JP2014146498A

JP2014146498A - 蓄電池用端子

Info

Publication number: JP2014146498A
Application number: JP2013014215A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Okada; 敏也岡田; Haruhiro Kusunoki; 治宏楠; Tomoyuki Fujiwara; 智幸藤原; Yoshimichi Nakajima; 吉道中島
Original assignee: Kyoho Machine Works Ltd
Current assignee: Kyoho Machine Works Ltd
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2033-01-29
Also published as: JP6077317B2

Abstract

【課題】電極引出部分を外部に導通させるための接触面積を確保し、電極引出部分が、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さく抑えることができる蓄電池用端子を提供すること。
【解決手段】蓄電池用端子１は、電極体が収容される容器の開口部を塞ぐ蓋体２、電極体に接合される内部端子３、内部端子３の外側面３１１に接触する多角形状の頭部４１を有する外部締付ボルト４、及び頭部４１を内周側に挿入する環形状を有し、蓋体２に形成された配置穴２１に外側絶縁材２３を介して挿入された外部接触端子５を備えている。蓄電池用端子１は、外部接触端子５の内周面５０１によって多角形状の頭部４１の回り止めが行われた状態で、外部接触端子５の先端側の外縁部が、蓋体２における配置穴２１の周囲に外側絶縁材２３を介してかしめられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電極体が収容される容器の開口部を塞ぐ蓋体に設けられる蓄電池用端子に関する。

例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等においては、モータジェネレータ又は発電機によって発電される電力を蓄電する蓄電池が用いられる。この蓄電池は、電極体が容器内に収容され、容器の外部にプラスとマイナスの電極を引き出すように構成されている。
例えば、特許文献１の電池は、電池容器内に収容された発電要素と、電池容器の開口を封止する蓋体の外部に配置された外部端子と、発電要素と外部端子とを電気的に接続する集電体と、蓋体に対して集電体を固定するための接合部材とを備えている。また、特許文献１の第２実施形態においては、集電体に接触するリベットが、接続杆を介してボルト状の外部端子に電気的に接続されており、リベットの軸部の上端は、接続杆の貫通孔にカシメ接合されている。また、リベットの下端のカシメ頭部は蓋体の下面に設けられた係合凹部内に収容されており、蓋体の下面から下方に突出していない。これにより、発電要素と蓋体との間の隙間空間を必要最小限にし、電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を高めている。

特開２０１２−１２４１３２号公報

しかしながら、特許文献１等の電池においては、プラスとマイナスの電極を、ボルト状の外部端子によって蓋体から上方に引き出す際に、蓋体よりも上方に、集電体の一部、ボルト状の外部端子の頭部、接続杆等が配置される。そのため、蓋体の外側面からこれらの部分が突出する高さが高くなってしまう。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、電極引出部分を外部に導通させるための接触面積を確保し、電極引出部分が、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さく抑えることができる蓄電池用端子を提供しようとして得られたものである。

本発明の一態様は、電極体が収容される容器の開口部を塞ぐ蓋体と、
上記電極体に接合され、上記蓋体の内側面に内側絶縁材を介して配置される内部端子と、
該内部端子の外側面に接触する多角形状の頭部、及び該頭部に繋がり、該頭部から上記蓋体の外方に引き出されたねじ部を有する外部締付ボルトと、
上記頭部を内周側に挿入するとともに該頭部の抜け出し防止をして上記内部端子の外側面に環状に突起して設けられ、上記蓋体に形成された配置穴に外側絶縁材を介して挿入された外部接触端子と、を備えており、
上記外部接触端子の内周面によって上記多角形状の頭部の回り止めが行われた状態で、上記外部接触端子の先端側の外縁部が、上記外側絶縁材を介して上記蓋体における上記配置穴の周囲にかしめられていることを特徴とする蓄電池用端子にある（請求項１）。

