(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池と、当該素電池を保持する電池ホルダと、前記素電池の正極または負極に一端部が接続されたヒューズリンクとを備える電池パックであって、
前記ヒューズリンクは、短冊状の板状部材からなり、前記一端部と他端部との間の領域において、幅方向の中央領域に幅方向に延びるスリットが設けられており、
前記ヒューズリンクにおける可溶部分は、前記一端部から他端部へ向けた延伸方向において、前記スリットの両側に残る部分である
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記電池ホルダは、少なくとも表面が絶縁性を有するものであって、
前記ヒューズリンクは、前記電池ホルダにおける壁に設けられた孔中を挿通しており、前記可溶部分が、前記電池ホルダの孔を取り囲む内壁に対して間隙をあけた状態で対向している
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記電池ホルダでは、前記孔を取り囲む壁の一部が、当該孔の断面方向内側に向けて突出されており、
前記突出された部分の頂部は、前記ヒューズリンクにおけるスリットの前記延伸方向に存在する縁部に対して、前記可溶部分と前記内壁との間の間隙よりも狭い間隙を開けた状態で配されている
ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記電池ホルダには、前記素電池とは別に第２の素電池も保持されており、
前記第２の素電池は、その正極または負極が、前記一端部と前記可溶部分との間の領域で前記ヒューズリンクと接続されており、当該接続により、前記素電池とも電気的に接続が図られている
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記電池ホルダの一部領域には、錐状に空間が狭まって行き、最も奥まった箇所に前記素電池の外周面が露出する素子誘導部が設けられており、
前記電池ホルダの素子誘導部には、サーミスタ素子が挿入されており、
前記サーミスタ素子は、前記電池ホルダにおける素子誘導部の前記最も奥まった箇所で、前記素電池の外周面に対して熱結合されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電池パック。
【請求項６】
前記サーミスタ素子からは、素子リード線が延出されており、
前記電池ホルダには、前記素子誘導部の出口部分において、前記素子リード線を曲折した状態で係止する係止構造部を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記サーミスタ素子と前記素電池の外周面とは、シリコーン樹脂部の介在を以って熱結合されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関し、特に、過電流対策のための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、さらにはハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＰＥＶ）など広い範囲で使用されている。
電池パックは、複数の素電池がリード板などにより接続され、これに制御用の回路基板を接続した状態で、ケース内に収容された構成を有する。そして、電池パックにおいては、電力の入出力経路中に、過電流が流れた際に電流を遮断するための電流ヒューズが介挿されている。
【０００３】
ところで、電池パックに対しては、その安全性の確保を前提として、コストダウンが求められている。このような要望に対して、例えば、特許文献１では、過電流対策として従来使用されていた電流ヒューズに代えて、ヒューズリンクを用いることが提案されている。ヒューズリンクは、電流ヒューズに比べて部品コストが安く、また、スペース効率を高くするという観点からも優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３００３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術に係るヒューズリンクは、板材の幅方向両側にスリットを設け、その中央部に可溶部分を残した構成となっており、電池パックの使用時の振動などにより外部から加わる力などに対して耐振動性能という観点から改善が必要である。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであって、高い信頼性を有しながら、製造コストの低い電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、次の構成を採用することとした。
