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JP7122557B2 - 電池パック及び電動自転車 - Google Patents

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Description

本発明は、電池パック及び電動自転車に関し、より詳細には、ケーシングの内部に少なくとも1つの単電池が収容された電池パック及び電動自転車に関する。
特許文献1には、従来の電池パックが開示されている。この特許文献1に記載の電池パックは、電動自転車に用いられ、複数の円筒状充電式電池がケーシングに内蔵されている。
特開2003-231493号公報
ところで、この種の電池パックでは、例えば、短絡,高熱等を原因として、複数の円筒状充電電池がガスを発生することがある。この点について、特許文献1に係る電池パックでは、複数の円筒状充電電池がケーシングによって封鎖されており、円筒状充電電池がガスを発生した場合、ケーシングの内部の圧力が高まりやすい。
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、仮に、単電池からガスが発生しても、ガスによってケーシングの内部の圧力が高まるのを抑えることができる電池パック及び電動自転車を提供することを目的とする。
本発明に係る一態様の電池パックは、少なくとも1つの単電池と、前記単電池を内部に収容するケーシングと、を備える。前記ケーシングは、少なくとも1つの遮炎部を有する。前記遮炎部は、前記ケーシングの前記内部と外部とを通じさせる複数の孔を含む。
本発明に係る一態様の電動自転車は、前記電池パックと、車輪と、モータユニットと、前記モータユニットの出力を前記車輪に伝達する動力伝達体と、を備える。モータユニットは、モータを有し、前記電池パックから供給された電力により前記モータを動作させる。
本発明は、仮に、単電池からガスが発生しても、ガスによってケーシングの内部の圧力が高まるのを抑えることができる、という利点がある。
図1は、本発明の一実施形態の電池パックの分解斜視図である。 図2は、同上の電動自転車である。 図3は、同上の電池パックの斜視図である。 図4Aは、電池パックの一部破断した側面図である。図4Bは、図4AのA-A線断面図である。
(1)概要
本実施形態に係る電池パック62は、少なくとも1つの単電池63がケーシング65の内部に収まったバッテリである。本実施形態に係る電池パック62は、図1に示すように、少なくとも1つの単電池63と、単電池63を内部に収容するケーシング65とを備える。
ケーシング65は、少なくとも1つの遮炎部70を備える。遮炎部70は、ケーシング65の内部で単電池63から発火した場合に、ケーシング65の内部の炎が、ケーシング65の外部に出るのを遮ることができる。また、遮炎部70は、ケーシング65の内部と外部とを通じさせる複数の孔を有する。遮炎部70は、複数の孔を有することで、単電池63からガスが発生した場合にガスをケーシング65の外部に排出することができる。
このため、本実施形態に係る電池パック62によれば、仮に、単電池63からガスが発生しても、ガスによってケーシング65の内部が高圧になるのを抑えることができ、発火を抑制することができる。万が一、ケーシング65の内部で発火が起こっても、ケーシング65の外部に炎が出るのを抑えることができる。
(2)詳細
以下、本実施形態に係る電池パック62及び電動自転車1について説明する。以下では、電池パック62の一例として、電動自転車1に装着される電池パック62を説明する。ただしこれは、本開示に係る電池パック62の一例に過ぎず、本開示に係る電池パック62の用途を電動自転車1に限る意図ではない。
(2.1)電動自転車
電動自転車1は、電気的な動力を用いて走行可能な自転車である。本実施形態では、電動自転車1は、使用者の踏む力(「踏力」という場合がある)をモータ51により補助する電動アシスト自転車であるが、本開示では、モータ51のみで自走可能な自転車であってもよい。要するに、電動自転車1は、電動アシスト自転車であってもよいし、モータ51のみで自走可能な自転車であってもよい。電動自転車1は、図2に示すように、フレーム2と、複数の車輪4と、モータユニット5と、バッテリ装置6と、ハンドル81と、サドル82と、クランク90及びペダル91と、を備える。複数の車輪4は、前輪41と後輪42とを有する。
