(57)【要約】【課題】縦横に配列している複数の電池を回転しないようにしっかりと固定して耐振動特性を向上する。【解決手段】パック電池は、複数の電池１を、端面が同一の面に位置する平行な姿勢でケース２に収納している。ケース２は、電池１を保持して定位置に配置する複数の電池ホルダ７をプラスチックで一体的に成形して縦横に配列して設けている。ケース２は、互いに隣接して周囲に配置される３本又は４本の電池１で囲まれる内側にあり、かつ、周囲に配置される３又は４本の電池ホルダ７で囲まれる領域に、接着材の充填室２２を設けている。さらに、ケース２は、この充填室２２に連結するように電池ホルダ７に貫通部２３を設けている。パック電池は、充填室２２に接着材を充填して、接着材を貫通部２３から隣接する電池１の表面に接着して、この接着材でもって充填室２２の周囲に配置される電池１を互いに連結している。【選択図】図５
2006100147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池(1)を端面が同一の面に位置する平行な姿勢でケース(2)に縦横に並べて収納しているパック電池であって、
ケース(2)は、内部に収納している電池(1)を外周で保持して定位置に配置する複数の電池ホルダ(7)をプラスチックで一体的に成形して縦横に配列して設けており、
互いに隣接して周囲に配置される３本又は４本の電池(1)で囲まれる内側にあり、かつ、周囲に配置される３又は４本の電池ホルダ(7)で囲まれる領域に、接着材の充填室(22)を設けており、さらにこの充填室(22)に連結するように電池ホルダ(7)に貫通部(23)を設けており、充填室(22)に接着材を充填して、接着材を貫通部(23)から隣接する電池(1)の表面に接着しており、この接着材でもって充填室(22)の周囲に配置される電池(1)を互いに連結してなるパック電池。
【請求項２】
隣接する電池(1)の端部にリード(5)を溶接して、リード(5)で電池(1)を直列または並列に接着している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項３】
充填室(22)に充填される接着材がシリコン系、ウレタン系、エポキシ系の何れかまたはこれ等を混合してなる接着材である請求項１に記載されるパック電池。
【請求項４】
貫通部(23)がスリットと貫通孔のいずれか又は両方である請求項１に記載されるパック電池。
【請求項５】
電池ホルダ(7)に一体的に成形して充填室(22)の底板(24)を設けている請求項１に記載されるパック電池。
【請求項６】
充填室(22)に温度センサーを配置している請求項１に記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動の多い用途に使用されて最適なパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動工具や自転車に等の用途に使用されるパック電池は、激しく振動される状態で使用される。耐振性を向上するために、縦横に並べた電池の間に、円筒形に成形しているシリコンゴムを挿入するパック電池は開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２８５８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上の公報のパック電池は、円筒型電池を平行に配置したものを上下２段に積層している。このパック電池は、振動しても、温度センサーを電池の表面に配置するために、上下左右に配置される電池の間に筒状に成形したシリコンゴムを挿入している。シリコンゴムは弾性変形して、温度センサーを電池の表面に弾性的に押し付ける。このため、パック電池が振動される状態で使用されても、温度センサーを電池の表面に接触させて、電池温度を正確に検出できる特徴がある。
【０００４】
ただ、この構造のパック電池は、振動しても温度センサーを電池表面に配置できる特徴はあるが、振動が激しいと、ケース内で電池の相対位置がずれたり、あるいは電池の電極に溶接して連結しているリード板の溶接が外れ、あるいはリード板が切断される等の弊害が発生する。
【０００５】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、縦横に配列している複数の電池をしっかりと連結して、定位置に回転しないように固定できる耐振動特性の優れたパック電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、振動によるリードの破断や溶接部分の切断を有効に阻止できるパック電池を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、接着材の充填を簡単かつ容易に、しかも接着材が確実に電池表面に接着できる状態で充填できるパック電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、接着材を電池表面にしっかりと剥離しないように接着して、接着材で確実に電池を定位置に配置できるパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のパック電池は、複数の電池１を、端面が同一の面に位置する平行な姿勢でケース２に縦横に並べて収納している。