(57)【要約】【課題】バッテリの隣接する正極と負極を着脱容易に接続するコネクタを提供する。【解決手段】コネクタ１０は、ハウジング１、コンタクト２、リッドハウジング３、及び一対の回転棒４・４を備える。ハウジングは、正極８ａ及び負極８ｂが挿入可能な一対のスリット開口を底部に開口する。コンタクト２は、一対の可動片２ｂ・２ｂが正極８ａ及び負極８ｂの対向面に接触する。リッドハウジング３は、ハウジング１に嵌合する。一対の回転棒４・４は、リッドハウジング３の両端部に、回転可能及び互いに近接又は離反可能に支持される。コンタクト２は、Ｖ字状の一対のカム溝２１ａ・２１ｂを設ける案内片２１を両端部に有し、リッドハウジング３をハウジング１に挿入すると、一対の回転棒４・４を互いに近接させて、正極８ａ及び負極８ｂを一対の可動片２ｂ・２ｂに押圧する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に突出する薄板状の一対の正極及び負極を設けるバッテリセルをその板厚方向に積層するバッテリにおいて、隣接する前記正極及び前記負極を短絡して、複数の前記バッテリセルを直列に接続するバッテリ用コネクタであって、
隣接する前記正極及び前記負極が挿入可能な一対のスリット開口を底部に開口する一対の凹部を有するハウジングと、
基端部の両翼が屈曲された一対の可動片を有するＵ字状に開口されたチャンネル状のコンタクトであって、前記一対の可動片が前記一対の凹部に収容されて、当該一対の可動片が隣接する前記正極及び前記負極の対向面に接触するコンタクトと、
前記一対の凹部を覆うと共に前記ハウジングに嵌合するリッドハウジングと、
前記リッドハウジングの両端部に回転可能及び互いに近接又は離反可能に支持される長尺の一対の回転棒と、を備え、
前記コンタクトは、前記リッドハウジングを前記ハウジングに挿入すると、前記一対の回転棒を互いに近接させて、隣接する前記正極及び前記負極を前記一対の可動片に押圧する一対のカム溝を設ける案内片を両端部に有するバッテリ用コネクタ。
【請求項２】
前記一対の可動片は、それらの長手方向に亘り、一体化又は断続している請求項１記載のバッテリ用コネクタ。
【請求項３】
前記回転棒は、剛性を有する金属棒からなる請求項１又は２記載のバッテリ用コネクタ。
【請求項４】
前記バッテリは、隣接する前記正極及び前記負極を突出させると共に、隣接する一対の前記バッテリセルの上部を覆うケースを備え、
前記ハウジングは、前記一対の凹部を隔絶する隔壁から立脚して対向する一対の第１ランスと、当該ハウジングの両端部に配置されて、互いに内側に向かって変形可能な一対の第２ランスと、を有し、
前記リッドハウジングは、その内部から突出して先端部がＵ字状に反転する一対の係合片であって、相反する向きに向かう一対の係合片と、前記ハウジングの両端部の外壁と前記一対の第２ランスの間に挿入可能な一対の楔片と、を有し、
前記一対の第１ランスは、対向する第１鉤片を有し、
前記一対の第２ランスは、互いに相反する向きに向かう第２鉤片を有し、
前記一対の係合片は、一対の前記第１鉤片に係合して、当該リッドハウジングが当該ハウジングから離間することを困難とする係合突起と、互いに相反する向きに向かう第３鉤片と、を有し、
前記ケースは、一対の前記第３鉤片に係合可能な第３ランスと、一対の前記第２鉤片に係合する一対の係合溝と、を有する請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ用コネクタ。
【請求項５】
前記リッドハウジングは、前記一対の第３ランスと前記一対の係合片との係合状態を確認できる一対の監視窓を有する請求項４記載のバッテリ用コネクタ。
【請求項６】
解除治具に設けた鋭角の一対の爪を前記リッドハウジングに開口した一対の解除開口に挿入して、前記一対の係合片を互いに向かう方向に変形させる解除治具を用いて、当該バッテリ用コネクタを前記ケースから離間させる請求項５記載のバッテリ用コネクタのロック解除方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ用コネクタに関する。特に、正極と負極を設けるリチウムイオン電池などのバッテリセルを板厚方向に積層したバッテリにおいて、隣接する正極と負極を電気的に接続するバッテリ用コネクタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池などをモジュール（構成単位）とするバッテリは、電機モータを動力発生源として走行する電気自動車、又はエンジンと電機モータとを併用するハイブリッド自動車に利用されている。更に、このバッテリは、家庭用の電源で充電可能なプラグインハイブリッドカー（電気自動車）にも利用されている。
【０００３】
例えば、リチウムイオン電池などのバッテリセルは、薄板状のタブ端子で形成された一対の正極及び負極を外部に突出している。そして、正極と負極とが隣接するように、バッテリセルの向きを交互に変えて多列に配置すると共に、これらの正極と負極とを電気的に直列に接続することで、大容量のバッテリを得ることができる。
【０００４】
前述したようなバッテリとしては、バッテリボックス内に複数のバッテリセルを多列に配置と共に、隣接する正極と負極をケーブル（電線）で接続することにより、複数のバッテリセルを直列に接続するバッテリが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６２４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によるバッテリの明細書には、明示されていないが、隣接する正極と負極とをケーブルで接続（配線）するためには、ケーブルの端末をねじ止めで配線する作業が必要であると推定される。
【０００７】
一般に、このようなバッテリは、隣接する正極と負極との間に帯板状のバスバーを介在させて、ボルト又はナットなどの締付けにより接続している。隣接する正極と負極は、いわゆるボルト締接続により締結されている。
【０００８】
