JP3557117B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモーターの電源用に使用される大電流用の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車走行用のモーターを駆動する電源に使用される大電流用の電源装置は、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。駆動モーターの出力を大きくするためである。この種の用途に使用される電源装置は、出力電力を大きくするために、多数の電池を内蔵している。この種の電源装置は、たとえば、特開平１０−２７０００６号公報に記載される。この公報に記載される電源装置は、図１の分解斜視図に示すように、電源モジュールを複数列に内蔵するホルダーケース３５を備える。ホルダーケース３５は、プラスチックでもって、上方を開口する方形状の箱型に成形している。ホルダーケース３５は、細長い円柱状の電源モジュールを挿入するために、円形の貫通孔３５ａを両端壁３５Ａに開口している。さらに、電源モジュールを安定して保持するために、両端壁３５Ａと平行に中間壁３５Ｂを設け、この中間壁３５Ｂにも円形の貫通孔３５ｂを開口している。さらに、中間壁３５Ｂの貫通孔３５ｂには、振動を吸収するために、円筒状の防振ゴムリング３６Ａを挿入している。防振ゴムリング３６Ａは、中間壁３５Ｂの表面に沿って連結されるゴムシート３６に一体成形して設けられる。ゴムシート３６が中間壁３５Ｂに連結されて、防振ゴムリング３６Ａは貫通孔３５ｂに挿入される。防振ゴムリング３６Ａを入れた貫通孔３５ｂに、電源モジュール１が挿入されて、ホルダーケース３５の定位置に保持される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この構造のホルダーケースは、多数の電源モジュールを貫通孔に入れて保持する。この構造のホルダーケースは、製造に著しく手間がかかって、製造コストが高くなる欠点がある。それは、両端壁と中間壁の両方に、電源モジュールを挿入して保持する貫通孔を成形しているからである。両端壁と中間壁に貫通孔を設けているホルダーケースの成形は、複雑な構造の金型で成形する必要がある。両端壁と中間壁の貫通孔を成形する部分を、簡単に脱型できないからである。
【０００４】
さらに、この構造のホルダーケースは、両端壁と中間壁に設ける貫通孔の位置と内形を極めて高い精度で成形する必要がある。とくに、防振ゴムリングを入れない貫通孔を、高い精度で成形する必要がある。貫通孔が電源モジュールよりも大きいと、電源モジュールを隙間なく保持できず、貫通孔が電源モジュールよりも小さく、あるいは位置がずれると、電源モジュールを貫通孔に挿入できなくなるからである。困ったことに、電源モジュールは、外径を極めて高い精度で製作するのが難しい。電源モジュールが、円筒電池に温度センサー等を固定して、熱収縮チューブ等で被覆して製造しているからである。多量生産される円筒電池は、外径に多少の誤差がある。さらに、円筒電池の表面に温度センサー等を固定して、熱収縮チューブで被覆しているので、電源モジュールの外径は、さらにばらつきが大きくなっている。したがって、両端壁と中間壁に設ける貫通孔を正確に成形しても、ここに挿入する電源モジュールの外径が異なるので、全ての電源モジュールを隙間なく貫通孔に挿入して、確実に保持するのが難しい。
【０００５】
外径にばらつきがある電源モジュールを保持する貫通孔は、最大外径の電源モジュールを挿入できる大きさに成形する必要がある。このため、外径が多少小さい電源モジュールを貫通孔に挿入すると、電源モジュールと貫通孔との間に隙間ができる。ここに隙間ができると、両端壁と中間壁で、電源モジュールを動かないように安定して保持できなくなる欠点がある。
【０００６】
さらに、困ったことに、貫通孔を電源モジュールの外径に等しく成形しているホルダーケースは、電源モジュールを挿入してセットするのに極めて手間がかかる。それは、小さい貫通孔に、きっちりと隙間なく電源モジュールを挿入するために、電源モジュールをスムーズに貫通孔に挿入できないからである。とくに、電源モジュールを確実に保持するために、防振ゴムリングの内形を正確に電源モジュールの外形に成形すると、防振ゴムリングに電源モジュールをスムーズに挿入できなくなる。振動を吸収する防振ゴムリングは、ほとんど例外なく表面の摩擦抵抗が大きいからである。
【０００７】
さらに、電源モジュールは、必ずしも理想的な円柱ではない。たとえば、表面に温度センサーを固定している電源モジュールは、表面に縦方向に凸条が突出する。さらに、凸条は温度センサーの部分とこれを連結する部分とで高さが変化する。この形状の電源モジュールは、防振ゴムリングに挿入するのにさらに手間がかかかる。たとえ、防振ゴムリングの内面に、凸条を案内する凹部を成形しても、凸条の高さが変化するので、スムーズに挿入できない。とくに、電源モジュールの凸条表面に、防振ゴムリングを弾性的に押圧して保持できる構造にすると、電源モジュールを防振ゴムリングに挿入するのが極めて難しくなる。
【０００８】
さらに、図に示すホルダーケースは、多数の防振ゴムリングを一体成形しているゴムシートの成形にも、高い精度が要求される。それは、防振ゴムリングの位置ずれや大きさの誤差が、電源モジュールのスムーズな挿入を阻害するからである。また、この構造では、多数の防振ゴムリングをゴムシートで連結するので、全体の外形が極めて大きくなる。さらに、防振ゴムリングを一体成形しているゴムシートは、ホルダーケースに収納する電源モジュールの個数にあわせて、専用に成形する必要があり、１枚のゴムシートを使用して、電源モジュールの収納個数を変更することができない。
【０００９】
