(57)【要約】【課題】電池間の接続作業を簡略化して作業工数を削減することができる電池の接続構造を提供すること。【解決手段】バスバー１０を用いて隣接する電池２０，２１を電気的に接続するための接続構造において、バスバー１０が、板状部材１１であって両端が折り返されて重なり合う折り返し部１２ａ，１２ｂを有し、折り返し部１２ａ，１２ｂには、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂを挿入する貫通孔１４，１４が形成されているとともに、端子２０ａ，２１ｂが接触するように、コイルスプリング１５，１５と電池２０の電圧を検出するための電圧検出用端子１６とが収容されている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスバーを用いて隣接する電池を電気的に接続するための接続構造において、
前記バスバーは、板状部材であって両端が折り返されて重なり合う折り返し部を有し、
前記折り返し部には、電池の端子を挿入する孔が形成されているとともに、前記端子が接触するように、コイルスプリングと電池の電圧を検出するための電圧検出用端子とが収容されている
ことを特徴とする電池の接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載する電池の接続構造において、
前記コイルスプリングは、内径が前記端子の径よりも小さくなるよう円環状にされた状態で、前記折り返し部内に収容されている
ことを特徴とする電池の接続構造。
【請求項３】
請求項２に記載する電池の接続構造において、
前記電池の端子に、他の部分よりも径が小さくされた小径部が形成されており、その小径部にて前記端子と前記コイルスプリングとが接触している
ことを特徴とする電池の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を接続するためのバスバーを用いた電池間の接続構造に関する。特に、車両搭載用の電池間の接続を行うのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電池間の接続は、電池の端子同士をバスバーで連結し、それをボルトやナットなどで締結することによって行われている。このような電池の接続構造として、例えば、複数の電池を直列状態で収容する電池ホルダにおいて、電池を接続するバスバーと電池の電圧を検出するための電圧検出用端子とを樹脂で一体的にインサート成形することにより、牽牛性と安全性とを両立させたものがある（特許文献１）。そして、この接続構造では、電池の端子とバスバーとがボルトによって締結されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２０９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した電池の接続構造では、電池の端子とバスバーとをボルトやナットなどによって締結する必要があり、その締結作業が煩雑であるとともに時間がかかるため、作業効率が悪いという問題があった。
【０００５】
特に、ハイブリッド車や電気自動車に搭載される車両搭載用電池では、多数の電池セルを直列接続する必要があるため、電池の端子に対してバスバーをボルトやナットで締結するための作業工数が多大となって上記の問題が顕著になるとともに、電池の接続を行う組付け設備の大型化を招いてしまうという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、電池間の接続作業を簡略化して作業工数を削減することができる電池の接続構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明は、バスバーを用いて隣接する電池を電気的に接続するための接続構造において、前記バスバーは、板状部材であって両端が折り返されて重なり合う折り返し部を有し、前記折り返し部には、電池の端子を挿入する孔が形成されているとともに、前記端子が接触するように、コイルスプリングと電池の電圧を検出するための電圧検出用端子とが収容されていることを特徴とする。
【０００８】
この電池の接続構造では、隣接する電池が板状のバスバーにより電気的に接続される。そして、電池を接続するバスバーには、電池の端子を挿入する孔が形成されているとともに、コイルスプリングと電池の電圧を検出するための電圧検出用端子とが内部に収容されている折り返し部が設けられている。このため、折り返し部に形成された孔に電池の端子を挿入すると、電池の端子がコイルスプリングに接触する。これにより、電池の端子が、コイルスプリングを介して、バスバー及び電圧検出用端子に対して電気的に接続される。
【０００９】