本発明の他の態様は、電極体が収容される容器の開口部を塞ぐ蓋体と、
上記電極体に接合され、上記蓋体の内側面に内側絶縁材を介して配置される内部端子と、
上記蓋体に形成された配置穴に外側絶縁材を介して挿入された状態で上記内部端子の外側面に接合された多角形状の頭部、及び該頭部に繋がり、該頭部から上記蓋体の外方に引き出されたねじ部を有する外部接続ボルトと、を備えており、
上記配置穴によって上記多角形状の頭部の回り止めが行われた状態で、該頭部の基端側の外縁部が、上記蓋体における上記配置穴の周囲にかしめられていることを特徴とする蓄電池用端子にある（請求項５）。

上記一態様の蓄電池用端子においては、外部締付ボルトと外部接触端子との構造に工夫をすることにより、外部接触端子による電極引出部分が、蓋体の外部に突出する寸法を小さく抑えている。
具体的には、外部接触端子は、外部締付ボルトの頭部の抜け出し防止をして、内部端子の外側面に環状に突起して設けられている。また、外部接触端子は、外側絶縁材を介して蓋体の配置穴に挿入され、外部締付ボルトの頭部は、外部接触端子の内周側に挿入されている。

外部接触端子は、外部締付ボルトの頭部の抜け出しを防止しており、外部接触端子の先端側の外縁部は、外側絶縁材を介して蓋体における配置穴の周囲にかしめられている。この構造により、電極体に接合される内部端子を蓋体の外部に突出させる電極引出部分としての外部接触端子が、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さくすることができる。また、外部接触端子の内周面によって外部締付ボルトの多角形状の頭部の回り止めを行うことにより、電極引出部分の突出高さを容易に小さく維持することができる。

また、外部接触端子の端面には、外部のバスバーとの接触面積を確保するための接触面を容易に確保することができる。
さらに、外部接触端子の内周側と外部締付ボルトの頭部及びねじ部との間には、適宜クリアランスを設けておくことができる。そして、このクリアランスを設けることによって、外部締付ボルトのねじ部に、外部のバスバー等を挟んでナットを締め付ける際に、外部締付ボルトと外部のバスバー等に設けられた貫通穴との位置合わせを容易に行うことができる。

それ故、上記一態様の蓄電池用端子によれば、電極引出部分を外部に導通させるための接触面積を確保し、電極引出部分が、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さく抑えることができる。

上記他の態様の蓄電池用端子においては、外部接続ボルトの構造に工夫をすることにより、外部接続ボルトによる電極引出部分が、蓋体の外部に突出する寸法を小さく抑えている。
具体的には、外部接続ボルトの頭部は、内部端子の外側面に直接接合されている。また、外部締付ボルトの頭部は、外側絶縁材を介して蓋体の配置穴に挿入されている。

そして、外部接続ボルトの頭部の基端側の外縁部が、蓋体における配置穴の周囲にかしめられている。この構造により、電極体に接合される内部端子を蓋体の外部に突出させる電極引出部分としての外部接続ボルトが、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さくすることができる。また、蓋体の配置穴によって外部接続ボルトの多角形状の頭部の回り止めを行うことにより、電極引出部分の突出高さを容易に小さく維持することができる。また、外部接続ボルトの端面には、外部のバスバーとの接触面積を確保するための接触面を容易に確保することができる。

それ故、上記他の態様の蓄電池用端子によっても、電極引出部分を外部に導通させるための接触面積を確保し、電極引出部分が、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さく抑えることができる。

実施例１にかかる、蓄電池用端子を示す斜視図。実施例１にかかる、かしめ加工前の蓄電池用端子の各部品を示す斜視図。実施例１にかかる、蓄電池用端子の要部を示す断面図。実施例１にかかる、蓄電池用端子の要部を示す図で、図３におけるＡ−Ａ線矢視断面図。実施例１にかかる、かしめ加工前の蓄電池用端子の要部を示す断面図。実施例２にかかる、蓄電池用端子の要部を示す断面図。

