(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を直列に接続してなる集合電池であって、
前記複数の電池の隣接する電池間を区画する隔壁を有し、該複数の電池を収納する電池ケースと、
該電池ケースの前記隔壁に配置され、前記隣接する電池の電極を電気的に接続する電極接続体と、
熱伝導性に優れた材料により形成され、前記電極接続体に当接する当接部と前記電池ケースの外部に露出する露出部とを有する熱伝導体と
を備える集合電池。
【請求項２】
請求項１記載の集合電池であって、
前記電極接続体は、二つの部材からなり、
前記熱伝導体は、前記当接部が前記電極接続体の二つの部材に挟持された状態で該電極接続体と当接してなる
集合電池。
【請求項３】
複数の電池を直列に接続してなる集合電池の製造方法であって、
前記複数の電池を収容し、隣接する電池を区画する隔壁に該隣接する電池を電気的に接続するための接続孔を有すると共に前記隔壁に該接続孔と外部とを貫通する貫通孔とを有する電池ケースを樹脂により形成するケース形成工程と、
前記電池ケースの隔壁に形成された貫通孔と連通する連通孔を有する前記電池ケースの蓋を前記電池ケースと同一の樹脂により形成するケース蓋形成工程と、
前記電池ケースに前記複数の電池を組み付ける電池組付工程と、
熱伝導性に優れた材料により形成され前記蓋と前記電池ケースとを接合したときに該蓋の連絡孔を通って前記接続孔から該蓋の外部に至る熱伝導体を前記貫通孔に挿入する熱伝導体挿入工程と、
該挿入された熱伝導体の前記接続孔に至った部分の少なくとも一部を挟持する状態で隣接する電池の電極を電気的に接続する電極接続体を組み付ける電極接続体組付工程と、
前記蓋を前記電池ケースに組み付ける蓋組付工程と
を備える集合電池の製造方法。
【請求項４】
複数の電池を直列に接続してなる集合電池の製造方法であって、
樹脂により形成され、複数の電池を収容すると共に隣接する電池の電極を電気的に接続可能な電池ケースの製造方法において、射出成形により前記電池ケースを形成するための型を形成する型形成工程と、該形成された型の前記隣接する電池の電極を電気的に接続する部位に、一部が前記電池ケースの外部に突出するよう熱伝導性に優れた材料により形成された熱伝導体を配置する熱伝導体配置工程と、該熱伝導体が配置された型に樹脂を射出して前記電池ケースを形成するケース形成工程とを備える電池ケースの製造方法により製造された電池ケースに前記複数の電池を組み付ける電池組付工程と、
前記熱伝導体の一部を挟持する状態で隣接する電池の電極を電気的に接続する電極接続体を組み付ける電極接続体組付工程と、
前記電池ケースと同一の樹脂により形成され、前記熱伝導体を外部に露出させる貫通孔が形成された蓋を前記電池ケースに組み付ける蓋組付工程と
を備える集合電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集合電池およびその製造方法に関し、詳しくは、複数の電池を直列に接続してなる集合電池およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の集合電池としては、樹脂によって形成された電池ケースの電池の電極に近い外部に凹部を設け、この凹部に温度計を設置してなるものが提案されている。電池にはその特性に応じて適正な温度範囲が設定されているのが通例である。この温度範囲外で電池を使用すると電池を効率よく使用することができなかったり、全く動作しなかったり、あるいは温度にもよるが電池によっては破損してしまう場合もある。このため、提案の集合電池は、電池の温度管理が行なえるよう電池の温度を検出できるものとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、提案の集合電池では、電池の温度を正確に検出することができないという問題があった。樹脂は熱伝導性が低いから、電極と温度計とに温度差が生じ、電池の正確な温度を検出することができない。こうした問題に対して、樹脂が介在することにより生じる電極の温度と温度計により計測された温度との差を考慮するものも考えられるが、電池が温度変化したときには、検出される温度がその変化に追従することができないという問題は解決されない。