このように、この電池の接続構造によれば、電池の端子を折り返し部に形成された孔に挿入するだけの簡素な作業により電池間の接続を行うことができる。従って、従来のように、ボルトやナットなどによる締結作業が不要となる。これにより、電池の接続作業が非常に簡素化され、その作業工数を大幅に削減することができる。
これにより、車両搭載用電池のように多くの電池セルを接続する必要がある場合であっても、非常に効率よく接続作業を行うことができるとともに、その作業を行う設備が大型化することもない。
【００１０】
そして、この電池の接続構造では、電池セル数が多くなるほど、電池の端子とコイルスプリングとの連結箇所が増えるため、バスバーと電池の端子とを接続（連結）した後に振動などによって電池の端子が外れにくくなる。
また、この電池の接続構造は、板金プレス部品とコイルスプリングとにより構成されているので、安価に実現することができる。
【００１１】
本発明に係る電池の接続構造において、前記コイルスプリングは、内径が前記端子の径よりも小さくなるよう円環状にされた状態で、前記折り返し部内に収容されていることが望ましい。
【００１２】
このような構造にすることにより、電池の端子をバスバーの折り返し部の孔に挿入したときに、電池の端子とコイルスプリングとをより確実に接触させることができる。また、両者を無数の箇所で線接触させることができる。このため、接続部に異物が侵入しても完全に電気が遮断されることがない。従って、電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電池の接続構造においては、前記電池の端子に、他の部分よりも径が小さくされた小径部が形成されており、その小径部にて前記端子と前記コイルスプリングとが接触していることが望ましい。
【００１４】
このような構造にすることにより、電池の端子を折り返し部内に挿入する、言い換えると、バスバーと電池の端子とが接続されると、コイルスプリングが端子の小径部に入り込んだ（噛み込んだ）状態となる。その結果、バスバーと電池の端子とを接続（連結）した後に振動などによって電池の端子が外れなくなる。これにより、電気的接続の信頼性を一層向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る電池の接続構造によれば、上記した通り、電池間の接続作業を簡略化して作業工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る電池の接続構造の主要部をなすバスバーの斜視図である。
【図２】バスバーの概略構成を示す断面図である。
【図３】バスバーを構成する板状部材の側面図である。
【図４】バスバーを作製する手順を説明するための図である。
【図５】電池を接続する直前の状態を示す図である。
【図６】電池をバスバーによって接続した状態（接続構造）を示す図である。
【図７】多数本の電池をワンタッチ接続する手順を説明するための図である。
【図８】多数本の電池をワンタッチ接続した後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の電池の接続構造を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。そこで、電池の接続構造の主要部をなすバスバーについて、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る電池の接続構造の主要部をなすバスバーの斜視図である。図２は、バスバーの概略構成を示す断面図である。図３は、バスバーを構成する板状部材の側面図である。図４は、バスバーを作製する手順を説明するための図である。
【００１８】
本実施の形態に係る電池の接続構造は、隣接する電池セルを直列接続するものである。この接続構造の主要部となるバスバー１０は、図１及び図２に示すように、導電性の板状部材１１の両端部が内側に折り返されて重なり合う折り返し部１２ａ，１２ｂが形成されている。折り返し部１２ａ，１２ｂには、それぞれ凸部１３が形成されており凸部１３のほぼ中心に貫通孔１４が設けられている。なお、本実施の形態では、凸部１３は折り返し部１２ａ，１２ｂの両面（表裏面）に形成されている。
【００１９】
折り返し部１２ａ，１２ｂの内部には、コイルスプリング１５が板状部材１１と接触した状態で収容されている。このコイルスプリング１５は、導電性の線材を用いて斜め巻きして円環状に形成したものである（図４参照）。この円環状のコイルスプリング１５の内径は、端子２０ａ，２１ｂの径よりも小さくされている。
【００２０】
また、折り返し部１２ａの内部には、電圧検出用端子１６が板状部材１１と接触した状態で収容されている。より詳しくは、板状部材１１とコイスプリング１５とによって挟まれて折り返し部１２ａ内に収容されている。この電圧検出用端子１６は、接続される電池の電圧を検出するためのものである。電圧検出用端子１６は、配線１７を介して不図示の電圧検出回路に接続される。電圧検出用端子１６は、略四角形をなす平板のほぼ中央に貫通孔１８が形成された平型端子である（図４参照）。
