JP5159038B2 - Pack battery - Google Patents
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Description
本発明は、複数の電池を外装ケースに収納しているパック電池に関し、とくに電池を水密構造でケースに収納しているパック電池に関する。 The present invention relates to a battery pack in which a plurality of batteries are housed in an outer case, and more particularly to a battery pack in which the batteries are housed in a case with a watertight structure.
屋外使用のパック電池は、電池を防水構造でケースに収納する。このパック電池は、防水構造のインナーケースに電池を収納し、このインナーケースを外装ケースに入れて組み立てている(特許文献1参照)。この構造のパック電池は、複数の電池を連結して電池組立とし、この電池組立に電池の充放電をコントロールする保護回路を実装する回路基板を連結している。電池組立は、防水構造のインナーケースに収納される。回路基板はインナーケースの外部に固定される。回路基板は、インナーケースから外部に引き出しているリード線を介して電池組立に接続している。インナーケースは、リード線の引き出し部を防水構造とするために、リード線を引き出す開口部に、シリコン樹脂等のシール材を充填している。回路基板は、基板ホルダに入れて絶縁樹脂であるポッティング樹脂に埋設している。
以上のパック電池は、電池を防水構造としてケースに収納できる。しかしながら、構造が複雑なために製造コストが高くなる。また、電池をインナーケースに収納する状態で、リード線の引き出し開口部にシール材を充填するので組み立てに手間がかかる欠点もある。さらに、シール材が経時的に劣化すると電池を防水構造に保持できなくなる欠点もある。 The above battery pack can be housed in a case as a waterproof structure. However, the manufacturing cost is high due to the complicated structure. In addition, since the lead wire opening is filled with a sealing material in a state in which the battery is housed in the inner case, there is a drawback that it takes time to assemble. Further, there is a drawback that the battery cannot be held in a waterproof structure when the sealing material deteriorates with time.
本発明は、このような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、部品コストを低減すると共に、製造工数を簡素化して安価に多量生産でき、しかも長期間にわたって電池を防水構造に保持できるパック電池を提供することにある。 The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide a battery pack capable of reducing the cost of parts, simplifying the number of manufacturing steps, producing a large amount at a low cost, and maintaining the battery in a waterproof structure for a long period of time.
本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
パック電池は、複数の電池1を連結してなる電池のコアパック10と、このコアパック10を収納している外装ケース4とを備える。さらに、パック電池は、電池のコアパック10を、可撓性シート3Aを水密構造に密閉して袋状としてなる密閉袋3に収納して、外装ケース4に収納している。
The battery pack of the present invention has the following configuration in order to achieve the aforementioned object.
The battery pack includes a
本発明のパック電池は、コアパック10が、複数の電池1に接続している回路基板6を備え、回路基板6を有するコアパック10を密閉袋3に収納することができる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明のパック電池は、コアパック10が、複数の電池1を絶縁ホルダ2で定位置に保持して、密閉袋3に収納することができる。
In the battery pack of the present invention, the
本発明のパック電池は、密閉袋3が、コードブッシュ9でリード線8を水密に引き出すことができる。
In the battery pack of the present invention, the
さらに、本発明のパック電池は、コードブッシュ9が、リード線8を水密に挿通する貫通孔9aを有すると共に、外周面に沿って、密閉袋3の可撓性シート3Aを水密に結束する水密溝9bを設けることができる。このパック電池は、密閉袋3の開口部内面にコードブッシュ9を配設し、結束材16で可撓性シート3Aを水密溝9bに結束して、密閉袋3の開口部を水密に密閉することができる。
Further, in the battery pack of the present invention, the cord bushing 9 has a through
さらにまた、本発明のパック電池は、回路基板6を収納する基板ホルダ7を備えると共に、電池1には、回路基板6に接続するための接続部5Aを有するリード板5を接続し、この接続部の両側に位置して一対の持上凸部18を基板ホルダに設けることができる。このパック電池は、持上凸部18の間にリード板5の接続部5Aを配設して、電池1と基板ホルダ2とを密閉袋3に収納することができる。
Furthermore, the battery pack according to the present invention includes a
さらにまた、本発明のパック電池は、複数の電池71を定位置に配置する絶縁ホルダ72を備えると共に、電池71には、回路基板76に接続するための接続部75Aを有するリード板75を接続し、この接続部75Aの両側に位置して一対の持上凸部718を絶縁ホルダ72に設けることができる。このパック電池は、持上凸部718の間にリード板75の接続部75Aを配設して、電池71と絶縁ホルダ72とを密閉袋73に収納することができる。
Furthermore, the battery pack of the present invention includes an
本発明のパック電池は、部品コストを低減しながら、製造工数を簡素化して安価に多量生産できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、インナーケースに代わって、可撓性シートからなる密閉袋を使用し、この密閉袋に電池のコアパックを収納して水密構造とし、この状態で外装ケースに収納するからである。この構造のパック電池は、インナーケースに代わって外装ケースの密閉袋を使用するが、この密閉袋は形状や大きさが異なるコアパックを収納して水密構造に密閉できる。また、開口部をコードブッシュで密閉し、あるいは結束して密閉して、理想的な状態で水密構造にできる。また、従来のインナーケースでコアパックを水密に密閉するパック電池に比較して、長期間にわたって電池のコアパックを防水構造に保持できる特徴がある。それは、インナーケースのように開口部にシール材を充填して水密に密閉するのでなく、外装ケースの開口部を閉塞して全体を水密に密閉できるからである。 The battery pack of the present invention is characterized in that it can be mass-produced at low cost by simplifying the number of manufacturing steps while reducing component costs. That is, the battery pack of the present invention uses a sealed bag made of a flexible sheet instead of the inner case, and the battery core pack is stored in the sealed bag to form a watertight structure. Because it does. The battery pack having this structure uses a sealed bag of an outer case instead of the inner case, and this sealed bag can store core packs having different shapes and sizes and can be sealed in a watertight structure. In addition, the opening can be sealed with a cord bush, or bound and sealed to form a watertight structure in an ideal state. In addition, compared with a battery pack in which the core pack is hermetically sealed with a conventional inner case, the battery core pack can be held in a waterproof structure for a long period of time. This is because the opening part of the outer case can be closed and the whole can be sealed in a watertight manner, instead of filling the opening with a sealing material and sealing it in a watertight manner like the inner case.
