JP2011146151A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】素電池との接触箇所が広範囲に分散した状態で素電池を保持し得るホルダを備えた電池パックを提供する。
【解決手段】電池パックに、素電池ごとの挿入を受け入れる複数の受筒１２１が設けられたホルダ２３を備える。受筒１２１は、素電池周面を囲繞する複数の側壁１２３と、それらの側壁面１３１上に周方向に分散された状態で配設された複数のリブ１２５とを有する。また、受筒１２１は、側壁１２３に抜き勾配が設けられている一方、各リブ１２５は、素電池２１の挿入方向に沿う頂面の勾配が側壁１２３の抜き勾配よりも小さくされている。そして、受筒１２１に挿入された素電池２１が、複数のリブ１２５の頂面に接することによって保持される。
【選択図】図６

Description

本発明は、電池パックに関し、特に素電池を保持するホルダの構造に関する。

電池パックは、電動工具や電動アシスト自転車、さらには電動バイクやハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＰＥＶ）など広く用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
従来技術に係る電池パックは、筒状の外観形状を成す１または複数の素電池と、素電池を収容するホルダと、回路あるいは外部接続端子が設けられた基板とが、外装ケースに収容された構成を有する。ここで、従来技術に係る電池パックでは、素電池はホルダに保持された状態で外装ケース内に収容されている。これは、使用中に電池パックに振動や衝撃が加わったような場合に、外装ケース内で素電池が移動することを防止するなどのために設けられているものである。

特開２００６−１９６２７７号公報

上記特許文献１の電池パックでは、２つのホルダによって素電池の両端部を保持する構造とされている。このような構造によっても素電池を保持することができるが、素電池を保持する際に、ホルダと素電池との接触箇所を広範囲に分散させることが望まれている。ホルダと素電池との接触箇所が広範囲に分散していれば、より確実に素電池を保持することができる。ひいては、１つのホルダで素電池を保持することが可能になる。なお、ホルダと素電池との接触箇所が広範囲に分散しているとは、必ずしも接触面積が大きくなくともよい。

しかしながら、単にホルダを長くしても、接触箇所を広範囲に分散させることができるとは限らないという問題がある。
一般的に、ホルダは射出成形等、複数の金型間に樹脂を充填する成形法によって一体成形され、素電池を挿入する挿入穴の壁面は、挿入口側が広がる向きに傾斜させられている。それは、成形時において金型からの脱型を容易にするために、挿入穴の壁面に抜き勾配が付けられていることによる。

上述のように挿入穴の壁面に抜き勾配が付けられているため、ホルダ（挿入穴）を長くした場合に、挿入穴の小径側端部では素電池を保持することができるが、小径側端部から遠ざかるにつれて挿入穴の内径が漸増して素電池を保持することが困難になる。例えば、１つのホルダで、素電池の一端部だけでなく中間部も保持しようとする場合、あるいは、１つのホルダで素電池の一端部と他端部とを保持しようとする場合等、壁面の傾斜によってホルダの挿入口側の穴が拡径し、ホルダの挿入口側（あるいはホルダの中間部）において素電池を保持することができなくなる。

本発明は、上記課題の解決を図るべくなされたものであって、素電池との接触箇所が広範囲に分散した状態で素電池を保持し得るホルダ、例えば、素電池の一端部とそこから筒軸方向に離間した部分とにおいて素電池を保持し得るホルダを備えた電池パックを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の特徴を備えることとした。
本発明に係る電池パックは、１又は複数の筒状をした素電池が、ホルダに収容されてなる電池パックであって、ホルダには、前記素電池ごとにその筒軸方向での挿入を受け入れる１又は複数の受筒が設けられており、各受筒は、挿入された前記素電池周面を囲繞する周壁と、その壁面上に周方向に分散された状態で配設された複数のリブとを備え、前記周壁は、その壁面に底側端部から開口側端部に行くに従い拡径した抜き勾配が付けられている一方、前記各リブは、前記素電池の挿入方向に沿う頂部勾配が前記周壁の抜き勾配よりも小さくされており、前記挿入された素電池は、前記複数のリブの前記頂部に接することによって保持されていることを特徴とする。

本発明に係る電池パックでは、壁面上に延設された複数のリブの頂部勾配が、周壁の抜き勾配よりも小さくされている。そのため、それらのリブによって、例えば、底側端部だけでなく、中間部あるいは開口側端部において素電池周面と接して、素電池が側方に動くこと（筒軸と直角に交差する方向に動くこと）を規制することができる。すなわち、本発明に係る電池パックのホルダは、素電池との接触箇所が広範囲に分散した状態で素電池を保持し得る。その結果、素電池を、より確実に保持することができる。ひいては、前記特許文献１のように２つのホルダを合わせなくとも、１つのホルダで素電池を保持することが可能になる。また、本発明に係る電池パックにおいて、２つのホルダを合わせた場合も前記と同様に素電池を保持することができる。なお、全てのリブが同時に素電池と接していることは必須の事項ではなく、ホルダや素電池の製造誤差の存在により、一部のリブが素電池に接していなくともよい。また、ホルダに保持された素電池が全く動かないことは必須の事項ではなく、素電池が側方に微動（例えば、０．１［ｍｍ］以下）する程度であれば問題はない。

