特許 5875107 電池接続体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5875107

(24)【登録日】2016年1月29日

(45)【発行日】2016年3月2日

(54)【発明の名称】電池接続体

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/20 20060101AFI20160218BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/20 Z

   H01M2/20 A

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-267759(P2011-267759)

(22)【出願日】2011年12月7日

(65)【公開番号】特開2013-120675(P2013-120675A)

(43)【公開日】2013年6月17日

【審査請求日】2014年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100108017

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(72)【発明者】

【氏名】池田 智洋

(72)【発明者】

【氏名】井上 知愛

【審査官】 小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０４３２６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０２１６１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２３１６４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００１５５５０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各電極が直線上に並ぶように配列された複数の電池のうち互いに隣り合う電池の電極同士を接続することでこれら複数の電池を直列に接続する複数のバスバと、前記各バスバに重ねられた端子と、前記各端子に接続された電線と、前記複数のバスバと複数の前記端子と複数の前記電線とを収容したケースと、を有する電池接続体において、
前記端子に、板状に形成され、前記電池の電極が通される貫通孔が形成されたバスバ接続部と、前記バスバ接続部と離隔して配置され、前記電線が接続される電線接続部と、前記バスバ接続部と前記電線接続部とを連結した連結板部と、が設けられ、
前記連結板部は、一端が前記バスバ接続部に連なり、他端が前記電線接続部における前記バスバ接続部と同一平面上に配置された底板に連なり、かつ、前記バスバ接続部における当該バスバ接続部と前記電線接続部との離隔方向に直交する方向の端部及び前記底板の前記離隔方向に直交する方向の端部から垂直に立設している
ことを特徴とする電池接続体。

【請求項2】

前記連結板部に止水材が塗布された状態である
ことを特徴とする請求項１に記載の電池接続体。

【請求項3】

前記電線接続部に、前記底板に連なり、表面に前記電線を位置付ける電線載置部と、互いの間に前記電線が圧入されると前記電線の絶縁被覆を突き破って当該電線の芯線に接触する少なくとも一対の圧接刃と、前記電線をかしめるかしめ片と、が設けられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池接続体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置を構成する電池接続体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、前記電動モータの駆動源として上記電源装置が搭載されている。この電源装置は、例えば、一方の側面に正の電極（以下、正極と呼ぶ。）、他方の側面に負の電極（以下、負極と呼ぶ。）がそれぞれ設けられた複数の電池が交互に逆向きに重ね合わされて構成された電池集合体と、この電池集合体の両側面に取り付けられる一対の電池接続体と、で構成されている（特許文献１を参照。）。また、図６は、本願出願人が特許出願中である電池接続体の一部を示す平面図である（特許文献２を参照。）。

【0003】

図６に示す電池接続体２０１は、前記電池集合体の互いに隣り合う電池の正極１２と負極１３とを接続することで複数の電池を直列に接続する複数のバスバ２０３と、各バスバ２０３に重ねられて各電池の電圧を検出する端子２０４と、各端子２０４に接続された電線２０５と、これらを収容した合成樹脂製のケース２０６と、を有している。前記電池は、箱型の筐体の一方の側面から円柱状の正極１２が突出し、前記筐体の他方の側面から円柱状の負極１３が突出した構成となっている。また、図６中の矢印Ｘは、複数の電池の重なり方向、及び、電池集合体の長手方向を示している。

【0004】

上記バスバ２０３は、金属板により板状に形成されており、互いに隣り合う電池の正極１２及び負極１３が通される一対の貫通孔が形成されている。

【0005】

上記端子２０４は、金属板にプレス加工等が施されて得られるものである。図７に示すように端子２０４には、前記電池の正極１２または負極１３が通される貫通孔２４０が形成された板状のバスバ接続部２４１と、バスバ接続部２４１と間隔をあけて配置され、電線２０５が接続される電線接続部２４２と、バスバ接続部２４１と電線接続部２４２とを連結した連結板部２４３と、バスバ接続部２４１と電線接続部２４２との間に形成された回り止め用開口部２４５と、が設けられている。

【0006】

上記電線接続部２４２には、連結板部２４３に連なり、表面に電線２０５を位置付ける電線載置部２４２ａと、互いの間に電線２０５を位置付ける一対の側壁２４２ｃと、一対の側壁２４２ｃから内側に向かって突出し、電線２０５の絶縁被覆を突き破って当該電線２０５の芯線に接触する二対の圧接刃２４２ｄと、電線２０５の一端をかしめる一対のかしめ片２４２ｂと、が設けられている。また、電線２０５の他端は、図示しない電圧検出回路に接続されている。

