JP3913705B2 - 薄型バッテリパック - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー電池等のラミネート電池を内蔵する薄型バッテリパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に薄くできるラミネート電池としてポリマー電池が開発されている。このラミネート電池は、電極の両面に外装フィルムを積層し、両面の外装フィルムを電極の周縁で気密に密着して製作される。この構造のポリマー電池は、金属製の外装缶に電極を挿入している電池に比較すると、薄くて大きくできる特長がある。しかしながら、ポリマー電池は、金属製の外装缶がないための欠点もある。外装フィルムの強度が金属缶に比較すると弱いので、表面に損傷を受けやすいことである。この弊害を解消するために、ポリマー電池を外装ケースに入れている薄型バッテリパックが開発されている。（特許文献１参照）。この公報に記載される薄型バッテリパックは、図１と図２に示すように、上下ケース２２にポリマー電池２１を収納している。上下ケース２２は、枠体２３に金属板２４を連結している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１１２５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構造の薄型バッテリパックは、電気機器に装着して外れないようにするために、枠体２３の外周面に係止部２５を設けている。枠体の係止部は、凸部を設けてここを電気機器に係止する爪とし、あるいは凹部を設けてその両側にできる凸部を、電気機器に係止する爪としている。薄型バッテリパックは、全体を薄くすることを最大の特長とするので枠体も薄くなる。薄い枠体の外周面に設けられる爪は、その幅が狭くなって、強靭な構造にできない。とくに、枠体はプラスチックを成形して製作されるので、狭い幅で強靭な構造にできない。充分な強度でない爪が破損すると、電気機器の正確な位置にセットできなくなる。このため、内蔵する電池を使用できる状態であっても、薄型バッテリパックとして正常に使用できなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、従来の薄型バッテリパックが有するこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、全体を薄くしながら、外周面に設ける係止部を強靭な構造として、脱着時の破損を有効に防止できる薄型バッテリパックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄型バッテリパックは、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵してなるラミネート電池１をケーシング６に収納している。ケーシング６は、ラミネート電池１の両面をカバーする金属板５と、ラミネート電池１の外周縁に沿って配設されて、金属板５の外周縁部分を連結している枠体４とを備える。枠体４は、外周に沿って伸びる係止溝１１を外周面に設けている。金属板５は、弾性変形できる金属板で、枠体４の表面から外周面に沿って内側に折曲されると共に、折曲された先端縁をさらに枠体４の係止溝１１に向かって内側に折曲して係止折曲片１２としており、この係止折曲片１２を金属板５の外周縁に設けている。金属板５の外周縁に設けている係止折曲片１２を枠体４の係止溝１１に入れて金属板５を枠体４に連結し、金属板５と枠体４とで形成されるケーシング６内にラミネート電池１を収納している。さらに、枠体４の外周面の一部に、電子機器に係止するための爪１８Ａを有する係止部１８を設けると共に、枠体４の係止部１８の両面に一対の金属板５を設けて、枠体４の両面に設けている一対の金属板５の間に係止部１８を設けており、枠体４に設けている係止部１８の両面を金属板５で補強している。
【０００７】
本発明の請求項２の薄型バッテリパックは、枠体４が外周面に設けている係止溝１１の間に、係止溝１１を設けない係止部１８を配置しており、係止部１８の両面に設けている金属板５が、係止部１８の両側に設けている係止溝１１に係止折曲片１２を連結している。
【０００８】
本発明の請求項３の薄型バッテリパックは、係止部１８に設けている爪１８Ａの表面に沿って金属板５をコ字状に折曲して、金属板５のコ字折曲部５ｄで爪１８Ａの表面をカバーしている。
【０００９】
本発明の請求項４の薄型バッテリパックは、枠体４の係止部１８が、爪１８Ａとこれに隣接する係止凹部１８Ｂとを有し、係止凹部１８Ｂに突出している金属板５の外周縁を折り返して金属板５の積層部５ｃとしており、金属板５の積層部５ｃと爪１８Ａとの間に係止凹部１８Ｂを設けている。
【００１０】
さらに、本発明の請求項５の薄型バッテリパックは、係止部１８に設けている爪１８Ａの外側表面を、枠体４の外周面をカバーしている金属板５の係止折曲片１２の表面と同一面としている。
【００１１】
【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薄型バッテリパックを例示するものであって、本発明は薄型バッテリパックを以下のものに特定しない。
【００１２】
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。
【００１３】
図３ないし図８に示す薄型バッテリパックは、ラミネート電池１をケーシング６に収納している。ケーシング６は、ラミネート電池１の両面をカバーする金属板５と、ラミネート電池１の外周縁に沿って配設されて金属板５の外周縁部分を連結している枠体４とを備えている。金属板５と枠体４とで形成されるケーシング６内にラミネート電池１を収納して薄型バッテリパックとしている。図の薄型バッテリパックは、２枚の金属板５からなる第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結している。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、１枚の金属板を折曲して枠体の両面をカバーすることもできる。
【００１４】
２枚の金属板５からなる薄型バッテリパックは、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している第１金属板５Ａと、第２外装フィルム１Ｂ側に積層している第２金属板５Ｂとを備える。枠体４は、四角形で外周面に金属板５を連結している。さらに、図の薄型バッテリパックは、ラミネート電池１のラップ部１ａに端子基板２を配設しており、この端子基板２とラップ部１ａとの間に基板ホルダー３を配設している。
【００１５】
ラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵している。図のラミネート電池１はポリマー電池である。ただ、本発明は、ラミネート電池をポリマー電池に特定しない。ラミネート電池には、電極を外装フィルムでラミネートしてなる他の全ての電池が使用できる。図のラミネート電池１は、四角形で、その両側と一方の端部で外装フィルムのラップ部１ａを設け、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂとを、接着や溶着等の方法で気密に結合している。図のラミネート電池１は、１枚の外装フィルムを電極のひとつの辺で折り返して、電極の一方の面をカバーする部分を第１外装フィルム１Ａとし、電極の他方の面をカバーする面を第２外装フィルム１Ｂとしている。この構造のラミネート電池１は、電極の１辺に沿って外装フィルムを折り返すので、ひとつの辺にはラップ部がなく、３辺がラップ部１ａとなる。図示しないが、ラミネート電池は、４辺の外周にラップ部を設けた構造とすることもある。このラミネート電池は、電極の両面に分離された２枚の外装フィルムを重ね、電極周囲の４辺のラップ部で結合して製作される。さらに、ラミネート電池は、電極が四角形であっても、出力リードの取り出し方やラップ部の折り返し方によっては、外形が四角形と異なる形状となることもある。したがって、ラミネート電池は、外形を四角形以外の形状、たとえば、多角形状、長円形状、部分的に湾曲部を有する多角形状とすることもできる。
【００１６】
図３ないし図８に示すラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａを平面状としている。第１外装フィルム１Ａを平面状とするために、第２外装フィルム１Ｂは電極の周囲に沿って折曲され、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａに結合される。このラミネート電池１は、図７と図８の断面図に示すように、ラップ部１ａの片方にのみ基板ホルダー３と端子基板２を設けて、ラップ部１ａを電極収納部１ｂと同じ厚さにできる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図９の断面図に示すように、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの両方を電極に沿って折曲するラミネート電池１とすることもできる。この薄型バッテリパックは、ラップ部１ａの表面側には基板ホルダー３と端子基板２を設けて、出力端子８を電極収納部１ｂと同一平面とし、ラップ部１ａの裏面にはスペーサー１３を配置して、ラップ部１ａを補強する。
