WO2023176136A1 - 電源装置及び丸端子固定構造 - Google Patents

電源装置及び丸端子固定構造 Download PDF

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WO2023176136A1
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round
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悠介 前田
大 柳瀬
和宏 河村
浩 近藤
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a power supply device and a round terminal fixing structure.
  • a metal member called a round terminal, a crimp terminal, or the like is attached to the edge of the harness in order to electrically connect the harness.
  • a round terminal generally has a caulking portion at its end, and is attached to a harness by caulking. Moreover, a terminal screw hole is opened at the other end, and other terminals, such as a bus bar, etc., are fastened together. Inside the power supply device, electrical connections are made using such round terminals.
  • the repulsive force of the harness 960 acts in a direction that causes the round terminal 950 to float, this cannot be suppressed with the configuration shown in FIG. If such a situation arises in which it is impossible to position the round terminals, the work of screwing together the round terminals will be hindered, resulting in a decrease in work efficiency.
  • the harness when the number of battery cells used increases in order to increase the output and capacity of power supplies, the harness also becomes thicker, which reduces the flexibility of the harness and increases repulsive force. There is a tendency.
  • restrictions on wiring are likely to occur due to the internal layout of the power supply device, making it necessary to bend the harness accordingly. As a result, the repulsive force of the harness is likely to be generated at the round terminal at the edge.
  • a power supply device includes a battery cell, a harness connected to the battery cell, a round terminal connected to the harness, a circuit board electrically connected to the round terminal, and a circuit board electrically connected to the round terminal.
  • the battery cell includes a housing that houses the battery cell, the circuit board, the harness, and the round terminal, and a pair of guide pieces that hold the round terminal.
  • the caulking portion includes a flat portion having an end through which the terminal screw hole vertically passes, and a caulking portion connected to the one end of the harness by caulking one end of the harness.
  • the pair of guide pieces respectively extend the left and right edges of the flat part of the round terminal perpendicular to the up and down direction in a posture in which the round terminal is fixed to the housing with a screw inserted into the terminal screw hole. Hold.
  • a round terminal fixing structure includes a round terminal connected to a harness and a pair of guide pieces that hold the round terminal.
  • the round terminal has a flat part having an end through which a terminal screw hole passes in the vertical direction, and a caulking part connected to the harness by caulking the harness.
  • the pair of guide pieces are arranged on the flat part of the round terminal so that the round terminal is fastened together with a connection object to be electrically connected to the round terminal with a screw inserted into the terminal screw hole.
  • the left and right edges perpendicular to the up and down direction are held respectively.
  • the guide pieces provided on the left and right sides of the flat part of the round terminal prevent the round terminal from rotating due to the repulsive force of the harness, etc. A perfect threaded fit is achieved.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a power supply device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power supply device of FIG. 1.
  • 3 is an exploded perspective view showing a state in which the circuit board is removed from the output unit of the power supply device shown in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the power supply device of FIG. 1 taken along line IV-IV.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view of the power supply device of FIG. 3.
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of main parts of the power supply device of FIG. 5.
  • FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view of the power supply device of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the power supply device of FIG. 6 taken along line VIII-VIII.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the power supply device of FIG. 6 taken along line IX-IX.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a conventional round terminal fixing structure.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a state in which a round terminal is being positioned in a power supply device according to a comparative example.
  • the round terminal has a positioning hole opened in the flat portion apart from the terminal screw hole, and the power supply device further includes the round terminal.
  • a positioning pin may be provided to be inserted into the positioning hole in a position to be fixed to the housing by the terminal screw hole.
  • the positioning hole may be formed between the terminal screw hole and the caulking portion.
  • the positioning hole may be formed to have a smaller diameter than the terminal screw hole.
  • the pair of guide pieces continuously extend from the left and right sides of the round terminal to the upper surface thereof in a posture of holding the left and right sides of the round terminal.
  • An overlapping surface may be formed that overlaps the end of the.
  • the overlapping surfaces of the pair of guide pieces may be formed in a claw shape.
  • the round terminal is fixed to the housing by the terminal screw hole, and the round terminal is fixed to the left and right sides of the flat part of the round terminal.
  • the guide pin may be provided at a different position from the pair of guide pieces.
  • the guide pin may be formed in a cylindrical shape in any of the above embodiments.
  • the guide pin may be integrally formed with the casing in any of the above embodiments.
  • a power supply device further includes a square nut arranged in alignment with the terminal screw hole of the round terminal, and a square nut that is not rotated. It may also include a nut storage wall for storing the nuts.
  • a power supply device further includes a U-shaped conductive spacer that is fixed to the back side of the circuit board and has a U-shaped cross section and has a spacer screw hole.
  • the circuit board may have a board through hole in a region where the U-shaped conductive spacer is fixed.
  • each element constituting the present disclosure may be configured such that multiple elements are configured from the same member so that one member serves as multiple elements, or conversely, the function of one member may be performed by multiple members. It can also be accomplished by sharing.
  • terms indicating directions such as “vertical direction”, “horizontal direction”, “top surface”, etc. indicate relative directions that are determined only by the relative positional relationship of the constituent members of the power supply device, and do not refer to the vertical direction, etc. It does not indicate an absolute direction.
