JP2011253988A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の歯に作用する引張応力を均一化し得る配線基板を提供する。
【解決手段】複数の扁平状の歯（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）と当該複数の扁平状の歯を束ねて一体とした幹（２１ｅ）からなる櫛状部位（２１ｆ）と、この櫛状部位（２１ｆ）と接続される一つの扁平状の柄（２１ｇ）とで構成される絶縁基板（２６）と、この絶縁基板（２６）上に導電材料で形成され複数の扁平状の歯のそれぞれの先端から扁平状の柄の端まで個別に伸延し複数の扁平状の歯の先端に接触する導電体の電位を扁平状の柄の端まで電導させる複数の配線（２２、２３、２４、２５）と、複数の扁平状の歯の先端に導電材料が露出する端子部とを有する配線基板にであって、複数ある扁平状の歯の幅中心が一つの扁平状の柄の幅の内側に位置している。
【選択図】図６

Description

この発明は配線基板に関する。

積層型電池においては、各単電池が製造バラツキによりその内部抵抗や容量等にバラツキを有するため、単電池を直列に接続したときに各単電池の電圧にバラツキが生じる。この電圧バラツキにより電圧が大きい単電池から劣化が進行し、積層型電池としての寿命が制限されてしまう。従って、各単電池の電圧を測定し、その測定結果に基づいて電圧を制御することにより、全ての単電池の電圧を均等にすることが望ましい。

このため、積層型電池（双極型二次電池）の各単電池の電圧を測定するべく、各集電体にフレキシブルな（可撓性のある）配線基板を取り付け各単電池の電圧を外部に取り出すようにしたものがある（特許文献１参照）。

上記の配線基板は、複数の歯と当該複数の歯を束ねて一体とした幹からなる櫛状部位と、この櫛状部位と接続される一つの柄とで構成される絶縁基板と、この絶縁基板上に導電材料で形成され前記複数の歯のそれぞれの先端から柄の端まで個別に伸延し前記複数の歯の先端に接触する導電体の電位を前記柄の端まで電導させる複数の配線とを有している。複数の歯の先端には導電材料が露出する端子部を有し、この端子部を、集電体の上下両面に設けられる電極活物質の端部から同じ距離だけ離れた位置に次のようにして取り付けている。すなわち、歯が４つの場合で説明すると、柄の位置を基準位置として、４つある歯のうち第１の歯を柄のある位置で取り付け、後は第２の歯、第３の歯、第４の歯の順に所定幅ずつ水平方向外側に離して取り付けている。

特開２００８−１６００６０号公報

このため、積層基板を取り付けた積層型電池を振動が生じる環境下で使用する場合に、柄から水平方向に相対的に離れた位置にある歯には、柄から水平方向に相対的に近い位置にある歯より大きなモーメントが作用する。つまり、柄から最も離れている歯に最も大きなモーメント（引張応力）が作用する。このため、各歯に作用する引張応力が不均一になり、配線基板と、配線基板を取り付ける部材（集電体）との間の引張強度が低下する恐れがある。

そこで本発明は複数の歯に作用するモーメントを均一化し得る配線基板を提供することを目的とする。

本発明の配線基板は、複数の扁平状の歯と複数の扁平状の歯を束ねて一体とした幹からなる櫛状部位と、この櫛状部位と接続される一つの扁平状の柄とで構成される絶縁基板を有する。そして、この絶縁基板上に導電材料で形成され複数の扁平状の歯のそれぞれの先端から扁平状の柄の端まで個別に伸延し複数の扁平状の歯の先端に接触する導電体の電位を扁平状の柄の端まで電導させる複数の配線と、複数の扁平状の歯の先端に導電材料が露出する端子部とを有する。さらに、複数ある扁平状の歯の幅中心が一つの扁平状の柄の幅の内側に位置している。

