(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う電極端子間を電気的に接続するために、前記隣り合う電極端子間に架け渡される板状の本体部と、前記本体部から延設されて電線の端末部に接続される電線接続部とが一体に形成されたバスバーであって、
前記本体部は、折り返し部に区切られた複数の板部が前記折り返し部により折り返されて重ね合わされることにより構成されており、
最下層の前記板部は、絶縁樹脂製の電線配索体におけるバスバー収容部に対して位置決めされる外形形状を有し、
上層の前記板部における前記折り返し部と平行な方向の最大幅寸法は、下層の前記板部における前記折り返し部と平行な方向の最大幅寸法よりも小さく、
上層の前記板部は、前記折り返し部の延在方向と直交する一対の側縁部が、下層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と直交する一対の側縁部よりも内側に平行移動した形状で形成されており、
前記折り返し部によって上層の前記板部が下層の前記板部に折り返されて重ね合わされることで、上層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部の端が、下層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部に対して前記折り返し部の延在方向へはみ出すズレ量をδとし、下層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部の寸法をL1とし、上層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部の寸法をL2としたとき、L2=L1−2×δという関係を満足することを特徴とするバスバー。
上層の前記板部と下層の前記板部の間における前記折り返し部と平行な最大幅の寸法差が、上層の前記板部の曲げズレ量を許容できる寸法に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のバスバー。
【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、従来の上記バスバーでは、曲げバラツキを含むため、第1板部504と第2板部505がずれて重なり、第1板部504および第2板部505の接続孔509が合わないおそれがある。また、第1板部504と第2板部505がずれて重なると、位置決め精度が低下し、電線配索体のバスバー収容部に収容できなくなるおそれがある。
なお、上記バスバーは、側縁覆い部507が設けられることで、ずれを抑制することができるが、加工が複雑でコストアップを招く。また、上記バスバーは、接続孔509が、第1板部504の第1接続孔と、第2板部505の第2接続孔とからなる。そして、第1接続孔の孔縁は、バスバーをプレス加工する際に、第2接続孔の孔縁に沿って嵌り込むように立ち上げられ、接続孔の孔縁全体を覆う孔縁覆い部が形成されることで、ずれを抑制することができるが、上記側縁覆い部507と同様に加工が複雑でコストアップを招くという問題があった。
【0007】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な構造で、互いに重ね合わされる板部同士のずれに係わらず、バスバー収容部に対する組付け性を向上させることができるバスバーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 正極及び負極の電極端子を有する複数の単電池の隣り合う電極端子間を電気的に接続するために、前記隣り合う電極端子間に架け渡される板状の本体部と、前記本体部から延設されて電線の端末部に接続される電線接続部とが一体に形成されたバスバーであって、前記本体部は、折り返し部に区切られた複数の板部が前記折り返し部により折り返されて重ね合わされることにより構成されており、最下層の前記板部は、絶縁樹脂製の電線配索体におけるバスバー収容部に対して位置決めされる外形形状を有し、上層の前記板部における前記折り返し部と平行な方向の最大幅寸法は、下層の前記板部における前記折り返し部と平行な方向の最大幅寸法よりも小さ
