JP3737392B2 - バッテリー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バッテリーに関し、特に、バッテリーを小型化、軽量化する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機、簡易型携帯電話機等の携帯端末に用いられるバッテリーには、略直方体状のバッテリーセルと、このバッテリーセルの各端子に電気的に接続される回路基板とを備え、これらを樹脂によって一体的に固定したものがある。前記バッテリーセルは、アルミニウム材を深絞り加工してなる容器内に、セパレータによって分離された正極フィルムと負極フィルムとを複数層積層したものを電解液と共に封口板によって封入することにより構成されている。この封口板には、その中央に、負極端子が突出状態に配置されている。
【０００３】
前記回路基板は、バッテリーセルの充電制御及び電気的保護のためのものであり、前記バッテリーセルの表面に両面テープにより接着されている。回路基板のバッテリーセルへの接着位置は、バッテリーの厚みが増加することを防止するために、バッテリーセルの厚さ方向に沿う側面とされると共に、両面テープによる充分な接着面積を確保するために、平坦な側面が選択されている。また、回路基板は、バッテリーセルの一側面に突出する負極端子と接続する必要から、負極端子に隣接する側面に取り付けられている。
【０００４】
さらに、回路基板はバッテリーセルの各端子に金属製の接続板によって接続されている。この接続板は、バッテリーセルの全長にわたって配されている細長い回路基板の両端から、隣接する側面の負極端子及び正極端子に向かってそれぞれ延びており、それぞれの先端を各端子に半田付されることにより、回路基板とバッテリーセルとを電気的及び機械的に接続するようになっている。したがって、これら接続板は、前記バッテリーセルを抱え込むように配置され、回路基板を前記バッテリーセルに固定している。そして、このようにしてバッテリーセルに固定された回路基板及び接続板が、樹脂モールド部によって包み込まれ、バッテリーセルと一体化されている。
すなわち、上述した従来のバッテリーでは、回路基板を取り付けるために、バッテリーセルの３つの側面を使用し、これら回路基板及び接続部材を被覆する樹脂モールド部がバッテリーセルの３側面にわたって形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバッテリーには以下の問題点がある。
すなわち、バッテリーセルの３側面にわたって樹脂モールド部が形成されると、バッテリーの体積が大きくなってしまうという問題がある。
また、回路基板をバッテリーセルに両面テープによって接着する方法では、樹脂モールド部の成形温度によって両面テープの粘着力が低下し、回路基板が脱落し易くなる可能性がある。さらに高い成形温度による回路基板上のＩＣ部品や半田付部分への悪影響を低減する必要もある。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、バッテリーの小型軽量化及び信頼性の向上を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、バッテリーセルと、このバッテリーセルの各端子に電気的に接続される回路基板とを備え、この回路基板が、前記バッテリーセルの表面のうち、面積が最小となる最小面積表面に隙間を介して対向して配置され、前記最小面積表面との隙間に樹脂を充填した樹脂モールド部によって前記バッテリーセルに一体化されているバッテリーを提案している。
【０００７】
この発明によれば、バッテリーの最小面積表面に対向させられる回路基板をバッテリーセルの輪郭から突出しないように、最小面積表面より小さく構成すると共に、バッテリーセルを長さ方向に延長するように、樹脂モールド部を成形することが可能となり、最小面積表面のみに樹脂モールド部を有するバッテリーを提供することができる。
その結果、回路基板を包み込む樹脂モールド部を小さくして回路基板を取り付けることによるバッテリーの体積の増加を最小限に抑え、バッテリーを小型化、軽量化することができる。また、使用する樹脂量が少なくて済むので、製品コストを削減できる。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のバッテリーにおいて、前記バッテリーセルが、前記最小面積表面に負極端子と正極端子とを有するバッテリーを提案している。
この発明によれば、バッテリーセルと回路基板とを電気的に接続するための接続部材を回路基板と共に一体的に成形した樹脂の中に含めることができるため、樹脂モールド部によって接続部材を絶縁することができる。また、回路基板とバッテリーセルとを接続する配線距離を短くすることができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載のバッテリーにおいて、前記回路基板が、金属製の複数の接続部材を介して、前記負極端子及び正極端子に取り付けられているバッテリーを提案している。
このバッテリーによれば、樹脂モールド部を成形する際に使用される高温の溶融樹脂から回路基板が受ける熱を、伝熱性の良好な金属製の接続部材を介して、回路基板からバッテリーセル側に向かって放熱させることが可能となり、回路基板上のＩＣ部品や半田付部分への悪影響を低減できる。
