JP3526670B2 - 組電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動車両の駆動
電源等に使用して好適な組電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】実開昭５４−７１１２０号には多数の円
筒形の単位電池を複数列複数段に重ねて周囲をケースで
一体に覆うとともに、各単位電池を絶縁性シートで巻い
た組電池が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記組電池の
場合、各単位電池は、列方向並びに段方向でそれぞれ一
直線上に重なる状態で整列されている。したがって、隣
り合う単位電池間に形成される空間は略十字状の比較的
大きなものとなる。このため、組電池全体が大型化する
とともに、組電池内部の温度状態が均一化しにくく、電
気化学反応が不均一になって、均一性能と長寿命化を達
成することが困難であった。

【０００４】さらに、組電池の温度測定を正確にしにく
い原因にもなっていた。また組み立てるときには、絶縁
性シートを各単位電池毎に巻くから、極めて多くの手間
がかかり、組立作業における作業性を向上させにくかっ
た。本願はこれらの問題点を解決するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明に係る組電池は、複数の単位電池を横並べ
にして一列とし、この列を多段に重ねて全体の周囲を覆
うことにより一体化した組電池において、各単位電池を
隣り合う段間で千鳥に配置するとともに、各単位電池間
を仕切るために設けられる絶縁部材を、隣り合う段間を
仕切るための段間仕切部と、この段間仕切部から一体に
延びて同一段内で一列をなす単位電池のうち隣り合う単
位電池間を仕切るための列内仕切部とで構成し、前記列
内仕切部は前記段間仕切部から枝分かれ状に折れ曲が
り、前記同一段内の隣り合う単位電池は前記列内仕切部
を挟むとともに、これらの段間仕切部と列内仕切部と
が、一枚のシート状をなす前記絶縁部材を連続して折り
曲げることにより形成されることを特徴とする。

【０００６】このとき、単位電池をそれぞれ円筒状と
し、隣り合う３個の単位電池によって形成される間隙空
間内に電池の温度を測定するための温度測定素子を挿入
することもできる。また、単位電池を２段に重ねるとと
もに、絶縁部材の列内仕切部を二つ折り状にすることも
できる。さらにこの二つ折り部分を接着剤で二つ合わせ
に接着させることもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１乃至図８は本実施の形態を示
す。図２は本実施の形態における補助動力付自転車の側
面図であり、前輪２と後輪４の間に側面視Ｖ字状の前部
フレーム６を備えている。前部フレーム６はヘッドパイ
プ８から斜め下がりに後方へ直線状に延びるメインフレ
ーム１０と、下方へ向かって湾曲する中間部１２及び略
垂直に上下方向へ延びるシートフレーム１４を有する。

【０００８】ヘッドパイプ８には前輪２を下端部に支持
するフロントフォーク１６と、上端部にハンドル１８が
取付けられたステアリングポスト１９がそれぞれ回動自
在に支持されている。メインフレーム１０上には後述す
るバッテリを収容するバッテリケース２０がメインフレ
ーム１０と略同じ長さをなし、前側固定部２２と雄型コ
ネクタであるモータ側コネクタ２６の間で着脱自在に取
付けられている。符号２４はロック装置である。

【０００９】中間部１２にはハンガープレート２８を介
して補助動力装置３０が支持されている。補助動力装置
３０に前端が取付けられたリヤフォーク３２は略水平に
後方へ延び、その後端部は、シートフレーム１４の上端
部から斜め下がり下方へ延びる左右一対のリヤステー３
４の後端部と一緒にブラケット３６へ結合されて後部フ
レーム３７をなしている。このブラケット３６で後輪４
の後輪車軸５及び被動スプロケット３８を回転自在に支
持している。

【００１０】シートフレーム１４の上端部にはシートポ
スト４０を介してサドルシート４２が支持されている。
前部フレーム６及び補助動力装置３０の周囲は車体カバ
ー４４で覆われている。この車体カバー４４は左右に分
割され、前部は前側固定部２２とバッテリケース２０の
前部を覆い、かつ斜面壁４５と一致するようになってい
る。

【００１１】バッテリケース２０の後端部においては、
後部側面には後方へ斜め上がりの、ロック装置を覆う車
体カバー４４の中央部に設けられた斜面壁４６が形成さ
れ、シートフレーム１４の前方部分は開口部が形成さ
れ、前面パネル４８で塞がれている。