【００１７】
図５のラミネート電池１は、電極の両側に位置するラップ部１ａを電極の端面に沿うように折曲している。ラミネート電池１は、電極両側に設けているラップ部１ａの幅を電池の厚さよりも狭くして、表面に段差スペース部７を設けている。この段差スペース部７のある枠体４は、段差スペース部７に突出するように、枠体４の内周に沿って伸びるリブ１５を内側に突出するように枠体４に一体的に成形して設けて、リブ１５をラミネート電池１の段差スペース部７に配設することができる。図に示すように、電極両側のラップ部１ａを電極に沿って折曲しているラミネート電池１は、両側のラップ部１ａを両側に突出させないので全体の幅を狭くできる。また、図４に示すように、両側の折曲ラップ部１ａが、出力端子８を設けるラップ部１ａが曲がるのを阻止する補強リブの作用をして、この部分を補強できる。さらに、枠体４の内面に無駄な隙間ができないように装着できる特長もある。
【００１８】
ラミネート電池１は、出力端子８を設けるラップ部１ａに正負の出力リード９を設けている。出力リード９は、図示しないが、第１外装フィルムと第２外装フィルムとの間に気密に挟着されて外部に引き出される。出力リード９は、保護素子１０を介して薄型バッテリパックの出力端子８に接続される。このラミネート電池１は、両面を開口している四角形である枠体４の内部に嵌入される。
【００１９】
枠体４は、全体をプラスチックで四角形の枠形に成形している。この枠体４は、枠の内形を、端子基板２と基板ホルダー３を装着しているラミネート電池１を嵌入できる大きさとしている。さらに、枠体４は、これを設けることで薄型バッテリパックが厚くならないように、嵌入されるラミネート電池１の表面と同一ないしほぼ同一面となり、あるいはラミネート電池１の表面よりも低くなる厚さに成形される。ただ、枠体は必ずしも四角形の枠形とする必要はなく、ラミネート電池を嵌入できる種々の形状、たとえば、多角形や長円形、楕円形とすることも、部分的に湾曲部を設けた多角形状とすることもできる。さらに、枠体は、必ずしも内形と外形を同一形状とする必要はなく、これらを異なる形状とすることもできる。たとえば、枠体は、内形を四角形として、外形を長円形や部分的に湾曲部を設けた多角形状とすることもできる。この枠体は、ケーシングの外形を薄型バッテリパックが装着される電気機器の外形に沿う形状とすることができる。
【００２０】
四角形の枠体４は、対向する外周面に、外周に沿って伸びる係止溝１１を設けている。係止溝１１は、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの先端縁に設けている係止折曲片１２を入れることができる幅としている。図６ないし図８の枠体４は、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの両方を１列の係止溝１１に入れている。この構造は、１列の係止溝１１に第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを入れるので、枠体４の形状を簡単にできる。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、第１金属板と第２金属板とを別々に入れるように２列の係止溝を平行に設けることもできる。
【００２１】
図３と図４の薄型バッテリパックは、隅部に枠体４を表出させる構造としている。したがって、枠体４は隅部にコーナー突出部１４を設けて、このコーナー突出部１４の表面を第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの表面と同一平面としている。枠体４は、コーナー突出部１４を除く部分に係止溝１１を設けて、この係止溝１１に第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの係止折曲片１２を入れて連結している。
【００２２】
さらに枠体４は、できるかぎり幅を狭くして強い構造とするために、図５の断面図に示すように、プラスチックでもってリブ１５を一体的に成形して設けている。リブ１５は、枠体４の内周に沿って伸び、かつラミネート電池１の段差スペース部７に突出して設けられる。リブ１５は枠体４を補強して曲げ強度を向上させる。また、ラミネート電池１の段差スペース部７に突出するようにリブ１５を設けているので、段差スペース部７を有効に利用してリブ１５で枠体４を補強する。このため、枠体４、すなわち薄型バッテリパックの外形を大きくすることなく枠体４を補強できる。図のラミネート電池１は、電極の両側に段差スペース部７ができるので、電極の両側に配設される枠体４にリブ１５を設けることができる。
【００２３】
図４の枠体４は、出力端子８を外部に表出させる電極窓１６を開口している電極カバー枠４Ａを四角形のひとつの辺としている。電極カバー枠４Ａは、他の部分よりも幅を広くして、電極窓１６を開口している。さらに電極カバー枠４Ａは、横断面形状をＬ字状として、内部に端子基板２と基板ホルダー３を収納している。この枠体４を備える薄型バッテリパックは、図６ないし図８に示すように、枠体４の電極カバー枠４Ａとラミネート電池１のラップ部１ａとの間に、端子基板２と基板ホルダー３を配設する。図の薄型バッテリパックは、３つの出力端子８を設けているので、電極カバー枠４Ａには３つの電極窓１６を開口している。
【００２４】
枠体４の電極カバー枠４Ａは、第２金属板５Ｂの切除部５ｂに嵌入される電極窓１６を設けた電極表出部分１７を表面に突出させて、電極表出部分１７の表面を第２金属板５Ｂの表面と同一平面としている。この薄型バッテリパックは、枠体４に金属板５を固定して表面を平滑面にできる。
【００２５】
さらに、枠体４は、外周面の一部に、薄型バッテリパックを電子機器に係止するための爪１８Ａを有する係止部１８を設けている。図３の薄型バッテリパックは、両側の外周面に各々二つ、全体で４つの係止部１８を設けている。係止部は、両側に一つ設けることもできる。枠体４は、外周面の一部に係止部１８を設け、この係止部１８には係止溝を設けておらず、係止部１８の両側には係止溝１１を設けている。図の枠体４の外周面は、係止溝１１を設けている部分と、爪１８Ａのある係止部１８を設けている部分と、コーナー突出部１４とからなっている。
【００２６】
図３に示す枠体４の係止部１８を、図１０と図１１の拡大図に示す。図１０は係止部１８の拡大斜視図を、図１１は係止部１８の拡大端面図を、図１２は係止部近傍の金属板の分解斜視図をそれぞれ示している。これらの図に示す係止部１８は、長手方向に伸びる細長い係止凹部１８Ｂと、この係止凹部１８Ｂに隣接して長手方向に伸びる爪１８Ａを有する。係止凹部１８Ｂは、ここに電気機器に設けている係止凸部（図示せず）を案内するために、一端、図３と図１０において左上を開口している。爪１８Ａは、その外側表面を、枠体４の外周面をカバーしている金属板５の折曲片の表面と同一面としている。また、図３と図１０に示す爪１８Ａは、係止凹部１８Ｂの奥であって、ここに挿入される係止凸部の挿入方向に向かって幅が狭くなる傾斜面としている。この構造の係止部１８は、爪１８Ａに隣接する係止凹部１８Ｂに、電気機器に設けている係止凸部をスムーズに案内できる特長がある。
【００２７】
図３と図１０の係止部１８は、図１１の断面図に示すように第１金属板５Ａの外周縁と爪１８Ａとの間に係止凹部１８Ｂを設けている。第１金属板５Ａの外周縁は、係止凹部１８Ｂに突出している部分を内側に折り返して二重に積層している積層部５ｃとしている。この薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａの積層部５ｃと爪１８Ａとの間に係止凹部１８Ｂを設けている。図の金属板５の積層部５ｃは、内側に折曲しているが、積層部は、外側に折り返し、あるいは３重以上に積層する構造とすることもできる。この構造は、爪１８Ａと係止凹部１８Ｂの幅を広くできる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図１３ないし図１５に示すように、枠体４の中間に係止凹部１８Ｂを設け、一方の側面に爪１８Ａを設けることもできる。
【００２８】
薄型バッテリパックは、図３、及び図１０ないし図１４に示すように、枠体４の係止部１８の両面に一対の金属板５を設け、枠体４の両面に設けている一対の金属板５の間に係止部１８を設けて、枠体４に設けている係止部１８の両面を金属板５で補強している。係止部１８の両面に設けている一対の金属板５は、図３と図１０に示すように、係止部１８の両側に設けている係止溝１１に係止折曲片１２を連結して枠体４に連結される。すなわち、金属板５は、係止部１８の両側で係止折曲片１２を枠体４に連結して、枠体４の係止部１８の両面に配設される金属板５をしっかりと枠体４に固定する。
【００２９】
