JP2014130799A - 端子接続部品および電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】端子間接続作業の作業効率を向上する。
【解決手段】第1端子と第2端子50とを接続する端子接続部品10は、第1端子12に対して回転規制される規制部材26と、第1端子12及び第2端子50を貫通する軸部31を有し、軸部31を回転させることで第1端子12及び第2端子50を押圧する押圧部32により、第1端子12及び第2端子50に荷重がかかる位置に回転可能に保持される回転部材30と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、端子接続部品および電池モジュールに関する。
例えば電気自動車やハイブリッドカー等では、動力源等として、単電池を複数接続してなる電池モジュールを、複数接続して用いることがある。
複数の単電池あるいは複数の電池モジュールを接続する場合、例えば特許文献1に記載されているように、バスバー等の接続部材を隣り合う単電池のボルト状の端子間に配置して、端子にナットを締め付けることにより接続する。
特開平11−67184号公報
しかしながら、ボルト締結により端子間を接続する場合、端子ごとにボルト締結を行う必要があるので手間がかかり、作業効率が悪いという問題があった。また、ボルト締結により端子間を接続する場合には、トルク管理が行われるためボルト位置の不良等を防止できないという問題があった。
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、端子間接続作業の作業効率を向上することを目的とする。
上記課題を解決するものとして本発明は、第1端子と第2端子とを接続する端子接続部品であって、前記第1端子に対して回転規制される規制部材と、前記第1端子及び前記第2端子を貫通する軸部を有し、前記軸部を回転させることで前記第1端子及び前記第2端子を押圧する押圧部により、前記第1端子及び前記第2端子に荷重がかかる位置に回転可能に保持される回転部材と、を備える端子接続部品である。
本発明において、第1端子と第2端子とを接続するときには、例えば、回転部材の軸部に第1端子および第2端子を貫通させ、軸部を回転させる。軸部を回転させて、押圧部が規制部材とともに第1端子および第2端子を押圧し、第1端子及び第2端子に荷重がかかる位置に至ると、その位置で回転部材が保持される。第1端子および第2端子に荷重がかかると2つの端子は電気的に接続可能な状態となる。
つまり、本発明によれば、回転部材に第1端子および第2端子を貫通させて、軸部を2つの端子に荷重がかかった状態となるように回転させればよいので、端子間の接続にボルト締結が不要であり、端子間接続作業の作業効率が向上する。
本発明は以下の構成としてもよい。
前記押圧部と、前記第1端子または前記第2端子との間に挟持されたバネ部材を備えていてもよい。このような構成とすると端子の板厚方向における公差を吸収することができる。
前記第1端子は、単電池に設けられた電極端子であってもよい。
このような構成とすると、単電池を複数接続して電池モジュールを構成するときや複数の電池モジュールを接続する際の接続作業の作業効率が向上する。
また、本発明は、単電池と、上記端子接続部品と、を備えた電池モジュールであって、前記第1端子は、前記単電池に設けられた電極端子であって、前記第2端子との接続部が前記単電池の前記電極端子が設けられている端子形成面と対向するように配され、前記回転部材は、前記押圧部を前記第1端子と前記単電池の端子形成面との間に配しつつ、前記軸部に前記第1端子を貫通させた状態で、前記単電池に組み込まれている電池モジュールであってもよい。
このような構成とすると、単電池の電極端子の第2端子との接続部が単電池の端子形成面と対向するように配されるとともに、回転部材の押圧部が、単電池の端子形成面との間に配されているので、端子接続部品の低背化を図ることができる。また、上記構成において、単電池に組み込まれている回転部材の軸部には第1端子(電極端子)が貫通されており、第2端子および規制部材を軸部の延びる方向から組み付けていけばよいので組み付け作業を簡素化することができる。
本発明によれば、端子間接続作業の作業効率を向上することができる。
実施形態1の端子接続部品を単電池に取り付けた状態を示す正面図 端子接続部品の側面図 端子接続部品の一部断面図 端子接続部品の分解斜視図 2つのハウジングを嵌合する前の様子を示す斜視図 2つのハウジングを嵌合した後の様子を示す斜視図 図6の状態のときの2つの端子、規制部材および回転部材を正面側から示した図 図6の状態のときの2つの端子、規制部材および回転部材を上面側から示した図 治具により軸部を回転させる様子を示す斜視図 2つの単電池間を接続する様子を示す部分断面図 図10の状態における一部断面図 軸部を回転させる前の端子接続部品の一部断面図 図12の状態から軸部を90°回転させたときの端子接続部品の一部断面図 実施形態2の端子接続部品を単電池に取り付けた状態を示す正面図 端子接続部品の一部断面図 2つの端子を接続する前の状態のときの、2つの端子、規制部材および回転部材を示す斜視図 