JP2008034298A - 接続端子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバーをしっかりと強靱な構造で固定しながら、電池に理想的な状態で溶接して連結できる電池の接続端子を製造する。バスバーとの接続面を理想的な平滑面に加工して、バスバーと接続端子との電気的な接続状態を向上する。理想的な物性の接続端子を安価に多量生産する。
【解決手段】接続端子の製造方法は、バスバー４０を固定する止ネジ４５をねじ込む雌ネジ穴３３のあるナット部３１の一端に、電池２１の端面に溶接して固定される鍔部３２を設けている電池の接続端子３０を製造する方法である。この製造方法は、金属ブロック６１を鍛造してナット部３１を設ける鍛造工程と、鍛造加工してナット部３１を設けてなる金属ブロック６０をプレス加工して所定の厚さの鍔部３２に加工するプレス工程と、ナット部３１に雌ネジ穴３３を設けるねじ穴加工工程とからなる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電池モジュールにバスバーを固定するために、端部に固定される接続端子の製造方法に関する。

多数の電池モジュールをバスバーで直列に接続している電源装置は、ハイブリッドカー、燃料電池自動車、電気自動車等の電動車両に搭載されて、車両を駆動するモータの電源として使用される。この電源装置は、電池モジュールの両端に接続端子を溶接して固定し、この接続端子にバスバーを固定して、多数の電池モジュールを直列に接続する。電池モジュールを接続するために電池モジュールの両端に固定される接続端子として種々の構造のものが開発されている。（特許文献１及び２参照）
特開平８−２８７８９８号公報 特開２００６−１４７３１９号公報

特許文献１に記載される接続端子を図１の分解斜視図に示す。この接続端子８２は、四角形の端面プレート部８２Ａの四方に４つの折曲片８２Ｂを連結する形状に金属板を切断している。折曲片８２Ｂは、端面プレート部８２Ａに対して垂直に折曲され、さらに下端部を電池８１の端面８１Ａと平行に折曲して、端面８１Ａに溶接して固定している。

この構造の接続端子８２は、１枚の金属板を切断し、折曲加工して安価に多量生産できる。しかしながら、バスバー８３を電池８１に連結する連結強度が弱くなる欠点がある。それは、この接続端子８２が、金属板の貫通孔８２Ｃに設けた雌ネジ８４に止ネジ８５をねじこんでバスバー８３を連結するからである。貫通孔８２Ｃに設ける雌ネジ８４は、金属板の板厚の範囲内でしかネジ山を切ることができない。このため、止ネジ８５を大きなトルクで締め付けできる十分な長さにはできない。金属板を厚くして、貫通孔に設ける雌ネジの山数を多くできる。ただ、厚い金属板は、電池の端面に確実にスポット溶接するのが難しくなる。確実にスポット溶接するためには、金属板をそれほど厚くできず、止ネジ８５をしっかりと強く接続端子８２に締め付けして固定できない。このため、バスバー８３と接続端子８２との連結強度が低下する。さらに、四角形の端面プレート部の周囲に折曲片を設けて、これを電池の端面にスポット溶接する接続端子は、折曲部が変形するので、十分な強度にできない。このことも、バスバーと電池との連結強度を低下させる原因となる。さらにまた、止ネジを充分に強いトルクで締め付けできないために、バスバーと接続端子との電気的な接触状態を理想的な状態にできない欠点もある。多数の電池モジュールをバスバーで直列に接続する電源装置は、極めて大きな電流で充放電される。このため、バスバーと接続端子との電気抵抗をできるかぎり小さくする必要がある。バスバーと接続端子との電気抵抗に起因する損失が、電気抵抗と電流の自乗の積に比例して大きくなるからである。バスバーと接続端子との間の電気抵抗を小さくして、これを安定して低抵抗な状態で接続するためには、止ネジを充分な締め付けトルクで接続端子にねじ込んで、バスバーを接続端子に広い面積で強く押圧し、また、止ネジと雌ネジとの間も接触面積を大きくして、互いに強く押圧する必要がある。

