(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】
(24)【登録日】2023-04-07
(45)【発行日】2023-04-17
(54)【発明の名称】電池モジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 50/289 20210101AFI20230410BHJP
H01M 50/213 20210101ALI20230410BHJP
H01M 50/262 20210101ALI20230410BHJP
H01M 50/291 20210101ALI20230410BHJP
H01M 50/293 20210101ALI20230410BHJP
【ＦＩ】
H01M50/289
H01M50/213
H01M50/262 E
H01M50/291
H01M50/293
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2020516175
(86)(22)【出願日】2019-04-05
(86)【国際出願番号】 JP2019015053
(87)【国際公開番号】W WO2019208157
(87)【国際公開日】2019-10-31
【審査請求日】2022-03-11
(31)【優先権主張番号】P 2018083309
(32)【優先日】2018-04-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001889
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003225
【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】河上 聡
(72)【発明者】
【氏名】橋本 武
(72)【発明者】
【氏名】米田 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】中野 雅也
(72)【発明者】
【氏名】高津 孝夫
【審査官】小森 重樹
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／０６７５１７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－００２８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１８７０８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１９３９６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１８６８０６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の円筒形電池と、各々の円筒形電池を平行姿勢に配置してなるホルダーと
を備える電池モジュールであって、
前記ホルダーが、
前記円筒形電池を定位置に配置する保持スペースを有するホルダー本体と、
前記ホルダー本体に積層してなるサブホルダーとを備え、
前記ホルダー本体は、前記保持スペースに配置される前記円筒形電池の表面に向かって変形するストッパ部を有し、
前記サブホルダーは、前記ホルダー本体に連結される状態で、前記ストッパ部を前記円筒形電池に押し出すプッシュロッドを有し、
前記サブホルダーが前記ホルダー本体に連結される状態で、前記プッシュロッドが前記ストッパ部を前記円筒形電池に押し付けて前記保持スペースに配置してなる前記円筒形電池の表面を押圧するようにしてなる電池モジュール。
【請求項2】
前記サブホルダーが前記ホルダー本体に連結される状態で、前記プッシュロッドが前記ストッパ部の背面に挿入されて、該ストッパ部を背面から押圧して、該ストッパ部の表面を前記円筒形電池に押し付けて押圧する構造としてなることを特徴とする請求項１に記載する電池モジュール。
【請求項3】
前記ストッパ部の表面が前記円筒形電池の表面に沿う湾曲面であることを特徴とする請求項１又は２に記載する電池モジュール。
【請求項4】
前記サブホルダーの前記プッシュロッドが、前記ストッパ部の背面を局部的に押し出す突起を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載する電池モジュール。
【請求項5】
前記ストッパ部の背面が、前記プッシュロッドに設けた突起で押圧される押圧面を平面状としてなることを特徴とする請求項４に記載する電池モジュール。
【請求項6】
前記ストッパ部が、変形して前記円筒形電池に押し付けられる弾性アームで、前記ホルダー本体が前記弾性アームを一体構造に成形してなるプラスチック製であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載する電池モジュール。
【請求項7】