  • the power supply device of the present disclosure can be used as a power supply for portable electric devices such as electric cleaners and power tools, or as a backup power source for servers in stationary power storage applications, or as a power supply device for home use, business offices, and factories. Furthermore, it can be used as a driving power source for assisted bicycles, electric scooters, electric carts, and vehicles such as hybrid cars and electric cars.
  • a power supply device used as a backup power source for a server or the like will be described.
  • FIGS. 1 to 3 A power supply device 100 according to Embodiment 1 of the present disclosure is shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the power supply device 100 according to the first embodiment
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power supply device 100 of FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram showing the circuit board 30 removed from the output unit 22 of FIG. Each shows an exploded perspective view showing the state in which it is installed.
  • the power supply device 100 shown in these figures includes a housing 10 and an internal assembly 20.
  • the housing 10 stores contents therein.
  • the casing 10 shown in FIG. 1 is formed in a box shape, and has a storage space for the internal assembly 20 therein.
  • the housing 10 is divided into two parts: a lid case 11 and an open case 12.
  • the housing 10 is made of metal, resin, or the like.
  • the internal assembly 20 includes a battery block 21 including one or more battery cells 1 and an output unit 22 including an external output terminal 23.
  • the battery block 21 has a large number of cylindrical secondary battery cells housed in a battery holder so as to be arranged vertically. Battery cells 1 are connected in parallel and series.
  • the output unit 22 includes a unit case 24, a circuit board 30, an external output terminal 23, and a guide piece 26.
  • the unit case 24 constitutes a part of the casing 10 that houses the contents, and holds the circuit board 30 and the external output terminal 23.
  • the unit case 24 is molded from an insulating member, such as resin.
  • the circuit board 30 is equipped with electronic circuits such as a voltage detection circuit that detects the total potential of a battery assembly in which the battery cells 1 are connected in series or parallel, a voltage detection circuit that detects an intermediate potential, a control circuit that controls charging and discharging, and a safety circuit. are doing.
  • the circuit board 30 is formed in a rectangular shape.
  • the circuit board 30 is composed of two boards, a first board 31 and a second board 32.
  • the first substrate 31 and the second substrate 32 are connected with a spacer 33 in between. These first board 31 and second board 32 are electrically connected via a board connector 34.
  • the second substrate 32 has a plurality of U-shaped conductive spacers 40 fixed to its lower surface.
  • Each U-shaped conductive spacer 40 has a U-shaped cross-sectional view, and is electrically connected to a round terminal 50, which will be described later, by screwing with a screw 45, as shown in the cross-sectional view of FIG. For this reason, the U-shaped conductive spacer 40 has a spacer screw hole 41 opened in the upper surface of the U-shape, into which the screw 45 is screwed. The spacer screw hole 41 penetrates the conductive spacer 40 in the vertical direction D1.
  • the U-shaped conductive spacer 40 is screwed into the unit case 24 with the screw 45 from the back side (the top side in FIG. 3) of the second board 32. For this reason, a large substrate through hole 35 through which the screw head 46 of the screw 45 can be inserted is opened on the back side of the second substrate 32 at the portion where the U-shaped conductive spacer 40 is provided.
  • the square nuts 38 and round terminals 50 set in the unit case 24 first the second board 32 to which the U-shaped conductive spacers 40 have been soldered is stacked, and the screws 45 are inserted through the board through-holes 35. , the U-shaped conductive spacer 40 can be fastened together with the round terminal 50 from the back side.
  • the terminal screw hole 53 of the round terminal 50 is connected to the female thread of the square nut 38 held in the nut storage wall 25. It is possible to reliably maintain the alignment with the hole 138 and perform the assembly work smoothly. Further, with the second board 32 screwed into the unit case 24, the first board 31 is fixed to the back side of the second board 32.
  • the external output terminal 23 is a terminal for outputting the output voltage of the battery cells 1 connected in series and parallel to the outside. This external output terminal 23 is connected to the total output of the battery block 21 via a harness 60.
  • Harness 60 is connected to the output of battery block 21. Further, the round terminal 50 is electrically connected to the circuit board 30.
  • the round terminal 50 has a caulked portion 51 and a flat portion 52, as shown in the perspective views of FIGS. 6 and 7.
  • the caulked portion 51 and the flat portion 52 are integrally formed of a metal plate such as aluminum.
  • the caulking portion 51 is a portion that is caulked and connected to the harness 60. Before caulking, the caulking part 51 is a flat caulking piece that extends left and right, and is caulked with pliers or the like so as to sandwich the strands exposed from the tip of the harness 60, so that the strands are narrowly attached. It is attached to the tip of the harness 60.
  • the flat portion 52 is formed into a battledore-shaped flat plate.
  • a terminal screw hole 53 is opened at the end of the flat portion 52 .
  • the terminal screw hole 53 penetrates the flat portion 52 in the vertical direction D1.
  • the terminal screw hole 53 is a hole through which the screw 45 is inserted to fix the round terminal 50 to the unit case 24 with the screw 45.
  • the unit case 24 has a nut storage wall 25 on its bottom surface that holds a square nut 38.
  • a plurality of nut storage walls 25 are provided within the unit case 24. It is preferable that each nut storage wall 25 is formed integrally with the unit case 24.