ケース２は、内部に収納している電池１を外周で保持して定位置に配置する複数の電池ホルダ７をプラスチックで一体的に成形して縦横に配列して設けている。ケース２は、互いに隣接して周囲に配置される３本又は４本の電池１で囲まれる内側にあり、かつ、周囲に配置される３又は４本の電池ホルダ７で囲まれる領域に、接着材の充填室２２を設けている。さらに、ケース２は、この充填室２２に連結するように電池ホルダ７に貫通部２３を設けている。パック電池は、充填室２２に接着材を充填して、接着材を貫通部２３から隣接する電池１の表面に接着して、この接着材でもって充填室２２の周囲に配置される電池１を互いに連結している。
【０００７】
本発明のパック電池は、隣接する電池１の端部にリード５を溶接して、リード５で電池１を直列又は並列に接着することができる。本発明のパック電池は、充填室２２に充填される接着材を、シリコン系、ウレタン系、エポキシ系の何れか、またはこれ等を混合してなる接着材とすることができる。本発明のパック電池は、貫通部２３をスリットと貫通孔１３のいずれか又は両方とすることができる。本発明のパック電池は、電池ホルダ７に一体的に成形して充填室２２の底板２４を設けることができる。さらに、本発明のパック電池は、充填室２２に温度センサーを配置することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパック電池は、縦横に配列している複数の電池をしっかりと連結して、定位置に回転しないように固定できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、複数の電池を収納するケースを、複数の電池ホルダを縦横に配列した構造としており、このケースは、互いに隣接して周囲に配置される３本又は４本の電池で囲まれる内側で、電池ホルダで囲まれる領域に接着材の充填室を設けると共に、この充填室に連結する貫通部を電池ホルダに設けて、充填室に充填する接着材を貫通部から電池の表面に接着しているからである。この構造のパック電池は、隣接する電池ホルダ間に設けた充填室に充填される接着材を、貫通部から外部に移行させて隣接する電池の表面に接着するので、接着材を簡単かつ容易に充填しながら、接着材を電池表面に接着して、充填室の周囲に配置される電池をしっかりと連結できる。このように、ケースに収納される電池をしっかりと保持して動かないように連結できる本発明のパック電池は、振動によるリードの破断や溶接部分の切断を有効に阻止して、耐振動特性に優れたパック電池を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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パック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１０】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」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、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。
【００１１】
図１ないし図４に示すパック電池は、複数の電池１と、電池１を収納しているケース２と、ケース２の開口部８に固定しているエンドプレート３と、電池１に接続されて電池電圧を検出する電圧検出回路を実装する回路基板４と、この回路基板４に電池１を接続すると共に、電池１を直列と並列に接続するリード５とを備える。さらに、図のパック電池は、外ケース６にケース２と回路基板４を収納している。
【００１２】
電池１は、円筒型のリチウムイオン二次電池である。ただ、電池には、充電できる全ての二次電池、たとえばニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とすることもできる。また、電池は、円筒型電池に代わって角型電池も使用できる。
【００１３】
図のパック電池は、縦横に並べている電池１を４行５列に配置して、２０個の電池１を備えている。ただし、本明細書において、電池の行と列は、図１と図２に示すように、回路基板４を上面に配置する姿勢で、横一並びの要素を行、縦一並びの要素を列とする。
【００１４】