ここで、本開示では、電動自転車1の進む方向を「前方向」とし、その反対方向を「後方向」として定義する。また、前方向及び後方向に平行な方向(双方向)を「前後方向」として定義し、前後方向に直交しかつ水平面に沿う方向(双方向)を「左右方向」として定義する。
フレーム2は、少なくとも、前輪41,後輪42及びバッテリ装置6を保持可能な骨組みである。フレーム2は、本実施形態では、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金で構成される。ただし、本開示では、フレーム2は、アルミニウム合金に限らず、鉄,クロムモブリデン鋼,ハイテンスチール,若しくはチタン等の金属,又はカーボン等で構成されてもよい。
フレーム2は、複数のパイプを含む。フレーム2は、本実施形態では、複数のパイプとして、下パイプ20,立パイプ21,複数(本実施形態では2つ)のチェーンステー22,複数(本実施形態では2つ)のシートステー23,上パイプ24,ヘッドパイプ25及び前ホーク26を備える。さらに、フレーム2は、ボトムブラケット27を備える。
ここで、本開示でいう「パイプ」とは、細長くて中空な部材を意味し、断面の形状は特に限らない。例えば、パイプは、断面正円形又は断面長円形(楕円形を含む)等の円形断面だけでなく、断面正方形,断面長方形,断面六角形等の多角形断面を含む。
ボトムブラケット27は、少なくとも、下パイプ20の下端部とチェーンステー22の前方向の端部とが接続される部分である。本実施形態では、ボトムブラケット27には、下パイプ20及びチェーンステー22に加えて、立パイプ21の下端部が接続される。ボトムブラケット27には、本実施形態では、モータユニット5が取り付けられる。ボトムブラケット27にモータユニット5が取り付けられると、ボトムブラケット27はモータユニット5を支持する。
下パイプ20は、ボトムブラケット27とヘッドパイプ25とをつなぐパイプである。下パイプ20は、ボトムブラケット27の前方向の端部からヘッドパイプ25まで延びており、その長手方向において、前方向に行くほど上方に位置するように傾斜する。本実施形態では、下パイプ20には電池パック62が収まる開口部29が形成されている。したがって、本開示では、下パイプ20をバッテリ装着用パイプ28という場合がある。バッテリ装着用パイプ28とは、電池パック62が装着されるパイプを意味する。
下パイプ20には、カバー80が取り付けられる。カバー80は、開口部29を覆う。カバー80は、本実施形態では、開口面に沿った状態で取り付けられ、カバー80の表面が、下パイプ20の開口面以外の面と面一である。カバー80は、開口部29に対して、取外し可能である。
立パイプ21は、サドル82を保持するパイプである。本実施形態では、立パイプ21は、ボトムブラケット27と上パイプ24とをつなぐ。立パイプ21は、本実施形態では、ボトムブラケット27の上端部から上パイプ24よりも上方まで延びており、その長手方向において、後方向に行くほど上方に位置するように傾斜する。立パイプ21は、立パイプ21の長手方向に沿って移動し得るようにサドル82を保持する。
複数のチェーンステー22は、ボトムブラケット27とシートステー23とをつなぐパイプである。各チェーンステー22は、ボトムブラケット27の後方向の端部からシートステー23の後方向の端部まで延びる。本実施形態では、チェーンステー22は、左右方向に離れて2つあり、2つのチェーンステー22の間に、後輪42が配置される。チェーンステー22の後方向の端部には、後輪42の軸(後輪軸421)が取り付けられる軸受け221が形成されており、後輪42が回転し得るように取り付けられる。
複数のシートステー23は、立パイプ21の上端部とチェーンステー22とをつなぐパイプである。各シートステー23は立パイプ21の上端部からチェーンステー22の後方向の端部まで延びており、その長手方向が、後方向に行くほど下方に位置するように傾斜する。ここで言う「立パイプ21の上端部」とは、立パイプ21の上方向の先端から立パイプ21の長手方向に沿って下方向に一定の寸法位置する部分までの一定の範囲を有する部分を意味する。本実施形態では、シートステー23は、左右方向に離れて2つあり、2つのチェーンステー22に対して一対一で接続される。
上パイプ24は、ヘッドパイプ25と立パイプ21の上端部とをつなぐパイプである。上パイプ24は、立パイプ21の上端部からヘッドパイプ25まで延びており、その長手方向において前方向に行くほど上方に位置するように傾斜する。
ヘッドパイプ25は、上パイプ24の前方向の端部と下パイプ20の前方向の端部とが接続されるパイプである。ヘッドパイプ25は、前ホーク26とハンドル81とを、ヘッドパイプ25の中心軸回りに回転し得るように支持する。
