(57)【要約】【課題】ケーブルに圧着可能とし、かつ取扱い時における変形や破損を防止できるようにし、接触抵抗を低減させることができる座金を提供する。【解決手段】板厚が１００μｍ乃至３００μｍの範囲内の銅板よりなり、ボルト貫通穴２３が設けられた平板部２１と、平板部２１に一体形成されたケーブル圧着部２２と、平板部２１の周縁に設けられた側壁部２４〜２６とを備える。側壁部２４〜２６は互いに平行ではない２方向に少なくとも設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚が１００μｍ乃至３００μｍの範囲内の銅板よりなり、
ボルト貫通穴が設けられた平板部と、
前記平板部に一体形成されたケーブル圧着部と、
前記平板部の周縁に設けられた側壁部とを備え、
前記側壁部は互いに平行ではない２方向に少なくとも設けられていることを特徴とする座金。
【請求項２】
請求項１記載の座金において、
前記ケーブル圧着部は前記平板部から延長されて形成されていることを特徴とする座金。
【請求項３】
請求項２記載の座金において、
前記平板部は前記銅板が折り返されて二重とされた銅板間に銅より柔らかい導電性材料が挟み込まれた三層構造をなすものとされていることを特徴とする座金。
【請求項４】
請求項１記載の座金において、
前記ケーブル圧着部は前記平板部内に、前記平板部が切り抜かれて形成され、
前記ケーブル圧着部はケーブル先端側及びケーブル導出側の双方が前記平板部に連結支持されていることを特徴とする座金。
【請求項５】
請求項１乃至４記載のいずれかの座金において、
前記互いに平行ではない２方向に少なくとも設けられている側壁部のうち、少なくとも１つの方向の側壁部は他の側壁部と前記平板部に対し、反対方向に立ち上げられていることを特徴とする座金。
【請求項６】
請求項１乃至５記載のいずれかの座金において、
前記平板部は方形をなすものとされていることを特徴とする座金。
【請求項７】
請求項１乃至６記載のいずれかの座金において、
前記平板部に、前記平板部が押し出されてリブが形成されていることを特徴とする座金。
【請求項８】
請求項１乃至７記載のいずれかの座金において、
前記平板部にバネ片が切り起こされて形成されていることを特徴とする座金。
【請求項９】
請求項８記載の座金において、
前記バネ片はその延伸方向が前記ボルト貫通穴の径方向とされ、
前記ボルト貫通穴側が基端とされ、前記平板部の一面上に突出する前記バネ片と、前記ボルト貫通穴側が遊端とされ、前記平板部の他面上に突出する前記バネ片とが前記ボルト貫通穴の回りに交互に配列されていることを特徴とする座金。
【請求項１０】
請求項１乃至９記載のいずれかの座金において、
前記銅板に錫めっきが施されていることを特徴とする座金。
【請求項１１】
請求項１０記載の座金において、
前記錫めっきの厚さが２μｍ以下とされていることを特徴とする座金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はねじ止め等による導電部材同士の接続において導電部材間に介在させる座金に関し、特に電池の端子とバスバーとを接続する際に好適な座金に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電部材同士の接続においては接触抵抗を低減させることが重要である。図１３はこのような接触抵抗を低減させるための構成として特許文献１に記載されている構造を示したものであり、この例では給電バスバー１１と１２をねじ１３を用いて締結し、電気的に接続する際に、給電バスバー１１，１２の互いに対向する接触面１１ａ，１２ａの間に金属シート１４を介在させるものとなっている。
【０００３】
金属シート１４は半田などの塑性変形可能な金属材料からなり、板厚は例えば４０μｍ程度とされている。このような金属シート１４を介在させた状態で、ねじ１３により給電バスバー１１，１２及び金属シート１４が互いに圧着される。これにより、給電バスバー１１，１２の接触面１１ａ，１２ａにある微小な凹凸内に、塑性変形して潰れた金属シート１４が入り込んで凹凸内を隙間なく埋め、また接触面１１ａ，１２ａの傾きに応じて金属シート１４が塑性変形することで、接触抵抗を低減することができるものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５９５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えばリチウムイオン電池などの電池の端子とバスバーとのねじ止めによる接続においても、低接触抵抗化の要求は強く、また一方で電池の電圧を監視することができる構成も要求されている。
