JP2013145726A

JP2013145726A - 電源装置

Info

Publication number: JP2013145726A
Application number: JP2012006616A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Yoshioka; 俊樹吉岡; Toshiki Kusunoki; 寿樹楠
Original assignee: Lithium Energy Japan KK
Current assignee: Lithium Energy Japan KK
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-25
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: JP6010909B2

Abstract

【課題】電池を挟む狭持板の変形の影響を防ぎ、信頼性の高い電源装置を提供する。
【解決手段】配列された複数の単電池５０から構成されたスタック５と、スタック５の両側面を挟み込む一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌとを有する組電池４７０と、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌ上に配置された電気デバイスとしての制御回路６及びリレー回路７を備え、制御回路６及びリレー回路７と一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌとは、狭持板の中心から偏心した位置にて固定されている、電源装置４。
【選択図】図１９

Description

本発明は、例えばスタックされた複数の二次電池から構成される組電池を有する電源装置に関する。

二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車や産業用大型電気機器への応用も進められており、この場合、更なる高電圧を得るために、単電池である非水電解質二次電池をスタックして１個の組電池を構成することも行われている。

二次電池は充放電を繰り返すことにより内部の電解液が分解して気化することで、筐体を膨張、変形させる。特にスタックした組電池においては、この筐体の変形を抑えるべく、例えば特許文献１に示すように、スタックの周囲に拘束用のプレートを配置してスタックを挟み込み、プレート間にスタックを圧接することで、変形を抑えるようにした技術が広く用いられている。

又、リチウムイオン二次電池の場合は、定電流定電圧制御により充電を行うため、充放電を制御するための制御回路を設けるようにしており、特に組電池においては、スタックの側面であるプレート表面が制御回路の配置場所として利用されている（特許文献１、図２等を参照）。

特開２０１１−２４９３１５号公報

従来の技術による組電池は以上のようなものであるが、上記従来の技術においては、以下のような新規な技術的課題があることを、本発明者は見いだした。

すなわち、応用範囲の拡大に適応すべく組電池も軽量化が図られるようになり、プレートも従来に比して軽量化、小型化が求められてきている。この場合、スタックの膨張圧にプレートの拘束力が抗しきれずにプレートも変形する恐れがある。

しかしながら、上記特許文献１のように、従来の組電池において、制御回路はプレート全面を利用して固定されており、プレートの変形の影響と制御回路との関係を考慮したものとは言えなかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電池を挟む狭持板の変形の影響を防ぎ、信頼性の高い電源装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
配列された複数の単電池から構成されたスタックと、
前記スタックの両側面を挟み込む一対の狭持板とを有する組電池と、
前記狭持板上に配置された電気デバイスとを備え、
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記狭持板の中心から偏心した位置にて固定されている、電源装置である。

又、本発明の第２の側面は、
前記電気デバイスと前記狭持板との固定位置は複数であって、
前記狭持板の中心とは、前記複数の固定位置の対角線の交点上にある、
本発明の第１の側面の電源装置である。

又、本発明の第３の側面は、
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記狭持板の周縁にて固定される、
本発明の第１又は第２の側面の電源装置である。

又、本発明の第４の側面は、
前記電気デバイスと前記狭持板との固定位置は、前記スタックの電極端子に隣接している、
本発明の第１から第３のいずれかの側面の電源装置である。

又、本発明の第５の側面は、
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記電気デバイスの周縁にて固定される、
本発明の第１から第４のいずれかの側面の電源装置である。

又、本発明の第６の側面は、
前記電気デバイスと前記狭持部分とは、前記狭持板の中心を挟んで、前記固定された位置と対向する位置にて揺動自在に固定されている、
本発明の第１から第５のいずれかの側面の電源装置である。

又、本発明の第７の側面は、
前記一対の狭持板に狭持される締結部材を備え、
前記電気デバイスと前記狭持板との固定位置は、前記締結部材に隣接している、
本発明の第１から第６のいずれかの側面の電源装置である。

又、本発明の第８の側面は、
前記一対の狭持板のそれぞれの縁端を接続する第１の梁部材を備え、
前記一対の狭持板及び前記第１の梁部材は、屈曲した一枚の金属板のそれぞれ異なる部位として形成されている、
本発明の第１から第７のいずれかの側面の電源装置である。

又、本発明の第９の側面は、
配列された複数の単電池から構成されたスタックと、
前記スタックの両側面を挟み込む一対の狭持板とを有する組電池と、
前記狭持板上に配置された電気デバイスとを備え、
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記狭持板の中心にて固定されている、
電源装置である。

以上のような本発明によれば、電源装置の信頼性を高めることが可能になるという効果を有する。

本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池保持具の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池保持具の構成を示す分解斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池保持具の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池保持具を説明するための斜視図（ａ）本発明の各実施の形態に係る組電池保持具を説明するための斜視図（ｂ）本発明の各実施の形態に係る組電池保持具を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池保持具の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池保持具の構成を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る組電池の構成を示す斜視図（ａ）本発明の各実施の形態に係る組電池の締結部材の構成を示す斜視図（ｂ）本発明の各実施の形態に係る組電池の締結部材の構成を示す斜視図（ａ）本発明の各実施の形態に係る組電池の締結部材の他の構成例を示す斜視図（ｂ）本発明の各実施の形態に係る組電池の締結部材の他の構成例を示す斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の制御回路の構成を示す分解斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置のリレー回路の構成を示す分解斜視図（ａ）本発明の各実施の形態に係る電源装置を説明するための模式図（ｂ）本発明の各実施の形態に係る電源装置を説明するための模式図（ｃ）本発明の各実施の形態に係る電源装置を説明するための模式図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の容器本体の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の容器本体の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の構成を説明するための斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の正極端子近傍の構成を説明するための要部平面図本発明の各実施の形態に係る電源装置の負極端子近傍の構成を説明するための要部平面図本発明の各実施の形態に係る電源装置の正極端子近傍の構成を説明するための要部斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の負極端子近傍の構成を説明するための要部斜視図本発明の各実施の形態に係る電源装置の分解斜視図

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、本発明の各実施の形態に係る電源装置１の構成を示す斜視図であり、図２は、その内部を示す斜視図である。

電源装置１は、図１に示すように、ポリプロピレン等の合成樹脂製の容器本体２及び蓋部３から構成される、外形六面体の収納容器を備え、蓋部３の上面３ｘ上に露出した、図示しない外部負荷と接続するための正極端子３ａ及び負極端子３ｂを有する。又、図２に示すように、電源装置１は、収納容器内部に電源装置本体４を収納しており、電源装置本体４は、容器本体２の底面に開口された貫通孔２１０に挿入されるボルト２１１により、容器本体２に固定されている。

次に、図３は、電源装置本体４を右側面から見た斜視図であり、図４は、同左側面から見た斜視図である。ただし、電源装置本体４においては、後述する電極端子が配列された面を正面とする。

図３及び図４に示すように、電源装置本体４は、正負の電極端子５１０が設けられた面を揃えて配列された複数の単電池５０からなるスタック５と、電源装置本体４に対する充放電を制御する制御回路６、及び電源装置本体４の充放電の導通を制御するリレー回路７から主に構成される。

複数の単電池５０は、電極端子５１０が設けられた面及びその対向面を上下底面とした外形角柱の金属製外装を有する。各側面のうち面積の大きい面を主面とし、この主面同士が対向するように、横１行縦４列に配列されたスタック５を形成している。スタック５において、各単電池５０は言わば横倒しとなっており、単電池５０の上面がスタック５の正面に、単電池５０の正面及び背面（長手方向の側面）がスタック５の左右側面に、単電池５０の左右側面（短手方向の側面）がスタック５の上面及び底面に、それぞれ対応することとなる。

又、スタック５を構成する複数の単電池５０は、それぞれが有する電極端子５１０のうち異極の端子同士が銅若しくはアルミニウム又はそれらの合金その他導電性の金属製のバスバー５２０で接続されており、これにより複数の単電池５０は直列接続され、スタック５全体として高電圧の電池を形成する。特に配列された両端に位置する単電池５０が有する電極端子５１１のうち、バスバー５２０で接続されないものが、スタック５における正極の電極端子５１１ａ及び負極の電極端子５１１ｂにそれぞれ対応している。

更に、スタック５は、拘束手段によって単電池５０の配列状態が保持されている。拘束手段は、図３及び４に示すように、配列された複数の単電池５０がなす縦列の最も外側に位置する一対のそれぞれの主面を更に挟むように配置された一対の狭持板を有する組電池保持具４１０、スタック５の底面に位置する第２の梁部材４２０、スタック５の上面に位置する第３の梁部材４３０、及びスタック５の正面と対向し、かつ組電池保持具４１０の一対の狭持板に挟まれる締結部材４４０を備える。

