JPH08180854A - ２次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単電池を強固に支持することができる２次電
池を提供する。 【構成】 軸線を互いに平行にして配列された複数の単
電池５０と、これら単電池５０をそれらの両端部側から
挟むようにして支持する一対の固定具３１，３２と、各
単電池５０の電極５９ａ，５０ｂどうしを接続する接続
具５５とを備えている。各固定具３１，３２に、単電池
５０のそれぞれの端部と嵌合する嵌合部４０を設け、か
つ、固定具３１，３２どうしを互いに固定する固定手段
２５を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、搬送車、電気自動
車、補助動力付き人力車両等の電動車両の電源として用
いられる２次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば補助動力付き自転車等の電動車
両では、その電源として、鉛電池、ニッカド電池等の２
次電池が用いられている。これら２次電池は、一対の電
極からなる単電池を複数直列に接続した組電池として用
いられている。このような２次電池が電動車両に用いら
れる場合には、２次電池に伝わる振動によって単電池ど
うしの接続不良あるいは断線が生じることが懸念され
る。また、単電池が放電することにより発熱するため、
使用中に冷却する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単電池
の効果的な防振や冷却を考慮した２次電池は現在のとこ
ろ提供されていないのが実情である。このため、単電池
を強固に支持することができ、しかも冷却能が高い２次
電池が強く要望されていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、請求項１に記載の２次電池は、軸線
を互いに平行にして配列された複数の単電池と、これら
単電池をそれらの両端部側から挟むようにして支持する
一対の固定具と、上記各単電池の電極どうしを接続する
接続具とを備え、上記各固定具に上記単電池のそれぞれ
の端部と嵌合する嵌合部を設け、かつ、上記固定具どう
しを互いに固定する固定手段を備えたことを特徴として
いる。

【０００５】請求項２に記載の２次電池は、請求項１の
構成に加え、前記嵌合部が前記単電池の両端部に嵌合す
ることにより上記単電池の側面のほぼ全域と密着する凹
部であることを特徴としている。

【０００６】請求項３に記載の２次電池は、請求項１ま
たは２の構成に加え、前記固定具を合成樹脂で構成し、
該固定具の内部にその外表面に露出する金属材を埋設し
たことを特徴としている。

【０００７】請求項４に記載の２次電池は、請求項１な
いし３のいずれかの構成に加え、前記一対の固定具をケ
ーシングに収容し、このケーシングの内面と上記固定具
の外面との間に、防振材を介装したことを特徴としてい
る。

【０００８】請求項５に記載の２次電池は、請求項２な
いし４のいずれかの構成に加え、前記固定具に、前記凹
部に露出して前記単電池の表面と接触することにより、
上記単電池の温度を検出する温度センサを埋設したこと
を特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の２次電池においては、各固定
具の嵌合部に単電池の端部がそれぞれ嵌合し、かつ、固
定具が互いに固定されているので、単電池が固定具内で
動かないように保持される。

【００１０】請求項２に記載の２次電池においては、嵌
合部が単電池の側面のほぼ全域と密着するから、単電池
が発する熱が固定具に直接伝達されて放散される。ま
た、請求項３の２次電池では、単電池の熱が固定具を介
して金属材に伝達され、固定具の外表面から放散される
ので、冷却効果をより一層高めることができる。

【００１１】請求項４に記載の２次電池においては、固
定具をケーシングに防振材を介して収容しているから、
車両の走行時に固定具に伝わる振動が低減される。ま
た、請求項５に記載の２次電池においては、単電池の温
度を検出する温度センサを固定具に埋設しているから、
温度センサが固定具内で強固に保持される。よって、温
度センサと単電池との接触状態を確実に保つことができ
る。

【００１２】

【実施例】

Ａ．第１実施例 （１）実施例の構成 次に図１および図２を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。図１は、実施例の２次電池を補助動力付
き自転車（以下、「自転車」と略称する）に搭載した状
態を示す側断面図であり、図１は図２（Ｃ）のＩ−Ｉ線
断面を示している。自転車は、運転者がペダルを回転さ
せる踏力とほぼ比例した補助トルクをモータから供給す
るようにしたもので、実施例の２次電池はそのモータに
電流を供給する。図１において符号１はシートチューブ
である。シートチューブ１の上端部には、サドル２が取
り付けられている。サドル２は、自転車の進行方向とそ
の逆方向へ向けて回転自在とされている。シートチュー
ブ１の進行方向と逆側の側部には、２次電池のアウター
ボックス１０が取り付けられている。

