JP6006134B2

JP6006134B2 - 接続部材

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Publication number: JP6006134B2
Application number: JP2013022787A
Authority: JP
Inventors: 木村　健治; 健治木村; 佐藤　勝則; 勝則佐藤; 池田　智洋; 智洋池田; 喜章市川; 博貴向笠; 太志酒井
Original assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Yazaki Corp
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2016-10-12
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Description

本発明は、複数の蓄電素子が電気的に接続された蓄電装置に関し、より詳細には、各蓄電素子の正極又は負極に接続されるバスバー（接続部材）に関する。

特許文献１は、複数の円筒型電池の各正極を接続する正極バスバーと、各負極を接続する負極バスバーとが設けられ、円筒型電池の正負極が、各バスバーに対してヒューズ（電流遮断器）で接続されている。ヒューズとしてリード線を用いており、過電流等の所定値以上の電流が流れると、発熱等により溶断してバスバーと円筒型電池の正負極との電気的接続が遮断される。

国際公開第２００８／１２１２２４号

特許文献１では、電池及びバスバーに対して別体のヒューズを用いており、バスバーとヒューズ及び円筒型電池とヒューズをそれぞれ接続しなければならない。ヒューズがバスバーと別体であることから、バスバーと円筒型電池との組付公差や振動変位など許容した接点を確保し難い課題がある。

このため、組付公差や振動等の変位による応力を考慮した対策をヒューズに施す必要があるが、ヒューズを細くすると振動等の変位を吸収し易くなるものの、流れる電流量が小さくなるので、発熱量の増加とともに、流れる許容電流量が抑制されてしまう。一方、ヒューズを太くして流れる電流量を大きくすると、発熱の増加や許容電流量の抑制を緩和できるものの、逆に振動等の変位を吸収し難くなる。

そこで、本発明の目的は、複数の蓄電素子で構成される蓄電装置の各蓄電素子を電気的に接続する接続部材において、ヒューズとしての溶断特性を備えつつ、振動等による蓄電素子と接続部材との間の３次元方向の変位に対して効率良く応力を吸収・分散させることができる接続部材を提供することにある。

本願第１の発明である接続部材は、複数の蓄電素子で構成される蓄電装置の各蓄電素子を電気的に接続する接続部材である。接続部材は、基板と、各蓄電素子の電極と接続されるとともに、所定値以上の電流が流れた際に溶断して蓄電素子との電気的な接続を遮断する複数の接続部と、を備える。接続部は、基板が打ち抜き加工されることにより形成されるとともに、打ち抜き方向に折り曲げられた少なくとも２つの折曲部を有する。そして、一方の折曲部が打ち抜き方向に直交する第１方向に沿って折り曲げられ、他方の折曲部が打ち抜き方向に直交しかつ第１方向に直交する第２方向に沿って折り曲げられている。

本願第１の発明によれば、基板と一体に形成される接続部が、打ち抜き方向に折り曲げられた少なくとも２つの折曲部を有しており、これら少なくとも２つの折曲部が、打ち抜き方向に直交しかつ互いに直交する第１方向及び第２方向それぞれに沿って折り曲げられている。このため、打ち抜き方向に直交する各方向において作用する応力が厚み方向に折り曲げられた各折曲部の曲げ変位で吸収・分散されつつ、打ち抜き方向に作用する応力が、接続部材全体の厚み方向の変位により吸収・分散される。

したがって、電流遮断器（ヒューズ）としての溶断特性を備えつつ、振動等による蓄電素子と接続部材との間の３次元方向の変位に対して効率良く応力を吸収・分散させることができる。

接続部は、第１方向に延びる第１延設部と、第１延設部から第２方向に延びる第２延設部と、を有するように構成することができ、少なくとも２つの各折曲部は、第１延設部及び第２延設部それぞれを延設される方向に沿って打ち抜き方向に折り曲げることで形成することができる。また、当該接続部は、第２延設部から第１延設部の延びる方向とは逆向きの第１方向に延びる第３延設部をさらに有するように構成することができる。

接続部は、打ち抜き方向と直交する方向に略平行に延びる第１延設部と、第１延設部から屈曲し、打ち抜き方向と直交する方向に略平行に延びる第２延設部と、第２延設部から屈曲し、打ち抜き方向と直交する方向に略平行に延びる第３延設部と、を有することができる。このとき、一方の折曲部は、第１延設部及び第２延設部との間の屈曲した部位を、打ち抜き方向と直交する面から第１方向に沿って打ち抜き方向と略平行に折り曲げることで形成することができる。また、他方の折曲部は、第２延設部及び第３延設部との間の屈曲した部位を、打ち抜き方向と直交する面から第２方向に沿って打ち抜き方向と略平行に折り曲げることで形成することができる。さらに、第３延設部は、第２延設部から第１延設部の延びる方向とは逆向きの方向に延びるように形成することができる。

少なくとも２つの各折曲部の折れ曲がる方向は、打ち抜き方向おいて同じ向き、または互いに異なる向きとなるように構成することができる。

蓄電素子は、長手方向を有する円筒型の蓄電素子として構成でき、複数の蓄電素子は、長手方向端部に配置される正極又は負極が同じ向きとなるように並んで配置されている。接続部材は、複数の蓄電素子の各負極と接続されるように構成することができる。

