WO2020129338A1 - シール機構付接続端子及び電気機器 - Google Patents

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WO2020129338A1
WO2020129338A1 PCT/JP2019/036846 JP2019036846W WO2020129338A1 WO 2020129338 A1 WO2020129338 A1 WO 2020129338A1 JP 2019036846 W JP2019036846 W JP 2019036846W WO 2020129338 A1 WO2020129338 A1 WO 2020129338A1
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terminal
terminal member
sealing
connection terminal
seal
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PCT/JP2019/036846
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周三 山田
知樹 金山
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日本メクトロン株式会社
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
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    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a connecting terminal with a seal mechanism and an electric device used in an airtight device.
  • Some battery modules including a battery device use an organic solvent having ion conductivity.
  • an organic solvent reacts with moisture in the air to generate an acidic gas.
  • a battery module may be used by being electrically connected to another battery module.
  • the battery modules are connected by pulling out terminals from the inside of each battery module to be connected and connecting the terminals to each other.
  • Patent Document 1 describes a bus bar that is a terminal used to connect devices to each other.
  • the bus bar described in Patent Document 1 includes a conductive member, an insulating coating that covers the conductive member, and a seal portion that is integral with the insulating coating. In the bus bar, an uncoated portion of the conductive member is inserted into the device through an opening provided in a case constituting the device and connected to the device, and a seal portion closes the opening.
  • a terminal with a seal mechanism of the present invention is a connection terminal with a seal mechanism that is attached to a housing of a device having an opening, and includes a terminal member and a seal plate through which the terminal member penetrates.
  • At least the seal region has an easily deformable portion that is softer than the close contact region.
  • the displacement of the terminal member due to the force applied to the terminal member is allowed.
  • the electric device of the present invention is an electric device having a housing having an opening and a connection terminal with a sealing mechanism attached to the housing, wherein the connection terminal with the sealing mechanism is a terminal member and the terminal member.
  • FIG. 1 is a front perspective view of an air appliance common to the first to fourth embodiments, and (b) is a rear perspective view. It is the perspective view which expanded and showed the connection terminal with a sealing mechanism of 1st embodiment shown in FIG.
  • FIG. (A) is a front view of a connection terminal with a seal mechanism of a first embodiment
  • (b) is a left side view
  • (c) is a top view.
  • (A) is a longitudinal cross-sectional view of a connection terminal with a seal mechanism of the first embodiment
  • (b) is a horizontal cross-sectional view. It is a perspective view of a connection terminal with a seal mechanism of a second embodiment.
  • (A) is a front view of a connection terminal with a seal mechanism of a second embodiment, (b) is a left side view and (c) is a top view.
  • (A) is a longitudinal sectional view of a connection terminal with a sealing mechanism of a second embodiment, and (b) is a transverse sectional view. It is a figure for (a) and (b) both explaining a molding method of a connecting terminal with a seal mechanism of a second embodiment.
  • It is a perspective view of a connection terminal with a seal mechanism of a third embodiment.
  • (A) is a front view of a connection terminal with a seal mechanism of a third embodiment, (b) is a left side view, and (c) is a top view.
  • (A) is a longitudinal sectional view of a connection terminal with a sealing mechanism of a third embodiment, and (b) is a horizontal sectional view. It is a figure for (a) and (b) both explaining a molding method of a connecting terminal with a seal mechanism of a third embodiment. It is a perspective view of a connecting terminal with a seal mechanism of a fourth embodiment.
  • (A) is a front view of a connection terminal with a seal mechanism of a fourth embodiment, (b) is a left side view, and (c) is a top view.
  • (A) is a longitudinal cross-sectional view of a connection terminal with a seal mechanism of a fourth embodiment, and (b) is a horizontal cross-sectional view.
  • this embodiment first to fourth embodiments of the present invention (hereinafter, also collectively referred to as “this embodiment”) will be described with reference to the drawings.
  • the same constituents will be referred to with the same numerals, while omitting their overlapping descriptions.
  • the drawings used for the description of the present embodiment are for explaining the configuration and function of the invention, as well as the positional relationship of each member constituting the invention, and the width, height, thickness and specific The shape is not limited.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are diagrams for explaining the electric device 100 of the present embodiment.
  • the side to which the electric device 100 is connected will be referred to as “front”, and the surface opposite to the front surface will be referred to as “rear” for the following description. Therefore, FIG. 1A is a front perspective view of the electric device 100, and FIG. 1B is a rear perspective view of the electric device 100.
  • the electric device 100 includes a housing 3 having an opening 32 (FIG. 2) and a sealing mechanism-equipped connection terminal 10 attached to the housing 3.
  • the electric device 100 includes a housing 3 having an opening 32 (FIG. 2) in a wall member 31, a plurality of battery cells 7 housed in the housing 3, and a wiring board 1 electrically connected to the battery cells 7. , Are provided.
  • the wiring board 1 has a connector 11 including a stopper member 17.
  • the stopper member 17 seals an opening (not shown) formed in the wall member 31 for inserting the connector 11.
  • another terminal 15 may be appropriately formed on the rear side of the housing 3.
  • the sealing mechanism-equipped connection terminal 10 and the terminal 15 may have the same configuration or may have different configurations.
  • the electric device 100 of the present embodiment constitutes a battery module. However, the electric device 100 is not limited to the battery module, and may be any electric device to which the sealing mechanism-equipped connection terminal 10 is applicable.
  • the plurality of battery cells 7 form a battery group (not shown).
  • the wiring board 1 is provided with wirings and elements (not shown) that are connected to the electrode terminals (not shown) of the battery cells 7 and mainly exchange electric signals with the battery cells 7.
  • the electric signal transmitted/received here may be, for example, a signal for monitoring the temperature or current of each battery cell 7, or a signal indicating the temperature measured by a temperature sensor (not shown).
  • the signal is output to the outside via the connector 11.
  • the battery group is configured by arranging a plurality of battery cells 7 in a line, and the battery cells 7 are connected to each other in series. Further, the electric device 100 has a plurality of bus bars 4 arranged on the battery cells 7 and around the wiring board 1.
  • the battery cell 7 of the first embodiment is, for example, a lithium ion secondary battery, and is configured by stacking an insulating plate between a positive electrode plate and a negative electrode plate. The space between the positive electrode plate and the negative electrode plate is filled with the electrolytic solution.
  • the positive electrode plate is formed, for example, by coating an aluminum foil with a lithium metal oxide such as cobalt (Co), nickel (Ni), or manganese (Mn).
  • the negative electrode plate is formed by coating a copper foil with a carbon-based material such as carbon.
  • the insulating plate is made of a polyethylene-based or aramid-based material. Ethylene carbonate or carbon dioxide gel is used as the electrolytic solution.
  • the electrolytic solution can react with moisture in the air to generate various reaction gases.
  • the battery cell 7 shown in FIG. 1 is a prismatic type having a rectangular plate shape on the main surface, but the battery cell 7 is not limited to a rectangular type, and may be a cylindrical type or a laminate type.
  • the housing 3 is formed of, for example, an aluminum plate material.
  • a lid (not shown) is further attached to the electric device 100 shown in FIG. Can be held at.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of the sealing mechanism-equipped connection terminal 10 shown in FIG. 1.
  • 3A is a front view of the connecting terminal 10 with a sealing mechanism
  • FIG. 3B is a left side view of the connecting terminal 10 with a sealing mechanism
  • FIG. 3C is a top view of the connecting terminal 10 with a sealing mechanism.
  • FIG. 4A is a vertical cross-sectional view of the connecting terminal 10 with the sealing mechanism cut along the line IVa-IVa shown in FIG. Is.
  • FIG. 4B is a transverse cross-sectional view of the connecting terminal 10 with the sealing mechanism cut along the line IVb-IVb shown in FIG.
  • connection terminal 10 with a sealing mechanism is attached to an opening 32 formed in a wall member 31 (a part of which is shown in FIG. 2).
  • the sealing mechanism-equipped connection terminal 10 is inserted into the opening 32 from the outside of the housing 3.
  • the terminal member 22 in the present embodiment only needs to have a function of connecting the electric device 100 to another electric device, and the function thereof is not substantially different from the function of the “bus bar”.
  • a portion of the wiring board 1 that extends to the outside of the housing 3 and has electrical contact with another electric device is referred to as a “terminal member”.
  • the connection terminal 10 with a seal mechanism includes a terminal member 22 and a seal plate 20 through which the terminal member 22 penetrates.
  • the seal plate 20 has a sealing region (thin portion 23, terminal support 24, and terminal cover 25) including a penetrating portion of the terminal member 22, and a close contact region (thickness region) that is in close contact with the wall member 31 that is the wall surface of the housing 3. And part 21).
