(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円筒状の単電池が隣接する接続端子間距離が略同一である俵積み構造に配置され、これらの単電池の両端部を連結保持するケースが固着された単位電池であって、前記単電池の両端に設けられた接続端子は前記ケースを貫通し、前記ケースの前記単電池とは反対側で前記接続端子は接続体によってつながれ、前記ケースには邪魔板部が設けられ、前記邪魔板部はケースを貫通した接続端子より突出し、単電池と単電池の間のくぼみに固定具を嵌合させて単位電池を固定することを特徴とする単位電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数個の円筒状単電池からなる組電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に円筒型電池は、円筒形状の両端に正極用端子および負極用端子が設けられている。この正極端子および負極端子を両側面から挟持することにより複数の円筒型電池を一体化し、単位電池としており、従来の単位電池は、単電池をその径の中心を結ぶ線が方形を描くように配置されていた。（特開平９−２６６０１６号公報）
また、これらをつなぐ接続端子は取り外し可能なコネクターかコンセントタイプのもので接続されていた。そのうえ、こうした構造を持つ単位電池間をつなぐ出力端子も、複数の単位電池を組み込む組電池の全体を最小収納容積とする構造ではなく、接続端子間をつなぐのと同様の手段で連結されているに過ぎなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような構成では、円筒形の単電池を複数個集めた場合に生じる単電池間の隙間が広くなってしまい、組電池全体の体積が大きなものになってしまっていた。しかし、単電池間の隙間は電池からの発熱を吸収するため、適度に設ける必要がある。
【０００４】
また、この隙間に冷媒を通して冷却した場合に出来るだけ均一になることが望ましいが、上述したような構成では単電池を不均一に冷却することしかできない隙間となっていた。
【０００５】
一方、コネクターやコンセントタイプのもので接続された場合、単電池１つ１つと接続端子をばらばらなまま接続しなければならず、また単電池間の間隔が一定ではないなど、作業性が悪いのみならず、誤結線等のおそれもあった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、単電池の冷却性を均一にすると同時に、作業性の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、複数個の円筒状の単電池を俵積み構造に配置して、これらの単電池の両端部をケースによって連結する。この場合、俵積みとは、円筒状の単電池をその径方向に直線状の列に配置し、この列を複数段にわたって同じ方向に間隔をあけて重ね、ある一列中の単電池間に設けられた間隔の直上に、別の列を構成する円筒状の単電池の中心が位置するように配置することである。また、ケースは単電池をモジュールとした場合の各単電池の端子が嵌合できる孔を備えており、モジュールにおける単電池の位置決めを行うと同時に、隣接するモジュール同志が単電池間と等間隔で接続されるようにすることができる。
【０００８】
一つの単電池に対してその周りにある単電池までの距離を均一に配置することで、単電池の半径に隙間分を足した寸法に一定とすることができる。単位電池における単電池の重ねる段数は２段が好ましく、一段目と二段目を半ピッチずらした形状にする。このズレによって単位電池同志を連続して配置したときの単電池間の間隔が均一になる。
【０００９】
単電池の配置は単位電池内だけでなく、単位電池間においても全体的に均一な隙間を保つ配置となり、単電池の発熱を吸収して、全体的に均一な冷媒の流れを作り出し、単電池の効率的な冷却を実現している。
【００１０】
単電池の配置に無駄のない単位電池を構成し、また複数の単位電池の連結においても、連結部に無駄なスペースを作らない構成となっている。即ち、単電池１個当たりの冷却スペースも含めた体積は、単位電池１モジュールと複数の単位電池を連結した組電池が同一である。このように単電池１個当たりの占める体積は、全体的にも体積効率のよい接続になっている。
【００１１】
また、好ましくは出力端子がケースの両側面より低い位置にあるため、出力端子に金属板等が接触したり、また単位電池同志の出力端子が向かい合って配置されても接触することを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すように、複数個の円筒状の単電池１を俵積み構造に配置する。この俵積み構造の配置とは、一つの単電池１に対してその周りにある単電池までの距離ｇ（隙間）を均一に配置することで、単電池の外形Ｄに隙間分ｇをプラスした寸法Ｄ＋ｇに配置する。単位電池における単電池１の個数例えば８個は、２段で４個×２の偶数個にして、一段目４個と二段目４個を半ピッチ（Ｄ＋ｇ）／２ズレた形状にする。このズレによって単位電池同志を連続したときの単電池間ピッチＤ＋ｇが均一になる。次に図２に示すように、該単電池１の両端部２をそれぞれ相互に連結保持するケース３、４を固着し、また単電池１の両端部２に設けた接続端子５、６を前記したケース３、４に貫通させる。次に図３に示すように、前記した単電池１の接続端子５、６間に接続体７を挿入し、締め付けナット８で接続端子５、６に締め付け固定する。
【００１４】
