JP2001057192A - バッテリパック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の単電池とプリント基板とを内蔵したバ
ッテリパックにおいて、単電池やプリント基板の配置を
工夫することによって、バッテリパックの外郭を複雑な
凹凸形状とすることなく、シュリンクチューブで固定し
やすいバッテリパックを提案する。 【構成】 単電池１を複数段積み上げて並べて配置し、
一段目に並べられた単電池の本数よりも、二段目に並べ
られた単電池の本数を少なくすると共に、一段目に二段
目を積み上げたときに、単電池１の本数の差によって形
成される空間部１４を二段目の端部に設け、この空間部
１４に、基板ホルダー３を配置させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単電池を積
み上げて構成したバッテリパックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ニッケル−カドミウム電池や
ニッケル水素電池のような単電池を複数個直列または並
列に接続してバッテリパックとし、各種電気機器等の電
源に使用している。これらバッテリパックは、使用され
る機器の定格に合わせて必要な電圧や電流が得られるよ
う、必要本数の単電池をリード板等で直列または並列に
接続されている。また、その形状についても、装着され
る機器の形状に合わせて、内蔵する単電池の配置を工夫
してコンパクトにし、またバッテリパックの出力端子の
取り出しについても、機器への電気接続が行いやすいよ
うに配線や配置が工夫されている。

【０００３】バッテリパックは、その外観を樹脂等のハ
ードケースで構成するか、熱収縮性のあるシュリンクチ
ューブで構成するものが多い。例えば、バッテリパック
が装着される機器の外観に露呈し、機器とともに機器全
体の外観の一部を構成するような場合は、機器と同様の
素材にした樹脂ケースで構成される。一方、バックアッ
プ用電源として用いられるように機器に内蔵される場合
は、シュリンクチューブで構成されることが多い。

【０００４】さらに、バッテリパックは、複数の単電池
を内蔵するだけでなく、充電や放電の制御回路を実装し
たプリント基板を内蔵するものもある。プリント基板を
内蔵するバッテリパックは、内蔵する単電池の過放電や
過充電を防止したり、異常発熱やショート等を検出し
て、電池の劣化を防いだり、発熱や短絡事故等を未然に
防止することができる。またバッテリパックに制御回路
を内蔵することで、装着される機器や充電装置側に制御
回路を設ける必要がなくなり、内蔵する単電池の特性に
合わせて制御を行うことができ、より正確に制御を行う
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】バッテリパックの外観
を樹脂等のハードケースで構成する場合は、内蔵する単
電池を位置決め固定することによって、複雑な凹凸を有
した種々の形状に構成することができる。また、プリン
ト基板等を内蔵する場合でも、ケース内の所定の位置に
固定することで自由に配置することができる。

【０００６】しかしながら、バッテリパックの外観をシ
ュリンクチューブで構成する場合は、チューブが単電池
の外郭に沿って収縮するために複雑な凹凸を有した形状
にすることが難しい。また、プリント基板を内蔵する場
合は、プリント基板を内蔵する分だけ外郭の形状がいび
つになりやすく、シュリンクチューブを熱収縮する場
合、いびつな部分にチューブの収縮による圧力が加わ
り、プリント基板や実装している素子を破損してしまう
可能性がある。さらに、チューブの収縮により、プリン
ト基板と単電池とが密接されるため、万一、単電池から
電解液が漏液した場合にプリント基板に付着してしま
い、素子間のマイグレーションが起きてしまう可能性が
ある。

【０００７】従って、この発明は、複数の単電池とプリ
ント基板とを内蔵したバッテリパックにおいて、単電池
やプリント基板の配置を工夫することによって、バッテ
リパックの外郭を複雑な凹凸形状とすることなく、シュ
リンクチューブで固定しやすいバッテリパックを提案す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数個の単
電池と、単電池の充電又は放電の制御回路を有するプリ
ント基板と、プリント基板を固定する基板ホルダーとか
ら構成されたバッテリパックにおいて、単電池を複数段
積み上げて並べて配置し、各段に並べられる単電池の本
数を異ならせることによって、隣接する段において、並
べられた単電池の本数の差によって形成される空間部を
設け、この空間部に、前記基板ホルダーを配置させたこ
とを特徴とする。

