(57)【要約】【課題】積層される角型電池を理想的な状態で固定して、使用状態における電池性能の低下を防止する。【解決手段】組電池は、複数の角型電池からなる電池セル１を積層している電池ブロック３と、この電池ブロック３の電池セル１を固定する固定部品４とからなる。固定部品４は、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレート５と、このエンドプレート５に、端部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンド６とからなる。【選択図】図４
2008282582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の角型電池からなる電池セルを積層している電池ブロックと、この電池ブロックの電池セルを固定する固定部品とからなるパック電池であって、
前記固定部品が、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレートと、このエンドプレートに、端部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンドとからなる組電池。
【請求項２】
金属バンドが端部に折曲部を有し、この折曲部をエンドプレートの外側面に連結している請求項１に記載される組電池。
【請求項３】
角型電池が、正負の電極板を積層している電極体をケースに収納する構造であって、このケースは、外装缶の開口部を、正負の電極端子を有すると共に安全弁の開口部を有する封口板で閉塞してなる構造で、
固定部品の金属バンドが、角型電池の両側面に沿って配設されて、端部をエンドプレートに連結している請求項１に記載される組電池。
【請求項４】
固定部品が、角型電池の上端部に沿って配置される第１の金属バンドと、角型電池の下端部に沿って配設される第２の金属バンドとを備え、第１の金属バンドと第２の金属バンドが、その端部をエンドプレートの上端と下端に連結している請求項３に記載される組電池。
【請求項５】
金属バンドが中間を折り返すように折曲された形状であって、折り返し部分を一方のエンドプレートに連結して、両端を他方のエンドプレートに連結している請求項１に記載される組電池。
【請求項６】
金属バンドが溝形に加工してなる金属板である請求項１に記載される組電池。
【請求項７】
エンドプレートの側面に、金属板を入れて定位置に配置する位置決嵌着部を設けている請求項１に記載される組電池。
【請求項８】
金属バンドの端部が、ボルト、ナット、リベット、カシメ構造のいずれかでエンドプレートに連結している請求項１に記載される組電池。
【請求項９】
角型電池の間にスペーサを挟着して、スペーサで送風ダクトを設けている請求項１に記載される組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の角型電池を積層して固定部品で固定している組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の角型電池を積層する組電池は、図１に示すように、一対のエンドプレート９０５をボルト９０６で連結して、エンドプレート９０５の間に、積層する電池９０１を配置している。（特許文献１参照）
特許文献１の組電池は、図１に示すように、ボルト９０６を連結するために、エンドプレート９０５の両側にボルト９０６を挿通する耳状突出部９０８を設けている。ボルト９０６は、耳状突出部９０８に挿通されて、先端にナット９０７をねじ込んでエンドプレート９０５を固定している。この構造の組電池は、使用状態によって電池の性能が低下する欠点がある。とくに、この構造の組電池は、角型電池にリチウムイオン二次電池が使用されることから、電池の使用状態によって電池の内部抵抗が大きくなって出力が低下する欠点がある。それは、耳状突出部が変形しやすく、電池の外装缶が膨張するのを確実に阻止できないからである。リチウムイオン二次電池は、通常の充放電時や過充電時に電極が膨張して、正負の電極間の間隔が広くなる。この状態になると正負の電極間を移動するイオンの移動距離が長くなって内部抵抗が大きくなる。とくに、リチウムイオン二次電池は、ニッケルカドミウム電池などに比較すると、電極の対向面積に対する内部抵抗が大きいことから、内部抵抗を小さくするために、正負の電極板を薄くして電極間隔を狭くして対向面積を大きくしている。すなわち、正負の電極間の間隔を狭くして内部抵抗を小さくしていることから、電極が膨張して電極間隔がわずかに広くなっても、内部抵抗が大きくなる。電池の内部抵抗が大きくなると、取り出しできる最大電流が小さくなって出力電力も小さくなる。多数の角型電池を積層する組電池は、大出力が要求される車両用などに使用されることから、出力が小さくなることは大きな欠点となる。
【０００３】
さらに、図１の組電池は、角型電池９０１が膨張するとボルト９０６が角型電池９０１の側面に接触する弊害もある。角型電池９０１が膨張して耳状突出部９０８が内側に曲がると、この耳状突出部９０８に挿通しているボルト９０６が内側に湾曲されるからである。積層される角型電池は、隣の外装缶との間に電位差がある。このため、ボルトが複数の角型電池の外装缶に接触すると短絡電流が流れて電池に弊害を与え、また安全性も低下させる。
【０００４】
ボルトに代わって、金属バンドで、積層する電池を固定する組電池が開発されている。（特許文献２及び３参照）
【０００５】
特許文献２は、積層する角型電池の両面に金属バーを設け、この金属バーに金属バンドの両端を止ネジで固定する組電池を記載している。この構造の組電池は、角型電池が膨張して金属バーが変形しやすく、角型電池の膨張を確実に阻止して、電池性能の低下を確実に阻止するのが難しい。さらに、特許文献３は、積層する角型電池の両面に一対の端板を設け、端板に金属バーを溶接して固定する組電池を記載している。この組電池は、金属バーを溶接して固定することから、角型電池を正確な圧縮状態に調整して固定するのが難しい欠点がある。
