JP2011065833A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で保護回路の支持を確実にすることができる電池パックを提供する。
【解決手段】素電池に、保護回路１１及びカバー１５が取り付けられている電池パックであって、カバー１５は、素電池側に開口を形成し、かつ第１の内壁面２１と第２の内壁面２２との間に挟まれた空間２０を形成しており、保護回路１１は、空間２０内に収納されており、保護回路１１の第１の内壁面２１側は、カバー１５と一体の第１のリブ２３と対向し、保護回路１１の第２の内壁面２２側は、カバー１５と一体の第２のリブ２４と対向している。
【選択図】図２

Description

本発明は、素電池上部に保護回路及びカバーが取り付けられ、保護回路がカバー内に収納されている電池パックに関する。

近年の電池パックの薄型化、小型化に伴ない、素電池上部の封口体側から正極リード、負極リードをとり、保護回路及び保護素子を素電池上部に集約させた外装部を備えた電池パックが主流になりつつある（例えば、特許文献１、２参照）。

このような電池パックにおいては、素電池上部にカバーを取り付け、カバー内に、保護回路及び保護素子を配置していることになる。

また、この構成では、カバーから外部接続用の出力端子が露出しており、電池パックを外部機器に取り付けたときに、外部機器の端子と、電池パックの出力端子とが接触して導通が図られることになる。

特開２００６−３３１８１８号公報 特開２００６−３３１８１９号公報

しかしながら、前記のような電池パックでは、電池パックを外部機器に接続したときに、保護回路は外力を受けることになる、また、製造時において溶接等により保護回路は外力を受ける場合もある。

一方、保護回路の支持を確実にするために、別途支持部材を追加すると、薄型化には不利になり、部品点数及び製造工程も増加しコスト面でも不利になる。

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、簡単な構造で保護回路の支持を確実にすることが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、保護回路及びカバーが取り付けられている電池パックであって、前記カバーは、前記素電池側に開口を形成し、かつ第１の内壁面と第２の内壁面との間に挟まれた空間を形成しており、前記保護回路は、前記空間内に収納されており、前記保護回路の前記第１の内壁面側は、前記カバーと一体の第１のリブと対向し、前記保護回路の前記第２の内壁面側は、前記カバーと一体の第２のリブと対向していることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構造で保護回路の支持を確実にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る電池パック１の分解斜視図。 本発明の一実施の形態において、カバー１５内に保護回路１１を収納した状態を示す平面図。 本発明の一実施の形態に係るカバー１５の斜視図。 図３のＡＡ線における断面図。 図３のＢＢ線における断面図。 図３のＢＢ線における断面図の別の実施の形態を示す断面図。 本発明の一実施の形態において、保護回路１１を収納したカバー１５を、素電池２に取り付けた状態を示す斜視図。 図７の電池パック１を反対側の面から見た斜視図。 図８のＣＣ線における断面図。 図８のＤＤ線における断面図。 本発明の一実施の形態に係る電池パック１の完成状態の外観斜視図。

本発明の電池パックによれば、保護回路の両側のいずれの側から外力が加わっても、保護回路の移動が抑えられることになる。このため、製造工程の溶接時や外部機器への装着時に、保護回路に外力が加わっても、保護回路は安定した状態を保つことが可能になる。また、第１のリブ及び第２のリブの突出寸法の設定により、保護回路の配置を設定でき、カバーの設計が容易になる。

前記本発明の電池パックにおいては、前記保護回路は端子を含んでおり、前記カバーの前記第１の内壁面に、前記端子が入り込む穴が形成されており、前記穴の形成部分における前記カバーの断面において、前記第２のリブと前記第１の内壁面との間の間隔は、前記端子が配置された部分の前記保護回路の厚さより小さいことが好ましい。この構成によれば、保護回路のカバーにおける保持が確実になる。

また、前記保護回路は端子を含んでおり、前記端子が前記カバーの側面側に露出しており、前記端子を出力端子としていることが好ましい。この構成によれば、外部機器との接続構造を簡素化することができる。さらに、端子が外部機器の端子により押圧された場合、第１のリブ又は第２のリブが保護回路を受けて保護回路の移動が抑えられ、外部機器の端子との接続が確実になる。

また、前記端子は、保護素子であることが好ましい。この構成によれば、保護素子が出力端子を兼ねることができ、外部機器との接続構造を一層簡素化することができる。

また、前記第１のリブ及び前記第２のリブは、前記カバーの前記開口側に傾斜部を形成したリブを含んでいることが好ましい。この構成によれば、保護回路をカバー内に収納する際に、基板の端部が傾斜部に案内されることになり、保護回路の収納が容易になる。

