(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケース(2)に複数の充電できる電池(1)を定位置に配置してなる電池組立(10)を収納しているバッテリシステムであって、
前記電池組立(10)は、充電できる複数の電池(1)と、複数の電池(1)をｍ段ｎ列（ｍ、ｎは２以上の整数）に配置してなる電池ホルダ(11)と、この電池ホルダ(11)で定位置に配置してなる電池(1)の端部電極(1A)に接続されて隣接する電池(1)をｎ個の直列とｍ個の並列に接続してなるｎ＋１個の接続リード板(3)と、この接続リード板(3)であって電池(1)の出力側に配設している出力用の接続リード板(3X)に接続されて電池(1)の出力を外部に出力する外部出力(9)とを備え、
前記電池ホルダ(11)は、複数の電池(1)を平行な姿勢でｍ段ｎ列に配置して、両端の端部電極(1A)を露出させて前記接続リード板(3)に接続できる位置に配置しており、
ｎ−１個の接続リード板(3)が電池(1)の両端の端部電極(1A)に接続されて、この接続リード板(3)が同じ列のｍ個の電池(1)を並列に、隣接する列の電池(1)を直列に接続して、ｍ個の電池(1)をｎ列に配列される方向に直列に接続して、前記電池組立(10)の一方の端部にプラス側の出力用の接続リード板(3Xa)を、他方の端部にマイナス側の出力用の接続リード板(3Xb)を配置し、
さらに前記電池組立(10)は、前記プラス側の出力用の接続リード板(3Xa)を配置する端部にはプラス側の外部出力(9)を、前記マイナス側の出力用の接続リード板(3Xb)を配置する端部にはマイナス側の外部出力(9)を配置しており、
さらに、前記出力用の接続リード板(3X)は、ｍ個の電池(1)を並列に接続している電池接続部(3A)の側縁に、前記外部出力(9)に接続するタブ部(3B)を連結して設けて、このタブ部(3B)を前記外部出力(9)に接続してなるバッテリシステム。
【請求項２】
前記外部出力(9)が前記電池ホルダ(11)に固定してなる出力リード板(8)と、この出力リード板(8)に固定されて、一部を前記外装ケース(2)に露出してなる出力端子(7)とを備える請求項１に記載されるバッテリシステム。
【請求項３】
前記出力リード板(8)が前記出力用の接続リード板(3X)のタブ部(3B)に接続してなる第１のリード板(81A)と、前記出力端子(7)を接続してなる第２のリード板(81B)からなり、第１のリード板(81A)と第２のリード板(81B)とをサービスプラグ(4)又は保護素子で接続してなる請求項２に記載されるバッテリシステム。
【請求項４】
前記出力リード板(8)が前記出力用の接続リード板(3X)のタブ部(3B)を前記出力端子(7)に接続してなるリード板(82)を備え、前記タブ部(3B)とリード板(82)とを保護素子(6)又はサービスプラグで接続してなる請求項２に記載されるバッテリシステム。
【請求項５】
前記出力用の接続リード板(3X)のタブ部(3B)が、外部出力(9)の接続部(3b)から前記電池接続部(3A)に向かって次第に幅を広くするテーパー状で、前記タブ部(3B)が前記電池接続部(3A)に対して電池(1)の長手方向に折曲された形状である請求項１ないし４のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項６】
前記出力端子(7)が前記外装ケース(2)の同一面に露出してなる請求項２ないし４のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項７】
前記外装ケース(2)が、第１外装ケース(2A)と第２外装ケース(2B)に分割されて、前記第１外装ケース(2A)と前記第２外装ケース(2B)をケース固定ネジ(38)で連結しており、さらに、前記外装ケース(2)は、前記電池ホルダ(11)を定位置に固定するネジボス(29)を備え、前記電池ホルダ(11)は、前記外装ケース(2)の前記ネジボス(29)を定位置に連結する嵌合連結部(19)を有し、前記ネジボス(29)が前記嵌合連結部(19)に連結されて、前記電池ホルダ(11)が前記外装ケース(2)の定位置に連結されると共に、前記ケース固定ネジ(38)で第１外装ケース(2A)と第２外装ケース(2B)を連結して、前記電池ホルダ(11)を前記外装ケース(2)の定位置に固定するようにしてなる請求項１ないし６のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項８】
前記電池ホルダ(11)が前記接続リード板(3)を係止して連結する仮止め突起(59)を備えると共に、前記接続リード板(3)が前記仮止め突起(59)を挿入する連結孔(3c)を開口しており、前記仮止め突起(59)を前記連結孔(3c)に案内して前記接続リード板を前記電池ホルダ(11)の定位置に配置してなる請求項１ないし７のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【請求項９】
バッテリシステムが、電動車両に搭載されるバッテリシステムである請求項１ないし８のいずれかに記載されるバッテリシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を外装ケースに収納してなるバッテリシステムに関し、とくに、電動バイク等の電動車両に最適なバッテリシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動バイクなどの車両用に使用されるバッテリシステムは、出力を大きくすることから多数の電池を内蔵して、出力電圧と出力電流を大きくすることが要求される。このことを実現するために、複数の電池を平行な姿勢で多段多列に配置し、隣接する電池を接続リード板で直列と並列に接続して出力電圧を高く、また出力電流を大きくするバッテリシステムが開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７６６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のバッテリシステムは、図１の斜視図に示すように、複数の電池を並列な姿勢で多段多列に配置して、各々の電池の端面電極に接続リード板１１３を接続している。接続リード板１１３は、同列の電池を並列に、隣の列の電池を直列に接続して、多段に配置している電池を直列に接続して、出力電流と出力電圧を高くしている。このバッテリシステムは、出力側に接続している接続リード板１１３を回路基板１１５に接続し、回路基板１１５に出力リード線１１６を接続している。このバッテリシステムは、電池の出力側に接続される引き出し部の電気抵抗が大きくなって放電効率が悪くなる欠点がある。また、出力用の接続リード板１１３Ｘの一端を回路基板１１５に接続して、回路基板１１５に出力リード線１１６を接続するので、リード線やリード板の電力ロスが大きく、また、リード線を強靱な引き出し構造にできず、さらに、プラス側とマイナス側が互いに接近するので、誤って短絡しやすい欠点がある。また、出力用の接続リード板１１３Ｘを回路基板１１５に接続して、回路基板１１５のリード線１１６を接続してこれを外装ケースの内部に配線するので、スペース効率も悪くなる欠点がある。
【０００５】
本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたもので、電池の放電効率を改善して電力ロスを少なくしながら、強靱な取り出し構造を実現し、さらにプラス側とマイナス側の短絡を有効に防止しなから、スペース効率を改善して、狭いスペースに電力の取り出し部をスッキリと収納できるバッテリシステム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】
【０００６】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース２に、複数の充電できる電池１を定位置に配置してなる電池組立１０を収納している。電池組立１０は、充電できる複数の電池１と、複数の電池１をｍ段ｎ列（ｍ、ｎは２以上の整数）に配置してなる電池ホルダ１１と、この電池ホルダ１１で定位置に配置してなる電池１の端部電極１Ａに接続されて、隣接する電池１をｎ個の直列とｍ個の並列に接続してなるｎ＋１個の接続リード板３と、この接続リード板３であって、電池１の出力側に配設している出力用の接続リード板３Ｘに接続されて、電池１の出力を外部に出力する外部出力９とを備えている。電池ホルダ１１は、複数の電池１を平行な姿勢でｍ段ｎ列に配置して、両端の端部電極１Ａを露出させて接続リード板３に接続できる位置に配置している。バッテリシステムは、ｎ−１個の接続リード板３を電池１の両端の端部電極１Ａに接続して、この接続リード板３で同じ列のｍ個の電池１を並列に、隣接する列の電池１を直列に接続して、ｍ個の電池１をｎ列に配列される方向に直列に接続して、電池組立１０の一方の端部にプラス側の出力用の接続リード板３Ｘａを、他方の端部にマイナス側の出力用の接続リード板３Ｘｂを配置している。さらに、電池組立１０は、プラス側の出力用の接続リード板３Ｘａを配置する端部にはプラス側の外部出力９を、マイナス側の出力用の接続リード板３Ｘｂを配置する端部にはマイナス側の外部出力９を配置している。さらに、出力用の接続リード板３Ｘは、ｍ個の電池１を並列に接続している電池接続部３Ａの側縁に、外部出力９に接続するタブ部３Ｂを連結して設けて、このタブ部３Ｂを外部出力９に接続している。
