JP4565968B2 - パック電池 - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池を接続している電池コアに回路基板を接続しているパック電池に関する。

回路基板を内蔵するパック電池は、回路基板に電池の保護回路等を実装できる。このパック電池は、保護回路で電池の過充電や過放電を監視しながら充放電できる。このことを実現するパック電池は、複数の電池を接続して電池コアとし、この電池コアに接近して回路基板を配設し、回路基板と電池コアとをリードで接続している（特許文献１参照）。
特開２００４−９５１９５号公報

電池コアと回路基板とをリードで接続しているパック電池は、極めて厳しい用途に使用されるときに、リードが切断されることがある。とくに、複数の電池を直列に接続して、各々の電池電圧を保護回路で検出しながら充放電するパック電池は、全ての電池の電極を回路基板に接続する必要があり、多数のリードを介して電池コアと回路基板とを接続する必要がある。電池コアと回路基板との接続には、特許文献１に記載されるリード板や、多数の細線を絶縁被覆でカバーする撚線からなるリード線が使用される。これ等のリードは、回路基板を電池コアに連結する状態で、個々のリード毎に位置決めして仮接合し、この状態で半田付けして連結している。このため、リードの接続に極めて手間がかかる欠点がある。とくに、多数のリードを電池コアと回路基板に接続するパック電池は、リードの接続に多くの手間がかかる欠点があった。

さらに、従来のパック電池は、たとえば自転車や電動工具のように、振動の多い厳しい環境で使用されると、振動でリードが破断しやすい欠点もあった。とくに、電池の状態を検出するために、全ての電池の電極と回路基板とを接続する信号用のリードが破断しやすい欠点があった。信号用のリードは、大電流が流れる出力リードのように太いリード線を使用しないからである。

本発明は、従来のパック電池が有するこのような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、電池コアを回路基板に接続するリードを簡単かつ容易に、しかも能率よく連結できるパック電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、電池コアと回路基板とに接続するリードの振動による破損を極減して信頼性を向上できるパック電池を提供することにある。

本発明の請求項１のパック電池は、複数の電池２を電池ケース３に収納している電池コア１と、この電池コア１の電池２にリードを介して接続され、かつ電池コア１の定位置に固定している回路基板４とを備える。電池コア１と回路基板４とを接続するリードは、電池コア１の電極に一端を連結している電池リード板７と、回路基板４に一端を連結している基板リード８とからなり、基板リード８を電池リード板７に接続して、電池コア１の電池２を回路基板４に接続している。さらに、電池リード板７を金属板とし、基板リード８を、弾性のある針金状の単線で構成する。単線からなる基板リード８は、一部を回路基板４に固定する状態で、接続部を電池リード板７に接続できる形状に曲げ加工してなる弾性折曲線である。この弾性折曲線の基板リード８は、金属板である電池リード板７に接続されて、電池２を回路基板４に接続している。

本発明の請求項２のパック電池は、電池リード板７を金属板で製作するが、基板リード８を、弾性金属板で製作している。弾性金属板は、一部を回路基板４に固定する状態で、接続部を電池リード板７に接続できる形状に曲げ加工して、弾性折曲リード板とし、この弾性折曲リード板を基板リード８としている。弾性折曲リード板の基板リード８は電池リード板７に接続されて、電池２を回路基板４に接続している。

さらに、本発明の請求項３と請求項４のパック電池は、各々の電池２の中間接続点を中間接続リード７Ｂで回路基板４に接続し、電池２の出力電極を出力リード７Ａで回路基板４に接続している。中間接続リード７Ｂは、電池コア１の電池２に接続している金属板の電池リード板７と、回路基板４に接続している弾性折曲リード板又は弾性折曲線である基板リード８とで構成して、電池リード板７と基板リード８とを接続して、電池コア１を回路基板４に接続している。出力リード７Ａは、電池コア１の電池２に接続している金属板の電池リード板７と、回路基板４に接続している撚線のリード線である基板リード８とで構成し、あるいは、中間接続リード７Ｂの基板リード８よりも断面積の大きいリード板での基板リード８で構成して、電池リード板７と基板リード８とを接続している。

弾性折曲線又は弾性折曲リード板は、リン青銅で製作することができる。また、電池リード板７と基板リード８の連結部は、電池コア１と回路基板４とを、回路基板４に平行な面で相対的に平行移動して連結できる係止構造とすることができる。

