JP2013069646A - 電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電池の液漏れに起因した回路基板の短絡等の虞が少なく、さらに電池から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞が少ない電池ユニットを提供する。
【解決手段】本発明に係る電池ユニット１は、電池ブロック２０と、電池ブロック２０の下方に設けられた回路基板４０と、電池ブロック２０と回路基板４０との間に設けられ、電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液を受ける受け金具３０と、受け金具３０の中に設けられた吸収シート５１と、受け金具３０の中に設けられ、吸収シート５１に接しない位置に電池ブロック２０を支持する台座５２とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池と回路基板とを備える電池ユニットに関する。

一般的に電池は、例えば過放電状態になると反応ガスで内部の圧力が上昇し、内部の圧力が一定圧力を超えたときに安全弁が開いて内部のガスが放出される。このときに内部のガスと一緒に電解液が安全弁から漏れ出てしまう場合がある。これがいわゆる液漏れと呼ばれる現象である。そして電池と回路基板とを備える電池ユニットにおいては、液漏れによって電池から漏れ出た電解液が回路基板に接すると、いわゆるエレクトロケミカルマイグレーション（electrochemical migration）によって回路基板に短絡等が生じ、それによって故障や発熱、発火等が生ずる虞がある。

この場合、例えば電池の下方となる位置を避けて回路基板を配置すれば、液漏れによって電池から漏れ出た電解液が回路基板に接することを回避できる場合が多い。しかし電池の下方となる位置を避けて回路基板を配置するとなると、それによって電池ユニット内部のレイアウトの自由度が大幅に制限されてしまうことになり、電池ユニットの小型化の要請に充分に対応できない虞が生ずる。

このような課題の解決を目的とした従来技術としては、例えば電池収容部の壁に孔を形成し、電池から漏れ出た電解液を、その孔を介して排出口へ導いて外部へ排出する構造が公知である（例えば特許文献１を参照）。当該従来技術によれば、液漏れによって電池から漏れ出た電解液は、回路基板に接しない経路で外部へ排出されるので、電池の液漏れに起因した回路基板の短絡等が生ずる虞を低減することができる。

特開２００２−２６０６０６号公報

しかしながら上記の従来技術は、液漏れによって電池から漏れ出た電解液を排出口から外部へ排出するだけである。つまり上記の従来技術は、液漏れによって電池から漏れ出た電解液が外部へ垂れ流しになってしまうため、電池ユニット等の周囲を電解液で汚染してしまう虞が生ずる。

このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、電池の液漏れに起因した回路基板の短絡等の虞が少なく、さらに電池から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞が少ない電池ユニットを提供することにある。

＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、電池と、前記電池の下方に設けられた回路基板と、前記電池と前記回路基板との間に設けられ、前記電池から漏れ出た電解液を受ける電解液受け部と、前記電解液受け部の中に設けられた吸収材と、前記電解液受け部の中に設けられ、前記吸収材に接しない位置に前記電池を支持する電池支持部材と、を備える電池ユニットである。

液漏れによって電池から漏れ出た電解液は、電池と回路基板との間に設けられた電解液受け部に受け止められ、その電解液受け部の中に設けられた吸収材に吸収されて保持される。それによって電池から漏れ出た電解液が回路基板に接してエレクトロケミカルマイグレーションに起因した短絡等が生ずる虞を低減することができる。また電解液受け部の中に設けられた電池支持部材によって、吸収材に接しない位置に電池が支持されるので、吸収材に吸収された電解液で電池に短絡が生ずる虞を低減することができる。そして電池から電解液受け部へ漏れ出た電解液は、吸収材に吸収され、吸収材で保持されるので、少なくとも吸収材で保持可能な限界量を超えない限り、電池ユニットの外側へ漏れ出ることはない。それによって電池から漏れ出た電解液が周囲を汚染してしまう虞を低減することができる。

これにより本発明の第１の態様によれば、電池の液漏れに起因した回路基板の短絡等の虞が少なく、さらに電池から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞が少ない電池ユニットを提供することができるという作用効果が得られる。

＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記電解液受け部は、電解液が溢れ出る前に所定の経路で電解液を外側へ流出させる電解液流出路が形成されている、ことを特徴とする電池ユニットである。

