JP2014132532A - 端子接続部品 - Google Patents

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１２と第２端子４０とを接続する端子接続部品１０は、第１端子１２との間に第２端子４０を配した状態で押し込まれることにより、第１端子１２及び第２端子４０を押圧して第１端子１２及び第２端子４０に荷重がかかる位置に移動する押圧部材５０と、第１端子１２に対して移動規制される規制部３１、ならびに、押圧部材５０を第１端子１２及び第２端子４０に荷重がかかる位置に案内する案内部３２を有する規制部材３０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、端子接続部品に関する。

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端子との間に前記第２端子を配した状態で押し込まれることにより、前記第１端子及び前記第２端子を押圧して前記第１端子及び前記第２端子に荷重がかかる位置に移動する押圧部材と、前記第１端子に対して移動規制される規制部、ならびに、前記押圧部材を前記第１端子及び前記第２端子に荷重がかかる位置に案内する案内部を有する規制部材と、を備える端子接続部品である。

本発明において、端子接続部品は、第１端子との間に第２端子を配した状態で押しこまれることにより第１端子及び第２端子を押圧して、これらの端子に荷重がかかる位置に移動する押圧部材を備える。つまり、本発明においては、押圧部材を押しこむことにより、押圧部材が移動して、第１端子及び第２端子を押圧し荷重がかかる状態とすることができ、両端子を電気的に接続することができる。その結果、本発明によれば、押圧部材を押しこむだけで第１端子および第２端子を電気的に接続することができるので、端子間接続作業の作業効率を向上することができる。

本発明は以下の構成としてもよい。
前記押圧部材と、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。

前記第１端子および前記第２端子を収容するとともに、前記押圧部材を係止する係止部を有する絶縁樹脂製のハウジングを備えていてもよい。
このような構成とすると、第１端子および第２端子に直接手指が接触するのを防止しつつ、押圧部材を係止することで両端子間の電気的な接続を確実なものとすることができる。

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斜視図 端子接続部品の分解斜視図 ハウジング内に収容された部材の分解斜視図 押圧部材が押し込まれる前の端子接続部品の斜視図 ２つの端子を接続する前における、２つの端子、規制部材および押圧部材を示す正面図 図５の側面図 図５のＡ−Ａ線における断面図 ２つの端子を接続した状態における、２つの端子、規制部材および押圧部材を示す正面図回動部材の正面図 図８の側面図 図８のＢ−Ｂ線における断面図

＜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１０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。

本実施形態の端子接続部品１０は、図２に示すように、単電池１１の電極端子１２（第１端子の一例）に対して移動が規制される規制部材３０、押圧部材５０、皿バネ３５（バネ部材の一例）、ワッシャー３６および、これらを収容するハウジング２０ならびに、一端に電線４２が接続された第２端子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。図３においては一方の電極端子１２のみを示している。

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。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３０が嵌めこまれる溝部１３が形成されている（図２を参照）。

（ハウジング２０）
絶縁樹脂製のハウジング２０は略直方体状をなしている。ハウジング２０は、図１に示すように、電極端子１２と第２端子４０とを収容するハウジング本体２１と、ハウジング本体２１の上方を覆う蓋部材２５と、を備える。

ハウジング本体２１は、図２に示すように、下端および上端が開口している。ハウジング本体２１の上端の開口部は下端の開口部よりも大きく設定されている。

ハウジング本体２１の内壁面には、詳細は図示しないが、ハウジング本体２１の内側に張り出して第２端子４０を保持する端子保持部が形成されている。また、ハウジング本体２１の上端部は蓋部材２５を配置可能にフランジ状をなしている（フランジ部２２とする）。

ハウジング本体２１の右側面２１Ａ（第２端子４０に接続された電線４２の配置される側の側面）の上端部には、電線４２を導出可能な切欠部２３が設けられている。

蓋部材２５の、第２端子４０に接続された電線４２が配置される側の側面には、詳細は図示しないが、電線４２を導出可能な切欠部が形成されている。ハウジング本体２１に蓋部材２５を取り付けると、蓋部材２５に形成した切欠部とハウジング本体２１に形成した切欠部２３とが１つの孔を形成する。この孔は第２端子４０に接続された電線４２を導出する電線導出孔２８である。

蓋部材２５の上面には押圧部材５０の上端部分が配される方形状の押圧部材配置孔２６が形成されている。蓋部材２５の正面側の側面には押圧部材５０のロック片５２を受け入れて係止するロック受け部２７（係止部の一例）が形成されている。ロック受け部２７にはロック片５２が嵌り込むロック孔２７Ａが形成されている。

（規制部材３０）
規制部材３０は、図３、図６、および図７に示すように、端子接続部品１０の背面側（図６の左側）に配されて、電極端子１２の移動を規制する平板状の規制部３１と、規制部３１から正面側に突出する円柱状の部材３２を有する。