  • the terminal screw holes 53 opened in the flat parts 52 of the respective round terminals 50 are aligned and screwed together with the screws 45.
  • the round terminal 50 is fastened together with the object to be electrically connected using the screw 45.
  • a screw hole is also opened in the object to be connected.
  • the U-shaped conductive spacer 40 fixed to the second substrate 32 is fastened together as the connection object.
  • the pair of guide pieces 26 are in a position to hold the left and right sides of the round terminal 50, and continuously overlap with the ends of the upper surface in the vertical direction D1 from the left and right sides of the round terminal 50. It has an overlapping surface 27.
  • the overlapping surfaces 27 formed on each guide piece 26 can prevent the round terminal 50 from lifting due to the repulsive force of the harness 60 or the like.
  • the round terminal may float or rotate due to the repulsive force of the harness, making it difficult to position it in the desired posture and position. Furthermore, even after positioning, the parts may shift, which poses a problem of hindering assembly workability.
  • the guide piece 26 since the guide piece 26 is provided with the overlapping surface 27, the round terminal itself is difficult to float and rotation can be prevented, which provides the advantage that the screw connection can be ensured. .
  • the guide piece 26 is made of an elastic member. Preferably, it is formed integrally with the unit case 24. By making the unit case 24 made of resin, elasticity can be easily imparted to the guide piece 26.
  • the guide piece 26 may be configured as a separate member from the unit case and fixed to the inner surface of the unit case by adhesive, fitting, or the like.
  • the overlapping surface 27 of the guide piece 26 is preferably formed into a claw shape. That is, as shown in FIG. 8, the round terminal 50 is guided between the pair of guide pieces 26 by providing an inclined surface 28 that is inclined in a direction in which the opening gradually narrows from the tip of the pair of guide pieces 26. It becomes easier to do. Further, the lower end of the sloped surface 28 is the narrowest part where the interval between the sloped surfaces 28 is the narrowest, and this narrowest part is configured to be narrower than the flat part 52 of the round terminal 50. As a result, when the guide piece 26 is elastically deformed and the flat part 52 is pushed between the guide pieces 26, the upper surface of the flat part 52 is pressed by the claw-shaped overlap surface 27, making it difficult to come out. 52 is prevented from rising.
  • the round terminal 50 has a positioning hole 54 opened in the flat portion 52 and spaced apart from the terminal screw hole 53.
  • the positioning hole 54 penetrates the flat portion 52 in the vertical direction D1.
  • the unit case 24 is provided with a positioning pin 29 that is inserted into the positioning hole 54 so as to position the round terminal 50 in a position that fixes the terminal screw hole 53 of the round terminal 50. With such a configuration, it is possible to insert the positioning pin 29 into the positioning hole 54 to position the round terminal 50, and to prevent rotation due to the repulsive force of the harness 60.
  • the positioning hole 54 is formed between the terminal screw hole 53 and the caulking portion 51. Further, it is preferable that the positioning hole 54 has a size different from that of the terminal screw hole 53. This makes it easy to visually distinguish it from the terminal screw hole 53. In the example of FIG. 7, the positioning hole 54 is formed to have a smaller diameter than the terminal screw hole 53.
  • the unit case 24 may be provided with a pair of guide pins 29B at different positions from the pair of guide pieces 26, as shown in FIGS. 6 and 7. As shown in the cross-sectional view of FIG. 9, each guide pin 29B abuts the left and right sides of the flat portion 52 of the round terminal 50 to position the round terminal 50.
  • the guide pin 29B By providing the guide pin 29B in addition to the pair of guide pieces 26 in this manner, rotation of the round terminal 50 can be further suppressed. In particular, even when the reaction force of the harness 60 is large, the combination of the guide piece 26 and the guide pin 29B can counteract the rotational force.
  • the guide pin 29B is preferably provided between the pair of guide pieces 26 and the nut storage wall 25, as shown in FIG. Thereby, the side surfaces of the flat portion 52 can be distributed and guided.
  • Each guide pin 29B is formed into a cylindrical shape. Further, the guide pin 29B is preferably formed integrally with the unit case 24. More preferably, the guide pin 29B is formed in the same shape as the positioning pin 29. Thereby, a plurality of guide pins 29B and positioning pins 29 can be formed together in the unit case 24.
  • the power supply device and round terminal fixing structure according to the present disclosure can be suitably used as a power source for portable electric devices such as electric cleaners and power tools.
  • portable electric devices such as electric cleaners and power tools.
  • it can be used as appropriate for applications such as power supply devices for moving bodies such as assisted bicycles and electric carts, and for electrical connections using round terminals in various electrical devices.
