KR102096911B1 - 전원 장치 - Google Patents

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도시키 요시오카
도시키 구스노키
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가부시키가이샤 지에스 유아사
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Abstract

본 발명은 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있는 전원 장치를 제공한다.
본 발명의 전원 장치(1)는, 배열된 복수의 단전지(50)로 구성된 스택과, 스택을 체결하는 체결 부재(440)를 포함하는 조전지(470), 및 조전지(470)를 수납하는 수납 용기를 포함하고, 수납 용기의 내벽에는 조전지(470)의 표면에 대향하여 돌출되는 돌기부인 리브(220a~220c)가 형성되어 있고, 리브(220a~220c)의 선단은 체결 부재(440)로부터 이격되어 배치되어 있다.

Description

전원 장치 {POWER SOURCE UNIT}
본 발명은, 예를 들면, 쌓여 스택이 형성된(stacked) 복수의 2차 전지로 구성되는 조(組)전지를 가지는 전원 장치에 관한 것이다.
2차 전지는 1차 전지의 대체 용도는 물론, 휴대 전화기, IT 기기 등의 전자 기기의 전원으로서 널리 보급되어 있다. 특히, 리튬 이온 2차 전지로 대표되는 비수 전해질 2차 전지는 고에너지 밀도이므로, 전기 자동차나 산업용 대형 전기 기기에의 응용도 진행되고 있다. 그러므로, 더욱 높은 전압을 얻기 위해, 단(單)전지인 비수 전해질 2차 전지를 쌓아 스택을 형성하여, 1개의 조전지를 구성하는 것도 행해지고 있다.
이와 같은 조전지는 일반적으로 1개의 하우징에 수납되어 사용된다. 그와 같은 기술의 일례로서, 특허문헌 1에는, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈을 수납하는 수납 용기인 하우징을 구비한 전원 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1의 도 12 등 참조).
특허문헌 1: 일본 특허공개공보 제2011-249309호
그러나, 상기 종래의 전원 장치에서는, 내충격성 및 내열성이 저하될 우려가 있다는 과제가 있었다.
즉, 특허문헌 1에 예시되는 종래의 기술에서의 전원 장치에서, 수납 용기는 수지 재료를 사용하고는 있지만, 그 내벽은 평탄한 평면이며, 조전지는 그 평면에 밀접하는 구성으로 이루어져 있다. 따라서, 조전지가 발열한 경우에는 그 영향을 직접 받아 수납 용기가 변형되고, 그 결과, 진동, 요동 등의 충격에 대한 전원 장치의 내성이 저하될 우려가 있었다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 수납 용기에 수납된 조전지를 구비하는 전원 장치에 있어서, 내충격성 및 내열성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따른 전원 장치는, 배열된 복수의 단전지로 구성된 스택과, 상기 스택을 체결하는 체결 부재를 포함하는 조전지, 및 상기 조전지를 수납하는 수납 용기를 포함하고, 상기 수납 용기의 내벽에는 상기 조전지의 표면에 대향하여 돌출되는 돌기부가 형성되어 있고, 상기 돌기부의 선단은 상기 체결 부재로부터 이격되어 배치되어 있다.
이에 따르면, 전원 장치에 있어서, 수납 용기의 내벽에, 조전지의 표면에 대향하여 돌출되는 돌기부가 형성되어 있기 때문에, 외력에 의해 전원 장치가 진동 또는 요동한 경우에도, 내충격성을 향상시킬 수 있다. 또한, 돌기부의 선단은 체결 부재로부터 이격되어 배치되어 있기 때문에, 체결 부재가 고온으로 되었다고 해도, 돌기부가 체결 부재로부터의 열에 의해 손상되는 것을 억제할 수 있고, 내열성을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 상기 전원 장치에 의하면, 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 돌기부는, 상기 내벽의 상기 체결 부재와 대향하는 면과는 상이한 면에 형성되어 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 돌기부는, 체결 부재와 대향하는 면에는 형성되어 있지 않으므로, 내열성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 단전지 중 적어도 1개의 단전지는 상기 체결 부재와의 대향면에 안전 밸브를 포함하고, 상기 체결 부재의 내부에는 공동(空洞)이 형성되어 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 체결 부재의 내부에 형성된 공동을 통하여, 안전 밸브로부터 개방된 가스를 전원 장치의 외부로 도출할 때, 체결 부재가 고온이 되지만, 체결 부재가 고온으로 되었다고 해도, 수납 용기 내벽의 돌기부의 선단은 체결 부재로부터 이격되어 배치되어 있으므로, 돌기부가 체결 부재로부터의 열에 의해 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 단전지는 상기 대향면에 전극 단자를 더 포함하고, 상기 대향면은 상기 수납 용기의 측벽과 대향하고 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 단전지는, 체결 부재와의 대향면에, 안전 밸브 및 전극 단자를 가지고, 이 안전 밸브 및 전극 단자가 배치되는 대향면은, 전원 장치의 사용에 따라 가장 발열이 커지는 곳이다. 그러나, 발열이 커지게 되었다고 해도, 수납 용기의 내벽의 돌기부의 선단은 체결 부재로부터 이격되어 배치되어 있기 때문에, 돌기부는 대향면으로부터는 이격되어 배치되어 있어, 돌기부가 대향면으로부터의 발열에 의해 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 복수의 단전지 중 적어도 1개의 단전지는 상기 체결 부재와의 대향면에 전극 단자를 포함하고, 상기 대향면은 상기 수납 용기의 측벽과 대향하고 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 단전지는, 체결 부재와의 대향면에, 전극 단자를 가지고, 이 전극 단자가 배치되는 대향면은, 전원 장치의 사용에 따라 가장 발열이 커지는 곳이다. 그러나, 상기 발열이 커지게 되었다고 해도, 수납 용기의 내벽의 돌기부의 선단은 체결 부재로부터 이격되어 배치되어 있으므로, 돌기부는 대향면으로부터는 이격되어 배치되어 있어, 돌기부가 대향면으로부터의 발열에 의해 손상되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 스택은, 그 양 측면이, 상기 체결 부재에 고정된 한 쌍의 협지판에 의해 끼워 넣어져 있고, 상기 한 쌍의 협지판 각각의 에지는 제1 빔(beam) 부재에 의해 접속되어 있고, 상기 한 쌍의 협지판 및 상기 제1 빔 부재는 굴곡된 1장의 금속판의 각각 상이한 부위로서 형성되어 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 한 쌍의 협지판 및 제1 빔 부재를, 1장의 금속판을 굴곡시켜 형성할 수 있으므로, 한 쌍의 협지판 및 제1 빔 부재를 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 상기 돌기부는, 상기 내벽의, 상기 한 쌍의 협지판 중 적어도 한쪽의 협지판과 대향하는 면에 설치되어 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 돌기부는, 내벽의 협지판과 대향하는 면에 설치되어 있기 때문에, 외력에 의해 전원 장치가 진동이나 요동한 경우에도, 내충격성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 협지판 중 적어도 한쪽의 협지판 상에 전기 디바이스를 더 포함하고, 상기 전기 디바이스는, 상기 협지판으로부터 기립(起立)된, 상기 전기 디바이스를 구성하는 부품의 높이보다 높은 벽체를 가지고, 상기 벽체의 선단은 상기 돌기부의 선단에 대향하고 있는 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 전기 디바이스는, 부품의 높이보다 높은 벽체를 가지고, 벽체와 돌기부가 대향하고 있기 때문에, 벽체 및 돌기부에 의해 부품을 보호할 수 있다. 즉, 전기 디바이스를 수납 용기에 수납하여 전기 디바이스를 보호한 경우라도, 수납 용기가 변형하는 등의 경우에는 전기 디바이스가 손상될 우려가 있지만, 벽체 및 돌기부에 의해 전기 디바이스를 보호할 수 있다.
또한, 상기 수납 용기는 합성 수지제인 것으로 해도 된다.
이에 따르면, 수납 용기는 합성 수지제의 부재이므로, 경량화를 도모할 수 있는 동시에, 외형의 가공이 용이하므로 기성의 축전지의 규격에 적합하게 할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 전원 장치에 의하면, 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 전원 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 전원 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 전원 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 전원 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 실시예에 따른 전원 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 실시예에 따른 조전지 유지 기구의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 조전지 유지 기구의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 실시예에 따른 조전지 유지 기구의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 실시예에 따른 조전지 유지 기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10a는 실시예에 따른 조전지 유지 기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10b는 실시예에 따른 조전지 유지 기구를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 실시예에 따른 조전지 유지 기구의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 실시예에 따른 조전지 유지 기구의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 13은 실시예에 따른 조전지의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 실시예에 따른 조전지의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 15는 실시예에 따른 조전지의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 16은 실시예에 따른 조전지의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 17a는 실시예에 따른 조전지의 체결 부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 17b는 실시예에 따른 조전지의 체결 부재의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 18a는 실시예에 따른 조전지의 체결 부재의 다른 구성예를 나타낸 사시도이다.
도 18b는 실시예에 따른 조전지의 체결 부재의 다른 구성예를 나타낸 사시도이다.
도 19는 실시예에 따른 전원 장치의 관리 회로(전기 디바이스)의 배치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 20은 실시예에 따른 전원 장치의 관리 회로(전기 디바이스)의 배치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 21은 실시예에 따른 전원 장치의 제어 회로의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 22는 실시예에 따른 전원 장치의 릴레이 회로의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 23a는 실시예에 따른 전원 장치의 제어 회로의 배치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 23b는 실시예에 따른 전원 장치의 제어 회로의 배치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 23c는 실시예에 따른 전원 장치의 제어 회로의 배치를 설명하기 위한 모식도이다.
도 24는 실시예에 따른 전원 장치의 용기 본체의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 25는 실시예에 따른 전원 장치의 용기 본체의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 26은 실시예에 따른 전원 장치의 용기 본체의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 27은 실시예에 따른 전원 장치의 커버부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 28은 실시예에 따른 전원 장치의 커버부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 29는 실시예에 따른 전원 장치의 양극 단자 근방의 구성을 설명하기 위한 주요부 평면도이다.
도 30은 실시예에 따른 전원 장치의 음극 단자 근방의 구성을 설명하기 위한 주요부 평면도이다.
도 31은 실시예에 따른 전원 장치의 음극 단자 근방의 구성을 설명하기 위한 주요부 사시도이다.
도 32는 실시예에 따른 전원 장치의 양극 단자 근방의 구성을 설명하기 위한 주요부 사시도이다.
도 33은 실시예에 따른 전원 장치의 커버부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 그리고, 이하에서 설명하는 실시예는 모두 본 발명의 바람직한 일 구체예를 나타낸 것이다. 이하의 실시예에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 취지는 아니다. 또한, 이하의 실시예에서의 구성 요소 중, 본 발명의 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 더욱 바람직한 형태를 구성하는 임의의 구성 요소로서 설명된다.
[전원 장치(1)의 전체 구성]
도 1은 실시예에 따른 전원 장치(1)의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 2는 그 내부의 구성을 나타낸 사시도이다.
전원 장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 폴리프로필렌 등의 합성 수지제의 용기 본체(2) 및 커버부(3)를 구비한 외형 6면체의 수납 용기를 구비하고 있다. 또한, 전원 장치(1)는 커버부(3)의 상면(3x) 상에 노출된, 도시하지 않은 외부 부하와 접속하기 위한 양극 단자(3a) 및 음극 단자(3b)를 가진다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전원 장치(1)는 수납 용기 내부에 전원 장치 본체(4)를 수납하고 있고, 전원 장치 본체(4)는 용기 본체(2)의 바닥면에 개구된 관통 구멍(210)에 삽입되는 나사(211)에 의해 용기 본체(2)에 고정되어 있다.
도 3은 실시예에 따른 전원 장치 본체(4)를 우측면에서 본 사시도이며, 도 4는 이를 좌측면에서 본 사시도이다. 또한, 도 5는 전원 장치 본체(4)를 아래쪽에서 본 사시도이다. 단, 전원 장치 본체(4)에서는, 후술하는 전극 단자가 배열된 면을 정면으로 한다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 전원 장치 본체(4)는, 음양의 전극 단자(510)가 설치된 면을 정렬하여 배열된 복수의 단전지(50)로 이루어지는 스택(5)과, 전원 장치 본체(4)에 대한 충방전을 제어하는 제어 회로(6)와, 전원 장치 본체(4)의 충방전의 통전을 제어하는 릴레이 회로(7)를 구비하고 있다.
복수의 단전지(50) 중 적어도 1개의 단전지(50)는, 후술하는 체결 부재(440)와 대향하는 대향면과, 이 대향면에 설치된 전극 단자(510)를 가지고 있다. 여기서는, 모든 단전지(50)가 그 대향면에 전극 단자(510)를 가지고 있는 것으로 한다.
