JP6058631B2 - 電池パック及び電池パックの製造装置並びに製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルを収納した電池パック及び電池パックの製造装置並びに製造方法に関する。

電池セルを複数用いた電池パックが、アシスト自転車や電動工具等の電源として利用されている。電池パックは、複数本の電池セルを、電池ホルダーに固定した状態で、外装ケースに挿入される。電池ホルダーは、電池セルを収納するための収納空間を設けている。円筒状の電池セルを用いる場合は、電池ホルダーは電池セルを個別に収納する筒状の保持筒を互いに平行姿勢となるよう固定している。

電池パックは、並列接続する電池セルの数によって出力電流を変化でき、また直列接続する電池セルの数によって出力電圧を変化できる（例えば特許文献１、２）。このような電池パックは、用いられる用途や駆動対象の電気機器の仕様等に応じて、出力電流や電圧等が決定され、これに応じて電池セルの使用本数や直列、並列の接続形態等を適切に設定している。いいかえると、用いられる用途に応じて、電池パックの出力電圧や使用する電池セルの数等は異なる。

一方で、製造コストの削減や管理のし易さなどの観点から、電池パックの外装ケースを共通化したり、外形を同じとすることも行われている。特にコストダウンの観点から、使用する電池セルの本数が近い場合は、電池ホルダーを個別に設計しつつも、これを収納する外装ケースを共通化し、この外装ケースを成型する金型を使い回すことでコストダウンを図っている。例えば、図２５の断面図に示す電池パック２５００では、７本の電池セル１０を直列にした組を６組並列に接続しており、計４２本の電池セルを使用している。一方、図２６の断面図に示す電池パック２６００では、１０本の電池セル１０を直列に接続した組を４組並列に接続し、計４０本の電池セルを使用している。また、図示しないが電池ホルダーに例えば４２個の保持筒を備えつつ、この内２本を空として、４０本の電池セルをリード板で１０直列×４並列に接続することもできる。このように、使用する電池本数が多少異なる電池ホルダーでも、外形を近似あるいは一致させて、外装ケースを共通化することが行われている。

しかしながら、電池パックの外装ケースが同じであると、電池パックの組み立て作業時において、内部に収納する電池ホルダーの取り違える事態も考えられる。外装ケースに本来の電池ホルダーとは異なる電池ホルダーが収納されると、電圧仕様などが異なるため、電気機器に接続した際、動作しなかったり、正しく駆動されなくことがあった。

このような取り違えを防止するため、例えば外装ケースの内面にリブなどを突出させて、正しい組み合わせでない電池ホルダーを収納しようとするとリブを干渉させて外装ケースの組み立てを阻害することも考えられる。しかしながら、この場合は外装ケースを個別に設計する必要が生じ、各外装ケースを成型するための専用の金型がそれぞれ必要となって製造コストが増大するという問題があった。

特開２００８−１７７１５６号公報 特開２００２−２０８３８８号公報

本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、外装ケースに収納する電池ホルダーの取り違えを回避して組み立てを正しく行えるようにした電池パック及び電池パックの製造装置並びに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及び発明の効果

上記の目的を達成するため、本発明の第１の側面に係る電池パックは、外装ケースと、複数の電池セルを保持する電池ホルダーと、を備える電池パックであって、前記外装ケースは、該外装ケースの内面の第一位置から突出させたケース側リブを設けており、前記電池ホルダーは、該電池ホルダーの外面の第二位置から突出させたホルダー側突起を設けており、前記電池ホルダーが、異なる種類の電池ホルダーとは前記ホルダー側突起を設けた第二位置が異なるように構成されており、前記第一位置と第二位置とは、前記外装ケースに電池ホルダーを挿入した状態で前記ケース側リブが前記ホルダー側突起と干渉しない位置であって、かつ、前記外装ケースに該異なる種類の電池ホルダーを挿入しようとすると、前記ケース側リブがホルダー側突起と干渉する位置となるように配置されており、前記第一位置と第二位置とを、所定の対称軸を中心とする対称な位置に配置することができる。
上記構成により、外装ケースと電池ホルダーとの対応関係が正しくない場合にはケース側リブとホルダー側突起とが干渉することで、組立時に誤った組み合わせのまま組まれてしまう事態を回避できる。特に、例えば金型で外装ケースを成形する際に、金型を入れ子状に構成して、入れ子金型を反転させることでケース側リブを設ける位置を簡単に第一位置と第二位置とで入れ替え可能とできる。この構成であれば、ケース側リブを設けるための金型を、共通化でき、また入れ子金型が比較的大きくなるため、紛失の心配も少ない。

また、第２の側面に係る電池パックは、前記外装ケースが、第一ケースと第二ケースとで構成されており、前記外装ケースと電池ホルダーとの対応関係が正しくない場合に、前記ケース側リブとホルダー側突起とが干渉して、前記第一ケースと第二ケースとが閉塞できないように構成できる。
上記構成により、外装ケースと電池ホルダーとの対応関係が正しくない場合には第一ケースと第二ケースを閉塞できず、外装ケースを物理的に組み立てできなくすることで、誤った組み合わせによる組み立てを確実に回避できる。

さらに、第３の側面に係る電池パックは、さらに前記電池ホルダーを被覆する防水性のカバーを備えており、前記ケース側リブを、複数枚のリブを互いに離間させるようにして形成できる。
上記構成により、ケース側リブの端縁がカバーに当接する際の圧力を軽減できるので、カバーが破損される事態を抑止できる。

さらにまた、第４の側面に係る電池パックは、前記複数枚のリブが、中央のリブを他のリブよりも高く突出するような構成とできる。
上記構成により、リブの突出量を左右から徐々に変化させて、リブの端縁によるカバーへの押圧力を軽減し、リブの端縁でカバーを破損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は、前記外装ケースの内面の、前記ケース側リブの周囲に、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を設けることができる。
上記構成によって、入れ子側刻印でもって第一位置がどの位置に設定されているか、あるいは外装ケースの種別を、目視により確認できる。

