JP5885508B2 - 電池ユニット - Google Patents

Description

本発明は、扁平形電池及び基板を備えた電池ユニットに関する。

従来より、電池と保護回路等とをユニット化した構成は知られている。このような構成としては、例えば特許文献１に開示されるように、略直方体形状の電池ケース上に保護回路等を配置した構成が知られている。

特開２００９−１５２１８３号公報

上述の特許文献１の構成の場合、電池ユニットが略直方体形状を有するため、該電池ユニットを機器内に装着する際に特に位置決めすることなく、電池ユニットの端子を機器側の端子に接続することができる。

これに対し、略円形状の扁平形電池を用いて略円柱状の電池ユニットを構成する場合、該電池ユニットを機器内に装着する際に、該電池ユニットの端子が機器側の端子と接触するように、電池ユニットの周方向の位置決めを行う必要がある。

本発明では、扁平形電池と基板とを有する略円柱状の電池ユニットにおいて、機器に対して装着する際に位置決め可能な構成を得ることを目的とする。

本発明の一実施形態にかかる電池ユニットは、有底円筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底円筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせてなる円柱状の扁平形電池と、前記扁平形電池に対して厚み方向に積層される円形状の基板と、前記扁平形電池と前記基板とを電気的に接続する突出端子とを備え、前記突出端子は、前記扁平形電池の径方向外方に突出するように、該扁平形電池の側面上に配置される（第１の構成）。

以上の構成では、円柱状の扁平形電池及び円形状の基板を備えた円柱状の電池ユニットが形成される。扁平形電池と基板とを電気的に接続する突出端子を、平面視で該扁平形電池の外方に突出させることで、該突出端子によって扁平形電池の位置決めが可能になる。すなわち、平面視で突出端子が扁平形電池の外方に突出するため、その突出部分に対応する窪みを機器側に設けることにより、該機器に対して扁平形電池の位置決めを行うことが可能になる。

しかも、扁平形電池と基板とを電気的に接続する突出端子の配置に工夫を凝らして電池ユニットの突出部分を形成することにより、該突出部分を形成するための新たな部材が不要になる。したがって、部品点数の増加及びコストの増大を招くことなく、円柱状の電池ユニットの位置合わせ構造を実現することができる。

前記第１の構成において、前記突出端子は、前記扁平形電池の径方向外方に突出するように、該扁平形電池の側面に対して離間して配置されるのが好ましい（第２の構成）。これにより、突出端子を、扁平形電池の径方向外方により確実に突出させることができる。

前記第２の構成において、前記外装缶の平面部上または前記封口缶の平面部上に配置されるスペーサをさらに備え、前記基板は、前記スペーサ上に配置され、前記突出端子は、一部が前記スペーサと前記基板との間に位置し、前記スペーサには、前記突出端子が接触することにより該突出端子が前記扁平形電池の側面から離間するように、前記扁平形電池の径方向外方に向かって突出する突出部が設けられているのが好ましい（第３の構成）。

これにより、スペーサに形成された突出部によって、突出端子を、扁平形電池の側面に対してより確実に離間させることができる。すなわち、突出部によって、扁平形電池の側面に対する突出端子の位置が決まるため、扁平形電池の径方向における突出端子の位置決めを容易に行うことができる。

前記第３の構成において、前記スペーサには、前記突出端子の前記一部が位置付けられる部分に、該一部を配置するための凹部が設けられていて、前記突出部は、前記凹部に対応して設けられているのが好ましい（第４の構成）。

こうすることで、突出端子のうちスペーサと基板との間に位置する部分は、該スペーサに設けられた凹部内に配置されるので、突出端子の厚みによって電池ユニットの厚み方向のサイズが大きくなるのを防止できる。しかも、突出端子をスペーサの凹部内に配置することで、該突出端子を突出部に対して容易に位置決めすることができる。したがって、突出端子を組み立てる際の作業性の向上を図れる。

前記第４の構成において、前記突出部は、先端側に向かって厚みが小さくなるように、前記基板側にテーパ面を有するのが好ましい（第５の構成）。これにより、突出端子を、突出部のテーパ面上を移動させてスペーサの凹部内にスムーズに入れることができる。したがって、突出端子を組み立てる際の作業性の向上を図れる。

前記第１から第５の構成のうちいずれか一つの構成において、前記扁平形電池と前記基板とを電気的に接続する端子と、前記扁平形電池、前記スペーサ及び前記基板の側面と該基板の外周側とを覆うフィルム状のカバーをさらに備え、前記基板には、外周側に複数の切り欠き部が形成されているとともに、各切り欠き部の側面上に、前記端子または前記突出端子とそれぞれ電気的に接続される基板側端子が設けられていて、前記複数の切り欠き部のうち、前記突出端子と電気的に接続される基板側端子が配置される切り欠き部は、該基板側端子が前記カバーによって覆われるように、前記端子と電気的に接続される基板側端子が配置される他の切り欠き部よりも前記基板の径方向外方側に設けられているのが好ましい（第６の構成）。