抜き勾配が付けられた壁面は、筒軸に対する傾斜角度の小さなテーパ形状にされており、底側に向かって先細にされている。リブが存在しない領域には、上述のように抜き勾配が付けられているので、筒軸に対するリブの傾斜角度を非常に小さくした場合、又は、筒軸と平行にした場合でも、成形時における金型からの脱型が比較的容易にされている。上述のように、本発明に係る電池パックには、リブの頂部勾配が０の場合も含まれる。なお、周壁の一部に抜き勾配が設けられていなくともよい。例えば、周壁の底側端部あるいは開口側端部に抜き勾配を設けず、残余の部分に抜き勾配を設けておくことができる。

受筒の断面形状は、例えば、角筒状、円筒状等の形状とすることができる。また、周壁は、素電池周面を全て覆うことは不可欠ではない。例えば、筒軸と垂直な断面において、周壁がC字形状、U字形状、コの字形状（溝形状）等にされていてもよい。なお、受筒の剛性を大きくする場合は、筒軸と垂直な断面において、周壁が環状を成していることが望ましい。受筒は、筒状の形状をしていることから、筒状部と称することもできる。

各リブは、筒軸方向の全ての箇所で素電池側面に接する必要はなく、素電池に接していない部分があってもよい。なお、リブは、少なくとも受筒の中間部よりも開口側に位置する部分において素電池に接していることが望ましい。
複数のリブは、周方向に分散配置されている。具体的には、筒軸を中心とする仮想円の周方向において、１８０［°］以下の角度間隔で、すなわち、周方向に2以上のリブが配置されていることが望ましい。また、素電池を保持する安定性を考慮すれば、上記角度間隔が１２０［°］以下にして、リブの個数を増やすことがさらに望ましい。なお、周方向における複数（３以上）のリブの角度間隔が不均等にされていてもよく、その場合は、最大の角度間隔が１８０［°］以下（あるいは１２０［°］以下）であることが望ましい。リブは、周壁を補強する効果はあるが、前述のように素電池を保持することを主目的にして設けられている。そのことから、リブを、突条、突起部、あるいは隆起部等と称することもできる。

受筒は、素電池の一部を収容するものであってもよい。例えば、素電池の大部分（例えば、軸方向長さの８割以上、９割以上）を収容し、受筒から突き出た部分（２割、１割）を別の構成部材によって覆うことができる。また、例えば、ホルダを２つ用いて素電池を半分ずつ収容することができる。
本発明に係る電池パックでは、リブによって、少なくとも素電池の側方への動き（素電池の筒軸と垂直な方向への動き）が規制される。素電池の筒軸方向への移動は、他の規制手段、例えば、リード板等の他の構成部材によって規制してもよいし、ホルダの端部に底壁や突起等を形成して規制してもよい。このように、複数のリブによる素電池の保持は、素電池の側方への動きを規制することによってなされる。

本発明に係る電池パックでは、一例として、次のようなバリエーションを採用することができる。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記周壁の高さが、前記素電池周面の筒軸方向長さ以上にされているという構成を採用することができる。このような構成を採用することにより、本発明に係る電池パックにおいて、１つのホルダで素電池を収容することができる。また、収容時において、１つのホルダと素電池との接触箇所を素電池周面全体に分散させた状態で保持することができる。１つのホルダで素電池を収容できれば、電池パックの部品点数を減らすことができ、部品管理や製造工程を簡素化することができる。なお、２つのホルダを用いて素電池を収容する場合、一般的に、２つのホルダを結合させる部品（ねじ等）や、結合させる工程が余分に必要になる。

また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記リブの頂部が、前記筒軸と平行にされているという構成を採用することができる。このような構成を採用することにより、素電池側面が筒軸と平行にされた一般的な素電池を収容する場合に、筒軸方向においてリブの頂部を全体的に素電池側面に接触させることができる。そのため、リブの頂部を、素電池に比較的均等に接触させることができる。その結果、素電池をより確実に保持することができる。また、１つのホルダで素電池を収容する場合に好適である。

また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記リブの頂部が、前記素電池周面と対向する頂面であり、前記頂面が、前記筒軸と垂直な断面において、前記素電池の周面形状に合わせた形状にされているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、例えば、素電池が円筒状である場合は、頂面が円弧上に湾曲させられ、素電池が角筒状である場合は、例えば頂面が平面にされる。そして、リブと素電池の側面とが面接触するため、接触面積を増大させることができる。その結果、電池パックに衝撃や振動が加わった場合に、素電池に加わる衝撃等を接触面に分散させることができる。

