JP2006164601A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
【課題】使用する部品点数を少なくし、簡単かつ容易に、しかも能率よく組み立てして安価に多量生産する。
【解決手段】電池パックは、薄型電池２に基板ホルダー５と回路基板６を連結した電池コア２０を外装ケース１に収納している。回路基板６は、第１リード１１と第２リード１２を介して薄型電池２に連結している。基板ホルダー５は、第１リード１１を凸部電極面２Ａから絶縁する底プレート５Ａと、第１リード１１を折曲する折曲ガイド５Ｂを一体的に成形して設けており、底プレート５Ａには凸部電極２ａを挿通させる貫通孔５Ｃを、底プレート５Ａと折曲ガイド５Ｂとの間には第１リード１１を挿通する挿通穴５Ｄを設けている。電池パックは、第１リード１１を、折曲ガイド５Ｂの外側に沿って折曲して挿通穴５Ｄを通過させ、貫通孔５Ｃに挿通している凸部電極２ａに接続して、回路基板６と基板ホルダー５を薄型電池２の定位置に連結している。
【選択図】図１３
【解決手段】電池パックは、薄型電池２に基板ホルダー５と回路基板６を連結した電池コア２０を外装ケース１に収納している。回路基板６は、第１リード１１と第２リード１２を介して薄型電池２に連結している。基板ホルダー５は、第１リード１１を凸部電極面２Ａから絶縁する底プレート５Ａと、第１リード１１を折曲する折曲ガイド５Ｂを一体的に成形して設けており、底プレート５Ａには凸部電極２ａを挿通させる貫通孔５Ｃを、底プレート５Ａと折曲ガイド５Ｂとの間には第１リード１１を挿通する挿通穴５Ｄを設けている。電池パックは、第１リード１１を、折曲ガイド５Ｂの外側に沿って折曲して挿通穴５Ｄを通過させ、貫通孔５Ｃに挿通している凸部電極２ａに接続して、回路基板６と基板ホルダー５を薄型電池２の定位置に連結している。
【選択図】図１３
Description
本発明は、薄型電池を外装ケースに収納している電池パックに関する。
薄型電池の凸部電極面に、出力端子を固定している端子ホルダーを連結して電池コアとし、この電池コアを外装ケースの定位置に収納して組み立てられる電池パックは開発されている（特許文献１参照）。
特開２００４−２７３１７４号公報
この公報に記載する電池パックを図１の分解斜視図に示す。この電池パックは、プラスチックを成形して端子ホルダ３５として、これに出力端子３８を固定している。プラスチック製の端子ホルダ３５は、絶縁板３７を介して薄型電池３１の凸部電極面３２Ａに配設している。端子ホルダ３５は、薄型電池３２の表裏面に２分割された第１外装ケース３１Ａと第２外装ケース３１Ｂに挟着されて、定位置に配置される。
この構造の電池パックは、端子ホルダ３５を２分割された外装ケース３１で挟着して定位置に配置する。端子ホルダ３５は、電池パックの定位置に配置することが大切である。出力端子３８を位置ずれしないように保持するためである。電池パックが電気機器にセットされると、出力端子には電気機器の接続端子が弾性的に押圧される。接続端子と出力端子の接触不良を阻止するためである。したがって、出力端子は接触圧力で弾性的に押圧されることになる。接触圧力で出力端子の位置がずれると、接触不良が発生しやすくなる。このため、電池パックは、接触圧力で出力端子の位置がずれないように設計することが大切である。特許文献１の電池パックは、端子ホルダを外装ケースで両側から挟着して定位置に保持する。この状態で、端子ホルダを挟着するには、図１に示すように、外装ケースを薄型電池の表裏に２分割する必要があり、外装ケースをひとつの部品として一体的に成形しては製作できない。
本出願人は、この欠点を解消するために、図２の分解斜視図に示す電池パックを開発した。この図の電池パックは、出力端子４８を回路基板４６に固定し、回路基板４６を基板ホルダー４５を介して薄型電池４２の凸部電極面４２Ａの定位置に連結する。この電池パックは、出力端子４８に作用する接触圧力を、基板ホルダー４５を介して薄型電池４２の凸部電極面４２Ａで支持する。このため、外装ケース４１の構造を簡単にできる。
しかしながら、図２の電池パックは、基板ホルダー４５を介して回路基板４６を薄型電池４２に連結して電池コア４０とする組み立てに手間がかかる欠点がある。それは、この電池コア４０を図３ないし図１２に示す工程で以下のようにして組み立てるからである。
(1) 図３に示すように、薄型電池４２の凸部電極面４２Ａに絶縁板４７を接着する。この絶縁板４７は、回路基板４６を薄型電池４２の凸部電極４２ａに接続するリード板４３を、凸部電極４２ａとは異なる電極となる封口板４２ｂから絶縁するために配設される。
