(57)【要約】【課題】位置決スペーサーで、電池を複数列、複数段に積層して定位置に配置する。同一形状の位置決スペーサーを使用して収納する電池の積層段数を変更する。【解決手段】パック電池は、複数列、複数段に積層した電池間に位置決スペーサー２を配設している。位置決スペーサー２は、複数段の電池１間に配設される本体部４に複数の隔壁３を一体的に成形して、この隔壁３を複数列の電池１間に配設して、隣接する隔壁３間に電池１の嵌着溝５を設けている。パック電池は、複数の位置決スペーサー２を備えている。同一段に配設される複数列の電池１の両側に対向して配設される位置決スペーサー２は、各電池１の間に互いに対向して隔壁３を配設している。各電池間で互いに対向する隔壁３は、一方に嵌着凸部６を、他方に嵌着凹部７を設けており、嵌着凸部６を嵌着凹部７に案内して、互いに対向する位置決スペーサー２の隔壁３を電池１の間で連結している。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池(1)を複数列、複数段に積層すると共に、電池(1)間に位置決スペーサー(2)を配設しており、この位置決スペーサー(2)は、複数段に配設される電池(1)間に配設される本体部(4)に複数の隔壁(3)を一体的に成形すると共に、この隔壁(3)を複数列に配設される電池(1)間に配設して、隣接する隔壁(3)間に、電池(1)を定位置に収納できる嵌着溝(5)を設けており、この嵌着溝(5)に電池(1)を配設して、位置決スペーサー(2)で隣接する電池(1)を絶縁して定位置に配置してなるパック電池であって、
複数の位置決スペーサー(2)を備えると共に、同一段に配設される複数列の電池(1)の両側に対向して配設される位置決スペーサー(2)は、各電池(1)の間に互いに対向して隔壁(3)を配設しており、互いに対向する隔壁(3)は、一方に嵌着凸部(6)を、他方に嵌着凹部(7)を設けており、嵌着凸部(6)を嵌着凹部(7)に案内して、互いに対向する位置決スペーサー(2)の隔壁(3)を電池(1)の間で連結しているパック電池。
【請求項２】
位置決スペーサー(2)が、本体部(4)の両面に一定の間隔で複数の隔壁(3)を設けると共に、一方の面に設けた隔壁(3)の間に位置して、他方の面に隔壁(3)を設けており、この位置決スペーサー(2)の嵌着溝(5)に電池(1)を案内して、電池(1)を俵積みの状態で配設している請求項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、複数の電池を複数列、複数段に並べ、さらに電池の間に位置決スペーサーを配設している組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
パック電池は、直列に接続する電池の個数を多くして出力電圧を高くでき、また並列に接続する電池数を多くして出力電流を大きくできる。このことから、パック電池は、電池の個数を、用途に最適な数としている。多数の電池を内蔵するパック電池は、電池を複数列に並べ、さらにこれを複数段に配設している。この構造のパック電池は、隣接して配設される電池を絶縁状態に隔離すると共に、電池を定位置に配置するために、電池の間に位置決スペーサーを配設している。位置決スペーサーは、絶縁材のプラスチックで成形している。プラスチック製の位置決スペーサーは、電池間に配設されて隣接する電池を絶縁し、また電池の熱暴走の誘発を防止する。さらに、プラスチック製の位置決スペーサーは、電池を定位置に保持する形状に成形されて、電池を定位置に配置する。
【０００３】
ところで、電池を位置決スペーサーで保持するパック電池は特許文献１に記載される。この特許文献に記載されるパック電池は、図１に示す位置決スペーサー２２を電池の間に配設している。この位置決スペーサー２２は、両面に設けた嵌着溝２５に円筒型電池を入れて、１４個の電池を、７列２段に収納する。位置決スペーサー２２は、本体部２４の両面に複数の隔壁２３を一体的に成形して、本体部２４と隔壁２３とで、電池を定位置に案内する嵌着溝２５を設けている。
【０００４】
