特許 5672000 単電池およびこの単電池を用いた組電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5672000

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月18日

(54)【発明の名称】単電池およびこの単電池を用いた組電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/615 20140101AFI20150129BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20150129BHJP

   H01M 10/6561 20140101ALI20150129BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALI20150129BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20150129BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/615

   H01M10/647

   H01M10/6561

   H01M10/6567

   H01M2/10 E

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2010-288372(P2010-288372)

(22)【出願日】2010年12月24日

(65)【公開番号】特開2011-151013(P2011-151013A)

(43)【公開日】2011年8月4日

【審査請求日】2013年10月22日

(31)【優先権主張番号】特願2009-294986(P2009-294986)

(32)【優先日】2009年12月25日

(33)【優先権主張国】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、次世代自動車用高性能蓄電システム技術開発の委託研究、産業技術協力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）

(73)【特許権者】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(72)【発明者】

【氏名】鋤納 功治

(72)【発明者】

【氏名】中島 修弘

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 勉

(72)【発明者】

【氏名】稲益 徳雄

(72)【発明者】

【氏名】冨士松 将克

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３４６７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８７７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００９８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７７６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３２２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８５７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ２／１０

１０／５２−１０／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電槽ケースに発電要素が収容され、上方に出力端子を備えると共に、前記電槽ケースの短側面に、該短側面の幅よりも長い貫通孔を設けた連結部材が２箇所またはそれより多くの箇所配されたことを特徴とする単電池。

【請求項2】

電槽ケースに発電要素が収容され、上方に出力端子を備えると共に、前記電槽ケースの短側面に、該短側面の幅よりも長い貫通孔を設けた連結部材が２箇所またはそれより多くの箇所配された単電池を複数個並列するとともに、前記連結部材の貫通孔に連結ロッドが貫通され、これら複数個の単電池を一体に締結されてなる組電池。

【請求項3】

電槽ケースに発電要素が収容され、上方に出力端子を備えると共に、前記電槽ケースの両方の短側面に、該短側面の幅と同幅の連結部材が配され、且つ、前記連結部材の両側面にスペーサを備えたことを特徴とする単電池。

【請求項4】

電槽ケースに発電要素が収容され、上方に出力端子を備えると共に、前記電槽ケースの両方の短側面に、該短側面の幅と同幅の連結部材が配され、且つ、前記連結部材の両側面に嵌合手段を備えた単電池を複数個並列されてなる組電池であって、隣接する前記単電池間に、前記電槽ケースの長側面に沿い、端部が前記嵌合手段に嵌合されると共に、気流が通過可能なスペースを形成するスペーサを備えたことを特徴とする組電池。

【請求項5】

前記連結部材は、前記短側面に２箇所またはそれより多くの箇所配される
ことを特徴とする請求項３に記載の単電池。

【請求項6】

前記連結部材は、前記短側面に２箇所またはそれより多くの箇所配される
ことを特徴とする請求項４に記載の組電池。

【請求項7】

前記連結部材は、前記短側面の両端部を覆うＵ字状の構造である
ことを特徴とする請求項１、請求項３及び請求項５のいずれか１項に記載の単電池。

【請求項8】

前記連結部材は、前記短側面の両端部を覆うＵ字状の構造である
ことを特徴とする請求項２、請求項４及び請求項６のいずれか１項に記載の組電池。

【請求項9】

前記連結部材は、鉛直軸周りに前記電槽ケースの外周全体を帯状に覆う１つまたはそれより多くの環状構造である
ことを特徴とする請求項１、請求項３及び請求項５のいずれか１項に記載の単電池。

【請求項10】

前記連結部材は、鉛直軸周りに前記電槽ケースの外周全体を帯状に覆う１つまたはそれより多くの環状構造である
ことを特徴とする請求項２、請求項４及び請求項６のいずれか１項に記載の組電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、単電池および本単電池を連結して組電池とするいわゆるモジュール電池（以下、単電池および組電池）に関する。

【背景技術】

【0002】

単電池およびこの単電池を用いた組電池を製作する場合には、電池間に冷却媒体（例えば空気）を通過させるスペーサを考慮する必要がある。従来の冷却媒体を通過させる冷却性を考慮した二次電池モジュールとしては、多数の単電池間に交互に電池隔壁を配置して隔壁距離を維持し、両側の最も外側に締結部材を形成した平板のエンドプレートを配置し、前記締結部材に締結ロッドを通して固定した二次電池モジュールおよびこれに適用される単電池固定用エンドプレートが開示されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１５６３９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

