(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部上面に正極側端子と負極側端子の一対が電池配列方向の略中央に左右対称に配設された電池を隣接して配置し、隣接して配置される電池の端子間を接続させる電池の接続構造であって、各端子に設けられて所定のスリット幅で形成される切欠き部と、該各切欠き部に係合可能な係合片が弾性変形可能な連結部を介して両端に配設される接続部材と、を具備し、前記接続部材の両端に配設した各係合片が互いに電池配列方向の軸線回りに捩れ角度をなしており、また、前記各端子の各切欠き部がなす電池配列方向の軸線回りの角度が前記捩れ角度よりも大きく設定されており、前記連結部を前記端子間で捩るように弾性変形させて前記各係合片を前記各端子の各切欠き部に係合することを特徴とする電池の接続構造。
【請求項２】
前記各切欠き部が、電池配列方向に略平行に設けられると共に、各端子に設けられる前記各切欠き部が、端子端部から端子基部に向けて斜めに、且つ同一方向に設けられ、また、前記連結部が、前記端子間で捩れて弾性変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の電池の接続構造。
【請求項３】
前記各切欠き部が、電池配列方向に略平行に設けられると共に、各端子に設けられる前記各切欠き部が、端子側部から端子基部に向けて斜めに、且つ同一方向に設けられ、また、前記連結部が、端子間で捩れて弾性変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の電池の接続構造。
【請求項４】
前記各端子の各端面に形成される前記各切欠き部の各スリットが、前記各端子の軸線から所定量オフセットされ、前記各端子の軸線と前記各切欠き部とが前記各端子の内部で交わることを特徴とする請求項１または２に記載の電池の接続構造。
【請求項５】
前記各スリットのオフセット量が、前記係合片の板厚の２倍以上３倍以下に設定されると共に、前記連結部が、接続される各端子の各軸線と直交する直線となす角度が、５度以上１５度以下に設定されることを特徴とする請求項１、２または４に記載の電池の接続構造。
【請求項６】
本体部上面に正極側端子と負極側端子の一対が電池配列方向の略中央に左右対称に配設された電池を隣接して配置し、隣接して配置される電池の端子間を接続させる電池の接続構造であって、各端子に設けられて所定のスリット幅で形成される切欠き部と、該各切欠き部に係合可能な係合片が連結部を介して両端に配設される接続部材と、を具備し、前記各切欠き部が、各端子側部の一側に前記各端子端面と略平行に設けられ、また、前記各係合片が弾性変形可能な曲面で形成されることを特徴とする電池の接続構造。
【請求項７】
本体部上面に正極側端子と負極側端子の一対が電池配列方向の略中央に左右対称に配設された電池を隣接して配置し、隣接して配置される電池の端子間を接続する電池の接続方法であって、各端子に所定のスリット幅で形成した切欠き部を設け、該各切欠き部に係合可能な係合片が弾性変形可能な連結部を介して両端に配設される接続部材の各係合片を互いに電池配列方向の軸線回りに捩れ角度をなすように配設し、また、前記各端子の各切欠き部がなす電池配列方向の軸線回りの角度を前記捩れ角度よりも大きく設定して、前記連結部を前記端子間で捩るように弾性変形させて前記各係合片を各切欠き部に係合することを特徴とする電池の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の接続構造及び接続方法に関し、特に、隣接して配置される電池間の端子を電気的に接続させる際の電池の接続構造及び接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、リチウムイオン電池は、端子電圧が３．６〜３．８Ｖであるので、複数のリチウムイオン電池を直列に接続して所望の電圧を得ることが行われている。この場合、図８に示すように、予め各端子３，４の端部に雄ねじを設けておいて、該雄ねじに螺合したナット１１で導電性材料からなるバスバー１２を各端子３，４に締結して、接続する各端子３，４間にバスバー１２を架設することが従来から行われていた。また、図９に示すように、予め各端子３，４に当該各端子３，４と同軸の雌ねじを設けておいて、該雌ねじに螺合したボルト１３で導電性材料からなるバスバー１２を各端子３，４に締結して、接続する各端子３，４間にバスバー１２を架設することが従来から行われていた。また、図１０に示すように、端面に雌ねじが設けられた一対のボス１４を電池ホルダ１５に立設し、接続させる各端子３，４をボス対の軸平面上に配置し、各ボス１４の端面に螺合したボルト１３でバスバー１２が付設されたエンドプレート１６を各ボス１４に架設する。これにより、バスバー１２を各端子３，４に押圧させ、各端子３，４を電気的に接続することが従来から行われていた。