図１の位置決スペーサー２２は、複数の電池を２段に積層して定位置に絶縁状態で配置できる。この構造の位置決スペーサー２２は、図２ないし図６に示すように、電池２１を４段に収納するパック電池に使用できる。これ等の図に示すパック電池は、２組の位置決スペーサー２２を使用する。一方の位置決スペーサー２２は、上２段の電池２１を嵌着溝２５に案内して定位置に保持する。他方の位置決スペーサー２２は、下２段の電池２１を嵌着溝２５に入れて定位置に配置する。この構造のパック電池は、各々の位置決スペーサー２２の嵌着溝２５に入れる電池２１を定位置に保持できるが、上２段の電池グループ２６と、下２段の電池グループ２７の相対的な位置ずれを充分に阻止できない。それは、上下の電池グループの間に絶縁スペーサー２８を配設しているが、この絶縁スペーサー２８が電池２１を定位置に配置できないからである。このため、この構造のパック電池は、耐振動特性や耐衝撃強度を向上するのが難しい。
【０００５】
以上の欠点は、位置決スペーサーを専用設計して解消できる。すなわち、位置決スペーサーの形状を、電池を４段に収納できる形状に成形して解消できる。しかしながら、電池の個数が異なる全てのパック電池に、専用設計された位置決スペーサーを使用すると、位置決スペーサーの製造コストが高くなる。それは、種々の用途に使用されて、電池の収納個数が異なる全てのパック電池に、特別な位置決スペーサーを使用する場合、位置決スペーサーを他品種少量生産することになるからである。
【０００６】
この欠点は、図７と図８に示す構造のパック電池で解消できる。これ等の図に示すパック電池は、電池２１を２段に積層するように設計された位置決スペーサー２２を使用して、電池２１を３段に収納する。ただ、これらの構造のパック電池は、図７の断面図に示すように、位置決スペーサー２２の隔壁２３を低くするか、あるいは図８に示すように、隣接する位置決スペーサー２２の隔壁２３を、電池２１の間で２層に積層する必要がある。
【０００７】
図７に示すように、隔壁２３を低くする位置決スペーサー２２を使用すると、図において上下に位置する電池２１の横ずれを阻止する作用が充分でなく、３段に積層する電池２１をしっかりと連結できなくなる欠点がある。この欠点は、図８に示すように、隔壁２３を高くして、中間段の電池２１の間で隔壁２３を２層に積層して解消できる。ただ、この構造は、中間段の電池２１の間に２層に隔壁２３を積層するので、この間隔が広くなってパック電池の外形が大きくなる欠点がある。
【特許文献１】特開２００５−１９７１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、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、位置決スペーサーでもって、電池を複数列、複数段に積層して定位置に配置でき、しかも同一形状の位置決スペーサーを使用して収納する電池の積層段数を変更でき、さらに、電池を定位置にしっかりと保持しながら、外形を小さく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】
【０００９】
本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
パック電池は、複数の電池１を複数列、複数段に積層すると共に、電池１間に位置決スペーサー２を配設している。位置決スペーサー２は、複数段に配設される電池１間に配設される本体部４に複数の隔壁３を一体的に成形しており、この隔壁３を複数列に配設される電池１間に配設して、隣接する隔壁３間に、電池１を定位置に収納できる嵌着溝５を設けている。パック電池は、この嵌着溝５に電池１を配設して、位置決スペーサー２で隣接する電池１を絶縁して定位置に配置している。パック電池は、複数の位置決スペーサー２を備えている。同一段に配設される複数列の電池１の両側に対向して配設される位置決スペーサー２は、各電池１の間に互いに対向して隔壁３を配設している。各電池１の間に互いに対向して配設される隔壁３は、一方に嵌着凸部６を、他方に嵌着凹部７を設けており、嵌着凸部６を嵌着凹部７に案内して、互いに対向する位置決スペーサー２の隔壁３を電池１の間で連結している。
【００１０】
