JP2014093144A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルを保持するブッシュをケースに対して常に正しく装着する。
【解決手段】電池セル３に接続された複数のケーブル２１がブッシュ３０を貫通している。ケース１０は、電池セル３を収納し、且つ、ブッシュ３０を保持する。ブッシュ３０が所望する向きに対して上下逆転してケース１０に装着されるのを防止する誤装着防止構造が、ブッシュ３０及び／又はケース１０に設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は、電池セルを内蔵した電池パックに関する。

携帯用端末（ＰＤＡ）や携帯型ゲーム機器等の携帯型電子機器の電源として各種二次電池が用いられており、中でも、リチウムイオン二次電池は小型化及び高容量化に優れるために広く用いられている。

このような電源として、硬質の樹脂等のケース内に、リチウムイオン二次電池等の電池セルを内蔵した電池パックが知られている（例えば特許文献１参照）。この電池パックでは、電池セルに接続された複数のケーブルがケース外に導出されている。複数のケーブルには、ブッシュと呼ばれる部品が装着されている。ブッシュは、ケースに固定される。これにより、複数のケーブルはブッシュを介してケースに対して位置決めし保持される。

特開２０１２−１９０５８６号公報

電池パックの組み立て工程では、作業者が、手作業で、複数のケーブルに装着されたブッシュを、ケースを構成する上ケースと下ケースとの間に嵌合し固定する。このとき、ケースに対するブッシュの向きを誤ると、電池ケースから導出された複数のケーブルの配置が、所望するものと異なってしまう。この電池パックを電子機器に装着しようとすると、複数のケーブルを電子機器の所定の端子に接続することが困難になる等の問題が生じる。

本発明の目的は、ケーブルを保持するブッシュをケースに対して常に正しく装着することができる電池パックを提供することを目的とする。

本発明の電池パックは、電池セルと、前記電池セルに接続された複数のケーブルと、前記複数のケーブルに貫通されたブッシュと、前記電池セルを収納し且つ前記ブッシュを保持するケースとを備える。前記ブッシュが所望する向きに対して上下逆転して前記ケースに装着されるのを防止する誤装着防止構造が、前記ブッシュ及び／又は前記ケースに設けられている。

本発明の電池パックは、ブッシュのケースに対する誤装着防止構造を備えているので、ブッシュをケースに対して常に正しく装着することができる。従って、ブッシュを貫通する複数のケーブルの配置順序が所望するものに対して逆転するのを防止することができる。これにより、ブッシュの誤装着に起因する不良品の発生を防止でき、歩留まりの向上に有利である。

図１は、本発明の実施形態１にかかる電池パックの斜視図である。 図２は、本発明の実施形態１にかかる電池パックの分解斜視図である。 図３Ａ〜図３Ｄは従来の電池パックに使用されるブッシュを示す図であって、図３Ａはその斜視図、図３Ｂはその上面図、図３Ｃはその正面図、図３Ｄはその右側面図である。 図４Ａ〜図４Ｄは本発明の実施形態１にかかる電池パックに使用されるブッシュを示す図であって、図４Ａはその斜視図、図４Ｂはその上面図、図４Ｃはその正面図、図４Ｄはその右側面図である。 図５は、本発明の実施形態１において、下ケースのケーブル導出用の切り欠き及びその近傍を示した拡大斜視図である。 図６Ａは、本発明の実施形態１において、下ケースに正しく装着されたブッシュを示した拡大斜視図である。図６Ｂは、本発明の実施形態１において、下ケースに誤って上下反転させて装着を試みたブッシュを示した拡大斜視図である。 図７Ａ〜図７Ｃは本発明の実施形態２にかかる電池パックに使用されるブッシュを示す図であって、図７Ａはその斜視図、図７Ｂはその右側面図、図７Ｃはその下面図である。 図８は、本発明の実施形態２において、下ケースのケーブル導出用の切り欠き及びその近傍を示した拡大斜視図である。 図９Ａは、本発明の実施形態１において、下ケースに正しく装着されたブッシュを示した拡大斜視図である。図９Ｂは、本発明の実施形態１において、下ケースに正しく装着されたブッシュ及びその近傍の拡大断面図である。

上記の本発明の電池パックにおいて、前記ブッシュは、回転非対称形状を有することが好ましい。特に、ブッシュを貫通する複数のケーブルに対して回転非対称であることが好ましい。これにより、簡単な構成で本発明の誤装着防止構造を実現することができる。