本願出願人は、この欠点を解消することを目的として、特許文献２の接続端子を開発した。この接続端子は、図２の断面図に示すように、電池９１の端部に溶接して固定される鍔部９６と、この鍔部９６から電池９１の軸方向に筒状に突出している外筒部９７と、この外筒部９７の先端面を閉塞している端面プレート部９８と、この端面プレート部９８の中央部にあって、外筒部９７の内側に位置して、端面プレート部９８から鍔部９６に向かって突出している内筒部９９とを備えている。さらに、この接続端子９２は、内筒部９９の内面に雌ネジ９４を設けている。この雌ネジ９４に、バスバー９３を貫通する止ネジ９５をねじ込んで、止ネジ９５を介してバスバー９３を接続端子９２に固定する。

この接続端子は、内筒部の内面に雌ネジを設けるので、内筒部を長くして、内面に設ける雌ネジ部を長くできる。したがって、ここにねじ込まれる止ネジの雄ネジとのかみ合い部分長くでき、止ネジと雌ネジとの連結強度を強くできる。ただ、この構造の接続端子は、内筒部が薄くなって、この強度が弱くなる。それは、一枚の金属板をプレス加工で伸長させて外筒部を突出して設け、さらに外筒部の中心部分を伸長して内筒部を突出して設けるからである。とくに、内筒部が鍔部に比較して大きく伸長されることから、鍔部に比較して内筒部が薄くなる。いいかえると、内筒部が薄くて、鍔部が厚くなる。この接続端子は、厚い金属板をプレス加工することで内筒部を厚くできるが、この構造によっても、止ネジと雌ネジとの連結強度を十分な強度とすることはできない。さらに、厚い金属板を使用すると鍔部が厚くなるので、スポット溶接が難しくなる問題点もある。このため、この構造の接続端子も、バスバーをしっかりと強靱な構造で固定するのが難しい欠点がある。さらに、金属板をプレス加工して接続端子を製造する方法は、金属板を部分的にプレス加工してするので、捨てる部分が多くなり、材料である金属板を効率よく使用できない問題点もある。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、バスバーをしっかりと強靱な構造で固定しながら、電池に理想的な状態で溶接して連結できる電池の接続端子の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、バスバーとの接続面を理想的な平滑面に加工して、バスバーとの電気的な接続状態を向上できる接続端子の製造方法を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、理想的な物性の接続端子を安価に多量生産できる製造方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載する接続端子の製造方法は、バスバー４０を固定する止ネジ４５をねじ込む雌ネジ穴３３のあるナット部３１の一端に、電池２１の端面に溶接して固定される鍔部３２を設けている電池の接続端子３０を製造する方法である。この製造方法は、金属ブロック６１を鍛造してナット部３１を設ける鍛造工程と、鍛造加工してナット部３１を設けてなる金属ブロック６１をプレス加工して所定の厚さの鍔部３２に加工するプレス工程と、ナット部３１に雌ネジ穴３３を設けるねじ穴加工工程とからなる。

本発明の請求項２に記載する接続端子の製造方法は、バスバー４０を固定するナット４６をねじ込む雄ネジ７３のあるネジ部７１の一端に、電池２１の端面に溶接して固定される鍔部７２を設けている電池の接続端子７０を製造する方法である。この製造方法は、金属ブロック６１を鍛造してネジ部７１を設ける鍛造工程と、鍛造加工してネジ部７１を設けてなる金属ブロック６１をプレス加工して所定の厚さの鍔部７２に加工するプレス工程と、ネジ部７１に雄ネジ７３を設ける雄ネジ加工工程とからなる。

本発明の接続端子の製造方法は、プレス工程において、鍔部３２、７２の厚さを２ｍｍ以下とすることができる。また、本発明の接続端子の製造方法は、プレス工程において、鍔部３２、７２の厚さを０．５ｍｍ以上とすることができる。

本発明の接続端子の製造方法は、プレス工程において、鍔部３２、７２の外周に、電池２１に溶接する筒部３６、７６を設ける形状に加工することができる。

本発明の接続端子の製造方法は、プレス工程において、鍔部３２、７２に、電池２１に溶接する突出部３７、７７を設けることができる。

本発明の接続端子の製造方法は、鍛造工程において、ナット部３１あるいはネジ部７２の外周に厚肉鍔部３９、７９を設け、この厚肉鍔部３９、７９をプレス工程で薄く押し潰して鍔部３２、７２に加工することができる。

本発明の接続端子の製造方法は、鍛造工程において、ナット部３１に貫通孔３１Ａを設け、ねじ穴加工工程において貫通孔３１Ａの内面を切削して雌ネジ３４を設けることができる。

