(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケース(3)に角型電池である二次電池(4)を内蔵している組電池(1)と、
この組電池(1)を脱着自在に底面に装着する電気機器(2)とを備え、組電池(1)と電気機器(2)が以下の全ての構成を有することを特徴とする組電池を備える電気機器。
（ａ）  電気機器(2)は中心部分に発熱部(13)を有する。
（ｂ）  組電池(1)の電池ケース(3)は、電気機器(2)の外形に等しい外形の箱型の本体ケース(3A)と、この本体ケース(3A)の開口部を閉塞している蓋ケース(3B)とからなり、上下に貫通して空気を通過させる空気穴(8)を有する。
（ｃ）  組電池(1)または電気機器(2)の底面は、電池ケースと電気機器(2)の底面との間に空気通過隙間(15)を設けるためにスペーサー凸部(16)を有する。
（ｄ）  電池ケース(3)が底面に突出する底面凸部(11)を有する。
（ｅ）  本体ケース(3A)の中央部に隔壁(6)を設け、この隔壁(6)が空気ダクト(7)を形成し、この空気ダクト(7)を空気穴(8)に連通している。
【請求項２】
電池ケース(3)の上面に金属製の放熱板を配設している請求項１に記載される組電池を備える電気機器。
【請求項３】
放熱板を二次電池の外装缶に密着している請求項２に記載される組電池を備える電気機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器の底面に装着されて電力を供給する組電池と、この組電池を備える電気機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器の底面に装着される組電池は、電気機器と同じ外形まで大きくできるので、大きな電池を内蔵して充電容量を大きくできる。したがって、電力消費の大きい電気機器、たとえば、ＤＶＤ機器やラップトップマイコン等に最適な構造となる。電力消費の大きい電気機器は、内部の発熱部で多量の熱を発生する。この電気機器の底面に組電池を装着すると、組電池によって電気機器の底面からの放熱が悪くなって、内部温度が高くなる。電気機器は内部温度が高くなると、トランジスターやＦＥＴ等の半導体、さらにはコンデンサー、トランス等の温度が高くなって故障の原因となり、また寿命も短くなる。さらにまた、電気機器に装着される組電池も、電気機器に加熱されて内部温度が高くなる。組電池も内部温度が高くなると、電池の電気特性を低下させる原因となる。
【０００３】
このような弊害を解消するために、種々の冷却構造の組電池が開発されている。たとえば、特開平９−８６１８８号公報や特開平１０−１６２７９５号公報には、円筒電池を内蔵する電池ケースに換気孔を設けた組電池が記載される。この組電池は、換気孔から電池ケースの内部に外気を循環させる。電池ケースの内部に循環される外気は、円筒型電池間の谷間にできるスペースを通過して、電池を冷却する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の公報に記載される組電池は、換気孔のないタイプに比較すれば電池ケースの内部温度を低くできる。この構造の組電池は、組電池を単体で使用する状態においては、換気孔に空気を通過させて内部を冷却できるが、電気機器に装着する状態においては、必ずしも効率よく内部を冷却できなくなる。また、この構造の組電池は、内蔵電池を角型電池として、これを隙間なく並べて収納すると、内蔵している電池を外気で効率よく冷却できなくなってしまう。それは、電池の間にスペースができなくなるからである。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、電気機器の内部で発生する熱を有効に利用して、電池ケースに内蔵している電池をより効率よく冷却できる組電池とこの組電池を備える電気機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の組電池を備える電気機器は、電池ケース３に角型電池である二次電池４を内蔵している組電池１と、この組電池１を脱着自在に底面に装着する電気機器２とを備える。組電池を備える電気機器は、組電池１と電気機器２が以下の全ての構成を有することを特徴とする。