上記接続部材によって電気的に並列に接続される複数の蓄電素子を有する蓄電装置が構成できる。

実施例１において、電池ブロックの内部構造を示す図である。実施例１において、複数の単電池の配列状態を示す図である。実施例１において、電池ブロックの各単電池を保持するホルダの正面図である。実施例１において、単電池の負極端子に接続されるバスバーを示す図である。実施例１において、バスバーの接続部の構成を示す概略斜視図である。実施例１において、バスバーの接続部の構成を示す図であり、３次元方向の各方向から見た接続部の構成例を示す図である。実施例１において、単電池の長手方向変位に応じた接続部の応力の吸収・分散の一例を示す図である。実施例１において、単電池の長手方向に直交する第１方向の変位に応じた接続部の応力の吸収・分散の一例を示す図である。実施例１において、単電池の長手方向に直交する第２方向の変位に応じた接続部の応力の吸収・分散の一例を示す図である。実施例１において、バスバーの接続部の変形例を示す概略斜視図である。図１０に示した変形例における接続部の構成を示す図であり、３次元方向の各方向から見た接続部の構成例を示す図である。実施例２において、バスバーの接続部の構成を示す概略斜視図である。実施例２において、バスバーの接続部の構成を示す図であり、３次元方向の各方向から見た接続部の構成例を示す図である。実施例２において、単電池の長手方向に直交する方向の変位に応じた接続部の応力の吸収・分散の一例を示す図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１から図１１は、本発明の実施例１を示す図である。図１は、本実施例である電池ブロック（蓄電装置に相当する）の内部構造を示す図である。

電池ブロック１は、複数の単電池（蓄電素子に相当する）１０と、複数の単電池１０を収容するケース１００とを有する。ケース１００は、ケース本体１０１および蓋１０２を有する。蓋１０２は、ケース本体１０１の上端部に固定されており、ケース本体１０１に形成された開口部１０１ａを塞いでいる。ケース本体１０１および蓋１０２は、例えば、樹脂で形成することができる。

ケース１００に収容された複数の単電池１０は、図２に示すように配置されている。図１および図２において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。なお、複数の単電池１０は、図２に示す配列とは異なる配列で配置することができる。また、単電池１０の数は、電池ブロック１の要求出力などを考慮して適宜設定することができる。

複数の単電池１０は、ホルダ２０によって保持されている。図１に示すように、ホルダ２０は、Ｘ方向における各単電池１０の中央部分を保持している。ホルダ２０は、図３に示すように、単電池１０の数だけ、開口部２１を有する。複数の単電池１０は、Ｘ−Ｙ平面内において、並んで配置されている。図２の例では、Ｙ方向に並ぶ５つの単電池１０の列と、Ｙ方向に並ぶ４つの単電池１０の列とが、Ｘ方向において並んで配置されている。

なお、本実施例において、ホルダ２０は、単電池１０の中央部分を保持しているが、他の部分（例えば、単電池１０の端部）を保持することもできる。また、複数のホルダ２０を用いて、複数の単電池１０を保持することもできる。

開口部２１には、単電池１０が挿入され、開口部２１および単電池１０の間に形成された隙間には、接着剤が充填される。接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。開口部２１および単電池１０の間に形成された隙間に接着剤を充填することにより、ホルダ２０に対して単電池１０を固定することができる。また、エポキシ樹脂の代わりに、開口部２１および単電池１０の間に形成された隙間に弾性変形可能な樹脂枠を設け、樹脂枠を介してホルダ２０に単電池１０が挿入、保持されるように構成することもできる。

ホルダ２０は、例えば、アルミニウムといった金属で形成することができる。ホルダ２０を金属で形成することにより、単電池１０の放熱性を向上させることができる。単電池１０は、充放電などによって発熱することがある。ホルダ２０を金属で形成しておけば、単電池１０で発生した熱を、ホルダ２０に逃がしやすくすることができ、単電池１０の温度上昇を抑制することができる。なお、金属材料以外にも熱伝導性の高い樹脂材等で形成されたホルダ２０でも同様に、単電池１０の放熱性を向上させることができる。

ホルダ２０は、ケース１００に固定されている。ホルダ２０をケース１００に固定する構造は、公知の構造を適宜用いることができる。例えば、ボルトを用いて、ホルダ２０をケース１００に固定することができる。

単電池１０は、いわゆる円筒型の電池である。すなわち、単電池１０は、Ｚ方向に延びており、Ｘ−Ｙ平面における単電池１０の断面形状は、円形に形成されている。単電池１０としては、例えば、１８６５０型の電池を用いることができる。１８６５０型の電池は、直径が１８［ｍｍ］、長さが６５．０［ｍｍ］の円筒型の電池であり、長尺状に形成されている。また、単電池１０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができ、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。

単電池１０は、電池ケース１１と、電池ケース１１に収容された発電要素とを有する。発電要素は、充放電を行う要素であり、正極板と、負極板と、正極板および負極板の間に配置されたセパレータとを有する。セパレータは、電解液を含んでいる。

発電要素の正極板は、Ｚ方向における単電池１０の長手方向一端に設けられた正極端子１２と電気的に接続されている。正極端子１２は、凸面で構成されている。発電要素の負極板は、Ｚ方向における単電池１０の長手方向他端に設けられた負極端子１３と電気的に接続されている。負極端子１３は、平坦な面で構成されている。正極端子１２および負極端子１３は、電池ケース１１を構成する。

複数の単電池１０における各正極端子１２は、ホルダ２０に対して同一の側に位置しており、図１及び図２に示すように、バスバー３１と接続されている。バスバー３１は、金属といった、導電性を有する材料で形成されている。バスバー３１は、単電池１０の各正極端子１２と接触する接続部３１ｂを有しており、接続部３１ｂは、単電池１０（正極端子１２）の数だけ設けられている。

接続部３１ｂは、一枚の板状部材３１ａをプレス加工（打ち抜き加工や曲げ加工等）することにより形成することができる。接続部３１ｂは、板状部材３１ａから単電池１０の正極端子１２に向かって突出した形状に形成されている。接続部３１ｂおよび正極端子１２は、溶接されている。

