JP2009252567A

JP2009252567A - 電池パック

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Publication number: JP2009252567A
Application number: JP2008099973A
Authority: JP
Inventors: Tokuka Shin; ▲徳▼華岑
Original assignee: NISSEI KOGYO YUGENKOSHI
Current assignee: NISSEI KOGYO YUGENKOSHI
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: JP5288863B2

Abstract

【課題】複数の乾電池を収容し、所定の電子機器に電力を供給する電池パックにおいて、ショートに起因する過電流を遮断するために必要な過電流遮断部材の数を減らし、簡易な構成により、過電流の発生を防止する。
【解決手段】複数の乾電池をそれぞれ収容する第１および第２電池収容部３，４と、第１および第２電池収容部を電気的に絶縁する隔壁５と、第１および第２電池収容部に収容された全ての乾電池を直列接続する電気回路とを備え、電気回路は、第１電池収容部の各乾電池の端子を、当該第１電池収容部における他の乾電池を介することなく、第２電池収容部における各乾電池の端子または外部接点端子に対して直接的に接続し、隣接する乾電池間のいずれかでショートが発生した場合に形成され得る全ての閉回路に過電流遮断部材Ｆが設けられた構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器の電源としての利用に好適な電池パックに関し、特に、ショート（短絡）が発生した場合の過電流を防止する電池パックに関する。

外部ストロボ等の電子機器では、電源として高い互換性のある円筒型乾電池（アルカリ乾電池、マンガン乾電池等）を複数収容した電池パックを用いるものが普及している。この種の電池パックでは、何らかの原因でショートが発生すると、過電流が生じて発熱や液漏れ等のトラブルを招くおそれがあるため、ショートに対する安全対策がなされたものが存在する。

そのような安全対策がなされた電池パックとして、例えば、電池を着脱可能に収納する電池収納部を有するケースと、電池による電力を電子機器に供給するためにケースに設けられた複数の外部接点端子とを備え、ケース内で複数の外部接点端子の間を電気的に結ぶ電気回路の経路中に、ヒューズ（過電流遮断部材）を接続したものが知られている（特許文献１参照）。

特開平９−１５３３５２号公報

ところで、円筒型乾電池は、例えば、外周部を構成する負極を樹脂製チューブ等で被覆することによって絶縁されるのが一般的である。しかしながら、そのような乾電池の外周部の絶縁に不具合が生じると、複数の乾電池を電池パックに収容した際に、隣接する（即ち、外周部が互いに接触する）乾電池間でショートが発生する場合がある。

これに対し、上記特許文献１に記載された従来技術は、電池パックをバック等に入れた際にその外部接点端子間が金属製アクセサリー等によってショートする場合を想定しており、ショート発生時に、外部接点端子間を結ぶ経路中に設けたヒューズによって過電流を遮断するものである。従って、上記従来技術は、外部接点端子間のショートには有効であるものの、隣接する乾電池間で生じるショートには対応することができないという問題があった。

また、上記従来技術の変形として、例えば、図９に示すように、隣接する乾電池Ｂ１〜Ｂ４間にヒューズＦを設ける構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、電気回路内に設置するヒューズの数が増えてコストが嵩むという問題があった。

或いは、隣接する乾電池間に仕切り壁を設けてそれらを互いに絶縁したり、隣接する乾電池間を十分離間させて絶縁したりすることも考えられる。しかしながら、乾電池間に設けた仕切り壁は乾電池の着脱時に破損しやすく、また、乾電池間を離間させると電池パックが大型化するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、ショートに起因する過電流を遮断するために必要な過電流遮断部材の数を減らしつつ、簡易な構成により過電流の発生を防止することを可能とする電池パックを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、複数の乾電池（Ｂ）を収容し、外部接点端子（１１，１２）を介して所定の電子機器に電力を供給する電池パック（１）であって、複数の乾電池をそれぞれ収容する第１および第２電池収容部（３，４）と、前記第１および第２電池収容部を電気的に絶縁する隔壁（５）と、前記第１および第２電池収容部に収容された全ての乾電池を直列接続する電気回路とを備え、前記電気回路は、前記第１電池収容部の各乾電池の端子を、当該第１電池収容部における他の乾電池を介することなく、前記第２電池収容部における各乾電池の端子または前記外部接点端子に対して直接的に接続し、隣接する前記乾電池間のいずれかでショートが発生した場合に形成され得る全ての閉回路に過電流遮断部材（Ｆ）が設けられた構成とする。

