JP5188108B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、基板の平面に出力端子を設けてなる端子基板、該端子基板を保持する外装体、並びに素電池、前記端子基板及び外装体を備える電池パックに関する。

近年、急速に普及しているビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、充放電可能な直方体状の非水電解質二次電池、例えばリチウムイオン二次電池等が主として用いられている。リチウムイオン二次電池は、正極及び負極をセパレータを介して巻回した発電要素を、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、直方体状をなすケースに収納して構成される。

このリチウムイオン二次電池（素電池）の一側面に、過充電及び過放電を防止するために電池電圧を制御する保護回路、及び素電池から外部へ電力を取り出し、又は外部から電力を取り込むための出力端子を有する保護回路基板を配置することにより電池コアが構成される。保護回路基板と素電池との間は接続用のリード板により電気的に接続されている。
電池コアの側面を絶縁性を有する、例えば合成樹脂製の外装枠で覆い、又は電池コアを例えば合成樹脂製の外装ケースに収納し、さらに素電池の平面と、外装枠又は外装ケースとをラベルで覆うことで電池パックが得られ、この電池パックが携帯電子機器に装着される。

特許文献１には、電池セルをケースに収納し、該ケースの内壁と、該ケースの底面に突設した複数のリブとの間に保護回路基板を固定して構成される電池パックの発明が開示されている。前記リブは、保護回路基板の保護回路が実装されている部分に当接しない位置に設けられている。

図８は、特許文献１等に記載された発明と同様の構成を有する従来の電池パック１１を示す一部断面図である。
素電池１２の一側面には両面粘着性の絶縁テープ１３を介し保護回路基板１５が配されている。保護回路基板１５は、素電池１２側に、保護回路が実装された保護回路実装部１５ａを備え、外面に３つの出力端子１５ｂを備えている。

素電池１２の四側面は外装枠１９により覆われている。図８においては、外装枠１９は、保護回路基板１５を配した素電池１２の側面を覆う枠辺部のみを示している。
外装枠１９は、前記出力端子１５ｂを露出させるための３つの窓部１９ｂを有し、保護回路基板１５の外面を覆う平面被覆部１９ａと、保護回路基板１５の端面及び保護回路実装部１５ａを覆う端面被覆部１９ｃ，１９ｃとを備えている。端面被覆部１９ｃ，１９ｃの内面には、保護回路実装部１５ａを嵌合するための嵌合リブ１９ｄ，１９ｄが設けられている。
素電池１２及び外装枠１９の一部には、合成樹脂製のラベル１６が貼着されている。

特許文献２には、保護回路基板に実装された保護回路を覆うカバー部材が、素電池の側面に当接する状態で、素電池をケースに収納する電池パックの発明が開示されている。
特開２００２−３４３３１７号公報 特開２００３−１４２０５３号公報

上述した特許文献１及び２に係る電池パック、並びに図８の従来の電池パック１１において、保護回路基板１５はケース又は外装枠１９内で支持されている。

近年の携帯電子機器の小型化に伴い、それに内蔵される電池パックについてもさらなる薄型化が要求されている。
例えば図８の従来の電池パック１１の場合、この電池パック１１の厚みを薄くするとき、素電池１２の側面に対向させて配置する保護回路基板１５の短手方向の寸法も短くしなければならない。これに伴い、保護回路基板１５の端部より内側に設けられる出力端子１５ｂの寸法も短くなる。一方、外装枠１９の平面被覆部１９ａに設けられる窓部１９ｂは、出力端子１５ｂを携帯電子機器の電源端子に接続させる構造上、小型化には限度がある。窓部１９ｂの上下方向の寸法を限度まで短くし、これに対応させて保護回路基板１５の短手方向の寸法を限度まで短くした場合、出力端子１５ｂの寸法は窓部１９ｂの寸法より短いので、窓部１９ｂから保護回路基板１５のソルダーレジスト部が露出し、場合によっては保護回路基板１５の端部が露出し、製品外観の見栄えが悪くなり製品価値を損なうという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、端子基板の出力端子を設ける部分の基板短手方向端部に凸部を備えることにより、出力端子の基板短手方向の寸法を長くし、出力端子の設置面積を拡大することができる端子基板を提供することを目的とする。

