JP5284741B2 - バッテリターミナルユニット - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリポストから外部へ電流を取り出すためのバッテリターミナルユニットに関する。
従来、バッテリから電流を取り出すバッテリターミナルと、バッテリから取り出される電流を検出する電流センサとを一体化する技術が特許文献1に開示されている。特許文献1の場合、バッテリ本体から突出するバッテリポストに取り付けられるバッテリターミナルは、電流センサの上方に一体に設けられている。
しかしながら、特許文献1の場合、バッテリポストとバッテリターミナルとが接する面積が小さい。そのため、電流の確実な取り出しが妨げられるおそれがあるとともに、強度の確保が困難であるという問題がある。また、バッテリポストにバッテリターミナルを取り付けたとき、バッテリとバッテリターミナルとの間に位置する電流センサに応力が加わるおそれがある。そのため、電流センサの磁気特性が変化し、検出精度の低下を招くという問題がある。
特開2007−214068号公報
そこで、本発明の目的は、強度が高く、電流の確実な取り出しが容易であり、電流センサの検出精度も高いバッテリターミナルユニットを提供することにある。
請求項1記載の発明では、第二ターミナル部材の穴部は、内周面がバッテリポストに接触可能である。そのため、第二ターミナル部材は、穴部の全周においてバッテリポストに接触する。これにより、バッテリポストと第二ターミナル部材とは、電気的に確実な接続が確保されるとともに、接触部分における強度が向上する。したがって、強度を高めることができるとともに、電流を確実かつ容易に取り出すことができる。また、第一ターミナル部材と第二ターミナル部材とは、所定の間隔で概ね平行に設けられている。そのため、電流センサは、この第一ターミナル部材と第二ターミナル部材との間に形成される空間に収容される。これにより、第一ターミナル部材および第二ターミナル部材に力が加わっても、電流センサに加わる応力が低減される。その結果、電流センサは、変形、あるいは電流センサに加わる応力による磁気特性の変化が低減される。したがって、電流センサの検出精度を高めることができる。
請求項2記載の発明では、第一ターミナル部材は接続部において第二ターミナル部材と接続されている。これにより、第一ターミナル部材および第二ターミナル部材は、一体に構成され、取り扱いが容易になる。一方、接続部において第一ターミナル部材と第二ターミナル部材とが接続することにより、第一ターミナル部材および第二ターミナル部材は同電位となる。そのため、第一ターミナル部材とバッテリポストとが接していると、バッテリポストから接続部および第二ターミナル部材を経由して接続端子部に接続される外部端子へ電流が流れるおそれがある。そこで、請求項2記載の発明では、第一ターミナル部材は、バッテリポストとの間に隙間を形成している。これにより、第一ターミナル部材は、バッテリポストと絶縁されている。したがって、第一ターミナル部材を経由した電流の短絡が防止され、電流センサによる電流の検出精度を高めることができる。
請求項3記載の発明では、接続端子部は電流センサと絶縁されつつ電流センサに設けられている。一方、第二ターミナル部材は、電流センサに設けられている接続端子部を嵌め込み可能な凹部を有している。これにより、電流センサに設けられている接続端子部を第二ターミナル部材の凹部に嵌め込むことにより、電流センサと第二ターミナル部材とは位置の決定がされつつ一体に構成される。すなわち、第一ターミナル部材と第二ターミナル部材との間に収容される電流センサは、接続端子部と凹部との嵌め合わせによってその位置が決定される。したがって、各部材の位置を容易に決定することができる。
請求項4記載の発明では、電流センサと第一ターミナル部材および第二ターミナル部材との間に緩衝部材が設けられている。そのため、第一ターミナル部材および第二ターミナル部材から電流センサに加わる力は、緩衝部材によって吸収される。その結果、電流センサは、変形、あるいは電流センサに加わる応力による磁気特性の変化がより低減される。したがって、電流センサの検出精度を高めることができる。
請求項5記載の発明では、第一ターミナル部材は絶縁体で形成されている。そのため、接続部において第二ターミナル部材と接続する場合でも、第一ターミナル部材と第二ターミナル部材との間における電流の短絡が防止される。これにより、電流は、電流センサのポスト穴に挿入されるバッテリポストを経由して第二ターミナル部材へ流れる。その結果、電流センサは、バッテリポストを流れる電流を検出する。したがって、電流センサの検出精度を高めることができる。
請求項6記載の発明では、第一ターミナル部材は、第二ターミナル部材および接続部と着脱可能に設けられている。これにより、第一ターミナル部材を別部材で構成する場合でも、第二ターミナル部材と容易に組み付けられる。したがって、取り扱いを容易にすることができる。
以下、本発明によるバッテリターミナルユニットの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバッテリターミナルユニットを取り付けたバッテリを図1に示す。図1に示すようにバッテリ10は、バッテリ本体11およびバッテリポスト12を備えている。バッテリ本体11は、例えば図示しない電極板や電解質溶液を収容している。バッテリポスト12は、導電性の金属によって形成され、バッテリ本体11から突出している。一般に、バッテリポスト12は、天地方向においてバッテリ本体11の上端面から上方へ突出して設けられている。バッテリポスト12は、円柱状またはテーパ状に形成されている。
