JP2006331818A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂モールド５の成形の際に、溶融樹脂が上側カバーと回路基板との隙間を通って回路基板の上面の外部接続端子を覆わないようにする。
【解決手段】素電池２の上側に配される回路基板１２と、回路基板１２の上側に配される上側カバー３と、上側カバー３と素電池２の上面との間に成形されて回路基板１２および上側カバー３を素電池２の上面に一体化する樹脂モールド５とを含んでいる。回路基板１２の上面には、外部機器の接触端子との接続用の外部接続端子１９・２０・２１が配されており、上側カバー３は、外部接続端子１９・２０・２１に対面する窓口２６・２７・２９を貫通状に設けてある。上側カバー３の下面には、回路基板１２が嵌め込まれる基板嵌合部３６が凹み形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、素電池の上側に回路基板を配するとともに回路基板の上側に上側カバーを配して、樹脂モールドで素電池の上面に一体化する電池パックに関する。

特許文献１・２では、回路基板の上面に外部接続端子を配し、その外部接続端子を電池パックの上面に露出させた状態で、回路基板などを樹脂モールドで素電池に一体化している。

特開２００４−２２１０２６号公報（図１・５） 特開２００３−１７０２２号公報（図３−４）

前記電池パックを携帯電話や充電器などの外部機器の装着部に装着した際には、前記装着部の位置決め部材などが電池パックの上面に当接する。これに対して、特許文献２に示すごとく回路基板の上側を樹脂モールドで覆う手法では、前記位置決め部材などの当接に対する電池パックの上面の強度が不足することになる。

特許文献１に示すごとく強度の大きな合成樹脂製のカバーに回路基板の外部接続端子に対面する窓口を設け、このカバーで回路基板の全体を覆うとともに前記窓口を介して外部接続端子を露出させておき、この状態で、樹脂モールドでカバーと回路基板とを素電池に一体化することが考えられる。ところが、特許文献１では、回路基板の全体をカバーで覆っているために、組み立て作業に手間が掛かって電池パックの生産性が悪くなる。

一方、組み立て作業の簡略化のために回路基板の上側のみにカバーを配し、そのカバーや回路基板などを樹脂モールドで素電池に一体化することが考えられる。この場合、溶融樹脂が、上側カバーと回路基板との隙間を通って外部接続端子を覆うことを防止する必要がある。

そこで本発明の目的は、溶融樹脂が上側カバーと回路基板との隙間を通って外部接続端子を覆うことを防止できる電池パックを提供することにある。

本発明が対象とする電池パック１は、図２および図３に示すごとく、素電池２の上側に配される回路基板１２と、回路基板１２の上側に配される上側カバー３と、上側カバー３と素電池２の上面との間に成形されて回路基板１２および上側カバー３を素電池２の上面に一体化する樹脂モールド５とを含んでいる。回路基板１２の上面には、外部接続端子１９・２０・２１が配されており、上側カバー３は、外部接続端子１９・２０・２１に対面する窓口２６・２７・２９を貫通状に設けてある。上側カバー３の下面には、図１に示すごとく回路基板１２が嵌め込まれる基板嵌合部３６が凹み形成されている。

ここでは、回路基板１２の全体が基板嵌合部３６に嵌め込まれる場合と、回路基板１２の上下方向の一部のみが基板嵌合部３６に嵌め込まれる場合とが含まれる。基板嵌合部３６の内面と回路基板１２との間の隙間は、小さいほうが好ましい。

詳しくは、上側カバー３の下面に係止部５０を設けてあり、回路基板１２が基板嵌合部３６に嵌め込まれた状態で、係止部５０によって上側カバー３を回路基板１２に固定する。

また、基板嵌合部３６の上面に、両面テープ３７が嵌め込まれるテープ嵌合部３９が凹み形成されており、両面テープ３７によって上側カバー３を回路基板１２の上面に固定してもよい。ここでは、両面テープ３７の全体がテープ嵌合部３９に嵌め込まれる場合と、両面テープ３７の上下方向の一部のみがテープ嵌合部３９に嵌め込まれる場合とが含まれる。