  • the sealing area has an easily deformable portion (thin portion 23) that is more flexible than the contact area, and is configured to allow the displacement of the terminal member due to the force applied to the terminal member 22. ing.
  • the sealing region, the close contact region, and the easily deformable portion will be described in more detail.
  • the sealing region and the close contact region are formed of the same material, and the easily deformable portion has a thin portion in which the thickness of the seal plate is smaller than that of the close contact region. It is more flexible than the thick portion 21. That is, in the first embodiment, the thick portion 21, the thin portion 23, the terminal supporting portion 24, and the terminal cover 25 are all integrally formed of the same material. For this reason, in the seal plate 20 of the first embodiment, the thin portion 23 having a small thickness functions as an easily deformable portion that is more flexible than the thick portion 21 that is the contact portion.
  • the term “flexible” in the first embodiment simply means that the Young's modulus of the material of the easily deformable portion (thin portion 23) is smaller than the Young's modulus of the material of the close contact region (thick portion 21). is not.
  • the easily deformable portion is more likely to bend or deform than the adhesion region due to the difference in thickness and shape. In this case, it is assumed that the easily deformable portion is flexible.
  • the thicknesses of the thick portion 21 and the thin portion 23 refer to the lengths of the seal plate 20 in the x-axis direction of the x, y and z coordinates shown in FIGS. 2 to 4B.
  • the terminal member 22 penetrates through the terminal cover 25 and the terminal support portion 24.
  • a portion projecting from the seal plate 20 toward the outside of the housing 3 is a front portion 25a, and the portion from the seal plate 20 to the inside of the housing 3 ( ⁇
  • a portion protruding in the x direction also referred to as “rear” is also referred to as a rear portion 25b.
  • the portion exposed from the front portion 25a is the front exposed portion 22a
  • the portion exposed from the rear portion 25b of the terminal cover 25 is the rear exposed portion 22b and the front exposed portion.
  • a portion between the portion 22a and the rear exposed portion 22b is referred to as an intermediate terminal portion 22c.
  • the intermediate terminal portion 22c between the front exposed portion 22a and the rear exposed portion 22b is covered with the terminal support portion 24 and the terminal cover 25 (sealing area).
  • the terminal member 22, the terminal support portion 24, and the terminal cover 25 are inseparable in order to prevent the gas from flowing out of the housing 3 through the penetration point 222. It is preferable.
  • thermosetting resin that polymerizes to form a polymer network structure when heated and does not return to the original state by curing, or is softened by heating to a glass transition temperature or a melting point.
  • thermoplastic resin that can be molded into a desired shape.
  • thermosetting resin for example, phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane resin, thermosetting polyimide resin, etc. Resins can be used.
  • thermosetting rubber material fluororubber, nitrile rubber, silicone rubber or the like can be used.
  • thermoplastic resin examples include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, polyurethane, polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin. , AS resin, acrylic resin and the like can be used.
  • the entire seal plate 20 is made of any of the above materials or a composite thereof.
  • the terminal cover 25 is in close contact with the terminal member 22, and a portion of the terminal cover 25 where the terminal member 22 penetrates is defined as a penetration portion 222. Further, as shown in FIGS. 3A, 4A, and 4B, the terminal cover 25 is formed on the terminal support portion 24.
  • the thin portion 23 is formed on the circumference of the terminal member 22, that is, so as to surround the periphery of the terminal member 22.
  • the thick portion 21 is formed further on the outer periphery of the terminal member 22.
  • the thin portion 23, the terminal support portion 24, and the terminal cover 25 are a sealing region including the penetrating portion 222 of the terminal member.
  • the thick portion 21 is a close contact area that is in close contact with the surface (wall surface) of the wall member 31. Further, in the connection terminal 10 with a sealing mechanism, the thickness of the terminal support portion 24 and the thickness of the thick portion 21 are substantially equal, and the terminal support portion 24 and the thick portion 21 are provided between the terminal support portion 24 and the thick portion 21. A thin portion 23 having a thickness smaller than that of 21 is formed. Such a thickness relationship may be a relative one, and a concrete numerical value of thick wall or thin wall does not matter.
  • the terminal member 22 and the terminal cover 25 are arranged so that the center axes of the thin portion 23 and the x-direction and the y-direction coincide with each other in a front view. It is located in.
  • the width of the thin portion 23 is constant, the thin portion 23 similarly elastically deforms regardless of the direction of displacement of the terminal member 22 and exhibits the same flexibility.
  • the “width” of the thin portion 23 refers to the shortest distance between the thick portion 21 and the terminal supporting portion 24 when the thin portion 23 is between the thick portion 21 and the terminal supporting portion 24.
  • the first embodiment is not limited to such a configuration, and when the direction of stress applied to the terminal member 22 is predicted in advance, the position where the terminal member 22 is deviated from the center of the thin portion 23 depending on the direction of stress.
  • the thin portion 23 can be easily deformed in the stress direction.
  • the thin portion 23 is not limited to have a constant thickness, and the thickness may be changed in multiple steps. In such a case, it is a condition that the maximum thickness of the thin portion 23 is thinner than that of the thick portion 21.
  • the terminal cover 25 of the first embodiment is configured to cover a part of the terminal member 22 protruding from the seal plate 20 formed in the sealing region.
  • the protrusion length of the front portion 25a (length in the x direction) and the protrusion length of the rear portion 25b (length in the ⁇ x direction) of the terminal cover 25 are both sealed. It is longer than the thickness (each length in the x direction and the ⁇ x direction) of the terminal supporting portion 24 which is the maximum thickness of the plate 20. That is, in the first embodiment, the terminal cover 25 of the seal plate 20 comes closest to another electric device connected to the electric device 100.
  • the front portion 25a secures an insulation distance between electric devices connected to each other, and prevents unintended conduction between electronic devices. Further, the rear portion 25b secures an insulation distance from a conductive member (not shown) on the wiring board 1 inside the housing 3.
  • the penetration portion 222 has a horizontally long rectangular shape in a front view
  • the terminal support portion 24, the thin portion 23, and the thick portion 21 are also rounded at four corners. It has a horizontally long rectangular shape with corners.
  • the first embodiment is not limited to such a configuration, and the terminal support portion 24, the thin portion 23 and the thick portion 21 may be square in a front view, or a vertically long quadrangle or triangle. It may be any of a polygon including, a circle, and an ellipse.
  • the terminal member 22 when the terminal member 22 is screwed and connected to the terminal member 22 of another electric device 100, for example, it is considered that a downward force is applied to both terminal members 22. To be At this time, the terminal member 22 is displaced so as to be inclined downward, and there is a possibility that gas may leak from between the thick portion 21 and the wall member 31 or between the penetrating portion 222 and the terminal member 22. Occurs.
  • the sealing mechanism-equipped connection terminal 10 having the thin portion 23 in the region including the penetrating portion 222, the thin portion 23 is flexibly displaced and elastically deformed as the terminal member 22 is displaced, and the displacement of the terminal member 22 is prevented. Can be absorbed. Therefore, it is possible to prevent a stress from being applied to the terminal member 22 from being transmitted to the thick portion 21 so that a gap is formed between the thick portion 21 and the wall member 31.
  • the thin portion 23 is formed so as to surround the terminal member 22. With such a configuration, the thin portion 23 displaces the terminal support portion 24 around the terminal member 22 in accordance with the displacement of the terminal member 22 regardless of the angle or the direction in which the terminal member 22 is displaced, and the terminal member 22 and the terminal. It is possible to prevent a gap from being formed between the cover 25 and the cover 25. Further, in the first embodiment, the terminal support portion 24 having a larger thickness than the thin portion 23 is provided between the thin portion 23 and the terminal cover 25. Therefore, in the first embodiment, the thin portion 23 ensures the deformability of the terminal member 22, while the terminal support portion 24 has the rigidity necessary for the terminal member 22 to resist the stress.
  • connection terminal 10 with the sealing mechanism of the first embodiment described above the end of the terminal member 22 on the side toward the opening 32 is connected to the wiring board 1 in the housing 3 by a screw (not shown) or welding. Then, the terminal supporting portion 24 is fitted into the opening 32 from the outside of the housing 3, and the opening 32 is sealed so that the seal plate 20 comes in contact with the outer wall of the housing 3. By previously applying an adhesive to the surface of the seal plate 20 facing the opening 32, the connection terminal 10 with the seal mechanism is bonded to the housing 3. Since the connection terminal 10 with a sealing mechanism as described above has the sealing plate 20, it is possible to seal the inside of the housing 3 by closing the opening 32 and its periphery.
