JP6362995B2 - 電源装置とこの電源装置に使用される防水袋 - Google Patents
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Description
電池コアパック50は、図10〜図12に示すように、複数の二次電池22を電池ホルダ20で定位置に保持している。さらに、電池コアパック50は、複数の二次電池22と電気的に接続された電子回路を実装した回路基板30を備えており、この回路基板30を電池ホルダ20に連結して固定している。
二次電池22には、一方向に延長された形状の外装缶を有する電池を使用できる。ここでは、外装缶を円筒形とした円筒形電池を採用している。また二次電池22は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等、既知の二次電池が適宜利用できる。特にリチウムイオン二次電池は、体積当たりのエネルギー密度が高く、小型化、大容量化の点で好ましい。リチウムイオン二次電池は規格化された仕様のものを利用でき、この例では、18650型を8本使用し、4200Ahを実現している。
二次電池22を収納する電池ホルダ20は、絶縁性に優れた樹脂製とする。図12の分解斜視図に示す例では、4本の二次電池22の延長方向の半分を保持する電池サブホルダ21を4個接合して、一つの電池ホルダ20を構成している。図の電池サブホルダ21は、4本の二次電池22の中心が長方形の四隅に位置するように、各々の二次電池22を挿入する4本の保持筒部を一体的に連結している。この電池サブホルダ21は、4本の保持筒部に挿入される4本の二次電池22を互いに平行な姿勢で配列すると共に、電池両端の電極端子を同一面に配置している。さらに、4本の二次電池22が定位置に配列された2組の電池サブホルダ21を軸方向に連結して全体で8本の二次電池22を所定の配列で連結している。これにより、複数の二次電池22を外装ケース10内に重量バランスよく配置できる。
電池ホルダ20の側面には、図11の分解斜視図に示すように回路基板30が配置される。回路基板30には、放電回路や充電回路等の電子回路が実装されており、電池ホルダ20に保持された二次電池22の充放電を行う。回路基板30に実装された放電回路は、電池ホルダ20に保持された複数の二次電池22の出力を所定の電力に変換してソケット部15に出力する。また、回路基板30に実装された充電回路は、充電端子19から供給される電力を変換して、電池ホルダ20に保持された複数の二次電池22を充電する。
さらに、図に示す電池コアパック50は、電池ホルダ20の側面に固定された回路基板30の表面をカバーして保護するカバー部36を設けている。回路基板30は、スイッチ部33や半導体素子等が実装されているため、その凹凸が防水袋40への挿入時に引っかかったり、あるいは使用時にこれらの凹凸が防水袋40の内面と接触して、防水袋40を破損することが考えられる。そこで、回路基板30の上面には、カバー部36を配置して、これらの凹凸が直接に防水袋40に触れることを阻止し、防水袋40を保護している。カバー部36は、外装ケース10の内面に沿うように、図3に示すように、側面36Aの断面視を曲面状とすることが好ましい。また、カバー部36は、回路基板30と絶縁するため、絶縁性の素材とすることが好ましい。さらにカバー部36は、十分な強度を発揮するよう、硬質な素材で構成することが好ましい。加えてカバー部36を装着した状態で、回路基板30を視認できるよう、透光性を有する素材とすることが好ましい。このような素材としては、軽量で成形が容易な樹脂が好ましく、例えばPPやPS、PET等のプラスチック製とできる。
さらに、電池コアパック50は、回路基板30に実装された電子回路や、二次電池22の出力ラインをソケット部15や充電端子19に電気接続するために、回路基板30から延長された複数の引出線35を備えている。図に示す引出線35はリード線で、外装ケース10の底部に配置された充電端子19に接続される第1の引出線35Aと、外装ケース10の上端部に配置されたソケット部15や信号端子31に接続される第2の引出線35Bとで構成されている。これ等の引出線35は、一端を回路基板30に接続すると共に、他端を防水袋40から引き出して、ソケット部15や充電端子19、信号端子31等の接続端子に接続されている。この引出線35は、電池ホルダ20の側面の内、図3及び図7に示すように、回路基板30を配置した側と反対側に配置することが好ましい。電池ホルダ20は、回路基板30が配置されない側の側面には空間が形成されるので、このスペースを有効に利用して、外装ケース10を大型化することなく、引出線35の取り回しを実現できる。
