(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に正の電極、他端に負の電極を設けたセル板を複数備えかつ前記正の電極と前記負の電極を交互に逆向きとなる状態で前記セル板を並べて構成されているとともに、互いに隣り合うセル板の異なる電極同士を接続してこれらのセル板が直列に接続されて構成されるバッテリであって、
互いに隣り合うセル板の異なる電極のうち一組の電極間は絶縁状態となっているとともに、
前記セル板を収容するケースと、
前記複数のセル板のうち一端に位置する一つのセル板の正の電極と接続しているとともに前記ケース外に突出した正の端子と、
前記複数のセル板のうち他端に位置する他のセル板の負の電極と接続しているとともに前記ケース外に突出した負の端子と、
前記ケースに着脱自在でかつ前記ケースに取り付けられると、前記絶縁状態の一組の電極を互いに電気的に接続する接続手段と、
を備えたことを特徴とするバッテリ。
【請求項２】
前記接続手段は、前記ケースに取り付けられると、両端部が前記絶縁状態の一組の電極に接触する導電部材と、前記導電部材の中央部を覆う絶縁性の絶縁部材と、を備えたことを特徴とする請求項１記載のバッテリ。
【請求項３】
前記接続手段は、前記ケースに取り付けられると、前記ケースとともに前記正の端子と負の端子を覆う端子覆い部を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のバッテリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの移動体に取り付けられるバッテリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体としての車両には、ジャンクションボックスやリレーボックス、ヒューズボックスといった電気接続箱中のバスバーや、電気接続用コネクタの端子等、電力そのものや信号を伝送するための電力伝送ラインが数多く配設される。
【０００３】
前述した電力伝送ラインにおいて伝送される電力の電圧は、一般の乗用車の場合は１４Ｖ、バスやトラックといった大型車両の場合は１４×２＝２８Ｖ（いずれも実効電圧）が今までの主流である。しかしながら、特に乗用車においては、負荷の駆動効率の向上や各負荷毎の最適効率での駆動の要請から、今までの単一電圧ではなく多種類の電圧で電力を供給する電源系の採用が考えられ始めている。
【０００４】
具体的には、従来どおりの１４Ｖを低電圧とし、伝送系の仕様を大幅に変更せずに済む最大の電圧とされる４２Ｖ（いずれも実効電圧）を高電圧とする電源系の採用が、最も現実的なものとして検討されている。
【０００５】
前述した多種類の電圧で電力を供給する電源系１０１の一例を、図８に示す。図８に例示された電源系１０１では、高電圧のバッテリ１０２を主電源としている。高電圧のバッテリ１０２が、この高電圧の電力を必要とする高電圧負荷１０３に電力を供給する。また、電源系１０１は、４２Ｖの電圧を有する電力を１４Ｖの電圧の電力に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を備えている。このＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、低電圧の電力を必要とする低電圧負荷１０５に接続している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した構成の電源系１０１では、前述した負荷１０３，１０５の作動時に、特に、前述した高電圧のバッテリ１０２の端子などから電線をはずしたり、前記高電圧のバッテリ１０２の端子に電線を接続したりする。このとき、前記端子と電線との間などの結線箇所などにアーク放電が生じる虞があった。
【０００７】
また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を一度でも作動させると、該ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４内のコンデンサなどに電荷が蓄えられる。このとき、高電圧のバッテリ１０２が空に近い状態であればあるほど、前述した高電圧のバッテリ１０２の端子に電線を接続する際などに、前記端子と電線との間などの結線箇所などにアーク放電が生じる虞があった。
【０００８】