그리고, 복수의 단전지(50) 각각은, 전극 단자(510)가 설치된 대향면 및 그 반대측의 면을 상면 및 바닥면으로 한 외형이 각진 기둥인 금속제 외장을 가진다. 또한, 복수의 단전지(50)는, 각각의 측면 중 면적이 큰 면을 주면(主面)(도 10a) 및 도 10b에서의 주면(53))으로 하고, 이 주면들이 서로 대향하도록, 가로 1행 세로 4열로 배열된 스택(5)을 형성하고 있다.
스택(5)에서, 각각의 단전지(50)는 말하자면 옆으로 쓰러져 있고, 단전지(50)의 상면이 스택(5)의 정면에, 단전지(50)의 주면인 정면 및 배면(背面)(길이 방향의 측면)이 스택(5)의 좌우 측면에, 단전지(50)의 좌우 측면(폭 방향의 측면)이 스택(5)의 상면 및 바닥면에, 각각 대응하게 된다. 즉, 상기한 체결 부재(440)와의 대향면은 단전지(50)의 상면이며, 스택(5)의 정면에 대응한다.
또한, 스택(5)을 구성하는 복수의 단전지(50)는, 각각이 가지는 전극 단자(510) 중 다른 극의 단자끼리가 동 또는 알루미늄 또는 이들 합금, 기타 도전성의 금속제의 버스바(bus bar)(520)로 접속되어 있다. 이 버스바(520)의 접속에 의해 복수의 단전지(50)는 직렬 접속되고, 스택(5) 전체로서 고전압의 전지를 형성한다. 특히, 배열된 양단에 위치하는 단전지(50)가 가지는 전극 단자(510) 중, 버스바(520)에 의해 접속되지 않는 것이, 스택(5)에서의 양극의 전극 단자(511a) 및 음극의 전극 단자(511b)에 각각 대응하고 있다.
또한, 스택(5)은 구속 수단에 의해 단전지(50)의 배열 상태가 유지되어 있다. 구속 수단은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 조전지 유지 기구(410), 제2 빔(beam) 부재(420), 제3 빔 부재(430), 및 체결 부재(440)를 구비한다.
조전지 유지 기구(410)는, 배열된 복수의 단전지(50)가 이루는 세로 열의 가장 바깥쪽에 위치하는 한 쌍의 각각의 주면을 또한 사이에 끼우도록 배치된 한 쌍의 협지판을 가지는 부재이다. 또한, 제2 빔 부재(420)는 스택(5)의 바닥면에 위치하는 부재이며, 제3 빔 부재(430)는 스택(5)의 상면에 위치하는 부재이다. 또한, 체결 부재(440)는, 스택(5)의 정면과 대향하고, 또한 조전지 유지 기구(410)의 한 쌍의 협지판에 끼워지는 부재이다.
또한, 조전지 유지 기구(410)의 한 쌍의 협지판은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 각각의 하단에서 제2 빔 부재(420)에 접속되고, 또한 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 각각의 상단에서 제3 빔 부재(430)에 접속된다. 그리고, 제2 빔 부재(420)의 양단에는 관통 구멍(422)이 개구되어 있고, 도 2에 나타낸 나사(211)는 이 관통 구멍(422)을 통하여 제2 빔 부재(420)에 체결된다.
또한, 조전지 유지 기구(410)의 한 쌍의 협지판 각각의 에지(edge)는, 도시하지 않은 스택(5)의 이면(裏面)에 의해 제1 빔 부재에 접속되어 있다. 그리고, 제1 빔 부재를 포함하는 조전지 유지 기구(410)의 구성에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7)는, 전원 장치(1)의 전지 본체인 후술하는 조전지(470)의 충방전에 관한 동작을 관리하는 관리 회로, 즉 조전지(470)가 충방전을 행하기 위한 전기 디바이스이며, 조전지(470) 상에 배치되어 있다.
구체적으로는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제어 회로(6)는 전원 장치 본체(4)의 우측면에 설치되고, 접속 부재(610)를 통하여 스택(5)의 음극의 전극 단자(511b)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 릴레이 회로(7)는 전원 장치 본체(4)의 좌측면에 설치되고, 접속 부재(710)를 통하여 스택(5)의 양극의 전극 단자(511a)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)의 좌단(左端)에는 토출단(441)이 형성되고, 토출단(441)에는 합성 수지제의 배출관(442)이 접속되어 있다. 그리고, 이들 토출단(441) 및 배출관(442)의 구성에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
이상과 같은 구성을 가지는 전원 장치(1)는, 전원 장치 본체(4)에 있어서 구속 수단에 의해 스택(5)의 외형이 유지되어 있다. 그러므로, 용기 본체(2) 및 커버부(3)로 이루어지는 수납 용기는, 스택(5)의 형상을 유지하기 위한 기계적 강도를 구비한 구성일 필요가 없다. 따라서, 용기 본체를 합성 수지제로 하여, 전원 장치의 경량화를 실현할 수 있다.
또한, 용기 본체는 외형의 가공이 용이하여, 기성의 축전지의 규격에 적합하도록 만드는 것이 가능해진다. 특히, 종래부터 합성 수지제의 하우징이 사용되고 있는 납축 전지와 동일 형상으로 용기 본체를 제작함으로써, 기성품을 본 실시예의 전원 장치(1)로 바꾸어, 무연(無鉛) 차량 탑재용 축전지를 용이하게 실현할 수 있게 된다. 기성의 축전지의 규격으로는 일본공업규격, 그 외에 세계 각국의 공업규격에 적합하도록 만들어도 되지만, 독일공업규격(DIN 규격)에 적합하도록 만듦으로써, 차량 탑재 기기에 적절한 축전지를 실현할 수 있다.
이하, 전술한 전원 장치(1)를 구성하는 각 부에 대하여, 전원 장치(1)의 조립 공정에 따라 설명한다.
[조전지 유지 기구의 구성]
먼저, 전원 장치(1)의 전원 장치 본체(4)에 포함되는 조전지를 구성하는 조전지 유지 기구에 대하여 설명한다.
도 6은 실시예에 따른 조전지 유지 기구(410)의 구성을 나타낸 사시도이다. 또한, 도 7 및 도 8은 실시예에 따른 조전지 유지 기구(410) 및 제2 빔 부재(420)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 조전지 유지 기구(410)는, 이미 설명한 바와 같이, 대향하는 외형 직사각형의 한 쌍의 협지판(411R, 411L)과, 협지판(411R, 411L)의 에지들을 서로 접속하고 있는 제1 빔 부재(417)를 구비한, 상면에서 본 외형이 ㄷ자형인 부재이다.
또한, 한 쌍의 협지판(411R, 411L) 및 제1 빔 부재(417)는, 굴곡된 1장의 금속판의 각각 상이한 부위로서 형성되어 있다. 구체적으로는, 조전지 유지 기구(410)는 1장의 강판을 프레스 가공함으로써 제작되어 있다. 따라서, 협지판(411R, 411L)과 제1 빔 부재(417)는 직각으로 굴곡된 강판의 서로 다른 부분으로서 형성되어 있다.
이하, 각 부의 설명을 행한다. 협지판(411R)은, 전원 장치 본체(4)의 상면 측에 위치하는 에지로서 스택(5)의 상면과 평행한 면 위로 돌출되도록 형성된 탭(tab)(414)을 구비하고, 탭(414)에는 관통 구멍(414a)이 개구되어 있다.
또한, 협지판(411R)은, 전원 장치 본체(4)의 바닥면 측에 위치하는 에지에, 스택(5)의 상면과 평행한 면 위로 돌출되도록 형성된 탭(411a)을 구비하고, 탭(411a) 상에는 도 5에 나타낸 관통 구멍(422)과 연통(連通)하는 너트(411a1)가 고정되어 있다. 또한, 탭(411a)에 인접하여 전원 장치 본체(4)의 아래쪽으로 연장된, 갈고리 모양의 훅(hook)(411b)을 가지고 있다. 그리고, 이들 탭(414, 411a) 및 훅(411b)은 협지판(411L)에도 설치되어 있다.
또한, 협지판(411R)의 전원 장치 본체(4)의 정면 측에 위치하는 에지에, 탭(412a)이 돌출되도록 형성되고, 탭(412a)에는, 종렬(縱列)로 배열된 한 쌍의 관통 구멍(413a)이 개구되어 있다. 한편, 협지판(411L)의 에지에도, 탭(412a)과 정면으로 대향하도록 탭(412b)이 형성되고, 탭(412b)에는 관통 구멍(413b)이 개구되어 있다. 그리고, 탭(412a)은 탭(412b)보다 면적이 크고, 따라서 탭(412b)은 탭(412a)의 일부에만 대향하고 있다.
또한, 협지판(411R)의 주면 상으로서 전원 장치 본체(4)의 상면 가까이의 에지에 인접한 위치에는, 관통 구멍(415a, 415b)이 개구되어 있고, 협지판(411R)의 주면상으로서 전원 장치 본체(4)의 바닥면 가까이의 에지에 인접한 위치에는, 관통 구멍(415c, 415d)이 개구되어 있다. 또한, 관통 구멍(415b, 415d)은 전원 장치 본체(4)의 정면 가까이에 위치하고 있고, 관통 구멍(415a, 415c)은 전원 장치 본체(4)의 이면 가까이에 위치하고 있다.
마찬가지로, 협지판(411L)의 주면 상으로서 전원 장치 본체(4)의 상면 가까이의 에지에 인접한 위치에는 관통 구멍(416a, 416b)이 개구되어 있다. 또한, 협지판(411L)의 주면 상으로서 탭(412b) 가까이의 에지에 인접한 위치에는 관통 구멍(416d)이 개구되어 있고, 제1 빔 부재(417)의 근원에 인접한 위치에는 관통 구멍(416c)이 개구되어 있다.
다음에, 제1 빔 부재(417)는 전원 장치 본체(4)의 상면 가까이에 설치된 평판형의 빔 부재(417a), 및 전원 장치 본체(4)의 바닥면 가까이에 설치된 평판형의 빔 부재(417b)로 구성되어 있다. 또한, 빔 부재(417a) 및 빔 부재(417b)의 표면에는, 연장 방향을 따른 타원형의 볼록부(417a1) 및 볼록부(417b1)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 볼록부(417a1, 417b1)는 강판의 압연에 의해 형성되어 있고, 따라서 도시하지 않은 그 이면은 반전 형상으로서의 오목부가 되어 있다.
또한, 빔 부재(417a)의 중앙으로서 스택(5)의 상면에 평행한 면 위로 돌출되도록 탭(418)이 형성되고, 탭(418)에는 관통 구멍(418a)이 개구되어 있다.
이상과 같은 구성을 가지는 조전지 유지 기구(410)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 바닥면 측에 제2 빔 부재(420)와 더 결합된다.
제2 빔 부재(420)는, 그 양단에, 조전지 유지 기구(410)의 탭(411a)과 대향하는 탭(423)을 가지고 있다. 그리고, 전술한 너트(411a1)와 연통하는 관통 구멍(422)은 이 탭(423) 상에 개구되어 있다. 또한, 탭(423) 상에는, 조전지 유지 기구(410)의 훅(411b)에 대응한 슬릿(slit)(424)이 개구되어 있다.
또한, 제2 빔 부재(420)의 주면(421)의 표면에는, 제1 빔 부재(417)의 볼록부(417a1, 417b1)에 평행한, 타원형의 오목부(421a)가 형성되어 있다. 오목부(421a)도 강판의 압연(壓延)에 의해 형성되므로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 그 이면은 반전 형상으로서의 볼록부로서 표면으로부터 돋아져 있다.
조전지 유지 기구(410)와 제2 빔 부재(420)의 결합은, 다음과 같이 행한다. 즉, 조전지 유지 기구(410)의 훅(411b)을 제2 빔 부재(420)의 슬릿(424)에 삽입하고, 너트(411a1)와 관통 구멍(422)이 일치하도록 탭(411a)과 탭(423)을 슬라이딩시킨다. 이로써, 훅(411b)의 갈고리 부분이 슬릿(424)에 끼워 맞춰져, 조전지 유지 기구(410)와 제2 빔 부재(420)의 결합이 완성된다.
여기서, 인접하는 제1 빔 부재(417)와 제2 빔 부재(420)가 이루는 각은, 직각이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 조전지 유지 기구(410)와 제2 빔 부재(420)가 결합되어 이루어지는 조전지 유지 기구(460)는, 한 쌍의 협지판(411R, 411L), 제1 빔 부재(417), 및 제2 빔 부재(420)의 주면(421)에 의해 형성되는 내벽을 가진다. 그리고, 제1 빔 부재(417) 및 제2 빔 부재(420)가 협지판(411R, 411L)의 인접하는 에지에 접속되어 있음으로써, 인접하는 2면이 개방된 외형 6면체의 바스켓 형태의 형상을 가진다.
조전지 유지 기구(460)의 내벽에 단전지(50)를 배열함으로써, 도 9에 나타낸 바와 같이, 스택(5)이 구성된다. 스택(5)의 정면을 구성하는 단전지(50)의 상면(51)에는, 음양의 전극 단자(510)에 더하여, 이 음양의 전극 단자(510) 사이에 위치하는 안전 밸브(530)가 설치되어 있다. 도 9는 실시예에 따른 조전지 유지 기구(460)의 구성을 나타낸 사시도이다.
