JP3869697B2 - パック電池 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースに電池を収納しているパック電池であって、ケースの外形を極限まで小さくしてなるパック電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
パック電池は、ケースの外形をいかに小さくできるかが極めて大切である。このことを実現するために、ケースに入れる電池を小さくして大容量することを目的として、研究者の筆舌につくしがたい努力がなされている。膨大な実験と試行錯誤の結果、電池の体積に対する容量は想像を絶するスピードで増加している。しかしながら、電池はそのままの状態で使用されることもあるが、多くの場合はケースに収納してパック電池の状態で使用される。パック電池の状態で使用するとき、パック電池が大きくなったのでは、せっかく電池を小型大容量としても、その優れた特長を生かすことができなくなってしまう。このため、パック電池の状態として、その外形をいかに小さくできるかが極めて大切である。すなわち、パック電池の外形をいかに小型化できるかは、電池自体を小型大容量とすることに匹敵する極めて大切な技術である。
【0003】
ところで、電池をケースに収納しているパック電池は、ケースを開いた状態で電池を収納して能率よく多量生産できるように、ケースをふたつに分割している。このパック電池は、電池を入れてケースを連結する必要がある。ケースを連結する構造は、大別すると3種類の構造がある。
【0004】
第1の連結構造は、超音波溶着してケースを連結する構造である。超音波溶着は連結時間を短縮できるので、能率よく多量生産できる特長がある。しかしながら、この連結構造は、ケースの周壁を超音波振動させて連結端面を摩擦熱で溶着するので、ケースの最小肉厚に制約を受けて薄くできない。薄い周壁は、超音波振動を連結端面に有効に伝達できず、しっかりと溶着できないからである。さらに、この連結構造は、超音波がケースに内蔵している電子部品に悪影響を与える弊害がある。このため、超音波溶着して製作されたパック電池は、製造後に全数検査する必要がある。さらに、検査の結果、不良品が発生するので歩留が低下する欠点がある。
【0005】
第2の連結構造は、ケースの連結端面を接着する構造である。この構造は、接着剤が硬化するのに時間がかかるので、1個のパック電池を製造するのに必要な時間が長くなって、タクトタイムを短縮できず、能率よく多量生産するのが難しくなる欠点がある。また、この連結構造も周壁の最小肉厚に制約を受けるので、周壁を薄くするのが難しい。それは、周壁を薄くすると、連結端面の幅が狭くなって接着面積が減少するからである。さらにまた、プラスチックケースをしっかりと接着する接着剤は、ほとんど例外なく溶剤タイプの接着剤であるので、溶剤が気化して作業環境を悪くする弊害もある。作業環境は、第1の連結構造においても良くない。それは超音波溶着するときに、耳障りな低周波が聞こえるからである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
第3の連結構造は、ケースを連結ツメで連結する構造である。この連結構造は、超音波溶着や接着に比較すると、極めて簡単かつ容易に、しかも迅速に連結できる極めて優れた特長がある。また、超音波溶着や接着剤を使用する連結構造のように、専用の装置を必要としない。ケースを合わせて連結ツメを連結してふたつのケースを連結できるからである。さらに、この連結構造は、周壁を薄くしても連結ツメでしっかりと連結できる特長がある。それは、連結端面で連結するのではなく、連結ツメを介して連結するからである。ただ、この連結構造は、連結部分でケースを大きくする唯一の欠点がある。それは、連結ツメをケースの内面に突出させることに加えて、ケースを連結するときに連結ツメを弾性変形させるスペースをケースと電池との間に設ける必要があるからである。
【0007】
図1は、連結ツメ26で連結される第1ケース21Aと第2ケース21Bの連結部分を示す断面図である。この図に示すように、連結ツメ26は、第2ケース21Bの係止部27である雄型係止部27Aに引っかけて連結する必要がある。連結ツメ26は、雄型係止部27Aを越えるときに鎖線で示すように弾性変形する。鎖線で示す位置に変形させるために、電池22との間に隙間を設ける必要がある。電池22との間に隙間がないと、連結ツメ26を変形できず、変形できないと連結ツメ26が雄型係止部27Aを越えることができないからである。ここに隙間を設けることがパック電池のケース21の外形を大きくする原因となる。したがって、連結ツメの連結構造は、超音波溶着や接着では実現できない優れた特長はあるが、ケースの外形が大きくなってしまう欠点がある。このため、連結ツメを使用する構造でケースを小型化できるなら、超音波溶着や接着では到底に実現できない正に理想的なパック電池を実現できる。
【0008】
