JPH09281200A - 電池特性自動試験装置用試験電池ホルダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なるサイズの円筒形電池を設置できるよう
設計された電池特性自動試験装置用の電極ホルダーを提
供する。 【解決手段】円筒形試験電池の正極端子側と負極端子側
のそれぞれに装着できるよう内部を試験電池の径に合わ
せて、かつその円の中心点が一致するようにその径が小
さい順に段階的に凹状に円形にえぐられ、その中心部に
は対象とするすべてのサイズの円形試験電池の正極、負
極端子に接触できるよう、深さ方向に可変なリード端子
５が取り付けられたキャップ状の２つの部品２と、この
２つの部品をその間隔が可変な部品７で結合されて構成
される。 【効果】多種類の電池を試験評価する場合に、本発明に
なる試験電池ホルダーを使用すると、様々なサイズの試
験電池に適用可能であり、ホルダー数を最小限に抑制す
ることができ、結果としてコスト抑制も可能となり、極
めて大きな貢献を果たすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は電池特性自動試験装置用試験電池
ホルダー、更に詳細には各種電池の評価に不可欠な電池
特性自動試験装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び問題点】近年、各種電子機器の小型化、
高性能化、携帯化によって、ますます電池の需要が高ま
っている。それに応じて電池の改良、開発はますます活
発化している。また、電池の新しい適用領域も拡大して
きている。

【０００３】電池の開発や新しい領域への適用には、特
性試験による評価が不可欠である。なぜなら、特性はそ
の試験条件によって大きく依存するからである。しかも
それらの条件は、単に特性のみならず、電池の安全性に
も影響を及ぼすことがある。

【０００４】電池の開発や新しい用途への適用に際して
は、実際に使用される様々な条件をできるだけ忠実に反
映した電池試験を行うことが重要である。しかしなが
ら、それらを満たす試験は、多くの人手と装置を要する
ためなかなか容易なことではなかった。

【０００５】近年、ようやく電池試験のための試験装置
が開発されていくつかの問題は解決できるようになっ
た。試験装置は、コンピュータの発展とともに、単に機
械的に試験条件を設定するだけでなく、試験条件の設
定、変更、データ収集などまで自動化できるようにな
り、複雑な試験も可能となってきて、電池の特性を包括
的に把握できるまでになってきた。

【０００６】しかしながら、こうした試験には、試験電
池を収納する部品あるいは設備が必要であり、試験電池
の異なるサイズに対応して膨大な数の該部品、設備を用
意しなければならない。特に、近年の携帯電話やコード
レスホン、ＰＨＳなどの通信機器や携帯型家電製品の急
速な発展に伴って、各種電池の需要は大幅に増大したの
みならず、一般的に用いられる単一、単二、単三、単四
の他に、Ａ、３／２Ａ、５／４Ａ、５／４ＡＡＡなどと
いった特殊なサイズが、ことにリチウムイオン電池など
を中心として増加してきた。これらに対応して、電池を
試験するためには何種類もの電池ホルダーが必要となっ
て、コストがかさむばかりか、その部品を保管する場所
を確保する必要があるなど相当の不便を生じていた。

【０００７】本発明の目的は、上記現状を改良するため
に、異なるサイズの円筒形電池に対し一種類で対応でき
る電池特性自動試験装置用の試験電極ホルダーを提供す
ることにある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】かかる目的を達成する
ために、本発明では、異なるサイズの円筒形電池を設置
できるよう設計された電池特性自動試験装置用の電極ホ
ルダーを提供するものである。

【０００９】本発明における電池特性自動試験装置用の
電極ホルダーは、円筒形試験電池の正極端子側と負極端
子側のそれぞれに装着できるよう内部を試験電池の径に
合わせて、かつその円の中心点が一致するようにその径
が小さい順に段階的に凹状に円形にえぐられ、その中心
部には対象とするすべてのサイズの円形試験電池の正
極、負極端子に接触できるよう、深さ方向に可変なリー
ド端子が取り付けられたキャップ状の２つの部品と、こ
の２つの部品をその間隔が可変な部品で結合されて構成
される。

