JPH08241730A - ２次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボックス内の単電池組立体を確実に保持し、そ
のがたつきを防止する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を、それらの両端部側から挟むようにしてケース
３１，３２で保持させて、単電池組立体３０を形成す
る。単電池組立体３０はインナーボックス２０の内部に
収容されている。ケース３１，３２の突合せ部には、貫
通孔３５を有する台座部３７が形成されている。インナ
ーボックス３０は、一対の箱状半体２０ａ，２０ｂから
構成され、両方の箱状半体２０ａ，２０ｂには内部に向
けて突出するボス２５ａ，２５ｂが形成されている。ボ
ス２５ａ，２５ｂはそれぞれケース３１，３２の台座部
３７に当接させられ、両方のボス２５ａ，２５ｂ、台座
部３７および貫通孔３５にはタッピングスクリュー３６
が挿通されて、ケース３１，３２およびインナーボック
ス２０が共締めされている。

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
極を持つ単電池を複数直列に接続した単電池組立体とし
て用いられている。このような単電池組立体は、携帯が
容易なようにボックス内に収容されている。組み立てを
簡単にするために、一般にボックスは一対の箱状半体か
ら構成され、箱状半体の内壁には円筒状のボス（筒状
部）が形成されている。そして、両方の箱状半体で単電
池組立体を囲い、ボス同士を突き当てた状態でボスにネ
ジを挿通し、これらの箱状半体同士をネジで締結する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
２次電池では、箱状半体のボス同士を突き当てているた
めに、ボスの長さや、単電池組立体の寸法、あるいはボ
ックスの寸法によって様々な不具合が生ずる。例えば、
両側の箱状半体が単電池組立体に接触していないのに、
ボス同士が突き当たった場合には、ボックス内で単電池
組立体ががたついてしまう。そこで、通常は、箱状半体
と単電池組立体との間に緩衝材を介在させている。とこ
ろが、２次電池が電動車両に用いられる場合には、２次
電池に伝わる振動が大きいために、緩衝材だけでは緩衝
しきれずに、ボックス内で単電池組立体ががたついてし
まうことが多い。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この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
らの単電池をそれらの両端部側から挟むようにして保持
する一対の保持具と、これらの保持具を収容するボック
スとを備えた２次電池において、両方の上記保持具の突
合せ部に貫通孔を有する台座を形成し、一方が開放され
た一対の箱状半体から上記ボックスを構成し、両方の上
記箱状半体に内部に向けて突出する筒状部を形成すると
共に、上記筒状部をそれぞれ上記保持具の台座に両側か
ら当接させ、両方の上記筒状部および上記貫通孔にネジ
を挿通して、上記保持具および上記ボックスを共締めし
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、前記筒状部の一方の内周面に前記ネジが螺
合されていることを特徴としている。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、前記保持
具の前記台座の貫通孔方向の厚さを、前記保持具の同方
向の寸法より小さくしたことを特徴としている。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、前記筒状部と前記台座との間を除き、前記
ボックスと前記保持具との間には隙間が設けられている
ことを特徴としている。

【０００６】

【作用】請求項１に記載の２次電池においては、単電池
を保持する保持具の台座に箱状半体の筒状部を当接させ
ており、筒状部および保持具の貫通孔にネジを挿通して
保持具およびボックスを共締めしているので、ボックス
内で単電池と保持具ががたつくことがない。

【０００７】請求項２に記載の２次電池においては、筒
状部の一方の内周面にネジを螺合させたことにより、筒
状部および貫通孔に挿通されるネジを締結するためにナ
ットを用いる必要がなく、締結作業が容易である。さら
に台座が保持具の外側の表面から離れた位置になるため
に、保持具の外側の表面に衝撃が加わっても、その衝撃
が台座に伝達される前に緩和されることになる。まま
た、請求項３に記載の２次電池においては、貫通孔のあ
る台座の貫通孔方向の厚さを、保持具の他の部分よりも
小さくしたことにより、必要なネジの長さを小さくする
ことができる。

