JP2002170537A

JP2002170537A - 電動の乗り物用の電池パック

Info

Publication number: JP2002170537A
Application number: JP2000366355A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Takasaki; 良治高崎; Katsuji Mizuta; 克二水田; Hideyo Morita; 秀世森田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP3676226B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント基板に実装される電子部品を電池の
発熱で加熱することなく、雨水による故障を有効に防止
する。【解決手段】電動の乗り物用の電池パックは、複数の
電池を細長い形状に連結している電池コア２と、この電
池コア２を収納しているケース１と、このケース１に設
けられて外部に電力を供給する放電コネクタ５と、ケー
ス１に設けられて内蔵する電池を充電するための充電コ
ネクタ６と、ケース１に内蔵されて、電池の充放電を制
御し、あるいは電池の残存量を検出する電子回路を実装
しているプリント基板７とを備える。さらに、電池パッ
クは、電池コア２の下に、ケース１に浸入する水が流下
するのを阻止する防水カバー１７を配設して、防水カバ
ー１７の下に、プリント基板７と放電コネクタ５と充電
コネクタ６を配設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてアシスト
自転車等の電動の乗り物に装着されて、駆動用のモータ
ーに電力を供給する電動の乗り物用の電池パックに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アシスト自転車は、上端にサドルを固定
している垂直フレームに電池パックを脱着できるように
内蔵させている。電池パックをここに内蔵しているアシ
スト自転車は、重い電池パックを重心に近い位置に配設
するので、安定して走行できる。ここに収納される電池
パックは、細長い形状として、立てた姿勢でフレームに
内蔵できるように製作される。この電池パックは、複数
の電池を細長い形状に連結している電池コアをケースに
収納している。そして、この電池コアには、放電コネク
タと充電コネクタをリード線で接続して、これ等のコネ
クターをケース上下の端部に固定している。放電コネク
タには放電プラグが挿入され、充電コネクタには充電プ
ラグが挿入して連結される。放電プラグは、モーターに
接続されて、モーターに電力を供給する。充電プラグ
は、電池パックを充電するときに充電器に接続される。
さらに、アシスト自転車の電池パックは、電池の残存量
を演算して表示する表示器等も備えている。この電池パ
ックは、自転車に装着する状態で充電され、あるいは自
転車から外して充電される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】さらに、アシスト自転
車用の電池パックは、電池の過充電や過放電を防止する
ために充放電を制御し、あるいは、自転車が電池で走行
できる距離を表示するために、電池の残存量を演算する
電子回路を実装するプリント基板を内蔵している。さら
に、このプリント基板には、アシスト自転車の駆動用の
モーターに電力を供給する放電コネクタも接続されてい
る。この放電コネクタは、自転車の放電端子に接続させ
るために、ほぼ例外なくケースの下部に配設される。こ
のため、放電コネクタとプリント基板との配線を簡素化
する点からも、プリント基板は、ケースの下部に配設さ
れている。このように、ケースの下部に配設されるプリ
ント基板は、電池の発熱で加熱されない特長もある。

【０００４】下部にプリント基板を内蔵するアシスト自
転車用の電池パックは、ケースに雨水が浸入すると故障
の原因となる。とくに、ケースの下部にプリント基板を
配設する構造は、ケースに浸入する雨水のほとんどが下
部のプリント基板の部分に流下するので、ケースに浸入
する雨水でプリント基板が故障しやすくなる欠点があ
る。ところが、自転車は、屋外で使用されるので雨水が
かかるのを皆無にはできない。電池パックに浸入する雨
水は、プリント基板の金属部分を腐食させて断線や接触
不良の原因となり、また、絶縁低下で漏電して感電の原
因ともなる。電池パックを完全な防水構造にできるな
ら、水による弊害を解消できる。ただ、電池パックは脱
着できるように自転車に装着するので、充電コネクタや
放電コネクタをケースの外部に表出するように設ける必
要があるので、完全な防水構造とするのが難しい。

