JP2010009923A - 電池モジュール、ジョイント端子、及び電池の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の電池の端子同士を接続する際の作業効率を向上させた電池モジュール、ジョイント端子、及び電池の接続構造を提供する。
【解決手段】電池モジュール１０であって、一対のピン端子１６を有する電池１１が、長手方向と交差する方向に複数並んで配される電池群１２と、電池群１２を構成する電池１１の両端部を、ピン端子１６が貫通する状態で一括して挟む一対のフレーム１３と、フレーム１３を貫通するピン端子１６のうち隣り合うピン端子１６間を接続するジョイント端子１４と、を備え、ジョイント端子１４は、フレーム１３を貫通するピン端子１６のうち一のピン端子１６に嵌合する一対の第１対向壁３２と、一のピン端子１６の隣に位置する他のピン端子１６に嵌合する一対の第２対向壁３６と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電池モジュール、ジョイント端子、及び電池の接続構造に関する。

従来より、電池モジュールとして特許文献１に記載のものが知られている。この電池モジュールは、並べて配された複数の電池の両端部をフレームに形成された穴内に嵌着することで一体化されている。各電池は円筒形状をなしており、電池の両端部にはそれぞれ、端子が形成されている。

各電池は、フレームに取り付けられた状態で、隣り合う位置に配された端子同士が逆極性となる姿勢で配されている。

フレーム内には、フレームに形成された穴内に電池の端部を嵌着した状態で隣り合う位置に配された電池の端子同士を連結するバスバーが、穴から露出してインサート成形されている。

電池の端子には、ボルトが螺合される螺子穴が形成されている。また、バスバーには、ボルトが挿通される接続孔が形成されている。端子に形成された螺子穴と、バスバーに形成された接続孔とは、フレームの穴内に電池の端部を嵌着した状態で整合するようになっている。バスバーの接続孔内にボルトを挿通し、バスバーを介して端子の螺子穴にボルトを螺合することにより、隣り合う端子同士が電気的に接続される。
特開平９−２３７６１７号公報

しかしながら上記の構成によれば、複数の電池に形成された各端子にそれぞれボルトを螺合しなけらばならないので、非常に手間がかかる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、複数の電池の端子同士を接続する際の作業効率を向上させた電池モジュール、ジョイント端子、及び電池の接続構造を提供することを目的とする。

本発明は、電池モジュールであって、柱状をなす本体の両端部から前記本体の長手方向に突出して形成された一対のピン端子を有する電池が、前記本体の長手方向と交差する方向に複数並んで配される電池群と、前記電池群を構成する前記電池の両端部を、前記ピン端子が貫通する状態で一括して挟む一対のフレームと、前記フレームを貫通する前記ピン端子のうち隣り合うピン端子間を接続するジョイント端子と、を備え、前記ジョイント端子は、前記フレームを貫通する前記ピン端子のうち一のピン端子に嵌合する一対の第１対向壁と、前記一のピン端子の隣に位置する他のピン端子に嵌合する一対の第２対向壁と、を有する。

本発明によれば、電池群を構成する電池の両端部を一対のフレームで一括して挟むことにより、各電池は位置決めされる。各電池が位置決めされた状態において、フレームを貫通するピン端子のうち一のピン端子に第１対向壁を嵌合し、且つ、この一のピン端子の隣に位置する他のピン端子に第２対向壁を嵌合することにより、２つのピン端子間をジョイント端子により接続できる。これにより、電池のピン端子同士の接続作業の効率を向上させることができる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記ピン端子の先端には球面が形成されており、前記第１対向壁及び前記第２対向壁は、前記ピン端子の球面に嵌合してもよい。

上記の構成によれば、第１対向壁及び第２対向壁は、ピン端子の球面に嵌合した状態において、ピン端子の球面と接触しながら、ピン端子の球面上を回転できる。これにより、ピン端子同士の間に位置ずれが生じても、第１対向壁又は第２対向壁が、ピン端子の球面上を接触しながら回転することにより、ピン端子の間の位置ずれを吸収することができる。

前記第１対向壁には、前記第１対向壁が前記一のピン端子の球面に嵌合したときに前記一のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されていてもよい。

また、前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記他のピン端子の球面に嵌合したときに前記他のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されていてもよい。

また、前記第１対向壁には、前記第１対向壁が前記一のピン端子の球面に嵌合したときに前記一のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されており、且つ、前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記他のピン端子の球面に嵌合したときに前記他のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、第１対向壁を一の端子の球面に嵌合させると、一のピン端子の球面の少なくとも一部は第１孔部内に嵌入する。これにより、第１対向壁と一のピン端子とが嵌合状態から離脱しにくくなるので、第１対向壁と一のピン端子との間の接続信頼性を向上させることができる。

また、第２対向壁を他のピン端子の球面に嵌合させると、他のピン端子の球面の少なくとも一部は第２孔部内に嵌入する。これにより、第２対向壁と他のピン端子とが嵌合状態から離脱しにくくなるので、第２対向壁と他のピン端子との間の接続信頼性を向上させることができる。