【0007】

また、前述したバスバ接続部２４１と連結板部２４３と電線載置部２４２ａとは同一平面上に面一に配置されている。

【0008】

上記ケース２０６には、１つのバスバ２０３及びこのバスバ２０３に重ねられる１つの端子２０４を収容するバスバ収容部２６１と、各端子２０４に接続された電線２０５を電池接続体２０１の端部に導く電線収容部２６２と、各端子２０４に接続された電線２０５を各バスバ収容部２６１から電線収容部２６２に導く電線導出部２６３と、が設けられている。各バスバ収容部２６１は、バスバ２０３を表面上に位置付ける底壁２６１ａと、この底壁２６１ａの外縁から立設した周壁２６１ｂと、によって箱型に形成されている。また、底壁２６１ａには、電池の正極１２及び負極１３が通される一対の貫通孔が形成されているとともに、端子２０４の回り止め用開口部２４５の内側に位置付けられる凸部２６５が設けられている。

【0009】

続いて、上記構成の電池接続体２０１の組み立て手順を説明する。まず、バスバ２０３、端子２０４、ケース２０６などを別々に製造しておく。そして、各バスバ３と各端子２０４とをケース２０６の各バスバ収容部２６１に嵌め込む。次に、各電線２０５を電線収容部２６２内及び各電線導出部２６３内に配索し、この電線２０５の一端を各端子２０４の電線接続部２４２に接続する。こうして電池接続体２０１の組み立てが完了する。

【0010】

また、上述した手順で組み立てられた一対の電池接続体２０１は、電池集合体の両側面に重ねられ、ケース２０６の貫通孔、バスバ２０３の貫通孔、端子２０４の貫通孔２４０を通された正極１２及び負極１３にナット８が螺合されて電池集合体に取り付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００６−２６９１０４号公報

【特許文献2】国際公開第２０１１／０４３２６１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかしながら、上述した電池集合体及び電池接続体２０１を有する電源装置においては、バスバ収容部２６１の内部で結露した水分が、バスバ接続部２４１の表面、連結板部２４３の表面を図６中の矢印Ｖ，Ｗ方向に伝って電線接続部２４２に到達し、電線接続部２４２及び電線２０５に付着することがあるという問題があった。

【0013】

この問題に対し、本願発明者は、電極１２，１３と電線接続部２４２との間に位置する連結板部２４３近傍に止水材を塗布することで前記水分が電線接続部２４２に到達するのを防ぐことを考え、実験を行った。しかし、実験の結果、電池接続体２０１の形状では、連結板部２４３近傍に止水材を塗布したとしても、十分な止水効果が得られないことがわかった。その理由を図８を参照して以下に説明する。

【0014】

図８は、図６に示された端子２０４の連結板部２４３に止水材７を塗布した場合における、図６中のＴ−Ｔ線に沿った断面図である。また、連結板部２４３近傍に止水材７を塗布する際は、図８中に点線で示すように、未硬化液状の止水材７を連結板部２４３の上方からスポイト９で滴下した。そして所定の時間を置いて前記止水材７を硬化させた。

【0015】

図８から明らかなように、電池接続体２０１において連結板部２４３に止水材７を塗布した場合、止水材７が連結板部２４３の裏側に回り難いため、連結板部２４３とケース２０６の底壁２６１ａとの間に隙間Ｓが生じてしまう。このように連結板部２４３と底壁２６１ａとの間に隙間Ｓが生じていると、電極１２，１３の部分から前記水分が毛細管現象により隙間Ｓを通って電線接続部２４２に到達し易くなる。また、連結板部２４３の裏側は止水材７によって覆われていないので、前記水分が連結板部２４３の裏側を伝って電線接続部２４２に到達してしまう。このような理由から、電池接続体２０１の形状では、連結板部２４３近傍に止水材を塗布したとしても、十分な止水効果が得られない。