【０００５】さらに、一部を防水構造として組み立てた
部分も、パッキンが充分な弾性を有する新しい状態にお
いては、水の浸入を防止できるが、年月が経過するにし
たがってパッキンが劣化して弾性が失われ、さらに、ケ
ースが変形するなどが原因で、防水構造とする部分も水
が浸入しやすくなってしまう。とくに、極めて重い電池
を内蔵して、さらに、自転車が走行するときには激しい
振動を受け、さらにまた、夏期の熱い直射日光にさらさ
れる極めて厳しい環境で使用されるアシスト自転車用の
電池パックは、プラスチックケースやパッキンが変形
し、また劣化しやすい環境にさらされる。このため、こ
の用途に使用される電池パックは、より優れた防水構造
が要求されるにもかかわらず、充分な防水構造とするこ
とが極めて難しい。

【０００６】本発明は、このことを実現することを目的
に開発されたもので、本発明の重要な目的は、プリント
基板に実装される電子部品を電池の発熱で加熱すること
なく、雨水による故障を有効に防止できる電動の乗り物
用の電池パックを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動の乗り物用
の電池パックは、複数の電池を細長い形状に連結してい
る電池コア２と、この電池コア２を収納しているケース
１と、このケース１に設けられて外部に電力を供給する
放電コネクタ５と、ケース１に設けられて内蔵する電池
を充電するための充電コネクタ６と、ケース１に内蔵さ
れて、電池の充放電を制御し、あるいは電池の残存量を
検出する電子回路を実装しているプリント基板７とを備
える。さらに、電池パックは、電池コア２の下に、ケー
ス１に浸入する水が流下するのを阻止する防水カバー１
７を配設して、防水カバー１７の下に、プリント基板７
と放電コネクタ５と充電コネクタ６を配設している。

【０００８】請求項２の電池パックは、ケース１の下部
にプラスチック製のインナーケース４を設けている。イ
ンナーケース４は、上方に突出するインナー周壁１６を
有し、かつ、このインナー周壁１６の内側にインナーチ
ャンバを設けている。このインナーチャンバにプリント
基板７と放電コネクタ５と充電コネクタ６とプリント基
板７とを配設している。さらに、インナー周壁１６の上
方開口部を防水カバー１７で閉塞している。この構造の
電池パックは、インナーチャンバの開口部を防水カバー
１７で防水構造に閉塞するので、プリント基板７等をよ
り理想的な状態で防水できる。

【０００９】本発明の請求項３の電池パックは、インナ
ー周壁１６の外側面に重ねられるラップ凸条１８を防水
カバー１７の下面に突出して設けている。このインナー
ケース４は、ケース１に浸入する水を、ラップ凸条１８
の外側に流下させるので、インナーチャンバを理想的な
状態で防水できる。

【００１０】本発明の請求項４の電池パックは、電池コ
ア２の荷重を支える荷重受け板１０を防水カバー１７に
併用する。この構造は、荷重受け板１０と防水カバー１
７を別々のパーツとして製造し、また組み立てる必要が
なく、より簡単な構造で防水できる。

【００１１】本発明の請求項５の電池パックは、放電コ
ネクタ５と充電コネクタ６とプリント基板７をインナー
ケース４に固定して一体構造の充放電ブロック３とし、
充放電ブロック３をケース１の下部に内蔵して、放電コ
ネクタ５と充電コネクタ６をケース１の外部に表出させ
ている。この構造の電池パックは、全体の構造を簡単に
して、しかもプリント基板７と充電コネクタ６と放電コ
ネクタ５をより好ましい状態で防水できる。

【００１２】本発明の請求項６の電池パックは、電池の
残存量を演算する残存量演算回路をプリント基板７に実
装しており、また請求項７の電池パックは、電池に過電
流が流れると溶断されるヒューズをプリント基板７に連
結している。これ等の電池パックは、残存量を表示して
便利に使用でき、また、電池を過電流から保護しながら
使用できる。

