電源体の接続部材、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置
【課題】電源体同士を接続する際に短絡の可能性を排除しつつ良好な作業性を確保し、かつ製造コストを抑制することができる電源体の接続部材、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置を提供する。
【解決手段】一の電源体２Ａの第一電極７Ａと、他の電源体２Ｂの第二電極６Ａとを電気的に接続する電源体の接続部材であって、第一電極７Ａに一端側が接続され、第二電極６Ａに他端側が接続される導電部材２０と、導電部材２０における一端側の端部２６を被覆可能な一端側絶縁部材２２と、導電部材２０における他端側の端部２７を被覆可能な他端側絶縁部材２３と、導電部材２０の中間部２８を覆う中間絶縁部材２１と、を備え、一端側絶縁部材２２及び他端側絶縁部材２３が、各端部２６，２７を被覆する被覆位置と、各端部２６，２７を露出させる露出位置との間を移動可能に設けられる。
【解決手段】一の電源体２Ａの第一電極７Ａと、他の電源体２Ｂの第二電極６Ａとを電気的に接続する電源体の接続部材であって、第一電極７Ａに一端側が接続され、第二電極６Ａに他端側が接続される導電部材２０と、導電部材２０における一端側の端部２６を被覆可能な一端側絶縁部材２２と、導電部材２０における他端側の端部２７を被覆可能な他端側絶縁部材２３と、導電部材２０の中間部２８を覆う中間絶縁部材２１と、を備え、一端側絶縁部材２２及び他端側絶縁部材２３が、各端部２６，２７を被覆する被覆位置と、各端部２６，２７を露出させる露出位置との間を移動可能に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置における複数の電源体同士を電気的に接続する電源体の接続部材、電源装置を構成する電池集合体における電池同士を電気的に接続するバスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、電動モータの駆動源としての電源装置が搭載されている。この電源装置は、一端に正の電極と他端に負の電極とが設けられた複数の電池から構成される電池集合体（電源体）を備え、所望の電圧を得るために複数の電池が直列に接続されている。これら複数の電池は、正の電極と負の電極とが互いに隣り合う状態で、一方向に沿って並べられている。
【０００３】
前述した電源装置は、電池集合体の互いに隣り合う各電池の正の電極と負の電極とを接続する複数の接続部材（バスバー）を備え、それらの接続部材によって、電池集合体の複数の電池が直列に接続されている（例えば、特許文献１参照）。このような複数の接続部材は、絶縁性の合成樹脂などで構成された絶縁体枠に収容されたバスバーモジュールとして電池集合体に設置されることが一般的である。また、特許文献１記載の電源装置では、電池集合体が２列に分離され、各電池集合体における複数の電池の配列方向と直交した方向に並べて設置されている。
【０００４】
一方、並べて設置された複数の電源体同士を電気的に接続する構造として、ワイヤハーネス（ケーブル）などを用いた接続構造が利用されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２記載の電源装置は、図５に示すように、互いに当接させずに並べた複数（２個）の電源体（バッテリ）Ｂを備え、互いの電源体Ｂにおける正負の電極端子Ｃ１，Ｃ２をワイヤハーネスＷで接続している。ワイヤハーネスＷは、導電性の芯線を絶縁体で被覆した電線部Ｗ１と、電線部Ｗ１の両端にて芯線に圧着された一対の端子（例えば、ちょうねじ端子や丸形端子等）Ｗ２と、芯線と端子Ｗ２との圧着部を覆って絶縁するターミナルカバーＷ３などを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１００６１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した特許文献２に示されたような電源体の接続構造では、ワイヤハーネスＷを用いて電源体Ｂの電極同士を接続することから、以下のような問題がある。
【０００７】
先ず、ワイヤハーネスＷが電線部Ｗ１や一対の端子Ｗ２、ターミナルカバーＷ３などで構成されるために、部品点数が多くなるとともに、圧着工程や絶縁工程などの工数が多くなって製作に手間が掛り、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００８】
次に、ワイヤハーネスＷを電源体Ｂに接続する作業において、一方の端子Ｗ２を一方の電極端子Ｃ１に接続してから、他方の端子Ｗ２を他方の電極端子Ｃ２に接続することとなるが、この際、他方の端子Ｗ２が電源体Ｂの他の電極等に接触すると短絡の可能性がある。このため、ワイヤハーネスＷの端子Ｗ２が電極端子Ｃ２以外に接触しないように適宜な対処を施しつつ接続作業を行う必要があり、作業手順の冗長化を招いて作業性が低下するという問題がある。ここで、短絡を防止するために、端子Ｗ２が絶縁性のハウジング等で覆われたコネクタを有したワイヤハーネスＷを利用することが考えられる。しかしながら、そのようなワイヤハーネスＷを用いる場合には、電源体Ｂの電極にもコネクタを設けなければならず、製造コストがさらに高騰するとともに、コネクタ同士を接続するためのスペースも必要となってしまう。
【０００９】
一方、従来のワイヤハーネスＷに替えて接続用のバスバーを用いた接続構造も考えられる。しかし、接続用のバスバーによって各電源体Ｂの電極端子Ｃ１，Ｃ２同士を接続する場合であっても、接続作業中にバスバーの一部が電極端子Ｃ２以外に接触して短絡する可能性を排除することができず、依然として前述したような作業性低下の問題を解決することが難しい。さらに、電極端子Ｃ１，Ｃ２同士を接続した状態では、バスバー中間の導電部が露出することから、この導電部を覆うために絶縁性を有した別体の保護キャップ等を用いた場合には、部品点数や作業工数が増大して製造や部品管理に要するコストが増加してしまうこととなる。
【００１０】
本発明は、上記した点に鑑み、電源体同士を接続する際に短絡の可能性を排除しつつ良好な作業性を確保し、かつ製造コストを抑制することができる電源体の接続部材、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された本発明の電源体の接続部材は、一の電源体の第一電極と、他の電源体の第二電極とを電気的に接続する電源体の接続部材であって、導電性の金属板材からなり、前記第一電極に一端側が接続され、前記第二電極に他端側が接続される導電部材と、前記導電部材における前記一端側の端部を被覆可能な一端側絶縁部材と、前記導電部材における前記他端側の端部を被覆可能な他端側絶縁部材と、前記導電部材における前記一端側及び他端側の端部を除く中間部を覆う中間絶縁部材と、を備え、前記一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材が、それぞれ前記導電部材の一端側及び他端側の端部を被覆する被覆位置と、該端部を露出させる露出位置と、の間を移動可能に前記中間絶縁部材に支持されたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、一の電源体の第一電極と他の電源体の第二電極とを金属板材からなる導電部材で接続することで、従来のワイヤハーネスで接続した場合と比較して、導電部材の製造工程を簡単化することができる。また、中間絶縁部材で導電部材の中間部を覆うことによって中間部と電源体各部とが接触せず、一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材をそれぞれ被覆位置に位置させることで、導電部材の両端部も電源体各部から絶縁することができる。従って、導電部材の接続作業初期段階においては、各絶縁部材で導電部材の全体を被覆しておくことで、導電部材を介した短絡を防止することができる。次に、第一電極に対して導電部材の一端側を接続する際に、一端側絶縁部材を露出位置に移動させることで接続作業を円滑に実施できるとともに、その作業中において他端側絶縁部材を被覆位置に維持しておけば、導電部材の他端側端部が電源体に接触することを確実に防止することができる。導電部材の一端側を接続した後に、他端側絶縁部材を露出位置に移動させてから他端側の接続作業を実施することで、導電部材の脱落等が防止されることから、電源体における接触を想定していない部分（以下、接触非許容部と記すことがある）への導電部材の接触を防止することができ、接続作業中の短絡をさらに確実に防止することができる。
【００１３】
請求項２に記載された接続部材は、請求項１記載の接続部材において、前記一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を各々の被覆位置及び露出位置において前記中間絶縁部材に対して位置決めする位置決め部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を位置決め部によって被覆位置に位置決めすることで、各絶縁部材が不意に露出位置に移動してしまうことがなく、電池集合体に対する接触を防止して短絡の可能性を確実に排除することができる。一方、一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を位置決め部によって露出位置に位置決めすることで、導電部材の一端側及び他端側の各端部を電極に接続する際に、作業者が各絶縁部材を露出位置に維持させておく必要がなくなり、接続作業性をさらに良好にすることができる。