また、前記保護回路は、前記素電池及び前記保護回路に接合したタブを介して、前記素電池に固定されており、前記タブは、前記カバーに形成した穴に対応する位置に配置されていることが好ましい。この構成によれば、簡単な構造で保護回路を素電池に固定することができる。また、カバーに形成した穴の位置でタブを保護回路に溶接でき、タブと保護回路との接合が容易になる。さらに、溶接時にタブ及び保護回路が溶接棒により押圧された場合、第１のリブ又は第２のリブが保護回路を受けて保護回路の移動が抑えられるので、溶接は容易になる。

また、前記タブは、前記素電池の正極端子に接合された正極タブと、前記素電池の負極端子に接合された負極タブとを含んでいることが好ましい。この構成は、素電池と保護回路との電気接続のための負極タブ及び正極タブが、保護回路の支持構造を兼ねていることになり、保護回路の支持構造を一層簡素化することができる。

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１の分解斜視図である。図１は、素電池２、及びこれに取り付けられ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、ポータブルＡＶ機器、モバイル機器等に用いられる。

素電池２の上部は、封口体４により封止されている。封口体４には、負極端子５、正極端子６を設けている。外装缶３内には、電極体を内蔵しており、電極体からは正極集電リード及び負極集電リードが導出している。

封口体４の裏側には、正極集電リードが溶接されている。このことにより、封口体４及びこれと一体の外装缶３は、正極に帯電することになる。負極端子５は、封口体４の裏側において、リード体に接続されている。負極端子５及びリード体は、絶縁体により絶縁されている。リード体には、電極体から導出した負極集電リードが溶接されている。このことにより、負極端子５は負極に帯電することになる。

封口体４の長手方向の両端には、支持用正極タブ７及び支持用正極タブ８が接合されている。負極端子５には、負極タブ９が溶接され、支持用正極タブ８には正極タブ１０が溶接される。

保護回路１１は、基板１２上に、実装部品１３と端子１４とを実装したものである。端子１４は保護素子であってもよい。保護回路１１は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護手段である。

カバー１５内には保護回路１１が収納され、この状態でカバー１５が素電池２に取り付けられることになる。カバー１５は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）の樹脂成形品である。カバー１５の穴１６に端子１４が露出し、端子１４を外部出力端子として使用することができる。

カバー１５を取り付けた後は、素電池２の外周面及びカバー１５の一部に、ラベル３０が被覆され、カバー１５の上面の一部は延出部３１により被覆されることになる。

図２は、カバー１５内に保護回路１１を収納した状態を示す平面図である。本図の状態は、カバー１５の裏側を上に向けた状態で、カバー１５の空間２０内に、保護回路１１を落とし込むようにして、保護回路１１をカバー１５内に収納した状態である。

カバー１５は、第１の内壁面２１と第２の内壁面２２との間に、空間２０を形成している。保護回路１１と第１の内壁面２１との間には、カバー１５と一体の第１のリブ２３が形成されている。保護回路１１と第２の内壁面２２との間には、カバー１５と一体の第２のリブ２４が形成されている。

したがって、基板１２の第１の内壁面２１側は、第１のリブ２３と対向し、基板１２の第２の内壁面２２側は、第２のリブ２４と対向している。すなわち、第１のリブ２３及び第２のリブ２４は、基板１２の両面を挟むことができるように、配置されている。

図３は、カバー１５の斜視図を示している。図３の状態では、カバー１５内に保護回路１１が収納されており、カバー１５の穴１６から、端子１４が露出している。

図４は、図３のＡＡ線における断面図を示している。保護回路１１の基板１２は、第１のリブ２３と第２のリブ２４との間に挟まれている。第１のリブ２３と第２のリブ２４との間の間隔ｓを、基板１２の板厚ｔより若干大きくすることにより、保護回路１１のカバー１５内への収納が容易になる。

図５は、図３のＢＢ線における断面図を示している。本図は、端子１４の位置における断面図である。保護回路１１の断面は簡略化している。この断面位置では、保護回路１１は、基板１２上に端子１４が実装されている。

第２のリブ２４と第１の内壁面２１との間の間隔ａは、端子１４の配置部分における保護回路１１の厚さｂより小さくしている。このことにより、図５のように、保護回路１１の収納が完了した状態においては、穴１６に端子１４が入り込んでいることになる。

したがって、一旦保護回路１１がカバー１５内に収納されると、端子１４と穴１６とが係合した状態を維持することになる。このため、保護回路１１はカバー１５内に保持され、保護回路１１はカバー１５内から容易には外れないことになる。

図６は、図３のＢＢ線における断面図の別の実施の形態を示している。図６の断面図は、第２のリブ２４に傾斜部２５を形成している点が、図５と異なっている。傾斜部２５は第２のリブ２４のうち、カバー１５の開口１９側の端部に形成している。このことにより、保護回路１１をカバー１５内に収納する際に、基板１２の端部２６が傾斜部２５に案内されることになり、保護回路１１の収納が容易になる。傾斜部２５は、第１のリブ２３及び第２のリブ２４の全てに設けてもよく、一部に設けてもよい。

