WO2012133179A1

WO2012133179A1 - 組電池

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Publication number: WO2012133179A1
Application number: PCT/JP2012/057500
Authority: WO
Inventors: 康貴宮脇; 孔律石本; 淳西田; 広和伊藤
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2012-10-04
Also published as: US20140017540A1; CN103415943B; AU2012234099A1; KR20140034745A; CN103415943A; US9257687B2; KR101937278B1; AU2012234099B2

Abstract

　組電池１を構成する複数の単電池２は、上端側に外部端子７Ａ，７Ｂを備える。上キャップ２１が単電池２の上端側に装着されている。下キャップ２２が単電池２の下端側に装着されている。上保持部２３と下保持部２４の間に上キャップ２１と下キャップ２２を介して複数の単電池２を挟み込んで保持している。

Description

組電池

　本発明は、複数の単電池（電池セル）を電気的に接続してモジュール化した組電池（電池モジュール）に関する。

　特許文献１には、一列に配列した複数の単電池を配列方向の前後から一対の側板で挟み込んで固定した構成の組電池が開示されている。

　特許文献２には、上端が開口した箱状のケース内に複数の単電池を配置し、ケースの開口を蓋体で閉じた構成の組電池が開示されている。

　特許文献１の構成の場合、配列方向の単電池数の増減であれば比較的簡易な設計変更により可能であるが、それ以外の単電池の配置の変更には大幅な設計変更が必要となる。特許文献２の構成の場合、単電池の配置を変更するにはケースと蓋体の両方の設計変更が必要である。ケースと蓋体は一般に樹脂製であり、設計変更に伴って高価な成形用の金型を新たに製作する必要が生じる。このように、特許文献１及び２に記載の組電池は、コスト上の制約も含め単電池の配置の自由度が低く、少量多品種生産を安価で実現することは困難である。

　特許文献３には、角型の単電池の両側に突起を設けると共に、複数の単電池を側方から挟み込む一対の外装板に貫通孔を設けた組電池が開示されている。突起を貫通孔に嵌合することで、耐振性と耐衝撃性の向上が図られている。

　特許文献３の組電池を組み立てる際には、複数の単電池を配列した後に、貫通孔が個々の単電池の両側に設けられた突起に対して正確に位置決めした状態で一対の外装板により単電池を側方から挟み込む必要がある。この点で特許文献３の組電池は、組立作業が煩雑で組立性が劣る。

特開２００３－３４６７４５号公報特開２０１０－１５７６０号公報特開平８－２６４１７０号公報

　本発明は、組電池において、単電池の配置の自由度を向上することを課題とする。

　本発明は、一方の端部側に外部端子を備える複数の単電池と、前記各単電池の前記一方の端部側に装着された第１のキャップと、前記複数の単電池に装着されて前記各第１のキャップに当接する第１の保持部と、を備える組電池を提供する。

　前記第１の保持部は、前記各第１のキャップに当接し、複数の単電池を位置決めすることが可能である。したがって、組電池を構成する単電池の個数や配置を変更する場合でも、第１のキャップに第１の保持部を当接させるだけで、各単電池を位置決めすることができるので、単電池の配置の自由度が高い。

　さらに、前記各単電池の前記一方の端部とは反対側に位置する他方の端部に装着された第２のキャップと、前記複数の単電池に装着されて前記各第２のキャップに当接する第２の保持部と、を備え、前記第１の保持部と、前記第２の保持部との間に、前記第１のキャップと、前記第２のキャップとをそれぞれ介して、複数の単電池を挟み込んで保持するのが好ましい。

　この構成により、第２のキャップを装着した単電池を第２の保持部に配置し、単電池に第１のキャップを装着した後、第１の保持部を配置するだけで組電池を組み立てることができるので、組立性に優れている。

　第１のキャップだけでなく、第２のキャップを備え、両キャップによって複数の単電池を挟み込んで保持しているので、組電池を構成する単電池の個数や配置を変更する場合でも、単電池を挟み込むことができる限り第１及び第２の保持部の形状や寸法は大幅に変更する必要がなく、単電池の配置の自由度が高い。

