WO2019065109A1 - 電源装置 - Google Patents

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power supply
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opening
canopy
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米田　晴彦
真己 拝野
岸田　裕司
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
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    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power supply unit incorporating a secondary battery cell, and more particularly to a power supply unit having a waterproof structure suitable for outdoor use.
  • the power supply device requires a waterproof structure depending on the application. For example, in a power supply device used outdoors such as a bicycle or an electric motorcycle, the adverse effect of water can not be ruled out in all use environments, and a waterproof structure is required for the outer case. This is because water entering the case causes various problems such as corrosion, short circuit, malfunction of the electronic circuit, and the like.
  • a power supply device having a waterproof structure in which an outer case is sealed In order to prevent adverse effects due to infiltrating water, a power supply device having a waterproof structure in which an outer case is sealed is developed.
  • the outer case is sealed in a watertight structure by packing, or the connector is fixed to the outer case in a watertight structure by packing.
  • the power supply apparatus in which the external case and the connector are completely sealed has a drawback that the packing is deteriorated with the passage of time and water enters.
  • the open case is sealed, there is a disadvantage that water infiltrates if it can not be completely sealed.
  • JP 2011-103259 A JP, 2006-035941, A
  • the power supply device for sealing the exterior case in a watertight structure has a drawback that it takes time for assembly and maintenance.
  • the packing is deteriorated, water infiltrates, so there is a drawback that it is difficult to prevent the adverse effect of the infiltrating water over a long period of time.
  • the present invention has been developed for the purpose of solving the drawbacks of the conventional waterproof power supply device, and one of the objects of the present invention is to simplify the assembly of the outer case and to prevent the infiltration of water over a long period of time. Providing a waterproof power supply unit that can prevent the
  • the power supply device is a power supply device in which a battery cell is built in an outer case, and the outer case is open at an upper side and housed in the battery cell.
  • a case and a canopy that closes the upper opening of the storage case are provided.
  • the canopy portion forms an inflow opening through which external water flows into the outer case, and a discharge opening whose water passage resistance is smaller than that of the inflow opening discharging infiltration water flowing in from the inflow opening to the outside.
  • the canopy portion is provided with a guide groove for guiding infiltrating water introduced from the inflow opening to the discharge opening.
  • the power supply apparatus described above is characterized in that the outer case is easy to assemble, and the adverse effect of the infiltrating water can be prevented over a long period of time.
  • the above power supply unit comprises the outer case with the storage case and the canopy, and the canopy has the inflow opening and the discharge opening, and water entering the inside from the inflow opening in the canopy of the outer case This is because it is provided in the canopy and is discharged to the outside from the discharge opening whose water passage resistance is smaller than the inflow opening.
  • the power supply apparatus described above provides the inflow opening and the discharge opening in the canopy disposed on the storage case containing the battery, and the infiltrating water is discharged from the canopy to the outside.
  • the battery does not flow into the storage case, and the adverse effect of the battery due to the intrusion water can be effectively prevented.
  • the canopy portion provided with the inflow opening and the discharge opening can be connected to the storage case and assembled, the feature that the assembly can be simplified while realizing both the inflow opening and the discharge opening in the outer case is realized.
  • the above power supply device does not have the outer case sealed by the packing etc. as in the conventional case, so the packing does not deteriorate and the waterproof performance does not deteriorate, and the excellent waterproof structure is maintained for a long time, In addition, the waterproof structure is stably realized even in a severe use environment such as temperature.
  • the above power supply device is provided with the discharge opening in the canopy, the discharge valve of the battery is opened and the high temperature / high pressure gas discharged from the battery is smoothly discharged from the outer case to the outside. It also realizes features that can realize safety.
  • an output terminal can be provided in the bottom part of the said exterior case.
  • the canopy unit is configured of a plurality of components, and the inflow opening is provided at the boundary of components constituting the canopy unit.
  • the discharge opening may be provided at a boundary between the canopy and the storage case.
  • the canopy unit is disposed on the third case formed on the storage case, and disposed on the third case
  • the inflow opening may be provided between the first case and the second case, and the first case may be disposed on the second case.
  • the discharge opening can be provided between the first case and the storage case.
  • the first case includes an outer peripheral wall disposed on the upper opening edge of the storage case, and the outer peripheral wall and the outer case A discharge opening can be provided between the storage case.
  • the inflow opening and the discharge opening can be gaps extending along the upper opening of the storage case. .
  • an insertion peripheral wall into which the third case is closely inserted inward from an upper opening of the storage case, and the insertion peripheral wall A bottom plate connected to the upper edge of the first case and an inner peripheral wall provided along the inside of the bottom plate, the insertion peripheral wall extending to the inside of the outer peripheral wall of the first case, A gap may be provided between the outer circumferential wall and the outer circumferential wall to form a discharge opening, and the third case may be provided with the guide groove outside the inner circumferential wall with the bottom plate portion as a groove bottom.
  • the bottom portion drainage port can be provided in the bottom portion of the exterior case.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of the power supply device of FIG. 1;
  • FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the power supply apparatus of FIG. 1 along the line VI-VI. It is an expanded sectional view of the canopy part shown in FIG. It is a disassembled perspective view of a canopy part.