前記誤装着防止構造は、前記ケースに形成された突起を含んでいてもよい。この場合、前記突起は、所望する向きに対して上下逆転して前記ケースに装着されようとする前記ブッシュに衝突することが好ましい。これにより、簡単な構成で本発明の誤装着防止構造を実現することができる。

以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、以下の各図では、実際の部材の寸法および各部材の寸法比率等は必ずしも忠実に表されてはいない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１にかかる電池パック１の斜視図である。ケース１０の一側面から、可撓性を有する４本のケーブル２１が導出されている。４本のケーブル２１の種別は特に制限はないが、例えば、正極ケーブル、負極ケーブル、電池パック１内の温度検出を行うための温度検出用ケーブル、及び、電池パック１を識別するための識別用ケーブルを含んでいてもよい。４本のケーブル２１の終端には、コネクタ２２が装着されている。コネクタ２２の下面には、電池パック１を収納する電子機器に設けられた複数の端子と電気的接続を行うための複数の端子（図示せず）が設けられている。４本のケーブル２１は、ブッシュ３０を介してケース１０に保持されている。ケース１０は、上ケース１０ａ及び下ケース１０ｂとからなる。以下の説明の便宜のため、上ケース１０ａの側を「上」と呼び、下ケース１０ｂの側を「下」と呼び、上ケース１０ａと下ケース１０ｂとが対向する方向を「上下方向」と呼ぶ。上下方向と直交する面に平行な方向を「水平方向」と呼ぶ。但し、これらは、電池パック１の実際の使用状態の向きを意味するものではない。

図２は、電池パック１の分解斜視図である。ケーブル２１のコネクタ２２とは反対側端は、電池セル３に接続されている。電池セル３は、水平方法寸法に比べて上下方向寸法（厚さ）が小さな扁平形状（薄板形状）を有している。電池セル３は、充放電が可能な二次電池である。二次電池の種類は特に制限はないが、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。電池セル３内には、発電要素及び電解液（いずれも図示せず）が封入されている。発電要素は、シート状の正極集電体の片面又は両面に正極活物質を含む正極合剤層が塗布形成された正極と、シート状の負極集電体の片面又は両面に負極活物質を含む負極合剤層が塗布形成された負極とが、セパレータを介して巻回又は積層されてなる扁平状の電極体である。本実施形態の電池パック１は１つの電子セル３を内蔵しているが、２以上の電子セル３を内蔵していてもよい。

ケーブル２１上に、略直方体形状を有するブッシュ３０が装着されている。ブッシュ３０の外周面には、周方向に連続する嵌合溝３１が形成されている。

電池パック１の組み立ては以下のようにして行う。最初に、下ケース１０ｂの凹状の凹み内に、電池セル３を収納する。下ケース１０ｂと電池セル３との間に例えば両面粘着テープを介在させることにより、電池セル３を下ケース１０ｂに対して固定してもよい。下ケース１０ｂのケーブル２１を導出するための切り欠き１１ｂの端縁１２ｂをブッシュ３０の嵌合溝３１に嵌入させて、ブッシュ３０を下ケース１０ｂに装着する。次いで、電池セル３を覆うように上ケース１０ａをかぶせる。上ケース１０ａのケーブル２１を導出するための切り欠き１１ａの端縁１２ａをブッシュ３０の嵌合溝３１に嵌入させる。ブッシュ３０は、下ケース１０ｂ及び上ケース１０ａと嵌合し且つこれらの間に挟持される。更に、上ケース１０ａと下ケース１０ｂとを嵌合させる。かくして、図１に示した電池パック１が得られる。以上の電池パック１の組み立て作業は、作業者が手作業で行う。

ブッシュ３０の嵌合溝３１と、上下ケース１０ａ，１０ｂの切り欠き１１ａ，１１ｂの端縁１２ａ，１２ｂとが嵌合しているので、ブッシュ３０がケース１から脱落したり、ケース１内に押し込まれてしまったりすることはない。ケーブル２１は、ブッシュ３０を貫通することでブッシュ３０に保持されている。従って、ケーブル２１は、ブッシュ３０を介してケース１０に対して位置決めされ保持される。例えばケース１０外に導出されたケーブル２１に引っ張り力が印加されても、ブッシュ３０が当該引っ張り力に対抗するので、ケーブル２１と電池セル３との接続が破壊されることはない。

本実施形態１の電池パック１は、ブッシュ３０が所望する向きに対して上下逆転してケース１０に装着されるのを防止する誤装着防止構造を備える。以下に、本実施形態１の誤装着防止構造を、これを備えていない従来の電池パックと比較しながら説明する。

