JP2016197572A - 電池パックと電池パックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防水容器で理想的な防水構造を実現し、防水容器に注入するポッティング樹脂量を少なくして優れた放熱特性を実現する。【解決手段】電池パックは、防水容器に電池組立を入れてポッティング樹脂を注入しており、保存溶液にはポッティング樹脂の注入口３１とは別に、注入されたポッティング樹脂の排出口３２を設けており、さらに防水容器は、水密構造に密閉して内容積を変化できる変形部を有し、防水容器にポッティング樹脂が注入されて、ポッティング樹脂を電池組立に熱結合状態に密着させている。【選択図】図５

Description

本発明は、電池組立を収納してなる防水容器にポッティング樹脂を注入して、電池組立を防水して効果的に放熱する電池パックとその製造方法に関する。

防水構造の電池パックは、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、電気自動車などの電源として、さらには家庭や店舗などでの蓄電用として幅広く用いられている。防水構造を実現するために、複数の電池を定位置に配置して保護回路を実装する回路基板を連結している電池組立を防水袋に収納して密閉する電池パックが開発されている。（特許文献１参照）

特開２０１２−７９５４７号公報

電池組立を防水袋に収納して、内部にポッティング樹脂を注入して密閉する構造の電池パックは、防水袋で電池組立を理想的な状態に防水でき、さらに、注入されるポッティング樹脂を電池に熱結合状態に密着して、電池の発熱を効率よく外部に放熱できる特徴がある。

しかしながら、この構造の電池パックは、注入されるポッティング樹脂を全ての電池の表面に熱結合するために、内部の間隙を満たすようにポッティング樹脂を充填することから、注入するポッティング樹脂の量が相当に多くなって、電池パックの重量が増加すると共に、多量のポッティング樹脂を使用することから製造コストが高くなる欠点がある。とくに、防水袋に注入されて電池の発熱を外部に放熱するために使用されるポッティング樹脂は、高温に発熱する電池を効率よく放熱することから、優れた熱特性や難燃性などが要求されて高品質で高価なポッティング樹脂を使用する必要があるので、このポッティング樹脂を多量に使用すると原料コストが相当に高価になる欠点がある。

本発明は、従来の以上の欠点を解決するために開発されたもので、充填されるポッティング樹脂の量を最小限としながら、電池にポッティング樹脂を密着させて、電池の熱を的確に放熱することができる電池パックとこの電池パックの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の電池パックは、電池組立２と、この電池組立２を収納している防水容器８と、防水容器８に注入しているポッティング樹脂９とを備える。防水容器８は、ポッティング樹脂９の注入口３１と、注入されたポッティング樹脂９を排出できる排出口３２とを備える。さらに、防水容器８は、注入口３１と排出口３２を密閉する状態で内部を水密構造に密閉できると共に、内容積を変化できる変形部を有し、電池組立２を収納している防水容器８にポッティング樹脂９を注入して、ポッティング樹脂９に電池組立２を熱結合状態に接触させている。

本発明の電池パックは、防水容器８を可撓性シートからなる防水袋８Ａ、８Ｂとすることができる。

本発明の電池パックは、防水容器８の対向する位置に注入口３１と排出口３２とを設けることができる。

本発明の電池パックは、防水容器８を可撓性シートからなる防水袋８Ａとして、防水袋８Ａの一端に注入口３１を設けて、他端に排出口３２を設けている筒状とすることができる。

本発明の電池パックは、防水容器８に、内側から外側に空気を排気できる逆止弁１０を設けることができる。

本発明の電池パックは、排出口３２に排出用の逆止弁１９を設けることができる。

本発明の電池パックは、電池組立２に引出線１５を連結して、この引出線１５を注入口３１から外部に防水構造で引き出す構造とすることができる。

本発明の電池パックは、防水容器８に注入してなるポッティング樹脂９で排出口３２を水密構造に密閉することができる。

本発明の電池パックの製造方法は、電池組立２と、この電池組立２を収納してなる防水容器８と、防水容器８に注入してなるポッティング樹脂９とを備え、防水容器８には、ポッティング樹脂９の注入口３１と、注入されたポッティング樹脂９を排出できる排出口３２とを設け、さらに、防水容器８には、注入口３１と排出口３２を密閉する状態で内部を水密構造に密閉できると共に、内容積を変化できる変形部を設けている電池パックを製造する方法であって、電池組立２を収納している防水容器８に、排出口３２を密閉して、未硬化のポッティング樹脂９を注入して、注入された未硬化のポッティング樹脂９を電池組立２に熱結合状態に接触させる注入工程と、注入口３１を密閉する注入口３１の密閉工程と、排出口３２を開いて、防水容器８に注入された余剰の未硬化のポッティング樹脂９を排出する未硬化のポッティング樹脂９の排出工程と、排出口３２を密閉して防水容器８を水密構造に密閉する排出口３２の密閉工程とで電池パックを製造する。