また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記頂部勾配と前記周壁の抜き勾配との角度差が、０．４５［°］以上にされているという構成を採用することができる。このような構成を採用することにより、ホルダ成形時における金型からの脱型を容易にすることができる。
また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記リブは、前記底側の端部において、前記壁面からの前記頂部の突出量が０にされているという構成を採用することができる。このような構成を採用することにより、リブの突出量が小さくなるため、周壁を素電池に近接させることができ、受筒を小さくすることができる。なお、リブの突出量の最大値が、リブの幅（例えば、頂面の幅）よりも小さい場合は、受筒を比較的小さくすることができる。リブの突出量は、壁面にリブが形成されていないと仮定した場合の仮想的な壁面からの頂部の高さとすることができる。

また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記素電池を複数備え、前記複数の受筒が、並列に配置された前記複数の素電池を前記周壁によって互いに区画した状態で収容するという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、周壁によって、素電池間の断熱を図ることができる。具体的には、周壁によって素電池間の輻射熱を遮ることができる。また、周壁と素電池との間には、壁面の傾斜によって生じる空隙が存在しており、素電池間の熱伝導が低減される。これらにより、使用中（充放電時）にいずれかの素電池が過熱状態になった場合に、その熱が周囲の素電池へと伝達されることが規制される。

また、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記各素電池が、円筒状の外観形状をしており、前記複数の受筒が、それぞれ前記筒軸に直交する断面において正多角形状を成すとともに、互いに隣接するもの同士で周壁の一部を共用する状態で並設されており、前記リブが、前記正多角形のいずれかの辺の中央に位置させられているという構成を採用することができる。このような構成を採用した場合には、例えば、複数の受筒の周壁によってハニカム構造や、格子状の構造を形成することで、周壁を薄くした場合にホルダの剛性低下を抑制し得る。また、複数の受筒をコンパクトに配列させるとともに、ホルダ製造時の材料の使用量を減少させ、コストや重量を低減し得る。なお、各受筒の断面形状を正六角形、正方形、正三角形にすると、複数の受筒を密に配列させることができる。

また、本発明に係る電池パックを、上記構成において、前記１又は複数の素電池が、それぞれ筒軸方向の両端部の各々に電極が設けられた複数の素電池であり、当該電池パックが、前記複数の素電池の一端部側において、前記複数の素電池の少なくとも一部のものの電極同士を電気的に接続するリード板を備え、そのリード板が、複数の収納部にまたがって配され、複数の収納部の周壁と当接することで、前記素電池の筒軸方向の移動を規制するという構成を採用することができる。このような構成により、例えば金属製のリード板によって素電池の筒軸方向の移動を規制することができる。

実施の形態に係る電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。 実施の形態に係る電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。 電池パック１の内部構成を示す分解斜視図である。 電池パック１の内部構成を示す分解斜視図である。 電池パック１において、複数の素電池２１が収容されたホルダ２３を示す模式斜視図である。 電池パック１において、空のホルダ２３を示す模式斜視図である。 電池パック１において、複数の素電池２１が収容されたホルダ２３を示す底面図である。 電池パック１において、複数の素電池２１が収容されたホルダ２３を示す正面断面図である。 電池パック１において、複数の素電池２１が収容されたホルダ２３を示す正面断面図である。 電池パック１において、側壁１２３の断面の一部を拡大して示す模式図である。 電池パック１において、ホルダ２３の基台１０１を示す模式斜視図である。

以下では、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる例示であって、本発明は、その本質的部分以外に以下の形態に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．電池パック１の構成
実施の形態に係る電池パック１の構成について、図１、図２の外観を示す斜視図、および、図３、図４の分解斜視図を用いて説明する。なお、図３と図４とは、Ｚ軸方向において視点の向きが逆にされている。

図１、図２に示すように、電池パック１の外観は、直方体形状を成しており、第１、第２底部３，５および側部７が、それぞれ次の被覆部材によって被覆されている。電池パック１は、被覆部材として、第１底部３を覆う絶縁板１１と、第２底部５を覆うクッション部材１３と、側部７をそれぞれ覆うクッション部材１５とを備えている。
図３、図４に示すように、電池パック１は、円筒状の外観形状を成す複数の素電池２１と、複数の素電池２１を並列に収容するホルダ２３とを備えている。複数の素電池２１は、リード板２５〜２９と、所定の組み合わせで電気的かつ物理的に接続される。これにより、所定の導電経路が形成されるとともに、複数の素電池２１の軸方向の移動が規制される。第１底部３側のリード板２５，２６には、絶縁板３３が介挿された状態で保護回路基板３５が接続される。第２底部５側のリード板２８，２９には、接着テープ３７によってクッション部材１３が貼着される。

クッション部材１５は、内側が接着面とされており、複数の素電池２１を収容したホルダ２３の側部に貼り付けられている。なお、クッション部材１５は一部の素電池２１の周面にも貼り付いている。絶縁板１１は、接着テープあるいは接着剤等によってホルダ２３の第１底部３に取着されている。
本実施形態において、複数の素電池２１は、リチウムイオン二次電池（非水電解質二次電池）とされている。その他、素電池２１を、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池などとすることができる。また、複数の素電池２１は、互いに同一サイズの１６本の素電池２１とされている。各素電池２１は、一端部に正極端子４１（電極）が突設され、他端部に負極端子４３（電極）が形成されている。