したがって、図１に示すホルダーケースは、多数の電源モジュールを挿入して組み立てるのに極めて手間がかかり、組み立てコストが高くなる。このことは、ホルダーケースの製造コストが高くなることと相乗して、電源装置のトータルコストを著しく高くする欠点がある。
【００１０】
本発明は、このような従来の電源装置の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、能率よく安価に多量製作できると共に、組み立てを簡単かつ容易に、しかも能率よくして、トータルコストを低減できる電源装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の大切な目的は、電源モジュールを緩衝パッキンに密着させて、理想的な状態で保持でき、さらに、単一構造の緩衝パッキンとホルダーケースで収納する電源モジュールの数を変更できる電源装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置は、複数の電源モジュール１をホルダーケース２に平行に保持している。ホルダーケース２は、両面に配設される蓋ケース２Ａと、蓋ケース２Ａの間に配設される中間ケース２Ｂとを備える。ホルダーケース２は、中間ケース２Ｂの両面と、蓋ケース２Ａの内面に、電源モジュール１を複数列に並べて定位置に挟着して保持するホルダーリブ１５を設けている。ホルダーケース２は、両面の蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂとを連結して、蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂに設けているホルダーリブ１５で、電源モジュール１を複数列に並べて両側から挟着して定位置に保持している。さらに、ホルダーケース２は、ホルダーリブ１５の一部あるいは全体に、緩衝パッキン１６を連結しており、このホルダーリブ１５が緩衝パッキン１６を介して電源モジュール１を挟着して保持している。
【００１３】
蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂがプラスチック製で、蓋ケース２Ａの内面と、中間ケース２Ｂの両面に複数列にホルダーリブ１５を一体成形して設けている。さらに、複数列のホルダーリブ１５に緩衝パッキン１６を連結している。
【００１４】
蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂが、緩衝パッキン１６を連結しているホルダーリブ１５と、緩衝パッキン１６を連結していないホルダーリブ１５を有する。緩衝パッキン１６を連結しているホルダーリブ１５は、緩衝パッキン１６を連結していないホルダーリブ１５よりも低く成形している。緩衝パッキン１６が電源モジュール１を挟着して保持する状態において、緩衝パッキン１６を連結していないホルダーリブ１５の先端縁は、電源モジュール１の表面に接触し、あるいは接近している。
【００１５】
本発明の請求項２の電源装置は、ホルダーリブ１５に、複数列の電源モジュール１を嵌入して保持できる保持凹部１５Ａを設けて、ホルダーリブ１５の先端縁を凹凸のある波形に成形している。緩衝パッキン１６は、ホルダーリブ１５の波形に沿う波形に成形されている。波形の緩衝パッキン１６は、波形の保持凹部１５Ａに沿って連結されている。
【００１６】
本発明の請求項３の電源装置は、緩衝パッキン１６に、ホルダーリブ１５の先端縁に沿って嵌入できる嵌着溝１６Ａを縦に延長して設けている。
【００１７】
緩衝パッキン１６は、嵌着溝１６Ａをホルダーリブ１５に嵌入して、ホルダーリブ１５に連結している。
【００１８】
本発明の請求項４の電源装置は、ホルダーリブ１５が、電源モジュール１の表面に突出している凸部を案内する段差凹部１７を底部に備える。
【００１９】
本発明の請求項５の電源装置は、緩衝パッキン１６を、段差凹部１７に連結される部分を細く成形して、柔軟に変形できる形状としている。
【００２０】
本発明の請求項６の電源装置は、緩衝パッキン１６の段差凹部１７に連結される部分にスリット１６Ｂを設けて細く成形して、柔軟に変形できる形状としている。
【００２１】
本発明の請求項７の電源装置は、緩衝パッキン１６が、電源モジュール１に接触して押圧する面に、局部的に突出する凸部１６Ｃを有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００２３】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２４】
電源装置は、図２に示すように、複数の電源モジュール１を平行に保持するホルダーケース２と、このホルダーケース２の端部に位置して、ホルダーケース２に収納された電源モジュール１の端部に設けられた電極端子５にネジ止めして固定されるパスバー４と、このパスバー４を定位置に配設してホルダーケース２の端部に固定されるエンドプレート３とを備える。
【００２５】
電源モジュール１は、複数の二次電池、あるいは静電容量の大きなスーパーキャバシタを直線状に接続したもので、図の電源モジュール１は、６本の二次電池６を、直線状に直列に連結している。スーパーキャバシタを使用する電源モジュールは、複数のスーパーキャバシタを並列に接続している。ただし、電源モジュールは１本の二次電池やスーパーキャバシタで構成することもできる。図２に示す電源モジュール１は、円筒型の二次電池６を皿状接続体７で直線状に連結している。電源モジュール１の両端には、正極端子と負極端子からなる電極端子５を連結している。
【００２６】
図２に示す電源装置の回路図を図３に示す。この図に示す電源装置は８列×２段の電源モジュール１を内蔵しており、各電源モジュール１は直列に接続している。各電源モジュール１を接続するパスバー４は、ヒューズ８を介して電源モジュール１の電圧を検出するためのリード線９を接続している。