本発明によれば、複数の扁平状の歯は複数の扁平状の歯の並ぶ方向でみれば、水平方向であってかつ歯の長さ方向に直交する方向での複数の扁平状の各歯と一つの扁平状の柄との相対位置関係が同等となっている。一つの扁平状の柄に力が作用したとき、４つの扁平状の各歯は同等の腕の長さを有するので、４つの扁平状の各歯には同等のモーメントが作用する。４つの扁平状の各歯に作用するモーメントが同等であれば、引張応力は、扁平状の各歯でばらつかず扁平状の各歯で均等となる。これによって扁平状の各歯に作用する引張応力を均一化することが可能となり、配線基板と、配線基板を取り付ける部材（集電体）との間の引張強度を全体として向上させることができる。

本発明の第１実施形態の配線基板の取り付けられたスタックの概略縦断面図である。 第１実施形態の配線基板の取り付けられたスタックを上から見た平面図である。 第１実施形態の配線基板の取り付けられたスタックの縦断面図である。 比較例１の配線基板の平面図である。 比較例１の配線基板の取り付けられたスタックを上から見た平面図である。 第１実施形態の配線基板の概略斜視図である。 第２実施形態の配線基板の取り付けられたスタックの縦断面図である。 第２実施形態の配線基板の取り付けられたスタックを上から見た平面図である。 第２実施形態の配線基板の概略斜視図である。 第３実施形態の配線基板の取り付けられたスタックを上から見た平面図である。 第３実施形態の配線基板の概略斜視図である。

以下図面に基づいて実施形態を説明する。以下の図面では、発明の理解を容易にするため、積層型電池を構成する要素などの各層の厚さや形状を誇張して示しているところがある。

図１は本発明の第１実施形態の配線基板２１の取り付けられたスタック２の概略縦断面図、図２は同スタック２から強電タブ１６、１７を除いた部分を上から見た平面図である。スタック２は双極型二次電池を構成する一単位である。図１において上方が鉛直上方、下方が鉛直下方であり、上下方向に直交する方向が水平方向であるとする。

ここでは先にスタック２の構成について説明し、その後に配線基板２１について説明する。矩形かつ平板状の集電体４は、導電性高分子材料または非導電性高分子材料に導電性フィラーが添加された樹脂で形成されている。集電体４は、樹脂に限らず金属で形成されていてもよい。スタック２は、図１において水平方向に置かれた集電体４の鉛直下面に正極活物質層５（正極）が、集電体４の鉛直上面に負極活物質層６（負極）がそれぞれ形成された双極型電極３を４つ（複数）有している。各双極型電極３は、鉛直方向に電解質層７を介して積層されて（直列に接続されて）１つのスタック２を形成している。

ここで、上下方向に隣り合う２つの双極型電極をそれぞれ上段双極型電極、下段双極型電極としたとき、下段双極型電極の上面に位置する負極活物質層６と、上段双極型電極の下面に位置する正極活物質層５とが電解質層７を介して互いに向き合うように、下段、上段の各双極型電極が配置されている。

正極、負極の２つの電極活物質層５、６の水平方向の外周は、集電体４の水平方向の外周よりも一回り狭く形成されている。この２つの電極活物質層５、６の設けられていない集電体４の周縁部（水平方向の全周）に、所定幅を有するシール材１１を挟むことで、正極活物質層５と負極活物質層６とを絶縁すると共に、図１で上下方向に対向する２つの電極活物質層５、６の間に所定の空間８が生じるようにしている。また、シール材１１は、２つの各活物質層５、６の水平方向の端部よりも余裕を持って外側に配置されている。

上記の空間８には、液体状またはゲル状の電解質９が充填されることで、電解質層７を形成している。

電解質９が充填されている空間８には、多孔質膜で形成されるセパレータ１２が設けられ、このセパレータ１２によっても対向する２つの電極活物質層５、６が電気的に接触するのが防止されている。電解質９はこのセパレータ１２を通過し得る。

なお、スタック２の最上段と最下段には、スタック２より離した位置に強電タブ１６、１７を参考までに示している。一般的には、双極型二次電池は、複数（例えば５つ）のスタック２を直列に接続する（モジュール化する）ことで構成される。この双極型二次電池において、最上段の負極活物質層６に一方の強電タブ１６が、最下段の正極活物質層５に他方の強電タブ１７がそれぞれ接続される。双極型二次電池の充電後にプラス端子として機能するのが一方の強電タブ１６、充電後にマイナス端子として機能するのが他方の強電タブ１７である。もちろん、１つのスタック２に強電タブを１６、１７接続するだけで双極型二次電池を構成してもかまわない。

