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1. (WO2019065033) DISPOSITIF D’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE
Document

明 細 書

発明の名称 電源装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

課題を解決するための手段及び発明の効果

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058  

産業上の利用可能性

0059  

符号の説明

0060  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18  

明 細 書

発明の名称 : 電源装置

技術分野

[0001]
 本発明は、電源装置に関する。

背景技術

[0002]
 多数の二次電池セルを備える電源装置は、二次電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、例えばアシスト自転車や電動カート、ハイブリッド車、電気自動車などの駆動用電源のような、大電流で充放電される用途に使用されている。
[0003]
 このような駆動用の電源装置は振動に晒されることになるため、共振によるがたつき等の不具合を回避すべく、共振の発生自体を極力避けることが望まれる。しかしながら、振動に起因する共振の発生を物理的に抑制することは極めて困難であった。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2004-236450号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は共振の発生を抑制可能な電源装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

[0006]
 本発明の第1の側面に係る電源装置によれば、一以上の電池セルを含む、外形を直方体状とし、互いに平行状態に離間された天面と底面と、該天面と底面との間でこれらを接続する側面とを有する電池集合体と、前記電池集合体の直方体状を構成する各辺にそれぞれ配置された複数の金属プレートとを備え、前記電池集合体の天面及び底面の四隅のそれぞれにおいて、前記金属プレート同士を、端部を重ねた状態で固定することができる。上記構成により、直方体状の電池集合体の各辺に金属プレートを配置して、これら金属プレート同士を固定することで、電池集合体の直方体形状が確実に固定されて安定的に保持され、共振やがたつきの発生を抑制できる利点が得られる。また、固定位置を天面と底面に纏めたことで、固定作業を纏めて行い易くなり組立時の作業性が向上する。
[0007]
 また、第2の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、各金属プレートは、前記電池集合体の天面及び底面の四隅のそれぞれにおいて、隣接する金属プレート同士が重なり合う端部に、貫通孔を形成しており、前記電源装置はさらに、前記電池集合体の天面及び底面の四隅のそれぞれにおいて、各金属プレートの前記貫通孔に挿通して固定するためのピン部を備えることができる。上記構成により、直方体状の電池集合体の各辺に配置された金属プレート同士をピン留めにより確実に固定し易くなり、各辺を金属プレートで安定的に保持して共振やがたつきの発生を抑制できる。
[0008]
 さらに、第3の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記金属プレートは、前記側面同士が隣接する辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う、水平断面をL字状とする複数のバンド部と、前記天面及び底面の対向する2辺にそれぞれ配置される補強プレートとを備えることができる。上記構成により、金属プレートは、縦方向を補強するバンド部と水平方向を補強する補強プレートで構成することができ、各辺の補強効果を高めることができる。
[0009]
 さらにまた、第4の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部は、前記側面同士が隣接する辺の内、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う一対の側面保持部と、前記側面保持部を両端で接続すると共に、前記天面を構成する辺の内、前記補強プレートが配置されない辺を覆う連結辺とを一体的に構成することができる。上記構成により、バンド部をコ字状に構成して電池集合体を側面保持部で挟み込むようにして保持できるため、組立の作業性が向上すると共に、天面の一辺を保持する部材と側面の辺を保持する部材を一体化して機械的強度を向上できる。
[0010]
 さらにまた、第5の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記側面保持部は、前記電池集合体の辺を覆う、相隣る第一面及び第二面を備え、前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、前記第二面は、前記第一折曲線から一定の領域を切り欠いた形状とすることができる。上記構成により、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部を保護できる。
[0011]
 さらにまた、第6の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記補強プレートは、延長方向に沿って側縁を折曲させることができる。上記構成により、補強プレートの側面にリブを立たせてその機械強度を増すことが可能となる。
[0012]
 さらにまた、第7の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記ピン部はねじ溝を側面に形成しており、螺合により前記貫通孔に固定することができる。上記構成により、螺合によって電池集合体を強固に締結した構成とできる。
[0013]
 さらにまた、第8の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体が、長方形状の短辺側の一部を切り欠いた形状に形成することができる。上記構成により、収納ケース内において切り欠いた空間に出力端子等の部材を配置することができる。
[0014]
 さらにまた、第9の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、さらに端縁を開口し、前記電池集合体を内部に収納する収納ケースを備えることができる。
[0015]
 さらにまた、第10の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、さらに、前記収納ケースの一方の開口端を閉塞する天蓋部と、前記収納ケースの他方の開口端を閉塞する底蓋部とを備え、前記電池集合体と天蓋部、及び電池集合体と底蓋部とを、前記ピン部でもって螺合により固定することができる。上記構成により、螺合によって電池集合体と天蓋部、底蓋部を一体化して固定することで、振動等による共振の発生を抑制できる。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] 本発明の一実施形態に係る電源装置を示す斜視図である。
[図2] 図1の電源装置を斜め下方から見た斜視図である。
[図3] 図1の電源装置の分解斜視図である。
[図4] 図3の電源装置を斜め下方から見た分解斜視図である。
[図5] 図1の電源装置のV-V線における断面図である。
[図6] 図3の電池集合体から金属プレートを外した分解斜視図である。
[図7] 図6の電池集合体を斜め下方から見た分解斜視図である。
[図8] 図6の電池集合体の分解斜視図である。
[図9] 図8の電池集合体の更なる分解斜視図である。
[図10] 電池集合体を金属プレートで締結する状態を示す分解断面図である。
[図11] 図7の金属プレートを示す斜視図である。
[図12] 実施例2に係る金属プレートを示す斜視図である。
[図13] 図3の底蓋部の斜視図である。
[図14] 図4の天蓋部の斜視図である。
[図15] 図15Aは電池集合体を底蓋部に圧入する状態を示す断面図、図15Bは電池集合体を誘い込みリブに圧入した状態を示す断面図である。
[図16] 天蓋部の分解斜視図である。
[図17] 図16の枠部に閉塞部を挿入した状態を示す分解斜視図である。
[図18] 図16の天蓋部を斜め下方から見た分解斜視図である。