さらにまた、第６の側面に係る電池パックは、前記ケース側リブの周囲に、メイン側刻印が形成されており、前記メイン側刻印は、前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるような構成とできる。
上記構成によって、入れ子金型の位置によって入れ子側刻印とメイン側刻印で外装ケースの種別を示す情報を構築でき、これにより目視で外装ケースの種別を判別できるようになる。

さらにまた、第７の側面に係る電池パックは、前記外装ケースが、金型によって成形されており、金型がメイン金型と、前記メイン金型に挿入可能な入れ子金型で構成され、前記入れ子金型は、前記ケース側リブを成型するための金型であって、該入れ子金型を変更することで、前記第一位置を変更可能な構成とできる。
上記構成によって、外装ケースを成型する金型のメインを共通化しつつも、入れ子金型の変更によってケース側リブの位置を変更できるようにして、金型のコストを大幅に削減できる。

さらにまた、第８の側面に係る電池パックは、前記入れ子金型が、所定の軸を中心に対称な形状に形成されており、前記入れ子金型を反転させて前記メイン金型に挿入させることで、前記第一位置を、前記第二位置と対応する位置に変更可能な構成とすることができる。
上記構成によって、入れ子金型の反転によって容易に第一位置を変更できる。

さらにまた、第９の側面に係る電池パックは、前記入れ子金型によって、前記外装ケースに、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を形成しており、前記メイン金型によって、前記入れ子金型の周囲であって、前記入れ子側刻印の形成位置と並ぶ位置に、メイン側刻印が形成されており、前記メイン側刻印が前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるような構成とすることができる。
上記構成によって、入れ子金型の位置によって入れ子側刻印とメイン側刻印で外装ケースの種別を示す情報を構築でき、これにより目視で外装ケースの種別を判別できるようになる。

さらにまた、第１０の側面に係る電池パックは、前記メイン側刻印が複数、異なる内容で異なる位置にそれぞれ形成されており、前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、該変更後の位置にて、前記メイン側刻印の一と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるような構成とすることができる。
上記構成によって、入れ子金型の位置によって入れ子側刻印とメイン側刻印で外装ケースの種別を示す情報を構築でき、これにより目視で外装ケースの種別を判別できるようになる。

さらにまた、第１１の側面に係る電池パックは、前記入れ子側刻印が、前記ケース側リブと同じ面に形成されるような構成とすることができる。
上記構成により、入れ子側刻印を外装ケースの内面側に表示させることで、組み立て時においては、入れ子側刻印を手掛かりとして外装ケースと電池ホルダーとの組み合わせを確認できる上、組み立て後においては入れ子側刻印が外装ケースの表面側に表出しないので、完成品の見栄えを悪くすることもない。

さらにまた、第１２の側面に係る電池パックの製造装置によれば、外装ケースと、複数の電池セルを保持する電池ホルダーと、を備える電池パックの製造装置であって、前記外装ケースを成型するためのメイン金型と前記メイン金型に挿入可能な入れ子金型を備え、前記入れ子金型は、前記外装ケースの内面から突出させたケース側リブを第一位置に形成するためのリブ用プロファイルを有しており、前記第一位置は、電池ホルダーの外面から突出させたホルダー側突起を設けた第二位置と干渉しない位置に調整されると共に、異なる種類の電池ホルダーは、前記第二位置をそれぞれ異なる位置に変化させてなると共に、前記入れ子金型を変更することで、前記第一位置を変更でき、該入れ子金型で成型する外装ケースと対応する電池ホルダーの第二位置とは干渉しない位置とする一方で、対応しない電池ホルダーの第二位置とは干渉する位置に調整可能に構成することができる。
上記構成によって、外装ケースを成型する金型のメインを共通化しつつも、入れ子金型の変更によってケース側リブの位置を変更できるようにして、金型のコストを大幅に削減できる。

さらにまた、第１３の側面に係る電池パックの製造装置によれば、前記入れ子金型がさらに、外装ケースの内面の、前記ケース側リブの周囲に、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を刻印するための入れ子側刻印用プロファイルを形成することができる。
上記構成によって、入れ子側刻印でもって第一位置がどの位置に設定されているか、あるいは外装ケースの種別を、目視により確認できる。

さらにまた、第１４の側面に係る電池パックの製造装置によれば、前記メイン金型は、前記入れ子金型の周囲に、メイン側刻印を刻印するためのメイン側刻印用プロファイルを形成しており、前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印は、前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成することができる。
上記構成によって、入れ子金型の位置によって入れ子側刻印とメイン側刻印で外装ケースの種別を示す情報を構築でき、これにより目視で外装ケースの種別を判別できるようになる。

さらにまた、第１５の側面に係る電池パックの製造装置によれば、前記メイン側刻印が複数、異なる内容で異なる位置にそれぞれ形成されており、前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成することができる。
上記構成によって、入れ子金型の位置によって入れ子側刻印とメイン側刻印で外装ケースの種別を示す情報を構築でき、これにより目視で外装ケースの種別を判別できるようになる。

さらにまた、第１６の側面に係る電池パックの製造装置によれば、前記入れ子側刻印を、前記ケース側リブと同じ面に形成することができる。
上記構成により、入れ子側刻印を外装ケースの内面側に表示させることで、組み立て時においては、入れ子側刻印を手掛かりとして外装ケースと電池ホルダーとの組み合わせを確認できる上、組み立て後においては入れ子側刻印が外装ケースの表面側に表出しないので、完成品の見栄えを悪くすることもない。

