JP2012109099A - 電流センサ付きバッテリーターミナル - Google Patents

Abstract

【課題】上板部及び下板部の開きを防止し且つ電流センサを樹脂成形によりバッテリーターミナルに一体化することが可能な、電流センサ付きバッテリーターミナルを提供する。
【解決手段】電流センサ付きバッテリーターミナル１は、バッテリーターミナル４と、樹脂成形により一体化する電流センサ５とを備えて構成されている。電流センサ付きバッテリーターミナル１は、バッテリーポスト３に接続される部分がポスト部６、バッテリーターミナル４及び電流センサ５の一体化部分がセンサ部７、負荷の接続部分がスタッド部８となる構成になっている。バッテリーターミナル４は、対向する上板部９及び下板部１０と、一対の締め付け部１１、１１と、一対の抱え込み部１２、１２と、連成部１３と、板状被樹脂成形部１４と、端子接続部１５とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリーターミナルに電流センサを組み付けてなる電流センサ付きバッテリーターミナルに関する。

近年、自動車の高機能化に伴い電装品が増加してきている。電装品の増加は、車載バッテリーの消耗を激しくするということが知られている。従来より、バッテリーのバッテリーポストにはバッテリーターミナルが接続され、このバッテリーターミナルにはケーブル端末の端子が接続され、端子にはバッテリーの残存容量を監視するための電流センサが組み付けられている。電流センサは、略環状となるコア及びホール素子を備えており、端子に対し挿通により組み付けられるようになっている（例えば下記特許文献１参照）。

特開２００２−１４１０５４号公報（図４及び図５）

上記従来技術にあっては、ケーブル端末の端子をバッテリーターミナルに接続するにあたり、電流センサを端子に対し挿通して組み付けをする必要があることから、端子とバッテリーターミナルとの接続が終わるまでの作業性を考えた場合、工数がかかってしまうという問題点を有している。

また、上記従来技術にあっては、電流センサの組み付け先が端子であることから、バッテリーポストやバッテリーから離れた位置での組み付けになり、結果、バッテリーの周囲に比較的大きなスペースを確保しなければならないという問題点も有している。

そこで、本願発明者は、バッテリーターミナルに対し樹脂成形をして電流センサを一体化することを考えた。この考えによれば、上記問題点の解消を図ることができるということを本願発明者は見いだした。

尚、本願発明者は、バッテリーターミナルに対し電流センサを樹脂成形により一体化する考えだけにとどまらず、以下の対策をする必要があることも見いだした。すなわち、バッテリーターミナルの構造が導電性を有する金属板を曲げて上板部と下板部とを対向配置させる構造である場合には、バッテリーターミナルと電流センサとの一体化位置、及びこの後方に上板部及び下板部の開きを防止するための抱え込み部（特許文献１の図４における引用符号２２で示す部分が参考になる）を形成することができなくなり、このため上板部及び下板部の開きに起因した不具合の発生が懸念されることから、これを対策する必要があるということを見いだした。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、上板部及び下板部の開きを防止し且つ電流センサを樹脂成形によりバッテリーターミナルに一体化することが可能な、電流センサ付きバッテリーターミナルを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の電流センサ付きバッテリーターミナルは、導電性を有する金属板を曲げて上板部と下板部とを対向配置することにより、バッテリーのバッテリーポストに接続されるポスト部を形成し、該ポスト部には前記上板部と前記下板部との開きを規制する抱え込み部を形成し、該抱え込み部の後方となる前記上板部及び下板部のいずれか一方には、電流センサを樹脂成形により一体化する部分としての被樹脂成形部と、該被樹脂成形部を前記いずれか一方に連成する部分としての連成部とを形成することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、ポスト部に抱え込み部を形成することにより、電流センサの樹脂成形位置にかかわらず、上板部と下板部との開きを規制する（防止する）ことが可能になる。

請求項２記載の本発明の電流センサ付きバッテリーターミナルは、請求項１に記載の電流センサ付きバッテリーターミナルにおいて、前記連成部を前記被樹脂成形部へ向けて次第に幅広に形成することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、幅広の連成部にすることにより、連成部の強度を高めることが可能になる。連成部は、これに連続する被樹脂成形部に電流センサを一体化しても、電流センサの重量や振動等に十分耐え得る部分になる。