前記ホルダー本体が、複数の円筒形電池を俵積み状態に配置して、同列に配列された前記円筒形電池の間に、隣接する列の前記円筒形電池が配置されて、隣接する列に配置してなる３個の円筒形電池に囲まれる領域に、全体形状を略三角柱状とする挿入スペースを設けており、前記挿入スペースと前記円筒形電池の間には、２個の円筒形電池の表面を押し出す２個のストッパ部が一対のストッパ部として平面視がハの字状に配置されて、ホルダー本体と一体構造に連結してなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載する電池モジュール。
【請求項8】
前記ホルダー本体が、前記一対のストッパ部を該ホルダー本体から分離する分離スリットを該ストッパ部の両側縁に沿って設けてなることを特徴とする請求項７に記載する電池モジュール。
【請求項9】
前記挿入スペースと前記円筒形電池の間には、２個の円筒形電池の表面を押圧する２個の前記ストッパ部と、１個の円筒形電池の表面をカバーするカバー部とが前記ホルダー本体と一体構造に設けられ、前記カバー部は両側縁をホルダー本体と一体構造に連結してなることを特徴とする請求項７又は８に記載する電池モジュール。
【請求項10】
前記挿入スペースの周囲に配置される３個の円筒形電池は、前記ストッパ部に押圧される２個の円筒形電池は互いに並列に接続され、
前記ストッパ部に押圧される円筒形電池と前記カバー部の内側に配置してなる前記円筒形電池とは直列に接続されてなることを特徴とする請求項９に記載する電池モジュール。
【請求項11】
前記ホルダー本体が、ゴム状弾性体を成形してなるゴム状ホルダーを備え、前記ゴム状ホルダーが前記円筒形電池を配置する保持スペースと、前記プッシュロッドの挿入スペースを有し、
前記挿入スペースと前記円筒形電池との対向面との間を弾性変形できるストッパ部としており、
前記プッシュロッドが前記挿入スペースに挿入されて、前記プッシュロッドが弾性変形する前記ストッパ部を前記円筒形電池の表面に押し付けて押圧する構造としてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載する電池モジュール。
【請求項12】
前記ホルダー本体が、ゴム状ホルダーとプラスチックホルダーとを積層構造としてなることを特徴とする請求項１１に記載する電池モジュール。
【請求項13】
前記保持スペースの内面が、前記円筒形電池の表面に沿う円柱状で、前記プッシュロッドの外形が前記挿入スペースの内形よりも大きく、
前記プッシュロッドが前記挿入スペースに挿入されて、前記ストッパ部が弾性変形して前記円筒形電池の表面に押し付けられることを特徴とする請求項１１または１２に記載する電池モジュール。
【請求項14】
前記プッシュロッドは、前記ストッパ部に対向して配置される前記円筒形電池に向かって突出する突起を有することを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載する電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、円筒形電池をホルダーで定位置に配置している電池モジュールに関し、とくに円筒形電池の位置ずれを阻止して、回転を防止・抑制するようにホルダーを配置してなる電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
複数の円筒形電池を、ホルダーの保持スペースに入れて平行姿勢に配置している電池モジュールは開発されている。この電池モジュールは、円筒形電池の回転を阻止してホルダーの定位置に配置することが大切である。円筒形電池が回転すると、電池を直列や並列に接続している金属板のバスバーとの接合部に無理な荷重が作用して、破損する等の弊害が発生するおそれがあるからである。円筒形電池の回転を阻止してホルダーの保持スペースに配置する電池モジュールは開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
円筒形電池をホルダーに回転しないように配置する電池モジュールは、電池の表面に接触するストッパ部をホルダーに設け、ストッパ部をホルダーに挿入される円筒形電池に押し付けて回転を阻止する。この電池モジュールは、ホルダーの保持スペースに円筒形電池をスムーズに挿入できない。ホルダーに挿入される円筒形電池の表面にストッパ部を押し付けて、円筒形電池とストッパ部との摩擦抵抗を大きくしているからである。とくに、円筒形電池の回転を確実に阻止するために、ストッパ部を強く円筒形電池の表面に押し付けると、摩擦抵抗が大きくなってますます円筒形電池をホルダーにスムーズに挿入できなくなる欠点がある。
【0005】