バッテリターミナルユニット13は、バッテリターミナル14と、このバッテリターミナル14に組み付けられた電流センサ15とから構成されている。バッテリターミナル14は、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22を有している。第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22は、間に電流センサ15を挟み込んでいる。すなわち、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22は、所定の間隔で概ね平行に設けられており、間に電流センサ15を収容する空間を形成している。
第1実施形態の場合、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22とは、一端側すなわち図1の左方に設けられている接続部23で接続している。接続部23は、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22とを回転可能なヒンジ状に接続している。第一ターミナル部材21は、電流センサ15よりもバッテリ本体11側に設けられている。これにより、第一ターミナル部材21は、電流センサ15のバッテリ本体11側に位置している。第1実施形態の場合、第一ターミナル部材21は、一端が接続部23において第二ターミナル部材22と接続し、他端がかしめ部24において第二ターミナル部材22と接続している。第一ターミナル部材21の接続部23側とかしめ部24側との間には、バッテリポスト12が挿入されている。第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12が挿入される挿入穴25を有している。ここで、挿入穴25の内径は、バッテリポスト12の外径よりも十分に大きい。そのため、第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12と接していない。すなわち、第一ターミナル部材21とバッテリポスト12との間には、隙間が形成される。これにより、第一ターミナル部材21とバッテリポスト12との間は、隙間によって絶縁されている。
第二ターミナル部材22は、例えば鉄や銅などの導電性の金属で形成されている。第二ターミナル部材22は、接続部23と反対側の端部すなわち他端側にかしめ部24を有している。かしめ部24は、図1および図2に示すように第二ターミナル部材22から第一ターミナル部材21側へ延び、第一ターミナル部材21のバッテリ本体11側へ回り込んでいる。これにより、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22とは、接続部23と反対側の端部において一体に接続されている。このように、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22は、接続部23およびかしめ部24において一体に接続され、その間に電流センサ15を収容している。
第二ターミナル部材22は、接続部23とかしめ部24との間にバッテリポスト12が貫く穴部26を有している。穴部26は、バッテリポスト12が挿入される。そして、穴部26を形成する第二ターミナル部材22の内周面は、穴部26に挿入されたバッテリポスト12の外周面と接触可能である。これにより、図1に示すようにバッテリ10にバッテリターミナルユニット13を取り付けたとき、穴部26を形成する第二ターミナル部材22とバッテリポスト12とは電気的に接続される。
バッテリターミナル14は、図1および図2に示すように接続部23と反対の端部側すなわちかしめ部24側に接続端子部27を有している。接続端子部27は、外部に接続された図示しない外部端子が取り付けられる。接続端子部27は例えば雄ねじなどが形成されており、この接続端子部27に図示しない外部端子を取り付け、例えばナットを締め付けることにより、接続端子部27に外部端子が接続される。その結果、外部端子は第二ターミナル部材22と接し、第二ターミナル部材22と外部端子とが電気的に接続される。接続端子部27は、例えば絶縁体などにより、第一ターミナル部材21から第二ターミナル部材22側へ立ち上がって設けられている。第一ターミナル部材21と一体に取り付けられている接続端子部27は、第二ターミナル部材22を貫いている。
電流センサ15は、ケーシング28を有している。ケーシング28は、樹脂で形成され、内側に図示しない円環状のコアを収容している。電流センサ15は、ポスト穴29を有する略円環状に形成されている。ポスト穴29は、内周側にバッテリポスト12が挿入される。ポスト穴29の内径は、バッテリポスト12の外径よりも大きい。そのため、電流センサ15は、ポスト穴29においてバッテリポスト12と接しない。ポスト穴29に挿入されたバッテリポスト12を電流が流れることにより、バッテリポスト12の周囲には磁界が発生する。電流センサ15のコアは、このバッテリポスト12の周囲に発生した磁界を検出する。電流センサ15は、コアで検出した磁束を電圧に変換するとともに、変換した電圧を配線部材31を経由して外部へ出力する。これによりバッテリポスト12を電流が流れると、電流センサ15はバッテリポスト12を流れる電流に対応した電圧を配線部材31から外部へ出力する。
電流センサ15においてバッテリポスト12が挿入されるポスト穴29の内径は、バッテリポスト12にあわせて設定されている。バッテリポスト12は、例えば日本のJIS規格、米国のBCI規格あるいは欧州のDIN規格などにより各端子の径が設定されている。ポスト穴29の内径は、これら各種の規格に応じて設定される。