単電池を連結してモジュール化（組電池化）する場合には、冷却性を考慮する必要があり、特に単電池間に冷却媒体を通すスペースを考慮する必要がある。なお、本願明細書における「冷却媒体」としては、空気、オイル、フッ素系不燃液体等、気体状、液体状の流体物が挙げられる。例えば、所定のスペースとなるようにガイドを形成した枠体を上部と下部に配置することにより組電池化することが考えられる。しかし、電池の端子面である上部は配線の都合上、各単電池の状態検知回路を配するのに好都合な部位であることや、また端子間の接続も行われていることから、これらの制約の中で一定の電池間スペースを確保しつつ確実に電池を固定出来る上部枠体を設計して組電池化するには工夫を要する。

【0005】

或いは、組電池の側面両端にエンドプレートを配し、エンドプレートに設けられた貫通孔に棒体（連結ロッド）を通して両端を締結して挟持する方法もあるが、この場合、両端から挟持されているだけなので振動や機械的衝撃によって単電池が位置ズレする恐れがあった。単電池の位置ズレ防止のためにガイド付き枠体を併用することも考えられるが、そうすると組電池の形成部材による被覆面積が多くなり、電池の冷却性が損なわれてしまうという問題がある。

【0006】

また、複数の単電池を並べて連結した組電池は、その連結に用いる部材、例えば、上記エンドプレート及び棒体（連結ロッド）は、長期間の振動や衝撃によりいずれも摩耗して破壊されるという問題がある。

【0007】

本発明はかかる事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは簡便な方法で連結することにより組電池化できる単電池を提供するとともに、電池間の所定のスペースを確保しながら確実に単電池が固定され、さらに単電池と外気との接触面積を大きくすることが可能で冷却性の優れた組電池を提供することにある。

【0008】

非水電解質電池は、水系電池に比べて、エネルギー密度に優れるという特徴を有しているが、非水電解質電池は水系電池に比べて熱伝導性が低いことから、電池の使用時の冷却を充分に行う必要がある。また、本発明にかかる組電池は、非水電解質電池に適用すると、エネルギー密度の点で優れるという非電解質電池の特徴を最大限に生かしたものとすることができるため、好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題に対処するために、請求項１に記載の発明は、電槽ケース（１１）に発電要素が収容され、上方に出力端子（２、３）を備えると共に、前記電槽ケース（１１）の短側面（１１ａ）に、該短側面の幅よりも長い貫通孔（１２ａ）を設けた連結部材（１２）が配されたことを特徴とする単電池（１）であることを特徴としている。

【0010】

また、請求項２に記載の発明は、電槽ケース（１１）に発電要素が収容され、上方に出力端子（２、３）を備えると共に、前記電槽ケース（１１）の短側面に、該短側面（１１ａ）の幅よりも長い貫通孔（１２ａ）を設けた連結部材（１２）が配された単電池（１）を複数個並列するとともに、前記連結部材（１２）の貫通孔（１２ａ）に連結ロッド（２１）が貫通され、これら複数個の単電池（１）を一体に締結されてなる組電池であることを特徴としている。

【0011】

また、請求項３に記載の発明は、電槽ケース（１１）に発電要素が収容され、上方に出力端子（２、３）を備えると共に、前記電槽ケース（１１）の両方の短側面（１１ａ）に、該短側面の幅と同幅の連結部材（１３）が配され、且つ、前記連結部材（１３）の両側面に嵌合手段を備えている単電池であることを特徴としている。

【0012】

また、請求項４に記載の発明は、電槽ケース（１１）に発電要素が収容され、上方に出力端子（２、３）を備えると共に、前記電槽ケース（１１）の両方の短側面（１１ａ）に、該短側面の幅と同幅の連結部材（１３）が配され、且つ、前記連結部材（１３）の両側面に嵌合手段を備えている単電池（１）を複数個されてなる組電池であって、隣接する前記単電池間に、前記電槽ケース（１１）の長側面に沿い、端部が前記嵌合手段に嵌合されると共に、気流が通過可能なスペース（４）を形成してなる組電池であることを特徴としている。

【0013】

前記連結部材は、前記短側面に２箇所またはそれより多くの箇所配されていてもよい。このようにすると、連結部材にかかる振動や衝撃の負荷を連結部材の数だけ分散することができる。このような連結部材を有する単電池を用いた組電池は、長期間の振動や衝撃に対する安全性を向上させることができる。

