(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能なバッテリセルをバッテリセル収納ケースに収納するバッテリセルの収納構造において、
前記バッテリセル収納ケースを、バッテリセルの一端に臨む底部と、バッテリセルの他端に臨む蓋部と、これらの底部及び蓋部のそれぞれの間に介在させた胴部とからなる３分割構成とし、
前記胴部の内面、前記底部の内面、前記蓋部の内面のうちの少なくとも一つと前記バッテリセルの外面との間に空気を流通させるための空隙を設け、
前記胴部に前記バッテリセルを収納する収納穴を設けるとともに、この収納穴に前記蓋部側よりも前記底部側の開口が大きくなるように抜き勾配を設け、
前記空隙は少なくとも、前記抜き勾配によって前記バッテリセルの外面と前記収納穴の内面との間に形成されることを特徴とするバッテリセルの収納構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容量を変更したバッテリセルを収納する場合に、変更前に対してコストアップを抑えたバッテリセルの収納構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動自転車に用いるバッテリセルの収納構造としては、例えば、特開平９−９５２９０号公報「電動自転車用バッテリ収納装置」に記載されたものが知られている。
上記技術には、同公報の図２に示される通り、アウタボックス３１内にインナボックス３２を出し入れ自在に挿入し、このインナボックス３２内に複数のバッテリセル７０を収納し、同公報の図１８に示される通り、インナボックス３２のボックス本体６０を分割体６２，６３に２分割したバッテリ収納装置１９（同公報の図２参照）が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、例えば、バッテリセル７０の容量を変更する場合、例えば、容量を大きくすると、バッテリセルの外形寸法が大きくなるため、インナボックス３２に収納できなくなり、専用のインナボックスが別に必要になって、大きなコストアップとなる。
【０００４】
また、バッテリセル７０の容量を小さくすると、バッテリセルの外形寸法が小さくなるため、バッテリセルがインナボックス３２内でがたつかないように隙間を満たす詰め物等がバッテリセルの大きさ毎、即ち容量毎に必要になり、部品数が多くなって、やはり大きなコストアップを招く。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、容量を変更したバッテリセルを収納する場合に、変更前に対してコストアップを抑えたバッテリセルの収納構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、充電可能なバッテリセルをバッテリセル収納ケースに収納するバッテリセルの収納構造において、前記バッテリセル収納ケースを、バッテリセルの一端に臨む底部と、バッテリセルの他端に臨む蓋部と、これらの底部及び蓋部のそれぞれの間に介在させた胴部とからなる３分割構成とし、胴部の内面、底部の内面、蓋部の内面のうちの少なくとも一つとバッテリセルの外面との間に空気を流通させるための空隙を設け、胴部にバッテリセルを収納する収納穴を設けるとともに、この収納穴に蓋部側よりも底部側の開口が大きくなるように抜き勾配を設け、空隙は少なくとも、抜き勾配によってバッテリセルの外面と収納穴の内面との間に形成されることを特徴とする。
【０００７】
バッテリセル収納ケースを、バッテリセルの一端に臨む底部と、バッテリセルの他端に臨む蓋部と、これらの底部及び蓋部のそれぞれの間に介在させた胴部とからなる３分割構成とし、例えば、バッテリセルの容量をバッテリセルの長手寸法で変更した場合には、バッテリセル収納ケースの胴部のみを変更してバッテリセルを収納する。
【０００８】
