(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製のケースと、
このケース内に収容された電池と、
上記ケースの底面に配置されたキャスタと、
上記キャスタを支持するように上記ケースの底面の内側に設けられ、かつ上記電池の荷重を受けるように電池と連結する支持部と、
を有する、ことを特徴とするポータブル電源装置。
【請求項２】
合成樹脂製のケースと、
このケース内に収容された電池と、
上記ケースの底面に配置された一対のキャスタと、
上記キャスタを支持するように上記ケースの底面の内側に設けられたブラケットと、
を備えてなり、
上記ブラケットは、上記キャスタが上記ケースを通して固定される一対の座部と、これら一対の座部を互いに連結し、かつ上記電池の荷重を受ける連結部と、を備えている、ことを特徴とするポータブル電源装置。
【請求項３】
上記ケースは、上記キャスタおよび上記ブラケットが取り付けられる本体と、この本体の開口面を覆うカバーと、に分割構成されており、
上記カバー側の底面に第２のキャスタが設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載のポータブル電源装置。
【請求項４】
上記ブラケットが金属板からなり、上記連結部の少なくとも一方の側縁に、断面略Ｕ字形もしくは断面ステップ状に折曲形成してなる梁部を備えている、ことを特徴とする請求項２または３に記載のポータブル電源装置。
【請求項５】
上記ケースが伸縮式ハンドルを備えており、この伸縮式ハンドルが固定されるケース内側の第２のブラケットと上記ブラケットとが、第３のブラケットを介して互いに連結されている、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のポータブル電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池好ましくは繰り返し充放電が可能な二次電池をキャスタ付きのケース内に収容したポータブル電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪を備えた枠体に蓄電池を収容し、ユーザが所望の場所に移動できるように構成したポータブル電源装置が例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１の装置では、枠体が、その両側面に比較的大きな車輪を備えた台車状の構成となっており、補助脚を端部に備えた部材の上に蓄電池が載置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９６１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
種々の場所で使用されるポータブル電源装置の利便性を高めるためには、装置全体が軽量であることが必要であり、ケースとしては、軽量な合成樹脂製ケースとすることが望ましい。
【０００６】
その反面、内部に搭載される電池は重量物であり、合成樹脂製ケースの底面にキャスタを取り付けた場合に、荷重によるケースの損傷が懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るポータブル電源装置は、
合成樹脂製のケースと、
このケース内に収容された電池と、
上記ケースの底面に配置されたキャスタと、
上記キャスタを支持するように上記ケースの底面の内側に設けられ、かつ上記電池の荷重を受けるように電池と連結する支持部と、
を有する。
【０００８】
また、他の発明に係るポータブル電源装置は、
合成樹脂製のケースと、
このケース内に収容された電池と、
上記ケースの底面に配置された一対のキャスタと、
上記キャスタを支持するように上記ケースの底面の内側に設けられたブラケットと、
を備えてなり、
上記ブラケットは、上記キャスタが上記ケースを通して固定される一対の座部と、これら一対の座部を互いに連結し、かつ上記電池の荷重を受ける連結部と、を備えている。
【０００９】
すなわち、合成樹脂製ケースの底面に配置されるキャスタは、ケースを貫通するボルトやリベット等の固定具を介してブラケットの座部に直接に固定されている。そして、一対のキャスタは、連結部を有するブラケットを介して互いに連結された形となっており、連結部に加わる電池の荷重を支承する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、合成樹脂製ケースの損傷を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明に係るポータブル電源装置の外観を示す斜視図。