【００２７】
皿状接続体７が電池６を直線状に連結する構造を、図４と図５に示している。この構造の電源モジュール１は、皿状接続体７の円盤部７Ａを、円筒型電池６の正極に溶接して接続している。皿状接続体７の円盤部７Ａは、円筒型電池６の正極に溶接するプロジェクション７ａを設けている。皿状接続体７のプロジェクション７ａが正極に溶接されるとき、プロジェクション７ａの上面に溶接用電極棒が押圧される。皿状接続体７と円筒型電池６とのショートを阻止するために、皿状接続体７と円筒型電池６との間に、リング状に絶縁体１０が挟着される。
【００２８】
さらに、皿状接続体７は、フランジ部７Ｂの内側に円筒型電池６を挿入して、フランジ部７Ｂを円筒型電池６の負極である外装缶６Ａに溶接する。フランジ部７Ｂも、円盤部７Ａと同じように、内面に設けたプロジェクション７ａを外装缶６Ａに溶接する。このとき、フランジ部７Ｂには、プロジェクション７ａの外側に溶接用電極棒が押圧される。
【００２９】
直列に連結される電池６は、皿状接続体７を使用することなく、図６の断面図に示すように、Ｕ曲したリード板１１の対向面を互いに溶接して連結することもできる。この図の電源モジュール１は、電池６を放電させる方向に、大電流をパルス通電して、Ｕ曲したリード板１１の対向面を溶着する。リード板１１は、たとえば、１ＫＡの電流を約１５ミリ秒間流す大電流パルス通電で溶着できる。
【００３０】
さらに、電池６は、図７の断面図に示すように、電池６の＋−の電極の間に金属板１２を挟着する状態で、電池６を放電させる方向に大電流パルス通電処理をして、金属板１２を電池６の電極に溶着することもできる。
【００３１】
さらにまた、図８に示すように、電池６の間に金属板を挟着することなく、電池６の＋−の電極を直接に溶着することもできる。この電池６は、正極端子である封口板の上部表面に円錐状の突起を設け、この突起を隣接する電池６の負極端子に大電流パルス通電して溶接している。
【００３２】
図６ないし図８に示すように、皿状接続体７を使用しないで、直接に電池６の＋−の電極を溶接して連結し、あるいは、＋−の電極を金属板の両面に直接に溶接して連結している電源モジュール１は、電池間の電気抵抗を極めて小さくできる。また、電池６の連結強度を強くできる特長もある。
【００３３】
互いに直列に連結された電源モジュール１は、図９と図１０に示すように、電池６の正極側には正極端子５Ａを接続し、負極側には負極端子５Ｂを接続する。正極端子５Ａの中央凸部と、負極端子５Ｂは、図１１と図１２の斜視図で示すように、四角柱状に成形している。正極端子５Ａの中央凸部と、負極端子５Ｂとを四角柱状とするのは、エンドプレート３に設けた開口窓２０に嵌入して、複数の電源モジュール１を位置決めして接続するためである。正極端子５Ａと負極端子５Ｂである電極端子５は、パスバー４を連結する雌ネジ孔５ａを中心に設けている。
【００３４】
電源モジュール１の二次電池６は、ニッケル−水素電池である。ただ、電源モジュール１の二次電池６は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等を使用することもできる。
【００３５】
電源モジュール１は、図２に示すように、各電池６の表面に温度センサー１３を固定している。温度センサー１３は、電池温度を検出できる素子である。この温度センサー１３には、好ましくは、電池温度で電気抵抗が変化するにＰＴＣが使用される。各電池６の表面に固定される温度センサー１３は、センサーリード１４を介して直列に、直線状に連結されて、電源モジュール１の表面に縦方向に延長して固定される。温度センサー１３とセンサーリード１４は、表面を被覆する熱収縮チューブ等で電池６の表面に固定される。
【００３６】
ホルダーケース２は、図１３の分解斜視図において上下に図示している蓋ケース２Ａと、上下の蓋ケース２Ａの間に配設される中間ケース２Ｂとを備える。蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、全体をプラスチックで成形している。蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、電源モジュール１を挟着して定位置に保持するために、ホルダーリブ１５を一体成形している。図に示す蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂは、両端縁と中間に、複数列のホルダーリブ１５を平行に設けている。ホルダーリブ１５は、蓋ケース２Ａの内面と、中間ケース２Ｂの両面に設けられる。ホルダーリブ１５は、円筒状の電源モジュール１を定位置に保持するために、電源モジュール１の外形に沿って湾曲している半円状の保持凹部１５Ａを設けている。ホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａは、電源モジュール１の表面に沿う形状に成形される。したがって、電源モジュールが多角柱状である場合、保持凹部の形状は多角柱に沿う形状に成形される。
【００３７】
電源モジュール１は、ホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに嵌着されて、定位置に挟着状態で保持される。ホルダーリブ１５は、保持凹部１５Ａに沿ってゴム状弾性体の緩衝パッキン１６を連結して、電池６の耐衝撃性を向上している。図１３のホルダーケース２は、中間に設けている２列のホルダーリブ１５に緩衝パッキン１６を連結して、その他のホルダーリブ１５には緩衝パッキン１６を連結している。ただし、本発明のホルダーケースは、全てのホルダーリブに緩衝パッキンを連結することもでき、また、１列または３列以上のホルダーリブに緩衝パッキンを連結することもできる。
