JP2000311668A - 電池パック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内蔵する各部品を正確に位置決めし、その位
置決め手段で内臓する各部品や蓋を固定する、低コスト
で生産性の高い電池パック。 【解決手段】 底部に外部端子窓６、６ａ、６ｂが設け
られた樹脂ケース１、１ａ、１ｂの内部に、外部端子窓
６、６ａ、６ｂに嵌合する外部端子９、９ａ、９ｂが設
けられた配線材２、２ａ、２ｂと二次電池３を順次所定
位置に固定して蓋４、４ａ、４ｂでパックして形成した
電池パックで、樹脂ケース１、１ａ、１ｂには、少なく
とも一対のリブ７、７ａ、７ｂ、８、８ａ、８ｂを低部
５、５ａ、５ｂに立設し、また、配線材２、２ａ、２ｂ
にはリブに対応する位置にそれぞれ位置決め孔１１、１
１ａ、１１ｂ、１２、１２ａ、１２ｂを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池を内蔵し
た電池パックに関し、特に、電池パックを構成する樹脂
成型品と配線材と電池等の、相互の位置決めと固定が容
易で良好な構造を有する電池パックに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコンや携帯電話等の電子機器
の小型化、軽量化、コードレス化に伴い、その駆動電源
として小型、軽量でエネルギー密度が高く、繰り返し充
放電が可能な密閉型の二次電池への要望が高まってい
る。この種の二次電池としては、例えば、負極活物質に
リチウム、リチウム合金等を用い、正極活物質としてバ
ナジウム、チタン、モリブデン、ニオブなどの酸化物、
硫化物、セレン化物を用いたたものが知られている。最
近では負極活物質にカーボンを用い、正極活物質にはリ
チウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチ
ウムマンガン酸化物を用いたリチウムイオン二次電池の
開発、商品化されている。

【０００３】また、二次電池の形状としてコイン形、筒
形の他に機器の薄型化、省スペース化の要請から角形、
長円形などの収納時に体積効率の優れた二次電池の要求
も高まっている。

【０００４】また、一般に、密閉電池の密閉構造は角型
密閉電池を例にとると次のようなものが知られている。

【０００５】すなわち、開口部を有する金属からなる有
底角形の電池容器内に発電要素を収納し、この電池容器
の開口部にハーメティックシールにより絶縁された電極
端子および電解液の注液孔を有する金属板材からなる蓋
体を溶接して接合し、注液装置で電解液を蓋体の注液孔
を通して電池容器内に注液した後、注液孔に栓体を差込
み、栓体と蓋体を接合し注液孔を塞いで密閉電池を形成
している。なお、電解液を液体状態で用いずに媒体に含
浸させてポリマ電池として形成することもできる。

【０００６】通常、これらの二次電池は、各種情報機器
等の装置へ装着される際には、裸のままの単体として取
扱かわずに、樹脂ケースと蓋の中に内蔵して電池パック
を形成し、その電池パックを一つのユニットとして取扱
っている。

【０００７】特に、リチウムイオン電池では電圧が３．
６Ｖであるので、裸で取扱った際に短絡等の状態になる
と、発火の恐れもあり危険であり、取扱い上からも電池
パックが必要である。また、通常、二次電池の過充電を
防止するために保護回路が設置されているが、この保護
回路を二次電池と一体に電池パック内に設ける場合もあ
る。

【０００８】電池パックは、例えば、図４に示すよう
に、箱状で底面２５に外部端子窓２６が形成された樹脂
ケース２１と、この樹脂ケース２１に係止されて外部端
子２９が設けられた配線材２２と、二次電池２３と、樹
脂ケース２１に配線材２２と二次電池２３を収納後に樹
脂ケース２１をパックする蓋２４とで構成されている。

【０００９】この構成で、組立てに際しては各部品の位
置決めを行ってそれぞれを固定している。特に、樹脂ケ
ース２１の底部２５に設けられた外部端子窓２６に、配
線材２２の外部端子２９が正確に嵌り込むように位置決
めして配線材２２を樹脂ケース２１に固定する必要があ
る。そのために、配線材２２の外部端子２９を大きな凸
状部に形成し、この凸状部を樹脂ケース２１の外部端子
窓２６に差し込んで固定する構造にしている。

