WO2024042867A1 - ポータブル電源装置 - Google Patents

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WO2024042867A1
WO2024042867A1 PCT/JP2023/024649 JP2023024649W WO2024042867A1 WO 2024042867 A1 WO2024042867 A1 WO 2024042867A1 JP 2023024649 W JP2023024649 W JP 2023024649W WO 2024042867 A1 WO2024042867 A1 WO 2024042867A1
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WO
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casing
bolt
housing
power supply
lid
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PCT/JP2023/024649
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English (en)
French (fr)
Inventor
孝二 大川
進一 坂野
孝之 内田
勇士 飯田
Original Assignee
株式会社Jvcケンウッド
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Publication date
Application filed by 株式会社Jvcケンウッド filed Critical 株式会社Jvcケンウッド
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/247Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02Details
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a portable power supply device.
  • Patent Document 1 discloses a portable power supply device (hereinafter referred to as a portable power supply device) that includes a front panel and a rear panel that face each other in parallel, a middle chassis that connects these panels at the center, and a pair of side covers that are divided into left and right sides. equipment) are listed.
  • the front panel, rear panel, and pair of side covers of this portable power supply device are assembled to sandwich the middle chassis to form a box-shaped housing.
  • the front panel, rear panel, and pair of side covers are made of resin.
  • the portable power supply device described in Patent Document 1 has a handle formed by fitting a pair of side covers from the left and right sides at the top of the housing. Note that this portable power supply device uses a commercial power source.
  • Patent Document 2 describes a method of manufacturing a housing by composite molding, in which an adhesive is applied onto a metal plate, and after the adhesive is dried, a resin is injected onto the adhesive layer. According to this method of manufacturing a casing, it is said that a casing with high strength can be obtained for an electronic device.
  • Patent Document 2 if the technology described in Patent Document 2 is introduced in order to maintain high strength of the casing, there is a concern that the number of manufacturing steps will increase and the cost will increase.
  • an object of the present disclosure is to provide a portable power supply device that can securely hold a secondary battery with an inexpensive housing structure.
  • a portable power supply device includes a secondary battery, a box-shaped lower casing that accommodates and supports the secondary battery and has an open top surface, and a lid casing arranged to cover the upper part of the lower casing. and a casing configured to include a body and having handle portions on each of the opposite edges of the upper edge so that it can be carried by hand.
  • the handle portion has a metal base as a core material.
  • the lid casing, the lower casing, and the base of the handle portion are held by a male threaded bolt and a female threaded bolt inserted vertically into the casing.
  • the portable power supply device having the above configuration, it is possible to obtain the effect that the secondary battery can be firmly supported with an inexpensive housing configuration.
  • FIG. 1A is a first perspective view of a power supply device 91, which is a portable power supply device according to an embodiment, viewed diagonally from above and to the right.
  • FIG. 1B is a second perspective view of the power supply device 91 viewed diagonally from below and to the right.
  • FIG. 2 is a top view of the power supply device 91.
  • FIG. 3A is a first assembled view of the power supply device 91 viewed diagonally from above and to the right.
  • FIG. 3B is a second assembly diagram of the power supply device 91 viewed diagonally from the lower right side.
  • FIG. 4A is a plan view showing the base 71 of the handle unit 7.
  • FIG. 4B is a side view with a portion of the base 71 in cross section.
  • FIG. 4C is a plan view of the handle unit 7.
  • FIG. 4D is a side view including a cross section at the IVD-IVD position in FIG. 4C.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line VA-VA in FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in FIG.
  • a portable power supply device will be explained using a power supply device 91 of an example.
  • FIG. 1A is a first perspective view of a power supply device 91, which is a portable power supply device according to an embodiment, viewed diagonally from above and to the right.
  • FIG. 1B is a second perspective view of the power supply device 91 viewed diagonally from below and to the right.
  • FIG. 2 is a top view of the power supply device 91.
  • the front, rear, left, right, top and bottom directions are the directions shown by arrows in FIG. 1A.
  • the power supply device 91 is a portable power supply device that uses a secondary battery such as a lithium ion secondary battery as a power source and can be carried by hand.
  • a secondary battery such as a lithium ion secondary battery
  • the power supply device 91 has a box-like appearance due to the housing 1.
  • the housing 1 is configured such that a lid housing 1A, an upper housing 1B, and a lower housing 1C are combined to form a box shape.
  • the casing 1 has a lower casing 1C on the lower side, an upper casing 1B on the upper side, and a lid casing 1A assembled to cover the upper part of the upper casing 1B, with a boundary at approximately half of the total height. ing.
  • a top plate 2 having a pair of notches 2a and having a substantially H shape is attached to the lid housing 1A.
  • the operation unit 12 includes a display unit 121, a first power output unit 122, and a second power output unit 123.
  • the display unit 121 displays the operating state of the power supply device 91 and the like.
  • the first power output section 122 and the second power output section 123 each have, for example, a plurality of USB terminals and a two-pole outlet. Note that although a two-pole outlet is illustrated as the second power output unit 123 in the figure, the shape and number of poles of the outlet are not limited.
  • Handle portions 11 are provided on opposite edges of the upper edge of the housing 1, respectively.
  • the handle portion 11 has an upper opening 112 formed on the upper surface and long in the front-back direction, and side openings 113 long in the front-back direction formed in the upper side of the left side portion 1Bb and the upper side of the right side portion 1Bc.
  • the upper opening 112 and the side opening 113 are connected inside the housing 1.
  • the power supply device 91 can be lifted by inserting the fingers FG, excluding the thumb, through the side opening 113.
