JP3191651B2 - 蓄電池収納ケース - Google Patents

蓄電池収納ケース

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は連結した複数の蓄電
池を収納する蓄電池収納ケース(以下単に収納ケースと
いう)に関するものである。以下便宜上、個々のセル電
池を蓄電池、連結した複数の蓄電池を収納ケースに収納
して組み立てたものを蓄電池体として説明する。
【0002】
【従来の技術】従来からニッケル・カドミウム等の2次
電池を複数個連結して収納ケースに入れ、電動工具や照
明器具(以下単に工具という)等の電源として用いてい
る。収納ケースは電気絶縁性のあるABS樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等のプラスチックから
なる一対の上側収納ケース及び下側収納ケースにより形
成され、上側収納ケースの一部には充電器や工具の端子
と接続される電極を収納すると共に充電器や工具に挿入
係合させるために上方に突出した凸部が一体に形成され
ている。収納ケースに収納される蓄電池の数は5〜10
個程度で軽量であり、プラスチックの板厚を2〜4mm
とすると強度が十分なものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】最近工具の能力を高め
るために高電力の蓄電池体が要求され、蓄電池の数を2
0個以上とする大形の蓄電池体が開発されてきている。
このような大形の蓄電池体となると、蓄電池体を充電器
や工具に挿入する時や離脱する時すなわち蓄電池体の着
脱時に凸部を強く押したり引いたりする時に発生する静
荷重または凸部先端側から落下した時の衝撃による動荷
重が負荷された場合、収納ケースの凸部根元にプラスチ
ック材の許容値以上の応力が集中するという問題が生じ
る。
【0004】このためプラスチックの板厚を厚くして収
納ケースの強度を増すことが考えられるが、板厚を厚く
すると成形時にひけが生じ外観不良や寸法精度不良が起
こり得策でなく、対策は部分的な板厚増加ではなく補強
リブで行う必要がある。しかし直線または格子状の補強
リブでは収納ケースの凸部の根元の応力はある程度低減
できるが、補強リブ自身にも応力集中が生じ、これを補
強リブで緩和することは補強リブの高さを十分大きくし
なければならず、大きな収納ケースになるという問題が
ある。また補強リブを設けて収納ケースの剛性を高くし
すぎると静荷重には強くなるが、落下衝撃等の動荷重が
負荷された場合に衝撃エネルギを吸収する時間が短くな
り、衝突点の最大荷重が大きくなって、衝突点が破損す
るという問題が生じる。本発明の目的は、上記した問題
を無くし、静荷重はもちろん動荷重負荷時においても破
損しない蓄電池収納ケースを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、凸部根元に
凸部の外周に沿って凸部とほぼ同じ形状の補強リブを設
けることにより達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図1〜図3を
参照して説明する。蓄電池体4は、導体を介して連結さ
れて図2に示す如く配列された多数の蓄電池9を、プラ
スチックからなる上側収納ケース1と下側収納ケース3
から成る収納ケース内に収納し、上下収納ケース1、3
をねじや接着等で固着して構成される。上側収納ケース
1には蓄電池9の一部が入り、充電器や工具に挿入係合
される凸部15が一体に形成され、凸部15の先端には
充電及び放電用の複数の電極2が設けられ、電極2は凸
部15先端の開口窓から露出している。凸部15は、図
1から明らかな如く、両端が半円で中央が両端半円を結
ぶ直線からなるほぼ小判形状に形成されている。図3は
上側収納ケース1に設けられた補強リブを示し、補強リ
ブは、同心円状リブ10、放射状リブ11及び直線状リ
ブ12からなる。同心円状リブ10は、凸部15の両端
半円とほぼ同心で、側面に近い方の両端半円部に2個、
側面に遠い方の両端半円部に4個設けられている。放射
状リブ11は側面に遠い方で1番面と2番目の同心円状
リブ10間を結ぶように設けられている。直線状リブ1
2は2個の同心円状リブ10を結ぶように凸部15の直
線部7と平行となるように設けられ、直線状リブ12に
は図示しないリード線を通すために一部を切り除いた切
除部16が設けられている。
【0007】凸部15に図1の矢印方向から静荷重また
は動荷重が負荷された場合、応力は凸部15根元の円周
部6に集中するので、補強リブが上記した如く円周部6
近傍に設けられている。動荷重に対しては衝撃エネルギ
を吸収できるように破損しない程度に変形させるために
補強リブは必要最小限とすることが望ましく、このため
凸部15の側面に近い方の両端半円部は側面に遠い方の
両端半円部に比べ応力集中が小さいので、同心円状リブ
10の数を少なくし、また側面に遠い方の両端半円部近
傍は応力集中が大きいので放射状リブ11により円周部
6の応力集中を緩和し、柔軟性を持たせることにより耐
衝撃性を向上させている。なお図示していないが、下側
収納ケース3の平面部や大きな応力発生部には、直線状
や格子状の補強リブを設け、下側収納ケース3の強度を
増すようにしている。
【0008】上記した如く、凸部15根元の応力が集中
する円周部6近傍に補強リブを設けたので、蓄電池体4
の着脱時の静荷重や落下衝撃時の動荷重によって収納ケ
ースが破損することが未然に防止されるようになった。
【0009】次に本発明の補強リブによる効果について
説明する。本発明の効果がより理解できるように、図4
に示すように、1個の同心円状リブ10、格子状リブ1
3及び放射状リブ11を設けた上側収納ケース(説明の
簡単化のため以下この上側収納ケースを従来の上側収納
ケースという)を想定した。本発明上側収納ケースと従
来の上側収納ケースを比較するための有限要素法解析に
より衝突解析を行った結果を図5、図6に示す。解析結
果は蓄電池体4を1mの高さから自由落下させ、図1の
衝突部8が地面等の剛体に衝突した場合である。図5は
上側収納ケース1の凸部15根元部分の補強リブだけの
応力を表示したもので、衝突時の最大応力を応力の等高
線で表している。図5(a)より本発明の補強リブは等
高線が少ないので応力値が低く、従来の補強リブは図5
(b)より等高線が多いので応力値が高いことが分か
る。図6は上側収納ケース1の凸部15根元付近のケー
スと補強リブの最大応力の時間変化を表したものであ
る。図6(a)の本発明上側収納ケース1は図6(b)
の従来の上側収納ケースに比べ、凸部15根元の円周部
6のケース板の最大応力が11%、補強リブの最大応力
が49%低減している。また本発明上側収納ケース1の
ケース板の応力も補強リブの応力も改善されており、ケ
ース板の応力と補強リブの応力をバランスさせることが
でき、本発明上側収納ケース1は破損しにくい構造であ
ることが分かる。
【0010】本発明の他の実施例を図7、図8に示す。
上側収納ケース1の凸部15根元の補強リブをハニカム
状リブ14としたものである。ハニカム状リブ14は図
8に示すように凸部15根元の円周部6近辺のリブを高
くし、周辺部のリブを低くしている。円周部6の周辺部
の補強リブの高さを低くすると補強リブ14に発生する
応力を平均化して緩和し、上側収納ケース1の応力と補
強リブ14の応力をバランスして低くすることができ
る。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、蓄電池収納ケースの凸
部根元の応力が緩和でき、蓄電池体の着脱時に発生する
静荷重や落下した時の衝撃的な動荷重に対して破損しに
くい収納ケースとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明蓄電池体の一実施例を示す斜視図。
【図2】蓄電池体を構成する蓄電池の配列例を示す斜視
図。
【図3】本発明を構成する上側収納ケースの一実施例を
示す底面図。
【図4】本発明と比較するために想定した上側収納ケー
スの一例を示す底面図。
【図5】図3と図4の上側収納ケースの有限要素法解析
結果を示す解析結果モデルの斜視図。
【図6】図3と図4の上側収納ケースの有限要素法解析
結果を示すグラフ。
【図7】本発明を構成する上側収納ケースの他の実施例
を示す底面図。
【図8】図7のA−A断面図。
【符号の説明】
1は上側収納ケース、2は電極、3は下側収納ケース、
4は蓄電池体、6は凸部根元の円周部、7は凸部根元の
直線部、8は解析における衝突部、9は蓄電池、10は
同心円状リブ、11は放射状リブ、12は直線状リブ、
13は格子状リブ、14はハニカム状リブ、15は凸
部。