樹脂モールド５の成形の際に、基板嵌合部３６の下端から基板嵌合部３６の内側面と回路基板１２の側面との隙間に入り込んだ溶融樹脂は、その隙間を上側に流れたのちに、基板嵌合部３６の上端で向きを変えて回路基板１２の上面と基板嵌合部３６の上面との隙間を流れようとする。

つまり、回路基板１２が基板嵌合部３６内に嵌まり込む分だけ、基板嵌合部３６の下端から回路基板１２の外部接続端子１９・２０・２１までの溶融樹脂の流路が長くなるうえに、基板嵌合部３６の上端で溶融樹脂の流れの向きが変わる分だけ流路抵抗が大きくなって、溶融樹脂が外部接続端子１９・２０・２１に届き難くなる。したがって、樹脂モールド５の成形の際に、溶融樹脂が外部接続端子１９・２０・２１上に被さることが防止されて、外部接続端子１９・２０・２１が、窓口２６・２７・２９を介して外部機器の接触端子に確実に接触接続できる。

係止部５０で上側カバー３を回路基板１２に固定し、あるいは両面テープ３７で上側カバー３を回路基板１２に固定すると、樹脂モールド５の成形前に回路基板１２から上側カバー３が離れることを確実に防止できる。したがって、回路基板１２の上面と基板嵌合部３６の上面との隙間が大きくなることを確実に防止できて、溶融樹脂が外部接続端子１９・２０・２１上に被さることをより防止できる。

両面テープ３７を上側カバー３のテープ嵌合部４６に嵌まり込むようにすると、両面テープ３７の存在によって回路基板１２の上面と基板嵌合部３６の上面との隙間が大きくなることを低減でき、この点からも溶融樹脂が外部接続端子１９・２０・２１上に被さることをより防止できる。

（実施例１） 図１ないし図６は、本発明が対象とする電池パックの実施例１を示しており、図２および図３に示すごとく、電池パック１は、扁平角箱状の素電池２と、素電池２の上側に配される電装品と、電装品の上側に配されるプラスチック製の上側カバー３と、素電池２の上面に電装品と上側カバー３とを一体化する樹脂モールド５と、素電池２の下面に固定されるプラスチック製の下側カバー６とを含む。素電池２の左右幅寸法は３3.８mm、上下高さ寸法は４６mm、前後厚み寸法は4.５mmとした。

樹脂モールド５は、ポリアミド系樹脂またはポリエステル系樹脂で成形しており、電装品を外部から絶縁するとともに保護する。素電池２は、図２に示すごとく、上下高さ寸法および左右幅寸法に比べて前後厚み寸法が小さくなっている。素電池２は、外装缶７の内部に電極体と電解液とを封入してあり、充放電が可能な二次電池、具体的にはリチウムイオン電池からなる。素電池２は、外装缶７の上面を塞ぐ封口板９の中央に負極端子１０を有している。

外装缶７は、アルミニウムまたはその合金からなる板材を深絞り加工して形成される。封口板９は、アルミニウム合金などの板材をプレス加工して形成される。電極体は、ＬｉＣｏＯ₂ を正極活物質とする正極シートと、黒鉛を負極活物質とする負極シートとを樹脂製のセパレータを挟んで渦巻状に巻回してなり、全体が扁平状に押し潰し形成されている。

電装品は、素電池２の上側に配されるＰＴＣ１１と、ＰＴＣ１１の上側に配される左右横長の回路基板１２とを含む。ＰＴＣ１１は、素電池２の充放電電流が設定値を越えたときに、その電流を強制的に減少させる。ＰＴＣ１１は、帯状の端子側リード線１３を介して負極端子１０に接続されるとともに、帯状の基板側リード線１５を介して回路基板１２に接続される。回路基板１２は、Ｌ字状に折り曲げた一対のリード板１６・１７を介して素電池２の封口板９に接続される。基板側リード線１５は、Ｕ字状に湾曲した状態で回路基板１２の左端部に接合される。