電池リード板７と、弾性折曲線又は弾性折曲リード板の基板リード８とを係止構造で連結すると共に、弾性折曲線又は弾性折曲リード板のスプリングバックでもって、電池リード板７と基板リード８とを接触させて連結できる。

本発明の請求項９のパック電池は、電池２を円筒型電池２とし、電池ケース３の内面には、円筒型電池２の表面に沿う案内溝１３を設けている。さらに円筒型電池２は、両面テープを介して案内溝１３に入れて固定している。

また、本発明の請求項１１のパック電池は、回路基板４を、基板ホルダー５を介して電池コア１に連結している。基板ホルダー５と電池ケース３は、長手方向に延びる縦凹凸１８と、縦方向に直交する横方向とに延びる横凹凸１９との嵌合構造で連結している。

本発明のパック電池は、電池コアを回路基板に接続するリードを簡単かつ容易に、しかも能率よく連結できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、電池コアを回路基板に接続するリードを、電池コアに一端を連結している電池リード板と、回路基板に一端を連結している基板リードとで構成し、さらに電池リード板を金属板として、基板リードを弾性のある針金状の単線や金属板で製作し、さらに、弾性金属で製作している基板リードを、一部を回路基板に固定する状態で、接続部を電池リード板に接続できる形状に曲げ加工している弾性折曲線や弾性折曲リード板とし、弾性金属で製作している基板リードを電池リード板に接続して、電池と回路基板とを接続しているからである。

また、本発明のパック電池は、回路基板に接続している基板リードを、弾性折曲線や弾性折曲リード板とし、曲げ加工された弾性金属を介して電池コアと回路基板とに接続するので、振動を弾性金属で吸収して、振動による破損を極減して信頼性を著しく向上できる特徴も実現する。

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。

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」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。

本発明のパック電池は、主として、自転車や電動オートバイを走行させるモーターに電力を供給する電源に使用され、あるいは電動工具の電源に使用される。ただし、本発明は、パック電池の用途を特定するものでは決してない。また、本発明のパック電池は、複数の電池を電池ケースに収納し、各々の電池電圧を回路基板に設けている電圧検出回路で検出して、電池の充放電をコントロールするので、電池をリチウムイオン二次電池とするものに適している。ただ、電池ケースに収納する電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池として、これ等の電池の電圧を検出しながら充放電することもできるので、電池をリチウムイオン二次電池には特定しない。

図１ないし図２７に示すパック電池は、複数の電池２を電池ケース３に収納している電池コア１と、この電池コア１の定位置に固定している回路基板４とを備える。パック電池は、回路基板４を基板ホルダー５に入れ、基板ホルダー５を介して回路基板４を電池コア１に固定している。ただ、回路基板は、基板ホルダーに入れることなく、電池コアの表面に直接に固定することもできる。さらに、図２５に示すパック電池は、電池コア１に基台９を連結している。

電池コア１は、プラスチック製の本体ケース３Ａと、この本体ケース３Ａに収納している複数の電池２と、電池２の間に配設しているスペーサー６と、本体ケース３Ａの開口部を閉塞しているプラスチック製の蓋ケース３Ｂとを備える。

本体ケース３Ａは、表面プレート１０の周縁に沿って側壁１１を一体的に成形して設けている。図の本体ケース３Ａは、表面プレート１０を長方形とする四角形の箱形で、周囲の４辺に側壁１１を設けて、図において下方を開口している。四角形の本体ケース３Ａの周壁は、両側縁に沿って設けている長い側壁１１Ａと、両端に沿って設けている短い側壁１１Ｂを備え、長い側壁１１Ａと短い側壁１１Ｂとはコーナー部で互いに直角に連結している。電池２は、その端面を長い側壁１１Ａの内側と対向させて、すなわち短い側壁１１Ｂと平行な姿勢で横に並べて電池ケース３に収納される。したがって、両側の長い側壁１１Ａ間の間隔は、両端にリードを接続している電池２の全長にほぼ等しくしている。短い側壁１１Ｂ間の間隔は、内部に収納する電池２の本数により調整される。電池コア１は、７本又は１０本の電池２を横に並べて同一面に配列するので、短い側壁１１Ｂ間の間隔を、７本又は１０本の電池２を収納できる長さとしている。本体ケース３Ａは、表面プレート１０と側壁１１を一体的に成形している。全体を一体成形している本体ケース３Ａは、側壁１１の内面に、金型から離型しやすいように、抜き勾配を設けている。

