JP2019083087A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池ホルダの電池収納部に収納される円筒型電池が振動や衝撃等で回転するのを有効に防止する。【解決手段】電池パックは、充放電できる円筒型電池１と、円筒型電池１を定位置に配置する電池ホルダ２とを備える。電池ホルダ２は、円筒型電池１の外周面１Ｂを被覆する周壁２１と円筒型電池１の端面１Ａと対向する端面プレート２２とを有しており、周壁２１と端面プレート２２で円筒型電池１を収納する電池収納部３を設けている。さらに、電池ホルダ２は、電池収納部３の端部であって、端面プレート２２の内側面２２Ａと周壁２１の内周面２１Ａとの境界部に、電池収納部３に収納される円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを部分的に押圧する傾斜凸部４を備えている。傾斜凸部４は、周壁２１の内周面２１Ａからの突出量が端面プレート２２に向かって次第に大きくなる形状としている。【選択図】図５

Description

本発明は、円筒型電池を電池ホルダに収納してなる電池パックであって、とくに、円筒型電池の回転を有効に防止できる電池パックに関する。

充放電できる二次電池を備える電池パックとして、円筒型の二次電池を複数備える電池パックが開発されている。この電池パックは、複数の円筒型電池を直列に接続して出力電圧を高くでき、また並列に接続して充放電の電流を大きくできる。この電池パックは、複数の円筒型電池を所定の配列で接続するために、電池ホルダに収納している。電池ホルダは、円筒型電池を収納するための円柱状の電池収納部を有する形状に成型されて、この電池収納部に円筒型電池を収納することで複数の円筒型電池を所定の配列で収納している。また、電池ホルダに収納される複数の円筒型電池は、両端の端面電極を電池ホルダに設けた電極窓から露出させている。複数の円筒型電池は、電池ホルダから露出する端面電極がリード板で接続されて直列または並列に接続される。

このように、電池ホルダに円筒型電池を収納してなる電池パックは、その使用用途によって、振動により円筒型電池が電池ホルダ内で回転しようとする負荷がかかることがある。この場合、円筒型電池の電極端子とリード板との接続部分に負荷が集中し、リード板が外れる等の接続部分に不良が生じることがある。

また、電池パックは、振動だけではなく落下等により衝撃を受けることもある。この場合においても、円筒型電池の電極端子とリード板との接続部分が損傷を受けて接続不良が生じることがある。このような接続不良は、電池パックを使用できなくなる弊害ばかりでなく、発熱等の弊害をおこす可能性が有り、決して好ましい状態とは言えない。

このような問題点を解決するために、円筒型電池の回転を防止する保持構造が提案されている。（特許文献１参照）

特開２０１０−９７９８号公報

この公報に記載される円筒型電池の保持構造は、図１０に示すように、並列に配置される複数の円筒型電池９１を樹脂製のホルダ９２を用いて保持している。ホルダ９２は、２部品設けられており、円筒型電池９１の軸方向の各端部をそれぞれ保持している。ホルダ９２は、複数の円筒型電池９１を軸方向から保持するベース部９３と、ベース部９３から軸方向に伸びる枠体部９４と、枠体部９４の内側でベース部９３から軸方向に突出する弾性変形部９５とを備えている。このホルダ９２は、円筒型電池９１の端部を複数の弾性変形部９５の間に挿入して円筒型電池９１の端部を、弾性変形部９５で周囲から押圧することで円筒型電池９１を回転しないように保持している。

以上の保持構造は、複数の弾性変形部９５で円筒型電池９１の端部を押圧する状態に保持するので、円筒型電池９１の回転を防止できる。ただ、このように、弾性変形部９５の弾性により円筒型電池９１の端部を周囲から押圧する構造は、弾性変形部の弾性力の調整、とくに、弾性変形部の厚さによる弾性力の調整が難しく、また、ホルダを成形するための金型も複雑になり、製造コストが高くなる問題点がある。さらに、樹脂で成形される弾性変形部は、経時的な劣化により弾性力が変化するので、長期間わたって安定して円筒型電池を回転しないように保持するのが難しい問題点もある。