【0014】

前記連結部材は、前記短側面の両端部を覆うＵ字状の構造であってもよい。また、前記連結部材は、鉛直軸周りに前記電槽ケースの外周全体を帯状に覆う環状構造であってもよい。いずれの構成でも、電槽ケースの鉛直軸方向の一部は、連結部材で覆われずに露出されていてもよい。このようにすると、連結部材により電槽ケースを保護することができるとともに、電槽ケースとの接合をより強固にすることができる。このような連結部材を有する単電池を用いた組電池は、長期間の振動や衝撃に対する安全性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の単電池は簡便な方法で連結或いは締結して組電池とすることのできる単電池を提供することができる。また、電池間には所定のスペースを確保しながら確実に単電池を固定した組電池とすることができる。さらに、本発明の組電池は単電池と冷却媒体との接触面積を大きくすることができるので冷却性の優れた組電池とすることができる。

【0016】

連結手段は連結部材の両端面に設けられた嵌合部（凹部や凸部等）にスペーサを介して嵌め込むことで連結し各電池間に冷却媒体が流通しうるスペースを設けることができる。また、連結部材に設けられた貫通孔に連結ロッドを通して締結するので（或いはその両方を併用するので）位置ズレが生じることはなくなる。

【0017】

また、本発明の単電池を用いた組電池は貫通孔に連結ロッドを貫通させて連結或いは締結するか、嵌合連結部材とスペーサを用いると共に連結ロッドで連結或いは締結するため振動や機械的衝撃等の大きい環境負荷に対しても好適に対応することができる。さらに、本発明によれば、側面を使って締結するので、端子のある上方が邪魔にならず全体としてコンパクトに組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る単電池の第１の実施の形態の斜視図である。

【図2】本発明に係る単電池の第１の実施の１方の側面図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態の単電池を並べて組電池とする途中の斜視図である。

【図4】図４（Ａ）は図３のＰ矢視正面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ部の拡大図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態の単電池を並べて組電池として組み立てた全体斜視図である。

【図6】本発明の単電池の第２の実施の形態の連結部材を取り付けた電槽ケースの斜視図である。

【図7】本発明の単電池の第２の実施の形態の電槽ケースの側面図である。

【図8】本発明の単電池の第２の実施の形態で使用されるスペーサを取り付けた状態の単電池全体の斜視図である。

【図9】本発明の単電池の第２の実施の形態で単電池を組電池とする途中の全体斜視図である。

【図10】図１０（Ａ）は図９のＰ矢視正面図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＹ部拡大図である。

【図11】本発明の第２の実施の形態の単電池を組電池として組み立てた状態の全体斜視図である。

【図12】本発明の単電池の第３の実施形態の連結部材を取り付けた電槽ケースの斜視図である。

【図13】本発明の第３の実施の形態の電槽ケースの側面図である。

【図14】図１４（Ａ）は、第２の実施の形態で使用するスペーサの斜視図である。 図１４（Ｂ）本発明の第３の実施の形態で使用するスペーサの平面図であり、図１４（Ｃ）は本発明の第３の実施の形態で使用するスペーサの側面図であり、図１４（Ｄ）は本発明の第３の実施の形態で使用するスペーサの正面図であり、図１４（Ｅ）は本発明の第３の実施の形態で使用するスペーサの全体斜視図である。

【図15】本発明の単電池の第３の実施形態のスペーサを取り付けた状態の単電池の斜視図である。

【図16】本発明の単電池の第３の実施形態において、スペーサを装着した単電池を並列して重ね、組電池とする場合の組立途中の斜視図である。

【図17】図１７（Ａ）は図１６のＰ矢視正面図であり、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＺ部拡大図である。

【図18】本発明の第３の実施の形態の単電池を組電池として組み立てた状態の全体斜視図である。

【図19】本発明の単電池の第４の実施形態で使用される連結部材を取り付けた電槽ケースの斜視図である。

【図20】本発明の単電池の第４の実施形態の電槽ケースの側面図である。

【図21】本発明の単電池の第４の実施の形態の単電池を組み立て組電池とする場合の途中の斜視図である。

【図22】図２２（Ａ）は、図２１のＰ矢視正面図であり、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のＷ部拡大図である。

