JP5718396B2 - バッテリターミナル - Google Patents

Description

本発明は、電流センサに用いるシャント抵抗を備えたバッテリターミナルに関するものである。

バッテリポストに接続するバッテリターミナルには、ダイカストで製造されたものや鋼板を加工して製造されたものが従来より用いられている。また、バッテリの電流を測定するための電流センサが、バッテリターミナルに設置されたものも従来より知られている。電流センサにはシャント抵抗が用いられるが、シャント抵抗をバッテリターミナルに強固に固定するとともに、小型化、軽量化を図り、信頼性、作業性等を高めることが強く望まれている。

従来のバッテリターミナルの一例として、特許文献１には、バッテリターミナルがダイカストで製造され、これにシャント抵抗が素材結合（ろう付け、溶接等）されたものが記載されている。また、ダイカストで製造されたバッテリターミナルに、シャント抵抗がボルト締結で固定されたものも知られている。

従来のバッテリターミナルの別の例として、特許文献２、３では、バッテリターミナル（バスバー）が平板形状の鋼材をプレス成形して形成されている。バッテリターミナルを形成する鋼材には、例えば銅マンガン合金や銅ニッケル合金などの銅合金が用いられている。特許文献２、３に記載されている電流センサは、シャント抵抗がバッテリターミナルと同一の鋼板で形成されて一体化された構造を有している。また、シャント抵抗を別の鋼材で形成し、これをバッテリターミナルにボルト締結で固定したものも知られている。

特表２０１０−５０５１０３号公報 特開２０１２−２２０２４９号公報 特開２００５−１２９３７９号公報

しかしながら、特許文献１等のように、バッテリターミナルにシャント抵抗をボルト締結やろう付け等の素材接合で接続したものでは、部品点数が増えて軽量化、小型化するのが難しいといった問題がある。バッテリターミナルとシャント抵抗との接続では、中間部材を介在させるために部材が多くなり、電気的な接続信頼性、および機械的な接続信頼性を担保するのが容易でない。また、バッテリターミナルとシャント抵抗との接続作業が必要になるが、組み立てや組み付けの作業性も低いといった問題もある。一方、特許文献２、３等のようにバッテリターミナルとシャント抵抗とを一体化した構造では、十分な剛性が得られず、その製造も容易でない、等の問題がある。

本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、その一部がシャント抵抗に用いられるバスバーを一体化して製造するのが容易で高い剛性を有するバッテリターミナルを提供することを目的とする。

本発明のバッテリターミナルの第１の態様は、バッテリポストに取り付けられるバッテリターミナルであって、前記バッテリポストを挿入するためのポスト開口部を有して前記バッテリポストに固定されるポスト接続体と、電流を測定するためのシャント抵抗に用いられる抵抗部を有するバスバーと、を備え、前記ポスト接続体は、前記バスバーの一端でかつ前記抵抗部以外の部分を鋳込んでダイカストで製造されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーの一端に切り欠き部が形成されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーの一端が、前記ポスト開口部の内周を周回する円盤状または円弧状に形成されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーは、前記抵抗部の長手方向にある２つの端面のそれぞれを含む２つの平面が前記ポスト開口部と交差するかまたは接するように配置されており、前記抵抗部は、前記バッテリポストと接触せず、前記バッテリポストからの距離が前記バスバーの長手方向の一端から前記抵抗部までの距離よりも短くなるように配置されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記ポスト開口部は、前記バッテリポストに密接するようにテーパ状に形成されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーは、少なくとも前記抵抗部以外が銅または銅合金で形成されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記抵抗部は、銅、マンガン、ニッケルからなる銅合金で形成されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーは、前記抵抗部を除いて電気的な接続性を高めるためのメッキが施されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記ポスト接続体は、黄銅で形成されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーは、他端にワイヤハーネスを接続するための開口部が形成されたハーネス接続部を有していることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーは、他端にワイヤハーネスを接続するための接続突部が形成されたハーネス接続部を有していることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記接続突部は、前記ポスト接続体の製造時にダイカストで製造されていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記接続突部は、前記ポスト接続体の製造時に鋳込み金具として前記バスバーの他端側に鋳込まれていることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記バスバーは、前記抵抗部で発生する電圧を測定するための回路基板を接続する端子部を有していることを特徴とする。