【０００４】
集合電池の内部に温度計を直接設置すれば上述の問題は解決できるが、密閉構造を採用する集合電池では温度計の取り付け部分のシールを考慮する必要から、その構造が複雑になると共に部品数も増加するという新たな問題が生じる。
【０００５】
本発明の集合電池は、部品数を増加することなく、簡易に、より正確に集合電池内部の温度を検出することを目的とする。また、本発明の集合電池の製造方法は、より正確に内部の温度を検出可能な集合電池の製造方法を提供することを目的とする。更に、本発明の電池ケースの製造方法は、より正確に内部の温度を検出可能な集合電池に用いられる電池ケースの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の集合電池は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の集合電池は、複数の電池を直列に接続してなる集合電池であって、前記複数の電池の隣接する電池間を区画する隔壁を有し該複数の電池を収納する電池ケースと、該電池ケースの前記隔壁に配置され前記隣接する電池の電極を電気的に接続する電極接続体と、熱伝導性に優れた材料により形成され前記電極接続体に当接する当接部と前記電池ケースの外部に露出する露出部とを有する熱伝導体とを備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の集合電池では、熱伝導性に優れた材料により形成された熱伝導体を電極接続体に当接させることにより集合電池内部の温度を電池ケースの外部に伝達する。したがって、電池ケース外部に露出した熱伝導体の露出部にサーミスタなどの温度検出手段を取り付けることにより、集合電池内部の温度を検出することができる。しかも、熱伝導体は熱伝導に優れるから、集合電池の内部に温度変化が生じても、この温度変化を素早く電池ケース外部に伝達することができる。
【０００９】
こうした本発明の集合電池において、前記電極接続体は二つの部材からなり、前記熱伝導体は前記当接部が前記電極接続体の二つの部材に挟持された状態で該電極接続体と当接してなるものとすることもできる。こうすれば、熱伝導体と電極接続体との接触面積を大きくすることができるから、熱伝導体への熱伝導を促進することができる。なお、「当接」には、ボルトによって圧着させるものが含まれる他、溶接により熱伝導体と電極接続体とを一体のものとするものも含まれる。
【００１０】
本発明の第１の集合電池の製造方法は、複数の電池を直列に接続してなる集合電池の製造方法であって、前記複数の電池を収容し隣接する電池を区画する隔壁に該隣接する電池を電気的に接続するための接続孔を有すると共に前記隔壁に該接続孔と外部とを貫通する貫通孔とを有する電池ケースを樹脂により形成するケース形成工程と、前記電池ケースの隔壁に形成された貫通孔と連通する連通孔を有する前記電池ケースの蓋を前記電池ケースと同一の樹脂により形成するケース蓋形成工程と、前記電池ケースに前記複数の電池を組み付ける電池組付工程と、熱伝導性に優れた材料により形成され前記蓋と前記電池ケースとを接合したときに該蓋の連絡孔を通って前記接続孔から該蓋の外部に至る熱伝導体を前記貫通孔に挿入する熱伝導体挿入工程と、該挿入された熱伝導体の前記接続孔に至った部分の少なくとも一部を挟持する状態で隣接する電池の電極を電気的に接続する電極接続体を組み付ける電極接続体組付工程と、前記蓋を前記電池ケースに組み付ける蓋組付工程とを備えることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第１の集合電池の製造方法によれば、電極接続体に挟持されその一部が外部に露出する熱伝導体を備える集合電池を製造することができる。こうして製造された集合電池は、熱伝導体が集合電池内部の温度を電池ケース外部に伝達するから、この熱伝導体にサーミスタなどの温度検出手段を取り付けることにより、集合電池内部の温度を検出することができる。