【０００３】
前者従来例の、端子に雄ねじ又は雌ねじを設け、ナット１１又はボルト１３を用いて、各端子３，４間にバスバー１２を架設して当該各端子３，４を接続させるものでは、部品点数及び組み付け工数が増大し、製造コストが増加する。さらに、ナット１１又はボルト１３の締付け時に、各端子３，４に軸線回りの締付トルクが作用し、各端子３，４が回転することにより内部電極（図示せず）との接合部が破損する虞がある。また、後者従来例の、エンドプレート１６に設けたバスバー１２を接続させる各端子３，４に押圧し、当該各端子３，４を電気的に接続するものでは、各端子３，４に前者のような締付トルクが作用しないため、各端子３，４と内部電極との接合部が捩れて破損するようなことはない。しかしながら、各端子３，４等の寸法のばらつきが大きい場合、各端子３，４とバスバー１２との接触状態が不安定になり、内部抵抗が大きくなる虞がある。
【０００４】
そこで、実開昭６３−１５５６８号公報には、Ｕ字状に形成した板状端子を備え、板状端子間接続動体を端子で弾性反撥力により圧迫挟持して、端子間が電気的に接続可能な鉛蓄電池が開示されている。この鉛蓄電池では、端子間を接続するナット又はボルトが不要となり部品点数が増大するようなことがなく、また、組付けも容易であるであるため、製造コストの増加を抑制することが可能となる。また、特開平４−１７４９６６号公報には、板金加工して一体に形成された断面が略Ｕ字状のバッテリー間端子接続体のＵ字溝を、接続する端子の双方に嵌め込んでバッテリー間端子を接続するバッテリー間端子接続体及びバッテリー集合体が開示されている。このバッテリー間端子接続体及びバッテリー集合体では、Ｕ字状に形成されたバッテリー間端子接続体のばね力で端子を挟持し、端子間の導電性を確実に保持するようにしている。
【０００５】
しかしながら、両者（実開昭６３−１５５６８号公報及び特開平４−１７４９６６号公報）は、端子と接続体とがＵ字状に形成した板状の部材のばね力で接触するため、接続と取り外しとを繰り返したり、周囲の環境の影響により上記ばね力が低下すると、端子と接続体との接触状態が一様でなくなり、内部抵抗、即ち端子間電圧にばらつきを生じることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、部品点数を削減して製造コストを減少させると共に確実な電池接続を保持することができる電池の接続構造を提供することを第１の目的とする。また、部品点数を削減して製造コストを減少させると共に確実な電池接続を保持することができる電池の接続方法を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、本体部上面に正極側端子と負極側端子の一対が電池配列方向の略中央に左右対称に配設された電池を隣接して配置し、隣接して配置される電池の端子間を接続させる電池の接続構造であって、各端子に設けられて所定のスリット幅で形成される切欠き部と、該各切欠き部に係合可能な係合片が弾性変形可能な連結部を介して両端に配設される接続部材と、を具備し、前記接続部材の両端に配設した各係合片が互いに電池配列方向の軸線回りに捩れ角度をなしており、また、前記各端子の各切欠き部がなす電池配列方向の軸線回りの角度が前記捩れ角度よりも大きく設定されており、前記連結部を前記端子間で捩るように弾性変形させて前記各係合片を前記各端子の各切欠き部に係合することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各切欠き部が、電池配列方向に略平行に設けられると共に、各端子に設けられる前記各切欠き部が、端子端部から端子基部に向けて斜めに、且つ同一方向に設けられ、また、前記連結部が、前記端子間で捩れて弾性変形可能であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各切欠き部が、電池配列方向に略平行に設けられると共に、各端子に設けられる前記各切欠き部が、端子側部から端子基部に向けて斜めに、且つ同一方向に設けられ、また、前記連結部が、端子間で捩れて弾性変形可能であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記各端子の各端面に形成される前記各切欠き部の各スリットが、前記各端子の軸線から所定量オフセットされ、前記各端子の軸線と前記各切欠き部とが前記各端子の内部で交わることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２または４に記載の発明において、前記各スリットのオフセット量が、前記係合片の板厚の２倍以上３倍以下に設定されると共に、前記連結部が、接続される各端子の各軸線と直交する直線となす角度が、５度以上１５度以下に設定されることを特徴とする。
【００１２】