電解質層７を挟んだ正極活物質層５及び負極活物質層６から一つの単電池層１５（単電池）を構成している。したがって、スタック２は、３つの単電池層１５を直列に接続した構成ともなっている。

単電池層１５を直列に接続した数は図１では３つであるが、単電池層１５を直列に接続する数や後述するスタックを直列に接続する数は実際には所望する電圧に応じて調節すればよい。

さて、直列に接続する複数の単電池層１５で各電圧が同じでないと、スタック２全体として所望の電池電圧が得られない。例えば、図３に示したように、４つの集電体４を鉛直下方より第１集電体４ａ、第２集電体４ｂ、第３集電体４ｃ、第４集電体４ｄとして、また３つの各単電池層１５を鉛直下方より第１単電池層１５ａ、第２単電池層１５ｂ、第３単電池層１５ｃとして区別する。このとき、第１単電池層１５ａの電圧ΔＶ１は第２集電体４ｂを介して得られる電圧と、第１集電体４ａを介して得られる電圧とから測定することができる。

同様にして、第２単電池層１５ｂの電圧ΔＶ２は第３集電体４ｃを介して得られる電圧と、第２集電体４ｂを介して得られる電圧とから、第３単電池層１５ｃの電圧ΔＶ３は第４集電体４ｄを介して得られる電圧と、第３集電体４ｃを介して得られる電圧とから測定することができる。

積層型電池であるスタック２においては、３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃが製造バラツキによりその内部抵抗や容量等にバラツキを有するので、３つの単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃを直列に接続したときに各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３にバラツキが生じる。この電圧バラツキには、各単電池層の電圧が基準値より大きくなる場合と、各単電池層の電圧が基準値より低くなる場合とがある。こうした電池バラツキの中で、電圧バラツキが大きい単電池層から劣化が進行し、積層型電池としての寿命が制限されてしまう。従って、３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を測定し、その測定結果に基づいて３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を制御することにより、全ての単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を均等にすることが望ましい。

このため、積層型電池であるスタック２の各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧を測定するべく、各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの集電体に可撓性のある配線基板を取り付け、各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を外部に取り出すことを考える。例えば、図４に示したような比較例１の配線基板２１を用意する。比較例１の配線基板２１は４つの歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと当該複数の歯を束ねて一体とした幹２１ｅからなる櫛状部位２１ｆと、この櫛状部位２１ｆと接続される一つの柄２１ｇとで構成される絶縁フィルム２６（絶縁基板）と、この絶縁フィルム２６上に導電材料で形成され４つの歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのそれぞれの先端から柄２１ｇの端まで個別に伸延し４つの歯の先端に接触する導電体の電位を柄２１ｇの端まで電導させる４つの配線２２、２３、２４、２５とを有している。

ここで、比較例１の配線基板２１は、厚さは有するものの全体としては二次元的形状（平面的形状）のものである。この場合に、４つの歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの太さは同じに形成されている。歯の太さは歯の幅と歯の厚さとを含んだ概念であるので、二次元的形状の配線基板２１における歯の幅と歯の厚さを個別に定義する。歯の幅とは、図４において歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの上下方向の幅のことである。また、図４において歯には紙面を貫く方向にある厚さを有している。歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの厚さとはこの紙面を貫く方向の歯の厚さのことである。

また、図４において４つの歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの各先端には、導電材料が露出する端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａを有している。柄２１ｇの端（図４で右端）には図示しないコネクタを有する。なお、柄２１ｇは、外部から４つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を測定できるようにするために、スタック２（電池）あるいは複数のスタック２を直列に接続してなる双極型二次電池の外装材を突き抜けてコネクタが外装材の外に出ていることが必要である。このため、柄２１ｇにはある程度の長さが必要である。