【特許文献１】実開平３−３２３６４号公報
【特許文献２】特開平５−３４３１０５号公報
【特許文献３】特表２００１−５０７８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、さらに従来の以上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、積層される角型電池を理想的な状態で固定して、使用状態における電池性能の低下を防止できる組電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の組電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池は、複数の角型電池からなる電池セル１を積層している電池ブロック３と、この電池ブロック３の電池セル１を固定する固定部品４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４とからなる。固定部品４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４は、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５と、このエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に、端部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６とからなる。
【０００８】
本発明の請求項２の組電池は、金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、１０６が端部に折曲部を有しており、この折曲部をエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、１０５の外側面に連結している。
【０００９】
本発明の請求項３の組電池は、角型電池が、正負の電極板を積層している電極体をケースに収納する構造であって、このケースが、外装缶１Ａの開口部を、正負の電極端子１０を有すると共に安全弁の開口部１１を有する封口板１Ｂで閉塞してなる構造としている。さらに、組電池は、固定部品４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４の金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６を、角型電池の両側面に沿って配設して、端部をエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に連結している。
【００１０】
さらに、本発明の請求項４の組電池は、固定部品４が、角型電池の上端部に沿って配置される第１の金属バンド６Ａと、角型電池の下端部に沿って配設される第２の金属バンド６Ｂとを備え、第１の金属バンド６Ａと第２の金属バンド６Ｂが、その端部をエンドプレート５の上端と下端に連結している。
【００１１】
本発明の請求項５の組電池は、金属バンド５６、６６、７６、８６、９６が中間を折り返すように折曲された形状であって、折り返し部分を一方のエンドプレート５５Ａ、６５Ａ、７５Ａ、８５Ａ、９５Ａに連結して、両端を他方のエンドプレート５５Ｂ、６５Ｂ、７５Ｂ、８５Ｂ、９５Ｂに連結している。
【００１２】
さらに、本発明の請求項６の組電池は、金属バンド６を、溝形に加工してなる金属板としている。
【００１３】
さらに、本発明の請求項７の組電池は、エンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５の側面に、金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６を入れて定位置に配置する位置決嵌着部９、２９、８９、９９を設けている。
【００１４】
さらに、本発明の請求項８の組電池は、金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６の端部を、ボルト、ナット、リベット、カシメ構造のいずれかでエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に連結している。
【００１５】
さらにまた、本発明の請求項９の組電池は、角型電池の間にスペーサ２、２２を挟着して、スペーサ２、２２で送風ダクト１５を設けている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の組電池は、積層される角型電池を理想的な状態で固定して、使用状態における電池性能の低下を防止できる特徴がある。それは、本発明の組電池が、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレートと、このエンドプレートに、先端の折曲部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンドとからなる固定部品で、積層する角型電池を固定しているからである。この状態で積層状態に固定される角型電池は、両側のエンドプレートで膨張が阻止される。このため、電極が膨張して内部抵抗が大きくなって、出力が低下する欠点が解消される。
【００１７】
