WO2019021979A1

WO2019021979A1 - 電池パック及びその製造方法

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Publication number: WO2019021979A1
Application number: PCT/JP2018/027414
Authority: WO
Inventors: 真己拝野; 孝一村松
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: EP3660946A4; AU2018307011A1; JP7112401B2; EP3660946A1; JPWO2019021979A1; US20200235366A1; EP3660946B1; NZ761688A; US11424516B2; AU2018307011B2

Abstract

コネクタのフローティング機能がリード線によって阻害される事態を低減する。　第二主面を外装ケース（４０）の内側に向けた姿勢に固定されるコネクタホルダ（２０）と、コネクタホルダ（２０）の中央部分に、姿勢を上下左右に変更可能なフローティング状態で連結され、外装ケース（４０）から表出される表出面を電力供給対象機器と接続して電力を供給するためのフローティングコネクタと、フローティングコネクタの、表出面と反対側の内側面に固定され、外装ケース（４０）の内部に延出されて、フローティングコネクタと回路基板とを接続するリード線（５０）と、を備える電池パック（１００）であって、コネクタホルダ（２０）が、第二主面側に、リード線（５０）の周囲を囲む筒状のガイド筒（２６）を有しており、ガイド筒（２６）が、その端縁の形状を、円形状の一部に、該円形状の曲率半径よりも曲率半径を大きくした切り欠き部（２７）を設けた形状としている。

Description

電池パック及びその製造方法

　本発明は、電池パック及びその製造方法に関する。

　電池パックは、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、電気自動車などの電源として、さらには家庭や店舗などでの蓄電用として幅広く用いられている。このような電池パックは、充電可能な二次電池セルを複数、直列や並列に接続して充放電可能としている。例えば図１１に示すように、複数の電池セル８１を電池ホルダ８２に収納してなる電池集合体８０を、防水容器８３に収納し、この防水容器８３を電池のコアパックとして外装ケース８４に収納している。電池ホルダ８２は、複数の電池セル８１を互いに平行な姿勢とし、かつ各電池セル８１の両端に設けられた電極端子を同一面に配置すると共に、電池ホルダ８２の両側面において、電池セル８１の電極端子をリード板８５で接続している。

　このような電池パックは、負荷となる電力供給対象機器と電気的に接続するためのコネクタを有する。コネクタと電力供給対象機器との接続を容易に行うため、コネクタ側にフローティング機構を備えているものがある（例えば特許文献１～２）。フローティング機構とは、図１２の断面図に示すように、接続時の縦横方向のずれや傾きといった誤差を吸収するよう、コネクタ自体が非固定状態で多少姿勢を変化させることができるようにした機構を指す。このようなフローティング機構では、フローティングコネクタがリード線を介して電池集合体と電気的に接続されている。

　一方で近年の電池パックの高出力化の要求に伴い、大電流の充放電電流を通電できるよう、リード線に抵抗の少ない、径の太いものが用いられるようになっている。これに伴い、リード線の可撓性が低下する。この結果、リード線がこれと接続されたフローティングコネクタを突っ張るなど、リード線の姿勢や状態によってフローティングコネクタを付勢する力が働くことがあった。すなわちフローティングコネクタを使用しているにも拘わらず、これと接続されたリード線から外力を受けるような状態となって、基本姿勢から傾いた姿勢となることがあった。また、本来であればフローティング機構により、基本姿勢からフローティングコネクタを押すなど外力を加えても、外力がなくなると元の基本姿勢に復元する復元力が働くべきところ、上述したリード線の突っ張り等によって基本姿勢に復帰しない状態となることがあった。このようにフローティングコネクタに接続されたリード線によって、フローティング機能が阻害されることがあった。

国際公開ＷＯ２０１６／０７２０４１号特開平２－５１６１６号公報

　本発明は、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、フローティングコネクタのフローティング機能がリード線によって阻害される事態を低減した電池パック及びその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