又、組電池保持具４１０の一対の狭持板は、図５に示すように、それぞれの下端で第２の梁部材４２０に接続され、又図３及び４に示すように、それぞれの上端で第３の梁部材４３０に接続される。なお、第２の梁部材４２０の両端には貫通孔４２２が開口されており、図２に示すボルト２２１はこの貫通孔４２２を介して第２の梁部材４２０に締結される。

更に、組電池保持具４１０の一対の狭持板は、図示されないスタック５の裏面にて第１の梁部材に接続されている。なお、第１の梁部材を含む組電池保持具４１０の構成については後に詳述する。

次に、図３に示すように、制御回路６は電源装置本体４の右側面に設けられ、接続部材６１０を介してスタック５の負極の電極端子５１１ｂに電気的に接続されている。又、図４に示すように、リレー回路７は電源装置本体４の左側面に設けられ、接続部材７１０を介してスタック５の正極の電極端子５１１ａに電気的に接続されている。

更に、図４及び図５に示すように、締結部材４４０の左端には吐出端４４１が形成され、吐出端４４１には合成樹脂製の排出管４４２が接続されている。なお、これら吐出端４４１及び排出管４４２の構成については後に詳述する。

以上のような構成を有する電源装置１は、電源装置本体４において拘束手段によりスタック５の外形が保持されているため、容器本体２及び蓋部３からなる収納容器はスタック５の形状を保持するための機械的強度を備えた構成である必要がない。したがって、容器本体を合成樹脂製として、電源装置の軽量化を実現することができる。

更に、容器本体は外形の加工が容易であり、既成の蓄電池の規格に適合させることが可能となる。とりわけ、従来から合成樹脂製の筐体が用いられている鉛蓄電池と同一形状にて作成することにより、既成品を本発明の電源装置で置きかえ、鉛フリーな車載用蓄電池を容易に実現することが可能となる。既成の蓄電池の規格としては、日本工業規格その他世界各国の工業規格に適合させてもよいが、ドイツ工業規格（ＤＩＮ規格）に適合させることで、車載機器に適した蓄電池を実現することができる。

以下、上述した電源装置１を構成する各部に対応する本発明の各実施の形態を、電源装置１の組立工程に沿って説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、電源装置１の電源装置本体４に含まれる組電池を構成する組電池保持具に特徴を有するものである。

図６は、本発明の実施の形態１の組電池保持具の構成を示す斜視図である。図６に示すように、組電池保持具４１０は、既に述べたように、対向する外形矩形状の一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌと、狭持板４１１Ｒと４１１Ｌとの縁端同士を接続している第１の梁部材４１７とを備えた、上面から見た外形がコの字状の部材である。又、組電池保持具４１０は、一枚の鋼板をプレス加工することにより作成されている。したがって狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌと第１の梁部材４１７とは直角に屈曲した鋼板の互いに異なる部分として形成されている。

以下、各部の説明を行う。狭持板４１１Ｒは、電源装置本体４の上面側に位置する縁端であってスタック５の上面と平行な面上に突出するように形成されたタブ４１４を備え、タブ４１４には貫通孔４１４ａが開口されている。

又、狭持板４１１Ｒは、電源装置本体４の底面側に位置する縁端であってスタック５の上面と平行な面上に突出するように形成されたタブ４１１ａを備え、タブ４１１ａ上には図５に示す貫通孔４２２と連通するナット４１１ａ１が固定されている。更に、タブ４１１ａに隣接して電源装置本体４の下方に延伸した、カギ型のフック４１１ｂを有している。なお、これらタブ４１４、４１１ａ及びフック４１１ｂは狭持板４１１Ｌにも設けられている。

更に、狭持板４１１Ｒの電源装置本体４の正面側に位置する縁端にタブ４１２ａが突出するように形成され、タブ４１２ａには縦列に配列された一対の貫通孔４１３ａが開口されている。一方、狭持板４１１Ｌの縁端においても、タブ４１２ａと正対するようにタブ４１２ｂが形成され、タブ４１２ｂには貫通孔４１３ｂが開口されている。なお、タブ４１２ａはタブ４１２ｂより大きな面積を有し、したがってタブ４１２ａはタブ４１３ｂの一部とのみ対向している。

又、狭持板４１１Ｒの主面上であって電源装置本体４の上面寄りの縁端に隣接した位置には貫通孔４１５ａ及び４１５ｂが開口されており、同主面上であって電源装置本体４の底面寄りの縁端に隣接した位置には貫通孔４１５ｃ及び４１５ｄが開口されている。更に、貫通孔４１５ｂ及び４１５ｄは電源装置本体４の正面寄りにシフトして位置しており、貫通孔４１５ｄは電源装置本体４の裏面寄りにシフトして位置している。

同様に、狭持板４１１Ｌの主面上であって電源装置本体４の上面寄りの縁端に隣接した位置には貫通孔４１６ａ及び４１６ｂが開口されており、同主面上であってタブ４１２ｂ寄りの縁端に隣接した位置には貫通孔４１６ｄが、又第１の梁部材４１７の根元に隣接した位置には貫通孔４１６ｃが開口されている。

次に、第１の梁部材４１７は電源装置本体４の上面寄りに設けられた、平板状の梁部材４１７ａ及び同底面寄りに設けられた平板状の梁部材４１７ｂから構成され、その表面に延伸方向に沿った長円状の凸部４１７ａ１及び４１７ｂ１がそれぞれ形成されている。なお、凸部４１７ａ１及び４１７ｂ１は鋼板の圧延により形成されており、したがって図示されないその裏側は反転形状としての凹部になっている。

又、梁部材４１７ａの中央であってスタック５の上面に平行な面上に突出するように、タブ４１８が形成され、タブ４１８には貫通孔４１８ａが開口されている。

以上のような構成を有する組電池保持具４１０は、図７に示すように、底面側に第２の梁部材４２０と更に組み合わされる。

第２の梁部材４２０は、その両端に、組電池保持具４１０のタブ４１１ａと対向するタブ４２３を有し、上述したナット４１１ａ１と連通する貫通孔４２２は、このタブ４２３上に開口されている。又、タブ４２３上には、組電池保持具４１０のフック４１１ｂに対応したスリット４２４が開口されている。

更に、第２の梁部材４２０の主面４２１の表面には、第１の梁部材４１７の凸部４１７ａ１及び４１７ｂ１に平行な、長円状の凹部４２１ａが形成されている。凹部４２１ａも鋼板の圧延により形成されるため、図５に示されるその裏面は、反転形状としての凸部として表面から盛り上がっている。

組電池保持具４１０と第２の梁部材４２０との組合せは以下のように行う。すなわち、組電池保持具４１０のフック４１１ｂに第２の梁部材４２０のスリット４２４を挿入し、ナット４１１ａ１と貫通孔４２２とが一致するように、タブ４１１ａとタブ４２３とをスライドさせる。これにより、フック４１１ｂのカギ部分がスリット４２４の周囲に嵌合して、組電池保持具４１０と第２の梁部材４２０との結合が完成する。ここで、隣接する第１の梁部材４１７と第２の梁部材４２０とのなす角は直角である。図８に示すように、組電池保持具４１０と第２の梁部材４２０とが組み合わされてなる組電池保持具４６０は、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌ、第１の梁部材４１７、及び第２の梁部材４２０の主面４２１により形成される内壁を有し、第１の梁部材４１７及び第２の梁部材４２０が狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌの隣接する縁端に接続されていることで、隣接する二面が開放された外形六面体の籠状の形状を有する。

組電池保持具４６０の内壁に単電池５０を配列することで、図９に示すように、スタック５が構成される。スタック５の正面を構成する単電池５０の上面５１には、正負の電極端子５１０に加えて、端子間に位置する安全弁５３０が設けられている。

ここで図１０（ａ）及び１０（ｂ）に組電池保持具４６０内における単電池５０の配置の様子を示す。図１０（ａ）に示すように、単電池５０は、側面５２の一方が第２の梁部材４２０に対向し、底面が第１の梁部材４１７に対向するようにして、組電池保持具４６０内に載置される。これにより、電極端子５１０が設けられた上面５１全体がスタック５の側面として、側面５２の他方がスタック５の上面として、それぞれ露出することになる。

再び図９を参照して、単電池５０を配列すべく載置する際に、その配列方向に沿った向き（図中Ｘ方向）には一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌが、下方（図中Ｙ方向）には第２の梁部材４２０、又、奥行き方向（図中Ｚ方向）には第１の梁部材４１７がそれぞれ設けられている。これら各部材により、単電池５０の動き及び姿勢は空間内を直交する三方向のいずれにおいても規制される。したがって、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌの間隔を単電池５０の寸法及び配列数に合わせて設定することで、組電池保持具４６０は、単電池５０の仮固定を容易に行うことができ、スタック５の作成作業を簡略化することが可能となる。