【０００７】
以上のバッテリシステムは、電池の放電効率を改善して電力ロスを少なくしながら、強靱な取り出し構造を実現し、さらにプラス側とマイナス側の短絡を有効に防止しなから、スペース効率を改善して、狭いスペースに電力の取り出し部をスッキリと収納できる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、複数の電池を平行な姿勢で多段多列に配置して、接続リード板でもって同列の電池を並列に、隣接する列の電池を直列に接続して、複数の電池を多列に配列される方向にプラス側からマイナス側に直列に接続して、電池組立の一方の端部にプラス側の出力用の接続リード板を、他方の端部にマイナス側の出力用の接続リード板を配置し、さらに、電池組立のプラス側の出力用の接続リード板を配置する端部にプラス側の外部出力を、マイナス側の出力用の接続リード板を配置する端部にはマイナス側の外部出力を配置して、プラスとマイナスの出力用の接続リード板には、複数の電池を並列に接続している電池接続部の側面に、外部出力に接続するタブ部を連結して設けて、このタブ部を外部出力に接続しているからである。とくに、出力用の接続リード板に設けているタブ部を直接に外部出力に接続することから、電池と外部出力との間の電気抵抗を極めて小さくして電力ロスを小さく、電池の放電効率を高くできる特徴が実現される。また、電池組立の一方にプラス側の外部出力を、他方にマイナス側の外部出力を配置するので、プラスとマイナスの外部出力を離してショートを有効に防止できる。また、出力用の接続リード板を直接に外部出力に接続することから、スペース効率を良くしながら、外部出力を頑丈な構造にできる。
【０００８】
本発明のバッテリシステムは、外部出力９が、電池ホルダ１１に固定してなる出力リード板８と、この出力リード板８に固定されて、一部を外装ケース２に露出してなる出力端子７とを備えることができる。
以上のバッテリシステムは、出力用の接続リード板を出力リード板に接続し、外装ケースに露出する出力端子から外部に電力を取り出しできるので、外部出力をとくに頑丈な構造にできる。
【０００９】
本発明のバッテリシステムは、出力リード板８が出力用の接続リード板３Ｘのタブ部３Ｂに接続してなる第１のリード板８１Ａと、出力端子７を接続してなる第２のリード板８１Ｂからなり、第１のリード板８１Ａと第２のリード板８１Ｂとをサービスプラグ４又は保護素子で接続することができる。
以上のバッテリシステムは、サービスプラグや保護素子を頑丈な構造で固定しながら、サービスプラグや保護素子を低抵抗な状態でスペース効率よく頑丈に配置できる。
【００１０】
本発明のバッテリシステムは、出力リード板８が、出力用の接続リード板３Ｘのタブ部３Ｂを出力端子７に接続してなるリード板８２を備え、タブ部３Ｂとリード板８２とを保護素子６又はサービスプラグで接続することができる。
以上のバッテリシステムは、保護素子やサービスプラグを頑丈な構造で固定しながら、保護素子やサービスプラグを低抵抗な状態でスペース効率よく頑丈に配置できる。
【００１１】
本発明のバッテリシステムは、出力用の接続リード板３Ｘのタブ部３Ｂを、外部出力９の接続部３ｂから電池接続部３Ａに向かって次第に幅を広くするテーパー状として、タブ部３Ｂを電池接続部３Ａに対して電池１の長手方向に折曲した形状とすることができる。
以上のバッテリシステムは、出力用の接続リード板を外部出力に接続するタブ部の電気抵抗を特に小さくしながら、電池から大電力を効率よく取り出しでき、また、タブ部を電池組立の端面に沿って配置すると共に、外部出力の電池の端面から段差を設けて配置することで、理想的なスペース効率を実現できる。
【００１２】
本発明のバッテリシステムは、出力端子７を外装ケース２の同一面に露出することができる。
以上のバッテリシステムは、外装ケース２の同一面に出力端子７を露出するので、バッテリシステムに連結する外部接続リードの連結を簡単にできる。
【００１３】
本発明のバッテリシステムは、外装ケース２を、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂに分割して、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂをケース固定ネジ３８で連結することができる。さらに、外装ケース２は、電池ホルダ１１を定位置に固定するネジボス２９を備え、電池ホルダ１１は、外装ケース２のネジボス２９を定位置に連結する嵌合連結部１９を有し、ネジボス２９を嵌合連結部１９に連結して、電池ホルダ１１を外装ケース２の定位置に連結すると共に、ケース固定ネジ３８で第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂを連結して、電池ホルダ１１を外装ケース２の定位置に固定することができる。
以上のバッテリシステムは、外装ケースと電池ホルダを一緒に正確な位置に配置して固定できる。
【００１４】
本発明のバッテリシステムは、電池ホルダ１１が接続リード板３を係止して連結する仮止め突起５９を備えると共に、接続リード板３に仮止め突起５９を挿入する連結孔３ｃを開口して、仮止め突起５９を連結孔３ｃに案内して接続リード板３を電池ホルダ１１の定位置に配置することができる。
以上のバッテリシステムは、電池ホルダに配置してなる複数の電池の端部電極に接続リード板を接続する工程において、電池ホルダの仮止め突起を接続リード板の連結孔に係止して、接続リード板を電池ホルダの定位置に抜けないように配置できるので、多数の接続リード板を電池ホルダの定位置に仮止めしながら、能率よく複数の接続リード板を電池の端部電極に接続できる。
【００１５】
本発明のバッテリシステムは、電動車両に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のバッテリシステムを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの斜視図である。
【図３】図２に示すバッテリシステムの分解斜視図である。
【図４】図３に示すバッテリシステムを背面側から見た分解斜視図である。
【図５】図３に示すバッテリシステムの電池組立の斜視図である。
【図６】図５に示す電池組立を左側から見た斜視図である。
【図７】図５に示す電池組立の分解斜視図である。
【図８】図７に示す電池組立の分解斜視図である。
【図９】図２に示すバッテリシステムの出力端子を示す拡大断面図であって、図２のＩＸ−ＩＸ線断面に相当する図である。
【図１０】図２に示すバッテリシステムの出力端子を示す拡大断面図であって、図２のＸ−Ｘ線断面に相当する図である。
【図１１】外装ケースの貫通孔を示す拡大断面斜視図である。
【図１２】複数の電池を直列に接続する状態を示す概略図である。
【図１３】接続リード板と電池ホルダの連結構造を示す一部拡大分解斜視図である。
【図１４】図５に示す電池組立の出力リード板の連結構造を示す分解斜視図である。
【図１５】図６に示す電池組立の出力リード板の連結構造を示す分解斜視図である。
【図１６】出力端子である金属ロッドの拡大斜視図である。
【図１７】本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの回路図である。
【図１８】外装ケースにサービスプラグを脱着する状態を示す分解斜視図である。
【図１９】図１８に示すサービスプラグの分解斜視図である。
【図２０】図１９に示すサービスプラグを反対側から見た分解斜視図である。
【図２１】外装ケースとサービスプラグの連結構造を示す拡大断面図である。
【図２２】カバーケースとインナーケースの連結構造を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
本発明のバッテリシステムは、主として電動バイクに搭載されて、オートバイを走行させるモータに電力を供給する電源に最適である。ただ、本発明のバッテリシステムは、電動バイクに限らず、自動車や自転車等の電動車両に搭載されて、これらの車両を走行させる電源としても使用できる。さらに、本発明のバッテリシステムは、電動車両に限らず、ハイパワーな出力が要求される種々の電気機器の電源として使用することもできる。
【００１９】