【００１２】補助動力装置３０は、コントロールユニッ
ト５０とモータ５２及びミッション５４を備える。ミッ
ション５４の出力軸であるクランク軸５６は駆動スプロ
ケット５８と一体に回動し、チェーン５９を介して後輪
４の被動スプロケット３８を回転するようになってい
る。

【００１３】クランク軸５６にはペダル５７が取付けら
れ、足踏みで人力駆動するようになっている。このとき
モータ５２はバッテリケース２０内のバッテリから供給
される電力で回転して補助動力をなす。コントロールユ
ニット５０は、ペダル５７からのトルクと駆動スプロケ
ット５８の回転数とに基づいてモータ５２の回転を制御
する。

【００１４】図１は車体カバー４４を取り外した状態の
前部フレーム６部分を示す側面図、図３は図１の３−３
線断面図、図４はバッテリケース２０の一部破断側面
図、図５はバッテリケース２０の前部側取付け構造を示
す図、図６はバッテリケース２０の前部側取付構造の要
部を下方側（図１の矢示Ｚ方向）から示す図、図７はバ
ッテリケース２０の後部側取付構造を示す図である。

【００１５】図１に明らかなように、前側固定部２２は
メインフレーム１０の前端部に設けられ、モータ側コネ
クタ２６は中間部１２の近傍へ設けられている。バッテ
リケース２０は後端部をモータ側コネクタ２６へ嵌合し
た状態で前端部をロック装置で施錠した実線Ａで示す取
付位置と、ロック装置を解錠して前端部を持ち上げた仮
想線Ｂで示すポップアップ位置をとることができる。

【００１６】仮想線Ｃで示す位置はメインフレーム１０
の長さ方向と略垂直方向（Ｘ矢示方向）へ取り外した状
態（又は取付前の状態）におけるものである。なお、バ
ッテリケース２０は取付位置Ａとポップアップ位置Ｂ間
の変化時にはメインフレーム１０の長さ方向（Ｙ矢示方
向）へ略沿ってスライド可能である。

【００１７】図３に明らかなように、バッテリケース２
０は上下方向へ２分割されている上部ケース６０と下部
ケース６２からなるプラスチック製の部材であり、両者
の会わせ部６４は互い違いに重なり合う段部をなし、こ
れによってラビリンス構造を形成して水の進入を防止し
ている。

【００１８】バッテリケース２０内には、組電池として
のバッテリパック６６が収容され、上部は上部ケース６
０の内面に下方へ突出形成されてリブ６８に取付けられ
た溝ゴム７０の当接により、下部はバッテリパック６６
の底部と下部ケース６２の底部７２間に介装された板状
クッションゴム７４によりそれぞれ防振支持されてい
る。

【００１９】図３中の符号７６はリミットスイッチであ
り、車体カバー４４の内側面に取付けられ、上部から下
方へ延びる板バネ７８がバッテリケース２０を車体カバ
ー４４上へ取付けたとき、下部ケース６２の底部７２に
下方へ突出形成された突起部７３が押すことによりオン
し、後述のポップアップ位置のときオフするようになっ
ている。

【００２０】図４に明らかなように、バッテリケース２
０の上部ケース６０と下部ケース６２は、側部前半側に
おいて下部ケース６２から上方へ突出する係合爪８０で
係合し、後半側においてタッピングスクリュウ８２で締
結することによって、両者が分離可能に一体化されてい
る。下部ケース６２の底部前半側にはゴムクッション材
８４がメインフレーム１０側との取付時に介装される。

【００２１】バッテリケース２０の前端部にはハンドル
８６が回動自在に取付けられ、かつ側面には斜めの段差
部８８が形成され、前側固定部２２を覆う車体カバー４
４の中央部に設けられた斜面壁４５と一致するようにな
っている（図１）。前面９０の下部は後方へ食い込む切
り欠き状の押し圧段部９２となっている。

【００２２】バッテリケース２０の後端部においては、
後部側面には後方へ斜め上がりの後部斜面９４が形成さ
れ、ロック装置を覆う車体カバー４４の中央部に設けら
れた斜面壁４６と一致するようになっている（図２）。
また、上部ケース６０の背面９６は後部斜面９４と逆に
傾斜する斜面に形成されている。