　本発明の第１の形態に係る電池パックによれば、一以上の二次電池セルを含む電池集合体と、前記電池集合体を収納すると共に開口窓を形成した外装ケースと、前記電池集合体の二次電池セルと電気的に接続される回路基板と、一方の主面である第一主面を前記外装ケースの開口窓から表出させ、他方の主面であって前記第一主面の反対側である第二主面を前記外装ケースの内側に向けた姿勢に、前記外装ケースに固定されるコネクタホルダと、前記コネクタホルダの中央部分に、姿勢を上下左右に変更可能なフローティング状態で連結され、前記外装ケースから表出される表出面を電力供給対象機器と接続して電力を供給するためのフローティングコネクタと、前記フローティングコネクタの、表出面と反対側の内側面に固定され、前記外装ケースの内部に延出されて、前記フローティングコネクタと回路基板とを接続するリード線と、を備える電池パックであって、前記コネクタホルダが、前記第二主面側に、前記リード線の周囲を囲む筒状のガイド筒を有しており、前記ガイド筒が、その端縁の形状を、円形状の一部に、該円形状の曲率半径よりも曲率半径を大きくした切り欠き部を設けた形状とすることができる。上記構成により、リード線をガイド筒内部に案内することで、フローティングコネクタの位置をコネクタホルダのガイド筒で中心に補正して、リード線の突っ張り等によってフローティング機能を損なうことを抑制し、フローティング機能を発現させることで電池パックと電力供給対象機器との係合の柔軟さを確保することが可能となる。またフローティングコネクタの位置をコネクタホルダのガイド筒で中心に補正しながら、切り欠き部を設けたことでガイド筒内部に案内されるリード線の接触面積を低減して、リード線の突っ張りや摩擦によってフローティング機能を損なうことを抑制し、フローティング機能を発現させることで電池パックと電力供給対象機器との係合の柔軟さを確保することが可能となる。

　また第２の形態に係る電池パックによれば、上記構成に加えて、前記リード線を、前記フローティングコネクタの内側面の中央部分から、垂直状の姿勢で固定することができる。

　さらに第３の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記切り欠き部を、直線状又は湾曲させることができる。

　さらにまた第４の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記切り欠き部を、前記ガイド筒の端縁において、前記回路基板から遠い側に位置させることができる。上記構成により、回路基板から引き出されたリード線が一旦上方で弧を描くように折曲された状態で、外側に膨らもうとして回路基板から遠い方向に曲がろうとする状態で、言い換えるとガイド筒の回路基板から遠い側の内面と接触する状態で、この接触面に切り欠き部を形成したことで、この部分の接触抵抗を低減して、スムーズなフローティング動作を得ることが可能となる。

　さらにまた第５の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記切り欠き部を、前記ガイド筒の端縁において、該回路基板から前記リード線が引き出される方向に傾斜させることができる。上記構成により、回路基板から引き出されたリード線の配線による応力が働く方向に切り欠き部を面するように配置することで、この部分の接触抵抗を低減して、スムーズなフローティング動作を得ることが可能となる。

　さらにまた第６の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記コネクタホルダが、前記ガイド筒から連なって、該ガイド筒よりも内径を大きくして、前記フローティングコネクタの周囲を囲む枠体を形成することができる。

　さらにまた第７の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記コネクタホルダが、前記外装ケースの開口窓に、該外装ケースの内側から挿入して固定するための固定部を有することができる。上記構成により、外装ケースの外側からコネクタホルダを固定する構造において必要となる中継コネクタを必須とせずに、予めフローティングコネクタと溶接したリード線を直接回路基板と接続して組み立てることが可能となる。

　さらにまた第８の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記リード線を複数本の線で構成することができる。

　さらにまた第９の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記リード線の周囲を、表面を平滑状とした捲回テープで捲回することができる。上記構成により、捲回テープによってリード線の滑りを良くして摩擦抵抗を低減し、リード線の突っ張り等によるフローティング機構の阻害を抑制できる。またリード線が複数本ある場合にはこれらを束ねて、滑り易くする効果も得られる。

　さらにまた第１０の形態に係る電池パックの製造方法によれば、一以上の二次電池セルを含む電池集合体と、前記電池集合体を収納すると共に開口窓を形成した外装ケースと、前記電池集合体の二次電池セルと電気的に接続される回路基板と、一方の主面である第一主面を前記外装ケースの開口窓から表出させ、他方の主面であって前記第一主面の反対側である第二主面を前記外装ケースの内側に向けた姿勢に、前記外装ケースに固定されるコネクタホルダと、前記コネクタホルダに、角度を変更可能なフローティング状態で連結され、電力供給対象機器と接続して電力を供給するためのフローティングコネクタと、前記外装ケースの内部に延出されて、前記フローティングコネクタと回路基板とを接続するリード線とを備える電池パックの製造方法であって、前記外装ケース内に前記電池集合体と回路基板を配置し、該回路基板から前記リード線を引き出し、前記コネクタホルダの第二主面側に形成された筒状のガイド筒であってその端縁の形状を、円形状の一部に、該円形状の曲率半径よりも曲率半径を大きくした切り欠き部を設けた形状としているガイド筒にリード線を通した状態で該リード線を前記フローティングコネクタに接続し、前記外装ケースの内面側から、前記コネクタホルダを、前記外装ケースの開口窓に挿入して、固定する工程と、前記外装ケースを閉塞する工程とを含むことができる。これにより、リード線をガイド筒内部に案内することで、フローティングコネクタの位置をコネクタホルダのガイド筒で中心に補正して、リード線の突っ張り等によってフローティング機能を損なうことを抑制し、フローティング機能を発現させることで電池パックと電力供給対象機器との係合の柔軟さを確保することが可能となる。

