JP2013020770A - リード線付パック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線付パック電池において、パック電池全体の中で電池の占める体積を確保しながら、簡単に精度よく保護回路基板を外装する。
【解決手段】キャップ５０は、保護回路基板２０の上を覆う天板部５１と当該天板部５１の外周部から垂下された裾部５２とからなり、裾部５２は、保護回路基板２０の周り及び電池１０の側面１５ａ〜１５ｄの上端部をほぼ全周にわたって覆っているが、右裾部５２ｄにはリード線４０が貫通できるようにスリットが開設されている。そして、リード線４０が、このスリットを通過してキャップ５０の外方に延出されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池に保護回路基板が装着されリード線が引き出されたリード線付パック電池に関する。

近年、携帯電話機などのモバイル機器の普及に伴って、電源としてパック電池が多く用いられている。
このパック電池は、端面に端子が設けられた電池と、その端面上に装着された保護回路基板などから構成され、電池には角型電池が多用されている。保護回路基板は、電池の上端面に装着された基板ホルダによって保持され、二次的な保護部品として、正特性サーミスタ（以下、「ＰＴＣ」と略す）などが設けられているものも多い。

このようなパック電池において、ポータブルナビやポータブルテレビ等の電源として、保護回路からリード線が引き出され、そのリード線に先端に携帯機器本体と接続するためのコネクタが取り付けられたタイプのリード線付パック電池が用いられている。
このリード線付パック電池において、保護回路を電池の端面上に固定すると共に保護するために、特許文献１に開示されているように、リード線を残して、電池及び保護回路基板を熱収縮チューブで外装したものが知られている。あるいはリード線を残して電池及び保護回路基板をテープ巻きして固定する仕様も知られている。

熱収縮チューブやテープは厚みが薄いので、リード線付パック電池において、熱収縮チューブやテープが占める体積は小さく、電池の占める体積の割合は大きく確保できる。
また、特許文献２には、保護回路を電池の側面に装着し、Ｌ字形状に折れ曲がった樹脂側板で保護回路を覆って、樹脂側板の折れ曲げ部に設けた切込みをリード線が通過するようにしたパック電池が開示されている。

また、特許文献３，４には、上下のケースにそれぞれリード線通過用のスリットを設け、リード線と電池本体をケースに収納した後、上下のケースを超音波等で溶着したパック電池も開示されている。

特開２０００−３１５４８３号公報 特開２００７−７３２２３号公報 特開２００２−５０３２９号公報 特開平１１−３４５６３１号公報

しかし、熱収縮チューブで外装したパック電池、テープを巻きつけて作製したパック電池は、外装の寸法精度を得ることが難しい。また、保護回路をテープ巻きで固定する場合、テープを巻きつける作業に手間と時間がかかる。
一方、電池にＬ字状の樹脂側板を装着したパック電池、あるいは電池を樹脂ケースに収納したパック電池は、樹脂側板や樹脂ケースがパック電池の中で占める体積が比較的大きいので、その分、パック電池の中で電池の占める体積の割合が小さくなる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、リード線付パック電池において、パック電池全体の中で電池の占める体積を確保しながら、簡単に精度よく保護回路基板を外装することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかるリード線付パック電池には、外周面及び端面を有する電池と、電池の端面上に装着された保護回路基板と、保護回路基板を被覆するキャップと、保護回路基板からキャップの外方に延出された出力用のリード線とを設け、キャップには、保護回路基板の上面を覆う天板部と、保護回路基板の周囲を覆う裾部を設け、裾部の縁端部を、電池の外周面における端面に隣接する部分の外側に填め込むようにした。また、裾部分に切り欠きを形成し、リード線を、保護回路基板から切り欠きを通過してキャップの外方に延出させた。