【００３８】
ホルダーリブ１５は、緩衝パッキン１６を連結しているものと、緩衝パッキン１６を連結していないもので、多少形状を変更している。緩衝パッキン１６を連結するホルダーリブ１５は、緩衝パッキン１６を連結しない緩衝パッキン１６よりも低く成形している。ホルダーリブ１５と電源モジュールとの間に緩衝パッキン１６を配設して、緩衝パッキン１６を電源モジュールの表面に密着させるためである。緩衝パッキン１６を連結しないホルダーリブ１５は、緩衝パッキン１６が電源モジュール１を挟着して保持する状態において、先端縁を電源モジュール１の表面に接触し、あるいは接近させる形状に成形している。
【００３９】
緩衝パッキン１６は、図１４と図１５に示すように、ホルダーリブ１５に沿う形状に成形している。ホルダーリブ１５は、複数列の電源モジュール１を嵌入して保持できる保持凹部１５Ａを設けて、先端縁を凹凸のある波形に成形している。このホルダーリブ１５に連結するために、緩衝パッキン１６は、ホルダーリブ１５の波形に沿う波形に成形している。波形の緩衝パッキン１６は、波形の保持凹部１５Ａに沿ってホルダーリブ１５に連結される。
【００４０】
さらに、緩衝パッキン１６は、ホルダーリブ１５に簡単かつ容易に、しかも連結した状態で位置ずれしないように、ホルダーリブ１５の先端縁に沿って嵌入できる嵌着溝１６Ａを縦に延長して設けている。緩衝パッキン１６は、嵌着溝１６Ａをホルダーリブ１５の先端縁に嵌入して、ホルダーリブ１５の定位置に装着される。この状態でホルダーリブ１５に連結される緩衝パッキン１６は、ホルダーリブ１５に接着することなく、定位置に装着することができる。ただ、緩衝パッキンは、局部的にホルダーリブに接着して固定することもできるのは言うまでもない。
【００４１】
ホルダーリブ１５は、電源モジュール１の表面に凸条の状態で突出している温度センサー１３とセンサーリード１４を案内するための段差凹部１７を、保持凹部１５Ａの底部に設けている。温度センサー１３とセンサーリード１４を保持凹部１５Ａに入れて、ホルダーリブ１５は保持凹部１５Ａで電源モジュール１を挟着して定位置に保持する。
【００４２】
緩衝パッキン１６は、ホルダーリブ１５の段差凹部１７に連結される部分を細く成形して、柔軟に変形できる形状としている。段差凹部１７に配設される電源モジュール１の凸部に、緩衝パッキン１６を押圧する状態で接触させて、安定して保持させるためである。図１５に示す緩衝パッキン１６は、ホルダーリブ１５の段差凹部１７に連結される部分にスリット１６Ｂを設けて、この部分を細く成形して、柔軟に変形できる形状としている。スリット１６Ｂは、嵌着溝１６Ａに連通して設けており、スリット１６Ｂの両側に位置する部分を、段差凹部１７に橋をかける状態で配設している。
【００４３】
さらに、図１５に示す緩衝パッキン１６は、電源モジュール１に接触して押圧する面に、局部的に突出する凸部１６Ｃを設けている。凸部１６Ｃは、電源モジュール１と平行に延長された凸条の形状に成形している。この構造の緩衝パッキン１６は、凸部１６Ｃを局部的に電源モジュール１に密着させて、電源モジュール１を好ましい弾性で押圧して保持できる特長がある。
【００４４】
以上の構造のホルダーケース２は、以下の状態で組み立てて、電源モジュール１を平行に保持する。
▲１▼ 蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂのホルダーリブ１５に、緩衝パッキン１６を連結する。緩衝パッキン１６は、嵌着溝１６Ａにホルダーリブ１５を入れて簡単に連結できる。
▲２▼ 下側の蓋ケース２Ａを水平に置いて、ホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに電源モジュール１を入れて平行に並べる。図の蓋ケース２Ａは、ホルダーリブ１５に、８列に電源モジュール１を並べる。電源モジュール１は、両端面を同一平面とするように、ホルダーリブ１５に並べる。このとき、電源モジュール１の表面に突出している温度センサー１３とセンサーリード１４を、ホルダーリブ１５の段差凹部１７に案内する。
▲３▼ 下側の蓋ケース２Ａに中間ケース２Ｂを載せる。中間ケース２Ｂは、下面に突出しているホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに、電源モジュール１を入れて、決められた位置に積層される。
▲４▼ 中間ケース２Ｂの上面に突出しているホルダーリブ１５の保持凹部１５Ａに電源モジュール１を入れて平行に並べる。このときも、電源モジュール１の両端が同一平面となるように、電源モジュール１を並べる。
▲５▼ 上側の蓋ケース２Ａを、電源モジュール１の上に載せて、蓋ケース２Ｂを定位置に積層する。この状態で、蓋ケース２Ａの下面に突出しているホルダーリブ１５は、保持凹部１５Ａに電源モジュール１が案内される。
▲６▼ 上下の蓋ケース２Ａを連結ネジ（図示せず）で連結して、上下の蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂとを連結して固定する。連結ネジは上下の蓋ケース２Ａと中間ケース２Ｂを貫通して、これ等を連結する。連結ネジは、上下の蓋ケース２Ａの四隅部とその中間を連結する。
【００４５】
以上の状態で、定位置に電源モジュール１を保持しているホルダーケース２に、エンドプレート３が固定される。エンドプレート３は、ホルダーケース２の電源モジュール１を直列に接続するパスバー４を内蔵している。パスバー４を定位置に保持するエンドプレート３は、図１６と図１７の分解斜視図に示すように、互いに積層状態で連結される本体部３Ａとカバー部３Ｂを備える。本体部３Ａとカバー部３Ｂは、プラスチックで別々に一体成形して製造される。本体部３Ａは、電源モジュール１と対向する側に配設され、カバー部３Ｂは本体部３Ａの背面に配設される。