여기서, 도 10a 및 도 10b에 조전지 유지 기구(460) 내에서의 단전지(50)의 배치의 상태를 나타낸다. 도 10a 및 도 10b는, 실시예에 따른 조전지 유지 기구(460) 내에 배치되는 단전지(50)를 나타낸 사시도이다.
도 10a에 나타낸 바와 같이, 단전지(50)는, 측면(52)의 한쪽이 제2 빔 부재(420)에 대향하고, 바닥면이 제1 빔 부재(417)에 대향하도록 하여, 조전지 유지 기구(460) 내에 탑재된다. 이로써, 전극 단자(510)가 설치된 상면(51) 전체가 스택(5)의 측면으로서, 측면(52) 외의 다른 쪽이 스택(5)의 상면으로서, 각각 노출되게 된다.
다시 도 9를 참조하면, 조전지 유지 기구(460) 내에 단전지(50)를 배열하기 위해 탑재할 때, 그 배열 방향을 따른 방향(도면 중 X축 방향)에는, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)이 설치되어 있다. 또한, 아래쪽 방향(도면 중 음의 Y축 방향)에는 제2 빔 부재(420)가 형성되어 있고, 깊이 방향(도면 중 양의 Z축 방향)에는 제1 빔 부재(417)가 설치되어 있다.
그러므로, 이들 한 쌍의 협지판(411R, 411L)과 제1 빔 부재(417)와 제2 빔 부재(420)에 의해, 단전지(50)의 동작 및 자세는 공간 내를 직교하는 세 방향 중 어느 방향으로도 규제된다. 따라서, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)의 간격을 단전지(50)의 치수 및 배열 수에 맞추어 설정함으로써, 조전지 유지 기구(460)는 단전지(50)의 가(假)고정을 용이하게 행할 수 있어, 스택(5)의 제작 작업을 간략화할 수 있게 된다.
또한, 스택(5)을 구성하는 단전지(50) 사이에는, 예를 들면, 실리콘 고무제의, 탄성력을 가지는 완충재(5a)가 삽입되어 있어, 후술하는 단전지(50)끼리의 체결에 의해 단전지(50)에 과잉 응력이 가해지는 것을 방지하고 있다. 그리고, 완충재(5a)는 개별적으로 두께를 달리하거나, 또는 삽입되는 수를 달리함으로써, 스택(5)의 가로 폭을 조정하는 기능을 가진다. 이로써, 조전지 유지 기구(460) 또는 단전지(50)의 공차, 오차를 흡수하여, 조전지 유지 기구(460) 내에 스택(5)을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
다음에, 스택(5)을 수납한 상태인 조전지 유지 기구(460)에는, 스택(5)의 상면 측에, 제3 빔 부재(430)가 장착된다. 도 11 및 도 12는 실시예에 따른 조전지 유지 기구(460) 및 제3 빔 부재(430)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 제3 빔 부재(430)는, 그 양단에 조전지 유지 기구(460)의 탭(414)과 대향하는 탭(431)을 가지는 판형의 부재이며, 탭(431) 상에는 관통 구멍(432)이 개구되어 있다. 또한, 제3 빔 부재(430)의 표면에는, 제1 빔 부재(417) 및 제2 빔 부재(420)와 마찬가지로, 타원형의 볼록부(430a)가 형성되어 있다. 볼록부(430a)도 강판의 압연에 의해 형성되므로, 도 11에 나타낸 그 이면은 반전 형상으로서의 오목부가 되어 있다.
제3 빔 부재(430)와 조전지 유지 기구(460)의 결합은, 탭(431)과 탭(414)을 중첩하여, 관통 구멍(432) 및 관통 구멍(414a)을 통하여 볼트(433)를 체결함으로써 행한다. 그리고, 탭(414)의 도시하지 않은 이면에는, 관통 구멍(414a)과 동축의 너트가 고정되어 있고, 이로써 볼트(433)가 체결된다.
여기서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제3 빔 부재(430)의 고정 위치는 한 쌍의 협지판(411R, 411L)의 위쪽의 에지이며, 제2 빔 부재(420)의 고정 위치는 한 쌍의 협지판(411R, 411L)의 아래쪽의 에지이다. 즉, 제2 빔 부재(420)와 제3 빔 부재(430)는 정면으로 대향하고, 그 사이에 스택(5)을 끼워 넣고 있다.
이로써, 스택(5)을 구성하는 단전지(50)는, 상면(51) 이외의 모든 면이 조전지 유지 기구의 각 부에 의해 덮이고, 바닥면으로부터 상면(51)을 향하는 직선 방향(도면 중 음의 Z축 방향) 이외의 방향에서의 이동이 규제된다. 따라서, 스택(5)은 단전지(50)를 유지한 상태로 도면 중 Y축 주위 또는 Z축 주위에 360°자세를 변화시킬 수 있고, 도면 중 X축 주위에서도, 단전지(50)의 상면(51)이 양의 Y축 방향을 향하도록 180°자세를 변화시킬 수 있어, 취급이 자유로워 진다. 특히, 단전지(50)의 상면(51), 스택(5)의 이면 및 협지판(411R, 411L)이 스택(5)의 상면에 되도록 스택(5)을 이동시킬 수 있어, 후술하는 각 부재의 장착 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 제1 빔 부재(417)를 가지는 조전지 유지 기구(410), 제2 빔 부재(420), 및 제3 빔 부재(430)을 차례로 조립하여 구성되는 조전지 유지 기구(460)를 사용함으로써, 스택(5)을 구성하는 단전지(50)의 위치를 배열 방향과 직교하는 방향마다 규제할 수 있다. 따라서, 별도 지그(jig) 없이도 스택(5)의 외형을 유지하여, 조전지 제작 시의 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 경량이며 얇은 판형의 금속판을 사용하여 스택의 외형을 유지할 수 있기 때문에, 종래의 조전지보다 소형화, 경량화하는 것이 가능해진다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 조전지 유지 기구(460)는 조전지 유지 기구(410) 단일체, 또는 조전지 유지 기구(410)와 제2 빔 부재(420) 또는 제3 빔 부재(430) 중 어느 한쪽과의 조합으로 실시해도 되며, 이 구성이라도 조전지 제작 시의 작업성은 확보된다.
또한, 조전지 유지 기구(410)는, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)과 제1 빔 부재(417)가 1장의 금속판을 압연, 굴곡시킴으로써 형성되는 것으로 하였으나, 조전지 유지 기구(410)는, 협지판(411R)과 협지판(411L)과 제1 빔 부재(417)가 별개의 부재로서 용접 등에 의해 결합된 태양으로서 실현해도 된다. 그리고, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)과 제1 빔 부재(417)를, 1장의 금속판을 굴곡시켜 형성하는 것으로 하면, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)과 제1 빔 부재(417)를 용이하게 제조할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 인접하는 제1 빔 부재(417)와 제2 빔 부재(420)가 이루는 각은 직각인 것으로 하였으나, 이것은 조전지 유지 기구(410) 상에 배치되는 조전지(470)의 형상이 6면체인 것에 기초한 것으로서, 제1 빔 부재(417)와 제2 빔 부재(420)가 이루는 각은 배치되는 조전지의 외형에 대응한 임의의 각도라도 된다.
또한, 볼록부(417a1, 417b1), 오목부(421a) 및 볼록부(430a)는, 모두 부재의 연장 방향을 따른 타원 형상으로 하였으나, 원 형상, 직사각형 등 임의의 형상이라도 되고, 개수도 임의의 개수라도 된다.
또한, 볼록부(417a1, 417b1), 오목부(421a) 및 볼록부(430a)는, 모두 부재의 한쪽 면에 있어서 볼록면, 다른 쪽 면에 있어서 그 반전 형상으로서의 오목면을 가지는 것으로 하였으나, 그 한쪽 면에 있어서 오목면, 그 다른 쪽 면에 있어서 볼록면인 구성으로 해도 된다. 수납 용기의 내벽과 접촉하는 부재의 표면을 볼록면으로 한 경우에는, 수납 용기의 용기 본체(2)와의 접촉 면적을 삭감할 수 있어, 용기 본체(2)가 받는, 전원 장치 본체(4)의 동작에 따른 발열의 영향을 완화할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 한편, 표면을 오목면, 이면을 볼록면으로 한 경우에는, 스택(5)과 조전지 유지 기구와의 접촉 면적을 삭감할 수 있어, 스택(5)의 발열이 전원 장치 본체(4)의 다른 부분에 미치는 영향을 완화할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 스택(5)의 출력, 전원 장치(1)의 용도 등에 따라, 요철의 배치를 구분하여 사용할 수 있게 되어, 더욱 바람직하다.
[조전지의 구성]
다음에, 조전지 유지 기구(460)에 의해 유지된 스택(5)을 체결하여 조전지를 완성하기 위한 구성에 대하여 설명한다.
도 13∼도 16은 실시예에 따른 조전지의 구성을 설명하기 위한 사시도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 스택(5)을 유지하는 조전지 유지 기구(460)의 정면에, 하네스 트레이((harness tray)(450)가 중첩된다.
하네스 트레이(450)는, 와이어 하네스(wire harness)를 유지하는 트레이이며, 그 외형이 스택(5)의 정면 전체에 대응한 직사각형의 절연 부재이다. 구체적으로는, 하네스 트레이(450)는 합성 수지제의 판형 부재로서, 그 표면에는 스택(5)의 정면에 설치된, 단전지(50)의 전극 단자(510)를 외부에 노출시키기 위한 창(454), 및 안전 밸브(530)를 외부에 노출시키기 위한 창(451)이 각각 설치되어 있다. 즉, 복수의 단전지(50)의 전극 단자(510) 각각에 대응하여 복수의 창(454)이 형성되어 있고, 복수의 단전지(50)의 안전 밸브(530) 각각에 대응하여 복수의 창(451)이 설치되어 있다.
또한, 하네스 트레이(450)의 표면상에 있어서, 창(451)과 창(454) 사이에는, 후술하는 와이어 하네스를 구속, 고정하기 위한 고정 갈고리(453)가 설치되어 있다. 여기서, 고정 갈고리(453)는, 스택(5)의 측면에서 보아, 일부에 간극이 형성된 원환형의 부재이다.
또한, 인접하는 창(454)의 사이에는, 트레이 주면으로부터 크게 돌출된 키 높은 가로장(crosspiece)(455a)과, 트레이 주면과 대략 동일한 두께의 키 낮은 가로장(455b)이 형성되어 있고, 키 높은 가로장(455a)과 키 낮은 가로장(455b)의 배치는, 스택(5)을 구성하는 단전지(50)의 접속 위치에 대응하고 있다.
또한, 창(451)의 하단 및 상단에는, 하네스 트레이(450)에 대하여 직립하는 제1 돌기부인 리브(452a) 및 제2 돌기부인 리브(452b)가 각각 설치되어 있다. 리브(452a) 및 리브(452b)는 스택(5)의 배열 방향을 따라 배열되고, 한 쌍의 가이드를 형성하고 있다.
다음에, 도 14에 나타낸 바와 같이, 하네스 트레이(450)가 스택(5)의 정면에 중첩된 상태에서, 버스바(520)가 인접하는 단전지(50)의 다른 극의 전극 단자(510)끼리를 접속한다. 이때, 버스바(520)는 키 낮은 가로장(455b)을 걸치도록 하네스 트레이(450)에 중첩되고, 인접하는 버스바(520) 사이에는 키 높은 가로장(455a)이 위치하여, 버스바끼리의 단락을 방지하도록 하고 있다.
또한, 고정 갈고리(453)의 간극에는, 와이어 하네스(8a, 8b)가 각각 장착된다. 와이어 하네스(8a, 8b)는 제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7) 사이의 신호선 등을 포함하는 하네스이다.
또한, 하네스 트레이(450)가 중첩된 상태에서, 리브(452a) 및 리브(452b)는, 스택(5)의 측면에서 볼 때, 조전지 유지 기구(460)의 탭(412a, 412b)을 협지하는 듯한 레이아웃으로 배치된다.
다음에, 도 15에 나타낸 바와 같이, 조전지 유지 기구(460)의 탭(412a)과 탭(412b) 사이에는, 체결 부재(440)가 배치된다. 그리고, 체결 부재(440)는 탭(412a, 412b) 각각과 체결 고정됨으로써, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)에 고정된다. 즉, 체결 부재(440)는, 강판을 상자형으로 가공하여 이루어지는 봉형의 부재이며, 그 단면(端面)(442a)에서 탭(412a) 및 탭(412b)의 내측과 면 접촉한다. 또한, 단면(442a)에는 관통 구멍(442a1)이 개구되어 있고, 탭(412a)의 관통 구멍(413a)과 함께 볼트(440a)가 삽입, 체결된다. 도면에서는, 사각(死角)에 위치하는 다른 쪽의 단면도 동일한 구성을 가진다.
