(57)【要約】【課題】ナットの締付けトルクを高く設定できる電極端子の提供を目的とする。【解決手段】一対の出力端が互いに異なる金属で形成されるバッテリーに対して用いる電極端子において、ナット２００に螺合するおねじ２およびこのおねじ２よりも小径の軸部３を備えた第１接続部１０と、前記第１接続部１０のフランジ３に常時接触する土台部２１を備えた第２接続部２０とを有し、前記第１接続部１０を、前記第２接続部２０の機械的強度よりも高い炭素鋼に材質設定し、前記第１接続部１０と前記第２接続部２０とを一体化してなることを特徴とする。これにより、前記おねじ２の材質が全て炭素鋼となるため、前記ナット２００の締付けトルクを従来よりも高く設定でき、前記ナット２００が緩みにくくなる利点がある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の出力端が互いに異なる金属で形成されるバッテリーに対して用いる電極端子において、
ナットに螺合するおねじおよびこのおねじよりも小径の軸部を備えた第１接続部と、前記第１接続部に常時接触する土台部を備えた第２接続部とを有し、
前記第１接続部を、前記第２接続部の機械的強度よりも高い金属に材質設定し、
前記第１接続部と前記第２接続部とを一体化してなることを特徴とする電極端子。
【請求項２】
前記第１接続部は、炭素鋼に設定していることを特徴とする請求項１に記載の電極端子。
【請求項３】
前記第２接続部は、アルミあるいは銅に設定していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極端子。
【請求項４】
前記第１接続部と前記第２接続部とは、前記第１接続部の軸部の一端に圧力を加え第１接続部の塑性変形により一体化されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の電極端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極と負極とが互いに異なる異種金属で成形されたバッテリーの電極端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッドカーなどに搭載されるバッテリーは、複数のバッテリーセルが接続されており、互いのバッテリーセルの正・負極間が板状のバスバーにより直列に接続され、高容量の電力を出力可能に構成されている。また、バッテリーセルは、リチウムイオン電池となっており、その電極端子は、一般的に正極がアルミ、負極が銅でそれぞれ材質設定されている。
【０００３】
このようなリチウムイオン電池からなるバッテリーセルの電極端子として、特許文献１が公知となっている。この従来の電極端子は、中実軸からなる心棒部と、この心棒部に挿通された外筒部と、から構成されており、前記心棒部および前記外筒部は、それぞれ異種金属からなり且つ接合され一体に形成されている。また、前記心棒部は、外筒部の端面から突出するように配されており、この突出部がバッテリーセルの内部に収まっている一方、前記外筒部は、心棒部の突出側に配された土台部と、図示しないナットを螺入可能なねじ部と、から構成されている。つまり、バッテリーは、前記バッテリーセルの正極と隣り合うバッテリーセルの負極に配された前記バスバーによって連結されてなり、このバスバーが前記ナットで固定されて前記土台部に接触しているため、互いのバッテリーセルが直列に接続されて構成される。
【０００４】
また、特許文献１によると、正極であれば、前記心棒部の材質にはアルミが用いられ、前記ねじ部の材質には銅が用いられている。一方、負極であれば、前記心棒部の材質には銅が用いられ、前記ねじ部の材質にはアルミが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2011-210481号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の電極端子は、ねじ部の材質が炭素鋼よりも機械的強度の低い銅あるいはアルミに設定されているため、前記ナットを締め付けた際に前記ねじ部が破断し易い問題があった。また、ねじ部の破断を解消するには前記ねじ部の機械的強度を高める必要があるため、ねじ部の直径を大きく設定して高い締付けトルクに対応できるようにすることが考えられる。