JP7019971B2 - 組合せ体 - Google Patents

Description

本開示は、電池ケース、及び電池ケースと電池ケース受けとを備える組合せ体に関する。

例えば特許文献１，２のように、所望の高電圧を得るために、複数の電池を接続して組電池とすることが知られている。組電池の容易な取り扱いや組電池の保護のために、組電池は、電池ケースに収容されて用いられることがある。電池ケースには、組電池の電極と電気的に接続するコネクタが設けられている。

また、多くの場合、組電池を収容した電池ケースは、電池ケースの形状に対応した形状の電池ケース受けとの組合せで使用される。電池ケース受けには、電池ケースのコネクタと電気的に接続可能なコネクタが設けられている。このコネクタを介して、電池ケースに収容された組電池の充電および放電が可能となる。

特開平９－９２２３７号公報 特開２００３－３０３５８３号公報

ところで、このような電池ケースおよび電池ケース受けの組合せ体は、小型であることが強く望まれる。本開示は、このような点を考慮してなされたものであり、電池ケース及び電池ケース受けの小型化を目的とする。

本開示の組合せ体は、
第１コネクタを有する電池ケースと、
前記電池ケースが着脱可能に取り付けられ、且つ、前記電池ケースが取り付けられた状態で前記第１コネクタと電気的に接続する第２コネクタを有する電池ケース受けと、を備え、
前記電池ケースは、第１コネクタを収容する第１コネクタ収容部と、前記第１コネクタと電気的に接続する電池本体を収容する電池収容部と、を含み、
前記電池ケース受けに対する前記電池ケースの着脱方向である第１方向に沿った第１コネクタ収容部の長さは、前記第１方向に沿った前記電池収容部の長さより短く、
前記電池収容部と前記第１コネクタ収容部は、前記第１方向に非平行な第２方向に配列されている。

本開示の組合せ体において、
前記電池ケースは、前記電池ケース受けに前記第１方向の一側から他側に挿入されることで取り付けられ、
前記第１コネクタは、前記電池ケースの前記第１コネクタ以外の部分のうち前記第１方向の他側に最も突出した部分より、前記第１方向の一側に位置してもよい。

本開示の組合せ体において、
前記電池ケースは、少なくとも１つの外面に前記第１方向に延びる第１ガイド部を有し、
前記電池ケース受けは、前記第１ガイド部に対応する形状の第２ガイド部を有してもよい。

本開示の組合せ体において、前記電池ケース受けは、前記第１方向に開口する孔を有してもよい。

本開示の組合せ体において、前記電池ケース受け及び前記電池ケースの少なくとも一方は、前記電池ケースが前記電池ケース受けに取り付けられた状態を維持するためのロック手段を有してもよい。

本開示の組合せ体において、
前記電池ケースは、対向して配置された一対の主壁部と、前記一対の主壁部間に設けられた側壁部と、前記一対の主壁部と前記側壁部とによって囲まれる空間に設けられた支持部と、を有し、
前記支持部は、前記電池本体が前記側壁部の少なくとも一部から離間するようにして前記電池本体を支持してもよい。

本開示の組合せ体において、前記電池ケースは、対向して配置された一対の主壁部と、前記一対の主壁部間に設けられた側壁部と、前記電池本体と前記主壁部および前記側壁部の少なくとも一方との間に配置される保護材と、を有してもよい。

本開示の組合せ体において、前記保護材は、ゲル状物または弾性体であってもよい。

本開示の組合せ体において、
前記電池ケースは、電池ケース本体部と、前記電池ケース本体部に対して摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能な蓋部と、前記電池ケース本体部に対する相対移動を規制するよう設けられた締結具と、を有し、
前記締結具は、前記第１コネクタ収容部に固定されてもよい。

本開示の組合せ体において、
前記電池ケースは、電池ケース本体部と、前記電池ケース本体部に対して摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能な蓋部と、前記電池ケース本体部に対する相対移動を規制するよう設けられた締結具と、を有し、
前記締結具は、前記電池ケースが前記電池ケース受けに取り付けられた状態において、前記電池ケース受けによって覆われてもよい。

本開示の組合せ体において、前記電池ケースは、前記電池ケース本体部に収容された前記電池本体と前記蓋部との間となる位置に低摩擦材を有してもよい。

本開示の組合せ体において、前記電池ケースは、前記電池収容部と前記第１コネクタ収容部とを仕切る仕切壁部を有してもよい。

本開示の電池ケースは、電池本体を収容する電池ケースであって、
前記電池ケースは、電池ケース本体部と、前記電池ケース本体部に対して摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能な蓋部と、前記蓋部の前記電池ケース本体部に対する相対移動を規制する締結具と、を有し、
前記電池ケース本体部および前記蓋部によって囲まれる空間は、前記電池本体を収容する電池収容部と、前記電池本体と電気的に接続する第１コネクタを収容する第１コネクタ収容部と、を含み、
前記締結具は、前記第１コネクタ収容部に固定される。

本開示の電池ケースは、電池本体を収容する電池ケースであって、
対向して配置された一対の主壁部と、
前記一対の主壁部の間に設けられた側壁部と、
前記一対の主壁部および前記側壁部によって囲まれる空間を、前記電池本体を収容する電池収容部と、前記電池本体と電気的に接続する第１コネクタを収容する第１コネクタ収容部と、に仕切る仕切壁部と、を有する。

本開示によれば、電池ケース及び電池ケース受けを小型化することができる。

図１は、電池ケースと電池ケース受けとを備える組合せ体を概略的に示す斜視図である。 図２は、電池ケースの分解状態を示す斜視図である。 図３は、電池本体とともに、電池ケースの内部を示す断面図である。 図４は、電池ケース受けの内部を示す断面図である。 図５は、電池ケースと電池ケース受けとが組み合わさった状態を示す側面図である。