本発明の接続端子の製造方法は、ねじ穴加工工程において、ナット部３１をドリル加工して貫通孔３１Ａを設け、この貫通孔３１Ａの内面を切削して雌ネジ３４を設けることができる。

本発明の接続端子の製造方法は、鍛造のみで接続端子を製造するのではなく、またプレスのみで接続端子を製造するのでもない。金属ブロックを鍛造して接続端子を製造すると、製造された接続端子は鍔部が厚くなる。鍛造によっては鍔部を薄く加工できないからである。鍔部の厚い接続端子は、スポット溶接して電池にしっかりと連結できなくなる。本発明は、金属ブロックを鍛造工程とプレス工程の両方で加工して、理想的な構造の接続端子を製造する。本発明の方法で製造される接続端子は、バスバーをしっかりと強靱な構造で固定しながら、電池に理想的な状態で溶接して強固に連結できる特長がある。それは、本発明の製造方法が、金属ブロックを鍛造してナット部やネジ部を設けると共に、プレス工程して溶接に好ましいように鍔部を薄く加工するからである。

金属ブロックを鍛造して加工されるナット部やネジ部は、厚肉形状に加工できるので、バスバーを接続するためにナット部やネジ部にねじ込まれる止ネジやナットとの連結強度を強くして、バスバーをしっかりと強靱な構造で固定できる特長が実現できる。さらに、鍛造加工されるナット部は、バスバーとの接続面である端面の平面度の精度を良くできるので、この面を理想的な平滑面に加工して、バスバーとの電気的な接続状態を向上できる特長もある。また、金属ブロックをプレス加工して所定の厚さに加工される鍔部は、溶接に最適な肉厚として、電池の端部に確実に溶接できる特長が実現できる。さらに、プレス加工される鍔部は、不要な余肉部分を打ち抜いて除去できるので、重量を軽減できる特長もある。さらに、金属ブロックを鍛造してナット部やネジ部を加工した後、鍔部をプレス加工するので、従来の金属板をプレス加工して製造する方法に比べて、無駄に捨てる部分が少なく、材料を効率よく使用して製造できる特長もある。

本発明の製造方法は、バスバーに接続されるナット部やネジ部を鍛造加工して設け、電池に溶接して固定される鍔部をプレス加工で設けることにより、ナット部やネジ部に要求される物性と鍔部に要求される物性の両方を同時に満足できる接続端子を実現するものである。本発明の製造方法は、金属ブロックを切削加工して製造される従来の接続端子では実現できない生産性の向上と、電池に確実に溶接できる鍔部の薄肉化、また、軽量化を実現できると共に、金属板をプレス加工して製造される従来の接続端子では実現できない、バスバーとの優れた連結強度を実現できる。

以上のように、本発明の製造方法は、鍛造加工とプレス加工とを組み合わせることにより、それぞれの加工の利点を生かして、接続端子に要求される特性、すなわち、バスバーを強靱な構造で固定しながら、電池に確実に溶接して連結できるという理想的な物性の接続端子を安価に多量生産できる特長が実現できる。

さらに、本発明の製造方法は、プレス工程で鍔部を加工するので、このプレス工程において、鍔部の形状を、電池の溶接に最適な形状にプレス成形できる特長もある。とくに、本発明の請求項５の製造方法では、電池に溶接する筒部を、鍔部の外周に能率良く成形でき、また、請求項６の製造方法では、電池に溶接する突出部を、鍔部に能率良く成形できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための接続端子の製造方法を例示するものであって、本発明は接続端子の製造方法を以下の方法には特定しない。また、製造される接続端子の形状や材質は、製造方法を明確にするために具体的に例示するものであって、本発明の方法で製造される接続端子を以下の形状や材質に特定するものではない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

車両用の電源装置は、複数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くする。図３の電源装置は、複数の電池２１を直線状に連結している複数の電池モジュール２０をケース１０に収納して、隣接する電池モジュール２０をバスバー４０で直列に接続している。この図の電源装置は、主としてハイブリッドカー、電気自動車、燃料電池自動車等の電動車両に使用される。ただ、本発明の電源装置は、電動車両以外の用途であって、大出力が要求される用途にも使用できる。電池モジュール２０は、円筒型電池である二次電池２１を直線状に連結して直列に接続している。ただし、電池モジュールは、角型電池も使用できる。