さらに、図１０ないし図１４に示す薄型バッテリパックは、図において上側の第２金属板５Ｂを、爪１８Ａの表面に沿ってコ字状に折曲して、コ字折曲部５ｄで爪１８Ａの表面をカバーしている。金属板５は、コ字折曲部５ｄの両側に係止折曲片１２を設けている。金属板５は、図１０と図１２とに示すように、コ字折曲部５ｄと係止折曲片１２との間に切欠部５ｅを設けている。この切欠部５ｅは、コ字折曲部５ｄと係止折曲片１２とを切り離して、コ字折曲部５ｄは爪１８Ａをカバーするコ字状に、係止折曲片１２は係止溝１１に係止する形状に折曲加工している。さらに、図においてコ字折曲部５ｄの左に位置する切欠部５ｅは、係止凹部１８Ｂを上方に開口する開口部となっている。コ字折曲部５ｄの右に位置する切欠部５ｅは、枠体４を外部に表出させる。コ字折曲部５ｄと係止折曲片１２との間で外部に表出する枠体表出部４Ｂは、金属板５の折曲部にわずかに突出して、金属板５と同一平面としている。金属板５を枠体表出部４Ｂから突出させないためである。
【００３０】
さらに、図１０の拡大図に示す爪１８Ａは、金属板５のコ字折曲部５ｄを嵌入するための先端部分を除く部分に嵌入低部１９を設けている。嵌入低部１９は、金属板５の厚さに等しい深さに成形される。この構造の爪１８Ａは、嵌入低部１９に金属板５のコ字折曲部５ｄを嵌入して、金属板５の表面を爪１８Ａの先端部分と同一面、いいかえると、金属板５が爪１８Ａの先端部分の表面から突出しないようにできる。したがって、この構造の爪１８Ａは、プラスチックで成形される先端部分の形状を、電気機器の係止凸部（図示せず）がスムーズに案内される形状に成形できる。また、爪１８Ａがコ字折曲部５ｄで補強されるので、電気機器にセットされる状態で爪１８Ａの変形や破損を確実に防止できる。
【００３１】
ただ、本発明の薄型バッテリパックは、必ずしも爪を金属板のコ字折曲部で被覆する必要はなく、たとえば、図１５や図１６に示すように、爪１８Ａの外側面に金属板５を設けて、金属板５の間に係止部１８を設けることもできる。これ等の図に示す薄型バッテリパックは、爪１８Ａの外側面に金属板５の外周縁部を嵌入するための嵌入低部１９を設けて、外周縁に凸条２０を設けている。嵌入低部１９に嵌入された金属板５は、外周縁が凸条２０の表面から突出せず、金属板５と凸条２０の外側表面を同一面にできる。この薄型バッテリパックは安全に使用できる。
【００３２】
以上の薄型バッテリパックは、図３と図１０において枠体４の下面に第１金属板５Ａを固定し、上面に第２金属板５Ｂを固定して、第２金属板５Ｂに爪１８Ａをカバーするコ字折曲部５ｄを設けて、第１金属板５Ａに積層部５ｃを設けている。第１金属板５Ａは、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層されて、ラミネート電池１の表面を保護し、第２金属板５Ｂは、第２外装フィルム１Ｂの表面に積層されてラミネート電池１の裏面を保護する。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは弾性変形できる金属板である。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、厚さを０．１ｍｍとするＳＵＳ３０４のステンレス板である。この金属板５は、薄くて極めて強靭な特長がある。ただし、金属板は、さらに薄くあるいは厚くすることもできる。たとえば、厚さを０．０５〜０．３ｍｍとすることもできる。金属板は、ステンレスに代わって、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金等とすることもできる。
【００３３】
第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、枠体４の表面をカバーするように、枠体４の表面に沿って内側に折曲され、さらに折曲された先端縁を係止溝１１に向かって内側に折曲して係止折曲片１２としている。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、対向する辺に係止折曲片１２を設けている。図に示す薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの全ての辺、すなわち４辺に係止折曲片１２を設けている。この薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの全体を理想的な状態で枠体４にしっかりと外れないように連結できる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、第１金属板と第２金属板の対向する２辺に係止折曲片を設けて、これを枠体に連結することもできる。
【００３４】
図３と図４の薄型バッテリパックは、隅部にプラスチック製の枠体４を表出させるように、枠体４の隅部にコーナー突出部１４を設けているので、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、このコーナー突出部１４を嵌入する切欠部５ａを設けている。この切欠部５ａにコーナー突出部１４を入れて、枠体４のコーナー突出部１４と第１金属板５Ａ及び第２金属板５Ｂを同一平面としている。
【００３５】
さらに、図３と図４の薄型バッテリパックは、第２金属板５Ｂに、出力端子８を外部に表出させる切除部５ｂを設けて、切除部５ｂの両側に係止折曲片１２を設けている。切除部５ｂは、枠体４の電極表出部分１７を外部に表出させるので、電極表出部分１７を嵌入できる形状としている。図の電極表出部分１７は、３つの電極窓１６を外部に表出させるように、全ての電極窓１６の開口部を含む大きさとしている。切除部５ｂの両側に設けた係止折曲片１２は、枠体４の係止溝１１に連結されて、第２金属板５Ｂを枠体４に連結する。第２金属板５Ｂは、枠体４の電極表出部分１７とコーナー突出部１４を嵌入する部分と、係止部１８と対向する部分を除く全ての外周面に係止折曲片１２を設けて、この係止折曲片１２を枠体４に連結している。第１金属板５Ａは、コーナー突出部１４を嵌入する部分と係止部１８に対向する部分を除く全ての外周縁に係止折曲片１２を設けて、係止折曲片１２を枠体４に連結している。
【００３６】
第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、弾性変形できる金属板５であるから、金属板５を弾性変形させて係止折曲片１２を係止溝１１に入れることができる。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、弾性変形する復元力で、係止折曲片１２を係止溝１１に入れる状態に保持する。この構造の薄型バッテリパックは、図１７に示すように、収納しているラミネート電池１が膨れるように変形して、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの中央が矢印Ａで示されるように押圧されて変形すると、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの外周縁は、矢印Ｂで示す方向に引っ張られる。矢印Ｂで示す力は、係止折曲片１２を係止溝１１に引き込ませる方向であるから、この方向に作用する力が、係止折曲片１２を係止溝１１から外すことはなく、反対に係止折曲片１２を係止溝１１に食い込ませる力が作用して、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、さらにしっかりと枠体４に連結される。とくに、薄型バッテリパックの枠体４は非常に薄いので、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを内側に折曲している部分の幅は極めて狭く、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂが矢印Ｂで示す方向に引っ張られても、折曲部が変形することがない。したがって、係止折曲片１２を係止溝１１に入れて第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結する薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを弾性変形させることにより、簡単かつ容易に、しかも迅速に能率よく第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結して安価に多量生産でき、さらに連結した状態では第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂとを外れないようにしっかりと枠体４に固定できる特長がある。
【００３７】