  • the seal plate 20 Since the seal plate 20 has a sufficient contact area with the wall surface of the housing 3, sufficient strength can be obtained when it is attached to the wall member 31 of the housing 3 with an adhesive or the like. According to such a connection terminal 10 with a sealing mechanism, it is possible to follow the displacement of the terminals when the electric devices 100 are connected to each other, and to maintain a high hermeticity inside the electric device 100.
  • FIG. 5 to 7 are views for explaining the connection terminal 12 with the seal mechanism of the second embodiment
  • FIG. 5 is a perspective view of the connection terminal 12 with the seal mechanism
  • 6A is a front view of the connecting terminal 12 with a sealing mechanism
  • FIG. 6B is a left side view of the connecting terminal 12 with a sealing mechanism
  • FIG. 6C is a top view of the connecting terminal 12 with a sealing mechanism.
  • FIG. 7A is a vertical cross-sectional view of the connecting terminal 12 with the sealing mechanism taken along the line VIIa-VIIa shown in FIG. Is.
  • connection terminal 12 with a sealing mechanism includes a terminal member 22 and a sealing plate 40 through which the terminal member 22 penetrates.
  • a screw hole 221 for electrically connecting the terminal member 22 to another device is formed in the terminal member 22.
  • the seal plate 40 includes a flexible portion 43 and a terminal cover 45, which are sealing regions including the penetrating portion 222 of the terminal member 22, and a rigid plate 41, which is a close contact region.
  • the terminal cover 45 has a front portion 45a and a rear portion 45b.
  • the flexible portion 43 of the seal plate 40 is made of a material having lower elasticity than the rigid plate 41.
  • the flexible portion 43 is formed of resin or the like that is the material of the seal plate 20 of the first embodiment described above.
  • the flexible portion 43 and the terminal cover 45 are integrally molded to prevent gas from leaking out between the flexible portion 43 and the terminal cover 45. Therefore, the terminal cover 45 is also made of the same resin as the flexible portion 43.
  • the rigid plate 41 is made of a material having a lower elasticity than the resin that is the material of the flexible portion 43, and in the second embodiment, the rigid plate 41 is made of metal such as aluminum, iron, stainless steel, or copper.
  • the rigid plate 41 is made of a member having a larger elasticity than the flexible part 43, and the flexible part 43 and the rigid plate 41 are elastically deformed and displaced more easily than the rigid plate 41.
  • the shape is defined.
  • Such a flexible portion 43 functions as the easily deformable portion of the second embodiment.
  • the flexible portion 43 is in a state where there is a gap between the flexible portion 43 and the opening 32.
  • the rigid plate 41 is inserted into the opening 32 and overhangs the opening 32 to close the opening 32 together with the opening 32.
  • the rigid plate 41 made of metal may overlap the wall member 31 from the outside of the housing 3 and be fixed to the wall member 31 by welding.
  • the rigid plate 41 can be brought into close contact with the wall member 31, and the leakage of the gas in the housing 3 from the opening 32 can be reliably prevented.
  • the flexible portion 43 of the second embodiment has the same size and shape as the terminal support portion 24 of the first embodiment, and is surrounded by the terminal member 22. Only formed. According to such a second embodiment, the flexible portion 43 flexibly elastically deforms according to the inclination or displacement of the terminal member 22, and the flexible portion 43 is integrally molded with the terminal cover 45 and the terminal member 22. It is possible to prevent a gap from being generated.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are views for explaining such insert molding.
  • the rigid plate 41 is a frame having a rectangular outer shape and an opening 411 formed therein.
  • the terminal member 22 is inserted into the opening 411, and the flexible portion 43 and the terminal cover 45 are formed between the rigid plate 41 and the terminal member 22 as shown in FIG. 8B.
  • Insert molding is performed by setting the rigid plate 41 and the terminal member 22 in the mold at predetermined positions, and pouring a liquid resin material into the mold to fill it.
  • connection terminal 12 with the seal mechanism of the second embodiment is attached to the housing 3 by welding the rigid plate 41 to the wall member 31 from the outside of the housing 3 by welding or the like. Therefore, it is possible to highly accurately prevent the gas from leaking to the outside through the gap between the wall member 31 and the rigid plate 41.
  • the central axes of the flexible portion 43 and the x direction and the y direction are the same in a front view. It is arranged to.
  • the width of the flexible portion 43 in the y direction is constant, the flexible portion 43 elastically deforms similarly regardless of the vertical direction of the displacement of the terminal member 22 and exhibits the same flexibility.
  • the “width” of the flexible portion 43 refers to the shortest distance between the rigid plate 41 and the terminal cover 45 when the flexible portion 43 is between the rigid plate 41 and the terminal cover 45.
  • the second embodiment is not limited to such a configuration, and when the direction of the stress applied to the terminal member 22 is predicted in advance, the width of the thin portion in the stress direction is increased to increase the width of the flexible portion 43. It can be easily deformed in the direction of stress.
  • FIG. 9 to 11 are views for explaining the connection terminal 14 with the seal mechanism of the third embodiment, and FIG. 9 is a perspective view of the connection terminal 14 with the seal mechanism.
  • 10A is a front view of the connection terminal 14 with the seal mechanism
  • FIG. 10B is a left side view of the connection terminal 14 with the seal mechanism
  • FIG. 10C is a top view of the connection terminal 14 with the seal mechanism.
  • FIG. 11A is a vertical cross-sectional view of the connecting terminal 12 with the sealing mechanism cut along a straight line XIa-XIa shown in FIG. Is.
  • the sealing mechanism-equipped connection terminal 14 of the third embodiment includes a terminal member 29 and a sealing plate 50.
  • the terminal member 29 has an intermediate terminal portion 29c extending in the y direction between the front exposed portion 29a, the rear exposed portion 29b, the front exposed portion 29a, and the rear exposed portion 29b which are not on the same plane (FIG. 11( a)).
  • the intermediate terminal portion 29c is covered with the seal plate 50.
  • a screw hole 291 is formed in the front exposed portion 29a.
  • the seal plate 50 is made of a metal rigid plate 51, a resin thick portion 54 that serves as a sealing region including the penetrating portion 292 of the terminal member 29, and the same resin as the thick portion 54. It is composed of a thin portion 53 thinner than 54 and a terminal cover 55 that covers the terminal member 29. In the third embodiment, the thin portion 53 functions as an easily deformable portion. A portion of the terminal cover 55 that faces the outside of the housing 3 is referred to as a front portion 55a, and a portion of the terminal cover 55 that faces the inside of the housing 3 is referred to as a rear portion 55b.
  • the thin portion 53 of the third embodiment is a concave portion formed on the surface of the seal plate 50 facing the outside of the housing 3 and having a circular shape in a front view.
  • the thin portion 53 is provided above the terminal cover 55 that covers the terminal member 29 (in the y direction).
  • the thin portion 53 is provided above the terminal member 29.
  • a downward stress acts so that the front exposed portion 29a faces the front of the housing 3. This is because the displacement is considered to be inclined.
  • the thin portion 53 which is an easily deformable portion, flexibly elastically deforms in the direction in which stress is applied and follows the displacement of the terminal member 29, and the front portion 55a and the front exposed portion 29a or the rear portion 55b and the rear exposed portion 29b are formed. Can be prevented from being separated from each other to form a gap. Further, such a configuration can prevent a gap from being generated between the rigid plate 51 and the wall member 31.
  • the third embodiment uses the terminal member 29 in which the front exposed portion 29a and the rear exposed portion 29b have different heights. For this reason, when the easily deformable portion is formed on the circumference around the penetrating portion 292 as in the first embodiment, the area of the thick portion 54 and thus the entire connecting terminal 14 with the sealing mechanism becomes large. From this point, in the third embodiment, the thin portion 53 is formed above the front exposed portion 29a, and even if the front exposed portion 29a is displaced downward, it can be deformed following this displacement.
  • the thin portion 53 of the third embodiment is not limited to the circular shape shown in FIG. 10A and the like, and may be a polygonal shape, an elliptical shape, a spiral shape, or the like. It is not limited to the above, but a large number may be provided.
  • the position, shape, and thickness of the thin portion 53 are determined by the followability with respect to the displacement of the terminal member 29 and the rigidity against the stress applied to the terminal member 29.
  • the third embodiment is not limited to providing the thin portion 53 above the terminal member 29. For example, when it is expected that a stress from the lower side to the upper side is applied to the front exposed portion 29a, a thin portion is formed below the front exposed portion 29a, and the thin portion is directed toward the inside of the housing 3. It is possible to easily deform by following the inclined terminal member 29.
  • the rigid plate 51 is made of the same metal as the rigid plate 41.