(2) 図４に示すように、回路基板４６の両端にスポット溶接してリード板４３を接続する。
(3) 図５に示すように、薄型電池４２の凸部電極４２ａに、保護素子４９であってリード板に併用されるＰＴＣのリード４９Ａをスポット溶接して接続する。
(4) 図６に示すように、薄型電池４２の封口板４２ｂに、回路基板４６に接続しているリード板４３をスポット溶接して接続する。
(5) 図７に示すように、凸部電極面４２Ａに基板ホルダー４５を配設する。図８の矢印で示すように、封口板４２ｂに連結しているリード板４３を折曲し、図９に示すように、回路基板４６を基板ホルダー４５の定位置にセットする。その後、図１０に示すように、ＰＴＣの他方のリード４９Ｂと回路基板４６のリード板４３とをスポット溶接して接続する。
(6) 図１１に示すように、ＰＴＣのリード４９Ｂとリード板４３との接続部を矢印で示すように上方に折り曲げて、図１２に示すように基板ホルダー４５の上面に配置させる。
(1) 図３に示すように、薄型電池４２の凸部電極面４２Ａに絶縁板４７を接着する。この絶縁板４７は、回路基板４６を薄型電池４２の凸部電極４２ａに接続するリード板４３を、凸部電極４２ａとは異なる電極となる封口板４２ｂから絶縁するために配設される。
(2) 図４に示すように、回路基板４６の両端にスポット溶接してリード板４３を接続する。
(3) 図５に示すように、薄型電池４２の凸部電極４２ａに、保護素子４９であってリード板に併用されるＰＴＣのリード４９Ａをスポット溶接して接続する。
(4) 図６に示すように、薄型電池４２の封口板４２ｂに、回路基板４６に接続しているリード板４３をスポット溶接して接続する。
(5) 図７に示すように、凸部電極面４２Ａに基板ホルダー４５を配設する。図８の矢印で示すように、封口板４２ｂに連結しているリード板４３を折曲し、図９に示すように、回路基板４６を基板ホルダー４５の定位置にセットする。その後、図１０に示すように、ＰＴＣの他方のリード４９Ｂと回路基板４６のリード板４３とをスポット溶接して接続する。
(6) 図１１に示すように、ＰＴＣのリード４９Ｂとリード板４３との接続部を矢印で示すように上方に折り曲げて、図１２に示すように基板ホルダー４５の上面に配置させる。
以上の工程で組み立てられる電池コアは、組み立てに手間がかかり、また、一方のリード板と封口板とを絶縁するために、封口板の表面に絶縁板を接着する必要があり、使用する部品点数も多くなる欠点がある。
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、使用する部品点数が少なく、簡単かつ容易に、しかも能率よく組み立てして安価に多量生産できる電池パックを提供することにある。
本発明の電池パックは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電池パックは、電池の厚さが幅よりも薄い薄型電池２の凸部電極面２Ａに、プラスチック製の基板ホルダー５を介して回路基板６を連結して電池コア２０とし、この電池コア２０を外装ケース１に収納している。回路基板６は、凸部電極２ａに接続される第１リード１１と、他方の電極に接続される第２リード１２を介して薄型電池２に連結して、回路基板６と凸部電極面２Ａとの間に基板ホルダー５を挟着して配置している。基板ホルダー５は、回路基板６を嵌着構造で薄型電池２と反対側の定位置に連結している。基板ホルダー５は、凸部電極面２Ａに積層されて第１リード１１を凸部電極面２Ａから絶縁する底プレート５Ａと、この底プレート５Ａから離して、第１リード１１を折曲する折曲ガイド５Ｂをプラスチックで一体的に成形して設けている。基板ホルダー５は、底プレート５Ａに、凸部電極２ａを挿通させる貫通孔５Ｃを設けると共に、底プレート５Ａと折曲ガイド５Ｂとの間に、第１リード１１を挿通する挿通穴５Ｄを設けて、折曲ガイド５Ｂを底プレート５Ａから離して配置している。電池パックは、一端を回路基板６に連結している第１リード１１を、基板ホルダー５の折曲ガイド５Ｂの外側に沿って折曲して、挿通穴５Ｄを通過させて底プレート５Ａでもって凸部電極面２Ａから絶縁し、第１リード１１の先端を、貫通孔５Ｃから底プレート５Ａに挿通している凸部電極２ａに接続して、回路基板６と基板ホルダー５を薄型電池２の定位置に連結している。