さらにまた、第１７の側面に係る電池パックの製造方法によれば、外装ケースと、複数の電池セルを保持する電池ホルダーと、を備える電池パックの製造方法であって、前記外装ケースを成型するためのメイン金型に対して、前記メイン金型に挿入可能な入れ子金型を選択し、これを挿入する工程と、前記入れ子金型をセットしたメイン金型で、外装ケースを成型する際に、前記外装ケースの内面に、該内面から突出させたケース側リブを第一位置に形成する一方、前記外装ケースに挿入するための電池ホルダーを成型する際に、該電池ホルダーの外面から突出させたホルダー側突起を第二位置に形成する工程と、前記外装ケースに電池ホルダーを挿入する工程と、を含み、前記第一位置は、電池ホルダーの外面から突出させたホルダー側突起を設けた第二位置と干渉しない位置に調整されると共に、異なる種類の電池ホルダーは、前記第二位置をそれぞれ異なる位置に変化させてなると共に、前記入れ子金型を変更することで、前記第一位置を変更でき、該入れ子金型で成型する外装ケースと対応する電池ホルダーの第二位置とは干渉しない位置とする一方で、対応しない電池ホルダーの第二位置とは干渉する位置に調整可能に構成できる。

さらにまた、第１８の側面に係る電池パックの製造方法によれば、前記入れ子金型がさらに、外装ケースの内面の、前記ケース側リブの周囲に、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を刻印するための入れ子側刻印用プロファイルを形成できる。

さらにまた、第１９の側面に係る電池パックの製造方法によれば、前記メイン金型は、前記入れ子金型の周囲に、メイン側刻印を刻印するためのメイン側刻印用プロファイルを形成しており、前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印は、前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成されてなる。

さらにまた、第２０の側面に係る電池パックの製造方法によれば、前記メイン側刻印が複数、異なる内容で異なる位置にそれぞれ形成されており、前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成できる。

さらにまた、第２１の側面に係る電池パックの製造方法によれば、前記入れ子側刻印が、前記ケース側リブと同じ面に形成することができる。

実施例１に係る電池パックを示す外観斜視図である。 図１の電池パックを背面側の斜め下方から見た外観斜視図である。 図１の電池パックの分解斜視図である。 図３から電池ブロックを更に分解した状態を示す分解斜視図である。 図４の電池パックを背面側の斜め下方から見た外観斜視図及び拡大図である。 図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 図６の丸で囲んだ部分の拡大図である。 電池ブロックを下ケースに挿入する状態を示す拡大断面図である。 図７の斜視図である。 電池ブロックを下ケースに挿入しようとする様子を、電池ブロックの底面が見えるように傾けた姿勢で示す拡大断面図である。 実施例２に係る電池パックを示す断面図及び一部拡大図である。 図１１の下ケースを電池ブロックから離した状態を示す分解断面図である。 実施例１の外装ケースに、実施例２の電池ブロックを挿入しようとする状態を示す断面図である。 図１３の状態から、ケース側リブがホルダー側突起と干渉する状態を示す断面図及び一部拡大図である。 図１４の拡大斜視図である。 実施例２の外装ケースに、実施例１の電池ブロックを挿入しようとする状態を示す分解断面図及び一部拡大図である。 図１６の状態から、ケース側リブがホルダー側突起と干渉する状態を示す断面図及び一部拡大図である。 メイン金型に複数の入れ子金型を挿入する例を示す模式分解断面図である。 実施例１の下ケースを成型する金型を示す模式断面図である。 図１９のメイン金型に入れ子金型を挿入する状態を示す模式分解断面図である。 図２０から、実施例２の下ケースを成型するために入れ子金型を反転させた状態を示す模式分解断面図である。 図１０の下ケースを示す斜視図である。 図２２のケース側リブを示す平面図である。 実施例２の電池パックの下ケースのケース側リブを示す平面図である。 電池セルを７直列×６並列使用する電池ホルダーを収納した従来の電池パックを示す断面図である。 電池セルを１０直列×４並列使用する電池ホルダーを収納した従来の電池パックを示す断面図である。

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の製造装置並びに製造方法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の製造装置並びに製造方法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。
（実施例１）

図１〜図５に、本発明の実施例１に係る電池パック１００として、アシスト自転車用のバッテリパックに適用した例を示す。これらの図において、図１は実施例１に係る電池パック１００を示す外観斜視図、図２は図１の電池パック１００を背面側の斜め下方から見た外観斜視図、図３は図１の電池パック１００の分解斜視図、図４は図３から電池ブロック１を更に分解した状態を示す分解斜視図、図５は図４の電池パック１００を背面側の斜め下方から見た外観斜視図及び拡大図、図６は図１のＶＩ−ＶＩ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池パック１００は、外装ケース４０と、内部に収納された電池ブロック１とで構成される。外装ケース４０は、図１〜図４に示すように、上ケース４１と下ケース４２に２分割されている。この外装ケース４０は、絶縁性に優れたプラスチックなどで構成される。また一方の端部には持ち運びに便利な取っ手４３を、他方の端部には駆動機器であるアシスト自転車と接続するためのコネクタ３を、それぞれ設けている。これら上ケース４１及び下ケース４２は、各側面に係止用の突起及び係止孔を２箇所に形成しており、一方のケースに設けられた突起を他方のケースに設けられた係止孔に係止して連結される。さらにねじで４箇所を螺合して外装ケース４０が固定される。
（カバー２）

外装ケース４０の内部に、電池ブロック１を収納できるよう、上ケース４１及び下ケース４２はそれぞれ有底箱状に形成され、電池ブロック１を収納する収納空間を形成する。電池ブロック１は、好ましくは図３及び図４に示すように、カバー２で外部を被覆した状態で、上ケース４１及び下ケース４２の間に配置されて収納される。カバー２は、防水性及び絶縁性を有するポリエチレンなどで袋状に形成し、その内部に電池ブロック１を挿入した状態で封止する。

