JP7173977B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、電源装置に関する。

多数の二次電池セルを備える電源装置は、二次電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、例えばアシスト自転車や電動カート、ハイブリッド車、電気自動車などの駆動用電源のような、大電流で充放電される用途に使用されている。

このような電源装置は、衝撃や振動に晒されることから、十分な強度が求められる。例えば、金属製のフレームを用いて隅部を補強することが考えられる。

しかしながら、隅部には応力が集中し易いため、金属製といえども負荷が大きくなって十分な強度を維持できないことが考えられる。

特開２００４－２３６４５０号公報

本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は強度及び剛性を高めた電源装置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

本発明の第１の側面に係る電源装置によれば、一以上の電池セルを含む、外形を直方体状とし、互いに平行状態に離間された天面と底面と、該天面と底面との間でこれらを接続する側面とを有する電池集合体と、前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ４辺をそれぞれ覆う、水平断面をＬ字状とするバンド部と、前記バンド部で４辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースとを備える電源装置であって、各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、前記第二面が、その端部を第二折曲線で折曲させて、前記第一折曲面と折り重なる状態で前記電池集合体の底面の一部を被覆する第二折曲面を備え、前記第一面と第二面の境界において、前記第一折曲線及び第二折曲線の近傍を切り欠いた形状としており、前記第一折曲面に、折曲側ねじ穴が開口されており、前記第二折曲面に、第二折曲側ねじ穴が開口されており、各バンド部が、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通させた螺合により固定されており、板状の両側にプレート側ねじ穴を開口しており、前記電源装置の底面及び天面の四隅に形成された、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通したねじを、前記プレート側ねじ穴に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定する、互いに平行状に配置された一対の補強プレートを備えることができる。上記構成により、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部を保護できる。また、電池集合体の底面から、４つのバンド部を固定することができ、作業性が向上する。

また、第２の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部は、前記第一面の端部に前記第一折曲面を、前記第二面の端部に前記第二折曲面を、それぞれ設けており、前記電池集合体の底面及び天面の一部を、それぞれ前記第一折曲面と折り重なる状態で前記第二折曲面で被覆して、螺合により固定することができる。上記構成により、電池集合体の天面と底面でそれぞれバンド部を固定することが可能となり、作業性が向上する。

さらに、第３の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部は、前記側面同士が隣接する辺の内、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う一対の側面保持部と、前記側面保持部を両端で接続すると共に、前記天面を構成する辺の一部を覆う連結辺とを一体的に構成しており、各側面保持部に、前記第一面及び第二面を形成することができる。上記構成により、バンド部をコ字状に構成して電池集合体を側面保持部で挟み込むようにして保持できるため、組立の作業性が向上すると共に、天面の一辺を保持する部材と側面の辺を保持する部材を一体化して機械的強度及び剛性を向上できる。尚、機械的強度及び剛性の向上によりバンド部自体を軽量化することも可能である。

さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記第一面を、前記第二面よりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成することができる。

さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記第一面同士が、前記電池集合体の側面の内、第一側面上に配置され、前記第二面同士を、前記電池集合体の側面の内、前記第一側面と隣接する第二側面上に配置させることができる。

さらにまた、第６の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記補強プレートを、前記第一側面と平行状に配置させることができる。

さらにまた、第７の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体が、縦長の長方形状に形成されており、各バンド部を、前記長方形状の電池集合体の長辺をそれぞれ被覆するよう配置することができる。上記構成により、長方形状の電池集合体の長辺をバンド部でそれぞれ補強して、電源装置の強度を向上させることができる。

さらにまた、第８の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体を、長方形状の短辺側の一部を切り欠いた形状に形成することができる。上記構成により、収納ケース内において切り欠いた空間に出力端子等の部材を配置することができる。

さらにまた、第９の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部を金属製とすることができる。

さらにまた、第１０の側面に係る電源装置によれば、一以上の電池セルを含む、外形を天面と底面を有する箱形とした電池集合体と、前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ４辺をそれぞれ覆う、水平断面をＬ字状とするバンド部と、前記バンド部で４辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースとを備える電源装置であって、各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、前記第二面は、前記第一折曲線から一定の領域を切り欠いた形状としており、前記第二面が、その端部を第二折曲線で折曲させて、前記第一折曲面と折り重なる状態で前記電池集合体の底面の一部を被覆する第二折曲面を備え、前記第一折曲面に、折曲側ねじ穴が開口されており、前記第二折曲面に、第二折曲側ねじ穴が開口されており、各バンド部が、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通させた螺合により固定されており、板状の両側にプレート側ねじ穴を開口しており、前記電源装置の底面及び天面の四隅に形成された、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通したねじを、前記プレート側ねじ穴に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定する、互いに平行状に配置された一対の補強プレートを備えることができる。上記構成により、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部を保護できる。また、電池集合体の底面から、４つのバンド部を固定することができ、作業性が向上する。