　前記各単電池は、複数の第１のキャップを装着していてもよい。

　前記組電池では、前記第１のキャップに形成される第１の係合部と、前記第１の保持部に形成され、前記第１の係合部が係脱可能な第１の係合受部と、を備えるのが好ましい。

　前記第１の係合部が前記第１の係合受部に係合することにより、第１のキャップは第１の保持部に対して強固に保持されるので、高い耐振性と耐衝撃性を得ることができる。

　前記第１の係合部は凸部であり、前記第１の係合受部は前記凸部が係脱する凹部又は貫通孔であればよい。

　さらに、前記第２のキャップに形成される第２の係合部と、前記第２の保持部に形成され、前記第２の係合部が係脱可能な第２の係合受部とを備えるのが好ましい。

　前記第２の係合部は凸部であり、前記第２の係合受部は前記突部が係脱する凹部又は貫通孔であればよい。

　前記係合部は凹部又は貫通孔であり、前記係合受部は前記凹部又は貫通孔に係脱する凸部であってもよい。

　なお、前記凸部の形状、寸法、及び個数は凹部又は貫通孔に係合可能である限り特に限定されない。

　前記凸部は、先端に向かうに従って徐々に断面積が小さくなるのが好ましい。

　この構成により、テーパ状部が接触することで凸部を凹部に対して円滑に嵌合させることができるので、組立性をさらに向上させることが可能となる。

　前記第１のキャップと前記第１の保持部にそれぞれ形成される前記係合部と前記係合受部の組み合わせは複数組であるのが好ましい。

　この構成により、キャップは保持部に対してより確実に位置決めした状態で、より強固に保持することができる。

　前記単電池は略直方体形状であり、長手方向と短手方向を有する平面視矩形状の頂面と、頂面の長手方向の両端の短片からそれぞれ略直角方向に延びる両端面と、頂面の短手方向の両端の長辺からそれぞれ略直角方向に延びる両側面とを有し、
　前記第１のキャップは、前記頂面に対して平行な平面視矩形状の頂壁部と、頂壁部から前記端面の一方に沿って延びる第１の端壁部と、前記頂面に向かって延びる第２の端壁部と、前記両側面に沿って延びる第１及び第２の側壁部と、を備えるようにすればよい。

　前記第１のキャップは頂壁部に前記第１の係合部を備えるようにすればよい。

　前記第１のキャップは頂壁部に前記第１の保持部が当接するようにすればよい。

　前記第１のキャップの第１の係合部は検査用貫通孔を有するのが好ましい。

　この構成により、検査用貫通孔を介してテスターの電極等を差し込むことで、テスターの電極等を単電池の外部端子に接触させることができ、係合部を、単電池の位置決めのみならず、検査用としても利用することが可能となる。

　前記単電池は略直方体形状であり、長手方向と短手方向を有する平面視矩形状の頂面と、頂面の長手方向の両端の短片からそれぞれ略直角方向に延びる両端面と、頂面の短手方向の両端の長辺からそれぞれ略直角方向に延びる両側面とを有し、
　前記第２のキャップは、平面視矩形状の底壁部と、底壁部の４辺から前記単電池の両端面及び両側面に沿って延びる側壁部とを備え、
　前記第２のキャップは、前記底壁部に前記係合部を備えるようにすればよい。

　前記第２のキャップは底壁部に前記第２の保持部が当接するようにすればよい。

　本発明によれば、組電池を構成する単電池の個数や配置を変更する場合、第１のキャップに第１の保持部を当接させるだけで、各単電池を位置決めすることができるので、単電池の配置の自由度が高く、少量多品種生産を安価で実現できる。

本発明の第１実施形態の組電池の分解斜視図。第１実施形態の組電池を上方から見た斜視図。第１実施形態の組電池を下方から見た斜視図。第１実施形態の組電池における単電池の接続経路を示す模式的な平面図。第１実施形態の組電池における単電池の配置を変更した場合の接続経路を示す模式的な平面図。第１実施形態の組電池における単電池の配置を変更した場合の接続経路を示す模式的な平面図。単電池、上キャップ、及び下キャップの斜視図。単電池へ装着された上キャップの拡大断面図。単電池へ装着された下キャップの拡大断面図。上キャップを上方から見た斜視図。上キャップを図８Ａと異なる角度で上方から見た斜視図。下キャップを下方から見た斜視図。下キャップを上方から見た斜視図。下キャップを下方から見た斜視図。本発明の第２実施形態の組電池の分解斜視図。第２実施形態の組電池を上方から見た斜視図。第２実施形態の組電池を下方から見た斜視図。第２実施形態の組電池における単電池の接続経路を示す模式的な平面図。第２実施形態の組電池における単電池の配置を変更した場合の接続経路を示す模式的な平面図。第２実施形態の組電池における単電池の配置を変更した場合の接続経路を示す模式的な平面図。本発明の第３実施形態の組電池の模式的な平面図。第１実施形態の組電池の変形例の模式的な平面図。第２実施形態の組電池の変形例の模式的な平面図。上キャップの上凸部の第１の変形例の斜視図。上キャップの上凸部の第２の変形例の斜視図。上キャップの上凸部の第３の変形例の斜視図。上キャップの上凸部の第４の変形例の斜視図。上キャップの上凸部の第５の変形例の斜視図。上キャップの保護部の第６の変形例の斜視図。上キャップの上凸部が上保持部の有底孔に嵌合する変形例の拡大断面図。上保持部の凸部が上キャップの貫通孔に嵌合する変形例の拡大断面図。

　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
　図１から図４Ａは、本発明の第１実施形態に係る組電池（電池モジュール）１を示す。この組電池１は非水電解質二次電池である７個の角型の単電池（電池セル）２を備える。

　図５から図７をさらに参照すると、個々の単電池２は、電池容器３内に電解液と共に発電要素４（図６及び図７に模式的に示す。）を収容し、電池容器３の上端側の開口を蓋体５で封止したものである。