【００１５】
請求項３に記載された接続部材は、請求項１又は２記載の接続部材において、前記導電部材が金属板材から平面屈曲状に形成され、この屈曲部分を含む該導電部材の前記中間部を覆って前記中間絶縁部材が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記構成により、屈曲部分を含んだ導電部材の中間部を覆って中間絶縁部材を設けることで、屈曲部分に引っ掛かることから導電部材に対する中間絶縁部材の移動が規制され、中間絶縁部材を導電部材に固定又は係止するための部位や部品などを省略することができる。さらに、導電部材に対する移動が規制された中間絶縁部材に一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材が支持されているので、各絶縁部材の被覆位置及び露出位置における位置精度を高めることができ、被覆位置に移動させた際の絶縁を確実にするとともに、露出位置に移動させた状態での接続作業性を確保することができる。
【００１７】
請求項４に記載された本発明のバスバーモジュールは、複数の電池が重ねられた一の電池集合体と複数の電池が重ねられた他の電池集合体とを電気的に接続するバスバーモジュールであって、前記一の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第一バスバー、及び該複数の第一バスバーを収容する第一絶縁体枠を有した第一接続体と、前記他の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第二バスバー、及び該複数の第二バスバーを収容する第二絶縁体枠を有した第二接続体と、前記一の電池集合体における所定電池の第一電極と、前記他の電池集合体における所定電池の第二電極とを接続する第三接続体と、を備え、前記第三接続体が、請求項１〜３の何れか一項に記載の接続部材で構成されたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成により、前述した電源体の接続部材と同様に、第三接続体における導電部材の構造や製造工程を簡単化することができるとともに、一及び他の電池集合体同士を導電部材で接続する作業中や接続後において、導電部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項５に記載された本発明の電源装置は、複数の電池が重ねられた一の電池集合体と、複数の電池が重ねられた他の電池集合体と、前記各電池集合体における複数の電池同士及び該一及び他の電池集合体の所定電池同士を接続する請求項４記載のバスバーモジュールと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
上記構成により、前述したバスバーモジュールと同様に、導電部材の構造及び製造工程を簡単化することができるとともに、一及び他の電池集合体同士を導電部材で接続する作業中や接続後において、導電部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載の発明によれば、導電部材の構造及び製造工程を簡単化することができるので、製造コストを抑制することができる。また、接続作業中の適宜な時期において、一端側及び他端側の絶縁部材によって導電部材と電源体の接触非許容部との接触を防止することができるので、短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保することができる。また、金属板材からなる導電部材によって一及び他の電源体を接続することで、接続前の段階で電源体同士に位置ずれがあった場合でも、この位置ずれを導電部材によって矯正することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、各絶縁部材を被覆位置と露出位置とに位置決めすることで、絶縁を確実にして短絡を防止するとともに、導電部材の接続作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、導電部材に対する中間絶縁部材の移動を規制することで、中間絶縁部材に支持された一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材の位置精度を高めることができ、確実な絶縁と良好な作業性の両方を向上させることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、前述と同様に導電部材の製造コストを抑制するとともに、導電部材を介した短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保することができる。さらに、第一及び第二接続体と導電部材を含む第三接続体とを備えたバスバーモジュールによって、一及び他の電池集合体の各々における電池同士を接続するとともに、各電池集合体の所定電池を接続することができる。従って、バスバーモジュール各部の構造や接続方法を共通化することができるので、異種の接続構造（例えば、ワイヤハーネス等を用いたもの）を併用する場合と比較して、各部構造や接続手順の標準化を図ることができ、製造コスト削減と作業効率向上とを一層促進させることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、前述のバスバーモジュールと同様に、導電部材の製造コストを抑制するとともに、導電部材を介した短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保して、電源装置の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。
【図２】前記電源装置の要部を拡大して示す平面図である。
【図３】前記電源装置における接続部材を示す斜視図である。
【図４】前記接続部材を示す断面図であり、（Ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来の電源装置の一形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態にかかる電源装置を、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の電源装置１は、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、電動モータに電力を供給するものである。
【００２８】
電源装置１は、図１に示すように、複数（本実施形態では、２個）の電池集合体２（２Ａ，２Ｂ）と、電池集合体２の上面に取り付けられるバスバーモジュール３と、を備えている。各電池集合体２Ａ，２Ｂは、それぞれ一方向（図１中の矢印Ｘで示す方向）に並べて重ねられる複数の電池４を備え、これらの電池４が図示しない固定部材によって束ねられて固定されている。２個の電池集合体２Ａ，２Ｂは、電池４を重ねた方向と直交する方向（図１中の矢印Ｙで示す方向）に並設されており、図示しない連結部材やベース枠などによって電池集合体２Ａ，２Ｂ同士が連結されている。
【００２９】
なお、以下、本明細書では、電池４同士が重ねられた方向（矢印Ｘの方向）を縦列方向Ｘと記し、この縦列方向Ｘに直交して電池集合体２Ａ，２Ｂ同士が並設された方向（矢印Ｙの方向）を横列方向Ｙと記し、縦列方向Ｘ及び横列方向Ｙに直交する方向を高さ方向Ｚと記す。また、以下では、２個の電池集合体２Ａ，２Ｂのうち、図１中の横列方向Ｙの左上側に示された電池集合体２Ａを一の電池集合体（一の電源体）とし、図１中の横列方向Ｙの右下側に示された電池集合体２Ｂを他の電池集合体（他の電源体）として説明する。
【００３０】
複数の電池４は、それぞれ方体状の電池本体５と、正の電極（以下、正極と記す）６と、負の電極（以下、負極と記す）７と、を備えている。正極６は、電池本体５の横列方向Ｙに沿った一端側に設けられ、負極７は、電池本体５の横列方向Ｙに沿った他端側に設けられている。これらの正極６及び負極７は、導電性の金属からなるボルト等によって構成され、円柱状の軸部を電池本体５から上方に突出させて設けられている。また、各々の正極６及び負極７には、導電性の金属からなるナット等によって構成された固定部材８が螺合可能になっている。また、図１に示すように、隣り合う電池４同士は、互いの正極６と負極７とが隣り合うように並べられている。即ち、複数の電池４は、正極６と負極７とが縦列方向Ｘに沿って交互に正負逆となる状態で重ねられている。
【００３１】
ここで、以下の説明を簡明にするために、電池集合体２Ａにおいて、図１中の左上側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第一電極列Ｅ１と記し、その右下側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第二電極列Ｅ２と記す。さらに、電池集合体２Ｂにおいて、図１中の左上側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第三電極列Ｅ３と記し、その右下側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第四電極列Ｅ４と記す。また、第二電極列Ｅ２のうち、図１中の縦列方向Ｘ右端の１個の負極７を第一電極としての接続用負極７Ａとし、第三電極列Ｅ３のうち、図１中の縦列方向Ｘ右端の１個の正極６を第二電極としての接続用正極６Ａとする。さらに、第一電極列Ｅ１のうち、図１中の縦列方向Ｘ左端の１個の正極６を出力用正極６Ｂとし、第四電極列Ｅ４のうち、図１中の縦列方向Ｘ左端の１個の負極７を出力用負極７Ｂとし、これらの出力用正極６Ｂ及び出力用負極７Ｂが前記電動モータに接続される。
