技術 端子台装置

0001

本発明は、電池パックの端子台装置に関する。

0002

電気自動車等に搭載される電池パックは、筐体内に電池モジュールを収容して構成されている。このように電池モジュールを筐体で覆った構成の電池パックには、電池モジュールから電力を取り出すための端子を含む端子台装置が筐体に備えられている。
電池パックの端子には、電線（ハーネス）が接続されており、当該電線を介して外部の電気機器と電気的に接続されている。

0003

特許文献１に開示された電池パックでは、筐体に固定された絶縁体である端子台によって端子が支持されている。端子台は、電池パックの筐体の外方に露出する端子の周囲を覆い上方が開口した外周壁部を備えている。更に、電線と電池パックの端子との接続部において防水性を得るために、外周壁部の上部を塞ぐキャップを備えている。

0004

特開２０１８−０３７２１６号公報

0005

しかしながら、特許文献１に記載された端子台装置は、筐体に固定され接続部を覆う土台部と、土台部の上部開口を覆う被覆部を備えている。土台部は、樹脂等で形成されており、筐体の外周壁に例えばボルトによって固定されている。
しかしながら、特許文献１の端子台装置では、外部から土台部と外周壁との間を通って筐体内部に水等が侵入する可能性がある。

0006

また、土台部を筐体の外周壁にボルト等で固定することにより土台部の設置工数が多くなってしまうといった問題点がある。
更に、特許文献１では、１組の土台部及び被覆部に２個の端子が収納され、端子に接続する２本の電線の角度が筐体の外周壁に沿って互いに平行に配置されている。しかしながら、２本の電線の延長方向が互いに異なる場合には、一方の電線が配線し易いように土台部が配置されていたとしても、他方の電線の延長方向と土台部における電線の設置角度が合わずに電線が配線し難い場合がある。

0007

そこで、本発明の目的は、部品点数を抑え防水性を確保しつつ、電線を容易に配線することができる端子台装置を提供することにある。

0008

上記の目的を達成するため、本発明の端子台装置は、筐体の外壁に配置され、絶縁体で形成された端子台と、前記端子台に支持され、前記筐体の内部から前記外壁に設けられた開口部を通過して前記筐体の外方に延出し、前記筐体の外部において電線の先端に設けられた接続端子と接続される筐体側端子と、を有する端子台装置であって、
弾性を有する絶縁体で形成され、前記開口部の縁部に支持されて、前記端子台と前記開口部の縁部との間を密閉するグロメットを備え、
前記グロメットは、前記端子台を支持し前記筐体側端子と前記接続端子との接続部の周囲を覆う本体部を備え、当該本体部の内部と外部とを連通し前記電線の先端部を収納する電線収納穴が、前記外壁に沿った平面上で角度を変えて複数箇所設けられていることを特徴とする。

0009

これにより、端子台を支持するグロメットによって、端子台と開口部の縁部との間を密閉するので、開口部から筐体内へ水等が侵入することを抑制することができる。また、１つの接続部に対し複数の電線収納穴が角度を変えて設けられているので、この複数の電線収納穴から選択して電線の先端部を収納することで、接続部に向かう電線の角度を変更することができる。したがって、電線の取り回しを容易に変更することができる。また、グロメットは弾性を有する部材であるので、グロメットを容易に開口部に設置することができる。

0010

好ましくは、グロメットは、１個で複数の前記端子台を支持するとよい。
これにより、１個のグロメットによって複数の端子台を支持することで、グロメットの部品点数を抑制することができる。また、外壁に対してグロメットの回転位置決めを行うことができ、電線の取り付け角度を正確に設定することができる。
好ましくは、グロメットは、本体部の上部に開口部を備えるとともに、前記本体部と一体形成され前記開口部を開閉する蓋部を備えているとよい。

0011

これにより、開口部から電線の接続端子と筐体側端子との接続部を臨むことができ、電線の接続端子と筐体側端子とを容易に接続することができる。そして、電線の接続後に蓋部によって開口部を覆うことで、開口部から本体部の内部に水等が侵入することを防止することができる。また、蓋部は本体部と一体形成されているので、部品点数を抑制することができる。

0012

好ましくは、前記筐体は、車両に搭載され、電池を収納した電池パックのケースであるとよい。
これにより、車両に搭載された電池パックの端子である筐体側端子に電線を容易に接続することができるとともに、接続部への水等の侵入を抑制することができる。

0013

本発明の端子台装置は、接続部に向かう電線の角度を変更し、電線の取り回しを容易に変更して、容易に電線の設置及び配線をすることができる。
また、端子台を支持するグロメットによって、端子台と開口部の縁部との間を密閉するので、開口部から筐体内へ水等が侵入することを抑制することができる。
以上により、部品点数を抑え防水性を確保しつつ、電線を容易に配線することが可能となる。

0014

本発明の一実施形態の端子台装置を備えた電池パックの外形図である。
本実施形態の端子台装置の構造を示す縦断面図である。
本実施形態に係るグロメットの形状を示す斜視図である。
蓋部を開けた状態のグロメットの斜視図である。
蓋部を開けた状態のグロメットの上面図である。
蓋部を開けた状態のグロメットの縦断面図である。
外部ハーネスの接続状態を示す説明図である。

