(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延長された外形を有する電池セル(26)と、
前記電池セル(26)を収納する収納空間(28)を設けた複数の電池ホルダ(22)と、
前記電池ホルダ(22)の端面に露出された前記電池セル(26)の電極と接続される金属製のリード板(40)と、
前記リード板(40)と電気的に接続される回路基板(30)と、
前記リード板(40)を前記回路基板(30)と接続する金属製のリードワイヤ(50)と、
を備える電池パックであって、
前記リード板(40)は、その一部から接続端子部(41)を突出させており、
前記接続端子部(41)は、部分的に折曲された折曲片を形成しており、前記折曲片の先端を前記リードワイヤ(50)と接続され、
前記回路基板(30)は、前記回路基板(30)の長手方向の側面から突出されたワイヤ固定領域(32)を有しており、
前記ワイヤ固定領域(32)に、前記リードワイヤ(50)を、前記回路基板(30)の長手方向に沿う姿勢に固定してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックであって、
前記折曲片は、前記回路基板(30)の長手方向と沿うように、前記リード板(40)の平面方向及び前記ワイヤ固定領域(32)の平面方向に対して斜めに折曲されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電池パックであって、
前記リードワイヤ(50)は、同一形状のものが使用されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項４】
請求項３に記載の電池パックであって、
前記リードワイヤ(50)は先端を折曲してワイヤ係止部(52)を形成しており、
前記折曲片は、前記回路基板(30)の長手方向に沿って、左右に、前記ワイヤ係止部(52)を挿入して係止する係止スリット(43)を形成してなることを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の電池パックであって、
前記ワイヤ固定領域(32)同士の間で、２つの前記接続端子部(41)が対向している部位において、各接続端子部(41)が、互いに離間する方向に折曲されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記ワイヤ固定領域(32)同士の間で、２つの前記接続端子部(41)が対向している部位において、各接続端子部(41)と接続される前記リードワイヤ(50)が、互いに接続端子部(41)と接続する先端が逆方向を向くように折り曲げられ、各々逆向きに前記ワイヤ固定領域(32)に固定されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記電池ホルダ(22)は、前記ワイヤ固定領域(32)同士の間で、前記接続端子部(41)を突出させる位置に、前記接続端子部(41)を挿通させるための端子突出部(25)を形成してなることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を内蔵する電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動自転車やアシスト自転車等、駆動に大電流を要する用途に、複数の電池セルを内蔵して電圧を高めた電池パックが使用される。このような電池パックでは、多数の電池セルを効率よく並べて配置するため、電池セルを収納する収納空間を形成した電池ホルダを使用している。電池ホルダは、電池セルを収納して、電池セルの端面を露出させた状態で、リード板をスポット溶接等により固定している。
【０００３】
一方で複数の電池セルを使用する電池パックでは、電池セルを安定的に使用するため、電池パックを構成する複数の電池セルの中間電位を測定し、保護回路でこれを監視しながら、異常発生時には充放電を停止する等の処理が行われている。中間電位の検出には、一般にリード板が利用される。具体的には、リード板を、保護回路とリード線等により接続し、リード板の電位を検出することで、電池セルの中間電位としている。このような構成においては、複数のリード板からリード線を引き出して、保護回路と接続する必要がある。特に電池パックを構成するコアパックに使用する電池セル数が多くなるほど、リード線を引き出す箇所も増える。リード線の接続が増えると、接触不良の可能性も高くなる。特にリード線は可撓性を有するため、例えばリード線同士が交差したり、振動等によって電池ホルダと擦れて、リード線が剥き出しになって導通部分と接触したり断線するおそれがある。または電池パックのコアパックを収納する外ケースに、コアパックを収納しようとする際、ケースにリード線が噛み込む可能性もある。
【０００４】
このような問題を避けるためには、リード線による配線距離を極力短くしたり、リード線が電池パックの収納ケース内部で移動しないよう保持する等の構造が必要となる。本出願人は、このようなリード線の配線による接触不良の可能性を低減するため、金属線であるリードワイヤを用いて、リード板と保護回路とを接続する構成を開発した。この例を図２１〜図２６に示す。これらの図において、図２１は電池ホルダ９２を積層したコアパック９０の斜視図、図２２は図２１のコアパック９０の分解斜視図、図２３はさらに図２２のコアパック９０を分解した電池ホルダ９２を示す分解斜視図、図２４はリード板９４を曲げる前の状態を示す斜視図、図２５は図２４の状態からリード板９４の端子接続部９５の中間を、山折りに折曲した状態を示す斜視図、図２６はさらに図２５の状態からリード板９４の端子接続部９５の先端を、谷折りに折曲した状態を示す斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、リードワイヤ９７は回路基板９３から側面方向に垂直に突出されており、一方リード板９４の端子接続部９５を図２４の直立状態から、まず図２５に示すように水平方向に折曲し、さらに図２６に示すように端子接続部９５の先端を垂直姿勢に折曲し、最終的に図２１に示すように、端子接続部９５に開口されたリード穴９８をリードワイヤ９７の先端に近接させた状態で、このリードワイヤ９７の先端の折曲部位を、リード穴９８に挿入して、半田付けにより固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２４９９６号公報