また、本発明は、端子基板の出力端子を設ける部分の基板短手方向の両端部に凸部を備えることにより、出力端子の基板短手方向の寸法を両端側において長くすることができる端子基板を提供することを目的とする。

そして、本発明は、上述の凸部を嵌合する嵌合孔を有し、該嵌合孔に凸部を嵌合した状態で、上述の端子基板を覆うべく構成することにより、基板端部が短手方向に突出することなく、容易に、かつ強固に端子基板を固定することができるとともに、出力端子を凸部に至るように設けることで、窓部から端子基板の端部が視認されず、外観の見栄えが良好である外装体を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上述の端子基板及び外装体を備えることにより、電池パックの要求される厚みに対応して端子基板の短手方向の寸法を短くする場合に、端子基板の凸部に至るように出力端子を設けることで、窓部の外装体短手方向の寸法より出力端子の基板短手方向の寸法を長くすることができ、薄型化に際し、出力端子を露出させる窓部からレジスト部が露出することがなく、外観品質を良好に維持することができる電池パックを提供することを目的とする。

本発明の電池パックは、直方体状の素電池と、矩形状をなし長手方向に複数の出力端子を並設してなる端子基板と、素電池の側面と素電池の側面に配された端子基板とを覆う外装体とを備え、端子基板は、出力端子を設ける部分の基板短手方向端部に凸部を備え、また、外装体は、出力端子を露出させる窓部と、端子基板の凸部を嵌合する嵌合孔を備えていることを特徴とする。

本発明においては、基板の出力端子を設ける部分の基板短手方向端部に凸部を備えるので、該凸部に至るように出力端子を設けることができ、出力端子の基板短手方向の寸法を長くすることができる。

第２発明に係る端子基板は、第１発明において、前記部分の基板短手方向の両端部に前記凸部を有することを特徴とする。

本発明においては、出力端子の基板短手方向の寸法を両端側において長くすることができる。

本発明においては、嵌合孔に凸部を嵌合することで、容易に、良好に端子基板を外装体に固定することができる。そして、端子基板の端部に突設した凸部は、外装体の嵌合孔に収容されるので、外装体の短手方向において突出しない。さらに、出力端子を凸部に至るように設けることで、窓部から端子基板の端部又はソルダーレジスト部が視認されないようにすることができる。

前記端子基板には、素電池の過充電及び過放電を防止するために電池電圧を制御する保護回路を実装することにしてもよい。
本発明においては、電池パックの要求される厚み（薄型化）に対応して端子基板の短手方向の寸法を短くする場合、端子基板の出力端子を設ける部分には凸部を備えるので、該凸部に至るように出力端子を設けることで、窓部の外装体短手方向の寸法より出力端子の基板短手方向の寸法を長くすることができ、該窓部から基板の端部又はソルダーレジスト部が視認されないようにすることができる。凸部は、外装体の嵌合孔に嵌合されるので、外装体から突出することがなく、電池パックの薄型化の障害とならず、外観の見栄えも良好である。
さらに、凸部は嵌合孔へ容易に嵌合することができ、端子基板は強固に外装体に固定される。よって、基板を支持するためのリブが不要であり、外装体の構造も簡単になり、外装体の成形のための金型の構造も簡単になる。

第１発明によれば、凸部に至るように出力端子を設けることができ、出力端子の基板短手方向の寸法を長くすることにより出力端子の設置面積を拡大することができる。
従って、窓部を有する外装体に、該窓部に出力端子を対向させる状態で端子基板を保持する場合、窓部の上下方向の寸法より出力端子の上下方向の寸法を長くすることができるので、該窓部から基板の端部又はソルダーレジスト部が視認されず、外観の見栄えを良好にすることができる。

