金２４が狭設されるようになっている。
【００１９】
絶縁基板１９は、隣り合う一組の開口２１と、ボルト締めのときに各ＬＡ端子１３に当接して各ＬＡ端子１３のとも回りを規制する突部である複数の壁２３と、開閉可能なカバー２５を備えている。一組の開口２１は、一組の端子部７の配列方向に沿って形成され、各開口２１に各端子部７が挿入されるようになっている。複数（本実施形態では３つ）の壁２３は、ＬＡ端子１３の幅に対応する間隔を空けて対向して絶縁基板１９に立設されている。各壁２３は、例えば、絶縁基板１９と同じ絶縁性の樹脂で形成され、各壁２３の間にそれぞれＬＡ端子１３が挿入されるようになっている。各壁２３の対向する面には、各壁２３の一部を基部側から切り起こしたような形状の舌片状のリブ２７が形成されている。各壁２３の各リブ２７が形成された位置には、各リブ２７に対応する開口２２が形成されている。各リブ２７の先端部と絶縁基板１９の間には、各ＬＡ端子１３を挿入可能な隙間が形成されている。また、各壁２３のＬＡ端子１３のスリット１８に対応する位置には、スリット１８に係合可能な突起である突状部２９が形成されている。突状部２９は、各壁２３の高さ方向に沿って形成されている。カバー２５は、ヒンジ部３１と、壁２３の凹部に係合される凸部３２を備え、ＬＡ端子１３が配置される壁２３間の空間を開閉可能になっている。  
【００２０】
このように構成される本実施形態のサービスプラグ１を装着する作業を説明する。バスバモジュール９の開放状態の一組の端子部７の位置には、一組のＬＡ端子１３が配置される絶縁基板１９が設けられている。言い換えると、バスバモジュール９の複数のバスバ固定部のうちの一箇所に、一組のＬＡ端子１３を配置する絶縁基板１９が形成されている。この絶縁基板１９に立設された壁２３の間に上方から各ＬＡ端子１３を挿入する。この際、各ＬＡ端子１３のスリット１８を各壁２３の突状部２９に位置合わせして係合させることで、各ＬＡ端子１３が突状部２９にガイドされて所定の位置に挿入される。壁２３の間に各ＬＡ端子１３を挿入すると、各ＬＡ端子１３の側部に各リブ２７が当接する。この状態で各ＬＡ端子１３を押し込むと、各リブ２７が弾性変形して壁２３の各開口２２に各リブ２７が進入し、対向するリブ２７の間の間隔が広がる。そして、各ＬＡ端子１３が各リブ２７の先端を通過すると、各リブ２７が弾性により元の位置に復帰する。これにより、図７に示すように各ＬＡ端子１３が壁２３間から脱出する方向（矢印３３の方向）に動いても、各ＬＡ端子１３にリブ２７が当接するから、各ＬＡ端子１３が各壁２３間から脱出することを防止できる。また、各ＬＡ端子１３のスリット１８と壁２３の突状部２９を係合させているので、ＬＡ端子１３を所望の位置に位置決めできるとともに、図８に示すようにＬＡ端子１３が絶縁基板１９に沿って脱離する方向（矢印３５の方向）の動きを規制できる。これらのリブ２７と突状部２９によってＬＡ端子１３は、絶縁基板１９に固定される。
【００２１】
この状態でバスバモジュール９を各電池５の端子部７に位置合わせして設置すると、絶縁基板１９の開口２１に一組の端子部７が挿入されて各ＬＡ端子１３の挿入穴１７から突出する。この際、端子部７の挿入力によって各ＬＡ端子１３が絶縁基板１９から浮き上がろうとしても、各ＬＡ端子１３にリブ２７が当接して各ＬＡ端子１３が壁２３間から脱出することを防止できる。そして、各端子部７に座金２４を介してナット２６を締結する。この際、ナット２６の締結力によって各ＬＡ端子１３がとも回りしようとしても、各ＬＡ端子１３が壁２３間に挟まれて固定されているので、各ＬＡ端子１３を手などで押さえなくても各ＬＡ端子１３のとも回りを防止できる。これにより、絶縁基板１９を挟んで開放状態の一組の端子部７にそれぞれＬＡ端子１３が接続される。各ＬＡ端子１３の接続が完了した後、カバー２５を閉じることで端子部７と各ＬＡ端子１３を保護できる。そして、各ＬＡ端子１３に接続されている一組の電線１１の他端に接続された接続具２０にサービスプラグ１を装着して一組の電線１１間を導通させることで、開放状態の一組の端子部７間が導通されて全ての電池５が直列接続される。