したがって、複数のバッテリセルの接続作業を時間のかかるものとしていた。隣接する正極と負極とを着脱容易に接続するバッテリ用コネクタが実現できれば、複数のバッテリセルの接続作業が容易であり、劣化したバッテリセルを正常のバッテリセルと交換することも便利になる。
【０００９】
一方では、近年のリチウムイオン電池などの電極は、板厚が大変薄くなっている。したがって、この電極が座屈し易い、又は変形し易いという理由から、隣接する正極と負極とを着脱容易に接続するバッテリ用コネクタを実現することは、容易ではない。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、薄板状の正極と負極を突出するバッテリセルを板厚方向に積層したバッテリにおいて、隣接する正極と負極を着脱容易に接続するバッテリ用コネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、コネクタを挿入又は抜去するために、ほとんど力を要しないＺＩＦ（ｚｅｒｏ  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）コネクタの構造を採用することにより、これらの課題が解決可能なことを見出し、これに基づいて、以下のような新たなバッテリ用コネクタを発明するに至った。
【００１２】
（１）  外部に突出する薄板状の一対の正極及び負極を設けるバッテリセルをその板厚方向に積層するバッテリにおいて、隣接する前記正極及び前記負極を短絡して、複数の前記バッテリセルを直列に接続するバッテリ用コネクタであって、隣接する前記正極及び前記負極が挿入可能な一対のスリット開口を底部に開口する一対の凹部を有するハウジングと、基端部の両翼が屈曲された一対の可動片を有するＵ字状に開口されたチャンネル状のコンタクトであって、前記一対の可動片が前記一対の凹部に収容されて、当該一対の可動片が隣接する前記正極及び前記負極の対向面に接触するコンタクトと、前記一対の凹部を覆うと共に前記ハウジングに嵌合するリッドハウジングと、前記リッドハウジングの両端部に回転可能及び互いに近接又は離反可能に支持される長尺の一対の回転棒と、を備え、前記コンタクトは、前記リッドハウジングを前記ハウジングに挿入すると、前記一対の回転棒を互いに近接させて、隣接する前記正極及び前記負極を前記一対の可動片に押圧する一対のカム溝を設ける案内片を両端部に有するバッテリ用コネクタ。
【００１３】
（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、隣接する正極及び負極を短絡して、複数のバッテリセルを直列に接続する。バッテリセルは、外部に突出する薄板状の一対の正極及び負極を設けている。バッテリは、バッテリセルをその板厚方向に積層している。
【００１４】
（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、ハウジングとＵ字状に開口されたチャンネル状のコンタクトを備えている。ハウジングは、一対の凹部を有している。これらの凹部は、隣接する正極及び負極が挿入可能なスリット開口を底部に開口している。
【００１５】
又、コンタクトは、基端部の両翼が屈曲された一対の可動片を有している。一対の可動片は、一対の凹部に収容されている。そして、一対の可動片は、隣接する正極及び負極の対向面に接触する。
【００１６】
（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、リッドハウジングと長尺の一対の回転棒を備えている。リッドハウジングは、一対の凹部を覆うと共にハウジングに嵌合する。一対の回転棒は、リッドハウジングの両端部に回転可能及び互いに近接又は離反可能に支持されている。
【００１７】
そして、コンタクトは、案内片を両端部に有している。これらの案内片は、リッドハウジングをハウジングに挿入すると、一対の回転棒を互いに近接させて、隣接する正極及び負極を一対の可動片に押圧する一対のカム溝を設けている。
【００１８】
例えば、バッテリセルは、リチウムイオン電池からなり、薄板状のタブ端子で形成された一対の正極及び負極を外部に突出している。バッテリは、正極と負極とが隣接するように、バッテリセルの向きを交互に変えて、バッテリセルの板厚方向に積層している。
【００１９】
そして、本発明によるバッテリ用コネクタが隣接する正極及び負極を接続（短絡）することにより、複数のバッテリセルが直列に接続される。
【００２０】
ここで、ハウジング及びリッドハウジングは、絶縁性を有している。絶縁性のハウジング及びリッドハウジングとは、非導電性の材料からなるハウジング及びリッドハウジングのことであってよく、合成樹脂を成形して、所望の形状の絶縁性のハウジング及びリッドハウジングを得ることができる。
【００２１】
ハウジングは、角形であってよく、角形のハウジングとは、この発明によるバッテリ用コネクタが矩形の結合面を有する角形コネクタであることを意味している。そして、このハウジングは、リッドハウジングと結合する長方形の開口を有している。なお、実施形態では、角形のハウジングとしたが、角形に限定されるものではなく、バッテリやその他の条件に応じて変更されるものである。
【００２２】
又、ハウジングは一対の凹部を有するとは、ハウジングの内部が長手方向に延びる隔壁によって、二つに区画されていることを意味している。そして、これらの凹部の底部に一対のスリット開口を開口している。
【００２３】
この発明によるバッテリ用コネクタをバッテリに向かって取り付けると、隣接する正極及び負極が一対のスリット開口に正しく挿入できるように、ハウジングを正しく案内する案内片をバッテリ側に設けることが好ましい。
【００２４】
コンタクトは、例えば、金属薄板からなり、展開された金属薄板を成形加工することにより、Ｕ字状に開口されたチャンネル状のコンタクトを得ることができる。コンタクトは、導電性の金属薄板からなることが好ましく、展伸性及び導電性に優れた銅合金板が適用可能であるが、銅合金板に限定されるわけではない。