本発明の電池コアパック50は、防水性を実現するために、防水袋40に収納される。防水袋40は、電池コアパック50を収納しやすいように、また、外装ケース10に収納しやすいように可撓性シートを袋状に加工して製作される。可撓性シートは、耐水性を有する材質とする。さらに、可撓性シートは、好ましくは透光性を有する素材とすることで、防水袋40で被覆した後の内部の様子を視認でき、断線などの異常が発生してないことを確認し易くできる。また、回路基板に実装されるLED等の表示部の発光を外部に透過できる。このような材質としては、プラスチックシートが使用でき、例えばポリイミド(PI)、ポリエチレンイミド(PEI)、ポリエチレンテレフタレート(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、二次電池22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、溶融し化学反応を起こすこともない。ただ、防水袋40に使用される可撓性シートには、上述したもの以外の他のプラスチックシートも使用することができる。
(2)図17に示すように、防水袋40の両側縁を内側に押圧しながら、閉塞端部41Aに積層された開閉フラップ43を開いて防水袋40を筒状に開口する。
外装ケース10は、一方向に延長され、その長手方向が鉛直方向となる姿勢にて自立可能な形状としている。この外装ケース10は、図7の分解斜視図に示すように、内ケース13と、内ケース13に被せる外ケース14とで構成される。外ケース14は、好ましくは金属製として強度を向上できる。外ケース14には、図1に示すように側面の中間よりやや上方に、放電等を操作するためのスイッチ操作部18を設けている。また図2の背面図に示すように、底面近傍には充電端子19を設けている。充電端子19には、図11に示すようにACアダプタACを接続することができ、ACアダプタACから電力供給を受けて内蔵する二次電池22を給電する。
内ケース13は、図8の分解斜視図に示すように、第一ケース11と第二ケース12に二分割される。二分割された第一ケース11と第二ケース12は、ネジなどで連結されて固定され、あるいは係止構造で連結される。この内ケース13は、樹脂製とすることで、絶縁性を発揮し、内部に収納される二次電池22や回路基板30との意図しない導通を回避する。また樹脂製の内ケース13は軽量で、安価に成型できるといった利点も得られる。
さらに外装ケース10の上端側には、ソケット部15を設けている。ソケット部15は、回路基板30に実装された放電回路と電気的に接続され、回路基板30に実装された電圧変換回路で所定の電圧に変換された二次電池22の出力を外部の電子機器などに出力するため部材である。このソケット部15は有底筒状に形成され、外装ケース10を直立させた状態で上端にて開口している。ソケット部15には、出力ユニット90を挿抜可能に連結できる。出力ユニット90は、ソケット部15と電気的に接続されて、ソケット部15から供給される電力でもって、様々な出力や動作を行う。このように、出力ユニット90をソケット部15に着脱式とすることで、様々な出力ユニット90を用意し、用途に応じて交換可能とし、様々な目的に電源装置を活用できる。
出力ユニット90は、図13の例で示すように、最大2Aの出力が可能なUSB(商品名)端子Bタイプを2基備えた出力ユニット90Aとすることができる。あるいは、LEDや蛍光灯、白熱電球などの発光体を設けた照明ユニットからなる出力ユニット90Bとすることもできる。あるいは、電気毛布や電気あんか、ヒータなどの発熱体や、ファンを設けた扇風機なども出力ユニット90Cとして利用できる。あるいは、DC−ACコンバータを内蔵しAC100V等の出力が可能なコンセントを設けた出力ユニット90Dとしてもよい。あるいはまた、ACアダプタ等に利用されている、数字の「8」の字状の断面形状を有するめがね型コネクタなどを設けた出力ユニット90Eとしてもよい。
10…外装ケース
11…第一ケース
12…第二ケース
13…内ケース
14…外ケース
15…ソケット部
18…スイッチ操作部
19…充電端子
20…電池ホルダ
21…電池サブホルダ
22…二次電池
23…リード板
24、26…止ネジ
30…回路基板
30B…サブ基板
31…信号端子
32…発光部
33…スイッチ部
35…引出線
35A…第1の引出線
35B…第2の引出線
36…カバー部
36A…側面
36B…端面
36x…面取り部
40…防水袋
41…袋本体
41a…閉塞端
41A…閉塞端部
41B…中間部
42…開口部
43…開閉フラップ
43X…第1の開閉フラップ
43Y…第2の開閉フラップ
43A…フラップ片
43a、43b…開口端