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本体部上面に正極側端子と負極側端子の一対が電池配列方向の略中央に左右対称に配設された電池を隣接して配置し、隣接して配置される電池の端子間を接続させる電池の接続構造であって、各端子に設けられて所定のスリット幅で形成される切欠き部と、該各切欠き部に係合可能な係合片が連結部を介して両端に配設される接続部材と、を具備し、前記各切欠き部が、各端子側部の一側に前記各端子端面と略平行に設けられ、また、前記各係合片が弾性変形可能な曲面で形成されることを特徴とする。
【００１３】
上記第２の目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、本体部上面に正極側端子と負極側端子の一対が電池配列方向の略中央に左右対称に配設された電池を隣接して配置し、隣接して配置される電池の端子間を接続する電池の接続方法であって、各端子に所定のスリット幅で形成した切欠き部を設け、該各切欠き部に係合可能な係合片が弾性変形可能な連結部を介して両端に配設される接続部材の各係合片を互いに電池配列方向の軸線回りに捩れ角度をなすように配設し、また、前記各端子の各切欠き部がなす電池配列方向の軸線回りの角度を前記捩れ角度よりも大きく設定して、前記連結部を前記端子間で捩るように弾性変形させて前記各係合片を各切欠き部に係合することを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項１に記載の発明では、弾性変形可能な連結部を介して接続部材の両端に配設した各係合片を、連結部を端子間で捩るように弾性変形させて各係合片を各端子の各切欠き部に係合させることにより、各端子間を電気的に接続することができる。
この場合、切欠き部と係合部との間に所要の接触面圧が生じて、端子と接続部材との接触抵抗が軽減し、電池の内部抵抗の増加を抑制することができる。また、接続部材を各端子間に取付ける際に、接続部材の係合片を端子の切欠き部に挿入するのが容易となると共に、取付けられた接続部材の脱落を防ぐことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、接続部材の各係合片を各端子の端子端部から端子基部に向けて設けた各切欠き部に係合させることにより、接続部材の連結部が捩られるように弾性変形し、係合片と端子との間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、内部抵抗のばらつきを抑えることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、接続部材の各係合片を各端子の端子側部から端子基部に向けて各切欠き部に係合させることにより、接続部材の連結部が捩られるように弾性変形し、係合片と端子との間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、内部抵抗のばらつきを抑えることができる。また、切欠き部を端子端面から端子基部に向けて設ける場合と比較して、接続部材をより低い位置に取付けることが可能となり、電池全体の高さを低く抑えることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、切欠き部が形成されたことによる端子の剛性の低下を最小限に抑えることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明では、切欠き部が形成されたことによる端子の剛性の低下を最小限に抑えると共に接続部材の破損を防止しながら、接続部材と端子との間の所要の接触面圧を得ることができる。
【００１９】
請求項６記載の発明では、接続部材の各係合片を接続させる端子間の各切欠き部に係合させることにより、曲面で形成された係合片が弾性変形し、係合片と端子との間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、内部抵抗のばらつきを抑えることができる。また、切欠き部を端子端面から端子基部に向けて設ける場合と比較して、接続部材をより低い位置に取付けることが可能となり、電池全体の高さを低く抑えることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、接続部材の各係合片を端子間の各切欠き部に係合させることで接続部材の連結部が捩られるように弾性変形し、係合片と端子との間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、内部抵抗のばらつきを抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態の電池の接続構造及び接続方法を図１乃至図５に基づいて説明する。なお、以下、同一又は相当部には同一の符号を付与する。図１に示すように、本電池１の接続構造は、互いに隣接して配置した電池１の正極側端子３と負極側端子４とを導電性材料からなる接続部材５で接続するものである。図１乃至図３に示すように、電池１は本体部２がボックス状に形成されており、該本体部２の上面には、正極側端子３と負極側端子４との一対が、当該上面の電池配列方向（図２における紙面視上下方向）の略中央に左右（図３における左右方向）対称に配設されている。
