(57)【要約】  実施形態によれば、それぞれ電極端子２２、２３を有する複数の電池セル１２の電極端子を互いに接続する電池接続構造は、接続部４２および接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部４６を一体に有し、導電材料で形成された接続部材４０と、係合部の内孔内に嵌合され係合部を電極端子の内面に押圧するばね部材５２と、を備えている。
2014020731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルに設けられた筒状の電極端子を接続する電池接続構造であって、
接続部および前記接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部を一体に有し、導電材料で形成された接続部材と、前記係合部の内孔内に嵌合され前記係合部を前記電極端子の内面に押圧するばね部材と、を備える電池接続構造。
【請求項２】
前記係合部は、前記接続部側の基端から前記係合部の自由端まで延びるスリットと、前記係合部の外周面に突設され前記電極端子の内面に接触する係合突起と、を有している請求項１に記載の電池接続構造。
【請求項３】
前記係合突起は、前記係合部の基端近傍から自由端まで延びる複数のリブを有している請求項２に記載の電池接続構造。
【請求項４】
前記複数のリブは、前記係合部の軸方向に沿って延在し、前記係合部の円周方向に間隔を置いて設けられている請求項３に記載の電池接続構造。
【請求項５】
前記係合部は、円周方向に間隔を置いて設けられた複数の前記スリットを有し、
前記係合突起は、前記係合部において、前記スリット間の領域に設けられている請求項４に記載の電池接続構造。
【請求項６】
前記接続部材は、互いに隙間を置いて位置する２つの前記接続部と、前記接続部から突出する２つの前記係合部と、前記２つの接続部を互いに連結する連結部と、を一体に備えている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項７】
前記連結部は、前記２つの接続部が接離する方向に弾性変形可能に形成されている請求項６に記載の電池接続構造。
【請求項８】
前記連結部は、前記２つの係合部が互いに回動方向に変位する方向に弾性変形可能に形成されている請求項７に記載の電池接続構造。
【請求項９】
前記ばね部材は、軸方向一端から他端まで延びるスリットを有する筒状のばね本体を備えている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項１０】
前記ばね本体の挿入側の端部は先細のテーパー形状に形成されている請求項９に記載の電池接続構造。
【請求項１１】
前記ばね本体は、前記ばね本体の挿入側の端部に形成された切欠きを有する請求項９に記載の電池接続構造。
【請求項１２】
前記ばね部材は、前記ばね本体の挿入側端と反対側の端に設けられた環状のフランジを有している請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項１３】
前記接続部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、純銅又は銅合金、ニッケル金属のいずれかで形成されている請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項１４】
それぞれ筒状の電極端子を有し、並んで配設された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容するケースと、
前記複数の電池セルの電極端子同士を電気的に接続する電池接続構造と、を備え、
前記電池接続構造は、接続部および前記接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部を一体に有し、導電材料で形成された接続部材と、前記係合部の内孔内に嵌合され前記係合部を前記電極端子の内面に押圧するばね部材と、を備えている二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池の出力端子を接続する接続構造、およびこれを備えた二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として、二次電池が広く用いられている。例えば、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高出力、高エネルギー密度を有することから、電気自動車等の電源として注目されている。また、更なる高容量化、高出力化を図るため、複数の二次電池をケース内に並べて配置し、これらの二次電池を直列あるいは並列に接続した組電池、あるいは二次電池装置が用いられている。【０００３】