前記第１孔部及び前記第２孔部の双方又は一方の孔縁は、前記電池の並び方向について細長い略長円形状をなしていてもよい。

上記の構成によれば、複数の電池間において、電池の並び方向について位置ずれが生じても、長円形状をなす第１孔部及び第２孔部の双方又は一方が電池の並び方向に摺動することにより、位置ずれが吸収される。

なお、「長円形」とは、二つの等しい長さの平行線と、この平行線の両端部にそれぞれ連なる二つの半円形と、からなる図形とする。

前記フレームには、前記フレームを貫通する前記ピン端子と、前記ピン端子に接続された前記ジョイント端子と、を覆うカバーが装着されていてもよい。

上記の構成によれば、ピン端子及びジョイント端子に異物が衝突することを抑制できる。

また、本発明は、ジョイント端子であって、対向して配される一対の金属板と、前記各金属板の対応する位置に形成されたボルト挿通孔と、前記ボルト挿通孔に挿通されるボルトと、前記ボルトに対して前記金属板を介して螺合されるナットと、前記ボルトと前記金属板との間、又は前記ナットと前記金属板との間に配設されて、前記金属板同士を互いに接近させる方向に付勢するバネと、を備え、前記一対の金属板は、並んで配される複数の電池のうち一の電池に設けられて球面を有する第１端子の球面に嵌合する一対の第１対向壁と、前記一の電池に隣接して配された他の電池に設けられて球面を有する第２端子の球面に嵌合する一対の第２対向壁と、を有する。

また、本発明は、電池の接続構造であって、並んで配される複数の電池のうち一の電池に設けられて球面を有する第１端子と、前記一の電池に隣接して配された他の電池に設けられて球面を有する第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続するジョイント端子と、を備える。

本発明によれば、第１端子の球面に第１対向壁を嵌合し、第２端子の球面に第２対向壁を嵌合することにより、第１端子及び第２端子間をジョイント端子により接続できる。この結果、隣接して配された電池の端子同士の接続作業の効率を向上させることができる。

また、ボルト又はナットを締めたり緩めたりすることにより、バネの弾発力を調節することができる。これにより、第１対向壁と第１端子の球面との接圧及び、第２対向壁と第２端子の球面との接圧を容易に調節することができる。

本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
前記一対の金属板の間には、前記第１端子の球面及び前記第２端子の球面の外径よりも小さな厚さ寸法を有するスペーサが配設されていてもよい。

上記の構成によれば、金属板同士の間隔は、スペーサにより離間した状態に保持されている。これにより、第１端子の球面及び第２端子の球面に対して第１対向壁及び第２対向壁を嵌合させる際に、スペーサを配設しない場合に比べて、バネの弾発力に抗して第１対向壁及び第２対向壁を離間させる距離が小さくてすむ。これにより、第１端子の球面及び第２端子の球面に対して第１対向壁及び第２対向壁を容易に嵌合させることができる。

前記第１対向壁には、前記第１対向壁が第１端子の球面に嵌合したときに前記第1端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されていてもよい。

また、前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記第２端子の球面に嵌合したときに前記第２端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成てもよい。

また、前記第１対向壁には、前記第１対向壁が前記第１端子の球面に嵌合したときに前記第１端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されており、且つ、前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記第１端子の球面に嵌合したときに前記第１端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、第１対向壁を第１端子の球面に嵌合させると、第１端子の球面の少なくとも一部は第１孔部内に嵌入する。これにより、第１対向壁と第１端子とが嵌合状態から離脱しにくくなるので、第１対向壁と第１端子との間の接続信頼性を向上させることができる。

また、第２対向壁を第２端子の球面に嵌合させると、第２端子の球面の少なくとも一部は第２孔部内に嵌入する。これにより、第２対向壁と第２端子とが嵌合状態から離脱しにくくなるので、第２対向壁と第２端子との間の接続信頼性を向上させることができる。

前記第１孔部及び前記第２孔部の双方又は一方の孔縁は、前記電池の並び方向について細長い略長円形状をなしていてもよい。

上記の構成によれば、複数の電池間において、電池の並び方向について位置ずれが生じても、長円形状をなす第１孔部及び第２孔部の双方又は一方が電池の並び方向に摺動することにより、位置ずれが吸収される。

前記第１対向壁には、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第１孔部に延びる第１案内溝が形成されていてもよい。

また、前記第２対向壁には、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第２孔部に延びる第２案内溝が形成されていてもよい。

また、前記第１対向壁には、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第１孔部に延びる第１案内溝が形成されており、且つ前記第２対向壁には、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第２孔部に延びる第２案内溝が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、第１端子の球面は、第１案内溝により、第１孔部へ確実に案内される。このため、第１接続部と第１端子の球面との嵌合時に、第１接続部と第１端子との相対的な位置関係を厳密に考慮しなくてもよいので、作業効率を向上させることができる。

