JP5425571B2 - 円柱状の電池ユニット - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導作用で電力搬送される電力を誘導する受電コイルを備える円柱状の電池ユニットに関する。

電磁誘導作用を利用して、充電器に設けている送電コイルから受電コイルに電力搬送して充電される電池ユニットは開発されている。（特許文献１参照）

この公報の電池ユニットを図１に示している。この電池ユニットは、円筒状の外装ケース９２に、円筒形電池９１と、送電コイルに電磁結合される受電コイル９４と、この受電コイル９４に誘導される電力を円筒形電池９１の充電電力に変換する回路を実装する回路基板９３を内蔵している。外装ケース９２は、両端を閉塞して縦に２分割した円筒状で、内部に円筒形電池９１と受電コイル９４と回路基板９３を収納して閉塞している。受電コイル９４は、円筒形電池９１の端部に配設されて、すなわち円筒形電池９１に対して直線状に配置されて、受電コイル９４の端部、すなわち外装ケース９２の先端部に回路基板９３を配置している。この電池ユニットは、円筒形電池に受電コイルと回路基板を連結して電池組立とし、この電池組立を外装ケースに収納して組み立てられる。

特開２００５−１１７７４８号公報

図１に示す円柱状の電池ユニットは、円筒状の外装ケースに円筒形電池と受電コイルとを収納するので、外径が円筒形電池よりも大きくなって、全体の容積に対する電池の充電容量が小さくなる欠点がある。

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、受電コイルを内蔵しながら外径を円筒形電池と同じ大きさとして、全体の容積に対する電池の充電容量を大きくできる円柱状の電池ユニットを提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、外径を小さくしながら、簡単かつ容易に、しかも強固に受電コイルを円筒形電池に固定できる円柱状の電池ユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の円筒状の電池ユニットは、充電できる円筒形電池１と、この円筒形電池１を充電する電力が誘導される受電コイル４と、この受電コイル４に誘導される交流を円筒形電池１の充電電力に変換する変換回路６を実装する回路基板５とを備えている。さらに、電池ユニットは、円筒形電池１と同じ外径で、受電コイル４と回路基板５とを収納してなる円筒ケース２と、この円筒ケース２を円筒形電池１の凸部電極１２側の端面に連結する連結具３とを備えている。円筒ケース２は、その先端面に、円筒形電池１の凸部電極１２に電気接続してなる中心電極７を有すると共に、後端部には連結具３に連結される中空筒部２３を開口しており、この中空筒部２３を連結具３を介して円筒形電池１の凸部電極１２側に連結している。連結具３は、円筒ケース２の中空筒部２３に挿入されて円筒ケース２に連結され、かつ円筒形電池１の凸部電極１２の外径よりも大きな内径であって、凸部電極１２から絶縁状態に配置される連結筒部３１と、この連結筒部３１の一端に設けられて、円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に固定される固定リング部３２とを有する。電池ユニットは、連結具３の固定リング部３２を円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に固定し、この連結具３の連結筒部３１に、円筒ケース２の中空筒部２３を挿入して、連結具３を介して、受電コイル４と回路基板５とを内蔵してなる円筒ケース２を円筒形電池１に対して直線状に連結している。

以上の円柱状の電池ユニットは、受電コイルを内蔵しながら外径を円筒形電池と同じ大きさとして、全体の容積に対する電池の充電容量を大きくできる特徴がある。また、以上の電池ユニットは、外径を小さくしながら、簡単かつ容易に、しかも強固に受電コイルを円筒形電池に固定できる特徴がある。以上の特徴は、円筒形電池と同じ外形であって受電コイルと回路基板を収納している円筒ケースを連結具で円筒形電池に直線状に連結すると共に、円筒ケースの先端面には、円筒形電池の凸部電極に電気接続している中心電極を設けて、その後端部には中空筒部を設け、この中空筒部に連結具を挿入して円筒形電池に直線状に連結する構造として、さらに、連結具は、円筒ケースの中空筒部に挿入されて円筒ケースに連結され、かつ円筒形電池の凸部電極の外径よりも大きな内径であって、凸部電極から絶縁状態に配置している連結筒部と、この連結筒部の一端に設けられて、円筒形電池の凸部電極側の端部に固定される固定リング部とを設け、連結具の固定リング部を円筒形電池の凸部電極側の端部に固定して、連結具の連結筒部を円筒ケースの中空筒部に挿入して、連結具でもって、円筒ケースを円筒形電池に対して直線状に連結してなる独特の構成で実現される。