  • each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and one member is used in common as a plurality of elements, or conversely the function of one member is realized by a plurality of members It can be shared and realized.
  • the contents described in some examples and embodiments may be applicable to other examples and embodiments.
  • the power supply device shown below mainly demonstrates the example applied to the drive power supply of electric vehicles, such as an electric vehicle and an electric cart which drive
  • FIG. 1 is a perspective view showing a power supply apparatus 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the power supply apparatus 100 of FIG. 4 is an exploded perspective view of the power supply apparatus 100 of FIG. 3 as viewed obliquely from below
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the power supply apparatus 100 of FIG. 1 taken along line VV
  • FIG. Partially enlarged cross-sectional views of the device 100 taken along line VI-VI are shown. (Exterior case 9)
  • the power supply device 100 shown in FIGS. 1 to 6 incorporates a battery assembly 40 inside the exterior case 9.
  • the outer case 9 includes a cylindrical storage case 10 and a canopy 20, and the upper opening 11 of the storage case 10 is closed by the canopy 20.
  • the storage case 10 incorporates the battery assembly 40, and a metal such as aluminum is cylindrical.
  • the cylindrical storage case 10 closes the lower opening 12 with a bottom cover 30. In the illustrated storage case 10, the lower opening 12 is closed by the bottom cover 30, but the storage case can also be formed into an integral structure. (Inflow opening 71, discharge opening 72)
  • the exterior case 9 does not have a watertight sealed structure.
  • the exterior case 9 is provided with an inflow opening 71 of water at the boundary of the parts constituting the exterior case 9 without making the boundary part of the parts constituting the case a watertight structure by packing etc. Drain from the discharge opening 72 to the outside.
  • the structure is such that the infiltrating water is discharged from the discharge opening 72 to the outside without adversely affecting the internal components such as the battery cell 1 and the like.
  • a guide groove 73 for guiding the intruding water from the inflow opening 71 to the discharge opening 72 is provided in the inside of the outer case 9.
  • both the inflow opening 71 and the discharge opening 72 are formed by the canopy 20 to prevent the intrusion of water into the storage case 10.
  • the power supply device 100 shown in the figure is provided with an inflow opening 71 in the canopy 20, a discharge opening 72 in the boundary between the canopy 20 and the accommodation case 10, and a storage case incorporating the battery assembly 40. It prevents water from entering 10 (Canopy part 20)
  • the canopy 20 does not consist of one part formed by integrally molding the whole. Although the whole can be integrally formed of plastic or the like and can be configured as one part, the degree of freedom of the design and shape of this canopy part is limited, and a high-quality and beautiful design can not be realized. In addition, if the canopy provided with the handle is integrally formed, the mold structure becomes difficult, and the shape can not be formed into an ideal shape due to restrictions.
  • the canopy 20 shown in FIGS. 5 and 6 is composed of a plurality of parts.
  • a gap formed between the components is used as the inflow opening 71 without sealing the connecting portion of each component to be sealed with a packing in a watertight manner.
  • the gap formed at the connecting portion between the canopy 20 and the storage case 10 is used as the discharge opening 72, and the infiltrating water from the inflow opening 71 is drained to the outside without entering the inside of the storage case 10.
  • the canopy 20 in the figure is composed of a plurality of parts consisting of the first case 21, the second case 22 and the third case 23 and has a beautiful appearance and is convenient to carry as a high-class design with the handle 28. Shape.
  • each case can be efficiently formed with a mold having a simple structure.
  • the canopy 20 realizes a structure that can be mass-produced easily and efficiently without forming a watertight structure by packing.
  • the exterior case 9 in which the canopy 20 is composed of a plurality of parts forms the inflow opening 71 and the discharge opening 72 with the canopy 20, and the entry water from the inflow opening 71 of the canopy 20 is smoothly discharged from the discharge opening 72. Drain. Precisely, the canopy 20 forms an inflow opening 71 with a gap between parts constituting this, forms a discharge opening 72 with a gap between the lower end edge of the canopy 20 and the storage case 10, and It does not flow into the storage case 10. Furthermore, the channel resistance of the inflow opening 71 is larger than the channel resistance of the discharge opening 72 so that the infiltrating water is not accumulated in the outer case 9, in other words, the channel resistance of the discharge opening 72 is greater than the channel resistance of the inflow opening 71 It's smaller.
  • the external case 9 has a larger amount of water which can be drained through the discharge opening 72 than the amount of water flowing into the external case 9 through the inflow opening 71 per unit time, and the infiltrating water flowing in through the inflow opening 71 can be rapidly Water is drained from the exterior case 9 and stagnant water does not stagnate in the exterior case 9. Furthermore, the inflow opening 71 and the discharge opening 72 are gaps extending along the upper opening 11 of the storage case 10. Since the power supply apparatus is provided with the inflow opening 71 and the discharge opening 72 along the upper opening 11 of the storage case 10, it is possible to rapidly drain the intruding water flowing in from the entire circumference.
  • FIGS. 8 to 10 show an exploded perspective view of the canopy 20.
  • FIG. The canopy 20 shown in the above figures has a three-layer structure of the first case 21, the second case 22 and the third case 23.
  • the third case 23 is on the storage case 10, and the second case 22 is the third case.