図３Ａ〜図３Ｄは従来の電池パックに使用されるブッシュ１３０を示す図であって、図３Ａはその斜視図、図３Ｂはその上面図、図３Ｃはその正面図、図３Ｄはその右側面図である。図３Ａ〜図３Ｄにおいて、後述する本実施形態１のブッシュ３０（図４Ａ〜図４Ｄ参照）と同じ要素には同じ符号を付している。ブッシュ１３０は、略直方体形状を有し、その４側面３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂには、周方向に連続する嵌合溝３１が形成されている。嵌合溝３１が形成されていない、対向する２面に、ブッシュ１３０を貫通する４つの貫通孔３２が一直線上に形成されている。４つの貫通孔３２には４本のケーブル２１がそれぞれ挿入される。ブッシュ１３０は、貫通孔３２の貫通方向と平行な中心軸３０ａに対して２回対称性（即ち、中心軸３０ａのまわりに１８０°回転させると回転前の形状に重なる性質）を有する回転対称形状である。

従来のブッシュ１３０は、本実施形態１のブッシュと同様に、嵌合溝３１に上下ケース１０ａ，１０ｂの切り欠きの端縁１２ａ，１２ｂ（図２参照）を嵌入させて、ケース１に固定される。ブッシュ１３０は、中心軸３０ａに対して２回対称形状を有しているので、互いに対向する一対の長辺側面３３ａ，３３ｂのうちのいずれを上にしても、嵌合溝３１に端縁１２ａ，１２ｂを嵌入させることができる。従って、電池パックを組み立てる際に、作業者が、本来は長辺側面３３ａを上ケース１０ａ側に、長辺側面３３ｂを下ケース１０ｂ側にして、ブッシュ１３０をケース１に固定すべきところを、誤って上下を逆転させて（即ち、長辺側面３３ａを下ケース１０ｂ側に、長辺側面３３ｂを上ケース１０ａ側にして）ケース１に固定してしまうという誤装着をしてしまう可能性がある。このようにケース１に対してブッシュ１３０を誤装着すると、ブッシュ１３０を貫通する４本のケーブル２１の配置順序が水平方向において逆転する。従って、ケーブル２１の末端に接続されたコネクタ２２の向きが上下逆転する。このような電池パックを電子機器に装着しようとすると、コネクタ２２を電子機器の端子に接続することができない等の問題が生じる。

図４Ａ〜図４Ｄは本実施形態１のブッシュ３０を示す図であって、図４Ａはその斜視図、図４Ｂはその上面図、図４Ｃはその正面図、図４Ｄはその右側面図である。従来のブッシュ１３０（図３Ａ〜図３Ｄ）との相違点を中心に本実施形態１のブッシュ３０を説明する。

ブッシュ３０の嵌合溝３１は、中心軸３０ａに対して２回対称性を有している。しかしながら、図４Ｂ及び図４Ｃに最もよく示されているように、本実施形態１のブッシュ３０は、従来のブッシュ１３０に比べて、互いに対向する一対の短辺側面３４ａ，３４ｄのうちの一方（短辺側面３４ａ）が、嵌合溝３１に対して水平方向により大きく突出している。その結果、ブッシュ３０の４側面３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂは、２回対称性を有していない。即ち、ブッシュ３０は、従来のブッシュ１３０と異なり、回転非対称形状である。本実施形態１のブッシュ３０は、上記を除いて、従来のブッシュ１３０と同じである。

図５は、本実施形態１の下ケース１０ｂのケーブル導出用の切り欠き１１ｂ及びその近傍を示した拡大斜視図である。切り欠き１１ｂに対して水平方向の一方の側に、ケース１０ｂの内底面１３ｂから延びたリブ（突起）１５が形成されている。

図６Ａは、下ケース１０ｂに正しい向きで装着されたブッシュ３０を示した斜視図である。水平方向の突出量が相対的に小さな短辺側面３４ｂがリブ１５に対向している。リブ１５はブッシュ３０と接触していない。ブッシュ３０の嵌合溝３１と、下ケース１０ｂの切り欠き１１ｂの端縁１２ｂ（図２、図５を参照）とが嵌合している。

図６Ｂは、下ケース１０ｂに誤って上下逆転させて装着を試みたブッシュ３０を示した斜視図である。図６Ａとは逆に、水平方向の突出量が相対的に大きな短辺側面３４ａをリブ１５側にしてブッシュ３０を切り欠き１１ｂ内に嵌入させようとすると、ブッシュ３０の短辺側面３４ａ側の部分がリブ１５の上端面に衝突するので、ブッシュ３０を切り欠き１１ｂ内に挿入することができない。従って、作業者は、ブッシュ３０を本来の装着すべき向きに対して上下逆転させて下ケース１０ｂに装着しようとしていることを容易に理解できる。