【００１０】また、図５に示すように、樹脂ケース２１
ａには外部端子２９ａを固定するための一対の溝３０
ａ、３０ｂを設け、配線材２２ａはインサート成形によ
る一対の位置決め突起３１ａ、３１ｂを設けておき、配
線材２２ａを樹脂ケース２１ａに嵌め合わせた際に、位
置決め突起３１ａ、３１ｂが樹脂ケース２１ａの溝３０
ａ、３０ｂに固定できる構造にしてある。

【００１１】これらの各構造によって、配線材２２、２
２ａを樹脂ケース２１、２１ａに固定した後に、二次電
池２３を配線材２２、２２ａの所定位置に接着固定し、
その後に、蓋４、４ａを樹脂ケース２１、２１ａに接着
又は超音波溶着して固定し電池パックを組立てている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図４に示す電池パックの構造では、樹脂ケースの外部端
子窓と配線材の外部端子のクリアランスを小さくできな
いため、樹脂ケースの外部端子窓に対し配線材の外部端
子が正確な位置に固定するのが困難である。

【００１３】また、複数の二次電池が搭載された場合、
電池パックを落下させると二次電池の重みで外部端子
や、電池パックのケース接合部が破損してしまう問題が
発生していた。

【００１４】また、図５に示す構造にすると、配線材は
インサート成形による位置決め突起を設ける必要がある
ので、インサート成形が必要になり、金型が複雑になる
等の理由で、生産に要するコストが非常に高くなってし
まう。

【００１５】また、上述の何れの構造でも樹脂ケースの
外部端子窓と、配線材の外部端子とを位置合わせる位置
合せ手段と、それら固定する固定手段との両方が必要な
ため、構造的にもあまり好ましくない。

【００１６】本発明はこれらの事情に基づいて成された
もので、内蔵する各部品を正確に位置決めし、その位置
決め手段で内臓する各部品や蓋を固定する、低コストで
生産性の高い電池パックを提供することを目的としてい
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
る手段によれば、底部に外部端子窓が設けられた樹脂ケ
ースの内部に、前記外部端子窓に嵌合する外部端子が設
けられた配線材と二次電池を順次所定位置に固定して蓋
でパックして形成した電池パックにおいて、前記樹脂ケ
ースには、少なくとも一対のリブが前記低部に立設さ
れ、また、前記配線材には前記リブに対応する位置にそ
れぞれ位置決め孔が設けられていることを特徴とする電
池パックである。

【００１８】また請求項２記載の発明による手段によれ
ば、前記リブは−形リブと十字リブが対になり、また、
対応する位置決め孔は−形位置決め孔と丸型位置決め孔
であることを特徴とする電池パックである。

【００１９】また請求項３記載の発明による手段によれ
ば、前記複数のリブは、相互に異なる断面形状か断面形
状が同じで大きさの異なるのリブが用いられていること
を特徴とする電池パックである。

【００２０】また請求項４記載の発明による手段によれ
ば、前記複数のリブは、断面形状と大きさが同じで立設
方向が異なるリブが用いられていることを特徴とする電
池パックである。

【００２１】また請求項５記載の発明による手段によれ
ば、前記蓋の裏面には、前記リブと対応する位置にそれ
ぞれピン接合部が設けられていることを特徴とする電池
パックである。

【００２２】また請求項６記載の発明による手段によれ
ば、前記配線材には、保護回路が設けられていることを
特徴とする電池パックである。

【００２３】また請求項７記載の発明による手段によれ
ば、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であるこ
とを特徴とする電池パックである。

【００２４】また請求項８記載の発明による手段によれ
ば、外部端子窓は、角孔状であることを特徴とする電池
パックである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００２６】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態
を示す電池パックの分解図である。すなわち、電池パッ
クは箱状の樹脂ケース１と、この樹脂ケース１に順次積
層状態に内蔵される配線材２と、二次電池３とを有し、
その上部から蓋４が樹脂ケース１に固定して内部をパッ
クしている。

【００２７】樹脂ケース１はポリカーボネイト、ＡＢＳ
または、この２種の配合樹脂（ポリカＡＢＳ）で、図１
（ｂ）に示すように、底部５に角孔状の外部端子窓６が
孔設され、また、上向きに−形リブ７と十字リブ８が立
設されている。一方、この樹脂ケース１に固定される配
線材２は図１（ｃ）に示すような配線基板で銅板の両面
に図示しないポリイミドの絶縁層が形成されていおり、
かつ、それぞれ樹脂ケース１に対応して加工が施されて
いる。すなわち、樹脂ケース１の外部端子窓６の位置に
はこの外部端子窓６に嵌合する外部端子９が設けられ、
また、−形リブ７の位置には−形位置決め孔１１が、さ
らに、十字リブ８の位置には丸形位置決め孔１２それぞ
れ孔設されている。

