JP2011138655A - 多点接触装置および当該装置を備えた電池検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触装置の接触抵抗を低減させると共に接触の安定性を向上させること。
【解決手段】多点接触装置は、押圧することによって縮む複数の棒状の導電体製の接触子と、被接触端子と対向する面に接触子がそれぞれ挿入される複数の孔を備えた導電体製のブロックとを備える。接触子は、ケースの接触ピンと反対側の後端がわずかに湾曲しているか、あるいは断面が楕円形になるようにつぶされている。ブロックには複数の孔が被接触端子の接触位置に合わせるか、あるいは所定の領域内に所定の密度で均一に配置されている。複数の接触子を使用することにより、必要とする接触面積が確保でき、接触抵抗が低減されるので通電可能電流量が向上する。また、それぞれの接触子を独立して加圧することにより、接触面の凹凸や傾斜によらず全ての接触子が接触可能であり、接触の安定性が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、多点接触装置および当該装置を備えた電池検査装置に関し、特に例えば大型の２次電池等の大電流を流す必要のある装置の検査に使用する多点接触装置および当該装置を備えた電池検査装置に関する。

従来、例えば電池等の検査に使用する接触子としては同軸ピンや板バネなどが使用されており、例えば大型の２次電池等の大電流を流す必要のある装置の検査に使用する大電流通電向け接触子としては大径の同軸ピンなどが使用されていた。

下記の特許文献１には、電池の所要の充放電処理と電圧検査とを１台の装置で行える検査装置が開示されている。この検査装置においては蓄電池Ｂの正極端子に接触せしめる充放電用の正極端子２と電圧検査用の正極端子４と蓄電池Ｂの負極端子に接触せしめる充放電用の負極端子６と電圧検査用の負極端子７とを絶縁材３、５を介して同じ側に配設している。正極端子２の先端部２ｂの端部は平坦な円形になっている。

特開２０００−０３０７６２号公報

上記したような従来の接触子においては、接触面積を増やすために端部が平坦な円形の構造となっていたが、例えば図４（ａ）に示すように被試験装置である電池１５の端子形状が長方形であった場合に、接触子４０と端子１６の形状が重なる部分以外は接触できず、接触抵抗を小さくできないという問題点があった。

また、図５（ａ）に示すように、接触子４０の接触面と端子１６の接触面が平行でない場合や、端子１６に凹凸がある場合には接触子４０と端子１６が狭い範囲でしか接触しない点接触となり、接触抵抗が大きくなってしまうという問題点もあった。
本発明の目的は、上記したような従来技術の課題を解決するために、接触装置に複数の接触子を使用し、それぞれの接触子を独立して加圧することにより接触抵抗を低減させると共に接触の安定性を向上させることにある。

本発明の多点接触装置は、押圧することによって縮む複数の棒状の導電体製の接触子と、被接触端子と対向する面に前記接触子がそれぞれ挿入される複数の孔を備えた導電体製のブロックとを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記した多点接触装置において、前記接触子は、ケースの接触ピンと反対側の後端がわずかに湾曲しているか、あるいは断面が楕円形になるようにつぶされている点にも特徴がある。

また、前記した多点接触装置において、前記ブロックには、被接触端子の接触位置に合わせて前記複数の孔が配置されている点にも特徴がある。また、前記した多点接触装置において、前記ブロックには、所定の領域内に前記複数の孔が所定の密度で配置されている点にも特徴がある。

また、前記した多点接触装置において、更に、前記ブロックの被接触端子と対向する面に、試験用の接触子のソケットが固着された絶縁体製ブロックを備えた点にも特徴がある。

本発明の電池検査装置は、前記した多点接触装置を複数個備えたことを主要な特徴とする。

本発明にあっては、以下のような有利な効果がある。
（１）複数の接触子を使用することにより、必要とする接触面積が確保でき、接触抵抗が低減されるので、通電可能電流量が向上する。
（２）それぞれの接触子を独立して加圧することにより、接触面の凹凸や傾斜によらず全ての接触子が接触可能であり、接触の安定性が向上する。
（３）被測定装置の端子形状に合わせて複数の接触子を配置することにより、必要とする接触面積が確保でき、接触抵抗が低減されるので、通電可能電流量が向上する。
（４）ソケットレス、ケースレスによる接触子の狭ピッチ配置化により、更に接触面積が増加し、接触抵抗が低減されるので、通電可能電流量が向上する。
（５）一般的に使用されている細い接触子を大電流用の接触装置に使用可能である。

本発明の多点接触装置を備えた電池検査装置の構成を示す斜視図である。 本発明の多点接触装置を備えた電池検査装置の要部構成を示す断面図および平面図である。 本発明の多点接触装置に使用する接触子の構成を示す断面図である。 本発明の多点接触装置と端子との接続状態を示す平面図および側面図である。 本発明の多点接触装置と端子との接続状態を示す断面図である。 本発明の多点接触装置の実施例２の構成を示す断面図である。 本発明の多点接触装置の実施例３の構成を示す断面図である。