この結果、バッテリセルの容量が変更になった場合に、バッテリセル収納ケースのうちの底部及び蓋部を流用することができ、変更部分を最小限にすることができて、コストアップを抑えることができる。
【０００９】
また、前記胴部の内面、前記底部の内面、前記蓋部の内面のうちの少なくとも一つと前記バッテリセルの外面との間に空気を流通させるための空隙を設けたことで、胴部の内面、底部の内面、蓋部の内面のうちの少なくとも一つとバッテリセルの外面との間に設けた空隙を空気が流通する。
【００１０】
この結果、バッテリセルで発生した熱を空隙内の空気の流れによって逃げやすくすることができ、バッテリセルの温度上昇を抑えることができる。
従って、バッテリセルの充電・放電特性を安定にすることができるとともに、バッテリセル各部の劣化を抑えることができ、バッテリセルの寿命を延ばすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るバッテリセルの収納構造を適用した電動自転車の要部側面図であり、電動自転車１０は、センタパイプ１１と、このセンタパイプ１１の中間部から前方に延ばしたダウンパイプ１２と、センタパイプ１１の下部から後方に延ばしたリヤパイプ１３，１３（奥側の符号１３は不図示）と、センタパイプ１１の上部及びリヤパイプ１３の後部のそれぞれに渡したサブパイプ１４，１４（奥側の符号１４は不図示）とからなるフレーム１５を備え、センタパイプ１１の上部にサドルポスト１６を介してサドル１７を取付け、センタパイプ１１の下端部にクランクピン１８を取付け、このクランクピン１８に駆動側スプロケット２１及びギヤクランク２２，２２（奥側の符号２２は不図示）を取付け、ダウンパイプ１２とセンタパイプ１１の下端部とに、駆動側スプロケット２１を強制的に回転させる電動モータ２３を取付け、この電動モータ２３に電力を供給するためにセンタパイプ１１の上部前部にバッテリ装置２４を取付けたものである。
【００１２】
バッテリ装置２４は、外ケース２６と、この外ケース２６内に挿入した内ケースであるバッテリセル収納ケース２７とを備える。
ここで、３１は駆動側スプロケットに掛けたチェーン、３２はチェーンカバー、３３は後輪、３４，３５はバッテリ装置２４をセンタパイプ１１に固定するためのブラケット及び固定部材、３６はバッテリ装置２４から電動モータ２３に電力を供給するための導線である。
【００１３】
図２は本発明に係るバッテリセルの収納構造を備えたバッテリセル収納ケースの側面図であり、収納したバッテリセルを一部見えるようにしたものである。
バッテリセル収納ケース２７は、充電可能な複数のバッテリセル４１…（…は複数個を示す。以下同様。）をそれぞれ収納穴４２…に挿入するとともにバッテリセル４１同士を接続端子４３…で直列に接続し、直列の一端となるバッテリセル４１の正極を接続端子４３ａ、導線４４を介して正極端子４５に接続し、直列の他端となるバッテリセル４１の負極を接続端子４３ａ、導線４６を介して負極端子４７に接続し、これらの正極端子４５及び負極端子４７を電力出力部４８で外部に露出させたものである。
ここで、５１…，５１ａ…は収納穴４２…のそれぞれの間に形成した空隙、５２はバッテリセル４１…の残存容量を表示する表示部である。
【００１４】
図３は図２の３−３線断面図であり、バッテリセル収納ケース２７は、バッテリセル４１…の一端に臨む底部６１と、バッテリセル４１…の他端に臨む蓋部６２と、これらの底部６１及び蓋部６２のそれぞれの間に介在させた胴部６３とからなる３分割構成とした樹脂製のケースである。
【００１５】
底部６１と胴部６３との結合部、並びに蓋部６２と胴部６３との結合部は、それぞれいんろう構造としたものである。
胴部６３は、樹脂にて成形するために、収納穴４２及び空隙５１に抜き勾配を設け、この収納穴４２の抜き勾配によってバッテリセル４１の外面と収納穴４２の内面との間に空隙４２ａを形成したものである。
【００１６】