本発明は、以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の目的の一は、円筒形電池をスムーズにホルダーに挿入できる構造を実現しながら、円筒形電池の位置ずれを確実に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電池モジュールは、複数の円筒形電池１と、各々の円筒形電池１を平行姿勢に配置してなるホルダー２、２０とを備えている。ホルダー２、２０は、円筒形電池１を定位置に配置する保持スペース１３、３３を有するホルダー本体３、２３と、ホルダー本体３、２３に積層してなるサブホルダー４、２４とを備えている。ホルダー本体３、２３は、保持スペース１３、３３に配置される円筒形電池１の表面に向かって変形するストッパ部５、２５を有している。サブホルダー４、２４は、ホルダー本体３、２３に連結される状態で、ストッパ部５、２５を円筒形電池１に押し出すプッシュロッド６、２６を有している。電池モジュールは、サブホルダー４、２４がホルダー本体３、２３に連結される状態で、プッシュロッド６、２６がストッパ部５、２５を円筒形電池１に押し付けて、保持スペース１３、３３に配置してなる円筒形電池１の表面に押圧させている。
【0007】
本発明の電池モジュールは、サブホルダー４、２４がホルダー本体３、２３に連結される状態で、プッシュロッド６、２６がストッパ部５、２５の背面に挿入されて、ストッパ部５、２５を背面から押圧して、ストッパ部５、２５の表面を円筒形電池１に押し付けて押圧する構造とすることができる。
【0008】
本発明の電池モジュールは、ストッパ部５、２５の表面を円筒形電池１の表面に沿う湾曲面５ａ、２５ａとすることができる。
【0009】
本発明の電池モジュールは、サブホルダー４、２４のプッシュロッド６、２６が、ストッパ部５、２５の背面を局部的に押し出す突起６ａ、２６ａを有することができる。
【0010】
本発明の電池モジュールは、ストッパ部５の背面が、プッシュロッド６に設けた突起６ａで押圧される押圧面を平面状とすることができる。
【0011】
本発明の電池モジュールは、ストッパ部５を、変形して円筒形電池１に押し付けられる弾性アーム５Ａとして、ホルダー本体３が弾性アーム５Ａを一体構造に成形してなるプラスチック製とすることができる。
【0012】
本発明の電池モジュールは、ホルダー本体３が、複数の円筒形電池１を俵積み状態に配置して、同列に配列される円筒形電池１の間に、隣接する列の円筒形電池１が配置されて、隣接する列に配置してなる３個の円筒形電池１に囲まれる領域に、全体形状を略三角柱状とする挿入スペース１４を設けて、挿入スペース１４と円筒形電池１の間には、２個の円筒形電池１の表面を押し出す２個のストッパ部５を一対のストッパ部５として平面視ハの字状に配置して、ホルダー本体３と一体構造に連結することができる。
【0013】
本発明の電池モジュールは、ホルダー本体３が、一対のストッパ部５をホルダー本体３から分離する分離スリット１５をストッパ部５の両側縁に沿って設けることができる。
【0014】
本発明の電池モジュールは、挿入スペース１４と円筒形電池１の間に、２個の円筒形電池１の表面を押圧する２個のストッパ部５と、１個の円筒形電池１の表面をカバーするカバー部７とをホルダー本体３と一体構造に設けて、カバー部７は両側縁をホルダー本体３と一体構造に連結することができる。
【0015】
本発明の電池モジュールは、挿入スペース１４の周囲に配置される３個の円筒形電池１を、ストッパ部５に押圧される２個の円筒形電池１は互いに並列に接続し、ストッパ部５に押圧される円筒形電池１とカバー部７の内側に配置してなる円筒形電池１とを直列に接続することができる。
【0016】
さらに、本発明の電池モジュールは、ホルダー本体２３が、ゴム状弾性体を成形してなるゴム状ホルダー２２を備え、ゴム状ホルダー２２が円筒形電池１を配置する保持スペース３３と、プッシュロッド２６の挿入スペース３４を有し、挿入スペース３４と円筒形電池１との対向面との間を弾性変形できるストッパ部２５とし、プッシュロッド２６が挿入スペース３４に挿入されて、プッシュロッド２６が弾性変形するストッパ部２５を円筒形電池１の表面に押し付けて押圧する構造とすることができる。
【0017】
さらにまた、本発明の電池モジュールは、ホルダー本体２３が、ゴム状ホルダー２２とプラスチックホルダー２１とを積層構造とすることができる。
【0018】
さらにまた、本発明の電池モジュールは、保持スペース３３の内面を円筒形電池１の表面に沿う円柱状として、プッシュロッド２６の外形を挿入スペース３４の内形よりも大きくし、プッシュロッド２６を挿入スペース３４に挿入して、ストッパ部５を弾性変形させて円筒形電池１の表面に押し付けることができる。
【0019】
