JP4916183B2 - パック電池 - Google Patents

Description

本発明は、パック電池に関し、特に、パッケージ内に素電池とともに収納されるインナーホルダーの構造に関する。

モータやエンジンなどの動力源を備えた機器、例えば、ハンディプリンタや電動工具、車両（電動アシスト自転車、ハイブリッドバイク、ハイブリッド自動車など）などにも、パック電池が用いられるようになってきている。
パック電池は、複数の素電池を直列または並列、あるいは直並列に接続し、これに制御回路などが接続され、これらがケース内に収納された構成を有する。パック電池に用いられる素電池は、その機能・用途に応じて種々使用される。例えば、円筒型のリチウムイオン電池などが用いられる。

ところで、携帯機器にパック電池を適用する場合には、パック電池に対して振動がかかることになる。このため、パック電池には、素電池が振動などで内部で動かないようにするために、インナーホルダーと呼ばれる部品が用いられる（例えば、特許文献１、２）。例えば、円筒形の電池を素電池として用いる場合には、素電池の外形状に沿った形状（波型）のインナーホルダーを素電池に当接させ、振動が加わった場合にも、ケース内で素電池があまり動かないようにしている。
特開２００３−３２３８７０号公報 特開２００５−１９７１９２号公報

しかしながら、上記従来の構成のインナーホルダーを備えるパック電池では、振動が加わった場合に、素電池と制御回路との間を接続するのに用いられているリード板およびリード線などが振動してしまい、これらが損傷してしまったり、あるいは、素電池とリード板およびリード線との接合箇所が損傷してしまうことがあった。
また、従来のパック電池では、内蔵された１つの素電池に異常を生じ、この素電池の温度が上昇した場合に、発生した熱が隣接する素電池に伝達されて、隣接する素電池が連鎖的にダメージを受けることがあった。特に、リチウムイオン電池を素電池として用いるパック電池の場合には、上記熱連鎖に係る問題は深刻なものとなる。

さらに、上記のように、動力源が備えられた機器の電源として用いられるパック電池の場合には、その使用中に動力源の駆動による振動が付加されることになり、また、動力の駆動のために大出力が求められる。このため、上述のような問題を発生する可能性が高い。
そこで、本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、外部から振動が加わった場合にあってもリード板およびリード線およびこれらと素電池との接続箇所が損傷を受けず、また、隣接する素電池間での熱連鎖を効果的に抑制できるパック電池を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成を採用することとした。
本発明は、複数の素電池が、各々にリード板またはリード線が接続された状態でケース内に収納され、素電池に対しインナーホルダーが当接されてなるパック電池であって、インナーホルダーには、隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁が設けられているとともに、リード板およびリード線の少なくとも一方を係止するリード係止部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、複数の素電池が、各々にリード板またはリード線が接続された状態でケース内に収納され、素電池に対しインナーホルダーが当接されてなるパック電池であって、インナーホルダーには、隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁が設けられているとともに、素電池との当接面とは反対側に位置する主面にリード線またはリード板を載置する領域が形成され、リード線およびリード板の少なくとも一方における一部または全部が、インナーホルダーにおける主面と、ケースの内面の一部領域とに挟まれた状態となっていることを特徴とする。

上述のように、本発明に係るパック電池では、インナーホルダーに隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁と、リード板またはリード線を係止するリード係止部とを備えるので、外部から振動が加わった場合にあってもリード板およびリード線およびこれらと素電池との接続箇所が損傷を受けず、また、隣接する素電池間での熱連鎖を効果的に抑制できる。即ち、本発明に係るパック電池では、素電池と素電池との間がインナーホルダーの障壁で隔てられているので、仮に一部の素電池で異常加熱が生じても、その熱が隣接する素電池に対して伝達され難く、ケースに収納されている素電池全体に異常状態が伝播されることがない。このため、本発明に係るパック電池では、素電池全体が高温状態となる前に、ケース内に備えられている安全装置（感熱素子等）により安全にパック電池の機能が停止されることになる。

また、本発明に係るパック電池では、インナーホルダーにリード係止部が設けられ、リード板またはリード線がリード係止部で係止されているので、外部から振動が加わった場合等においても、リード板またはリード線がダメージを受けることがなく、また、素電池とリード板またはリード線との接続箇所が上記振動により破断等することがない。よって、本発明に係るパック電池は、ノートＰＣやこれの付帯設備などの携帯機器に適用の場合においても、安全性および品質安定性に優れる。

従って、本発明に係るパック電池は、外部から振動が加わった場合にあってもリード板およびリード線およびこれらと素電池との接続箇所が損傷を受けず、また、隣接する素電池間での熱連鎖を効果的に抑制できる。
また、本発明に係るパック電池では、上記のように、インナーホルダーとケースの内面の一部とにリード線またはリード板を挟み込んで、これらを係止するという構成を採ることもできる。なお、この場合においても、インナーホルダーには、熱連鎖防止用の障壁が設けられている構成としている。このような構成を採用する本発明に係るパック電池においても、上記と同様の作用・効果を得ることが可能である。

ここで、上記特許文献１に係るパック電池においても、そのインナーホルダーに凸部が形成されているが、この凸部には、リード板またはリード線を係止する機能はなく、リード板等を配する場合の位置精度を向上させる目的で設けられているものである。
上記優位性を有する本発明に係るパック電池では、次のようなバリエーションを採用することができる。