本発明のバッテリターミナルの他の態様は、前記抵抗部と前記ハーネス接続部とが、樹脂成型または樹脂モールドにより覆われていることを特徴とする。

本発明によれば、その一部がシャント抵抗に用いられるバスバーを一体化して製造するのが容易で高い剛性を有するバッテリターミナルを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態のバッテリターミナルの構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態のバッテリターミナルが備えるバスバーの構成を示す平面図である。 本発明の第２実施形態のバッテリターミナルの構成を示す斜視図及び上面図である。 本発明の第３実施形態のバッテリターミナルの構成を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態のバッテリターミナルが備えるバスバーの構成を示す平面図である。 本発明の第４実施形態のバッテリターミナルの構成を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態のバッテリターミナルが備えるバスバーの構成を示す平面図である。

本発明の好ましい実施の形態におけるバッテリターミナルについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

（第１実施形態）
バッテリの状態監視を行うバッテリ状態検知センサ等では、バッテリの電流を検出するための電流センサを備えている。バッテリから電流を取り出すためにバッテリのポストにバッテリターミナルが装着されるが、電流センサは、バッテリターミナルに流れる電流を測定するために、バッテリターミナルにシャント抵抗を接続し、それによる電圧降下を測定している。本発明のバッテリターミナルは、シャント抵抗を強固に固定して一体化した構造を有している。

本発明の第１の実施形態に係るバッテリターミナルを、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態のバッテリターミナル１００の構成を示す斜視図である。本実施形態のバッテリターミナル１００は、ポスト接続体１１０とバスバー１２０を備えており、バスバー１２０の一端がポスト接続体１１０の内部に挿入されて固定されている。

ポスト接続体１１０は、バッテリポストに装着するためのポスト開口部１１１と、バスバー１２０を外部に突出させるためのバスバー接続部１１２とを有している。バスバー１２０は、一端がポスト接続体１１０の内部で固定されており、他端がバスバー接続部１１２から外部に突出している。

バスバー１２０の一端をポスト接続体１１０の内部に固定するために、本実施形態のバッテリターミナル１００は、ポスト接続体１１０をダイカストにより製造しており、事前に製造されたバスバー１２０の一端側を、ダイカスト製造時に金型の中にインサート（鋳込み）することで固定している。

バスバー１２０の構成を図２に示す。図２は、本実施形態のバッテリターミナル１００が有するバスバー１２０の構成を示す平面図である。バスバー１２０は、シャント抵抗に用いられる抵抗部１２２と、それを挟むように接続された第１導体部１２１及び第２導体部１２３で構成されており、ダイカストによりポスト接続体１１０を製造する前にこれを製造しておく。

バスバー１２０は、例えば銅化合物で形成することができ、一例として第１導体部１２１と第２導体部１２３を銅で形成し、抵抗部１２２を銅、マンガン、ニッケルからなる銅合金で形成することができる。銅、マンガン、ニッケルからなる銅合金としては、マンガニン（登録商標）が例示される。第１導体部１２１及び第２導体部１２３を銅で形成し、抵抗部１２２をマンガニン等の銅合金とした場合には、それぞれの間の良好な結合が得られ、電気的、熱的、及び機械的な接続信頼性を向上させることができる。なお、バスバー１２０を、銅板のみで形成することも可能である。

バスバー１２０の一端側に形成される第１導体部１２１は、その端部がポスト接続体１１０の内部に固定される。ポスト接続体１１０の内部に固定される第１導体部１２１の端部は、切り欠き部１２５が形成されて複雑な形状に形成されている。第１導体部１２１の端部をこのような複雑な形状に形成することで、ポスト接続体１１０の内部で強固に固定される、といったアンカー効果が得られる。なお、図２では、第１導体部１２１の端部に矩形状の切り欠き部１２５を形成しているが、切り欠き部１２５の形状はこれに限定されず、その他の形状、例えば曲線状に形成してもよい。
また、バスバー１２０の第１導体部１２１と第２導体部１２３を銅で形成し、ポスト接続体１１０を黄銅とすることにより、金属の特性が近く相性がよいことから、それぞれを結合する結合度が高くなるといった利点がある。

バスバー１２０の他端側に形成される第２導体部１２３は、ワイヤハーネスを接続するためのハーネス接続部１２３ａが設けられている。ハーネス接続部１２３ａには、ワイヤハーネスをねじ止めするためのバスバー開口部１２３ｂが設けられている。ハーネス接続部１２３ａ及びバスバー開口部１２３ｂの形状はこれに限定されず、ワイヤハーネスの接続に好適な形状に形成することができる。