組電池において、各二次電池（以下、電池セルと称する）は、正極および負極の電極端子を有し、複数の電池セルのうち、例えば隣接する２つの電池セルの電極端子は、バスバーのような導電部材で互いに接続されている。この場合、バスバーは、電極端子に対して位置決めされ、ボルト接合またはレーザ溶接により電極端子に接続および固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−８７７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
組電池の組立において、バスバーをボルト締めにより電池セルに接続する場合、作業工程数が多くなるとともに、締付けトルクにより電極端子に損傷を与えることなく、かつ、確実に接続する必要がる。また、溶接による場合は、大型の設備が必要とともに、溶接に失敗した場合、リペアが困難であり、製造歩留まりが低下する要因となり得る。【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、二次電池の電極端子を容易に、かつ、確実に接続することが可能な電池接続構造、およびこれを備えた二次電池装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、電池セルに設けられた筒状の電極端子を接続する電池接続構造は、接続部および前記接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部を一体に有し、導電材料で形成された接続部材と、前記係合部の内孔内に嵌合され前記係合部を前記電極端子の内面に押圧するばね部材と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２】図２は、前記二次電池装置における電池セルを示す斜視図。
【図３】図３は、前記電池セルの電極端子部分を示す断面図。
【図４】図４は、変形例に係る電子セルの電極端子を示す斜視図。
【図５】図５は、前記変形例に係る電池セルの電極端子を示す断面図。
【図６】図６は、前記第１の実施形態に係る二次電池装置のバスバーを示す斜視図。
【図７】図７は、前記バスバーの係合部を異なる方向から見た斜視図。
【図８】図８は、前記バスバーの接続部および係合部の断面図。
【図９】図９は、前記二次電池装置における接続構造を構成するスプリングピンを示す斜視図。
【図１０】図１０は、前記二次電池装置の電池セルの電極端子部分とバスバーとを示す分解斜視図。
【図１１】図１１は、前記二次電池装置の接続構造を構成する電極端子、バスバー、スプリングピンの接続前の配置関係を示す断面図。
【図１２】図１２は、前記電池セルの電極端子にバスバーの係合部を接合する過程を示す断面図。
【図１３】図１３は、前記接合部のリブと電極端子との接合状態を拡大して示す断面図。
【図１４】図１４は、前記電極端子にバスバーの係合部を接合し、かつ、スプリングピンを押込む状態を示す断面図。
【図１５】図１５は、前記電池セルの電極端子をバスバーおよびスプリングピンにより接続する接続工程を示す電池セルおよび接合構造の斜視図。
【図１６】図１６は、バスバーおよびスプリングピンが接続された状態の電極端子を示す断面図。
【図１７】図１７は、バスバーおよびスプリングピンが接続された状態の電極端子を示す断面図。
【図１８】図１８は、第２の実施形態に係るバスバーを示す斜視図。
【図１９】図１９は、第３の実施形態に係る二次電池装置の接続構造を示す斜視図。
【図２０】図２０は、第３の実施形態に係る二次電池装置のバスバーを示す斜視図。
【図２１】図２１は、第１変形例に係るスプリングピンを示す斜視図。
【図２２】図２２は、第２変形例に係るスプリングピンを示す斜視図。
【図２３】図２３は、第３変形例に係るスプリングピンを示す斜視図。
【図２４】図２４は、第４変形例に係るスプリングピンを示す斜視図。
【図２５】図２５は、第５変形例に係るスプリングピンを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る電池接続構造を有する二次電池装置について詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る二次電池装置を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、二次電池装置１０は、例えば、矩形箱状のケース１６と、このケース内に互いに所定の隙間を置いて整列配置された複数、例えば、５個の電池セル（二次電池セル）１２と、各電池セルの電圧、温度等を監視し、制御する図示しない制御回路基板と、を備え、組電池（電池モジュール）として構成されている。隣り合う電池セル１２の電極端子間は、導電部材としてのバスバー４０により電気的に接続されている。
【００１０】
