JP2012059373A - 電池パック及び電池パック用電池ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】電池ホルダの金型成型を容易に行えるようにする。
【解決手段】電池ホルダを分割した第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂとはそれぞれ、電池セル２６の一部を収納する第一分割収納空間２８Ａ、第二分割収納空間２８Ｂを画成している。第一分割ホルダ２２Ａは、第一分割収納空間２８Ａ同士が離間されて隣接する領域において、該第一分割収納空間２８Ａを画定する収納壁２９の一部を切り欠いた第一切り欠き領域２４を形成しており、第二分割ホルダ２２Ｂは、第二分割収納空間２８Ｂ同士が離間されて隣接する領域において、該第二分割収納空間２８Ｂを画定する収納壁２９の一部を切り欠いた第二切り欠き領域２５を形成しており、第一切り欠き領域２４と第二切り欠き領域２５とを連続させないよう、両者を離間させた位置に設けている。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の充電可能な二次電池を備えた電池パック及び電池パック用電池ホルダに関する。

二次電池を利用した電池パックは、アシスト自転車などの電動機器の駆動源として利用されている。このような電池パックは、複数の二次電池を定姿勢で保持するために電池ホルダを利用している。このような電池ホルダは、一般に樹脂製であり、金型成形により成型される。金型は、一般に電池セルを収納する収納壁の長手方向に対して左右に二分割され、キャビティとコアにより構成される。そして収納壁を成型するためには、キャビティとコアに若干の勾配、いわゆる抜き勾配を形成する必要がある。

しかしながら、一の電池ホルダに収納する電池セルの本数が増えると、金型成型時の抜き抵抗が大きくなって、金型の脱型が困難になる。特に近年の大容量化の要求とスペース化の要求に応えるため、複数の電池セルを平行に並べた状態で保持しようとすれば、一の電池ホルダに多数の電池セルを収納するための収納空間を形成する必要が生じる。電池ホルダに収納空間が多くなるほど、金型脱型時の抵抗が大きくなり、場合によっては電池ホルダが変形したり、電池ホルダや金型が破損することも考えられる。すなわち、樹脂成型等において肉厚の部位が生じる際には、樹脂硬化時のひけを低減するために、意図的に凹部等を形成して肉厚部分の均等化を図る、いわゆる肉盗みや肉抜きが行われている。一般には、肉塊部に該当する金型にピン等を追加して、肉厚の低減を図ることが行われている。しかしながらこの場合は、ピンの成形によって金型の費用が高騰する。またピンが長くなると、金型強度が弱くなる。加えて、成形時の抜き抵抗が大きくなり、成形性が劣る。さらに、ピンを円柱状の丸ピンとすると、完全に均一な肉厚にすることは困難であり、これを一定にしようとすればさらに金型費が高くなるという問題があった。

特開２００４−３１２８４号公報

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、電池ホルダの金型成型を容易に行えるようにした電池パック及び電池パック用電池ホルダ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

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る電池パックによれば、一方向に延長された外形を有する複数の電池セル２６と、前記複数の電池セル２６を、個別に収納する収納空間２８を、互いに隣接するように複数画成した電池ホルダ２２、１２２と、を備える電池パックであって、前記電池ホルダ２２、１２２が、前記電池セル２６の長手方向に、第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとに分割されており、前記第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとはそれぞれ、前記電池セル２６の一部を収納する第一分割収納空間２８Ａ、第二分割収納空間２８Ｂを画成しており、前記第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとを接合することで、前記第一分割収納空間２８Ａと、第二分割収納空間２８Ｂとが略同心軸上に連結されて前記収納空間が画成され、前記第一分割ホルダ２２Ａは、前記第一分割収納空間２８Ａ同士が離間されて隣接する領域において、該第一分割収納空間２８Ａを画定する収納壁２９の一部を切り欠いた第一切り欠き領域２４を形成しており、前記第二分割ホルダ２２Ｂは、前記第二分割収納空間２８Ｂ同士が離間されて隣接する領域において、該第二分割収納空間２８Ｂを画定する収納壁２９の一部を切り欠いた第二切り欠き領域２５を形成しており、前記第一切り欠き領域２４と第二切り欠き領域２５とを連続させないよう、両者を離間させた位置に設けることができる。これにより、電池ホルダの収納壁を部分的に切り欠くことで、電池ホルダの金型成型時における抜き抵抗を低減する一方、切り欠き領域を第一分割ホルダと第二分割ホルダとで連続しないよう配置することで、電池セルの放熱性能の低下を抑制、かつ分散させることができ、電池セルの保護能力の低下も回避できる。

また、第２の側面に係る電池パックによれば、前記第一切り欠き領域２４または第二切り欠き領域２５が、前記第一分割収納空間２８Ａ、第二分割収納空間２８Ｂの長手方向において一部に形成することができる。これにより、第一分割収納空間、第二分割収納空間の長手方向の全体に第一切り欠き領域や第二切り欠き領域を設けるのでなく、このような切り欠き領域を設けない、換言すると電池セルの周囲の全周に渡って表面と接する領域を残すことによって、電池セルの表面からの熱伝導が維持され、放熱性の低下を抑制できる利点が得られる。