さらに、本発明のパック電池は、電池のコアパックを収納する密閉袋を水密構造に密閉しているので、密閉袋に収納される電池から排出される電解液が密閉袋の外側に漏れるのを有効に防止できる特長がある。密閉袋に収納される電池は、過充電や過放電によって安全弁が開弁されると、内部の電解液が外部に排出されることがあるが、本発明のパック電池では、密閉袋に水密構造で密閉しているので、電池から排出された電解液が密閉袋の外側に漏れるのを防止できる。したがって、電池から排出された電解液が外装ケースの外側に漏れ出たり、外部端子やリード線との接続部に付着してショートや腐食の原因となるのを有効に防止できる。また、密閉袋の外部に回路基板等を備えるパック電池においては、この回路基板に電解液が付着するのを有効に防止して、電解液に起因する回路基板のショートや接触不良、腐食等の弊害を有効に防止できる。 Furthermore, in the battery pack of the present invention, since the sealing bag for storing the core pack of the battery is sealed in a watertight structure, the electrolyte discharged from the battery stored in the sealing bag is prevented from leaking to the outside of the sealing bag. There is a feature that can be effectively prevented. When the safety valve is opened due to overcharge or overdischarge, the battery stored in the sealed bag may discharge the electrolyte inside. However, in the battery pack of the present invention, the sealed bag has a watertight structure. Therefore, it is possible to prevent the electrolyte discharged from the battery from leaking outside the sealing bag. Therefore, it is possible to effectively prevent the electrolyte discharged from the battery from leaking to the outside of the outer case or adhering to the connection portion with the external terminal or the lead wire to cause a short circuit or corrosion. In addition, in a battery pack having a circuit board or the like outside the hermetic bag, it is possible to effectively prevent the electrolytic solution from adhering to the circuit board, and to prevent short circuit, contact failure, corrosion, etc. caused by the electrolytic solution. Evil can be effectively prevented.
さらに、本発明の請求項2のパック電池は、電池に回路基板を接続しているコアパックを密閉袋に収納するので、電池に加えて回路基板も一緒に水密構造として外装ケースに収納できる。とくに、この構造は、電池と回路基板に加えて、電池と回路基板の接続部を含むコアパック全体を密閉袋に収納できる。このため、従来のインナーケースに電池のコアパックを収納するパック電池に比較して、より理想的な状態で、電池と回路基板の両方を防水構造として外装ケースに収納できる。それは、従来の水密構造のインナーケースを使用するパック電池が、回路基板をインナーケースの外部に配設するのに対し、本発明のパック電池は、電池と回路基板の両方を密閉袋に収納して水密構造とするからである。とくに、この構造によると、電池と回路基板との接続部も密閉袋に収納できるので、この部分を水密構造とするためにシール材を塗布する等の手間を必要としない。また、シール材が劣化して防水構造に保持できない弊害も発生しない。この構造のパック電池は、密閉袋から出力リードのみを引き出す極めて簡単な構造となる。このたけ、出力リードのみを密閉袋の開口部から防水構造で引き出して、電池と回路基板の全体を水密構造として外装ケースに収納できる。
Further, in the battery pack according to
本発明の請求項3のパック電池は、複数の電池を絶縁ホルダで定位置に保持してコアパックとし、このコアパックを密閉袋に収納しているので、複数の電池を定位置に配置して密閉袋に収納できる。この構造は、コアパックの組み立てを簡単かつ容易にでき、しかもコアパックを密閉袋に収納して、外装ケースにスムーズに収納できる特徴もある。
The battery pack according to
さらにまた、請求項1のパック電池は、リード線を水密に挿通する貫通孔を有し、かつ、外周面に沿って、水密溝の可撓性シートを水密に結束する水密溝のあるコードブッシュを使用し、このコードブッシュを密閉袋の開口部内面に配設し、結束材で可撓性シートを水密溝に結束して、密閉袋の開口部を水密に密閉する。この構造のパック電池は、コードブッシュを使用して、密閉袋の開口部を簡単かつ確実に水密に密閉できる特徴がある。とくに、出力リードと密閉袋とをコードブッシュで別々に水密に密閉するので、出力リードと密閉袋の開口部の両方を確実に水密に密閉できる特徴がある。
Furthermore, the battery pack according to
また、本発明の請求項2のパック電池は、回路基板を収納する基板ホルダを備え、電池にはリード板を接続し、リード板には、回路基板に接続するための接続部を設け、基板ホルダには、接続部の両側に位置するように一対の持上凸部を設けている。このパック電池は、持上凸部の間にリード板の接続部を配設して、電池と基板ホルダとを密閉袋に収納して、密閉袋がリード板の接続部で破損されるのを有効に防止できる。それは、リード板の接続部が局部的に密閉袋を内面から突いて破損させるのを、両側に設けている持上凸部が保護するからである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising a substrate holder for storing a circuit board, wherein the battery is connected to a lead plate, and the lead plate is provided with a connecting portion for connecting to the circuit board. The holder is provided with a pair of lifting convex portions so as to be located on both sides of the connecting portion. In this battery pack, a lead plate connection portion is disposed between the raised convex portions, the battery and the substrate holder are stored in a sealed bag, and the sealed bag is prevented from being damaged by the lead plate connection portion. It can be effectively prevented. This is because the raised convex portions provided on both sides protect the connecting portion of the lead plate from locally damaging the sealed bag from the inner surface.
さらに、本発明の請求項3のパック電池は、絶縁ホルダに一対の持上凸部を設けて、この持上凸部の間にリード板の接続部を配設するので、基板ホルダに設けた持上凸部と同じように、リード板の接続部が密閉袋を内面から突いて破損するのを有効に防止できる。
Furthermore, the battery pack according to
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パック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the example shown below illustrates the battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack as follows.