【０００８】さらに、請求項４に記載の２次電池におい
ては、ボックスおよび保持具を共締めした状態で、ボッ
クスと保持具の間には隙間が設けられる。したがって、
保持具を箱状半体に収容して共締めする過程において
は、ボックスと保持具における筒状部と台座以外の部分
が接触する前に、必ず筒状部が台座に突き当たる。この
逆に、筒状部が台座に突き当たっていないのに、両側の
箱状半体が保持具に接触した状態で、ネジを締結する
と、筒状部に引っ張り力が加わって、場合によっては破
損することがある。請求項４に記載の２次電池において
は、必ず筒状部が台座に突き当たるために、ネジを強く
締め過ぎて筒状部を破損することを防止できる。

【０００９】

【実施例】

（１）実施例の構成 次に図面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（Ｂ）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、自転車の前後方向へ向けて回転
自在とされている。シートチューブ１の後側には、２次
電池のアウターボックス１０が取り付けられている。

【００１０】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
１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２
０に設けられた端子１３と接続することにより、２次電
池からの電流をモータへ供給する。

【００１１】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、端子ケース２１内の端子１３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２
２は、蓋１１を閉める際には真横に倒される。

【００１２】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（保
持具）および左ケース（保持具）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。

【００１３】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には、図２に示すように６
箇所の穴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
３４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同士が固定されている。

【００１４】また、右ケース３１および左ケース３２に
は、３箇所の凹部が設けられ、これらの凹部の奥に台座
部３７が形成されている。これにより、各台座部３７の
厚さは、右ケース３１および左ケース３２の同方向への
寸法より小さくされている。各台座部３７には、それら
の厚さ方向へ向けて延びるとともにケース３１，３２の
側方に開口する貫通孔３５が形成されている。なお、台
座部３７の周囲には、後述のヌスミとなる溝３８が形成
されている。

【００１５】図３は、図１の矢印III-III線断面に相当
する断面図である。インナーボックス２０は、左右一対
の箱状半体２０ａ，２０ｂから構成されている。箱状半
体２０ａ，２０ｂには、それぞれ内側へ突出するボス
（筒状部）２５ａ，２５ｂが貫通孔３５と同じ位置に形
成されている。そして、ボス２５ａ，２５ｂは台座部３
７に当接させられている。箱状半体２０ａのボス２５ａ
にはタッピングスクリュー（ネジ）３６が取り付けら
れ、タッピングスクリュー３６の先端部は箱状半体２０
ｂのボス２５ｂに螺合されている。

【００１６】また、インナーボックス２０の上部におい
て、箱状半体２０ａ，２０ｂには、それぞれ内側へ突出
するボス２６ａ，２６ｂが形成されている。ボス２６
ａ，２６ｂは互いに突き合されており、ボス２６ａには
タッピングスクリュー３９が取り付けられ、タッピング
スクリュー３９の先端部は箱状半体２０ｂのボス２５ｂ
に螺合されている。

【００１７】これにより、一対の箱状半体２０ａ，２０
ｂは互いに締付け固定され、かつ両者のボス２５ａ，２
５ｂに挟まれることによって右ケース３１および左ケー
ス３２がインナーボックス２０と共締めされている。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
間が形成される。すなわち、単電池組立体３０は、その
周囲３箇所がボス２５ａ，２５ｂによって支持され、台
座部３７とボス２５ａ，２５ｂが接触しているが、それ
以外の部分はインナーボックス２０内に宙に浮いた状態
で保持されている。このようにして、図６に示すような
外観の２次電池が構成されている。

【００１８】次に、右ケース３１および左ケース３２に
は、図２（Ｂ）に示すように、それらの突合せ面に開口
して円筒状の空間を構成する凹部４０が形成されてい
る。凹部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、各凹部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５
０ａ，５０ｂが互い違いになる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、左から順に負極５０ｂ、正極５０ａ、負
極５０ｂ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、左から順に正極５０ａ、負極５０
ｂ、正極５０ａ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同士は、次に説明するコネク
タ板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】凹部４０の底部には溝（図示略）が形成さ
れ、溝には図２（Ｂ）に示すコネクタ板５５が嵌め込ま
れている。そして、単電池５０（図２（Ｂ）では省略）
の電極５０ａ，５０ｂはコネクタ板５５にスポット溶接
され、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、ケース３１，３２間に挟持されて
いる。