本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図である。 図１の電源装置を斜め下方から見た斜視図である。 図１の電源装置の分解斜視図である。 図３の電源装置を斜め下方から見た分解斜視図である。 図１の電源装置のＶ－Ｖ線における断面図である。 図３の電池集合体から金属プレートを外した分解斜視図である。 図６の電池集合体を斜め下方から見た分解斜視図である。 図６の電池集合体の分解斜視図である。 図８の電池集合体の更なる分解斜視図である。 電池集合体を金属プレートで締結する状態を示す分解断面図である。 図７の金属プレートを示す斜視図である。 実施例２に係る金属プレートを示す斜視図である。 図３の底蓋部の斜視図である。 図４の天蓋部の斜視図である。 図１５Ａは電池集合体を底蓋部に圧入する状態を示す断面図、図１５Ｂは電池集合体を誘い込みリブに圧入した状態を示す断面図である。 天蓋部の分解斜視図である。 図１６の枠部に閉塞部を挿入した状態を示す分解斜視図である。 図１６の天蓋部を斜め下方から見た分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は以下のものに特定されない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。

以下に示す電源装置は、主として、モータのみで走行する電気自動車や電動カートなどの電動車両の駆動用電源に適用する例を説明する。なお本発明の電源装置を、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に使用したり、電動車両以外の大出力が要求される用途、例えば家庭用、工場用の蓄電装置等に使用してもよい。
（実施形態１）

実施形態１に係る電源装置１００を、図１～図５に示す。これらの図において、図１は本発明の一実施形態に係る電源装置１００を示す斜視図、図２は図１の電源装置１００を斜め下方から見た斜視図、図３は図１の電源装置１００の分解斜視図、図４は図３の電源装置１００を斜め下方から見た分解斜視図、図５は図１の電源装置１００のＶ－Ｖ線における断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す電源装置１００は、外形を箱状とし、上部に取っ手部２８を設けている。箱状の電源装置１００は、縦長の直方体状とし、底面を平面状として直立可能としている。この電源装置１００は、内部に電池セルを複数本直列及び／又は並列に接続して、外部に電力を出力可能としている。図２、図４等に示すように、底面には出力端子３３を設けており、出力端子３３を電力供給対象機器、例えば電気自動車に接続して、電力を供給する。また使用者は取っ手部２８を握って電源装置１００を着脱することができる。

電源装置１００は、図３及び図４の分解斜視図及び図５の断面図に示すように、収納ケース１０と、天蓋部２０と、底蓋部３０と、電池集合体４０を備える。収納ケース１０は、内部に電池集合体４０を収納できるよう、中空状として、上面と下面を開口している。収納ケース１０の上面側のケース第一開口部１１は、天蓋部２０で閉塞される。また収納ケース１０の下面側のケース第二開口部１２は、底蓋部３０で閉塞される。この収納ケース１０は、放熱性と強度に優れた金属製とすることが好ましい。例えば軽量で意匠性にも優れたアルミニウム製や鉄製、ステンレス製等とする。
（放熱シート２）

電池集合体４０は、図３及び図４の分解斜視図に示すように、その側面に放熱シート２とアラミド繊維シート３を配置して、これら放熱シート２とアラミド繊維シート３で覆われた状態で収納ケース１０に収納される。放熱シート２は、熱伝導性に優れた可撓性部材で構成され、例えばシリコーン系樹脂シートが利用できる。放熱シート２を電池集合体４０の側面と収納ケース１０の内面との間に介在させることで、電池集合体４０と収納ケース１０との間に隙間が形成されることを抑制する。これにより、空気層が形成されて断熱層となり、電池集合体４０の放熱が阻害される事態を回避できる。
（アラミド繊維シート３）

またアラミド繊維シート３は、電池集合体４０を収納ケース１０内に収納する際、接触部分で電池集合体４０や収納ケース１０の表面が削られて粉状の異物が発生することを回避するよう、強度に優れた薄手の可撓性のシート材が用いられる。例えばアラミド系の紙製シートが、アラミド繊維シート３として好適に用いられる。
（電池集合体４０）

