JP2009130260A

JP2009130260A - パック電池

Info

Publication number: JP2009130260A
Application number: JP2007305970A
Authority: JP
Inventors: Takao Takatsu; 孝夫高津; Masayoshi Hattori; 雅良服部
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: JP5089350B2

Abstract

【課題】組み立てを簡単にしながら、発光ダイオードの光を効率よくランプリーダで外部に放射する。
【解決手段】パック電池は、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２に接続している回路基板３と、回路基板３に実装される電子回路で発光される発光ダイオード４と、この発光ダイオード４の光をケース１の外部にガイドする透光性を有するランプリーダ５とを備える。回路基板３は、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂを備える。第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、セパレータ６を挟着して定位置に配置している。このセパレータ６とランプリーダ５は、透光性を有するプラスチック又はガラスからなる透光材でもって一体的に成形している。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池をケースに収納しているパック電池に関し、とくに、電池の残容量などの表示を発光ダイオードで示すパック電池に関する。

ランプリーダで発光ダイオードの光を外部に照射する電子機器は開発されている。（特許文献１参照）
特開平１０−８４６３７号公報

特許文献１の公報は、発光ダイオードの光をランプリーダでケースの外部にガイドする充電器を記載する。この充電器は、ケースに設けた貫通孔にランプリーダを固定している。ケースの内部に設けている発光ダイオードの光は、ケースに固定しているランプリーダを介してケースの外部に放射される。この構造は、発光ダイオードをランプリーダの正確な位置に配置することが大切である。それは、ランプリーダに対する発光ダイオードの相対位置がずれると、発光ダイオードの光を効率よくランプリーダに入射できず、ランプリーダから外部に照射される光が暗くなるからである。特許文献１の充電器は、ランプリーダをケースに固定して、発光ダイオードをケースに内蔵する回路基板に固定するので、ランプリーダと発光ダイオードとの相対位置を正確に配置するのが難しい欠点がある。それは、ランプリーダとケースの組み立て位置のずれや、ケースに対する回路基板の位置ずれが、ランプリーダと発光ダイオードとの相対位置をずらせるからである。

本発明は、従来のこのような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、組み立てを簡単にしながら、発光ダイオードの光を効率よくランプリーダで外部に放射できるパック電池を提供することにある。

本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
パック電池は、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２に接続している回路基板３と、回路基板３に実装される電子回路で発光される発光ダイオード４と、この発光ダイオード４の光をケース１の外部にガイドする透光性を有するランプリーダ５とを備える。回路基板３は、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂを備える。第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、セパレータ６を挟着して定位置に配置している。このセパレータ６とランプリーダ５は、透光性を有するプラスチック又はガラスからなる透光材でもって一体的に成形している。

本発明の請求項２のパック電池は、セパレータ６の表面にＬ字状のランプリーダ５を連結する形状に成形して、回路基板３に固定している発光ダイオード４の光をランプリーダ５でケース１の外部にガイドしている。

本発明の請求項３のパック電池は、電池２の電流を検出する金属板からなる電流検出プレート７を有し、この電流検出プレート７を、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂに連結して、電流検出プレート７でもって第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂとを定位置に配置している。

本発明の請求項４のパック電池は、複数のランプリーダ５を所定の間隔でセパレータ６に連結すると共に、各々のランプリーダ５に光を照射する複数の発光ダイオード４を備えている。さらに、パック電池は、電流検出プレート７が、各々のランプリーダ５の間に配設される遮蔽片１６を備え、この遮蔽片１６で、各々の発光ダイオード４の光漏れを防止してランプリーダ５を照射している。

本発明のパック電池は、組み立てを簡単にしながら、発光ダイオードの光を効率よくランプリーダで外部に放射できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、第１の回路基板と第２の回路基板の間に挟着して配置されるセパレータに、発光ダイオードを外部にガイドするランプリーダを一体的に成形して設けているからである。セパレータに一体的に成形して設けられるランプリーダは、回路基板に連結されるセパレータを介して正確な位置に配置される。このため、発光ダイオードとランプリーダとの相対位置がずれることがなく、発光ダイオードの光を効率よくランプリーダに入射して外部に効率よく放射できる。また、セパレータを介してランプリーダを正確な位置に配置するので、ランプリーダを定位置に配置する工程を必要とせず、組み立てを簡単にしてランプリーダを正確な位置に配置できる。