上記本発明によれば、ショートに起因する過電流を遮断するために必要な過電流遮断部材の数を減らし、簡易な構成により、過電流の発生を防止することが可能となる。特に、乾電池の外周部（負極）間のショートに起因する過電流の防止に有効である。

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。

図１は本発明の第１実施形態に係る電池パックの斜視図であり、図２は図１の電池パックの電気回路を構成する各端子板および基板を示す斜視図である。

電池パック１は、４本の円筒型乾電池Ｂ１〜Ｂ４を収容可能な樹脂製の本体ケース２を有しており、外部ストロボ等の所定の電子機器（図示せず）に設けられた取付開口に着脱自在に装着されることで、電子機器に対して電池の電力を供給する。

本体ケース２は、２本の乾電池Ｂ１，Ｂ２を収容可能な第１電池収容部３と、２本の乾電池Ｂ３，Ｂ４を収容可能な第２電池収容部４とを有しており、それら第１および第２電池収容部３，４は、本体ケース２の電池収容スペースを上下に分離する隔壁５により、それぞれの底部が画成されるとともに、互いに電気的に絶縁されている。

第１および第２電池収容部３，４には、正極用の端子板Ｔｐ１〜Ｔｐ４が設けられており、これらの端子板Ｔｐ１〜Ｔｐ４は、本体ケース２の前壁２ａの内面側から露出して、乾電池Ｂ１〜Ｂ４の正極端子（ｂ），（ｈ），（ｄ），（ｆ）とそれぞれ接続可能に配置されている。同様に、第１および第２電池収容部３，４には、負極用の端子板Ｔｎ１〜Ｔｎ４が設けられており、これらの端子板Ｔｎ１〜Ｔｎ４は、本体ケースの後壁２ｂの内面側から露出して、乾電池Ｂ１〜Ｂ４の負極端子（ａ），（ｇ），（ｃ），（ｅ）とそれぞれ接続可能に配置されている。

第１および第２電池収容部３，４における各乾電池Ｂ１〜Ｂ４は、ここでは図示しない電気回路によって直列に接続されている。電気回路の端部を構成する外部端子板（外部接点端子）１１，１２は、本体ケース２の後壁２ｂの外面側から露出するように設けられており、電池パック１が電子機器に装着された際に、当該電子機器側の端子と接続される。

第１および第２電池収容部３，４の側部をそれぞれ画成する本体ケース２の左右壁２ｃ，２ｄには、収容される乾電池Ｂ１〜Ｂ４の外周面に沿って湾曲し、当該外周面に弾発的に係合する弾発片１３が複数設けられている。また、隔壁５には乾電池Ｂ１〜Ｂ４の外周面に適合する湾曲形状を有する電池支持部１４が設けられており、各乾電池Ｂ１〜Ｂ４は、弾発片１３により電池支持部１４側に押圧されることで電池収容部３，４内に安定的に保持される。

また、隔壁５内には、所定の導電性の配線パターンが形成された基板１５が設けられており、正極用の端子板Ｔｐ１〜Ｔｐ４、負極用の端子板Ｔｎ１〜Ｔｎ４、及び外部端子板１１，１２がその基板１５と電気的に接続されることで、電気回路が構成されている。

