接続装置およびそれを用いた電気デバイス集合体
【課題】 比較的簡単な工程で電極端子同士を接続でき、かつ、腐食による電極端子の損傷を抑制可能な接続装置を提供する。
【解決手段】 フィルム外装電池１は、内部の発電要素から引き出されたシート状の端子３、４を有している。接続装置５０は、端子３、４が重なった重ね合せ部を気密封止するシール材４０と、上記重ね合せ部をシール材４０を介して挟み込む一対の挟持部材２１、２２と、その一対の挟持部材２１、２２を互いに位置決め固定すると共に、上記重ね合せ部において端子３、４が互いに押し付けられるように一対の挟持部材２１、２２を付勢する押し付け部材３０とを有している。
【解決手段】 フィルム外装電池１は、内部の発電要素から引き出されたシート状の端子３、４を有している。接続装置５０は、端子３、４が重なった重ね合せ部を気密封止するシール材４０と、上記重ね合せ部をシール材４０を介して挟み込む一対の挟持部材２１、２２と、その一対の挟持部材２１、２２を互いに位置決め固定すると共に、上記重ね合せ部において端子３、４が互いに押し付けられるように一対の挟持部材２１、２２を付勢する押し付け部材３０とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の電極端子同士を電気的に接続するための接続装置、および、それを用いて複数の電気デバイス同士が電気的に接続された電気デバイス集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリッド電気自動車（以下、単に「電気自動車等」という）のモータ駆動用の電源として、軽量かつ薄型の電池の開発が進められている。この種の電池の一例として、複数のフィルム外装電池が重ね合わされて所定の電圧が得られるように構成された組電池が知られている。フィルム外装電池は、薄型の発電要素がラミネートフィルムによって密閉封止されたものであり、密閉封止のためにラミネートフィルムの周縁部は熱融着されている。また、そのラミネートフィルム同士の熱融着部からは、内部の発電要素と電気的に接続された、正極および負極の引き出し端子が延出している。
【０００３】
図１２は、特許文献１に示された従来の組電池の構成を示す図である。
【０００４】
図１２（ａ）に示すように、組電池１５１は、電気的に直列接続されるように並べられた２つのフィルム外装電池１０３ａ、１０３ｂ（フィルム外装電池１０３）を有している。各フィルム外装電池１０３はいずれも同一に構成されており、フィルム外装電池１０３ａを例に挙げて説明すると、フィルム外装電池１０３ａは、外包体１０４によって密封封止された発電要素１０５を有しており、熱融着された外包体１０４の周縁部からは、内部の発電要素１０５と電気的に接続された正極端子１０８ａが引き出されている。また、図示しないが、フィルム外装電池１０３ａの外包体１０４の周縁部のうち、正極端子１０８ａが引き出された反対側の周縁部（図面上側の周縁部）からは負極端子（１０８ｂ）が引き出されている。
【０００５】
２つのフィルム外装電池１０３ａ、１０３ｂは、それぞれの正極端子１０８ａと負極端子１０８ｂとが同じ側に位置するように互い違いに重ね合わされており、正極端子１０８ａと負極端子１０８ｂとが、重ね合せ部１１０ａにおいて電気的に接続されて直列接続をなしている。なお、図１２（ａ）の構成では、端子同士が互いに接続された重ね合せ部１１０ａが一方側のフィルム外装電池１０３ａの外側面上にくるように折り曲げられている。
【０００６】
また、同文献によれば、この重ね合せ部１１０ａにおける端子同士の接続手段としては、例えば、超音波溶接、レーザ溶接といった溶接手段や、ハンダ付け、ビス止め、リベット止め等の手段が挙げられている。
【０００７】
次いで、図１２（ｂ）の組電池１５２は、重ね合せ部１１０ｂの構成を変えたものであり、重ね合せ部１１０ｂは両フィルム外装電池１０３ａ、１０３ｂの間に設けられている。重ね合せ部１１０ｂには、絶縁性材料からなる断面略コ字状の絶縁スペーサ１１４が取り付けられており、これにより、重ね合せ部１１０ｂの先端が接触することによる外包体１０４の損傷が抑制されたものとなっている。
【特許文献１】特開２００３−３３８２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述したような従来の構成では、フィルム外装電池の端子同士の電気的接続が、超音波溶接やレーザ溶接、あるいははんだ付けなどの手法を用いて行われるものであり、組電池を製造するにあたっては、例えば、フィルム外装電池同士を集合させた状態で端子を引き出して溶接等を行わなければならず、その作業は比較的煩雑なものとなっていた。また、ビス止めやリベット止めなど端子同士を機械的に接続させる手法も挙げられているが、これらの手法においても部品点数の削減、作業工程の簡素化といった点で改善の余地が残されている。
【０００９】
他方、フィルム外装電池を直列接続する場合には、正極端子と負極端子とを密着させて接続する必要があり、この場合、例えばアルミニウム（正極）と銅（負極）とが接触することとなる。このように異金属同士が接触する構成では、端子同士の間に液体（例えば水）が入り込んだ状態でその電気的接続部に電流が流れると、電蝕現象が起き、端子が腐食してしまうという問題が起こることが知られている。端子の腐食は、組電池の電気的性能の低下や、短寿命化の原因となる。したがって、端子同士の間への液体の浸入を防止することが、組電池を高信頼なものとする点で重要である。
【００１０】
また、アルミニウムなどでは、異金属同士でなくても、すなわち同種金属同士であっても電蝕が起こることもあるため、上記のような問題はフィルム外装電池を直列接続する場合に限らず、並列接続する場合にも同様に起こりうる問題である。そして、上記のような問題は、フィルム外装電池に限らず、電極端子同士の電気的接続が行われ、かつ、端子間の電蝕の問題も生じうる電気デバイスに関して同様に起こりうる問題である。
【００１１】
そこで本発明の目的は、比較的簡単な工程で電極端子同士を接続でき、かつ、腐食による電極端子の損傷を抑制可能な接続装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、本発明の接続装置を用いることによって、製造工程の簡素化が図られ、かつ、電極端子の損傷が発生しにくい電気デバイス集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明による電極端子の接続装置は、シート状の電極端子同士を部分的に重ねて密着させることによって前記電極端子同士の電気的な接続を行う接続装置であって、前記電極端子同士の重ね合せ部を気密封止するシール材と、前記重ね合せ部を、前記シール材を介して挟み込む一対の挟持部材と、前記一対の挟持部材を互いに位置決め固定すると共に、前記重ね合せ部において前記電極端子同士が互いに押し付けられるように前記一対の挟持部材を付勢する押付け部材とを有するものである。
【００１３】
このように構成された本発明の接続装置によれば、一対の挟持部材と押付け部材とを用いて電極端子同士の電気的な接続を行うものであるため、従来のビス止め等による接続、あるいは溶接による接続と比較して、比較的簡単な工程で接続作業を行うことが可能となる。また、押付け部材は、一対の挟持部材を互いに固定するための手段であるが、同時に、一対の挟持部材に付勢力を付与する手段でもあり、この付勢力は挟持部材を介して電極端子同士の重ね合せ部に作用する。これにより、端子同士の密着はより確実なものとなり、接続不良の発生が抑えられたものとなる。本発明の接続装置ではさらに、端子同士の重ね合せ部がシール材によって気密封止されているため、例えば水などが、重ね合せ部（特に端子同士の密着面）に浸入しにくいものとなっている。
【００１４】
また、上記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を挟持するための平面状の挟持面が形成されていてもよいし、相補的にかみ合う形状とされた曲面状または凹凸状の挟持面が形成されていてもよい。さらに、一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を、部分的に直接加圧する押圧突部が形成されているものであってもよく、この場合、押圧突起は、重ね合せ部のうちその周縁を除く領域を直接加圧することが好ましい。
【００１５】
また、電極端子の引き回しとしては、電極端子が、前記挟持部材の外周面に沿って折り曲げられ、その先端側が前記挟持面によって挟持されるものであってもよい。この場合、外周面の少なくとも一部には、前記シート状の電極端子をなだらかに折り曲げるための構造部（例えば湾曲部または傾斜部）が形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記押付け部材は、略コ字状の断面形状を有し、前記一対の挟持部材を一括して挟み込む付勢部材であってもよい。さらに、押付け部材は導電性材料であって、接続される前記電極端子の双方に接触した状態で前記一対の挟持部材を挟み込むものであってもよい。
【００１７】