発明を実施するための形態

[0017]
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は以下のものに特定されない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
[0018]
 以下に示す電源装置は、主として、モータのみで走行する電気自動車や電動カートなどの電動車両の駆動用電源に適用する例を説明する。なお本発明の電源装置を、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に使用したり、電動車両以外の大出力が要求される用途、例えば家庭用、工場用の蓄電装置等に使用してもよい。
(実施形態1)
[0019]
 実施形態1に係る電源装置100を、図1~図5に示す。これらの図において、図1は本発明の一実施形態に係る電源装置100を示す斜視図、図2は図1の電源装置100を斜め下方から見た斜視図、図3は図1の電源装置100の分解斜視図、図4は図3の電源装置100を斜め下方から見た分解斜視図、図5は図1の電源装置100のV-V線における断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す電源装置100は、外形を箱状とし、上部に取っ手部28を設けている。箱状の電源装置100は、縦長の直方体状とし、底面を平面状として直立可能としている。この電源装置100は、内部に電池セルを複数本直列及び/又は並列に接続して、外部に電力を出力可能としている。図2、図4等に示すように、底面には出力端子33を設けており、出力端子33を電力供給対象機器、例えば電気自動車に接続して、電力を供給する。また使用者は取っ手部28を握って電源装置100を着脱することができる。
[0020]
 電源装置100は、図3及び図4の分解斜視図及び図5の断面図に示すように、収納ケース10と、天蓋部20と、底蓋部30と、電池集合体40を備える。収納ケース10は、内部に電池集合体40を収納できるよう、中空状として、上面と下面を開口している。収納ケース10の上面側のケース第一開口部11は、天蓋部20で閉塞される。また収納ケース10の下面側のケース第二開口部12は、底蓋部30で閉塞される。この収納ケース10は、放熱性と強度に優れた金属製とすることが好ましい。例えば軽量で意匠性にも優れたアルミニウム製や鉄製、ステンレス製等とする。
(放熱シート2)
[0021]
 電池集合体40は、図3及び図4の分解斜視図に示すように、その側面に放熱シート2とアラミド繊維シート3を配置して、これら放熱シート2とアラミド繊維シート3で覆われた状態で収納ケース10に収納される。放熱シート2は、熱伝導性に優れた可撓性部材で構成され、例えばシリコーン系樹脂シートが利用できる。放熱シート2を電池集合体40の側面と収納ケース10の内面との間に介在させることで、電池集合体40と収納ケース10との間に隙間が形成されることを抑制する。これにより、空気層が形成されて断熱層となり、電池集合体40の放熱が阻害される事態を回避できる。
(アラミド繊維シート3)
[0022]
 またアラミド繊維シート3は、電池集合体40を収納ケース10内に収納する際、接触部分で電池集合体40や収納ケース10の表面が削られて粉状の異物が発生することを回避するよう、強度に優れた薄手の可撓性のシート材が用いられる。例えばアラミド系の紙製シートが、アラミド繊維シート3として好適に用いられる。
(電池集合体40)
[0023]
 電池集合体40は、複数本の二次電池セル1を収納した部材である。図5の断面図及び図6及び図7の分解斜視図に示すように、この電池集合体40の周囲を、複数の金属プレート50で囲み、機械的に締結している。具体的には、電池集合体40はその外形を直方体状としている。直方体状の電池集合体40は、天面41と底面42と側面43とを有する。天面41と底面42とは、互いにほぼ平行な姿勢に離間されている。また側面43は、天面41と底面42との間でこれらを接続する。そして金属プレート50は、この電池集合体40の直方体状を構成する各辺にそれぞれ配置されている。また金属プレート50同士は、電池集合体40の天面41と底面42の各四隅で、金属プレート50の端部を重ねた状態で固定されている。このような構成としたことで、電池集合体40の直方体形状が確実に固定されて安定的に保持され、共振やがたつきの発生を抑制できる。また、固定位置を天面41と底面42に纏めたことで、固定作業を纏めて行い易くなり組立時の作業性が向上する。
