JP2013506243A - 電気バッテリの電極に接続するための改良クランプ - Google Patents

Abstract

本発明は電気接続をするためのターミナル（１；２０；３０；５０）であって、バッテリの電極（Ｐ）との結合に適している略Ｃ型の成形体（２；２２；４２）と、Ｃ型の成形体（２；４２）の開口部（４）の位置で突出する、２つの平行な積層要素（３；３３）と、成形体（２；２２；４２）を電極（Ｐ）の周囲にクランプするための、積層要素（３；３３）に関連する締付手段（３１；５１）であって、積層要素（３３）の外側に設けられた１対の傾斜面（３２）と、くし型の成形体（３５）における１対の傾斜対向面（３４）と、傾斜面（３２）および傾斜対向面（３４）をお互いに圧接するねじ手段（３６；５６）とを備える締付手段と、１または複数の電線の端部と接続するための、成形体（２；２２；４２）と関連する接続手段（９；２３）とを備える種類のターミナルである。突出する積層要素（３；３３）の両方には、締付手段（３１；５１）が成形体（２；２２）を電極（Ｐ）の周囲に固定するときに、お互いに接触することによって協働するように適用される、対向する突出部（４１）がある。
【選択図】図３

Description

本発明は、起動または牽引用途のための、固定バッテリの電極に接続するための改良ターミナルに関する。

当業者には既知であるように、取り外し可能な特別なターミナルを用いて、電気機器および装置を電源バッテリに接続する。これらのターミナルはバッテリの電極に締め付けるための手段および電気機器に電力を供給する電線のターミナルに接続するための手段を備える。

既知の技術のバッテリターミナルがもたらす重大な欠点は、締付手段は、適用する電極に対して水平方向からのみ利用可能であるということである。

ターミナル周辺の空間は一般的に限られているため、電極の縦軸によって画定される方向に対して、水平方向から締付手段を用いることは困難になる。

たとえば、バッテリの蓋が保護筐体を備える種類であって、保護筐体が電極およびターミナルが結合するときに両方を収容するように構成されている場合は、水平方向からの締め付けは困難になる。

具体的には、バッテリの電極Ｐに電気接続を提供する、既知の種類のバッテリターミナルＭを図１に示す。図１では、ターミナルは全体としてＡで表すＣ型の成形体を備え、外部からバッテリの電極に結合していることが観察できる。

成形体Ａの開口部Ｄの位置では、２つの平行積層要素Ｂが設けられている。２つの平行積層要素Ｂ自体は、ターミナルを締め付けるための手段を収容する貫通穴Ｅを備える。

締付手段はねじＨを備えるボルトＦを備える。ねじＨは穴Ｅを貫通するように配置され、固定ナットＬと結合する。ナットは水平方向からしか締め付けられないので、前述の欠点が生じる。

バッテリターミナルＭが開口し、したがって図１に示すように配置される場合は、積層要素Ｂ間は十分に間隔が取られるため、成形体ＡのＣ型の輪郭は十分に広く、容易に電極Ｐを収容することができる。

結合作業が終了すると、ターミナルＭは、ボルトＦを締め付けることによってバッテリの電極Ｐに固定される。

前述したように、ボルトＦに近づくことが困難となることが多いのは、締付作業中である。

従来のターミナルの別の欠点は、図２に明確に示されているように、締付作業中の最後に起こる。図示されているように、締付作業中の最後には、積層要素Ｂの端部がお互いに接触して斜めに配置される傾向があるため、成形体ＡのＣ型の輪郭が楕円形になる傾向がある。この問題は、接続するターミナルに設定された標準直径よりも電極の直径が小さいときに、さらに顕著かつ明らかとなる。

前述の欠点は、ねじＨが曲がる傾向にあること、および図２の矢印αで示すように、特に積層要素Ｂの位置において、成形体Ａの内面が電極Ｐの外面から離れる傾向にあることを意味する。したがって、締付作業が完了すると、電極ＰはＣ型の成形体の内面の一部とのみ接触するため圧力が一定ではなくなり、矢印βで示すように、積層要素Ｂに近づくにつれて圧力は低くなる。

積層要素Ｂの近傍では、矢印αおよびβの方向が変化していることで表されるように、圧力反転さえも起こる。その理由は、すでに説明したように、成形体Ａの内面が電極Ｐから離れる傾向にあるためである。

締付作業が完了すると、ターミナルおよび締付手段は変則的な方法で機械的応力を受けることは明らかであり、電流に関しては、ターミナルは、接触条件が最適な場合に伝送可能な電流よりも低い電流を伝送する。