図１に示すように、ケース１６は、底壁を有しているとともに上面が開口した矩形箱状のケース本体２６と、ケース本体２６の上端縁に嵌合され、ケース本体の上面開口を覆った矩形板状の上ケース２８と、上ケースに脱着自在に取り付けられる図示しないトップカバーと、を有している。ケース本体２６および上ケース２８は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ボリカーボネイト（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等の熱可塑性樹脂を用い、射出成形法などにより製造される。
【００１１】
図２は、電池セル１２の電極端子部分を示す斜視図、図３は、電池セルの電極端子部分の断面図である。図１ないし図３に示すように、各電池セル１２は、例えば、リチウムイオン電池等の薄型の非水系二次電池として構成されている。この電池セル１２は、アルミニウム等により形成された偏平な矩形箱状の外装容器１８と、外装容器１８内に非水電解液と共に収納された電極体２０と、を備えている。外装容器１８は、上端が開口した容器本体１８ａと、容器本体１８ａに溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体１８ｂとを有し、内部が気密に形成されている。電極体２０は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００１２】
電極端子である正極端子２２および負極端子２３が蓋体１８ｂの長手方向両端部にそれぞれ設けられ、蓋体１８ｂから突出している。正極端子２２および負極端子２３は、電極体２０の正極および負極にそれぞれ電気的に接続されている。蓋体１８ｂの中央部には、ガス排気機構として機能する圧力開放弁２４が形成されている。二次電池１２の異常モード等により外装容器１８内にガスが発生し、外装容器内の内圧が所定の値以上に上昇した際、圧力開放弁２４が開放され、内圧を下げて外装容器１８の破裂等の不具合を防止する。
【００１３】
電池セル１２の正極端子２２および負極端子２３は、例えば、段付の矩形状に形成されたベース２２ａ、２３ａと、例えば、溶接によりベース上に固定された円筒状の接続端子２２ｂ、２３ｂと、を有している。接続端子２２ｂ、２３ｂは、蓋体１８ｂに対してほぼ垂直に延出している。接続端子２２ｂ、２３ｂのベース２２ａ、２３ａ側の下端は閉塞され、延出端は、開口している。更に、接続端子２２ｂ、２３ｂの延出端部の外周には、ロック用の係合溝２５が全周に亘って形成されている。なお、係合溝２５は全周に限らず、少なくとも後述するロック爪が係合可能な位置に形成されていればよい。また、係合溝２５に代えて、ロック用の係合突起を用いても良い。接続端子２２ｂ、２３ｂは、円筒形状に限らず、多角筒形状、楕円筒形状等、他の筒形状としてもよい。
【００１４】
図４および図５は、変形例に係る電池セル１２の電極端子を示している。これらの図に示すように、電極端子２２、２３は、それぞれ円柱形状のベース２２ａ、２３ａと円筒形状の接続端子２２ｂ、２３ｂとが一体に形成された構成としてもよい。  
電極端子２２、２３は、例えば、アルミニウム、銅、金等の導電性金属により形成され、あるいは、他の金属で形成し表面に金メッキ等を施してもよい。
【００１５】
図１に示すように、ケース１６内において、複数の電池セル１２は、外装容器１８の主面同士が所定の隙間を置いて向い合った状態で一列に並んで収納されている。本実施形態において、隣合う２つの電池セル１２は、正極端子２２および負極端子２３の位置が逆となるように、互いに１８０度反転した状態で配列されている。すなわち、５個の電池セル１２は、その配列方向に沿って、正極端子２２と負極端子２３とが交互に、かつ、２列に並ぶように、配置されている。
【００１６】
上ケース２８は、電池セル１２が収容されたケース本体２６に上から被され、ケース本体２６に取付けられる。これにより、全体として矩形箱状のケース１６が構成される。上ケース２８は、ケース本体２６の底壁とほぼ同一の大きさを有する矩形板状の天井壁３０を有している。天井壁３０は、ケース本体２６の底壁と平行に対向し、複数の電池セル１２の上部を覆っている。天井壁３０には、それぞれ電池セル１２の電極端子２２、２３を挿通するための複数の開口３２および複数の排気孔３４が形成されている。
【００１７】
ケース本体２６内に収納された電池セル１２は、上ケース２８の天井壁３０内面に当接することにより、上端位置、特に、電極端子２２、２３の高さ位置が決めされている。各電池セル１２の正極端子２２および負極端子２３は、天井壁３０のそれぞれ対応する開口３２内に挿通され、天井壁の上方に突出している。各電池セル１２の圧力開放弁２４は天井壁３０の排気孔３４に対向している。
【００１８】