本発明の電池パックの製造方法は、排出口３２の密閉工程において、排出されるポッティング樹脂９で排出口３２を密閉することができる。

本発明の電池パックの製造方法は、電池組立２に接続している引出線１５を注入口３１から外部に引き出しており、注入口３１にシール樹脂１７を注入して、引出線１５を引き出している注入口３１を密閉することができる。

本発明の電池パックとその製造方法は、防水容器に充填するポッティング樹脂量を最小限としながら、電池にポッティング樹脂を熱結合状態に密着させて、電池の発熱を効率よく放熱できる特徴がある。それは、本発明が、防水容器に、ポッティング樹脂の注入口に加えて、ポッティング樹脂を排出する排出口を設けているので、注入口から多量の未硬化のポッティング樹脂を注入して全ての電池にポッティング樹脂を熱結合状態に密着する状態として、排出口から余剰のポッティング樹脂を排出できるからである。本発明は、防水容器に設けた注入口から余剰のポッティング樹脂を排出するのではない。余剰のポッティング樹脂を排出するために、注入口とは別に専用の排出口を設けている。注入口とは別に設けられた排出口は、注入された余剰のポッティング樹脂を理想的な状態で排出できる位置に設けることができる。このため、本発明は、防水容器に多量のポッティング樹脂を注入しながら、余剰のポッティング樹脂を排出して、防水容器に充填するポッティング樹脂量を少なくできる。

さらに、余剰のポッティング樹脂を排出するので、防水容器に多量のポッティング樹脂を注入して全ての電池の表面に熱結合状態にできる。少量のポッティング樹脂を防水容器に充填して、全ての
電池の表面に熱結合状態とするのは難しいが、多量のポッティング樹脂を防水容器に注入すると、全ての電池にポッティング樹脂を熱結合状態に密着できる。ただ、多量のポッティング樹脂を注入すると、ポッティング樹脂の使用量が増加して、製造コストが高く、また重くなる。しかしながら、本発明は、防水容器の理想的な位置に排出口を設けて余剰のポッティング樹脂を排出できるので、多量のポッティング樹脂を充填して電池に熱結合状態としながら、余剰のポッティング樹脂を排出することで、実質的に防水容器に充填するポッティング樹脂の使用量を少なくできる。それも、ポッティング樹脂を電池の表面に理想的な熱結合状態としながら、使用量を少なくできる特徴を実現する。

さらに、本発明は、内容積を変化できる変形部を設けているので、多量のポッティング樹脂を注入した後、排出口から余剰のポッティング樹脂を排出して、防水容器の内容積を減少できるので、ポッティング樹脂の電池への熱結合状態を理想的な状態を保持しながら、余剰のポッティング樹脂を排出できる。このため、ポッティング樹脂でもって電池を効果的に放熱できる状態を実現しながら、ポッティング樹脂の使用量をより少なくできる特徴が実現できる。

本発明の一実施の形態にかかる電池パックの斜視図である。 図１に示す電池パックの分解斜視図である。 電池組立を防水袋に収納してポッティング樹脂を充填する状態を示す斜視図である。 ポッティング樹脂が充填された防水袋の注入口を閉塞する状態を示す斜視図である。 防水袋の排出口から余剰のポッティング樹脂を排出する状態を示す斜視図である。 防水袋の注入口における引出線の引き出し構造を示す拡大断面図である。 防水袋の他の一例を示す水平断面図である。 図７に示す防水袋の垂直縦断面図である。

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池パックと電池パックの製造方法を例示するものであって、本発明は電池パックとその製造方法を以下のものや方法に特定しない。

本発明の電池パックは、主として電動の乗り物に装着されて、駆動用のモータに電力を供給する。本発明は、たとえば、アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の電源として使用される。ただし、本発明は電池パックの用途を特定するものではなく、電動工具等の屋外で使用される種々の電気機器用の電源として使用することもできる。

図１及び図２に示される電池パック１は、主として電気機器本体に装着されて、電気機器本体に電力を供給する。このような目的で使用される電池パック１は、防水容器８に電池組立２を収納して密閉して電池のコアパック２０として、この電池のコアパック２０を電池ケース４に収納している。

電池組立２は、複数の電池３を互いに平行な姿勢とし、かつ電池３の両端に正負の異なる電極端子を備え、この電極端子を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ６と、この電池ホルダ６に収納している電池３の電極端子に接続されて、隣接する電池３を直列と並列に接続してなるリード板７とを備えている。