これは第１の欠点として、接続部の加熱に関与する。

第２の欠点はエネルギの損失であり、結果として低効率につながることである。

特許文献１が記載するターミナルは、縦方向から締付作業が可能であり、したがってターミナルを電極に容易にクランプするように操作できる締付手段を有する。

ただし、前述の構成形態が提示する欠点は、ターミナルと電極間の接触が、ターミナルの積層要素が変形した後、および電極を収容する積層要素に設けられた穴の内周上に存在する成形部分が横方向に電極体に貫通した後に、起こることである。

したがって、このターミナルは積層要素の変形という問題、さらにターミナルをクランプする際の締付要素の変形という問題さえも未だに有していることが明らかである。

さらに、締付作業によって、電極体の外面も変形する。

特許文献２、特許文献３および特許文献４も既知であり、縦方向から利用可能な締付手段を備え、したがって、対応する電極に固定されるときに操作が困難ではないバッテリの電極用のターミナルを記載している。

これらのターミナルでは、積層要素は対応する電極外面を囲み、したがって、締付作業中に変形することはない。

しかし、前述のターミナルは、締付手段の動作を制限する対向する表面を備えるため、対応する電極が結合するターミナルに設定された標準直径よりも短い直径を有する場合、対応する電極に対して同様のクランプ力を保証できない。

前述の事例では、特に電気的観点から、最適な接続を保証できないため、電力の損失および加熱につながることもある。

国際公開第９２／１１６６７号パンフレット 欧州特許公開第０６０６０６８（Ａ１）号明細書 米国特許第１，７４６，５１４号明細書 独国特許第４２２６５６３号明細書

本発明の目的は前述した欠点を克服することである。

具体的には、本発明の第１の目的は、容易に利用できる締付手段を備える電気接続のためのターミナルを提供することである。本ターミナルはクランプされるときに、同じ寸法を有する既知の種類の同等のターミナルよりも、適用されるバッテリの電極に接触する表面が大きい。

本発明の別の目的は、接続されるターミナルに設定された標準値と異なる直径を有する電極であっても広い接触面を得られることである。

本発明の別の目的は、電極面に亀裂、切断、損傷を生じることなく、広い接触面を得られることである。

本発明の別の目的は、電極の周囲に締め付けられたときに、接触面に均一な圧力および均一に配分する圧力を及ぼすターミナルを提供することである。

本発明の別の目的は、締付手段が変形の対象とならないターミナルを提供することである。

前述の目的は、主請求項に特徴を記載する電気接続のためのバッテリターミナルによって実現され、読者は簡潔に理解するために主請求項を参照すべきである。

従属請求項は、本発明の対象であるバッテリターミナルのその他の特徴を記載している。

本明細書に記載する実施形態によれば、ターミナルはバッテリの電極との結合に適しているＣ型の成形体を備え、Ｃ型の成形体は開口部の位置において２つの突出する積層要素を備える。

突出要素の端部には、ターミナルがクランプされるときにお互いに接触する突出部があるが、突出要素は変形することなく、お互いに平行に配置されている。

電極の直径がターミナルに設定される標準値よりも短い場合であっても、締付作業を継続することができ、電極と接触する部分の位置で突出要素をお互いに近づけることができるため、良好な電気的接触が保証される。

有利には、本発明の対象であるバッテリターミナルは、上方から迅速に利用可能である締付手段を備える。

さらに有利には、対向する突出部の存在によって、電極またはターミナルの変形を起こすことなく、常にターミナルと電極間の良好な電気的接触が保証される。

さらに、既知の技術に比べて、電極とターミナルの間に広い接触面が得られるため、本発明のターミナルは高電流密度を伝送することができる。

これにより、高電力を少ない加熱で伝送できるというさらに有利な点が実現する。

前述の目的および有利な点は、その他の目的および有利な点がある場合はそれらと合わせて、本発明の好ましい実施形態の説明においてさらに詳細に明らかにされよう。本発明の好ましい実施形態は、表示例および非限定の実施例として、添付図を参照して提供される。

既知の種類の電気接続をするためのバッテリターミナルが開口している状態を示す。 クランプされた図１のターミナルを示す。 本発明の対象であるターミナルの部分図および分解図を示す。 図３の組立不等角投影図を示す。 本発明のターミナルの別の実施形態の部分組立図を示す。 本発明のターミナルが開口している状態の上面詳細図を示す。 図６で示すターミナルがクランプされた状態の詳細図を示す。 本発明により構成されたターミナルにおける接続手段の実施形態の別の実施例の不等角投影図を示す。 本発明のターミナルにおける接続手段の実施形態のさらに別の実施例の不等角投影図を示す。