【０００９】また、前記基板ホルダーは、前記空間部に
収まる形状で、バッテリパック全体を略直方体形状と
し、外装をシュリンクチューブで固定したことを特徴と
する。

【００１０】さらに、前記基板ホルダーは、前記空間部
体積よりも小さくすることを特徴とする。

【００１１】さらにまた、前記基板ホルダーは、少なく
とも隣接する単電池と対向する面に隔壁を有しているこ
とを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づき説
明する。本発明のバッテリパックは、光ケーブルで送受
信される光信号を電気信号に変換して構内の情報端末機
器に入出力するための光伝送装置のバックアップ用電源
に用いられる。本発明のバッテリパックは、複数個の単
電池１と、単電池１の充電や放電の制御回路を実装した
プリント基板２と、プリント基板２を固定する基板ホル
ダー３とから構成されている。

【００１３】単電池１はニッケル水素電池やニッケル−
カドミウム電池、リチウムイオン電池等のものが挙げら
れる。尚、本実施例では円筒型のニッケル水素電池が用
いられている。この単電池１は、バッテリパック内に合
計３０本収納されている。３０本の単電池１は二段に積
み重ねて配置されている。

【００１４】その並べ方は、まず、円筒型の２本の単電
池１を細長く縦に積み上げて、２本分の長さの厚紙等で
形成されたペーパーチューブ１１を被せる。この２本組
の単電池を１４本準備する。さらに、１本の単電池を１
本分の長さのペーパーチューブ１１を被せたものを２本
準備する。その結果、合計３０本の単電池１を２本組１
４本と１本組２本で構成する。

【００１５】そして、１４本の２本組の単電池のうちの
７本を横に並べ、その横に１本組の単電本を１本並べ
る。このようにして１５本の単電池１を並べる。残りの
１５本の単電池１についても同様に並べる。そして、こ
れら１５本の単電池１を、絶縁板１２を介して、この絶
縁板１２の両側に並べながら貼り付ける。

【００１６】その結果、合計３０本の単電池は、二段に
積み上げられて配置され、一段目には１本組の単電池が
２本存在するため、一段目に１６本、二段目に１４本の
単電池が並べられることになる。そして、一段目と二段
目でそれぞれ、ポリエチレンテープ１３を巻き付けて固
定している。

【００１７】このように単電池１を二段に積み重ねた結
果、単電池の一段目と二段目とでは、二段目の方が単電
池２本少なく積まれているから、ここに単電池２本分の
空間部１４が形成されることになる。この空間部１４に
後述する基板ホルダー３を収納するようになっている。

【００１８】次に、プリント基板２は、単電池１の充電
や放電の制御回路を実装している。このバッテリパック
は前述の通り、光伝送装置のバックアップ用電源に用い
られるため、常時は商用交流により充電が行われ、停電
時等に装置の駆動用電源として使用されるものである。
そこで、常時行われる充電により過充電となって単電池
１が劣化してしまわないように、制御回路が設けられて
いる。

【００１９】また、この制御回路は、単電池１の温度を
検出するサーミスタ２１を備えており、サーミスタ２１
は単電池１の温度情報を制御回路に出力して、制御回路
が電池を充電や放電を制御して単電池１の温度上昇によ
る劣化を防ぐ。また、図示しないが、充電や放電を制御
するための回路素子がプリント基板２に実装されてい
る。

【００２０】この制御回路は、単電池１の自己放電量を
算出して、自己放電量だけを補充電する間欠充電を行う
ようになっている。これによって、商用交流による装置
の運転時における常時連続充電を避け、単電池１を過充
電から保護し、バッテリパックの長寿命化を図ってい
る。尚、この制御回路は内蔵する単電池１の種類や容量
等に応じて補充電を行うタイミングを変更することがで
きる。本実施例においては、自己放電量が公称容量の２
０％に達したときに補充電を行うようになっている。

