JP2008147090A - 電池パック - Google Patents

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Abstract

【課題】ケースの側板部にバリが生じた場合においても、絶縁シートが破断したり、剥がれたりすることがなく、側板部に段差がある場合においても、この段差のために絶縁シートが浮いて側板部に密着せず、完成後に絶縁シートが剥がれるという問題が生じることがない電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック1のケース3は、平板部(底板部)31に、外部出力端子22bを露出させるための窓部32aが設けられた側板部32と、これに対向する側板部33と、これらに隣接する側板部34,34とが周設された一面開口の箱体状をなす。側板部34は、金型の可動型により成形される可動型部分(開口側部分)34aと、固定型により成形される固定型部分(底板側部分)34bとを備えている。絶縁シート4の側部42は、可動型部分34aのみに貼付される。
【選択図】図1

Description

本発明は、ビデオカメラ,モバイルコンピュータ,携帯電話機等の主として携帯電子機器の電源として利用される充放電可能な非水電解質二次電池、具体的にはリチウムイオン二次電池等を絶縁性のケースに収納した電池パックに関する。
近年、急速に普及しているビデオカメラ,モバイルコンピュータ,携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、充放電可能な直方体状の非水電解質二次電池、例えばリチウムイオン二次電池等が主として用いられている。リチウムイオン二次電池は、正極及び負極をセパレータを介して巻回した電極群、及び非水電解質を、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、直方体状をなすケースに収納して構成される。
このリチウムイオン二次電池(素電池)の一側面に、過充電及び過放電を防止するために電池電圧を制御するための保護回路基板を配置することにより電池コアが構成される。この電池コアを絶縁性の、例えば合成樹脂製のケースに収容した状態の電池パックとして電子機器に装着する。保護回路基板と素電池との間は接続用のリード板により電気的に接続されている。
特許文献1には、金型により一体成形された箱体状のケースに、角型平板状の素電池に保護回路基板を垂直置きに配してなる電池コアを収容した後、素電池の表面、及び素電池の対向する2長側面を絶縁シートにより貼付してなる電池パックの発明について開示されている。
特開2006−164559号公報
図7は、特許文献1等の従来の電池パック用のケース13を金型8により製造する状態を示す断面図である。
金型8は、可動型81と固定型82とを備えている。
可動型81と固定型82とを付き合わせ、このときに生じるキャビティ84に、ポリカーボネート(PC)を略320℃に加温し、溶融させたものを、ランナー83及びゲート85を介して注入する。
なお、ケース13の材料として、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、及びこれらの合成材料であるPC/ABSを用いることもできる。
図8は、金型8を開いた状態を示す断面図である。
金型8を開き、可動型81を取り外して、底板部に側板部が周設された一面が開口の箱状をなすケース13が取り出される。
このとき、例えば、可動型81にダレが生じたときに、ケース13の側板部には必ずバリ13aが生じる。
図9は、ケース13を示す一部側面図である。
ケース13には、素電池(図示せず)が収容され、ケース13の開口を閉塞した上で、前記バリ13aが生じた側板部に亘って絶縁シート14が貼付されている。
バリ13aがある場合、このバリ13aがある部分で、絶縁シート14が突っ張って破断したり、ケース13の側板部の前記固定型82により成形される固定型部分13b、及び前記可動型81により成形される可動型部分13cに密着せず、電池パックとしての完成品が得られた後に、絶縁シート14が剥がれることがあるという問題があった。
上述の問題は、ケース13の側板部の可動型81により成形される可動型部分13cと、固定型82により成形される固定型部分13bとが同一平面上にある場合の問題であるが、可動型部分13cの寸法と固定型部分13bの寸法とを完全に同一にすることは製造技術的には不可能であり、実際には、どちらかが突出し、どちらかが凹んで段差が生じる。