本発明の請求項２のパック電池は、セパレータの表面にＬ字状のランプリーダを連結する形状に成形して、回路基板に固定している発光ダイオードの光をランプリーダでケースの外部にガイドするので、発光ダイオードを回路基板に固定してその光をランプリーダに入射するのに極めて好都合である。それは、回路基板に固定される発光ダイオードの光を、回路基板に固定されるセパレータに連結してなるＬ字状のランプリーダに確実に入射させて、効率よく外部に放射できるからである。

さらに、本発明の請求項３のパック電池は、電池の電流を検出する金属板からなる電流検出プレートを備えており、この電流検出プレートを第１の回路基板と第２の回路基板に連結しているので、電流検出プレートを第１の回路基板と第２の回路基板を連結する部材に併用して、電流検出プレートでもって第１の回路基板と第２の回路基板とを定位置に配置できる。

本発明の請求項４のパック電池は、複数のランプリーダを所定の間隔でセパレータに連結すると共に、各々のランプリーダに複数の発光ダイオードから光を照射しており、さらに、電流検出プレートが、各々のランプリーダの間に配設される遮蔽片を備え、この遮蔽片で各々の発光ダイオードの光漏れを防止している。このパック電池は、電流検出プレートで発光ダイオードの光漏れを防止して、各々のランプリーダから明確に発光ダイオードの光を外部に照射できる。

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パック電池を例示するものであって、本発明はパック電池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１ないし図７に示すパック電池は、ケース１と、このケース１に内蔵している電池２と、この電池２に接続している回路基板３と、回路基板３に実装される電子回路で発光される発光ダイオード４と、この発光ダイオード４の光をケース１の外部にガイドする透光性を有するランプリーダ５とを備える。

ケース１は、上を開口している箱形の下ケース１Ｂと、この下ケース１Ｂに連結されて下ケース１Ｂの開口部を閉塞する上ケース１Ａとからなる。上ケース１Ａと下ケース１Ｂはプラスチック製である。下ケース１Ｂは、複数の電池２を収納する四角形の箱形にプラスチックを成形している。上ケース１Ａは、回路基板３の収納部１１を有し、かつ回路基板３に固定している出力端子８を外部接続機器に接続する表示窓１２と、発光ダイオード４の光を外部に照射する表示窓１３を設けている。ケース１は、電池２に回路基板３を連結している電池組立１０を下ケース１Ｂに収納し、電池組立１０を収納する下ケース１Ｂに上ケース１Ａを連結して組み立てられる。

電池組立１０は、電池ブロック２０にリード板９を介して回路基板３を連結して組み立てられる。図２のパック電池は、２組の電池ブロック２０を平行な姿勢で水平に横に２列に並べてインナーケース２１に収納している。各々の電池ブロック２０は、４本の素電池２を２段２列に平行に並べて、その両端をリード板９で連結している。各々の電池ブロック２０は、２本の電池２を並列に接続したものを直列に接続している。また、各々の電池ブロック２０は、リード板９を介して回路基板３に連結している。図のパック電池は、平行に２列に並べている電池ブロック２０の上に、第１の回路基板３Ａを水平姿勢に連結している。各々の電池ブロック２０の両端に連結しているリード板９は、第１の回路基板３Ａに実装される電圧検出回路（図示せず）に接続される。この電圧検出回路は、各々の電池２の電圧を検出して、電池２の過充電と過放電を防止するように電池２の電流を制御する。さらに、第１の回路基板３Ａの上には、第２の回路基板３Ｂを水平な姿勢で平行に並べて固定している。

電池ブロック２０の電池２は、円筒形電池のリチウムイオン二次電池である。ただし、本発明のパック電池は、電池を円筒形電池に特定せず、またリチウムイオン二次電池にも特定しない。電池には、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池などの充電できるすべての電池が使用できる。また、電池には円筒形電池に代わって角形電池も使用できる。

回路基板３は、電池ブロック２０の上、正確には電池ブロック２０を収納しているインナーケース２１の上に固定される第１の回路基板３Ａと、この第１の回路基板３Ａの上に固定している第２の回路基板３Ｂを備える。第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、セパレータ６を挟着して定位置に配置される。セパレータ６は、上下に配設される第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂに挟着されて、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂを所定の間隔に配置する。さらに、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、ハンダ付け等の方法で固定されるリード板１７Ａ、１８Ａを介して互いに連結される。図３の分解斜視図に示す第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、出力端子８に連結しているリード板１８Ａと、電流検出プレート７に連結しているリード板１７Ａで連結される。