図２ないし図８に示すバッテリシステムは、複数の電池１を定位置に配置して直列と並列に接続している電池組立１０を内蔵してなる絶縁材の成形体からなる防水構造の外装ケース２と、この外装ケース２に防水構造で連結されて表面に露出し、かつ内蔵している電池１のプラスとマイナスの出力側に接続してなる一対の外部出力９を備える。図のバッテリシステムは、外部出力９を出力リード板８と出力端子７とで構成している。出力リード板８は、電池組立１０の接続リード板３に接続される金属板からなるリード板８１、８２で、出力端子７は、出力リード板８に連結している金属ロッド７０である。図示しないが、外部出力は、出力端子と出力リード板とを一体構造とする金属で製作することもできる。
【００２０】
［外装ケース］
図２ないし図４に示す外装ケース２は、防水構造に閉鎖された箱形であって、内部に電池組立１０を収納している。外装ケース２は、プラスチックを成形して製作している。図の外装ケース２は、表面板２０の外形を四角形として、この四角形の周囲を周壁２１で連結する形状としている。図に示す外装ケース２は、防水構造で閉塞する構造としているが、外装ケースは、必ずしも防水構造とする必要はない。外装ケースは、例えば、下方に水抜き穴等を設けて、内部に侵入する水を下方から排出する構造とすることもできる。
【００２１】
図３と図４の外装ケース２は、各々の電池１が表面板２０に対して垂直姿勢となるように電池組立１０を収納して、全ての電池１の端部電極１Ａを表面板２０の内面に対向するように配置している。この姿勢で電池組立１０を外装ケース２に収納しているバッテリシステムは、各々の電池１が互いに平行な姿勢で外装ケース２に収納される。全ての電池１の端部電極１Ａには接続リード板３を接続しているので、電池１と表面板２０との間に接続リード板３が配設される。
【００２２】
外装ケース２は、ＡＢＳ樹脂などの絶縁材のプラスチックで成形されており、周壁２１の中間を境界として、ふたつに分割されて、ネジ止めして防水構造に固定している。ただ、ふたつの外装ケースは、嵌め込み式などの連結方法により固定し、あるいは熱溶着や接着などの方法で固定することもできる。外装ケース２は、バッテリシステムの用途や目的、使用状況、さらに、収納する電池１の外形や個数に応じた様々な形状に設計できる。
【００２３】
図２ないし図４に示す外装ケース２は、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂに分割して成形している。第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂは、周壁２１の当接する面にパッキン３９を挟着して、ケース固定ネジ３８で防水構造に連結している。さらに、図に示す外装ケース２は、電池組立１０の外側に出力リード板８を配置するために、両端に位置する周壁２１から外側に突出する連結突出部２２を設けている。図２ないし図４の外装ケース２は、四角形の短辺となる周壁２１の外側に連結突出部２２を設けている。第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂの連結突出部２２は、図９と図１０に示すように、その間に出力リード板８を配置するスペースを設けている。さらに、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂは、ネジ止めして防水構造に固定できるように、周壁２１の開口部を同じ形状として、パッキン３９を挟着できる形状に成形している。また、連結突出部２２の中央部（図９及び図１０参照）と、連結突出部２２を設けない第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂの長辺側の周壁２１（図３及び図４参照）には、一方に止ネジ３３を案内する挿通孔２３を、他方には止ネジ３３をねじ込んで固定する連結ボス２４を内面に突出して設けている。
【００２４】
さらに、図３と図４の外装ケース２の四隅、すなわち連結突出部２２の両端部において、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂをケース固定ネジ３８で連結して固定している。この外装ケース２は、連結突出部２２の両端部に、電池組立１０を定位置に固定するネジボス２９を一体的に成形して設けている。図３と図４の外装ケース２は、電池ホルダ１１に設けている嵌合連結部１９である嵌着凹部１９Ａに嵌入できる円筒状のネジボス２９を、連結突出部２２の内面に突出して設けている。円筒状のネジボス２９は、中心にケース固定ネジ３８を挿通するねじ穴２９Ａを設けている（図９及び図１０参照）。
【００２５】
さらに、外装ケース２は、プラス側とマイナス側の出力端子７を挿入する貫通孔２６を両端に設けている。図４の外装ケース２は、プラスとマイナスの貫通孔２６を、両端に設けている連結突出部２２に設けている。貫通孔２６は、図１１に示すように、出力端子７である金属ロッド７０の円柱部７０Ａを挿通する円柱状の円形貫通孔２６Ａと、金属ロッド７０の非円柱部７０Ｂを回転しない状態に挿通する非円柱状の非円形貫通孔２６Ｂとからなる。円形貫通孔２６Ａと非円形貫通孔２６Ｂを設けて、貫通孔２６を長くするために、図９ないし図１１の断面図に示す外装ケース２は、連結突出部２２の表面から内面に突出するように、筒状突出部２７を一体的に成形して設けている。
【００２６】
筒状突出部２７を設けるために、図２、図９及び図１０の外装ケース２は、周壁２１から外側に突出して、連結突出部２２の表面に連結ブロック部２８を設けて、連結ブロック部２８に筒状突出部２７を設けて、この筒状突出部２７の内面に円形貫通孔２６Ａと非円形貫通孔２６Ｂとを設けている。さらに、図２、図９及び図１０の外装ケース２は、連結ブロック部２８の上面に凹部２８Ａを設けて、ここに貫通孔２６を開口している。出力端子７を挿通する貫通孔２６を連結ブロック部２８の凹部２８Ａに開口する外装ケース２は、出力端子７に電気接続される外部接続リード７６や、出力端子７にねじ込まれる止ネジ７５を、表面板２０の表面よりも内側に配置して保護でき、また、出力端子７が外部の金属部に接触するのを防止できる。さらに、図９と図１０の外装ケース２は、連結ブロック部２８の上面を表面板２０の表面から下がった位置に配置して、凹部２８Ａに配置する外部接続リード７６の接触端子７７を表面板２０よりもさらに下がった位置に配置している。
【００２７】
［電池組立］
電池組立１０を図３ないし図８に示す。これらの図の電池組立１０は、互いに平行な姿勢で隣接して配設されている複数の充電できる電池１と、電池１を多段多列に配置するプラスチック製の電池ホルダ１１と、電池ホルダ１１で配置される各々の電池１の端部電極１Ａに溶接されて、隣接する電池１を接続している複数の接続リード板３とを備える。
【００２８】
図８の電池１は円筒形電池であり、両端の端部電極１Ａを同一面に位置して、複数本を多段多列に並べている。図８の電池組立１０は、図において上下８段に電池１を並べて、これを左右１４列に配置している。すなわち、１１２個の電池１を、８段１４列に並べて配置している。図の電池組立１０は、同じ段であって隣接する列に配置している電池１を千鳥にずらせて、互いに隣の列の電池１をその中間に位置するように並べている。この配列は、円筒形の電池１を互いに接近して多列に配列できる。ただ、本発明のバッテリシステムは、電池の個数や配置をこの状態に特定しない。たとえば、電池を碁盤目状に配置することもできる。
【００２９】
［電池］
電池１は、充電できる電池である。図のバッテリシステムは、電池１を円筒型電池としているが、電池には角型電池や薄型電池も使用できる。本実施例においては、電池１として円筒型のリチウムイオン電池を使用する。リチウムイオン電池は、大容量、大出力のバッテリシステムに適している。それは、リチウムイオン電池が容積や重量に対する容量を大きくできるからである。ただし、本発明のバッテリシステムは、電池をリチウムイオン電池には特定せず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池も使用できる。
【００３０】
［電池ホルダ］
図８に示す電池組立１０は、電池ホルダ１１の電池装着部１２に電池１を挿入して定位置に配置している。電池ホルダ１１は、図８に示すように、円柱状の電池装着部１２を有する形状に成形している。電池装着部１２は、円筒型電池を挿入できる内形に成形している。図の電池ホルダ１１は、８段１４列の電池１を挿入できるように、１１２個の電池装着部１２を設けている。電池装着部１２は両端を開口している。
【００３１】