本発明に係る電池パックは、素電池と、当該素電池を保持する電池ホルダと、素電池の正極または負極に一端部が接続されたヒューズリンクとを備える。ヒューズリンクは、短冊状の板状部材からなり、一端部と他端部との間の領域において、幅方向の中央領域に幅方向に延びるスリットが設けられており、ヒューズリンクにおける可溶部分が、一端部から他端部へ向けた延伸方向において、スリットの両側に残る部分であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電池パックでは、従来技術に係る電池パックで過電流対策用に用いられていた電流ヒューズに代えて、ヒューズリンクを用いている。このため、従来技術に係る電池パックに比べて、電流ヒューズをヒューズリンクに代えた分の製造コストの低減が可能である。
また、本発明に係る電池パックが備えるヒューズリンクでは、板状部材の幅方向の中央領域に幅方向に延びるスリットが設けられ、スリットの両側に残る部分が可溶部分とされている。よって、本発明に係る電池パックが備えるヒューズリンクは、幅方向の両側にスリットを設けて幅方向の中央領域に可溶部分を有する従来技術のヒューズリンクに比べて、振動を受けた際の力が分散されることにより振動が加わった場合にも破断し難く、従来よりも高い耐振動性能を有する。
【０００８】
以上より、本発明に係る電池パックは、高い信頼性を有しながら、製造コストが低く抑えられる。
本発明に係る電池パックでは、一例として、次のようなバリエーションを採用することができる。
本発明に係る電池パックは、上記構成において、電池ホルダが、少なくとも表面が絶縁性を有するものであって、ヒューズリンクが電池ホルダにおける壁に設けられた孔中を挿通しており、ヒューズリンクの可溶部分が、電池ホルダの孔を取り囲む内壁に対して間隙をあけた状態で対向しているという構成を採用することができる。このように、ヒューズリンクを電池ホルダの孔中を挿通させ、可溶部分が電池ホルダの孔を取り囲む壁で覆われるようにすることで、高い安全性を確保することができる。例えば、国際連合（ＵＮ）の危険物輸送に関する規制勧告などに対し有効となる。
【０００９】
また、ヒューズリンクは、その可溶部分が、電池ホルダの孔を取り囲む内壁に対して間隙をあけて配されているので、ヒューズリンクの可溶部分が発熱した際にも、電池ホルダが発火あるいは発煙するのを防止することができる。これからも、高い安全性を確保するのに有効である。
本発明に係る電池パックは、上記構成において、電池ホルダにおける孔を取り囲む壁の一部が、当該孔の断面方向内側に向けて突出されており、突出された部分の頂部が、ヒューズリンクにおけるスリットの延伸方向に存在する縁部に対して、ヒューズリンクの可溶部分と内壁との間の間隙よりも狭い間隙をあけた状態で配されているという構成を採用することができる。このように、本発明に係る電池パックでは、ヒューズリンクが、電池ホルダにおける上記突出部分の頂部に対して、可溶部分と内壁との間の間隙よりも狭い間隙を以って近接配置されているので、振動が加わった際にも、ヒューズリンクの可溶部分が電池ホルダに当接するのを防止することができる。よって、高い安全性が確保される。
【００１０】
本発明に係る電池パックは、上記構成において、電池ホルダに第２の素電池も保持されており、第２の素電池の正極または負極が、ヒューズリンクに対して、一端部と可溶部分との間の領域で接続されており、当該接続により、素電池とも電気的に接続が図られているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、ヒューズリンクが電池間を接続するリード板としての機能を兼ね備え、コストの低減および重量の低減という観点から優れている。即ち、ヒューズリンクを電池間を接続するリード板とは別に設ける場合に比べて、部品点数を一つ減らすことができ、コストおよび重量の低減を図ることができる。
【００１１】
本発明に係る電池パックは、上記構成において、電池ホルダの一部領域に、錐状に空間が狭まって行き、最も奥まった箇所に素電池の外周面が露出する素子誘導部が設けられており、電池ホルダの素子誘導部に対してサーミスタ素子が挿入されており、サーミスタ素子が、電池ホルダにおける素子誘導部の最も奥まった箇所で、素電池の外周面に対して熱結合されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、電池パックの組立時において、錐状の空間である素子誘導部に対してサーミスタ素子を最も奥まで挿入することで、サーミスタ素子と素電池の外周面とを確実に熱結合させることができる。