又、スタック５を構成する単電池５０の間には、例えばシリコンゴム製の、弾性力を有する緩衝材５ａが挿入されており、後述する単電池５０同士の締結により単電池５０に過剰な応力が加えられることを防いでいる。なお、緩衝材５ａは、個別に厚みを異ならせる、又は挿入される枚数を違えさせることにより、スタック５の横幅を調整する機能を有する。これにより組電池保持具４６０又は単電池５０の公差、誤差を吸収して、組電池保持具４６０内にスタック５を安定して保持することが可能となる。

次に、スタック５を収納した状態にある組電池保持具４６０には、図１１に示すように、スタック５の上面側に、第３の梁部材４３０が取り付けられる。

第３の梁部材４３０は、その両端に組電池保持具４６０のタブ４１４と対向するタブ４３１を有する板状の部材であり、タブ４２３上には貫通孔４３２が開口されている。又、第３の梁部材４３０の表面には、第１の梁部材４１７及び第２の梁部材４２０と同様、長円状の凸部４３０ａが形成されている。凸部４３０ａも鋼板の圧延により形成されるため、図１１に示されるその裏面は、反転形状としての凹部となっている。

第３の梁部材４３０と組電池保持具４６０との結合は、タブ４３２とタブ４１４とを重ねて、貫通孔４３２及び４１４ａを介してボルト４３３を締結することにより行う。なお、タブ４１４の図示されない裏面には貫通孔４１４ａと同軸のナットが固定されており、これによりボルト４３３が締結される。

ここで、図１２に示すように、第３の梁部材４３０の固定位置は一対の狭持板４１４Ｒ及び４１４Ｌの上側の縁端であり、第２の梁部材４２０の固定位置は一対の狭持板４１４Ｒ及び４１４Ｌの下側の縁端である。すなわち第２の梁部材４２０と第３の梁部材４２０は正対し、その間にスタック５を挟みこんでいる。

これにより、スタック５を構成する単電池５０は、上面５１以外の全ての面が組電池保持具の各部により覆われ、底面から上面５１に向かう直線方向（図中Ｚ軸−方向）以外の方向における移動が規制される。したがって、スタック５は、図中Ｙ軸周り又はＺ軸周り３６０°に姿勢を変化させることができ、図中Ｘ軸周りであっても、Ｙ軸＋方向に沿って１８０°姿勢を変化させることができ、取り回しが自在となる。特に、スタック５の各側面である単電池５の上面５１、裏面並びに狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌをスタック５の上面に移動させることができ、後述する各部材の取付作業を容易に行うことが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、第１の梁部材４１７を有する組電池保持具４１０、第２の梁部材４２０、第３の梁部材４３０を順に組立てて構成される組電池保持具４６０を用いることにより、スタック５を構成する単電池の位置を、配列方向に直交する方向毎に規制することができる。したがって、別途治具を要することなくスタック５の外形を保持して、組電池作成時の作業性を向上させることが可能となる。

又、軽量で薄い板状の金属板を用いてスタックの外形を保持できるため、従来の組電池よりも小型化、軽量化することが可能となる。

なお、上記の構成において、組電池保持具４１０及び４６０は本発明の組電池保持具に相当し、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当する。又、第１の梁部材４１７は本発明の第１の梁部材に相当し、第２の梁部材４２０は本発明の第２の梁部材に相当し、第３の梁部材４３０は本発明の第３の梁部材に相当する。又、凸部４１７ａ１及び４１７ｂ１、凹部４２１ａ及び凸部４３０ａは本発明の、表面に形成された凹凸に相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。本発明の組電池保持具は組電池保持具４６０の形態のみならず、組電池保持具４１０単体、又は組電池保持具４１０と第２の梁部材４２０もしくは第３の梁部材４３０のいずれか一方との組合せとして実施してもよく、この構成であっても組電池作成時の作業性は担保される。

又、組電池保持具４１０は、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌと第１の梁部材４１７とが一枚の金属板を圧延、屈曲させることにより形成されるものとしたが、本発明の組電池保持具は、狭持板と第１の梁部材とが別部材であって、溶接等により結合された態様として実現してもよい。

又、隣接する第１の梁部材４１７と第２の梁部材４２０とのなす角は直角であるとしたが、これは組電池保持具４１０上に配置される組電池５０の形状が六面体であることに基づくものであって、第１の梁部材４１７と第２の梁部材４２０とのなす角は配置される組電池の外形に対応した任意の角度であってよい。

又、凸部４１７ａ１及び４１７ｂ１、凹部４２１ａ及び凸部４３０ａはいずれも部材の延伸方向に沿った長円形状としたが、円、矩形等任意の形状、個数であってよい。

又、凸部４１７ａ１及び４１７ｂ１、凹部４２１ａ及び凸部４３０ａはいずれも部材の表面において凸面、裏面においてその反転形状としての凹面を有するものとしたが、表面において凹面、裏面において凸面である構成としてもよい。上述のように、収納容器の内壁と接触する、部材の表面を凸面とした場合は、収納容器の容器本体２との接触面積を削減することができ、容器本体２が受ける、電源装置本体４の動作に伴う発熱の影響を緩和できる効果を奏し、一方、表面を凹面、裏面を凸面とした場合は、スタック５と組電池保持具との接触面積を削減することができ、スタック５の発熱が電源装置本体３の他の部分に及ぼす影響を緩和することができる。スタック５の出力、電源装置１の用途等に応じて、凹凸の配置を使い分けることが可能となり、より好適である。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、組電池保持具４６０により保持されたスタック５を締結して組電池を完成させるための構成に特徴を有するものである。

図１３は、本発明の実施の形態２の組電池の構成を説明するための斜視図である。図１３に示すように、スタック５を保持する組電池保持具４６０の正面に、ハーネストレー４５０が重ねられる。

ハーネストレー４５０は、その外形がスタック５の正面全体に対応した矩形状の、合成樹脂製の板状部材であって、その表面には、スタック５の正面に設けられた、単電池５０の電極端子５１０を外部に露出させるための窓４５４、及び安全弁５３を外部に露出させるための窓４５１がそれぞれ設けられている。更に表面上であって、窓４５１と４５４との間には、後述するワイヤハーネスを拘束、固定するための固定鈎４５３が設けられている。ここで固定鈎４５３は、スタック５の側面から見て一部に間隙が設けられた円環状の部材である。

更に、隣接する窓４５４の間には、トレー主面から大きく突出した背高桟４５５ａと、トレー主面とほぼ同一厚みの背低桟４５５ｂとが設けられており、背高桟４５５ａと背低桟４５５ｂの配置はスタック５を構成する単電池５０の接続位置に対応している。

又、窓４５１の下端及び上端には、ハーネストレー４５０に対して直立するリブ４５２ａ及び４５２ｂがそれぞれ設けられており、リブ４５２ａ及び４５２ｂはスタック５の配列方向に沿って配列され、一対のガイドを形成している。

次に、図１４に示すように、ハーネストレー４５０がスタック５の正面に重ねられた状態において、バスバー５２０が、隣接する単電池５０の異極の電極端子５１０同士を接続する。このとき、バスバー５２０は背低桟４５５ｂを跨ぐようにハーネストレー４５０に重ねられ、隣接するバスバー５２０の間には背高桟４５５ａが位置し、バスバー同士の短絡を防ぐようにしている。

又、固定鈎４５３の間隙にはワイヤハーネス８ａ及び８ｂがそれぞれ装着される。ワイヤハーネス８ａ及び８ｂは制御回路６及びリレー回路７の間の信号線等を含むハーネスである。

更に、ハーネストレー４５０が重ねられた状態において、リブ４５２ａ及びリブ４５２ｂは、スタック５の側面から見て、組電池保持具４６０のリブ４１２ａ、４１２ｂを挟むようなレイアウトで配置される。

次に、図１５に示すように、組電池保持具４６０のリブ４１２ａ及びリブ４１２ｂの間には、締結部材４４０が配置される。締結部材４４０は鋼板を箱状に加工してなる棒状の部材であり、その端面４４２ａにてリブ４１２ａ及びリブ４１２ｂの内側と面接触する。又、端面４４２ａには貫通孔４４２ａ１が開口されており、リブ４１２ａの貫通孔４１３ａと共にボルト４４０ａが挿入、締結される。図中では死角に位置する他方の端面も同様の構成を有する。

これにより、図１６に示すように、スタック５を構成する単電池５０は、上面５１を含む各面が、組電池保持具の各梁部材及び締結部材により覆われる。更に、組電池保持具４６０の一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌはボルト４４０ａの締付けトルクに応じた力でスタック５を圧接する。これにより、スタック５は一定の締結圧で保持され、電源装置１の経時使用に伴う単電池５０の膨張圧に抗して、その外形が維持され、組電池４７０を完成する。