図16の状態の正面図 図16の状態の側面図 図16の状態の平面図 図16の状態の上面図 2つの単電池間を接続する様子を示す部分断面図 図21の状態における一部断面図 軸部を回転させる前の端子接続部品の一部断面図 図23の状態から軸部を90°回転させたときの端子接続部品の一部断面図 軸部を回動させる角度と荷重との関係を示したグラフ 他の実施形態で説明する端子接続部品の、第1端子と第2端子とを接続する前の状態を単電池とともに示した一部断面図 第1端子と第2端子とを接続しときの状態を単電池とともに示した一部断面図 実施形態3の端子接続部品を単電池に取り付けた状態を示す斜視図 端子接続部品の分解斜視図 ハウジングカバーの裏面図 ハウジングに収容された状態の端子接続部品の平面図 端子接続部品の側面図 ハウジングに収容された状態の端子接続部品の断面図 図32のA−A線における断面図 端子接続部品の斜視図 規制部材の側面図 第2端子を取り付ける前の様子を示す平面図 第2端子を軸部に貫通させる様子を示す斜視図 第2端子を軸部に貫通させ軸部を回動させる前の様子を示す斜視図 図39の状態における側面図
<実施形態1>
本発明に係る実施形態1の端子接続部品10を図1ないし図13によって説明する。以下の説明において図1における上方を上とし下方を下とする。本実施形態の端子接続部品10は、例えば隣り合う電池モジュール同士や隣り合う単電池11同士を電気的に接続するものである(図10参照)。
本実施形態の端子接続部品10は、図3に示すように、単電池11の電極端子12(第1端子の一例)に対して回転規制される規制部材26、回転部材30、皿バネ35(バネ部材の一例)、および、これらを収容する第1ハウジング20ならびに、一端に電線55が接続された第2端子50および第2端子50を収容する第2ハウジング40を備える。
(電極端子12)
単電池11は、図示しない発電要素と、発電要素を収容する電池ケース14と、発電要素に接続されるとともに電池ケース14の上面から突出する平板状の正負の電極端子12と、を有する。
電池ケース14の上面には樹脂製のセパレータ15が配置されている。図1〜図7においてはセパレータ15よりも上の部分を示している。セパレータ15には第1ハウジング20を固定するハウジング固定孔16が3つ形成されている。セパレータ15には電池ケース14の上面から突出する電極端子12を挿通させる端子挿通孔17が形成されている。図1においては電池ケース14の一部を示しているが、他の図では、単電池11に関してセパレータ15よりも上の部分のみを描いている。
電極端子12の上端部はU字状をなしている。電極端子12の上端部には、規制部材26が嵌めこまれる溝部13が形成されている(図7を参照)。
(第1ハウジング20)
樹脂製の第1ハウジング20は直方体状をなしている。第1ハウジング20は、図3および図4に示すように、下方が開口し、下端部には、セパレータ15のハウジング固定孔16に係止される係止爪21が複数突出形成されている。
第1ハウジング20の上面には、第2端子50が挿入される端子挿入口22およびシャッター60が挿入されるシャッター挿入口23が設けられている。
第1ハウジング20の正面側の面には、図4〜図6に示すように、回転部材30の軸部31を回転させるための治具64が挿入される治具挿入口24が形成されている。治具挿入口24は、円形状をなし、電極端子12と第2端子50が接続されている状態のときには図1に示すように、シャッター60によって覆われている。
第1ハウジング20の側面のうち、図1における左右の側面には、図10に示すように、第2ハウジング40の側面の係止突部43を係止するハウジング係止孔25が形成されている。
(規制部材26)
規制部材26は、図3、図4、図7および図8に示すように、端子接続部品10の正面側(図3の右側)に配されており、規制部材26の背面側には電極端子12の溝部13に嵌めこまれる取付突部27が設けられている。規制部材26は、図7に示すように、正面視同心円状をなしている。規制部材26のうち、正面側の直径の小さい小径部28は、その厚み寸法が規則的に変化するように形成されている(図8を参照)。背面側の直径の大きい大径部29は回転部材30の押圧部32(後述する)とともに電極端子12および第2端子50を押圧する。規制部材26の中央部分には回転部材30の軸部31を挿通可能に貫通孔26Aが設けられている。
(回転部材30)
回転部材30は、規制部材26、電極端子12、第2端子50および皿バネ35を貫通する軸部31と、軸部31の正面側の端部に設けられ軸部31を回転させる回転ピン33と、軸部31の背面側の端部に設けられた押圧部32と、を備える。
本実施形態において、回転ピン33が左右方向(横方向)を向いているとき(図3および図13)に、回転ピン33が規制部材26の小径部28に当接して2つの端子12,50に大きな荷重がかかるようになっている。これにより、回転ピン33が上下方向(縦方向)を向いているとき(図12)よりも、左右方向(横方向)を向いているとき(図3および図13)に、2つの端子12,50にかかる荷重が大きくなる。