さらに、第３の側面に係る電池パックによれば、前記第一切り欠き領域２４または第二切り欠き領域２５が、前記第一分割収納空間２８Ａ又は第二分割収納空間２８Ｂの長さの約１／３〜１／２に渡って設けることができる。これにより、第一切り欠き領域を第一分割収納空間の一部にのみ設けて、電池セルの放熱性能の維持と、金型脱型時の抜き抵抗の低減とを両立させることが可能となる。

さらにまた、第４の側面に係る電池パックによれば、前記第二切り欠き領域２５は、前記第一分割ホルダ２２Ａの第一切り欠き領域２４を設けた位置と対応する収納壁２９の位置から、前記電池セル２６の長手方向と略垂直な方向に離間させた位置に設けることができる。これにより、第一切り欠き領域と第二切り欠き領域とを空間的に離間させることができ、放熱性の低下する部位が集中する事態を回避できる。

さらにまた、第５の側面に係る電池パックによれば、前記第二切り欠き領域２５は、前記第一分割ホルダ２２Ａの第一切り欠き領域２４を設けた位置と対応する収納壁２９の位置から、前記電池セル２６の長手方向に離間させた位置に設けることができる。これにより、第一切り欠き領域と第二切り欠き領域とを長手方向に離間させることができ、放熱性の低下する部位が集中する事態を回避できる。

さらにまた、第６の側面に係る電池パックによれば、前記第一分割ホルダ２２Ａにおいて、前記第一切り欠き領域２４が、隣接する第一分割収納空間２８Ａにおいて連続しないよう、離間して配置することができる。これにより、第一切り欠き領域が横方向に連続しないため、電池セルの放熱性が低下する領域を分散させることができる。

さらにまた、第７の側面に係る電池パックによれば、隣接する収納空間同士の距離が、少なくとも一部で異ならせることができる。これにより、電池ホルダにおいて電池セルが不規則に配置されるなどして、隣接する電池セル間の距離が一定でない場合、いいかえると収納空間を画定する収納壁の肉厚が不均一な場合に、いわゆる肉盗み構造を効果的に提供できる。

さらにまた、第８の側面に係る電池パックによれば、前記収納空間を、オフセット状に配置することができる。

さらにまた、第９の側面に係る電池パックによれば、前記収納空間を、碁盤目状に配置することもできる。

さらにまた、第１０の側面に係る電池ホルダによれば、一方向に延長された外形を有する複数の電池セル２６を、個別に収納する収納空間を、互いに隣接するように複数画成した電池ホルダ２２、１２２であって、前記電池セル２６の長手方向に、第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとに分割されており、前記第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとはそれぞれ、前記電池セル２６の一部を収納する第一分割収納空間２８Ａ、第二分割収納空間２８Ｂを画成しており、前記第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとを接合することで、前記第一分割収納空間２８Ａと、第二分割収納空間２８Ｂとが略同心軸上に連結されて前記収納空間が画成され、前記第一分割ホルダ２２Ａは、前記第一分割収納空間２８Ａ同士が離間されて隣接する領域において、該第一分割収納空間２８Ａを画定する収納壁２９の一部を切り欠いた第一切り欠き領域２４を形成しており、前記第二分割ホルダ２２Ｂは、前記第一分割ホルダ２２Ａとの接合面において、前記第一分割ホルダ２２Ａの第一切り欠き領域２４と対応する位置の前記第二分割収納空間２８Ｂを画定する収納壁２９には切り欠きを設けず、他の位置において収納壁２９の一部を切り欠いた第二切り欠き領域２５を設けることができる。これにより、電池ホルダの収納壁を部分的に切り欠くことで、電池ホルダの金型成型時における抜き抵抗を低減する一方、切り欠き領域を第一分割ホルダと第二分割ホルダとで連続しないようオフセット状に配置することで、電池セルの放熱性能の低下を抑制、かつ分散させることができ、電池セルの保護能力の低下も回避できる。

電池パックの外観を示す斜視図である。 図１の電池パックの分解斜視図である。 図２のコアパックの分解斜視図である。 図３のコアパックからリード板を外した状態を示す分解斜視図である。 図４の電池ホルダの分解斜視図である。 図５の第一分割ホルダ及びこれと接合する第二分割ホルダを示す斜視図である。 図６の第一分割ホルダ及び第二分割ホルダを背面から見た斜視図である。 図６の第一分割ホルダの平面図である。 図８の第一分割ホルダのＩＸ−ＩＸ線における断面図である。 図８の第一分割ホルダのＸ−Ｘ線における断面図である。 従来の電池ホルダを示す斜視図である。 図１１の電池ホルダを背面から見た斜視図である。 図１１の電池ホルダの平面図である。 図１３の電池ホルダのＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。 図１３の電池ホルダのＸＶ−ＸＶ線における断面図である。 本発明者が先に開発した電池ホルダを示す斜視図である。 図１６の電池ホルダを背面から見た斜視図である。 本発明者が先に開発した電池ホルダにおける接合領域を示す斜視図である。 本発明者が先に開発した電池ホルダにおける接合領域を示す模式図である。 切り欠き領域を設けた部分を示す模式図である。 変形例に係る第一分割ホルダを示す斜視図である。 図２１の第一分割ホルダを背面から見た斜視図である。 図２２の第一分割ホルダを第二分割ホルダを接合した状態を示す断面斜視図である。 図２３の第二分割ホルダを示す拡大図である。

