JP2011096434A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の浮きを防止でき樹脂モールドの成形不良を防止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２の端部に保護回路１４が取り付けられている電池パック１であって、保護回路１４を支持するフレーム９を備えており、保護回路１４及びフレーム９は、樹脂モールド１５内に埋設しており、フレーム９に、保護回路１４を保持する係合部２３を形成しており、係合部２３は、保護回路１４が素電池２から離れる方向の移動を規制している。このことにより、保護回路１４の浮きを防止でき、樹脂モールド１５の成形時において金型と保護回路１４との当接部における接触不良を防止でき、樹脂モールド１５の成形不良を防止することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、素電池の端部に保護回路が取り付けられており、この保護回路が樹脂モールド内に埋設し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。

このような電池パックには、素電池と外装部とを樹脂モールドにより一体にした構成のものがある。例えば、下記特許文献１、２には、素電池上部に接合した回路基板に上部カバーを嵌め込んだ状態で、素電池上部と上部カバーとの間に、樹脂モールドを成形した電池パックが開示されている。この構成によれば、樹脂モールド内に回路基板を埋設でき、樹脂モールドを介して素電池上部に外装部を一体にすることができる。

特開２００６−３３１８１８号公報 特開２００６−３３１８１９号公報

しかしながら、回路基板を素電池へ取り付ける際に、素電池と回路基板との間に介在したリードを折り曲げる仕様においては、リードのスプリングバックにより、回路基板に浮きが生じる可能性があった。回路基板に浮きが生じた状態で樹脂モールドを成形すると、金型と回路基板との接触不良により成形不良となる場合があった。

前記特許文献１、２に記載の構成は、上部カバーを備えているので、回路基板の保持には有利になるが、回路基板の浮きを直接的に防止するというものではなかった。

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、保護回路の浮きを防止でき樹脂モールドの成形不良を防止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、素電池の端部に保護回路が取り付けられている電池パックであって、前記保護回路を支持するフレームを備えており、前記保護回路及び前記フレームは、樹脂モールド内に埋設しており、前記フレームに、前記保護回路を保持する係合部を形成しており、前記係合部は、前記保護回路が前記素電池から離れる方向の移動を規制していることを特徴とする。

本発明によれば、保護回路の浮きを防止でき樹脂モールドの成形不良を防止することができる。

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、素電池２に両面テープ８及び正極リード７を取り付ける前の状態を示す斜視図。 本発明の一実施の形態において、素電池２にフレーム９を取り付ける前の状態を示す斜視図。 本発明の一実施の形態において、素電池２に保護素子１２及び保護回路１４を取り付ける前の状態を示す斜視図。 本発明の一実施の形態において、フレーム９に保護回路１４を搭載する前の状態を示す斜視図。 本発明の一実施の形態において、保護回路１４がフレーム９内に搭載された状態を示す斜視図。 図６のＡ部の拡大図。 本発明の一実施の形態において、フレーム９及び保護回路１４を取り付けた素電池２を金型に搭載した状態を示す断面図。 本発明の一実施の形態において、樹脂モールド１５の成形後に取り付ける付属部品を示した斜視図。 本発明の一実施の形態に係る電池パックの完成状態を示す斜視図。

本発明の電池パックによれば、保護回路はフレームの係合部に係合し、係合部は、保護回路が素電池から離れる方向の移動を規制しているので、保護回路の浮きを防止できる。このことにより、樹脂モールドの成形時において金型と保護回路との当接部における接触不良を防止でき、樹脂モールドの成形不良を防止することができる。

前記本発明の電池パックにおいては、前記保護回路は、前記素電池とリードを介して接合されており、前記リードが折り曲げられた状態で、前記フレームに支持されていることが好ましい。この構成は、折り曲げられたリードのスプリングバックにより、保護回路には保護回路を浮き上がらせる方向に力が作用する場合がある。この場合であっても、保護回路はフレームの係合部に係合しているので、リードのスプリングバックによる保護回路の浮きは防止されることになる。

また、前記フレームは、前記保護回路が前記素電池の端部に近づく方向の移動を規制する支持部を形成していることが好ましい。この構成によれば、樹脂モールドの成形時に金型が保護回路に当接したときに、保護回路の位置ずれが防止され、樹脂モールドの成形不良防止に一層有利になる。さらに、保護回路の位置ずれ防止のために、保護回路の裏面側を金型（スライドピン）で受けることも不要になり、金型構造を簡素化できる。

また、前記係合部は、前記保護回路に係合する爪部を備えていることが好ましい。この構成によれば、簡単な構成で係合部を保護回路に確実に係合させることができる。

また、前記樹脂モールドは、前記保護回路を覆うカバーを兼ねていることが好ましい。この構成によれば、外装部に別途カバーを設けることは不要になる。

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１の分解斜視図を示している。素電池２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム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。