【図２】側方から見たポータブル電源装置の内部構成を模式的に示す説明図。
【図３】モジュールの支持構造を示す要部の（ａ）分解斜視図、（ｂ）組立後の斜視図、（ｃ）正面図。
【図４】ポータブル電源装置の回路図。
【図５】キャスタ補強ブラケットの斜視図。
【図６】第１キャスタの取付構造を示す分解斜視図。
【図７】梁部の異なる実施例を示す要部の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、一実施例のポータブル電源装置の外観斜視図である。このポータブル電源装置は、ＡＢＳ樹脂等の硬質合成樹脂からなるケース１の内部に、電池、詳しくは繰り返し充放電が可能なリチウムイオン電池等の二次電池が収容されたものである。ケース１は、幅方向Ｗの寸法に対して厚さ方向Ｔの寸法が小さな略直方体形状をなし、一実施例では、高さ方向Ｈの寸法が幅方向Ｗの寸法と略等しい形状をなしている。従って、ケース１は、基本的な形状として、各々略長方形をなす底面２および頂面３と、同じく長方形をなす一対の側面４，４と、最も面積の大きな正方形に近い矩形をなす前面５および背面６と、を有する六面体である。これらの各面は、略一定肉厚の合成樹脂製の壁として構成されている。
【００１４】
また、ケース１は、厚さ方向Ｔの中間部に位置する境界７に沿って、背面６を含む本体１Ａと、前面５を含み、本体１Ａの開口面を覆うカバー１Ｂと、に分割構成されている。従って、底面２、頂面３および一対の側面４，４は、詳しくは、本体１Ａ側の部分とカバー１Ｂ側の部分とから構成されている。これらの本体１Ａおよびカバー１Ｂは、硬質合成樹脂によって各々深皿状に一体成形されており、枠状のシール部材９（図２参照）を介して互いに組み合わされた上で、境界７を跨ぐように複数箇所に設けられたバックル（図示せず）により締め付けることで、互いに一体に組み立てられている。なお、図示例では、本体１Ａの方がカバー１Ｂよりも厚さ方向Ｔの寸法が大きい。つまり、本体１Ａの方がカバー１Ｂよりも深い皿状となっている。
【００１５】
ケース１は、底面２の四隅にキャスタ８をそれぞれ備えている。詳しくは、本体１Ａ側に設けられた一対の第１キャスタ８Ａと、カバー１Ｂ側に設けられた一対の第２キャスタ８Ｂと、を含む。これらのキャスタ８（８Ａ，８Ｂ）としては、好ましくは、ケース１を斜め方向などを含む任意の方向に移動できるように、ケース１底面２に対する取付軸を中心に３６０°旋回可能な形式のキャスタ８が用いられている。
【００１６】
ケース１の背面６には、ポータブル電源装置の移動時に上方へ引き出して用いる伸縮式ハンドル１０が設けられている。この伸縮式ハンドル１０は、一対の縦棒１０ａを上端の横棒１０ｂが連結した構成であり、縦棒１０ａがケース１の背面６に固定されたハンドルベース部１０ｃ（図２参照）からスライドするようにして伸縮し、伸縮式ハンドル１０の不使用時には横棒１０ｂがケース１の頂面３にほぼ揃った高さ位置となるように格納可能となっている。なお、図１は、伸縮式ハンドル１０を引き出した状態を示している。
【００１７】
図２は、一方の側面４の方向からポータブル電源装置の内部構成を見た状態を模式的に示した断面説明図である。図示するように、本体１Ａの内側には、略矩形の金属板からなるベースプレート１２が背面６の壁に沿って配置されている。このベースプレート１２は、背面６を構成する壁のほぼ全体を内側から覆う大きさを有し、背面６の外側に位置するハンドルベース部１０ｃに対し、ケース１の壁を貫通する複数のリベット１３を介して固定されている。つまり、リベット１３をかしめることによって、背面６の合成樹脂製の壁をベースプレート１２とハンドルベース部１０ｃとで両側から挟んだ構成となっている。
【００１８】
ベースプレート１２には、柱状に突出した複数のスタッド１４が設けられており、この複数のスタッド１４の先端に、略矩形の金属板からなるモジュール支持プレート１６が固定されている。つまり、モジュール支持プレート１６は、ベースプレート１２と平行でかつベースプレート１２から所定間隔離れた形に、ベースプレート１２によって支持されている。このベースプレート１２とモジュール支持プレート１６との間に形成される空間には、二次電池の直流電流を商用電源と同じ１００Ｖ交流に変換するインバータユニット１８と、ケース１内に冷却用の空気を強制循環させるファンユニット１９と、が収容されている。これらのインバータユニット１８およびファンユニット１９は、ベースプレート１２に支持されている。
【００１９】