【００１３】アウターボックス１０は、断面矩形状をな
す有底筒状の箱体であり、その上端開口部には蓋１１が
開閉自在に取り付けられている。この実施例では、蓋１
１は、自転車の後方へ向けて開くように構成されている
が、側方へ向けて開くように構成することもできる。そ
のように構成することにより、蓋１１とシートチューブ
との干渉を避けることができ、構成を簡略化することが
できる。また、アウターボックス１０の底部には、その
内側へ向けて突出する複数の端子１２が取り付けられて
いる。端子１２は、次に説明するインナーボックス（ケ
ーシング）２０に設けられた端子（図示略）と接触する
ことにより、２次電池からの電流をモータへ供給する。

【００１４】インナーボックス２０は、その厚さ方向
（図１において紙面と直交する方向）で２つ割りにされ
た矩形状の箱であり、アウターボックス１０の内部にわ
ずかな隙間をもって着脱自在に収納されている。インナ
ーボックス２０の下端部には、端子ケース２１が形成さ
れている。端子ケース２１の底部には開口部２１ａが形
成されている。そして、インナーボックス２０をアウタ
ーボックス１０に挿入することにより、アウターボック
ス１０の端子１２が開口部２１ａから端子ケース２１内
に挿入され、図示しない端子と弾性的に接触する。ま
た、インナーボックス２０の上面には、取っ手２２が回
転自在に取り付けられている。この取っ手２２は、蓋１
１を閉める際には真横に倒される。

【００１５】インナーボックス２０の内部には、単電池
組立体３０が収容されている。図２は単電池組立体３０
を示すものであり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は
（Ａ）の矢印Ｂ矢視、（Ｃ）は図１のII−II線断面に相
当する断面である。図中符号３１，３２は単電池組立体
３０の本体を構成する右ケースおよび左ケースである。
なお、車載状態において右ケース３１は自転車の進行方
向へ向かって右側に、左ケースは３２は左側に位置し、
図１には左ケース３２の断面を示している。

【００１６】右ケース３１および左ケース３２は、例え
ばＡＢＳ樹脂などのような熱伝導率の高い合成樹脂で構
成されている。左ケース３２の角部には、図２に示すよ
うに穴３３が形成され、穴３３にはタッピングスクリュ
ー３４が取り付けられている。タッピングスクリュー３
４の先端部は右ケース３１に螺合され、これにより右ケ
ース３１および左ケース３２どうしが仮止めされてい
る。また、右ケース３１および左ケース３２の平面部に
は、それらの厚さ方向へ向けて延びるとともに側方に開
口する穴３５が複数形成されている。

【００１７】一方、インナーボックス２０には、内側へ
突出するボス（固定手段）２５が穴３５と同じ位置に形
成されている。右ケース３１側のボス２５にはタッピン
グスクリュー３６が取り付けられ（図２（Ａ）にのみ示
す）、タッピングスクリュー３６の先端部は左ケース３
２側のボス２５に螺合されている。これにより、図２
（Ｂ）中Ｌで示す線で２つ割にされたインナーボックス
２０は互いに締付け固定され、これにより、両者のボス
２５，２５によって右ケース３１および左ケース３２が
締付け固定されている。そして、取付状態において、イ
ンナーボックス２０の内面と右ケース３１および左ケー
ス３２の表面との間には隙間が形成されている。

【００１８】次に、右ケース３１および左ケース３２に
は、それらの突合せ面に開口して円筒状の空間を構成す
る穴（嵌合部、凹部）４０が形成されている。穴４０
は、図１に示すように、下から上へ向けて３個ずつ稠密
六方状に配置され、各穴４０には単電池５０が収容され
ている。単電池５０は、図１中最下段から最上段に至る
まで、同じ段に配置されたものの電極５０ａ，５０ｂが
同じ方向を向くように配置されている。すなわち、最下
段の３つの単電池５０は、図１中紙面を見て手前側に正
の電極５０ａが来るように配置され、隣の段の３つの単
電池５０は、手前側に負の電極５０ｂが来るように配置
されている。そして、このようにして、単電池５０の電
極５０ａ，５０ｂが互い違いになるように配置されてい
る。隣合う段の単電池５０の電極５０ａ，５０ｂどうし
は、次に説明するコネクタ板（接続部）５５によって互
いに接続され、これにより全ての単電池５０が直列に接
続されている。

