JP6290665B2

JP6290665B2 - 組電池

Info

Publication number: JP6290665B2
Application number: JP2014052050A
Authority: JP
Inventors: 章太宇佐見
Original assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Current assignee: Furukawa Battery Co Ltd
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JP2015176741A

Description

本発明は、複数の円筒型電池を多列に配置した組電池に関する。

複数の円筒型電池を多列で並べた組電池として、パック電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のパック電池は、絶縁性の熱収縮チューブや紙製の筒部材で被覆された単電池を構成する複数の円筒型電池を多列で並べ、絶縁性を有する熱収縮チューブで全体を覆っている。

特開２０１０−４０３３２号公報

ところで、従来の構成は円筒型電池同士が直接接触するものであり、落下などで外部から衝撃が加わり、円筒型電池の鋼製の筒部材で形成される電池ケースを被覆する熱収縮チューブ等の絶縁チューブが仮に損傷した場合には、ショートの原因となるおそれがあった。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、絶縁チューブ等が損傷しても円筒型電池同士の電気的な接触を避けることができる組電池を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、複数の円筒型電池を、縦方向及び横方向に多列に配置した状態で、その周囲を絶縁チューブで覆った組電池において、隣り合う前記円筒型電池間に介挿される絶縁部材を備え、前記絶縁部材は、横方向に並ぶ前記円筒型電池間に介挿される第１の絶縁板と、縦方向に並ぶ前記円筒型電池間に介挿される第２の絶縁板とを組合せた組立品で構成され、前記第１及び第２の絶縁板は、前記複数の円筒型電池の周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成した際に、前記絶縁チューブと接触しない長さとし、当該組電池が落下しても各絶縁板が直接衝突しないよう前記絶縁チューブとの間に隙間を空けて配置されていることを特徴とする。この構成によれば、簡易な構成で、絶縁チューブ等が損傷しても円筒型電池同士の電気的な接触を避けることができる。また、絶縁チューブを、打ち抜きによって簡易に製作することが可能になる。また、前記第１及び第２の絶縁板は、前記複数の円筒型電池の周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成した際に、前記絶縁チューブと接触しない長さとされるので、落下しても各絶縁板が床等に直接接触しないように配置することができ、各絶縁板の損傷を避け、絶縁性を維持し易くなる。

前記第１の絶縁板は、長手方向に間隔を空けて前記第２の絶縁板のそれぞれが装着される切欠溝を有する平板形状に形成されるようにしても良い。この構成によれば、簡易な構成にでき、且つ、絶縁部材の組み立ても容易である。
前記第１の絶縁板の切欠溝に前記第２の絶縁板を装着して前記絶縁部材を組み立て、前記第１及び第２の絶縁板で区画される領域に前記複数の円筒型電池を配置し、その状態で周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成されるようにしても良い。この構成によれば、従来のパック電池と同様の構成を維持しながら、絶縁チューブ等が損傷しても円筒型電池同士の電気的な接触を避けることが可能になる。

前記絶縁部材を組み立てて前記複数の円筒型電池を配置した状態で、その上下に配置される絶縁シートを備え、前記絶縁シートを配置した状態で、周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成されるようにしても良い。この構成によれば、上下に配置される絶縁シートによって円筒型電池等の損傷を抑えるとともに、隣接する円筒型電池を接続する接続片による前記絶縁チューブの損傷を抑えることができ、円筒型電池間の絶縁性をより維持し易くなる。また、落下しても、組電池全体の形状を維持し易くなる。

本発明によれば、簡易な構成で、絶縁チューブ等が損傷しても円筒型電池同士の電気的な接触を避けることができる。

本発明の組電池の実施形態に係るパック電池を上方から見た図である。パック電池を側方から見た図である。（Ａ）は絶縁部材を上方から見た図であり、（Ｂ）は絶縁部材を側方から見た図である。（Ａ）は長手方向絶縁板を示した図であり、（Ｂ）は短手方向絶縁板を示した図である。（Ａ）は長手方向絶縁板の変形例を示した図であり、（Ｂ）は短手方向絶縁板の変形例を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は本発明の組電池の実施形態に係るパック電池を上方から見た図であり、図２は側方から見た図である。
パック電池１０は、単電池を構成する複数の円筒型電池１１を多列に並べ、絶縁性を有する熱収縮チューブ１２（絶縁チューブ）で覆った組電池である。この熱収縮チューブ１２は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂で形成されている。本構成では、円筒型電池１１に密閉型のニッケルカドミウム蓄電池を用いている。なお、図中、符号１２Ｔは固定テープである。
この円筒型電池１１は、シート状の正・負極板をマット状の合成樹脂製のセパレータを介して巻き込んだ内部構造を有し、その周囲を覆う電池ケース１１Ａが鋼製の筒部材で形成されている。電池ケース１１Ａの上下は封止され、上下端に、対となる端子部（プラス端子１３Ｂ（図２）、マイナス端子（図示されず））が設けられ、隣接する極性の異なる端子部同士が接続片１４（図２では図示されず）によって電気的に接続される。