バスバー３１（板状部材３１ａ）は、Ｚ方向において複数の単電池１０（正極端子１２）に対して所定距離離間して配置され、板状部材３１ａからＺ方向に突出した接続部３１ｂが単電池１０の正極端子１２に接続される。正極バスバーであるバスバー３１全体は、複数の各単電池１０の正極の電荷を帯びている。

バスバー３１は、リード部３１ｃを有しており、リード部３１ｃは、電池ブロック１の蓋１０２に形成された開口部１０２ａを通過して、ケース１００の外部に突出している。リード部３１ｃには、電池ブロック１の正極端子Ｐが固定されている。

複数の単電池１０における各負極端子１３は、ホルダ２０に対して正極端子１２と長手方向において対向する電池ケース１１の底部側に位置しており、バスバー３２（本発明の接続部材に相当する）と接続されている。バスバー３２は、金属などの導電性を有する材料で形成されている。負極バスバーであるバスバー３２は、単電池１０の負極端子１３と接触する接続部３２ｂを有する。接続部３２ｂは、単電池１０（負極端子１３）の数だけ設けられており、接続部３２ｂ及び負極端子１３は、溶接されている。

また、接続部材３２は、リード部３２ｃを有しており、リード部３２ｃは、蓋１０２に形成された開口部１０２ｂを通過して、ケース１００の外部に突出している。リード部３２ｃには、電池ブロック１の負極端子Ｎが固定されている。

本実施例の複数の単電池１０は、単電池１０の正極端子１２（又は負極端子１３）の向きが、同じ向きとなるように並んで配置され、正極端子１２それぞれに対して１つのバスバー３１（第１接続部材）が接続され、単電池１０の負極端子１３それぞれに対して１つのバスバー３２（第２接続部材）を接続することにより、複数の単電池１０が電気的に並列に接続されている。

なお、すべての単電池１０が並列に接続されることによって、電池ブロック１（組電池）が構成される一例を挙げて説明しているが、これに限るものではない。例えば、電池ブロック１は、並列に接続された複数の単電池１０の電池群を直列に接続して構成することもできる。

また、電池ブロック１は、車両に搭載し、車両を走行させるための動力源として用いることができる。具体的には、複数の電池ブロック１を電気的に直列に接続することによって、電池パックを構成し、電池パックを車両に搭載することができる。

次に、バスバー３２（第２接続部材）について詳細に説明する。図４は、単電池１０の負極端子１３に接続されるバスバー３２の全体構成を示す図である。本実施例のバスバー３２は、バスバー３１と同様に、板状部材３２ａ（本発明の基板に相当する）と一体に形成される複数の各単電池１０に対応した複数の接続部３２ｂが設けられ、単電池１０の負極端子１３に対して所定間隔離間して配置される（図１参照）。

本実施例のバスバー３２に形成される接続部３２ｂは、単電池１０の負極端子１３と電気的に接続される接続部であるとともに、所定値以上の電流が流れた際に溶断して単電池１０（負極端子１３）との電気的な接続を遮断するヒューズとして用いられる。

板状部材３２ａは、Ｚ方向を厚み（板厚）方向とした平面状の板材であり、図４に示すように、Ｚ方向を打ち抜き方向として、単電池１０（負極端子１３）の配列位置に対応する各位置に、複数の接続部３２ｂが所定間隔を空けてプレス打ち抜き加工によって形成されている。

図５は、バスバー３２の接続部３２ｂの構成を示す概略斜視図である。図６は、バスバー３２の接続部３２ｂを、ＸＹＺ（３次元）方向の各方向から見た構成例を示す図である。

図５及び図６に示すように、接続部３２ｂは、打ち抜き方向（Ｚ方向）と直交する方向に略平行に延びる複数の延設部を含んで構成されている。打ち抜き方向（Ｚ方向）に直交する方向において、延設部３２１ｂは、板状部材３２ａからＸ方向に延びており、延設部３２２ｂは、延設部３２１ｂから屈曲してＹ方向に延びている。また、延設部３２３ｂは、延設部３２２ｂから屈曲して延設部３２１ｂの延びる方向とは逆向きのＸ方向に延びている。各延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂは、板状部材３２ａの領域Ｓ１〜Ｓ４をＺ方向に打ち抜くことにより形成することができる。

延設部３２１ｂは、Ｙ方向に幅Ｄを有する板状の延設部であり、一端（根元）が板状部材３２ａと一体的に形成されている。Ｘ方向に延びる延設部３２１ｂは、Ｙ方向において領域Ｓ１を介して板状部材３２ａと離間している。

延設部３２２ｂは、Ｘ方向に幅Ｄを有する板状の延設部であり、延設部３２１ｂの他端からＹ方向に約９０度屈曲している。Ｙ方向に延びる延設部３２２ｂは、Ｘ方向において領域Ｓ２を介して板状部材３２ａと離間している。

延設部３２３ｂは、Ｙ方向に幅Ｄを有する板状の延設部であり、延設部３２２ｂの他端からＸ方向に約９０度屈曲し、延設部３２１ｂと略平行にＸ方向に延びている。つまり、延設部３２３ｂは、延設部３２１ｂのＸ方向に延びる方向とは逆の向きで、延設部３２１ｂの根元に向かって（内側に向かって）Ｘ方向の延びる延設部であり、Ｙ方向において領域Ｓ３を介して板状部材３２ａと離間し、かつＸ方向において領域Ｓ４を介して板状部材３２ａと離間している。

延設部３２３ｂの先端には、単電池１０の負極端子１３と接触し、負極端子１３に対して溶接により接続される接触部３２４ｂが形成されている。本実施例では、接触部３２４ｂを延設部３２３ｂからＹ方向内側に向かって凸状に形成した一例を示しているが、単電池１０の負極端子１３との位置関係に応じて適宜任意の形状にすることができる。また、延設部３２３ｂの先端をそのまま接触部３２４ｂとして、単電池１０の負極端子１３に接続することができる。なお、接触部３２４ｂは、各延設部よりもＸ方向又はＹ方向に幅広に形成することもできる。