図８の電池組立１０は、電池ホルダ１１を、円筒形電池１の長さ方向である、図において左右方向に２分割して、第１の電池ホルダ１１Ａと第２の電池ホルダ１１Ｂとで構成している。第１の電池ホルダ１１Ａと第２の電池ホルダ１１Ｂは、電池装着部１２の両端を開口して、円筒形電池１を挿入できる形状に成形している。電池ホルダ１１は、プラスチックなどの絶縁性部材で成形される。電池装着部１２を設けた形状にプラスチックを成形している電池ホルダ１１は、電池１を区画して配列することで、複数の電池１を正確に位置決めしながら配列でき、かつ各電池１を各々独立して分離することで、電池１の熱暴走の誘発を防止できる。２分割して成形される電池ホルダ１１は、２つを連結する状態で、電池１の端部電極１Ａを電池装着部１２の開口部から外部に露出させる。外部に露出する端部電極１Ａに接続リード板３がスポット溶接やレーザー溶接などの方法で溶接される。電池ホルダ１１のプラスチック材料としては、ポリカーボネートが利用できる。この材料は強度が大きく、漏液したリチウムイオン電池の電解液に対して溶け難い性質がある。なお、ＡＢＳ樹脂は、漏液したリチウムイオン電池の電解液に対して解け易い性質があるので望ましくない。
【００３２】
電池ホルダ１１は、電池装着部１２の両端を開口している両面に、複数の接続リード板３を互いに離して定位置に配置する複数列の嵌着凹部１３を成形して設けている。接続リード板３は、嵌着凹部１３に案内されて、電池１の端部電極１Ａに接続される。したがって、嵌着凹部１３は、端部電極１Ａに接続される接続リード板３を配置する位置に設けている。
【００３３】
さらに、第１の電池ホルダ１１Ａは、その両端部（図５と図６において電池ホルダ１１の右左）に、出力リード板８を固定する固定プレート１４を設けている。固定プレート１４は、接続リード板３と平行な面内にあって、電池ホルダ１１の厚さ方向の中間、いいかえると円筒形電池１の長手方向の中間に配置している。固定プレート１４は、出力リード板８を止ネジ８５で固定する固定ボス１５と、出力リード板８を定位置に配置する嵌着凸部１６を表面に突出して設けている。さらに、出力端子７を出力リード板８に固定する接続ネジ８７を案内する貫通孔１７も設けている。
【００３４】
さらに、固定プレート１４は、図３ないし図６、図９、及び図１０に示すように、電池ホルダ１１を外装ケース２の定位置に配置する嵌合連結部１９をその両端部の両面に設けている。嵌合連結部１９は、外装ケース２のネジボス２９を嵌入する嵌着凹部１９Ａで、円筒状のネジボス２９を案内して定位置に配置される内形としている。嵌合連結部１９である嵌着凹部１９Ａは、その中心に、ケース固定ネジ３８を挿通する貫通孔を設けている。この電池ホルダ１１は、固定プレート１４の両面に設けている嵌合連結部１９に、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂのネジボス２９を嵌入して、外装ケース２の定位置に連結される。この状態で、ケース固定ネジ３８でもって、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂを固定して、電池ホルダ１１は第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂに挟着して定位置に固定される。ケース固定ネジ３８は、第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂと電池ホルダ１１を貫通して、これらを一体構造に固定する。
【００３５】
［接続リード板］
接続リード板３は、電池ホルダ１１の嵌着凹部１３に案内されて、電池１の端部電極１Ａにスポット溶接やレーザー溶接して接続されて、隣接する電池１を直列と並列に接続する。図７の電池組立１０は、複数枚の接続リード板３を、絶縁隙間３４を設けて互いに平行に配列して、電池１の端部電極１Ａに溶接している。
【００３６】
接続リード板３は、電池１の端部電極１Ａに接続されて隣接する電池１を直列と並列に接続している。接続リード板３は、同じ列の電池１を並列に接続して、隣接する列の電池１を直列に接続する。電池組立１０は、接続リード板３でもって、複数の電池１を多列に配列される方向に直列に接続して、一方の端部にはプラス側の出力用の接続リード板３Ｘａを、他方の端部にマイナス側の出力用の接続リード板３Ｘｂを配置している。
【００３７】
図７の電池組立１０は、電池１の一方の端部（図７において右上側の端部）に、２列の電池１を接続できる２列幅の７枚の接続リード板３を配列している。７枚の接続リード板３は、各々が８段の電池を並列に接続して、隣接する２列の電池１を直列に接続している。また、電池１の他方の端部（図７において左下側の端部）には、２列の電池１を接続できる２列幅の６枚の接続リード板３を中間に配置して、プラス側とマイナス側となる出力側には、１列の電池１を接続する１列幅の２枚の接続リード板３を配置している。中間に配置している６枚の２列幅の接続リード板３は、各々が８段の電池１を並列に接続して、隣接する２列の電池１を直列に接続している。出力側に配置している１列幅の接続リード板３は、電池１のプラス側とマイナス側を外部出力９に接続する出力用の接続リード板３Ｘで、８段の電池１を並列に接続している。以上の電池組立１０は、図１２の概略図に示すように、１４列の電池１を鎖線で示すように、ジグザグ状に直列接続して、両端部にプラス側とマイナス側の、１列幅の出力用の接続リード板３Ｘを配置する。以上の電池組立１０は、接続リード板３でもって、８個の電池１を並列に、１４個の電池１を直列に接続している。
【００３８】
プラス側とマイナス側の出力用の接続リード板３Ｘは、８個の電池１を並列に接続している１列幅の電池接続部３Ａの側縁に、外部出力である出力リード板８に接続するタブ部３Ｂを設けている。図５ないし図７の出力用の接続リード板３Ｘは、８個を並列に接続する電池接続部３Ａの一方の側縁で直角に折曲してタブ部３Ｂを設けている。このタブ部３Ｂは、電池ホルダ１１の表面に、電池１の長手方向に配設されて、その先端部を出力リード板８に接続している。さらに、タブ部３Ｂは、出力リード板８に面接触状態で接続するために、先端部を直角に折曲して、接続部３ｂを出力リード板８に接続している。さらにまた、タブ部３Ｂは、先端の出力リード板８の接続部から電池接続部３Ａに向かって次第に幅を広くするテーパー状として、より幅の広いタブ部３Ｂで電池接続部３Ａに連結している。この出力用の接続リード板３Ｘは、低抵抗な状態で電池１を出力リード板８に接続できる。
【００３９】
接続リード板３は、電気抵抗が小さくて熱伝導に優れた金属板、たとえばニッケル板、鉄や鉄合金あるいは銅や銅合金等の表面をニッケル等のメッキをしている金属板が使用される。接続リード板３は、溶接に最適な厚さの金属板、たとえば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの金属板が使用される。スポット溶接やレーザー溶接される接続リード板３は、厚すぎても薄すぎて理想的な状態で電池１の端部電極１Ａに溶接できない。厚すぎる接続リード板は、加熱して溶融させるのに大きな熱エネルギーを必要とするので、電池を加熱する弊害が大きくなる。また、薄すぎる接続リード板は、電気抵抗や熱抵抗が大きく、また、十分な強度がない。このため、接続リード板は、流れる電流や用途を考慮して最適な厚さに設定される。
【００４０】
図７の接続リード板３は、電池１の端部電極１Ａにスポット溶接する溶接部に、溶接の無効電流を少なくするスリット３０を設けている。図７の接続リード板３は、溶接部に縦スリット３０Ａと、この縦スリット３０Ａの上下に連結して横スリット３０Ｂを設けている。この接続リード板３は、縦スリット３０Ａの両側にスポット溶接の電極を押圧して、縦スリット３０Ａの両側を電池１の端部電極１Ａに溶接する。電池１の端部電極１Ａに溶接して接続される接続リード板３は、安定して電池１に接続される。さらに、接続リード板３は、その上端に、回路基板３５に接続するための突出部３ａを設けている。接続リード板３の突出部３ａは、リード３６を介して回路基板３５に接続している。
【００４１】
さらに、接続リード板３は、図１３に示すように、電池１の端部電極１Ａにスポット溶接する工程において、電池ホルダ１１の定位置に仮止めできる構造としている。図の電池ホルダ１１は、接続リード板３を係止して連結する仮止め突起５９を嵌着凹部１３に突出して設けている。さらに、接続リード板３は、これらの仮止め突起５９と対向する位置に、仮止め突起５９を挿入する連結孔３ｃを開口して設けている。この接続リード板３は、電池ホルダ１１の外側面から突出する仮止め突起５９を連結孔３ｃに案内して、電池ホルダ１１の定位置に配置される。図１３の電池ホルダ１１は、嵌着凹部１３の上下の両端部に位置して、各々２個ずつの仮止め突起５９を設けている。各々の仮止め突起５９は、嵌着凹部１３の端部であって、上下に隣接する電池装着部１２の間に一体成形して設けている。図の仮止め突起５９は、全体の形状を円柱状とすると共に、片側の下部を切り欠いて、接続リード板３の連結孔３ｃを挿入して係合させる切欠部５９ａを設けている。いいかえると、円柱状の仮止め突起５９は、その先端部を切欠部５９ａから突出する形状として、連結孔３ｃを係止する係止フック５９ｂを設けている。図１３に示すように、同じ列の上下に配置される一対の仮止め突起５９は、各々の係止フック５９ｂ（切欠部５９ａ）が互いに向かい合う姿勢となるように設けている。