  • a pair of feet 3 extending in the left-right direction are attached to the lower surface of the bottom surface portion 1Ce of the lower housing 1C, spaced apart in the front-rear direction.
  • the lid housing 1A, the upper housing 1B, and the lower housing 1C are made of resin.
  • An example of a resin is a polymer alloy of polycarbonate resin and ABS resin.
  • the top plate 2 and foot 3 are made of rubber or elastomer resin.
  • FIG. 3A is a first assembled view of the power supply device 91 viewed diagonally from above and to the right.
  • FIG. 3B is a second assembly diagram of the power supply device 91 viewed diagonally from the lower right side.
  • FIG. 4A is a plan view showing a base portion 71 that serves as a core material of the handle unit 7.
  • FIG. 4B is a side view with a portion of the base 71 in cross section.
  • FIG. 4C is a plan view of the handle unit 7.
  • FIG. 4D is a side view including a cross section at the IVD-IVD position in FIG. 4C.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line VA-VA in FIG.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB in FIG.
  • the lower casing 1C has a bottom part 1Ce, a front part 1Ca, a left part 1Cb, a right part 1Cc, and a rear part 1Cd.
  • the bottom portion 1Ce has a rectangular shape when viewed from above.
  • the bottom surface portion 1Ce has a front surface portion 1Ca, a left surface portion 1Cb, a right surface portion 1Cc, and a rear surface portion 1Cd, which are erected upward from each of the four edges on the upper surface side.
  • the lower housing 1C is formed into a box shape with an open upper part.
  • bosses 1C1 to 1C4 having through holes penetrating in the vertical direction are formed at positions that are symmetrical in the front, rear, left and right directions.
  • the vertically extending axes CL1 to CL4 of the bosses 1C1 to 1C4 are located at the vertices of a rectangle when viewed from above, and the secondary battery 81 is fixed within the inner region of the rectangle.
  • the secondary battery 81 has a rectangular parallelepiped shape and is fixed to the bottom portion 1Ce by a fixing device (not shown).
  • the corners of the secondary battery 81 when viewed from above are located in the immediate vicinity of the bosses 1C1 to 1C4.
  • An example is shown in which the height position of the upper surface of the secondary battery 81 is located above the upper end of the lower housing 1C.
  • the height position of the upper surface of the secondary battery 81 may be located below the upper end of the lower housing 1C.
  • the secondary battery 81 is partially or entirely housed in the box-shaped lower casing 1C, and is fixed to the bottom surface 1Ce.
  • the upper casing 1B is formed as a rectangular frame-like body having a shape corresponding to the upper end of the lower casing 1C, with a front part 1Ba, a left part 1Bb, a rear part 1Bd, and a right part 1Bc connected to each other.
  • Bosses 1B1 to 1B4 having through holes having axes CL1 to CL4 are arranged near the four corners of the upper housing 1B. As shown in FIG. 3A, the bosses 1B1 to 1B4 are connected to the front part 1Ba, the left part 1Bb, the rear part 1Bd, and the right part, respectively, by connecting ribs 1B1a to 1B4a extending in the vertical direction at the four internal corners of the upper housing 1B. It is connected to two adjacent ones of 1Bc.
  • a recessed portion 1Ce1 is formed by gouging out a portion corresponding to the foot 3 on the lower surface of the bottom portion 1Ce of the lower housing 1C.
  • the depth of the recess 1Ce1 is approximately half the thickness of the foot 3.
  • the foot 3 attached to the recessed part 1Ce1 projects downward from the lower surface of the bottom part 1Ce.
  • a circuit section 82 is arranged inside the upper housing 1B.
  • the circuit section 82 is supported by the upper housing 1B by a support member (not shown).
  • the circuit unit 82 controls the operation of supplying the power stored in the secondary battery 81 to external devices connected to the first power output unit 122 and the second power output unit 123.
  • the circuit unit 82 further controls the operation of charging the secondary battery 81 using an external power source.
  • the lid housing 1A is formed into a rectangular flat plate shape.
  • the lid casing 1A has a top surface portion 1A1 and, as edges of the top surface portion 1A1, a front edge portion 1Aa, a left edge portion 1Ab, a right edge portion 1Ac, and a rear edge portion 1Ad.
  • the lid housing 1A is a lid member that engages with the upper end of the upper housing 1B to close the upper opening.
  • the top surface portion 1A1 has an H-shaped recess 1A2 that stands upright in the left-right direction. That is, the recessed portion 1A2 is formed in an H-shape in which the width in the left-right direction at the central portion in the front-rear direction is shorter than at both end portions in the front-rear direction when viewed from above.
  • the pair of openings 1A3 are formed in an H-shaped gouged portion where the width in the left-right direction is shortened in the recess 1A2.
  • the recess 1A2 of the top surface portion 1A1 is formed so that the top plate 2 can be attached to the recess 1A2.
  • the approximately H-shaped top plate 2 is attached to the H-shaped recess 1A2 with the pair of notches 2a positioned in the left-right direction.
  • the recess 1A2 has a portion exposed to the upper surface of the housing 1 from each of the pair of notches 2a of the top plate 2 when the top plate 2 is attached.
  • a pair of openings 1A3 are formed in the corresponding portions of the recess 1A2. In this embodiment, the pair of openings 1A3 are the upper openings 112 of the handle portion 11 described above.
  • step portions 1A4 are formed near each of the four corners of the lid housing 1A.
  • the stepped portion 1A4 is located within the recessed portion 1A2 and is formed to be further recessed from the recessed portion 1A2.
  • a through hole 1A4a having an axis along the axes CL1 to CL4 located at a corresponding corner is formed in each step portion 1A4.