このため、円筒型電池を備える従来の電池パックにおいては、円筒型電池の回転を防止するために、接着剤や粘着テープを使用して円筒型電池を電池ホルダに固定しているのが実状である。このため、製造工程が増えて手間がかかるばかりか、製造コストも高くなる問題点があった。

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の目的の一は、電池ホルダの電池収納部に収納される円筒型電池が、振動や衝撃で回転するのを有効に防止して定位置に保持できる電池パック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

本発明の第１の形態にかかる電池パックによれば、充放電できる円筒型電池１と、円筒型電池１を定位置に配置する電池ホルダ２とを備える電池パックであって、電池ホルダ２は、円筒型電池１の外周面１Ｂを被覆する周壁２１と円筒型電池１の端面１Ａと対向する端面プレート２２とを有しており、周壁２１と端面プレート２２で円筒型電池１を収納する電池収納部３を設けている。さらに、電池ホルダ２は、電池収納部３の端部であって、端面プレート２２の内側面２２Ａと周壁２１の内周面２１Ａとの境界部に、電池収納部３に収納される円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを部分的に押圧する傾斜凸部４を備えている。傾斜凸部４は、周壁２１の内周面２１Ａからの突出量が端面プレート２２に向かって次第に大きくなる形状としている。
本明細書において、円筒型電池の端部コーナー部とは、円筒型電池の円筒状の外周面の端部であって、円形状の端面との境界部分を含むコーナー部を意味するものとする。

上記構成によると、円筒型電池を電池ホルダの電池収納部に収納する状態で、電池収納部の端部であって、端面プレートの内側面と周壁の内周面との境界部に設けた傾斜凸部によって円筒型電池の端面コーナー部を部分的に押圧することで、円筒型電池を電池収納部の定位置に保持して円筒型電池の回転を有効に防止できる。また、傾斜凸部は、周壁の内周面からの突出量が端面プレートに向かって次第に大きくなる形状としているので、円筒型電池の軸方向への移動も確実に防止できる。

本発明の第２の形態にかかる電池パックによれば、電池ホルダ２は、電池収納部３の軸方向の中間において一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂに二分割されており、ホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、電池収納部３が分割された分割収納部３Ａを周壁２１の分割端に開口しており、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂの分割収納部３Ａに円筒型電池１の両端部を挿入して、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂで円筒型電池１を両側から挟着して保持することができる。

上記構成によると、電池ホルダを電池収納部の軸方向の中間で一対のホルダーユニットに二分割することで、電池収納部を分割してなる分割収納部を周壁の分割端に開口して、この開口部から円筒型電池を簡単に挿入して電池収納部に収納できる。また、一対のホルダーユニットの分割収納部に円筒型電池の両端部を挿入する状態で、一対のホルダーユニットで円筒型電池を両側から挟着することにより、円筒型電池を電池収納部に圧入して確実に保持できる。

本発明の第３の形態にかかる電池パックによれば、傾斜凸部４は、端面プレート２２の内側面２２Ａから周壁２１の内周面２１Ａに跨がって形成された傾斜面４１を備えて、傾斜面４１に円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを当接させて押圧することができる。

上記構成によると、傾斜凸部は、端面プレートの内側面から周壁の内周面に跨がって形成された傾斜面を備え、この傾斜面に円筒型電池の端部コーナー部を当接させて傾斜凸部で端部コーナー部を押圧するので、傾斜凸部を簡単な構造としながら、確実に円筒型電池の端部コーナー部に当接させて、円筒型電池の回転や軸方向の移動を確実に防止できる。

本発明の第４の形態にかかる電池パックによれば、傾斜面４１がフラット面で、内側面２２Ａと交差する交差ライン４２を直線状とし、内周面２１Ａに沿って軸方向に横幅を次第に狭くする形状とすることができる。

本発明の第５の形態にかかる電池パックによれば、電池ホルダ２は、端面プレート２２の内側面２２Ａから周壁２１の内周面２１Ａに伸びる傾斜リブ４Ａを設けて傾斜凸部４を形成することができる。