位置決スペーサー２は、本体部４の両面に一定の間隔で複数の隔壁３を設けると共に、一方の面に設けた隔壁３の間に位置して、他方の面に隔壁３を設けることができる。このパック電池は、位置決スペーサー２の嵌着溝５に電池１を案内して、電池１を俵積みの状態で配設することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のパック電池は、位置決スペーサーでもって、電池を複数列、複数段に積層して定位置に配置でき、しかも同一形状の位置決スペーサーを使用して収納する電池の積層段数を変更でき、さらに、電池を定位置にしっかりと保持しながら、外形を小さくできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、複数列、複数段に積層される電池の間に配設される複数の位置決スペーサーを備えると共に、同一段に配設される電池の両側に対向して配設される位置決スペーサーは、各電池の間に対向して配設される隔壁の一方に嵌着凸部を、他方に嵌着凹部を設けており、嵌着凸部を嵌着凹部に案内して、互いに対向する位置決スペーサーの隔壁を電池の間で連結しているからである。この構造のパック電池は、嵌着凸部を嵌着凹部に案内して、各電池間において互いに対向する隔壁を重ならずに連結できる。したがって、電池の間で嵌着凸部を嵌着凹部に入れて連結される隔壁でもって、電池が横にずれないように保持でき、複数列、複数段に積層する電池を横ずれしないようにしっかりと定位置に保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
図９の断面図に示すパック電池は、複数列、複数段に積層している複数の電池１と、電池１間にあって電池１を定位置に配置する位置決スペーサー２と、位置決スペーサー２で電池１を定位置に連結している電池組立１０を収納する外装ケース１１とを備える。さらに、図のパック電池は、外装ケース１１内に回路基板１２を収納している。
【００１５】
図のパック電池は、図１０ないし図１３に示すように、円筒型電池を７列４段に収納する。ただ、本発明のパック電池は、電池を円筒型電池には特定しない。電池には角形電池も使用できる。さらに、電池１は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、またはリチウムイオン二次電池等の二次電池である。複数の電池１は、互いに平行な姿勢として、かつその両端面をほぼ同一面に位置させるように、複数列、複数段に配列される。複数の電池１は、両端の電極にリード板１３を接続して、リード板１３を介して、互いに直列に、あるいは並列に接続される。リード板１３は、スポット溶接やレーザー溶接等の方法で溶接して電池１の電極に接続される。図のパック電池は、同じ段に配設している７本の電池１を直列に接続して、上下段に配設される電池１を並列に接続している。すなわち、このパック電池は、リード板１３でもって、２８本の電池１を、４並で７直に接続している。
【００１６】
リード板１３は金属板である。リード板１３は、電池１の両端に溶接されて、隣接する電池１を連結する。ただ、リード板１３は、図１１と図１２に示すように、複数枚に分割されて電池１を連結する。図のリード板１３は、４本又は８本の電池１を連結する。ただ、リード板１３は全ての電池１を連結することはできない。リード板１３で連結されない電池１は、位置決スペーサー２の嵌着溝５に入れられて定位置に配置される。
【００１７】
図１１と図１２に示すリード板１３は、接続端子１４を突出して設けている。接続端子１４は回路基板１２に接続される。回路基板１２は、電池１の充放電をコントロールする制御回路（図示せず）を実装している。制御回路は、リード板１３を介して電池１の電圧を検出し、検出した電池電圧から、電池１の過充電や過放電を防止しながら電池１を充放電させる。
【００１８】
位置決スペーサー２は、絶縁材であるプラスチックを一体的に成形して製作される。位置決スペーサー２を、図１４ないし図１６に示す。これ等の図に示す位置決スペーサー２は、複数段に配設される電池１の間に配設される本体部４に複数の隔壁３を一体的に成形しており、この隔壁３を複数列に配設される電池１間に配設して、隣接する隔壁３間に、電池１を定位置に収納できる嵌着溝５を設けている。図に示す位置決スペーサー２は、本体部４の両面に一定の間隔で隔壁３を設けて、隣接する隔壁３と本体部４とで嵌着溝５を設けている。嵌着溝５に電池１を案内し、位置決スペーサー２でもって、隣接する電池１を絶縁しながら、定位置に配置している。