２．ホルダ２３の構成
図５、図６に、それぞれ複数の素電池２１を収容したホルダ２３と、空のホルダ２３の斜視図を示す。また、図７〜図９に、それぞれ素電池２１を収容したホルダ２３の底面図、断面図を示す。なお、図８、図９は、それぞれ図７中のA-A断面、B-B断面を示している。

ホルダ２３は、外形が略直方体形状を成しており、射出成形によって一体的に成形されている。また、ホルダ２３は、平面視矩形状かつ平板状の基台１０１と、その基台１０１の主面の四隅に立設された枠部１０３と、基台１０１の主面に立設されたハニカム構造部１０５とを備える。
２−１．枠部の構成
各枠部１０３は、筒状とされ、ハニカム構造部１０５と連設されており、ハニカム構造部１０５を補強している。また、各枠部１０３のホルダ２３外周側の壁１１３は、基台１０１の外形に沿う形状とされ、ハニカム構造部１０５側の壁１１５は、隣接する受筒１２１の側壁を兼用するものとされている。

２−２．ハニカム構造部の構成
図６、図７に示すように、ハニカム構造部１０５には、基台１０１の主面と垂直に立設された板状の隔壁によって、断面視正六角形状を成す受筒１２１が複数形成されている。なお、素電池２１が挿入される各受筒１２１内の空間は正六角柱状を成しており、その正六角柱の中心線が受筒１２１の軸線になり、収容された素電池２１の筒軸が軸線と合致する。また、軸線方向は、前記「挿入方向」と平行である。

各受筒１２１は、正六角柱の側面相当位置に連続して並ぶように配された複数の側壁１２３と、各側壁１２３に軸線方向に延設されたリブ１２５とを備えている。複数の受筒１２１は、互いの軸線が平行にされ、隣接するもの同士が互いの側壁１２３を共用した状態で隙間なく二次元配列されている。各受筒１２１において、複数の側壁１２３が挿入された素電池２１周面を囲繞している。また、各側壁１２３の壁面である側壁面１３１が、素電池２１周面に対向させられている。

側壁１２３は、概ね長方形状かつ平板状を成している。図８に示すように、側壁１２３は、ハニカム構造部１０５の第１端部１０５ａ側（底側端部）からハニカム構造部１０５の第２端部１０５ｂ側（開口側端部）に近づくにつれて肉厚が漸減する形状にされている。そして、側壁面１３１は、受筒１２１の第２端部１０５ｂ側が拡径する向きに傾斜させられている。すなわち、側壁面１３１に第２端部１０５ｂ側が拡径する抜き勾配が付けられている。この抜き勾配によって、受筒１２１内の空間が、わずかに先細形状（テーパ形状）となり、ホルダ２３を射出成形する際の金型からの脱型が容易にされている。なお、本実施形態において、受筒１２１内の空間は、傾斜角度が小さい角錐台形状にされている。仮に、受筒の断面が円形である場合は、受筒１２１内の空間は、傾斜角度が小さい円錐台形状にされる。

各リブ１２５は、各側壁１２３の幅方向（長手方向と直交する方向）の中央に配置されるとともに、軸線方向に延設されている（図６、図７参照）。図１０に、側壁１２３の一部の断面を拡大して模式的に示す（二点鎖線の円で囲まれた範囲）。なお、図１０では、図７のCの領域（二点鎖線の円で示す）をＢ−Ｂ断面と平行に切断した面を、図８，図９と同方向に眺めたものである。

リブ１２５は、軸線側に突出させられており、その頂部が素電池２１の側面に対向する頂面１３３とされている。その頂面１３３の側壁面１３１からの突出量は、第１端部１０５ａ側よりも第２端部１０５ｂ側において大きくされている。これにより、リブ１２５の頂面１３３の軸線方向に沿う勾配が側壁面１３１の抜き勾配よりも小さくされている。その結果、素電池２１が収容された状態において、複数のリブ１２５の頂面１３３が素電池２１周面と接触し、素電池２１のガタつきが防止される。このように、複数のリブ１２５によって、素電池２１が側方（軸線と直角に交差する方向）へ動くことが規制されている。なお、リブ１２５の頂面１３３の突出量は、側壁面１３１にリブ１２５が形成されていないと仮定した場合の仮想的な側壁面からの高さとすることができる。

また、リブ１２５の頂面１３３が軸線と平行にされ、頂面１３３と軸線との離間距離が第１端部１０５ａ側と第２端部１０５ｂ側とで等しくされている。これにより、リブ１２５の頂面１３３を、軸線方向において、比較的均等に素電池２１周面に接触させることができる。その結果、本ホルダ２３は、より確実に素電池２１を保持することができる。つまり、素電池２１の側方への動きを規制する効果が向上する。