電池３は、充電できるリチウムイオン二次電池であるが、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる電池であってもよい。さらに、本実施例の電池パック１では、円筒型電池が使用されているが、これに限定されず、角型電池や扁平形電池とすることもできる。電池組立２は、電池３を平行な姿勢として、多段多列に並べて電池ホルダ６に収納している。本実施例の電池パック１は、電池３が５０本使用されており、１０直列５並列で電気接続されている。

図２の電池パック１の分解斜視図が示すように、複数の電池３が両端部の電極端子を同一面に配置し、互いに平行な姿勢として、電池ホルダ６に配置され収納保持されている。また、この電池ホルダ６は、一対の電池ホルダユニットが嵌合されることで構成されており、一方の電池ホルダユニットは、電池３の端部を挿入し、電池３を収納する保持筒を備えている。電池ホルダ６は、絶縁材料であるプラスチック等の熱可塑性樹脂によって形成されている。さらに、一方の電池ホルダユニットの保持筒に電池３を収納した状態で、他方の電池ホルダユニットを配置し、連結させることで、電池３の端面以外の側面を覆うような電池収納部が形成されている。一対の電池ホルダユニットによって複数の電池３が収納保持されている。図２は防水容器８を鎖線で示している。

図２に示すように、電池ホルダ６は、複数の電池３を多段多列に配置し、定位置に保持している。また、電池３の電極端子は、電池ホルダ６の端面に設けられた開口部より露出した状態でリード板７に接続されている。電池ホルダ６の対向する両側面にそれぞれリード板７が配置されている。さらに、電池３は、このリード板７を介して、回路基板５に接続されている。この回路基板５は、電池ホルダ６の端面同士の間に位置している電池ホルダ６の上面に配置されている。さらに、図２に示す回路基板５は、電池３の残容量等を表示するためのＬＥＤ１３を上面に配置している。図２に示す回路基板５は、上面にＬＥＤホルダ１４を配置しており、このＬＥＤホルダ１４の内部であって、ＬＥＤホルダ１４に設けた複数の表示窓に対向して、複数のＬＥＤ１３を配置している。

以上のように、複数の電池３を電池ホルダ６で所定の位置に保持すると共に、回路基板５を基板ホルダの上面に固定し、さらに、各々の電池３の電極端子がリード板７と接続され、このリード板７を介して、回路基板５に接続して電池組立２としている。図１及び図２で示すように、この電池組立２を防水容器８に収納して電池のコアパック２０として、電池ケース４に収納している。

図３〜図５に示すように電池のコアパック２０は、防水性に優れた水密構造とするため、防水容器８に電池組立２を収納している。とくに、電池組立２を防水容器８に収納して防水容器８から電池組立２の回路基板５に接続している引出線１５を外部に引き出している。防水容器８は電池組立２を収納する状態で、ポッティング樹脂９を充填している。注入されるポッティング樹脂９は、電池組立２の電池３や回路基板５の発熱部品に熱結合して、電池３や発熱部品の熱を効率よく外部に伝導して放熱する。

防水容器８は、ポッティング樹脂９を排出して内容積を減少する変形部を有する。図３の防水容器８は、可撓性シートの防水袋８Ａで、可撓性シートを変形させて変形部を設けている。防水袋８Ａの可撓性シートは、可撓性のあるプラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が使用できる。これらのプラスチックシートは、可撓性と耐熱性に優れている特長がある。また、電池の安全弁が開弁されたときに排出される電解液によって、溶融し化学反応を起こすこともない。ただ、防水容器８に使用される可撓性シートには、上述したもの以外の他のプラスチックシートも使用することができる。

さらに、防水容器は、図示しないが、ゴム状弾性体を容器の形状に成形して製作することができ、また、プラスチックを金型でもって箱形に成形して一部に開口部を設け、この開口部を可撓性シートやゴム状弾性シートで閉塞して変形部を設けることができる。防水容器８は、一部又は全体を透光性として、内部に注入されるポッティング樹脂９の充填状態を確認することができる。