【００１３】さらに本発明の請求項８の電池パックは、
インナーケース４に、ヒューズを保持する保持部を設け
ると共に、プリント基板７にヒューズを直接に連結する
ヒューズ端子を固定している。この構造は、簡単な構造
で、ヒューズをしっかりと定位置に保持できる特長があ
る。

【００１４】また、本発明の請求項９の電池パックは、
放電コネクタ５の金属端子１２をインナーケース４に直
接に固定して、この金属端子１２を直接にプリント基板
７に固定している。さらに、請求項１０の電池パック
は、充電コネクタ６の金属端子１３を直接にインナーケ
ース４に固定して、この金属端子１３を直接にプリント
基板７に固定している。これ等の電池パックは、放電コ
ネクタ５や充電コネクタ６を確実にしっかりと固定しな
がら、大電流による電圧降下によるロスを少なくできる
特長がある。

【００１５】さらに、本発明の請求項１０の電動の乗り
物用の電池パックは、アシスト自転車に装着する。

【００１６】

【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電動の乗り物用の電池パ
ックを例示するものであって、本発明は電池パックを以
下のものに特定しない。

【００１７】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。

【００１８】本発明の電池パックは、電動の乗り物に装
着されて、駆動用のモーターに電力を供給する。本明細
書において電動の乗り物とは、装着される電池パックの
電力で駆動される乗り物を意味するものとする。したが
って、本発明の電池パックは、は、アシスト自転車、電
動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の、
電池パックを装着して電動で駆動される全ての乗り物に
使用することができる。以下、電動の乗り物がアシスト
自転車である実施例について詳述する。

【００１９】図１の正面図と、図２の背面図と、図３の
断面図に示す電池パックは、複数の電池を細長い形状に
連結している電池コア２と、この電池コア２を収納して
いるケース１と、このケース１に設けられて外部に電力
を供給する放電コネクタ５と、ケース１に設けられて内
蔵する電池を充電するための充電コネクタ６と、ケース
１に内蔵されて、電池の充放電を制御し、あるいは電池
の残存量を検出する電子回路を実装しているプリント基
板７とを備える。

【００２０】放電コネクタ５と充電コネクタ６とプリン
ト基板７は、プラスチック成形体であるインナーケース
４に固定して一体構造の充放電ブロック３としている。
この充放電ブロック３は、ケース１の下部に内蔵され
て、放電コネクタ５と充電コネクタ６をケース１の外部
に表出している。

【００２１】電池コア２は、円筒型電池や角型電池であ
る二次電池を、直列または並列に接続して細長い形状に
連結している。二次電池は、ニッケル−水素電池、ニッ
ケル−カドミウム電池、リチウムイオン二次電池等の充
電できる電池である。電池コア２は、たとえば円筒型電
池を２列に並べ、一方の列の電池が他方の列の電池の谷
間に位置するように、すなわち俵を積むようにして、細
長い形状に連結する。電池コア２は、リード線で連結
し、さらに表面を熱収縮フィルム等で被覆して一体構造
に連結している。

【００２２】ケース１は、プラスチックで成形している
第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂからなり、第１ケース
１Ａと第２ケース１Ｂをネジ１９で連結している。第１
ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、上部に電池コア２を、
下部に充放電ブロック３を収納できる形状に成形してい
る。さらに、このケース１は、充放電ブロック３を収納
して、充放電ブロック３の充電コネクタ６と放電コネク
タ５を外部に表出するコネクター窓１ａ、１ｂを開口し
ている。図のケース１は、放電コネクタ５のコネクター
窓１ｂを底面と底部側面のコーナー部に開口して、充電
コネクタ６のコネクター窓１ａを底部側面に開口してい
る。この構造は、電池パックの重量が、放電コネクタ５
を自転車の放電端子に押し付ける方向に作用するので、
放電コネクタ５に確実に放電端子を挿入して電気接続で
きる。