電池パックは、電池の厚さが幅よりも薄い薄型電池２の凸部電極面２Ａに、プラスチック製の基板ホルダー５を介して回路基板６を連結して電池コア２０とし、この電池コア２０を外装ケース１に収納している。回路基板６は、凸部電極２ａに接続される第１リード１１と、他方の電極に接続される第２リード１２を介して薄型電池２に連結して、回路基板６と凸部電極面２Ａとの間に基板ホルダー５を挟着して配置している。基板ホルダー５は、回路基板６を嵌着構造で薄型電池２と反対側の定位置に連結している。基板ホルダー５は、凸部電極面２Ａに積層されて第１リード１１を凸部電極面２Ａから絶縁する底プレート５Ａと、この底プレート５Ａから離して、第１リード１１を折曲する折曲ガイド５Ｂをプラスチックで一体的に成形して設けている。基板ホルダー５は、底プレート５Ａに、凸部電極２ａを挿通させる貫通孔５Ｃを設けると共に、底プレート５Ａと折曲ガイド５Ｂとの間に、第１リード１１を挿通する挿通穴５Ｄを設けて、折曲ガイド５Ｂを底プレート５Ａから離して配置している。電池パックは、一端を回路基板６に連結している第１リード１１を、基板ホルダー５の折曲ガイド５Ｂの外側に沿って折曲して、挿通穴５Ｄを通過させて底プレート５Ａでもって凸部電極面２Ａから絶縁し、第１リード１１の先端を、貫通孔５Ｃから底プレート５Ａに挿通している凸部電極２ａに接続して、回路基板６と基板ホルダー５を薄型電池２の定位置に連結している。
本発明の電池パックは、基板ホルダー５の一端部に第１リード１１の折曲ガイド５Ｂを設けて、他端部に第２リード１２の位置決ガイド５Ｆを設けることができる。この電池パックは、第１リード１１を折曲ガイド５Ｂの外側に配置し、第２リード１２を位置決ガイド５Ｆの外側に配置して、第１リード１１と第２リード１２とで、基板ホルダー５と回路基板６とを定位置に連結することができる。
本発明の電池パックは、第１リード１１を、折曲ガイド５Ｂの上面から外側面に折曲し、さらに、外側面から下面に沿って折曲することができる。
本発明の電池パックは、回路基板６に出力端子８を固定して、この出力端子８を外部に表出させる電極窓７を外装ケース１に開口して設けることができる。
本発明の電池パックは、基板ホルダー５と外装ケース１とを嵌合形状で連結して、電池コア２０を外装ケース１の定位置に連結することができる。
本発明の電池パックは、使用部品点数を少なくして、簡単かつ容易に、しかも能率よく組み立てして安価に多量生産できる特徴がある。それは、本発明の電池パックが、回路基板を第１リードと第２リードとで薄型電池に連結し、さらに、この回路基板と薄型電池との間に基板ホルダーを配設し、また、基板ホルダーには、凸部電極面に積層されて第１リードを凸部電極面から絶縁する底プレートと、第１リードの折曲ガイドをプラスチックで一体的に成形して設け、底プレートには凸部電極を挿通させる貫通孔を設けると共に、底プレートと折曲ガイドとの間には第１リードを挿通する挿通穴を設け、一端を回路基板に連結している第１リードを、折曲ガイドの外側に沿って折曲し、挿通穴を通過して底プレートでもって凸部電極面から絶縁されて、先端を貫通孔から底プレートに挿通している凸部電極に接続して、回路基板と基板ホルダーを薄型電池の定位置に連結しているからである。この構造の電池パックは、従来の電池パックに必要とした絶縁板を使用する必要がなく、第１リードを基板ホルダーで凸部電極面から確実に絶縁して定位置に配置できる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
図１３ないし図１６に示す電池パックは、薄型電池２の凸部電極面２Ａに、プラスチック製の基板ホルダー５を介して回路基板６を連結してなる電池コア２０を外装ケース１に収納している。薄型電池２は、厚さ（ｔ）が幅（Ｗ）よりも薄く、外周の形状を四角形とする二次電池である。本明細書において、薄型電池の外周とは、薄型電池の最大面である表裏面の外周を意味するものとする。また、薄型電池の表裏面とは、図１３において上下方向である厚さ方向から見える面であって、図１３において、幅（Ｗ）と長さ（Ｌ）とで構成される最大面とする。さらに、電池コアの外周とは、薄型電池の凸部電極面に基板ホルダーを介して回路基板を連結してなる電池コアの最大面である表裏面の外周を意味するものとする。
薄型電池２は、リチウムイオン電池、又はポリマー電池である。ポリマー電池はリチウムポリマー電池である。ただ、本発明は、薄型電池をリチウムイオン電池やポリマー電池に特定しない。薄型電池には、これ等の電池以外の電池、たとえばニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。