なお、上記のベースプレート１２およびモジュール支持プレート１６が請求項における「第２のブラケット」および「第３のブラケット」にそれぞれ相当する。
【００２０】
上記モジュール支持プレート１６には、複数の単電池を収容してなる偏平な箱状をなす２つのモジュール２１が、互いに積層された状態で支持されている。詳しくは、２つのモジュール２１を挟んでモジュール支持プレート１６に対向する略矩形の金属板からなるエンドプレート２２が配置されており、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、モジュール２１の四隅の貫通孔２１ａを貫通した４本のボルト２３でもってエンドプレート２２をモジュール支持プレート１６に向けて締め付けることにより、一対のモジュール２１が両者間に挟まれた形に固定支持されている。なお、モジュール２１の側面の端子２４には、図示しないバスバーがネジを介して取り付けられ、２つのモジュール２１を直列に接続することで、後述する図４の二次電池１０２を構成している。
【００２１】
上記モジュール２１に収容される単電池としては、図示しないが、例えば、シート状の正極および負極をセパレータを介して交互に多数積層してなる電極積層体を、ラミネートフィルムからなる可撓性を有する外装体の内部に電解液とともに収容した偏平なリチウムイオン電池が用いられている。複数の偏平な単電池は、ケース１の厚さ方向Ｔに積層されている。
【００２２】
ケース１の本体１Ａ側の底部には、底面２の壁に沿って金属板からなるキャスタ補強ブラケット２５が設けられている。このキャスタ補強ブラケット２５は、請求項における「ブラケット」に相当するもので、ケース１の幅方向Ｗの全体に亘って延びており、両端部が本体１Ａ側の第１キャスタ８Ａをケース１内側からそれぞれ支持している。
【００２３】
キャスタ補強ブラケット２５の前側の側縁は、ケース１の幅方向Ｗに沿って横棒状に延びる梁部２６として、断面略Ｕ字形に折曲形成されている。一方、エンドプレート２２の下端には、モジュール支持プレート１６へ向かって９０°折れ曲がった折曲部２２ａが設けられている。この折曲部２２ａは、キャスタ補強ブラケット２５の梁部２６の上に重なっており、図示せぬ複数のボルトを介して互いに結合されている。つまり、エンドプレート２２は、モジュール２１を貫通する複数のボルト２３を介してモジュール支持プレート１６ひいてはベースプレート１２に支持される一方で、キャスタ補強ブラケット２５に連結されている。このエンドプレート２２を介して電池つまりモジュール２１の荷重がキャスタ補強ブラケット２５に伝達される。
【００２４】
また、モジュール支持プレート１６の上端には、モジュール２１の上方に位置するＢＭＳ支持ブラケット２７が図示せぬボルトを介して取り付けられている。このＢＭＳ支持ブラケット２７の上面に、ＢＭＳ（バッテリマネジメントシステム）ユニット２８が支持されている。
【００２５】
以上のように、ケース１内に収容される構成要素は、全て本体１Ａ側に直接ないし間接に支持されている。なお、カバー１Ｂ側の第２キャスタ８Ｂは、カバー１Ｂ側の底面２に取り付けられており、必要に応じて、底面２の壁の内側に金属製の補強板を設けることができる。
【００２６】
図４の回路図は、上記のポータブル電源装置（図４には符号１０１で示す）の基本的な回路構成を示しており、ポータブル電源装置１０１は、図示するように、２つのモジュール２１を直列接続した二次電池１０２、インバータ１０３、ＢＭＳ（バッテリマネジメントシステム）１０４、ファン１０５、操作表示部１１０、電流検出器１１１、およびスイッチ１１２，１１３を備えている。このポータブル電源装置１０１の二次電池１０２への充電は、ＡＣ／ＤＣコンバータを具備した充電器１０６を用いて、一般的な交流１００Ｖの商用電源により行われる。まず、充電器１０６は、充電端子１０７に接続される。ＢＭＳ１０４は、充電端子１０７の電圧を検出し、充電器１０６が接続されたことを判定し、スイッチ１１２を導通状態とすることで、二次電池１０２への充電が開始される。充電中は、ＢＭＳ１０４は、二次電池１０２の電圧および電流を検出し、充電が完了したと判定した場合は、充電を停止すべくスイッチ１１２を非導通状態とするとともに、操作表示部１１０にて充電が終了した旨の表示を行う。
【００２７】