また電池ブロック１は、コネクタ３とリード線を介して電気的に接続される。コネクタ３は、下ケース４２の底面にコ字状に開口された枠内に嵌め込むようにして、上ケース４１で上面を閉塞して外装ケース４０に固定される。またコネクタ３は、アシスト自転車の接続端子と接続するための接続ソケットを複数開口している。
（電池ブロック１）

電池ブロック１は、図４〜図５の分解斜視図に示すように、複数の電池セル１０と、電池セル１０を定位置に配置する電池ホルダー２０と、電池ホルダー２０の外側に配置されて、電池セル１０に溶接して接続されるリード板３０と、このリード板３０を接続している回路基板４６と、この回路基板４６を収納する基板ホルダー４４と、リード板３０の表面を被覆する絶縁シート３６とを備える。
（電池セル１０）

電池セル１０は、充電可能な二次電池で、リチウムイオン二次電池が好適に利用できる。ただ、電池セル１０としてニッケル水電池セルやニッケルカドミウム電池を利用しても
よい。この電池セル１０は円筒型電池であり、平行に複数本を並べて、さらにその上に複数本の電池セル１０を積層する姿勢で、電池ホルダー２０に保持される。ここで電池セル１０は、上下方向に積層された隣接する電池セル１０同士が、中心軸をずらしたオフセット状又は千鳥状に配置されている。これにより、円筒形電池の積層によって生じるデッドスペースを低減できる。図４〜図６の例では、電池セル１０を横に並べた層状を８本×１、９本×３、７本×１の５段積層し、計４２本の電池セル１０を使用している。また縦方向に並ぶ６本の電池セル１０を並列に接続し、これを７列直列に接続している。もちろん、積層数や各段の電池セル数を要求される電池ブロック１の容量や電圧に応じて変更できることはいうまでもない。

さらに電池セル１０は、それぞれ端面を略同一平面上に並べている。このように電池セル１０を長さ方向に並べない配置とすることで、電池セル１０同士の接続はリード板３０との溶接で処理できる。特に電池セル１０の両側、すなわち後述するように外装ケース４０の両側でリード板３０を溶接することで、電池セル１０同士の接続を行える。また電池セル１０を長さ方向に１本分のみとして積層する構成は、各電池セル１０の両側端面が外装ケース４０に面するため、外装ケース４０を通じて放熱しやすいという利点も得られる。
（電池ホルダー２０）

電池ホルダー２０は、左右に２分割されて第一ホルダー２１と第二ホルダー２２で構成され、電池セル１０を両側から挟み込むように保持している。第一ホルダー２１と第二ホルダー２２は、ほぼ鏡面対称に形成されている。第一ホルダー２１及び第二ホルダー２２は、それぞれ、電池セル１０を挿入する円筒状の保持筒２３を複数形成している。保持筒２３を有する第一ホルダー２１及び第二ホルダー２２は、ホルダー枠体２６に一体的に成型される。この電池ホルダー２０は、絶縁性に優れたプラスチックなどの樹脂製とする。

保持筒２３は、電池セル１０の端面電極１１にリード板３０を溶接するための電極窓２４を貫通して設けている。各電極窓２４は、リード板３０を溶接できる大きさに形成される。電池ホルダー２０は、保持筒２３に電池セル１０を挿通して、複数の電池セル１０を所定の位置に保持している。図の電池ホルダー２０は、３５本の円筒型電池セル１０を連結して保持するので、３５個の電極窓２４を設けている。３５個の電極窓２４は、各段に７個設けて５段に並べている。さらに図４〜図５に示す保持筒２３は、隣接して配設している電池セル１０の谷間に他の電池セル１０を配設しており、複数段に配置する電池セル１０を俵積みの状態で配設している。また図に示す保持筒２３は、軸方向の中間で２分割して、各々の電池ホルダー２０に連結している。各々の電池ホルダー２０は、分割された保持筒２３の端部を連結してなる形状にプラスチックで一体成形している。この保持筒２３は、分割端である開口部から電池セル１０を挿入し、一対の保持筒２３を互いに連結して、複数の電池セル１０を電池ホルダー２０の定位置に保持する。

中間で分割される保持筒２３は、分割端側からホルダー側板側に向かって次第に内径が小さくなるテーパ状に内面を成形している。この保持筒２３は、電池ホルダー２０側の端部の内面に突出する部分を電池セル１０の表面に面接触させて電池セル１０を定位置に保持できる。このように、保持筒２３を分割する構造は、プラスチックを成形する金型の設計を簡単にして、プラスチック成形を容易にできる特長がある。
（ガイド部２５）

電池ホルダー２０は、電池セル１０を収納する保持筒２３の一端に連結され、その外側面に設けているガイド部２５にリード板３０を入れて定位置に配置している。電池ホルダー２０は、電極窓２４から表出する端面電極１１にリード板３０を溶着して連結している。図４〜図６の電池ホルダー２０は、リード板３０を配置するガイド部２５を外側面に設けており、このガイド部２５にリード板３０を入れて定位置に配置している。

各電池セル１０は、両端の端面電極１１にリード板３０を溶着して、互いに直列と並列とに接続している。また各リード板３０は、回路基板４６と接続される。回路基板４６は、図４〜図６において電池ホルダー２０の上面に配置された基板ホルダー４４に収納されている。基板ホルダー４４は回路基板４６を収納できる大きさの開口を形成した枠状に構成される。
（回路基板４６）