　本実施形態における電池容器３は、長方形状の底壁３ａから上方に延びる側壁３ｂ～３ｅを備える。側壁は、互いに対向する一対の長側壁３ｂ，３ｃと、これらの長側壁３ｂ，３ｃよりも小面積で互いに対向する一対の短側壁３ｄ，３ｅとを備える。電池容器３を平面視したときの底壁３ａが構成する長方形の４辺のうち、一対の長辺から長側壁３ｂ，３ｃが延び、一対の短辺から短側壁３ｄ，３ｅが延びている。蓋体５も概ね長方形状であり、電池容器３と蓋体５によって概ね扁平な直方体状の外装体が構成されている。単電池２の蓋体５の両端付近には、正負の外部端子７Ａ，７Ｂが配置されている。電池容器３の側壁３ｂ～３ｅの外周は、図示しない絶縁シートにより覆われている。

　図４Ａに最も明瞭に表れているように、組電池１を構成する７個の単電池２は一列に配置されている。詳細には、蓋体５側（外部端子７Ａ，７Ｂが設けられている側）から見たときに、互いに隣接する２個の単電池２の電池容器３の長手方向Ｌが実質的に互いに平行となる配置（平行配置）で７個の単電池２が一列に配置されている。言い換えれば、７個の単電池２は、隣接する他の単電池２と長側壁３ｂ，３ｃどうしが間隔をあけて対向するように配置されている。個々の単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂは、バスバー（導電部材）８によって隣接する他の単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂに電気的に接続されており、７個の単電池２が直列に接続されている。図４Ａにおいて左端の単電池２の外部端子７Ａが組電池１の正極を構成し、右端の単電池２の外部端子７Ｂが組電池１の負極を構成する。

　図５及び図６に示すように、蓋体５の上面に装着されたパッキン９Ａ，９Ｂには、外部端子７Ａ，７Ｂの頭部（図示せず。）と接続杆１０Ａ，１０Ｂとが収容されている。雄ねじが形成された外部端子７Ａ，７Ｂの軸部７ａは、頭部から上向きに突出して接続杆１０Ａ，１０Ｂを貫通している。外部端子７Ａ，７Ｂの軸部７ａにはバスバー８の一端の貫通孔８ａが挿通され、ナット１１によりバスバー８の一端が固定されている。接続杆１０Ａ，１０Ｂはリベット１２により電池容器３内の集電体（図示せず）に接続され、集電体が発電要素４に接続されている。

　接続杆１０Ａ，１０Ｂは、一端（外部端子７Ａ，７Ｂとは反対側の端部）に細幅の矩形状の検査用端子部１０ａを備える。図５に最も明瞭に示すように、検査用端子部１０ａはパッキン９Ａ，９Ｂから横向きに突出し、蓋体５の上面の上方に間隔を隔てて位置している。検査用端子部１０ａの先端付近には、電線を接続するためのねじ（図示せず）を螺合するねじ孔１０ｂが設けられている。

　組電池１は、７個の単電池２を前述の配置で保持するために保持構造２０を備える。保持構造２０は、個々の単電池２に装着される上キャップ（第１のキャップ）２１と下キャップ（第２のキャップ）２２を備える。これら上キャップ２１と下キャップ２２は、本実施形態では樹脂製である。また、保持構造２０は、上キャップ２１と下キャップ２２を装着した単電池２を図において上下方向に挟み込んで保持する上保持部（第１の保持部）２３と下保持部（第２の保持部）２４とを備える。さらに、保持構造２０は上保持部２３と下保持部２４とを連結する一対の側部２５，２６を備える。一方の側部２５には監視装置３７が取り付けられている。

　図５、図６、及び図８Ａから図８Ｃを参照して上キャップ２１を説明する。一対の外部端子７Ａ，７Ｂをそれぞれ覆うように、単電池２の上端側に２個の上キャップ２１が装着されている。上キャップ２１は、矩形状の頂壁部２１ａと、頂壁部２１ａの前後の辺から延びる前壁部２１ｂ及び後壁部２１ｃと、頂壁部２１ａの左右の辺から延びる側壁部２１ｄ，２１ｅを備える。頂部壁２１ａの下面にはリブ構造２１ｆが設けられている。

　前壁部２１ｂの下端とリブ構造２１ｆの後壁部２１ｃ付近の下端とが電池容器３の上端に載置されることで、上キャップ２１は単電池２に装着された状態で保持される。単電池２に装着した上キャップ２１は、外部端子７Ａ，７Ｂ及びその周辺を取り囲む。具体的には、単電池２に装着された状態では、上キャップ２１の頂壁部２１ａは外部端子７Ａ，７Ｂ、上パッキン９Ａ，９Ｂ、及び接続杆１０Ａ，１０Ｂの上方に位置している。また、後壁部２１ｃは電池容器３の短側壁３ｄ，３ｅの上端部（蓋体５付近）に沿って延びる。さらに、側壁部２１ｄ，２１ｅはそれぞれ電池容器３の一対の長側壁３ｂ，３ｃの上端部（蓋体５付近）に沿って延びる。さらにまた、後壁部２１ｃと側壁部２１ｄ，２１ｅが構成する角隅部２１ｇ，２１ｈは、電池容器３の短側壁３ｄ，３ｅと長側壁３ｂ，３ｃとが構成する角隅部に沿って延びている。