【００１９】
図１４ないし図１６の位置決スペーサー２は、嵌着溝５の内面形状を、円筒型電池１の外形に沿う形状としている。この位置決スペーサー２は、円筒型電池１の外面を、嵌着溝５の内面に面接触させて定位置に保持する。電池１を面接触状態で保持する位置決スペーサー２は、パック電池の衝撃特性と振動特性を向上できる。振動や衝撃を受けた電池１が、広い面積で位置決スペーサー２の表面に衝突するからである。
【００２０】
さらに、図１４ないし図１６に示す位置決スペーサー２は、本体部４の両面に隔壁３を設けると共に、一方の面に設けた隔壁３の間に位置するように、他方の面に隔壁３を設けている。この位置決スペーサー２は、嵌着溝５に電池１を案内して、図９、図１０、及び図１３に示すように、電池１を俵積みの状態で配設する。
【００２１】
ただし、本発明のパック電池は、図示しないが、電池を碁盤格子状に配列することもできる。このパック電池に使用される位置決スペーサーは、本体部の両面の対向する位置に隔壁を設ける。本体部の両面の対向する位置、いいかえると両面の同じ位置に隔壁を設けた位置決スペーサーは、嵌着溝に電池を案内して、電池を碁盤格子状、いいかえると、縦横のマトリクス状に配列する。
【００２２】
図９ないし図１３のパック電池は、３枚の位置決スペーサー２を使用して、電池１を４段に積層している。図において、上下に隣接して配設される位置決スペーサー２は、同一段に配設される複数列の電池１の両側に対向して配設される。さらに、同一段に配設される電池１の両側であって、上下に対向して配設される位置決スペーサー２は、上下に突出する隔壁３を電池１の間に配設している。上下に対向して配置される位置決スペーサー２の隔壁３は、電池１の間で重ならずに、同一面に位置して連結される。このことを実現するために、位置決スペーサー２は、図１４ないし図１６に示すように、一方に嵌着凸部６を、他方に嵌着凹部７を設けている。嵌着凸部６が嵌着凹部７に案内されて、上下に対向して配置される位置決スペーサー２の隔壁３は、電池１の間で重ならずに連結される。
【００２３】
図１４ないし図１６の位置決スペーサー２は、嵌着凸部６と嵌着凹部７を四角形としている。嵌着凸部と嵌着凹部は、必ずしも四角形とする必要はなく、たとえば三角形等の多角形とすることもできる。また、嵌着凸部の付根部と、嵌着凹部の開口部の幅を狭くするアンダーカット状とすることもできる。嵌着凸部と嵌着凹部をアンダーカット形状とする隔壁は、嵌着凸部を嵌着凹部に入れて、抜けないように連結できる。
【００２４】
上下の位置決スペーサー２は、嵌着凸部６を嵌着凹部７の内部に配設して隔壁３を連結するので、嵌着凸部６の外形を嵌着凹部７の内形よりも小さくしている。以上の図に示す位置決スペーサー２は、本体部４の上下に突出するように設けている隔壁３に、２組の嵌着凸部６と嵌着凹部７を設けている。各々の隔壁３に複数の嵌着凸部６と嵌着凹部７を設ける位置決スペーサー２は、互いに位置ずれしないようにしっかりと確実に連結される。
【００２５】
図９、図１０、及び図１４ないし図１６に示す位置決スペーサー２は、嵌着溝５の深さが電池１の半分よりも深くなるように隔壁３を高くしている。この位置決スペーサー２は、嵌着溝５に入れて電池１をしっかりと定位置に保持できる。とくに、電池１の間で嵌着凸部６を嵌着凹部７に入れて連結する隔壁３でもって、電池１が横にずれないように保持できる。図の位置決スペーサー２は、本体部４の両面に設ける嵌着溝５の深さを、電池１の半分よりも深くして、電池１の半分以上を嵌着溝５に入れる構造としている。この位置決スペーサー２は、上下多段に積層する電池１を横ずれしないようにしっかりと定位置に保持できる。
【００２６】
さらに、本発明のパック電池は、位置決スペーサーの本体部の片面に設ける嵌着溝を他の面の嵌着溝よりも深くすることもできる。また、位置決スペーサーは、本体部の片面に設ける嵌着溝を電池の半分よりも深くして、他面に設ける嵌着溝を電池の半分よりも浅くすることもできる。