【０００６】
電池の電圧を監視するためには、電池端子にケーブルを接続する必要があり、この場合、ケーブル先端に図１３に示した金属シート１４の構成のような座金を圧着すれば、電池端子との接続を容易に行うことができ、同時に接触抵抗を低減することもできる。
【０００７】
しかしながら、図１３に示した金属シート１４のように板厚が薄く、半田などの塑性変形しやすい金属材料からなる座金では、座金全体の機械的強度が弱く、ケーブル圧着工程などの工程内の取り扱いにおいて変形や破損が発生するといった問題が極めて生じやすい。
【０００８】
このような変形や破損を回避するためには、座金を例えば銅合金製としたり、板厚を厚くするといったことが考えられるが、これでは接触抵抗が増大してしまうことになる。
【０００９】
よって、接触抵抗を低減するために図１３に示した金属シート１４の構成のような座金を用いたとしても、電圧監視用のケーブルに座金を圧着することはできず、電圧監視用のケーブルは半田付けや溶接などの方法で電池端子やバスバーに接続しなければならなかった。この点で、作業が煩雑となり、手間がかかるものとなっていた。
【００１０】
この発明の目的はこの問題に鑑み、接触抵抗を低減させることができ、かつケーブルに圧着可能としてケーブルに圧着しても取扱い時の変形や破損を防止することができるようにした座金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明によれば、座金は板厚が１００μｍ乃至３００μｍの範囲内の銅板よりなり、ボルト貫通穴が設けられた平板部と、平板部に一体形成されたケーブル圧着部と、平板部の周縁に設けられた側壁部とを備え、側壁部は互いに平行ではない２方向に少なくとも設けられているものとされる。
請求項２の発明では請求項１の発明において、ケーブル圧着部は平板部から延長されて形成されているものとされる。
【００１２】
請求項３の発明では請求項２の発明において、平板部は銅板が折り返されて二重とされた銅板間に銅より柔らかい導電性材料が挟み込まれた三層構造をなすものとされる。
請求項４の発明では請求項１の発明において、ケーブル圧着部は平板部内に、平板部が切り抜かれて形成され、ケーブル圧着部はケーブル先端側及びケーブル導出側の双方が平板部に連結支持されているものとされる。
【００１３】
請求項５の発明では請求項１乃至４のいずれかの発明において、互いに平行ではない２方向に少なくとも設けられている側壁部のうち、少なくとも１つの方向の側壁部は他の側壁部と平板部に対し、反対方向に立ち上げられているものとされる。
請求項６の発明では請求項１乃至５のいずれかの発明において、平板部は方形をなすものとされる。
【００１４】
請求項７の発明では請求項１乃至６のいずれかの発明において、平板部に、平板部が押し出されてリブが形成されている。
請求項８の発明では請求項１乃至７のいずれかの発明において、平板部にバネ片が切り起こされて形成されている。
【００１５】
請求項９の発明では請求項８の発明において、バネ片はその延伸方向がボルト貫通穴の径方向とされ、ボルト貫通穴側が基端とされ、平板部の一面上に突出するバネ片と、ボルト貫通穴側が遊端とされ、平板部の他面上に突出するバネ片とがボルト貫通穴の回りに交互に配列されているものとされる。
【００１６】
請求項１０の発明では請求項１乃至９のいずれかの発明において、銅板に錫めっきが施されているものとされる。
請求項１１の発明では請求項１０の発明において、錫めっきの厚さが２μｍ以下とされる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による座金によれば、側壁部により補強されているため、機械的強度が向上している。よって、ケーブルに圧着しても取扱い時における変形や破損を防止することができる。