　上キャップ２１の頂壁部２１ａの上面（外面）には、１個の上凸部（第１の凸部）２７が形成されている。本実施形態における上凸部２７は、全体として概ね扁平な円柱である。詳細には、本実施形態の上凸部２７は、頂壁部２１ａの上面から突出する一定径の円柱状部２７ａと、円柱状部２７ａの先端（上端）に形成された最先端に向けて漸次縮径するテーパ状部２７ｂとを備える。また、上凸部２７の先端面２７ｃは概ね平坦である。

　図６に最も明瞭に示すように、上凸部２７の直下に外部端子７Ａ，７Ｂが位置している。上凸部２７の先端面２７ｃから上キャップ２１の頂壁部２１ａの下面まで貫通する検査用貫通孔２８が形成されている。つまり、検査用貫通孔２８は、上キャップ２１の外部から上キャップ２１で囲まれた外部端子７Ａ，７Ｂまで達している。

　上キャップ２１の後壁部２１ｃと側壁部２１ｄ，２１ｅには、バスバー開口部２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃが厚み方向に貫通するように設けられている。これらのバスバー開口部２９Ａ～２９Ｃは、外部端子７Ａ，７Ｂに接続したバスバー８を挿通して上キャップ２１から突出させるために設けられている。例えば、図５では、外部端子７Ａ，７Ｂに一端が接続されたバスバー８が上キャップ２１のバスバー開口部２９Ｂに挿通され、上キャップ２１から突出して他の単電池の外部端子（図５で図示せず）に向けて延びている。本実施形態では、バスバー開口部２９Ａは後壁部２１ｃの下端から頂壁部２１ａに向けて延びる切り込みであり、バスバー開口部２９Ｂ，２９Ｃは側壁部２１ｄ，２１ｅの下端から頂壁部２１ａに向けて延びる切り込みである。ただし、バスバー８の挿通が可能であるならば、バスバー開口部２９Ａ～２９Ｃは後壁部２１ｃや側壁部２１ｄ，２１ｅを厚み方向に貫通する貫通孔であってもよい。

　上キャップ２１の前壁部２１ｂには、接続杆１０Ａ，１０Ｂの検査用端子部１０ａを挿通するための端子開口部３１が厚み方向に貫通するように設けられている。接続杆１０Ａ，１０Ｂの大部分は上パッキン９Ａ，９Ｂ内に収容されているが、接続杆１０Ａ，１０Ｂの一部である検査用端子部１０ａは、端子開口部３１を介して上パッキン９の外側に突出している。本実施形態では、端子開口部３１は前壁部２１ｂの下端から頂壁部２１ａに向けて延びる切り込みである。ただし、検査用端子部１０ａの挿通が可能であるならば、端子開口部３１は前壁部２１ｂを厚み方向に貫通する貫通孔であってもよい。

　端子開口部３１を介して上キャップ２１から外部に突出する検査用端子部１０ａを保護するために、上キャップ２１の前壁部２１ｂに保護部３２が設けられている。本実施形態における保護部３２は、前壁部２１ｂの端子開口部３１の両側の部分から検査用端子部１０ａの両側部に沿って延びる一対の板状のリブ３３Ａ，３３Ｂを備える。図５を参照すると、リブ３３Ａ，３３Ｂの上端は検査用端子部１０ａよりも上方（単電池２の蓋体５から離れた位置）に位置している。

　図５、図７、図９Ａ、及び図９Ｂを参照して下キャップ２２を説明する。下キャップ２２は上端が開口した細長い箱状であり、単電池２の電池容器３の下端側に装着される。詳細には、下キャップ２２は、概ね長方形状の底壁部２２ａと、この底壁部２２ａの４辺から延びる側壁部２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅとを備える。下キャップ２２を単電池２の下端側に装着すると、底壁部２２ａに電池容器３の底壁３ａが載置され、側壁部２２ｂ，２２ｃは電池容器３の長側壁３ｂ，３ｃに沿って延び、側壁部２２ｄ，２２ｅは電池容器３の短側壁３ｄ，３ｅに沿って延びる。

　下キャップ２２の底壁部２２ａの下面（外面）には、一対の下凸部３５，３５が形成されている。本実施形態における下凸部３５は全体として概ね扁平な円柱である。

　本実施形態における上保持部２３は、金属板をプレス成形等で長方形状に成形した一体構造であり、上キャップ２１の上凸部２７が嵌合する円形の上貫通孔（第１の凹部）２３ａが厚み方向に貫通するように形成されている。図１及び図２を参照すると、７個の単電池２のうち図において左右両端の２個を除く５個の単電池２には、それぞれ一対の上キャップ２１が装着されている。また、外部端子７Ａが組電池１の正極となる図において左端の単電池２と、外部端子７Ｂが組電池１の負極となる図において右端の単電池２には、それぞれ１個の上キャップ２１が装着されている。つまり、本実施形態では、組電池１は合計１２個の上キャップ２１を含み、各上キャップ２１は前述のように１個の上凸部２７を備える。上保持部２３には、合計１２個の上貫通孔２３ａが上キャップ２１の上凸部２７と対応する位置に形成されている。