回転部材30の軸部31は、規制部材26の貫通孔26A、第2端子50の溝部51、電極端子12の溝部13、皿バネ35の貫通孔35Aを貫通する。回転部材30の軸部31には回転ピン33を挿通させるピン挿通孔31Aが設けられている。
回転部材30の押圧部32は円盤状をなしており、皿バネ35とともに電極端子12および第2端子50を押圧するようになっている。押圧部32と電極端子12との間に配されている皿バネ35の略中央には回転部材30の軸部31が挿通される貫通孔35Aが形成されている。
(第2ハウジング40)
第1ハウジング20の外側に嵌合される樹脂製の第2ハウジング40は、全体として略直方体状をなしている。第2ハウジング40は、角筒状の本体部41と、本体部41の上部開口を閉じる蓋部47と、を備える。
蓋部47の内壁面には第2端子50を保持する端子保持部47Cが設けられており、蓋部47の上面にはシャッター60が配置されるシャッター配置孔49が貫通して設けられている。
蓋部47の側面のうち、第2端子50に接続された電線55が配置される側の側面には、図2に示すように、下方に延出された延出部47Aが形成されており、この延出部47Aには、半円状の切欠部47Bが形成されている。蓋部47には、本体部41に係止される蓋係止突部(図示せず)が形成されている。
本体部41の側面のうち第2端子50に接続された電線55の配置される側の側面には、蓋部47の延出部47Aに形成された半円状の切欠部47Bと対応して半円状の切欠部41Aが設けられている。したがって、蓋部47を本体部41に取り付けると蓋部47の半円状の切欠部47Bと本体部41の半円状の切欠部41Aとが1つになって円形の孔48が形成されるようになっている。この円形の孔48は第2端子50に接続された電線55が配置される電線配置孔48である(図2参照)。
本体部41の上端部には、蓋部47の蓋係止突部を係止する蓋係止孔42Aが形成された係止片42が設けられている。また、本体部41の下端部には第1ハウジング20のハウジング係止孔25に係止される係止突部43が形成されている。
本体部41の左右の側面の内壁面には、第2端子50の係止凸部52を係止する端子係止部44が形成されている。端子係止部44は図11に示すように断面視L字状をなしており端子係止部44の先端部が第2端子50の係止凸部52を係止するようになっている。
本体部41の正面側の側面の内壁面の上端にはシャッター60を係止する係止凹部45が形成されている。
本体部41の正面壁には、図1および図6に示すように、治具64を挿入可能な治具挿入口46が、第1ハウジング20の治具挿入口24と対応して設けられている。
(シャッター60)
第2ハウジング40の治具挿入口46及び第1ハウジング20の治具挿入口24を閉じる樹脂製のシャッター60は図4に示すように、長方形状をなしている。シャッター60の略中央にはU字状のスリット61が形成されている。このスリット61の内側には正面側に突出し、第2ハウジング40の係止凹部45に係止されるハウジング係止突部62が形成されている。
さて、シャッター60の背面側の面には、上下方向を向いている回転ピン33の上端に当接してその下方への移動を規制する規制リブ63が外側方向に突出形成されている。回転ピン33を回動させて回転ピン33と規制リブ63とが当接しない状態となると、シャッター60が下方へ移動可能となる。本実施形態では、回転ピン33を回動する際にハウジングの治具挿入口24,46から治具64が挿入されており、治具64が挿入されている状態では、図13に示すように、シャッター60の下方への移動が治具64により規制されている。
(第2端子50)
第2端子50は銅や銅合金などの導電性金属板材から構成され、下端部の略中央には溝部51が形成されている。第2端子50の溝部51には規制部材26の取付突部27と回転部材30の軸部31が配されるようになっている。
第2端子50の上下方向における略中央には、第2ハウジング40の本体部41の端子係止部44に係止される係止凸部52が外側方向に突出形成されている。第2端子50の上端部は蓋部47の内壁面に形成した端子保持部47Cにより保持されている。
第2端子50の上端部と、係止凸部52との間は、他の部分よりも幅狭に形成された幅狭領域53であり、この領域53には電線55の露出芯線56が接続されている。
第2端子50に接続されている電線55は、その両端末において絶縁被覆57の剥離除去により芯線56が露出している。電線55の両端末で露出する芯線56は隣り合う端子接続部品10に用いられる第2端子50にそれぞれ接続されている(図10を参照)。電線55の両端で露出する芯線56に接続される第2端子50は、相違する極性の電極端子12に接続されている。つまり、隣り合う単電池11の電極端子12同士は、第2端子50と電線55を介して電気的に接続されている。
(端子接続部品10の接続方法)
以下、本実施形態の端子接続部品10の接続方法について説明する。
所望の数の単電池11を隣合う単電池11の電極端子12が逆極性となるように並べて、各単電池11の電極端子12が形成された面(本実施形態では上面)にセパレータ15を取り付ける。単電池11にセパレータ15を取り付ける際にはセパレータ15の端子挿通孔17に電極端子12を挿通させる。
