JP2016119188A - 柔軟連結端子及び蓄電モジュール - Google Patents

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秀幸 久保木
宏樹 平井
Hiroki Hirai
宏樹 平井
知之 坂田
Tomoyuki Sakata
知之 坂田
誠 東小薗
Makoto Higashikozono
誠 東小薗
謙治 中川
Kenji Nakagawa
謙治 中川
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Abstract

【課題】複数の端子が公差を吸収可能に連結された柔軟連結端子を提供する。【解決手段】柔軟連結端子２０は、複数の金属素線からなる編組線２７と、互いに間隔を空けて編組線２７に接続される複数の端子２１と、を備え、各端子２１は、編組線２７に固定される固定部２２と、複数の端子２１の並び方向に対して交差する方向に突出し、外部と接続可能な接続部２４と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、柔軟連結端子及び蓄電モジュールに関する。
従来、編組線の端末部に端子が接続された技術が知られている。特許文献１の端子金具付き編組線は、編組線の端末に金属素線を密集させて溶着した被圧着部が形成されており、被圧着部には、丸型端子のバレルが圧着されている。
特開２０１４−１１１３３号公報
ところで、特許文献１では、編組線の端末の金属素線を密集させて被圧着部を形成するため、編組線の端部しか被圧着部を形成することができない。そのため、端子金具を編組線の両端部以外に形成することができず、例えば３箇所以上の電極に接続する場合には、複数の端子金具付き編組線を電極間ごとに接続する必要があり、部品点数が多くなる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、複数の端子が公差を吸収可能に連結された柔軟連結端子を提供することを目的とする。
本発明の柔軟連結端子は、複数の金属素線からなる編組線と、互いに間隔を空けて前記編組線に接続される複数の端子と、を備え、各前記端子は、前記編組線に固定される固定部と、前記複数の端子の並び方向に対して交差する方向に突出し、外部と接続可能な接続部と、を備える。
本構成の柔軟連結端子によれば、外部と接続する接続部は、複数の端子の並び方向と交差する方向に突出しているため、端子の数を増加する場合には、編組線の端部以外に端子の固定部を固定すれば、相手側の数に応じた複数の端子を編組線に固定することができる。また、編組線によって、相手側の公差に応じて端子間の位置ずれを可能とする柔軟性を生じさせることができる。したがって、柔軟連結端子により、相手側の数に応じた複数の端子について公差を吸収可能に連結することができる。
本発明の実施態様としては以下の態様が好ましい。
・前記固定部は、前記編組線に溶接により固定されている。
・前記編組線は、筒状であって、前記固定部に対応する位置における前記編組線の全周のうち、前記固定部側が溶接され、前記固定部とは反対側は溶接されていない。
このようにすれば、編組線の全周のうち固定部側のみ溶接することで、固定部とは反対側が動きやすくなるため公差の吸収幅を大きくすることができる。
・前記固定部は、前記編組線に圧着により固定されている。
・前記固定部は、前記編組線を挟むように前記編組線の両側に設けられている。
このようにすれば、固定部により編組線を両側から強固に固定することができるため、接続の信頼性を向上させることができる。
・正極及び負極の電極を有する複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子に取付けられて前記電極と前記端子とが接続される前記柔軟連結端子と、を備えた蓄電モジュールとする。
このようにすれば、柔軟連結端子の編組線により、蓄電素子間の公差を吸収して複数の電極間を接続することができる。
本発明の柔軟連結端子によれば、複数の端子について、公差を吸収可能に連結することができる。
実施形態１の蓄電モジュールを示す平面図 柔軟連結端子を示す斜視図 柔軟連結端子を示す平面図 図３のＡ−Ａ断面図 柔軟連結端子を示す右側面図 実施形態２の柔軟連結端子を示す斜視図 柔軟連結端子を示す平面図 図７のＢ−Ｂ断面図 実施形態３の柔軟連結端子を示す斜視図 実施形態４の柔軟連結端子を示す斜視図 柔軟連結端子を示す平面図 図１１のＣ−Ｃ断面図 実施形態５の柔軟連結端子を示す斜視図 柔軟連結端子を示す平面図 図１４のＤ−Ｄ断面図 実施形態６の柔軟連結端子を示す斜視図 柔軟連結端子を示す平面図 図１８のＥ−Ｅ断面図 柔軟連結端子を示す右側面図