第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結する前工程で、ラミネート電池１のラップ部１ａに端子基板２と基板ホルダー３が配設される。端子基板２は、出力端子８を設けるために薄型バッテリパック全体を厚くしないように、ラミネート電池１のラップ部１ａに配設される。ラップ部１ａが電極収納部１ｂよりも低くなって凹部となっているので、このスペースを有効に利用して出力端子８を配設する。この端子基板２は絶縁基板で、上面に薄型バッテリパックの出力端子８を固定している。出力端子８は、枠体４の電極カバー枠４Ａに設けている電極窓１６から外部に表出される。この出力端子８は、薄型バッテリパックを装着する電気機器の端子に弾性的に押圧される。押圧力に対して出力端子８をしっかりと保持するために、出力端子８を設けている端子基板２は、基板ホルダー３とラップ部１ａと第１金属板５Ａで支持する。さらに、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一面に接近させるために、背面に基板ホルダー３を配設している。
【００３８】
端子基板２は、出力端子８に加えて、ラミネート電池１の保護回路を実現する電子部品を実装することができる。この電子部品は、端子基板２の裏面に突出するように固定される。裏面の電子部品は、基板ホルダー３の上面に凹部３Ｃを設けてここに配置できる。保護回路は、ラミネート電池１を過充電や過放電から防止するために充放電電流を制御する回路、過電流を検出して電流を遮断する回路、ラミネート電池１が異常に高い温度になると電流を遮断する回路等である。端子基板２は、ラミネート電池１のラップ部１ａに配置できる幅と長さの細長い形状である。図４の端子基板２は、ラップ部１ａに嵌入できる長方形である。
【００３９】
基板ホルダー３は、全体をプラスチックで成形している。基板ホルダー３は、端子基板２の裏面とラミネート電池１のラップ部１ａとの間に配設されて、端子基板２の出力端子８を第２外装フィルム１Ｂの表面と同一面に接近させる。図６の基板ホルダー３は、周壁３Ａと凸部３Ｂを設けて、実質的な厚さを大きくして、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一平面に位置させる。凸部３Ｂは中央部分に設けてあり、周壁３Ａは両端と一方の側縁に沿って設けている。凸部３Ｂは、図４と図６に示すように、中央部分に幅広く設け、あるいは図示しないが、中央部分に複数設けることができる。凸部３Ｂと周壁３Ａの間に凹部３Ｃができるので、図４の薄型バッテリパックは、この凹部３Ｃに保護素子１０を配設している。保護素子１０は、ＰＴＣ、ブレーカ、ヒューズ等である。さらに、保護回路を実現する電子部品を実装する端子基板２は、電子部品を基板ホルダー３の上面にできる凹部３Ｃに配設する。基板ホルダー３は、ラミネート電池１のラップ部１ａに嵌着できる外形に成形される。図４の基板ホルダー３は、長方形に成形している。
【００４０】
以上の薄型バッテリパックは、以下のようにして製作される。
(1) ラミネート電池１に端子基板２を接続して、端子基板２とラミネート電池１のラップ部１ａとの間に基板ホルダー３を配設する。このとき、必要ならば保護素子１０等も接続する。
(2) 枠体４の内側にラミネート電池１を配設し、枠体４に第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを連結する。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、弾性変形させて係止折曲片１２を枠体４の係止溝１１に入れて連結する。
【００４１】
係止折曲片１２が係止溝１１に入れられた第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、引っ張ると係止折曲片１２が係止溝１１に食い込むので、入れた後は枠体４から外れることはない。このため、以上の薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂとを接着することくなく枠体４に外れないように連結できる。また、従来の薄型バッテリパックのように、表面にラベル等を付着して、ラベルで第１金属板５Ａ及び第２金属板５Ｂを枠体４に連結する必要もない。このように、接着せず、またラベルを付着しない薄型バッテリパックは、極めて能率よく安価に多量生産しながら、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂとを外れないように枠体４に連結できる特長がある。ただ、ラベルを付着しないで第１金属板５Ａ及び第２金属板５Ｂを枠体４に連結できるが、ラベルを付着して金属板５と枠体４とを連結し、また、金属板５と枠体４とを接着して連結することもできるのは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の薄型バッテリパックは、全体を薄くしながら、外周面に設ける係止部を強靭な構造として、脱着時の破損を有効に防止できる特長がある。それは本発明の薄型バッテリパックが、ラミネート電池の外周縁に沿って配設している枠体の両面に金属板を連結して、金属板と枠体とで形成されるケーシング内にラミネート電池を収納しており、枠体の外周面の一部に爪を有する係止部を設けると共に、枠体の係止部の両面に一対の金属板を設けてこれらの間に係止部を設けており、枠体に設けている係止部の両面を金属板で補強しているからである。この構造の薄型バッテリパックは、枠体に設けた係止部の両面を金属板で補強できるので、電子機器に係止するための爪を備える係止部であっても、全体を薄くしながら強靭な構造として、脱着時の破損を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の薄型バッテリパックの分解斜視図
【図２】 図１に示す薄型バッテリパックの断面図
【図３】 本発明の一実施例にかかる薄型バッテリパックの斜視図
【図４】 図３に示す薄型バッテリパックの分解斜視図
【図５】 図３に示す薄型バッテリパックの断面図
【図６】 図３に示す薄型バッテリパックの端部の横断面図
【図７】 図３に示す薄型バッテリパックの端部の中央部分の拡大縦断面図
【図８】 図３に示す薄型バッテリパックの端部の両端部分の拡大縦断面図
【図９】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの端部の中央部分の拡大縦断面図
【図１０】 図３に示す薄型バッテリパックの係止部の拡大斜視図
【図１１】 図１０に示す薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１２】 図１０に示す薄型バッテリパックの係止部に配設される金属板の分解斜視図
【図１３】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１４】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１５】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１６】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１７】 図５に示す薄型バッテリパックが膨れる状態を示す断面図
【符号の説明】
１…ラミネート電池 １Ａ…第１外装フィルム １Ｂ…第２外装フィルム
１ａ…ラップ部 １ｂ…電極収納部
２…端子基板
３…基板ホルダー ３Ａ…周壁 ３Ｂ…凸部
３Ｃ…凹部
４…枠体 ４Ａ…電極カバー枠 ４Ｂ…枠体表出部
５…金属板 ５Ａ…第１金属板 ５Ｂ…第２金属板
５ａ…切欠部 ５ｂ…切除部
５ｃ…積層部 ５ｄ…コ字折曲部
５ｅ…切欠部
６…ケーシング
７…段差スペース部
８…出力端子
９…出力リード
１０…保護素子
１１…係止溝
１２…係止折曲片
１３…スペーサー
１４…コーナー突出部
１５…リブ
１６…電極窓
１７…電極表出部分
１８…係止部 １８Ａ…爪 １８Ｂ…係止凹部
１９…嵌入低部
２０…凸条
２１…ポリマー電池
２２…上下ケース
２３…枠体
２４…金属板
２５…係止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマー電池等のラミネート電池を内蔵する薄型バッテリパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に薄くできるラミネート電池としてポリマー電池が開発されている。このラミネート電池は、電極の両面に外装フィルムを積層し、両面の外装フィルムを電極の周縁で気密に密着して製作される。この構造のポリマー電池は、金属製の外装缶に電極を挿入している電池に比較すると、薄くて大きくできる特長がある。しかしながら、ポリマー電池は、金属製の外装缶がないための欠点もある。外装フィルムの強度が金属缶に比較すると弱いので、表面に損傷を受けやすいことである。この弊害を解消するために、ポリマー電池を外装ケースに入れている薄型バッテリパックが開発されている。（特許文献１参照）。この公報に記載される薄型バッテリパックは、図１と図２に示すように、上下ケース２２にポリマー電池２１を収納している。上下ケース２２は、枠体２３に金属板２４を連結している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１１２５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構造の薄型バッテリパックは、電気機器に装着して外れないようにするために、枠体２３の外周面に係止部２５を設けている。枠体の係止部は、凸部を設けてここを電気機器に係止する爪とし、あるいは凹部を設けてその両側にできる凸部を、電気機器に係止する爪としている。薄型バッテリパックは、全体を薄くすることを最大の特長とするので枠体も薄くなる。薄い枠体の外周面に設けられる爪は、その幅が狭くなって、強靭な構造にできない。とくに、枠体はプラスチックを成形して製作されるので、狭い幅で強靭な構造にできない。充分な強度でない爪が破損すると、電気機器の正確な位置にセットできなくなる。このため、内蔵する電池を使用できる状態であっても、薄型バッテリパックとして正常に使用できなくなってしまう。