このような特徴によれば、例えば想定を越える量の電解液が電池から漏れ出てしまった場合であっても、その電解液は、電解液受け部から溢れ出る前に、所定の経路で電解液受け部の外側へ流出する。つまり万一、電解液受け部から電解液が流出する事態になった場合でも、その電解液の流出は所定の経路に限定される。

したがって例えば、電解液受け部から電解液が流出する所定の経路に対応する部分に切り欠きを設ける等、回路基板の形状を工夫して、電解液受け部から電解液が流出する所定の経路を避けて回路基板を設ければよい。それによって電解液受け部から流出する電解液が回路基板に接することを回避できるので、エレクトロケミカルマイグレーションに起因した短絡等が生ずる虞を低減することができる。また電解液受け部から電解液が流出する所定の経路を避けて回路基板を配置することができない場合であっても、例えば電解液受け部から電解液が流出する所定の経路に対応する部分には電子部品を実装しない等の工夫によって、エレクトロケミカルマイグレーションに起因した短絡等が生ずる虞を低減することができる。

＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第２の態様において、前記電解液流出路は、前記電池の下端より低い位置に形成されている、ことを特徴とする電池ユニットである。
このような特徴によれば、例えば想定を越える量の電解液が電池から漏れ出てしまった場合に、電解液受け部の電解液は、電池に接する前に電解液受け部の外側へ流出することになる。それによって電解液受け部の電解液で電池に短絡が生ずる虞を低減することができる。

＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第２の態様又は第３の態様において、前記電解液流出路は、前記吸収材の上端より高い位置に形成されている、ことを特徴とする電池ユニットである。
このような特徴によれば、少なくとも電池から漏れ出た電解液が吸収材で保持可能な量であるうちは、電解液受け部の外側へ電解液が流出しないので、電池から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞をより低減することができる。

＜本発明の第５の態様＞
本発明の第５の態様は、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかにおいて、前記吸収材は、前記電解液受け部の内底面に貼着されている、ことを特徴とする電池ユニットである。
このような特徴によれば、電解液を含んだ吸収材が電解液受け部の内底面から浮き上がって電池に接することに起因して電池に短絡が生ずる虞を低減することができる。

本発明によれば、電池の液漏れに起因した回路基板の短絡等の虞が少なく、さらに電池から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞が少ない電池ユニットを提供することができるという作用効果が得られる。

本発明に係る電池ユニットの外観斜視図。 本発明に係る電池ユニットの要部斜視図。 本発明に係る電池ユニットの要部を分解して図示した分解斜視図。 本発明に係る電池ユニットの図２のI−I断面を図示した断面図。

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、本発明に係る電池ユニット１の外観斜視図である。図２は、本発明に係る電池ユニット１の要部斜視図である。図３は、本発明に係る電池ユニット１の要部を分解して図示した分解斜視図である。図４は、本発明に係る電池ユニット１の断面図であり、図２のI−I断面を図示したものである。

本発明に係る電池ユニット１は、筐体１０と、２つの電池ブロック２０と、受け金具３０と、回路基板４０と、吸収シート５１と、２つの台座５２とを備える。

筐体１０は、金属材料で形成された上筐体１１と下筐体１２とで構成されている。上筐体１１は、底面が開口した箱形状をなしており、ネジ止め用の貫通孔が側部に２つずつ形成されている。下筐体１２は、底面部１２１、左側面部１２２及び右側面部１２３を含む。下筐体１２の左側面部１２２及び右側面部１２３は、内側へ突設された舌片部１２４がそれぞれ形成されており、舌片部１２４には雌ネジ孔が形成されている。また下筐体１２の左側面部１２２及び右側面部１２３は、上端寄りに２つの貫通孔１２５がそれぞれ形成されており、上筐体１１のネジ止め用の貫通孔に対応する部分に２つの雌ネジ孔１２６がそれぞれ形成されている。４つのネジ１３は、上筐体１１のネジ止め用の貫通孔を通じて下筐体１２の雌ネジ孔１２６にそれぞれ螺合しており、それによって上筐体１１が下筐体１２に固定されている。