また、第２端子の球面は、第２案内溝により、第２孔部へ確実に案内される。このため、第２接続部と第２端子の球面との嵌合時に、第２接続部と第２端子との相対的な位置関係を厳密に考慮しなくてもよいので、作業効率を向上させることができる。

前記一対の第１対向壁のうち、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第１誘い込み部が形成されていてもよい。

また、前記一対の第２対向壁のうち、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第２誘い込み部が形成されていてもよい。

また、前記一対の第１対向壁のうち、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第１誘い込み部が形成されており、且つ、前記一対の第２対向壁のうち、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第２誘い込み部が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、第１端子の球面は、第１誘い込み部によって、第１対向壁の間に案内される。これにより、第１端子の球面に第１対向壁を容易に嵌合させることができる。

また、第２端子の球面は、第２誘い込み部によって、第２対向壁の間に案内される。これにより、第２端子の球面に第２対向壁を容易に嵌合させることができる。

本発明によれば、複数の電池の電極同士を効率よく連結することができる。

＜実施形態１＞
本発明を、電気自動車（図示せず）やハイブリッド車（図示せず）に搭載される電池モジュール１０に適用した実施形態１を図１ないし図１１を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電池モジュール１０は、複数の電池１１からなる電池群１２と、電池１１の両端部を挟む一対のフレーム１３と、隣り合う電池１１同士を接続するジョイント端子１４と、を備える。

（電池１１）
図１に示すように電池１１は、円柱状をなす本体１５を有する。本体１５の内部には、図示しない発電要素が収容されている。電池１１は、本体１５の長手方向（図１において右手前側から左奥側へ向かう方向）と交差する方向（図１において左手前側から右奥側へ向かう方向）に複数並んで配されて、電池群１２を構成する。

図２に示すように、電池１１は、本体１５の両端部から本体１５の長手方向（図２において右手前側から左奥側に向かう方向）に突出して形成された、正極及び負極からなる一対のピン端子１６と、を有する。なお、電池１１の本体１５から図２における左奥側の方向に突出して形成されたピン端子１６は、電池１１の本体１５に隠れて見えないが、図２における右手前側に形成されたピン端子１６と同形状に形成されている。詳細には図示しないが、ピン端子１６は、発電要素と電気的に接続されている。

ピン端子１６は、金属製であって、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等、必要に応じて任意の金属により形成される。ピン端子１６の先端には、球面を有する球面部１７が形成されている。ピン端子１６は、切削加工、鋳造、又は鍛造等、公知の手法により形成される。

（フレーム１３）
図４に示すように、フレーム１３は、合成樹脂製の板状をなしている。フレーム１３は、複数の電池１１の端部をそれぞれ収容する複数の凹部１８と、各凹部１８の底壁を貫通する貫通孔１９と、を有する。電池１１の端部が凹部１８内に収容された状態で、貫通孔１９には、電池１１のピン端子１６が、フレーム１３の厚さ方向に貫通するようになっている。

図１に示すように、フレーム１３は、複数の電池１１の両端部を、一括して挟むようになっている。各フレーム１３からは、電池１１のピン端子１６が突出した状態で並んで配されている。複数の電池１１は、隣り合うピン端子１６の極性が逆になる姿勢で配されている。

（カバー２０）
図２に示すように、各フレーム１３には、貫通したピン端子１６を覆う、合成樹脂製のカバー２０が取り付けられる。図４に示すように、カバー２０は浅い皿状をなす。カバー２０とフレーム１３とは、カバー２０に設けられたロック部（図示せず）と、フレーム１３に設けられたロック受け部（図示せず）とが係合することで一体に組み付けられる。

図３に示すように、カバー２０の底壁の内面には、内方に突出する複数のリブ２１が形成されている。このリブ２１は、カバー２０がフレーム１３に取り付けられた状態において、隣り合うジョイント端子１４の間を仕切るようになっている。

また、図４に示すように、カバー２０の底壁の内面には、ジョイント端子１４の位置合わせをするための位置合わせ突起２２が、内方に突出して形成されている。

（ジョイント端子１４）
図４に示すように、フレーム１３を貫通するピン端子１６のうち隣り合うピン端子１６間は、ジョイント端子１４によって接続される。図４のうち左側に位置するピン端子１６は第１端子２３とされ、右側に位置するピン端子１６は第２端子２４とされる。第１端子２３の極性と、第２端子２４の極性とは逆になっている。ジョイント端子１４は、ピン端子１６と同様に、上述したカバー２０により覆われている。

図３に示すように、隣り合って位置する極性の異なるピン端子１６間をジョイント端子１４により順次接続することにより、複数の電池１１全体は直列に接続される。

図５に示すように、ジョイント端子１４は、対向して配される一対の金属板２５をボルト２６で接続してなる。金属板２５は、図７における左右方向に細長い略矩形状をなしている。図６に示すように、金属板２５には、図６における左右方向の中央付近に、図６における上下方向に貫通するボルト挿通孔２７が形成されている。この貫通孔１９には、ボルト２６が挿通されている。

