JPH09281201A - 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】単一から単四までの円筒形電池に対応できるよ
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】 内側に湾曲部を設けた２枚の電池保持板
２、３を、この下部に取り付けた歯車溝を有する棒状の
板１１、１２と歯車によって間隔調整できるように移動
させることによって、単一から単四のサイズの異なる電
池４の正極、負極端子位置を特定の位置にする。 【効果】 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】

【産業上技術分野】本発明は電池特性自動試験用試験電
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、単一から単四までの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、単一から単四までの円筒形電池に
対応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、内側に湾曲部を設けた２枚の電池保持
板を、この下部に取り付けた歯車溝を有する棒状の板と
歯車によって間隔調整できるように移動させることによ
って、単一から単四のサイズの異なる電池の正極、負極
端子位置を特定の位置にすることで適用可能としてい
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具体的一例の概念見取り図である。
図１において、１は台座となる平板であり、２、３は試
験電池４を保持するための保持板であり、５、６はリー
ド端子７、８を持つ端子板である。平板１の上部面には
ガイド溝９、１０か設けられている。保持板２、３は、
片面を単一電池以上の内経にくり貫いた湾曲部を持ち、
下部には該保持板に直交するようにガイド棒１１、１２
が取り付けられている。ガイド棒１１、１２にはそれぞ
れ向かい合った面に歯車溝が刻まれている。このガイド
棒１１、１２の間には平板１の裏面に取り付けられた歯
車が存在する。リード端子７、８にはコイルバネ１３、
１４が取り付けられ、リード端子７、８が試験電池の正
極、負極端子に接触できるようになっている。平板１や
端子板５、６は必要に応じて適当な型枠１５で固定され
る。

【００１２】図２は、本発明の試験電池ホルダーを、図
１における台座の平板１の下部方向から透視した図であ
る。試験電池４は２枚の保持板２、３の間に設置され、
この保持板２、３に直交して下部に取り付けた棒状板１
１、１２を図２の上下にガイド溝９、１０に沿って移動
させて固定する。該棒状板１１、１２には対向する側面
１８、１９に歯車の溝が刻まれており、電池の中心線に
該当する平板の位置に取り付けられた軸１７に設置され
た歯車１６の回転によって該棒状板１２、１３が移動す
ることができ、しかも保持板２、３に固定された電池の
中心線は電池のサイズによらず一定に固定されることが
できる。これによって、平板に垂直に設置された端子面
５、６に取り付けられたリード端子７、８の位置に合致
して試験電池の正極、負極端子を設置することか可能と
なる。

【００１３】電池の正極、負極端子の先端とリード端子
７、８の先端とが一致するために、保持板の下部棒状板
１１、１２の歯車の溝面は図２において左右対称であ
り、ガイド溝に設置する際には、保持板２、３がリード
端子棒７、８を結ぶ線上で接合するように調整して行
う。

【００１４】図３は本発明になる試験電池ホルダーを、
設置した試験電池の正極端子方向から見た図である。図
３では、保持板２、３の間に異なるサイズの試験電池が
設置された場合を重ねて表した。保持板２、３は、それ
らが対向する面に、単一サイズの電池経と同一の経を持
った部分円周の湾曲部が存在し、かつ、図３に示す端面
は互いに左右対称となっていて、単一から単四までの各
サイズの試験電池が湾曲部の最深部分において少なくと
も接するように設計されている。このようして作製され
た保持板２、３は、上述した機構によって図３における
左右方向に互いに移動させ、該図における直交する一点
鎖線の交点に各サイズの試験電池断面円の中心が重なる
ようになる。

【００１５】本発明になる電池特性自動試験装置用試験
電極ホルダーの該保持板２、３は、対向する面の試験電
池を収納する際に障害とならないような適当な位置にバ
ネ等を取り付け、互いに該保持板を引き寄せる力を生じ
せしめて試験電池を確実に保持固定することもできる。

【００１６】また、図１〜図３には該電池ホルダー１組
のみの構造を示したが、試験電池を複数個設置し、試験
することができるようにするために、１枚の平板に同様
の構造を持つ電池ホルダーを複数組取り付けて構成する
こともできる。試験電池を収納した該試験電池ホルダー
を、電池特性自動試験装置に接続するには、自動試験装
置のリード線を直接リード端子に結線するか、あるいは
自動試験装置のリード線端部に適当な導電性クリップ等
を取り付けてこれをリード端子棒にくわえさせる。本発
明における電池ホルダーは単一から単四までの各種円筒
形一次、あるいは二次電池を、電池の正極、負極端子を
結ぶ線の位置を一定にして保持できることを特徴とする
ものであり、該基本構造概念を満たすものであれば、上
述した内容に何ら限定されるものではない。

【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剛性、およびバ
ネにおいては十分な弾性を有し、かつ、上記説明図にお
ける保持板２、３とリード端子板５、６とが、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、さらに、リード端子棒７、８は十分
な導電性を有する必要がある他は特に制限はないが、試
験電池を設置させるなどの取り扱いの際、誤って落下さ
せて該電池ホルダーの所定収納位置以外の部所に接触さ
せたような場合にも短絡などの事故をできるだけ生じさ
せないよう、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３における平板１、
保持板２、３、リード端子板５、６、保持板下部の棒状
板１１、１２、型枠１５、歯車１６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樹脂がその材料として考えられ、リード端子
７、８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、また歯車の軸１７は鉄、ステ
ンレススチール、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樹脂などが考えられる
が、これらに何ら限定されることはない。

【００１９】図４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。図
４において、２０は試験電池収納容器であり、２１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、２２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。

【００２０】試験電池収納容器２０は、その内部に試験
電池４を収納できる本発明の試験電池ホルダー２３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。