図３は第１実施形態に係る電池パックにおける電気的接続経路を示す模式図であり、図４はその電池パックのショート発生パターンを示す電気回路図である。

図３に示すように、第１電池収容部３において、乾電池Ｂ１は、正極端子（ｂ）が第２電池収容部４の乾電池Ｂ３の負極端子（ｃ）に直接的（即ち、他の乾電池を介さず）に接続されるとともに、（ａ）負極端子が外部端子板１１に直接的に接続され、また、乾電池Ｂ２は、正極端子（ｈ）が外部端子板１２に直接的に接続されるとともに、負極端子（ｇ）が第２電池収容部４の乾電池Ｂ４の正極端子（ｆ）に直接的に接続される。ここで、各端子間の電気的接続は基板の配線パターンにより実現される（他の端子についても同様）。

一方、第２電池収容部４においては、乾電池Ｂ３の正極端子（ｄ）が乾電池Ｂ４の負極端子（ｅ）に直接的に接続される。この乾電池Ｂ３の正極端子（ｄ）と乾電池Ｂ４の負極端子（ｅ）との間には、ヒューズ（過電流遮断部材）Ｆが接続されており、これにより、隣接する乾電池の外周部（負極）でショートが発生した場合に、それに起因する過電流を遮断することを可能とする。

図４に示すように、第１実施形態に係る電池パックの電気回路におけるショート発生パターンとして、（Ａ）第１電池収容部３における乾電池Ｂ１，Ｂ２間のショートＳ１、及び（Ｂ）第２電池収容部４におけるＢ３，Ｂ４間のショートＳ２が考えられる。

ショートＳ１により、乾電池Ｂ１，Ｂ３，Ｂ４を含む閉回路（即ち、過電流が流れ得る電気的経路）２１が形成され、また、ショートＳ２により、乾電池Ｂ３を含む閉回路２２が形成される。ヒューズＦは、これらの閉回路２１，２２における電気的接続経路上に設けられているため、ショートＳ１またはショートＳ２に起因して閉回路２１または閉回路２２に生じる過電流を遮断することができる。なお、過電流を遮断する部材としては、ヒューズに限らず、同様の機能を果たすことが可能な公知の回路遮断器やポリスイッチ等を用いてもよい。

このように、第１および第２電池収容部において、隣接する乾電池Ｂ１，Ｂ２間および乾電池Ｂ３，Ｂ４間のいずれかでショートが発生した場合に形成され得る全ての閉回路２１，２２に少なくとも１つのヒューズＦを設けた構成としたため、ショートに起因する過電流を遮断するために必要な過電流遮断部材の数を減らしつつ、簡易な構成により過電流の発生を防止することが可能となる。また、上記構成によれば、乾電池Ｂ１，Ｂ２間または乾電池Ｂ３，Ｂ４間に別途仕切り壁を設ける必要はなく、また、それら乾電池間を離間させて電池パックが大型化することもない。

図５は第２実施形態に係る電池パックの電気的接続経路を示す模式図であり、図６はその電池パックのショート発生部位を示す電気回路図である。第２実施形態では、電池パック１に６本の乾電池Ｂ１〜Ｂ６が収容される場合について示す。なお、第２実施形態において、図１〜図４に示した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示すように、第１電池収容部３において、乾電池Ｂ１の正極端子（ｂ）および負極端子（ａ）はそれぞれ乾電池Ｂ４の負極端子（ｃ）および外部端子板１１に直接的に接続され、乾電池Ｂ２の正極端子（ｆ）および負極端子（ｅ）はそれぞれ乾電池Ｂ５の負極端子（ｇ）および乾電池Ｂ４の正極端子（ｄ）に直接的に接続され、乾電池Ｂ３の正極端子（ｌ）および負極端子（ｋ）はそれぞれ外部端子板１２および乾電池Ｂ６の正極端子（ｊ）に直接的に接続される。乾電池Ｂ２の負極端子（ｅ）と乾電池Ｂ４の正極端子（ｄ）との間には、第１ヒューズＦ１が接続されている。

