JP3286508B2 - パック電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケースに電池を内
蔵しているパック電池に関する。とくに、本発明は、電
池をケースに内蔵するときに方向を間違えて逆にすると
使用できないパック電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１と図２は、ケースに、保護回路等の
電子回路部品を装着する電子回路基板と、電池を内蔵し
ているパック電池を示す。この図のパック電池は、凸極
４を＋極とし、非凸極５を−極とする電池３をケース１
に内蔵している。電池３の＋極である凸極４は、ケース
１に開口した電極窓６からケース１の外部に表出させて
いる。電池３の非凸極５は、電子回路基板２と中間プレ
ート９を介してケース１の表面電極８に接続されてい
る。

【０００３】この構造のパック電池は、リード板７を介
して電子回路基板２を接続した電池３をケース１に内蔵
して製造される。すなわち、リード板７を介して電子回
路基板２を電池３に連結したものを電池アッセンブリと
して、ケース１に組み込んで製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１と図２に示すパッ
ク電池は、電池アッセンブリをケース１に組み込むとき
に、誤って＋−の極性が逆になると、製造されるパック
電池の極性も＋−が逆になる。それは、非凸極５である
−極は電極窓６からケース１の外部に表出され、＋極で
ある凸極４は中間プレート９を介して表面電極８に接続
されるからである。＋−が逆になったパック電池を電気
機器に装着すると、機器に損傷を与え、あるいはパック
電池が故障する等の弊害が発生する。とくに、リチウム
イオン二次電池のように電圧値の高い電池は、逆接続す
ると過大な電流が流れて、機器や電池を著しく損傷させ
ることが考えられる。

【０００５】本発明は、このような弊害を防止すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、電
池アッセンブリの＋−を逆にしてケースに組み込むと使
用できないようにして、電気機器を保護するパック電池
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のパック電池は、
前述の目的を達成するために下記の構成を備える。 （ａ） パック電池は、ケース１に、電子回路基板２と
電池３を内蔵している。 （ｂ） 電池３は、凸極４と非凸極５からなる＋−の電
極を両端に備える。 （ｃ） ケース１は、電池３の凸極４を外部に表出させ
る電極窓６を開口している。 （ｄ） 電池３の非凸極５側に対向接近して、電子回路
基板２が配設されている。 （ｅ） 電子回路基板２は、リード板７を介して凸極４
に接続されている。 （ｆ） ケース１は、電極窓６の反対の端部に、非凸極
５に接続される表面電極８を備える。 （ｇ） 電子回路基板２と表面電極８の間に、電子回路
基板２を表面電極８に接続する中間プレート９が配設さ
れている。 （ｈ） 表面電極８は、中間プレート９を介して電子回
路基板２に接続され、電子回路基板２は電池３の非凸極
５に接続されている。 （ｉ） 中間プレート９は、電子回路基板２と対向する
面の中心部分に絶縁材１０を配設して、外周部分を電子
回路基板２に接続している。

【０００７】本発明のパック電池は、電池３に電子回路
基板２を接続して電池アッセンブリとし、電池アッセン
ブリをケース１に組み込んで製作できる。この状態で製
造されるパック電池は、電池アッセンブリを正常な状態
でケース１に組み込むと、凸極４はケース１の電極窓６
から表出し、非凸極５は電子回路基板２と中間プレート
９を介してケース１の表面電極８に接続される。ところ
が、電子回路基板２を電極に接続した電池アッセンブリ
を、ケース１に＋−を逆にして組み込むと、非凸極５を
接続している電子回路基板２は、ケース１の電極窓６か
ら外部に表出されるが、電池３の凸極４は、中間プレー
ト９の中心に配設された絶縁材１０に接触して、中間プ
レート９には接続されない。このため、電池アッセンブ
リの＋−を逆にしてケース１に組み込むと、電池３の凸
極４が絶縁されてケース１の外部に表出されない。した
がって、電池アッセンブリをケース１に正常に組み込む
とパック電池として使用できるが、電池アッセンブリの
＋−を逆にしてケース１に組み込むと、全く使用できな
くなり、逆に組み込まれた電池３が、電気機器を損傷さ
せるのを有効に防止できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態
は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を
例示するものであって、本発明はパック電池を下記のも
のに特定しない。

