JP2019186198A - 電池トレイ - Google Patents

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Abstract

【課題】電池トレイを提供する。【解決手段】電池トレイは、底板と、上板と、少なくとも１つの仕切り板と、プレス板と、伝動装置を含む。上板と底板は、対向して設置される。仕切り板は、電池を搭載するように底板と上板の間に位置する。プレス板は、仕切り板と底板の間に位置する。伝動装置は、プレス板と底板の間に位置する。伝動装置は、一対の移動部材と、ネジロッドと、一対の支持アームを含む。移動部材は、底板に位置し、且つそらぞれ第１のネジ孔と第２のネジ孔を有する。ネジロッドは、第１のネジ孔と第２のネジ孔にそれぞれ噛み合うように互いに反対である向きを備える第１のネジ山と第２のネジ山を有する。支持アームは互いに交差する。支持アームの２つの上端はプレス板に枢設され、支持アームの２つの底端はそれぞれ移動部材に枢設される。ネジロッドが回動する場合、移動部材は互いに近接あるいは離反することで、支持アームはプレス板を上板に対して近接あるいは離反させるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、電池トレイに関し、特に、電池化成のための電池トレイに関する。
電池が製造された後、電池の放電と充電機能と、自体放電能力と、蓄電能力を改善するように、いくつかの放電と充電を行ってその内部にある正極活物質と負極活物質を活性化させる過程は化成と呼ばれる。
電池の化成過程中で適切な機械的圧力を加えて電池の各界面の密着を保持できることによって、放電と充電過程中での活物質の積層と変形を防げる。上記機械的圧力は、電池化成の束縛用トレイによって生じることができる。従来の電池化成の束縛用トレイは、底板を貫通するネジロッドを回動することで、プレス板と上板の間の距離を縮むようにプレス板の位置を調整して、プレス板と上板の間に位置する電池に圧力を加える。
しかしながら、プレス板に接続されるネジロッドを回動させるために、その一部を底板の外に突出させる必要があるので、必要するトルクが大きくなるだけではなく、空間の有効利用ができない。なお、電池に圧力を印加あるいは解除する過程中、ネジロッドの底板に対するねじ込みあるいはネジ抜き回動を対応して行う必要があるので、不便になる。
本発明の技術形態は電池トレイである。
本発明の１つの実施形態によると、電池トレイは、底板と、上板と、少なくとも１つの仕切り板と、プレス板と、伝動装置を含む。上板と底板は、対向して設置される。仕切り板は、電池を搭載するように底板と上板の間に位置する。プレス板は、仕切り板と底板の間に位置する。伝動装置は、プレス板と底板の間に位置する。伝動装置は、一対の移動部材と、ネジロッドと、一対の支持アームを含む。移動部材は、底板に位置し、且つそらぞれ第１のネジ孔と第２のネジ孔を有する。ネジロッドは、第１のネジ孔と第２のネジ孔にそれぞれ噛み合うように互いに反対である向きを備える第１のネジ山と第２のネジ山を有する。支持アームは互いに交差する。支持アームの２つの上端はプレス板に枢設され、支持アームの２つの底端は移動部材に枢設される。ネジロッドが回動する場合、移動部材は互いに近接あるいは離反することで、支持アームはプレス板を上板に対して近接あるいは離反させるようにする。
本発明の１つの実施形態によると、上記電池トレイは、両端がそれぞれ底板と上板に固定される複数の接続部材を更に含む。
本発明の１つの実施形態によると、上記仕切り板は、接続部材がそれぞれ通る複数のガイド部を有する。
本発明の１つの実施形態によると、上記プレス板は、接続部材がそれぞれ通る複数のガイド部を有する。
本発明の１つの実施形態によると、上記移動部材は、底板に位置する少なくとも１つのローラーを有する。
本発明の１つの実施形態によると、上記ネジロッドの長さ方向とプレス板の法線は実質的に垂直する。
本発明の１つの実施形態によると、上記プレス板が上板に向かって近づいていく場合、それぞれの支持アームと水平線のなす角は４５°〜９０°である。
本発明の１つの実施形態によると、上記電池トレイは、治具と軸受けを更に含む。治具は底板に位置する。治具はネジロッドの一端の位置を制限して、ネジロッドを回動させる。軸受けは底板に位置し、且つネジロッドの治具から離れる一端を収納する。
本発明の１つの実施形態によると、上記仕切り板がその辺縁に凹部を有する。仕切り板における電池はシール袋に被覆される。シール袋の一部は、電池と重なれない凹部に位置して露出する。
本発明の１つの実施形態によると、上記プレス板と、上板と、底板の硬さは、共に仕切り板の硬さより大きい。