さらに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４を作動させずに長い間放置しておくと、内部に設けたコンデンサ内に蓄えられた電荷が徐々に放電される。このとき、高電圧のバッテリ１０２が満に近い状態であればあるほど、前述した高電圧のバッテリ１０２の端子に電線を接続する際などに、前記端子と電線との間などの結線箇所などにアーク放電が生じる虞があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、端子に電線を接続する際と端子から電線を外す際に、端子と電線との間からアーク放電が発生することを防止できるバッテリを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のバッテリは、一端に正の電極、他端に負の電極を設けたセル板を複数備えかつ前記正の電極と前記負の電極を交互に逆向きとなる状態で前記セル板を並べて構成されているとともに、互いに隣り合うセル板の異なる電極同士を接続してこれらのセル板が直列に接続されて構成されるバッテリであって、互いに隣り合うセル板の異なる電極のうち一組の電極間は絶縁状態となっているとともに、前記セル板を収容するケースと、前記複数のセル板のうち一端に位置する一つのセル板の正の電極と接続しているとともに前記ケース外に突出した正の端子と、前記複数のセル板のうち他端に位置する他のセル板の負の電極と接続しているとともに前記ケース外に突出した負の端子と、前記ケースに着脱自在でかつ前記ケースに取り付けられると、前記絶縁状態の一組の電極を互いに電気的に接続する接続手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の本発明のバッテリは、請求項１に記載のバッテリにおいて、前記接続手段は、前記ケースに取り付けられると、両端部が前記絶縁状態の一組の電極に接触する導電部材と、前記導電部材の中央部を覆う絶縁性の絶縁部材と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の本発明のバッテリは、請求項１または請求項２に記載のバッテリにおいて、前記接続手段は、前記ケースに取り付けられると、前記ケースとともに前記正の端子と負の端子を覆う端子覆い部を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載したバッテリによれば、接続手段がケースに着脱自在である。ケース内に収容された複数のセル板の電極のうち互いに隣り合う一組の電極間は、絶縁状態に保たれている。接続手段は、ケースに取り付けられると、前記絶縁状態に保たれた一組の電極を相互に電気的に接続する。
【００１４】
このため、正および負の端子それぞれに電線を接続する際と、前記端子それぞれから電線を外す際に、前記接続手段をケースから取り外すことができる。接続手段をケースから取り外すと、バッテリ内におけるセル板間の電力の流れが遮断される。
【００１５】
請求項２に記載した本発明のバッテリによれば、導電部材の両端が互いに絶縁状態の一組の電極それぞれに接触する。このため、接続手段は、ケースに取り付けられると、前記絶縁状態の電極を確実に互いに電気的に接続できる。
【００１６】
請求項３に記載した本発明のバッテリによれば、接続手段が、端子覆い部を備えている。このため、接続手段にくわえて、正の端子と負の端子とを覆うためのカバーなどを設ける必要が生じない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態にかかるバッテリを、図１ないし図４を参照して説明する。バッテリ１は、図１及び図２に示すように、ケース２と、複数のセル板３（図３に示す）と、正の端子４と、負の端子５と、接続手段としてのサービスプラグ６と、を備えている。ケース２は、平面形状が矩形状の底壁７と、該底壁７と間隔を空けて相対する天井壁８と、これらの底壁７と天井壁８とを連ねる複数の周壁９と、を備えて箱状に形成されている。
【００１８】
天井壁８には、サービスプラグ取付部１４が形成されている。サービスプラグ取付部１４は、図２に示すように、天井壁８の表面から凹の凹部１５と、この凹部１５の底面に開口した一対の孔１６と、を備えている。孔１６は、天井壁８を貫通している。これらの孔１６は、後述する受け端子１３（図３に示す）と合致する位置に配されている。
【００１９】
セル板３は、図３に示すように、それぞれ、板状に形成されている。セル板３は、互いに平行な状態で前記ケース２内に並べられている。セル板３は、互いに並べられてケース２内に収容されている。セル板３は、一端に正の電極１０が形成されているとともに、他端に負の電極１１が形成されている。セル板３は、正の電極１０と負の電極１１とが互いに隣合う格好で、ケース２内に収容されている。
【００２０】
すなわち、セル板３は、正の電極１０と負の電極１１とを交互に逆向きとなる状態で並べられている。すなわち、一つのセル板３の正の電極１０は、他のセル板３の負の電極１１と隣り合っている。一つのセル板３の負の電極１１は、他のセル板３の正の電極１０と隣り合っている。
【００２１】
これらのセル板３は、一組の正の電極１０と負の電極１１とを除いて、互いに隣り合う正の電極１０と負の電極１１とが導電性の接続部材１２によって電気的に接続されている。こうして、セル板３は、直列に接続されている。また、隣り合うセル板３の異なる一組の正の電極１０と負の電極１１とは、互いに絶縁状態に保たれている。
