特開 2024-125626 電池装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024125626

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】電池装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/271 20210101AFI20240911BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20240911BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

H01M50/271 B

H01M50/271 S

H01M50/296

H01M50/213

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033565

(22)【出願日】2023-03-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】海老原 徹

【テーマコード（参考）】

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H040AA03

5H040AA20

5H040AT01

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY05

5H040AY08

5H040CC17

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】コネクタの取付強度を確保しながら、組立作業性を向上できる電池装置を提供する。
【解決手段】電池装置１０は、電池１４と、電池１４を着脱する開口部３１を有し、電池１４を収容するケース本体２０と、ケース本体２０の開口部３１に取り付けられる第１カバー２１および第２カバー２２と、第２カバー２２が第１カバー２１に対向する方向に対して反対の接続方向Ａに向けて第２カバー２２に設けられたコネクタ５３と、を備える。第２カバー２２は、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に設けられ、ケース本体２０に取り付けられる第１爪部６１と、接続方向Ａに交差する方向に設けられ、ケース本体２０に取り付けられる第２爪部６２と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池と；
前記電池を着脱する開口部を有し、前記電池を収容するケース本体と；
前記ケース本体の前記開口部に取り付けられる第１カバーおよび第２カバーと；
前記第２カバーが前記第１カバーに対向する方向に対して反対の接続方向に向けて前記第２カバーに設けられたコネクタと；
を備え、
前記第２カバーは、前記コネクタの前記接続方向の延長線上に設けられ、前記ケース本体に取り付けられる第１爪部と、前記接続方向に交差する方向に設けられ、前記ケース本体に取り付けられる第２爪部と、を有する
を備えることを特徴とする電池装置。

【請求項2】

前記コネクタは、前記コネクタの前記接続方向と反対方向の延長線上に突出され、前記第１カバーに係合可能とする支え部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電池装置。

【請求項3】

前記第２カバーは、前記支え部よりも前記コネクタの接続方向側に位置し、前記第１カバーに当接する当接部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の電池装置。

【請求項4】

前記第２カバーは、前記コネクタの前記接続方向と反対方向への移動に対して、前記コネクタが前記第１カバーに対して非当接状態で前記第１カバーに当接可能とする当接部を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の電池装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電池装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気機器に電力を供給する電池装置がある。この電池装置では、電池を収容するケースの外側にコネクタを配置し、電池装置を電気機器の電池装着部に装着することにより、コネクタが電池装着部に配置された機器側コネクタに差し込み接続されるものがある。

【0003】

このような電池装置では、電気機器に対する着脱時にコネクタの取付部分に負荷がかかるため、コネクタの取付部分をケースに強固に固定されていることが望ましいことから、ねじを用いてコネクタの取付部分が固定されている。しかし、ねじを用いた取付構造では、電池装置の組立時における作業工程が増加し、組立作業性が低下する懸念される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－２５３３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、コネクタの取付強度を確保しながら、組立作業性を向上できる電池装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の電池装置は、電池と、電池を着脱する開口部を有し、電池を収容するケース本体と、ケース本体の開口部に取り付けられる第１カバーおよび第２カバーと、第２カバーが第１カバーに対向する方向に対して反対の接続方向に向けて第２カバーに設けられたコネクタと、を備える。第２カバーは、コネクタの接続方向の延長線上に設けられ、ケース本体に取り付けられる第１爪部と、接続方向に交差する方向に設けられ、ケース本体に取り付けられる第２爪部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の電池装置によれば、コネクタの取付強度を確保しながら、組立作業性を向上させることが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態を示す電池装置の斜視図である。

【図2】同上電池装置の分解斜視図である。

【図3】同上電池装置のコネクタの部分の斜視図である。

【図4】同上電池装置のケースの断面図である。

【図5】同上電池装置の第２カバーの斜視図である。

【図6】同上電池装置の第２カバーの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

【0010】

電池装置１０は、例えば、非常灯および誘導灯などの停電時に電池電力で動作する非常用照明装置や、その他の電池電力で動作する装置を含む電気機器に使用される。

【0011】

電池装置１０は、中間部１１と、この中間部１１から同じ方向に向けて突出される両端端部である第１端部１２および第２端部１３と、を有する略Ｕの字形状に形成されている。電池装置１０は、両端の端部１２，１３の突出方向を電気機器に対する装着方向とし、装着方向への移動によって電気機器の電池装着部に装着され、また、装着方向と反対方向への移動によって電気機器の電池装着部から取り外される。なお、以下、電池装置１０の略Ｕの字形状をなす一面を上面として上下などの関係を説明する。