抵抗部１２２は、その両側の第１導体部１２１及び第２導体部１２３と抵抗値が異なっている。電流センサは、主に抵抗部１２２における電圧降下を測定することでバッテリの電流値を測定するように構成される。抵抗部１２２を挟んで第１導体部１２１及び第２導体部１２３に端子部１３１、１３２が設けられており、電流センサの回路基板がこれに接続される。端子部１３１、１３２間の距離は、抵抗値の変動要因を減じる観点から、短い方が好ましい。例えば、図２に示すように、抵抗部１２２を挟んで、端子部１３１、１３２を対向して配置することが好ましいが、他部品の配置等に応じ、適宜変更することが可能である。

本実施形態のバッテリターミナル１００は、一端側のポスト接続体１１０をバッテリポストに装着して電気的に接続し、他端側のバスバー１２０のバスバー開口部１２３ｂにワイヤハーネスを接続することで、バッテリからワイヤハーネスに電流を伝導させる伝導体、すなわちバスバーとしての機能を有している。それとともに、バッテリターミナル１００は、ポスト接続体１１０がバッテリポストに固定されることで、バスバー１２０に接続された電流センサの回路基板やハーネス接続部１２３ａに接続されたワイヤハーネスの一端を固定または支持する構造体としての機能も有している。

ポスト接続体１１０のポスト開口部１１１は、バッテリポストを挿通可能な円筒形状に形成されている。バッテリポストがテーパ状に形成されているときは、ポスト開口部１１１もテーパ状に形成することができる。これにより、バッテリポストに密接させて電気的な接続性を高めることができる。

バスバー１２０は、電気的な接続性を高めるために、これにメッキを施してもよい。また、バスバー１２０のポスト接続体１１０から露出する部分である抵抗部１２２及び第２導体部１２３を覆うように、樹脂成型または樹脂モールドしてもよい。

本実施形態のバッテリターミナル１００によれば、バスバー１２０を一体化させてポスト接続体１１０をダイカストで製造することができ、製造容易で高い剛性を有するバッテリターミナルを提供することができる。また、少ない部品点数で構成することができ、軽量化や小型化を図ることが容易である。これにより、組み立て性を向上させて組み立て工数（作業工数）を削減することができ、低コスト化を図ることができる。また、電気的および機械的な接続信頼性を向上させることができる。さらに、ポスト接続体１１０とバスバー１２０との接続部で抵抗があると発熱するが、本実施形態のバッテリターミナル１００では、バスバー１２０をポスト接続体１１０にインサートしていることから、熱を逃がしやすく、高い放熱性及び高い熱伝導性を有している。

（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るバッテリターミナルを、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、本実施形態のバッテリターミナル２００の構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は上面図である。本実施形態のバッテリターミナル２００は、ポスト接続体２１０とバスバー２２０を備えており、第１実施形態のバスバー１２０のハーネス接続部１２３ａに設けられていたバスバー開口部１２３ｂに代えて、ハーネス接続部２２３ａに接続突部２２３ｂが設けられている。

本実施形態のバッテリターミナル２００では、ワイヤハーネスの一端が接続突部２２３ｂに接続される。接続突部２２３ｂはダイカストで成型することができ、例えばポスト接続体２１０をダイカストで製造するときに同時に成型してもよい。あるいは、接続突部２２３ｂを鋳込み金具とすることができ、ダイカスト製造時にハーネス接続部２２３ａにインサート成型してもよい。

また、本実施形態のバッテリターミナル２００では、ポスト接続体２１０とバスバー２２０との相対的な位置関係が第１実施形態のバッテリターミナル１００と異なっている。第１実施形態のバッテリターミナル１００では、バスバー１２０の長手方向がポスト接続体１１０のポスト開口部１１１の半径方向に略一致していたが、本実施形態のバッテリターミナル２００では、バスバー２２０をポスト開口部２１１に隣接して配置する。本実施形態によれば、ハーネス接続部２２３ａを含めてバスバー２２０をポスト接続体２１０の周囲に配置することが可能となり、電流センサ全体をポスト接続体周囲にコンパクトに形成することができる。