第２発明によれば、出力端子の基板短手方向の寸法を両端側において長くすることができる。

本発明によれば、嵌合孔に凸部を嵌合することで、凸部が外装体の短手方向において
突出しない状態で、容易に、良好に端子基板を外装体に固定することができる。そして、出力端子を凸部に至るように設けることで、窓部から端子基板の端部又はソルダーレジスト部が視認されず、外観の見栄えを良好にすることができる。

本発明によれば、端子基板の凸部が設けられている部分以外の部分の基板短手方向寸
法は、電池パックの薄型化に対応させて短くすることができ、端子基板の凸部は、外装体の端子基板の端面を覆う部分に設けた嵌合孔に嵌合されるので、外装体から突出しない。そして、端子基板に前記凸部に至るように出力端子を設けることで、窓部の外装体短手
方向の寸法より出力端子の基板短手方向の寸法を長くすることができ、該窓部から端子基板の端部又はソルダーレジスト部が視認されないようにして外観の見栄えを良好にすることができる。
従って、電池パックの薄型化に際し、端子基板の出力端子以外の部分の窓部からの露出を制限して、電池パックの外観の見栄えを良好にすることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電池パック１を示す斜視図、図２は電池パック１を示す分解斜視図、図３は保護回路基板４を示す斜視図、図４は保護回路基板４を示す平面図、図５は外装枠９を示す斜視図、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

電池パック１の素電池２は角型平板状をなし、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池であり、正極及び負極をセパレータを介して巻回した電極群、並びに非水電解質を、アルミニウム又はアルミニウム合金製のケースに収納してなる。素電池２の一側面には、絶縁板（図示せず）を介して負極端子（図示せず）が設けられ、これと対向する他側面には、リード取付板２ａが設けられている。負極端子が設けられた部分以外の素電池２の全体が正極（端子）とされる。

素電池２の負極端子が設けられている前記一側面に隣接する側面には、両面粘着性の絶縁テープ３が貼着されている。該絶縁テープ３には、後述する保護回路実装部４１が貼着された状態で、保護回路基板（端子基板）４が配されている。

保護回路基板４は、平面視が略矩形状をなし、裏面に、素電池２の過充電又は過放電等を防止するための保護回路を実装し、該保護回路を絶縁性の合成樹脂で覆ってなる前記保護回路実装部４１を備えている（図３及び図４参照）。ここで、略矩形状とは、保護回路基板４の周縁部の一部が曲線状をなす場合も含む。
また、保護回路基板４は、平面の長手方向の中央部に、該平面の短手方向の両端部から突出する矩形板状の凸部４３，４３を備えている。前記中央部には、素電池２の外部へ電力を取り出し、逆に充電のために外部から電力を取り込むための正負極、及び温度端子である出力端子４２，４２，４２が、前記凸部４３，４３に至るように前記短手方向に延びる状態で、金メッキにより並設されている。

保護回路基板４の大きさとして、電池パック１の大きさが縦３７．３ｍｍ×横４５ｍｍ×厚み３．９ｍｍである場合、長手方向の全長Ｌ₁ ：４０．７ｍｍ、凸部４３の長手方向の長さＬ₂ ：８．３ｍｍ、短手方向の全長Ｈ₁ ：３．４ｍｍ、凸部４３の短手方向の長さＨ₂ ：０．３ｍｍが例示される。
前記Ｈ₂ の長さは、０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であるのが好ましい。前記Ｈ₂ の長さが０．１５ｍｍ未満である場合、凸部４３を後述する外装枠９の嵌合孔９１ｄに嵌合するときの嵌合強度が弱い。また、前記Ｈ₂ の長さが０．３ｍｍを超える場合、凸部４３の嵌合孔９１ｄへの嵌合が困難になる。