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、「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。 Further, in this specification, for easy understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are added to the members shown in the “Means for Solving the Problems” section. . However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1ないし図3に示すパック電池は、複数の電池1を連結している電池のコアパック10と、このコアパック10を収納している密閉袋3と、電池のコアパック10を収納する密閉袋3を収納する外装ケース4とを備える。
The battery pack shown in FIGS. 1 to 3 includes a
これらの図のパック電池は、電池のコアパック10が、複数の電池1にリード板5を介して接続している回路基板6と、この回路基板6を収納する基板ホルダ7とを備える。電池のコアパック10は、複数の電池1を絶縁ホルダ2で定位置に保持している。
The battery pack shown in these figures includes a
電池1は、充電できる二次電池で、リチウムイオン二次電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とすることもできる。さらに、図のパック電池は、電池1を円筒型電池とするが、角型電池とすることもできる。図のコアパック10は、平行な姿勢で、同一面に7本の電池1を並べて、さらに上下に2段に配置して、端面を同一面に位置させるように絶縁ホルダ2で定位置に保持している。ただ、パック電池は、3段以上に電池を並べて収納することができ、また、同一段に6本以下、あるいは8本以上の電池を並べることもできる。
The
複数の電池1は、端面にリード板5を溶着して、互いに直列と並列とに接続している。図のコアパック10は、7本の電池1を直列に接続したものを2組並列に接続している。図のコアパック10は、各々のリード板5を、絶縁ホルダ2の上方に配置している回路基板6に接続している。リード板5は、回路基板6に接続する接続部5Aを上方または端部から突出するように設けている。リード板5は、接続部5Aにリード線20やリードピン21等を半田付けして連結しており、これらを介して回路基板6に接続している。
The plurality of
絶縁ホルダ2は、図2ないし図8に示すように、電池1を挿通して保持する保持筒11の両端に、エンドプレート12を連結してなる構造としている。この絶縁ホルダ2は、絶縁材を成形して製作される。絶縁ホルダ2を成形する絶縁材はプラスチックである。保持筒11は、電池1を挿通する複数の挿通穴13を貫通して設けている。絶縁ホルダ2は、保持筒11の挿通穴13に電池1を挿通して、複数の電池1を所定の位置に保持している。図の絶縁ホルダ2は、14本の円筒型電池1を連結して保持するので、保持筒11に14個の挿通穴13を設けている。14個の挿通穴13は、上下2段に並べて、上段と下段に各々7個設けている。さらに、図に示す保持筒11は、隣接して配設している電池1の谷間に他の電池1を配設しており、上下に位置する電池1を俵積みの状態で配設している。
As shown in FIGS. 2 to 8, the insulating
図8に示す絶縁ホルダ2は、保持筒11を軸方向の中間で2分割して、一対のホルダーユニット2Aに分割している。このホルダーユニット2Aは、分割された保持筒11の端部にエンドプレート12を連結してなる形状にプラスチックで一体成形している。この絶縁ホルダ2は、保持筒11の分割端である開口部から電池1を挿入し、一対のホルダーユニット2Aを互いに連結して、複数の電池1を絶縁ホルダ2に収納している。
The insulating
保持筒11は、図3と図7の断面図に示すように、電池1の表面のほぼ全周に沿う筒状に挿通穴13を開口している。ただ、保持筒は、必ずしも電池の全周に沿う筒状に挿通穴を開口する必要はない。さらに、絶縁ホルダは、図示しないが、保持筒の一部に開口部を設けることもできる。この絶縁ホルダは、保持筒の一部に開口部を設け、この開口部に温度センサーを配設して、電池の温度を検出することもできる。このパック電池は、温度センサーで電池温度を検出しながら、電池の充放電を制御できる特徴がある。この絶縁ホルダは、たとえば、分割された保持筒の互いに対向する連結部分を切欠して開口部を設けて、この開口部に温度センサーを配置することができる。
As shown in the cross-sectional views of FIGS. 3 and 7, the holding
中間で分割される保持筒11は、図示しないが、分割端側からエンドプレート12側に向かって次第に内径が小さくなるテーパー状に内面を成形している。この保持筒11は、エンドプレート12側の端部の内面に突出する部分を電池1の表面に面接触させて電池1を定位置に保持できる。このように、保持筒11を分割する構造は、プラスチックを成形する金型の設計を簡単にして、プラスチック成形を容易にできる特長がある。
Although not shown, the holding
エンドプレート12は、保持筒11の両端に連結されており、保持筒11の外側において、リード板5を定位置に連結している。エンドプレート12は、挿通穴13の開口部から表出する電池端面にリード板5を溶着して連結している。図のエンドプレート12は、リード板5を嵌入する位置決凹部24を外側面に設けており、この位置決凹部24にリード板5を入れて定位置に配置している。位置決凹部24は、リード板5の外形よりもわずかに大きい外形として、ここにリード板5を入れて定位置に配置している。
The
複数に分割されたホルダーユニット2Aは、一体的に成形されたボス22に止ネジ23をねじ込んで互いに連結される。図のホルダユニット2Aは、両端部に、ボス22を一体的に成形して設けている。ボス22は筒状で、内部に止ネジ23を挿通している。ただ、図示しないが、分割されたホルダーユニットは、係止構造で連結し、あるいは接着して連結し、あるいはまた、これらを組み合わせて連結することもできる。
The divided
以上の絶縁ホルダ2は、分割された保持筒11とエンドプレート12とを一体的に成形しているが、本発明のパック電池は、絶縁ホルダを以上の構造に特定しない。絶縁ホルダは、複数の電池を所定の位置に保持できる他の全ての構造とすることができる。絶縁ホルダは、たとえば、保持筒とエンドプレートを分割することなく一体構造とすることも、保持筒と両端のエンドプレートとを分割してなる構造とすることもできる。
The insulating
図のコアパック10は、絶縁ホルダ2で保持される複数の電池1の充放電をコントロールする回路を実装する回路基板10と、この回路基板10を所定の位置に配置する基板ホルダ7とを備える。回路基板10は、リード板5を介して電池1に接続されている。回路基板6は、各々の電池電圧を検出して、充放電の電流を遮断する保護回路(図示せず)を実装している。保護回路は、いずれかの電池電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を遮断するスイッチング素子をオフに切り換えて、放電電流を遮断する。また、いずれかの電池電圧が最高電圧よりも高くなると、充電を停止するスイッチング素子をオフに切り換えて、充電を停止する。このように、各々の電池電圧を検出して、充放電をコントロールする保護回路を実装するパック電池は、電池1を保護しながら安全に使用できる。