本発明の円柱状の電池ユニットは、固定リング部３２を、円筒形電池１の外径以下の直径の円盤状、又は、円筒形電池１の端部を挿入できる筒状として、円筒形電池１の端部に溶接して固定することができる。

本発明の円柱状の電池ユニットは、連結具３の連結筒部３１と、円筒ケース２の中空筒部２３とを係止構造で連結することができる。
この構造の電池ユニットは、連結具の連結筒部と、円筒ケースの中空筒部とを簡単かつ容易に、正確な位置に連結できる。

本発明の円柱状の電池ユニットは、円筒ケース２の中空筒部２３が、連結具３の連結筒部３１に連結される突出部２５を内面に設けて、連結具３の連結筒部３１が、突出部２５を係止する位置に係止部３６を設けて、中空筒部２３の突出部２５を、連結筒部３１の係止部３６に案内して、連結具３を介して円筒ケース２を円筒形電池１に連結することができる。

本発明の円柱状の電池ユニットは、連結具３を、円筒形電池１に固定される固定リング部３２と、円筒ケース２の中空筒部２３に挿入される連結筒部３１を有する連結金具３Ａと、この連結金具３Ａに連結してなるサブ連結具３Ｂとで構成し、サブ連結具３Ｂを連結金具３Ａと円筒ケース２に係止構造で連結して、円筒ケース２を円筒形電池１に連結することができる。

本発明の円柱状の電池ユニットは、サブ連結具３Ｂが、円筒ケース２の中空筒部２３に連結される係止凸部３５を設けて、円筒ケース２の中空筒部２３が、係止凸部３５を係止する位置に係止部２６を設けて、サブ連結具３Ｂの係止凸部３５を、中空筒部２３の係止部２６に案内して、連結具３を円筒ケース２に係止構造で連結することができる。

本発明の円柱状の電池ユニットは、円筒ケース２の内側に円筒状に巻かれた受電コイル４を収納して、この円筒状の受電コイル４の内側に回路基板５を配置することができる。

本発明の円柱状の電池ユニットは、円筒ケース２の内側に受電コイル４を収納して、この受電コイル４と円筒形電池１と間に回路基板５を配置することができる。

従来の電池ユニットの分解斜視図である。 本発明の第１の実施例にかかる電池ユニットの斜視図である。 図２に示す電池ユニットの縦断面図である。 図２に示す電池ユニットの分解斜視図である。 図２に示す電池ユニットの回路図である。 図４に示す電池ユニットの円筒ケースの底面斜視図である。 図４に示す電池ユニットの連結具を円筒形電池に連結した状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施例にかかる電池ユニットの斜視図である。 図８に示す電池ユニットの縦断面図である。 図８に示す電池ユニットの分解斜視図である。 図１０に示す電池ユニットの円筒ケースの断面斜視図である。 他の構造の連結具を円筒形電池に連結する状態を示す断面図である。

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円柱状の電池ユニットを例示するものであって、本発明は円柱状の電池ユニットを以下のものに特定しない。

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」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。

図２ないし図７は、本発明の第１の実施例にかかる円柱状の電池ユニットを示し、図８ないし図１１は、本発明の第２の実施例にかかる円柱状の電池ユニットを示している。これらの図に示す電池ユニットは、充電できる円筒形電池１と、この円筒形電池１を充電する電力が誘導される受電コイル４と、この受電コイル４に誘導される交流を円筒形電池１の充電電力に変換する変換回路６を実装する回路基板５と、受電コイル４と回路基板５を収納している円筒形電池１と同じ外径の円筒ケース２と、この円筒ケース２を円筒形電池１の凸部電極１２側の端面に連結する連結具３と備えている。