保護回路基板４は、一端部に形成したパッド（図示せず）が、第１リード５を介してＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子６の一方電極と接続され、ＰＴＣ素子６の他方電極は、第２リード７を介して素電池２の前記負極端子と接続される。保護回路基板４の他端部に形成したパッド（図示せず）は、第３リード板８及びリード取付板２ａを介して素電池２の前記他側面と接続される。これにより、保護回路基板４が素電池２の側面に配される。

枠状をなし、絶縁性を有する合成樹脂からなる外装枠９は、上述のようにして素電池２の側面に配された保護回路基板４を覆う第１枠辺部９１と、素電池２の負極端子が突設された側面を覆う第２枠辺部９２と、リード取付板２ａが設けられた側面を覆う第３枠辺部９３と、素電池２の残る側面を覆う第４枠辺部９４とを備えている（図５参照）。

第１枠辺部９１は、保護回路基板４の出力端子４２，４２，４２が設けられている平面を覆う平面被覆部９１ａと、該側板部９１ａに横設され、保護回路基板４の上端面及び下端面、並びに保護回路実装部４１を覆う端面被覆部９１ｃ，９１ｃとを備えている。
平面被覆部９１ａの長手方向の中央部には、出力端子４２，４２，４２を露出させるための窓部９１ｂ，９１ｂ，９１ｂが設けられており、端面被覆部９１ｃ，９１ｃの中央部には、凸部４３，４３を嵌合するための角孔である嵌合孔９１ｄ，９１ｄが設けられている。
保護回路基板４が上述した寸法を有する場合、嵌合孔９１ｄ，９１ｄの長手方向の長さとして、８．４ｍｍが例示される。

素電池２の側面に配した保護回路基板４の凸部４３，４３を嵌合孔９１ｄ，９１ｄに嵌合した状態で、外装枠９は、素電池２の四側面に嵌め合わされる。矩形状をなす凸部４３，４３は、角孔である嵌合孔９１ｄ，９１ｄへ容易に嵌合することができる。従って、本実施の形態においては、簡単な構造を有する外装枠９に、容易に、良好に保護回路基板４を嵌め入れて固定することができる。
四側面を外装枠９で覆われた素電池２は、両平面、並びに負極端子及びリード取付板２ａが設けられている二側面側に、絶縁性を有し、矩形状をなす合成樹脂製のラベル１０が貼着され、電池パック１が構成される。

上述したように、出力端子４２，４２，４２は凸部４３，４３に至るように保護回路基板４上に設けられているので、出力端子４２の基板短手方向の寸法は窓部９１ｂの外装枠短手方向の寸法より長くなっている（図６参照）。従って、図８の従来の電池パック１１のように、窓部１９ｂの外装枠短手方向の寸法と保護回路基板１５の基板短手方向の寸法とが略等しく、出力端子１５ｂの寸法が窓部１９ｂの寸法より短くなる場合と異なり、側面視で窓部９１ｂと出力端子４２とが確実に一致しており、保護回路基板４の端部又はソルダーレジスト部が窓部９１ｂから視認されることがなく、外観の見栄えが良好である。

保護回路基板４の凸部４３，４３を有する部分の基板短手方向の寸法は、図６に示すように、電池パック１の厚みをＴ、外装枠９の端面被覆部９１ｃの肉厚をＡ、凸部４３の突出長をＢとした場合、（Ｔ−２×Ａ＋２×Ｂ）で表されるが、凸部４３，４３は外装枠９の嵌合孔９１ｄ，９１ｄに収納され、外装枠９から突出せず、電池パック１の薄型化の障害とならない。
従って、本実施の形態においては、電池パック１は窓部９１ｂ付近の外観の見栄えが良好であるとともに、薄型化が図られている。