【０００９】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応す
る番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解
決するための手段の欄」に示される部材に付記してい
る。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形
態の部材に特定するものでは決してない。

【００１０】本発明のパック電池の実施例を、図３およ
び図４に示す。これらの図に示すパック電池は、図１お
よび図２と同様、凸極４を＋極、非凸極５と外周を−極
とする電池３を１本、ケース１に内蔵している。電池３
の極性は、凸極４を−、非凸極５を＋とすることもでき
るが、一般的には＋を凸極４、−を非凸極５としてい
る。また、ケース１に内蔵する電池３は、２本以上とす
ることもできる。

【００１１】図３および図４に示す電池３は、円筒状の
リチウム−イオン二次電池である。ただ、本発明は電池
３をリチウム−イオン二次電池に特定せず、たとえば、
ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池等とす
ることもできる。内蔵する電池３をリチウム−イオン二
次電池とするパック電池は、起電力を高くすることがで
き、例えば１本のリチウム−イオン二次電池で、ニッケ
ル−カドミウム電池の約３本分に相当する３．６Ｖの電
圧を生じさせることができる。

【００１２】１本のリチウム−イオン二次電池を内蔵す
るケース１は、円筒状をしており、絶縁性を有するプラ
スチック製である。ケース１は、図３に示すように縦方
向に上下２つに分割される。ケース１の一端には、電極
窓６を開口する。電極窓６は、ここから電池３の凸極４
を突出させて、外部と電気接続するためのものである。

【００１３】また、ケース１の他端には、表面電極８を
装着している。表面電極８は、電池３の非凸極５と電気
的に接続される。非凸極５と表面電極８の間には、接点
板１２、電子回路基板２、中間プレート９があり、これ
らを介して非凸極５と表面電極８は接続される。

【００１４】電池３は、電子回路基板２を接続した電池
アッセンブリとして、ケース１に内蔵される。電池アッ
センブリは、電池３と電子回路基板２からなり、リード
板７を介して電子回路基板２は電池３と電気接続され
る。

【００１５】電子回路基板２は、電池３の非凸極５側に
配設される。電子回路基板２は、電池３の過充放電防止
のための保護回路を有する基板である。電子回路基板２
は電池３の底面とほぼ同じ大きさの円盤状で、基板上に
は各電子回路部品が装着されている。電子回路の電源を
電池３から得るため、電子回路基板２は電池３の＋極、
−極と電気接続される。図３において、凸極４はリード
板７を介して電子回路基板２と接続される。

【００１６】リード板７は、導電性の良い銅等の金属板
で構成される。リード板７は細長い板状で、一端を凸極
４と接続し、他端を電子回路基板２と接続できる長さと
する。凸極４と接触する端部は、凸極４と広い面積で接
触できるように若干大きくし、例えば円盤状とする。円
盤状とした一端を折曲して、リード板７と凸極４とを接
続する。リード板７の他端は、電子回路基板２と接続で
きるような形状とする。なお、リード板７に代わってリ
ード線を使用することもできるが、リード板を使用する
と電池アッセンブリの製造工程においてリード板の配
置、溶接等が容易になり、電子回路基板２と電池３の接
続が簡単にできるメリットがある。

【００１７】図３に示す電池３は、凸極４を＋極、非凸
極５および電池３の外装缶を−極としている。したがっ
て、＋極と接続されるリード板７が電池３の外装缶に接
触してショートしないように、リード板７と電池３の間
には絶縁板１１が配設される。絶縁板１１には紙、プラ
スチック等の絶縁性の高いものが使用できる。絶縁板１
１も細長い板状で、リード板７と電池３の接触を防止で
きるようにリード板７よりも一回り大きくしている。絶
縁板１１の端部は電池３の底面とほぼ同じ大きさの円盤
状とし、電池３の凸極４側では、中心に凸極４が挿入で
きる挿通孔１３を設ける。絶縁板１１の端部を折曲して
凸極４を挿通孔１３から突出させることで、凸極４は絶
縁板１１に邪魔されずにリード板７と接続でき、かつ他
の部分に接触してショートすることを防止できる。