上記の図６Ａ及び図６Ｂでは、図面を簡単化するために、電池パック１を構成する部材のうち、ブッシュ３０及び下ケース１０ｂ以外の部材の図示を省略している。

図６Ａと図６Ｂとを比較すれば容易に理解できるように、本実施形態１では、回転非対称形状であるブッシュ３０（特に、大きく突出した短辺側面３４ａ）と、下ケース１０ｂに形成されたリブ１５とが、ブッシュ３０が所望する向きに対して上下逆転してケース１に装着されるのを防止する誤装着防止構造を構成する。本実施形態１の誤装着防止構造は、ブッシュ３０の下ケース１０ｂに対する装着向きの誤りを作業者に容易に気づかせる。また、図６Ｂのように、ブッシュ３０が下ケース１０ｂに対して誤った向きで装着された状態では、更に上ケース１０ａをかぶせても、下ケース１０ｂと上ケース１０ａとを適切に嵌合させることはできない。上述したように、図３Ａ〜図３Ｄに示した従来のブッシュ１３０を用いた場合には、ブッシュ１３０が上下逆転してケース１に装着された不良品の電池パックを作成してしまうという問題があった。本実施形態１では、熟練していない作業者であっても、不良品の電池パックを作成することはない。

上記の例では、リブ１５が下ケース１０ｂにのみ形成されているが、同様に機能するリブ１５を下ケース１０ｂではなく上ケース１０ａに形成されていてもよい。あるいは、上ケース１０ａ及び下ケース１０ｂの両方に、リブ１５を形成してもよい。

（実施形態２）
本実施形態２は、ブッシュが所望する向きに対して上下逆転してケースに装着されるのを防止する誤装着防止構造の構成に関して、実施形態１と異なる。以下、実施形態１と異なる点を中心に、本実施形態２の電池パックを説明する。本実施形態２の電池パックを説明するために以下で参照する図面において、実施形態１の電池パック１の要素と同じ要素には同じ符号が付されており、それらについての重複する説明を省略する。

図７Ａ〜図７Ｃは本発明の実施形態２にかかる電池パックに使用されるブッシュ３０’を示す図であって、図７Ａはその斜視図、図７Ｂはその右側面図、図７Ｃはその下面図である。

本実施形態２のブッシュ３０’は、実施形態１のブッシュ３０と異なり、中心軸３０ａ及び嵌合溝３１に対する一対の短辺側面３４ａ，３４ｄの位置は同じである。この点に関しては、ブッシュ３０’は従来のブッシュ１３０（図３Ａ〜図３Ｄ参照）と同じである。但し、図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、ブッシュ３０’の下側の長辺側面３３ｂに凹部３６が形成されている。凹部３６は、ブッシュ３０’を貫通していない。本実施形態２のブッシュ３０’は、一対の長辺側面３３ａ，３３ｂのうちの一方（長辺側面３３ｂ）のみに凹部３６が形成されているので、従来のブッシュ１３０（図３Ａ〜図３Ｄ参照）が有していた２回対称性を有していない。即ち、ブッシュ３０は、回転非対称形状である。本実施形態２のブッシュ３０’は、上記を除いて、実施形態１のブッシュ３０と同じである。

図８は、本実施形態２の電池パックを構成する下ケース１０ｂのケーブル導出用の切り欠き１１ｂ及びその近傍を示した拡大斜視図である。実施形態１の下ケース１０ｂに形成されていたリブ１５（図５参照）は、本実施形態２の下ケース１０ｂには形成されていない。この代わりに、本実施形態２の下ケース１０ｂには、切り欠き１１ｂの近傍に、ケース１０ｂの内底面１３ｂから凸部（突起）１６が上方に向かって突出している。

図９Ａは、下ケース１０ｂに正しい向きで装着されたブッシュ３０’を示した拡大斜視図である。図９Ｂは、図９Ａにおいて、下ケース１０ｂに形成された凸部１６を通る上下方向面に沿った、ブッシュ３０’及びその近傍の拡大断面図である。図９Ｂに示されているように、下ケース１０ｂの凸部１６が、ブッシュ３０’の凹部３６内に嵌入している。また、実施形態１と同様に、下ケース１０ｂの切り欠き１１ｂの端縁１２ｂが、ブッシュ３０’の嵌合溝３１に嵌入している。図９Ａ及び図９Ｂでは、図面を簡単化するために、電池パック１を構成する部材のうち、ブッシュ３０及び下ケース１０ｂ以外の部材の図示を省略している。