The
基板ホルダ7は、回路基板6を収納して所定の位置に配置する。図3ないし図8に示す基板ホルダ7は、底板25の周囲に周壁26を設けて上方開口の箱形としており、この周壁26の内側に回路基板6を収納して、所定の位置に配置している。図の基板ホルダ7は、両側面から外側に突出する連結片27を一体成形して設けており、この連結片27を絶縁ホルダ2の上面に設けた連結部28に止ネジ29でネジ止めして基板ホルダ7を絶縁ホルダ2の定位置に固定できるようにしている。
The
さらに、図7と図9に示す基板ホルダ7は、底板25から突出する支持部30を設けており、この支持部30に止ネジ31を介して回路基板6を固定して、回路基板6を基板ホルダ7の底板25から離れた位置に配置している。この回路基板6は、基板ホルダ7の底板25との対向面(図において下面)に保護回路等を実現する電子部品(図示せず)を配置している。このように、基板ホルダ7の底板25との対向面に電子部品を配置する構造は、これらの電子部品の凹凸が、後述する密閉袋の可撓性シートに接触して破損するのを有効に阻止できる特徴がある。
Further, the
さらに、図に示すパック電池は、回路基板6を絶縁樹脂14にポッティングして埋設しているので、ポッティング樹脂で回路基板6を保護できると共に、回路基板6に実装している電子部品をポッティング樹脂に埋設して、電子部品が突出しない回路基板6を密閉袋3に収納できる特徴がある。このため、可撓性シートからなる密閉袋3が、回路基板6の凹凸に接触して破損するのを有効に阻止できる特徴も実現される。図に示す回路基板6は、基板ホルダ7の底板25との間に絶縁樹脂14を充填できるように、中央部に貫通孔6Aを開口している。
Furthermore, the battery pack shown in the figure has the
さらに、回路基板6からは、出力用のリード線8が引き出されている。このリード線8は、外部機器に接続されるコネクタ15を先端に接続している。図示しないが、回路基板は、通信用のリード線を引き出してコネクタに接続することもできる。コネクタ15は、内蔵する電池1の出力用の出力端子や、外部機器との接続端子を装備している。コネクタ15は、出力端子や接続端子を外部に表出する状態で外装ケース4に設けた開口窓4aに配設される。
Further, an
以上のように、複数の電池1を絶縁ホルダ2で所定の位置に保持すると共に、各々の電池1の端面に接続したリード板5を回路基板6に接続し、さらに、回路基板6が固定された基板ホルダ7を絶縁ホルダ2に固定して電池のコアパック10となる。電池のコアパック10は、密閉袋3に収納されて、その開口部が水密に閉塞され、外装ケース4に収納される。
As described above, the plurality of
密閉袋3は、可撓性シート3Aを袋状に成形したものである。この密閉袋3は、電池のコアパック10を収納できる形状と大きさに成形している。密閉袋3は、収納される電池のコアパック10の外形に沿う袋状、たとえば、コアパック10を無理なく収納できるように、コアパック10の外形よりも多少大きな直方体形状や角筒状とすることができる。密閉袋3の可撓性シート3Aには、プラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリイミド(PI)、ポリエチレンイミド(PEI)、ペット(PET)等が使用できる。これらのプラスチックシートは、可撓性と耐熱性に優れている特長がある。また、電池の安全弁が開弁されたときに排出される電解液によって、溶融されたり化学反応を起こすこともない。ただ、可撓性シートには、他のプラスチックシートも使用できる。
The
可撓性シート3Aで構成される密閉袋3は、図1ないし図9に示すように、回路基板6上に設けたスイッチ32を外装ケース4の外部から密閉袋3を介して操作できる特長がある。図に示す外装ケース4は、操作窓4bを開口しており、この操作窓4bからスイッチ32を表出できる構造としている。回路基板6上のスイッチ32は、密閉袋3を介して操作窓4bから外部に表出されて、外部から操作できるようにしている。このスイッチ32は、押しボタンスイッチで、可撓性を有する密閉袋3を変形させて操作される。
As shown in FIGS. 1 to 9, the
さらに、密閉袋3は、好ましくは、透光性を有する可撓性シート3Aで製造する。この密閉袋3は、図9に示すように回路基板6上に設けたLED等の表示部33の光を透過させて、外装ケース4の表示窓4cから外部に表示できる。
Furthermore, the
電池のコアパック10を収納した密閉袋3は、開口部が水密に閉塞される。このように、水密構造で密閉される密閉袋3は、外部から水分が浸入するのを有効に防止して、内部に収納されるコアパック10を確実に防水できる。さらに、水密に密閉される密閉袋3は、収納される電池1の安全弁が開弁されたときに排出される電解液が密閉袋3の外側に漏れるのを有効に防止できる特長もある。図に示すパック電池は、密閉袋3の開口部をコードブッシュ9で水密に閉塞して、リード線8を水密に引き出している。
The
図4ないし図7、及び図10に示すコードブッシュ9は、リード線8を水密に挿通する貫通孔9aを有すると共に、外周面に沿って、密閉袋3の可撓性シート3Aを水密に結束する水密溝9bを設けている。このコードブッシュ9は、電池のコアパック10から引き出されたリード線8を貫通孔9aに挿通して、リード線8を弾性的に挟着して水密構造に密閉している。図に示すコードブッシュ9は、複数の貫通孔9aを開口しており、ひとつの貫通孔9aに1本のリード線8を挿通している。このコードブッシュ9は、たとえば、ゴムや軟質プラスチック等のゴム状弾性体で成形される。ゴム状弾性体であるコードブッシュ9は、コアパック10から引き出されるリード線8を貫通孔9aに圧入する状態で挿通して水密に挿通される。
The
ただ、コードブッシュ59は、図11に示すように、複数のリード線58をひとつの貫通孔59aに挿通することもできる。この図に示すコードブッシュ59は、リード線58をインサート成形して、リード線58を水密に挿通させている。このコードブッシュ59は、電池のコアパックから引き出されたリード線58をインサートする状態で、外周面に水密溝59bを有する所定の形状に一体成形される。
However, the
