JP4541248B2 - 配線金具、蓄電素子接続プレート、配線金具使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電気自動車やハイブリットカーに用いられ、複数の蓄電素子同士を相互接続させる蓄電素子接続プレートにおいて、その蓄電素子接続プレートの一構成部材としての配線金具、蓄電素子接続プレート、配線金具使用方法に関する。

電気モータを用いた電気自動車や、電気モータと内燃機関を併用したハイブリッド自動車等は、蓄電素子接続プレートを用いて、複数本の蓄電素子を一括して電気的に接続させている。

この蓄電素子接続プレートは、蓄電素子に設けられた電極の形状に応じて、その電極との接続手段が異なっている。

例えば、乾電池の正極のように、バッテリセル（蓄電素子）の頂面中央から電極が突出し、さらに、その電極に螺子山が螺刻されているタイプは、その電極を連通させる貫通孔を設けたバッテリ電極接続部を用い、この貫通孔に電極を連通させた後、ボルトを締め込むことでバッテリ電極接続部と電極とが接続されている。

さらにこの種の蓄電素子接続プレートは、直列接続されたバッテリセル（蓄電素子）間の電圧チェック検出用の端子が設けられている。この上記した蓄電素子接続プレートの場合、バッテリ電極接続部と重ねるように電圧チェック検出用の端子を配設し、ボルトによってバッテリ電極接続部と共締めされている（例えば特許文献１参照）。

この電圧チェック検出用の端子は、プレート内に適宜設けられた電圧検出素子にリード線を介して接続されたり、電圧検出素子のレイアウトに応じて数種類の形状を用意し、電圧検出素子に接続させている。

この上記した接続手段の他に以下のようなものがある。すなわち、図７に示すように、頂面に同心円状となるように突出した２つの環状電極ｂ１、ｂ２（螺子部は無し）を設けた蓄電素子Ｂの場合、蓄電素子接続プレートＦの底面に、中側の環状電極ｂ１と嵌合可能な環状の端子金具ｆ１を蓄電素子数に応じて複数個設け、中側の環状電極ｂ１と端子金具ｆ１とを位置合わせした後、蓄電素子接続プレートＦを押し込むことにより、電極と端子金具とを嵌合させて接続している。

さらに、蓄電素子Ｂの頂面に突出した外側の環状電極ｂ２と対応する位置に略環状の電圧チェック検出用の端子ｆ２を蓄電素子接続プレートＦの底面に設け、中側の環状電極ｂ１と端子金具ｆ１との嵌合と同時に、外側の環状電極ｂ２に電圧チェック検出用の端子ｆ２が圧接されるようになっている。この電圧チェック検出用の端子ｆ２は、図８に示すように、複数本の電線を被覆材で被覆されたリード線ｆ３を介して、複数個半田付けされている。

また、この蓄電素子接続プレートは、上記したように蓄電素子上部に配設されるものと、蓄電素子下部に配設されるもの、さらに、蓄電素子を所望数上下方向に段積みさせる場合は、中間に配設されるものがあり、いずれにしても、電圧チェック検出用の端子は夫々圧接されるように設けられている。さらに、この場合も、電圧チェック検出用の端子は、半田付けされたリード線によって電子部品や回路基板に接続されている。
特開２００４−９５３８０（第３頁、図２）

このように従来の蓄電素子接続プレートにおける電圧チェック検出用の端子は、上記したように、プレート内に適宜設けられた電圧検出素子にリード線を介して接続されたり、電圧検出素子のレイアウトに応じて数種類の形状を用意して電圧検出素子に接続させていたため、部品の生産性や組立性に課題が生じていた。

特に、端子との接続をリード線にした場合、半田付け部分に厚みが生じたり、電圧に耐えうる所望の断面積を得るのに径が大きくなったり、さらに、複数本の電線を被覆材で被覆することにより径が大きくなったりして、蓄電素子接続プレートの更なる薄型化の弊害になっていた。

そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる配線金具、蓄電素子接続プレート、配線金具使用方法を提供することを目的とする。

