JP3445065B2 - 電池パック用外装筐体および電池パック - 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、低コスト化を図れ
る電池パック用外装筐体、および取り扱い易くて信頼性
の高い電池パックに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数個の電池（素電池）を接続した電源
部品は、電池パック（パック電池）と称されて広く実用
に供されている。ここで、電池パックは、一般的に電気
絶縁性を有する外装ケース中に、１個もしくは複数個の
素電池，これらの素電池同士を電気的に接続する配線回
路，素電池や配線回路と外部接続用端子とを接続する配
線回路、さらには保護回路などを内蔵するとともに、外
部接続用端子を外装ケース外に露出（リード導出型を含
む）させた構造になっている。このような電池パック
は、年々その用途が拡大化するとともに、需要も増大化
している。

【０００３】ところで、この種の電池パック構造は、外
装面でハードケース方式とチューブ方式とが採られてい
る。なお、いずれの場合も、一般的に、外装ラベルを封
止面に貼着している。

【０００４】(a)ハードケース方式 この方式は、第１の分割型の外装筐体片（箱形本体）お
よび第２の外装筐体（箱形蓋体）が使用される。すなわ
ち、その壁部に、外部接続用端子部を導出・配置した構
成の第１の分割型の外装筐体片内に、いわゆる組電池を
装着・配置し、この第１の分割型の外装筐体片の被接続
（開口部）面に、第２の外装筐体片の対応する被接続面
を一体化して組電池を封装した構成を採っている。ここ
で、組電池は、たとえば複数個の素電池同士を電気的に
接続する配線回路と、安全保護回路と、第１の分割型の
外装筐体片壁部に導出・配置された外部接続用端子部と
を接続する配線部などで形成されている。なお、通常、
外装筐体面には外装ラベルが貼着されており、また、第
１および第２の分割型の外装筐体片相互の一体化・封止
は、それぞれの被接続面に形設された凹凸の係合（嵌
合）、もしくは超音波溶着（樹脂製のとき）や接着剤な
どによって行われている。

【０００５】(b)チューブ方式 工程の簡略化および低コスト化を図った方式で、外装被
覆を熱収縮性の樹脂チューブで形成した電池パックであ
る。すなわち、組電池に、熱収縮性の樹脂チューブを嵌
合・被覆し、樹脂チューブの熱収縮性で組電池を一体的
に被覆・封止する構成の採用である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の電池パックの場合には、次のような不都合が認めら
れる。たとえば、携帯電話機，パーソナルコンピュータ
ーなどに使用される携帯用電源は、その使用形態，規格
・寸法など一品一葉の要素が強く、電源としての信頼性
とともに、開発期間の短縮化や低コスト化などが望まれ
る。しかし、ハードケース方式，チューブ方式とも、な
お、十分満足できる手段とはいえない。

【０００７】先ず、ハードケース方式の場合は、外観，
寸法精度，機械的な補強性など良好であるが、成型用金
型の製作費が高く、また、開発期間も少なくとも３か月
位を要する。つまり、開発期間の短縮化および低コスト
化という要望に対して、ハードケース方式は、特殊の設
備を要するだけでなく、超音波溶着条件の選択・設定が
煩雑であり、コスト的に問題があって十分に対応できな
い。

【０００８】一方、チューブ方式の場合は、開発期間が
短縮でき、かつ開発費用も低減できる利点を有するが、
外装チューブの機械的強度，寸法精度などが劣るという
問題を有する。また、このチューブ方式は、外部接続が
いわゆるリード線によるため、電源としての装着操作が
煩雑化すること、さらに、落下などしたときに電池パッ
ク本体の保護回路などが損傷を起こし易いことなどの問
題もあるため、別途、機械的補強手段を要するなどの問
題がある。