実施形態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から見た外観斜視図である。図２の電池パックの分解斜視図である。図１の電池パックのＩＶ－ＩＶ線における断面図である。図４の電池パックのフローティングコネクタを示す要部拡大断面図である。図６Ａはフローティングコネクタの底面図、図６Ｂは側面図、図６Ｃは平面図、図６Ｄは図６ＢのＶＩＤ－ＶＩＤ線における断面図である。図５のフローティングコネクタを示す斜視図である。図７のフローティングコネクタを示す平面図である。図９Ａは切り欠き部の一例を示す平面図、図９Ｂは切り欠き部の他の例を示す平面図、図９Ｃは切り欠き部のさらに他の例を示す平面図である。変形例に係るリード線を示す断面図である。従来の電池パックを示す分解斜視図である。比較例に係るフローティングコネクタの一例を示す断面図である。フローティングコネクタを外装ケースに固定する状態を示す拡大斜視図である。

　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例示であって、本発明は以下のものに特定されない。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。
（実施形態１）

　実施形態１に係る電池パックを図１～図１０に示す。これらの図において、図１は実施形態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を背面側から見た外観斜視図、図３は図２の電池パック１００の分解斜視図、図４は図１の電池パック１００のＩＶ－ＩＶ線における断面図、図５は図４の電池パック１００のフローティングコネクタ３０を示す要部拡大断面図、図６Ａはフローティングコネクタ３０の底面図、図６Ｂは側面図、図６Ｃは平面図、図６Ｄは図６ＢのＶＩＤ－ＶＩＤ線における断面図、図７は図５のフローティングコネクタ３０を示す斜視図、図８は図７のフローティングコネクタ３０を示す平面図、図９Ａは切り欠き部２７の一例を示す平面図、図９Ｂは切り欠き部２７の他の例を示す平面図、図９Ｃは切り欠き部２７のさらに他の例を示す平面図、図１０は変形例に係るリード線５０を示す断面図を、それぞれ示している。
（外装ケース４０）

　図１及び図２に示す電池パック１００は、外形を箱形の外装ケース４０で構成している。外装ケース４０の内部には収納空間が設けられ、電池集合体１０が収納される。この外装ケース４０は、図３に示すように蓋側４１と本体側４２に二分割されて、本体側に収納空間を設けている。また外装ケース４０は、絶縁性に優れた軽量な材質、例えば樹脂製とする。さらに外装ケース４０は、必要に応じて上側に取っ手４３や、底面側に脚部４４を形成することができる。さらにまた外装ケース４０の表面には、充電用の端子や放電用の端子が設けられる。この例では、図１に示すように外装ケース４０の天面側に充電用端子４５が設けられ、図２に示すように外装ケース４０の底面側に放電用端子４６が設けられる。これらの端子は、キャップなどのカバーで端子面が表出しないように被覆してもよい。図１の例では、充電用端子４５を被覆している。なお、この例では充電用端子４５と放電用端子４６を個別に設けているが、本発明はこの構成に限られず、充電用端子と放電用端子４６を一体に構成してもよい。

　さらに図２、図３の例では、外装ケース４０の表面から一段下がった窪み４７を形成し、この窪み４７内にフローティングコネクタ３０を配置するよう構成している。これによってフローティングコネクタ３０が外装ケース４０の表面から突出して不用意に異物に接触する事態を回避できる。

　また外装ケース４０には、図３の分解斜視図及び図４、図５の断面図に示すように、開口窓４８を形成している。開口窓４８は、コネクタホルダ２０を固定するための領域である。上述の通り窪み４７にフローティングコネクタ３０を配置する構成においては、窪み４７の底面に開口窓４８を開口させている。
（電池集合体１０）

