JP6138604B2 - 補助バッテリを備えるバッテリ - Google Patents

Description

本発明は、主として車両に電装用バッテリとして搭載される補助バッテリを備えるバッテリに関し、とくにニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池などの補助バッテリを鉛バッテリのケース内に収納して一体構造としてなる補助バッテリを備えるバッテリに関する。

車両に搭載される鉛バッテリは、車両を走行させる状態で充放電が繰り返されることから寿命が数年と相当に短く、短期間で新しく交換する必要がある。とくに、アイドリングストップの車両に搭載される鉛バッテリは、さらに寿命が短くなる。それは、アイドリングストップする車両は、車両を減速するときに発電機を駆動して回生制動するが、このときの発電電力で鉛バッテリを大電流で充電し、また、信号待ちなどで停止したエンジンをスターターモータで始動するときに大電流で放電するからである。すなわち、アイドリングストップする毎に、鉛バッテリを大電流で充電し、また放電することが鉛バッテリの寿命を著しく短くする。さらに、鉛バッテリは、回生制動するときの発電電力を効率よく充電できない欠点もある。このような弊害を解消するために、鉛バッテリと並列に、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の補助バッテリを接続する補助バッテリを備えるバッテリが開発されている。（特許文献１及び２参照）

特開２００４−１９０６２６号公報 特開２００９−１６６７６９号公報

鉛バッテリと並列に、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の補助バッテリを接続している補助バッテリを備えるバッテリは、鉛バッテリとは別に補助バッテリを配置して、これを並列に接続することから、車両などの種々の用途において、設置に手間がかかり、また収納スペースも大きくなる欠点がある。

本発明の第１の目的は、以上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、補助バッテリを鉛バッテリと一体構造として、種々の用途において簡単かつ容易にしかも便利に設置でき、しかも全体をコンパクトにできる補助バッテリを備えるバッテリを提供することにある。

鉛バッテリに、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池などの補助バッテリを接続して、鉛バッテリの欠点を解消する補助バッテリを備えるバッテリは、鉛電池ケース内を区画して補助バッテリ収納室を設けて、ここに補助バッテリを収納する構造として、全体をコンパクトにできる。ただ、この構造の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリを定位置に固定する状態で収納することが大切である。それは、補助バッテリが補助バッテリ収納室の内部で位置ずれし、あるいは振動すると、補助バッテリを鉛バッテリと接続するバスバーなどに損傷を与え、また補助バッテリにも振動による傷害を与えるからである。

本発明の第２の目的は、さらに以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、簡単かつ容易に組み立てして補助バッテリを補助バッテリ収納室に収納しながら、補助バッテリを定位置に位置ずれしない状態で配置できる補助バッテリを備えるバッテリ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

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、箱形に成形している外周壁１２の内側を複数の区画壁１３で区画して、複数のセル室１５と補助バッテリ収納室１６とを長手方向に並べて配置してなる鉛電池ケース１０と、この鉛電池ケース１０に固定されて、鉛電池ケース１０の少なくともセル室１５の上方開口部を閉塞してなる鉛電池蓋１７と、セル室１５の内部に配置してなる正負の電極板４１と、セル室の内部に充填してなる電解液４２と、補助バッテリ収納室１６に収納してなる電池組立２０とを備えている。電池組立２０は、鉛バッテリ１に接続してなる補助バッテリ２と、この補助バッテリ２を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置しているインナーケース２１とを備えている。補助バッテリ収納室１６内は、外周壁１２の対向する内面である対向面１２Ｘを、上方開口部に向かって内幅を広くするテーパー状に成形している。インナーケース２１は、外周壁１２に圧接される固定リブ２３を側縁に設けている。バッテリは、インナーケース２１が補助バッテリ収納室１６に挿入される状態で、固定リブ２３を補助バッテリ収納室１６の外周壁１２に圧接させて、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置している。

以上の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリを鉛バッテリと一体構造として、種々の用途において簡単かつ容易にしかも便利に設置でき、しかも全体をコンパクトにできる特徴がある。それは、以上の補助バッテリを備えるバッテリが鉛電池ケースに補助バッテリ収納室を設けて、ここに補助バッテリを収納しているからである。