（ａ）  電気機器２は中心部分に発熱部１３を有する。
（ｂ）  組電池１の電池ケース３は、電気機器２の外形に等しい外形の箱型の本体ケース３Ａと、この本体ケース３Ａの開口部を閉塞している蓋ケース３Ｂとからなり、上下に貫通して空気を通過させる空気穴８を有する。
（ｃ）  組電池１または電気機器２の底面は、電池ケースと電気機器２の底面との間に空気通過隙間１５を設けるためにスペーサー凸部１６を有する。
（ｄ）  電池ケース３が底面に突出する底面凸部１１を有する。
（ｅ）  本体ケース３Ａの中央部に隔壁６を設け、この隔壁６が空気ダクト７を形成し、この空気ダクト７を空気穴８に連通している。
【０００７】
本発明の請求項２の組電池を備える電気機器は、電池ケース３の上面に金属製の放熱板を配設している。
【０００８】
本発明の請求項３の組電池を備える電気機器は、放熱板を二次電池４の外装缶に密着している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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と電気機器を例示するものであって、本発明は組電池と電気機器を以下のものに特定しない。
【００１０】
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、「特許請求の範囲の欄」、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。
【００１１】
図１の斜視図と図２の断面図に示す組電池は、電気機器２の底面に脱着できるように装着される。電気機器２は、ＤＶＤ機器やラップトップマイコン等で、内部にはトランジスター、ＦＥＴ、ダイオード等の半導体やトランス等の発熱部１３を有する。図の電気機器２は、ほぼ中心部分に発熱部１３がある。
【００１２】
電気機器２に装着される組電池１は、電池ケース３に複数の二次電池４を内蔵している。内蔵される二次電池４は角型電池である。さらに、二次電池４はリチウムイオン二次電池である。ただ、二次電池には、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。この図の組電池１は、４個の二次電池４を平行に並べて電池ケース３に収納している。４本の二次電池４は、両側に２本の電池を互いに接するように接近させて平行に２列に配設して、両側の電池の間にスペースを設けている。
【００１３】
さらに、角型の二次電池４は、幅が厚さよりも広い外装缶を備えており、外装缶の幅の広い面を電池ケース３の両面に位置させている。この構造は、電池の外装缶をより広い面積で効率よく冷却できる特長がある。
【００１４】
電池ケース３は、図２と図３に示すように、電池と充放電ユニット９を内蔵している箱形の本体ケース３Ａと、この本体ケース３Ａの開口部を閉塞している蓋ケース３Ｂとからなる。本体ケース３Ａは、電気機器２の外形にほぼ等しい外形の箱形にプラスチックで成形している。本体ケース３Ａは、周囲に周壁５を有し、内部には電池と充放電ユニット９を定位置に配設し、さらに、電池ケース３の内部に空気ダクト７を形成するための隔壁６を一体成形して設けている。
【００１５】
本体ケース３Ａの中央部に設けた隔壁６は、２列の電池の間にあって、電池ケース３の内部に冷却用の空気ダクト７を区画して設けている。空気ダクト７を形成する隔壁６は、長方形の筒形である。筒形の隔壁６は、底部に連通するように、本体ケース３Ａの底面に空気穴８を開口している。空気穴８は、隔壁６内側の底面のほぼ全体に多数の小さい貫通孔を設けて、空気が通過しやすい形状としている。この空気穴８は、外気を空気ダクト７に流入させる。
【００１６】