円筒形電池１は、充電できるニッケル水素電池である。ただ、円筒形電池は、リチウムイオン電池やニッケルカドミウム電池などの充電できる全ての電池とすることができる。円筒形電池１は、単４電池、単３電池、単５電池などの規格電池である。ただし、円筒形電池は、必ずしも規格電池とする必要はなく、外形を円柱状とする全ての円筒形電池が使用できる。円筒形電池１は、図３と図９の断面図に示すように、外装缶１０の開口部を、凸部電極１２のある封口板１１で気密に密閉している。外装缶１０と封口板１１は金属板である。外装缶１０は、金属板を底のある筒状にプレス成形して製作される。封口板１１は、中央に凸部電極１２を設けている。外装缶１０の内部には、電極（図示せず）が内蔵される。さらに、電解液も充填される。外装缶１０は、開口部の端部をかしめ加工して封口板１１を気密に固定している。封口板１１は、ガスケット１５を介して外装缶１０のかしめ部に挟着されて気密に固定される。ガスケット１５は絶縁性のあるゴム状弾性体で、封口板１１と外装缶１０とを絶縁すると共に、封口板１１と外装缶１０との隙間を気密に閉塞する。この構造の円筒形電池１は、封口板１１をかしめて挟着するために、封口板１１を設けている端部に、周囲に沿ってリング溝１４が設けられる。さらに、封口板１１の周縁にはカシメ凸条１３が設けられる。ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池からなる円筒形電池１は、凸部電極１２をプラス側の電極とし、外装缶１０をマイナス側の電極としている。

受電コイル４は、絶縁材を円筒状としているボビン４０の外側に巻かれて、ボビン４０を介して円筒ケース２の内部に固定している。受電コイル４が巻かれるボビン４０は、フェライト材料で製作することにより、透磁率を大きくして受電コイル４を通過する磁束線を多くすることができる。このボビン４０は、表面を適宜絶縁処理することができる。ただ、ボビンは、フェライト以外の材料、たとえば絶縁材等で製作することもできる。受電コイル４を巻いているボビン４０は、円筒ケース２と同軸に、その内側に固定している。受電コイル４は、送電コイルに電磁結合されて電圧が誘導され、その誘導される電圧は巻き数を多くして高くできる。したがって、受電コイル４の巻き数は、誘導される交流を整流して円筒形電池１を充電できる巻き数に設定される。ただし、受電コイルに誘導される交流をトランスで電圧変換して、円筒形電池に供給する回路構成にあっては、受電コイルの誘導電圧を円筒形電池を充電できる電圧、すなわち円筒形電池の電圧よりも高くする必要はない。なお、図示しないが、受電コイル４の両端の入出力線は、ボビン４０の袴部の切欠部から引き出されて、回路基板５に電気接続される。

回路基板５は、受電コイル４に誘導される交流を円筒形電池１を充電する電圧と電流の直流に変換する変換回路６を実現する電子部品１９を実装している。図５は、最も簡単な変換回路６を示している。この変換回路６は、受電コイル４に誘導される交流を整流するダイオードブリッジ４５と、このダイオードブリッジ４５で整流される脈流を平滑にする平滑回路の電解コンデンサ４６とを備えている。変換回路は、整流回路と平滑回路で変換された直流を、さらにＤＣ／ＤＣコンバータでもって円筒形電池を充電する電圧と電流に変換して円筒形電池を充電することもできる。ＤＣ／ＤＣコンバータを備える変換回路は、受電コイルに誘導される電圧が低下する状態で、電圧を上昇して円筒形電池を充電することができる。さらに、回路基板５には、円筒形電池１の満充電を検出して充電を停止する充電制御回路４７、あるいは満充電を充電器側に伝送する回路を実装している。満充電を充電器側に伝送する回路は、満充電された信号を無線伝送する送信器、あるいは受電コイル４のインピーダンスを変化して満充電されたことを送信器に伝送する回路などである。回路基板５に円筒形電池１の満充電を充電器側に伝送する回路を実装する電池ユニットは、充電器側で円筒形電池１の満充電を検出して電力搬送を停止できるので、無駄な電力消費を削減できると共に、円筒形電池１の充電を停止した後の発熱を防止できる。

図３と図４の電池ユニットは、受電コイル４のボビン４０の内側に垂直姿勢に回路基板５を配置している。ここに配置される回路基板５は、リード板１７、１８を介して円筒形電池１の正負の電極に接続される。この回路基板５は、上下の両端にリード板１７、１８を連結して、このリード板１７、１８を介してボビン４０の内側に配置している。回路基板５の下端部に連結しているリード板１８は、連結具３を介して円筒形電池１の外装缶１０に、上端部に連結しているリード板１７は、円筒ケース２の中心電極７に接続している。円筒ケース２の中心電極７は、別のリード板１６を介して円筒形電池１の凸部電極１２に接続している。したがって、回路基板５は、上端部に連結しているリード板１７を介して円筒形電池１の凸部電極１２に接続される。

