JP2010212111A - 密閉型電池の端子構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を低減し、組み付けを簡易化した密閉型電池の端子構造を提供する。
【解決手段】外部端子３，４と内部端子５，６を含む密閉型電池の端子アッセンブリ１は、外部端子３，４にかしめ用のリベット１８が一体的に設けられる。リベット１８を内部端子５，６にかしめることにより、外部端子３，４と内部端子５，６を互いに接続するように構成される。端子アッセンブリ１は、密閉型電池のケースの蓋２を含み、外部端子３，４は、樹脂１７によるインサート成形により蓋２に対して固定される。外部端子３，４は、締結用の雄ネジ１５と、蓋２に対して回り止めとして機能する複数のリブとを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、電池要素が容器に収容されて構成される密閉型電池に係り、詳しくは、外部端子と内部端子を含む密閉型電池の端子構造に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１には、二次電池の端子構造が記載されている。この二次電池は、ケースに収容される電極体を備える。電極体の上端には放圧補助部材が設けられ、その補助部材の両端には、正極内部端子と負極内部端子がフランジにて固定される。両内部端子のフランジ上には、絶縁部材が配置され、その上から蓋体が被せられる。両フランジ上には蓋体を貫通するボルト状の正極外部端子、負極外部端子がそれぞれ突設される。蓋体を貫通した両外部端子の周囲には、それぞれ絶縁パッキンが配置され、両外部端子にナットをそれぞれネジ止めすることで、両外部端子と蓋体との間をシールするようになっている。こうして蓋体と連結された電極体等は、ケースの上端開口からその内部に収容され、ケースと蓋体がレーザ溶接等により固定される。

一方、下記の特許文献２には、接続端子とキャップハウジング等をインサート射出成形により一体化することが記載されている。

特開２００４−３１９１０１号公報 特開２００８−５２００７７号公報 特開２００３−２２９１１６号公報 特開平０８−２８７８９６号公報

ところが、特許文献１に記載の端子構造では、内部端子、外部端子、絶縁部材、蓋体、パッキン及びナットが必要となり、比較的部品点数が多いものとなっており、組み付け作業性がよくなかった。

一方、特許文献２に記載のように、接続端子と蓋体等をインサート射出成形することで、電極構造の部品点数を減らすことも考えられるが、内部端子と外部端子の形状が複雑であるため、インサート射出成形する際の組み付け作業性が問題となった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、部品点数を低減し、組み付けを簡易化した密閉型電池の端子構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、外部端子と内部端子を含む密閉型電池の端子構造において、外部端子にかしめ用のリベットが一体的に設けられ、リベットを内部端子にかしめることにより、外部端子と内部端子を互いに接続するように構成したことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、外部端子に一体に設けられたリベットを内部端子にかしめることにより、外部端子と内部端子が互いに接続される。従って、リベットのかしめだけで接続が行われ、外部端子と内部端子の接続のために他の部品が不要となる。

上記目的を達成するために、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、密閉型電池は、ケースと、ケースの開口を塞ぐ蓋とを含み、外部端子は、樹脂によるインサート成形により蓋に対して固定され、締結用の雄ネジと、蓋に対して回り止めとして機能する回り止め構造とを備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、複数の密閉型電池の間で配線を締結するために、外部端子の雄ネジに配線が締結される。また、雄ネジへの配線の締結に際して、外部端子に加わる回転トルクに耐えられるよう回り止め構造が機能する。

請求項１に記載の発明によれば、密閉電池の端子構造につき、部品点数を低減することができ、組み付けを簡易化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、雄ネジとリブにより締結機能を確保することができる。

一実施形態に係り、端子アッセンブリを示す正面図。 同じく、端子アッセンブリの内部端子を分解した状態を示す正面図。 同じく、図２の負極内部端子の下方視図。 同じく、図２の正極内部端子の下方視図。 同じく、蓋に固定された負極外部端子及び正極外部端子を示す正面図。 同じく、蓋に固定された負極外部端子及び正極外部端子を示す平面図。 同じく、蓋を示す平面図。 同じく、外部端子を示す正面図。 同じく、図８の外部端子の下方視図。 同じく、端子アッセンブリを含む密閉型電池を示す断面図。

以下、本発明の密閉型電池の端子構造を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の端子構造を具体化した端子アッセンブリ１を正面図により示す。図２に、端子アッセンブリ１の内部端子５，６を分解した状態を正面図により示す。端子アッセンブリ１は、密閉型電池を構成する長尺な蓋２と、その蓋２の一端部に固定された負極外部端子３と、蓋２の他端部に固定された正極外部端子４と、負極外部端子３の下端に取り付けられた負極内部端子５と、正極外部端子４の下端に取り付けられた正極内部端子６とを備える。

図３に、図２の負極内部端子５の下方視図を示す。図４に、図２の正極内部端子６の下方視図を示す。負極内部端子５は、板材を折り曲げることで形成され、上端のベース部１１と、ベース部１１から下方へ延びる帯部１２とを含む。正極内部端子６も、同様に、上端に位置するベース部１１と、ベース板１１から下方へ延びる帯部１２とを含む。各内部端子５，６のベース部１１には、それぞれかしめ用の孔１３が形成される。

図５に、蓋２に固定された負極外部端子３及び正極外部端子４を正面図により示す。図６に、蓋２に固定された負極外部端子３及び正極外部端子４を平面図により示す。各外部端子３，４は、全体がほぼ軸形をなし、上方へ突出する雄ネジ１５と、雄ネジ１５の基端に形成されたフランジ１６とを備える。フランジ１６より下の部分が蓋２に対して樹脂１７によりインサート成形される。各外部端子３，４の下端には、下方へ突出したかしめ用のリベット１８が形成される。図２に示すように、このリベット１８が、対応する内部端子５，６の孔１３に挿入されてかしめられる。