さらにまた、本発明の電池モジュールは、プッシュロッド２６が、ストッパ部２５に対向して配置される円筒形電池１に向かって突出する突起２６ａを有することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明の電池モジュールは、円筒形電池をスムーズにホルダーに挿入して効率よく組み立てできるにも関わらず、ホルダーで定位置に配置している円筒形電池の位置ずれを確実に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる特徴がある。それは、以上の電池モジュールが、ホルダーをホルダー本体とサブホルダーとで構成し、ホルダー本体には保持スペースに配置される円筒形電池の表面に向かって変形するストッパ部を設け、サブホルダーには、ホルダー本体に連結される状態で、ストッパ部を円筒形電池に押し出すプッシュロッドを設け、サブホルダーをホルダー本体に連結して、プッシュロッドでストッパ部を円筒形電池に押し付けて、保持スペースに配置している円筒形電池の表面を押圧するからである。この構造の電源モジュールは、円筒形電池をホルダーに挿入した後、ホルダー本体にサブホルダーを連結して、サブホルダーのプッシュロッドでストッパ部を円筒形電池の表面に強く押し付けるので、円筒形電池を挿入する状態ではストッパ部を円筒形電池の表面に強く押し付ける必要がなく、スムーズに円筒形電池をホルダーに挿入できる。円筒形電池をホルダーの定位置に配置する状態では、サブホルダーのプッシュロッドでストッパ部を円筒形電池の表面に押し付けて摩擦抵抗を大きくできるので、円筒形電池の位置ずれを確実に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる。
【0021】
さらに、本発明の電池モジュールは、プッシュロッドを介してサブホルダーがホルダー本体に連結されるので、サブホルダーとホルダー本体とを定位置に位置ずれしない状態で連結できる特徴も実現する。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の実施形態１に係る電池モジュールの斜視図である。
【図7】ホルダー本体の拡大斜視図である。
【図8】サブホルダーの拡大底面斜視図である。
【図9】本発明の実施形態２に係る電池モジュールの斜視図である。
【図13】サブホルダーとゴム状ホルダーを下側から見た分解斜視図である。
【図14】ゴム状ホルダーの拡大斜視図である。
【図15】サブホルダーの拡大底面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【0024】
本発明の一実施形態に係る電池モジュールを図１～図５に示す。これらの図において、図１は電池モジュールの斜視図を、図２は図１に示す電池モジュールの分解斜視図を、図３は図２の電池モジュールを下側から見た分解斜視図を、図４は図１の電池モジュールの垂直断面図を、図５は図１の電池モジュールの水平断面図をそれぞれ示している。図１～図５に示す電池モジュール１００は、複数の円筒形電池１と、各々の円筒形電池１を平行姿勢に配置しているホルダー２と、円筒形電池１を直列と並列に接続しているバスバー１１と、円筒形電池１の保護回路を実装する回路基板１０とを備えている。
【0025】
ホルダー２は、円筒形電池１の保持スペース１３を有するホルダー本体３と、ホルダー本体３に積層しているサブホルダー４とを備えている。ホルダー本体３は、保持スペース１３に配置される円筒形電池１の表面に向かって変形するストッパ部５を設けている。サブホルダー４は、ホルダー本体３に連結される状態で、ストッパ部５を円筒形電池１に押し出すプッシュロッド６を有し、サブホルダー４をホルダー本体３に連結する状態で、プッシュロッド６がストッパ部５を円筒形電池１に押し付けて、保持スペース１３の円筒形電池１の表面を押圧して、円筒形電池１の位置ずれを阻止し、かつ回転を防止・抑制する。
【0026】
図６は、ホルダー本体３にサブホルダー４を連結して、プッシュロッド６がストッパ部５を円筒形電池１に押し付けている部分の拡大横断面図である。電池モジュール１００は、図４～図６に示すように、サブホルダー４をホルダー本体３に連結して、プッシュロッド６をストッパ部５の背面に挿入する。ホルダー本体３は、プッシュロッド６の挿入スペース１４を設けている。挿入スペース１４に案内されたプッシュロッド６はストッパ部５を背面から押し出す。背面から押圧されるストッパ部５は、表面を円筒形電池１に押し付ける。ストッパ部５は表面が円筒形電池１に押し付けられて円筒形電池１の位置ずれを阻止し、かつ回転を防止・抑制する。ストッパ部５と円筒形電池１との摩擦抵抗が大きくなるからである。ストッパ部５は、プッシュロッド６で背面から押圧されて弾性変形する。弾性変形したストッパ部５の表面が円筒形電池１の表面に押し付けられる。図６及び図７に示すストッパ部５は、表面を円筒形電池１の表面に沿う湾曲面５ａとしている。図７はホルダー本体３に設けたストッパ部５を示す拡大斜視図である。このストッパ部５は、表面を面接触状態で円筒形電池１の表面に接触させて、広い面積で円筒形電池１の表面に密着するので、円筒形電池１の位置ずれを効果的に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる。
【0027】
プッシュロッド６で押圧されるストッパ部５の背面は、図７に示すように、平面状としている。背面を平面状とするストッパ部５は、プッシュロッド６に押される押圧部の位置ずれによる押圧力のアンバランスを少なくできる。プッシュロッド６に押圧される位置がストッパ部５の背面の表面に沿って移動しても、同じ押圧力で押圧できるからである。