【００１８】
従って、この発明による座金は例えば電圧監視用ケーブルに圧着することができ、これにより従来、半田付けや溶接などの方法を用いていた電圧監視用ケーブルの電池端子への接続が容易となる。また、同時に例えば電池端子とバスバーの接触抵抗も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ａはこの発明による座金の第１の実施例を示す斜視図、ＢはＡを裏面側から見た斜視図。
【図２】図１に示した座金がケーブルに圧着された状態を示す斜視図。
【図３】Ａは図１に示した座金の電池ユニットへの実装例を説明するための斜視図（実装前）、ＢはＡの実装後の斜視図、ＣはＢの部分拡大図。
【図４】複数の電池ユニットに対する図１に示した座金の実装例を示す斜視図。
【図５】Ａは図１に示した座金（一部変更）のラミネートセルへの実装例を説明するための斜視図（実装前）、ＢはＡの実装後の斜視図、ＣはＢの部分拡大図。
【図６】複数のラミネートセルに対する図１に示した座金（一部変更）の実装例を示す斜視図。
【図７】図６の部分拡大断面図。
【図８】Ａは図５Ａにおけるラミネートセルと端子位置が異なるラミネートセルの斜視図、ＢはＡに示したラミネートセル（複数）に対する図１に示した座金（一部変更）の実装例を示す斜視図。
【図９】Ａはこの発明による座金の第２の実施例を示す斜視図、ＢはＡに示した座金がケーブルに圧着された状態を示す斜視図。
【図１０】図９Ａに示した座金の変形例を示す斜視図。
【図１１】この発明による座金の第３の実施例を示す斜視図。
【図１２】Ａはこの発明による座金の第４の実施例を示す斜視図、ＢはＡの部分拡大断面斜視図。
【図１３】導電部材同士の接続構造の従来例を説明するための斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
【００２１】
図１はこの発明による座金の第１の実施例を示したものであり、座金２０は銅板（純銅板）に所要のプレス加工等が施されて形成されている。
【００２２】
座金２０は方形をなす平板部２１と、平板部２１に一体形成されたケーブル圧着部２２とを備えている。ケーブル圧着部２２はこの例では平板部２１の１辺から延長されて形成されており、徐々に幅狭とされた連結部２２ａと、連結部２２ａの先端から延伸された延伸部２２ｂと、延伸部２２ｂの先端側部分において延伸部２２ｂの幅方向両端から曲げ起こされて形成された一対の圧着片２２ｃとを備えている。
【００２３】
平板部２１にはボルト貫通穴２３が形成されており、さらに平板部２１の周縁には側壁部２４〜２６が設けられている。側壁部２４〜２６はケーブル圧着部２２が延長形成されている１辺を除く他の３辺に形成されており、平板部２１の対向２辺に位置する側壁部２４，２５はこの例では平板部２１の表面２１ａ側に突出するように立ち上げられている。一方、側壁部２４，２５が位置する辺と直交する辺に位置する側壁部２６は平板部２１の裏面側２１ｂに突出するように、つまり平板部２１に対し、側壁部２４，２５と反対方向に立ち上げられている。
【００２４】
ケーブル圧着部２２の幅方向両端にも側壁部２７，２８が設けられている。側壁部２７，２８は図１Ａに示したように連結部２２ａから延伸部２２ｂに渡り、一対の圧着片２２ｃの手前まで設けられている。これら側壁部２７，２８は側壁部２４，２５と同じ方向に立ち上げられている。
【００２５】
上述した側壁部２４〜２８は例えば絞り加工によって形成され、さらにこの例では平板部２１にプレスにより押し出されて２つのリブ３１，３２が形成されている。リブ３１，３２は長円形とされ、その長手方向が側壁部２４，２５と平行とされてケーブル圧着部２２寄りに形成されている。
【００２６】
図２は座金２０がケーブル４０に圧着され、ケーブル４０が座金２０に接続された状態を示したものである。一対の圧着片２２ｃを図２に示したようにかしめることによってケーブル４０が座金２０に接続される。
【００２７】
上記のような構成において、座金２０を形成する純銅板の板厚は１００μｍから３００μｍの範囲内で選定される。このような材料、板厚よりなる座金２０の平板部２１を互いに接続する導電部材の接続面間（接触面間）に挟み込めば、座金２０が変形して接続面の性状に追従することにより接触抵抗を下げることができる。