さらに、以上の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリを備える電池組立をスムーズに補助バッテリ収納室に収納しながら、この電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に位置ずれせず、かつ振動しない状態で配置できる特徴がある。それは、以上の補助バッテリを備えるバッテリが、鉛電池ケースに設けている補助バッテリ収納室の対向する外周壁の内面を、上方開口部に向かって内幅を広くするテーパー状に成形し、さらに補助バッテリを備える電池組立のインナーケースの側縁に、外周壁に圧接される固定リブを設けて、インナーケースを補助バッテリ収納室に挿入する状態では、補助バッテリ収納室の外周壁に固定リブを圧接して、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置するからである。さらに、以上の補助バッテリを備えるバッテリは、インナーケースと鉛電池ケースを高い精度で製作することなく、すなわち高い寸法精度で製作することなく、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置できる特徴も実現する。それは、電池組立がインナーケースに設けている固定リブを外周壁に圧接することで、インナーケースを局部的に補助バッテリ収納室の内面に圧接させて、電池組立を定位置に配置するからである。局部的に圧接される固定リブは、寸法誤差を吸収するように変形して、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置する。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、インナーケース２１の両側縁に固定リブ２３を設けることができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、インナーケースの両側縁の固定リブを介して、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置するので、電池組立をよりスムーズに補助バッテリ収納室に挿入しながら、電池組立を定位置により位置ずれしないように配置できる特徴がある。それは、両側縁に設けた固定リブを介して、インナーケースを外周壁の内面に圧接状態で配置できるからである。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、インナーケース２１が、対向面１２Ｘと対向する両側縁に複数の固定リブ２３を平行に設けることができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、複数の固定リブを補助バッテリ収納室の外周壁に圧接するので、電池組立をより確実に位置ずれせず、かつ振動しない状態で補助バッテリ収納室に配置できる特徴がある。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、インナーケース２１の下部に設けてなる固定リブ２３が、補助バッテリ収納室１６の底部で外周壁１２に圧接されて電池組立２０を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置することができる。
この補助バッテリを備えるバッテリは、電池組立を補助バッテリ収納室に配置する状態で、電池組立底部の位置ずれや振動を確実に阻止して、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置できる。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、インナーケース２１の下部と上部に設けてなる固定リブ２３が、補助バッテリ収納室１６の底部と上部とで外周壁１２に圧接されて電池組立２０を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置することができる。
この補助バッテリを備えるバッテリは、電池組立を補助バッテリ収納室に配置する状態で、電池組立の位置ずれや振動をより確実に阻止して、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に安定して配置できる。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリ収納室１６の外周壁１２の内面に、前記固定リブ２３を案内するガイド溝２４を設けて、電池組立２０が補助バッテリ収納室１６に挿入される状態で、固定リブ２３をガイド溝２４に案内して、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置することができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、電池組立を補助バッテリ収納室に収納する状態で、電池組立が、鉛電池ケースの長手方向に位置ずれしたり、振動するのを確実に阻止して、電池組立を定位置に配置できる。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、ガイド溝２４の溝壁２４Ａの内面に、補助バッテリ収納室１６に挿入された電池組立２０の固定リブ２３を圧接する圧接凸部２６を設けて、固定リブ２３が溝壁２４Ａを介して補助バッテリ収納室１６の外周壁１２に圧接させることができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置して、固定リブの両面に直交する方向の位置ずれや振動をより確実に防止できる特徴がある。それは、固定リブの表面が溝壁内面の圧接凸部に圧接して、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に配置するからである。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、鉛電池ケース１０とインナーケース２１がプラスチック製で、インナーケース２１が固定リブ２３を一体的に成形して設けており、電池組立２０が補助バッテリ収納室１６に挿入される状態で、固定リブ２３が、補助バッテリ収納室１６の外周壁１２に圧接する部分で変形して、押圧状態に圧接されてなる
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、電池組立を補助バッテリ収納室にスムーズに挿入しながら、電池組立を補助バッテリ収納室の定位置に位置ずれしない状態で配置できる特徴がある。それは、電池組立を補助バッテリ収納室に挿入するときに、プラスチック製の固定リブが変形し、変形した部分がブバッテリ収納室の外周壁を圧接するからである。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリ２をニッケル水素電池とリチウムイオン二次電池の何れかとすることができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリでもって、充放電できる全体の容量を相当に大きくでき、しかも鉛バッテリ単独の特性を相当に向上できる特徴がある。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、鉛電池ケース１０の平面形状が長方形で、長方形の長手方向の一端部に補助バッテリ収納室１６を設けることができる。
以上の補助バッテリを備えるバッテリは、全体の外形を鉛バッテリの規格寸法としながら、補助バッテリを設けることができる。