【０００９】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、簡略な工程で製作で、かつ低コスト化などが図ら
れる一方、寸法精度や信頼性の高い電池パック用外装筐
体および電池パックの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 請求項１の発明は、外
部接続用端子を露出させて組電池を封装する電池パック
用外装筐体であって、前記外装筐体は、折り曲げ薄板の
折り曲げて組み立てたときに、折り曲げて組み立てて薄
板が重なる箇所が、主要面に形成される構成の、折り曲
げ薄板の形状により、折り曲げ形成される筐体であり、
該折り曲げ形成される筐体の、各３次元角部の頂点は、
非鋭角化されており、さらに、折り曲げ形成される筐体
の、所望の位置に外部接続用端子の露出口を形成可能に
したことを特徴とする電池パック用外装筐体である。

【００１１】請求項２の発明は、薄板を折り曲げ組み立
て形成した外装筐体は、封止領域面部の主要面の少なく
とも一部を複層構造としたことを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、電池および接続回路で
構成した組電池と、外部接続用端子を露出させて前記組
電池を封装する外装筐体とを有する電池パック用外装筐
体であって、前記外装筐体は、折り曲げ薄板の折り曲げ
て組み立てたときに、折り曲げて組み立てて薄板が重な
る箇所が、主要面に形成される構成の、折り曲げ薄板の
形状により、折り曲げ形成される筐体であり、該折り曲
げ形成される筐体の、各３次元角部の頂点が非鋭角化さ
れていることを特徴とする電池パックである。

【００１３】請求項４の発明は、電池および接続回路で
構成した組電池と、外部接続用端子を露出させ、前記組
電池を封装する外装筐体と、外装筐体は、折り曲げ薄板
の折り曲げて組み立てたときに、折り曲げて組み立てて
薄板が重なる箇所が、主要面に形成される構成の、折り
曲げ薄板の形状により、折り曲げ形成される筐体であ
り、その、主要面に形成された重なる箇所が、封装した
組電池の凹凸面上に配置され、外装筐体内壁面との間の
空隙部を低減、解消する緩衝材層として機能し、外装筐
体の封止領域面に貼着された表示ラベルとを有する電池
パックであって、前記外装筐体は薄板の折り曲げて組み
立て形成された、各３次元角部の頂点は非鋭角化されて
いることを特徴とする電池パックである。

【００１４】上記電池パック用外装筐体は、外部接続用
端子を露出もしくはリード型で導出させて組電池を封装
するものである。したがって、一薄板の折り曲げで、組
電池（電池パック本体）を収容・装着できる空間領域、
たとえば箱形などの筐体（容器もしくは被包体）を組み
立て形成する。すなわち、厚さ0.05〜 0.7mm程度のクラ
フト紙などの絶縁紙，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などのフ
ィルム（薄い板）を素材としている。そして、組電池の
縦，横，厚さの寸法および封装の形態（たとえば箱形，
円筒形）などに対応・考慮して、絶縁紙や樹脂フィルム
を打ち抜きもしくは切断する一方、予め折り曲げ線（た
とえば連続的もしくは間欠的に設けたな断面Ｖ字溝な
ど）を設け、また、３次元の角部の頂点となる部分を切
り欠いた後、この薄板を折り曲げて組電池を収容・装着
する空間領域を有する外装筐体に組み立て形成される。

【００１５】さらに詳述すると、図１および図２でそれ
ぞれ異なる構造例を平面的（展開）に示すごとく、組電
池の縦，横，厚さの寸法などに合わせて、折り曲げ線
（点線）１を設け、この折り曲げ線１で折り曲げたと
き、所要の組電池を封装可能に収納・内蔵する空間部を
有する箱形と成る一枚の薄板２である。また、この場
合、折り曲げ線１で折り曲げて、たとえば箱型の外装筐
体化したとき、３次元の角部の頂点2aに対応する部分を
予め切り欠いてある。つまり、一枚の薄板２を折り曲げ
線１に沿って折り曲げ、箱型の外装筐体に形成したと
き、外装筐体の各コーナー頂点2aが切欠などによって、
非鋭角化された状態と成っている。