上記本発明に係るパック電池では、素電池の各々の端面にリード板を接続しておき、この接続されたリード板が、インナーホルダーをその厚み方向に挟み込む状態に曲折されているという構成を採用することができる。このような構成を採用するパック電池においては、素電池とインナーホルダーおよびリード板とが確実に固定されることになる。これにより、このパック電池では、外部から振動が係った場合における素電池およびリード板等の動きを確実に抑制することができ、リード板などの振動によるダメージを低減することが可能になる。

また、上記本発明に係るパック電池では、インナーホルダーにおけるリード係止部の形態の一例として、互いに対向する関係の一対の倒立Ｌ字状の爪部を採用することができる。このように一対の倒立Ｌ字状の爪部をインナーホルダーにおけるリード係止部として有するパック電池では、比較的簡単な構成を以って、確実にリード板またはリード線を係止することが可能となる。

また、上記本発明に係るパック電池では、インナーホルダーにおけるリード係止部として、当該インナーホルダーの素電池との当接面とは反対側に位置する主面から突設され、且つ、リードを受け入れ可能な開口を有するＹ字状の形態のものを採用することができ、この場合において、リード板またはリード線を、リード係止部におけるＹ字状の開口に填め込め、リード係止部における突設端が、ケースの内面の一部に接触または近接する用に構成しておくことができる。このような構成を採用する場合には、リード板またはリード線はリード係止部の開口内側面とケースの内面とで囲まれることになり、ケース外からの振動に対しても、その動きが規制される。よって、本発明に係るパック電池を携帯機器の電源として用い、振動が加えられるような場合においても、その振動に起因して、リード板およびリード線の損傷、およびリード板およびリード線と素電池等との接続箇所の損傷などの発生を抑制することができる。

また、上記本発明に係るパック電池では、内蔵される複数の素電池を、インナーホルダーとケースの内面の一部との間で挟む状態としておくという構成を採用することができる。即ち、従来のパック電池のように、２つのインナーホルダーを用いて両側から素電池を挟み込むという構成を採用するのではなく、素電池をインナーホルダーとケースの内面とで挟み込んで固定するという構成を採用するため、インナーホルダーの数を低減でき、また、パック電池の製造に際してその工数の低減を図ることが可能となる。よって、本発明に係るパック電池では、上記構成を採用することで、製造コストの低減を図ることも可能となる。

また、上記本発明に係るパック電池では、インナーホルダーに、素電池との当接面とは反対側に位置する主面にフィンを立設しておくという構成を採用することもできる。このようにインナーホルダーにフィンが立設されてなる構成を採用することで、インナーホルダーの容積を増大させることができ、仮に一部の素電池で熱が発生した場合においても、熱連鎖の抑制を効果的に図ることができる。これに加えて、フィンが立設されてなる構造のインナーホルダーを採用することで、素電池で生じる熱の一部をフィンを介して放出させることで熱連鎖がより効果的に抑制されることにもなる。

さらに、このフィンを形成することにより、本発明に係るパック電池では、パック電池の外形状に合わせて素電池の形状を設計する必要がなく、フィンの形状・サイズの調整によって、素電池の共用化を図ることが可能となる。即ち、パック電池の外形状は、装着しようとする機器によって種々の形状が要求されるが、その都度、素電池を新規設計することは現実的ではない。これに対して、本発明に係るパック電池のように、インナーホルダーにおけるフィンの形状・サイズによって、ケース内で素電池が動かないように調整することが可能であり、外形状（長さ、幅、高さ）の異なるパック電池に対しても、素電池を共用することが可能となる。

また、上記本発明に係るパック電池では、複数の素電池に接続関係を有する制御回路部が設けられ、この制御回路部に対し、複数の素電池の各々から電池電圧に係る信号の入力を受けるための信号経路が開設されてなる構成を採用し、信号経路が、上記リード板またはリード線をもって形成されてなるという構成とすることができる。
なお、上記本発明は、素電池の種類・形状に特に制限はないが、電池の特性上、リチウムイオン電池などの非水系二次電池を採用する場合には特に有効である。即ち、リチウムイオン電池等を素電池として採用する場合には、より厳格に熱連鎖の防止を図る必要があるが、上記本発明に係るパック電池では、上述のように確実に素電池間の熱連鎖を防止できることから、その採用が望ましい。

なお、以上のような優位性を有する本発明に係るパック電池は、幅広い携帯機器の電源として用いることができる。例えば、ハンディプリンタや電動工具、車両用などのモータやエンジンなどの振動を発生する要素を含むような機器に対し、その電源として用いるのに適している。

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、特徴とする構成以外の部分について、以下の例示に何ら限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１．パック電池１の構成
本実施の形態に係るパック電池１は、ハンディプリンタ、電動工具および車両用等の電源としての用途を想定するものである。

実施の形態１に係るパック電池１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、便宜的に上ケース１０を開放した状態で示す本実施の形態に係るパック電池１の展開斜視図である。
図１に示すように、本実施の形態に係るパック電池１は、上ケース１０と下ケース１１との間の内方空間に、素電池として６本の円筒型リチウムイオン電池（以下では、単に「素電池」と記載する。）１２ａ〜１２ｆが収納されている。また、６本の素電池１２ａ〜１２ｆのＺ軸方向上方には、インナーホルダー１３ａ、１３ｂが当接した状態で載置されている。インナーホルダー１３ａは、素電池１２ａ、１２ｄ、１２ｅの上に載置され、インナーホルダー１３ｂは、素電池１２ｂ、１２ｃ、１２ｆの上に載置されている。インナーホルダー１３ａとインナーホルダー１３ｂとは、基本的に同一形態を有しており、パック電池１における部品の共通化が図られている。