本発明の一実施の形態にかかる補助バッテリを備えるバッテリのブロック図である。 本発明の一実施の形態にかかる補助バッテリを備えるバッテリの斜視図である。 図２に示す補助バッテリを備えるバッテリのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２に示す補助バッテリを備えるバッテリの一部拡大分解斜視図である。 鉛電池ケースに電池組立を挿入する状態を示す分解断面図である。 図３に示す補助バッテリを備えるバッテリの要部拡大分解断面図である。 鉛電池ケースの他の一例を示す要部拡大断面図である。 図４に示す電池組立の分解斜視図である。 鉛電池ケースに電池組立を挿入した状態を示す一部拡大水平断面図であって、図２のＩＸ−ＩＸ線断面に相当する図である。 鉛電池ケースの他の一例を示す水平断面図である。 ガイド溝に設ける圧接凸部の一例を示す断面斜視図である。

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補助バッテリを備えるバッテリを例示するものであって、本発明は補助バッテリを備えるバッテリ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１のブロック図に示す補助バッテリを備えるバッテリ１００は、鉛バッテリ１と補助バッテリ２とを並列に接続している。補助バッテリ２は、鉛バッテリ１と異なる密閉型のバッテリであって、鉛バッテリ１と並列に接続されて、鉛バッテリ１の特性を改善する二次電池が使用される。密閉型のバッテリは、金属ケースに電極と電解液を充填しているニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池、あるいは外装ケースをフィルム製とするリチウムポリマー電池などである。

定格電圧を１２Ｖとする車両用のバッテリ１００の補助バッテリ２は、ニッケル水素電池が適している。このバッテリ１００は、定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１と並列に補助バッテリ２を並列に接続する。鉛バッテリ１は６セル（各セルのセル電圧は２Ｖ）を直列に接続して定格電圧を１２Ｖとし、補助バッテリ２のニッケル水素電池は、１０個を直列に接続して定格電圧を１２Ｖとして並列に接続できる。このバッテリ１００は、鉛バッテリ１と補助バッテリ２の定格電圧を等しくして、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧を調整する回路を介することなく、直接に並列接続できる。ただ、本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリの定格電圧を必ずしも鉛バッテリの定格電圧に等しくする必要はない。定格電圧が鉛バッテリと異なる補助バッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を介して並列に接続できるからである。

鉛バッテリ１と並列に補助バッテリ２としてニッケル水素電池を接続するバッテリ１００は、全体の容積と重量に対する充放電容量を大きくできる。また、補助バッテリ２によって、回生発電電力を効率よく蓄電して燃費を改善できる。さらにまた、並列に接続しているニッケル水素電池でもって鉛バッテリ１の劣化を防止して鉛バッテリ１の寿命を長くできる。

本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、その用途を車両用のバッテリに特定するものでなく、全ての用途に使用される。また、補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリをニッケル水素電池のみでなく、たとえばリチウムイオン二次電池など他の充電できる全ての電池であって、鉛バッテリと異なる特性、すなわち異なる種類のバッテリであって、鉛バッテリの特性を改善できる全てのバッテリとすることができる。

図１の補助バッテリを備えるバッテリ１００は、鉛バッテリ１と補助バッテリ２をスイッチング素子８を介して並列に接続している。スイッチング素子８は制御回路９でオンオフに制御される。スイッチング素子８のオン状態で補助バッテリ２は鉛バッテリ１と並列に接続され、スイッチング素子８のオフ状態で補助バッテリ２は鉛バッテリ１に接続されない。制御回路９は、充放電の電流を検出してスイッチング素子８をオンオフに切り換える。

たとえば、車両に電装用バッテリとして搭載されるバッテリ１００は、スターターモータに電力を供給する状態では制御回路９でスイッチング素子８をオフ状態に切り換える。この状態において、補助バッテリ２はスターターモータに電力を供給せず、鉛バッテリ１がスターターモータに電力を供給する。この補助バッテリを備えるバッテリ１００は、補助バッテリ２の大電流放電による劣化を防止できる。車両の回生制動においては、制御回路９はスイッチング素子８をオン状態として、回生発電電力で補助バッテリ２と鉛バッテリ１の両方を充電する。このバッテリ１００は、回生発電電力で鉛バッテリ１と補助バッテリ２の両方を充電するので、回生発電電力をより効率よくバッテリ１００に蓄電できる。