　上保持部２３のうち、図１及び図２において左端の単電池２の外部端子７Ａ（組電池１の正極）と対応する隅部、右端の単電池２の外部端子７Ｂ（組電池１の負極）に対応する隅部には、これらの外部端子７Ａ，７Ｂを露出させるために切欠状のモジュール開口部２３ｂ，２３ｃが設けられている。各モジュール開口部２３ｂ，２３ｃには端子保護カバー３６Ａ，３６Ｂが着脱可能に装着されている。

　本実施形態における下保持部２４は、金属板をプレス成形等で成形した概ね一体構造である。下保持部２４は、外形が概ね長方形状であって中央に大面積の長方形状の通気開口２４ａが形成されているので、全体として矩形枠状を呈している。下保持部２４には下キャップ２２の下凸部３５が嵌合する円形の下貫通孔（第２の凹部）２４ｂが厚み方向に貫通するように形成されている。図１から図３を参照すると、７個の単電池２のすべてに下キャップ２２が装着され、各下キャップ２２は前述のように２個の下凸部３５を備える。下保持部２４には、合計１４個の下貫通孔２４ｂが下凸部３５と対応する位置に形成されている。

　図１から図３を参照すると、単電池２の上端側に装着された上キャップ２１は、上凸部２７が上貫通孔２３ａに嵌合し、頂壁部２１ａが上保持部２３の下面に当接している。一方、単電池２の下端側に装着された下キャップ２２は、下凸部３５が下貫通孔２４ｂに嵌合し、底壁部２２ａが下保持部２４の上面に当接している。上保持部２３と下保持部２４は、上キャップ２１と下キャップ２２を介して７個の単電池２を挟み込んで保持した状態で、側部２５，２６により互いに連結されている。監視装置３７が取り付けられた一方の側部２５は図において左端の単電池２に隣接して配置され、他方の側部２６は図において右端の単電池２に隣接して配置されている。本実施形態における側部２５，２６は金属板をプレス成形等で長方形状に成形した概ね一体構造である。本実施形態では、側部２５，２６の上端側と下端側はそれぞれねじ止めで上保持部２３と下保持部２４に連結されている。上キャップ２１の上凸部２７が上保持部２３の上貫通孔２３ａに嵌合し、下キャップ２２の下凸部３５が下保持部２４の下貫通孔２４ｂに嵌合することで、上保持部２３と下保持部２４に対する単電池２の連結強度が向上し、耐振性と耐衝撃性が向上する。

　本実施形態では、図４Ａに示すように隣接する単電池２間で長手方向Ｌが実質的に互いに平行となる平行配置で、７個の単電池２が配置されている。隣接する単電池２の間の間隔を図４Ａから均一に拡大した配置（図４Ｂ）へ変更する場合について説明する。かかる単電池２の配置の変更には、上保持部２３の上貫通孔２３ａの位置の変更と下保持部２４の下貫通孔２４ｂの位置の変更とが必要である。つまり、単電池２の間の間隔の拡大に対応して、図１において左右方向について、隣接する上貫通孔２３ａ間の間隔と、隣接する下貫通孔２４ｂ間の間隔を拡大する必要がある。しかし、個々の単電池２に装着される上キャップ２１と下キャップ２２の形状については変更する必要がない。樹脂製の上キャップ２１と下キャップ２２の形状を変更するには成型用の金型の新たな製作が必要であるが、上保持部２３と下保持部２４は金属板をプレス成形等で成形したものであるので、上貫通孔２３ａや下貫通孔２４ｂの間隔の変更のために金型を新たに製作する必要はない。

　図４Ａに示す配置から図４Ｃに示すように左端から４個目と５個目の単電池２間の間隔のみを拡げた配置に変更する場合も、上保持部２３の上貫通孔２３ａの位置と下保持部２４の下貫通孔２４ｂの位置を変更すればよく、上キャップ２１と下キャップ２２の形状については何らの変更も必要がない。

　第１実施形態の組電池１において単電池２の数を増減する場合には、それに応じて上保持部２３の上貫通孔２３ａの位置と下保持部２４の下貫通孔２４ｂを増減すればよく、上キャップ２１と下キャップ２２の形状については何らの変更も必要がない。

　本実施形態の組電池１は特に以下に列挙する特徴を有する。

　単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂを設けた上端側に装着した上キャップ２１は、上凸部２７と上貫通孔２３ａの嵌合により上保持部２３に対して位置決めされた状態で強固に保持される。特に、本実施形態では上凸部２７と上貫通孔２３ａの対が複数設けられているので、上キャップ２１は上挟持部２３に対してより確実に位置決めされた状態でより強固に保持される。同様に、単電池２の下端側に装着した下キャップ２２は、下凸部３５と下貫通孔２４ｂとの嵌合により下挟持部２４に対して位置決めされた状態で強固に保持される。特に、本実施形態では下凸部３５と下貫通孔２４ｂの対が複数設けられているので、上キャップ２２は下挟持部２４に対してより確実に位置決めされた状態でより強固に保持される。そのため、この組電池１では高いと耐振性と耐衝撃性を実現できる。

　上キャップ２１の上凸部２７を上保持部２３の上貫通孔２３ａに嵌合するが、下キャップ２２には下凸部３５を設けず単に下キャップ２２の底壁部２２ａを下挟持部２４上に載置する構成も可能である。この構成でも、上キャップ２１が上保持部２３に対して位置決めされた状態で強固に保持されることにより、耐振性と耐衝撃性の向上できる。