とくに、本発明の請求項２の組電池は、請求項１の構成に加えて、金属バンドの端部に、エンドプレートの表面に向かって折曲される折曲部を設けており、この折曲部をエンドプレートの外側表面に固定している。この構造の組電池は、金属バンドを連結するために、従来の組電池のように角型電池の両側に突出して耳状突出部を設ける必要がなく、耳状突出部が変形して角型電池が膨張し、あるいは金属バンドが角型電池の角型電池に接触してショートするのを確実に阻止できる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項３の組電池は、請求項１の構成に加えて、角型電池を、正負の電極板を積層している電極体をケースに収納する構造とし、このケースを、外装缶の開口部を正負の電極端子を有すると共に安全弁の開口部を有する封口板で閉塞してなる構造とする。さらに、固定部品は、角型電池の両側面に沿うように金属バンドを配設して、その端部をエンドプレートに連結している。この組電池は、開弁する安全弁から排出されるガスを外部に排気するのに固定部品が邪魔にならず、また、出力端子にリード板やリード線を接続するのに、固定部品が邪魔になることもない。このため、固定部品で積層する角型電池をしっかりと固定しながら、理想的な状態で安全弁のガスを外部に排気し、また出力端子にリード板やリード線を配線できる。
【００１９】
また、本発明の請求項４の組電池は、請求項３の構成に加えて、固定部品が、角型電池の上端部に沿って配置される第１の金属バンドと、角型電池の下端部に沿って配設される第２の金属バンドとを備え、第１の金属バンドと第２の金属バンドの端部をエンドプレートの上端と下端に連結している。角型電池は中央部分が膨張しやすくて、封口板に固定している上端部と、外装缶の底面である下端部の膨張は少ない。中央部分が、外装缶の最大面積となる金属板が湾曲して膨張するのに対し、上端と下端は封口板や外装缶底部の金属板が伸びて膨張するからである。この組電池は、膨張の少ない角型電池の上端と下端を金属バンドで圧縮状態に固定する。したがって、角型電池の膨張力が働いても、この膨張力が金属バンドに作用することがなく、角型電池の膨張力による金属バンドの伸びがない。このため、角型電池に作用する強い膨張力で金属バンドが金属疲労することがなく、長期間にわたって積層する角型電池を所定の圧縮状態に固定する。
【００２０】
さらに本発明の請求項５の組電池は、請求項１の構成に加えて、金属バンドをＵ字状に折曲した形状とし、Ｕ字状の折り返し部分を一方のエンドプレートに連結して、両端を他方のエンドプレートに連結している。この組電池は、金属バンドの折り返し部分をしっかりとエンドプレートに連結できる特徴がある。
【００２１】
さらに、本発明の請求項６の組電池は、請求項１の構成に加えて、金属バンドを溝形に加工している。この組電池は、金属バンドの曲げ強度を強くできる。また幅を狭くしながら、積層する角型電池をしっかりと所定の圧縮状態に固定できる。
【００２２】
さらにまた、本発明の請求項７の組電池は、請求項１の構成に加えて、エンドプレートの側面に、金属板を入れて定位置に配置する位置決嵌着部を設けている。この組電池は、金属バンドを位置ずれしないようにエンドプレートに連結できる。
【００２３】
また、本発明の請求項９の組電池は、角型電池の間にスペーサを供給してスペーサで送風ダクトを設けている。この組電池は、送風ダクトに送風して電池を効率よく冷却できる。とくに、金属バンドを角型電池の上下に配設する組電池は、温度が上昇しやすい角型電池の中央部に、金属バンドで邪魔することなく空気を送風して、この部分を効果的に冷却できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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組電池を例示するものであって、本発明は組電池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。
【００２５】
本発明の組電池は、用途を特定するものではないが、主として、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて、車両の走行モータに電力を供給して、車両を走行させる電源装置に適している。
【００２６】
図２ないし図４は、本発明の実施例にかかる組電池を示す図である。図２と図３は、４組の組電池を備える車両用の電源装置を示し、図４はこれらの電源装置に組み込まれる組電池の斜視図を示している。さらに、図５ないし図２５は他の実施例にかかる組電池を示している。ただし、図５ないし図２５は、図面を簡単にするために、角型電池に設けている安全弁を図示しない。
【００２７】
これらの図に示す組電池は、複数の角型電池からなる電池セル１を積層している電池ブロック３と、この電池ブロック３の電池セル１を固定する固定部品４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４とを備える。
【００２８】
電池セル１の角型電池はリチウムイオン二次電池である。ただし、角型電池はリチウムイオン二次電池には特定されず、充電できる全ての電池、たとえばニッケル水素電池なども使用できる。角型電池は、正負の電極板を積層している電極体をケースに収納して電解液を充填したものである。ケースは、図２６に示すように、底を閉塞する四角筒状に成形している外装缶１Ａの開口部を封口板１Ｂで閉塞している。外装缶１Ａは、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を、深絞り加工して制作される。積層される角型電池のケースは、薄い角形に成形される。封口板１Ｂもアルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で制作される。この封口板１Ｂは、正負の電極端子１０を両端部に絶縁材を介して固定している。正負の電極端子１０は内蔵する正負の電極板に接続される。