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電池パック及び電池パック用電池ホルダを例示するものであって、本発明は電池パック及び電池パック用電池ホルダを以下のものに特定しない。なお、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。

図１〜図１９に実施例１に係る電池パック１００を示す。これらの図において、図１は電池パック１００の外観を示す斜視図、図２は図１の電池パック１００の分解斜視図、図３は図２のコアパック２０の分解斜視図、図４は図３のコアパック２０からリード板４０を外した状態を示す分解斜視図、図５は図４の電池ホルダ２２の分解斜視図、図６は図５の第一分割ホルダ２２Ａ及びこれと接合する第二分割ホルダ２２Ｂを示す斜視図、図７は図６の第一分割ホルダ２２Ａ及び第二分割ホルダ２２Ｂを背面から見た斜視図、図８は図６の第一分割ホルダ２２Ａの平面図、図９は図８の第一分割ホルダ２２ＡのＩＸ−ＩＸ線における断面図、図１０は図８の第一分割ホルダ２２ＡのＸ−Ｘ線における断面図、図１１は本発明者が先に開発した電池ホルダ９２を示す斜視図、図１２は図１１の電池ホルダ９２を背面から見た斜視図、図１３は図１１の電池ホルダ９２の平面図、図１４は図１３の電池ホルダ９２のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図、図１５は図１３の電池ホルダ９２のＸＶ−ＸＶ線における断面図、図１６は本発明者が先に開発した他の電池ホルダ１９２を示す斜視図、図１７は図１６の電池ホルダ１９２を背面から見た斜視図、図１８は本発明者が先に開発した電池ホルダ１９２における接合領域を示す斜視図、図１９は本発明者が先に開発した電池ホルダ１９２における接合領域を示す模式図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パック１００は、電動アシスト自転車用の電池パックを例示している。このため電池パック１００は外形を構成する外ケース１０を角形に形成し、自転車の荷台部分にセットできるように構成している。この角形の外ケース１０は、幅よりも厚さを薄くした薄型に形成される。
（外ケース１０）

この電池パック１００は、図１〜図２に示すように角形の外ケース１０の両端面を開口して、コアパック２０を挿入できるようにし、それぞれの端面を端面板１４で閉塞する。外ケース１０は、強度と放熱性に優れた、例えばアルミニウム等の金属製とする。また端面板１４は外ケース１０の開口端を閉塞できるよう、開口部と同じ矩形状に形成される。さらにその材質は、外ケース１０と同様、耐久性と放熱性に優れた金属製とする。この端面板１４は四隅をねじ止めして、外ケース１０に固定される。また端面板１４の一方（図１、図２において左側の端面板１４Ａ）には、出力用端子コネクタ１６を設けている。
（コアパック２０）

コアパック２０は、図３〜図４等に示すように、複数の電池ブロック２１を長さ方向に積層して構成される。これらの図の例では、コアパック２０は２つの電池ブロック２１を、電池セル２６の長さ方向に相互に積層することで構成される。またコアパック２０の上面には、図２〜図４に示すように回路基板３０を保持するための基板ホルダ３１が設けられる。特にこのコアパック２０は、電池セル２６を二段に積層しつつ、中間に電池セル２６を一段のみとする領域を設けることで、その上面に段差を設け、この段差によって生じた空間を利用して回路基板３０を配置している。この構成によって、回路基板３０を収納する空間を別途用意する必要が無くなり、電池パックの厚型化を回避できる。加えて、回路基板３０をコアパックの上面にそのまま載置するのでなく、左右の電池セル２６を二段として突出させることで、回路基板３０の左右を電池セル２６で保護するような配置とでき、回路基板３０を安定的に載置、保護できるという観点からも好ましい。
（回路基板３０）

基板ホルダ３１に収納される回路基板３０は、コアパック２０の積層方向、すなわち電池セル２６の長手方向に沿うように延長された矩形状に形成される。またこの回路基板３０には、電池セル２６の保護回路等の電子回路が実装されている。保護回路は、電池セル２６の過充電や過放電を防止して電池セル２６を保護する。このため回路基板３０は、電池セル２６のセル毎の電圧（セル電圧）を検出するため、各電池ブロック２１のリード板４０と電気的に接続している。また、電池セル２６の温度（セル温度）を検出するための温度センサも接続されている。温度センサは、電池セルの表面に接触され、又は熱伝導材を介して電池セルに接触され、あるいは電池セルの表面に接近して電池セルに熱結合されて、電池温度を検出する。温度センサにはサーミスタやＰＴＣ、バリスタ等、温度を電気抵抗に変換できる素子や、電池セルから放射される赤外線を検出して電池に非接触な状態で温度を検出できる素子が使用できる。
（電池ブロック２１）