回路基板１２は、素電池２の充放電電流を制限する保護回路などを備えており、回路基板１２の上面の右側寄りには、外部接続端子１９・２０・２１が左右に並べて配されている。外部接続端子１９・２０・２１は、携帯電話や充電器などの外部機器の接触端子に接触接続して、素電池２への充放電電流の入出力などを行なう。回路基板１２の上面の左側寄りには、電池パック１の性能検査のための一対の検査用端子２２・２３が左右に並べて配されている。

リード線１３・１５およびリード板１６・１７は、アルミニウムやニッケルなどの導電性金属の薄シートを切断して形成される。素電池２の上側に前記電装品および上側カバー３を仮組みして、この中間組立品に樹脂モールド５が成形される。

上側カバー３の左右両端には、前記外部機器の位置決め用凸部に係合する切り欠き２５・２５をそれぞれ形成してある。上側カバー３は、外部接続端子１９・２０・２１に対面する３個の窓口２６・２７・２９と、前記検査用端子２２・２３に対面する２個の窓口３０・３１とを貫通状に設けてあり、窓口３０・３１の上面を塞ぐように水没判定シール３２が貼り付けられる。

上側カバー３の左右両端部には、図１および図２に示すごとく所定寸法の位置決め突起３３・３３がそれぞれ下方に向けて突設してあり、図３および図４に示すごとく各位置決め突起３３の下端が素電池２の封口板９の上面にそれぞれ当接することで、上側カバー３と素電池２の上面との間隔が規制される。位置決め突起３３の上下寸法は２mmである。

各位置決め突起３３は、図１に示すごとく前後幅（図１では上下）に比べて左右幅が小さい板状になっており、各位置決め突起３３の上下中間の前後縁には、四角の凹み状に形成した前後一対の凹部３５・３５がそれぞれ設けられる。この凹部３５・３５に樹脂モールド５が入り込んで、樹脂モールド５に対する上側カバー３の抜け止めが図られる。

上側カバー３の下面には、図１および図４に示すごとく、回路基板１２が嵌め込まれる左右横長の基板嵌合部３６が凹み形成されている。基板嵌合部３６の左右中間には、両面テープ３７が嵌め込まれるテープ嵌合部３９が凹み形成されている。両面テープ３７によって上側カバー３が回路基板１２に貼り付けられる。素電池２の封口板９の上面には、図３および図５に示すごとく、左右中央付近から左端にかけて絶縁シール４０が配されており、この絶縁シール４０によってＰＴＣ１１や端子側リード線１３や基板側リード線１５が素電池２の封口板９に接触することを防いでいる。

下側カバー６の下面には、図３に示すごとく、外部機器の嵌合部が嵌まり込む嵌合凹部４１が形成されている。下側カバー６の上面の左右両端には、図２に示すごとく、リング状の溝４２で囲まれた接着部４３がそれぞれ設けられており、下側カバー６の上面の左右中央部には、両面テープ４５が嵌め込まれるテープ嵌合部４６が凹み形成されている。接着部４３には、接着剤が塗布され、その接着剤と両面テープ４５とで下側カバー６が素電池２の下面に貼り付けられる。

素電池２の前後左右の周面は、図６に示すごとく、絶縁性を有するラベル４７が貼り付けられて覆われる。ラベル４７の外面には、所定のロゴタイプなどの印刷が施される。

次に、前記中間組立品の組み立て要領を説明する。ＰＴＣ１１の一端に端子側リード線１３の一端を接合し、そのリード線１３の他端を負極端子１０に接合する。また、ＰＴＣ１１の他端に基板側リード線１５の一端を接合し、そのリード線１５の他端を回路基板１２の左端部に接合する。