本発明の第１の構成の変形を図３および図４に示す。第１の構成では、全体として３０で表すターミナルは、上方から利用可能な締付手段３１を備える。

本実施形態は、ターミナル３０周辺の空間が限られている場合、および電極Ｐの縦軸Ｚによって画定される方向に対して、水平方向から締付手段の利用が困難である場合に、特に有益である。

たとえば、バッテリの蓋が保護筐体を備える種類であって、保護筐体が電極Ｐおよびターミナル３０が結合するときに、電極Ｐおよびターミナル３０も収容するように構成されている場合は、水平方向からの締め付けは困難になる。

前述の事例では、締付手段が記載通り、および例示通りに構成されている場合は、筐体を定める壁によって、締付手段を水平方向から利用することは阻害される。

図３を参照すると、締付手段３１は、積層要素３３の外側に設けられる１対の傾斜面３２と、くし型の成形体３５における１対の傾斜対向面３４と、傾斜面３２と傾斜対向面３４をお互いに圧接させるねじ手段３６とを含む。

再び図３で示すように、くし型の成形体３５は、傾斜対向面３４に対して中央に配置される貫通開口部３７を備え、締付手段３１が図４で示すように組み立てられるとき、ねじ手段３６はねじ３８とナット３９を備え、積層要素３３および貫通穴３７を貫通するねじ本体３８ａを有する。

より具体的には、ねじ３８の頭部４０とナット３９は積層要素３３の反対の側面に配置されている。積層要素３３は相対する内部のくぼみ３３ａを備え、くぼみ３３ａは、ねじ３８のねじ本体３８ａがくぼみ３３ａの間に挿入され、図示しない電極Ｐによって画定される軸Ｚに平行する縦軸Ｚ’と合わせて配置されるときに、ねじ本体３８ａと合致する。

電極Ｐの周囲にターミナル３０を締め付けるためには、最初にねじ３８を積層要素３３の間およびくし型の成形体３５の貫通穴３７に挿入する。

したがって、ナット３９を、貫通穴３７から突出しているねじ軸３８ａ端部に締め付けることによって、ねじ３８の頭部の底面４０ａは積層要素３３の縁部に圧接され、くし型の成形体３５の傾斜対向面３４は傾斜面３２に対して圧接される。

このようにすると、図４で示す状態になる。図４では、面３２および対向面３４がお互いに圧接しあう力によって、水平成分Ｆが発生する。水平成分Ｆは、積層要素３３の対向する突出部４１を、締付作業が終了し、それぞれの面の接触面４１ａがお互いに接触するまで、お互いに近づくように移動させる。

対向する突出部の作用を図６および図７を参照して詳細に説明する。対向する突出部は成形体４２およびバッテリの電極Ｐ間の接触を向上させる。

ナット３９は上方から、および電極Ｐの軸Ｚに平行するねじ３８の軸Ｚ’にしたがって締め付けられるため、ターミナル３０の側面に障害物があったとしても、締付作業は抑制または阻害されない。

さらに、ナット３９は常にボックスレンチによって締め付けることができる。このため、ねじが水平軸に合わせて設置され、水平方向の障害物があるため、フォークレンチを使用してナットを操作しなければならない事例に比べて、迅速かつ安全な方法で締め付けることができる。

本発明の対象であるターミナルのさらに別の構成変形を図５に示し、ターミナル全体を５０で表す。前述の構成変形との相違点は、全体を５１で表す締付手段を構成するねじ手段５６において、ねじ５８と結合するナット５９が、手動で操作するために用いることができる、突起５９ａを備えることのみである。

この突起により、ターミナルの接続および切断作業が容易になり、レンチを用いずに行うことができる。

図６および図７は、図３から図５で示した本発明のターミナルの上方からの詳細図であり、実質的に成形体４２および電極Ｐの周囲に成形体を締め付けるための積層要素３３のみを含む。対向する突出部４１の作用を説明するために厳密に必要ではない構成部品は、簡潔にするために省略した。

図６および図７で示すように、成形体４２は、バッテリの電極Ｐとの結合に適している略Ｃ型の輪郭を有し、お互いに平行し、開口部４４の位置に配置された積層要素３３を備える。開口部４４は成形体４２のＣ型の輪郭を画定する。

ねじ３８はくぼみ３３ａの位置を貫通する。

好ましくは、締付手段のねじ３８の直径は非常に小さく、対向する突出部４１がお互いに接触すると、積層要素３３はねじ３８に触れない。これにより、積層要素３３が成形体４２の近傍でお互いに近づくように移動することができる。