【００２２】
上記各端子３，４は、略円柱状に形成され、各端子端面３ａ，４ａには、当該各端子端面３ａ，４ａから端子基部に向けて斜めに形成した切欠き部６が設けられている。上記切欠き部６は、各端子端面３ａ，４ａに形成されたスリット６ａが、電池配列方向と略平行となるように形成され、各端子端面３ａ，４ａから端子基部に向けて同一角度（図３に示すθ１）で、且つ同一方向に設けられている。これにより、図１に示すように、電池１を、電池配列方向に異なる極性の各端子３，４が対向するように配置することで、互いに接続される各端子３，４間の切欠き部６が、電池配列方向の軸線回りに角度θ２（θ２＝２θ１、図示せず）をなすように構成されている。また、切欠き部６は、図５に示すように、スリット６ａが各端子３，４の軸線位置（図５に示すＣ）からＬだけオフセットされ、当該軸線と各端子３，４の内部で交わるように形成されている。
【００２３】
また、上記接続部材５は、所要の弾性力を有した板状の部材で形成されており、図４に示すように、上記切欠き部６に係合可能な係合片５ａを連結部５ｂで連結した構造になっている。両端の係合片５ａは、各端子３，４の切欠き部６に所定の嵌め合いで嵌合するように厚み（図４に示すＴ）が設定されている。また、接続部材５は、両端の係合片５ａが、フリーの状態（各端子３，４間から取り外された状態）で電池配列方向の軸線回りに捩れ角度θ３（図４参照）だけ捩れるように形成され、連結部５ｂが、接続される各端子３，４の各軸線と直交する直線（図５に示すＣ）に対して平面視でθ４（図５参照）の角度をなしている。
【００２４】
なお、本電池１の接続構造では、連結部５ｂで連結される両係合片５ａがなす電池配列方向の軸線回りの角度θ３が、上記各端子３，４間の両切欠き部６が電池配列方向の軸線回りになす角度θ２よりも小さい角度に設定されている（θ２＞θ３）。また、図５に示す切欠き部６のスリット６ａの、各端子３，４の軸線位置からのオフセット量Ｌが、上記係合片５ａの板厚Ｔの２〜３倍に設定されると共に、上記連結部５ｂで連結される両係合片が、接続される各端子３，４の各軸線と直交する直線Ｃとなす角度θ３が、５〜１５度に設定されている。
【００２５】
次に、本電池の接続構造及び接続方法の作用を説明する。各電池１，１を直列に接続する場合、まず、図１に示すように、異なる極性の各端子３，４が対向して配置されるように各電池１，１を配列する。これにより、接続する各端子３，４間の切欠き部６は、電池配列方向の軸線回りにθ２の角度をなすと共に各端子端面３ａ，４ａのスリット６ａが電池配列方向と直交する方向に２Ｌだけオフセットされた位置関係となる。次に、接続部材５の両端の各係合片５ａを、これら各端子３，４間の各端子端面３ａ，４ａ，のスリット６ａから切欠き部６に挿入し、各係合片５ａと各切欠き部６とを所要の嵌め合いで係合させる。この際、接続部材５は、各端子３，４の軸線間の中心の位置を軸に平面視で時計回りに回転するようにして挿入される。
【００２６】
そして、各端子３，４間に取付けられた接続部材５は、連結部５ｂが各端子３，４間で捩れるように弾性変形し、両端の係合片５ａが電池配列方向の軸線回りになす角度が、θ３からθ２に広がる。これにより、各係合片５ａが、各切欠き部６のスリット６ａ両側の面の下側の面に押圧された状態となり、各切欠き部６と各係合片５ａとの間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、各端子３，４と接続部材５との結合力を高めることができる。また、連結部５ｂが、接続される各端子３，４の各軸線と直交する直線Ｃに対して平面視でθ４（図５参照）の角度をなすことで、各端子３，４間の連結部の捩れ力が大きくなる。これにより、各端子３，４と接続部材５との結合力がより向上し、当該各端子３，４と接続部材５との接触抵抗が軽減され、各電池１，１の内部抵抗の増加を抑制すると共に当該内部抵抗のばらつきを防止することができる。
【００２７】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本電池１の接続構造では、従来の電池の接続構造（図８〜図１０参照）で用いる端子接続用のバスバー１２を取付けるためのナット１１やボルト１３を廃止して、部品点数を削減すると共に組付け工数を削減することが可能となり、製造コストを減少させることができる。また、連結部５ｂを各端子３，４間で捩るように弾性変形させて、両端の各係合片５ａを各端子３，４の切欠き部６に係合させたので、切欠き部６と係合片５ａとの間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、各端子３，４と接続部材５との接触抵抗が軽減され、各電池１，１の内部抵抗の増加を抑制すると共に当該内部抵抗のばらつきを防止することができる。