一方、第２電池収容部４においては、乾電池Ｂ５の正極端子（ｈ）が乾電池Ｂ６の負極端子（ｉ）に直接的に接続される。この乾電池Ｂ５の正極端子（ｈ）と乾電池Ｂ６の負極端子（ｉ）との間には、第２ヒューズＦ２が接続されている。

図６に示すように、第２実施形態に係る電池パックの電気回路におけるショート発生パターンとして、（Ａ）第１電池収容部３における乾電池Ｂ１，Ｂ２間のショートＳ１、（Ｂ）第１電池収容部３における乾電池Ｂ２，Ｂ３間のショートＳ２、（Ｃ）第２電池収容部４における乾電池Ｂ４，Ｂ５間のショートＳ３、及び（Ｄ）第２電池収容部４におけるＢ５，Ｂ６間のショートＳ４が考えられる。

ショートＳ１により、乾電池Ｂ１，Ｂ４を含む閉回路３１が形成され、ショートＳ２により、乾電池Ｂ２，Ｂ５，Ｂ６を含む閉回路３２が形成され、ショートＳ３により、乾電池Ｂ２，Ｂ４を含む閉回路３３が形成され、ショートＳ４により、乾電池Ｂ５を含む閉回路３３が形成される。

図６（Ａ），（Ｃ）に示すように、第１ヒューズＦ１は閉回路３１，３３における電気的接続経路上に設けられているため、ショートＳ１またはショートＳ３に起因して閉回路３１または閉回路３３に生じる過電流を遮断することができる。また、図６（Ｂ），（Ｄ）に示すように、第２ヒューズＦ２は閉回路３２，３４における電気的接続経路上に設けられているため、ショートＳ２またはショートＳ４に起因して閉回路３２または閉回路３４に生じる過電流を遮断することができる。

図７は第３実施形態に係る電池パックの電気的接続経路を示す模式図であり、図８はその電池パックのショート発生部位を示す電気回路図である。第３実施形態では、電池パック１に８本の乾電池Ｂ１〜Ｂ８が収容される場合について示す。なお、第３実施形態において、図１〜図４に示した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７に示すように、第１電池収容部３において、乾電池Ｂ１の正極端子（ｂ）および負極端子（ａ）はそれぞれ乾電池Ｂ５の負極端子（ｃ）および外部端子板１１に直接的に接続され、乾電池Ｂ２の正極端子（ｆ）および負極端子（ｅ）はそれぞれ乾電池Ｂ６の負極端子（ｇ）および乾電池Ｂ５の正極端子（ｄ）に直接的に接続され、乾電池Ｂ３の正極端子（ｊ）および負極端子（ｉ）はそれぞれ乾電池Ｂ７の負極端子（ｋ）および乾電池Ｂ６の正極端子（ｈ）に直接的に接続され、乾電池Ｂ４の正極端子（ｐ）および負極端子（ｏ）はそれぞれ乾電池Ｂ７の外部端子板１２および乾電池Ｂ８の正極端子（ｎ）に直接的に接続されている。乾電池Ｂ２の負極端子（ｅ）と乾電池Ｂ５の正極端子（ｄ）との間には、第１ヒューズＦ１が接続されており、また、乾電池Ｂ３の負極端子（ｉ）と乾電池Ｂ６の正極端子（ｈ）との間には、第２ヒューズＦ２が接続されている。

一方、第２電池収容部４においては、乾電池Ｂ７の正極端子（ｌ）が乾電池Ｂ８の負極端子（ｍ）に直接的に接続される。この乾電池Ｂ５の正極端子（ｈ）と乾電池Ｂ６の負極端子（ｉ）との間には、第３ヒューズＦ３が接続されている。