積層要素３３の長さによって、積層要素３３は複数の締付手段と関連できることは明らかである。

積層要素３３の反対側では、成形体４２は、図示していない１または複数の電線の端部と接続するための手段を備える。

具体的には、全体として１で表すターミナルの実施形態を図８において示し、説明する。本実施形態では、接続手段９は、図示していない電線の端部に圧着する変形可能なタブ１０を含む。

本発明の異なる実施形態では、圧着する変形可能なタブを備える代わりに、接続手段はねじまたはその他システムを用いて締め付けられる補助ターミナルを備えていてもよい。

成形体２の構造は、図３で示した成形体とは異なり、２つの半円形３が接合点から延在して２つの重なり合う帯を形成し、接続手段９まで伸びている。

しかし、非常に様々な種類の成形体に対する接続を考案することができる。

これらの接続は締付手段または積層要素の実行とは関係なく変形することができる。

図９に示す本発明の構成変形によると、全体を２０で表すバッテリターミナルは成形体２２の上に、補助装置に電力を送るために適している、電線と接続するための補助接続手段２３を有する。

本発明によれば、積層要素３３には対向する突出部４１があり、図示されていない締付手段が電極Ｐの周囲に成形体４２を固定するときに、お互いに接触して協働するように適用される。

具体的には、図示するように、対向する突出部４１は積層要素３３の両方に存在し、１１ａと同じ長さを有する。

突出部４１は積層要素３３の端部、つまり積層要素３３がお互いに圧接する部分の下流に配置される。

対向する突出部４１は１１ｂの距離を置いて離間し、１１ｂの距離は積層要素３３間の距離１１ｄより短いことが分かる。

１１ｂの距離を変えることによって、電極Ｐの周囲の成形体４２に行使される力を修正することができる。

さらに、対向する突出部４１は相対する平面の接触面４１ａを備えるため、下記で説明する締付手段を締めることによって、突出部４１がお互いに接合するときに接触が容易になる。

実際には、バッテリの電極と結合するために、ターミナルは最初に図３で示すように配置されなければならず、それによりターミナルは摺動して電極Ｐの周りに嵌着することができる。

次に締付が行われ、図示されない傾斜面および対向面がお互いに圧接され、積層要素３３をお互いの近くに移動させ、それにより成形体４２を電極Ｐの周囲に圧接する。

対向する突出部４１の平面の接触面４１ａが図７で示すようにお互いに接触する場合は、ナット３９（図示せず）の締付を続けることができ、積層要素３３が略平行を保っている間に、電極Ｐの周囲の成形体４２の周囲圧を増加することができる。

さらに、締付手段は変形の対象とならない。

したがって、図７で示すように、電極Ｐの外面上で、接触面全体にわたって、均一に圧力を配分することが可能となる。実質的に、および既知の技術のターミナルに発生することとは反対に、対向する突出部４１の平面の表面４１ａが接触することによって、積層要素３３が図２で示すように傾斜することを防ぎ、成形体４２の表面が電極Ｐの外面から離れることを防ぐ。

有利には、既定値を超えるトルクでナット３９を締め付けると、積層要素３３は図７で示すように、成形体４２の開口部４４の位置で移動してお互いに近づく傾向にある。これにより、電極Ｐと接触する表面が増大し、したがって、電気的接触が向上し、伝送される電流量が増加する。したがって、前述の記載によれば、本発明により実施されるバッテリターミナルによって、設定したすべての目的が効果的に実現されることは明らかである。

具体的には、本発明の対象であるバッテリターミナルによって、上方から締付手段が利用可能であり、したがって、ねじの締め付け、およびねじを緩めることが容易にできる。

対向する突出部を備える積層要素を提供することによって、電極とターミナル間の接触を、同じ大きさを有する既知の種類の同等のターミナルが提供する接触よりも良好にすることができる。これは本発明のターミナルによって実現するものであり、電流密度を増加させることができ、したがって、加熱による損失を削減し、電気接続の全体的な効率を高めることができる。

前述したすべての実施形態において、本発明のターミナルが設定した目的を実現することが明確に示されている。

構成段階において、本発明の対象であるバッテリターミナルは、特に成形体、接続手段および締付手段の形状に関して、本明細書に記載または例示していない変更および変形の対象となることができることは明らかである。

前述の構成変形はすべて、下記に明示する特許請求の範囲の範疇内であれば、本発明により保護されていると考えられなければならない。請求項に例示する技術的特徴について参照が付されている場合は、請求項自体の理解を容易にする目的でのみ追加されたものであり、したがって、前述の参照は、例としてのみ特定する各要素に対して付与される保護の範囲に対して、制限効果をなんら持たない。

