(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望数の円筒型電池を隣り合わせに且つ各隣接する電池の端子の向きを互いに上下反転して配列すると共に、各相隣接する電池の端子間を、弯曲せしめた接続体で接続して組電池本体を構成し、該組電池本体の上面及び下面の夫々に、予め、夫々の接続体の位置に対応する位置に夫々孔を配設して成るスペーサーシートを、その各孔内に対応する各接続体を囲繞収容し、該接続体の周囲に及び上方にフリー空間を存せしめた状態に設置して中間組立体を構成し、該中間組立体を熱収縮性合成樹脂材により密着被包せしめたことを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常灯用などの予備電源や自動車などの移動体に用いる組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献1には、必要数の電池をひとまとめに固定し、各相隣る電池の端子間をニッケル接続片で直列に接続して電池群を構成し、その電池群の上面及び下面に及びその外周に当板を被覆接着した集合電池、いわゆる組電池の発明が記載されている。
また、下記の特許文献2には、柱状単電池の所望数個を複数列に且つ相隣る単電池を互いに上下反転して配列し、その上下面において、各相隣る単電池の端子間を中間部が立ち上がった段部が形成された金属ブスバで接続し、該段部により、単電池の位置ずれ補正乃至衝撃の吸収等の機能を有するようにした組電池を構成した後、その上下面に電気絶縁シートを載置すると共に両面テープにより該組電池本体に固定し、次いで、その組電池全体を熱収縮シュリンクチューブで被覆して成る組電池の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭51-49428号公報
【特許文献２】特開2003-51297号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献1によれば、該ニッケル接続片は端子間を真直ぐ、ピンと接続しているため、更には、その上面を当板で圧着しているため、該集合電池が振動や衝撃を受けると、これらを吸収する余裕なく、破断し、該集合電池の使用寿命が短くなる。
上記特許文献2によれば、その組電池は、建造物の非常灯用などの予備電源に用いられる場合は問題ないが、移動体に用いられる場合は、振動を受けると、前記の段部が形成されている金属ブスバでも破断が生じ、組電池の使用寿命が短くなる。また、破断により相隣る電池同士の位置ずれを生じたり、組電池の全体形状がゆがんだりし、所定の組電池の性能を取り出せない場合がある。これらの不都合を生ずる原因を追究したところ、組電池本体の上面及び下面に載置した電気絶縁シートとその外面に圧着被覆する熱収縮シュリンクチューブにより、各段部を形成された金属ブスバを外面から圧迫しているので、該金属ブスバの段の弾性変形特性や振動吸収性が抑制され、金属ブスバの破断、組電池の変形が生ずることを知見した。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、移動体に用いても耐震性が向上し、使用寿命を延長した組電池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】
【０００５】
本発明は、請求項1に記載の通り、所望数の円筒型電池を隣り合わせに且つ各隣接する電池の端子の向きを互いに上下反転して配列すると共に、各相隣接する電池の端子間を、弯曲せしめた接続体で接続して組電池本体を構成し、該組電池本体の上面及び下面の夫々に、予め、夫々の接続体の位置に対応する位置に夫々孔を配設して成るスペーサーシートを、その各孔内に対応する各接続体を囲繞収容し、該接続体の周囲に及び上方にフリー空間を存せしめた状態に設置して中間組立体を構成し、該中間組立体を熱収縮性合成樹脂材により密着被包せしめたことを特徴とする組電池に存する。
【発明の効果】
【０００６】