이로써, 도 16에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)는 배열된 복수의 단전지(50)의 배열 방향을 따라, 그 복수의 단전지(50) 각각과 대향하여 배치되고, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)에 고정되어 복수의 단전지(50)를 체결한다.
그리고, 스택(5)을 구성하는 단전지(50)는, 상면(51)을 포함하는 각 면이 조전지 유지 기구의 각각의 빔 부재 및 체결 부재(440)에 의해 덮인다. 또한, 조전지 유지 기구(460)의 한 쌍의 협지판(411R, 411L)은, 볼트(440a)가 조임 토크(tightening torque)에 따른 힘으로 스택(5)을 눌러 접촉시킨다. 이로써, 스택(5)은 일정한 체결압으로 유지되고, 전원 장치(1)의 경시(經時) 사용에 따른 단전지(50)의 팽창압에 저항하여, 그 외형이 유지되고, 조전지(470)를 완성한다.
또한, 하네스 트레이(450)는 체결 부재(440)와 복수의 단전지(50) 사이에 설치된다. 그리고, 하네스 트레이(450)의 표면에는, 체결 부재(440) 중 적어도 한쪽 면에 인접하고 또한 상기 측면을 따라 배치되고 체결 부재(440)를 향해 돌출되는 돌기부인 리브(452a, 452b)가 형성되어 있다.
여기서, 리브(452a)는, 단전지(50)의 체결 부재(440)와의 대향면이 연직 방향으로 평행하게 배치된 상태에서, 체결 부재(440)의 연직 방향 아래쪽의 측면에 인접하고, 또한 그 측면을 따라 배치되어 있다. 또한, 리브(452b)는, 그 대향면이 연직 방향으로 평행하게 배치된 상태에서, 체결 부재(440)의 연직 방향 위쪽의 측면에 인접하고, 또한 그 측면을 따라 배치되어 있다.
이상의 구성을 가지는 본 실시예는, 조전지(470)에 있어서, 하네스 트레이(450)가 리브(452a) 및 리브(452b)를 구비한 것을 특징으로 한다. 즉, 도 15에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 열을 이루는 리브(452a)와 리브(452b)는, 그 하네스 트레이(450) 상의 위치가 조전지 유지 기구(460)의 탭(412a) 및 탭(412b)의 위치에 따라 정해져 있고, 그 간격이 체결 부재(440)의 폭(스택(5)의 정면을 따른 방향의 치수)에 따라 정해져 있다. 따라서, 도 16에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)는, 리브(452a)와 리브(452b) 사이에 고정적으로 위치결정된 상태로, 조전지 유지 기구(460)에 체결되게 된다.
이와 같이, 리브(452a)와 리브(452b)를 구비한 하네스 트레이(450)을 사용함으로써, 체결 부재(440)는 별도 지그를 필요로 하지 않고, 용이하게 조전지 유지 기구(460)의 한 쌍의 협지판(411R, 411R)에 가고정할 수 있기 때문에, 조전지(470)의 제작에 요하는 시간을 단축하고, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 체결 부재(440)의 아래쪽의 측면에 따르도록 제1 돌기부인 리브(452a)가 형성되어 있기 때문에, 리브(452a)를 사용하여, 체결 부재(440)를 간단하고 용이하게 배치할 수 있다. 또한, 체결 부재(440)의 위쪽의 측면에 따르도록 제2 돌기부인 리브(452b)가 더 형성되어 있기 때문에, 리브(452a, 452b)로 체결 부재(440)의 상하의 측면을 끼우듯이 함으로써, 체결 부재(440)를 간단하고 용이하게 배치할 수 있다.
또한, 완성한 조전지(470)는, 경량이며 얇은 판형의 금속판을 사용한 조전지 유지 기구에 의해 스택(5)을 체결할 수 있기 때문에, 종래의 조전지보다 소형화, 경량화하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기한 설명에서는, 하네스 트레이(450)에 배치되는 리브로서, 리브(452a) 및 리브(452b), 2열로 구성되는 것으로 하였으나, 어느 한쪽의 리브 1열만을 구비한 구성으로 해도 된다. 이 경우는, 스택(5)을 옆으로 쓰러 뜨려 하네스 트레이(450)를 위로 향하게 하여 작업을 행하는 경우에 바람직하다. 또한 아래쪽의 리브(452a)만으로 구성한 경우에는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 스택(5)의 정면에서 작업을 하는 경우에도 체결 부재(440)를 걸어 탈락을 방지할 수 있어, 더욱 바람직하다.
또한, 각각의 단전지(50)에 대응하여 리브(452a) 및 리브(452b)가 1세트씩 배치되는 구성으로 하였으나, 단전지(50)마다 리브(452a) 또는 리브(452b)를 번갈아 설치한 지그재그 배치로 해도 된다. 적어도 하네스 트레이(450) 전체에 대하여 리브(452a) 및 리브(452b)가 한 쌍 있으면 효과를 얻을 수 있다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다. 조전지 유지 기구(410)는, 한 쌍의 협지판(411R, 411R)의 에지로부터 돌출된 탭(412a, 412b)을 가지고, 체결 부재(440)는 이 탭 사이에서 체결되는 것으로 하였으나, 이 탭을 생략하여, 협지판에 직접 관통 구멍을 개구하고, 체결 부재를 끼워 넣는 구성으로 해도 된다. 단, 탭을 설치한 구성으로 한 경우, 협지판 자체를 소형화하여, 조전지의 경량화가 실현되어, 더욱 바람직하다.
또한, 체결 부재(440)는 강판을 상자형으로 가공하여 이루어지는 봉형의 부재인 것으로 하였으나, 무구(無垢)한 금속 봉 등에 의해 실현해도 되고, 그 구체적인 구성에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 조전지(470)는 단전지(50)의 상면(51)을 정면으로서 가지는 것으로 하였으나, 단전지의 상면과 조전지의 상면이 일치하는 태양이라도 된다.
[체결 부재의 구성]
다음에, 조전지 유지 기구(460)에 의해 유지된 스택(5)을 체결하여 조전지(470)를 완성시키기 위한 체결 부재의 구성에 대하여, 설명한다.
도 17a∼도 18b는 실시예에 따른 조전지(470)에 사용되는 체결 부재(440)의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
먼저, 도 17a 및 도 17b에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)는 강판을 상자형으로 가공하여 이루어지는 봉형의 부재로서, 도 15에 나타낸 한쪽의 단면(442a)과 마찬가지로, 다른 쪽의 단면(442b)에는 관통 구멍(442b1)이 개구되어 있다. 또한, 관통 구멍(442b1)의 상부에는, 단면(端面)이 개구를 형성하는 원통 형상의 토출단(441)이 설치되어 있다.
또한, 도 17a에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)의 내부에는 공동(空洞)이 형성되어 있고, 스택(5)의 정면과 대향하는 주면(443) 상에는, 부재 내부와 연통하는 외형 원형의 개구(444)가 설치되어 있다. 그리고, 복수의 단전지(50) 중 적어도 1개의 단전지(50)는 체결 부재(440)와의 대향면에 안전 밸브(530)을 가지고 있고, 개구(444)는 하네스 트레이(450)의 창(451)을 통하여 단전지(50)의 안전 밸브(530)에 정면으로 대향한다. 여기서는, 모든 단전지(50)가 체결 부재(440)와의 대향면에 안전 밸브(530)를 가지고 있고, 각각의 안전 밸브(530)에 대응하여 개구(444)가 형성되어 있다.
또한, 개구(444)의 주위에는 합성 고무 등으로 제작된 환형의 패킹(335)이 설치되어 있다. 이 패킹(335)은 체결 부재(440)가 조전지 유지 기구(460)에 체결된 상태에서, 안전 밸브(530)의 주위를 밀봉한다. 또한, 토출단(441)도 체결 부재(440)의 내부와 연통하고 있다.
그리고, 도 15에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)의 단면(442a)의 이면에는 관통 구멍(442a1)과 동축인 너트(442a2)가 고정되어 있고, 이로써 볼트(440a)가 체결된다. 동일한 구성은 다른 쪽의 단면(442b)에도 설치되어 있다.
이상의 구성을 가지는 본 실시예는, 체결 부재(440)가 중공으로서, 개구(444)에서부터 토출단(441)까지 연통하는 공동을 가지는 것을 특징으로 한다.
조전지(470)을 구성하는 단전지(50)로서 리튬 이온 2차 전지와 같은 비수 전해질 2차 전지를 이용한 경우, 전원 장치(1)의 사용에 따른 과충전 등의 원인으로 단전지(50)의 하우징에 밀봉된 전해액이 분해되어, 단전지(50)의 하우징 내에 가스가 발생한다. 또한, 하우징에 수납된 극판(極板)도 활물질층이 팽창함으로써 팽창한다. 단전지(50)에서는, 이들 가스의 발생 및 극판의 팽창에 기인하는 하우징의 변형, 파손을 방지하기 위해서, 하우징 내부의 압력이 미리 설정된 소정 값을 초과한 경우에 안전 밸브(530)가 개방되고, 가스를 하우징 외부로 방출한다.
본 실시예에서는, 상기한 구성으로 함으로써, 이 단전지(50)로부터 방출된 가스를 전원 장치(1)의 외부로 도출하기 위한 배관이, 스택(5)을 체결하기 위한 체결 부재(440)와 일체로 되어 있다. 즉, 안전 밸브(530)로부터 개방된 가스는, 개구(444)로부터 체결 부재(440) 내에 분출되고, 토출단(441)으로부터 배출된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 토출단(441)은 수지제의 배출관(442)에 접속되어 있고, 가스는 다시 배출관(442)을 통해 전원 장치(1)의 외부로 배출된다. 체결 부재(440)는, 본래의 기능으로서 스택(5)의 변형을 억제할 만큼의 기계적 강도를 구비하고 있고, 배관으로서도 경시적인 변화에 저항하는 내구성을 구비하고 있다.
또한, 전극 단자(510)를 가지는 상면(51)이 옆으로 쓰러져 배열된 단전지(50)의 상면(51)에 대향하여 체결 부재(440)가 배치된 경우, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 단전지(50)에서, 전해액의 분해에 의해 가스가 발생해 내압이 상승하여 안전 밸브(530)가 개구된 경우, 동시에 안전 밸브(530)로부터 전해액도 토출하는 경우가 있다. 본 실시예에서는, 그와 같은 경우에도, 토출한 전해액은 체결 부재(440) 내에 모이게 되고, 부주의하게 전해액이 스택(5) 밖으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 조전지의 부품수의 삭감, 중량의 경감을 실현하고, 생산성이 우수하고, 소형화, 고기능의 조전지 및 이를 사용한 전원 장치를 제공할 수 있게 된다.
그리고, 상기한 설명에서는, 체결 부재(440)는 중공의 상자형으로 하였으나, 도 18a에 나타낸 바와 같이, 그 내벽에 관련하여, 스택(5)에 정면으로 대향하여 평행면을 이루는 측의 내벽(440y)의 두께가, 그 평행면에 대하여 직교하는 폭 방향의 내벽(440x)의 두께보다 크도록 하는 것이, 더욱 바람직하다. 이로써, 볼트(440a)의 체결 방향에 수직인 방향에서의 부재의 단면적을 증대시켜 체결 방향에서의 강도를 확보하고, 또한 공동의 크기를 확보하여 가스 배출관으로서의 성능을 높일 수 있다.
또한, 도 18b에 나타낸 바와 같이, 체결 부재(440)의 내벽에, 길이 부분을 따라 연장되고, 단면(442a, 442b)의 이면에까지 도달하는 리브(440z1, 440z2)를 설치한 구성으로 해도 되고, 도 18a의 구성예와 마찬가지로, 체결 방향에서의 내구성을 높일 수 있다. 그리고, 도면 중에서 리브(440z1, 440z2)는 체결 부재(440)의 상하 내벽에 각각 설치하는 것으로 하였으나, 어느 한쪽이라도 되고, 또한 체결 부재(440)의 전후 내벽 중 적어도 어느 한쪽에 설치해도 된다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다.
체결 부재(440)는 상자형의 외형을 가지는 것으로 하였으나, 단전지(50)의 안전 밸브(530) 및 커버부(3)와 연통시키는 공동을 가지는 것이면, 원통 형상, 기타 임의의 형상이라도 된다. 또한, 단전지(50)의 안전 밸브(530)의 외형 및 이에 대응한 체결 부재(440)의 개구(444)의 형상도, 원 형상 외에, 직사각형 등 임의의 형상이라도 된다.
또한, 조전지 유지 기구(410)는, 한 쌍의 협지판(411R, 411R)의 에지로부터 돌출된 탭(412a, 412b)을 가지고, 체결 부재(440)는 이 탭(412a, 412b)들 사이에서 체결되는 것으로 하였으나, 탭(412a, 412b)을 생략하여, 협지판(411R, 411R)에 직접 관통 구멍을 개구하고, 체결 부재(440)를 끼워 넣는 구성으로 해도 된다. 단, 탭(412a, 412b)을 설치한 구성으로 한 경우, 협지판(411R, 411R) 자체를 소형화하여, 조전지(470)의 경량화가 실현되어, 더욱 바람직하다.