【００２１】試験ユニット２１は、定電流定電圧電源２
４と定電流負荷装置２５、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２４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２５
は、試験電池４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。

【００２２】制御・記録ユニット２２は、充放電試験全
体を制御するＣＰＵ２６、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
２７の他、さらに作業用ＲＡＭ２８、プリンタ２９、キ
ーボード３０、充放電状態を表示する表示器３１から構
成される。

【００２３】ＲＯＭ２７に格納されているプログラムに
従って、ＣＰＵ２６が試験ユニット２１の定電流定電圧
電源２４、定電流負荷装置２５、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３０によって入力される。制御・記録
ユニット２２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４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。

【００２４】図５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。

【００２５】図５において、試験ユニット２１は図４の
試験ユニット２１と同様の構成であるが、制御ユニット
２２’は図４の制御・記録ユニット２２と異なり、制御
器３２が試験ユニット２１を制御する。また、端子電圧
の記録はレコーダ３３にて行う。表示器３１は表示ダイ
オードより構成される。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。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。

【００２６】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、自動的に充放電試験を停止することができ
る。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。

【００２７】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。

【００２８】

【実施例１】アクリル樹脂板を切削加工し、台座平板、
試験電池保持板、その下部棒状板リード端子板を作製
し、ＡＢＳ樹脂板を加工して歯車を作製し、ニッケルメ
ッキ鉄製のリード端子棒およびその先端平板円形を作製
し、歯車の軸をステンレススチール棒を切り出して作製
し、図６から図８に示すような構造の試験電池ホルダー
を組み立てた。図６から図８中、数字は各部の寸法を示
している。図６から図８に示した本実施例の試験電池ホ
ルダーは、試験電池を保持した状態であり、本実施例に
よると、電池を保持板にて保持する補助治具としてゴム
バンドを２本使用した。

【００２９】本発明による電池ホルダーの比較例とし
て、図９から図１１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。

【００３０】図９から図１１は比較例として試作した電
池ホルダーであり、試験電池４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９から
図１１において、３４はポリプロピレン製の電池ホルダ
ー本体、３５はニッケル製正極リード端子板、３６は電
池４の負極端子とニッケル製負極リード端子板３７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。図６から図８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、単四の４種類の円筒形
アルカリ乾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。

【００３１】一方、図９から図１１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４種類の円筒形
アルカリ乾電池を装着して電池特性試験に供することを
試みたところ、それぞれに対応した４種類のホルダーを
作製しなけれぱならなかった。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成費用は約２倍
であった。

【００３２】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。

【００３３】

【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
一概念図。

【図２】本発明における試験ホルダーの一基本構造例の
台座平板下方からの透視図。

【図３】本発明における試験ホルダーの一基本構造例を
電池正極端子方向から見た断面図。

【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一実施例を示す構成説明図。

【図５】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６】本発明の具体的実施例における本発明による電
池ホルダーの構造を示す上部俯瞰図。

【図７】本発明の具体的実施例における本発明による電
池ホルダーの構造を示す横面図。

【図８】本発明の具体的実施例における本発明による電
池ホルダーの電極保持板及び棒状板の構造を示す側面
図。

【図９】本発明の具体的実施例における、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１０】本発明の具体的実施例における、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１１】本発明の具体的実施例における、比較例とし
て用いた電池ホルダーの構造を示す上部俯瞰図。

【符号の説明】

１ 台座平板 ２ 試験電池保持板 ３ 試験電池保持板 ４ 試験電池 ５ リード端子板 ６ リード端子板 ７ 正極リード端子棒 ８ 負極リード端子棒 ９ ガイド溝 １０ ガイド溝 １１ 保持板下部の棒状板 １２ 保持板下部の棒状板 １３ バネ １４ バネ １５ 型枠 １６ 歯車 １７ 歯車の軸 １８ 棒状板１１のギア面 １９ 棒状板１２のギア面 ２０ 試験電池収納容器 ２１ 試験ユニット ２２ 制御・記録ユニット ２２’ 制御ユニット ２３ 試験電池ホルダー ２４ 定電流定電圧電源 ２５ 定電流負荷装置 ２６ ＣＰＵ ２７ ＲＯＭ ２８ ＲＡＭ ２９ プリンタ ３０ キーボード ３１ 表示器 ３２ 制御器 ３３ レコーダ ３４ 比較例の電池ホルダー本体 ３５ 正極リード端子板 ３６ バネ ３７ 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、単一サイズから単四サイズまでの電池
   を収容することができるように、内側が単一サイズ電池
   の径以上の内径の湾曲部をもった２枚の電池保持板と、
   その下部に、片方の面に歯車の溝を切った棒状板を、該
   溝の面が互いに側面で向き合うようにそれぞれの上部保
   持板に直交するように取り付けてなる電池保持部品を持
   ち、上記歯車溝を有する棒状板を収納する２本のガイド
   溝と、該ガイド溝を設けた面の裏面にガイド溝の中間部
   分を円形にくり貫いて歯車を設けた平板を持ち、該平板
   に、ガイド溝に上記電池保持部品の下部棒状の板をそれ
   ぞれ取り付け、２本の棒状板が歯車を介してガイド溝に
   沿って移動することによってその上部に取り付けた電池
   保持板の間隔をその中間点、すなわち収納される試験電
   池の正極、負極端子の中心を結ぶ線に相当する位置を一
   定に保ったままで調節可能であり、さらに、該平板にお
   いてはガイド溝を有する面に垂直に２枚の板を取り付け
   て、上記電池の正極、負極端子部分に合致する位置に穴
   が設けてあり、これに電池の端子に接触することができ
   るようにコイルバネを周囲に持ったリード端子棒をそれ
   ぞれ取り付けてな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。