さらに、リブ１２５の側壁面１３１からの突出量が、第１端部１０５ａにおいて０にされている。これにより、リブ１２５全体の突出量が小さくなり、側壁面１３１を素電池２１に近接して配置することができ、各受筒１２１の径方向の寸法を小さくすることができる。また、ホルダ２３成形時に、金型からの脱型が容易になる。
リブ１２５の断面形状は、略台形状とされ、その台形の上辺が素電池２１の湾曲に合わせて円弧状に湾曲させられている。すなわち、リブ１２５の頂面１３３が、素電池２１の周面形状に合わせて、軸線を中心とする円周に沿って円弧状に湾曲させられている。これにより、受筒１２１に収容された素電池２１とリブ１２５とが面接触することとなり、それらの接触面積が増大する。その結果、電池パック１に衝撃や振動が加わった場合に、素電池２１に加わる衝撃等を接触面に分散させることができる。また、素電池２１を保持する効果も向上する。

本実施形態において、各側壁１２３にリブ１２５が設けられており、中央の受筒１２１において、軸線周りに６０［°］間隔に配された６つのリブ１２５によって保持されている。また、外周（最外周）の受筒１２１において、軸線周りに６０［°］間隔に配された４つ又は５つのリブ１２５によって保持されている。
ここで、外周の受筒１２１（リブが４つのもの）では、外側に向かう特定方向の動きが許容されているが、その他の側方への動きは規制されている。そして、後述するように上記特定方向への動きは、後述する湾曲壁部や拡張壁部によって規制され、また、リード板２５等との物理的な接続によって規制される。このように、３以上のリブ１２５が軸線を中心とする仮想円の周方向において最大の角度間隔が１８０［°］以下で配置されていれば、素電池２１を保持することができる。また、外周の受筒１２１（リブが５つのもの）のように、複数のリブ１２５が周方向において最大の角度間隔が１２０［°］以下にされていれば、外側に向かう動きを規制することができ、素電池２１を保持する効果が向上する。以上のように、二次元配列の外周に位置する受筒１２１は、外周側の側壁１２３を備えておらず、一部が切欠かれた状態にされている。このように、受筒１２１が素電池２１の周囲を全て囲むものでなくとも、素電池２１を保持することができる。

上述のように、ハニカム構造部１０５の外周に位置する受筒１２１は、一部が切欠かれた状態にされている。その一部が切欠かれた受筒１２１（リブが４つのもの）では、側壁１２３の、ハニカム構造部１０５における外周側の部分が、Ｘ軸方向において外側に移るに従いＹ軸方向の厚さが漸増した拡張壁部１３５にされている。この拡張壁部１３５によって、受筒１２１の切欠き幅が素電池２１の直径よりも小さくされ、電池パック１に比較的大きな衝撃等が加わった場合に、素電池２１が受筒１２１の切欠かれた部分から外れることが防止される。また、一部が切欠かれた受筒１２１（リブが４つのもの）の側壁１２３には、拡張壁部１３５に加えて、円弧状に湾曲した湾曲壁部１３７が設けられているものもある。この湾曲壁部１３７は、拡張壁部１３５から素電池２１周面に沿って外側に延びており、受筒１２１の切欠き幅をさらに小さくしている。その結果、電池パック１に比較的大きな衝撃等が加わった場合に、素電池２１が、受筒１２１の切欠かれた部分から外れることが、より効果的に防止される。

本実施形態において、中央の受筒１２１では、前記「周壁」が６つの側壁１２３によって構成され、前記「壁面」が６つの側壁面１３１によって構成されている。また、外周の受筒１２１では、前記「周壁」が４つ（又は５つ）の側壁１２３によって構成され、前記「壁面」が４つ（又は５つ）の側壁面１３１によって構成されている。
なお、互いに隣接する２つの受筒１２１は、１つの側壁１２３を共用している。逆にいえば、互いに隣接する２つの受筒１２１を区画する隔壁が、それぞれ２つの受筒１２１の側壁１２３として機能しているのである。また、共用される側壁１２３によって形成される２つの側壁面１３１は、互いに逆向きに傾斜させられている。つまり、共用される側壁１２３では、両方の側壁面１３１に抜き勾配が付けられている。

さらに、互いに隣接する２つの受筒１２１によって共用される側壁１２３には、２つのリブ１２５が互いに逆向きに突設されている。これにより、互いに隣接する２つの素電池２１の隙間に、２つのリブ１２５および１つの側壁１２３が直線的に介挿されることとなる。その結果、側壁１２３の剛性が比較的小さい割に、２つの素電池２１が接近することを効果的に防止することができる。また、ハニカム構造部１０５では、複数の受筒１２１は各側壁１２３の法線方向に直線的に並んでいる。よって、例えば、図７のＡ−Ａ線上に直線的に並ぶ複数の素電池２１の離間距離を効果的に保つことができる。

なお、２つのリブ１２５が、側壁１２３の幅方向の同じ位置に形成されていることは不可欠ではない。例えば、側壁１２３の一方の面にリブ１２５が形成され、他方の面にリブ１２５が形成されていなくてもよいし、側壁１２３の幅方向の異なる位置に２つのリブ１２５が形成されていてもよい。
３つの側壁１２３が交わる部分は、側壁１２３が厚くされた厚肉部１４１とされている。この厚肉部１４１により、ハニカム構造部１０５の強度が高められている。また、厚肉部１４１により、金型からの脱型時にホルダ２３を押し出す脱型ピンを受け止めることができる（図６、図７参照）。