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１は、本開示による一実施の形態に係る組合せ体１を概略的に示す図である。図１に示されるように、組合せ体１は、電池ケース１０と、電池ケース受け３０と、を備える。すなわち、組合せ体１は、電池ケース１０と電池ケース受け３０との組合せによって構成される。電池ケース１０は、電池本体５を収容している。電池ケース受け３０は、充電器や、電力を消費して動作する機器と電気的に接続している。電池ケース１０は、電池ケース受け３０に着脱可能となっている。電池ケース１０を電池ケース受け３０に取り付けることで、電池ケース１０内の電池本体５が、電池ケース受け３０と接続した充電器や機器と電気的に接続することができる。すなわち、電池ケース受け３０は、クレードルとして機能する。充電器と接続した電池ケース受け３０に電池ケース１０を取り付けることにより、電池ケース１０内の電池本体５を充電することができ、機器と接続した電池ケース受け３０に電池ケース１０を取り付けることにより、電池ケース１０内の電池本体５を放電して機器を動作させることができる。

図示された例において、組合せ体１は、電池ケース１０が電池ケース受け３０に取り付けられた状態で、全体として略直方体形状を有する。図１に示すように、電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の着脱方向が、第１方向ｄ１であり、電池ケース１０は、第１方向ｄ１の一側から他側に挿入されることで電池ケース受け３０に取り付けられ、第１方向ｄ１の他側から一側に抜去されることで電池ケース受け３０から取り外される。すなわち、第１方向ｄ１は、電池ケース受け３０に対して電池ケース１０を着脱する際における電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の相対移動方向に一致する。第１方向ｄ１における一側とは、電池ケース受け３０に対して電池ケース１０を取り付ける際における、電池ケース１０の移動方向における後側であって、電池ケース受け３０から電池ケース１０を取り外す際における、電池ケース１０の移動方向における前側となる。第１方向ｄ１における他側とは、電池ケース受け３０に対して電池ケース１０を取り付ける際における、電池ケース１０の移動方向における前側であって、電池ケース受け３０から電池ケース１０を取り外す際における、電池ケース１０の移動方向における後側となる。以下において、「第１方向ｄ１」、「一側」、「他側」との用語を用いながら電池ケース１０及び電池ケース受け３０について説明を行うことがあるが、これらの説明において、電池ケース１０及び電池ケース受け３０は着脱時の姿勢を取っていることを想定している。

電池本体５は、単電池を含んでいてもよいし、用途に応じた所望の高電圧を得るために組電池を含んでいてもよい。組電池とは、複数の単電池を直列に接続して収縮シート等でパッケージにされた電池である。単電池としては、主として充電式の電池（二次電池）が用いられる。充電式の単電池としては、鉛蓄電池、ニカド電池、ニッケル水素電池等を用いることができるが、単電池での電圧が高いリチウムイオン電池を用いることが好ましい。組電池を構成する単電池としてリチウムイオン電池を用いることで、所望の電圧を得るための単電池の数を少なくすることができ、したがって、組電池を軽量かつ小型にすることができる。

ところで、過剰な電流や過剰な充電によって単電池又は組電池の温度が過度に上昇し、単電池又は組電池を含む電池本体５が異常発熱し得る。過剰な電流は、単電池または組電池に衝撃が加わって破損すること等を原因とするショートによって生じ得る。このような危険性を低下させるため、単電池または組電池、とりわけこのような不具合が生じやすいリチウムイオン電池による単電池または組電池には、多くの場合、過剰な電流や過剰な充電を防止するための安全回路（保護回路）や、衝撃を吸収する衝撃吸収材が設けられている。

一例として、以下の説明では、電池本体５は、安全回路が設けられたリチウムイオン電池による組電池を含んでいるとする。組電池は、略直方体形状になるように単電池および安全回路が配置されており、例えば７個のリチウムイオン電池が直列に接続されて形成される。ただし、この例に限られず、電池本体５は、任意の数のリチウムイオン電池が接続されて、任意の形状に形成されてもよい。また、電池本体５は、他の電池による組電池を含んでいてもよい。さらには、電池本体５は、単電池を含んでいてもよい。

また、電池本体５は、コネクタ等と接続するためのケーブル７が設けられている。ケーブル７は、電池本体５と接続するコネクタ等と同数のケーブルを含む。一例として、以下の説明におけるケーブル７は、充電・放電用ケーブル、グラウンド用ケーブル、温度測定用ケーブルの３本のケーブルを含むとする。

次に、図２および図３を参照しながら、電池ケース１０について説明する。図２は、電池ケース１０を構成要素ごとに分解した斜視図である。図３は、電池本体５が収容された状態の電池ケース１０の内部を示す断面図である。

電池ケース１０は、電池本体５を収容し、電池本体５の取り扱いを容易にすることができる。図２に示すように、電池ケース１０は、筐体２０と、筐体２０に設けられる要素と、を有している。要素として、図示された例では、第１コネクタ１１、支持部１２、保護材１４、低摩擦材１６および締結具受け１７が挙げられる。なお、図示の都合上、図２および図３では、電池ケース１０の要素の一部が省略されている。図示された例において、電池ケース１０の筐体２０の外形は、２つの異なる大きさの直方体形状が、各々の面の１つをある面に沿って配置して接続した形状となっている。言い換えると、電池ケース１０は、正面視において、Ｌ字型の形状となっている。

図３に示すように、筐体２０は、第１コネクタ１１を収容する第１コネクタ収容部２０Ａと、電池本体５を収容する電池収容部２０Ｂと、を含む。図示された例において、第１コネクタ収容部２０Ａおよび電池収容部２０Ｂは、それぞれ直方体形状の空間である。第１コネクタ収容部２０Ａは、電池収容部２０Ｂより小さくなっている。とりわけ、第１方向ｄ１に沿った第１コネクタ収容部２０Ａの長さは、第１方向ｄ１に沿った電池収容部２０Ｂの長さより短くなっている。また、第１コネクタ収容部２０Ａと電池収容部２０Ｂは、第１方向ｄ１と非平行な方向である第２方向ｄ２に配列されている。図示された例では、第１方向ｄ１と第２方向ｄ２は、互いに直交している。

