JP2008192397A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の電池パック収納部への誤挿入が確実に防止されており、外的衝撃が加わった場合に、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが抑制されている電池パックを提供する。
【解決手段】電池パック１は、素電池２１の一側面に保護回路基板２２を配した電池コア２を一面開口の箱体状のケース３に収納し、開口を蓋部４により閉塞してなる。ケース３は、底板部３１に側板部３２，３３，３４，３５を周設してなる。側板部３２の両端側で、電池コア２を収納したときに、保護回路基板２２と対向しない部分の下部には、第１リブ３６，３６が設けられ、保護回路基板２２と対向する部分の上部には、補助リブ３７が設けられている。蓋部４の側板部４２に設けられた蓋リブ４６が補助リブ３７に当接され、第２リブ５が構成される。電池パック１は、側壁部に第２リブ５に対応する凹部が凹設された電池パック収納部を有する電子機器のみに収納される。
【選択図】図２

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，ＭＰ３プレーヤー等の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を備える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が主として用いられている。

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は、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容してなる。この素電池の一側面には、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保護回路を備える保護回路基板が配されており、これらを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携帯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により電気的に接続されている。

図６は、特許文献１、特許文献２等の従来の電池パック７１を示す斜視図、図７は、電池パック７１を携帯電話機１２に収納した状態を示す裏面図である。
電池パック７１は、素電池７５の一側面に保護回路基板７６を配し（図７参照）、これを一面開口の箱体状のケース７２に収納し、開口を蓋部７３により閉塞してなる。
素電池７５を収納したときに、素電池７５の前記一側面に対向するケース７２の側板部の両端側で、保護回路基板７６と直接対向しない部分の下部には、角筒状のリブ７４，７４が設けられている。

携帯電話機１２は、折り畳み式の携帯電話機であり、携帯電話機１２の裏面の充電器接続側には、電池パック７１を収納する角穴状の電池パック収納部１３が設けられている。図７において、電池パック収納部１３の蓋は取り外してある。
電池パック収納部１３の充電器接続側の側壁部の両端側下部で、電池パック７１が電池パック収納部１３に収納されたときに前記リブ７４，７４と対向する位置には、前記リブ７４，７４が嵌合されるように、凹部１３ａ，１３ａが凹設されている。

電池パック７１は、リブ７４，７４の位置を、携帯電話機１２の凹部１３ａ，１３ａの位置に合わせるように、電池パック収納部１３に対して斜めに差し入れ、リブ７４，７４を凹部１３ａ，１３ａに嵌合した後、電池パック７１の表面を押圧することにより収納される。

以上のように、従来の電池パック７１は、ケース７２の側板部にリブ７４，７４を備えており、側壁部にリブ７４，７４に対応する凹部が設けられていない携帯電話機の電池パック収納部には収納することができないので、対応しない携帯電話機に誤挿入されることが防止されていた。そして、リブ７４の突出先を下に向けた状態で電池パック７１が落下する等して、電池パック７１に外的衝撃が加わった場合に、リブ７４，７４により保護回路基板７６に衝撃が伝わって、保護回路基板７６にクラックが生じたり、破損するのを防止するために、リブ７４，７４は、ケース７２の側板部の保護回路基板７６に対向しない部分に突設されていた。
特開２００５−２１６６３２号公報 特開２００５−０１１５５５号公報

しかし、ケースの側板部にリブを備える電池パック、電池パック収納部の側壁部に前記リブに対応する凹部が設けられた携帯電話機は多数あり、電池パックを異なる携帯電話機に収納することが可能となる場合もあり、前記リブのみでは誤挿入防止効果が不十分であり、携帯電話機の故障等が生じるおそれがあるという問題があった。
そこで、別途、補助リブを設けることが考えられるが、携帯電話機は小型化が要求されているので、補助リブは前記リブが突設されたケースの側板部に突設するのが好ましく、この場合、該側板部の保護回路基板と対向する部分に補助リブを突設することになる。この場合、リブの突出先を下に向けた状態で電池パックが落下する等して、電池パックに外的衝撃が加わったときに、補助リブを介し保護回路基板に衝撃が伝わり、保護回路基板にクラックが生じたり、破損するという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、素電池の一側面及び保護回路基板を覆うカバー部の外面に、保護回路基板に対向しないように突設された第１リブと、保護回路基板と対向し、第１リブより突出長が短くなるように突設された第２リブとを備えることにより、第１リブ及び第２リブに対応する凹部が側壁部に凹設された電池パック収納部を有する電子機器のみに収納可能であり、電池パック収納部への誤挿入が確実に防止されるとともに、電池パックの保護回路基板を配した側面に外的衝撃が加わった場合に、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが抑制されている電池パックを提供することを目的とする。