図４に示す電池コア１は、電池ケース３に上下２段に電池２を積層して収納し、図２６の電池コア１は、上下４段に電池２を積層して収納している。これ等の電池コア１は、側壁１１の高さを、開口部に蓋ケース３Ｂを連結して、内部に積層している電池２を収納できる高さに成形する。電池コア１は、蓋ケース３Ｂの周縁にも低い周壁１２を一体的に成形して設けている。蓋ケース３Ｂは、周壁１２の上端縁を本体ケース３Ａに設けている側壁１１の下端縁に連結して、本体ケース３Ａの開口部を閉塞する。したがって、周壁１２と側壁１１は、平面形状において同じ形状に成形されている。周壁１２と側壁１１は、超音波溶着して連結され、あるいは接着して連結され、あるいは係止構造で連結される。

電池ケース３は、図２６と図２７に示すように、表面プレート１０と蓋ケース３Ｂの内面に、円筒型電池の表面に沿う案内溝１３を設けている。円筒型電池は、両面テープを介して案内溝１３に入れて固定している。案内溝１３は、深さを１〜２ｍｍとする円筒型電池の表面に沿う溝である。この電池ケース３は、円筒型電池との接触面積を、たとえば２〜１０倍に増大させて、両面テープによる固定力を著しく向上できる。円筒型電池は、伸縮性のある両面テープで案内溝１３に接着して固定される。伸縮性のある両面テープは、電池ケース３に両面テープが干渉する凹凸があっても、両面テープを剥すことなく電池２を電池ケース３に入れることができる。また、電池２を両面テープに接着する工程と、電池２を電池ケース３に固定する工程とを同時にして、電池２を両面テープで連結しながら、電池ケース３に固定できる。電池ケース３は、内面に案内溝１３を設けているが、表面プレート１０と蓋ケース３Ｂの外側を平面状としている。この電池ケース３は、平面を超音波振動させて、本体ケース３Ａと蓋ケース３Ｂとを超音波溶着できる。

電池ケース３は、電池リード板７を外部に突出させる貫通孔１４を設けている。電池ケース３は、本体ケース３Ａの表面プレート１０に貫通孔１４を設け、貫通孔１４の周囲には、隔壁１５を一体的に成形して設けている。隔壁１５は、表面プレート１０から突出している。この電池ケース３は、隔壁１５の内部にシール材を充填して、貫通孔１４を水密に閉塞できる。電池リード板７は、隔壁１５の内部に突出して、回路基板４に接続している基板リード８を接続する。

電池２は、表面プレート１０と平行な姿勢で、端面が側壁１１の内面と対向する姿勢で、横に並べてケースに収納している。図の電池コア１は、同一平面に７本又は１０本の電池２を横に平行に並べてケースに収納している。さらに、電池２を上下２段又は４段に積層して収納している。ただし、本発明のパック電池は、電池コアが電池ケースに内蔵する電池の個数を特定しない。

電池コア１は、円筒型電池を電池ケース３に収納している。円筒型電池は、同一平面に並べると、電池２間に谷間ができる。図の電池コア１は、下段の電池２の谷間に上段の電池２を入れて、また上段の電池２の間の谷間に下段の電池２を入れて、いわゆる電池２を俵積みする状態で積層して、隣接する電池２間にできる隙間を狭くしている。この構造は、電池ケース３内にできる無駄なスペースを少なくして、電池コア１の外形を小さくできる。また、電池２間の隙間に入れるスペーサー６を薄くして、各々の電池２の温度差を少なくできる。さらに、上下の電池２が谷間に配設されて、互いに位置ずれが阻止される特徴もある。ただし、本発明のパック電池は、電池を電池ケースに俵積みすることなく、下段の電池の上方に上段の電池を配置して積層することもできる。また、電池コア１は、電池２を２段又は４段に積層して電池ケース３に収納するが、電池ケースには、電池を１段に並べ、あるいは３段に、あるいはまた５段以上に積層して収納することもできる。

電池コア１に内蔵される電池２は、リードを介して回路基板４に接続される。リードは、電池コア１の電池２に一端を接続している電池リード板７と、回路基板４に一端を接続している基板リード８とからなり、電池リード板７と基板リード８を接続して、電池コア１の電池２を回路基板４に接続している。電池リード板７は、一端を電池２の電極に接続している。電池リード板７は、パック電池の出力端子に接続される出力リード７Ａと、電池２を直列に接続している中間接続リード７Ｂとからなる。全ての電池リード板７は、回路基板４に接続している基板リード８に接続されて、基板リード８を介して回路基板４に接続される。全ての電池リード板７を回路基板４に接続しているパック電池は、回路基板４に実装する電圧検出回路で、全ての電池電圧を検出しながら、パック電池の充放電を制御する。このパック電池は、全ての電池２の電極を、電池リード板７と基板リード８を介して、回路基板４の電圧検出回路に接続している。