図３に示す防水袋８Ａは、可撓性シートのプラスチックフィルムを筒状に製作して、上端に注入口３１を、下端に排出口３２を設け、注入口３１と排出口３２を閉塞して水密構造に密閉する。この防水袋８Ａは、上端を大きく開口して注入口３１とするので、注入口３１から電池組立２を収納して、未硬化のポッティング樹脂を注入する。注入口３１からは、電池組立２に接続している引出線１５が外部に引き出される。引出線１５の先端には、充放電端子や信号線を備えたコネクタ（図示せず）を接続している。この防水袋８Ａは、電池組立２を収納して、防水袋８Ａの注入口３１から引出線１５を防水構造で外部に引き出している。引出線１５を防水構造で外部に引き出すために、図６に示すように、防水袋８Ａは、引出線１５の両側で上端開口部のプラスチックフィルムをＬ字状に溶着して注入口３１を小さくする状態で、注入口３１にシリコン樹脂などのシール樹脂１７を注入して、引出線１５を防水構造で引き出しする。

防水袋８Ａの下端に設けている排出口３２は、電池組立２を入れて、未硬化のポッティング樹脂を注入する状態で、未硬化のポッティング樹脂が漏れないように閉塞される。防水袋８Ａの下端に設けている排出口３２は、注入される未硬化のポッティング樹脂が充填されるので、図３〜図５に示すように下端部を折り返し、折返し部３３をクリップ１８などで挟んで簡単に密閉できる。注入される未硬化のポッティング樹脂が、隙間に侵入して排出口３２を閉塞するからである。未硬化のポッティング樹脂を充填した後、閉塞している排出口３２を開いて、余剰のポッティング樹脂９を排出する。防水袋８Ａの下端に設けた排出口３２は、開口する状態で余剰のポッティング樹脂９を自然に流出して速やかに排出できる。ただし、吸入ポンプに連結している吸引パイプ（図示せず）を排出口３２に挿入して、余剰のポッティング樹脂９を防水袋８Ａから強制的に排出することもできる。

排出口３２は、隙間から余剰のポッティング樹脂９を排出した後、水密構造に密閉される。排出口３２を水密構造に密閉するには、防水袋８Ａの可撓性シートを互いに接近させる状態で、隙間にポッティング樹脂９を充填し、ポッティング樹脂９を硬化させて水密構造に密閉される。この構造は、ポッティング樹脂９を利用して排出口３２を確実に水密構造に密閉できる。ポッティング樹脂９は、ウレタン樹脂のように接着性に優れた樹脂が使用される。防水容器８に注入されて、電池３等の表面に熱結合状態に接着されて、電池３などの熱を効率よく外部に放熱するために注入されるからである。接着性に優れたポッティング樹脂は、排出口３２の隙間に充填されて、排出口３２を確実な水密構造に密閉できる。ただし、排出口３２は、シリコン樹脂等のシール樹脂や接着剤を隙間に注入して、水密構造に密閉し、あるいは防水袋８Ａの可撓性シートを熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムとし、プラスチックフィルムを互いに溶着して水密構造に密閉することもできる。

図３〜図５に示す防水容器８は、電池組立２を防水容器８に入れて引出線１５を注入口３１から外部に引き出し、注入口３１からポッティング樹脂９を注入する。注入口３１は、未硬化のポッティング樹脂を注入した後、引出線１５を引き出す状態で、防水構造に封止される。注入口３１は、図６に示すように、注入口３１で対向する可撓性シートを密着する状態で、可撓性シートと引出線１５との間にシリコン樹脂等のシール樹脂１７を注入して、水密構造に密閉される。

防水容器８は、排出口３２を閉塞する状態で、電池組立２を防水容器８に入れて、注入口３１からポッティング樹脂９を注入する。図３の防水容器８は、上面に回路基板５を配置する姿勢で電池組立２を内部に配置して、ポッティング樹脂９を注入している。注入されるポッティング樹脂９は、電池組立２の一部又は全体を浸漬するように注入される。図の防水袋８Ａは、内部の空気を排気する逆止弁１０を設けている。逆止弁１０のある防水袋８Ａは、ポッティング樹脂９を注入して、ポッティング樹脂９の未硬化な状態で逆止弁１０から内部の空気を強制的に排気する。逆止弁１０から内部の空気を排気できるように、逆止弁１０のある防水袋８Ａは、逆止弁１０をポッティング樹脂９に浸漬しないようにポッティング樹脂９を注入する。逆止弁１０から空気を排気すると、防水袋８Ａが収縮して、ポッティング樹脂９の液面レベルは上昇する。逆止弁１０からの空気の排気は、ポッティング樹脂９の液面レベルが回路基板５の下面ないし上面まで上昇する状態で停止する。この状態で、電池組立２の全ての電池はポッティング樹脂９に浸漬されて、熱結合状態に密着される。