0015

以下、本発明を具体化した端子台装置の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態の端子台装置１を備えた電池パック２の外形図である。図２は、本実施形態の端子台装置１の構造を示す縦断面図である。図３は、本実施形態に係るグロメット３の形状を示す斜視図である。図４は、蓋部４を開けた状態のグロメット３の斜視図である。図５は、蓋部４を開けた状態のグロメット３の上面図である。図６は、蓋部４を開けた状態のグロメット３の縦断面図である。

0016

本実施形態の端子台装置１は、電気自動車等の車両に搭載された電池パック２に備えられている。電池パック２は、例えば車両の走行駆動用の電力供給源として使用される。
図１に示すように、電池パック２は略矩形箱状に形成され、筐体５の内部に複数の電池モジュール６を収納して構成されている。筐体５は、内部に水等が侵入しないように、電池モジュール６を覆うケースである。

0017

図１、２に示すように、筐体５の上壁７（外壁）には、筐体５の内部の電池モジュール６に電力を入出力するための端子であるファスナー部８（筐体側端子）、ファスナー部８を支持する端子台９、グロメット３が備えられている。
ファスナー部８は、銅等の導電体で円柱状に形成されており、下端部が筐体５の内部で電池モジュール６と内部ハーネス１０を介して接続され、上端部が筐体５の外部で図示しない車載電気機器と外部ハーネス１１(電線)を介して接続されている。

0018

端子台９は、樹脂等の絶縁体で円筒状に形成され、両端が開口し、ファスナー部８が内部に嵌入されている。
グロメット３は、ゴム等の絶縁性及び弾性を有する材質によって形成されている。図３〜６に示すように、グロメット３は、本体部２１と蓋部４を備えている。
本体部２１は、横長の略楕円形状の柱状に形成され、横方向に互いに離間して２個の接続部収納穴２３が上下方向に貫通して形成されている。

0019

また本体部２１には、接続部収納穴２３から径方向外側に向けて延び側壁面に開口したハーネス収納穴２４、２５（電線収納穴）が、夫々の接続部収納穴２３について２箇所ずつ備えられている。１つの接続部収納穴２３から延びる２個のハーネス収納穴（第１のハーネス収納穴２４、第２のハーネス収納穴２５）は、上面視で、即ち上壁７に沿った平面上で互いに１３５度の角度を有して配置されている。

0020

蓋部４は、本体部２１の上面を覆うように形成され、接続部収納穴２３に挿入される突出部２６を備えている。蓋部４は、本体部２１の上部において一部が繋がっており、本体部２１に対して上下方向に揺動可能に支持されている。蓋部４は、本体部２１の接続部収納穴２３に突出部２６を挿入して本体部２１の上面に位置させる閉塞状態と、接続部収納穴２３から突出部２６を外して接続部収納穴２３の上部を開口する開口状態にすることができる。なお、突出部２６は、接続部収納穴２３に挿入した際に、ハーネス収納穴２４、２５に挿入されている外部ハーネス１１まで到達しないかあるいは軽く押し付ける程度に、突出寸法を設定するとよい。

0021

接続部収納穴２３は、外部ハーネス１１の先端部に設けられた丸型端子３１（接続端子）が挿入可能な大きさに形成されている。また、ハーネス収納穴２４、２５は、少なくとも外部ハーネス１１の先端部が挿入可能な幅に形成されている。
グロメット３の本体部２１の下部の外周面には、全周に亘って、上壁７の開口部３２の縁部が挿入される溝部２７が形成されている。

0022

ファスナー部８には、端子台９から上部に突出した部位に雄ネジ部３３が形成されている。一方、ファスナー部８の下部は端子台９の下端と略面一になっており、その下面に雄ネジ部３３と同軸上に雌ネジ部３４が形成されている。
外部ハーネス１１の先端はグロメット３の本体部２１のハーネス収納穴２４、２５のいずれかに挿入され、ファスナー部８の上部の雄ネジ部３３に外部ハーネス１１の先端の丸型端子３１が挿入されてナット３５によって締結される。

0023

一方、内部ハーネス１０の先端に設けられた丸型端子３６は、筐体５の内部で、ファスナー部８の下端の雌ネジ部３４に螺合されたボルト３７によってファスナー部８に締結される。
以上のように、筐体５の上壁７に設けられた本実施形態の端子台装置１は、筐体５内の内部ハーネス１０と筐体５外の外部ハーネス１１とを、導電性のファスナー部８を介して接続しており、筐体５内の電池モジュール６と、外部ハーネス１１に接続された外部機器と間で電力を入出力可能に接続している。

0024

ファスナー部８は絶縁性の端子台９に支持されており、更に端子台９はグロメット３に支持されている。グロメット３は、端子台９及びファスナー部８が通過する上壁７の開口部３２の縁部と、端子台９との間を密閉するように配置されるので、開口部３２から筐体５内への水等の侵入を抑制することができる。
外部ハーネス１１とファスナー部８との接続部は、グロメット３の本体部２１の接続部収納穴２３に配置され、グロメット３によって周囲が覆われるので、当該接続部が車両のボディ等に接触することを抑制するとともに、筐体５内への水等の侵入を抑制することができる。