【００２２】
なお、図示例では、一枚のセル板３は、正の電極１０と負の電極１１間に２．１Ｖの起電力を生じる。セル板３は、ケース２内に１８枚収容されている。また、セル板３が互いに並べられる方向に沿って中央に位置する一対のセル板３の正の電極１０と負の電極１１とが前記接続部材１２で接続されることなく、絶縁状態に保たれている。また、互いに絶縁状態に保たれた一組の正の電極１０と負の電極１１には、それぞれ受け端子１３が取り付けられている。受け端子１３は、円管状に形成されている。
【００２３】
正の端子４は、複数並べられたセル板３のうち一端に位置する一つのセル板３の近傍に配されている。正の端子４は、導電性の金属からなり、棒状に形成されている。正の端子４は、ケース２を貫通しており、一端がケース２の内に位置し他端がケース２外に位置している。正の端子４は、前記一つのセル板３の正の電極１０と電気的に接続している。
【００２４】
負の端子５は、複数並べられたセル板３のうち他端に位置する他のセル板３の近傍に配されている。負の端子５は、導電性の金属からなり、棒状に形成されている。負の端子５は、ケース２を貫通しており、一端がケース２の内に位置し他端がケース２外に位置している。負の端子５は、前記他のセル板３の負の電極１１と電気的に接続している。
【００２５】
サービスプラグ６は、導電性の導電部材２０と、絶縁性の絶縁部材２１とを備えている。導電部材２０は、導電性の金属からなりかつ棒状に形成されている。導電部材２０は、側方からみてＵ字状に形成されている。導電部材２０の両端部２０ａ，２０ｂは、孔１６と受け端子１３内に侵入可能である。
【００２６】
導電部材２０は、両端部２０ａ，２０ｂが孔１６と受け端子１３内に侵入すると、互いに絶縁状態に保たれた隣り合うセル板３の正の電極１０と負の電極１１とのそれぞれに接触可能である。そして、導電部材２０は、前記絶縁状態に保たれた隣り合うセル板３の正の電極１０と負の電極１１とを互いに電気的に接続する。絶縁部材２１は、導電部材２０の中央部２０ｃを覆っている。絶縁部材２１は、サービスプラグ取付部１４の凹部１５内に侵入して、該サービスプラグ取付部１４に取り付けられる。絶縁部材２１は、凹部１５内から抜け出て、サービスプラグ取付部１４から取り外される。
【００２７】
前述した構成のサービスプラグ６は、図４に示すように、導電部材２０の両端部２０ａ，２０ｂが孔１６と受け端子１３内に侵入し、絶縁部材２１がサービスプラグ取付部１４に取り付けられて、ケース２に取り付けられる。そして、サービスプラグ６は、互いに絶縁状態に保たれた一組の正の電極１０と負の電極１１とを電気的に接続して、ケース２内の複数のセル板３を互いに直列に接続する。
【００２８】
前述した構成のバッテリ１は、各端子４，５に電線を接続する際と、前記各端子４，５から電線を取り外す際には、前記サービスプラグ６をケース２から取り外す。すると、前記一組の電極１０，１１が絶縁状態に保たれて、セル板３間の電流の流れが遮断される。そして、前記端子４，５と前記電線との間からアーク放電が生じることを防止できる。
【００２９】
また、前記バッテリ１を備えた電源系において、これらの電源系から各種の電子機器や電線などを着脱する際には、前記サービスプラグ６をケース２から取り外す。すると、前記一組の電極１０，１１が絶縁状態に保たれて、セル板３間の電流の流れが遮断される。そして、各種の電子機器や電線などの間からアーク放電が生じることを防止できる。
【００３０】
本実施形態によれば、サービスプラグ６がケース２に着脱自在である。ケース２内に収容された複数のセル板３の電極１０，１１のうち互いに隣り合う一組の電極１０，１１間は、絶縁状態に保たれている。サービスプラグ６は、ケース２に取り付けられると、前記絶縁状態に保たれた一組の電極１０，１１を相互に電気的に接続する。
【００３１】
このため、正および負の端子４，５それぞれに電線を接続する際と、前記端子４，５それぞれから電線を外す際に、前記サービスプラグ６をケース２から取り外すことができる。サービスプラグ６をケース２から取り外すと、バッテリ１内におけるセル板３間の電力の流れが遮断される。したがって、正および負の端子４，５それぞれに電線を接続する際と、前記端子４，５それぞれから電線を外す際に、これらの端子４，５と電線間などからアーク放電が生じることを防止できる。
【００３２】
導電部材２０の両端部２０ａ，２０ｂが互いに絶縁状態の一組の電極１０，１１それぞれに接触する。このため、サービスプラグ６は、ケース２に取り付けられると、前記絶縁状態の電極１０，１１を確実に互いに電気的に接続できる。したがって、端子４，５と電線間などからアーク放電が生じることを防止できることにくわえ、サービスプラグ６は前記絶縁状態の電極１０，１１を確実に互いに電気的に接続できる。
【００３３】