また、上ケース１０と下ケース１１との間の空間には、素電池１２ａ〜１２ｆと接続された回路基板１４がＸ軸方向の端部分に収納されており、また、下ケース１１のＸ軸方向端部分からは、コネクタ１５が突設されている。
６本の素電池１２ａ〜１２ｆは、直列接続されており（６直構成）、また、各素電池１２ａ〜１２ｆの電圧が検出できるように、素電池１２ａ〜１２ｆの各々の両極からリード板１６ａ〜１６ｃおよびリード線１７ａ〜１７ｃなどをもって回路基板１４の制御回路に接続が図られている。これについては、後述する。

本実施の形態に係るパック電池１では、インナーホルダー１３ａ、１３ｂの一部において、リード線１７ａを係止するためのリード線係止部１３１ａ、１３１ｂが設けられている。これについても、後述する。
２．パック電池１における回路構成
上記構成を有するパック電池１の回路構成について、図２を用いて簡単に説明する。

図２に示すように、パック電池１は、上記６本の素電池１２ａ〜１２ｆの他に、回路構成上、制御回路が形成されてなる回路基板１４を有するが、この制御回路には、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）などからなる主制御部１８と、外部の接続機器から供給される電力を昇降圧し、素電池１２ａ〜１２ｆの充電に供するための回路である充電用昇降圧電源１９と、６本の素電池１２ａ〜１２ｆの各々における電圧を検出するための電池電圧検出部２０とを主要な要素として構成されている。また、図２に示すように、回路基板１４の制御回路には、ＦＥＴ素子やダイオード素子、抵抗素子などをはじめとする複数の電子部品２１ａ〜２１ｊが用いられている。本実施の形態に係るパック電池１の回路構成自体は、素電池としてリチウムイオン電池を採用する一般的なパック電池の回路構成と相違点はないので、ここでの詳しい説明は省略する。

３．素電池１２ａ〜１２ｆとインナーホルダー１３ａ、１３ｂとの配置関係
次に、図３を用い、素電池１２ａ〜１２ｆとインナーホルダー１３ａ、１３ｂとの配置関係について説明する。図３は、パック電池１の構成の内、素電池１２ａ〜１２ｆとインナーホルダー１３ａ、１３ｂとを模式的に抜き出して描いた斜視図である。
図３に示すように、６本の素電池１２ａ〜１２ｆは、直列に接続されているのであるが、素電池１２ｂと素電池１２ｃとを接続するリード板１６ａは、倒立Ｔ字状であって、舌状に延出された部分を有する。素電池１２ｃと素電池１２ｄとの間のリード板１６ｂも舌状の延出された部分を有し、素電池１２ｆの一端面に接合されたリード板１６ｃもＺ軸方向上向きに舌状に延出された部分を有する。

一方、図３に示すように、インナーホルダー１３ａ、１３ｂは、ともに同一の形状を有して形成されており、Ｚ軸方向下向き主面が、素電池１２ａ〜１２ｆの外装体の表面に沿うようになっている。そして、素電池１２ａと素電池１２ｄの間、素電池１２ｄと素電池１２ｅの間には、インナーホルダー１３ａのＺ軸方向下向きに突設された障壁１３２ａが介挿され、互いの間が隔てられるようになっている。なお、インナーホルダー１３ａ、１３ｂは、樹脂材料から構成されている。そして、インナーホルダー１３ａ、１３ｂの構成に用いる樹脂材料には、コストの観点から許容される範囲内で耐熱性に優れたものを用いるのが望ましい。例えば、ポリカーボネートを始めとする種々の材料を用いることができる。

また、素電池１２ｂと素電池１２ｃの間、および素電池１２ｃと素電池１２ｆの間についても、インナーホルダー１３ｂの障壁１３２ｂが介挿され、互いの間が隔てられるようになっている。
さらに、インナーホルダー１３ａ、１３ｂには、素電池１２ａ〜１２ｆに当接するのとは反対側に位置する主面から、Ｚ軸方向上向きにリード線係止部１３１ａ、１３１ｂが形成されている。リード線係止部１３１ａ、１３１ｂは、Ｚ軸方向上側にリード線１７ａ、１７ｃ（図３では、図示を省略。）が沿う開口を有し、略Ｙ字状に形成されている。このリード線係止部１３１ａ、１３１ｂに対するリード線１７ａ、１７ｃの係止された状態は、図１に示す通りである。

なお、本実施の形態においては、インナーホルダー１３ａ、１３ｂにおける素電池１２ａ〜１２ｆに対し当接する側の面を滑らかなものとしているが、表面に溝やディンプル等の凹凸が付いたものとすることもできる。
また、本実施の形態に係るインナーホルダー１３ａ、１３ｂでは、障壁１３２ａ、１３２ｂを中実の壁としたが、内部に中空部分がある構造、即ち、ロの字状の断面の障壁を有することとしもよい。

４．パック電池１が有する優位性
図４（ａ）に示すように、本実施の形態に係るパック電池１では、素電池１２ａ、１２ｄ、１２ｅに対し、Ｚ軸方向上側からインナーホルダー１３ａが覆い被さるように載置されている。そして、インナーホルダー１３ａにおける障壁１３２ａは、隣接する素電池１２ａ、１２ｄ、１２ｅの各々の外装体どうしが接触しないように介挿され、互いを隔てている。このため、本実施の形態に係るパック電池１では、仮に１つの素電池１２ａ、１２ｄ、１２ｅの温度が上昇しても、隣接する素電池１２ａ、１２ｄ、１２ｅに連鎖的に伝達されず、高い安全性を有する。