本発明の上記実施形態によると、伝動装置は一対の移動部材と、ネジロッドと、一対の支持アームを有し、この一対の移動部材のそれぞれは第１のネジ孔と第２のネジ孔を有する。ネジロッドは、第１のネジ孔と第２のネジ孔にそれぞれ噛み合うように互いに反対である向きを備える第１のネジ山と第２のネジ山を有するので、ネジロッドが回動する場合、この一対の移動部材は互いに近接あるいは離反する。この一対の移動部材は互いに近づく場合、プレス板と移動部材に枢設される支持アームがプレス板を上板に近接させるようにして、仕切り板における電池に圧力を加える。この一対の移動部材は互いに離れる場合、支持アームがプレス板を上板から離反させるようにして、仕切り板における電池に加えた圧力を解除する。電池トレイの伝動装置のネジロッドは底板を貫通してその外に突出する必要ないので省スペース化が達成され、且つ交差する支持アームはプレス板に力を加えるので、省力化効果が達成される。
本発明の一実施形態による電池トレイの斜視図である。 図１のネジロッドを示す前面図である。 図１の電池トレイが使用される状態を示す前面図である。 図３のプレス板を示す平面図である。 図３の仕切り板にパウチ型電池が搭載される状態を示す平面図である。
以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示し、明確に説明するために、数多くの実際的な細部を下記で合わせて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実際的な細部は、本発明を制限するように適用されるものではない。つまり、本発明の一部の実施形態において、これらの実際的な細部は必要なものではない。また、図面を簡単化するために、ある従来慣用の構造や素子は、図面において簡単に示される。
図１は本発明の一実施例による電池トレイの斜視図である。図１に示すように、電池トレイ１００は、底板１１０と、上板１２０と、仕切り板１３０と、プレス板１４０と、伝動装置１５０を含む。ただし、上板１２０と底板１１０は、対向して設置される。仕切り板１３０は、電池２１０を搭載するように、底板１１０と上板１２０の間に位置する。電池２１０は化成（Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）しようとする電池であってよいが、本発明はこれに制限されない。プレス板１４０は、仕切り板１３０と底板１１０の間に位置する。本実施形態において、底板１１０と、上板１２０と、仕切り板１３０と、プレス板１４０とは、実質的に平行する。
なお、伝動装置１５０は、プレス板１４０と底板１１０の間に位置する。伝動装置１５０は、一対の移動部材１５２ａ、１５２ｂと、ネジロッド１５４と、一対の支持アーム１５６とを含む。この一対の移動部材１５２ａ、１５２ｂは、底板１１０に位置する。この一対の支持アーム１５６は互いに交差する。この一対の支持アーム１５６の２つの上端はプレス板１４０に枢設され、この一対の支持アーム１５０の２つの底端はそれぞれ移動部材１５２ａ、１５２ｂに枢設される。この一対の支持アーム１５６はシザーズ構造体（Ｓｃｉｓｓｏｒｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）として、プレス板１４０を昇降させることができる。
図１の電池トレイ１００の右半部の状態のように、プレス板１４０が上昇する場合、プレス板１４０と上板１２０の距離が短くなって、上板１２０とプレス板１４０の間の電池２１０に圧力を加えて、化成工程を行える。図１の電池トレイ１００の左半部の状態のように、プレス板１４０が降下する場合、プレス板１４０と上板１２０の距離が長くなって、上板１２０とプレス板１４０の間の電池２１０に加えた圧力を解除でき、電池２１０を取り出すあるいは置くことができる。
本実施形態において、プレス板１４０と、上板１２０と、底板１１０の硬さは、共に仕切り板１３０の硬さより大きい。例えば、プレス板１４０と、上板１２０と、底板１１０の材質は約２トンの力を耐える金属であり、仕切り板１３０の材質はプラスチックであってもよいが、本発明はこれに制限されない。
下記のように、伝動装置１５０はプレス板１４０を上板１２０に対して近接あるいは離反させる構造デザインの原理を説明する。
図２は、図１のネジロッド１５４を示す前面図である。図３は、図１の電池トレイ１００が使用される状態を示す前面図である。図２と図３を同時に参照すると、ネジロッド１５４は、互いに反対である向きを備える第１のネジ山１５５ａと第２のネジ山１５５ｂを有する。ネジロッド１５４は、方向Ｄ１あるいは方向Ｄ２に向かって回動できる。移動部材１５２ａは第１のネジ孔１５７ａを有し、且つ移動部材１５２ｂは第２のネジ孔１５７ｂを有する。ネジロッド１５４の第１のネジ山１５５ａは移動部材１５２ａの第１のネジ孔１５７ａに噛み合い、且つネジロッド１５４の第２のネジ山１５５ｂは移動部材１５２ｂの第２のネジ孔１５７ｂに噛み合う。
