JP2009193820A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板を安全かつ容易に再利用できる電池パックを提供する。
【解決手段】素電池２に回路基板を取り付けた電池パックであって、素電池２に固定され、前記回路基板を保持したホルダー６と、一端が素電池２に固定された突出部９と、突出部９が挿通する孔２４を設けたカバー２３とを備えており、突出部９はカバー２３の孔２４を挿通しており、突出部９の溶融変形により、カバー２３が突出部９を介して素電池２に固定されており、カバー２３に、孔２４を横切るように形成し、少なくとも一端が開口したスリット２６を備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、素電池に回路基板を取り付けている電池パックに関する。

従来より、素電池に回路基板を取り付けた電池パックが知られている。この回路基板は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護回路を構成する電子部品が実装されている。電池パックの構成としては、素電池に固定したフレームに回路基板を取り付け、これらをカバー内に収納した構成が知られている。この構成では、ユーザーによる分解を防止するには、カバーを工具等を用いて容易に取り外しができないように固定する必要がある。また、回路基板を樹脂モールドで覆って、樹脂モールドを素電池と一体に成形した構成も知られている。

一方、回路基板はほとんど劣化しないが、前記のような電池パックの構成では、素電池が劣化したときに、ユーザーによる分解を防止しつつ、回路基板のみを取り出して再利用することは困難であった。

下記特許文献１には、回路基板、外部出力電極、素電池と電気接続のための端子、結合部品などを一体成形した電池部品部を再使用する構成が提案されている。
特開２００５−２０３３６６号公報

しかしながら、前記の特許文献１の構成では、電池部品部の再使用に際し、外観の傷、変形及び内部の異常を見つけにくいなどの問題があった。このため、メーカーで、外観ユニットを再利用し、新たな製品として再生させることは、品質保証や歩留まりによるコストの点などで困難であった。

また、特許文献１の構成は、ユーザーによる分解を防止する構成ではないので、安全性の面で問題があった。

さらに、特許文献１の構成は、電池部品部を金属プレス板のばね力を利用して電池本体に固定したものであり、この構成は強度的に不利であった。また、結合のための追加部品が必要であることに加え、回路基板と結合部品とを一体成形しているので、組立性、コスト面でも不利であった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、回路基板を安全かつ容易に再利用できる電池パックを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の電池パックは、素電池に回路基板を取り付けた電池パックであって、前記素電池に固定され、前記回路基板を保持したホルダーと、一端が前記素電池に固定された突出部と、前記突出部が挿通する孔を設けたカバーとを備えており、前記突出部は前記カバーの前記孔を挿通しており、前記突出部の溶融変形により、前記カバーが前記突出部を介して前記素電池に固定されており、前記カバーに、前記孔を横切るように形成し、少なくとも一端が開口したスリットを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、回路基板を安全かつ容易に再利用することができる。

本発明の電池パックは、スリットにカッターを差し込むことにより、カバーを固定している突出部を切断でき、回路基板を容易に取り外すことができる。一方、カバーは、突出部の溶融変形により素電池に固定されている。さらに、突出部の切断には専用のカッターが必要になる。このため、ユーザーによる分解を防止でき、安全性を確保することができる。

前記本発明の電池パックにおいては、前記回路基板と前記素電池とが圧接型コネクタを介して電気接続されていることが好ましい。この構成によれば、回路基板をホルダーから容易に取り外すことができる。

また、前記突出部と前記ホルダーとが一体になっていることが好ましい。この構成によれば、部品点数が少なくなり、組立も容易になる。

また、前記突出部は、前記回路基板から離れた位置にあることが好ましい。この構成によれば、カッターによる突出部の切断の際に、回路基板の変形や傷付きを防ぐことができる。

また、前記突出部のうち、前記スリットに対向する部分に、溝を形成していることが好ましい。この構成によれば、突出部のカッターによる切断が容易になる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る電池パックの分解斜視図である。まず、図１を参照しながら、電池パックの概略構成を説明する。図１は、電池パック１、及びこれに取り付ける各種付属部品を示している。素電池２は、例えばアルミ又はアルミ合金で形成された厚さの薄い角形の外装缶３内に、発電要素を内蔵したものである。素電池２は、例えば、角形リチウムイオン電池であり、携帯電話やモバイル機器等に用いられる。