図示を省略するが、ブッシュ３０’を、図９Ａ及び図９Ｂとは上下を逆にして（即ち、長辺側面３３ａを下ケース１０ｂ側に向けて）下ケース１０ｂに装着しようとすると、長辺側面３３ａには凹部３６が形成されていないので、凸部１６が長辺側面３３ａに衝突する。従って、ブッシュ３０’を切り欠き１１ｂ内に挿入することができない。

このように、本実施形態２では、回転非対称形状であるブッシュ３０’（特に、その凹部３６）と、下ケース１０ｂに形成された凸部１６とが、ブッシュ３０’が所望する向きに対して上下逆転してケース１に装着されるのを防止する誤装着防止構造を構成する。実施形態１と同様に、本実施形態２の誤装着防止構造も、ブッシュ３０’の下ケース１０ｂに対する装着向きの誤りを作業者に容易に気づかせる。また、ブッシュ３０’が下ケース１０ｂに対して誤った向きで装着された状態では、更に上ケース１０ａをかぶせても、下ケース１０ｂと上ケース１０ａとを適切に嵌合させることはできない。従って、本実施形態２でも、熟練していない作業者であっても、不良品の電池パックを作成することはない。

上記の例では、ブッシュの長辺側面３３ｂに凹部３６を形成し、下ケース１０ｂに凹部３６に嵌入する凸部１６を形成したが、ブッシュの長辺側面３３ａに凹部３６を形成し、上ケース１０ａに凹部３６に嵌入する凸部１６を形成してもよい。

上記の例とは逆に、ブッシュに凸部を形成し、ケース（下ケース１０ｂ又は上ケース１０ａ）に、当該凸部が嵌入する凹部を形成してもよい。

本実施形態２の誤装着防止構造を、実施形態１に組み合わせて、異なる２つの誤装着防止構造を備えた電池パックを構成してもよい。

上記の実施形態１，２は例示に過ぎない。本発明は、上記の実施形態に限定されず、適宜変更することができる。

誤装着防止構造の構成は、上記の実施形態１，２に限定されず、ブッシュが所望する向きに対して上下逆転してケースに装着されるのを防止することができる任意の構造を用いることができる。一般に、ブッシュが、ブッシュを貫通するケーブルに対して回転非対称形状を有していることは、誤装着防止構造を実現するのに有利である。

例えば、上下ケース１０ａ，１０ｂの切り欠き１１ａ，１１ｂの端縁１２ａ，１２ｂの寸法（例えば幅）を異ならせ、当該端縁１２ａ，１２ｂの寸法と合致するように、ブッシュの嵌合溝３１の寸法を長辺側面３３ａ側と長辺側面３３ｂ側とで異ならせることにより、誤装着防止構造を実現することができる。

ケース１０から導出されるケーブル２１の本数は、４本に限定されず、これより多くても少なくてもよい。各ケーブル２１がどのような機能を有しているかは、任意である。

ブッシュの１つの貫通孔３２に複数本のケーブルを挿入してもよい。

誤装着防止構造以外の電池パックの構成は任意である。本発明の誤装着防止構造を、例えば公知の電池パックに適用することができる。

本発明の利用分野は、特に制限はなく、電池セルを内蔵し、電池セルに接続されたケーブルが外界に導出された各種の電池パックに利用することができる。従来の電池パックを構成するケース（上ケース及び／又は下ケース）及びブッシュにわずかな設計変更を加えるだけで、本発明の誤装着防止構造を適用することができる。

１ 電池パック
３ 電池セル
１０ ケース
１５ リブ（突起）
１６ 凸部（突起）
２１ ケーブル
３０，３０’ ブッシュ
３６ 凹部

Claims (3)

1. 電池セルと、前記電池セルに接続された複数のケーブルと、前記複数のケーブルに貫通されたブッシュと、前記電池セルを収納し且つ前記ブッシュを保持するケースとを備えた電池パックであって、
   前記ブッシュが所望する向きに対して上下逆転して前記ケースに装着されるのを防止する誤装着防止構造が、前記ブッシュ及び／又は前記ケースに設けられていることを特徴とする電池パック。
2. 前記ブッシュは、回転非対称形状を有する請求項１に記載の電池パック。
3. 前記誤装着防止構造は、前記ケースに形成された突起を含み、
   前記突起は、所望する向きに対して上下逆転して前記ケースに装着されようとする前記ブッシュに衝突する請求項１又は２に記載の電池パック。

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