筐体２０は、シリコン樹脂等の柔軟性があり、かつ絶縁性のある材料で形成されることが好ましい。また、筐体２０は、手で取り扱うことができる程度の大きさであることが好ましい。

図２および図３に示された例では、筐体２０は、一対の主壁部２１と、一対の主壁部２１の間に設けられた側壁部２２と、主壁部２１または側壁部２２の一部から延び出した仕切壁部２３と、を有する。図示された例において、一対の主壁部２１は、それぞれ、板状の部位であり、第１方向ｄ１および第２方向ｄ２に平行な面を含む。一対の主壁部２１および側壁部２２は、空間を少なくとも部分的に囲む。この空間が、筐体２０の内部の空間である。したがって、一対の主壁部２１および側壁部２２によって囲まれる空間は、第１コネクタ収容部２０Ａと、電池収容部２０Ｂと、を含む。

仕切壁部２３は、一対の主壁部２１および側壁部２２によって囲まれる空間を、第１コネクタ収容部２０Ａと、電池収容部２０Ｂと、に仕切る。また、仕切壁部２３には、切欠き部２３ａが形成されている。切欠き部２３ａによって、第１コネクタ収容部２０Ａと電池収容部２０Ｂとは接続している。図３に示すように、ケーブル７は、切欠き部２３ａを通ることで、第１コネクタ収容部２０Ａに収容された第１コネクタ１１と、電池収容部２０Ｂに収容された電池本体５とを接続することができる。

一対の主壁部２１及び側壁部２２を有する筐体２０は、図示された例において、電池ケース本体部２５と、蓋部２６と、締結具２７と、によって形成されている。すなわち、構成部材で表現すると、筐体２０は、電池ケース本体部２５と、蓋部２６と、締結具２７と、を有することになる。電池ケース本体部２５および蓋部２６によって、空間が囲まれる。この空間は、主壁部２１および側壁部２２によって囲まれる空間と同一であり、第１コネクタ収容部２０Ａと電池収容部２０Ｂとを含んでいる。すなわち、電池ケース本体部２５および蓋部２６は、一対の主壁部２１および側壁部２２によって構成されている。

図２に示された例において、電池ケース本体部２５は、筐体２０を構成する一対の主壁部２１の一部および側壁部２２を含む。より具体的には、電池ケース本体部２５は、一方の主壁部２１ａと、この主壁部２１ａの周縁に立設した６つの側壁部２２ａ～２２ｆと、を含む。図示された例において、主壁部２１ａは、２つの異なる大きさの矩形の板状部位が各々の辺の１つをある直線に沿って配置して接続した形状となっている。言い換えると、主壁部２１ａは、正面視においてＬ字型の形状となっている。側壁部２２ａ～２２ｆは、それぞれ立設している主壁部２１ａの辺と対応する長さを有する矩形の板状部位である。側壁部２２ａ、２２ｃ、２２ｅは、第１方向ｄ１に平行な面上に広がり、側壁部２２ｂ、２２ｄ、２２ｆは、第１方向ｄ１に非平行な面上に広がっている。側壁部２２ｃが、第１方向ｄ１に平行な方向に最も長い。側壁部２２ｃは、電池収容部２０Ｂを画成し、第１コネクタ収容部２０Ａを画成する側壁部２２ｅよりも第１方向ｄ１に長く延びている。側壁部２２ｄが、第１方向ｄ１に非平行な方向に最も長い。また、側壁部２２ｆには、第１コネクタ１１が設けられている。

図２に示された例において、蓋部２６は、筐体２０を構成する一対の主壁部２１の一部および側壁部２２の一部を含む。より具体的には、蓋部２６は、他方の主壁部２１ｂと、この主壁部２１ｂから立設した１つの側壁部２２ｇと、を含む。蓋部２６の一部分をなす他方の主壁部２１ｂは、電池ケース本体部２５の一部分をなす一方の主壁部２１ａと同一の形状である。側壁部２２ｇは、立設している主壁部２１ｂの辺と対応する長さを有する矩形の板状部位である。

蓋部２６は、電池ケース本体部２５に着脱可能に取り付けられる。とりわけ、蓋部２６は、電池ケース本体部２５に摺動することで取り付けられることが好ましい。また、蓋部２６の摺動方向は第１方向ｄ１に非平行な方向であることが好ましい。図２に示された例では、蓋部２６の摺動方向は第２方向ｄ２に平行である。すなわち、図２に示された例では、電池ケース本体部２５に対する蓋部２６の摺動方向は、第１コネクタ収容部２０Ａと電池収容部２０Ｂの配列方向と一致する。第１コネクタ収容部２０Ａの側から電池収容部２０Ｂの側に摺動させることで、蓋部２６は電池ケース本体部２５に取り付けられる。

具体的な構成としては、後述する溝部１５が電池ケース本体部２５に設けられており、蓋部２６の一部分をなす主壁部２１ｂの縁部を溝部１５に挿入することで、蓋部２６の電池ケース本体部２５に対する相対移動が溝部１５の延びる方向である摺動方向のみに規制される。蓋部２６が電池ケース本体部２５に取り付けられると、蓋部２６の一部分をなす側壁部２２ｇは、電池ケース本体部２５の１つの側壁部２２ｅに重なる。蓋部２６の一部分をなす側壁部２２ｇが重なる電池ケース本体部２５の位置に、側壁部２２ｅに代えて、側壁部２２ｇによって塞がれる開口が設けられていてもよい。