次に、電極端子12の溝部13に規制部材26の取付突部27を嵌めこんで、電極端子12に規制部材26を取り付けると規制部材26は電極端子12に対して回転規制される。
次に回転ピン33を取り外した状態の回転部材30の軸部31に皿バネ35と、規制部材26とを貫通させる。詳しくは、回転部材30の軸部31を皿バネ35の貫通孔35Aに通した後、当該軸部31を背面側から電極端子12に取り付けた規制部材26の貫通孔26Aに通すと、皿バネ35が押圧部32と電極端子12に挟まれた状態となる。軸部31のピン挿通孔31Aに回転ピン33を挿通させて軸部31に回転ピン33を取り付けると図4に示すような状態となる。
回転部材30および規制部材26を取り付けた電極端子12の上側から第1ハウジング20を取り付ける。第1ハウジング20の係止爪21をセパレータ15のハウジング固定孔16に対応させて上方から第1ハウジング20をセパレータ15に取り付けると、第1ハウジング20の係止爪21がセパレータ15のハウジング固定孔16に係止されて固定される(図5を参照)。
第1ハウジング20の取付作業と同時又は前後して、以下に説明する手順で第2ハウジング40に第2端子50とシャッター60を取り付ける作業を行う。
まず、第2端子50の幅狭領域53に電線55を接合する。具体的には、電線55の両端末において絶縁被覆57を剥離除去して、芯線56を露出させておき、電線55の両端末で露出する露出芯線56にそれぞれ第2端子50を接合する(図10を参照)。露出芯線56と第2端子50の接合は、各種溶接法等、公知の接合方法により行われる。
次に、電線55が第2ハウジング40の蓋部47の切欠部47Bから外側に配されるように第2端子50を配して、第2端子50の上端部を蓋部47の端子保持部47Cに嵌めこんで保持させる。第2端子50を保持させた蓋部47を第2ハウジング40の本体部41に取り付ける。このとき第2端子50の電線55が本体部41の切欠部41Aから外側に配されるように蓋部47を配置する。蓋部47を本体部41に取り付けると蓋部47が本体部41の蓋係止孔42Aに係止され、電線55が電線配置孔48から外側に配される。また、第2端子50の係止凸部52が第2ハウジング40の本体部41内の端子係止部44より係止され第2端子50が本体部41によっても保持される。
第2端子50を保持させた第2ハウジング40の蓋部47のシャッター配置孔49に、上側からシャッター60を差し込むと、第2ハウジング40の本体部41の内壁に設けた係止凹部45に、ハウジング係止突部62が係止され、シャッター60の上端部が蓋部47の上方からはみ出した状態で保持される。このようにして図5に示すような第2端子50およびシャッター60を取り付けた第2ハウジング40が得られる。
第2端子50およびシャッター60を取り付けた第2ハウジング40を、図5に示すように、電極端子12等を収容した第1ハウジング20に嵌合させる。開口部を下側に向けた状態とした第2ハウジング40を、第1ハウジング20に上方から嵌合させる。第2ハウジング40を下方に移動させて、第2端子50の下端部が第1ハウジング20の端子挿入口22に至ると、第2端子50が端子挿入口22に挿入されて第2端子50の溝部51が回転部材30の軸部31に案内される。
第2ハウジング40をさらに下方に移動させて第1ハウジング20との嵌合位置にまで至ると、図6に示すように、第2ハウジング40の側壁の係止突部43が第1ハウジング20の側壁のハウジング係止孔25に嵌り込んで第2ハウジング40が第1ハウジング20に係止される。また、第2ハウジング40の治具挿入口46と第1ハウジング20の治具挿入口24とが重なり合って1つの治具挿入口となる。
この状態において、第2端子50の溝部51に回転部材30の軸部31が配され、第2端子50は電極端子12と規制部材26との間に挟まれる(図7および図8を参照)るが、シャッター60の一部は第2ハウジング40の蓋部47の上方からはみ出したままである。
次に、図9に示すように第2ハウジング40の治具挿入口46から治具を挿入して回転ピン33を回動させる。回動させる前の回転ピン33は上下方向を向いている(図10の右側の端子接続部品10および図12を参照)。回転ピン33が上下方向を向いているときには、図12に示すように、シャッター60の規制リブ63と回転ピン33とが当接しておりシャッター60の下方への移動が規制されている。
治具64を操作して回転ピン33が横方向を向いている状態から回動させると、シャッター60と回転ピン33との当接状態が解除されて、回転ピン33とシャッター60とが非当接状態となる(図13を参照)。本実施形態では回転ピン33を90°回動させた状態のときにも、シャッター60が治具64と当接しているので、下方への移動が規制されているが、電極端子12および第2端子50は皿バネ35を介して押圧部32により押圧され相互に接触し荷重のかかった状態(電気的な接続可能な状態)となる。次いで、治具64を抜くと、治具64とシャッター60との当接状態が解除されるので、治具64を抜くだけでシャッター60が下方に移動して治具挿入口24,46が閉じた状態となる(図3を参照)。