【００３２】
バスバーモジュール３は、図１に示すように、第一電極列Ｅ１に取り付けられる第一構成体３Ａと、接続用負極７Ａを除いた第二電極列Ｅ２に取り付けられる第一接続体としての第二構成体３Ｂと、接続用正極６Ａを除いた第三電極列Ｅ３に取り付けられる第二接続体としての第三構成体３Ｃと、第四電極列Ｅ４に取り付けられる第四構成体３Ｄと、接続用負極７Ａ及び接続用正極６Ａに取り付けられる第三接続体であり接続部材としての第五構成体３Ｅとを備える。
【００３３】
第一構成体３Ａ及び第四構成体３Ｄは、互いに略同一構成とされ、それぞれ縦列方向Ｘに沿って長尺枠状に形成されたバスバー収容枠１０と、このバスバー収容枠１０に収容される複数のバスバー１１とを備えている。第二構成体３Ｂ及び第三構成体３Ｃは、互いに略同一構成とされ、それぞれ縦列方向Ｘに沿って長尺枠状に形成されたバスバー収容枠１２，１３と、このバスバー収容枠１２，１３に収容される複数のバスバー１４，１５とを備えている。ここで、第二構成体３Ｂのバスバー収容枠１２によって第一絶縁体枠が構成され、複数のバスバー１４によって複数の第一バスバーが構成される。また、第三構成体３Ｃのバスバー収容枠１３によって第二絶縁体枠が構成され、複数のバスバー１５によって複数の第二バスバーが構成される。
【００３４】
バスバー収容枠１０，１２，１３は、それぞれポリプロピレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂で構成され、バスバー１１，１４，１５を保持して下方に露出させる開口を有した底面部１６と、この底面部１６の四周を囲んで立設された側壁部１７とを備えて形成されている。バスバー１１，１４，１５は、それぞれ導電性の金属板材で構成されている。出力用正極６Ｂに取り付けられるバスバー１１Ａと出力用負極７Ｂに取り付けられるバスバー１１Ｂとを除き、他のバスバー１１，１４，１５には、それぞれ挿通孔１８が２つずつ形成され、各挿通孔１８に正極６または負極７とが挿通され、これらの正極６と負極７とを直列に接続するように構成されている。一方、バスバー１１Ａ，１１Ｂは、出力用正極６Ｂまたは出力用負極７Ｂを挿通させる挿通孔１８が１つ形成され、図示しない出力端子やワイヤハーネス等を介して電動モータに接続されている。
【００３５】
一方、バスバーモジュール３の第五構成体３Ｅは、図２〜図４にも示すように、導電部材としての接続用バスバー２０と、中間絶縁部材としての中間カバー２１と、一端側絶縁部材としての第一端部カバー２２と、他端側絶縁部材としての第二端部カバー２３とを備えている。この第五構成体３Ｅは、接続用バスバー２０によって接続用負極７Ａと接続用正極６Ａとを接続することで、電池集合体２Ａと電池集合体２Ｂとを電気的に直列に接続するものである。
【００３６】
接続用バスバー２０は、導電性の金属板材からなり、一端側である電池集合体２Ａ側の第一直線部２０Ａと、他端側である電池集合体２Ｂ側の第二直線部２０Ｂと、これらを略直角に連結する屈曲部２０Ｃとを有し、平面視で全体略Ｌ字形に形成されている。第一直線部２０Ａの先端側には、接続用負極７Ａを挿通させる挿通孔２４が設けられ、第二直線部２０Ｂの先端側には、接続用正極６Ａを挿通させる挿通孔２５が設けられている。この接続用バスバー２０は、各挿通孔２４，２５に接続用負極７Ａ及び接続用正極６Ａを挿通させた状態で、屈曲部２０Ｃが縦列方向Ｘの外側に向かって突出する向きで取り付けられる。
【００３７】
接続用バスバー２０において、第一直線部２０Ａの先端部であって固定部材８が重なる挿通孔２４の周辺部分によって一端側の端部２６が構成され、第二直線部２０Ｂの先端部であって固定部材８が重なる挿通孔２５の周辺部分によって他端側の端部２７が構成されている。また、端部２６を除いた第一直線部２０Ａと、端部２７を除いた第二直線部２０Ｂと、屈曲部２０Ｃとによって、接続用バスバー２０の中間部２８が構成されている。
【００３８】
中間カバー２１、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３は、それぞれポリプロピレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂で構成されている。中間カバー２１は、接続用バスバー２０の中間部２８を覆って設けられ、接続用バスバー２０の屈曲部２０Ｃと同様に略直角に屈曲した平面視で全体Ｌ字形に形成されている。中間カバー２１の一端側被覆部２１Ａ及び他端側被覆部２１Ｂは、それぞれ接続用バスバー２０の第一直線部２０Ａ及び第二直線部２０Ｂよりも短く形成され、即ち、中間カバー２１は、接続用バスバー２０の端部２６，２７を露出させるように構成されている。
【００３９】
第一端部カバー２２は、中間カバー２１の一端側被覆部２１Ａを囲んで設けられ、この一端側被覆部２１Ａに沿って進退自在に支持されている。具体的に第一端部カバー２２は、図３（Ａ）に示すように、一端側被覆部２１Ａの先端方向に前進して接続用バスバー２０の端部２６を被覆する被覆位置と、図３（Ｂ）に示すように、一端側被覆部２１Ａの基端側に後退して接続用バスバー２０の端部２６を露出させる露出位置と、の間をスライド移動可能に構成されている。
【００４０】
第二端部カバー２３は、中間カバー２１の他端側被覆部２１Ｂを囲んで設けられ、この他端側被覆部２１Ｂに沿って進退自在に支持されている。具体的に第二端部カバー２３は、図３（Ａ）に示すように、他端側被覆部２１Ｂの先端方向に前進して接続用バスバー２０の端部２７を被覆する被覆位置と、図３（Ｂ）に示すように、他端側被覆部２１Ｂの基端側に後退して接続用バスバー２０の端部２７を露出させる露出位置と、の間をスライド移動可能に構成されている。
【００４１】
中間カバー２１の一端側被覆部２１Ａ及び他端側被覆部２１Ｂには、図３に示すように、露出位置にスライドさせた第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３にそれぞれ当接する当接突起３１が形成されている。さらに、一端側被覆部２１Ａ及び他端側被覆部２１Ｂの各先端縁近傍には、図４に示すように、被覆位置及び露出位置にて第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３をそれぞれ位置決めする係止突起３２が形成されている。第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３には、被覆位置にて係止突起３２に係止される係止孔３３と、露出位置にて係止突起３２に係止される係止孔３４とが形成されている。即ち、係止突起３２及び係止孔３３，３４によって位置決め部が構成され、係止孔３３が係止突起３２に係止されることで、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３がそれぞれ被覆位置に位置決めされ、係止孔３４が係止突起３２に係止されることで、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３がそれぞれ露出位置に位置決めされる。
【００４２】
以下、前述した構成の電源装置１の組立方法について説明する。
【００４３】
先ず、予め、バスバーモジュール３のバスバー収容枠１０，１２，１３、バスバー１１，１４，１５、接続用バスバー２０、中間カバー２１、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３などを別々に製造しておく。一方、電池集合体２Ａ，２Ｂを横列方向Ｙに並べて適宜な治具や固定部材で固定しておく。
【００４４】
次に、２個のバスバー収容枠１０内に各々複数のバスバー１１を嵌め込み、バスバー収容枠１２内に複数のバスバー１４を嵌め込み、バスバー収容枠１３内に複数のバスバー１５を嵌め込むことで、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを構成する。さらに、中間カバー２１内に接続用バスバー２０を挿入するとともに、中間カバー２１に第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３を取り付けて、第五構成体３Ｅを構成する。なお、各バスバー１１，１４，１５は、バスバー収容枠１０，１２，１３にインサート成形することによって一体的に設けられていてもよく、接続用バスバー２０は、中間カバー２１にインサート成形することによって一体的に設けられていてもよい。
【００４５】
次に、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを、それぞれ電池集合体２Ａ，２Ｂの第一〜第四の電極列Ｅ１〜Ｅ４に重ねて載置し、各々対応する位置の正極６及び負極７をバスバー１１，１４，１５の挿通孔１８に挿通させる。さらに、接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａ以外の正極６及び負極７に固定部材８を螺合し、固定部材８でバスバー１１，１４，１５を挟み込むことで、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを電池集合体２Ａ，２Ｂに固定する。
【００４６】