【0028】
図８はサブホルダー４に設けたプッシュロッド６の拡大斜視図である。図８に示すプッシュロッド６は、ストッパ部５の背面を局部的に押し出す突起６ａを設けている。突起６ａは、プッシュロッド６をスムーズに挿入できるように、プッシュロッド６の挿入方向に伸びる凸条としている。プッシュロッド６の突起６ａがストッパ部５の背面を押圧する構造は、寸法誤差を吸収して、ストッパ部５で確実に円筒形電池１の位置ずれを防止でき、かつ回転を防止・抑制できる。それは、局部的に接触する突起６ａとストッパ部５の背面とを僅かに変形させて、寸法誤差を吸収できるからである。
【0029】
図７に示すストッパ部５は、弾性変形して円筒形電池１に押し付けられる弾性アーム５Ａである。弾性アーム５Ａはホルダー本体３と一体構造に設けられる。このホルダー本体３は、プラスチックを一体的に成形して弾性アーム５Ａを設けている。弾性アーム５Ａを一体構造として成形して製作されるホルダー本体３は、安価に多量生産できる。
【0030】
ホルダー本体３は円筒形電池１を挿入する保持スペース１３を設けている。保持スペース１３は、複数の円筒形電池１を俵積み状態の多段多列に配置するようにホルダー本体３に設けている。また、保持スペース１３は、円筒形電池１をスムーズに挿入できるように、内形を円筒形電池１の外形よりも僅かに大きく、たとえば、内径を円筒形電池１の外径より０．１ｍｍ～０．３ｍｍ大きく成形している。図５の断面図に示すように、円筒形電池１を俵積み状態で多段多列に配置するホルダー本体３は、３個の円筒形電池１に囲まれる領域にプッシュロッド６の挿入スペース１４を設けている。俵積み状態に配置される円筒形電池１は、同列に配列される円筒形電池１の間に、隣接する列の円筒形電池１を配置して、隣接する列に配置している３個の円筒形電池１に囲まれる領域に、全体形状を略三角柱状とする挿入スペース１４を設けている。挿入スペース１４は、３個の円筒形電池１に囲まれるので、各辺が内側に湾曲する略三角柱状となる。
【0031】
図４と図７のホルダー本体３は、挿入スペース１４と円筒形電池１の間に、２個の円筒形電池１の表面を押し出す２個の弾性アーム５Ａからなるストッパ部５を「一対のストッパ部５」として平面視がハの字状となるように設けている。一対のストッパ部５は、弾性アーム５Ａの後端をホルダー本体３と一体構造に連結している。ホルダー本体３は、各ストッパ部５の両側縁に沿って分離スリット１５を設けている。分離スリット１５は、ストッパ部５をホルダー本体３から分離して、プッシュロッド６に押されて弾性変形しやすい形状としている。図４のストッパ部５は、プッシュロッド６の挿入方向に細長い長方形の弾性アーム５Ａで、この弾性アーム５Ａは、両側縁と先端縁をホルダー本体３から分離して、下端縁をホルダー本体３に一体的に連結している。弾性アーム５Ａは、両側縁を分離スリット１５でホルダー本体３から分離して、先端縁をホルダー本体３の表面に配置してホルダー本体３から分離している。この弾性アーム５Ａは、３辺をホルダー本体３から分離しているので、背面からプッシュロッド６に押されて弾性変形して円筒形電池１に押し付けられる。
【0032】
図６の断面図と図７の斜視図に示すホルダー本体３は、３個の円筒形電池１で囲まれる三角柱状の挿入スペース１４において、三角柱状の２辺の対向位置に一対のストッパ部５を設けて、残りの１辺にはストッパ部５を設けることなく、弾性変形しないカバー部７を設けている。挿入スペース１４に挿入されるプッシュロッド６でストッパ部５は弾性変形して円筒形電池１を押圧するが、カバー部７は弾性変形することなく円筒形電池１の表面に沿って配置される。多段多列に配置される各々の円筒形電池１は、ひとつのストッパ部５で押圧されて定位置に配置される。したがって、ホルダー本体３は、全ての円筒形電池１にひとつのストッパ部５を押圧できるように、一対のストッパ部５を配置している。
【0033】
ホルダー本体３は、ストッパ部５の両側縁に分離スリット１５を設けているので、分離スリット１５が円筒形電池１の表面の一部を挿入スペース１４に露出させる。略三角形状の挿入スペース１４の周囲に３個の円筒形電池１を配置して、２個の円筒形電池１の表面にストッパ部５を設けるホルダー本体３は、２個の円筒形電池１の表面の一部を挿入スペース１４に露出して、１個の円筒形電池１の表面を挿入スペース１４に露出させない。ストッパ部５が円筒形電池１の表面の一部を挿入スペース１４に露出して、カバー部７が円筒形電池１の表面を挿入スペース１４に露出させないからである。表面の一部を挿入スペース１４に露出させる２組の円筒形電池１は、バスバー１１を介して互いに並列に接続される。カバー部７で表面を被覆して絶縁して、表面を挿入スペース１４に露出させない円筒形電池１は、表面を露出させる円筒形電池１とバスバー１１を介して直列に接続される。並列接続の円筒形電池１は外装缶が同じ電位となるので絶縁する必要がなく、表面の一部を同じ挿入スペース１４に露出させても漏電などの弊害は発生しない。直列に接続される円筒形電池１は、外装缶に電位差が生じるので、絶縁して配置する必要がある。絶縁特性が低下すると漏電などの弊害が発生するからである。カバー部７の内側に配置される円筒形電池１は、カバー部７に覆われて、表面を挿入スペース１４に露出させない。したがって、この円筒形電池１は挿入スペース１４から充分に絶縁して配置されるので、漏電による弊害を防止してホルダー本体３に配置できる。