【特許文献２】特開２００６−２７６９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の構成では、リード板９４の端子接続部９５を、図２５、図２６に示すように２回、逆方向に折曲する必要があり、加工の手間がかかるという問題があった。また、この方法では最終的に端子接続部９５先端が垂直姿勢となるため、半田付けでリードワイヤ９７先端と固定しようとしても、垂直壁で半田が鉛直方向に流れ易くなってしまい、半田付けに際して半田の残留量が少なくなる傾向にあることから信頼性も低下する。このため、電気接続の信頼性の向上が課題となっていた。特に電池パックをアシスト自転車等の動力用に使用する例では、振動や衝撃が印加される事態が想定されるため、電気接続された部位がこのような外力にも耐えられるよう、信頼性の高い設計が求められていた。さらに、加工コストの面でもより安価な仕様が求められているところである。
【０００７】
本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、リード板と回路基板との接続の信頼性を高めた電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電池パックによれば、長手方向に延長された外形を有する電池セル２６と、前記電池セル２６を収納する収納空間２８を設けた複数の電池ホルダ２２と、前記電池ホルダ２２の端面に露出された前記電池セル２６の電極と接続される金属製のリード板４０と、前記リード板４０と電気的に接続される回路基板３０と、前記リード板４０を前記回路基板３０と接続する金属製のリードワイヤ５０と、を備える電池パックであって、前記リード板４０は、その一部から接続端子部４１を突出させており、前記接続端子部４１は、部分的に折曲された折曲片を形成しており、前記折曲片の先端を前記リードワイヤ５０と接続され、前記回路基板３０は、前記回路基板３０の長手方向の側面から突出されたワイヤ固定領域３２を有しており、前記ワイヤ固定領域３２に、前記リードワイヤ５０を、前記回路基板３０の長手方向に沿う姿勢に固定することができる。これにより、接続端子部を折曲させてリードワイヤとテンションを有する状態で接続されるため、接続の信頼性を高めることができる。特に、リードワイヤを回路基板の側面から垂直に、リード板に向けて突出させるのでなく、突出されたワイヤ固定領域から、回路基板の長手方向にリードワイヤを延長することができる。この結果、リードワイヤとリード板の折曲片とをほぼ平行な姿勢で接続させることができ、リード板のテンションを生かした弾性的な接続が得られ、接続部位の信頼性が高められる。加えて、突出部は回路基板を凸状に形成する構成に限られず、凹状に形成することでも実現できる。この場合は、回路基板のサイズを大きくすることなく実現できるので、装置の大型化を回避しつつ安定性を高めたリード板と回路基板の接続が可能となる。
【０００９】
また、本発明の第２の側面に係る電池パックによれば、前記折曲片は、前記回路基板３０の長手方向と沿うように、前記リード板(40)の平面方向及び前記ワイヤ固定領域(32)の平面方向に対して斜めに折曲することができる。これにより、リードワイヤと接触されるリード板の部位を、垂直姿勢でなく斜め姿勢とすることで、半田付けに際して半田が流れ落ちるリスクを低減でき、半田付けの作業性を改善できると共に電気接続の信頼性を高められる利点が得られる。さらに、リード板を斜めにすることで、リードワイヤの公差を吸収する効果も得られる。加えて、従来のように２回の折曲を要せず、１箇所のみを斜めに折曲するだけで足りるため、加工の手間も低減でき、製造コストの削減にも繋がる。
【００１１】
さらにまた、本発明の第３の側面に係る電池パックによれば、前記リードワイヤ５０は、同一形状のものを使用することができる。これにより、同一形状のリードワイヤを使用して回路基板とリード板とを接続でき、作業性と製造コスト低減に有利となる。
【００１２】
さらにまた、本発明の第４の側面に係る電池パックによれば、前記リードワイヤ５０は先端を折曲してワイヤ係止部５２を形成しており、前記折曲片は、前記回路基板３０の長手方向に沿って、左右に、前記ワイヤ係止部５２を挿入して係止する係止スリット４３を形成することができる。これにより、同一形状のリードワイヤを、その先端が対向する姿勢で使用する際でも、リードワイヤの左右のいずれの側からもリードワイヤ先端のワイヤ係止部を係止することが可能となって、同一のリードワイヤとリード板を使用して配線作業を行うことができ、作業効率と製造コスト低減とを一層図ることができる。
【００１３】
さらにまた、本発明の第５の側面に係る電池パックによれば、前記ワイヤ固定領域３２同士の間で、２つの前記接続端子部４１が対向している部位において、各接続端子部４１を、互いに離間する方向に折曲することができる。これにより、対向する接続端子部同士を離間させてこれらの絶縁を確実にすると共に、折曲時に斜めの姿勢とすることで、各折曲片を確実にリードワイヤにそれぞれ接続できる利点が得られる。
【００１４】