図１に示すように、複数の電池セル１２は、複数のバスバー４０により、直列に接続されている。また、電子セル群の一端に位置する電子セル、および他端に位置する電池セルに、バスバー４１が接続され、出力端子を構成している。
【００１９】
図６は、バスバー４０を示す斜視図、図７は、バスバーの接続部を示す斜視図、図８は、バスバーの断面図、図９は、バスバーとともに接続構造を構成するスプリングピン（ばね部材）を示す斜視図である。  
図６、図７、図８に示すように、バスバー４０は、一対の板状の接続部４２と、波状に折曲げられ一対の接続部４２を互いに連結した連結部４４と、接続部４２から一方向に延出する一対の筒状の係合部４６と、を有し、導電材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル合金等により一体に成形されている。
【００２０】
一対の接続部４２は、互いに所定の間隔を置いて、かつ、同一平面に並んで位置している。一対の接続部４２を連結している連結部４４は、接続部４２よりも板厚の薄い板材を波状に折り曲げて形成され、一対の接続部４２を結ぶ長手方向（ピッチ方向）Ｘに沿って弾性変形可能となっている。連結部４４の弾性変形により、後述する公差に応じて、接続部４２間の間隔をある程度調整することができる。
【００２１】
係合部４６は、例えば、円筒形状に形成され、接続部４２に対してほぼ垂直に延出している。係合部４６は、接続部４２に連結している基端と、開口した自由端と、を有している。係合部４６は、それぞれ基端近傍から自由端まで延びる複数のスリット４８と、外周面に突設された複数の係合突起、例えば、細長いリブ５０と、を有している。
【００２２】
スリット４８は、それぞれ係合部４６の軸方向に沿って直線的に延びているとともに、係合部４６の円周方向に沿って所定の間隔を置いて形成されている。なお、各スリット４８は、係合部４６の軸と平行な方向に限らず、軸に対して斜めに延びていてもよく、あるいは、湾曲して延びていてもよい。
【００２３】
リブ５０は、係合部４６の軸方向に沿って直線的に延びている。リブ５０は、係合部４６の基端から僅かに離れた位置から係合部４６の自由端まで延びている。また、複数のリブ５０は、それぞれ隣合う２つのスリット４８間に少なくとも１つのリブ５０が設けられている。各リブ５０の断面形状は、例えば、三角形、台形、半円形などに形成されている。なお、係合突起は、リブ状に限らず、複数のドット状、あるいは、島状の突起としてもよい。
【００２４】
バスバー４０の各接続部４２において、係合部４６の基端と対向する位置に円形の開孔５１が形成され、係合部４６の内孔に連通している。本実施形態において、開孔５１は、係合部４６に向かって先細となるテーパー面５１ａにより規定され、開孔５１の最小径は、係合部４６の内径と同一に形成されている。
【００２５】
係合部４６は、電池セル１２の接続端子２２ｂ、２３ｂに係合可能に形成されている。すなわち、係合部４６の外径は、接続端子２２ｂ、２３ｂの内径よりも僅かに小さく形成されている。また、リブ５０の突出高さを含む係合部４６の外径は、接続端子２２ｂ、２３ｂの内径よりも僅かに大きく形成されている。係合部４６をその自由端（下端）側から接続端子２２ｂ、２３ｂの内孔に押込むことにより、リブ５０が接続端子の内周面上を摺動し、内周面を削り取りながら押し潰され、接続端子の内周面に密着する。これにより、係合部４６は、接続端子２２ｂ、２３ｂの内孔内に嵌合し、接続端子に機械的かつ電気的に接続される。
【００２６】
なお、係合部４６は、円筒形状に限らず、多角筒形状、楕円筒形状等、他の筒形状としてもよい。また、上記のように、リブ５０を比較的、潰れ易くするため、バスバー４０は、接続端子２２ｂ、２３ｂよりも柔らかい材料で形成されていることが望ましい。更に、バスバー４０は、後述するスプリングピンよりも柔らかい材料で形成されていてもよい。例えば、接続端子２２ｂ、２３ｂは、Ａ３０００系のアルミニウムで形成され、バスバー４０は、Ａ１０００系のアルミニウムで形成される。
【００２７】
図９は、接続構造の一部を構成するばね部材としてのスプリングピン（バックアップピン）を示している。図１および図９に示すように、スプリングピン５２は、バスバー４０の係合部４６の内孔に嵌合され、係合部４６を接続端子２２ｂ、２３ｂの内周面に押付けるように作用する。スプリングピン５２は、例えば、円筒状に形成されたばね本体５２ａと、フランジを構成するリング板５２ｂと、リング板から突出するロック爪５２ｃと、を有している。ばね本体５２ａは、軸方向に沿って一端から他端まで延びるスリット５４を有している。すなわち、ばね本体５２ａは、例えば、板厚０．４ｍｍのステンレス板を、両端縁同士が所定の隙間（スリット）５４を置いて突き合うように、円筒状に曲げ加工して形成されている。ばね本体５２ａの外径は、バスバー４０の係合部４６の内径よりも僅かに大きく形成されている。また、ばね本体５２ａの軸方向一端縁に、複数の切欠き５５が形成されている。