ここで、６４は、バッテリセル収納ケース２７内のバッテリセル４１…を押えるためのラバー等の弾性部材、６５…は底部６１及び蓋部６２の外表面に設けた凸部、６６は導線４４（図２参照）を通すために蓋部６２及び胴部６３の内面に設けた溝部、Ｓ１は底部６１と胴部６３との間に形成した底部側通気路、Ｓ２は蓋部６１と胴部６３との間に形成した蓋部側通気路である。
【００１７】
図４は図２の４−４線断面図であり、底部６１の内面に凸部６７…を設け、これらの凸部６７…にそれぞれめねじ６８を形成し、蓋部６２の内面に凸部７１…を設け、これらの凸部７１…にそれぞれビス挿通穴７２を開け、蓋部６２のビス挿通穴７２…にビス７３…を通し、ビス７３…を底部６１…のめねじ６８…にねじ込むことで、底部６１、蓋部６２及び胴部６３を組立たバッテリセル収納ケース２７を示す。
【００１８】
図５は本発明に係るバッテリセル収納ケース及び外ケースを示す断面図であり、外ケース２６内にバッテリセル収納ケース２７を挿入した状態を示す。
外ケース２６は、内面に凸部７５を設けたものであり、バッテリセル収納ケース２７は、外面に溝部６６の外側となる膨出部７６を設けたものである。
バッテリ装置２４は、上記した凸部７５及び膨出部７６を設けたことで、外ケース２６の内面とバッテリセル収納ケース２７の外面とにケース間通気路７７を形成したものである。
【００１９】
図６は本発明に係るバッテリセルの収納構造を備えた別のバッテリセル収納ケースの断面図であり、図３に示したバッテリセル４１に対して容量を変更、ここでは容量を小さくしたバッテリセル８１…をバッテリセル収納ケース８２に収納した状態を示す。
バッテリセル８１は、バッテリセル４１に対して、外径を同一とし、長手寸法を変更することで容量を変更したものである。
【００２０】
バッテリセル収納ケース８２は、バッテリセル８１…の一端に臨む底部６１と、バッテリセル８１…の他端に臨む蓋部６２、これらの底部６１及び蓋部６２のそれぞれの間に介在させた胴部８３とからなる３分割構成とした樹脂製のケースである。
【００２１】
即ち、バッテリセル収納ケース８２は、バッテリセル収納ケース２７の底部６１及び蓋部６２を流用し、胴部８３のみバッテリセル８１の長手寸法に対応させてバッテリセル８１専用としたものである。
【００２２】
図３において、バッテリセル４１の外径をＤ１、長手寸法をＬ１、バッテリセル収納ケース２７の胴部６３の高さをＨ１とすると、図６のバッテリセル８１の外径はＤ１、長手寸法はＬ２、バッテリセル収納ケース８２の胴部８３の高さはＨ２である。
但し、Ｌ２＜Ｌ１、Ｈ２＝Ｈ１−（Ｌ１−Ｌ２）となる。
【００２３】
底部６１と胴部８３との結合部、並びに蓋部６２と胴部８３との結合部は、それぞれいんろう構造としたものである。
胴部８３は、樹脂にて成形するために、収納穴８４及び空隙８５に抜き勾配を設け、この収納穴８４の抜き勾配によって、バッテリセル８１の外面と収納穴８４の内面との間に空隙８４ａを形成したものである。
ここで、Ｓ３は底部６１と胴部８３との間に形成した底部側通気路、Ｓ４は蓋部６２と胴部８３との間に形成した蓋部側通気路である。
【００２４】
図７は本発明に係る別のバッテリセル収納ケース及び外ケースを示す断面図であり、外ケース２６内にバッテリセル収納ケース８２を挿入し、外ケース２６の内面とバッテリセル収納ケース８２の内面との間にケース間通気路８７を形成し、このケース間通気路８７内のうち、外ケース２６の内面と蓋部６２の内面と間にバッテリセル収納ケース８２のがたつきを防止するための板ばね８８を介在させたバッテリ装置８９を示す。
板ばね８８は、外ケース２６の内面と底部６１の内面との間に介在させてもよい。
【００２５】
以上に述べたバッテリセル収納ケース２７内の熱の移動について図８及び図９で説明する。なお、バッテリセル収納ケース８２については、胴部８３がバッテリセル収納ケース２７の胴部６３と高さのみ異なるだけで熱の移動は同様であるため、熱の移動の説明は省略する。