さらにまた、本発明の第６の側面に係る電池パックによれば、前記ワイヤ固定領域３２同士の間で、２つの前記接続端子部４１が対向している部位において、各接続端子部４１と接続される前記リードワイヤ５０が、互いに接続端子部４１と接続する先端が逆方向を向くように折り曲げられ、各々逆向きに前記ワイヤ固定領域３２に固定することができる。これにより、同一形状のリードワイヤを使用しつつ、逆向きに固定することで突出方向を互いに対向させることができ、接続端子部との接続を各々確実に行わしめることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の第７の側面に係る電池パックによれば、前記電池ホルダ２２は、前記ワイヤ固定領域３２同士の間で、前記接続端子部４１を突出させる位置に、前記接続端子部４１を挿通させるための端子突出部２５を形成することができる。これにより、端子突出部から突出された接続端子部を回路基板側面に沿って折曲して、ワイヤ固定領域に近接させることができ、リード板とリードワイヤの接続を従来のように直交させるのでなく、平行に対向させて、安定的な電気接続を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池パックを示す外観斜視図である。
【図２】図１の電池パックを背面から見た斜視図である。
【図３】図１の電池パックの分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は図３のコアパックの斜視図であり、図４（ｂ）はリードワイヤを半田付けした部分を示す拡大斜視図である。
【図５】図４のコアパックを背面から見た斜視図である。
【図６】図４のコアパックの平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。
【図８】図４のコアパックの分解斜視図である。
【図９】図８のコアパックの更なる分解斜視図である。
【図１０】図９の各電池ブロックの分解斜視図である。
【図１１】図４のリードワイヤを接続端子部に連結する部分を示す要部拡大斜視図である。
【図１２】回路基板において図１１と反対側に位置する接続端子部とリードワイヤの接続構造を示す斜視図である。
【図１３】図４のコアパックにおいてリード板の折曲前を示す斜視図である。図１４の電池ホルダを接続した状態を示す斜視図である。
【図１４】図８のコアパックにおいてリード板の折曲前を示す分解斜視図である。
【図１５】図９のコアパックにおいてリード板の折曲前を示す分解斜視図である。
【図１６】接続端子部を折曲する前の状態を示す拡大斜視図である。
【図１７】図１６の状態から接続端子部を折曲した状態を示す拡大斜視図である。
【図１８】図９のリードワイヤの形状を示す斜視図である。
【図１９】変形例に係るコアブロックを示す斜視図である。
【図２０】図１９のコアブロックのリードワイヤとリード板の接続部位を示す拡大図である。
【図２１】本出願人が先に開発した電池パックのコアパックを示す斜視図である。
【図２２】図２１のコアパックの分解斜視図である。
【図２３】図２２のコアパックの更なる分解斜視図である。
【図２４】図２１のリード板を曲げる前の状態を示す斜視図である。
【図２５】図２４の状態からリード板の端子接続部の中間を、山折りに折曲した状態を示す斜視図である。
【図２６】図２５の状態からさらにリード板の端子接続部の先端を、谷折りに折曲した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。特に本明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、これらは特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、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も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、本発明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。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
【００１８】
図１〜図１８に、本発明の一実施の形態に係る電池パック１００を示す。これらの図において図１は電池パック１００の外観斜視図、図２は図１の電池パック１００を背面から見た斜視図、図３は図１の電池パック１００の分解斜視図、図４（ａ）は図３のコアパック２０の斜視図、図４（ｂ）はリードワイヤ５０を半田付けした部分を示す拡大斜視図、図５は図４のコアパック２０を背面から見た斜視図、図６は図４のコアパック２０の平面図、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図、図８は図４のコアパック２０の分解斜視図、図９は図８のコアパック２０の更なる分解斜視図、図１０は図９の各電池ブロック２１の分解斜視図、図１１は図４のリードワイヤ５０を接続端子部４１に連結する部分を示す要部拡大斜視図、図１２は回路基板３０において図１１と反対側に位置する接続端子部４１とリードワイヤ５０の接続構造を示す斜視図、図１３は図４のコアパック２０においてリード板４０の折曲前を示す斜視図、図１４は図８のコアパック２０においてリード板４０の折曲前を示す分解斜視図、図１５は図９のコアパック２０においてリード板４０の折曲前を示す分解斜視図、図１６は接続端子部４１を折曲する前の状態を示す拡大斜視図、図１７は図１６の状態から接続端子部４１を折曲した状態を示す拡大斜視図、図１８はリードワイヤ５０の形状を示す斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パック１００は、電動アシスト自転車用の電池パックを例示している。このため電池パック１００は外形を構成する外ケース１０を角形に形成し、自転車の荷台部分にセットできるように構成している。この角形の外ケース１０は、幅よりも厚さを薄くした薄型に形成される。
（外ケース１０）
【００１９】
この電池パック１００は、図１〜図３に示すように角形の外ケース１０の両端面を開口して、コアパック２０を挿入できるようにし、それぞれの端面を端面板１４で閉塞する。外ケース１０は、強度と放熱性に優れた、例えばアルミニウム等の金属製とする。また端面板１４は外ケース１０の開口端を閉塞できるよう、開口部と同じ矩形状に形成される。さらにその材質は、外ケース１０と同様、耐久性と放熱性に優れた金属製とする。この端面板１４は四隅をねじ止めして、外ケース１０に固定される。また端面板１４の一方（図２において右側の端面板１４Ａ）には、出力用端子コネクタ１６を設けている。