また、上記シール材は、重ね合せ部の少なくとも周縁を気密封止するものであればよく、重ね合せ部全体を挟み込む２枚のシート状のシール部材からなるものであってもよい。シール材はその他にも、流動性を有する樹脂材料が固化したものであってもよく、特にこのようなシール材を利用する場合には、一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記流動性の樹脂材料が充填される空間を協働して形成する凹状構造部が形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の電気デバイス集合体は、シート状の電極端子が延出した電気デバイスが複数集合した電気デバイス集合体であって、前記電気デバイスの前記シート状の電極端子と、他の前記電気デバイスの前記シート状の電極端子とが上述のような本発明の接続装置によって接続されているものである。この場合、前記電気デバイスは収納ケースに収納されたものであって、前記接続装置の前記挟持部材は、前記収納ケースの外周面に一体的に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上述したような本発明によれば、一対の挟持部材と押付け部材とを用いて比較的簡単な工程で電極端子同士を接続することができ、しかも、端子同士の重ね合せ部はシール材によって気密封止されているため、端子同士の密着面に水などが浸入しにくく、その結果、端子同士の密着部における電蝕の問題が発生しにくいものとなり、腐食による電極端子の損傷を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、フィルム外装電池の構成を示す外観斜視図である。
【００２１】
図１のフィルム外装電池１は、従来公知のものであり、所定の起電力を出力する薄型の発電要素２がフィルム外包体７によって密封封止されると共に、それぞれ発電要素２と電気的に接続された、シート状の正極端子３および負極端子４がフィルム外包体７の熱融着部７ａから引き出されている。なお、フィルム外包体７の輪郭形状は長方形となっており、正極端子３は、２つの短辺のうちの一方から引き出されており、負極端子４は、反対側の短辺から引き出されている。また、正極端子３と負極端子４とは、互いに異なる材質からなるものであり、例えば、正極端子３がアルミニウムからなり、負極端子４が銅または銅にニッケルメッキを施したものからなっている。
【００２２】
図２を参照して、まず本実施形態の接続装置５０の全体の構成について説明する。図２は、本実施形態の接続装置を示す図であり、図１に示すフィルム外装電池１が直列接続された状態を示している。すなわち、一方のフィルム外装電池１の正極端子３と、他方のフィルム外装電池１の負極端子４とが接続された状態が示されている。
【００２３】
本実施形態の接続装置５０は、図２に示すように、正極端子３と負極端子４とを重ね合せた重ね合せ部を挟み込むための一対の挟持部材２１、２２と、その一対の挟持部材２１、２２を互いに位置決め固定するための押付け部材３０と、端子３、４の重ね合せ部を気密封止して電蝕の発生を抑えるためのシール材４０とを有している。
【００２４】
次に、図３〜図５を参照して、これら接続装置の各構成要素について詳細に説明する。ここで、図３は、図２の接続装置を拡大して示す断面図であり、端子同士が接続装置によって接続されている完成状態を示ししている。また、図４は、主に挟持部材およびシール材の構成を示す分解斜視図であり、図５は、図２の押付け部材を単体で示す斜視図である。
【００２５】
一対の挟持部材２１、２２は、図４に示すように、シール部材４０ａ、４０ｂを介して端子３、４の重ね合せ部５を挟み込む部材であり、左右対称形ではあるが実質的に同一の構成となっている。各挟持部材２１、２２は、重ね合せ部５をその幅方向（図示奥行き方向）の全体にわたって挟み込めるように、重ね合せ部５の幅よりも長く形成されている。各挟持部材２１、２２の、互いに対向する対向面２１ａ、２２ａのそれぞれには、シール部材４０ａ、４０ｂを配置するための挟持部２１ｄ、２２ｄが形成されている。一方の挟持部２２ｄを例に挙げて説明すると、挟持部２２ｄは、対向面２２ａのうちの両側と下部側を残すようにして、対向面２２ａから僅かに掘り込まれた凹状構造部であり、平面状の挟持面を有している。
【００２６】
各挟持部材２１、２２は、それぞれ外側の側面に係合溝２１ｅ、２２ｅを有している。図３の断面図に示すように、各係合溝２１ｅ、２２ｅは、後述する押付け部材３０の係合部３０ａが引っ掛けられる構造部であり、本実施形態では半円形状となっている。また、各挟持部材２１、２２の外側上方の角部には、湾曲したＲ状部２１ｃ、２２ｃが形成されている。このようにＲ状部２１ｃ、２２ｃが形成されていることにより、端子３、４を挟持部材２１、２２の外周に良好に沿わせることができるようになっている。つまり、端子３、４は急な角度で折り曲げられるのではなく、Ｒ状部２１ｃ、２２ｃに沿ってなだらかに曲げられるため、外周面に対する端子３、４の浮きや、端子の折曲げ部における電気的特性の劣化または機械的強度の劣化といった問題が発生しにくいものとなっている。
【００２７】
再び図４を参照し、シール部材４０ａ、４０ｂは、上述した挟持部２１ｄ、２２ｄと略同一の輪郭形状を有するシート状の部材である。シール部材４０ａ、４０ｂは、例えば加熱されることによって互いに溶融すると共に、溶融後は一体部材（シール材４０、図３参照）となって、端子同士の重ね合せ部５の気密封止を行うものである。一体となったシール材４０はこのように端子同士の重ね合せ部５を気密封止するものであるため、図６に示すように、重ね合せ部５の周囲を包囲するような形状となっていることが好ましい。
【００２８】
なお、シール部材４０ａ、４０ｂは、加熱によって一体化するものの他にも、例えば、互いに押し付けられることによって一体化するようなものであってもよいし、押し付けられないとしても、接触することによって一体化するようなものであってもよい。このような材料としては、例えば樹脂材料からなる、接着剤またはコーキング用材料であってもよく、溶着後に重ね合せ部５を良好に嫌気できるものであることが好ましい。
【００２９】
樹脂材料を利用する場合、シール部材４０ａ、４０ｂを利用するのではなく、上記挟持部２１ｄ、２２ｄが協働して形成する１つの空間２７（図６参照）内に、流動性を有する樹脂材料を流し込み、それを固化させて最終的なシール材４０を得るようにすることもできる。この場合、シール材４０の輪郭形状は空間２７の形状の依存することとなる。このことからすれば、各挟持部２１ｄ、２２ｄの幅寸法Ｌ22dは、図６に示すように重ね合せ部５の幅寸法Ｌ5より大きいことが好ましい。
【００３０】
また、重ね合せ部５における電蝕の問題が、一般に、端子３、４の密着面に水などが侵入することに起因して生じることを考慮すれば、図６（ｂ）に示すように、重ね合せ部５の側端５ａおよび下端５ｂがシール材４０によって気密封止されるようになっていることが好ましい。さらには、図３において、端子３、４の上面と押付け部材３０の内側面との間にもシール材を配することが好ましい。つまり、電蝕防止のための気密封止としては、端子同士の密着面を気密封止することが重要であり、その他の部位では、シール材４０の厚さが薄くなっていてもよいし、あるいは場合によってはシール材４０が存在しないものであってもよい。
【００３１】
図６（ｃ）はそのような構成の一例を示しており、重ね合せ部５の中央部５ｃにおいて、シール材４０の厚さが部分的に薄くなっている。このような構成によれば、重ね合せ部５の中央部５ｃにおいてシール材４０の厚さが薄くなっているため、重ね合せ部５を両側から良好に押圧できる点で好ましい。すなわち、端子３、４同士がより確実に密着するものとなるため、接続不良等の問題がより発生しにくいものとなる。なお、上述のような、シール材４０の形状変更は、挟持部２１ｄ、２２ｄの形状を変更することで実施可能である。
【００３２】
次に、押付け部材３０について説明する。押付け部材３０は、図５に示すように、略コ字状の断面形状を有しており、具体的には、上面３０ｂとその上面に繋がる２つの側面３０ｃとを有している。
【００３３】
各側面３０ｃの下端には、挟持部材２１、２２の係合溝２１ｅ、２２ｅに係合するロール状の係合部３０ａが形成されている。押付け部材３０は、挟持部材２１、２２の上面側から差し込まれるようして取り付けられるものであり、係合部３０ａがこのようにロール状となっていることは、押付け部材３０の差込みを容易に行うことができる点、および、係合溝２１ｅ、２２ｅからの抜けを防止できる点、さらには、差込みの際に端子３、４を傷つけにくい点で利点を有している。
【００３４】
押付け部材３０の材質は、一対の挟持部材２１、２２を固定することができ、かつ、端子３、５同士を密着させるための所定の付勢力を挟持部材２１、２２に付与できるものであれば、樹脂材料であってもよいし金属材料であってもよい。また、絶縁性を有するか否かについても特に限定されるものではない。
【００３５】
例えば絶縁性樹脂材料の場合、押付け部材３０はカバーとして機能し、外部に対する端子３、４の絶縁が実現される。もっとも、樹脂材料に限らず、金属材料からなる押付け部材３０の表面に絶縁コーティングを施したものであってもこのような絶縁に関する同様の効果を得ることは可能である。
【００３６】
次に、導電性材料の場合、端子３、４は、重ね合せ部５における電気的な接続に加えて、押付け部材３０を介して互いに電気的に接続されることとなる。これにより、端子３、４同士の電気的な接続はより確実なものとなる。