これら円筒型電池１１は、同一サイズであり、本構成では、２０個の円筒型電池１１を横に１０個並べ、これを縦に２列配列している。また、円筒型電池１１は、接続片１４を介して直列接続され、パック電池１０の長手方向の一端部から一対のリード線１５、１６を引き出している。
この種の円筒型電池においては、円筒型電池の並べ方や個数は仕様に応じて変更される。この円筒型電池が搭載される搭載機器は、例えば、火災報知器や非常放送設備などの防災設備である。この円筒型電池には、アルカリ蓄電池として、上記ニッケルカドミウム蓄電池以外にニッケル水素蓄電池が用いられるが、これ以外にリチウムイオン蓄電池、その他の蓄電池を用いても良い。

ところで、従来の円筒型電池同士が直接接触した構成では、落下などで外部から衝撃が加わり、熱収縮チューブ等が損傷すると、円筒型電池同士の電気的な接触（ショート）が生じるおそれがあった。そこで、本実施形態では、隣り合う円筒型電池１１間に絶縁性を有した絶縁部材２１を介挿するように構成している。
図３（Ａ）は絶縁部材２１を上方から見た図であり、図３（Ｂ）は絶縁部材２１を側方から見た図である。
絶縁部材２１は、パック電池１０の長手方向（横方向）に延びる単一の長手方向絶縁板２３（第１の絶縁板）と、パック電池１０の短手方向（縦方向）に延びる複数（９枚）の短手方向絶縁板２５（第２の絶縁板）とを備えている。
これら絶縁板２３，２５は、別体の部品であり、いずれも電気絶縁性や長期耐久性や落下時の衝撃で破損しない耐衝撃性を有する素材で形成される。本実施形態の絶縁板２３，２５は、木材繊維または木綿繊維、或いは、ポリ塩化ビニル等の樹脂材料で形成されているが、特にこれらに限定されない。

図４（Ａ）は長手方向絶縁板２３を示した図である。
長手方向絶縁板２３は、長手方向に並ぶ円筒型電池１１間に介挿される長方形状（矩形状）の平板であり、長手方向に間隔を空けて、上面から下方に延びる複数の切欠溝２３Ａを有している。
この長手方向絶縁板２３の全長ＬＡは、長手方向に並ぶ全ての円筒型電池１１間に渡って延びる長さであって、パック電池１０の長手方向の長さＬ１（図１）よりも短い長さに形成されている（ＬＡ＜Ｌ１）。また、長手方向絶縁板２３の高さＨＡは、円筒型電池１１の高さＨ１（電池ケース１１Ａの高さ）よりも若干低い高さに形成されている（ＨＡ＜Ｈ１）。また、切欠溝２３Ａの間隔は、円筒型電池１１の配列間隔に設定されている。このように、長手方向絶縁板２３は、長方形の平板に切欠溝２３Ａを形成した簡易形状であるため、打ち抜きなどのコスト低減に有効な製作方法を適用して製作することができる。

図４（Ｂ）は短手方向絶縁板２５を示した図である。
短手方向絶縁板２５は、短手方向に並ぶ円筒型電池１１間に介挿される略正方形（矩形状）の平板であり、左右中央に、下面から上方に延びる単一の切欠溝２５Ａを有している。
この短手方向絶縁板２５の全長ＬＢは、短手方向に並ぶ全て（２個）の円筒型電池１１間に渡って延びる長さであって、パック電池１０の短手方向の長さＷ１（図１）よりも短い長さに形成されている（ＬＢ＜Ｗ１）。また、短手方向絶縁板２５の高さＨＢは、円筒型電池１１の高さＨ１（図２）よりも若干低い高さに形成されており、本実施形態では、長手方向絶縁板２３の高さＨＡと同一である。
このように短手方向絶縁板２５は、略正方形の平板に切欠溝２５Ａを形成した簡易形状であるため、打ち抜きなどの簡易な工程によって容易に製作することができる。