【００２５】
コンタクトは、例えば、その基端部が適宜な手段でハウジングの隔壁に取り付けられてよく、この隔壁を跨ぐように一対の可動片が配置されてよく、一対の可動片を一対の凹部に収容することができる。可動片とは、片持ち状の板ばねのように、荷重が付加されると湾曲するように弾性変形できることを意味している。
【００２６】
この発明によるバッテリ用コネクタをバッテリに向かって取り付けると、一対の可動片を弾性変形することなく、隣接する正極及び負極の対向面にスライドして接触することができる。すなわち、本発明によるバッテリ用コネクタは、隣接する正極及び負極をコンタクトに挿入又は抜去するために、ほとんど力を要しない構造となっている。
【００２７】
リッドハウジングと一対の回転棒とは、一体に移動してよく、リッドハウジングをハウジングに嵌合する過程では、一対の回転棒は、一対のカム溝によってその運動が規制される。又、リッドハウジングをハウジングに嵌合する過程では、ハウジングの内壁にリッドハウジングの外壁が規制されて、ハウジングに対してリッドハウジングは直線運動のみが許容される。
【００２８】
一方、コンタクトと一対の回転棒とは、一対の回転棒に開閉運動を与えるカム装置を構成しており、コンタクトと一対の回転棒とは、コンタクトの案内片に設けたカム溝に一対の回転棒が従動節となる特殊カムを構成している。リッドハウジングは、従動節を支持するフレームを構成していると言える。
【００２９】
一対のカム溝は、それらの軌跡が略Ｖ字状に開角してよく、リッドハウジングをハウジングに向かって進行させると、一対のカム溝に案内されて、一対の回転棒が互いに近づく方向に移動する。一方、リッドハウジングをハウジングから離反する方向に移動すると、一対のカム溝に案内されて、一対の回転棒が互いに離反する方向に移動する。
【００３０】
リッドハウジングがハウジングに完全に嵌合した状態では、一対の回転棒は、隣接する正極及び負極を介して、一対の可動片が互いに閉じる方向に力を付勢する。そして、一対の可動片の弾性復帰力により、隣接する正極及び負極に所定の接触圧を付与できる。
【００３１】
なお、リッドハウジングの両端部には、対向する支持片を設けてよく、これらの支持片には、リッドハウジングがハウジングに向かう方向と直交する方向に延びる一対の長穴を形成してよく、一対の長穴に一対の回転棒の端部を支持することで、一対の回転棒を回転可能及び互いに近接又は離反可能にリッドハウジングに支持できる。
【００３２】
このように、一対の回転棒は、一対の長穴及び一対のカム溝によって、それらの相対運動が規制（限定）されている。又、この発明によるバッテリ用コネクタは、リッドハウジングの直線運動を一対の回転棒の開閉運動に変換しているとも言える。
【００３３】
（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、リッドハウジングをハウジングに嵌合すると、一対の回転棒を互いに近接させて、隣接する正極及び負極を一対の可動片に押圧するので、反作用として所定の接触圧を隣接する正極及び負極に付与できる。
【００３４】
又、（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、一対の回転棒が回転可能にリッドハウジングに支持されている。したがって、リッドハウジングをハウジングに嵌合する過程では、隣接する正極及び負極に対して一対の回転棒が転動しながら移動するので、隣接する正極及び負極の表面を容易に損傷しないというメリットがある。
【００３５】
更に、（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、隣接する正極及び負極をコンタクトに接触させるために、ＺＩＦ構造を採用し、回転棒が回転することにより、これらの正極及び負極に座屈荷重が作用しないという利点がある。したがって、板厚の薄い電極（正極及び負極）であっても、座屈変形させることなくコンタクトに接触できる。
【００３６】
（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、隣接する正極及び負極をハウジングに挿入したときは、一対の回転棒が開いて、隣接する正極及び負極から離反しているので、隣接する正極及び負極の位置のバラツキ（製造誤差又は組立誤差）を許容できるという利点がある。そして、一対の回転棒が閉じたときは、隣接する正極及び負極の位置のバラツキを矯正するように作用する。
【００３７】
（１）の発明によるバッテリ用コネクタは、Ｕ字状に開口されたコンタクトの両端部に隣接する正極及び負極が接触するので、接点間の距離が短くなっている。したがって、バルク抵抗の最小化を実現できる。
【００３８】
（２）  前記一対の可動片は、それらの長手方向に亘り、一体化又は断続している（１）記載のバッテリ用コネクタ。
【００３９】
（２）の発明によるバッテリ用コネクタは、一対の可動片が可動片の長手方向に亘り、一体化又は断続している。断続するとは、例えば、一対の可動片が均等に分割される形態を含むことができ、両端支持された回転棒に等分布荷重が作用する。したがって、回転棒の撓み（反り）を抑制できる。これらの可動片には、多数の接点を設けることが好ましく、可動片の長手方向に亘り、多数の接点を設けることにより、接触抵抗を低減できる。
【００４０】
（３）  前記回転棒は、剛性を有する金属棒からなる（１）又は（２）記載のバッテリ用コネクタ。
【００４１】
剛性を有する金属棒としては、例えば、ステンレス棒が好ましく、回転棒の撓み（反り）を抑制できる。
【００４２】
（４）  前記バッテリは、隣接する前記正極及び前記負極を突出させると共に、隣接する一対の前記バッテリセルの上部を覆うケースを備え、前記ハウジングは、前記一対の凹部を隔絶する隔壁から立脚して対向する一対の第１ランスと、当該ハウジングの両端部に配置されて、互いに内側に向かって変形可能な一対の第２ランスと、を有し、前記リッドハウジングは、その内部から突出して先端部がＵ字状に反転する一対の係合片であって、相反する向きに向かう一対の係合片と、前記ハウジングの両端部の外壁と前記一対の第２ランスの間に挿入可能な一対の楔片と、を有し、前記一対の第１ランスは、対向する第１鉤片を有し、前記一対の第２ランスは、互いに相反する向きに向かう第２鉤片を有し、