[0024]
 なお電池集合体40は、完全な直方体状とする必要はなく、収納ケース10に収納できる形状や大きさであれば足り、部分的に切り欠いたり、突出させた形状としてもよい。図6、図7等に示す電池集合体40は、底面42の一辺の部分を切り欠いた形状としている。切り欠き部47を設けることで、図3等に示すように出力端子33等の部材を配置することができる。
[0025]
 この電池集合体40は、図6~図9の分解斜視図に示すように、複数本の二次電池セル1を収納している。各二次電池セル1は、電池ホルダ44に収納される。この例では、電池ホルダ44は42本の円筒形の二次電池セル1を積層して構成される。電池ホルダ44は、樹脂製等とする。二次電池セル1は円筒形の外装缶の端面に、それぞれ電極を設けている。また各二次電池セル1の端面を揃えた姿勢に積層して、リード板45等によりこれらを直列や並列に接続している。二次電池セル1には、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池等が利用できる。また二次電池セル1は、円筒形のものに限定せず、他の形状、例えば外装缶を角型とする二次電池セルやラミネート形の二次電池セルも適用できる。
(ピン部46)
[0026]
 金属プレート50同士は、ピン部46でもって固定される。ピン部46は、電池集合体40の天面41及び底面42の四隅のそれぞれにおいて、金属プレート50同士の端部を重ねた状態で、金属プレート50を貫通させて固定する。ただし電池集合体40側には、ピン部46を固定するねじ穴などは設けず、金属プレート50を電池集合体40の外側から締結する構造としている。これによって、電池集合体40側のねじ穴等の位置に関する寸法公差や、ねじ穴の大きさの製造誤差等の微小な隙間に起因して共振が発生する事態を回避しながら、各辺を金属プレート50で押圧して締結することができる。
[0027]
 各金属プレート50は、電池集合体40の天面41及び底面42の四隅のそれぞれにおいて、隣接する金属プレート50同士が重なり合う端部に、貫通孔を形成している。これにより、直方体状の電池集合体40の各辺に配置された金属プレート50同士をピン留めにより確実に固定し易くなる。この結果、各辺を金属プレート50で補強して、各方向からの振動や衝撃に対して安定的に保持でき、共振やがたつきの発生を抑制できる。
[0028]
 貫通孔は、ねじを挿入するねじ穴として利用できる。またピン部46の側面にねじ溝を形成することで、ナットを用いて螺合によりねじ穴に固定することができ、固定作業を容易に行える。この例では、電池集合体40の天面側においては、ピン部46を天蓋部20にインサートされたナットに螺合している。また底面側においては、ピン部46を底蓋部30に挿通してナットを螺合させている。
(バンド部51)
[0029]
 金属プレート50は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、複数のバンド部51と補強プレート56で構成される。バンド部51は、電池集合体40を構成する辺の内、垂直方向の辺、すなわち電池集合体40の側面43同士が接合する辺の内で、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う。またバンド部51は、垂直方向の辺のみならず、水平方向の辺の一部を被覆してもよい。図6及び図7の分解斜視図に示す例では、各バンド部51は、一対の側面保持部52と、この側面保持部52の上端同士を接続する連結辺53とで構成される。
(側面保持部52)
[0030]
 側面保持部52は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、電池集合体40の辺を覆う、相隣る第一面52a及び第二面52bを備えている。さらに第一面52aの先端を第一折曲線52dで折曲して第一折曲面52cとし、電池集合体40の底面42の一部を被覆する。