このようなデザインによって、ネジロッド１５４が回動する場合、移動部材１５２ａ、１５２ｂが互いに近接あるいは離反することにより、支持アーム１５６はプレス板１４０を上板１２０に対して近接あるいは離反させるようにする。例えば、ネジロッド１５４が方向Ｄ１に回動する場合、移動部材１５２ａが方向Ｄ３に向かって移動し、移動部材１５２ｂが方向Ｄ４に向かって移動するように、移動部材１５２ａ、１５２ｂは互いに近づくようになる。なお、ネジロッド１５４が方向Ｄ２に回動する場合、移動部材１５２ａが方向Ｄ４に向かって移動し、移動部材１５２ｂが方向Ｄ３に向かって移動するように、移動部材１５２ａ、１５２ｂは互いに離れるようになる。
このように、移動部材１５２ａ、１５２ｂが互いに近づく場合、プレス板１４０と移動部材１５２ａ、１５２ｂに枢設される支持アーム１５６は、プレス板１４０が方向Ｄ５に向かって上板１２０に近づくようにして、仕切り板１３０における電池２１０に圧力を加える。移動部材１５２ａ、１５２ｂが互いに離れる場合、支持アーム１５６は、プレス板１４０が方向Ｄ６に向かって上板１２０から離れるようにして、仕切り板１３０における電池２１０に加えた圧力を解除する。電池トレイ１００の伝動装置１５０のネジロッド１５４は、底板１１０を貫通してその外に突出する必要がないので、省スペース化が達成され、且つ交差する支持アーム１５６はプレス板１４０に力を加えるので、省力化効果が達成される。
支持アーム１５６と水平線のなす角θ１は４５°より小さい場合、支持アーム１５６はシザーズ構造体なので、支持アーム１５６はプレス板１４０を素早く上昇させることができ、時間を節約する効果がある。この場合の電池２１０はまだ強く押し付けされていないので、支持アーム１５６が強い力を提供する必要がない。支持アーム１５６と水平線のなす角θ２は４５°〜９０°である場合、支持アーム１５６はシザーズ構造体なので、強い力を電池２１０に加えることができ、省力化効果が達成される。この場合の電池２１０は強く押し付けされたので、支持アーム１５６はプレス板１４０を素早く上昇させる必要がない。
本実施形態において、ネジロッド１５４の長さ方向（例えば、方向Ｄ３）とプレス板１４０の法線（例えば、方向Ｄ５）は実質的に垂直する。このように、ネジロッド１５４が回動する過程中、常に底板１１０とプレス板１４０の間に位置することを確保でき、ネジロッド１５４が底板を貫通してその外に突出する必要がないので、電池トレイ１００における収納空間の省スペース化が達成される。
なお、移動部材１５２ａ、１５２ｂは、底板１１０に位置するローラー１５３を更に有し、移動部材１５２ａ、１５２ｂはローラー１５３によって底板１１０において移動できる。本実施形態において、電池トレイ１００は、治具１５８と軸受け１５９を更に含んでよい。ただし、治具１５８は、底板１１０に位置し且つネジロッド１５４の一端の位置を制限する。軸受け１５９は、底板１１０に位置し且つネジロッド１５４の治具１５８から離れる一端を収納する。このようなデザインによって、モーターや他の回動装置が治具１５８の外側にあるネジロッド１５４に接続される場合、ネジロッド１５４を軸受け１５９の中に回動させて、移動部材１５２ａ、１５２ｂを互いに近接あるいは離反させる。本実施形態において、治具１５８はネジロッド１５４の回動中の安定性を高める。
理解すべきことは、無駄な説明をしないように、上記の素子の接続関係と材料を再び説明しないこととする。下記には、電池トレイ１００におけるプレス板１４０と仕切り板１３０の構造を説明する。
図４は、図３のプレス板１４０を示す平面図である。図３と図４を同時に参照すると、電池トレイ１００は複数の接続部材１６０を更に含む。それぞれの接続部材１６０の両端がそれぞれ底板と上板に固定される。プレス板１４０は、複数のガイド部１４１を有する。接続部材１６０がそれぞれプレス板１４０のガイド部１４１を通る。ガイド部１４１は、例えば、スルーホールであってよいが、それに限られない。このように、プレス板１４０は接続部材１６０に介して方向Ｄ５あるいは方向Ｄ６に向かって移動できる。
図５は、図３の仕切り板１３０にパウチ型電池が搭載される状態を示す平面図である。図３と図５を同時に参照すると、仕切り板１３０は、複数のガイド部１３１を有する。接続部材１６０がそれぞれ仕切り板１３０のガイド部１３１を通る。ガイド部１３１は、例えば、スルーホールであってよいが、それに限られない。このように、仕切り板１３０は接続部材１６０に方向Ｄ５あるいは方向Ｄ６に向かって移動できる。プレス板１４０が方向Ｄ５に向かって上板１２０に近づいていくと、仕切り板１３０もプレス板１４０と共に方向Ｄ５に向かって上板１２０に近づいていくことにより、電池２１０に圧力を加える。プレス板１４０が方向Ｄ６に向かって上板１２０から離れると、仕切り板１３０もプレス板１４０と共に方向Ｄ６に向かって上板１２０から離れることにより、電池２１０に加えた圧力を解除する。
本実施形態において、仕切り板１３０の辺縁に凹部１３２を有する。仕切り板１３０の対向する２つの辺縁にそれぞれ形成される２つの凹部１３２であってもよいが、本発明はこれに制限されない。ある実施形態において、仕切り板１３０における電池２１０は、シール袋２２０に被覆されてパウチ型（Ｐｏｕｃｈ ｔｙｐｅ）電池になってよい。