基板の外周側に切り欠き部が設けられていて、該切り欠き部内に基板側端子が設けられている構成では、カバーによって覆うことにより、基板側端子の露出を防止する必要がある。しかしながら、扁平形電池、スペーサ及び基板を積層した状態でそれらの側面をカバーによって覆う場合、突出端子が配置されている部分では、カバーが突出端子によって基板の外周側に引っ張られる。そうすると、突出端子が配置される部分では、基板の切り欠き部に設けられた基板側端子がカバーによって覆われずに露出する可能性がある。

上述の構成では、突出端子が配置される切り欠き部を、他の切り欠き部に比べて、基板の径方向外方側に設けることにより、全ての切り欠き部に設けられた基板側端子をカバーによって覆うことが可能になる。したがって、上述の構成により、基板側端子の露出を防止することができ、該基板側端子での短絡等の発生を防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる電池ユニットによれば、円柱状の扁平形電池と円形状の基板とを電気的に接続する突出端子を、該扁平形電池の径方向外方に突出させるように配置した。これにより、突出端子によって、円柱状の電池ユニットを装着する機器に対し、該電池ユニットの位置決めを行うことが可能になる。

図１は、実施形態に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池以外の構成部品を断面で示す図である。 図２は、電池ユニットの上面図である。 図３は、扁平形電池において、電極体以外の構成部品を断面で示す図である。 図４は、電池側負極端子及び電池側正極端子が設けられた扁平形電池にスペーサを組み合わせた状態を示す斜視図である。 図５は、図４の構成の上面図である。 図６は、図４の構成に回路基板を重ねた状態を示す上面図である。 図７は、スペーサの概略構成を示す斜視図である。 図８は、電池ユニットの製造方法の一例において、製作した回路基板の概略構成を示す断面図である。 図９は、電池ユニットの製造方法の一例において、扁平形電池にスペーサ等を取り付けた状態を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態にかかる電池ユニット１の概略構成を示す図である。この電池ユニット１は、コイン状の扁平形電池２と回路部３とが一体化されたユニットである。電池ユニット１は、例えば、歩数計、補聴器、自動車用の電子キー、ＩＣタグ、センサユニットなど、コイン型電池を使用する小型機器に電源として使用される。なお、この電池ユニット１は、扁平形電池２が充放電可能な二次電池のユニットである。

具体的には、図１に示すように、電池ユニット１では、扁平形電池２上に、回路部３が固定されている。この回路部３は、扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て、該扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有する。これにより、扁平形電池２と回路部３とを厚み方向にコンパクトに配置しつつ、電池ユニット１の大きさを扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て該扁平形電池２の外形と同等の大きさにすることができる。

また、詳しくは後述するが、回路部３の回路基板６１における扁平形電池２とは反対側の面に、後述する各種の端子６６〜６９が形成されている（例えば図２参照）。これにより、電池ユニット１では、図１に示すように扁平形電池２と回路部３とを組み合わせた状態で、図２に示すように、各種端子６６〜６９のみが露出した状態となる。

さらに、図１に示すように、扁平形電池２と回路部３とを積層した状態で固定することによって構成される積層体の側面は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、熱によって収縮する樹脂材料からなるフィルム状のチューブ４（カバー）によって覆われている。このチューブ４は、積層体の側面だけでなく該積層体の両端面の外周側（回路部３の回路基板６１の外周側及び扁平形電池２の外装缶１０の底面外周側）も覆っている。これにより、前記積層体の強度の向上を図れるとともに、該積層体の側面の外観の向上も図れる。また、チューブ４の厚みの分だけ、積層体の端面に段差が形成されるため、該積層体の端面に位置する回路部３の外表面に形成された各種端子６６〜６９が、チューブ４よりも積層方向内方に位置する。これにより、各種端子６６〜６９は損傷を受けにくくなる。

以下で、図１から図７を用いて、扁平形電池２及び回路部３等の詳しい構成について説明する。

扁平形電池２は、図３に示すように、有底円筒状の外装缶としての正極缶１０と、該正極缶１０の開口を覆う封口缶としての負極缶２０と、正極缶１０の外周側と負極缶２０の外周側との間に配置されるガスケット３０と、正極缶１０及び負極缶２０の間に形成される空間内に収納される電極体４０とを備えている。したがって、扁平形電池２は、正極缶１０と負極缶２０とを合わせることによって、全体が扁平な円柱状となる。正極缶１０と負極缶２０との間に形成される空間内には、電極体４０以外に、非水電解液（図示省略）も封入されている。なお、本実施形態において、扁平形電池２は、充放電可能なリチウムイオン電池として構成されている。