ここで、熱伝導体挿入工程は、電池組付工程の後に行なう他、電池組付工程に先立って行なってもよく、あるいは電池組付工程と平行して行なってもよい。電極接続体組付工程は、熱伝導体挿入工程の後であって電池組付工程における電極の組み付けの後であれば何時でも行なうことができるから、電池組付工程のすべてが行なわれた後に行なう必要はない。また、電極接続体組付工程における組み付けには、ボルトによる組み付けが含まれる他、溶接により熱伝導体と電極接続体とを一体のものとする組み付けも含まれる。蓋組付工程における組み付けには、ボルトによる組み付けが含まれる他、蓋を電池ケースに熱容着させる組み付けも含まれる。
【００１４】
本発明の第２の集合電池の製造方法は、複数の電池を直列に接続してなる集合電池の製造方法であって、樹脂により形成され、複数の電池を収容すると共に隣接する電池の電極を電気的に接続可能な電池ケースの製造方法において、射出成形により前記電池ケースを形成するための型を形成する型形成工程と、該形成された型の前記隣接する電池の電極を電気的に接続する部位に、一部が前記電池ケースの外部に突出するよう熱伝導性に優れた材料により形成された熱伝導体を配置する熱伝導体配置工程と、該熱伝導体が配置された型に樹脂を射出して前記電池ケースを形成するケース形成工程とを備える電池ケースの製造方法により製造された電池ケースに前記複数の電池を組み付ける電池組付工程と、前記熱伝導体の一部を挟持する状態で隣接する電池の電極を電気的に接続する電極接続体を組み付ける電極接続体組付工程と、前記電池ケースと同一の樹脂により形成され、前記熱伝導体を外部に露出させる貫通孔が形成された蓋を前記電池ケースに組み付ける蓋組付工程とを備えることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第２の集合電池の製造方法によれば、電極接続体に挟持されその一部が外部に露出する熱伝導体を備える集合電池を製造することができる。こうして製造された集合電池は、熱伝導体が集合電池内部の温度を電池ケース外部に伝達するから、この熱伝導体にサーミスタなどの温度検出手段を取り付けることにより、集合電池内部の温度を検出することができる。ここで、電極接続体組付工程は、電池組付工程における電極の組み付けの後であれば何時でも行なうことができるから、電池組付工程のすべてが行なわれた後に行なう必要はない。また、電極接続体組付工程における組み付けには、ボルトによる組み付けが含まれる他、溶接により熱伝導体と電極接続体とを一体のものとする組み付けも含まれる。さらに、蓋組付工程における組み付けには、ボルトによる組み付けが含まれる他、蓋を電池ケースに熱容着させる組み付けも含まれる。また、上記電池ケースの製造方法によれば、射出成形の際の電池ケースの型に熱伝導体を配置するから、電池ケースと熱伝導体とを一体のものとして形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例である集合電池２０の概略の構成を示す分解斜視図である。図示するように、実施例の集合電池２０は、電池ケース３０と、電池ケース３０に収納される複数の電池５０と、電池ケース３０の蓋をなすケースフタ４０とを備える。
【００１７】
電池ケース３０は、エンジニアリングプラスティックなどの樹脂により形成されており、内側に形成された複数の隔壁３４により複数の電池５０を収納する収納部３２が形成されている。隔壁３４の中央の上部には、貫通孔となる集電板接続部３６が形成されており、この集電板接続部３６を遮るように導電性を有し熱伝導性の優れた材料（例えば、鉄やニッケルなど）により形成された熱伝導部材７８が嵌挿されている。この集電板接続部３６では、隣接する電池５０の電極が電気的に接続されるが、この接続については後述する。
【００１８】