なお、図６の図示では傾斜部２５は直線状に傾斜しているが、凹曲線状に傾斜したものであってもよい。

図７は、保護回路１１を収納したカバー１５を、素電池２に取り付けた状態を示す斜視図である。カバー１５の穴１６から、端子１４が露出している。

図７の状態では、カバー１５と図１に示した支持用正極タブ７及び支持用正極タブ８とが係合している。この係合は、例えば支持用正極タブ７及び支持用正極タブ８の立設部の先端に設けた延出部２７（図１）を、カバー１５の側壁に設けた孔（図示せず）に引っ掛けるようにすればよい。

なお、図１では、封口体４の両側に支持用正極タブ７及び支持用正極タブ８を設けた例を示しているが、支持用正極タブ７及び支持用正極タブ８の一方のみを封口体４の片側に設けた構成であってもよい。

図８は、図７の電池パック１を反対側の面から見た斜視図である。カバー１５の穴１８から正極タブ１０（図１）が露出しており、穴１７から負極タブ９（図１）が露出している。

図９は、図８のＣＣ線における断面図を示している。素電池２の断面は簡略化している。基板１２とカバー１５の第２の内壁面２２との隙間に、正極タブ１０が入り込んでいる。正極タブ１０と基板１２とは溶接され、電気的に接合される。この場合、カバー１５の開口１８に電極棒を入れて、電極棒の先端を正極タブ１０に当接させることができる。このことにより、正極タブ１０と基板１２とを抵抗溶接により溶接することが可能になる。

抵抗溶接の際には、溶接棒が正極タブ１０及び基板１２を第１の内壁面２１側に押圧することになる（矢印ｃ方向）。この場合、第１のリブ２３が基板１２を受けて基板１２の移動が抑えられるので、溶接は容易になる。

図１０は、図８のＤＤ線における断面図を示している。保護回路１１及び素電池２の断面は簡略化している。基板１２とカバー１５の第２の内壁面２２との隙間に、負極タブ９が入り込んでいる。負極タブ９と基板１２とは溶接され、電気的に接合される。この場合、カバー１５の開口１７に電極棒を入れて、電極棒の先端を負極タブ９に当接させることができる。このことにより、負極タブ９と基板１２とを抵抗溶接により溶接することが可能になる。

抵抗溶接の際には、溶接棒が負極タブ９及び基板１２を第１の内壁面２１側に押圧することになる（矢印ｃ方向）。図１０では図示されていないが、図２に示したように、基板１２の第１の内壁面２１側には第１のリブ２３が配置されている。したがって、矢印ｃ方向の押圧時には、第１のリブ２３が基板１２を受けて基板１２の移動が抑えられるので、溶接は容易になる。また、溶接の際には図１０において、端子１４の表面を治具で支えてもよい。

図９において、正極タブ１０の基板１２への溶接が完了し、図１０において、負極タブ９の基板１２への溶接が完了すると、保護回路１１は、正極タブ１０及び負極タブ９を介して、素電池２に固定されていることになる。この構成は、素電池２と保護回路１１との電気接続のための負極タブ９及び正極タブ１０が、保護回路１１の支持構造を兼ねていることになる。このため、保護回路１１を支持するフレーム等を不要にでき、構造を簡素化することができる。

図１１は、電池パック１の完成状態の外観斜視図である。本図の電池パック１は、図９、１０において、正極タブ１０及び負極タブ９の溶接完了後、ラベル３０を被覆したものである。素電池２にラベル３０を貼り付ける際には、シート状のラベル３０を素電池２に巻き付ける。素電池２へのラベル３０の貼り付けが完了した状態では、ラベル３０は図１のような角筒形状になっている。

図１１に示したように、ラベル３０は、素電池２の外周面を覆うとともに、カバー１５の側面を覆っている。また、図１に示したように、ラベル３０は延出部３１が一体になっており、折り曲げた延出部３１の先端側をカバー３０の内側に接合している。図１１の状態では、延出部３１がカバー１５の上面の一部を覆っている。

図１１において、カバー１５から端子１４が露出している。図１０に示したように、端子１４は保護回路１１の一部であり、端子１４は負極タブ９を介して、負極端子５と電気的に接続されている。このため、端子１４は電池パック１において、負極側の外部接続用の出力端子として使用することができる。

さらに、外装缶３の底面３ａは、ラベル２０で覆われていない。前記の通り、外装缶３は正極に帯電する。このため、外装缶３の底面３ａは電池パック１において、正極側の外部接続用の出力端子として使用することができる。