図５に示すように、ボルト２６の頭部には、六角形状をなす孔が穿設されており、六角レンチを挿入可能になっている。

図６に示すように、一対の金属板２５の間には、スペーサ２８が配設されている。スペーサ２８は、合成樹脂製であって、円板状をなしている。スペーサ２８には、図６における上下方向に貫通するボルト挿通孔２９が形成されている。このボルト挿通孔２９にはボルト２６が挿通されている。図８に示すように、スペーサ２８の厚さ寸法Ｗ１は、球面部１７の外形寸法Ｄ１よりも小さく設定されている。なお、詳細には図示しないが、スペーサ２８の厚さ寸法Ｗ１は、上述したカバー２０の位置合わせ突起２２の幅寸法よりも大きく設定されている。

ボルト２６には、図６における下端部に、ナット３０が螺合されている。ナット３０と、一対の金属板２５のうち図６における下側に位置する金属板２５と、の間には、バネ３１が配設されている。バネ３１はコイル状をなしている。このバネ３１により、一対に金属板２５は、互いに接近する方向（図６における上下方向）に付勢されるようになっている。

（第１対向壁３２）
一対の金属板２５のうち図４における左側に位置する第１端子２３の球面部１７に嵌合する領域は、一対の第１対向壁３２とされる。一対の第１対向壁３２にはそれぞれ、対応する位置に第１対向壁３２を貫通する第１孔部３３が形成されている。第１孔部３３の孔縁は、図４における紙面を貫通する方向から見て円形状をなしている。

図９に示すように、第１孔部３３の図９における上下方向の高さ寸法Ｈ１は、第１端子２３の球面部１７の図９における高さ寸法Ｈ２よりも小さく設定されている。これにより、第１端子２３に第１対向壁３２が嵌合した状態においては、第１孔部３３の孔縁に、第１端子２３の球面部１７に形成された球面の一部が嵌入するようになっている（図１０参照）。この状態において、第１孔部３３の孔縁は、第１球面部１７の球面上を摺接可能になっている。

図７に示すように、一対の第１対向壁３２は、第１端子２３の球面部１７に対して図７における上方（矢線Ａで示す方向）から嵌合される。一対の第１対向壁３２の対応する位置にはそれぞれ、第１端子２３の球面部１７との嵌合方向前側（図７における下側）の端縁（下端縁）から、第１孔部３３に延びる第１案内溝３４が、形成されている。第１案内溝３４は、第１対向壁３２を貫通して形成されている。

図８に示すように、第１対向壁３２のうち、第１端子２３の球面との嵌合方向前側（図８における下側）の端縁には、第１端子２３の球面部１７との嵌合方向前側（図８における下側）に向かうに従って離間する第１誘い込み部３５が形成されている。図８に示すように、第１誘い込み部３５の下端縁の図８における左右方向の幅寸法Ｗ２は、第１端子２３の球面部１７の外径寸法Ｄ１と同じか、やや大きく設定されている。

（第２対向壁３６）
一対の金属板２５のうち図４における右側に位置する第２端子２４の球面部１７に嵌合する領域は、一対の第２対向壁３６とされる。一対の第２対向壁３６にはそれぞれ、対応する位置に第２対向壁３６を貫通する第２孔部３７が形成されている。第２孔部３７の孔縁は、図４における紙面を貫通する方向から見て円形状をなしている。

図９に示すように、第２孔部３７の図９における上下方向の高さ寸法Ｈ３は、第２端子２４の球面部１７の図９における高さ寸法Ｈ４よりも小さく設定されている。これにより、第２端子２４に第２対向壁３６が嵌合した状態においては、第２孔部３７の孔縁に、第２端子２４の球面部１７に形成された球面の一部が嵌入するようになっている。この状態において、第２孔部３７の孔縁は、第２球面部１７の球面上を摺接可能になっている。

図７に示すように、一対の第２対向壁３６は、第２端子２４の球面部１７に対して図７における上方（矢線Ｂで示す方向）から嵌合される。一対の第２対向壁３６の対応する位置にはそれぞれ、第２端子２４の球面部１７との嵌合方向前側（図７における下側）の端縁（下端縁）から、第２孔部３７に延びる第２案内溝３８が、形成されている。第２案内溝３８は、第２対向壁３６を貫通して形成されている。

図５に示すように、第２対向壁３６のうち、第２端子２４の球面との嵌合方向前側（図５における下側）の端縁には、第２端子２４の球面部１７との嵌合方向前側（図５における下側）に向かうに従って離間する第２誘い込み部３９が形成されている。第２誘い込み部３９の下端縁の幅寸法は、第２端子２４の球面部１７の外径寸法と同じか、やや大きく設定されている。

続いて、本実施形態に係る電池モジュール１０の組み立て工程の一例について説明する。まず。複数の電池１１を、本体１５の長手方向と交差する方向に並べる。続いて、電池１１の両端部を、一対のフレーム１３の凹部１８内に収容する。これにより、複数の電池１１の両端部を、一対のフレーム１３により一括して挟む。