正極缶１０は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。正極缶１０は、円形状の底部１１（平面部）と、その外周に該底部１１と連続して形成される円筒状の周壁部１２とを備えている。この周壁部１２は、縦断面視（図３に図示した状態）で、底部１１の外周端からほぼ垂直に延びるように設けられている。正極缶１０は、後述するように、負極缶２０との間にガスケット３０を挟んだ状態で、周壁部１２の開口端側が内側に折り曲げられて、該負極缶２０に対してかしめられている。よって、正極缶１０の底部１１により、扁平形電池２の底面が構成される。

負極缶２０も、正極缶１０と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。負極缶２０は、正極缶１０の周壁部１２よりも外形が小さい円筒状の周壁部２２と、その一方の開口を塞ぐような円形状の平面部２１と、を有している。よって、負極缶２０の平面部２１により、扁平形電池２の上面が構成される。

負極缶２０の周壁部２２も、正極缶１０と同様、縦断面視で、平面部２１に対してほぼ垂直に延びるように設けられている。周壁部２２には、平面部２１側の基端部２２ａに比べて径が段状に大きくなる拡径部２２ｂが形成されている。すなわち、周壁部２２には、基端部２２ａと拡径部２２ｂとの間に段部２２ｃが形成されている。図３に示すように、この段部２２ｃに対して、正極缶１０の周壁部１２の開口端側が折り曲げられてかしめられている。すなわち、正極缶１０は、その周壁部１２の開口端側が負極缶２０の段部２２ｃに嵌合されている。

（回路部の構成）
図１に示すように、回路部３は、回路基板６１（基板）と、該回路基板６１上に実装される複数の回路部品６２とを備えている。複数の回路部品６２は、回路基板６１の一面側にまとめて実装されている。回路部品６２としては、例えば、保護回路を構成する保護ＩＣや、充電回路を構成する充電ＩＣ、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータなどがある。このＤＣ／ＤＣコンバータを電池ユニット１内に設けることで、扁平形電池２の定格電圧が、使用する電気機器の定格電圧と異なる場合であっても、該電気機器の定格電圧に合わせて電池ユニット１から電圧を出力することが可能となる。よって、様々な定格電圧の扁平形電池を用いて電池ユニット１を構成することが可能になる。なお、詳しくは説明しないが、回路部３は、扁平形電池２の残量検知のために、該扁平形電池２の残容量が少なくなった場合に出力電圧を変更するように構成されている。

図１、図２及び図６に示すように、回路基板６１は、平面視で、扁平形電池２の外形と同等の形状（円形）及び大きさを有するように形成されている。これにより、回路基板６１によって電池ユニット１が扁平形電池２の直径よりも大型化するのを防止できる。

図２及び図６に示すように、回路基板６１には、その外周部分に、略半円状の切り欠き部６１ａ，６１ｃが３箇所設けられている。これらの切り欠き部６１ａ，６１ｃは、回路基板６１の外周側に周方向に約１２０度の間隔で設けられている。各切り欠き部６１ａ，６１ｃには、図６に示すように、回路基板６１の側面に、例えば錫メッキによって基板側端子６３が形成されている。各切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３は、特に図示しないが、回路基板６１上に実装された回路部品６２によって構成される回路（図示省略）に電気的に接続されている。

上述のように、回路基板６１に、略半円状の切り欠き部６１ａ，６１ｃを設けることにより、該切り欠き部６１ａ上に形成された基板側端子６３と後述する扁平形電池２の電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２とを半田付けする際に、半田が行き渡りやすくなる。これにより、回路基板６１の基板側端子６３と扁平形電池２の電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２とを半田によってより確実に接続することができる。

図２に示すように、各切り欠き部６１ａ，６１ｃは、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆うチューブ４によって覆われている。これにより、切り欠き部６１ａ，６１ｃに設けられた基板側端子６３が露出するのを防止できる。

後述するように、電池側正極端子８２は、平面視で回路基板６１の径方向外方に突出している。そのため、電池側正極端子８２をチューブ４によって覆った部分も電池ユニット１の径方向外方に突出している。したがって、電池側正極端子８２を覆う部分のチューブ４は、他の部分に比べて回路基板６１の外周側に位置付けられる。