前記一対の係合片は、一対の前記第１鉤片に係合して、当該リッドハウジングが当該ハウジングから離間することを困難とする係合突起と、互いに相反する向きに向かう第３鉤片と、を有し、前記ケースは、一対の前記第３鉤片に係合可能な第３ランスと、一対の前記第２鉤片に係合する一対の係合溝と、を有する（１）から（３）のいずれかに記載のバッテリ用コネクタ。
【００４３】
（４）の発明によるバッテリ用コネクタは、バッテリがケースを備えている。ケースは、隣接する正極及び負極を突出させると共に、隣接する一対のバッテリセルの上部を覆っている。
【００４４】
ハウジングは、対向する一対の第１ランスと、互いに内側に向かって変形可能な一対の第２ランスを有している。一対の第１ランスは、一対の凹部を隔絶する隔壁から立脚している。一対の第２ランスは、ハウジングの両端部に配置されている。
【００４５】
又、リッドハウジングは、一対の係合片を有している。一対の係合片は、リッドハウジングの内部から突出しており、先端部がＵ字状に反転している。一対の係合片は、相反する向きに向かっている。更に、リッドハウジングは、一対の楔片を有している。一対の楔片は、ハウジングの両端部の外壁と一対の第２ランスの間に挿入できる。
【００４６】
一対の第１ランスは、対向する第１鉤片を有している。又、一対の第２ランスは、互いに相反する向きに向かう第２鉤片を有している。
【００４７】
一方、一対の係合片は、これらの第１鉤片に係合する係合突起を有している。これらの係合突起は、第１鉤片に係合することにより、リッドハウジングが当該ハウジングから離間することを困難としている。又、一対の係合片は、互いに相反する向きに向かう第３鉤片を有している。
【００４８】
更に、ケースは、一対の第３ランスと一対の係合溝を有している。一対の第３ランスは、一対の第３鉤片に係合可能となっている。同時に、一対の係合溝は、一対の第２鉤片に係合する。
【００４９】
（４）の発明によるバッテリ用コネクタは、リッドハウジングをハウジングに向かって挿入すると、一対の第１鉤片が一対の係合突起に当接する。又、一対の第３鉤片は、ハウジングの内壁に係止して、リッドハウジングとハウジングとは、半嵌合状態になっている。
【００５０】
この半嵌合状態のバッテリ用コネクタをケースに向かって挿入すると、一対の第３鉤片が一対の第３ランスの頂部に当接する。リッドハウジングをハウジングに向かって挿入すると、一対の係合片は互いに近づく方向に弾性変形する。
【００５１】
一対の係合突起が一対の第１鉤片を乗り越えると、一対の係合片は互いに離反する方向に弾性復帰して、一対の係合突起が一対の第１鉤片に係合する。同時に、一対の第３ランスが一対の第３鉤片に係合する。そして、半嵌合状態が解消され、リッドハウジングがハウジング及びケース（すなわち、バッテリ）から離間することを困難とする完全嵌合状態を生成できる。
【００５２】
同時に、一対の第２鉤片が一対の係合溝に係合すると共に、ハウジングの両端部の外壁と一対の第２ランスの間に一対の楔片が挿入されるので、バッテリ用コネクタがケース（すなわち、バッテリ）から離間することを困難とするＣＰＡの状態を生成できる。
【００５３】
（４）の発明によるバッテリ用コネクタは、リッドハウジングとハウジングの嵌合が確実であることを保証するコネクタ位置保証（ＣＰＡ：Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ａｓｓｕｒａｎｃｅ）を実現している。ハウジングの両端部の外壁と一対の第２ランスの間に一対の楔片が挿入されるので、バッテリ用コネクタがケース（すなわち、バッテリ）から離間することを困難とするからである。
【００５４】
（４）の発明によるバッテリ用コネクタは、振動が発生しやすい車載用のバッテリに好適である。リッドハウジングとハウジングの嵌合を解除するためには、後述する特殊な解除治具を用いることが好ましい。
【００５５】
（５）  前記リッドハウジングは、前記一対の第３ランスと前記一対の係合片との係合状態を確認できる一対の監視窓を有する（４）記載のバッテリ用コネクタ。
【００５６】
（５）の発明によるバッテリ用コネクタは、リッドハウジングには、一対の第３ランスと一対の係合片との係合状態を確認できる一対の監視窓を有するので、点検が容易である。
【００５７】
（６）  解除治具に設けた鋭角の一対の爪を前記リッドハウジングに開口した一対の解除開口に挿入して、前記一対の係合片を互いに向かう方向に変形させる解除治具を用いて、当該バッテリ用コネクタを前記ケースから離間させる（５）記載のバッテリ用コネクタのロック解除方法。
【００５８】
（６）の発明によるバッテリ用コネクタのロック解除方法は、特殊な解除治具を用いて、バッテリ用コネクタとケースの嵌合を解除するので、不正行為を防止できる。
【発明の効果】
【００５９】
本発明によるバッテリ用コネクタは、一対の回転棒が回転可能にリッドハウジングに支持されている。したがって、リッドハウジングをハウジングに嵌合する過程では、隣接する正極及び負極に対して一対の回転棒が転動しながら移動するので、隣接する正極及び負極の表面を容易に損傷しないというメリットがある。
【００６０】
又、本発明によるバッテリ用コネクタは、隣接する正極及び負極をコンタクトに接触させるために、ＺＩＦ構造を採用しているので、これらの正極及び負極に座屈荷重が作用しないという利点がある。したがって、板厚の薄い電極（正極及び負極）であっても、座屈変形させることなくコンタクトに接触できる。
【００６１】
更に、本発明によるバッテリ用コネクタは、隣接する正極及び負極をハウジングに挿入したときは、一対の回転棒が開いて、隣接する正極及び負極から離反しているので、隣接する正極及び負極の位置のバラツキ（製造誤差又は組立誤差）を許容できるという利点がある。そして、一対の回転棒が閉じたときは、隣接する正極及び負極の位置のバラツキを矯正するように作用する。