外装ケース１は、全体をプラスチックで一体的に成形して製作される。プラスチックは、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維を埋設して補強しているプラスチック、たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）が適している。ＰＰＳは、極めて優れた強度を有する。また、ＰＰＳは、繊維で補強して衝撃強度も向上できる。さらに、ＰＰＳは、難燃性に優れているので、例えば、外装ケースの材質にＰＰＳを使用した場合、板厚を０．４ｍｍまで薄くしても、ＵＬ規格等で定められている難燃性に関する基準を満たすことができる。これに対して、ポリカーボネートでは、この基準を満たすためには、０．８ｍｍ以上の板厚が必要となる。したがって、ＰＰＳは、難燃性を保ちながら、外装ケースを薄くすることができ、その分、パック電池の小型化を図ることができる。ただし、外装ケースのプラスチックは、ポリカーボ等のプラスチックも使用できるので、プラスチックをＰＰＳには特定しない。
薄型電池２は、電池コア２０の状態で外装ケース１に収納される。電池コア２０は、回路基板６と基板ホルダー５と薄型電池２とを備える。電池コア２０は、基板ホルダー５を介して回路基板６を薄型電池２に連結したものである。電池コア２０は、回路基板６に出力端子８を固定している。出力端子８は、外装ケース１に設けた電極窓７から外部に表出される。
電池コア２０は、薄型電池２の凸部電極面２Ａと回路基板６の間に基板ホルダー５を配置している。基板ホルダー５は、プラスチック等の絶縁材を一体的に成形したものである。回路基板６は、表面に出力端子８を固定している。また、回路基板６は、電池の保護回路（図示せず）を実装している。保護回路は、薄型電池２の過電流を保護する回路やＰＴＣ、あるいは薄型電池２の過充電や過放電を防止する回路である。図の電池パックは、保護素子９であるＰＴＣを第１リード１１に併用して、回路基板６を薄型電池２に接続しているが、ＰＴＣや温度ヒューズ等の保護素子を回路基板に実装して、回路基板の両端をリード板からなる第１リードと第２リードで薄型電池に連結することもできる。また、電池パックは、保護素子をＰＴＣに代わって温度ヒューズとし、第１リードを温度ヒューズとして、回路基板を薄型電池に連結することもできる。
基板ホルダー５は、回路基板６と薄型電池２とに挟着される。基板ホルダー５は、一方の面に回路基板６を連結して、他方の面を薄型電池２の凸部電極面２Ａに連結する。基板ホルダー５は、回路基板６を連結する側では、両側に支持壁５Ｅを設けて、支持壁５Ｅの間に回路基板６を配設している。基板ホルダー５の薄型電池２を連結する側は、薄型電池２の凸部電極２ａを案内する貫通孔５Ｃを設けている。
図の電池パックは、回路基板６の両端を、第１リード１１と第２リード１２を介して薄型電池２の正負の電極に連結して、回路基板６を薄型電池２に連結している。図の電池パックは、第１リード１１を保護素子９として凸部電極２ａに接続し、第２リード１２をリード板として封口板２ｂに接続している。図の電池パックは、第１リード１１を保護素子９とするが、第１リードと第２リードの両方をリード板とすることもできる。
凸部電極２ａに接続される第１リード１１は、封口板２ｂから絶縁する必要がある。第１リード１１を接続する凸部電極２ａが封口板２ｂと異なる電極となるからである。薄型電池２のリチウムイオン二次電池は、凸部電極２ａを負極、封口板２ｂと外装缶を正極としている。図の電池パックは、凸部電極２ａに接続される第１リード１１を保護素子９とするので、第１リード１１の保護素子９を封口板２ｂから絶縁する必要がある。第１リード１１の保護素子９と封口板２ｂは、基板ホルダー５で絶縁している。
図１５の断面図と図１６の斜視図に示す基板ホルダー５は、図１３に示すように、薄型電池２の凸部電極面２Ａに配置される。この基板ホルダー５は、回路基板６を連結する一対の支持壁５Ｅと、支持壁５Ｅの下縁部に連結されて、第１リード１１を凸部電極面２Ａから絶縁する底プレート５Ａと、この底プレート５Ａから離されて、第１リード１１を折曲する折曲ガイド５Ｂとを備える。さらに、図に示す基板ホルダー５は、折曲ガイド５Ｂの反対側の端部に設けられて第２リード１２をガイドする位置決ガイド５Ｆを備える。この基板ホルダー５は、一対の支持壁５Ｅと、底プレート５Ａと、折曲ガイド５Ｂと、位置決ガイド５Ｆからなる全体をプラスチックで一体的に成形している。