く、上層の前記板部は、前記折り返し部の延在方向と直交する一対の側縁部が、下層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と直交する一対の側縁部よりも内側に平行移動した形状で形成されており、前記折り返し部によって上層の前記板部が下層の前記板部に折り返されて重ね合わされることで、上層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部の端が、下層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部に対して前記折り返し部の延在方向へはみ出すズレ量をδとし、下層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部の寸法をL1とし、上層の前記板部における前記折り返し部の延在方向と平行な側縁部の寸法をL2としたとき、L2=L1−2×δという関係を満足することを特徴とするバスバー。
(2) 上層の前記板部と下層の前記板部の間における前記折り返し部と平行な方向の最大幅の寸法差が、上層の前記板部の曲げズレ量を許容できる寸法に設定されていることを特徴とする上記(1)に記載のバスバー。
(3) 前記本体部には、前記電極端子と接続するための接続孔が貫通して形成されており、上層の前記板部における前記接続孔は、下層の前記板部における前記接続孔よりも開口径が大きいことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のバスバー。
【0009】
上記(1)の構成のバスバーによれば、上層の板部が折り重ねられた時に下層の板部に対してずれたとしても、バスバーの最外形寸法(折り返し部と平行な方向の最大幅寸法)は最下層の板部の寸法公差に依存するので、バスバー収容部に対する位置決めは、上層の板部の曲げズレ量(曲げ加工時の加工誤差)に影響されない。
上記(2)の構成のバスバーによれば、上層の板部と下層の板部との寸法差を最少として、バスバーの無駄な拡大を抑制することができる。
上記(3)の構成のバスバーによれば、上層の板部が折り重ねられた時に下層の板部に対してずれたとしても、それぞれの接続孔は互いにオーバーラップせず、挿通される電極端子は下層の板部における接続孔の開口径に依存する。
そこで、バスバーは電極端子に対する組付け性が向上し、挿通時に上層の板部における接続孔に引っ掛かることもない。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係るバスバーによれば、簡素な構造で、互いに重ね合わされる板部同士のずれに係わらず、バスバー収容部に対する組付け性を向上させることができる。
【0011】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るバスバー11は、本体部12と、電線接続部13とを有している。バスバー11は、導電性の金属板にプレス加工が施されるなどして得られる。本体部12は、電池集合体を構成する単電池の隣り合う電極端子間を電気的に接続するために、長方形の板状に形成されて隣り合う電極端子間に架け渡される。電線接続部13は、本体部12から延設されて電線15の端末部に接続される。
【0014】
本体部12は、略長方形状に形成されており、互いに隣り合う単電池の正極及び負極の電極端子61(
図6、参照)が通される一対の接続孔21を有している。これら一対の接続孔21は、本体部12の長手方向に沿って、互いに隣り合う単電池の正極及び負極の電極端子61との間隔と同じ間隔をあけて配置されている。
【0015】
本体部12は、ほぼ同一外形(長辺側側縁部31a,32a及び短辺側側縁部31c,32cをそれぞれ有する略長方形状)の複数の板部31,32を有しており、下層(最下層)の板部31に対して上層(最上層)の板部32が重ね合わされている。本実施形態において、本体部12は、二層構造とされている。それぞれの板部31,32は、その一方の長辺側側縁部31aと長辺側側縁部32aが折り返し部35によって連結されている。折り返し部35は、長手方向に間隔をあけて形成されており、板部31,32は、折り返し部35に区切られている。板部31,32は、折り返し部35により折り返されて重ね合わされている。板部31,32は、それぞれ孔部(接続孔)31b,32bを有しており、互いに重ね合わされることで、これらの孔部31b,32bが連通されて本体部12の接続孔21とされている。
【0016】
また、本体部12には、折り返し部35側の長辺側側縁部31a,32aと短辺側側縁部31c,32cとの角部に面取り部38が形成されている。