以上の構成を有する本実施の形態２は、組電池４７０において、ハーネストレー４５０がリブ４５２ａ及びリブ４５２ｂを備えたことを特徴とする。すなわち、図１５に示すように、一対の列をなすリブ４５２ａとリブ４５２ｂは、そのハーネストレー４５０上の位置が組電池保持具４６０のリブ４１２ａ及びリブ４１２ｂの位置に応じて定められており、その間隔が締結部材４４０の幅（スタック５の正面に沿った向きの寸法）に応じて定められている。したがって、図１６に示すように、締結部材４４０は、リブ４５２ａとリブ４５２ｂとの間に固定的に位置決めされた状態で組電池保持具４６０に締結されることになる。

このように、リブ４５２ａとリブ４５２ｂを備えたハーネストレー４５０を用いたことにより、締結部材４４０は別途治具を必要とすることなく、容易に組電池保持具４６０の一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｒに仮固定することができるため、組電池４７０の作成に要する時間を短縮し、生産性を向上させることが可能となる。

又、完成した組電池は、軽量で薄い板状の金属板を用いた組電池保持具によってスタック５を締結できるため、従来の組電池よりも小型化、軽量化することが可能となる。

なお、上記の説明においては、本発明のリブは、リブ４５２ａ及び４５２ｂの二列から構成されるものとしたが、いずれか一方のリブ一列のみを備えた構成としてもよい。スタック５を横倒しにしてハーネストレー４５０を上向きにして作業を行う場合に好適である。更に下側のリブ４５２ａのみから構成した場合は、図１５に示す通り、スタック５の正面で作業をする場合にも締結部材４４０を係止して脱落を防止することができ、より好適である。

又、各単電池５０に対応してリブ４５２ａ及び４５２ｂがひと組ずつ配置される構成としたが、単電池５０ごとにリブ４５２ａ又は４５２ｂを交互に設けた千鳥配置としてもよい。少なくともハーネストレー４５０全体に対してリブ４５２ａ及び４５２ｂが一対あれば効果が得られる。

なお、上記の構成において、単電池５０は本発明の単電池に相当し、組電池４７０は本発明の組電池に相当し、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当する。又、スタック５は本発明のスタックに相当し、締結部材４４０は本発明の締結部材に相当し、ハーネストレー４５０は本発明の絶縁部材に相当し、リブ４５２ａ及び４５２ｂは本発明のリブに相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。組電池保持具４１０は、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｒの縁端から突出したタブ４１２ａ及び４１２ｂを有し、締結部材４４０はこのタブの間にて締結されるものとしたが、タブを省略して、狭持板に直接貫通孔を開口し、締結部材を挟み込む構成としてもよい。ただし、タブを設けた構成とした場合、狭持板自体を小型化して、組電池の軽量化が実現され、より好適である。

又、締結部材４４０は鋼板を箱状に加工してなる棒状の部材であるとしたが、ムクの金属棒等により実現してもよく、その具体的な構成により限定されるものではない。

又、組電池４７０は、単電池５０の上面５１を正面として有するものとしたが、本発明の組電池は、単電池の上面と組電池の上面とが一致する態様であってもよい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、組電池保持具４６０により保持されたスタック５を締結して組電池４７０を完成させるための締結部材の構成に特徴を有するものである。

図１７（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態３の、組電池４７０に用いられる締結部材４４０の構成を説明するための斜視図である。

図１７（ｂ）に示すように、締結部材４４０は鋼板を箱状に加工してなる棒状の部材であって、図１５に示した一方の端面４４２ａと同様、他方の端面４４２ｂには貫通孔４４２ｂ１が開口されている。又、貫通孔４２２ｂ１の上部には、端面が開口を形成する円筒形状の吐出端４４１が設けられている。

又、図１７（ａ）に示すように、締結部材４４０の内部は空洞であって、スタック５の正面と対向する主面４４３上には部材内部と連通する外形円形の開口４４４が設けられている。開口４４４は、ハーネストレー４５０の窓４５１を介して単電池５０の安全弁５３０に正対する。又、開口４４４の周囲には合成ゴム等で作成された環状のパッキン３３５が設けられており、締結部材４４０が組電池保持具４６０に締結された状態において、安全弁５３０の周囲を封止する。又、吐出端４４１も締結部材４４０の内部に連通している。

なお、図１７（ａ）に例示されるように、締結部材４４０の端面４４２ａの裏面には貫通孔４４２ａ１と同軸のナット４４２ａ２が固定されており、これによりボルト４４０ａが締結される。同様の構成は他方の端面４４２ｂにおいても設けられている。

以上の構成を有する本実施の形態３は、締結部材４４４が中空であって、開口４４４から吐出端４４１まで連通する空洞を有することを特徴とする。

組電池４７０を構成する単電池５０としてリチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を利用した場合、電源装置１の使用に伴う過充電等の原因で単電池５０の筐体に封入された電解液が分解し、単電池５０の筐体内にガスが発生する。又、筐体に収納された極板も活物質層が膨張することにより膨張する。単電池５０においては、これらガスの発生及び極板の膨張に起因する筐体の変形、破損を防止するため、筐体内部の圧力が予め設定された所定値を超えた場合に安全弁５３０が開放され、ガスを筐体外部へ放出する。

本実施の形態においては、上記の構成としたことにより、この単電池５０から放出されたガスを電源装置１の外部へ導出するための配管が、スタック５を締結するための締結部材４４０と一体化されている。すなわち、安全弁５３０から開放されたガスは、開口４４４から締結部材４４０内に噴出し、吐出端４１１から排出される。図５に示したように、吐出端４１１は樹脂製の排出管４４２に接続されており、ガスは更に排出管４４２を通して電源装置１の外部へ排出される。締結部材４４０は生来の機能としてスタック５の変形を抑えるだけの機械的強度を備えており、配管としても経時的な変化に抗する耐久性を備えている。

更に、締結部材４４０は、スタック５として、電極端子５１０を有する上面５１が横倒しになって配列された単電池５０に対向して配置されて場合、以下の効果を奏する。すなわち、単電池５０は電解液の分解によってガスが発生し内圧が上昇して安全弁が開口した場合、同時に電解液も吐出することがある。本実施の形態においては、そのような場合においても、吐出した電解液は締結部材４４０内に溜められることとなり、不用意に電解液がスタック５の外に拡散することを防ぐことができる。

このように、本実施の形態によれば、組電池の部品点数の削減、重量の軽減を実現し、生産性に優れ、小型化、高機能な組電池及びそれを用いた電源装置を提供することが可能となる。

なお、上記の説明においては、締結部材４４０は中空の箱型としたが、図１８（ａ）に示すように、その内壁に関し、スタック５に正対して平行面をなす側の内壁４４０ｙの肉厚が、当該平行面に対して直交する短手方向の内壁４４０ｘの肉厚よりも大きくすることが、ボルト４４０ａの締結方向における部材の断面積を大きくして強度を確保するとともに、空洞の大きさを確保してガス排出管としての性能を高めることができ、より好適である。

又、図１８（ｂ）に示すように、締結部材４４０の内壁に、長手部分に沿って延伸し、端面４４２ａ及び４４２ｂの裏面にまで達するリブ４４０ｚ１及び４４０ｚ２を設けた構成としてもよく、図１８（ａ）の構成例と同様、締結方向における耐久性を高めることができる。なお、図中においてリブ４４０ｚ１及び４４０ｚ２は締結部材４４０の上下内壁にそれぞれ設けるものとしたが、いずれか一方であってもよく、又、締結部材４４０の前後内壁の少なくともいずれか一方に設けてもよい。

なお、上記の構成において、単電池５０は本発明の単電池に相当し、組電池４７０は本発明の組電池に相当し、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当する。又、スタック５は本発明のスタックに相当し、締結部材４４０は本発明の締結部材に相当し、締結部材４４０の開口４４４は本発明の第１の開口に相当し、吐出端４４１は本発明の第２の開口に相当する。又、リブ４５２ａ及び４５２ｂは本発明のリブに相当する。又、安全弁５３０は本発明の安全弁に相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。

締結部材４４０は箱状の外形を有するものとしたが、単電池の安全弁及び蓋部と連通させる空洞を有するものであれば、円筒形その他任意の形状であってよい。又、単電池５０の安全弁の外形及びこれに対応した締結部材４４０の開口４４４の形状も、円形の他、矩形等任意であってよい。

又、実施の形態２の場合と同様、組電池保持具４１０は、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｒの縁端から突出したタブ４１２ａ及び４１２ｂを有し、締結部材４４０はこのタブの間にて締結されるものとしたが、タブを省略して、狭持板に直接貫通孔を開口し、締結部材を挟み込む構成としてもよい。ただし、タブを設けた構成とした場合、狭持板自体を小型化して、組電池の軽量化が実現され、より好適である。

