特開 2024-126179 電池装置およびその製造方法

(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】P2024126179

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電池装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/50 20210101AFI20240912BHJP

   H01M 50/298 20210101ALI20240912BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20240912BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20240912BHJP

   H01M 50/528 20210101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01M50/50 101

H01M50/298

H01M50/296

H01M50/213

H01M50/528

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034401

(22)【出願日】2023-03-07

(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】加茂下 浩

(72)【発明者】

【氏名】冨山 和也

【テーマコード（参考）】

5H040

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H040AA19

5H040AS27

5H040AT01

5H040AT06

5H040AY04

5H040AY05

5H040AY08

5H043AA02

5H043AA11

5H043CA03

5H043HA13D

5H043JA02D

5H043JA06D

5H043JA13D

(57)【要約】

【課題】リード線の接続が外れるのを防止できる電池装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電池装置１０は、電池１１と、接続板３１と、リード線３０と、ケース１３と、を備える。接続板３１は、第１面３１ａとこの第１面３１ａに対して反対側の第２面３１ｂを有するとともに、一端側に第１面３１ａ側と第２面３１ｂ側とに貫通するリード線挿通孔３９を有し、他端側が電池１１の電極に接続固定される。リード線３０は、リード線挿通孔３９を通じて接続板３１の第１面３１ａ側から第２面３１ｂ側に斜めに挿通され、第２面３１ｂにはんだ付けされる。ケース１３は、電池１１を収容し、リード線３０が外部に引き出される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池と；
第１面とこの第１面に対して反対側の第２面を有するとともに、一端側に前記第１面側と前記第２面側とに貫通するリード線挿通孔を有し、他端側が前記電池の電極に接続固定される接続板と；
前記リード線挿通孔を通じて前記接続板の前記第１面側から前記第２面側に斜めに挿通され、前記第２面にはんだ付けされるリード線と；
前記電池を収容し、前記リード線が外部に引き出されるケースと；
を備えることを特徴とする電池装置。

【請求項2】

前記リード線挿通孔は、前記リード線が斜めに挿通する方向に長い長孔である
ことを特徴とする請求項１記載の電池装置。

【請求項3】

前記接続板は、前記一端側と前記他端側との間に、前記リード線がはんだ付けされた前記第２面側を内側として屈曲される屈曲部を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の電池装置。

【請求項4】

接続板の一端側に有するリード線挿通孔を通じて前記接続板の第１面側からこの第１面側に対して反対側の第２面側にリード線を斜めに挿通した状態で、前記接続板の前記第２面に前記リード線をはんだ付けするステップと；
前記接続板の他端側の前記第１面を電池の電極に接続固定するステップと；
前記接続板の前記一端側と前記他端側との間を前記リード線がはんだ付けされた前記第２面側を内側として屈曲するステップと；
前記電池をケースに収容するステップと；
を備えることを特徴とする電池装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電池装置およびその製造方法に関する。

【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、ケース内に収容される電池の電極に接続板が接続固定され、この接続板にはんだ付けされているリード線がケースの端面から外部に引き出されている。

【0003】

このような電池装置では、リード線が引っ張られると、接続板にリード線がはんだ付けされているはんだ付け部分に負荷が加わり、はんだ付け部分が破損し、リード線の接続が外れることが懸念される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１５４０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、リード線の接続が外れるのを防止できる電池装置およびその製造方法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、接続板と、リード線と、ケースと、を備える。接続板は、第１面とこの第１面に対して反対側の第２面を有するとともに、一端側に第１面側と第２面側とに貫通するリード線挿通孔を有し、他端側が電池の電極に接続固定される。リード線は、リード線挿通孔を通じて接続板の第１面側から第２面側に斜めに挿通され、第２面にはんだ付けされる。ケースは、電池を収容し、リード線が外部に引き出される。

【発明の効果】

【0007】

実施形態によれば、リード線の接続が外れるのを防止す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】同上電池装置の断面図である。

【図3】同上電池装置の拡大断面図である。

【図4】同上電池装置の電池および接続板の斜視図である。

【図5】同上電池装置の製造方法を（ａ）～（ｅ）に示す概略説明図である。

【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、複数の電池１１と、これら電池１１を収容する円筒状のケース１３と、電池１１に接続される配線ユニット１４と、を備えている。

【0012】

電池１１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１１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１１ａ、他端面がマイナス極１１ｂの電極を有している。なお、複数用いる電池１１は、本実施形態では２つ用いるが、３つ以上用いてもよい。

【0013】

２つの電池１１がケース１３への収納形状に対応して軸方向に直線状に配置されるとともに、隣り合う一方の電池１１のプラス極１１ａと他方の電池１１のマイナス極１１ｂとが中間接続板１６によって直列に接続されている。中間接続板１６は、導電性を有する細長い平板状の導電板素材が用いられ、長手方向の両端が隣り合う一方の電池１１のプラス極１１ａと他方の電池１１のマイナス極１１ｂとにスポット溶接などで溶接固定されて電気的に接続され、この接続された電池１１が直線状に配置されるように中間部が略Ｕの字形状または略Ｖの字形状に屈曲されている。