[0031]
 また側面保持部52の第一面52aは、第二面52bよりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成されている。また複数のバンド部51の第一面52a同士が、電池集合体40の側面43の内、第一側面43A上に配置されている。さらに第二面52b同士が、電池集合体40の側面43の内、第一側面43Aと隣接する第二側面43B上に配置されている。図6~図8に示す電池集合体40は、リード板45が配置される面を第二側面43Bとしている。
[0032]
 一対の側面保持部52は、垂直方向の辺を少なくとも部分的に覆い、一方の連結辺53は、水平方向の辺を覆う。ここで連結辺53は、電池集合体40の天面41を構成する水平方向の辺の内で、補強プレート56が配置されない辺を覆っている。これら側面保持部52と連結辺53とは、一体的に構成することが好ましい。これにより、図10に示すようにバンド部51をコ字状に構成して電池集合体40を側面保持部52で挟み込むようにして保持できるため、組立の作業性が向上すると共に、天面41の一辺を保持する部材と側面43の辺を保持する部材を一体化して機械的強度を向上できる。
(補強プレート56)
[0033]
 補強プレート56は、天面41や底面42を構成する水平方向の辺に配置される。補強プレート56は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、天面41や底面42の対向する2辺にそれぞれ配置される。なお、水平方向の辺の内で、バンド部51の連結辺53を配置した辺には連結プレートを配置する必要はない。この意味でバンド部51の連結辺53は、一部の補強プレート56を一対の側面保持部52と一体化したものということができる。
[0034]
 このように、金属プレート50を電池集合体40の各辺に沿わせることで、電池集合体40を枠状に締結して余分な隙間などが生じないように押圧して、がたつきを阻止する。なお補強プレート56は、水平方向の辺を覆うのでなく、水平方向の辺に沿うように配置されている。一方でバンド部51の側面保持部52は、垂直方向の辺を覆うように、隣接する側面43同士を跨いで辺を少なくとも部分的に覆うように、断面をL字状としている。またバンド部51の連結辺53も、水平方向の辺を覆うように、電池集合体40の天面41と側面43との間を跨ぐように断面をL字状としている。これは、金属プレート50の固定に際し、図10に示すように金属プレート50の上面を予め天蓋部20に固定した状態で、側面保持部52を左右に拡開して、電池集合体40の上面に載置し、この状態から側面保持部52を電池集合体40の側面43に当接させて、電池集合体40の底面42をピン部46で固定する際、側面保持部52が電池集合体40の側面43を確実に覆うように位置決めするための構成である。このようにすることで、側面保持部52の断面L字状の部分で電池集合体40の側面43を確実に保持して、金属プレート50を電池集合体40の側面43を含む各辺に配置して、これを確実に締結して共振の発生を阻止する。
[0035]
 補強プレート56は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、延長方向に沿って側縁を折曲させることもできる。これにより、補強プレート56の側縁にリブ57を立たせてその機械強度を増すことが可能となる。
[0036]
 これら金属プレート50と補強プレート56は、好ましくは鉄、アルミニウム、ステンレスの金属等で構成できる。
(ねじ穴)
[0037]
 上述の通り、ピン部46を挿通するための金属プレート50の貫通孔は、ねじを挿通して固定するためのねじ穴として利用できる。バンド部51の連結辺53の両端と、第一折曲面52cには、バンド側ねじ穴として連結側ねじ穴54、折曲側ねじ穴55が、それぞれ開口される。また補強プレート56の両端にも、プレート側ねじ穴58が開口される。これらのねじ穴は、ピン部46でもってバンド部51を電池集合体40や天蓋部20、底蓋部30などと固定するための連結機構を構成する。