  • FIGS. 5A and 5B illustrate through holes 1A4a having axes CL1 and CL2, respectively.
  • the distance L14 which is the distance in the longitudinal direction between the axis CL1 and the axis CL4
  • the distance L23 which is the distance in the longitudinal direction between the axis CL2 and the axis CL3.
  • the handle unit 7 is arranged between the pair of step portions 1A4 on the left edge side of the lid housing 1A and the bosses 1B1 and 1B4 of the upper housing 1B. Similarly, the handle unit 7 is also arranged between the pair of step portions 1A4 on the right edge side of the lid casing 1A and the bosses 1B2 and 1B3 of the upper casing 1B.
  • the handle unit 7 is formed by integrating a base portion 71 and a grip portion 72.
  • the base 71 has a square column shape, and shaft insertion portions 711 are formed near both ends.
  • the base portion 71 is formed by die-casting or cutting metal.
  • the shaft insertion portion 711 has seat portions 71a and 71c that are circularly (cylindrical) hollowed out from a pair of opposing surfaces of the base portion 71, respectively. Further, a through hole 71b having an inner diameter smaller than the inner diameter of the seats 71a, 71c is formed at the bottom of the shaft insertion portion 711 between the seats 71a, 71c.
  • the distance L7 which is the distance between the axes of the pair of shaft insertion portions 711, is the same as the previously described distances L14 and L23 shown in FIG.
  • the grip portion 72 has an upper surface 72a, a side surface 72b, and a lower surface 72c as an external shape in a side view.
  • the upper surface 72a is parallel to one surface of the base 71 (the upper surface in FIG. 4D).
  • the side surface 72b is connected to one end of the upper surface 72a and is perpendicular to the upper surface 72a when viewed from the side.
  • the lower surface 72c is connected to the lower end of the side surface 72b via a curved surface, curved upward in an arc shape through a region parallel to the upper surface 72a, and connected to the other end side of the upper surface 72a.
  • An L-shaped stepped portion 72d is formed at the connection portion between the lower surface 72c and the upper surface 72a, as shown in the external shape in a side view.
  • the base portion 71 is made of metal, and the grip portion 72 is made of elastomer.
  • the upper bolt 61 is inserted into the through hole 1A4a of the step portion 1A4 of the lid housing 1A, the through hole 71b of the shaft insertion portion 711 of the handle unit 7, and the upper case from above. It is inserted into the through hole of the boss 1B1 of the body 1B.
  • the upper bolt 61 is a metal hexagon socket internally threaded bolt, and has a head 61a and a body 61b.
  • a female threaded portion 611 is formed at the distal end of the body portion 61b as an internal thread along a common axis with the body portion 61b.
  • the position of the tip of the body portion 61b is near the boundary position between the upper housing 1B and the lower housing 1C.
  • a stepped portion 1C5 which is a circular (cylindrical) recess centered on the axis CL1, is formed in the recessed portion 1Ce1 of the lower housing 1C.
  • the through hole of the boss 1C1 opens into the step 1C5 of the recess 1Ce1.
  • a lower bolt 51 is inserted upward from the lower side into the through hole of the boss 1C1 of the stepped portion 1C5 of the lower housing 1C.
  • the lower bolt 51 is a stepped bolt with a hexagonal hole made of metal, and has a head portion 51a and a body portion 51b.
  • a protruding male threaded portion 511 having an outer diameter smaller than that of the body portion 61b is formed at the tip of the body portion 61b. This male threaded portion 511 is threadedly engaged with a female threaded portion 611 of the upper bolt 61.
  • the upper bolt 62 is inserted into the through hole 1A4a of the step portion 1A4 of the lid housing 1A, the through hole 71b of the shaft insertion portion 711 of the handle unit 7, and the upper case from above. It is inserted into the through hole of the boss 1B2 of the body 1B.
  • the upper bolt 62 has a body portion 62b and a head portion 62a in which a female threaded portion 621 is formed.
  • a stepped portion 1C5 which is a circular (cylindrical) recess centered on the axis CL2, is formed in the recessed portion 1Ce1 of the lower housing 1C.
  • the through hole of the boss 1C2 opens into the step 1C5 of the recess 1Ce1.
  • a lower bolt 52 is inserted upward from the lower side into the through hole of the boss 1C2 of the stepped portion 1C5 of the lower housing 1C.
  • the lower bolt 52 has a body portion 52b and a head portion 52a in which a male threaded portion 521 is formed. This male threaded portion 521 is threadedly engaged with a female threaded portion 621 of the upper bolt 62.
  • the upper bolts 61, 62 and the lower bolts 51, 52 are screwed together, and the male threaded portions 511, 521 are screwed into the female threaded portions 611, 621 on the same axes CL1, CL2, respectively. Tighten so that the stepped parts are in close contact with each other.
  • the upper bolts 63 and 64 and the lower bolts 53 and 54 are tightened so that their stepped portions are in close contact with each other by screwing the male threaded portion into the female threaded portion.
  • the upper surfaces of the heads 61a, 62a of the upper bolts 61, 62 and the recess 1A2 of the lid housing 1A are on the same surface.
  • the lower surfaces of the heads 51a, 52a of the lower bolts 51, 52 and the recess 1Ce1 of the lower housing 1C are on the same surface.
  • the upper surfaces of the heads of the upper bolts 63, 64 and the recess 1A2 of the lid housing 1A are on the same surface.
  • the lower surfaces of the heads of the lower bolts 53, 54 and the recess 1Ce1 of the lower housing 1C are on the same surface.
  • the top plate 2 can be attached in close contact with the recess 1A2 of the lid housing 1A.