【００２８】次に、これらの構成になる電池パックの組
立てについて説明すると、樹脂ケース１の−形リブ７に
配線材２の−形位置決め孔１１を、同様に、樹脂ケース
１の十字リブ８に配線材２の丸形置決め孔１２をそれぞ
れ挿入する。この位置決めは、一方が−形リブ７である
ので−方向を規定し、また、もう一方が、十字リブ８で
あるので−方向とその直角方向との両方を規定し、か
つ、２つのリブ７、８と位置決め孔１１、１２の配置に
より、配線材２の全体的な配置も規定できる。

【００２９】この状態で、予め、部品精度として樹脂ケ
ース１の各リブ７、８と外部端子窓６の位置関係と、配
線材２の各位置決め孔１１、１２と外部端子９との位置
関係が保たれているので、挿入した状態で丁度、配線材
２の外部端子９が樹脂ケース１の外部端子窓６に挿入さ
れる状態となる。さらに、配線材２を押し込むと外部端
子９は外部端子窓６に嵌合し、各リブ７、８と各位置決
め孔１１、１２は相互に弾性的に係合して固着される。

【００３０】次に、樹脂ケース１に固定された配線材２
の上の所定位置に、二次電池３を接着固定する。その後
に、蓋４を樹脂ケース１に接着又は超音波溶着して固定
し電池パックを組立てる。

【００３１】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
電池パックの構造を示す分解図で、電池パックはで第１
の実施の形態と同様に、箱状の樹脂ケース１ａと、この
樹脂に順次、積層状態に内蔵される配線材２ａと、二次
電池３とを有し、その上部から蓋４ａが樹脂ケース１ａ
に固定して内部をパックしている。

【００３２】樹脂ケース１ａはポリカーボネイト、ＡＢ
Ｓまたは、この２種の配合樹脂（ポリカＡＢＳ）製で、
底部５ａに角孔状の外部端子窓６ａが孔設され、また、
上向きに−形リブ７ａと十字リブ８ａが立設されてい
る。この−形リブ７ａと十字リブ８ａとはいずれも、上
述の実施の形態の場合よりも長く設定されている。一
方、この樹脂ケース１ａに固定される配線材２ａは配線
基板で、銅板の両面に図示しないポリイミドの絶縁層が
形成されて、それぞれ樹脂ケース１ａに対応して加工が
施されている。すなわち、樹脂ケース１ａの外部端子窓
６ａの位置にはこの外部端子窓６ａに嵌合する外部端子
９ａが設けられ、また、−形リブ７ａの位置には−形位
置決め孔１１ａが、さらに、十字リブ８ａの位置には丸
形位置決め孔１２ａそれぞれ孔設されている。

【００３３】また、蓋４ａには樹脂ケース１ａに凸設さ
らた−形リブ７ａと十字リブ８ａの対応した位置に、−
形リブ７ａと十字リブ８ａに対応したピン接合部１３、
１４が設けられている。このピン接合部１３、１４はい
ずれも、挿入される−形リブ７ａと十字リブ８ａにそれ
ぞれ弾性的に嵌合するように形成されている。

【００３４】次に、これらの構成になる電池パックの組
立てについて説明すると、樹脂ケース１ａの−形リブ７
ａに配線材２ａの−形位置決め孔１１ａを、同様に、樹
脂ケース１ａの十字リブ８ａに配線材２ａの丸形置決め
孔１２ａをそれぞれ挿入して貫通させる。この位置決め
は、上述の実施の形態と同様に、一方が−形リブ７ａで
あるので−方向を規定し、また、もう一方が、十字リブ
８ａであるので−方向とその直角方向との両方を規定
し、かつ、２つのリブ７ａ、８ａと位置決め孔１１ａ、
１２ａの配置により全体的な配置も規定できる。

【００３５】この状態で、予め、部品精度として樹脂ケ
ース１の各リブ７ａ、８ａと外部端子窓６の位置関係
と、配線材２ａの各位置決め孔１１ａ、１２ａと外部端
子９ａとの位置関係が保たれているので、挿入した状態
で丁度、配線材２ａの外部端子９ａが樹脂ケース１ａの
外部端子窓６ａに挿入される状態となる。さらに、配線
材２ａを押し込むと外部端子９ａは外部端子窓６ａに嵌
合し、各リブ７ａ、８ａは各位置決め孔１１ａ、１２ａ
から突き出て配線材２ａは樹脂ケース１ａに弾性的に係
合して固着される。