[0038]
 バンド部51は、図6、図7の分解斜視図に示すように、電池集合体40の上面においては、連結辺53の両側の連結側ねじ穴54の下方からピン部46、ここではねじを通して、補強プレート56に開口されたプレート側ねじ穴58を挿通して天蓋部20に螺合される。一方、電池集合体40の下面においては、第一折曲面52cの上方からねじを、補強プレート56の両端にそれぞれ開口されたプレート側ねじ穴58に挿通すると共に、底蓋部30を貫通させた後、ナットを螺合させて固定する。このように、電池集合体40の上部において、下方側から上方側に向かって螺合し、下部においては上方側から下方側に向かって螺合するよう構成している。これにより、天蓋部20の上面側にねじ頭等を表出させるに螺合させることができ、また電池集合体40にも直接ねじ込まずに済む利点が得られる。
[0039]
 各バンド部51の第一面52aの第一折曲面52cには、折曲側ねじ穴55が開口されている。また第二面52bは、第一折曲線52dから一定の領域を切り欠いている。この状態で、各バンド部51は、折曲側ねじ穴55を挿通して、電池集合体40の底面42に螺合により固定されている。これにより、電池集合体40の底面42から、4つのバンド部51を固定することができ、作業性が向上する。
[0040]
 また補強プレート56は、板状の両側にプレート側ねじ穴58を開口している。そして電池集合体40の底面42及び天面41の四隅に形成された、バンド部51の折曲側ねじ穴55を挿通したねじを、補強プレート56のプレート側ねじ穴58に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定している。
[0041]
 側面保持部52は図11の拡大斜視図に示すように、第一面52aと第二面52bの境界において、第一折曲線52dの近傍で第二面52bが存在しないように切り欠いている。これにより、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部51を保護できる。
(実施例2)
[0042]
 ただし側面保持部は、上記構成に限らない。上述した図11に示す実施形態1に係る電源装置100においては、側面保持部52の第二面52bを、第一折曲面52cの近傍で省略することによって、第一折曲線52dの隅部に応力が集中することを緩和している。
[0043]
 これに対し、別の部材を追加することでより応力集中に対する耐性を高めることが可能となる。例えば、構造上応力の集中が激しくなる直方体状の電池集合体の隅部において、応力集中を一層緩和するため、側面保持部の内、隅部にあたる領域を切り欠いた構造とすることもできる。ここで実施例2に係る電源装置の側面保持部52’を、図12の斜視図に示す。この図に示す側面保持部52’は、図11等と同様に、第一面52a’と第二面52b’を備える。この第一面52a’は、その端部を第一折曲線52d’で折曲させて電池集合体40の底面42の一部を被覆する第一折曲面52c’を備える。第一折曲面52c’は、折曲側ねじ穴55’を開口させている。
[0044]
 また第二面52b’は、その端部を第二折曲線52f’で折曲させて、第一折曲面52c’と折り重なる状態で電池集合体40の底面42の一部を被覆する第二折曲面52e’を備える。第二折曲面52e’は、第二折曲側ねじ穴55b’を開口させている。第二折曲側ねじ穴55b’は、第一折曲面52c’の折曲側ねじ穴55’と一致させて、ピン部を挿通して固定可能としている。ここではピン部をねじとして螺合により固定する。そして第一面52a’と第二面52b’の境界において、第一折曲線52d’及び第二折曲線52f’の近傍を切り欠いている。これにより、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部51’を保護できる。すなわち、各バンド部51’の第一面52a’の端部に第一折曲面52c’を、第二面52b’の端部に第二折曲面52e’を、それぞれ設けて、電池集合体40の底面42及び天面41の一部を、それぞれ第一折曲面52c’と折り重なる状態で第二折曲面52e’で被覆して、螺合により固定したことで、電池集合体40の天面41と底面42でそれぞれバンド部51’を固定して一体性が高められる。
