JP3934899B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池が直列に接続されて得られかつ内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリット車や電気自動車などに搭載される電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関と電動機との双方の動力で走行可能なハイブリット車や電気自動車などには、電源装置100(図9に一部を断面にして示す)が搭載される。電源装置100は、図9に示すように、複数の電池101と、図示しない保持部材と、を備えている。
【0003】
電池101は、それぞれ一端に正の電極(以下正極と呼ぶ)を設け、他端に負の電極(以下負極と呼ぶ)を設けている。また、電池101には、図9に示すように、充電及び放電時に発生するガスを外部に排出するためのガス逃がし孔102が設けられている。電池101は、前記正極と負極とが互いに隣り合う状態で重ねられている。
【0004】
保持部材は、板状に形成されており、前記電池101に重ねられる。保持部材は、前記電池101に重ねられると、前記ガス逃がし孔102と相対する。保持部材には、ガスの排出経路をなすダクト部材103(図9に一部を断面にして示す)が取り付けられる。
【0005】
ダクト部材103は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂からなる。ダクト部材103は、図9に示すように、ダクト本体104と、複数のシール突起105と、を備えている。ダクト本体104は、筒状に形成されている。ダクト本体104には、前記ガス逃がし孔102と相対するガス通し孔106が複数設けられている。シール突起105は、ダクト本体104から突出した壁107を複数備えて、平面形状が輪状に形成されている。シール突起105は、内側にガス通し孔106を収容している。即ち、シール突起105は、ガス通し孔106の外縁部に設けられ、ガス通し孔106を囲んでいる。シール突起105は、ダクト本体104からガス逃がし孔102に向かって突出している。
【0006】
シール突起105は、保持部材に各電池101とダクト部材103とが取り付けられると、前記ガス逃がし孔102の外縁部に接触する。シール突起105は、ガス逃がし孔102外縁部即ち電池101との間を気密に保つ。シール突起105は、ガス逃がし孔102とガス通し孔106の内側を気密に保つ。
【0007】
前述した構成の電源装置100は、保持部材にダクト部材103を取り付け、保持部材に各電池101を取り付ける。すると、シール突起105がガス逃がし孔102の外縁部に接触する。そして、充電及び放電時に各電池101から発生するガスは、シール突起105などによって、電池101とダクト部材103との間などから漏れない。そして、前記ガスは、前記ガス逃がし孔102とシール突起105の内側とガス通し孔106とダクト本体104の内側などを通って、電源装置100の外部に排出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
前述した電源装置100は、前記電池101を直列に接続するために、前記電池101を前述したように重ねる必要があった。このため、前記電池101を重ねた方向(図9中の矢印H1に沿う方向)に沿って長くなる傾向であった。このため、図9に示すように、前記シール突起105の前記矢印H1に沿って相対する一対の壁107が、電池101と接触した際に、倒れる虞があった。このため、前記電池101とシール突起105との間を気密に保つことが困難となり、前記電池101とシール突起105との間から前述したガスが漏れる虞があった。
【0009】