リチウムイオン二次電池は、金属板からなる外装缶１Ａを、リード線を介して電極に接続しない。ただ、外装缶１Ａは電解液を介して電極に接続されることから、正負の電極の中間電位となる。ただし、角型電池は、一方の電極端子１０をリード線で一方の電極に接続することもできる。この角型電池は、外装缶１Ａに接続される電極端子１０を絶縁することなく封口板１Ｂに固定できる。さらに、封口板１Ｂは、安全弁の開口部１１を設けている。安全弁は、ケースの内圧が設定値よりも高くなると開弁して、ケースが破損するのを防止する。安全弁が開弁すると内部のガスが封口板１Ｂの開口部１１から外部に排出される。図の角型電池は、封口板１Ｂに安全弁の開口部１１を設けている。この外装缶１Ａは、開弁する安全弁の開口部１１からガスを排出できる。それは、ケース内部にはガスが溜まっているからである。角型電池は、外装缶の底部や側部に安全弁の開口部を設けることもできる。ただ、この角型電池は、安全弁が開口するときに電解液が排出される。電解液は導電性の液体で、これが排出されると、接触部をショートさせることがある。ケースの封口板１Ｂに安全弁を設ける角型電池は、開口する安全弁からガスを排出して内圧を低下できる。このため、安全弁が開口するときに、電解液の排出を制限して、電解液による弊害を少なくできる。
【００２９】
図２と図３の電源装置は、安全弁から排出されるガスを外部に排気するために、組電池の上にガス抜きダクト１２を設けている。このガス抜きダクト１２は、下方の開口部を、安全弁の開口部１１に連結して、安全弁から排出されるガスを外部に排気する。この構造は、安全弁が開弁して角型電池から排出されるガスを速やかに外部に排気できる。
【００３０】
積層される角型電池は、隣接する電極端子１０を連結具１３で連結して、互いに直列に接続される。さらに、各々の角型電池の電極端子１０にはリード線（図示せず）が接続される。このリード線は、電池の電圧を検出する保護回路を実装する回路基板（図示せず）に接続される。図示しないが、回路基板は、図４において、組電池の上方に配設される。
【００３１】
角型電池の電池セル１は、その間にスペーサ２、２２を挟着している。スペーサ２、２２は、隣接する角型電池の外装缶１Ａを絶縁すると共に、電池セル１の間に電池を冷却する送風ダクト１５を設ける。したがって、スペーサ２、２２は、プラスチック等の絶縁材を成形して制作される。スペーサ２、２２は、両面に送風溝を設けて、角型電池の間に送風ダクト１５を設ける。スペーサ２、２２は、水平方向、いいかえると角型電池の両側に連結するように送風溝を設けている。このスペーサ２、２２で設けられる送風ダクト１５は、空気を水平方向に送風して角型電池を冷却する。
【００３２】
スペーサ２、２２を介して積層される角型電池の電池セル１は、固定部品４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４で定位置に固定される。固定部品４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、９４、１０４は、積層している角型電池の両端面に配置される一対のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５と、このエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に、端部を連結して積層状態の角型電池を圧縮状態に固定してなる金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６とからなる。
【００３３】
エンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、アルミニウムやその合金などの金属で成形され、あるいは硬質プラスチックを成形して制作される。図のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、外側面に縦横に伸びる補強リブ１６を一体的に成形して設けている。このエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、補強リブ１６で曲げ強度を強くできる。曲げ強度の優れたエンドプレートは、角型電池の中央部分の膨張を有効に阻止できる。金属バンドに連結されるエンドプレートが変形しないかぎり、角型電池の中央部分は膨張しないからである。エンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、広い面積で角型電池を挟着するために、その外形を電池セル１の角型電池とおなじ四角形としている。四角形のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、角型電池と同じ大きさに、あるいは角型電池よりもわずかに大きくしている。さらに、図のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、電池セル１との対向面に送風溝を設けて、角型電池との間に送風ダクト１５を設けている。ただ、エンドプレートは、電池セルとの対向面を平面状として、角型電池又はスペーサと面接触状態に接触させることもできる。プラスチック製のエンドプレートは、直接に角型電池に積層され、金属製のエンドプレートは積層材を介して角型電池に積層される。
【００３４】
エンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５には、金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６の端部が連結される。金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６は、止ネジ７を介してエンドプレート５、２５、４５、５５、７５、１０５に連結され、あるいは端部を内側に折曲してエンドプレート３５、６５に連結され、あるいはまた、金属バンド８６の端部にナット８７をねじ込んで、あるいは、金属バンド９６の端部をカシメてエンドプレート８５、９５に連結する。止ネジ７で金属バンド６、２６、４６、５６、７６、１０６を連結するエンドプレート５、２５、４５、５５、７５、１０５は、止ネジ７をねじ込む雌ネジ孔８を設けている。雌ネジ孔８は、エンドプレート５、２５、４５、５５、７５、１０５の外側表面に設けられて、金属バンド６、２６、４６、５６、７６、１０６の折曲部を貫通する止ネジ７をねじ込んで金属バンド６、２６、４６、５６、７６、１０６を連結する。
【００３５】
図４の組電池は、角型電池の上端部に沿って配置される第１の金属バンド６Ａと、角型電池の下端部に沿って配設される第２の金属バンド６Ｂをエンドプレート５に連結している。この組電池は、エンドプレート５の上端と下端であって、外側表面の両側部に雌ネジ孔８を設けている。この組電池は、角型電池の上下を金属バンド６で固定する。組電池は、図５ないし図２４に示すように、金属バンド２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６を上下の中間であって、中央部の上下に配設することもできる。金属バンド２６、４６、５６、７６、１０６の端部を止ネジ７で固定するエンドプレート２５、４５、５５、７５、１０５は、雌ネジ孔８を金属バンド２６、４６、５６、７６、１０６の連結位置に設けている。
【００３６】
図７ないし図９に示す組電池のように、金属バンド３６の端部を内側に折曲して固定するエンドプレート３５は、雌ネジ孔を設ける必要がない。このエンドプレート３５は、金属バンド３６の端部を定位置に連結する位置決嵌着部９を側面に設けている。位置決嵌着部９は、エンドプレート３５の側面に設けられて、金属バンド３６を挿通する貫通孔で、ここに金属バンド３６を挿通して定位置に連結する。ここに挿通された金属バンド３６は、端部を内側に折曲してエンドプレート３５に連結される。
【００３７】
さらに、図１７と図１８に示す組電池は、金属バンド８６の先端に設けたネジ部８６Ａをエンドプレート８５に挿通し、ネジ部８５Ａにナット８７をねじ込んで連結している。このエンドプレート８５は、金属バンド８６を挿通して定位置に配置する貫通孔の位置決嵌着部８９を設けて、その外側面に突出するネジ部８６Ａにナット８７をねじ込んで金属バンド８６をエンドプレート８５に連結する。
【００３８】
さらに、図１９と図２０の組電池は、金属バンド９６の先端に設けたカシメ部９６Ａをエンドプレート９５に挿通し、カシメ部９６Ａの先端を拡開するようにカシメ加工して金属バンド９６をエンドプレート９５に連結している。このエンドプレート９５は、金属バンド９６を挿通して定位置に配置する貫通孔の位置決嵌着部９９を設けて、その外側面に突出するカシメ部９６Ａをカシメ加工して金属バンド９６をエンドプレート９５に連結する。
【００３９】
エンドプレート２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５は、側面に位置決嵌着部９、２９、８９、９９を設けて金属バンド２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６を定位置に配置できる。これらの位置決嵌着部９、２９、８９、９９は、図５、図６、図１１、及び図１２に示すように金属バンド２６、５６を嵌着する嵌合溝とし、あるいは、図７ないし図１０、及び図１３ないし図２５に示すように金属バンド３６、４６、６６、７６、８６、９６、１０６を挿入する貫通孔として、金属バンド２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６を定位置に配置する。貫通孔の位置決嵌着部９、８９、９９は、金属バンド３６、４６、６６、７６、８６、９６、１０６をエンドプレート３５、４５、６５、７５、８５、９５、１０５の側面から外れないように定位置に固定できる。したがって、貫通孔の位置決嵌着部９は、図７ないし図９、及び図１３ないし図１５に示すように、金属バンド３６、６６の先端を内側に折曲して連結する構造のエンドプレート３５、６５に適している。位置決嵌着部９が、折曲された金属バンド３６、６６を、エンドプレート３５、６５から外れないようにできるからである。また、嵌合溝である位置決嵌着部２９は、金属バンド２６、５６の端部の折曲部の貫通孔１７に止ネジ７を挿通して、止ネジ７をエンドプレート２５、５５の雌ネジ孔８にねじ込んで固定する構造に適している。止ネジ７で固定される金属バンド２６、５６は、エンドプレート２５、５５から側方には外れないからである。
【００４０】
金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６は、所定の厚さの金属板を所定の幅に加工して製作される。金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６は、端部をエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に連結して、一対のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５を連結して、その間に角型電池を圧縮状態に保持する。金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６は、一対のエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５を所定の寸法に固定して、その間に積層される角型電池を所定の圧縮状態に固定する。角型電池の膨張圧力で金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６が伸びると、角型電池の膨張を阻止できない。したがって、金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６には、角型電池の膨張圧で伸びない強度の金属板、たとえばＳＵＳ３０４等のステンレス板や鋼板等の金属板を十分な強度を有する幅と厚さに加工して製作される。さらに、図４に示す金属バンド６は、金属板を溝形に加工している。この形状の金属バンド６は、曲げ強度を強くできるので、幅を狭くしながら、積層する角型電池をしっかりと所定の圧縮状態に固定できる特長がある。