【0014】

また、ケース１３は、絶縁性を有する樹脂製で、円筒状に形成されている。ケース１３は、円筒状のケース本体２０と、このケース本体２０の軸方向の両端に取り付けられる蓋体２１と、を備えている。

【0015】

ケース本体２０は、両端部が開口され、内部に電池１１を軸方向に直線状に配置して収容する収容部２２が形成されている。ケース本体２０の周面で両端近傍位置には、蓋体２１を取り付けるための複数の取付孔２３が設けられている。

【0016】

蓋体２１は、ケース本体２０の直径と略同じ直径の円板状の蓋部２４を有し、この蓋部２４からケース本体２０の端部開口から内側に挿入される筒状の挿入部２５が突設され、この挿入部２５にケース本体２０の各取付孔２３にそれぞれ係合される複数の爪部２６が設けられている。蓋部２４の中心には、蓋部２４の外面側から円筒状の配線引出部２７が突設され、この配線引出部２７に蓋部２４を軸方向に貫通する配線引出孔２８が設けられている。

【0017】

また、配線ユニット１４は、図５（ａ）に示すように、一対のリード線３０と、これらリード線３０の一端側にそれぞれ接続された端部接続板である接続板３１と、一対のリード線３０の他端側が接続されたコネクタ３２と、一方のリード線３０の中間に接続されたヒューズ部３３と、を備えている。

【0018】

リード線３０は、例えばより線などで構成される導電線３５をチューブ状の被覆体３６で覆った被覆電線が用いられている。リード線３０は、蓋体２１の配線引出孔２８を挿通される。

【0019】

接続板３１は、導電性を有する細長い平板状の導電板素材が用いられている。接続板３１の長手方向の一端側には、リード線３０の導電線３５が接続されるリード線接続部３８が設けられ、このリード線接続部３８に接続板３１の長手方向に沿って長い長孔であるリード線挿通孔３９が設けられている。リード線挿通孔３９は、接続板３１を斜めに挿通する方向に長く設けられている。

【0020】

接続板３１は、一方の第１面３１ａと反対側の他方の第２面３１ｂを有している。接続板３１の第１面３１ａ側から第２面３１ｂ側にリード線３０の導電線３５がリード線挿通孔３９の長手方向に沿って斜めに挿通されるとともに、第２面３１ｂにリード線３０の導電線３５がはんだ４０によってはんだ付けされる。

【0021】

図２ないし図４に示すように、接続板３１の他端側は、第１面３１ａが電池１１の電極に接触された状態で、例えばスポット溶接によって電池１１の電極に接続固定される。また、接続板３１の一端側と他端側との間の中間部は、リード線３０がはんだ付けされる第２面３１ｂ側を内側として略Ｕの字形状に屈曲される屈曲部４１が形成される。屈曲部４１は、リード線挿通孔３９が設けられるとともにリード線３０の導電線３５がはんだ付けされる接続板３１の一端側のリード線接続部３８よりも接続板３１の他端側に形成される。屈曲部４１を介して屈曲された接続板３１の一端側は、接続板３１の他端側と対向するように配置され、その接続板３１の他端側との対向距離が先端側ほど小さくなるように傾斜される。

【0022】

コネクタ３２は、一対のリード線３０が電気的に接続されている。コネクタ３２は、電池装置１０を装着する電気機器が有する機器側コネクタに着脱可能に接続される。

【0023】

ヒューズ部３３は、過電流に対する保護を目的としたヒューズを備えている。

【0024】

次に、電池装置１０の製造方法について、図５の概略説明図を参照して説明する。

【0025】

図５（ａ）に示すように、予め配線ユニット１４の各リード線３０に蓋体２１がそれぞれ挿通された状態で、各リード線３０の導電線３５を接続板３１の第１面３１ａ側から反対の第２面３１ｂ側にリード線挿通孔３９の長手方向に沿って斜めに挿通するとともに、斜めに挿通した状態のまま各リード線３０の導電線３５を各接続板３１の第２面３１ｂにはんだ付けする。

【0026】

図５（ｂ）に示すように、２つの電池１１の電極の極性が反対向きとなるように縦置きするとともに２つの電池１１が密着するように並べて配置し、中間接続板１６の両端を各電池１１の電極に例えばスポット溶接などによって接続固定する。このとき、２つの電池１１が隙間のある状態に並べて中間接続板１６を接続固定すると、中間接続板１６を略Ｕの字形状に屈曲させた際に、その中間接続板１６の屈曲部分が電池１１の周面から突出する突出代が大きくなるので、２つの電池１１が密着する状態に並べて中間接続板１６を接続固定することが望ましい。そして、中間接続板１６によって２つの電池１１が直列に接続される。