図10と図11に示すようにリード線8、58を水密に貫通させたコードブッシュ9、59は、密閉袋3、53の開口部の内側に配設されて、開口部の可撓性シート3A、53Aを結束材16、516で水密溝9b、59bに結束して、密閉袋3、53の開口部を水密に密閉する。いいかえると、密閉袋3、53の可撓性シート3A、53Aは、外部から結束材16、516で結束されて、コードブッシュ9、59の外周面である水密溝9b、59bに水密に閉塞される。可撓性シート3A、53Aをコードブッシュ9、59に結束する結束材16、516は、結束バンドや線材や結束リング、リングゴム等が使用できる。図10に示す結束材16は、結束バンド16Aである。この結束材16は、バンド部16aを係止部16bに挿通した後、係止部16bをバンド部16aの根元に向かって締め付けして外れないように結束される。図11に示す結束材516は、線材516Bである。線材である結束材516には、針金や結束紐が使用できる。この結束材516は、可撓性シート53Aを水密溝59bに巻き付けて結束し、最も簡単に可撓性シート53Aをコードブッシュ59の水密溝59bに結束できる。さらに、図示しないが、結束リングである結束材は、たとえば、部分的に開口した金属リングとして、この開口部から水密溝に嵌着した後、圧着して装着することができる。リングゴムである結束具は、伸長状態でコードブッシュと可撓性シートを挿通し、水密溝において収縮させて外部から挟着することができる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
以上の構造のコードブッシュ9、59は、リード線8、58を貫通孔9a、59aに貫通させると共に、外周面の水密溝9b、59bに可撓性シート3A、53Aを水密に結束している。ただ、コードブッシュは、リード線と可撓性シートとの両方を水密に挟着して、リードを水密構造で密閉袋から引き出すこともできる。この構造のパック電池を、図12ないし図17に示す。
なお、図12ないし図17に示す実施例において、前述の図1ないし図10に示す実施例と同じ構成要素については、上1桁を除く下桁に同符号を付してその詳細な説明を省略している。
The
In the embodiment shown in FIGS. 12 to 17, the same components as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals in the lower digits except the first digit, and detailed description thereof will be given. Omitted.
図12ないし図17に示すパック電池は、コードブッシュ79で、密閉袋73の可撓性シート73Aとリード線78とを水密に挟着して、リード線78を防水構造で密閉袋73から引き出している。図に示すコードブッシュ79は、2分割されたケーシング717で、第1ケース717Aと第2ケース717Bとで、電池のコアパック710から引き出したリード線78と密閉袋73の可撓性シート73Aとを水密に挟着できる構造としている。第1ケース717Aと第2ケース717Bとからなるケーシング717は、リード線78と可撓性シート73Aとを案内して挿通する嵌着溝717aを内側に設けている。このコードブッシュ79は、リード線78と可撓性シート73Aとを嵌着溝717aに案内する状態で第1ケース717Aと第2ケース717Bを連結して、リード線78を防水構造で密閉袋73から引き出している。
In the battery pack shown in FIGS. 12 to 17, the
このコードブッシュ79もゴム状弾性体として、効果的にリード線78と可撓性シート73Aとを水密構造で閉塞できる。それは、リード線78と可撓性シート73Aとを第1ケース717Aと第2ケース717Bとで弾性的に挟着できるからである。ただ、この構造のコードブッシュは、必ずしもゴム状弾性体とする必要はない。それは、コードブッシュを硬質のプラスチックや金属で製造しても、密閉袋の可撓性シートを水密構造で閉塞できるからである。このコードブッシュ79は、リード線78を案内する嵌着溝717aを内側に設けると共に、この嵌着溝717aにリード線78と可撓性シート73Aとを圧入する状態で挿通してこれらを水密に挟着することができる。このコードブッシュ79は、リード線78の絶縁被覆であるプラスチックと可撓性シート73Aとを介して水密構造に挟着できる。
The
第1ケース717Aと第2ケース717Bは、係止構造で連結し、あるいは、接着して固定し、あるいはまた連結具を介して連結し、あるいはまた、これらを組み合わせることによって、互いに外れないように連結される。
The
以上のように、開口部をコードブッシュ9、59、79で閉塞する密閉袋3、53、73は、好ましくは、閉塞部分において気密に密閉して、外装ケースに収納することができる。密閉袋3、53、73を気密に密閉して収納ケースに収納するパック電池は、密閉袋3、53、73内の空気温度が変化して膨張し、あるいは収縮するとき、可撓性シート3A、53A、73Aの密閉袋3、53、73が変形し、密閉袋3、53、73から空気が排気されたり、密閉袋3、53、73に空気が吸入されることがない。したがって、温度変化で密閉袋3、53、73の内部に外気が侵入するのを理想的な状態で阻止して、結露水に起因する電池やリード板の腐食を確実に阻止できる。さらに、気密に密閉される密閉袋は、内部に残存する気体を、乾燥された空気や不活性ガスとして、結露等を有効に防止することもできる。
As described above, the sealed
ただし、本明細書において、密閉袋を気密に密閉するとは、空気の出入りを完全に遮断して密閉袋の開口部を閉塞する状態のみを意味するのではなく、密閉袋内の空気を外部に排気できる状態、たとえば、密閉袋を外部から押圧して、圧力をかけた状態で密閉袋の内部の空気を排気できるように閉塞する状態を含む広い意味で使用する。この状態は、外部から圧力が作用しない通常の状態では、密閉袋への空気の出入りは生じない。したがって、温度変化で密閉袋の内部に外気が侵入することもない。ただ、本発明のパック電池は、必ずしも密閉袋を気密に密閉する必要はない。 However, in this specification, the airtight sealing of the airtight bag does not mean only the state in which the entrance and exit of air is completely blocked and the opening of the airtight bag is closed, but the air in the airtight bag is externally exposed. It is used in a broad sense including a state in which the air can be exhausted, for example, a state in which the air is sealed so that the air inside the airtight bag can be exhausted in a state where pressure is applied to the airtight bag. In this state, in the normal state where no pressure is applied from the outside, no air enters and leaves the sealed bag. Therefore, outside air does not enter the inside of the airtight bag due to temperature change. However, the battery pack of the present invention does not necessarily need to hermetically seal the sealing bag.