回路基板１２の右端部にリード体１６を接合し、素電池２の封口板９の上面の右側寄りにリード体１７を接合する。基板側リード線１５をＵ字状に湾曲させて素電池２の上側に回路基板１２を配し、リード体１６とリード体１７とを接合する。上側カバー３に両面テープ３７を貼り付け、上側カバー３の基板嵌合部３６に回路基板１２を嵌め込んで、回路基板１２に上側カバー３を固定し、中間組立品を形成する。

この中間組立品を樹脂モールド５の成形用金型内に装着することで、金型の内面で上側カバー３が押されて、各位置決め突起３３の下端が素電池２の封口板９の上面にそれぞれ当接し、上側カバー３と素電池２の上面との間隔が規制される。この状態で、上側カバー３と素電池２の上面との間に樹脂モールド５が成形される。

この後、下側カバー６の各接着部４３に接着剤が塗布され、その接着剤と両面テープ４５とで下側カバー６が素電池２の下面に貼り付けられる。素電池２の前後左右の周面には、ラベル４７が貼り付けられ、また上側カバー３の上面には、水没判定シール３２が貼り付けられる。

（実施例２） 実施例２では、上側カバー３を回路基板１２に貼り付けるための両面テープ３７およびテープ嵌合部３９に代えて、図７に示すごとく、上側カバー３の前後の縁であってその左右の端寄りに、それぞれ係止部５０を下方に向けて突設してある。

各係止部５０は、図８に示すごとく、基板嵌合部３６の上側に被さるようにフック状に形成されており、係止部５０によって上側カバー３を回路基板１２に嵌合固定する。つまり、上側カバー３の下面側を回路基板１２に押し付けることで、各係止部５０を押しのけるようにして回路基板１２が基板嵌合部３６内に嵌まり込む。すると、各係止部５０が、図８の状態に復元して回路基板１２の下面に引っ掛かり、これによって上側カバー３を回路基板１２に固定する。

なお、各係止部５０における基板嵌合部３６側の面はテーパ状に傾斜している。その他の点は、実施例１と同じであるので説明を省略する。

前記各実施例において、基板嵌合部３６の内面と回路基板１２との間の隙間は、小さいほうが好ましく、0.１mm以下であることが好ましい。

実施例１の電池パックの上側カバーの斜視図 実施例１の電池パックの中間組立品の分解斜視図 実施例１の電池パックの縦断正面図 実施例１の電池パックの要部を示す縦断正面図 図３のＡ−Ａ線断面図 実施例１の電池パックの正面図 実施例２の電池パックの上側カバーの斜視図 実施例２の上側カバーの縦断側面図

符号の説明

１ 電池パック
２ 素電池
３ 上側カバー
５ 樹脂モールド
１２ 回路基板
１９・２０・２１ 外部接続端子
２６・２７・２９ 窓口
３６ 基板嵌合部
４５ 両面テープ
４６ テープ嵌合部
５０ 係止部

Claims (3)

1. 素電池の上側に配される回路基板と、その回路基板の上側に配される上側カバーと、前記上側カバーと前記素電池の上面との間に成形されて前記回路基板および前記上側カバーを前記素電池の上面に一体化する樹脂モールドとを含み、
   前記回路基板の上面に外部接続端子が配されており、
   前記上側カバーは、前記外部接続端子に対面する窓口を貫通状に設けてあり、
   前記上側カバーの下面に、前記回路基板が嵌め込まれる基板嵌合部が凹み形成されていることを特徴とする電池パック。
2. 前記上側カバーの下面に係止部を設けてあり、
   前記回路基板が前記基板嵌合部に嵌め込まれた状態で、前記係止部によって前記上側カバーを前記回路基板に固定する請求項１記載の電池パック。
3. 前記基板嵌合部の上面に、両面テープが嵌め込まれるテープ嵌合部が凹み形成されており、
   前記両面テープによって前記上側カバーを前記回路基板の上面に固定する請求項１記載の電池パック。

Images