또한, 상기한 설명에서는, 체결 부재(440)의 단면(442b)은, 위쪽에 토출단(441)을 구비하고, 아래쪽에 관통 구멍(442b1)를 구비한 구성으로 하였으나, 토출단(441)을 체결 부재(440)의 측면에 설치하고, 단면(442b)의 형상을 단면(442a)과 동일하게 해도 된다. 이 경우, 조전지 유지 기구(410)의 한 쌍의 협지판(411R, 411R)의 형상을, 탭의 형상을 포함하여 좌우 대칭으로 할 수 있어, 조전지 유지 기구의 생산성을 높이고, 또한, 스택(5)의 체결을 체결 부재(440)의 양단에서 양호한 밸런스로 행할 수 있다.
또한, 토출단(441)은 탭(412b)에 인접하는 구성으로 하였으나, 탭(412b)에 관통 구멍 또는 간극을 설치하고, 이것을 통과하여 돌출되는 구성으로 해도 된다. 단면(442b)의 토출단(441) 근방의 면도 탭(412b)에 면 접촉하게 되어, 이 경우에도 스택(5)의 체결을 체결 부재(440)의 양단에서 양호한 밸런스로 행할 수 있다.
또한, 조전지(470)는 단전지(50)의 상면(51)을 정면으로서 가지는 것으로 하였으나, 단전지의 상면과 조전지의 상면이 일치하는 태양이라도 된다.
또한, 조전지(470)에서는, 하네스 트레이(450)를 생략한 태양이어도 된다.
[관리 회로(전기 디바이스)의 배치]
다음에, 조전지(470)를 충방전 가능한 전원 장치로서 기능하게 하기 위한 관리 수단인 관리 회로(전기 디바이스)의 배치에 대하여, 설명한다.
도 19 및 도 20은 실시예에 따른 전원 장치의 관리 회로(전기 디바이스)의 배치를 설명하기 위한 사시도이다.
먼저, 도 19에 나타낸 바와 같이, 조전지(470)의 우측면인 협지판(411R) 상에, 제어 회로(6)가 배치된다. 이때, 제어 회로(6)와 협지판(411R)의 접속은, 도 19 및 도 6 등에 나타낸, 협지판(411R) 상에 설치된 관통 구멍(415a, 415b, 415c, 415d)을 통하여 이루어진다. 또한, 제어 회로(6)와 조전지(470)의 전기적 접속은, 스택(5)의 음극의 전극 단자(511b)에 관통 구멍(610a)을 통하여 접속 부재(610)가 접속됨으로써 이루어진다.
동일하게 하여, 도 20에 나타낸 바와 같이, 조전지(470)의 좌측면인 협지판(411L) 상에, 릴레이 회로(7)가 배치된다. 릴레이 회로(7)와 협지판(411L) 접속은, 도 20 및 도 6 등에 나타낸 협지판(411L)의 관통 구멍(416a∼416d)을 통하여 이루어진다. 또한, 릴레이 회로(7)와 조전지(470)의 전기적 접속은, 스택(5)의 양극의 전극 단자(511a)에 관통 구멍(710a)을 통하여 접속 부재(710)가 접속됨으로써 이루어진다.
여기서, 관통 구멍(415a∼415d)은, 도 19 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 협지판(411R) 상에, 펀칭에 의해 형성된 반구형의 돌기(415a1∼415d1) 상에 개구되어 있다. 또한, 관통 구멍(415a∼415d)의 주위에는, 합성 고무제의 환형의 패킹(415a2∼415d2)이 각각 설치되어 있다. 그리고, 협지판(411L)의 관통 구멍(416a∼416d)에 대해서도 동일한 구성을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 돌기(415a1∼415d1)는, 협지판(411R)의 이면으로서 스택(5)의 측면과 대향하는 측에, 반전 형상으로서의 오목부를 가지고, 그 움푹 패인 곳에 제어 회로(6) 측의 볼트를 체결하기 위한 너트가 고정되어 있다. 그리고, 도 6에는, 협지판(411L)의 이면으로서 이 오목부의 구성 및 대응하는 너트(416a3∼416d3)를 나타낸다.
한편, 제어 회로(6)는, 도 21의 분해 사시도에 나타낸 바와 같이, 합성 수지제의 기대(基臺)(620)에, 회로 소자(631)가 실장(實裝)된 회로 기판(630)이 장착되어 이루어지는 구성을 가지고 있다. 그리고, 기대(620)의 하단에 설치된 볼트(640a, 640b), 및 기대(620) 위쪽에 설치된 볼트(640c)와 또 하나의 볼트(도면 중에는 회로 기판(630)에 의해 사각(死角)이 되어 표시되지 않음)에 의해, 관통 구멍(415d, 415c, 415b, 및 415a)에 각각 접속 가능해진다. 그리고, 도 21은 실시예에 따른 전원 장치(1)의 제어 회로(6)의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
마찬가지로, 릴레이 회로(7)도, 도 22의 분해 사시도에 나타낸 바와 같이, 합성 수지제의 기대(720)에, 릴레이 본체(730)가 장착되어 이루어지는 구성을 가지고 있다. 그리고, 기대(720)의 우측면에 설치된 볼트(740a, 740b), 및 좌측면에 설치된 볼트(740c)와 또 하나의 볼트(도면 중에는 기대(720)에 의해 사각이 되어 표시되지 않음)에 의해, 관통 구멍(416b, 416d, 416c, 416a)에 각각 접속 가능해진다. 그리고, 도 22는 실시예에 따른 전원 장치(1)의 릴레이 회로(7)의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
이상의 구성을 가지는 본 실시예는, 전술한 관통 구멍을 사용하여, 제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7)의, 조전지(470)의 측면 상에서의 고정 위치를 그 측면의 중심으로부터 편심시켜 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 제어 회로(6)와 협지판(411R)의 접속을 예로 들어 설명을 행한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(415a, 415b)은 협지판(411R)의 상면 가까이의 에지에 인접하여 횡렬(橫列)을 형성하고 있다. 또한, 관통 구멍(415b, 415d)은 협지판(411R)의 탭(412a) 가까이의 에지에 인접하여 종렬을 형성하고 있다. 또한, 관통 구멍(415d, 415c)은 협지판(411R)의 바닥면 가까이의 에지에 인접하여 횡렬을 형성하고 있다. 또한, 관통 구멍(415c, 415a)은 협지판(411R)의 배면 가까이의 에지에 인접하여 종렬을 형성하고 있다.
제어 회로(6)는, 이들 종렬 또는 횡렬을 구성하는 2개의 관통 구멍에 대하여, 그들에 대응하는 볼트를 체결하여 고정되고, 나머지 2개의 관통 구멍에 대해서는, 그들에 대응하는 볼트의 체결을 생략하거나, 또는 약한 조임 토크로 체결하여, 기대(620)가 그 체결 위치 근방에서는 요동 가능한 상태로 고정된다.
이것은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 과충전 등의 원인에 의해 단전지(50)의 내압이 상승하여 스택(5)이 팽창하여 조전지 유지 기구(410)의 외형에 변형이 생기는 경우, 그 변형은 한 쌍의 협지판(411R, 411L) 상의 중앙에서부터, 스택(5)의 배열 방향을 따라 바깥쪽을 향하는 방향에 가장 크게 나타날 것으로 생각된다. 외형 직사각형인 협지판(411R)은, 그 에지가 제1 빔 부재(417), 제2 빔 부재(420), 제3 빔 부재(430) 및 체결 부재(440)에 의해 구속되어 있어, 변형의 영향을 쉽게 받지 않기 때문이다.
그리고, 협지판(411R)의 표면이 중심(O)에서 돌출되도록 변형된 경우, 협지판(411R)의 중앙에 위치하는 제어 회로(6)에는, 협지판(411R)의 변형에 따른 응력이 가해지게 된다.
이때, 도 23a의 모식도에 나타낸 바와 같이, 제어 회로(6)가 협지판(411R)의 중앙(O)에 걸치도록 볼트(415a, 415d)로 고정되어 있는 경우, 도 23b에 나타낸 바와 같이, 제어 회로(6)가 중앙(O)이 들려 올라짐으로써, 기대(620) 또는 회로 기판(630)의 변형, 파손, 또는 제어 회로(6)의 협지판(411R) 표면으로부터의 탈락 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 그리고, 도 23a∼도 23c는, 실시예에 따른 전원 장치(1)의 제어 회로(6)의 배치를 설명하기 위한 모식도이다.
그래서, 본 실시예에서는, 제어 회로(6)는 협지판(411R) 표면의 중앙(O)에 걸치지 않도록, 상기 종렬 또는 횡렬에 따라 고정됨으로써, 협지판(411R) 표면에 변형이 생긴 경우라도, 그 변형에 추종하여 기대(620)가 이동하도록 하고 있다.
도 23c에 나타낸 예는, 중앙(O)에 대하여 같은 쪽에 병렬되는 볼트(415a, 415b)(단, 볼트(415b)는 도시하지 않음)에 의해 고정한 경우의 상태를 나타낸 것이다. 이 예시와 같이, 제어 회로(6)의 종렬 또는 횡렬을 이루는 한 쌍의 볼트는 협지판(411R) 표면의 중앙(O)에 걸치지 있지 않기 때문에, 제어 회로(6)의 양단 중, 일단이 말하자면 자유단으로서 변위 가능하게 되어 있다.
이로써, 협지판(411R)이 변형될 때의 응력이 제어 회로(6)에 가해지는 것을 방지하여, 신뢰성이 높은 전원 장치(1)를 실현하고 있다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다. 상기한 설명에서는, 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)와, 협지판(411R) 또는 협지판(411L)의 고정 위치는, 협지판(411R) 또는 협지판(411L)의 중심에 걸치지 않도록 하는 것으로 하였다. 여기서, 상기 중심은 협지판(411R) 또는 협지판(411L)의 형상으로부터 정해도 되지만, 반드시 협지판(411R) 또는 협지판(411L)의 형상으로부터 정해지는 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 중심은, 협지판(411R) 또는 협지판(411L)에 이격 배치된 각 관통 구멍의 대각선의 교점을 포함하는 영역으로서 정의되는 것이라도 된다. 또한, 상기 중심은, 사전에 조전지(470)의 샘플을 제작한 공업 시험 또는 시뮬레이션 등에 의해 검출한, 변형이 가장 큰 곳으로서 정의되는 것이라도 된다.
또한, 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)는 중심만 고정되는 구성이라도 된다. 도 23b에 나타낸 바와 같이, 중심(O)만 고정된 경우라도, 협지판(411R) 또는 협지판(411L)이 변형될 때의 응력은 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)에 가해지지는 일이 없다.
또한, 협지판(411R) 또는 협지판(411L) 상에 배치되는 전기 디바이스는, 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)에 한정되지 않고, 스택(5)의 충방전과는 관계없는 동작을 행하는 회로 등이라도 된다.
따라서, 상기와 같은 레이아웃으로 관통 구멍(415a∼415d)을 적절히 취사 선택해 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 관통 구멍(415a∼415d) 중 1개의 관통 구멍만을 고정용으로 사용해도 된다.
[관리 회로(전기 디바이스)의 구성]
다음에, 전원 장치 본체(4)의 관리 수단인 관리 회로(전기 디바이스)를 구성하는 제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7)의 구성에 대하여 설명한다.
도 21의 분해 사시도를 다시 참조하여, 제어 회로(6)의 구성을 상세하게 설명한다.
제어 회로(6)는, 도 21에 나타낸 바와 같이, 합성 수지제(절연성 재료제)의 기대(620)에, 회로 소자(631)가 실장된 회로 기판(630)이 장착되어 있다. 또한, 회로 기판(630)의 주위에는, 기대(620)의 주면(621)으로부터 직립하는 벽체(622a, 622b, 622c)가 설치되어 있다. 또한, 벽체(622a, 622c)는 스택(5)의 정면에 대하여 직교하고, 벽체(622b, 622d)는 스택(5)의 정면에 대하여 평행이다. 즉, 벽체(622a∼622d)는 절연성 재료제이며, 전기 디바이스인 회로 기판(630)을 구성하는 부품의 측방에 배치되어 있다.
또한, 기대(620)의 위쪽에는, 전원 장치(1)의 전지 본체인 조전지(470)에 접속하기 위한 동 또는 알루미늄 또는 이들의 합금, 기타 도전성의 금속제의, 판형의 접속 부재(610, 640, 650)가 설치되어 있다. 조전지(470)의 음극 측의 전극 단자(511b)와 관통 구멍(610a)을 통하여 접속하는 접속 부재(610)는, 또한 접속 부재(610, 650)에 접속된다. 접속 부재(650)는, 후술하는 바와 같이 전원 장치 본체(4) 전체의 음극 단자(3b)와 접속하기 위한 부재이며, 단부에 체결용의 너트(650a)가 고정되어 있다.