本発明の第６の形態にかかる電池パックによれば、電池収納部３の端部において、複数の傾斜凸部４を備えることができる。

本発明の第７の形態にかかる電池パックによれば、電池収納部３の端部において、２つの傾斜凸部４を非対向位置に配置することができる。

本発明の第８の形態にかかる電池パックによれば、電池ホルダ２が、電池収納部３の両端部に位置して傾斜凸部４を備えることができる。

本発明の第９の形態にかかる電池パックによれば、電池収納部３の両端部に形成される傾斜凸部４を、円筒型電池１に対して同方向に形成することができる。

本発明の第１０の形態にかかる電池パックによれば、円筒型電池１を複数備えると共に、電池ホルダ２は、複数の円筒型電池１を収納する複数の電池収納部３を多段多列に配置することができる。

本発明の第１１の形態にかかる電池パックによれば、さらに、電池ホルダ２で定位置に配置してなる複数の円筒型電池１を電気接続するリード板５を備えて、電池ホルダ２は、円筒型電池１の端面電極を露出させる電極窓２３を端面プレート２２に開口し、電極窓２３から露出する端面電極にリード板５を連結して、複数の円筒型電池１を直列及び／又は並列に接続することができる。

本発明の一実施形態にかかる電池パックの概略断面図であって、図２のＩ−Ｉ線断面に相当する図である。 複数の円筒型電池を収納してなる電池ホルダの斜視図である。 図２に示す電池ホルダの分解斜視図である。 図２に示す電池ホルダのＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図４に示す電池ホルダの拡大断面図である。 図５に示す傾斜凸部の外観を示す断面斜視図である。 図５に示す電池ホルダの電池収納部に円筒型電池を収納する状態を示す垂直断面図及び水平断面図である。 傾斜凸部の他の一例を示す断面斜視図である。 図８に示す傾斜凸部を有する電池ホルダに円筒型電池を収納した状態を示す水平断面図である。 従来の円筒型電池の保持構造を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態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若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。

本発明の電池パックは、主として動力用の電源として使用される。この電池パックは、例えば、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等のモータで駆動される電動機器の電源として使用される。ただし、本発明は、電池パックの用途を特定するものではなく、電動機器以外の電気機器、例えば、クリーナーや無線機、照明装置、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の屋内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ができる。

本発明の一実施形態に係る電池パックを図１の概略断面図に示している。この図の電池パック１００は、充放電できる複数の円筒型電池１と、複数の円筒型電池１を定位置に配置する電池ホルダ２とを備えている。さらに、図１に示す電池パック１００は、電池ホルダ２で定位置に配置している複数の円筒型電池１の両端の端面電極をリード板５で接続して電池のコアパック１０としており、この電池のコアパック１０を外装ケース９に収納している。

（円筒型電池１）
円筒型電池１は、円筒状の外装缶に電極体を収納し、電解液を充填して外装缶の開口部を封口板で密閉している。円筒型電池１は、両端面１Ａである外装缶の底面と、封口板の中央部に設けた電極を正負の端面電極としている。両端に正負の端面電極のある円筒型電池１は、電池ホルダ２に平行姿勢で配置されて、その両端の端面電極を電池ホルダ２の電極窓２３から露出させて、リード板５で並列及び／又は直列に接続される。円筒型電池１はリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池である円筒型電池１は、外装缶をアルミニウムまたはアルミニウム合金とすることができる。ただし、本発明は、円筒型電池１をリチウムイオン電池に特定するものでなく、他の非水電解質二次電池やニッケル水素電池等、現在使用され、これから開発される全ての二次電池が使用できる。

（電池ホルダ２）
電池ホルダ２は、図２〜図４に示すように、複数の円筒型電池１を互いに平行な姿勢として、両端部を同一平面に配置して定位置に配置している。電池ホルダ２は、絶縁材料である熱可塑性樹脂等の樹脂によって所定の形状に成形されている。電池ホルダ２は、好ましくは難燃性に優れた樹脂製とすることができる。このような樹脂として、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＰ（ポリプロピレン）が使用できる。

図２〜図４に示す電池ホルダ２は、複数の円筒型電池１を挿入して平行な姿勢で定位置に配置する。この電池ホルダ２は、円筒型電池１の両端面に設けている端面電極を同一平面に配置して電極窓２３から露出させる。電池ホルダ２は、円筒型電池１の外周面１Ｂを被覆する周壁２１と円筒型電池１の端面１Ａと対向する端面プレート２２とを有しており、これらの周壁２１と端面プレート２２で各円筒型電池１を収納する複数の電池収納部３を設けている。