電池集合体４０は、複数本の二次電池セル１を収納した部材である。図５の断面図及び図６及び図７の分解斜視図に示すように、この電池集合体４０の周囲を、複数の金属プレート５０で囲み、機械的に締結している。具体的には、電池集合体４０はその外形を直方体状としている。直方体状の電池集合体４０は、天面４１と底面４２と側面４３とを有する。天面４１と底面４２とは、互いにほぼ平行な姿勢に離間されている。また側面４３は、天面４１と底面４２との間でこれらを接続する。そして金属プレート５０は、この電池集合体４０の直方体状を構成する各辺にそれぞれ配置されている。また金属プレート５０同士は、電池集合体４０の天面４１と底面４２の各四隅で、金属プレート５０の端部を重ねた状態で固定されている。このような構成としたことで、電池集合体４０の直方体形状が確実に固定されて安定的に保持され、共振やがたつきの発生を抑制できる。また、固定位置を天面４１と底面４２に纏めたことで、固定作業を纏めて行い易くなり組立時の作業性が向上する。

なお電池集合体４０は、完全な直方体状とする必要はなく、収納ケース１０に収納できる形状や大きさであれば足り、部分的に切り欠いたり突出させた形状としてもよい。図６、図７等に示す電池集合体４０は、底面４２の一辺の部分を切り欠いた形状としている。切り欠き部４７を設けることで、図３等に示すように出力端子３３等の部材を配置することができる。

この電池集合体４０は、図６～図９の分解斜視図に示すように、複数本の二次電池セル１を収納している。各二次電池セル１は、電池ホルダ４４に収納される。この例では、電池ホルダ４４は４２本の円筒形の二次電池セル１を積層して構成される。電池ホルダ４４は、樹脂製等とする。二次電池セル１は円筒形の外装缶の端面に、それぞれ電極を設けている。また各二次電池セル１の端面を揃えた姿勢に積層して、リード板４５等によりこれらを直列や並列に接続している。二次電池セル１には、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池等が利用できる。また二次電池セル１は、円筒形のものに限定せず、他の形状、例えば外装缶を角型とする二次電池セルやラミネート形の二次電池セルも適用できる。
（ピン部４６）

金属プレート５０同士は、ピン部４６でもって固定される。ピン部４６は、電池集合体４０の天面４１及び底面４２の四隅のそれぞれにおいて、金属プレート５０同士の端部を重ねた状態で、金属プレート５０を貫通させて固定する。ただし電池集合体４０側には、ピン部４６を固定するねじ穴などは設けず、金属プレート５０を電池集合体４０の外側から締結する構造としている。これによって、電池集合体４０側のねじ穴等の位置に関する寸法公差や、ねじ穴の大きさの製造誤差等の微小な隙間に起因して共振が発生する事態を回避しながら、各辺を金属プレート５０で押圧して締結することができる。

各金属プレート５０は、電池集合体４０の天面４１及び底面４２の四隅のそれぞれにおいて、隣接する金属プレート５０同士が重なり合う端部に、貫通孔を形成している。これにより、直方体状の電池集合体４０の各辺に配置された金属プレート５０同士をピン留めにより確実に固定し易くなる。この結果、各辺を金属プレート５０で補強して、各方向からの振動や衝撃に対して安定的に保持でき、共振やがたつきの発生を抑制できる。

貫通孔は、ねじを挿入するねじ穴として利用できる。またピン部４６の側面にねじ溝を形成することで、ナットを用いて螺合によりねじ穴に固定することができ、固定作業を容易に行える。この例では、電池集合体４０の天面側においては、ピン部４６を天蓋部２０にインサートされたナットに螺合している。また底面側においては、ピン部４６を底蓋部３０に挿通してナットを螺合させている。
（バンド部５１）

金属プレート５０は、図６及び図７の分解斜視図に示すように、複数のバンド部５１と補強プレート５６で構成される。バンド部５１は、電池集合体４０を構成する辺の内、垂直方向の辺、すなわち電池集合体４０の側面４３同士が接合する辺の内で、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う。またバンド部５１は、垂直方向の辺のみならず、水平方向の辺の一部を被覆してもよい。図６及び図７の分解斜視図に示す例では、各バンド部５１は、一対の側面保持部５２と、この側面保持部５２の上端同士を接続する連結辺５３とで構成される。
（側面保持部５２）