＜実施形態１＞
実施形態１について、図１〜図５を参照しつつ説明する。柔軟連結端子２０が装着される蓄電モジュール１０は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両（図示せず）に搭載されて、車両を駆動するための電源として使用される。
（蓄電モジュール１０）
蓄電モジュール１０は、図１に示すように、複数の蓄電素子１１と、複数の蓄電素子１１の上面に取り付けられる柔軟連結端子２０とを備えている。各蓄電素子１１は、例えば電池やキャパシタであり、扁平な略直方体形状の本体部１２の内部に図示しない蓄電要素が収容されている。蓄電素子１１の上面には、電極１３Ａ，１３Ｂ（正極を１３Ａ，負極を１３Ｂとして図示）が上方に突出している。各蓄電素子１１の向きは、隣り合う電極１３Ａ，１３Ｂの極性が同じになるように配置されている。電極１３Ａ，１３Ｂの列が一対の柔軟連結端子２０，２０で接続されると複数の蓄電素子１１が並列に接続される。図示しない外部の電線が各柔軟連結端子２０のいずれかの電極１３Ａ，１３Ｂに接続されることで外部に電力が出力される。
（柔軟連結端子２０）
柔軟連結端子２０は、図３，図４に示すように、複数の金属素線からなる編組線２７と、互いに間隔を空けて編組線２７に接続される複数の端子２１とを備えている。各端子２１は、丸型の端子であって、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。端子２１は、編組線２７に固定される固定部２２と、端子２１の並び方向（図３の上下方向）と直交する方向（図３の右方。「端子の並び方向と交差する方向」の一例）に突出し、外部の電極１３Ａ，１３Ｂ等と接続可能な接続部２４とを備える。
固定部２２には、溶接時の加熱及び加圧で長方形状に窪んだ溶接凹部２３が形成されている。なお、溶接前の固定部２２の形状は、接続部２４と同じ平坦な板状となっている。本実施形態では、抵抗溶接により固定部２２と編組線２７とが溶接されている。なお、抵抗溶接に限られず、レーザー溶接や超音波溶接で固定部２２と編組線２７とを接続してもよい。接続部２４には、電極１３Ａ，１３Ｂを挿通可能な挿通孔２５が貫通形成されている。
編組線２７は、多数の金属細線（金属素線）がメッシュ状に編み込まれて全体が角筒状に形成されたものであり、容易に撓み変形可能な可撓性と、通電可能な導電性とを有する。編組線２７は、車両の駆動電力を伝送可能な程度の厚みを有しており、例えば、裸軟銅線、無酸素軟銅線及び錫めっき軟銅線を編み込んだものを用いることができる。また、銅線に限られず、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線や、他の金属線を編み込んだものを用いてもよい。
編組線２７の内側は、編組線２７の全長に亘って形成された挿通部材１９を挿通可能な通し孔２９とされている。通し孔２９は、断面が長方形状であって、帯状の挿通部材１９（図２参照）が挿通可能とされている。挿通部材１９は、抵抗溶接時の加圧に耐えることができる強度の金属であって、断面が通し孔２９とほぼ同じ長方形状であって、編組線２７の全長に挿通可能な長さを備えている。
編組線２７は、固定部２２と接する接合面部２７Ａと、接合面部２７Ａと間隔を空けて対向する対向面部２７Ｃと、接合面部２７Ａと対向面部２７Ｃを連結する連結面部２７Ｂ，２７Ｄとで角筒状に形成されている。接合面部２７Ａは、固定部２２と溶接され、対向面部２７Ｃ及び連結面部２７Ｂ，２７Ｄは、固定部２２と溶接されない。対向面部２７Ｃの溶接した部分には、溶接凹部２８が形成される。この溶接凹部２８は可撓性がなくなって固形化している。
柔軟連結端子２０の製造方法は、編組線２７の通し孔２９の全長に挿通部材１９を挿通するとともに、端子２１を編組線２７の等間隔で配置し、金型を固定部２２に押し当てて挿通部材１９側に加圧通電する抵抗溶接を行うことで複数の端子２１が編組線２７によって連結された柔軟連結端子２０を形成することができる。この柔軟連結端子２０は、端子２１の上に編組線２７が配される向きで電極１３Ａ，１３Ｂが端子２１の挿通孔２５に挿通される。柔軟連結端子２０が複数の蓄電素子１１に取り付けられると、蓄電モジュール１０が形成される。