このように本実施例の接続部３２ｂは、単電池１０の負極端子１３（電池ケース１１の底部）と同じまたは大きい領域がプレス打ち抜き加工で打ち抜かれて形成され、板状部材３２ａから延設される複数の延設部が、打ち抜かれた領域Ｒにおいて負極端子１３の中央部位が位置する中心に向かって渦巻き状に配置されている。

本実施例では、全体がコの字状となるように複数の延設部が形成されており、板状部材３２ａの接続部３２ｂが形成される領域Ｒにおいて、延設部３２１ｂを基端として各延設部を残すように打ち抜き加工し、打ち抜かれた領域Ｒ内で板状部材３２ａと一体に形成された接続部３２ｂが設けられている。

なお、本実施例の延設部３２３ｂは、延設部３２１ｂの延びる方向とは逆向きで、延設部３２２ｂからＸ方向に延びるように形成されている。このため、接続部３２ｂのサイズを小型化（コンパクト化）することができる。

また、本実施例では、コの字状に形成された接続部３２ｂを例示しているが、他の形状であってもよく、例えば、後述する折曲部が形成される延設部３２１ｂ，３２２ｂだけで構成されたＬ字状の接続部３２ｂとすることもできる。

図６に示すように、接続部３２ｂは、板状部材３２ａから負極端子１３に向かってＺ方向（打ち抜き方向）に突出するように形成され、本実施例の延設部３２１ｂ，３２２ｂには、打ち抜き方向に折り曲げられた折曲部３３１ｂ，３３２ｂが形成されている。折曲部３３１ｂは、Ｘ方向に延びる延設部３２１ｂ全体を、打ち抜き方向に直交するＸ方向に沿って折り曲げることで形成することができる。折曲部３２１ｂは、延設部３２１ｂとＹ方向において同じ幅Ｄを有し、延設部３２２ｂに対してＺ方向に段差を形成している。

具体的には、折曲部３３１ｂは、Ｘ方向に延びる延設部３２１ｂにおいて幅方向の曲げ線Ｐ１から板厚面がバスバー３２から遠ざかる方向に折り曲げ、曲げ線Ｐ２から板厚面がバスバー３２に近づくようにＸＹ平面と略平行となるように折り曲げることで形成される。この曲げ加工は、打ち抜き加工と同時に又は打ち抜き加工とは別の工程で行うことができる。

折曲部３３２ｂは、Ｙ方向に延びる延設部３２２ｂ全体を、打ち抜き方向に直交するＹ方向に沿って折り曲げることで形成することができる。図６に示すように、折曲部３２２ｂは、延設部３２２ｂとＸ方向において同じ幅Ｄを有し、延設部３２３ｂに対してＺ方向に段差を形成している。折曲部３３２ｂも折曲部３３１ｂ同様に、Ｙ方向に延びる延設部３２２ｂにおいて幅方向の曲げ線Ｐ３から板厚面がバスバー３２から遠ざかる方向に折り曲げ、曲げ線Ｐ４から板厚面がバスバー３２に近づくようにＸＹ平面と略平行となるように折り曲げることで形成される。

ここで、折曲部３３１ｂ，３３２ｂの関係について説明する。図６に示すように、各折曲部３３１ｂ，３３２ｂは、板状の延設部３２１ｂ，３２２ｂの各領域において幅方向に延びる曲げ線（折れ線）Ｐ１〜Ｐ４を基点に、板厚面全体を折り曲げることで形成されている。

つまり、折曲部３３１ｂは、打ち抜き方向に直交するＸ方向に沿って延設部３２１ｂ全体を厚み方向に折り曲げることで形成され（図６のＸ−Ｚ平面視）、折曲部３３２ｂは、打ち抜き方向に直交するＹ方向に沿って延設部３２２ｂ全体を厚み方向に折り曲げることで形成される（図６のＹ−Ｚ平面視）。

このため、折曲部３３１ｂ及び折曲部３３２ｂは、打ち抜き方向に折り曲げられているとともに、打ち抜き方向に直交する方向において互いに直交する各方向（Ｘ方向，Ｙ方向）を向いている。ここで、折曲部３３１ｂ，３３２ｂは、Ｚ方向において、単電池１０の負極端子１３が位置する側に突出するように同じ向きに折り曲げられている。

電池ブロック１において、単電池１０（負極端子１３）とバスバー３２（接続部３２ｂ）とは、電流が流れることによって接続部３２が熱膨張・熱収縮して単電池１０の負極端子１３に対して変位したり、振動等により変位する。このため、接続部３２ｂに対してこれらの変位に伴うＸＹＺ方向の応力が作用する。

図７は、バスバー３２と単電池１０との間の位置関係において単電池１０の長手方向変位、すなわち、Ｚ方向変位に応じた接続部３２ｂに加わる応力の吸収・分散の一例を示す図である。

図７に示すように、接続部３２ｂ全体は、板状部材３２ａと同じ厚みを有するとともに、板厚面がＺ方向に面している。このため、Ｚ方向における単電池１０と接続部３２ｂとの間の変位に対して、接続部３２ｂ全体が、厚み方向にたわむ板バネとして機能し、厚み方向での応力の吸収・分散が行われる。すなわち、板厚面に直交する板材の長さ方向に対するせん断力が抑制され、厚み方向において接続部３２ｂ全体が、Ｚ方向に作用する応力を吸収・分散させている。

したがって、単電池１０の負極端子１３に接続された接続部３２ｂが、バスバー３２（板状部材３２ａ）から遠ざかる方向に変位しても（図７の上図参照）、接続部３２ｂのプレス破断面に直交する方向から応力が作用せず、各延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂの幅方向へのせん断力が抑制され、各延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂが厚み方向に広がるようにたわんで、応力が吸収・分散される。