又、上記の説明においては、締結部材４４０の端面４４２ｂは、上方に吐出端４４１を備え、下方に貫通孔４４２ｂ１を備えた構成としたが、吐出端４４１を締結部材４４０の側面に設け、端面４４２ｂの形状を端面４４２ａと同一としてもよい。この場合、組電池保持具４１０の一対の狭持板４１１の形状を、タブの形状を含めて左右対称とすることができ、組電池保持具の生産性を高め、また、スタック５の締結を、締結部材４４０の両端でバランスよく行うことができる。

又、吐出端４４１はタブ４１３ｂに隣接する構成としたが、タブ４１３ｂに貫通孔又は間隙を設け、これを通過して突出する構成としてもよい。端面４４２ｂの、吐出端４４１近傍の面もタブ４１３ｂに面接触することとなり、この場合もスタック５の締結を、締結部材４４０の両端でバランス良く行うことができる。

又、組電池４７０においてはハーネストレー４５０を省略した態様であってもよい。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、組電池４７０を充放電可能な電源装置として機能させるための管理手段の配置に特徴を有するものである。

図１９及び図２０は、本発明の実施の形態４の電源装置の構成を説明するための斜視図である。図１９に示すように、組電池４７０の右側面である狭持板４１１Ｒ上に、制御回路６が配置される。このとき、制御回路６と狭持板４１１Ｒとの接続は、図１９及び図６等に示す、狭持板４１１Ｒ上に設けられた貫通孔４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃ及び４１５ｄを介して行われる。又、制御回路６と組電池４７０との電気的接続は、スタック５の負極の電極端子５１１ｂに、貫通孔６１０ａを介して接続部材６１０が接続されることによりなされる。

同様にして、図２０に示すように、組電池４７０の左側面である狭持板４１１Ｌ上に、リレー回路７が配置される。リレー回路７と狭持板４１１Ｌとの接続は、図２０及び図６等に示す狭持板４１１の貫通孔４１６ａ〜４１６ｄを介して行われ、リレー回路７と組電池４７０との電気的接続は、スタック５の正極の電極端子５１１ａに貫通孔７１０ａを介して接続部材７１０が接続されることによりなされる。

ここで、貫通孔４１５ａ〜４１５ｄは、図１９及び２０並びに図６に示すように、狭持板４１１Ｒ上に、打ち抜きにより形成された半球状の突起４１５ａ１〜４１５ｄ１上に開口されている。又、貫通孔４１５ａ〜４１５ｄの周囲には、合成ゴム製の環状のパッキン４１５ａ２〜４１５ｄ２がそれぞれ設けられている。狭持板４１１Ｌの貫通孔４１６ａ〜４１６ｄも同様の構成を有する。

又、突起４１５ａ１〜４１５ｄ１は、狭持板４１１Ｒの裏面であってスタック５の側面と対向する側に、反転形状としての凹部を有し、その深奥に制御回路６側のボルトを締結するためのナットが固定されている。なお、図６には、狭持板４１１Ｌの裏面としてこの凹部の構成及び対応するナット４１６ａ３〜４１６ｄ３を示した。

一方、制御回路６は、図２１の分解斜視図に示すように、合成樹脂製の基台６２０に、回路素子６３１が実装された回路基板６３０が装着されてなる構成を有し、基台６２０の下端に設けられたボルト６４０ａ及び６４０ｂ、並びに基台上方に設けられたボルト６４０ｃ及びもう一本のボルト（図中には回路基板６３０により死角となり示されない）により、貫通孔４１５ｄ、４１５ｃ、４１５ｂ、及び４１５ａにそれぞれ接続可能となる。

同様に、リレー回路７も、図２２の分解斜視図に示すように、合成樹脂製の基台７２０に、リレー本体７３０が装着されてなる構成を有し、基台７２０の右側面に設けられたボルト７４０ａ及び７４０ｂ、並びに左側面に設けられたボルト７４０ｃ及びもう一本のボルト（図中には基台７２０により死角となり示されない）により、貫通孔４１６ｂ、４１６ｄ、４１６ｃ、及び４１６ａにそれぞれ接続可能となる。

以上の構成を有する本実施の形態４は、上述の貫通孔を用いて、制御回路６及びリレー回路７の、組電池４７０の側面上における固定位置を、当該側面の中心から偏心させていることを特徴とする。

以下、制御回路６と狭持板４１１Ｒとの接続を例にとり説明を行う。図６に示すように、貫通孔４１５ａ及び４１５ｂは狭持板４１１Ｒの上面寄りの縁端に隣接して横列を形成し、貫通孔４１５ｂ及び４１５ｄは狭持板４１１Ｒのタブ４１２ａ寄りの縁端に隣接して縦列を形成し、貫通孔４１５ｄ及び４１５ｃは狭持板４１１Ｒの底面寄りの縁端に隣接して横列を形成し、貫通孔４１５ｃ及び４１５ａは狭持板４１１Ｒの背面寄りの縁端に隣接して縦列を形成している。

制御回路６は、これら縦列又は横列を構成する２つの貫通孔に関して、それらに対応するボルトを締結して固定し、残りの２つの貫通孔については、それらに対応するボルトの締結を省略する、又は弱い締付けトルクで締結して、基台６２０が当該締結位置近傍においては揺動自在な状態で固定する。

これは以下の効果を奏する。すなわち、過充電等の原因により単電池５０の内圧が上昇してスタック５が膨張して組電池保持具４１０の外形に変形が生じる場合、その変形は一対の狭持板４１１Ｒ（及び４１１Ｌ）上の中央から、スタック５の配列方向に沿って外側へ向かう方向に最も大きく現れると考えられる。外形矩形である狭持板４１１Ｒは、その縁端が第１の梁部材４１７、第２の梁部材４２０、第３の梁部材４３０及び締結部材４４０によって拘束されており、変形の影響を受けにくいためである。

そして、狭持板４１１Ｒの表面が中心Ｏから突き出すように変形した場合、当該中央に位置する制御回路６は狭持板４１１Ｒの変形に伴う応力が加えられることになる。このとき、図２３（ａ）の模式図に示すように、制御回路６が狭持板４１１Ｒの中央Ｏを跨ぐようにボルト４１５ａと４１５ｄとで固定した場合、図２３（ｂ）に示すように、中央Ｏが持ち上がることで、基台６２０若しくは回路基板６３０の変形、破損、又は狭持板表面からの脱落といった不具合が生ずる恐れがある。

そこで、本実施の形態においては、制御回路６は狭持板表面の中央Ｏを跨がないように、上記縦列又は横列に沿って固定されることにより、狭持板表面に変形が生じた場合、その変形に追従して基台６２０が移動するようにしている。図２３（ｃ）に示す例は、中央Ｏに対して同じ側に並列するボルト４１５ａ及び４１５ｂ（ただしボルト４１５ｂは図示されない）にて固定した場合の状態を示したものである。この例示のように、制御回路６の縦列又は横列をなす一対のボルトは狭持板表面の中央Ｏを跨いでいないため、制御回路６の両端の内、一端が言わば自由端として変位可能となっている。

これにより、狭持板変形の応力が制御回路６に加えられることを防ぎ、信頼性の高い電源装置を実現している。

なお、上記の構成において、電源装置本体４は本発明の電源装置に相当し、単電池５０は本発明の単電池に相当し、組電池４７０は本発明の組電池に相当し、スタック５は本発明のスタックに相当する。又、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当し、締結部材４４０は本発明の締結部材に相当し、これら両者の組合せは本発明の拘束手段に相当する。又、制御回路６及びリレー回路７は本発明の管理回路又は電気デバイスに相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。上記の説明においては、制御回路６又はリレー回路７と狭持板４１１Ｒ又は４１１Ｌとの固定位置は、狭持板の中心を跨がないようにするものとしたが、ここで本発明の中心とは、狭持板の形状に基づき定義してもよいが、必ずしも狭持板の形状から定まるものに限定されるものではなく、狭持板に離隔配置された各貫通孔の対角線の交点を含む領域として定義されるものであってもよい。又、事前に組電池４７０のサンプルを作成した工業試験又はシミュレーション等により検出した、変形の一番大きな箇所として定義されるものであってもよい。

又、制御回路６又はリレー回路７は、本発明の中心のみと固定される構成であってもよい。図２３（ｂ）に示すように、中心０のみで固定された場合であっても、変形の応力は本発明の電気デバイスに加わることがない。

又、本発明の電気デバイスはスタック５の充放電とは無関係な動作を行う回路等であってもよい。

したがって、当該箇所を避けるようなレイアウトで貫通孔４１５ａ〜４１５ｄを適宜取捨選択して用いることがより好適である。なお、最低貫通孔４１５ａ〜４１５ｄのうち、一つの貫通孔のみを固定用に用いても良い。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、電源装置本体４の管理手段を構成する制御回路６及びリレー回路７の構成に特徴を有するものである。