さらに、制御回路９は、車両に搭載されるバッテリのみでなく、他の用途に使用される状態においても、補助バッテリ２の過充電と過放電を防止するために、補助バッテリ２や鉛バッテリ１の電圧を検出し、あるいは補助バッテリ２の残容量を検出して、過充電と過放電を防止するようにスイッチング素子８を制御する。すなわち、バッテリ１００が充電される状態で、補助バッテリ２が過充電され、あるいは過充電に近い状態になるとスイッチング素子８をオフに切り換えて過充電を防止し、またバッテリ１００が放電される状態で、補助バッテリ２が過放電され、あるいは過放電に近い状態になるとスイッチング素子８をオフに切り換えて過放電を防止する。

図２ないし図４に示す補助バッテリを備えるバッテリ１００は、鉛電池ケース１０の上方開口部を鉛電池蓋１７で閉塞している。鉛電池ケース１０は、熱可塑性樹脂を長方形の箱形に成形している外周壁１２の内部に複数の区画壁１３を設けて、この区画壁１３で外周壁１２の内部を複数のセル室１５と補助バッテリ収納室１６とに区画している。

区画壁１３は垂直姿勢で互いに平行に配置されて、鉛電池ケース１０の内部を区画して複数のセル室１５を長方形の長手方向に並べて配置している。各々のセル室１５には、正負の電極板４１が配置され、さらに電解液４２を充電している。鉛バッテリ１の１セルの電圧は２Ｖである。したがって、定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリ１は６セルを直列に接続している。鉛電池ケース１０は、外周壁１２と区画壁１３と底板１１を熱可塑性樹脂で一体的に成形している。外周壁１２は、図４の一部拡大図に示すように、区画壁１３よりも厚く成形される。また、外周壁は、その上端縁を区画壁の上端縁よりも高く成形することができる。この鉛電池ケース１０は、外周壁１２を区画壁１３よりも強固に、しかも確実に鉛電池蓋１７に熱溶着できる。

鉛電池ケース１０は、図５の概略部断面図に示すように、補助バッテリ収納室１６の対向する外周壁１２の内面である対向面１２Ｘを、上方開口部に向かって広くするテーパー状に成形している。この鉛電池ケース１０は、外周壁１２の全体を上方開口部に向かって開口面積を大きくするテーパー状に成形して、補助バッテリ収納室１６の外周壁１２の内面をテーパー状に成形している。

鉛電池蓋１７は熱可塑性樹脂で成形されて、鉛電池ケース１０の外周壁１２と区画壁１３の上縁に熱溶着されて、各セル室１５の上方開口部を閉塞している。図２と図４に示す鉛バッテリ１００は、各セル室１５に補充液の蒸留水を充填する点検開口１９を鉛電池蓋１７に設けて、点検開口１９を気密に密閉しない開閉蓋（図示せず）で閉塞している。また、密閉構造の鉛バッテリは、鉛電池蓋でもって、各セル室の上方開口部を密閉構造に、すなわち気密又は水密に密閉している。

図３と図４の鉛電池蓋１７は、外周縁に沿って下方に突出する周壁１８を設けている。周壁１８は、その内側に鉛電池ケース１０の外周壁１２を挿入できるように、内形を外周壁１２の外形にほぼ等しく、正確には外周壁１２を隙間なくスムーズに挿入できるように、外周壁１２の外形よりもわずかに小さく成形している。この鉛電池蓋１７は、周壁１８の内側に外周壁１２を挿入して熱溶着するので、鉛電池蓋１７の周壁１８で鉛電池ケース１０の外周壁１２の上縁部を補強して確実に液漏れしないように熱溶着できる。