【0017】
電線接続部13は、本体部12における板部31,32の連結箇所と反対側に延設されている。この電線接続部13の端部には、電線15が電気的に接続される。これにより、バスバー11は、電線接続部13に接続された電線15を介して、図示しないECU(Electronic Control Unit)が備える電圧検出回路に接続される。そして、ECUが、電圧検出回路によって検出された各単電池における一対の電極との電位差(電圧)に基づいて、各単電池の残量や充放電状態等を検出する。
【0018】
電線15は、導電性の芯線16と、この芯線16を被覆した絶縁被覆17とを有する周知の被覆電線である。電線15は、その端部において、絶縁被覆17が皮剥きされて芯線16が露出している。
【0019】
電線接続部13は、下層の板部31における折り返し部35と反対側の側縁部に形成されている。電線接続部13は、下層の板部31から延びる連結部40に設けられており、一対の導体圧着片41と、一対の電線かしめ片42とを有している。電線15は、その端部において、絶縁被覆17の部分が電線かしめ片42にかしめられて固定され、芯線16が導体圧着片41に圧着されている。これにより、電線15は、電線接続部13に電気的に接続される。なお、電線接続部13は、圧着機による電線15の圧着に適した板部31より薄い所定の厚さに形成されている。
【0020】
更に、本体部12には、折り返し部35の一部に、切欠き部45が形成されている。切欠き部45は、一方の長辺側側縁部31a,32aの長手方向の中央部に形成される。その結果、本体部12の一方の長辺側側縁には、この切欠き部45を挟んで一対の折り返し部35が部分的に設けられている。
【0021】
上述のように、本実施形態に係るバスバー11は、本体部12を複数の板部31,32を重ね合わせた構造とすることで、電線接続部13の大型化を抑えつつ本体部12での電気抵抗を極力小さくすることができる。
【0022】
更に、本実施形態に係るバスバー11は、下層の板部31が、絶縁樹脂製の電線配索体51(
図6参照)におけるバスバー収容部56に対して位置決めされる外形形状を有している。
これに対して、上層の板部32における長辺側側縁部32aの寸法(折り返し部35と平行な方向の最大幅寸法)は、下層の板部31における長辺側側縁部31aの寸法(折り返し部35と平行な方向の最大幅寸法)よりも小さく設定されている。
【0023】
即ち、本実施形態に係るバスバー11は、上層の板部32と下層の板部31の間における折り返し部35と平行な長辺側側縁部31aと長辺側側縁部32aの寸法差(折り返し部35と平行な方向の最大幅の寸法差)が、上層の板部32の曲げズレ量δ(
図5参照)を許容できる寸法に設定されている。
【0024】
更に、バスバー11は、電極端子61と電気的に接続するための接続孔21が本体部12を貫通して形成されており、上層の板部32における接続孔である孔部32bは、下層の板部31における接続孔である孔部31bよりも開口径が大きい。
【0025】
次に、
図2の(a),(b)に基づいて上記構成のバスバー11の加工手順について説明する。
図2の(a)に示すように、まず、金属板に対してプレス加工を施すことで、曲げ加工前のバスバー11の展開形状に形成する。このとき、折り返し部35の延在方向の中央部には、切欠き部45を形成するための矩形状の開口部47が打ち抜かれる。電線接続部13の形成箇所は、プレスによって所定厚さに形成する。また、導体圧着片41における芯線16のかしめの内側となる部分には、セレーション41aを加工する。なお、曲げ加工前のバスバー11は、連鎖状端子材から形成されることが好ましい。
【0026】
図2の(b)に示すように、曲げ加工を施すことで、折り返し部35で上層の板部32が折り返されて下層の板部31に重ね合わされる。このとき、本体部12は、開口部47を二分する位置で折り返し部35により折り曲げられることで、一方の長辺側側縁に切欠き部45が形成される。また、電線接続部13では、電線15を圧着する圧着機へセットすることができるように、導体圧着片41及び電線かしめ片42が立ち上げられる。
【0027】
このようにして、2枚の板部31,32が重ね合わされた本体部12と、電線15が接続可能な電線接続部13とを有するバスバー11が得られる。
【0028】