長手方向絶縁板２３の切欠溝２３Ａは、短手方向絶縁板２５を装着するための装着用溝として機能するものである。すなわち、長手方向絶縁板２３の切欠溝２３Ａのそれぞれには短手方向絶縁板２５が上方から挿入され、これによって、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、短手方向絶縁板２５が切欠溝２３Ａの間隔で装着される。
この場合、短手方向絶縁板２５の切欠溝２５Ａが、長手方向絶縁板２３における切欠溝２３Ａよりも下方の領域を両側から覆うように嵌る。これによって、短手方向絶縁板２５が、長手方向絶縁板２３に直交した状態に保持される。このようにして、長手方向絶縁板２３に短手方向絶縁板２５を差し込むだけで、絶縁部材２１を組み立てることができる。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、各切欠溝２５Ａ，２５Ｂの開放端は、開放側に向かって徐々に広くなるテーパ溝に形成されている。これによって、短手方向絶縁板２５の差し込み作業がより容易になる。
絶縁部材２１を組み立てると、図３（Ａ）に示すように、単一の長手方向絶縁板２３と９枚の短手方向絶縁板２５とによって、横１０列、縦２列の領域が区画される。そして、この区画された領域に、円筒型電池１１をそれぞれ配置し、その状態で周囲に固定テープ１２Ｔを装着し、その周囲を熱収縮チューブ１２で覆うことによって、パック電池１０が製作される。
このパック電池１０では、隣り合う円筒型電池１１間に長手方向絶縁板２３又は短手方向絶縁板２５の少なくともいずれかが介挿されるので、熱収縮チューブ１２等が損傷しても円筒型電池１１同士の電気的な接触を避けることが可能である。

上記したように、長手方向絶縁板２３の全長ＬＡはパック電池１０の長手方向の長さＬ１（図１）よりも短い長さに形成され、図１に示すように、長手方向絶縁板２３は、熱収縮チューブ１２と長手方向絶縁板２３との間に隙間Ｓ１が確保されるように配置される。
この隙間Ｓ１により、パック電池１０が落下して床等に衝突したとしても、長手方向絶縁板２３が床等に直接衝突せず、長手方向絶縁板２３の損傷を避けることができる。これにより、円筒型電池１１間の絶縁性を維持することができる。

また、短手方向絶縁板２５についても、上記したように、短手方向絶縁板２５の全長ＬＢはパック電池１０の短手方向の長さＷ１（図１）よりも短い長さに形成され、熱収縮チューブ１２と短手方向絶縁板２５との間に隙間Ｓ２（図１）が確保されるように配置される。
この隙間Ｓ２により、パック電池１０が落下して床等に衝突したとしても、短手方向絶縁板２３の損傷を避け、円筒型電池１１間の絶縁性を維持することができる。

また、長手方向絶縁板２３及び短手方向絶縁板２５の高さＨＡ、ＨＢは、円筒型電池１１の高さＨ１よりも低いため、円筒型電池１１同士を電気的に接続する接続片１４の配置を、これら絶縁板２３、２５が妨げないように配置できる。また、パック電池１０が落下して床等に衝突したとしても、長手方向絶縁板２３及び短手方向絶縁板２５の上下面の損傷を避け易くなる。
さらに、本構成では、図２に示すように、これら円筒型電池１１の上方と下方を覆う上下一対の絶縁性を有するシート３１、３２（絶縁シート）を備えている。これらシート３１、３２は、絶縁部材２１に円筒型電池１１を配列した後に配置され、その後に周囲が熱収縮チューブ１２で覆われる。
このシート３１、３２は、ポリ塩化ビニル等の樹脂材料で形成される。これによって、上記シート３１、３２によって落下の衝撃が円筒型電池１１に直接伝わらないようにすることができ、接続片１４や円筒型電池１１の損傷を抑えるとともに、円筒型電池１１間の絶縁性をより維持し易くなる。

なお、絶縁部材２１及びシート３１、３２は、接着剤やテープ、両面テープ等で固定しても良いが、次の工程において、熱収縮チューブ１２で密着被覆することで、これら固定作業を不要にすることもできる。

以上説明したように、本実施の形態に係るパック電池１０は、隣り合う円筒型電池１１間に介挿される絶縁部材２１を備え、この絶縁部材２１が、横方向に並ぶ円筒型電池１１間に介挿される長手方向絶縁板２３（第１の絶縁板）と、縦方向に並ぶ円筒型電池１１間に介挿される短手方向絶縁板２５（第２の絶縁板）とを組み合わせた組立品で構成されるので、簡易な構成で、単電池を被覆する熱収縮チューブ１２（絶縁チューブ）等が損傷しても円筒型電池１１同士の電気的な接触を避けることができる。また、長手方向絶縁板２３及び短手方向絶縁板２５を平板形状に形成するため、打ち抜きなどのコスト低減に有効な製作方法を適用して製作することができる。