【００２０】ここで、充放電時に単電池５０で発生する
熱を効果的に放出するために、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。

【００２１】次に、図１に示すように、いずれかの単電
池５０の表面には、バイメタル７０、サーミスタ７１が
固着されている。右ケース３１および左ケース３２のい
ずれかには、溝が形成されており、バイメタル７０、サ
ーミスタ７１はこの溝に嵌め込まれている。バイメタル
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。バイメタル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。

【００２２】これについて、図５を参照して説明する。
図５は、実施例の２次電池の回路図である。単電池５０
からは、端子ケース２１の端子１３ａ，１３ｂを通じ
て、モータ（図示略）に電流を供給する。符号８０は、
電流が過大になったときに電流を遮断するためのヒュー
ズを示す。また、単電池５０のマイナス極側は、バイメ
タル７０、端子１３ｃを介して、モータのコントローラ
（図示略）に接続されている。放電時に単電池５０が過
熱状態になったときには、バイメタル７０により端子１
３ｂ，１３ｃ間の導通が遮断され、これを受けてコント
ローラが放電を停止させ、単電池５０の寿命が短くなら
ないようにしている。

【００２３】一方、サーミスタ７１の配線は、インナー
ボックス２０に取り付けた充電専用の端子台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】なお、端子台７５と単電池５０との間に
は、ダイオード８２が接続されており、充電端子側でシ
ョートさせるいたずらなどが防止されている。また、ダ
イオード８２を接続したことにより、レセプタクル７５
ａから単電池５０の電気が盗まれるのも防止されてい
る。

【００２５】図４は、図２（Ｂ）および図３のIV-IV線
断面に相当する断面図である。図に示すように、ケース
３１，３２の内部の単電池５０と端子台７５とを接続す
る配線、および単電池５０と端子ケース２１とを接続す
る配線はケース３１とインナーボックス２０との間の空
間に収納された上、ケース３１に設けられた爪で保持さ
れている。

【００２６】（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７１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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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の凹部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
３２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、モータへ電流を円滑に供
給することができる。

【００３０】特に、上記実施例では、単電池５０の側面
のほぼ全域が凹部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、バイメタル７
０、サーミスタ７１を右ケース３１または左ケース３２
に埋設しているので、バイメタル７０、サーミスタ７１
と単電池５０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。

【００３１】また、単電池５０を保持するケース３１，
３２にインナーボックス２０の箱状半体２０ａ，２０ｂ
のボス２５ａ，２５ｂを当接させており、しかもボス２
５ａ，２５ｂおよびケース３１，３２の貫通孔３５にタ
ッピングスクリュー３６を挿通してケース３１，３２お
よびインナーボックス２０を共締めしているので、イン
ナーボックス２０内で単電池組立体３０ががたつくこと
がない。

【００３２】さらに、一方のボス２５ｂにタッピングス
クリュー３６を螺合させたことにより、締結するための
ナットを用いる必要がなく、締結作業が容易である。さ
らに、台座部３７の貫通孔３５方向の厚さを、ケース３
１，３２の同方向の寸法より小さくしたことにより、必
要なタッピングスクリュー３６の長さを小さくすること
ができる。さらに台座部３７がケース３１，３２の外側
の表面から離れているために、ケース３１，３２の外側
の表面に衝撃が加わっても、その衝撃が台座部３７に伝
達される前に緩和されることになる。また、台座部３７
の周囲にヌスミとなる溝３８を形成したことにより、ボ
ス２５ａ，２５ｂの端面が台座部３７の周囲の壁に遮ら
れて台座部３７に当接しなくなるのを避けることがで
き、ボス２５ａ，２５ｂの端面をあまり小さくしなくて
も済むために台座部３７とボス２５ａ，２５ｂの接触面
積を大きくとることができる。

