JP3775969B2

JP3775969B2 - 大電流用主極取付プラグ端子

Info

Publication number: JP3775969B2
Application number: JP2000051519A
Authority: JP
Inventors: 均神谷; 光広庄村
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001243938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナトリウム−硫黄電池の主極への電力ケーブルの接続を安全かつ容易にするため、主極に取り付けて使用されるプラグ端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナトリウム−硫黄電池は、夜間電力貯蔵等に用いられる高温二次電池であり、通常は断熱容器内にて単電池を多数直並列に接続することで、電圧及び電流を大きくした集合電池とし、断熱容器に設けられた主極を介して電力を取り出す構造を有する。
【０００３】
例えば、図５に示すように、断熱容器１１内にて単電池１２を複数直並列に接続載置して集合電池、いわゆるモジュール電池１０を構成し、断熱容器１１の内面に配置されたアルミニウム又はアルミニウム合金よりなる正負各極用の集電板１３に単電池１２用の集電線１４が接続され、更に、集電板１３の一部に主極板（図示せず）が固定され、この主極板上に突設された主極１５が断熱容器１１を貫通して外方に延長されている。なお、断熱容器１１は断熱性を有する蓋１６により、覆蓋されている。
【０００４】
こうして、モジュール電池１０運転時には、単電池１２より発生した電力が集電板１３に集められ、主極板を介して主極１５から断熱容器１１外部へ電力が取り出される仕組みとなっている。ここで、モジュール電池１０の内部温度は充電時もしくは休止時であっても２８０〜３２０℃以上に保持する必要があるため、主極１５からの外部への放熱量を少なくすることが好ましい。
【０００５】
断熱容器内の熱が主極から外部へ放散するのを抑制する手段として、主極を、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状基材内部に、例えばステンレスパイプ等の補強材により支持した構造とすることが特開平７−２４５１２４号公報において提案されている。更に、発明者らは、特開平１０−１６２８５７号公報において、特開平７−２４５１２４号公報に開示の主極における放熱量を更に小さくするとともに、主極の耐久性を向上させる方法として、主極をアルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状基材にニッケルやクロム合金等の溶射膜を形成した構造とすることを提案している。
【０００６】
こうして形成された主極１５から実際に負荷に電力を供給すべく、電力ケーブルを主極１５に接続する必要があるが、この電力ケーブルは、主極１５の突出した断熱容器１１の側面に平行な方向に取り付けると、モジュール電池１０を載置する際の省スペース化等を図ることができ、好ましい。この電力ケーブルの接続方法として、直接に電力ケーブルを主極１５に取り付けることもできるが、その場合には、配線の変更等による電力ケーブルの取付、取外しにより主極１５に損傷をきたすおそれがある。また、主極１５の温度は通常、百数十℃程度であるために、作業安全性の立場からも好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明者らは、主極への電源ケーブルの接続を容易かつ安全に行えるようにするため、図６に三面図として示すように、主極１５に嵌合する貫通孔７３を有する胴体部７１と、胴体部７１に一体的に、かつ貫通孔７３の径方向に胴体部７１から突出するように形成された柱状のプラグ部７２とからなる主極取付プラグ端子７０を提案した（特開平１１−１２６５９６号参照）。図７は、この主極取付プラグ端子７０を用いたモジュール電池１０を示す正面図であり、図８はそのＡ断面における要部を拡大して示した図である。このように主極取付プラグ端子７０を主極１５に取り付けることにより、主極１５への電力ケーブル５０の接続は、電力ケーブル５０両端に接続されたコネクタ（連結端子）５５を主極取付プラグ端子７０のプラグ部７２にはめ込むより、ワンタッチで簡便にしかも活線状態で安全に行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電力ケーブルの端部に接続されたコネクタは、その接触子１個当たりの許容電流が決められているので、従来、前記のような主極取付プラグ端子を用いて主極に電力ケーブルを接続する場合、電流増大に対してはプラグ部の外径を太くし、プラグ部と接触するコネクタの接触子の数を増すことで対応してきた。