第一ターミナル部材21は、図2に示すように電流センサ15の周方向において接続部23と接続端子部27との間に、径方向外側の端部から第二ターミナル部材22側へ突出する規制部32を有している。また、第二ターミナル部材22は、電流センサ15の周方向において接続部23と接続端子部27との間に、径方向外側の端部から第一ターミナル部材21側へ突出する規制部33を有している。第一ターミナル部材21の規制部32と第二ターミナル部材22の規制部33とは、図1に示すように互いに隙間を形成して対向している。このように第一ターミナル部材21から第二ターミナル部材22側へ突出する規制部32と第二ターミナル部材22から第一ターミナル部材21側へ突出する規制部33とが対向することにより、電流センサ15はこれらの規制部32、33によって径方向の移動が制限される。これにより、電流センサ15は、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間に保持される。このとき、電流センサ15は、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に隙間を形成している。電流センサ15は、例えば配線部材31とこれを支持する第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との位置を規定することにより、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に隙間を形成する。このように、電流センサ15と第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に隙間を形成することにより、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22から電流センサ15側へ伝わる力はこれらの隙間で吸収される。なお、電流センサ15のポスト穴29の径方向外側に第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22側へ突出する図示しない段差部などを形成することにより、電流センサ15と第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に隙間を形成してもよい。
上述のように、第二ターミナル部材22は、金属などの導電体で形成されている。そのため、バッテリターミナルユニット13をバッテリ10に取り付けると、バッテリポスト12と第二ターミナル部材22とが電気的に接続される。これにより、電流は、バッテリポスト12および第二ターミナル部材22を順に経由して接続端子部27に接続される外部端子から外部へ流れる。一方、第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12との間に形成される隙間によってバッテリポスト12と絶縁されている。これにより、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22とが接続部23およびかしめ部24において電気的に接続されている場合でも、バッテリポスト12を流れる電流は第一ターミナル部材21を経由することなく、第二ターミナル部材22に接続された外部端子へ流れる。その結果、バッテリ10から取り出される電流は、第一ターミナル部材21から第二ターミナル部材22へ短絡することなく、バッテリポスト12を流れる。したがって、電流センサ15は、バッテリポスト12を流れる電流を検出することができる。
以上、説明した本発明の第1実施形態では、第二ターミナル部材22の穴部26は、内周面がバッテリポスト12に接触する。そのため、第二ターミナル部材22は、穴部26の全周においてバッテリポスト12に接触する。これにより、バッテリポスト12と第二ターミナル部材22とは、電気的に確実な接続が確保されるとともに、接触部分における強度が向上する。したがって、強度を高めることができるとともに、電流を確実かつ容易に取り出すことができる。また、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22とは、所定の間隔で概ね平行に設けられている。そのため、電流センサ15は、この第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間に形成される空間に収容される。これにより、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22に力が加わっても、電流センサ15に加わる応力が低減される。その結果、電流センサ15は、変形、あるいは電流センサ15に加わる応力による磁気特性の変化が低減される。したがって、電流センサ15によるバッテリポスト12を流れる電流の検出精度を高めることができる。
また、第1実施形態では、第一ターミナル部材21は接続部23において第二ターミナル部材22と接続されている。これにより、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22は、一体に構成され、取り扱いが容易になる。ところで、接続部23において第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22とが接続することにより、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22は同電位となる。そのため、第一ターミナル部材21とバッテリポスト12とが接していると、バッテリポスト12から接続部23および第二ターミナル部材22を経由して接続端子部27に接続された外部端子へ電流が流れるおそれがある。そこで、第1実施形態の場合、第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12との間に隙間を形成している。これにより、第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12と絶縁される。したがって、第一ターミナル部材21を経由した電流の短絡が防止され、電流センサ15による電流の検出精度を高めることができる。