次に、図３（Ａ）に示すように、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３をそれぞれ被覆位置にスライドさせ、接続用バスバー２０の略全体を各カバー２１，２２，２３で被覆した第五構成体３Ｅを電池集合体２Ａ，２Ｂ上に位置させる。この際、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３は、それぞれの係止孔３３が係止突起３２に係止されることで、中間カバー２１に対して被覆位置に位置決めされ、接続用バスバー２０の端部２６，２７が被覆されている。
【００４７】
次に、第一端部カバー２２を押圧して係止突起３２による係止孔３３の係止を外し、露出位置まで第一端部カバー２２をスライドさせて当接突起３１に当接させるとともに、係止孔３４を係止突起３２に係止させる。これにより第一端部カバー２２を露出位置に位置決めするとともに、接続用バスバー２０の端部２６を露出させる。次に、露出した端部２６の挿通孔２４に接続用負極７Ａを挿通させて、接続用バスバー２０を電池集合体２Ａに仮止めする。
【００４８】
次に、第二端部カバー２３を押圧して係止突起３２による係止孔３３の係止を外し、露出位置まで第二端部カバー２３をスライドさせて当接突起３１に当接させるとともに、係止孔３４を係止突起３２に係止させる。これにより第二端部カバー２３を露出位置に位置決めするとともに、接続用バスバー２０の端部２７を露出させる。次に、接続用負極７Ａを中心として接続用バスバー２０を回動させつつ、露出した端部２７の挿通孔２５に接続用正極６Ａを挿通させる。
【００４９】
次に、接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａのそれぞれに固定部材８を螺合し、固定部材８で接続用バスバー２０を挟み込むことで、第五構成体３Ｅを電池集合体２Ａ，２Ｂに固定する。以上によりバスバーモジュール３の全体が電池集合体２Ａ，２Ｂに取り付けられ、電源装置１が組み立てられる。また、接続用バスバー２０を接続した後に、バスバーモジュール３の全体、あるいは第一〜第五の構成体３Ａ〜３Ｅの各々の上側を覆うように、図示しない絶縁カバーなどを取り付けてもよい。
【００５０】
本実施形態によれば、並設される電池集合体２Ａ，２Ｂを直列に接続する際に、導電性の金属板材からなる接続用バスバー２０を用いることで、従来のワイヤハーネスを用いた接続構造と比較して接続部材の製造コストを低減させることができる。また、第五構成体３Ｅの接続用バスバー２０で接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとを接続した後において、接続用バスバー２０の中間部２８が中間カバー２１で覆われているので、別体の被覆カバーを取り付ける必要がなく、部品点数及び作業工数を削減することができる。さらに、第五構成体３Ｅによる接続作業中において、必要に応じて接続用バスバー２０の端部２６，２７を第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３で覆ったり、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３をスライドさせて端部２６，２７を露出させたりすることで、接続用バスバー２０の端部２６，２７が不意に接続用正極６Ａや接続用負極７Ａ以外の接触非許容部に接触することが防止できる。従って、簡単な構造の接続用バスバー２０による製造コストの抑制とともに、接続作業中の短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保可能な電源装置１を提供することができる。
【００５１】
また、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３が係止孔３３，３４を介して中間カバー２１の係止突起３２に係止され、被覆位置又は露出位置に位置決めされる。これにより、被覆位置に位置決めした状態においては、接触非許容部に対する接触を確実に防止することができ、露出位置に位置決めした状態においては、接続用正極６Ａや接続用負極７Ａへの取り付け作業を容易に実施することができる。
【００５２】
また、並設される電池集合体２Ａ，２Ｂ間において、重ねて並べた各電池４ごとの厚み寸法の誤差や重ね合わせる際の誤差の積算などにより、電池集合体２Ａ，２Ｂの縦列方向Ｘの長さに差異が生じて、接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとが位置ずれした場合であっても、接続用バスバー２０の回動角度を適宜に調整して接続することで、位置ずれを吸収することができる。さらに、電池集合体２Ａ，２Ｂ間の位置ずれが大きい場合には、金属板材からなる接続用バスバー２０によって接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとを引き寄せるなどして、電池集合体２Ａ，２Ｂ間の位置ずれを矯正し、所定の公差内に電池集合体２Ａ，２Ｂを位置させることができる。
【００５３】
なお、前記実施形態では、電池集合体２Ａ，２Ｂによって一及び他の電源体を構成したが、電源体としては単体の電池で構成されるものであってもよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、電源体（電池集合体２Ａ，２Ｂ）同士を電気的に直列に接続した電源装置１を説明したが、電源体同士を電気的に並列に接続する場合にも本発明の接続構造を適用することができる。
【００５５】
さらに、本発明の接続構造は、バスバーモジュール３として利用されるものに限らず、前記実施形態における接続用バスバー２０、中間カバー２１、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３を備えた第五構成体３Ｅの部分が独立して構成された接続部材としても利用可能である。
【００５６】
また、前記実施形態では、導電部材としての接続用バスバー２０を平面視Ｌ字形の金属板材から構成したが、導電部材の形状や素材は任意に選択可能である。このような導電部材の形状などに伴い、中間絶縁部材（中間カバー２１）や一端側絶縁部材（第一端部カバー２２）、他端側絶縁部材（第二端部カバー２３）の形状なども適宜に変更することができる。
【００５７】
また、前記実施形態では、一端側絶縁部材（第一端部カバー２２）及び他端側絶縁部材（第二端部カバー２３）を中間絶縁部材（中間カバー２１）にスライド移動可能に支持させたが、スライド移動に限らず、中間絶縁部材に対して一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を回動可能に支持してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る電源体の接続構造、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電動モータに電力を供給する駆動源として利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 電源装置
２，２Ａ，２Ｂ 電池集合体（電源体）
３ バスバーモジュール
３Ｂ 第二構成体（第一接続体）
３Ｃ 第三構成体（第二接続体）
３Ｅ 第五構成体（第三接続体、接続部材）
４ 電池
６Ａ 接続用正極（第二電極）
７Ａ 接続用負極（第一電極）
１２ バスバー収容枠（第一絶縁体枠）
１３ バスバー収容枠（第二絶縁体枠）
１４ バスバー（第一バスバー）
１５ バスバー（第二バスバー）
２０ 接続用バスバー（導電部材）
２０Ｃ 屈曲部（屈曲部分）
２１ 中間カバー（中間絶縁部材）
２２ 第一端部カバー（一端側絶縁部材）
２３ 第二端部カバー（他端側絶縁部材）
２６，２７ 端部
２８ 中間部
３２ 係止突起（位置決め部）
３３，３４ 係止孔（位置決め部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置における複数の電源体同士を電気的に接続する電源体の接続部材、電源装置を構成する電池集合体における電池同士を電気的に接続するバスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、電動モータの駆動源としての電源装置が搭載されている。この電源装置は、一端に正の電極と他端に負の電極とが設けられた複数の電池から構成される電池集合体（電源体）を備え、所望の電圧を得るために複数の電池が直列に接続されている。これら複数の電池は、正の電極と負の電極とが互いに隣り合う状態で、一方向に沿って並べられている。
【０００３】
前述した電源装置は、電池集合体の互いに隣り合う各電池の正の電極と負の電極とを接続する複数の接続部材（バスバー）を備え、それらの接続部材によって、電池集合体の複数の電池が直列に接続されている（例えば、特許文献１参照）。このような複数の接続部材は、絶縁性の合成樹脂などで構成された絶縁体枠に収容されたバスバーモジュールとして電池集合体に設置されることが一般的である。また、特許文献１記載の電源装置では、電池集合体が２列に分離され、各電池集合体における複数の電池の配列方向と直交した方向に並べて設置されている。
【０００４】