(集合体案内リブ32)
[0045]
 また天蓋部20又は底蓋部30の少なくとも一方は、電池集合体40に当接する集合体案内リブ32を複数、互いに離間させて内面から突出させている。このような集合体案内リブ32を設けることで、収納ケース10の嵌合と同時に収納ケース10と電池集合体40との隙間を埋めて、電池集合体40と収納ケース10とを一体化することで収納ケース10内で電池集合体40との間に隙間が生じてがたつきが発生することを阻止でき、もって共振の発生を抑制できる。
[0046]
 本実施形態では、図13、図14に示すように、天蓋部20と底蓋部30にそれぞれ、集合体案内リブ32として第一リブ32A、及び第二リブ32Bをそれぞれ形成している。これら集合体案内リブ32は、端縁を開口端側に向かって幅広となるようにテーパー状に形成される。これにより、図15A~図15Bに示すように、電池集合体40を集合体案内リブ32に誘い込んで嵌入させ易くできる。加えて、金属プレート50に予め、端縁を折曲させたリブを形成し、このリブで電池集合体40の側面を部分的に被覆するよう構成することで、電池集合体40の嵌合時に集合体案内リブ32がリブを押圧して、より均一な応力でもって電池集合体40を天蓋部20や底蓋部30に嵌合させることができる。
[0047]
 また集合体案内リブ32は、天蓋部20や底蓋部30の内面の対向する部位にそれぞれ形成される。天蓋部20や底蓋部30が矩形状の場合は、対向する辺にそれぞれ集合体案内リブ32が形成される。図13、図14に示す例では、天蓋部20や底蓋部30の矩形状を構成する各辺に集合体案内リブ32が形成されている。ただし、各辺に形成される集合体案内リブ32や、同じ辺に形成される集合体案内リブ32は、同じ形状とする必要はなく、電池集合体40を当接、保持する部位の形状に合わせて適宜変更することができる。複数の集合体案内リブ32は、互いに平行状態に離間して形成される。各集合体案内リブ32を、側面視においてL字状に形成される。また集合体案内リブ32は、天蓋部20や底蓋部30に一体的に形成することが好ましい。
[0048]
 また、天蓋部20の内面の隅部に配置される、この天蓋部20とは別個に形成されたコーナー部を備えてもよい。コーナー部は、第三誘い込みリブを設けている。これにより、射出成形が困難な天蓋部20内面の隅部における集合体案内リブ32を、別部材として組み合わせることにより、隅部においても集合体案内リブ32を配置でき、もって隅部に隙間が形成される事態を回避し、がたつきや共振の発生を抑制できる。
(天蓋部20)
[0049]
 天蓋部20は、収納ケース10の上面に固定されて、収納ケース10のケース第一開口部11を閉塞する。また天蓋部20は、その上部に使用者が把持するための取っ手部28を備えている。ここで天蓋部20の分解斜視図を図16~図18に示す。これらの図において、図16は天蓋部の分解斜視図、図17は図16の枠部に閉塞部を挿入した状態を示す分解斜視図、図18は図16の天蓋部を斜め下方から見た分解斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す天蓋部20は3つの部材に分割されており、第一ケースであるカバー部21と、第二ケースである閉塞部22と、第三ケースである枠部23とで構成される。
(枠部23)
[0050]
 枠部23は、収納ケース10のケース第一開口部11と接続される。この枠部23は、取っ手部28の一部を構成する取っ手枠24を有する。このため枠部23は、取っ手枠24に十分な機械強度を発揮させるように、強度の高い樹脂を使用する。またリブを立てるなどして、構造上も取っ手部28を補強できるように構成する。ただし機械強度を増す構成とすることで外観が悪くなる。そこで、枠部23の上面にカバー部21を被覆する。
(カバー部21)
[0051]
 カバー部21は、取っ手枠24を含め、枠部23の上面を被覆する。このようにカバー部21で枠部23を覆うことにより、枠部23の上面を外部に表出させないで隠すことが可能となる。いいかえると、枠部23の上面は外観を気にすることなく、強度の向上に特化した構成を採用できる。一方でカバー部21の外観意匠を向上させることで、天蓋部20の見栄えを向上できる。このように取っ手部28の強度を重視する枠部23と、外観の意匠性を重視するカバー部21とを別部材としたことで、強度と外観を両立させることが可能となる。