単電池１の接続端子５、６間を繁いで該単電池１の両端部２をそれぞれ相互に連結保持するケース３，４を固着し、ケース３、４間を連結棒９で結合したものを単位電池１０とする。この単位電池１０の出力端子５ａ、６ａとして、前記単電池１の接続端子５、６と共用化している。
【００１５】
このように構成された単位電池１０は、単電池の接続間ピッチＤ＋ｇであり、単位電池と単位電池の出力端子間を繁ぐ連結ピッチもＤ＋ｇとして前記接続間ピッチと略同一となる。
【００１６】
次に図４に示すように、単電池１の接続端子５，６間を繁ぐ接続体７をカバー１１、１２で覆う。前記した単位電池１０の出力端子５ａ、６ａの先端５ｂ、６ｂが、該カバー１１、１２の両側面より外へ突き出さないようにされている。
【００１７】
図５および図６に示すように、単電池１の両端部２に設けた接続端子５、６間を繁ぐ接続体７と略平行または直交して、前記ケース３、４より邪魔板部１３を突出させ、該邪魔板部１３、１４、１５によって接続体７の単電池相互を繁ぐ接続方向を規制する。８本の単電池をつなぐため左右のケース３、４の形状は、図５、図６のごとく異なっている。
【００１８】
図７には、ケース３、４に装着するカバー１１、１２の取付構造を示す。１６、１７はケース３、４のカバー１１、１２と嵌着する部分に沿って設けられたリブで、カバー１１、１２の縁部１８に沿って、その外周部には比較的低いリブ１６と、カバー１１、１２の縁部１８に沿って、その内周部には比較的高いリブ１７を配設する。ケースにこれらのリブ１６、１７を設けたことで、カバーの装着性や外部からの衝撃保持力が飛躍的に向上する。またリブ１６、１７とカバーの縁部は互いに嵌合して防滴構造を形成している。１９は、ケース３、４にインサート成形されたカバー１１、１２取付用のインサートナットで、カバー１１、１２にそれぞれ設けられた取付穴２０にボルト２１を挿入してケース３、４に対して締め付け固定される。
【００１９】
図８には、ケース３、４間を結合する連結棒９とカバー１１、１２の取付構造を示す。ケース３、４のそれぞれのコーナー部に連結棒９の固定部２１を配設し、該固定部２１の一方には連結棒９が当接し、他方にはカバー１１、１２の前記ケース３、４の固定部２１に対応して設けた取付ボス２２を当接または嵌合し、またこれらを貫通する連結ボルト２３を通して連結棒９の先端のねじ穴２４に螺合させる。なお連結棒９をＤカット形状か多角形としてケース３、４の固定部２１の当接面にその形に対応して固着部を設けることで連結ボルト２３の締め付けによる連結棒９の共回りを防止する手段を作ることが出来る。
【００２０】
図９は、複数個の単電池１を俵積み構造に配置して、該単電池１の両端部２をそれぞれ相互に連結保持するケース３、４を固着し、かつ前記した単電池１の端子５、６間を繁いた単位電池１０の前記ケース３、４上面の二つの単電池１を有するほぼ中央に窪み２５を作り、該窪み２５に対応する形状で電池固定金具２６を嵌合させて、前記単位電池１０を固定する。この固定金具２６は、単位電池１０の１モジュールに対して１セットずつあるいは前記した窪み２５を多くつけることによって、２セット以上ずつ取りつけることもできる。となり合う単位電池のとなり合う端子同志を図のように接続体７と締め付けナット８により接続することにより組電池としてより高出力の用途に用いることができる。
【００２１】
固定金具２６は、組電池１０を跨ぐように組電池１０の長さよりも少し長い目にし、その両端に締め付けボルト２７を装着して、床面に締め付け固定するか、隣り合う組電池１０を同時に一つの固定金具２６で橋を架けるようにして共締めして固定する。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、単電池を俵積みに配置することにより、省容量化することができた。また、組電池として単位電池を複数個連結しても、単電池の接続距離と同一であるため接続によるロスが少ないうえ、単電池の接続端子と組電池の出力端子を共通化できるため、電池収納構造が簡素化でき、組電池としての接続抵抗が低減される。
【００２３】
一方、単電池を接続して単位電池にする場合の誤結線を大幅に防止できるため、安全性のみならず、作業性も飛躍的に向上する。その上、単電池間の中央部を窪ませて、単電池の外形に沿った形の固定金具で締め付けるために、締め付け力は各単電池に分散し、安定した取付状態になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単電池の俵積み構造を示す図
【図２】本発明の単電池の両端部をケースにより保持した構成を示す図
【図３】本発明の単電池の接続端子間を接続体により接続した状態を示す図
【図４】本発明の単位電池の斜視図
【図５】本発明のケース３の正面図
【図６】本発明のケース４の正面図
【図７】本発明の単位電池の拡大一部断面図
【図８】本発明の単位電池の拡大一部断面図
【図９】本発明の組電池の一部組み付け状態を示す斜視図
【符号の説明】
１  単電池
２  単電池の両端部
３、４  ケース
５、６  接続端子
５ａ、６ａ  出力端子
７  接続体
８  締め付けナット
９  連結棒
１０  組電池
【図１】
0004123591.tif 000002
【図２】
0004123591.tif 000003
【図３】
0004123591.tif 000004
【図４】
0004123591.tif 000005
【図５】
0004123591.tif 000006
【図６】
0004123591.tif 000007
【図７】
0004123591.tif 000008
【図８】
0004123591.tif 000009
【図９】
0004123591.tif 000010