  • Power supply device 1 Battery cell 10 Housing 11 Lid case 12 Opening case 20 Internal assembly 21 Battery block 22 Output unit 23 External output terminal 24 Unit case 25 Nut storage wall 26 Guide piece 27 Overlapping surface 28 Inclined surface 29 Positioning pin 29B Guide Pin 30 Circuit board 31 First board 32 Second board 33 Spacer 34 Board connector 35 Board through hole 38 Square nut 40 U-shaped conductive spacer 41 Spacer screw hole 45 Screw 46 Screw head 50 Round terminal 51 Caulked part 52 Flat part 53 Terminal screw hole 54 Positioning hole 60 Harness 950 Round terminal 951 Caulking part 953 Terminal screw hole 956 Standing piece 960 Harness

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Abstract

本開示の一形態に係る電源装置は、電池セルと、前記電池セルに接続されたハーネスと、前記ハーネスに接続された丸端子と、前記丸端子に電気的に接続された回路基板と、前記電池セルと前記回路基板と前記ハーネスと前記丸端子とを収納する筐体と、前記丸端子を保持する一対のガイド片とを備える。前記丸端子は、端子螺子孔が上下方向に貫通する端部を有する平坦部と、前記ハーネスの一端をかしめて前記ハーネスの前記一端に接続されたかしめ部とを有する。前記一対のガイド片は、前記端子螺子孔に挿通された螺子で前記丸端子を前記筐体に固定する姿勢で、前記丸端子の前記平坦部の前記上下方向に直角の左右方向の縁をそれぞれ保持する。

Description

電源装置及び丸端子固定構造
　本開示は、電源装置及び丸端子固定構造に関する。
　多数の電池セルを直列、並列に接続した電源装置は、電動クリーナや電動工具等の携帯型の電動機器用の電源として、あるいは据え置き型の蓄電用途でサーバのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置として、さらにはアシスト自転車の駆動用電力源や電動スクータ、電動カート、あるいはハイブリッド車や電気自動車等の車両の駆動用電源等に用いられている（例えば特許文献１）。
　このような電源装置は、ハーネスを電気接続するために、ハーネスの端縁に丸端子や圧着端子等と呼ばれる金属製の部材を装着している。丸端子は、一般に端部にかしめ部を設けており、ハーネスにかしめて装着される。また他端には端子螺子孔を開口しており、他の端子、例えばバスバー等と共締めされる。電源装置の内部では、このような丸端子を用いて電気接続が行われている。
　このような丸端子で電気接続する接続部分においては、丸端子の端子螺子孔にねじを挿通するため、ねじ穴同士を芯合させた位置に揃える必要がある。このため図１０に示すように、丸端子９５０をハーネス９６０とかしめるかしめ部９５１の両端を立設片９５６で位置決めすることで丸端子９５０の端子螺子孔９５３をねじ穴に位置決めする丸端子固定構造が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０１４－２２０９３２号公報
　図１０に示す丸端子９５０を装着したハーネス９６０の姿勢や太さによっては反発力が生じ、図１１において破線で示すように丸端子９５０が回転する方向に応力が作用することがある。図１０の構成ではかしめ部９５１のＲ形状の部分を立設片９５６で押さえているために、立設片９５６とかしめ部９５１の接触面積が小さく、摩擦抵抗が少ない結果、ハーネス９６０の反発力に負けて丸端子９５０が回転してしまい、丸端子９５０がネジ穴からずれることがある。またハーネス９６０の反発力が丸端子９５０が浮く方向に作用すると、図１０の構成では抑制できず、丸端子９５０が立設片９５６から抜け落ちてしまうことがある。このような丸端子の位置決めができない状態が生じると、丸端子を螺合する作業が阻害されて、作業効率が低下する。特に、電源装置の高出力化、高容量化のために、使用する電池セルの数を増やすと、ハーネスもこれに応じて太くなる結果、ハーネスの可撓性が低下して反発力が増加する傾向にある。その一方で、電源装置の省スペース化に伴い、電源装置の内部でのレイアウトの都合上、配線の取り回しの制約も生じ易くなり、これに応じてハーネスを折曲させて配置せざるを得ず、その結果としてハーネスの反発力が端縁の丸端子に生じ易くなっている。
　本開示の一形態に係る電源装置は、電池セルと、前記電池セルに接続されたハーネスと、前記ハーネスに接続された丸端子と、前記丸端子に電気的に接続された回路基板と、前記電池セルと前記回路基板と前記ハーネスと前記丸端子とを収納する筐体と、前記丸端子を保持する一対のガイド片とを備える。前記かしめ部は、端子螺子孔が上下方向に貫通する端部を有する平坦部と、前記ハーネスの一端をかしめて前記ハーネスの前記一端に接続されたかしめ部とを有する。前記一対のガイド片は、前記端子螺子孔に挿通された螺子で前記丸端子を前記筐体に固定する姿勢で、前記丸端子の前記平坦部の前記上下方向に直角の左右方向の縁をそれぞれ保持する。