【0012】

電池装置１０は、複数の電池１４と、これら電池１４を収容するケース１５と、を備えている。

【0013】

電池１４は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池のセルが用いられている。電池１４は、例えば単２電池サイズの円柱状に形成され、一端面がプラス極１４ａ、他端面がマイナス極１４ｂの電極を有している。

【0014】

複数の電池１４がケース１５への収容形状に対応して略Ｕの字形状に並列に配置されるとともに、隣り合う電池１４のプラス極１４ａとマイナス極１４ｂとを逆向きとして配置され、隣り合う電池１４の異なる極性同士が図示しない電極板によって直列に接続されている。電極板は、電池１４の電極に溶接固定されて電気的に接続されている。これにより、複数の電池１４を直列に接続した電池ユニットが構成されている。なお、図２には、電池１４の形状を示すために、１つの電池１４のみをケース１５の外部に出した図を示す。

【0015】

直列に接続された電池１４のうち、一端側の電池１４の電極板が接続されてないプラス極１４ａと他端側の電池１４の電極板が接続されていないマイナス極１４ｂとに図示しない一対のリード線の一端側がそれぞれ溶接固定されて電気的に接続されている。なお、電池１４に接続されるリード線の配線経路中には、過電流に対する保護を目的としたヒューズが組み込まれている。

【0016】

また、ケース１５は、絶縁性を有する樹脂製で、上述のように、中間部１１と、この中間部１１から同じ方向に向けて突出される端部１２，１３と、を有する略Ｕの字形状に形成されている。

【0017】

ケース１５は、上面視が略Ｕの字形状の下部側のケース本体２０と、このケース本体２０に上面を覆って取り付けられる上部側のカバーである第１カバー２１および第２カバー２２と、を備えている。第１カバー２１と第２カバー２２は組み合わされてケース本体２０の上面側の全域を覆うように取り付けられている。

【0018】

ケース本体２０は、複数の電池１４を収容する内部の収容部２５と、この収容部２５の底面を構成する底面部２６と、収容部２５の内周面側を構成する内側面部２７と、収容部２５の外周面側を構成する外側面部２８と、収容部２５の各端部１２，１３の端面を構成する端面部２９，３０と、収容部２５の上面側に開口された開口部３１と、を有している。収容部２５の内側面部２７および外側面部２８の内面側には、収容部２５内に収容されて隣り合う電池１４の間に配置されるように複数のリブ３２が突出されている。

【0019】

ケース本体２０の上部側には、第１カバー２１が取り付けられる第１取付部３３と、第２カバー２２が取り付けられる第２取付部３４と、が設けられている。

【0020】

第１取付部３３は、ケース本体２０の第２端部１３の先端側を除いた領域（中間部１１から第１端部１２に亘った領域）に設けられている。第１取付部３３は、内側面部２７および外側面部２８の上端から上方に突出する複数の第１カバー用爪部３５を有している。第１カバー用爪部３５は、第１取付部３３の全域に分散して配置されている。第１カバー用爪部３５は、上方に突出する突出部３６の上端に、収容部２５に対して外向きに突出するように設けられている。第１カバー用爪部３５は、下面側がケース本体２０の上面に略平行状となる係止面で、上面側が突出部３６の上端側から第１カバー用爪部３５の先端側に向けて下降傾斜する傾斜面に形成されている。

【0021】

第２取付部３４は、第２端部１３の先端側の領域に設けられている。第２取付部３４には、内側面部２７、外側面部２８および端面部２９から上方に突出する取付縁部３７が設けられ、端面部２９の取付縁部３７の下側に第１取付孔３８が設けられ、内側面部２７および外側面部２８の取付縁部３７の下側に一対の第２取付孔３９が設けられている。取付縁部３７の内面側には、各取付孔３８，３９に向けて下降傾斜する傾斜面４０が設けられている。

【0022】

また、第１カバー２１は、ケース本体２０の第２端部１３の先端側を除いた領域（中間部１１から第１端部１２に亘った領域）である第１取付部３３の領域に対応した形状に形成されている。第１カバー２１は、上面のカバー部４３と、このカバー部４３の周辺部から下方に突出された側面部４４と、を有している。

【0023】

第１カバー２１には、各第１カバー用爪部３５が挿通される複数の挿通孔４５が上下方向に沿って設けられているとともに、各挿通孔４５の外側に各第１カバー用爪部３５が係合可能とする第１カバー取付孔４６がそれぞれ設けられている。