逆止弁１０は、内部から外側に向かってのみ空気を通過させるが、逆方向には通過させない。したがって、逆止弁１０に吸気具（図示せず）の吸気口を配置し、吸気して防水容器８内部の空気を排気できる。吸気具が防水容器８の内部から空気を排気すると、防水容器８の底面に溜まったポッティング樹脂９は、電池組立２の間隙に流入して電池３の表面に熱結合状態に密着する。電池３の表面にポッティング樹脂９が密着して、電池３は空気よりもより熱伝導率の高いポッティング樹脂９に熱結合され、電池３の熱がポッティング樹脂９を介して外部に放熱される。

防水袋８Ａに電池組立２を入れてポッティング樹脂９を注入する状態で、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を熱結合状態に密着させるのは難しい。電池組立２の間隙にポッティング樹脂９を完全に侵入できないからである。電池３の表面がポッティング樹脂９に密着しない部分で、電池３の表面に空気層ができる。空気層は、電池３の放熱特性を低下させる原因となる。空気の熱伝導率がポッティング樹脂９よりも小さいからである。空気層は電池３の放熱特性を低下させて、電池３に温度差を大きくする原因となる。さらに、各電池３の表面にポッティング樹脂が密着する状態の不均一も、電池３の温度差を増加させる。電池３の温度差は、電池３の充放電特性をアンバランスとし、さらに温度上昇は電池３を劣化させる原因となって、電池パックの寿命を短くする弊害となる。

防水容器８に多量のポッティング樹脂９を注入することは、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を熱結合状態に密着することに有効である。多量に注入されるポッティング樹脂９が、電池組立２の隙間に侵入するからである。ただ、多量のポッティング樹脂９を注入することは、ポッティング樹脂９の使用量を増加して原料コストを高騰させる原因となる。また、電池パックを重くする原因ともなる。

本発明は、防水容器８に多量のポッティング樹脂９を注入して、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を熱結合状態に密着しながら、ポッティング樹脂９の使用量を少なくして、電池パックを軽くできる。それは、防水容器８に多量のポッティング樹脂９を注入して、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を密着させた後、余剰のポッティング樹脂９を排出口３２から排出するからである。ポッティング樹脂９は、電池３の表面に密着して放熱特性を改善することから、ウレタン系樹脂等の接着性に優れた樹脂が使用される。したがって、防水容器８に注入して電池３の表面にポッティング樹脂９を密着させると、その後に余剰のポッティング樹脂９を排出しても、ポッティング樹脂９が電池３の表面から剥離されて、電池３の表面に空気層ができることはない。余剰のポッティング樹脂９は、注入口３１を密閉して防水容器８から排出される。防水袋８Ａは、余剰のポッティング樹脂９を排出すると可撓性シートが変形して内容積を減少させる。この防水袋８Ａは、ポッティング樹脂９を排出して内部に空気層ができず、空気層による放熱特性の低下を防止して電池３の熱を効率よく外部から放熱できる。

ただし、本発明の電池パックは、排出口３２から余剰のポッティング樹脂９を排出して、防水容器８の内部に空気溜まりを設けて、さらに軽くすることもできる。空気溜まりは熱伝導を低下させる原因となるが、電池３の表面にできる空気層のようには、電池３の放熱特性を低下させない。多量のポッティング樹脂９を注入して、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を密着させる状態で、余剰のポッティング樹脂９を排出しても、電池３の表面に密着しているポッティング樹脂９は電池表面から剥離されない。ポッティング樹脂９に接着性があるからである。このことから、内部にできる空気溜まりができるように、さら多量のポッティング樹脂９を防水容器８から排出しても、電池３の表面に接して空気層ができることはない。防水容器８の内部にできる空気溜まりは、内部に中空状に形成される。この状態に空気溜まりが発生しても、電池３の表面に熱結合状態に密着するポッティング樹脂９は、連続して外部に熱を伝導して電池３を放熱する。したがって、防水容器８の内部全体にポッティング樹脂９を充満する電池パックに比較して、空気溜まりが放熱特性を低下させる原因となっても、電池３の表面に密着するポッティング樹脂９によって、各々の電池３の発熱は効果的に外部に放熱できる。

ポッティング樹脂９を排出して内部に空気溜まりを設ける電池パックは、排出口３２からポッティング樹脂９を排出する状態で、注入口３１から所定量の空気を注入する。この電池パックは、空気の注入量をコントロールして、内部にできる空気溜まりのトータル体積をコントロールして、電池３の放熱特性と重量とを用途に最適な値に調整できる。注入口３１は、完全に密閉しない状態で空気を注入する。空気を注入して余剰のポッティング樹脂９を排出した後、注入口３１を完全に密閉する。