同様の作業を繰り返し全ての回転ピン33を回動させる操作および治具64の抜き取り作業が終了すると、端子接続部品10の取り付け作業ならびに単電池11の接続作業が終了する。
(本実施形態の作用および効果)
本実施形態によれば、回転部材30に電極端子12および第2端子50を貫通させて、軸部31を2つの端子12,50に荷重がかかった状態となるように回転させればよいので、端子12,50間の接続にボルト締結が不要であり、端子間接続作業の作業効率が向上する。
また、本実施形態によれば、押圧部32と、電極端子12との間に挟持された皿バネ35を備えているから、端子12,50の板厚方向における公差を吸収することができる。
また、本実施形態によれば、第1端子12は、単電池11に設けられた電極端子12であるから、単電池11を複数接続して電池モジュールを構成するときや複数の電池モジュールを接続する際の接続作業の作業効率が向上する。
また、本実施形態によれば、回転部材30の回動操作を治具64により行うようになっているので、端子12,50に直接指が触れることがなく安全性が高い。
さらに本実施形態によれば、回転ピン33の回動操作により、電極端子12と第2端子50との接続作業を行うとともに、電極端子12と第2端子50との接続部分をシャッター60により閉じる作業を行うことができるので、作業効率に優れる。
<実施形態2>
本発明に係る実施形態2の端子接続部品70を図14ないし図24によって説明する。以下の説明において図14における上方を上とし下方を下とする。図14においては電池ケース14の一部を示しているが、他の図では、単電池11に関してセパレータ15よりも上の部分のみを描いている。
本実施形態の端子接続部品70は、回転部材71の回転ピン72が図21における左右方向(横方向)を向いているときにシャッター73が開いており、回転ピン72が上下方向(縦方向)を向いているときにシャッター73が閉じるという点で実施形態1とは相違する。実施形態1と同様の構成については同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態において、回転ピン72が左右方向(横方向)を向いているとき(図16〜図20、図23)よりも、上下方向(縦方向)を向いているとき(図15および図24)に、2つの端子にかかる荷重が大きくなっている。
第2ハウジング40の治具通し孔46と第1ハウジング20の治具通し孔24を閉じる樹脂製のシャッター73は、略中央にU字状のスリット61が形成されており、スリット61の内側にハウジング係止突部62が形成されている点では実施形態1と同様である。しかしながら本実施形態では、図21に示すように、シャッター73の下端部には、回転部材71の回動操作を妨げないように半円状の切欠部73Aが形成されており、かつ、シャッター73の背面側の面には、円弧状の規制リブ74が回転ピン72が上下方向(縦方向)に配されるときに干渉しないように形成されている。
本実施形態の端子接続部品70の接続方法について説明する。本実施形態では回転ピン72を、初期位置(左右方向を向いている位置、図21の右側の端子接続部品70の回転ピン72の位置)から例えば右回りに少し回動させると、回転ピン72の左端部は引き続き規制リブ74と干渉するが、回転ピン72の右端部は規制リブ74と干渉しない位置に配される。一方、電極端子12および第2端子50にかかる荷重については徐々に大きくなり60°回動させたところで最大となる(図25を参照)。
回転ピン72を初期位置から約90°回動させて、回転ピン72が規制リブ74と当接しない位置(干渉しない位置)に配されると、シャッター73が下方へ移動可能となる(図22を参照)。回転ピン72とシャッター73とが非当接状態となっても、治具64がハウジング20,40内に配されているときには、シャッター73が治具64と当接しているので、下方への移動が規制されている。
このとき、電極端子12および第2端子50は、皿バネ35を介して押圧部32により押圧され相互に接触し荷重のかかった状態(電気的な接続可能な状態)である。この状態において電極端子12および第2端子50に係る荷重は、回転ピン72を初期位置から60°回動したときよりもやや小さくなるが、回転ピン72が初期位置にあるときより大きい(図25を参照)。図25中、「初期状態」とは回転ピン72が初期位置にある状態のことをいい、「最大荷重時」とは、電極端子12および第2端子50にかかる荷重が最大のときをいい、「終了状態」とは、初期位置から90°回動させた状態をいい、「X」とは端子が押される力(押圧力)を示す。
次に、治具通し孔24,46から治具64を抜き取ると、治具64とシャッター73との当接状態が解除され、シャッター73が下方に移動して治具通し孔24,46が閉じた状態となる(図15を参照)。
同様の作業を繰り返し全ての回転ピン72を回動させる操作および治具64抜き取り作業が終了すると、端子接続部品70の取り付け作業ならびに単電池11の接続作業が終了する。上記以外の構成については実施形態1と概ね同様である。