また、本発明は、前記第１リブの突出長は０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、第２リブの突出長は、第１リブの突出長の７３％以上８７％以下であるように構成することにより、第２リブに対応する凹部が設けられていない電子機器に挿入することがより確実に防止されるとともに、外的衝撃が加わった場合に、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが確実に抑制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、素電池と、該素電池の一側面に配された保護回路基板と、前記一側面及び保護回路基板を覆うカバー部と、該カバー部の外面の、前記保護回路基板と対向しない位置に設けられた第１リブとを備える電池パックにおいて、前記外面の、前記保護回路基板と対向する位置に、前記第１リブより突出長が短い第２リブを備えることを特徴とする。

本発明においては、第１リブが設けられているカバー部の外面に、第２リブがさらに設けられているので、電池パックは、第１リブ及び第２リブに対応する凹部が設けられた電池パック収納部を有する電子機器のみに収納可能であり、電池パック収納部への誤挿入が確実に防止されている。
また、第２リブの突出長は第１リブの突出長より短く、リブの突出先を下に向けた状態で電池パックが落下する等して、電池パックの保護回路基板を配した側面に外的衝撃が加わった場合に、衝撃は第１リブが受け、第２リブには至らないので、第２リブが対向する保護回路基板に衝撃は伝わらず、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが抑制されている。
そして、第２リブを設けることにより、カバー部の強度も補強される。

第２発明に係る電池パックは、第１発明において、前記第１リブの突出長は０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、第２リブの突出長は、前記第１リブの突出長の７３％以上８７％以下であることを特徴とする。

本発明においては、第１リブの突出長が０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるので、電子機器に確実に嵌合されるとともに、電子機器の設計上の障害とならない。
そして、第２リブの突出長は第１リブの突出長の７３％以上であるので、第２リブに対応する凹部が設けられていない電子機器に挿入することはより確実に抑制されている。また、第１リブの突出長の８７％以下であるので、電池パックに外的衝撃が加わった場合に、第２リブが対向する保護回路基板に衝撃が伝わって保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが確実に抑制されている。

第１発明によれば、素電池の一側面及び保護回路基板を覆うカバー部の外面に、保護回路基板に対向しないように突設された第１リブと、保護回路基板と対向し、第１リブより突出長が短くなるように突設された第２リブとを備えているので、電池パックは、第１リブ及び第２リブに対応する凹部が設けられた電池パック収納部を有する電子機器のみに収納可能であり、電池パック収納部への誤挿入が防止されるとともに、リブの突出先を下に向けた状態で電池パックが落下する等して、電池パックに外的衝撃が加わった場合に、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが抑制されている。

第２発明によれば、第１リブの突出長が０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるように構成されているので、電子機器に確実に嵌合されるとともに、電子機器の設計上の障害とならない。
そして、第２リブの突出長が、前記第１リブの突出長の７３％以上８７％以下であるように構成されているので、第２リブに対応する凹部が設けられていない電子機器の電池パック収納部に挿入することがより確実に抑止されるとともに、外的衝撃が加わった場合に、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが確実に抑制されている。

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。
図１は、本発明の実施の形態に係る電池パック１を示す斜視図、図２は、電池パック１を示す分解斜視図である。

電池パック１は、電池コア２を一面開口の箱体状のケース３に収納し、開口を蓋部４により閉塞してなる。
電池コア２の素電池２１は角型平板状であり、その内部に正極及び負極をセパレータを介して巻回した発電要素を含む、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、発電要素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２１ａが設けられている。負極端子２１ａ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２１ａが設けられている前記一側面に隣接する側面には、保護回路基板２２が配されている。保護回路基板２２は、前記一側面と対向する内面に、過充電及び過放電等を防止するための保護回路２２ａを備え、外面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２３ａにより、保護回路基板２２の電極と素電池２１の前記一側面に対向する他側面とが接続されている。また、第２リード２３ｂにより、保護回路基板２２ａの他方の電極とＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ２４とが接続され、第３リード２３ｃによりＰＴＣサーミスタ２４と前記負極端子２１ａとが接続されている。

ケース３は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）等の合成樹脂製であり、底板部３１に側板部３２，３３，３４，３５を周設してなり、縦３８ｍｍ、横３８ｍｍ、高さ６．６ｍｍの大きさを有する。
側板部（カバー部）３２には、前記外部出力端子２２ｂ，２２ｂ，２２ｂを表出させるための窓部３２ａ，３２ａ，３２ａが設けられている。側板部３２の厚みは０．２〜０．８ｍｍとされる。
そして、側板部３２の外面の両端側で、電池コア２を収納したときに、保護回路基板２２ａと対向しない部分の下部には、第１リブ３６，３６が設けられている。第１リブ３６，３６は、縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍ、突出長１．６ｍｍの角筒状をなす。
また、側板部３２の外面の中心から８ｍｍ端部側寄りの、保護回路基板２２ａと対向する部分の上部には、補助リブ３７が設けられている。補助リブ３７は、突出先に向かって幅狭となっている角柱状であり、下面側に開口した溝が形成されている。