【００３７】
さらに、押付け部材３０を例えば金属板で構成する場合、係合部３０ａはロール曲げ加工によって形成可能であり、中空の構造を有することとなる。このように係合部３０ａが中空構造となっている場合、この中空部を利用した、押付け部材３０の取付け治具を利用することもできる。すなわち、取付け治具は、例えば、対向する２つの係合部３０ａの各中空部に棒状の挿入部を差し込んで、押付け部材３０を押し広げることができるものである。このような取付け治具を用いれば、押付け部材３０を摺動させながら差し込むのではなく、係合部３０ａ同士を押し広げた状態で押し付け部材３０を取付け位置まで移動させることができるため、押付け部材３０を取り付ける際に端子３、４を損傷させてしまうような不具合がより生じにくくなる。
【００３８】
なお、対向する係合部３０ａの間の距離Ｌ30a（図５参照）は、押し付け力を増すことで端子同士の密着をより確実なものとするため、係合溝２１ｅと２２ｅとの間の距離Ｌｅ（図３参照）よりも若干短く形成されている。また、図５では、各側面３０ｃの両端に１つずつ係合部３０ａが形成されている例が示されているが、本発明はこれに限られるものではない。
【００３９】
押付け部材３０の上面３０ｂは、図５に示すように平面状に形成されていてもよいし、図３に示すように湾曲状に形成されていてもよい。特に、図３のように、上面３０ｂが挟持部材２１、２２側に向かって凸となるように湾曲し、押付け部材３０を取り付けた際に上面３０ｂの内側面が端子３、４の双方に接触するような構成とされていてもよい。このような上面３０ｂによれば、端子３、４を挟持部材２１、２２の上面に押し付けることで、端子３、４をより確実に固定することができる。
【００４０】
次に、以上のように構成された本実施形態の接続装置５０を用いて、一方のフィルム外装電池１の正極端子３と他方のフィルム外装電池１の負極端子４とを接続する方法の一例について説明する。
【００４１】
まず、各挟持部材２１、２２の挟持部２１ｄ、２２ｄに、シート状のシール部材４０ａ、４０ｂを配置する。次いで、各端子３、４を、それぞれの挟持部材２１、２２の外周面に沿わせて折り曲げる。次いで、折り曲げた各端子３、４の先端部同士が密着するように、一対の挟持部材２１、２２を対向配置する。この状態では、各端子３、４の先端部同士が密着して例えば図６に示すような重ね合せ部５となっており、また、重ね合せ部５の外側では、シート状のシール部材４０ａ、４０ｂ同士が部分的に互いに密着した状態となっている。次いで、シール部材４０ａ、４０ｂ同士を一体化させるための所定の処理を行う。この所定の処理とは、選択されたシール部材４０ａ、４０ｂの材質によって異なるものであり、例えば前述したような加熱や加圧（押圧）といった処理である。次いで、押付け部材３０を取り付けることで、端子３、４同士の接続が完了する（図３参照）。
【００４２】
図３に示すように、押付け部材３０を取り付けられた状態では、挟持部材２１、２２が互いに押付けられる。押付け部材３０による付勢力は、シール材４０を介して端子同士の重ね合せ部５に対し略垂直に作用する。これにより、正極端子３と負極端子４とが密着し、この密着面において電気的な接続が行われるものとなる。また、シール材４０は、端子同士の重ね合せ部５に密着して包囲する形状となっており、これにより、重ね合せ部５の気密封止が実現される。
【００４３】
以上説明したような本実施形態の接続装置５０では、一対の挟持部材２１、２２と押付け部材３０とを用いて端子３、４同士の電気的な接続を行うものであるため、従来のビス止め等による接続、あるいは溶接による接続と比較して、比較的簡単な工程で接続作業を行うことできる。また、重ね合せ部５においては、端子３、４同士は互いに押し付けられた状態で密着しているため、電気的な接続はより確実なものとなっている。さらには、重ね合せ部５にはシール材４０が設けられているため、重ね合せ部５（特に端子３、４の密着面）に水などの液体が浸入しにくいものとなっている。
【００４４】
以上、第１の実施形態として図３、図４に挟持部材２１、２２の一例を示したが、挟持部材はそれらの形状に限定されるものではなく、例えば図７に示すようなものであってもよい。ここで、図７は、挟持部材の変形例を示す断面図である。
【００４５】
上述した挟持部材２１、２２は、その対向面２１ａ、２２ａに、シート状のシール部材４０ａ、４０ｂを配置するための挟持部２１ｄ、２２ｄが形成されたものであったが、図７（ａ）に示すように、挟持部材２３は挟持部が形成されていないものであってもよく、この場合、端子同士の重ね合せ部５は対向する平面状の対向面２３ａ同士によって挟まれることとなる。このような構成であったとしても、例えばシート状のシール部材４０ａ、４０ｂを用いて重ね合せ部５を包囲することによって重ね合せ部５の気密封止を行うことは可能である。
【００４６】
図７（ｂ）に示す挟持部材２４は、対向面２４ａの上部側、すなわち、端子３、４が巻き込まれる側に傾斜部２４ｆが形成されている。このような挟持部材２４を用いて端子３、４を挟持した状態を図９に示す。図示するように、端子３、４は、傾斜部２４ｆに沿って挟み込まれるため、前述したＲ部２１ｃ、２２ｃと同様の作用効果を得ることができる。また、一対の挟持部材２４が対向配置された状態では、各部材の傾斜部２４ｆが協働して１つの凹部を形成することとなる。この場合、押付け部材３１に凸部３１ａを設けることが好ましい。凸部３１ａは、２つの傾斜部２４ｆによって形成された凹部に対して相補的に対応するような形状となっており、これにより、押付け部材３１を取り付けると、凸部３１ａは、傾斜部２４ｆにおける端子３、４に接触すると共にそれらを傾斜部２４ｆに対して押付けるようになっている。なお、図９の構成では、押付け部材３１の凸部３１ａと端子３、４との間に、空隙２８が形成されているが、必要に応じて、シール材をこの空隙２８内に充填してもよい。これにより重ね合せ部５の気密封止がより確実なものとなる。
【００４７】
図７（ｃ）に示す挟持部材２５は、対向面２５ａの一部に、相補的に対応する形状であって互いにかみ合うように形成された曲面状のかみ合い部２５ｇが形成されている。このようなかみ合い部２５ｇが形成されていることによって、一対の挟持部材２５を対向配置させたときの両部材の位置決め精度が向上する。また、このかみ合い部２５ｇで端子３、４の重ね合せ部５を挟持することによって、重ね合せ部５は抜けにくいものとなり、また、端子３、４同士の接触面積を広く確保できるものとなる。なお、かみ合い部２５ｇで重ね合せ部５を挟持する場合であっても、電蝕防止のためには重ね合せ部５をシール材で気密封止することが重要である。前述のようなシート状のシール部材４０ａ、４０ｂを利用するのであれば、シール部材４０ａ、４０ｂをかみ合い部２５ｇの表面に沿って貼り付けることができるようになっていることが好ましい。このことから、かみ合い部２５ｇの表面形状は比較的なだらかに形成されていることが好ましい。すなわち、かみ合い部２５ｇの形状は、シール材による重ね合せ部５の気密封止に悪影響を及ぼさないものであることが望ましい。また、図示は省略するが、かみ合い部は図７（ｃ）のような曲面状のものに限らず、他にも、例えば断面台形状の凹凸部が互いにかみ合うようなものであってもよい。
【００４８】
さらに、上記の他にも、挟持部材２１、２２は図８に示すようなものであってもよい。図８に示す挟持部材２１、２２は、それぞれの対向面（対向面２２ａのみを示す）に形成された挟持部（挟持部２２ｄ、図２参照）のところに押圧突部２１ｂ、２２ｂを有している。一方の挟持部材２２を例に挙げて説明すると、押圧突部２２ｂは挟持部材２２の長手方向に並べて複数設けられており、その輪郭形状は一例として円形となっている。また、押圧突部２２ｂの前面は平面となっており、この面が、端子同士の重ね合せ部５に対する挟持面となる。すなわち、図８の挟持部材２１、２２で端子同士の重ね合せ部５を挟み込むと、押圧突部２１ｂ、２２ｂの挟持面のそれぞれが重ね合せ部５に直接に接触して、同重ね合せ部５を両面から押圧することとなる。したがって、端子同士の密着がより確実なものとなる。なお、このような構成の場合、シート状のシール部材４０ｃは押圧突起２２ｂのところが予めくり抜かれたものであってもよい。シール部材４０ｃは、少なくとも重ね合せ部５の周縁（図６の符号５ａ、符号５ｂに示す３辺）を気密封止するようになっていることが好ましく、したがって、押圧突起２１ｂ、２２ｂは、その領域を除く、重ね合せ部５の略中央部に配置されていることが好ましい。
【００４９】
押圧突部２１ｂ、２２ｂは、端子同士の重ね合せ部５を直接押圧できるものであれば種々変更可能である。例えば、図８では押圧突部２２ｂが一列に並んだものであるが、押圧突部を上下２列に並べて配置してもよい。また、それぞれの押圧突部がリブ状に形成されていてもよい。
【００５０】
（第２の実施形態）
本発明の接続装置は、より実用的には、挟持部材がフィルム外装電池１を保持するケースに設けられているものであってもよい。
【００５１】