この状態では、図２に示すように、フレーム１３から電池１１のピン端子１６が突出するようになっている。

一方、金属板材を所定の形状にプレス成形することにより、複数の金属板２５を形成する。一の金属板２５のボルト挿通孔２７にボルト２６を挿通する。さらにこのボルト２６を、スペーサ２８のボルト挿通孔２９に挿通する。その後、ボルト２６を、他の金属板２５のボルト挿通孔２７に挿通する。その後、このボルト２６に、バネ３１を外嵌する。そして、ボルト２６の端末にナット３０を螺合する。これによりジョイント端子が完成する。

その後、図１１に示すように、カバー２０の開口を上方に向けて載置する。続いて、カバー２０の位置合わせ突起２２の上に、ジョイント端子１４のスペーサ２８を配する。位置合わせ突起２２の厚さ寸法は、スペーサ２８の厚さ寸法よりも小さく設定されているので、ジョイント端子１４は位置合わせ突起２２に対して隙間を隔てて載置される。

全てのジョイント端子１４を位置合わせ突起２２の上に載置した後、図１１に示すように、フレーム１３によって挟み付けられた複数の電池１１を、上方からカバー２０に組み付ける。

フレーム１３によって挟み付けられた複数の電池１１を、図１１における下方に移動させると、第１対向壁３２の第１誘い込み部３５が、第１端子２３の球面部１７と、図１１における上方から当接する。これにより、第１端子２３の球面部１７は第１誘い込み部３５によって、第１対向壁３２の間に案内される。これにより、第１端子２３の球面部１７に第１対向壁３２を容易に嵌合させることができる。

同様に、第２対向壁３６の第２誘い込み部３９が、第２端子２４の球面部１７と、図１１における上方から当接する。これにより、第２端子２４の球面部１７は第２誘い込み部３９によって、第２対向壁３６の間に案内される。これにより、第２端子２４の球面部１７に第２対向壁３６を容易に嵌合させることができる。

さらに第１対向壁３２及び第２対向壁３６を図１１における下方に移動させると、第１対向壁３２の第１案内溝３４が、図１１における上方から第１端子２３の球面部１７に当接する。すると、第１端子２３の球面部１７は、第１案内溝３４に案内されて第１孔部３３に確実に案内される。

同様に、第２対向壁３６の第２案内溝３８が、図１１における上方から第２端子２４の球面部１７に当接する。すると、第２端子２４の球面部１７は、第２案内溝３８に案内されて第２孔部３７に確実に案内される。

このとき、一対の第１対向壁３２は、第１端子２３の球面部１７に押圧されることで、バネ３１の付勢力に抗して、互いに拡開方向に変位すると共に、一対の第２対向壁３６は、第２端子２４負極の球面部１７に押圧されることで、バネ３１の付勢力に抗して互いに拡開方向に変位する。

さらに第１対向壁３２及び第２対向壁３６を移動させると、第１対向壁３２及び第２対向壁３６は復帰変形し、第１対向壁３２は第１端子２３の球面部１７に嵌合し、第２対向壁３６は第２端子２４の球面部１７に嵌合する。

このとき、図１０に示すように、第１端子２３の球面部１７は、第１対向壁３２に形成された第１孔部３３内に嵌入している。これにより、第１対向壁３２と、第１端子２３の球面部１７とが嵌合状態から離脱しようとすると、まず、第１端子２３の球面部１７は、第１対向壁３２の第１孔部３３の孔縁を乗り越えなければならない。このため、第１対向壁３２と第１端子２３の球面部１７とは嵌合状態から離脱しにくくなるので、第１接続部と第１端子２３との間の接続信頼性を向上させることができる。

同様に、第２端子２４の球面部１７は、第２対向壁３６に形成された第２孔部３７内に嵌入している。これにより、第２対向壁３６と、第２端子２４の球面部１７とが嵌合状態から離脱しようとすると、まず、第２端子２４の球面部１７は、第２対向壁３６の第２孔部３７の孔縁を乗り越えなければならない。このため、第２対向壁３６と第２端子２４の球面部１７とは嵌合状態から離脱しにくくなるので、第２接続部と第２端子２４との間の接続信頼性を向上させることができる。

上記のようにして、電池１１のピン端子１６とジョイント端子１４の嵌合が完了する。するとカバー２０のロック部とフレーム１３のロック受け部とが係合し、カバー２０とフレーム１３とが一体に組み付けられる。