上記技術課題を達成するために、本発明にかかる配線金具、蓄電素子接続プレート、配線金具使用方法は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる配線金具は、複数の蓄電素子同士を相互接続させる蓄電素子接続プレートに用いられ、該蓄電素子の電極に衝合させて導通させる配線金具であって、プレート本体にマトリクス状に並設された連通孔に環装されるように略環状に形成されて蓄電素子の電極と衝合される端子部と、該端子部と接続され前記プレート本体に配索される帯板状のバスバー部とを備えてなり、前記端子部と前記バスバー部とが一体成形されていると共に、前記バスバー部は、前記端子部が環装された前記連通孔以外の連通孔を避けるように、且つ、他の当該配線金具のバスバー部を避けるように複数箇所中途部が屈曲され、外部と接続される前記プレート本体の導出部へ向かう屈曲部と、前記端子部と隣接した前記屈曲部及び他の隣接する屈曲部同士を結ぶ連結部とを備え、前記端子部から前記導出部へ向かう所定数の連結部毎に前記バスバー部が配設される連通孔の中心同士を結ぶ直線に対して離間するように形成されていることを特徴とする。
請求項２にかかる蓄電素子接続プレートは、複数個の請求項１記載の配線金具と、前記連通孔がマトリクス状に設けられたプレート本体とを備え、複数の蓄電素子同士を相互接続させる蓄電素子接続プレートであって、前記配線金具は、前記プレート本体表面側に、前記バスバー部の延設方向及び前記屈曲部の屈曲方向を揃えて、前記連通孔に前記端子部が千鳥配列となるように環装されると共に、前記プレート本体裏面側に、前記プレート本体表面側の前記バスバー部の延設方向及び前記屈曲部の屈曲方向と反対方向となるように、前記バスバー部の延設方向及び前記屈曲部の屈曲方向を揃えて、前記端子部が環装されていない連通孔に前記端子部が千鳥配列となるように環装されてなることを特徴とする。
請求項３にかかる配線金具使用方法は、請求項１記載の配線金具の使用方法であって、前記端子部を環装させる前記連通孔の位置に応じて、前記プレートから突出する前記バスバー部の余長部分を切断して用いることを特徴とする。

本発明によれば、端子部と帯板状のバスバー部とを一体成形し、さらに蓄電素子の夫々異なる配設位置に対応可能且つ共有可能な形状に形成して、電圧検出素子のレイアウトに応じて数種類の形状の配線金具を用意することが不要になったから、部品の生産性や組立性を向上することができる。また、端子部と帯板状のバスバー部とを一体成形することにより、半田付け部分による厚みが生じることがなく、電圧に耐えうる所望の断面積を容易に確保することができるので、蓄電素子接続プレートの更なる薄型化を達成することができる。

さらに、配線金具を蓄電素子の夫々異なる配設位置に対応可能且つ共有可能な形状にすることによって、その配線金具を生産する金型が一種類で済むことから、低コストで配線金具を提供できる。

次に、本発明にかかる配線金具を用いた蓄電素子接続プレートの実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかる蓄電素子接続プレートは、図１に示すように、中間プレートａ２を挟んで上下２段３×６のマトリクス状に蓄電素子Ｂが配設され、上段の蓄電素子Ｂを被装するように配設された上部プレートａ１と、下段の蓄電素子Ｂを被装するように配設された下部プレートａ３と、前記した中間プレートａ２とで、複数個の蓄電素子Ｂを直列接続可能に挟装させてなる蓄電装置Ａにおいて、中間プレートａ２に適用されたものを例示している。図中、符号１は配線金具を、符号２はプレート本体を夫々示す。

なお、この蓄電素子Ｂとは高容量のキャパシタであり、外観形状が略四角柱状に形成されるとともに、その上下面に電極（正極、負極）を備えてなるものである。さらにこの電極は、同心円状となるように２つの環状電極（図７参照）が夫々突出形成されており、中側の環状電極ｂ１は、プレートを介して他の蓄電素子Ｂと直列接続され、外側の環状電極ｂ２は、本発明の要部である配線金具１や導出部２５を介して電圧チェック用の電子部品に接続されるようになっている。

以下、本発明の要部である配線金具１を用いた蓄電素子接続プレートａ２（中間プレート）について詳述する。
本実施の形態にかかる蓄電素子接続プレートａ２は、配線金具１と、プレート本体２とを備えて構成される。

配線金具１は、図２及び図３に示すように、端子部１１と、バスバー部１２とを備えなる。
端子部１１は、蓄電素子Ｂの外側電極と衝合可能に、山形状に屈曲した板状部材が略環状に形成されていると共に、略環状の板状部材の中心線上に、一対の矩形状の係止片１１ａが張り出すように形成されてなり、後述するプレート本体２に設けられた連通孔２１に環装されるようになっている。

バスバー部１２は、後述するプレート本体２に並設された連通孔２１の配設ピッチと同じピッチでもって、その連通孔２１を避けるように複数箇所（図２においては５箇所）中途部が略コ字状に屈曲されてなる屈曲部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを備えた帯板状に形成されており、端子部１１の一方の係止片１１ａ側面と連続するように端子部１１と一体成形されている。

また、このバスバー部１２は、図２に示すように、端子部１１の一方の係止片１１ａ側面と連続した連結部１２ｈに対して、隣接する屈曲部１２ａ‥同士を結ぶ夫々の連結部１２ｊ，１２ｋ，１２ｍ，１２ｎ，１２ｐが、端子部１１から離間するにつれて屈曲部１２ａ‥側に漸次移動するように形成されている。すなわち、図２及び図４に示すように、端子部１１から外部と接続される導出部へ向かう連結部１２ｈ‥毎にバスバーが配設される連通孔２１の中心同士を結ぶ直線に対して離間するように形成されていること共に、図３に示すように、夫々の連結部１２ｈ‥に対して、屈曲部１２ａ‥が凹状に折り曲げ形成されている。