　下挟持部２４に対して下キャップ２２を装着済みの単電池２を配置し、さらに単電池２に上キャップ２１を装着した後にその上から上保持部２３を配置することで組電池２の組立が可能であり、組立性が良好である。

　上凸部２７の先端側にテーパ状部２７ｂを設けているので、前述のように単電池２に装着した上キャップ２１にさらに上保持部２３を配置する際に、上凸部２７を円滑に上貫通孔２３ａに嵌合させることができる。つまり、上凸部２７と上貫通孔２３ａとの間に位置ずれがあっても、上保持部２３を単電池２へ向けて降下させれば上貫通孔２３ａの孔縁がテーパ状部２７ｂで案内されることで上凸部２７は円滑かつ確実に上貫通孔２３ａに嵌合する。

　上キャップ２１は、外部端子７Ａ，７Ｂを覆うように単電池２の上端側に装着されている。しかし、上キャップ２１を上凸部２７の部分で貫通して外部端子７Ａ，７Ｂまで達する検査用貫通孔２８が設けられている。また、上凸部２７は上保持部２３の上貫通孔２３ａを貫通して外部に突出している。従って、上保持部２３を取り外すことなく個々の単電池２の電圧等の検査が可能となる。つまり、組電池１から上保持部２３を取り外さなくても、テスターの電極等を検査用貫通孔２８に差し込んで外部端子７Ａ，７Ｂに接触させ検査を行うことができる。

（第２実施形態）
　図１０から図１３Ａは、本発明の第２実施形態に係る組電池１を示す。この組電池１は第１実施形態のものと同じ角型の単電池２を８個備える。具体的には、単電池２が４個ずつ２列に配置されている。図１３Ａに示すように、左下隅の単電池２から左上隅の単電池２まで、個々の単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂがバスバー８により同一又は異なる列の隣接する他の単電池２の外部端子７Ａ，７Ｂに接続されており、８個の単電池２が直列に接続されている。

　８個の単電池２の配置についてより具体的に説明する。まず、これらの単電池２は平行配置（互いに隣接する２個の単電池２の電池容器３の長手方向Ｌが実質的に互いに平行となる配置）で４個ずつ一列に配置されている。また、異なる列に属する互いに隣接する２個の単電池２（図１３Ａにおいて左右方向に隣接する２個の単電池２）は、蓋体５側（外部端子７Ａ，７Ｂが設けられている側）から見たときに、電池容器３の長手方向Ｌが実質的に直線状に配置される配置（直線配置）で配置されている。

　図１３Ａに示す配置を図１３Ｂに示すように隣接する単電池２の間の間隔を均一に拡大した配置に変更する場合、上保持部２３の上貫通孔２３ａの位置の変更と下保持部２４の下貫通孔２４ｂの位置の変更とが必要である。つまり、単電池２の間において上下左右の方向の間隔の拡大に対応して、上保持部２３の上貫通孔２３ａと下保持部２４の下貫通孔２４ｂについて上下左右の方向の間隔を拡大する必要がある。しかし、個々の単電池２に装着される上キャップ２１と下キャップ２２の形状については変更する必要がない。

　図１３Ａに示す配置から図１３Ｃに示すように各列の図において上から２個目と３個目の単電池２間の間隔を拡げた配置に変更する場合も、上保持部２３の上貫通孔２３ａの位置と下保持部２４の下貫通孔２４ｂの位置を変更すればよく、上キャップ２１と下キャップ２２の形状については何らの変更も必要がない。

　第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

（第３実施形態）
　図１４は本発明の第３実施形態に係る組電池１を示す。この組電池１は第１実施形態のものと同じ角型の単電池２を３個備える。本実施形態の組電池１の図１４に図示していない他の構造については、第１実施形態と同様である。３個の単電池２のうち図において中央の単電池２と左側の単電池２とは、蓋体５側から見たときに電池容器３の長手方向Ｌが互いに交差（この例では実質的に直交）する配置（交差配置）で配置されている。同様に、中央の単電池２と右側の単電池２も交差配置で配置されている。

　第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

　図１５は、第１実施形態の組電池１の変形例であり、図において右端の２個の単電池２を平行配置から交差配置に変更している。同様に、図１６は第２実施形態の組電池１の変形例であり、図において下側の２個の単電池２を直線配置から交差配置に変更している。このような平行配置又は直線配置から交差配置への変更も、上保持部２３の上貫通孔２３ａの位置と下保持部２４の下貫通孔２４ｂの位置の設定で実現でき、個々の単電池２に装着される上キャップ２１と下キャップ２２の形状を変更する必要はない。

　組電池１は上保持部２３と下保持部２４で上キャップ２１と下キャップ２２を介して７個の単電池２を挟み込んで保持する構成としている。そのため、第１から第３実施形態からも明らかなように、単電池２の個数や配置（平行配置、直線配置、交差配置）は、金属板をプレス成形したものであって比較的に安価に製作できる上保持部２３と下保持部２４の上貫通孔２３ａと下貫通孔２４ｂの位置により、自由に設定できる。そして、単電池２の個数や配置を変更する場合でも、高価な樹脂成形のための金型の新たな製作が必要となる上キャップ２１と下キャップ２２の形状は変更は必要がない。これらの点で、組電池１は単電池の配置について高い自由度が得られ、少量多品種生産を安価で実現できる。

