(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
電気的に直列または並列に接続されるとともに各端子面を揃えた状態で複数の電池が互いに平行な姿勢で配置された電池パックの前記各端子面に取り付けられ、前記電池パックに加わる衝撃を緩和するための耐衝撃緩衝材であって、
形成材料がポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂であり、
前記電池パックにおける各電池の端子面よりも外形寸法が大きな板状に形成され、外縁部が前記各端子面の外側に張り出すように固定されるとともに、前記各電池の端子接続部を露出させるための開口部を有するとともに、
前記電池が円筒型電池であり、前記各電池間に形成される谷間形状に合わせて前記外縁部に凹みを設けた
ことを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記従来の電池パックにおいて、ケースは各電池全体を覆っているため、ケースの材料費やクッション材の材料費が高くなるといった問題がある。また、ケースは、立体的な形状であり樹脂成形によって製造されている。このため、ケースを製造するための成形金型の費用もかかってしまう。さらに、電池パックを構成する電池の本数が変更される場合には、ケース形状も変更されるため、その都度、成形金型の変更費用がかかってしまう。このようなコストアップは、電池パックの量産化の障害となっていた。
【0006】
本発明者らは、発泡ウレタンなどの比較的柔らかいクッション材のケースで各電池全体を覆うようにした電池パックを検討している。この場合、部品点数が少なくなるため、製造コストが低減される。しかしながら、落下時等に電池に大きな衝撃が加わる場合には、その衝撃をクッション材で十分に吸収することができないことがある。この場合、電池が変形して、電池の端子面に設けられた安全弁が誤作動してしまうといった問題が考えられる。
【0007】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストで製造することができ、かつ電池に加わる衝撃を確実に緩和することができる電池パック用耐衝撃緩衝材を提供することにある。また、別の目的は、前記耐衝撃緩衝材を装着することにより、各電池に加わる衝撃を確実に緩和することができる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するための手段[1]〜[
4]を以下に列挙する。
【0009】
[1]電気的に直列または並列に接続されるとともに各端子面を揃えた状態で複数の電池が互いに平行な姿勢で配置された電池パックの前記各端子面に取り付けられ、前記電池パックに加わる衝撃を緩和するための耐衝撃緩衝材であって、
形成材料がポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂であり、前記電池パックにおける各電池の端子面よりも外形寸法が大きな板状に形成され、外縁部が前記各端子面の外側に張り出すように固定されるとともに、前記各電池の端子接続部を露出させるための開口部を有す
るとともに、前記電池が円筒型電池であり、前記各電池間に形成される谷間形状に合わせて前記外縁部に凹みを設けたことを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材
。
[2]電気的に直列または並列に接続されるとともに各端子面を揃えた状態で複数の電池が互いに平行な姿勢で配置された電池パックの前記各端子面に取り付けられ、前記電池パックに加わる衝撃を緩和するための耐衝撃緩衝材であって、形成材料がポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂であり、前記電池パックにおける各電池の端子面よりも外形寸法が大きな板状に形成され、外縁部が前記各端子面の外側に張り出すように固定されるとともに、前記各電池の端子接続部を露出させるための開口部を有するとともに、前記各端子面と対向する一方の表面に設けられた粘着層と、前記粘着層の粘着面に剥離可能に設けられた保護層とを備えたことを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材。
【0010】
手段