【0016】

なお、止水材７が連結板部２４３の裏側に回り難い理由は、連結板部２４３とケース２０６の底壁２６１ａとが、面と面が重なる向きで配置されていることによると考えられる。

【0017】

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、ケース内部で結露した水分が端子と電線との接続部分に到達することを防止できる電池接続体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記目的を達成するために請求項１に記載された発明は、各電極が直線上に並ぶように配列された複数の電池のうち互いに隣り合う電池の電極同士を接続することでこれら複数の電池を直列に接続する複数のバスバと、前記各バスバに重ねられた端子と、前記各端子に接続された電線と、前記複数のバスバと複数の前記端子と複数の前記電線とを収容したケースと、を有する電池接続体において、前記端子に、板状に形成され、前記電池の電極が通される貫通孔が形成されたバスバ接続部と、前記バスバ接続部と離隔して配置され、前記電線が接続される電線接続部と、前記バスバ接続部と前記電線接続部とを連結した連結板部と、が設けられ、前記連結板部は、一端が前記バスバ接続部に連なり、他端が前記電線接続部における前記バスバ接続部と同一平面上に配置された底板に連なり、かつ、前記バスバ接続部における当該バスバ接続部と前記電線接続部との離隔方向に直交する方向の端部及び前記底板の前記離隔方向に直交する方向の端部から垂直に立設していることを特徴とする電池接続体である。

【0019】

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記連結板部に止水材が塗布された状態であることを特徴とするものである。

【0020】

請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された発明において、前記電線接続部に、前記底板に連なり、表面に前記電線を位置付ける電線載置部と、互いの間に前記電線が圧入されると前記電線の絶縁被覆を突き破って当該電線の芯線に接触する少なくとも一対の圧接刃と、前記電線をかしめるかしめ片と、が設けられていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0021】

請求項１，３に記載された発明によれば、前記連結板部は、一端が前記バスバ接続部に連なり、他端が前記電線接続部における前記バスバ接続部と同一平面上に配置された底板に連なり、かつ、前記バスバ接続部の端部及び前記底板の端部から垂直に立設しているので、バスバ接続部と連結板部と底板とが同一平面上に面一に形成されている場合と比較して、連結板部が垂直に立設している分、液体が当該端子の表面を伝い難くなる。よって、ケース内部で結露した水分が、端子と電線との接続部分に到達することを防止できる電池接続体を提供することができる。

【0022】

請求項２に記載された発明によれば、前記連結板部に止水材が塗布されているので、ケース内部で結露した水分が、端子と電線との接続部分に到達することをさらに防止できる電池接続体を提供することができる。また、連結板部に止水材を塗布する場合、連結板部が垂直に立設していることから止水材が連結板部の裏側まで回り易く、止水材を連結板部近傍に隙間無く充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施の形態にかかる電池接続体とこの電池接続体が取り付けられる電池集合体とを示す斜視図である。

【図2】図１に示された電池接続体の一部の平面図である。

【図3】図２に示された端子の連結板部に止水材が塗布される様子を示す説明図である。

【図4】図２に示された端子の斜視図である。

【図5】図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図6】先行技術文献に記載された電池接続体の一部を示す平面図である。

【図7】図６に示された端子の斜視図である。

【図8】図６に示された端子の連結板部に止水材を塗布した場合における、図６中のＴ−Ｔ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の一実施の形態にかかる電池接続体を、図１ないし図５を参照して説明する。

【0025】

図１に示すように、本発明の電池接続体１は、同図に示す電池集合体２の側面に取り付けられて電源装置を構成するものである。すなわち、前記電源装置は、電池集合体２と、この電池集合体２の両側面に取り付けられる一対の電池接続体１と、で構成されている。また、この電源装置は、電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などに搭載され、前記電動モータに電力を供給するものである。

【0026】

図１に示すように、上記電池集合体２は、複数の電池１０と、これら複数の電池１０を互いに重ねて固定する固定部材と、を有している。また、各電池１０は、箱型の筐体内に電解液が充填された電池本体１１と、この電池本体１１の一方の側面及び他方の側面からそれぞれ突出した正極（特許請求の範囲の「電極」に相当）１２及び負極（特許請求の範囲の「電極」に相当）１３と、を有している。これら正極１２及び負極１３は、それぞれ、導電性の金属により円柱状に形成されており、その外周面にはナット８と螺合するためのネジ溝が設けられている。

【0027】

さらに、複数の電池１０は、これら電池１０の重なり方向に沿って正極１２及び負極１３が直線上に交互に並ぶように配列されている。また、図１中の矢印Ｘは、複数の電池１０の重なり方向、及び、電池集合体２の長手方向を示し、矢印Ｚは、各電池１０の幅方向すなわち電池集合体２の幅方向を示し、矢印Ｙは、各電池１０の高さ方向すなわち電池集合体２の高さ方向を示している。