なお、図４（ａ）には示していない素電池１２ｂ、１２ｃ、１２ｆとインナーホルダー１３ｂとについても、上記同様の配置関係となっている。
また、図４（ｂ）に示すように、素電池１２ａ〜１２ｆは、直列接続されており、各素電池１２ａ〜１２ｆの電圧を電池電圧検出部２０（図２を参照。）で検出するため、リード線１７ａ〜１７ｅが各接続されている。

図４（ａ）に示すように、パック電池１では、リード線１７ａは、インナーホルダー１３ａに設けられたリード線係止部１３１ａの開口部分に填め込まれており、上ケース１０を下ケース１１に当接させた場合に、リード線１７ａがリード線係止部１３１ａと上ケース１０の内面とで動きが拘束されることになる。このため、インナーホルダー１３ａにおけるリード線１７ａが通っている部分に隣接する箇所に素電池１２ｄの一端に接続されたリード板１６ｂが配されているが、外部からの振動付加によっても、これらが接触することはない（図４（ａ）の拡大部分を参照）。

例えば、従来のパック電池のように、外部からの振動付加によってリード線１７ａとリード板１６ｂとが接触することがあれば、リード線１７ａは絶縁被膜されているものの、電位差によりダメージを受けることも考えられる。
これに対して、本実施の形態に係るパック電池１では、外部から振動が加わっても、インナーホルダー１３ａのリード線係止部１３１ａの働きにより、リード線１７ａの動きが制限され、リード板１６ｂに節食することがない。このため、パック電池１では、振動が加わってもリード線１７ａなどにダメージを受けることがない。

なお、これらの事項に関しても、素電池１２ｂ、１２ｃ、１２ｆとインナーホルダー１３ｂとの間でも上記同様の関係を有する。
ここで、図４（ａ）に示すように、パック電池１では、リード線１７ｄ、１７ｅなどに関してはインナーホルダー１３ａに係止していないが、これらをインナーホルダー１３ａ、１３ｂなどに係止することとしてもよい。ただし、上述のように振動によってリード板と接触することが予想されないような場合には、敢えて、係止する必要はないものと考えられる。

また、本実施の形態では、図４（ａ）の拡大部分に示すように、リード線係止部１３１ａをリード線１７ａの外形に沿う開口を有する構造としているが、振動が加わった場合においてもリード線１７ａの動きを制限できる構成であれば、採用することが可能である。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るパック電池について、図５〜図７を用い説明する。

１．パック電池２の構成
本実施の形態に係るパック電池２の構成について、図５を用い説明する。図５は、パック電池２を、上ケースを開放した状態で示すものであり、上ケースについては図示を省略している。
図５に示すように、パック電池２は、下ケース３１の椀状の収納部分に４本の素電池（リチウムイオン電池）３２ａ〜３２ｄが収納されている。また、パック電池２には、上記実施の形態１に係るパック電池１と同様に、制御回路が構成された回路基板３４も収納されており、この回路基板には、図２に示すのと同様に、電池電圧検出部を含む回路が組まれている。４本の素電池３２ａ〜３２ｄは、直列に接続されており（４直）、隣接する素電池３２ａ〜３２ｄの間は、リード板３６ａ〜３６ｃにより接続されている。そして、図５に示すように、リード板３６ａ〜３６ｄの各々には、上記実施の形態１に係るパック電池１におけるリード板１６ａ〜１６ｃよりも長尺の舌状の延出部が設けられており、その各々には、回路基板３４に繋がるリード線３７ａ〜３７ｃが接続されている。

本実施の形態に係るパック電池２においても、４本の素電池３２ａ〜３２ｄとして、円筒形のリチウムイオン電池が採用されており、Ｚ軸方向上側面にインナーホルダー３３が当接した状態で載置されている。本実施の形態に係るインナーホルダー３３についても、上記インナーホルダー１３ａ、１３ｂと同様に、素電池３２ａ〜３２ｄの外形状に沿うように、波型形状に形成されており、リード板３６ａ〜３６ｄおよびリード線３７ａ〜３７ｃは、その谷間となる部分に沿うように配置されている。また、インナーホルダー３３の構成材料についても、上記実施の形態１に係るインナーホルダー１３ａ、１３ｂと同様に樹脂材料が用いられている。本実施の形態においても、インナーホルダー３３の構成材料には、コストの観点から許容される範囲内で耐熱性に優れる材料を用いることが望ましい。

また、パック電池２における下ケース３１には、コネクタ３５が設けられている。コネクタ３５の外側面は、下ケース３１の外周面と略面一に配されている。
本実施の形態においては、インナーホルダー３３の谷間毎に区分けされた状態で、リード板３６ａ〜３６ｃおよびリード線３７ａ〜３７ｃが配置されており、リード線３７ａ〜３７ｃが振動によりＹ軸方向に振れた場合にも、電位差を生じるリード板３６ａ〜３６ｃに接触するような事態を生じることはない。このため、本実施の形態に係るパック電池２では、上記実施の形態１とは異なり、リード線３７ａ〜３７ｃをインナーホルダー３３に係止するという形態を採用していない。