図８は本発明に係るバッテリセル収納ケースにおける要部の熱の移動を説明する作用図である。
バッテリセル４１は、充電又は放電により熱を発する。この発生した熱は、バッテリセル収納ケース２７内において、バッテリセル４１の表面から矢印▲丸数字１▼のように、空気の対流によって蓋部側通気路Ｓ２を上方へ移動する。
【００２６】
また、バッテリセル４１から空隙５１内の空気に伝わった熱は、矢印▲丸数字２▼のように、空気の対流によって空隙５１内から出て蓋部側通気路Ｓ２を上方へ移動する。
更に、収納穴４２内において、バッテリセル４１の熱は、空気の対流によって表面から空隙４２ａへ移動し、更に空隙４２ａから出て底部側通気路Ｓ１を上方に移動する。
【００２７】
図９は本発明に係るバッテリセル収納ケースの全体に亘る熱の移動を説明する作用図であり、一つのバッテリセル４１で代表させて熱の移動を説明する。なお、図中の矢印▲丸数字１▼〜矢印▲丸数字３▼は、図８で説明した矢印▲丸数字１▼〜矢印▲丸数字３▼に対応する。
バッテリセル４１（図の最下部右端のもので代表させた。）の熱は、胴部６３の蓋部６２（図３参照）側（胴部６３の手前側）では、空気の対流によって矢印▲丸数字１▼で示すように、蓋部側通気路Ｓ２を上方へ移動する。
【００２８】
また、空隙５１内へ伝わったバッテリセル４１の熱は、空気の対流によって矢印▲丸数字２▼で示すように、空隙５１から蓋部側通気路Ｓ２を通って上方へ移動する。図示しないが、空隙５１ａについても同様に熱が移動する。
更に、収納穴４２内のバッテリセル４１の熱は、空気の対流によって矢印▲丸数字３▼で示すように、空隙４２ａと胴部６３の奥側にある底部側通気路Ｓ１（図８参照）とを通って上方へ移動する。
【００２９】
この時、胴部６３の下部の壁及び上部の壁にそれぞれ下部通気窓ＬＷ及び上部通気窓ＵＷを開けておけば、バッテリセル収納ケース２７内に外部の冷えた空気を導くことができるとともに前述の矢印▲丸数字１▼〜矢印▲丸数字３▼で示した空気（熱）を外部に逃すことができ、バッテリセル４１の温度上昇を抑えることができる。
【００３０】
更に、図５に示した外ケース２６にも上部の壁及び下部の壁に通気窓を開けておけば、更にバッテリセル４１の熱が外ケース２６（図５参照）内にこもらず、バッテリセル４１の温度上昇を更に抑えることができる。
【００３１】
以上の図３及び図６で説明したように、本発明のバッテリセル収納ケース２７，８２を３分割構成としたことで、バッテリセル４１，８１の一端側に底部側通気路Ｓ１，Ｓ３、バッテリセル４１，８１の他端側に蓋部側通気路Ｓ２，Ｓ４を形成することができ、バッテリセル４１，８１で発生した熱をより多く逃がすことができる。
【００３２】
例えば、バッテリセル収納ケースを２分割構成とした場合には、バッテリセルの一端側又は他端側のどちらかに上記したような通気路を形成することはできるが、バッテリセルの両端側に通気路を形成することは難しい。
【００３３】
このように、本発明は、充電可能なバッテリセル４１，８１をバッテリセル収納ケース２７，８２に収納するバッテリセル４１，８１の収納構造において、バッテリセル収納ケース２７，８２を、バッテリセル４１，８１の一端に臨む底部６１と、バッテリセル４１，８１の他端に臨む蓋部６２と、これらの底部６１及び蓋部６２のそれぞれの間に介在させた胴部６３又は胴部８３とからなる３分割構成とし、バッテリセル４１，８１の長手寸法が変更になったときは、胴部６３又は胴部８３を変更することができるようにしたことを特徴とする。
【００３４】
上記構成により、バッテリセル４１，８１の容量が変更になった場合に、バッテリセル収納ケース２７，８２のうちの底部６１及び蓋部６２を流用することができ、変更部分を最小限にすることができて、コストアップを抑えることができる。
【００３５】
また、本発明は、胴部６３，８３の内面、底部６１の内面、蓋部６２の内面のうちの少なくとも一つとバッテリセル４１，８１の外面との間に空気を流通させるための空隙４２ａ，５１，５１ａ，８４ａ，８５を設けたことを特徴とする。