　外装ケース４０の内部空間には、図４の断面図に示すように電池集合体１０が収納される。電池集合体１０は、一以上の二次電池セル１を備えており、これらの二次電池を直列や並列に接続して所定の出力や容量を得ている。この電池集合体１０は、図３の分解斜視図に示すように電池ホルダ１１に複数本の円筒形の二次電池セル１を収納している。電池ホルダ１１は、二次電池セル１の端部をそれぞれ保持する円筒形のセル保持部を形成している。また電池ホルダ１１に二次電池セル１をセットした状態で、二次電池セル１の端面を電池ホルダ１１から表出させて、リード板と溶接するように構成している。リード板でもって、二次電池セル１同士は直列や並列に接続される。図３の例では、二次電池セル１を２８本、４並７直に接続している。二次電池セル１の直並列接続に応じて、リード板の形状や配置が決定される。

　リード板は導電性に優れた金属で構成される。リード板はスポット溶接等によって二次電池セル１の端面と接続される。さらにリード板は回路基板３と接続される。回路基板３は電池ホルダ１１の一面に配置される。回路基板３には、二次電池セル１の充放電回路や保護回路が実装される。

　二次電池セル１は、円筒形の外装缶を有する円筒形電池である。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。特に単位体積あたりのエネルギー効率に優れたリチウムイオン二次電池が好ましい。複数の二次電池セルは、端面の電極をリード板で接続して、直列や並列に接続される。なお本発明は、二次電池セルの形状を円筒形に限定せず、角型電池やラミネート電池等を利用することもできる。

　また電池集合体１０は、防水容器に収納することで防水性を発揮させることができる。防水容器としては、袋状の容器が使用できる。このような防水袋は、透明な樹脂製で、例えばポリエチレンなどが利用できる。なお、防水機能を持たせない場合は、防水袋を省略してもよい。
（コネクタホルダ２０）

　外装ケース４０の開口窓４８からはコネクタホルダ２０が表出される。コネクタホルダ２０は、図５の拡大断面図に示すように、一方の主面である第一主面２１を外装ケース４０の開口窓４８から表出させ、また第一主面２１の反対側の第二主面２２を外装ケース４０の内側に向けた姿勢で、外装ケース４０に固定されている。
（フローティングコネクタ３０）

　コネクタホルダ２０には、フローティングコネクタ３０が装着されている。フローティングコネクタ３０は、電力供給対象機器と接続して電力を供給するための端子となる。この例では、フローティングコネクタ３０は放電用の端子を構成している。具体的には、フローティングコネクタ３０の外装ケース４０から表出される表出面に、放電用端子４６を設けている。必要に応じて、電力供給対象機器と磁力で接続するためのマグネットや金属片を放電用端子４６に設けてもよい。このように磁力による接合でもって、接合の位置決めや接合状態の維持を図ることができる。

　またフローティングコネクタ３０の背面側、すなわち表出面と反対側の内側面には、コネクタベース３２を備えている。コネクタベース３２は、例えば円板状とする。またコネクタベース３２のほぼ中央には、リード線５０が接続されている。リード線５０は、フローティングコネクタ３０のほぼ中心に、略垂直姿勢で固定されている。このリード線５０は、外装ケース４０の内部に延出されて、回路基板３と接続される。
（フローティング機構）

　このフローティングコネクタ３０は、コネクタホルダ２０に対して、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向及び角度を変更可能なフローティング状態で連結されている。フローティングコネクタ３０をセットしたコネクタホルダ２０の三面図及び断面図を、図６Ａ～図６Ｄに示す。これらの図に示すように、コネクタホルダ２０は、矩形状の枠体２３を形成し、第一主面２１（底面）側を開口してフローティングコネクタ３０を表出させている。フローティングコネクタ３０は、枠体２３の内部で多少の姿勢、すなわち角度やＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置ずれを変更できるようにフローティング状態に保持される。図５に示す例では、枠体２３内に平板状の保持板２４を固定し、保持板２４の中央にフローティングコネクタ３０を配置する開口を形成する。さらにフローティングコネクタ３０の周囲と保持板２４の開口との間に、蛇腹やゴムなどの可撓性の連結材２５を設けてフローティングコネクタ３０と保持板２４を連結することで、連結材２５の変形によってフローティングコネクタ３０の姿勢等を変更可能としている。このようにフローティングコネクタ３０を完全に固定せず、多少の移動を許容する態様とすることで、電池パック１００を電力供給対象機器に接続する際に、フローティングコネクタ３０と電力供給対象機器のコネクタとの相対的な位置や姿勢のずれを吸収して、確実に接続することが可能となる。