前ホーク26は、前輪41の軸(前輪軸411)回りに回転し得るように前輪41が取り付けられるパイプである。前ホーク26は、前輪軸411を支持する一対のレッグ261と、レッグ261の上端部からヘッドパイプ25の中心軸に沿って上側に延びたステアリングコラム262とを有する。前ホーク26は、ステアリングコラム262がヘッドパイプ25に嵌め込まれることで、ヘッドパイプ25に取り付けられている。ステアリングコラム262の上端部には、ハンドル81が取り付けられている。これにより、ハンドル81がヘッドパイプ25の中心軸回りに回転すると、前ホーク26がヘッドパイプ25の中心軸回りに回転し、前輪41がヘッドパイプ25の中心軸回りに回転する。
前輪41は、前後方向に並ぶ2つの車輪4のうちの前側の車輪4である。前輪41は、本実施形態では、前ホーク26によって、前輪軸411回りに回転し得るように支持される。前輪軸411の長手方向は、左右方向に平行である。前輪41は、本実施形態では、モータユニット5から動力の伝達を受けない車輪4である。
後輪42は、前後方向に並ぶ2つの車輪4のうちの後側の車輪4である。後輪42は、本実施形態では、2つのチェーンステー22によって、後輪軸421回りに回転可能に支持される。後輪軸421の長手方向は、左右方向に平行である。後輪42は、本実施形態ではリアスプロケット422(ここでは、カセットスプロケット)を有しており、モータユニット5の駆動スプロケット52に動力伝達体92(ここでは、チェーン)を介して連結される。これにより、モータユニット5の動力が後輪42に伝達され得る。
モータユニット5は、電動自転車1において、電気的な動力を発生させる装置である。モータユニット5で発生した動力は、車輪4に伝達する。モータユニット5は、ペダル91から踏力の入力があると、駆動補助出力を発生させる。なお、本開示でいう「駆動補助出力」とは、モータ51を用いた踏力を補う力を意味する。モータユニット5は、本実施形態では、ペダル91及びクランク90から踏力の入力があると、その踏力の入力値を検出し、入力値が一定の値以下の場合に、駆動補助出力を動力伝達体92に対して出力する。
モータユニット5は、モータ51と、動力伝達体92が掛けられる駆動スプロケット52と、を有する。モータ51は、バッテリ装置6からの電力の供給を受けて作動する。駆動スプロケット52は、動力伝達体92を介して後輪42に動力を伝達するための歯車である。駆動スプロケット52は、クランク90の回転により回転し、かつモータ51の出力を受け得る。すなわち、本実施形態に係るモータユニット5は、ペダル91及びクランク90を介して伝達された踏力と、モータ51の出力と、を駆動スプロケット52に伝達した上で、動力伝達体92に動力を伝達する、いわゆる1軸式のモータユニットである。ただし、本開示では、踏力を動力伝達体92に伝達し、かつモータ51の出力を動力伝達体92に伝達する、いわゆる2軸式のモータユニットであってもよい。
(2.3)バッテリ装置
バッテリ装置6は、少なくともモータ51に対して、電力を供給する装置である。ただし、本開示では、バッテリ装置6は、モータ51に加えて、ヘッドライト,又はモータ51のON/OFFの操作部等に電力を供給するように構成されてもよい。本実施形態では、バッテリ装置6は、開口部29内に収まるように配置されている。バッテリ装置6は、電池パック62と、電池パック62をモータに電気的に接続するバッテリ装着部61と、を備える。
(2.3.1)電池パック
電池パック62は、電気的エネルギーを蓄える二次電池である。電池パック62は、本実施形態では、バッテリ装着部61に保持され、この状態でモータ51に対して電気的に接続されている。
電池パック62は、図3に示すように、ケーシング65によって一まとめにされている。電池パック62は、本実施形態では、長手方向を有している。本開示では、電池パック62の長手方向に沿った方向(双方向)を「第1の方向D1」とし、第1の方向D1に直交しかつ水平面に沿う方向を「第2の方向D2」として定義する。また、電池パック62の第1の方向D1のうち、一方の端部を「第1の端部77」とし、第1の端部77とは反対側の端部を「第2の端部78」とする。電池パック62は、本実施形態では、図1に示すように、複数の単電池63と、基板64と、ケーシング65と、コネクタ73と、複数の閉塞部材74と、を備える。