（電池収納部３）
電池収納部３は、内側に円筒型電池１を挿入して定位置に配置する。電池収納部３は、周壁２１の内周面２１Ａを円筒型電池１の外周面１Ｂに沿う内形として、内部に円筒型電池１を挿入して定位置に配置する。図の電池ホルダ２は電池収納部３を円柱状として円筒型電池１を定位置に配置する。円柱状の電池収納部３は、円筒型電池１を挿入して定位置に配置するために、内径を円筒型電池１の外径よりも僅かに大きくしている。この電池ホルダ２は、隣接する円筒型電池１の間に配置される周壁２１の表面を、円筒型電池１の表面に沿う形状とする。

さらに、電池ホルダ２は、円筒型電池１を挿入して保持する電池収納部３の両端を端面プレート２２で閉塞しており、電池収納部３に収納される円筒型電池１の端面１Ａを位置決めしている。この端面プレート２２には、円筒型電池１の両端の端面電極を露出させる電極窓２３を開口して、この電極窓２３から露出する円筒型電池１の端面電極にリード板５を接続できるようにしている。電極窓２３は、円筒型電池１の外形よりも小さく、円筒型電池１を電池収納部３の定位置に配置する。

図３の分解斜視図に示す電池ホルダ２は、電池収納部３の内形を、円筒型電池１を位置ずれなく挿入できる内径の円柱状としている。図の電池ホルダ２は、複数の電池収納部３を平行な姿勢で俵積み状態に多列多段に並べた形状としている。この構造の電池ホルダ２は、円筒型電池１をスペース効率よく配置して、全体をコンパクトにできる特徴がある。また、谷間部分の樹脂を節約することで、使用する樹脂の量を少なくして製造コストを低減して軽量化できる特徴もある。

さらに、図２〜図４に示す電池ホルダ２は、俵積み状態に配置される電池収納部３の境界部分であって、とくに３つの電池収納部３の境界に位置する周壁２１に、樹脂成形時のヒケを防止するための肉抜き穴２４を設けている。図４の電池ホルダ２は、電池ホルダ２の両端の端面プレート２２から周壁２１の内部に向かって肉抜き穴２４を設けている。図４に示す肉抜き穴２４は、電池ホルダ２を貫通することなく、周壁２１の中間部まで穿孔して設けている。このように、複数本の円筒型電池１の境界となる部分であって肉厚が大きくなる周壁部分に肉抜き穴２４を設ける構造は、電池収納部３の内側にヒケが生じるのを有効に防止して、柱状の電池収納部３の内形を安定した状態に成形できる。また、肉抜き穴２４を設けることで、使用する樹脂の量を低減できる。

以上の電池ホルダ２は、円柱状の電池収納部３を平行な姿勢で俵積み状態に多列多段に並べた形状とするが、電池ホルダ２は、多段多列に配置する円筒型電池１を縦横に並べて、碁盤格子状の交点に円筒型電池１を配置することもできる。さらに、電池ホルダは、電池収納部の形状を必ずしも円柱状とする必要はなく、円筒型電池を収納可能な多角柱状、例えば、正六角柱状や正八角柱状等とすることもできる。

（ホルダーユニット２Ａ、２Ｂ）
さらに、図１〜図４に示す電池ホルダ２は、円筒型電池１の軸方向の中間において、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂに二分割している。図に示す電池ホルダ２は、周壁２１を軸方向の中間で二分割しており、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂには、電池収納部３を二分割してなる分割収納部３Ａ、３Ａを開口している。各ホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、周壁２１の分割端である分割収納部３Ａの開口部を挿通穴として円筒型電池１の端部が挿入される。樹脂で成形されるホルダーユニット２Ａ、２Ｂの分割収納部３Ａは、端面プレート２２から開口部に向かって所定の抜き勾配を有する内形に成形されている。

この電池ホルダ２は、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂの分割収納部３Ａ、３Ａに円筒型電池１の両端部を挿入すると共に、一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂで円筒型電池１を両側から挟着して保持する。各ホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、分割収納部３Ａの深さを円筒型電池１の全長のほぼ半分の長さとしている。このホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、互いに連結する状態で、対向する分割収納部３Ａ、３Ａで形成される電池収納部３に円筒型電池１を収納して、円筒型電池１の外周面１Ｂの全体を周壁２１で被覆する。このように円筒型電池１の外周面１Ｂの全体を周壁２１で被覆する構造は、隣接する電池間の類焼を有効に防止できる。