各電池ブロック２１は、図３、図４の分解斜視図に示すように、電池ホルダ２２の収納空間２８に電池セル２６を挿入し、端面にリード板４０を固定している。この電池ホルダ２２は、第一分割ホルダ２２Ａ（図５において左側）と第二分割ホルダ２２Ｂ（図５において右側）の２つの分割ホルダに二分割されており、電池セル２６を両側から挟み込むようにして保持する。好ましくは、分割位置は電池セル２６の長手方向において、電池ホルダ２２のほぼ中央とする。これにより、二分割された電池ホルダ２２で電池セル２６を左右から挟み込むようにして、収納空間２８に電池セル２６を収納し、これを保持できる。また収納空間２８の端面側は、保持部材２７が設けられる。保持部材２７は、収納空間２８に収納された電池セル２６が抜け落ちないように保持するための部材である。これにより、各電池セル２６をそれぞれ第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂで両側から挟み込むことで収納空間２８に収納でき、電池セル２６の収納空間２８への挿入を可能としつつ、収納後の脱落を保持部材２７により阻止できる。

各電池ブロック２１は、上述の通り電池セル２６を個別に収納する収納空間２８を内部に区画している。これらの収納空間２８は、電池セル２６を収納した際に、電池セル２６の延在方向と電池ブロック２１の開口方向と一致する姿勢となるように、収納空間２８の開口方向を規定している。また、第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂを併せて構成される収納空間２８に電池セル２６を１本収納できるよう、電池ブロック２１を構成する各分割ホルダの長さは、電池セル２６の約半分の長さに形成される。
（電池ホルダ２２）

以上のように各電池ホルダ２２は、複数の電池セル２６を平行姿勢で収納する。この例では、８本の電池セル２６を平行姿勢で収納する電池ホルダ２２を２つ連結して、コアパック２０を構成している。各電池ホルダ２２は、図５に示すように電池セル２６を収納する収納空間を画定している。また各電池ホルダ２２は、端面から電池セル２６の端面電極２６ｂを表出させており、この部分にリード板４０を固定している。リード板４０は電池セル２６同士を直列及び／または並列に接続する。この例では、各電池ホルダ２２において電池セル２６を２直４並に接続している。

なお、この例は一例であって、電池セルの使用数や配置形態等については、任意の形態が利用できることは言うまでもない。例えば、上面に配置する電池セルを下面と中心位置を偏心させたオフセット配置としてもよい。また各分割ホルダは、好ましくは一体成型で構成される。例えば、絶縁性に優れたポリプロピレン等の樹脂製とする。さらに分割ホルダ同士は、ねじ止め等の方法で固定される。
（電池セル２６）

電池セル２６は、一方向に延在された円柱状又は円筒状の電池セル２６を使用している。この電池セル２６は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池が好適に使用できる。電池セル２６のサイズは、１８６５０型（直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒形）や１７６７０型といった規格化されたサイズとすることが好ましい。また市販されている単三形電池や単四形電池等とすることもできる。またこの例では円筒形電池を用いているが、角形電池を使用してもよいことはいうまでもない。
（リード板４０）

電池セル２６の両側の端面電極２６ｂは、図４に示すように電池ホルダ２２の端面に開口された開口端で表出され、この状態で隣接する電池セル２６の端面同士がリード板４０に固定されて導通される。リード板４０は金属板で構成され、スポット溶接等により電池セル２６の端面電極２６ｂと固定される。リード板４０は、並列接続した電池セル２６をさらに直列に接続するために、一枚のリード板４０に複数の電池セル２６が固定される。図４の例では、４本の電池セル２６を並列に接続するために、両端面に配置された１枚のリード板４０には８本の電池セル２６が固定される。また電池ブロック２１間のリード板４０は、４本の電池セル２６を接続して折り返したリード板４０Ｂ、及び４本の電池セル２６をそれぞれ接続したリード板４０Ｃが使用されている。

各リード板４０を定位置に保持するため、電池ホルダ２２はリード板４０を内側に配置するよう、リード板４０の外周に沿ってガイド部を形成している。好ましくは、ガイド部は収納空間２８の開口端に設けられた保持部材２７と兼用させることで、リード板４０の位置決めと電池セル２６の保持とを実現できる。
（第一分割ホルダ２２Ａ）

各電池ホルダ２２は、複数に分割される。図５の分解斜視図に示す例では、電池セル２６の長手方向に、第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂとに二分割される。第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂとを、電池セル２６を左右から挟み込むように接合することで、収納空間が画定され、電池セル２６が各収納空間内に収納される。このため第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂにはそれぞれ、第一分割収納空間２８Ａと第二分割収納空間２８Ｂとが画成されており、第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとを接合することで、第一分割収納空間２８Ａと、第二分割収納空間２８Ｂとが略同心軸上に連結されて収納空間が画成される。第一分割ホルダ２２Ａ、第二分割ホルダ２２Ｂは、それぞれ絶縁性に優れた部材で構成され、ここでは樹脂製としている。樹脂製の第一分割ホルダ２２Ａ、第二分割ホルダ２２Ｂはそれぞれ、金型により射出成形される。なおこの例では、第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂとは、異なる形状に構成されているが、同一形状として共通化を図ることもできる。