また、単電池１０の負極端子１３に接続された接続部３２ｂが、バスバー３２（板状部材３２ａ）に近づく方向に変位した場合（図７の下図参照）、各延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂが厚み方向に近づく（狭まる）ようにたわんで、応力が吸収・分散される。このときも、接続部３２ｂのプレス破断面に直交する方向から応力が作用しない状態で、各延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂが板厚面での板バネとして機能する。

図８は、単電池１０の長手方向に直交するＸ方向（第１方向）の変位に応じた接続部３２ｂの応力の吸収・分散の一例を示す図である。

図８に示すように、例えば、単電池１０がＸ方向に延びる延設部３２１ｂに沿って、板状部材３２ａから離れる方向に変位した場合（Ｘ方向において領域Ｓ４が広くなり、領域Ｓ２が狭くなるＸ方向の変位）、折曲部３３１ｂは、Ｚ方向に傾斜した傾斜面がＸＹ平面と略平行となるように変位しつつ、延設部３２１ｂ全体がＺ方向においてバスバー３２に遠ざかるくように変位する。このとき、単電池１０のＸ方向への変位は、折曲部３３１ｂのＺ方向に傾斜した傾斜面の角度が緩くなるようにＸ方向に延びることで延設部３２１ｂに加わる応力が吸収・分散されるとともに、延設部３２１ｂ全体がバスバー３２から遠ざかるように厚み方向（Ｚ方向）にたわむことで、応力が吸収・分散される。

一方、例えば、単電池１０がＸ方向に延びる延設部３２１ｂに沿って、板状部材３２ａに近づく方向に変位した場合（Ｘ方向において領域Ｓ２が広くなり、領域Ｓ４が狭くなるＸ方向の変位）、折曲部３３１ｂは、Ｚ方向に傾斜した傾斜面がＸＹ平面に対して略垂直に近づくように変位しつつ、延設部３２１ｂ全体がＺ方向においてバスバー３２に近づくように変位する。このとき、単電池１０のＸ方向への変位による応力は、折曲部３３１ｂのＺ方向に傾斜した傾斜面の角度が急になるようにＸ方向に縮むことで延設部３２１ｂに加わる応力が吸収・分散されるとともに、延設部３２１ｂ全体がバスバー３２に近づくように厚み方向（Ｚ方向）にたわむことで、応力が吸収・分散される。

このように、折曲部３３１ｂは、接続部３２ｂのＸ方向変位に対してＺ方向への傾斜が変化し、Ｘ方向において延びるように又は縮まるように変位する。そして、折曲部３３１ｂのＸ方向変位が延設部３２１ｂのＺ方向における板厚面のたわみとして変換されて、延設部３２１ｂ全体が厚み方向にたわみ、接続部３２ｂのＸ方向変位に対して応力が吸収・分散がされる。なお、Ｘ方向変位に対して延設部３２１ｂがバスバー３２に近づくように又は遠ざかるようにＺ方向に変位する際、延設部３２２ｂは、その厚み方向において全体がＺ方向にたわむことができ、接続部３２ｂのＸ方向変位に対して応力を吸収・分散することができる。

図９は、単電池１０の長手方向に直交するＹ方向（第２方向）の変位に応じた接続部３２ｂの応力の吸収・分散の一例を示す図である。

図９に示すように、例えば、単電池１０がＹ方向に延びる延設部３２２ｂに沿って、Ｙ方向において領域Ｓ３が狭くなるように変位した場合、折曲部３３２ｂは、Ｚ方向に傾斜した傾斜面がＸＹ平面と略平行となるように変位しつつ、延設部３２２ｂ全体がＺ方向においてバスバー３２から遠ざかるくように変位する。このとき、単電池１０のＹ方向への変位による応力は、折曲部３３２ｂのＺ方向に傾斜した傾斜面の角度が緩くなるようにＹ方向に延びることで延設部３２２ｂに加わる応力が吸収・分散されるとともに、延設部３２２ｂ全体がバスバー３２から遠ざかるように厚み方向（Ｚ方向）にたわむことで、応力が吸収・分散される。

一方、例えば、単電池１０がＹ方向に延びる延設部３２１ｂに沿って、Ｙ方向において領域Ｓ３が広くなるように変位した場合、折曲部３３２ｂは、Ｚ方向に傾斜した傾斜面がＸＹ平面に対して略垂直に近づくように変位しつつ、延設部３２２ｂ全体がＺ方向においてバスバー３２に近づくように変位する。このとき、単電池１０のＹ方向への変位による応力は、折曲部３３２ｂのＺ方向に傾斜した傾斜面の角度が急になるようにＸ方向に縮むことで延設部３２２ｂに加わる応力が吸収・分散されるとともに、延設部３２２ｂ全体がバスバー３２に近づくように厚み方向（Ｚ方向）にたわむことで、応力が吸収・分散される。

このように、折曲部３３２ｂは、接続部３２ｂのＹ方向変位に対してＺ方向への傾斜が変化し、Ｙ方向において延びるように又は縮まるように変位する。そして、折曲部３３２ｂのＹ方向変位が延設部３２２ｂのＺ方向における板厚面のたわみとして変換されて、延設部３２２ｂ全体が厚み方向にたわみ、接続部３２ｂのＹ方向変位に対して応力が吸収・分散がされる。なお、Ｙ方向変位においても、延設部３２１ｂがその厚み方向において全体がＺ方向にたわむことができ、接続部３２ｂのＹ方向変位に対して応力を吸収・分散することができる。