したがって、本実施の形態に係る電池パック１は、端子１４と外装缶３の底面３ａとを外部接続用の出力端子として用いることができる。このため、電池パック１を外部機器に取り付けたときに、外部機器の各端子に、それぞれ端子１４、外装缶３の底面３ａとが接触して導通が図られることになる。

この状態では、図１１の矢印ｄで示したように、端子１４は外部機器の端子により押圧されることになる。この場合、図１０に示したように、矢印ｄ方向の押圧時には、第２のリブ２４が基板１２を受けて基板１２の移動が抑えられることになる。このため、端子１４と外部機器の端子との接続が確実になる。

以上のように、本実施の形態に係る電池パック１によれば、保護回路１１の両側に、カバー１５と一体の第１のリブ２３又は第２のリブ２４が配置されている。このことにより、保護回路１１の両側のいずれの側から外力が加わっても、保護回路１１の移動が抑えられることになる。このため、製造工程の溶接時や外部機器への装着時に、保護回路１１に外力が加わっても、保護回路１１は安定した状態を保つことが可能になる。

また、図２において、カバー１５の厚さ方向（図２の上下方向）における保護回路１１の配置位置は、第１のリブ２３及び第２のリブ２４の空間２０内への突出寸法により決定されることになる。このため、カバー１５の厚さ方向における保護回路１１の配置位置の設定は、第１のリブ２３及び第２のリブ２４の空間２０内への突出寸法を設定すれば足り、カバー１５の設計が容易になる。

なお、第１のリブ２３及び第２のリブ２４の個数、位置及び形状は、図２の例に限るものではなく、受ける外力の程度、保護回路１１の安定性等を考慮して適宜決定すればよい。例えばリブの形状は、板状に限らずピン状であってもよい。また、図２のように縦方向に突出したリブでなく、横方向に延びたリブであってもよい。

また、本実施の形態では、端子１４が出力端子を兼ねた例で説明したが、負極側の出力端子として専用の出力端子を設けてもよい。

また、図９の例は、正極タブ１０を基板１２のうち第２の内壁面２２側に溶接する例で説明したが、これとは反対に、正極タブ１０を基板１２のうち第１の内壁面２１側に溶接する構成であってもよい。この場合は、基板１２は図９の矢印ｃ方向とは反対の方向から外力を受けることになる。このため、第２の内壁面２２側のうち外力の印加点の近傍にリブを設け、このリブが外力印加時に基板１２を受けるようにすればよい。

また、負極タブ９及び正極タブ１０に加えて、さらに保護回路１１の支持用タブを追加してもよい。

以上のように、本発明によれば、簡単な構造で保護回路の支持を確実にすることができるので、本発明は、例えば携帯電話、ポータブルＡＶ機器、モバイル機器等に用いる電池パックとして有用である。

１ 電池パック
２ 素電池
５ 負極端子
６ 正極端子
７，８ 支持用正極タブ
９ 負極タブ
１０ 正極タブ
１１ 保護回路
１２ 基板
１４ 端子
１５ カバー
１６，１７，１８ 穴
１９ 開口
２０ 空間
２１ 第１の内壁面
２２ 第２の内壁面
２３ 第１のリブ
２４ 第２のリブ
２５ 傾斜部

Claims (7)

1. 素電池に、保護回路及びカバーが取り付けられている電池パックであって、
   前記カバーは、前記素電池側に開口を形成し、かつ第１の内壁面と第２の内壁面との間に挟まれた空間を形成しており、
   前記保護回路は、前記空間内に収納されており、
   前記保護回路の前記第１の内壁面側は、前記カバーと一体の第１のリブと対向し、前記保護回路の前記第２の内壁面側は、前記カバーと一体の第２のリブと対向していることを特徴とする電池パック。
2. 前記保護回路は端子を含んでおり、前記カバーの前記第１の内壁面に、前記端子が入り込む穴が形成されており、前記穴の形成部分における前記カバーの断面において、前記第２のリブと前記第１の内壁面との間の間隔は、前記端子が配置された部分の前記保護回路の厚さより小さい請求項１に記載の電池パック。
3. 前記保護回路は端子を含んでおり、前記端子が前記カバーの側面側に露出しており、前記端子を出力端子としている請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記端子は、保護素子である請求項２又は３に記載の電池パック。
5. 前記第１のリブ及び前記第２のリブは、前記カバーの前記開口側に傾斜部を形成したリブを含んでいる請求項１から４のいずれかに記載の電池パック。
6. 前記保護回路は、前記素電池及び前記保護回路に接合したタブを介して、前記素電池に固定されており、前記タブは、前記カバーに形成した穴に対応する位置に配置されている請求項１から５のいずれかに記載の電池パック。
7. 前記タブは、前記素電池の正極端子に接合された正極タブと、前記素電池の負極端子に接合された負極タブとを含んでいる請求項６に記載の電池パック。

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