図のパック電池は、隣接する行（図において上下）に配置される電池１の向きを、上２行および下２行に配置される電池同士で等しくすると共に、同じ列に配設される電池１については、上２行の電池１と下２行の電池１とでは逆向きとなるようにしている。すなわち、ケース２の開口部８から表出する電池１の極性は、上２行の電池同士及び下２行の電池同士では同じ極性とするとが、同じ列に配置される上２行の電池１と下２行の電池１では異なる極性としている。いいかえると、ケース２の開口部８において、ひとつの列では、上２行に凸部電極を下２行に平面電極を配置し、あるいは、上２行に平面電極を下２行に凸部電極を配置している。このように配列される電池１は、上２行または下２行で上下に位置する電池１をリード５で接続してこれらを並列に接続できる。また、ひとつの列に配置される４個の電池をリード５で接続して、上２行の電池１と下２行の電池１を直列に接続できる。これらのリード５は、板状の金属板である。
【００１５】
また、図のパック電池は、隣接する列（図において左右）に配置される電池１の向きを逆向きとして、ケース２の開口部８から表出する電池１の極性を、隣接する列の電池同士では互いに異なる極性としている。すなわち、ケース２の開口部８において、左右に隣接する電池同士は、凸部電極と平面電極とが交互に位置するようにしている。したがって、左右に隣接する電池１の電極をリード５で接続して、これらを直列に接続できる。これらのリード５も、板状の金属板である。
【００１６】
図のパック電池は、一方の開口部８において、上下に位置する電池１の電極を並列と直列に接続し、他方の開口部８において、左右に位置する電池１の電極を直列に接続して、２０個の電池１を互いに接続している。図のパック電池は、１０個の電池１を直列に接続し、さらに１０個ずつの電池１を２個ずつ並列に接続している。すなわち、２個の電池１を並列にしたものを１０個直列に接続している。
【００１７】
図の電池１は、上２行の電池１を第１グループの電池１Ａとして、下２行の電池１を第２グループの電池１Ｂとしている。すなわち、第１グループの電池１Ａと第２グループの電池１Ｂを２行の電池１で構成する。ただし、本発明のパック電池は、第１グループの電池と第２グループの電池を３行以上とすることができる。第１グループの電池１Ａと第２グループの電池１Ｂは同じ行数とするので、パック電池全体の行数は、第１グループの電池１Ａと第２グループの電池１Ｂの行数の２倍となる。たとえば、第１グループの電池と第２グループの電池を３行の電池とするパック電池は、全体の行数が６行となる。また、図のパック電池は、列の数が電池１を直列に接続する個数を特定する。正確には、図のパック電池は列の数の２倍が電池１の直列個数となる。したがって、電池１を図に示す配列で並列と直列に接続するパック電池においては、列数を多くして、直列に接続する電池１の個数を多くして、出力電圧を高くできる。
【００１８】
図のパック電池は、上下２列の電池１を並列に接続して、隣接する列の電池１を直列に接続しているが、本発明は電池を並列と直列に接続する電池の配列を図に示す構造には特定しない。上下の電池を直列に接続して、隣接する列の電池を並列に接続することもできる。さらに、図のパック電池は、複数の電池１を縦横に直線状に並べて行列に配置するが、電池は必ずしも直線状に配置する必要はなく、たとえば、図示しないが縦列に並ぶ電池を左右に位置をずらせる状態として、ジグザグ状に配置し、あるいは横の行に配置する電池を上下に位置がずれる状態に配置することもできる。
【００１９】
ケース２は、ポリプロピレンやポリエチレン等のプラスチック等の絶縁材で製作される。ケース２を成形するプラスチックはポリプロピレンである。ただ、ポリエチレンやナイロン等の他のプラスチックで成形することもできる。絶縁材で製作されるケース２は、表面を絶縁処理しない電池、すなわち、金属製の外装缶を表面に表出させている電池を直接にケースに収納できる。
【００２０】
プラスチック製のケース２は、電池１を挿入して定位置に保持する電池ホルダ７を一体的に成形して設けている。図の電池ホルダ７は、電池１を挿入して保持する筒状に成形している。筒状の電池ホルダ７は、内面の形状を電池１の外形にほぼ等しく、正確には電池１の外形よりもわずかに大きく成形している。図のパック電池は、円筒型電池１をケース２に収納しているので、電池ホルダ７を円筒状としている。図のケース２は、円筒状の電池ホルダ７を縦横に連結して設けている。各々の電池ホルダ７に、電池１を挿入して、ケース２は複数の電池１を定位置に配置して収納する。電池ホルダ７は内面形状を電池１の外形に沿う形状とするが、電池１の全表面に沿う円筒状とする必要はない。電池ホルダ７は、電池１の周囲にあって、電池１を定位置に配置できる全ての形状、たとえば、電池の周囲に複数のロッドや板材を設けた形状とすることもできる。
【００２１】
パック電池は、ケース２を定位置に配置している電池１を接着材で連結している。接着材を充填するために、ケース２は充填室２２を設けている。充填室２２の拡大斜視図を図５に示す。充填室２２に充填される接着材は、ケース２の上下左右に隣接して配置される電池１を連結する。図に示すケース２は、電池１を縦方向と横方向に直線状に整列して並べている。このパック電池は、充填室２２の周囲に４本の電池１と電池ホルダ７を配置している。したがって、互いに隣接して周囲に配置される４本の電池１で囲まれる内側であって、周囲に配置される４本の電池ホルダ７で囲まれる領域に接着材の充填室２２を設ける。充填室２２に充填される接着材を電池１の表面に接着するために、充填室２２に連結して電池ホルダ７に貫通部２３を設けている。貫通部２３は、充填室２２に充填される接着材を外部に漏らせて、隣接する電池１の表面に接着させる。したがって、充填室２２に充填される接着材は、充填室２２の周囲に配置される４本の電池１の表面に接着されて、これ等の電池１を連結する。