側面保持部５２は、図６及び図７の分解斜視図に示すように、電池集合体４０の辺を覆う、相隣る第一面５２ａ及び第二面５２ｂを備えている。さらに第一面５２ａの先端を第一折曲線５２ｄで折曲して第一折曲面５２ｃとし、電池集合体４０の底面４２の一部を被覆する。

また側面保持部５２の第一面５２ａは、第二面５２ｂよりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成されている。また複数のバンド部５１の第一面５２ａ同士が、電池集合体４０の側面４３の内、第一側面４３Ａ上に配置されている。さらに第二面５２ｂ同士が、電池集合体４０の側面４３の内、第一側面４３Ａと隣接する第二側面４３Ｂ上に配置されている。図６～図８に示す電池集合体４０は、リード板４５が配置される面を第二側面４３Ｂとしている。

一対の側面保持部５２は、垂直方向の辺を少なくとも部分的に覆い、一方の連結辺５３は、水平方向の辺を覆う。ここで連結辺５３は、電池集合体４０の天面４１を構成する水平方向の辺の内で、補強プレート５６が配置されない辺を覆っている。これら側面保持部５２と連結辺５３とは、一体的に構成することが好ましい。これにより、図１０に示すようにバンド部５１をコ字状に構成して電池集合体４０を側面保持部５２で挟み込むようにして保持できるため、組立の作業性が向上すると共に、天面４１の一辺を保持する部材と側面４３の辺を保持する部材を一体化して機械的強度を向上できる。
（補強プレート５６）

補強プレート５６は、天面４１や底面４２を構成する水平方向の辺に配置される。補強プレート５６は、図６及び図７の分解斜視図に示すように、天面４１や底面４２の対向する２辺にそれぞれ配置される。なお、水平方向の辺の内で、バンド部５１の連結辺５３を配置した辺には連結プレートを配置する必要はない。この意味でバンド部５１の連結辺５３は、一部の補強プレート５６を一対の側面保持部５２と一体化したものということができる。

このように、金属プレート５０を電池集合体４０の各辺に沿わせることで、電池集合体４０を枠状に締結して余分な隙間などが生じないように押圧して、がたつきを阻止する。なお補強プレート５６は、水平方向の辺を覆うのでなく、水平方向の辺に沿うように配置されている。一方でバンド部５１の側面保持部５２は、垂直方向の辺を覆うように、隣接する側面４３同士を跨いで辺を少なくとも部分的に覆うように、断面をＬ字状としている。またバンド部５１の連結辺５３も、水平方向の辺を覆うように、電池集合体４０の天面４１と側面４３との間を跨ぐように断面をＬ字状としている。これは、金属プレート５０の固定に際し、図１０に示すように金属プレート５０の上面を予め天蓋部２０に固定した状態で、側面保持部５２を左右に拡開して、電池集合体４０の上面に載置し、この状態から側面保持部５２を電池集合体４０の側面４３に当接させて、電池集合体４０の底面４２をピン部４６で固定する際、側面保持部５２が電池集合体４０の側面４３を確実に覆うように位置決めするための構成である。このようにすることで、側面保持部５２の断面Ｌ字状の部分で電池集合体４０の側面４３を確実に保持して、金属プレート５０を電池集合体４０の側面４３を含む各辺に配置して、これを確実に締結して共振の発生を阻止する。

補強プレート５６は、図６及び図７の分解斜視図に示すように、延長方向に沿って側縁を折曲させることもできる。これにより、補強プレート５６の側縁にリブ５７を立たせてその機械強度を増すことが可能となる。

これら金属プレート５０と補強プレート５６は、好ましくは鉄、アルミニウム、ステンレスの金属等で構成できる。
（ねじ穴）

上述の通り、ピン部４６を挿通するための金属プレート５０の貫通孔は、ねじを挿通して固定するためのねじ穴として利用できる。バンド部５１の連結辺５３の両端と、第一折曲面５２ｃには、バンド側ねじ穴として連結側ねじ穴５４、折曲側ねじ穴５５が、それぞれ開口される。また補強プレート５６の両端にも、プレート側ねじ穴５８が開口される。これらのねじ穴は、ピン部４６でもってバンド部５１を電池集合体４０や天蓋部２０、底蓋部３０などと固定するための連結機構を構成する。