第一分割ホルダ２２Ａは、図６及び図７の斜視図に示すように、第一分割収納空間２８Ａを互いに平行に連結した形状に形成される。第一分割収納空間２８Ａは、電池セル２６の外形とほぼ等しいか、これよりも僅かに大きい内径として電池セル２６を内部に挿入可能とする。また第一分割収納空間２８Ａの長さは、電池セル２６の長手方向のほぼ半分の長さに形成される。また第二分割ホルダ２２Ｂも、同様に第二分割収納空間２８Ｂを電池セル２６の外形に合わせ、かつほぼ半分の長さに形成される。
（接合手段）

また第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂとの接合面には、これら分割ホルダ同士を接合する接合手段を設けることが好ましい。例えば、接合面のいずれか一方にボスを、他方の接合面の対応する位置には、このボスを挿入するボス穴を形成する。ボスをボス穴に挿入することで、第一分割ホルダ２２Ａと第二分割ホルダ２２Ｂとを位置決めして接合することができる。ただ、接合手段を設けることは必須でなく、電池セル自体を位置決め手段として利用することもできる。すなわち、第一分割収納空間２８Ａと第二分割収納空間２８Ｂに電池セルを挿入することで、これら収納空間が位置決めされ、複数の電池セルを位置決めのガイドとして、第一分割ホルダと第二分割ホルダとを接合できる。

このようにして、第一分割ホルダ２２Ａと、第二分割ホルダ２２Ｂとを接合し、第一分割収納空間２８Ａと、第二分割収納空間２８Ｂとが同心軸上に連結されて収納空間が画成される。さらにこの収納空間に収納された電池セル２６が円筒形の外装缶を収納壁２９と接触させて、熱的に結合させ、電池セル２６の発熱を電池ホルダ２２に伝達して放熱し易くできる。
（第一切り欠き領域２４）

さらに第一分割収納空間２８Ａには、長手方向に第一切り欠き領域２４が部分的に形成されている。図８〜図９に示すように、第一分割ホルダ２２Ａの、第一分割収納空間２８Ａ同士が離間されて隣接する領域において、第一分割収納空間２８Ａを画定する収納壁２９の一部を部分的に切り欠き、ここに第一切り欠き領域２４を形成している。一方、第二分割ホルダ２２Ｂでは、図６及び図７の斜視図に示すように、第一分割ホルダ２２Ａとの接合面において、第一分割ホルダ２２Ａの第一切り欠き領域２４と対応する位置の第二分割収納空間２８Ｂを画定する収納壁２９には切り欠きを設けない。代わりに、他の位置において収納壁２９の一部を部分的に切り欠いた第二切り欠き領域２５を設けている。図６及び図７に示す第一分割ホルダ２２Ａ及び第二分割ホルダ２２Ｂの例では、図６、図９〜図１０において左上の第一分割収納空間２８ＡＡの、右下に第一切り欠き領域２４を設けている。このように、電池ホルダ２２の収納壁２９を部分的に切り欠くことで、電池ホルダ２２の金型成型時における抜き抵抗を低減することができる。

その一方、切り欠き領域が設けられると、その部位では電池セルの外装缶と電池ホルダ２２の収納壁との接触が失われるため、その分だけ放熱性が低下する。そこで切り欠き領域は、分割収納空間の全長に渡って設けられず、長手方向の一部にのみ形成することが好ましい。これにより、第一分割収納空間２８Ａ、第二分割収納空間２８Ｂの長手方向の全体に第一切り欠き領域２４や第二切り欠き領域２５を設けるのでなく、このような切り欠き領域を設けない、換言すると電池セルの周囲の全周に渡って表面と接する領域を残すことによって、電池セルの表面からの熱伝導が維持され、放熱性の低下を抑制できる利点が得られる。図６の例では、図１０の断面図及び図７の斜視図右側奥に示すように、左上の第一分割収納空間２８ＡＡの奥側においては、第一切り欠き領域２４を設けない。このように、切り欠き領域の長さを制限することで、第一分割ホルダ２２Ａの左上に位置する第一分割収納空間２８ＡＡに収納される電池セル２６の放熱性能の低下を最小限に抑制できる。このような切り欠き領域の長さは、好ましくは分割収納空間の長さの約１／３〜１／２とする。これにより、第一切り欠き領域２４を第一分割収納空間２８Ａの一部にのみ設けて、電池セルの放熱性能の維持と、金型脱型時の抜き抵抗の低減とを両立させることが可能となる。
（第二切り欠き領域２５）

さらに、第二分割ホルダ２２Ｂに設ける第二切り欠き領域２５は、第一分割ホルダ２２Ａの第一切り欠き領域２４と連続させないよう、両者を離間させた位置に設けることが好ましい。すなわち、切り欠き領域が連続すると、放熱性の悪い領域が集中することとなって電池セルの放熱性に影響を与えることが考えられるため、これらを離間させ、分散させることで、このような放熱性能の低下を抑制できる。