  • the foot 3 can be attached in close contact with the recess 1Ce1 of the lower housing 1C. Since the upper bolt 61 and lower bolt 51 are hidden by the top plate 2 and foot 3, the appearance quality of the power supply device 91 is improved.
  • the lid housing 1A, the upper housing 1B, the lower housing 1C, and the handle unit 7 are connected to the heads 61a of the upper metal bolts 61 to 64 and the heads of the lower metal bolts 51 to 54, respectively. It is sandwiched between the portion 51a and is firmly integrated.
  • the power supply device 91 can be easily transported by inserting the fingers FG of the left and right arms, excluding the thumbs, into the left and right side openings 113 of the handle portion 11 of the power supply device 91 and lifting them up.
  • the lower housing 1C is integrally formed in a box shape, it can be formed with relatively high rigidity. Therefore, even if the secondary battery has a large battery capacity and a large mass, deformation of the lower casing 1C can be suppressed to a negligible extent.
  • the force due to gravity applied to the entire lower housing 1C that accommodates and supports the secondary battery 81 is applied downward to the heads 51a of the four lower bolts 51.
  • the lower bolts 51 to 54 are threadedly engaged with the upper bolts 61 to 64, respectively, and are substantially made of metal. Therefore, the force due to gravity of the entire lower casing 1C including the secondary battery 81 becomes a downward force applied to the stepped portion 1A4 of the lid casing 1A by the heads 61a of the upper bolts 61 to 64. This force is transmitted to the metal base 71 of the handle unit 7 via the step 1A4 of the lid housing 1A.
  • the entire mass including the large mass of the secondary battery 81 is substantially supported by the metal member. be done.
  • the members involved in supporting the power supply device 91 are substantially bolts and rod-shaped metal members that can be easily and relatively inexpensively obtained. These metal members have sufficient strength and rigidity to support the mass of the secondary battery. Further, although the stepped portion 1A4 of the lid casing 1A is partially present, the force applied to the resin at the intervening portion is a compressive force, so that appropriate strength can be obtained.
  • the lower casing 1C that accommodates and directly supports the secondary battery 81 is made of resin and has a high rigidity because it is formed into a box shape.
  • the power supply device 91 which is a portable power supply device, can firmly support the secondary battery 81 with an inexpensive housing configuration.
  • the lower bolts 51 to 54 and the upper bolts 61 to 64 are internally threaded metal bolts.
  • the material is not limited to metal as long as it is strong enough to support the mass of the secondary battery.
  • it may be made of resin or ceramic.