したがって、本発明の目的は、電池から発生するガスが外部に漏れることを確実に防止できる電源装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の電源装置は、一端に正の電極、他端に負の電極を設けた電池を複数備えた電池集合体と、前記電池集合体に取り付けられる保持部材と、各電池から充放電時に発生するガスを排出する排出経路と、を備えた電源装置において、前記排出経路は、前記電池それぞれに設けられた前記ガスを外部に排出するためのガス逃がし孔と、前記保持部材に取り付けられるダクト部と、各電池のガス逃がし孔それぞれに対応して設けられた輪状のシール部と、を備えたシール部材と、前記保持部材に着脱自在であるとともに前記保持部材に取り付けられると前記シール部材を前記電池集合体に向かって押す押圧部材と、によって区画させて、構成され、前記シール部は、互いに間隔をあけて相対するとともに前記ダクト部から突出した一対の壁と、これら一対の壁を互いに連なる一対の円弧壁とを備えているとともに、前記シール部材は、前記一対の壁を互いに連結する連結壁を備え、前記シール部材が前記保持部材に取り付けられかつ保持部材が前記電池集合体に取り付けられると、前記シール部が対応する電池のガス逃がし孔の外縁部に接触して、ガス逃がし孔と前記シール部と前記ダクト部との内側が気密に保たれることを特徴としている。
【0011】
請求項2に記載の本発明の電源装置は、請求項1に記載の電源装置において、前記連結壁は、前記シール部の内側に設けられていることを特徴としている。
【0012】
請求項3に記載の本発明の電源装置は、請求項1または請求項2に記載の電源装置において、前記連結壁は、前記シール部材と押圧部材が前記保持部材に取り付けられると、前記押圧部材に接触することを特徴としている。
【0013】
請求項1に記載された本発明によれば、連結壁がシール部の互いに相対する一対の壁を連結している。このため、シール部が電池に接触して該電池との間を気密に保つ際に、一対の壁が倒れることを防止できる。
【0014】
請求項2に記載された本発明によれば、連結壁がシール部の内側に設けられている。このため、シール部が電池に接触して該電池との間を気密に保つ際に、一対の壁が倒れることをより確実に防止できる。
【0015】
請求項3に記載された本発明によれば、連結壁が押圧部材と接触する。このため、シール部が電池との間を気密に保つ際に、連結壁が、倒れることを防止できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態にかかる電源装置を、図1ないし図8を参照して説明する。
【0017】
本発明の一実施形態にかかる図1に示す電源装置1は、内燃機関と電動機との双方の駆動力で走行可能なハイブリッド車や、電動機の駆動力によって走行可能な電気自動車に搭載される。
【0018】
電源装置1は、図1に示すように、電池集合体2と、電池保持部3と、を備えている。電池集合体2は、複数の電池4を備えている。電池4は、方体状の電池本体5と、正の電極(以下正極と呼ぶ)6と、負の電極(以下負極と呼ぶ)7と、を備えている。
【0019】
正極6は、電池本体5の一端に設けられている。負極7は、電池本体5の他端に設けられている。正極6と負極7とは、棒状に形成されており、前記電池本体5の一つの外壁(図7などに示す)8から同方向に突出している。正極6と負極7とは、互いに並行(平行)であるとともに、外周面にねじ溝が形成されている。
【0020】
複数の電池4は、正極6と負極7とが互いに隣り合いかつ前記外壁8が互いに同一平面上に位置する状態で、一方向(図1中の矢印H)に沿って並べられている。互いに隣り合う電池4同士は、正極6と負極7とが互いに隣り合っている。即ち、複数の電池4は、正極6と負極7とが交互に逆向きとなる状態で重ねられている。なお、前記矢印Hは、前記電池4が重ねられる方向をなしている。
【0021】
また、各電池4には、外壁8を貫通したガス逃がし孔10(図7及び図8に示す)が設けられている。ガス逃がし孔10は、前記正極6と負極7との中央に設けられている。ガス逃がし孔10は、充電及び放電時(以下充放電時と呼ぶ)に各電池4から発生するガスを、該電池4外に排出するためのものである。ガス逃がし孔10は、前記電池4が前述したように重ねられると、前記矢印Hに沿って並ぶ。
【0022】
電池保持部3は、保持部材としての保持板9と、バスバ22と、シール部材14と、押圧部材15と、を備えている。保持板9は、絶縁性の合成樹脂からなりかつ平面形状が矩形状の板状に形成されている。保持板9には、前述したように並べられた各電池4の正極6と負極7とを通すことのできる電極通し孔11(図2ないし図5に示す)と、バスバ収容室12(図2及び図3などに示す)と、シール固定部16(図2及び図3などに示す)と、が形成されている。
【0023】