一対の支持壁５Ｅは、凸部電極面２Ａに対して垂直な姿勢となり、かつその外側面を、薄型電池２の表裏面と同一面に位置させて、薄型電池２から突出しないようにしている。さらに、支持壁５Ｅは、回路基板６を嵌合構造で定位置に連結する。図の嵌合構造は、回路基板６の長手方向である縦方向と、これに直交する横方向と垂直方向のずれを阻止する。この明細書において、縦方向は長手方向を意味し、横方向は縦方向に直交する方向を意味する。回路基板６の横方向のずれは、回路基板６の幅を支持壁５Ｅの内幅にほぼ等しくし、一対の支持壁５Ｅの間に回路基板６を入れて阻止される。回路基板６の両面に垂直な方向のずれは、支持壁５Ｅの内面に突出して設けた載置部５Ｇで阻止される。図の支持壁５Ｅは、内面に段差面を設けて回路基板６の載置部５Ｇとしている。載置部５Ｇは、支持壁５Ｅの内面に突出部を設け、この載置部５Ｇに回路基板６の裏面を載せて定位置に支持できる。図の基板ホルダー５は、回路基板６の両端部を両側で支持するように、支持壁５Ｅに載置部５Ｇを設けている。回路基板６は、裏面を支持壁５Ｅの載置部５Ｇに載せて、垂直方向のずれが阻止される。
回路基板６の長手方向、すなわち縦方向のずれは、回路基板６の縦方向の両端面に位置して、載置部５Ｅの端部から突出して設けている起立壁５Ｈで阻止される。図の基板ホルダー５は、回路基板６の縦方向の両端面の両端部に位置して、すなわち回路基板６の縦方向の両端であって回路基板６の四隅部に位置して起立壁５Ｈを設けている。図の基板ホルダー５は、支持壁５Ｅと載置部５Ｇと起立壁５Ｈとで形成される４つの凹部に、回路基板６の四隅のコーナー部を嵌合させて、回路基板６を定位置に配置する。さらに、回路基板６は、一端に連結している第１リード１１を折曲ガイド５Ｂの外側に沿って配設し、他端に連結している第２リード１２を位置決ガイド５Ｆの外側に沿って配設する。このため、第１リード１１と第２リード１２とで基板ホルダー５を挟着して、回路基板６の縦方向のずれが阻止される。
図１５と図１６の基板ホルダー５は、この図において支持壁５Ｅの右端部に、折曲ガイド５Ｂを設けている。折曲ガイド５Ｂは、支持壁５Ｅの端縁よりも内側に配置している。この折曲ガイド５Ｂは、両端で支持壁５Ｅが突出する。さらに、図の折曲ガイド５Ｂは、支持壁５Ｅの上縁から下がった位置に配置している。この折曲ガイド５Ｂは、これに沿って折曲される第１リード１１を、一対の支持壁５Ｅの間に配置して、両側の支持壁５Ｅで第１リード１１の横ずれを阻止する。折曲ガイド５Ｂは、第１リード１１をこれに沿って折曲するガイドである。折曲ガイド５Ｂは、底プレート５Ａとの間に、第１リード１１である保護素子９を挿通する挿通穴５Ｄを設けて、底プレート５Ａから離して配置している。挿通穴５Ｄは、折曲ガイド５Ｂの外側に配置される第１リード１１をここから底プレート５Ａの上面に案内して、第１リード１１を底プレート５Ａの上面に配置する。すなわち、第１リード１１を底プレート５Ａで凸部電極面２Ａから絶縁する位置に配置する。図の電池パックは、第１リード１１を保護素子９であるＰＴＣとするので、挿通穴５ＤはＰＴＣを挿通できる大きさに開口している。
位置決ガイド５Ｆは、図１５と図１６において支持壁５Ｅの左端部に設けている。位置決ガイド５Ｆも、支持壁５Ｅの上縁から下がった位置に配置している。この位置決ガイド５Ｆは、これに沿って折曲される第２リード１２を、一対の支持壁５Ｅの間に配置して、両側の支持壁５Ｅで第２リード１２の横ずれを阻止する。位置決ガイド５Ｆは、第２リード１２をこれに沿って折曲するガイドである。位置決ガイド５Ｆに沿って垂直方向に折曲された第２リード１２は、その先端を薄型電池２の封口板２ｂに接続する。位置決ガイド５Ｆに沿って垂直に折曲された第２リード１２を封口板２ｂに連結するために、基板ホルダー５は、位置決ガイド５Ｆと凸部電極面２Ａの端との間に、連結スペース１０を設けている。すなわち、基板ホルダー５は、凸部電極面２Ａの長手方向の全長よりも短く成形している。
底プレート５Ａは、凸部電極２ａを挿通させる貫通孔５Ｃを設けている。貫通孔５Ｃは、ここに凸部電極２ａを入れて、基板ホルダー５を凸部電極面２Ａの定位置に配置する位置に開口している。図１５の断面図に示す底プレート５Ａは、貫通孔５Ｃに凸部電極２ａを嵌着できる形状としている。図１５の底プレート５Ａは、凸部電極２ａの一方、図において凸部電極２ａよりも右側を封口板２ｂの表面に沿う形状とし、凸部電極２ａの他方、図において左側を封口板２ｂの一部と凸部電極２ａの段差部とに沿う形状としている。この底プレート５Ａは、凸部電極２ａを貫通孔５Ｃに入れて、基板ホルダー５を定位置に配置できる。
一端を回路基板６に連結している保護素子９のＰＴＣである第１リード１１は、折曲ガイド５Ｂの外側に沿って折曲され、挿通穴５Ｄを通過して底プレート５Ａでもって凸部電極面２Ａから絶縁されて、さらに、貫通孔５Ｃから底プレート５Ａの上面に突出させている凸部電極２ａに先端を接続している。また、一端を回路基板６に連結している第２リード１２は、位置決ガイド５Ｆの外側に沿って下方に折曲されて、先端を封口板２ｂに接続している。第１リード１１と第２リード１２を介して、回路基板６は薄型電池２に連結される。この回路基板６と薄型電池２に挟着されて、基板ホルダー５は薄型電池２と回路基板６の定位置に連結される。第１リード１１と第２リード１２は、抵抗スポット溶接やレーザー溶接して薄型電池２の電極に接続される。また、抵抗スポット溶接やレーザー溶接し、あるいは半田付けして回路基板６に接続される。