【００２３】さらにバッテリケース２０の後端部にはビ
ス９８等によって雌型コネクタであるバッテリ側コネク
タ１００が取付けられている。バッテリ側コネクタ１０
０の背面１０２は後述するモータ側コネクタの突当面を
なし、その中央部には側面視略三角形状の位置決め用の
係合突起１０４が突出している。バッテリ側コネクタ１
００の底部後端部は後方上がりに傾斜するガイド斜面１
０６をなしている。

【００２４】バッテリパック６６は多数の単位電池１１
０を直列に接続して２段に並べ周囲を熱収縮チューブ１
１１で一パック化した組バッテリである。単位電池１１
０はＮｉ−Ｃｄ型等適宜形式の充電式である。

【００２５】隣り合う単位電池１１０はそれぞれを導板
１１２で直列に接続し、ヒューズ１１４を介して後述す
るバッテリ側コネクタ１００の放電用端子へ接続してい
る。図中の符号１１６は温度検出用サーミスタ、１１７
はその導線、１１８は充電端子である。

【００２６】この充電端子１１８は逆流防止用ダイオー
ドを内蔵し下部ケース６２の後部側面に取付けられてい
る。また、放電用端子と別に設けられているため、バッ
テリケース２０を搭載状態にしたままでも、又は取り外
した状態であっても、いずれの状態でも充電可能であ
る。

【００２７】図５はバッテリパック６６を示す図であ
り、本実施の形態では多数の単位電池１１０を１列に並
べたものを上下２段にしてある。上段１２０と下段１２
２では、各単位電池１１０の半径分だけ列方向へずれて
おり、一方の段を構成する単位電池１１０の中心が他方
の段の隣り合う単位電池１１０間の谷間上に重なるよう
千鳥配置されている。

【００２８】このため、各段間で隣り合う単位電池１１
０によって形成される間隙空間１２４は３個の単位電池
１１０による略三角形状のものとなる。前記温度検出用
サーミスタ１１６はこの間隙空間１２４の一つに挿入さ
れている。

【００２９】さらに、各単位電池１１０間には絶縁部材
１２６が介在される。この絶縁部材１２６は上段１２０
と下段１２２の間を仕切る段間仕切部１２８と、各列内
において隣り合う単位電池１１０間を仕切る列内仕切部
１３０で構成されている。

【００３０】列内仕切部１３０は段間仕切部１２８から
各段の隣り合う単位電池１１０間へ互い違いに上下へ枝
分れ状に突出している。但し、図６に展開形状を示すよ
うに、この絶縁部材１２６は一枚状のシートを連続して
折ることによって形成されている。

【００３１】すなわち、狭幅部１３２と広幅部１３４が
交互に形成され、広幅部１３４の端部近くを折り線１３
６で山折りし、狭幅部１３２の中央部を折れ線１３８で
谷折りすることにより、図６に示す立体形状の絶縁部材
１２６が形成される。

【００３２】このとき、狭幅部１３２は二つ折り状をな
して、両端部を除き列内仕切部１３０となり、この二つ
折り部分は必要に応じて接着剤１４０（図６の拡大部参
照）で両者を二つ合わせに接着する。

【００３３】図６の斜線部は接着剤１４０を施す範囲を
示している。また、広幅部１３４は段間仕切部１２８と
なる。但し、本実施の形態では狭幅部１３２も両端のみ
が段間仕切部１２８となっている。

【００３４】このようにして折られた絶縁部材１２６
は、使用前の輸送状態等においては、図７に示す略経本
状にたたまれて取扱性良好なコンパクト形状になってい
る。

【００３５】次に本実施の形態における作用を説明す
る。図５において、単位電池１１０は上段１２０及び下
段１２２間で千鳥配置されているため、間隙空間１２４
は隣り合う３個の単位電池１１０のみで形成され、略三
角形をなし、従来の略十字形と比べて著しく小さな体積
になる。

【００３６】したがって、この空間の減少分だけ、バッ
テリパック６６全体の温度状態が均一化し、その結果、
各単位電池１１０における電気化学反応が平準化して、
性能が均一化し、かつ長寿命化する。