出力リード７Ａの電池リード板７は、直列に接続している電池２の終端に一端を接続している。中間接続リード７Ｂの電池リード板７は、直列に接続している電池２の中間接続点に一端を接続している。

図４に示す電池コア１は、中間接続リード７Ｂの電池リード板７でもって、上下に配置している２本の電池２を並列して、横に配列する電池２を直列に接続している。この電池コア１は、同一面に配置している１０本の電池２を中間接続リード７Ｂの電池リード板７で直列に接続して、上下２組の電池２を互いに並列に接続している。この状態で電池２を接続する中間接続リード７Ｂの電池リード板７は、一端を４本の電池２の電極に接続している。出力リード７Ａの電池リード板７は、上下２本の電池２に一端を接続している。電池リード板７は、スポット溶接して、あるいはレーザー溶着して電池端面の電極に接続している。電池リード板７は、隣接する電池リード板７との間に、隙間ができる外形に金属板を切断して製作される。隣の電池リード板７との間に隙間を設けるのは、電池リード板７が互いに接触してショートするのを阻止するためである。

全ての電池２の電極を回路基板４に接続するために、全ての電池リード板７は接続端子７ａを設けている。図の電池リード板７は、接続端子７ａを上方に突出して設けている。この接続端子７ａは、本体ケース３Ａの表面プレート１０を貫通し、表面プレート１０の外側に配設される回路基板４に、基板リード８を介して接続される。

電池ケース３は、回路基板４を固定している。図のパック電池は、回路基板４を基板ホルダー５に入れ、基板ホルダー５を電池ケース３に固定して、回路基板４を電池ケース３に固定している。すなわち、基板ホルダー５を介して、回路基板４を電池ケース３に固定している。基板ホルダー５は、回路基板４を表面プレート１０と平行な姿勢で、電池ケース３に固定している。基板ホルダー５はプラスチックを成形して製作している。この基板ホルダー５は、底板１６の外周縁に沿って外周壁１７を設けている。外周壁１７の内側に電子部品を実装する回路基板４が固定され、回路基板４を埋設するように外周壁１７の内側に、シリコンやエポキシ等の絶縁樹脂が充填される。絶縁樹脂は、電子部品を実装する回路基板４を水密状態に埋設する。この構造のパック電池は、回路基板４を水密構造に埋設するので、耐水性を向上できる。

回路基板４は、電池コア１に接続する基板リード８を固定している。基板リード８は、回路基板４に半田付けして固定している金属プレートに、溶接して固定され、あるいは半田付けして固定している。基板リード８は、パック電池の出力端子に接続される出力リード８Ａと、直列に接続している電池２の中間接続点に接続している中間接続リード８Ｂとからなる。

図１ないし図１１に示す基板リード８は、弾性のある針金状の単線である。針金状の単線は、断面形状を円形、楕円形、又は多角形とする線材である。基板リード８の単線はリン青銅である。リン青銅は、好ましい弾性と導電性があって、この用途に適している。ただし、基板リードはリン青銅に限らず、弾性と導電性のある針金状の全ての単線、たとえば表面を銅や銀メッキしたバネ鋼やＳＵＳ３０４等のステンレス線も使用できる。この基板リード８は、一部を回路基板４に固定する状態で、接続部を電池リード板７に接続できる形状に曲げ加工している弾性折曲線である。この弾性折曲線は、接続部を電池リード板７の接続端子７ａに接続している。

図１２ないし図２４に示す基板リード８は弾性金属板を曲げ加工した弾性折曲リード板である。弾性折曲リード板を製作する弾性金属板はリン青銅である。ただし、弾性金属板も、銅や銀等の導電金属をメッキしたバネ鋼やＳＵＳ３０４等のステンレス板で製作することができる。この基板リード８は、一部を回路基板４に固定する状態で、接続部を電池リード板７に接続できる形状に曲げ加工している弾性折曲リード板である。弾性折曲リード板は、その接続部を電池リード板７に接続している。

弾性折曲線や弾性折曲リード板からなる基板リード８は、一部を回路基板４に固定する状態で、基板ホルダー５の外周壁１７を越え、電池ケース３の表面プレート１０の隔壁１５内に突出している電池リード板７の接続端子７ａに接続部を接続できる形状に、弾性金属の単線又は弾性金属板を曲げ加工している。図の基板リード８は、後端を回路基板４に固定して、先端の接続部を電池リード板７に接続できる形状に曲げ加工している。