本実施例では、折曲部３３１ｂが、打ち抜き方向に直交するＸ方向に沿って延設部３２１ｂを厚み方向に折り曲げることで形成され、折曲部３３２ｂが、打ち抜き方向に直交するＹ方向に沿って延設部３２２ｂを厚み方向に折り曲げることで形成されており、折曲部３３１ｂ及び折曲部３３２ｂが、打ち抜き方向に直交する方向において互いに直交するＸ方向，Ｙ方向それぞれを向いて傾斜している。

このため、打ち抜き方向に直交するＸ方向及びＹ方向の変位に対し、延設部３２１ｂ，３２２ｂそれぞれが、厚み方向において板バネのようにたわみ、接続部３２ｂに加わるＸ方向，Ｙ方向の応力が接続部３２ｂの板厚面で吸収・分散される。また、打ち抜き方向の変位に対しても、応力が接続部３２ｂの板厚面で吸収・分散させることができる。したがって、接続部３２ｂのプレス破断面にせん断力が作用することを抑制し、振動等による単電池１０とバスバー３２との間の３次元方向の変位に対する応力を効率良く吸収・分散させることができる。

ここで、本実施例の接続部３２ｂは、上述したように、ヒューズとしての所定の溶断特性を備える。そこで、接続部３２ｂを構成する各延設部３２１ｂ、３２２ｂ，３２３ｂの各方向における幅Ｄを、溶断特性として予め設定された所定値以上の電流が流れた際に溶断する大きさとすることができる。

例えば、幅Ｄを幅広とすることで、溶断し難くなり（溶断特性に対する上限電流値が高くなり）、幅Ｄを狭くすることで、溶断し易くなる（溶断特性に対する上限電流値が低くなる）。このように延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂの幅Ｄを溶断特定に合わせて幅広又は狭くすることで、接続部３２ｂをヒューズとして機能させつつ、折曲部３３１ｂ，３３２ｂによって、打ち抜き方向に直交する各方向の応力を吸収・分散でき、振動等による単電池１０とバスバー３２との間の３次元方向の変位に対して応力を効率良く吸収・分散させることができるバスバー３２を実現することができる。

図１０は、本実施例の接続部３２ｂの変形例を示す概略斜視図である。図１１は、図１０に示した変形例における接続部３２の構成を示す図であり、３次元方向の各方向から見た接続部の構成例を示す図である。

図１０及び図１１に示すように、本変形例の接続部３２ｂは、折曲部３３１ｂ及び３３２ｂの２つの折曲部の折れ曲がる方向が、打ち抜き方向おいて互いに異なる向きとなっている。

具体的には、折曲部３３１ｂは、Ｘ方向に延びる延設部３２１ｂにおいて幅方向の曲げ線Ｐ１から板厚面がＺ方向において単電池１０の負極端子１３側とは反対側のバスバー３２よりも外側に位置するケース本体１０１側に近づく方向に折り曲げ、曲げ線Ｐ２から板厚面がバスバー３２に近づくようにＸＹ平面と略平行となるように折り曲げることで形成される。一方、折曲部３３２ｂは、板状部位３２ａよりもケース本体１０１側に位置する延設部３２１ｂからＺ方向において単電池１０の負極端子１３側に近づく方向に折り曲げられ、図５の例と同様の折り曲げ方向となるように形成されている。

本変形例においても、上述したように、打ち抜き方向に直交するＸ方向及びＹ方向の変位に対し、延設部３２１ｂ，３２２ｂそれぞれが、板厚面で板バネのようにたわみ、かつ打ち抜き方向の変位に対しても接続部３２ｂの板厚面が板バネのようにたわむので、接続部３２ｂ全体が板厚面で応力を吸収・分散させることができる。

図１０等に示した変形例は、例えば、Ｚ方向においてケース本体１０１とバスバー３２との間のスペースに合わせて適用することができ（図１参照）、図５の例に比べて、バスバー３２と単電池１０の負極端子１３との間の間隔を狭くすることができる。

なお、本実施例では、延設部３２１ｂ，３２２ｂがそれぞれＸ方向及びＹ方向に沿って形成されているが、例えば、Ｘ方向及びＹ方向からそれぞれ傾斜した各方向において折曲部３３１ｂ，３３２ｂが互いに直交する方向を向くように、延設部３２１ｂ，３２２ｂを設けてもよい。つまり、折曲部３３１ｂ，３３２ｂのそれぞれが、打ち抜き方向と直交する各方向において、互いに直交するように面していればよく、Ｘ方向及びＹ方向それぞれに沿って設けられていなくてもよい。

また、延設部３２３ｂに同じまたは異なる折り曲げ方向の折曲部を形成し、延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂにそれぞれ折曲部が形成された接続部３２ｂとすることもできる。この場合、３つの折曲部のうち少なくとも２つの折曲部が打ち抜き方向に直交する方向において互いに直交する方向に面して設けることができる。また、少なくとも２つの折曲部は、延設部３２１ｂと延設部３２３ｂに、又は延設部３２２ｂと延設部３２３ｂに、それぞれ設けるように構成することもできる。

さらに、本実施例では、延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂが略コの字状に一体的に形成されており、その屈曲部位が略９０度となっているが、これに限るものではない。例えば、折曲部３３１ｂ，３３２ｂのそれぞれが打ち抜き方向と直交する各方向において互いに直交するように面するように、延設部３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂを任意の角度で屈曲させて接続部３２ｂを形成することもできる。また、屈曲部位は、例えば、丸みを帯びた曲線状の湾曲した形状とすることもできる。

なお、本実施例では、負極バスバーであるバスバー３２に、ヒューズ機能を備えた接続部３２ｂを設けた例を説明したが、正極バスバーであるバスバー３１の接続部にも適用可能である。つまり、電池ブロック１において、本実施例の接続部３２ｂは、正極バスバー及び負極バスバーの双方または一方に適用することが可能である。

（実施例２）
図１２から図１４は、本発明の実施例２を示す図である。本実施例において、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。本実施例では、実施例１と異なる点について、主に説明する。

