JP4360262B2 - 組電池 - Google Patents
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Description
また組電池は、電池群に外力が作用する環境で使用されることがある。例えば、自動車に搭載される組電池の場合、走行中の振動等が電池群に作用することがある。上述したように、電池本体外面ができるだけ開放されるようにして各電池が配置されている組電池の場合、個々の電池に作用した外力の大部分はその電池の電池端子(正極端子と負極端子)からコネクタに伝達される。もし、電池端子からコネクタに伝達された力によって、コネクタの電池端子との結合部分が変形してしまうと、コネクタと電池端子の電気的結合性が低下してしまう。これを避けるために、コネクタの電池端子との結合部分は、変形しないようにある程度大きい幅と厚みを持っていなければならない。上記した特許文献1のコネクタは、個々の導体板が全域に亘って幅と厚みが大きく構成されており、力が作用しても電池端子との結合部分が変形しないようにされている。
しかしながら、特許文献1のコネクタのように全域に亘って大きい幅と厚みを有していると、コネクタに作用する力をコネクタ自身で全く吸収することができない。このために、電池に外力が作用するとその電池の電池端子に大きな荷重が作用し、例えば電池本体と電池端子の間の絶縁シールが剥がれてしまうことがある。
また本発明のコネクタは、一方の電池から他方の電池まで一体に延びるものであるために、非常に簡易に構成することができる。
本発明によると、簡易な構成であって、電池端子と強固に結合することができるとともに電池に作用する外力を吸収することができるコネクタを含む組電池を実現することができる。
このようにすると、スリットの内側端部を形成しているコネクタ部分に応力が拡散して作用する。極めて大きい応力が一部分に集中することを防止することができる。これにより、コネクタの耐久性を向上させることができる。
上記の電池を別の表現で記載すると、次のようになる。即ち、この電池は、電池本体所定面から正極端子と負極端子が突出している。そして、正極端子と負極端子の中間位置と、正極端子と負極端子が並んでいる方向での電池本体所定面の中間位置がオフセットされている。
上記の電池を用いると、電池を扱う者が正極端子と負極端子を逆に認識してしまうことを防止することができる。
(形態2)一対の導電性部材は同一の構成である。このようにすると、コネクタの構成部品種類数を減らすことができる。
(形態3)個々の導電性部材には、一方の凹部側であって幅方向の両側から2つのスリットが形成されているとともに、他方の凹部側であって幅方向の両側から2つのスリットが形成されている。一対の導電性部材が結合された状態では、一方の導電性部材の各スリットと他方の導電性部材の各スリットが隣接する。結果として、コネクタには4つのスリットが形成される。
(形態4)電池本体は、略直方体形状を有している。上記した表面と裏面は、電池本体の側面に形成されている。電池本体の表面を正面視すると、正極端子が左手に位置して負極端子が右手に位置する。電池本体の裏面を正面視すると、正極端子が右手に位置して負極端子が左手に位置する。
まず、電池10の構成について詳しく説明する。電池10は、電池本体12と、電池本体12の上面12aから突出している正極端子14及び負極端子16を有している。電池本体12は略直方体形状を有している。正極端子14と負極端子16は距離を隔てて配置されている。電池12は、正極端子14と負極端子16の中間位置P1と、電池本体12の上面12の左右方向(幅方向)での中間位置P2とがオフセットされている。本実施例では、電池本体12の左端12bと正極端子14の間の距離が、電池本体12の右端12cと負極端子16の間の距離よりも大きくなるように構成されている。このように構成することによって、電池10を扱う者が、正極端子14と負極端子16を逆に認識するといったミスを防止することができる。本実施例では、電池10は、電池本体12の表面12dを正面視した場合に、左側に正極端子14が位置して右側に負極端子16が位置するように配置されている。逆にいうと、電池本体12の裏面12eを正面視した場合に、右側に正極端子14が位置して左側に負極端子16が位置するように配置されている。
電池10の負極端子16は図示省略のマイナス側ケーブルと接続されており、電池30の正極端子34は図示省略のプラス側ケーブルと接続されている。マイナス側ケーブルとプラス側ケーブルが自動車の電気機器に接続されることによって、その電気機器に電力が供給される。