【図23】本発明の単電池の第４の実施の形態の単電池の複数個を並列して組み立てた組電池の全体斜視図である。

【図24】図２４は本発明に係る単電池の第５の実施の形態の斜視図であり、図２４（Ａ）は第１の実施形態の単電池の短側面に連結部材を２箇所配した単電池の斜視図であり、図２４（Ｂ）は第１の実施形態の単電池の短側面に連結部材を３箇所配した単電池の斜視図であり、図２４（Ｃ）は第１の実施形態の単電池の短側面に連結部材を４箇所配した単電池の斜視図である。

【図25】図２５は本発明に係る単電池の第６の実施の形態の斜視図であり、図２５（Ａ）は第６の実施形態の単電池の斜視図であり、図２５（Ｂ）は第６の実施形態の単電池を上方から見た上面図である。

【図26】図２６は本発明に係る単電池の第７の実施の形態の斜視図であり、図２６（Ａ）は第７の実施形態の単電池の斜視図であり、図２６（Ｂ）は第７の実施形態の単電池を上方から見た上面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0019】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の単電池１の第１の実施の形態の電槽ケースの斜視図であり、図２は側面図である。
図１および図２に示すように、単電池１は、金属製の電槽ケース１１と該電槽ケース１１の短側面両側に一体に接着し且つ該電槽ケース１１の幅長さ（Ｌ1）より少し長い（Ｌ2）連結部材１２とにより構成されている。前記連結部材１２は、アルミニウム製等の電槽ケース１１の短側面の上下に設けてある。また、前記連結部材１２には貫通孔１２ａが設けてあり、多数の単電池を組電池とする場合、該貫通孔１２ａに連結ロッド２１（ボルト等、図５参照）を通して組み立てる。この場合、電槽ケース１１と連結部材１２の一体化は、射出成形が好ましい。このような射出成形により一体化する場合には、電槽ケース１１の短側面は表面に微小な凹凸を設けて金属製の電槽ケース１１に射出成形された連結部材１２の樹脂を接着しやすくなるようにする。前記単電池１には、発電要素や出力端子２、３が備えられた１つの単電池である。なお、電槽ケース１１はアルミニウム合金等の金属製だけでなく、合成樹脂であってもよいが、電槽ケース１１が合成樹脂の場合は、連結部材１２との接着は接着剤で接着する。なお、金属製の電槽ケースであっても連結部材１２との接着は接着剤で接着してもよい。

【0020】

図３は単電池を並べて組電池とする途中の斜視図であり、図４（Ａ）は図３のＰ矢視正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ部の拡大図である。図５は組電池として組み立てた全体斜視図である。これらの図に示すように、単電池１と単電池１との間には連結部材１２によるスペース（隙間）４ができる。これらのスペース４は、単電池１が温度上昇した場合の冷却媒体の通過路となるため単電池１が過熱するのを防止する役目をする。また、図５に示すように単電池１、１、・・を並列させ、連結部材１２の貫通孔１２ａに連結ロッド２１を貫通させ、エンドプレート２０、２０と連結ロッド２１で組み立てると冷却媒体の通過するスペース４を有する組電池１０となる。なお、エンドプレート２０は用いなくてもよい。

【0021】

単電池間のスペースは、１ｍｍ以上３ｍｍ以下がこのましい。単電池間のスペースを１ｍｍ以上とすることにより、冷却媒体による冷却効果を充分なものとすることができるため、好ましい。また、単電池間のスペースを３ｍｍ以下とすることにより、スペースを設けることによる組電池としてのエネルギー密度が低下する虞を抑制できるため、好ましい。

【0022】

本発明の実施の形態例では、単電池と単電池のスペースを２ｍｍとするものであるが、前記単電池１と単電池１との間のスペース（間隔）４は、前記電槽ケース１１を並べた場合、該電槽ケース１１の短側面より少し長い連結部材１２同士の接触によりできる隙間により形成される。例えば前記スペースを２ｍｍとする場合には、各々の連結部材１２の幅長さ（Ｌ2 ）を金属ケース１１の幅より２ｍｍ長くすればよい。すなわち、電槽ケース１１の短側面の左右に１ｍｍづつ突出し、隣の連結部材１２の突出部と接触すると２ｍｍのスペースが形成される。

【0023】

なお、上記実施の形態では、連結部材全体の幅を貫通孔の長さと同じとしたが、短側面の幅よりも長い貫通孔を設けた連結部材１２の実施の態様としては、これらに限られるものではなく、例えば連結部材１２の主要部の幅は電槽ケースの短側面の幅と同一としながらも、貫通孔の周囲のみ前記連結部材１２の主要部から前記短側面の幅方向に延出した態様としてもよい。