一方、パック電池２においては、リード板３６ａ〜３６ｃの延出部を長尺にしていることから、外部からの振動の付加によってもリード板３６ａ〜３６ｃにクラックを生じたり、素電池３２ａ〜３２ｄとの接続箇所が外れたりすることがないように、インナーホルダー３３の各谷間部分には、リード板３６ａ〜３６ｃを係止するためのリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃが設けられている。各リード板係止部３３１ａ〜３３１ｃは、互いに対向する倒立Ｌ字状の爪部がＺ軸方向上方に向けて突設されてなる。

各リード板３６ａ〜３６ｃは、インナーホルダー３３のリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃにより、その幅方向に係止され、これによって、外部から振動が付加された場合にあってもインナーホルダー３３から離れて動くことがない。
２．素電池３２ａ〜３２ｆとインナーホルダー３３との配置関係
次に、インナーホルダー３３の構成および素電池３２ａ〜３２ｆとインナーホルダー３３との配置関係について、図６および図７を用い説明する。

図６に示すように、インナーホルダー３３は、４本の素電池３２ａ〜３２ｄの外形状に沿うように、Ｚ軸方向下側主面が４つの凹みを有した形状となっており、Ｚ軸方向上側主面もこれに沿って波型形状になっている。そして、インナーホルダー３３には、隣接する素電池３２ａ〜３２ｄの外装体間を隔てるための障壁３３２がＺ軸方向下向きに立設されている。この障壁３３２は、上記実施の形態１に係るインナーホルダー１３ａ、１３ｂの障壁１３２ａ、１３２ｂと同様に、素電池３２ａ〜３２ｄの各々の間での熱連鎖を防止する機能を有する。

また、上述のように、本実施の形態に係るインナーホルダー３３には、素電池３２ａ〜３２ｄとの当接面とは反対側に位置する面（Ｚ軸方向上側主面）の各谷間部分にリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃが形成されている。
一方、４本の素電池３２ａ〜３２ｄは、３つのリード板３６ａ〜３６ｃにより直列接続されている。リード板３６ａ〜３６ｃの各々は、インナーホルダー３３への組み付け前において、倒立Ｔ字状をしており、各々におけるＺ軸方向上向きに突設した状態に延出部が略９０［°］曲折加工されることで、インナーホルダー３３のリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃの各々に挿入されることになる。

上記のように、インナーホルダー３３のリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃに対し、各リード板３６ａ〜３６ｃを係止することで、インナーホルダー３３に対し素電池３２ａ〜３２ｄがしっかりと組み付けられるのと同時に、インナーホルダー３３が素電池３２ａ〜３２ｄに対ししっかりと組み付けられることにもなる。即ち、インナーホルダー３３のリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃに対し素電池３２ａ〜３２ｄに接合されたリード板３６ａ〜３６ｃの延出部を係止することで、４本の素電池３２ａ〜３２ｄとインナーホルダー３３と各リード板３６ａ〜３６ｃとがユニット化され、外部からの振動の付加に対しても有効となる。

図７（ａ）に示すように、素電池３２ｂ、３２ｃに接合されたリード板３６ｂをインナーホルダー３３のリード板係止部３３１ｂに係止することにより、このリード板３２ｂが素電池３２ｂ、３２ｃとインナーホルダー３３との間のカシメ部材としての機能も果たすことになる。即ち、図７（ｂ）に示すように、リード板３６ｂの延出部が略９０［°］曲折加工され、インナーホルダー３３のリード板係止部３３１ｂに係止されることで、素電池３２ｂ、３２ｃとインナーホルダー３３とは、Ｚ軸方向に互いに引き付け合う力が作用することになる。

３．パック電池２が有する優位性
以上説明のように、本実施の形態に係るパック電池２では、素電池３２ａ〜３２ｄに当接されるインナーホルダー３３の上側面（図７（ａ）のＺ軸方向上側主面）の谷間にリード板３６ａ〜３６ｃの延出部を係止するリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃを設け、素電池３２ａ〜３２ｄとインナーホルダー３３との組み付け時に、リード板３６ａ〜３６ｃの各々をインナーホルダー３３のリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃの各々に対し差し込むことで、リード板３６ａ〜３６ｃの係止ができる。このようにリード板３６ａ〜３６ｃをインナーホルダー３３に係止することで、当該パック電池２が携帯機器の電源として用いられ、その使用中に外部から振動が付加されるような場合においても、リード板３６ａ〜３６ｃがインナーホルダー３３にしっかりと係止されていることにより、リード板３６ａ〜３６ｃそのものの損傷、あるいは素電池３２ａ〜３２ｄとリード板３６ａ〜３６ｃとの接合箇所の損傷といった問題を回避することができる。

また、本実施の形態に係るパック電池２では、上述のように、インナーホルダー３３に対しリード板３６ａ〜３６ｃを係止することによってリード板３６ａ〜３６ｃの動きを抑制する効果があるとともに、素電池３２ａ〜３２ｄとインナーホルダー３３とリード板３６ａ〜３６ｃとを一体とすることができ、上ケースと下ケース３１との間の収納空間内での全体の動きを抑制する効果も得られる。即ち、素電池３２ａ〜３２ｄとインナーホルダー３３とリード板３６ａ〜３６ｃをユニット化することで、上ケースと下ケース３１との間の収納空間内で、個々が別々に動き回るという事態を抑制することができる。