複数の単電池63は、二次電池である。複数の単電池63は、本実施形態では、互いに接続されており、組電池を構成する。ただし、本開示では、電池パック62は、1つの単電池63のみを有していてもよい。各単電池63は、本実施形態では、リチウムイオン電池であるが、本開示では、ニッケル水素電池,ニッケルカドミウム電池,又は鉛蓄電池等であってもよい。
各単電池63は、本実施形態では、円筒型の単電池63である。ただし、本開示では、角形,平形,ボタン形,又はコイン形であってもよい。本実施形態では、各単電池63の中心軸は、第1の方向D1に沿っている。本実施形態において、各単電池63にはガス排出部631が形成されている。
ガス排出部631は、各単電池63の内部でガスが発生した際に、単電池63の外装体の外部にガスを排出する部分である。ガス排出部631は、本実施形態では、外装体に設けられたガス排出弁である。ガス排出弁は、本実施形態では、各単電池63の中心軸方向のうちの一方の端部(ここでは、正極側の端部)に形成されている。
ここで、例えば、ガス排出弁が形成されていない単電池63の場合、ガス排出部631は、外装体の内部の圧力が高まったときに破壊しやすい部位を指す。例えば、プラスチックフィルムで覆われた平形の単電池63の場合、正極板と負極板との積層方向に直交する端面にガスが集まりやすいが、この部分が、破れやすいと言えるため、本開示でいう「ガス排出部631」に当たる。プラスチックフィルムで覆われた単電池63等の場合、ガス排出部631は、外観上、他の部分と区別されていないが、繰り返し実験を行うことで、プラスチックフィルムの破れやすい位置を特定することができる。
各単電池63の長手方向は、第1の方向D1に沿っている。更に、各単電池63のガス排出部631側は、第1の方向D1において第1の端部77側に向いている。複数の単電池63は、第1の方向D1に見て、隣り合って配置されているが、第1の方向D1にも並んで配置されている(図4A参照)。
基板64は、制御回路を有している。制御回路は複数の単電池63に電気的に接続されている。制御回路は、本実施形態では、例えば、単電池63を保護する回路であり、具体的には、過充電・過放電を防ぐ保護回路である。制御回路は、コネクタ73に接続される。基板64は、本実施形態では、ケーシング65の内部に配置されており、基板64の端面の少なくとも一部と、ケーシング65の内面との間には隙間(空間)がある。したがって、ケーシング65の内部では、第1の方向D1において、基板64で区画された空間同士は、空間を介して通じている。
ケーシング65は、少なくとも1つの単電池63を内部に収容する。ケーシング65は、長手方向の両端部に開口面を有する筒状体66と、筒状体66に対して一対の開口面を覆うように取り付けられる一対の端部部材67とを備える。
筒状体66は、中空な部材であり、ケーシング65の主体を構成する。筒状体66は、本実施形態では、第1の方向D1に長手方向を有しており、細長い形状である。ただし、本開示では、筒状体66は細長くなくてもよい。筒状体66の第1の方向D1の両端面には開口面が形成されている。
筒状体66は、本実施形態では、アルミニウム合金からなるダイカスト品である。ただし、筒状体66は、アルミニウム合金に限らず、鉄若しくはチタン等の金属,又は合成樹脂等で構成されてもよい。また、筒状体66は、ダイカスト品に限らず、押出品,プレス加工品等であってもよい。
各端部部材67は、筒状体66の一対の開口面の各々を覆う。各端部部材67は、本実施形態では、合成樹脂で構成されているが、本開示では、合成樹脂に限らず、アルミニウム合金,鉄,若しくはチタン等の金属,又はゴム等で構成されてもよい。一対の端部部材67は、筒状体66の長手方向の両端部に対して、一対一で、ねじ等の固着具を介して固定されている。本開示では、一対の端部部材67のうち、第1の端部77側の端部部材67を「第1の端部部材68」といい、第2の端部78側の端部部材67を「第2の端部部材69」という場合がある。
第1の端部部材68には、コネクタ73が設けられている。コネクタ73は、複数の単電池63に接続されており、バッテリ装着部61に接続される。複数の単電池63から出力される電力は、コネクタ73及びバッテリ装着部61を介して、モータ51等の負荷に入力される。コネクタ73は、第1の端部部材68に設けられており、要するに、電池パック62の第1の端部77における端面に形成されている。
また、第1の端部部材68には、凹部681が形成されている。凹部681は、第1の端部部材68の端面から凹んでおり、第1の方向D1に見て円形状に形成されている。凹部681は底面682を有している。底面682には、凹部681と同心となるように、後述の貫通孔712が設けられている。