詳細には、配線基板２１は、ポリイミドからなる絶縁基板と、絶縁体の接着材からなる第１接着層と、導電体である銅からなる配線層と、絶縁体の接着材からなる第２接着層と、ポリイミドからなるカバー層の５つの層からなり、４つの歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの先端である端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａでは表面に銅を露出させるために、第２接着層とカバー層を取り除いている。すなわち、４つの端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａは、ポリイミドからなる絶縁基板と、絶縁体の接着材からなる第１接着層と、導電体である銅からなる配線層の３つの層からなる。一方、配線基板２１は、ポリイミドからなる絶縁基板を有しているため４つの歯の裏面もポリイミドからなる絶縁基板で覆われている。４つの端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａの厚みは、対向する集電体間の間隔よりも小さいことを要する。

この比較例１の配線基板２１をスタック２の３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ毎に取り付ける。ここで、図４において４つの歯を第１歯２１ａ、第２歯２１ｂ、第３歯２１ｃ、第４歯２１ｄとして、４つの端子部を第１端子部２２ａ、第２端子部２３ａ、第３端子部２４ａ、第４端子部２５ａとして区別する。これら４つの端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａと４つの集電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとを電気的に接続するために、以下の工程を実施する。すなわち、第１集電体４ａの周縁部（図３で右端部）に第１端子部２２ａを配置する。その後、第１端子部２２ａの上にシール材１１を配置し、その上に第２集電体４ｂを乗せる。この第２集電体４ｂの周縁部に第２歯２１ｂをたわめることによって第２端子部２３ａを配置する。その後、第２端子部２３ａの上にシール材１１を配置し、その上に第３集電体４ｃを乗せる。こうした作業を繰り返すことにより、双極型電極３を４つ積層する。その後、熱圧着工程により積層された４つの双極型電極３を熱圧着させる。シール材１１は集電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと熱溶着により接着されるとともに、４つの各集電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに対応する端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａを押しつけるように電気的に接続される。シール材１１としては、弾性体であるＰＥＯ、ＰＰＯ、ＰＶｄＦ、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などを用いることができる。シール材１１に弾性体を用いることにより集電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、導電体である銅が露出した端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａとの熱膨張係数の違いにより発生する応力を吸収し、温度変化による剥がれを防止できる。

配線基板２１の４つの各端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａをこのようにしてスタック２に取り付けることにより、４つの端子部２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａに接触する被測定体である集電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの電圧（電位）４を、コネクタを通して外部に出力させることができる。このように柄２１ｇの端にコネクタを有することにより、コンパクトかつ少ない工数で３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を測定できることとなる。

しかしながら、比較例１の配線基板を図５に示したように取り付けたときには問題が生じ得る。すなわち、比較例１の配線基板２１では、柄２１ｇの位置を基準位置として、４つある歯のうち第１歯２１ａを柄２１ｇのある位置で取り付け、後は第２歯２１ｂ、第３歯２１ｃ、第４歯２１ｄの順に所定幅ずつ水平方向外側（図５で上側）に離して取り付けている。ここで、図５は比較例１の配線基板２１を取り付けた状態のスタック２から強電タブ１６、１７を除いた部分を上から見た平面図である。

このため、スタック２を振動が生じる環境下で使用する場合に、柄２１ｇから水平方向に相対的に離れた位置にある歯には、柄２１ｇから水平方向に相対的に近い位置にある歯より大きなモーメント（引張応力）が作用する。これは、水平方向（図５で上下方向）では４つの各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと柄２１ｇとの相対位置関係が同等となっていないことによる。つまり、柄２１ｇに力が作用したとき、４つの各歯にはこの力×腕の長さで計算されるモーメントが作用するのであるが、柄２１ｇから最も離れた第４歯２１ｄが最も長い腕をもつので、第４歯２１ｄに最も大きなモーメント（引張応力）が作用する。このため、第４歯２１ｄについて、第４歯２１ｄに設けている第４配線２５が断線したり、第４歯２１ｄの先端に有する第４端子部２５ａに接触不良が生じたりすることとなる。