図１２は、本実施例のバスバー３２の接続部３２０ｂの構成を示す概略斜視図である。図１３は、バスバー３２の接続部３２０ｂの構成を示す図であり、３次元方向の各方向から見た接続部の構成例を示す図である。

本実施例のバスバー３２の接続部３２０ｂは、Ｙ方向に延びる延設部３４１ｂと、延設部３４１ｂからＸ方向に屈曲し、Ｘ方向に延びる延設部３４２ｂと、延設部３４２ｂからＹ方向に屈曲し、延設部３４１ｂの延びる方向とは逆向きでＹ方向に延びる延設部３４３ｂと、延設部３４３ｂからＸ方向に屈曲し、延設部３４２ｂの延びる方向とは逆向きでＸ方向に延びる延設部３４４ｂと、を有する。延設部３４１ｂ，３４２ｂ，３４３ｂ，３４４ｂは、延設部３４１ｂを基端として板状部材３２ａから一体的に形成されている。

延設部３４１ｂは、板状部材３２ａから延設され、板状部材３２ａと領域Ｓ１ａを介して板厚面が打ち抜き方向と直交する方向に略平行となるように、Ｙ方向に延びている。延設部３４２ｂ，３４３ｂも領域Ｓ１，Ｓ２を介して、打ち抜き方向と直交する方向に略平行となるように設けられている。また、延設部３４４ｂの先端には、実施例１同様に、単電池１０の負極端子１３と接触し、負極端子１３に対して溶接により接続される接触部３４５ｂが形成されている。

そして、本実施例の折曲部３５１ｂは、延設部３４１ｂ及び延設部３４２ｂとの間の屈曲した部位３６１ｂを、打ち抜き方向と直交する面から打ち抜き方向と略平行に折り曲げることで形成される。このとき、折曲部３５１ｂは、屈曲部位３６１ｂにおいてＸ方向からＹ方向に傾斜した第１方向に延びる曲げ線Ｐ５，Ｐ６に沿って、屈曲部位３６１ｂの板厚面が打ち抜き方向と略平行になるように折り曲げられることで形成される。

曲げ線Ｐ５と曲げ線Ｐ６は、延設部３４１ｂ及び延設部３４２ｂそれぞれに設けられる曲げ線であり、曲げ線Ｐ５は、Ｙ方向に延びる延設部３４１ｂの幅方向に対してＸ方向に傾斜して延び、曲げ線Ｐ６は、Ｘ方向に延びる延設部３４１ｂの幅方向に対してＹ方向に傾斜して延びている。屈曲部位３６１ｂにおいてこれら曲げ線Ｐ５，Ｐ６は、直線状に連なり、第１方向に延びる曲げ線を形成している。

折曲部３５１ｂは、屈曲部位３６１ｂの隅部３６１ｃの少なくとも一部が含まれるように屈曲部材３６１ｂを板厚面が打ち抜き方向と略平行に折り曲げられている。このように構成することで、板厚面が打ち抜き方向と略平行に折り曲げられた折曲部３５１ｂにおいて、打ち抜き方向と直交する方向と略平行に板厚面が配置されないようになる。

本実施例の折曲部３５２ｂは、延設部３４２ｂ及び延設部３４３ｂとの間の屈曲部位３６２ｂを、打ち抜き方向と直交する面から打ち抜き方向と略平行に折り曲げることで形成される。このとき、折曲部３５２ｂは、屈曲部位３６２ｂにおいてＹ方向からＸ方向に傾斜した第２方向に延びる曲げ線Ｐ７，Ｐ８に沿って、屈曲部位３６２ｂの板厚面が打ち抜き方向と略平行に折り曲げられることで形成される。第２方向は、打ち抜き方向と直交する方向において、屈曲部位３６１ｂの第１方向に直交する方向である。

曲げ線Ｐ７と曲げ線Ｐ８は、延設部３４２ｂ及び延設部３４３ｂそれぞれに設けられる曲げ線であり、曲げ線Ｐ７は、Ｘ方向に延びる延設部３４２ｂの幅方向に対してＹ方向に傾斜して延び、曲げ線Ｐ８は、Ｙ方向に延びる延設部３４３ｂの幅方向に対してＸ方向に傾斜して延びている。屈曲部位３６２ｂにおいてこれら曲げ線Ｐ７，Ｐ８は、直線状に連なり、第２方向に延びる曲げ線を形成している。

また、折曲部３５２ｂにおいても、屈曲部位３６２ｂの隅部３６２ｃの少なくとも一部が含まれるように屈曲部材３６２ｂを板厚面が打ち抜き方向と略平行に折り曲げられている。板厚面が打ち抜き方向と略平行に折り曲げられた折曲部３５２ｂにおいて、打ち抜き方向と直交する方向と略平行に板厚面が配置されないようになっている。

本実施例の折曲部３５１ｂ，３５２ｂは、板厚面が打ち抜き方向（Ｚ方向）と略平行となっており、Ｚ方向と直交するＸＹ平面視において、各板厚面が第１方向及び第２方向を向いて互いに直交している。

なお、延設部３４３ｂには、実施例１で示した折曲部と同様の、幅方向に延びる曲げ線Ｐ９，Ｐ１０を基点に板厚面全体をＺ方向に折り曲げて形成された折曲部３５３ｂが設けられている。延設部３４３ｂ，３４４ｂは、折曲部３５３ｂによって単電池１０の負極端子１３側に突出するように形成される。