【００２１】
ここで、上記したバスバー１０の作製手順を説明する。まず、略長方形状の板状部材１１の両端部に、図３に示すようにプレス加工により、凸部１３及び貫通孔１４を形成する。より具体的には、それぞれの端部に２箇所ずつ、両端合わせて合計４箇所に凸部１３及び貫通孔１４を形成する。それぞれの端部に形成される凸部１３及び貫通孔１４は、板状部材１１の両端を折り返したときに一致するような位置に設けられる。つまり、それぞれの端部に形成される凸部１３及び貫通孔１４は、折り返し線１９（図４参照）を対称軸とした線対称位置に設けられる。
【００２２】
そして、図３に示すようにプレス加工されて凸部１３及び貫通孔１４が形成された板状部材１１の凸部１３が形成されていない方の面１１ａ上、より正確には凸部１３の反対側に形成された凹部に、コイルスプリング１５，１５及び電圧検出用端子１６を配置する。具体的には、図４に示すように、図４中左側端部の内側に形成された貫通孔１４の中心と、電圧検出用端子１６の貫通孔１８の中心及び円環状のコイルスプリング１５の中心がほぼ一致する状態で、電圧検出用端子１６及びコイルスプリング１５を板状部材１１の凸部１３の反対側凹部内に配置する。同様に、図４中右側端部の内側に形成された貫通孔１４の中心と、円環状のコイルスプリング１５の中心がほぼ一致する状態で、コイルスプリング１５を板状部材１１の凸部１３の反対側凹部内に配置する。
【００２３】
板状部材１１の面１１ａ側へのコイルスプリング１５，１５及び電圧検出用端子１６の配置が終了すると、両端部を内側に折り返して折り返し部１２ａ，１２ｂを形成する。すなわち、板状部材１１を面１１ａ同士が接触して凸部１３が形成された面１１ｂが外側になるように折り返し線１９で折り返す。この折り返しにより、折り返し部１２ａ，１２ｂ内にコイルスプリング１５，１５及び電圧検出用端子１６が収容される。つまり、図２に示すように、図２中左側の折り返し部１２ａ内に電圧検出用端子１６とコイルスプリング１５が収容され、図２中右側の折り返し部１２ｂ内にコイルスプリング１５が収容される。このようにして、図１に示すバスバー１０が作製される。
【００２４】
続いて、上記した構成を有するバスバーを用いた電池の接続作業について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、電池を接続する直前の状態を示す図である。図６は、電池をバスバーによって接続した状態（接続構造）を示す図である。
バスバー１０によって接続する電池２０，２１は、長い円柱状の電池である。これらの電池２０，２１は、円筒形状の電池ケースと、電池ケースの一方端側に位置する正極端子と、他方端側に位置する負極端子とを有している。そして、電池ケースの内部には、帯状の正極、負極、及びセパレータを捲回してなる捲回体と、電解液とが収容されている。なお、図５には、電池２０，２１の片側の端子２０ａ，２１ｂのみを示しており、端子２０ａは正極端子であり、端子２１ｂは負極端子である。そして、端子２０ａ，２１ｂには、他の部分よりも小径にされた小径部２０ｃ，２１ｃが形成されている。
【００２５】
このような電池２０と電池２１とを接続する場合、まず、図５に示すように、バスバー１０の折り返し部１２ａ，１２ｂの上方に、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂを配置する。より詳細には、電池２０の正極端子２０ａを折り返し部１２ａの上方に配置し、電池２１の負極端子２１ｂを折り返し部１２ｂの上方に配置する。そして、その状態から電池２０，２１をバスバー１０側へ移動させ、端子２０ａ，２１ｂをバスバー１０の折り返し部１２ａ，１２ｂに形成された各貫通孔１４，１４にそれぞれ挿入する。
【００２６】
ここで、端子２０ａが折り返し部１２ａ内に挿入されていくと、端子２０ａはコイルスプリング１５の内側及び電圧検出用端子１６の貫通孔１８に挿入される。これにより、端子２０ａの外周に、コイルスプリング１５と電圧検出用端子１６とが配置される。同様に、端子２１ｂが折り返し部１２ｂ内に挿入されていくと、端子２１ｂはコイルスプリング１５の内側に挿入される。これにより、端子２１ｂの外周に、コイルスプリング１５が配置される。
【００２７】
この端子２０ａ，２１ｂの折り返し部１２ａ，１２ｂへの挿入の際、コイルスプリング１５，１５が変形していき、最終的には図６に示すように、端子２０ａ，２１ｂの小径部２０ｃ，２１ｃにコイルスプリング１５，１５が入り込んだ（噛み込んだ）状態となる。これにより、端子２０ａ，２１ｂの折り返し部１２ａ，１２ｂ内への挿入が終了する。かくして、本実施形態に係る電池の接続構造が出来上がる。
【００２８】