【００４６】
本体部３Ａは、電源モジュール１を直列に連結するパスバー４を背面に配設している。ここに配設されるパスバー４は、本体部３Ａとカバー部３Ｂとの間に挟着されて、エンドプレート３の定位置に保持される。
【００４７】
図の本体部３Ａは、パスバー４を定位置に保持するためのパスバー嵌着凹部１８を背面に成形している。パスバー嵌着凹部１８は、金属板であるパスバー４を定位置に嵌着できるように、長方形のパスバー４の外形にほぼ等しく、正確にはこれよりも多少大きな長方形である。図１６と図１７の斜視図、および図１８に示す本体部３Ａは、パスバー嵌着凹部１８を、横方向に延長して設けている。本明細書において、パスバー４の縦横は、パスバー４の長手方向を横方向とし、この方向と直交する方向を縦方向とする。図１９に示す本体部３Ａは、パスバー嵌着凹部１８を縦方向に延長して設けている。さらに、図２０に示す本体部３Ａは、縦横にパスバー嵌着凹部１８を設けている。パスバー嵌着凹部１８は、ここにパスバー４を嵌着して、パスバー４で電源モジュール１を直列に連結する。
【００４８】
パスバー嵌着凹部１８の開口部には、パスバー４が出るのを阻止するストッパ爪１９を一体成形して設けている。ストッパ爪１９は、パスバー嵌着凹部１８の開口部から内側に突出して設けられる。図に示すストッパ爪１９は、パスバー嵌着凹部１８の開口部にあって、長辺のほぼ中央に内側に突出して設けられる。ストッパ爪１９の突出高さを大きくすると、パスバー４はパスバー嵌着凹部１８から出難くなるが、パスバー４をパスバー嵌着凹部１８に入れるのが難しくなる。反対に、ストッパ爪１９を低くすると、パスバー４をパスバー嵌着凹部１８に入れやすくなるが、パスバー４がパスバー嵌着凹部１８から出やすくなる。ストッパ爪１９は、パスバー４をスムーズにパスバー嵌着凹部１８に入れることができて、パスバー嵌着凹部１８に入れたパスバー４が出るのを効果的に阻止できるように、パスバー嵌着凹部１８の開口部から内側に突出して設けられる。
【００４９】
図２に示すホルダーケース２は、上下２段で、各段に８列の電源モジュール１を収納している。この電源モジュール１は、一方のエンドプレート３に横方向に内蔵されるパスバー４で一端を直列に連結して、他方のエンドプレート３に縦方向に内蔵されるパスバー４で直列に連結して、図２１に示すように、全ての電源モジュール１を直列に連結する。したがって、ホルダーケース２の一方の端部に固定されるエンドプレート３は、図１６、図１７及び図１８に示すように、パスバー４を横方向に内蔵しており、ホルダーケース２の他方の端部に固定されるエンドプレート３は、図１９に示すように、パスバー４を縦方向に内蔵している。図２０に示すように、縦横にパスバー嵌着凹部１８を設けている本体部３Ａは、ホルダーケース２の両端に固定できる。
【００５０】
本体部３Ａは、パスバー嵌着凹部１８の両端部に、パスバー４を電源モジュール１の電極端子５に連結する開口窓２０を開口している。開口窓２０は、電池６の電極に固定している電極端子５を回転しない状態で嵌入できる形状に開口される。図に示す電源モジュール１は、方形状の電極端子５を両端に固定している。この電極端子５を嵌入するために、開口窓２０は電極端子５の外形にほぼ等しく、正確には電極端子５よりも多少大きな内形に開口されている。この構造の本体部３Ａは、電源モジュール１の電極端子５を開口窓２０に嵌入して、電源モジュール１を回転しないように保持して、パスバー４を連結できる。
【００５１】
さらに、図に示す本体部３Ａは、リード線を定位置に保持するリード線溝２１を設けている。リード線溝２１は、パスバー嵌着凹部１８と平行に設けられる。リード線溝２１の開口部にも、リード線が出るのを阻止するストッパ爪２２を設けている。ストッパ爪２２は、リード線溝２１の開口部の対向する位置に配設される。対向するストッパ爪２２の間隔は、リード線の太さにほぼ等しい。このストッパ爪２２は、リード線をリード線溝２１に入れやすく、リード線をリード線溝２１から出難くできる。
【００５２】
リード線は、各電源モジュール１の電圧を検出するために、ヒューズ８を介してパスバー４に接続される。本体部３Ａは、ヒューズ８を定位置に配設するために、ヒューズ凹部２３を設けている。ヒューズ凹部２３はリード線溝２１に連結して設けられる。ヒューズ凹部２３とパスバー嵌着凹部１８との間の壁には、ヒューズ８をパスバー４に連結するリード板を配設する切欠２４を設けている。
【００５３】
さらに、図１６と図１７に示す本体部３Ａは、センサー連結板２５を定位置に保持する連結板嵌着凹部２６を背面に設けている。連結板嵌着凹部２６は、パスバー嵌着凹部１８に隣接して、パスバー嵌着凹部１８よりも外側にあって、パスバー嵌着凹部１８と平行に設けられる。連結板嵌着凹部２６に嵌入されるセンサー連結板２５は、電源モジュール１に固定される温度センサー１３を直列に連結する。電源モジュール１は、図２に示すように、電極端子５に隣接して、センサーリード１４を突出させている。このセンサーリード１４がセンサー連結板２５に連結されて、全ての温度センサー１３は直列に連結される。
【００５４】
センサーリード１４をセンサー連結板２５に連結するために、本体部３Ａは、センサーリード１４を通過させる連結孔２７を貫通して設けている。連結孔２７は、連結板嵌着凹部２６の端部に隣接して、連結板嵌着凹部２６よりも外側に開口されている。電源モジュール１から突出するセンサーリード１４は、本体部３Ａの連結孔２７を通過してセンサー連結板２５に連結されて、全ての温度センサー１３を直列に連結する。互いに直列に接続された温度センサー１３は、リード線を介して、外部に検出信号を出力する。いずれかの温度センサー１３が、電池温度が異常に高くなったことを検出すると、温度センサー１３からの信号を外部に接続している保護回路等で処理して、たとえば、電池６の充放電電流を制限し、あるいは、電流を遮断して電池６を保護する。