【００２８】
また、接続部材５の両端に配設された各係合片５ａが電池配列方向の軸線回りに捩れ角度θ３をなして配設され、各端子３，４間の互いの切欠き部６がなす電池配列方向の軸線回りの角度θ２が、上記捩れ角度θ３よりも大きく設定される。従って、切欠き部６と係合片５ａとの間に所要の接触面圧が生じて、各端子３，４と接続部材５との接触抵抗が軽減し、各電池１，１の内部抵抗の増加を抑制することができる。また、接続部材５を各端子３，４間に取付ける際に、接続部材５の各係合片５ａを各端子３，４の切欠き部６に挿入するのが容易となると共に、取付けられた接続部材５の脱落を防ぐことができる。
【００２９】
また、各端子端面３ａ，４ａに形成される切欠き部６のスリット６ａが、各端子３，４の軸線から所定量Ｌだけオフセットされ、該スリット６ａのオフセット量Ｌが、係合片５ａの板厚Ｔの２倍〜３倍に設定されると共に、連結部５ｂが、接続される各端子３，４の各軸線と直交する直線Ｃとなす角度が、５度〜１５度に設定される。従って、切欠き部６が形成されたことによる各端子３，４の剛性の低下を最小限に抑えると共に接続部材５の破損を防止して、且つ接続部材５と各端子３，４との間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、各端子３，４と接合部材との剛性と、当該各端子３，４と接続部材５との結合力とを高いレベルでバランスさせることができる。
【００３０】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
図６に示すように、切欠き部６を、端子側部から端子基部に向けて斜めに設けてもよい。この場合、切欠き部６を端子端面から端子基部に向けて設けた場合と比較して、接続部材５がより低い位置に取付けられて電池全体の高さを低く抑えることが可能となり、電池１の収納スペースを省スペース化することができる。
また、図７に示すように、切欠き部６を、端子側部の一側に、各端子端面３ａ，４ａと略平行に設け、係合片５ａを、スリット幅方向に弾性変形可能な曲面で形成してもよい。この場合、曲面で形成した各係合片５ａを、切欠き部６で圧縮するように弾性変形させて各端子３，４間の各切欠き部６に係合させることにより、各係合片５ａと各端子３，４との間に所要の接触面圧を発生させることが可能となり、電池１の内部抵抗のばらつきを抑制することができる。また、切欠き部６を各端子端面３ａ，４ａから端子基部に向けて設ける場合と比較して、接続部材５がより低い位置に取付けられて電池全体の高さを低く抑えることが可能となり、電池１の収納スペースを省スペース化することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、部品点数を削減して製造コストを減少させると共に確実な電池接続を保持することができる電池の接続構造を提供することができる。また、部品点数を削減して製造コストを減少させると共に確実な電池接続を保持することができる電池の接続方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態の電池の接続構造の説明図である。
【図２】  電池単体の平面図である。
【図３】  電池単体の正面図である。
【図４】  接続部材の平面図と正面図である。
【図５】  端子間が接続部材で接続された状態を示す図である。
【図６】  他の実施の形態の電池の接続構造の説明図で、特に、切欠き部が、端子側部から端子基部に向けて設けられた端子を示す図である。
【図７】  他の実施の形態の電池の接続構造の説明図で、特に、切欠き部が、端子側部の一側に端子端面と略平行に設けられた端子と、係合片が曲面で形成された接続部材と、を示す図である。
【図８】  従来の電池の接続構造の説明図で、特に、端子に設けられた雄ねじにナットを螺合してバスバーを取付けて、端子間が接続された状態を示す図である。
【図９】  従来の電池の接続構造の説明図で、特に、端子に設けられた雌ねじにボルトを螺合してバスバーを取付けて、端子間が接続された状態を示す図である。
【図１０】  従来の電池の接続構造の説明図で、特に、電池配列方向両側に配置したボスにバスバーを架設して端子間が接続された状態を示す図である。
【符号の説明】
１  電池、３  正極側端子、３ａ，４ａ  端子端面、４  負極側端子、５  接続部材、５ａ  係合片、５ｂ  連結部、６  切欠き部、６ａ  スリット
【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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