本発明は、このことを実現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、できるかぎり外形を小さくしながら、ケースを簡単かつ容易に、しかも迅速に能率よく連結して安価に多量生産できるパック電池を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、ケース1に電池2を収納している。ケース1は、周縁から突出する連結ツメ6を有する第1ケース1Aと、この連結ツメ6を引っかける係止部7を有する第2ケース1Bとを備える。電池2は、円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池である。連結ツメ6は、円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲している。第2ケース1Bの係止部7を設けている部分も、円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲している。パック電池は、連結ツメ6を係止部7に連結して第1ケース1Aと第2ケース1Bとを連結している。
【0010】
本発明のパック電池は、第2ケース1Bの係止部7を、ケース内面に突出する雄型係止部7Aとして、連結ツメ6に、この雄型係止部7Aを案内する雌型係止部6Aを設けることができる。さらに、本発明のパック電池は、連結ツメ6に、第2ケース1Bの内面に向かって突出する雄型係止部7Aを設けて、第2ケース1Bの係止部7を、この雄型係止部7Aを案内する雌型係止部6Aとすることもできる。
【0011】
本発明のパック電池は、好ましくは、電池2を円筒型電池とし、連結ツメ6の先端を、円筒型電池の中心レベル(M)を越える位置まで延長する。本明細書において、円筒型電池の中心レベル(M)とは、ケース1の上面および底面と平行な面であって、円筒型電池の中心軸を含む面を意味するものとする。
【0012】
第1ケース1Aと第2ケース1Bは、連結端面の一方に凸条8を設けて、他方にこの凸条8を入れることができる案内溝9を設けることができる。このパック電池は、好ましくは、第1ケース1Aの連結端面に案内溝9を、第2ケース1Bの連結端面に凸条8を設ける。
【0014】
さらに、本発明のパック電池は、ケース1内に、電池2に電気接続している回路基板4と、この回路基板4を定位置に保持するホルダー5とを内蔵すると共に、連結ツメ6をホルダー5に当接させて、ホルダー5を定位置に保持することができる。
【0015】
さらに、本発明のパック電池は、第1ケース1Aと第2ケース1Bの側壁3Aは、肉厚をほぼ等しくすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、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以下のものに特定しない。
【0017】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例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、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0018】
図2の斜視図と図3の横断面図に示すパック電池は、ケース1に電池2を内蔵している。ケース1は、第1ケース1Aと第2ケース1Bからなり、第1ケース1Aと第2ケース1Bを周壁3の連結端面を当接させる状態で連結している。さらに、パック電池は、図4の縦断面図に示すように、電池2に電気接続される回路基板4と、この回路基板4を定位置に保持するホルダー5もケース1に内蔵している。
【0019】
電池2は、円筒型電池である。図のパック電池は、2個の円筒型電池を平行に並べて収納しているが、電池は、1個または3個以上とすることもできる。また、本発明のパック電池は、図5に示すように、ケース1に角型電池2を内蔵することもできる。ただ、角型電池は、コーナー部を湾曲面とするものを使用する。電池2は、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる二次電池である。
【0020】
第1ケース1Aと第2ケース1Bは、周壁3の連結端面を互いに当接させる状態で、連結ツメ6を介して連結される。第1ケース1Aと第2ケース1Bの周壁3は、ケース1の左右両側にあって電池2の湾曲面に沿って湾曲している一対の側壁3Aと、両側の側壁3Aを連結すると共に、電池2の両端部に配設されてなる平面状である一対の端面壁3Bからなる。
【0021】
図6ないし図12は、連結ツメ6のある第1ケース1Aを示している。これ等の図に示す第1ケース1Aは、複数の連結ツメ6を周壁3から突出するようにして設けている。左右の側壁3Aは各々ふたつの連結ツメ6を備え、片方の端面壁3Bはふたつの連結ツメ6を備え、他方の端面壁3Bはひとつの連結ツメ6を備える。側壁3Aの連結ツメ6は、電池2の湾曲面に沿う方向に湾曲されている。さらに、これ等の連結ツメ6は、図3において、その先端が円筒型電池の中心レベル(M)を越える位置まで延長している。図のケース1は、第1ケース1Aと第2ケース1Bの周壁3の高さをほぼ等しくして、左右の側壁3Aの連結端面を結ぶ線を電池2の中央に位置させる。連結ツメ6は、この連結端面から突出するので、その先端は、円筒型電池の中心レベル(M)を越える位置まで延長される。この連結ツメ6は、図3に示すように、対向する側壁3Aに設けている連結ツメ6の先端の間の最小間隔である爪間隔(A)が、ケース1に収納している電池2の最大幅である最大電池幅(B)よりも小さくなる。連結ツメ6先端の爪間隔(A)は、連結ツメ6を弾性変形させて、この間に電池2をスムーズに入れることができる長さに設計される。