【００３７】しかも、温度検出用サーミスタ１１６を挿
入する空間も間隙空間１２４であって比較的小さくなる
から、測定結果も、隣り合う３個の単位電池１１０の平
均温度により近くなり、正確な温度測定が可能になる。

【００３８】さらに、絶縁部材１２６を段間仕切部１２
８と列内仕切部１３０で構成したので、段間仕切部１２
８と各段の隣り合う一対の列内仕切部１３０間に１個の
単位電池１１０を収容するための区画空間が自動的に形
成される。

【００３９】したがって、バッテリパック６６を組立て
るとき、各単位電池１１０を次々とこの区画空間へ一つ
づつ収容していくだけで組立できるので、作業性が著し
く向上する。

【００４０】そのうえ、本実施の形態では、絶縁部材１
２６を一本の連続シートを折ることによって形成できる
ので、部品点数を削減し、量産性を向上できるととも
に、運搬時等使用前状態ではコンパクトに折りたたむこ
とができる。

【００４１】

【発明の効果】上下に隣り合う段の単位電池を千鳥に配
置したので、隣り合う単位電池間の間隙空間は略三角形
状をなし、従来と比べて比較的小さくなる。このため、
温度状態がより均一化して電気化学反応が平準化し、電
池の長寿命化を達成できる。

【００４２】また、この間隙空間へ温度測定用の測定素
子を挿入すれば、より正確な単位電池の平均温度を測定
できる。

【００４３】さらに、絶縁材料は隣り合う段間を仕切る
段間仕切部と、この段間仕切部から枝分れして各列の隣
り合う単位電池間を仕切る列内仕切部を有するので、段
間仕切部と列方向へ隣り合う一対の列内仕切部間毎に一
個の単位電池を収容する空間が形成されるから、この空
間へ単位電池を入れていくだけで組立てることができ、
組立工程における作業性を向上できる。また、絶縁部材
は一枚状のシートを連続して折ることによって段間仕切
部と列内仕切部を形成できるので、部品点数を削減し、
量産性を向上できるとともに、運搬時等使用前状態では
コンパクトに折りたたむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における前部フレーム部分の要部側
面図

【図２】実施の形態を適用する補助動力付自転車の側面
図

【図３】図１の３−３線断面図

【図４】実施の形態におけるバッテリケースの一部破断
側面図

【図５】実施の形態におけるバッテリパックを示す図

【図６】絶縁部材の展開図

【図７】絶縁部材の斜視図

【図８】絶縁部材の使用前収納状態を示す図

【符号の説明】

１０：メインフレーム、２０：バッテリケース、６６：
バッテリパック（組電池）、１１０：単位電池、１１
６：サーミスタ（温度測定素子）、１２０：上段、１２
２：下段、１２６：絶縁部材、１２８：段間仕切部、１
３０：列内仕切部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/10 H01M 10/50

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の単位電池を横並べにして一列と
   し、この列を多段に重ねて全体の周囲を覆うことにより
   一体化した組電池において、 各単位電池を隣り合う段間で千鳥に配置するとともに、 各単位電池間を仕切るために設けられる絶縁部材を、隣
   り合う段間を仕切るための段間仕切部と、この段間仕切
   部から一体に延びて同一段内で一列をなす単位電池のう
   ち隣り合う単位電池間を仕切るための列内仕切部とで構
   成し、 前記列内仕切部は前記段間仕切部から枝分かれ状に折れ
   曲がり、前記同一段内の隣り合う単位電池は前記列内仕
   切部を挟むとともに、 これらの段間仕切部と列内仕切部とが、一枚のシート状
   をなす前記絶縁部材を連続して折り曲げることにより形
   成される ことを特徴とする組電池。
2. 【請求項２】 前記単位電池はそれぞれが円筒状をなす
   とともに、隣り合う３個の単位電池によって形成される
   間隙空間内へ電池の温度を測定するための温度測定素子
   を挿入したことを特徴とする請求項１記載の組電池。
3. 【請求項３】 前記単位電池は２段に重ねられるととも
   に、前記絶縁部材の列内仕切部は二つ折り状になってい
   ることを特徴とする請求項１記載の組電池。
4. 【請求項４】 前記列内仕切部は二つ折り部分が接着剤
   で二つ合わせに接着されていることを特徴とする請求項
   ３記載の組電池。