【００４２】
さらに、図１３の接続リード板３は、上下の両端部に位置して各々２個ずつの連結孔３ｃを設けている。各々の連結孔３ｃは、接続リード板３の端部であって、上下に隣接するスリット３０の間に開口して設けている。これらの連結孔３ｃは、仮止め突起５９を挿入できる大きさと形状としている。図に示す連結孔３ｃは、内形を完全な円形とすることなく、片側の周縁部を直線状にカットして、平面視をＤ字状とする形状に開口している。図１３の接続リード板３は、同じ列の上下に位置する一対の連結孔３ｃの直線部３ｄが仮止め突起５９の切欠部５９ａと対向する姿勢となるように設けている。連結孔３ｃをこの形状とする接続リード板３は、連結孔３ｃの直線部３ｄを仮止め突起５９の切欠部５９ａに案内する姿勢で電池ホルダ１１に連結されて、接続リード板３を係止フック５９ｂで係止する。さらに、接続リード板３は、電池ホルダ１１の仮止め突起５９を連結孔３ｃに案内する状態で、電池ホルダ１１から外れないようにするために、上下に位置する一対の連結孔３ｃの直線部３ｄの間隔を、これと対向する一対の仮止め突起５９の係止フック５９ｂの先端の間隔よりも大きくすると共に、一対の仮止め突起５９の切欠部５９ａの対向面の間隔よりも小さくしている。この接続リード板３は、たとえば、図１３の矢印Ａで示すように、上下の中央部分で撓ませて、両端部に設けた連結孔３ｃの間隔を狭くする状態で、各々の連結孔３ｃに仮止め突起５９を案内し、その後、接続リード板３を元の形状に復元させることによって、各々の連結孔３ｃの直線部３ｄを仮止め突起５９の切欠部５９ａに係合させる姿勢として、接続リード板３を電池ホルダ１１に外れないように連結できる。以上の連結構造は、接続リード板３を中央部で撓ませて電池ホルダ１１の仮止め突起５９に連結するが、電池ホルダの仮止め突起を撓ませる構造として、接続リード板を電池ホルダの仮止め突起に連結することも、接続リード板の連結孔に仮止め突起を圧入して外れないように連結することもできる。
【００４３】
以上の構造で接続リード板３を電池ホルダ１１に仮止めできる構造は、複数枚の接続リード板３を電池ホルダ１１に仮固定することにより、電池ホルダ１１を立てた状態で左右から同時にスポット溶接できる。したがって、能率よく、しかも確実かつ正確にスポット溶接して、全ての電池１の端部電極１Ａに接続リード板３を理想的に接続できる。
【００４４】
［出力リード板］
出力リード板８は、接続リード板３よりも電気抵抗が小さくて厚い金属板、たとえばニッケル板、鉄や鉄合金あるいは銅や銅合金等の表面をニッケル等のメッキをしている金属板である。出力リード板８は、第１の電池ホルダ１１Ａの両端部に設けている固定プレート１４の表面に止ネジ８５を介して固定している。
【００４５】
図５と図１４において、電池ホルダ１１の右側の固定プレート１４に固定している出力リード板８は、金属板である一対のリード板８１からなる。この出力リード板８は、出力用の接続リード板３Ｘのタブ部３Ｂに接続している第１のリード板８１Ａと、出力端子７を接続している第２のリード板８１Ｂからなる。図１４に示す出力リード板８は、一対のリード板８１をＺ字状に折曲加工して、固定部８１ａと立ち上がり部８１ｃと接続部８１ｂとを設けている。固定部８１ａは、固定プレート１４の表面に設けている嵌着凸部１６を挿入する嵌合孔８１ｄを設けて、ここに嵌着凸部１６を案内して定位置に配置している。さらに、第２のリード板８１Ｂの固定部８１ａは、出力端子７である金属ロッド７０を固定する接続ネジ８７を挿通する貫通孔８１ｅを設けている。接続ネジ８７は、固定プレート１４の貫通孔１７を通過して、固定部８１ａの貫通孔８１ｅに挿入され、金属ロッド７０の雌ネジ孔７４にねじ込まれて、出力リード板８が金属ロッド７０に固定される。接続部８１ｂは、固定プレート１４に設けている固定ボス１５にねじ込まれる止ネジ８５を挿入する貫通孔８１ｆを設けている。止ネジ８５が貫通孔８１ｆに挿入され、固定ボス１５にねじ込まれて出力リード板８は固定プレート１４に固定される。さらに、第１のリード板８１Ａと第２のリード板８１Ｂの接続部８１ｂは、サービスプラグ４を介して電気接続して、出力端子７を出力用の接続リード板３Ｘに接続している。
【００４６】
また、図６と図１５において、電池ホルダ１１の左側の固定プレート１４に固定している出力リード板８は、金属板である１枚のリード板８２からなる。このリード板８２は、図１０と図１５に示すように、出力端子７である金属ロッド７０を固定する接続ネジ８７を挿通する貫通孔８２ｅを設けている。接続ネジ８７は、固定プレート１４の貫通孔１７を通過してリード板８２の貫通孔８２ｅに挿入され、金属ロッド７０の雌ネジ孔７４にねじ込まれて、出力リード板８が金属ロッド７０に固定される。また、リード板８２は、固定プレート１４に設けている固定ボス１５にねじ込まれる止ネジ８５を挿入する貫通孔８２ｆを設けている。止ネジ８５が貫通孔８２ｆに挿入され、固定ボス１５にねじ込まれて出力リード板８は固定プレート１４に固定される。この出力リード板８は、一端に出力端子７を接続して、他端を、保護素子６を介して出力用の接続リード板３Ｘに接続している。この保護素子６は、過電流が流れると溶断されるヒューズ６Ａである。ただ、保護素子は、過電流が流れると電流を遮断するブレーカやＰＴＣ等とすることもできる。
【００４７】
［出力端子］
出力端子７は、電気抵抗が小さい、例えば、ニッケル、鉄や鉄合金、あるいは銅や銅合金等の表面をニッケル等のメッキをしている金属を細長いロッド状に加工している金属ロッド７０である。出力端子７の金属ロッド７０は、円形ないし楕円形の円柱部７０Ａと、非円形の柱状である非円柱部７０Ｂとからなる。図１６の金属ロッド７０は、先端部を円柱状の円柱部７０Ａとして、その他の部分を多角柱状である六角柱状の非円柱部７０Ｂとしている。金属ロッドの円柱部は、必ずしも円柱状とする必要はなく、楕円柱状とすることができる。また、非円柱部は、必ずしも多角柱状とする必要はなく、たとえば楕円柱状とすることもできる。さらに、金属ロッド７０の出力端子７は、非円柱部７０Ｂの最大外形を円柱部７０Ａの最大外形よりも大きくしている。図１６の金属ロッド７０は、円柱部７０Ａの直径を、多角柱状の非円柱部７０Ｂの内接円の直径よりも小さくしている。
【００４８】
さらに、出力端子７の金属ロッド７０は、円柱部７０Ａにパッキン溝７１を設けて、このパッキン溝７１にＯリング７２を配置している。Ｏリング７２は、図９と図１０に示すように、金属ロッド７０の円柱部７０Ａが円形貫通孔２６Ａに挿入される状態で、円柱部７０Ａと円形貫通孔２６Ａの間に押し潰される状態で配設されて、円柱部７０Ａと円形貫通孔２６Ａとの間にできる隙間を防水構造に閉塞している。円柱部７０Ａの外径は円形貫通孔２６Ａの内径よりも小さく、円柱部７０Ａと円形貫通孔２６Ａの間にわずかな、たとえば０．１ｍｍないし０．５ｍｍの隙間を設けて、この隙間をパッキンのＯリング７２で防水構造に閉塞している。Ｏリング７２のリング部の太さは、パッキン溝７１の底部と円形貫通孔２６Ａの内面との間隔よりも大きく、パッキン溝７１の底部と円形貫通孔２６Ａの内面とで弾性的に押し潰されて、円柱部７０Ａと円形貫通孔２６Ａとの隙間を防水構造に閉塞する。さらに、非円柱部７０Ｂの外形も非円形貫通孔２６Ｂの内形よりもわずかに小さくして、金属ロッド７０を貫通孔２６にスムーズに挿入できるようにしている。
【００４９】
金属ロッド７０の出力端子７は、その先端部と後端部の両方に開口するように雌ネジ孔７３、７４を設けている。先端に開口する雌ネジ孔７３は、図９と図１０に示すように、ここにねじ込まれる止ネジ７５で、外部接続リード７６の接触端子７７を出力端子７に固定する。後端に開口する雌ネジ孔７４は、ここにねじ込まれる接続ネジ８７で、出力端子７の金属ロッド７０を出力リード板８に固定している。
【００５０】
出力端子７である金属ロッド７０の全長は、後端を出力リード板８に固定して、その先端を外装ケース２の表面に露出し、かつ、その先端面を外装ケース２の周壁２１の外側に突出するように設けている連結ブロック部２８の凹部２８Ａの底面から突出する長さとしている。先端面が凹部２８Ａの底面から突出している出力端子７は、ここに外部接続リード７６の接触端子７７を確実に固定できる。それは、外部接続リード７６の接触端子７７が凹部２８Ａの底面に接触することなく、出力端子７である金属ロッド７０の先端面に接触して、止ネジ７５で確実に固定できるからである。
【００５１】
［回路基板］
各々の接続リード板３が接続される回路基板３５は、電子部品などを実装し、電池１の充電制御や保護回路などを構成したり、電池１の残容量の演算回路を実装している。また、基板回路３５においては、残容量、異常、放電停止（指令）、充電停止（指令）等の各種情報の演算、取得等を行い、これら情報を、リード線３７を介して、本バッテリシステムを電源とする電気機器（例えば、電動二輪車）に伝達している。そして、これらの情報より、電気機器は各種の制御を行っている。図２に示す外装ケース２は、一方（図２において左側）の連結突出部２２に、リード線３７を案内するリード線開口２２Ａを設けており、このリード線開口２２Ａからリード線３７を外部に引き出している。