【００１０】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載のバッテリーにおいて、前記接続部材が、回路基板をバッテリーセルに固定する支持部材であるバッテリーを提案している。
このバッテリーでは、接続部材が支持部材を兼用することにより、回路基板をバッテリーセルに取り付ける強度を確保することができる。
【００１１】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載のバッテリーにおいて、前記負極端子が、前記最小面積表面の中央部に配置され、前記正極端子が、前記負極端子を挟んで両側に配置され、前記支持部材が、これら負極端子、正極端子と前記回路基板とに固定されているバッテリーを提案している。
このバッテリーでは、支持部材によって最小面積表面上にて回路基板の中央部とその両端に支持されるため、バッテリーセルと回路基板との接続を強化することができ、回路基板を含んだ樹脂モールド部が外力によっての脱落することを防止することができる。また、回路基板がバッテリーセルに固定されてから、樹脂によって被覆されるまでの工程において、外力による回路基板の歪みや変形を防ぐことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るバッテリーの一実施形態を図１から図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るバッテリー１の外観を示す斜視図である。バッテリー１は、携帯電話機等の携帯端末に使用されるものであり、バッテリーセル２と樹脂モールド部３とにより構成されている。
【００１３】
バッテリーセル２は、例えば、リチウムイオンバッテリーであり、図２に示されるように、深絞り成形されたアルミニウム製の直方体状の容器と、この容器の開口部を密封する封口板２ａとを周溶接してなり、内部に図示しないセパレータ及び電極が電解液と共に封入された構造のものである。封口板２ａの中央部には、前記封口板２ａの表面から突出して負極キャップ２ｂが設けられている。負極キャップ２ｂは、封口板２ａに対して電気的に絶縁されている。前記封口板２ａは、バッテリーセル２の表面のうち、投影面積が最も小さい最小面積表面の一つを構成している。このように構成されたバッテリーセル２では、負極キャップ２ｂが負極端子として、その他の表面すべてが正極端子として、それぞれ機能している。
【００１４】
樹脂モールド部３には、図２に示されるような、回路基板４と支持部材５とが樹脂によって包み込まれている。
回路基板４は、バッテリーセル２の封口板２ａの大きさに満たない程度の面積を有するものであって、適当な電子部品や外部接続用のコネクタ６等を搭載している。この電子部品は、バッテリーの充電制御等を行うための部品である。前記回路基板４は、バッテリーセル２の封口板２ａに対向して配置されると共に、支持部材５を介してバッテリーセル２に接続されるようになっている。回路基板４には、図２に示すような、接続穴４ａ，４ｂが設けられている。接続穴４ａ，４ｂには、前記コネクタ６等から導かれた配線（図示略）が接続されている。
【００１５】
支持部材５は、例えば、図３に示すように、金属製の板材の両端に接続突起５ａを有しており（図３（ａ））、この板材を折り曲げ部５ｂに沿って折り曲げ加工することにより、Ｌ字状に形成されている（図３（ｂ））。接続突起５ａは、回路基板４の接続穴４ａ，４ｂに挿入するための突起である。
また、バッテリーセル２の負極端子は正極端子よりも一段高く突出しているので、各端子と回路基板４の接続穴４ａ，４ｂとを接続する支持部材５の接続長さは、各端子ごとに異なる。そこで、各端子の支持部材５を構成するために同一の板材を用いて、折り曲げ部５ｂの位置を変えることにより、支持部材５の接続長さを調整し、支持部材５をバッテリーセル２の各端子に取り付けている。
支持部材５は、バッテリーセル２の負極キャップ２ｂ及び封口板２ａの両端にスポット溶接又は半田付によって接続されている（図４）。さらに、支持部材５は、接続突起５ａを回路基板４の接続穴４ａ，４ｂに挿入した上で、接続穴４ａ，４ｂ部分にスポット溶接又は半田付によって接続されている（図５）。以上のように、支持部材５は、バッテリーセル２の各端子と回路基板４とを電気的に接続すると共に、両者間の機械的な取り付け強度の確保している。
【００１６】
このようにしてバッテリーセル２の最小面積表面に固定された回路基板４及び支持部材５は、樹脂によって包み込まれることにより、これらバッテリーセル２、回路基板４及び支持部材５が樹脂により一体的に固定された樹脂モールド部３が構成される。
【００１７】
上記実施形態のバッテリー１によれば、回路基板４は、バッテリーセル２の最小面積表面に対向配置されるので、他のいずれの表面に配置されるよりも、樹脂モールド部３の体積を小さくすることができる。このため、バッテリー１の体積の増加を最小限に抑え、バッテリー１の小型軽量化を実現することができる。また、樹脂モールド部３に要する樹脂の量が少なくて済むので製品コストを削減できる。
【００１８】
また、伝熱性の良い金属製の支持部材５が、バッテリーセル２と回路基板４とを接続しているので、その周辺に流し込まれる高温の溶融樹脂から回路基板４が受ける熱を、熱容量の高いバッテリーセル２に向かって放熱することができる。したがって、回路基板４のＩＣ部品や半田付部分を過熱することがなく、熱による悪影響を低減できる。
【００１９】