締結具２７は、蓋部２６が電池ケース本体部２５に取り付けられる際に、蓋部２６の電池ケース本体部２５に対する相対移動を規制する。すなわち、締結具２７は、電池ケース本体部２５に取り付けられた状態に蓋部２６を固定する。締結具２７は、蓋部２６の一部分をなす側壁部２２ｇを貫通して電池ケース本体部２５に固定される。これにより、締結具２７を介して、電池ケース本体部２５に蓋部２６を固定する。また、電池ケース１０に設けられた窪み等によって、締結具２７は、蓋部２６が電池ケース本体部２５に取り付けられた状態において、電池ケース１０の外面に突出部をつくらない。図示された例では、締結具２７は、蓋部２６が電池ケース本体部２５に取り付けられた状態において、筐体２０の外面に設けられた後述する第１ガイド部１３に埋設される。締結具２７としては、例えばネジが用いられる。そして、ネジ等からなる締結具２７の拡径した頭部が、電池ケース１０に設けられた窪み等に収容され、電池ケース１０の外輪郭から突出しない。

なお、電池ケース１０の外面とは、電池ケース１０の要素が筐体２０にすべて設けられた状態で、外部に露出する電池ケース１０の面をいう。

また、電池ケース本体部２５には、電池ケース本体部２５に蓋部２６を取り付ける際に、蓋部２６の摺動する方向を誘導するよう、溝部１５が設けられている。溝部１５は、蓋部２６の摺動方向である第１方向ｄ１と非平行な方向に延びている。図示された例において、溝部１５は、第２方向ｄ２に延びている。蓋部２６の一部分をなす主壁部２１ｂの縁部を溝部１５に挿入することで、蓋部２６の電池ケース本体部２５に対する相対移動が、溝部１５の延びる方向であって、第１方向ｄ１と非平行な方向である、第２方向ｄ２のみに規制される。蓋部２６は第２方向ｄ２の第１コネクタ収容部２０Ａの側から電池収容部２０Ｂの側に摺動されるので、図２に示された例では、電池ケース本体部２５の第２方向ｄ２における電池収容部２０Ｂの側の端部にも溝部１５が設けられている。

次に、本実施の形態において筐体２０に設けられる各要素について説明する。

第１コネクタ１１は、ケーブル７を介して電池本体５と電気的に接続している。第１コネクタ１１は、充電器や外部機器等に通じる他のコネクタ、例えば後述する電池ケース受け３０の第２コネクタ３１と接続可能になっている。第１コネクタ１１が他のコネクタと接続することで、電池ケース１０に収容された電池本体５は、充電または放電を行うことができる。第１コネクタ１１は、電池ケース１０の外面に突出部をつくらないよう設けられていることが好ましい。第１コネクタ１１は、例えば、充電・放電用コネクタ、グラウンド用コネクタ、温度測定用コネクタの３つのコネクタを含む。

図２および図３に示されているように、第１コネクタ１１は、電池ケース１０の第１コネクタ１１以外の部分のうち第１方向ｄ１の他側に最も突出した部分より、第１方向ｄ１の一側に位置する。すなわち、電池ケース１０は、電池ケース受け３０に取り付けられる際に、第１コネクタ１１よりも電池ケース受け３０に接近する部分を含む。図示された例では、電池ケース本体部２５の一部分をなす１つの側壁部２２ｂが、第１コネクタ１１より第１方向ｄ１の他側に突出しており、電池ケース受け３０に取り付けられる際に、側壁部２２ｂが第１コネクタ１１よりも電池ケース受け３０に接近することになる。

次に、支持部１２について説明する。支持部１２は、電池本体５が側壁部２２の少なくとも一部から離間するようにして電池本体５を支持する。支持部１２は、電池ケース本体部２５および蓋部２６によって囲まれる空間のうち電池収容部２０Ｂに設けられている。図示された例では、４つの支持部１２が設けられている。支持部１２は、電池本体５を適切に支持することができるよう、電池本体５の形状に合わせた形状を有する。図示された例では、電池本体５は略直方体形状であるため、支持部１２は、２つの平板部位が直角に接続した形状である。言い換えると、支持部１２は、図３に示すような正面視でＬ字型の形状となっている。支持部１２がＬ字型となっていることで、略直方体形状の電池本体５の一つの面と当該一つの面に直交する他の一つの面とを、１つの支持部１２で支持することができる。なお、図示された例では、支持部１２は、側壁部２２に接して設けられているが、側壁部２２から離間して設けられていてもよい。

保護材１４は、電池ケース１０の外部からの衝撃を吸収し、電池本体５を保護する。また、電池本体５の熱を吸収する機能を有してもよい。保護材１４は、電池収容部２０Ｂであって、電池ケース１０に収容された電池本体５と主壁部２１および側壁部２２の少なくとも１つとの間に配置される。保護材１４は、外部からの衝撃等による電池本体５の破損時にショートを起こさないよう、絶縁体を含む材料からなり、絶縁性を有している。保護材１４は、衝撃吸収性に優れることから、ゲル状物または弾性体であることが好ましい。ここで、ゲル状物とは、ある程度の弾性があり、流動性を持たない固体状のものをいう。絶縁体を含む材料からなるゲル状物としては、例えばシリコン樹脂やウレタン樹脂を用いることができ、絶縁体を含む材料からなる弾性体としては、例えばゴムを用いることができる。

低摩擦材１６は、電池ケース本体部２５の蓋部２６に対面する位置に設けられている。より具体的には、低摩擦材１６は、電池ケース本体部２５に収容された電池本体５と蓋部２６との間となる位置に設けられている。低摩擦材１６は、蓋部２６を電池ケース本体部２５に取り付けるために溝部１５に挿入して摺動させる際、電池本体５に対する蓋部２６の摺動を円滑にする。したがって、低摩擦材１６は、電池本体５の表面より摩擦係数が小さい材料からなる。低摩擦材１６としては、例えばシート状のポリテトラフルオロエチレン（テフロンシート）を用いることができる。また、低摩擦材１６は、電池本体５を外部からの衝撃から保護する衝撃吸収材と一体に形成されていてもよい。例えば、低摩擦材１６は、電池ケース本体部２５の蓋部２６に対面する位置に設けられた保護材１４と一体に形成されていてもよい。