ポスト接続体２１０とバスバー２２０との相対的な位置関係として、次の条件を満たすように配置するのがよい。すなわち、バスバー２２０の長手方向と直交する方向に見て、バスバー２２０に設けられた抵抗部２２２がポスト開口部２１１と重なる範囲に配置されるのがよい。より詳細には、抵抗部２２２の長手方向にある２つの端面（第１導体部２２１及び第２導体部２２３との境界面）２２２ａ、２２２ｂのそれぞれを含む２つの平面が、ポスト開口部２１１と交差するかまたは接するように配置されるのがよい。

図３（ｂ）において、説明容易のために抵抗部２２２の位置を基準にポスト開口部２１１の配置を変更したとき、ポスト開口部が２１１−ａの位置にあるときに抵抗部２２２の端面２２２ａがポスト開口部２１１と接し端面２２２ｂがポスト開口部２１１と交差する。また、ポスト開口部が２１１−ｂの位置にあるときに抵抗部２２２の端面２２２ｂがポスト開口部２１１と接し端面２２２ａがポスト開口部２１１と交差する。従って、ポスト開口部２１１が２１１−ａと２１１−ｂとの間に位置するとき、抵抗部２２２の２つの端面２２２ａ、２２２ｂのそれぞれを含む２つの平面が、ポスト開口部２１１と交差するかまたは接するように配置される。ポスト開口部２１１が、同図に示す破線の位置に配置されるのは、省スペースの観点から好ましくない。
また、抵抗部２２２はバッテリポストと接触せず、バッテリポストからの距離がバスバー２２０の長手方向の一端から抵抗部２２２までの距離よりも短くなるように配置されていることが好ましい。抵抗部２２２がバッテリポストと接触しないことにより、抵抗部２２２として機能することが可能となる。また、バッテリポストからの距離がバスバー２２０の長手方向の一端から抵抗部までの距離、つまり第１導体部２２１または第２導体部２２３の長さよりも短くなるように配置することにより、小型化を図ることができる。

図３に示すバッテリターミナル２００では、ポスト接続体２１０の略右半分にバスバー２２０を突出させるためのバスバー接続部２１２が設けられている。そして、バスバー２２０の一端（図面右側）がバスバー接続部２１２から内部に挿入されており、接続突部２２３ｂが設けられた他端が図面左側となるように配置されている。

本実施形態のバッテリターミナル２００でも、バスバー２２０を事前に作製しておき、ダイカストでポスト接続体２１０を製造するときに、バスバー２２０を金型の中にインサート（鋳込み）することで形成される。また、本実施形態ではポスト接続体２１０と同時に接続突部２２３ｂをダイカストで製造することも可能である。あるいは、接続突部２２３ｂを鋳込み金具としてダイカスト製造時にハーネス接続部２２３ａにインサート成型してもよい。

図３に示すバッテリターミナル２００では、バスバー２２０を外部に突出させるためのバスバー接続部２１２がポスト接続体２１０の略右半分に設けられているが、これに限定されず、バスバー接続部２１２をポスト接続体２１０の略左半分に設けてもよい。本実施形態のバッテリターミナル２００では、ポスト接続体２１０とバスバー２２０との接続の向きは左右どちらでもよく、例えば図３に示すバッテリターミナル２００と鏡面対称となるように配置することもできる。

本実施形態のバッテリターミナル２００でも、ポスト接続体２１０にバスバー２２０を一体化して製造することができ、製造容易で高い剛性を有するバッテリターミナルを提供することができる。また、軽量化、小型化、組み立て工数（作業工数）削減、電気的および機械的な接続信頼性の向上、等の効果が得られる。さらに、高い放熱性及び高い熱伝導性を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３の実施形態に係るバッテリターミナルを、図４、５を用いて説明する。図４は、本実施形態のバッテリターミナルの構成を示す斜視図である。また図５は、本実施形態のバッテリターミナルが備えるバスバーの構成を示す平面図である。本実施形態のバッテリターミナル３００（３００ａ、３００ｂ）が備えるバスバー３２０（３２０ａ、３２０ｂ）は、長手方向の途中で左方向または右方向に屈曲した形状を有している。

図４（ａ）及び図５（ａ）に示すバスバー３２０ａは、第１導体部３２１ａが、ポスト接続体３１０側から見て長手方向の途中で左方向に略直角に屈曲している。また、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すバスバー３２０ｂは、第１導体部３２１ｂが、ポスト接続体３１０側から見て長手方向の途中で右方向に略直角に屈曲している。バスバー３２０ａと３２０ｂは、相互に鏡面対称となる形状に形成されている。