保持板9は、前記電極通し孔11内に正極6及び負極7を通して、前記電池集合体2を構成する電池4の外壁8に重ねられる。こうして、保持板9は、電池集合体2に取り付けられる。このとき、保持板9の長手方向が、矢印Hと平行となる。バスバ収容室12は、前記外壁8に重ねられた際に、保持板9の外側に露出する表面9aに、複数設けられている。バスバ収容室12は、図2及び図3などに示すように、前記表面9aから立設した複数の隔壁13によって形成されている。バスバ収容室12には、一つの正極6を通す電極通し孔11と、一つの負極7を通す電極通し孔11とが開口している。すなわち、バスバ収容室12には、電極通し孔11を通して、互いに隣り合う電池4の正極6と負極7とが侵入する。
【0024】
バスバ収容室12は、前記一方向Hに沿って並べられた複数の電池4のうち一端に位置する一つの電池4(以下符号4aで示す)の正極6(以下符号6aで示す)と重なる位置と、他端に位置する他の電池4(以下符号4bで示す)の負極7(以下符号7aで示す)と重なる位置と、を除いた位置に配されている。
【0025】
また、各バスバ収容室12には、図2及び図3に示すように、前記バスバ22を固定するための係止爪17が複数設けられている。係止爪17は、隔壁13の内面からバスバ収容室12の内側に向かって突出している。係止爪17は、バスバ22の外縁に係止して、該バスバ22をバスバ収容室12内に固定する。
【0026】
シール固定部16は、保持板9の表面9aでかつ前記保持板9の幅方向の中央に設けられている。シール固定部16は、図1ないし図5及び図7に示すように、前記表面9aから突出した一対の隔壁18を備えている。隔壁18は、保持板9の長手方向に沿って延びている。隔壁18は、保持板9の幅方向に沿って互いに間隔をあけて配されている。隔壁18は互いに平行である。これらの隔壁18には、それぞれ係止爪19が設けられている。係止爪19は、これら一対の隔壁18が互いに近づく方向に、各隔壁18の表面から突出している。係止爪19は、押圧部材15の外縁に係止して、シール部材14と押圧部材15と保持板9とを固定する。
【0027】
また、シール固定部16には、図2、図4、図7及び図8に示すように、複数の通し孔20が設けられている。通し孔20は、一対の隔壁18間に設けられている。通し孔20は、保持板9を貫通している。通し孔20は、保持板9の長手方向に沿って並んでいる。それぞれの通し孔20は、保持板9が電池集合体2の電池4の外壁8に重ねられると、ガス逃がし孔10と重なる。
【0028】
バスバ22は、導電性を有する金属からなり、帯板状に形成されている。バスバ22は、正極6と負極7とを通すことのできる孔25を一対備えている。バスバ22は、一対の孔25それぞれに正極6と負極7とを通して、前記バスバ収容室12内に収容される。バスバ22は、隔壁13の内面に設けられた係止爪17に係止されて、バスバ収容室12内に固定される。
【0029】
シール部材14は、ゴムなどの弾性を有する合成樹脂からなる。シール部材14は、図2、図4及び図6ないし図8などに示すように、ダクト部としての部材本体30と、複数のシール突起31とを一体に備えている。部材本体30は、図1、図2、図4及び図6などに示すように、平面形状が矩形状の底板32と、複数の周壁33と、を備えて箱状に形成されている。部材本体30は、保持板9に取り付けられる。底板32の長手方向の長さは、保持板9の長手方向の長さと略等しい。底板32の幅方向の長さは、前記一対の隔壁18間の間隔と略等しい。
【0030】
底板32には、図1、図2、図4ないし図8に示すように、孔34が複数設けられている。孔34は、勿論底板32を貫通している。孔34は、シール部材14が、シール固定部16に取り付けられると、前記通し孔20と重なる。すなわち、ガス逃がし孔10と通し孔20と孔34とは、互いに重なって連通する。
【0031】
また、シール突起31は、本明細書に記したシール部に相当する。シール突起31は、底板32から周壁33の逆向きに立設している。シール突起31は、平面形状が輪状(小判状)に形成されている。シール突起31は、孔34それぞれに対応して一つずつ設けられている。即ち、シール突起31は、ガス逃がし孔10それぞれに対応して一つずつ設けられている。シール突起31は、前記孔34の外縁部に設けられている。シール突起31は、孔34を囲んでいる。
【0032】