【0024】

（第２の実施形態）
図６は本発明の単電池の第２の実施の形態の連結部材を取り付けた電槽ケース１１の斜視図であり、図７は第２の実施の形態の連結部材を取り付けた電槽ケースの側面図、図８は本発明の単電池の第２の実施の形態で使用されるスペーサを取り付けた状態の単電池全体の斜視図である。図９は単電池を組電池とする途中の全体斜視図である。図１０（Ａ）は図９のＰ矢視正面図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＹ部拡大図である。また、図１１は本発明の第２の実施の形態の単電池を組電池１０として組み立てた状態の全体斜視図である。

【0025】

この第２の実施の形態では単電池には、短側面１１ａの両側中央部に該単電池となる電槽ケース１１の短側面１１ａと同幅の連結部材１３を接着してある。該連結部材１３の接着は上記したように、接着により一体化する場合射出成形によるのが好ましいが、射出成形の場合も電槽ケース１１の短側面１１ａに微小な凹凸を設けて電槽ケース１１に射出成形された連結部材１３の樹脂が接着しやすくなるようにするのが好ましい。また、前記連結部材１３の側面両側には嵌合手段として数カ所凸部１３ａが設けてある。該凸部１３ａは後述するスペーサ５の両端部に設けた孔５ａに嵌まるようにしてある。すなわち、図６、図７に示すように、スペーサ５の両端部に穿設した孔５ａに前記凸部１３ａが嵌まるとスペーサ５が装着された状態となる。こうして図８に示すように、電槽ケース１１の連結部材１３にスペーサ５を配置し、発電要素を収容し電極からの出力端子２、３を設けて単電池１とする。

【0026】

前記単電池１を組電池とする場合は、図９に示すように、複数の単電池１を連結部材とスペーサ５で連結すると、図１０（Ａ）に示すように、単電池１と単電池１との間にはスペーサ５が配置され、図１０（Ｂ）に示すように、スペース（空間）４が形成される。そしてこのスペース（空間）４は冷却媒体の通路となり、温度上昇した単電池１を冷却する機能を有することになる。こうして、図１１に示すように、連結部材１３の凸部１３ａをスペーサ５の孔５ａに嵌合し、両端部にエンドプレート２０、２０で挟持して単電池近傍に通した連結ロッドのボルト２１、２１で締め付け組み立てると組電池１０となる。この構成によれば、確固とした組電池となり、振動や機械的衝撃によって単電池が位置ズレすることはなくなる。

【0027】

さらに、連結ロッドの締め付けのトルクを加減することにより電池への圧迫力を調節できることから、振動などの機械的衝撃による位置ズレ防止を重視する場合は締め付けを強くし、電池の膨張などにより電池間の圧迫力の増大や隙間の減少などの防止を重視する場合は締め付けを弱くすればよい。連結部材とスペーサは嵌合により連結されているだけなので、応力がかかった場合、嵌合が緩むことで応力が緩和、あるいは隙間確保がなされる一方、連結ロッドの両端の締め付けによって、位置ズレの防止は確保される。

【0028】

（第３の実施形態）
図１２は本発明の単電池の第３の実施形態の連結部材を取り付けた電槽ケースの斜視図であり、図１３図は本発明の第３の実施の形態の電槽ケースの側面図である。また、図１４（Ａ）は第２の実施の形態で使用するスペーサ５の斜視図であり、図１４（Ｂ）は第３の実施の形態で使用するスペーサ６の平面図、図１４（Ｃ）は側面図、図１４（Ｄ）は正面図であり、図１４（Ｅ）は第３の実施の形態で使用するスペーサ６の斜視図である。本発明の実施の形態では、第２実施の形態のように、単電池１の電槽ケース１１に該電槽ケース１１の短側面１１ａの幅とほぼ同一の連結部材１４が接着されている。該連結部材１４の両側には嵌合手段として所定間隔に凹部１４ａ、凹部１４ａ、・・が設けられ、単電池１と単電池１との間に挟持するスペーサ６を配置している。これらの連結部材１４の両側の凹部１４ａ、１４ａ、・・は、単電池１を並列させたとき両方の単電池１と接続させる凸部６ａ、６ａ、・・が設けられている。これら前記スペーサ５とこのスペーサ６は連結部材１３および１４の嵌合手段である。