ケースフタ４０も電池ケース３０と同一の樹脂で形成されており、電池ケース３０の隔壁３４に嵌挿された熱伝導部材７８に相当する部位に貫通孔４２が形成されている。したがって、ケースフタ４０が電池ケース３０に取り付けられたときには、熱伝導部材７８の一部が貫通孔４２を貫通してケースフタ４０の上面に突出するようになっている。なお、ケースフタ４０の電池ケース３０への組み付けは、各電池５０が密閉構造となるように熱容着により組み付けられる。
【００１９】
電池５０は、ニッケル水素電池として構成されており、複数の陽極５２と、この複数の陽極５２と交互に配置される複数の陰極６２と、複数の陽極５２の端部（図１中左側）に接続された陽極側集電板５４と、複数の陰極６２の端部（図１中右側）に接続された陰極側集電板６４と、図示しない電解液とから構成されている。陽極側集電板５４と陰極側集電板６４の中央上部には、隣接する電池５０の陰極側集電板６４または陽極側集電板５４と二つの集電板接続体７０により電気的に接続される接続部５６，６６が形成されている。なお、集電板接続体７０は、導電性に優れた材料（例えば、鉄やニッケルなど）で形成されており、集電板接続部３６に若干のクリアランスを持って集電板接続部３６に嵌合する凸部７２が形成されている。
【００２０】
図２は、組み付け後の集合電池２０の図１中のＡ−Ｂ断面の隔壁３４の部分を拡大して示す拡大断面図である。図示するように、熱伝導部材７８は、二つの集電板接続体７０により挟持されており、二つの集電板接続体７０の凸部７２に当接している。二つの集電板接続体７０は、陽極側集電板５４と陰極側集電板６４とに挟持されており、全体として５層のサンドイッチ構造を形成している。実施例では、このサンドイッチ構造を押圧した状態で抵抗溶接により溶接している。したがって、各部材の接触面での電気抵抗は小さなものとなっている。熱伝導部材７８の一部はケースフタ４０の貫通孔４２を貫通して外部に突出している。熱伝導部材７８は、前述したように熱伝導率に優れた材料により形成されているから、その外部に突出した部分にサーミスタなどの温度検出器を取り付ければ、集合電池２０内部の温度を検出することができる。しかも、集合電池２０内部に温度変化が生じても、その温度変化に迅速に追従するから、集合電池２０内部の温度をより正確に検出することができる。なお、集電板接続体７０の凸部７２を形成した側の縁近辺にはＯリング７６を配置するための溝７４が形成されており、ここにＯリング７６を配置して電池ケース３０の隔壁３４に押圧することにより各収納部３２を密閉している。
【００２１】
次に、こうした実施例の集合電池２０の製造の様子について説明する。図３は、実施例の集合電池２０の製造工程の一例を示す製造工程図である。集合電池２０の製造は、まず電池ケース３０を準備する工程（工程Ｓ１０）から始まる。この工程は、電池ケース３０の製造工程と同意であり、図４に例示する電池ケース３０の製造工程により準備（製造）がなされる。説明のため、図３の集合電池２０の製造工程の説明を中断して、図４の電池ケース３０の製造工程についてここで説明する。
【００２２】
電池ケース３０の製造は、まず電池ケース３０の型を形成する工程から始まる（工程Ｓ２０）。電池ケース３０は、前述したように樹脂により形成されるから、ここで言う電池ケース３０の型は射出成形用の型である。次に電池ケース３０の型の隔壁３４の中央上部に相当する部位に熱伝導部材７８を配置する（工程Ｓ２２）。続いて、この熱伝導部材７８を配置した状態を保って樹脂を型に射出して電池ケース３０を形成し（工程Ｓ２４）、電池ケース３０を完成する。このように熱伝導部材７８を配置した状態を保って電池ケース３０を射出成形するから、熱伝導部材７８を電池ケース３０と一体のものとすることができる。
【００２３】
図３の集合電池２０の製造工程に戻る。こうして電池ケース３０を形成し準備すると、次に、この電池ケース３０の各収納部３２に電池５０の組み付け（工程Ｓ１２）、集電板接続体７０を配置して抵抗溶接により上述の陰極側集電板６４，集電板接続体７０，熱伝導部材７８，集電板接続体７０，陽極側集電板５４からなるサンドイッチ構造を一体のものとする（工程Ｓ１４）。そして、ケースフタ４０を電池ケース３０に被せてその接触面を熱容着により容着して（工程Ｓ１６）、実施例の集合電池２０を完成する。
【００２４】