　また、本開示の他の形態に係る丸端子固定構造は、ハーネスに接続された丸端子と、前記丸端子を保持する一対のガイド片とを備える。前記丸端子は、上下方向に端子螺子孔が貫通する端部を有する平坦部と、前記ハーネスをかしめて前記ハーネスに接続されたかしめ部とを有する。前記一対のガイド片は、前記端子螺子孔に挿通された螺子で前記丸端子を、前記丸端子に電気接続する接続対象物と共締めする姿勢となるように、前記丸端子の前記平坦部の前記上下方向に直角の左右方向の縁をそれぞれ保持する。
　本開示の一形態に係る電源装置及び丸端子固定構造によれば、丸端子がハーネスの反発力等により回転することを、丸端子の平坦部の左右に設けたガイド片によって阻止し、安定的な螺合が実現される。
図１は、実施形態１に係る電源装置の外観斜視図である。 図２は、図１の電源装置の分解斜視図である。 図３は、図２の電源装置の出力ユニットから回路基板を外した状態を示す分解斜視図である。 図４は、図１の電源装置のＩＶ－ＩＶ線における断面斜視図である。 図５は、図３の電源装置の拡大平面図である。 図６は、図５の電源装置の要部拡大斜視図である。 図７は、図６の電源装置の分解斜視図である。 図８は、図６の電源装置のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における断面図である。 図９は、図６の電源装置のＩＸ－ＩＸ線における断面図である。 図１０は、従来例に係る丸端子固定構造を示す斜視図である。 図１１は、比較例に係る電源装置で丸端子を位置決めしようとする状態を示す斜視図である。
　本開示の一形態に係る電源装置は、電池セルと、前記電池セルに接続されたハーネスと、前記ハーネスに接続された丸端子と、前記丸端子に電気的に接続された回路基板と、前記電池セルと前記回路基板と前記ハーネスと前記丸端子とを収納する筐体と、前記丸端子を保持する一対のガイド片とを備える。前記かしめ部は、端子螺子孔が上下方向に貫通する端部を有する平坦部と、前記ハーネスの一端をかしめて前記ハーネスの前記一端に接続されたかしめ部とを有する。前記一対のガイド片は、前記端子螺子孔に挿通された螺子で前記丸端子を前記筐体に固定する姿勢で、前記丸端子の前記平坦部の前記上下方向に直角の左右方向の縁をそれぞれ保持する。
　本開示の他の形態に係る電源装置は、上記形態において、前記丸端子は、前記平坦部に前記端子螺子孔と離間して位置決め孔を開口しており、電源装置はさらに、前記丸端子を前記筐体に前記端子螺子孔でもって固定する姿勢で、前記位置決め孔に挿通される位置決めピンを設けてもよい。上記構成により、位置決め孔に位置決めピンを挿通して丸端子を位置決めすると共に、ハーネスの反発力などにより回転する事態を阻止できる。
　また本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記位置決め孔は、前記端子螺子孔とかしめ部の間に形成されていてもよい。
　さらに本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記位置決め孔を、前記端子螺子孔よりも小径に形成してもよい。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記一対のガイド片は、前記丸端子の左右を保持する姿勢で、該丸端子の左右からそれぞれ連続して上面の端部とオーバーラップするオーバーラップ面を形成してもよい。上記構成により、ハーネスの反発力などにより丸端子が浮き上がろうとする事態を、各ガイド片に形成したオーバーラップ面によって阻止できる。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記一対のガイド片を、前記オーバーラップ面を鉤爪状に形成してもよい。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、さらに、前記丸端子を前記筐体に前記端子螺子孔でもって固定する姿勢で、前記丸端子の平坦部の左右であって、前記一対のガイド片と異なる位置に、それぞれ設けられたガイドピンを備えていてもよい。上記構成によりガイド片に加えてガイドピンでもって丸端子の意図しない回転を阻止することが可能となる。特に、ハーネスの反発力が大きい場合でも、ガイド片とガイドピンの組み合わせによって回転力に対抗できる。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記ガイドピンを円柱状に形成してもよい。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記ガイドピンを、前記筐体に一体に形成してもよい。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、さらに、前記丸端子の端子螺子孔と芯合して配置される角型ナットと、前記角型ナットを回転しないように収納するナット収納壁とを備えてもよい。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、前記一対のガイド片及びナット収納壁を、前記筐体と一体に形成してもよい。