【0029】

この第３の実施の形態では単電池には、短側面１１ａの両側中央部に該単電池となる電槽ケース１１の短側面１１ａと同幅の連結部材１４を接着してある。該連結部材１４の接着は、接着により一体化する場合射出成形によるのが好ましいが、射出成形の場合も電槽ケース１１の短側面１１ａに微小な凹凸を設けて金属ケース１１に射出成形された連結部材１４の樹脂が接着しやすくなるようにするのが好ましい。また、前記連結部材１４の側面両側には数カ所凹部１４ａが設けてある。該凹部１４ａはスペーサ６の両端部に設けた凸部６ａが嵌まるようにしてある。この単電池１を図１５に示すように、発電要素を収容し出力端子２、３を設ける。すなわち、図１４（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、スペーサ６の両端部に凸設した凸部６ａが前記凹部１４ａに嵌まると、単電池１にはスペーサ６が装着された状態となる。そして、スペーサ６の凸部６ａは連結部材１４の凹部１４ａに嵌合するようにして並列して組み立てると一つの組電池１０となる。

【0030】

図１５は、前記スペーサ６を装着した状態の単電池１の斜視図であり、図１６は前記スペーサ６を装着した単電池１を並列して重ね、組電池とする場合の組立途中の斜視図であり、図１７（Ａ）は図１６のＰ矢視正面図であり、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＺ部拡大図である。すなわち、金属ケース（電槽ケース）１１に発電要素を収容し、出力端子２、３を設けて電槽ケース１１の周囲にスペーサ６を設置すると一つの単電池となる。但し、組電池の端部となる単電池については、片側面にスペーサ６を設けないものとしてもよい。このように単電池１と単電池１との間には前記スペーサ６によるスペース（空間）４が形成される。これらのスペース（空間）４、４、・・は組電池とした単電池が温度上昇した場合の冷却媒体の通路となり、過熱した単電池１を冷却する機能を有することになる。

【0031】

図１８は本発明の第３の実施の形態の単電池を組電池１０として組み立てた状態の全体斜視図であるが、この図に示すように、連結部材１４の凹部１４ａにスペーサ６の凸部６ａを嵌合し、単電池を並列し両端部にエンドプレート２０、２０で挟持して単電池近傍に連結ロッドのボルト２１、２１を通して締め付け組み立てると組電池となる。この構成によれば、確固とした組電池となり振動などの機械的衝撃によって単電池が位置ズレすることはなくなる。

【0032】

さらに、連結ロッドの締め付けのトルクを加減することにより電池への圧迫力を調節できることから、振動などの機械的衝撃による位置ズレ防止を重視する場合は締め付けを強くし、電池の膨張などにより電池間の圧迫力の増大や隙間の減少などの防止を重視する場合は締め付けを弱くすればよい。連結部材とスペーサは嵌合により連結されているだけなので、応力がかかった場合、嵌合が緩むことで応力が緩和、あるいは隙間確保がなされる一方、連結ロッドの両端の締め付けによって、位置ズレの防止は確保される。

【0033】

（第４の実施形態）
次に、図１９は本発明の単電池の第４の実施の形態の電槽ケースに連結部材を取り付けた状態の斜視図であり、図２０はその側面図である。
これらの図に示すように、この実施の形態では、電槽ケース１１の短側面中央部の両側に連結部材１５を接着して一体化する。この場合、該連結部材１５は、貫通孔１５ｃを備え上下に配置する端部連結部材１５ａと側面にスペース６用の嵌合手段である凹部１５ｄを備え前記上下の連結部材１５ａの間に配置される中部連結部材１５ｂとを一体化して構成される。金属ケース（電槽ケース）１１と前記連結部材１５とは射出成形による樹脂成形で一体とするが、該金属ケース（電槽ケース）側面１１ａと連結部材１５との接着は、第１〜３の実施の形態と同様である。

【0034】

前記端部連結部材１５ａの貫通孔１５ｃは連結ロッド（ボルト）２１を貫通させるためのものであり、中部連結部材１５ｂの凹部１５ｄは前記スペーサ６（図１４Ｂ〜Ｅ参照）の両端部に設けた凸部６ａを嵌合させるためのものである。そして電槽ケース１１に発電要素を収容し、出力端子２、３を設けて蓋をし、電槽ケース１１の周囲にスペーサ６、６、・・を装着して単電池１とする。この実施の形態では、連結部材１５は、嵌合部を有する中部連結部材１５ｂと貫通孔を有する端部連結部材１５ａとを一体とすると部品点数を少なくすることができるが、これら端部連結部材１５ａと中部連結部材１５ｂとは一体でも、別体でもいずれでもよい。また、一体化している場合は、嵌合部と貫通部との位置関係は自在である。締結効果やエネルギー密度の点から貫通孔１５ｃはできるだけ電池に近い位置に配置することが好ましい。さらに、嵌合タイプの連結部材と嵌合できる所定厚みのスペーサ（５、６）を用いれば電池間スペースを変更することもできる。