本実施形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
本実施形態の柔軟連結端子２０によれば、外部と接続する接続部２４は、互いに間隔を空けて配される複数の端子２１の並び方向と直交する方向（交差する方向）に突出するものであるため、端子２１の数を増加する場合には、編組線２７の端部以外に端子２１の固定部２２を固定すれば、相手側の電極１３Ａ，１３Ｂ等の数に応じた複数の端子２１を編組線２７に固定することができる。また、編組線２７によって、相手側の複数の蓄電素子１１間の公差に応じて端子２１間の位置ずれを可能とする柔軟性を生じさせることができる。したがって、柔軟連結端子２０により、相手側の電極１３Ａ，１３Ｂの数に応じた複数の端子２１について公差を吸収可能に連結することができる。
また、編組線２７は、筒状であって、固定部２２に対応する位置における編組線２７の全周のうち、接合面部２７Ａ（固定部２２側）が溶接され、対向面部２７Ｃ（固定部２２とは反対側）は溶接されていない。
このようにすれば、編組線２７の全周のうち固定部２２側のみ溶接することで、固定部２２とは反対側が動きやすくなるため公差の吸収幅を大きくすることができる。また、編組線２７を筒状とすることで編組線２７の強度を維持しつつ、接合面部２７Ａと対向面部２７Ｃの双方を溶接する場合と比較して適切な厚みで溶接を行うことができる。
また、正極及び負極の電極１３Ａ，１３Ｂを有する複数の蓄電素子１１と、複数の蓄電素子１１に取付けられて電極１３Ａ，１３Ｂと端子２１とが接続される柔軟連結端子２０とを備えた蓄電モジュール１０とする。
このようにすれば、柔軟連結端子２０の編組線２７により、蓄電素子１１間の公差を吸収して隣り合う電極１３Ａ，１３Ｂ間を接続することができる。
＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図６〜図８を参照して説明する。実施形態２の柔軟連結端子３０は、実施形態１の通し孔２９が形成されていない帯状の編組線３１を用いて複数の端子３２間を連結するものである。以下では、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
端子３２の固定部３３は、図８に示すように、溶接の際に金型で押圧加熱された溶接凹部３４が形成されている。端子３２は、溶接前は、実施形態１の端子２１と同じである。柔軟連結端子３０の編組線３１は、複数の端子３２の並び方向（図７の上下方向）に帯状に延びている。接続部２４は、端子３２の並び方向に延びる編組線３１に対して、端子３２の並び方向と直交する方向（「端子の並び方向と交差する方向」の一例）に突出している。編組線３１には、溶接の際に金型で押圧加熱された溶接凹部３５が形成されている。
＜実施形態３＞
次に、実施形態３を図９を参照して説明する。
実施形態３の柔軟連結端子４０は、図９に示すように、編組線４１は、実施形態２の編組線２７よりも長くなっており、これにより実施形態２よりも端子３２の数が増えている。他は実施形態２と同一であるため説明を省略する。
実施形態３によれば、端子３２を編組線４１に連続して溶接して必要に応じて編組線４１を切断することで必要な数の端子３２が編組線４１で連結された柔軟連結端子４０を形成することができるため、端子３２の数の変更が容易になる。
＜実施形態４＞
次に、実施形態４を図１０〜図１２を参照して説明する。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態４の柔軟連結端子５０は、実施形態２における固定部２２及び編組線２７の溶接する面積を半分にしたものである。具体的には、図１１，図１２に示すように、溶接の際に端子５１の固定部５２のうち、接続部２４寄りの領域について、実施形態２，３の溶接凹部３４の半分の面積について金型で押圧加熱された溶接凹部５３が形成され、編組線５４には、溶接凹部５３に対応して接続部２４寄りの領域について、実施形態２，３の溶接凹部３５の半分の面積について金型で押圧加熱された溶接凹部５５が形成されている。
実施形態４によれば、固定部５２に重なる編組線２７のうち、溶接凹部５５以外の溶接されていない部分が動きやすくなるため、公差の吸収幅を大きくすることができる。
＜実施形態５＞