図１０に示すように、ケース６０ａ、６０ｂは、フィルム外装電池１を１つずつ保持するためのものであり、フィルム外装電池１の外周を囲む枠体６５を有している。枠体６５は例えば樹脂材料からなる成形品として構成されており、フィルム外装電池１の各端子３、４は枠体６５を貫通して外側に向かって延びている。図示するケース６０ａ、６０ｂは同一のものであり、一方のケース６０ａを例に挙げて説明すると、枠体６５の上部側の外周面には、第１の実施形態における挟持部材２２に相当する挟持部材６２が枠体６５と一体的に形成されており、枠体６５の下部側の外周面には、第１の実施形態における挟持部材２１に相当する挟持部材６１と同じく一体的に形成されている。
【００５２】
また、上部側の挟持部材６２は、枠体６５の図示右側に設けられており、一方、下部側の挟持部材６１は枠体６５の図示左側に設けられている。言い換えれば、一方の挟持部材６２と他方の挟持部材６１とは、枠体６５の厚さ方向において互いに反対側の位置に設けられている。このように、１つのケースにおいて挟持部材６１、６２が厚さ方向の反対側に設けられていることによって、図１０に示すような状態で、２つのケース６０ａ、６０ｂを隣接させて並べるとケース６０ａの挟持部材６２とケース６０ｂの挟持部材６１とが対向することとなる。したがって、この一対の挟持部材６１、６２を利用して、第１の実施形態同様に、端子３、４を挟持する１つの接続装置を構成することができ、２つのフィルム外装電池１を直列接続することができる。なお、同様にして、ケース６０ａ、６０ｂのそれぞれに隣接させて他のケース（不図示）を並べて他のフィルム外装電池１をさらに接続することが可能であり、これにより、幾つかのフィルム外装電池１が集合した組電池が構成される。
【００５３】
このような本実施形態の構成によれば、挟持部材６１、６２を介して端子３、４を押圧密着させる押付け部材３０が、ケース６０ａ、６０ｂ同士を固定する手段としても機能するため、ケース同士の固定がより安定したものとなる。場合によっては、他の固定手段を用いなくてもケース同士の固定を行うことができるため、組電池の部品点数を少なくできる点で利点を有している。
【００５４】
なお、上記のようなケース６０ａ、６０ｂを利用して、図１１に示すように、フィルム外装電池１を並列接続することもできる。図１１の構成のうち、中央の２つのケース６０が本発明を適用したものとなっており、一方のケース６０の挟持部材６１と他方のケース６０挟持部材６１とが対向した状態となっている。各ケース６０、６６から引き出された、４枚の同じ極性の端子３は、一対の挟持部材６１によって挟まれることによって、密着して積層した状態となっており、これにより電気的な接続が実現されている。なお図示しないが、この４枚の端子３の重ね合せ部はシール材によって気密封止されている。
【００５５】
以上、第１および第２の実施形態について説明し、本発明の接続装置がフィルム外装電池１同士の端子の接続に有用であることを述べたが、フィルム外装電池１はより詳細には次のようなものであってもよい。すなわち、フィルム外装電池１の発電要素２は、不図示のセパレータを介して積層された正極側活電極と負極側活電極とからなる積層型であってもよいし、帯状の正極側活電極と負極側活電極とをセパレータを介して重ねこれを捲回した後、扁平状に圧縮することによって正極側活電極と負極側活電極とが交互に積層された構造の捲回型であってもよい。また、発電要素２としては、一般的なリチウムイオン二次電池用として構成されたものであってもよく、具他的には、リチウム・マンガン複合酸化物、コバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔などの両面に塗布した正極板と、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を銅箔などの両面に塗布した負極板とを、セパレータを介して対向させ、それにリチウム塩を含む電解液を含浸させたものであってもよい。発電要素はこの他にも、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類の化学電池の発電要素であってもよい。本発明は、さらに、電気二重層キャパシタなどのキャパシタあるいは電解コンデンサなどに例示されるキャパシタ要素のような、電気エネルギを内部に蓄積した電気デバイス要素から引き出された端子同士の接続に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】フィルム外装電池の構成を示す外観斜視図である。
【図２】第１の実施形態の接続装置を示す図であり、図１に示すフィルム外装電池１が直列接続された状態を示している。
【図３】図２の接続装置を拡大して示す断面図であり、端子同士が接続装置によって接続された完成状態を示ししている。
【図４】挟持部材およびシール材の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図２の押付け部材を単体で示す斜視図である。
【図６】端子同士の重ね合せ部とそれを気密封止するシール材とを示す図である。
【図７】挟持部材の変形例を示す断面図である。
【図８】挟持部材のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図９】図７（ｂ）の挟持部材を用いて端子同士を接続した状態を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の接続装置を示す図であり、端子同士が直列接続された状態を示している。
【図１１】第２の実施形態の接続装置を用いて端子同士を並列接続した状態を示す図である。
【図１２】従来の組電池における端子同士の接続を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ フィルム外装電池
２ 発電要素
３ 正極端子
４ 負極端子
５ 重ね合せ部
５ａ 側端
５ｂ 下端
５ｃ 中央部
７ フィルム外包体
７ａ 熱融着部
２１、２２、２３、２４、２５、６１、６２ 挟持部材
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ 対向面
２１ｃ、２２ｃ Ｒ状部
２１ｄ、２２ｄ 挟持部
２１ｅ、２２ｅ 係合溝
２４ｆ 傾斜部
２５ｇ かみ合い部
２７ 空間
２８ 空隙
３０、３１ 押付け部材
３０ａ 係合部
３０ｂ 上面
３０ｃ 側面
３１ａ 凸部
４０ シール材
４０ａ、４０ｂ シール部材
５０ 接続装置
６０、６０ａ、６０ｂ、６６ ケース
６５ 枠体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の電極端子同士を電気的に接続するための接続装置、および、それを用いて複数の電気デバイス同士が電気的に接続された電気デバイス集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリッド電気自動車（以下、単に「電気自動車等」という）のモータ駆動用の電源として、軽量かつ薄型の電池の開発が進められている。この種の電池の一例として、複数のフィルム外装電池が重ね合わされて所定の電圧が得られるように構成された組電池が知られている。フィルム外装電池は、薄型の発電要素がラミネートフィルムによって密閉封止されたものであり、密閉封止のためにラミネートフィルムの周縁部は熱融着されている。また、そのラミネートフィルム同士の熱融着部からは、内部の発電要素と電気的に接続された、正極および負極の引き出し端子が延出している。
【０００３】
図１２は、特許文献１に示された従来の組電池の構成を示す図である。
【０００４】
図１２（ａ）に示すように、組電池１５１は、電気的に直列接続されるように並べられた２つのフィルム外装電池１０３ａ、１０３ｂ（フィルム外装電池１０３）を有している。各フィルム外装電池１０３はいずれも同一に構成されており、フィルム外装電池１０３ａを例に挙げて説明すると、フィルム外装電池１０３ａは、外包体１０４によって密封封止された発電要素１０５を有しており、熱融着された外包体１０４の周縁部からは、内部の発電要素１０５と電気的に接続された正極端子１０８ａが引き出されている。また、図示しないが、フィルム外装電池１０３ａの外包体１０４の周縁部のうち、正極端子１０８ａが引き出された反対側の周縁部（図面上側の周縁部）からは負極端子（１０８ｂ）が引き出されている。
【０００５】
２つのフィルム外装電池１０３ａ、１０３ｂは、それぞれの正極端子１０８ａと負極端子１０８ｂとが同じ側に位置するように互い違いに重ね合わされており、正極端子１０８ａと負極端子１０８ｂとが、重ね合せ部１１０ａにおいて電気的に接続されて直列接続をなしている。なお、図１２（ａ）の構成では、端子同士が互いに接続された重ね合せ部１１０ａが一方側のフィルム外装電池１０３ａの外側面上にくるように折り曲げられている。
【０００６】
また、同文献によれば、この重ね合せ部１１０ａにおける端子同士の接続手段としては、例えば、超音波溶接、レーザ溶接といった溶接手段や、ハンダ付け、ビス止め、リベット止め等の手段が挙げられている。
【０００７】
次いで、図１２（ｂ）の組電池１５２は、重ね合せ部１１０ｂの構成を変えたものであり、重ね合せ部１１０ｂは両フィルム外装電池１０３ａ、１０３ｂの間に設けられている。重ね合せ部１１０ｂには、絶縁性材料からなる断面略コ字状の絶縁スペーサ１１４が取り付けられており、これにより、重ね合せ部１１０ｂの先端が接触することによる外包体１０４の損傷が抑制されたものとなっている。