【００２８】
リング板５２ｂは、ばね本体５２ａの軸方向他端に折曲げ可能に取り付けられ、あるいは、ばね本体５２ａと一体に形成されている。リング板５２ｂは、ばね本体５２ａの軸方向一端と重なるように折り曲げることにより、ばね本体５２ａの一端に環状のフランジを形成する。このようなフランジを形成することより、スプリングピン５２を係合部４６に押し込む際、フランジを押してばね部材５２ａを押し込むことができ、挿入性が向上する。また、リング板５２ｂは、その一部がばね本体５２ａに接続されている構成であるため、ばね部材５２ａ自体は、曲げ加工性が向上し、ばね力をより均等にすることが可能となる。
【００２９】
なお、スプリングピン５２は、係合部４６を安定して押圧できればよく、金属に限らず、合成樹脂等の他の材料で形成することも可能である。
【００３０】
図１および図１０に示すように、正極側および負極側の出力端子を構成するバスバー４１は、１つの板状の接続部４２、接続部４２の下面から一方向に延出する筒状の係合部４６と、接続部４２からクランク状に延出する板状の出力端子５６と、を有し、導電材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル合金等により一体に成形されている。出力端子５６には、ねじ孔が形成され、ボルトをねじ込み可能となっている。その他、接続部４２および係合部４６は、前述したバスバー４０の接続部および係合部と同様に構成されている。また、バスバー４１の係合部４６には、前述したスプリングピンと同様のスプリングピン５２が押込まれ、嵌合される。
【００３１】
上記のように構成されたバスバー４０、４１、およびスプリングピン５２を有する接続構造は、以下のようにして電池セル１２の電極端子２２、２３に接続される。まず、ケース本体２６内に５個の電池セル１２を収納、配置した後、上ケース２８を被せケース本体２６に固定する。次いで、図１０および図１１に示すように、バスバー４０を隣合う２つの電池セル１２の接続端子２２ｂ、２３ｂに対して位置合わせする。係合部４６をそれぞれ接続端子２２ｂ、２３ｂの上方に同軸的に配置し、２つの係合部４６を接続端子２２ｂ、２３ｂの内孔に上から押込む。接続端子２２ｂ、２３ｂ間の間隔が、公差等により多少ずれている場合、バスバー４０の連結部４４が長手方向に伸張あるいは収縮し、上記公差を吸収することができる。
【００３２】
図１２および図１３に示すように、係合部４６をその自由端（下端）側から接続端子２２ｂ、２３ｂの内孔に挿入し、接続部４２が接続端子２２ｂ、２３ｂの上端に当接するまで、係合部４６を接続端子内に押込む。押込むことにより、リブ５０が接続端子２２ｂ、２３ｂの内周面上を摺動し、内周面を削り取りながら押し潰され、接続端子２２ｂ、２３ｂの内周面に密着する。これにより、係合部４６は、接続端子２２ｂ、２３ｂの内孔内に嵌合し、接続端子に機械的かつ電気的に接続される。
【００３３】
係合部４６のスリット４８間の領域は、リブ５０が付いた羽形状となっているため、接続端子２２ｂ、２３ｂに挿入時にリブ５０を削りながら接続端子に接触し、内側からばね力を受け易くなっている。リブ５０の本数、幅で係合部４６の押込み荷重と抵抗値が変化する。必要スペックに合わせてリブの本数を調節可能である。リブ５０の本数を少なくすると、押込み荷重が小さくなり、抵抗値が高くなる。
【００３４】
また、係合部４７のリブ５０は、係合部４６の基端付近、つまり、接続部４２付近ではなくなっているため、係合部４６の押込み挿入時の荷重が最後になくなり、嵌め込んだ状況を確認することできる。リブ５０の削りかすがこの部分に逃げることで荷重が増えすぎない。更に、スリット４８の幅によって、接続端子２２ｂ、２３ｂへ挿入時の係合部４６の形状を決定することが可能となる。すなわち、スリット４８の幅を調整することで、羽状部分が内側に倒れすぎることなく、確実にリブ５０を削ることができる。
【００３５】
接続端子２２ｂ、２３ｂに係合部４６を嵌合した後、図１４、図１５、図１６に示すように、スプリングピン５２をバスバー４０の係合部４６の内孔に挿入および嵌合する。スプリングピン５２は、ばね本体５２ａの下端側から接続部４２の開孔５１を通して係合部４６に押込まれる。その際、リング板５２ｂを折り曲げてフランジを形成することにより、このフランジを介してばね本体５２ａを押し込むことができる。また、接続部４２の開孔５１は、面取りしてテーパー面５１ａを形成しているため、スプリングピン挿入時、ばね本体５２ａを挿入位置に容易に位置決め（公差吸収）できるとともに、挿入荷重の軽減が可能となる。更に、ばね本体５２ａの下端（先端）に切欠き５５を設けることにより、ばね本体５２ａを係合部４６に押込む際、先端部がすぼまる方向に容易に変形することができる。これにより、ばね本体５２ａを係合部４６の内孔に押込み易くすることができる。