上記と同様にして、カバー２０を、フレーム１３に挟み付けられた複数の電池１１の他の端部に組み付けることにより、電池モジュール１０が完成する。

続いて、本実施形態の作用、効果について説明する。本実施形態によれば、電池群１２を構成する電池１１の両端部を一対のフレーム１３で一括して挟むことにより、各電池１１は位置決めされる。各電池１１が位置決めされた状態において、フレーム１３を貫通するピン端子１６のうち一のピン端子１６に第１対向壁３２を嵌合し、且つ、この一のピン端子１６の隣に位置する他のピン端子１６に第２対向壁３６を嵌合することにより、２つのピン端子１６間をジョイント端子１４により接続できる。これにより、電池１１のピン端子１６同士の接続作業の効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、第１対向壁３２及び第２対向壁３６は、ピン端子１６の球面に嵌合した状態において、ピン端子１６の球面と接触しながら、ピン端子１６の球面上を回転できる。これにより、ピン端子１６同士の間に位置ずれが生じても、第１対向壁３２又は第２対向壁３６が、ピン端子１６の球面上を接触しながら回転することにより、ピン端子１６の間の位置ずれを吸収することができる。

また、本実施形態によれば、第１対向壁３２を第１端子２３の球面に嵌合させると、第１端子２３の球面の少なくとも一部は第１孔部３３内に嵌入する。これにより、第１対向壁３２と第２端子２４とが嵌合状態から離脱しにくくなるので、第１対向壁３２と第２端子２４との間の接続信頼性を向上させることができる。

また、第２対向壁３６を第２端子２４の球面に嵌合させると、第２端子２４の球面の少なくとも一部は第２孔部３７内に嵌入する。これにより、第２対向壁３６と第２端子２４とが嵌合状態から離脱しにくくなるので、第２対向壁３６と第２との間の接続信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、フレーム１３には、フレーム１３を貫通するピン端子１６と、ピン端子１６に接続された前記ジョイント端子１４と、を覆うカバー２０が装着されている。これにより、ピン端子１６及びジョイント端子１４に異物が衝突することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、ボルト２６又はナット３０を締めたり緩めたりすることにより、バネ３１の弾発力を調節することができる。これにより、第１対向壁３２と第１端子２３の球面との接圧及び、第２対向壁３６と第２端子２４の球面との接圧を容易に調節することができる。

また、本実施形態によれば、一対の金属板２５の間には、第１端子２３の球面及び第２端子２４の球面の外径よりも小さな厚さ寸法を有するスペーサ２８が配設されている。これにより、金属板２５同士の間隔は、スペーサ２８により離間した状態に保持されている。この結果、第１端子２３の球面及び第２端子２４の球面に対して第１対向壁３２及び第２対向壁３６を嵌合させる際に、スペーサ２８を配設しない場合に比べて、バネ３１の弾発力に抗して第１対向壁３２及び第２対向壁３６を離間させる距離が小さくてすむ。これにより、第１端子２３の球面及び第２端子２４の球面に対して第１対向壁３２及び第２対向壁３６を容易に嵌合させることができる。

また、本実施形態によれば、第１端子２３の球面は、第１案内溝３４により、第１孔部３３へ確実に案内される。このため、第１接続部と第１端子２３の球面との嵌合時に、第１接続部と第１端子２３との相対的な位置関係を厳密に考慮しなくてもよいので、作業効率を向上させることができる。

また、第２端子２４の球面は、第２案内溝３８により、第２孔部３７へ確実に案内される。このため、第２接続部と第２端子２４の球面との嵌合時に、第２接続部と第２端子２４との相対的な位置関係を厳密に考慮しなくてもよいので、作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、第１端子２３の球面は、第１誘い込み部３５によって、第１対向壁３２の間に案内される。これにより、第１端子２３の球面に第１対向壁３２を容易に嵌合させることができる。

また、第２端子２４の球面は、第２誘い込み部３９によって、第２対向壁３６の間に案内される。これにより、第２端子２４の球面に第２対向壁３６を容易に嵌合させることができる。

また、本実施形態によれば、フレーム１３にカバー２０が組み付けられた状態では、各ジョイント端子１４同士は、カバー２０に形成されたリブ２１によって仕切られている。これにより、沿面距離を大きくすることができるので、ジョイント端子１４同士がショートする事を抑制できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１２及び図１３を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１２示すように、図１２における右側に位置する第２対向壁３６に形成された第２孔部３７の孔縁は、図１２において紙面を貫通する方向から見て、隣り合う電池１１の並び方向（図１２における左右方向）に細長い略長円形状をなしている。本実施形態においては、第２孔部３７の孔縁のうち、図１２における上下に位置する二つの線分は平行で且つ長さが等しくなっている。この二つの線分の左右両端部には、二つの半円形（半円弧）が連なっている。