  • the lower bolts 51 to 54 are stepped bolts (for example, first bolts) having a male thread 511 portion
  • the upper bolts 61 to 64 are internally threaded bolts (second bolts) having a female thread 611.
  • the lower bolts 51 to 54 of the first bolt may be internally threaded bolts
  • the upper bolts 61 to 64 of the second bolt may be stepped bolts.
  • the stepped portion 1A4 of the lid housing 1A is interposed between the base 71 of the handle unit 7 and the head 61a of the upper bolt 61.
  • the base portion 71 and the head portion 61a may be configured to directly contact each other.
  • a metal flat washer and a spring washer may be interposed between the head 51a of the lower bolt 51 and the lower housing 1C.
  • the housing 1 does not have an upper housing 1B, the lid housing 1A covers the upper part of the lower housing 1C, and the lid housing 1A and the lower housing 1C are held together by the screwing of the first bolt and the second bolt. It may be configured.

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Abstract

ポータブル電源装置(91)は、二次電池(81)と、二次電池(81)を収容支持し上面が開放された箱状の下筐体(1C)及び下筐体(1C)の上方を覆うように配置された蓋筐体(1A)を含んで構成されて上縁部の対向縁部それぞれにハンドル部(11)を有して手で持ち運び可能な筐体(1)と、を備える。ハンドル部(11)は芯材として金属の基部(71)を有し、蓋筐体(1A),下筐体(1C),及びハンドル部(11)の基部(71)は、筐体(1)に対し上下方向に挿通された雄ねじボルト(51)及び雌ねじボルト(61)の螺合によって挟持されている。

Description

ポータブル電源装置
 本開示は、ポータブル電源装置に関する。
 特許文献1に、平行に対向するフロントパネル及びリア-パネルと、これらを中央部で連結する中シャーシと、左右に分割された一対のサイドカバーと、を備える可搬型電源装置(以下、ポータブル電源装置)が記載されている。このポータブル電源装置の、フロントパネル及びリアーパネルと一対のサイドカバーとは、中シャーシを挟み込むように組付けられて箱状の筐体を形成する。フロントパネル,リアーパネル,一対のサイドカバーは、樹脂で形成される。特許文献1に記載されたポータブル電源装置は、筐体の上部に、一対のサイドカバーが左右から合わせられて形成された把手を有する。なお、このポータブル電源装置は、商用電源を用いるものである。
 特許文献2に、金属板上に接着剤を塗布し、接着剤が乾燥した後、接着剤層上に樹脂を射出する複合成形によって筐体を製造する方法が記載されている。この筐体の製造方法によれば、電子機器において強度の高い筐体を得ることができるとされている。
特開平8-140349号公報 特開平7-124995号公報
 近年、電池容量の大きい二次電池を搭載したポータブル電源装置が生産されている。二次電池は、電池容量の増加に伴い大型化及び大質量化している。
 商用電源が用いられていた特許文献1に記載された従来の筐体構造に二次電池を搭載した場合、搭載する二次電池の大型化及び大質量化に伴って筐体の高強度化も必要となる。これは、従来の筐体構造において上部のハンドルを把持し運搬を繰り返し行うと、筐体が樹脂であり一対のサイドカバーが左右に分割して配置されているため、樹脂の経時劣化などによって十分な強度が維持できなくなった場合に筐体に歪みが生じ二次電池をしっかり保持できなくなることが懸念されるためである。
 ただし、筐体を高強度で維持すべく特許文献2に記載された技術を導入する場合、製造工程が多くなりコストアップになることが懸念される。
 そこで、本開示が解決しようとする課題は、安価な筐体構成で二次電池をしっかりと保持できるポータブル電源装置を提供することにある。
 実施形態に係るポータブル電源装置は、二次電池と、前記二次電池を収容支持し上面が開放された箱状の下筐体、及び前記下筐体の上方を覆うように配置された蓋筐体を含んで構成され、上縁部の対向縁部それぞれにハンドル部を有して手で持ち運び可能な筐体と、を備える。前記ハンドル部は芯材として金属の基部を有する。前記蓋筐体,前記下筐体,及び前記ハンドル部の基部は、前記筐体に対し上下方向に挿通された雄ねじボルト及び雌ねじボルトの螺合によって挟持されている。
 上記構成のポータブル電源装置によれば、安価な筐体構成で二次電池をしっかりと支持できる、という効果が得られる。
図1Aは、実施形態に係るポータブル電源装置である電源装置91を右斜め上方から見た第1の斜視図である。 図1Bは、電源装置91を右斜め下方から見た第2の斜視図である。 図2は、電源装置91の上面図である。 図3Aは、電源装置91を右斜め上方から見た第1の組み立て図である。 図3Bは、電源装置91を右斜め下方から見た第2の組み立て図である。 図4Aは、ハンドルユニット7の基部71を示す平面図である。 図4Bは、基部71の一部を断面とした側面図である。 図4Cは、ハンドルユニット7の平面図である。 図4Dは、図4CにおけるIVD-IVD位置での断面を含む側面図である。 図5Aは、図2におけるVA-VA位置での断面図である。 図5Bは、図2におけるVB-VB位置での断面図である。
 実施形態に係るポータブル電源装置を、実施例の電源装置91により説明する。