以上の電池コア２０は、基板ホルダー５と回路基板６とを嵌着構造で互いに定位置に連結する。また、底プレート５Ａの貫通孔５Ｃに凸部電極２ａを入れて、基板ホルダー５と薄型電池２とを定位置に連結する。したがって、以上の電池コア２０は、回路基板６と基板ホルダー５と薄型電池２を互いに相対位置がずれないように定位置に連結できる。
以上の電池コア２０は、図１７ないし図２４に示すように、以下の工程で組み立てられる。
(1) 図１７に示すように、薄型電池２の凸部電極面２Ａに基板ホルダー５をセットする。
(2) 図１８に示すように、回路基板６に第１リード１１である保護素子９のＰＴＣを連結する。
(3) 図１９に示すように、第１リード１１である保護素子９のＰＴＣを、挿通穴５Ｄに挿通する。
(4) 図２０に示すように、第１リード１１の先端である保護素子９のＰＴＣのリードを、底プレート５Ａの貫通孔５Ｃから上面に突出する凸部電極２ａに抵抗スポット溶接して接続する。この状態で、第１リード１１である保護素子９のＰＴＣは、底プレート５Ａの上に配置されて、底プレート５Ａで凸部電極面２Ａから絶縁される。
(5) 図２１の矢印で示すように、第１リード１１である保護素子９のＰＴＣのリード板を折曲ガイド５Ｂに沿って折り返し、図２２に示すように、回路基板６を基板ホルダー５の定位置にセットする。
(6) 図２３に示すように、回路基板６に連結している第２リード１２を封口板２ｂに抵抗スポット溶接して接続する。
(1) 図１７に示すように、薄型電池２の凸部電極面２Ａに基板ホルダー５をセットする。
(2) 図１８に示すように、回路基板６に第１リード１１である保護素子９のＰＴＣを連結する。
(3) 図１９に示すように、第１リード１１である保護素子９のＰＴＣを、挿通穴５Ｄに挿通する。
(4) 図２０に示すように、第１リード１１の先端である保護素子９のＰＴＣのリードを、底プレート５Ａの貫通孔５Ｃから上面に突出する凸部電極２ａに抵抗スポット溶接して接続する。この状態で、第１リード１１である保護素子９のＰＴＣは、底プレート５Ａの上に配置されて、底プレート５Ａで凸部電極面２Ａから絶縁される。
(5) 図２１の矢印で示すように、第１リード１１である保護素子９のＰＴＣのリード板を折曲ガイド５Ｂに沿って折り返し、図２２に示すように、回路基板６を基板ホルダー５の定位置にセットする。
(6) 図２３に示すように、回路基板６に連結している第２リード１２を封口板２ｂに抵抗スポット溶接して接続する。
以上の電池コア２０は、以下の外装ケース１に収納される。ただし、本発明の電池パックは、外装ケースを以下の構造には特定しない。以下の外装ケース１は、プラスチック製で、薄型電池２の表裏面の一方である片面をカバーする四角形の表面プレート１３の周囲に、電池コア２０の外周を囲む四角形の枠体１４を一体的に成形して設けている。外装ケース１は、表面プレート１３と枠体１４とで箱形となっており、この外装ケース１に薄型電池２を収納している。表面プレート１３は、電池コア２０の薄型電池２の片面をカバーする。外装ケース１は、電池コア２０の薄型電池２の表裏面をカバーしない。表面プレート１３でカバーされない面は、枠体１４の開口部１５にあって、絶縁シート４でカバーされる。
四角形の枠体１４は４つの辺で構成される。４つの辺のひとつは連結枠１４Ａで、連結枠１４Ａには電極窓７を設けている。電極窓７は、電池パックの出力端子８を外部に表出させる。したがって、電極窓７の内側には出力端子８を配設する。出力端子８は回路基板６に固定されて、電極窓７の内側に配置される。
連結枠１４Ａは、ひさし１６を一体的に成形して設けている。ひさし１６は、表面プレート１３を連結して設けている側縁の反対側の側縁、図１３において上縁に沿って設けられる。連結枠１４Ａは、ひさし１６と表面プレート１３との間に、電池コア２０の出力端子８側の端部を嵌入する嵌入溝１７を設けている。嵌入溝１７に電池コア２０を入れて、外装ケース１の定位置に配置している。この状態で、外装ケース１に配置された電池コア２０は、回路基板６を定位置に配置して、回路基板６に固定している出力端子８を電極窓７の内側の定位置に配置する。