図10は、絶縁シート14の端部が貼付される固定型部分13bが可動型部分13cより内側に凹んでいる場合を示すケースの一部側面図である。
この場合、ケース13に、素電池が収容され、ケース13の開口を閉塞した上で、前記固定型部分13bに亘って絶縁シート14が貼付されたときに、絶縁シート14がケース13の固定型部分13bに密着せず、電池パックとしての完成品が得られた後に、絶縁シート14が剥がれることがあるという問題があった。
なお、以上のように、可動型部分13cと固定型部分13bとに段差があった場合、凹んでいる側の金型に多少のダレが生じても、ダレが段差寸法の範囲内であればケース13の対応する部分にバリが生じることはなく、バリの発生確率は低減する。
しかし、通常は同一寸法になることを狙って加工を行うので、結果的に段差が生じた場合、ケースの対向する側板部で、可動型部分と固定型部分との段差は逆方向に生じることが多く、必ずしもバリを削減することができるとはいえない。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ケースの絶縁シートが貼付され、又は巻き付けられる側板部の、金型の固定型及び可動型のうちの一方の型により直接成形される開口側部分のみに、絶縁シートが貼付され、又は巻き付けられるように構成することにより、開口側部分と底板側部分との境界部分にバリが生じた場合においても、絶縁シートが破断したり、剥がれたりすることがなく、開口側部分と底板側部分との間に段差がある場合においても、この段差のために絶縁シートが側板部に密着せず、完成後に、絶縁シートが剥がれるという問題が生じることがない電池パックを提供することを目的とする。
また、本発明は、側板部の、金型の他方の型により成形される底板側部分が開口側部分より絶縁シートの厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出するように構成することにより、金型成形時に、金型の一方の型にダレが生じても、該型により成形される側板部の開口側部分にバリが生じることが抑制され、絶縁シートが破断したり、製品の完成後に剥がれることが抑制されるとともに、底板側部分が突出していない場合のように、絶縁シートの貼付の有無で生じる段差による引っ掛かり等の問題が生じない電池パックを提供することを目的とする。
そして、本発明は、ケースの開口面と、開口側部分と底板側部分との境界とが、4.0mm以上離隔するように構成することにより、完成後に、絶縁シートが剥がれることが確実に防止されている電池パックを提供することを目的とする。
第1発明に係る電池パックは、素電池、及び該素電池から外部へ電力を取り出し、又は外部から電力を取り込むための外部出力端子を有する電池コアと、金型の固定型及び可動型を用いて、底板部に側板部が周設された一面開口の箱体状に成形され、前記電池コアを収容するケースと、該ケースの開口を閉塞した上で、前記ケースの、スライド型を介さず、前記固定型及び可動型により直接成形される側板部に亘って貼付され、又は巻き付けられる絶縁シートとを備える電池パックにおいて、前記側板部は、前記固定型及び可動型のうちの一方の型により成形される開口側部分のみに、前記絶縁シートが貼付され、又は巻き付けられていることを特徴とする。
本発明においては、絶縁シートが開口側部分にのみ貼付され、開口側部分と底板側部分との境界部分に跨っては貼付されていないので、該境界部分にバリが生じた場合に、そのために絶縁シートが破断したり、剥がれたりすることがない。
また、開口側部分と底板側部分との間に段差がある場合においても、この段差のために絶縁シートが浮いて側板部に密着せず、電池パックとしての完成品が得られた後に、絶縁シートが剥がれるという問題も生じない。
第2発明に係る電池パックは、第1発明において、前記側板部の、前記金型の他方の型により成形される底板側部分が、前記開口側部分より前記絶縁シートの厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出していることを特徴とする。
本発明においては、底板側部分が開口側部分より外側に突出しているので、金型成形時に、前記一方の型にダレが生じても、該型により成形される側板部の開口側部分にバリが生じることが抑制され、バリの発生確率を従来の略半分まで低減させることができる。従って、バリに起因して、絶縁シートが破断したり、製品の完成後に剥がれることが抑制されている。