【0034】
図１に示す電池モジュール１００は、各円筒形電池１の両端の端面電極をリード線１２を介してバスバー１１に接続している。図に示すバスバー１１は、板状の金属板で、互いに並列に接続される円筒形電池１の列同士の間に配置されている。バスバー１２は、同じ列に配置される円筒形電池１同士を並列に接続すると共に、隣の列にある円筒形電池１同士を直列に接続している。
【0035】
サブホルダー４は、ストッパ部５を押圧する位置にプッシュロッド６を配置している。図８の斜視図に示すプッシュロッド６は、全体の形状を略三角柱状として三角形の先端縁に沿って、ストッパ部５の背面を押圧する突起６ａを設けている。突起６ａは三角形の２辺に突出する凸条として設けられて、ストッパ部５を背面から押圧する。
【0036】
以上の図に示すホルダー２は、図においてホルダー本体３の上下にサブホルダー４を積層している。このホルダー２は、ホルダー本体３に設けた保持スペース１３の両端部にストッパ部５を設けており、ホルダー本体３の上下にサブホルダー４を連結する状態で、ホルダー本体３に収納される円筒形電池１の両端部をストッパ部５で保持する構造としている。この構造は、円筒形電池１の両端をストッパ部５で保持するので、円筒形電池１の位置ずれを効果的に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる特長がある。ただ、ホルダーは、ホルダー本体に設けた保持スペースの片側にのみストッパ部を設けることもできる。この場合、ホルダー本体のストッパ部を設けた側に連結されるサブホルダーにのみプッシュロッドを設けることができる。また、ホルダー本体は、円筒形電池の軸方向に分割して、複数の分割ホルダーで構成することもできる。
【0037】
さらに、以上の電池モジュール１００は、ホルダー本体３に弾性変形する弾性アーム５Ａをストッパ部５として設けているが、本発明の電池モジュールは、ホルダー本体の一部、あるいは全体を、ゴム状弾性体を成形しているゴム状ホルダーとすることができる。この構造の電池モジュールを、本発明の他の実施形態に係る電池モジュールとして図９～図１６に示す。
【0038】
図９～図１６に示す電池モジュール２００は、複数の円筒形電池１と、各々の円筒形電池１を平行姿勢に配置しているホルダー２０と、円筒形電池１を直列と並列に接続しているバスバー１１と、円筒形電池１の保護回路を実装する回路基板１０とを備えている。ホルダー２０は、円筒形電池１の保持スペース３３を有するホルダー本体２３と、ホルダー本体２３に積層しているサブホルダー２４とを備えている。
【0039】
ホルダー本体２３は、ゴム状弾性体を成形してなるゴム状ホルダー２２を備えている。ゴム状ホルダー２２は、円筒形電池１を配置する保持スペース３２と、サブホルダー２４から突出するプッシュロッド２６が挿入される挿入スペース３４とを備えており、この挿入スペース３４と、円筒形電池１との対向面との間を弾性変形できるストッパ部２５としている。サブホルダー２４は、ホルダー本体２３に連結される状態で、ゴム状ホルダー２２の挿入スペース３４に挿入されて、ストッパ部２５を弾性変形させて円筒形電池１に押し出すプッシュロッド２６を備えている。このホルダー２０は、サブホルダー２４をホルダー本体２３に連結する状態で、挿入スペース３４に挿入されるプッシュロッド２６がストッパ部２５を円筒形電池１に押し付けて、保持スペース３３の円筒形電池１の位置ずれを阻止し、かつ回転を防止・抑制する。
【0040】
図１０、図１２、及び図１６は、ホルダー本体３にサブホルダー４を連結して、ゴム状ホルダー２２の挿入スペース３４に挿入されるプッシュロッド２６がストッパ部２５を円筒形電池１に押し付ける状態を示す図である。電池モジュール２００は、図１１と図１２に示すように、サブホルダー２４をホルダー本体２３に連結して、プッシュロッド２６をゴム状ホルダー２２の挿入スペース３４に挿入する。挿入スペース３４に挿入されるプッシュロッド２６の外形は挿入スペース３４の内形よりも大きく、プッシュロッド２６が挿入スペース３４に挿入される状態では、円筒形電池１との対向面との間のストッパ部２５を弾性変形させて、表面を円筒形電池１に押圧する。ストッパ部２５は表面が円筒形電池１に押し付けられて円筒形電池１の位置ずれを阻止し、かつ回転を防止・抑制する。ストッパ部２５と円筒形電池１との摩擦抵抗が大きくなるからである。ストッパ部２５は、プッシュロッド２６で背面から押圧されて弾性変形する。弾性変形したストッパ部２５の表面が円筒形電池１の表面に押し付けられる。
【0041】