パウチ型電池を仕切り板１３０に置く場合、仕切り板１３０の凹部１３２は電池と重ならず、且つシール袋２２０の一部は凹部１３２に位置して露出する。このようなデザインによって、支持アーム１５６はプレス板１４０を上板１２０に向かって移動させた後、パウチ型電池に圧力を加えるので、シール袋２２０における化成によって生じるガスは、仕切り板１３０に覆われない領域に押し付けられて、凹部１３２にあるシール袋２２０はガスの集中によって膨らむようになる。この状態で、適切の道具で凹部１３２の近くにある膨らむシール袋２２０をシールして切除すると、ガスが排除されたパウチ型電池が得られる。
上記実施形態は本発明を開示したが、本発明を限定するものではない。当業者であれば、誰でも本発明の精神や範囲から脱離せずに、様々な変更と修正を加えることができ、その何れも本発明により保護される。従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲により決められたものを基準とする。
１００：電池トレイ
１１０：底板
１２０：上板
１３０：仕切り板
１３１：ガイド部
１３２：凹部
１４０：プレス板
１４１：ガイド部
１５０：伝動装置
１５２ａ、１５２ｂ：移動部材
１５３：ローラー
１５４：ネジロッド
１５５ａ：第１のネジ山
１５５ｂ：第２のネジ山
１５６：支持アーム
１５７ａ：第１のネジ孔
１５７ｂ：第２のネジ孔
１５８：治具
１５９：軸受け
１６０：接続部材
２１０：電池
２２０：シール袋
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６：方向
θ１、θ２：なす角

Claims (8)

  1. 底板と、
    前記底板に対向して設置される上板と、
    両端がそれぞれ前記底板と前記上板に固定される複数の接続部材と、
    電池を搭載するように前記底板と前記上板の間に位置し、前記接続部材がそれぞれ通る複数のガイド部を有する少なくとも１つの仕切り板と、
    前記仕切り板と前記底板の間に位置するプレス板と、
    前記プレス板と前記底板の間に位置する伝動装置と、
    を、含み、
    前記伝動装置は、
    前記底板に位置し、且つそれぞれ第１のネジ孔と第２のネジ孔を有する一対の移動部材と、
    前記第１のネジ孔と前記第２のネジ孔にそれぞれ噛み合うように互いに反対である向きを備える第１のネジ山と第２のネジ山を有するネジロッドと、
    互いに交差して、その２つの上端は前記プレス板に枢設され、その２つの底端は前記一対の移動部材にそれぞれ枢設される一対の支持アームと、
    を含み、
    前記ネジロッドが回動する場合、前記一対の移動部材は互いに近接あるいは離反することで、前記一対の支持アームは前記プレス板を前記上板に対して近接あるいは離反するようにすることを特徴とする電池トレイ。
  2. 前記プレス板は、前記接続部材がそれぞれ通る複数のガイド部を有することを特徴とする請求項１に記載の電池トレイ。
  3. 前記一対の移動部材は、前記底板に位置する少なくとも１つのローラーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電池トレイ。
  4. 前記ネジロッドの長さ方向と前記プレス板の法線は実質的に垂直することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電池トレイ。
  5. 前記プレス板が前記上板に向かって近づいていく場合、それぞれの前記支持アームと水平線のなす角は４５°〜９０°であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電池トレイ。
  6. 前記底板に位置し、前記ネジロッドの一端の位置を制限して、前記ネジロッドを回動させる治具と、
    前記底板に位置し、且つ前記ネジロッドの前記治具から離れる一端を収納する軸受けと、
    を更に含むことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電池トレイ。
  7. 前記仕切り板がその辺縁に凹部を有し、前記仕切り板における前記電池はシール袋に被覆され、前記シール袋の一部は、前記電池と重ならない前記凹部に位置して露出することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の電池トレイ。
  8. 前記プレス板と、前記上板と、前記底板の硬さは、共に前記仕切り板の硬さより大きいことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の電池トレイ。
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