【００６２】
本発明によるバッテリ用コネクタは、Ｕ字状に開口されたコンタクトの両端部に隣接する正極及び負極が接触するので、接点間の距離が短くなっている。したがって、バルク抵抗の最小化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態によるバッテリ用コネクタ及びこのバッテリ用コネクタに接続されるバッテリを対向配置した斜視図である。
【図２】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの構成を示す斜視分解組立図である。
【図３】前記実施形態によるバッテリ用コネクタに備わるコンタクトの外観を示す斜視図である。
【図４】図３の一部を拡大した斜視図である。
【図５】前記実施形態によるバッテリ用コネクタに備わるコンタクトの縦断面図である。
【図６】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、隣接する正極及び負極が挿入される前の状態図である。
【図７】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、隣接する正極及び負極が挿入された状態図である。
【図８】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、隣接する正極及び負極が接続された状態図である。
【図９】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、リッドハウジングがハウジングに半嵌合した状態図である。
【図１０】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、半嵌合状態のバッテリ用コネクタをケースに当接した状態図である。
【図１１】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、半嵌合状態のバッテリ用コネクタをケースに完全嵌合した状態図である。
【図１２】図１０の要部を拡大した縦断面図である。
【図１３】図１１の要部を拡大した縦断面図である。
【図１４】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの嵌合を解除する解除治具の外観を示す斜視図であり、嵌合を解除する前の縦断面図である。
【図１５】実施形態によるバッテリ用コネクタの嵌合を解除する解除治具の外観を示す斜視図であり、一対の爪をバッテリ用コネクタに挿入した状態図である。
【図１６】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの嵌合を解除する解除治具の外観を示す斜視図であり、工具をバッテリ用コネクタに挿入した状態図である。
【図１７】図１６の要部を拡大した斜視図であり、バッテリ用コネクタの内部を破断して示している。
【図１８】前記実施形態によるバッテリ用コネクタの斜視図であり、嵌合が解除されたバッテリ用コネクタがバッテリから離間した状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００６５】
最初に、本発明の一実施形態によるバッテリ用コネクタの構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態によるバッテリ用コネクタ及びこのバッテリ用コネクタに接続されるバッテリを対向配置した斜視図である。
【００６６】
図２は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの構成を示す斜視分解組立図である。図３は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタに備わるコンタクトの外観を示す斜視図である。図４は、図３の一部を拡大した斜視図である。図５は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタに備わるコンタクトの縦断面図である。
【００６７】
又、図６は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、隣接する正極及び負極が挿入される前の状態図である。図７は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、隣接する正極及び負極が挿入された状態図である。図８は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、隣接する正極及び負極が接続された状態図である。
【００６８】
図１を参照すると、バッテリセル８は、例えば、リチウムイオン電池からなり、薄板状のタブ端子で形成された一対の正極８ａ及び負極８ｂを外部に突出している。バッテリ８０は、正極８ａと負極８ｂとが隣接するように、バッテリセル８の向きを交互に変えて、バッテリセル８の板厚方向に積層している。図示したバッテリセル８は、ケース８１に保持されており、これらのケース８１が多層に連結されている。
【００６９】
図１を参照すると、本発明の実施形態によるバッテリ用コネクタ（以下、コネクタと略称する）１０が隣接する正極８ａ及び負極８ｂを短絡することにより、複数のバッテリセル８が直列に接続される。実体として、複数のコネクタ１０は、バッテリ８０の上部に千鳥格子状（スタッガード）に配列される。
【００７０】
図２を参照すると、コネクタ１０は、角形のハウジング１とＵ字状に開口されたチャンネル状のコンタクト２を備えている。ハウジング１は、一対の凹部１ａ・１ａを有している。これらの凹部１ａ・１ａは、隣接する正極８ａ及び負極８ｂが挿入可能なスリット開口１１ａ・１１ａを底部に開口している（図６参照）。
【００７１】