一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、図１に示すように、一方のホルダーユニット２Ｂを貫通する止ネジ２７を、他方のホルダーユニット２Ａにねじ込んで互いに連結される。図１において、上側に位置するホルダーユニット２Ａは、止ネジ２７をねじ込む連結ボス２５を備えており、下側に位置するホルダーユニット２Ｂは、止ネジ２７を貫通させる連結凸部２６を一体成形して設けている。一対のホルダーユニット２Ａ、２Ｂは、連結凸部２６を貫通する止ネジ２７が連結ボス２５にねじ込まれて連結される。この状態で、対向する分割収納部３Ａに両端部が収納される円筒型電池１は、両端側からホルダーユニット２Ａ、２Ｂに挟着されて電池収納部３の内部に圧入された状態に保持される。

（傾斜凸部４）
さらに、電池ホルダ２は、図５の拡大断面図と図６の断面斜視図に示すように、電池収納部３に収納される円筒型電池１の回転や軸方向への移動を防止するために、電池収納部３の端部であって、端面プレート２２の内側面２２Ａと周壁２１の内周面２１Ａとの境界部に、電池収納部３に収納される円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを部分的に押圧する傾斜凸部４を備えている。ここで、円筒型電池１の端部コーナー部１ｘとは、円筒型電池１の円筒状の外周面１Ｂの端部であって、円形状の端面１Ａとの境界部分を含むコーナー部である。図５に示す傾斜凸部４は、電池収納部３に収納される円筒型電池１の端面１Ａと対向する端面プレート２２と円筒型電池１の外周面１Ｂと対向する周壁２１とに連結される状態で成形されている。すなわち、この傾斜凸部４は、電池ホルダ２の周壁２１と端面プレート２２との内面側の境界部分となる隅部に一体形成されている。

傾斜凸部４は、図７に示すように、周壁２１の内周面２１Ａからの突出量（ｔ）が端面プレート２２に向かって次第に大きくなる形状としている。言い換えると、傾斜凸部４は、分割収納部３Ａに挿入される円筒型電池１の挿入方向に向かって内周面２１Ａからの突出量（ｔ）が次第に大きくなる形状としている。図５〜図７に示す傾斜凸部４は、端面プレート２２の内側面２２Ａから周壁２１の内周面２１Ａに跨がって形成された傾斜面４１を備えており、電池収納部に挿入される円筒型電池１の端部コーナー部１ｘをこの傾斜面４１に当接させて押圧するようにしている。

図５〜図７に示す傾斜凸部４は、端面プレート２２の内側面２２Ａから周壁２１の内周面２１Ａの中間方向に向かって形成される傾斜面４１をフラット面としている。この傾斜凸部４は、図６に示すように、フラット面である傾斜面４１と端面プレート２２の内側面２２Ａとの交差ライン４２を直線状とすると共に、内周面２１Ａに沿って軸方向に伸びる傾斜面４１の横幅を次第に狭くする形状としている。図に示す電池収納部３は内周面２１Ａを円柱状としているので、端面プレート２２と周壁２１との境界部に形成される傾斜面４１は、外形を円形状とする内側面２２Ａの一部を直線状にカットする交差ライン４２を一辺とし、内周面２１Ａと交差する境界ライン４３を放物線状とする山形としている。

この形状の傾斜凸部４は、図７に示すように、電池収納部３の端部に円筒型電池１を挿入する状態で、挿入方向に向かって次第に突出する傾斜凸部４に端部コーナー部１ｘを確実に当接させて、円筒型電池１が傾斜凸部４を押圧する力の反作用（図７ではＦ３、図５ではＦ１及びＦ３）により、円筒型電池１の端部コーナー部１ｘが電池収納部３の対向する内周面２１Ａ側に部分的に押圧される。これにより、円筒型電池１の端部は、傾斜凸部４で押圧される端部コーナー部１ｘと反対側の外周面１Ｂが傾斜凸部４と対向する内周面２１Ａに接触する状態となって円筒型電池１が電池収納部３の端部に圧入される。この状態において、円筒型電池１は、周壁２１の内周面２１Ａと円筒型電池１の外周面１Ｂとの摩擦力により電池収納部３内での回転が抑制され、また、軸方向への移動も抑制される。