（コアパック２０）
【００２０】
コアパック２０は、図３、図４、図５の斜視図及び図６、図７、図８、図９等に示すように、複数の電池ブロック２１を長さ方向に積層して構成される。図３〜図９の例では、コアパック２０は３つの電池ブロック２１を、電池セル２６の長さ方向に相互に積層することで構成される。またコアパック２０の上面には、図８、図９に示すように回路基板３０を保持するための基板ホルダ３１が設けられる。特にこのコアパック２０は、電池セル２６を二段に積層しつつ、左右両端の電池セル２６のみを若干上方に突出させるよう偏心させることで、その上面において段差を設け、この段差によって生じた空間、すなわち上面の中間部分が相対的に窪むように形成された空間を利用して、回路基板３０を配置している。この構成によって、回路基板３０を収納する空間を別途用意する必要が無くなり、電池パックの厚型化を回避できる。図８等の例では、左右両側の電池セル２６は、円筒形電池セル２６の約半分だけ上方にオフセット配置させている。これによって、円筒形電池セルをオフセット状に配置できるので、電池セル間の間隔を最小限に抑えることができ、コアパックの外形を左右で電池セル約１本分、短くできる利点が得られる。加えて、回路基板３０をコアパックの上面にそのまま載置するのでなく、左右の電池セル２６を約半分突出させることで、回路基板３０の左右を電池セル２６で保護するような配置とでき、回路基板３０を安定的に載置、保護できるという観点からも好ましい。
（電池ブロック２１）
【００２１】
各電池ブロック２１は、図８、図９の分解斜視図及び図１０の分解斜視図に示すように、各電池ブロック２１は、電池ホルダ２２の収納空間２８に電池セル２６を挿入し、端面にリード板４０を固定している。この電池ホルダ２２は、第一分割ホルダ２２Ａ（図１０において左側）と第二分割ホルダ２２Ｂ（図１０において右側）の２つの分割ホルダに二分割されており、電池セル２６を両側から挟み込むようにして保持する。好ましくは、分割位置は電池セル２６の長手方向において、電池ホルダ２２のほぼ中央とする。これにより、二分割された電池ホルダ２２で電池セル２６を左右から挟み込むようにして、収納空間２８に電池セル２６を収納し、これを保持できる。また収納空間２８の端面側は、保持部材２７が設けられる。保持部材２７は、収納空間２８に収納された電池セル２６が抜け落ちないように保持するための部材である。これにより、各電池セル２６をそれぞれ第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂで両側から挟み込むことで収納空間２８に収納でき、電池セル２６の収納空間２８への挿入を可能としつつ、収納後の脱落を保持部材２７により阻止できる。
【００２２】
各電池ブロック２１は、上述の通り電池セル２６を個別に収納する収納空間２８を内部に区画している。これらの収納空間２８は、電池セル２６を収納した際に、電池セル２６の延在方向と電池ブロック２１の開口方向と一致する姿勢となるように、収納空間２８の開口方向を規定している。また、第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂを併せて構成される収納空間２８に電池セル２６を１本収納できるよう、電池ブロック２１を構成する各分割ホルダの長さは、電池セル２６の約半分の長さに形成される。
（保持部材２７）
【００２３】
さらに各分割ホルダは、電池セル２６を収納する収納空間２８を一端に開口すると共に、反対側の端面では、収納空間２８に収納された電池セル２６が抜け落ちないように、保持部材２７が設けられ、端面の開口を部分的に閉塞し、電池セル２６の端面に当接して脱落を阻止する。
【００２４】
図１０等の例では、各電池ブロック２１は円筒型電池セル２６を６本ほぼ平行に、同一平面上に横方向に並べると共に、上面にも電池セル２６を６本積層して２段重ねとしている。計１２本の電池セル２６を収納している。さらに図８、図９に示すようにリード板４０を用いて、電池セル２６を４本ずつ並列に、３組を直列に接続した、一電池ブロック２１あたり３直４並での接続としている。
【００２５】
なお、この例は一例であって、電池セルの使用数や配置形態等については、任意の形態が利用できることは言うまでもない。例えば、上面に配置する電池セルを下面と中心位置を偏心させたオフセット配置としてもよい。また各分割ホルダは、好ましくは一体成型で構成される。例えば、絶縁性に優れたポリプロピレン等の樹脂製とする。さらに分割ホルダ同士は、ねじ止め等の方法で固定される。
（電池セル２６）
【００２６】
電池セル２６は、一方向に延在された円柱状又は円筒状の電池セル２６を使用している。この電池セル２６は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池が好適に使用できる。電池セル２６のサイズは、１８６５０型（直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒形）や１７６７０型といった規格化されたサイズとすることが好ましい。また市販されている単三形電池や単四形電池等とすることもできる。またこの例では円筒形電池を用いているが、角形電池を使用してもよいことはいうまでもない。
（リード板４０）
【００２７】
電池セル２６の両側の端面電極１Ａは、図９に示すように電池ホルダ２２の端面に開口された開口端で表出され、この状態で隣接する電池セル２６の端面同士がリード板４０に固定されて導通される。リード板４０は金属板で構成され、スポット溶接等により電池セル２６の端面電極と固定される。リード板４０は、並列接続した電池セル２６をさらに直列に接続するために、一枚のリード板４０に複数の電池セル２６が固定される。図９の例では、４本の電池セル２６を直列に接続するために、１枚のリード板４０には８本の電池セル２６が固定される。ただし、図３〜図５、図９、図１５に示すように電池ブロック２１の端縁に位置するリード板４０Ｂには、４本の電池セル２６が固定される。