第４配線２５が断線したり、第４端子部２５ａに接触不良が生じたりすると、単電池層の電圧を測定できない。

また、振動に伴い柄２１ｇより最も離れた位置の歯に引張応力が集中する傾向は、単電池層の積層方向（図３で上下方向）に厚みが増すほどあるいは単電池層を積層する数が増すほど大きくなる。３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電池性能に異常が無くても、図４、図５に示した比較例１の配線基板２１によれば、３つの各単電池層１５ａ、１５ｂ、１５ｃの電圧ΔＶ１、ΔＶ２、ΔＶ３を測定できない場合が生じるのである。

そこで本発明の第１実施形態の配線基板２１では、図２に示したように、４つ（複数）の扁平状の歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの幅の中心が一つの扁平状の柄２１ｇの幅の内側に位置しているようにする。

この第１実施形態の配線基板２１を図６を参照して具体的に説明する。図６は第１実施形態の配線基板２１の概略斜視図である。当該配線基板２１をスタック２に取り付けた状態では、図６において上方が鉛直上方に、下方が鉛直下方となるので、以下では、図６において上方を鉛直上方、下方を鉛直下方として扱う。また、図６において上下方向に直交する方向を水平方向として扱う。ここでも、４つの歯を第１歯２１ａ、第２歯２１ｂ、第３歯２１ｃ、第４歯２１ｄとして区別する。

二次元的形状であった比較例１の配線基板２１と相違して、第１実施形態の配線基板２１は、三次元形状（立体形状）である。ただし、比較例１の配線基板２１との相違は主に形状のみにあり、可撓性を有することや材質等の他の構成については比較例１の配線基板２１と変わらない。

この三次元形状である第１実施形態の配線基板２１においても、扁平状の歯の太さつまり扁平状の歯の幅と歯の厚さを個別に定義する。三次元形状の配線基板２１における扁平状の歯の幅とは、図６において扁平状の歯の水平方向であってかつ扁平状の歯の長さ方向（図６で左右方向）に直交する方向の幅のことである。三次元形状の配線基板２１における扁平状の歯の厚さとは図６において扁平状の歯の並ぶ上下方向の扁平状の歯の厚さのことである。さらに、扁平状の柄の幅と柄の厚さを個別に定義する。三次元形状の配線基板２１における扁平状の柄の幅とは、図６において扁平状の柄２１ｇの水平方向であってかつ扁平状の柄２１ｇの長さ方向（図６で左右方向）に直交する方向の幅のことである。三次元形状の配線基板２１における扁平状の柄２１ｇの厚さとは図６において扁平状の柄２１ｇの上下方向の扁平状の柄２１ｇの厚さのことである。なお、４つの扁平状の各歯は、幹２１ｅから先端まで所定の長さを有するが、扁平状の歯の長さ方向とは、幹から扁平状の歯の先端に向かう方向あるいは扁平状の歯の先端から幹に向かう方向ことである。

このように三次元形状の配線基板２１においては、４つ（複数）ある扁平状の歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと一つの扁平状の柄２１ｇは４つ（複数）の扁平状の歯の並ぶ方向に所定の厚さを、複数の扁平状の歯の並ぶ方向と直交する方向であって扁平状の歯の長さ方向に直交する方向に所定の幅を有するものである。なお、４つの各端子部は、図示していないが、４つある扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの先端の下面に設けられている。

第１実施形態の配線基板２１では、４つ（複数）の扁平状の歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの幅の中心が一つの扁平状の柄２１ｇの幅の内側に位置しているようにするため、４つの扁平状の歯の並ぶ方向（図６で上下方向）でみたとき、４つある扁平状の歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの幅の中心と一つの扁平状の柄２１ｇの幅の中心とを一致させる。すなわち、図６に示したように、扁平状の第１歯２１ａの幅中心を第１幅中心Ｃ１、扁平状の第２歯２１ｂの幅中心を第２幅中心Ｃ２、扁平状の第３歯２１ｃの幅中心を第３幅中心Ｃ３、扁平状の第４歯２１ｄの幅中心を第４幅中心Ｃ４、一つの扁平状の柄２１ｇの幅中心を第５幅中心Ｃ５とする。このとき、三次元形状の配線基板２１を鉛直上方より見れば、扁平状の歯についての４つの幅中心Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が扁平状の柄２１ｇについての第５幅中心Ｃと一致している（図２参照）。