二次電池２１は、ニッケル−水素電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる全ての電池を使用することができる。ただ、電動車両用の組電池に使用される二次電池には、ニッケル−水素電池やリチウムイオン二次電池が適している。体積と重量に対する出力が大きくて、優れた大電流特性を有するからである。

二次電池２１は、図４の断面図に示すように、外装缶２５の開口部を、封口板２３で絶縁して気密に密閉している。外装缶２５と封口板２３は金属板である。外装缶２５は、金属板を底のある筒状にプレス成形して製作される。封口板２３は、中央に凸部電極２２を溶接している。外装缶２５の内部には、電極（図示せず）を内蔵している。さらに、電解液も充填される。外装缶２５は、開口部の端部をかしめ加工して封口板２３を気密に固定している。封口板２３は、ガスケット１９を介して外装缶２５のカシメ部に挟着されて気密に固定される。ガスケット１９は絶縁材のゴム状弾性体で、封口板２３と外装缶２５とを絶縁すると共に、封口板２３と外装缶２５との隙間を気密に閉塞する。封口板２３の周縁にはカシメ凸条２４が設けられる。この二次電池２１は、封口板２３を第１の電極として、外装缶２５を第２の電極としている。ニッケル−水素電池は、第１の電極を正極として第２の電極を負極としている。二次電池は、第１の電極を負極として第２の電極を正極とすることもできる。

電池モジュール２０は、図４に示すように、二次電池２１の間に接続体２６を配設しており、接続体２６を介して直列に直線状に連結している。図の電池モジュール２０は、一方の二次電池２１の封口板２３と他方の二次電池２１の外装缶２５とを接続体２６で接続している。接続体２６は、金属板をプレス成形したもので、対向して配設される二次電池２１の電池端面に溶接して接続されて、二次電池２１を直列に電気接続する。図に示す接続体２６は、金属板を穴のあるリング状に成形して、両面に突出して電池端面に溶接される複数の溶接凸部２７を設けている。両面に突出している溶接凸部２７は、対向する電池端面に溶接されて、隣接して配設している二次電池２１を直列に接続する。図の接続体２６は、中心孔２８を設けて、ここに凸部電極２２を配設している。接続体２６は、保持キャップ２９で定位置に保持している。保持キャップ２９は、全体をプラスチック等の絶縁材で成形している。保持キャップ２９は、隣接する二次電池２１の間に配設されて、接続体２０を抜け難いように定位置に保持する。

電池モジュール２０は、図５と図６の断面図に示すように、その両端に、バスバー４０を連結する接続端子３０を固定している。バスバー４０は、隣接する電池モジュール２０の接続端子３０に両端を連結して、電池モジュール２０を直列に接続する。これらの図の接続端子３０は、ナット部３１の一端に鍔部３２を設けている。この接続端子３０は、ナット部３１と鍔部３２を一体構造として製作している。電池モジュール２０は、図５と図６に示すように、接続端子３０のナット部３１を、ケース１０に設けた貫通孔１１に配置し、ナット部３１にバスバー４０を貫通するに止ネジ４５がねじ込まれて、接続端子３０にバスバー４０が固定される。

ナット部３１は、中心に雌ネジ穴３３を設けている。この雌ネジ穴３３には、バスバー４０を固定する止ネジ４５がねじ込まれる。雌ネジ穴３３は、ナット部３１を軸方向に貫通して設けている。雌ネジ穴３３は、開口端をテーパー状に加工している。テーパー部３５は、止ネジ４５を雌ネジ穴３３にスムーズに案内する。雌ネジ穴３３は、Ｍ６の止ネジ４５をねじ込む雌ネジ３４を設けている。ただし、雌ネジ穴は、Ｍ３〜Ｍ１０の止ネジをねじ込む雌ネジを設けることもできる。

ナット部３１は、内部まで金属からなる金属ブロックである。ナット部３１の突出高さ（ｈ）は、雌ネジ穴３３のネジ山数を特定する。ナット部３１を高くして、ネジ山数を多くできる。ナット部３１は、高さ（ｈ）を高くしてネジ山数を多くすると、止ネジ４５をねじ込んでしっかりと固定できる。ナット部３１は、たとえば、高さを５ｍｍ〜１５ｍｍとして、ネジ山数を７以上とすることができる。