上述した蓄電池用端子における好ましい実施の形態につき説明する。
上記一態様の蓄電池用端子においては、上記外部接触端子の内周面は、上記多角形状の頭部の外周面に沿って形成されており、上記配置穴は、上記外部接触端子の外周面に沿って形成されていてもよい（請求項２）。
この場合には、外部接触端子の内周面によって、外部締付ボルトの頭部の回り止めを一層容易に行うことができる。

また、上記外部接触端子は、上記内部端子の外側面に接合されていてもよい（請求項３）。
この場合には、外部接触端子の内周側であって内部端子との間に外部締付ボルトの頭部を配置した後に、外部接触端子を内部端子に接合することができる。そのため、蓄電池用端子の製作が容易になる。

また、上記外部接触端子の内周側と上記外部締付ボルトの上記頭部及び上記ねじ部との間には、クリアランスが設けられていてもよい（請求項４）。
この場合には、外部締付ボルトのねじ部に、外部のバスバー等を挟んでナットを締め付ける際に、外部締付ボルトと外部のバスバー等に設けられた貫通穴との位置合わせを容易に行うことができる。

上記他の態様の蓄電池用端子においては、上記配置穴は、上記多角形状の頭部の外周面に沿って形成されていてもよい（請求項６）。
この場合には、蓋体の配置穴によって、外部接続ボルトの頭部の回り止めを一層容易に行うことができる。

また、上記一態様及び他の態様の蓄電池用端子を用いて、該蓄電池用端子における上記蓋体によって、上記電極体が収容された上記容器の開口部を塞いで、蓄電池を形成することができる（請求項７）。
これにより、電極引出部分が、蓋体の外側面から突出する高さを極力小さく抑えた蓄電池を形成することができる。

以下に、蓄電池用端子にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の蓄電池用端子１は、図１、図３に示すごとく、以下の蓋体２、内部端子３、外部締付ボルト４及び外部接触端子５を備えている。蓋体２は、電極体６２が収容される容器６１の開口部６１１を塞ぐものである。図３に示すごとく、内部端子３は、電極体６２に接合され、蓋体２の内側面２０２に内側絶縁材２２を介して配置される。外部締付ボルト４は、内部端子３の外側面３１１に接触する多角形状の頭部４１と、及び頭部４１に繋がり、頭部４１から蓋体２の外方に引き出されたねじ部（軸部）４２とを有している。外部接触端子５は、頭部４１を内周側に挿入するとともに頭部４１の抜け出し防止をして内部端子３の外側面３１１に環状に突起して設けられ、蓋体２に形成された配置穴２１に外側絶縁材２３を介して挿入されている。
蓄電池用端子１は、外部接触端子５の内周面５０１によって多角形状の頭部４１の回り止めが行われた状態で、外部接触端子５の先端側の外縁部が、蓋体２における配置穴２１の周囲に外側絶縁材２３を介してかしめられている。

以下に、本例の蓄電池用端子１につき、図１〜図５を参照して詳説する。
図１に示すごとく、本例の電極体６２は、リチウムイオン二次電池であり、アルミニウム材料、ステンレス材料等によって形成された容器６１内に、電極体（発電要素）６２と、電解液と、プラス側及びマイナス側の内部端子３を配置して構成されている。容器６１は、立方形状に形成されており、蓋体２は、立方形状の開口部６１１に形成された平方形状に沿った形状に形成されている。また、プラス側の内部端子３とマイナス側の内部端子３とは、蓋体２における互いに離れた位置に配置されている。

図２に示すごとく、蓋体２は、アルミニウム材料、ステンレス材料等によって形成されている。蓋体２には、プラス側の内部端子３を配置する位置と、マイナス側の内部端子３を配置する位置とに、配置穴２１が形成されている。内部端子３は、蓋体２の内側面２０２に内側絶縁材２２を介して対向する対向部３１と、この対向部３１から容器６１内の電極体６２に接合されるように設けられた一対の脚部３２とを有している。
内部端子３、外部締付ボルト４及び外部接触端子５は、内側絶縁材２２及び外側絶縁材２３によって蓋体２と絶縁されている。