正極端子６には、正極リード７が接合される。素電池２の上側の端部すなわち封口体４には、両面テープ８により樹脂製のフレーム９が取り付けられることになる。フレーム９には、保護素子１２及び保護回路１４を支持することができる。保護素子１２及び保護回路１４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。

フレーム９の開口１０に負極端子５が露出し、負極端子５には負極リード１１の一端が接合される。負極リード１１の他端には保護素子１２の端子１２ａが接合される。保護回路１４の裏面側の端子２１には、リード２２が溶接される。リード２２は保護回路１４の端部から延出し、この延出部に保護素子１２の端子１２ｂが溶接される。

保護回路１４をフレーム９に搭載する際には、保護回路１４に接合した正極リード７を折り曲げることになる。また、保護回路１４はフレーム９に支持された状態では、保護回路１４はフレーム９に形成した係合２３に係合していることになる。これらの詳細については、後に図４−６を参照しながら説明する。

前記の各部品が取り付けられた素電池２は、金型に搭載され、素電池２の端部に樹脂モールド１５が一体成形されることになる。このことにより、素電池２上部の各部品は、樹脂モールド１５内に埋設されることになる。図１では、図示の便宜上、樹脂モールド１５は、素電池２上部の各部品から独立させて図示している。樹脂モールド１５は、例えばポリアミド樹脂である。

樹脂モールド１５には開口４１が形成されている。これに対し、保護回路１１は、外部接続用の出力端子４０を備えている。樹脂モールド１５を成形した状態では、開口４１から出力端子４０が露出することになる。このことにより、電池パック１を外部機器に取り付けたときに、外部機器の端子と出力端子４０とが接触して導通が図られることになる。

素電池２の下部には、両面テープ１６又は接着剤を介して缶底カバー１７が取り付けられる。この状態で、素電池２の全周を覆うようにシート状のラベル１８が被覆されることになる。

以下、図１に示した電池パック１を製造工程順に説明する。図２は、素電池２に両面テープ８及び正極リード７を取り付ける前の状態を示す斜視図である。この状態から両面テープ８の片面が封口体４に貼り付けられる。正極端子６には、正極リード７の一端７ａが溶接される。

図３は、素電池２にフレーム９を取り付ける前の状態を示す斜視図である。両面テープ８の片面にフレーム９が貼り付けられる。

図４は、素電池２に保護素子１２及び保護回路１４を取り付ける前の状態を示す斜視図である。フレーム９の開口１０（図３）に負極端子５が露出している。負極端子５には、負極リード１１の一端が接合される。負極リード１１の他端には保護素子１２の端子１２ａが接合される。保護素子１２は、フレーム９内に収納される。保護回路１４の端子２０には正極リード７の他端７ｂが溶接され、保護回路１４の端子２１にはリード２２が溶接される。

図５は、フレーム９に保護回路１４を搭載する前の状態を示す斜視図である。保護素子１２は、フレーム９内に収納されている。保護回路１４の端子２０には正極リード７の他端７ｂが溶接されている。図５の状態から正極リード７を折り曲げながら、保護回路１４を矢印ａ方向に回転移動させることにより、保護回路１４はフレーム９内に収納される。

図６は、保護回路１４がフレーム９に搭載された状態を示す斜視図である。本図の状態では、保護回路１４は図５の状態から矢印ａ方向に回転移動させている。このことにより、正極リード７は折り曲げられ湾曲している。保護回路１４はフレーム９内に収納されており、係合部２３と係合している。また、保護回路１４は、支持部２５及び支持部２６（図５）上にある。

図７は、図６のＡ部の拡大図を示している。係合部２３は爪部２４を形成しており、爪部２４を保護回路１４に引っ掛けている。

ここで、正極リード７（図６）は、例えばニッケル又はニッケル合金で形成された金属製の板材である。金属製の板材は、外力を加え必要な形状に曲げても、外力を除去すれば、スプリングバックによるはね返りが生じる。このため、正極リード７が図６に示したように湾曲した状態では、保護回路１４が係合部２３と係合していなければ、保護回路１４は正極リード７のスプリングバックにより浮き上がることになる。すなわち、保護回路１４には保護回路１４が素電池２から離れる方向（矢印ｂ方向）に浮き上がることになる。

本実施の形態では、前記の通り、保護回路１４は係合部２３に係合している。このことにより、保護回路１４が素電池２から離れる方向（矢印ｂ方向）の移動が規制されている。したがって、保護回路１４は正極リード７のスプリングバックによる浮き上がりが防止され、保護回路１４は、図６、７に示したように、係合部２３に係合した状態で安定することになる。

図６のように素電池２上部にフレーム９及び保護回路１４を取り付けた状態で、素電池２を金型に搭載し、素電池２上部に樹脂モールド１５を一体成形することになる。図６では、図示の便宜上、樹脂モールド１５は素電池２から独立して図示している。実際には、樹脂モールド１５を成形した状態では、樹脂モールド１５と素電池２とが一体になり、樹脂モールド１５内にフレーム９及び保護回路１４が埋設されていることになる。