請求項1に係る発明によれば、各相隣る電池端子間を弯曲させた接続体で接続して成る組電池本体の上,下面に、スペーサーシートをその各孔内に各接続体を囲繞収容し、その各接続体の周囲及びその上方にフリー空間を存せしめた状態に設置したので、そのスペーサーシートの上面を被覆する熱収縮性合成樹脂材との間にフリー空間を確保することができるので、常に、振動や衝撃に順応する各接続体の自由性を確保することができ、各接続体の破断が未然に防止され、また、各相隣る電池の位置ずれ、組電池全体の変形を生ずることなく、耐震性の向上した長寿命の組電池をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態の1例の組電池の組立過程における中間組立体の上面図。
【図２】該中間組立体の底面図。
【図３】図1の要部のA-A線裁断面図。
【図４】本発明の実施形態の1例の組電池の上面図。
【図５】該組電池の長側面図。
【図６】該組電池の一方の短側面図。
【図７】該組電池の他方の短側面図。
【図８】本発明の組電池の変形例の要部の一部裁断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態の1例の組電池につき、添付図面の図1〜図8を参照し以下詳述する。
図1〜図3は、図4〜図7に示す本発明の1例の組電池Aの組立を完了する手前の熱収縮性合成樹脂材で被包する前の本発明の特徴構成を具備した中間組立体Bを示す。
図1〜図3に示す中間組立体Bは次のように構成する。
一端が突出する端子(正極端子)と他端が平坦な端子(負極端子)を有する円筒型電池a,a,…を10個用意し、1列に5個ずつを2列に配列すると共に、隣り合う電池a,a,…を互いに上下反転し、突出端子が上下交互に位置するようにして電池群を構成し、その電池群を、その外周面の高さの中間に位置して固定テープbにより取り巻き固定し電池群を組み立てる。尚、図示の電池aとしては、ニッケル-カドミウムアルカリ蓄電池を使用したが、リチウムイオン二次電池、その他の蓄電池でもよいことは言うまでもない。
【０００９】
次いで、該電池群を直列接続するべく、その上,下面における各隣り合う電池a,a間の正負極端子間を接続する接続体として、本発明によれば、両端が板状のニッケル片1a,1aから成り、その中間部が所望の長さの柔軟な銅線1bから成る接続体1を用意し、該接続体1をその銅線1bを直線に対し1側方向に、図示では横方向に弯曲せしめて余裕をもたせた状態として、図1及び図2に明示のように、その両端のニッケル片1a,1aで相隣る電池端子に接続し、接続体1を両端子間にたるませ、余裕をもった状態に接続した。
更に詳細には、該接続体1の銅線1bの両端は、両端のニッケル片1a,1aに設けた貫通孔を通して折り曲げ且つその折り曲げ部分をハンダ付けし、強固に連結したものである。1cは銅線1bの中間部を被覆するチューブを示す。
この場合、接続体1の中間の銅線1b部分のみを弯曲させた状態でも差し支えないが、図示のように、その両端のニッケル片1a,1aを円弧状に折り曲げた銅線1bの両端の向きに合わせた状態で連結し、接続体1全長に亘り円弧状に弯曲せしめるようにすることが好ましい。
その後、該電池群の一端に位置する電池a,aの上面の各正極端子及び負極端子には、ニッケル片1a,1aをハンダ付けし、これらに充放電用リード線3,3を接続し外方へ導出せしめ、かくして、組電池本体A1を構成した。
【００１０】
次いで、該組電池本体A1の上面に、次のような本発明の特徴とするスペーサーシート2を下記するように設置して中間組立体Bを構成した。
即ち、該スペーサーシート2は、該組電池本体A1の上,下面に配設された接続体1の高さよりは高い厚さを有する。該スペーサーシート2は、例えば、硬質塩化ビニルから成る電気絶縁シートを材料とし、且つ該組電池本体A1の上面及び下面に配設した夫々の接続体1の位置に対応する位置に、各接続体1をその周囲及びその上方にフリー空間4を存して囲繞収容する孔5を夫々配設して構成したものである。該スペーサーシート2の厚さは、例えば、3mmに対し接続体1の高さは約0.5mmである。