回路基板４６は、電池セル１０の放電あるいは充放電を制御する制御回路等の電子回路を実装している。回路基板４６は平板状で、図３〜図６に示すように電池ホルダー２０の長さ方向に沿って延長されている。また電池ホルダー２０は、その上面に回路基板４６を収納する基板ホルダー４４を載置している。電池ホルダー２０の上面に回路基板４６を固定し、必要な配線を行った後、外装ケース４０内に収納する。さらに、電池ホルダー２０の上面には、各リード板３０の接続部３３が突出されて、リード線などによって回路基板４６と接続される。この構成は、リード板３０と回路基板４６との配線を最短距離とでき、組み立て工程を簡素化できることに加え、別部材のリード線も最低限とできる。
（リード板３０）

リード板３０は、図４及び図５の斜視図に示すように、電池セル１０をオフセット状に積層した状態で、縦方向の電池セル１０を２列にわたって接続するよう、全体をジグザグ状又は波状に形成している。このリード板３０は導電性及び可撓性に優れた金属板で形成される。またリード板３０には、電池セル１０の端面電極１１にスポット溶接する位置に、無効電流減少スリットを設けている。さらにリード板３０の上端には、回路基板４６に接続する接続部３３が突出するように設けている。接続部３３は、リード線を介して回路基板４６に接続される。

リード板３０は、図４及び図５に示すように電池セル１０の積層体の端面電極１１を完全に被覆する形状でなく、これよりも若干小さく形成される。これによって、リード板３０のガイド部２５の枠内にリード板３０を挿入した状態で、リード板３０とガイド部２５との間に隙間が形成される。
（ホルダー側突起２８）

また電池ホルダー２０は、その底面に、図５の拡大図及び図６〜図８の断面図に示すように、その底面からホルダー側突起２８を突出させている。ホルダー側突起２８は、ホルダー枠体２６から保持筒２３と平行な方向に延長するように設けられる。また好ましくは、保持筒２３同士の間の谷間に面する位置に設けられる。このようにホルダー突起を電池ホルダー２０の下面に面しつつも、下面から下方に突出させないことで、電池ホルダーやひいては外装ケースの大型化を回避でき、電池パックの小型化に貢献できる。
（ケース側リブ４８）

さらに下ケース４２は、図６〜図８の断面図、図９の斜視図及び図１０の分解斜視図に示すように、ケース側リブ４８を備えている。ケース側リブ４８は、３枚のリブを平行な姿勢で互いに離間させている。このようにすることでケース側リブ４８の端縁がカバー２に当接する際の圧力を軽減できるので、カバー２が破損される事態を抑止できる。また、各リブは先端を湾曲させることで、尖鋭な部分をなくしてカバー２を傷付けないようにできる。加えて、３枚のリブの内、中央のリブを左右のリブよりも高く突出させている。この構成によっても、リブの突出量を左右から徐々に変化させて、リブの端縁によるカバー２への押圧力を軽減し、リブの端縁でカバー２を破損する事態を回避できる。

ここで、下ケース４２にケース側リブ４８を設けた第一位置と、電池ホルダー２０にホルダー側突起２８を設けた第二位置とは、電池ブロック１を下ケース４２に挿入した状態で互いに干渉しない位置とする。このようにすることで、図９などに示すように、電池ブロック１を下ケース４２の正しい位置にセットできる。
（誤挿入防止構造）

加えて、形状の似た電池ブロックで、外装ケースの外形を共通化し、コスト削減を図る場合は、異なる電池ブロックと外装ケースとの間で、このようなホルダー側突起とケース側リブとの位置を工夫することで、取り違えを阻止することができる。具体的には、電池ホルダーに設けるホルダー側突起の第二位置を、電池ブロックの種類毎に異なる位置とすることで、異なる電池ブロックを下ケースに挿入しようとすると、異なる電池ブロックのホルダー側突起が、ケース側リブと干渉して、このような誤った組み合わせを阻害するように構成する。この様子を、図１３〜図１７に基づいて説明する。
（実施例２）

まず実施例２に係る電池パック２００を、図１１〜図１２に示す。これらの図において、図１１は実施例２に係る電池パック２００の断面図及び一部拡大図、図１２は図１１の下ケース４２Ｂを電池ブロック１Ｂから離した状態を示す分解断面図を、それぞれ示している。この電池パック２００は、外ケースの外観を、実施例１と同じとする一方、内部の電池ブロックは異ならせている。具体的には、実施例２における電池ブロック１Ｂは、１０直列×４並列の、計４０本の電池セル１０を用いている。この実施例２においても、電池ホルダー２０Ｂのホルダー側突起２８Ｂと、下ケース４２Ｂのケース側リブ４８Ｂとは、電池ブロック１Ｂを下ケース４２Ｂに挿入した状態で互いに干渉しない位置となるように、オフセット配置されている。これにより、図１１、図１２に示すように外装ケース４０Ｂに電池ブロック１Ｂを挿入して、上ケース４１Ｂと下ケース４２Ｂとを閉塞して固定できる。

ここで、電池ホルダー２０Ｂのホルダー側突起２８Ｂは、実施例１の電池ホルダー２０とは異なる位置に設けられている。具体的には、実施例１の下ケース４２にケース側リブ４８を設けた第一位置と対応する位置に設けられている。この結果、仮に図１３及び図１４に示すように、実施例１の下ケース４２に、実施例２の電池ブロック１Ｂを挿入しようとしても、図１５に示すように、実施例２のホルダー側突起２８Ｂが実施例１のケース側リブ４８と干渉するため、電池ブロック１Ｂを下ケース４２内に押し込むことができず、この結果電池ブロック１Ｂが浮いた状態となり、上ケース４１と下ケース４２との間に隙間が生じ、これらを閉塞できず、外装ケース４０を固定できない状態となる。すなわち、組立工程においてこのような取り違えが生じても、組み立てが物理的にできない状態となるため、作業者は取り違えに気付くと思われ、また電池ブロックと外装ケースとの組み合わせが誤った電池パックの組み立てが阻害される結果、このような製品が出回ることを阻止できる。