　さらにまた本開示の他の形態に係る電源装置は、上記いずれかの形態において、さらに、前記回路基板の裏面側に固定され、スペーサ螺子孔を開口した断面視コ字状のコ字状導電スペーサを備えており、前記回路基板は、前記コ字状導電スペーサを固定した領域に基板貫通孔を開口してもよい。上記構成により、回路基板に丸端子を裏面側から螺合する作業を、丸端子が回路基板に隠れて見えない状態であっても丸端子の端子螺子孔とスペーサ螺子孔とを芯合させて確実に行えるようにし、信頼性を高めることが可能となる。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本開示の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本開示を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。実施形態において、「上下方向」「左右方向」「上面」等の方向を示す用語は電源装置の構成部材の相対的な位置関係でのみ決まる相対的な方向を示すものであり、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
　本開示の電源装置は、電動クリーナや電動工具等の携帯型の電動機器用の電源として、あるいは据え置き型の蓄電用途でサーバのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置として、さらにはアシスト自転車の駆動用電力源や電動スクータ、電動カート、あるいはハイブリッド車や電気自動車等の車両の駆動用電源等に利用できる。以下、本開示の一実施形態として、サーバ等のバックアップ用電源として用いる電源装置について説明する。
　［実施形態１］
　本開示の実施形態１に係る電源装置１００を図１～図３に示す。これらの図において、図１は実施形態１に係る電源装置１００の外観斜視図、図２は図１の電源装置１００の分解斜視図、図３は図２の出力ユニット２２から回路基板３０を外した状態を示す分解斜視図を、それぞれ示してる。これらの図に示す電源装置１００は、筐体１０と、内部アセンブリ２０を備える。筐体１０は、その内部に内容物を収納する。図１に示す筐体１０は箱形に形成されており、その内部に内部アセンブリ２０の収納空間を設けている。図２の例では、筐体１０は蓋ケース１１と開口ケース１２に二分割されている。筐体１０は金属や樹脂等で形成される。
　内部アセンブリ２０は、一以上の電池セル１を含む電池ブロック２１と、外部出力端子２３を備える出力ユニット２２を備えている。図２の例では電池ブロック２１は、円筒型の二次電池セルを多数、垂直姿勢で並べるよう電池ホルダに収納している。電池セル１は、並列及び直列に接続される。
　（出力ユニット２２）
　出力ユニット２２は、ユニットケース２４と、回路基板３０と、外部出力端子２３と、ガイド片２６を備えている。ユニットケース２４は、内容物を収納する筐体１０の一部を構成し、回路基板３０と、外部出力端子２３を保持する。ユニットケース２４は、絶縁性を有する部材、例えば樹脂で成形される。
　（回路基板３０）
　回路基板３０は、電池セル１が直列や並列に接続された電池集合体の総電位や、中間の電位を検出する電圧検出回路、充放電を制御する制御回路、安全回路等の電子回路を実装している。回路基板３０は、矩形状に形成されている。
　図３の例では、回路基板３０は２枚の第一基板３１と第二基板３２で構成している。第一基板３１と第二基板３２は、スペーサ３３を介して離間させた姿勢で連結される。これら第一基板３１と第二基板３２は、基板コネクタ３４を介して電気接続される。また第二基板３２は、その下面に複数のコ字状導電スペーサ４０を固定している。
　（コ字状導電スペーサ４０）
　各コ字状導電スペーサ４０は、断面視をコ字状としており、図４の断面図に示すように、後述する丸端子５０と螺子４５で螺合して電気接続される。このためコ字状導電スペーサ４０は、螺子４５を螺合するためのスペーサ螺子孔４１をコ字状の上面に開口している。スペーサ螺子孔４１は導電スペーサ４０を上下方向Ｄ１に貫通している。
　図３の例では、第二基板３２の裏面側（図３において上面側）から螺子４５でコ字状導電スペーサ４０をユニットケース２４に螺合する構成としている。このため、第二基板３２の、コ字状導電スペーサ４０を設けた部位の裏面側には、螺子４５の螺子頭４６を挿通できる大きな基板貫通孔３５を開口している。これにより、先にユニットケース２４に角型ナット３８や丸端子５０をセットした状態で、予めコ字状導電スペーサ４０を半田付けした第二基板３２を重ねて、基板貫通孔３５を通じて螺子４５を、コ字状導電スペーサ４０の裏面側から、丸端子５０と共締めすることができる。このような構成によって、第二基板３２の裏面側からでも、第二基板３２の表面側に半田付けしたコ字状導電スペーサ４０を丸端子５０と螺合することが可能となる。特に図４の構成では、丸端子５０とコ字状導電スペーサ４０を共締めする構成のため、丸端子５０と第二基板３２を同時にユニットケース２４に固定する必要がある。また図３に示すように、第二基板３２の裏面側から丸端子５０を螺合しなければならず、丸端子５０が第二基板３２に隠れて見えない状態となる。このため、丸端子５０が位置ずれしていても視認することができない。よって、確実に丸端子５０を位置決め姿勢に保持しておく必要があるところ、上記の構成によって、丸端子５０の端子螺子孔５３をナット収納壁２５に保持された角型ナット３８の雌螺子切り孔１３８と芯合させた状態に確実に維持させて、組立て作業をスムーズに行うことが可能となる。また第二基板３２をユニットケース２４に螺合した状態で、第一基板３１を第二基板３２の裏面側に固定する。
　また外部出力端子２３は、電池セル１を直列、並列に接続した出力電圧を外部に出力するための端子である。この外部出力端子２３は、電池ブロック２１の総出力をハーネス６０を介して接続している。
　回路基板３０の裏側には、図３及び図５に示すように、複数の丸端子５０とハーネス６０が配置されている。ハーネス６０は、電池ブロック２１の出力と接続されている。また丸端子５０は、回路基板３０と電気的に接続されている。