【００２８】
各リード板４０を定位置に保持するため、電池ホルダ２２はリード板４０を内側に配置するよう、リード板４０の外周に沿ってガイド部を形成している。好ましくは、ガイド部は収納空間２８の開口端に設けられた保持部材２７と兼用させることで、リード板４０の位置決めと電池セル２６の保持とを実現できる。
（接続端子部４１）
【００２９】
また各リード板４０には、図９、図１１等に示すように、回路基板３０との電気接続用に接続端子部４１が設けられる。接続端子部４１は、コアパック２０の中間電位すなわち並列接続された電池セル２６のセル電位を回路基板３０に伝達するために、リードワイヤ５０を介して回路基板３０と電気接続される。接続端子部４１は、図８及び図１４に示すように、リード板４０の上方から突出するように形成される。この接続端子部４１は、好ましくはリード板４０と一体成型により設けられる。
【００３０】
また接続端子部４１は、コアブロックの上面で、回路基板３０を載置する載置面の左右から突出させる。これにより、接続端子部４１と回路基板３０とを最短距離で電気接続できる。図８等の例では、リード板４０の内、左右端面に配置された電池セル２６よりも１本内側の電池セル２６に接続される位置に、接続端子部４１を設けている。
（端子突出部２５）
【００３１】
また電池ホルダ２２は、図１２等に示すように、接続端子部４１を設けた位置と対応させて、端子突出部２５を案内するための端子突出部２５を形成している。端子突出部２５は、電池ホルダ２２同士を接触させる界面を部分的に切り欠くことにより、スリット状の開口に形成される。これによって、端子突出部２５を介してコアパック２０から上方に突出された接続端子部４１を、破損することなく安定的に保持できる。
（折曲片）
【００３２】
さらに接続端子部４１は、図１１、図１３、図１４、図１５、に示すように、折曲されて折曲片を構成する。接続端子部４１は、ワイヤ固定領域３２に近付けるように折曲する。これにより、ワイヤ固定領域３２に設けたリードワイヤ５０との接続距離を短くでき、その分だけ接続の信頼性を高めることができる。
（係止スリット４３）
【００３３】
さらに折曲片の先端には、係止スリット４３が形成される。係止スリット４３は、折曲片の先端近傍の側面に、斜めに下り勾配となるように形成される。これにより、係止スリット４３に案内されたリードワイヤ５０の先端が、勾配を伝ってスリットの奥側に進み易くなり、係止スリット４３とリードワイヤ５０の係合性を高めることができる。図９等の例では、加えて係止スリット４３の開口において、上端から迫り出すように突出させることにより、係止スリット４３開口を狭くし、一旦係止スリット４３に案内されたリードワイヤ５０が抜け難くなるようにしている。この結果、係止スリット４３はＬ字状の切り込みとなり、また折曲片の先端がマッシュルーム状に形成される。折曲片をこのような形状とすることで、リードワイヤ５０先端を後述の図１８等に示すように折曲してワイヤ係止部５２とし、この係止スリット４３に係止し易くしたことと相俟って、リードワイヤ５０先端を折曲片とを確実に係止して、接続状態に維持できる結果、この状態で図４（ｂ）の拡大斜視図に示すように両者を半田付けして、確実な電気接続を得ることができる。
【００３４】
この係止スリット４３は、好ましくは左右両側に設ける。これによって、同一のリードワイヤ５０を使用して、これを逆向きの姿勢でワイヤ固定領域３２に固定しても、各リードワイヤ５０先端のワイヤ係止部５２を折曲片の左右で受けることができ、リードワイヤを２種類用意する必要を無くし、製造コストを低減できる利点が得られる。さらに図示しないが、折曲片の両側に設けられた係止スリットに対応させて、リードワイヤ先端のワイヤ係止部を先端でさらに折り返してコ字状に形成し、折曲片両側の係止スリットの両方に係止するよう構成してもよい。
（変形例）
【００３５】
ただ、リードワイヤを２種類用意して接続する構成も可能であることはいうまでもない。このような構成を変形例として、図１９のコアブロック２０Ｂの斜視図及び図２０の拡大図に示す。これらの図に示すように、リードワイヤ５０Ｂ、５０Ｃを回路基板３０側面から突出させると共に、折曲片と対向するようにＬ字状に大きく折曲させることで、上記と同様、リードワイヤ５０Ｂ、５０Ｃと接続端子部４１Ｂとの接続部位を、回路基板３０側面と平行な姿勢で対向する姿勢とできる。またこの構成であれば、回路基板３０の側面からワイヤ固定領域を突出させる必要がないという利点も得られる。さらに、接続端子部４１Ｂには片側にのみ係止スリット４３Ｂを形成すれば足りる。半面、２種類のリードワイヤ５０Ｂ、５０Ｃを使用するため製造コストが上昇する上、製造工程においてこれらのリードワイヤ５０Ｂ、５０Ｃを峻別する必要があり作業時の手間が増えるという欠点がある。
【００３６】
接続端子部４１は、各リード板４０に設けられているため、図１３等に示すように、１枚のリード板４０をヒンジ部材２４として折り返した部位においては、１枚の接続端子部４１のみが突出されるが、その一方で２枚のリード板４０同士を対向させた部位においては、２枚の接続端子部４１が対向することになる。これらの対向するリード板４０同士は絶縁する必要がある。そこで図４〜図７、図１１〜図１２、図１６〜図１７等に示すように、接続端子部４１同士が対向する部位においては、これらリード板４０が互いに離れる方向に折曲させる。これによって、対向するリード板４０同士の絶縁性を確実ならしめることができる。
【００３７】
加えて、金属板であるリード板４０を斜めに折曲することで、リード板４０にテンションを加えることができ、リードワイヤ５０との接続を良好にできる。特に、図１７に示すように、接続端子部４１を垂直姿勢から水平姿勢に向けて折曲するよう外力を加えることで、外力を解除後は接続端子部４１が垂直姿勢に戻る方向に復元しようとする応力が弾性的に働くことが期待できる。特に係止スリット４３を、上述の通り折曲片の側面で斜め下方に向けて開口しているため、リードワイヤ５０先端を係止スリット４３に挿入後、折曲片が金属板の弾性によって上向きに復元しようとすると、自然に係止スリット４３の奥に向かってリードワイヤ５０が案内されるように作用するため、リードワイヤ５０とリード板４０の接続が一層確実となる。