다음에, 도 22의 분해 사시도를 다시 참조하여, 릴레이 회로(7)의 구성을 설명한다. 릴레이 회로(7)는, 도 22에 나타낸 바와 같이, 합성 수지제(절연성 재료제)의 기대(720)에, 한 쌍의 릴레이 본체(730)가 장착되어 있다. 릴레이 본체(730)의 주위에는, 제어 회로(6)와 마찬가지로, 기대(720)의 표면으로부터 직립하는 벽체가 설치되어 있다. 즉, 이 벽체는, 절연성 재료제이며, 전기 디바이스인 릴레이 회로(7)를 구성하는 부품의 측방에 배치되어 있다. 이들 벽체는, 스택(5)의 정면에 대하여 평행한 면을 이루는 벽체(722a), 스택(5)의 정면에 대하여 직교하는 면을 이루는 벽체(722b), 및 스택(5)의 정면에 대하여 비스듬히 교차하는 벽체(722c)가 조합되어 있다.
또한, 한 쌍의 릴레이 본체(730)는, 접속 부재(610)와 동일 소재의, 조전지(470)와 접속하기 위한 판형의 접속 부재(710, 711)를 가진다. 접속 부재(710)는 조전지(470)의 양극 측의 전극 단자(511a)와 관통 구멍(710a)을 통하여 접속하는 부재이다. 또한, 접속 부재(711)는 전원 장치 본체(4) 전체의 양극 단자(3a)와 접속하기 위한 부재이며, 단부에 체결용의 너트(711a)가 고정되어 있다. 또한, 접속 부재(710, 711)는 서로 양쪽의 릴레이 본체(730)와 접속되어 있다.
이상의 구성을 가지는 본 실시예는 회로 기판이나 릴레이 본체의 주위에 설치된 벽체를 구비한 것을 특징으로 한다.
제어 회로(6)를 예로 들어 설명한다. 도 21에 나타낸 바와 같이, 제어 회로(6)는, 제어 회로(6)의 주변에 형성된 벽체(622a, 622b) 등, 회로 기판(630)의 주위에 배치된 벽체(622a∼622c)를 가지고 있다. 또한, 벽체(622a∼622c)의 높이는 제어 회로(6)를 구성하는 부품의 높이보다 높다. 즉, 주면(621)으로부터 직립하는 벽체(622a∼622c)는 회로 기판(630)을 둘러싸고 있고, 또한 주면(621)으로부터의 높이(H1)는 회로 기판(630)의 두께를 포함한 회로 소자(631)의 전체 높이(h1)보다 크게 되어 있다. 즉, 기대(620)는 주면(621)과 벽체(622a∼622c)로 구성되는 되(升) 형상을 가지고, 회로 기판(630)은 그 내부에 수납되어 있다.
따라서, 벽체(622a∼622c)는 외부로부터의 이물질의 침입 등에 대한 방벽(防壁)의 역할을 하게 되어, 도 19에 나타낸 제어 회로(6)의 조전지(470)로의 실장 시, 또는 도 2 또는 도 24에 나타낸, 전원 장치 본체(4)의 용기 본체(2)로의 수납 시에, 작업자의 손끝이나 공구 또는 지그가 직접 회로 기판(630)에 접촉할 우려를 감소시켜, 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 벽체(622a∼622d)는 절연성의 부재이므로, 회로 소자(631) 등의 전기 디바이스를 구성하는 부품과 다른 부재를 절연할 수 있다. 특히, 벽체(622d)는 대전류가 흐르는 접속 부재(610, 640)의 외부를 덮는 절연 피복의 역할을 한다.
또한, 벽체(622a∼622d)는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 전원 장치 본체(4)가 용기 본체(2) 내에 수납된 상태에 있어서, 선단이 용기 본체(2)의 내벽에 대향하고 있다. 따라서, 벽체(622a∼622d)는 용기 본체(2)의 내벽과 회로 소자(631)가 직접 접촉하는 것을 방지하는 완충재의 역할을 한다. 즉, 외력에 의해 전원 장치 본체(4)가 스택(5)의 배열 방향으로 진동, 요동한 경우에도, 회로 소자(631)보다 반드시 먼저 벽체(622a∼622d)의 선단이 용기 본체(2)의 내벽과 충돌하게 되어, 회로 소자(631)를 보호할 수 있다.
또한, 도 24∼도 26에 나타낸 바와 같이, 용기 본체(2)는 바닥면과, 바닥면을 에워싸는 4개의 측벽으로 구성되며, 이 4개의 측벽은 제1 측벽, 제2 측벽, 제3 측벽, 제4 측벽으로 구분할 수 있고, 2개씩 쌍을 이뤄 서로 대향한다. 용기 본체(2)의, 바닥면을 제외하는 내벽에는, 벽면으로부터 직립하고 용기의 중앙을 향해 연장되는 합성 수지제의 돌기부인 리브(220a∼220c)가 형성되어 있고, 특히 오른쪽의 측벽에 설치된 리브(220b)가 전원 장치 본체(4)의 수납 시에 있어 제어 회로(6)에 정면으로 대향한다. 즉, 용기 본체(2)의 내벽에는, 벽체(622a∼622d)에 대향하여 연장되는 리브(220b)가 형성되어 있다. 그리고, 도 24∼도 26은 실시예에 따른 전원 장치(1)의 수납 용기의 용기 본체(2)의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
리브(220b)는 용기 본체(2)의 내벽에 있어서 개구(2x)에서 바닥면을 향해 연장되어 있고, 리브(220b)의 선단과 벽체(622a) 또는 벽체(622c)의 선단은 대향 방향에서 볼 때 교차하고 있다. 구체적으로는, 도 24에 나타낸 바와 같이, 리브(220b)는, X축 방향에서 볼 때, 선단이 벽체(622a, 622c)의 선단과 직교하도록 배치되어 있다. 이와 같이, 벽체(622a, 622c)는 리브(220b)와 직교하여 배치됨으로써, 벽체(622a, 622c)와 리브(220b)는 적어도 요동 시에는 접촉하게 되고, 충격 내성을 더욱 확보할 수 있게 되어 있다.
그리고, 리브(220b)의 선단과 벽체(622a) 또는 벽체(622c)의 선단은, 직교하고 있는 것에 한정되지 않고, 소정 각도로 교차하고 있는 것으로 해도 된다. 이 경우에도, 리브(220b)의 선단과 벽체(622a) 또는 벽체(622c)의 선단이 교차하고 있기 때문에, 외력에 의해 전원 장치(1)가 진동이나 요동한 경우에, 리브(220b)의 선단과 벽체(622a) 또는 벽체(622c)의 선단을 용이하게 접촉시켜, 전기 디바이스의 부품인 회로 소자(631)를 보호할 수 있다.
또한, 리브(220b)의 선단과 벽체(622a) 또는 벽체(622c)의 선단은, 대향 방향에서 볼 때 중첩되는 위치에 배치되어 있으면, 평행해지도록 배치되어 있어도 된다. 이 경우에도, 리브(220b)의 선단과 벽체(622a) 또는 벽체(622c)의 선단이 접촉함으로써, 회로 소자(631)를 보호하는 효과를 얻을 수 있다.
릴레이 회로(7)에서도, 도 22에 나타낸 바와 같이, 릴레이 회로(7)의 주변에 형성된 벽체(722a∼722c)를 가지고 있고, 벽체(722a∼722c)의 높이는 릴레이 회로(7)을 구성하는 부품의 높이보다 높다. 즉, 벽체(722a∼722c)를 조합하여 이루어지는 벽체는, 그 주면(721)에서부터의 높이(H2)가 한 쌍의 릴레이 본체(730)의 높이(h2)보다 크다. 또한, 벽체의 선단은 용기 본체(2)의 내벽에 대향하고 있다. 또한, 용기 본체(2)의 내벽에는, 벽체에 대향하여 연장되는 리브(220a)가 형성되어 있다. 또한, 리브(220a)의 선단과 벽체의 선단은 대향 방향에서 볼 때 교차하고 있다. 그러므로, 릴레이 회로(7)에서도, 전술한 제어 회로(6)와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 전지를 가지는 전원 장치에 있어서, 전기 디바이스를 구성하는 부품의 측방에, 그 부품의 높이보다 높은 벽체가 배치되어 있기 때문에, 벽체에 의해 부품을 보호할 수 있다. 즉, 전기 디바이스를 수납 용기에 수납하여 전기 디바이스를 보호한 경우라도 그 수납 용기가 변형하는 등의 경우에는 전기 디바이스가 손상될 우려가 있지만, 벽체에 의해 전기 디바이스를 보호할 수 있다. 그러므로, 이 전원 장치에 의하면, 관리 회로 또는 전기 디바이스를 구성하는 각각의 회로를 보호하여, 제조 시의 수율의 향상 및 사용 시의 내구성을 높일 수 있게 된다.
또한, 전기 디바이스인 제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7)는, 스택(5)의 양 측면을 끼워 넣는 협지판 상에 배치되어 있다. 그러므로, 이 협지판에 전기 디바이스를 고정시킴으로써, 용이하게 전원 장치 본체(4) 상에 전기 디바이스를 배치할 수 있다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다.
벽체(622a∼622d) 및 벽체(722a∼722c)는 모두 기대(620) 또는 기대(720)의 일부로서, 주면(621) 또는 주면(721)으로부터 직립하도록 형성되는 것으로 하였으나, 기대(620) 또는 기대(720)는 주면(621) 또는 주면(721)을 가지지 않고, 벽체만으로 구성되는 것으로 해도 된다. 이 경우, 회로 기판(630) 또는 릴레이 본체(730)는 협지판(411R) 또는 협지판(411L)에 직접 접하게 되지만, 벽체에 의한 회로 소자 등의 보호 및 수납 용기 내벽과의 충돌을 방지하는 효과는 유지된다.
또한, 벽체(622a∼622d) 및 벽체(722a∼722c)는, 모두 회로 기판(630) 또는 릴레이 본체(730)의 주위를 에워싸도록 설치되는 것으로 하였으나, 주위의 일부만 형성되는 것으로 해도 된다. 이 경우에도, 수납 용기 내벽과의 충돌을 방지하는 효과는 충분히 얻어진다.
또한, 벽체(622a∼622d) 및 벽체(722a∼722c)는 바닥면으로부터 직립하는 것으로서 설명하였으나, 이 벽체는 예각 또는 둔각으로 기립하는 태양이라도 된다. 또한, 벽체의 재질은, 합성 수지 외에, 금속, 기타 임의의 재료라도 된다. 단, 벽체의 재질을 합성 수지제로 한 경우, 벽체의 제작이 용이하고, 또한, 마찬가지로 수지제인 용기 본체(2)의 리브(220a, 220b)와의 완충재로서의 궁합이 잘 맞아, 더욱 바람직하다. 또한, 협지판(411R) 또는 협지판(411L) 상에 배치되는 전기 디바이스는, 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)에 한정되지 않고, 스택(5)의 충방전과는 무관한 동작을 행하는 회로 등이라도 된다.
또한, 상기한 설명에서는, 전원 장치 본체(4)는, 전지 본체로서 복수의 단전지(50)를 가지는 조전지(470)를 포함하는 것으로 하였으나, 1개의 단전지(50)를 전지 본체로서 포함하는 것으로 해도 되고, 이 경우에도 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
[수납 용기의 구성]
다음에, 전원 장치 본체(4)를 수납하는 수납 용기의 구성에 대하여 설명한다.
이하, 도 24∼도 26의 사시도를 다시 참조하여, 수납 용기의 용기 본체(2)의 구성을 상세하게 설명한다.
도 25에 나타낸 바와 같이, 용기 본체(2)의 내벽에는, 조전지(470)의 표면에 대향하여 돌출되는 돌기부인 리브(220a∼220c)가 형성되어 있다. 그리고, 이 돌기부의 선단은 체결 부재(440)로부터 이격되어 배치되어 있다. 구체적으로는, 돌기부는 용기 본체(2)의 내벽의 체결 부재(440)와 대향하는 면과는 상이한 면에 형성되어 있다.
즉, 용기 본체(2)의 내벽에는, 벽면으로부터 직립하고, 용기의 중앙을 향해 연장되는 합성 수지제의 리브(220a∼220c)가 설치되어 있다. 리브(220a∼220c)는, 용기 본체(2)의 개구(2x)에서 바닥면을 향해 연장되고, 외형 직사각형의 직사각 스트립형의 부재로서, 용기 본체(2)와 동시에 사출 성형에 의해 형성되어, 용기 본체(2)와 이음매 없이 일체화한 구성을 가진다.