なお、組電池2は、図示省略の電池ケースに収容されて用いられる。この電池ケースの内部空間の大きさは、各電池10,20,30を収容しても図1上下左右のいずれの方向にも若干余るように設定されている。これにより、電池本体12の図1下側の側面と電池本体32の図1上側の側面からも放熱することができる。また電池本体12,22,32の図1左右の側面からも放熱することができる。
コネクタ50は、一対の導電性部材60,70と、ボルト90と、ナット92を有している(ボルト90とナット92は図3では図示省略しているが図1に示されている)。導電性部材60と導電性部材70は同じ構成であり、その材質はアルミニウムである。
導電性部材60は、凹部62aが形成されている第1領域62と,凹部64aが形成されている第2領域64と、それらの中間領域66から構成されている。第1領域62と第2領域64の幅(図3の紙面垂直方向の大きさ)は等しい。中間領域66は、後述するスリット66a〜68dが形成されている領域とボルト挿入孔66aが形成されている領域以外は、第1領域62や第2領域64と同じ幅を有している。図4には、導電性部材60の正面図を示している。図4を見ると、各領域62,64,66の幅(図4の上下方向の大きさ)が等しいのがよくわかる。また図3をみるとよくわかるように、各領域62,64,66の厚みはほぼ等しい。
第1領域62と第2領域64は左右対称に構成されている。中間領域66には、図1に示されるボルト90が挿入される挿入孔66aが形成されている。図4を見ると、挿入孔66aが形成されている様子がよくわかる。また中間領域66には、導電性部材60の幅方向(図3の紙面垂直方向、図4の上下方向)の両側に2つずつスリット68a,68b,68c,68dが設けられている。図4をみると、4つのスリット68a〜68dをよく視認することができる。スリット68a〜68dは上下左右対称の位置に設けられている。スリット68aとスリット68cは、凹部62aに近接して配置されており、導電性部材60の左右方向での同一位置に設けられている。スリット68bとスリット68dは、凹部64aに近接して配置されており、導電性部材60の左右方向での同一位置に設けられている。
断面積が小さいスリット形成領域100,102を局所的に設けていると、コネクタ50に作用する応力はスリット形成領域100,102に集中することになる。同様に、コネクタ52にもスリット形成領域が設けられており、コネクタ52に作用する応力はスリット形成領域に集中する。コネクタ50,52は、応力が集中するスリット形成領域で容易に曲がることができる。
(1)矢印D1方向の外力が電池20に作用した場合、コネクタ50は、図5(b)に示されるようにスリット形成領域100,102で曲がる。これにより、電池10に近接する方向に電池20が移動することが許容される。このとき電池20は、コネクタ50からの反力が作用すると左方向にも移動する。
(2)矢印D2方向の外力が電池20に作用した場合、コネクタ50は、図5(c)に示されるように曲がる。これにより、電池10から離反する方向に電池20が移動することが許容される。電池20は、コネクタ50が変形するのに伴なって右方向に少しだけ移動する。
(3)矢印D3方向の外力が電池20に作用した場合、コネクタは、図5(b)に示されるように曲がる。これにより、電池20は左方向に移動することが許容される。このとき電池20には、コネクタ50からの反力が作用して下方向にも移動する。電池20は、矢印D1方向の外力が作用した場合と同様の態様で移動することになる。
(4)矢印D4方向の外力が電池20に作用した場合、コネクタは、図5(c)に示されるように曲がる。これにより、電池20は右方向に移動することが許容される。このとき電池20は、コネクタ50からの反力が作用すると上方向にも移動する。この場合、電池20は、矢印D2方向の外力が作用した場合と同様の態様で移動することになる。
なお実際は、組電池2には電池30が存在し、その電池30はコネクタ52によって電池20と接続されている(図1参照)。従って、電池20に作用する外力はコネクタ52でも吸収されるために、図5で例示したように典型的な変形態様にはならない。各電池10,20,30に作用する外力は、コネクタ50,52の双方に吸収される。各電池10,20,30は、図5に例示した場合よりも複雑な態様で相対移動することになる。
なお、本実施例のコネクタ50は、図5や図6で示したようにしか変形できないのではなく、他の方向に曲がる(捩れる)こともできる。
本実施例の組電池2は、電池群10,20,30に作用した外力をコネクタ50,52で吸収することができるために、各電池10等の各端子14等に大きい荷重がかかることを防止することができる。