図２から図５を参照すると、コンタクト２は、基端部２ａの両翼が屈曲された一対の可動片２ｂ・２ｂを有している。図６を参照すると、一対の可動片２ｂ・２ｂは、一対の凹部１ａ・１ａに収容されている。そして、図７を参照すると、一対の可動片２ｂ・２ｂは、隣接する正極８ａ及び負極８ｂの対向面に接触できる。
【００７２】
又、図２を参照すると、コネクタ１０は、リッドハウジング３と長尺の一対の回転棒４・４を備えている。リッドハウジング３は、一対の凹部１ａ・１ａを覆うと共にハウジング１に嵌合する。一対の回転棒４・４は、リッドハウジング３の両端部に回転可能及び互いに近接又は離反可能に支持されている。
【００７３】
図２から図４を参照すると、コンタクト２は、一対の案内片２１・２１を両端部に有している。一対の案内片２１・２１は、一対のカム溝２１ａ・２１ａを設けている。リッドハウジング３をハウジング１に挿入すると、これらのカム溝２１ａ・２１ａは、一対の回転棒４・４を互いに近接させて、隣接する正極８ａ及び負極８ｂを一対の可動片２ｂ・２ｂに押圧する。
【００７４】
図２を参照すると、ハウジング１は、リッドハウジング３と結合する長方形の開口１ｋを有している。又、ハウジング１は、その内部が長手方向に延びる隔壁１１によって、二つに区画されている。そして、一対の凹部１ａ・１ａの底部に一対のスリット開口１１ａ・１１ａを開口している。
【００７５】
図１及び図６を参照すると、コネクタ１０をバッテリ８０に向かって取り付けると、隣接する正極８ａ及び負極８ｂを一対のスリット開口１１ａ・１１ａに挿入できる。
【００７６】
図２及び図６を参照すると、コンタクト２は、基端部２ａがハウジング１の隔壁１１に取り付けられている。そして、隔壁１１を跨ぐように、一対の可動片４ｂ・４ｂが配置されており、一対の可動片４ｂ・４ｂを一対の凹部１ａ・１ａに収容している。可動片４ｂは、片持ち状の板ばねのように、荷重が付加されると湾曲するように弾性変形できる。
【００７７】
図１又は図６及び図７を参照すると、コネクタ１０をバッテリ８０に向かって取り付けると、一対の可動片４ｂ・４ｂを弾性変形することなく、隣接する正極８ａ及び負極８ｂの対向面にスライドして接触することができる。本発明の実施形態によるコネクタ１０は、隣接する正極８ａ及び負極８ｂをコンタクト２に挿入又は抜去するために、ほとんど力を要しない構造となっている。
【００７８】
図３及び図４を参照すると、一対のカム溝２１ａ・２１ｂは、それらの軌跡が略Ｖ字状に開角している。図７及び図８を参照すると、リッドハウジング３をハウジング１に向かって進行すると、一対のカム溝２１ａ・２１ｂに案内されて、一対の回転棒４・４を互いに近づく方向に移動できる。
【００７９】
一方、図７及び図８を参照すると、リッドハウジング３をハウジング１から離反する方向に移動すると、一対のカム溝２１ａ・２１ｂに案内されて、一対の回転棒４・４を互いに離反する方向に移動できる。
【００８０】
図２を参照すると、リッドハウジング３の両端部には、対向する一対の支持片３１・３１を設けている。支持片３１には、一対の長穴３１ａ・３１ｂを形成している。これらの長穴３１ａ・３１ｂは、リッドハウジング３がハウジング１に向かう方向と直交する方向に延びている。
【００８１】
図２を参照すると、一対の長穴３１ａ・３１ｂに一対の回転棒４・４の端部を支持することで、一対の回転棒４・４を回転可能及び互いに近接又は離反可能にリッドハウジング３に支持できる。
【００８２】
図２を参照すると、一対の回転棒４・４は、一対の長穴３１ａ・３１ｂ及び一対のカム溝２１ａ・２１ｂによって、それらの相対運動が規制（限定）されている。又、本発明の実施形態によるコネクタ１０は、リッドハウジング３の直線運動を一対の回転棒４・４の開閉運動に変換している。
【００８３】
図２及び図３を参照すると、一対の可動片２ｂ・２ｂは、それらの長手方向に亘り、均等に分割されている（断続している）。したがって、両端支持された回転棒４に等分布荷重を付与できる。図２から図４を参照すると、一対の可動片２ｂ・２ｂは、表面に僅かに突出する多数の接点２ｐを設けている。可動片２ｂの長手方向に亘り、多数の接点２ｐを設けることにより、接触抵抗を低減できる。
【００８４】
図２を参照すると、回転棒４は、剛性を有する金属棒からなっている。剛性を有する金属棒としては、例えば、ステンレス棒が好ましく、回転棒４の撓みを抑制できる。
【００８５】
次に、本発明の実施形態によるコネクタ１０の動作及び作用を説明する。
【００８６】
図７及び図８を参照すると、リッドハウジング３と一対の回転棒４・４とは、一体に移動できる。リッドハウジング３をハウジング１に嵌合する過程では、一対の回転棒４・４は、一対のカム溝２１ａ・２１ｂによって、その運動が規制される。
【００８７】
又、図７及び図８を参照すると、リッドハウジング３をハウジング１に嵌合する過程では、ハウジング１の内壁にリッドハウジング３の外壁が規制されて、ハウジング１に対してリッドハウジング３は直線運動のみが許容される。
【００８８】
一方、図７及び図８を参照すると、コンタクト２と一対の回転棒４・４とは、一対の回転棒４・４に開閉運動を与えるカム装置を構成しており、コンタクト２と一対の回転棒４・４とは、コンタクト２の案内片２１に設けた一対のカム溝２１ａ・２１ｂに一対の回転棒４・４が従動節となる特殊カムを構成している。
【００８９】
図７及び図８を参照して、リッドハウジング３をハウジング１に向かって進行させると、一対のカム溝２１ａ・２１ｂに案内されて、一対の回転棒４・４が互いに近づく方向に移動する。一方、リッドハウジング３をハウジング１から離反する方向に移動すると、一対のカム溝２１ａ・２１ｂに案内されて、一対の回転棒４・４が互いに離反する方向に移動する。
【００９０】
図８を参照して、リッドハウジング３がハウジング１に完全に嵌合した状態では、一対の回転棒４・４は、隣接する正極８ａ及び負極８ｂを介して、一対の可動片２ｂ・２ｂが互いに閉じる方向に力を付勢する。そして、一対の可動片２ｂ・２ｂの弾性復帰力により、隣接する正極８ａ及び負極８ｂに所定の接触圧を付与できる。
【００９１】