45…収納スペース
46…外装テープ
47…多層シート
47A…第1の多層シート
47B…第2の多層シート
47C…第3の多層シート
47D…第4の多層シート
47a…溶着層
47b…非溶着層
48…溶着部
50…電池コアパック
90、90A、90B、90C、90D、90E…出力ユニット
AC…ACアダプタ
BD…電気機器
Claims (9)
- 少なくとも1以上の二次電池と、前記二次電池を保持するための電池ホルダと、前記二次電池と電気的に接続された電子回路を実装する回路基板と、前記回路基板に一端が接続され、外部の接続端子と接続するために延長された引出線と、を備える電池コアパックと、
前記電池コアパックが収納されてなる、可撓性シートからなる防水袋と、
前記電池コアパックが収納された前記防水袋を収納してなる、一方向に延在された外装ケースと、
を備える電源装置であって、
前記防水袋は、前記外装ケースの延在する長手方向に延びる袋状であって、前記長手方向の両端を閉塞すると共に、中間部分には前記長手方向と交差する幅方向に延びる開口部を開口して、前記開口部から外側に突出する開閉フラップを前記開口部の開口縁に沿って連結しており、
前記電池コアパックが前記開閉フラップの開口端から前記防水袋の内部に収納されると共に、前記引出線が前記開閉フラップから前記防水袋の外部に引き出されており、
前記開閉フラップは、当該電源装置の設置方向に対して、鉛直下方側に折り畳まれて、前記開口端を下向きに位置させてなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1に記載の電源装置であって、
前記防水袋は、前記開口部及び前記開閉フラップを、前記長手方向に離間して複数備えることを特徴とする電源装置。 - 請求項1または2に記載の電源装置であって、
前記防水袋の表面に沿って鉛直下方側に折り畳まれた前記開閉フラップの表面を外装テープで被覆してなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から3のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記防水袋が、1枚ないし複数枚のプラスチックシートを積層して側縁部を溶着して袋状に成形してなることを特徴とする電源装置。 - 請求項4に記載の電源装置であって、
前記プラスチックシートが、熱溶着が可能な溶着層と、熱溶着されない非溶着層とを積層してなる多層シートで、
前記プラスチックシートを積層して溶着させる状態で、互いに対向する溶着層同士を熱溶着し、互いに対向する非溶着層同士を熱溶着させることなく前記開閉フラップを形成してなることを特徴とする電源装置。 - 請求項1から5のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記電池コアパックが、前記回路基板の表面を被覆するカバー部を備えており、前記カバー部が、前記長手方向の両端コーナー部を面取りしてなることを特徴とする - 請求項1から6のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記外装ケースは、前記長手方向が鉛直方向となる姿勢にて自立可能であることを特徴とする電源装置。 - 請求項7に記載の電源装置であって、さらに、
前記回路基板と電気的に接続されて、前記二次電池からの出力を電気機器に出力するためのソケット部と、前記二次電池を充電するための充電端子とを備えており、
前記防水袋は、当該電源装置の設置方向に対して、前記開閉フラップを上下に離間して2つ設けており、
前記ソケット部が、自立姿勢にある前記外装ケースの上端側に設けられると共に、前記ソケット部に接続される引出線が、前記防水袋の上側の開閉フラップから引き出されており、
前記充電端子が、自立姿勢にある前記外装ケースの底面側に設けられると共に、前記充電端子に接続される引出線が、前記防水袋の下側の開閉フラップから引き出されてなることを特徴とする電源装置。 - 延長された引出線と接続された二次電池又は電子回路を収納するための防水袋であって、
長手方向に延在する袋状であって、前記長手方向の両端を閉塞すると共に、中間部分には前記長手方向と交差する幅方向に延びる開口部を開口して、前記開口部から外側に突出する開閉フラップを前記開口部の開口縁に沿って連結しており、
前記開閉フラップの開口端から二次電池又は電子回路が内部に収納されると共に、前記開閉フラップから引出線が外部に引き出されるようにしており、
前記開閉フラップは、前記長手方向に折り畳み可能であることを特徴とする防水袋。
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