【0022】
第2ケース1Bは、連結ツメ6を連結する係止部7を有する。図3のケース1は、第2ケース1Bの係止部7をケース内面に突出する雄型係止部7Aとし、連結ツメ6には、この雄型係止部7Aを入れる雌型係止部6Aを設けている。図の連結ツメ6は、連結ツメ6を貫通する貫通孔を雌型係止部6Aとしている。雌型係止部は、必ずしも貫通孔とする必要はなく、雄型係止部を入れて案内する雌型係止部とすることもできる。この構造のケース1は、連結ツメ6を第2ケース1Bの係止部7に連結するとき、図13に示すように、連結ツメ6は内側に弾性変形される。連結ツメ6が雄型係止部7Aを越えて、雄型係止部7Aを雌型係止部6Aに案内するからである。
【0023】
さらに、第2ケース1Bは、図14に示すように、連結ツメ6に、第2ケース1Bの内面に向かって突出する雄型係止部6Bを設け、第2ケース1Bの係止部7には、雄型係止部6Bを案内する雌型係止部7Bを設けることもできる。雌型係止部7Bは、雄型係止部6Bを案内するものであるから、第1ケース1Aを第2ケース1Bに連結する状態で、雄型係止部6Bに対向する位置に設けられる。この構造は、図14に示すように、連結ツメ6の雄型係止部6Bが雌型係止部7Bに案内される直前で、連結ツメ6が最も大きく弾性変形される。
【0024】
図13に示すように連結ツメ6が雄型係止部7Aを越えることができ、あるいは図14に示すように、雄型係止部6Bを雌型係止部7Bに案内できるように、第2ケース1Bの内面と電池2との間にわずかな隙間を設けている。本発明のパック電池は、電池2の湾曲面を利用して連結ツメ6を弾性変形させるので、この隙間を極めて狭くできる。図13と図14は、連結ツメ6の変形をわかりやすくするために、隙間を広くしているが、実際のパック電池において、この隙間は極めて僅かな隙間である。
【0025】
図3のパック電池は、第1ケース1Aと第2ケース1Bを、連結ツメ6でもって、よりしっかりと連結するために、第2ケース1Bの連結端面に凸条8を設け、第1ケース1Aの連結端面には、この凸条8を入れることができる案内溝9を設けている。この図とは反対に、第1ケースの連結端面に凸条を設けて、第2ケースの連結端面に凸条を案内する案内溝を設けることもできる。このように、凸条8を案内溝9に入れて第1ケース1Aと第2ケース1Bの連結端面を連結しながら、連結ツメ6で連結する構造は、連結ツメ6を係止部7に引っかけて連結した後は、連結ツメ6を係止部7から外すことができず、したがって全く外れない状態でしっかりと連結できる特長がある。
【0026】
さらに、図3のパック電池は、連結端面において、第2ケース1Bの側壁3Aを第1ケース1Aよりも外側に突出させて、第1ケース1Aと第2ケース1Bの連結端面に段差を設けている。このパック電池は、電気機器に装着するときに、第2ケース1Bのみで装着位置を特定して、出力端子10を電気機器の端子に正確に接触できる。第1ケース1Aと第2ケース1Bの嵌合誤差が、出力端子10の装着位置をずらせることがないからである。図3のパック電池は、第1ケース1Aと第2ケース1Bの側壁3Aの肉厚をほぼ等しくして、第2ケース1Bの側壁3Aを第1ケース1Aの側壁3Aから外側に突出させている。
【0027】
さらに、パック電池は、図4に示すように、ケース1内に、電池2に電気接続している回路基板4と、この回路基板4を定位置に保持するホルダー5とを内蔵している。ホルダー5の底面に出力端子10を固定しており、この出力端子10を外部に表出させる電極窓11を第2ケース1Bに開口して設けている。回路基板4は、リード板(図示せず)を介して電池2に接続され、ホルダー5は、出力端子10を回路基板4に半田付けして、回路基板4に連結される。リード板と出力端子10を介して、回路基板4とホルダー5は電池2に連結される。ホルダー5は、回路基板4を定位置に連結するために、嵌着凹部(図示せず)を設けており、ここに回路基板4を嵌入して連結している。さらに、ホルダー5は、上下に貫通する貫通孔12を設けている。第2ケース1Bは、この貫通孔12に挿入される突出ロッド13を一体成形して設けている。突出ロッド13を貫通孔12に挿入して、ホルダー5は第2ケース1Bの定位置に連結される。ホルダー5を介して回路基板4も定位置に配設される。さらに、このパック電池は、第1ケース1Aの端面壁3Bに設けている連結ツメ6の先端を、ホルダー5の上面に当接させて、連結ツメ6でホルダー5を定位置に保持している。
【0028】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、ケースの外形を極限まで小さくできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、周縁から突出する連結ツメを有する第1ケースと、連結ツメを引っかける係止部を有する第2ケースとを連結してなるケースに、円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池である電池を収納しており、第1ケースの連結ツメを、電池の湾曲面に沿う方向に湾曲させると共に、第2ケースの係止部を設けている部分も、電池の湾曲面に沿う方向に湾曲させているからである。この構造のパック電池は、電池の湾曲面に沿って湾曲された連結ツメを係止部に係止して第1ケースと第2ケースとを連結するので、ケースと電池の間に必要な隙間を最小限となるようにケースを設計して、ケースの外形をできるかぎり小さくできる。