【0035】

図２１は、単電池１を組み立て組電池とする場合の途中の斜視図であり、図２２（Ａ）は、図２１のＰ矢視正面図であり、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のＷ部拡大図である。本発明の第４の実施の形態の単電池１を組電池に組み立てる場合には、図２１に示すように、単電池１、１、・・を並列させ、連結部材１５ｂと隣の連接部材１５ｂの間にスペーサ６を置いて組み立てる。

【0036】

単電池１と単電池１との間のスペース（間隔）は、前記電槽ケース１１を並べた場合、該ケース１１の短側面より少し長い連結部材１５ａ同士の接触によりできるスペース（隙間）４、４、・・により形成される。例えばスペース４を２ｍｍとする場合には、各々の連結部材１５ａの幅長さを単電池（ケース）より２ｍｍ長くすればよい。すなわち、電槽ケース１１の短側面の左右に１ｍｍづつ突出し、隣の連結部材１５ａの突出部と接触すると２ｍｍのスペースが形成される。この場合、図２２（Ａ）および図２２（Ｂ）に示すように、単電池１と単電池１との間に設置できるスペーサ６を配置すれば、スペース（隙間）４が形成される。そして、組電池として使用する場合、単電池が温度上昇した場合、スペース（隙間）４、４、・・が冷却媒体の通路となり各単電池１を冷却する機能を有する。また、これらのスペーサ６、６、・・は組電池として確固となり、振動や機械的衝撃に対処することができる。

【0037】

第４の実施の形態では、第３の実施の形態と同様、連結ロッドの締め付けのトルク圧を加減することにより電池への圧迫力を調節できることに加え、連結ロッドの径の調整により単電池間の連結強度を加減することが出来る。すなわち、連結部材の貫通孔の径よりも若干小さい径の連結ロッドを選択すれば、連結部材と連結ロッドのすべりが良くなるため、応力がかかった場合、連結部材の嵌合が緩むことに追随する。かくして、応力が緩和、あるいは隙間確保がなされる一方、連結ロッドの両端の締め付けによって、位置ズレの防止は保証される。

【0038】

また、図２３は、単電池１の複数個を並列して組み立てた組電池１０の全体斜視図である。この図に示すように、連結部材１５の１５ａと１５ａとを接触させ、１５ｂの凹部１５ｄにスペーサ６の凸部６ａを嵌合し、両端部にエンドプレート２０、２０で挟持し、上下の連結部材１５ａの貫通孔１５ｃに連結棒（ボルト２１、２１）で締め付け組み立てると組電池となる。この構成によれば、確固とした組電池となり振動や機械的衝撃によって単電池が位置ズレすることはなくなる。なお、エンドプレート２０は用いなくてもよい。

【0039】

（第５の実施形態）
図２４は、本発明に係る単電池の第５の実施の形態の斜視図である。図２４（Ａ）は、第１の実施形態の単電池の短側面に連結部材を２箇所配した単電池の斜視図であり、図２４（Ｂ）は、第１の実施形態の単電池の短側面に連結部材を３箇所配した単電池の斜視図であり、図２４（Ｃ）は、第１の実施形態の単電池の短側面に連結部材を４箇所配した単電池の斜視図である。第５の実施の形態の単電池は、上記第１の実施形態または第４の実施形態において、短側面に貫通孔を有する連結部材を２箇所以上配置した構成であり、それ以外の構成は、主に上記第１の実施形態または第４の実施形態と同様である。具体的に、図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）に示すように、第１の実施形態の単電池１は、電槽ケース１１の上端部に２つの出力端子２，３が配置され、電槽ケース１１の短側面１１ａに貫通孔１２ａを有する連結部材１２が２箇所（図２４（Ａ））、３箇所（図２４（Ｂ））、４箇所（図２４（Ｃ））でそれぞれ配置されて構成されている。図２４（Ｂ）及び図２４（Ｃ）では、連結部材１２は、短側面１１ａに等間隔で配置されているが、各間隔は適宜それぞれ任意に変更してもよい。なお、連結部材以外の構成が第４の実施形態と同様である場合、単電池１は、各端部連結部材１５ａの間に中部連結部材１５ｂがそれぞれ設けられることとなる。図２４では、４箇所までの連結部材の配置を例示しているが、電槽ケースの短側面や連結部材の寸法を調整して連結部材を５箇所以上配置してもよい。