【０００５】
本発明は、従来の薄型バッテリパックが有するこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、全体を薄くしながら、外周面に設ける係止部を強靭な構造として、脱着時の破損を有効に防止できる薄型バッテリパックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄型バッテリパックは、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵してなるラミネート電池１をケーシング６に収納している。ケーシング６は、ラミネート電池１の両面をカバーする金属板５と、ラミネート電池１の外周縁に沿って配設されて、金属板５の外周縁部分を連結している枠体４とを備える。枠体４は、外周に沿って伸びる係止溝１１を外周面に設けている。金属板５は、弾性変形できる金属板で、枠体４の表面から外周面に沿って内側に折曲されると共に、折曲された先端縁をさらに枠体４の係止溝１１に向かって内側に折曲して係止折曲片１２としており、この係止折曲片１２を金属板５の外周縁に設けている。金属板５の外周縁に設けている係止折曲片１２を枠体４の係止溝１１に入れて金属板５を枠体４に連結し、金属板５と枠体４とで形成されるケーシング６内にラミネート電池１を収納している。さらに、枠体４の外周面の一部に、電子機器に係止するための爪１８Ａを有する係止部１８を設けると共に、枠体４の係止部１８の両面に一対の金属板５を設けて、枠体４の両面に設けている一対の金属板５の間に係止部１８を設けており、枠体４に設けている係止部１８の両面を金属板５で補強している。
【０００７】
本発明の請求項２の薄型バッテリパックは、枠体４が外周面に設けている係止溝１１の間に、係止溝１１を設けない係止部１８を配置しており、係止部１８の両面に設けている金属板５が、係止部１８の両側に設けている係止溝１１に係止折曲片１２を連結している。
【０００８】
本発明の請求項３の薄型バッテリパックは、係止部１８に設けている爪１８Ａの表面に沿って金属板５をコ字状に折曲して、金属板５のコ字折曲部５ｄで爪１８Ａの表面をカバーしている。
【０００９】
本発明の請求項４の薄型バッテリパックは、枠体４の係止部１８が、爪１８Ａとこれに隣接する係止凹部１８Ｂとを有し、係止凹部１８Ｂに突出している金属板５の外周縁を折り返して金属板５の積層部５ｃとしており、金属板５の積層部５ｃと爪１８Ａとの間に係止凹部１８Ｂを設けている。
【００１０】
さらに、本発明の請求項５の薄型バッテリパックは、係止部１８に設けている爪１８Ａの外側表面を、枠体４の外周面をカバーしている金属板５の係止折曲片１２の表面と同一面としている。
【００１１】
【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薄型バッテリパックを例示するものであって、本発明は薄型バッテリパックを以下のものに特定しない。
【００１２】
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。
【００１３】
図３ないし図８に示す薄型バッテリパックは、ラミネート電池１をケーシング６に収納している。ケーシング６は、ラミネート電池１の両面をカバーする金属板５と、ラミネート電池１の外周縁に沿って配設されて金属板５の外周縁部分を連結している枠体４とを備えている。金属板５と枠体４とで形成されるケーシング６内にラミネート電池１を収納して薄型バッテリパックとしている。図の薄型バッテリパックは、２枚の金属板５からなる第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結している。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、１枚の金属板を折曲して枠体の両面をカバーすることもできる。
【００１４】
２枚の金属板５からなる薄型バッテリパックは、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している第１金属板５Ａと、第２外装フィルム１Ｂ側に積層している第２金属板５Ｂとを備える。枠体４は、四角形で外周面に金属板５を連結している。さらに、図の薄型バッテリパックは、ラミネート電池１のラップ部１ａに端子基板２を配設しており、この端子基板２とラップ部１ａとの間に基板ホルダー３を配設している。
【００１５】
ラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵している。図のラミネート電池１はポリマー電池である。ただ、本発明は、ラミネート電池をポリマー電池に特定しない。ラミネート電池には、電極を外装フィルムでラミネートしてなる他の全ての電池が使用できる。図のラミネート電池１は、四角形で、その両側と一方の端部で外装フィルムのラップ部１ａを設け、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂとを、接着や溶着等の方法で気密に結合している。図のラミネート電池１は、１枚の外装フィルムを電極のひとつの辺で折り返して、電極の一方の面をカバーする部分を第１外装フィルム１Ａとし、電極の他方の面をカバーする面を第２外装フィルム１Ｂとしている。この構造のラミネート電池１は、電極の１辺に沿って外装フィルムを折り返すので、ひとつの辺にはラップ部がなく、３辺がラップ部１ａとなる。図示しないが、ラミネート電池は、４辺の外周にラップ部を設けた構造とすることもある。このラミネート電池は、電極の両面に分離された２枚の外装フィルムを重ね、電極周囲の４辺のラップ部で結合して製作される。さらに、ラミネート電池は、電極が四角形であっても、出力リードの取り出し方やラップ部の折り返し方によっては、外形が四角形と異なる形状となることもある。したがって、ラミネート電池は、外形を四角形以外の形状、たとえば、多角形状、長円形状、部分的に湾曲部を有する多角形状とすることもできる。
【００１６】
図３ないし図８に示すラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａを平面状としている。第１外装フィルム１Ａを平面状とするために、第２外装フィルム１Ｂは電極の周囲に沿って折曲され、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａに結合される。このラミネート電池１は、図７と図８の断面図に示すように、ラップ部１ａの片方にのみ基板ホルダー３と端子基板２を設けて、ラップ部１ａを電極収納部１ｂと同じ厚さにできる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図９の断面図に示すように、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの両方を電極に沿って折曲するラミネート電池１とすることもできる。この薄型バッテリパックは、ラップ部１ａの表面側には基板ホルダー３と端子基板２を設けて、出力端子８を電極収納部１ｂと同一平面とし、ラップ部１ａの裏面にはスペーサー１３を配置して、ラップ部１ａを補強する。
【００１７】
図５のラミネート電池１は、電極の両側に位置するラップ部１ａを電極の端面に沿うように折曲している。ラミネート電池１は、電極両側に設けているラップ部１ａの幅を電池の厚さよりも狭くして、表面に段差スペース部７を設けている。この段差スペース部７のある枠体４は、段差スペース部７に突出するように、枠体４の内周に沿って伸びるリブ１５を内側に突出するように枠体４に一体的に成形して設けて、リブ１５をラミネート電池１の段差スペース部７に配設することができる。図に示すように、電極両側のラップ部１ａを電極に沿って折曲しているラミネート電池１は、両側のラップ部１ａを両側に突出させないので全体の幅を狭くできる。また、図４に示すように、両側の折曲ラップ部１ａが、出力端子８を設けるラップ部１ａが曲がるのを阻止する補強リブの作用をして、この部分を補強できる。さらに、枠体４の内面に無駄な隙間ができないように装着できる特長もある。
【００１８】
ラミネート電池１は、出力端子８を設けるラップ部１ａに正負の出力リード９を設けている。出力リード９は、図示しないが、第１外装フィルムと第２外装フィルムとの間に気密に挟着されて外部に引き出される。出力リード９は、保護素子１０を介して薄型バッテリパックの出力端子８に接続される。このラミネート電池１は、両面を開口している四角形である枠体４の内部に嵌入される。