円柱状の部材３２は、電極端子１２の溝部１３および第２端子４０の溝部４１に嵌めこまれるとともに、押圧部材５０の案内溝５４に嵌めこまれて、押圧部材５０を電極端子１２及び第２端子４０に荷重がかかる位置に案内する案内部３２である。

案内部３２は、規制部３１側（背面側）から順に、電極端子１２の溝部１３、第２端子４０の溝部４１、皿バネ３５（バネ部材）の貫通孔３５Ａ、ワッシャー３６の貫通孔３６Ａ、押圧部材５０の案内溝５４を挿通している。案内部３２の正面側の端部には、電極端子１２、第２端子４０、皿バネ３５、ワッシャー３６、および押圧部材５０を抜け止めする抜け止めピン３３を取り付けるピン取付孔３１Ａが設けられている。皿バネ３５およびワッシャー３６は、炭素鋼などの金属製材料からなる。

（第２端子４０）
第２端子４０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４１が形成されている。第２端子４０の溝部４１には規制部材３０の案内部３２が配されるようになっている。

第２端子４０の溝部４１が形成されている下側の領域４０Ｂは上側の領域４０Ａよりも幅寸法が小さく設定されている。第２端子４０の下側の領域を幅狭領域４０Ｂとし、上側の領域を幅広領域４０Ａとする。

第２端子４０の幅広領域４０Ａの下端部はハウジング本体２１の内壁に設けた端子保持部に保持されるようになっている。第２端子４０の幅広領域４０Ａの幅方向における側縁部には電線４２の露出芯線４３が接続されている。

第２端子４０に接続されている電線４２は、その端末において絶縁被覆４４の剥離除去により芯線４３が露出している。図２には、電線４２の一方の端末において露出する芯線４３が第２端子４０に接続されている様子を示しているが、隣り合う電極端子１２同士を接続する電線４２においては、詳細は図示しないが、その両端末に第２端子４０が接続されている。

電線４２の両端で露出する芯線４３に接続される第２端子４０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４０と電線４２を介して電気的に接続されていることになる。

（押圧部材５０）
押圧部材５０は、箱状の押圧操作部５１と、押圧操作部５１の下側に連なり、電極端子１２および第２端子４０に荷重がかかるように押圧する押圧部５３とを備える。押圧操作部５１の正面側に配される面には、蓋部材２５のロック片５２を受け入れるロック受け部２７が設けられている。押圧部５３には案内部３２を嵌めこんで案内する案内溝５４が形成されている。

さて、押圧部５３は、下端に近づくに従い厚み寸法が小さく形成されたくさび状をなしている。押圧部材５０が押し込まれていない状態（図４に示す状態）において、押圧部材５０の上端部はハウジング２０の押圧部材配置孔２６から上方に突出している。押圧部材５０が押しこまれていない状態において、抜け止めピン３３と接触する押圧部材５０の押圧部５３の厚み寸法は図７においてＸで示されている。

押圧部材５０が押しこまれている状態（図１に示す状態）において、押圧部材５０の上端部はハウジング２０の押圧部材配置孔２６と同じ高さか、あるいは押圧部材配置孔２６よりも下方に配されており、押圧部材５０全体がハウジング２０内に収容されている。この状態における抜け止めピン３３と接触する押圧部材５０の押圧部５３の厚み寸法は図１おいてＹで示されている。このＹは押圧部材５０の押圧部５３の最大厚み寸法であり、Ｘよりも大きい。

押圧部材５０が押しこまれている状態では、押圧部材５０が押し込まれていない状態よりも、押圧部５３の厚み寸法の大きい部分が抜け止めピン３３と接触しているので、押圧部材５０の押圧により電極端子１２および第２端子４０にかかる荷重も大きくなる（図９および図１０を参照）。特に、押圧部５３の厚み寸法が最大の部分が抜け止めピン３３と接触するときには、電極端子１２および第２端子４０にかかる荷重が最大となる。

（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３０の案内部３２を嵌めこんで、電極端子１２に規制部材３０を取り付ける。次に抜け止めピン３３を取り外した状態の案内部３２に、規制部３１側から、皿バネ３５、ワッシャー３６の順に挿通させ、案内部３２のピン取付孔３１Ａに抜け止めピン３３を取り付ける。

次に第２端子４０を案内部３２に取り付ける作業を行う。まず、第２端子４０の幅広領域４０Ａの一側縁に電線４２を接合する。具体的には、電線４２の両端末において絶縁被覆４４を剥離除去して、芯線４３を露出させておき、電線４２の両端末で露出する露出芯線４３にそれぞれ第２端子４０を接合する。露出芯線４３と第２端子４０の接合は、各種溶接法等、公知の接合方法により行われる。

ハウジング本体２１の内壁に設けた端子保持部に、電線４２を接合した第２端子４０を保持させておき、保持状態の第２端子４０を、電極端子１２と皿バネ３５との間に差し込んで、第２端子４０の溝部４１に案内部３２が嵌るように取り付ける。