図２１の分解斜視図を再度参照して、制御回路６の構成を詳細に説明する。

制御回路６は、図２１に示すように、合成樹脂製の基台６２０に、回路素子６３１が実装された回路基板６３０が装着されている。更に、基板６３０の周囲には、基台６２０の主面６２１から直立する壁体６２２ａ、６２２ｂ及び６２２ｃが設けられている。壁体６２２ａ及び６２２ｃはスタック５の正面に対して直交し、壁体６２２ｂ及び６２２ｄはスタック５の正面に対して平行である。

更に、基台６２０の上方には、組電池４７０と接続するための、銅若しくはアルミニウム又はそれらの合金その他導電性の金属製の、板状の接続部材６１０、６４０及び６５０が設けられている。組電池４７０の負極端子５１１ａと貫通孔６１０ａを介して接続する接続部材６１０は、更に接続部材６１０及び６５０に接続される。接続部材６５０は、後述するように電源装置本体４全体の負極端子３ｂと接続するための部材であり、端部に締結用のナット６５０ａが固定されている。

次に、図２２の分解斜視図を再度参照して、リレー回路７の構成を説明する。リレー回路７は、図２２に示すように、合成樹脂製の基台７２０に、一対のリレー本体７３０が装着されている。リレー本体７３０の周囲には、制御回路６と同様、基台７２０の表面から直立する壁体が設けられている。これら壁体は、スタック５の正面に対して平行な面をなす壁体７２２ａ、スタック５の正面に対して直交する面をなす壁体７２２ｂ、及びスタック５の正面に対して斜交する壁体７２２ｃが組み合わされている。

更に、一対のリレー本体７３０は、接続部材６１０と同一素材の、組電池４７０と接続するための板状の接続部材７１０及び７１１を有する。接続部材７１０は、組電池４７０の正極側の電極端子５１１ｂと貫通孔７１０ａを介して接続する部材である。又、接続部材７１１は、電源装置本体４全体の正極端子３ａと接続するための部材であり、端部に締結用のナット７１１ａが固定されている。又、接続部材７１０及び７１１は、互いに双方のリレー本体７３０と接続されている。

以上の構成を有する本実施の形態５は、回路基板やリレー本体の周囲に設けられた壁体を備えたことを特徴とする。

制御回路６を例にとり説明する。図２１に示すように、主面６２１から直立する壁体６２２ａ〜６２２ｃは回路基板６３０を取り囲んでおり、かつ、主面６２１からの高さＨ１は、回路基板６３０の厚みを含めた回路素子６３１の全高ｈ１よりも大きくなっている。すなわち、基台６２０は、主面６２１と壁体６２２ａ〜６２２ｃとから構成される枡状の形状を有し、回路基板６３０はその内部に収納されている。

したがって、壁体６２２ａ〜６２２ｃは外部からの異物の侵入等に対する防壁の役割を果たすこととなり、図１９に示す制御回路６の組電池４７０への実装時、又は図２又は図２４に示す、電源装置本体４の容器本体２への収納時に、作業者の手先や工具又は治具が直接回路基板６３０に接触する恐れを低減して、歩留まりを向上させることが可能となる。なお、壁体６２２ｄは大電流が流れる接続部材６１０及び６４０の外部を覆う絶縁被覆の役割を果たす。

又、壁体６２２ａ〜６２２ｄは、図２４に示すように、電源装置本体４が容器本体２内に収納された状態において容器本体２の内壁と正対する。したがって、容器本体２の内壁と回路素子６３１とが直接接触するのを防ぐ緩衝材の役割を果たす。すなわち、外力により電源装置本体４がスタック５の配列方向に振動、揺動した場合においても、回路素子６３１よりも必ず先に壁体６２２ａ〜６２２ｄの先端が容器本体２の内壁と衝突することとなり、回路素子６３１を保護することができる。

更に、図２４〜図２６に示すように、容器本体２の、底面を除く内壁には、壁面から直立し、容器の中央に向かって延伸する合成樹脂製のリブ２２０ａ〜２２０ｃが設けられており、特に右側の側壁に設けられたリブ２２０ｂが、電源装置本体４の収納時において制御回路６に正対する。

リブ２２０ｂは容器本体２の内壁において開口２ｘから底面に向かって延伸しており、壁体６２２ａ及び６２２ｃは、リブ２２０ｂと直交して配置されることにより、両者は少なくとも揺動時には接触することとなり、衝撃耐性を更に確保することが可能となっている。

リレー回路７においても、図２２に示すように、壁体７２２ａ〜７２２ｃを組み合わせてなる壁体は、その主面７２１からの高さＨ２が、一対のリレー本体７３０の高さｈ２よりも大きいため、上述した制御回路６と同様の効果を奏する。

このように、本実施の形態によれば、電池を有する電源装置において、管理回路又は電気デバイスを構成する各回路を保護して、製造時の歩留まりの向上並びに使用時の耐久性を高めることが可能となっている。

なお、上記の構成において、電源装置本体４は本発明の電源装置に相当し、単電池５０は本発明の単電池に相当し、組電池４７０は本発明の組電池に相当し、更に組電池４７０は本発明の電池本体に相当する。スタック５は本発明のスタックに相当する。又、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当し、締結部材４４０は本発明の締結部材に相当し、これら両者の組合せは本発明の拘束手段に相当する。

又、制御回路６及びリレー回路７は本発明の管理回路又は電気デバイスに相当し、制御回路６の基台６２０の主面６２１を含む部分、及びリレー回路７の基台７２０の主面７２１を含む部分は、それぞれ本発明の内層に相当する。又、壁体６２２ａ〜６２２ｄ及び壁体７２２ａ〜７２２ｃを組み合わせてなる壁体は、本発明の壁体に相当し、容器本体２のリブ２２０ａ〜２２０ｃは本発明のリブに相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。

壁体６２２ａ〜６２２ｄ及び壁体７２２ａ〜７２２ｃはいずれも基台６２０又は７２０の一部として、主面６２１又は７２１から直立するように形成されるものとしたが、基台６２０又は７２０は主面６２１又は７２１を有さず、壁体のみから構成されるものとしてもよい。この場合、回路基板６３０又はリレー回路７３０は狭持板に直接接することとなるが、壁体による回路素子等の保護及び収納容器内壁との衝突を防ぐ効果は維持される。

又、壁体６２２ａ〜６２２ｄ及び壁体７２２ａ〜７２２ｃはいずれも回路基板６３０又はリレー回路７３０の周囲を取り囲むように設けられるものとしたが、周囲の一部のみ形成されるものとしてもよい。この場合でも、収納容器内壁との衝突を防ぐ効果は十分に得られる。

又、壁体６２２ａ〜６２２ｄ及び壁体７２２ａ〜７２２ｃは底面から直立するものとして説明したが、壁体は、鋭角又は鈍角を以て起立する態様であってもよい。又、壁体の材質は、合成樹脂の他、金属その他任意の材料であってもよい。ただし合成樹脂製とした場合、作成が容易であり、又、同様に樹脂製の容器本体２のリブ２２０ａ及び２２０ｂとの緩衝材としての相性がよく、より好適である。又、本発明の電気デバイスはスタック５の充放電とは無関係な動作を行う回路等であってもよい。

又、上記の説明においては、電源装置本体４として組電池４７０を含むスタック５を収納したものとしたが、本発明の電池本体は、単電池として実施してもよく、上記と同様の効果を奏する。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６は、電源装置本体４を収納する収納容器の構成に特徴を有するものである。

以下、図２４〜２６の斜視図を再度参照して、本実施の形態６の収納容器の容器本体２の構成を詳細に説明する。

収納容器２は、図２５に示すように、その内壁には、壁面から直立し、容器の中央に向かって延伸する合成樹脂製のリブ２２０ａ〜２２０ｃが設けられている。リブ２２０ａ〜２２０ｃは容器本体２の開口２ｘから底面に向かって延伸する、外形矩形の短冊状の部材であって、収納容器２本体と同時に射出成形により形成され、容器本体２と継ぎ目無く一体化した構成を有する。

次に、図２４にそれぞれ示すように、電源装置本体４が容器本体２に収納された状態において、リブ２２０ａは電源装置本体４の左側面に位置し、リレー回路７と正対しており、リブ２２０ｂは電源装置本体４の右側面に位置し、制御回路６と正対しており、リブ２２０ｂは電源装置本体４の背面に正対している。