【００１９】
枠体４は、全体をプラスチックで四角形の枠形に成形している。この枠体４は、枠の内形を、端子基板２と基板ホルダー３を装着しているラミネート電池１を嵌入できる大きさとしている。さらに、枠体４は、これを設けることで薄型バッテリパックが厚くならないように、嵌入されるラミネート電池１の表面と同一ないしほぼ同一面となり、あるいはラミネート電池１の表面よりも低くなる厚さに成形される。ただ、枠体は必ずしも四角形の枠形とする必要はなく、ラミネート電池を嵌入できる種々の形状、たとえば、多角形や長円形、楕円形とすることも、部分的に湾曲部を設けた多角形状とすることもできる。さらに、枠体は、必ずしも内形と外形を同一形状とする必要はなく、これらを異なる形状とすることもできる。たとえば、枠体は、内形を四角形として、外形を長円形や部分的に湾曲部を設けた多角形状とすることもできる。この枠体は、ケーシングの外形を薄型バッテリパックが装着される電気機器の外形に沿う形状とすることができる。
【００２０】
四角形の枠体４は、対向する外周面に、外周に沿って伸びる係止溝１１を設けている。係止溝１１は、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの先端縁に設けている係止折曲片１２を入れることができる幅としている。図６ないし図８の枠体４は、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの両方を１列の係止溝１１に入れている。この構造は、１列の係止溝１１に第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを入れるので、枠体４の形状を簡単にできる。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、第１金属板と第２金属板とを別々に入れるように２列の係止溝を平行に設けることもできる。
【００２１】
図３と図４の薄型バッテリパックは、隅部に枠体４を表出させる構造としている。したがって、枠体４は隅部にコーナー突出部１４を設けて、このコーナー突出部１４の表面を第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの表面と同一平面としている。枠体４は、コーナー突出部１４を除く部分に係止溝１１を設けて、この係止溝１１に第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの係止折曲片１２を入れて連結している。
【００２２】
さらに枠体４は、できるかぎり幅を狭くして強い構造とするために、図５の断面図に示すように、プラスチックでもってリブ１５を一体的に成形して設けている。リブ１５は、枠体４の内周に沿って伸び、かつラミネート電池１の段差スペース部７に突出して設けられる。リブ１５は枠体４を補強して曲げ強度を向上させる。また、ラミネート電池１の段差スペース部７に突出するようにリブ１５を設けているので、段差スペース部７を有効に利用してリブ１５で枠体４を補強する。このため、枠体４、すなわち薄型バッテリパックの外形を大きくすることなく枠体４を補強できる。図のラミネート電池１は、電極の両側に段差スペース部７ができるので、電極の両側に配設される枠体４にリブ１５を設けることができる。
【００２３】
図４の枠体４は、出力端子８を外部に表出させる電極窓１６を開口している電極カバー枠４Ａを四角形のひとつの辺としている。電極カバー枠４Ａは、他の部分よりも幅を広くして、電極窓１６を開口している。さらに電極カバー枠４Ａは、横断面形状をＬ字状として、内部に端子基板２と基板ホルダー３を収納している。この枠体４を備える薄型バッテリパックは、図６ないし図８に示すように、枠体４の電極カバー枠４Ａとラミネート電池１のラップ部１ａとの間に、端子基板２と基板ホルダー３を配設する。図の薄型バッテリパックは、３つの出力端子８を設けているので、電極カバー枠４Ａには３つの電極窓１６を開口している。
【００２４】
枠体４の電極カバー枠４Ａは、第２金属板５Ｂの切除部５ｂに嵌入される電極窓１６を設けた電極表出部分１７を表面に突出させて、電極表出部分１７の表面を第２金属板５Ｂの表面と同一平面としている。この薄型バッテリパックは、枠体４に金属板５を固定して表面を平滑面にできる。
【００２５】
さらに、枠体４は、外周面の一部に、薄型バッテリパックを電子機器に係止するための爪１８Ａを有する係止部１８を設けている。図３の薄型バッテリパックは、両側の外周面に各々二つ、全体で４つの係止部１８を設けている。係止部は、両側に一つ設けることもできる。枠体４は、外周面の一部に係止部１８を設け、この係止部１８には係止溝を設けておらず、係止部１８の両側には係止溝１１を設けている。図の枠体４の外周面は、係止溝１１を設けている部分と、爪１８Ａのある係止部１８を設けている部分と、コーナー突出部１４とからなっている。
【００２６】
図３に示す枠体４の係止部１８を、図１０と図１１の拡大図に示す。図１０は係止部１８の拡大斜視図を、図１１は係止部１８の拡大端面図を、図１２は係止部近傍の金属板の分解斜視図をそれぞれ示している。これらの図に示す係止部１８は、長手方向に伸びる細長い係止凹部１８Ｂと、この係止凹部１８Ｂに隣接して長手方向に伸びる爪１８Ａを有する。係止凹部１８Ｂは、ここに電気機器に設けている係止凸部（図示せず）を案内するために、一端、図３と図１０において左上を開口している。爪１８Ａは、その外側表面を、枠体４の外周面をカバーしている金属板５の折曲片の表面と同一面としている。また、図３と図１０に示す爪１８Ａは、係止凹部１８Ｂの奥であって、ここに挿入される係止凸部の挿入方向に向かって幅が狭くなる傾斜面としている。この構造の係止部１８は、爪１８Ａに隣接する係止凹部１８Ｂに、電気機器に設けている係止凸部をスムーズに案内できる特長がある。
【００２７】
図３と図１０の係止部１８は、図１１の断面図に示すように第１金属板５Ａの外周縁と爪１８Ａとの間に係止凹部１８Ｂを設けている。第１金属板５Ａの外周縁は、係止凹部１８Ｂに突出している部分を内側に折り返して二重に積層している積層部５ｃとしている。この薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａの積層部５ｃと爪１８Ａとの間に係止凹部１８Ｂを設けている。図の金属板５の積層部５ｃは、内側に折曲しているが、積層部は、外側に折り返し、あるいは３重以上に積層する構造とすることもできる。この構造は、爪１８Ａと係止凹部１８Ｂの幅を広くできる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図１３ないし図１５に示すように、枠体４の中間に係止凹部１８Ｂを設け、一方の側面に爪１８Ａを設けることもできる。
【００２８】
薄型バッテリパックは、図３、及び図１０ないし図１４に示すように、枠体４の係止部１８の両面に一対の金属板５を設け、枠体４の両面に設けている一対の金属板５の間に係止部１８を設けて、枠体４に設けている係止部１８の両面を金属板５で補強している。係止部１８の両面に設けている一対の金属板５は、図３と図１０に示すように、係止部１８の両側に設けている係止溝１１に係止折曲片１２を連結して枠体４に連結される。すなわち、金属板５は、係止部１８の両側で係止折曲片１２を枠体４に連結して、枠体４の係止部１８の両面に配設される金属板５をしっかりと枠体４に固定する。
【００２９】
さらに、図１０ないし図１４に示す薄型バッテリパックは、図において上側の第２金属板５Ｂを、爪１８Ａの表面に沿ってコ字状に折曲して、コ字折曲部５ｄで爪１８Ａの表面をカバーしている。金属板５は、コ字折曲部５ｄの両側に係止折曲片１２を設けている。金属板５は、図１０と図１２とに示すように、コ字折曲部５ｄと係止折曲片１２との間に切欠部５ｅを設けている。この切欠部５ｅは、コ字折曲部５ｄと係止折曲片１２とを切り離して、コ字折曲部５ｄは爪１８Ａをカバーするコ字状に、係止折曲片１２は係止溝１１に係止する形状に折曲加工している。さらに、図においてコ字折曲部５ｄの左に位置する切欠部５ｅは、係止凹部１８Ｂを上方に開口する開口部となっている。コ字折曲部５ｄの右に位置する切欠部５ｅは、枠体４を外部に表出させる。コ字折曲部５ｄと係止折曲片１２との間で外部に表出する枠体表出部４Ｂは、金属板５の折曲部にわずかに突出して、金属板５と同一平面としている。金属板５を枠体表出部４Ｂから突出させないためである。
【００３０】
さらに、図１０の拡大図に示す爪１８Ａは、金属板５のコ字折曲部５ｄを嵌入するための先端部分を除く部分に嵌入低部１９を設けている。嵌入低部１９は、金属板５の厚さに等しい深さに成形される。この構造の爪１８Ａは、嵌入低部１９に金属板５のコ字折曲部５ｄを嵌入して、金属板５の表面を爪１８Ａの先端部分と同一面、いいかえると、金属板５が爪１８Ａの先端部分の表面から突出しないようにできる。したがって、この構造の爪１８Ａは、プラスチックで成形される先端部分の形状を、電気機器の係止凸部（図示せず）がスムーズに案内される形状に成形できる。また、爪１８Ａがコ字折曲部５ｄで補強されるので、電気機器にセットされる状態で爪１８Ａの変形や破損を確実に防止できる。