【0024】

第２カバー２２と組み合わされる第１カバー２１の端面には、その端面の幅方向の一側の配線カバー部４７と、幅方向の他側の保持部４８と、が並んで設けられている。配線カバー部４７は、第１カバー２１の上面から上方に突出された枠状に形成され、下面側が開口されているとともに、第２カバー２２と組み合わされる端面側が開口されている。配線カバー部４７の端面側の内周部には係合溝部４９が形成されている。保持部４８は、第１カバー２１の端面から配線カバー部４７よりも電池装置１０の装着方向（コネクタ５３の接続方向Ａ）に突出されている。

【0025】

また、第２カバー２２は、ケース本体２０の第２端部１３の先端側の領域である第２取付部３４の領域に対応した形状に形成されたカバー部５１を有している。カバー部５１は、略平板状で、第２取付部３４の取付縁部３７の内側に嵌合され、この取付縁部３７とケース本体２０に取り付けられた第１カバー部２１の端面との間に位置決め保持されて取り付けられる。カバー部５１には、第１カバー２１の端面に対向する縁部に上方に突出する壁部５２が設けられている。

【0026】

さらに、第２カバー２２は、コネクタ５３を有している。コネクタ５３は、壁部５２の幅方向の一側に設けられている。コネクタ５３は、第２端部１３の先端側に対向する壁部５２の一面から突出するコネクタ部５４と、壁部５２の一面とは反対の他面から突出するコネクタカバー部５５と、を有している。

【0027】

コネクタ部５４は、カバー部５１から上方に離反した位置に配置され、電池装置１０の装着方向と同じ方向を接続方向（差込方向）Ａとして、電池装置１０が電気機器の電池装着部に装着されることにより、電池装着部に配置された対応する機器側コネクタに差し込まれて電気的に接続される。

【0028】

コネクタ部５４は、一対のコネクタ孔５６を有し、これらコネクタ孔５６がコネクタ部５４の先端面からコネクタカバー部５５内まで貫通されている。コネクタカバー部５５からコネクタ部５４の一対のコネクタ孔５６内に、図示しない一対のコネクタ端子が配置されている。コネクタカバー部５５内にて一対のコネクタ端子に電池１４に接続された一対のリード線の他端側が電気的に接続されている。

【0029】

コネクタカバー部５５は、コネクタ５３の接続方向Ａと反対方向に向けて開口され、一対のコネクタ孔５６に連通する一対の配線空間５７が仕切られて形成されている。一対の配線空間５７には、一対のコネクタ端子や、このコネクタ端子に接続される電池１４からの一対のリード線の他端側が配置される。

【0030】

コネクタ５３には、このコネクタ５３の接続方向Ａと反対方向の延長線上に、第１カバー２１に係合可能とする支え部５８が突設されている。支え部５８は、舌片状で、コネクタカバー部５５の上面部の端面でその端面の上下方向の厚み方向の下部側から突出され、配線カバー部４７の上面部の内側である下側に重なるように配線カバー部４７の係合溝部４９に配置され、配線カバー部４７と係合可能とする。

【0031】

さらに、第２カバー２２は、支え部５８よりもコネクタ５３の接続方向Ａ側に位置し、第１カバー２１に当接する当接部５９を有している。当接部５９は、コネクタ５３の接続方向Ａと反対方向の端面に、コネクタ５３（コネクタカバー部５５）が第１カバー２１に対して非当接状態で第１カバー２１の保持部４８に当接する。当接部５９は、第１カバー２１の保持部４８に対向する壁部５２の端面に設けられている。

【0032】

これら保持部４８と当接部５９により、コネクタ５３（コネクタカバー部５５）の接続方向Ａと反対方向の端面は、第１カバー２１の配線カバー部４７の端面と接触せず、隙間６０が設けられている。また、コネクタ５３（コネクタカバー部５５）から突出する支え部５８は、コネクタ５３（コネクタカバー部５５）の端面と配線カバー部４７の端面との間の隙間６０よりも大きい突出寸法に設けられているため、上面側から見てその隙間６０が支え部５８で閉塞されている。

【0033】

さらに、第２カバー２２は、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に設けられる第１爪部６１と、接続方向Ａに交差する方向の両側に設けられる第２爪部６２と、を有している。第１爪部６１は、コネクタ５３の接続方向Ａの端面の中心からの延長線上に設けられていることが好ましいが、コネクタ５３の接続方向Ａの端面の全域からの延長線の領域に少なくとも一部が配置されていればよい。両側の第２爪部６２は、カバー部５１の壁部５２に連続される位置または近い位置に配置され、コネクタ５３のコネクタ部５４の両側方の位置に配置されている。言い換えれば、両側の第２爪部６２の間に、コネクタ５３のコネクタ部５４が配置されている。