ケーシング65は、複数の遮炎部70を有している。遮炎部70は、ケーシング65の内部で単電池63から発火した場合に、ケーシング65の内部の炎が、ケーシング65の外部に出るのを遮る。ケーシング65は、本実施形態では、複数の遮炎部70として、第1の遮炎部71と、第2の遮炎部72とを備える。
第1の遮炎部71は、ケーシング65において、第1の方向D1の少なくとも一方の端部に形成されている。第1の遮炎部71は、本実施形態では、第1の端部部材68に設けられている。第1の遮炎部71は、第1の端部部材68に形成された貫通孔712と、貫通孔712を覆う網部713とを備える。
貫通孔712は、ケーシング65のいずれかの端面(本実施形態では第1の端部部材68の端面)を第1の方向D1に沿って貫通する。貫通孔712は、本実施形態では丸孔であるが、本開示では、三角形状,四角形状,又は五角形状等の角孔であってもよい。
網部713は、貫通孔712を覆う。網部713には、少なくとも貫通孔712よりも広い範囲にわたって複数の網目孔714が形成されている。複数の網目孔714の各々は、ケーシング65の内部と外部とを通じさせる孔である。要するに、本実施形態では、第1の遮炎部71は、複数の孔を有する。網部713は、本実施形態では、格子状に形成されており、各網目孔714は、四角形状に形成されている。ここでいう「四角形状」には、正方形状、長方形状、菱形状,又は平行四辺形状を含む。
本開示において、各網目孔714の少なくとも1辺の長さ(要するに目開き)は、1mm以下であることが好ましく、より好ましくは、0.8mm以下であり、更に好ましくは、0.2mm以下である。各網目孔714の目開きは、複数の単電池63から出るガスの量や想定される炎の大きさによって適宜設定される。
網部713は、本実施形態では、アルミニウム合金等からなる金属製の網部713であるが、本開示では、鋼,鉄,ステンレスあるいはチタン等の金属,カーボン,シリカ繊維,又はガラス繊維等の耐熱性のある素材であってもよい。
網部713は、第1の端部部材68の第1の方向D1の両面のうち、ケーシング65の内部側の面(内面)に重なっている。網部713は、第1の端部部材68に対して固定されている。網部713と第1の端部部材68とは、本実施形態では、接着により固定されるが、本開示では、ピン等の固定具を用いて固定されてもよい。また、第1の端部部材68の内面に凹所を設け、当該凹所に配置することで、第1の端部部材68の内面に対して網部713を固定してもよい。
第1の遮炎部71は、複数の単電池63のガス排出部631のうちの少なくとも1つのガス排出部631に面している。本実施形態において、全ての単電池63では、ガス排出部631は、第1の方向D1のうちの第1の遮炎部71側に配置されている。第1の方向D1に並ぶ複数の単電池63のうち、第1の遮炎部71に最も近い側の複数の単電池63におけるガス排出部631は、少なくとも一部が、第1の遮炎部71に面している。これによって、第1の遮炎部71は、炎が外部に出るのを遮りながらも、単電池63のガス排出部631から排出されたガスを、効果的に外部に排出することができる。
なお、本実施形態では、電池パック62は、第1の方向D1に並ぶ複数の単電池63のうち第1の遮炎部71に最も近い単電池63として、複数の単電池63を有する。この複数の単電池63と、第1の遮炎部71との間には基板64が配置されているが、基板64の端面とケーシング65の内面との間には空間があるため、第1の遮炎部71からガスを排出できる。
第2の遮炎部72は、ケーシング65の筒状体66の少なくとも一部に形成されている。第2の遮炎部72は、本実施形態では、ケーシング65において、第2の方向D2に直交する側面のうちの一方の側面に形成されている。本実施形態では、ケーシング65において、筒状体66の一箇所に形成されているが、筒状体66の複数箇所に形成されてもよい。第2の遮炎部72は、複数のスリット721を備える。
複数のスリット721の各々は、ケーシング65の内部と外部とを通じさせる孔である。要するに、本実施形態では、第2の遮炎部72は、複数の孔を有する。各スリット721の長さ方向に直交する幅方向の寸法は、本実施形態では、2mm以下であることが好ましく、より好ましくは、1.5mm以下であり、更に好ましくは1mm以下であり、更に好ましくは、0.8mm以下である。各スリット721の幅寸法は、複数の単電池63から出るガスの量や想定される炎の大きさによって適宜設定される。