しかし、これでは前記ねじ部のねじのサイズを小さくできないため、電極端子およびバッテリーを小型化できない問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、本発明は、一対の出力端が互いに異なる金属で形成されるバッテリーに対して用いる電極端子において、ナットに螺合するおねじおよびこのおねじよりも小径の軸部を備えた第１接続部と、前記第１接続部に常時接触する土台部を備えた第２接続部とを有し、前記第１接続部を、前記第２接続部の機械的強度よりも高い金属に材質設定し、前記第１接続部と前記第２接続部とを一体化してなることを特徴とする。なお、前記第１接続部は、炭素鋼に設定することが好ましい。また、前記第２接続部は、アルミあるいは銅に設定することが好ましい。さらに、前記第１接続部と前記第２接続部とは、前記第１接続部の軸部の一端に圧力を加え第１接続部の塑性変形により一体化されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電極端子１は、前記おねじへのナット締め付けを行った場合であっても、前記おねじが機械的強度の高い材質であるため、従来のような前記おねじの破断は大幅に低減する利点がある。また、前記第２接続部は、その材質を正極であればアルミ、負極であれば銅にそれぞれ設定されるため、これら材質の特性によりバッテリー内の電子が効率よく移動し、高い電力を出力できる利点もある。さらに、前記第１部材および前記第２部材は、プレス加工機により前記軸部の一端を塑性変形させて一体化されているため、例えば、溶接あるいはスピン加締め等の接合に比べて前記第１部材および前記第２部材の接合時間が短くなる。よって、本発明の電極端子１は、従来に比べて生産性を向上できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の使用状態を示す断面図である。
【図３】図１の組立工程を示す説明図である。また、（ａ）は図１を組立てる際の工程を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）を一体化する際の加工を示す説明図であり、（ｃ）は（ｂ）の加工が完了した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１ないし図３に基づき本発明の電極端子を説明する。本発明の電極端子１は、ナット２００に螺合可能なおねじ２を備えた第１接続部１０と、この第１接続部１０の前記おねじ２を突出するように保持する第２接続部２０と、を備えており、それぞれが接合され一体に構成されている。
【００１１】
前記第１接続部１０は、図３（ａ）に示すように、その一端に前記おねじ２が配される一方、他端に前記おねじ２の直径よりも小さな直径からなる軸部４が配されている。また、前記おねじ２および前記軸部４の間には、それぞれに隣接するフランジ３が配されており、第１接続部１０は、これらおねじ２、フランジ３、軸部４を一体に形成してなる。また、前記フランジ３は、図１および図２に示すように多角形状の一例である四角形に形成される一方、前記軸部４は、円柱状に形成されている。
【００１２】
前記第１接続部１０は、機械的強度の高い材質である炭素鋼が用いられており、本実施例においては、ねじの転造に用いられることの多い冷間圧造用炭素鋼（ＳＷＣＨ材）に設定されている。つまり、この第１接続部１０は、冷間圧造加工によってそれぞれを一体に成形されており、本実施例における前記おねじ２は、おねじ成形の一般的な加工である転造によって成形されている。なお、前記おねじ２の加工は、転造としたが切削加工としてもよい。
【００１３】
一方、前記第２接続部２０は、前記フランジ３を嵌合可能に形成された土台部２１と、この土台部２１から突出した筒部２２と、から構成される。また、前記土台部２１の端面には、前記フランジ３に嵌合するフランジ嵌合穴２３が配される一方、前記筒部２２の端面には、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すプレス工具３００を挿入可能な工具挿入穴２５が配される。さらに、前記フランジ嵌合穴２３および前記工具挿入穴２５は、前記軸部４を挿入可能な軸部挿入穴２４により接続されており、前記第２接続部２０は、前記第１接続部１０を挿入できるように中空状に構成されている。
【００１４】