【0029】
さらに、本発明のパック電池は、連結ツメと係止部で第1ケースと第2ケースを連結するので、簡単かつ容易に、しかも迅速にケースを連結して、能率よく安価に多量生産できる特長もある。このように、本発明のパック電池は、連結ツメを使用する構造としながら、外形を極限まで小さくできるので、超音波溶着や接着では到底に実現できない正に理想的なパック電池を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のパック電池の第1ケースと第2ケースの連結構造を示す拡大断面図
【図2】本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図
【図3】図2に示すパック電池の横断面図
【図4】図2に示すパック電池の縦断面図
【図5】本発明の他の実施例にかかるパック電池の横断面図
【図6】図2に示すパック電池の第1ケースの正面図
【図7】図2に示すパック電池の第1ケースの背面図
【図8】図2に示すパック電池の第1ケースの側面図
【図9】図6に示す第1ケースの底面図
【図10】図9に示す第1ケースのA−A線断面図
【図11】図9に示す第1ケースのB−B線断面図
【図12】図9に示す第1ケースのC−C線断面図
【図13】図3に示すケースの連結ツメと係止部の連結構造を示す拡大分解断面図
【図14】連結ツメと係止部の他の一例を示す拡大分解断面図
【符号の説明】
1…ケース 1A…第1ケース 1B…第2ケース
2…電池
3…周壁 3A…側壁 3B…端面壁
4…回路基板
5…ホルダー
6…連結ツメ 6A…雌型係止部 6B…雄型係止部
7…係止部 7A…雄型係止部 7B…雌型係止部
8…凸条
9…案内溝
10…出力端子
11…電極窓
12…貫通孔
13…突出ロッド
21…ケース 21A…第1ケース 21B…第2ケース
22…電池
26…連結ツメ
27…係止部 27A…雄型係止部

Claims (7)

  1. 周縁から突出する連結ツメ(6)を有する第1ケース(1A)と、この連結ツメ(6)を引っかける係止部(7)を有する第2ケース(1B)と、連結ツメ(6)を係止部(7)に連結して連結されてなるケース(1)に収納されてなる電池(2)とを備え、
    電池(2)が円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池で、連結ツメ(6)が円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲しており、第2ケース(1B)の係止部(7)を設けている部分も円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲し、第1ケース(1A)と第2ケース(1B)の連結端面の一方に凸条(8)を設けており、他方にこの凸条(8)を入れることができる案内溝(9)を設けていることを特徴とするパック電池。
  2. 周縁から突出する連結ツメ(6)を有する第1ケース(1A)と、この連結ツメ(6)を引っかける係止部(7)を有する第2ケース(1B)と、連結ツメ(6)を係止部(7)に連結して連結されてなるケース(1)に収納されてなる電池(2)とを備え、
    電池(2)が円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池で、連結ツメ(6)が円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲しており、第2ケース(1B)の係止部(7)を設けている部分も円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲し、ケース(1)内に、電池(2)に電気接続している回路基板(4)と、この回路基板(4)を定位置に保持するホルダー(5)とを内蔵しており、連結ツメ(6)がホルダー(5)に当接してホルダー(5)を定位置に保持していることを特徴とするパック電池。
  3. 第2ケース(1B)の係止部(7)がケース内面に突出する雄型係止部(7A)で、連結ツメ(6)がこの雄型係止部(7A)を案内する雌型係止部(6A)を有する請求項1または2に記載されるパック電池。
  4. 連結ツメ(6)が第2ケース(1B)の内面に向かって突出する雄型係止部(6B)を有し、第2ケース(1B)の係止部(7)がこの雄型係止部(6B)を案内する雌型係止部(7B)である請求項1または2に記載されるパック電池。
  5. 電池(2)が円筒型電池で、連結ツメ(6)の先端を円筒型電池の中心レベル(M)を越える位置まで延長してなる請求項1または2に記載されるパック電池。
  6. 第1ケース(1A)の連結端面に案内溝(9)を設けて、第2ケース(1B)の連結端面に凸条(8)を設けている請求項1に記載されるパック電池。
  7. 第1ケース(1A)と第2ケース(1B)の側壁(3A)の肉厚がほぼ等しい請求項1または2に記載されるパック電池。
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