本発明の装置について、これを実施するための形態を実施例により具体的に説明する。

図１は、本発明の多点接触装置を備えた電池検査装置の構成を示す斜視図である。電池検査装置の端子板１０の下面には多数の多点接触装置１１が装着されており、それぞれ図示しない電池検査装置と接続されている。そして、端子板１０を下方に移動させることによって、多点接触装置１１が下方に並べた電池（被接触物）１５の端子１６と接触し、電池検査装置によって電池の充電、放電等の検査を行う。

図２は、本発明の多点接触装置を備えた電池検査装置の要部構成を示す断面図および平面図である。端子板１０の下面に配置された絶縁体製の支持板１２には例えば銅合金などの金属等の導電体製の直方体形状のブロック２０が頭部に六角孔を備えた金属製のボルト１４によって固着されている。このボルト１４は電池検査装置と接続するケーブル１３の接続端子も兼ねている。また、支持板１２およびブロック２０の双方には位置合わせ用の複数の孔が設けられており、固着時にこの孔にピン２２を挿入することにより位置合わせを行う。

被接触端子と対向するブロック２０の下面には棒状の接触子２５を挿入するための多数の孔が設けられている。孔の配置はなるべく高密度あるいは所定の密度の均一な配置であってもよいし、被測定端子の形状あるいは所望の接触位置に合わせた配置であってもよい。接触子２５を単独で使用する場合には金属製の円筒形状のソケットに挿入して使用するが、ブロック２０はソケットを兼ねているので、接触子２５の配置間隔を、ソケットを詰めて配置するよりもソケットの厚さ分だけ狭くすることが可能である。なお、ブロック２０には測定用接触子２６の金属製のソケット２７がブロックと接触しないための貫通孔も設けられている。

ブロック２０の下方には絶縁体ブロック２１がボルト２３によって固着されている。この絶縁体ブロック２１には４端子測定用の２個の測定用接触子２６のソケット２７が固着されて測定用接触子２６を支持している。ブロック２１には棒状の接触子２５を挿入するため、ブロック２０の孔と同じ位置に多数の貫通孔が設けられている。絶縁体ブロック２１には接触子２５、２６のピン以外の部分が電気的に接続し難いようにする被覆効果もある。なお、測定用接触子２６のソケット２７はリード線によって電池検査装置と接続されている。

図３は、本発明の多点接触装置に使用する接触子２５の構成を示す断面図である。接触子２５、２６は金属製の円筒形部材であるケース３０の内部に金属製の接触ピン３１、鋼球３３、コイルバネ３２が内蔵されたものであり、接触ピン３１は軸方向に所定の範囲だけ摺動可能に構成されており、かつ鋼球３３を介してコイルバネ３２によって押圧されている。従って、接触子２５を端子に押し付けると先端の接触ピンが接触子２５の中央方向に摺動して接触子２５が縮む。

接触子２５の後端部はコイルバネ３２を係止するためにすぼんでおり、かつケース３０の後端から所定の長さの部分が所定の角度θだけ曲っている。θの大きさは数度〜１０度程度であってもよい。この曲りは、ブロック２０の孔に接触子２５を挿入した場合に、接触子２５が脱落せずに保持されるためであると共に、接触子２５とブロック２０とが確実に電気的接続されるために必要である。

図３左側は接触子２５の金属製のケース３０の後端から所定の長さに上記した曲げ３４を施したものであり、図３右側は接触子２５の金属製のケース３０の後端部３５に曲げと同じ効果を奏する潰し加工を施したものである。この潰し加工は後端部３５の断面が楕円形になるように後端部３５に圧力をかけて潰すものである。

図４は、本発明の多点接触装置と端子との接続状態を示す平面図および側面図である。図４（ａ）は従来例である大口径の接触子４０を使用した場合の接触状態を示している。被試験物である電池１５の端子１６の形状が略長方形であった場合に、従来の接触子４０では接触子４０（円形）と端子１６の形状が重なる部分以外は接触に利用できず、重なる部分であっても例えば凹部４１は接触せず、接触抵抗を小さくできないという問題点があった。

図４（ｂ）は本発明の接触子を使用した場合の接触状態を示している。被試験物である電池１５の端子１６の形状が例えば略長方形など、任意の形状であっても、本発明の接触子は端子１６の形状に合わせて多数の接触子２５を配置することが可能であるので、端子１６の表面全部を接触のために利用可能であり、接触抵抗を小さくすることができる。

図５は、本発明の多点接触装置と端子との接続状態を示す断面図である。図５（ａ）は従来例である大口径の接触子４０を使用した場合の接触状態を示している。接触子４０の接触面と端子１６の接触面が平行でない場合や、端子１６に凹凸がある場合には接触子４０と端子１６が狭い範囲でしか接触しない点接触となり、接触抵抗が大きくなってしまうという問題点があった。

図５（ｂ）は本発明の接触子を使用した場合の接触状態を示している。多数の接触子２５からなる接触面と端子１６の接触面が平行でない場合や、端子１６に凹部４１がある場合であっても、本発明の接触子は端子１６の表面形状に合わせて多数の接触子２５の端部の接触ピンが接触可能であるので、凹部も含めて端子１６の表面全部を接触のために利用可能であり、接触抵抗を小さくすることができる。