次に、充電器１０６をポータブル電源装置１０１から取り外し、出力端子１０８に家電製品等の負荷１０９が接続される。ＢＭＳ１０４は、操作表示部１１０の給電開始ボタンが押下されたことを検出したとき、スイッチ１１３を導通状態とするとともに、インバータ１０３内のコントローラに開始指示を伝える。これにより、商用電源と同じ交流１００Ｖに変換した上で、負荷１０９への給電が行われる。また、ＢＭＳ１０４は、インバータ１０３の動作状態をモニタし、異常であると判定したり、二次電池１０２の電圧や電流を検出し、過放電状態と判定したら、スイッチ１１３を非導通状態にすることで給電を停止する。この際、操作表示部１１０にてアラーム表示も行う。さらに、ＢＭＳ１０４は、充電の際や給電の際、インバータ１０３の温度および二次電池１０２の温度を検出し、インバータ１０３の温度が所定値以上の高温になると、ファン１０５を作動させ、二次電池１０２の温度が所定値以上の高温になると、スイッチ１１３を非導通状態とする。
【００２８】
なお、図４の回路図における二次電池１０２は２つのモジュール２１を直列接続したものに対応し、インバータ１０３、ＢＭＳ１０４、ファン１０５は、それぞれ、インバータユニット１８、ＢＭＳユニット２８、ファンユニット１９、に対応する。充電端子１０７、出力端子１０８および操作表示部１１０は、具体的には図示しないが、ケース１の適宜位置に設けられている。
【００２９】
次に、本発明の要部であるキャスタ補強ブラケット２５についてさらに説明する。
【００３０】
図５は、キャスタ補強ブラケット２５の斜視図であり、このキャスタ補強ブラケット２５は、金属板をプレス成形することにより構成されている。キャスタ補強ブラケット２５は、全体として、ケース１の幅方向Ｗに沿って細長く延びた長方形状をなし、両端に矩形の座部３１を有するとともに、これら一対の座部３１が中央の連結部３２でもって互いに連結されている。そして、連結部３２の前側の側縁が略Ｕ字形に折曲されることで、前述した横棒状の梁部２６が形成されている。座部３１は、連結部３２に対して上方に位置しており、ケース１の高さ方向Ｈに沿って立ち上がった折曲部３３を介して互いに接続されている。
【００３１】
図６は、第１キャスタ８Ａの取付構造を説明するための要部の分解斜視図である。第１キャスタ８Ａは、略正方形の板状をなす取付基部４１と、この取付基部４１の中央の取付軸４２を中心として旋回可能に支持された略Ｕ字形のフォーク４３と、このフォーク４３に両端が固定された回転軸４４に回転可能に支持された車輪４５と、を備えている。なお、第２キャスタ８Ｂもキャスタ自体としては同様の構成である。取付基部４１は、例えば４つのねじ孔４６を備えている。ケース１の本体１Ａの両隅部には、第１キャスタ８Ａの突出量を小さくするために、上記取付基部４１を収容可能な大きさの凹部４７が成形されており、この凹部４７の面には、予め上記のねじ孔４６に対応して４つの貫通孔４８が形成されている。キャスタ補強ブラケット２５の座部３１には、同様に、４つの貫通孔４９が形成されている。そして、この座部３１が上記凹部４７の上に（つまりケース１の内側面）に重ねられ、貫通孔４９，４８を通して挿入される４本のボルト５０によって、座部３１と取付基部４１とが相互に締結されている。つまり、ケース１の底面２（凹部４７）における合成樹脂製の壁が、金属製の座部３１と第１キャスタ８Ａの取付基部４１との間に挟まれているが、座部３１と取付基部４１とは比較的広い面積で互いに対向しており、実質的には、座部３１から取付基部４１へと直接的にモジュール２１等の荷重が伝達される。
【００３２】
キャスタ補強ブラケット２５が上記のように取り付けられた状態では、図２に示すように、キャスタ補強ブラケット２５の連結部３２とケース１の底面２の内側面（凹部４７以外の部分）との間に僅かな隙間５１が確保されている。つまり、キャスタ補強ブラケット２５は、両端部の一対の座部３１がケース１に接しているものの、他の部位ではケース１に接していない。なお、上記の隙間５１にゴムシートなどの緩衝材を設けるようにしてもよい。例えば、連結部３２の下面に予めゴムシートなどの緩衝材を貼着しておくことも可能である。
【００３３】
上記のように構成されたポータブル電源装置は、キャスタ８（８Ａ，８Ｂ）と伸縮式ハンドル１０とを利用して、一般的なキャスタ付きスーツケースなどと同様に、ユーザが引っ張って歩くことができ、野外を含めて所望の位置まで容易に移動させることができる。そして、上記ポータブル電源装置においては、ケース１の基本形状として幅方向Ｗの寸法に対して厚さ方向Ｔの寸法が小さな直方体形状をなすので、床面での専有面積が小さくなり、多数のポータブル電源装置をまとめて置くような場合に有利であるとともに、移動の際に、必要に応じて、ケース１を傾けた状態で移動させることも可能となる。
【００３４】