【００１０】本発明を図面を用いてさらに詳しく説明す
る。

【００１１】図１、図２は、本発明における電池特性自
動試験装置用電極ホルダーの構成概念の一例を示した図
であり、図１は横断面図、図２はキャップ部品の正面図
である。

【００１２】図１、図２に示す本発明の電池ホルダー
は、３種類のサイズの円筒形電池を対象とする場合であ
り、１は試験電池の正極、負極端子部に装着するキャッ
プ状の部品であり、２は最小サイズの電池径を装着する
ための凹部、３は次に大きな径の電池を装着するための
凹部、４は３種類のうち最も大きなサイズの電池を装着
するための凹部である。各径の凹部２、３、および４の
断面の円はいずれもその中心部を一致させて設けられて
おり、その中心部には穴が開けられ、そこにはリード端
子棒５が装着され、該リード端子棒５のキャップ部品１
の内部に収められた側の先端が図１の横断面図に対して
左右に移動していずれのサイズの電池の正極、負極端子
部にも接触できるようリード端子棒の周囲にバネ６が装
着されている。リード端子棒５に取り付けられたバネ６
は、該キャップ状部品１に対象となるいずれの試験電池
が装着された場合においても試験電池の正極、負極端子
に接触できるよう十分な弾性を保有している必要があ
る。

【００１３】該キャップ部品１は、その２つの間隔が可
変となるように伸縮性を持った結合部品７で両側を結合
してある。結合部品７の伸縮性は、最大サイズの電池が
装着でき、かつ最小サイズの電池を装着した場合にも十
分な収縮性を示して電池を該キャップ状の部品１の間に
保持する必要がある。結合部品７の伸縮性は、また、リ
ード端子棒５に取り付けられたバネ６の弾性に比べて十
分大きくなければならない。

【００１４】上記リード端子棒5のキャップ状部品１の
外側に配置された先端部は、電池特性自動試験装置を結
線され、例えば試験装置からのリード線を直接これに巻
き付けたり、または試験装置からのリード線の先端にワ
ニ口クリップを取り付けこのワニ口クリップを該先端部
にくわえさせる。

【００１５】本発明は何ら図１、図２に示した内容に限
定されることはなく、上述した機能を満たすものであれ
ば何でもよい。

【００１６】例えば、キャップ状部品1は試験電池先端
部周囲を完全に覆うものでなく、電池を十分に装着保持
できれば電池周囲の一部が露呈して構わない。また、対
象電池のいずれを装着した場合でも接触可能ならば、リ
ード端子棒５とその周囲に装着するバネ６の代わりに適
当な円形平板とこれにバネを取り付けたもので代用でき
る。さらに、結合部品７は、２つのキャップ状部品１ど
うしの間隔が可変であって、電池の装脱着ができ、かつ
リード端子が正極、負極端子に接触して電池装着できれ
ばこれに代用できる。なお、キャップ状部品１の各凹部
２、３、４は試験電池を保持するに十分な深さを確保す
れば、これらの深さの差はできるだけ小さいほうが好ま
しい。なぜならば各凹部の深さの差があまりに大きい
と、リード端子棒５に取り付けたバネ６の弾性に関し
て、各サイズの試験電池装着にも確実に電池の端子とリ
ード端子とを接触させるよう調整することが非常に難し
くなるからである。

【００１７】該試験電池ホルダーを構成する部品材料
は、上述した機能を満たすに足る十分な性質有し、キャ
ップ部品１においては試験の際に通じる電流から漏れ電
流を生じさせないような十分大きな絶縁性を有し、試験
電池を保持するに足る剛性を有し、逆に、リード端子棒
５は十分な導電性を有する必要がある。また、バネ６と
結合部品７とは、図１、図２の説明において記述した条
件を満たす弾性と伸縮性を有する。これらの性質を具備
すれば他は特に制限はないが、落下に耐えられる剛性
や、難燃性、また、試験温度など環境にも劣化しないな
どの配慮をして選択する必要がある。

【００１８】一例として、図１、図２におけるキャップ
状部品１は、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂などがその
材料として考えられ、リード端子５は銅、ニッケル、ニ
ッケルメッキした鉄、ステンレススチールが考えられ、
また結合部品７はゴムなどが考えられるが、これらに何
ら限定されることはない。