次に押圧部材５０の押圧部５３を、ワッシャー３６と抜け止めピン３３の間に差し込んで、押圧部５３の案内溝５４に規制部材３０の案内部３２が嵌るように押圧部５３を案内部３２に取り付けた後、蓋部材２５を取り付ける。蓋部材２５を取り付けると、図４に示すように、押圧部材５０の押圧操作部５１のロック片５２よりも上側の部分が蓋部材２５の上面から突出した状態となる。このときの、抜け止めピン３３と接触する押圧部５３の厚み寸法はＸである（図６及び図７を参照）。また、このとき押圧部材５０の押圧部５３と電極端子１２との間には第２端子４０が電極端子１２と接触可能に配されている。

次に押圧部材５０を押しこむ作業を行う。蓋部材２５の上面から突出した押圧部材５０の押圧操作部５１を押しこむと、押圧部材５０の案内溝５４が、規制部材３０の案内部３２に案内されて押圧部材５０自体が下方に移動する。押圧操作部５１のロック片５２がロック受け部２７に当接すると、ロック受け部２７が外側方向に撓み変形する。

ロック片５２がロック受け部２７に設けたロック孔２７Ａの位置に至ると、ロック片５２がロック孔２７Ａ内に嵌り込んでロック受け部２７が弾性復帰して、ロック片５２はロック孔２７Ａの孔縁に係止され、押圧部材５０はハウジング２０内に収まる。このとき抜け止めピン３３と接触する押圧部５３の厚み寸法は、最大となり（Ｙ）、押圧部材５０の押圧により電極端子１２および第２端子４０にかかる荷重も最大となる（図９および図１０を参照）。このようにして、電極端子１２と第２端子４０とが電気的に接続可能となる。

同様の作業を繰り返して全ての押圧部材５０がハウジング２０内に押し込まれる作業が終了すると、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）
本実施形態において、端子接続部品１０は、電極端子１２との間に第２端子４０を配した状態で押しこまれることにより電極端子１２及び第２端子４０を押圧して、これらの端子１２，４０に荷重がかかる位置に移動する押圧部材５０を備える。つまり、本実施形態においては、押圧部材５０を押しこむことにより、押圧部材５０が下方に移動して、電極端子１２及び第２端子４０を押圧し荷重がかかる状態とすることができ、両端子１２，４０を電気的に接続することができる。その結果、本実施形態によれば、押圧部材５０を押しこむだけで電極端子１２および第２端子４０を電気的に接続することができるので、端子間接続作業の作業効率を向上することができる。

また、本実施形態によれば、押圧部材５０と第２端子４０との間に挟持された皿バネ３５を備えているから、端子の板厚方向（図６における左右方向）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。

さらに、本実施形態によれば、電極端子１２および第２端子４０を収容するとともに、押圧部材５０を係止するロック受け部２７を有する絶縁樹脂製の蓋部材２５（ハウジング２０）を備えているから、電極端子１２および第２端子４０に直接手指が接触するのを防止しつつ、押圧部材５０を係止することで両端子１２，４０間の電気的な接続を確実な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）上記実施形態では押圧部材５０と第２端子４０および電極端子１２との間に挟まれた皿バネ３５を備える例を示したが、バネ部材を備えない構成のものであってもよい。また、バネ部材は皿バネ以外のもの、例えば、板バネやスプリング等であってもよい。
（２）上記実施形態ではワッシャー３６を備えるものを示したが、ワッシャーを備えない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）上記実施形態では電極端子１２および第２端子４０を収容するハウジング２０を備える例を示したが、ハウジングを備えない構成であってもよい。
（５）上記実施形態では、押圧部材５０を係止するロック受け部２７を有するハウジング２０を備える例を示したが、押圧部材を係止するロック受け部が設けられていないハウジングであってもよい。

１０…端子接続部品
１１…単電池
１２…電極端子（第１端子）
１６…溝部
２０…ハウジング
２１…ハウジング本体（ハウジング）
２５…蓋部材（ハウジング）
２６…押圧部材配置孔
２７…ロック受け部（係止部）
２７Ａ…ロック孔
３０…規制部材
３１…規制部
３２…案内部
３３…抜け止めピン
３５…皿バネ（バネ部材）
３６…ワッシャー
４０…第２端子
４１…溝部
５０…押圧部材
５１…押圧操作部
５２…ロック片
５３…押圧部
５４…案内溝

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端子との間に前記第２端子を配した状態で押し込まれることにより、前記第１端子及び前記第２端子を押圧して前記第１端子及び前記第２端子に荷重がかかる位置に移動する押圧部材と、
   前記第１端子に対して移動規制される規制部、ならびに、前記押圧部材を前記第１端子及び前記第２端子に荷重がかかる位置に案内する案内部を有する規制部材と、を備える端子接続部品。
2. 前記押圧部材と、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. 前記第１端子および前記第２端子を収容するとともに、前記押圧部材を係止する係止部を有する絶縁樹脂製のハウジングを備える請求項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。

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