第１端部１０５ａ側において、側壁１２３の端部には、互いに交わる２つの側壁１２３によって形成されるコーナー部を埋めるように端保持部１４３が形成されている（図６参照）。この端保持部１４３は、軸線側の面が素電池２１周面の湾曲に合わせて円弧状に湾曲する湾曲面１４５とされており、比較的広い接触面において素電池２１の端部をしっかりと保持することができる。なお、上記コーナー部に形成される１の端保持部１４３は、２つの側壁１２３によって形成されている。

以上のように、ホルダ２３は、第１端部１０５ａ付近において、主に端保持部１４３によって素電池２１の端部を保持し、端保持部１４３から第２端部１０５ｂの間においてリブ１２５によって素電池２１を保持している。
なお、各リブ１２５が、第１端部１０５ａと第２端部１０５ｂとの中間点よりも第２端部１０５ｂ側の少なくとも１箇所において、リブ１２５と素電池２１とが接していれば、端保持部１４３の保持と各リブ１２５による保持とを合わせて素電池２１の側方への動きを規制することができる。このように、軸線方向においてリブ１２５の頂面１３３全体が素電池２１に接している必要はないが、接触面積が大きい方が望ましい。

本実施形態において、ホルダ２３は、樹脂材料たるPC（ポリカーボネート：熱可塑性樹脂）によって形成されている。その他、PC/ABSポリマーアロイ、PPS（ポリフェニレンスルファイド）等の熱可塑性樹脂や、EP（エポキシ樹脂）、PF（フェノール樹脂）等の熱硬化性樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
側壁１２３は、幅が１０［ｍｍ］（厚肉部１４１を除いた寸法）にされ、厚さが第１端部１０５ａにおいて約２．２［ｍｍ］、第２端部１０５ｂにおいて約１［ｍｍ］にされている。側壁１２３の高さ（Ｚ軸方向の長さ）は、約６５［ｍｍ］にされている。

また、軸線に対する側壁面１３１の勾配は、０．４５［°］以上とされ、ホルダ２３が金型から脱型できる抜き勾配の角度以上の大きさにされている。それは、側壁面１３１の勾配が、０．４［°］以下であると成形不良が生じるため、側壁面１３１の勾配が、０．４５［°］以上であることが望ましいことによる。なお、側壁面１３１の勾配が０．４５［°］未満であっても、ホルダ２３を成形することが可能である。

なお、上記抜き勾配は、受筒１２１の長さ（側壁１２３の高さ）によって変化させることが望ましい。例えば、受筒１２１が長い場合は抜き勾配を大きくすることが望ましく、短い場合は抜き勾配を小さくすることが望ましい。
本実施形態では、第２端部１０５ｂにおいて、リブ１２５の頂面１３３の幅は、側壁面１３１の幅の３０％以下と小さくされ、ホルダ２３を射出成形する際の金型からの脱型が容易にされている。また、頂面１３３の幅は、側壁面１３１の幅の１０％以上とされ、素電池２１とリブ１２５との接触面積が大きくなるようにされている。なお、頂面１３３の幅が、側壁面１３１の幅の１５％以上、２５％以下であることが望ましい。

本実施形態において、第２端部１０５ｂにおけるリブ１２５の上辺長さＬａが約２［ｍｍ］にされ、下辺長さＬｂが約４［ｍｍ］にされている。また、下辺長さＬｂは上辺長さＬａよりも、１．５〜２．５［ｍｍ］長くされていることが望ましい。
さらに、第２端部１０５ｂにおいて、側壁面１３１に対するリブ１２５側面の傾斜角度は、２３〜３３［°］であることが望ましく、本実施形態において、２６〜３０［°］にされている。

端保持部１４３の高さ（Ｚ軸方向の長さ）は、約５．４［ｍｍ］にされている。端保持部１４３の湾曲面１４５の抜き勾配は０．５［°］にされている。
２−３．基台の構成
図１１に、基台１０１の斜視図を示す。基台１０１は、矩形状を成す底壁１５１と、底壁１５１の周縁部に立設された側壁１５３と、底壁１５１と側壁１５３とを連結する複数の補強板１５４とを備えている。底壁１５１には３つの開口１５５，１５６，１５７が形成されており、それらの開口１５５等から複数の素電池２１およびハニカム構造部１０５の第１端部１０５ａが部分的に露出させられている。各開口１５５等の形状は、それぞれリード板２５〜２７の外形と略等しくされており、後述するように、リード板２５等と素電池２１とが電気的、物理的に接続される。

なお、開口１５５等は各素電池２１の端面を部分的に露出させている、逆に言えば、各素電池２１の端面は、底壁１５１によって部分的に覆われ、また、底壁１５１に接触した状態にされている。その結果、各素電池２１が第１端部１０５ａ側に移動することが底壁１５１によって規制される。
基台１０１内部には、底壁１５１と側壁１５３とによって囲まれた扁平な空間が形成されている。この空間に、絶縁板３３および保護回路基板３５が収容される。また、底壁１５１には、保護回路基板３５を位置決めするための位置決め板１６１が立設されている。この位置決め板１６１は、Ｌ字型に折り曲げられており、基台１０１内部に配置される保護回路基板３５の角部１６３に宛がわれている。