【００１６】なお、図１および図２において、2b，2c，
2d，2eは封止部片であり、３は封装される組電池の外部
接続用端子の露出部口である。ここで、封止部片2b，2
c，2d，2eのうち、いずれか一つの封止部片、たとえば
封止部片2bの形状を、組電池を装着する領域４面とほぼ
同形状にしておき、組電池を封装するときに最初に折り
込むと（２層構造化すると）、組電池面との間で緩衝材
的に作用して、組電池の凹凸面による悪影響を低減・回
避できる。また、この場合、封止部片2dを最後に折り込
んで、これを封装体としながら、印刷・表示を行う銘板
として兼用することもできる。

【００１７】さらに、外部接続用端子の露出口を任意の
位置に形設しておいても、組電池の外部接続用端子の形
状を標準化しておくと、いずれの組電池に対しても外装
筐体として使用でき、各種の電池パックの構成に対応で
きる。さらに、外装筐体を形成する薄板２は、予めその
片面に接着剤層を塗布しておくか、あるいは両面接着テ
ープを貼着しておくと、組電池側との一体化を図れる
し、封装による外装筐体化も容易である。

【００１８】上記発明に係る電池パックは、前記構成の
外装筐体を用い、この外装筐体で、所要の組電池を封装
したことを骨子している。ここで、組電池は１個もしく
は複数個の素電池と、前記複数個の素電池同士を直列も
しくは並列に接続する配線回路，配線回路や１個の素電
池を外部接続用端子部に接続する接続回路とで構成され
ている。また、前記組電池に接続し、外装筐体外に導出
あるいは露出された外部接続用端子部を備えている。な
お、組電池の一部を成す接続回路は、いわゆる安全保護
回路なども含むこともある。ここで、素電池は一次電池
もしくは二次電池であり、たとえばマンガンアルカリ電
池系，ニッケル水素電池系，リチウム電池系，リチウム
・イオン電池系などが挙げられる。

【００１９】なお、この電池パック化に当たって、組電
池主面が凹凸など成している面上に、たとえば絶縁紙，
樹脂フィルム，発泡体層などの緩衝材層を介挿すると、
封止領域面が平坦化されるとともに、組電池の移動性な
どが抑制されるので、耐衝撃性なども向上し、電池機能
の安定性，信頼性など容易に確保できる。

【００２０】請求項１の発明にあっては、外装筐体が絶
縁紙や樹脂フィルムなどの薄板の折り曲げ、折り込みの
みで箱形（筐体）形成され、且つ形成された箱形の各角
部頂点が鋭角するのを避けるように非鋭角化で形成さ
れ、取扱いの上での接触などのときに、損傷事故を避け
られると同時に、薄板を折り込み組立てたときに、特
に、広い主要面に対する衝撃を緩衝できる構造にしたも
のである。そして、請求項２では、組立て封止した面の
うち、主要面に複層構造があるようにすることにより、
広い主要面に対する衝撃に耐える構造にしたものであ
る。

【００２１】請求項３および４の発明では、前記折り込
み組み立てた外装筐体内に組電池を封装したことによ
り、ハードケース方式に比べて、大幅に簡略化された設
備と低コストで、寸法精度や信頼性、さらに、取扱安全
性と損傷困難性の高い電池パックを実現できる。また、
熱収縮性チューブで被覆、封装する場合と比べて、広い
主要面に、２重構造を設けるために、機械的強度も向上
し、落下などにおいて起こる保護回路の損傷なども容易
に防止できる構造であり、電池パックの信頼性向上が容
易に得られるものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下，前記図１，図２，図３，図
４，図５，図６および図７ (a)〜 (c)を参照して実施例
を説明する。

【００２３】図３は、第１の実施例に係る電池パックの
概略構成を示す斜視図である。図３において、５は外装
筐体（外装ケース）、６は前記外装筐体５内に封装され
た組電池（図示せず）の外部接続用端子である。ここ
で、外装筐体５は、たとえば厚さ 0.4mmのポリプロピレ
ン樹脂製フィルムを素材とし、この素材から打ち抜きも
しくは切断されたもので、たとえば図１に展開して平面
的に示すような形状を成している。つまり、点線で示す
折り曲げ線１に沿って折り曲げ、組電池を収納ないし封
装できる空間部（長さ56mm，幅38mm，深さ 9mm）を有す
る箱形（外装筐体）に形成されている。