【００３１】
ただ、本発明の薄型バッテリパックは、必ずしも爪を金属板のコ字折曲部で被覆する必要はなく、たとえば、図１５や図１６に示すように、爪１８Ａの外側面に金属板５を設けて、金属板５の間に係止部１８を設けることもできる。これ等の図に示す薄型バッテリパックは、爪１８Ａの外側面に金属板５の外周縁部を嵌入するための嵌入低部１９を設けて、外周縁に凸条２０を設けている。嵌入低部１９に嵌入された金属板５は、外周縁が凸条２０の表面から突出せず、金属板５と凸条２０の外側表面を同一面にできる。この薄型バッテリパックは安全に使用できる。
【００３２】
以上の薄型バッテリパックは、図３と図１０において枠体４の下面に第１金属板５Ａを固定し、上面に第２金属板５Ｂを固定して、第２金属板５Ｂに爪１８Ａをカバーするコ字折曲部５ｄを設けて、第１金属板５Ａに積層部５ｃを設けている。第１金属板５Ａは、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層されて、ラミネート電池１の表面を保護し、第２金属板５Ｂは、第２外装フィルム１Ｂの表面に積層されてラミネート電池１の裏面を保護する。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは弾性変形できる金属板である。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、厚さを０．１ｍｍとするＳＵＳ３０４のステンレス板である。この金属板５は、薄くて極めて強靭な特長がある。ただし、金属板は、さらに薄くあるいは厚くすることもできる。たとえば、厚さを０．０５〜０．３ｍｍとすることもできる。金属板は、ステンレスに代わって、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金等とすることもできる。
【００３３】
第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、枠体４の表面をカバーするように、枠体４の表面に沿って内側に折曲され、さらに折曲された先端縁を係止溝１１に向かって内側に折曲して係止折曲片１２としている。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、対向する辺に係止折曲片１２を設けている。図に示す薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの全ての辺、すなわち４辺に係止折曲片１２を設けている。この薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの全体を理想的な状態で枠体４にしっかりと外れないように連結できる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、第１金属板と第２金属板の対向する２辺に係止折曲片を設けて、これを枠体に連結することもできる。
【００３４】
図３と図４の薄型バッテリパックは、隅部にプラスチック製の枠体４を表出させるように、枠体４の隅部にコーナー突出部１４を設けているので、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、このコーナー突出部１４を嵌入する切欠部５ａを設けている。この切欠部５ａにコーナー突出部１４を入れて、枠体４のコーナー突出部１４と第１金属板５Ａ及び第２金属板５Ｂを同一平面としている。
【００３５】
さらに、図３と図４の薄型バッテリパックは、第２金属板５Ｂに、出力端子８を外部に表出させる切除部５ｂを設けて、切除部５ｂの両側に係止折曲片１２を設けている。切除部５ｂは、枠体４の電極表出部分１７を外部に表出させるので、電極表出部分１７を嵌入できる形状としている。図の電極表出部分１７は、３つの電極窓１６を外部に表出させるように、全ての電極窓１６の開口部を含む大きさとしている。切除部５ｂの両側に設けた係止折曲片１２は、枠体４の係止溝１１に連結されて、第２金属板５Ｂを枠体４に連結する。第２金属板５Ｂは、枠体４の電極表出部分１７とコーナー突出部１４を嵌入する部分と、係止部１８と対向する部分を除く全ての外周面に係止折曲片１２を設けて、この係止折曲片１２を枠体４に連結している。第１金属板５Ａは、コーナー突出部１４を嵌入する部分と係止部１８に対向する部分を除く全ての外周縁に係止折曲片１２を設けて、係止折曲片１２を枠体４に連結している。
【００３６】
第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、弾性変形できる金属板５であるから、金属板５を弾性変形させて係止折曲片１２を係止溝１１に入れることができる。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、弾性変形する復元力で、係止折曲片１２を係止溝１１に入れる状態に保持する。この構造の薄型バッテリパックは、図１７に示すように、収納しているラミネート電池１が膨れるように変形して、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの中央が矢印Ａで示されるように押圧されて変形すると、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂの外周縁は、矢印Ｂで示す方向に引っ張られる。矢印Ｂで示す力は、係止折曲片１２を係止溝１１に引き込ませる方向であるから、この方向に作用する力が、係止折曲片１２を係止溝１１から外すことはなく、反対に係止折曲片１２を係止溝１１に食い込ませる力が作用して、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、さらにしっかりと枠体４に連結される。とくに、薄型バッテリパックの枠体４は非常に薄いので、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを内側に折曲している部分の幅は極めて狭く、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂが矢印Ｂで示す方向に引っ張られても、折曲部が変形することがない。したがって、係止折曲片１２を係止溝１１に入れて第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結する薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを弾性変形させることにより、簡単かつ容易に、しかも迅速に能率よく第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結して安価に多量生産でき、さらに連結した状態では第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂとを外れないようにしっかりと枠体４に固定できる特長がある。
【００３７】
第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを枠体４に連結する前工程で、ラミネート電池１のラップ部１ａに端子基板２と基板ホルダー３が配設される。端子基板２は、出力端子８を設けるために薄型バッテリパック全体を厚くしないように、ラミネート電池１のラップ部１ａに配設される。ラップ部１ａが電極収納部１ｂよりも低くなって凹部となっているので、このスペースを有効に利用して出力端子８を配設する。この端子基板２は絶縁基板で、上面に薄型バッテリパックの出力端子８を固定している。出力端子８は、枠体４の電極カバー枠４Ａに設けている電極窓１６から外部に表出される。この出力端子８は、薄型バッテリパックを装着する電気機器の端子に弾性的に押圧される。押圧力に対して出力端子８をしっかりと保持するために、出力端子８を設けている端子基板２は、基板ホルダー３とラップ部１ａと第１金属板５Ａで支持する。さらに、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一面に接近させるために、背面に基板ホルダー３を配設している。
【００３８】
端子基板２は、出力端子８に加えて、ラミネート電池１の保護回路を実現する電子部品を実装することができる。この電子部品は、端子基板２の裏面に突出するように固定される。裏面の電子部品は、基板ホルダー３の上面に凹部３Ｃを設けてここに配置できる。保護回路は、ラミネート電池１を過充電や過放電から防止するために充放電電流を制御する回路、過電流を検出して電流を遮断する回路、ラミネート電池１が異常に高い温度になると電流を遮断する回路等である。端子基板２は、ラミネート電池１のラップ部１ａに配置できる幅と長さの細長い形状である。図４の端子基板２は、ラップ部１ａに嵌入できる長方形である。
【００３９】