【００２２】
さらに、図６に示すパック電池は、上下の行に配置する電池１を、互いに谷間に配置する。すなわち、電池１を俵積みの状態で積層している。このパック電池は、充填室２２の周囲に３本の電池１と電池ホルダ７が配置される。したがって、互いに隣接して周囲に配置される３本の電池１で囲まれる内側であって、周囲に配置される３本の電池ホルダ７で囲まれる領域に接着材の充填室２２を設けている。このケース２も、充填室２２に充填される接着材を電池１の表面に接着するために、充填室２２に連結して電池ホルダ７には貫通部２３を設けている。この貫通部２３も、充填室２２に充填される接着材を外部に漏らせて、隣接する電池１の表面に接着させる。したがって、充填室２２に充填される接着材は、充填室２２の周囲に配置される３本の電池１の表面に接着されて、これ等の電池１を連結する。
【００２３】
図５と図６のパック電池は、電池ホルダ７にスリット状に貫通部２３を設けている。このパック電池は、スリット状の貫通部２３から充填室２２の外部に漏れる接着材を電池１の表面に接着させる。このため、接着材を長く電池表面に接着して、電池１に強固に接着できる。ただし、貫通部は必ずしもスリット状にする必要はなく、たとえば図示しないが、電池ホルダを貫通する貫通孔とすることもできる。また、貫通孔とスリット状からなる両方の貫通部を設けることもできる。
【００２４】
さらに、図４と図５のケース２は、電池ホルダ７に一体的に成形して充填室２２の底板２４を設けている。底板２４は充填室２２の深さを調整する。底板２４は、充填室２２の深さが、好ましくは、約１０ｍｍ〜２０ｍｍとなる位置に設けられる。ただし、底板の位置は、充填室の深さが１０ｍｍよりも浅く、あるいは２０ｍｍよりも深くなる位置に配置することもできる。充填室を浅くすると、ここに充填する接着材量を少なくできる。充填室を深くすると、多量の接着材を充填して、電池に強固に接着できる。
【００２５】
ケース２は、電池１の一方の端部に充填室２２を設けて、ここに充填する接着材を電池表面に接着する。ただし、電池の両端部に充填室を設けて、ここに接着材を充填して、電池を両端部で連結することもできる。
【００２６】
充填室２２には、シリコン系の接着材が充填される。シリコン系の接着材は硬化状態でゴム状弾性を示すので優れた緩衝作用がある。したがって、シリコン系の接着材を充填しているパック電池は、衝撃を接着材で吸収して、耐衝撃性を向上できる。ただし、充填室には、シリコン系の接着材に代わって、ウレタン系の接着材やエポキシ系の接着材を使用することもできる。ウレタン系の接着材もゴム状弾性を示して優れた緩衝作用がある。エポキシ系の接着材は、金属に対する接着強度が強く、電池の外装缶に強固に接着して、隣接する電池を極めて強固に連結する。
【００２７】
ケース２は、各々の電池ホルダ７に電池１を挿入して、複数の電池１の端面が同一の面に位置する平行な姿勢として、縦横に並べて、すなわち行列にならべて収納する。図１と図２のパック電池は、電池１の端面が垂直面に位置するように、電池１を水平な姿勢で平行にケース２に収納している。
【００２８】
電池１は、ケース２の電池ホルダ７に収納された状態で端部にリード５を接続する。このことを実現するために、ケース２は、電池１の端部を外部に表出させる開口部８を設けている。図１と図２のケース２は、一方の開口部８を、電池１を出し入れできる構造とし、他方の開口部８を、電池１が出ない構造としている。電池１を出し入れできる開口部８は、電池ホルダ７の開口部８を電池１を通過できる大きさとする。電池１が出ない構造の開口部８は、図２に示すように、電池１の挿通を阻止するストッパ凸部１０を一体的に成形して設けている。ストッパ凸部１０は、電池１の端面に当接して、電池１が開口部８から出るのを阻止する。
【００２９】
図１と図２のケース２は、エンドプレート３を固定する開口部８を、電池１を出し入れできる構造として、他方の開口部８を電池１を出し入れできない構造としている。この構造のケース２は、エンドプレート３を外す状態でケース２の電池ホルダ７に電池１を挿入し、その後、開口部８にエンドプレート３を固定して、電池１をケース２から出ないように収納できる。
【００３０】
エンドプレート３はプラスチック等の絶縁材で製作される。エンドプレート３は、ケース２の開口部８に固定されて、電池１をケース２から出ないように定位置に固定する。また、このエンドプレート３は、これをケース２に固定する状態で、電池１の端部にリード５を固定できるように、各々の電池１の端面電極位置に電極窓１１を開口している。図のパック電池は、４行５列に２０個の電池１を収納するので、エンドプレート３は２０個の電極窓１１を開口している。