　ここで、フローティング状態でコネクタホルダ２０に保持されるフローティングコネクタ３０は、姿勢等の変化を可能としつつ、外力のない状態では基本状態に戻る復元力を備えることが好ましい。この基本状態は、水平姿勢、すなわち外装ケース４０の底面とほぼ平行な姿勢でかつ保持板２４の開口のほぼ中心位置となるように保持することが望まれる。これによって、電池パック１００を電力供給対象機器にセットする際に、フローティングコネクタ３０が電力供給対象機器のコネクタと接合されやすくなる。図５の例では、フローティングコネクタ３０が保持板２４の平面と水平となるように構成している。

　このようなコネクタホルダ２０やフローティングコネクタ３０は、規格化された部材を利用することもできる。これによって、既存のリード線タイプのフローティングコネクタを利用しながら、フローティングコネクタの姿勢を中心の基本姿勢に補正して利用することが可能となる。図３等の例では、コネクタホルダ２０の窪み４７にフローティングコネクタ３０を設け、さらにリード線５０をフローティングコネクタ３０に接続した状態で規格化している。

　なお、図６Ａ等の例ではコネクタホルダ２０の枠体２３を矩形状に形成しているが、この構成に限らず、例えば枠体を円筒状に形成してもよい。
（ガイド筒２６）

　またコネクタホルダ２０の第二主面２２（天面）側は閉塞すると共に、略中央に円筒状のガイド筒２６を連結している。枠体２３とガイド筒２６は、枠体２３の内部空間とガイド筒２６の円筒の内面が連なるように形成される。この枠体２３とガイド筒２６は、一体に形成されている。ガイド筒２６は、コネクタホルダ２０の第二主面２２に略垂直に固定される。さらにガイド筒２６は、コネクタホルダ２０の背面に固定されたリード線５０を挿通する。これによって、リード線５０をほぼ垂直姿勢に保持して、リード線５０と接続されたフローティングコネクタ３０の姿勢が、基本姿勢からずれた状態にバイアスが印加される事態を回避できる。

　ここで、フローティングコネクタ３０に接続されたリード線５０が、フローティング機構を阻害する事態について説明する。リード線は、近年の電池パックの高出力化の要求に伴い、大電流の充放電電流を通電できるよう、抵抗の少ない、径の太いものが用いられる傾向にある。これに伴い、リード線の可撓性が低下する結果、リード線の端縁に接続されたフローティングコネクタを突っ張る、あるいは引っ張る状態など、リード線の姿勢や状態によってフローティングコネクタを付勢する力が働くことがあった。すなわちフローティングコネクタを使用しているにも拘わらず、これと接続されたリード線から外力を受ける状態となって、基本状態から傾いたり中央からずれた位置となることがあった。また、フローティング機構の有する復元力により、本来であればフローティングコネクタを押すなど外力を加えても、外力がなくなると元の基本状態に復元すべきところ、上述したリード線の付勢によって復元力が妨げられ、基本状態に復帰しない状態となることがあった。このようにフローティングコネクタに接続されたリード線によって、フローティング機能が阻害されることがあった。

　これに対して本実施形態によれば、図５、図７、図８等に示すとおり、コネクタホルダ２０の第二主面２２側に、リード線５０の周囲を囲む筒状のガイド筒２６を設けている。ガイド筒２６は、第二主面２２側に対してほぼ垂直に設けられる。これによってフローティングコネクタ３０の内側面からほぼ垂直に延出されるリード線５０を、ガイド筒２６に案内することで、フローティングコネクタ３０の姿勢を水平姿勢に維持できるようになる。特に、リード線５０とフローティングコネクタ３０の接合部分の近傍は可撓性が発揮され難い部位であるため、フローティングコネクタに近い位置でのリード線の角度によって、影響を受け易い。例えば図１２に示す比較例のようにガイド筒のない状態で、フローティングコネクタ１３０と回路基板とを最短距離でリード線１５０で接続しようとすれば、リード線１５０が傾斜し、その先端に接続されたフローティングコネクタ１３０が傾斜され易くなる。これに対して本実施形態では、図５に示すようにガイド筒２６を、リード線５０とフローティングコネクタ３０との接合部分の近傍に設けて、接合部分近傍のリード線５０を垂直姿勢に近い状態で保持することで、フローティングコネクタ３０の基本状態を水平姿勢に近付けることが可能となる。いいかえると、リード線５０による付勢力が作用しても、リード線５０とフローティングコネクタ３０の接合部分の近傍においては、ガイド筒２６でもって水平姿勢に矯正することが可能となる。