請求項３記載の本発明の電流センサ付きバッテリーターミナルは、請求項２に記載の電流センサ付きバッテリーターミナルにおいて、前記連成部に補強部を形成することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、連成部の強度を一層高めることが可能になる。補強部の一例としては、板状の連成部を打ち出してビード等を形成することが好適である。

請求項１に記載された本発明によれば、バッテリーのバッテリーポストに接続されるポスト部に抱え込み部を形成することにより、電流センサの一体化位置及びこの後方でなくても、バッテリーターミナルにおける上板部及び下板部の開きを規制することができるという効果を奏する。また、上板部及び下板部の開きを防止することができるバッテリーターミナルであることから、電流センサを良好に一体化することができるという効果も奏する。

請求項２〜請求項３に記載された本発明によれば、電流センサの一体化に必要十分な強度を確保することができるという効果を奏する。

（ａ）は本発明の電流センサ付きバッテリーターミナルの平面図、（ｂ）はバッテリーターミナルの平面図である。 （ａ）は図１の電流センサ付きバッテリーターミナルの底面図、（ｂ）はバッテリーターミナルの底面図である。 （ａ）は図１の電流センサ付きバッテリーターミナルの前側から見た斜視図、（ｂ）はバッテリーターミナルの前側から見た斜視図である。 （ａ）は図１の電流センサ付きバッテリーターミナルの後側から見た斜視図、（ｂ）はバッテリーターミナルの後側から見た斜視図である。 （ａ）は図１のバッテリーターミナルの平面図、（ｂ）は他の例となるバッテリーターミナルの平面図である。

電流センサ付きバッテリーターミナルは、バッテリーのバッテリーポストに接続されるポスト部と、バッテリーターミナル及び電流センサが一体化するセンサ部とを有する。ポスト部は、上板部及び下板部を有し、これらの開きを規制する抱え込み部も有する。

以下、図面を参照しながら実施例を説明する。図１〜図４は本発明の電流センサ付きバッテリーターミナルと、これを構成するバッテリーターミナルの、平面図、底面図、及び斜視図である。また、図５は図１のバッテリーターミナル及び他の例となるバッテリーターミナルの平面図である。

図１において、引用符号１は本発明の電流センサ付きバッテリーターミナルを示している。電流センサ付きバッテリーターミナル１は、特に限定するものでないが、自動車等の移動体に搭載されるバッテリー２のバッテリーポスト３に接続されるバッテリーターミナル４と、このバッテリーターミナル４に対し樹脂成形により一体化する電流センサ５とを備えて構成されている。

電流センサ付きバッテリーターミナル１は、バッテリーポスト３に接続される部分がポスト部６、バッテリーターミナル４及び電流センサ５の一体化部分がセンサ部７、負荷の接続部分がスタッド部８となる構成になっている。センサ部７とスタッド部８は、バッテリーターミナル４の軸Ｌ１に直行する方向に並んで配置されている。電流センサ付きバッテリーターミナル１は、センサ部７及びスタッド部８の上記配置により全長が比較的短くコンパクトなものになっている。

先ず、上記のバッテリー２、バッテリーターミナル４、及び電流センサ５について詳細に説明をする。

バッテリー２は、上面、下面、及び複数の側面を有しており、上面にはバッテリーポスト３が突出するように設けられている。上面は、バッテリーポスト３の立設面となっている。バッテリーポスト３は、先端の直径が基端の直径よりも小さいテーパ状の周側面を有する略円錐台形状に形成されている。本実施例においては、このような形状のバッテリーポスト３（マイナス側）に対して接続固定が可能となるバッテリーターミナル４が用いられている。

図１ないし図４において、バッテリーターミナル４は、導電性を有する金属板をプレス加工することにより図示の形状に形成されている。本実施例においては、Ｓｎメッキが施されている。バッテリーターミナル４は、対向する上板部９及び下板部１０と、一対の締め付け部１１、１１と、一対の抱え込み部１２、１２と、連成部１３と、板状被樹脂成形部１４（被樹脂成形部）と、端子接続部１５とを有している。また、バッテリーターミナル４は、締め付けボルト１６と、この締め付けボルト１６に螺合するナット１７と、端子接続部１５に立設する端子接続用のスタッドボルト１８とを有している。