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連結した複数個の蓄電池を上側収納ケー
    ス及び下側収納ケースからなる電池収納ケース内に収納
    させ、電極を収納すると共に充電器や電動工具等に挿入
    係合させるために上方に突出した凸部が上側収納ケース
    と一体に形成された蓄電池体において、 前記凸部の根元近傍に補強リブを設けたことを特徴とす
    る蓄電池収納ケ−ス。
  2. 【請求項2】 前記凸部を、両端が半円で、中央部がこ
    れら半円を結ぶ直線とした小判形状としたことを特徴と
    する請求項1記載の蓄電池収納ケ−ス。
  3. 【請求項3】 前記補強リブを、凸部の小判形状とほぼ
    同じ小判形状としたことを特徴とする請求項2記載の蓄
    電池収納ケ−ス。
  4. 【請求項4】 前記凸部の両端半円と同心の同心円状リ
    ブ及び凸部の直線部と平行な直線状リブにより形成した
    小判形状の補強リブとしたことを特徴とする請求項3記
    載の蓄電池収納ケース。
  5. 【請求項5】 前記同心円状リブを複数個設けたことを
    特徴とする請求項4記載の蓄電池収納ケース。
  6. 【請求項6】 側面に近い方の同心円状リブの数を側面
    に遠い方の同心円状リブの数より少なくしたことを特徴
    とする請求項5記載の蓄電池収納ケース。
  7. 【請求項7】 前記同心円状リブ間を結ぶ放射状リブを
    設けたことを特徴とする請求項5記載の蓄電池収納ケー
    ス。
  8. 【請求項8】 前記凸部の直線部と平行な直線状リブの
    一部に切除部を設け、リード線を通すようにしたことを
    特徴とする請求項4記載の蓄電池収納ケ−ス。
  9. 【請求項9】 前記補強リブをハニカム状リブにより構
    成したことを特徴とする請求項1記載の蓄電池収納ケ−
    ス。
  10. 【請求項10】 前記ハニカム状リブの凸部根元近辺の
    リブを高くし、周辺部のリブを低くしたことを特徴とす
    る請求項9記載の蓄電池収納ケ−ス。
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