【特許文献１】特開２００３−３３８２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述したような従来の構成では、フィルム外装電池の端子同士の電気的接続が、超音波溶接やレーザ溶接、あるいははんだ付けなどの手法を用いて行われるものであり、組電池を製造するにあたっては、例えば、フィルム外装電池同士を集合させた状態で端子を引き出して溶接等を行わなければならず、その作業は比較的煩雑なものとなっていた。また、ビス止めやリベット止めなど端子同士を機械的に接続させる手法も挙げられているが、これらの手法においても部品点数の削減、作業工程の簡素化といった点で改善の余地が残されている。
【０００９】
他方、フィルム外装電池を直列接続する場合には、正極端子と負極端子とを密着させて接続する必要があり、この場合、例えばアルミニウム（正極）と銅（負極）とが接触することとなる。このように異金属同士が接触する構成では、端子同士の間に液体（例えば水）が入り込んだ状態でその電気的接続部に電流が流れると、電蝕現象が起き、端子が腐食してしまうという問題が起こることが知られている。端子の腐食は、組電池の電気的性能の低下や、短寿命化の原因となる。したがって、端子同士の間への液体の浸入を防止することが、組電池を高信頼なものとする点で重要である。
【００１０】
また、アルミニウムなどでは、異金属同士でなくても、すなわち同種金属同士であっても電蝕が起こることもあるため、上記のような問題はフィルム外装電池を直列接続する場合に限らず、並列接続する場合にも同様に起こりうる問題である。そして、上記のような問題は、フィルム外装電池に限らず、電極端子同士の電気的接続が行われ、かつ、端子間の電蝕の問題も生じうる電気デバイスに関して同様に起こりうる問題である。
【００１１】
そこで本発明の目的は、比較的簡単な工程で電極端子同士を接続でき、かつ、腐食による電極端子の損傷を抑制可能な接続装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、本発明の接続装置を用いることによって、製造工程の簡素化が図られ、かつ、電極端子の損傷が発生しにくい電気デバイス集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため本発明による電極端子の接続装置は、シート状の電極端子同士を部分的に重ねて密着させることによって前記電極端子同士の電気的な接続を行う接続装置であって、前記電極端子同士の重ね合せ部を気密封止するシール材と、前記重ね合せ部を、前記シール材を介して挟み込む一対の挟持部材と、前記一対の挟持部材を互いに位置決め固定すると共に、前記重ね合せ部において前記電極端子同士が互いに押し付けられるように前記一対の挟持部材を付勢する押付け部材とを有するものである。
【００１３】
このように構成された本発明の接続装置によれば、一対の挟持部材と押付け部材とを用いて電極端子同士の電気的な接続を行うものであるため、従来のビス止め等による接続、あるいは溶接による接続と比較して、比較的簡単な工程で接続作業を行うことが可能となる。また、押付け部材は、一対の挟持部材を互いに固定するための手段であるが、同時に、一対の挟持部材に付勢力を付与する手段でもあり、この付勢力は挟持部材を介して電極端子同士の重ね合せ部に作用する。これにより、端子同士の密着はより確実なものとなり、接続不良の発生が抑えられたものとなる。本発明の接続装置ではさらに、端子同士の重ね合せ部がシール材によって気密封止されているため、例えば水などが、重ね合せ部（特に端子同士の密着面）に浸入しにくいものとなっている。
【００１４】
また、上記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を挟持するための平面状の挟持面が形成されていてもよいし、相補的にかみ合う形状とされた曲面状または凹凸状の挟持面が形成されていてもよい。さらに、一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を、部分的に直接加圧する押圧突部が形成されているものであってもよく、この場合、押圧突起は、重ね合せ部のうちその周縁を除く領域を直接加圧することが好ましい。
【００１５】
また、電極端子の引き回しとしては、電極端子が、前記挟持部材の外周面に沿って折り曲げられ、その先端側が前記挟持面によって挟持されるものであってもよい。この場合、外周面の少なくとも一部には、前記シート状の電極端子をなだらかに折り曲げるための構造部（例えば湾曲部または傾斜部）が形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記押付け部材は、略コ字状の断面形状を有し、前記一対の挟持部材を一括して挟み込む付勢部材であってもよい。さらに、押付け部材は導電性材料であって、接続される前記電極端子の双方に接触した状態で前記一対の挟持部材を挟み込むものであってもよい。
【００１７】
また、上記シール材は、重ね合せ部の少なくとも周縁を気密封止するものであればよく、重ね合せ部全体を挟み込む２枚のシート状のシール部材からなるものであってもよい。シール材はその他にも、流動性を有する樹脂材料が固化したものであってもよく、特にこのようなシール材を利用する場合には、一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記流動性の樹脂材料が充填される空間を協働して形成する凹状構造部が形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の電気デバイス集合体は、シート状の電極端子が延出した電気デバイスが複数集合した電気デバイス集合体であって、前記電気デバイスの前記シート状の電極端子と、他の前記電気デバイスの前記シート状の電極端子とが上述のような本発明の接続装置によって接続されているものである。この場合、前記電気デバイスは収納ケースに収納されたものであって、前記接続装置の前記挟持部材は、前記収納ケースの外周面に一体的に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上述したような本発明によれば、一対の挟持部材と押付け部材とを用いて比較的簡単な工程で電極端子同士を接続することができ、しかも、端子同士の重ね合せ部はシール材によって気密封止されているため、端子同士の密着面に水などが浸入しにくく、その結果、端子同士の密着部における電蝕の問題が発生しにくいものとなり、腐食による電極端子の損傷を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、フィルム外装電池の構成を示す外観斜視図である。
【００２１】
図１のフィルム外装電池１は、従来公知のものであり、所定の起電力を出力する薄型の発電要素２がフィルム外包体７によって密封封止されると共に、それぞれ発電要素２と電気的に接続された、シート状の正極端子３および負極端子４がフィルム外包体７の熱融着部７ａから引き出されている。なお、フィルム外包体７の輪郭形状は長方形となっており、正極端子３は、２つの短辺のうちの一方から引き出されており、負極端子４は、反対側の短辺から引き出されている。また、正極端子３と負極端子４とは、互いに異なる材質からなるものであり、例えば、正極端子３がアルミニウムからなり、負極端子４が銅または銅にニッケルメッキを施したものからなっている。
【００２２】
図２を参照して、まず本実施形態の接続装置５０の全体の構成について説明する。図２は、本実施形態の接続装置を示す図であり、図１に示すフィルム外装電池１が直列接続された状態を示している。すなわち、一方のフィルム外装電池１の正極端子３と、他方のフィルム外装電池１の負極端子４とが接続された状態が示されている。
【００２３】
本実施形態の接続装置５０は、図２に示すように、正極端子３と負極端子４とを重ね合せた重ね合せ部を挟み込むための一対の挟持部材２１、２２と、その一対の挟持部材２１、２２を互いに位置決め固定するための押付け部材３０と、端子３、４の重ね合せ部を気密封止して電蝕の発生を抑えるためのシール材４０とを有している。
【００２４】
次に、図３〜図５を参照して、これら接続装置の各構成要素について詳細に説明する。ここで、図３は、図２の接続装置を拡大して示す断面図であり、端子同士が接続装置によって接続されている完成状態を示ししている。また、図４は、主に挟持部材およびシール材の構成を示す分解斜視図であり、図５は、図２の押付け部材を単体で示す斜視図である。
【００２５】
一対の挟持部材２１、２２は、図４に示すように、シール部材４０ａ、４０ｂを介して端子３、４の重ね合せ部５を挟み込む部材であり、左右対称形ではあるが実質的に同一の構成となっている。各挟持部材２１、２２は、重ね合せ部５をその幅方向（図示奥行き方向）の全体にわたって挟み込めるように、重ね合せ部５の幅よりも長く形成されている。各挟持部材２１、２２の、互いに対向する対向面２１ａ、２２ａのそれぞれには、シール部材４０ａ、４０ｂを配置するための挟持部２１ｄ、２２ｄが形成されている。一方の挟持部２２ｄを例に挙げて説明すると、挟持部２２ｄは、対向面２２ａのうちの両側と下部側を残すようにして、対向面２２ａから僅かに掘り込まれた凹状構造部であり、平面状の挟持面を有している。
【００２６】