　一方で、フローティングコネクタ３０のフローティング機構をガイド筒２６でもって阻害することがないよう、ガイド筒２６の内径は、図５、図６Ｄ、図７等に示すように、リード線５０の外径よりも一回り大きくしている。これによってリード線５０の周囲には空間が形成されるので、空間内での多少の移動や変形が許容され、リード線５０と接続されたフローティングコネクタ３０の傾動も可能となり、フローティング機構の動作が保持される。
（摩擦低減機構）

　一方で、リード線５０の外周とガイド筒２６内壁との間の摩擦力が大きいと、リード線５０が固定された状態となってフローティングコネクタ３０の傾動が阻害されることが考えられる。そこで、リード線５０の外周とガイド筒２６内壁との摩擦力を軽減する摩擦低減機構を設けることが好ましい。摩擦低減機構の一例として、図７、図８に示す例では、円筒形のガイド筒２６を、断面視において円形状の一部に、切り欠き部２７を設けている。このよう構成することで、ガイド筒２６内部に案内されるリード線５０の接触面積を低減することができる。すなわち、断面視円形状のリード線と、同じく断面視円形状のガイド筒との接触面積は、曲面と曲面の接触となるため、接触面積が大きくなりがちであるところ、ガイド筒２６側に切り欠き部２７を設けたことで、これらの間の接触面積を低減して、その分だけ摩擦抵抗を低減する効果が得られる。

　また切り欠き部２７を設けた領域に、ガイド筒２６を補強するリブ２８を設けてもよい。図７、図８に示す例では、切り欠き部２７の外側に３つのリブ２８を突出させている。リブ２８は、平面視においてリブ２８の頂部がガイド筒２６の断面形状の円形に沿うように形成している。これにより、ガイド筒２６に切り欠き部２７を形成しつつ強度を維持できる。

　切り欠き部２７の端面の形状は、好ましくはガイド筒２６断面の円形状の曲率半径よりも曲率半径を大きくする。例えば図９Ａに示すガイド筒２６Ａに設けた切り欠き部２７Ａのように、曲率半径無限大の直線状とする。これにより、円形状のガイド筒２６と比較して接触面積を低減できる。ただ本発明は切り欠き部の形状を直線状に限定せず、湾曲させてもよい。例えば図９Ｂのように、ガイド筒２６Ｂに設けた切り欠き部２７Ｂを曲面状とすることでも、ガイド筒２６Ｂが円形状のままの場合と比較して接触面積を低減できる。またこの構成であれば、直線状の切り欠き部と比べてリード線５０がガイド筒２６Ｂ内部で移動可能な領域を広く確保でき、フローティングコネクタ３０の傾動可能な範囲を広めに維持できる。

　あるいは図９Ｃに示すように、図９Ｂと比べて逆方向に湾曲させてもよい。すなわち、ガイド筒２６Ｃの円筒形の内部に突出する方向に湾曲させた切り欠き部２７Ｃを形成することもできる。この場合は曲率半径がガイド筒２６の円形よりも小さくなるものの、接触面積を一層低減できる。

　さらに切り欠き部２７を形成する位置は、リード線５０を固定する回路基板３の位置に応じて決定することが好ましい。例えば、回路基板３から遠い側のガイド筒２６の端縁に位置させる。特にリード線５０を、回路基板３との最短距離とせず、長めにすることでリード線５０の取り回しをよくし、組立作業時の作業性を向上できることに加え、リード線５０の変形量を大きく許容して、フローティングコネクタ３０の傾動しやすさを確保できる。一方で、リード線を長くすると、回路基板に対して最短距離で接続するのでなく、一旦迂回させるように弧を描いて折曲させることになる。このとき、リード線を折曲させた方向で、ガイド筒の内面とリード線とが接触することになる。よって、接触面積を低減させる切り欠き部２７は、回路基板３から離れた側、すなわち回路基板３から遠い側に設けることで、この切り欠き部２７とリード線５０とを接触させて接触部分の滑動性を効果的に発揮させることが可能となる。