【００２７】
図１６に示す位置決スペーサー２は、図１２と図１４に示すように、上下を反転して使用して、上下の隔壁３に設けた嵌着凸部６を嵌着凹部７に案内して連結する。したがって、この位置決スペーサー２は、プラスチックでもって同じ形状に成形して、嵌着凸部６を嵌着凹部７に案内する構造にできる。
【００２８】
図９のパック電池は、以下のようにして組み立てられる。
(1)  最下段の位置決スペーサー２の本体部４の上下の嵌着溝５に電池１を入れて、この位置決スペーサー２で電池１を２段に積層して定位置に配置する。
(2)  中間の位置決スペーサー２を、最下段の位置決スペーサー２に連結する。中間の位置決スペーサー２は、電池１の間で、嵌着凸部６を嵌着凹部７に案内して、最下段の位置決スペーサー２に連結される。
(3)  中間の位置決スペーサー２の上面の嵌着溝５に電池１を案内する。
(4)  最上段の位置決スペーサー２を、中間の位置決スペーサー２に連結する。最上段の位置決スペーサー２は、電池１の間で、嵌着凸部６を嵌着凹部７に案内して、中間の位置決スペーサー２に連結される。
(5)  最上段の位置決スペーサー２の上面にある嵌着溝５に電池１を案内する。
(6)  電池１の両端にある電極にリード板１３を溶接して連結する。４段に積層した複数の電池１を位置決スペーサー２とリード板１３とで定位置に連結して電池組立１０とする。
(7)  電池組立１０をインナーケース１５に収納する。インナーケース１５の上にホルダー１６を介して回路基板１２を配置する。
(8)  リード板１３の接続端子１４を回路基板１２に接続する。
(9)  電池組立１０が収納されて、回路基板１２が連結されたインナーケース１５を外装ケース１１に入れて、外装ケース１１を閉塞する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のパック電池の電池の間に配設される位置決スペーサーを示す斜視図である。
【図２】図１に示す位置決スペーサーを使用して電池を４段に収納するパック電池を示す断面図である。
【図３】図２に示すパック電池の電池組立を示す断面図である。
【図４】図３に示す電池組立の斜視図である。
【図５】図４に示す電池組立の分解斜視図である。
【図６】図４に示す電池組立の位置決スペーサーと絶縁スペーサーの分解斜視図である。
【図７】他の構造の位置決スペーサーを使用して電池を３段に積層する構造の一例を示す断面図である。
【図８】他の構造の位置決スペーサーを使用して電池を３段に積層する構造の他の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施例にかかるパック電池の断面図である
【図１０】図９に示すパック電池の電池組立の断面図である。
【図１１】図９に示すパック電池の電池組立の斜視図である。
【図１２】図１１に示す電池組立の分解斜視図である。
【図１３】図１１に示す電池組立の電池の積層構造を示す斜視図である。
【図１４】図１１に示す電池組立の位置決スペーサーの分解斜視図である。
【図１５】図１４に示す位置決スペーサーの連結状態を示す斜視図である。
【図１６】位置決スペーサーの斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…電池
２…位置決スペーサー
３…隔壁
４…本体部
５…嵌着溝
６…嵌着凸部
７…嵌着凹部
１０…電池組立
１１…外装ケース
１２…回路基板
１３…リード板
１４…接続端子
１５…インナーケース
１６…ホルダー
２１…電池
２２…位置決スペーサー
２３…隔壁
２４…本体部
２５…嵌着溝
２６…上２段の電池グループ
２７…下２段の電池グループ
２８…絶縁スペーサー
【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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【図１６】
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