さらに、第1実施形態では、電流センサ15と第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に隙間が形成されている。そのため、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22から電流センサ15に加わる力は、隙間によって吸収される。その結果、電流センサ15は、変形、あるいは電流センサ15に加わる応力による磁気特性の変化がより低減される。したがって、電流センサ15の検出精度を高めることができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるバッテリターミナルユニットを図3に示す。
第2実施形態では、図3に示すようにバッテリターミナルユニット13は緩衝部材34を備えている。緩衝部材34は、電流センサ15を覆っており、電流センサ15と第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に設けられている。緩衝部材34は、例えばゴムやウレタンフォームなどの柔軟な材料で形成されている。これにより、第一ターミナル部材21または第二ターミナル部材22から電流センサ15へ加わる衝撃は減少する。また、第一ターミナル部材21または第二ターミナル部材22が変形しても、その変形は緩衝部材34で吸収される。その結果、第一ターミナル部材21または第二ターミナル部材22から電流センサ15へ加わる応力は低減される。
電流センサ15は、第1実施形態で説明したように第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に隙間を形成するとともに、樹脂製のケーシング28を有している。そのため、第一ターミナル部材21または第二ターミナル部材22から加わる力は、これらの隙間およびケーシング28によって概ね吸収される。しかし、第一ターミナル部材21または第二ターミナル部材22から電流センサ15へ加わる力が過大になると、隙間およびケーシング28だけではその吸収が不十分になるおそれがある。
第2実施形態では、電流センサ15と第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22との間に緩衝部材34が設けられている。そのため、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22から電流センサ15に加わる力は、緩衝部材34によって吸収される。その結果、電流センサ15は、変形、あるいは電流センサ15に加わる応力による磁気特性の変化がより低減される。したがって、電流センサ15の検出精度をより高めることができる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるバッテリターミナルユニットを図4および図5に示す。
第3実施形態では、図4に示すように接続端子部27は電流センサ15を貫いている。電流センサ15は、図5に示すように径方向外側へ突出する突出部35を有している。突出部35は、樹脂製のケーシング28と一体に形成されている。第一ターミナル部材21から第二ターミナル部材22側へ延びる接続端子部27は、この突出部35に設けられた貫通穴36を貫いている。電流センサ15の貫通穴36に接続端子部27を挿入することにより、電流センサ15は第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22で構成されるバッテリターミナル14に保持される。これとともに、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間には、電流センサ15の突出部35が挟み込まれる。そのため、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間は、樹脂製のケーシング28と一体の突出部35によって絶縁される。
第3実施形態では、接続端子部27側において第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間に電流センサ15の突出部35を挟み込むことにより、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間の絶縁を図ることができる。また、第一ターミナル部材21および第二ターミナル部材22に電流センサ15を保持することができ、取り扱いを容易にすることができる。なお、図4に示す第3実施形態ではかしめ部24を図示していないが、かしめ部24を設けてもよい。
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態によるバッテリターミナルユニットを図6に示す。
第4実施形態では、図6に示すように接続端子部27は電流センサ15の突出部35に固定されている。接続端子部27は、樹脂製の突出部35によって電流センサ15とは絶縁されている。第二ターミナル部材22は、かしめ24部側に電流センサ15に設けられている接続端子部27が嵌め込まれる凹部38を有している。凹部38に接続端子部27を嵌め込むことにより、バッテリターミナル14と電流センサ15とは一体に組み付けられる。また、凹部38に嵌め込まれる接続端子部27は、凹部38を形成する第二ターミナル部材22と接する。これにより、第二ターミナル部材22と接続端子部27とは電気的に接続される。
第4実施形態では、電流センサ15に設けられている接続端子部27を第二ターミナル部材22の凹部38に嵌め込むことにより、電流センサ15と第二ターミナル部材22とは位置の決定がされつつ一体に構成される。すなわち、第一ターミナル部材21と第二ターミナル部材22との間に収容される電流センサ15は、接続端子部27と凹部38との嵌め合わせによってその位置が決定される。したがって、各部材の位置を容易に決定することができる。
(第5実施形態)
第5実施形態によるバッテリターミナルユニットを図7に示す。