かくして、該スペーサーシート2を、夫々の孔5,5,…を該組電池本体A1の上下面に配設されている夫々の接続体1,1,…をその孔5,5,…内に収容し載置したとき、各孔5により囲繞された該接続体1はその周囲及び上方にフリー空間4,4,…が形成される。かくして、中間組立体Bを構成した。
尚、スペーサーシート2として、図1に示すように、組電池本体A1の上面に載置した場合に、その一端に位置する電池a,aの正負極端子に重なる部位に、予め、夫々のニッケル片1a,1aを囲繞収容し、その周囲及び上面にフリー空間4′,4′が存せしめる孔5′,5′を配設せしめたスペーサーシート2を用いることにより、スペーサーシート2を該組電池本体A1の上面全面に亘り平坦に載置できるようにした。
このように、該組電池本体A1の上下面に載置せしめたスペーサーシート2,2は、接着剤などで該組電池本体A1に固定してもよいが、組電池を組み立てる次の工程において、該中間組立体B全体を塩化ビニルなどの熱収縮性合成樹脂材から成るチューブフィルム6で密着被覆せしめることにより、固定することにより、接着剤などによる固定作業を省略するようにしてもよい。
【００１１】
かくして、該中間組立体Bを該熱収縮性合成樹脂材6により被包せしめることにより、図4〜図7に示す本発明の組電池Aが得られる。図4はその上面図、図5はその長側面図、図6はその一方の短側面図、図8はその他方の短側面図を示す。
尚、図3において、該中間組立体Bの上下に配設されたスペーサーシート2,2の上面に、前記の熱収縮したチューブフィルム6を密着被覆させた状態を仮想線で示すが、これから明らかなように、本発明の組電池Aにおいて、各側方に弯曲せしめた接続体1は、スペーサーシート2の該孔5の内周縁とスペーサーシート2の上面に密着した熱収縮したチューブフィルム6の下面との間にフリー空間4が確保され、従来のような該チューブフィルム6により該接続体1の動きが圧迫制御されることから開放されるので、本発明の組電池Aが移動体に用いられた場合、振動や衝撃を受けても夫々の接続体1,1,…は破断することがなく、また、相隣る電池の位置ずれ、組電池全体の変形が防止される効果をもたらす。
【００１２】
振動比較試験:
このように作製した本発明の組電池と比較するため、上記と同じ構成の組電池本体A1の上面及び下面に従来の孔のない厚さ3mmの硬質塩化ビニル製シートを設置して中間組立体を構成し、該中間組立体に熱収縮性塩化ビニル製チューブフィルムを密着被覆して製造した従来の組電池を作製した。
而して、本発明の組電池Aと従来の組電池とを上下の押さえ板で挟み込み、これを振動試験装置の振動テーブルに固定し、充放電リード線に負荷を接続して放電電流を流しながら、振動要求レベルとして、20Hz〜2000Hzのランダム振動において、12.5Grmsの振動強度を60秒間付与した。その結果、本発明の組電池Aは各接続体は破断なく、その接続状態が維持され放電電流は途絶えることなく、その外形形状も変化なく、振動に耐えることができた。これに対し、従来の組電池は、試験の途中で放電電流が途絶え、その外形形状は斜めに傾き、ゆがみが生じた。該組電池を解体したところ、接続体が破断している個所があることが判明した。
【００１３】
図8は、本発明の組電池の変形例の要部を示す。
即ち、上記の実施形態例では、スペーサーシート2として、これに配設した各孔5は上面を開放したものを使用したが、これに代え、各孔5の上面が閉塞され、その内側に下向きの凹面により囲まれたフリー空間4を形成して成るスペーサーシート2′を用いた場合である。一方、接続体1は、先の実施形態例で用いたものでも勿論差し支えないが、図示のように、銅線1bのみから成るものを上方向に弯曲させて各相隣る電池a,aの端子間を接続したものを使用した場合を示す。
【符号の説明】
【００１４】
a  電池
A1  組電池本体
B  中間組立体
1  接続体
2, 2′  スペーサーシート
3  充放電用リード線
4, 4′  フリー空間
5, 5′  孔
6  熱収縮性合成樹脂材、熱収縮性チューブフィルム
【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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