さらに、図３の鉛電池ケース１０は、箱形の外周壁１２の内側に、補助バッテリ２を備える電池組立２０を収納する補助バッテリ収納室１６を設けている。補助バッテリ収納室１６を設けるために、鉛電池ケース１０は、長方形である外周壁１２の内側で長手方向の一端部に設けた区画壁１３を電池間の区画壁１３Ａとして、電池間の区画壁１３Ａと外周壁１２との間に補助バッテリ収納室１６を設けている。この鉛電池ケース１０は、長方形のケースの長手方向に、複数のセル室１５と補助バッテリ収納室１６とを並べて配置する。図３の鉛電池ケース１０は、セル室１５と補助バッテリ収納室１６の内幅を同じ幅としている。ただし、補助バッテリ収納室は、必ずしもセル室と同じ内幅とする必要はなく、補助バッテリを収納できる内幅に成形される。

電池間の区画壁１３Ａは、セル室１５と補助バッテリ収納室１６との間にあって、鉛バッテリ１のセル室１５と補助バッテリ収納室１６とを区画している。セル室１５は、鉛バッテリ１の電解液４２である希硫酸を充填している。電解液４２の希硫酸が補助バッテリ収納室１６に液漏れすると、補助バッテリ２に悪影響を与える。電池間の区画壁１３Ａは、鉛電池ケース１０と一体的に成形できるので、両側縁は外周壁１２に、底縁は底板１１に液漏れしない状態で連結される。電池間の区画壁１３Ａの上縁は鉛電池蓋１７と一体的に成形されない。補助バッテリ収納室１６に上方開口部から補助バッテリ２を備える電池組立２０を収納するからである。したがって、電池間の区画壁１３Ａの上縁は、補助バッテリ２の電池組立２０を収納した後、鉛電池蓋１７に熱溶着して連結される。

電池間の区画壁１３Ａは、図４の一部拡大断面図と図６の拡大分解断面図に示すように、上縁を区画壁１３の上縁よりも高く突出する形状に成形し、あるいは、図７に示すように、鉛電池蓋１７の内面に熱溶着される上縁の厚さを、セル室１５間に設けた区画壁１３の上縁よりも厚く成形して、鉛電池蓋１７の内面に熱溶着している。区画壁１３より高く突出する電池間の区画壁１３Ａは、区画壁１３よりも鉛電池蓋１７に強く押圧されて、確実に液漏れしない状態で鉛電池蓋１７の内面に熱溶着される。また、上縁を区画壁１３よりも厚く成形している電池間の区画壁１３Ａは、鉛電池蓋１７に溶着される溶着面積が区画壁１３よりも広く、確実に液漏れしない状態で鉛電池蓋１７に溶着される。さらに、図示しないがが、電池間の区画壁は、鉛電池蓋の内面に熱溶着される上縁の厚さを区画壁の上縁よりも厚く成形すると共に、その上縁を区画壁の上縁よりも高く突出する形状に成形して、鉛電池蓋の内面に熱溶着することができる。この電池間の区画壁は、鉛電池蓋に溶着される溶着面積が区画壁よりも広く、また、区画壁よりも鉛電池蓋に強く押圧されて、より確実に液漏れしない状態で鉛電池蓋の内面に熱溶着される。

図３と図４の鉛電池蓋１７は、鉛電池ケース１０の上方開口部、すなわちセル室１５と補助バッテリ収納室１６の上方開口部を閉塞する。ただ、バッテリは、補助バッテリ収納室に収納する電池組立を密閉ケースに入れる構造とし、あるいは補助バッテリ収納室の上方開口部を別の蓋で閉塞することで、鉛電池蓋がセル室のみの上方開口部を閉塞する形状とすることもできる。

補助バッテリ収納室１６には、補助バッテリ２を備える電池組立２０が挿入されている。電池組立２０は、図３と図８に示すように、複数の補助バッテリ２をインナーケース２１の定位置に配置している。インナーケース２１は、プラスチック製で、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に収納する状態で、外周壁１２に圧接される固定リブ２３を側縁に設けている。インナーケース２１は、絶縁材のプラスチックを成形して製作されて、複数の補助バッテリ２を絶縁状態で定位置に配置する。プラスチック製のインナーケース２１は、固定リブ２３を一体的に成形して設けている。