図１４に示すように、第２孔部３７の図１４における上下方向の高さ寸法Ｈ５は、第２端子２４の球面部１７の図１４における高さ寸法Ｈ６よりも小さく設定されている。

上記以外の構成については、実施形態１と略同様なので、同一部材については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態によれば、複数の電池１１間において、電池１１の並び方向（図１３における左右方向）について位置ずれが生じても、長円形状をなす第２孔部３７が電池１１の並び方向（図１３において矢線Ｃで示す方向）に摺動することにより、位置ずれが吸収される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態においては、ピン端子１６の先端には球面を有する球面部１７が形成される構成としたが、これに限られず、ピン端子１６は柱状をなしてもよい。この場合、ピン端子１６の断面形状は、矩形状、三角形状等の多角形状でもよく、また、円形状、楕円形状、多角形状でもよく、必要に応じて任意の断面形状を取りうる。
（２）電池１１は円柱形状をなす構成としたが、これに限られず角柱状でもよいし、必要に応じて任意の形状を採用しうる。
（３）本実施形態においては、バネ３１は、金属板２５とナット３０との間に配設される構成としたが、これに限られず、金属板２５とボルト２６との間に配設される構成としてもよい。
（４）第１孔部３３又は第２孔部３７は、貫通してなくてもよく、第１対向壁３２のうち第１端子２３の球面部１７と対向する対向面又は第２対向壁３６のうち第２端子２４の球面部１７と対向する対向面をくぼませて形成してもよい。
（５）本実施形態においては、第１孔部３３を第１対向壁３２に設け、且つ第２孔部３７を第２対向壁３６に設ける構成としたが、これに限られず、第１孔部３３又は第２孔部３７は、必要に応じて省略してもよい。換言すると、第１孔部３３を第１対向壁３２にのみ設ける構成としてもよいし、また、第２孔部３７を第２対向壁３６にのみ設ける構成としてもよい。さらに、第１孔部３３及び第２孔部３７の双方を省略する構成としてもよい。
（６）第１孔部３３の孔縁及び第２孔部３７の孔縁の双方が、電池１１の並び方向に細長い略長円形状をなす構成としてもよい。
（７）第１案内溝３４又は第２案内溝３８は、第１対向壁３２のうち第１端子２３の球面部１７と対向する対向面又は第２対向壁３６のうち第２端子２４の球面部１７と対向する対向面をくぼませて形成してもよい。
（８）本実施形態においては、第１案内溝３４を第１対向壁３２に設け、且つ第２案内溝３８を第２対向壁３６に設ける構成としたが、これに限られず、第１案内溝３４又は第２案内溝３８は、必要に応じて省略してもよい。換言すると、第１案内溝３４を第１対向壁３２にのみ設ける構成としてもよいし、また、第２案内溝３８を第２対向壁３６にのみ設ける構成としてもよい。さらに、第１案内溝３４及び第２案内溝３８の双方を省略する構成としてもよい。
（９）本実施形態においては、第１誘い込み部３５を第１対向壁３２に設け、且つ第２誘い込み部３９を第２対向壁３６に設ける構成としたが、これに限られず、第１誘い込み部３５又は第２誘い込み部３９は、必要に応じて省略してもよい。換言すると、第１誘い込み部３５を第１対向壁３２にのみ設ける構成としてもよいし、また、第２誘い込み部３９を第２対向壁３６にのみ設ける構成としてもよい。さらに、第１誘い込み部３５及び第２誘い込み部３９の双方を省略する構成としてもよい。
（１０）本実施形態では、ジョイント端子１４は、正極と負極とを接続する構成としたが、これに限られず、正極同士、又は負極同士を接続する構成としてもよい。
（１１）本実施形態では、カバー２０に形成された位置合わせ突起２２にジョイント端子１４を載置した後に電池１１のピン端子１６を嵌合させたが、これに限られず、電池１１のピン端子１６にジョイント端子１４を嵌合させた後にカバー２０を組み付けてもよく、必要に応じて、任意の順序で、電池モジュールを組み付けることができる。

本発明の実施形態１に係る電池モジュールを示す全体斜視図 電池モジュールのカバーを取り外した状態を示す全体斜視図 カバーを示す要部正面図 電池モジュールを示す要部拡大断面図 ジョイント端子を示す斜視図 ジョイント端子を示す平面図 ジョイント端子及び電池のピン端子を示す側面図 ジョイント端子及び電池のピン端子を示す側面図 ピン端子とジョイント端子との嵌合状態を示す側面図 ピン端子とジョイント端子との嵌合状態を示す一部切欠側面図 カバー及びジョイント端子と、フレーム及び電池と、の組み付け工程を示す要部拡大断面図 本発明の実施形態２に係るジョイント端子と電池のピン端子とを示す側面図 ジョイント端子と電池のピン端子との嵌合状態を示す側面図

符号の説明

１０…電池モジュール
１１…電池
１２…電池群
１３…フレーム
１４…ジョイント端子
１５…本体
１６…ピン端子
２０…カバー
２３…第１端子
２４…第２端子
２５…金属板
２６…ボルト
２７…ボルト挿通孔
２８…スペーサ
３０…ナット
３１…バネ
３２…第１対向壁
３３…第１孔部
３４…第１案内溝
３５…第１誘い込み部
３６…第２対向壁
３７…第２孔部
３８…第２案内溝
３９…第２誘い込み部

Claims (20)