図３に示すごとく、内側絶縁材２２は、ゴム、樹脂等から形成されたシール用のガスケットである。外側絶縁材２３は、ゴム、樹脂等から形成された絶縁物である。
外部締付ボルト４は、電極体６２におけるプラス側の電極と、マイナス側の電極とを、それぞれ外部のバスバー７に接続するために設けられている。外部締付ボルト４のねじ部４２は、外部のバスバー７の貫通穴に挿通し、このバスバー７をナット等によって外部接触端子５に締め付けるために使用される。

図４に示すごとく、本例の外部締付ボルト４は、六角形状の頭部４１を有する六角ボルトであり、蓋体２の配置穴２１は、六角形状の頭部４１の外周面に沿って、頭部４１よりも大きな略六角形状の穴として形成されている。また、外部接触端子５の内周面５０１は、外部締付ボルト４における略六角形の頭部４１の外周面に沿って形成されている。また、外部接触端子５の外周面も、略六角形に形成されており、蓋体２の配置穴２１は、外部接触端子５の外周面に沿って略六角形に形成されている。

図３に示すごとく、外部接触端子５は、内部端子３の対向部３１に溶接によって接合されている。外部接触端子５は、略六角形の筒形状に形成された筒部５０と、筒部５０の外側の端部において、外部接触端子５の内周側に突出して外部締付ボルト４の抜け出し防止をするための内側突起５１とを有している。
また、図５に示すごとく、外部接触端子５は、内部端子３に接合される前であってかしめ加工が行われる前の状態において、かしめ加工を行うために外部接触端子５の先端から突出するかしめ加工部５２０を有している。内側突起５１は、外部接触端子５の筒部５０の全周において内周側に突出して形成されており、かしめ加工部５２０は、外部接触端子５の筒部５０の全周における外周側部分から上方に突出して形成されている。内側突起５１の内周側には、外部締付ボルト４のねじ部４２が挿通される挿通穴５１１が形成されている。

図３に示すごとく、外部接触端子５は、外部締付ボルト４の頭部４１及びねじ部４２との間に、外部締付ボルト４が揺動できるようにするクリアランスＣを形成する大きさに形成されている。このクリアランスＣは、外部接触端子５の筒部５０の内周面５０１と外部締付ボルト４の頭部４１の外周面との間、外部接触端子５の内側突起５１の蓋体側端面と外部締付ボルト４の頭部４１の軸側端面（ねじ部４２側の端面）との間、内側突起５１の挿通穴５１１と外部締付ボルト４のねじ部４２の外周面との間に形成される。

本例の蓄電池用端子１は、次のようにして製作される。
まず、図５に示すごとく、外部接触端子５の内周側であって内部端子３の対向部３１との間に、外部締付ボルト４の頭部４１を配置する。そして、外部接触端子５の端面と内部端子３の対向部３１の外側面３１１とを接触させ、これらをレーザー溶接等を行って接合する。次いで、蓋体２と内部端子３の対向部３１との間に内側絶縁材２２を配置し、かつ蓋体２の配置穴２１に対して、外側絶縁材２３と、内部端子３及び外部締付ボルト４が一体化された外部接触端子５とを配置する。

そして、内部端子３の対向部３１を受け止めた状態で、外部接触端子５のかしめ加工部５２０を加圧する。このとき、図３に示すごとく、かしめ加工部５２０が押し潰されて、かしめ加工部５２０の外縁部が外側絶縁材２３を介して蓋体２の配置穴２１の周囲に広がり、かしめ部５２としてかしめられる。また、このかしめ加工がなされた後には、外部接触端子５の内側突起５１の外側面５１２が平坦状に加工される。そして、この外側面５１２が、外部接触端子５の最も外側に位置して、外部のバスバー７と接触する接触面となる。