２：成形体
３：半円形
９：接続手段
１０：タブ
１１ｄ：距離
２２：成形体
２３：補助接続手段
３０：ターミナル
３１：締付手段
３２：傾斜面
３３：積層要素
３３ａ：くぼみ
３４：傾斜対向面
３５：成形体
３６：手段
３７：貫通穴
３８ａ：軸
３９：ナット
４０：頭部
４０ａ：底面
４１：突出部
４１ａ：接触面
４２：成形体
４４：開口部
５６：手段
５９：ナット
５９ａ：突起
Ｆ：水平成分
Ｐ：電極
Ｘ：軸
Ｚ：縦軸

Claims (10)

1. 電気接続をするためのバッテリターミナル（１；２０；３０；５０）であって、
   バッテリの電極（Ｐ）との結合に適している、略Ｃ型の成形体（２；２２；４２）と、
   前記Ｃ型の成形体（２；４２）の開口部（４）の位置に設けられた、お互いに平行する、少なくとも２つの突出する積層要素（３；３３）と、
   前記成形体（２；２２；４２）を前記電極（Ｐ）の周囲にクランプするための、前記積層要素（３；３３）と関連する締付手段（３１；５１）であって、前記積層要素（３３）の外側に設けられた１対の傾斜面（３２）と、くし型の成形体（３５）における１対の傾斜対向面（３４）と、前記傾斜面（３２）および前記傾斜対向面（３４）をお互いに圧接するためのねじ手段（３６；５６）とを備える締付手段（３１；５１）と、
   １または複数の電線の端部と接続するための、前記成形体（２；２２；４２）と関連する接続手段（９；２３）と、
   を備え、
   前記突出する積層要素（３；３３）の両方には、前記締付手段（３１；５１）が前記成形体（２；２２）を前記電極（Ｐ）の周囲に固定するときに、お互いに接触することによって協働するように適用されている、対向する突出部（４１）があることを特徴とする種類の、バッテリターミナル。
2. 請求項１に記載のバッテリターミナル（３０；５０）であって、前記くし型の成形体（３５）は前記傾斜対向面（３４）に対して中央に配置される貫通穴（３７）を備えることを特徴とする、バッテリターミナル。
3. 請求項１または請求項２に記載のバッテリターミナル（３０；５０）であって、前記ねじ手段（３６；５６）は、ねじ（３８；５８）とナット（３９；５９）を備えることを特徴とする、バッテリターミナル。
4. 請求項３に記載のバッテリターミナル（３０；５０）であって、前記ねじ（３８；５８）はねじ軸（３８ａ）を備え、前記ねじ軸（３８ａ）は前記積層要素（３３）の間、および前記くし型の成形体（３５）および頭部（４０）の前記貫通穴（３７）を貫通して配置されるように適用され、前記ナット（３９；５９）が前記くし型の成形体（３５）の前記貫通穴から突出する前記ねじ軸（３８ａ）の前記端部にねじ込まれるときに、前記頭部（４０）の底面（４０ａ）は前記くし型の成形体（３５）の前記積層要素（３３）と接触することを特徴とする、バッテリターミナル。
5. 請求項３または請求項４に記載のバッテリターミナル（５０）であって、前記ナット（５９）は、前記作業を手動で実行するために用いることができる突起（５９ａ）を備えることを特徴とする、バッテリターミナル。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の、電気接続をするためのバッテリターミナル（１；２０；３０；５０）であって、前記対向する突出部（４１）は同じ長さ（１１ａ）を有することを特徴とする、バッテリターミナル。
7. 請求項１または請求項６のうちいずれか一項に記載の、電気接続をするためのバッテリターミナル（１；２０；３０；５０）であって、前記対向する突出部（４１）は、前記突出する積層要素（３３）がお互いに離間している距離（１１ｄ）よりも短い距離（１１ｂ）でお互いに離間していることを特徴とする、バッテリターミナル。
8. 請求項１、請求項６または請求項７のうちいずれか一項に記載の、電気接続をするためのバッテリターミナル（１；２０；３０；５０）であって、前記対向する突出部（４１）は前記積層要素（３；３３）の前記端部に存在することを特徴とする、バッテリターミナル。
9. 請求項１または請求項６から請求項８までのうちいずれか一項に記載の、電気接続をするためのバッテリターミナル（１；２０；３０；５０）であって、前記対向する突出部（４１）の前記相対する接触面（４１ａ）は平面であることを特徴とする、バッテリターミナル。
10. 請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の、電気接続をするためのバッテリターミナル（１；２０；３０；５０）であって、前記接続手段（９）は、前記成形体（２；２２）に属する変形可能なタブ（１０）を電線の端部に圧着するために備えることを特徴とする、バッテリターミナル。