0025

また、グロメット３は、外部ハーネス１１とファスナー部８との接続部を収納するとともに、ファスナー部８とともに端子台９を支持し、端子台９と上壁７の開口部３２の縁部との間を密閉するといった機能を有し、更に接続部収納穴２３の上部を覆う蓋部４を本体部２１とともに一体形成されているので、端子台装置１おける部品点数を抑制することができる。

0026

また、１個のグロメット３によって外部ハーネス１１とファスナー部８との２組の接続部を収納する構造になっているので、グロメット３の部品点数も抑制することができる。また、２個の接続部を収納するに伴い、上壁７の開口部３２を円形でなく略楕円形状にすることで、上壁７に対するグロメット３の回転を抑制することができ、ハーネス収納穴２４、２５の位置、即ち外部ハーネス１１の端部の位置決めを行うことができる。

0027

図７は、外部ハーネス１１の接続状態を示す説明図である。図７は、グロメット３の蓋部４を開けた状態の上面図であり、（ａ）及び（ｂ）の２通りの外部ハーネス１１の接続状態を示している。
図７に示すように、本実施形態ではグロメット３の本体部２１に設けられた１個の接続部収納穴２３に対し、互いに角度の異なる位置に２箇所のハーネス収納穴２４、２５を備えており、いずれか一方のハーネス収納穴２４、２５を選択して外部ハーネス１１の先端部を挿入させることで、外部ハーネス１１の取り付け角度を変更することができる。

0028

例えば図７（ａ）に示すように、本体部２１に設けられた２つの接続部収納穴２３について、いずれも第１のハーネス収納穴２４に外部ハーネス１１の先端部を上方から挿入して外部ハーネス１１の先端部の丸型端子３１をファスナー部８に固定することで、２本の外部ハーネス１１が図７中の左側から互いに平行に延びてファスナー部８に接続される。
一方、図７（ｂ）に示すように、本体部２１に設けられた２つの接続部収納穴２３について、いずれも第２のハーネス収納穴２５に外部ハーネス１１の先端部を上方から挿入して外部ハーネス１１の先端部の丸型端子３１をファスナー部８に固定することで、２本の外部ハーネス１１が図７中の右側からハの字状に延びてファスナー部８に接続される。

0029

なお、グロメット３に収納される２個の接続部において、一方の外部ハーネス１１を第１のハーネス収納穴２４に配置し、他方の外部ハーネス１１を第２のハーネス収納穴２５に配置してもよい。
また、グロメット３を左右１８０度反転して上壁７の開口部３２の縁部に固定してもよい。グロメット３を左右反転して上壁７に固定することで、外部ハーネス１１を図７の（ａ）（ｂ）に対して１８０度反転した角度で配置させることができる。

0030

このように、外部ハーネス１１とファスナー部８との２箇所の接続部において、第１のハーネス収納穴２４及び第２のハーネス収納穴２５のいずれか一方を選択して外部ハーネス１１の先端部を挿入し、外部ハーネス１１の先端部の丸型端子３１をファスナー部８に固定することで、外部ハーネス１１の設置角度を変更することができる。したがって、外部ハーネス１１の取り回しを容易にすることができるとともに、外部ハーネス１１の屈曲を抑えて外部ハーネスの設置スペースを抑制することできる。

0031

更に、グロメット３は、外部ハーネス１１とファスナー部８との接続部を収納するとともに、ファスナー部８と端子台９を支持し、端子台９と上壁７の開口部３２の縁部との間を密閉するといった機能を有し、更に接続部収納穴２３の上部を覆う蓋部４が本体部２１と一体形成されているので、端子台装置１における部品点数を抑制することができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではない。

0032

例えば、上記実施形態において、グロメット３において、１つの接続部収納穴２３に対し、２個のハーネス収納穴２４、２５を備えているが、角度を変えて３個以上設けてもよい。また、１つのグロメット３に１つの接続部収納穴２３を設けたものでもよいし、３個以上設けてもよい。
また、グロメット３の突出部２６に、蓋部４を閉じた閉塞状態であるときに、ハーネス収納穴２４、２５に外部ハーネス１１を配置可能である一方、外部ハーネス１１が挿入されていないハーネス収納穴２４、２５を閉じる薄板状の扉部を備えるとよい。これにより、外部ハーネス１１が挿入されていないハーネス収納穴２４、２５から本体部の内部に水等が侵入することを抑制することができる。

0033

また、グロメット３等の詳細な形状は適宜変更してもよい。
また、本実施形態では、端子台装置１が電気自動車に搭載された電池パック２に適用されているが、電池パック以外でも筐体の内部と外部とを接続する端子台装置に広く適用することができる。

0034

１端子台装置
２電池パック
３グロメット
４ 蓋部
５筐体
７上壁（外壁）
８ファスナー部（筐体側端子）
９端子台
１１外部ハーネス（電線）
２１ 本体部
２４、２５ハーネス収納穴（電線収納穴）
３２ 開口部
３１丸型端子（接続端子）