各挟持部材２１、２２は、それぞれ外側の側面に係合溝２１ｅ、２２ｅを有している。図３の断面図に示すように、各係合溝２１ｅ、２２ｅは、後述する押付け部材３０の係合部３０ａが引っ掛けられる構造部であり、本実施形態では半円形状となっている。また、各挟持部材２１、２２の外側上方の角部には、湾曲したＲ状部２１ｃ、２２ｃが形成されている。このようにＲ状部２１ｃ、２２ｃが形成されていることにより、端子３、４を挟持部材２１、２２の外周に良好に沿わせることができるようになっている。つまり、端子３、４は急な角度で折り曲げられるのではなく、Ｒ状部２１ｃ、２２ｃに沿ってなだらかに曲げられるため、外周面に対する端子３、４の浮きや、端子の折曲げ部における電気的特性の劣化または機械的強度の劣化といった問題が発生しにくいものとなっている。
【００２７】
再び図４を参照し、シール部材４０ａ、４０ｂは、上述した挟持部２１ｄ、２２ｄと略同一の輪郭形状を有するシート状の部材である。シール部材４０ａ、４０ｂは、例えば加熱されることによって互いに溶融すると共に、溶融後は一体部材（シール材４０、図３参照）となって、端子同士の重ね合せ部５の気密封止を行うものである。一体となったシール材４０はこのように端子同士の重ね合せ部５を気密封止するものであるため、図６に示すように、重ね合せ部５の周囲を包囲するような形状となっていることが好ましい。
【００２８】
なお、シール部材４０ａ、４０ｂは、加熱によって一体化するものの他にも、例えば、互いに押し付けられることによって一体化するようなものであってもよいし、押し付けられないとしても、接触することによって一体化するようなものであってもよい。このような材料としては、例えば樹脂材料からなる、接着剤またはコーキング用材料であってもよく、溶着後に重ね合せ部５を良好に嫌気できるものであることが好ましい。
【００２９】
樹脂材料を利用する場合、シール部材４０ａ、４０ｂを利用するのではなく、上記挟持部２１ｄ、２２ｄが協働して形成する１つの空間２７（図６参照）内に、流動性を有する樹脂材料を流し込み、それを固化させて最終的なシール材４０を得るようにすることもできる。この場合、シール材４０の輪郭形状は空間２７の形状の依存することとなる。このことからすれば、各挟持部２１ｄ、２２ｄの幅寸法Ｌ22dは、図６に示すように重ね合せ部５の幅寸法Ｌ5より大きいことが好ましい。
【００３０】
また、重ね合せ部５における電蝕の問題が、一般に、端子３、４の密着面に水などが侵入することに起因して生じることを考慮すれば、図６（ｂ）に示すように、重ね合せ部５の側端５ａおよび下端５ｂがシール材４０によって気密封止されるようになっていることが好ましい。さらには、図３において、端子３、４の上面と押付け部材３０の内側面との間にもシール材を配することが好ましい。つまり、電蝕防止のための気密封止としては、端子同士の密着面を気密封止することが重要であり、その他の部位では、シール材４０の厚さが薄くなっていてもよいし、あるいは場合によってはシール材４０が存在しないものであってもよい。
【００３１】
図６（ｃ）はそのような構成の一例を示しており、重ね合せ部５の中央部５ｃにおいて、シール材４０の厚さが部分的に薄くなっている。このような構成によれば、重ね合せ部５の中央部５ｃにおいてシール材４０の厚さが薄くなっているため、重ね合せ部５を両側から良好に押圧できる点で好ましい。すなわち、端子３、４同士がより確実に密着するものとなるため、接続不良等の問題がより発生しにくいものとなる。なお、上述のような、シール材４０の形状変更は、挟持部２１ｄ、２２ｄの形状を変更することで実施可能である。
【００３２】
次に、押付け部材３０について説明する。押付け部材３０は、図５に示すように、略コ字状の断面形状を有しており、具体的には、上面３０ｂとその上面に繋がる２つの側面３０ｃとを有している。
【００３３】
各側面３０ｃの下端には、挟持部材２１、２２の係合溝２１ｅ、２２ｅに係合するロール状の係合部３０ａが形成されている。押付け部材３０は、挟持部材２１、２２の上面側から差し込まれるようして取り付けられるものであり、係合部３０ａがこのようにロール状となっていることは、押付け部材３０の差込みを容易に行うことができる点、および、係合溝２１ｅ、２２ｅからの抜けを防止できる点、さらには、差込みの際に端子３、４を傷つけにくい点で利点を有している。
【００３４】
押付け部材３０の材質は、一対の挟持部材２１、２２を固定することができ、かつ、端子３、５同士を密着させるための所定の付勢力を挟持部材２１、２２に付与できるものであれば、樹脂材料であってもよいし金属材料であってもよい。また、絶縁性を有するか否かについても特に限定されるものではない。
【００３５】
例えば絶縁性樹脂材料の場合、押付け部材３０はカバーとして機能し、外部に対する端子３、４の絶縁が実現される。もっとも、樹脂材料に限らず、金属材料からなる押付け部材３０の表面に絶縁コーティングを施したものであってもこのような絶縁に関する同様の効果を得ることは可能である。
【００３６】
次に、導電性材料の場合、端子３、４は、重ね合せ部５における電気的な接続に加えて、押付け部材３０を介して互いに電気的に接続されることとなる。これにより、端子３、４同士の電気的な接続はより確実なものとなる。
【００３７】
さらに、押付け部材３０を例えば金属板で構成する場合、係合部３０ａはロール曲げ加工によって形成可能であり、中空の構造を有することとなる。このように係合部３０ａが中空構造となっている場合、この中空部を利用した、押付け部材３０の取付け治具を利用することもできる。すなわち、取付け治具は、例えば、対向する２つの係合部３０ａの各中空部に棒状の挿入部を差し込んで、押付け部材３０を押し広げることができるものである。このような取付け治具を用いれば、押付け部材３０を摺動させながら差し込むのではなく、係合部３０ａ同士を押し広げた状態で押し付け部材３０を取付け位置まで移動させることができるため、押付け部材３０を取り付ける際に端子３、４を損傷させてしまうような不具合がより生じにくくなる。
【００３８】
なお、対向する係合部３０ａの間の距離Ｌ30a（図５参照）は、押し付け力を増すことで端子同士の密着をより確実なものとするため、係合溝２１ｅと２２ｅとの間の距離Ｌｅ（図３参照）よりも若干短く形成されている。また、図５では、各側面３０ｃの両端に１つずつ係合部３０ａが形成されている例が示されているが、本発明はこれに限られるものではない。
【００３９】
押付け部材３０の上面３０ｂは、図５に示すように平面状に形成されていてもよいし、図３に示すように湾曲状に形成されていてもよい。特に、図３のように、上面３０ｂが挟持部材２１、２２側に向かって凸となるように湾曲し、押付け部材３０を取り付けた際に上面３０ｂの内側面が端子３、４の双方に接触するような構成とされていてもよい。このような上面３０ｂによれば、端子３、４を挟持部材２１、２２の上面に押し付けることで、端子３、４をより確実に固定することができる。
【００４０】
次に、以上のように構成された本実施形態の接続装置５０を用いて、一方のフィルム外装電池１の正極端子３と他方のフィルム外装電池１の負極端子４とを接続する方法の一例について説明する。
【００４１】
まず、各挟持部材２１、２２の挟持部２１ｄ、２２ｄに、シート状のシール部材４０ａ、４０ｂを配置する。次いで、各端子３、４を、それぞれの挟持部材２１、２２の外周面に沿わせて折り曲げる。次いで、折り曲げた各端子３、４の先端部同士が密着するように、一対の挟持部材２１、２２を対向配置する。この状態では、各端子３、４の先端部同士が密着して例えば図６に示すような重ね合せ部５となっており、また、重ね合せ部５の外側では、シート状のシール部材４０ａ、４０ｂ同士が部分的に互いに密着した状態となっている。次いで、シール部材４０ａ、４０ｂ同士を一体化させるための所定の処理を行う。この所定の処理とは、選択されたシール部材４０ａ、４０ｂの材質によって異なるものであり、例えば前述したような加熱や加圧（押圧）といった処理である。次いで、押付け部材３０を取り付けることで、端子３、４同士の接続が完了する（図３参照）。
【００４２】
図３に示すように、押付け部材３０を取り付けられた状態では、挟持部材２１、２２が互いに押付けられる。押付け部材３０による付勢力は、シール材４０を介して端子同士の重ね合せ部５に対し略垂直に作用する。これにより、正極端子３と負極端子４とが密着し、この密着面において電気的な接続が行われるものとなる。また、シール材４０は、端子同士の重ね合せ部５に密着して包囲する形状となっており、これにより、重ね合せ部５の気密封止が実現される。
【００４３】
以上説明したような本実施形態の接続装置５０では、一対の挟持部材２１、２２と押付け部材３０とを用いて端子３、４同士の電気的な接続を行うものであるため、従来のビス止め等による接続、あるいは溶接による接続と比較して、比較的簡単な工程で接続作業を行うことできる。また、重ね合せ部５においては、端子３、４同士は互いに押し付けられた状態で密着しているため、電気的な接続はより確実なものとなっている。さらには、重ね合せ部５にはシール材４０が設けられているため、重ね合せ部５（特に端子３、４の密着面）に水などの液体が浸入しにくいものとなっている。
【００４４】
以上、第１の実施形態として図３、図４に挟持部材２１、２２の一例を示したが、挟持部材はそれらの形状に限定されるものではなく、例えば図７に示すようなものであってもよい。ここで、図７は、挟持部材の変形例を示す断面図である。