前記第２接続部２０は、本実施例のおいて、その材質がアルミあるいは銅の何れかに設定されている。これは、本発明の電極端子１が、上述したようにリチウムイオン電池であるバッテリーセルの電極として用いられるためである。例えば、第２接続部２０の材質は、正極側に配される場合であるとアルミが設定される一方、負極側に配される場合であると銅に設定される。
【００１５】
つまり、本発明の電極端子１は、正極であれば前記第２接続部２０の材質がアルミであり、前記第１接続部１０の材質が炭素鋼に設定される一方、負極であれば第２接続部２０の材質が銅であり、第１接続部１０の材質が炭素鋼に設定されて二種類が存在する。
【００１６】
このように、前記第１接続部１０および第２接続部２０は、それぞれ異なる金属からなるため、それぞれが別々の加工工程を経て成形されている。この別々の加工工程を経た後、前記第１接続部１０および第２接続部２０は、それぞれ接合され一体化される。この接合について、図３（ａ）ないし図３（ｃ）を用い以下に説明する。
【００１７】
まず、図３（ａ）に示すように前記第１接続部１０の軸部４を上に向けてセットする。次に、この軸部４に前記第２接続部２０を覆い被せて前記フランジ嵌合穴２３が前記フランジ３に嵌合するようにセットする。これにより、少なくとも前記フランジ３の端面と前記フランジ嵌合穴２３の底面とが接触し、図３（ｂ）に示す状態となり、前記軸部４の一端が前記軸部挿入穴２４から突出する。この軸部４の一端は、図示しないプレス加工機にセットされたプレス工具３００によって押さえ付けられ、図３（ｃ）に示すように塑性変形してその直径が大きくなり前記工具挿入穴２５の底面に広がる。これにより、前記第１接続部１０と前記第２接続部２０とが一体に接合される。
【００１８】
完成した本発明の電極端子１は、前記バッテリーセルの内部に前記第２接続部２０の前記筒部２２が位置するよう取り付けられるとともに、前記バッテリーセルの外部に前記第１接続部１０の前記おねじ２および前記第２接続部２０の前記土台部２１が突出するよう取り付けられている。
【００１９】
また、前記電極端子１は、図２に示すように、前記おねじ２に挿通され、前記土台部２１と接触するように配されたバスバー１００をナット２００により固定され、隣のバッテリーセルの電極端子１に接続される。よって、バッテリーセルの正極とその隣のバッテリーセルの負極とが１枚のバスバー１００によって接続されるため、前記バスバー１００にナット２００を締結することにより、複数のバッテリーセルが直列的に接続される。
【００２０】
上述したように、本発明の電極端子１は、おねじ２が機械的強度の高い炭素鋼に設定されるため、前記ナット２００を従来に比べて高い締付けトルクにて締結できる利点がある。このため、ナット２００が緩みにくくなり、しかも従来のようにねじ部が破壊されることも低減できる。また、前記フランジ３の形状が四角形であり、しかも前記フランジ３が前記フランジ嵌合穴２３に嵌合しているため、前記第１接続部１０に高い締付けトルクが負荷されても、前記第１接続部１０は、空転することが無い利点もある。さらに、本発明の電極端子１は、おねじ２が全て前述の炭素鋼であるため、従来のように高い締付けトルクを受けるねじ部の直径を従来よりも小さく設定できる。これにより、本発明の電極端子１は、従来に比べて小型化および軽量化できる利点もある。また、前記第１接続部１０および前記第２接続部２０を前記カシメ工具３００によって接合しているため、例えば、溶接やスピンカシメ等の接合に比べて安価で加工でき、従来に比べて生産性が向上する利点もある。なお、前記第１接続部１０は、さらに機械的強度を向上させるため、焼き入れ処理を行ってもよい。また、図２および図３（ｃ）に示すように、前記おねじ２および前記フランジ３の境から前記第２接続部２０の土台部２１の端面が張り出すようにしているが、前記おねじ２および前記フランジ３の境が前記土台部２１の端面から突出していなければよく、同面の寸法設定であってもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１    電極端子
２    おねじ
３    フランジ
４    軸部
１０    第１接続部
２０    第２接続部
２１    土台部
２２    筒部
２３    フランジ嵌合穴
２４    軸部挿入穴
２５    工具挿入穴
１００    バスバー
２００    ナット
３００    プレス工具
【図１】
2014110129.tif 000003
【図２】
2014110129.tif 000004
【図３】
2014110129.tif 000005