다음에, 도 24에 나타낸 바와 같이, 리브(220a, 220b)는, 용기 본체(2)의 내벽에서, 조전지 유지 기구(410)의 한 쌍의 협지판(411R) 또는 협지판(411L) 중 적어도 한쪽의 협지판과 대향하는 면에 설치되어 있다. 즉, 전원 장치 본체(4)가 용기 본체(2)에 수납된 상태에서, 리브(220a)는 전원 장치 본체(4)의 좌측면에 위치하고 릴레이 회로(7)와 정면으로 대향하고 있고, 리브(220b)는 전원 장치 본체(4)의 우측면에 위치하고 제어 회로(6)와 정면으로 대향하고 있다. 또한, 리브(220c)는 전원 장치 본체(4)의 배면에 정면으로 대향하고 있다.
이들의 리브(220a∼220c)는, 전원 장치(1)가, 예를 들면, 차량 탑재 축전지 등로서의 사용 시에 진동, 충격이 가해진 때, 내장하는 전원 장치 본체(4)가 용기 본체(2)에 직접 충돌하여, 용기 본체(2)가 파손되는 것을 방지하는 완충재의 역할을 한다. 이로써, 전원 장치(1)의 내충격성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있고, 나아가서는 범용성을 향상시킬 수 있게 되어 있다. 또한, 전원 장치 본체(4)와 리브(220a∼220c)와의 접촉은 리브의 선단 부분에 한정되기 때문에, 전원 장치 본체(4)의 발열의 영향을 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 전원 장치는, 도 24 및 도 26에 나타낸 바와 같이, 전원 장치 본체(4)의 정면과 대향하는 측의 내벽(221)을, 리브를 설치하지 않는 평면으로 한 것을 특징으로 하고 있다.
이것은 이하의 이유 때문이다. 즉, 용기 본체(2)에 수납되는 전원 장치 본체(4)의 정면은, 스택(5)을 구성하는 단전지(50)의 전극 단자(510)가 배치되는 상면(51)으로서, 이곳은 전원 장치(1)의 사용에 따라 가장 발열이 커지는 곳이기도 하다. 또한, 전원 장치 본체(4)에는, 스택(5) 내의 전해질 분해에 기인하는 가스를 배출하는 배출관으로서도 기능하고, 그 내부에 고온의 가스가 유통하는 체결 부재(440)가 형성되어 있고, 이 체결 부재(440)도 전원 장치 본체(4)의 정면에 배치되어 있으므로, 정면이 가장 큰 발열원이 되어 있다.
또한, 전원 장치(1)가 진동, 요동할 때는, 수납 용기인 커버부(3) 및 용기 본체(2)도 또한 진동하고, 그 진동은 리브의 선단 부분에까지 전해져, 리브의 선단 부분이 전원 장치 본체(4)에 단속적(斷續的) 또는 연속적으로 접촉하는 상태를 만들기 시작한다. 이로써, 전원 장치 본체(4)에도 진동이 전해지게 되어, 전원 장치 본체(4)의 볼트 등에 의한 각 부재끼리의 결합 부분, 특히 스택(5)을 직접 구속하는 조전지 유지 기구(410)의 한 쌍의 협지판(411R, 411L)과 체결 부재(440)를 결합하는 볼트(440a)를 느슨하게 만들어, 스택(5)의 형상 유지에 영향을 미칠 우려가 있다.
이상으로부터, 용기 본체(2)에서는, 전원 장치 본체(4)의 정면에 대향하는 내벽(221)에 리브를 설치하지 않는 구성으로 함으로써, 수지제의 용기 본체(2)가 과열되고 변형되는 것을 방지하도록 하고 있다. 또한, 내벽(221)과 전원 장치 본체(4)의 정면과의 사이에 형성되는 공간에, 전원 장치 본체(4)의 정면으로부터의 열을 균일하게 분산시켜, 방열 효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 리브를 설치하지 않는 구성으로 함으로써, 수납 용기의 진동이 리브를 통해 체결 부재(440)에 영향을 주는 것을 방지하여, 경시 변화에 따른 체결 부재(440)와 조전지 유지 기구(410)의 결합이 느슨해지는 것을 억제할 수 있도록 하고 있다.
이와 같이, 본 실시예의 전원 장치(1)에 의하면, 용기 본체(2)의 내부 측벽에 리브(220a∼220c)를 구비함으로써, 내충격성 및 내열성을 향상시키고, 범용성이 우수한 전원 장치를 제공할 수 있게 된다.
그리고, 상기한 구성에서는, 리브(220a∼220c)는, 도시되는 일부를 제외하고, 용기 본체(2)의 내부 측면에 대하여 직립하는 것으로서 설명하였으나, 내부 측면에 대하여 예각 또는 둔각으로 기립하는 태양이라도 된다.
또한, 상기한 구성에서는, 리브(220a∼220c)는 모두, 용기 본체(2)의 개구(2x)에서 바닥면을 향해 연장되는 외형 직사각형의 직사각 스트립형의 부재로서, 도시된 바와 같이, 그 폭(용기 본체(2)의 내부 측면에서 에지까지의 거리)은 연장 방향에 대하여 거의 동일하게 하였다. 그러나, 리브(220a∼220c)는 개구(2x)에서 바닥면을 향함에 따라 그 폭이 서서히 커지는 테이퍼형의 형상을 가지는 구성이라도 된다. 이 경우, 전원 장치 본체(4)를 용기 본체(2)에 수납할 때, 전원 장치 본체(4)의 바닥면이 광폭으로 이루어진 리브에 끼워 맞춰지게 되고, 전원 장치 본체(4)를 안정적으로 용기 본체(2) 내에 고정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다.
상기한 설명에서는, 리브는 용기 본체(2)에만 설치되는 것으로 하였으나, 커버부(3)의 내벽에 리브를 설치한 구성으로 해도 된다.
또한, 도 26에 나타낸 바와 같이, 리브는, 전원 장치 본체(4)의 정면과 대향하는 내벽(221)의 전면(全面)에 걸쳐 설치하지 않는 구성으로 하였지만, 리브의 선단이 체결 부재(440)로부터 이격되어 배치되어 있으면, 내벽(221)에 리브를 배치하는 구성으로 해도 된다. 즉, 내벽(221) 중 가장 고열이 되는 체결 부재(440)와 대향하는 부분에만 리브를 설치하지 않는 구성으로 해도 되고, 리브의 선단이 체결 부재(440)로부터 이격되어 배치되도록, 내벽(221)의 체결 부재(440)와 대향하는 부분에 리브를 배치하는 구성으로 해도 된다. 이로써도, 전원 장치(1)의 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
[커버부의 구성]
다음에, 전원 장치 본체(4)를 수납하는 수납 용기로서의 커버부(3)의 구성 및 조전지 유지 기구(460)의 구성에 대하여 설명한다.
도 27, 도 28 및 도 33은 실시예에 따른 전원 장치(1)의 커버부(3)의 구성을 설명하기 위한 사시도이다. 또한, 도 29 및 도 32는 실시예에 따른 전원 장치(1)의 양극 단자(3a) 근방의 구성을 설명하기 위한 주요부 평면도이다. 또한, 도 30 및 도 31은 실시예에 따른 전원 장치(1)의 음극 단자(3b) 근방의 구성을 설명하기 위한 주요부 평면도이다.
이하, 도 27 및 도 28의 사시도를 참조하여, 본 실시예의 전원 장치(1)의 제작 절차를 설명하면서, 본 실시예의 전원 장치(1)에서의, 수납 용기의 커버부(3) 및 조전지 유지 기구(460)의 구성을 설명한다.
먼저, 도 27에 나타낸 바와 같이, 전원 장치 본체(4)가 수납된 상태에 있는 용기 본체(2)에 대하여, 개구(2x)를 막도록 커버부(3)를 씌울 수 있다. 커버부(3)는, 상면(3x)의 4 코너에 관통 구멍(311a)이 개구되어 있고, 관통 구멍(311a)은 용기 본체(2)에 끼워 맞춰진 상태에 있어서 용기 본체(2)의 4 코너에 설치된 기부(基部)(230) 상에 개구된 구멍(230a)에 일치한다. 관통 구멍(311a)에 나사(320)를 삽입해 체결함으로써, 커버부(3)와 용기 본체(2)는 결합된다.
또한, 커버부(3)에는, 양극 단자(3a) 및 음극 단자(3b)에 각각 접하여 창(310a, 310b)이 형성되어 있고, 창(310a)으로부터는 제어 회로(6)에 접속된 하네스 단자(632)가 외부로 인출되고, 창(310b)으로부터는 체결 부재(440)에서부터 연장된 배출관(442)의 단부가 외부로 인출된다.
또한, 창(310a)을 통하여 양극 단자(3a)와 전원 장치 본체(4)의 양극 측의 전극 단자(511a)가 접속되고, 창(310b)을 통하여 음극 단자(3b)와 전원 장치 본체(4)의 음극 측의 전극 단자(511b)가 접속된다. 구체적으로는, 도 29의 주요부 평면도에 나타낸 바와 같이, 커버부(3)의 내측에 설치되어 양극 단자(3a)에 고정된 접속 단자(340)가, 창(310a)을 통한 조작에 의해, 릴레이 회로(7)에 볼트(341)로 체결 고정됨으로써, 전기적, 기계적 접속을 완성한다. 마찬가지로, 도 30에 나타낸 바와 같이, 커버부(3)의 내측에 설치되어 음극 단자(3b)에 고정된 접속 단자(330)가, 창(310b)을 통한 조작에 의해, 제어 회로(6)에 볼트(331)로 체결 고정됨으로써, 전기적, 기계적 접속을 완성한다.
여기서, 도 31에, 음극 단자(3b)와 전원 장치 본체(4)와의 접속 상태를 나타낸다. 일단이 음극의 전극 단자(511b)에 고정된 접속 부재(610)가, 제어 회로(6)의 접속 부재(640) 및 도 21에 나타낸 접속 부재(650)를 통하여 접속 단자(330)에 접속된다. 도 21에 나타낸 접속 부재(650)의 이면에 설치된 너트(650a)와 도 31에 나타낸 볼트(331)가 체결됨으로써, 음극의 전극 단자(511b)와 음극 단자(3b)의 접속이 완성된다.
또한, 도 32에 나타낸 바와 같이, 양극 단자(3a)와 전원 장치 본체(4)의 접속은, 일단이 양극의 전극 단자(511a)에 고정된 접속 부재(710)가 릴레이 회로(7)의 릴레이 본체(730)를 통하여 접속 단자(340)에 접속된다. 도 22에 나타낸 접속 부재(710)의 이면에 설치된 너트(711a)와 도 32에 나타낸 볼트(341)가 체결됨으로써, 양극의 전극 단자(511a)와 양극 단자(3a)와의 접속이 완성된다. 그리고, 도 31 및 도 32에서는, 설명을 위해 생략하였으나, 실제로는 음극 단자(3b)와 접속 단자(330)와의 사이, 및 실제로는 양극 단자(3a)와 접속 단자(340)와의 사이에는, 커버부(3)가 개재되어 있다.
다음에, 커버부(3)와 전원 장치 본체(4)와의 접속이 행해진다. 즉, 도 28에 나타낸 바와 같이, 커버부(3)의 상면(3x) 상의, 수납 용기의 배면 가까이의 부위에는 관통 구멍(311b)이 개구되어 있다. 그리고, 관통 구멍(311b)은, 커버부(3)가 용기 본체(2)에 끼워 맞춰진 상태에서, 용기 본체(2)에 수납된 전원 장치 본체(4)가 가지는 탭(418)에 개구된 관통 구멍(418a)에 일치한다.
관통 구멍(311b) 및 관통 구멍(418a)에 나사(320)를 삽입하여 너트와 체결함으로써, 커버부(3)와 전원 장치 본체(4)는 결합된다. 여기서, 탭(418)은 도 6에 나타낸 조전지 유지 기구(410)의 제1 빔 부재(417)의 위쪽의 빔 부재(417a)의 중앙에 설치된 탭이며, 도시하지 않은 이면에는 관통 구멍(418a)과 동축인 너트가 고정되어 있다. 이 너트에 의해, 나사(320)는 체결된다.
또한, 도 2에 나타낸 용기 본체(2)의 바닥면의 관통 구멍(210)으로부터 나사(211)를 삽입하여, 전원 장치 본체(4)와 용기 본체(2)를 고정한다.
마지막으로, 도 33에 나타낸 바와 같이, 창(310a, 310b)에, 각각 커버 부재(312a, 312b)를 끼워 넣어, 전원 장치(1)를 완성한다.
이상의 구성을 가지는 본 실시예는, 조전지 유지 기구(460)를 사용하여 제작함으로써, 수납 용기에 수납되는 전원 장치 본체(4)가 커버부(3) 및 용기 본체(2)의 양쪽에 고정되는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.
즉, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 조전지 유지 기구(460)는 커버부(3)와 접속하기 위한 관통 구멍(418a)이 설치된 탭(418)과, 용기 본체(2)와 접속하기 위한 관통 구멍(422)이 설치된 탭(423)을 구비하고, 이들 탭에 의해, 전원 장치 본체(4)는 커버부(3) 및 용기 본체(2)에 각각 고정된다.