　本実施形態における上保持部２３と下保持部２４一体構造であるが、上キャップ２１と下キャップ２２を介して単電池２を挟み込んで確実に保持できる限り、複数の部材で構成されていてもよい。同様に、側部２５，２６も上保持部２３と下保持部２４を単電池２を挟み込んで保持状態で保持できる限り、複数の部材で構成されてもよく、ねじ止め以外の手段で上保持部２３と下保持部２４に連結してもよい。さらに、側部２５，２６の一方又は両方を上保持部２３や下保持部２４と一体構造としてもよい。要するに、上キャップ２１と下キャップ２２を介して単電池２を挟み込んで確実に保持できる限り、上保持部２３、下保持部２４、及び側部２５，２６の具体的な構成は特に限定されない。

　以下、図１７Ａから図１９を参照して上凸部２７に関する変形例について説明する。これらの変形例は下凸部３５にも適用できる。

　図１７Ａの変形例では、第１実施形態と同じ上凸部２７に加え、上キャップ２１の頂壁部２１ａの前壁部２１ｂ側の両隅付近にも追加の上凸部１０１を設けている。これらの上凸部１０１を嵌合するための円形の上貫通孔が上挟持部２３に設けられる。

　図１７Ｂの変形例では、第１実施形態の上凸部２７に代えて、上キャップ２１の頂壁部２１ａの四隅付近に上凸部１０１を設けている。検査用貫通孔２８は上キャップ２１の頂壁部２１ａを上面から下面まで貫通するように設けられている。上挟持部２３には４個の上凸部１０１に対応する位置に円形の上貫通孔が設けられる。

　図１７Ａ及び図１７Ｂの変形例から明らかなように、上凸部２７の個数と位置は第１実施形態に限定されない。

　図１７Ｃの変形例の上凸部１０２は、全体として概ね扁平な四角柱状である。詳細には、この上凸部１０２は、上キャップ２１の頂壁部２１ａの上面から突出する扁平な角柱状部１０２ａと、角柱状部１０２ａの先端に形成されて最先端に向けて漸次縮小するテーパ状部１０２ｂと、概ね平坦な先端面１０２ｃとを備える。上挟持部２３には、上凸部１０２と対応する位置に矩形の上貫通孔が設けられる。

　図１７Ｄの変形例では、第１実施形態の上凸部２７に代えて、上キャップ２１の頂壁部２１ａに側壁部２１ｄ，２１ｅと平行に配置された細長い直線状の上凸部１０３を設けている。つまり、この変形例の上凸部１０３は突起ではなく突条の範疇に属するような形状を有している。上挟持部２３には、突条である上凸部１０２と対応する位置に直線溝状の上貫通孔が設けられる。

　図１７Ｅの変形例の上凸部１０４は、図１７Ｃと同様に扁平な角柱状であるが、上キャップ２１の頂壁部２１ａの上面を大きな面積で上向きに突出させて形成している。つまり、この変形例の上凸部１０４は突起ではなく膨出部の範疇に属するように形状を有している。

　図１７Ｆの変形例の上凸部１０５は、上キャップ２１の頂壁部２１ａの上面から突出する比較的小径の円柱状部１０５ａと、円柱状部１０５ａの先端に形成されて円柱状部１０５ａより大きい径から最先端に向けて漸次縮径するテーパ状の係止部１０５ｂを備える。この上凸部１０５を上挟持部２３に設けられた上貫通孔に嵌合すると係止部１０５ｂが上貫通孔を通過し、上挟持部２３は頂壁部２１と係止部１０５ｂの間に挟み込まれる。

　図１７Ｃから図１７Ｆの変形例から明らかなように、上凸部２７の形状は第１実施形態に限定されない。

　図１８の変形例では、上貫通孔２３ａに代えて上挟持部２３に有底孔１０６を設けている。この有底孔１０６に上凸部２７が嵌合する。有底孔１０６の底壁には上キャップ２１の検査用貫通孔２８と対応する位置に同様の検査用貫通孔１０７を設けている。これらの検査用貫通孔２８，１０７を介してテスターの電極等を外部端子７Ａ，７Ｂに接触させることができる。図１０Ａから図１０Ｆの変形例の場合も、上挟持部２３に上貫通孔に代えて有底孔を設けてもよい。

　図１９の変形では、上挟持部２３に図において下向きに突出する上凸部１０８を設ける一方、上キャップ２１に頂壁部２１ａを貫通する上貫通孔１０９を設け、上凸部１０８を上貫通孔１０９に嵌合している。また、上挟持部２３には上凸部１０８の部分に厚み方向に貫通する検査用貫通孔１１０を設け、上キャップ２１を取り外すことなく外部端子７Ａ，７Ｂにテスターの電極等を接触できるようにしている。図１０Ａから図１０Ｆの変形例についても、上挟持部２３に上凸部を設けて上キャップ２１に上貫通孔を設ける構成を採用できる。