[0052]
 このように、天蓋部20を複数の部材で構成したことにより、取っ手部28を補強する機能、天蓋部20のデザイン性を向上させる機能、及び天蓋部20を構成する樹脂部材の肉溜まりを排除して樹脂引け等による外観の悪化を回避する機能を果たすことが可能となる。すなわち従来は天蓋部を一部材で構成していたため、取っ手部28の強度を向上させようとすればデザイン性が悪くなり、また強度を増すために樹脂部材を厚くすると重くなる上、樹脂の硬化時に生じる引けが大きくなって外観品質が低下するなどの問題があった。そこで、強度を重視する枠部23を準備すると共に、枠部23を被覆するかバー部を用意して、カバー部21に意匠性を持たせることで、外観を整え見栄えを向上できる。
[0053]
 枠部23は、収納ケース10と接続された状態でケース第一開口部11と連通する枠開口部25を形成している。また枠部23の取っ手枠24は、枠開口部25を横断する姿勢に形成されている。図16~図18に示す例では、枠部23を、ケース第一開口部11の周囲に沿う矩形状として、取っ手枠24を、平面視においてT字状となるように、枠開口部25を橋渡しする状態に設けられている。また、このT字状を構成する上部の横棒26の下方を、側面に開口させている。
(閉塞部22)
[0054]
 さらに、天蓋部20は、閉塞部22を枠部23とカバー部21の間に配置しており、閉塞部22でもって枠開口部25を閉塞している。これにより、枠開口部25を横断する取っ手枠24を形成しつつも、枠開口部25を別部材の閉塞部22で閉塞する構成としたことで、枠部23の型成形が容易となる。さらに枠開口部25を通して見える底面を構成するカバー部21を別部材としたことで、カバー部21の色や形状等の意匠性を考慮した設計が可能となる。
[0055]
 また閉塞部22は、中央を窪ませた曲面状に形成されている。これにより、使用者が取っ手部28を把持する際に手を差し入れる空間を広く確保して把持し易くなる。また曲面状として段差のエッジを排除したことで、差し入れた手がエッジにあたることもなく、快適な使用感が得られる。加えて、曲面状としたことでデザイン性も向上される。また横棒26の下に開口を設けると共に、横棒26の下方に位置する閉塞部22をこの部分で低く形成し、反対側を高く形成することで、閉塞部22の上面に塵や水滴等の異物が溜まった際、横棒26の側が下勾配となる姿勢に傾斜させることで、閉塞部22の窪みに溜まった異物を、開口を通じてスムーズに排出できる利点も得られる。
[0056]
 またカバー部21は、図1、図16、図17等に示すように、その側面に枠状のカバー枠27を形成している。カバー枠27は、カバー部21と閉塞部22とが接合された状態で、閉塞部22と同一面状となるようにして、カバー枠27から閉塞部22の曲面に連なって、面が連続的に変化するようにしている。これにより、使用者が取っ手部28を把持しようとして手を差し入れる際に、一層スムーズに手を案内することができる。
[0057]
 これらの天蓋部20は、好ましくは軽量で絶縁性に優れた樹脂で構成されている。例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)樹脂等が好適に利用できる。また、天蓋部20を複数の部材で構成する利点を生かし、異なる部材で構成してもよい。例えば枠部23を、強度の高い樹脂製としたり、より剛性に優れた金属製としてもよい。また、部材の色も各部材で異ならせることもできる。例えば閉塞部22の蓋を異なる色で構成して、色違いの製品など、バリエーションの変化を演出することもできる。
[0058]
 カバー部21は、図16~図18に示すように、枠部23の裏面側から螺合により固定されている。これにより、天蓋部20は、ねじ穴を表出させない外形となる。一方底蓋部30は、図3等に示すように底面42からねじで固定されている。ただしねじ穴は、ねじカバー34で閉塞することで、ねじの表出を避けることができる。