【００１９】図３は本発明の電池ホルダーに関わる電池
特性自動試験装置の構成の一概念を示した図である。

【００２０】図３において、８は試験電池収納容器であ
り、９は試験電池に一定電流や一定電圧の充放電など具
体的な試験実行を行う試験ユニットであり、１０はこの
試験ユニットの制御や記憶、記録を行う制御・記録ユニ
ットである。

【００２１】試験電池収納容器８は、その内部に試験電
池１１を収納できる本発明の試験電池ホルダー１２が設
置されており、該試験電池の温度、湿度などの環境制御
の他、安全性の防爆など試験実行上の必要措置を機能的
に付与することができる。

【００２２】試験ユニット９は、定電流定電圧電源１３
と定電流負荷装置１４、およびスイッチＳ１、Ｓ２とか
ら構成されている。定電流定電圧電源１３は充電、放電
が一定の時間で規定されている場合に設定電圧に達する
までの間、定電流源として動作し、設定電圧に達した後
は定電圧電源として動作する。定電流負荷装置１４は、
試験電池１１から供給される電流が一定の設定値に維持
されるように負荷を変動させるものである。

【００２３】制御・記録ユニット１０は、充放電試験全
体を制御するＣＰＵ１５、充放電試験制御とデータ記録
のためのプログラムがあらかじめ収納されているＲＯＭ
１６の他、さらに作業用ＲＡＭ１７、プリンタ１８、キ
ーボード１９、充放電状態を表示する表示器２０から構
成される。

【００２４】ＲＯＭ１６に格納されているプログラムに
従って、ＣＰＵ１５が試験ユニット９の定電流定電圧電
源１３、定電流負荷装置１４、スイッチＳ１、Ｓ２、の
装置全体を制御する。個々の特性試験に必要な設定値な
どはキーボード１９によって入力される。

【００２５】制御・記録ユニット１０においては、あら
かじめ設定された条件において試験の制御を行いなが
ら、試験電池１１の端子電圧、電流、さらに必要に応じ
て温度、湿度、電池歪みなどのデータを所定の時間間隔
で測定し、記憶し、さらに記録する。また、得られた試
験データから電池の充放電容量、エネルギー密度などを
求める演算機能、さらにそれらを一定時間毎にプロット
する特性作成機能を具備している。

【００２６】図４は、コンピュータを用いない場合の電
池特性自動試験装置の一概念図である。図４において、
試験ユニット９は図３の試験ユニット９と同様の構成で
あるが、制御ユニット１０’は図３の制御・記録ユニッ
ト１０と異なり、制御器２１が試験ユニット９を制御す
る。また、端子電圧の記録はレコーダ２２にて行う。表
示器２０は表示ダイオードより構成される。

【００２７】本発明の試験電池ホルダーを具備した電池
特性自動試験装置は、必要ならいくつかの安全装置を付
与することができる。

【００２８】試験装置は、一定の充放電時間、あるいは
一定の電圧範囲を越えて試験が行われない機構を具備で
きる。

【００２９】また、設定された一定の放電時間以下の放
電、あるいは設定された一定の充電時間以上の充電が行
われる場合、自動的に鉄砲電試験を停止することができ
る。

【００３０】あるいはまた、充電、放電、または休止中
に設定電圧変化の範囲を（一定時間内にどれだけ電圧が
変化するかという設定）を越えると直ちに試験を停止さ
せることも可能である。

【００３１】以下に具体的実施例において本発明になる
電池特性自動試験装置用電池ホルダーを説明するが、本
発明は何らこれに限定されることはない。

【００３２】

【実施例１】アクリル樹脂板を切削加工し、図１、図２
に示す構造の２つのキャップ状部品１を作製し、単一、
単二、単三の各サイズの円筒形ニッケルカドミウム電池
（以下、ニッカド電池と称す。）が装着できるようにし
た。上記の３種類のサイズのニッカド電池に対応した凹
部２、３、４の円形断面の中心部に穴を開け、鋼鉄製の
バネ６をキャップ状部品１の凹部に配置するように周囲
に取り付けたニッケルメッキ鉄製のリード端子棒５を取
り付けた。２つのキャップ状部品１の両横は、三種類の
ニッカド電池を装着したいずれの場合にも十分な収縮性
を保つように長さと厚さを考慮したシリコンゴムがビス
止めして取り付けられた。