また、底板側部分が、開口側部分より前記絶縁シートの厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出しており、開口側部分に貼付された絶縁シートの表面と、絶縁シートが貼付されていない底板側部分の表面とが略同一平面上にあるので、底板側部分が突出していない場合のように、絶縁シートの貼付の有無で生じる段差による引っ掛かり等の問題が生じない。
第3発明による電池パックは、第1又は第2発明において、前記ケースの開口面と、前記開口側部分と底板側部分との境界とは、4.0mm以上離隔していることを特徴とする。
本発明においては、電池パックとしての完成品が得られた後に、絶縁シートが剥がれることが確実に防止されている。
第1発明によれば、スライド型を介さず、金型の固定型及び可動型により直接成形される部分を有し、絶縁シートが貼付され、又は巻き付けられる側板部の、固定型及び可動型のうちの一方の型により成形される開口側部分のみに、絶縁シートが貼付され、又は巻き付けられているので、開口側部分と底板側部分との境界部分にバリが生じた場合においても、絶縁シートが破断したり、剥がれたりすることがない。
また、開口側部分と底板側部分との間に段差がある場合においても、この段差のために絶縁シートが浮いて側板部に密着せず、完成後に、絶縁シートが剥がれるという問題が生じることがない。
第2発明によれば、側板部の、金型の他方の型により成形される底板側部分が開口側部分より絶縁シートの厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出するように構成されているので、金型成形時に、金型の一方の型にダレが生じても、該型により成形される側板部の開口側部分にバリが生じることが抑制され、絶縁シートが破断したり、製品の完成後に剥がれることが抑制されている。
そして、底板側部分が突出していない場合のように、絶縁シートの貼付の有無で生じる段差による引っ掛かり等の問題が生じることがない。
第3発明によれば、ケースの開口面と、前記開口側部分と底板側部分との境界とは、4.0mm以上離隔しているので、完成後に、絶縁シートが剥がれることが確実に防止されている。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る電池パック1を示す分解斜視図、図2は電池パック1に備えられるケースを示す拡大斜視図、図3は電池パック1を示す一部側面図である。
電池パック1の電池コア2の素電池21は縦36mm、横34mm、厚み5.2mmの角型平板状であり、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池であり、正極及び負極をセパレータを介して巻回した電極群、並びに非水電解質を、アルミニウム又はアルミニウム合金製のケースに収納してなる。素電池21の一側面には、絶縁板(図示せず)を介して負極端子(図示せず)が設けられ、これと対向する他側面には、リード取付板21aが設けられている。負極端子が設けられた部分以外の素電池21の全体が正極(端子)とされる。
素電池21の負極端子が設けられている前記一側面に隣接する側面には、両面粘着性の固定テープ(図示せず)が貼付されており、該固定テープには、保護回路部22を支持した状態で、基板ホルダ23の第1側板部23aが貼着されている。基板ホルダ23の第2側板部23bは、前記負極端子が設けられている素電池21の一側面に当接されている。
保護回路部22の基板22aの素電池21と対向する面には、素電池21の過充電又は過放電等を防止するための保護回路(図示せず)が設けられている。そして、基板22aの外面側には、外部へ電力を取り出し、また逆に充電のために外部から電力を取り込むための正負極の外部出力端子22b,22b,22bが金メッキにより設けられている。
第1リード板22cは、基板22aの電極と前記負極端子とを接続する。第2リード板22dは、基板22aの電極と、リード取付板21aを介し素電池21の他側面とを接続する。
図2に示すように、合成樹脂製のケース3は、平板部(底板部)31に、保護回路部22の外部出力端子22b,22b,22bを露出させるための窓部32a,32a,32aが設けられた側板部32と、これに対向する側板部33と、これらに隣接する側板部34,34とが周設された一面開口の箱体状をなす。
図3に示すように、側板部34は、後述する金型7の可動型71により成形される可動型部分34aと、固定型72により成形される固定型部分34bとを備えている。