出力端子８は、弾性変形する金属板で制作される。この出力端子８は、外部接続機器の接続端子を弾性的に挟着して電気接続される弾性接点部８ａに、リード板１８を連結する形状としている。出力端子８は、このリード板１８を介して、第２の回路基板３Ｂの表面に固定している。リード板１８は、第２の回路基板３Ｂに接続される短いリード板１８Ｂと、第１の回路基板３Ａに接続されて、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂとを連結する長いリード板１８Ａとを備える。短いリード板１８Ｂは、第２の回路基板３Ｂにハンダ付けして固定される。長いリード板１８Ａは、第１の回路基板３Ａにハンダ付けして固定されて、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂとを連結する。さらに、出力端子８は、リード線（図示せず）を介して電池２に接続される。

電流検出プレート７は、電池２と直列に接続されて電池２の電流を検出する。したがって、この電流検出プレート７は、所定の電気抵抗を有する金属板で制作される。図３と図４の電流検出プレート７は１枚の金属板で制作される。この電流検出プレート７は、その両端部に上方に折曲してなるリード板１７を設け、中間部には隣接するランプリーダ５の間に配設される遮蔽片１６を設けている。一方のリード板１７、図において右端部のリード板１７Ａは、電流検出プレート７の側部を上に折曲して設けられて上端を第２の回路基板３Ｂに連結している。このリード板１７Ａは、第２の回路基板３Ｂを貫通して第２の回路基板３Ｂに連結される。他方のリード板１７、図において左端のリード板１７Ｂは、端縁を上に折曲して設けられて、リード線１９を介して電池２に接続している。

電池２の電流は、電流検出プレート７の両端の電圧を検出して、検出電圧から演算される。電池２の電流が、電流検出プレート７の電気抵抗と電流の積に比例するので、電圧／電気抵抗から演算できるからである。この電流検出プレート７は、第１の回路基板３Ａにリード板１７Ａをハンダ付けなどの方法で連結して、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂとを定位置に配置する。図３と図４の電流検出プレート７のリード板１７Ａは上方に伸びて、第１の回路基板３Ａの下面に当接する段差部１７ａを中間に設けている。この段差部１７ａを第１の回路基板３Ａの下面に接触させて、第１の回路基板３Ａを定位置に配置する。いいかえると、第１の回路基板３Ａの定位置に電流検出プレート７を配置する。さらに、図３と図４の電流検出プレート７は、リード板１７Ａから離して、各々のランプリーダ５の間に配設される遮蔽片１６を設けている。

電流検出プレート７の遮蔽片１６は、ランプリーダ５の間にあって、各々の発光ダイオード４の光漏れを防止する。すなわち、発光ダイオード４の光が隣のランプリーダ５に入射するのを防止する。したがって、電流検出プレート７に遮蔽片１６を設けている構造は、各々の発光ダイオード４の光を隣のランプリーダ５に入射することなく、互いに接近して光結合する状態で配設するランプリーダ５にのみ入射する。このため、各々のランプリーダ５は、これを光結合している発光ダイオード４の光のみを外部に照射して、隣の発光ダイオード４の光を照射することがなく、発光するランプリーダ５と発光しないランプリーダ５を明確に区別できる。この遮蔽片１６は、電流検出プレート７を回路基板３に固定して、セパレータ６に所定の間隔で連結している各々のランプリーダ５の間に配設される。このため、電流検出プレート７を固定して遮蔽片１６を正確な位置に配置でき、しかも専用の遮蔽片を特定の位置に配置する構造や手間を必要としない。

第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、その間にセパレータ６を挟着して互いに定位置に配置される。図３と図４のセパレータ６は、プラスチックを四角形の枠形状に成形している。セパレータ６の厚さは、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂの間隔となる。言い換えると、セパレータ６の厚さで、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂを配置する間隔を特定できる。図のセパレータ６は、第２の回路基板３Ｂの外形に沿う四角形の枠形状に成形している。

さらに、セパレータ６は、ランプリーダ５を一体的に成形して設けている。このセパレータ６は、透光性を有するプラスチック又はガラスからなる透光材でもって、セパレータ６とランプリーダ５を一体的に成形して設けている。図のセパレータ６は、下面に突出してＬ字状のランプリーダ５を連結する形状に成形している。さらに、図のセパレータ６は、３組のランプリーダ５を所定の間隔で連結する形状に成形している。Ｌ字状のランプリーダ５は、セパレータ６から下方に伸びる垂直部５Ａに、水平に伸びる水平部５Ｂを連結する形状であって、水平部５Ｂの先端をケース１の表示窓１３に配設している。