図６に示す電池の接続構造では、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂが、コイルスプリング１５，１５を介して、バスバー１０及び電圧検出用端子１６に対して電気的に接続される。つまり、折り返し部１２ａでは、電池２０の端子２０ａがコイルスプリング１５の内周側に接触し、コイルスプリング１５の外周側がバスバー１０に接触する。なお、電圧検出用端子１６は、コイルスプリング１５の外周側とバスバー１０の両方に接触する。一方、折り返し部１２ｂでは、電池２１の端子２１ｂがコイルスプリング１５の内周側に接触し、コイルスプリング１５の外周側がバスバー１０に接触する。これにより、この接続構造において、電流は、電池２０の正極端子２０ａから折り返し部１２ａ内のコイルスプリング１５、バスバー１０、折り返し部１２ｂ内のコイルスプリング１５を介して電池２１の負極端子２１ｂへと流れる。そして、電池２０の電圧を電圧検出用端子１６を介して検出することができる。
【００２９】
この電池の接続構造によれば、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂをバスバー１０の折り返し部１２ａ，１２ｂに形成された貫通孔１４，１４にぞれぞれ挿入するだけの簡素な作業により、隣接する電池２０と電池２１を直列状態で接続することができる。従って、電池間の接続を行う際、従来のように、ボルトやナットなどによる締結作業が不要となる。これにより、電池の接続作業が非常に簡素化され、その作業工数を大幅に削減することができる。
【００３０】
また、この電池の接続構造は、板金プレス部品である板状部材１１、コイルスプリング１５，１５、及び電圧検出用端子１６により構成されている。つまり、従来の電池電圧検出可能な接続構造と比較して、板状部材１１に対する新たなプレス加工、及び円環状のコイルスプリング１５，１５を追加しただけなので、安価にて実現することができる。
【００３１】
さらに、コイルスプリング１５の内径が端子２０ａ，２１ｂの径よりも小さくなるよう円環状にされているとともに、端子２０ａ，２１ｂに小径部２０ｃ，２１ｃが形成されている。このため、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂを折り返し部１２ａ，１２ｂ内に挿入してバスバー１０と端子２０ａ，２１ｂとが接続されると、コイルスプリング１５，１５が端子２０ａ，２１ｂの小径部２０ｃ，２１ｃに入り込んだ（噛み込んだ）状態となる。その結果、バスバー１０と電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂとを接続（連結）した後に振動などによって端子２０ａ，２１ｂが外れなくなる。また、端子２０ａ，２１ｂとコイルスプリング１５，１５とをより確実に接触させることができ、両者を無数の箇所で線接触させることができる。このため、接続部に異物が侵入しても完全に電気が遮断されることがない。よって、電気的接続の信頼性が非常に高い。
【００３２】
次に、上記した電池の接続構造を用いて多数の電池をワンタッチ接続する場合について、図７及び図８を参照しながら説明する。ここでは、６本の電池をまとめて接続する場合について説明する。なお、図７は、６本の電池をワンタッチ接続する手順を説明するための図である。図８は、６本の電池をワンタッチ接続した後の状態を示す図である。
【００３３】
多数の電池をワンタッチ接続するためには、バスバー１０の他に、図７に示すような樹脂枠２５を用いる。この樹脂枠２５には、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂと、電池３０，３１の端子３０ａ，３１ｂと、電池４０，４１の端子４０ａ，４１ｂとが貫通する略長方形状の貫通穴２６，２６，２６が形成されている。そして、各貫通穴２６の周りには、バスバー１０をガイドする４つのＬ字状のガイド部材２７が四隅に立設されている。また、バスバー１０を保持するための２つの保持爪２８が対向して設けられている。この保持爪２８は、バスバー１０の折り返し部でない部分（長手方向の中央付近）を保持するようになっている。
【００３４】
上記した樹脂枠２５を用いて６本の電池２０，２１，３０，３１，４０，４１をワンタッチ接続する場合には、まず、樹脂枠２５に対して３つのバスバー１０，１０，１０を装着する。具体的には、各バスバー１０を貫通穴２６を塞ぐようにガイド部材２７の内側に配置し、保持爪２８，２８に長手方向の中央付近を引っ掛ける。これにより、各バスバー１０がガイド部材２７内に保持・固定される。なお、バスバー１０，１０，１０に設けられた配線１７，１７，１７は、電圧検出回路に接続されるコネクタ２９に繋げられている（図８参照）。
【００３５】