傾斜面４１をフラット面状とする傾斜凸部４は、図７に示すように、端部コーナー部１ｘを部分的に押圧する。とくに、傾斜凸部４と円筒型電池１との接触面積を小さくして、円筒型電池１を無理なく圧入できる。傾斜凸部４に接触する円筒型電池１の端部コーナー部１ｘは、傾斜面４１との接触面積を小さくすることで、図５に示すように、傾斜凸部４との接触面から受ける摩擦力（図５ではＦ２、Ｆ４）を小さくできる。摩擦力が接触面積に比例して大きくなるからである。したがって、傾斜凸部４は、円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを部分的に押圧できるように、好ましくは、端面プレート２２の内側面２２Ａの外周部に局部的に形成される。円筒型電池１は、端部コーナー部１ｘを傾斜面４１に沿って摺動させることで、円筒型電池１をスムーズに圧入できる。

また、傾斜凸部の突出量（ｔ）も円筒型電池１の端部コーナー部１ｘに作用する押圧力の大きさを左右する。電池ホルダは、円筒型電池１を電池収納部３の最深部まで挿入する状態で、傾斜凸部４から受ける押圧力により円筒型電池１が回転しないように圧入された状態となるように傾斜凸部の最大突出量を調整する。この傾斜凸部の最大突出量は、円筒型電池１の外形や最大公差により決定されるが、たとえば、外径を２１ｍｍ、全長を７０ｍｍ、最大公差を０．１ｍｍとする円筒型電池を収納する電池ホルダにおいては、この傾斜凸部の最大突出量を０．３〜０．４ｍｍとする。また、傾斜凸部４を、端面プレート２２の内側面２２Ａの外周部に沿って形成する電池ホルダにおいては、傾斜凸部の最大突出量が前述の範囲となるように、内側面２２Ａの全周の２〜１０％、好ましくは５〜８％の領域に傾斜凸部４を形成する。

ただ、電池ホルダ２は、電池収納部３の一つの端部に、複数の傾斜凸部４を備えることもできる。この場合、複数の傾斜凸部４は、好ましくは非対向位置に配置される。電池ホルダは、例えば、２つの傾斜凸部を所定の間隔で配置することができる。２つの傾斜凸部は、電池収納部の中心と結ぶ半径がなす中心角が、１０〜１２０度、好ましくは３０〜１００度となるように配置される。この構造によると、複数の傾斜凸部４によって端部コーナー部１ｘが部分的に押圧される円筒型電池１が、これらの傾斜凸部４と対向する内周面２１Ａに押圧されて、内周面２１Ａと円筒型電池１の外周面１Ｂとの摩擦により円筒型電池１の回転及び軸方向の移動が抑制される。

さらに、図５に示す電池ホルダ２は、電池収納部３の両端部に位置して傾斜凸部４を設けている。このように、電池収納部３の両端に傾斜凸部４を備える電池ホルダ２は、円筒型電池１の両端の端部コーナー部１ｘを傾斜凸部４に接触させて円筒型電池１の両端部を電池収納部３の端部に保持できる。したがって、円筒型電池１の回転をより確実に阻止できる。また、円筒型電池１の両端部を傾斜凸部４に接触させることで、円筒型電池１の軸方向に対する移動も確実に阻止できる。とくに、図５において、電池収納部３の両端部に形成される傾斜凸部４は、円筒型電池１に対して同方向（図５において右側）に形成されている。この電池ホルダ２は、電池収納部３に収納される円筒型電池１を両端の傾斜凸部４が同方向に押圧するので、円筒型電池１を安定した姿勢で確実に定位置に保持できる。

以上の電池ホルダ２は、電池収納部３の端部において、内周面２１Ａから突出する傾斜凸部４を弾性変形させることなく、傾斜凸部４に当接する円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを傾斜凸部４で押圧することで、円筒型電池１の端部を電池収納部３の奥部に圧入された状態に保持して円筒型電池１の回転や軸方向の移動を防止する。したがって、電池ホルダ２を成形する樹脂の経時的な劣化等を考慮することなく、長期間にわたって安定して円筒型電池１を回転しないように保持できる。ただ、電池ホルダ２は、傾斜凸部４との接触部分を多少弾性変形させる状態で圧入することもできる。