発光ダイオード４の光は、ランプリーダ５の水平部５Ｂに入射される。したがって、発光ダイオード４は、回路基板３に固定されて、収束した光をランプリーダ５の水平部５Ｂに入射する位置に固定される。発光ダイオード４が固定される部分を図６と図７の底面から見た背面斜視図に示している。これらの図に示すように、発光ダイオード４は、第１の回路基板３Ａの裏面に固定されて、ランプリーダ５の水平部５Ｂに光を入射する。発光ダイオード４は、収束レンズを有するタイプで、収束した光をランプリーダ５の水平部５Ｂに入射する。ランプリーダ５の水平部５Ｂは、発光ダイオード４の収束光を入射できるように、第１の回路基板３Ａの裏面から突出する位置に水平に配設される。発光ダイオード４は、この水平部５Ｂに水平方向に収束光を照射する。

図３と図６のセパレータ６は、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂを定位置に連結する位置決め凸部６ａを両面に突出して設けている。第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、位置決め凸部６ａを案内する位置決め凹部又は位置決め孔３ａを設けている。位置決め凸部６ａが第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂの位置決め凹部や位置決め孔３ａに挿入されて、セパレータ６は第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂの定位置に連結される。この構造は、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂを、セパレータ６を介して正確に定位置に連結する。セパレータ６を介して定位置に連結される第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂは、リード板１８、１７Ａをハンダ付けなどの方法で連結して定位置に固定される。

さらに、セパレータ６は、回路基板３をインナーケース２１に連結する止ネジ１４の貫通孔６ｂを設けている。この貫通孔６ｂの上下に位置して、第１の回路基板３Ａと第２の回路基板３Ｂも貫通部３ｂを設けている。止ネジ１４は、第２の回路基板３Ｂの貫通部３ｂとセパレータ６の貫通孔６ｂと第１の回路基板３Ａの貫通部３ｂに挿通され、その先端を電池ブロック２０を収納しているインナーケース２１にねじ込んで連結される。さらに図２に示すパック電池は、第１の回路基板３Ａの両端部を止ネジ１４、１５でインナーケース２１に連結している。第１の回路基板３Ａの一方の端部をインナーケース２１に固定する止ネジ１４は、第２の回路基板３Ｂとセパレータ６と第１の回路基板３Ａを貫通してその先端をインナーケース２１にねじ込んで固定している。第１の回路基板３Ａの他方の端部をインナーケース２１に固定する止ネジ１５は、第１の回路基板３Ａのみを貫通してその先端をインナーケース２１にねじ込んで固定している。第１の回路基板３Ａとインナーケース２１との間には、止ネジ１５を挿通する筒体２２を設けている。この筒体２２は、インナーケース２１と第１の回路基板３Ａとに挟着されて、インナーケース２１と第１の回路基板３Ａとの間隔を一定に特定する。