1,2に記載の発明によると、電池パックにおいて各電池の端子面の外側に張り出すように耐衝撃緩衝材が取り付けられているので、電池パックの落下時には、その衝撃が耐衝撃緩衝材に加わり各電池に直接伝わることが回避される。また、耐衝撃緩衝材は、開口部が形成されているため撓み易く、衝撃を効率よく吸収することができる。このように、耐衝撃緩衝材を設けることで、各電池の変形を防止することができ、各電池を確実に保護することができる。また、耐衝撃緩衝材の開口部を介して電池接続部が露出しているので、耐衝撃緩衝材の装着後において各電池の接続が可能となる。さらに、耐衝撃緩衝材は板状であるため、従来技術で用いられているケースのように樹脂成形等にて形成する必要がなく、打ち抜き加工にて容易に形成することができる。この場合、材料コストや金型コストが安くなるため、耐衝撃緩衝材の製造コストを低く抑えることができる。
【0012】
また、上記手段1に記載の発明によると、耐衝撃緩衝材の外縁部に凹みが形成され、円筒型電池の谷間に対応した形状となっているので、外縁部の凹みに電子部品のリード線を配置させることができ、電子部品の接続を容易に行うことができる。また、各電池間の谷間のスペースに沿って電子部品を収容することができるため、電子部品を設けたことによる電池パックのサイズアップを抑えることができる。さらに、電池パックを小型化できるため、電池パックの搭載機器における電源の設置スペースを抑制することができる。
【0014】
また、上記手段1,2に記載の発明によると、電池パック用耐衝撃緩衝材がポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂を用いて形成されるので、電池パックの落下時等の衝撃に耐えうる十分な強度を確保することができる。また、ポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂は汎用的な樹脂材料であるので、材料コストを低く抑えることができる。
【0016】
また、上記手段2に記載の発明によると、電池パックへの電池パック用耐衝撃緩衝材の装着時には、保護層を剥離することで耐衝撃緩衝材の表面に設けられている粘着層の粘着面が露出される。その後、粘着層の粘着面を各電池の端子面に押し付けることで耐衝撃緩衝材を容易に接着固定することができる。またこのとき、耐衝撃緩衝材の固定により、各端子面を揃えた状態で複数の電池が互いに平行な姿勢で配置される。そして、耐衝撃緩衝材の開口部を介して露出している各電池の端子接続部にタブ端子等を配置することができ、溶接等にてタブ端子を容易に接続することができる。
【0017】
[3]手段
1に記載の耐衝撃緩衝材が取り付けられたことを特徴とする電池パック。
【0018】
手段
3に記載の発明によると、電池パックに上記耐衝撃緩衝材を取り付けることで、電池パックの落下時に加わる衝撃を吸収することができ、各電池を確実に保護することができる。
【0019】
[
4]手段3において、前記電池は一方の端子面に安全弁が設けられるものであり、前記耐衝撃緩衝材は、前記安全弁が設けられる端子面に固定されることを特徴とする電池パック。
【0020】
手段
4に記載の発明によると、安全弁が設けられる端子面に耐衝撃緩衝材が固定されるので、電池パックの落下時において安全弁に加わる衝撃を吸収することができる。この結果、落下時等の衝撃で安全弁が誤作動するといった問題を回避することができる。
【発明の効果】
【0021】
以上詳述したように、手段
1または2に記載の発明によると、低コストで製造することができ、かつ電池に加わる衝撃を確実に緩和することができる耐衝撃緩衝材を提供することができる。また、手段
3または4に記載の発明によると、前記耐衝撃緩衝材を装着することにより、各電池に加わる衝撃を確実に緩和することができる電池パックを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における電池パックを示す平面図であり、
図2は、その電池パックの正面図である。
【0024】
図1及び
図2に示されるように、電池パック10は、複数の円筒型電池11と、各電池11を接続するためのタブ端子12と、タブ端子12を介して各電池11に接続される電子部品13と、電池パック10に加わる衝撃を緩和する耐衝撃緩衝材14とを備える。
【0025】