これらのリブ２２０ａ〜２２０ｃは、電源装置１が、例えば車載蓄電池等としての使用時に振動、衝撃が加えられた際に、内蔵する電源装置本体４が容器本体２に直接衝突して、容器本体２が破損するのを防ぐ緩衝材の役割を果たす。これにより、電源装置の耐衝撃性を向上させる効果を奏し、ひいては汎用性を向上させることが可能となっている。又、電源装置本体４とリブ２２０ａ〜２２０ｃとの接触は、リブの先端部分に限られるため、電源装置本体４の発熱の影響を低減することが可能となっている。

更に、本実施の形態６の電源装置は、図２４及び図２６に示すように、電源装置本体４の正面と対向する側の内壁２２１を、リブを設けない平面としたことを特徴としている。

これは以下の理由による。すなわち、容器本体２に収納される電源装置本体４の正面は、スタック５を構成する単電池５０の電極端子５１０が配置される上面５１であって、ここは電源装置１の使用に伴い最も発熱が大きくなる箇所でもある。又、電源装置本体４には、スタック５内の電解質分解に起因するガスを排出する排出管としても機能し、その内部に高温のガスが流通する締結部材４４０が設けられており、この締結部材４４０も電源装置本体４の正面に配置されていることから、正面が最も大きな発熱源となっている。

更に、電源装置１が振動、揺動するときは、収納容器である蓋部３及び容器本体も又振動し、その振動はリブの先端部分にまで伝わり、リブの先端部分が電源装置本体４に断続的又は連続的に接触する状態を作り出す。これにより電源装置本体４にも振動が伝わることとなり、電源装置本体４のボルト等による各部材同士の結合部分、とりわけスタック５を直接拘束する組電池保持具４１０の一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌと締結部材４４０とを結合するボルト４４０ａに緩みを生じさせ、スタック５の形状保持に影響を及ぼす恐れがある。

以上のことから、容器本体２においては、電源装置本体４の正面に対向する内壁２２１にリブを設けない構成とすることにより、樹脂製の容器本体２が過熱され変形することを防ぐようにしている。又、内壁２２１と電源装置本体４の正面との間に形成される空間に電源装置本体４正面からの熱を均一に分散させ、放熱効率を高めることが可能となる。

更に、リブを設けない構成とすることで、収納容器の振動がリブを通して締結部材４４０に影響することを防ぎ、経時変化に伴う締結部材４４０と組電池保持具４１０との結合の緩みを抑制することを可能としている。

このように、本実施の形態６の電源装置によれば、容器本体２の内部側壁にリブ２２０ａ〜２２０ｃを備えたことにより、耐衝撃性並びに耐熱性を向上させ、汎用性に優れた電源装置を提供することが可能となる。

なお、上記の構成においては、リブ２２０ａ〜２２０ｃは、図示される一部を除いて、容器本体２の内部側面に対して直立するものとして説明したが、本発明のリブは、内部側面に対して鋭角又は鈍角を以て起立する態様であってもよい。

又、上記の構成においては、リブ２２０ａ〜２２０ｃはいずれも、容器本体２の開口２ｘから底面に向かって延伸する、外形矩形の短冊状の部材であって、図示されるように、その幅（容器本体２の内部側面から縁端までの距離）は延伸方向に対してほぼ同一であるとしたが、本発明のリブは、開口２ｘから底面に向かうに従って、その幅が徐々に大きくなる、テーパ状の形状を有する構成であるとしてもよい。この場合、電源装置本体４を容器本体２に収納する際に、電源装置本体４の底面が、幅広になったリブに嵌合することとなり、電源装置本体４を安定して容器本体２内に固定できる効果を奏する。

なお、上記の構成において、単電池５０は本発明の単電池に相当し、組電池４７０は本発明の組電池に相当し、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当する。又、スタック５は本発明のスタックに相当し、締結部材４４０は本発明の締結部材に相当する。

又、容器本体２及び蓋部３は本発明の収納容器を構成し、容器本体２のリブ２２０ａ〜２２０ｃは本発明のリブに相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。

上記の説明においては、本発明のリブは容器本体２にのみ設けられるものとしたが、蓋部３の内壁に設けた構成としてもよい。

又、図２６に示すように、本発明のリブは、電源装置本体４の正面と対向する内壁２２１の全面に渡って設けない構成であるとしたが、少なくとも最も高熱となる締結部材４４４と対向する部分にのみ設けない構成としてもよい。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７は、電源装置本体４を収納する収納容器としての蓋部の構成及び組電池保持具の構成に特徴を有するものである。

以下、図２７及び２８の斜視図を参照して、本実施の形態の電源装置の更なる作成手順を説明しつつ、本実施の形態７の電源装置における、収納容器の蓋部３及び組電池保持具４６０の構成を説明する。

始めに、図２７に示すように、電源装置本体４が収納された状態にある収納容器２に対し、開口２ｘを塞ぐように蓋部３が被せられる。蓋部３は、上面３ｘの四隅に貫通孔３１１ａが開口されており、貫通孔３１１ａは収納容器２に嵌合された状態において収納容器２の四隅に設けられた基部２３０上に開口された穴２３０ａに一致する。貫通孔３１１ａにネジ３２０を挿入し締結することで、蓋部３と収納容器２とは結合される。

又、蓋部３は、正極端子３ａ及び負極端子３ｂにそれぞれ隣接して窓３１０ａ及び３１０ｂが設けられており、窓３１０ａからは、制御回路６に接続されたハーネス端子６３２が外部に引き出され、窓３１０ｂからは、締結部材４４０から延長された排出管４４２の端部が外部に引き出される。

更に、窓３１０ａを介して正極端子３ａと電源装置本体４の正極側の電極端子５１１ａとが接続され、窓３１０ｂを介して負極端子３ｂと電源装置本体４の負極側の電極端子５１１ｂとが接続される。具体的には、図２９の要部平面図に示すように、蓋部３の内側に設けられ正極端子３ａに固定された接続端子３４０が、窓３１０ｂを介した操作によりリレー回路７にボルト３４１で固定されることで電気的、機械的接続を完成する。同様に、図３０に示すように、蓋部３の内側に設けられ負極端子３ｂに固定された接続端子３３０が、窓３１０ｂを介した操作により制御回路６にボルト３３１で固定されることで電気的、機械的接続を完成する。

ここで図３１に、負極端子３ｂと電源装置本体４との接続状態を示す。一端が負極の電極端子５１１ｂに固定された接続部材６１０が、制御回路６の接続部材６４０並びに図２１に示す接続部材６４０及び６５０を介して接続部材３３０に接続される。図２１に示した接続部材６５０の裏面に設けられたナット６５０ａと図３１に示すボルト３３１とが締結されることで、負極の電極端子５１１ｂと負極端子３ｂとの接続が完成する。

又、図３２に示すように、正極端子３ａと電源装置本体４との接続は、一端が正極の電極端子５１１ａに固定された接続部材７１０が、リレー回路７のリレー本体７３０及び接続部材７１０を介して接続部材３４０に接続される。図２２に示した接続部材７１０の裏面に設けられたナット７１１ａと図３２に示すボルト３４１とが締結されることで、正極の電極端子５１１ａと正極端子３ａとの接続が完成する。なお、図３１及び３２においては説明のため省略したが、実際には負極端子３ａと接続端子３３０との間、及び実際には正極端子３ｂと接続端子３４０との間には蓋部３が介在している。

次に、蓋部３と電源装置本体４との接続が行われる。すなわち、図２８に示すように、蓋部３の上面３ｘ上の、収納容器の背面寄りの部位には貫通孔３１１ｂが開口されており、貫通孔３１１ｂは、蓋部３が収納容器２に嵌合された状態において、収納容器２に収納された電源装置本体４が有するタブ４１８に開口された貫通孔４１８ａに一致する。

貫通孔３１１ｂにネジ３３０を挿入し締結することで、蓋部３と電源装置本体４とは結合される。ここでタブ４１８は、図６に示す組電池保持具４１０の第１の梁部材４１７の上側の梁部材４１７ａの中央に設けられたタブであり、図示しない裏面には貫通孔４１８ａと同軸のナットが固定されている。このナットによりネジ３３０は締結される。

更に、図２に示す容器本体２の底面の貫通孔２１０からネジ２１１を挿入して、電源装置本体４と容器本体２とを固定する。

最後に、図３３に示すように、窓３１０ａ及び３１０ｂに、それぞれ蓋部材３１２ａ及び３１２ｂを嵌めこんで、電源装置１を完成する。

以上の構成を有する本実施の形態７は、実施の形態１にて説明した組電池保持具４６０を用いて作成したことにより、収納容器に収納される電源装置本体４が蓋部３及び容器本体２の双方に固定される構成としたことを特徴とする。

すなわち、電源装置本体４は、図６及び７に示す組電池保持具４６０に基づき、蓋部３と接続するための貫通孔４１８ａが設けられたタブ４１８と、容器本体２と接続するための貫通孔４２２ａが設けられたタブ４２３とを備え、これらタブにより蓋部３及び容器本体２にそれぞれ固定される。