【００１９】図２（Ｃ）に示すように、穴４０の底部に
は溝（図示略）が形成され、溝にはコネクタ板（接続
具）５５が嵌め込まれている。そして、単電池５０（図
２（Ｃ）では省略）の電極５０ａ，５０ｂは、右ケース
３２および左ケース３２が互いに締め付けられる力によ
ってコネクタ板５５に押し付けられている。

【００２０】次に、右ケース３１および左ケース３２に
は、それらの厚さ方向へ延びる放熱ピン（金属材）６
０，６１が埋め込まれている。放熱ピン６０，６１の端
面は右ケース３１および左ケース３２の平面部に露出し
ている。この構成のもとに、単電池５０から発せられる
熱は、右ケース３１および左ケース３２に伝達され、右
ケース３１および左ケース３２から放熱ピン６０，６１
に伝達されてそれらの端面から空気中に放散される。

【００２１】ここで、放熱ピン６０，６１からの放熱を
効果的に行うために、アウターボックス１０の走行方向
を向く側面上部には、ラビリンス状の空気取入れ口が形
成され、その反対側面の下部にもラビリンス状の空気排
出口（それぞれ図示略）が形成されている。空気排出口
の位置はリアフェンダーの陰になるため、走行時におけ
る泥の浸入が防止される。さらに、空気取入れ口から空
気排出口へ流れる空気を内部に取り入れるために、イン
ナーボックス２０にも複数のスリット（図示略）が形成
されている。

【００２２】次に、右ケース３１および左ケース３２の
いずれかには、サーミスタ（温度センサ）７０，７１が
埋設されている。サーミスタ７０は放電時の単電池５０
の温度を検出するためのものであり、サーミスタ７１は
充電時の単電池５０の温度を検出するためのものであ
る。サーミスタ７０の配線は端子ケース２１の端子に接
続され、自転車に搭載したコントローラ（図示略）に温
度情報が伝達される。これにより、コントローラは、単
電池５０の温度が設定された値を上回る場合に、システ
ムを停止するような制御を行う。

【００２３】一方、サーミスタ７１の配線は、インナー
ボックス２０に取り付けた端子台７５に接続されてい
る。また、端子台７５には、単電池５０が接続されてお
り、端子台７５のレセプタクル７５ａに、充電器のプラ
グを接続して充電が行われる。そして、サーミスタ７１
は、充電の際に単電池５０の温度情報を充電器のコント
ローラに供給し、コントローラは、単電池５０の温度が
設定範囲を逸脱する場合に充電待ちなどの制御を行う。

【００２４】（２）実施例の作用・効果 まず、２次電池に充電を行うには、アウターボックス１
０の蓋１１を開けて２次電池を取り出す。そして、家庭
用電源に接続した充電器のプラグをインナーボックス２
０のレセプタクル７５ａに差し込む。充電用の電流は、
レセプタクル７５ａから単電池５０に供給される。ま
た、充電に際してはサーミスタ７０から温度情報が充電
器のコントローラに伝達され、充電の制御に供される。
充電が終了すると、インナーボックス２０をアウターボ
ックス１０に挿入する。これにより、単電池５０と自転
車の駆動回路とが端子１２を介して接続される。

【００２５】自転車が運転されると、運転者の踏力に比
例した値の電流が単電池５０からモータへ供給され、こ
のモータの補助トルクと踏力との合成トルクが後輪へ伝
えられる。そして、走行中は、アウターボックス１０の
前面上部に形成した空気取入れ口から内部に冷却風が導
入され、これがインナーボックス２０の内部に導入され
て単電池組立体３０の表面を冷却する。

【００２６】一方、単電池５０は放電中に発熱し、その
熱は右ケース３１および左ケース３２に直接伝導する。
右ケース３１および左ケース３２に伝導した熱は、上記
した冷却風によってそれらの表面から放散されるととも
に、放熱ピン６０，６１に直接伝導する。そして、その
熱は、放熱ピン６０，６１の端面に冷却風が供給される
ことにより放散される。