図3は、折り畳み時にずれの生じた本実施形態に係るバスバー11を要部拡大図と共に表した斜視図である。
本実施形態に係るバスバー11は、電線配索体51(
図6参照)に位置決めされる最下層の板部31に対して、上層の板部32における長辺側側縁部32aの寸法L2が下層の板部31における長辺側側縁部31aの寸法L1よりも小さく設定されている(L2<L1)。その結果、バスバー11は、折り返し部35で折り曲げた際に、ズレZが発生していても、下層の板部31から上層の板部32の端55がずれてはみ出ることがないように構成されている。
【0029】
図4の(a)はずれの生じていない本実施形態に係るバスバー11の平面図、
図4の(b)はずれの生じた本実施形態に係るバスバー11の平面図である。
上層の板部32は、長辺側側縁部32aの寸法L2が小さく形成されることで、短辺側側縁部32cが、下層の板部31の短辺側側縁部31cよりも内側に平行移動した形状で形成される。この短辺側側縁部32cの内側への移動寸法は、ズレ量δに相当する。従って、長辺側側縁部32aの寸法L2は、長辺側側縁部31aの寸法L1からズレ量δの2倍を減じた長さとなる(L2=L1−2×δ)。
【0030】
図5の(a)はずれの生じていない比較例に係るバスバー511の平面図、
図5の(b)はずれの生じた比較例に係るバスバー511の平面図である。
上層の板部32の長辺側側縁部32aの寸法L2と、下層の板部31の長辺側側縁部31aの寸法L1とが同一の長さで形成されたバスバー511では、折り返し部35による折り曲げ時にズレZが生じた場合、下層の板部31に対して上層の板部32の端55がズレ量δではみ出すこととなる。その結果、同方向のバスバー収容部56の収容内寸は、L1+δとなる。このようなズレ量δをクリアランスとして有していないバスバー収容部56においては、バスバー511の収容が不能となる。
【0031】
ズレ量δは、例えばプレス加工機の加工公差により特定される。この他、ズレ量δは、折り曲げ加工作業の加工精度など、折り曲げ時にズレZを生じさせる要因となる要素が更に加味されてもよい。この場合、曲げズレ量(曲げ加工時の加工誤差)は、より大きく設定される。但し、このズレ量δは、ズレZによるはみ出しを生じさせない最小値であることが好ましい。
【0032】
また、本実施形態に係るバスバー11では、上述のように上層の板部32における接続孔である孔部32bが、下層の板部31における接続孔である孔部31bよりも開口径が大きい。これは、ズレZにより孔部31bと孔部32bとがラップしないようにすることを目的としている。従って、この場合、上層の板部32の孔部32bの直径D2は、下層の板部31の孔部31bの直径D1に2倍のズレ量δを加えた長さとなる(D2=D1+2×δ)。
【0033】
次に、上記した構成の作用を説明する。
図6の(a)は比較例のバスバー511とバスバー収容部56との位置関係を表した平面図、
図6の(b)は本実施形態のバスバー11とバスバー収容部56との位置関係を表した平面図である。
下層の板部31の長辺側側縁部31aの寸法L1と上層の板部32の長辺側側縁部32aの寸法L2が同一のバスバー511では、折り曲げ時にズレZが生じた場合、下層の板部31に対して上層の板部32の端55がズレ量δではみ出す。このため、ズレ量δをクリアランスとして有していないバスバー収容部56においては、バスバー511の収容が不能となる。
【0034】
これに対し、本実施形態に係るバスバー11では、上層の板部32が折り重ねられた時に下層の板部31に対してずれたとしても、バスバー11の最外形寸法(折り返し部35と平行な側縁部の寸法)は下層の板部31の長辺側側縁部31aの寸法L1の公差に依存するので、バスバー収容部56に対する位置決めは、上層の板部32の曲げズレ量δに影響されない。そのため、バスバー11は、ズレZが生じていてもバスバー収容部56への収容が可能となる。
【0035】
そして、本実施形態のバスバー11では、上層の板部32と下層の板部31の間における折り返し部35と平行な長辺側側縁部31aの寸法L1と、長辺側側縁部32aの寸法L2との寸法差が、上層の板部32のズレ量δを許容できる寸法に設定されている。即ち、両側のズレ(2×δ)を許容するためL2=L1−2×δとなっている。これにより、バスバー11では、上層の板部32と下層の板部31との寸法差を最少として、バスバー11の無駄な拡大を抑制することができる。
【0036】