バンド部５１は、図６、図７の分解斜視図に示すように、電池集合体４０の上面においては、連結辺５３の両側の連結側ねじ穴５４の下方からピン部４６、ここではねじを通して、補強プレート５６に開口されたプレート側ねじ穴５８を挿通して天蓋部２０に螺合される。一方、電池集合体４０の下面においては、第一折曲面５２ｃの上方からねじを、補強プレート５６の両端にそれぞれ開口されたプレート側ねじ穴５８に挿通すると共に、底蓋部３０を貫通させた後、ナットを螺合させて固定する。このように、電池集合体４０の上部において、下方側から上方側に向かって螺合し、下部においては上方側から下方側に向かって螺合するよう構成している。これにより、天蓋部２０の上面側にねじ頭等を表出させずに螺合させることができ、また電池集合体４０にも直接ねじ込まずに済む利点が得られる。

各バンド部５１の第一面５２ａの第一折曲面５２ｃには、折曲側ねじ穴５５が開口されている。また第二面５２ｂは、第一折曲線５２ｄから一定の領域を切り欠いている。この状態で、各バンド部５１は、折曲側ねじ穴５５を挿通して、電池集合体４０の底面４２に螺合により固定されている。これにより、電池集合体４０の底面４２から、４つのバンド部５１を固定することができ、作業性が向上する。

また補強プレート５６は、板状の両側にプレート側ねじ穴５８を開口している。そして電池集合体４０の底面４２及び天面４１の四隅に形成された、バンド部５１の折曲側ねじ穴５５を挿通したねじを、補強プレート５６のプレート側ねじ穴５８に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定している。

側面保持部５２は図１１の拡大斜視図に示すように、第一面５２ａと第二面５２ｂの境界において、第一折曲線５２ｄの近傍で第二面５２ｂが存在しないように切り欠いている。これにより、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部５１を保護できる。
（実施例２）

ただし側面保持部は、上記構成に限らない。上述した図１１に示す実施形態１に係る電源装置１００においては、側面保持部５２の第二面５２ｂを、第一折曲面５２ｃの近傍で省略することによって、第一折曲線５２ｄの隅部に応力が集中することを緩和している。

これに対し、別の部材を追加することでより応力集中に対する耐性を高めることが可能となる。例えば、構造上応力の集中が激しくなる直方体状の電池集合体の隅部において、応力集中を一層緩和するため、側面保持部の内、隅部にあたる領域を切り欠いた構造とすることもできる。ここで実施例２に係る電源装置の側面保持部５２’を、図１２の斜視図に示す。この図に示す側面保持部５２’は、図１１等と同様に、第一面５２ａ’と第二面５２ｂ’を備える。この第一面５２ａ’は、その端部を第一折曲線５２ｄ’で折曲させて電池集合体４０の底面４２の一部を被覆する第一折曲面５２ｃ’を備える。第一折曲面５２ｃ’は、折曲側ねじ穴５５’を開口させている。

また第二面５２ｂ’は、その端部を第二折曲線５２ｆで折曲させて、第一折曲面５２ｃ’と折り重なる状態で電池集合体４０の底面４２の一部を被覆する第二折曲面５２ｅ’を備える。第二折曲面５２ｅ’は、第二折曲側ねじ穴５５ｂ’を開口させている。第二折曲側ねじ穴５５ｂ’は、第一折曲面５２ｃ’の折曲側ねじ穴５５’と一致させて、ピン部を挿通して固定可能としている。ここではピン部をねじとして螺合により固定する。そして第一面５２ａ’と第二面５２ｂ’の境界において、第一折曲線５２ｄ’及び第二折曲線５２ｆ’の近傍を切り欠いている。これにより、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部５１’を保護できる。すなわち、各バンド部５１’の第一面５２ａ’の端部に第一折曲面５２ｃ’を、第二面５２ｂ’の端部に第二折曲面５２ｅ’を、それぞれ設けて、電池集合体４０の底面４２及び天面４１の一部を、それぞれ第一折曲面５２ｃ’と折り重なる状態で第二折曲面５２ｅ’で被覆して、螺合により固定したことで、電池集合体４０の天面４１と底面４２でそれぞれバンド部５１’を固定して一体性が高められる。
（集合体案内リブ３２）