 まず、電源装置91の外観態様について、図1A,図1B,及び図2を参照して説明する。図1Aは、実施形態に係るポータブル電源装置である電源装置91を右斜め上方から見た第1の斜視図である。図1Bは、電源装置91を右斜め下方から見た第2の斜視図である。図2は、電源装置91の上面図である。説明の便宜上、前後左右上下の各方向は、図1Aに矢印で示された方向とする。
 電源装置91は、リチウムイオン二次電池などの二次電池を電源とし、手で持ち運び可能なポータブル電源装置である。
 図1Aに示されるように、電源装置91は、外観上、筐体1による箱状を呈する。筐体1は、蓋筐体1A,上筐体1B,及び下筐体1Cが組み合わされて箱状となるように構成されている。
 筐体1は、全高の概ね半分の位置を境界として下側が下筐体1Cとされ、上側が上筐体1Bとされ、上筐体1Bの上部を塞ぐように蓋筐体1Aが組付けられている。蓋筐体1Aには、切込み部2aを一対有して略H形状とされたトッププレート2が取り付けられている。
 上筐体1Bの前面部1Baには、操作部12が設けられている。操作部12には、表示部121,第1電源出力部122,及び第2電源出力部123が備えられている。表示部121は、電源装置91の動作状態などを表示する。第1電源出力部122及び第2電源出力部123は、例えばそれぞれ複数のUSB端子及び2極コンセントを有する。なお、図においては第2電源出力部123として2極コンセントを例示しているが、コンセントの形状や極数は限定されない。
 筐体1における上縁部の対向縁部には、それぞれハンドル部11が設けられている。ハンドル部11は、上面に形成された前後方向に長い上開口部112と、左面部1Bbの側面上部及び右面部1Bcの側面上部に形成された前後方向に長い側開口部113とを有する。上開口部112と側開口部113とは、筐体1の内部で連結されている。側開口部113から親指を除く指FGを挿入して電源装置91を持ち上げることができる。
 下筐体1Cの底面部1Ceの下面には、左右方向に延びるフット3が前後方向に離隔して一対取り付けられている。
 蓋筐体1A,上筐体1B,及び下筐体1Cは樹脂で形成される。樹脂の例は、ポリカーボネート樹脂とABS樹脂とのポリマーアロイである。トッププレート2及びフット3は、ゴム又はエラストマ樹脂で形成される。
 次に、電源装置91の構造を、図3A~図5Bを参照して説明する。図3Aは、電源装置91を右斜め上方から見た第1の組み立て図である。図3Bは、電源装置91を右斜め下方から見た第2の組み立て図である。図4Aは、ハンドルユニット7の芯材となる基部71を示す平面図である。図4Bは、基部71の一部を断面とした側面図である。図4Cは、ハンドルユニット7の平面図である。図4Dは、図4CにおけるIVD-IVD位置での断面を含む側面図である。図5Aは、図2におけるVA-VA位置での断面図である。図5Bは、図2におけるVB-VB位置での断面図である。
 図3Aに示されるように、下筐体1Cは、底面部1Ce,前面部1Ca,左面部1Cb,右面部1Cc,及び後面部1Cdを有する。底面部1Ceは、上面視で長方形形状である。底面部1Ceは、上面側に四つの縁部それぞれから上方に向け立設した前面部1Ca,左面部1Cb,右面部1Cc,及び後面部1Cdを有する。これにより、下筐体1Cは、上方が開放した箱状に形成されている。
 底面部1Ceの四隅の近傍には、上下方向に貫通する貫通孔を有するボス1C1~1C4が前後左右で対称となる位置に形成されている。
 ボス1C1~1C4それぞれの上下に延びる軸線CL1~CL4は、上面視で長方形の頂点に位置し、その長方形の内側の領域内に二次電池81が固定されている。二次電池81は直方体形状を呈し、不図示の固定具によって底面部1Ceに固定されている。
 この例において二次電池81の上面視での角部は、ボス1C1~1C4の直近に位置する。二次電池81の上面の高さ位置は、下筐体1Cの上端よりも上方に位置した例を示している。ただし、二次電池81の上面の高さ位置は、下筐体1Cの上端よりも下方に位置する形状であってもよい。
 このように、二次電池81は、箱状の下筐体1Cに一部又は全体が収容され、底面部1Ceに固定されている。
 上筐体1Bは、前面部1Ba,左面部1Bb,後面部1Bd,及び右面部1Bcが接続して、下筐体1Cの上端部に対応した形状の矩形枠状体として形成されている。
 上筐体1Bの四隅の近傍には、軸線CL1~CL4を軸線とする貫通孔を有するボス1B1~1B4が配置されている。図3Aに示されるように、ボス1B1~1B4は、上筐体1Bの内部の四隅において上下方向に延びる連結リブ1B1a~1B4aによって、それぞれ前面部1Ba,左面部1Bb,後面部1Bd,及び右面部1Bcの内の隣接する二つに連結されている。
 図3Bに示されるように、下筐体1Cの底面部1Ceの下面には、フット3に対応した部分が抉られて形成された凹部1Ce1が形成されている。凹部1Ce1の深さは、フット3の厚さの半分程度とされる。凹部1Ce1に取り付けられたフット3は、底面部1Ceの下面から下方に突出する。
 上筐体1Bの内側には、回路部82が配置されている。回路部82は、不図示の支持部材によって上筐体1Bに支持されている。回路部82は、二次電池81に蓄えられた電力を第1電源出力部122及び第2電源出力部123に接続された外部機器への供給する動作を制御する。回路部82は、さらに、外部の電源による二次電池81への充電の動作を制御する。
 図2及び図3Aに示されるように、蓋筐体1Aは、矩形の平板状に形成されている。蓋筐体1Aは、天面部1A1と、天面部1A1の縁部として、前縁部1Aa,左縁部1Ab,右縁部1Ac,及び後縁部1Adを有する。蓋筐体1Aは、上筐体1Bの上端に係合して上方の開口を塞ぐ蓋部材である。
 天面部1A1は、左右方向に正立するH字状の凹部1A2を有する。即ち、凹部1A2は、上面視で前後方向中央部の左右方向の幅が前後方向両端部よりも短いH字状に形成されている。一対の開口部1A3は、凹部1A2における左右方向の幅が短くなっているH字状の抉れた部分に形成されている。
 天面部1A1の凹部1A2は、凹部1A2にトッププレート2を取り付け可能に形成されている。略H形状であるトッププレート2は、一対の切込み部2aが左右方向に位置した状態でH字状の凹部1A2に取付けられる。凹部1A2は、トッププレート2が取り付けられた状態で、トッププレート2の一対の切込み部2aのそれぞれから筐体1の上面に露出する部位を有する。凹部1A2の当該部位に、一対の開口部1A3が形成されている。なお、本実施形態では、一対の開口部1A3が、既述のハンドル部11が有する上開口部112とされている。