各スリット721の長手方向は、図4Aに示すように、第1の方向D1に平行である。複数のスリット721は、第1の方向D1に並ぶ複数の単電池63の間に面している。本実施形態では、複数のスリット721は、本実施形態では、第1の方向D1に並ぶ複数の単電池63の全ての間に面しているが、本開示では、少なくとも2つの単電池63の間に面していればよい。また、本実施形態では、複数のスリット721は、複数の単電池63の間に対応する位置だけでなく、各単電池63に対応する位置にまで延びているが、本開示では、複数の単電池63の間に対応する位置にのみ形成されてもよい。要するに、本開示では、第2の遮炎部72の少なくとも一部が、複数の単電池63の間に面していればよい。
第1の方向D1に並ぶ複数の単電池63では、ガス排出部631が、隣接する単電池63に対向する。このため、ガス排出部631から出たガスや炎は、隣接する単電池63に当たって滞留し得る。しかし、本実施形態では、第2の遮炎部72は、複数の単電池63の間に面しているため、炎が外部に出るのを遮りながらも、図4Bに示すように、ガスを効果的に外部に排出することができる。
電池パック62は、図1に示すように、複数の閉塞部材74を備える。複数の閉塞部材74は、複数の遮炎部70における複数の孔から浸水することを抑える。各閉塞部材74は、図1に示すように、各遮炎部70の複数の孔を塞ぐように、一定強度で取り付けられる。本実施形態では、電池パック62は、複数の閉塞部材74として、第1の閉塞部材75と、第2の閉塞部材76とを備える。
第1の閉塞部材75は、円形状に形成されており、第1の端部部材68の凹部681内に配置される。これにより、第1の閉塞部材75は、第1の遮炎部71の複数の孔を、ケーシング65の外側から覆う。第1の閉塞部材75は、例えば、PETあるいはポリカーボネート等の合成樹脂,ゴム,又は金属等により構成される。また、第1の閉塞部材75は、シート材,フィルム材,膜,又は箔等、防水性があれば厚さは特に限らない。
第1の閉塞部材75は、第1の遮炎部71の複数の網目孔714を覆うように、ケーシング65に対して取り付けられる。第1の閉塞部材75は、第1の端部部材68の凹部681の底面682に粘着可能な粘着部を有する。粘着部は、底面682に対して密着し、第1の閉塞部材75と凹部681の底面682との界面からの浸水を抑える。粘着部は、本実施形態では、粘着層で構成されるが、本開示では、筒状体66の側面に対して、接着,溶着又は他の部材との挟み込み等で固定されてもよい。
第1の閉塞部材75は、ケーシング65に対して取り付けられている。このため、第1の閉塞部材75は、第1の閉塞部材75とケーシング65との間からの浸水を抑え得る。一方で、ケーシング65の内部の圧力が高くなることで、第1の閉塞部材75に対し、ケーシング65の内部から外部に向かって所定の力が掛かると、第1の閉塞部材75は、ケーシング65から外れ、複数の孔を通じさせる。したがって、ケーシング65に収容された単電池63からガスが発生しても、ケーシング65の内部の圧力が高くなる前に、第1の閉塞部材75がケーシング65から外れ、ガスをケーシング65の外部に排出することができる。この結果、ケーシング65の内部に高温のガスが滞留して、発火が引き起こされるのを抑えることができる。
本開示でいう「所定の力」とは、ケーシング65に対して取り付けられた閉塞部材74に対して掛かる力であって、複数の孔が閉塞部材74によって閉じられた状態を解除し得る力を意味する。よって「ケーシング65の内部から所定の力が掛かると複数の孔を通じさせる」ことには、閉塞部材74が、ケーシング65の外面から外れることのほか、ケーシング65の内部から圧力を受け、閉塞部材74が破壊(破損も含む)することも含む。
第2の閉塞部材76は、第1の方向D1に延びた長方形状に形成されている。第2の閉塞部材76は、筒状体66の第2の遮炎部72の複数のスリット721を外側から覆うように取り付けられている。第2の閉塞部材76は、第1の閉塞部材75と同様、例えば、PETあるいはポリカーボネート等の合成樹脂,ゴム,又は金属等により構成される。また、第1の閉塞部材75は、シート材,フィルム材,膜,又は箔等、防水性があれば厚さは特に限らない。
第2の閉塞部材76は、第2の遮炎部72の複数の網目孔714を覆うように、ケーシング65に対し、所定強度で取り付けられる。第2の閉塞部材76は、筒状体66の側面に粘着可能な粘着部を有する。粘着部は、筒状体66の側面に対して密着し、第2の閉塞部材76と筒状体66の側面との界面からの浸水を抑える。接着部は、本実施形態では、粘着層で構成されるが、本開示では、筒状体66の側面に対して、接着,溶着又は他の部材との挟み込み等で固定されてもよい。