【0034】

爪部６１，６２は、カバー部５１から下方に突出する突出部６３の下端に、カバー部５１から外向きに突出するように設けられている。爪部６１，６２は、上面側がケース本体２０の上面に略平行状となる係止面で、下面側が突出部６３の下端側から爪部６１，６２の先端側に向けて上降傾斜する傾斜面に形成されている。第１爪部６１はケース本体２０の第１取付孔３８に係合されて取り付けられ、第２爪部６２はケース本体２０の第２取付孔３９に係合されて取り付けられる。第１爪部６１の突出部６３は、水平断面が略Ｌの字形状に形成され、外力に対する強度が確保されている。第２爪部６２の突出部６３は、第２の爪部６２よりも幅広に形成され、外力に対する強度が確保されている。

【0035】

なお、第１爪部６１が係合するケース本体２０の第１取付孔３８は、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に設けられ、また、一対の第２爪部６２が係合するケース本体２０の一対の第２取付孔３９は、接続方向Ａに交差する方向の両側に設けられている。

【0036】

そして、電池装置１０を組み立てる場合には、予め、複数の電池１４を電極板で直列に接続固定するとともに一対のリード線の一端側を電気的に接続して電池ユニットとしてユニット化しておき、さらに、一対のリード線の他端側を第２カバー２２のコネクタ５３に電気的に接続しておく。

【0037】

このユニット化された電池１４をケース本体２０の開口部３１から収容部２５内に挿入する。

【0038】

一対のリード線をケース本体２０内に収容しながら、第２カバー２２をケース本体２０の第２取付部３４に取り付ける。第１爪部６１および第２爪部６２をケース本体２０の取付縁部３７の内側に嵌るように合わせ、第２カバー２２を上方からケース本体２０に押し込むことにより、第２カバー２２およびケース本体２０の取付縁部３７が弾性変形しながら、第１爪部６１および第２爪部６２がケース本体２０の取付縁部３７の内側に進入するとともに、第１取付孔３８および第２取付孔３９に係合して取り付けられる。

【0039】

第２カバー２２の取付状態では、カバー部５１の周辺部がケース本体２０の取付縁部３７の内側に嵌合され、位置決め保持される。

【0040】

続いて、第１カバー２１をケース本体２０の第１取付部３３に取り付ける。第１カバー２１の側面部４４の内側にケース本体２０の第１カバー用爪部３５が嵌るように合わせ、第１カバー２１を上方からケース本体２０に押し込むことにより、第１カバー２１およびケース本体２０が弾性変形しながら、第１カバー用爪部３５が第１カバー２１の側面部４４の内側に進入して挿通孔４５に挿入されるとともに、第１カバー取付孔４６に係合して取り付けられる。

【0041】

第１カバー２１の取付状態では、側面部４４がケース本体２０の上縁に嵌まり込み、コネクタ５３のコネクタカバー部５５に接続されているリード線を配線カバー部４７で覆うとともに、コネクタカバー部５５から突出する支え部５８の上側に重なるように配線カバー部４７が配置され、さらに、第１カバー２１の保持部４８と第２カバー２２の当接部５９とが対向または当接するように配置される。また、第１カバー２１および第２カバー２２がケース本体２０に取り付けられることにより、ケース本体２０と第１カバー２１および第２カバー２２との間に複数の電池１４を挟み込んで保持する。

【0042】

また、電池装置１０を電気機器の電池装着部に装着する際には、電池装置１０を電気機器の電池装着部に向けて装着方向に移動させることにより、コネクタ５３のコネクタ部５４が接続方向Ａから電池装着部の機器側コネクタに差し込まれて電気的に接続される。

【0043】

このとき、第２カバー２２は、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に設けられる第１爪部６１と、接続方向Ａに交差する方向の両側に設けられる第２爪部６２とによってケース本体２０に取り付けられているため、例えば、電池装置１０が装着方向に対して左右方向にこねるなどして装着された場合でも、第２カバー２２がケース本体２０に強固に固定されていて、コネクタ５３にかかる応力に対して第２カバー２２がケース本体２０に固定された状態が維持される。