【００１２】
また、素子誘導部の最も奥まった箇所までサーミスタ素子を押し込んでいるので、電池パックの使用時に振動が加わった場合にも、サーミスタ素子と素電池の外周面との熱結合状態を確実に維持することができる。
本発明に係る電池パックは、上記構成において、サーミスタ素子から、素子リード線が延出されており、電池ホルダにおける素子誘導部の出口部分において、素子リード線を曲折した状態で係止する係止構造部を有するという構成を採用することができる。このように素子誘導部の出口部分で素子リード線を曲折した状態で係止する場合、電池パックの使用時に振動が加わったとしても、サーミスタ素子と素電池の外周面との熱結合状態を更に確実に維持することができる。
【００１３】
本発明に係る電池パックは、上記構成において、サーミスタ素子と素電池の外周面とが、シリコーン樹脂部の介在を以って熱結合されているという構成を採用することもできる。これにより、サーミスタ素子と素電池の外周面との熱結合を更に確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。
【図２】電池パック１の構成を示す模式展開斜視図である。
【図３】（ａ）は、電池パック１のヒューズリンク３１の配設部分を拡大して示す模式斜視図であり、（ｂ）は、該部分の電池ホルダ１１の一部を切り欠いた状態で示す模式斜視図である。
【図４】ヒューズリンク３１の構成を示す模式平面図である。
【図５】（ａ）は、電池ホルダ１１およびヒューズリンク３１の各一部を切り欠いた状態で、互いの配置関係を示す模式斜視図であり、（ｂ）は、電池ホルダ１１とヒューズリンク３１とを上面より見た模式平面図である。
【図６】電池パックにおけるサーミスタ６０の取り付け構造を示す模式斜視図である。
【図７】（ａ）は、電池ホルダ１１とサーミスタ６０との互いの配置関係を示す模式平面図であり、（ｂ）は、素電池５０とサーミスタ６０との互いの配置関係を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
１．電池パック１の構成
実施の形態に係る電池パック１の構成について、図１および図２を用い説明する。
【００１６】
図１に示すように、実施の形態に係る電池パック１では、電池ホルダ１１，１２が組み合わされ、その上部に回路基板４１が搭載されている。そして、回路基板４１などからは、リード線４２〜４６が延設されており、これらが外部機器と接続される。
なお、電池パック１は、図１に示す形態がケースなどの外装体に収納される構成を採用することもある。
【００１７】
図１に示すように、電池ホルダ１１には、Ｙ軸方向の端部分に窓部が設けられており、接続リード板２１〜２４およびヒューズリンク３１の各一部が露出されている。なお、図１では、図示を省略しているが、電池ホルダ１２についても同様に窓部を有し、そこから接続リード板が露出している。これについては、図２を用い以下で説明する。
図２に示すように、電池パック１には、それぞれが円筒形の外観形状を有する１８本の素電池５０が備えられている。１８本の素電池５０は、それぞれリチウム二次電池であり、各々の中心軸がＹ軸方向となるように、２段積みの形態で配置されている。１８本の素電池５０は、電池ホルダ１１，１２で保持され、電池ホルダ１１，１２の素電池５０の両端に当たる部分に窓部１１ａ〜１１ｅ，・・が設けられている。
【００１８】
素電池５０は、接続リード板２１〜２９およびヒューズリンク３１により互いに接続されており、各接続リード板２１〜２９およびヒューズリンク３１のＺ軸方向上側に延出された部分で、回路基板４１およびリード線などに接続されている。
電池ホルダ１１，１２の上部には、上記のように、回路基板４１が搭載され、ネジ止めされている。回路基板４１などには、リード線４２〜４４が接続されている。なお、リード線４５，４６は、サーミスタ素子から延びるリード線であって、外部機器との接続に供される。
【００１９】
２．ヒューズリンク３１と電池ホルダ１１との配置関係
ヒューズリンク３１と電池ホルダ１１との相互の配置関係について、図３を用い説明する。図３（ａ）は、図１におけるＡ部の拡大図であり、図３（ｂ）は、電池ホルダ１１の一部を切り欠いた状態を示す模式斜視図である。