【００３６】次に、樹脂ケース１ａに固定された配線材
２ａの上の所定位置に、二次電池３を接着固定する。そ
の後に、蓋４ａのピン接合部１３、１４に配線材２ａの
上に突き出ている−形リブ７ａと十字リブ８ａを挿入し
て嵌合させる。この嵌合により蓋４ａを樹脂ケース１ａ
に固定して、電池パックを組立てる。

【００３７】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
分解図である。この実施の形態では電池パックの中に２
個の二次電池３を内蔵している。

【００３８】すなわち、電池パックは第１および第２の
実施の形態と同様に、箱状の樹脂ケース１ｂと、この樹
脂ケース１ｂに順次積層状態に内蔵される配線材２ｂ
と、二次電池３とを有し、その上部から蓋４ｂが樹脂ケ
ース１ｂに固定されて内部をパックしている。

【００３９】樹脂ケース１ｂはポリカーボネイト、ＡＢ
Ｓまたは、この２種の配合樹脂（ポリカＡＢＳ）製で、
底部５ｂに角孔状の外部端子窓６ｂが孔設され、また、
中央部に上向きに−形リブ７ｂと十字リブ８ｂが立設さ
れている。この−形リブ７ｂと十字リブ８ｂとはいずれ
も、最初の実施の形態の場合よりも長く設定されてい
る。一方、この樹脂ケース１ｂに固定される配線材２ｂ
は配線基板で、銅板の両面に図示しないポリイミドの絶
縁層が形成されて、それぞれ樹脂ケース１ｂに対応して
加工が施されている。樹脂ケース１ｂの外部端子窓６ｂ
の位置にはこの外部端子窓６ｂに嵌合する外部端子９ｂ
が設けられ、また、−形リブ７ｂの位置には−形位置決
め孔１１ｂが、さらに、十字リブ８ｂの位置には丸形位
置決め孔１２ｂそれぞれ孔設されている。

【００４０】また、蓋４ｂには樹脂ケース１ｂに凸設さ
らた−形リブ７ｂと十字リブ８ｂの対応した位置に、−
形リブ７ｂと十字リブ８ｂに対応したピン接合部１３
ｂ、１４ｂが設けられている。このピン接合部１３ｂ、
１４ｂはいずれも、挿入される−形リブ７ｂと十字リブ
８ｂにそれぞれ弾性的に嵌合するように形成されてい
る。

【００４１】次に、これらの構成になる電池パックの組
立てについて説明すると、樹脂ケース１ｂの−形リブ７
ｂに配線材２ｂの−形位置決め孔１１ｂを、同様に、樹
脂ケース１ｂの十字リブ８ｂに配線材２ｂの丸形置決め
孔１２ｂをそれぞれ挿入して貫通させる。この位置決め
は、上述の各実施の形態と同様に、一方が−形リブ７ｂ
であるので−方向を規定し、また、もう一方が、十字リ
ブ８ｂであるので−方向とその直角方向との両方を規定
し、かつ、２つのリブ７ｂ、８ｂと位置決め孔１１ｂ、
１２ｂの配置により全体的な配置も規定できる。

【００４２】この状態で、予め、部品精度として樹脂ケ
ース１ｂの各リブ７ｂ、８ｂと外部端子窓６ｂの位置関
係と、配線材２ｂの各位置決め孔１１ｂ、１２ｂと外部
端子９ｂとの位置関係が保たれているので、挿入した状
態で丁度、配線材２ｂの外部端子９ｂが樹脂ケース１ｂ
の外部端子窓６ｂに挿入される状態となる。さらに、配
線材２ｂを押し込むと外部端子９ｂは外部端子窓６ｂに
嵌合し、各リブ７ｂ、８ｂは各位置決め孔１１ｂ、１２
ｂから突き出て配線材２ｂは樹脂ケース１ｂに弾性的に
係合して固着される。

【００４３】次に、樹脂ケース１ｂに固定された配線材
２ｂの上の所定位置に、２個の二次電池３を接着固定す
る。その後に、蓋４ｂのピン接合部１３ｂ、１４ｂに配
線材２ｂの上に突き出ている−形リブ７ｂと十字リブ８
ｂを挿入して嵌合させる。この嵌合により蓋４ｂを樹脂
ケース１ｂに固定して、電池パックを組立てる。