第2の閉塞部材76は、第1の閉塞部材75と同様、ケーシング65に対して取り付けられている。このため、第2の閉塞部材76は、第2の閉塞部材76とケーシング65との間からの浸水を抑え得る。一方で、ケーシング65の内部の圧力が高くなることで、第2の閉塞部材76に対し、ケーシング65の内部から外部に向かって所定の力が掛かると、第2の閉塞部材76は、ケーシング65から外れ、複数の孔を通じさせる。したがって、ケーシング65に収容された単電池63からガスが発生しても、ケーシング65の内部の圧力が高くなる前に、第2の閉塞部材76がケーシング65から外れ、ガスをケーシング65の外部に排出することができる。この結果、ケーシング65の内部に高温のガスが滞留して、発火が引き起こされるのを抑えることができる。
また、第2の閉塞部材76は、表面に品質表示や使用上の注意等が表示されている。要するに、本実施形態では、第2の閉塞部材76は、ラベルを兼ねている。
このように、本実施形態に係る電池パック62は、仮に、単電池63からガスが発生しても、ガスによってケーシング65の内部が高温になるのを抑えることができ、発火を抑制することができる。万が一、ケーシング65の内部で発火が起こっても、ケーシング65の外部に炎が出るのを抑えることができる。
(変形例)
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
上記実施形態では、遮炎部70は、第1の遮炎部71と第2の遮炎部72との2つ設けられたが、本開示では、遮炎部70は、第1の遮炎部71及び第2の遮炎部72のいずれか1つであってもよい。
上記実施形態では、遮炎部70が有する孔は、網目孔714又はスリット721であったが、本開示では、ケーシング65の内部と外部とを通じさせることができればよく、微細な孔であってもよい。微細な孔としては、例えば、不織布の繊維間の隙間、平織り又は綾織りされたカーボンの隙間などで構成されてもよい。
上記実施形態では、閉塞部材74で、遮炎部70の複数の孔を塞いだが、本開示では、閉塞部材74は無くてもよい。この場合、例えば、1つ又は複数の単電池63が防水袋等に入れられて防水されてもよい。
上記実施形態では、第1の方向D1に並ぶ複数の単電池63の間に、複数のスリット721が面するように構成されたが、本開示では、複数のスリット721に代えて、第1の遮炎部71のような複数の孔を用いてもよい。
上記実施形態に係る電動自転車1では、下パイプ20に開口部29が形成され、この開口部29の内部に電池パック62が装着されたが、本開示では、電池パック62は、下パイプ20に沿って取り付けられてもよい。また、電池パック62は、立パイプ21に沿って取り付けられてもよく、電動自転車1において、取り付けられる箇所は特に限らない。
上記実施形態に係る電池パック62は、電動自転車1用のバッテリであったが、本開示に係る電池パック62は、例えば、インパクトドライバ又は電動ドリル等の電動工具,パーソナルコンピュータ又はカメラ等の電池パックに適用してもよい。
(態様)
以上説明したように、第1の態様に係る電池パック(62)は、少なくとも1つの単電池(63)と、単電池(63)を内部に収容するケーシング(65)と、を備える。ケーシング(65)は、少なくとも1つの遮炎部(70)を有する。遮炎部(70)は、内部と外部とを通じさせる複数の孔を含む。
この態様によれば、仮に、単電池(63)からガスが発生しても、ガスによってケーシング(65)の内部が高い圧力になるのを抑えることができ、発火を抑制することができる。万が一、ケーシング(65)の内部で発火が起こっても、ケーシング(65)の外部に炎が出るのを抑えることができる。
第2の態様に係る電池パック(62)は、第1の態様において、遮炎部(70)は、複数の孔が形成された網部(713)を含む。
この態様によれば、複数の孔を網部(713)で構成することができるため、容易に、遮炎部(70)を構成することができる。
第3の態様に係る電池パック(62)では、第1の態様において、複数の孔の各々はスリット(721)である。
この態様によれば、ガスが流通可能な開口面積を大きくしながらも、炎が通るのを抑えることができる。
第4の態様に係る電池パック(62)は、第1~3のいずれか1つの態様において、少なくとも1つの閉塞部材(74)を更に備える。閉塞部材(74)は、複数の孔を塞ぐようにケーシング(65)の外面に取り付けられる。閉塞部材(74)は、ケーシング(65)の内部から所定の力が掛かると複数の孔を通じさせる。