【００３６】
上記構成により、バッテリセル４１，８１で発生した熱を空隙４２ａ，５１，５１ａ，８４ａ，８５内の空気の流れによって逃げやすくすることができ、バッテリセル４１，８１の温度上昇を抑えることができる。
従って、バッテリセル４１，８１の充電・放電特性を安定にすることができるとともに、バッテリセル４１，８１各部の劣化を抑えることができ、バッテリセル４１，８１の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
尚、図３に示した底部６１は、板状の部材としたが、これに限らず胴部６３側まで回り込んだコ字状断面の部材としてもよく、また、蓋部６２は、胴部６３側まで回り込んだコ字状断面の部材としたが、これに限らず板状の部材としてもよい。
【００３８】
また、図９に示した下部通気窓ＬＷ、上部通気窓ＵＷは、胴部６３に限らず、底部６１、蓋部６２、胴部６３のうちの少なくとも一つに設けてもよく、更に、通気窓を、底部６１、蓋部６２、胴部６３の上・下部に限らず、側部の壁に設けてもよい。
【００３９】
このような側部の壁に通気窓を設けた場合には、通気窓が図５に示したケース間通気路７７、図７に示したケース間通気路８７に臨むため、バッテリセル４１，８１の熱をより効果的に外部に逃すことができる。
上記通気窓の形状は、スリット状、穴状等でもよく、特に限定しない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１のバッテリセルの収納構造は、バッテリセル収納ケースを、底部と、蓋部と、胴部とからなる３分割構成としたので、バッテリセル収納ケースのうちの底部及び蓋部を流用することができ、変更部分を最小限にすることができて、コストアップを抑えることができる。
【００４１】
また、胴部の内面、底部の内面、蓋部の内面のうちの少なくとも一つとバッテリセルの外面との間に空気を流通させるための空隙を設けたので、バッテリセルで発生した熱を空隙内の空気の流れによって逃げやすくすることができ、バッテリセルの温度上昇を抑えることができる。
従って、バッテリセルの充電・放電特性を安定にすることができるとともに、バッテリセル各部の劣化を抑えることができ、バッテリセルの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るバッテリセルの収納構造を適用した電動自転車の要部側面図
【図２】  本発明に係るバッテリセルの収納構造を備えたバッテリセル収納ケースの側面図
【図３】  図２の３−３線断面図
【図４】  図２の４−４線断面図
【図５】  本発明に係るバッテリセル収納ケース及び外ケースを示す断面図
【図６】  本発明に係るバッテリセルの収納構造を備えた別のバッテリセル収納ケースの断面図
【図７】  本発明に係る別のバッテリセル収納ケース及び外ケースを示す断面図
【図８】  本発明に係るバッテリセル収納ケースにおける要部の熱の移動を説明する作用図
【図９】  本発明に係るバッテリセル収納ケースの全体に亘る熱の移動を説明する作用図
【符号の説明】
２７，８２…バッテリセル収納ケース、４１，８１…バッテリセル、４２，８４…収納穴、４２ａ，５１，５１ａ，８４ａ，８５…空隙、６１…底部、６２…蓋部、６３，８３…胴部。
【図１】
0004563532.tif 000002
【図２】
0004563532.tif 000003
【図３】
0004563532.tif 000004
【図４】
0004563532.tif 000005
【図５】
0004563532.tif 000006
【図６】
0004563532.tif 000007
【図７】
0004563532.tif 000008
【図８】
0004563532.tif 000009
【図９】
0004563532.tif 000010