弾性金属の基板リード８は、接続部を電池リード板７の接続端子７ａに接続する状態で、接続部を電池リード板７の接続端子７ａに弾性的に押圧させる形状に曲げ加工している。接続部は、図１５ないし図１７に示すように電池リード板７の接続端子７ａを弾性的に挟着し、あるいは他の実施例に記載するように、接続部を接続端子７ａに対して特定の方向に弾性的に押圧して接触させる。接触部が接続端子７ａを特定の方向に弾性的に押圧して接触する基板リード８は、変形させない自由な状態では、一部を回路基板４に固定する状態で、接続部は電池リード板７の接続端子７ａに接近するが離れた位置にある形状に曲げ加工している。接続部が電池リード板７の接続端子７ａから離れた位置にある基板リード８を弾性変形して、接続部を接続端子７ａに接触させると、基板リード８のスプリングバックで、接続部を接続端子７ａに弾性的に押圧されるからである。したがって、基板リード８の一部を回路基板４に固定する状態で、接続部を電池リード板７に接続できる形状に曲げ加工している基板リード８の好ましい形状は、基板リード８を弾性変形させない状態では、接続部を電池リード板７の接続端子７ａに接近させるが離れた位置にある形状である。この状態で、基板リード８の接続部が電池リード板７の接続端子７ａから離れすぎると、基板リード８の接続部を電池リード板７の接続端子７ａに移動させるのに手間がかかり、反対に接続部が接続端子７ａに近すぎると、接続部が接続端子７ａに弾性的に押圧する力が弱くなる。したがって、基板リード８を弾性変形させない状態で、基板リード８の接続部が電池リード板７の接続端子７ａの接続位置から離れる間隔は、たとえば１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜１５ｍｍ、さらに好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍとする。電池リード板７の接続端子７ａの接続位置から離れた位置にある基板リード８の接続部は、基板リード８を弾性変形させて、電池リード板７の接続端子７ａの接続位置に移動される。この状態で、基板リード８の接続部は、電池リード板７の接続端子７ａに弾性的に押圧する状態で接触され、基板リード８の接続部は電池リード板７の接続端子７ａに隙間なく接触する。接続部と接続端子７ａの接触部分は、半田付けして、しっかりと確実に接続される。また、接続部と接続端子７ａは、溶接して接続することもできる。

弾性折曲線を電池リード板７に接続する状態を図１ないし図１１に示している。この図の弾性折曲線の基板リード８は、弾性変形させて、接続部を接続端子７ａに係止する。接続端子７ａは、フック状として切欠部を設けている。弾性折曲線を弾性変形させて、接続部を切欠部に案内して、接続部を接続端子７ａに係止させる。フックに係止される接続部は、スプリングバックで、切欠部の内周縁を上方又は下方に、あるいはフックの開口方向と反対方向に弾性的に押圧する。したがって、この弾性折曲線は、変形させない状態で、接続部を切欠部の外部であって、切欠部の開口方向以外の方向、たとえば、切欠部の上方又は下方、あるいは開口方向と反対方向に位置させる形状に曲げ加工している。

弾性折曲リード板を電池リード板７に接続するパック電池を図１２ないし図２３に示している。これ等の図に示す弾性折曲リード板の基板リード８も、弾性変形させて、接続部を接続端子７ａに係止する。図１２ないし図１４に示すパック電池は、電池リード板７の接続端子７ａをフック状として切欠部を設けている。弾性折曲リード板は、フックの切欠部に案内できる形状に曲げ加工している。このパック電池は、図１３の矢印で示すように、基板ホルダー５を電池コア１に対して平行移動させて、弾性折曲リード板の基板リード８を、電池リード板７の接続端子７ａの切欠部に案内して係止構造で接続する。基板リード８を電池リード板７に接続する状態で、接続部は接続端子７ａの切欠部の内面を上又は下に弾性的に押圧する。切欠部は、開口部をテーパー状に拡開して、上下にずれる接続部を案内できるようにしている。