　さらに切り欠き部２７は、図９Ａ等に示す切り欠き部２７Ａのように、回路基板３の端縁に対して水平状とする他、図８に示すように、回路基板３からリード線５０が引き出される方向に傾斜させることが好ましい。図８において、回路基板３とリード線５０の接続位置は、回路基板３の上端の左側としており、ここから右方向にリード線５０が引き出された上で、Ｕ字状に折り返されてフローティングコネクタ３０に接続されている。すなわち右側にリード線５０を引き出して迂回させた上でフローティングコネクタ３０と接続するようにリード線５０が配置されている。この構成においては、ガイド筒２６の内、左右の右側の内壁がリード線５０と接触する可能性が高くなる。さらに上述の通り、回路基板３から引き出された長めのリード線５０は一旦ガイド筒２６を越えて迂回した上でフローティングコネクタ３０に接続される状態となる。この場合、ガイド筒２６の内、上下の上側の内壁がリード線５０と接触する可能性が高くなる。よって、これらを勘案すれば切り欠き部２７は、ガイド筒２６の内、上側と右側に接触する可能性が高いといえる。そこで、切り欠きを上述の通り、回路基板３の端縁に対して水平姿勢から、回路基板３からリード線５０が引き出される方向、図８の例では右側に下り傾斜となる姿勢としている。これによって、回路基板３から引き出されたリード線５０による摩擦力が働く部位に切り欠き部２７が面するように配置することができ、よってリード線５０を切り欠き部２７に接触させる確実性を高めて、接触部分の滑動性を効果的に発揮させ、スムーズなフローティング動作を得ることが可能となる。
（捲回テープ５２）

　また、摩擦低減機構のその他の例として、図１０の断面図に示すようにリード線５０の周囲を、表面を平滑状とした捲回テープ５２で捲回することもできる。これによってリード線５０の表面の摩擦抵抗を低減でき、フローティング動作の確実性が高められる。捲回テープ５２は、摩擦係数の低い材質、例えばポリプロピレン製等とできる。

　なおリード線５０は、一本に限らず複数本で構成されることもある。また複数本のリード線の材質や太さもまちまちな場合がある。このような場合に、捲回テープ５２で一本に束ねることにより、外装ケース４０内部での取り回しをよくして組立時やメンテナンス時の作業性が向上される。加えて、捲回テープ５２で捲回する位置を、ガイド筒２６とリード線５０が接触する位置とすることで、上述の通り滑動を高めて摩擦抵抗を低減し、フローティングコネクタ３０の傾動動作を確実ならしめる効果も得られる。
（固定部２９）

　またコネクタホルダ２０は、外装ケース４０の開口窓４８に、この外装ケース４０の内側から挿入して固定するための固定部２９を備えることができる。このようにすることで、外装ケース４０の外側からコネクタホルダ２０を固定する構造において必要となる中継コネクタを必須とせずに、予めフローティングコネクタ３０と溶接したリード線５０を直接回路基板３と接続して組み立てることが可能となる。

　図１３の拡大斜視図に示すようにフローティングコネクタ１３０を、外装ケース１４０の外部からねじ１６０などを用いて直接固定しようとすると、外装ケース１４０の内部でリード線を電気的に接続するために中継コネクタが必要となり、コスト増となる。特に電池パックの高出力化の要請により大電流を流す場合は、大電流用のコネクタが必要となる。また防水性を持たせる場合は、防水仕様のコネクタとなって、一層の費用増となる。そこで、本実施形態においては、外装ケース４０内側からコネクタホルダ２０を固定部２９で固定することで、このような中継コネクタを不要とできる。加えて、外装ケース４０の取り付けを組立工程の最後に行えるようになり、組立の作業性の向上にも寄与する。固定部２９は、図３に示すように外装ケース４０の内側からねじ６０でねじ止めするためのねじ穴等、既知の固定構造が適宜利用できる。
（電池パック１００の製造方法）

　最後に、この電池パック１００の製造方法を示す。まず、外装ケース４０内に電池集合体１０と回路基板３を配置し、この回路基板３からリード線５０を引き出し、コネクタホルダ２０の第二主面２２側に形成された筒状のガイド筒２６にリード線５０を通した状態で、このリード線５０をフローティングコネクタ３０に接続し、外装ケース４０の内面側から、コネクタホルダ２０を、外装ケース４０の開口窓４８に挿入して、固定する。この状態で、外装ケース４０を閉塞する。これにより、リード線５０をガイド筒２６内部に案内することで、フローティングコネクタ３０の位置をコネクタホルダ２０のガイド筒２６で中心に補正して、リード線５０の突っ張り等によってフローティング機能を損なうことを抑制し、フローティング機能を発現させることで電池パック１００と電力供給対象機器との係合の柔軟さを確保することが可能となる。

　本発明の電池パック及びその製造方法によれば、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、電気自動車などの電源、あるいは家庭や店舗などでの蓄電用の電源として、好適に利用できる。