図９と図１０の電池ユニットは、回路基板５を円筒形電池１とボビン４０との間に配設している。この回路基板５は、連結具３の連結筒部３１の内側に、円筒形電池１の凸部電極１２を設けている端子面と平行な姿勢で配置している。この回路基板５は、連結筒部３１に電気接続されて連結具３に連結されると共に、リード板１６を介して凸部電極１２に電気接続されて定位置に配置される。連結筒部３１及びリード板１６と回路基板５との電気接続は、リード線又は金属ワイヤー等（図示せず）により行うことができる。さらに、この回路基板５は中心に貫通孔５Ａを設けている。この貫通孔５Ａは、プラスチック製の円筒ケース２の内側に設けている内筒２２の下端を挿入して、凸部電極１２を中心電極７に接続するリード板１６を内筒２２の内側に配置している。

円筒ケース２は、絶縁材のプラスチックで成形している。円筒ケース２は、外径を円筒形電池１の外径に等しい円筒状に成形して、上端に中心電極７を固定している。中心電極７は、リード板１６を介して円筒形電池１の凸部電極１２に接続している。図の中心電極は、金属板をプレス加工して全体をキャップ形状に成形している。円筒ケース２は、先端面の定位置に中心電極７を配置するために、キャップ形状の中心電極７の内側に挿入される突出部２７を先端面から突出して設けている。図３と図４に示す円筒ケース２は、突出部２７を隔壁２７Ａとしており、この隔壁２７Ａの両側には、回路基板５の上端に固定したリード板１７と、凸部電極１２に固定したリード板１６とを通過させる貫通孔２８を設けている。リード板１７とリード板１６は、隔壁２７Ａで区画される各々の貫通孔２８に別々に挿通されて円筒ケース２の外部に引き出されている。リード板１７とリード板１６は、円筒ケース２から引き出された先端部を水平方向に折曲しており、各々の折曲部に中心電極７の両側に設けた接続部７Ａを溶着して固定している。また、図９ないし図１１に示す円筒ケース２は、突出部２７を筒状の保持筒部２７Ｂとすると共に、保持筒部２７Ｂの内側に貫通孔２８を設けて、この貫通孔２８に、凸部電極１２に固定したリード板１６を通過させて円筒ケース２の外部に引き出している。さらに、保持筒部２７Ｂは、断面形状をＣ字状として、部分的に切欠部を設けており、リード板１６の先端部を水平方向に折曲して切欠部から引き出すと共に、この折曲部に、中心電極７に設けた接続部７Ａを溶着して固定している。

さらに、円筒ケース２は、内部を中空状として受電コイル４を収納する収納部２４を設けている。図３と図９の円筒ケース２は、外筒２１の内部に、外筒２１と同軸に内筒２２を一体成形して設けており、この内筒２２を受電コイル４のボビン４０の中心孔４１に案内して、ボビン４０を収納部２４の定位置に配置しながら収納できるようにしている。図３に示す円筒ケース２の内筒２２は、ボビン４０の中心孔４１の上端部に挿入できる長さとしている。図９に示す円筒ケース２の内筒２２は、ボビン４０の中心孔４１を貫通して、下端部を回路基板５の中心孔５Ａに挿入できる長さとしている。この内筒２２は、下端部を細く成形して段差筒部２２Ａを設けており、この段差筒部２２Ａを回路基板５の中心孔５Ａに挿入して、回路基板５を定位置に配置している。

さらに、円筒ケース２は、連結具３に係止構造で連結する中空筒部２３を下端部に設けている。図３と図９の円筒ケース２は、外筒２１の下端部を中空筒部２３としており、この中空筒部２３に連結具３の連結筒部３１を挿入し、連結具３を中空筒部２３に係止構造で連結して、円筒ケース２を円筒形電池１の凸部電極１２側に連結している。

図２ないし図４、及び図６に示す円筒ケース２は、係止構造で連結具３を連結するために、連結具３に設けた係止凸部３５を案内して係止する係止部２６を下端部に設けている。図に示す係止部２６は、係止凸部３５を挿入できる貫通孔で、円筒ケース２の中空筒部２３の開口端縁に沿って、係止凸部３５を係止する位置に設けている。図７の連結具３は、３個の係止凸部３５を所定の間隔で外周方向に突出して設けているので、円筒ケース２は、これらの係止凸部３５に対向する位置に、所定の間隔で３個の係止部２６を設けている。貫通孔である係止部２６は、連結具３の外周に突出して設けた係止凸部３５を嵌入して、円筒ケース２を抜けないように円筒形電池１に連結する。ただ、係止部は、必ずしも貫通孔とする必要はなく、円筒ケースの下端部の内面に設けた凹部や溝とすることもできる。