이로써, 수납 용기 내에서 전원 장치 본체(4)를 안정적으로 고정하는 것이 가능해지고, 신뢰성이 우수한 전원 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 종래와 같은 조전지 유지 기구와 수납 용기를 접속하기 위한 부재를 별도 필요로 하지 않고, 전원 장치 본체(4)를 수납 용기 내에 고정할 수 있으므로, 전원 장치(1)의 부품 수를 삭감하고, 나아가서는 제조 공정 수도 삭감하여, 생산성이 우수한 전원 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예는, 도 2 및 도 28에 나타낸 바와 같이, 나사 고정에 의해 수납 용기의 외측으로부터 전원 장치 본체(4)를 고정시키는 구성으로 하고 있다. 이로써, 수납 용기와 전원 장치 본체(4)의 탈착을 용이하게 행할 수 있고, 생산성의 향상 및 유지보수의 용이화를 실현할 수 있다.
특히, 전원 장치 본체(4)는, 그 정면을 단전지(50)의 전극 단자(510)를 가지는 상면으로 함으로써, 전원 장치 본체(4) 자체의 상면 및 바닥면은, 단전지(50)의 대칭인 측면(52)에 의해 구성되어 있고, 이에 대응하여 탭(418)과 탭(423)도 전원 장치 본체(4)에 대하여 상하 대칭으로 배치되어 있다. 따라서, 커버부(3)와 용기 본체(2)를 고정한 후에는, 도 2에 나타낸 전원 장치 본체(4)와 용기 본체(2)의 고정 또는 도 28에 나타낸 전원 장치 본체(4)와 커버부(3)의 고정 작업은, 순서에 상관없이 행할 수 있다. 이로써, 전원 장치(1)의 조립에 있어서, 한층더 작업성의 향상을 가져올 수 있게 된다.
단, 본 발명은 상기한 구성에 한정되는 것은 아니다. 상기한 설명에서는, 커버부(3)는 제1 빔 부재(417)를 통하여 전원 장치 본체(4)에 고정되고, 용기 본체(2)는 제2 빔 부재(420)를 통하여 전원 장치 본체(4)에 고정되는 것으로서 설명을 행하였다. 그러나, 수납 용기 내에서의 전원 장치 본체(4)의 방향은 상하 반대라도 되고, 따라서 전원 장치 본체(4)에 포함되는 조전지(470)는 제1 빔 부재(417)를 통하여 용기 본체(2)에 고정되고, 제2 빔 부재(420)를 통하여 커버부(3)에 고정되는 구성이라도 된다. 요컨대, 전원 장치(1)는, 수납 용기 내에서 조전지(470)를 상면 및 하면에서 고정할 수 있으면 되고, 고정되는 조전지의 구성의 구체적 내용에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기한 설명에서는, 커버부(3)와 조전지 유지 기구(410)의 접속은, 제1 빔 부재(417)의 탭(418)을 개입시킴으로써 하였으나, 한 쌍의 협지판(411R, 411L)의 탭(414)에 별도 관통 구멍을 설치함으로써, 이 탭(414)을 통하여 행하도록 해도 된다.
이상과 같이, 본 실시예의 전원 장치(1)에 의하면, 조전지 유지 기구(460), 하네스 트레이(450), 체결 부재(440), 커버부(3) 및 용기 본체(2)로 이루어지는 수납 용기의 전부 또는 일부를 구비함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 전원 장치(1)에 의하면, 제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7)로 구성된 관리 수단, 커버부(3) 및 용기 본체(2)로 이루어지는 수납 용기의 전부 또는 일부를 구비함으로써, 내구성 및 범용성을 향상시킬 수 있게 된다.
그러나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
상기한 설명에서는, 스택(5)은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 조전지 유지 기구(460)의 내벽에 조전지(470)를, 전극 단자(510)가 설치된 상면(51) 전체가 스택(5)의 측면으로서 노출되도록 배열하여 구성하는 것으로 하였다. 그러나, 조전지(470)의 구성은, 이에 한정되지 않고, 단전지(50)의 상면과 스택(5)의 상면을 일치하도록 배열한 구성으로 해도 된다. 이 경우, 체결 부재(440)와는 별개로, 안전 밸브(530)로부터의 분해 가스를 외부에 안내하는 배출관이 필요하지만, 체결 부재(440)를 더욱 간단한 구조로 실현할 수 있다.
또한, 상기한 구성에서는, 전원 장치 본체(4)는, 도 2 등에 나타낸 바와 같이, 단전지(50)의 전극 단자(510)가 설치된 상면(51) 전체를 스택(5)의 정면으로 하여, 수납 용기의 용기 본체(2)에 수납되는 구성인 것으로 하였다. 그러나, 전원 장치(1)는, 단전지(50)의 상면과 전원 장치 본체(4)의 상면이 일치한 구성으로 해도 된다. 요컨대, 전원 장치(1)는 수납 용기 내에서의 조전지(470)의 자세에 따라 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기한 설명에서는, 스택(5)과 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)의 접속, 및 제어 회로(6) 또는 릴레이 회로(7)와 커버부(3)의 양극 단자(3a) 또는 음극 단자(3b)의 접속은, 판형의 접속 부재에 대한 볼트의 체결에 의한 것으로 하였다. 그러나, 이들 각 부의 접속은, 용접, 납땜, 도전성 접착제에 의한 접착 등, 임의의 기술적 수단을 사용해도 된다. 또한, 접속 부재 대신에, 가요성의 전선을 사용해도 된다.
마찬가지로, 조전지 유지 기구(460)를 구성하는, 조전지 유지 기구(410)와 제2 빔 부재(420) 및 제3 빔 부재(430)의 접속도 볼트에 의한 체결로 하였으나, 부재끼리의 끼워 맞춤, 압착, 기타 임의의 기술적 수단에 의한 것이라도 된다.
또한, 상기한 설명에서는, 단전지(50)는 리튬 이온 2차 전지로 대표되는 비수 전해질 2차 전지인 것으로 하였으나, 전기 화학 반응에 의해 충방전 가능한 전지 이면, 니켈 수소 전지, 기타 각종의 2차 전지를 사용해도 된다. 또한, 단전지(50)는 1차 전지라도 된다. 또한, 단전지(50)는, 전기 이중층 커패시터와 같이, 전기를 직접 전하로서 축적하는 방식의 소자라도 된다. 요컨대, 단전지(50)는 전기를 축적 가능한 소자의 총칭으로서, 그 명칭이나 구체적인 방식에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기한 설명에서는, 수납 용기의 외형은 6면체인 것으로 하였으나, 원통 형상 등의 임의의 형상이라도 된다. 또한, 커버부(3) 및 용기 본체(2)는 동종의 합성 수지제인 것으로 하였으나, 서로 다른 재질로 제조된 것이라도 된다. 또한, 커버부(3) 또는 용기 본체(2)는 금속 그 외의 재료에 의해 작성된 것이라도 된다.
또한, 스택(5)을 구성하는 단전지(50)는 금속제의 외형 6면체로 하였으나, 원통 형상이라도 된다. 또한, 스택(5)은 4개의 단전지(50)로 구성되는 가로 1행 세로 4열의 스택인 것으로 하였으나, 가로 세로 모두 임의의 수의 조합으로 이루어지는 스택인 것으로 해도 된다.
또한, 상기 실시예에서는, 동일한 전원 장치(1)를 대상으로 하여, 전원 장치 본체(4), 조전지(470), 조전지 유지 기구(410, 460), 하네스 트레이(450), 체결 부재(440), 수납 용기, 그리고 제어 회로(6) 및 릴레이 회로(7)를 공통적으로 구비하는 것으로 하였으나, 본 발명은 전술한 이들의 구성을 일부만 구비한 태양으로서 실현해도 된다.
요컨대, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내이면, 이상 설명한 것을 포함하고, 상기 실시예에 각종 변경을 부가한 것으로서 실시해도 된다.
이상과 같은 본 발명은 전원 장치의 내충격성 및 내열성을 향상시킬 수 있게 된다는 효과를 가지고, 예를 들면, 2차 전지를 사용한 전원 장치 등에서 유용하다.
1: 전원 장치
2: 용기 본체
2x: 개구
3: 커버부
3a: 양극 단자
3b: 음극 단자
3x: 상면
4: 전원 장치 본체
5: 스택
5a: 완충재
6: 제어 회로
7: 릴레이 회로
8a, 8b: 와이어 하네스
50: 단전지
51: 상면
52: 측면
53: 주면
210: 관통 구멍
211: 나사
220a∼220c: 리브
221: 내벽
230: 기부
230a: 구멍
310a, 310b: 창
311a, 311b: 관통 구멍
312a, 312b: 커버 부재
320: 나사
330, 340: 접속 단자
331, 341: 볼트
410, 460: 조전지 유지 기구
411R, 411L: 협지판
411a, 412a, 412b, 414, 418: 탭
411a1, 416a3∼416d3: 너트
411b: 훅
413a, 413b, 414a, 415a∼415d, 416a∼416d, 418a: 관통 구멍
415a1∼415d1: 돌기
415a2∼415d2: 패킹
417: 제1 빔 부재
417a, 417b: 빔 부재
417a1, 417b1: 볼록부
420: 제2 빔 부재
421: 주면
421a: 오목부
422: 관통 구멍
423: 탭
424: 슬릿
430: 제3 빔 부재
430a: 볼록부
431: 탭
432: 관통 구멍
433: 볼트
440: 체결 부재
440a: 볼트
440x, 440y: 내벽
440z1, 440z2: 리브
441: 토출단
442: 배출관
442a, 442b: 단면
442a1, 442b1: 관통 구멍
443: 주면
444: 개구
450: 하네스 트레이
451, 454: 창
452a, 452b: 리브
453: 고정 갈고리
455a: 키 높은 가로장
455b: 키 낮은 가로장
470: 조전지
510, 511a, 511b: 전극 단자
520: 버스바
530: 안전 밸브
610, 640, 650: 접속 부재
610a: 관통 구멍
620: 기대
621: 주면
622a∼622d: 벽체
630: 회로 기판
631: 회로 소자
632: 하네스 단자
640a∼640c: 볼트
650a: 너트
710, 711: 접속 부재
710a: 관통 구멍
711a: 너트
720: 기대
721: 주면
722a∼722c: 벽체
730: 릴레이 본체
740a∼740c: 볼트

Claims (9)

  1. 배열된 복수의 단전지로 구성된 스택과, 상기 스택을 체결하는 체결 부재를 포함하는 조전지, 및
    상기 조전지를 수납하는 용기 본체와, 상기 용기 본체의 개구를 막는 커버부를 포함하는 수납 용기
    를 포함하고,
    상기 용기 본체는, 바닥면과, 제1 측벽과, 제2 측벽과, 제3 측벽과, 제4 측벽을 포함하고,
    상기 체결 부재는, 상기 제1 측벽의 내면과 대향하고 있으며,
    상기 수납 용기의 상기 제2 측벽, 상기 제3 측벽 및 상기 제4 측벽에는, 상기 조전지의 표면에 대향하여 돌출되는 돌기부가 형성되어 있고,
    상기 제1 측벽은, 상기 체결 부재와 대향하는 내면의 부분에, 상기 조전지의 표면에 대향하여 돌출되는 돌기부가 형성되어 있지 않고, 또한 상기 내면의 부분과 상기 체결 부재와의 사이에 공간이 형성되어 있으며,
    상기 돌기부의 선단은 상기 체결 부재로부터 이격되어 배치되어 있는,
    전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단전지 중 적어도 1개의 단전지는 상기 체결 부재와의 대향면에 안전 밸브를 포함하고,
    상기 체결 부재의 내부에는 공동이 형성되어 있는, 전원 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단전지는 상기 대향면에 전극 단자를 더 포함하고 있고,
    상기 대향면은 상기 수납 용기의 상기 제1 측벽과 대향하고 있는, 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단전지 중 적어도 1개의 단전지는 상기 체결 부재와의 대향면에 전극 단자를 포함하고 있고,
    상기 대향면은 상기 수납 용기의 상기 제1 측벽과 대향하고 있는, 전원 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스택은, 그 양 측면이, 상기 체결 부재에 고정된 한 쌍의 협지판에 의해 끼워 넣어져 있고,
    상기 한 쌍의 협지판 각각의 에지는 제1 빔 부재에 의해 접속되어 있고,
    상기 한 쌍의 협지판 및 상기 제1 빔 부재는 굴곡된 1장의 금속판의 각각 상이한 부위로서 형성되어 있는, 전원 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 협지판 중 적어도 한쪽의 협지판 상에 전기 디바이스를 더 포함하고,
    상기 전기 디바이스는, 상기 협지판으로부터 기립된, 상기 전기 디바이스를 구성하는 부품의 높이보다 높은 벽체를 가지고,
    상기 벽체의 선단은 상기 돌기부의 선단에 대향하고 있는, 전원 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수납 용기는 합성 수지제인, 전원 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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