【００２７】上記構成の２次電池においては、右ケース
３１および左ケース３２の穴４０に単電池５０の端部が
それぞれ嵌合し、かつ、右ケース３１および左ケース３
２が互いに固定されているので、単電池５０が動かない
ように内部で保持される。したがって、自転車の走行に
より２次電池が振動しても、単電池５０とコネクタ板５
５とが離れるようなことがなく、モータへ電流を円滑に
供給することができる。

【００２８】特に、上記実施例では、単電池５０の側面
のほぼ全域が穴４０と接触しているので、単電池５０が
発する熱が右ケース３１および左ケース３２に直接伝達
されて放散される。したがって、単電池５０が効率よく
冷却される。さらに、上記実施例では、単電池５０の熱
が右ケース３１および左ケース３２を介して放熱ピン６
０，６１に伝達され、それらの端面から放散されるの
で、冷却効果をより一層高めることができる。加えて、
上記実施例では、サーミスタ７０，７１を右ケース３１
または左ケース３２に埋設しているので、サーミスタ７
０，７１と単電池との接触状態が確実に維持される。よ
って、単電池５０の温度を正確に検出することができ
る。

【００２９】Ｂ．第２実施例 次に、図３および図４を参照して本発明の第２実施例に
ついて説明する。なお、以下の説明においては、前記第
１実施例と同等の構成要素には同符号を付してその説明
を省略する。図中符号８０はインナーボックス（ケーシ
ング）である。インナーボックス８０の内部には、防振
材８１を介して単電池組立体８２が取り付けられてい
る。図中符号８３，８４は単電池組立体８２の本体を構
成する右ケース（固定具）および左ケース（固定具）で
ある。右ケース８３および左ケース８４の内側を向く面
には、複数の穴（嵌合部、凹部）８５，８６が図１に示
すものと同様の稠密六方状の配列で形成され、互いに隣
接する穴８５，８６どうしを連通する長穴９３が形成さ
れている。

【００３０】穴８５には単電池５０の正の電極５０ａ側
の端部が嵌合させられ、穴８６には負の電極５０ｂ側の
端部が嵌合させられている。また、穴８５は穴８６より
も深く形成されることにより、取付状態において単電池
５０の正負の電極５０ａ，５０ｂの端面位置が一致して
いる。そして、単電池５０は、防振材８１の弾性力で右
ケース８３および左ケース８４が互いに接近する方向へ
押圧されることにより、それらの間で保持されている。

【００３１】隣接する単電池５０の電極５０ａ，５０ｂ
どうしは、それらに溶接にて固着されたコネクタ板（接
続具）８７によって互いに接続されている。なお、図に
示すように、端に位置する単電池５０の電極５０ａは、
充電器と接続されるコネクタ８８にリード線８９によっ
て接続されている。そのため、その単電池５０の電極５
０ａ側に位置する右ケース８３の壁部には、丸穴９０が
形成されている。また、インナーボックス８０のコネク
タ８８が位置する部分には穴（図示略）が形成されてお
り、充電器のプラグをコネクタ８８に差し込めるように
なっている。

【００３２】次に、図３において符号９１はサーミスタ
（温度センサ）であり、このサーミスタ９１は、単電池
５０の側面の軸線方向中央部に貼り付けられている。こ
のサーミスタ９１は、充電時の単電池５０の温度を検出
するためのもので、そのリード線９１ａはコネクタ８８
に接続されている。なお、図中符号９２はリード線８
９，９１ａを固定する金具である。また、この実施例の
インナーボックス８０にも通風用の複数のスリットが形
成されており、冷却風が単電池５０の側面に供給される
ことにより、単電池５０の冷却が行われる。

【００３３】上記構成の２次電池においても単電池５０
が右ケース８３および左ケース８４の穴８５，８６によ
って強固に固定される。よって、２次電池が振動しても
単電池５０とコネクタ板８７との接触状態が維持され、
モータへ電流を円滑に供給することができる。特に、上
記実施例では、インナーボックス８０と右ケース８３お
よび左ケース８４との間に防振材８１を介装しているか
ら、単電池組立体８２に伝えられる振動が減衰させられ
る。これにより、振動による２次電池の故障の発生をさ
らに有効に防止することができる。