【００３１】
エンドプレート３は、ケース２の定位置に連結される。エンドプレート３をケース２の定位置に連結するために、図のエンドプレート３は、ネジ止してケース２に連結するネジ孔１５を設けている。一方、ケース２は、止ネジをねじ込むネジ挿入部１６をネジ孔１５に対向する位置に設けている。ネジ孔１５は、エンドプレート３を貫通する貫通孔であって、エンドプレート３の周縁部に複数個を開口して設けている。ネジ挿通部１６は、ネジ孔１５に挿通される止ネジをねじ込む部分であって、ネジ孔１５に対向する位置、図のケース２においては、端部の外周部に設けている。エンドプレート３は、ネジ孔１５に止ネジが挿通されると共に、この止ネジがケース２のネジ挿通部１６にねじ込まれて、ケース２の定位置に連結される。
【００３２】
さらに、パック電池は、図示しないが、エンドプレートとケースのいずれか一方に嵌着突出部を設けると共に、他方にこの嵌着突出部を嵌合する嵌合凹部を設けて、嵌着突出部を嵌合凹部に嵌合させてエンドプレートをケースの定位置に連結することもできる。この連結構造は、たとえば、嵌着突出部を凸部や凸条とし、嵌合凹部を凸部や凸条を嵌入する凹部や穴、溝とすることができる。嵌着突出部と嵌合凹部は、エンドプレートとケースの互いに対向する部分であって、たとえば、周縁部や中間部に設けることができる。このパック電池は、嵌着突出部を嵌合凹部に嵌合させる状態でエンドプレートとケースとを定位置に連結する。さらに、定位置に連結されるエンドプレートとケースとを接着剤で固定し、あるいは溶着し、あるいはまたネジ止めして強固に固定することができる。
【００３３】
以上のように、エンドプレート３をケース２の定位置に連結するパック電池は、リード５をエンドプレート３の定位置に連結し、電池１をケース２の電池ホルダ７でケース２の定位置に連結することにより、リード５を電池１の定位置に配置して、簡単に電池１の電極に連結できる特徴が実現できる。ただ、本発明のパック電池は、エンドプレートをケースの定位置に連結する構造を以上の構造に特定しない。パック電池は、エンドプレートをケースの定位置に連結できる他の全て構造でエンドプレートとケースを連結することができる。
【００３４】
エンドプレート３は、リード５を定位置に連結している。エンドプレートがリード５を定位置に固定する状態を図７ないし図１１に示す。これらの図のエンドプレート３は、リード５の両側に係止部１２を設け、この係止部１２でリード５を定位置に連結している。係止部１２は、図１１の断面図に示すように、リード５の両側縁を係止するＬ字状に成形された凸部である。この形状の係止部１２は、プラスチック製のエンドプレート３に一体的に成形して設けられる。図のエンドプレート３は、電池１の端部に連結される連結部５ａの両側に係止部１２を設けている。このエンドプレート３は、リード５を上から係止部１２に挿入して、すなわち、リード５の両端縁を係止部１２に挿入する状態でスライドさせて簡単に連結できる。ただし、本発明のパック電池は、エンドプレートにリードを接着して連結し、あるいは嵌着して連結し、あるいは粘着テープ等を介して定位置に連結することもできる。
【００３５】
図１と図２のパック電池は、図７ないし図１１に示すように、エンドプレート３の内側面にリード５の連結部５ａを連結している。図のパック電池は、電池１を第１グループの電池１Ａと第２グループの電池１Ｂに分離している。図のパック電池は、回路基板４に接近する側の電池１と、回路基板４から離れる側の電池１とで第１グループの電池１Ａと第２グループの電池１Ｂに分離している。図において、回路基板４側の上２行の電池１を第１グループの電池１Ａとして、回路基板４から離れる側の下２行の電池１を第２グループの電池１Ｂとしている。
【００３６】
第１グループの電池１Ａに連結部５ａを接続している第１のリード５Ａの引出し部５ｂは、エンドプレート３の内側面に配置される。第２グループの電池１Ｂに連結部５ａを接続している第２のリード５Ｂの引出し部５ｂは、エンドプレート３を貫通して外側面に配置している。エンドプレート３は、図９に示すように、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂを挿通する貫通孔１３を開口しており、この貫通孔１３にリード５Ｂの引出し部５ｂを挿通して、エンドプレート３の内側に第２のリード５Ｂの連結部５ａを、外側に第２のリード５Ｂの引出し部５ｂを配置している。さらに、図９のエンドプレート３は、外側に引き出された第２のリード５Ｂの引出し部５ｂを案内する嵌入凹部１４を設けている。この構造のエンドプレート３は、第１のリード５Ａの引出し部５ｂを内側に、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂを外側に配置して絶縁し、絶縁された引出し部５ｂ、５ｂが回路基板４に接続される。
【００３７】