２−４．その他
ホルダ２３の第１端部１０５ａ側には、側壁１２３が交差する箇所に肉盗み穴１６７が形成されている。なお、底壁１５１が形成されている部分では、肉盗み穴１６７は底壁１５１を貫通している。
第１端部１０５ａ側の側壁１２３が交差する箇所は、端保持部１４３が形成されているため、他の部分より肉厚になっている。肉厚な部分は、薄肉の部分よりも収縮量が多くなるため、いわゆる「引け」と呼ばれる歪みが発生する場合がある。また、肉厚な部分は、薄肉の部分よりも冷却時間が長くなる。

この肉盗み穴１６７は、金型から延出した成形ピンによって射出成形時に形成される。この肉盗み穴１６７によって肉厚な部分の樹脂量を減らすことで、樹脂が硬化する際の引けの発生を抑制するとともに、冷却時間を短縮することができる。本実施形態において、肉盗み穴１６７の直径は１．５［ｍｍ］、深さは５［ｍｍ］または４［ｍｍ］とされている。
３．その他の構成（リード板、保護回路基板）
完成品の電池パック１においては、各開口１５５，１５６，１５７にそれぞれ対応するリード板２５，２６，２７が嵌められている。それらリード板２５等の主面の法線が軸線（筒軸）と略平行（法線と軸線とのなす角が１０［°］以下）にされており、リード板２５等の主面が複数の素電池２１の配列方向に広がっている。そして、各リード板２５等が、それぞれ２以上の受筒１２１にまたがって配されて、２以上の受筒１２１にそれぞれ収容された素電池２１の正極端子４１または負極端子４３とスポット溶接等によって接合され、電気的、物理的に接続されている。なお、第２端部１０５ｂ側においても、リード板２８等と、素電池２１の正極端子４１または負極端子４３とが接合され、電気的、物理的に接続されている。このようなリード板２５〜２９と１６本の素電池２１との電気的な接続によって、並列接続された４つの素電池２１の群が、直列に４群接続された４直−４並列の接続とされている。

また、リード板２５〜２７は、それぞれ複数の受筒１２１にまたがって配され、受筒１２１の側壁１２３と接している。そのため、リード板２５等は第２端部１０５ｂ側に移動することができず、そのリード板２５等と物理的に接続された素電池２１の第２端部１０５ｂ側への移動が規制される。その結果、ホルダ２３は、第２端部１０５ｂ側が開放されているが、各受筒１２１から素電池２１が抜けることはない。

本実施形態の電池パック１では、基台１０１の底壁１５１と、リード板２５〜２７とによって、各素電池２１の軸方向への移動を規制するものとされている。
さらに、各リード板２５〜２９は、二次元配列された複数の素電池２１の、外周に配置されたものと内周に配置されたものとを物理的に接続している。その結果、各リード板２５によって、前述のようにハニカム構造部１０５の外周に位置する受筒１２１が切欠かれていても、挿入された素電池２１の外側への動きが規制される。

保護回路基板３５は、矩形平板形状をしており、主面に複数の素電池２１の充放電を制御する回路が実装されている。その回路は、前述のようにリード板２５，２６と接続されている。保護回路基板３５の角部１６３には、電池パック１外部の負荷や充電装置等と接続される端子１６５が設けられている。基台１０１には、端子１６５に接続されるケーブル（リード線）を通すための切欠き１７１が形成されている。
４．優位性
本実施の形態に係る電池パック１では、受筒１２１の側壁１２３に、素電池２１に接するリブ１２５が形成されている。ホルダ２３（受筒１２１）を軸線方向に長くした場合でも、このリブ１２５によって、素電池２１との接触箇所が広範囲に分散した状態で素電池２１を保持することができる。その結果、各受筒１２１が素電池２１をより確実に保持することができ、１つのホルダ２３で素電池２１を収容保持することができる。

このホルダ２３は、一体成形されており、２つのホルダを接合する場合よりも、部品点数を減少させて、製造工程や部品管理を簡素化することができる。また、２つのホルダを接合して素電池を保持させる場合には、接合時の誤差等によって部品間のばらつきが大きくなりやすいが、１つのホルダ２３を一体成形することにより、部品間のばらつきを低減し得る。

ホルダ２３には、ハニカム構造部１０５が形成されている。このハニカム構造により、ホルダ２３の剛性を確保しつつ、樹脂原料等の使用量を減らして、コストや重量を低減している。
互いに隣合う素電池２１は、側壁１２３によって区画されている。これにより、電池パック１の使用中（充放電時）にいずれかの素電池２１が過熱状態になった場合に、それと隣合う素電池２１との間で輻射熱を遮り、熱が伝達されることが防止される。