　（丸端子５０）
　丸端子５０は、図６及び図７の斜視図に示すように、かしめ部５１と平坦部５２を有する。これらかしめ部５１と平坦部５２は、アルミニウム等の金属板で一体に形成される。
　かしめ部５１は、ハーネス６０とかしめて接続する部分である。かしめ部５１は、かしめる前は平板状のかしめ片が左右に延長されており、ハーネス６０の先端から表出された撚り線を挟み込むように、ペンチなどでかしめて撚り線を狭着し、ハーネス６０の先端に装着される。
　平坦部５２は、羽子板状の平板に形成される。平坦部５２の端部には、端子螺子孔５３が開口される。端子螺子孔５３は平坦部５２を上下方向Ｄ１に貫通している。端子螺子孔５３は、図６に示すように、螺子４５が挿通されて、螺子４５で丸端子５０をユニットケース２４に固定するための孔である。ユニットケース２４は図７に示すように、その底面に角型ナット３８を保持するナット収納壁２５を形成している。ナット収納壁２５は、ユニットケース２４内に複数設けられている。各ナット収納壁２５は、ユニットケース２４に一体に形成することが好ましい。各ナット収納壁２５に角型ナット３８を回転しないように保持した状態で、それぞれの丸端子５０の平坦部５２に開口された端子螺子孔５３を芯合させ、螺子４５で螺合する。螺合に際しては、丸端子５０を電気接続する接続対象物と螺子４５で共締めする。接続対象物にも螺子孔を開口している。図６、図７の例では、接続対象物として、第二基板３２に固定されるコ字状導電スペーサ４０を共締めしている。
　（ガイド片２６）
　また出力ユニット２２は、一対のガイド片２６を設けている。一対のガイド片２６は、丸端子５０をユニットケース２４に端子螺子孔５３でもって固定する姿勢で、丸端子５０の平坦部５２の左右を保持する。すなわち、一対のガイド片２６は、端子螺子孔５３に挿通された螺子４５で丸端子５０をユニットケース２４に固定する姿勢で、丸端子５０の平坦部５２の上下方向Ｄ１に交差する左右方向Ｄ２の縁１５２に当接して縁１５２をそれぞれ保持する。実施の形態では、左右方向Ｄ２は上下方向Ｄ１に直角である。このような構成により、丸端子５０がハーネス６０の反発力等により回転することを、丸端子５０の平坦部５２の左右に設けたガイド片２６によって阻止し、安定的な螺合が実現される。
　一対のガイド片２６は、図８の断面図に示すように、丸端子５０の左右を保持する姿勢で、この丸端子５０の左右からそれぞれ連続して上面の端部と上下方向Ｄ１でオーバーラップするオーバーラップ面２７を有する。このような構成により、ハーネス６０の反発力などにより丸端子５０が浮き上がろうとする事態を、各ガイド片２６に形成したオーバーラップ面２７によって阻止できる。特に丸端子では、かしめ部のＲ形状を爪などで固定しようとしても、ハーネスの反発力によって丸端子が浮いたり、回転したりすることがあり、螺合すべき姿勢や位置に位置決めし難く、また一旦位置決めしてもずれてしまうことがあり、組立ての作業性が阻害される問題があった。これに対し、本実施形態に係る電源装置１００では、ガイド片２６にオーバーラップ面２７を設けたことで、丸端子自体が浮き難く、また回転も防止でき、確実に螺合できる利点が得られる。
　ガイド片２６は、弾性を有する部材で構成する。好ましくは、ユニットケース２４に一体に形成する。ユニットケース２４を樹脂製とすることで、容易にガイド片２６に弾性を付与できる。ただ、ガイド片２６をユニットケースとは別部材として、ユニットケースの内面に接着や嵌合等で固定する構成としてもよい。
　ガイド片２６のオーバーラップ面２７は、鉤爪状に形成することが好ましい。すなわち図８に示すように、一対のガイド片２６の先端から、徐々に開口が狭くなる方向に傾斜させた傾斜面２８を設けることで、これら一対のガイド片２６の間に丸端子５０を案内し易くなる。また傾斜面２８の下端は、傾斜面２８同士の間隔が最も狭くなる最狭部とし、この最狭部が丸端子５０の平坦部５２よりも幅狭となるように構成する。これにより、ガイド片２６を弾性変形させて平坦部５２をガイド片２６同士の間に押し込むと、鉤爪状に形成したオーバーラップ面２７で平坦部５２の上面が押圧されて抜け難くなり、平坦部５２の浮き上がりが阻止される。
　（位置決め孔５４、位置決めピン２９）
　丸端子５０は、図６、図７に示すように、平坦部５２に端子螺子孔５３と離間して位置決め孔５４を開口している。位置決め孔５４は平坦部５２を上下方向Ｄ１に貫通する。またユニットケース２４は、丸端子５０の端子螺子孔５３を固定する姿勢に位置決めするよう、位置決め孔５４に挿通される位置決めピン２９を設けている。このような構成により、位置決め孔５４に位置決めピン２９を挿通して丸端子５０を位置決めすると共に、ハーネス６０の反発力などにより回転する事態を阻止できる。
　位置決め孔５４は、端子螺子孔５３とかしめ部５１の間に形成されている。また位置決め孔５４は、端子螺子孔５３と異なる大きさに開口することが好ましい。これにより、端子螺子孔５３と視覚的に区別することが容易となる。図７の例では、位置決め孔５４を端子螺子孔５３よりも小径に形成している。
　（ガイドピン２９Ｂ）
　さらにユニットケース２４は、図６、図７に示すように、一対のガイド片２６と異なる位置に、一対のガイドピン２９Ｂを設けてもよい。各ガイドピン２９Ｂは、図９の断面図に示すように、丸端子５０の平坦部５２の左右にそれぞれ当接して、丸端子５０を位置決めする。このように一対のガイド片２６に加えて、さらにガイドピン２９Ｂも設けることで、丸端子５０の回転を一層抑制できる。特に、ハーネス６０の反力が大きい場合でも、ガイド片２６とガイドピン２９Ｂの組み合わせによって回転力に対抗できる。