 図3Aに示されるように、蓋筐体1Aの四隅の近傍のそれぞれには、段部1A4が形成されている。段部1A4は、凹部1A2内に位置し、凹部1A2からさらに凹むように形成されている。各段部1A4内には、対応する隅に位置する軸線CL1~CL4を軸線とする貫通孔1A4aが形成されている。例として、図5A,図5Bには、それぞれ軸線CL1,CL2を軸線とする貫通孔1A4aが図示されている。図2に示されるように、軸線CL1と軸線CL4との間の前後方向距離である距離L14と、軸線CL2と軸線CL3との間の前後方向距離である距離L23とは同じである。
 図3Aに示されるように、蓋筐体1Aの左縁側の一対の段部1A4と、上筐体1Bのボス1B1及びボス1B4との間には、ハンドルユニット7が配置されている。同様に、蓋筐体1Aの右縁側の一対の段部1A4と、上筐体1Bのボス1B2及びボス1B3との間にも、ハンドルユニット7が配置されている。
 図4C及び図4Dに示されるように、ハンドルユニット7は、基部71と把持部72とが一体化されて形成されている。
 基部71は、図4Aに示されるように、四角柱状であって、両端部近傍にシャフト挿通部711が形成されている。基部71は、金属のダイキャスト又は削り出しによって形成される。
 シャフト挿通部711は、図4A、図4Bに示されるように、基部71の一対の対向面それぞれから円形(円柱状)に抉られた座部71a,71cを有する。さらに、座部71a,71cの間となるシャフト挿通部711の底部に、座部71a,71cの内径よりも小さい内径で開けられた貫通孔71bが形成されている。一対のシャフト挿通部711の軸線間距離である距離L7は、図2に示される既述の距離L14,L23と同じである。
 図4Dに示されるように、把持部72は、側面視の外形形状として、上面72a、側面72b、および下面72cを有する。上面72aは、基部71の一面(図4Dの上面)と平行にされている。側面72bは、側面視で、上面72aの一端側に接続され、上面72aに対して直角にされている。下面72cは、側面72bの下端に曲面を介して接続し、上面72aと平行な領域を経て上方に弧状に湾曲して上面72aの他端側に接続されている。下面72cと上面72aとの接続部分には、側面視の外形形状に示されるように、L字状に抉られた段部72dが形成される。
 基部71は金属で形成され、把持部72はエラストマで形成される。
 図5Aに示されるように、軸線CL1上において、上ボルト61が、上方側から蓋筐体1Aの段部1A4の貫通孔1A4a,ハンドルユニット7のシャフト挿通部711における貫通孔71b,及び上筐体1Bのボス1B1の貫通孔に挿通される。
 上ボルト61は、金属製の六角穴付き内ねじボルトであって、頭部61a及び胴部61bを有する。胴部61bの先端部には、胴部61bと共通軸線で内ねじとして雌ねじ部611が形成されている。胴部61bの先端の位置は、上筐体1Bと下筐体1Cとの境界位置近傍にある。
 一方、下筐体1Cの凹部1Ce1には、軸線CL1を芯とする円形(円柱型)の凹みである段部1C5が形成されている。ボス1C1の貫通孔は、凹部1Ce1の段部1C5内に開口している。
 下筐体1Cの段部1C5のボス1C1の貫通孔には、下方側から下ボルト51が上方に向け挿通される。
 下ボルト51は、金属製の六角穴付きの段付きボルトであって、頭部51a及び胴部51bを有する。胴部61bの先端には、胴部61bよりも小さい外径で突出した雄ねじ部511が形成されている。この雄ねじ部511は、上ボルト61の雌ねじ部611と螺合する。
 図5Bに示されるように、軸線CL2上において、上ボルト62が、上方側から蓋筐体1Aの段部1A4の貫通孔1A4a,ハンドルユニット7のシャフト挿通部711における貫通孔71b,及び上筐体1Bのボス1B2の貫通孔に挿通される。
 また、上ボルト62は、上ボルト61と同様に、雌ねじ部621が形成された胴部62b及び頭部62aを有する。
 そして、下筐体1Cの凹部1Ce1には、軸線CL2を芯とする円形(円柱型)の凹みである段部1C5が形成されている。ボス1C2の貫通孔は、凹部1Ce1の段部1C5内に開口している。
 下筐体1Cの段部1C5のボス1C2の貫通孔には、下方側から下ボルト52が上方に向け挿通される。
 下ボルト52は、下ボルト51と同様に、雄ねじ部521が形成された胴部52b及び頭部52aを有する。この雄ねじ部521は、上ボルト62の雌ねじ部621と螺合する。
 図5A及び図5Bに示されるように、同じ軸線CL1,CL2上それぞれで、上ボルト61、62と下ボルト51,52とを、雌ねじ部611,621に雄ねじ部511、521を螺合させることで互いの段付き部分が密着するように締め付ける。同様に、同じ軸線CL3,CL4上それぞれで、上ボルト63,64と下ボルト53,54とを、雌ねじ部に雄ねじ部を螺合させることで互いの段付き部分が密着するように締め付ける。
 この状態で、上ボルト61,62の頭部61a,62aの上面と、蓋筐体1Aの凹部1A2とが同一面となる。そして、下ボルト51、52の頭部51a,52aの下面と、下筐体1Cの凹部1Ce1とが同一面となる。同様に、上ボルト63,64の頭部の上面と、蓋筐体1Aの凹部1A2とが同一面となる。そして、下ボルト53,54の頭部の下面と、下筐体1Cの凹部1Ce1とが同一面となる。
 これにより、蓋筐体1Aの凹部1A2にトッププレート2を密着して取り付けることができる。また、下筐体1Cの凹部1Ce1にフット3を密着して取り付けることができる。トッププレート2及びフット3により、上ボルト61及び下ボルト51は隠されるので、電源装置91は外観品位が向上する。
 筐体1の四隅の軸線CL1~CL4上で、上述のように上ボルト61~64と下ボルト51~54とが締め付けられる。これにより、蓋筐体1A,上筐体1B,下筐体1C,及びハンドルユニット7が、金属製の上ボルト61~64それぞれの頭部61aと、金属製の下ボルト51~54それぞれの頭部51aとの間に挟みこまれてしっかりと一体化される。
 そのため、電源装置91のハンドル部11の左右の側開口部113それぞれに左右の腕の親指を除く指FGを挿し入れて持ち上げることで、電源装置91を容易に運搬できる。
 電源装置91が持ち上げられて設置面(床など)から離れたときに、二次電池81に掛かる重力による力は、下筐体1Cの底面部1Ceに掛かる。
 下筐体1Cは箱状に一体形成されるので剛性を比較的高く形成できる。このため、二次電池が、電池容量が大きく大質量であっても、下筐体1Cの変形は無視できる程度に抑制できる。
 二次電池81を収容支持した下筐体1C全体に掛かる重力による力は、4つの下ボルト51の頭部51aに下向きに掛かる。下ボルト51~54はそれぞれ上ボルト61~64と螺合して実質的に金属の一体物とされている。このため、二次電池81を含む下筐体1C全体の重力による力は、上ボルト61~64の頭部61aによって蓋筐体1Aの段部1A4に掛かる下向きの力となる。この力は、蓋筐体1Aの段部1A4を介してハンドルユニット7の金属の基部71に伝達される。