【００５５】
本体部３Ａは、カバー部３Ｂを定位置に保持するために、背面に突出して周縁に沿って周壁２８を一体成形して設けている。周壁２８のある本体部３Ａは、カバー部３Ｂを正確に位置ずれしないように積層して固定できる。さらに、周壁２８の内側に、カバー部３Ｂと防水カバー２９の両方を積層して定位置に連結して固定できる。また、周壁２８の内側に、防水カバー２９を固定する連結する構造は、防水カバー２９の外周と周壁２８の内面とを防水構造として、エンドプレート３を確実に防水構造にできる特長もある。
【００５６】
カバー部３Ｂは、本体部３Ａの背面に積層して固定されて、パスバー嵌着凹部１８と連結板嵌着凹部２６とリード線溝２１の開口部を閉塞する。この状態で、本体部３Ａとカバー部３Ｂは、パスバー４とセンサー連結板２５とリード線とを挟着する状態で、定位置に保持する。本体部３Ａにカバー部３Ｂを連結して固定する状態で、パスバー４とセンサー連結板２５とリード線とは、定位置にセットされて外部にでることはない。カバー部３Ｂは外形を、本体部３Ａに設けた周壁２８の内形にほぼ等しくしている。ここに嵌入して、カバー部３Ｂを本体部３Ａの定位置に積層するためである。
【００５７】
図１６と図１７に示すカバー部３Ｂは、本体部３Ａに設けている開口窓２０と同じ位置に開口窓２０を開口している。このエンドプレート３は、本体部３Ａとカバー部３Ｂの両方の対向する位置に開口窓２０を開口して、エンドプレート３に内蔵されるパスバー４を電源モジュール１の電極端子５に止ネジ３０で連結できる。
【００５８】
さらに、カバー部３Ｂは、電源モジュール１のセンサーリード１４をセンサー連結板２５に連結するための切欠部３１を外周に設けている。切欠部３１は、開口窓２０の外側に配設される。そして、カバー部３Ｂは、外周と開口窓２０の周縁に沿って、凸条を一体成形して設けている。凸条は、カバー部３Ｂを補強すると共に、開口窓２０や切欠部３１からエンドプレート３の内部に水等が侵入するのを有効に防止する。
【００５９】
図１６と図１７のカバー部３Ｂは、リード線を外部にエンドプレート３から引き出すための引出開口３２を両端部に開口している。リード線溝２１にセットされたリード線は、引出開口３２から外部に引き出される。
【００６０】
カバー部３Ｂを本体部３Ａの周壁２８に嵌入して連結できるように、カバー部３Ｂは、ストッパ凸部３３を外周面に一体成形して設けている。図に示すカバー部３Ｂは、全体の形状を方形状としているカバー部３Ｂの各辺に、複数個のストッパ凸部３３を突出するように成形している。このストッパ凸部３３を案内するストッパ凹部３４は、本体部３Ａの周壁２８の内面に設けられる。ストッパ凹部３４は、図２２に示すように、周壁２８に設けた貫通孔とすることもできる。カバー部３Ｂは、図２２に示すように、ストッパ凸部３３をストッパ凹部３４に案内して、本体部３Ａの定位置に連結して固定される。この図のエンドプレート３は、カバー部３Ｂにストッパ凸部３３を設けて、本体部３Ａにストッパ凹部３４を設けているが、カバー部にストッパ凹部を、本体部にストッパ凸部を設けて、カバー部を本体部の定位置に連結することもできる。また、本体部の周壁内面にのみストッパ凸部を設けて、このストッパ凸部よりも内側にカバー部を押し込んで、カバー部を本体部に連結することもできる。
【００６１】
以上の嵌着構造で、カバー部３Ｂと本体部３Ａとを連結しているエンドプレート３は、カバー部３Ｂを本体部３Ａに簡単かつ容易に、しかも迅速に脱着して連結できる特長がある。ただ、カバー部は、スポット溶着、局部的な接着、ネジ止等の構造で本体部に連結することもできる。
【００６２】
カバー部３Ｂの外側面に積層される防水カバー２９はプラスチック板で、外周の形状を、本体部３Ａの周壁２８の内側形状にほぼ等しく成形して、リード線の引出切欠２９Ａと、電源コードの取出穴２９Ｂとを開口している。
【００６３】
以上の構造のエンドプレート３は、本体部３Ａに、パスバー４とセンサー連結板２５とヒューズ８とを決められた位置に配設して、背面にカバー部３Ｂを固定する。この状態で、電源モジュール１を定位置に保持しているホルダーケース２にエンドプレート３を固定し、図２２の断面図に示すように、カバー部３Ｂの開口窓２０に入れる止ネジ３０で、エンドプレート３のパスバー４を電源モジュール１の電極端子５に連結する。エンドプレート３をホルダーケース２に連結した状態で、パスバー４を電極端子５に簡単に能率よく連結できる。ただ、エンドプレート３は、パスバー４を電源モジュール１の電極端子５に連結した後、ホルダーケース２に連結して固定することもできる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の電源装置は、能率よく安価に多量生産できると共に、組み立てを簡単かつ容易に、しかも能率よくして、トータルコストを低減できる特長がある。それは、本発明の電源装置が、ホルダーケースを両面の蓋ケースと中間ケースとで構成すると共に、中間ケースの両面と蓋ケースには、その内面に、電源モジュールを複数列に並べて挟着するホルダーリブを設けており、さらに、ホルダーリブに緩衝パッキンを連結して、緩衝パッキンを介して電源モジュールを挟着して定位置に保持しているからである。この構造の電源装置は、蓋ケースと中間ケースのホルダーリブに緩衝パッキンを連結して、蓋ケースと中間ケースのホルダーリブで電源モジュールを両側から挟着して定位置に保持できる。このため、従来の箱形に成形しているホルダーケースのように、貫通孔に電源モジュールを挿入して装着する必要がなく、ホルダーリブに複数の電源モジュールを並べて定位置に装着できるので、極めて能率よく組み立てできる。