図１４は、本実施例の単電池１０の長手方向に直交するＸ方向及びＹ方向の変位に応じた接続部３２０ｂの応力の吸収・分散の一例を示す図である。

図１４に示すように、折曲部３５１ｂは、板厚面が打ち抜き方向と略平行に折り曲げられているので、板厚面がＸＹ平面においてたわむことができ、接続部３２０ｂのＸＹ方向の変位に対する応力を吸収・分散することができる。また、折曲部３５２ｂも同様に、板厚面がＸＹ平面においてたわむことができ、接続部３２０ｂのＸＹ方向の変位に対する応力を吸収・分散することができる。

つまり、本実施例の折曲部３５１ｂ，３５２ｂは、打ち抜き方向と略平行に折り曲げられた屈曲部位３６１ｂ，３６２ｂの板厚面が、打ち抜き方向と直交する方向においてそれぞれたわみ、振動等によるＸ方向及びＹ方向の変位に対する応力を吸収・分散することができる。

特に、本実施例では、図１４に示すように、屈曲部位３６１ｂ，３６２ｂがＸ方向において異なる位置に離間して配置されており、負極端子１３と接続される接触部３４５ｂの変位に対して、応力を吸収・分散するための板厚面がたわむ軸が２つとなっている。このため、屈曲部位３６１ｂ，３６２ｂを中心としてＸＹ平面の回転軌道が２軸で許容されることになり、例えば、折曲部３５１ｂのみで応力を吸収・分散する場合、屈曲部位３６１ｂを中心とした１つの回転軌道しか許容できないが、折曲部３５２ｂによって屈曲部位３６２ｂを中心としたもう１つの回転軌道が許容されて、ＸＹ平面の変位全体に対して板厚面のたわみによって応力を効率良く吸収・分散することができる。

また、打ち抜き方向の変位に対しても、各延設部３４１ｂ，３４２ｂ，３４３ｂ，３４４ｂのＺ方向に面する板厚面で吸収・分散させることができ、実施例１と同様に、振動等による単電池１０とバスバー３２との間の３次元方向の変位に対する応力を効率良く吸収・分散させることができる。

なお、本実施例において、延設部３４３ｂが、延設部３４１ｂの延びる方向とは逆向きでＹ方向に延びるように形成されるとともに、延設部３４４が、延設部３４２ｂの延びる方向とは逆向きでＸ方向に延びるように形成されているため、接続部３２０ｂのサイズを小型化（コンパクト化）することができる。

また、実施例１の変形例で示したように、本実施例の接続部３２０ｂにおいて、折曲部３５１ｂ及び３５２ｂの２つの折曲部の折れ曲がる方向が、打ち抜き方向と略平行の方向において互いに異なる向きであってもよい。

１：電池ブロック（蓄電装置）
１０：単電池（蓄電素子）
１１：電池ケース
１２：正極端子
１３：負極端子
２０：ホルダ
３１，３２：バスバー（接続部材）
３１ｂ，３２ｂ：接続部
３２１ｂ，３２２ｂ，３２３ｂ，３４１ｂ，３４２ｂ，３４３ｂ，３４４ｂ：延設部
３３１ｂ，３３２ｂ，３５１ｂ，３５２ｂ，３５３ｂ：折曲部

Claims

複数の蓄電素子で構成される蓄電装置の前記各蓄電素子を電気的に接続する接続部材であって、
基板と、
前記各蓄電素子の電極と接続されるとともに、所定値以上の電流が流れた際に溶断して前記蓄電素子との電気的な接続を遮断する複数の接続部と、を備え、
前記接続部は、前記基板が打ち抜き加工されることにより形成されるとともに、打ち抜き方向に折り曲げられた少なくとも２つの折曲部を有し、
一方の前記折曲部が前記打ち抜き方向に直交する第１方向に沿って折り曲げられ、他方の前記折曲部が前記打ち抜き方向に直交しかつ前記第１方向に直交する第２方向に沿って折り曲げられていることを特徴とする接続部材。
前記接続部は、
前記第１方向に延びる第１延設部と、
前記第１延設部から前記第２方向に延びる第２延設部と、を有し、
前記少なくとも２つの各折曲部は、前記第１延設部及び前記第２延設部それぞれが延設される方向に沿って前記打ち抜き方向に折り曲げられることで形成されることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
前記接続部は、前記第２延設部から、前記第１延設部の延びる方向とは逆向きの前記第１方向に延びる第３延設部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の接続部材。
前記接続部は、
前記打ち抜き方向と直交する方向に略平行に延びる第１延設部と、
前記第１延設部から屈曲し、前記打ち抜き方向と直交する方向に略平行に延びる第２延設部と、
前記第２延設部から屈曲し、前記打ち抜き方向と直交する方向に略平行に延びる第３延設部と、を有し、
一方の前記折曲部は、前記第１延設部及び前記第２延設部との間の屈曲した部位を、前記打ち抜き方向と直交する面から前記第１方向に沿って前記打ち抜き方向と略平行に折り曲げることで形成され、他方の前記折曲部は、前記第２延設部及び前記第３延設部との間の屈曲した部位を、前記打ち抜き方向と直交する面から前記第２方向に沿って前記打ち抜き方向と略平行に折り曲げることで形成されることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
前記第３延設部は、前記第２延設部から、前記第１延設部の延びる方向とは逆向きの方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の接続部材。
前記少なくとも２つの各折曲部の折れ曲がる方向が前記打ち抜き方向おいて同じ向きであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の接続部材。
前記少なくとも２つの各折曲部の折れ曲がる方向が前記打ち抜き方向おいて互いに異なる向きであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の接続部材。
前記蓄電素子は、長手方向を有する円筒型の蓄電素子であり、複数の前記蓄電素子は、長手方向端部に配置される正極又は負極が同じ向きとなるように並んで配置されており、
前記接続部材は、複数の前記蓄電素子の各負極と接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の接続部材。
請求項１から８のいずれか１つに記載の接続部材と、前記接続部材によって電気的に並列に接続される複数の前記蓄電素子と、を有する蓄電装置。