ここで、キャップは樹脂成型品であることが好ましい。
上記リード線付パック電池において、電池の端面及びキャップを共に長尺状とし、切り欠きを、キャップの長手方向端部に形成することが好ましい。
裾部の縁端部は、電池の外周面における端面に隣接する部分を全周に亘って覆うようにすることが好ましい。

上記リード線付パック電池において、電池の外周面にラベルを貼着し、当該ラベルの縁部で、裾部の外面上を覆い、当該外面に貼着することが好ましい。
裾部の内面側に、当該内面から電池の端面上に突出するリブを形成することが好ましい。

上記本発明に係るリード線付パック電池においては、キャップに、保護回路基板の上面を覆う天板部と、保護回路基板の周囲を覆う裾部を設け、裾部の縁端部で、電池の外周面における端面に隣接する部分を覆っている。
従って、このキャップは、保護回路基板の上面及び側面をカバーした状態で、キャップの裾部が電池の端面に隣接する部分の外側に填まり込んでいるので、電池の端面に対して精度よく位置決めされた状態にキャップが保持される。

また、パック電池の組み立て時においても、キャップを電池の上部に容易に精度よく位置決めしながら装着することができる。
また、キャップは、保護回路基板及び電池の上部だけを覆えばいいので、樹脂側板や樹脂ケースで電池をカバーする場合と比べて、パック電池全体の中でキャップが占める体積の割合を小さく、電池の占める割合を大きくすることできる。

特に、キャップを樹脂成型品とすれば、精度よく容易に製造でき、キャップを電池の上部に精度よく容易に装着することができる。
上記リード線付パック電池において、電池の端面及びキャップが共に長尺状である場合、切り欠きを、キャップの長手方向端部に形成すれば、リード線を長手方向に延出させて、電池の厚み方向にリード線が突出しないようにできる点で好ましい。

上記リード線付パック電池において、裾部の縁端部が、電池の外周面における端面に隣接する部分を全周に亘って覆うようにすれば、キャップを電池の上部に精度よくしっかりと固定することができる。そして、パック電池を厚み方向に折り曲げる力が加わってもキャップが首折れしにくい。
また、上記リード線付パック電池のキャップにおいて、裾部の内面に、当該内面から電池の端面上に突出するリブを形成すれば、キャップに下方へ押圧力がかかったときに、リブが電池の端面に当接して裾部が下方に移動するのを抑えることができるので、キャップは座屈しにくい。

上記リード線付パック電池において、電池の外周面にラベルを貼着すれば、電池の厚みがほとんど増えることなく電池の外周面を絶縁することができ、また、そのラベルの縁部で、キャップの裾部の外面上を覆って当該外面上に貼着すれば、キャップが電池の上部から外れにくくなり、上記のキャップの首折れ防止効果もより大きくなる。

実施の形態１に係るリード線付パック電池１の外観を示す斜視図であって、（ａ）は電池パック前面を上面とした図、(ｂ)は電池パック後面を上面とした図である。 コアパック２の構成を示す分解斜視図である。 キャップ５０の内側の構造を示す図であって、（ａ）はキャップ５０を右下から見た図、 （ｂ)はキャップ５０を左下から見た図、(ｃ)はキャップ５０を右前下から見た図、(ｄ)はキャップ５０を真下から見た図である。 （ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断したＹ−Ｚ断面、（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断したＹ−Ｚ断面、（ｃ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断したＸ−Ｙ断面図である。 リード線付パック電池１の組み立て工程の一部を示す図である。

本発明を実施する形態について説明するが、以下の説明は一例であって、本発明はこの形態に限定を受けるものではない。
１．リード線付パック電池１の全体構成
図１は、実施の形態１に係るリード線付パック電池１の外観図であって、（ａ）は電池パック前面を上面とした図、(ｂ)は電池パック後面を上面とした図である。

このリード線付パック電池１は、コアパック２の外周面にラベル７０が巻かれて構成されている。
図２は、コアパック２の構成を示す分解斜視図である。なお当図では、構成及び組み立て方法を分かりやすくするために、各構成要素が離れた状態で示しているが、実際には各構成要素同士は接している。