さらに、開口部をコードブッシュ9、59、79で閉塞する密閉袋3、53、73は、好ましくは、内部の空気を排気した状態で閉塞し、あるいは、開口部を閉塞した後、内部の空気を排気する。それは、密閉袋3、53、73の内部に空気が満たされた状態では、風船のように膨れた状態となって容積が大きくなり、外装ケースに収納し難くなると共に、外装ケースへの収納時や衝撃等を受けたときに、可撓性シート3A、53A、73Aが破損しやすくなるからである。内部の空気を排気した状態、いいかえると、袋全体をしぼませた状態の密閉袋3、53、73は、容積を小さくして外装ケースに収納しやすくできると共に、収納時や衝撃を受けたときの破損を極減できる。密閉袋3、53、73は、開口部をコードブッシュ9、53、79で閉塞した後、密閉袋3、53、73を外側から押圧して袋内の圧力を高くして、閉塞部分から空気を外部に排気することができる。
Further, the
さらに、密閉袋は、内部の空気を吸引しながら、すなわち、内部を減圧する状態で開口部を閉塞して、内部の空気を排気することもできる。このように、内部を減圧する密閉袋は、可撓性シートの内面をコアパックの外周面に密着させて、全体をコンパクトな形状として無理なく収納ケースに収納できる特徴がある。 Furthermore, the airtight bag can exhaust the internal air while sucking the internal air, that is, closing the opening in a state where the internal pressure is reduced. Thus, the airtight bag which decompresses the inside has the characteristic that the inner surface of the flexible sheet is brought into close contact with the outer peripheral surface of the core pack, and the whole can be accommodated in a storage case without difficulty as a compact shape.
図4と図10に示すコードブッシュ9は、密閉袋3内の空気を外部に排出する排気孔9cを貫通して開口している。図のコードブッシュ9は、2つの貫通孔9aの間に排気孔9cを設けている。この排気孔9cは、ここから密閉袋3内の空気を外部に排出する。排気孔9cを備えるコードブッシュ9は、外周面に可撓性シート3Aを水密構造で密閉した状態で、密閉袋3を外側から押圧して、密閉袋3の内部に入った空気を簡単に外部に排気できる特徴がある。また、この排気孔9cに吸引ノズルを差し込んで内部の空気を吸引することもできる。さらに、排気孔9cを備えるコードブッシュ9は、内部の空気を排気した後、排気孔9cをシリコンや栓等の閉塞材(図示せず)で閉塞して気密に密閉することもできる。さらに、図示しないが、排気孔を備えるコードブッシュは、排気孔に逆止弁を設けることもできる。この逆止弁は、密閉袋内から外部に空気を通過させるが、密閉袋の外部から内部には空気を通過させない構造として、理想的に密閉袋内の空気を排気できると共に、密閉袋を気密に密閉することもできる。
The
以上のように、排気孔9cを備えるコードブッシュ9で閉塞される密閉袋3は、内部の空気を排気した状態で外装ケース4に収納し、あるいは、後述する第2ケース4Bに収納した状態で内部の空気を排気して、その後、第1ケース4Aで閉塞することもできる。このパック電池は、内部の空気を排気孔9cから排気して、密閉袋3の外形をコアパック10の外形に沿うコンパクトな形状として無理なく収納ケース4に収納できるので、収納時や衝撃を受けたときに密閉袋が破損されるのを有効に防止できる。
As described above, the sealed
以上のようにして、コアパック10、710が密閉袋3、73に収納され、回路基板6、76から引き出されたリード線8、78は、水密構造でコードブッシュ9、79から引き出され、さらに、密閉袋3、73の開口部の可撓性シート3A、73Aは、水密構造で閉塞される。
ただ、本発明のパック電池は、必ずしも密閉袋の開口部をコードブッシュで閉塞して、すなわちコードブッシュを介してリード線を引き出す必要はない。本発明のパック電池は、密閉袋から引き出されるリード線を、直接に開口部から外部に引き出して閉塞することもできる。この密閉袋は、閉塞部分を外側から結束材等で閉塞して、あるいは閉塞部分の内面に接着剤を充填して、あるいはまた、これらの両方によって、水密構造に密閉できる。
As described above, the core packs 10 and 710 are accommodated in the
However, in the battery pack of the present invention, it is not always necessary to close the opening of the hermetic bag with the cord bush, that is, to draw out the lead wire through the cord bush. In the battery pack of the present invention, the lead wire drawn out from the hermetic bag can be directly drawn out from the opening and closed. This sealed bag can be sealed in a watertight structure by closing the closed portion with a binding material or the like from the outside, filling the inner surface of the closed portion with an adhesive, or both.