第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂは、電池１の電極に接続される連結部５ａに、回路基板４に接続される引出し部５ｂを連結した形状に金属板を裁断して製作される。第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂは、幅の広い連結部５ａに幅の狭い引出し部５ｂを連結した４本電池連結用のリードと、引出し部５ｂと連結部５ａの幅を同じ幅とする２本電池連結用のリードからなる。４本電池連結用のリードは、図において上下左右に隣接する４本の電池１の電極に溶接等の方法で接続される。この４本電池連結用のリードは、上下に配置される２本の電池１を並列に接続して、さらに左右に位置する２本の電池１を直列に接続する。２本電池連結用のリードは、図において上下に位置する電池１の電極に溶接等の方法で接続されて、２本の電池１を並列に接続する。２本電池連結用のリードは出力端子（図示せず）に接続される。
【００３８】
パック電池は、エンドプレート３の反対側で電池１の電極に第３のリード５Ｃを連結している。第３のリード５Ｃは、縦１列の電池１の電極に接続されて、上端を回路基板４に接続する。第３のリード５Ｃは、２本の電池１を並列に接続して、さらに並列に接続している２本の電池１を直列に接続する。すなわち、上２行の電池１を並列に、さらに、下２行の電池１も並列に接続し、さらに、上２行と下２行の電池１を互いに直列に接続する。第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂは、上２行の電池１を並列に、さらに、下２行の電池１も並列に接続して、隣の列にある２個の電池１を直列に接続する。したがって、図のパック電池は、第３のリード５Ｃで上下の電池１を直列に接続して、第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂで左右の電池１を直列に接続する。
【００３９】
以上のパック電池は、以下のようにして、エンドプレート３とリード５を連結する。
(1)  エンドプレート３の定位置に、第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂを連結する。このとき、第１のリード５Ａの引出し部５ｂは、エンドプレート３の内側に配置し、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂは、エンドプレート３の貫通孔１３に挿通して外側に引き出し、嵌入凹部１４に案内してエンドプレート３の外側に配置する。
(2)  ケース２の電池ホルダ７に電池１を挿入して、電池１をケース２に収納する。
(3)  ケース２の充填室２２に接着材を充填して、電池１を接着材で連結する。
(4)  ケース２の開口部８にエンドプレート３を連結する。エンドプレート３は、ネジ止してケース２に連結される。
(5)  第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂの連結部５ａ、５ａを、電池１の電極にスポット溶接し、あるいはレーザー溶接して連結する。
(6)  ケース２の反対側の開口部８に第３のリード５Ｃを配置し、電池１の電極にスポット溶接し、あるいはレーザー溶接して連結する。
【００４０】
以上の構造のエンドプレート３は、別の部品を使用することなく、第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂの引出し部５ｂ、５ｂを絶縁して配置できる。ただし、本発明のパック電池は、図１２ないし図１５に示すように、リード５の全体をエンドプレート３の外側に配置することもできる。このパック電池は、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂをエンドプレート３に貫通させない。このパック電池は、エンドプレート３の外側に第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂを配置する。第２のリード５Ｂの引出し部５ｂを第１のリード５Ａから絶縁するために、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂと、第１のリード５Ａとの間に絶縁材１７を積層している。絶縁材１７は、紙シートやプラスチックシートである。なお、図１２ないし図１５に示す実施例において、前述の実施例と同じ構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