  • the first case 21 is disposed on the second case 22 above the second case 22.
  • the third case 23 has a frame shape in which a handle frame 24 covering the lower surface of the handle portion 28 is integrally formed and provided, and is a frame portion serving as a base case disposed on the storage case 10.
  • the second case 22 is a closed portion fixed on the third case 23 and closing the frame opening 25 of the third case 23.
  • the first case 21 is a cover portion disposed on the second case 22 and providing the upper surface of the handle portion 28.
  • the first case 21, the second case 22 and the third case 23 are manufactured by molding plastic.
  • the canopy 20 has a handle 28 on the top surface.
  • the handle portion 28 includes a grip portion 28A extending in the horizontal direction, an arch-like connecting portion 28B connected to one end of the grip portion 28A, and a rising connecting portion 28C connected to the other end.
  • the handle portion 28 is configured by the first case 21 at the outer side and the third case 23 at the inner side. (First case 21)
  • the first case 21 integrally molds the outer peripheral wall 21A placed on the opening edge of the upper opening 11 of the storage case 10 and the outside of the handle 28 connected to the outer peripheral wall 21A. doing.
  • a clearance is provided between the first case 21 and the outer peripheral edge of the second case 22 to flow
  • the opening 71 is used. Since the canopy 20 has a quadrangular outer shape, the overall shape of the second case 22 is also quadrilateral, and outer peripheral edges of four sides can be formed.
  • the canopy 20 in the figure has the inflow openings 71 on the outer peripheral edges of the three sides without providing the inflow openings 71 on the outer peripheral edges of all the four sides of the second case 22, and the inner surface of the rising connecting portion 28C of the handle portion 28.
  • the inflow opening is not provided on the upward outer peripheral edge 22a of one side approaching the.
  • the upward outer peripheral edge 22a has a shape inclined upward and downward, and the upper end face thereof is disposed at the approach position of the inner surface of the handle portion 28 of the third case 23 so that the gap with the third case 23 is the handle portion 28. It is because it covers from above with the inner surface of and prevents the inflow of water from this crevice. (2nd case 22)
  • the second case 22 has a plate shape that closes the frame opening 25 of the third case 23, and as a curved portion 22A that causes the central portion to project downward, the distance between the second case 22 and the central portion of the handle 28 is wide.
  • This shape is characterized in that the gap under the handle portion 28 is widened without the handle portion 28 projecting high, and the user can smoothly put his finger under the handle portion 28 and carry it.
  • the second case 22 is sandwiched between the first case 21 and the third case 23 and fixed to the third case 23.
  • the second case 22 is provided with a connection piece 22B screwed to the third case 23 and an insertion piece 22C inserted into the third case 23 from the top to the bottom and connected.
  • the connection piece 22B protrudes in the horizontal direction and is fixed by a set screw 15 screwed into the connection boss 23B of the third case 23.
  • the insertion piece 22C protrudes downward and is inserted into and connected to a fitting hole 23C provided in the third case 23.
  • the third case 23 includes an insertion peripheral wall 23A which is closely inserted to the inside of the entire circumference of the storage case 10.
  • the insertion peripheral wall 23A rises to the inside of the outer peripheral wall 21A of the first case 21, and a discharge opening 72 is provided between the insertion peripheral wall 23A and the outer peripheral wall 21A.
  • a gap is provided between the lower end edge of the outer peripheral wall 21A of the first case 21 and the upper end edge of the storage case 10, and further, the outer peripheral wall 21A and the third A gap is also provided between the upper portion of the insertion peripheral wall 23A of the case 23.
  • the third case 23 is provided with a bottom plate 23D that curves and extends inward from the upper edge of the insertion peripheral wall 23A.
  • the curved portion at the boundary between the upper portion of the insertion peripheral wall 23A and the bottom plate 23D has a gap with the outer peripheral wall 21A of the first case 21, and this gap is used as the discharge opening 72.
  • the bottom plate 23D is provided with an inner peripheral wall 23E along the inner edge.
  • the inner peripheral wall 23E is disposed on the inner side than the inflow opening 71, and a space between the inner peripheral wall 23E and the outer peripheral wall 21A is a guide groove 73 whose bottom is a bottom plate 23D.
  • the inner peripheral wall 23E is disposed on the inner side of the inflow opening 71 in order to allow the intruding water that flows in from the inflow opening 71 and flows down into the guide groove 73 without leaking to the outside.
  • the third case 23 is provided with a guide groove 73 for guiding the intruding water flowing in from the inflow opening 71 on the outside of the inner peripheral wall 23E, and guides the infiltrating water flowing in from the inflow opening 71 to the discharge opening 72.
  • the guide groove 73 is disposed entirely below the inflow opening 71, and drains the intruding water from the inflow opening 71 from the discharge opening 72 to the outside without leaking.
  • the discharge opening 72 has a smaller gap than the inflow opening 71 so as to make the water passage resistance smaller than the inflow opening 71 so that the intruding water is not smoothly drained and accumulated in the inside.
  • the above-described canopy unit 20 is assembled by fixing the second case 22 to the third case 23 and screwing the third case 23 to the first case 21.