この屈曲部１２ａ‥の折り曲げ深さは、図３に示すように、端子部１１から離間するにつれて漸次浅くなっており、後述するプレート本体２にバスバー部１２が配索された際、絶縁部材３を介して屈曲部１２ａ‥同士が干渉しないようになっている。なお、連結部１２ｈ‥は、端子部１１から離間するにつれて屈曲部１２ａ‥側に漸次移動するように形成したことによって、連結部１２ｈ‥同士が干渉しないようになっている。

プレート本体２は、その表面側が、図４及び図６に示すように、３×６のマトリクス状に連通孔２１が設けられた平面視略長方形状に形成され、夫々の連通孔２１の周囲にリブ２２が突設（バスバー部１２が通る個所は切欠きされている）されると共に、その夫々のリブ２２内に設けられた連通孔２１の周囲が、リブ２２内面より一段高い略正方形状に凸設されて、段部２３が形成されている。

その段部２３の頂面には、図６に示すように、バスバー部１２の屈曲部１２ａ‥が収納される断面矩形状のガイド溝２４が形成されている。このガイド溝２４は、図４に示すように、各連通孔２１に対し、プレート本体２長手方向、一側面側（図４において各連通孔２１の上側）のみに設けられている。
また、プレート本体２表面側から見て、プレート本体２の右端部には、夫々のバスバー部１２と電気的に接続される導出部２５が設けられている。

このプレート本体２の裏面側は、図５に示すように、上記した表面側と同様に、夫々の連通孔２１の周囲にリブ２２が突設（バスバー部１２が通る個所は切欠きされている）されると共に、その夫々のリブ２２内に設けられた連通孔２１の周囲が、リブ２２内面より一段高い略正方形状に凸設されて、段部２３が形成されている。

また、プレート本体２裏面側の段部２３の頂面には、プレート本体２の表面側と同様に、バスバー部１２の屈曲部が収納される断面矩形状のガイド溝２４が形成されている。このガイド溝２４は、プレート本体２表面側に設けられたガイド溝２４側と反対方向となるプレート本体２長手方向、他側面側（図４において各連通孔２１の下側であり、図５においては図４における底面図となるため各連通孔２１の上側に図示される）のみに設けられている。

また、プレート本体２の表裏面側に形成されたガイド溝２４には、夫々ガイド溝２４に沿うように形成された絶縁部材３が挿嵌されるようになっている。

次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる蓄電素子接続プレートａ２における配線金具１の組み付け手順を説明する。

まず、端子部１１を環装させる連通孔２１の位置に応じて、導出部２５側のプレート端部から突出するバスバー部１２の余長部分を切断する。

例えば、図４において、導出部２５側のプレート端部から一番遠いプレート本体２左端の１番目の連通孔２１に環装させる配線金具１の場合、バスバー部１２の余長はないため（この配線金具１は、導出部２５側のプレート端部から一番遠いプレート本体２の左端の連通孔２１にあわせて形成されている）、そのまま用いる。

右隣の２番目の連通孔２１に環装させる配線金具１の場合、バスバー部１２の右端の屈曲部１２ｅが導出部２５側のプレート端部から突出するため、その余長部分を切断する。

さらに、右隣の３番目の連通孔２１に環装させる配線金具１の場合、バスバー部１２の右端から数えて２つめの屈曲部１２ｄから、導出部２５側のプレート端部から突出するため、その余長部分を切断する。

このように、端子部１１を環装させる連通孔２１の位置に応じて、導出部２５側のプレート端部から突出するバスバー部１２の余長部分を切断して、合計１８個の配線金具１を用意する。

そして、図４に示すように、プレート本体２表面側に、千鳥配列となるように連通孔２１に端子部１１を環装する。このとき、導出部２５側のプレート端部から遠いプレート本体２左端から右側に向かって順に、ガイド溝２４にバスバー部１２を挿嵌しながら、夫々の連通孔２１に端子部１１を環装していくが、ガイド溝２４は、他のバスバー部１２と共有しているため、絶縁部材３をバスバー部１２間に挟装しながら行う。このようにして、夫々のバスバー部１２の延設方向及び屈曲部１２ａ‥の屈曲方向を揃えて、夫々の連通孔２１に端子部１１が千鳥配列となるように環装する。

次いで、図５に示すように、プレート本体２表面側に環装されなかった連通孔２１に対し、プレート本体２裏面側から、上記と同様に千鳥配列となるように、夫々の連通孔２１に端子部１１を環装して、配線金具１をセットする。