【００３４】Ｃ．変更例 本発明は前記実施例に限定されるものではなく、以下の
ように種々の変更が可能である。 図５に示すように、単電池５０，…を格子状に配置
し、コネクタ板８７を図中上下方向に隣接する単電池５
０どうしに架設することができる。 図６に示すように、稠密六方状に配置した単電池５
０，…のうち上下方向に隣接した単電池５０にコネクタ
板８７を架設することができる。 前記各実施例では、左右のケースに穴を形成して単電
池５０を嵌合させているが、図７に示すように、プレー
ト９６に突起９７，…を円弧状に形成し、突起９７，の
内周に単電池５０の端部を嵌合させてもよい。この場合
において、突起９７，…が構成する内周面の内径を単電
池５０の外径よりもわずかに小さくすることにより、単
電池５０とプレート９６とを結合することができる。な
お、図中符号９８は隣接する単電池５０どうしを連通す
る長穴であり、この長穴９８にコネクタ板８７が配置さ
れている。 前記第２実施例では、単電池５０の電極５０ａ，５０
ｂにコネクタ板８７を溶接しているが、コネクタ８７の
両端部を単電池５０側へ突出するように屈曲させ、コネ
クタ板８７の中央部を右ケース８３または左ケース８４
にネジ止してもよい。 前記各実施例では、単電池組立体をインナーボックス
の中に収容しているが、単電池組立体を直接アウターボ
ックスに収容するように構成することもできる。 前記各実施例では、単電池組立体とインナーボックス
との間に隙間を設けているが両者を密着させることもで
きる。 単電池組立体３０をインナーボックス２０にもアウタ
ーボックス１０にも収容せずに、そのまま自転車に装着
することもできる。 単電池組立体３０を前記インナーボックス２０のよう
なケーシングに収容し、このケーシングをそのまま自転
車に装着することもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、各固定具の嵌合部に単電池の端部がそれぞれ嵌合
し、かつ、固定具が互いに固定されているので、単電池
が固定具内で動かないように保持され、したがって、モ
ータ等への電流の供給を円滑に行うことができる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による２次電池を自転車に搭載
した状態を示す側断面図であって、図２（Ｃ）における
Ｉ−Ｉ線断面に相当する断面を示す。

【図２】単電池組立体を示す図であって、（Ａ）はその
平面図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印Ｂ矢視、（Ｃ）は図１の
II-II線断面に相当する断面である。

【図３】本発明の第２実施例における単電池組立体を示
す側断面図である。

【図４】第２実施例における単電池組立体の平面図であ
る。

【図５】単電池組立体の変更例を示す平面図である。

【図６】単電池組立体の他の変更例を示す平面図であ
る。

【図７】単電池組立体のさらに他の変更例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１０……アウターボックス、２０……インナーボックス
（ケーシング）、２５……ボス（固定手段）、３１……
左ケース（固定具）、３２……右ケース（固定具）、４
０……穴（嵌合部、凹部）、５５……コネクタ板（接続
具）、６０，６１……放熱ピン（金属材）、７０，７１
……サーミスタ（温度センサ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 善野 徹 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線を互いに平行にして配列された複数
   の単電池と、これら単電池をそれらの両端部側から挟む
   ようにして支持する一対の固定具と、上記各単電池の電
   極どうしを接続する接続具とを備え、上記各固定具に上
   記単電池のそれぞれの端部と嵌合する嵌合部を設け、か
   つ、上記固定具どうしを互いに固定する固定手段を備え
   たことを特徴とする２次電池。
2. 【請求項２】 前記嵌合部は、前記単電池の両端部に嵌
   合することにより上記単電池の側面のほぼ全域と密着す
   る凹部であることを特徴とする請求項１に記載の２次電
   池。
3. 【請求項３】 前記固定具を合成樹脂で構成し、該固定
   具の内部にその外表面に露出する金属材を埋設したこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の２次電池。
4. 【請求項４】 前記一対の固定具をケーシングに収容
   し、このケーシングの内面と上記固定具の外面との間
   に、防振材を介装したことを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の２次電池。
5. 【請求項５】 前記固定具に、前記凹部に露出して前記
   単電池の表面と接触することにより、上記単電池の温度
   を検出する温度センサを埋設したことを特徴とする請求
   項２ないし４のいずれかに記載の２次電池。