  • the set screw 16 for fixing the third case 23 to the first case 21 is, as shown in FIG. 10, a connection boss 21B provided on the first case 21 by penetrating the third case 23 from the lower surface side of the third case 23 Screwed on.
  • the battery assembly 40 is inserted into the storage case 10 in a fixed position of the storage case 10 with the battery assembly 40 fixed to the lower surface, as shown in FIGS. Be placed. (Battery assembly 40)
  • the battery assembly 40 includes a plurality of secondary battery cells 1 as shown in FIG.
  • the plurality of secondary battery cells 1 are arranged at fixed positions by the battery holder 44, and the battery end faces are connected by the lead plate 45, and the outer shape is arranged in a square pillar shape.
  • the battery assembly 40 is fastened by a support frame 50 at its periphery, and is connected to the canopy 20 and the bottom cover 30 via a set screw 46 penetrating the support frame 50.
  • the battery assembly 40 is fixed to the canopy 20 via a set screw 46 penetrating the support frame 50 upward.
  • the battery assembly 40 fixed to the canopy 20 is housed in a state where the heat dissipation sheet 2 is in close contact with the side surface 43 and the aramid fiber sheet 3 is laminated on the surface of the heat dissipation sheet 2 It is inserted into the case 10.
  • the bottom cover 30 is connected to the lower opening 12 to close the storage case 10 in which the battery assembly 40 is inserted.
  • the set screw 46 penetrating the support frame 50 downward is inserted, and the nut 49 is screwed into the set screw 46 penetrating the bottom cover 30.
  • the battery assembly 4 is fixed to the lower surface.
  • the canopy 20 is fixed to the upper opening 11 of the storage case 10 and the bottom cover 30 is fixed to the lower opening 12 of the storage case 10.
  • the power supply device 100 shown in FIG. 2 is provided with an output terminal 33 exposed on the bottom surface of the exterior case 9.
  • the exterior case 9 in which the output terminal 33 is provided here is characterized in that water can be prevented from flowing from the output terminal 33.
  • the output terminal 33 is provided to penetrate the metal rod from the inside of the case to the outside, the space between the output terminal 33 and the case is waterproofed by packing or the like.
  • the waterproof structure by the packing can not prevent the entry of water due to the deterioration of the packing.
  • the deterioration of the packing can not be completely eliminated, and it is extremely difficult to realize a reliable waterproof structure over a long period of time.