第5実施形態では、第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12の近傍において接続部23側の支持部211とかしめ部24側の支持部212とに分断されている。すなわち、第一ターミナル部材21は、接続部23側とかしめ部24側とが独立した別部品で構成されている。これにより、第一ターミナル部材21は、バッテリポスト12と接することなく、バッテリポスト12と絶縁が図られている。一方、第一ターミナル部材21を構成する支持部211および支持部212は、いずれも電流センサ15をバッテリ本体11側から支持している。これにより、電流センサ15は、バッテリポスト12に対する位置を決定することができる。
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態によるバッテリターミナルユニットを図8に示す。
第6実施形態では、第一ターミナル部材41は、図8に示すように例えばゴムや樹脂などの絶縁体で形成されており、一部が第二ターミナル部材22から着脱可能である。第一ターミナル部材41は、中央部にバッテリポスト12が挿入される挿入穴45を有している。
第6実施形態の場合、第一ターミナル部材41は、絶縁体で形成されているので、接続部23において第二ターミナル部材22と接続する場合でも、第一ターミナル部材41と第二ターミナル部材22との間における電流の短絡が防止される。これにより、電流は、電流センサ15のポスト穴29に挿入されるバッテリポスト12を経由して第二ターミナル部材22へ流れる。その結果、電流センサ15は、バッテリポスト12を流れる電流を検出する。したがって、電流センサ15の検出精度を高めることができる。
また、第6実施形態の場合、第一ターミナル部材41は、第二ターミナル部材22および接続部23と着脱可能に設けられている。これにより、第一ターミナル部材41を別部材で構成する場合でも、第二ターミナル部材22と容易に組み付けられる。したがって、取り扱いを容易にすることができる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
本発明の第1実施形態によるバッテリターミナルユニットの側面視を示す概略図 本発明の第1実施形態によるバッテリターミナルユニットを示す概略斜視図 本発明の第2実施形態によるバッテリターミナルユニットの側面視を示す概略図 本発明の第3実施形態によるバッテリターミナルユニットの側面視を示す概略図 本発明の第3実施形態によるバッテリターミナルユニットの電流センサの平面視を示す概略図 本発明の第4実施形態によるバッテリターミナルユニットを示す概略図であって、(A)は第二ターミナル部材および電流センサを示す平面図、(B)は電流センサを(A)の矢印B方向から見た矢視図 本発明の第5実施形態によるバッテリターミナルユニットの側面視を示す概略図 本発明の第6実施形態によるバッテリターミナルユニットの側面視を示す概略図
符号の説明
図面中、11はバッテリ本体、12はバッテリポスト、13はバッテリターミナルユニット、15は電流センサ、21、41は第一ターミナル部材、22は第二ターミナル部材、23は接続部、26は穴部、27は接続端子部、29はポスト穴、34は緩衝部材、38は凹部、45は挿入穴を示す。

Claims (6)

  1. バッテリ本体から突出するバッテリポストに取り付けられるバッテリターミナルユニットであって、
    前記バッテリ本体側に設けられ、前記バッテリポストと絶縁されている第一ターミナル部材と、
    導電体で形成され、前記第一ターミナル部材を挟んで前記バッテリ本体と反対側に、前記第一ターミナル部材と所定の間隔で概ね平行に設けられ、前記バッテリポストが挿入され内周面が前記バッテリポストに接触可能な穴部を有する第二ターミナル部材と、
    前記第一ターミナル部材と前記第二ターミナル部材との間に収容され、前記バッテリポストが接触することなく挿入されるポスト穴を有し、前記バッテリポストを経由して前記第二ターミナル部材へ流れる電流を検出する電流センサと、
    前記バッテリポストから前記第二ターミナル部材を経由して外部へ電流を取り出すための外部端子が接続される接続端子部と、
    を備えることを特徴とするバッテリターミナルユニット。
  2. 前記第一ターミナル部材および前記第二ターミナル部材の前記接続端子部と反対側の端部において、前記第一ターミナル部材と前記第二ターミナル部材とを接続する接続部をさらに備え、
    前記第一ターミナル部材は、前記バッテリポストとの間に隙間を形成していることを特徴とする請求項1記載のバッテリターミナルユニット。
  3. 前記接続端子部は、前記電流センサと絶縁されて前記電流センサから前記第一ターミナル部材の反対側へ突出して設けられ、
    前記第二ターミナル部材は、平面視において前記接続端子部を嵌め込み可能な切り欠き状の凹部を有することを特徴とする請求項1または2記載のバッテリターミナルユニット。
  4. 前記電流センサと前記第一ターミナル部材および前記第二ターミナル部材との間に設けられ、衝撃を吸収する緩衝部材をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載のバッテリターミナルユニット。
  5. 前記第一ターミナル部材は、絶縁体で形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載のバッテリターミナルユニット。
  6. 前記第一ターミナル部材は、前記バッテリポストが挿入される挿入穴を有し、前記第二ターミナル部材と前記接続部との間において着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項5記載のバッテリターミナルユニット。
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