  • the connection terminal 14 with a sealing mechanism including the rigid plate 51 made of metal is attached to the wall member 31 of the housing 3 by welding. Therefore, in the third embodiment, it is possible to bring the rigid plate 51 and the wall member 31 into close contact with each other and prevent a gap from occurring therebetween. Further, in the third embodiment, since the intermediate terminal portion 29c has the terminal member 29 extending in the y direction, the two are connected to each other while securing the insulation distance between the two electric devices to be connected. You can connect more closely.
  • the rigid plate 51 and the terminal member 29 are insert-molded on the thick portion 54, the thin portion 53 and the terminal cover 55 which are integrated. Therefore, no gap is formed between the thick portion 54 and the rigid plate 51, or between the terminal member 29 and the terminal cover 55.
  • 12(a) and 12(b) are diagrams for explaining such insert molding.
  • the rigid plate 51 is a frame having a rectangular outer shape and an opening 511 formed therein.
  • the terminal member 29 is inserted into the opening 511, and as shown in FIG. 12B, the thick portion 54, the thin portion 53 and the terminal cover 55 are formed between the rigid plate 51 and the terminal member 29. ..
  • FIG. 13 to 15 are views for explaining the connection terminal 16 with the seal mechanism of the fourth embodiment
  • FIG. 13 is a perspective view of the connection terminal 14 with the seal mechanism
  • 14A is a front view of the connection terminal 14 with a sealing mechanism
  • FIG. 14B is a left side view of the connection terminal 14 with a sealing mechanism
  • FIG. 14C is a top view of the connection terminal 14 with a sealing mechanism.
  • FIG. 15A is a vertical cross-sectional view of the connecting terminal 14 with the sealing mechanism cut along the line XVa-XVa shown in FIG. Is.
  • the sealing mechanism-equipped connection terminal 16 includes a terminal member 29 and a seal plate 60 through which the terminal member 29 penetrates.
  • the seal plate 60 has a sealing region including the penetrating portion 292 of the terminal member 29, and a close contact region that is in close contact with the wall surface of the housing, and the seal region has an easily deformable portion that is more flexible than the close contact region. ing.
  • it is preferable that such a connecting terminal 16 with a sealing mechanism is formed by insert molding similarly to the connecting terminal 14 with a sealing mechanism.
  • the seal plate 60 has a rigid plate 61, a resin plate portion 64, and a terminal cover 65, and the outer edge portion of the resin plate portion 64 is a slope 63.
  • the terminal cover 65 has a front portion 65 a facing the outside of the housing 3 and a rear portion 65 b facing the inside of the housing 3.
  • the intermediate terminal portion 29c is covered with the resin plate portion 64.
  • the outer edge of the resin plate portion 64 is inclined to form the inclined surface 63, so that the outer edge of the resin plate portion 64 is an easily deformable portion. As shown in FIG.
  • the slope 63 has a smaller length (thickness) in the x direction than in the case where there is no inclination, and it is easy to elastically deform following the displacement of the front exposed portion 29a.
  • the side surface of the resin plate portion 64 is the inclined surface 63, so that the space for forming the easily deformable portion is not required in the resin plate portion 64, and the resin plate portion 64 is easily deformed on the circumference of the penetration point 292. The part can be formed.
  • the slope 63 of the fourth embodiment is not limited to one, and the slope may be formed in multiple stages.
  • the slope 63 is not limited to be inclined toward the outside of the housing 3, and may be inclined toward the inside of the housing 3. Furthermore, there may be a plurality of slopes and a mixture of slopes having different inclination directions.
  • the present invention is not limited to the configurations of the first to fourth embodiments described above.
  • the terminal portion and the seal plate of the first to fourth embodiments may be combined in any way to form a connection terminal with a seal mechanism.
  • connection terminal with a seal mechanism which is attached to a housing of a device having an opening, comprising a terminal member and a seal plate through which the terminal member penetrates, and the seal plate is the terminal member.
  • a connection terminal with a seal mechanism which allows displacement of the terminal member due to application of force.