【００２８】
また、座金２０は工程内でケーブル４０に圧着された状態で取り扱われるが、この例では側壁部２４〜２８及びリブ３１，３２により座金２０は補強されているため、例えば座金２０が折れ曲がるといった変形や破損を防止することができる。
【００２９】
なお、座金２０の板厚は１００μｍより薄くすると、薄すぎて接触面に対する追従性が悪くなり、また３００μｍより厚くすると、ケーブル圧着部２２の圧着片２２ｃのかしめ作業がやりにくくなり、作業性が悪化するので、上述したように１００μｍから３００μｍの範囲内で選定するのが好ましい。
【００３０】
図３は上記のような座金２０が使用される使用例を示したものであり、図３中、５０はリチウムイオン電池の電池ユニット（セルユニット）を示す。また、６０はバスバーを示し、７０はバスバー６０を電池ユニット５０の端子５１，５２に固定するためのボルトを示す。座金２０は電池ユニット５０の端子５１，５２とバスバー６０との間に挟み込まれて使用される。なお、座金２０は平板部２１の裏面２１ｂがバスバー６０側とされて挟み込まれる。
【００３１】
バスバー６０と端子５１，５２は本来であれば、直接ボルト締めされるものであるが、端子５１，５２のうち、正極の端子５１は一般にアルミニウム製であって接触抵抗の大きさが特に問題となっており、ボルトを高トルクで締結しても接触抵抗が良好に、かつ安定して下がらないといった問題があった。これに対し、上述したように座金２０を挟み込むことで、接触抵抗を下げることが可能となる。
【００３２】
ケーブル４０が接続された座金２０を端子５１，５２とバスバー６０との間にそれぞれ挟み込めば、これらケーブル４０を介して電池ユニット５０の電圧を監視することが可能となり、よって従来行っていたような電圧監視用のケーブルを半田付けや溶接で端子５１，５２に接続するといった面倒で手間がかかる作業は不要となる。
【００３３】
なお、ボルト締結時には図３Ｃに拡大して示したように座金２０の側壁部２６がバスバー６０の側面に引っかかることにより、座金２０の回転を防止することができるものとなっている。また、リブ３１，３２は座金２０が端子５１，５２とバスバー６０間に挟み込まれた状態で端子５１，５２の接続面エッジやバスバー６０の接続面エッジにちょうど位置するように設けられており、これにより端子５１，５２の接続面エッジやバスバー６０の接続面エッジでの座金２０の折れを防止することができ、その点でさらに強度が向上されたものとなっている。
【００３４】
図４は電池ユニット５０の各端子５１，５２にケーブル４０が接続された座金２０が配され、バスバー６０により複数の電池ユニット５０が直列接続された状態を示したものである。
【００３５】
図５は上述したような座金のラミネートセルへの実装例を示したものであり、図５中、８０はラミネートセルを示す。また、９０はバスバーを示し、１００，１１０はバスバー９０をラミネートセル８０の端子８１，８２に固定するためのボルト、ナットを示す。
【００３６】
座金２０’，２０''は図１に示した座金２０に対し、形状が一部変更されたものとされている。座金２０’は座金２０における側壁部２５が削除された形状とされ、座金２０''は座金２０における側壁部２４が削除された形状とされている。
【００３７】
座金２０’，２０''はラミネートセル８０の端子８１，８２とバスバー９０との間にそれぞれ挟み込まれて使用される。座金２０’，２０''はそれぞれ平板部２１の裏面２１ｂがバスバー９０側とされ、図５Ｃに示したように側壁部２６がバスバー９０の側面に引っかかることにより、ボルト締結時に座金２０’，２０''の回転を防止することができるものとなっている。
【００３８】
ケーブル４０が接続された座金２０’，２０''を用いることにより、この例においても接触抵抗を下げることができ、かつケーブル４０を介して簡易にラミネートセル８０の電圧を監視することができる。
【００３９】
図６はラミネートセル８０の各端子８１，８２に、ケーブル４０が接続された座金２０’，２０''がそれぞれ配され、バスバー９０により複数のラミネートセル８０が直列接続された状態を示したものであり、バスバー９０は図６に示したように、この例ではコの字状に折り曲げられた形状となっている。図７は図６におけるラミネートセル８０の端子８２側のボルト締結部の断面を拡大して示したものである。