【００４１】
金属バンド６、２６、３６、４６、５６、６６、７６、８６、９６、１０６は、端部に折曲部を設けて、折曲部をエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に連結する。折曲部は、止ネジ７の貫通孔１７を設け、あるいは貫通孔を設けることなくエンドプレート５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５に連結される。貫通孔１７のある折曲部は、貫通孔１７に挿通される止ネジ７をエンドプレート５、２５、４５、５５Ｂ、７５Ｂ、１０５Ｂの雌ネジ孔８にねじ込んで連結される。貫通孔のない折曲部は、内側に折曲されてエンドプレート３５、６５に連結される。ただし、金属バンド８６、９６は、前述したように、その端部にネジ部８６Ａやカシメ部９６Ａを設けて、エンドプレート８５、９５に連結することもできる。
【００４２】
金属バンド５６、６６、７６、８６、９６は、図１１ないし図２０に示すように、中間を折り返すように折曲し、折り返し部分を一方のエンドプレート５５Ａ、６５Ａ、７５Ａ、８５Ａ、９５Ａの外側表面に当てて連結し、その両端を他方のエンドプレート５５Ｂ、６５Ｂ、７５Ｂ、８５Ｂ、９５Ｂに連結することもできる。この金属バンド５６、６６、７６、８６、９６は、中間の折り返し部分を一方のエンドプレート５５Ａ、６５Ａ、７５Ａ、８５Ａ、９５Ａにしっかりと連結できる。さらに、金属バンド１０６は、図２１ないし図２５に示すように、エンドプレート１０５Ａと一体構造に固定することもできる。この金属バンド１０６は、最も強固に一方のエンドプレート１０５Ａに連結できる。
【００４３】
以上の組電池は、以下の工程で組み立てられる。
図２ないし図６の組電池は以下の工程で組み立てられる。
［電池ブロックの圧縮工程］
角型電池である電池セル１の間にスペーサ２、２２を配設し、スペーサ２、２２と角型電池を積層して電池ブロック３とし、電池ブロック３の両側にエンドプレート５、２５を配置する。この状態で両側のエンドプレート５、２５を治具で押圧し、エンドプレート５、２５の間隔が所定の寸法となるまで圧縮して、この状態に保持する。
［金属バンドの連結工程］
電池ブロック３を圧縮状態に保持して、金属バンド６、２６の両端をエンドプレート５、２５に固定する。図の金属バンド６、２６は、両端に貫通孔１７のある折曲部を設けている。この金属バンド６、２６は、折曲部の貫通孔１７に挿通する止ネジ７をエンドプレート５、２５の雌ネジ孔８にねじ込んでエンドプレート５、２５に固定される。さらに、図５と図６の組電池は、金属バンド２６が、エンドプレート２５の両側に設けている嵌合溝の位置決嵌着部２９に嵌着されて定位置に配置される。
［治具から外す工程］
全ての金属バンド６、２６をエンドプレート５、２５に固定した後、治具から外す。
以上の工程で、積層される角型電池は一対のエンドプレート５、２５で圧縮状態に保持される。したがって、角型電池が過充電などで膨張しようとしても、両エンドプレート５、２５間の間隔は変化せず、エンドプレート５、２５で角型電池の膨張は阻止される。この組電池は、金属バンド６、２６の両端をエンドプレート５、２５に止ネジ７で固定するので、金属バンド６、２６を強固にエンドプレート５、２５に固定して、金属バンド６、２６でエンドプレート５、２５を所定の寸法に保持できる。
【００４４】
図７ないし図９の組電池は、以下の工程で組み立てられる。
［電池ブロックの圧縮工程］
図４ないし図６の組電池と同じように、スペーサ２２と角型電池である電池セル１を積層し、両側のエンドプレート３５を治具で押圧し、エンドプレート３５の間隔が所定の寸法となるまで圧縮してこの状態に保持する。
［金属バンドの連結工程］
電池ブロック３を圧縮状態に保持して、金属バンド３６の両端をエンドプレート３５に固定する。図の金属バンド３６は、両端に貫通孔のない折曲部を設けている。この金属バンド３６は、一端にのみ折曲部を設け、あるいは両端に折曲部を設けない状態で、エンドプレート３５の両側に設けている貫通孔の位置決嵌着部９に挿通する。挿通された金属バンド３６の端部を内側に折曲し、この折曲部をエンドプレート３５の外側表面に密着させて、金属バンド３６をエンドプレート３５に連結する。この金属バンド３６は、一端に折曲部を設けて、折曲部のない金属バンド３６の先端を貫通孔の位置決嵌着部９に挿通し、折曲部のない直線状の先端を内側に折曲してエンドプレート３５に連結することもできる。
［治具から外す工程］
金属バンド３６をエンドプレート３５に固定した後、治具から外す。
以上の工程で、積層される角型電池は、一対のエンドプレート３５で圧縮状態に保持される。この組電池も、角型電池が過充電などで膨張しようとしても、両エンドプレート３５間の間隔は変化せず、エンドプレート３５で角型電池の膨張を阻止できる。この組電池は、金属バンド３６の端部を折曲してエンドプレート３５に固定できるので、金属バンド３６を簡単にエンドプレート３５に固定できる。
【００４５】