【００３３】本発明による電池ホルダーの比較例とし
て、図４に示すような電池ホルダーを試作して経費など
の検討を行った。

【００３４】図５、図６、図７は比較例として試作した
電池ホルダーであり、試験電池１１を収納したそれぞれ
正面断面図、横断面図、上部俯瞰図を示している。図５
から図７において、２３はポリプロピレン製の電池ホル
ダー本体、２４はニッケル製正極リード端子板、２５は
電池１１の負極端子とニッケル製負極リード端子板２６
を結ぶバネである。比較例の該電池ホルダーは各電池サ
イズに対応したそれぞれのサイズのものを作製する必要
があった。

【００３５】図１、図２に示した本発明による本実施例
の電池ホルダーに単一、単二、単三の３種類の円筒形ニ
ッカド電池を装着したところいずれのサイズの電池も収
納でき、電池特性試験に供することが可能であった。

【００３６】一方、図５から図７に示した比較例として
採用した構造の電池ホルダーに同様の３種類の円筒形ア
ルカリ乾電池を装着して電池特性に供することを試みた
ところ、それぞれに対応した３種類のホルダーを作製し
なければならなかった。

【００３７】製造に要した費用を比較すると、本発明に
なる電池ホルダーの作製費用に対して、比較例の４種類
の電池ホルダーの作製費用は約３倍であった。

【００３８】本実施例において明らかなように、本発明
の電池特性自動試験装置用電池ホルダーは多種類の試験
電池を収納することが可能であり、低コストで多くの電
池を試験するのに適した優れた電池ホルダーであること
がわかった。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、多種類の電池を試験
評価する場合に、本発明になる試験電池ホルダーを使用
すると、様々なサイズの試験電池に適用可能であり、ホ
ルダー数を最小限に抑制することができ、結果としてコ
スト抑制も可能となり、極めて大きな貢献を果たすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における試験電池ホルダーの基本構造の
横断面図。

【図２】本発明における試験電池ホルダーの基本構造の
キャップ部品の正面図。

【図３】本発明における試験電池ホルダーが適用される
電池特性自動試験装置の一実施例を示す構成説明図。

【図４】本発明における試験電池ホルダーが適用される
電池特性自動試験装置の他の実施例を示す構成説明図。

【図５】比較例として用いた電池ホルダーの構造を示す
断面図。

【図６】比較例として用いた電池ホルダーの構造を示す
横断面図。

【図７】比較例として用いた電池ホルダーの構造を示す
上面俯瞰図。

【符号の説明】

１ キャップ状部品 ２ 試験電池収納凹部 ３ 試験電池収納凹部 ４ 試験電池収納凹部 ５ リード端子棒 ６ バネ ７ 結合部品 ８ 試験電池収納容器 ９ 試験ユニット １０ 制御・記録ユニット １０’ 制御ユニット １１ 試験電池 １２ 試験電池ホルダー １３ 定電流定電圧電源 １４ 定電流負荷装置 １５ ＣＰＵ １６ ＲＯＭ １７ ＲＡＭ １８ プリンタ １９ キーボード ２０ 表示器 ２１ 制御器 ２２ レコーダ ２３ 比較例の電池ホルダー本体 ２４ 正極リード端子板 ２５ バネ ２６ 負極リード端子板 Ｓ１ 端子スイッチ Ｓ２ 端子スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種電池の特性を試験評価する自動試験
   装置に使用される、円筒形試験電池を設置する試験電池
   ホルダーであり、試験電池の正極端子側と負極端子側と
   にそれぞれ装着するキャップ状の部品と、その２つに部
   品を間隔を自在に調整できる治具で結合して構成され、
   該キャップ状の部品はその内部を必要な電池サイズの径
   に合わせ、かつその内径の中心を一致させて径の小さな
   順に深くなるよう段階状に凹状にえぐられており、その
   中心部にはそれぞれのサイズの試験電池の正極、負極端
   子に接触できるよう、深さ方向に可変なリード端子が取
   り付けられて構成されることを特徴とする電池特性自動
   試験用試験電池ホルダー。