ただし、４つの扁平状の歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの長さ及び扁平状の歯の幅及び扁平状の歯の厚さを全て同じとする。すなわち、扁平状の第１歯２１ａの長さを基準長さＬ１、扁平状の第１歯２１ａの幅を第１基準幅Ｗ１、扁平状の第１歯２１ａの厚さを基準厚さＴ１、扁平状の第１歯２１ａの先端に設けられる第１端子部の面積を基準面積とする。このとき、残り３つの扁平状の歯（第２歯２１ｂ、第３歯２１ｃ、第４歯２１ｄ）の長さを第１歯２１ａの長さ（つまり基準長さＬ１）と同じとし、残り３つの扁平状の歯（２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）の幅を第１歯２１ａの歯の幅（つまり第１基準幅Ｗ１）と同じとし、残り３つの扁平状の歯（２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ）の厚さを第１歯２１ａの歯の厚さ（つまり基準厚さＴ１）と同じとする。残り３つの端子部（第２歯２１ｂの先端に設けられる第２端子部、第３歯２１ｃの先端に設けられる第３端子部、第４歯２１ｄの先端に設けられる第４端子部）の面積を、第１歯２１ａの先端に設けられる第１端子部の面積（つまり基準面積）と同じとする。

なお、図６は、配線基板２１の外部の形状を示すのみである。実際には、配線基盤２１の内部に、図４と同様に配線２２、２３、２４、２５が、また扁平状の各歯の先端に端子部が形成されている。一つの扁平状の柄２１ｇは、所定の長さＬ２、所定の幅Ｗ２、所定の厚さＴ２を有している。

ここで、第１実施形態の配線基板２１の作用効果を説明する。第１実施形態の配線基板２１では、図２、図６に示したように、４つ（複数）の扁平状の歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは４つの扁平状の歯の並ぶ方向（図６で上下方向）でみれば、水平方向（歯の並ぶ方向と直交する方向）であってかつ扁平状の歯の長さ方向（図６で左右方向）に直交する方向（つまり図２で上下方向）での４つの扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと一つの扁平状の柄２１ｇとの相対位置関係が同等となっている。一つの扁平状の柄２１ｇに力が作用したとき、４つの扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは同等の腕の長さを有するので、４つの扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄには同等のモーメントが作用する。４つの扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに作用するモーメントが同等であれば、扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄで引張応力がばらつかず、４つの扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄで引張応力が均等となる。これによって扁平状の各歯２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに作用する引張応力を均一化することが可能となり、配線基板２１と集電体４（配線基板を取り付ける部材）との間の引張強度を全体として向上させることができる。

図７は第２実施形態の配線基板２１の取り付けられたスタック２の概略縦断面図、図８は同スタック２から強電タブ１６、１７を除いた部分を上から見た平面図、図９は第２実施形態の配線基板２１の概略斜視図で、第１実施形態についての図３、図２、図６と置き換わるものである。図７、図８、図９において図３、図２、図６と同一部分には同一番号を付している。第２実施形態の配線基板２１をスタック２に取り付けた状態では、図９において上方が鉛直上方に、下方が鉛直下方となるので、以下では、図９においても上方を鉛直上方、下方を鉛直下方として扱う。また、図９において上下方向に直交する方向を水平方向として扱う。第２実施形態の配線基板２１でも、４つの扁平状の歯を第１歯２１ａ’、第２歯２１ｂ’、第３歯２１ｃ’、第４歯２１ｄ’として区別する。