このように、本発明の実施形態によるコネクタ１０は、リッドハウジング３をハウジング１に嵌合すると、一対の回転棒４・４を互いに近接させて、隣接する正極８ａ及び負極８ｂを一対の可動片２ｂ・２ｂに押圧するので、反作用として所定の接触圧を隣接する正極８ａ及び負極８ｂに付与できる。
【００９２】
又、本発明の実施形態によるコネクタ１０は、一対の回転棒４・４が回転可能にリッドハウジング３に支持されている。したがって、リッドハウジング３をハウジング１に嵌合する過程では、隣接する正極８ａ及び負極８ｂに対して一対の回転棒４・４がそれぞれ転動しながら移動するので、隣接する正極８ａ及び負極８ｂの表面を容易に損傷しないというメリットがある。
【００９３】
更に、本発明の実施形態によるコネクタ１０は、隣接する正極８ａ及び負極８ｂをコンタクト２に接触させるために、ＺＩＦ構造を採用しているので、これらの正極８ａ及び負極８ｂに座屈荷重が作用しないという利点がある。したがって、板厚の薄い電極（正極及び負極）であっても、座屈変形させることなくコンタクト２に接触できる。
【００９４】
又、本発明の実施形態によるコネクタ１０は、隣接する正極８ａ及び負極８ｂをハウジング１に挿入したときは、一対の回転棒４・４が開いて、隣接する正極８ａ及び負極８ｂから離反しているので、隣接する正極８ａ及び負極８ｂの位置のバラツキ（製造誤差又は組立誤差）を許容できるという利点がある。そして、一対の回転棒４・４が閉じたときは、隣接する正極８ａ及び負極８ｂの位置のバラツキを矯正するように作用する。
【００９５】
図７及び図８を参照すると、本発明の実施形態によるコネクタ１０は、Ｕ字状に開口されたコンタクト２の両端部に、隣接する正極８ａ及び負極８ｂが接触するので、一対の接点２ｐ・２ｐの距離が短くなっている。したがって、バルク抵抗の最小化を実現できる（図５参照）。
【００９６】
次に、本発明の一実施形態によるバッテリ用コネクタの構成を補足しながら、本発明の一実施形態によるロック機構の構成及び作用を説明する。
【００９７】
図９は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、リッドハウジングがハウジングに半嵌合した状態図である。図１０は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、半嵌合状態のバッテリ用コネクタをケースに当接した状態図である。図１１は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの縦断面図であり、半嵌合状態のバッテリ用コネクタをケースに完全嵌合した状態図である。
【００９８】
又、図１２は、図１０の要部を拡大した縦断面図である。図１３は、図１１の要部を拡大した縦断面図である。
【００９９】
図１及び図９から図１１を参照すると、バッテリ８０は、プラスチックのケース７を備えている。ケース７は、隣接する正極８ａ及び負極８ｂを突出させると共に、隣接する一対のバッテリセル８・８の上部を覆っている。図１には、ケース７の図示を割愛しているが、ケース７は、一対のケース８１・８１に跨って保持されている。
【０１００】
図９から図１１を参照すると、ケース７は、中央部に一対の第３ランス７１・７１を突出している。これらの第３ランス７１・７１は、対向する一対の第４鉤片７１ａ・７１ａを頂部に設けている。
【０１０１】
又、図９から図１１を参照すると、ケース７は、ハウジング１の両端部の外壁１ｂ・１ｂ（図２参照）を案内する一対の案内片７２・７２を両翼に突出している。これらの案内片７２・７２の対向面（内壁）には、後述する一対の第２鉤片１３ａが係合可能な一対の係合溝７２ａ・７２ａを穿っている。
【０１０２】
図２及び図９から図１１を参照すると、ハウジング１は、対向する一対の第１ランス１２・１２を中央部に有している。一対の第１ランス１２・１２は、一対の凹部１ａ・１ａを隔絶する隔壁１１から立脚している。
【０１０３】
又、図２及び図９から図１１を参照すると、ハウジング１は、互いに内側に向かって変形可能な一対の第２ランス１３・１３を有している。一対の第２ランス１３・１３は、ハウジング１の両端部に配置されている。
【０１０４】
図９から図１１を参照すると、リッドハウジング３は、一対の係合片３２・３２を有している。一対の係合片３２・３２は、リッドハウジング３の内部から突出しており、先端部がＵ字状に反転している。そして、一対の係合片３２・３２は、相反する向きに向かっている。
【０１０５】
更に、図２及び図９から図１１を参照すると、リッドハウジング３は、一対の楔片３３・３３を有している。一対の楔片３３・３３は、ハウジング１の両端部の外壁１ｂ・１ｂと一対の第２ランス１３・１３の間に挿入できる。
【０１０６】
図２を参照すると、第２ランス１３は、凹部１４に囲まれており、第２ランス１３の先端部が後退可能に配置されている。そして、この凹部１４を外壁１ｂに含むものとしている。したがって、一対の楔片３３・３３は、ハウジング１の両端部の凹部１４・１４と一対の第２ランス１３・１３の間に挿入できる、ということもできる。
【０１０７】
図２又は図１２及び図１３を参照すると、一対の第１ランス１２・１２は、対向する第１鉤片１２ａ・１２ａを有している。なお、第１鉤片１２ａは、図示されるように、相反対向する一組の突起を指し示すものとする。
【０１０８】
一方、図１２及び図１３を参照すると、一対の係合片３２・３２は、一対の第１鉤片１２ａ・１２ａに係合する係合突起３２ａ・３２ａを有している。これらの係合突起３２ａ・３２ａは、一対の第１鉤片１２ａ・１２ａに係合することにより、リッドハウジング３がハウジング１から離間することを困難としている。又、一対の係合片３２・３２は、互いに相反する向きに向かう第３鉤片３２ｂ・３２ｂを有している。
【０１０９】
又、図２及び図９から図１１を参照すると、一対の第２ランス１３・１３は、互いに相反する向きに向かう第２鉤片１３ａ・１３ａを先端部に有している。
【０１１０】