図１０の組電池は、折曲部のない直線状をしている金属バンド４６の先端を、エンドプレート４５に設けた貫通孔の位置決嵌着部９に挿通した後、折曲して折曲部とし、この折曲部の貫通孔１７に止ネジ７を挿通し、止ネジ７をエンドプレート４５の雌ネジ孔８にねじ込んで、金属バンド４６をエンドプレート４５に固定する以外は、図７ないし図９の組電池と同じようにして組み立てられる。
【００４６】
図１１と図１２の組電池は、治具で一対のエンドプレート５５を押圧して電池ブロック３を圧縮状態に保持して、金属バンド５６の先端を一方のエンドプレート５５Ｂに連結して組み立てられる。金属バンド５６は、中間を折り返すように折曲加工して、両端に貫通孔１７のある折曲部を設けている。この金属バンド５６は、折り返し部分を他方のエンドプレート５５Ａの外側面に配置すると共に、エンドプレート５５の両側に設けている嵌合溝の位置決嵌着部２９に嵌着して、定位置に配置する。この状態で、両端の折曲部を止ネジ７で一方のエンドプレート５５Ｂに固定する。この組電池は、２枚の金属バンド５６で一対のエンドプレート５５をしっかりと固定できる。
【００４７】
図１３ないし図１５の組電池は、治具で一対のエンドプレート６５を押圧して電池ブロック３を圧縮状態に保持して、金属バンド６６の先端を一方のエンドプレート６５Ｂに連結して組み立てられる。金属バンド６６は、中間を折り返すように折曲加工しているが、両端は折曲部のない直線状としてエンドプレート６５に連結される。この金属バンド６６は、エンドプレート６５Ａの両側に設けている位置決嵌着部９の貫通孔に挿通して、折り返し部分を他方のエンドプレート６５Ａの外側面に配置する。さらに、この状態で、直線状である金属バンド６６の先端を、位置決嵌着部９の貫通孔から突出させて、突出部を内側に折曲して、折曲部でもって一方のエンドプレート６５Ｂに固定する。この組電池も、２枚の金属バンド６６で一対のエンドプレート６５をしっかりと固定できる。
【００４８】
さらに、図１６の組電池は、治具で一対のエンドプレート７５を押圧して電池ブロック３を圧縮状態に保持して、金属バンド７６の先端を一方のエンドプレート７５Ｂに連結して組み立てられる。金属バンド７６は、中間を折り返すように折曲加工しているが、両端は折曲部のない直線状としてエンドプレート７５に連結される。この金属バンド７６は、エンドプレート７５の両側に設けている位置決嵌着部９の貫通孔に挿通して、折り返し部分を他方のエンドプレート７５Ａの外側面に配置する。さらに、この状態で、直線状である金属バンド７６の先端を、位置決嵌着部９の貫通孔から突出させて、突出部を内側に折曲して折曲部とし、この折曲部の貫通孔１７（あらかじめ設けられている）に止ネジ７を挿通して、止ネジ７で一方のエンドプレート７５Ｂに固定する。この組電池も、２枚の金属バンド７６で一対のエンドプレート７５をしっかりと固定できる。
【００４９】
図１７と図１８の組電池は、金属バンド８６の先端にネジ部８６Ａを設けて、このネジ部８６Ａにナット８７をねじ込んで金属バンド８６をエンドプレート８５Ｂに連結する以外、図１３ないし図１５の組電池と同じようにして組み立てられる。ただし、エンドプレート８５の両側に設けている貫通孔の位置決嵌着部８９は、ネジ部８６Ａのある金属バンド８６の先端を挿通できる内形としている。金属バンド８６の先端のネジ部８６Ａを位置決嵌着部８９の貫通孔に挿通した後、ネジ部８６Ａにナット８７をねじ込んで金属バンド８６をエンドプレート８５に固定する。
【００５０】
図１９と図２０の組電池は、金属バンド９６の先端にカシメ部９６Ａを設けて、このカシメ部９６Ａを拡開するようにカシメ加工して、金属バンド９６をエンドプレート９５に連結する以外、図１３ないし図１５の組電池と同じようにして組み立てられる。ただし、エンドプレート９５の両側に設けている貫通孔の位置決嵌着部９９は、カシメ部９６Ａのある金属バンド９６の先端を挿通できる内形としている。金属バンド９６の先端のカシメ部９６Ａを位置決嵌着部９９の貫通孔に挿通した後、カシメ部９６Ａをカシメ加工して金属バンド９６をエンドプレート９５に固定する。
【００５１】
さらに、図２１ないし図２５に示す組電池は、金属バンド１０６を一方のエンドプレート１０５Ａに一体的に連結している。この組電池は、以下の工程で組み立てられる。
［電池ブロックの圧縮工程］
角型電池である電池セル１の間にスペーサ２２を配設し、スペーサ２２と角型電池を積層して電池ブロック３とし、電池ブロック３の両側にエンドプレート１０５を配置する。このとき、一方のエンドプレート１０５Ａに連結している金属バンド１０６を、他方のエンドプレート１０５Ｂの位置決嵌着部９である貫通孔に挿通する。エンドプレート１０５に連結している金属バンド１０６は、先端を折曲しない直線状としている。この状態で、両側のエンドプレート１０５を治具で押圧して、エンドプレート１０５の間隔が所定の寸法となるまで圧縮してこの状態に保持する。
［金属バンドの連結工程］
電池ブロック３を圧縮状態に保持して、位置決嵌着部９の貫通孔から突出する金属バンド１０６の先端を内側に折曲して、折曲部をエンドプレート１０５Ｂの外側面に密着させる。金属バンド１０６は、折曲部に位置するようにあらかじめ貫通孔１７を設けている。折曲部の貫通孔１７に止ネジ７を挿通し、これをエンドプレート１０５Ｂの雌ネジ孔８にねじ込んで金属バンド１０６の先端をエンドプレート１０５Ｂに固定する。
［治具から外す工程］
金属バンド１０６の両端をエンドプレート１０５Ｂに固定した後、治具から外す。
以上の工程で、積層される角型電池は一対のエンドプレート１０５で圧縮状態に保持される。したがって、角型電池が過充電などで膨張しようとしても、両エンドプレート１０５間の間隔は変化せず、エンドプレート１０５で角型電池の膨張は阻止される。この組電池は、金属バンド１０６の両端をエンドプレート１０５Ｂに止ネジ７で固定するので、金属バンド１０６を強固にエンドプレート１０５Ｂに固定して、金属バンド１０６でエンドプレート１０５を所定の寸法に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の組電池の平面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる組電池を備える電源装置の斜視図である。