【００２４】また、この箱形の各角部頂点2aに対応する
部分が切り欠れ、いずれも非鋭角化されており、前記空
間領域４に組電池を位置合わせして収納・封装した後
に、封止部片2b，2c，2d，2eを対向する組電池面側に貼
着し、封装した構成となっている。なお、この実施例に
おける組電池は、リチウム・イオン二次電池を素電池と
し、電気的な接続回路，保護回路および外部接続用端子
を備えた構成を採っている。

【００２５】上記構成の電池パックは、各角部が非鋭角
されているため、角部による損傷事故発生の恐れが解消
・低減し、製造工程から製品の使用過程での取扱いが行
い易かった。また、ハードケース方式に比べて寸法精
度，外観性，機械的な強度，耐衝撃性（落下試験）など
ほとんど遜色なく、さらに、熱収縮性チューブ方式に比
べて組み立て作業性やコスト面で遜色がなかった。

【００２６】すなわち、設計を含めた金型の製作費を大
幅に低減化する一方、開発期間の短縮，低コスト化など
容易に図れること、安全性や信頼性の高い電池パックが
歩留まりよく提供できることが確認された。

【００２７】図４は、第２の実施例に係る電池パックの
概略構成を示す斜視図である。図４において、５は外装
筐体（外装ケース）、７は前記外装筐体５内に封装され
た組電池（図示せず）の外部接続用リードである。ここ
で、外装筐体５は次の用に構成されたものである、すな
わち、前記図２に展開して平面的に示すように形成され
たポリプロピレン樹脂製フィルム片を折り曲げ線１に沿
って折り曲げ、外装筐体５として、組電池を収納ないし
封装できる空間部を有する箱形に形成した。この外装筐
体５の空間部に、対応するリチウム・イオン二次電池系
の組電池を位置合わせして収納・封装する一方、外部接
続用リード７を外装筐体５外に導出した後に、封止部片
2b，2c，2d，2eを対向する組電池面に貼着し、封止した
構成の電池パックとした。

【００２８】また、この電池パックの構成で、前記封止
部片2b，2c，2d，2eによる封止領域面に外装（表示）ラ
ベルを貼着して、外装筐体の封止部が補強された形の電
池パックを得た。

【００２９】この第２実施例の電池パックも、上記第１
の実施例の場合と同様に、各角部が非鋭角されているた
め、角部による損傷事故発生の恐れが解消・低減し、製
造工程から製品の使用過程での取扱いが行い易かった。
また、ハードケース方式に比べて寸法精度，外観性，機
械的な強度，耐衝撃性（落下試験）などほとんど遜色が
なく、熱収縮性チューブ方式に比べて組み立て作業性や
コスト面で遜色がなかった。

【００３０】図５は、第３の実施例に係る電池パックの
概略構成を示す断面図である。図５において、５は外装
筐体、８は前記外装筐体５内に封装された複数個の円筒
型電池8a，8b，8c，8dを含む組電池、９は前記外装筐体
５の封止領域面５′と組電池８の凹凸面の間に介挿した
緩衝材層である。ここで、外装筐体５は、厚さ 0.4mmの
ポリプロピレン樹脂製フィルム打ち抜いたもので、前記
図１に展開して平面的に示すような形状を成したもので
ある。

【００３１】つまり、点線で示す折り曲げ線１に沿って
折り曲げ、組電池を収納ないし封装できる空間部（長さ
56mm，幅38mm，深さ 9mm）を有する箱形（外装筐体）に
形成される。また、この箱形の各角部頂点2aに対応する
部分が切り欠かれ、いずれも非鋭角化されており、空間
領域にリチウム・イオン二次電池系の組電池を位置合わ
せして収納・封装した後に、封止部片2b，2c，2d，2eを
対向する組電池面側に貼着し、封装した構成となってい
る。さらに、前記緩衝材層９は、組電池８の凹凸面補正
・平坦化，寸法精度の向上，封止領域面５′の強度向上
に寄与する。