具体的には、第二切り欠き領域２５を、第二分割収納空間２８Ｂの長手方向に平行な方向、すなわち電池セル２６の長手方向と略垂直な方向において、第一分割ホルダ２２Ａの第一切り欠き領域２４を設けた位置から離間させる。図６及び図７の例では、第一分割ホルダ２２Ａの左上の第一分割収納空間２８ＡＡと対応する第二分割収納空間２８ＢＡにおいては、切り欠き領域を設けていない。これに代わり、水平方向に隣接する第二分割収納空間２８ＢＢにおいて、図６の斜視図右側奥に示すように、第二切り欠き領域２５を設けている。一方で、第一分割ホルダ２２Ａの対応する第一分割収納空間２８ＡＢにおいては、図７の右下に示すように第一切り欠き領域を設けていない。このように、切り欠き領域を連続させず、離間させる構成とすることで、上述の通り放熱性の低下を抑制できる。特に、同一の電池セルを収納する収納空間に切り欠き領域を集中させず、他の電池セルに切り欠き領域を分散させることで、特定の電池セルのみ放熱性が低下して電池性能の低下のバランスを欠く事態を回避できる。

また、第一切り欠き領域２４と第二切り欠き領域２５とを空間的に離間させる構成としては、上記のような電池セルの円周方向に限られるものでなく、電池セルの長手方向に離間させることもできる。例えば、図６の例では、第一分割ホルダ２２Ａの第一分割収納空間２８ＡＥと、これと対応する第二分割ホルダ２２Ｂの第二分割収納空間２８ＢＥではいずれも、左側に第一切り欠き領域２４、第二切り欠き領域２５を形成している。また図７の例では同じく第一分割ホルダ２２Ａの第一分割収納空間２８ＡDと、これと対応する第二分割ホルダ２２Ｂの第二分割収納空間２８ＢＤにおいても、左側に第一切り欠き領域２４、第二切り欠き領域２５を形成している。このように、電池セルの長手方向に離間させることでも、放熱性の劣る領域を分散させて放熱性能の低下を抑制できる。

このような切り欠き領域は、隣接する電池セルの収納空間が接しない領域、換言すると収納空間同士の間に空間が形成される部位に設けることが好ましい。特に収納空間同士の間の距離が一定しない電池ホルダに好適となる。例えば、図１１〜図１９に示す本発明者が先に開発した電池ホルダ９２、１９２では、電池セルの周囲を収納壁２９で完全に覆うように収納空間２８を形成していた。この結果、２本の収納空間２８同士が接する領域では問題とならないものの、３本以上の収納空間２８が隣接する部位においては、収納空間２８同士の間に空間（デッドスペース）が形成される結果、このような部位において各収納空間２８を画定する収納壁２９を形成するためには、例えば図１８に示すように、デッドスペースを埋める樹脂の塊ＢＫが形成されることとなる。このような樹脂塊ＢＫは、他の部位と肉厚が大きく異なるため、樹脂の硬化に際していわゆる引けが生じやすくなり、樹脂成型の精度が低下する。これを回避するには、樹脂量を低減させる、いわゆる肉盗み構造として、図１９に示すように、樹脂塊ＢＫに円筒状の丸ピンＭＰを配置したり、一定の肉厚の壁面で画成された閉空間ＨＫを形成することが考えられる（図１２、図１４〜図１６）。しかしながら、丸ピンＭＰを配置する場合は、ピン長が長くなると金型強度が弱くなる上、金型費が高騰する問題があった。また金型成型時の抜き抵抗が大きくなって、成型性が劣る点も不利となる。加えて、丸ピンでは肉厚を完全に均一にできないことから、ひけの発生を完全には排除できない。また閉空間ＨＫを形成する方法においても、同様に金型費の高騰や抜き抵抗の増大、金型強度などの問題が生じる。

このような問題に鑑みて、本実施の形態においては、上述の通り、電池セルを収納する収納空間に対して異なる部位に切り欠き領域を設けて、収納空間同士の肉厚を一定に維持することができる。このような構成によって、金型構造を簡素化して強度を向上でき、また金型費を抑制でき、さらに抜き抵抗も低減でき成型性も改善される。また、樹脂成型される電池ホルダの収納壁の肉厚を一定とできるため、樹脂使用量も低減され、コスト低下や樹脂硬化時間の短縮化、ひけの抑制も図られる。特に金型の形状としては単純化できる分、高強度な形状とできるので、金型を十分な強度に維持できると共に、抜き抵抗も低減して、金型の保護を図ることが可能となる。これにより、電池ホルダにおいて電池セルが不規則に配置されるなどして、隣接する電池セル間の距離が一定でない場合、いいかえると収納空間を画定する収納壁の肉厚が不均一な場合に、いわゆる肉盗み構造を効果的に提供できる。
（変形例）

また、上記では電池セル同士が碁盤目状に並べられた電池ホルダについて説明したが、この配置に限られず、電池セル同士を偏心させたオフセット配置とする電池ホルダにおいても、本発明は好適に適用できる。このような例を変形例として図２０〜図２４に示す。これらの図において、図２０は変形例に係る第一分割ホルダ２２Ａ’の切り欠き領域を設けた部分を示す部分背面図、図２１は図２０の第一分割ホルダ２２Ａ’を示す斜視図、図２２は図２１の第一分割ホルダ２２Ａ’を背面から見た斜視図、図２３は図２２の第一分割ホルダ２２Ａ’を第二分割ホルダ２２Ｂ’を接合した状態を示す断面斜視図、図２４は図２３の第二分割ホルダ２２Ｂ’を示す拡大図を、それぞれ示している。

