JP6039490B2 - コネクタおよび組電池 - Google Patents
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Description
また、この発明は、コネクタを用いて複数の単電池を導電接続した組電池にも関している。
例えば、オス端子およびメス端子の一方を電池モジュールの電極端子に接続すると共に他方を中継コネクタ部に取り付け、オス端子とメス端子を互いに嵌め合わせることで、中継コネクタ部を介して複数の電池モジュールの接続を行うことができる。
また、オス端子およびメス端子には、大電流に対応して高い放熱性が要求され、このため、オス端子およびメス端子は、いずれも電気抵抗が小さく且つ熱伝導性に優れた材質および厚さを有することが望まれ、また、高い放熱性を実現するために、メス端子は、嵌合されたオス端子の周囲を囲む形状を有することが望まれている。
これらの条件を満たしながら、オス端子は、絶縁性のハウジングに強固に固定される必要がある。
オス端子2は、図27に示されるように、平板形状の接点部5を有し、接点部5の基端側にオス端子2の表面および裏面から突出するように反った切片6および7が形成されると共に、オス端子2の両側面に突出部8と波状凹凸部9が形成され、切片6および7の弾性変形並びに突出部8および波状凹凸部9を利用してハウジング1に強固に固定されている。
また、大電流に対応して電気抵抗が小さく且つ熱伝導性に優れた端子では、その材質および厚さが、端子にバネ性を持たせるのに適しておらず、特許文献1のコネクタのように、弾性変形する切片6および7の形成自体が困難となる。
また、この発明は、そのようなコネクタを用いて複数の単電池を導電接続した組電池を提供することも目的としている。
さらに、アーム固定部は、突起からなる係止部を有し、アームは、突起により係止される(突起と係わり合って止まる)、孔、溝、窪みおよび突起のいずれかからなる突起受け部を有することが好ましい。
好ましくは、アーム固定部は、アーム挿入部内に形成された片持ち梁形状の弾性変形可能なランスを有し、係止部は、ランスの先端に形成されている。
また、アーム挿入部は、アームが変形する余地のないように形成されていることが好ましい。
なお、突起受け部は、アームの表面のうち、同一平面に対して平行な面あるいは同一平面に対して垂直な面に形成することができる。
また、端子部材は、複数の接点部の根本部分において、それぞれ、接点部が延びる方向とは異なる方向に屈曲されていてもよい。この場合、端子部材の複数の接点部は、互いに平行に延びるように構成することができる。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係るコネクタ11を示す。コネクタ11は、互いに近接して配置された一対の単電池等の接続対象物を互いに導電接続するものであり、導電性の端子部材12と、端子部材12に取り付けられた一対の絶縁性のハウジング13を備えている。一対のハウジング13は、間隔を隔てて互いに平行に配置され、これらのハウジング13に、それぞれ接続対象物に接続された相手側コネクタ31が嵌め合わされる。
コネクタ11と双方の相手側コネクタ31との嵌め合い方向は、互いに同一であり、ここで、便宜上、これらの嵌め合い方向をZ方向、一対のハウジング13が間隔を隔てる方向をY方向とし、Z方向およびY方向に対して共に垂直な方向をX方向と呼ぶものとする。
端子部材12は、一対の接点部14を有しているので、このようなアーム16を計4本備えることとなる。
なお、端子部材12に弾力性が要求されることはなく、端子部材12は、例えば、プレス加工により、高純度の銅板等の1枚の金属板から形成することができる。
図4に示されるように、ハウジング13の内部には、相手側コネクタ31を受容するための相手側コネクタ受容部20が形成されると共に、壁部21を介して相手側コネクタ受容部20の+X方向および−X方向にそれぞれ隣接する一対のアーム挿入部22が形成されている。
相手側コネクタ受容部20は、上端部(−Z方向の端部)が接点部挿入孔18に連通し、下端部(+Z方向の端部)が開放されている。
このようなハウジング13は、弾性を有する絶縁性材料からなり、例えば、絶縁性の樹脂材料を用いてモールド成形により形成することができる。
また、端子部材12の一対のアーム16は、接点部14の根本部分から+X方向および−X方向にそれぞれ突出し、接点部14との間に間隔を隔てて接点部14と平行にZ方向に延びているので、図6に示したように、端子部材12の接点部14がハウジング13の相手側コネクタ受容部20内に根本部分まで挿入され、相手側コネクタ受容部20内には接点部14以外のものが存在しない状態となっている。