なお、外部接触端子５は、内部端子３の対向部３１に対して一体成形されていてもよい。この場合には、外部接触端子５の内周側に、外部締付ボルト４の頭部４１を配置し、内部端子３をダイスによって保持した状態で、外部接触端子５の先端側をパンチによって押し潰す。これにより、外部締付ボルト４の頭部４１の抜け出し防止をする部分を形成するとともに、外部接触端子５の先端側の外縁部を、外側絶縁材２３を介して蓋体２における配置穴２１の周囲にかしめることができる。

次に、本例の蓄電池用端子１の作用効果につき説明する。
本例の蓄電池用端子１において、外部接触端子５は、外部締付ボルト４の頭部４１の抜け出しを防止しており、外部接触端子５の先端側の外縁部は、外側絶縁材２３を介して蓋体２における配置穴２１の周囲にかしめられている。この構造により、電極体６２に接合される内部端子３を蓋体２の外部に突出させる電極引出部分としての外部接触端子５が、蓋体２の外側面２０１から突出する高さを極力小さくすることができる。また、外部接触端子５の内周面５０１によって外部締付ボルト４の多角形状の頭部４１の回り止めを行うことにより、電極引出部分の突出高さを容易に小さく維持することができる。

また、外部接触端子５の外側面５１２には、外部のバスバー７との接触面積を確保するための接触面を容易に確保することができる。
さらに、外部接触端子５の内周面５０１と外部締付ボルト４の頭部４１及びねじ部４２との間には、クリアランスＣが設けられている。そして、このクリアランスＣによって、外部締付ボルト４のねじ部４２に、外部のバスバー７を挟んでナットを締め付ける際に、外部締付ボルト４と外部のバスバー７に設けられた貫通穴との位置合わせを容易に行うことができる。

それ故、本例の蓄電池用端子１によれば、電極引出部分を外部に導通させるための接触面積を確保し、電極引出部分が、蓋体２の外側面２０１から突出する高さを極力小さく抑えることができる。

（実施例２）
本例は、上記実施例１とは異なる形態の蓄電池用端子１Ａを示す例である。
本例の蓄電池用端子１Ａは、図６に示すごとく、電極体６２が収容される容器６１の開口部６１１を塞ぐ蓋体２と、電極体６２に接合され、蓋体２の内側面２０２に内側絶縁材２２を介して配置される内部端子３と、多角形状の頭部４１及びねじ部４２を有する外部接続ボルト４Ａとを備えている。外部接続ボルト４Ａの頭部４１は、蓋体２に形成された配置穴２１に外側絶縁材２３を介して挿入された状態で内部端子３の外側面３１１に接合され、外部接続ボルト４Ａのねじ部４２は、頭部４１に繋がり、頭部４１から蓋体２の外方に引き出されている。

蓄電池用端子１Ａは、配置穴２１によって多角形状の頭部４１の回り止めが行われた状態で、頭部４１の基端側（ねじ部４２の側）の外縁部が、蓋体２における配置穴２１の周囲にかしめ部４１１としてかしめられている。
本例の外部接続ボルト４Ａは、六角形状の頭部４１を有する六角ボルトであり、蓋体２の配置穴２１は、六角形状の頭部４１の外周面に沿って、頭部４１よりも大きな略六角形状の穴として形成されている。外部接続ボルト４Ａの頭部４１は、溶接を行って内部端子３の外側面３１１に接合されている。