図１０と図１１に示すホルダー本体２３は、各々の円筒形電池１を平行姿勢に保持するプラスチックホルダー２１と、このプラスチックホルダー２１に積層されて、プラスチックホルダー２１に挿入された円筒形電池１の端部を保持するゴム状ホルダー２２とを備えている。プラスチックホルダー２１は、円筒形電池１の一端部を除くほぼ全体を収納する保持スペース３１を設けている。ゴム状ホルダー２２は、プラスチックホルダー２１に設けた保持スペース３１と対向する位置に、円筒形電池１の端部が挿入される保持スペース３２を設けている。これらの保持スペース３１、３２は、複数の円筒形電池１を俵積み状態の多段多列に配置するように設けている。プラスチックホルダー２１の保持スペース３１とゴム状ホルダー２２の保持スペース３２は、互いに対向する位置に設けられており、プラスチックホルダー２１にゴム状ホルダー２２を積層した状態では、互いに連結される保持スペース３１、３２同士によって、円筒形電池１の表面に沿う円柱状の保持スペース３３が形成されるようにしている。保持スペース３３は、円筒形電池１をスムーズに挿入できるように、内形を円筒形電池１の外形よりも僅かに大きく、たとえば、内径を円筒形電池１の外径より０．１ｍｍ～０．３ｍｍ大きく成形している。
【0042】
さらに、ホルダー本体２３は、図１０、図１２、及び図１３に示すように、ゴム状ホルダー２２をプラスチックホルダー２１の定位置に連結できるように、ゴム状ホルダー２２に連結穴３７を設けて、プラスチックホルダー２１には、この連結穴３７に挿入される位置決めピン２７を設けている。ホルダー本体２３は、プラスチックホルダー２１とゴム状ホルダー２２の対向面であって、俵積み状態で配置される３個の円筒形電池１に囲まれる領域に、連結穴３７と位置決めピン２７とを設けている。位置決めピン２７は、プラスチックホルダー２１の端面であって、ゴム状ホルダー２２が積層される面から円筒形電池１の軸方向に突出する姿勢として、プラスチックホルダー２１に一体成形して設けている。このホルダー本体２３は、プラスチックホルダー２１の端面から突出する位置決めピン２７を連結穴３７に案内する状態で、ゴム状ホルダー２２がプラスチックホルダー２１の定位置に連結される。
【0043】
ゴム状ホルダー２２は、ゴム状弾性体を所定の厚さの板状に成形している。図１０、図１２、及び図１３に示すゴム状ホルダー２２は、平面視が円形に形成された保持スペース３２の周囲に沿って、サブホルダー２４のプッシュロッド２６が挿入される挿入スペース３４を設けている。図に示すゴム状ホルダー２２は、一つの保持スペース３２に対して２～４個の挿入スペース３４を周囲に設けて、１本の円筒形電池１を周囲の複数箇所から押圧して保持する構造としている。図に示す挿入スペース３４は、板状のゴム状ホルダー２２を貫通して開口された貫通穴で、内形を円柱状とする形状に設けられている。保持スペース３２の周囲に沿って設けられる挿入スペース３４は、好ましくは３個の円筒形電池１で囲まれた領域に設けられる。さらに、ゴム状ホルダー２２の外周に沿って配置される挿入スペース３４は、互いに隣接する円筒形電池１の谷間や、ひとつの円筒形電池１の外周に対向して設けられる。以上のようにして、ひとつの円筒形電池１に対して、その外周面を複数箇所から押圧して保持できるようにしている。
【0044】
ゴム状ホルダー２２は、挿入スペース３４と、円筒形電池１との対向面との間を弾性変形できるストッパ部２５としている。このゴム状ホルダー２２は、挿入スペース３４にプッシュロッド２６を挿入する状態で、ストッパ部２５を円筒形電池１に向かって突出する形状に弾性変形させて円筒形電池１の表面を押圧する。したがって、３個の円筒形電池１で囲まれた領域に挿入スペース３４を設ける構造は、一つの挿入スペース３４に挿入されるプッシュロッド２６により、ストッパ部２５を３方向に弾性変形させる状態で突出させて、３方向に対向する円筒型電池１を押圧できる。このように、ゴム状弾性体で成形されるゴム状ホルダー２２の一部を弾性変形させて円筒形電池１の表面に押し付ける構造は、摩擦抵抗の大きなゴム状弾性体により、円筒形電池の位置ずれを確実に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる特長がある。図に示すストッパ部２５は、表面を円筒形電池１の表面に沿う湾曲面２５ａとしている。
【0045】
図１４は、ゴム状ホルダー２２の斜視図である。図に示すゴム状ホルダー２２は、プッシュロッド２６が挿入される挿入スペース３４である貫通穴の開口縁部をテーパー面としている。この構造は、挿入スペース３４の内形よりも大きな外形を有するプッシュロッド２６をスムーズに案内しながら圧入できる。
【0046】