相手側ハウジング32は、図9に示されるように、ほぼ角筒形状を有し、内部に端子部材収容部34が形成されている。また、相手側ハウジング32には、端子部材収容部34の中心軸C1に関して非対称な位置に溝32aが形成されている。
一方、相手側端子部材33は、図10に示されるように、中心軸C2を有するソケット状端子部35と、ソケット状端子部35の一端に連結され且つ平板状に延びる板状部36を備えている。ソケット状端子部35は、ほぼ矩形の断面の角筒形状を有し、ソケット状端子部35の内部に、挿入空間37が形成され、ソケット状端子部35の上部には、係止孔38が形成されている。さらに、ソケット状端子部35には、相手側ハウジング32の溝32aに対応して突起35aが突出形成されている。
ソケット状端子部35の内部には、図11に示されるような金属製の板バネ40が取り付けられている。この板バネ40は、断面が「く」の字状に屈曲した接触部41を有している。
このような相手側端子部材33は、例えば、プレス加工により、高純度の銅板等の1枚の金属板から形成することができ、板バネ40は、弾力性に富んだステンレス板から形成することができる。
なお、上述したように、コネクタ11のハウジング13の相手側コネクタ受容部20内には、接点部14以外のものが存在しない状態となっていたため、相手側コネクタ31の相手側ハウジング32およびソケット状端子部35の先端が、相手側コネクタ受容部20の上端部(−Z方向の端部)に到達するまで、相手側コネクタ31は、コネクタ11の相手側コネクタ受容部20内に挿入可能となる。
このため、コネクタ11と相手側コネクタ31との嵌合状態における、嵌合方向(Z方向)の全長を短くすることが可能となる。
図1に示したように、一対の相手側コネクタ31をコネクタ11に嵌め合わせることにより、これらの相手側コネクタ31がそれぞれ接続された一対の接続対象物を互いに導電接続することができる。
図16に示されるように、導電接続しようとする複数の単電池51がY方向に配列され、図17に示されるように、それぞれの単電池51の双方の電極端子53に、それぞれ、相手側コネクタ31の板状部36がボルト54により取り付けられる。
この組電池においては、コネクタ11と相手側コネクタ31の嵌合方向(Z方向)の全長が短いので、設置スペースが制限されていても、多数の単電池51を導電接続した高出力の組電池を設置することが可能となる。
なお、上記の実施の形態1では、端子部材12のアーム16に形成された孔17がハウジング13のランス23に形成された突起からなる係止部24に係止される突起受け部を構成していたが、突起受け部は、孔17に限るものではない。
例えば、図20に示される端子部材61のように、断面L字状に屈曲されたアーム62を有し、XZ面からYZ面へと直角に屈曲された屈曲部63のXZ面上に形成された溝64を突起受け部として使用することもできる。このような端子部材61を用いても、図5に示したハウジング13の接点部挿入孔18に端子部材61のアーム62を挿入することにより、アーム62の溝64がハウジング13に形成されたランス23の係止部24に係止され、アーム挿入部22に対するアーム62の位置が固定されることで、端子部材61とハウジング13が互いに強固に固定される。
さらに、突起からなるランス23の係止部24により係止される突起受け部として、アームの表面上に形成された窪みを利用することもできる。
図21に、実施の形態3に係るコネクタに用いられた端子部材71を示す。この端子部材71は、図2に示した実施の形態1における端子部材12において、XZ面内に延びる表面からY方向に貫通する孔17を有するアーム16の代わりに、YZ面上に溝73が形成されたアーム72を形成したものである。すなわち、一対のアーム72が、接点部14の根本部分から+X方向および−X方向にそれぞれ突出し、接点部14との間に間隔を隔てて接点部14と平行にZ方向に延びている。接点部14と一対のアーム72は、互いに同一のXZ面内で延びており、一対のアーム72の先端部には、XZ面と直交するYZ面上に互いに反対方向を向いた溝73が形成されている。図21において、接点部14の右側に配置されたアーム72の先端には、−X方向を向いた溝73が、接点部14の左側に配置されたアーム72の先端には、+X方向を向いた溝73が、それぞれ形成されている。