また天蓋部２０又は底蓋部３０の少なくとも一方は、電池集合体４０に当接する集合体案内リブ３２を複数、互いに離間させて内面から突出させている。このような集合体案内リブ３２を設けることで、収納ケース１０の嵌合と同時に収納ケース１０と電池集合体４０との隙間を埋めて、電池集合体４０と収納ケース１０とを一体化することで収納ケース１０内で電池集合体４０との間に隙間が生じてがたつきが発生することを阻止でき、もって共振の発生を抑制できる。

本実施形態では、図１３、図１４に示すように、天蓋部２０と底蓋部３０にそれぞれ、集合体案内リブ３２として第一リブ３２Ａ、及び第二リブ３２Ｂをそれぞれ形成している。これら集合体案内リブ３２は、端縁を開口端側に向かって幅広となるようにテーパー状に形成される。これにより、図１５Ａ～図１５Ｂに示すように、電池集合体４０を集合体案内リブ３２に誘い込んで嵌入させ易くできる。加えて、金属プレート５０に予め、端縁を折曲させたリブを形成し、このリブで電池集合体４０の側面を部分的に被覆するよう構成することで、電池集合体４０の嵌合時に集合体案内リブ３２がリブを押圧して、より均一な応力でもって電池集合体４０を天蓋部２０や底蓋部３０に嵌合させることができる。

また集合体案内リブ３２は、天蓋部２０や底蓋部３０の内面の対向する部位にそれぞれ形成される。天蓋部２０や底蓋部３０が矩形状の場合は、対向する辺にそれぞれ集合体案内リブ３２が形成される。図１３、図１４に示す例では、天蓋部２０や底蓋部３０の矩形状を構成する各辺に集合体案内リブ３２が形成されている。ただし、各辺に形成される集合体案内リブ３２や、同じ辺に形成される集合体案内リブ３２は、同じ形状とする必要はなく、電池集合体４０を当接、保持する部位の形状に合わせて適宜変更することができる。複数の集合体案内リブ３２は、互いに平行状態に離間して形成される。各集合体案内リブ３２を、側面視においてＬ字状に形成される。また集合体案内リブ３２は、天蓋部２０や底蓋部３０に一体的に形成することが好ましい。

また、天蓋部２０の内面の隅部に配置される、この天蓋部２０とは別個に形成されたコーナー部を備えてもよい。コーナー部は、第三誘い込みリブを設けている。これにより、射出成形が困難な天蓋部２０内面の隅部における集合体案内リブ３２を、別部材として組み合わせることにより、隅部においても集合体案内リブ３２を配置でき、もって隅部に隙間が形成される事態を回避し、がたつきや共振の発生を抑制できる。
（天蓋部２０）

天蓋部２０は、収納ケース１０の上面に固定されて、収納ケース１０のケース第一開口部１１を閉塞する。また天蓋部２０は、その上部に使用者が把持するための取っ手部２８を備えている。ここで天蓋部２０の分解斜視図を図１６～図１８に示す。これらの図において、図１６は天蓋部の分解斜視図、図１７は図１６の枠部に閉塞部を挿入した状態を示す分解斜視図、図１８は図１６の天蓋部を斜め下方から見た分解斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す天蓋部２０は３つの部材に分割されており、第一ケースであるカバー部２１と、第二ケースである閉塞部２２と、第三ケースである枠部２３とで構成される。
（枠部２３）

枠部２３は、収納ケース１０のケース第一開口部１１と接続される。この枠部２３は、取っ手部２８の一部を構成する取っ手枠２４を有する。このため枠部２３は、取っ手枠２４に十分な機械強度を発揮させるように、強度の高い樹脂を使用する。またリブを立てるなどして、構造上も取っ手部２８を補強できるように構成する。ただし機械強度を増す構成とすることで外観が悪くなる。そこで、枠部２３の上面にカバー部２１を被覆する。
（カバー部２１）

カバー部２１は、取っ手枠２４を含め、枠部２３の上面を被覆する。このようにカバー部２１で枠部２３を覆うことにより、枠部２３の上面を外部に表出させないで隠すことが可能となる。いいかえると、枠部２３の上面は外観を気にすることなく、強度の向上に特化した構成を採用できる。一方でカバー部２１の外観意匠を向上させることで、天蓋部２０の見栄えを向上できる。このように取っ手部２８の強度を重視する枠部２３と、外観の意匠性を重視するカバー部２１とを別部材としたことで、強度と外観を両立させることが可能となる。