1. 柱状をなす本体の両端部から前記本体の長手方向に突出して形成された一対のピン端子を有する電池が、前記本体の長手方向と交差する方向に複数並んで配される電池群と、前記電池群を構成する前記電池の両端部を、前記ピン端子が貫通する状態で一括して挟む一対のフレームと、前記フレームを貫通する前記ピン端子のうち隣り合うピン端子間を接続するジョイント端子と、を備え、
   前記ジョイント端子は、前記フレームを貫通する前記ピン端子のうち一のピン端子に嵌合する一対の第１対向壁と、前記一のピン端子の隣に位置する他のピン端子に嵌合する一対の第２対向壁と、を有する電池モジュール。
2. 前記ピン端子の先端には球面が形成されており、前記第１対向壁及び前記第２対向壁は、前記ピン端子の球面に嵌合する請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記第１対向壁には、前記第１対向壁が前記一のピン端子の球面に嵌合したときに前記一のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されている請求項２に記載の電池の接続構造。
4. 前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記他のピン端子の球面に嵌合したときに前記他のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されている請求項２に記載の電池の接続構造。
5. 前記第１対向壁には、前記第１対向壁が前記一のピン端子の球面に嵌合したときに前記一のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されており、且つ、前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記他のピン端子の球面に嵌合したときに前記他のピン端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されている請求項２に記載の電池の接続構造。
6. 前記第１孔部及び前記第２孔部の双方又は一方の孔縁は、前記電池の並び方向について細長い略長円形状をなしている請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の電池の接続構造。
7. 前記フレームには、前記フレームを貫通する前記ピン端子と、前記ピン端子に接続された前記ジョイント端子と、を覆うカバーが装着されている請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の電池モジュール。
8. 対向して配される一対の金属板と、前記各金属板の対応する位置に形成されたボルト挿通孔と、前記ボルト挿通孔に挿通されるボルトと、前記ボルトに対して前記金属板を介して螺合されるナットと、前記ボルトと前記金属板との間、又は前記ナットと前記金属板との間に配設されて、前記金属板同士を互いに接近させる方向に付勢するバネと、を備え、
   前記一対の金属板は、並んで配される複数の電池のうち一の電池に設けられて球面を有する第１端子の球面に嵌合する一対の第１対向壁と、前記一の電池に隣接して配された他の電池に設けられて球面を有する第２端子の球面に嵌合する一対の第２対向壁と、を有するジョイント端子。
9. 前記一対の金属板の間には、前記第１端子の球面及び前記第２端子の球面の外径よりも小さな厚さ寸法を有するスペーサが配設されている請求項８に記載のジョイント端子。
10. 前記第１対向壁には、前記第１対向壁が第１端子の球面に嵌合したときに前記第1端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されている請求項８または請求項９に記載のジョイント端子。
11. 前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記第２端子の球面に嵌合したときに前記第２端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されている請求項８または請求項９に記載のジョイント端子。
12. 前記第１対向壁には、前記第１対向壁が前記第１端子の球面に嵌合したときに前記第１端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第１孔部が形成されており、且つ、前記第２対向壁には、前記第２対向壁が前記第１端子の球面に嵌合したときに前記第１端子の球面の少なくとも一部が嵌入する第２孔部が形成されている請求項８または請求項９に記載のジョイント端子。
13. 前記第１孔部及び前記第２孔部の双方又は一方の孔縁は、前記電池の並び方向について細長い略長円形状をなしている請求項１０ないし請求項１２のいずれか一項に記載のジョイント端子。
14. 前記第１対向壁には、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第１孔部に延びる第１案内溝が形成されている請求項８ないし請求項１３のいずれか一項に記載のジョイント端子。
15. 前記第２対向壁には、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第２孔部に延びる第２案内溝が形成されている請求項８ないし請求項１３のいずれか一項に記載のジョイント端子。
16. 前記第１対向壁には、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第１孔部に延びる第１案内溝が形成されており、且つ前記第２対向壁には、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁から前記第２孔部に延びる第２案内溝が形成されている請求項８ないし請求項１３のいずれか一項に記載のジョイント端子。
17. 前記一対の第１対向壁のうち、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第１誘い込み部が形成されている請求項８ないし請求項１６に記載のいずれか一項に記載のジョイント端子。
18. 前記一対の第２対向壁のうち、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第２誘い込み部が形成されている請求項８ないし請求項１６に記載のいずれか一項に記載のジョイント端子。
19. 前記一対の第１対向壁のうち、前記第１端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第１誘い込み部が形成されており、且つ、前記一対の第２対向壁のうち、前記第２端子の球面との嵌合方向前側の端縁には、前記嵌合方向前側に向かうに従って離間する第２誘い込み部が形成されている請求項８ないし請求項１６に記載のいずれか一項に記載のジョイント端子。
20. 並んで配される複数の電池のうち一の電池に設けられて球面を有する第１端子と、前記一の電池に隣接して配された他の電池に設けられて球面を有する第２端子と、前記第１端子及び前記第２端子を電気的に接続する請求項８ないし請求項１９のいずれか一項に記載のジョイント端子と、を備えた電池の接続構造。

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