第２実施形態の配線基板２１も三次元形状（立体的形状）である。この三次元形状である第２実施形態の配線基板２１においても、第１実施形態の配線基板２１と同様に、扁平状の歯の幅と扁平状の歯の厚さを個別に定義する。すなわち、扁平状の歯の幅とは、図９において扁平状の歯の水平方向であってかつ扁平状の歯の長さ方向（図９で左右方向）に直交する方向の幅のことである。扁平状の歯の厚さとは図９において扁平状の歯の並ぶ上下方向の扁平状の歯の厚さのことである。さらに、扁平状の柄の幅と扁平状の柄の厚さを個別に定義する。扁平状の柄の幅とは、図９において扁平状の柄２１ｇ’の水平方向であってかつ扁平状の柄２１ｇ’の長さ方向（図９で左右方向）に直交する方向の幅のことである。扁平状の柄２１ｇ’の厚さとは図９において扁平状の柄２１ｇ’の上下方向の扁平状の柄２１ｇ’の厚さのことである。

このように、４つ（複数）ある扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’と一つの扁平状の柄２１ｇ’は４つ（複数）の扁平状の歯の並ぶ方向に所定の厚さを、複数の扁平状の歯の並ぶ方向と直交する方向であって扁平状の歯の長さ方向に直交する方向に所定の幅を有するものである点で、第１実施形態の配線基板２１と同様の構成である。なお、４つの各端子部は、図示していないが、４つある扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’の先端の下面に設けられている。

さて、第２実施形態の配線基板２１では、４つ（複数）の扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’の幅の中心が一つの扁平状の柄２１ｇ’の幅の内側に位置しているようにするため、４つの扁平状の歯の並ぶ方向（図９で上下方向）でみたとき、４つある扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’が一つの扁平状の柄２１ｇ’の幅内で互いにずれるように４つの扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’を配置している。すなわち、図９に示したように、扁平状の第１歯２１ａ’の幅中心を第１幅中心Ｃ１’、扁平状の第２歯２１ｂ’の幅中心を第２幅中心Ｃ２’、扁平状の第３歯２１ｃ’の幅中心を第３幅中心Ｃ３’、扁平状の第４歯２１ｄ’の幅中心を第４幅中心Ｃ４’、一つの柄２１ｇ’の幅中心を第５幅中心Ｃ５’とする。このとき、三次元形状の配線基板２１を鉛直上方より見れば、扁平状の歯についての４つの各幅中心Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’、Ｃ４’は重なることなく水平方向であって扁平状の歯の長さ方向に直交する方向に互いにずれており、かつ４つの扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’は何れも一つの扁平状の柄２１ｇ’の幅（Ｗ２’）の内側に位置している（図８参照）。

第２実施形態の配線基板２１でも、４つの扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’の長さ及び扁平状の歯の幅及び扁平状の歯の厚さを全て同じとする。すなわち、扁平状の第１歯２１ａ’の長さを基準長さＬ１、扁平状の第１歯２１ａ’の幅を第２基準幅Ｗ１’、扁平状の第１歯２１ａ’の厚さを基準厚さＴ１、扁平状の第１歯２１ａの先端に設けられる第１端子部の面積を基準面積とする。このとき、残り３つの扁平状の歯（第２歯２１ｂ’、第３歯２１ｃ’、第４歯２１ｄ’）の長さを第１歯２１ａ’の長さ（つまり基準長さＬ１）と同じとし、残り３つの扁平状の歯（２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’）の幅を第１歯２１ａ’の歯の幅（つまり第２基準幅Ｗ１’）と同じとし、残り３つの扁平状の歯（２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’）の厚さを第１歯２１ａ’の歯の厚さ（つまり基準厚さＴ１）と同じとする。残り３つの端子部（第２歯２１ｂ’の先端に設けられる第２端子部、第３歯２１ｃ’の先端に設けられる第３端子部、第４歯２１ｄ’の先端に設けられる第４端子部）の面積を、第１歯２１ａ’の先端に設けられる第１端子部の面積（つまり基準面積）と同じとする。

なお、図９は、配線基板２１の外部の形状を示すのみである。実際には、配線基盤２１の内部に、図４と同様に配線２２、２３、２４、２５が、また扁平状の各歯の先端に端子部が形成されている。一つの扁平状の柄２１ｇ’は、所定の長さＬ２、所定の幅Ｗ２’、所定の厚さＴ２を有している。