同様に、実施例２の下ケース４２Ｂのケース側リブ４８Ｂも、実施例１のケース側リブ４８を設けた第一位置とは異なる位置に設けられている。具体的には、実施例１の電池ホルダー２０のホルダー側突起２８を設けた第二位置と対応する位置に設けられている。いいかえると、実施例２の下ケース４２Ｂは、外形は実施例１と同じであるものの、内部に突出させたケース側リブ４８Ｂの位置のみを異ならせている。この結果、仮に図１６及び図１７に示すように、実施例２の下ケース４２Ｂに、実施例１の電池ブロック１を挿入しようとしても、実施例１のホルダー側突起２８が実施例２のケース側リブ４８Ｂと干渉するため、やはり電池ブロック１が浮いた状態となって、上ケース４１Ｂと下ケース４２Ｂとの間に隙間が生じ、外装ケース４０Ｂを固定できない状態となる。このため、物理的な組み立てが阻害されて、このような取り違いが回避される。

なお、上記の例ではケース側リブを下ケースの底面側に設けているが、この構成に限られず、例えば上ケースにケース側リブを設けても同様の効果を得ることができる。また、外装ケースの底面側に限らず、側面側の内面にケース側リブを設けることもできる。さらに、この例ではケース側リブを一箇所にのみ設けているが、複数箇所に設けてもよいことはいうまでもない。

このように、形状の似た電池ブロック同士で、ホルダー側突起の位置を異ならせると共に、互いにホルダー側突起の位置を入れ替えることで、容易に誤挿入防止機構を実現できる。また、外装ケース側においても同様に、ケース側リブの位置を、互いに入れ替えるように構成することで、誤挿入防止構造を簡易に実現でき、コストを削減できる。
（成形用金型）

特に、外装ケースを成型する金型を、部分的に変形させるには、成形用金型の、ケース側リブを成型する部位に、入れ子状の金型を利用すればよい。すなわち、ケース側リブを成型する入れ子金型を別途用意し、これを差し替え式とすることで、大部分のメイン金型を共通化して、金型のコストを大幅に削減できる。

具体的には、下ケース４２の成形用金型を、図１８に示すように、メイン金型５１Ｂと入れ子金型５２Ｂで構成する。メイン金型５１Ｂには、異なる下ケースでケース側リブを設ける位置をそれぞれくり抜いて、形成したい下ケースの、ケース側リブ４８を設ける第一位置に、ケース側リブ４８を形成するためのリブ用プロファイル５４を設けた入れ子金型５２Ｂを挿入すると共に、ケース側リブを形成しない位置には、リブ用プロファイルを有しないダミーの入れ子金型５３Ｂを挿入することができる。
（入れ子金型５２）

ただ、図１８の構成では各入れ子金型５２Ｂのサイズが小さくなる上、複数の入れ子金型５２Ｂを用意する必要があるため、金型の製造や管理、金型の取り違え等に留意する必要がある上、金型の非使用時等に小さい金型を紛失し易くなることが考えられる。そこで、図１９〜図２１に示すように、入れ子金型５２を大きくして、予定されるケース側リブの位置全体を包含すると共に、入れ子金型５２の外形を左右対称形状としつつ、ケース側リブの成型部分を偏心させて形成されることにより、これを反転させてケース側リブの成
型位置を変更できるように構成している。この形状によれば、実施例１の下ケース４２を成型する際には、図２０に示すように左側にケース側リブが位置する姿勢としつつ、実施例２の下ケース４２Ｂを成型する際には、入れ子金型５２を一旦メイン金型５１から外し、反転させた姿勢でメイン金型５１に挿入し直すことで、実施例２用の成型金型に構築することができる。このようにすれば、入れ子金型５２が一個で済む上、その外形を大きくできるので紛失の虞も低減できる。

図２１の例では、入れ子金型５２を直方体状とし、反転させる際の軸を中心に対称な形状に形成している。これにより入れ子金型５２を反転させてメイン金型５１に挿入させることで、ケース側リブを設ける位置を入れ替え可能とできる。具体的には、実施例１のケース側リブ４８を形成する際は、図２０に示すように右側にリブ用プロファイル５４を位置させた姿勢でメイン金型５１に挿入する。一方、実施例２のケース側リブ４８Ｂを形成する際には、図２１に示すように左側にリブ用プロファイル５４を位置させる姿勢でメイン金型５１に挿入する。このようにして、成型したい下ケースに応じて、入れ子金型５２の姿勢を変更することで、ケース側リブの位置を容易に変更できる。
（入れ子側刻印５６）

さらに入れ子金型５２には、下ケースに対して入れ子側刻印５６を設ける機能を付加できる。例えば、外装ケースの種別を示す情報を刻印で表示させることで、組み立て時に目視で外装ケースの種別を判別できるようにする。この刻印によって、正しい電池ブロックの組み合わせが確認できるため、組み立て作業時の確認を容易にして、取り違えを一層軽減できる。この様子を、図２２〜図２４に基づいて説明する。これらの図において、図２２は図１０の下ケース４２を示す斜視図、図２３は図２２のケース側リブ４８を示す平面図、図２４は実施例２の電池パック２００の下ケース４２Ｂのケース側リブ４８Ｂを示す平面図を、それぞれ示している。

入れ子金型５２は、上述の通り実施例１の下ケース４２を成型する際には、リブ用プロファイル５４が左側に位置するように、メイン金型５１にセットされる。ここで実施例１の電池パック１００は、電池セル１０を７直列×６並列で使用している。そこで、成型された下ケース４２の種類が、実施例１の組み合わせであることを示すよう、図２２の斜視図に示すように下ケース４２の内面側に刻印を設ける。内面側に刻印を設けることで、組み立て時には視認できる一方、組み立て後には外部に表出しないため、見栄えを悪くすることもない。