本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果に加えて、以下の効果がある。本実施形態では回転ピン72が上下方向を向いている状態のとき(初期位置から90°回動させたとき)のみシャッター73が下方へ移動可能となる。その結果、本実施形態によれば、2つの端子12,50に確実な接続状態となるような荷重がかかったときのみシャッター73が下降するように設定することができるので、端子12,50間が接続されているか否かについてのチェックを容易に行うことができる。
<実施形態3>
本発明に係る実施形態3の端子接続部品100を図28ないし図40によって説明する。以下の説明において図32における上方を上とし下方を下とする。本実施形態の端子接続部品100は、例えば隣り合う電池モジュール同士や隣り合う単電池111同士を電気的に接続するものである。
本実施形態の端子接続部品100は、図29に示すように、単電池111の電極端子112(第1端子の一例)に対して回転規制される規制部材127、回転部材130、皿バネ135(バネ部材の一例)、隣り合う電極端子112,112間を接続する端子接続部142を2つ備えた第2端子140および、これらを収容するハウジング120を備える。
(単電池111)
単電池111は、図示しない発電要素と、発電要素を収容する電池ケース114と、発電要素に接続されるとともに電池ケース114の上面から突設されたL字状の電極端子112と、を有する。電池ケース114の上面は端子形成面114Aに相当し、樹脂製のハウジング120が配置されている。
電極端子112の電池ケース114内に配される板状部分113Bには、図示しない発電要素が接続されている。電極端子112の、端子形成面114Aと略平行(「対向する」の一例)に配されている円盤状の部分は、第2端子140と接続される接続部113である。電極端子112の接続部113には回転部材130の軸部131が挿通される軸部挿通孔113Aが形成されている(図29を参照)。
(ハウジング120)
樹脂製のハウジング120は、図29に示すように、下端部が開口し、上側には2つの収容突部122を備える。ハウジング120の側壁のうち、長手方向に配される側壁には電池ケース114の係止孔115に係止される係止突部121が設けられている。収容突部122には、電極端子112、皿バネ135、回転部材130、規制部材127、および第2端子140の端子接続部142が収容されている。
収容突部122の上方、下方の一部および側方の一部は開口している。収容突部122の上方の開口にはハウジングカバー124が被せ付けられるようになっていて、収容突部122の下方の開口には電極端子112が配される。収容突部122の側方の開口からは第2端子140の一部が収容突部122の外側に導出されるようになっている。
収容突部122を構成する壁部のうち、上面視弧状をなす弧状壁部122Aと、この弧状壁部122Aと対向する位置にある壁部122Bとには、ハウジングカバー124を係止するカバー係止部123が突出形成されている。
(ハウジングカバー124)
ハウジングカバー124は図29および図30に示すように、収容突部122の上方の開口の全域を覆うとともに、収容突部122から外側に導出された第2端子140の一部を覆う部材である。これにより電極端子112と第2端子140との接続部113を保護するとともに接続部113に手指が接触することを防止することができる。
ハウジングカバー124にはハウジング120のカバー係止部123を受け入れる係止受け部125が対応する位置に設けられている。また、ハウジングカバー124の裏面には、図31に示す状態で回転ピン133を規制部材127に対して固定するピン固定部126が設けられている(図30を参照)。
(規制部材127)
規制部材127は、図35に示すように、端子接続部品100の上側に配されており、規制部材127の背面側には電極端子112の軸部挿通孔113Aに嵌めこまれる取付突部128が設けられている。
規制部材127は、図36に示すように、その厚み寸法が規則的に変化するように上面に傾斜面129が形成されている。規制部材127の厚み寸法が大きい部分が回転部材130の回転ピン133と当接することにより回転部材130の押圧部132(後述する)とともに電極端子112および第2端子140を押圧する。規制部材127の中央部分には回転部材130の軸部131を挿通可能に貫通孔127Aが設けられている。
(回転部材130)
回転部材130は、軸部131と、軸部131の上端部に設けられ軸部131を回転させる回転ピン133と、軸部131の下端部に設けられた押圧部132と、を備える。本実施形態において、回転部材130は、押圧部132を電極端子112と単電池111の端子形成面114Aとの間に配しつつ、軸部131に電極端子112を貫通させた状態で、単電池111に組み込まれている。
本実施形態において、回転ピン133が、図31に示すように、左右方向を向いているときに、回転ピン133が規制部材127の厚み寸法の大きい部分に当接して2つの端子112,140に大きな荷重がかかるようになっている。
回転部材130の軸部131は、規制部材127の貫通孔127A、第2端子140の溝部141、電極端子112の接続部113(軸部挿通孔113A)、皿バネ135の貫通孔135Aを貫通する。回転部材130の軸部131には回転ピン133を挿通させるピン挿通孔131Aが設けられている。