【0028】

上記電池接続体１は、主に前述した複数の電池１０を直列接続するものであり、互いに隣り合う電池１０の正極１２と負極１３とを接続することで複数の電池１０を直列に接続する複数のバスバ３と、各電池１０の電圧を検出するために各バスバ３に重ねられて該バスバ３に接続された端子４と、各端子４に接続された電線５と、これら複数のバスバ３と複数の端子４と複数の電線５とを収容した合成樹脂製のケース６と、を有している。

【0029】

上記バスバ３は、金属板にプレス加工等が施されて得られるものであり、図２に示すように、板状の金属板に、互いに隣り合う電池１０の正極１２及び負極１３が通される一対の貫通孔３ａが設けられた構成である。このバスバ３は、一対の貫通孔３ａに通された正極１２及び負極１３にナット８が螺合されることで、これら正極１２及び負極１３に固定されるとともに電気的に接続される。

【0030】

上記端子４は、金属板にプレス加工等が施されて得られるものである。図２ないし図４に示すように端子４には、板状に形成され、電池１０の正極１２または負極１３が通される貫通孔４０と、回り止め用開口部４４と、が形成されたバスバ接続部４１と、バスバ接続部４１と間隔をあけて配置され、電線５が接続される電線接続部４２と、バスバ接続部４１と電線接続部４２とを連結した一対の連結板部４３と、バスバ接続部４１と電線接続部４２との間に形成された回り止め用開口部４５と、が設けられている。

【0031】

上記バスバ接続部４１は、貫通孔４０に正極１２または負極１３を通した状態でバスバ３に重ねられてバスバ３と電気的に接続される。

【0032】

上記電線接続部４２には、表面に電線５を位置付ける長方形板状の電線載置部４２ａと、電線載置部４２ａの幅方向の両端部からそれぞれ立設し、互いの間に電線５を位置付ける一対の側壁４２ｃと、一対の側壁４２ｃから内側に向かって突出し、互いの間に電線５が圧入されると当該電線５の絶縁被覆を突き破って当該電線５の芯線に接触する二対の圧接刃４２ｄと、電線載置部４２ａの幅方向の両端部からそれぞれ立設し、電線５の一端をかしめて当該電線５を固定する一対のかしめ片４２ｂと、電線載置部４２ａの両端部からバスバ接続部４１側に延長された一対の底板４２ｅと、が設けられている。また、電線載置部４２ａと一対の底板４２ｅとは、同一平面上に面一に配置されている。また、一対の底板４２ｅと前記バスバ接続部４１とは、互いの間に間隔をあけて同一平面上に配置されている。

【0033】

上記一対の連結板部４３は、長方形板状に形成されている。各連結板部４３は、一端がバスバ接続部４１に連なり、他端が電線接続部４２の各底板４２ｅに連なっている。また、各連結板部４３は、バスバ接続部４１の端部及び各底板４２ｅの端部から垂直に立設している。

【0034】

上記回り止め用開口部４４，４５は、端子４の貫通孔４０を通された正極１２または負極１３にナット８を螺合させる際に、端子４が貫通孔４０を中心に回転することを防止するために形成された開口部である。これら回り止め用開口部４４，４５の内側には、後述するケース６の凸部６４，６５が位置付けられる。

【0035】

上記電線５は、導電性の芯線が絶縁被覆で覆われた周知の被覆電線である。この電線５は、一端が端子４の電線接続部４２に接続され、他端が図示しない電圧検出回路に接続されている。

【0036】

上記ケース６は、図１に示すように、１つのバスバ３及びこのバスバ３に重ねられる１つの端子４を収容するバスバ収容部６１と、各端子４に接続された電線５を電池接続体１の端部に導く電線収容部６２と、各端子４に接続された電線５を各バスバ収容部６１から電線収容部６２に導く電線導出部６３と、が設けられている。また、バスバ収容部６１及び電線導出部６３はバスバ３と同数設けられており、電線収容部６２は共通で１つ設けられている。また、複数のバスバ収容部６１は、複数の電池１０の重なり方向、すなわち矢印Ｘ、に沿って互いに間隔をあけて並べられている。