この態様によれば、閉塞部材(74)によって一定の防水性を保ちながらも、ガスによってケーシング(65)の内部が高い圧力になるのを抑えることができる。
第5の態様に係る電池パック(62)では、第1~第4のいずれか1つの態様において、少なくとも1つの単電池(63)は、少なくとも1つの単電池(63)の内部のガスが排出されるガス排出部(631)を含む。少なくとも1つの遮炎部(70)は、ガス排出部(631)に面している。
この態様によれば、単電池(63)からガスが発生しても、遮炎部(70)の複数の孔からガスを排出させやすく、ケーシング(65)の内部の圧力が高くなりにくい。
第6の態様に係る電池パック(62)は、第1~第5のいずれか1つの態様において、単電池(63)を複数備える。少なくとも1つの遮炎部(70)の少なくとも一部は、複数の単電池(63)の間に面している。
この態様によれば、電池パック(62)の内部において、複数の単電池(63)を並べた場合において、複数の単電池(63)からガスが発生しても、遮炎部(70)の複数の孔からガスを排出させやすく、ケーシング(65)の内部の圧力が高くなりにくい。
第7の態様に係る電動自転車(1)は、第1~6のいずれか1つの態様の電池パック(62)と、車輪(4)と、モータユニット(5)と、動力伝達体(92)とを備える。モータユニット(5)は、モータ(51)を有し、電池パック(62)から供給された電力によりモータ(51)を動作させる。動力伝達体(92)は、モータユニット(5)の出力を車輪に伝達する。
この態様によれば、電動自転車(1)の電池パック(62)において、仮に、単電池(63)からガスが発生しても、ガスによってケーシング(65)の内部が高温になるのを抑えることができ、発火を抑制することができる。充電中に家屋内に電池パック(62)を持ち込んで充電する場合などに、より効果的である。
第2~第7の態様に係る構成については、電池パック(62)及び電動自転車(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 電動自転車
4 車輪
5 モータユニット
51 モータ
62 電池パック
63 単電池
631 ガス排出部
65 ケーシング
70 遮炎部
713 網部
721 スリット
74 閉塞部材
92 動力伝達体

Claims (8)

  1. 複数の単電池と、
    前記複数の単電池を内部に収容するケーシングと、
    を備えた電池パックであって
    各単電池の中心軸は、前記電池パックの長手方向に沿っており、
    前記ケーシングは、前記内部と外部とを通じさせる複数の孔を含む少なくとも1つの遮炎部を有
    前記遮炎部の少なくとも一部は、前記長手方向に並ぶ前記複数の単電池の間に、面している、
    電池パック。
  2. 少なくとも1つの単電池と、
    前記単電池を内部に収容するケーシングと、
    を備えた電池パックであって、
    前記ケーシングは、筒状体と、前記筒状体に取り付けられる端部部材と、前記内部と外部とを通じさせる複数の孔を含む少なくとも1つの遮炎部と、を有し、
    前記少なくとも1つの遮炎部は、前記端部部材に設けられた第1の遮炎部と、前記筒状体に設けられた第2の遮炎部と、を含む、
    電池パック。
  3. 前記第1の遮炎部は、前記複数の孔が形成された網部を含む、
    請求項2の電池パック。
  4. 前記第2の遮炎部に含まれる前記複数の孔の各々はスリットである、
    請求項2又は3の電池パック。
  5. 前記第1の遮炎部は、前記端部部材の凹部に形成された貫通孔を含む、
    請求項2から4のいずれか1つの電池パック。
  6. 前記複数の孔を塞ぐように前記ケーシングの外面に取り付けられ、前記ケーシングの内部から所定の力が掛かると前記複数の孔を通じさせる少なくとも1つの閉塞部材を更に備える、
    請求項1~5のいずれか1つの電池パック。
  7. 前記単電池は、前記単電池の内部のガスが排出されるガス排出部を含み、
    前記少なくとも1つの遮炎部は、前記ガス排出部に面している、
    請求項1~6のいずれか1つの電池パック。
  8. 請求項1~7のいずれか1つの電池パックと、
    車輪と、
    モータを有し、前記電池パックから供給された電力により前記モータを動作させるモータユニットと、
    前記モータユニットの出力を前記車輪に伝達する動力伝達体と、
    を備える、
    電動自転車。
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