【００３８】
さらに、リード板４０を斜めに折曲することで、従来（図２１）のようにリード板を垂直姿勢でなく、水平姿勢に近付けることができる。この結果、リード板４０とリードワイヤ５０を半田付けする際に、半田が水平面を流れ落ちる事態を軽減でき、半田の留まりが良好となる結果、半田付けの信頼性も増すことができ、機械的、電気的接続の信頼性向上にも寄与できる。
【００３９】
加えて、折曲片を斜めの姿勢とすることで、折曲片の係止スリット４３と、リードワイヤ５０先端で折曲されたワイヤ係止部５２との位置を調整できる利点も得られる。すなわち、係止スリット４３やワイヤ係止部５２は予め形成されているため、製造公差によって位置のずれが生じることが考えられるが、折曲片の角度を調整することで、両者の位置の多少のずれを吸収できるため、製造公差によらず最適な位置にてリードワイヤ５０とリード板４０とを接続できるという利点も得られる。
【００４０】
電池ホルダ２２は、上述の通り、接続端子部４１を挿通させるための端子突出部２５を形成している。ここで接続端子部４１は、図１１、図１２等に示すように、ワイヤ固定領域３２同士の間に接続端子部４１を突出させることができる位置に開口される。これにより、端子突出部２５から突出された接続端子部４１を回路基板３０側面に沿って折曲して、ワイヤ固定領域３２に近接させることができ、リード板４０とリードワイヤ５０の接続を従来のように直交させるのでなく、平行に対向させて、安定的な電気接続を得ることができる。
【００４１】
なおリード板とリードワイヤを直交させるのでなく、平行に対向させる方法としては、従来のように回路基板の側面からリードワイヤを垂直方向に突出させ、リード板側をこのリードワイヤに向かう姿勢に折り曲げる構成も考えられるが、この構成では、リード板を捻るように折曲する必要があるところ、そのような折曲の捻れがリード板に加えられると、リード板と電池セル端面との溶接が外れやすくなる上、リード板の強度面からも好ましくない。一方、上述の通りリードワイヤ５０側を回路基板と平行に突出させることにより、リード板４０をこのリードワイヤ５０と対向する方向に、すなわち接続端子部４１を折り返して電池セル２６の長手方向に無理なく折曲できる上、折曲させたリード板４０とリードワイヤ５０とを確実に接続できる。
【００４２】
さらに接続端子部４１を折曲する位置は、端子突出部２５から突出させた部位であれば任意の位置とできる。折曲位置を下部にする程、すなわち端子突出部２５から突出させた部位の近傍とする程、図７等に示すように、対向する接続端子部４１同士を離間させて両者の絶縁を図ることができる。また折曲位置をリードワイヤの位置に合わせることで、折曲片を水平姿勢に近付けることができ、上述の通り半田付けの際の安定性を高めることができる。一方で、折曲片を斜めの姿勢とすることで、上述の通り製造公差の吸収等の効果が得られるため、好ましくは接続端子部４１を完全に水平姿勢とするよりも、若干傾斜させた姿勢とする。また接続端子部４１を折曲する位置には、折曲しやすいよう、接続端子部４１の両側に切り込みを設けることが好ましい。
（ヒンジ部材２４）
【００４３】
また電池ブロック２１同士の間を跨って電気接続する必要のある部位においては、リード板をヒンジ部材２４に兼用している。この場合、各電池ブロック２１同士の間は、ヒンジ部材２４を介して折曲自在に連結することもできる。ヒンジ部材２４は、電池ブロック２１同士を連結する板状の部材である。図９に示すように、隣接する電池ブロック２１同士の界面は、ヒンジ部材２４を介して折曲自在に連結されている。ヒンジ部材２４は、リード板と同様、金属板等の板材で構成され、板材を蝶板状に折曲自在とすることで連結されている。この例では、隣接する電池ブロック２１の電池セル２６同士を電気的に接続するためのリード板の一部を折曲して、この折曲リード板をヒンジ部材２４として機能させている。このように、折曲リード板の機械的な強度が許す場合は、この折曲リード板をヒンジ部材２４に兼用でき、機械的接続と電気的接続を同一の部材で実現して、必要な部品点数を低減できる。ただ、リード板とヒンジ部材を別部材で構成することもできる。この場合は、ヒンジ部材とリード板とを、電池ブロックの同じ側に配置することで、ヒンジ部材を折曲させると、リード板も同様に折曲させることができる。さらにヒンジ部材を兼用するリード板においても、通常のリード板と同様、接続端子部４１が設けられる。
【００４４】
さらに、図８、図９等に示すように、複数の電池ホルダ２２を長さ方向に積層するように連結した後、必要に応じて各電池ホルダ２２を貫通する貫通ねじ等によって電池ホルダ２２は完全に固定される。または、電池ホルダ同士の連結面において嵌合構造を設けて、各電池ホルダ同士の連結界面において固定する構成としてもよい。
（回路基板３０）
【００４５】
回路基板３０は、コアパック２０の積層方向に沿うように延長された矩形状に形成される。またこの回路基板３０には、電池セル２６の保護回路等の電子回路が実装されている。保護回路は、電池セル２６の過充電や過放電を防止して電池セル２６を保護する。このため回路基板３０は、電池セル２６のセル毎の電圧（セル電圧）を検出するため、各電池ブロック２１のリード板４０と電気的に接続している。また、電池セル２６の温度（セル温度）を検出するための温度センサも接続されている。温度センサは、電池セルの表面に接触され、又は熱伝導材を介して電池セルに接触され、あるいは電池セルの表面に接近して電池セルに熱結合されて、電池温度を検出する。温度センサにはサーミスタやＰＴＣ、バリスタ等、温度を電気抵抗に変換できる素子や、電池セルから放射される赤外線を検出して電池に非接触な状態で温度を検出できる素子が使用できる。
【００４６】