１００…電池パック
１…二次電池セル
３…回路基板
１０…電池集合体
１１…電池ホルダ
２０…コネクタホルダ
２１…第一主面
２２…第二主面
２３…枠体
２４…保持板
２５…連結材
２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ…ガイド筒
２７、２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ…切り欠き部
２８…リブ
２９…固定部
３０、１３０…フローティングコネクタ
３２…コネクタベース
４０、１４０…外装ケース
４１…蓋側
４２…本体側
４３…取っ手
４４…脚部
４５…充電用端子
４６…放電用端子
４７…窪み
４８…開口窓
５０、１５０…リード線
５２…捲回テープ
６０、１６０…ねじ
８０…電池集合体
８１…電池セル
８２…電池ホルダ
８３…防水容器
８４…外装ケース
８５…リード板

Claims

　一以上の二次電池セルを含む電池集合体と、
　前記電池集合体を収納すると共に開口窓を形成した外装ケースと、
　前記電池集合体の二次電池セルと電気的に接続される回路基板と、
　一方の主面である第一主面を前記外装ケースの開口窓から表出させ、他方の主面であって前記第一主面の反対側である第二主面を前記外装ケースの内側に向けた姿勢に、前記外装ケースに固定されるコネクタホルダと、
　前記コネクタホルダの中央部分に、姿勢を上下左右に変更可能なフローティング状態で連結され、前記外装ケースから表出される表出面を電力供給対象機器と接続して電力を供給するためのフローティングコネクタと、
　前記フローティングコネクタの、表出面と反対側の内側面に固定され、前記外装ケースの内部に延出されて、前記フローティングコネクタと回路基板とを接続するリード線と、
を備える電池パックであって、
　前記コネクタホルダが、前記第二主面側に、前記リード線の周囲を囲む筒状のガイド筒を有しており、
　前記ガイド筒が、その端縁の形状を、円形状の一部に、該円形状の曲率半径よりも曲率半径を大きくした切り欠き部を設けた形状としてなる電池パック。
　請求項１に記載の電池パックであって、
　前記リード線は、前記フローティングコネクタの内側面の中央部分から、垂直状の姿勢で固定されてなる電池パック。
　請求項１又は２に記載の電池パックであって、
　前記切り欠き部が、直線状又は湾曲されてなる電池パック。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記切り欠き部が、前記ガイド筒の端縁において、前記回路基板から遠い側に位置されてなる電池パック。
　請求項４に記載の電池パックであって、
　前記切り欠き部が、前記ガイド筒・BR>フ端縁において、該回路基板から前記リード線が引き出される方向に傾斜されてなる電池パック。
　請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記コネクタホルダが、前記ガイド筒から連なって、該ガイド筒よりも内径を大きくして、前記フローティングコネクタの周囲を囲む枠体を形成してなる電池パック。
　請求項１～６のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記コネクタホルダが、前記外装ケースの開口窓に、該外装ケースの内側から挿入して固定するための固定部を有してなる電池パック。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記リード線が複数本の線で構成されてなる電池パック。
　請求項１～８のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記リード線の周囲を、表面を平滑状とした捲回テープで捲回してなる電池パック。
　一以上の二次電池セルを含む電池集合体と、
　前記電池集合体を収納すると共に開口窓を形成した外装ケースと、
　前記電池集合体の二次電池セルと電気的に接続される回路基板と、
　一方の主面である第一主面を前記外装ケースの開口窓から表出させ、他方の主面であって前記第一主面の反対側である第二主面を前記外装ケースの内側に向けた姿勢に、前記外装ケースに固定されるコネクタホルダと、
　前記コネクタホルダに、角度を変更可能なフローティング状態で連結され、電力供給対象機器と接続して電力を供給するためのフローティングコネクタと、
　前記外装ケースの内部に延出されて、前記フローティングコネクタと回路基板とを接続するリード線と、
を備える電池パックの製造方法であって、
　前記外装ケース内に前記電池集合体と回路基板を配置し、該回路基板から前記リード線を引き出し、前記コネクタホルダの第二主面側に形成された筒状のガイド筒であってその端縁の形状を、円形状の一部に、該円形状の曲率半径よりも曲率半径を大きくした切り欠き部を設けた形状としているガイド筒にリード線を通した状態で該リード線を前記フローティングコネクタに接続し、前記外装ケースの内面側から、前記コネクタホルダを、前記外装ケースの開口窓に挿入して、固定する工程と、
　前記外装ケースを閉塞する工程と、
を含む電池パックの製造方法。