ここで本実施例においては、バッテリーポスト３の軸方向を上下方向と定義するものとする。また、バッテリーポスト３の先端を上、基端を下と定義するものとする。これにより、上板部９は下板部１０の上に配置されるものとする。このような上下方向に対し直交する方向を左右方向と定義するものとする。左右方向は、センサ部７及びスタッド部８の並び方向、或いは締め付けボルト１６及びナット１７による締め付けの方向に一致するものとする。この他、上下方向及び左右方向に対し、これらに直交する方向を前後方向と定義するものとする。前後方向は、バッテリーターミナル４の軸Ｌ１の方向に一致するものとする。前後方向において、バッテリーポスト３側が前と定義するものとする。

バッテリーターミナル４における上板部９及び下板部１０は、上記金属板を打ち抜いた後、一対の締め付け部１１、１１の部分に曲げを施すことにより上下に対向するように配置されている。

上板部９は、この略中央にバッテリーポスト挿入穴１９を有している。バッテリーポスト挿入穴１９は、バッテリーポスト３を挿入するための部分であって、上下方向に貫通するように形成されている。

上板部９の左右両端部には、下方へ伸びるとともに先端が内側へ折り曲げられて下板部１０の下面に係合する略L字状の抱え込み部１２がそれぞれ連成されている。一対の抱え込み部１２、１２は、所定の間隔に配置された上板部９及び下板部１０の開きを防止する部分として形成されている。尚、一対の抱え込み部１２、１２は、上記に限らず、下板部１０の左右両端部に連成されて上板部９を抱え込むことができるような構造にしてもよいものとする。

バッテリーポスト挿入穴１９は、バッテリーポスト３の周側面に接触する部分であって、先端が下に向くように上板部９から折り曲げられて形成されている。バッテリーポスト挿入穴１９は、バッテリーポスト３の先端側の直径に合わせて環状に形成されている。バッテリーポスト挿入穴１９は、一対の締め付け部１１、１１の間となる部分が分断された状態に形成されている。引用符号２０はバッテリーポスト挿入穴１９の一部分断された部分を示している。

下板部１０は、この略中央にバッテリーポスト挿入穴２１を有している。バッテリーポスト挿入穴２１は、バッテリーポスト３を挿入するための部分であって、上下方向に貫通するように形成されている。

下板部１０の左右両端部は、一対の抱え込み部１２、１２が係合するように形成されている。また、このような下板部１０の左右両端部には、上方へ伸びて先端が上板部９の下面に当接するような側壁２２がそれぞれ連成されている。一対の側壁２２は、上板部９及び下板部１０の閉じ（近づき）を防止し所定の間隔を維持することができる部分として形成されている。一対の側壁２２は、一対の抱え込み部１２、１２により恰も抱え込まれるような状態になっている。

バッテリーポスト挿入穴２１は、上板部９のバッテリーポスト挿入穴１９と同様にバッテリーポスト３の周側面に接触する部分であって、先端が下に向くように下板部１０から折り曲げられて形成されている。バッテリーポスト挿入穴２１は、バッテリーポスト３の基端側の直径に合わせて環状に形成されている。バッテリーポスト挿入穴２１は、一対の締め付け部１１、１１の間となる部分が分断された状態に形成されている。尚、バッテリーポスト挿入穴２１の一部分断された部分は、上記引用符号２０の部分の真下にこれと同様に形成されているものとする（同じ符号２０を用いる）。

締め付け部１１、１１は、上板部９及び下板部１０を所定の間隔をあけて上下に重なるようにこれらを連結する部分であって、前後方向にＵ字状に湾曲させることにより形成されている。締め付け部１１、１１は、この上側の端部が上板部９の前端に連成されている（上側の一部分断された部分２０の左右両側に連成されている）。また、下側の端部は下板部１０の前端に連成されている（下側の一部分断された部分２０の左右両側に連成されている）。締め付け部１１、１１は、一部分断された部分２０、２０に連通する締め付け間隙２３を有して左右方向に並設されている。このような締め付け部１１、１１の内側には、ボルト挿通孔（符号省略）が形成されている。

締め付け部１１、１１の上記ボルト挿通孔には、締め付けボルト１６が挿入されている。締め付けボルト１６は、締め付け間隙２３を横断して貫通するように挿入されている。締め付けボルト１６は、この軸部先端に螺合するナット１７と共働して、締め付け間隙２３の両側の締め付け部１１、１１を互いに近接する方向に締め付ける機能を有している（締め付けが生じると、バッテリーポスト挿入穴１９、２１が縮径する）。締め付けボルト１６の頭部は、上板部９及び下板部１０の各回り止め部（符号省略）に当接して回り止めがなされるようになっている。