図８ないし図１０の円筒ケース２は、下端部の内周面に沿って、連続し、あるいは連結しない突出部２５を設けており、この突出部２５を、連結筒部３１に設けている係止部３６に案内して、抜けないように円筒形電池１に連結している。図１１に示す円筒ケース２の突出部２５は、連続する凸条としており、中空筒部２３の開口端縁に沿って、中空筒部２３の内面に突出して設けている。また、図９と図１０に示す連結筒部３１は、上部の外径を下部の外径よりも大きくしてなる段差形状としており、この段差部を、中空筒部２３の突出部２５を係止する係止部３６としている。この係止構造は、円筒ケース２の中空筒部２３に連結具３の連結筒部３１を挿入する状態で、円筒ケース２の内面に設けた突出部２５を連結筒部３１に設けた段差部である係止部３６に係止して、円筒ケース２を抜けないように円筒形電池１に連結する。ただ、連結筒部に設ける係止部は、必ずしも段差部とする必要はなく、連続する突出部を案内できる係止溝とすることもできる。また、円筒ケースに、連続しない突出部を設ける構造においては、連結筒部に設ける係止部を、突出部を係止できる位置に設けた凹部や貫通孔とすることもできる。

さらに、図示しないが、連結具と円筒ケースの係止構造は、連結筒部に係止凸部を設けて、この係止凸部を係止する係止部を中空筒部に設けることもできる。この係止構造は、たとえば、連結筒部の外周面に、連続して、あるいは連続しない突出部や突出片を設けて係止凸部とし、中空筒部の開口縁部に、これらの係止凸部を係止する貫通孔や凹部、あるいは溝を設けて係止部とすることができる。この係止構造も、円筒ケースの中空筒部に連結具の連結筒部を挿入する状態で、連結筒部の外面に設けた突出部を中空筒部に設けた係止部に係止して、円筒ケースを抜けないように円筒形電池に連結する。

連結具３は、円筒ケース２の中空筒部２３に挿入されて円筒ケース２を連結する連結筒部３１と、この連結筒部３１の一端、図にあっては下端に設けられて、円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に固定される固定リング部３２とを備える。

連結筒部３１は、凸部電極１２には接触しないように、円筒形電池１の凸部電極１２の外径よりも大きな内径であって、凸部電極１２から絶縁状態に配置している。連結具３は、固定リング部３２を円筒形電池１の外周縁部に溶接して固定される。すなわち、円筒形電池１の凸部電極１２側の端部の外周縁部に電気接続される。円筒形電池１は、凸部電極１２と外装缶１０の外周縁部とを正負の電極としている。ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池は、凸部電極１２を正極、外装缶１０を負極としている。円筒形電池１をニッケル水素電池とする電池ユニットは、連結具３が円筒形電池１の負極に電気接続される。したがって、連結筒部３１が凸部電極１２に接触するとショートするので、連結具３の連結筒部３１は、凸部電極１２に絶縁して、すなわち凸部電極１２から離して配置される。

固定リング部３２は、円筒形電池１の外周縁部に溶接して固定される。図に示す固定リング部３２は、円筒形電池１の外径以下の直径の円盤状としている。円盤状の固定リング部３２は、円筒形電池１の外装缶１０のカシメ凸条１３に溶接される。この連結具３は、固定リング部３２が円筒形電池１の外周面より外側に突出しないので、外観をすっきりと綺麗にできる。ただ、連結具３は、固定リング部３２の形状を、円筒形電池１の外径以下の直径の円盤状に特定せず、図１２に示すように、円筒形電池１の端部を挿入できる筒状とすることもできる。この連結具３は、金属製であり、筒状の固定リング部３２を円筒形電池１の端部に被せる状態で装着して、円筒形電池１の外周縁部に溶接して固定される。とくに、この連結具３は、筒状の固定リング部３２の内面に引掛凸部３２ａを設けて、この引掛凸部３２ａを外装缶１０の端部にできるリング溝１４に係止させることにより、その組立工程において、固定リング部３２を外装缶１０の端部に嵌着させて定位置に配置できる。

さらに、図３、図４、及び図７に示す連結具３は、円筒形電池１に固定される固定リング部３２と、円筒ケース２の中空筒部２３に挿入される連結筒部３１とを有する連結金具３Ａと、この連結金具３Ａに連結してなるサブ連結具３Ｂとを備えている。連結金具３Ａは、金属板をプレス加工して、固定リング部３２と連結筒部３１とを設けている。