【００４０】
図８Ａはラミネートセル８０と端子の位置が異なるラミネートセル１２０を示したものであり、一対の端子１２１，１２２は上下に別れて位置されている。図８Ｂは図６と同様に、ラミネートセル１２０の各端子１２１，１２２に、ケーブル４０が接続された座金２０’，２０''がそれぞれ配され、バスバー９０により複数のラミネートセル１２０が直列接続された状態を示したものである。
【００４１】
次に、この発明による座金の第２の実施例を図９Ａを参照して説明する。
【００４２】
この例では座金１３０の平板部１３１にはボルト貫通穴１３４が形成されており、側壁部１３５〜１３７が設けられているとともに、ケーブル圧着部１３２は平板部１３１の一部が切り抜かれて一体形成されている。ケーブル圧着部１３２は、図９Ａに示したように平板部１３１の互いに対向する長辺に形成された側壁部１３５，１３６により補強された窓１３３内に位置している。また側壁部１３７はボルト貫通穴１３４が位置する側の短辺に、平板部１３１に対し、側壁部１３５，１３６と反対方向に立ち上げられて形成されている。
【００４３】
ケーブル圧着部１３２は、図１に示した座金２０のケーブル圧着部２２と同様、徐々に幅狭とされた連結部１３２ａと、延伸部１３２ｂと、延伸部１３２ｂの幅方向両端から曲げ起こされた一対の圧着片１３２ｃとを備えている。なお、図９Ａでは一対の圧着片１３２ｃはかしめられた状態として示している。
【００４４】
ケーブル圧着部１３２は連結部１３２ａが平板部１３１に連結支持され、さらに延伸部１３２ｂも平板部１３１に連結支持されており、即ち圧着されるケーブルの先端側及びケーブルの導出側の双方が平板部１３１に連結支持されている。
【００４５】
ケーブル圧着部１３２はこのように側壁部１３５，１３６で補強された内側で両端が支持されているため、この例ではケーブル圧着部１３２の強度が増し、また煽りが防止されるものとなっている。
【００４６】
図９Ｂは上記のような構成を有する座金１３０にケーブル４０が接続された状態を示したものである。
【００４７】
図１０は図９Ａに示した座金１３０の変形例を示したものであり、この例では平板部１３１’は方形ではなく、方形の一辺（ボルト貫通穴１３４が位置する側の短辺）が半円弧形状に変更されたものとなっている。この形状は座金１３０’が挟み込まれる端子の形状に合わせたもので、このような形状を採用すれば座金１３０’が端子からはみ出る部分を少なくすることができる。
【００４８】
次に、この発明による座金の第３の実施例について説明する。
【００４９】
図１１は、この発明による座金の第３の実施例を示したものであり、図１Ａと対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
この例では平板部２１にバネ片３３，３４が切り起こされて形成されている。バネ片３３，３４はその延伸方向がボルト貫通穴２３の径方向とされている。バネ片３３はボルト貫通穴２３側が基端とされ、平板部２１の表面２１ａ上に突出するように形成されており、これに対し、バネ片３４はボルト貫通穴２３側が遊端とされ、平板部２１の裏面２１ｂ上に突出するように形成されている。
【００５１】
これらバネ片３３，３４は図１１に示したようにボルト貫通穴２３の回りに交互に配列されて形成されており、この例ではバネ片３３，３４はそれぞれ６つ形成されている。６つのバネ片３３はボルト貫通穴２３の中心に対して対称に位置されており、６つのバネ片３４もボルト貫通穴２３の中心に対して対称に位置されている。このようにバネ片３３，３４の配置に対称性をもたせることで、ボルト締結時の座金１４０の変形がバランスのとれたものとなる。
【００５２】
なお、座金１４０が配置される、例えば電池ユニットの端子の径が小さい場合には、バネ片３４の向きをボルト貫通穴２３側と逆側とした場合、バネ先端部が電池ユニット端子からはみ出てしまう可能性があり、抵抗値低減効果が無くなる恐れがあるため、ボルト貫通穴２３側が遊端となっているバネ片３４の向きが端子との接触に対して有効である（都合がよい）が、座金１４０が挟み込まれる接続面が十分に広い場合にはボルト貫通穴２３の径方向におけるバネ片の向きに関しては図１１に示したように内向き、外向きに交互に変える必要はない。