また、本実施形態のバスバー11では、上層の板部32が折り重ねられた時に下層の板部31に対してずれたとしても、それぞれの孔部31b,32bは互いにオーバーラップせず、挿通される電極端子61の挿通性は下層の板部31における孔部31bの開口径に依存する。
そこで、バスバー11は電極端子61に対する組付け性が向上し、挿通時に上層の板部32における孔部32bに引っ掛かることもない。
【0037】
次に、本実施形態の変形例に係るバスバーについて説明する。
なお、上記実施形態のバスバー11と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
(変形例1)
図7は、本実施形態の変形例1に係るバスバー11Aを説明する図であって、(a),(b)は、それぞれバスバー11Aの加工工程毎の斜視図である。
図7の(a)に示すように、変形例1に係るバスバー11Aでは、下層の板部31と上層の板部32とが、その一方の短辺側側縁部31c,32cにおいて折り返し部35によって連結されている。折り返し部35は、短手方向に間隔をあけて形成されており、下層の板部31、上層の板部32は、折り返し部35により折り返されて重ね合わされる。
【0038】
この変形例1の場合も、金属板に対してプレス加工を施すことで、曲げ加工前のバスバー11Aを作製する。
次に、
図7の(b)に示すように、曲げ加工を施すことで、折り返し部35で上層の板部32が折り返されて下層の板部31に重ね合わされる。また、電線接続部13の導体圧着片41及び電線かしめ片42も立ち上げられる。
このようにして、2枚の板部31,32が重ね合わされた本体部12Aと、電線15が接続可能な電線接続部13とを有するバスバー11Aが得られる。
【0039】
この変形例1に係るバスバー11Aのように、下層の板部31と上層の板部32は、その一方の短辺側側縁部31c,32cで連結されて折り返し部35によって折り返される構造であってもよい。この場合において、上層の板部32と下層の板部31の間における折り返し部35と平行な短辺側側縁部31cと短辺側側縁部32cの寸法差は、上層の板部32の曲げズレ量δを許容できる寸法に設定されている。
【0040】
(変形例2)
図8は、本実施形態の変形例2に係るバスバー11Bを説明する図であって、(a)〜(c)は、それぞれバスバー11Bの加工工程毎の斜視図である。
図8の(a)に示すように、変形例2に係るバスバー11Bは、本体部12Bが中間層の板部33を備えており、板部31が最下層、板部32が最上層とされる。この中層の板部33は、長辺側側縁部33a及び短辺側側縁部33cを有して板部32とほぼ同じ略長方形状に形成されており、最上層の板部32における最下層の板部31と反対側に連結されている。板部32,33は、その長辺側側縁部32a,33aが折り返し部35Bによって連結されている。折り返し部35Bは、長手方向に間隔をあけて形成されており、板部32,33は、折り返し部35Bにより折り返されて重ね合わされる。更に、中間層の板部33にも、本体部12Bの接続孔21を構成する孔部33bが形成されている。
【0041】
この変形例2の場合も、金属板に対してプレス加工を施すことで、曲げ加工前のバスバー11Bを作製する。
【0042】
ここで、下層の板部31、中層の板部33、上層の板部32の大きさは、折り返し部35,35Bと平行な長辺側側縁部31a、長辺側側縁部32a、長辺側側縁部33aの寸法が、下層の板部31、中層の板部33、上層の板部32の順で小さく設定される。即ち、中層の板部33の長辺側側縁部33aの寸法は、下層の板部31の長辺側側縁部31aの寸法よりも(2×δ)だけ小さく設定される。そして、上層の板部32の長辺側側縁部32aの寸法は、中層の板部33の長辺側側縁部33aの寸法よりも(2×δ)だけ小さく設定される。
【0043】
次に、
図8の(b)に示すように、曲げ加工を施すことで、折り返し部35Bで板部33が折り返されて板部32に重ね合わされる。
【0044】
さらに、
図8の(c)に示すように、曲げ加工を施すことで、重ね合わせた板部32,33を折り返し部35で折り返して板部31に重ね合わせる。その結果、バスバー11Bは、下層の板部31、中層の板部33、上層の板部32における短辺側側縁部31c、短辺側側縁部33c、短辺側側縁部32cが階段状となって重ねられる。また、電線接続部13の導体圧着片41及び電線かしめ片42が立ち上げられる。
【0045】