これ等の図に示すエンドプレート３は、リード５を定位置に連結するために、リード５をはめ込んで固定する嵌着凹部１８を外側面に設けている。嵌着凹部１８は、リード５の連結部５ａを嵌着するように、その内形を連結部５ａの外形にほぼ等しくしている。図のリード５は連結部５ａの全体形状を四角形とするので、嵌着凹部１８も四角形としている。さらに、図１２と図１３のエンドプレート３は、絶縁材１７も嵌着凹部１８にはめ込んで、定位置に嵌着するようにしている。絶縁材１７は、エンドプレート３の嵌着凹部１８に嵌着される連結部５ａをカバーする形状としている。図１２と図１３のエンドプレート３は、第１のリード５Ａを３列に並べて連結している。絶縁材１７は、３列に並べている第１のリード５Ａの連結部５ａをカバーする本体カバー部１７Ａを、幅の狭いアーム部１７Ｂで連結している。さらに、絶縁材１７は、エンドプレート３の電極窓１１と同じ位置に電極窓１７ａを開口している。この絶縁材１７は、第１のリード５Ａに積層する状態で、第１のリード５Ａを電池１の電極に溶接して固定できる。絶縁材１７の電極窓１７ａから第１のリード５Ａを外部に表出できるからである。図のエンドプレート３は、絶縁材１７の本体カバー部１７Ａとアーム部１７Ｂをはめ込んで定位置に連結する嵌着凹部１８を設けている。絶縁材１７の本体カバー部１７Ａは、図１２と図１３に示すように、第１のリード５Ａの連結部５ａの表面に積層されて、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂを第１のリード５Ａから絶縁する。
【００４２】
第２のリード５Ｂの引出し部５ｂは、電極窓１７ａの間に配置される。引出し部５ｂが電極窓１７ａを閉塞する位置にあると、第２のリード５Ｂの引出し部５ｂが電極窓１７ａから第１のリード５Ａにショートしやすく、また、第２のリード５Ｂをエンドプレート３に連結する状態で、第１のリード５Ａを電池１に溶接して連結できなくなるからである。
【００４３】
エンドプレート３は、電池１の端部に位置して電極窓１１を設けている。凸部電極側の電極窓１１Ａは、凸部電極を挿通できるように、凸部電極の外形にほぼ等しい。凸部電極と反対側の平面電極を挿通する平面電極側の電極窓１１Ｂは、電池１の平面電極側を挿通して、平面電極をエンドプレート３の外側面に位置させる。したがって、平面電極側の電極窓１１Ｂは、電池１の外形にほぼ等しい大きさに開口される。凸部電極と平面電極は、電極窓１１に挿通されて、エンドプレート３の外側面に積層されるリード５に接触する。この状態で、凸部電極と平面電極は、リード５の連結部５ａに溶接して連結される。凸部電極側の電極窓１１Ａを、凸部電極の外形にほぼ等しくしているエンドプレート３は、凸部電極の外周に入れる絶縁リングを省略できる。エンドプレート３が、凸部電極の周囲にあるカシメ凸部を絶縁するので、凸部電極に連結するリード５が、かしめ凸部に接触してショートするのを阻止できるからである。
【００４４】
以上のように、リード５をエンドプレート３の外側に配置しているパック電池は、以下のようにして、エンドプレート３とリード５を固定する。
(1)  ケース２の電池ホルダ７に電池１を挿入する。
(2)  ケース２の充填室２２に接着材を充填して、電池１に接着する。
(3)  ケース２の開口部８にエンドプレート３を固定する。エンドプレート３はケース２の開口部８を閉塞して、ケース２から電池１を出ないようにする。
(4)  エンドプレート３の外側に設けている嵌着凹部１８に第１のリード５Ａを入れて定位置に連結する。絶縁材１７をエンドプレート３の嵌着凹部１８に入れて、エンドプレート３の定位置に連結する。第２のリード５Ｂを嵌着凹部１８に入れて、エンドプレート３の定位置に連結する。
(5)  第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂの連結部５ａを、スポット溶接などの方法で電池１の電極に連結する。
(6)  ケース２の反対側の開口部８に第３のリード５Ｃを配置し、電池１の電極にスポット溶接し、あるいはレーザー溶接して連結する。
【００４５】
以上の方法は、第１のリード５Ａと第２のリード５Ｂの連結部５ａをひとつの工程で、電池１の電極に溶接して連結するので、リード５を能率よく電池１に連結できる。ただ、第１のリード５Ａをエンドプレート３の外側に連結して、第１のリード５Ａを電池１の電極に連結し、その後、絶縁材１７を積層した後、第２のリード５Ｂをエンドプレート３に連結して、第２のリード５Ｂの連結部５ａを電池１の電極に連結することもできる。
【００４６】
回路基板４は、各々の電池電圧を検出して、電池１の充放電を制御する電圧検出回路を実装している。図のパック電池は、全ての電池電圧を別々に独立して電圧検出回路で検出する。電池１をリチウムイオン二次電池とするパック電池は、全ての電池電圧を検出して、充放電を理想的な状態で制御できる。図のパック電池は、２個の電池１を並列に接続しているので、並列接続している電池１は一緒に電圧が検出される。リチウムイオン二次電池は、満充電された状態と、完全に放電された状態を電圧で検出できる。複数の電池１を直列に接続しているパック電池は、全ての電池１を同じ電流で充放電させる。ただ、全ての電池１が同じ状態で充放電されるとは限らない。全ての電池１が同じように劣化せず、また、製造工程においても全く同じ特性には製作されない。このため、直列に接続された複数の電池１は、実質的に満充電できる容量や内部抵抗等にばらつきがある。このような電池１を同じ電流で充放電すると、いずれかの電池１が先に満充電され、あるいは完全に放電される。