【００３６】
図１６および図１７に示すように、係合部４６の内孔に押込まれることにより、ばね本体５２ａはスリット５４の幅が狭くなるように外周側から押圧されて弾性変形し、これに応じて、バスバー４０の係合部４６に一定のばね力を加える。すなわち、ばね部材５２ａは係合部４６を径方向外方に押圧し、係合部４６のリブ５０を接続端子２２ｂ、２３ｂの内周面に押付ける。これにより、リブ５０は更に押し潰されて、一層、確実に接続端子２２ｂ、２３ｂに接触する。更に、リング板５２ｂが接続部４２の上端に当接するまで、スプリングピン５２を押込み、また、ロック爪５２ｃを係合溝２５に係合させる。これにより、スプリングピン５２を挿入位置にロックおよび取付け確認することができる。
【００３７】
このように、バスバー４０の係合部４６内にばね力を持ったスプリングピン５２を挿入することで、接続端子２２ｂ、２３ｂとバスバー４０との接触力を保持し、係合部４６のリブ５０を接続端子２２ｂ、２３ｂの内周面に押付け電気抵抗の増加を防ぐことができる。同時に、バスバー４０の抜けを防ぐことが可能となる。  
以上の電池接続構造により、隣合う２つの電池セル１２の電極端子２２、２３同士を電気的に接続する。
【００３８】
出力端子を構成するバスバー４１についても、バスバー４０と同様に、係合部４６を電極端子２３（あるいは２２）の内孔に押込んで嵌合した後、スプリングピン５２を係合部４６の内孔に挿入し、接続端子２２ｂ、２３ｂとバスバー４１との接触力を保持する。これにより、電池セル１２の一方の電極端子２２（あるいは２３）にバスバー４１が接続される。
【００３９】
上記のように構成された接続構造を有する二次電池装置によれば、バスバー４０の係合部４６を電池セル１２の接続端子に押し込むだけの簡単な作業により、電池セル間を電気的に接続することができる。これにより、バスバーのボルト締めや溶接を用いる必要がなく、組立て工数の低減が可能となり、また、大型設備が不要となる。ボルト締めと異なり接続端子に締付けトルクが作用せず、バスバーとスプリングピンの挿入のみで電池セル同士の接続が可能となる。また、溶接により接続するものと異なり、溶接による失敗は起こらず、バスバーまたはスプリングピンを交換するのみで良いため、製造歩留まりが向上する。リペア時あるいは交換時、スプリングピンのフランジを用いてスプリングピンを引き抜くことが可能である。
【００４０】
接触式による電気接続では、接続時は電気的に安定していたとしても、時間変化、環境変化によって、抵抗が上昇する可能性が生じる。本実施形態に係る二次電池装置によれば、係合部４６をスプリングピン５２により押圧し、接続端子に押付けることで、応力緩和、電気抵抗の増大を防ぐ構造となっている。また、接続端子２２ｂ、２３ｂに係合する際、バスバー４０のリブ５０が接続端子２２ｂ、２３ｂの内周面を削りながら接触し、同時に、リブ５０が削れることで、係合部の母材がしっかり接続端子に導通する。更に、係合部４６の羽部分、すなわち、スリット４８間の部分、およびリブ５０がスプリングピンによって接続端子の内周面側に押されることで、接触力を維持する。リブ５０と接続端子２２ｂ、２３ｂとの間に空気層がないため、酸化などの腐食の心配がなく、時間変化、環境変化による抵抗増大を防ぐことができる。  
以上のことから、二次電池の電極端子を容易に、かつ、確実に接続することが可能な電池接続構造、およびこれを備えた二次電池装置が得られる。これにより、組立性の向上した二次電池装置が得られる。
【００４１】
次に、他の実施形態に係る二次電池装置の電池接続構造およびバスバーについて説明する。以下に述べる他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に詳細に説明する。
【００４２】
（第２の実施形態）  
次に、第２の実施形態に係る二次電池装置について説明する。図１８は、第２の実施形態に係る二次電池装置のバスバーを示している。図１８に示すように、第２の実施形態によれば、バスバー４０の連結部４４に複数のスリット６０が形成されている。これらのスリット６０は、バスバー４０の長手方向に沿って、すなわち、一対の係合部４６を結ぶ方向に沿って、延びているとともに、この方向と直交する方向に間隔を置いて設けられている。
【００４３】
このようなスリット６０を設けることにより、バスバー４０の連結部４４は、長手方向（ピッチ方向）Ｘだけではなく、回転方向θへも弾性変形し易くなる。バスバー４０の一対の係合部４６を接続端子２２ｂ、２３ｂに挿入する際、係合部４６の先端部を同時に押込むため、係合部と接続端子との位置決めが厳密となる。上記のように連結部４４を長手方向Ｘおよび回転方向θに変形し易い構成とすることにより、接続時の公差を吸収することができる。
【００４４】