【0027】

図５（ｃ）に示すように、中間接続板１６によって接続固定された２つの電池１１の上下を反転させて配置する。一方のリード線３０をケース本体２０に挿通し、各リード線３０の接続板３１の第１面３１ａが各電池１１の電極に接触する状態で、各接続板３１を各電池１１の電極に例えばスポット溶接によって接続固定する。この状態では、各接続板３１の第１面３１ａが電池１１の電極に接続され、同じ第１面３１ａ側からリード線３０が引き出されている。各リード線３０は電池１１から離反する方向に各接続板３１の第１面３１ａから斜めに引き出されているため、各接続板３１を各電池１１の電極に接続固定する際に、リード線３０が電池１１に接触して接続固定の邪魔になったり障害となるのを防止できる。

【0028】

図５（ｄ）に示すように、中間接続板１６で接続された２つの電池１１を軸方向に直線状に配置するように、中間接続板１６の中間部を略Ｕの字形状に屈曲する。さらに、各接続板３１の中間部を、第２面３１ｂ側を内側として略Ｕの字形状に屈曲する。この接続板３１を屈曲した屈曲部４１は、リード線挿通孔３９が設けられるとともにリード線３０の導電線３５がはんだ付けされる接続板３１の一端側のリード線接続部３８よりも接続板３１の他端側に形成されるため、屈曲によってはんだ４０に負荷がかからず、はんだ４０の破損による接続不良を防止できる。また、接続板３１の中間部を、第２面３１ｂ側を内側として略Ｕの字形状に屈曲する際、接続板３１の一端側の第２面３１ｂと他端側の第２面３１ｂとの間にはんだ４０が挟み込まれるように介在するため、接続板３１の屈曲が一定量に制限され、接続板３１が潰れるようなことなく一定の屈曲部４１が設けられる。

【0029】

接続板３１が屈曲されることにより、リード線３０がはんだ付けされたリード線接続部３８の第２面３１ｂが電池１１の電極側に対向され、リード線接続部３８の第１面３１ａが電池１１の電極側と反対となる外向きとなり、この第１面３１ａからリード線３０が斜めに引き出されている。接続板３１のリード線接続部３８は電池１１の電極の中心から外れた外径側に配置され、リード線３０は接続板３１から電池１１の中心を通る仮想中心軸上に向けて斜めに引き出されている。

【0030】

図５（ｅ）に示すように、ケース本体２０内に電池１１を挿入し、ケース本体２０の両端に予めリード線３０を挿通させておいた蓋体２１を爪部２６によって取り付ける。ケース本体２０に蓋体２１を取り付けることで、接続板３１と蓋体２１との距離が近くなるが、リード線３０は接続板３１から電池１１の中心を通る仮想中心軸上に向けて斜めに引き出されているため、リード線３０に無理な力が加わることなく組み立てることができる。

【0031】

そして、電池装置１０において、リード線３０が蓋体２１から抜ける方向に張力が加わった場合、リード線３０が接続板３１を貫通してはんだ付けされているため、固定強度が高く、リード線３０が接続板３１から外れるのを防止できる。

【0032】

リード線３０に対する張力が強い場合でも、接続板３１の屈曲部４１の側部において第１面３１aが蓋体２１の内面側に接触することにより、接続板３１および蓋体２１で張力を受け止めることができるため、リード線３０が接続板３１から外れるのを防止でき、しかも、電池１１に対して張力が加わるのを防止できる。

【0033】

さらに、リード線３０は、接続板３１を斜めに挿通するため、接続板３１を垂直に挿通する場合に比べて、接続板３１から抜けにくく、また、斜めの状態で接続板３１にはんだ付けされるため、接続板３１に対するはんだ付け範囲が広く、接続板３１との固定強度が向上し、リード線３０が接続板３１から外れるのをより確実に防止できる。

【0034】

さらに、リード線３０は、接続板３１を斜めに挿通するため、接続板３１から引き出されたリード線３０を蓋体２１の中心に設けられた配線引出孔２８に導くことが可能となり、リード線３０に無理な力が加わることなく、ケース１３内に収納できる。

【0035】

また、接続板３１にはリード線挿通孔３９に形成されているため、リード線３０に無理な力を加えることなく、リード線３０を斜めに挿通できる。

【0036】

また、接続板３１は、リード線３０がはんだ付けされる第２面３１ｂ側を内側として略Ｕの字形状に屈曲されるため、張力が作用する引っ張り方向に対して反対側でリード線３０がはんだ付けされており、リード線３０が接続板３１から外れるのをより確実に防止できる。

【0037】

しかも、屈曲部４１を介して屈曲された接続板３１の一端側であるリード線接続部３８は、接続板３１の他端側との対向距離が先端側ほど小さくなるように傾斜されているため、つまり、リード線３０が引き出されるリード線接続部３８のリード線挿通孔３９が蓋体２１の配線引出孔２８に向けて対向するように傾斜されるため、接続板３１と蓋体２１の配線引出孔２８との間でリード線３０に無理に曲げることなく配置できる。

【0038】

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】

【0039】

１０ 電池装置
１１ 電池
１３ ケース
３０ リード線
３１ 接続板
３１ａ 第１面
３１ｂ 第２面
３９ リード線挿通孔
４１ 屈曲部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】