さらに、図2ないし図8に示すパック電池は、電池1と基板ホルダ7とを密閉袋3に収納した状態で、密閉袋3がリード板5の接続部5Aで破損されるのを有効に防止するために、基板ホルダ7に持上凸部18を設けている。図の基板ホルダ7は、リード板5の接続部5Aの両側に位置して、一対の持上凸部18を設けている。一対の持上凸部18は、周壁26の側面から外側に突出して一体的に成形している。このパック電池は、持上凸部18の間にリード板5の接続部5Aを配設して、コアパック10を密閉袋3に収納する。この構造は、リード板5の接続部5Aが局部的に密閉袋3を内面から突いて破損させるのを、両側に設けた持上凸部18が保護するので、密閉袋3が接続部5Aで破損されるのを有効に防止できる。
Further, the battery pack shown in FIGS. 2 to 8 effectively prevents the sealing
ただ、持上凸部は、図18に示すように、絶縁ホルダ72に設けることもできる。図の絶縁ホルダ72は、リード板75の接続部75Aの両側に位置して、一対の持上凸部718を一体的に成形している。一対の持上凸部718は、エンドプレート712の上面から上方に突出して一体的に成形している。このパック電池は、持上凸部718の間にリード板75の接続部75Aを配設して、コアパック710を密閉袋73に収納する。この構造も、リード板75の接続部75Aが局部的に密閉袋73を内面から突いて破損させるのを、両側に設けた持上凸部718が保護するので、密閉袋73が接続部75Aで破損されるのを有効に防止できる。
However, the lifting convex portion can also be provided on the insulating
外装ケース4は、プラスチックを成形して製作される。図の外装ケース4は、プラスチック製の第1ケース4Aと第2ケース4Bを連結して、コアパック10を収納してなる密閉袋3を内部に収納している。第1ケース4Aと第2ケース4Bは周壁34を一体的に成形して設けている。さらに、図の外装ケース4は、内側に、ボス35を突出して設けている。ボス35は、第1ケース4Aと第2ケース4Bの四隅部に設けている。ボス35に止ネジ(図示せず)を挿通し、この止ネジで第1ケース4Aと第2ケース4Bを連結する。連結された第1ケース4Aと第2ケース4Bは、互いに周壁34の開口縁を隙間なく接触させて閉塞される。
The
さらに、外装ケース4は、電気機器に連結するコネクタ15を外部に表出させる開口窓4aを設けている。このパック電池は、第1ケース4Aと第2ケース4Bの連結部に開口窓4aを設けており、第1ケース4Aと第2ケース4Bの開口窓4aでコネクタ15を挟着して、コネクタ15を外装ケース4の開口窓4aから表出させる状態で連結している。このパック電池は、コネクタ15が電気機器(図示せず)の電源供給部に接続されて、パック電池が定位置に連結される。コネクタ15は、パック電池の出力端子(図示せず)を表出して設けている。出力端子はリード線8を介して電池1に連結している。さらに、このパック電池は、コネクタ15が充電器(図示せず)の充電接続部にも接続される。充電器は、充電接続部にコネクタ15を接続して、パック電池を定位置に連結して充電する。
Further, the
さらに、第1ケース4Aは、その表面に、パック電池のスイッチ32や表示部33を外部に表出させる操作窓4bと表示窓4cを設けている。操作窓4bは、回路基板6に設けたスイッチ32を外部に表出する。表示窓4bは、LED等の表示部33からの光を外部に表示する。
Further, the
図のパック電池は、電池のコアパック10を収納した密閉袋3の周囲にクッション材19を配設している。クッション材19は、軟質の合成樹脂発泡体や衝撃を吸収する軟質シートである。クッション材19は、粘着層や接着材で密閉袋3の外周面と外装ケース4の内面とに接着される。このパック電池は、たとえば落下時の衝撃をクッション材19で吸収できる。このため、衝撃に強くできる特徴がある。とくに、図に示すように、クッション材19を密閉袋3のほぼ全周に配設する構造は、クッション材19を介して電池のコアパックを衝撃から保護できる特長がある。図に示すクッション材19は、回路基板6に設けたスイッチ32と表示部33とを外部に表出させる開口部19Aを開口して設けている。
In the illustrated battery pack, a
さらに、図2と図3に示す外装ケース4は、電池のコアパック10を収納してなる密閉袋3を定位置に保持するために、図において下側に位置する第2ケース4Bの内面に突出して位置決リブ36を一体成形している。位置決リブ36は、外装ケース4に収納されるコアパック10の保持筒11の下面であって、保持筒の谷間と対向する内面に位置決リブ36を設けている。この位置決リブ36は、外装ケース4に収納される電池1と平行な姿勢であって、図3の断面図において保持筒11の下段に配設される電池1の谷間に対向する位置に設けられる。さらに、位置決リブ36は、その先端で、クッション材19を介して保持筒11の谷間を押圧する状態で配置されて外装ケース4に収納されるコアパック10を定位置に配設する。
Further, the
以上の構造は、電池のコアパック10が収納された密閉袋3を、クッション材19を介して外装ケース4の内側に押圧する密着状態で配置できる。この構造は、クッション材19で電池のコアパック10を定位置にしっかりと保持しながら、衝撃をクッション材19で吸収して、耐衝撃性を向上できる。
The above structure can be arranged in a close contact state in which the sealed
以上のパック電池は、以下のようにして組み立てられる。
(1) 全ての電池1を絶縁ホルダ2の保持筒11に挿入した後、一対のホルダユニット2Aを連結する。
(2) 絶縁ホルダ2の上方に基板ホルダ7を固定する。基板ホルダ7は、予め回路基板6を固定している。さらに、基板ホルダ7は、回路基板6を絶縁樹脂14にポッティングして絶縁している。
(3) 各々の電池1の端面電極に、リード板5を溶着して固定する。リード板5の接続部5Aを回路基板6に接続する。
以上の工程で、電池のコアパック10が組み立てられる。
(4) 電池のコアパック10を密閉袋3に入れて、リード線8をコードブッシュ9で密閉袋3の外部に水密構造で引き出す。さらに、密閉袋3の開口部を水密構造で閉塞する。
(5) コアパック10が収納されてリード線8が引き出された密閉袋3を外装ケース4に収納する。
(6) 外装ケース4の第1ケース4Aと第2ケース4Bとを連結する。
The above battery pack is assembled as follows.