【0037】

上記各バスバ収容部６１は、バスバ３を表面上に位置付ける底壁６１ａと、この底壁６１ａの外縁から立設した周壁６１ｂと、によって箱型に形成されている。また、底壁６１ａには、電池１０の正極１２及び負極１３が通される一対の貫通孔６０が形成されている。さらに、底壁６１ａには、端子４に形成された回り止め用開口部４４，４５の内側に位置付けられる凸部６４，６５が設けられている。

【0038】

上記電線収容部６２には、図１に示すように、複数のバスバ収容部６１と間隔をあけるとともに、複数のバスバ収容部６１の並び方向、すなわち矢印Ｘ、に沿って樋状に延び、各端子４に接続された電線５を収容する収容部本体６２ａと、この収容部本体６２ａの開口部を覆う蓋体６２ｂと、が設けられている。

【0039】

上記各電線導出部６３は、樋状に形成されており、互いに間隔をあけて配置された各バスバ収容部６１と電線収容部６２とを連結している。

【0040】

続いて、上記構成の電池接続体１の組み立て手順を説明する。まず、バスバ３、端子４、ケース６などを別々に製造しておく。そして、各バスバ３をケース６の各バスバ収容部６１に嵌め込む。バスバ収容部６１にバスバ３を嵌め込むと、バスバ収容部６１に設けられた貫通孔６０とバスバ３に設けられた貫通孔３ａとが重なる。次に、バスバ収容部６１に設けられた凸部６４，６５が端子４に設けられた回り止め用開口部４４，４５の内側に位置付けられるように各バスバ３の上に各端子４を重ねる。次に、各電線５を電線収容部６２内及び電線導出部６３内に配索し、この電線５の一端を一対の側壁４２ｃ間に圧入する。これにより、圧接刃４２ｄが電線５の絶縁被覆を突き破って電線５の芯線に接触する。その後、一対のかしめ片４２ｂをかしめて電線５を固定し、電池接続体１の組み立てが完了する。

【0041】

また、上述した手順で組み立てられた一対の電池接続体１は、電池集合体２の両側面に重ねられ、ケース６の貫通孔６０、バスバ３の貫通孔３ａ、端子４の貫通孔４０を通された正極１２及び負極１３にナット８が螺合されて電池集合体２に取り付けられる。

【0042】

このように、本発明の電池接続体１によれば、連結板部４３がバスバ接続部４１の端部及び底板４２ｅの端部から垂直に立設しているので、バスバ接続部４１と連結板部４３と底板４２ｅとが同一平面上に面一に形成されている場合（図６，７を参照。）と比較して、連結板部４３が垂直に立設している分、液体が当該端子４の表面を伝い難くなる。よって、バスバ収容部６１の内部で結露した水分が端子４と電線５との接続部分、すなわち電線接続部４２、に到達することを防止できる。

【0043】

また、本発明の電池接続体１によれば、連結板部４３がバスバ接続部４１の端部及び底板４２ｅの端部から垂直に立設しているので、電線５が引っ張られた際に連結板部４３が撓むことで、すなわち電線接続部４２が電線５と共に引っ張られることで、電線５と圧接刃４２ｄとが位置ずれすることを防止でき、そのために、電線５と電線接続部４２との接続信頼性を向上させることができる。

【0044】

また、本発明では、一対の連結板部４３近傍に止水材等を塗布することによって、バスバ収容部６１の内部で結露した水分が電線接続部４２に到達することをより確実に防止することができる。上述した電池接続体１の一対の連結板部４３近傍に止水材を塗布する場合は、例えば、図３に示すように、未硬化液状の止水材７を連結板部４３の上方からスポイト９等で滴下し、所定の時間を置いて前記止水材７を硬化させるようにする。

【0045】

上述したように連結板部４３に止水材７を塗布した場合、本発明では連結板部４３がケース６の底壁６１ａに対して垂直に配置されていることから、図５に示すように、止水材７が連結板部４３の裏側（連結板部４３と底壁６１ａとの間）まで回り易く、止水材７を連結板部４３近傍に隙間無く充填することができる。よって、バスバ収容部６１の内部で結露した水分が電線接続部４２に到達することをより確実に防止することができる。

【0046】

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ 電池接続体
３ バスバ
４ 端子
５ 電線
６ ケース
１０ 電池
１２ 正極（電極）
１３ 負極（電極）
４１ バスバ接続部
４２ 電線接続部
４２ｅ 底板
４３ 連結板部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】