また回路基板３０に、電池セル２６の放電あるいは充放電を制御する制御回路を実装することもできる。回路基板３０は平板状で、図８、図９に示すようにコアパック２０の長さ方向に沿って延長されている。またコアパック２０は、複数の電池ブロック２１を連結した際に、上面にほぼ基板載置面を構成するように設計される。これにより、コアパック２０の上面に回路基板３０を固定し、必要な配線を行った後、外ケース１０内に容易に収納できるようになる。特に、従来は回路基板をコアパックの端面側に配置していたため、各電池セルの中間電位を検出しようとすれば、回路基板から所望の電池セルの位置までリード線を延長して電気接続する必要があり、配線の手間がかかる上、電池セルの数が増えるとリード線の本数も増え、リード線同士の縺れや擦れによる機械的強度面での問題もあった。これに対して、電池セル２６を直列接続する長さ方向に沿うように、延長された回路基板３０を配置することで、回路基板３０から各電池セル２６までの距離が短くなり、中間電位の検出等、各電池セル２６までの配線が極めて容易となる利点が得られる。またこの回路基板３０は、リードワイヤ５０を固定した状態でポッティング等によって表面を被覆し、絶縁すると共に、実装された部材やリードワイヤ５０を保護することができる。
（リードワイヤ５０）
【００４７】
また図４〜図９の例では、回路基板３０をリード板４０と接続するために、個別のリード線を設けることなく、各電池ブロック２１のリード板４０の、回路基板３０と面する端縁から延長させた接続端子部４１を折曲させた折曲片に対して、リードワイヤ５０を接続することで配線を行っている。これにより、組み立て工程を簡素化できることに加え、別部材のリード線も不要とできる。リードワイヤ５０は、ワイヤ固定領域３２に固定される（詳細は後述）。
【００４８】
さらに上述のようにコアパック全体の電位のみならず、中間電位を検出するため、各リード板４０には接続端子部４１を設け、接続端子部４１と回路基板３０とをリードワイヤ５０で電気的に接続している。リードワイヤ５０は金属線を折曲して構成したものであり、導線をビニールチューブで被覆したリード線と異なり可撓性が無く安定しており、振動等でリード線が擦れたり、リード線同士が捻れたり、あるいは外ケースにコアパックを挿入する際にリード線が噛み込むといった事態を回避でき、信頼性に優れる。
（ワイヤ係止部５２、ワイヤ固定部５３）
【００４９】
リードワイヤ５０の形状は、図１８（ａ）に示すように、金属線からなるワイヤ本体部５１の先端をほぼ直角に折曲させたワイヤ係止部５２とし、ワイヤ本体部５１の後端を、ワイヤ固定領域３２に固定するために折曲させたワイヤ固定部５３としている。ここでワイヤ係止部５２の折曲方向と、ワイヤ固定部５３の折曲方向とは、図１８（ｂ）に示すように、ワイヤ本体部５１を中心として側面視でほぼ直角としている。またワイヤ固定部５３は、ワイヤ固定領域３２に開口されたワイヤ固定スリット３３に挿入するためのワイヤ挿入片５４を形成している。ワイヤ挿入片５４は、ワイヤ本体部５１とほぼ直角で、かつワイヤ係止部５２と平行な姿勢となるように金属ワイヤを折曲して形成される。このときワイヤ挿入片５４の幅は、ワイヤ固定スリット３３に挿入できる程度に小さく形成される。このように形成することで、ワイヤ本体から、回路基板３０側面側への突出量を小さくして、ワイヤ固定領域３２に固定しやすくすると共に、上下を逆向きの姿勢でワイヤ固定領域３２に固定することも可能となる。金属ワイヤはワイヤ挿入片５４を形成した後、さらにワイヤ本体部５１と平行な姿勢に延長され、かつ先端部分を再度ほぼ直角に、ワイヤ挿入片５４と平行な方向に折曲し、ワイヤ固定端５５とする。ワイヤ固定端５５は、ワイヤ固定領域３２に開口されたワイヤ固定孔３４に挿入される。この状態で図４（ｂ）の拡大斜視図に示すように、リードワイヤ５０はリード固定端及びリード挿入片を半田付け等によってワイヤ固定領域３２に固定される。また上述の通り、折曲片は、回路基板３０の長手方向に沿って、左右に、リードワイヤ５０の先端を係止する係止スリット４３を形成している。図１１、図１２の例では、係止スリット４３はＬ字状に形成されており、係止スリット４３に案内されたワイヤ係止部５２が外れないように保持される。
（ワイヤ固定領域３２）
【００５０】
回路基板３０は、リードワイヤ５０を接続するため、長手方向の側面から突出されたワイヤ固定領域３２を形成している。ワイヤ固定領域３２は、コアパック２０の中間電位を検出する位置、すなわちリード板４０を設けた位置毎に隣接して設けられる。図６等に示す例では、ワイヤ固定領域３２は、平面視で凸状に突出して複数設けられている。ただし、回路基板の大きさを大きくする構成を必須とするものでなく、回路基板の側面に、リードワイヤを回路基板側面に沿うように延在させるための、リードワイヤの固定領域を設ける趣旨である。この意味において、回路基板の側面から突出する凸状の突出部を設けたというよりも、むしろ回路基板の側面を凹状に切除することで、結果的に凸状のワイヤ固定領域３２を形成したということもできる。このため、回路基板の大型化を必ずしも必須とするものではなく、回路基板や基板ホルダのサイズを維持しつつ、回路基板とリード板４０との電気接続の信頼性を改善できる。
【００５１】
また凸状のワイヤ固定領域３２は、回路基板３０を基板ホルダ３１に挿入する際の位置決めガイドとしても機能する。具体的には、基板ホルダ３１の周囲には、回路基板３０を内面に収納するための側壁３５を設けると共に、ワイヤ固定領域３２を設ける部位には、側壁３５の一部を切り欠いてワイヤ固定領域挿入部３６を形成している。これによって、回路基板３０を所定の姿勢、位置に確実に保持すると共に、図１２等に示すように、側壁３５で折曲片とリードワイヤ５０の接続部位を側面から保護すると共に、回路基板３０の上面をこれら接続部位と区画して、不要なショート等のおそれを低減できる。
【００５２】
なお、ワイヤ固定領域３２を形成する凸状の形状は、図６等の例では矩形状としたが、この形状に限られるものでなく、例えば三角形状や八角形状、あるいは半円状や楕円状等、回路基板の側面から突出してリードワイヤを回路基板側面に沿って延出可能な他の形状も適宜利用できる。
【００５３】