【００６５】
また、本発明の電源装置は、貫通孔に挿入するのではなくて、蓋ケースと中間ケースに設けたホルダーリブに連結している緩衝パッキンで電源モジュールを挟着して保持するので、電源モジュールに緩衝パッキンを密着させて、理想的な状態で保持できる特長がある。とくに、表面に凹凸のある電源モジュールにも、緩衝パッキンを弾性的に押圧できる特長がある。そして、緩衝パッキンを電源モジュールの表面に押圧する構造としても、多数の電源モジュールを簡単に速やかにホルダーケースにセットして能率よく組み立てできる特長がある。
【００６６】
また、本発明の電源装置は、単一構造の緩衝パッキンとホルダーケースを使用して、収納する電源モジュールの数を変更できる特長もある。それは、中間ケースを積層する段数を変更して、電源モジュールの数を変更できるからである。たとえば、図１３に示すように、蓋ケースの間に１段の中間ケースを備える構造では、電源モジュールを２段に収納できるが、中間ケースを２層に積層して使用することにより、電源モジュールを３段に収納して、電源モジュールの数を多くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電源装置の分解斜視図
【図２】本発明の実施例の電源装置の分解斜視図
【図３】本発明の実施例の電源装置の回路図
【図４】図２に示す電源装置に内蔵される電源モジュールの側面図
【図５】図４に示す電源モジュールの電池の連結構造を示す分解断面図
【図６】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を示す断面図
【図７】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を示す断面図
【図８】電源モジュールの電池の連結構造の他の一例を示す断面図
【図９】図４に示す電源モジュールの正極側の電極端子の連結構造を示す分解断面図
【図１０】図４に示す電源モジュールの負極側の電極端子の連結構造を示す分解断面図
【図１１】図９に示す正極端子の拡大斜視図
【図１２】図１０に示す負極端子の拡大斜視図
【図１３】図２に示す電源装置のホルダーケースの分解斜視図
【図１４】図２に示すホルダーケースの蓋ケースに緩衝パッキンを装着する状態を示す分解斜視図
【図１５】図１４に示す緩衝パッキンの拡大斜視図
【図１６】図２に示す電源装置のエンドプレートの分解斜視図
【図１７】図１６に示すエンドプレートを組み立てる状態を示す分解斜視図
【図１８】図１６に示すエンドプレートの本体部の平面図
【図１９】エンドプレートの本体部の他の一例を示す平面図
【図２０】エンドプレートの本体部の他の一例を示す平面図
【図２１】複数の電源モジュールをパスバーで直列に連結する状態を示す概略斜視図
【図２２】エンドプレートのパスバーと電源モジュールとの連結構造を示す断面図
【符号の説明】
１…電源モジュール
２…ホルダーケース ２Ａ…蓋ケース ２Ｂ…中間ケース
３…エンドプレート ３Ａ…本体部 ３Ｂ…カバー部
４…パスバー
５…電極端子 ５Ａ…正極端子 ５Ｂ…負極端子
５ａ…雌ネジ孔
６…電池 ６Ａ…外装缶
７…皿状接続体 ７Ａ…円盤部 ７Ｂ…フランジ部
７ａ…プロジェクション
８…ヒューズ
９…リード線
１０…絶縁体
１１…リード板
１２…金属板
１３…温度センサー
１４…センサーリード
１５…ホルダーリブ １５Ａ…保持凹部
１６…緩衝パッキン １６Ａ…嵌着溝 １６Ｂ…スリット
１６Ｃ…凸部
１７…段差凹部
１８…パスバー嵌着凹部
１９…ストッパ爪
２０…開口窓
２１…リード線溝
２２…ストッパ爪
２３…ヒューズ凹部
２４…切欠
２５…センサー連結板
２６…連結板嵌着凹部
２７…連結孔
２８…周壁
２９…防水カバー ２９Ａ…引出切欠 ２９Ｂ…取出穴
３０…止ネジ
３１…切欠部
３２…引出開口
３３…ストッパ凸部
３４…ストッパ凹部
３５…ホルダーケース ３５Ａ…両端壁 ３５Ｂ…中間壁
３５ａ…貫通孔 ３５ｂ…貫通孔
３６…ゴムシート ３６Ａ…防振ゴムリング

Claims (7)

1. 複数の電源モジュール（１）をホルダーケース（２）に平行に保持している電源装置において、ホルダーケース（２）が、両面に配設される蓋ケース（２Ａ）と、蓋ケース（２Ａ）の間に配設される中間ケース（２Ｂ）とを備え、中間ケース（２Ｂ）の両面と、蓋ケース（２Ａ）の内面に、電源モジュール（１）を複数列に並べて定位置に挟着して保持するホルダーリブ（１５）を設けており、両面の蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）とを連結して、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）に設けているホルダーリブ（１５）で、電源モジュール（１）を複数列に並べて両側から挟着して定位置に保持すると共に、ホルダーリブ（１５）の一部あるいは全体に、緩衝パッキン（１６）を連結して、ホルダーリブ（１５）が緩衝パッキン（１６）を介して電源モジュール（１）を挟着して保持してなり、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）がプラスチック製で、蓋ケース（２Ａ）の内面と、中間ケース（２Ｂ）の両面に複数列にホルダーリブ（１５）を一体成形して設けており、複数列のホルダーリブ（１５）に緩衝パッキン（１６）を連結しており、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）が、緩衝パッキン（１６）を連結しているホルダーリブ（１５）と、緩衝パッキン（１６）を連結していないホルダーリブ（１５）を有し、緩衝パッキン（１６）を連結しているホルダーリブ（１５）を、緩衝パッキン（１６）を連結していないホルダーリブ（１５）よりも低く成形しており、緩衝パッキン（１６）が電源モジュール（１）を挟着して保持する状態において、緩衝パッキン（１６）を連結していないホルダーリブ（１５）の先端縁が、電源モジュール（１）の表面に接触し、あるいは接近してなることを特徴とする電源装置。