【００４４】以上の各実施の形態の構造を有する電池パ
ックのサンプルは、いずれも、サンプルの外部端子面を
外観確認したところ、外部端子と外部端子窓の位直関係
にはずれの無い結果が得られた。

【００４５】また、約１５０ｇの電池を内臓して組立
て、このサンプルを１８０ｃｍの高さからコンクリート
面に６回落下した結果、外部端子と外部端子窓の位置ず
れ等の不具合は発生しなかった。

【００４６】なお、上述の各実施の形態では、位置決め
と固定用のリブとして、−形リブと十字リブとの組合せ
を用いたが、この組合せに限らず種々の組合せを用いる
ことができる。それらは、例えば、２個の十字リブの組
合せ、ただし、配線材の挿入方向を既成するために外径
を変えたものを用いる。その他、−形リブを相互に９０
度回転した状態で用いてもよく、また、リブの断面が星
型や米型のもの等を任意に組合せて用いることが可能で
ある。

【００４７】また、上述の実施の形態では、電池パック
に内蔵する二次電池の個数は、１個又は２個であった
が、内蔵する二次電池の個数は搭載する装置に応じて１
０個程度を内蔵する場合も可能である。その際は、樹脂
ケースに設置するリブの個数も２個に限らず必要に応じ
て増設すればよい。また、内蔵する二次電池の配置は横
方向に並べることも、縦方向に並べることも可能であ
り、それらの選択は設計上の選択事項である。

【００４８】また、上述の各実施の形態によれば、樹脂
ケースへの配線材の位置合せと固定は、樹脂ケースに設
けられた各リブと、配線材に設けられた位置決め孔によ
って正確に行うことができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明による電池パックは、樹脂ケース
と配線材の位置合せと固定を容易に、かつ、正確に行え
る構造であるので、電池パックの組立作業が容易にな
り、また、配線材の外部端子と樹脂ケースの外部端子窓
との位直精度が向上し、振動衝撃に対しても位置ずれを
発生させないものになった。

【００５０】また、落下に対しても電池パックの各接合
部の破損を防ぐことができ、優れた信頼性を持つ電池パ
ックが得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態を示す電池
パックの分解図、（ｂ）は同樹脂ケースの斜視図、
（ｃ）同配線材の斜視図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す電池パックの
分解図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す電池パックの
分解図。

【図４】従来の実施の形態を示す電池パックの分解図。

【図５】従来の別の実施の形態を示す電池パックの分解
図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ…樹脂ケース、２、２ａ、２ｂ…配線
材、３…二次電池、４、４ａ、４ｂ…蓋、５、５ａ、５
ｂ…底部、６、６ａ、６ｂ…外部端子窓、７、７ａ、７
ｂ…−形リブ、８、８ａ、８ｂ…十字リブ、９、９ａ、
９ｂ…外部端子、１１、１１ａ、１１ｂ…−形位置決め
孔、１２、１２ａ、１２ｂ…丸型位置決め孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部に外部端子窓が設けられた樹脂ケー
   スの内部に、前記外部端子窓に嵌合する外部端子が設け
   られた配線材と二次電池を順次所定位置に固定して蓋で
   パックして形成した電池パックにおいて、 前記樹脂ケースには、少なくとも一対のリブが前記低部
   に立設され、また、前記配線材には前記リブに対応する
   位置にそれぞれ位置決め孔が設けられていることを特徴
   とする電池パック。
2. 【請求項２】 前記リブは−形リブと十字リブが対にな
   り、また、対応する位置決め孔は−形位置決め孔と丸型
   位置決め孔であることを特徴とする請求項１記載の電池
   パック。
3. 【請求項３】 前記複数のリブは、相互に異なる断面形
   状か断面形状が同じで大きさの異なるのリブが用いられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
4. 【請求項４】 前記複数のリブは、断面形状と大きさが
   同じで立設方向が異なるリブが用いられていることを特
   徴とする請求項１記載の電池パック。
5. 【請求項５】 前記蓋の裏面には、前記リブと対応する
   位置にそれぞれピン接合部が設けられていることを特徴
   とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電池パック。
6. 【請求項６】 前記配線材には、保護回路が設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
7. 【請求項７】 前記二次電池は、リチウムイオン二次電
   池であることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
8. 【請求項８】 外部端子窓は、角孔状であることを特徴
   とする請求項１記載の電池パック。