  • the sealing region and the close contact region are formed of the same material, and the easily deformable portion is softer than the close contact region because it has a thin portion in which the thickness of the seal plate is smaller than that of the close contact region.
  • connection terminal with a sealing mechanism according to (5) wherein the protruding length of the terminal cover is longer than the maximum thickness of the sealing plate.
  • the intermediate terminal portion connecting the first terminal portion exposed from the first terminal cover and the second terminal portion exposed from the second terminal cover is covered with the sealing region.
  • An electrical device having a housing having an opening and a connection terminal with a seal mechanism attached to the housing, wherein the connection terminal with the seal mechanism is penetrated by a terminal member and the terminal member, There is a sealing region including a penetrating portion of the terminal member, and a close contact region that is in close contact with the wall surface of the housing, and at least the sealing region has an easily deformable portion that is softer than the close contact region.
  • An electric device that allows displacement of the terminal member due to application of force to the terminal member.
  • the electric device includes a battery device.

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Abstract

電気機器同士を接続しても機器内の高い密封性を維持できるシール機構付端子を提供する。　開口３２を有する電気機器１００の筐体の壁部材３１に取り付けられるシール機構付接続端子を、端子部材２２と、端子部材２２が貫通しているシール板２０とにより構成し、シール板２０に、端子部材２２の貫通箇所２２２を含む封止領域である薄肉部２３、端子支持部２４及び端子カバー２５と、壁部材３１と密着する密着領域である肉厚部２１と、を設け、封止領域に密着領域よりも柔軟な易変形部である薄肉部２３を形成することによって端子部材２２に力が加わったことによる端子部材２２の変位を許容するようにする。

Description

シール機構付接続端子及び電気機器
　本発明は、気密性を有する機器において使用されるシール機構付接続端子及び電気機器に関する。
　バッテリー装置を含むバッテリーモジュールには、イオン伝導性のある有機溶媒を使用するものがある。このようなバッテリーモジュールでは、有機溶媒が空気中の水分と反応して酸性のガスが発生する。バッテリーモジュールにおいては、発生したガスがモジュールの外部に漏れ出すことを厳密に防ぐことが望ましい。ところで、このようなバッテリーモジュールは、他のバッテリーモジュールと電気的に接続して使用される場合がある。バッテリーモジュールの接続は、接続の対象となる各バッテリーモジュールの内部から端子を引き出し、この端子同士を接続することによって行われる。特許文献１には、機器同士の接続に使用される端子であるバスバーが記載されている。
　特許文献１に記載のバスバーは、導電部材と、この導電性部材を覆う絶縁性被覆及び絶縁性被膜と一体のシール部を備えている。バスバーは、導電部材の被覆されていない部分が機器を構成するケースに設けられた開口から機器内に挿入されて機器と接続され、シール部が開口を塞いでいる。
特開２０１７－１８８２８８
　しかしながら、特許文献１に記載のバスバーのシール部を使ってバッテリーモジュールと他の電気機器とを接続すると、バスバーの接続箇所に応力がかかってバスバーが弾性変形、あるいはその位置が変化する。バスバーが弾性変形等すると、バスバーのシール部と開口との間に隙間が生じ、この隙間からガスが漏洩することが考えられる。
　本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、電気機器同士を接続する場合の端子（バスバー）の変位に追従し、機器内の高い密封性を維持できるシール機構付端子、及びこれを有する電気機器に関する。
　本発明のシール機構付端子は、開口を有する機器の筐体に取り付けられるシール機構付接続端子であって、端子部材と、前記端子部材が貫通しているシール板と、を備え、前記シール板は、前記端子部材の貫通箇所を含む封止領域と、前記筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、少なくとも前記封止領域は、前記密着領域よりも柔軟な易変形部を有し、前記端子部材に力が加わったことによる前記端子部材の変位を許容する。
　本発明の電気機器は、開口を有する筐体と、当該筐体に取り付けられるシール機構付接続端子と、を有する電気機器であって、前記シール機構付接続端子は、端子部材と、前記端子部材が貫通し、前記端子部材の貫通箇所を含む封止領域と、前記筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、少なくとも前記封止領域は、前記密着領域よりも柔軟な易変形部を有し、前記端子部材に力が加わったことによる前記端子部材の変位を許容する。
　電気機器同士を接続する場合の端子の変位に追従し、機器内の高い密封性を維持できるシール機構付端子、及びこれを有する電気機器を提供することができる。
（ａ）は第一実施形態から第四実施形態に共通の気機器前方斜視図、（ｂ）は後方斜視図である。 図１に示す第一実施形態のシール機構付接続端子を拡大して示した斜視図である。 （ａ）は第一実施形態のシール機構付接続端子の正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図である。 （ａ）は第一実施形態のシール機構付接続端子の縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 第二実施形態のシール機構付接続端子の斜視図である。 （ａ）は第二実施形態のシール機構付接続端子の正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図である。 （ａ）は第二実施形態のシール機構付接続端子の縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 （ａ）、（ｂ）共に第二実施形態のシール機構付接続端子の成型方法を説明するための図である。 第三実施形態のシール機構付接続端子の斜視図である。 （ａ）は第三実施形態のシール機構付接続端子の正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図である。 （ａ）は第三実施形態のシール機構付接続端子の縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 （ａ）、（ｂ）共に第三実施形態のシール機構付接続端子の成型方法を説明するための図である。 第四実施形態のシール機構付接続端子の斜視図である。 （ａ）は第四実施形態のシール機構付接続端子の正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は上面図である。 （ａ）は第四実施形態のシール機構付接続端子の縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
　以下、本発明の第一実施形態から第四実施形態（以下、総称して「本実施形態」とも記す）を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。また、本実施形態の説明に用いる図面は、発明の構成や機能、さらには発明を構成する各部材の位置関係等を説明するためのものであり、その幅、高さ、厚さ及び具体的な形状を限定するものではない。
＜概要＞
［電気機器］
　先ず、第一実施形態から第四実施形態（以下、総称して「本実施形態」とも記す）の共通の構成について説明する。図１（ａ）、図１（ｂ）は、本実施形態の電気機器１００を説明するための図である。本実施形態では、電気機器１００の接続される側を「前」とし、前面に対する反対の面を「後」として以降の説明をする。このため、図１（ａ）は電気機器１００の前方斜視図、図１（ｂ）は電気機器１００の後方斜視図とする。電気機器１００は、開口３２（図２）を有する筐体３と、この筐体３に取り付けられるシール機構付接続端子１０と、を有している。
　電気機器１００は、壁部材３１に開口３２（図２）を有する筐体３と、筐体３に収容される複数の電池セル７と、電池セル７と電気的に接続される配線基板１と、を備えている。配線基板１は、栓止部材１７を備えたコネクタ１１を有している。栓止部材１７は、コネクタ１１を挿通させるために壁部材３１に形成された図示しない開口を封止している。また、本実施形態は、電気機器１００に二つ以上の他の電気機器１００を接続するために、筐体３の後方にも適宜他の端子１５を形成するものであってもよい。シール機構付接続端子１０と端子１５は、同様の構成であってもよいし、異なる構成を有するものであってもよい。