また、長手方向絶縁板２３は、長手方向に間隔を空けて短手方向絶縁板２５のそれぞれが装着される切欠溝２３Ａを有する平板形状に形成されるので、簡易な構成にでき、且つ、絶縁部材２１の組み立ても容易である。
また、長手方向絶縁板２３の切欠溝２３Ａに短手方向絶縁板２５を装着して絶縁部材２１を組み立て、両方の絶縁板２３、２５で区画される領域に複数の円筒型電池１１を配置し、その状態で周囲を熱収縮チューブ１２で被覆してパック電池１０に形成されるので、従来のパック電池と同様の構成を維持しながら、単電池を被覆する熱収縮チューブ１２等が損傷しても円筒型電池１１同士の電気的な接触を避けることが可能になる。従って、従来と同様の設備を用いて、耐ショート性を向上したパック電池１０を得ることができる。

また、長手方向絶縁板２３及び短手方向絶縁板２５は、複数の円筒型電池１１の周囲を熱収縮チューブ１２で被覆してパック電池１０に形成した際に、熱収縮チューブ１２と接触しない長さ及び配置とされるので、パック電池１０が落下しても各絶縁板２３、２５が床等に直接接触せず、各絶縁板２３、２５の損傷を避け、円筒型電池１１間の絶縁性を維持し易くなる。
しかも、絶縁部材２１を組み立てて複数の円筒型電池１１を配置した状態で、その上下に配置されるシート３１、３２（絶縁シート）を備え、これらシート３１、３２を配置した状態で、周囲を熱収縮チューブ１２で被覆してパック電池１０に形成されるので、これらシート３１、３２によって円筒型電池１１等の損傷を抑えるとともに、円筒型電池１１間の絶縁性をより維持し易くなる。また、落下しても、パック電池１０全体の形状を維持し易くなる。

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、長手方向絶縁板２３及び短手方向絶縁板２５の数量や形状は、パック電池１０の仕様に応じて適宜に変更しても良く、また、これら絶縁板２３、２５の形状も適宜に変更しても良い。

例えば、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、長手方向絶縁板２３及び短手方向絶縁板２５の角部Ｋを全て面取りするようにしても良い。この構成によれば、これら絶縁板２３、２５を打ち抜きで製作する際に、角部Ｋの損傷を避け易くなり、打ち抜きでより製作し易くなる。また、この角部Ｋの面取りにより、これら絶縁板２３、２５の外方への張り出しを抑え、複数の円筒型電池１１の周囲を被覆する熱収縮チューブ１２をより損傷し難くすることができる。
また、上記実施形態では、本発明をパック電池１０に適用する場合を説明したが、パック電池１０に限らず、複数の円筒型電池１１を多列に配置した様々な組電池に本発明を適用しても良い。また、円筒型電池１１に限らず、角型電池などの他の形状の電池を用いても良い。また、円筒型電池１１を絶縁性の熱収縮チューブ１２に限らず、紙製の筒部材等の他の絶縁チューブで被覆しても良い。

１０パック電池（組電池）
１１円筒型電池（単電池）
１１Ａ電池ケース
１２熱収縮チューブ（絶縁チューブ）
２１絶縁部材
２３長手方向絶縁板（第１の絶縁板）
２３Ａ、２５Ａ切欠溝
２５短手方向絶縁板（第２の絶縁板）
３１、３２シート（絶縁シート）
Ｓ１、Ｓ２隙間

Claims

複数の円筒型電池を、縦方向及び横方向に多列に配置した状態で、その周囲を絶縁チューブで覆った組電池において、
隣り合う前記円筒型電池間に介挿される絶縁部材を備え、
前記絶縁部材は、横方向に並ぶ前記円筒型電池間に介挿される第１の絶縁板と、縦方向に並ぶ前記円筒型電池間に介挿される第２の絶縁板とを組合せた組立品で構成され、
前記第１及び第２の絶縁板は、前記複数の円筒型電池の周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成した際に、前記絶縁チューブと接触しない長さとし、当該組電池が落下しても各絶縁板が直接衝突しないよう前記絶縁チューブとの間に隙間を空けて配置されていることを特徴とする組電池。
前記第１の絶縁板は、長手方向に間隔を空けて前記第２の絶縁板のそれぞれが装着される切欠溝を有する平板形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
前記第１の絶縁板の切欠溝に前記第２の絶縁板を装着して前記絶縁部材を組み立て、前記第１及び第２の絶縁板で区画される領域に前記複数の円筒型電池を配置し、その状態で周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成されることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
前記絶縁部材を組み立てて前記複数の円筒型電池を配置した状態で、その上下に配置される絶縁シートを備え、前記絶縁シートを配置した状態で、周囲を前記絶縁チューブで被覆してパック電池に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の組電池。