具体的には、実施例１の下ケース４２については、図２３の拡大図に示すように、「７−６」と表示される。一方、実施例２の下ケース４２Ｂについては、図２４の拡大図に示すように「１０−４」と表示され、電池セル１０が１０直列×４並列であることが視認できる。このように、ケース側リブの位置を変更するために、入れ子金型５２を反転させることを利用して、入れ子金型５２の姿勢に応じて、刻印の位置も変更されて、この結果、刻印で表示される情報も変更されるように構成することで、下ケースの種別を文字情報で直接表示させて、組み立て時の作業性を向上させると共に取り違えの防止を一層図ることが可能となる。
（メイン側刻印５８）

刻印は、メイン金型５１で刻印されるメイン側刻印５８と、入れ子金型５２で刻印される入れ子側刻印５６で構成される。そしてメイン側刻印５８は常に同じ位置に刻印される一方、入れ子側刻印５６は入れ子金型５２の姿勢に応じて、位置が変化する。よって、メイン側刻印５８及び入れ子側刻印５６は、それぞれ複数設けると共に、入れ子金型５２の姿勢に応じて、適切なメイン側刻印５８ａ、５８ｂと入れ子側刻印５６ａ、５６ｂの組み合わせが表示されるよう、刻印位置が予め決定される。図２３及び図２４の例では、下ケース４２、４２Ｂでは、メイン側刻印５８が上下に第一メイン側刻印５８ａとして「７」、第二メイン側刻印５８ｂとして「１０」と並べて刻印されており、これに対して入れ子側刻印５６は、左右に分かれて第一入れ子側刻印５６ａとして「６」、第二入れ子側刻印５６ｂとして「４」が反転姿勢で刻印されている。

そして、実施例１の下ケース４２では、図２３に示すように、第一メイン側刻印５８ａの「７」と一致する上側の位置に、第一入れ子側刻印５６ａの「６」が位置されて、これらの組み合わせにより「７−６」と表示される。この状態では、第二メイン側刻印５８ｂの「１０」の横には何も表示されず、また第二入れ子側刻印５６ｂの「４」は反転して表示されるため、これらの刻印は情報表示を構成しない。一方、実施例２の下ケース４２Ｂでは、図２４に示すように、第二メイン側刻印５８ｂの「１０」と一致する下側の位置に、第二入れ子側刻印５６ｂの「４」が位置されて、これらの組み合わせにより「１０−４」と表示される。またこの状態では、第一メイン側刻印５８ａの「７」の横には何も表示されず、また第一入れ子側刻印５６ａの「６」は反転して表示されるため、これらの刻印は情報表示を構成しない。このようにすることで、入れ子金型５２の位置に応じて、入れ子側刻印５６ａ、５６ｂとメイン側刻印５８ａ、５８ｂで電池パックの○並○直が読めるようになり、組み立て作業者は現在の下ケースが、どの電池パック用であるかを判別できる。

このように、入れ子金型５２を反転させると、入れ子側刻印５６の位置が変更されることを利用して、この入れ子側金型の姿勢に応じた下ケースの情報が正しく表示されるよう、予め各刻印の位置が調整される。またこのような刻印を施すため、入れ子金型５２は、外装ケース４０の内面の、ケース側リブ４８の周囲に、第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印５６を刻印するための入れ子側刻印用プロファイルを形成している。またメイン金型５１も同様に、入れ子金型５２の周囲に、メイン側刻印５８ａ、５８ｂを刻印するためのメイン側刻印用プロファイルを形成している。さらに、これらの刻印も、ケース側リブ４８等と同じ側、すなわち外装ケース４０の内面側とすることで、いずれも外部に表出させることなく、組み上がり後の見栄えに影響を与えない。

本発明に係る電池パック及び電池パックの製造装置並びに製造方法は、アシスト自転車用の電源装置の他、電動工具用、電動スクーター用、電動自動車用、蓄電用などの用途に好適に利用できる。

１００、２００、２５００、２６００…電池パック
１、１Ｂ…電池ブロック
２…カバー
３…コネクタ
１０…電池セル
１１…端面電極
２０、２０Ｂ…電池ホルダー
２１…第一ホルダー
２２…第二ホルダー
２３…保持筒
２４…電極窓
２５…ガイド部
２６…ホルダー枠体
２８、２８Ｂ…ホルダー側突起
３０…リード板
３３…接続部
３６…絶縁シート
４０、４０Ｂ…外装ケース
４１、４１Ｂ…上ケース
４２、４２Ｂ…下ケース
４３…取っ手
４４…基板ホルダー
４６…回路基板
４８、４８Ｂ…ケース側リブ
５１、５１Ｂ…メイン金型
５２、５２Ｂ…入れ子金型
５３Ｂ…ダミー入れ子金型
５４…リブ用プロファイル
５６…入れ子側刻印
５６ａ…第一入れ子側刻印
５６ｂ…第二入れ子側刻印
５８…メイン側刻印
５８ａ…第一メイン側刻印
５８ｂ…第二メイン側刻印

Claims (16)