蓋部４は、例えばＰＣ等の合成樹脂製であり、上板部４１に側板部４２，４３，４４，４５を垂設してなり、側板部４２，４３，４４，４５を、電池コア２を収納したケース３の側板部３２，３３，３４，３５に嵌合して溶着されるように構成されている。
蓋部４の側板部４２には、角柱状の蓋リブ４６が設けられており、側板部４２をケース３の側板部３２に嵌合するときに、蓋リブ４６が補助リブ３７に当接され、第２リブ５が構成される。第２リブ５は、縦１．８ｍｍ、横１．８ｍｍ、突出長１．３ｍｍの角筒状をなす。

図３は、電池パック１を携帯電話機１０に収納した状態を示す裏面図である。図３において、電池パック収納部１１の蓋は取り外してある。
携帯電話機１０は、折り畳み式の携帯電話機であり、携帯電話機１０の裏面の充電器接続側には、電池パック１を収納する角穴状の電池パック収納部１１が設けられている。電池パック収納部１１の充電器接続側の側壁部の両端側の下部で、電池パック１が電池パック収納部１１に収納されたときに第１リブ３６，３６と対向する位置には、第１リブ３６，３６が嵌合されるように、第１凹部１１ａ，１１ａが凹設されている。また、前記側壁部の上部の第２リブ５と対向する位置には、第２凹部１１ｂが凹設されている。

電池パック１は、第１リブ３６，３６の位置を、携帯電話機１０の第１凹部１１ａ，１１ａの位置に合わせ、第２リブ５の位置を第２凹部１１ｂの位置に合わせるように、電池パック収納部１１に対して斜めに差し入れ、第１リブ３６，３６、及び第２リブ５を第１凹部１１ａ，１１ａ、及び第２凹部１１ｂに嵌合した後、電池パック１の表面を押圧することにより収納される。

本実施の形態においては、電池パック１の側面に、第１リブ３６，３６に加えて第２リブ５を備えているので、側壁部に第２リブ５に対応する凹部が設けられていない、携帯電話機の電池パック収納部に電池パック１を挿入しようとしても、該側壁部の上縁部に第２リブ５が突き当たって、電池パック収納部に電池パック１を差し入れることができず、誤挿入が確実に防止されている。

また、第２リブ５の突出長は第１リブ３６，３６の突出長より短く、リブの突出先を下に向けた状態で電池パック１が落下する等して、ケース３の側板部３２に外的衝撃が加わった場合に、衝撃は第１リブ３６，３６が受け、第２リブ５には至らないので、第２リブ５が対向する保護回路基板２２に衝撃は伝わらず、保護回路基板２２にクラックが生じたり、破損することが抑制されている。
そして、第２リブ５を設けることにより、ケース３の強度も補強されている。

以下に、第２リブ５の突出長と、電池パック１の電池パック収納部への誤挿入防止効果、及び保護回路基板の破損抑制性との関係を調べた結果を示す。
第２リブ５の突出長を１．００ｍｍ、１．１５ｍｍ、１．２０ｍｍ、１．３０ｍｍ、１．４０ｍｍ、及び１．５０ｍｍに変えて、電池パック１の側面にそれぞれ突設し、下記の試験板６の電池パック収納穴６１に挿入するのに要する力を測定するとともに、落下試験を行った。
なお、電池パック１は、縦３８ｍｍ、横３８ｍｍ、高さ６．６ｍｍの大きさを有し、第１リブ３６は、縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍ、突出長１．６ｍｍの角筒状であり、第２リブ５は縦２．５ｍｍ、横２．５ｍｍの角柱状である。

図４は、電池パック１の挿入に要する力を測定する方法を説明するための平面図、図５は、該方法を説明するための断面図である。
試験板６には、角穴状の電池収納穴６１が設けられている。電池収納穴６１の縦方向の長さは３８．２ｍｍである。電池パック収納穴６１の側壁部の両端側の、電池パック１の第１リブ３６，３６と対向する位置には、凹部６１ａ，６１ａが凹設されている。携帯電話機１０と異なり、前記側壁部の第２リブ５と対向する位置には、凹部が設けられていない。
図５に示すように、電池パック収納穴６１の底面の、前記側壁部に対向する側壁部側に、電池パック１の底面の短辺を当接させ、これを中心に電池パック１を回転させ、電池パック１を電池パック収納穴６１に嵌め込むのに要する力（ｋｇｆ（×９．８(Ｎ）)）を測定した。その結果を下記表１に示す。