連成部１３は、上板部９と板状被樹脂成形部１４とを連続させる部分として形成されている。連成部１３は、上板部９から真っ直ぐに伸びるように形成されている。連成部１３は、一対の抱え込み部１２、１２の基端位置から板状被樹脂成形部１４へ向けて次第に幅広となる略ハ字状の形状に形成されている。尚、幅広の形状にしているのは十分な強度を確保するためである。強度確保に関しては、連成部１３に打ち出しを施してビード２４（補強部）を形成することが有効である（ビード２４に限らず、強度アップが可能であれば、他の補強部であってもよいものとする）。ビード２４は、振動等の受け易い位置に配置形成されている。連成部１３は、この下面に一対の側壁２２が当接するように配置形成されている。このため、連成部１３は、より一層振れ難い部分になっている。

板状被樹脂成形部１４は、電流センサ５を樹脂成形により一体化する部分であって、前端側被樹脂成形部２５と、バスバー状被樹脂成形部２６とを含んで構成されている。尚、板状被樹脂成形部１４の「板状」に関し、本実施例においては板状となる形状であることから、被樹脂成形部を板状被樹脂成形部と呼ぶものとする。特に板状に限定するものではないものとする。

前端側被樹脂成形部２５は、連成部１３の後端に連続する略外縁部形状となる部分であって、左右方向に伸びる形状に形成されている。また、前後方向に短くなる形状に形成されている。前端側被樹脂成形部２５は、上記形状であることから、表裏の面積が小さくなるようになっている（電流センサ５を一体化した時、金属面と樹脂面の密着面積が小さくなるようになっている）。このような前端側被樹脂成形部２５には、電流センサ５における樹脂成形部分の外れを防止する貫通部２７が形成されている。

貫通部２７は、上下方向に貫通する穴であって、本実施例においては長円形状に形成されている。尚、貫通部２７は、樹脂成形部分の外れを防止することができる形状であれば特に限定されないものとする。例えば、丸穴や角穴やスリットであってもよく、さらには一つに限らず二つや三つ並べてもよいものとする。貫通部２７は、本実施例においてスタッド部８の近傍に配置形成されている。言い換えれば、締め付けの際の力が先ずはじめに掛かるような位置に配置形成されている。

バスバー状被樹脂成形部２６は、この一端が前端側被樹脂成形部２５に連成されている。連成位置は、本実施例において貫通部２７から離れた位置に設定されている。また、バスバー状被樹脂成形部２６の他端は、スタッド部８を構成する端子接続部１５に連成されている。バスバー状被樹脂成形部２６は、所望の経路を有している。本実施例における経路は、比較的全長の短いコンパクトな電流センサ付きバッテリーターミナル１の提供を目的として設定されている。

端子接続部１５とこれに立設するスタッドボルト１８は、スタッド部８を構成しており、図示しない負荷の接続部分となっている。具体的には、図示しないケーブル端末の端子を接続固定することができるように形成されている（スタッドボルト１８に対し図示しないナットを締め付けて、この締め付けにより上記端子を端子接続部１５に押し付けるような接続固定をする部分となっている）。

電流センサ５は、バッテリー２の残存容量を監視するためのものであって、インサート成形によりバッテリーターミナル４の板状被樹脂成形部１４に対し一体化するように組み付けられている。電流センサ５は、図示しないチップ型の電流検出回路部を内蔵するセンサブロック２８と、このセンサブロック２８に連成されるコネクタ部２９とを有して図示の形状に形成されている。

上記図示しない電流検出回路部は、バスバー状被樹脂成形部２６の位置に合わせて配置されている。電流センサ５は、本実施例において、コア及びホール素子を備えないコアレスタイプのものが用いられている。

センサブロック２８は、インサート成形により板状被樹脂成形部１４と端子接続部１５の下面とを樹脂埋めするように成形されている。センサブロック２８は、この大部分が電流センサ５における樹脂成形部分として形成されている。センサブロック２８には、インサート成形によってバッテリーターミナル４の貫通部２７を樹脂埋めする穴埋め部３０が形成されている。穴埋め部３０は、何らかの要因で外力が掛かると、恰も貫通部２７に引っ掛かるような状態（穴埋めにより係合する状態）になり、これによって板状被樹脂成形部１４における前端側被樹脂成形部２５からのセンサブロック２８（樹脂成形部分）の外れを防止することができるようになっている。