【００４５】
上述した挟持部材２１、２２は、その対向面２１ａ、２２ａに、シート状のシール部材４０ａ、４０ｂを配置するための挟持部２１ｄ、２２ｄが形成されたものであったが、図７（ａ）に示すように、挟持部材２３は挟持部が形成されていないものであってもよく、この場合、端子同士の重ね合せ部５は対向する平面状の対向面２３ａ同士によって挟まれることとなる。このような構成であったとしても、例えばシート状のシール部材４０ａ、４０ｂを用いて重ね合せ部５を包囲することによって重ね合せ部５の気密封止を行うことは可能である。
【００４６】
図７（ｂ）に示す挟持部材２４は、対向面２４ａの上部側、すなわち、端子３、４が巻き込まれる側に傾斜部２４ｆが形成されている。このような挟持部材２４を用いて端子３、４を挟持した状態を図９に示す。図示するように、端子３、４は、傾斜部２４ｆに沿って挟み込まれるため、前述したＲ部２１ｃ、２２ｃと同様の作用効果を得ることができる。また、一対の挟持部材２４が対向配置された状態では、各部材の傾斜部２４ｆが協働して１つの凹部を形成することとなる。この場合、押付け部材３１に凸部３１ａを設けることが好ましい。凸部３１ａは、２つの傾斜部２４ｆによって形成された凹部に対して相補的に対応するような形状となっており、これにより、押付け部材３１を取り付けると、凸部３１ａは、傾斜部２４ｆにおける端子３、４に接触すると共にそれらを傾斜部２４ｆに対して押付けるようになっている。なお、図９の構成では、押付け部材３１の凸部３１ａと端子３、４との間に、空隙２８が形成されているが、必要に応じて、シール材をこの空隙２８内に充填してもよい。これにより重ね合せ部５の気密封止がより確実なものとなる。
【００４７】
図７（ｃ）に示す挟持部材２５は、対向面２５ａの一部に、相補的に対応する形状であって互いにかみ合うように形成された曲面状のかみ合い部２５ｇが形成されている。このようなかみ合い部２５ｇが形成されていることによって、一対の挟持部材２５を対向配置させたときの両部材の位置決め精度が向上する。また、このかみ合い部２５ｇで端子３、４の重ね合せ部５を挟持することによって、重ね合せ部５は抜けにくいものとなり、また、端子３、４同士の接触面積を広く確保できるものとなる。なお、かみ合い部２５ｇで重ね合せ部５を挟持する場合であっても、電蝕防止のためには重ね合せ部５をシール材で気密封止することが重要である。前述のようなシート状のシール部材４０ａ、４０ｂを利用するのであれば、シール部材４０ａ、４０ｂをかみ合い部２５ｇの表面に沿って貼り付けることができるようになっていることが好ましい。このことから、かみ合い部２５ｇの表面形状は比較的なだらかに形成されていることが好ましい。すなわち、かみ合い部２５ｇの形状は、シール材による重ね合せ部５の気密封止に悪影響を及ぼさないものであることが望ましい。また、図示は省略するが、かみ合い部は図７（ｃ）のような曲面状のものに限らず、他にも、例えば断面台形状の凹凸部が互いにかみ合うようなものであってもよい。
【００４８】
さらに、上記の他にも、挟持部材２１、２２は図８に示すようなものであってもよい。図８に示す挟持部材２１、２２は、それぞれの対向面（対向面２２ａのみを示す）に形成された挟持部（挟持部２２ｄ、図２参照）のところに押圧突部２１ｂ、２２ｂを有している。一方の挟持部材２２を例に挙げて説明すると、押圧突部２２ｂは挟持部材２２の長手方向に並べて複数設けられており、その輪郭形状は一例として円形となっている。また、押圧突部２２ｂの前面は平面となっており、この面が、端子同士の重ね合せ部５に対する挟持面となる。すなわち、図８の挟持部材２１、２２で端子同士の重ね合せ部５を挟み込むと、押圧突部２１ｂ、２２ｂの挟持面のそれぞれが重ね合せ部５に直接に接触して、同重ね合せ部５を両面から押圧することとなる。したがって、端子同士の密着がより確実なものとなる。なお、このような構成の場合、シート状のシール部材４０ｃは押圧突起２２ｂのところが予めくり抜かれたものであってもよい。シール部材４０ｃは、少なくとも重ね合せ部５の周縁（図６の符号５ａ、符号５ｂに示す３辺）を気密封止するようになっていることが好ましく、したがって、押圧突起２１ｂ、２２ｂは、その領域を除く、重ね合せ部５の略中央部に配置されていることが好ましい。
【００４９】
押圧突部２１ｂ、２２ｂは、端子同士の重ね合せ部５を直接押圧できるものであれば種々変更可能である。例えば、図８では押圧突部２２ｂが一列に並んだものであるが、押圧突部を上下２列に並べて配置してもよい。また、それぞれの押圧突部がリブ状に形成されていてもよい。
【００５０】
（第２の実施形態）
本発明の接続装置は、より実用的には、挟持部材がフィルム外装電池１を保持するケースに設けられているものであってもよい。
【００５１】
図１０に示すように、ケース６０ａ、６０ｂは、フィルム外装電池１を１つずつ保持するためのものであり、フィルム外装電池１の外周を囲む枠体６５を有している。枠体６５は例えば樹脂材料からなる成形品として構成されており、フィルム外装電池１の各端子３、４は枠体６５を貫通して外側に向かって延びている。図示するケース６０ａ、６０ｂは同一のものであり、一方のケース６０ａを例に挙げて説明すると、枠体６５の上部側の外周面には、第１の実施形態における挟持部材２２に相当する挟持部材６２が枠体６５と一体的に形成されており、枠体６５の下部側の外周面には、第１の実施形態における挟持部材２１に相当する挟持部材６１と同じく一体的に形成されている。
【００５２】
また、上部側の挟持部材６２は、枠体６５の図示右側に設けられており、一方、下部側の挟持部材６１は枠体６５の図示左側に設けられている。言い換えれば、一方の挟持部材６２と他方の挟持部材６１とは、枠体６５の厚さ方向において互いに反対側の位置に設けられている。このように、１つのケースにおいて挟持部材６１、６２が厚さ方向の反対側に設けられていることによって、図１０に示すような状態で、２つのケース６０ａ、６０ｂを隣接させて並べるとケース６０ａの挟持部材６２とケース６０ｂの挟持部材６１とが対向することとなる。したがって、この一対の挟持部材６１、６２を利用して、第１の実施形態同様に、端子３、４を挟持する１つの接続装置を構成することができ、２つのフィルム外装電池１を直列接続することができる。なお、同様にして、ケース６０ａ、６０ｂのそれぞれに隣接させて他のケース（不図示）を並べて他のフィルム外装電池１をさらに接続することが可能であり、これにより、幾つかのフィルム外装電池１が集合した組電池が構成される。
【００５３】
このような本実施形態の構成によれば、挟持部材６１、６２を介して端子３、４を押圧密着させる押付け部材３０が、ケース６０ａ、６０ｂ同士を固定する手段としても機能するため、ケース同士の固定がより安定したものとなる。場合によっては、他の固定手段を用いなくてもケース同士の固定を行うことができるため、組電池の部品点数を少なくできる点で利点を有している。
【００５４】
なお、上記のようなケース６０ａ、６０ｂを利用して、図１１に示すように、フィルム外装電池１を並列接続することもできる。図１１の構成のうち、中央の２つのケース６０が本発明を適用したものとなっており、一方のケース６０の挟持部材６１と他方のケース６０挟持部材６１とが対向した状態となっている。各ケース６０、６６から引き出された、４枚の同じ極性の端子３は、一対の挟持部材６１によって挟まれることによって、密着して積層した状態となっており、これにより電気的な接続が実現されている。なお図示しないが、この４枚の端子３の重ね合せ部はシール材によって気密封止されている。
【００５５】
以上、第１および第２の実施形態について説明し、本発明の接続装置がフィルム外装電池１同士の端子の接続に有用であることを述べたが、フィルム外装電池１はより詳細には次のようなものであってもよい。すなわち、フィルム外装電池１の発電要素２は、不図示のセパレータを介して積層された正極側活電極と負極側活電極とからなる積層型であってもよいし、帯状の正極側活電極と負極側活電極とをセパレータを介して重ねこれを捲回した後、扁平状に圧縮することによって正極側活電極と負極側活電極とが交互に積層された構造の捲回型であってもよい。また、発電要素２としては、一般的なリチウムイオン二次電池用として構成されたものであってもよく、具他的には、リチウム・マンガン複合酸化物、コバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔などの両面に塗布した正極板と、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を銅箔などの両面に塗布した負極板とを、セパレータを介して対向させ、それにリチウム塩を含む電解液を含浸させたものであってもよい。発電要素はこの他にも、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類の化学電池の発電要素であってもよい。本発明は、さらに、電気二重層キャパシタなどのキャパシタあるいは電解コンデンサなどに例示されるキャパシタ要素のような、電気エネルギを内部に蓄積した電気デバイス要素から引き出された端子同士の接続に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】フィルム外装電池の構成を示す外観斜視図である。