これらの図に示す電池ホルダ１２２は、図１６〜図１９で示した本発明者が先に開発した電池ホルダ１９２において、切り欠き領域を設けたものである。すなわち、図１９に示すような電池セル同士が近接する部位において、図２０に示すように収納壁２９の一部を切り欠いた第一切り欠き領域２４を設けることで、金型成型における問題を解消しつつ、放熱性の低下を抑制したものである。特にこの例では、図２０〜図２２に示すように、第一分割ホルダ２２Ａ’において上下方向に積層した電池セルの、左右に隣接する電池セルとの間で千鳥状に配置された収納空間２８の、上段に位置する収納空間と、隣接する収納空間の内、下段に位置する収納空間との間で、第一切り欠き領域２４を設けている。また同様の配置を、第二分割ホルダ２２Ｂ’においても採用している。この際、図２３〜図２４に示すように、第一分割ホルダ２２Ａ’において第一切り欠き領域２４を設けた第一分割収納空間２８Ａと対応する第二分割収納空間２８Ｂにおいて、第二切り欠き領域２５を設けている。言い換えると、切り欠き領域を複数設けた収納空間と、切り欠き領域を設けない収納空間とがそれぞれジグザグ状に並ぶように構成されている。

ただ、この構成に限られず、第一分割ホルダで第一切り欠き領域を設けた第一分割収納空間と連通する第二分割ホルダの第二分割収納空間においては、第二切り欠き領域を設けず、逆に第一分割ホルダで第一切り欠き領域を設けていない第一分割収納空間と連通する第二分割ホルダの第二分割収納空間においては、第二切り欠き領域を設けるように構成してもよい。このようにすることで、各収納空間における切り欠き領域の有無による放熱性の差を抑制し、電池セルの均熱化を図ることができる。このように、切り欠き領域は同じ電池セルに設ける構成に限られず、隣接する電池セルに設けることもでき、これにより収納空間を形成する電池ホルダの樹脂の使用量を一定できる利点も得られる。すなわち、第一分割ホルダで第一切り欠き領域を設けることで、第一分割収納空間を画成する収納壁の肉盗みを行う一方で、第二分割ホルダの第二切り欠き領域は、第一分割収納空間と隣接する収納空間を構成する、第二分割収納空間において設ける。これによって、隣接する電池セルに接する収納壁の樹脂量を均一に維持できる。すなわち、隣接する電池セルに接する樹脂量を一定にすることで、熱容量も一定とできるので、放熱性能のばらつきを抑制できる効果も得られる。このことは、収納空間を構成する収納壁の樹脂量を調整でき、放熱性の均等化にも利用できる。例えば第一分割ホルダと第二分割ホルダが電池セルの長手方向に沿って二分割でなく、長さが異なる場合において、切り欠き領域の大きさを調整することによって電池セルに接する収納壁の面積や、肉厚を考慮した体積を分割ホルダ間で一定にすることもでき、熱容量を等しくした電池ホルダの分割構造も実現できる。

なお、すべての収納空間に切り欠き領域を設ける必要はなく、切り欠き領域を設けていない収納空間も存在することはいうまでもない。上述の通り、電池セル間の距離が一定しない、特に電池セル同士の間の空間が広い収納空間において、この収納空間を画定する収納壁の肉盗み構造が必要となることから、この部位に接した収納空間において切り欠き領域を設ける。換言すると、電池セル同士の距離が短い収納空間には切り欠き領域を設けずともよい。また収納空間同士が離間している場合においても、特定の収納空間でのみ切り欠き領域を設ければ足り、金型成型時には一部の収納空間のみに切り欠き領域が設けられておれば抜き抵抗等の問題を低減できるため、すべての収納空間で切り欠き領域が設けられていることを要しない。

本発明に係る電池パック及び電池パック用電池ホルダは、アシスト自転車用の電源装置として好適に利用できる。またこれら電池パック及び電池ホルダは、主として電動の乗り物に装着されて、駆動用のモータに電力を供給する用途、例えば電動バイク、アシスト自転車、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の電源として使用される。ただ、本発明は電池パックの用途を特定するものではなく、電動工具等の屋外で使用される種々の電気機器用の電源として使用することもできる。

１００…電池パック
１０…外ケース
１４、１４Ａ…端面板
１６…出力用端子コネクタ
２０、２０Ｂ…コアパック
２１…電池ブロック
２２、１２２…電池ホルダ
２２Ａ、２２Ａ’…第一分割ホルダ
２２Ｂ、２２Ｂ’…第二分割ホルダ
２４…第一切り欠き領域
２５…第二切り欠き領域
２６…電池セル
２６ｂ…端面電極
２７…保持部材
２８…収納空間；２８Ａ、２８ＡＡ、２８ＡＢ、２８ＡＤ、２８ＡＥ…第一分割収納空間
２８Ｂ、２８ＢＡ、２８ＢＢ、２８ＢＤ、２８ＢＥ…第二分割収納空間
２９…収納壁
３０…回路基板
３１…基板ホルダ
４０、４０Ｂ、４０Ｃ…リード板
９２、１９２…電池ホルダ
ＢＫ…樹脂塊
ＭＰ…丸ピン
ＨＫ…閉空間