ケース3の開口面と、可動型部分34aと固定型部分34bとの境界とは、4.0mm以上離隔している。
ケース3の他の側板部32,33は、アンダーカット部分を有するので、可動型71に備えられたスライド型により全体が成形される。
図4は、ケース3を金型7により製造する状態を示す断面図である。
金型7は、可動型71と固定型72とを備えている。
可動型71の中央部側には凸部71aが設けられており、凸部71aの両側には溝部71b,71bが形成されている。可動型71の固定型72との付け合わせ面からの溝部71bの深さは4.0mm以上あり、上述したように、成形されるケース3の開口面と、可動型部分34aと固定型部分34bとの境界とが4.0mm以上離隔されるように構成されている。
固定型72の中央部側には、凹部72aが設けられている。
可動型71と固定型72とを付き合わせたときに生じるキャビティ74に、PCを略320℃に加温し、溶融させたものを、ランナー73及びゲート75を介して注入する。
なお、ケース3の材料として、ABS、及びPC/ABSを用いることもできる。
図5は、金型7を開いた状態を示す断面図である。
金型7を開いて固定型72から可動型71を取り外し、可動型71に設けられたスライド型(図示せず)を外側に摺動させることで、ケース3が取り出される。
このとき、側板部34の可動型71と固定型72との境界近傍にダレが生じた場合、この部分にバリ34cが生じる。
図1に示すように、絶縁シート4は、矩形の平面部41と、該平面部41から垂下する側部42,42,43,44,44とからなる。
側部42は、ケース3の側板部34の可動型部分34aにのみ貼付される(図3参照)。
側部42,42の垂下長は、後述するように4.0mm以上であり、かつ、側板部34,34の可動型部分34a,34aを超えて貼付されない長さとする。
上述のようにして得られた電池コア2を、外部出力端子22b,22b,22bが窓部32a,32a,32aから露出する状態で、ケース3に収納する。そして、ラベル4の平面部41を電池コア2の露出面に貼付し、窓部32a,32a,32aを表出させた状態で、側部42,42,43,44,44を、ケース3の側板部34,34,32,33に沿わせて貼付する。これにより電池パック1が構成される。
以下に、絶縁シート4の側部42の垂下長を3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、及び5.0mmに変え、ケース3の各側板部34の可動型部分34aに貼付した電池パックを各4個ずつ作製し、室内環境で自然放置し、2週間後の絶縁シート4の剥がれの有無を調べた結果を下記の表1に示す。
Figure 2008147090
表1より、絶縁シート4の側部42の垂下長が3.5mm以下である場合、絶縁シート4が剥がれることがあり、側部42の垂下長が4.0mm以上である場合、いずれの電池パックにおいても絶縁シート4が剥がれなかったことが分かる。
絶縁シート4の粘着力は、貼付される面積に比例する。
絶縁シート4をケース3の開口部を閉塞するように貼付した後、その側部42を側板部34の可動型部分34aに貼付し、又は巻き付ける場合、絶縁シート4を、ケース3の開口部と側板部34との稜線部分で折り曲げるが、この折り曲げ部分には、絶縁シート4の弾性により絶縁シート4を剥がそうとする反力が常に働いている。そのため、可動型部分34aの面積が同一であれば、側部42の垂下長が長い方が反力の影響を受けにくくなり、剥がれにくい。
従って、絶縁シート4の側部42の垂下長は4.0mm以上であるのが好ましく、ケース3の開口面と、可動型部分34aと固定型部分34bとの境界とが4.0mm以上離隔しているのが好ましい。
上述した本実施の形態においては、絶縁シート4が可動型部分34aにのみ貼付され、可動型部分34aと固定型部分34bとの境界部分に跨っては貼付されていないので、図3に示すように、該境界部分にバリ34cが生じた場合であっても、そのために絶縁シート4が破断したり、剥がれたりすることがない。
また、可動型部分34aと固定型部分34bとの間に段差がある場合においても、この段差のために絶縁シート4が浮いて側板部34に密着せず、電池パック1としての完成品が得られた後に、絶縁シート4が剥がれることが抑制されている。