図の電池パックは、電池コア２０の基板ホルダー５と回路基板６を嵌入溝１７に入れて、電池コア２０を外装ケース１の定位置に配置している。ただし、本発明の電池パックは、図示しないが、電池コアの回路基板と基板ホルダーと薄型電池の一部を嵌入溝に入れて、外装ケースの定位置に配置することもできる。
図２４と図２５の断面図に示す電池パックは、電池コア２０の回路基板６と基板ホルダー５を、連結枠１４Ａの嵌入溝１７に入れて、電池コア２０を外装ケース１の定位置に配置する。この連結枠１４Ａは、ひさし１６の幅を、開口端縁が封口板２ｂに当接する幅としている。この電池パックは、ひさし１６の外側面を薄型電池２の表面と同一平面として、連結枠１４Ａが薄型電池２の表面から突出しない幅としている。電池パックは、枠体１４のすべての部分を、薄型電池２の表面から突出しない幅として、全体を薄くできる。外装ケース１と電池コア２０の嵌合形状は、図２５の断面図に示すように、基板ホルダー５の両側に突出して設けている嵌着凸部１８と、外装ケース１の連結枠１４Ａの表面プレート１３とひさし１６に設けている嵌着凹部１９からなる。図の外装ケース１は、表面プレート１３とひさし１６の両方に嵌着凹部１９を設けている。表面プレート１３とひさし１６の嵌着凹部１９は、基板ホルダー５を外装ケース１の連結枠１４Ａの嵌入溝１７に入れて定位置に配置する状態で、嵌着凸部１８を入れる位置に設けている。図の連結枠１４Ａの嵌着凹部１９は、表面プレート１３とひさし１６に設けた嵌着穴である。
嵌着凸部１８は、電池コア２０を嵌入溝１７に挿入して、嵌着凹部１９に入れることはできるが、嵌着凹部１９に入れた状態では、電池コア２０を嵌入溝１７から抜けない形状としている。この形状の嵌着凸部１８は、電池コア２０をスムーズに連結枠１４Ａの嵌入溝１７に入れることができ、また、出力端子８に作用する接触圧力を外装ケース１の連結枠１４Ａでしっかりと支持して、出力端子８の位置ずれを阻止できる。電池パックが電気機器にセットされると、出力端子８には電気機器の接続端子が弾性的に押圧されて、接触圧力が作用する。すなわち、出力端子８は接触圧力で弾性的に押圧される。接触圧力による出力端子８の位置は、接触不良の原因となる。このため、接触圧力で出力端子８の位置がずれないことが大切である。図の電池パックは、出力端子８に作用する接触圧力、すなわち、出力端子８を固定している回路基板６に作用する接触圧力を、外装ケース１と電池コア２０との嵌合形状で支持する。
電池コア２０を連結枠１４Ａの嵌入溝１７から引き抜くときに、嵌着凹部１９と嵌着凸部１８に作用する力と、出力端子８を接触圧力が作用するときに作用する力とは方向が一致する。このため、電池コア２０を嵌入溝１７から抜けないようにする電池コア２０と外装ケース１の嵌合形状は、出力端子８に接触圧力が作用して、出力端子８と回路基板６の位置ずれを阻止する。図の嵌合形状は、電池コア２０を嵌入溝１７から引き抜くときに互いに押圧される嵌着凸部１８と嵌着凹部１９の接触面、図２５において嵌着凸部１８の右側面と、嵌着凹部１９の左側面を、表面プレート１３とひさし１６の表面に直交する垂直面として、電池コア２０を嵌入溝１７から抜けない構造としている。
図の嵌合形状は、嵌着凹部１９を貫通孔とするが、嵌着凹部は嵌着凸部を入れる凹部とすることもできる。また、図示しないが、図の嵌合形状とは反対に、表面プレートとひさしの内面に突出して嵌着凸部を設け、この嵌着凸部を案内する嵌着凹部を基板ホルダーに設けて、基板ホルダーと外装ケースとを定位置に連結することもできる。
電池パックは、外装ケース１に電池コア２０を入れた状態で、ラベル等の絶縁シート４を付着して、枠体１４の開口部１５を閉塞する。絶縁シート４は、薄型電池２の片面と外装ケース１とに接着される。図の電池パックは、絶縁シート４を、外装ケース１の枠体１４の４辺に接着し、さらに、絶縁シート４の両側縁を枠体１４の両側でＵ曲して、表面プレート１３の両側縁部に接着している。絶縁シート４は、電池コア２０を外装ケース１の内部に保持する。
絶縁シート４は、可撓性のあるプラスチックシートやラベルである。この絶縁シート４は、接着材を介して薄型電池２と外装ケース１に接着され、あるいは粘着層を介して接着される。
さらに、外装ケース１の枠体１４内に入れられる薄型電池２は、表面プレート１３の内面に接着剤で接着し、あるいは両面接着テープ２１で接着して固定することができる。接着剤や両面接着テープ２１は、薄型電池２の連結枠１４Ａの反対側の端部、あるいは薄型電池２の周縁部を表面プレート１３の内面に接着し、または全面を表面プレート１３に接着する。
１…外装ケース
２…薄型電池 ２Ａ…凸部電極面
２ａ…凸部電極
２ｂ…封口板
４…絶縁シート