図のナット部３１は、全体の形状を、角部を面取りしている四角柱状としている。このナット部３１は、回転しないように保持できる。ナット部は、四角柱状でなく、多角形の柱状として、回転しないように保持できる。また、円柱状として対向する位置に平面部を設けて回転しないように保持する形状とすることもできる。ナット部３１は、止ネジ４５を十分な強度でねじ込みできるように、雌ネジ穴３３の内面とナット部３１の外表面との肉厚（ｄ）が５〜６ｍｍとなる外形とする。ただし、ナット部は、肉厚を３ｍｍ〜１０ｍｍとする外形とすることもできる。

鍔部３２は、電池モジュール２０の端部にスポット溶接して固定される。鍔部３２は、理想的な状態でスポット溶接でき、かつ十分な強度とするために、０．７ｍｍ〜１ｍｍとしている。ただし、この鍔部は、２ｍｍ以下として、電池モジュールにスポット溶接できる。鍔部は、薄すぎると十分な強度にできない。したがって、鍔部３２は、０．５ｍｍよりも厚くする。

鍔部３２は、電池モジュール２０の端部にスポット溶接して固定される。電池モジュール２０は、両端の形状が異なる。形状が異なる電池モジュール２０の両端に連結される接続端子３０は、鍔部３２の形状が異なる。図５の接続端子３０は、鍔部３２の外周に筒部３６を設けている。この接続端子３０は、筒部３６に電池モジュール２０を挿入し、筒部３６を電池２１の外装缶２５にスポット溶接して接続する。この図の接続端子３０は、筒部３６を円筒状としている。円筒状の筒部３６は、円筒形電池を挿入できる大きさとしている。この接続端子３０は、円筒形電池を円筒状の筒部３６に入れ、筒部３６を外装缶２５の底部にスポット溶接してしっかりと固定される。

図６の接続端子３０の鍔部３２は、電池２１にスポット溶接する突出部３７を設けている。この突出部３７は、電池２１の封口板２３に向かって突出する。図の接続端子３０は、リング状に連続する突出部３７を鍔部３２の内側に沿って設けている。この接続端子３０は、突出部３７を二次電池２１の封口板２３にスポット溶接して連結する。鍔部３２は、封口板２３に接続されるが外装缶２５からは絶縁される。したがって、突出部３７は、外装缶２５の開口部にあるカシメ凸条２４の内側にあって、カシメ凸条２４に接触しないよう配設される。図６の電池モジュール２０は、端部に絶縁キャップ５０を装着しており、接続端子３０の鍔部３２と外装缶２５のカシメ凸条２４との間に絶縁リング５２を配設して、鍔部３２を外装缶２５から絶縁している。絶縁キャップ５０は、プラスチックや合成ゴム等の絶縁材をリング状に成形したものである。図の絶縁キャップ５０は、カシメ凸条２４の表面を被覆して絶縁する絶縁リング５２と、この絶縁リング５２の外周に連結するように成形している筒部５１とを備える。絶縁キャップ５０は、接続端子３０の突出部３７を電池２１の封口板２３に溶接するために、絶縁リング５２に貫通孔５３を開口して設けている。

以上の接続端子は以下の方法で製造される。
［材料の切断工程］
図７に示すように、細長い棒状の金属ロッド６０を一定の長さに切断して、金属ブロック６１とする。図の金属ブロック６１は、円形の金属ロッド６０を切断して、円柱状の金属ブロック６１に加工している。金属ブロック６１は、その体積が、完成された接続端子の体積よりも多くなるように切断される。塑性加工して接続端子の形状に加工した後、不必要な部分となる鍔部の外周部を切断して、完成された接続端子とするからである。金属ロッド６０の材質は、冷間鍛造できる鍛鋼を使用する。ただし、銅、アルミ、鉄などの合金からなる金属ロッドも使用できる。また、熱間鍛造に使用する金属も使用できる。
［鍛造工程］
金属ブロック６１を冷間鍛造して、図８に示すようにナット部３１を成型する。この鍛造工程は、型鍛造して、金属ブロック６１を正確な外形のナット部３１に塑性加工する。この型鍛造において、ナット部３１の一端部に、プレス加工して鍔部３２となる厚肉鍔部３９を設ける。厚肉鍔部３９は厚さを３．５ｍｍとする。ただし、この厚肉鍔部３９の厚さは、次のプレス加工で薄板状の鍔部３２に加工できる厚さ、たとえば３．７ｍｍ以下とすることもできる。その後、ナット部３１の中心を金型で打ち抜いて、貫通孔３１Ａを開口する。ただし、ナット部３１の貫通孔３１Ａは、最後の工程で開口することもできる。また、貫通孔３１Ａはドリルで切削して設けることもできる。
［プレス加工］
図９に示すように、厚肉鍔部３２をプレス加工して、電池にスポット溶接できる厚さの鍔部３２に塑性加工する。このプレス加工において、鍔部３２は０．７ｍｍ〜１ｍｍの厚さに塑性加工される。ただ、接続端子の鍔部は、０．５ｍｍ以上であって、２ｍｍ以下として、電池にスポット溶接できるので、鍔部をこの厚さにプレス加工することもできる。