シール突起31は、平面形状が小判状に形成されている。シール突起31は、前記矢印Hに沿って互いに間隔をあけて相対する一対の壁37(図8などに示す)と、これら一対の壁37を互いに連ねる一対の円弧壁38(図7などに示す)と、を備えている。壁37は、平板状である。一対の壁37は、互いに平行である。一対の円弧壁38は、前記矢印Hに対し直交する方向に沿って、互いに間隔をあけて相対する。円弧壁38は、円弧状に形成されている。前記一対の壁37と、円弧壁38とは、底板32即ち部材本体30から電池集合体2に向かって突出している。なお、前記壁37と、円弧壁38とは、本明細書に記した壁をなしている。
【0033】
また、シール部材14は、前記一対の壁37を互いに連結する一対の連結壁39(図7及び図8などに示す)を備えている。連結壁39は、シール突起31の内側に設けられている。一対の連結壁39は、それぞれ平板状に形成されている。一対の連結壁39は、前記矢印Hに対し直交する方向に沿って、互いに間隔をあけて相対している。一対の連結壁39は、前記底板32から電池集合体2に向かって突出しているとともに、周壁33と同方向に突出している。シール部材14に押圧部材15が後述するように取り付けられると、前記一対の連結壁39は、後述する天井壁40と接触する。そして、連結壁39は、前記天井壁40即ち押圧部材15によって、電池集合体2に向かって押される。
【0034】
シール突起31は、図7及び図8などに示すように、前記底板32から離れた縁部31aにリップ42を設けている。リップ42は、前記縁部31aから電池集合体2に向かって突出している。リップ42は、シール突起31の全周に亘って設けられている。また、シール突起31は、通し孔20内に侵入可能である。
【0035】
シール突起31は、通し孔20内に侵入すると、図7及び図8に示すように、前記リップ42が、ガス逃がし孔10の外縁部に位置する外壁8に接触する。シール突起31のリップ42は、外壁8との間を気密状態に保つ。シール突起31のリップ42は、外壁8に接触すると、ガス逃がし孔10を囲む。こうして、シール突起31のリップ42がガス逃がし孔10の外縁部に位置する外壁8に接触することを、本明細書では、シール突起31がガス逃がし孔10の外縁部に接触するという。このため、リップ42即ちシール突起31は、ガス逃がし孔10の外縁部と、気密状態で接触する。
【0036】
周壁33は、底板32の外縁に連なっており、該底板32に対し立設している。周壁33のうち、前記矢印Hに対し直交する方向に沿って相対する一対の周壁33の内面には、図7などに示すように、複数の第2リップ43が設けられている。第2リップ43は、前記周壁33の全長に亘って設けられている。第2リップ43は、周壁33の内面から突出している。第2リップ43は、シール部材14に押圧部材15が取り付けられると、押圧部材15の後述する側壁41と接触して、該側壁41との間を気密に保つ。また、シール部材14の複数の周壁33のうち一つの周壁33には、図示しないパイプが取り付けられている。パイプは、シール部材14の部材本体30の内側と外側とを連通している。
【0037】
押圧部材15は、保持板9に着脱自在である。押圧部材15は、図1、図2、図4、図6及び図7に示すように、天井壁40と、該天井壁40の幅方向の両縁に連なる一対の側壁41とを備えて、断面コ字形の樋状に形成されている。押圧部材15の長手方向の長さは、保持板9の長手方向の長さより短い。押圧部材15の幅方向の長さは、前記一対の隔壁18間の間隔より短い。
【0038】
押圧部材15は、図7に示すように、天井壁40が底板32と間隔をあけて相対しかつ側壁41が周壁33の内側に位置した状態で、シール部材14内に挿入される。こうして、押圧部材15は、シール部材14に取り付けられる。そして、これらの押圧部材15とシール部材14とは、前記シール固定部16の一対の隔壁18間に挿入される。押圧部材15の天井壁40の外縁に、係止爪19が係止して、シール部材14と押圧部材15とが、保持板9に固定される。
【0039】
すると、押圧部材15は、連結壁39即ちシール部材14を保持板9即ち電池集合体2に向かって押す。また、押圧部材15の側壁41は、第2リップ43に接触する。第2リップ43は、押圧部材15の側壁41との間を気密状態に保つ。
【0040】
なお、前述した、ガス逃がし孔10と、シール部材14と、押圧部材15とは、本明細書に記したガスの排出経路36を構成している。排出経路36は、前記ガスを電源装置1外へ排出するためのものである。