第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
（第３の実施形態）  
次に、第３の実施形態に係る二次電池装置について説明する。図１９および図２０は、第３の実施形態に係る二次電池装置の電池セルおよびバスバーを示している。図１８に示すように、第２の実施形態によれば、バスバー４０の連結部４４は、２つの接続部４２間を延びる複数の細長いブリッジ６２により形成されている。複数のブリッジ６２は、２つの接続部４２を通る方向と直交する方向に間隔を置いて並んでいるとともに、接続部４２の厚さ方向にも間隔を置いて設けられている。
【００４６】
このような連結部４４は、バスバー４０の長手方向（ピッチ方向）Ｘだけではなく、回転方向θへも弾性変形し易くなる。そのため、バスバー４０の一対の係合部４６を接続端子２２ｂ、２３ｂに挿入する際、係合部と接続端子と間の公差を連結部４４の弾性変形により容易に吸収することができる。従って、バスバー４０を電池セル１２の接続端子２２ｂ、２３ｂに対して容易にかつ確実に接続することが可能となる。
【００４７】
第３の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
次に、電池接続構造を構成するスプリングピン５２の変形例について説明する。  
図２１に示す第１変形例によれば、スプリングピン５２は、円筒状のばね本体５２ａと、ばね本体の一端外周に形成されたほぼ環状のフランジ５２ｆとを有している。フランジ５２ｆは、ばね本体５２ａと一体に形成され、ばね本体５２ａと同時に曲げ加工される。
【００４９】
図２２に示す第２変形例によれば、円周方向に離間した複数の切欠きをフランジ５２ｆに形成している。フランジ５２ｆに切り欠きをいれることで、フランジ付近のばね力が均等になり、曲げ加工が容易となる。
【００５０】
図２３に示す第３変形例によれば、スプリングピン５２のばね本体５２ａは円筒形状に形成され、その下端部（挿入側端部）５５は、先細のテーパー形状に形成されている。挿入側端部をテーパー形状とすることにより、バスバーへの挿入時の荷重の軽減を図り、同時に、位置決めが容易となる。すなわち、先端部がテーパー形状になっていることで、挿入時のテーパー部は力を加えることなく、バスバー４０の係合部４６内に入り、位置決めとなる。その後、ばね本体５２の円筒部分が係合部４６に挿入されることで、一定のばね力をバスバーに加えることができる。
【００５１】
図２４に示す第３変形例によれば、スプリングピン５２のばね本体５２ａは、挿入端側が小径となる円錐台形状に形成されている。この場合、ばね本体５２ａの曲げ加工が容易となる。バスバー４０の係合部４６を接続端子に挿入する際に係合部が内側に倒れてくる角度と同じ角度のテーパー形状にばね本体５２ａを形成することで、挿入荷重が増えることなく、ばね力を増加することが可能となる。
【００５２】
図２５に示す第４変形例によれば、前記第３変形例に係るばね本体５２ａの先端部に複数の切欠き５５を形成している。切欠き５５を入れることで、先端部をテーパー形状にすることなく、挿入時にばね本体５２ａの先端部がすぼまり、バスバー４０の係合部４６への挿入が容易となる。
【００５３】
なお、この発明は上述した実施形態あるいは変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。  
例えば、バスバーの係合部および電極端子の形状は、円筒形状に限らず他の形状としてもよい。すなわち、係合部および電極端子は互いに係合可能な形状であればよい。また、ばね部材により係合部を接続端子の内面に押付け確実に接触させる構成であることから、係合部は、係合突起あるいはスリットを持たない構成としてもよく、更に、係合突起およびスリットの両方を持たない構成としてもよい。
【００５４】
電池セル郡を構成する二次電池セルの数、ケースの形状、構造等は、前述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて適宜変更可能である。バスバーは、一対の接続部、一対の係合部を有する構成としたが、これに限らず、３つ以上の接続部および３つ以上の係合部を有し、３つ以上の電極端子を接続するように構成してもよい。ばね部材は、バスバーの係合部を内側から電極端子に押付けるばね力を発生するもの、かつ、係合部の内孔に挿入可能なものであればよく、円筒形状あるいは切頭円錐形状に限らず、他の筒形状、螺旋形状、あるいは、かご形状等を用いることができ、形状が限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１０…二次電池装置、１２…電池セル、１６…ケース、１８…外装容器、
１８ａ…容器本体、１８ｂ…蓋体、２２…正極端子、２３…負極端子、
２２ａ、２３ａ…ベース、２２ｂ、２３ｂ…接続端子、２５…係合溝、