図８に示すように、第３実施形態に係る電池パックの電気回路におけるショート発生パターンとして、（Ａ）第１電池収容部３における乾電池Ｂ１，Ｂ２間のショートＳ１、（Ｂ）第１電池収容部３における乾電池Ｂ２，Ｂ３間のショートＳ２、（Ｃ）第１電池収容部３における乾電池Ｂ３，Ｂ４間のショートＳ３、（Ｄ）第２電池収容部４におけるＢ５，Ｂ６間のショートＳ４、（Ｅ）第２電池収容部４におけるＢ６，Ｂ７間のショートＳ５、及び（Ｆ）第２電池収容部４におけるＢ７，Ｂ８間のショートＳ６が考えられる。

ショートＳ１により、乾電池Ｂ１，Ｂ５を含む閉回路４１が形成され、ショートＳ２により、乾電池Ｂ２，Ｂ６を含む閉回路４２が形成され、ショートＳ３により、乾電池Ｂ３，Ｂ７，Ｂ８を含む閉回路４３が形成され、ショートＳ４により、乾電池Ｂ２，Ｂ５を含む閉回路４４が形成され、ショートＳ５により、乾電池Ｂ３，Ｂ６を含む閉回路４５が形成され、ショートＳ６により、乾電池Ｂ７を含む閉回路４６が形成される。

図８（Ａ），（Ｄ）に示すように、第１ヒューズＦ１は閉回路４１，４４における電気的接続経路上に設けられているため、ショートＳ１またはショートＳ４に起因して閉回路４１または閉回路４４に生じる過電流を遮断することができる。図８（Ｂ），（Ｅ）に示すように、第２ヒューズＦ２は閉回路４２，４５における電気的接続経路上に設けられているため、ショートＳ２またはショートＳ５に起因して閉回路４２または閉回路４５に生じる過電流を遮断することができる。また、図８（Ｃ），（Ｆ）に示すように、第３ヒューズＦ３は閉回路４３，４６における電気的接続経路上に設けられているため、ショートＳ３またはショートＳ６に起因して閉回路４３または閉回路４６に生じる過電流を遮断することができる。

本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、電池パックが収容する乾電池の種類や数は、上述の実施形態の場合に限らず、必要に応じて変更することができる。

本発明の第１実施形態に係る電池パックの斜視図図１の電池パックの電気回路を構成する各端子板および基板を示す斜視図第１実施形態に係る電池パックにおける電気的接続経路を示す模式図第１実施形態に係る電池パックのショート発生パターンを示す電気回路図第２実施形態に係る電池パックにおける電気的接続経路を示す模式図第２実施形態に係る電池パックのショート発生パターンを示す電気回路図第３実施形態に係る電池パックにおける電気的接続経路を示す模式図第３実施形態に係る電池パックのショート発生パターンを示す電気回路図従来技術を示す説明図

符号の説明

１電池パック
２本体ケース
３第１電池収容部
４第２電池収容部
５隔壁
１１外部端子板
１２外部端子板
１３弾発片
１４電池支持部
１５基板
Ｂ１−Ｂ８乾電池
Ｆ１−Ｆ３ヒューズ
Ｔｐ１−Ｔｐ４正極用端子板

Claims

複数の乾電池を収容し、外部接点端子を介して所定の電子機器に電力を供給する電池パックであって、
複数の乾電池をそれぞれ収容する第１および第２電池収容部と、
前記第１および第２電池収容部を電気的に絶縁する隔壁と、
前記第１および第２電池収容部に収容された全ての乾電池を直列接続する電気回路と
を備え、
前記電気回路は、
前記第１電池収容部の各乾電池の端子を、当該第１電池収容部における他の乾電池を介することなく、前記第２電池収容部における各乾電池の端子または前記外部接点端子に対して直接的に接続し、
隣接する前記乾電池間のいずれかでショートが発生した場合に形成され得る全ての閉回路に過電流遮断部材が設けられたことを特徴とする電池パック。