このようにして、3枚の板部31,32,33が重ね合わされた本体部12Bと、電線15が接続可能な電線接続部13とを有するバスバー11Bが得られる。
この変形例2に係るバスバー11Bのように、本体部12Bは、板部31,32,33が重ね合わされた3層であってもよい。なお、本体部12Bは、中間層の板部を複数備えた4層以上であってもよい。
【0046】
また、上記実施形態に係るバスバー11,11A,11Bにおいては、長辺側側縁部31a,32a,33aの寸法が、それぞれ折り返し部35と平行な方向の最大幅寸法とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、
図9に示す本実施形態の変形例3に係るバスバー11Cのように、本体部12Cにおける板部31,32の短辺側側縁部31c,32cにそれぞれ突部31d,32dを有する場合、折り返し部35と平行な突部31d,32dの先端間の寸法L1C,L2Cが、それぞれ折り返し部35と平行な方向の最大幅寸法とされる。
【0047】
従って、本実施形態に係るバスバー11,11A,11B,11Cによれば、簡素な構造で、互いに重ね合わされる板部31,32,33同士のずれに係わらず、バスバー収容部56に対する組付け性を向上させることができる。
【0048】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0049】
例えば上記の構成例では、ナットによって単電池の電極端子へバスバーの本体部を固定したが、本発明の構成は、バスバーの本体部を電極端子へ溶接して固定してもよい。また、バスバーの電線接続部への電線の接続構造としては、圧着接続によるものに限らず、例えば、電線を圧接刃に食い込ませて接続する圧接接続や電線の芯線を溶接して接続する溶接接続でもよい。
また、上記の構成例では、バスバーの本体部が長方形の板状に形成されて隣り合う電極端子間に架け渡される場合を説明したが、本体部は長方形に限らず、正方形、長円形、或いは四角形以上の多角形としてもよい。
【0050】
ここで、上述した本発明に係るバスバーの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[3]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 正極及び負極の電極端子(61)を有する複数の単電池の隣り合う電極端子(61)間を電気的に接続するために、前記隣り合う電極端子(61)間に架け渡される板状の本体部(12,12A,12B,12C)と、前記本体部(12,12A,12B,12C)から延設されて電線(15)の端末部に接続される電線接続部(13)とが一体に形成されたバスバー(11,11A,11B,11C)であって、
前記本体部(12,12A,12B,12C)は、折り返し部(35)に区切られた複数の板部(31,32,33)が前記折り返し部(35,35B)により折り返されて重ね合わされることにより構成されており、
最下層の前記板部(31)は、絶縁樹脂製の電線配索体(51)におけるバスバー収容部(56)に対して位置決めされる外形形状を有し、
上層の前記板部(33,32)における前記折り返し部(35)と平行な方向の最大幅寸法(長辺側側縁部33a,32aの寸法L3,L2、突部32dの先端間の寸法L2C)は、下層の前記板部(31,33)における前記折り返し部(35)と平行な方向の最大幅寸法(長辺側側縁部31a,33aの寸法L1,L3、突部31dの先端間の寸法L1C)よりも小さいことを特徴とするバスバー(11,11A,11B,11C)。
[2] 上層の前記板部(33,32)と下層の前記板部(31,33)の間における前記折り返し部(35)と平行な方向の最大幅の寸法差が、上層の前記板部(33,32)の曲げズレ量を許容できる寸法に設定されていることを特徴とする上記[1]に記載のバスバー(11,11A,11B,11C)。
[3] 前記本体部(12,12A,12B,12C)には、前記電極端子(61)と接続するための接続孔(21)が貫通して形成されており、上層の前記板部(33,32)における前記接続孔(孔部33b,32b)は、下層の前記板部(31,33)における前記接続孔(孔部31b,33b)よりも開口径が大きいことを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のバスバー(11,11A,11B,11C)。