その後、図５の接続端子３０とするには、図１０に示すように、所定の厚さに塑性加工された鍔部３２を、さらにプレス加工して絞り上げて筒部３６を成形する。その後、鍔部３２の外周部の余肉部分３８をプレス加工して打ち抜いて、図１１に示す接続端子３０とする。

また、図６の接続端子３０とするには、図９に示す工程で、所定の厚さに塑性加工された鍔部３２を、図１２に示すように、さらにプレス加工して絞り上げて突出部３７を設ける。突出部３７は、鍔部３２の内側にリング状に設けている。その後、突出部３７の外周部の余肉部分３８をプレス加工して打ち抜いて、図１３に示す接続端子３０とする。

［ねじ穴加工工程］
ナット部３１に設けた貫通孔３１Ａの内面を切削して雌ネジ３４を設ける。鍛造工程でナット部３１に貫通孔３１Ａを設ける方法は、貫通孔３１Ａの内面を切削して雌ネジ穴３３にできるので、この加工を簡単に能率よくできる。ただ、ナット部をドリル加工して貫通孔を設け、この貫通孔を雌ネジ加工して雌ネジ穴を設けることもできる。また、このねじ穴加工工程は、プレス加工の前工程とすることもできる。

以上の方法で製造された接続端子は、図５と図６に示すように、電池モジュール２０の両端に固定される。図５の接続端子３０は、鍔部３２に設けてる筒部３６を外装缶２５の底部にスポット溶接して接続される。図６の接続端子３０は、鍔部３２に設けている突出部３７を二次電池２１の封口板２３にスポット溶接して接続される。

以上の接続端子３０は、ナット部３１の一端に、電池２１の端面に溶接して固定される鍔部３２を設けているが、図１４と図１５に示すように、接続端子７０は、ナット部をネジ部７１とし、このネジ部７１にナット４６をねじ込んでバスバー４０を固定することもできる。この接続端子７０は、ネジ部７１の下端を太くしてブロック部７１Ａとし、このブロック部７１Ａにネジ本体７１Ｂを連結する構造としている。ブロック部７１Ａは、前述した接続端子３０のナット部３１と同じ外形としている。このブロック部７１Ａは、図１４と図１５に示すように、ケース１０に設けた貫通孔１１に挿通され、ネジ本体７１Ｂがバスバー４０に挿通されてバスバー４０から突出し、ネジ本体７１Ｂにナット４６がねじ込まれて、バスバー４０が固定される。ナット部をネジ部７１とする接続端子７０は、ナット部３１にねじ込まれる止ネジ４５と同じ形状の雄ネジ７３をネジ本体７１Ｂに設けている。

この接続端子は、以下の工程で製造される。
［材料の切断工程］
前述の鍔部にナット部を設けている接続端子と同様に、図７に示すように、細長い棒状の金属ロッド６０を一定の長さに切断して、金属ブロック６１とする。金属ロッド６０の材質は、ナット部のある接続端子と同じように、冷間鍛造できる鍛鋼を使用する。ただし、銅、アルミ、鉄などの合金からなる金属ロッドも使用できる。また、熱間鍛造に使用する金属も使用できる。
［鍛造工程］
金属ブロック６１を冷間鍛造して、図１６に示すようにネジ部７１を成型する。ネジ部７１は、ブロック部７１Ａと雄ネジ加工されるネジ本体７１Ｂからなる。この鍛造工程は、型鍛造して、金属ブロック６１を正確な外形のネジ部７１に塑性加工する。この型鍛造において、ネジ部７１の一端部に、プレス加工して鍔部７２となる厚肉鍔部７９を設ける。厚肉鍔部７９は厚さを３．５ｍｍとする。ただし、この厚肉鍔部７９の厚さは、次のプレス加工で薄板状の鍔部７２に加工できる厚さ、たとえば３．７ｍｍ以下とすることもできる。
［プレス加工］
図１７に示すように、厚肉鍔部７２をプレス加工して、電池にスポット溶接できる厚さの鍔部７２に塑性加工する。このプレス加工において、鍔部７２は０．７ｍｍ〜１ｍｍの厚さに塑性加工される。ただ、接続端子の鍔部は、０．５ｍｍ以上であって、２ｍｍ以下として、電池にスポット溶接できるので、鍔部をこの厚さにプレス加工することもできる。