【００１８】また電池３の非凸極５側では、絶縁板１１
の端面を円盤状とし、一部に切欠部１４を設ける。円盤
状とした端面を折曲して、非凸極５と電子回路基板２を
絶縁し、電子回路基板２上の電子回路部品と非凸極５と
の不要な接触を防止する。非凸極５と電子回路基板２
は、接点板１２を介して電気的に接続される。接点板１
２は非凸極５の一部に配設され、この部分では絶縁板１
１で絶縁されないように、接点板１２を配設する位置に
は切欠部１４が設けられる。

【００１９】電子回路基板２と電池３とが連結された電
池アッセンブリは、ケース１に内蔵され、凸極４はその
ままケース１の電極窓６から突出して、パック電池の一
方の外部電極となる。非凸極５は電子回路基板２と接続
されており、電子回路基板２がケース１に装着される表
面電極８と接続されて、表面電極８がパック電池の他方
の外部電極となる。

【００２０】電子回路基板２と表面電極８の間には、中
間プレート９が配設される。中間プレート９は図４の断
面図に示すように、中央部を突出した凸状の円板で、導
電性を有する部材で構成される。中間プレート９の外周
部分で電子回路基板２と接触し、電気接続される。中間
プレート９の電子回路基板２と対向する面には、中心部
分に絶縁材１０が配設される。絶縁材１０は円盤状で、
絶縁性を有するプラスチック、紙等で構成される。図４
の断面図に示すように、絶縁材１０を配設した中間プレ
ート９の中心部分は、外周部分よりも低く、中間プレー
ト９を電子回路基板２に連結した状態で、外周部分のみ
が電子回路基板２と接触し、絶縁材１０を設けた中心部
分は電子回路基板２と接触しない。

【００２１】本発明のパック電池は、電池アッセンブリ
の非凸極５側の底面全体を電極として使用するのでな
く、面の外周部分を電極として、この部分で電気接続し
ている。一方、反対側の面では、中心部分に凸極４を設
けている。この構造のパック電池は、製造時において誤
って電池アッセンブリを＋−逆にしてケース１にセット
した場合でも、凸極４がパック電池の外部に表出するこ
とがなく、パック電池の＋−の極性が逆になることがな
い。電池アッセンブリを逆にしてケース１に装着した場
合、非凸極５が電極窓６から外部に表出しても、凸極４
は中間プレート９の絶縁材１０に接触するので、この部
分で絶縁されて表面電極８と接続されず、表面電極８か
ら外部に表出しないからである。よって、凸極４が接続
できないため、このパック電池は電池３として使用する
ことができない。したがって、＋−が逆となって使用さ
れず、電池３の極性が逆になって使用した場合に起こる
破損や故障等の事故が防止される。

【００２２】電子回路基板２と中間プレート９を介して
接続される表面電極８は、円筒状で一端を封鎖したキャ
ップ状をしている。表面電極８は導電性を有し、非凸極
５とは接点板１２、電子回路基板２、中間プレート９を
介して電気的に接続され、パック電池の一方の外部電極
端子となる。図３に示すように、円筒状をしたケース１
は、電極窓６を設けた側と反対側を開口している。上下
に分割した状態のケース１に電池アッセンブリをセット
してからケース１を合体させ、開口部分にキャップ状の
表面電極８をはめ込んで閉鎖する。表面電極８は底面に
ダボを設けて、ここをスポット溶接して、中間プレート
９に固定している。表面電極８は平板状でなく、側面を
有する円筒状であるので、パック電池は表面電極８を固
定した底面からだけでなく、図４の断面図に示すように
表面電極８の側面部からも電極を得ることができ、便利
に使用できる。

【００２３】本発明のパック電池は、以下のようにして
製造される。 電池アッセンブリを製造する。電池アッセンブリ
は、図３に示すように電池３に電子回路基板２を装着し
て構成される。まず電池３に絶縁板１１を装着する。絶
縁板１１の端面をそれぞれ折曲し、凸極４は挿通孔１３
にはめ込み、非凸極５は切欠部１４以外を被覆して絶縁
する。

【００２４】 リード板７を絶縁板１１に重ねて装着
する。リード板７の一端を折曲し、凸極４と電気接続す
る。凸極４以外の部分では、リード板７が電池３に触れ
ないようにする。また、切欠部１４で電池３の底面に接
点板１２を接続する。

【００２５】 電子回路基板２を電池３の非凸極５側
に装着する。電池３の＋極はリード板７から、−極は接
点板１２から、それぞれ電子回路基板２の電源部分に接
続する。