一方、並べて設置された複数の電源体同士を電気的に接続する構造として、ワイヤハーネス（ケーブル）などを用いた接続構造が利用されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２記載の電源装置は、図５に示すように、互いに当接させずに並べた複数（２個）の電源体（バッテリ）Ｂを備え、互いの電源体Ｂにおける正負の電極端子Ｃ１，Ｃ２をワイヤハーネスＷで接続している。ワイヤハーネスＷは、導電性の芯線を絶縁体で被覆した電線部Ｗ１と、電線部Ｗ１の両端にて芯線に圧着された一対の端子（例えば、ちょうねじ端子や丸形端子等）Ｗ２と、芯線と端子Ｗ２との圧着部を覆って絶縁するターミナルカバーＷ３などを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１００６１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した特許文献２に示されたような電源体の接続構造では、ワイヤハーネスＷを用いて電源体Ｂの電極同士を接続することから、以下のような問題がある。
【０００７】
先ず、ワイヤハーネスＷが電線部Ｗ１や一対の端子Ｗ２、ターミナルカバーＷ３などで構成されるために、部品点数が多くなるとともに、圧着工程や絶縁工程などの工数が多くなって製作に手間が掛り、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００８】
次に、ワイヤハーネスＷを電源体Ｂに接続する作業において、一方の端子Ｗ２を一方の電極端子Ｃ１に接続してから、他方の端子Ｗ２を他方の電極端子Ｃ２に接続することとなるが、この際、他方の端子Ｗ２が電源体Ｂの他の電極等に接触すると短絡の可能性がある。このため、ワイヤハーネスＷの端子Ｗ２が電極端子Ｃ２以外に接触しないように適宜な対処を施しつつ接続作業を行う必要があり、作業手順の冗長化を招いて作業性が低下するという問題がある。ここで、短絡を防止するために、端子Ｗ２が絶縁性のハウジング等で覆われたコネクタを有したワイヤハーネスＷを利用することが考えられる。しかしながら、そのようなワイヤハーネスＷを用いる場合には、電源体Ｂの電極にもコネクタを設けなければならず、製造コストがさらに高騰するとともに、コネクタ同士を接続するためのスペースも必要となってしまう。
【０００９】
一方、従来のワイヤハーネスＷに替えて接続用のバスバーを用いた接続構造も考えられる。しかし、接続用のバスバーによって各電源体Ｂの電極端子Ｃ１，Ｃ２同士を接続する場合であっても、接続作業中にバスバーの一部が電極端子Ｃ２以外に接触して短絡する可能性を排除することができず、依然として前述したような作業性低下の問題を解決することが難しい。さらに、電極端子Ｃ１，Ｃ２同士を接続した状態では、バスバー中間の導電部が露出することから、この導電部を覆うために絶縁性を有した別体の保護キャップ等を用いた場合には、部品点数や作業工数が増大して製造や部品管理に要するコストが増加してしまうこととなる。
【００１０】
本発明は、上記した点に鑑み、電源体同士を接続する際に短絡の可能性を排除しつつ良好な作業性を確保し、かつ製造コストを抑制することができる電源体の接続部材、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された本発明の電源体の接続部材は、一の電源体の第一電極と、他の電源体の第二電極とを電気的に接続する電源体の接続部材であって、導電性の金属板材からなり、前記第一電極に一端側が接続され、前記第二電極に他端側が接続される導電部材と、前記導電部材における前記一端側の端部を被覆可能な一端側絶縁部材と、前記導電部材における前記他端側の端部を被覆可能な他端側絶縁部材と、前記導電部材における前記一端側及び他端側の端部を除く中間部を覆う中間絶縁部材と、を備え、前記一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材が、それぞれ前記導電部材の一端側及び他端側の端部を被覆する被覆位置と、該端部を露出させる露出位置と、の間を移動可能に前記中間絶縁部材に支持されたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、一の電源体の第一電極と他の電源体の第二電極とを金属板材からなる導電部材で接続することで、従来のワイヤハーネスで接続した場合と比較して、導電部材の製造工程を簡単化することができる。また、中間絶縁部材で導電部材の中間部を覆うことによって中間部と電源体各部とが接触せず、一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材をそれぞれ被覆位置に位置させることで、導電部材の両端部も電源体各部から絶縁することができる。従って、導電部材の接続作業初期段階においては、各絶縁部材で導電部材の全体を被覆しておくことで、導電部材を介した短絡を防止することができる。次に、第一電極に対して導電部材の一端側を接続する際に、一端側絶縁部材を露出位置に移動させることで接続作業を円滑に実施できるとともに、その作業中において他端側絶縁部材を被覆位置に維持しておけば、導電部材の他端側端部が電源体に接触することを確実に防止することができる。導電部材の一端側を接続した後に、他端側絶縁部材を露出位置に移動させてから他端側の接続作業を実施することで、導電部材の脱落等が防止されることから、電源体における接触を想定していない部分（以下、接触非許容部と記すことがある）への導電部材の接触を防止することができ、接続作業中の短絡をさらに確実に防止することができる。
【００１３】
請求項２に記載された接続部材は、請求項１記載の接続部材において、前記一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を各々の被覆位置及び露出位置において前記中間絶縁部材に対して位置決めする位置決め部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を位置決め部によって被覆位置に位置決めすることで、各絶縁部材が不意に露出位置に移動してしまうことがなく、電池集合体に対する接触を防止して短絡の可能性を確実に排除することができる。一方、一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を位置決め部によって露出位置に位置決めすることで、導電部材の一端側及び他端側の各端部を電極に接続する際に、作業者が各絶縁部材を露出位置に維持させておく必要がなくなり、接続作業性をさらに良好にすることができる。
【００１５】
請求項３に記載された接続部材は、請求項１又は２記載の接続部材において、前記導電部材が金属板材から平面屈曲状に形成され、この屈曲部分を含む該導電部材の前記中間部を覆って前記中間絶縁部材が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記構成により、屈曲部分を含んだ導電部材の中間部を覆って中間絶縁部材を設けることで、屈曲部分に引っ掛かることから導電部材に対する中間絶縁部材の移動が規制され、中間絶縁部材を導電部材に固定又は係止するための部位や部品などを省略することができる。さらに、導電部材に対する移動が規制された中間絶縁部材に一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材が支持されているので、各絶縁部材の被覆位置及び露出位置における位置精度を高めることができ、被覆位置に移動させた際の絶縁を確実にするとともに、露出位置に移動させた状態での接続作業性を確保することができる。
【００１７】
請求項４に記載された本発明のバスバーモジュールは、複数の電池が重ねられた一の電池集合体と複数の電池が重ねられた他の電池集合体とを電気的に接続するバスバーモジュールであって、前記一の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第一バスバー、及び該複数の第一バスバーを収容する第一絶縁体枠を有した第一接続体と、前記他の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第二バスバー、及び該複数の第二バスバーを収容する第二絶縁体枠を有した第二接続体と、前記一の電池集合体における所定電池の第一電極と、前記他の電池集合体における所定電池の第二電極とを接続する第三接続体と、を備え、前記第三接続体が、請求項１〜３の何れか一項に記載の接続部材で構成されたことを特徴とする。
【００１８】
上記構成により、前述した電源体の接続部材と同様に、第三接続体における導電部材の構造や製造工程を簡単化することができるとともに、一及び他の電池集合体同士を導電部材で接続する作業中や接続後において、導電部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【００１９】
請求項５に記載された本発明の電源装置は、複数の電池が重ねられた一の電池集合体と、複数の電池が重ねられた他の電池集合体と、前記各電池集合体における複数の電池同士及び該一及び他の電池集合体の所定電池同士を接続する請求項４記載のバスバーモジュールと、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