  • the power supply device 100 of FIG. 2 exposes the output terminal 33 on the bottom surface, it is characterized in that the entry of water from the output terminal 33 can be reliably prevented in the used state.
  • the exterior case 9 shown in the bottom view of FIG. 2 and the cross-sectional view of FIG. 5 is provided with a bottom outlet 35 at the bottom. Even if the intruding water can not be drained from the discharge opening 72, the power supply device 100 can prevent draining from the bottom drainage port 35 and accumulating in the inside. Further, since the bottom outlet 35 on the bottom opens downward, water does not infiltrate from here.
  • the power supply device of the present invention can be conveniently used for applications used outdoors.

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Abstract

簡単に組み立てできる構造としながら、長期間にわたって浸入水による弊害を確実に阻止する。　電池を内蔵する収納ケース（１０）の上方開口部（１１）を天蓋部（２０）で閉塞して、天蓋部（２０）でもって外装ケース（９）に流入開口（７１）と排出開口（７２）とを構成し、さらに天蓋部（２０）には、流入開口（７１）からの浸入水を排出開口（７２）に案内するガイド溝（７３）を設け、さらにまた、排出開口（７２）の水路抵抗を流入開口（７１）の水路抵抗の小さくして、浸入水を速やかに外部に排水する構造としている。

Description

電源装置
　本発明は、二次電池セルを内蔵する電源装置に関し、とくに屋外用に最適な防水構造の電源装置に関する。
　電源装置は用途によって防水構造が要求される。たとえば、自転車や電動バイクのように屋外で使用される電源装置においては、全ての使用環境において水の弊害を皆無にはできず、外装ケースに防水構造が要求される。ケース内に浸入する水が、腐蝕、漏電、ショート、電子回路の誤動作など種々の弊害となるからである。
　浸入水による弊害を防止するために、外装ケースを密閉された防水構造とする電源装置は開発されている。（特許文献１及び２参照）
　これ等の電源装置は、外装ケースをパッキンで水密構造に密閉し、またはコネクタをパッキンで水密構造に外装ケースに固定する。外装ケースやコネクタを完全な密閉構造とする電源装置は、経年変化でパッキンが劣化して水が浸入する欠点がある。また、メンテナンス時において外装ケースの開閉に手間がかかる。とくに、開いた外装ケースを密閉するときに、完全に密閉できないと水が浸入する欠点もある。
特開２０１１－１０３２５９号公報 特開２００６－０３５９４１号公報
　外装ケースを水密構造に密閉する電源装置は、組み立てやメンテナンスに手間がかかる欠点がある。また、パッキンが劣化すると水が浸入するので、長期間にわたって浸入水による弊害を阻止するのが難しい欠点がある。
　本発明は、従来の防水構造の電源装置の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の目的の一は、外装ケースの組み立てが簡単で、しかも長期間にわたって浸入水による弊害を防止できる防水構造の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は、外装ケースに電池セルを内蔵してなる電源装置であって、前記外装ケースが、上方を開口して内部に前記電池セルを内蔵してなる収納ケースと、前記収納ケースの上方開口部を閉塞してなる天蓋部とを備えている。前記天蓋部は、外部の水を外装ケース内に流入させる流入開口と、前記流入開口から流入される浸入水を外部に排出する前記流入開口よりも水路抵抗の小さい排出開口とを形成している。さらに、前記天蓋部は、前記流入開口から流入される浸入水を前記排出開口に案内するガイド溝を備えてなることを特徴とする電源装置。
　以上の電源装置は、外装ケースの組み立てが簡単で、しかも長期間に渡って浸入水による弊害を防止できる特徴がある。それは以上の電源装置が、外装ケースを収納ケースと天蓋部とで構成して、天蓋部に流入開口と排出開口とを設けて、外装ケースの天蓋部に設けた流入開口から内部に浸入する水を、天蓋部に設けられて流入開口よりも水路抵抗の小さい排出開口から外部に排出するからである。とくに以上の電源装置は、電池を内蔵する収納ケースの上に配置している天蓋部に流入開口と排出開口を設けて、浸入水を天蓋部から外部に排出するので、浸入水が電池内蔵の収納ケース内には流入することがなく、浸入水による電池の弊害を有効に防止できる特徴がある。また、流入開口と排出開口を設けた天蓋部を収納ケースに連結して組み立てできるので、外装ケースに流入開口と排出開口の両方を設けながら、組み立てを簡単にできる特徴を実現する。とくに、以上の電源装置は、従来のように、外装ケースをパッキン等で密閉構造としないので、パッキンが劣化して防水性能が低下することがなく、長期間にわたって優れた防水構造を保持し、しかも温度などの外的環境の厳しい使用環境においても、安定して防水構造を実現する。さらにまた、以上の電源装置は、天蓋部に排出開口を設けているので、電池の排出弁が開いて電池から排出される高温・高圧のガスを外装ケースからスムーズに外部に排出してより高い安全性を実現できる特徴も実現する。
　また、第２の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記外装ケースの底部に出力端子を設けることができる。