２つの電池ブロック２０は、筐体１０の中に設けられている。より具体的には２つの電池ブロック２０は、後述する受け金具３０に設置されている。電池ブロック２０は、６つの電池２１、連結テープ２２、２つの電極カバー２３を含む。電池２１は、例えば公知のニッケル水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等である。６つの電池２１は、図示の如く電極の向きを互い違いにして２列３段に並べた状態で連結テープ２２により連結され、電線（図示せず）で直列に接続されている。電極カバー２３は、絶縁材料で形成されており、各電池２１の電極を覆って電池間短絡を防止する。２つの電池ブロック２０の左右の側面と上筐体１１の内側面との間、２つの電池ブロック２０の間には、クッション材２５が設けられている。

「電解液受け部」としての受け金具３０は、２つの電池ブロック２０と回路基板４０との間に設けられており、電池ブロック２０を構成する電池２１から液漏れによって漏れ出た電解液を受ける部材である。受け金具３０は、当該実施例では金属材料で形成されているが、特にこれに限定されるものではなく、どのような材料で形成してもよい。より具体的には受け金具３０は、底面部３１、前側面部３２、左側面部３３、右側面部３４、後側面部３５を含み、上面が開口された箱形状をなしている。受け金具３０の左側面部３３及び右側面部３４は、２つの雌ネジ孔３６がそれぞれ形成されている。４つのネジ１４は、下筐体１２の貫通孔１２５を通じて受け金具３０の雌ネジ孔３６にそれぞれ螺合しており、それによって受け金具３０が下筐体１２に固定されている。２つの電池ブロック２０の前側面と受け金具３０の前側面部３２との間には、クッション材２４が設けられている。また２つの電池ブロック２０の後側面と受け金具３０の後側面部３５との間には、クッション材２６が設けられている。

受け金具３０の前側面部３２には、上端側を一部切り欠いて形成した切り欠き部３２１が設けられている。この「電解液流出路」としての切り欠き部３２１は、受け金具３０から電解液が溢れ出る前に所定の経路で電解液を外側へ流出させるために設けられている。

回路基板４０は、２つの電池ブロック２０の電池２１の充放電制御回路等が実装されており、図示していない電線で２つの電池ブロック２０に接続されている。回路基板４０は、２つの電池ブロック２０の下方に設けられている。より具体的には回路基板４０は、回路基板４０に形成された貫通孔を通じて下筐体１２の舌片部１２４の雌ネジ孔に螺合するネジ４２によって、下筐体１２に固定されている。また回路基板４０は、受け金具３０の切り欠き部３２１に対応する部分に図示の如く切り欠き部４１が形成されている。

「吸収材」としての吸収シート５１は、受け金具３０の中に設けられており、電池２１から液漏れによって漏れ出た電解液を吸収して保持する部材である。より具体的には吸収シート５１は、例えば低密度発泡紙等の吸水性を有するシート状の部材であり、受け金具３０の内底面（底面部３１の上面）に設けられている。この吸収シート５１は、受け金具３０の内底面に貼着されているのが好ましい。これは本発明に必須の構成要素ではないが、このような構成とすることによって、電解液を含んだ吸収シート５１が受け金具３０の内底面から浮き上がって電池ブロック２０の電池２１に接することに起因して電池ブロック２０の電池２１に短絡が生ずる虞を低減することができる。

「電池支持部材」としての２つの台座５２は、受け金具３０の中に設けられており、吸収シート５１に接しない位置に２つの電池ブロック２０を支持する部材である。より具体的には台座５２は、一定の厚みを有する矩形板状の部材であり、例えば発泡スポンジ等で形成されている。

このような構成の電池ユニット１は、液漏れによって電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液は、電池ブロック２０の電池２１と回路基板４０との間に設けられた受け金具３０に受け止められ、その受け金具３０の中に設けられた吸収シート５１に吸収されて保持される。それによって電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液が回路基板４０に接してエレクトロケミカルマイグレーションに起因した短絡等が生ずる虞を低減することができる。また受け金具３０の中に設けられた２つの台座５２によって、吸収シート５１に接しない位置に電池ブロック２０が支持されるので、吸収シート５１に吸収された電解液で電池ブロック２０の電池２１に短絡が生ずる虞を低減することができる。そして電池ブロック２０の電池２１からの受け金具３０へ漏れ出た電解液は、吸収シート５１に吸収され、吸収シート５１で保持されるので、少なくとも吸収シート５１で保持可能な限界量を超えない限り、電池ユニット１の外側へ漏れ出ることはない。それによって電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液が周囲を汚染してしまう虞を低減することができる。