サブホルダー２４は、ホルダー本体２３に連結される状態で、ゴム状ホルダー２２の挿入スペース３４に挿入される複数のプッシュロッド２６を一体成形して備えている。図１５は、サブホルダー２４に設けたプッシュロッド２６の拡大斜視図である。図１５に示すプッシュロッド２６は、挿入スペース３４に圧入される状態でストッパ部２５の背面を局部的に押し出す突起２６ａを、円柱状のロッド本体の表面から突出して設けている。突起２６ａは、プッシュロッド２６をスムーズに挿入スペース３４に挿入でき、かつ円筒形電池セル１の表面を軸方向にわたってストッパ部２５で押圧できるように、円柱状のロッド本体の側面に沿って、プッシュロッド２６の挿入方向に伸びる凸条としている。図１６に示すプッシュロッド２６は、対向する円筒形電池１に向かって確実にストッパ部２５を弾性変形できるように、外周面に設けた突起２６ａを、対向する円筒形電池１の中心に向かって突出する姿勢としている。図１６に示すように、対向する円筒形電池１に向かって突出する突起２６ａを備えるプッシュロッド２６は、ストッパ部２５を円筒形電池１の表面に向かって確実に押圧できる特長がある。
【0047】
さらに、図１５と図１６に示すプッシュロッド２６は、対向する複数の円筒形電池１に向かってストッパ部２５を押圧できるように、周囲に配置される円筒形電池１の数に応じて突起２６ａの数と向きを変更している。図１５と図１６に示すプッシュロッド２６は、３方向に突出する３列の突起２６ａを備える第１のロッド２６Ａと、２方向に突出する２列の突起２６ａを備える第２のロッド２６Ｂと、１方向に突出する１列の突起２６ａを備える第３のロッド２６Ｃとを備えている。第１のロッド２６Ａは、３個の円筒形電池１に囲まれた領域に配置された挿入スペース３４に挿入されて、ゴム状弾性体のストッパ部２５を弾性変形させて３個の円筒形電池１を押圧する。第２のロッド２６Ｂは、２個の円筒形電池１の間に配置された挿入スペース３４に挿入されて、ゴム状弾性体のストッパ部２５を弾性変形させて２個の円筒形電池１を押圧する。第３のロッド２６Ｃは、１個の円筒形電池１と対向する挿入スペース３４に挿入されて、ゴム状弾性体のストッパ部２５を弾性変形させて１個の円筒形電池１を押圧する。以上のようにして、保持スペース３２の周囲に沿って配置された複数の挿入スペース３４に対して所定の形状のプッシュロッド２６を挿入することで、各円筒形電池１の表面を周囲の複数箇所から押圧して円筒形電池の位置ずれを理想的に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる。
【0048】
以上の図に示すホルダー本体２３は、プラスチックホルダー２１の片側（図において上側）にのみゴム状ホルダー２２を積層する構造としている。したがって、これらの図に示すホルダー２０は、ホルダー本体２３の片側にのみサブホルダー２４を連結する構造としている。このホルダー２０は、全体を簡単な構造として、ホルダー本体２３に収納される円筒形電池１の端部をストッパ部２５で保持して、円筒形電池１の位置ずれを阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる。ただ、ホルダーは、プラスチックホルダーの両側にゴム状ホルダーを積層する構造として、ホルダー本体の両側にサブホルダーを積層することもできる。この構造は、円筒形電池の両端をストッパ部で保持するので、円筒形電池の位置ずれを効果的に阻止でき、かつ回転を防止・抑制できる特長がある。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明は、円筒形電池をホルダーで定位置に配置している電池モジュールであって、とくに、円筒形電池の位置ずれや回転を阻止できる電池モジュールとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【0050】
１００、２００…電池モジュール
１…円筒形電池
２…ホルダー
３…ホルダー本体
４…サブホルダー
５…ストッパ部
５Ａ…弾性アーム
５ａ…湾曲面
６…プッシュロッド
６ａ…突起
７…カバー部
１０…回路基板
１１…バスバー
１２…リード線
１３…保持スペース
１４…挿入スペース
１５…分離スリット
２０…ホルダー
２１…プラスチックホルダー
２２…ゴム状ホルダー
２３…ホルダー本体
２４…サブホルダー
２５…ストッパ部
２５ａ…湾曲面
２６…プッシュロッド
２６ａ…突起
２６Ａ…第１のロッド
２６Ｂ…第２のロッド
２６Ｃ…第３のロッド
２７…位置決めピン
３１…保持スペース
３２…保持スペース
３３…保持スペース
３４…挿入スペース
３７…連結穴
１…円筒形電池
２…ホルダー
３…ホルダー本体
４…サブホルダー
５…ストッパ部
５Ａ…弾性アーム
５ａ…湾曲面
６…プッシュロッド
６ａ…突起
７…カバー部
１０…回路基板
１１…バスバー
１２…リード線
１３…保持スペース
１４…挿入スペース
１５…分離スリット
２０…ホルダー
２１…プラスチックホルダー
２２…ゴム状ホルダー
２３…ホルダー本体
２４…サブホルダー
２５…ストッパ部
２５ａ…湾曲面
２６…プッシュロッド
２６ａ…突起
２６Ａ…第１のロッド
２６Ｂ…第２のロッド
２６Ｃ…第３のロッド
２７…位置決めピン
３１…保持スペース
３２…保持スペース
３３…保持スペース
３４…挿入スペース
３７…連結穴
【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】