空気ダクト７を形成する隔壁６に連結して、電池の周囲にも隔壁６を設けている。さらに、電池と充放電ユニット９との境界にも隔壁６を設けている。充放電ユニット９は、周壁５と隔壁６との間にセットしている。充放電ユニット９は、電池を過充電や過放電から保護する保護回路、あるいは、電池に過大な電流が流れたり電池温度が異常に高くなったときに電流を遮断する保護回路、あるいはまた、組電池１の出力電圧を安定化する安定化回路、さらに電池の充電を制御する充電回路等である。この充放電ユニット９は、リード線１０を接続しており、リード線１０を介して電気機器２に接続される。
【００１７】
さらに、電池ケース３は、本体ケース３Ａの底面に突出して底面凸部１１を設けている。底面凸部１１は、電池ケース３を平面台１８に置く状態で電池ケース３の底面に空気流動隙間１２を設ける。底面凸部１１は電池ケース３の脚にも併用される。
【００１８】
蓋ケース３Ｂは、アルミニウム等の金属板で、電池ケース３の上面に位置して放熱板に併用される。この蓋ケース３Ｂは、電池ケース３に内蔵している角型電池の外装缶の表面に絶縁状態で密着される。外装缶が絶縁皮膜を有する電池は、蓋ケース３Ｂを直接に外装缶に接着することができる。蓋ケース３Ｂは、両面接着テープを介して、あるいは接着剤を介して電池の外装缶に接着される。この構造の組電池１は、蓋ケース３Ｂで複数の電池を効率よく、均一に冷却できる特長がある。さらに、内蔵している電池で、蓋ケース３Ｂを加熱して、空気を能率よく対流させることができる。能率よく対流する空気は、内蔵する電池と、組電池１を装着している電気機器２の両方を効率よく冷却する。
【００１９】
蓋ケース３Ｂは、空気ダクト７を形成する隔壁６の上方に位置して、空気穴８を開口している。この空気穴８も、隔壁６で囲まれる領域のほぼ全体に多数の小さい貫通孔を設けて、空気の通過しやすい形状としている。この空気穴８は、空気ダクト７の空気を外部に排出する。
【００２０】
蓋ケース３Ｂの空気穴８は、電気機器２の発熱部１３の近傍に開口される。この空気穴８に空気ダクト７を連結し、さらに、空気ダクト７の底面にも空気穴８を開口するので、組電池１は、電気機器２の発熱部１３に空気穴８と空気ダクト７とを設ける。電気機器２の発熱部１３に空気穴８を開口している組電池１は、空気穴８を通過する空気によって電気機器２の発熱部１３をより効率よく冷却できる。また、電気機器２の発熱部１３がより能率よく空気を対流させて、組電池１の電池と電気機器２の両方を効率よく冷却できる。
【００２１】
さらに、蓋ケース３Ｂは図４の平面図に示すように、組電池１を電気機器２に脱着できるように連結するための脱着爪１４を突出して設けている。脱着爪１４が、組電池１を電気機器２に連結する状態で、電気機器２の底面と電池ケース３の間には空気通過隙間１５を設ける。図の電池ケース３は、空気通過隙間１５を設けるために、脱着爪１４の周囲にスペーサー凸部１６を設けている。スペーサー凸部１６は、電気機器２の底面に接触して、電気機器２と電池ケース３との間に空気通過隙間１５を設ける。スペーサー凸部は、電気機器２の底面に突出して設けることもできる。
【００２２】
脱着爪１４は、電気機器２の底面に設けている脱着凹部１９に案内されて、組電池１を電気機器２に連結する。図の脱着爪１４は、Ｔ字状凸条１４Ａの上面に平面プレート１４Ｂを設けた形状である。この脱着爪１４は、電気機器２に設けている脱着凹部１９に挿入した状態で水平方向に移動させて、組電池１を電気機器２に連結させる。脱着爪１４が組電池１を電気機器２に連結する状態にロックするために、図の組電池１は蓋ケース３Ｂから突出するロック爪１７を突出させている。ロック爪１７は、弾性的に蓋ケース３Ｂから突出している。ロック爪１７は、組電池１を電気機器２の定位置に装着する状態で突出して、電気機器２の底面に設けているロック凹部（図示せず）に挿入されて、組電池１がスライドするのを阻止する。
【００２３】
蓋ケース３Ｂは、図５に示すように、金属板３ａとプラスチックプレート３ｂの積層構造とすることもできる。この図の蓋ケース３Ｂは、金属板３ａを角型電池の外装缶に接着して、その表面にプラスチックプレート３ｂを積層している。この構造の蓋ケース３Ｂは、プラスチックプレート３ｂにスペーサー凸部１６と脱着爪１４とを一体的に成形して設けることができる。