以上の形状の傾斜凸部４は、簡単な構造として容易に成形できる。とくに、端面プレート２２と周壁２１との境界部にフラット面状の傾斜面４１が成形される傾斜凸部４は、電池ホルダ２を樹脂成形する金型（図示せず）の先端部を斜めにカットして切除部を設けることで簡単に成形できる。したがって、新しく金型を製造することなく、従来から使用されていた金型を切削加工して切除部を設けることで簡単に所望の形状の傾斜凸部４を備える電池ホルダ２を製造することができる。

図５〜図７に示す傾斜凸部４は傾斜面４１をフラット面とするが、傾斜面は必ずしもフラット面とする必要はない。傾斜凸部の傾斜面は、端面プレートに向かって傾斜勾配が変化する湾曲面や折曲面とすることもできる。また、傾斜面は、平面視においても湾曲し、あるいは折曲する形状とすることができる。すなわち、端面プレートの内側面と傾斜面との交差ラインを非直線状とすることもできる。この形状の傾斜凸部は、傾斜面４１を電池収納部の中心方向に向かって中央凸状に突出する湾曲面や山形に折曲された折曲面とし、あるいは、中央凹状に窪んだ湾曲面や谷形に折曲された折曲面とすることもできる。

さらに、傾斜凸部４は、図８と図９に示す構造とする形状とすることもできる。これらの図に示す電池ホルダ２は、端面プレート２２の内側面２２Ａから周壁２１の内周面２１Ａに伸びる傾斜リブ４Ａを設けて傾斜凸部４としている。図に示す傾斜リブ４Ａは、円筒型電池１の端部コーナー部１ｘと対向する面を、所定の幅を有する傾斜面４１としている。この形状の傾斜リブ４Ａからなる傾斜凸部４も、電池収納部３の端部に挿入される円筒型電池１の端部コーナー部１ｘを部分的に押圧して円筒型電池１を回転しないように保持できる。

図に示す電池ホルダ２は、２つの傾斜リブ４Ａを、間隔を空けて設けている。図の電池ホルダ２は、２つの傾斜リブ４Ａを対向位置に設けることなく、前述のように、非対向位置に配置している。図９の電池ホルダ２は、２つの傾斜リブ４Ａを、電池収納部３の中心と結ぶ半径のなす中心角が約６０度となるように配置している。この構造の傾斜凸部４を備える電池ホルダ２は、電池収納部３の端部に挿入される円筒型電池１を２つの傾斜凸部が押圧力ｆ１で２方向から押圧する。円筒型電池１は、２つの押圧力ｆ１の合力であるｆ２の方向に力を受けて、反対側の外周面１Ｂが周壁２１の内周面２１Ａに接触する状態となって円筒型電池１が安定して保持される。ただ、２つの傾斜リブがなす中心角は、前述の範囲とすることもできる。

（リード板５）
リード板５は、多段多列に配置している複数の円筒型電池１を所定の配列で接続する。リード板５は、複数の円筒型電池１を並列に接続し、あるいは直列に接続し、あるいはまた直列と並列に接続する。リード板５は金属板で、超音波溶着し、あるいは抵抗溶接し、あるいはまたレーザー溶接して円筒型電池１の端面電極に電気接続される。とくに、リード板５をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、円筒型電池１の外装缶をアルミニウムまたはアルミニウム合金とする場合においては、アルミニウムの電気抵抗が低いため、抵抗溶接による接続が難しくなる。このため、このような場合においては、超音波溶着により、リード板５を端面電極に溶着することが好ましい。とくに、本発明の電池パックでは、電池収納部３に収納される円筒型電池１の回転や軸方向への移動を傾斜凸部４により効果的に阻止できるので、抵抗溶接に比較して溶着力が弱くなる超音波溶着でリード板５を接続する構造においても、リード板５と端面電極の安定した接続状態を維持でき、長期間にわたって安心して使用できる特徴が実現できる。