　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、前記天蓋部を複数部品で構成し、前記流入開口を前記天蓋部を構成する部品の境界に設けて、前記排出開口を、前記天蓋部と前記収納ケースの境界部分に設けることができる。
　さらにまた、第４の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記天蓋部が、前記収納ケースの上に配置してなる第３ケースと、前記第３ケースの上に配置してなる第２ケースと、前記第２ケースの上に配置してなる第１ケースとを備え、前記流入開口を前記第１ケースと前記第２ケースとの間に設けることができる。
　さらにまた、第５の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記排出開口を前記第１ケースと前記収納ケースとの間に設けることができる。
　さらにまた、第６の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記第１ケースが、前記収納ケースの上方開口縁の上に配置される外周壁を備え、前記外周壁と前記収納ケースとの間に排出開口を設けることができる。
　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、前記流入開口と前記排出開口を、前記収納ケースの上方開口部に沿って伸びる隙間とすることができる。
　さらにまた、第８の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記第３ケースが、前記収納ケースの上方開口部から内側に密接して挿入される挿入周壁と、前記挿入周壁の上縁に連結してなる底プレートと、前記底プレートの内側に沿って設けてなる内部周壁とを備えて、前記挿入周壁は、前記第１ケースの前記外周壁の内側まで伸びて、前記外周壁との間に隙間を設けて排出開口とし、前記第３ケースが前記内部周壁の外側に前記底プレート部を溝底とする前記ガイド溝を設けることができる。
　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、前記外装ケースの底部に底部排水口を設けることができる。
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１の電源装置のＶＩ－ＶＩ線における一部拡大断面図である。 図５に示す天蓋部の拡大断面図である。 天蓋部の分解斜視図である。 図８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８の天蓋部を斜め下方から見た分解斜視図である。 図４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。
　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６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、図６は図１の電源装置１００のＶＩ－ＶＩ線における一部拡大断面図を、それぞれ示している。
（外装ケース９）
　図１～図６に示す電源装置１００は、外装ケース９の内部に電池集合体４０を内蔵している。外装ケース９は筒状の収納ケース１０と天蓋部２０を備え、収納ケース１０の上方開口部１１を天蓋部２０で閉塞している。収納ケース１０は電池集合体４０を内蔵し、アルミニウム等の金属を筒状としている。筒状の収納ケース１０は、下方開口部１２を底蓋部３０で閉塞している。図の収納ケース１０は下方開口部１２を底蓋部３０で閉塞するが、収納ケースは底蓋部を一体構造に成形することもできる。
（流入開口７１、排出開口７２）
　外装ケース９は、水密に密閉された構造ではない。外装ケース９は、ケースを構成する部品の境界部分をパッキン等で水密構造とすることなく、外装ケース９を構成する部品の境界に水の流入開口７１を設けて、流入開口７１からの浸入水を排出開口７２から外部に排水する。浸入水が電池セル１などの内部部品に悪影響を与えることなく排出開口７２から外部に排出する構造としている。外装ケース９の内部には、流入開口７１からの浸入水を排出開口７２に案内するガイド溝７３を設けている。さらに、電源装置１００は、流入開口７１と排出開口７２の両方を天蓋部２０で形成して、収納ケース１０に浸入水が流入するのを阻止している。正確には、図の電源装置１００は、流入開口７１を天蓋部２０に設けて、排出開口７２を天蓋部２０と収納ケース１０との境界部分に設けて、電池集合体４０を内蔵する収納ケース１０への水の浸入を阻止している。
（天蓋部２０）
　天蓋部２０は、全体を一体的に成形してなる１部品では構成しない。全体をプラスチック等で一体的に成形して１部品で構成できるが、この天蓋部は、デザインや形状の自由度が制限され、高級で美しいデザインを実現できない。また、取っ手を設けた天蓋部を一体的に成形すると、金型構造が難しくなり、形状にも制約を受けて理想的な形状に成形できない。
　図５と図６に示す天蓋部２０は、複数の部品で構成する。この天蓋部２０は、構成する各部品の連結部をパッキンで水密に密閉することなく、部品の間にできる隙間を流入開口７１としている。また、天蓋部２０と収納ケース１０との連結部にできる隙間を排出開口７２として、流入開口７１からの浸入水を収納ケース１０の内部に浸入させることなく外部に排水する。図の天蓋部２０は、第１ケース２１と、第２ケース２２と、第３ケース２３とからなる複数の部品で構成して、取っ手部２８のある高級なデザインとして、美しい外観で持ち運びに便利な形状としている。また、各々のケースを簡単な構造の金型で能率よく成形できる構造としている。さらに、天蓋部２０は、パッキンで水密構造とすることなく、簡単に能率よく多量生産できる構造を実現している。