【０００９】
しかしながら、近年、ナトリウム−硫黄電池の充放電出力の増大に伴い、主極に流れる電流も大幅に増加しつつあり、前記のような方法で現状以上に通電電流を増加させる（例えば、現状１０００Ａの電流を２０００Ａにする。）場合には、プラグ部の外径が大きくなり過ぎ、モジュール電池のサイズが大きくなるばかりでなく、接続するケーブルも太くなり、取り扱いが難しくなって、プラグ部へのコネクタ接続作業も困難になると予想される。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主極に流れる電流が従来のナトリウム−硫黄電池の２倍程度の大電流になっても対応できるとともに、コネクタの接続作業性やモジュール電池外形サイズを従来と同様とすることができるような構造を有する主極取付プラグ端子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ナトリウム−硫黄電池の主極に取り付けられる主極取付プラグ端子であって、当該主極に嵌合する貫通孔を有する胴体部と、当該胴体部から突出するように形成された２本の柱状のプラグ部とからなり、当該２本のプラグ部が、前記胴体部から同一方向に突出しているとともに、当該２本のプラグ部が、前記貫通孔の位置に対して対称に配置されたことを特徴とする主極取付プラグ端子、が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の主極取付プラグ端子は、プラグ部を２本設けたことにより、通電電流を従来の２倍に増加させた場合でも、プラグ部の外径や、それに接続する電力ケーブルの太さは従来と同等のサイズに抑えられ、結果的にコネクタの接続作業性やモジュール電池の外形サイズを従来どおりとすることができる。更に、２本のプラグ部は、胴体部から同一方向に突出しているので、両プラグ部に接続される電力ケーブルの配線ルートをひとまとめにすることができ、架台内に多数のモジュール電池を挿入した状態でのケーブル配線の取り回しも従来と同様のスペースで可能となる。また、２本のプラグ部は主極に嵌合する貫通孔の位置に対して対称に配置されることが好ましく、これにより、それら２本のプラグ部の電流の不均等が防止される。以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明の主極取付プラグ端子（以下、「プラグ端子」と記す。）の実施形態の一例を示す三面図である。図１に示されるように、プラグ端子３０は胴体部３１と２本の柱状のプラグ部３２とから構成される。胴体部３１には、主極１５に嵌合する貫通孔３３が設けられる。また、２本のプラグ部３２は、貫通孔３３の位置に対して対称に配置されるとともに、胴体部３１から同一方向に突出するように形成されている。
【００１４】
貫通孔３３の形状は主極１５の形状と相補するように設定して加工形成され、プラグ部３２は所望の機械的強度を確保するために胴体部３１と一体的に形成されていることが好ましい。このため、プラグ端子３０用の材料としては加工が容易であることが要求される。更に、プラグ端子３０は、電気的な接続部材であることから、導電性に優れていることが当然のごとく要求される。以上より、プラグ端子３０用の材料として、具体的には、アルミニウムもしくはアルミニウム合金が好適に用いられ、これらの材料のブロック（塊）から機械加工等によって切り出し、研削加工してプラグ端子を作製することが好ましい。
【００１５】
こうして作製されたプラグ端子３０のプラグ部３２の外表面には、金又は銀の被膜を形成することが好ましい。これは、プラグ部３２とコネクタ（連結端子）とを結合し、電力ケーブルへの電流路を形成する際の接触抵抗を小さくするためである。ここで、このような金又は銀の被膜を形成する方法については特に限定はなく、メッキ、スパッタリング、あるいはペースト焼付等の種々の方法を用いることができる。
【００１６】
プラグ端子３０は、貫通孔３３と主極１５とを嵌合して溶接することで主極１５に固定される。本発明のプラグ端子３０を主極１５に取付け、更に電力ケーブル５０を接続したモジュール電池１０の正面図を図２に、そのＡ断面における要部を図３に、それぞれ示す。
【００１７】