このように、天蓋部２０を複数の部材で構成したことにより、取っ手部２８を補強する機能、天蓋部２０のデザイン性を向上させる機能、及び天蓋部２０を構成する樹脂部材の肉溜まりを排除して樹脂引け等による外観の悪化を回避する機能を果たすことが可能となる。すなわち従来は天蓋部を一部材で構成していたため、取っ手部２８の強度を向上させようとすればデザイン性が悪くなり、また強度を増すために樹脂部材を厚くすると重くなる上、樹脂の硬化時に生じる引けが大きくなって外観品質が低下するなどの問題があった。そこで、強度を重視する枠部２３を準備すると共に、枠部２３を被覆するかバー部を用意して、カバー部２１に意匠性を持たせることで、外観を整え見栄えを向上できる。

枠部２３は、収納ケース１０と接続された状態でケース第一開口部１１と連通する枠開口部２５を形成している。また枠部２３の取っ手枠２４は、枠開口部２５を横断する姿勢に形成されている。図１６～図１８に示す例では、枠部２３を、ケース第一開口部１１の周囲に沿う矩形状として、取っ手枠２４を、平面視においてＴ字状となるように、枠開口部２５を橋渡しする状態に設けられている。また、このＴ字状を構成する上部の横棒２６の下方を、側面に開口させている。
（閉塞部２２）

さらに、天蓋部２０は、閉塞部２２を枠部２３とカバー部２１の間に配置しており、閉塞部２２でもって枠開口部２５を閉塞している。これにより、枠開口部２５を横断する取っ手枠２４を形成しつつも、枠開口部２５を別部材の閉塞部２２で閉塞する構成としたことで、枠部２３の型成形が容易となる。さらに枠開口部２５を通して見える底面を構成するカバー部２１を別部材としたことで、カバー部２１の色や形状等の意匠性を考慮した設計が可能となる。

また閉塞部２２は、中央を窪ませた曲面状に形成されている。これにより、使用者が取っ手部２８を把持する際に手を差し入れる空間を広く確保して把持し易くなる。また曲面状として段差のエッジを排除したことで、差し入れた手がエッジにあたることもなく、快適な使用感が得られる。加えて、曲面状としたことでデザイン性も向上される。また横棒２６の下に開口を設けると共に、横棒２６の下方に位置する閉塞部２２をこの部分で低く形成し、反対側を高く形成することで、閉塞部２２の上面に塵や水滴等の異物が溜まった際、横棒２６の側が下勾配となる姿勢に傾斜させることで、閉塞部２２の窪みに溜まった異物を、開口を通じてスムーズに排出できる利点も得られる。

またカバー部２１は、図１、図１６、図１７等に示すように、その側面に枠状のカバー枠２７を形成している。カバー枠２７は、カバー部２１と閉塞部２２とが接合された状態で、閉塞部２２と同一面状となるようにして、カバー枠２７から閉塞部２２の曲面に連なって、面が連続的に変化するようにしている。これにより、使用者が取っ手部２８を把持しようとして手を差し入れる際に、一層スムーズに手を案内することができる。

これらの天蓋部２０は、好ましくは軽量で絶縁性に優れた樹脂で構成されている。例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂等が好適に利用できる。また、天蓋部２０を複数の部材で構成する利点を生かし、異なる部材で構成してもよい。例えば枠部２３を、強度の高い樹脂製としたり、より剛性に優れた金属製としてもよい。また、部材の色も各部材で異ならせることもできる。例えば閉塞部２２の蓋を異なる色で構成して、色違いの製品など、バリエーションの変化を演出することもできる。

カバー部２１は、図１６～図１８に示すように、枠部２３の裏面側から螺合により固定されている。これにより、天蓋部２０は、ねじ穴を表出させない外形となる。一方底蓋部３０は、図３等に示すように底面４２からねじで固定されている。ただしねじ穴は、ねじカバー３４で閉塞することで、ねじの表出を避けることができる。

本発明に係る電源装置は、電動カートや電動スクーター、電気自動車、ハイブリッド車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。