第２実施形態の配線基板では、４つある扁平状の歯の幅中心（Ｃ１’、Ｃ２’、Ｃ３’、Ｃ４’）と一つの扁平状の柄２１ｇ’の幅中心Ｃ５’とが水平方向であって扁平状の歯の長さ方向に直交する方向にずれているけれども、４つある扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’を全て一つの扁平状の柄２１ｇ’の幅内に配置することで、４つ（複数）の扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’は４つの扁平状の歯の並ぶ方向（図９で上下方向）でみれば、第１実施形態の配線基板には及ばないものの、水平方向（歯の並ぶ方向と直交する方向）であってかつ扁平状の歯の長さ方向（図９で左右方向）に直交する方向（つまり図８で上下方向）での４つの扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’と一つの扁平状の柄２１ｇ’との相対位置関係がほぼ同等となっている。一つの扁平状の柄２１ｇ’に力が作用したとき、４つの扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’はほぼ同等の腕の長さを有するので、４つの扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’には同等のモーメントが作用する。４つの扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’に作用するモーメントが同等であれば、扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’で引張応力がそれほどばらつかず、４つの扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’で引張応力がほぼ均等となる。これによって扁平状の各歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’に作用する引張応力を均一化することが可能となり、配線基板２１と集電体４（配線基板を取り付ける部材）との間の引張強度を全体として向上させることができる。

第２実施形態の配線基板２１では、三次元形状の配線基板２１を鉛直上方より見たとき、図８に示したように、隣り合う２つの扁平状の歯の幅方向（図８で上下方向）の両端が重なっていないが、隣り合う２つの扁平状の歯の幅方向（図８で上下方向）の両端が重なっていてもかまわない。第２実施形態の配線基板２１では、４つの扁平状の各歯の長さ及び厚さ並びに１つの扁平状の柄の長さ及び厚さを第１実施形態の配線基板と同じにしているが、同じにする必要は必ずしもない。

また、第２実施形態の配線基板２１では、４つの扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’がほぼ一直線に整列しているが、例えば、図１０、図１１に示したしたように４つの扁平状の歯２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’が必ずしも一直線に整列している必要はない。ここで、図１０は第３実施形態の配線基板２１の取り付けられたスタック２から強電タブ１６、１７を除いた部分を上から見た平面図、図１１は第３実施形態の配線基板２１の概略斜視図で、第２実施形態についての図８、図９と置き換わるものである。

実施形態の配線基板２１では、一つの配線基板の有する扁平状の歯の数が４つの場合で説明したが、一つの配線基板の有する扁平状の歯の数は少なくとも２つあればよい。

２ スタック
２１ 配線基板
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 扁平状の歯
２１ａ’、２１ｂ’、２１ｃ’、２１ｄ’ 扁平状の歯
２１ｅ 幹
２１ｆ 櫛状部位
２１ｇ 扁平状の柄
２１ｇ’ 扁平状の柄
２２、２３、２４、２５ 配線
２６ 絶縁フィルム（絶縁基板）
２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ 端子部

Claims (3)

1. 複数の扁平状の歯と当該複数の扁平状の歯を束ねて一体とした幹からなる櫛状部位と、この櫛状部位と接続される一つの扁平状の柄とで構成される絶縁基板と、
   この絶縁基板上に導電材料で形成され前記複数の扁平状の歯のそれぞれの先端から前記扁平状の柄の端まで個別に伸延し前記複数の扁平状の歯の先端に接触する導電体の電位を前記扁平状の柄の端まで電導させる複数の配線と、
   前記複数の扁平状の歯の先端に導電材料が露出する端子部と
   を有する配線基板であって、
   前記複数ある扁平状の歯の幅中心が前記一つの扁平状の柄の幅の内側に位置していることを特徴とする配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記複数ある扁平状の歯の幅中心が前記一つの扁平状の柄の幅中心と一致していることを特徴とする配線基板。
3. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記複数ある扁平状の歯が前記一つの扁平状の柄の幅内で互いにずれるように前記複数の扁平状の歯が配置されていることを特徴とする配線基板。

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