本実施の形態の電池パック10では、3本の電池11が電気的に並列に接続されている。詳しくは、電池パック10において、各電池11の同一極性の端子16,17を同じ向きにして配置するとともに、各端子面18,19を揃えた状態で複数の電池11が互いに平行な姿勢で配置されている。そして、各電池11において同一方向にある同一極性の各端子16,17が細長い帯状のタブ端子12によって接続されている。このタブ端子12は、例えば溶接接続にて各端子16,17に接続されている。なお、はんだ付けにてタブ端子12を接続することも可能である。また、各電池11の外周面は、熱を加えることで収縮するシュリンクチューブ20によって包装されている。
【0026】
電子部品13は、リード線21と同軸上に設けられたアキシャルタイプの電子部品であり、例えばダイオードや抵抗などである。電子部品13は、各電池11間に形成されている谷間のスペースに沿って配置されており、リード線21を介してタブ端子12に接続されている。
【0027】
各電池11において、一方の端子面18(
図1では下側の端子面)には、円弧状のノッチ23(
図2参照)が設けられている。ノッチ23は、断面V字状の溝であり、電池11内でのガス発生時に開裂して電池内圧を開放する安全弁として機能する。本実施の形態の電池パック10では、ノッチ23が形成される端子面18側に、両面テープの粘着層25を介して耐衝撃緩衝材14が固定されている。
【0028】
図1〜
図4に示されるように、本実施の形態における耐衝撃緩衝材14は、各電池11の端子面18の外径寸法(横X1,縦Y1)よりも外形寸法(横X2,縦Y2)が大きな板状に形成され、外縁部27が各端子面18の外側に張り出すように固定されている。より詳しくは、耐衝撃緩衝材14の外縁部27は、各電池11の端子面18よりも外側に1mm以上3mm以下の寸法だけ張り出している。また、各電池11の配列方向(
図2では左右方向)の両端に位置する外縁部27は、それ以外の(
図2では上下に配置される)外縁部27よりも外側に張り出している寸法が大きくなっている。
【0029】
さらに、耐衝撃緩衝材14には、各電池11の端子接続部(具体的には、端子16,17及びタブ端子12の接続部)を露出させるための矩形状の開口部28が設けられている。つまり、耐衝撃緩衝材14は、中央部分が略矩形状にくり抜かれることで環状に形成されている。そして、耐衝撃緩衝材14における開口部28の内側に帯状のタブ端子12が配置されている。この耐衝撃緩衝材14は、例えばポリプロピレン(PP)樹脂からなる樹脂板を打ち抜き加工することで形成されている。なお、ポリプロピレン樹脂以外にポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂などの樹脂板を用いて耐衝撃緩衝材14を形成してもよい。
【0030】
耐衝撃緩衝材14には、各電池11間に形成される谷間形状に合わせて外縁部27に凹み29が設けられている。凹み29は、耐衝撃緩衝材14において長手方向の対向する2辺となる外縁部27に設けられており、その凹み29を設けることで外縁部27が波形に湾曲した形状となっている。また、耐衝撃緩衝材14において、各電池11の配列方向の端部は、電池11の外周面に合わせて円弧状に形成されている。
【0031】
図4に示されるように、組み付け前の耐衝撃緩衝材14には、電池11の端子面18と対向する一方の表面31(図では上面)に粘着層25を有する両面テープ32が設けられている。この両面テープ32の一方の粘着面が耐衝撃緩衝材14に接着固定され、他方の粘着面に剥離可能な保護テープ33(保護層)が設けられている。そして、耐衝撃緩衝材14を電池パック10に装着する直前に保護テープ33が剥がされて、粘着層25が露出される。その後、粘着層25の粘着面を各電池11の端子面18に押し付けることで粘着層25を介して耐衝撃緩衝材14が接着固定される。
【0032】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【0033】
(1)本実施の形態の電池パック10では、各電池11の端子面18の外側に張り出すように耐衝撃緩衝材14が取り付けられている。このようにすると、電池パック10の落下時には、その衝撃が耐衝撃緩衝材14に加わり各電池11に直接伝わることが回避される。また、耐衝撃緩衝材14は、開口部28が形成されているため撓み易く、衝撃を効率よく吸収することができる。このように、耐衝撃緩衝材14を設けることで、落下時等に衝撃が加わった場合でも各電池11の変形を防止することができ、各電池11を確実に保護することができる。さらに、耐衝撃緩衝材14は板状であるため、従来技術で用いられているケースのように樹脂成形等にて形成する必要がなく、打ち抜き加工にて容易に形成することができる。この加工時に用いられる打ち抜き用の金型は、樹脂成形金型と比較して安価であり、設備コストも低く抑えることができる。このように、耐衝撃緩衝材14の材料コストや設備コストが安くなるため、電池パック10の製造コストを低く抑えることができる。