【0044】

コネクタ５３が機器側コネクタに差し込まれる際に接続方向Ａに対して抵抗がかかったり、差し込みが止まると、装着方向に移動するケース本体２０に対して、相対的に、コネクタ５３が接続方向Ａと反対方向に移動することになるが、コネクタ５３のコネクタカバー部５５と第１カバー２１の配線カバー部４７とが接触する前に、第２カバー２２の当接部５９と第１カバー２１の保持部４８とが当接するため、第２カバー２２（カバー部５１）の動きを止めてコネクタ５３の位置が大きくずれるのを防止しながら、コネクタ５３の動きに自由度を持たせ、コネクタ５３に加わる負荷を軽減することができる。

【0045】

さらに、第２カバー２２の支え部５８が第１カバー２１の配線カバー部４７の下側に重なるように配置されているため、コネクタ５３に応力が加わっても、コネクタ５３が位置ずれするのを防止できる。

【0046】

一方、電池装置１０を電気機器の電池装着部から取り外す際には、電池装置１０を電気機器の電池装着部から装着方向と反対方向に移動させることにより、コネクタ５３のコネクタ部５４が電池装着部の機器側コネクタから接続方向Ａと反対方向に移動して外れる。

【0047】

このとき、第２カバー２２は、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に設けられる第１爪部６１と、接続方向Ａに交差する方向の両側に設けられる第２爪部６２とによってケース本体２０に取り付けられているため、例えば、電池装置１０が装着方向と反対方向に対して左右方向にこねるなどして取り外される場合でも、第２カバー２２がケース本体２０に強固に固定されていて、コネクタ５３にかかる応力に対して第２カバー２２がケース本体２０に固定された状態が維持される。

【0048】

さらに、機器側コネクタに差し込まれて接続されているコネクタ５３が接続方向Ａと反対方向に移動するのに抵抗がかかるが、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に第１爪部６１が設けられているため、電池装置１０の装着方向と反対方向への移動に伴って、ケース本体２０に係合する第１爪部６１を介してコネクタ５３が機器側コネクタから接続方向Ａと反対方向に移動する方向に力を効果的に作用させ、コネクタ５３を機器側コネクタから抜き外すことができる。

【0049】

以上のように、電池装置１０によれば、コネクタ５３が設けられた第２カバー２２は、コネクタ５３の接続方向Ａの延長線上に設けられる第１爪部６１と、接続方向Ａに交差する方向の両側に設けられる第２爪部６２とによってケース本体２０に取り付けることにより、ねじを用いずに、ケース本体２０に対する取付強度を確保し、組立作業性を向上できる。

【0050】

また、コネクタ５３には、コネクタ５３の接続方向Ａと反対方向の延長線上に、第１カバー２１に係合可能とする支え部５８が突出されていることにより、コネクタ５３の位置ずれを防止したり、コネクタ５３への応力を第１カバー２１で受け止めることができる。

【0051】

また、第２カバー２２は、支え部５８よりもコネクタ５３の接続方向Ａ側に位置し、第１カバー２１に当接する当接部５９を有することにより、第２カバー２２の動きを止めてコネクタ５３の位置が大きくずれるのを防止することができる。

【0052】

また、第２カバー２２は、コネクタ５３の接続方向Ａと反対方向への移動に対して、コネクタ５３が第１カバー２１に対して非当接状態で、第１カバー２１に当接可能とする当接部５９を有することにより、言い換えれば、第１カバー２１は、この第１カバー２１の端面から配線カバー部４７よりも突出し、コネクタ５３の接続方向Ａと反対方向への移動に対して、コネクタ５３が第１カバー２１に対して非当接状態で、第２カバー２２に当接する保持部４８を有することにより、第２カバー２２の動きを止めてコネクタ５３の位置が大きくずれるのを防止しながら、コネクタ５３の動きに自由度を持たせ、コネクタ５３に加わる負荷を軽減することができる。

【0053】

なお、電池装置１０の形状は、略Ｕの字形状に限らず、例えば略Ｉの字形状や略Ｌの字形状など、いずれであってもよい。

【0054】

なお、実施形態では隣り合う電池１４のプラス極１４ａとマイナス極１４ｂとを逆向きとして配置される形態として説明したが、これに限らず、隣り合う電池１４はそれぞれ同一の極性を同一の向きとなるように配置してもよい。

【0055】

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、特許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。

【符号の説明】

【0056】

１０ 電池装置
１４ 電池
２０ ケース本体
２１ 第１カバー
２２ 第２カバー
３１ 開口部
５３ コネクタ
５８ 支え部
５９ 当接部
６１ 第１爪部
６２ 第２爪部
Ａ 接続方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】