図９及び図１２を参照すると、リッドハウジング３をハウジング１に向かって挿入すると、一対の第１鉤片１２ａ・１２ａが一対の係合突起３２ａ・３２ａに当接する。又、一対の第３鉤片３２ｂ・３２ｂは、ハウジング１の内壁に係止して、リッドハウジング３とハウジング１とは、半嵌合状態になっている。
【０１１１】
図９及び図１０を参照すると、半嵌合状態のコネクタ１０をケース７に向かって挿入すると、一対の第３鉤片３２ｂ・３２ｂが一対の第３ランス７１・７１の頂部に当接する。リッドハウジング３をハウジング１に向かって挿入すると、一対の係合片３２・３２は、互いに近づく方向に弾性変形する。
【０１１２】
一対の係合突起３２ａ・３２ａが一対の第１鉤片１２ａ・１２ａを乗り越えると（図１３参照）、一対の係合片３２・３２は、互いに離反する方向に弾性復帰して、一対の係合突起３２ａ・３２ａが一対の第１鉤片１２ａ・１２ａに係合する。
【０１１３】
同時に、図１１を参照すると、一対の第３ランス７１・７１（第４鉤片７１ａ・７１ａ）が一対の第３鉤片３２ｂ・３２ｂに係合する。そして、半嵌合状態が解消され、リッドハウジング３がハウジング１及びケース７（すなわち、バッテリ）から離間することを困難とする完全嵌合状態を生成できる。
【０１１４】
同時に、図１１を参照すると、一対の第２鉤片１３ａ・１３ａが一対の係合溝７２ａ・７２ａに係合すると共に、ハウジング１の両端部の外壁１ｂ・１ｂと一対の第２ランス１３・１３の間に一対の楔片３３・３３が挿入されるので、コネクタ１０がケース７（すなわち、バッテリ）から離間することを困難とするＣＰＡの状態を生成できる。
【０１１５】
本発明の実施形態によるコネクタ１０は、リッドハウジング３とハウジング１の嵌合及びコネクタ１０とバッテリ８０との嵌合が確実であることを保証するＣＰＡを実現している。ハウジング１の両端部の外壁１ｂ・１ｂと一対の第２ランス１３・１３の間に一対の楔片３３・３３が挿入されるので、コネクタ１０がケース７（すなわち、バッテリ）から離間することを困難とするからである。
【０１１６】
本発明の実施形態によるコネクタ１０は、振動が発生しやすい車載用のバッテリに好適である。リッドハウジングとハウジングの嵌合を解除するためには、後述する特殊な解除治具を用いることが好ましい。
【０１１７】
図２及び図９を参照すると、リッドハウジング３は、一対の第３ランス７１・７１と一対の係合片３２・３２との係合状態を確認できる一対の監視窓（図示せず）を有している。本発明の実施形態によるコネクタ１０は、リッドハウジング３には、一対の第３ランス７１・７１と一対の係合片３２・３２との係合状態を確認できる一対の監視窓を有するので、点検が容易である。
【０１１８】
次に、本発明の実施形態によるコネクタ１０のロック解除方法を説明する。
【０１１９】
図１４は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの嵌合を解除する解除治具の外観を示す斜視図であり、嵌合を解除する前の縦断面図である。図１５は、実施形態によるバッテリ用コネクタの嵌合を解除する解除治具の外観を示す斜視図であり、一対の爪をバッテリ用コネクタに挿入した状態図である。
【０１２０】
図１６は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの嵌合を解除する解除治具の外観を示す斜視図であり、工具をバッテリ用コネクタに挿入した状態図である。図１７は、図１６の要部を拡大した斜視図であり、バッテリ用コネクタの内部を破断して示している。図１８は、前記実施形態によるバッテリ用コネクタの斜視図であり、嵌合が解除されたバッテリ用コネクタがバッテリから離間した状態図である。
【０１２１】
図１４を参照すると、解除治具９は、鋭角の一対の爪９ａ・９ｂを先端部に有している。そして、一対の爪９ａ・９ｂをリッドハウジング３に開口した一対の解除開口３ｗ・３ｗに挿入する。又、図１５に示すように、工具（いわゆる、マイナスドライバ）９ｔの先端をリッドハウジング３とハウジング１の間に差し込む。
【０１２２】
図１７を参照すると、コネクタ１０の内部では、一対の爪９ａ・９ｂが一対の係合片３２・３２を互いに向かう方向に変形させている。したがって、図１６に示されるように、工具９ｔの先端を回転して、リッドハウジング３とハウジング１との嵌合及び第３ランス７１との嵌合が解除される。そして、コネクタ１０をケース７から離間できる（図９及び図１８参照）。
【０１２３】
本発明の実施形態によるコネクタ１０のロック解除方法は、特殊な解除治具を用いて、コネクタ１０とケース７（すなわち、バッテリ）との嵌合を解除するので、不特定の第三者による不正行為を防止できる。
【０１２４】
本発明によるバッテリ用コネクタは、実施形態に限定されない、例えば、回転棒４は、金属棒に限定することなく、他の材料の選定も可能である。又、カム機構（軸受け部）とコンタクトは、製造の容易性から金属板で一体に成形しているが、カム機構（軸受け部）を別体として、合成樹脂を成形してもよい。
【０１２５】
更に、一対の回転棒４・４は、カム装置を用いてそれらの運動を限定したが、リンク機構や歯車装置を用いることもできる。
【０１２６】
本発明によるバッテリ用コネクタは、リチウムイオン電池を例示したが、外部に突出する薄板状の一対の正極及び負極を設ける電池は、本発明によるバッテリ用コネクタの被接続対象に全て含まれる。
【符号の説明】
【０１２７】
１  ハウジング
１ａ・１ａ  一対の凹部
２  コンタクト
２ａ  基端部
２ｂ・２ｂ  一対の可動片
３  リッドハウジング
４・４  一対の回転棒
８  バッテリセル
８ａ  正極
８ｂ  負極
１０  コネクタ（バッテリ用コネクタ）
１１ａ・１１ａ  一対のスリット開口
２１  案内片
２１ａ・２１ｂ  一対のカム溝
８０  バッテリ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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