締結具受け１７は、締結具２７を固定する部分である。締結具受け１７は、第１コネクタ収容部２０Ａに設けられている。したがって、締結具受け１７によって、締結具２７は、第１コネクタ収容部２０Ａに固定される。締結具受け１７は、締結具２７に対応する形状となっている。例えば締結具２７がネジである場合、締結具受け１７には、ネジに対応する形状のネジ穴が設けられている。

次に、図４を参照しながら、電池ケース受け３０について説明する。図４は、電池ケース受け３０の内部を示す断面図である。

電池ケース受け３０は、第１方向ｄ１の一側から挿入される電池ケース１０を取り外し可能に保持することができる。したがって、電池ケース受け３０は、第１方向ｄ１の一側に開口している。したがって、電池ケース受け３０は、第１方向ｄ１の他側を鉛直方向下側に位置するように設けられることが好ましい。電池ケース受け３０は、第２筐体４０と、第２筐体４０に設けられる要素と、を有している。要素は、図示された例においては、第２コネクタ３１、外部コネクタ３６および第２ケーブル３７である。

第２筐体４０は、底部４５と、底部４５の周縁に立設された側部４６と、を有する。図示された例において、底部４５は、第１方向ｄ１と非平行であり、側部４６は、第１方向ｄ１と平行である。底部４５および側部４６によって囲まれた空間に、電池ケース１０が収容される。図５に示すように、電池ケース１０が電池ケース受け３０に取り付けられた状態で、底部４５は、第１方向における他側から電池ケース１０に対面し、第１方向における他側から電池ケース１０を支持する。側部４６は、着脱時における電池ケース１０に接触して、電池ケース１０の電池ケース受け３０に対する相対移動を第１方向に規制する。

底部４５には、孔３５が形成されている。孔３５は、第１方向ｄ１に底部４５を貫通している。孔３５は、電池ケース受け３０に電池ケース１０が取り付けられる際に、電池ケース１０によって押し出される空気を外部へ放出するために設けられている。孔３５は、丸形、矩形等、任意の形状とすることができる。

第２コネクタ３１は、電池ケース受け３０に電池ケース１０が取り付けられた状態で第１コネクタ１１と電気的に接続する。第１コネクタ１１が電池ケース１０の第１コネクタ１１以外の部分のうち第１方向ｄ１の他側に最も突出した部分より第１方向ｄ１の一側に位置するため、第２コネクタ３１は、底部４５より第１方向ｄ１の一側に設けられている。言い換えると、図５に示すように、底部４５より第１方向ｄ１の一側に、第２コネクタ３１の設置スペースを確保することができる。第２コネクタ３１が第１コネクタ１１と接続することで、電池ケース受け３０に電池ケース１０が固定される。図示された例において、第２コネクタ３１は、第１方向ｄ１に延び出したピン状の雄型コネクタとして形成されている。一方、第１コネクタ１１は、雄型コネクタを受けるソケット状の雌型コネクタとして形成されている。第１コネクタ１１と同様に、第２コネクタ３１は、例えば、充電・放電用コネクタ、グラウンド用コネクタ、温度測定用コネクタの３つのコネクタを含む。

外部コネクタ３６は、第２ケーブル３７を介して第２コネクタ３１と電気的に接続する。本実施の形態において、外部コネクタ３６は、第１コネクタ１１および第２コネクタと同様に、例えば、充電・放電用コネクタ、グラウンド用コネクタ、温度測定用コネクタの３つのコネクタを含み、第２ケーブル３７は、ケーブル７と同様に、充電・放電用ケーブル、グラウンド用ケーブル、温度測定用ケーブルの３本のケーブルを含む。外部コネクタ３６は、電池ケース受け３０のいずれかの外面に設けられ、外部の充電器や電力を消費して作動する機器と接続する。外部コネクタ３６が接続する外部の装置としては、電池本体５を充電する充電器や、歩行補助装置の駆動装置、電動自転車等の移動体の駆動装置を例示できる。

外部コネクタ３６は、図５に示すように、電池ケース１０が電池ケース受け３０に取り付けられた状態において、第２コネクタ３１と同様に、第１方向ｄ１において第１コネクタ１１の他側となる位置に配置されている。上述したように、第１コネクタ１１が電池ケース１０の第１コネクタ１１以外の部分のうち第１方向ｄ１の他側に最も突出した部分より第１方向ｄ１の一側に位置するため、外部コネクタ３６は、底部４５より第１方向ｄ１の一側に配置することができる。すなわち、底部４５より第１方向ｄ１の一側に、外部コネクタ３６の設置スペースを確保することができる。

ところで、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の組合せ体１は、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の着脱時における相対移動を補助するガイド手段を有している。ガイド手段は、例えば、電池ケース１０及び電池ケース受け３０に設けられ、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の着脱方向である第１方向に延びる係合部とすることができる。この係合部は、一具体例として、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の一方に設けられて第１方向ｄ１に延びる凸部と、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の他方に設けられて第１方向ｄ１に延びる凹部とすることができる。この例において、凸部および凹部は、対応する形状、すなわち相補的な形状となっている。より具体的には、凸部は、凹部内を第１方向ｄ１に移動可能であり、その一方で、凹部内で方向ｄ１以外の方向への移動を規制されるようにしてもよい。