図１５ないし図１７に示すパック電池は、基板リード８の接続部を電池リード板７の接続端子７ａに上から下に挿入して接続する形状としている。基板リード８の弾性折曲リード板は、図１７に示すように、両側を内側に折り返すように曲げ加工して、接触プレート８ａの両側に挟着片８ｂを設けている。この弾性折曲リード板は、接触プレート８ａと挟着片８ｂとで接続端子７ａを挟着して確実に接続できる。接触プレート８ａと挟着片８ｂは、下端に向かって対向する幅を広くするテーパー片８ｃを設けている。テーパー片８ｃは、接続端子７ａを接触プレートと挟着片８ｂとの間にスムーズに接続端子７ａを案内する。このため、基板ホルダー５を降下させて、接続部に接続端子７ａをスムーズに入れることができる。

図１８ないし図２０のパック電池は、接続端子７ａに連結穴７ｃを設け、基板リード８の弾性折曲リード板の先端をこの連結穴７ｃに入れて接続する。弾性折曲リード板は、先端を上方に折曲して折曲片８ｄを設けている。折曲片８ｄは接続部を降下させときに、接続端子７ａの表面をスムーズに摺動するように、先端に向かって上り勾配に傾斜している。この弾性折曲リード板の接続部は、接続端子７ａに対して降下させると、折曲片８ｄが連結穴７ｃに入れられて接続端子７ａに接続される。折曲片８ｄを連結穴７ｃに入れた弾性折曲リード板は、スプリングバックで、接続部を連結穴７ｃの上面に弾性的に押圧する。

図２１ないし図２３のパック電池は、弾性折曲リード板の接続部に、図２４に示すように、垂直に突出する接続端子７ａの外側に沿う接触面を設け、この接触面には内側に突出する係止片８ｅを設けている。係止片８ｅは上方に向かって、接触面から離れる方向に傾斜している。この弾性折曲リード板は、接触面を接続端子７ａの外側に沿って降下させて、係止片８ｅが連結穴７ｃに入れられて連結される。連結状態で、接続部の接触面は接続端子７ａの外側面を弾性的に押圧する。接触面は、下端縁に外側に折曲しているテーパー面を設けて、接続端子７ａをスムーズに案内できる形状としている。

図８ないし図２２に示すパック電池は、直列に接続している電池２の中間接続点を回路基板４に接続する中間接続リード７Ｂと、電池２を出力端子に接続する出力リード７Ａとを異なるリードで接続している。中間接続リード７Ｂは、各々の電池電圧を検出するために、直列に接続している電池２の中間接続点を回路基板４に接続する。中間接続リード７Ｂは電池電圧を検出するためのリードであるから、流れる電流は数ｍＡ以下と極めて小さい。これに対して、電池２の電池２を出力端子に接続する出力リード７Ａは、パック電池の負荷電流が流れるので、数Ａ〜数十Ａと極めて大きな電流が流れる。

図８と図９に示すパック電池は、大電流が流れる出力リード８Ａを、撚線のリード線からなる基板リード８と、接続端子７ａの幅を広くしている金属板の電池リード板７とで構成している。撚線のリード線からなる基板リード８は、自由に変形できるので、接続端子７ａの位置が特定されず、図９に示すように、出力リード７Ａの電池リード板７の接続端子７ａを隣の中間接続リード７Ｂの接続端子７ａに接近して配置して、回路基板４を小さくすることができる。

図１０ないし図２２に示すパック電池は、出力リード７Ａを、中間接続リード７Ｂよりも接続端子７ａの幅を広くしている金属板の電池リード板７と、中間接続リード７Ｂの基板リード８よりも幅を広くして断面積を大きくしているリード板である基板リード８とで構成して、中間接続リード７Ｂよりも低抵抗な状態で大電流を流すことができるようにしている。

以上の構造で、基板リード８を電池リード板７に接続しているパック電池は、基板リード８と電池リード板７とを機構的に連結して、さらに接続部を半田付けしてメカニカル半田できる。メカニカル半田は、半田で接続することに加えて、接続部と接続端子７ａとを機構的にも連結するので、仮に半田が外れても、接続部と接続端子７ａとの電気接続を保持することができる。このため、接続部と接続端子７ａの接触不良を少なくできる特徴がある。