図８の分解斜視図に示す電池組立２０のインナーケース２１は、一対の対向プレート２２を連結して、対向プレート２２の間に補助バッテリ２を配置している。一対の対向プレート２２は、プレート部２２Ａの周囲に周壁２２Ｂを設けて、周壁２２Ｂを熱溶着、ネジ止め、接着などの方法で互いに連結して、内部に補助バッテリ２を配置している。プレート部２２Ａは、円筒形電池２Ａを定位置に配置する山形の凸条２２Ｃを一体的に成形して設けている。この対向プレート２２は、凸条２２Ｃを円筒形電池２Ａの間に配置して、補助バッテリ２の円筒形電池２Ａを定位置に配置する。円筒形電池２Ａは２個を直列に接続して電池モジュールとし、この電池モジュールを水平姿勢で上下に多段に配置している。電池組立２０は、電池モジュールを直列に接続する個数で定格電圧を調整できる。補助バッテリ２をニッケル水素電池とする電池組立２０は、２個の円筒形電池２Ａを直列に接続する電池モジュールを５段に配置し、電池モジュールを直列に接続して定格電圧を１２Ｖにできる。

図の電池組立２０は、補助バッテリ２をニッケル水素電池とするので、１０個の電池を直列に接続して、定格電圧を１２Ｖとする。ただし、本発明の補助バッテリを備えるバッテリは、補助バッテリをニッケル水素電池には特定しない。補助バッテリをリチウムイオン二次電池とする電池組立は、３個又は４個の電池を直列に接続して、定格電圧を１１Ｖ〜１５Ｖとして、定格電圧を１２Ｖとする鉛バッテリに接続することができる。

図４と図８の電池組立２０は、対向プレート２２から外側に突出するように固定リブ２３を設けて、インナーケース２１の側縁から固定リブ２３を突出させている。さらに、図４と図８の電池組立２０は、インナーケース２１の両側縁の底部に、各々２列の固定リブ２３を設けている。２列の固定リブ２３は、各対向プレート２２のプレート部２２Ａから外側に突出して設けている。この図の電池組立２０は、インナーケース２１の両側の底部の４カ所に固定リブ２３を設けているので、補助バッテリ収納室１６に挿入される電池組立２０を理想的な状態で、位置ずれせず、かつ振動しない状態で定位置に配置できる。さらに、図４と図８の電池組立２０は、両側縁の底部に加えて、両側の上部にも各々１列の固定リブ２３を設けている。インナーケース２１の上部の固定リブ２３は、対向プレート２２のプレート部２２Ａから外側に突出して設けられ、または周壁２２Ｂから外側に突出して設けられている。図に示すインナーケース２１は、鉛電池ケース１０の端面と対向する側の対向プレート２２の両側の上部に、対向面１２Ｘ側に突出する固定リブ２３を設けている。この図の電池組立２０は、インナーケース２１の底部の両側の２カ所と上部の両側の１カ所にそれぞれ固定リブ２３を設けているので、補助バッテリ収納室１６に挿入される電池組立２０は、底部の四隅部と上部の両側を固定リブ２３で外周壁１２の内面に圧接して、より理想的な状態で、位置ずれせず、かつ振動しない状態で定位置に配置できる。

以上の電池組立２０は、インナーケース２１の底部の両側にそれぞれ２列の固定リブ２３を設けて、上部の両側にそれぞれ１列の固定リブ２３を設けているが、固定リブは、インナーケースの片側にのみ設けることもできる。また、インナーケースは、底部と上部の両側に２列ずつの固定リブを設け、あるいはまた底部と上部の両側に１列ずつの固定リブを設けて、これらの固定リブを外周壁に圧接して、電池組立を定位置に配置することもできる。

さらに、バッテリ１００は、図９に示すように、補助バッテリ収納室１６の外周壁１２の内面に、固定リブ２３を案内するガイド溝２４を設けている。この構造は、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に挿入する状態で、固定リブ２３をガイド溝２４に案内して、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６の定位置に配置する。ガイド溝２４に案内された固定リブ２３は、ガイド溝２４の横方向の位置ずれ、すなわち、固定リブ２３の厚さ方向の位置ずれが阻止される。ガイド溝２４は、固定リブ２３を挿入できるように、上下方向に延びる形状で外周壁１２の内面に設けられる。また、電池組立２０を補助バッテリ収納室１６に挿入する状態で、固定リブ２３が挿入できるように、インナーケース２１のプレート部２２Ａから突出する形状の固定リブ２３、すなわち、プレート部２２Ａと同一平面に配置している固定リブ２３を案内できる形状に成形される。ガイド溝２４を設けるために、プラスチック製の鉛電池ケース１０は、端部の外周壁１２と平行にガイド凸条２５を一体的に成形して設けて、ガイド凸条２５と端部の外周壁１２との間にガイド溝２４を設けている。