サブ連結具３Ｂは、図において上端を閉塞してなる筒状にプラスチックで成形しており、係止構造で連結金具３Ａに連結している。サブ連結具３Ｂは、円筒状の筒部の上端を上面プレート部で閉塞する形状として、円筒形電池１の凸部電極１２を挿入できる収納凹部３９を下方に開口している。さらに、サブ連結具３Ｂは、上面プレート部の上面に、垂直姿勢で配置される回路基板５を位置決めしながら保持する保持リブ３７を一体成形して設けている。さらに、サブ連結具３Ｂは、この保持リブ３７の背面側において、凸部電極１２と中心電極７とを接続するリード板１６を挿通する挿通孔３８を、上面プレート部を貫通して設けている。

さらに、図のサブ連結具３Ｂは、係止構造で連結金具３Ａに連結するために、筒部の外周面から突出する複数の連結凸部３４を一体成形して設けている。図のサブ連結具３Ｂは、４個の連結凸部３４を所定の間隔で設けている。サブ連結具３Ｂは、これらの連結凸部３４を、連結金具３Ａの連結筒部３１に設けている係止孔３３に案内して、連結金具３Ａに抜けないように連結している。さらに、サブ連結具３Ｂは、筒部の上端部から外周方向に突出する複数の係止凸部３５を一体成形して設けている。図のサブ連結具３Ｂは、３個の係止凸部３５を所定の間隔で設けている。サブ連結具３Ｂは、これらの係止凸部３５を、円筒ケース２の中空筒部２３に設けている貫通孔である係止部２６に案内して、円筒ケース２に抜けないように連結している。この連結具３は、連結金具３Ａを、円筒形電池１の外周縁部に溶接して固定すると共に、サブ連結具３Ｂを、連結金具３Ａと円筒ケース２とに係止構造で連結して、円筒ケース２を円筒形電池１に係止構造で連結する。以上のサブ連結具は、係止構造で連結金具に連結している。ただ、サブ連結具は、係止構造以外の構造、たとえば、接着やネジ止め等により連結金具に連結して固定することもできる。

図２ないし図７の電池ユニットは、以下の工程で製造される。
（１）円筒形電池１の凸部電極１２にリード板１６を溶接して固定する。リード板１６は、下端部を直角に折曲して設けた接続部を凸部電極１２に溶接して固定する。
（２）連結金具３Ａにサブ連結具３Ｂを連結して連結具３とする。サブ連結具３Ｂは、連結金具３Ａの連結筒部３１に設けた係止孔３３に連結凸部３４を案内して、連結金具３Ａに抜けないように連結される。
（３）連結具３を円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に固定する。このとき、連結具３は、凸部電極１２に固定したリード板１６をサブ連結具３Ｂの上面プレート部に開口した挿通孔３８に挿通して上方に引き出す。さらに、連結具３は、サブ連結具３Ｂの下端に開口した収納凹部３９に円筒形電池１の凸部電極１２を案内する状態で、円筒形電池１の凸部電極１２側の端面の定位置に配置される。この状態で、連結金具３Ａの固定リング部３２を円筒形電池１の外周縁部に溶接して固定する。図３と図７に示す連結金具３Ａは、円盤状の固定リング部３２を円筒形電池１の外装缶１０の一部であるカシメ凸条１３に溶接して固定している。
（４）サブ連結具３Ｂの定位置に回路基板５をセットする。回路基板５は、垂直の姿勢でサブ連結具３Ｂの保持リブ３７に案内される。垂直姿勢に配置される回路基板５は、下端にリード板１８を、上端にリード板１７を予め接続している。回路基板５の下端に接続しているリード板１８を水平方向に折曲してサブ連結具３Ｂの上面プレート部に沿って引き出すと共に、先端部を連結筒部３１に沿って下方に折曲し、この先端部を連結筒部３１に溶接して固定する。
（５）連結具３の上部に、受電コイル４を配置する。受電コイル４は、ボビン４０の中心孔４１に回路基板５とリード板１６を挿通すると共に、サブ連結具３Ｂの保持リブ３７を中心孔４１の下端部に挿入する状態で連結具３の定位置に配置される。
（６）円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に円筒ケース２を連結する。円筒ケース２は、内部に設けた収納部２４に受電コイル４を収納しながら装着される。円筒ケース２は、下端部の中空筒部２３に連結筒部３１が挿入されると共に、サブ連結具３Ｂに設けた係止凸部３５を中空筒部２３に設けた貫通孔である係止部２６に嵌入して、円筒形電池１に抜けないように連結される。
さらに、このとき、回路基板５の上端に固定したリード板１７の先端部と、凸部電極１２に固定したリード板１６の先端部とを円筒ケース２の上面に開口した貫通孔２８に通過させて上方に引き出す。リード板１７とリード板１６は、隔壁２７Ａで区画された各々の貫通孔２８から別々に外部に引き出される。
（７）円筒ケース２の先端面から突出するリード板１７とリード板１６の先端部を、水平方向であって互いに反対方向に折曲する。さらに、リード板１７とリード板１６の折曲部に中心電極７の接続部７Ａを溶接して固定する。