【００２３】充電コネクタ６を外部に表出させるコネク
ター窓１ａは、弾性的に閉塞する開閉蓋８で閉塞してい
る。この電池パックは、充電コネクタ６の接触不良を少
なくできる。放電コネクタ５を外部に表出するコネクタ
ー窓１ｂは、開閉蓋で閉塞しない。電池パックを自転車
に装着させる状態で、放電コネクタ５がつねに自転車の
放電端子に接続されるからである。充電コネクタ６は、
つねに充電プラグを接続しない。電池パックを充電する
ときにのみ充電プラグを接続する。開閉蓋８のあるコネ
クター窓１ａは、充電プラグを接続しない状態で、充電
コネクタ６に異物が付着するのを防止して、接触不良を
少なくできる。

【００２４】さらに、図のケース１は、自転車から外し
た電池パックを持ちやすくするために、また、自転車に
簡単に脱着できるように、上端に取っ手９を一体成形し
て設けている。さらにまた、ケース１は、電池コア２と
充放電ブロック３の間に、電池コア２の荷重を支持する
荷重受け板１０を配設している。荷重受け板１０は、両
側縁をケース１に設けている係止部１１に連結して、電
池コア２に押されて下方に移動しない構造としている。
図のケース１は、内面に突出する凸条１１Ａを設けて係
止部１１とし、さらに、ケース１の内側に突出する折曲
部１１Ｂを設けて係止部１１としている。ここに荷重受
け板１０を設けているケース１は、電池コア２の荷重で
充放電ブロック３が故障するのを有効に防止できる。

【００２５】充放電ブロック３のインナーケース４は、
放電コネクタ５の金属端子１２を直接に固定している。
この金属端子１２は、直接にプリント基板７に半田付し
て固定している。放電コネクタ５の金属端子１２は、自
転車に固定している放電プラグの金属端子が挿入され
る。したがって、放電コネクタ５の金属端子１２は、図
４の拡大図に示すように、弾性変形できる金属板を折り
返してその両端部をさらに内側に折曲して、挿入される
金属端子２０を弾性的に挟着できる形状としている。

【００２６】インナーケース４は、充電コネクタ６の金
属端子１３も直接に固定しており、この金属端子１３も
直接にプリント基板７に半田付して固定している。イン
ナーケース４は、充電プラグを挿入して連結できる連結
凹部を設けて、連結凹部の内部に充電コネクタ６の金属
端子１３を固定している。

【００２７】プリント基板７は、電池の残存量を演算す
る残存量演算回路（図示せず）を実装している。残存量
演算回路は、電池の充放電の電流を積算して電池の残存
量を演算し、残存量を表示する。図の残存量演算回路
は、複数の発光ダイオード１５を点灯する数で残存量を
表示し、残存量が多くなるにしたがって、点灯する発光
ダイオード１５の数を多くする。発光ダイオード１５
は、インナーケース４に一体成形している表示部１４に
固定される。表示部１４の発光ダイオード１５をケース
１の外部から見えるように、ケース１には表示部１４を
外部に表出する表示窓１ｃを開口して、この表示窓１ｃ
に表示部１４を配設している。

【００２８】残存量演算回路が電池の充放電電流を検出
するために、プリント基板７には電池と直列に接続し
て、電流を検出するためのシャント抵抗（図示せず）を
固定している。シャント抵抗の両端の電圧をアンプで増
幅して、電池の充放電の電流を検出する。