上記構成により、前述したバスバーモジュールと同様に、導電部材の構造及び製造工程を簡単化することができるとともに、一及び他の電池集合体同士を導電部材で接続する作業中や接続後において、導電部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載の発明によれば、導電部材の構造及び製造工程を簡単化することができるので、製造コストを抑制することができる。また、接続作業中の適宜な時期において、一端側及び他端側の絶縁部材によって導電部材と電源体の接触非許容部との接触を防止することができるので、短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保することができる。また、金属板材からなる導電部材によって一及び他の電源体を接続することで、接続前の段階で電源体同士に位置ずれがあった場合でも、この位置ずれを導電部材によって矯正することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、各絶縁部材を被覆位置と露出位置とに位置決めすることで、絶縁を確実にして短絡を防止するとともに、導電部材の接続作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、導電部材に対する中間絶縁部材の移動を規制することで、中間絶縁部材に支持された一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材の位置精度を高めることができ、確実な絶縁と良好な作業性の両方を向上させることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、前述と同様に導電部材の製造コストを抑制するとともに、導電部材を介した短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保することができる。さらに、第一及び第二接続体と導電部材を含む第三接続体とを備えたバスバーモジュールによって、一及び他の電池集合体の各々における電池同士を接続するとともに、各電池集合体の所定電池を接続することができる。従って、バスバーモジュール各部の構造や接続方法を共通化することができるので、異種の接続構造（例えば、ワイヤハーネス等を用いたもの）を併用する場合と比較して、各部構造や接続手順の標準化を図ることができ、製造コスト削減と作業効率向上とを一層促進させることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、前述のバスバーモジュールと同様に、導電部材の製造コストを抑制するとともに、導電部材を介した短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保して、電源装置の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。
【図２】前記電源装置の要部を拡大して示す平面図である。
【図３】前記電源装置における接続部材を示す斜視図である。
【図４】前記接続部材を示す断面図であり、（Ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】従来の電源装置の一形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態にかかる電源装置を、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態の電源装置１は、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、電動モータに電力を供給するものである。
【００２８】
電源装置１は、図１に示すように、複数（本実施形態では、２個）の電池集合体２（２Ａ，２Ｂ）と、電池集合体２の上面に取り付けられるバスバーモジュール３と、を備えている。各電池集合体２Ａ，２Ｂは、それぞれ一方向（図１中の矢印Ｘで示す方向）に並べて重ねられる複数の電池４を備え、これらの電池４が図示しない固定部材によって束ねられて固定されている。２個の電池集合体２Ａ，２Ｂは、電池４を重ねた方向と直交する方向（図１中の矢印Ｙで示す方向）に並設されており、図示しない連結部材やベース枠などによって電池集合体２Ａ，２Ｂ同士が連結されている。
【００２９】
なお、以下、本明細書では、電池４同士が重ねられた方向（矢印Ｘの方向）を縦列方向Ｘと記し、この縦列方向Ｘに直交して電池集合体２Ａ，２Ｂ同士が並設された方向（矢印Ｙの方向）を横列方向Ｙと記し、縦列方向Ｘ及び横列方向Ｙに直交する方向を高さ方向Ｚと記す。また、以下では、２個の電池集合体２Ａ，２Ｂのうち、図１中の横列方向Ｙの左上側に示された電池集合体２Ａを一の電池集合体（一の電源体）とし、図１中の横列方向Ｙの右下側に示された電池集合体２Ｂを他の電池集合体（他の電源体）として説明する。
【００３０】
複数の電池４は、それぞれ方体状の電池本体５と、正の電極（以下、正極と記す）６と、負の電極（以下、負極と記す）７と、を備えている。正極６は、電池本体５の横列方向Ｙに沿った一端側に設けられ、負極７は、電池本体５の横列方向Ｙに沿った他端側に設けられている。これらの正極６及び負極７は、導電性の金属からなるボルト等によって構成され、円柱状の軸部を電池本体５から上方に突出させて設けられている。また、各々の正極６及び負極７には、導電性の金属からなるナット等によって構成された固定部材８が螺合可能になっている。また、図１に示すように、隣り合う電池４同士は、互いの正極６と負極７とが隣り合うように並べられている。即ち、複数の電池４は、正極６と負極７とが縦列方向Ｘに沿って交互に正負逆となる状態で重ねられている。
【００３１】
ここで、以下の説明を簡明にするために、電池集合体２Ａにおいて、図１中の左上側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第一電極列Ｅ１と記し、その右下側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第二電極列Ｅ２と記す。さらに、電池集合体２Ｂにおいて、図１中の左上側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第三電極列Ｅ３と記し、その右下側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第四電極列Ｅ４と記す。また、第二電極列Ｅ２のうち、図１中の縦列方向Ｘ右端の１個の負極７を第一電極としての接続用負極７Ａとし、第三電極列Ｅ３のうち、図１中の縦列方向Ｘ右端の１個の正極６を第二電極としての接続用正極６Ａとする。さらに、第一電極列Ｅ１のうち、図１中の縦列方向Ｘ左端の１個の正極６を出力用正極６Ｂとし、第四電極列Ｅ４のうち、図１中の縦列方向Ｘ左端の１個の負極７を出力用負極７Ｂとし、これらの出力用正極６Ｂ及び出力用負極７Ｂが前記電動モータに接続される。
【００３２】
バスバーモジュール３は、図１に示すように、第一電極列Ｅ１に取り付けられる第一構成体３Ａと、接続用負極７Ａを除いた第二電極列Ｅ２に取り付けられる第一接続体としての第二構成体３Ｂと、接続用正極６Ａを除いた第三電極列Ｅ３に取り付けられる第二接続体としての第三構成体３Ｃと、第四電極列Ｅ４に取り付けられる第四構成体３Ｄと、接続用負極７Ａ及び接続用正極６Ａに取り付けられる第三接続体であり接続部材としての第五構成体３Ｅとを備える。
【００３３】
第一構成体３Ａ及び第四構成体３Ｄは、互いに略同一構成とされ、それぞれ縦列方向Ｘに沿って長尺枠状に形成されたバスバー収容枠１０と、このバスバー収容枠１０に収容される複数のバスバー１１とを備えている。第二構成体３Ｂ及び第三構成体３Ｃは、互いに略同一構成とされ、それぞれ縦列方向Ｘに沿って長尺枠状に形成されたバスバー収容枠１２，１３と、このバスバー収容枠１２，１３に収容される複数のバスバー１４，１５とを備えている。ここで、第二構成体３Ｂのバスバー収容枠１２によって第一絶縁体枠が構成され、複数のバスバー１４によって複数の第一バスバーが構成される。また、第三構成体３Ｃのバスバー収容枠１３によって第二絶縁体枠が構成され、複数のバスバー１５によって複数の第二バスバーが構成される。
【００３４】
バスバー収容枠１０，１２，１３は、それぞれポリプロピレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂で構成され、バスバー１１，１４，１５を保持して下方に露出させる開口を有した底面部１６と、この底面部１６の四周を囲んで立設された側壁部１７とを備えて形成されている。バスバー１１，１４，１５は、それぞれ導電性の金属板材で構成されている。出力用正極６Ｂに取り付けられるバスバー１１Ａと出力用負極７Ｂに取り付けられるバスバー１１Ｂとを除き、他のバスバー１１，１４，１５には、それぞれ挿通孔１８が２つずつ形成され、各挿通孔１８に正極６または負極７とが挿通され、これらの正極６と負極７とを直列に接続するように構成されている。一方、バスバー１１Ａ，１１Ｂは、出力用正極６Ｂまたは出力用負極７Ｂを挿通させる挿通孔１８が１つ形成され、図示しない出力端子やワイヤハーネス等を介して電動モータに接続されている。
【００３５】
一方、バスバーモジュール３の第五構成体３Ｅは、図２〜図４にも示すように、導電部材としての接続用バスバー２０と、中間絶縁部材としての中間カバー２１と、一端側絶縁部材としての第一端部カバー２２と、他端側絶縁部材としての第二端部カバー２３とを備えている。この第五構成体３Ｅは、接続用バスバー２０によって接続用負極７Ａと接続用正極６Ａとを接続することで、電池集合体２Ａと電池集合体２Ｂとを電気的に直列に接続するものである。
【００３６】
接続用バスバー２０は、導電性の金属板材からなり、一端側である電池集合体２Ａ側の第一直線部２０Ａと、他端側である電池集合体２Ｂ側の第二直線部２０Ｂと、これらを略直角に連結する屈曲部２０Ｃとを有し、平面視で全体略Ｌ字形に形成されている。第一直線部２０Ａの先端側には、接続用負極７Ａを挿通させる挿通孔２４が設けられ、第二直線部２０Ｂの先端側には、接続用正極６Ａを挿通させる挿通孔２５が設けられている。この接続用バスバー２０は、各挿通孔２４，２５に接続用負極７Ａ及び接続用正極６Ａを挿通させた状態で、屈曲部２０Ｃが縦列方向Ｘの外側に向かって突出する向きで取り付けられる。
【００３７】