さらに、図４と図９に示す鉛電池ケース１０は、一方（図４においては右後方）の対向面１２Ｘの内面に、２列のガイド凸条２５を一体的に成形して設けて、これ等のガイド凸条２５の間にもガイド溝２４を設けている。このガイド溝２４は、インナーケース２１の片側（図４においては右後方）の上部に設けた固定リブ２３であって、インナーケース２１の周壁２２Ｂから突出する固定リブ２３を案内する。

さらに、図１０の断面図に示す鉛電池ケース１０は、インナーケース２１の２列の固定リブ２３を案内するために、電池間の区画壁１３Ａ側の内側に、電池間の区画壁１３Ａと平行にガイド凸条２５を一体的に成形して設けて、ガイド凸条２５と電池間の区画壁１３Ａとの間にもガイド溝２４を設けている。この構造は、インナーケース２１から突出する２列の固定リブ２３をそれぞれガイド溝２４に案内するので、電池組立２０の位置ずれや振動をより確実に阻止できる。

さらに、ガイド溝２４は、図１１の拡大断面斜視図に示すように、溝壁２４Ａの内面に、補助バッテリ収納室１６に挿入された電池組立２０の固定リブ２３を圧接する圧接凸部２６を設けて、ここに挿入される固定リブ２３を圧接凸部２６に圧接することができる。この構造のバッテリは、電池組立２０の固定リブ２３を圧接凸部２６に圧接することで、ガイド溝２４の溝壁２４Ａを介して補助バッテリ収納室１６の外周壁１２に圧接できる。この構造は、固定リブ２３をガイド溝２４に挿入する状態で、固定リブ２３を圧接凸部２６に圧接させて、固定リブ２３の横方向の位置ずれを阻止できる。このため、固定リブ２３をガイド溝２４に挿入することで、電池組立２０の位置ずれや振動をより確実に阻止できる。図１１に示す鉛電池ケース１０は、ガイド溝２４の下端において、固定リブ２３の挿入方向に延びる凸条を設けて圧接凸部２６としている。図に示す鉛電池ケース１０は、ガイド凸条２５の内面側の溝壁２４Ａに圧接凸部２６を設けているが、圧接凸部は、外周壁の内面側の溝壁に設けることもできる。

以上の補助バッテリを備えるバッテリ１００は、以下の工程で組み立てられる。
［成形工程］
ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂で鉛電池ケース１０を成形する。この鉛電池ケース１０は、外周壁１２と区画壁１３と電池間の区画壁１３Ａと底板１１とを一体的に成形している。さらに、熱可塑性樹脂で鉛電池蓋１７を成形する。

［セル室１５と補助バッテリ収納室１６の充填工程］
成形された鉛電池ケース１０のセル室１５に、鉛バッテリ１の正負の電極板４１を収納し、鉛バッテリ１の電極板４１を直列に接続する。鉛バッテリ１の電極板４１は、区画壁１３を貫通する接続部（図示せず）を介して直列に接続される。補助バッテリ収納室１６に電池組立２０を挿入する。電池組立２０は、インナーケース２１から突出する固定リブ２３がガイド溝２４に案内されながら挿入される。この状態で、電池組立２０の固定リブ２３は外周壁１２を圧接して、電池組立２０は補助バッテリ収納室１６の定位置に配置される。

［鉛電池ケース１０に鉛電池蓋１７を溶着する工程］
鉛電池ケース１０に鉛電池蓋１７を溶着して、鉛電池ケース１０の上方開口部を閉塞する。この工程は、鉛電池蓋１７の上面に超音波ホーンを押し付け、鉛電池蓋１７に超音波振動を与えて、鉛電池蓋１７の内面に、鉛電池ケース１０の上縁を溶着する。ただ、加熱している熱板を鉛電池蓋１７の上面に押し付けて、鉛電池蓋１７を鉛電池ケース１０に熱溶着することもできる。鉛電池ケース１０に熱溶着される鉛電池蓋１７は、鉛バッテリ１の電極に接続している出力端子３を貫通させて、上面に突出させている。鉛電池蓋１７を鉛電池ケース１０に熱溶着した後、鉛電池蓋１７に電解液４２を充填する。ただし、鉛バッテリを密閉型とするバッテリは、鉛電池蓋を鉛電池ケースに熱溶着する前に、セル室に電解液を充填する。