本例の蓄電池用端子１Ａは、次のようにして製作される。
まず、内部端子３の対向部３１に外部接続ボルト４Ａの頭部４１の端面を接触させ、これらをレーザー溶接等を行って接合する。次いで、蓋体２と内部端子３の対向部３１との間に内側絶縁材２２を配置し、かつ蓋体２の配置穴２１に対して、外側絶縁材２３と外部接続ボルト４Ａとを配置する。そして、内部端子３の対向部３１を受け止めた状態で、外部接続ボルト４Ａの頭部４１の基端側の外縁部を、蓋体２における配置穴２１の周囲にかしめる。このとき、頭部４１の基端側の外縁部が、外部絶縁材を介して蓋体２の配置穴２１の周囲に広がり、かしめ部４１１としてかしめられる。また、このかしめ加工がなされた後には、外部接続ボルト４Ａの軸側端面４１２が平坦状に加工される。そして、この軸側端面４１２が、外部のバスバー７と接触する接触面となる。

本例の蓄電池用端子１Ａにおいては、電極体６２に接合される内部端子３を蓋体２の外部に突出させる電極引出部分としての外部接続ボルト４Ａが、蓋体２の外側面２０１から突出する高さを極力小さくすることができる。また、蓋体２の配置穴２１によって外部接続ボルト４Ａの多角形状の頭部４１の回り止めを行うことにより、電極引出部分の突出高さを容易に小さく維持することができる。また、外部接続ボルト４Ａの軸側端面４１２には、外部のバスバー７との接触面積を確保するための接触面を容易に確保することができる。
本例においても、蓄電池用端子１Ａのその他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

１,１Ａ蓄電池用端子
２蓋体
２１配置穴
２２内側絶縁材
２３外側絶縁材
３内部端子
４外部締付ボルト
４Ａ外部接続ボルト
４１頭部
４２ねじ部
５外部接触端子

Claims

電極体が収容される容器の開口部を塞ぐ蓋体と、
上記電極体に接合され、上記蓋体の内側面に内側絶縁材を介して配置される内部端子と、
該内部端子の外側面に接触する多角形状の頭部、及び該頭部に繋がり、該頭部から上記蓋体の外方に引き出されたねじ部を有する外部締付ボルトと、
上記頭部を内周側に挿入するとともに該頭部の抜け出し防止をして上記内部端子の外側面に環状に突起して設けられ、上記蓋体に形成された配置穴に外側絶縁材を介して挿入された外部接触端子と、を備えており、
上記外部接触端子の内周面によって上記多角形状の頭部の回り止めが行われた状態で、上記外部接触端子の先端側の外縁部が、上記外側絶縁材を介して上記蓋体における上記配置穴の周囲にかしめられていることを特徴とする蓄電池用端子。
請求項１に記載の蓄電池用端子において、上記外部接触端子の内周面は、上記多角形状の頭部の外周面に沿って形成されており、
上記配置穴は、上記外部接触端子の外周面に沿って形成されていることを特徴とする蓄電池用端子。
請求項１又は２に記載の蓄電池用端子において、上記外部接触端子は、上記内部端子の外側面に接合されていることを特徴とする蓄電池用端子。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電池用端子において、上記外部接触端子の内周側と上記外部締付ボルトの上記頭部及び上記ねじ部との間には、クリアランスが設けられていることを特徴とする蓄電池用端子。
電極体が収容される容器の開口部を塞ぐ蓋体と、
上記電極体に接合され、上記蓋体の内側面に内側絶縁材を介して配置される内部端子と、
上記蓋体に形成された配置穴に外側絶縁材を介して挿入された状態で上記内部端子の外側面に接合された多角形状の頭部、及び該頭部に繋がり、該頭部から上記蓋体の外方に引き出されたねじ部を有する外部接続ボルトと、を備えており、
上記配置穴によって上記多角形状の頭部の回り止めが行われた状態で、該頭部の基端側の外縁部が、上記蓋体における上記配置穴の周囲にかしめられていることを特徴とする蓄電池用端子。
請求項５に記載の蓄電池用端子において、上記配置穴は、上記多角形状の頭部の外周面に沿って形成されていることを特徴とする蓄電池用端子。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄電池用端子を用い、該蓄電池用端子における上記蓋体によって、上記電極体が収容された上記容器の開口部を塞いで形成されたことを特徴とする蓄電池。