【0041】
前述した構成の電源装置1を組み立てる際には、まず、正極6と負極7とが互いに隣り合う状態に、複数の電池4を重ねる。そして、前記正極6と負極7を電極通し孔11内に挿入して保持板9を電池4の外壁8に重ねる。
【0042】
孔25内に互いに隣り合う正極6と負極7とを通したバスバ22をバスバ収容室12内に挿入する。係止爪17をバスバ22に係止させて、該バスバ22をバスバ収容室12内に固定する。その後、各正極6と負極7の外周にナット26などをねじ込んで、前記電池4と保持板9とバスバ22を固定する。
【0043】
シール部材14の周壁33内に、押圧部材15を挿入する。第2リップ43が、シール部材14と押圧部材15との間を気密に保つ。その後、シール突起31を通し孔20内に通して、一対の隔壁18間にシール部材14を挿入する。押圧部材15の外縁に係止爪19を係止させる。シール突起31のリップ42が、ガス逃がし孔10の外縁部に気密状態で接触する。こうして、排出経路36即ちガス逃がし孔10とシール突起31と部材本体30の内側が気密状態に保たれて、前述した構成の電源装置1が組み立てられる。
【0044】
こうして、組み立てられた電源装置1は、前記一方向Hの一端に位置する一つの電池4aの正極6aと、前記一方向Hの他端に位置する他の電池4bの負極7aと、を除いて、前記バスバ22により互いに隣り合う正極6と負極7が電気的に接続される。そして、電池4が互いに直列に電気的に接続される。
【0045】
本実施形態によれば、連結壁39が、シール突起31の一対の壁37を互いに連結している。さらに、連結壁39が、シール突起31の内側に設けられている。このため、シール突起31が電池4の外壁8に接触して該電池4の外壁8との間を気密に保つ際に、一対の壁37が倒れることを防止できる。したがって、シール突起31と電池4との間を確実に気密に保つことができ、電池4から発生するガスが、排出経路36以外から電源装置1外へ漏れることを確実に防止できる。
【0046】
また、連結壁39が押圧部材15の天井壁40と接触する。このため、シール突起31が電池4の外壁8との間を気密に保つ際に、連結壁39が倒れることを防止できる。このため、シール突起31が電池4の外壁8に接触して該電池4の外壁8との間を気密に保つ際に、一対の壁37が倒れることをより確実に防止できる。したがって、シール突起31と電池4との間をより確実に気密に保つことができ、電池4から発生するガスが、排出経路36以外から電源装置1外へ漏れることをより確実に防止できる。
【0047】
また、シール部材14は、部材本体30とシール突起31とを一体に形成している。部材本体30にシール突起31を一つずつ取り付けることなく、シール部材14を保持板9に取り付けて、該保持板9に電池集合体2を取り付けると、電池4のガス逃がし孔10から前記部材本体30に亘って気密に保つことができる。このように、容易に組み立てることが可能となり、組立にかかる手間や工数を抑制できる。したがって、電源装置1のコストの高騰を抑制できる。
【0048】
また、保持板9の通し孔20にシール突起31を通すことができるので、シール部材14を保持板9に取り付けて、該保持板9に電池集合体2を取り付けると、電池4のガス逃がし孔10から前記部材本体30に亘ってより確実に気密に保つことができる。したがって、より容易に組み立てることができ、電源装置1のコストの高騰を抑制できる。
【0049】
更に、保持板9に取り付けられると、押圧部材15はシール部材14を電池集合体2に向かって押す。このため、シール突起31とガス逃がし孔10の外縁部とがより確実に気密状態で接触する。このため、電池4から発生するガスの排出経路36を確実に気密に保つことができる。
【0050】
また、押圧部材15とシール部材14とが、電池4から発生するガスを排出するための排出経路36を構成する。このため、押圧部材15とシール部材14を保持板9に取り付けることによって、前記排出経路36を組み立てることができる。このように、より一層容易に組み立てることができ、電源装置1のコストの高騰をより一層抑制できる。
【0051】