電池コア１の定位置に基板ホルダー５を連結しているパック電池は、図４に示すように、基板ホルダー５と電池ケース３の連結面に、長手方向に延びる縦凹凸１８と、縦方向に直交する横方向とに延びる横凹凸１９とを設け、縦凹凸１８と横凹凸１９の嵌合構造で連結して、電池コア１と基板ホルダー５を位置ずれなく、しっかりと強靭な構造で連結できる。この図のパック電池は、電池コア１の本体ケース３Ａの表面プレート１０の上面に、縦凸条１８Ａと横凸条１９Ａとを設け、基板ホルダー５の底板１６に縦凸条２０と横凸条２１を案内できる縦溝１８Ｂと横溝１９Ｂとを設けている。このパック電池は、本体ケース３Ａの縦凸条１８Ａと横凸条１９Ａを、基板ホルダー５の横溝１８Ｂと縦溝１９Ｂに案内して、基板ホルダー５を電池コア１の本体ケース３Ａの定位置に連結し、この状態で、基板ホルダー５と電池コア１とを止ネジ（図示せず）で連結する。このパック電池は、電池コア１と基板ホルダー５の相対的な縦横のずれを嵌合構造で阻止する。このため、止ネジや止ネジの連結部に縦横のずれ力が作用せず、止ネジで連結してしっかりと強靭な連結構造で連結できる。また、図に示すように、縦凹凸１８を左右の中央に設け、また横凹凸１９を長手本体の中央に設けることで、本体ケース３Ａや基板ホルダー５に寸法誤差があっても、正確に連結できる特徴がある。

さらに、パック電池は、図２５に示すように、電池ケース３に基台９を連結する構造においても、電池ケース３と基台９との連結面に、長手方向に延びる縦凹凸１８と、縦方向に直交する横方向とに延びる横凹凸１９との嵌合構造で連結して、正確な位置にしっかりと強靭な構造で連結できる。

本発明の一実施例にかかるパック電池を示す斜視図 図１のパック電池の斜視図 図１のパック電池の基板ホルダーを分離した分解斜視図 図１のパック電池の分解斜視図 図１のパック電池の回路基板の斜視図 図５の回路基板を裏からみた斜視図 図５の回路基板に接続される基板リードの斜視図 本発明の他の実施例のパック電池の斜視図 図８のパック電池の平面図 本発明の他の実施例にかかるパック電池の斜視図 図１０のパック電池の平面図 本発明の他の実施例のパック電池の斜視図 図１２のパック電池のリード連結状態を示す斜視図 図１２のパック電池の斜視図 本発明の他の実施例にかかるパック電池の斜視図 図１５のパック電池の基板ホルダーを連結した状態を示す斜視図 図１５のパック電池の回路基板に接続される基板リードの斜視図 本発明の他の実施例にかかるパック電池の斜視図 図１８のパック電池の回路基板を示す斜視図 図１８のパック電池の基板リードと電池リード板との接続部を示す斜視図 本発明の他の実施例にかかるパック電池の斜視図 図２１に示すパック電池の分解斜視図 図２１に示すパック電池の基板リードと電池リード板との接続部を示す斜視図 図２１に示すパック電池の回路基板に接続している基板リードの斜視図 電池コアに基台を連結するパック電池の斜視図 電池コアの他の実施例を示す断面図 電池ケースの内面を示す平面図

符号の説明

１…電池コア
２…電池
３…電池ケース ３Ａ…本体ケース ３Ｂ…蓋ケース
４…回路基板
５…基板ホルダー
６…スペーサー
７…電池リード板 ７Ａ…出力リード ７Ｂ…中間接続リード
７ａ…接続端子 ７ｃ…連結穴
８…基板リード ８Ａ…出力リード ８Ｂ…中間接続リード
８ａ…接触プレート ８ｂ…挟着片
８ｃ…テーパー片 ８ｄ…折曲片
８ｅ…係止片
９…基台
１０…表面プレート
１１…側壁 １１Ａ…長い側壁 １１Ｂ…短い側壁
１２…周壁
１３…案内溝
１４…貫通孔
１５…隔壁
１６…底板
１７…外周壁
１８…縦凹凸 １８Ａ…縦凸条 １８Ｂ…縦溝
１９…横凹凸 １９Ａ…横凸条 １９Ｂ…横溝

Claims (11)