このようにして本発明によれば、電池ブロック２０の電池２１の液漏れに起因した回路基板４０の短絡等の虞が少なく、さらに電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞が少ない電池ユニット１を提供することができる。

また本発明に係る電池ユニット１において受け金具３０は、上記説明した実施例のように、受け金具３０から電解液が溢れ出る前に所定の経路で電解液を外側へ流出させる切り欠き部３２１を設けるのが好ましい。これは本発明に必須の構成要素ではないが、このような構成とすることによって、例えば想定を越える量の電解液が電池ブロック２０の電池２１から漏れ出てしまった場合であっても、その電解液は、受け金具３０から溢れ出る前に、切り欠き部３２１から受け金具３０の外側へ流出することになる。つまり万一、受け金具３０から電解液が流出する事態になった場合でも、その電解液の流出は所定の経路に限定される。

そして上記説明した実施例のように、例えば回路基板４０の所定位置（受け金具３０から電解液が流出する所定の経路に対応する部分）に切り欠き部４１を形成すれば、受け金具３０の切り欠き部３２１から流出する電解液が回路基板４０に接しないようにすることができる。つまり回路基板４０の形状を工夫して、受け金具３０の切り欠き部３２１から電解液が流出する所定の経路を避けて回路基板４０を設ける。それによって受け金具３０から流出する電解液が回路基板４０に接することを回避できるので、エレクトロケミカルマイグレーションに起因した短絡等が生ずる虞を低減することができる。また受け金具３０から電解液が流出する所定の経路を避けて回路基板４０を配置することができない場合であっても、例えば受け金具３０から電解液が流出する所定の経路に対応する部分には電子部品を実装しない等、回路基板４０に実装する電子部品のレイアウト等を工夫することによって、エレクトロケミカルマイグレーションに起因した短絡等が生ずる虞を低減することができる。

また受け金具３０の切り欠き部３２１は、２つの電池ブロック２０の下端より低い位置に形成されているのが好ましい。これは本発明に必須の構成要素ではないが、このような構成とすることによって、例えば想定を越える量の電解液が電池ブロック２０の電池２１から漏れ出てしまった場合に、受け金具３０の電解液は、電池ブロック２０の電池２１に接する前に受け金具３０の外側へ流出することになる。それによって受け金具３０の電解液で電池ブロック２０の電池２１に短絡が生ずる虞を低減することができる。

また受け金具３０の切り欠き部３２１は、吸収シート５１の上端より高い位置に形成されているのが好ましい。これは本発明に必須の構成要素ではないが、このような構成とすることによって、少なくとも電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液が吸収シート５１で保持可能な量であるうちは、受け金具３０の外側へ電解液が流出しないことになる。それによって電池ブロック２０の電池２１から漏れ出た電解液で周囲を汚染してしまう虞をより低減することができる。

尚、本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。

１ 電池ユニット
１０ 筐体
２０ 電池ブロック
２１ 電池
３０ 受け金具
４０ 回路基板
５１ 吸収シート
５２ 台座
３２１ 受け金具の切り欠き部

Claims (5)

1. 電池と、
   前記電池の下方に設けられた回路基板と、
   前記電池と前記回路基板との間に設けられ、前記電池から漏れ出た電解液を受ける電解液受け部と、
   前記電解液受け部の中に設けられた吸収材と、
   前記電解液受け部の中に設けられ、前記吸収材に接しない位置に前記電池を支持する電池支持部材と、を備える電池ユニット。
2. 請求項１に記載の電池ユニットにおいて、前記電解液受け部は、電解液が溢れ出る前に所定の経路で電解液を外側へ流出させる電解液流出路が形成されている、ことを特徴とする電池ユニット。
3. 請求項２に記載の電池ユニットにおいて、前記電解液流出路は、前記電池の下端より低い位置に形成されている、ことを特徴とする電池ユニット。
4. 請求項２又は３に記載の電池ユニットにおいて、前記電解液流出路は、前記吸収材の上端より高い位置に形成されている、ことを特徴とする電池ユニット。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の電池ユニットにおいて、前記吸収材は、前記電解液受け部の内底面に貼着されている、ことを特徴とする電池ユニット。

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