素電池２の上部には、樹脂製のホルダー６が、接着テープ１２を介して取り付けられる。ホルダー６には箱状部分７、８が形成されており、箱状部分７に正極用のコネクタ１３が嵌め込まれ、箱状部分８に負極用のコネクタ１６が嵌め込まれる。コネクタ１３、１６は、圧接型のコネクタである。本図の例では、コネクタ１３は、弾性部材１４に、金属細線１５を低ピッチで配列したものである。同様に、コネクタ１６は、弾性部材１７に、金属細線１８を低ピッチで配列したものである。

コネクタ１３、１６を箱状部分７、８に嵌め込んだ状態で、ホルダー６に回路基板１９が設置される。回路基板１９は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護回路を構成する電子部品が実装され、これらは樹脂モールド２１によって覆われている。回路基板１９の上面には、外部接続用の端子２０を設けている。

回路基板１９の凹部２２を、ホルダー６の凸部１１に嵌合させることにより、回路基板１９はホルダー６に仮止めされる。詳細は後に説明するが、コネクタ１３を介して、回路基板１９裏面の正極端子（図示せず）と、素電池２の正極４とが電気接続され、コネクタ１６を介して、回路基板１９裏面の負極端子（図示せず）と、素電池２の負極端子５とが電気接続される。

さらに外装カバー２３の孔２４に、ホルダー６の突出部であるピン９を挿通させて、ピン９の先端を溶融変形させて外装カバー２３をホルダー６に固定する。最終的には、素電池２の全周には、ラベルが貼り付けられる。

ピン９には、溝１０が形成され、外装カバー２３にはカッター挿入用の角穴２５が形成されている。これらの詳細は、後に図７を用いて説明する。

以下、図２−４を参照しながら、本実施の形態に係る電池パックについて、より具体的に説明する。図２−４は、本実施の形態に係る電池パックを製造工程順に図示したものである。

図２（ａ）は、接着テープ１２の貼り付け完了状態を示している。素電池２の上端面に接着テープ１２の裏面を貼り付ける。この状態で、接着テープ１２の開口から、素電池２の正極４、負極端子５が露出している。図２（ｂ）は、ホルダー６の接着完了状態を示している。接着テープ１２の表面にホルダーを貼り付けている。

図３（ｃ）は、コネクタ１３、１６の取り付け完了状態を示している。ホルダー６の箱状部分７に正極用のコネクタ１３を嵌め込み、箱状部分８に負極用のコネクタ１６を嵌め込んでいる。このことにより、正極用のコネクタ１３と素電池２の正極４（図２（ａ））が当接し、負極用のコネクタ１６と素電池２の負極端子５（図２（ａ））とが当接する。

図３（ｄ）は、回路基板１９を仮止めした状態を示している。回路基板１９の両端を切り欠いた凹部２２（図１参照）と、ホルダー６に形成した凸部１１（図１参照）とを嵌合させて、回路基板１９をホルダー６に位置決めし仮止めしている。

図４（ｅ）は、外装カバー２３の取り付け途中の状態を示している。図５（ａ）は、図４（ｅ）のＡＡ線における断面図を示しており、図５（ｂ）は、図４（ｅ）のＢＢ線における断面図を示している。これらの図から分かるように、外装カバー２３の孔２４に、ホルダー６のピン９が挿通している。

図４（ｆ）は、外装カバー２３の取り付け完了状態を示している。図６（ａ）は、図４（ｆ）のＡＡ線における断面図を示しており、図６（ｂ）は、図４（ｆ）のＢＢ線における断面図を示している。図６（ａ）、（ｂ）に示したように、ピン９の先端部９ａは、孔２４の座ぐり部２４ａにおいて溶融変形している。この溶融変形は、熱や超音波によるものである。この先端部９ａの変形により、外装カバー２３の移動はピン９により拘束され、外装カバー２３はホルダー６に固定されることになる。