以上説明した実施例の集合電池２０によれば、熱伝導率に優れた材料により形成された熱伝導部材７８を集合電池２０内部で集電板接続体７０と一体のものとし、その一部を集合電池２０の外部に突出させているから、この突出した部分を介して集合電池２０内部の温度を検出することができる。しかも、集合電池２０内部に温度変化が生じても、熱伝導部材７８はその温度変化に迅速に追従するから、集合電池２０内部の温度をより正確に検出することができる。
【００２５】
また、実施例の集合電池２０の製造方法によれば、上述の効果を奏する集合電池２０を製造することができる。しかも、電池ケース３０の型に熱伝導部材７８を配置した状態で電池ケース３０を射出成形するから、熱伝導部材７８を電池ケース３０と一体のものとすることができる。
【００２６】
実施例の集合電池２０では、電池５０をニッケル水素電池として構成したが、他の如何なる電池として構成してもよい。
【００２７】
実施例の集合電池２０の製造方法では、電池５０を組み付けた後に熱伝導部材７８や集電板接続体７０などを溶接するものとしたが、電池５０の組み付けのうち一体のものとされる複数の陽極５２と陽極側集電板５４および複数の陰極６２と陰極側集電板６４を組み付けた後であれば熱伝導部材７８や集電板接続体７０などの溶接は行なえるから、電池５０を完全に組み付ける前に熱伝導部材７８や集電板接続体７０の溶接を行なうものとしてもよい。
【００２８】
また、実施例の集合電池２０の製造方法では、熱伝導部材７８や集電板接続体７０を抵抗溶接により一体のものとしたが、ボルトなどにより締め付けるものとしても差し支えない。
【００２９】
さらに、実施例の集合電池２０の製造方法では、熱伝導部材７８を電池ケース３０の型に配置して電池ケース３０を射出成形するものとしたが、電池ケースに熱伝導部材を挿入する挿入孔を形成するものとして射出成形し、これに熱伝導部材を挿入するものとしてもよい。この場合の集合電池の製造工程の一例を図５に示す。この製造工程では、まず、熱伝導部材を挿入するための貫通孔を形成するための型を用いて電池ケースを射出成形すると共に（工程Ｓ３０）、同様にケースフタを射出成形する（工程Ｓ３２）。次に、電池ケースの収納部に電池を組み付けると共に（工程Ｓ３４）、電池ケースの隔壁に形成された挿入孔に熱伝導部材を挿入する（工程Ｓ３６）。そして、熱伝導部材や集電板接続体などによるサンドイッチ構造を溶接し（工程Ｓ３８）、ケースフタを熱容着して（工程Ｓ４０）、集合電池を完成する。こうすれば、電池ケースの射出成形の際に熱伝導部材を配置しないから、電池ケースを容易に形成することができる。
【００３０】
なお、こうした変形例の集合電池の製造方法では、電池ケースに熱伝導部材を挿入するための挿入孔を形成したが、こうした挿入孔を形成せず、熱伝導部材を圧入するものとしてもよい。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である集合電池２０の概略の構成を示す分解斜視図である。
【図２】  組み付け後の集合電池２０の図１中のＡ−Ｂ断面の隔壁３４の部分を拡大して示す拡大断面図である。
【図３】  実施例の集合電池２０の製造の様子を例示する製造工程図である。
【図４】  実施例の集合電池２０に用いられる電池ケース３０の製造の様子を例示する製造工程図である。
【図５】  変形例の集合電池の製造の様子を例示する製造工程図である。
【符号の説明】
２０  集合電池、３０  電池ケース、３２  収納部、３４  隔壁、３６  集電板接続部、４０  ケースフタ、４２  貫通孔、５０  電池、５２  陽極、５４  陽極側集電板、５６  接続部、６２  陰極、６４  陰極側集電板、６６  接続部、７０  集電板接続体、７２  凸部、７４  溝、７６  Ｏリング、７８  熱伝導部材。
【図１】
0004395905.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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