【図２】第１の実施形態の接続装置を示す図であり、図１に示すフィルム外装電池１が直列接続された状態を示している。
【図３】図２の接続装置を拡大して示す断面図であり、端子同士が接続装置によって接続された完成状態を示ししている。
【図４】挟持部材およびシール材の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図２の押付け部材を単体で示す斜視図である。
【図６】端子同士の重ね合せ部とそれを気密封止するシール材とを示す図である。
【図７】挟持部材の変形例を示す断面図である。
【図８】挟持部材のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図９】図７（ｂ）の挟持部材を用いて端子同士を接続した状態を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の接続装置を示す図であり、端子同士が直列接続された状態を示している。
【図１１】第２の実施形態の接続装置を用いて端子同士を並列接続した状態を示す図である。
【図１２】従来の組電池における端子同士の接続を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ フィルム外装電池
２ 発電要素
３ 正極端子
４ 負極端子
５ 重ね合せ部
５ａ 側端
５ｂ 下端
５ｃ 中央部
７ フィルム外包体
７ａ 熱融着部
２１、２２、２３、２４、２５、６１、６２ 挟持部材
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ 対向面
２１ｃ、２２ｃ Ｒ状部
２１ｄ、２２ｄ 挟持部
２１ｅ、２２ｅ 係合溝
２４ｆ 傾斜部
２５ｇ かみ合い部
２７ 空間
２８ 空隙
３０、３１ 押付け部材
３０ａ 係合部
３０ｂ 上面
３０ｃ 側面
３１ａ 凸部
４０ シール材
４０ａ、４０ｂ シール部材
５０ 接続装置
６０、６０ａ、６０ｂ、６６ ケース
６５ 枠体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の電極端子同士を部分的に重ねて密着させることによって前記電極端子同士の電気的な接続を行う接続装置であって、
前記電極端子同士の重ね合せ部を気密封止するシール材と、
前記重ね合せ部を、前記シール材を介して挟み込む一対の挟持部材と、
前記一対の挟持部材を互いに位置決め固定すると共に、前記重ね合せ部において前記電極端子同士が互いに押し付けられるように前記一対の挟持部材を付勢する押付け部材とを有する接続装置。
【請求項２】
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を挟持するための平面状の挟持面が形成されている、請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、相補的にかみ合う形状とされた、曲面状または凹凸状の挟持面が形成されている、請求項１に記載の接続装置。
【請求項４】
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を、部分的に直接加圧する押圧突部が形成されている、請求項１に記載の接続装置。
【請求項５】
前記押圧突起は、前記重ね合せ部のうち該重ね合せ部の周縁を除く領域を直接加圧する、請求項４に記載の接続装置。
【請求項６】
前記シート状の電極端子は、前記挟持部材の外周面に沿って折り曲げられ、その先端側が前記挟持面によって挟持される、請求項２から５のいずれか１項に記載の接続装置。
【請求項７】
前記外周面の少なくとも一部には、前記シート状の電極端子をなだらかに折り曲げるための湾曲部および傾斜部の少なくとも一方が形成されている、請求項６に記載の接続装置。
【請求項８】
前記押付け部材は略コ字状の断面形状を有し、前記一対の挟持部材を一括して挟み込む付勢部材である、請求項１から７のいずれか１項に記載の接続装置。
【請求項９】
前記押付け部材は導電性材料であって、接続される前記電極端子の双方に接触した状態で前記一対の挟持部材を挟み込む、請求項８に記載の接続装置。
【請求項１０】
前記シール材は、前記重ね合せ部の少なくとも周縁を気密封止するものである、請求項１に記載の接続装置。
【請求項１１】
前記シール材は、前記重ね合せ部を略全体をわたって挟み込む２枚のシート状のシール部材からなるものである、請求項１０に記載の接続装置。
【請求項１２】
前記シール材は、流動性を有する樹脂材料が固化したものであって、
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記流動性の樹脂材料が充填される空間を協働して形成する凹状構造部が形成されている、請求項１０に記載の接続装置。
【請求項１３】
シート状の電極端子が延出した電気デバイスが複数集合した電気デバイス集合体であって、
前記電気デバイスの前記シート状の電極端子と、他の前記電気デバイスの前記シート状の電極端子とが、請求項１から１２のいずれか１項に記載の接続装置よって接続されている電気デバイス集合体。
【請求項１４】
前記電気デバイスは収納ケースに収納されたものであって、前記接続装置の前記挟持部材は、前記収納ケースの外周面に一体的に形成されている、請求項１３に記載の電気デバイス集合体。
【請求項１】
シート状の電極端子同士を部分的に重ねて密着させることによって前記電極端子同士の電気的な接続を行う接続装置であって、
前記電極端子同士の重ね合せ部を気密封止するシール材と、
前記重ね合せ部を、前記シール材を介して挟み込む一対の挟持部材と、
前記一対の挟持部材を互いに位置決め固定すると共に、前記重ね合せ部において前記電極端子同士が互いに押し付けられるように前記一対の挟持部材を付勢する押付け部材とを有する接続装置。
【請求項２】
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を挟持するための平面状の挟持面が形成されている、請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、相補的にかみ合う形状とされた、曲面状または凹凸状の挟持面が形成されている、請求項１に記載の接続装置。
【請求項４】
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記重ね合せ部を、部分的に直接加圧する押圧突部が形成されている、請求項１に記載の接続装置。
【請求項５】
前記押圧突起は、前記重ね合せ部のうち該重ね合せ部の周縁を除く領域を直接加圧する、請求項４に記載の接続装置。
【請求項６】
前記シート状の電極端子は、前記挟持部材の外周面に沿って折り曲げられ、その先端側が前記挟持面によって挟持される、請求項２から５のいずれか１項に記載の接続装置。
【請求項７】
前記外周面の少なくとも一部には、前記シート状の電極端子をなだらかに折り曲げるための湾曲部および傾斜部の少なくとも一方が形成されている、請求項６に記載の接続装置。
【請求項８】
前記押付け部材は略コ字状の断面形状を有し、前記一対の挟持部材を一括して挟み込む付勢部材である、請求項１から７のいずれか１項に記載の接続装置。
【請求項９】
前記押付け部材は導電性材料であって、接続される前記電極端子の双方に接触した状態で前記一対の挟持部材を挟み込む、請求項８に記載の接続装置。
【請求項１０】
前記シール材は、前記重ね合せ部の少なくとも周縁を気密封止するものである、請求項１に記載の接続装置。
【請求項１１】
前記シール材は、前記重ね合せ部を略全体をわたって挟み込む２枚のシート状のシール部材からなるものである、請求項１０に記載の接続装置。
【請求項１２】
前記シール材は、流動性を有する樹脂材料が固化したものであって、
前記一対の挟持部材の対向面のそれぞれには、前記流動性の樹脂材料が充填される空間を協働して形成する凹状構造部が形成されている、請求項１０に記載の接続装置。
【請求項１３】
シート状の電極端子が延出した電気デバイスが複数集合した電気デバイス集合体であって、
前記電気デバイスの前記シート状の電極端子と、他の前記電気デバイスの前記シート状の電極端子とが、請求項１から１２のいずれか１項に記載の接続装置よって接続されている電気デバイス集合体。
【請求項１４】
前記電気デバイスは収納ケースに収納されたものであって、前記接続装置の前記挟持部材は、前記収納ケースの外周面に一体的に形成されている、請求項１３に記載の電気デバイス集合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１２７９６４（Ｐ２００６−１２７９６４Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１６０３８（Ｐ２００４−３１６０３８）
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（３０２０３６８６２）ＮＥＣラミリオンエナジー株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２９日（２００４．１０．２９）
【出願人】（３０２０３６８６２）ＮＥＣラミリオンエナジー株式会社 (37)
【Ｆターム（参考）】
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