【００２９】さらに、プリント基板７は、図５に示すよ
うに、電池に過電流が流れると溶断されるヒューズ２１
を装着している。ヒューズ２１は、電池と直列に接続さ
れて、電池に過大な電流が流れると溶断して、電流を遮
断する。ヒューズ２１は、交換できるようにプリント基
板に装着される。したがって、プリント基板には、ヒュ
ーズ２１を連結するためのヒューズ端子を固定してい
る。ヒューズ端子は、弾性変形できる金属板で、ヒュー
ズ２１の端子を弾性的に挟着して連結する。ヒューズ２
１を定位置に保持するために、インナーケース４には、
ヒューズ２１を嵌入して保持する保持部２２を成形して
設けている。

【００３０】さらにまた、プリント基板７は、電池の過
充電や過放電を防止する保護回路も実装している。保護
回路は、電池を充電して満充電になると充電電流を遮断
して過充電を防止する。また、電池が放電されて残存量
が所定の容量になると放電電流を遮断して過放電を防止
する。

【００３１】インナーケース４は、全体をプラスチック
で一体成形しており、上面の周囲にインナー周壁１６を
突出して設け、このインナー周壁１６の内側のインナー
チャンバにプリント基板７を配設している。インナーチ
ャンバの開口部は、防水カバー１７で閉塞している。防
水カバー１７は、図３に示すように、インナー周壁１６
の外側にラップされるラップ凸条１８を下面に突出して
設けている。ラップ凸条１８の内側にインナー周壁１６
を入れて、防水カバー１７はインナー周壁１６に連結さ
れる。この構造は、ケース１の内部に浸入する水をイン
ナー周壁１６の外側に流下させるので、インナーチャン
バに水が浸入するのを確実に防止できる。

【００３２】防水カバー１７は、図６に示すように荷重
受け板１０と一体構造とすることもできる。この図の荷
重受け板１０は、下面に突出するラップ凸条１８を一体
成形して設けている。このラップ凸条１８の内側にイン
ナー周壁１６を入れて、荷重受け板１０がインナー周壁
１６の上面開口部を防水構造に閉塞している。この構造
は、荷重受け板１０でインナーケース４を保護しなが
ら、インナーケース４の内部に水が浸入するのを防止で
きる。

【００３３】インナーケース４は、ケース１の下部に嵌
入して定位置に収納される。インナーケース４は、コネ
クター窓１ａ、１ｂや表示窓１ｃに嵌入される凸部を設
けて、この凸部をコネクター窓１ａ、１ｂや表示窓１ｃ
に嵌入して定位置に配設することもできる。また、ケー
ス１の内面に接着し、あるいはネジ止して固定すること
もできる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の電動の乗り物用の電池パック
は、プリント基板に実装される電子部品を電池の発熱で
加熱することなく、雨水による故障を有効に防止できる
特長がある。それは、本発明の電池パックが、電池コア
の下に、ケースに浸入する水が流下するのを阻止する防
水カバーを配設して、防水カバーの下にプリント基板と
放電コネクタと充電コネクタを配設しているからであ
る。この構造の電池パックは、ケース内に浸入した水が
プリント基板の部分に流下するのを防水カバーで阻止で
きるので、浸入した水に起因するプリント基板の故障を
有効に防止できる。したがって、本発明の電池パック
は、電子部品を実装しているプリント基板を、電池の発
熱で加熱されないように、ケースの下部に内蔵するにも
かかわらず、プリント基板等を極めて簡単な構造で防水
して、浸入する水による弊害を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電動の乗り物用の電池パック
の正面図