リード線付パック電池１の全体構成について、図２を参照しながら説明する。
図中、矢印Ｚが上方、矢印Ｙが前方、矢印Ｘが左方を指している。
コアパック２は、電池１０、電池１０の上端面１０ａに配設された保護回路基板２０、保護回路基板２０を覆うように設けられたキャップ５０、電池１０の底面を覆う底蓋６０などを備える。

電池１０は、扁平な角形の外観形状を有し、上端面１０ａと、外周面（前側面１５ａ，後側面１５ｂ，左側面１５ｃ，右側面１５ｄ）と、底面を有している。ここでは電池１０はリチウムイオン電池とするが、アルカリ電池など、他の種類の電池であってもよい。
前側面１５ａ，後側面１５ｂ，左側面１５ｃ，右側面１５ｄは、角形に成型された外装缶の外周面で形成されている。上端面１０ａは封口蓋で形成され、長尺状であって、上端面１０ａから上方に突出する負極端子１１、及びクラッド板からなる正極端子１２などが設けられている。

保護回路基板２０、キャップ５０も、上端面１０ａと同様、長尺状に形成されている。
保護回路基板２０には、保護回路を構成する素子２１が内蔵されている。また、保護回路基板２０の上端面には外部端子２２が設けられ、この外部端子２２からリード線４０が右方に延出されている。リード線４０の先端には、携帯機器本体と接続するためのコネクタ４１が接続されている。

電池１０の上端面１０ａと保護回路基板２０との間には、ＰＴＣ素子３０，リード板３４，３５などが介挿されている。リード板３４，３５はＵ字状に折曲されている。
ＰＴＣ素子３０は、素子本体３１と、素子本体３１の下面から左方向（Ｘ方向）に延出されたリード板３２と、素子本体３１の上端面から右方に延出されたリード板３３とを備え、
リード板３２は負極端子１１の上端面に接合され、リード板３３は、リード板３４を介して、保護回路基板２０の下面右端に設けられた端子に接続されている。

正極端子１２は、リード板３５を介して、保護回路基板２０の下面左端に設けられた端子に接続されている。
ＰＴＣ素子３０と上端面１０ａとの間には絶縁リング３６が介挿され、ＰＴＣ素子３０と保護回路基板２０との間には絶縁板３８が介挿されている。
絶縁リング３６は、上端面１０ａと同様、長尺状に形成され、上端面１０ａの上を覆うように配置されている。絶縁リング３６には、貫通孔３７が開口され、負極端子１１はこの貫通孔３７を貫通して、上記リード板３２に接合されている。

キャップ５０は、保護回路基板２０の上を覆う天板部５１と当該天板部５１の外周部から垂下された裾部５２とからなり、裾部５２は、保護回路基板２０の周り及び電池１０の側面１５ａ〜１５ｄの上端部を覆っている。
キャップ５０は、樹脂をインサート成型した成型品であって、樹脂材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。

電池１０の底面と底蓋６０との間には絶縁板６１が介挿されている。
電池１０の側周面１５ａ〜１５ｄ全体には、図１（ａ），（ｂ）に示すようにラベル７０が貼着されている。
２．キャップ５０の構造
図３は、リード線付パック電池１を切断した断面図であって、（ａ）はキャップ５０を右下から見た図、 （ｂ)はキャップ５０を左下から見た図、(ｃ)はキャップ５０を右前下から見た図、(ｄ)はキャップ５０を真下から見た図である。図４（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断したＹ−Ｚ断面、図４（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断したＹ−Ｚ断面、図４（ｃ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断したＸ−Ｙ断面を示している。