【0034】
(2)本実施の形態の耐衝撃緩衝材14には、電池接続部(端子16,17及びタブ端子12)を露出させる開口部28が形成されている。この開口部28は、各電池11の端子16間を接続するタブ端子12の形状に合わせて略矩形状に形成されている。このため、耐衝撃緩衝材14の装着後において、タブ端子12を用いて各電池11の端子16を接続することができる。
【0035】
(3)本実施の形態の耐衝撃緩衝材14は、従来技術のケースのように電池パック全面を覆うものではなく、電池パック10の端部に設けられている。また、耐衝撃緩衝材14の外縁部27は、各電池11の端子面18よりも外側に1mm以上3mm以下の寸法だけ張り出している。このようにすると、耐衝撃緩衝材14を設けたことによる電池パック10のサイズアップを抑えることができる。
【0036】
(4)本実施の形態の耐衝撃緩衝材14の外縁部27は、凹み29が形成されて電池11の谷間に対応した形状となっている。この場合、耐衝撃緩衝材14の外縁部27の凹み29に電子部品13のリード線21を配置させることができ、電子部品13の接続を容易に行うことができる。また、各電池11間の谷間のスペースに沿って電子部品13を収容することができるため、電池パック10のサイズアップを抑えることができる。さらに、電池パック10を小型化できるため、電池パック10の搭載機器における電源の設置スペースを抑制することができる。
【0037】
(5)本実施の形態の耐衝撃緩衝材14は、ポリプロピレン樹脂からなるので、電池パック10の落下時等の衝撃に耐えうる十分な強度を確保することができる。また、ポリプロピレン樹脂は汎用的な樹脂材料であるので、耐衝撃緩衝材14の材料コストを低く抑えることができる。
【0038】
(6)本実施の形態では、耐衝撃緩衝材14の一方の表面31には粘着層25を有する両面テープ32が設けられ、粘着層25の粘着面を各電池11の端子面18に押し付けることで耐衝撃緩衝材14を容易に接着固定することができる。またこのとき、耐衝撃緩衝材14の固定により、各端子面18を揃えた状態で複数の電池11が互いに平行な姿勢で配置される。その後、耐衝撃緩衝材14の開口部28を介して露出している各電池11の端子16にタブ端子12を容易に接続することができる。
【0039】
(7)本実施の形態の電池パック10では、各電池11においてノッチ23(安全弁)が設けられる端子面18に耐衝撃緩衝材14が固定されている。このようにすると、電池パック10の落下時等において安全弁23に加わる衝撃を確実に吸収することができるため、その衝撃で安全弁23が誤作動するといった問題を回避することができる。
【0040】
(8)本実施の形態の耐衝撃緩衝材14において、各電池11の配列方向の両端に位置する外縁部27は、それ以外の外縁部27よりも外側に張り出している寸法が大きくなっている。電池パック10において、各電池11の配列方向の端部から地面等に落下する場合には、応力集中が起きてより大きな衝撃が加わる。このため、耐衝撃緩衝材14において、両端に位置する外縁部27の張り出し寸法を大きくすることで、衝撃を確実に吸収することができる。
【0041】
(9)本実施の形態において、耐衝撃緩衝材14の外縁部27は湾曲した形状であり角部がないため、耐衝撃緩衝材14を手で持ち易くなる。また、手触りや外観が良好となるため、耐衝撃緩衝材14の商品価値を高めることができる。
【0042】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【0043】
・上記実施の形態において、電池パック10は3本の電池11を並列接続した組み電池として構成されていたが、複数の電池11を直列接続して電池パック10を構成してもよい。電池パック10を構成する電池11は、円筒型電池であったが、これに以外に角型電池を用いて電池パック10を形成してもよい。さらに、電池11の本数は3本に限定されるものではなく、2本や4本以上の複数の電池11からなる電池パック10に本発明を適用してもよい。なお、