【００２２】
このように本実施形態によれば、電池５の端子部７とＬＡ端子１３をボルト締めにより締結する際、ＬＡ端子１３に壁２３が当接してＬＡ端子１３のとも回りを防止できるから、ＬＡ端子１３を手などで押さえる必要がなく、ＬＡ端子１３を電池５の端子部７に容易に接続できる。その結果、ＬＡ端子１３に接続された電線１１を介して電池５の端子部７とサービスプラグ１を接続する作業性を向上できる。
【００２３】
また、本実施形態は、サービスプラグ１が装着される接続具２０を電池モジュール３に固定せず浮動状態にしているから、接続具２０を固定するための構造を別途設ける必要がなく、電池モジュール３の構造を簡単化できる。なお、構造が複雑になるが、接続具２０を電池モジュール３に固定する構造を採用できる。
【００２４】
また、各ＬＡ端子１３に当接するリブ２７を省略することはできるが、リブ２７を設けることで端子部７の挿入方向にＬＡ端子１３が動くことを防止できるので、リブ２７を設けることで端子部７にＬＡ端子１３を接続する作業が容易になる。
【００２５】
また、各ＬＡ端子１３にスリット１８の絶縁基板１９側の突状部２９を係合させているが、スリット１８や突状部２９を省略することができる。しかし、スリット１８に突状部２９を係合させる構造を採用することで、各ＬＡ端子１３が絶縁基板１９側に固定されるから、作業時に電線１１が引っ張られたとしても各ＬＡ端子１３が絶縁基板１９から脱落することを防止できる。なお、スリット１８と係合する突状部２９は、絶縁基板１９又は壁２３の少なくとも一方に形成することができる。
【００２６】
また、本実施形態は、ボルト締めのときの各ＬＡ端子１３のとも回りを規制する突部として、各ＬＡ端子１３の幅に対応する間隔を空けて対向して立設した複数の壁２３を用いているが、とも回りを規制する突部は複数の壁２３に限定されるものではない。要は、ボルト締めのときに各ＬＡ端子１３に当接してとも回りを規制する突部であれば、適宜選択できる。
【００２７】
なお、電池５の端子部７に接続する端子は、ＬＡ端子１３に限定されず、一端に電池５の端子部７を接続でき、他端に電線１１を接続できる端子を適宜選択できる。
【００２８】
また、電池５の端子部７がそれぞれ挿入される一組の開口は、端子部７を臨むように形成されていればよく、本実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
また、絶縁基板１９をバスバモジュール９に一体成形し、或いは、バスバモジュール９に係合又は連結して、絶縁基板１９をバスバモジュール９に設けることができる。また、２つのバスバモジュール９に絶縁基板１９を係合又は連結して、２つのバスバモジュール９で絶縁基板１９を指示するように構成できる。また、絶縁基板１９とバスバモジュール９を別々に取り付けるように構成できる。
【００３０】
また、リブ２７は、舌片状に限定されず、適宜選択できる。要は、壁２３間からのＬＡ端子１３の脱出を規制するように、壁２３の対向する面からリブ２７を突出させてＬＡ端子１３に当接する構造を採用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１  サービスプラグ
３  電池モジュール
５  電池
７  端子部
１１  電線
１３  ＬＡ端子
１８  スリット
１９  絶縁基板
２０  接続具
２１  開口
２３  壁
２７  リブ
２９  突状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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