１００…電源装置
１…二次電池セル
２…放熱シート
３…アラミド繊維シート
１０…収納ケース
１１…ケース第一開口部
１２…ケース第二開口部
２０…天蓋部
２１…カバー部
２２…閉塞部
２３…枠部
２４…取っ手枠
２５…枠開口部
２６…横棒
２７…カバー枠
２８…取っ手部
３０…底蓋部
３２…集合体案内リブ；３２Ａ…第一リブ；３２Ｂ…第二リブ
３３…出力端子
３４…ねじカバー
４０…電池集合体
４１…天面
４２…底面
４３…側面；４３Ａ…第一側面；４３Ｂ…第二側面
４４…電池ホルダ
４５…リード板
４６…ピン部
４７…切り欠き部
５０…金属プレート
５１、５１’…バンド部
５２、５２’…側面保持部；５２ａ、５２ａ’…第一面；５２ｂ、５２ｂ’…第二面；５２ｃ、５２ｃ’…第一折曲面；５２ｄ、５２ｄ’…第一折曲線；５２ｅ’…第二折曲面；５２ｆ’…第二折曲線
５３…連結辺
５４…連結側ねじ穴
５５、５５’…折曲側ねじ穴；５５ｂ’…第二折曲側ねじ穴
５６…補強プレート
５７…リブ
５８…プレート側ねじ穴

Claims (10)

1. 一以上の電池セルを含む、外形を直方体状とし、互いに平行状態に離間された天面と底面と、該天面と底面との間でこれらを接続する側面とを有する電池集合体と、
   前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ４辺をそれぞれ覆う、水平断面をＬ字状とするバンド部と、
   前記バンド部で４辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースと、
   を備える電源装置であって、
   各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、
   前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、
   前記第二面が、その端部を第二折曲線で折曲させて、前記第一折曲面と折り重なる状態で前記電池集合体の底面の一部を被覆する第二折曲面を備え、
   前記第一面と第二面の境界において、前記第一折曲線及び第二折曲線の近傍を切り欠いており、
   前記第一折曲面に、折曲側ねじ穴が開口されており、
   前記第二折曲面に、第二折曲側ねじ穴が開口されており、
   各バンド部が、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通させた螺合により固定されており、
   板状の両側にプレート側ねじ穴を開口しており、
   前記電源装置の底面及び天面の四隅に形成された、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通したねじを、前記プレート側ねじ穴に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定する、互いに平行状に配置された一対の補強プレートを備える電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置であって、
   各バンド部は、前記第一面の端部に前記第一折曲面を、前記第二面の端部に前記第二折曲面を、それぞれ設けており、
   前記電池集合体の底面及び天面の一部を、それぞれ前記第一折曲面と折り重なる状態で前記第二折曲面で被覆して、螺合により固定されてなる電源装置。
3. 請求項２に記載の電源装置であって、
   各バンド部は、
   前記側面同士が隣接する辺の内、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う一対の側面保持部と、
   前記側面保持部を両端で接続すると共に、前記天面を構成する辺の一部を覆う連結辺と、
   を一体的に構成しており、
   各側面保持部に、前記第一面及び第二面を形成してなる電源装置。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記第一面が、前記第二面よりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成されてなる電源装置。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記第一面同士が、前記電池集合体の側面の内、第一側面上に配置され、
   前記第二面同士が、前記電池集合体の側面の内、前記第一側面と隣接する第二側面上に配置されてなる電源装置。
6. 請求項５に記載の電源装置であって、
   前記補強プレートは、前記第一側面と平行状に配置されてなる電源装置。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記電池集合体が、縦長の長方形状に形成されており、
   各バンド部が、前記長方形状の電池集合体の長辺をそれぞれ被覆するよう配置されてなる電源装置。
8. 請求項７に記載の電源装置であって、
   前記電池集合体が、長方形状の短辺側の一部を切り欠いた形状に形成されてなる電源装置。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   各バンド部が金属製である電源装置。
10. 一以上の電池セルを含む、外形を天面と底面を有する箱形とした電池集合体と、
    前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ４辺をそれぞれ覆う、水平断面をＬ字状とするバンド部と、
    前記バンド部で４辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースと、
    を備える電源装置であって、
    各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、
    前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、
    前記第二面は、前記第一折曲線から一定の領域を切り欠いており、
    前記第二面が、その端部を第二折曲線で折曲させて、前記第一折曲面と折り重なる状態で前記電池集合体の底面の一部を被覆する第二折曲面を備え、
    前記第一折曲面に、折曲側ねじ穴が開口されており、
    前記第二折曲面に、第二折曲側ねじ穴が開口されており、
    各バンド部が、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通させた螺合により固定されており、
    板状の両側にプレート側ねじ穴を開口しており、
    前記電源装置の底面及び天面の四隅に形成された、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通したねじを、前記プレート側ねじ穴に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定する、互いに平行状に配置された一対の補強プレートを備える電源装置。

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