図３（ａ）に示すように、ヒューズリンク３１は、短冊状の板状部材が曲折加工され、接続部分３１ａと本体部分３１ｂとを有する。本体部分３１ｂは、電池ホルダ１１の端面に設けられた窓部１１ｅに嵌め込まれ、内部で保持された素電池５０の端面と接合されている。接合は、スポット溶接によりなされている。
【００２０】
ヒューズリンク３１における接続部分３１ａと本体部分３１ｂとの境界部分は、電池ホルダ１１に設けられた孔１１ｆ中を挿通されている。これにより、ヒューズリンク３１は、電池ホルダ１１に対してガタつきなく取り付けられることになる。
図３（ｂ）に示すように、ヒューズリンク３１には、電池ホルダ１１の孔１１ｆ中に配される領域に、Ｘ軸方向に延びるスリット３１ｃが形成されている。スリット３１ｃは、ヒューズリンク３１の幅方向（Ｘ軸方向）の略中央領域に形成されている。
【００２１】
また、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ヒューズリンク３１におけるスリット３１ｃが設けられた箇所およびそのＸ軸方向の両側は、電池ホルダ１１のカバー部１１ｌにより外側が覆われている。
３．ヒューズリンク３１の構成
ヒューズリンク３１の構成について、図４を用い説明する。図４は、図３（ｂ）におけるヒューズリンク３１を矢印Ｂの方向から見た平面図である。
【００２２】
ヒューズリンク３１は、Ｚ軸方向に延設された本体部分３１ｂを有し、素電池５０との接続領域３１ｄ，３１ｅが設けられている。素電池５０との接合領域３１ｄ，３１ｅでは、素電池５０の端部の形状に合わせて、丸みをもった膨らみがもたせてある。また、素電池５０の端面との溶接時における渦電流の発生防止のために各々の領域３１ｄ，３１ｅにスリットが設けられている。
【００２３】
ヒューズリンク３１の本体部分３１ｂにおけるＺ軸方向の上端部分、即ち、本体部分３１ｂと接続部分３１ａとの境界に近い部分には、上記のように、Ｘ軸方向に延びるスリット３１ｃが設けられている。ヒューズリンク３１では、スリット３１ｃが、幅方向の略中央に設けられ、その両側の部分が、可溶部分３１ｆ，３１ｇである（二点鎖線で囲むＣ１，Ｃ２部分）。
【００２４】
ヒューズリンク３１では、一定以上の過電流が流れた場合に、可溶部分３１ｆ，３１ｇが溶断する。これにより、電池パック１の安全が確保される。また、ヒューズリンク３１は、２本の素電池５０を電気的に接続する接続リード板としての機能を兼ね備える。これにより、別途、ヒューズリンクを設ける場合に比べて、部品コストの低減を図ることができ、重量の増加を抑えることもできる。
【００２５】
４．電池ホルダ１１における孔１１ｆの構造
電池ホルダ１１における孔１１ｆの構造について、図５を用い説明する。図５（ａ）は、ヒューズリンク３１が挿通された状態での電池ホルダ１１を、一部を切り欠いた状態で示す模式斜視図であり、図５（ｂ）は、これらを図５（ａ）の矢印Ｄの方向から見た平面図である。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、ヒューズリンク３１が挿通する電池ホルダ３１の孔１１ｆにおいては、Ｙ軸方向の両内壁から突出した突出部１１ｇ，１１ｈが設けられている。突出部１１ｇ，１１ｈは、Ｘ軸方向において、孔１１ｆの略中央部に設けられている。そして、突出部１１ｇ，１１ｈは、その頂部が、ヒューズリンク３１におけるスリット３１ｃに近接するようになっている。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、孔１１ｆの内壁から突出した突出部１１ｇ，１１ｈは、その頂部がヒューズリンク３１のスリット３１ｃの縁部に近接するが、定常状態で当接することはないようになっている。そして、孔１１ｆにおける他の部分は、突出部１１ｇ，１１ｈの頂部同士が対向する箇所よりも、Ｙ軸方向の距離が大きくなっている。
上記のような孔１１ｆの断面形状は、電池パック１に振動が加わった場合にも、ヒューズリンク３１における可溶部分３１ｆ，３１ｇが電池ホルダ１１における孔１１ｆの内壁に接触することがなく。このため、電池ホルダ１１へのヒューズリンク３１の溶融熱が伝達するのが抑えられ、国際連合（ＵＮ）の危険物輸送に関する規制勧告にも対応できる。
【００２８】
５．優位性
電池パック１では、従来技術に係る電池パックで過電流対策用に用いられていた電流ヒューズに代えて、ヒューズリンク３１を用いている。このため、従来技術に係る電池パックに比べて、電流ヒューズをヒューズリンク３１に代えた分の製造コストの低減が可能である。また、電池パック１では、ヒューズリンク３１を素電池５０間を接続する接続リード板としての機能を兼ね備えるようにしているので、接続リード板を一枚省略できた分だけ、製造コストおよび重量の低減を図ることができる。