外装カバー２３の固定により、回路基板１９の下部のコネクタ１３、１６が圧縮されていることになる。具体的には、コネクタ１３、１６の弾性部材１４、１７（図１参照）は、高さが縮む方向に圧縮されている。この圧縮の反発力により、コネクタ１３の金属細線１５（図１）と、回路基板１９裏面の端子部及び素電池２の正極４（図２（ａ））との接触状態が良好になる。同様に、コネクタ１６の金属細線１８（図１）と、回路基板１９裏面の端子部及び素電池２の負極端子５（図２（ａ））との接触状態が良好になる。

すなわち、圧接型のコネクタ１３、１６を用いたことにより、回路基板１９と素電池２との間の電気接続は、外装カバー２３をホルダー６に取り付けるだけでよく、電気接続のための、接合、接着、機械的結合等はいずれも不要になる。

なお、外装カバー２３が固定されている状態では、外装カバー２３が、回路基板１９をホルダー６に押し付けているので、コネクタ１３、１６の反発力による回路基板１９の変形は抑えられることになる。

素電池２及び外装カバー２３の側面にラベル（図示せず）を巻き付けて電池パックが完成する。

以下、回路基板１９の再利用について説明する。図６（ａ）に示したように、外装カバー２３には孔２４を挟み孔２４を横切るように、スリット２６が形成されている。スリット２６の一端は開口しており、図１に示したように、外装カバー２３の側面において角穴２５を形成している。この構成によれば、角穴２５から孔２４側に向けてプレート状部材を挿入することができる。

図７（ａ）は、図６（ａ）において、スリット２６に、プレート状部材であるカッター２７を挿入した状態を示している。カッター２７の先端がピン９の側面に当接している。本図の例では、カッター２７には鋭利な先端が２箇所あり、この先端はピン９に形成した溝１０に入り込んでいる。

この状態で、カッター２７を押し込めば（矢印Ａ方向）、鋭利な先端がピン９を切り込むことになる。さらに、カッター２７を押し込めば、図７（ｂ）に示したように、ピン９の一部が切り取られ、ピン９が切断されることになる。切り取られたピン９の一部は、孔２４を挟んで対向する位置に形成されたスリット２６内に入り込むことになる。

図３（ｄ）に示したように、ピン９は回路基板１９から離れた位置にあるので、カッター２７によるピン９の切断の際に、回路基板１９の変形や傷付きを防ぐことができる。

また、ピン９を一体に形成したホルダー６の材料として、例えばポリカーボネートやＰＢＴが挙げられる。これらの材料を用いれば、成形性や強度等を確保しつつ、熱溶融及び切断も容易である。

ただし、ホルダー６と外装カバー２３とがピン９の先端部以外で溶着してしまい、分解の際に支障となるようであれば、ホルダー６と外装カバー２３とは溶着しにくい異種材料とすることが好ましい。

図７（ｂ）の状態から、カッター２７を抜き取れば、ピン９はカッター２７の厚み分の空間を介して上下に分離していることになる。この状態では、ピン先端部９ａは孔２４の座ぐり部２４ａに載置されているに止まり、外装カバー２３を外す方向（矢印Ｂ方向）の移動を拘束することはできない。したがって、外装カバー２３は素電池２から容易に取り外すことができる。

素電池２から外装カバー２３を取り外せば、図３（ｄ）の状態になる。この状態では、回路基板１９は、回路基板１９の凹部２２とホルダーの凸部１１との嵌合により、ホルダー６に仮止めされている。図６（ｂ）において、コネクタ１３と回路基板１９とは当接しているに止まり、両者は接合していない。このことは、コネクタ１６においても同様である。したがって、回路基板１９はホルダー６から容易に取り外すことができる。

したがって、本実施の形態によれば、回路基板１９を特別に加工することなく、そのまま取り外すことができる。回路基板はほとんど劣化しないので、素電池が劣化しても、回路基板を別の素電池に取り付けて使用することができる。