Claims (10)

1. 一方向に延長された外形を有する複数の電池セル(26)と、
   前記複数の電池セル(26)を、個別に収納する収納空間を、互いに隣接するように複数画成した電池ホルダ(22;22B)と、
   を備える電池パックであって、
   前記電池ホルダ(22;22B)が、前記電池セル(26)の長手方向に、第一分割ホルダ(22A)と、第二分割ホルダ(22B)とに分割されており、
   前記第一分割ホルダ(22A)と、第二分割ホルダ(22B)とはそれぞれ、前記電池セル(26)の一部を収納する第一分割収納空間(28A)、第二分割収納空間(28B)を画成しており、
   前記第一分割ホルダ(22A)と、第二分割ホルダ(22B)とを接合することで、前記第一分割収納空間(28A)と、第二分割収納空間(28B)とが略同心軸上に連結されて前記収納空間が画成され、
   前記第一分割ホルダ(22A)は、前記第一分割収納空間(28A)同士が離間されて隣接する領域において、該第一分割収納空間(28A)を画定する収納壁(29)の一部を切り欠いた第一切り欠き領域(24)を形成しており、
   前記第二分割ホルダ(22B)は、前記第二分割収納空間(28B)同士が離間されて隣接する領域において、該第二分割収納空間(28B)を画定する収納壁(29)の一部を切り欠いた第二切り欠き領域(25)を形成しており、
   前記第一切り欠き領域(24)と第二切り欠き領域(25)とを連続させないよう、両者を離間させた位置に設けてなることを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載の電池パックであって、
   前記第一切り欠き領域(24)または第二切り欠き領域(25)が、前記第一分割収納空間(28A)、第二分割収納空間(28B)の長手方向において一部に形成されてなることを特徴とする電池パック。
3. 請求項２に記載の電池パックであって、
   前記第一切り欠き領域(24)または第二切り欠き領域(25)が、前記第一分割収納空間(28A)又は第二分割収納空間(28B)の長さの約１／３〜１／２に渡って設けられてなることを特徴とする電池パック。
4. 請求項１から３のいずれか一に記載の電池パックであって、
   前記第二切り欠き領域(25)は、前記第一分割ホルダ(22A)の第一切り欠き領域(24)を設けた位置と対応する収納壁(29)の位置から、前記電池セル(26)の長手方向と略垂直な方向に離間させた位置に設けてなることを特徴とする電池パック。
5. 請求項１から３のいずれか一に記載の電池パックであって、
   前記第二切り欠き領域(25)は、前記第一分割ホルダ(22A)の第一切り欠き領域(24)を設けた位置と対応する収納壁(29)の位置から、前記電池セル(26)の長手方向に離間させた位置に設けてなることを特徴とする電池パック。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載の電池パックであって、
   前記第一分割ホルダ(22A)において、前記第一切り欠き領域(24)が、隣接する第一分割収納空間(28A)において連続しないよう、離間して配置されてなることを特徴とする電池パック。
7. 請求項１から６のいずれか一に記載の電池パックであって、
   隣接する収納空間同士の距離が、少なくとも一部で異なることを特徴とする電池パック。
8. 請求項１から７のいずれか一に記載の電池パックであって、
   前記収納空間が、オフセット状に配置されてなることを特徴とする電池パック。
9. 請求項１から７のいずれか一に記載の電池パックであって、
   前記収納空間が、碁盤目状に配置されてなることを特徴とする電池パック。
10. 一方向に延長された外形を有する複数の電池セル(26)を、個別に収納する収納空間を、互いに隣接するように複数画成した電池ホルダであって、
    前記電池セル(26)の長手方向に、第一分割ホルダ(22A)と、第二分割ホルダ(22B)とに分割されており、
    前記第一分割ホルダ(22A)と、第二分割ホルダ(22B)とはそれぞれ、前記電池セル(26)の一部を収納する第一分割収納空間(28A)、第二分割収納空間(28B)を画成しており、
    前記第一分割ホルダ(22A)と、第二分割ホルダ(22B)とを接合することで、前記第一分割収納空間(28A)と、第二分割収納空間(28B)とが略同心軸上に連結されて前記収納空間が画成され、
    前記第一分割ホルダ(22A)は、前記第一分割収納空間(28A)同士が離間されて隣接する領域において、該第一分割収納空間(28A)を画定する収納壁(29)の一部を切り欠いた第一切り欠き領域(24)を形成しており、
    前記第二分割ホルダ(22B)は、前記第一分割ホルダ(22A)との接合面において、前記第一分割ホルダ(22A)の第一切り欠き領域(24)と対応する位置の前記第二分割収納空間(28B)を画定する収納壁(29)には切り欠きを設けず、他の位置において収納壁(29)の一部を切り欠いた第二切り欠き領域(25)を設けてなることを特徴とする電池ホルダ。

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