【００２４】
さらに、蓋ケースは、全体をプラスチックプレートとすることもできる。この蓋ケースも、スペーサー凸部と脱着爪の両方を一体的に成形することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の組電池とこの組電池を備える電気機器は、電気機器の内部で発生する熱を有効に利用して、電池ケースに内蔵している電池をより効率よく冷却できる特長がある。それは、本発明の組電池とこの組電池を備える電気機器が、内部に発熱部を有する電気機器の底面に、電池ケースに二次電池を内蔵している組電池を脱着自在に装着しており、電池ケースに、上下に貫通して空気を通過させる空気穴を設けると共に、電気機器の底面との間に空気通過隙間ができる状態で電池ケースを電気機器に装着し、さらに、電池ケースの底面から突出する底面凸部で、電池ケースの底面に空気流動隙間を設けているからである。
【００２６】
この構造の組電池とこの組電池を備える電気機器は、電気機器の発熱部で発生する熱によって加熱された空気が空気通過隙間から外部に排出されるときに対流を発生させる。この対流によって、電池ケースの底面の空気流動隙間から、空気穴を介して電池ケース内に外気が吸入される。電池ケース内に吸入された外気は、電池を冷却しながら電池ケース内を通過して上部の空気穴から空気通過隙間へと移動する。空気通過隙間へ移動した空気は、電気機器で発生する熱によって加熱されて、空気通過隙間から外部に排出される。このように、本発明の組電池とこの組電池を備える電気機器は、電気機器の内部で発生する熱を有効に利用して対流を発生させて、電池ケースに内蔵している電池や電気機器をより効率よく冷却できる。
【００２７】
さらに、本発明の請求項３の組電池と請求項７の組電池を備える電気機器は、電池ケースの上面に金属製の放熱板を配設しているので、この放熱板で複数の電池を効率よく、均一に冷却できると共に、内蔵している二次電池で放熱板を加熱して、空気の対流を促進できる特長がある。
【００２８】
さらに、本発明の請求項４の組電池と請求項８の組電池を備える電気機器は、二次電池が角型電池で、放熱板を二次電池の外装缶に密着しているので、内蔵している二次電池の熱を、速やかに放熱板に伝達できる特長がある。
【００２９】
さらに、本発明の請求項５と請求項９の組電池とこの組電池を備える電気機器は、電池ケースの内部に区画された空気ダクトを設けて、この空気ダクトを空気穴に連通しているので、空気流動隙間から空気通過隙間に能率よく空気を対流させて、組電池の電池と電気機器の両方を効率よく冷却できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の組電池と電気機器を連結する状態を示す分解斜視図
【図２】  本発明の実施例の組電池と電気機器の連結状態を示す断面図
【図３】  図１に示す組電池の電池ケースの内部構造を示す平面図
【図４】  図１に示す組電池の平面図
【図５】  本発明の他の実施例の組電池と電気機器の連結状態を示す断面図
【符号の説明】
１…組電池
２…電気機器
３…電池ケース        ３Ａ…本体ケース        ３Ｂ…蓋ケース
３ａ…金属板            ３ｂ…プラスチックプレート
４…二次電池
５…周壁
６…隔壁
７…空気ダクト
８…空気穴
９…充放電ユニット
１０…リード線
１１…底面凸部
１２…空気流動隙間
１３…発熱部
１４…脱着爪          １４Ａ…Ｔ字状凸条      １４Ｂ…平面プレート
１５…空気通過隙間
１６…スペーサー凸部
１７…ロック爪
１８…平面台
１９…脱着凹部
【図１】
0003957429.tif 000002
【図２】
0003957429.tif 000003
【図３】
0003957429.tif 000004
【図４】
0003957429.tif 000005
【図５】
0003957429.tif 000006