その後、図１４の接続端子７０とするには、図１８に示すように、所定の厚さに塑性加工された鍔部７２を、さらにプレス加工して絞り上げて筒部７６を成形する。その後、鍔部７２の外周部の余肉部分７８をプレス加工して打ち抜いて、図１９と図２０に示す接続端子７０とする。

また、図１５の接続端子７０とするには、図１７に示す工程で、所定の厚さに塑性加工された鍔部７２を、図２１に示すように、さらにプレス加工して絞り上げて突出部７７を設ける。突出部７７は、鍔部７２の内側にリング状に設けている。その後、突出部７７の外周部の余肉部分７８をプレス加工して打ち抜いて、図２７に示す接続端子７０とする。

［雄ネジ加工工程］
ブロック部７１Ａから突出するネジ本体７１Ｂの外側に、鍛造又は切削して雄ネジ７３を設ける。鍛造加工で雄ネジ加工する方法は、ネジ山のあるローラでネジ本体７１Ｂを挟着しながら転動して、ネジ本体７１Ｂの表面に雄ネジ７３を設ける。この方法は簡単に能率よく、ネジ本体７１Ｂを雄ネジ加工できる。ただし、ネジ本体の表面を切削加工して雄ネジを設けることもできる。この雄ネジ加工は、プレス工程の前工程で行うこともできる。

以上の方法で製造された接続端子７０は、図１４と図１５に示すように、電池モジュール２０の両端に固定される。図１４の接続端子７０は、鍔部７２に設けてる筒部７６を外装缶２５の底部にスポット溶接して接続される。図１５の接続端子７０は、鍔部７２に設けている突出部７７を二次電池２１の封口板２３にスポット溶接して接続される。

従来の接続端子の一例を示す分解斜視図である。 本出願人が先に開発した接続端子を示す断面図である。 複数の電池モジュールをケースに収納する状態を示す斜視図である。 電池モジュールの電池の連結構造を示す拡大断面図である。 本発明の一実施例にかかる製造方法で製造された接続端子を介して電池モジュールの一方の端部にバスバーを固定する状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかる製造方法で製造された接続端子を介して電池モジュールの他方の端部にバスバーを固定する状態を示す断面図である。 本発明の一実施例にかかる製造方法の材料の切断工程を示す斜視図である。 本発明の一実施例にかかる製造方法の鍛造工程を示す断面図である。 本発明の一実施例にかかる製造方法のプレス工程を示す断面図である。 図９に示すプレス工程で製造された接続端子の鍔部をさらにプレス加工して、図５に示す接続端子を製造する工程を示す断面図である。 図１０に示す工程で製造された接続端子の鍔部をプレス加工し、さらに、ナット部にねじ穴加工工程で雌ネジ穴を設けた状態を示す断面図である。 図９に示すプレス工程で製造された接続端子の鍔部をさらにプレス加工して、図６に示す接続端子を製造する工程を示す断面図である。 図１２に示す工程で製造された接続端子の鍔部をプレス加工し、さらに、ナット部にねじ穴加工工程で雌ネジ穴を設けた状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかる製造方法で製造された接続端子を介して電池モジュールの一方の端部にバスバーを固定する状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかる製造方法で製造された接続端子を介して電池モジュールの他方の端部にバスバーを固定する状態を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかる製造方法の鍛造工程を示す断面図である。 本発明の他の実施例にかかる製造方法のプレス工程を示す断面図である。 図１７に示すプレス工程で製造された接続端子の鍔部をさらにプレス加工して、図１４に示す接続端子を製造する工程を示す断面図である。 図１８に示す工程で製造された接続端子の鍔部をプレス加工し、さらに、ネジ部に雄ネジ加工工程で雄ネジを設けた状態を示す断面図である。 図１９に示す接続端子の斜視図である。 図１７に示すプレス工程で製造された接続端子の鍔部をさらにプレス加工して、図１５に示す接続端子を製造する工程を示す断面図である。 図２１に示す工程で製造された接続端子の鍔部をプレス加工し、さらに、ネジ部に雄ネジ加工工程で雄ネジを設けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１０…ケース
１１…貫通孔
１９…ガスケット
２０…電池モジュール
２１…電池
２２…凸部電極
２３…封口板
２４…カシメ凸条
２５…外装缶
２６…接続体
２７…溶接凸部
２８…中心孔
２９…保持キャップ
３０…接続端子
３１…ナット部 ３１Ａ…貫通孔
３２…鍔部
３３…雌ネジ穴
３４…雌ネジ
３５…テーパー部
３６…筒部
３７…突出部
３８…余肉部分
３９…厚肉鍔部
４０…バスバー
４５…止ネジ
４６…ナット
５０…絶縁キャップ
５１…筒部
５２…絶縁リング
５３…貫通孔
６０…金属ロッド
６１…金属ブロック
７０…接続端子
７１…ネジ部 ７１Ａ…ブロック部
７１Ｂ…ネジ本体
７２…鍔部
７３…雄ネジ
７６…筒部
７７…突出部
７８…余肉部分
７９…厚肉鍔部
８１…電池 ８１Ａ…端面
８２…接続端子 ８２Ａ…端面プレート部
８２Ｂ…折曲片
８２Ｃ…貫通孔
８３…バスバー
８４…雌ネジ
８５…止ネジ
９１…電池
９２…接続端子
９３…バスバー
９４…雌ネジ
９５…止ネジ
９６…鍔部
９７…外筒部
９８…端面プレート部
９９…内筒部