【００３３】さらに、この実施例においては、インナー
ボックス２０およびケース３１，３２を共締めした状態
で、インナーボックス２０とケース３１，３２の間には
隙間が設けられる。したがって、ケース３１，３２を２
０ａ，２０ｂに収容して共締めする過程においては、イ
ンナーボックス２０とケース３１，３２におけるボス２
５ａ，２５ｂと台座部３７以外の部分が接触する前に、
必ずボス２５ａ，２５ｂが台座部３７に突き当たる。こ
の逆に、ボス２５ａ，２５ｂが台座部３７に突き当たっ
ていないのに、両側の箱状半体２０ａ，２０ｂがケース
３１，３２に接触した状態で、タッピングスクリュー３
６を締結すると、ボス２５ａ，２５ｂに引っ張り力が加
わって、場合によっては破損することがある。しかし、
この実施例においては、必ずボス２５ａ，２５ｂが台座
部３７に突き当たるために、タッピングスクリュー３６
を強く締め過ぎてボス２５ａ，２５ｂを破損することを
防止できる。

【００３４】（３）変更例 この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。 前記実施例では、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。 単電池組立体を前記インナーボックスのようなケーシ
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、請求項１に記載の
２次電池にあっては、各保持具の台座にボックスの箱状
半体の筒状部がそれぞれ当接し、かつ筒状部および保持
具の貫通孔にネジが挿通されて保持具およびボックスが
締結されているので、ボックス内で単電池および保持具
が確実に保持され、そのがたつきが防止される。請求項
２に記載の２次電池においては、筒状部および貫通孔に
挿通されるネジを締結するためにナットを用いる必要が
なく、締結作業が容易である。また、請求項３に記載の
２次電池においては、必要なネジの長さを小さくするこ
とができる。

【００３６】さらに、請求項４に記載の２次電池におい
ては、保持具を箱状半体に収容して共締めする過程にお
いて、ボックスと保持具における筒状部と台座以外の部
分が接触する前に、必ず筒状部が台座に突き当たるため
に、ネジを強く締め過ぎて筒状部を破損することを防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この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（Ｂ）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）は図１のII-II線断面に相当する断面図
である。

【図３】図１の矢印III-III線断面に相当する断面図で
ある。

【図４】図２（Ｂ）および図３のIV-IV線断面に相当す
る断面図である。

【図５】実施例の２次電池の回路図である。

【図６】実施例の２次電池の外観を構成するインナーボ
ックスを示す側面図である。

【符号の説明】 １０……アウターボックス、２０……インナーボック
ス、２０ａ，２０ｂ……箱状半体、２５ａ，２５ｂ……
ボス（筒状部）、３１……左ケース（保持具）、３２…
…右ケース（保持具）、３５……貫通孔、３６……タッ
ピングスクリュー、３７……台座部、３８……溝、５０
……単電池。

Claims (4)

【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、これらの単電池をそれらの両端部側から挟
   むようにして保持する一対の保持具と、これらの保持具
   を収容するボックスとを備えた２次電池において、 両方の上記保持具の突合せ部に貫通孔を有する台座を形
   成し、 一方が開放された一対の箱状半体から上記ボックスを構
   成し、両方の上記箱状半体に内部に向けて突出する筒状
   部を形成すると共に、 上記筒状部をそれぞれ上記保持具の台座に両側から当接
   させ、両方の上記筒状部および上記貫通孔にネジを挿通
   して、上記保持具および上記ボックスを共締めしたこと
   を特徴とする２次電池。
2. 【請求項２】 前記筒状部の一方の内周面に、前記ネジ
   が螺合されてい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】 前記保持具の前記台座の貫通孔方向の厚
   さを、前記保持具の同方向の寸法より小さくしたことを
   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】 前記筒状部と前記台座との間を除き、前
   記ボックスと前記保持具との間には隙間が設けられてい
   る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。