【００５３】
図１２はこの発明による座金の第４の実施例を示したものであり、図１Ａと対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
この例では平板部２１’は図１２Ｂに示したように銅板が折り返されて二重とされた銅板間に、銅より柔らかい導電性材料３５が挟み込まれた三層構造をなすものとされている。導電性材料３５は例えば半田シートや銀（Ａｇ）ペーストとされ、高導電性を有するものとされる。
【００５５】
このような構成の座金１５０を用いれば、座金１５０が挟み込まれる両接続面それぞれに平板部２１’の表面２１ａ及び裏面２１ｂが独立して追従することになり、よって接触抵抗を良好に低減させることができる。
【００５６】
以上各種実施例について説明したが、座金を構成する銅板の板厚はいずれも１００μｍから３００μｍの範囲内で選定される。
【００５７】
なお、銅板には錫（Ｓｎ）めっきを施してもよく、錫めっきを施せば、接続面に対する追従性を向上させることができ、さらに接触抵抗を下げることができる。錫めっきの厚さは錫めっきによる接触抵抗の良好な低減効果を得る上で、銅板の板面（錫めっき形成面）と平行方向の錫めっきの結晶粒径より小さくするのが好ましく、例えば２μｍ以下とされる。
【符号の説明】
【００５８】
１１，１２            給電バスバー            １１ａ，１２ａ    接触面
１３                  ねじ                    １４              金属シート
２０，２０’，２０''  座金                      ２１，２１’    平板部
２１ａ              表面                        ２１ｂ          裏面
２２                ケーブル圧着部              ２２ａ            連結部
２２ｂ              延伸部                      ２２ｃ            圧着片
２３                ボルト貫通穴                ２４〜２８        側壁部
３１，３２          リブ                        ３３，３４        バネ片
３５                導電性材料                  ４０              ケーブル
５０                電池ユニット                ５１，５２        端子
６０                バスバー                    ７０              ボルト
８０                ラミネートセル              ８１，８２        端子
９０                バスバー                    １００            ボルト
１１０              ナット                      １２０            ラミネートセル
１２１，１２２      端子                        １３０，１３０’  座金
１３１，１３１’    平板部                      １３２            ケーブル圧着部
１３２ａ            連結部                      １３２ｂ          延伸部
１３２ｃ            圧着片                      １３３            窓
１３４              ボルト貫通穴                １３５〜１３７    側壁部
１４０，１５０      座金
【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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