基板ホルダー３は、全体をプラスチックで成形している。基板ホルダー３は、端子基板２の裏面とラミネート電池１のラップ部１ａとの間に配設されて、端子基板２の出力端子８を第２外装フィルム１Ｂの表面と同一面に接近させる。図６の基板ホルダー３は、周壁３Ａと凸部３Ｂを設けて、実質的な厚さを大きくして、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一平面に位置させる。凸部３Ｂは中央部分に設けてあり、周壁３Ａは両端と一方の側縁に沿って設けている。凸部３Ｂは、図４と図６に示すように、中央部分に幅広く設け、あるいは図示しないが、中央部分に複数設けることができる。凸部３Ｂと周壁３Ａの間に凹部３Ｃができるので、図４の薄型バッテリパックは、この凹部３Ｃに保護素子１０を配設している。保護素子１０は、ＰＴＣ、ブレーカ、ヒューズ等である。さらに、保護回路を実現する電子部品を実装する端子基板２は、電子部品を基板ホルダー３の上面にできる凹部３Ｃに配設する。基板ホルダー３は、ラミネート電池１のラップ部１ａに嵌着できる外形に成形される。図４の基板ホルダー３は、長方形に成形している。
【００４０】
以上の薄型バッテリパックは、以下のようにして製作される。
(1) ラミネート電池１に端子基板２を接続して、端子基板２とラミネート電池１のラップ部１ａとの間に基板ホルダー３を配設する。このとき、必要ならば保護素子１０等も接続する。
(2) 枠体４の内側にラミネート電池１を配設し、枠体４に第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂを連結する。第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、弾性変形させて係止折曲片１２を枠体４の係止溝１１に入れて連結する。
【００４１】
係止折曲片１２が係止溝１１に入れられた第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂは、引っ張ると係止折曲片１２が係止溝１１に食い込むので、入れた後は枠体４から外れることはない。このため、以上の薄型バッテリパックは、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂとを接着することくなく枠体４に外れないように連結できる。また、従来の薄型バッテリパックのように、表面にラベル等を付着して、ラベルで第１金属板５Ａ及び第２金属板５Ｂを枠体４に連結する必要もない。このように、接着せず、またラベルを付着しない薄型バッテリパックは、極めて能率よく安価に多量生産しながら、第１金属板５Ａと第２金属板５Ｂとを外れないように枠体４に連結できる特長がある。ただ、ラベルを付着しないで第１金属板５Ａ及び第２金属板５Ｂを枠体４に連結できるが、ラベルを付着して金属板５と枠体４とを連結し、また、金属板５と枠体４とを接着して連結することもできるのは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の薄型バッテリパックは、全体を薄くしながら、外周面に設ける係止部を強靭な構造として、脱着時の破損を有効に防止できる特長がある。それは本発明の薄型バッテリパックが、ラミネート電池の外周縁に沿って配設している枠体の両面に金属板を連結して、金属板と枠体とで形成されるケーシング内にラミネート電池を収納しており、枠体の外周面の一部に爪を有する係止部を設けると共に、枠体の係止部の両面に一対の金属板を設けてこれらの間に係止部を設けており、枠体に設けている係止部の両面を金属板で補強しているからである。この構造の薄型バッテリパックは、枠体に設けた係止部の両面を金属板で補強できるので、電子機器に係止するための爪を備える係止部であっても、全体を薄くしながら強靭な構造として、脱着時の破損を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の薄型バッテリパックの分解斜視図
【図２】 図１に示す薄型バッテリパックの断面図
【図３】 本発明の一実施例にかかる薄型バッテリパックの斜視図
【図４】 図３に示す薄型バッテリパックの分解斜視図
【図５】 図３に示す薄型バッテリパックの断面図
【図６】 図３に示す薄型バッテリパックの端部の横断面図
【図７】 図３に示す薄型バッテリパックの端部の中央部分の拡大縦断面図
【図８】 図３に示す薄型バッテリパックの端部の両端部分の拡大縦断面図
【図９】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの端部の中央部分の拡大縦断面図
【図１０】 図３に示す薄型バッテリパックの係止部の拡大斜視図
【図１１】 図１０に示す薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１２】 図１０に示す薄型バッテリパックの係止部に配設される金属板の分解斜視図
【図１３】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１４】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１５】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１６】 本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの係止部の拡大断面図
【図１７】 図５に示す薄型バッテリパックが膨れる状態を示す断面図
【符号の説明】
１…ラミネート電池 １Ａ…第１外装フィルム １Ｂ…第２外装フィルム
１ａ…ラップ部 １ｂ…電極収納部
２…端子基板
３…基板ホルダー ３Ａ…周壁 ３Ｂ…凸部
３Ｃ…凹部
４…枠体 ４Ａ…電極カバー枠 ４Ｂ…枠体表出部
５…金属板 ５Ａ…第１金属板 ５Ｂ…第２金属板
５ａ…切欠部 ５ｂ…切除部
５ｃ…積層部 ５ｄ…コ字折曲部
５ｅ…切欠部
６…ケーシング
７…段差スペース部
８…出力端子
９…出力リード
１０…保護素子
１１…係止溝
１２…係止折曲片
１３…スペーサー
１４…コーナー突出部
１５…リブ
１６…電極窓
１７…電極表出部分
１８…係止部 １８Ａ…爪 １８Ｂ…係止凹部
１９…嵌入低部
２０…凸条
２１…ポリマー電池
２２…上下ケース
２３…枠体
２４…金属板
２５…係止部
Claims (5)
- 第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)の間に電極を挟んで、第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)を電極の外周でラップし、このラップ部(1a)を結合して内部に電極を内蔵してなるラミネート電池(1)をケーシング(6)に収納している薄型バッテリパックであって、
ケーシング(6)が、ラミネート電池(1)の両面をカバーする金属板(5)と、ラミネート電池(1)の外周縁に沿って配設されて、金属板(5)の外周縁部分を連結している枠体(4)を備えており、
枠体(4)が、外周に沿って伸びる係止溝(11)を外周面に設けており、金属板(5)は弾性変形できる金属板で、枠体(4)の表面から外周面に沿って内側に折曲されると共に、折曲された先端縁をさらに枠体(4)の係止溝(11)に向かって内側に折曲して係止折曲片(12)としており、この係止折曲片(12)を金属板(5)の外周縁に設けており、
金属板(5)の外周縁に設けている係止折曲片(12)を枠体(4)の係止溝(11)に入れて金属板(5)を枠体(4)に連結し、金属板(5)と枠体(4)とで形成されるケーシング(6)内にラミネート電池(1)を収納しており、
さらに、枠体(4)の外周面の一部に、電子機器に係止するための爪(18A)を有する係止部(18)を設けると共に、枠体(4)の係止部(18)の両面に一対の金属板(5)を設けて、枠体(4)の両面に設けている一対の金属板(5)の間に係止部(18)を設けており、枠体(4)に設けている係止部(18)の両面を金属板(5)で補強してなる薄型バッテリパック。 - 枠体(4)が、外周面に設けている係止溝(11)の間に、係止溝(11)を設けない係止部(18)を配置しており、係止部(18)の両面に設けている金属板(5)が、係止部(18)の両側に設けている係止溝(11)に係止折曲片(12)を連結している請求項１に記載される薄型バッテリパック。
- 係止部(18)に設けている爪(18A)の表面に沿って金属板(5)をコ字状に折曲して、金属板(5)のコ字折曲部(5d)で爪(18A)の表面をカバーしている請求項１に記載される薄型バッテリパック。
- 枠体(4)の係止部(18)が、爪(18A)とこれに隣接する係止凹部(18B)とを有し、係止凹部(18B)に突出している金属板(5)の外周縁を折り返して金属板(5)の積層部(5c)としており、金属板(5)の積層部(5c)と爪(18A)との間に係止凹部(18B)を設けている請求項１に記載される薄型バッテリパック。
- 係止部(18)に設けている爪(18A)の外側表面を、枠体(4)の外周面をカバーしている金属板(5)の係止折曲片(12)の表面と同一面としている請求項１に記載される薄型バッテリパック。
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