キャップ５０は、その裾部５２が、電池１０の上部の外側に填まり込むように形成されている。
詳しくは、図３に示すように、裾部５２は、前裾部５２ａ，後裾部５２ｂ，左裾部５２ｃ，右裾部５２ｄからなり、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、キャップ５０が装着された状態では、前裾部５２ａは保護回路基板２０の前側面２０ａ及び前側面１５ａの上部を覆い、後裾部５２ｂは保護回路基板２０の後側面２０ｂ及び後側面１５ｂの上部を覆い、左裾部５２ｃは保護回路基板２０の左側面２０ｃ及び左側面１５ｃの上部を覆い、右裾部５２ｄは保護回路基板２０の右側面２０ｄ及び右側面１５ｄの上部を覆っている。

このように裾部５２は、保護回路基板２０の周りと電池１０の側面１５の上部をほぼ全周にわたって覆っているが、右裾部５２ｄにはリード線４０が貫通できるようにスリット５３が開設されている。そして、リード線４０が、このスリット５３を通過してキャップ５０の外方に延出されている。
スリット５３の幅Ｗ（図３（ａ）参照）は、リード線４０が貫通するのに必要な長さに設定されている。本実施形態では、外部端子２２から演出される３本のリード線が並行してスリット５３を貫通できるように、スリットの幅Ｗはリード線の直径の３倍程度に設定されている。

図１，図３に示すように、ラベル７０の上部は、電池１０の前側面１５ａ，後側面１５ｂ，左側面１５ｃ，右側面１５ｄから、前裾部５２ａ，後裾部５２ｂ，左裾部５２ｃ，右裾部５２ｄの外面にまたがるように貼着されている。
キャップ５０は、その裾部５２が電池１０の上部に填まり込んでいる。
また、裾部５２ａ〜５２ｄは、上端面１０ａよりも上の部分において、内方側に突出するように厚みが厚く形成されている。すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、電池１０の上端面１０ａの上には、前裾部５２ａの内面からリブ５４ａが突出し、後裾部５４ｂの内面からリブ５４ｂが突出し、図４（ｃ）に示されるように、左裾部５２ｃの内面からリブ５４ｃが突出し、右裾部５２ｄの内面にはリブ５４ｄが突出している。

なお、図３（ａ）に示すように、リブ５４ｄは、スリット５３を挟むように対で形成されている。また、図４（ｃ）に示すようにリブ５４ｃの下面は電池１０の上端面１０ａに接し、リブ５４ｄの下面は、絶縁リング３６の上面に接している。また、リブ５４ａ，リブ５４ｂの下面が、図４（ａ）に示すように電池１０の上端面１０ａに接する箇所と、図４（ｂ）に示すように、絶縁リング３６の上面に接している箇所がある。

また、天板部５１の内面には、保護回路基板２０に向かって下方に突出するリブ５５が形成されている。
３．リード線付パック電池１の組み立て
リード線付パック電池１の組み立て工程について、図２，５を参照しながら説明する。
（１）図２に示すように、電池１０の底面に底蓋６０を装着し、絶縁リング３６を、電池１０の上端面１０ａに装着する。このとき貫通孔３７を負極端子１１に填め込むことによって、絶縁リング３６は電池１０の上端面１０ａの定位置に容易に固定できる。

（２）図５（ａ），（ｂ）に示すように、ＰＴＣ素子３０のリード板３３とリード板３４とを溶接し、リード板３２を負極端子１１に溶接する。また、リード板３５を正極端子１２に溶接する。ただし、この時点では、リード板３４，３５はＵ字状には折り曲げられず、Ｌ字状に折り曲げられている。溶接には、例えば抵抗溶接（シリーズスポット溶接）を用いる。

また、ＰＴＣ素子３０を覆うように絶縁板３８を貼り付ける。
（３）図５（ｃ），（ｄ）に示すように、保護回路基板２０の裏面にある端子と、リード板３４及びリード板３５とを溶接する。図５（ｅ）に白抜き矢印で示すように、保護回路基板２０が接合されたリード板３４，３５をＵ字状に折り曲げる。それによって、保護回路基板２０は、上端面１０ａの上に装着される。