５…基板ホルダー ５Ａ…底プレート
５Ｂ…折曲ガイド
５Ｃ…貫通孔
５Ｄ…挿通穴
５Ｅ…支持壁
５Ｆ…位置決ガイド
５Ｇ…載置部
５Ｈ…起立壁
６…回路基板
７…電極窓
８…出力端子
９…保護素子
１０…連結スペース
１１…第１リード
１２…第２リード
１３…表面プレート
１４…枠体 １４Ａ…連結枠
１５…開口部
１６…ひさし
１７…嵌入溝
１８…嵌着凸部
１９…嵌着凹部
２０…電池コア
２１…両面接着テープ
３１…外装ケース ３１Ａ…第１ケース
３１Ｂ…第２ケース
３２…薄型電池 ３２Ａ…凸部電極面
３５…端子ホルダ
３７…絶縁板
３８…出力端子
４０…電池コア
４１…外装ケース
４２…薄型電池 ４２Ａ…凸部電極面
４２ａ…凸部電極
４２ｂ…封口板
４３…リード板
４５…基板ホルダー
４６…回路基板
４７…絶縁板
４８…出力端子
４９…保護素子 ４９Ａ…リード
４９Ｂ…リード
２…薄型電池 ２Ａ…凸部電極面
２ａ…凸部電極
２ｂ…封口板
４…絶縁シート
５…基板ホルダー ５Ａ…底プレート
５Ｂ…折曲ガイド
５Ｃ…貫通孔
５Ｄ…挿通穴
５Ｅ…支持壁
５Ｆ…位置決ガイド
５Ｇ…載置部
５Ｈ…起立壁
６…回路基板
７…電極窓
８…出力端子
９…保護素子
１０…連結スペース
１１…第１リード
１２…第２リード
１３…表面プレート
１４…枠体 １４Ａ…連結枠
１５…開口部
１６…ひさし
１７…嵌入溝
１８…嵌着凸部
１９…嵌着凹部
２０…電池コア
２１…両面接着テープ
３１…外装ケース ３１Ａ…第１ケース
３１Ｂ…第２ケース
３２…薄型電池 ３２Ａ…凸部電極面
３５…端子ホルダ
３７…絶縁板
３８…出力端子
４０…電池コア
４１…外装ケース
４２…薄型電池 ４２Ａ…凸部電極面
４２ａ…凸部電極
４２ｂ…封口板
４３…リード板
４５…基板ホルダー
４６…回路基板
４７…絶縁板
４８…出力端子
４９…保護素子 ４９Ａ…リード
４９Ｂ…リード
Claims (5)
- 電池の厚さが幅よりも薄い薄型電池(2)の凸部電極面(2A)に、プラスチック製の基板ホルダー(5)を介して回路基板(6)を連結して電池コア(20)とし、この電池コア(20)を外装ケース(1)に収納している電池パックであって、
回路基板(6)を、凸部電極(2a)に接続される第１リード(11)と、他方の電極に接続される第２リード(12)を介して薄型電池(2)に連結して、回路基板(6)と凸部電極面(2A)との間に基板ホルダー(5)を挟着して配置しており、
基板ホルダー(5)は、回路基板(6)を嵌着構造で薄型電池(2)と反対側の定位置に連結すると共に、凸部電極面(2A)に積層されて第１リード(11)を凸部電極面(2A)から絶縁する底プレート(5A)と、この底プレート(5A)から離して、第１リード(11)を折曲する折曲ガイド(5B)をプラスチックで一体的に成形して設けており、底プレート(5A)には凸部電極(2a)を挿通させる貫通孔(5C)を設けると共に、底プレート(5A)と折曲ガイド(5B)との間には第１リード(11)を挿通する挿通穴(5D)を設けて、折曲ガイド(5B)を底プレート(5A)から離して配置しており、
一端を回路基板(6)に連結している第１リード(11)が、基板ホルダー(5)の折曲ガイド(5B)の外側に沿って折曲され、挿通穴(5D)を通過して底プレート(5A)でもって凸部電極面(2A)から絶縁されて、先端を貫通孔(5C)から底プレート(5A)に挿通している凸部電極(2a)に接続して、回路基板(6)と基板ホルダー(5)を薄型電池(2)の定位置に連結している電池パック。 - 基板ホルダー(5)が、一端部に第１リード(11)の折曲ガイド(5B)を設けて、他端部に第２リード(12)の位置決ガイド(5F)を設けており、第１リード(11)を折曲ガイド(5B)の外側に配置し、第２リード(12)を位置決ガイド(5F)の外側に配置して、第１リード(11)と第２リード(12)とで、基板ホルダー(5)と回路基板(6)とを定位置に連結している請求項１に記載される電池パック。
- 第１リード(11)が、折曲ガイド(5B)の上面から外側面に、外側面から下面に沿って折曲されてなる請求項１に記載される電池パック。
- 回路基板(6)に出力端子(8)を固定しており、この出力端子(8)を外部に表出させる電極窓(7)を外装ケース(1)に開口して設けている請求項１に記載される電池パック。
- 基板ホルダー(5)と外装ケース(1)とを嵌合形状で連結して、電池コア(20)を外装ケース(1)の定位置に連結している請求項１に記載される電池パック。
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