このとき、実施の形態1と同様に、ハウジング81の相手側コネクタ受容部20内には接点部14以外のものが存在しない状態となっている。
上記の実施の形態1では、端子部材12のそれぞれの接点部14の根本部分の両側に一対のアーム16が形成されていたが、これに限るものではなく、例えば、図25に示される端子部材91のように、接点部14の一方の側にのみアーム16を形成することもできる。このようにしても、アーム16の先端に形成された孔17がハウジング13のアーム挿入部22に形成されたランス23の係止部24に係止されることで、端子部材91とハウジング13を互いに強固に固定することが可能となる。
また、同様にして、図20に示した実施の形態2における端子部材61および図21に示した実施の形態3における端子部材71においても、アーム62および72を接点部14の一方の側にのみ形成することができる。
また、上記の実施の形態1〜4では、アームの突起受け部が孔または溝となっているが、窪み、突起であってもかまわない。
Claims (11)
- 複数の相手側コネクタが嵌め合わされるコネクタにおいて、
前記複数の相手側コネクタに対応し且つそれぞれ弾性を有する絶縁性の複数のハウジングと、
前記複数のハウジングに取り付けられる導電性の端子部材と
を備え、
前記端子部材は、前記複数のハウジングに対応し且つ前記複数の相手側コネクタとの嵌合方向に延びる複数の接点部と、それぞれ対応する前記接点部の根本部分から前記接点部と間隙を隔てて前記接点部と平行に延びる複数のアームとを有し、
前記複数のハウジングは、それぞれ、対応する前記相手側コネクタを受容する相手側コネクタ受容部と、前記端子部材の対応する前記アームが挿入されるアーム挿入部と、前記アーム挿入部に挿入された前記アームの前記アーム挿入部に対する位置を固定するアーム固定部とを有し、
前記端子部材の前記複数の接点部が前記複数のハウジングの前記相手側コネクタ受容部内に挿入されると共に前記端子部材の前記複数のアームが前記複数のハウジングの前記アーム挿入部に挿入された状態で前記複数のハウジングの前記アーム固定部がそれぞれ前記アーム挿入部に対する前記アームの位置を固定することにより前記端子部材が前記複数のハウジングに固定されることを特徴とするコネクタ。 - 前記端子部材は、1枚の金属板から形成され、
互いに対応する前記接点部と前記アームは、互いに同一平面内で延びている請求項1に記載のコネクタ。 - 前記アーム固定部は、突起からなる係止部を有し、
前記アームは、前記突起により係止される、孔、溝、窪みおよび突起のいずれかからなる突起受け部を有する請求項2に記載のコネクタ。 - 前記アーム固定部は、前記アーム挿入部内に形成された片持ち梁形状の弾性変形可能なランスを有し、
前記係止部は、前記ランスの先端に形成されている請求項3に記載のコネクタ。 - 前記突起受け部は、前記アームの表面のうち、前記同一平面に対して平行な面に形成されている請求項3または4に記載のコネクタ。
- 前記突起受け部は、前記アームの表面のうち、前記同一平面に対して垂直な面に形成されている請求項3または4に記載のコネクタ。
- 前記アーム挿入部は、前記アームが変形する余地のないように形成されている請求項1〜6のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記複数の相手側コネクタは、それぞれ、相手側接点部と、前記相手側接点部の周囲を囲む環状の囲いが形成された導電性の相手側端子部材を有し、
前記相手側コネクタが対応する前記ハウジングの前記相手側コネクタ受容部内に受容されたときに、前記相手側端子部材の前記囲いが、前記コネクタの対応する前記接点部と対応する前記アームとの間隙内に挿入され、互いに接続された前記コネクタの対応する前記接点部および前記相手側コネクタの前記相手側接点部の周囲を囲む請求項1〜7のいずれか一項に記載のコネクタ。 - 前記端子部材は、前記複数の接点部の根本部分において、それぞれ、前記接点部が延びる方向とは異なる方向に屈曲されている請求項1〜8のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記端子部材の前記複数の接点部は、互いに平行に延びている請求項1〜9のいずれか一項に記載のコネクタ。
- 前記複数の相手側コネクタが取り付けられた複数の単電池を備え、前記複数の単電池が請求項1〜10のいずれか一項に記載のコネクタを用いて互いに導電接続されていることを特徴とする組電池。
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