このようにして、プレート本体２表面側と裏面側に配線金具１のセットが終了したら、夫々のバスバー部１２の端部と導出部２５とを半田付けして一連の組み付けが終了する。

以上のようにして組み立てられた蓄電素子接続プレートａ２は、蓄電装置Ａの中間プレートａ２に用いられ、蓄電素子Ｂの外側の環状電極と衝合して、配線金具１と導出部２５を介して電圧チェック用の電子部品に接続する。

このように本実施の形態にかかる蓄電素子接続プレートａ２は、端子部１１と帯板状のバスバー部１２とを一体成形し、さらに蓄電素子Ｂの夫々異なる配設位置に対応可能且つ共有可能な形状に形成した配線金具１を用いて構成したから、電圧検出素子のレイアウトに応じて数種類の形状の配線金具１を用意することが不要となり、したがって、部品の生産性や組立性を向上することができる。

また、端子部１１と帯板状のバスバー部１２とを一体成形することにより、半田付け部分による厚みが生じることがなく、電圧に耐えうる所望の断面積を容易に確保することができるので、蓄電素子接続プレートａ２の更なる薄型化を達成することができる。

また、配線金具１を生産する金型が一種類で済むことから、低コストで配線金具１を提供できる。
また、プレート本体２表面側と裏面側に配線金具１を千鳥配列して、限られたスペースを有効に活用したから、蓄電素子接続プレートａ２の小型化を達成することができる。

以上、本実施の形態にかかる配線金具１を用いた蓄電素子接続プレートａ２を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

蓄電装置の斜視図である。 本実施の形態にかかる配線金具の平面図である。 本実施の形態にかかる配線金具の側面図である。 本実施の形態にかかる配線金具を組み込んだ蓄電素子接続プレート（中間プレート）の平面図（表面側）である。 本実施の形態にかかる配線金具を組み込んだ蓄電素子接続プレート（中間プレート）の底面図（裏面側）である。 図４におけるＸ−Ｘ線に沿える断面図である。 従来の蓄電素子接続プレート（上部プレート）の縦断面図である。 従来の配線金具の斜視図である。

符号の説明

１ 配線金具
１１ 端子部
１１ａ 係止片
１２ バスバー部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ 屈曲部
１２ｈ、１２ｊ，１２ｋ，１２ｍ，１２ｎ，１２ｐ 連結部
２ プレート本体
２１ 連通孔
２２ リブ
２３ 段部
２４ ガイド溝
２５ 導出部
３ 絶縁部材
Ｂ 蓄電素子
Ａ蓄電装置
ａ１ 上部プレート
ａ２ 蓄電素子接続プレート（中間プレート）
ａ３ 下部プレート

Claims (3)

1. 複数の蓄電素子同士を相互接続させる蓄電素子接続プレートに用いられ、該蓄電素子の電極に衝合させて導通させる配線金具であって、
   プレート本体にマトリクス状に並設された連通孔に環装されるように略環状に形成されて蓄電素子の電極と衝合される端子部と、該端子部と接続され前記プレート本体に配索される帯板状のバスバー部とを備えてなり、
   前記端子部と前記バスバー部とが一体成形されていると共に、
   前記バスバー部は、前記端子部が環装された前記連通孔以外の連通孔を避けるように、
   且つ、他の当該配線金具のバスバー部を避けるように複数箇所中途部が屈曲され、外部と接続される前記プレート本体の導出部へ向かう屈曲部と、
   前記端子部と隣接した前記屈曲部及び他の隣接する屈曲部同士を結ぶ連結部とを備え、
   前記端子部から前記導出部へ向かう所定数の連結部毎に前記バスバー部が配設される連通孔の中心同士を結ぶ直線に対して離間するように形成されていることを特徴とする配線金具。
2. 複数個の請求項１記載の配線金具と、前記連通孔がマトリクス状に設けられたプレート本体とを備え、複数の蓄電素子同士を相互接続させる蓄電素子接続プレートであって、
   前記配線金具は、前記プレート本体表面側に、前記バスバー部の延設方向及び前記屈曲部の屈曲方向を揃えて、前記連通孔に前記端子部が千鳥配列となるように環装されると共に、前記プレート本体裏面側に、前記プレート本体表面側の前記バスバー部の延設方向及び前記屈曲部の屈曲方向と反対方向となるように、前記バスバー部の延設方向及び前記屈曲部の屈曲方向を揃えて、前記端子部が環装されていない連通孔に前記端子部が千鳥配列となるように環装されてなることを特徴とする蓄電素子接続プレート。
3. 請求項１記載の配線金具の使用方法であって、前記端子部を環装させる前記連通孔の位置に応じて、前記プレートから突出する前記バスバー部の余長部分を切断して用いることを特徴とする配線金具使用方法。

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