(1) After all the
(2) The
(3) The
The
(4) The
(5) The sealed
(6) The
以上のパック電池は、電池のコアパック10が、複数の電池1にリード板5を介して接続している回路基板6と、この回路基板6を収納する基板ホルダ7とを備えている。したがって、回路基板6と基板ホルダ7を備えるコアパック10を密閉袋3に収納している。ただ、コアパックは、必ずしも回路基板と基板ホルダとを備える必要はなく、複数の電池を収納してなる絶縁ホルダをコアパックとして、密閉袋に収納することもできる。このコアパックを収納する密閉袋は、複数の電池の出力用のリード線を外部に引き出しながら、水密構造で閉塞することができる。
The battery pack described above includes a
本発明のパック電池は、屋外で使用される電気機器、たとえば電動自転車や電動車両、作業用ロボット用の電源として使用される。 The battery pack of the present invention is used as a power source for electric devices used outdoors, such as electric bicycles, electric vehicles, and working robots.
1、71…電池
2、72…絶縁ホルダ
2A、72A…ホルダーユニット
3、53、73…密閉袋
3A、53A、73A…可撓性シート
4、74…外装ケース
4A、74A…第1ケース
4B、74B…第2ケース
4a、74a…開口窓
4b、74b…操作窓
4c、74c…表示窓
5、75…リード板
5A、75A…接続部
6、76…回路基板
6A、76A…貫通孔
7、77…基板ホルダ
8、58、78…リード線
9、59、79…コードブッシュ
9a、59a…貫通孔
9b、59b…水密溝
9c…排気孔
10、710…コアパック
11、711…保持筒
12、712…エンドプレート
13、713…挿通穴
14、714…絶縁樹脂
15、715…コネクタ
16、516、716…結束材
16A…結束バンド
16a…バンド部
16b…係止部
516B…線材
717…ケーシング
717A…第1ケース
717B…第2ケース
717a…嵌着溝
18、718…持上凸部
19、719…クッション材
19A、719A…開口部
20、720…リード線
21、721…リードピン
22、722…ボス
23、723…止ネジ
24、724…位置決凹部
25、725…底板
26、726…周壁
27、727…連結片
28、728…連結部
29、729…止ネジ
30…支持部
31…止ネジ
32、732…スイッチ
33、733…表示部
34、734…周壁
35、735…ボス
36、736…位置決リブ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
電池のコアパックが、可撓性シートを水密構造に密閉して袋状としてなる密閉袋に収納されて外装ケースに収納されて、
密閉袋が、コードブッシュでリード線を水密に引き出しており、
コードブッシュが、リード線を水密に挿通する貫通孔を有すると共に、外周面に沿って、密閉袋の可撓性シートを水密に結束する水密溝を設けており、密閉袋の開口部内面にコードブッシュを配設し、結束材が可撓性シートを水密溝に結束して、密閉袋の開口部を水密に密閉するパック電池。
A battery pack comprising a battery core pack formed by connecting a plurality of batteries, and an outer case containing the core pack,
The core pack of the battery is housed in a sealed bag that is formed into a bag shape by sealing the flexible sheet in a watertight structure, and is housed in an exterior case.
The sealed bag draws the lead wire in a watertight manner with the cord bush,
The cord bush has a through-hole through which the lead wire is inserted in a watertight manner, and a watertight groove for watertightly binding the flexible sheet of the sealed bag is provided along the outer peripheral surface. A battery pack in which a bush is disposed, a binding material binds a flexible sheet to a watertight groove, and the opening of the airtight bag is watertightly sealed.
電池のコアパックが、可撓性シートを水密構造に密閉して袋状としてなる密閉袋に収納されて外装ケースに収納されて、
コアパックが、複数の電池に接続している回路基板を備え、回路基板を有するコアパックを密閉袋に収納しており、
回路基板を収納する基板ホルダを備えると共に、電池にはリード板を接続しており、このリード板は、回路基板に接続するための接続部を有し、この接続部の両側に位置して一対の持上凸部を基板ホルダに設けており、持上凸部の間にリード板の接続部を配設して、電池と基板ホルダとを密閉袋に収納しているパック電池。
A battery pack comprising a battery core pack formed by connecting a plurality of batteries, and an outer case containing the core pack,
The core pack of the battery is housed in a sealed bag that is formed into a bag shape by sealing the flexible sheet in a watertight structure, and is housed in an exterior case.
The core pack includes a circuit board connected to a plurality of batteries, the core pack having the circuit board is stored in a sealed bag,
A board holder for storing the circuit board is provided, and a lead plate is connected to the battery. The lead board has a connection part for connecting to the circuit board, and a pair of parts are located on both sides of the connection part. A battery pack in which a lifting convex portion is provided on a substrate holder, a lead plate connecting portion is provided between the lifting convex portions, and the battery and the substrate holder are housed in a sealed bag.
電池のコアパックが、可撓性シートを水密構造に密閉して袋状としてなる密閉袋に収納されて外装ケースに収納されて、
コアパックが、複数の電池を絶縁ホルダで定位置に保持して、密閉袋に収納され、
複数の電池を定位置に配置する絶縁ホルダを備えると共に、電池にはリード板を接続しており、このリード板は、回路基板に接続するための接続部を有し、この接続部の両側に位置して一対の持上凸部を絶縁ホルダに設けており、持上凸部の間にリード板の接続部を配設して、電池と絶縁ホルダとを密閉袋に収納しているパック電池。
A battery pack comprising a battery core pack formed by connecting a plurality of batteries, and an outer case containing the core pack,
The core pack of the battery is housed in a sealed bag that is formed into a bag shape by sealing the flexible sheet in a watertight structure, and is housed in an exterior case.
A core pack is held in a sealed bag by holding a plurality of batteries in place with an insulating holder,
The battery is provided with an insulating holder for arranging a plurality of batteries at fixed positions, and a lead plate is connected to the battery. The lead plate has a connection part for connecting to a circuit board, and is provided on both sides of the connection part. A battery pack in which a pair of lifting projections are provided on an insulating holder, a lead plate connecting portion is disposed between the lifting projections, and the battery and the insulation holder are housed in a sealed bag .
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