　１　組電池
　２　単電池
　３　電池容器
　３ａ　底壁
　３ｂ，３ｃ　長側壁
　３ｄ，３ｅ　短側壁
　４　発電要素
　５　蓋体
　７Ａ，７Ｂ　外部端子
　７ａ　軸部
　８　バスバー
　８ａ　貫通孔
　９Ａ，９Ｂ　パッキン
　１０Ａ，１０Ｂ　接続杆
　１０ａ　検査用端子部
　１０ｂ　ねじ孔
　１１　ナット
　１２　リベット
　２０　保持構造
　２１　上キャップ
　２１ａ　頂壁部
　２１ｂ　前壁部
　２１ｃ　後壁部
　２１ｄ，２１ｅ　側壁部
　２１ｆ　リブ構造
　２１ｇ，２１ｈ　角隅部
　２２　下キャップ
　２２ａ　底壁部
　２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ　側壁部
　２３　上保持部
　２３ａ　上貫通孔
　２３ｂ，２３ｃ　モジュール開口部
　２４　下保持部
　２４ａ　通気開口
　２４ｂ　下貫通孔
　２５，２６　側部
　２７　上凸部
　２７ａ　円柱状部
　２７ｂ　テーパ状部
　２７ｃ　先端面
　２８　検査用貫通孔
　２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ　バスバー開口部
　３１　端子開口部
　３２　保護部
　３３Ａ，３３Ｂ　リブ
　３５　下凸部
　３６Ａ，３６Ｂ　端子保護カバー
　３７　監視装置
　１０１，１０２，１０３，１０４　，１０５，１０８　上凸部
　１０６　有底孔
　１０９　上貫通孔
　１１０　検査用貫通孔
　Ｌ　長手方向

Claims

　一方の端部側に外部端子を備える複数の単電池と、
　前記各単電池の前記一方の端部側に装着された第１のキャップと、
　前記複数の単電池に装着されて前記各第１のキャップに当接する第１の保持部と、
を備える、組電池。
　前記各単電池の前記一方の端部とは反対側に位置する他方の端部に装着された第２のキャップと、
　前記複数の単電池に装着されて前記各第２のキャップに当接する第２の保持部と、
を備え、
　前記第１の保持部と、前記第２の保持部との間に、前記第１のキャップと、前記第２のキャップとをそれぞれ介して、複数の単電池を挟み込んで保持した、請求項１に記載の組電池。
　前記各単電池は、複数の第１のキャップを装着している、請求項２に記載の組電池。
　前記第１のキャップに形成される第１の係合部と、前記第１の保持部に形成され、前記第１の係合部が係脱可能な第１の係合受部と、を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の組電池。
　前記第１の係合部は凸部であり、前記第１の係合受部は前記凸部が係脱する凹部又は貫通孔である、請求項４に記載の組電池。
　前記第２のキャップに形成される第２の係合部と、前記第２の保持部に形成され、前記第２の係合部が係脱可能な第２の係合受部と、を備える、請求項２から５のいずれか１項に記載の組電池。
　前記第２の係合部は凸部であり、前記第２の係合受部は前記突部が係脱する凹部又は貫通孔である、請求項６に記載の組電池。
　前記凸部は、先端に向かうに従って徐々に断面積が小さくなる、請求項５又は７に記載の組電池。
　前記第１のキャップと前記第１の保持部にそれぞれ形成される前記係合部と前記係合受部の組み合わせは複数組である、請求項４から８のいずれか１項に記載の組電池。
　前記単電池は略直方体形状であり、長手方向と短手方向を有する平面視矩形状の頂面と、頂面の長手方向の両端の短片からそれぞれ略直角方向に延びる両端面と、頂面の短手方向の両端の長辺からそれぞれ略直角方向に延びる両側面とを有し、
　前記第１のキャップは、前記頂面に対して平行な平面視矩形状の頂壁部と、頂壁部から前記端面の一方に沿って延びる第１の端壁部と、前記頂面に向かって延びる第２の端壁部と、前記両側面に沿って延びる第１及び第２の側壁部と、を備える、請求項４から９のいずれか１項に記載の組電池。
　前記第１のキャップは頂壁部に前記第１の係合部を備える、請求項１０に記載の組電池。
　前記第１のキャップは頂壁部に前記第１の保持部が当接する、請求項１０又は１１に記載の組電池。
　前記第１のキャップの第１の係合部は検査用貫通孔を有する、請求項４から１２のいずれか１項に記載の組電池。
　前記単電池は略直方体形状であり、長手方向と短手方向を有する平面視矩形状の頂面と、頂面の長手方向の両端の短片からそれぞれ略直角方向に延びる両端面と、頂面の短手方向の両端の長辺からそれぞれ略直角方向に延びる両側面とを有し、
　前記第２のキャップは、平面視矩形状の底壁部と、底壁部の４辺から前記単電池の両端面及び両側面に沿って延びる側壁部とを備え、
　前記第２のキャップは、前記底壁部に前記係合部を備える、請求項６又は７に記載の組電池。
　前記第２のキャップは底壁部に前記第２の保持部が当接する、請求項１４に記載の組電池。