このパック電池は、以下の工程で組み立てられる。
（１）図３に示すように、第２の回路基板３Ｂの上面に出力端子８を固定する。出力端子８は、図６に示すように、短いリード板１８Ｂを第２の回路基板３Ｂにハンダ付けして固定する。
（２）図４に示すように、出力端子８を固定した第２の回路基板３Ｂを第１の回路基板３Ａに連結する。第２の回路基板３Ｂと第１の回路基板３Ａは、間にセパレータ６を挟着する状態で互いに積層されて、出力端子８のリード板１８Ａと電流検出プレート７のリード板１７Ａを介して連結される。このとき、セパレータ６は、位置決め凸部６ａを回路基板３の位置決め孔３ａに案内して定位置に連結される。出力端子８のリード板１８Ａは、図７に示すように、第１の回路基板３Ａを貫通して、第１の回路基板３Ａにハンダ付けして固定される。電流検出プレート７は、リード板１７Ａの段差部１７ａを第１の回路基板３Ａの下面に接触させて、第１の回路基板３Ａを定位置に配置しながら、リード板１７Ａの先端を第２の回路基板３Ｂに貫通させて、第２の回路基板３Ｂにハンダ付けして固定される。このとき、電流検出プレート７は、遮蔽片１６をランプリーダ５の間に配置する。
（３）さらに、図５に示すように、電流検出プレート７のリード板１７Ｂにリード線１９をハンダ付けして連結する。
以上の工程で、回路基板３が組み立てられる。
（４）４本の素電池２を２段２列に平行に並べて、その両端をリード板９で連結して電池ブロック２０とする。２組の電池ブロック２０を平行な姿勢で水平に横に２列に並べてインナーケース２１に収納する。
（５）電池ブロック２０が収納されたインナーケース２１に回路基板３を連結する。回路基板３は、止ネジ１４、１５を介してインナーケース２１に定位置に固定される。各々の電池ブロック２０は、リード板９を介して第１の回路基板３Ａに連結される。
以上の工程で、インナーケース２１に回路基板３が固定されて、図２に示す電池組立１０となる。
（６）電池組立１０の上部を上ケース１Ａに収納する。電池組立１０は、第２の回路基板３Ｂを上ケース１Ａの収納部１１に収納し、第２の回路基板３Ｂに固定している出力端子８を表示窓１２に配置して外部に表出させると共に、ランプリーダ５の先端部を表示窓１３に配置して外部に表出させる。
（７）電池組立１０の下部を下ケース１Ｂに収納する。さらに、下ケース１Ｂと上ケース１Ａを互いの開口部で連結する。

本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図である。図１に示すパック電池の分解斜視図である。図２に示すパック電池の回路基板の分解斜視図である。図３に示す回路基板の組み立て工程を示す分解斜視図である。図３に示す回路基板を組み立てた状態を示す斜視図である。図４に示す回路基板を底面から見た背面斜視図である。図５に示す回路基板を底面から見た背面斜視図である。

符号の説明

１…ケース１Ａ…上ケース
１Ｂ…下ケース
２…電池
３…回路基板３Ａ…第１の回路基板
３Ｂ…第２の回路基板
３ａ…位置決め孔
３ｂ…貫通部
４…発光ダイオード
５…ランプリーダ５Ａ…垂直部
５Ｂ…水平部
６…セパレータ６ａ…位置決め凸部
６ｂ…貫通孔
７…電流検出プレート
８…出力端子８ａ…弾性接点部
９…リード板
１０…電池組立
１１…収納部
１２…端子窓
１３…表示窓
１４…止ネジ
１５…止ネジ
１６…遮蔽片
１７…リード板１７Ａ…リード板
１７ａ…段差部
１７Ｂ…リード板
１８…リード板１８Ａ…リード板
１８Ｂ…リード板
１９…リード線
２０…電池ブロック
２１…インナーケース
２２…筒体

Claims

ケース(1)と、このケース(1)に内蔵される電池(2)と、この電池(2)に接続している回路基板(3)と、回路基板(3)に実装される電子回路で発光される発光ダイオード(4)と、この発光ダイオード(4)の光をケース(1)の外部にガイドする透光性を有するランプリーダ(5)とを備えるパック電池であって、
前記回路基板(3)が第１の回路基板(3A)と第２の回路基板(3B)を備え、第１の回路基板(3A)と第２の回路基板(3A)はセパレータ(6)を挟着して定位置に配置され、さらにこのセパレータ(6)と前記ランプリーダ(5)は、透光性を有するプラスチック又はガラスからなる透光材でもって一体的に成形されてなるパック電池。
前記セパレータ(6)の表面にＬ字状のランプリーダ(5)を連結する形状に成形して、回路基板(3)に固定している発光ダイオード(4)の光をランプリーダ(5)でケース(1)の外部にガイドする請求項１に記載されるパック電池。
前記電池(2)の電流を検出する金属板からなる電流検出プレート(7)を有し、この電流検出プレート(7)が第１の回路基板(3A)と第２の回路基板(3B)に連結されて、電流検出プレート(7)でもって第１の回路基板(3A)と第２の回路基板(3B)とを定位置に配置している請求項１に記載されるパック電池。
前記複数のランプリーダ(5)が所定の間隔でセパレータ(6)に連結されると共に、各々のランプリーダ(5)に光を照射する複数の発光ダイオード(4)を備え、さらに、前記電流検出プレート(7)が、各々のランプリーダ(5)の間に配設される遮蔽片(16)を備え、この遮蔽片(16)が、各々の発光ダイオード(4)の光漏れを防止してランプリーダ(5)を照射するようにしてなる請求項３に記載されるパック電池。