前述した実施形態では、前記導電部材２０を棒状に形成し、受け端子１３を円管状に形成している。しかしながら、本発明では、図５に示すように、受け端子１３を棒状に形成し、導電部材２０の両端部２０ａ，２０ｂを円管状に形成してもよい。図５に示す場合においても、前記サービスプラグ６は、互いに絶縁状態でケース２内に収容されたセル板３を相互に電気的に接続できる。また、サービスプラグ６をケース２から取り外すことによって、セル板３相互間の電力の流れを遮断して、端子４，５などからアーク放電が生じることを防止できる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態にかかるバッテリを図６及び図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、サービスプラグ６は、端子覆い部としての端子覆い片２２を備えている。
【００３５】
端子覆い片２２は、サービスプラグ６に一対設けられている。端子覆い片２２は、板状に形成されており、前記絶縁部材２１から該絶縁部材２１の外方向に向かって延びている。端子覆い片２２は、サービスプラグ６がケース２に取り付けられると、天井壁８と周壁９と平行になる。端子覆い片２２は、サービスプラグ６がケース２に取り付けられると、前記ケース２の外表面とともに前記端子４，５を覆う。
【００３６】
本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、前記サービスプラグ６は、互いに絶縁状態でケース２内に収容されたセル板３を相互に電気的に接続できる。また、サービスプラグ６をケース２から取り外すことによって、セル板３相互間の電力の流れを遮断して、端子４，５などからアーク放電が生じることを防止できる。
【００３７】
さらに、本実施形態によれば、端子覆い片２２が端子４，５を覆うので、サービスプラグ６の他に端子４，５を覆うためのカバーなどを設ける必要がない。したがって、バッテリ１の部品点数の増加を抑制できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明は、接続手段がケースに着脱自在である。ケース内に収容された複数のセル板の電極のうち互いに隣り合う一組の電極間は、絶縁状態に保たれている。接続手段は、ケースに取り付けられると、前記絶縁状態に保たれた一組の電極を相互に電気的に接続する。
【００３９】
このため、正および負の端子それぞれに電線を接続する際と、前記端子それぞれから電線を外す際に、前記接続手段をケースから取り外すことができる。接続手段をケースから取り外すと、バッテリ内におけるセル板間の電力の流れが遮断される。したがって、正および負の端子それぞれに電線を接続する際と、前記端子それぞれから電線を外す際に、これらの端子と電線間などからアーク放電が生じることを防止できる。
【００４０】
請求項２に記載の本発明は、導電部材の両端が互いに絶縁状態の一組の電極それぞれに接触する。このため、接続手段は、ケースに取り付けられると、前記絶縁状態の電極を確実に互いに電気的に接続できる。したがって、端子と電線間などからアーク放電が生じることを防止できることにくわえ、接続手段は前記絶縁状態の電極を確実に互いに電気的に接続できる。
【００４１】
請求項３に記載の本発明は、接続手段が、端子覆い部を備えている。このため、接続手段にくわえて、正の端子と負の端子とを覆うためのカバーなどを設ける必要が生じない。したがって、正および負の端子それぞれに電線を接続する際と、前記端子それぞれから電線を外す際に、これらの端子と電線間などからアーク放電が生じることを防止できることにくわえ、部品点数の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるバッテリの斜視図である。
【図２】図１に示されたバッテリのケースからサービスプラグを取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示されたバッテリのセル板などの配置を示す斜視図である。
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】本発明のサービスプラグなどの変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかるバッテリの斜視図である。
【図７】図６に示されたバッテリのケースからサービスプラグを取り外した状態を示す斜視図である。
【図８】多種類の電圧で電力を供給する電源系を示す説明図である。
【符号の説明】
１  バッテリ
２  ケース
３  セル板
４  正の端子
５  負の端子
６  サービスプラグ（接続手段）
１０  正の電極
１１  負の電極
２０  導電部材
２０ａ，２０ｂ  端部
２０ｃ  中央部
２１  絶縁部材
２２  端子覆い片（端子覆い部）
【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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