接続用バスバー２０において、第一直線部２０Ａの先端部であって固定部材８が重なる挿通孔２４の周辺部分によって一端側の端部２６が構成され、第二直線部２０Ｂの先端部であって固定部材８が重なる挿通孔２５の周辺部分によって他端側の端部２７が構成されている。また、端部２６を除いた第一直線部２０Ａと、端部２７を除いた第二直線部２０Ｂと、屈曲部２０Ｃとによって、接続用バスバー２０の中間部２８が構成されている。
【００３８】
中間カバー２１、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３は、それぞれポリプロピレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂で構成されている。中間カバー２１は、接続用バスバー２０の中間部２８を覆って設けられ、接続用バスバー２０の屈曲部２０Ｃと同様に略直角に屈曲した平面視で全体Ｌ字形に形成されている。中間カバー２１の一端側被覆部２１Ａ及び他端側被覆部２１Ｂは、それぞれ接続用バスバー２０の第一直線部２０Ａ及び第二直線部２０Ｂよりも短く形成され、即ち、中間カバー２１は、接続用バスバー２０の端部２６，２７を露出させるように構成されている。
【００３９】
第一端部カバー２２は、中間カバー２１の一端側被覆部２１Ａを囲んで設けられ、この一端側被覆部２１Ａに沿って進退自在に支持されている。具体的に第一端部カバー２２は、図３（Ａ）に示すように、一端側被覆部２１Ａの先端方向に前進して接続用バスバー２０の端部２６を被覆する被覆位置と、図３（Ｂ）に示すように、一端側被覆部２１Ａの基端側に後退して接続用バスバー２０の端部２６を露出させる露出位置と、の間をスライド移動可能に構成されている。
【００４０】
第二端部カバー２３は、中間カバー２１の他端側被覆部２１Ｂを囲んで設けられ、この他端側被覆部２１Ｂに沿って進退自在に支持されている。具体的に第二端部カバー２３は、図３（Ａ）に示すように、他端側被覆部２１Ｂの先端方向に前進して接続用バスバー２０の端部２７を被覆する被覆位置と、図３（Ｂ）に示すように、他端側被覆部２１Ｂの基端側に後退して接続用バスバー２０の端部２７を露出させる露出位置と、の間をスライド移動可能に構成されている。
【００４１】
中間カバー２１の一端側被覆部２１Ａ及び他端側被覆部２１Ｂには、図３に示すように、露出位置にスライドさせた第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３にそれぞれ当接する当接突起３１が形成されている。さらに、一端側被覆部２１Ａ及び他端側被覆部２１Ｂの各先端縁近傍には、図４に示すように、被覆位置及び露出位置にて第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３をそれぞれ位置決めする係止突起３２が形成されている。第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３には、被覆位置にて係止突起３２に係止される係止孔３３と、露出位置にて係止突起３２に係止される係止孔３４とが形成されている。即ち、係止突起３２及び係止孔３３，３４によって位置決め部が構成され、係止孔３３が係止突起３２に係止されることで、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３がそれぞれ被覆位置に位置決めされ、係止孔３４が係止突起３２に係止されることで、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３がそれぞれ露出位置に位置決めされる。
【００４２】
以下、前述した構成の電源装置１の組立方法について説明する。
【００４３】
先ず、予め、バスバーモジュール３のバスバー収容枠１０，１２，１３、バスバー１１，１４，１５、接続用バスバー２０、中間カバー２１、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３などを別々に製造しておく。一方、電池集合体２Ａ，２Ｂを横列方向Ｙに並べて適宜な治具や固定部材で固定しておく。
【００４４】
次に、２個のバスバー収容枠１０内に各々複数のバスバー１１を嵌め込み、バスバー収容枠１２内に複数のバスバー１４を嵌め込み、バスバー収容枠１３内に複数のバスバー１５を嵌め込むことで、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを構成する。さらに、中間カバー２１内に接続用バスバー２０を挿入するとともに、中間カバー２１に第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３を取り付けて、第五構成体３Ｅを構成する。なお、各バスバー１１，１４，１５は、バスバー収容枠１０，１２，１３にインサート成形することによって一体的に設けられていてもよく、接続用バスバー２０は、中間カバー２１にインサート成形することによって一体的に設けられていてもよい。
【００４５】
次に、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを、それぞれ電池集合体２Ａ，２Ｂの第一〜第四の電極列Ｅ１〜Ｅ４に重ねて載置し、各々対応する位置の正極６及び負極７をバスバー１１，１４，１５の挿通孔１８に挿通させる。さらに、接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａ以外の正極６及び負極７に固定部材８を螺合し、固定部材８でバスバー１１，１４，１５を挟み込むことで、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを電池集合体２Ａ，２Ｂに固定する。
【００４６】
次に、図３（Ａ）に示すように、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３をそれぞれ被覆位置にスライドさせ、接続用バスバー２０の略全体を各カバー２１，２２，２３で被覆した第五構成体３Ｅを電池集合体２Ａ，２Ｂ上に位置させる。この際、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３は、それぞれの係止孔３３が係止突起３２に係止されることで、中間カバー２１に対して被覆位置に位置決めされ、接続用バスバー２０の端部２６，２７が被覆されている。
【００４７】
次に、第一端部カバー２２を押圧して係止突起３２による係止孔３３の係止を外し、露出位置まで第一端部カバー２２をスライドさせて当接突起３１に当接させるとともに、係止孔３４を係止突起３２に係止させる。これにより第一端部カバー２２を露出位置に位置決めするとともに、接続用バスバー２０の端部２６を露出させる。次に、露出した端部２６の挿通孔２４に接続用負極７Ａを挿通させて、接続用バスバー２０を電池集合体２Ａに仮止めする。
【００４８】
次に、第二端部カバー２３を押圧して係止突起３２による係止孔３３の係止を外し、露出位置まで第二端部カバー２３をスライドさせて当接突起３１に当接させるとともに、係止孔３４を係止突起３２に係止させる。これにより第二端部カバー２３を露出位置に位置決めするとともに、接続用バスバー２０の端部２７を露出させる。次に、接続用負極７Ａを中心として接続用バスバー２０を回動させつつ、露出した端部２７の挿通孔２５に接続用正極６Ａを挿通させる。
【００４９】
次に、接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａのそれぞれに固定部材８を螺合し、固定部材８で接続用バスバー２０を挟み込むことで、第五構成体３Ｅを電池集合体２Ａ，２Ｂに固定する。以上によりバスバーモジュール３の全体が電池集合体２Ａ，２Ｂに取り付けられ、電源装置１が組み立てられる。また、接続用バスバー２０を接続した後に、バスバーモジュール３の全体、あるいは第一〜第五の構成体３Ａ〜３Ｅの各々の上側を覆うように、図示しない絶縁カバーなどを取り付けてもよい。
【００５０】
本実施形態によれば、並設される電池集合体２Ａ，２Ｂを直列に接続する際に、導電性の金属板材からなる接続用バスバー２０を用いることで、従来のワイヤハーネスを用いた接続構造と比較して接続部材の製造コストを低減させることができる。また、第五構成体３Ｅの接続用バスバー２０で接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとを接続した後において、接続用バスバー２０の中間部２８が中間カバー２１で覆われているので、別体の被覆カバーを取り付ける必要がなく、部品点数及び作業工数を削減することができる。さらに、第五構成体３Ｅによる接続作業中において、必要に応じて接続用バスバー２０の端部２６，２７を第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３で覆ったり、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３をスライドさせて端部２６，２７を露出させたりすることで、接続用バスバー２０の端部２６，２７が不意に接続用正極６Ａや接続用負極７Ａ以外の接触非許容部に接触することが防止できる。従って、簡単な構造の接続用バスバー２０による製造コストの抑制とともに、接続作業中の短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保可能な電源装置１を提供することができる。
【００５１】