各ワイヤ固定領域３２には、リードワイヤ５０が、図４〜図９に示すように、回路基板３０側面に沿って延出されるように固定される。このため各ワイヤ固定領域３２は、図９等に示すように、リードワイヤ５０のワイヤ挿入片５４を挿入するためにスリット状に形成されたワイヤ固定スリット３３と、リードワイヤ５０のワイヤ固定端５５を挿入するためのワイヤ固定孔３４とを開口している。
（接続手順）
【００５４】
以上のリード板４０は、以下のようにして回路基板３０と接続できる。
（１）図１５に示すように、接続端子部４１を折曲せず、垂直姿勢に維持したままで、リード板４０を各電池ホルダ２２の側面に挿入し、電池セル２６端面の端面電極とスポット溶接により固定し、電池ブロック２１を各々構成する。
【００５５】
（２）図１４に示すように、電池ブロック２１同士を連結し、コアパック２０を構成する。さらに、コアパック２０の上面に、回路基板３０を挿入した基板ホルダ３１を載置し、固定する。このとき、回路基板３０のワイヤ固定領域３２には、予めリードワイヤ５０が固定されている。各リードワイヤ５０は、リード固定部がリード固定スリットに挿入され、さらにワイヤ固定端５５がワイヤ固定孔３４に挿入された状態で、図４（ｂ）の拡大斜視図に示すように半田付け等によって固定されている。またリードワイヤ５０は、図１６、図１７等に示すように、ワイヤ固定領域３２同士の間に２枚の接続端子部４１が挿入される部位においては、左右に位置するリードワイヤ５０が、それぞれ逆向きの姿勢に固定されている。
【００５６】
（３）図１３の状態から、各接続端子部４１を図１６、図１７に示すように折曲して、リードワイヤ５０先端のワイヤ係止部５２を、折曲片の係止スリット４３に案内する。このとき、図１６の状態から、２本垂直に突出した接続端子部４１を、互いに遠ざかる方向に、すなわちハの字状に開くように折曲する。そして図１７のように、接続端子部４１を折曲した折曲片を、その係止スリット４３がリードワイヤ５０のワイヤ係止部５２と各々近接するように位置させた状態で、ワイヤ係止部５２を係止スリット４３に挿入して係止する。ここで、図１６、図１７の左右に位置するリードワイヤ５０は、接続端子部４１と接続するワイヤ係止部５２同士を向け合うように、互いに突出させる姿勢となるよう、各々逆向きの姿勢でワイヤ固定領域３２に固定されている。この結果、一方の折曲片においては接続端子部４１の一方の側面（図１７においては左側のリードワイヤ５０は接続端子部４１の上面側）に形成された係止スリット４３に挿入され、他方の折曲片においては、接続端子部４１の他方の側面（図１７においては右側のリードワイヤ５０が接続端子部４１の下面側）に形成された係止スリット４３に挿入されている。このように、同一形状のリードワイヤ５０を使用しつつ、逆向きに固定すると共に、接続端子部４１には、いずれの側からでもワイヤ係止部５２を係止できるよう、両側に係止スリット４３を形成することで、各リードワイヤ５０と接続端子部４１との接続を確実にしており、リードワイヤ５０とリード板４０の部材を共通化して製造コストを削減しつつ、確実な電気接続を実現している。
【００５７】
なお上記は、ワイヤ固定領域３２同士の間で、２つの接続端子部４１が対向している部位における接続の状態を説明したものであり、一の接続端子部４１のみをリードワイヤ５０と接続する部位、すなわちヒンジ部材２４を兼ねた折曲リード板に関しては、この一枚の接続端子部４１を折曲して、リードワイヤ５０と係止、固定すればよいことはいうまでもない。
【００５８】
以上のようにして、リードワイヤ５０を回路基板３０の側面から垂直に、リード板４０に向けて突出させるのでなく、突出されたワイヤ固定領域３２から、回路基板３０の長手方向にリードワイヤ５０を延長することができる。この結果、リードワイヤ５０とリード板４０の折曲片とをほぼ平行な姿勢で接続させることができ、リード板４０のテンションを生かした弾性的な接続が得られ、接続部位の信頼性が高められる。
【００５９】
本発明の電池パックは、主として電動の乗り物に装着されて、駆動用のモータに電力を供給する。本発明は、たとえば、電動バイク、アシスト自転車、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の電源として使用される。ただ、本発明は電池パックの用途を特定するものではなく、電動工具等の屋外で使用される種々の電気機器用の電源として使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る電池パックは、アシスト自転車用の電源装置として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１００…電池パック
１０…外ケース
１４、１４Ａ…端面板
１６…出力用端子コネクタ
２０、２０Ｂ…コアパック
２１…電池ブロック
２２…電池ホルダ
２２Ａ…第一分割ホルダ
２２Ｂ…第二分割ホルダ
２４…ヒンジ部材
２５…端子突出部
２６…電池セル
２７…保持部材
２８…収納空間
３０…回路基板
３１…基板ホルダ
３２…ワイヤ固定領域
３３…ワイヤ固定スリット
３４…ワイヤ固定孔
３５…側壁
３６…ワイヤ固定領域挿入部
４０、４０Ｂ…リード板
４１、４１Ｂ…接続端子部
４３、４３Ｂ…係止スリット
５０、５０Ｂ、５０Ｃ…リードワイヤ
５１…ワイヤ本体部
５２…ワイヤ係止部
５３…ワイヤ固定部
５４…ワイヤ挿入片
５５…ワイヤ固定端
９０…コアパック
９２…電池ホルダ
９３…回路基板
９４…リード板
９５…端子接続部
９７…リードワイヤ
９８…リード穴
【図１】
0005518576.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005518576.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0005518576.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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