［配線工程］
補助バッテリ２の接続端子３１を鉛バッテリ１の出力端子３に直接に、あるいはスイッチング素子８を介して並列に接続する。

１００…バッテリ
１…鉛バッテリ
２…補助バッテリ
２Ａ…円筒形電池
３…出力端子
８…スイッチング素子
９…制御回路
１０…鉛電池ケース
１１…底板
１２…外周壁
１２Ｘ…対向面
１３…区画壁
１３Ａ…電池間の区画壁
１５…セル室
１６…補助バッテリ収納室
１７…鉛電池蓋
１８…周壁
１９…点検開口
２０…電池組立
２１…インナーケース
２２…対向プレート
２２Ａ…プレート部
２２Ｂ…周壁
２２Ｃ…凸条
２３…固定リブ
２４…ガイド溝
２４Ａ…溝壁
２５…ガイド凸条
２６…圧接凸部
３１…接続端子
４１…電極板
４２…電解液

Claims (10)

1. 箱形に成形している外周壁の内側を複数の区画壁で区画して、複数のセル室と補助バッテリ収納室とを長手方向に並べて配置してなる鉛電池ケースと、
   前記鉛電池ケースに固定されて前記鉛電池ケースの少なくとも前記セル室の上方開口部を閉塞してなる鉛電池蓋と、
   前記セル室の内部に配置してなる正負の電極板と、
   前記セル室の内部に充填してなる電解液と、
   前記補助バッテリ収納室に収納してなる電池組立とを備える補助バッテリを備えるバッテリであって、
   前記電池組立が、鉛バッテリに接続してなる補助バッテリと、この補助バッテリを前記補助バッテリ収納室の定位置に配置しているインナーケースとを備え、
   前記補助バッテリ収納室内は、前記外周壁の対向する内面である対向面を、上方開口部に向かって内幅を広くするテーパー状に成形しており、
   前記インナーケースが、前記外周壁に圧接される固定リブを側縁に設けており、
   前記インナーケースが前記補助バッテリ収納室に挿入される状態で、前記固定リブを前記補助バッテリ収納室の外周壁に圧接して、前記電池組立を前記補助バッテリ収納室の定位置に配置してなる補助バッテリを備えるバッテリ。
2. 前記インナーケースの両側縁に前記固定リブを設けてなる請求項１に記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
3. 前記インナーケースが、前記対向面と対向する両側縁に複数の固定リブを平行に設けてなる請求項２に記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
4. 前記インナーケースの下部に設けてなる固定リブが前記補助バッテリ収納室の底部で前記外周壁に圧接されて前記電池組立を前記補助バッテリ収納室の定位置に配置してなる請求項１ないし３のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
5. 前記インナーケースの下部と上部に設けてなる固定リブが前記補助バッテリ収納室の底部と上部とで前記外周壁に圧接されて前記電池組立を前記補助バッテリ収納室の定位置に配置してなる請求項１ないし４のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
6. 前記補助バッテリ収納室の外周壁内面に、前記固定リブを案内するガイド溝を設けており、前記電池組立が前記補助バッテリ収納室に挿入される状態で、前記固定リブが前記ガイド溝に案内されて、前記電池組立を前記補助バッテリ収納室の定位置に配置してなる請求項１ないし５のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
7. 前記ガイド溝の溝壁内面に、前記補助バッテリ収納室に挿入された前記電池組立の前記固定リブを圧接する圧接凸部を設けており、前記固定リブが前記溝壁を介して前記補助バッテリ収納室の外周壁に圧接してなる請求項６に記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
8. 前記鉛電池ケースと前記インナーケースがプラスチック製で、前記インナーケースが前記固定リブを一体的に成形して設けており、前記電池組立が前記補助バッテリ収納室に挿入される状態で、前記固定リブが、前記補助バッテリ収納室の外周壁に圧接する部分で変形して、押圧状態に圧接されてなる請求項１ないし７のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
9. 前記補助バッテリがニッケル水素電池とリチウムイオン二次電池の何れかである請求項１ないし８のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。
10. 前記鉛電池ケースの平面形状が長方形で、長方形の長手方向の一端部に補助バッテリ収納室を設けてなる請求項１ないし９のいずれかに記載される補助バッテリを備えるバッテリ。

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