図示された例では、電池ケース１０の筐体２０に、第１ガイド部１３が設けられ、電池ケース受け３０の第２筐体４０に、第２ガイド部３３が設けられている。図示された第１ガイド部１３は、第１方向ｄ１に沿って第１方向ｄ１に直交する断面が一定となる凸部を形成する。図示された第１ガイド部１３は、電池ケース本体部２５の一部分をなす側壁部２２ｃおよび蓋部２６の一部分をなす側壁部２２ｇに設けられている。一方、第２ガイド部３３は、第１ガイド部１３によって形成される凸部と対応する形状又は相補的な形状の凹部として形成されている。

ただし、図示された例に限られず、第１ガイド部１３は、第１方向ｄ１に沿った一側から他側に向かうにつれて、第１方向ｄ１に直交する断面が小さくなる凸部としてもよい。この場合、第２ガイド部３３も同様に、第１方向ｄ１に沿った一側から他側に向かうにつれて第１方向ｄ１に直交する断面が小さくなる凹部としてもよい。また、第１ガイド部１３は、筐体２０の１つの外面のみに設けられていてもよいし、筐体２０の３以上の外面に設けられていてもよい。この場合、第２ガイド部３３の数量も、第１ガイド部１３の数量に応じて増減してもよい。さらに、図示された例において、第１ガイド部１３は、筐体２０と別体として形成されているが、筐体２０と一体的に形成されていてもよい。

また、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の組合せ体１は、電池ケース１０が電池ケース受け３０に取り付けられた状態を維持するロック手段を更に有している。図示された例において、ロック手段は、電池ケース１０に設けられたロック嵌合部１８と、電池ケース受け３０に設けられたロック部３８と、によって構成されている。この例において、ロック嵌合部１８とロック部３８は、係合可能に構成されている。具体的には、ロック嵌合部１８は、凹部として、第１ガイド部３３形成されている。この凹部は、第１方向ｄ１に直交する方向に凹んでいる。ロック部３８は、ロック嵌合部１８をなす凹部に埋没可能な先端を有する爪状の部材として、形成されている。ロック嵌合部１８の先端がロック嵌合部１８に概ね第２方向ｄ２から受容されることにより、電池ケース１０及び電池ケース受け３０の第１方向ｄ１への相対移動が規制される。なお、ロック部３８は、弾性変形可能であり、撓むことによって着脱中の電池ケース１０に干渉しない。また、ロック部３８が撓むことにより、ロック部３８の先端がロック嵌合部１８内から抜け出すことができる。

なお、図示された例では、電池ケース１０が１つのロック嵌合部１８を有し、電池ケース受け３０が１つのロック部３８を有しており、このロック嵌合部１８及びロック部３８によって一つのロック手段が形成されている。しかしながら、電池ケース１０および電池ケース受け３０の組合せ体１は、２つ以上のロック手段を有していてもよい。また、ロック手段は、電池ケース１０または電池ケース受け３０のいずれか一方に設けられた部材、例えば弾性を有する爪状部材のみで構成されていてもよい。

次に、上述した構成を有する組合せ体１の作用効果について説明する。

電池収容部２０Ｂは、電池本体５を収容するため十分な大きさが求められるが、第１コネクタ収容部２０Ａは、第１コネクタ１１を収容できればよいため、小さくすることができる。とりわけ、本実施の形態の筐体２０において、電池収容部２０Ｂと第１コネクタ収容部２０Ａは、第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２に配列されており、第１方向ｄ１に沿った第１コネクタ収容部２０Ａの長さは、第１方向ｄ１に沿った電池収容部２０Ｂの長さより短くなっている。したがって、第１コネクタ収容部２０Ａの長さを短くした分だけ、電池ケース１０を小型化することができる。電池ケース１０の小型化に伴って、電池ケース受け３０も小型化することができる。

また、図１に示すように、電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の着脱方向である第１方向ｄ１が鉛直方向と一致し、第１方向ｄ１の他側が鉛直下側に位置するように、電池ケース受け３０が設けられて、組合せ体１は使用され得る。電池ケース１０の着脱方向が鉛直方向と一致することで、電池ケース１０が電池ケース受け３０から意図せずに脱離されにくくなる。また、電池ケース受け３０への電池ケース１０の挿入を容易に行うことができる。

さらに、本実施の形態においては、電池本体５は、リチウムイオン電池による組電池とすることができる。したがって、上述したように、電池本体５を軽量かつ小型にすることができる。収容される電池本体５を小型化できるため、電池収容部２０Ｂを小さくすることができ、電池ケース１０を小型にすることができる。

また、第１コネクタ１１は、電池ケース１０の第１コネクタ１１以外の部分のうち第１方向ｄ１の他側に最も突出した部分より、第１方向ｄ１の一側に位置する。このため、第１コネクタ１１と接続する電池ケース受け３０の第２コネクタ３１は、底部４５より第１方向ｄ１の一側に設けられている。言い換えると、電池ケース１０は、電池収容部を形成する部分が、コネクタ収容部を形成する部分よりも第１方向ｄ１における他側に突出しており、したがって、コネクタ収容部の第１方向ｄ１における他側となる領域に、第１コネクタ１１と電気的に接続する第２コネクタ３１を配置するための空間を確保することができる。また、底部４５と第２コネクタ３１との間の空間に、外部コネクタ３６および第２ケーブル３７を設けることもできる。したがって、外部コネクタ３６および第２ケーブル３７を、電池ケース１０から第１方向ｄ１または第２方向ｄ２にずれた位置に設けることを要さず、電池ケース受け３０を小型化することができる。

さらに、筐体２０において、第１方向ｄ１に沿った第１コネクタ収容部２０Ａの長さは、第１方向ｄ１に沿った電池収容部２０Ｂの長さより短くなっている。このため、電池ケース１０は、非対称な形状となっている。したがって、目視で容易に電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の挿入の向きを認識することができ、誤った向きで電池ケース１０を挿入する可能性を効果的に低減することができる。