コネクタ部２９は、ハウジング３１と、このハウジング３１内に配設される複数の端子金具（図示省略）とを有している。ハウジング３１の外側には、図示しない相手側コネクタとの嵌合部分となるロック部３２が形成されている。

次に、上記構成及び構造に基づきながら、電流センサ付きバッテリーターミナル１のバッテリーポスト３への接続について説明をする。

バッテリーポスト３への接続は、先ず電流センサ付きバッテリーターミナル１を下方向に移動させ、そしてバッテリーポスト挿入穴１９、２１をバッテリーポスト３の周側面に接触させる。次に、電流センサ付きバッテリーターミナル１の向きを所定方向に合うように配置する。続いて、電流センサ付きバッテリーターミナル１の横方向からインパクトレンチ等の図示しない工具を用いてナット１７を締め付ける。これにより、バッテリーポスト挿入穴１９、２１は縮径する方向に縮み、バッテリーポスト挿入穴１９、２１はバッテリーポスト３の周側面に対し圧接状態になる。以上により電流センサ付きバッテリーターミナル１の接続が完了する。

以上、図１ないし図４を参照しながら説明してきたように、電流センサ付きバッテリーターミナル１は、バッテリーのバッテリーポストに接続されるポスト部に抱え込み部を形成することにより、電流センサの一体化位置及びこの後方でなくても、バッテリーターミナルにおける上板部及び下板部の開きを規制（防止）ことができる。また、上板部及び下板部の開きを防止することができるバッテリーターミナルであることから、電流センサを良好に一体化することもできる。

尚、バッテリーターミナル４は、図１〜図４、及び図５（ａ）に示す上記形状に限らず、図５（ｂ）のような形状にしてもよいものとする。すなわち、外形形状を変えずに小さな穴径のバッテリーポスト挿入穴１９′、２１′を有するバッテリーターミナル４′にしてもよいものとする。図５（ｂ）のバッテリーターミナル４′は、バッテリーポストが細いバッテリーに対応するものであるが、バッテリーターミナル４と外形形状を同じにすることで金型を新設する必要がなく、共用化のメリットを得ることができる。

この他、上記説明におけるポスト部６の形状を、例えば背景技術の欄に記載した特許文献１に開示されるポスト部形状にしてもよいものとする。

本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

１…電流センサ付きバッテリーターミナル
２…バッテリー
３…バッテリーポスト
４、４′…バッテリーターミナル
５…電流センサ
６…ポスト部
７…センサ部
８…スタッド部
９…上板部
１０…下板部
１１…締め付け部
１２…抱え込み部
１３…連成部
１４…板状被樹脂成形部（被樹脂成形部）
１５…端子接続部
１６…締め付けボルト
１７…ナット
１８…スタッドボルト
１９、２１…バッテリーポスト挿入穴
２０…一部分断された部分
２２…側壁
２３…締め付け間隙
２４…ビード（補強部）
２５…前端側被樹脂成形部
２６…バスバー状被樹脂成形部
２７…貫通部
２８…センサブロック
２９…コネクタ部
３０…穴埋め部
３１…ハウジング
３２…ロック部

Claims (3)

1. 導電性を有する金属板を曲げて上板部と下板部とを対向配置することにより、バッテリーのバッテリーポストに接続されるポスト部を形成し、該ポスト部には前記上板部と前記下板部との開きを規制する抱え込み部を形成し、該抱え込み部の後方となる前記上板部及び下板部のいずれか一方には、電流センサを樹脂成形により一体化する部分としての被樹脂成形部と、該被樹脂成形部を前記いずれか一方に連成する部分としての連成部とを形成する
   ことを特徴とする電流センサ付きバッテリーターミナル。
2. 請求項１に記載の電流センサ付きバッテリーターミナルにおいて、
   前記連成部を前記被樹脂成形部へ向けて次第に幅広に形成する
   ことを特徴とする電流センサ付きバッテリーターミナル。
3. 請求項２に記載の電流センサ付きバッテリーターミナルにおいて、
   前記連成部に補強部を形成する
   ことを特徴とする電流センサ付きバッテリーターミナル。

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