1. 外装ケースと、
   複数の電池セルを保持する電池ホルダーと、
   を備える電池パックであって、
   前記外装ケースは、該外装ケースの内面の第一位置から突出させたケース側リブを設けており、
   前記電池ホルダーは、該電池ホルダーの外面の第二位置から突出させたホルダー側突起を設けており、
   前記電池ホルダーが、異なる種類の電池ホルダーとは前記ホルダー側突起を設けた第二位置が異なるように構成されており、
   前記第一位置と第二位置とは、
   前記外装ケースに電池ホルダーを挿入した状態で前記ケース側リブが前記ホルダー側突起と干渉しない位置であって、かつ、
   前記外装ケースに該異なる種類の電池ホルダーを挿入しようとすると、前記ケース側リブがホルダー側突起と干渉する位置となるように配置されており、
   前記第一位置と第二位置とが、所定の対称軸を中心とする対称な位置にあ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、
   前記外装ケースが、第一ケースと第二ケースとで構成されており、
   前記外装ケースと電池ホルダーとの対応関係が正しくない場合に、前記ケース側リブと
   ホルダー側突起とが干渉して、前記第一ケースと第二ケースとが閉塞できないように構成されてなることを特徴とする電池パック。
3. 請求項１又は２に記載の電池パックであって、さらに、
   前記電池ホルダーを被覆する防水性のカバーを備えており、
   前記ケース側リブが、複数枚のリブを互いに離間させて形成されてなることを特徴とする電池パック。
4. 請求項３に記載の電池パックであって、
   前記複数枚のリブが、中央のリブを他のリブよりも高く突出させてなることを特徴とする電池パック。
5. 請求項１から４のいずれか一に記載の電池パックであって、
   前記外装ケースの内面の、前記ケース側リブの周囲に、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を設けてなることを特徴とする電池パック。
6. 請求項５に記載の電池パックであって、
   前記ケース側リブの周囲に、メイン側刻印が形成されており、
   前記メイン側刻印は、前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成されてなることを特徴とする電池パック。
7. 外装ケースと、
   複数の電池セルを保持する電池ホルダーと、
   を備える電池パックの製造装置であって、
   前記外装ケースを成型するためのメイン金型と
   前記メイン金型に挿入可能な入れ子金型を備え、
   前記入れ子金型は、前記外装ケースの内面から突出させたケース側リブを第一位置に形成するためのリブ用プロファイルを有しており、
   前記第一位置は、電池ホルダーの外面から突出させたホルダー側突起を設けた第二位置と干渉しない位置に調整されると共に、
   異なる種類の電池ホルダーは、前記第二位置をそれぞれ異なる位置に変化させてなると共に、
   前記入れ子金型を変更することで、前記第一位置を変更でき、該入れ子金型で成型する外装ケースと対応する電池ホルダーの第二位置とは干渉しない位置とする一方で、
   対応しない電池ホルダーの第二位置とは干渉する位置に調整可能に構成してなることを特徴とする電池パックの製造装置。
8. 請求項７に記載の電池パックの製造装置であって、
   前記入れ子金型がさらに、外装ケースの内面の、前記ケース側リブの周囲に、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を刻印するための入れ子側刻印用プロファイルを形成してなることを特徴とする電池パックの製造装置。
9. 請求項８に記載の電池パックの製造装置であって、
   前記メイン金型は、前記入れ子金型の周囲に、メイン側刻印を刻印するためのメイン側刻印用プロファイルを形成しており、
   前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印は、前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成されてなることを特徴とする電池パックの製造装置。
10. 請求項９に記載の電池パックの製造装置であって、
    前記メイン側刻印が複数、異なる内容で異なる位置にそれぞれ形成されており、
    前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成されてなることを特徴とする電池パックの製造装置。
11. 請求項８から１０のいずれか一に記載の電池パックの製造装置であって、
    前記入れ子側刻印が、前記ケース側リブと同じ面に形成されてなることを特徴とする電池パックの製造装置。
12. 外装ケースと、
    複数の電池セルを保持する電池ホルダーと、
    を備える電池パックの製造方法であって、
    前記外装ケースを成型するためのメイン金型に対して、前記メイン金型に挿入可能な入れ子金型を選択し、これを挿入する工程と、
    前記入れ子金型をセットしたメイン金型で、外装ケースを成型する際に、前記外装ケースの内面に、該内面から突出させたケース側リブを第一位置に形成する一方、
    前記外装ケースに挿入するための電池ホルダーを成型する際に、該電池ホルダーの外面から突出させたホルダー側突起を第二位置に形成する工程と、
    前記外装ケースに電池ホルダーを挿入する工程と、
    を含み、
    前記第一位置は、電池ホルダーの外面から突出させたホルダー側突起を設けた第二位置と干渉しない位置に調整されると共に、
    異なる種類の電池ホルダーは、前記第二位置をそれぞれ異なる位置に変化させてなると共に、
    前記入れ子金型を変更することで、前記第一位置を変更でき、該入れ子金型で成型する外装ケースと対応する電池ホルダーの第二位置とは干渉しない位置とする一方で、
    対応しない電池ホルダーの第二位置とは干渉する位置に調整可能に構成してなることを特徴とする電池パックの製造方法。
13. 請求項１２に記載の電池パックの製造方法であって、
    前記入れ子金型がさらに、外装ケースの内面の、前記ケース側リブの周囲に、前記第一位置に関する文字情報を示す入れ子側刻印を刻印するための入れ子側刻印用プロファイルを形成してなることを特徴とする電池パックの製造方法。
14. 請求項１３に記載の電池パックの製造方法であって、
    前記メイン金型は、前記入れ子金型の周囲に、メイン側刻印を刻印するためのメイン側刻印用プロファイルを形成しており、
    前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印は、前記入れ子側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成されてなることを特徴とする電池パックの製造方法。
15. 請求項１４に記載の電池パックの製造方法であって、
    前記メイン側刻印が複数、異なる内容で異なる位置にそれぞれ形成されており、
    前記入れ子金型を反転させると、前記入れ子側刻印の位置が変更されてなると共に、前記メイン側刻印と結合して、外装ケースの種別を示す情報が表示されるよう構成されてなることを特徴とする電池パックの製造方法。
16. 請求項１３から１５のいずれか一に記載の電池パックの製造方法であって、
    前記入れ子側刻印が、前記ケース側リブと同じ面に形成されてなることを特徴とする電池パックの製造方法。