また、回路基板４は、バッテリーセル２の封口板２ａの両端及び中央部の負極キャップ２ｂにそれぞれ取り付けられた支持部材５によって、３点で支持されるので、バッテリーセル２と回路基板４とを十分に高い取り付け強度で固定できる。これにより、樹脂モールド部３に外力が作用しても、脱落しないように保持することができる。また、回路基板４をバッテリーセル２に固定してから、樹脂によって回路基板４とバッテリーセル２とが一体化されるまでの工程において、外力による回路基板４の歪みや変形を防ぐことができる。
【００２０】
このように構成された本実施形態に係るバッテリー１は、例えば、図６に示されるように、携帯端末としての携帯電話機Ｋに装着される。
携帯電話機Ｋには、バッテリー１を収容する凹状の収容部１１が設けられ、該収容部内にはバッテリー１のコネクタ６に接続するためのコネクタ１２が配置されている。バッテリー１が収容部１１に収容されると、バッテリー１のコネクタ６が収容部１１内のコネクタ１２に接続されて携帯電話機Ｋに給電される。また、収容部１１に収容されたバッテリー１は、収容部１１を密閉する蓋部材１３によって落下しないように保持される。
この場合において、本実施形態に係るバッテリー１によれば、収容部１１の容積を低減することができ、したがって、携帯端末の小型化を図ることもできる。
【００２１】
なお、前記実施形態では、回路基板４は、バッテリーセル２の封口板２ａに対向して配置されるとしたが、小型化のみを考慮すると、封口板４ａと同じ面積を有する反対側の面に配置されてもよい。
また、回路基板４の両端の接続穴４ｂは、バッテリーセル２の正極端子と電気的に接続されるとしたが、電気的接続は、一方の接続穴４ｂにより行うことにしてもよい。
【００２２】
また、支持部材５は、金属板を加工した部材としたが、金属製の略円柱、略直方体形状のものでもよい。さらに、支持部材５は、回路基板４を支持する役割と回路基板４から熱を逃がす役割とを兼用しているとしたが、熱を逃がす役割のみを有する部材とすれば、金属製であればよく、網状やコード状の部材でもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果をもつ。
請求項１に係る発明によれば、回路基板をバッテリーセルの最小面積表面に樹脂モールド部により一体化することにより、回路基板を取り付けることによるバッテリーの体積増加を最小限に抑えることができ、バッテリーを小型軽量化することができる。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、回路基板とバッテリーセルとを電気的に接続するための接続部材を樹脂モールド部に収めることができるため、樹脂モールド部によって接続部材の絶縁をも行うことができる。また、回路基板とバッテリーセルとの電気的な配線長さを最低限にできるため、製品コストの削減を図ることができるという効果もある。
【００２５】
請求項３に係る発明によれば、回路基板が高温の溶融樹脂から受ける熱をバッテリーセルに移動させ、回路基板上のＩＣ部品や半田付部分への悪影響を低減でき、バッテリーの信頼性を向上することができるという効果を奏する。
【００２６】
請求項４又は請求項５に係る発明によれば、バッテリーセルと回路基板とを接続する取り付け強度が確保でき、外力に対するバッテリーの健全性を保持することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、バッテリーセルと回路基板との固定が補強されるため、バッテリーの信頼性が向上する効果をもつ。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態に係るバッテリーを示す斜視図である。
【図２】 図１のバッテリーの樹脂モールド部を分解して示した分解斜視図である。
【図３】 図１のバッテリーに使用される支持部材を示す斜視図であり、（ａ）は折り曲げ加工前、（ｂ）は折り曲げ加工後の状態を示している。
【図４】 図１のバッテリーの組み上げ手順を示す斜視図である。
【図５】 図１のバッテリーの樹脂モールド部形成前の状態を示す斜視図である。
【図６】 図１のバッテリーを携帯電話機に装着する手順を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ バッテリー
２ バッテリーセル
２ａ 正極端子
２ｂ 負極端子
３ 樹脂モールド部
４ 回路基板
５ 支持部材（接続部材）

Claims (5)

1. バッテリーセルと、このバッテリーセルの各端子に電気的に接続される回路基板とを備え、
   この回路基板が、前記バッテリーセルの表面のうち、面積が最小となる最小面積表面に隙間を介して対向して配置され、前記最小面積表面との隙間に樹脂を充填した樹脂モールド部によって前記バッテリーセルに一体化されているバッテリー。
2. 前記バッテリーセルが、前記最小面積表面に負極端子と正極端子とを有する請求項１に記載のバッテリー。
3. 前記回路基板が、金属製の複数の接続部材を介して、前記負極端子及び正極端子に取り付けられている請求項２に記載のバッテリー。
4. 前記接続部材が、回路基板をバッテリーセルに固定する支持部材である請求項３に記載のバッテリー。
5. 前記負極端子が、前記最小面積表面の中央部に配置され、前記正極端子が、前記負極端子を挟んで両側に配置され、前記支持部材が、これら負極端子、正極端子と前記回路基板とに固定されている請求項４に記載のバッテリー。

Images