【0040】

第５の実施の形態の単電池を並べて図３または図２１のように組電池を組み立てると、組電池は、連結部材の配置箇所の数に応じて連結部材にかかる振動や衝撃の負担を分散することができるため、連結部材の寿命が向上し、その結果、組電池の長期的な振動や衝撃に対する安全性が向上する。

【0041】

（第６の実施形態）
図２５は、本発明に係る単電池の第６の実施の形態の斜視図である。図２５（Ａ）は、第６の実施形態の単電池の斜視図であり、図２５（Ｂ）は、第６の実施形態の単電池を上方から見た上面図である。第６の実施の形態の単電池は、上記第１の実施形態または第４の実施形態において、主に連結部材の形状を変更したものであり、それ以外の構成は、上記第１の実施形態または第４の実施形態と同様である。第６の実施の形態の単電池１は、電槽ケース１１の上端部に２つの出力端子２，３が配置され、電槽ケース１１の短側面１１ａに貫通孔１６ａを有する帯状の連結部材１６が２箇所配置されて構成されている。図２５（Ｂ）に示すように、連結部材１６は、上方から見てＵ（コ）字状に形成されている。このように連結部材１６を形成すると、連結部材１６により電槽ケース１１の短側面の両端部を保護することができるとともに、電槽ケース１１と連結部材１６との接合をより強固にすることができる。そして、第６の実施の形態の単電池を並べて図３または図２１のように組電池を組み立てると、組電池の長期的な振動や衝撃に対する安全性を向上させることができる。なお、第６の実施形態の単電池は、上記第５の実施形態と同様にして短側面に連結部材を２箇所以上配置して構成してもよい。

【0042】

（第７の実施形態）
図２６は本発明に係る単電池の第７の実施の形態の斜視図であり、図２６（Ａ）は第７の実施形態の単電池の斜視図であり、図２６（Ｂ）は第７の実施形態の単電池を上方から見た上面図である。第７の実施の形態の単電池は、上記第１の実施形態または第４の実施形態において、第６の実施の形態と同様に、主に連結部材の形状を変更したものであり、それ以外の構成は、上記第１の実施形態または第４の実施形態と同様である。第７の実施の形態の単電池１は、電槽ケース１１の上端部に２つの出力端子２，３が配置され、電槽ケース１１の短側面１１ａに貫通孔１７ａを有する帯状の連結部材１７が２箇所配置されて構成されている。図２６（Ｂ）に示すように、連結部材１７は、上方から見て環状に形成されている。このように連結部材１７を形成すると、連結部材１７により電槽ケース１１の鉛直軸周りの外周全体を保護することができるとともに、電槽ケース１１と連結部材１７との接合をより強固にすることができる。そして、第７の実施の形態の単電池を並べて図３または図２１のように組電池を組み立てると、組電池の長期的な振動や衝撃に対する安全性を向上させることができる。なお、第７の実施形態の単電池は、上記第５の実施形態と同様にして短側面に連結部材を２箇所以上配置して構成してもよい。

【0043】

上記した本発明の各実施の形態では上記事例に限定されず、種々変更することができる。例えば、連結部材の形状は六角形に限らずかまぼこ型でもよい。また、連結部材（１２、１３、１４、１５等）は締結、或いは嵌合固定できるものであれば、樹脂材や金属であってもよい。本願発明の実施の形態に示した組電池は、いずれも両端にエンドプレートを例を示したが、本発明の組電池において、エンドプレートを用いるか否かは、用途や求められる強度によって適宜選択することができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 単電池
２、３ 出力端子
４ スペース
５、６ スペーサ
１０ 組電池
１１ 金属（合成樹脂）等の電槽ケース
１１ａ 短側面
１２ 連結部材
１２ａ 貫通孔
１３ 連結部材
１４ 連結部材
１５ 連結部材
１５ａ 端部連結部材
１５ｂ 中部連結部材
１５ｃ 貫通孔
１５ｄ 凹部
１６ 連結部材
１６ａ 貫通孔
１７ 連結部材
１７ａ 貫通孔
２０ エンドプレート
２１ 連結ロッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】