図の電池パックは、逆止弁１０から内部の空気を排出して、ポッティング樹脂９を電池組立２の隙間に侵入できる。この電池パックは、逆止弁１０から空気を排気して、ポッティング樹脂９を電池３の表面に密着させた後、排出口３２から余剰のポッティング樹脂９を排出する。この電池パックは、防水容器８に注入するポッティング樹脂９の量を少なくし、また排出するポッティング樹脂９の量も少なくして、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を密着できる。それは、空気を排気して、ポッティング樹脂９を電池組立２の隙間に侵入できるからである。

逆止弁１０は、注入口３１と排出口３２とを密閉して、防水容器８の密閉状態で、内部の空気を排気するので、防水容器８の上部に設けられる。空気が上部に溜まるからである。図３〜図５の電池のコアパック２０は、上面に回路基板５を配置する姿勢で電池組立２を防水容器８に収納して、回路基板５の上面に接近する可撓性シートに逆止弁１０を配置している。この防水袋８Ａは、逆止弁１０から空気を吸引して、回路基板５の上面から空気を排気できる。回路基板５は、ポッティング樹脂９が直接に逆止弁１０に吸入されるのを阻止して、防水袋８Ａの上部に溜まる空気を排気する。回路基板５は、逆止弁１０の周囲に、空気をスムーズに通過させてポッティング樹脂９の通過を防止するフィルターをリング状に設けて、ポッティング樹脂９を吸入することなく空気を効果的に排気できる。このフィルターは、たとえば、不織布や連続気泡のプラスチック発泡体をリング状として回路基板５に表面に接着される。

以上の電池パックは、防水容器８を防水袋８Ａとして、上端に注入口３１を、下端に排出口３２を設けて、注入口３１と排出口３２とを対向する位置に配置している。この防水容器８は、排出口３２を閉塞して簡単に注入口３１から電池組立２を入れることができ、また注入口３１から空気を排出しながらポッティング樹脂９を注入でき、さらに、余剰のポッティング樹脂９を下部の排出口３２から自然に流下させて排出できるので、ポッティング樹脂９の注入と排出を簡単にできる特徴がある。

ただし、注入口３１は必ずしも防水容器８の上部に設ける必要はない。それは、注入ポンプ（図示せず）を使用して防水容器８にポッティング樹脂９を注入できるからである。とくに、逆止弁１０を設けた防水容器８は、ポッティング樹脂９を注入して内部に溜まる空気を逆止弁１０から排気できるので、中間や下部に注入口３１を設けてポッティング樹脂９を注入することができる。また、排出口３２も必ずしも下部に設ける必要はない。それは、吸引ポンプ（図示せず）に連結された吸引パイプを排出口３２から防水容器８の内部に挿入して、余剰のポッティング樹脂９を排出できるからである。ただ、本発明は、注入口３１と別の位置に排出口３２を設けて、ポッティング樹脂９の注入する位置と、排出する位置とを異なる位置としている。したがって、注入口３１をポッティング樹脂の注入に最適な位置に設けて、排出口３２を、余剰のポッティング樹脂９の排出に適した位置に設けることができ、この構造によって、ポッティング樹脂９を全ての電池３の表面に密着させながら、余剰のポッティング樹脂９を排出して、少量のポッティング樹脂９で各電池３の放熱特性を改善できる。

さらに、以上の電池パックは、防水容器８に逆止弁１０を設けて、空気を排気する構造としているが、排出口に、ポッティング樹脂を排出できる排出用の逆止弁を設けて、余剰のポッティング樹脂を排出用の逆止弁から排出することができる。この防水容器は、防水容器の上部に設けた逆止弁から空気を排気しながら、排出口から空気が吸引されるのを防止できる。このため、逆止弁から空気を排気する状態で、排出口を気密に密閉する必要がなく、また余剰のポッティング樹脂を排出用の逆止弁から排出できる。

さらに、防水容器８は、図７と図８に示す構造の防水袋８Ｂとすることもできる。図に示す防水袋８Ｂは、可撓性シートのプラスチックフィルムを筒状に製作して、一端を閉塞して他端を開口し、この開口端となる一端に注入口３１を設けて、筒状の外周面となる側面に排出口３２を設けている。この防水袋８Ｂは、筒状の開口部を注入口３１として、注入口３１から電池組立２を収納して未硬化のポッティング樹脂９を注入すると共に、この注入口３１から引出線１５を外部に引き出している。この防水袋８Ｂも、注入口３１のプラスチックフィルムを引出線１５の両側でＬ字状に溶着して注入口３１を小さくし、注入口３１にシール樹脂１７を注入して、引出線１５を防水構造で引き出している。