【００５２】
回路基板３５は、図５ないし図８において、電池ホルダ１１の上面に固定して保持される。電池ホルダ１１は、回路基板３５を定位置に案内するために、複数の位置決めリブ１８を回路基板３５の周囲に沿って一体的に成形して設けている。回路基板３５は、電池ホルダ１１の上面であって、位置決めリブ１８で囲まれる領域に案内されて、ネジ止めして電池ホルダ１１に固定される。
【００５３】
回路基板３５に実装される保護回路は、電池１の過充電や過放電を検出して電流を制御する回路、電池１の過充電を検出して電流を遮断する回路等である。保護回路は、電池１の過充電や過放電を検出するために、電池１の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）を備える。電圧検出回路は、接続リード板３を介して各々の電池電圧を検出して、過充電や過放電を防止する。
【００５４】
［サービスプラグ］
サービスプラグ４は、図１７の回路図に示すように、多数の電池１を直列に接続して、一方の出力側に接続される。サービスプラグ４が外装ケース２にセットされると、内蔵しているヒューズ５を介して全ての電池１を直列に接続する。サービスプラグ４が外装ケース２から除去されると、直列に接続している電池１の一端が切り離されて、プラス側とマイナス側の出力端子７に電圧が出力されなくなる。サービスプラグ４は、バッテリシステムを電動車両に搭載するまでは除去され、あるいはメンテナンスをするときに除去されて、出力端子７に高い電圧が出力されるのを防止する。バッテリシステムが電動車両に搭載される状態でサービスプラグ４は外装ケース２にセットされる。
【００５５】
サービスプラグ４を図１８ないし図２２に示している。このサービスプラグ４は、外装ケース２に脱着自在に連結されるプラスチック製のプラグケース４０と、このプラグケース４０に内蔵しているヒューズ５と、このヒューズ５に接続している一対の接続端子５１とを備える。プラグケース４０は、プラグ連結部２５に連結される筒部４１Ａを有するカバーケース４１と、このカバーケース４１の筒部４１Ａの内側に連結してヒューズ５を内蔵しているインナーケース４２とを備える。
【００５６】
カバーケース４１は、細長い形状であって両端部を半円形とする蓋部４１Ｂと、この蓋部４１Ｂの周囲に設けている筒状壁４１Ｃとをプラスチックで一体的に成形している。蓋部４１Ｂは、インナーケース４２を連結する連結ボス４１Ｄを、その両端部に設けている。連結ボス４１Ｄは、蓋部４１Ｂの内面から垂直に突出する円柱状で、先端に止ネジ４３をねじ込んで固定する連結穴４１Ｅを設けている。
【００５７】
カバーケース４１は、筒状壁４１Ｃの両側に係止フック４１Ｆを設けている。筒状壁４１Ｃは筒状に成形されて、その内面を平滑面に成形している。筒状の筒状壁４１Ｃは、その内面形状を、開口部に向かって内形を大きくするテーパー状に成形して、外装ケース２に設けているプラグ連結部２５にスムーズに連結しながら、パッキン４９でより確実に防水できる。それは、筒状壁４１Ｃにプラグ連結部２５が挿入されて、筒状壁４１Ｃの内形を小さくしてパッキン４９を次第に強く押圧できるからである。ただ、筒状壁は、その内形を完全な筒状に成形することもできる。
【００５８】
係止フック４１Ｆは、外装ケース２に設けている係止部２５Ａに引っ掛けられて、サービスプラグ４を確実に外装ケース２に連結する。係止フック４１Ｆは、一対の弾性アーム部４１Ｇを介して筒状壁４１Ｃに連結している。弾性アーム部４１ＧはＪ字状に成形されて、係止フック４１Ｆを筒状壁４１Ｃから外側に傾動できるように配置している。さらに、係止フック４１Ｆは、先端の内側に、外装ケース２の係止部２５Ａに引っ掛けられる係止凸部４１Ｈを設けて、後端には係止フック４１Ｆを傾動させて外装ケース２から外すツマミ部４１Ｉを設けている。係止フック４１Ｆは、ツマミ部４１Ｉを筒状壁４１Ｃに向かって押すと、先端の係止凸部４１Ｈを外装ケース２の係止部２５Ａから外す方向に傾動する。このサービスプラグ４は、図２１の矢印Ａで示すように、カバーケース４１の両側に設けたツマミ部４１Ｉを互いに接近させる方向に摘んで、両側のツマミ部４１Ｉを筒状壁４１Ｃに向かって押圧することによって、両側の係止フック４１Ｆを、図２１の矢印Ｂで示す方向に傾動させて外装ケース２から簡単に外すことができる。ツマミ部４１Ｉが押圧されない状態で、係止フック４１Ｆは、先端の係止凸部４１Ｈを外装ケース２に係止部２５Ａに係止して、サービスプラグ４を抜けないように外装ケース２に連結する。
【００５９】
インナーケース４２は、内部にヒューズ５を収納する四角い筒状の収納壁４２Ｃと、この収納壁４２Ｃの底部を連結する底板４２Ｂをプラスチックで一体的に成形している。インナーケース４２は、その収納壁４２Ｃの両端部で外側に、カバーケース４１に設けている連結ボス４１Ｄを挿通する連結穴４２Ｄを設けている。この連結穴４２Ｄに連結ボス４１Ｄを挿通し、さらに、連結ボス４１Ｄに止ネジ４３をねじ込んで、インナーケース４２はカバーケース４１の定位置に連結される。インナーケース４２の外形、正確には収納壁４２Ｃの外形は、外装ケース２のプラグ連結部２５に設けている嵌着凹部２５Ｂに挿通できる形状に成形している。
【００６０】
さらに、図に示すインナーケース４２は、カバーケース４１にフローティング構造で連結されて、内部に収納しているヒューズ５の接続端子５１をフローティング構造でプラグケース４０に連結している。このインナーケース４２は、連結穴４２Ｄの内形を連結ボス４１Ｄの外形よりも大きくして、インナーケース４２をフローティング構造でカバーケース４１に連結している。図１８と図１９に示すインナーケース４２は、連結穴４２Ｄを長円形の長穴としており、ここに挿通される連結ボス４１Ｄを連結穴４２Ｄの内側で移動させて、インナーケース４２をカバーケース４１に対して相対的に移動できるようにしている。インナーケース４２をカバーケース４１に対してスムーズに移動させるために、いいかえると、連結穴４２Ｄの内側で連結ボス４１Ｄをスムーズに移動させるために、図２１に示すプラグケース４０は、連結ボス４１Ｄの高さ（ｈ）を連結穴４２Ｄの軸方向の長さ（ｓ）よりもやや大きくすると共に、連結ボス４１Ｄにねじ込む止ネジ４３に鍔状リング４４を挿通している。この鍔状リング４４は、その外形を連結穴４２Ｄの内形よりも大きくしており、連結ボス４１Ｄが挿通されるインナーケース４２の両端部が連結ボス４１Ｄから抜けるのを防止している。
【００６１】
図のインナーケース４２は、長穴である連結穴４２Ｄの長径方向をプラグ刃５１Ａの厚さ方向としている。この連結穴４２Ｄは、プラグ刃５１Ａの厚さ方向と直交する幅方向の内径である短径を連結ボス４１Ｄの外径にほぼ等しくし、あるいはわずかに大きくすると共に、プラグ刃５１Ａの厚さ方向の内径である長径を連結ボス４１Ｄの外径よりも大きくして、連結穴４２Ｄに挿通される連結ボス４１Ｄをプラグ刃５１Ａの厚さ方向に相対的に移動できるようにしている。これにより、プラグケース４０は、接続端子５１をプラグ刃５１Ａの厚さ方向に移動できるフローティング構造としている。長穴である連結穴４２Ｄの長径は、例えば、連結ボス４１Ｄの外径の１．０５〜３倍、好ましくは１．１〜２倍として、接続端子５１を理想的なフローティング構造にできる。さらに、連結穴は、プラグ刃の幅方向の内径を連結ボスの外径よりも大きくして、連結穴に挿通される連結ボスをプラグ刃の幅方向に相対的に移動できる構造として、接続端子をプラグ刃の幅方向に移動できるフローティング構造とすることもできる。接続端子５１をプラグ刃５１Ａの厚さ方向に移動できるフローティング構造は、接続端子５１を被接続端子３１に理想的な状態で接続できる。また、接続端子５１を厚さ方向と幅方向の両方に移動できるフローティング構造は、接続端子５１を被接続端子３１に理想的な状態で接続しながら、さらに理想的な状態で防水構造に連結できる。本発明のバッテリシステムは、接続端子５１をプラグ刃５１Ａの厚さ方向にのみ移動できるフローティング構造として、接続端子５１を被接続端子３１に無理なく理想的な状態で接続できるので、この方向にのみ移動できるフローティング構造とすることができる。
【００６２】
インナーケース４２は、底板４２Ｂに収納壁４２Ｃを設けてヒューズ５の収納部４２Ａを設けている。収納部４２Ａの深さは、ヒューズ５を内部に収納できる大きさとしている。さらに、収納部４２Ａは、その内幅、すなわち対向して平行に配設している一対の収納壁４２Ｃの内幅（Ｗ）をヒューズ５の厚さ（Ｄ）とほぼ等しく、あるいはわずかに大きくすると共に、収納壁４２Ｃの長手方向の内幅（Ｈ）をヒューズ５の長手方向の長さ（Ｌ）とほぼ等しくし、あるいはわずかに大きくして、ヒューズ５を内部の定位置に収納できるようにしている。図１９と図２１に示すインナーケース４２は、収納壁４２Ｃの開口端部において、内側に段差凹部４２Ｅを設けている。この段差凹部４２Ｅは、ヒューズ５の両側に設けている脱着凸部５３を案内している。