図７に、蓋２を平面図により示す。長尺な蓋２は、その両端部に外部端子用の円形の孔１９を含む。これら孔１９に、各外部端子３，４の下部が挿入され、樹脂１７によりインサート成形される。

図８に、外部端子３，４を正面図により示す。図９に、図８の外部端子３，４の下方視図を示す。各外部端子３，４は、フランジ１６の下方にシリンダ２０が形成される。シリンダ２０の周囲には、回り止め構造としての複数（この実施形態では「４つ」）のリブ２１が等角度間隔に形成される。シリンダ２０の下端には、上記したリベット１８が形成される。リベット１８の下面には、穴１８ａが形成される。

上記した正極外部端子４及び正極内部端子６の材料には、純アルミや３０００系が好ましい。負極外部端子３及び負極内部端子５の材料には、純銅が好ましい。蓋２の材料には、アルミが好ましい。

図１に示す端子アッセンブリ１を得るには、先ず、各外部端子３，４のシリンダ２０の部分を蓋２の孔１９に挿入して、これらの部品２〜４を成形機にインサートした後、樹脂１７を射出成形する。樹脂１７の材料としては、耐薬品性のあるＰＰＳ、ＰＥＥＫ、フェノール及びエポキシ等が好ましい。蓋２及び各外部端子３，４と樹脂１７との接合性を考慮する際には、例えば、特公平５−５１６７１号公報等に記載された表面処理を施した後にインサート成形するのが好ましい。

そして、各外部端子３，４が蓋２に固定された後、各外部端子３，４のリベット１８を各内部端子５，６の孔１３に挿入してかしめることにより、各内部端子５，６を対応する外部端子３，４に取り付ける。これにより、図１に示すような端子アッセンブリ１が得られる。

図１０に、上記した端子アッセンブリ１を含む密閉型電池２５を断面図により示す。この密閉型電池２５は、ケース２６と、ケース２６に収容された電極体２７と、上記した端子アッセンブリ１とを備える。電極体２７は、端子アッセンブリ１の両内部端子５，６に接続されて支持される。端子アッセンブリ１に電極体２７を支持した後、電極体２７をケース２６の上端開口からその内部に収容し、ケース２６と蓋体２をレーザ溶接等により固定することで、図１０に示すような密閉型電池２５が得られる。

以上説明したこの実施形態の端子構造によれば、端子アッセンブリ１を構成する外部端子３，４と内部端子５，６が、外部端子３，４に一体に設けられたリベット１８を、内部端子５，６に設けられた孔１３にかしめることにより、互いに接続される。従って、リベット１８をかしめるだけで外部端子３，４と内部端子５，６の接続が行われ、外部端子３，４と内部端子５，６の接続のために他の部品が不要となる。このため、この実施形態の端子アッセンブリ１によれば、従来例と比べて、部品点数を低減することができ、組み付けを簡易化することができる。

具体的には、端子アッセンブリ１は、一つの蓋２と、２つの外部端子３，４と、２つの内部端子５，６を含むだけなので、部品点数が少なくて済む。また、外部端子３，４と蓋２を樹脂１７によりインサート成形する以外は、外部端子３，４と内部端子５，６をリベット１８によりかしめるだけの簡単な接続構造となっている。

ここで、密閉型電池２５の端子アッセンブリ１としては、締結、集電及び導通の３機能が要求される。また、各外部端子３，４と蓋２を金型に入れて樹脂１７を射出することで一体化するインサート成形の工程では、ロボット等を使用して自動化することが要求される。このような課題に対し、この実施形態の端子構造では、締結機能と集電機能を分離させることで対応している。すなわち、複数の密閉型電池２５の間で配線を締結するには、各外部端子３，４の雄ネジ１５と、シリンダ２０のリブ２１が機能する。雄ネジ１５には配線がナットの締め付けにより締結される。このとき加わる回転トルクに耐えられるように、外部端子３，４のリブ２１が回り止めとして機能する。このように、雄ネジ１５とリブ２１により締結機能を確保することができる。また、集電は、蓋２に固定された各外部端子３，４に対して、後から内部端子５，６をかしめて接続することで機能する。また、蓋２とインサート成形される外部端子３，４の形状を比較的簡略化し、蓋２の孔１９に挿入するだけの構成としたので、このインサート成形の工程にロボット等を使用した自動化が容易となる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。

例えば、前記実施形態では、蓋２に形成された孔１９を円形としたが、この孔の形状を外部端子３，４に形成されたリブ２１の形状に整合した形状にすることもできる。

この発明は、リチウムイオン二次電池等の密閉型電池に利用することができる。

１ 端子アッセンブリ
２ 蓋
３ 負極外部端子
４ 正極外部端子
５ 負極内部端子
６ 正極内部端子
１３ 孔
１５ 雄ネジ
１８ リベット
２１ リブ
２５ 密閉型電池

Claims (2)

1. 外部端子と内部端子を含む密閉型電池の端子構造において、
   前記外部端子にかしめ用のリベットが一体的に設けられ、前記リベットを前記内部端子にかしめることにより、前記外部端子と前記内部端子を互いに接続するように構成したことを特徴とする密閉型電池の端子構造。
2. 前記密閉型電池は、ケースと、前記ケースの開口を塞ぐ蓋とを含み、前記外部端子は、樹脂によるインサート成形により前記蓋に対して固定され、締結用の雄ネジと、前記蓋に対して回り止めとして機能する回り止め構造とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型電池の端子構造。

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