回転部材130の押圧部132は円盤状をなしており、皿バネ135とともに電極端子112および第2端子140を押圧するようになっている。押圧部132と電極端子112との間に配されている皿バネ135の略中央には回転部材130の軸部131が挿通される貫通孔135Aが形成されている。
(第2端子140)
第2端子140は銅や銅合金などの導電性金属板材から構成された部材であり、隣り合う電極端子112,112間に配されて単電池111間を電気的に接続する機能を有する。第2端子140は、隣り合う電極端子112,112にそれぞれ接続される2つの端子接続部142を有している。また、2つの端子接続部142の間には端子接続部142よりも上方に突出して2つの端子接続部142を連結する連結部143が設けられている。第2端子140の連結部143には絶縁性材料からなる絶縁被覆が取り付けられており、安全性が確保されている。
各端子接続部142は図31に示すように、上面視U字状をなしている。端子接続部142の略中央には溝部141が形成されている。端子接続部142の溝部141には規制部材127の取付突部128と回転部材130の軸部131が配されるようになっている。
(端子接続部品100の接続方法)
以下、本実施形態の端子接続部品100の接続方法について説明する。
押圧部132および皿バネ135を電極端子112と単電池111の端子形成面114Aとの間に配しつつ、軸部131に電極端子112を貫通させた状態で、組み込まれている回転部材130を備える単電池111を用意する。所望の数の単電池111を隣合う単電池111の電極端子112が逆極性となるように並べて、各単電池111の端子形成面114A(本実施形態では上面)にハウジング120を取り付ける。具体的には、ハウジング120の係止突部121を電池ケース114の係止孔115に係止させるとハウジング120が単電池111の端子形成面114Aに取り付けられる。
次に、規制部材127の貫通孔127Aを回転部材130の軸部131に貫通させることにより規制部材127を回転部材130に取り付けると規制部材127は電極端子112に対して回転規制される。回転が規制されている状態の回転部材130のピン挿通孔131Aに回転ピン133を挿通させる。このとき、回転ピン133の位置を、図37および図38に示すように規制部材127の厚み寸法が最大になっている位置(図37における左右方向)からずらしておく。
回転ピン133を図37および図38に示す状態にしておいて、次に、収容突部122の開口から第2端子140を取り付ける。具体的には、規制部材127の取付突部128に第2端子140の端子接続部142の溝部141を配して規制部材127と電極端子112との間に端子接続部142を差し込むと、図39および図40に示すように、第2端子140が規制部材127に取り付けられる。このとき、回転ピン133の位置は規制部材127の厚みが最大の部分の位置ではないので、第2端子140と電極端子112とは、図40に示すように、接触しているが、電気的な接続が可能な程度の荷重はかかっていない。ここで、図32、図35、図39および図40においては、電極端子112と第2端子140との接続状態を示すため、ハウジング120を省略している。
次に、治具(図示せず)を用いて回転ピン133を図31に示す位置まで回動させる。すると、電極端子112および第2端子140は皿バネ135を介して押圧部132により押圧され相互に接触し荷重のかかった状態(電気的な接続が可能な状態)となる。
次に収容突部122の上側の開口にハウジングカバー124を被せ付ける。具体的には、ハウジングカバー124のピン固定部126を回転ピン133の上方に配して、ハウジング120のカバー係止部123をハウジングカバー124の係止受け部125に係合させる。これにより、ハウジングカバー124のピン固定部126により回転ピン133が移動を規制されるとともに、ハウジングカバー124がハウジング120に係止される。
同様の作業を繰り返し全ての回転ピン133を回動させる操作およびハウジングカバー124の取り付け作業が終了すると、端子接続部品100の取り付け作業ならびに単電池111の接続作業が終了する。
(本実施形態の作用および効果)
本実施形態によれば、実施形態1と同様に、回転部材130に電極端子112および第2端子140を貫通させて、軸部131を2つの端子112,140に荷重がかかった状態となるように回転させればよいので、端子112,140間の接続にボルト締結が不要であり、端子間接続作業の作業効率が向上する。
また、本実施形態によれば、押圧部132と、電極端子112との間に挟持された皿バネ135を備えているから、端子112,140の板厚方向における公差を吸収することができる。
また、本実施形態によれば、第1端子112は、単電池111に設けられた電極端子112であるから、単電池111を複数接続して電池モジュールMを構成するときや複数の電池モジュールMを接続する際の接続作業の作業効率が向上する。
また、本実施形態によれば、回転部材130の回動操作を治具により行うようになっているので、端子112,140に直接指が触れることがなく安全性が高い。