なお、前記実施の形態においては、ケース3の開口面と、各側板部34の可動型部分34aと固定型部分34bとの境界とが4.0mm以上離隔しており、絶縁シート4の各側部42の垂下長がいずれも4.0mm以上であり、かつ、各可動型部分34aを超えて貼付されない長さであるという条件を満たす場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、少なくとも一方の側板部34について前記条件を満たせばよい。但し、両方の側板部34について前記条件を満たす方が、絶縁シート4の剥がれが確実に防止されるので好ましい。
また、側板部32,33については、上述したように全体がスライド型により成形されており、可動型71と固定型72とにより直接成形される部分を有さず、可動型71と固定型72との境界部分にバリ及び段差が生じることの影響を受けないので、側板部32,33に貼付される絶縁シート4の側部43,44,44の垂下長を限定する必要はないが、製品完成後の絶縁シート4の剥がれを防止するために、前記垂下長が4.0mm以上であるように構成することにしてもよい。
さらに、側板部32及び33のうちの少なくとも一方の側板部が、全体がスライド型により成形されるのではなく、可動型71と固定型72とにより直接成形される部分を有し、該部分に絶縁シート4の側部43,44,及び44のうちの少なくとも1つの側部が貼付される場合は、ケース3の開口面と、前記側板部の可動型部分と固定型部分との境界とが4.0mm以上離隔するとともに、絶縁シート4の前記側部の垂下長が4.0mm以上であり、かつ、前記可動型部分を超えて貼付されない長さになるように構成するのが好ましい。
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係る電池パック51を示す一部側面図である。図中、図3と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図6に示すように、側板部34の固定型部分34bは、可動型部分34aより絶縁シート4の厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出しており、可動型部分34aと固定型部分34bとの境界部分には、突出面部34dが形成されている。ケース3の開口面と、突出面部34dとは4.0mm以上離隔している。他方の側板部34も同様の構成を有する。
絶縁シート4の厚み寸法は、絶縁シート4が、一面に粘着剤を塗布したポリエチレンテレフタレート(PET)製の基材フィルムに、同様に一面に粘着剤を塗布した表面ラミネート層を重ね合わせて構成される場合は略0.09mmであり、表面ラミネート層を有しない場合は略0.06mmであるが、前記突出面部34dの突出幅は、貼付する絶縁シート4の厚み寸法に対応させて、略同一寸法にする。
絶縁シート4の側部42,42の垂下長はいずれも4.0mm以上であり、かつ、突出面部34d,34dを超えて貼付されない長さとする。
本実施の形態においては、側板部34の固定型部分34bが可動型部分34aより外側に突出しているので、金型成形時に、可動型71にダレが生じても、該可動型71により成形される側板部34の可動型部分34aにバリが生じることが抑制され、バリの発生確率を従来の略半分まで低減させることができる。従って、バリに起因して、絶縁シート4が破断したり、製品の完成後に剥がれることが抑制されている。
また、固定型部分34bが、可動型部分34aより絶縁シート4の厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出しており、可動型部分34aに貼付された絶縁シート4の表面と、絶縁シート4が貼付されていない固定型部分34bの表面とが略同一平面上にあるので、固定型部分34bが突出していない場合のように、絶縁シート4の貼付の有無で生じる段差による引っ掛かり等の問題が生じることがない。
なお、前記実施の形態においては、ケース3の各側板部34の固定型部分34bが可動型部分34aより厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出しているという条件を満たす場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、少なくとも一方の側板部34について前記条件を満たせばよい。但し、両方の側板部34について前記条件を満たす方が、前記問題が確実に生じないので好ましい。