図８ないし図１１の電池ユニットは、以下の工程で製造される。
（１）連結具３を円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に固定する。連結具３は、連結金具３Ａの固定リング部３２を円筒形電池１の外周縁部に溶接して固定する。図９に示す連結具３は、円盤状の固定リング部３２を円筒形電池１の外装缶１０の一部であるカシメ凸条１３に溶接して固定している。
（２）円筒形電池１の凸部電極１２にリード板１６を溶接して固定する。リード板１６は、下端部を直角に折曲して設けた接続部を凸部電極１２に溶接して固定する。
（３）回路基板５を、連結具３の連結筒部３１の内側に配置する。このとき、回路基板５は、リード板１６を中心孔５Ａに案内しながら定位置に配置される。定位置に配置される回路基板５に、連結筒部３１とリード板１６とを電気接続する。連結筒部３１及びリード板１６と回路基板５との電気接続は、リード線又は金属ワイヤー等（図示せず）により行うことができる。
（４）円筒ケース２の収納部２４に受電コイル４を収納する。受電コイル４は、ボビン４０の中心孔４１に内筒２２を挿通する状態で収納部２４に収納される。
（５）受電コイル４を収納している円筒ケース２を円筒形電池１の凸部電極１２側の端部に連結する。円筒ケース２は、内筒２２の内側にリード板１６を挿入すると共に、内筒２２の先端部に設けた段差筒部２２Ａを回路基板５の中心孔５Ａに案内しながら装着される。円筒ケース２は、下端部の中空筒部２３に連結筒部３１が挿入されると共に、中空筒部２３の内面に設けた突出部２５を連結筒部３１に設けた係止部３６である段差部に係止して、円筒形電池１に抜けないように連結される。このとき、内筒２２に挿入されたリード板１６の先端部は、円筒ケース２の上面に開口した貫通孔２８から上方に引き出される。
（６）円筒ケース２の先端面から突出するリード板１６の先端部を、水平方向に折曲し、この折曲部に中心電極７の接続部７Ａを溶接して固定する。

以上の電池ユニットは、別途、受電コイルおよびボビン中を貫通するような磁束を提供できる充電器にて充電される。この充電器は、図示しないが、電池ユニットに内蔵される受電コイルに起電力を誘導する送電コイルを内蔵しており、この送電コイルから受電コイルに電力搬送して、電池ユニットに内蔵される電池を充電する。さらに、電池ユニットが、内蔵する円筒形電池の満充電を検出して充電器側に伝送する回路を備える場合、この電池ユニットを充電する充電器においては、電池ユニットから伝送される満充電信号を検出して、送電コイルからの電力搬送を停止して電池ユニットの充電を停止する。これにより、無駄な電力消費を削減し、充電停止後の発熱を防止できる。

１…円筒形電池
２…円筒ケース
３…連結具 ３Ａ…連結金具
３Ｂ…サブ連結具
４…受電コイル
５…回路基板 ５Ａ…中心孔
６…変換回路
７…中心電極 ７Ａ…接続部
１０…外装缶
１１…封口板
１２…凸部電極
１３…カシメ凸条
１４…リング溝
１５…ガスケット
１６…リード板
１７…リード板
１８…リード板
１９…電子部品
２１…外筒
２２…内筒 ２２Ａ…段差筒部
２３…中空筒部
２４…収納部
２５…突出部
２６…係止部
２７…突出部 ２７Ａ…隔壁
２７Ｂ…保持筒部
２８…貫通孔
３１…連結筒部
３２…固定リング部 ３２ａ…引掛凸部
３３…係止孔
３４…連結凸部
３５…係止凸部
３６…係止部
３７…保持リブ
３８…挿通孔
３９…収納凹部
４０…ボビン
４１…貫通孔
４５…ダイオードブリッジ
４６…電解コンデンサ
４７…充電制御回路
９１…円筒形電池
９２…外装ケース
９４…受電コイル
９３…回路基板