 すなわち、電源装置91は、ハンドルユニット7を、図5A及び図5Bに示されるように指FGで持ち上げたときに、実質的に金属部材で二次電池81の大きな質量を含む全体の質量が支持される。
 上述のように、電源装置91を支持するために関与する部材は、実質的に容易かつ比較的安価に得られるボルト及び棒状の金属部材である。そして、これらの金属部材は二次電池の質量を支えるに十分な強度及び剛性を有する。また、一部に蓋筐体1Aの段部1A4などが介在するが、介在部分の樹脂に加わる力は圧縮力であるから相応の強度が得られる。
 また、二次電池81を収容して直接支持する下筐体1Cは、樹脂製であるが箱状に形成されるので高い剛性を有する。
 このように、ポータブル電源装置である電源装置91は、安価な筐体構成で二次電池81をしっかりと支持できる。
 以上詳述した実施例は、その構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形した変形例としてもよい。
 下ボルト51~54及び上ボルト61~64は、金属製の内ねじボルトである例を説明した。しかし、二次電池の質量を支えるに十分な強度であれば材質は金属製に限定されない。例えば、樹脂製やセラミック製などであってもよい。
 下ボルト51~54が雄ねじ511部を有する段付きボルト(例えば第1ボルト)であって、上ボルト61~64が雌ねじ611を有する内ねじボルト(第2ボルト)である例を説明した。しかし、第1ボルトの下ボルト51~54が内ねじボルトで第2ボルトの上ボルト61~64が段付きボルトであってもよい。
 ハンドルユニット7の基部71と上ボルト61の頭部61aとの間に蓋筐体1Aの段部1A4を介在させる例を説明した。しかし、基部71と頭部61aとを直接当接するように構成してもよい。
 また、下ボルト51の頭部51aと下筐体1Cとの間には、金属製の平座金及びばね座金を介在させてもよい。
 筐体1は、上筐体1Bがなく、蓋筐体1Aが下筐体1Cの上方を覆い、蓋筐体1A及び下筐体1Cが第1ボルト及び第2ボルトの螺合で挟持される構成にしてもよい。
 特願2022-132348号(出願日:2022年8月23日)の全内容は、ここに援用される。
 以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (8)

  1.  二次電池と、
     前記二次電池を収容支持し上面が開放された箱状の下筐体、及び前記下筐体の上方を覆うように配置された蓋筐体を含んで構成され、上縁部の対向縁部それぞれにハンドル部を有して手で持ち運び可能な筐体と、を備え、
     前記ハンドル部は芯材として金属の基部を有し、
     前記蓋筐体,前記下筐体,及び前記ハンドル部の基部は、前記筐体に対し上下方向に挿通された雄ねじボルト及び雌ねじボルトの螺合によって挟持されているポータブル電源装置。
  2.  前記雄ねじボルト及び前記雌ねじボルトの一方を第1ボルトとし、他方を第2ボルトとしたときに、前記第1ボルトは前記下筐体に下方側から挿通され前記第2ボルトは前記蓋筐体に上方側から挿通されて前記第1ボルトに螺合しており、
     前記ハンドル部を把持して持ち上げた状態で、前記二次電池の重力による力は、前記第1ボルト及び第2ボルトを介して前記ハンドル部の前記基部に伝達される請求項1記載のポータブル電源装置。
  3.  前記筐体は、前記下筐体と前記蓋筐体との間に枠状の上筐体を有する請求項1記載のポータブル電源装置。
  4.  前記蓋筐体の天面部には、トッププレートを取り付け可能に形成された凹部と、
     前記蓋筐体の天面部の四隅の近傍のそれぞれに前記凹部内において更に凹むように形成された4つの段部と、を備え、
     前記雄ねじボルト及び前記雌ねじボルトの一方を第1ボルトとし、他方を第2ボルトとしたときに、前記上筐体は、前記上筐体の四隅の近傍のそれぞれに上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記第2ボルトが上方側から挿通されるボスを備え、
     前記下筐体は、前記下筐体の底面部の四隅の近傍のそれぞれに上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記第1ボルトが下方側から挿通されるボスを備え、
     前記蓋筐体の左右いずれか一方の縁の一対の前記段部と、前記上筐体の前記一方の縁の一対の各前記ボスとの間に前記ハンドル部が配置され、前記蓋筐体の左右いずれか他方の縁の一対の前記段部と、前記上筐体の前記他方の縁の一対の各前記ボスとの間にも他の前記ハンドル部が配置されている、請求項3記載のポータブル電源装置。
  5.  前記上筐体が備える各前記ボスは、前記上筐体の内部の四隅において上下方向に延びる連結リブによって、それぞれ前記上筐体の前面部、左面部、後面部、及び右面部の内の隣接する二つに連結されている、請求項4記載のポータブル電源装置。
  6.  前記筐体は、前記下筐体と前記蓋筐体との間に枠状の上筐体を有する請求項2記載のポータブル電源装置。
  7.  前記蓋筐体の天面部には、トッププレートを取り付け可能に形成された凹部と、
     前記蓋筐体の天面部の四隅の近傍のそれぞれに前記凹部内において更に凹むように形成された4つの段部と、を備え、
     前記上筐体は、前記上筐体の四隅の近傍のそれぞれに上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記第2ボルトが上方側から挿通されるボスを備え、
     前記下筐体は、前記下筐体の底面部の四隅の近傍のそれぞれに上下方向に貫通する貫通孔を有し、前記第1ボルトが下方側から挿通されるボスを備え、
     前記蓋筐体の左右いずれか一方の縁の一対の前記段部と、前記上筐体の前記一方の縁の一対の各前記ボスとの間に前記ハンドル部が配置され、前記蓋筐体の左右いずれか他方の縁の一対の前記段部と、前記上筐体の前記他方の縁の一対の各前記ボスとの間にも他の前記ハンドル部が配置されている、請求項6記載のポータブル電源装置。
  8.  前記上筐体が備える各前記ボスは、前記上筐体の内部の四隅において上下方向に延びる連結リブによって、それぞれ前記上筐体の前面部、左面部、後面部、及び右面部の内の隣接する二つに連結されている、請求項7記載のポータブル電源装置。
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