４０…バスバー、４１…バスバー（出力端子）、４４…連結部、
４６…係合部、４８…スリット、５０…リブ、５２…スプリングピン、
５２ａ…ばね本体、５４…スリット、５２ｂ…リング板、５２ｃ…ロック爪、
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年2月8日(2016.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルに設けられた筒状の電極端子を接続する電池接続構造であって、
接続部および前記接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部を一体に有し、導電材料で形成された接続部材と、
その外面が前記係合部の内面と対向するように前記係合部の内孔内に嵌合され、前記係合部を前記電極端子の内面に押圧する筒状のばね本体を含むばね部材と、を備える電池接続構造。
【請求項２】
前記係合部は、前記接続部側の基端から前記係合部の自由端まで延びるスリットと、前記係合部の外周面に突設され前記電極端子の内面に接触する係合突起と、を有している請求項１に記載の電池接続構造。
【請求項３】
前記係合突起は、前記係合部の基端近傍から自由端まで延びる複数のリブを有している請求項２に記載の電池接続構造。
【請求項４】
前記複数のリブは、前記係合部の軸方向に沿って延在し、前記係合部の円周方向に間隔を置いて設けられている請求項３に記載の電池接続構造。
【請求項５】
前記係合部は、円周方向に間隔を置いて設けられた複数の前記スリットを有し、
前記係合突起は、前記係合部において、前記スリット間の領域に設けられている請求項４に記載の電池接続構造。
【請求項６】
前記接続部材は、互いに隙間を置いて位置する２つの前記接続部と、前記接続部から突出する２つの前記係合部と、前記２つの接続部を互いに連結する連結部と、を一体に備えている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項７】
前記連結部は、前記２つの接続部が接離する方向に弾性変形可能に形成されている請求項６に記載の電池接続構造。
【請求項８】
前記連結部は、前記２つの係合部が互いに回動方向に変位する方向に弾性変形可能に形成されている請求項７に記載の電池接続構造。
【請求項９】
前記ばね部材は、軸方向一端から他端まで延びるスリットを有する筒状のばね本体を備えている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項１０】
前記ばね本体の挿入側の端部は先細のテーパー形状に形成されている請求項９に記載の電池接続構造。
【請求項１１】
前記ばね本体は、前記ばね本体の挿入側の端部に形成された切欠きを有する請求項９に記載の電池接続構造。
【請求項１２】
前記ばね部材は、前記ばね本体の挿入側端と反対側の端に設けられた環状のフランジを有している請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項１３】
前記接続部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、純銅又は銅合金、ニッケル金属のいずれかで形成されている請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の電池接続構造。
【請求項１４】
それぞれ筒状の電極端子を有し、並んで配設された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容するケースと、
前記複数の電池セルの電極端子同士を電気的に接続する電池接続構造と、を備え、
前記電池接続構造は、接続部および前記接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部を一体に有し、導電材料で形成された接続部材と、その外面が前記係合部の内面と対向するように前記係合部の内孔内に嵌合され、前記係合部を前記電極端子の内面に押圧する筒状のばね本体を含むばね部材と、を備えている二次電池装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
実施形態によれば、電池セルに設けられた筒状の電極端子を接続する電池接続構造は、接続部および前記接続部から延出し前記電極端子の内孔内に係合する筒状の係合部を一体に有し、導電材料で形成された接続部材と、その外面が前記係合部の内面と対向するように前記係合部の内孔内に嵌合され、前記係合部を前記電極端子の内面に押圧する筒状のばね本体を含むばね部材とを備えている。
【国際調査報告】
2014020731.tif 000028
2014020731.tif 000029
2014020731.tif 000030
2014020731.tif 000031