本発明の電池パックは、円筒型電池を電池ホルダに収納する構造の電池パックであって、円筒型電池が電池収納部の内部で移動するのを防止できる電池パックとして、特に振動や衝撃を受けやすい電動機器に有効に使用できる。

１００…電池パック
１…円筒型電池
１Ａ…端面
１Ｂ…外周面
１ｘ…端面コーナー部
２…電池ホルダ
２Ａ…ホルダーユニット
２Ｂ…ホルダーユニット
３…電池収納部
３Ａ…分割収納部
４…傾斜凸部
４Ａ…傾斜リブ
５…リード板
９…外装ケース
１０…コアパック
２１…周壁
２１Ａ…内周面
２２…端面プレート
２２Ａ…内側面
２３…電極窓
２４…肉抜き穴
２５…連結ボス
２６…連結凸部
２７…止ネジ
４１…傾斜面
４２…交差ライン
４３…境界ライン
９１…円筒型電池
９２…ホルダ
９３…ベース部
９４…枠体部
９５…弾性変形部

Claims (11)

1. 充放電できる円筒型電池と、
   前記円筒型電池を定位置に配置する電池ホルダと、
   を備える電池パックであって、
   前記電池ホルダは、前記円筒型電池の外周面を被覆する周壁と該円筒型電池の端面と対向する端面プレートとを有し、前記周壁と前記端面プレートで前記円筒型電池を収納する電池収納部を設けており、
   前記電池収納部の端部であって、前記端面プレートの内側面と前記周壁の内周面との境界部に、該電池収納部に収納される該円筒型電池の端部コーナー部を部分的に押圧する傾斜凸部を備えており、
   前記傾斜凸部は、前記周壁の内周面からの突出量が前記端面プレートに向かって次第に大きくなる形状としてなることを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載される電池パックであって、
   前記電池ホルダは、前記電池収納部の軸方向の中間において一対のホルダーユニットに二分割されており、
   前記ホルダーユニットは、前記電池収納部が分割された分割収納部を前記周壁の分割端に開口しており、
   前記一対のホルダーユニットの前記分割収納部に前記円筒型電池の両端部を挿入して、該一対のホルダーユニットで該円筒型電池を両側から挟着して保持してなる電池パック。
3. 請求項１または２に記載される電池パックであって、
   前記傾斜凸部は、前記端面プレートの内側面から前記周壁の内周面に跨がって形成された傾斜面を備えており、前記傾斜面に前記円筒型電池の端部コーナー部を当接させて押圧するようにしてなる電池パック。
4. 請求項３に記載される電池パックであって、
   前記傾斜面がフラット面で、前記内周面と交差する交差ラインを直線状とすると共、前記内周面に沿って軸方向に横幅を次第に狭くする形状としてなる電池パック。
5. 請求項１から３のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記電池ホルダは、前記端面プレートの内側面から前記周壁の内周面に伸びる傾斜リブを設けて前記傾斜凸部を形成してなる電池パック。
6. 請求項１から５のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記電池収納部の端部において、複数の前記傾斜凸部を備えることを特徴とする電池パック。
7. 請求項１から５のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記電池収納部の端部において、２つの前記傾斜凸部を非対向位置に配置してなることを特徴とする電池パック。
8. 請求項１から７のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記電池ホルダが、前記電池収納部の両端部に位置して前記傾斜凸部を備えることを特徴とする電池パック。
9. 請求項８に記載される電池パックであって、
   前記電池収納部の両端部に形成される前記傾斜凸部が、前記円筒型電池に対して同方向に形成されてなる電池パック。
10. 請求項１から９のいずれかに記載される電池パックであって、
    前記円筒型電池を複数備えると共に、前記電池ホルダは、前記複数の円筒型電池を収納する複数の前記電池収納部を多段多列に配置してなる電池パック。
11. 請求項１０に記載される電池パックであって、さらに、
    前記電池ホルダで定位置に配置してなる前記複数の円筒型電池を電気接続するリード板を備えており、
    前記電池ホルダは、前記円筒型電池の端面電極を露出させる電極窓を前記端面プレートに開口しており、
    前記電極窓から露出する前記端面電極に前記リード板を連結して、前記複数の円筒型電池を直列及び／又は並列に接続してなる電池パック。

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