2. 複数の電源モジュール（１）をホルダーケース（２）に平行に保持している電源装置において、ホルダーケース（２）が、両面に配設される蓋ケース（２Ａ）と、蓋ケース（２Ａ）の間に配設される中間ケース（２Ｂ）とを備え、中間ケース（２Ｂ）の両面と、蓋ケース（２Ａ）の内面に、電源モジュール（１）を複数列に並べて定位置に挟着して保持するホルダーリブ（１５）を設けており、両面の蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）とを連結して、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）に設けているホルダーリブ（１５）で、電源モジュール（１）を複数列に並べて両側から挟着して定位置に保持すると共に、ホルダーリブ（１５）の一部あるいは全体に、緩衝パッキン（１６）を連結して、ホルダーリブ（１５）が緩衝パッキン（１６）を介して電源モジュール（１）を挟着して保持してなり、ホルダーリブ（１５）に、複数列の電源モジュール（１）を嵌入して保持できる保持凹部（１５Ａ）を設けて、ホルダーリブ（１５）の先端縁を凹凸のある波形に成形しており、緩衝パッキン（１６）がホルダーリブ（１５）の波形に沿う波形に成形されて、波形の緩衝パッキン（１６）が、波形の保持凹部（１５Ａ）に沿って連結されてなることを特徴とする電源装置。
3. 複数の電源モジュール（１）をホルダーケース（２）に平行に保持している電源装置において、ホルダーケース（２）が、両面に配設される蓋ケース（２Ａ）と、蓋ケース（２Ａ）の間に配設される中間ケース（２Ｂ）とを備え、中間ケース（２Ｂ）の両面と、蓋ケース（２Ａ）の内面に、電源モジュール（１）を複数列に並べて定位置に挟着して保持するホルダーリブ（１５）を設けており、両面の蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）とを連結して、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）に設けているホルダーリブ（１５）で、電源モジュール（１）を複数列に並べて両側から挟着して定位置に保持すると共に、ホルダーリブ（１５）の一部あるいは全体に、緩衝パッキン（１６）を連結して、ホルダーリブ（１５）が緩衝パッキン（１６）を介して電源モジュール（１）を挟着して保持してなり、緩衝パッキン（１６）が、ホルダーリブ（１５）の先端縁に沿って嵌入できる嵌着溝（１６Ａ）を縦に延長して設けており、緩衝パッキン（１６）の嵌着溝（１６Ａ）をホルダーリブ（１５）に嵌入して、緩衝パッキン（１６）をホルダーリブ（１５）に連結していることを特徴とする電源装置。
4. 複数の電源モジュール（１）をホルダーケース（２）に平行に保持している電源装置において、ホルダーケース（２）が、両面に配設される蓋ケース（２Ａ）と、蓋ケース（２Ａ）の間に配設される中間ケース（２Ｂ）とを備え、中間ケース（２Ｂ） の両面と、蓋ケース（２Ａ）の内面に、電源モジュール（１）を複数列に並べて定位置に挟着して保持するホルダーリブ（１５）を設けており、両面の蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）とを連結して、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）に設けているホルダーリブ（１５）で、電源モジュール（１）を複数列に並べて両側から挟着して定位置に保持すると共に、ホルダーリブ（１５）の一部あるいは全体に、緩衝パッキン（１６）を連結して、ホルダーリブ（１５）が緩衝パッキン（１６）を介して電源モジュール（１）を挟着して保持してなり、ホルダーリブ（１５）が、電源モジュール（１）の表面に突出している凸部を案内する段差凹部（１７）を底部に設けていることを特徴とする電源装置。
5. 緩衝パッキン（１６）が、段差凹部（１７）に連結される部分を細く成形して、柔軟に変形できる形状としている請求項４に記載される電源装置。
6. 緩衝パッキン（１６）が、段差凹部（１７）に連結される部分にスリット（１６Ｂ）を設けて細く成形して、柔軟に変形できる形状としている請求項５に記載される電源装置。
7. 複数の電源モジュール（１）をホルダーケース（２）に平行に保持している電源装置において、ホルダーケース（２）が、両面に配設される蓋ケース（２Ａ）と、蓋ケース（２Ａ）の間に配設される中間ケース（２Ｂ）とを備え、中間ケース（２Ｂ）の両面と、蓋ケース（２Ａ）の内面に、電源モジュール（１）を複数列に並べて定位置に挟着して保持するホルダーリブ（１５）を設けており、両面の蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）とを連結して、蓋ケース（２Ａ）と中間ケース（２Ｂ）に設けているホルダーリブ（１５）で、電源モジュール（１）を複数列に並べて両側から挟着して定位置に保持すると共に、ホルダーリブ（１５）の一部あるいは全体に、緩衝パッキン（１６）を連結して、ホルダーリブ（１５）が緩衝パッキン（１６）を介して電源モジュール（１）を挟着して保持してなり、緩衝パッキン（１６）が、電源モジュール（１）に接触して押圧する面に、局部的に突出する凸部（１６Ｃ）を有することを特徴とする電源装置。

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