1. 複数の電池(2)を電池ケース(3)に収納している電池コア(1)と、この電池コア(1)の電池(2)にリードを介して接続され、かつ電池コア(1)の定位置に固定している回路基板(4)とを備えるパック電池であって、
   電池コア(1)と回路基板(4)とを接続するリードが、電池コア(1)の電極に一端を連結している電池リード板(7)と、回路基板(4)に一端を連結している基板リード(8)とからなり、基板リード(8)を電池リード板(7)に接続して、電池コア(1)の電池(2)を回路基板(4)に接続しており、
   さらに、電池リード板(7)は金属板で、基板リード(8)は、弾性のある針金状の単線であって、この単線を一部が回路基板(4)に固定される状態で、接続部を電池リード板(7)に接続できる形状に曲げ加工してなる弾性折曲線で、
   この弾性折曲線の基板リード(8)が金属板である電池リード板(7)に接続されて、電池(2)を回路基板(4)に接続しているパック電池。
2. 複数の電池(2)を電池ケース(3)に収納している電池コア(1)と、この電池コア(1)の電池(2)にリードを介して接続され、かつ電池コア(1)の定位置に固定している回路基板(4)とを備えるパック電池であって、
   電池コア(1)と回路基板(4)とを接続するリードが、電池コア(1)の電極に一端を連結している電池リード板(7)と、回路基板(4)に一端を連結している基板リード(8)とからなり、基板リード(8)を電池リード板(7)に接続して、電池コア(1)の電池(2)を回路基板(4)に接続しており、
   さらに、電池リード板(7)は金属板で、基板リード(8)は、弾性金属板を一部が回路基板(4)に固定される状態で、接続部を電池リード板(7)に接続できる形状に曲げ加工してなる弾性折曲リード板で、
   この弾性折曲リード板の基板リード(8)が金属板である電池リード板(7)に接続されて、電池(2)を回路基板(4)に接続しているパック電池。
3. 電池コア(1)が互いに直列に接続している複数の電池(2)を備え、各々の電池(2)の中間接続点は中間接続リード(7B)を介して回路基板(4)に接続し、電池(2)の出力電極は出力リード(7A)を介して回路基板(4)に接続しており、
   中間接続リード(7B)は、電池コア(1)の電池(2)に接続している金属板の電池リード板(7)と、回路基板(4)に接続している弾性折曲リード板又は弾性折曲線である基板リード(8)とで構成して、電池リード板(7)と基板リード(8)とを接続して、電池コア(1)を回路基板(4)に接続しており、
   出力リード(7A)は、電池コア(1)の電池(2)に接続している金属板の電池リード板(7)と、回路基板(4)に接続している撚線のリード線である基板リード(8)とで構成して、電池リード板(7)とリード線の基板リード(8)とを接続して、電池コア(1)を回路基板(4)に接続している請求項１又は２に記載するパック電池。
4. 電池コア(1)が互いに直列に接続している複数の電池(2)を備え、各々の電池(2)の中間接続点は中間接続リード(7B)を介して回路基板(4)に接続し、電池(2)の出力電極は出力リード(7A)を介して回路基板(4)に接続しており、
   中間接続リード(7B)は、電池コア(1)の電池(2)に接続している金属板の電池リード板(7)と、回路基板(4)に接続している弾性折曲リード板又は弾性折曲線である基板リード(8)とで構成して、電池リード板(7)と基板リード(8)とを接続して、電池コア(1)を回路基板(4)に接続しており、
   出力リード(7A)は、電池コア(1)の電池(2)に接続している金属板の電池リード板(7)と、回路基板(4)に接続している中間接続リード(7B)の基板リード(8)よりも断面積の大きいリード板である基板リード(8)とで構成して、電池リード板(7)と基板リード(8)とを接続して、電池コア(1)を回路基板(4)に接続している請求項１又は２に記載するパック電池。
5. 弾性折曲線又は弾性折曲リード板がリン青銅である請求項１又は２に記載するパック電池。
6. 電池リード板(7)と基板リード(8)の連結部が、電池コア(1)と回路基板(4)とを、回路基板(4)に平行な面で相対的に平行移動して連結できる係止構造である請求項１又は２に記載するパック電池。
7. 電池リード板(7)と、弾性折曲線又は弾性折曲リード板の基板リード(8)とを係止構造で連結すると共に、弾性折曲線又は弾性折曲リード板のスプリングバックでもって、電池リード板(7)と基板リード(8)とを接触させてなる請求項１又は２に記載するパック電池。
8. 電池リード板(7)と基板リード(8)とを半田付けして連結している請求項１又は２に記載するパック電池。
9. 電池(2)が円筒型電池で、電池ケース(3)の内面に円筒型電池の表面に沿う案内溝(13)を設けており、両面テープを介して円筒型電池(2)を案内溝(13)に入れて固定している請求項１又は２に記載するパック電池。
10. 両面テープが伸縮性を有する請求項９に記載するパック電池。
11. 回路基板(4)が、基板ホルダー(5)を介して電池コア(1)に連結しており、基板ホルダー(5)と電池ケース(3)が、長手方向に延びる縦凹凸と、縦方向に直交する横方向とに延びる横凹凸との嵌合構造で連結している請求項１又は２に記載するパック電池。
    

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