産業上の利用可能性

[0059]
 本発明に係る電源装置は、電動カートや電動スクーター、電気自動車、ハイブリッド車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。

符号の説明

[0060]
100…電源装置
1…二次電池セル
2…放熱シート
3…アラミド繊維シート
10…収納ケース
11…ケース第一開口部
12…ケース第二開口部
20…天蓋部
21…カバー部
22…閉塞部
23…枠部
24…取っ手枠
25…枠開口部
26…横棒
27…カバー枠
28…取っ手部
30…底蓋部
32…集合体案内リブ
32A…第一リブ
32B…第二リブ
33…出力端子
34…ねじカバー
40…電池集合体
41…天面
42…底面
43…側面
43A…第一側面
43B…第二側面
44…電池ホルダ
45…リード板
46…ピン部
47…切り欠き部
50…金属プレート
51、51’…バンド部
52、52’…側面保持部
52a、52a’…第一面
52b、52b’…第二面
52c、52c’…第一折曲面
52d、52d’…第一折曲線
52e’…第二折曲面
52f’…第二折曲線
53…連結辺
54…連結側ねじ穴
55、55’…折曲側ねじ穴
55b’…第二折曲側ねじ穴
56…補強プレート
57…リブ
58…プレート側ねじ穴

請求の範囲

[請求項1]
 一以上の電池セルを含む、外形を直方体状とし、互いに平行状態に離間された天面と底面と、該天面と底面との間でこれらを接続する側面とを有する電池集合体と、
 前記電池集合体の直方体状を構成する各辺にそれぞれ配置された複数の金属プレートと、
を備え、
 前記電池集合体の天面及び底面の四隅のそれぞれにおいて、前記金属プレート同士を、端部を重ねた状態で固定してなる電源装置。
[請求項2]
 請求項1に記載の電源装置であって、
 各金属プレートは、前記電池集合体の天面及び底面の四隅のそれぞれにおいて、隣接する金属プレート同士が重なり合う端部に、貫通孔を形成しており、
 前記電源装置はさらに、
 前記電池集合体の天面及び底面の四隅のそれぞれにおいて、各金属プレートの前記貫通孔に挿通して固定するためのピン部を備える電源装置。
[請求項3]
 請求項2に記載の電源装置であって、
 前記金属プレートは、
  前記側面同士が隣接する辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う、水平断面をL字状とする複数のバンド部と、
  前記天面及び底面の対向する2辺にそれぞれ配置される補強プレートと
を備える電源装置。
[請求項4]
 請求項3に記載の電源装置であって、
 各バンド部は、
  前記側面同士が隣接する辺の内、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う一対の側面保持部と、
  前記側面保持部を両端で接続すると共に、前記天面を構成する辺の内、前記補強プレートが配置されない辺を覆う連結辺と、
を一体的に構成してなる電源装置。
[請求項5]
 請求項4に記載の電源装置であって、
 前記側面保持部は、前記電池集合体の辺を覆う、相隣る第一面及び第二面を備え、
 前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、
 前記第二面は、前記第一折曲線から一定の領域を切り欠いてなる電源装置。
[請求項6]
 請求項3~5のいずれか一項に記載の電源装置であって、
 前記補強プレートは、延長方向に沿って側縁を折曲させてなる電源装置。
[請求項7]
 請求項2~6のいずれか一項に記載の電源装置であって、
 前記ピン部はねじ溝を側面に形成しており、螺合により前記貫通孔に固定されてなる電源装置。
[請求項8]
 請求項7に記載の電源装置であって、
 前記電池集合体が、長方形状の短辺側の一部を切り欠いた形状に形成されてなる電源装置。
[請求項9]
 請求項7又は8に記載の電源装置であって、さらに、
 端縁を開口し、前記電池集合体を内部に収納する収納ケースを備える電源装置。
[請求項10]
 請求項9に記載の電源装置であって、さらに、
 前記収納ケースの一方の開口端を閉塞する天蓋部と、
 前記収納ケースの他方の開口端を閉塞する底蓋部と
を備え、
 前記電池集合体と天蓋部、及び電池集合体と底蓋部とを、前記ピン部でもって螺合により固定してなる電源装置。

図面

[ 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]