本実施形態のバッテリターミナル３００では、バスバー３２０を屈曲させることで小型化が図られている。

（第４実施形態）
本発明の第４の実施形態に係るバッテリターミナルを、図６、７を用いて説明する。図６は、本実施形態のバッテリターミナルの構成を示す斜視図である。また図７は、本実施形態のバッテリターミナルが備えるバスバーの構成を示す平面図である。本実施形態のバッテリターミナル４００が備えるバスバー４２０は、第１導体部４２１の一端が円筒状に形成された周回部４２１ａを有している。

周回部４２１ａは、ポスト開口部４１１の内周を周回する形状に形成されており、ポスト接続体４１０をダイカストで製造するときにインサートされる。周回部４２１ａの内面は、ポスト接続体４１０から露出するように形成するのが好ましく、これによりバスバー４２０がバッテリポストに直接接続されることになり、電気的な接続信頼性を向上させることができる。また、バスバー４２０がバッテリポストで直接支持されることになり、機械的な接続信頼性も向上する。

第１導体部４２１の周回部４２１ａの形状は、図６及び図７（ａ）に示すようなバッテリポストを周回する円筒形状に限定されない。一例として、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、円筒の所定の位置で切断した形状に周回部４２１ａを形成してもよい。あるいは、図７（ｄ）に示すように、バッテリポストの一部だけを周回するように周回部４２１ａを円弧状に形成してもよい。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るバッテリターミナルの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるバッテリターミナルの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１００、２００、３００，４００ バッテリターミナル
１１０、２１０、３１０、４１０ ポスト接続体
１１１、２１１、４１１ ポスト開口部
１１２、２１２ バスバー接続部
１２０、２２０、３２０、４２０ バスバー
１２１、２２１、３２１、４２１ 第１導体部
１２２、２２２、３２２，４２２ 抵抗部
１２３、２２３、３２３，４２３ 第２導体部
１２３ａ、２２３ａ ハーネス接続部
１２３ｂ バスバー開口部
１２５ 切り欠き部
１３１、１３２ 端子部
２２３ｂ 接続突部

Claims (15)

1. バッテリポストに取り付けられるバッテリターミナルであって、
   前記バッテリポストを挿入するためのポスト開口部を有して前記バッテリポストに固定されるポスト接続体と、
   電流を測定するためのシャント抵抗に用いられる抵抗部を有するバスバーと、を備え、
   前記ポスト接続体は、前記バスバーの一端でかつ前記抵抗部以外の部分を鋳込んでダイカストで製造されている
   ことを特徴とするバッテリターミナル。
2. 前記バスバーの一端に切り欠き部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリターミナル。
3. 前記バスバーの一端が、前記ポスト開口部の内周を周回する円盤状または円弧状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリターミナル。
4. 前記バスバーは、前記抵抗部の長手方向にある２つの端面のそれぞれを含む２つの平面が前記ポスト開口部と交差するかまたは接するように配置されており、
   前記抵抗部は、前記バッテリポストと接触せず、前記バッテリポストからの距離が前記バスバーの長手方向の一端から前記抵抗部までの距離よりも短くなるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のバッテリターミナル。
5. 前記ポスト開口部は、前記バッテリポストに密接するようにテーパ状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
6. 前記バスバーは、少なくとも前記抵抗部以外が銅または銅合金で形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
7. 前記抵抗部は、銅、マンガン、ニッケルからなる銅合金で形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
8. 前記バスバーは、前記抵抗部を除いて電気的な接続性を高めるためのメッキが施されている
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
9. 前記ポスト接続体は、黄銅で形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
10. 前記バスバーは、他端にワイヤハーネスを接続するための開口部が形成されたハーネス接続部を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
11. 前記バスバーは、他端にワイヤハーネスを接続するための接続突部が形成されたハーネス接続部を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
12. 前記接続突部は、前記ポスト接続体の製造時にダイカストで製造されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリターミナル。
13. 前記接続突部は、前記ポスト接続体の製造時に鋳込み金具として前記バスバーの他端側に鋳込まれている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリターミナル。
14. 前記バスバーは、前記抵抗部で発生する電圧を測定するための回路基板を接続する端子部を有している
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
15. 前記抵抗部と前記ハーネス接続部とが、樹脂成型または樹脂モールドにより覆われている
    ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のバッテリターミナル。
    
    
    
    

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