本実施例のようにすると、ボルトとナットが必要ないために、第1実施例よりもコネクタ250の構成部品数を減らすことができる。
(1)図9(a)には、大きいスリットが上下2箇所に設けられたコネクタが示されている。
(2)図9(b)には、小さいスリットが上下2箇所に設けられたコネクタが示されている。
(3)図9(c)には、左上に一つのスリットが設けられ、右下に一つのスリットが設けられたコネクタが示されている。
本参考例で示したように、コネクタ(導電性部材)は、スリットの形状や位置を適宜変更することができる。スリットの形状や位置を変えても、コネクタによって電池群に作用する外力を吸収することができる。
本参考例のようにすると、導電性部材を結合させる工程が不要である。より簡易な構成のコネクタ450が実現されている。
(1)上記した実施例では、組電池を構成する電池数が3つであるが、電池数は適宜変更することができる。
(2)導電性部材を構成する素材(即ちコネクタを構成する素材)としては、アルミニウムの他に銅やステンレス等を用いることもできる。また種々の材料でメッキして導電性部材を構成してもよい。メッキ材料としては、ニッケルやすず等を採用することができる。
(3)導電性部材は、鋳造、鍛造、プレス加工等の種々の手法を用いて成形することができる。
10,20,30:電池
12:電池10の電池本体(12a:上面 12b:左端 12c:右端 12d:表面 12e:裏面)
14:電池10の正極端子
16:電池10の負極端子
22:電池20の電池本体
24:電池20の正極端子
26:電池20の負極端子
32:電池20の電池本体
34:電池20の正極端子
36:電池20の負極端子
50,52:コネクタ
60,70:導電性部材
62a,64a,72a,74a:凹部
68a〜68d,78a,78b:スリット
Claims (3)
- 複数の電池をコネクタで接続することによって構成される組電池であって、
各電池は、電池本体と、電池本体から突出する正極端子及び負極端子を備え、
電池本体は、略直方体形状であると共に、正極端子と負極端子とが配置されていて略長方形状を有する所定面と、前記所定面に対して略垂直であって前記所定面の長手方向に沿って伸びる表面と、前記表面の反対側の面である裏面と、を有し、
前記表面を正面視した場合に、前記所定面の長手方向の一方側に正極端子が配置され、前記所定面の長手方向の他方側に負極端子が配置され、
正極端子は、前記所定面の長手方向の前記一方側の端部から第1距離だけ離れた位置に配置され、
負極端子は、前記所定面の長手方向の前記他方側の端部から第2距離だけ離れた位置に配置され、
第1距離と第2距離とは相違し、
電池と当該電池に接続される隣接する電池とは、
(1)それぞれの電池の電池本体の前記所定面が同一平面上に存在し、
(2)それぞれの電池の電池本体の前記所定面の長手方向の幅が揃い、かつ、
(3)前記電池の電池本体の前記表面と前記隣接する電池の電池本体の前記表面とが対向するか、あるいは、前記電池の電池本体の前記裏面と前記隣接する電池の電池本体の前記裏面とが対向する、
ように配置され、
前記コネクタは、一方の導電性部材と、他方の導電性部材と、を備え、
前記一方の導電性部材と前記他方の導電性部材とのそれぞれは、一方の凹部を有する第1領域と、他方の凹部を有する第2領域と、第1領域と第2領域とを接続する中間領域と、を有し、
第1領域と第2領域と中間領域とは一の素材によって連続して構成され、
前記一方の導電性部材と前記他方の導電性部材とは、
(1)前記一方の導電性部材の前記一方の凹部と前記他方の導電性部材の前記一方の凹部とによって一方の孔が形成され、かつ、
(2)前記一方の導電性部材の前記他方の凹部と前記他方の導電性部材の前記他方の凹部とによって他方の孔が形成される、
ように接続され、
前記コネクタは、前記電池の正極端子又は負極端子を前記一方の孔に収容し、前記隣接する電池の負極端子又は正極端子を前記他方の孔に収容することによって、前記電池と前記隣接する電池とを直列に接続し、
前記コネクタには、前記一方の孔と前記他方の孔との間の中間位置を中心として対称である2つの位置にスリットが形成されている
ことを特徴とする組電池。 - 前記スリットの内側端部が丸みを帯びていることを特徴とする請求項1の組電池。
- 前記一方の導電性部材と前記他方の導電性部材がかしめ結合されて構成されていることを特徴とする請求項1又は2の組電池。
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