次に、実施形態５を図１３〜図１５を参照して説明する。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施形態５の柔軟連結端子６０は、溶接部分の形状をスポット形状としたものである。
図１４，図１５に示すように、端子６１の固定部６２と編組線６３とは、円形状の押圧面を有する上下のチップで挟まれてスポット溶接されている。これにより、固定部６２の外面側に溶接の際に金型で押圧加熱された円形の溶接凹部６４が形成され、編組線６３の外面側に溶接の際に金型で押圧加熱された円形の溶接凹部６５が形成されている。
実施形態５によれば、固定部６２に重なる編組線６３のうち、溶接されていない部分が動きやすくなるため、公差の吸収幅を大きくすることができる。
＜実施形態６＞
次に、実施形態６を図１６〜図１９を参照して説明する。実施形態５の柔軟連結端子７０は、互いに間隔を空けて配した複数の端子７１を帯状に延びた編組線７７に加締め付けて圧着したものである。
端子７１は、図１８に示すように、編組線７７を上下の両側から挟むように配される固定部７２と、外部に接続される接続部２４とを備えている。固定部７２は、一対の対向部７２Ａ，７２Ｂと、対向部７２Ａ，７２Ｂ間を連結するＵ字状の連結部７２Ｃとを備えている。対向部７２Ａ，７２Ｂの外面には加圧により形成されたかしめ凹部７３Ａ，７３Ｂが形成されている。
柔軟連結端子７０の製造方法は、各端子２１の対向部７２Ａ，７２Ｂ間に編組線７７を接続部２４側から挿通し、対向部７２Ａ，７２Ｂ間を金型で加締めつけることでかしめ凹部７３Ａ，７３Ｂとは反対側が編組線２７に食い込み、固定部７２が編組線７７に固定される。
実施形態６によれば、固定部７２により編組線２７を両側から強固に固定することができるため、接続の信頼性を向上させることができる。
＜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）端子２１の数や、編組線２７の長さは、上記実施形態の数や長さに限られず、適宜変更することができる。また、端子の形状も丸型に限られず、種々の形状に変更することができる。
（２）上記実施形態では、端子２１は、等間隔で配置したが、等間隔でなくてもよい。
（３）端子２１，３２，５１，６１，７１は、当該端子の並び方向（編組線２７，３１，４１，５４，７７の延びる方向）と直交する方向に接続部２４が突出していたが、これに限られず、編組線２７，３１，４１，５４，７７の延びる方向に対して交差する方向に接続部２４が突出していてもよい。また、複数の端子は、各接続部２４が同じ方向に突出するものに限られず、反対向きに突出していてもよい。例えば、編組線の延びる方向に直交する一方側に接続部２４が突出する端子とこの端子と反対向きに接続部２４が突出する端子とが交互に並んで配されていてもよい。
１０： 蓄電モジュール
１１： 蓄電素子
１３Ａ，１３Ｂ： 電極
１９： 挿通部材
２０，３０，４０，５０，６０，７０： 柔軟連結端子
２１，３２，５１，６１，７１： 端子
２２，３３，５２，６２，７２： 固定部
２４： 接続部
２７，３１，４１，５４，７７： 編組線

Claims (6)

  1. 複数の金属素線からなる編組線と、互いに間隔を空けて前記編組線に接続される複数の端子と、を備え、各前記端子は、前記編組線に固定される固定部と、前記複数の端子の並び方向に対して交差する方向に突出し、外部と接続可能な接続部と、を備える柔軟連結端子。
  2. 前記固定部は、前記編組線に溶接により固定されている請求項１に記載の柔軟連結端子。
  3. 前記編組線は、筒状であって、前記固定部に対応する位置における前記編組線の全周のうち、前記固定部側が溶接され、前記固定部とは反対側は溶接されていない請求項２に記載の柔軟連結端子。
  4. 前記固定部は、前記編組線に圧着により固定されている請求項１に記載の柔軟連結端子。
  5. 前記固定部は、前記編組線を挟むように前記編組線の両側に設けられている請求項４に記載の柔軟連結端子。
  6. 正極及び負極の電極を有する複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子に取付けられて前記電極と前記端子とが接続される請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の柔軟連結端子と、を備えた蓄電モジュール。
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