保護回路基板２０の上から電池１０の上部にキャップ５０を装着することによってコアパック２が出来上がる。
（４）図５（ｆ）に示すように電池１０の外周面にラベル７０を巻き付けて貼着することによって、図５（ｇ）に示すようにリード線付パック電池１が出来上がる。
４．リード線付パック電池１による効果
リード線付パック電池１による効果について説明する。

リード線付パック電池１においては、キャップ５０は樹脂成型品であって、保護回路基板２０の上面を覆う天板部５１と、保護回路基板２０の周囲を覆う裾部５２ａ〜５２ｄを設け、裾部５２ａ〜５２ｄの縁端部５６ａ〜５６ｄで、電池１０の外周面（側面１５ａ〜１５ｄ）における上端部分（上端面１０ａに隣接する部分）を、全周に亘って覆っている。

従って、このキャップ５０は、保護回路基板２０の上面及び側面をカバーした状態で、電池１０の上部に容易に填まり込んで、電池１０の上に、前後方法及び左右方向ともに精度よく位置決めされた状態で装着されている。
すなわち、図４（ａ）に示すように、リード線付パック電池１において、キャップ５０の裾部５２ａ，５２ｂの縁端部５６ａ，５６ｂが、電池１０の側面１５ａ，１５ｂの上端部分を、前後から挟み込んで覆っているので、キャップ５０は、保護回路基板２０を囲んだ状態で、電池１０の上部に対して前後方向の位置決めが精度よくなされた状態で装着されている。また、キャップ５０の裾部５２ｃ，５２ｄの縁端部５６ｃ，５６ｄが、電池１０の側面１５ｃ，１５ｂの上端部分を、左右から挟み込んで覆っているので、キャップ５０は電池１０の上部に、左右方向の位置決めも精度よくなされた状態で装着されている。

さらに、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、キャップ５０の内側に形成されたリブ５４ａ〜５４ｄによって、電池１０に対するキャップ５０の上下方向の位置決めもなされている。
リード線付パック電池１は、その組み立て時においても、基板ホルダを設けなくても、キャップ５０が保護回路基板２０を囲んだ状態で、キャップ５０を電池１０の上部に容易に精度よく位置決めしながら装着することができる。そして、ラベル７０の上縁部７０ａが、キャップ５０の裾部５２の外面上に貼着されることによって、キャップ５０は電池１０の上部に固定される。

これに対して、上記従来例で説明した電池および保護回路基板を収縮チューブで外装したパック電池を製造する場合、熱収縮チューブが収縮するのに伴ってその形状が変化するので、一定の外装寸法が得られにくい。また熱収縮に伴って電池と保護回路基板の位置がずれないように固定しておく必要もある。
また、電池及び保護回路基板をテープ巻きで固定したパック電池の場合も、精度よく一定の外装寸法を得にくく、テープ巻きする際に、電池と保護回路基板の位置を固定しておく必要がある。
また、キャップ５０は、保護回路基板２０及び電池１０の上部だけを覆っているので、リード線付パック電池１の中でキャップ５０が占める体積の割合は、電池を樹脂側板でカバーしたパック電池や樹脂ケースでカバーしたパック電池と比べて小さい。従って、リード線付パック電池１の中で電池１０が占める体積の割合を大きくするのに有利である。

リード線付パック電池１における電池１０は、上記のように角形であってその上端面１０ａ及びキャップ５０は共に長尺状であるが、キャップ５０の長手方向（Ｘ方向）端部に切り欠き５３を形成しているので、リード線４０をこの長手方向（Ｘ方向）に延出させることができる。従って、リード線４０が、電池１０の厚み方向（Ｙ方向）には突出しない。