また、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３が係止孔３３，３４を介して中間カバー２１の係止突起３２に係止され、被覆位置又は露出位置に位置決めされる。これにより、被覆位置に位置決めした状態においては、接触非許容部に対する接触を確実に防止することができ、露出位置に位置決めした状態においては、接続用正極６Ａや接続用負極７Ａへの取り付け作業を容易に実施することができる。
【００５２】
また、並設される電池集合体２Ａ，２Ｂ間において、重ねて並べた各電池４ごとの厚み寸法の誤差や重ね合わせる際の誤差の積算などにより、電池集合体２Ａ，２Ｂの縦列方向Ｘの長さに差異が生じて、接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとが位置ずれした場合であっても、接続用バスバー２０の回動角度を適宜に調整して接続することで、位置ずれを吸収することができる。さらに、電池集合体２Ａ，２Ｂ間の位置ずれが大きい場合には、金属板材からなる接続用バスバー２０によって接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとを引き寄せるなどして、電池集合体２Ａ，２Ｂ間の位置ずれを矯正し、所定の公差内に電池集合体２Ａ，２Ｂを位置させることができる。
【００５３】
なお、前記実施形態では、電池集合体２Ａ，２Ｂによって一及び他の電源体を構成したが、電源体としては単体の電池で構成されるものであってもよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、電源体（電池集合体２Ａ，２Ｂ）同士を電気的に直列に接続した電源装置１を説明したが、電源体同士を電気的に並列に接続する場合にも本発明の接続構造を適用することができる。
【００５５】
さらに、本発明の接続構造は、バスバーモジュール３として利用されるものに限らず、前記実施形態における接続用バスバー２０、中間カバー２１、第一端部カバー２２及び第二端部カバー２３を備えた第五構成体３Ｅの部分が独立して構成された接続部材としても利用可能である。
【００５６】
また、前記実施形態では、導電部材としての接続用バスバー２０を平面視Ｌ字形の金属板材から構成したが、導電部材の形状や素材は任意に選択可能である。このような導電部材の形状などに伴い、中間絶縁部材（中間カバー２１）や一端側絶縁部材（第一端部カバー２２）、他端側絶縁部材（第二端部カバー２３）の形状なども適宜に変更することができる。
【００５７】
また、前記実施形態では、一端側絶縁部材（第一端部カバー２２）及び他端側絶縁部材（第二端部カバー２３）を中間絶縁部材（中間カバー２１）にスライド移動可能に支持させたが、スライド移動に限らず、中間絶縁部材に対して一端側絶縁部材及び他端側絶縁部材を回動可能に支持してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る電源体の接続構造、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電動モータに電力を供給する駆動源として利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 電源装置
２，２Ａ，２Ｂ 電池集合体（電源体）
３ バスバーモジュール
３Ｂ 第二構成体（第一接続体）
３Ｃ 第三構成体（第二接続体）
３Ｅ 第五構成体（第三接続体、接続部材）
４ 電池
６Ａ 接続用正極（第二電極）
７Ａ 接続用負極（第一電極）
１２ バスバー収容枠（第一絶縁体枠）
１３ バスバー収容枠（第二絶縁体枠）
１４ バスバー（第一バスバー）
１５ バスバー（第二バスバー）
２０ 接続用バスバー（導電部材）
２０Ｃ 屈曲部（屈曲部分）
２１ 中間カバー（中間絶縁部材）
２２ 第一端部カバー（一端側絶縁部材）
２３ 第二端部カバー（他端側絶縁部材）
２６，２７ 端部
２８ 中間部
３２ 係止突起（位置決め部）
３３，３４ 係止孔（位置決め部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の電源体の第一電極と、他の電源体の第二電極とを電気的に接続する電源体の接続部材であって、
導電性の金属板材からなり、前記第一電極に一端側が接続され、前記第二電極に他端側が接続される導電部材と、
前記導電部材における前記一端側の端部を被覆可能な一端側絶縁部材と、
前記導電部材における前記他端側の端部を被覆可能な他端側絶縁部材と、
前記導電部材における前記一端側及び他端側の端部を除く中間部を覆う中間絶縁部材と、を備え、
前記一端側絶縁部材及び前記他端側絶縁部材が、それぞれ前記導電部材の一端側及び他端側の端部を被覆する被覆位置と、該端部を露出させる露出位置と、の間を移動可能に前記中間絶縁部材に支持されたことを特徴とする電源体の接続部材。
【請求項２】
前記一端側絶縁部材及び前記他端側絶縁部材を各々の被覆位置及び露出位置において前記中間絶縁部材に対して位置決めする位置決め部を備えたことを特徴とする請求項１記載の接続部材。
【請求項３】
前記導電部材が金属板材から平面屈曲状に形成され、この屈曲部分を含む該導電部材の前記中間部を覆って前記中間絶縁部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の接続部材。
【請求項４】
複数の電池が重ねられた一の電池集合体と複数の電池が重ねられた他の電池集合体とを電気的に接続するバスバーモジュールであって、
前記一の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第一バスバー、及び該複数の第一バスバーを収容する第一絶縁体枠を有した第一接続体と、
前記他の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第二バスバー、及び該複数の第二バスバーを収容する第二絶縁体枠を有した第二接続体と、
前記一の電池集合体における所定電池の第一電極と、前記他の電池集合体における所定電池の第二電極とを接続する第三接続体と、を備え、
前記第三接続体が、請求項１〜３の何れか一項に記載の接続部材で構成されたことを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項５】
複数の電池が重ねられた一の電池集合体と、複数の電池が重ねられた他の電池集合体と、前記各電池集合体における複数の電池同士及び該一及び他の電池集合体の所定電池同士を接続する請求項４記載のバスバーモジュールと、を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項１】
一の電源体の第一電極と、他の電源体の第二電極とを電気的に接続する電源体の接続部材であって、
導電性の金属板材からなり、前記第一電極に一端側が接続され、前記第二電極に他端側が接続される導電部材と、
前記導電部材における前記一端側の端部を被覆可能な一端側絶縁部材と、
前記導電部材における前記他端側の端部を被覆可能な他端側絶縁部材と、
前記導電部材における前記一端側及び他端側の端部を除く中間部を覆う中間絶縁部材と、を備え、
前記一端側絶縁部材及び前記他端側絶縁部材が、それぞれ前記導電部材の一端側及び他端側の端部を被覆する被覆位置と、該端部を露出させる露出位置と、の間を移動可能に前記中間絶縁部材に支持されたことを特徴とする電源体の接続部材。
【請求項２】
前記一端側絶縁部材及び前記他端側絶縁部材を各々の被覆位置及び露出位置において前記中間絶縁部材に対して位置決めする位置決め部を備えたことを特徴とする請求項１記載の接続部材。
【請求項３】
前記導電部材が金属板材から平面屈曲状に形成され、この屈曲部分を含む該導電部材の前記中間部を覆って前記中間絶縁部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の接続部材。
【請求項４】
複数の電池が重ねられた一の電池集合体と複数の電池が重ねられた他の電池集合体とを電気的に接続するバスバーモジュールであって、
前記一の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第一バスバー、及び該複数の第一バスバーを収容する第一絶縁体枠を有した第一接続体と、
前記他の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第二バスバー、及び該複数の第二バスバーを収容する第二絶縁体枠を有した第二接続体と、
前記一の電池集合体における所定電池の第一電極と、前記他の電池集合体における所定電池の第二電極とを接続する第三接続体と、を備え、
前記第三接続体が、請求項１〜３の何れか一項に記載の接続部材で構成されたことを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項５】
複数の電池が重ねられた一の電池集合体と、複数の電池が重ねられた他の電池集合体と、前記各電池集合体における複数の電池同士及び該一及び他の電池集合体の所定電池同士を接続する請求項４記載のバスバーモジュールと、を備えたことを特徴とする電源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６２１０３（Ｐ２０１３−６２１０３Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９０７０（Ｐ２０１１−１９９０７０）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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