本実施の形態は、外装カバー２３はピン９の溶融変形により、素電池２に固定されているので、ユーザーによる外装カバー２３の取り外しは困難である。また、ピン９の切断には専用のカッターが必要になるので、ユーザーによるピン９の切断も困難である。すなわち、本実施の形態はユーザーによる分解を防止でき、安全性を確保することができる。さらに、電池パックの完成状態では、外装カバー２３の側面はラベルで覆われるので、外装カバー２３の角穴２５は目視することはできない。このことも、ユーザーが外装カバー２３を取り外すことの防止に役立つ。

なお、カッター２７の先端形状は、ピン９を切断できればよく、図７の形状に限るものではない。例えば先端を鋭利なくさび形にしたものでもよい。また、ピン９の溝部１０の有無や形状も任意であり、カッター２７の形状に応じて決定すればよい。

また、図６において、スリット２６は一端が開口しているが、両端を開口させてもよい。

また、回路基板１９と素電池２との接続に、圧接型コネクタ１３、１６を用いた例で説明したが、電気接続のための、接合、接着、機械的結合等が不要な電気接続であれば、他の構成であってもよい。例えば、図１の弾性部材１４、１７をコイルばねや板ばねとしたものでもよい。

また、ピン９をホルダー６と一体にした例で説明したが、ピン９及びホルダー６のそれぞれが、素電池２に接合されていればよく、ピン９とホルダー６とが分離した構成でもよい。

また、ホルダー６を接着テープ１２で素電池２に接着した例で説明したが、固定が確実であればよく、他の固定手段を用いもよい。例えば、素電池２に固定したガイドにより、ホルダー６を素電池２に機械的に結合させてもよい。

以上のように、本発明の電池パックは、回路基板を安全かつ容易に再利用することができるので、例えば、携帯電話やモバイル機器に用いる電池パックとして有用である。

本発明の一実施の形態に係る電池パックの分解斜視図。 （ａ）図は接着テープ１２の貼り付け完了状態を示す斜視図、（ｂ）図はホルダー６の接着完了状態を示す斜視図。 （ｃ）図はコネクタ１３、１６の取り付け完了状態を示す斜視図、（ｄ）図は回路基板１９の取り付け完了状態を示す斜視図。 （ｅ）図は外装カバー２３の取り付け途中の状態を示す斜視図、（ｆ）図は外装カバー２３の取り付け完了状態を示す斜視図。 （ａ）図は図４（ｅ）のＡＡ線における断面図、（ｂ）図は図４（ｅ）のＢＢ線における断面図。 （ａ）図は図４（ｆ）のＡＡ線における断面図、（ｂ）図は図４（ｆ）のＢＢ線における断面図。 （ａ）図は図６（ａ）において、スリット２６にカッター２７を挿入した状態を示す図、（ｂ）図は（ａ）図の状態において、カッター２７を押し込んだ状態を示す図。

符号の説明

１ 電池パック
２ 素電池
９ ピン
１３，１６ コネクタ
１９ 回路基板
２３ 外装カバー
２４ 孔
２５ 角穴

Claims (5)

1. 素電池に回路基板を取り付けた電池パックであって、
   前記素電池に固定され、前記回路基板を保持したホルダーと、
   一端が前記素電池に固定された突出部と、
   前記突出部が挿通する孔を設けたカバーとを備えており、
   前記突出部は前記カバーの前記孔を挿通しており、
   前記突出部の溶融変形により、前記カバーが前記突出部を介して前記素電池に固定されており、
   前記カバーに、前記孔を横切るように形成し、少なくとも一端が開口したスリットを備えたことを特徴とする電池パック。
2. 前記回路基板と前記素電池とが圧接型コネクタを介して電気接続されている請求項１に記載の電池パック。
3. 前記突出部と前記ホルダーとが一体になっている請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記突出部は、前記回路基板から離れた位置にある請求項１から３のいずれかに記載の電池パック。
5. 前記突出部のうち、前記スリットに対向する部分に、溝を形成している請求項１から４のいずれかに記載の電池パック。

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