バスバー１０，１０，１０の樹脂枠２５への装着が完了すると、図７に示すように、６本の電池２０，２１，３０，３１，４０，４１を所定位置に整列させた状態で配置する。そして、バスバー１０，１０，１０が取り付けられた樹脂枠２５を、図８に示すように、バスバー１０，１０，１０の各折り返し部１２ａ，１２ｂ内に端子２０ａ，２１ｂ、端子３０ａ，３１ｂ、端子４０ａ，４１ｂのそれぞれが挿入されるように上方から押し込む。これで、バスバー１０，１０，１０によって、電池２０と電池２１、電池３０と電池３１、電池４０と電池４１がそれぞれ直列接続される。このように、樹脂枠２５を用いることにより、多数の電池をワンタッチで接続することができる。
このように本実施の形態に係る電池の接続構造を採用することにより、車両搭載用電池のように多くの電池セルを接続する必要がある場合であっても、非常に効率よく接続作業を行うことができるとともに、その作業を行う設備が大型化することもない。
【００３６】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る電池の接続構造によれば、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂを接続するバスバー１０に、端子２０ａ，２１ｂを挿入する貫通孔１４，１４が形成されているとともに、コイルスプリング１５，１５と電圧検出用端子１６が内部に収容されている折り返し部１２ａ、１２ｂが設けられている。これにより、折り返し部１２ａ，１２ｂ内に電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂを挿入すると、端子２０ａ，２１ｂがコイルスプリング１５，１５にそれぞれ接触する。その結果、端子２０ａ，２１ｂが、コイルスプリング１５，１５を介して、バスバー１０及び電圧検出用端子１６に対して電気的に接続される。
【００３７】
このように、この電池の接続構造によれば、端子２０ａ，２１ｂを折り返し部１２ａ，１２ｂ内に挿入するだけの簡素な作業により電池間の接続を行うことができるため、電池の接続作業が非常に簡素化され、その作業工数を大幅に削減することができる。従って、車両搭載用電池のように多くの電池セルを接続する必要がある場合であっても、非常に効率よく接続作業を行うことができるとともに、その作業を行う設備が大型化することもない。また、この電池の接続構造は、板金プレス部品とコイルスプリングとにより構成されているので、安価に実現することができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態に係る電池の接続構造では、コイルスプリング１５の内径が端子２０ａ，２１ｂの径よりも小さくなるよう円環状にされているとともに、端子２０ａ，２１ｂに小径部２０ｃ，２１ｃが形成されている。このため、電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂを折り返し部１２ａ，１２ｂ内に挿入してバスバー１０と電池の端子２０ａ，２１ｂとが接続されると、コイルスプリング１５，１５が端子２０ａ，２１ｂの小径部２０ｃ，２１ｃに入り込んだ（噛み込んだ）状態となる。その結果、バスバー１０と電池２０，２１の端子２０ａ，２１ｂとを接続（連結）した後に振動などによって端子２０ａ，２１ｂが外れなくなる。また、端子２０ａ，２１ｂとコイルスプリング１５，１５とをより確実に接触させることができ、両者を無数の箇所で線接触させることができる。このため、接続部に異物が侵入しても完全に電気が遮断されることがない。よって、電気的接続の信頼性が非常に高い。
【００３９】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態において、折り返し部１２ａ，１２ｂに端子２０ａ，２１ｂを挿入するために貫通孔１４，１４を設けているが、貫通孔１４の一方側（端子が後で挿入される側：図５では下側）は塞がれていてもよい。
【００４０】
また、上記した実施の形態では、折り返し部１２ａ，１２ｂの両面側に凸部１３を形成しているが、片側だけに凸部１３を形成するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記した実施の形態では、隣接する電池を直接状態で接続する場合に本発明を適用した形態を例示したが、本発明は、電池を直列接続する場合の他、並列接続する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０    バスバー
１１    板状部材
１２ａ，１２ｂ    折り返し部
１３    凸部
１４    貫通孔
１５    コイルスプリング
１６    電圧検出用端子
２０    電池
２０ａ  端子（正極端子）
２０ｃ  小径部
２１    電池
２１ｂ  端子（負極端子）
２１ｃ  小径部
２５    樹脂枠
２７    ガイド部材
２８    保持爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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