【００２１】プリント基板２は、このようにサーミスタ
２１や制御回路を実装すると共に、入出力用のリード線
２２が引き出されている。リード線２２の先端にはコネ
クタ２３が設けられ、前記光伝送装置との電気接続が行
われるようになっている。

【００２２】次に、基板ホルダー３は、前記プリント基
板２を固定する。基板ホルダー３はホルダー本体３１と
蓋体３２とから構成される。ホルダー本体３１は、一面
を開口した箱型となっており、底壁と４つの側壁とから
構成されている。底壁の内側は、前記プリント基板２を
固定するための一対の係合爪３３が設けられる。そし
て、底壁の外側は、円筒型の単電池１と密着して配置さ
れるように電池の曲面に沿った円弧状に形成されてい
る。また、ホルダー本体３１の側壁は、前記サーミスタ
２１を通す溝３４や、前記入出力用のリード線２２を通
す溝３５が形成されている。そして、ホルダー本体３１
の開口されている一面に前記蓋体３２が閉じられる。

【００２３】ホルダー本体３１に蓋体３２を閉じた基板
ホルダー３は、内蔵するプリント基板２を単電池１から
完全に隔離している。このため、万一、単電池１から電
解液が漏液したとしても、プリント基板２に電解液が付
着することがないので、各素子間のマイグレーション等
による事故をなくすことができる。

【００２４】尚、箱型に形成される基板ホルダー３は、
略直方体の形状となっており、基板ホルダー３の高さは
単電池１の高さよりも若干低くなっている。また、基板
ホルダー３の奥行きは単電池１の直径よりも若干短くな
っている。そして、基板ホルダー３の幅は単電池１の２
本分の幅と等しいか、やや短くなっている。

【００２５】この基板ホルダー３は、バッテリパックに
収納される際に、前記空間部１４に配置される。前記空
間部１４は、一段目と二段目の単電池の本数の差である
単電池２本分の大きさとなっている。これに対し、基板
ホルダー３は、前述の通り、高さ、奥行き、幅とも、単
電池２本分の体積よりも若干小さくなっているから、基
板ホルダー３はこの空間部１４からはみ出さずに収まる
ようになっている。その結果、バッテリパック全体の外
観は、凹凸のない略直方体形状とすることができる。

【００２６】そして、基板ホルダー３はこの空間部１４
に配置された後、ポリエチレンテープ３６によって、隣
接する単電池１に固定される。このとき、基板ホルダー
３が単電池１に密着して配置されるとはいえ、プリント
基板２はホルダー本体３１の底壁や側壁等によって単電
池１と隔離され、前述の通り、万一、単電池１から電解
液が漏液したとしても、プリント基板２に電解液が付着
することがないので、各素子間のマイグレーション等に
よる事故をなくすことができる。

【００２７】このようにして単電池１と基板ホルダー３
とを連結し、全体をシュリンクチューブ４によって固定
する。このとき、前記基板ホルダー３は前記空間部１４
内に収められ、且つ、基板ホルダー３の大きさは、空間
部１４の体積よりも若干小さく、バッテリパック全体の
外観に基板ホルダー３による出っ張りがないため、シュ
リンクチューブ４を熱収縮させたときに、基板ホルダー
３に収縮による圧力がかからないようになっている。こ
のため、基板ホルダー３が破損したり、また蓋体３２が
外れてしまうということがなく、内蔵するプリント基板
２にもストレスがかからず、素子の外れ等を防止するこ
とができる。さらに、基板ホルダー３の隅部がシュリン
クチューブ４に当たらないので、シュリンクチューブ４
を破ってしまうこともない。

【００２８】尚、本実施例におけるバッテリパックは、
単電池１の総数を３０本とし、二段に積み上げた際の、
一段目と二段目の本数の差を２本としているが、これに
限らず、使用される装置の定格や、基板ホルダーの大き
さに応じて、様々な総数と本数の差に変更できることは
言うまでもない。