【図３】図２に示す電源装置の平面図である。
【図４】本発明の実施例１の組電池の斜視図である。
【図５】本発明の実施例２の組電池の斜視図である。
【図６】図５に示す組電池の組み立て工程を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例３の組電池の斜視図である。
【図８】図７に示す組電池の組み立て工程を示す斜視図である。
【図９】図７に示す組電池の組み立て工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例４の組電池の斜視図である。
【図１１】本発明の実施例５の組電池の斜視図である。
【図１２】図１１に示す組電池の組み立て工程を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の実施例６の組電池の斜視図である。
【図１４】図１３に示す組電池の背面斜視図である。
【図１５】図１３に示す組電池の組み立て工程を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例７の組電池の斜視図である。
【図１７】本発明の実施例８の組電池の斜視図である。
【図１８】図１７に示す組電池の
【図１９】本発明の実施例９の組電池の斜視図である。
【図２０】図１９に示す組電池の組み立て工程を示す斜視図である。
【図２１】本発明の実施例１０の組電池の斜視図である。
【図２２】図２１に示す組電池の組み立て工程を示す斜視図である。
【図２３】図２１に示す組電池の組み立て工程を示す背面斜視図である。
【図２４】図２１に示す組電池の固定部品を示す斜視図である。
【図２５】図２４に示す固定部品の背面斜視図である。
【図２６】角形電池である電池セルの斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…電池セル              １Ａ…外装缶
１Ｂ…封口板
２…スペーサ
３…電池ブロック
４…固定部品
５…エンドプレート
６…金属バンド            ６Ａ…第１の金属バンド
６Ｂ…第２の金属バンド
７…止ネジ
８…雌ネジ孔
９…位置決嵌着部
１０…電極端子
１１…開口部
１２…ガス抜きダクト
１３…連結具
１５…送風ダクト
１６…補強リブ
１７…貫通孔
２２…スペーサ
２４…固定部品
２５…エンドプレート
２６…金属バンド
２９…位置決嵌着部
３４…固定部品
３５…エンドプレート
３６…金属バンド
４４…固定部品
４５…エンドプレート
４６…金属バンド
５４…固定部品
５５…エンドプレート      ５５Ａ…エンドプレート
５５Ｂ…エンドプレート
５６…金属バンド
６４…固定部品
６５…エンドプレート      ６５Ａ…エンドプレート
６５Ｂ…エンドプレート
６６…金属バンド
７４…固定部品
７５…エンドプレート      ７５Ａ…エンドプレート
７５Ｂ…エンドプレート
７６…金属バンド
８４…固定部品
８５…エンドプレート      ８５Ａ…エンドプレート
８５Ｂ…エンドプレート
８６…金属バンド          ８６Ａ…ネジ部
８７…ナット
８９…位置決嵌着部
９４…固定部品
９５…エンドプレート      ９５Ａ…エンドプレート
９５Ｂ…エンドプレート
９６…金属バンド          ９６Ａ…カシメ部
９９…位置決嵌着部
１０４…固定部品
１０５…エンドプレート    １０５Ａ…エンドプレート
１０５Ｂ…エンドプレート
１０６…金属バンド
９０１…電池
９０５…エンドプレート
９０６…ボルト
９０７…ナット
９０８…耳状突出部
【図１】
2008282582.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008282582.tif 000005
【図４】
2008282582.tif 000006
【図５】
2008282582.tif 000007
【図６】
2008282582.tif 000008
【図７】
2008282582.tif 000009
【図８】
2008282582.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008282582.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008282582.tif 000014
【図１３】
2008282582.tif 000015
【図１４】
2008282582.tif 000016
【図１５】
2008282582.tif 000017
【図１６】
2008282582.tif 000018
【図１７】
2008282582.tif 000019
【図１８】
2008282582.tif 000020
【図１９】
2008282582.tif 000021
【図２０】
2008282582.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2008282582.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2008282582.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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