また、パック電池２では、インナーホルダー３３における素電池３２ａ〜３２ｄとの当接面とは反対側に位置する主面上で、リード板３６ａ〜３６ｃとリード線３７ａ〜３７ｃとの接合をそれぞれ行っているので、各接合部分が素電池３２ａ〜３２ｄの外装体に接触することがなく絶縁が図られているので、仮に外部からの振動の付加を受けた場合にも、互いにダメージを受けることがない。

さらに、上記実施の形態１に係るパック電池１と同様に、パック電池２においても、素電池３２ａ〜３２ｄにおける隣接する互いの外装体間にインナーホルダー３３の障壁３３２が介挿される構成となっており、素電池３２ａ〜３２ｄの互いの間における熱連鎖を抑制することができる。これにより、仮に素電池３２ａ〜３２ｄの内の１本に異常が生じ、高温になった場合においても、その熱が隣接する素電池３２ａ〜３２ｄに伝達され難く、連鎖的に素電池３２ａ〜３２ｄが破壊されるという事態を防ぐことができる。なお、回路基板３４などからは、感熱素子が延設されており、１本の素電池３２ａ〜３２ｄに異常が生じたときには、この感熱素子を介して外部機器との間の電力経路が遮断されるのであるが、感熱素子による回路遮断動作の前に熱連鎖によりパック電池２内の全素電池３２ａ〜３２ｄにダメージが広がるのを、これにより抑制することができる。

なお、本実施の形態に係るパック電池２においては、インナーホルダー３３にリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃのみを設けることとしたが、これに加えて上記実施の形態１に係るパック電池１のインナーホルダー１３ａ、１３ｂのようにリード線係止部１３１ａ、１３１ｂを設けることとしてもよい。これらの組み合わせについては、素電池の組み合わせ、リード板およびリード線の配置により、適宜設計することができる。
（変形例１）
変形例１に係るパック電池の構成について、図８を用い説明する。図８は、本変形例１に係るパック電池が備えるインナーホルダー５３の構成を模式的に示す斜視図である。なお、本変形例１に係るパック電池は、インナーホルダー５３の構成以外の部分が図５に示す上記実施の形態２に係るパック電池２と同様であるので、その図示および説明を省略する。

図８に示すように、本変形例１に係るパック電池のインナーホルダー５３は、基本的な構成は上記実施の形態２に係るインナーホルダー３３と同一であるが、素電池との当接面とは反対側に位置する主面（Ｚ軸方向上側主面）に、Ｚ軸方向上向きに複数のフィン５３３が立設されているところに特徴を有する。
インナーホルダー５３におけるフィン５３３は、各素電池に相当する”山”部分に形成されており、フィン５３３の立設によりインナーホルダー５３の容積が上記実施の形態２に係るインナーホルダー３３の容積に比べて増大させることができ、隣接する素電池における互いの外装体間での熱連鎖を抑制するのに有効である。インナーホルダー５３における他の構成については、上記実施の形態２と同様であり、Ｚ軸方向上側主面の谷間部分にリード板係止部５３１ａ〜５３１ｃが設けられており、また、隣接する素電池の外装体間に介挿される状態に障壁５３３がＺ軸方向下向きに立設されている。

本変形例１に係るパック電池では、上記実施の形態２に係るパック電池２が有する優位性をそのまま有するとともに、インナーホルダー５３にフィン５３３を設けたことにより、仮に１つの素電池が高温になったとしても、インナーホルダー５３の熱容量が大きくなっており、隣接する素電池に対して熱連鎖を生じ難い。また、インナーホルダー５３のフィン５３３の形成によりこれにより素電池からの熱をインナーホルダー５３外へと放出するのにも機能を果たすものと考えられる。よって、本変形例１に係るパック電池は、安全性および品質の安定性という観点からより優位である。

また、本変形例１に係るインナーホルダー５３のフィン５３３は、熱連鎖の抑制機能以外にも、パック電池の設計の自由度を高めることにも効果を奏する。即ち、パック電池の形状・サイズなどは、装着する機器の設計によって左右されることになるが、素電池などの基幹構成については、コストおよび製造時の手間などを考慮してある程度共通化を図っておく必要がある。そこで、本変形例１に係るインナーホルダー５３のフィン５３３のサイズなどでサイズの変化などに対応することが可能となる。このため、要求される出力とパッケージのサイズ・形状との関係において、種々の対応関係を満足するために、本変形例１に係るインナーホルダー５３を使用することが有効である。

具体的には、要求される出力（電圧、電流、容量）との関係から、パッケージのサイズに比べて直径の小さな素電池を用いることが望ましいような場合にあっては、インナーホルダー５３のフィン５３３を大きなサイズに設定することで対応を図り、逆の場合、即ち、前記の場合に比べ直径の大きな素電池を適用する必要がある場合には、インナーホルダー５３のフィン５３３を小さく設定するか、あるいは上記実施の形態２などのように、フィン５３３を無くすようにすることで対応を図ることができる。

なお、本変形例１に係るフィン５３３は、インナーホルダー５３における素電池の径方向に対応する方向（Ｚ軸方向）に向けて立設されるものであるが、パック電池の設計に応じて、Ｘ軸方向やＹ軸方向に向けて立設するようなフィンにすることもできる。
また、本変形例１に係るインナーホルダー５３の構成を上記実施の形態１に係るパック電池１に採用することも勿論可能である。
（変形例２）
変形例２に係るパック電池３の構成について、図９を用い説明する。なお、図９では、本変形例２に係るパック電池３の断面のみを示しているが、基本的構成については、図５で示す上記実施の形態２に係るパック電池２と同様の構成を有するものである。本変形例２に係るパック電池３と上記実施の形態２に係るパック電池２との構成上の相違点は、上ケース７０の形状とインナーホルダー７３の形状である。