【００２９】また、本発明でいう一段目及び二段目とは
必ずしも最下段とその上段というように限定されたもの
ではなく、二段目と三段目であってもよく、また、上下
が反転した場合でも構わない。

【００３０】さらに、バックアップ用電源として、大容
量で高電圧のバッテリパックが必要な場合は、バッテリ
パックに内蔵する単電池の総数を増やすこともできる
が、この実施例のように３０本を総数とするバッテリパ
ックを複数準備して、それらを接続するようにしてもよ
い。この場合、本発明によるバッテリパックの外観が略
直方体形状となっていることから、隙間なく並べて配置
することができ、装置内でコンパクトに収めることがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、単電池を並べたときに
できる空間部に基板ホルダーを配置することで、バッテ
リパック全体の形状が凹凸の少ない外郭となり、シュリ
ンクチューブで固定しやすくすることができる。

【００３２】また、基板ホルダーは、前記空間部よりも
若干小さくすることで、バッテリパック全体の外観に基
板ホルダーによる出っ張りがないため、シュリンクチュ
ーブを熱収縮させたときに、基板ホルダーに収縮による
圧力がかからないようにできる。このため、内蔵するプ
リント基板にもストレスがかからず、素子の外れ等を防
止することができる。さらに、基板ホルダーの隅部がシ
ュリンクチューブに当たらないので、シュリンクチュー
ブを破ってしまうこともない。

【００３３】さらに、基板ホルダーは、単電池と対向す
る面に隔壁を有しているので、万一、単電池から電解液
が漏液したとしても、プリント基板に電解液が付着する
ことがないので、各素子間のマイグレーション等による
事故をなくすことができる。

【００３４】このように、本発明のバッテリパックは、
プリント基板を内蔵しているとはいえ、バッテリパック
全体の外郭に凹凸が少なく、シュリンクチューブでの固
定に適しているから、例えば、充電や放電等の保護回路
を内蔵させて、単電池の長寿命化を図ることができるバ
ックアップ用電源として用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バッテリパックの外観斜視図

【図２】バッテリパックの平面図

【図３】単電池と基板ホルダーをテープで固定した状態
の平面図

【図４】単電池の組立手順図

【図５】単電池の組立図

【図６】ホルダー本体の平面図

【図７】ホルダー本体と蓋体の平面図

【図８】電気回路図

【符号の説明】

１ 単電池 １１ ペーパーチューブ １２ 絶縁板 １３ ポリエチレンテープ １４ 空間部 ２ プリント基板 ２１ サーミスタ ２２ リード線 ２３ コネクタ ３ 基板ホルダー ３１ ホルダー本体 ３２ 蓋体 ３３ 係合爪 ３４ 溝 ３５ 溝 ３６ ポリエチレンテープ ４ シュリンクチューブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の単電池と、単電池の充電又は放
   電の制御回路を有するプリント基板と、プリント基板を
   固定する基板ホルダーとから構成されたバッテリパック
   において、単電池を複数段積み上げて並べて配置し、各
   段に並べられる単電池の本数を異ならせることによっ
   て、隣接する段において、並べられた単電池の本数の差
   によって形成される空間部を設け、この空間部に、前記
   基板ホルダーを配置させたことを特徴とするバッテリパ
   ック。
2. 【請求項２】 前記基板ホルダーは、前記空間部に収ま
   る形状で、バッテリパック全体を略直方体形状とし、外
   装をシュリンクチューブで固定したことを特徴とする請
   求項１記載のバッテリパック。
3. 【請求項３】 前記基板ホルダーは、前記空間部体積よ
   りも小さくすることを特徴とする請求項２記載のバッテ
   リパック。
4. 【請求項４】 前記基板ホルダーは、少なくとも隣接す
   る単電池と対向する面に隔壁を有していることを特徴と
   する請求項１記載のバッテリパック。