Claims (9)

1. バスバー(40)を固定する止ネジ(45)をねじ込む雌ネジ穴(33)のあるナット部(31)の一端に、電池(21)の端面に溶接して固定される鍔部(32)を設けている電池の接続端子(30)の製造方法であって、
   金属ブロック(61)を鍛造してナット部(31)を設ける鍛造工程と、鍛造加工してナット部(31)を設けてなる金属ブロック(61)をプレス加工して所定の厚さの鍔部(32)に加工するプレス工程と、ナット部(31)に雌ネジ穴(33)を設けるねじ穴加工工程とからなる接続端子の製造方法。
2. バスバー(40)を固定するナット(46)をねじ込む雄ネジ(73)のあるネジ部(71)の一端に、電池(21)の端面に溶接して固定される鍔部(72)を設けている電池の接続端子(70)の製造方法であって、
   金属ブロック(61)を鍛造してネジ部(71)を設ける鍛造工程と、鍛造加工してネジ部(71)を設けてなる金属ブロック(61)をプレス加工して所定の厚さの鍔部(32)に加工するプレス工程と、ネジ部(71)に雄ネジ(73)を設ける雄ネジ加工工程とからなる接続端子の製造方法。
3. プレス工程において、鍔部(32)、(72)の厚さを２ｍｍ以下とする請求項１または２に記載される接続端子の製造方法。
4. プレス工程において、鍔部(32)、(72)の厚さを０．５ｍｍ以上とする請求項１または２に記載される接続端子の製造方法。
5. プレス工程において、鍔部(32)、(72)の外周に、電池(21)に溶接する筒部(36)、(76)を設ける形状に加工する請求項１または２に記載される接続端子の製造方法。
6. プレス工程において、鍔部(32)、(72)に、電池(21)に溶接する突出部(37)、(77)を設ける請求項１または２に記載される接続端子の製造方法。
7. 鍛造工程において、ナット部(31)あるいはネジ部(71)の外周に厚肉鍔部(39)、(79)を設け、この厚肉鍔部(39)、(79)をプレス工程で薄く押し潰して鍔部(32)、(72)に加工する請求項１または２に記載される接続端子の製造方法。
8. 鍛造工程において、ナット部(31)に貫通孔(31A)を設け、ねじ穴加工工程において貫通孔(31A)の内面を切削して雌ネジ(34)を設ける請求項１に記載される接続端子の製造方法。
9. ねじ穴加工工程において、ナット部(31)をドリル加工して貫通孔(31A)を設け、この貫通孔(31A)の内面を切削して雌ネジ(34)を設ける請求項１に記載される接続端子の製造方法。
   

Images