　天蓋部２０を複数の部品で構成する外装ケース９は、天蓋部２０でもって流入開口７１と排出開口７２を形成して、天蓋部２０の流入開口７１からの浸入水を排出開口７２からスムーズに排水する。正確には、天蓋部２０は、これを構成する部品の隙間で流入開口７１を形成して、天蓋部２０の下端縁と収納ケース１０との隙間で排出開口７２を形成して、浸入水を収納ケース１０には流入しない構造としている。さらに、浸入水が外装ケース９内に溜まらないように、流入開口７１の水路抵抗は排出開口７２の水路抵抗よりも大きく、いいかえると、排出開口７２の水路抵抗を流入開口７１の水路抵抗よりも小さくしている。この外装ケース９は、単位時間に流入開口７１を通過して外装ケース９に流入する水量よりも、排出開口７２を通過して排水できる水量が多く、流入開口７１から流入する浸入水を速やかに外装ケース９から排水して、外装ケース９に浸入水が停滞することがない。さらに、流入開口７１と排出開口７２は、収納ケース１０の上方開口部１１に沿って伸びる隙間としている。この電源装置は、収納ケース１０の上方開口部１１に沿って流入開口７１と排出開口７２を設けているので、全周から流入する浸入水を速やかに排水できる。
　図５及び図６は、図１に示す電源装置１００を互いに直交する方向に切断した断面図であって、図６は上部の一部拡大断面図を示している。また、図７は図５の要部拡大断面図を示している。さらに、図８～図１０は、天蓋部２０の分解斜視図を示している。以上の図に示す天蓋部２０は、第１ケース２１と第２ケース２２と第３ケース２３の３層構造で、第３ケース２３を収納ケース１０の上に、第２ケース２２を第３ケース２３の上に、第１ケース２１を第２ケース２２の上に配置している。第３ケース２３は、取っ手部２８の下面をカバーする取っ手枠２４を一体的に成形して設けた枠形状で、収納ケース１０の上に配置されるベースケースとなる枠部である。第２ケース２２は第３ケース２３の上に固定されて第３ケース２３の枠開口部２５を閉塞する閉塞部である。第１ケース２１は第２ケース２２の上に配置されて取っ手部２８の上面を設けているカバー部である。
　第１ケース２１と第２ケース２２と第３ケース２３はプラスチックを成形して製作される。天蓋部２０は上面に取っ手部２８を設けている。取っ手部２８は、水平方向に伸びるグリップ部２８Ａと、グリップ部２８Ａの一端に連結しているアーチ状連結部２８Ｂと他端に連結している立ち上がり連結部２８Ｃとからなる。取っ手部２８は、外側を第１ケース２１で、内側を第３ケース２３で構成している。
（第１ケース２１）
　第１ケース２１は、収納ケース１０の上方開口部１１の開口縁の上に載せて配置される外周壁２１Ａと、この外周壁２１Ａに連結している取っ手部２８の外側とを一体的に成形している。第１ケース２１は、第２ケース２２を挟んで第３ケース２３に固定される状態で、図５～図７に示すように、第２ケース２２の外周縁との間に隙間を設けて流入開口７１としている。天蓋部２０は、外形を四角形とするので、第２ケース２２の全体形状も四角形となって、４辺の外周縁ができる。図の天蓋部２０は、第２ケース２２の４辺全ての外周縁に流入開口７１を設けることなく、３辺の外周縁に流入開口７１を設けて、取っ手部２８の立ち上がり連結部２８Ｃの内面に接近する１辺の上向き外周縁２２ａには流入開口を設けていない。上向き外周縁２２ａは、ここに向かって上り勾配に傾斜する形状として、その上端面を第３ケース２３の取っ手部２８内面の接近位置に配置して、第３ケース２３との隙間を取っ手部２８の内面で上からカバーして、この隙間からの水の流入を阻止しているからである。
（第２ケース２２）
　第２ケース２２は、第３ケース２３の枠開口部２５を閉塞する板状で、中央部を下方に突出させる湾曲部２２Ａとして、取っ手部２８の中央部との間隔を広くしている。この形状は、取っ手部２８を高く突出させることなく、取っ手部２８の下の隙間を広くして、ユーザーが取っ手部２８の下にスムーズに指を入れて持ち運びできる特徴がある。
　第２ケース２２は、第１ケース２１と第３ケース２３に挟まれて第３ケース２３に固定される。第２ケース２２は、第３ケース２３にネジ止めされる連結片２２Ｂと、第３ケース２３に上から下に挿入して連結される挿入片２２Ｃとを設けている。連結片２２Ｂは水平方向に突出し、第３ケース２３の連結ボス２３Ｂにねじ込まれる止ネジ１５で固定される。挿入片２２Ｃは下方に突出して、第３ケース２３に設けられた嵌合穴２３Ｃに挿入して連結される。
（第３ケース２３）
　第３ケース２３は、収納ケース１０全周の内側に密接して挿入される挿入周壁２３Ａを備える。挿入周壁２３Ａは、第１ケース２１の外周壁２１Ａの内側まで立ち上がって、外周壁２１Ａとの間に排出開口７２を設けている。収納ケース１０の上端縁に沿って排出開口７２を設けるために、第１ケース２１の外周壁２１Ａの下端縁と収納ケース１０上端縁との間に隙間を設け、さらに、外周壁２１Ａと第３ケース２３の挿入周壁２３Ａの上部との間にも隙間を設けている。第３ケース２３は、挿入周壁２３Ａの上縁から湾曲して内側に伸びる底プレート２３Ｄを設けている。挿入周壁２３Ａの上部と底プレート２３Ｄとの境界部分の湾曲部は、第１ケース２１の外周壁２１Ａとの間に隙間があって、この隙間を排出開口７２としている。底プレート２３Ｄは、内側縁に沿って内部周壁２３Ｅを設けている。内部周壁２３Ｅは、流入開口７１よりも内側に配置されて、外周壁２１Ａとの間を、底プレート２３Ｄを溝底とするガイド溝７３としている。内部周壁２３Ｅは、流入開口７１から浸入して流れ落ちる浸入水を外部に漏らさずガイド溝７３に流入させるために、流入開口７１よりも内側に配置される。第３ケース２３は、流入開口７１から流入される浸入水を案内するガイド溝７３を内部周壁２３Ｅの外側に設けて、流入開口７１から流入する浸入水を排出開口７２に案内する。ガイド溝７３は、流入開口７１の下方の全体に配置されて、流入開口７１からの浸入水を漏らさず排出開口７２から外部に排水する。排出開口７２は、浸入水をスムーズに排水して内部に溜まらないように、流入開口７１よりも隙間を広くして、流入開口７１よりも水路抵抗を小さくしている。
　以上の天蓋部２０は、第２ケース２２を第３ケース２３に固定し、第３ケース２３を第１ケース２１にネジ止めして組み立てられる。第３ケース２３を第１ケース２１に固定する止ネジ１６は、図１０に示すように、第３ケース２３の下面側から第３ケース２３を貫通して第１ケース２１に設けた連結ボス２１Ｂにねじ込まれる。さらに、天蓋部２０は、図３と図４に示すように、下面に電池集合体４０が固定された状態で、電池集合体４０が収納ケース１０に挿入されて、収納ケース１０の定位置に配置される。
（電池集合体４０）