図６は、本発明の多点接触装置の実施例２の構成を示す断面図である。実施例１においては金属製のブロック２０の下方に測定用接触子２６を保持する絶縁体製ブロック２１を装着する構成を開示したが、実施例２は絶縁体製ブロック２１を使用しない例である。

実施例２においては接触子の本体は金属製のブロック５０、１個のみで構成されており、測定用接触子２６が挿入される金属製のソケット２７は絶縁体製のスペーサ５１を介して金属製ブロック５０に設けられた貫通孔の内部に固着されている。実施例２は実施例１よりも構造が簡素であり、放熱効果は実施例１よりも高い。

図７は、本発明の多点接触装置の実施例３の構成を示す断面図である。実施例１、２においては接触子２５は金属製のケース３０の内部に金属製の接触ピン３１、鋼球３３、コイルバネ３２が内蔵されたものを使用する例を開示したが、実施例３は、実施例１、２よりも更に高密度に配置するために金属製のケース３０を省いた実施例である。

上部の金属製のブロック６０は、構造としては実施例１のブロック２０とほぼ同一であるが、下面に設けられた多数の孔の径は実施例１よりも小さく、接触子２５の金属製のケース３０の内径と同じ径である。従って、孔の間隔は、実施例１よりもケース３０の厚さの２倍分だけ狭くすることが可能である。

下部のブロック６１は金属製であり、測定用接触子２６が挿入される金属製のソケット２７が絶縁体製のスペーサ５１を介してブロック６１に設けられた貫通孔の内部に固着されている。ブロック６１には棒状の接触ピン６３を挿入するため、ブロック６０の孔と同じ位置に多数の貫通孔が設けられている。なお、接触ピン６３の脱落を防止するため、接触ピン６３の上部は下部よりもわずかに太く、貫通孔の下端の径は接触ピン６３の上部の径よりもわずかに小さくなっている。

接触子の組み立て時には下部のブロック６１の孔に接触ピン６３、実施例１と同様の鋼球３３、コイルバネ３２を挿入して上部のブロック６０を被せ、ボルト６２によって上下のブロック６０、６１を固着すると共に電気的に接続する。なお、電流は接触ピン６３の側面が接触する下部のブロック６１の孔の内面を通って流れるので、例えばボルト６２を上部へ延長して電池検査装置と接続するケーブル１３と接続するようにすれば、上部のブロック６０は加工が容易な樹脂などの絶縁体製であってもよい。

実施例３においては金属製のケース３０を省いたことにより、実施例１、２よりも高密度配置が可能である他、接触抵抗の低減、放熱効果の向上という効果もある。また、実施例１よりも部品点数が削減され、ブロックが分割されているので穴あけ加工が容易であるという効果もある。

以上、実施例を開示したが、本発明には以下に示すような変形例も考えられる。実施例においては被接続装置の端子の形状に合わせて孔を配置する構成を開示したが、予め長方形などの一定の形状の領域全てに高密度で均一に孔を設けておけば、接触装置を製造後に、被接続端子の形状に合わせて必要な位置に必要な数だけ接触子２５を挿入することにより、任意の端子形状や電流量に対応可能である。

実施例１、２においては接触子を挿入する孔の深さは全て同じである例を開示したが、被接続端子の凹凸形状が予め判っている場合には、端子の凹凸分布に合わせて孔の深さを変えることにより、接触時の全ての接触子の押圧力を揃えることができる。また、実施例においては押圧時のストロークは各接触子のストロークに限定されているが、例えばリニアガイドを用いて支持板１２に対して接触装置を上下に移動可能に支持し、更に接触装置をバネで押圧するようにしてもよい。このようにすれば接触装置全体としてのストロークが増す。

本発明の多点接触装置および当該装置を備えた電池検査装置は、電池の検査をはじめ、大電流の通電を要する任意の生産設備に適用可能である。

１０…電池検査装置の端子板
１１…多点接触装置
１５…電池（被接触物）
１６…端子
２０…導電体ブロック
２５…接触子

Claims (6)

1. 押圧することによって縮む複数の棒状の導電体製の接触子と、
   被接触端子と対向する面に前記接触子がそれぞれ挿入される複数の孔を備えた導電体製のブロックと
   を備えたことを特徴とする多点接触装置。
2. 前記接触子は、ケースの接触ピンと反対側の後端がわずかに湾曲しているか、あるいは断面が楕円形になるようにつぶされていることを特徴とする請求項１に記載の多点接触装置。
3. 前記ブロックには、被接触端子の接触位置に合わせて前記複数の孔が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多点接触装置。
4. 前記ブロックには、所定の領域内に前記複数の孔が所定の密度で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多点接触装置。
5. 更に、前記ブロックの被接触端子と対向する面に、試験用の接触子のソケットが固着された絶縁体製ブロックを備えたことを特徴とする請求項１に記載の多点接触装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された多点接触装置を複数個備えたことを特徴とする電池検査装置。

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