【００６３】
底板４２Ｂは、図２０に示すように、ヒューズ５に固定している接続端子５１のプラグ刃５１Ａをスムーズに出し入れできる挿通部４２Ｆを両側に設けている。図のサービスプラグ４は、接続端子５１を金属板からなるプラグ刃５１Ａとするので、挿通部４２Ｆをスリット状としている。サービスプラグ４は、一対のプラグ刃５１Ａを同一平面に配置するので、スリット状である一対の挿通部４２Ｆを直線状に並べて配置している。直線状に配置している一対の挿通部４２Ｆは、一対のプラグ刃５１Ａの対向する内側部分を位置決めしながら案内して、対向する外側部分を外部に突出させる深さのスリットとしている。スリット状の挿通部４２Ｆは、その内幅、すなわち長手方向に直交する方向の幅を、接続端子５１であるプラグ刃５１Ａの厚さとほぼ等しくし、あるいはわずかに大きくして、接続端子５１のプラグ刃５１Ａをインナーケース４２の定位置に配置している。また、スリット状である一対の挿通部４２Ｆは、その間隔を、一対の接続端子５１の間隔にほぼ等しくして、接続端子５１を幅方向に位置ずれしないように配置している。ただ、インナーケースは、底板の幅を、一対の接続端子の両側まで延長する長さとして、プラグ刃をスムーズに出し入れできるスリット状の貫通孔を底板の両側に設けて挿通部とすることもできる。スリット状の貫通孔である挿通部は、スリットの長さを、接続端子の横幅にほぼ等しくして、接続端子を幅方向に位置ずれしないように挿通できる。
【００６４】
ヒューズ５は、両端に接続端子５１を連結しているヒューズ本体５０と、このヒューズ本体５０を固定しているヒューズホルダ５２とを備える。ヒューズ本体５０は、過電流が流れると溶断される素子で、前述の保護素子６であるヒューズ６Ａよりも小さい電流で溶断されるように定格電流を小さく設定している。この構造は、バッテリシステムに過電流が流れると、サービスプラグ４のヒューズ本体５０が、保護素子６であるヒューズ６Ａよりも先に溶断されて電流を遮断する。このため、保護素子６であるヒューズ６Ａを溶断することなく電流を遮断できる。溶断されたヒューズ５は、サービスプラグ４を交換して、新しいものに交換できる。このような構造のヒューズ５は、一般に市販されているものである。
【００６５】
ヒューズホルダ５２はプラスチック製で、内部にヒューズ本体５０を内蔵して、このヒューズ本体５０の両端に接続している接続端子５１のプラグ刃５１Ａをインサート成形して定位置に固定している。接続端子５１のプラグ刃５１Ａは金属板で、一対のプラグ刃５１Ａを同一平面に配置してヒューズホルダ５２に固定している。ヒューズ５は、ヒューズホルダ５２をインナーケース４２の収納部４２Ａに収納して、接続端子５１のプラグ刃５１Ａをスリット状の挿通部４２Ｆに挿通して外部に突出させている。
【００６６】
以上のサービスプラグ４は、ヒューズ５を収納しているインナーケース４２を、カバーケース４１に対して移動できるフローティング構造でカバーケース４１に連結して、接続端子５１をプラグケース４０にフローティング構造で連結している。ただ、サービスプラグは、図示しないが、インナーケースの内部にヒューズをフローティング構造で収納して、接続端子をプラグケースにフローティング構造で連結することもできる。
【００６７】
このインナーケースは、収納部の内部に、ヒューズをフローティング構造で収納できる構造とする。このインナーケースは、収納部の深さを、ヒューズを内部で自由に移動できるように、ヒューズの挿入方向の寸法よりもわずかに大きくする。さらに、収納部の内幅、すなわち対向して平行に配設している一対の収納壁の内幅（Ｗ）をヒューズの厚さ（Ｄ）よりも大きくして、ヒューズに固定しているプラグ刃である接続端子を、プラグ刃の厚さ方向に移動できるフローティング構造で収納する。さらに、収納壁は、その長手方向の内幅（Ｈ）をヒューズの長手方向の長さ（Ｌ）よりも大きくして、接続端子を厚さ方向に直交する幅方向に移動できるフローティング構造にできる。接続端子をプラグ刃の厚さ方向に移動できるフローティング構造は、接続端子を被接続端子に理想的な状態で接続できる。また、接続端子を厚さ方向と幅方向の両方に移動できるフローティング構造は、接続端子を被接続端子に理想的な状態で接続しながら、さらに理想的な状態で防水構造に連結できる。バッテリシステムは、接続端子をプラグ刃の厚さ方向にのみ移動できるフローティング構造として、接続端子を被接続端子に無理なく理想的な状態で接続できるので、この方向にのみ移動できるフローティング構造とすることができる。
【００６８】
さらに、このインナーケースは、底板の両側に設けるスリット状の挿通部の内幅を、接続端子であるプラグ刃の厚さよりも大きくして、接続端子のプラグ刃を厚さ方向に移動できるように挿通する。また、スリット状である一対の挿通部は、その間隔を、一対の接続端子の間隔よりも小さくして、接続端子をスリットの長手方向に移動できるように挿通することもできる。さらに、インナーケースは、底板の幅を、一対の接続端子の両側まで延長する長さとして、プラグ刃をスムーズに出し入れできるスリット状の貫通孔を底板の両側に設けて挿通部とすることもできる。スリット状の貫通孔である挿通部は、スリットの長さを、接続端子の横幅よりも大きくして、接続端子をスリットの長手方向に移動できるように挿通できる。以上のように、収納部の内部に、ヒューズをフローティング構造で収納する構造のインナーケースは、両端部に設けた連結穴に、カバーケースに設けた連結ボスを挿通する状態で相対的に移動しないように固定して、インナーケースをカバーケースの定位置に固定できる。
【００６９】
［プラグ連結部］
図１８の外装ケース２は、プラグ連結部２５を外装ケース２の表面から突出する突出部２５Ｘとして設けている。プラグ連結部２５は、この突出部２５Ｘの外周に沿って全周にパッキン４９を配設している。プラグ連結部２５である突出部２５Ｘは、周囲にパッキン４９を配設するパッキン溝２５Ｃを設けて、このパッキン溝２５ＣにＯリング４９Ａのパッキン４９を配設している。Ｏリング４９Ａのパッキン４９は、突出部２５Ｘの表面から突出して、連結されるサービスプラグ４の筒部４１Ａの内面に弾性的に押圧されて、サービスプラグ４を防水構造で連結する。パッキン４９は、サービスプラグ４の筒部４１Ａを構成している筒状壁４１Ｃの内面に密着して、サービスプラグ４を防水構造に連結する。図２０のサービスプラグ４は、両側の筒状壁４１Ｃに切欠部４１Ｊを設けて、この切欠部４１Ｊに係止フック４１Ｆを設けている。パッキン４９は、図２１に示すように、筒状壁４１Ｃに設けている切欠部４１Ｊよりも奥に挿通されて、筒部４１Ａを防水構造に連結する。いいかえると、パッキン溝２５Ｃは、パッキン４９を筒状壁４１Ｃの切欠部４１Ｊよりも奥に挿通する位置に設けている。パッキン４９は、サービスプラグ４の筒部４１Ａの内面と、プラグ連結部２５の突出部２５Ｘの外面との間に挟着されて、サービスプラグ４を外装ケース２に防水構造で連結する。
【００７０】
プラグ連結部２５は、サービスプラグ４の係止フック４１Ｆを連結する係止部２５Ａをその両側に突出して設けている。係止部２５Ａは、サービスプラグ４を定位置にセットする状態で、係止フック４１Ｆの先端に設けている係止凸部４１Ｈを係止できる位置に設けられて、サービスプラグ４を抜けないように外装ケース２に連結する。
【００７１】
さらに、プラグ連結部２５は、サービスプラグ４のインナーケース４２を挿入する嵌着凹部２５Ｂを内側に設けている。このプラグ連結部２５は、連結壁２５Ｄを設けて、その内側に嵌着凹部２５Ｂを設けている。連結壁２５Ｄは、外側面にパッキン溝２５Ｃを設けて、ここにＯリング４９Ａのパッキン４９を配置している。連結壁２５Ｄは、その内側の形状を、サービスプラグ４のインナーケース４２が嵌入できる形状としている。連結壁２５Ｄは、カバーケース４１の筒状壁４１Ｃとインナーケース４２の収納壁４２Ｃとの間に挿入できる形状に成形している。このプラグ連結部２５は、サービスプラグ４のインナーケース４２を嵌着凹部２５Ｂに挿入し、連結壁２５Ｄを筒部４１Ａに挿入して、サービスプラグ４を定位置に連結する。サービスプラグ４が連結される状態で、係止フック４１Ｆは係止部２５Ａに引っ掛けられて、抜けないように連結される。
【００７２】