なお、前述した実施形態では、表面9aに対し直交する方向に沿って、押圧部材15を保持板9に近づけて、保持板9とシール部材14と押圧部材15とを固定している。しかしながら、本発明では、押圧部材15を表面9aに沿ってスライドさせて、保持板9とシール部材14と押圧部材15とを固定しても良い。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の本発明は、一対の壁を互いに連結する連結壁を備えている。このため、シール部が電池に接触して該電池との間を気密に保つ際に、一対の壁が倒れることを防止できる。したがって、シール部と電池との間を確実に気密に保つことができ、電池から発生するガスが排出経路以外の電源装置外へ漏れることを確実に防止できる。
【0053】
請求項2に記載の本発明は、連結壁がシール部の内側に設けられているため、シール部が電池に接触して該電池との間を気密に保つ際に、一対の壁が倒れることをより確実に防止できる。したがって、シール部と電池との間を確実に気密に保つことができ、電池から発生するガスが排出経路以外の電源装置外へ漏れることをより確実に防止できる。
【0054】
請求項3に記載の本発明は、連結壁が押圧部材と接触する。このため、シール部が電池との間を気密に保つ際に、連結壁が倒れることを防止できる。このため、シール部が電池に接触して該電池との間を気密に保つ際に、一対の壁が倒れることをより一層確実に防止できる。したがって、シール部と電池との間を確実に気密に保つことができ、電池から発生するガスが排出経路以外の電源装置外へ漏れることをより一層確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。
【図2】図1に示された電源装置の保持板とシール部材と押圧部材とを示す斜視図である。
【図3】図2に示された保持板とシール部材と押圧部材とを互いに組み付けた状態を示す斜視図である。
【図4】図2に示された電源装置の保持板とシール部材と押圧部材とを裏側からみた斜視図である。
【図5】図4に示された保持板とシール部材と押圧部材とを互いに組み付けた状態を示す斜視図である。
【図6】図1に示された電源装置のシール部材と押圧部材とを示す斜視図である。
【図7】図3中のVII−VII線に沿った断面図である。
【図8】図3中のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図9】従来の電源装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 電源装置
2 電池集合体
4 電池
6 正極(正の電極)
7 負極(負の電極)
9 保持板(保持部材)
10 ガス逃がし孔
14 シール部材
15 押圧部材
30 部材本体(ダクト部)
31 シール突起(シール部)
36 排出経路
37 壁
38 円弧壁(壁)
39 連結壁
Claims (3)
- 一端に正の電極、他端に負の電極を設けた電池を複数備えた電池集合体と、
前記電池集合体に取り付けられる保持部材と、
各電池から充放電時に発生するガスを排出する排出経路と、を備えた電源装置において、
前記排出経路は、
前記電池それぞれに設けられた前記ガスを外部に排出するためのガス逃がし孔と、
前記保持部材に取り付けられるダクト部と、各電池のガス逃がし孔それぞれに対応して設けられた輪状のシール部と、を備えたシール部材と、
前記保持部材に着脱自在であるとともに前記保持部材に取り付けられると前記シール部材を前記電池集合体に向かって押す押圧部材と、によって区画させて、構成され、
前記シール部は、互いに間隔をあけて相対するとともに前記ダクト部から突出した一対の壁と、これら一対の壁を互いに連なる一対の円弧壁とを備えているとともに、
前記シール部材は、前記一対の壁を互いに連結する連結壁を備え、
前記シール部材が前記保持部材に取り付けられかつ保持部材が前記電池集合体に取り付けられると、前記シール部が対応する電池のガス逃がし孔の外縁部に接触して、ガス逃がし孔と前記シール部と前記ダクト部との内側が気密に保たれることを特徴とする電源装置。 - 前記連結壁は、前記シール部の内側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 前記連結壁は、前記シール部材と押圧部材が前記保持部材に取り付けられると、前記押圧部材に接触することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電源装置。
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