【００４７】
電圧検出回路で全ての電池電圧を検出しながら、充放電をコントロールするパック電池は、全ての電池１の過充電と過放電を防止しながら充放電する。電圧検出回路は、パック電池を充電しているときに、いずれかの電池電圧が最高電圧まで上昇すると充電電流を遮断する。また、放電しているときは、いずれかの電池１の電圧が最低電圧まで低下すると放電電流を遮断する。
【００４８】
電池１をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とするパック電池においても、全ての電池電圧を検出しながら充放電を制御して、全ての電池１の過充電と過放電を防止しながら使用できる。したがって、本発明は電池をリチウムイオン二次電池に特定しない。
【００４９】
回路基板４は、ケース２外周のひとつの面に固定される。図のパック電池は、ケース２の上面に回路基板４を固定している。図のパック電池は、ケース２の上面に基板ホルダ１９を固定し、この基板ホルダ１９内に回路基板４を固定している。基板ホルダ１９は、プラスチックでもって、ケース２と別に成形された上方開口の箱である。基板ホルダ１９の内部に固定している回路基板４は、リード線２０を介してリード５の引出し部５ｂの先端に連結している。図のパック電池は、回路基板４にリード線２０を半田付けして連結して、リード線２０をリード５の引出し部５ｂに半田付けして連結している。
【００５０】
リード５は、引出し部５ｂを回路基板４に接続するので、引出し部５ｂを回路基板４の方向に延長している。引出し部５ｂは、電池１から負荷に流す負荷電流を流さない。したがって、引出し部５ｂは連結部５ａよりも幅を狭くして、回路基板４に向かって延長される。
【００５１】
さらに、図１と図２のパック電池は、電池１とケース２と回路基板４と基板ホルダ１９からなる電池組立２１を外ケース６に収納している。外ケース６は、第１ケース６Ａと第２ケース６Ｂを連結して、内部に電池組立２１を収納している。第１ケース６Ａと第２ケース６Ｂは、四角い底板の周囲に周壁を設けた形状にプラスチックを成形している。周壁をネジで固定して、内部に電池組立２１を収納している。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例にかかるパック電池の分解斜視図である。
【図２】図１に示すパック電池の電池組立の背面斜視図である。
【図３】図１に示すパック電池のケースの斜視図である。
【図４】図３に示すケースの正面図である。
【図５】図３に示すケースの要部拡大斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例にかかるパック電池のケースの拡大斜視図である。
【図７】本発明の一実施例にかかるパック電池のエンドプレートを外側から見た図である。
【図８】図７に示すエンドプレートを内側から見た図である。
【図９】図７に示すエンドプレートの分解斜視図である。
【図１０】図８に示すエンドプレートの分解斜視図である。
【図１１】図８に示すエンドプレートのＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例にかかるパック電池の分解斜視図である。
【図１３】図１２に示すパック電池の背面斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施例にかかるパック電池のエンドプレートを内側から見た図である。
【図１５】図１４に示すエンドプレートを外側から見た図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…電池                １Ａ…第１グループの電池
１Ｂ…第２グループの電池
２…ケース
３…エンドプレート
４…回路基板
５…リード              ５Ａ…第１のリード
５Ｂ…第２のリード
５Ｃ…第３のリード
５ａ…連結部
５ｂ…引出し部
６…外ケース            ６Ａ…第１ケース
６Ｂ…第２ケース
７…電池ホルダ
８…開口部
１０…ストッパ凸部
１１…電極窓            １１Ａ…凸部電極側の電極窓
１１Ｂ…平面電極側の電極窓
１２…係止部
１３…貫通孔
１４…嵌入凹部
１５…ネジ孔
１６…ネジ挿入部
１７…絶縁材            １７Ａ…本体カバー部
１７Ｂ…アーム部
１７ａ…電極窓
１８…嵌着凹部
１９…基板ホルダ
２０…リード線
２１…電池組立
２２…充填室
２３…貫通部
２４…底板
【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】
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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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