また、側板部32,33については、全体がスライド型により成形されており、可動型71と固定型72とにより直接成形される部分を有さず、可動型71と固定型72との境界部分にバリ及び段差が生じることの影響を受けないので、絶縁シート4の側部43,44,44の垂下長を限定し、側部43,44,44が貼付される部分の下側部分を絶縁シート4の厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出させる必要はないが、前記問題が生じないという観点から、ケース3の開口面から4.0mm以上、離隔した位置において前記下側部分を突出させるとともに、製品完成後の絶縁シート4の剥がれを防止するという観点から、前記垂下長が4.0mm以上であり、かつ、突出した部分を超えて貼付されない長さであるように構成することにしてもよい。
さらに、側板部32及び33のうちの少なくとも一方の側板部が、全体がスライド型により成形されるのではなく、可動型71と固定型72とにより直接成形される部分を有し、該部分に絶縁シート4の側部43,44,及び44のうちの少なくとも1つの側部が貼付される場合は、ケース3の開口面と、前記側板部の可動型部分と固定型部分との境界とが4.0mm以上離隔し、この境界部分において、前記固定型部分が絶縁シート4の厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出するとともに、絶縁シート4の前記側部の垂下長が4.0mm以上であり、かつ、前記可動型部分を超えて貼付されない長さになるように構成するのが好ましい。
また、前記実施の形態1及び2においては、金型7の固定型72により、ケース3の高さ方向の平板部31側の部分が成形される場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、固定型72によりケース3の高さ方向の開口側の部分が成形されるものであってもよい。この場合も、側板部34の開口側部分に絶縁シート4が貼付されるように構成する。
本発明の実施の形態1に係る電池パックを示す分解斜視図である。 電池パックに備えられるケースを示す拡大斜視図である。 電池パックを示す一部側面図である。 ケースを金型により製造する状態を示す断面図である。 金型を開いた状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態2に係る電池パックを示す一部側面図である。 特許文献1等の従来の電池パック用のケースを金型により製造する状態を示す断面図である。 金型を開いた状態を示す断面図である。 ケースを示す一部側面図である。 絶縁シートの端部が貼付される固定型部分が可動型部分より内側に凹んでいる場合を示すケースの一部側面図である。
符号の説明
1、51 電池パック
2 電池コア
21 素電池
21a リード取付板
22 保護回路部
22a 基板
22b 外部出力端子
22c 第1リード板
22d 第2リード板
23 基板ホルダ
23a 第1側板部
23b 第2側板部
3 ケース
31 平板部
32、33、34 側板部
32a 窓部
34a 可動型部分
34b 固定型部分
34c バリ
34d 突出面部
4 絶縁シート
41 平面部
42、43、44 側部
7 金型
71 可動型
72 固定型
73 ランナー
74 キャビティ
75 ゲート

Claims (3)

  1. 素電池、及び該素電池から外部へ電力を取り出し、又は外部から電力を取り込むための外部出力端子を有する電池コアと、
    金型の固定型及び可動型を用いて、底板部に側板部が周設された一面開口の箱体状に成形され、前記電池コアを収容するケースと、
    該ケースの開口を閉塞した上で、前記ケースの、スライド型を介さず、前記固定型及び可動型により直接成形される側板部に亘って貼付され、又は巻き付けられる絶縁シートと
    を備える電池パックにおいて、
    前記側板部は、前記固定型及び可動型のうちの一方の型により成形される開口側部分のみに、前記絶縁シートが貼付され、又は巻き付けられていることを特徴とする電池パック。
  2. 前記側板部の、前記金型の他方の型により成形される底板側部分は、前記開口側部分より前記絶縁シートの厚み寸法と略同一寸法分、外側に突出している請求項1に記載の電池パック。
  3. 前記ケースの開口面と、前記開口側部分と底板側部分との境界とは、4.0mm以上離隔している請求項1又は2に記載の電池パック。
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