さらに、防水袋８Ｂは、図８に示すように、注入口３１を設けた面を横向きとする姿勢で、下面となる側面に、ポッティング樹脂９を排出する排出口３２を設けている。図に示す防水袋８Ｂは、内部に収納される電池組立２の回路基板５が上側となり、電池ホルダ６が下側となる姿勢において、電池ホルダ６の底面と対向する側面を下面として排出口３２を設けている。図８の防水袋８Ｂは、筒状に形成された防水袋８Ｂの側面に開口部３５を開口すると共に、この開口部３５に連結筒部３６を連結して防水袋８Ｂの内部に連通される排出口３２を設けている。

さらに、図８に示す防水袋８Ｂは、連結筒部３６で形成される排出口３２に、ポッティング樹脂９を排出できる排出用の逆止弁１９を設けて、余剰のポッティング樹脂９を排出用の逆止弁１９から排出するようにしている。この防水容器８は、排出口３２から空気が吸引されるのを防止しながら、余剰のポッティング樹脂９を排出用の逆止弁１９から排出できる。

以上の電池パックは、以下の工程で組み立てられる。
［ポッティング樹脂９の注入工程］
電池組立２を防水容器８に入れ、排出口３２を閉塞する状態で、未硬化のポッティング樹脂を注入して、注入された未硬化のポッティング樹脂９を電池組立２に熱結合状態に接触させる。排出口３２は、図３に示すように、下端を折返し、折返し部３３をクリップ１８などで挟んでポッティング樹脂９が漏れないように簡単に閉塞できる。
この工程で防水容器８に注入されるポッティング樹脂９は、その後の排出工程において、未硬化な状態で余剰のポッティング樹脂９を排出するので、好ましくは、多量のポッティング樹脂９を注入して、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を密着させる。ただ、内部の空気を排気する逆止弁１０を備える防水容器８は、内部の空気を排気して防水容器８を収縮させてポッティング樹脂９を全ての電池３の表面に密着できるので、必ずしもポッティング樹脂９を注入する工程で、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を密着させる必要はない。

［注入口３１の密閉工程］
ポッティング樹脂９を注入した後、注入口３１を密閉する。引出線１５を外部に引き出している注入口３１は、図６に示すように、引出線１５の両側で可撓性シートを溶着して引出線１５に沿わせて引出線１５と注入口３１との隙間を小さくする。この状態で、シリコン樹脂などのシール樹脂１７を注入口３１と引出線１５の隙間に注入して注入口３１を密閉する。

逆止弁１０のある防水袋８Ａは、注入口３１を密閉した状態で、逆止弁１０から吸引して、内部の空気を強制的に排気して、防水容器８の内部をポッティング樹脂９で満たす。逆止弁のない防水容器は、防水容器内の全体にポッティング樹脂を注入して、内部の空気を排気できる。とくに、本発明の電池パックは、余剰のポッティング樹脂９を排出するので、多量のポッティング樹脂９を注入して内部の空気を排出し、防水容器８の内部全体をポッティング樹脂９で満たすことができる。

［ポッティング樹脂９の排出工程］
排出口３２を開いて、防水容器８に注入された余剰の未硬化のポッティング樹脂９を排出する。下端に排出口３２を設けている防水容器８は、排出口３２を開いて、未硬化で液状のポッティング樹脂９を自然に流下させて排出できる。排出口３２を下端に設けない防水容器は、吸引パイプを挿入してポッティング樹脂を強制的に吸引して排出する。防水袋８Ａ、８Ｂは、ポッティング樹脂９を排出すると、注入されたポッティング樹脂９の容積が減少する。ポッティング樹脂９の容積が減少するので、防水袋８Ａ、８Ｂは電池組立２の表面に密着して内容積を減少させる。箱形に成形している防水容器８は、変形部を変形させて、内容積を減少させる。

排出工程は、好ましくは、防水容器８への空気の侵入を阻止して、ポッティング樹脂９を排出する。防水袋８Ａ、８Ｂをポッティング樹脂９で満たして全ての電池３の表面にポッティング樹脂９を密着させ、排出工程で空気を侵入させることなく余剰のポッティング樹脂９を排出して、排出口３２を密閉して製造される電池パックは、全ての電池３の表面にポッティング樹脂９が熱結合状態で密閉されて、内部に空気溜まりができないので、理想的な状態で各電池３を放熱できる。