【００３２】この第３実施例の電池パックも、上記第１
の実施例の場合と同様に、各角部が非鋭角されているた
め、角部による損傷事故発生の恐れが解消・低減し、製
造工程から製品の使用過程での取扱いが行い易かった。
さらに、外装筐体の封止領域が緩衝材層９の介挿によっ
て補強されているだけでなく、外装筐体５内における組
電池８も固定化され易いので、耐衝撃性などの向上が認
められる。また、ハードケース方式に比べて寸法精度，
外観性，機械的な強度，耐衝撃性（落下試験）などほと
んど遜色がなく、熱収縮性チューブ方式に比べて組み立
て作業性やコスト面で遜色がなかった。

【００３３】図６は、第３実施例の電池パックの変形例
を一部展開して示す斜視図である。この構成例では、外
装筐体５の封止部片2b，2c，2d，2eのうちのいずれか一
を緩衝材層９として利用するする。たとえば、前記図１
に展開して平面的に示すような形状を成しており、点線
で示す折り曲げ線１に沿って折り曲げ、組電池を収納な
いし封装できる空間部（長さ56mm，幅38mm，深さ 9mm）
を有する箱形（外装筐体）に形成される。

【００３４】そして、この箱形の各角部頂点2aに対応す
る部分が切り欠かれ、いずれも非鋭角化されており、ま
た、空間領域に組電池８を位置合わせして収納・封装し
た後に封装する封止部片2b，2c，2d，2eのうち、いずれ
かの一片（たとえば2d）を、対向する組電池８面を覆う
ような大きさ，形状に予め設定しておき、これを最初に
折り込むことによって、緩衝材層９を兼用させた形態を
採ることができる。逆に、前記封止部片2dを最後に折り
込んだ場合は、この封止部片2d面を銘板として、印刷な
どによる表示面に利用することもできる。

【００３５】なお、この第３実施例の構成において、外
装筐体（箱形）の各角部頂点2aが鋭角状態でも（非鋭角
化されていなくとも）、上記、緩衝材層９の兼用や銘板
としての利用による作用効果は得られる。

【００３６】図７ (a)， (b)， (c)は第４実施例の電池
パック概略構成を分解して示す斜視図である。この実施
例は、封装する組電池の外部接続用端子の形状を標準化
しておいた場合であり、組電池をこのように規格化して
おくと、外装筐体５の外部接続用端子露出口３を任意の
位置に形設が可能なことを例示するものである。

【００３７】たとえば図７ (a)に示すように、たとえば
リチウム・イオン二次電池系の組電池８ついて、その外
部接続用端子６の形状を標準化しておくと、図７ (b)や
(c)に示すごとく、前記標準化した範囲内で、外装筐体
５の外部接続用端子露出口３を任意に変更しても、外部
接続用端子６が露出するので、所要の電気的な接続が可
能である。

【００３８】つまり、使用目的，使用態様あるいはユー
ザーの要求によって、電池パックの外部接続用端子６位
置はいろいろ選択され、それらの要求に対応して電池パ
ックを構成することは、多品種の組電池，外装筐体を要
することになり、部品の管理や製造コスト面で問題があ
る。こうした事情に対して、前記簡易型の外装筐体の場
合は、外部接続用端子露出口３の位置を任意に設定でき
るため、組電池８の外部接続用端子６の形状，寸法を標
準化しておくと、標準化されている外部接続用端子６の
形状，寸法範囲内で、任意な位置で外部接続用端子６を
露出・導出できる。したがって、部品の管理工数の低
減，部品のコストダウンなども容易に推進できる。

【００３９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変
形を採ることができる。たとえば内装（内蔵）する素電
池は、リチウムイオン電池の代りに、ニッケル水素電池
でもよいし、また、その数や接続形式も適宜選択でき
る。

【００４０】請求項１および２の発明によれば、外装筐
体は、広い主要面に２重になるように、薄板の折り曲げ
で箱形などに形成され、且つ外装筐体の折り曲げ形成の
各角部頂点が非鋭角化されているので、取扱い過程での
落下事故や接触事故でも、２重構造での耐衝撃性向上
や、非鋭角化での接触損傷事故防止が可能であり、安全
性の向上した電池パック外装筐体が可能となった。