柱状のプラグ部３２は、胴体部３１と主極１５とを接合したときに、主極１５が配設された断熱容器１１の側面とプラグ部３２の長さ方向とが平行となるように形成されていることが好ましく、その向きが図２に示したように、水平方向となるように位置決めすると、電力ケーブル５０の配設の自由度が高く、架台内に多数のモジュール電池を挿入し、それらを直並列に接続して配置する場合にも、省スペース化を図ることができるので、好ましい。また、プラグ部３２の寸法・形状を市販のコネクタと相補する寸法・形状とすると、特別なコネクタを自製する必要が無く、コストの削減に効果がある。
【００１８】
プラグ端子３０には、主極１５への実装後の作業安全性を更に高めるために、樹脂製又はゴム製のプラグ端子カバーを取り付けることが好ましい。プラグ部３２の最高温度は通常１５０℃以下とされ、胴体部３１の温度はこれよりも少し高くなることから、プラグ端子カバーには、低くとも１７０℃程度の耐熱性が必要とされ、また当然に絶縁性であることが必要である。
【００１９】
次に、前述したプラグ端子３０とプラグ端子カバーの使用例として、図４にプラグ端子３０と電力ケーブル５０との接続状態を示す。電力ケーブル５０は、電線５１がかしめ部５２とソケット部５３とからなる圧着端子５４のかしめ部５２に圧着固定され、圧着端子５４のソケット部５３がコネクタ５５に接続されて構成される。ここでコネクタ５５は、バネ５６により筒状体５９を筒状体５９の内部方向に圧迫し、筒状体５９内部にソケット部５３を挟み込んで固定するもので、プラグ部３２の脱着もまた、同様に容易に行うことができる構造となっている。
【００２０】
また、電力ケーブル５０端部にはかしめ部５２用のかしめ部カバー６０と、コネクタ５５及びソケット部５３兼用のコネクタ用カバー５７が設けられており、一方、プラグ端子３０にもプラグ端子カバー５８が設けられている。そして、プラグ端子３０とコネクタ５５とを連結したときには互いに重なって露出部分が無くなるようにすると、感電等の事故を防止する安全性の面から好ましく、これらのカバー５７・５８に互いに相補する凹凸部を形成して、抜け防止機能を持たせると更に好ましい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の主極取付プラグ端子を用いれば、通電電流を従来の２倍に増加させた場合でも、コネクタの接続作業性やモジュール電池外形サイズは従来のままとすることができる。また、架台内に多数のモジュール電池を挿入した状態でのケーブル配線取り回しも、従来と同様のスペースで可能となる。更に、各プラグ部を従来サイズに合わせることで、従来と同一部品で２倍出力のモジュール電池にも対応可能となり、在庫の低減化やコストの削減にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主極取付プラグ端子の実施形態の一例を示す三面図である。
【図２】本発明の主極取付プラグ端子を用いたモジュール電池の正面図である。
【図３】図２のＡ断面における要部を拡大して示した図である。
【図４】本発明の主極取付プラグ端子と電力ケーブルとの接続状態の一例を示す説明図である。
【図５】モジュール電池の構造を示す断面図である。
【図６】従来の主極取付プラグ端子を示す三面図である。
【図７】従来の主極取付プラグ端子を用いたモジュール電池の正面図である。
【図８】図７のＡ断面における要部を拡大して示した図である。
【符号の説明】
１０…モジュール電池、１１…断熱容器、１２…単電池、１３…集電板、１４…集電線、１５…主極、１６…蓋、３０…主極取付プラグ端子、３１…胴体部、３２…プラグ部、３３…貫通孔、５０…電力ケーブル、５１…電線、５２…かしめ部、５３…ソケット部、５４…圧着端子、５５…コネクタ、５６…バネ、５７コネクタ用カバー、５８…プラグ端子カバー、５９…筒状体、６０…かしめ部カバー、７０…主極取付プラグ端子、７１…胴体部、７２…プラグ部、７３…貫通孔。

Claims

ナトリウム−硫黄電池の主極に取り付けられる主極取付プラグ端子であって、
当該主極に嵌合する貫通孔を有する胴体部と、当該胴体部から突出するように形成された２本の柱状のプラグ部とからなり、当該２本のプラグ部が、前記胴体部から同一方向に突出しているとともに、当該２本のプラグ部が、前記貫通孔の位置に対して対称に配置されたことを特徴とする主極取付プラグ端子。
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる請求項１記載の主極取付プラグ端子。
前記プラグ部の外表面に金又は銀の被膜が形成された請求項１記載の主極取付プラグ端子。