これにより、収納容器内にて電源装置本体４を安定的に固定することが可能となり、信頼性に優れた電源装置を提供することが可能となる。

又、従来のような組電池保持具と収納容器とを接続するための部材を別途必要とすることなく電源装置本体４を収納容器内に固定できるため、電源装置１の部品点数を削減して、ひいては製造工程数も削減して、生産性に優れた電源装置を実現することが可能となる。

又、本実施の形態７は、図２及び図２８に示したように、ネジ止めにより収納容器の外側から電源装置本体４を固定する構成としている。これにより収納容器と電源装置本体４の脱着を容易に行うことができ、生産性の向上並びにメンテナンスの容易化を実現することができる。

特に、電源装置本体４は、その正面を単電池５０の電極端子２３を有する上面としたことにより、電源装置本体４自体の上面及び底面は、単電池５０の対称な側面５２により構成されており、これに対応してタブ４１８とタブ４２８も電源装置本体４に対して上下対称に配置されている。したがって、蓋部３と容器本体２とを固定した後は、図２に示す電源装置本体４と容器本体２との固定又は図２８に示す電源装置本体４と蓋部３との固定の作業は、順不同で行うことができる。これにより、電源装置１の組立てにおいて、更なる作業性の向上をもたらすことが可能となっている。

なお、上記の構成において、電源装置１は本発明の電源装置に相当し、単電池５０は本発明の単電池に相当し、組電池４７０は本発明の組電池に相当し、スタック５は本発明のスタックに相当する。又、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌは本発明の一対の狭持板に相当し、締結部材４４０は本発明の締結部材に相当し、組電池保持具４１０と締結部材４４０との組合せは本発明の拘束手段に相当する。又、蓋部３、容器本体２はそれぞれ本発明の蓋部、容器本体に相当する。

更に、組電池保持具の第１の梁部材４１７は本発明の第１の梁部材に相当し、タブ４１２ａ、４１２ｂ及びタブ４１８は本発明のタブに、貫通孔４１３ａ、４１３ｂ及び貫通孔４１８ａは本発明の貫通孔にそれぞれ相当する。

ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。上記の説明においては、蓋部３は第１の梁部材４１７を介して電源装置本体４に固定され、容器本体２は第２の梁部材４２０を介して電源装置本体４に固定されるものとして説明を行ったが、収納容器内における電源装置の向きは上下逆でもよく、したがって電源装置本体４に含まれる組電池４７０は、第１の梁部材を介して容器本体２に固定され、第２の梁部材４２０を介して蓋部３に固定される構成であってもよい。要するに本発明の電源装置は、収納容器内にて組電池を上面及び下面にて固定できればよく、固定される組電池の構成の具体的内容によって限定されるものではない。

又、上記の説明においては、蓋部３と組電池保持具４１０との接続は第１の梁部材４１７のタブ４１８を介するものとしたが、一対の狭持板４１１Ｒ及び４１１Ｌのタブ４１４に別途貫通孔を設けることにより、このタブ４１４を介して行うようにしてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態の電源装置１によれば、組電池保持具４６０、ハーネストレー４５０、締結部材４４０、蓋部３及び容器本体２からなる収納容器、の全部又は一部を備えたことにより、生産性を向上させることが可能となる。

又、本発明の実施の形態の電源装置１によれば、制御回路６及びリレー回路７から構成された管理手段、蓋部３及び容器本体２からなる収納容器、の全部又は一部を備えたことにより、耐久性及び汎用性を向上させることが可能となる。

しかしながら、本発明は、更に上記の各実施の形態に限定されるものではない。

上記の説明においては、スタック５は、図８に示すように、組電池保持具４６０の内壁に組電池５０を、電極端子５１０が設けられた上面５１全体がスタック５の側面として露出するように配列して構成するものとしたが、本発明の組電池の構成は、これに限定されるものではなく、単電池５０の上面とスタック５の上面とを一致するように配列した構成としてもよい。この場合、締結部材４４０とは別個に安全弁５３０からの分解ガスを外部に導く排出管が必要となるが、締結部材４４０をより簡易な構造で実現できる。

又、上記の構成においては、電源装置本体４は、図２等に示すように、単電池５０の電極端子５１０が設けられた上面５１全体をスタック５の正面として、収納容器の容器本体２に収納される構成であるとしたが、本発明の電源装置は、単電池５０の上面と電源装置本体４の上面とが一致した構成としてもよい。要するに本発明の電源装置は、収納容器内における組電池の姿勢によって限定されるものではない。

又、上記の説明においては、スタック５と制御回路６又はリレー回路７との接続、及び制御回路６又はリレー回路７と蓋部３の正極端子３ａ又は負極端子３ｂとの接続は、板状の接続部材に対するボルトの締結によるものとしたが、これら各部の接続は、溶接、半田付け、導電性接着剤による接着等、任意の技術的手段を用いてもよい。又、接続部材に変えて可撓性の電線を用いてもよい。

同様に、組電池保持具４６０を構成する、組電池保持具４１０と第２の梁部材４２０、第３の梁部材４３０との接続もボルトによる締結としたが、部材同士の嵌合、圧着その他任意の技術的手段によるものであってよい。

又、上記の説明においては、本発明の電池は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池としての単電池５０であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。又、一次電池であってもよい。さらに、本発明の電池とは、電気二重層キャパシタのように、電気を直接電荷として蓄積する方式の素子であってもよい。要するに、本発明の電池とは電気を蓄積可能な素子の総称であって、その名称や具体的な方式によって限定されるものではない。

又、上記の説明においては、収納容器の外形は六面体であるとしたが、円筒形等の任意の形状であってよい。又、蓋部３及び収納容器２は同種の合成樹脂製としたが、互いに異なる材質で製造されたものであってもよい。又、金属その他の材料により作成されたものであってもよい。

又、スタック５を構成する単電池５０は金属製の外形六面体としたが、円筒形状であってもよい。又、スタック５は４つの単電池５０から構成される、縦１列横四列のスタックであるとしたが、縦横共に任意の数の組合せからなるスタックであるとしてもよい。

又、上記各実施の形態においては、同一の電源装置１を対象として、電源装置本体４、組電池４７０、組電池保持具４１０及び４６０、ハーネストレー４５０、締結部材４４０、収納容器２並びに制御回路６及びリレー回路７を共通して備えるものとしたが、本発明は、上述したこれら本発明の構成を一部だけ備えた態様として実現してもよい。

要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

以上のような本発明は、電源装置の信頼性を高めることが可能になるという効果を有し、例えば二次電池を用いた電源装置等において有用である。

１電源装置
２収納容器
２ｘ開口
３, 蓋部
３ａ正極端子
３ｂ負極端子
３ｘ上面
４電源装置本体
５スタック
５ａ緩衝材
６, 制御回路
７リレー回路
８ａ、８ｂワイヤハーネス
５０スタック
５１上面
５２側面
４１０、４６０組電池保持具
４１７第１の梁部材
４２０第２の梁部材
４３０, 第３の梁部材
４４０締結部材
４５０ハーネストレー
４７０組電池

Claims

配列された複数の単電池から構成されたスタックと、
前記スタックの両側面を挟み込む一対の狭持板とを有する組電池と、
前記狭持板上に配置された電気デバイスとを備え、
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記狭持板の中心から偏心した位置にて固定されている、電源装置。
前記電気デバイスと前記狭持板との固定位置は複数であって、
前記狭持板の中心とは、前記複数の固定位置の対角線の交点上にある、
請求項１に記載の電源装置。
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記狭持板の周縁にて固定される、
請求項１又は２に記載の電源装置。
前記電気デバイスと前記狭持板との固定位置は、前記スタックの電極端子に隣接している、
請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記電気デバイスの周縁にて固定される、
請求項１から４のいずれかに記載の電源装置。
前記電気デバイスと前記狭持部分とは、前記狭持板の中心を挟んで、前記固定された位置と対向する位置にて揺動自在に固定されている、
請求項１から５のいずれかに記載の電源装置。
前記一対の狭持板に狭持される締結部材を備え、
前記電気デバイスと前記狭持板との固定位置は、前記締結部材に隣接している、
請求項１から６のいずれかに記載の電源装置。
前記一対の狭持板のそれぞれの縁端を接続する第１の梁部材を備え、
前記一対の狭持板及び前記第１の梁部材は、屈曲した一枚の金属板のそれぞれ異なる部位として形成されている、
請求項１から７のいずれかに記載の電源装置。
配列された複数の単電池から構成されたスタックと、
前記スタックの両側面を挟み込む一対の狭持板とを有する組電池と、
前記狭持板上に配置された電気デバイスとを備え、
前記電気デバイスと前記狭持板とは、前記狭持板の中心にて固定されている、
電源装置。