【図２】図１に示す電動の乗り物用の電池パックの背面
図

【図３】図１に示す電動の乗り物用の電池パックの断面
図

【図４】放電コネクタの金属端子を示す拡大断面図

【図５】図３に示す電池パックのインナーケースの底面
図

【図６】本発明の他の実施例の電動の乗り物用の電池パ
ックの断面図

【符号の説明】

１…ケース１Ａ…第１ケース１
Ｂ…第２ケース１ａ…コネクター窓１ｂ…コネクター窓１ｃ…表示窓２…電池コア３…充放電ブロック４…インナーケース５…放電コネクタ６…充電コネクタ７…プリント基板８…開閉蓋９…取っ手１０…荷重受け板１１…係止部１１Ａ…凸条１
１Ｂ…折曲部１２…金属端子１３…金属端子１４…表示部１５…発光ダイオード１６…インナー周壁１７…防水カバー１８…ラップ凸条１９…ネジ２０…挿入される金属端子２１…ヒューズ２２…保持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田秀世大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5G003 BA03 FA03 FA06 5H040 AA18 AA28 AA32 AS05 AY04 AY08 DD06 DD08 DD10 DD15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電池を細長い形状に連結している
電池コア(2)と、この電池コア(2)を収納しているケース
(1)と、このケース(1)に設けられて外部に電力を供給す
る放電コネクタ(5)と、ケース(1)に設けられて内蔵する
電池を充電するための充電コネクタ(6)と、ケース(1)に
内蔵されて、電池の充放電を制御する電子回路を実装し
ているプリント基板(7)とを備える電動の乗り物用の電
池パックにおいて、電池コア(2)の下に、ケース(1)に浸入する水が流下する
のを阻止する防水カバー(17)を配設して、防水カバー(1
7)の下に、プリント基板(7)と放電コネクタ(5)と充電コ
ネクタ(6)を配設してなることを特徴とする電動の乗り
物用の電池パック。
【請求項２】上方に突出しているインナー周壁(16)を
有し、かつ、このインナー周壁(16)の内側にインナーチ
ャンバを設けているプラスチック製のインナーケース
(4)をケース(1)の下部に配設して、インナーチャンバに
放電コネクタ(5)と充電コネクタ(6)とプリント基板(7)
とを配設しており、さらにインナー周壁(16)の上方開口
部を防水カバー(17)で閉塞している請求項１に記載され
る電動の乗り物用の電池パック。
【請求項３】防水カバー(17)が、インナー周壁(16)の
外側面に重ねられるラップ凸条(18)を下面に突出して設
けており、水をラップ凸条(18)の外側に流下させてイン
ナーチャンバに流入するのを阻止する請求項２に記載さ
れる電動の乗り物用の電池パック。
【請求項４】防水カバー(17)が、ケース(1)に連結さ
れて、電池コア(2)の荷重を支える荷重受け板(10)であ
る請求項１に記載される電動の乗り物用の電池パック。
【請求項５】放電コネクタ(5)と充電コネクタ(6)とプ
リント基板(7)をインナーケース(4)に固定して一体構造
の充放電ブロック(3)としており、この充放電ブロック
(3)をケース(1)の下部に内蔵して、放電コネクタ(5)と
充電コネクタ(6)をケース(1)の外部に表出してなる請求
項１に記載される電動の乗り物用の電池パック。
【請求項６】プリント基板(7)に、電池の残存量を演
算する残存量演算回路を実装している請求項１に記載さ
れる電動の乗り物用の電池パック。
【請求項７】プリント基板(7)に、電池に過電流が流
れると溶断されるヒューズを連結している請求項１に記
載される電動の乗り物用の電池パック。
【請求項８】インナーケース(4)に、ヒューズ(21)を
保持する保持部(22)を設けると共に、プリント基板(7)
にヒューズ(21)を直接に連結するヒューズ端子を固定し
ている請求項７に記載される電動の乗り物用の電池パッ
ク。
【請求項９】インナーケース(4)に、放電コネクタ(5)
の金属端子(12)を直接に固定しており、この金属端子(1
2)を直接にプリント基板(7)に固定している請求項５に
記載される電動の乗り物用の電池パック。
【請求項１０】インナーケース(4)に、充電コネクタ
(6)の金属端子(13)を直接に固定しており、この金属端
子(13)を直接にプリント基板(7)に固定している請求項
５に記載される電動の乗り物用の電池パック。
【請求項１１】電動の乗り物がアシスト自転車である
請求項１に記載される電動の乗り物用の電池パック。