図９に示すように、本変形例２に係るパック電池３では、インナーホルダー７３に上記実施の形態２に係るインナーホルダー３３のような倒立Ｌ字状をしたリード板係止部３３１ａ〜３３１ｃを、インナーホルダー７３自身に有する構成を採用するものではなく、インナーホルダー７３には、Ｚ軸方向上側主面の谷間部分にリード板７６ａ〜７６ｃを水平に載置することができる台状部分を有しているだけである。素電池７２ａ〜７２ｄに接合されたリード板７６ａ〜７６ｃは、インナーホルダー７３の上記台状部分に載置されている。

本変形例２に係るパック電池３では、上記のように、インナーホルダー７３の台状部分に載置されたリード板７６ａ〜７６ｃを上ケース７０で挟み込む構成を採っている。即ち、本変形例２に係るパック電池３の上ケース７０には、その内面側にＺ軸方向下向きに隆起した凸部７０１を有しており、その凸部７０１がインナーホルダー７３における谷間部分に嵌合する構成となっている。そして、リード板７６ａ〜７６ｃは、インナーホルダー７３の主面と上ケース７０の凸部７０１の端面とに挟まれて係止されることになる。

なお、本変形例２に係るパック電池３においても、内蔵される素電池７２ａ〜７２ｄの隣接する外装体間には、インナーホルダー７３の障壁７３２が介挿され、互いの間が隔てられるようになっている。
以上のような構成を有する本変形例２に係るパック電池３でも、リード板７６ａ〜７６ｃがインナーホルダー７３の一方の主面と、上ケース７０における凸部７０１の端面との間で挟み込まれ、これによって、外部から振動の付加を受けた際にもリード板７６ａ〜７６ｃ自体およびリード板７６ａ〜７６ｃと素電池７２ａ〜７２ｄとの接合箇所にダメージを受け難くなる。

また、本変形例２に係るパック電池３のインナーホルダー７３にも、隣り合う素電池７２ａ〜７２ｄの互いの外装体間を隔てるように障壁７３２が立設されているので、熱連鎖という問題を回避することができる。この点に関しても、上記実施の形態１、２および変形例１と同様である。
なお、本変形例２に係るインナーホルダー７３および上ケース７０の構成を、上記実施の形態１および変形例１などに適宜採用することができる。
（その他の事項）
上述のように、上記実施の形態１、２および変形例１、２は、本発明の構成およびそこから得られる作用・効果を分かりやすく説明するために一例として用いたものであって、本発明は、その本質的特徴部分以外に何らこれらに限定を受けるものではない。上記実施の形態１、２および変形例１、２では、素電池の一例として円筒型のリチウムイオン電池を採用することとしたが、これ以外の種類・形状の電池を採用することもできる。例えば、角型のリチウムイオン電池や円筒形あるいは角型のニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等を素電池として採用することもできる。さらには、将来的に複数のラミネート外装電池などを接続してなるパック電池が使われるような場面でも、本発明の構成を採用することが有効である。ただし、本発明は、中間電圧（各素電池の電圧）の検出が必要なリチウムイオン電池などの非水系二次電池を素電池として用いるパック電池に採用する場合には、特に効果的である。

また、上記実施の形態１などでは、パック電池１の用途の具体例として、ハンディプリンタ、電動工具および車両（電動アシスト自転車、ハイブリッドバイク、ハイブリッド自動車）用などを想定するものとしたが、本発明に係るパック電池は、これら以外の用途にも同様の構成を採ることで効果を奏することができる。特に、駆動源としてのモータやエンジンなど振動を発生するような要素を含むような機器に対して用いることが効果的である。

また、上記実施の形態１では、６本の素電池１２ａ〜１２ｆを直列に接続し、上記実施の形態２および変形例１、２では、各４本の素電池３２ａ〜３２ｄ、７２ａ〜７２ｄを直列に接続することとしたが、素電池の接続形態は、これらに限定を受けるものではない。例えば、複数の素電池を並列接続しても良いし、直並列に接続しても良い。これらは、使用する機器により適宜設計変更が可能である。

また、パッケージ内の素電池を直列、並列、直並列として一つの系統として構成する必要は必ずしもなく、例えば、２系統の電源を接続機器に供給するためや、補助用の系統を設ける場合などを想定して、パッケージ内の素電池を複数のグループに分けて、グループ毎にそれら素電池間を接続することとしても良い。
なお、インナーホルダーの構成に用いる材料として樹脂材料を一例としたが、これら以外にも絶縁性および熱連鎖防止性やコスト面などの観点から種々の材料を用いることもできる。例えば、カーボンファイバーやグラスファイバー、あるいは難燃紙などを用いることができる。

本発明は、ハンディプリンタや電動工具、車両（電動アシスト自転車、ハイブリッドバイク、ハイブリッド自動車など）などの電源として用いられ、その使用中に振動などが加わるような場合にも、内部の配線などにダメージを受け難く、また、素電池間における熱連鎖の防止が求められるようなパック電池を実現するのに有効な技術である。