ただし、排出工程において、防水容器８に空気を注入することもできる。この方法は、ポッティング樹脂９を排出して防水容器８の内容積を減少し、さらに内部に空気を注入してポッティング樹脂９の排出量を多くして軽くできる。注入される空気は、防水容器８の内部で空気溜まりとなる。ただ、空気溜まりに電池３の表面が接触して、放熱特性を低下させることはない。それは、電池３の表面に密着されたポッティング樹脂９は、電池３の表面から剥離されることがなく、たとえ空気を侵入させても電池３の表面にはポッティング樹脂９が密着するからである。排出工程で防水容器８の内部に空気を侵入させるには、排出口３２からポッティング樹脂９を排出しながら、空気を注入させる。ただ、排出工程において注入口３１を完全に密閉することなく、排出工程で注入口３１から空気を注入することもできる。この注入口３１は、余剰のポッティング樹脂９を排出して、防水容器８の内部に空気を侵入させた後、完全に密閉する。

［排出口３２の密閉工程］
余剰のポッティング樹脂９を排出した後、排出口３２を防水容器８に注入してなるポッティング樹脂９やシール樹脂で密閉して防水容器８を水密構造に密閉する。

本発明は、電池組立を防水容器に入れて完全な防水構造とするので、防水構造が要求される屋外で使用される電池パックとして有効に利用できる。

１…電池パック
２…電池組立
３…電池
４…電池ケース
５…回路基板
６…電池ホルダ
７…リード板
８…防水容器
８Ａ、８Ｂ…防水袋
９…ポッティング樹脂
１０…逆止弁
１３…ＬＥＤ
１４…ＬＥＤホルダ
１５…引出線
１７…シール樹脂
１８…クリップ
１９…排出用の逆止弁
２０…コアパック
３１…注入口
３２…排出口
３３…折返し部
３５…開口部
３６…連結筒部

Claims (11)

1. 電池組立と、
   この電池組立を収納してなる防水容器と、
   前記防水容器に注入してなるポッティング樹脂とを備える電池パックであって、
   前記防水容器は、前記ポッティング樹脂の注入口と、注入されたポッティング樹脂を排出できる排出口とを有し、
   さらに、前記防水容器は、前記注入口と前記排出口を密閉する状態で内部を水密構造に密閉できると共に、内容積を変化できる変形部を有し、
   前記電池組立を収納してなる前記防水容器に前記ポッティング樹脂が注入されて、前記ポッティング樹脂に前記電池組立が熱結合状態に接触してなることを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載される電池パックであって、
   前記防水容器を可撓性シートからなる防水袋としてなることを特徴とする電池パック。
3. 請求項１又は２に記載される電池パックであって、
   前記防水容器が対向する位置に前記注入口と前記排出口とを設けてなることを特徴とする電池パック。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記防水容器が、可撓性シートからなる防水袋で、
   前記防水袋が、一端に前記注入口を設けて、他端に前記排出口を設けてなる筒状としてなることを特徴とする電池パック。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記防水容器に、内側から外側に排気できる逆止弁を設けてなることを特徴とする電池パック。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記排出口に排出用の逆止弁を設けてなることを特徴とする電池パック。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記電池組立が引出線を連結しており、
   前記引出線が前記注入口から外部に防水構造で引き出されてなることを特徴とする電池パック。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記排出口が前記防水容器に注入してなるポッティング樹脂で水密構造に密閉されてなることを特徴とする電池パック。
9. 電池組立と、
   この電池組立を収納してなる防水容器と、
   前記防水容器に注入してなるポッティング樹脂とを備え、
   前記防水容器は、前記ポッティング樹脂の注入口と、注入されたポッティング樹脂を排出できる排出口とを有し、
   さらに、前記防水容器は、前記注入口と前記排出口を密閉する状態で内部を水密構造に密閉できると共に、内容積を変化できる変形部を有する電池パックの製造方法であって、
   前記電池組立を収納してなる前記防水容器に、前記排出口を閉塞する状態で、未硬化のポッティング樹脂を注入して、注入された未硬化のポッティング樹脂を前記電池組立に熱結合状態に接触させる注入工程と、
   前記注入口を密閉する注入口の密閉工程と、
   前記排出口を開いて、前記防水容器に注入された余剰の未硬化のポッティング樹脂を排出する未硬化のポッティング樹脂の排出工程と、
   前記排出口を密閉して前記防水容器を水密構造に密閉する前記排出口の密閉工程とからなる電池パックの製造方法。
10. 請求項９に記載される電池パックの製造方法であって、
    前記排出口の密閉工程において、排出されるポッティング樹脂で前記排出口を密閉することを特徴とする電池パックの製造方法。
11. 請求項９または１０に記載される電池パックの製造方法であって、
    前記電池組立が引出線を接続しており、前記引出線を前記注入口から外部に引き出すと共に、前記注入口にシール樹脂を注入して、前記引出線を引き出してなる前記注入口を密閉することを特徴とする電池パックの製造方法。

Images