【００２９】
また、電池ホルダ１１には、ヒューズリンク３１における可溶部分３１ｆ，３１ｇの外側を覆うように、カバー部１１ｌが設けられているので、可溶部分３１ｆ，３１ｇが高温になった場合にも、安全性が確保される。
また、電池パック１が備えるヒューズリンク３１では、板状部材の幅方向の中央領域に幅方向に延びるスリット３１ｃが設けられ、スリット３１ｃの両側に残る部分が可溶部分３１ｆ，３１ｇとされているので、幅方向の両側にスリットを設けて幅方向の中央領域に可溶部分を有する従来技術のヒューズリンクに比べて、振動を受けた際の力が分散され、従来よりも高い耐振動性能を有する。
【００３０】
また、電池パック１では、電池ホルダ１１の孔１１ｆ内において、突出部１１ｇ，１１ｈを設けることによって、振動が加わった場合にも、ヒューズリンク３１の可溶部分３１ｆ，３１ｇが電池ホルダ１１における孔１１ｆを取り囲む内壁に接触することがない。
以上より、本実施の形態に係る電池パック１は、高い信頼性を有しながら、製造コストが低く抑えられる。
【００３１】
６．サーミスタ６０の取り付け構造
電池パック１におけるサーミスタ６０の取り付け構造について、図６および図７を用い説明する。
図６に示すように、電池パック１では、電池ホルダ１１に設けられた素子誘導部１１ｉに、サーミスタ素子６０が挿入されている。そして、サーミスタ素子６０から延出された素子リード線６１，６２は、素子誘導部１１ｉの出口部分に近い部分で略９０［°］曲折されている。
【００３２】
電池ホルダ１２には、その外周部に素子リード線６１，６２を係止するためのリブ１２ａ〜１２ｄが設けられている（矢印Ｅおよび矢印Ｆで指し示す部分）。
図７（ａ）に示すように、電池ホルダ１１における素子誘導部は、錐状の空間で構成されており、奥に行くほど断面積が小さくなるようになっている。図７（ｂ）に示すように、サーミスタ素子６０は、素子誘導部の奥の部分において、素電池５０の外周面に当接する状態となっている（矢印Ｇで指し示す部分）。そして、素子誘導部には、シリコーン樹脂部７０が充填形成されており、これにより素電池５０の外周面とサーミスタ素子６０との良好な熱結合が図られている。
【００３３】
なお、必ずしもシリコーン樹脂部７０の充填形成が必須ではない。
７．その他の事項
上記実施の形態では、円筒形のリチウム二次電池を素電池５０として採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、角型の二次電池を採用することもでき、電池種類もニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池などを採用することもできる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、１８本の素電池５０を備えることとしたが、素電池５０の本数については、これに限定されない。即ち、１７本以下であってもよいし、１９本以上であってもよい。
また、上記実施の形態に係るヒューズリンク３１は、素電池５０の正極に接続する形態を一例としたが、これに限らず、素電池の負極に接続する形態を採用することもできる。そして、ヒューズリンク３１では、２本の素電池５０間を接続する接続リード板としての機能を兼ね備えることとしたが、３本以上の素電池５０間を接続するリード板としての機能を兼ね備えることとしてもよいし、素電池５０同士の間を接続するリード板としての機能を兼ね備えず、１本の素電池５０に接続される形態とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、電動工具をはじめ使用に際して外部から振動が加わるような環境下での使用にあっても、高い信頼性を維持することができ、また、製造コストの低い電池パックを実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１．電池パック
１１，１２．電池ホルダ
２１〜２９．接続リード板
３１．ヒューズリンク
４１．回路基板
４２〜４６．リード線
５０．素電池
６０．サーミスタ
６１，６２．素子リード線
７０．シリコーン樹脂部
【図１】
0005512435.tif 000002
【図２】
0005512435.tif 000003
【図３】
0005512435.tif 000004
【図４】
0005512435.tif 000005
【図５】
0005512435.tif 000006
【図６】
0005512435.tif 000007
【図７】
0005512435.tif 000008