また、電池ケース１０の筐体２０の外面に第１ガイド部１３が設けられ、電池ケース受け３０の内面に第２ガイド部３３が設けられている。第１ガイド部１３と第２ガイド部３３は、第１方向ｄ１に延びる対応した形状となっている。第１ガイド部１３および第２ガイド部３３に沿うことで、電池ケース受け３０に電池ケース１０を規定された方向および向きで容易に取り付けることができる。また、第１ガイド部１３の形状によっては、誤った向きで電池ケース１０を挿入する可能性を効果的に低減することもできる。

さらに、電池ケース受け３０に孔３５が設けられていることで、電池ケース受け３０に電池ケース１０が取り付けられる際に、電池ケース１０によって押し出される空気を外部へ放出することができる。また、電池ケース１０が取り外す際に、電池ケース１０の移動にともなって電池ケース受け３０内に空気を導入することができる。したがって、空気圧に対抗する力を加えることなく、電池ケース１０を電池ケース受け３０に容易に着脱することができる。

また、ロック部３８は、電池ケース受け３０に電池ケース１０が取り付けられた状態において、電池ケース１０のロック嵌合部１８に嵌合して、電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の相対移動を規制する。したがって、電池ケース１０が電池ケース受け３０から意図せずに脱離される可能性を減らすことができる。

さらに、電池ケース本体部２５に対する蓋部２６の摺動方向は、第１方向ｄ１と非平行である。このため、電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の着脱の際に、電池ケース本体部２５と蓋部２６との分離を避けることができる。

また、締結具２７は、蓋部２６が電池ケース本体部２５に取り付けられた状態において、電池ケース受け３０に覆われ、外部に露出しない。したがって、蓋部２６を固定する締結具２７が外部から視認されず、組合せ体１の外観を損なわない。また、組合せ体１を歩行補助装置等に適用した際に、締結具２７が衣服等の引っ掛かりの原因となることを回避することができる。

さらに、低摩擦材１６が、電池ケース本体部２５の蓋部２６に対面する位置に設けられている。低摩擦材１６は摩擦が小さいため、蓋部２６を電池ケース本体部２５に対して摺動させる際、蓋部２６を円滑に摺動させることができる。

筐体２０は、柔軟性のある材料で形成することにより、電池ケース１０に衝撃が加わっても、筐体２０によって衝撃を吸収することができる。

また、支持部１２は、電池本体５が側壁部２２の少なくとも一部から離間するようにして電池本体５を支持する。したがって、外部から加わった衝撃が、電池本体５に直接与えられない。また、支持部１２は、電池本体５の形状に合わせた形状となっている。したがって、衝撃によって電池本体５が支持部１２から外れて、電池ケース１０の内部の他の要素と衝突したり、電池ケース１０から飛び出したりして破損する危険性を低減することができる。

さらに、図２および図３に示されるように、電池本体５と支持部１２との間には、保護材１４が設けられている。保護材１４は、電池ケース１０の外部からの衝撃を吸収し、電池本体５を保護する。したがって、外部から加わった衝撃が、電池本体５に与えられにくくなっている。また、仮に電池本体５に破損等が生じても、保護材１４に含まれる絶縁物によってショートしない。さらに、保護材１４が電池本体５の熱を吸収する機能を有していると、電池本体５の異常発熱を抑制することができる。

とりわけ、保護材１４がゲル状物または弾性体でできていると、保護材１４が外部からの衝撃をより吸収して、電池本体５を保護することができる。

また、衝撃によって電池本体５が電池ケース１０の内部の他の要素と衝突して破損する危険性を低減するために、電池収容部２０Ｂには突出部が設けられていないことが好ましい。例えば、締結具２７は、電池ケース本体部２５と蓋部２６によって囲まれる空間のうち第１コネクタ収容部２０Ａに固定される。すなわち、電池収容部２０Ｂに、締結具２７を受ける締結具受けを設ける必要がない。したがって、締結具受けに起因した突出部が電池収容部２０Ｂに設けられることがなく、突出部による電池本体５の損傷を効果的に回避することができる。

さらに、電池収容部２０Ｂに収容された電池本体５が、第１コネクタ収容部２０Ａに収容された第１コネクタ１１に衝突することを避けるために、仕切壁部２３が設けられている。

以上のように、本実施の形態の組合せ体１は、第１コネクタ１１を有する電池ケース１０と、電池ケース１０が着脱可能に取り付けられ、且つ、電池ケース１０が取り付けられた状態で第１コネクタ１１と電気的に接続する第２コネクタ３１を有する電池ケース受け３０と、を備え、電池ケース１０は、第１コネクタ１１を収容する第１コネクタ収容部２０Ａと、第１コネクタ１１と電気的に接続する電池本体５を収容する電池収容部２０Ｂと、を含み、電池ケース受け３０に対する電池ケース１０の着脱方向である第１方向ｄ１に沿った第１コネクタ収容部２０Ａの長さは、第１方向ｄ１に沿った電池収容部２０Ｂの長さより短く、電池収容部２０Ｂと第１コネクタ収容部２０Ａは、第１方向ｄ１に非平行な第２方向ｄ２に配列されている。このような組合せ体１によれば、第１方向ｄ１に沿った第１コネクタ収容部２０Ａの長さを短くした分だけ、電池ケース１０を小型化することができる。そして、電池ケース１０の小型化に伴って、電池ケース受け３０も小型化することができる。

とりわけ、本実施の形態の組合せ体１において、電池ケース１０は、電池ケース受け３０に第１方向ｄ１の一側から他側に挿入されることで取り付けられ、第１コネクタ１１は、電池ケース１０の第１コネクタ１１以外の部分のうち第１方向ｄ１の他側に最も突出した部分より、第１方向ｄ１の一側に位置する。このような組合せ体１によれば、第１コネクタ１１と接続する電池ケース受け３０の第２コネクタ３１を、底部４５より第１方向ｄ１の一側に配置することが可能となる。したがって、電池ケース受け３０を小型化することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。