　電池集合体４０は、図５に示すように複数の二次電池セル１を備えている。電池集合体４０は、複数の二次電池セル１を電池ホルダ４４で定位置に配置すると共に、電池端面をリード板４５で接続して、外形を四角柱状とする形状に配置している。電池集合体４０は、図１１に示すように、周囲が支持フレーム５０で締結されると共に、この支持フレーム５０を貫通する止ネジ４６を介して天蓋部２０及び底蓋部３０に連結される。
　電池集合体４０は、図１１に示すように、支持フレーム５０を上方に向かって貫通する止ネジ４６を介して天蓋部２０に固定される。天蓋部２０に固定された電池集合体４０は、図３と図４に示すように、側面４３に放熱シート２を密着させて、放熱シート２の表面にアラミド繊維シート３を積層した状態で収納ケース１０に挿入される。電池集合体４０が挿入された収納ケース１０は下方開口部１２に底蓋部３０が連結されて閉塞される。底蓋部３０は、図４と図１１に示すように、支持フレーム５０を下方に向かって貫通する止ネジ４６が挿通されると共に、底蓋部３０を貫通する止ネジ４６にナット４９がねじ込まれて電池集合体４の下面に固定される。以上のようにして、天蓋部２０を収納ケース１０の上方開口部１１に、底蓋部３０を収納ケース１０の下方開口部１２に固定する。
　さらに、図２に示す電源装置１００は、外装ケース９の底面に露出する出力端子３３を設けている。ここに出力端子３３を設ける外装ケース９は、出力端子３３から水が流入するのを阻止できる特徴がある。出力端子３３は、ケース内から外部に金属ロッドを貫通して設けられるので、ケースとの間をパッキン等で防水構造としている。パッキンによる防水構造は、パッキンの劣化が原因で水が浸入するのを阻止できない。とくにパッキンの劣化を皆無にはできず、長期間にわたる確実な防水構造の実現は極めて難しい。図２の電源装置１００は、底面に出力端子３３を露出させるので、使用状態で出力端子３３からの水の浸入を確実に防止できる特徴がある。
　さらに、図２の底面図と図５の断面図に示す外装ケース９は、底部に底部排水口３５を設けている。この電源装置１００は、仮に浸入水が排出開口７２から排水できないとしても、底部排水口３５から排水して内部に溜まるのを防止できる。また、底面の底部排水口３５は下向きに開口するので、ここから水が浸入することがない。
　本発明の電源装置は、屋外で使用される用途に便利に使用できる。
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
９…外装ケース
１０…収納ケース
１１…上方開口部
１２…下方開口部
１５…止ネジ
１６…止ネジ
２０…天蓋部
２１…第１ケース
２１Ａ…外周壁
２１Ｂ…連結ボス
２２…第２ケース
２２Ａ…湾曲部
２２Ｂ…連結片
２２Ｃ…挿入片
２２ａ…上向き外周縁
２３…第３ケース
２３Ａ…挿入周壁
２３Ｂ…連結ボス
２３Ｃ…嵌合穴
２３Ｄ…底プレート
２３Ｅ…内部周壁
２４…取っ手枠
２５…枠開口部
２８…取っ手部
２８Ａ…グリップ部
２８Ｂ…アーチ状連結部
２８Ｃ…立ち上がり連結部
３０…底蓋部
３３…出力端子
３５…底部排水口
４０…電池集合体
４３…側面
４４…電池ホルダ
４５…リード板
４６…止ネジ
４９…ナット
５０…支持フレーム
７１…流入開口
７２…排出開口
７３…ガイド溝
 

Claims (9)

  1. 　外装ケースに電池セルを内蔵してなる電源装置であって、
    　前記外装ケースが、
    　　上方を開口して内部に前記電池セルを内蔵してなる収納ケースと、
    　　前記収納ケースの上方開口部を閉塞してなる天蓋部とを備え、
    　前記天蓋部が、
    　　外部の水を外装ケース内に流入させる流入開口と、
    　　前記流入開口から流入される浸入水を外部に排出する前記流入開口よりも水路抵抗の小さい排出開口とを形成し、
    　さらに、前記天蓋部が、
    　　前記流入開口から流入される浸入水を前記排出開口に案内するガイド溝を備えてなることを特徴とする電源装置。
  2. 　請求項１に記載される電源装置であって、
    　前記外装ケースの底部に出力端子を設けてなることを特徴とする電源装置。
  3. 　請求項１または２に記載される電源装置であって、
    　前記天蓋部が複数部品からなり、
    　　前記流入開口が前記天蓋部を構成する部品の境界に設けられ、
    　　前記排出開口が、前記天蓋部と前記収納ケースの境界部分に設けられてなることを特徴とする電源装置。
  4. 　請求項３に記載される電源装置であって、
    　前記天蓋部が、
    　　前記収納ケースの上に配置してなる第３ケースと、
    　　前記第３ケースの上に配置してなる第２ケースと、
    　　前記第２ケースの上に配置してなる第１ケースとを備え、
    　前記流入開口が前記第１ケースと前記第２ケースとの間に設けられてなることを特徴とする電源装置。
  5. 　請求項４に記載される電源装置であって、
    　前記排出開口が前記第１ケースと前記収納ケースとの間に設けてなることを特徴とする電源装置。
  6. 　請求項５に記載される電源装置であって、
    　前記第１ケースが、前記収納ケースの上方開口縁の上に配置される外周壁を備え、
    　前記外周壁と前記収納ケースとの間に排出開口が設けられてなることを特徴とする電源装置。
  7. 　請求項１ないし６のいずれかに記載される電源装置であって、
    　前記流入開口と前記排出開口が、前記収納ケースの上方開口部に沿って伸びる隙間であることを特徴とする電源装置。
  8. 　請求項４ないし６のいずれかに記載される電源装置であって、
    　前記第３ケースが、前記収納ケースの上方開口部から内側に密接して挿入される挿入周壁と、
    　前記挿入周壁の上縁に連結してなる底プレートと、前記底プレートの内側に沿って設けてなる内部周壁とを備え、
    　前記挿入周壁は、前記第１ケースの前記外周壁の内側まで伸びて、前記外周壁との間に隙間を設けて排出開口としており、
    　前記第３ケースが前記内部周壁の外側に前記底プレート部を溝底とする前記ガイド溝を設けてなることを特徴とする電源装置。
  9. 　請求項１ないし８のいずれかに記載される電源装置であって、
    　前記外装ケースの底部に底部排水口を設けてなることを特徴とする電源装置。
     
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