　ガイドピン２９Ｂは、図７に示すように、一対のガイド片２６と、ナット収納壁２５の間に設けることが好ましい。これにより、平坦部５２の側面を分散してガイドできる。
　各ガイドピン２９Ｂは、円柱状に形成している。またガイドピン２９Ｂは、ユニットケース２４と一体に形成することが好ましい。より好ましくは、ガイドピン２９Ｂを位置決めピン２９と同じ形状に形成する。これにより、ユニットケース２４内に複数のガイドピン２９Ｂと位置決めピン２９をまとめて形成できる。
　本開示に係る電源装置及び丸端子固定構造は、電動クリーナや電動工具等の携帯型電気機器の電源として好適に利用できる。また、アシスト自転車や電動カート等の移動体用の電源装置等の用途や、各種電気機器で丸端子を用いて電気接続する用途に適宜利用できる。
１００　　電源装置
１　　電池セル
１０　　筐体
１１　　蓋ケース
１２　　開口ケース
２０　　内部アセンブリ
２１　　電池ブロック
２２　　出力ユニット
２３　　外部出力端子
２４　　ユニットケース
２５　　ナット収納壁
２６　　ガイド片
２７　　オーバーラップ面
２８　　傾斜面
２９　　位置決めピン
２９Ｂ　　ガイドピン
３０　　回路基板
３１　　第一基板
３２　　第二基板
３３　　スペーサ
３４　　基板コネクタ
３５　　基板貫通孔
３８　　角型ナット
４０　　コ字状導電スペーサ
４１　　スペーサ螺子孔
４５　　螺子
４６　　螺子頭
５０　　丸端子
５１　　かしめ部
５２　　平坦部
５３　　端子螺子孔
５４　　位置決め孔
６０　　ハーネス
９５０　　丸端子
９５１　　かしめ部
９５３　　端子螺子孔
９５６　　立設片
９６０　　ハーネス

Claims (13)

  1. 　電池セルと、
    　前記電池セルに接続されたハーネスと、
    　　　　端子螺子孔が上下方向に貫通する端部を有する平坦部と、
    　　　　前記ハーネスの一端をかしめて前記ハーネスの前記一端に接続されたかしめ部と、
    　を有する丸端子と、
    　前記丸端子に電気的に接続された回路基板と、
    　前記電池セルと前記回路基板と前記ハーネスと前記丸端子とを収納する筐体と、
    　前記端子螺子孔に挿通された螺子で前記丸端子を前記筐体に固定する姿勢で、前記丸端子の前記平坦部の前記上下方向と交差する左右方向の縁をそれぞれ保持する一対のガイド片と、
    を備えた電源装置。
  2. 　請求項１に記載の電源装置であって、
    　前記丸端子の前記平坦部には前記端子螺子孔と離間して前記上下方向に前記平坦部を貫通する位置決め孔が設けられており、
    　前記電源装置は、前記丸端子を前記筐体に前記端子螺子孔を貫通する螺子で固定する姿勢で、前記位置決め孔に挿通される位置決めピンをさらに備えた電源装置。
  3. 　請求項２に記載の電源装置であって、
    　前記位置決め孔は前記端子螺子孔と前記かしめ部との間に設けられている、電源装置。
  4. 　請求項２又は３に記載の電源装置であって、
    　前記位置決め孔は、前記端子螺子孔よりも小径である、電源装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    　前記一対のガイド片は、前記丸端子の前記左右方向の前記縁をそれぞれ保持する姿勢で、前記丸端子の左右からそれぞれ連続して前記丸端子の前記端部と前記上下方向でオーバーラップするオーバーラップ面をそれぞれ有する、電源装置。
  6. 　請求項５に記載の電源装置であって、
    　前記一対のガイド片は、前記オーバーラップ面を有する鉤爪状に形成されている、電源装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    　前記丸端子を前記筐体に前記端子螺子孔に挿通された螺子で固定する姿勢で、前記丸端子の前記平坦部の左右であって、前記一対のガイド片と異なる位置にそれぞれ設けられた一対のガイドピンをさらに備えた電源装置。
  8. 　請求項７に記載の電源装置であって、
    　前記一対のガイドピンが円柱状に形成されている、電源装置。
  9. 　請求項７又は８に記載の電源装置であって、
    　前記一対のガイドピンが前記筐体に一体に形成されている、電源装置。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    　前記丸端子の端子螺子孔と芯合する雌螺子切り孔を有する角型ナットと、
    　前記角型ナットを回転しないように収納するナット収納壁と、
    をさらに備えた電源装置。
  11. 　請求項１０に記載の電源装置であって、
    　前記一対のガイド片及び前記ナット収納壁が前記筐体に一体に形成されている、電源装置。
  12. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    　前記回路基板に固定され、スペーサ螺子孔が貫通する断面視コ字状のコ字状導電スペーサをさらに備え、
    　前記コ字状導電スペーサを固定した前記回路基板の領域には基板貫通孔が設けられている、電源装置。
  13. 　　　　上下方向に端子螺子孔が貫通する端部を有する平坦部と、
    　　　　ハーネスをかしめて前記ハーネスに接続されたかしめ部と、
    　を有する丸端子と、
    　前記端子螺子孔に挿通された螺子で前記丸端子を、前記丸端子に電気接続する接続対象物と共締めする姿勢となるように、前記丸端子の前記平坦部の前記上下方向に直角の左右方向の縁をそれぞれ保持する一対のガイド片と、
    を備えた丸端子固定構造。
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