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る電池パックに備えられる保護回路基板１４を示す斜視図である。
保護回路基板１４は、平面視が略矩形状をなし、裏面に、保護回路を実装し、該保護回路を絶縁性の合成樹脂で覆ってなる保護回路実装部１４ａを備え、表面に、出力端子１４ｂ，１４ｂ，１４ｂを備えている。
そして、保護回路基板１４は、長手方向の中央部に、基板短手方向の上端部から突出する矩形板状の凸部１４ｃを備えている。本実施の形態に係る保護回路基板１４は、凸部１４ｃが１つである点が、実施の形態１に係る保護回路基板４と異なる。

本実施の形態においては、前記外装枠９の代わりに、一面開口の箱体状をなし、一側板部に出力端子１４ｂ，１４ｂ，１４ｂを露出するための窓部が設けられ、底面の前記一側板部側に前記凸部１４ｃを嵌合するための角孔である嵌合孔が設けられたケース（図示せず）を用いる。保護回路基板１４を前記素電池２と同様の素電池の側面に配した後、前記嵌合孔に凸部１４ｃを嵌合した状態で、素電池を前記ケースに収納し、素電池及びケースの一部にラベル（図示せず）を貼着することで、本発明の実施に係る電池パックが得られる。

本実施の形態においても、出力端子１４ｂ，１４ｂ，１４ｂを凸部１４ｃに至るように保護回路基板１４に設け、前記ケースの窓部から保護回路基板１４の端部又はソルダーレジスト部が見えないように構成することで、良好な外観の見栄えを有しつつ、電池パックの薄型を図ることができる。

なお、前記実施の形態１及び２においては、外装体として、一体化した外装枠９又はケースを適用した場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、コの字状の２つの半体からなる外装枠、上下方向に二分割したケース等を用いることにしてもよい。
また、前記実施の形態１及び２においては、出力端子４２又は出力端子１４ｂが設けられた基板に保護回路も実装され、保護回路基板４又は保護回路基板１４として構成されている場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、出力端子は設けられているが、保護回路は実装されていない端子基板につき、本発明の構成を適用することも可能である。
そして、素電池がリチウムイオン二次電池である場合につき説明しているがこれに限定されず、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
さらに、本発明の電池パックが適用される携帯電子機器は、携帯電話機に限定されるものではない。

本発明の実施の形態１に係る電池パックを示す斜視図である。 電池パックを示す分解斜視図である。 保護回路基板を示す斜視図である。 保護回路基板を示す平面図である。 外装枠を示す斜視図である。 図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電池パックに備えられる保護回路基板を示す斜視図である。 特許文献１等に記載された発明と同様の構成を有する従来の電池パックを示す一部断面図である。

符号の説明

１、１１ 電池パック
２ 電池
２ａ リード取付板
３ 絶縁テープ
４、１４ 保護回路基板
４１、１４ａ 保護回路実装部
４２、１４ｂ 出力端子
４３、１４ｃ 凸部
５ 第１リード
６ ＰＴＣ素子
７ 第２リード
８ 第３リード
９ 外装枠
９１ 第１枠辺部
９１ａ 平面被覆部
９１ｂ 窓部
９１ｃ 端面被覆部
９１ｄ 嵌合孔
９２ 第２枠辺部
９３ 第３枠辺部
９４ 第４枠辺部
１０ ラベル

Claims (2)

1. 直方体状の素電池と、
   矩形状をなし長手方向に複数の出力端子を並設してなる端子基板と、
   前記素電池の側面と前記素電池の側面に配された前記端子基板とを覆う外装体とを備えた電池パックにおいて、
   前記端子基板は、前記出力端子を設ける部分の基板短手方向端部に凸部を備え、
   また、前記外装体は、前記出力端子を露出させる窓部と、前記端子基板の前記凸部を嵌合する嵌合孔を備えていることを特徴とする電池パック。
2. 前記端子基板は、前記出力端子を設ける部分の基板短手方向の両端部に前記凸部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
   

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