さらに、外装ケース２は、プラグ連結部２５に連結されるサービスプラグ４の接続端子５１が挿入される位置に一対の被接続端子３１を固定している。図５、図１４、及び図１８の被接続端子３１は、出力リード板８と弾性金属板３２で構成している。この被接続端子３１は、図２１に示すように、出力リード板８と弾性金属板３２の間に接続端子５１が挿入される。出力リード板８は、電池１の出力側に接続しているリード板８１である第１のリード板８１Ａと、出力端子７に接続しているリード板８１である第２のリード板８１Ｂからなる。第１のリード板８１Ａと第２のリード板８１Ｂがサービスプラグ４で接続されて、出力端子７は電池１の出力側に接続される。第１のリード板８１Ａと第２のリード板８１Ｂは、その先端縁を所定の間隔離し、かつ被接続端子３１を構成する端部である接触部８１Ｘを同一平面に直線状に配置している。弾性金属板３２は、後端部を出力リード板８であるリード板８１に固定して、先端部を弾性接点３２Ｘとしている。弾性金属板３２の弾性接点３２Ｘと出力リード板８の接触部８１Ｘとの間隔は接続端子５１の厚さよりも狭く、ここに挿入される接続端子５１を弾性接点３２Ｘで接触部８１Ｘに弾性的に押圧して、被接続端子３１を接続端子５１に電気接続する構造としている。
【００７３】
さらに、図１４、図１８、及び図２１に示す被接続端子３１は、接続端子５１の挿入側にスパーク用の突起３１ａを設けている。図のスパーク用の突起３１ａは、被接続端子３１を構成する出力リード板８の接触部８１Ｘの端部と弾性金属板３２の弾性接点３２Ｘの端部をそれぞれ接続端子５１の挿入側に突出させて、互いに対向する姿勢で設けている。互いに対向する一対のスパーク用の突起３１ａは、接続端子５１の挿入側に向かって間隔が広くなるテーパー状に傾斜する形状としており、ここに挿入されるプラグ刃５１Ａの接続端子５１をスムーズに挿入できるようにしている。このように、被接続端子３１にスパーク用の突起３１ａを設ける構造は、サービスプラグ４を連結して電気接続する時に、挿入される接続端子５１の先端がスパーク用の突起３１ａに先に接触することにより、スパーク用の突起３１ａと接続端子５１の先端との接触部でスパークが発生し、この位置に炭化物等の付着による汚れやスパークによる表面の荒れを生じさせる。とくに、図に示す被接続端子３１は、スパーク用の突起３１ａに幅を、プラグ刃５１Ａである接続端子５１の幅よりも狭くして、対向するスパーク用の突起３１ａの間に挿入される接続端子５１の先端との間でスパークを発生させやすくしている。以上のように、接続端子５１の挿入時に生じるスパークによる汚れや荒れは、接続端子５１と被接続端子３１の端部にしか発生せず、接続端子５１と被接続端子３１の中央部である電気接続面はきれいな状態に維持される。したがって、被接続端子３１である弾性接点３２Ｘと接触部８１Ｘとの間に接続端子５１を挿入する状態では、接続端子５１と被接続端子３１とをきれいな面で安定して接触させて低抵抗な状態で電気接続できる。
【００７４】
以上のバッテリシステムは、以下のようにして組み立てられる。
（１）図８に示すように、複数の電池１を電池ホルダ１１に所定の向きで挿入する。複数の電池１は、図において上下に配列される電池１を同じ向きとし、左右に配列される電池１が逆向きとなるように挿入する。全ての電池１を電池ホルダ１１の電池装着部１２に挿入した後、一対の電池ホルダ１１を連結する。
（２）図７に示すように、電池ホルダ１１の上方に回路基板３５を固定する。回路基板３５は、電池ホルダ１１の上面であって、位置決めリブ１８の内側に案内して、ネジ止めして固定する。
（３）接続リード板３を電池ホルダ１１の嵌着凹部１３にセットする。接続リード板３は、両端部に設けた連結孔３ｃに、電池ホルダ１１の嵌着凹部１３に設けた仮止め突起５９を案内して電池ホルダ１１の定位置に仮止めされる。
（４）接続リード板３を、各々の電池１の端部電極１Ａに溶着して固定する。接続リード板３は、電池ホルダ１１の電池装着部１２の開口部から表出する電池１の端部電極１Ａに、スポット溶接やレーザー溶接などの方法で溶接される。互いに隣接する接続リード板３は、絶縁隙間３４を設けて接触しないように配列している。さらに、接続リード板３の突出部３ａを、リード３６を介して回路基板３５に接続する。
（５）図１１と図１５に示すように、電池ホルダ１１の両側に設けている固定プレート１４に出力リード板８を固定して、出力リード板８に出力用の接続リード板３Ｘを接続する。
（６）固定プレート１４に固定したプラス側とマイナス側の出力リード板８に、プラス側とマイナス側の出力端子７の金属ロッド７０を固定する。このとき、金属ロッド７０は、次工程において、外装ケース２の貫通孔２６に金属ロッド７０を挿入できるように、位置決めしながら固定する。
以上の工程で電池組立１０が組み立てられる。
（７）電池組立１０を第１外装ケース２Ａに収納する。このとき、第１外装ケース２Ａの貫通孔２６に、出力端子７の金属ロッド７０を挿入する。プラス側とマイナス側の出力端子７は、後端を出力リード板８に固定して、先端を外装ケース２の表面に露出させる。
（８）第１外装ケース２Ａに第２外装ケース２Ｂを連結する。第１外装ケース２Ａと第２外装ケース２Ｂは、周壁２１の当接する面にパッキン３９を挟着して、ケース固定ネジ３８で防水構造に連結する。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のバッテリシステムは、電動バイク、自転車、ハイブリッドカー、電気自動車等の屋外で使用される電動車両や、ハイパワーが要求される種々の電気機器の電源に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１…電池                        １Ａ…端部電極
２…外装ケース                  ２Ａ…第１外装ケース
２Ｂ…第２外装ケース
３…接続リード板                ３Ｘ…出力用の接続リード板
３Ｘａ…プラス側の出力用の接続リード板
３Ｘｂ…マイナス側の出力用の接続リード板
３Ａ…電池接続部
３Ｂ…タブ部
３ａ…突出部
３ｂ…接続部
３ｃ…連結孔
３ｄ…直線部
４…サービスプラグ
５…ヒューズ
６…保護素子                    ６Ａ…ヒューズ
７…出力端子
８…出力リード板
９…外部出力
１０…電池組立
１１…電池ホルダ                １１Ａ…第１の電池ホルダ
１１Ｂ…第２の電池ホルダ
１２…電池装着部
１３…嵌着凹部
１４…固定プレート
１５…固定ボス
１６…嵌着凸部
１７…貫通孔
１８…位置決めリブ
１９…嵌合連結部                １９Ａ…嵌着凹部
２０…表面板
２１…周壁
２２…連結突出部                ２２Ａ…リード線開口
２３…挿通孔
２４…連結ボス
２５…プラグ連結部              ２５Ｘ…突出部
２５Ａ…係止部
２５Ｂ…嵌着凹部
２５Ｃ…パッキン溝
２５Ｄ…連結壁
２６…貫通孔                    ２６Ａ…円形貫通孔
２６Ｂ…非円形貫通孔
２７…筒状突出部
２８…連結ブロック部            ２８Ａ…凹部
２９…ネジボス                  ２９Ａ…ねじ穴
３０…スリット                  ３０Ａ…縦スリット
３０Ｂ…横スリット
３１…被接続端子                ３１ａ…スパーク用の突起
３２…弾性金属板                ３２Ｘ…弾性接点
３３…止ネジ
３４…絶縁隙間
３５…回路基板
３６…リード
３７…リード線
３８…ケース固定ネジ
３９…パッキン
４０…プラグケース
４１…カバーケース              ４１Ａ…筒部
４１Ｂ…蓋部
４１Ｃ…筒状壁
４１Ｄ…連結ボス
４１Ｅ…連結穴
４１Ｆ…係止フック
４１Ｇ…弾性アーム部
４１Ｈ…係止凸部
４１Ｉ…ツマミ部
４１Ｊ…切欠部
４２…インナーケース            ４２Ａ…収納部
４２Ｂ…底板
４２Ｃ…収納壁
４２Ｄ…連結穴
４２Ｅ…段差凹部
４２Ｆ…挿通部
４３…止ネジ
４４…鍔状リング
４９…パッキン                  ４９Ａ…Ｏリング
５０…ヒューズ本体
５１…接続端子                  ５１Ａ…プラグ刃
５２…ヒューズホルダ
５３…脱着凸部
５９…仮止め突起                ５９ａ…切欠部
５９ｂ…係止フック
７０…金属ロッド                ７０Ａ…円柱部
７０Ｂ…非円柱部
７１…パッキン溝
７２…Ｏリング
７３…雌ネジ孔
７４…雌ネジ孔
７５…止ネジ
７６…外部接続リード
７７…接触端子
８１…リード板                  ８１Ａ…第１のリード板
８１Ｂ…第２のリード板
８１Ｘ…接触部
８１ａ…固定部
８１ｂ…接続部
８１ｃ…立ち上がり部
８１ｄ…嵌合孔
８１ｅ…貫通孔
８１ｆ…貫通孔
８２…リード板                  ８２ｅ…貫通孔
８２ｆ…貫通孔
８５…止ネジ
８７…接続ネジ
１１３…接続リード板            １１３Ｘ…出力用の接続リード板
１１５…回路基板
１１６…出力リード線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005543231.tif 000011
【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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