　本実施形態の電気機器１００は、バッテリーモジュールを構成する。ただし、電気機器１００はバッテリーモジュールに限定されず、シール機構付接続端子１０が適用可能な電気機器であればどのようなものであってもよい。
　複数の電池セル７は、図示しない電池群を構成する。配線基板１には、電池セル７の電極端子（図示せず）に接続されて電池セル７と主に電気信号を授受する図示しない配線や素子が搭載されている。ここで授受される電気信号としては、例えば、各電池セル７の温度や電流を監視する信号、あるいは図示しない温度センサによる計測温度を示す信号が考えられる。信号は、コネクタ１１を介して外部に出力される。
　電池群は、複数個の電池セル７が一列に並べられて構成されており、各電池セル７が互いに直列接続されている。また、電気機器１００は、電池セル７上であって配線基板１の周囲に配置された複数のバスバー４を有している。
　第一実施形態の電池セル７は、例えばリチウムイオン二次電池であって、正極板と負極板との間に絶縁板を挟んで重ねて構成されている。正極板及び負極板の間は電解液で満たされている。正極板は、例えばアルミニウム箔にコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）といったリチウム金属酸化物を塗布して形成される。負極板は、銅箔にカーボン等の炭素系材料を塗布して形成されている。絶縁板はポリエチレン系またはアラミド系の材料で形成されている。電解液には炭酸エチレンや炭酸ジェルが使用される。電解液は、空気中の水分と反応し、各種反応ガスを発生し得る。図１に示した電池セル７は主面が矩形の板形状を有する角型であるが、電池セル７は角型のものに限定されず、筒型やラミネート型のものであってもよい。
　筐体３は、例えばアルミニウム製の板材により形成されている。図１に示した電気機器１００には更に図示しない蓋体が取り付けられて、蓋体は筐体３の開口部分を封止し、筐体３と蓋体とで構成される空間内を高気密に保持することができる。
［シール機構付接続端子］
（第一実施形態）
　次に、第一実施形態のシール機構付接続端子１０を説明する。
　図２は、図１に示すシール機構付接続端子１０を拡大して示した斜視図である。図３（ａ）はシール機構付接続端子１０の正面図、図３（ｂ）はシール機構付接続端子１０の左側面図、図３（ｃ）はシール機構付接続端子１０の上面図である。図４（ａ）は、図３（ａ）中に示す直線ＩＶａ―ＩＶａでシール機構付接続端子１０を切断し、断面を直線ＩＶａ―ＩＶａの両端に示す矢線の方向に見た縦断面図である。図４（ｂ）は、図３（ａ）中に示す直線ＩＶｂ―ＩＶｂでシール機構付接続端子１０を切断し、断面を直線ＩＶｂ―ＩＶｂの両端に示す矢線の方向に見た横断面図である。
　図２に示すように、シール機構付接続端子１０は、壁部材３１（図２においてはその一部を図示している）に形成された開口３２に取り付けられる。第一実施形態では、図２に示すように、シール機構付接続端子１０が筐体３の外側から開口３２に挿入される。
　なお、本実施形態でいう端子部材２２は、電気機器１００を他の電気機器と接続する機能を有するものであればよく、その機能は「バスバー」の機能と実質的に相違するものではない。本実施形態では、配線基板１において、筐体３の外部に延びて他の電気機器と電気的にコンタクトを有する部位を「端子部材」と記している。
　シール機構付接続端子１０は、端子部材２２と、端子部材２２が貫通しているシール板２０を備えている。シール板２０は、端子部材２２の貫通箇所を含む封止領域（薄肉部２３、端子支持部２４及び端子カバー２５）と、筐体３の壁面である壁部材３１と密着する密着領域（肉厚部２１）と、により構成されている。そして、このうち、少なくとも封止領域は、密着領域よりも柔軟な易変形部（薄肉部２３）を有し、端子部材２２に力が加わったことによる端子部材の変位を許容するように構成されている。以下、このような封止領域、密着領域及び易変形部について、より詳細に説明する。
　第一実施形態のシール機構付接続端子１０は、封止領域と密着領域が同一の材料で形成され、易変形部は、密着領域よりもシール板の厚さが薄い薄肉部を有することによって肉厚部２１よりも柔軟である。つまり、第一実施形態では、肉厚部２１、薄肉部２３、端子支持部２４及び端子カバー２５が全て同一の材料によって一体的に形成されている。このため、第一実施形態のシール板２０では、厚さが薄い薄肉部２３が密着部である肉厚部２１よりも柔軟な易変形部として機能する。ここで、第一実施形態でいう「柔軟である」とは、易変形部（薄肉部２３）の材料のヤング率が密着領域（肉厚部２１）の材料のヤング率より小さいことをいうばかりではない。第一実施形態のように、密着領域と易変形部の材料が同じであっても、その厚さや形状の相違によって密着領域よりも易変形部が撓み易い、あるいは変形し易い等の特性を示す場合に易変形部が柔軟である、とする。
　肉厚部２１、薄肉部２３の厚さは、シール板２０の図２から図４（ｂ）中に示すｘ、ｙ、ｚ座標のｘ軸方向の長さをいう。第一実施形態は、図３（ｂ）から図４（ｂ）に示すように、端子部材２２が端子カバー２５及び端子支持部２４中を貫通している。
　端子部材２２のうち、シール板２０から筐体３の外側に向かって（ｘ方向（「前方」とも記す））に突出している部分を前方部分２５ａ、シール板２０から筐体３の内側（－ｘ方向（「後方」とも記す））に突出している部分を後方部分２５ｂとも記す。また、第一実施形態では、端子部材２２のうち、前方部分２５ａから露出している部分を前方露出部分２２ａ、端子カバー２５の後方部分２５ｂから露出している部分を後方露出部分２２ｂ、前方露出部分２２ａと後方露出部分２２ｂとの間にある部分を中間端子部分２２ｃとする。前方露出部分２２ａと後方露出部分２２ｂとの間の中間端子部分２２ｃは、端子支持部２４及び端子カバー２５（封止領域）によって覆われている。このようなシール機構付接続端子１０は、貫通箇所２２２を介してガスが筐体３から外部に流出することを防ぐため、端子部材２２、端子支持部２４及び端子カバー２５を分離不可分に構成することが好ましい。端子部材２２、端子支持部２４及び端子カバー２５を分離不可分に構成するためには、例えば、端子部材２２を樹脂中に埋め込むインサート成型によりシール機構付接続端子１０を形成することが好ましい。
　また、シール板２０を形成する材料としては、加熱すると重合を起こして高分子の網目構造を形成し、硬化して元に戻らなくなる熱硬化樹脂、あるいはガラス転移温度または融点まで加熱することによって軟らかくなり、目的の形に成形できる熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することができる。また、熱硬化性のゴム材料として、フッ素ゴム、ニトリルゴム及びシリコーンゴム等を使用することができる。さらに、熱可塑性系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂等を使用することができる。第一実施形態では、シール板２０全体を上記材料のいずれか、またはその合成物によって形成している。
　端子カバー２５は端子部材２２と密着していて、端子カバー２５において端子部材２２は貫通している部分を貫通箇所２２２とする。また、図３（ａ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、端子カバー２５は、端子支持部２４上に形成されている。薄肉部２３は端子部材２２に対して周回上に、つまり端子部材２２の周囲を囲むように形成されている。肉厚部２１は、端子部材２２のさらに外周に形成されている。図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、薄肉部２３、端子支持部２４及び端子カバー２５は端子部材の貫通箇所２２２を含む封止領域である。肉厚部２１は壁部材３１の面（壁面）と密着する密着領域である。
　また、シール機構付接続端子１０では、端子支持部２４の厚さと肉厚部２１の厚さは略等しく、端子支持部２４と肉厚部２１との間には端子支持部２４及び肉厚部２１よりも厚さが薄い薄肉部２３が形成されている。このような厚さの関係は、相対的なものであればよく、厚肉あるいは薄肉の具体的な数値を問題にするものではない。
　図３（ａ）から図３（ｃ）に示すように、第一実施形態では、端子部材２２及び端子カバー２５が、正面視において薄肉部２３とｘ方向及びｙ方向の中心軸が一致するように配置されている。また、薄肉部２３の幅は一定であるので、薄肉部２３は端子部材２２の変位の方向によらず同様に弾性変形して同様の柔軟性を発揮する。なお、ここで、薄肉部２３の「幅」は、薄肉部２３が肉厚部２１と端子支持部２４との間にあって、肉厚部２１と端子支持部２４との間の最短距離を指す。
　ただし、第一実施形態は、このような構成に限定されず、端子部材２２に加わる応力の方向が予め予想される場合、応力の方向によって端子部材２２を薄肉部２３の中心から偏移した位置に配置し、薄肉部２３を応力の方向に変形し易くすることができる。
　さらに、薄肉部２３は、一定の厚さであることに限定されず、厚さが多段階に変化するものであってもよい。このようにする場合、薄肉部２３の最大厚さが肉厚部２１よりも薄いことが条件となる。
　第一実施形態の端子カバー２５は、封止領域に形成されたシール板２０から突出する端子部材２２の一部を覆う構成である。
　図４（ａ）から明らかなように、端子カバー２５の前方部分２５ａの突出長さ（ｘ方向の長さ）、後方部分２５ｂの突出長さ（－ｘ方向の長さ）は、いずれもシール板２０の最大厚さである端子支持部２４の厚さ（ｘ方向、－ｘ方向のそれぞれの長さ）より長くなっている。つまり、第一実施形態では、シール板２０のうち、端子カバー２５が電気機器１００と接続される他の電気機器と最も近づくことになる。このような端子カバー２５のうち、前方部分２５ａは、互いに接続される電気機器間の絶縁距離を確保し、電子機器間で意図しない導通を防いでいる。また、後方部分２５ｂは、筐体３内部の配線基板１上の図示しない導電部材との絶縁距離を確保している。
　第一実施形態は、図３（ａ）に示すように、貫通箇所２２２が正面視において横長の矩形形状を有していて、端子支持部２４、薄肉部２３及び肉厚部２１も四隅にラウンドコーナーが付された横長の矩形形状を有している。しかし、第一実施形態は、このような構成に限定されるものでなく、端子支持部２４、薄肉部２３及び肉厚部２１が正面視において正方形であってもよいし、縦長の四角形、三角形を含む多角形、円形、楕円形のいずれであってもよい。