【００２６】 電池アッセンブリをケース１内に装着
する。ケース１内に設けた溝にリード板７や電子回路基
板２等をはめ込んで装着する。

【００２７】 中間プレート９の中心部分に絶縁材１
０が装着される。絶縁材１０のある面を電子回路基板２
に装着する。中間プレート９の外周部分が電子回路基板
２と電気接続される。電子回路基板２の中間プレート９
と接触される面の外周は、反対側の接点板１２と電気接
続されており、非凸極５にも接続されている。

【００２８】 電池３と電子回路基板２の装着された
電池アッセンブリを、分割されたケース１に納め、分割
されたケース１同士を上下で接着する。そして、非凸極
５側の開口部分にキャップ状の表面電極８をはめ込んで
封鎖する。表面電極８はスポット溶接され、ケース１に
固定される。ケース１の電極窓６から凸極４が突出し、
表面電極８が非凸極５となる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のパック電池は、パック電池の製
造時において、電池の＋−を誤って逆に装着した場合
に、電池の極性が逆となって起こる事故を未然に防止す
る。それは、本発明のパック電池が、凸極を中心に、非
凸極を円周に、それぞれ設けた構造としているからであ
る。通常の組立では、電池の凸極がケースの電極窓から
外部に突出し、非凸極が表面電極に接続される。しか
し、電池を逆向きにケースに装着した場合、電極窓から
非凸極が表出してしまう。従来のパック電池であれば、
凸極も表面電極と電気接続され、完全にパック電池の極
性が逆となってしまう。極性が逆となったパック電池を
誤って使用すると、電気機器の故障や電池の破損等の事
故が起こる恐れがある。本発明のパック電池であれば、
非凸極は電極窓から表出するものの、凸極は中間プレー
トに設けた絶縁板によって絶縁され、表面電極と電気接
続されることがない。したがって、一方の電極が使用で
きないため電池として使用できず、電気機器等に接続し
ても作動しないので事故が防止できる。

【００３０】さらにまた、本発明のパック電池は、表面
電極をキャップ状としているので、パック電池の組立時
において、分割されたケースの開口部にはめ込んでケー
ス同士の固定を容易にできる。表面電極自体も固定が容
易であり、ダボを設けているので位置決めが簡単とな
り、スポット溶接をする位置を正確にできる。さらに外
形をキャップ状とする表面電極は、平板状の電極に比べ
強度も強くなる。くわえて、パック電池の側面にも電極
が表出する部分ができ、便利に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のパック電池を示す分解斜視図

【図２】従来のパック電池を示す断面図

【図３】本発明のパック電池を示す分解斜視図

【図４】本発明のパック電池を示す断面図

【符号の説明】

１…ケース ２…電子回路基板 ３…電池 ４…凸極 ５…非凸極 ６…電極窓 ７…リード板 ８…表面電極 ９…中間プレート １０…絶縁材 １１…絶縁板 １２…接点板 １３…挿通孔 １４…切欠部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 綾輔 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−220700（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の全ての構成を有することを特徴と
   するパック電池。 （ａ） パック電池は、ケース（１）に、電子回路基板
   （２）と電池（３）を内蔵している。 （ｂ） 電池（３）は、凸極（４）と非凸極（５）から
   なる＋−の電極を両端に備える。 （ｃ） ケース（１）は、電池（３）の凸極（４）を外
   部に表出させる電極窓（６）を開口している。 （ｄ） 電池（３）の非凸極（５）側に対向接近して、
   電子回路基板（２）が配設されている。 （ｅ） 電子回路基板（２）は、リード板（７）を介し
   て凸極（４）に接続されている。 （ｆ） ケース（１）は、電極窓（６）の反対の端部
   に、非凸極（５）に接続される表面電極（８）を備え
   る。 （ｇ） 電子回路基板（２）と表面電極（８）の間に、
   電子回路基板（２）を表面電極（８）に接続する中間プ
   レート（９）が配設されている。 （ｈ） 表面電極（８）は、中間プレート（９）を介し
   て電子回路基板（２）に接続され、電子回路基板（２）
   は電池（３）の非凸極（５）に接続されている。 （ｉ） 中間プレート（９）は、電子回路基板（２）と
   対向する面の中心部分に絶縁材（１０）を配設して、外
   周部分を電子回路基板（２）に接続している。