図5には、5本の電池11からなる電池パック用の耐衝撃緩衝材14Aを示している。この耐衝撃緩衝材14Aでは、上記実施の形態の耐衝撃緩衝材14(
図3参照)に対して、電池11が5本に増加するのに伴い外縁部27の凹み29が多く形成されている。なお、耐衝撃緩衝材14,14Aにおいて、必ずしも外縁部27に凹み29を形成する必要はなく、例えば、外縁部27を直線状に形成してもよい。ここで、耐衝撃緩衝材14,14Aは打ち抜き加工にて形成されるため、電池数が増えるなどして形状変更があったとしても、金型変更にかかる費用を抑えることができる。このため、費用面において形状変更の対応がし易くなる。
【0044】
・上記実施の形態において、耐衝撃緩衝材14,14Aは、開口部28を有する環状に形成されていたが、一部を切り欠いた形状(例えば、略C字状)に形成されるものでもよい。このようにすると、耐衝撃緩衝材が撓み易くなるため、電池11に加わる衝撃を確実に吸収することができる。
【0045】
・上記実施の形態において、耐衝撃緩衝材14,14Aには1つの開口部28を形成していたが、
図6に示される耐衝撃緩衝材14Bのように複数の開口部28Aを設けてもよい。
図6は、4本の電池11を直列接続して電池パック10Aを構成する場合の耐衝撃緩衝材14Bを示している。この電池パック10Aでは、極性が異なる端子面18,19を交互に配置するとともに、それら端子面18,19を揃えた状態で各電池11を互いに平行な姿勢で配置し、隣り合う電池11の極性の異なる端子16,17を比較的短いタブ端子12Aで接続している。また、耐衝撃緩衝材14Bには、タブ端子12Aの接続部分を露出するために2つの開口部28Aが形成されている。このように電池パック10Aを構成しても、耐衝撃緩衝材14Bによって各電池11に加わる衝撃を確実に吸収することができる。また、耐衝撃緩衝材14Bの装着後において、各電池11の各端子16,17をタブ端子12Aによって容易に接続することができる。
【0046】
・上記実施の形態の電池パック10では、各電池11の一方の端子面18のみに耐衝撃緩衝材14が固定されるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、複数の電池11を直列接続して電池パック10Aを構成する場合、安全弁23が設けられる端子面18は、隣り合う電池11において異なる端部に配置される。このような電池パック10Aには、各電池11における両方の端部に耐衝撃緩衝材14Bを固定してもよい。このようにすれば、電池パック10Aの落下時には、いずれかの耐衝撃緩衝材14Bで電池11に加わる衝撃を吸収することができ、安全弁23の誤作動を確実に回避することができる。なお、上記実施の形態の電池パック10において、安全弁23が設けられていない端子面19側にも耐衝撃緩衝材14を固定してもよい。
【0047】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【0048】
(1)手段1乃至4のいずれか1項において、前記外縁部は、前記各電池の端子面よりも外側に1mm以上3mm以下の寸法だけ張り出していることを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材。
【0049】
(2)手段1乃至4のいずれか1項において、前記各電池の配列方向の両端に位置する外縁部は、それ以外の外縁部よりも外側に張り出している寸法が大きいことを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材。
【0050】
(3)手段1乃至4のいずれか1項において、前記開口部は、前記電池の端子間を接続するタブ端子の形状に合わせて略矩形状に形成されていることを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材。
【0051】
(4)手段1乃至4のいずれか1項において、ポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂からなる樹脂板を打ち抜き加工することにより形成されることを特徴とする電池パック用耐衝撃緩衝材。
【0052】
(5)手段5または6において、リード線を介して前記電池の端子に接続される電子部品であって、前記リード線と同軸上に設けられるアキシャルタイプの電子部品が前記各電池間に形成される谷間に沿って配置されることを特徴とする電池パック。