　このような第一実施形態によれば、例えば、端子部材２２を他の電気機器１００の端子部材２２にネジ留めして接続した場合、両方の端子部材２２に下方に向かう力が加わるものと考えられる。このとき、端子部材２２は下方に傾くように変位して、これに伴って肉厚部２１と壁部材３１との間、あるいは貫通箇所２２２と端子部材２２との間からガスが漏洩する虞が生じる。しかし、貫通箇所２２２を含む領域に薄肉部２３を有するシール機構付接続端子１０によれば、薄肉部２３が端子部材２２の変位に伴って柔軟に変位、弾性変形し、端子部材２２の変位を吸収することができる。このため、端子部材２２にかかる応力が肉厚部２１に伝わらずに肉厚部２１と壁部材３１との間に隙間が生じることを防ぐことができる。
　さらに、第一実施形態は、薄肉部２３が端子部材２２を周回するように形成されている。このような構成により、薄肉部２３は、端子部材２２が変位する角度あるいは方向によらず端子部材２２の変位に追随して端子部材２２周りの端子支持部２４を変位させ、端子部材２２と端子カバー２５との間に隙間が生じることを防ぐことができる。
　また、第一実施形態は、薄肉部２３より厚さの厚い端子支持部２４が薄肉部２３と端子カバー２５との間に設けられている。このため、第一実施形態は、薄肉部２３によって端子部材２２の変形容易性を確保しながらも、端子支持部２４によって端子部材２２が応力に抗することに必要な剛性を有している。
　以上説明した第一実施形態のシール機構付接続端子１０は、端子部材２２の開口３２に向かう側の端部が図示しないネジ、あるいは溶接によって筐体３内の配線基板１に接続される。そして、端子支持部２４が開口３２に筐体３の外側から嵌合し、シール板２０が筐体３の外壁から接触するようにして開口３２を封止する。シール板２０の開口３２に向かう面に予め接着剤を塗付しておくことにより、シール機構付接続端子１０は筐体３に接着される。
　このようなシール機構付接続端子１０は、シール板２０を有するので、開口３２及びその周囲を塞いで筐体３内を密封することができる。シール板２０は、筐体３の壁面と充分な接触面積を有するので、筐体３の壁部材３１に接着剤等で貼り付けた場合に充分な強度を得ることができる。このようなシール機構付接続端子１０によれば、電気機器１００同士を接続する場合の端子の変位に追従し、電気機器１００内の高い密封性を維持することができる。
（第二実施形態）
　次に、本発明の第二実施形態を説明する。図５から図７は、第二実施形態のシール機構付接続端子１２を説明するための図であって、図５はシール機構付接続端子１２の斜視図である。図６（ａ）はシール機構付接続端子１２の正面図、図６（ｂ）はシール機構付接続端子１２の左側面図、図６（ｃ）はシール機構付接続端子１２の上面図である。図７（ａ）は、図６（ａ）中に示す直線ＶＩＩａ―ＶＩＩａでシール機構付接続端子１２を切断し、断面を直線ＶＩＩａ―ＶＩＩａの両端に示す矢線の方向に見た縦断面図である。図７（ｂ）は、図６（ａ）中に示す直線ＶＩＩｂ―ＶＩＩｂでシール機構付接続端子１２を切断し、断面を直線ＶＩＩｂ―ＶＩＩｂの両端に示す矢線の方向に見た横断面図である。
　シール機構付接続端子１２は、端子部材２２と、端子部材２２が貫通しているシール板４０を備えている。端子部材２２には端子部材２２を他の機器に電気的に接続するためのネジ孔２２１が形成されている。シール板４０は、端子部材２２の貫通箇所２２２を含む封止領域となる柔軟部４３及び端子カバー４５と、密着領域となる剛体板４１により構成されている。図７（ｂ）に示すように、端子カバー４５は、前方部分４５ａ、後方部分４５ｂを有している。
　シール板４０のうち、柔軟部４３は、剛体板４１よりも弾性の低い材料によって形成されている。第二実施形態では、柔軟部４３を先に述べた第一実施形態のシール板２０の材料となる樹脂等で形成する。また、第二実施形態では、柔軟部４３と端子カバー４５とを一体成型して柔軟部４３と端子カバー４５との間からガスが漏れ出すことを防いでいる。このため、端子カバー４５も柔軟部４３と同様の樹脂により構成している。剛体板４１は、柔軟部４３の材料である樹脂よりも弾性の低い材料によって構成されていて、第二実施形態では、剛体板４１をアルミ、鉄、ステンレス、銅等の金属製としている。第二実施形態では、剛体板４１を柔軟部４３よりも弾性の大きい部材により構成すると共に、柔軟部４３が剛体板４１よりも容易に弾性変形及び変位するように柔軟部４３、剛体板４１の形状（厚さ及びｙ方向の長さ等）を定めている。このような柔軟部４３は、第二実施形態の易変形部として機能する。
　第二実施形態では、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、柔軟部４３は、開口３２との間に隙間がある状態で開口３２内に挿入され、剛体板４１が開口３２上に張り出して開口３２を開口３２と共に塞いでいる。このようなことにより、第二実施形態は、壁部材３１から樹脂を透過してガスが外部に漏れる可能性、あるいは外部に漏れるガスの量を低減することができる。
　また、金属製の剛体板４１は、筐体３の外側から壁部材３１と重なっていて、壁部材３１に溶接により固定されるものであってもよい。このようにすれば、剛体板４１を壁部材３１に密着させ、開口３２から筐体３内のガスの漏れを確実に防ぐことができる。
　図４（ａ）、図７（ａ）に示すように、第二実施形態の柔軟部４３は、第一実施形態の端子支持部２４の寸法形状と一致していて、端子部材２２の周囲にのみ形成されている。このような第二実施形態によれば、端子部材２２の傾きや変位に応じて柔軟部４３が柔軟に弾性変形し、柔軟部４３と一体成型されている端子カバー４５と端子部材２２との間に隙間が生じることを防ぐことができる。
　また、第二実施形態は、一体の柔軟部４３及び端子カバー４５に剛体板４１及び端子部材２２がインサート成型されているので、柔軟部４３と剛体板４１、あるいは端子部材２２と端子カバー４５との間に隙間が生じることがない。図８（ａ）、図８（ｂ）は、このようなインサート成型について説明するための図である。図８（ａ）に示すように、剛体板４１は、外形が矩形形状であって、その内部に開口４１１が形成された枠体である。端子部材２２は、開口４１１内に挿入されて、図８（ｂ）のように柔軟部４３及び端子カバー４５が剛体板４１と端子部材２２との間に形成されている。インサート成型は、型に剛体板４１及び端子部材２２を規定の位置にセットし、液状の樹脂材料を型に流し込んで充填することによって行われる。樹脂材料の充填後、樹脂材料は冷却されて固化し、型が取り外されてシール機構付接続端子１２が完成する。
　第二実施形態のシール機構付接続端子１２は、前記したように、筐体３の外部から剛体板４１を壁部材３１に溶接等によって溶着することによって筐体３に取り付けられる。このため、壁部材３１と剛体板４１との隙間からガスが外部に漏れることを高い精度で防ぐことができる。
　また、第二実施形態は、図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、端子部材２２及び端子カバー４５が、正面視において柔軟部４３とｘ方向及びｙ方向の中心軸が一致するように配置されている。また、柔軟部４３のｙ方向の幅は一定であるので、柔軟部４３は端子部材２２の変位の上下方向によらず同様に弾性変形して同様の柔軟性を発揮する。柔軟部４３の「幅」は、柔軟部４３が剛体板４１と端子カバー４５との間にあって、剛体板４１と端子カバー４５との間の最短距離を指す。ただし、第二実施形態は、このような構成に限定されず、端子部材２２に加わる応力の方向が予め予想される場合、応力の方向の薄肉部の幅を大きくする等して柔軟部４３を応力の方向に変形し易くすることができる。
（第三実施形態）
　次に、第三実施形態のシール機構付接続端子１４を説明する。図９から図１１は、第三実施形態のシール機構付接続端子１４を説明するための図であって、図９はシール機構付接続端子１４の斜視図である。図１０（ａ）はシール機構付接続端子１４の正面図、図１０（ｂ）はシール機構付接続端子１４の左側面図、図１０（ｃ）はシール機構付接続端子１４の上面図である。図１１（ａ）は、図１０（ａ）中に示す直線ＸＩａ―ＸＩａでシール機構付接続端子１２を切断し、断面を直線ＸＩａ―ＸＩａの両端に示す矢線の方向に見た縦断面図である。図１１（ｂ）は、図１０（ａ）中に示す直線ＸＩｂ―ＸＩｂでシール機構付接続端子１４を切断し、断面を直線ＸＩｂ―ＸＩｂの両端に示す矢線の方向に見た横断面図である。
　第三実施形態のシール機構付接続端子１４は、端子部材２９と、シール板５０とによって構成されている。端子部材２９は、同一平面上にない前方露出部分２９ａ、後方露出部分２９ｂ、前方露出部分２９ａ、後方露出部分２９ｂとの間にあってｙ方向に延びる中間端子部分２９ｃを有している（図１１（ａ））。中間端子部分２９ｃは、シール板５０によって覆われている。前方露出部分２９ａにはネジ孔２９１が形成されている。
　シール板５０は、金属製の剛体板５１と、端子部材２９の貫通箇所２９２を含む封止領域となる樹脂性の厚肉部５４と、厚肉部５４と同じ樹脂を材料とし、厚肉部５４よりも厚さの薄い薄肉部５３と、端子部材２９を覆う端子カバー５５とより構成されている。第三実施形態では、薄肉部５３が易変形部として機能する。端子カバー５５のうち、筐体３の外側に向かう部分を前方部分５５ａ、筐体３の内側に向かう部分を後方部分５５ｂと記す。
　第三実施形態の薄肉部５３は、シール板５０の筐体３の外側に向かう面に形成された正面視が円形の凹部である。
　第三実施形態では、端子部材２９を覆う端子カバー５５よりも上方（ｙ方向）に薄肉部５３を設けている。端子部材２９よりも上方に薄肉部５３を設けるのは、端子部材２９を他の機器にネジ留めする際、下方に向かう応力が作用することによって前方露出部分２９ａが筐体３の前方に向かって傾斜するよう変位すると考えられるからである。易変形部である薄肉部５３は、応力が加わった方向に柔軟に弾性変形して端子部材２９の変位に追従し、前方部分５５ａと前方露出部分２９ａ、あるいは後方部分５５ｂと後方露出部分２９ｂとが離れて隙間が生じることを防ぐことができる。また、このような構成は、剛体板５１と壁部材３１との間に隙間が生じることを防ぐことができる。
　第三実施形態は、前方露出部分２９ａ、後方露出部分２９ｂの高さが異なる端子部材２９を用いている。このため、第一実施形態のように、貫通箇所２９２を中心にして易変形部を周回上に形成すると、厚肉部５４の面積、ひいてはシール機構付接続端子１４全体が大きくなってしまう。この点から、第三実施形態は、薄肉部５３を前方露出部分２９ａの上方に形成し、前方露出部分２９ａが下方に向かって変位しても、この変位に追従して変形可能にしている。