図８は、フレーム９及び保護回路１４を取り付けた素電池２を金型に搭載した状態を示す断面図である。素電池２は、下型３０と上型３１との間に挟まれている。下型３０と上型３１との間にスライドコア３２が配置されており、スライドコア３２の先端面と保護回路１４とが対向している。下型３０、上型３１、スライドコア３２及び素電池２で囲まれた空間内に樹脂が注入され、樹脂モールド１５が成形されることになる。

図８の断面図では、スライドコア３２の先端面と保護回路１４との間には、空間が形成されているが、出力端子４０（図６）の配置部分には、スライドコア３２が当接している。このことにより、素電池２が金型から離型した状態では、図６に示したように、樹脂モールド１５には開口４１が形成され、開口４１から出力端子４０が露出することになる。

ここで、図８のように素電池２を金型に搭載した状態において、保護回路１４が正規の位置から浮き上がると、保護回路１４に傾きが生じるのが通常である。この状態では、出力端子４０（図６）とスライドコア３２との当接が不十分になり、出力端子４０上にも樹脂が注入されてしまう。この場合は、出力端子４０が樹脂で覆われ成形不良となる。

前記のように、本実施の形態では、保護回路１４は係合部２３に係合している。このため、保護回路１４は正極リード７のスプリングバックによる浮きが防止されている。このことにより、保護回路１４の出力端子４０の配置部分に、スライドコア３２が確実に当接し、成形不良を防止することができる。

また、保護回路１４を保持するために別途カバーを設けることは不要になり、成形された樹脂モールド１５は保護回路１４（図６）を覆うカバーを兼ねることができる。

さらに、保護回路１４は、支持部２５及び支持部２６（図５）上にある。このことにより、保護回路１４が沈み込む方向の移動も規制されることになる。したがって、樹脂モールド１５の成形時にスライドコア３２が保護回路１４に当接したときに、保護回路１４の位置ずれが防止され、樹脂モールド１５の成形不良防止に一層有利になる。

また、保護回路１４の位置ずれ防止のために、保護回路１４の裏面側を金型（スライドピン）で受けることも不要になり、金型構造を簡素化できる。

図９は、樹脂モールド１５の成形後に取り付ける付属部品を示した斜視図である。素電池２の下部には、両面テープ１６又は接着剤を介して缶底カバー１７が取り付けられる。この状態で、素電池２の全周を覆うようにシート状のラベル１８が被覆されることになる。

図１０は、電池パック１の完成状態を示す斜視図である。フレーム９及び保護回路１４は図６に示した状態で、図１０に示した樹脂モールド１５内に埋設されていることになる。前記の通り、樹脂モールド１５は保護回路１４（図６）を覆うカバーを兼ねており、素電池２の外装部に、別途カバーを設けることは不要になる。

なお、本実施の形態では、係合部２３の爪部２４を保護回路１４に引っ掛けて保護回路１４の浮きを防止した例で説明したが、爪部２４を備えていない構成も考えられる。例えば、一対の係合部２３間に保護回路１４を圧入して、保護回路１４の浮きを防止するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、正極リード７を折り曲げて保護回路１４を素電池２に取り付ける例で説明したが、この構成に限るものではない。すなわち、本発明によれば、保護回路の浮き防止により、樹脂モールドの成形不良を防止することができるので、本発明は保護回路に浮きが生じ得る構成の電池パックに適用可能である。

なお、本実施の形態において、素電池２上部の外装部の構成は一例であって、他の構成であってもよい。例えば、樹脂モールド１５を覆うカバーをさらに設けた構成であってもよい。また、保護素子を備えていない構成であってもよい。

以上のように、本発明によれば回路基板の浮きを防止でき樹脂モールドの成形不良を防止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
７ 正極リード
９ フレーム
１２ 保護素子
１４ 保護回路
１５ 樹脂モールド
２１ 係合部
２４ 爪部
２５，２６ 支持部

Claims (5)

1. 素電池の端部に保護回路が取り付けられている電池パックであって、
   前記保護回路を支持するフレームを備えており、
   前記保護回路及び前記フレームは、樹脂モールド内に埋設しており、
   前記フレームに、前記保護回路を保持する係合部を形成しており、
   前記係合部は、前記保護回路が前記素電池から離れる方向の移動を規制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、前記素電池とリードを介して接合されており、前記リードが折り曲げられた状態で、前記フレームに支持されている請求項１に記載の電池パック。
3. 前記フレームは、前記保護回路が前記素電池の端部に近づく方向の移動を規制する支持部を形成している請求項１又は２に記載の電池パック。
4. 前記係合部は、前記保護回路に係合する爪部を備えている請求項１から３のいずれかに記載の電池パック。
5. 前記樹脂モールドは、前記保護回路を覆うカバーを兼ねている請求項１から４のいずれかに記載の電池パック。

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