実施の形態１に係るパック電池１の構造を示す展開斜視図である。 実施の形態１に係るパック電池１の回路構成を示す模式回路図である。 実施の形態１に係るパック電池１の構成の内、素電池１２ａ〜１２ｆとインナーホルダー１３ａ、１３ｂとの配置関係を示す展開斜視図である。 （ａ）は、実施の形態１に係るパック電池１におけるリード線１７ａ〜１７ｅの配置を示す模式断面図であり、（ｂ）は、実施の形態１に係るパック電池１における素電池１２ａ〜１２ｆと各リード線１７ａ〜１７ｅとの接続関係を示す模式ブロック図である。 実施の形態２に係るパック電池２の構造を示す展開斜視図である。 実施の形態２に係るパック電池２の構成の内、素電池３２ａ〜３２ｄとインナーホルダー３３との配置関係を示す展開斜視図である。 （ａ）は、実施の形態２に係るパック電池２におけるインナーホルダー３３に対する素電池３２ａ〜３２ｄおよびリード板３６ａ〜３６ｃの配置関係を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 変形例１に係るパック電池のインナーホルダー５３の構造を示す斜視図である。 変形例２に係るパック電池３の構造を示す模式断面図である。

符号の説明

１、２、３．パック電池
１０、７０．上ケース
１１、３１、７１．下ケース
１２ａ〜１２ｆ、３２ａ〜３２ｄ、７２ａ〜７２ｄ．円筒型リチウムイオン電池
１３ａ、１３ｂ、３３、５３、７３．インナーホルダー
１４、３４．回路基板
１５、３５．コネクタ
１５ａ〜１５ｅ．接続端子
１６ａ〜１６ｄ、３６ａ〜３６ｃ、７６ａ〜７６ｃ．リード板
１７ａ〜１７ｅ、３７ａ〜３７ｃ．リード線
１８．主制御部
１９．充電用昇降圧電源
２０．電池電圧検出部
２１ａ〜２１ｊ．電子部品
１３１ａ、１３１ｂ．リード線係止部
１３２ａ、１３２ｂ、３３２、５３２、７３２．障壁部
３３１ａ〜３３１ｃ、５３１ａ〜５３１ｃ．リード板係止部
５３３．フィン
７０１．突部

Claims (8)

1. 複数の素電池が、各々にリード板またはリード線が接続された状態でケース内に収納され、当該ケース内において前記素電池にインナーホルダーが当接されてなるパック電池であって、
   前記インナーホルダーには、隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁が設けられているとともに、前記リード板およびリード線の少なくとも一方を係止するリード係止部が設けられており、
   前記インナーホルダーにおけるリード係止部は、互いに対向する関係の一対の起立部と、各起立部から互いに対向する起立部に向かって突出する突出部からなる爪部が構成されている
   ことを特徴とするパック電池。
2. 複数の素電池が、各々にリード板またはリード線が接続された状態でケース内に収納され、当該ケース内において前記素電池にインナーホルダーが当接されてなるパック電池であって、
   前記インナーホルダーには、隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁が設けられているとともに、前記リード板およびリード線の少なくとも一方を係止するリード係止部が設けられており、
   前記インナーホルダーにおけるリード係止部は、互いに対向する関係の一対の倒立Ｌ字状の爪部により構成されている
   ことを特徴とするパック電池。
3. 複数の素電池が、各々にリード板またはリード線が接続された状態でケース内に収納され、当該ケース内において前記素電池にインナーホルダーが当接されてなるパック電池であって、
   前記インナーホルダーには、隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁が設けられているとともに、前記リード板およびリード線の少なくとも一方を係止するリード係止部が設けられており、
   前記インナーホルダーにおけるリード係止部は、当該インナーホルダーにおける前
   記素電池との当接面とは反対側に位置する主面から突設されており、且つ、前記リードを受け入れ可能な開口を有するＹ字状を有し、
   前記リード板またはリード線は、前記リード係止部における前記開口に填め込まれ、
   前記リード係止部における突設端は、前記ケースの内面の一部に接触または近接している
   ことを特徴とするパック電池。
4. 前記素電池には、その端面にリード板が接続されており、
   前記リード板は、前記インナーホルダーを、その厚み方向に挟み込む状態に曲折されている
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のパック電池。
5. 前記複数の素電池は、前記インナーホルダーと前記ケースの内面の一部との間で挟まれた状態になっている
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のパック電池。
6. 前記インナーホルダーにおける前記素電池との当接面とは反対側に位置する主面には、フィンが立設されている
   ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のパック電池。
7. 複数の素電池が、各々にリード板またはリード線が接続された状態でケース内に収納され、当該ケース内において前記素電池にインナーホルダーが当接されてなるパック電池であって、
   前記インナーホルダーには、隣接する素電池の互いの外装体間を隔てる障壁が設けられているとともに、前記素電池との当接面とは反対側に位置する主面に前記リード線またはリード板を載置する領域を備え、
   前記リード線およびリード板の少なくとも一方は、少なくともその一部が、前記インナーホルダーにおける主面と、前記ケースの内面の一部領域とに挟まれた状態となっている
   ことを特徴とするパック電池。
8. 前記複数の素電池の各々は、非水系二次電池であって、
   前記複数の素電池に接続関係を有する制御回路部を有しており、
   前記制御回路部には、前記複数の素電池の各々から電池電圧に係る信号の入力を受けるための信号経路が開設されており、
   前記信号経路は、前記リード板およびリード線の少なくとも一方をもって形成されている
   ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のパック電池。
   

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