　なお、第三実施形態の薄肉部５３は、図１０（ａ）等に示す円形に限定されるものでなく、多角形、楕円形、渦形状等であってもよいし、その数も一つに限定されるものでなく、多数あってもよい。薄肉部５３の位置、形状、肉厚は、端子部材２９の変位に対する追従性と、端子部材２９にかかる応力に抗する剛性とにより決定される。
　さらに、第三実施形態は、薄肉部５３を端子部材２９の上方に設けることに限定されるものではない。例えば、前方露出部分２９ａに対して下方から上方に向かう応力が作用することが予想される場合、前方露出部分２９ａよりも下方に薄肉部を形成し、薄肉部を筐体３の内側に向かって傾く端子部材２９に追従して変形し易くすることができる。
　剛体板５１は、剛体板４１と同様の金属を材料にして形成される。金属製の剛体板５１を備えるシール機構付接続端子１４は、筐体３の壁部材３１に溶接によって取り付けられる。このため、第三実施形態は、剛体板５１と壁部材３１とを密着させ、その間に隙間が生じることを防ぐことができる。
　また、第三実施形態は、中間端子部分２９ｃがｙ方向に延びる端子部材２９を有するから、接続される二つの電気機器間の絶縁距離を確保しながら両者を第一実施形態、第二実施形態よりも近づけて接続することができる。
　また、第三実施形態は、一体の厚肉部５４、薄肉部５３及び端子カバー５５に剛体板５１及び端子部材２９がインサート成型されている。このため、厚肉部５４と剛体板５１、あるいは端子部材２９と端子カバー５５との間に隙間が生じることがない。図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、このようなインサート成型について説明するための図である。図１２（ａ）に示すように、剛体板５１は、外形が矩形形状であって、その内部に開口５１１が形成された枠体である。端子部材２９は、開口５１１内に挿入されて、図１２（ｂ）のように、厚肉部５４、薄肉部５３及び端子カバー５５が剛体板５１と端子部材２９との間に形成されている。
（第四実施形態）
　次に、本発明の第四実施形態を説明する。図１３から図１５は、第四実施形態のシール機構付接続端子１６を説明するための図であって、図１３はシール機構付接続端子１４の斜視図である。図１４（ａ）はシール機構付接続端子１４の正面図、図１４（ｂ）はシール機構付接続端子１４の左側面図、図１４（ｃ）はシール機構付接続端子１４の上面図である。図１５（ａ）は、図１４（ａ）中に示す直線ＸＶａ―ＸＶａでシール機構付接続端子１４を切断し、断面を直線ＸＶａ―ＸＶａの両端に示す矢線の方向に見た縦断面図である。図１５（ｂ）は、図１４（ａ）中に示す直線ＸＶｂ―ＸＶｂでシール機構付接続端子１４を切断し、断面を直線ＸＶｂ―ＸＶｂの両端に示す矢線の方向に見た横断面図である。
　シール機構付接続端子１６は、端子部材２９と、端子部材２９が貫通しているシール板６０と、を備えている。シール板６０は、端子部材２９の貫通箇所２９２を含む封止領域と、筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、封止領域が密着領域よりも柔軟な易変形部を有している。また、このようなシール機構付接続端子１６は、シール機構付接続端子１４と同様にインサート成型により形成することが好ましい。
　シール板６０は、剛体板６１、樹脂板部６４及び端子カバー６５を有していて、樹脂板部６４の外縁部文が斜面６３になっている。図１４（ｂ）等に示すように、端子カバー６５は、筐体３の外側に向かう前方部分６５ａ、筐体３の内側に向かう後方部分６５ｂを有している。また、図１５（ａ）等に示すように、中間端子部分２９ｃは樹脂板部６４に覆われている。
　第四実施形態は、樹脂板部６４の外縁を傾斜させて斜面６３としたことにより、樹脂板部６４の外縁を変形しやすい易変形部としている。斜面６３は、図１５（ａ）に示すように、傾斜の無い場合よりもｘ方向の長さ（厚さ）が薄くなり、前方露出部分２９ａの変位に追従して弾性変形し易くなる。また、第四実施形態は、樹脂板部６４の側面を斜面６３にすることにより、樹脂板部６４において易変形部形成用のスペースが不要になって、しかも貫通箇所２９２の周回上に易変形部を形成することができる。
　第四実施形態の斜面６３は、一つであることに限定されず、斜面が多段階に形成されるものであってもよい。また、斜面６３は、筐体３の外側に向かって傾斜することに限定されず、筐体３の内側に向かって傾斜するものであってもよい。さらに、斜面が複数あって傾斜方向の異なる斜面が混在するものであってもよい。
　なお、本発明は、以上説明した第一実施形態から第四実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、第一実施形態から第四実施形態の端子部とシール板とをどのように組み合わせてシール機構付接続端子としてもよい。
　上記実施形態および実施例は以下の技術思想を包含するものである。
（１）開口を有する機器の筐体に取り付けられるシール機構付接続端子であって、端子部材と、前記端子部材が貫通しているシール板と、を備え、前記シール板は、前記端子部材の貫通箇所を含む封止領域と、前記筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、少なくとも前記封止領域は、前記密着領域よりも柔軟な易変形部を有し、前記端子部材に力が加わったことによる前記端子部材の変位を許容する、シール機構付接続端子。
（２）前記封止領域と前記密着領域が同一の材料で形成され、前記易変形部は、前記密着領域よりも前記シール板の厚さが薄い薄肉部を有することにより前記密着領域よりも柔軟である、（１）のシール機構付接続端子。
（３）前記易変形部は、前記密着領域よりも弾性の低い材料によって形成されている、（１）のシール機構付接続端子。
（４）前記易変形部は、前記端子部材を周回するように形成されている、（１）から（３）のいずれか一つのシール機構付接続端子。
（５）前記封止領域は、前記シール板から突出し、前記端子部材の一部を覆う端子カバーを有する、（１）から（４）のいずれか一つのシール機構付接続端子。
（６）前記端子カバーの突出長さは、前記シール板の最大厚さより長い、（５）のシール機構付接続端子。
（７）前記端子カバーは、前記シール板の表裏の面からそれぞれ突出する第一端子カバー及び第二端子カバーを含む、（５）または（６）のシール機構付接続端子。
（８）前記第一端子カバーから露出している第一端子部分と、前記第二端子カバーから露出している第二端子部分とを接続する中間端子部分は、前記封止領域によって覆われている、（７）のシール機構付接続端子。
（９）開口を有する筐体と、当該筐体に取り付けられるシール機構付接続端子と、を有する電気機器であって、前記シール機構付接続端子は、端子部材と、前記端子部材が貫通し、前記端子部材の貫通箇所を含む封止領域と、前記筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、少なくとも前記封止領域は、前記密着領域よりも柔軟な易変形部を有し、前記端子部材に力が加わったことによる前記端子部材の変位を許容する、電気機器。
（１０）前記電気機器が、バッテリー装置を含む、（９）の電気機器。
１・・・配線基板
３・・・筐体
４・・・バスバー
７・・・電池セル
１０・・・シール機構付接続端子
１１・・・コネクタ
１２・・・シール機構付接続端子
１４・・・シール機構付接続端子
１５・・・端子
１６・・・シール機構付接続端子
１７・・・栓止部材
２０、４０、５０、６０・・・シール板
２１、５４・・・肉厚部
２２、２９・・・端子部材
２２ａ、２９ａ・・・前方露出部分
２２ｂ、２９ｂ・・・後方露出部分
２２ｃ、２９ｃ・・・中間端子部分
２３、５３・・・薄肉部
２４・・・端子支持部
２５、４５、５５、６５・・・端子カバー
２５ａ、４５ａ、５５ａ、６５ａ・・・前方部分
２５ｂ、４５ｂ、５５ｂ、６５ｂ・・・後方部分
３１・・・壁部材
３２、４１１、５１１・・・開口
４１、５１、６１・・・剛体板
４３・・・柔軟部
６３・・・斜面
６４・・・樹脂板部
１００・・・電気機器
２２１、２９１・・・ネジ孔
２２２、２９２・・・貫通箇所

 

Claims (10)

  1. 　開口を有する機器の筐体に取り付けられるシール機構付接続端子であって、
    　端子部材と、
    　前記端子部材が貫通しているシール板と、を備え、
    　前記シール板は、前記端子部材の貫通箇所を含む封止領域と、前記筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、
    　少なくとも前記封止領域は、前記密着領域よりも柔軟な易変形部を有し、前記端子部材に力が加わったことによる前記端子部材の変位を許容する、シール機構付接続端子。
  2. 　前記封止領域と前記密着領域が同一の材料で形成され、前記易変形部は、前記密着領域よりも前記シール板の厚さが薄い薄肉部を有することにより前記密着領域よりも柔軟である、請求項１に記載のシール機構付接続端子。
  3. 　前記易変形部は、前記密着領域よりも弾性の低い材料によって形成されている、請求項１に記載のシール機構付接続端子。
  4. 　前記易変形部は、前記端子部材を周回するように形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のシール機構付接続端子。
  5. 　前記封止領域は、前記シール板から突出し、前記端子部材の一部を覆う端子カバーを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシール機構付接続端子。
  6. 　前記端子カバーの突出長さは、前記シール板の最大厚さより長い、請求項５に記載のシール機構付接続端子。
  7. 　前記端子カバーは、前記シール板の表裏の面からそれぞれ突出する第一端子カバー及び第二端子カバーを含む、請求項５または６に記載のシール機構付接続端子。
  8. 　前記第一端子カバーから露出している第一端子部分と、前記第二端子カバーから露出している第二端子部分とを接続する中間端子部分は、前記封止領域によって覆われている、請求項７に記載のシール機構付接続端子。
  9. 　開口を有する筐体と、当該筐体に取り付けられるシール機構付接続端子と、を有する電気機器であって、
    　前記シール機構付接続端子は、
    　端子部材と、
    　前記端子部材が貫通し、前記端子部材の貫通箇所を含む封止領域と、前記筐体の壁面と密着する密着領域と、を有し、少なくとも前記封止領域は、前記密着領域よりも柔軟な易変形部を有し、前記端子部材に力が加わったことによる前記端子部材の変位を許容する、電気機器。
  10. 　前記電気機器が、バッテリー装置を含む、請求項９に記載の電気機器。

     
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