１ 組合せ体
５ 電池本体
７ ケーブル
１０ 電池ケース
１１ 第１コネクタ
１２ 支持部
１３ 第１ガイド部
１４ 保護材
１５ 溝部
１６ 低摩擦材
１７ 締結具受け
１８ ロック嵌合部
２０ 筐体
２０Ａ 第１コネクタ収容部
２０Ｂ 電池収容部
２１ 主壁部
２２ 側壁部
２３ 仕切壁部
２３ａ 切欠き部
２５ 電池ケース本体部
２６ 蓋部
２７ 締結具
３０ 電池ケース受け
３１ 第２コネクタ
３３ 第２ガイド部
３５ 孔
３６ 外部コネクタ
３７ 第２ケーブル
３８ ロック部
４０ 第２筐体
４５ 底部
４６ 側部

Claims (14)

1. 第１コネクタを有する電池ケースと、
   前記電池ケースが着脱可能に取り付けられ、且つ、前記電池ケースが取り付けられた状態で前記第１コネクタと電気的に接続する第２コネクタを有する電池ケース受けと、を備え、
   前記電池ケースは、第１コネクタを収容する第１コネクタ収容部と、前記第１コネクタと電気的に接続する電池本体を収容する電池収容部と、を含み、
   前記電池ケース受けに対する前記電池ケースの着脱方向である第１方向に沿った第１コネクタ収容部の長さは、前記第１方向に沿った前記電池収容部の長さより短く、
   前記電池収容部と前記第１コネクタ収容部は、前記第１方向に非平行な第２方向に配列され、
   前記電池ケースは、前記電池ケース受けに前記第１方向の一側から他側に挿入されることで取り付けられ、
   前記電池ケース受けは、前記電池ケースが取り付けられた状態で、前記第１方向における前記他側から前記電池ケースに対面する底部を有し、
   前記底部には、前記第１方向に前記底部を貫通する孔が設けられている、組合せ体。
2. 前記第１コネクタは、前記電池ケースの前記第１コネクタ以外の部分のうち前記第１方向の他側に最も突出した部分より、前記第１方向の一側に位置する、請求項１に記載の組合せ体。
3. 前記電池ケースは、少なくとも１つの外面に前記第１方向に延びる第１ガイド部を有し、
   前記電池ケース受けは、前記第１ガイド部に対応する形状の第２ガイド部を有する、請求項１または２に記載の組合せ体。
4. 前記電池ケース受けは、前記底部の周縁から前記第１方向に延び出し、着脱時における前記電池ケースに接触する側部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の組合せ体。
5. 前記電池ケース受け及び前記電池ケースの少なくとも一方は、前記電池ケースが前記電池ケース受けに取り付けられた状態を維持するためのロック手段を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の組合せ体。
6. 前記電池ケースは、対向して配置された一対の主壁部と、前記一対の主壁部間に設けられた側壁部と、前記一対の主壁部と前記側壁部とによって囲まれる空間に設けられた支持部と、を有し、
   前記支持部は、前記電池本体が前記側壁部の少なくとも一部から離間するようにして前記電池本体を支持する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の組合せ体。
7. 前記電池ケースは、対向して配置された一対の主壁部と、前記一対の主壁部間に設けられた側壁部と、前記電池本体と前記主壁部および前記側壁部の少なくとも一方との間に配置される保護材と、を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の組合せ体。
8. 前記保護材は、ゲル状物または弾性体である、請求項７に記載の組合せ体。
9. 前記電池ケースは、電池ケース本体部と、前記電池ケース本体部に対して摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能な蓋部と、前記蓋部の前記電池ケース本体部に対する相対移動を規制するよう設けられた締結具と、を有し、
   前記締結具は、前記第１コネクタ収容部に固定される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の組合せ体。
10. 前記電池ケースは、電池ケース本体部と、前記電池ケース本体部に対して摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能な蓋部と、前記蓋部の前記電池ケース本体部に対する相対移動を規制するよう設けられた締結具と、を有し、
    前記締結具は、前記電池ケースが前記電池ケース受けに取り付けられた状態において、前記電池ケース受けによって覆われる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の組合せ体。
11. 前記電池ケースは、前記電池ケース本体部に収容された前記電池本体と前記蓋部との間となる位置に低摩擦材を有する、請求項９または１０に記載の組合せ体。
12. 前記電池ケースは、前記電池収容部と前記第１コネクタ収容部とを仕切る仕切壁部を有する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の組合せ体。
13. 電池本体を収容する電池ケースと、
    前記電池ケースが着脱可能に取り付けられる電池ケース受けと、を備え、
    前記電池ケースは、前記電池ケース受けに第１方向の一側から他側に挿入されることで取り付けられ、
    前記電池ケースは、電池ケース本体部と、前記電池ケース本体部に対して摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能な蓋部と、前記蓋部の前記電池ケース本体部に対する相対移動を規制する締結具と、を有し、
    前記電池ケース本体部および前記蓋部によって囲まれる空間は、前記電池本体を収容する電池収容部と、前記電池本体と電気的に接続する第１コネクタを収容する第１コネクタ収容部と、を含み、
    前記電池収容部と前記第１コネクタ収容部は、前記第１方向に非平行な第２方向に配列され、
    前記蓋部は、前記電池ケース本体部に対して前記第２方向に摺動することで前記電池ケース本体部に着脱可能であり、
    前記締結具は、前記蓋部を前記第２方向に貫通して、前記第１コネクタ収容部に設けられたネジ穴に固定されるネジである、組合せ体。
14. 前記締結具は、前記電池ケースが前記電池ケース受けに取り付けられた状態において、前記電池ケース受けによって覆われる、請求項１３に記載の組合せ体。

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