【００４１】請求項３および４の発明によれば、前記折
り込み組立て式の外装筺体を使用することにより、ハー
ドケース方式に比べて、大幅に簡略化された設備によ
り、低コストで製造され、寸法精度や信頼性、さらに、
取扱安全性と損傷困難性の高い電池パックを実現でき
る。また、熱収縮性チューブで被覆、封装する場合と比
べて、広い主要面に、２重構造を設けるために、機械的
強度も向上し、落下などにおいて起こる保護回路の損傷
なども容易に防止できる構造であり、信頼性の向上され
た電池パックが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の電池パック用外装筐体の展開平面
図。

【図２】第２実施例の電池パック用外装筐体の展開平面
図。

【図３】第１実施例の電池パックの概略構成を示す斜視
図。

【図４】第２実施例の電池パックの概略構成を示す斜視
図。

【図５】第３実施例の電池パックの概略構成を示す断面
図。

【図６】第３実施例の電池パックの変形構成例を一部展
開して示す斜視図。

【図７】第４実施例の電池パックの概略構成を示すもの
で、 (a)は封装する組電池の要部構成を示す斜視図、
(b)， (c)は使用する電池パック用外装筐体のことなる
構成例を示す斜視図。

【符号の説明】

１……折り曲げ線 ２……薄板（外装筐体形成片） 2a……３次元角部の頂点 2b〜2e……封止部片 ３……外部接続用端子露出口 ４……組電池装着用の空間領域 ５……外装筐体 ５′……外装筐体の封止領域面 ６……外部接続用端子 ７……外部接続用端子（リード線型） ８……組電池 8a〜8d……円筒型電池 ９……緩衝材層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平６−31067（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−32323（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−111025（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭11−8728（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭８−8380（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部接続用端子を露出させて組電池を封装
   する電池パック用外装筐体であって、 前記外装筐体は、折り曲げ薄板の折り曲げて組み立てた
   ときに、折り曲げて組み立てて薄板が重なる箇所が、主
   要面に形成される構成の、折り曲げ薄板の形状により、
   折り曲げ形成される筐体であり、該折り曲げ形成される
   筐体の、各３次元角部の頂点は、非鋭角化されており、
   さらに、折り曲げ形成される筐体の、所望の位置に外部
   接続用端子の露出口を形成可能にしたことを特徴とする
   電池パック用外装筐体。
2. 【請求項２】薄板を折り曲げ組み立て形成した外装筐体
   は、封止領域面部の主要面の少なくとも一部を複層構造
   としたことを特徴とする請求項１記載の電池パック用外
   装筐体。
3. 【請求項３】電池および接続回路で構成した組電池と、 外部接続用端子を露出させて前記組電池を封装する外装
   筐体とを有する電池パック用外装筐体であって、 前記外装筐体は、折り曲げ薄板の折り曲げて組み立てた
   ときに、折り曲げて組み立てて薄板が重なる箇所が、主
   要面に形成される構成の、折り曲げ薄板の形状により、
   折り曲げ形成される筐体であり、該折り曲げ形成される
   筐体の、各３次元角部の頂点が非鋭角化されていること
   を特徴とする電池パック。
4. 【請求項４】電池および接続回路で構成した組電池と、 外部接続用端子を露出させ、前記組電池を封装する外装
   筐体と、 外装筐体は、折り曲げ薄板の折り曲げて組み立てたとき
   に、折り曲げて組み立てて薄板が重なる箇所が、主要面
   に形成される構成の、折り曲げ薄板の形状により、折り
   曲げ形成される筐体であり、 その、主要面に形成された重なる箇所が、 封装した組電
   池の凹凸面上に配置され、外装筐体内壁面との間の空隙
   部を低減、解消する緩衝材層として機能し、 外装筐体の封止領域面に貼着された表示ラベルとを有す
   る電池パックであって、 前記外装筐体は薄板の折り曲げて組み立て形成された、
   各３次元角部の頂点は非鋭角化されていることを特徴と
   する電池パック。