さらに本実施形態によれば、単電池111の電極端子112の第2端子140との接続部113が単電池111の端子形成面114Aと対向するように配されるとともに、回転部材130の押圧部132が、電極端子112と単電池111の端子形成面114Aとの間に配されているので、端子接続部品100の低背化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、単電池111に組み込まれている回転部材130の軸部131には電極端子112が貫通されており、第2端子140および規制部材127を軸部131の延びる方向(上下方向)から組み付けていけばよいので組み付け作業を簡素化することができる。
加えて本実施形態によれば、端子接続部品100を収容するハウジング120を覆うハウジングカバー124を取り付けることにより、回転ピン133の移動が規制され、これにより、電極端子112と第2端子140との接続状態を電気的な接続が可能な荷重のかかった状態で維持することができるので、電極端子112と第2端子140との電気的な接続を信頼性の高いものとすることができる。
<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)上記実施形態1,2では押圧部32と電極端子12との間に挟まれた皿バネ35を備える例を示したが、例えば図26および図27に示すようにバネ部材を備えない構成のものであってもよい。図26および図27で示す構造はバネ部材を備えない以外は実施形態2と同様であるので実施形態2と同様の符号を付している。
また、バネ部材は皿バネ35以外のもの、例えば、板バネやスプリング等であってもよい。
(2)上記実施形態1,2では第1端子12および第2端子50をそれぞれハウジング20,40に収容した例を示したが、ハウジングを備えない構成(例えば図7、図8、図16〜図18等に示すような構成のみのもの)であってもよい。
(3)上記実施形態では第1端子が単電池11の電極端子12の例を示したが、第1端子は単電池の電極端子以外の端子であってもよい。
(4)上記実施形態では、軸部31を回転ピン33で回動する構成のものを示したが、軸部を直接回動する構成であってもよい。また回転ピンは手動で回動するものであってもよい。
(5)上記実施形態1,2ではシャッター60を備える例を示したが、シャッターがないものであってもよい。
(6)上記実施形態1,2では、1つの作業により、2つの端子12,50に荷重がかかる状態とするとともにシャッター60を閉鎖可能とする構造を示したが、2つの端子に荷重がかかる状態とする作業と、シャッターを閉じる作業とを独立した作業とする構造であってもよい。
(7)上記実施形態では、第1端子12と規制部材26が別体の例を示したが一体であってもよい。
(8)上記実施形態3では、2つの端子112,140に電気的な接続が可能な荷重がかかった位置で回転ピン133を固定するピン固定部126を備えたハウジングカバー124を示したが、ハウジングカバーはピン固定部を備えないものであってもかまわない。
10,70,100…端子接続部品
11,111…単電池
12,112…電極端子(第1端子)
13…溝部
26,127…規制部材
26A,127A…規制部材の貫通孔
27.128…取付突部
28…小径部
30,71,130…回転部材
31,131…軸部
32,132…押圧部
33,72,133…回転ピン
35,135…皿バネ(バネ部材)
35A,135A…貫通孔
50,140…第2端子
51,141…溝部
55…電線
113A…軸部挿通孔
113…(第2端子との)接続部
129…規制部材の傾斜面
142…端子接続部(電極端子との接続部)

Claims (4)

  1. 第1端子と第2端子とを接続する端子接続部品であって、
    前記第1端子に対して回転規制される規制部材と、
    前記第1端子及び前記第2端子を貫通する軸部を有し、前記軸部を回転させることで前記第1端子及び前記第2端子を押圧する押圧部により、前記第1端子及び前記第2端子に荷重がかかる位置に回転可能に保持される回転部材と、を備える端子接続部品。
  2. 前記押圧部と、前記第1端子または前記第2端子との間に挟持されたバネ部材を備える請求項1に記載の端子接続部品。
  3. 前記第1端子は、単電池に設けられた電極端子である請求項1または請求項2に記載の端子接続部品。
  4. 単電池と、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の端子接続部品と、を備えた電池モジュールであって、
    前記第1端子は、前記単電池に設けられた電極端子であって、前記第2端子との接続部が前記単電池の前記電極端子が設けられている端子形成面と対向するように配され、
    前記回転部材は、前記押圧部を前記第1端子と前記単電池の端子形成面との間に配しつつ、前記軸部に前記第1端子を貫通させた状態で、前記単電池に組み込まれている電池モジュール。
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