ここで、上記のポータブル電源装置では、ケース１が合成樹脂製であることから、装置全体が軽量となり、移動を含めて、その取り扱いが容易となる。一方、重量物である電池つまりモジュール２１の荷重は、エンドプレート２２およびキャスタ補強ブラケット２５を介して、基本的に全ての荷重が一対の第１キャスタ８Ａに加わる。ケース１を構成する合成樹脂製の壁が荷重を支持することはなく、荷重によるケース１の損傷のおそれがない。第１キャスタ８Ａの取付部においては、前述したように、第１キャスタ８Ａの取付基部４１とキャスタ補強ブラケット２５の座部３１とが合成樹脂製の壁を両側から挟んだ構成となっており、ボルト５０の軸力が板厚方向に作用するものの、モジュール２１の荷重が合成樹脂製の壁に曲げや引張などとして作用することがないから、亀裂などの損傷を回避できる。
【００３５】
また伸縮式ハンドル１０を支持するハンドルベース部１０ｃは、ベースプレート１２に連結されており、このベースプレート１２がモジュール２１を介してエンドプレート２２さらにはキャスタ補強ブラケット２５に連結されているので、伸縮式ハンドル１０を利用してケース１を移動させている状況では、ハンドルベース部１０ｃに加わった荷重（例えば引張力）がベースプレート１２からモジュール２１を介してエンドプレート２２へと伝達され、最終的に第１キャスタ８Ａを支持するキャスタ補強ブラケット２５へと伝達される。従って、このような移動時においても、合成樹脂製ケース１に実質的に荷重が作用することがない。しかも、前側の第２キャスタ８Ｂを浮かせた状態でケース１を移動させたとしても、上記のようにモジュール２１の全ての荷重がケース１を経由せずに後側の第１キャスタ８Ａに伝達されるため、ケース１に無理な力が作用することがない。
【００３６】
さらに上記実施例では、ケース１の面の中で最も大きな主面となる背面６と基本的に平行となるようにモジュール２１ひいては多数の偏平な単電池が積層されて収容されているので、底面２と平行に単電池４１を積層する構成に比べて、電極面積の大きな単電池４１を利用することが可能となる。従って、ケース１の内容積を有効に利用して大きな電池容量を確保することができる。しかも、カバー１Ｂを取り外した状態では、本体１Ａの全面が広く開口するため、ケース１内の構成要素の組付や必要時のモジュール２１の交換などの作業を容易に行うことができる。
【００３７】
そして、モジュール２１等の構成要素は、前述したようにケース１の背面６に沿ったベースプレート１２を主要な構造物として組み付けられるため、重量物である一対のモジュール２１が、ベースプレート１２にいわば片持ち状態のような形で支持されることとなる。これに対し、上記実施例では、ベースプレート１２から前方へ突出する一対のモジュール２１の最前端の位置で、エンドプレート２２およびキャスタ補強ブラケット２５がモジュール２１の荷重を支持する。従って、移動中のモジュール２１前端部の振動などを効果的に抑制することができる。
【００３８】
なお、上記実施例では、キャスタ補強ブラケット２５およびエンドプレート２２が請求項における「支持部」に相当する。
【００３９】
図７は、キャスタ補強ブラケット２５の連結部３２の側縁における梁部２６として、前述した略Ｕ字形断面のものに代えて、ステップ状に折曲形成した実施例を示している。このステップ状の断面形状を有する梁部２６は、やはりケース１の幅方向Ｗに沿って直線状に延びている。このような構成でも、連結部３２の剛性が高く得られ、一対の第１キャスタ８Ａが堅固に連結されるとともに、モジュール２１等の荷重が確実に第１キャスタ８Ａに伝達される。
【００４０】
なお、上記実施例では、本体１Ａ側の一対の第１キャスタ８Ａに加えてカバー１Ｂ側に一対の第２キャスタ８Ｂを備えているが、第２キャスタ８Ｂは、幅方向Ｗの中央部に１個のみ備えた構成とすることもでき、あるいはキャスタに代えて固定の脚部とすることもできる。
【００４１】
また上記実施例ではキャスタ補強ブラケット２５の座部３１と第１キャスタ８Ａの取付基部４１とがボルト５０でもって結合されているが、ボルト５０に代えてリベットを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ケース
１Ａ…本体
１Ｂ…カバー
２…底面
８…キャスタ
８Ａ…第１キャスタ
８Ｂ…第２キャスタ
１０…伸縮式ハンドル
１２…ベースプレート
１６…モジュール支持プレート
１８…インバータユニット
１９…ファンユニット
２１…モジュール
２５…キャスタ補強ブラケット
２６…梁部
２８…ＢＭＳユニット
３１…座部
３２…連結部  
【図１】
0006531267.tif 000002
【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】
0006531267.tif 000008