落下試験は、まず、各突出長の電池パックを２０個作成し、Ｐタイル（プラスチックタイル）上に、リブの突出先を下に向けた状態で各電池パックを１．５ｍの高さから落下させ、保護回路基板にクラックが生じたか否かを調べた。例え１個でもクラックが生じたことが確認された場合には×として、その突出長の電池パックの落下試験は終了し、２０個落下させてもクラックが生じなかった場合は○とした。その結果を上記表１に示す。

電池パックの挿入に要する力が５ｋｇｆ以上である場合、通常の使用で、電池パックを携帯電話機の電池パック収納部へ挿入できないとされている。表１より、第２リブの突出長が１．２０ｍｍ以上である場合、電池パックを電池パック収納部へ挿入できないことが分かる。
また、表１の落下試験結果より、第２リブの突出長が１．４０ｍｍ未満である場合、保護回路基板にクラックが生じないことが分かる。
従って、第２リブの突出長が１．２０ｍｍ、１．３０ｍｍである場合、電池パックの誤挿入が防止され、かつ保護回路基板におけるクラックの発生が抑制されていることが分かる。

以上より、第２リブの突出長が、第１リブの突出長の７３％以上８７％以下である場合、第２リブに対応する凹部が設けられていない携帯電話機に挿入することが確実に防止され、電池パックに外的衝撃が加わった場合に、第２リブが対向する保護回路基板に衝撃が加わって、保護回路基板にクラックが生じたり、破損することが確実に抑制されることが分かる。

なお、前記実施の形態においては、ケース３に電池コア２を収納して電池パック１を構成す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、素電池の側面を外装枠で覆って構成される電池パックに適用することも可能であり、この場合、保護回路基板を配した素電池の側面を覆う枠辺部に第１リブ及び第２リブを突設する。また、保護回路基板を配した素電池の側面を覆うように、樹脂成形部を形成する電池パックにつき、該樹脂成形部の外面に第１リブ及び第２リブを設けることにしてもよい。

そして、前記実施の形態においては、電池パック１の側面に、第２リブ５を１個設けた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、保護回路基板２２に対向させて、適宜の間隔を隔てて第２リブ５を２個以上、設けることにしてもよい。

さらに、第１リブ３６及び第２リブ５の形状、並びに第１凹部１１ａ及び第２凹部１１ｂの形状は前記実施の形態において説明した場合に限定されるものではない。また、第１凹部１１ａに、第１リブ３６の内側に係止される突起部を設けて、より強固に嵌合されるようにしてもよい。

そして、前記実施の形態においては、携帯電話機に電池パック１を挿入す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、本発明は他の電子機器に収納する電池パックにも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る電池パックを示す斜視図である。 電池パックを示す分解斜視図である。 電池パックを携帯電話機に収納した状態を示す裏面図である。 電池パックの挿入に要する力を測定する方法を説明するための平面図である。 電池パックの挿入に要する力を測定する方法を説明するための断面図である。 特許文献１、特許文献２等の従来の電池パックを示す斜視図である。 電池パックを携帯電話機に収納した状態を示す裏面図である。

符号の説明

１ 電池パック
２ 電池コア
２１ 素電池
２１ａ 負極端子
２２ 保護回路基板
２２ａ 保護回路
２２ｂ 外部出力端子
２３ａ 第１リード
２３ｂ 第２リード
２３ｃ 第３リード
２４ ＰＴＣサーミスタ
３ ケース
３１ 底板部
３２、３３、３４、３５ 側板部
３２ａ 窓部
３６ 第１リブ
３７ 補助リブ
４ 蓋部
４１ 上板部
４２、４３、４４、４５ 側板部
４６ 蓋リブ
５ 第２リブ
６ 試験板
６１ 電池パック挿入穴
６１ａ 凹部
１０ 携帯電話機
１１ 電池パック収納部
１１ａ 第１凹部
１１ｂ 第２凹部

Claims (2)

1. 素電池と、該素電池の一側面に配された保護回路基板と、前記一側面及び保護回路基板を覆うカバー部と、該カバー部の外面の、前記保護回路基板と対向しない位置に設けられた第１リブとを備える電池パックにおいて、
   前記外面の、前記保護回路基板と対向する位置に、前記第１リブより突出長が短い第２リブを備えることを特徴とする電池パック。
2. 前記第１リブの突出長は０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、第２リブの突出長は、前記第１リブの突出長の７３％以上８７％以下である請求項１に記載の電池パック。

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