Claims (8)

1. 充電できる円筒形電池(1)と、この円筒形電池(1)を充電する電力が誘導される受電コイル(4)と、この受電コイル(4)に誘導される交流を円筒形電池(1)の充電電力に変換する変換回路(6)を実装する回路基板(5)とを備える円柱状の電池ユニットであって、
   前記円筒形電池(1)と同じ外径で、前記受電コイル(4)と回路基板(5)とを収納してなる円筒ケース(2)と、この円筒ケース(2)を前記円筒形電池(1)の凸部電極(12)側の端面に連結する連結具(3)とを備えており、
   前記円筒ケース(2)は、その先端面に、前記円筒形電池(1)の凸部電極(12)に電気接続してなる中心電極(7)を有すると共に、後端部には前記連結具(3)に連結される中空筒部(23)を開口しており、この中空筒部(23)を前記連結具(3)を介して前記円筒形電池(1)の凸部電極(12)側に連結しており、
   前記連結具(3)は、前記円筒ケース(2)の中空筒部(23)に挿入されて円筒ケース(2)に連結され、かつ前記円筒形電池(1)の凸部電極(12)の外径よりも大きな内径であって、前記凸部電極(12)から絶縁状態に配置される連結筒部(31)と、この連結筒部(31)の一端に設けられて、前記円筒形電池(1)の凸部電極(12)側の端部に固定される固定リング部(32)とを有し、
   前記連結具(3)の固定リング部(32)が前記円筒形電池(1)の凸部電極(12)側の端部に固定され、この連結具(3)の連結筒部(31)が、前記円筒ケース(2)の中空筒部(23)に挿入されて、前記連結具(3)を介して、前記受電コイル(4)と前記回路基板(5)とを内蔵してなる前記円筒ケース(2)が円筒形電池(1)に対して直線状に連結されてなる円柱状の電池ユニット。
2. 前記固定リング部(32)が、円筒形電池(1)の外径以下の直径の円盤状、又は、円筒形電池(1)の端部を挿入できる筒状で、固定リング部(32)が円筒形電池(1)の端部に溶接して固定されてなる請求項１に記載される円柱状の電池ユニット。
3. 前記連結具(3)の連結筒部(31)と、前記円筒ケース(2)の中空筒部(23)とが係止構造で連結されてなる請求項１又は２に記載される円柱状の電池ユニット。
4. 前記円筒ケース(2)の中空筒部(23)が、前記連結具(3)の連結筒部(31)に連結される突出部(25)を内面に設けており、前記連結具(3)の連結筒部(31)が、前記突出部(25)を係止する位置に係止部(36)を設けており、前記中空筒部(23)の突出部(25)が、前記連結筒部(31)の係止部(36)に案内されて、連結具(3)を介して円筒ケース(2)を円筒形電池(1)に連結してなる請求項３に記載される円柱状の電池ユニット。
5. 前記連結具(3)が、前記円筒形電池(1)に固定される固定リング部(32)と、円筒ケース(2)の中空筒部(23)に挿入される連結筒部(31)を有する連結金具(3A)と、この連結金具(3A)に連結してなるサブ連結具(3B)とを備え、サブ連結具(3B)が連結金具(3A)と円筒ケース(2)に係止構造で連結されて、円筒ケース(2)を円筒形電池(1)に連結してなる請求項３に記載される円柱状の電池ユニット。
6. 前記サブ連結具(3B)が、前記円筒ケース(2)の中空筒部(23)に連結される係止凸部(35)を設けており、前記円筒ケース(2)の中空筒部(23)が、前記係止凸部(35)を係止する位置に係止部(26)を設けており、前記サブ連結具(3B)の係止凸部(35)が、前記中空筒部(23)の係止部(26)に案内されて、連結具(3)を円筒ケース(2)に係止構造で連結してなる請求項５に記載される円柱状の電池ユニット。
7. 前記円筒ケース(2)の内側に円筒状に巻かれた受電コイル(4)を収納しており、さらに、この円筒状の受電コイル(4)の内側に回路基板(5)を配置してなる請求項１ないし６のいずれかに記載される円柱状の電池ユニット。
8. 前記円筒ケース(2)の内側に受電コイル(4)を収納しており、さらに、この受電コイル(4)と前記円筒形電池(1)と間に回路基板(5)を配置してなる請求項１ないし６のいずれかに記載される円柱状の電池ユニット。

Images