ハニカム構造部１０５の外周に位置する受筒１２１は、外周側に側壁１２３が設けられておらず、省略されている。これにより、ホルダ２３の配置スペースを小さくすることができる。また、ホルダ２３に使用される樹脂原料等を減らして、コストや重量を低減している。なお、ホルダ２３の剛性を重視する場合は、側壁１２３を省略しないことが望ましい。

電池パック１のホルダ２３は、素電池２１周面とリブ１２５によって接しており、素電池２１の全周にわたって密着しているわけではないので、素電池２１を挿入する際の摩擦抵抗の増大を抑制し得る。
［その他の事項］
上記実施の形態では、電池パック１に円筒状の１６本の素電池２１を包含することとしたが、素電池の形状および構成本数については、これに限定されない。例えば、角筒状の外観形状を有する素電池を採用することもでき、この場合には、受筒１２１の形態を対応して変更すればよい。例えば、ハニカム構造部１０５を、格子状構造部とし、正四角柱状の収容空間を形成してもよい。また、受筒１２１の断面形状は、正六角形や正方形に限られず、円形とすることもできる。

上記実施の形態では、中央に４つの受筒１２１が並び、その外周に１２の受筒１２１が並べられていたが、受筒１２１の数や配列については、これに限定されない。例えば、１２の受筒１２１の外周に複数の受筒１２１を並べる等、受筒１２１の数や配列は自由に変更することができる。なお、前述のように受筒１２１の一部を切欠く場合、複数の受筒１２１の配列において、最外周に配置された受筒１２１の一部を切欠くことが望ましい。

上記実施の形態では、各受筒１２１の全ての側壁１２３にリブ１２５が設けられていたが、必須の事項ではない。例えば、３つのリブ１２５を１２０［°］間隔で３つの側壁１２３に設け、他の側壁１２３にはリブ１２５を設けないこともできる。なお、各受筒１２１に３以上のリブ１２５が分散配置されていることが望ましい。
リブ１２５の断面形状は、略台形状に限られず、円孤状、三角形状等のその他の形状とすることができる。

各受筒１２１の軸線方向長さを、素電池２１の筒軸方向長さのｎ倍（ｎは２以上の整数）として、各受筒１２１にｎ個の素電池２１を直列に収容することもできる。
上記実施の形態では、端保持部１４３が形成された部分は、抜き勾配が小さくされている。このように、第１端部１０５ａと第２端部１０５ｂとの少なくとも一方において、リブ１２５以外に、抜き勾配が小さい部分や、抜き勾配が付けられていない部分があってもよい。抜き勾配が小さい部分の軸線方向長さが短ければ、成形時にホルダ２３を金型から脱型させることが可能だからである。

本発明は、素電池との接触箇所が広範囲に分散した状態で素電池を保持し得るホルダを備えた電池パックを実現するのに有用である。

１．電池パック
２１．素電池
２３．ホルダ
２５〜２７．リード板（第１底部側）
２８，２９．リード板（第２底部側）
３５．保護回路基板
１０１．基台
１０３．枠部
１０５．ハニカム構造部
１０５ａ．第１端部
１０５ｂ．第２端部
１２１．収容部
１２３．側壁
１２５．リブ
１３１．側壁面
１３３．頂面
１４３．端保持部
１５１．底壁
１５５，１５６，１５７．開口

Claims (8)

1. １又は複数の筒状をした素電池が、ホルダに収容されてなる電池パックであって、
   ホルダには、前記素電池ごとにその筒軸方向での挿入を受け入れる１又は複数の受筒が設けられており、
   各受筒は、挿入された前記素電池周面を囲繞する周壁と、その壁面上に周方向に分散された状態で配設された複数のリブとを備え、
   前記周壁は、その壁面に底側端部から開口側端部に行くに従い拡径した抜き勾配が付けられている一方、
   前記各リブは、前記素電池の挿入方向に沿う頂部勾配が前記周壁の抜き勾配よりも小さくされており、
   前記挿入された素電池は、前記複数のリブの前記頂部に接することによって保持されている
   ことを特徴とする電池パック。
2. 前記周壁の高さが、前記素電池周面の筒軸方向長さ以上にされていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記リブの頂部が、前記筒軸と平行にされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記リブの頂部が、前記素電池周面と対向する頂面であり、
   前記頂面が、前記筒軸と垂直な断面において、前記素電池の周面形状に合わせた形状にされていることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 前記頂部勾配と前記周壁の抜き勾配との角度差が、０．４５度以上にされていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電池パック。
6. 前記リブは、前記底側の端部において、前記壁面からの前記頂部の突出量が０にされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電池パック。
7. 前記素電池を複数備え、
   前記複数の受筒が、並列に配置された前記複数の素電池を前記周壁によって互いに区画した状態で収容することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電池パック。
8. 前記各素電池が、円筒状の外観形状をしており、
   前記複数の受筒が、それぞれ前記筒軸に直交する断面において正多角形状を成すとともに、互いに隣接するもの同士で周壁の一部を共用する状態で並設されており、
   前記リブが、前記正多角形のいずれかの辺の中央に位置させられていることを特徴とする請求項７に記載の電池パック。

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