また、保護回路基板２０を保持する基板ホルダを設けなくてもよい。さらに、リード線付パック電池１のキャップ５０を厚み方向（Ｙ方向）に折り曲げるようとする力が加わってもキャップ５０は首折れしにくい。
リード線付パック電池１においては、図１に示すように、電池１０の外周面（側面１５ａ〜１５ｄ）にラベル７０が貼着され、電池１０の厚みをほとんど増やすことなく外周面が絶縁されている。また、そのラベル７０の上縁部７０ａが、キャップ５０の裾部５２の外面上に貼着されているので、キャップ５０は電池１０の上部から外れにくく、上記の首折れ防止効果もより大きくなる。

キャップ５０において、裾部５２ａ〜５２ｄの内面側に、当該内面から電池１０の上端面１０ａ上に突出するリブ５４ａ〜５４ｄが形成されているので、キャップ５０に対して下方へ押圧する力がかかったときに、このリブ５４ａ〜５４ｄの下面が、電池１０の上端面１０ａに当接する（上端面１０ａに直接あるいは絶縁リング３６を介して間接に当接）するので、裾部５２が下方に移動するのが抑えられる。

また、リブ５５の下面も保護回路基板２０の上面に当接するので天板部５１が下方に移動するのが抑えられる。
このようにキャップ５０は下方への移動が抑えられるので、キャップ５０を下方へ押圧する力がかかってもキャップ５０は座屈しにくい。
［変形例など］
上記実施の形態にかかるリード線付パック電池１においては、扁平角形の電池１０を備えたが、電池の外観形状は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、円筒型の電池の上端面に、保護回路基板を備え、リード線が延出されたリード線付パック電池においても適用することができ、その場合、装着するキャップの形状は、円形の天板を備えた円筒形状である。

本発明にかかるリード線付パック電池１によれば、簡単に精度よく保護回路基板を外装することができ、パック電池全体の中で電池の占める体積を大きく確保できるので、携帯電話機などのモバイル機器の電源として適している。

１ リード線付パック電池
１０ 電池
１０ａ 上端面
１１ 負極端子
１２ 正極端子
１５ａ〜１５ｄ 側面
２０ 保護回路基板
２０ａ〜２０ｄ 保護回路基板の側面
２２ 外部端子
４０ リード線
４１ コネクタ
５０ キャップ
５１ 天板部
５２ａ〜５２ｄ 裾部
５３ スリット
５４ａ〜５４ｄ リブ
５５ リブ
５６ａ〜５６ｄ 裾部の縁端部
７０ ラベル
７０ａ ラベルの上縁部

Claims (6)

1. 外周面及び端面を有する電池と、前記電池の端面上に装着された保護回路基板と、当該保護回路基板を被覆するキャップと、前記保護回路基板から前記キャップの外方に延出された出力用のリード線とを備えるリード線付パック電池であって、
   前記キャップは、
   前記保護回路基板の上面を覆う天板部と、前記保護回路基板の周囲を覆う裾部を有し、
   当該裾部の縁端部は、前記電池の外周面における前記端面に隣接する部分の外側に填まり、
   前記裾部分には、切り欠きが形成され、
   前記リード線は、前記保護回路基板から前記切り欠きを通過して前記キャップの外方に延出していることを特徴とするリード線付パック電池。
2. 前記キャップは、樹脂成型品であることを特徴とする請求項１記載のリード線付パック電池。
3. 前記電池の端面及び前記キャップは、共に長尺状であって、
   前記切り欠きは、前記キャップの長手方向端部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリード線付パック電池。
4. 前記裾部の縁端部は、
   前記外周面における前記端面に隣接する部分を全周に亘って覆っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のリード線付パック電池。
5. 前記電池の外周面にはラベルが貼着され、
   当該ラベルの縁部が、前記裾部の外面上を覆って、当該外面に貼着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のリード線付パック電池。
6. 前記裾部の内面には、当該内面から前記電池の端面上に突出するリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のリード線付パック電池。

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