本実施形態では、図２及び図６に示すように、３つの切り欠き部６１ａ，６１ｃのうち電池側正極端子８２が位置付けられる切り欠き部６１ｃは、他の切り欠き部６１ａに比べて回路基板６１の外周側に設けられている。具体的には、半円状の切り欠き部６１ｃは、その中心の回路基板径方向の位置が、他の切り欠き部６１ａの中心の位置よりも回路基板６１の外周側に位置するように設けられている。すなわち、図６に示すように、切り欠き部６１ｃは、回路基板６１の中心から最も回路基板６１の内側に位置する部分までの距離Ｘが、他の切り欠き部６１ａの距離Ｙに比べて大きくなるように、回路基板６１に設けられている。なお、切り欠き部６１ａ，６１ｃは、いずれも同じ半径を有する半円状に形成されている。

これにより、上述のように電池側正極端子８２によってチューブ４が他の部分に比べて回路基板６１の外周側に位置付けられた場合でも、該電池側正極端子８２が位置付けられる切り欠き部６１ｃ内の基板側端子６３が露出するのを防止できる。すなわち、電池側正極端子８２が位置付けられる切り欠き部６１ｃは、他の切り欠き部６１ａに比べて回路基板６１の径方向外方に位置するため、電池側正極端子８２によって回路基板６１の径方向外方に引っ張られたチューブ４によって、覆われる。

図１、図２及び図６に示すように、回路基板６１において回路部品６２が実装されていない側の面には、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９が設けられている。すなわち、回路基板６１には、図１に示すように、一面側に複数の回路部品６２が実装されている一方、他面側には各種端子６６〜６９がまとめて設けられている。また、回路基板６１には、複数のスルーホール（図示省略）が形成されていて、該スルーホール内に充填される金属材料によって、該回路基板６１上の回路部品６２によって形成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６９とが電気的に接続されている。なお、各種端子６６〜６９の配置は、図２及び図６以外の配置であってもよい。

このように回路基板６１上に回路部品６２によって構成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６９とを電気的に接続するとともに、上述のように基板側端子６３と回路基板６１上の前記回路とを電気的に接続することにより、各種端子６６〜６９と基板側端子６３とを電気的に接続することができる。後述するように、基板側端子６３に扁平形電池２の電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２を接続することにより、扁平形電池２と各種端子６６〜６９とを電気的に接続することができる。したがって、これらの各種端子６６〜６９を介して扁平形電池２の充放電を行うことが可能になる。

図２及び図６に示すように、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９は、それぞれ扇状に形成されているとともに、回路基板６１上に周方向に並んで設けられている。また、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９は、平面視で回路基板６１の中央部分に設けられている。これにより、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９が偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆うチューブ４と重なるのを防止しつつ、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９の面積を極力、大きくすることができる。

回路基板６１には、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９よりも外周側で且つ周方向２箇所に、円形状の穴部６１ｂが設けられている。これらの穴部６１ｂは、回路基板６１に周方向に１８０度の間隔で設けられている。各穴部６１ｂは、回路基板６１を貫通していて、後述するスペーサ７１の突起部７２が挿入可能な大きさに形成されている。なお、穴部６１ｂは、回路基板６１を貫通していなくてもよい。その場合には、穴部６１ｂは、回路基板６１に、回路部品６２が実装された面で開口するように形成される。

回路基板６１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０上に、円環状のスペーサ７１を介して保持されている。具体的には、回路基板６１は、スペーサ７１によって扁平形電池２の負極缶２０から所定の間隔を有するように配置された状態で、後述の電池側負極端子８１によって負極缶２０と接続されているとともに、後述の電池側正極端子８２によって正極缶１０に接続されている。このように、扁平形電池２において変形が生じにくい負極缶２０上に、回路基板６１を配置することで、該扁平形電池２が変形を生じた場合でも回路部３と扁平形電池２との電気的な接続を確保することが可能になる。

回路基板６１は、円環状のスペーサ７１の内側に回路部品６２が位置するように、該スペーサ７１に対して重ね合わされる（図１参照）。これにより、回路部品６２が実装された回路基板６１を、扁平形電池２に対してコンパクトに配置することができる。また、上述のような構成にすることで、回路部品６２が電池ユニット１の外に露出しないため、ユーザー等が回路部品６２に触れるのを防止できる。

スペーサ７１の構成については後述する。

（電池側端子の構成）
図１及び図４に示すように、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上には、電池側負極端子８１（端子）が設けられている。この電池側負極端子８１は、図４に示すように、導電性の金属材料からなる長方形状の板部材を、長手方向中央部分が厚み方向に膨出するように折り曲げることにより形成される。すなわち、電池側負極端子８１は、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１に接続される電池接続部８１ａと、該電池接続部８１ａの長手方向両側に位置する基板接続部８１ｂとが一体形成された部材であり、該電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して前記部材の厚み方向に膨出している。この電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して膨出する高さは、扁平形電池２上にスペーサ７１を重ねた状態で該扁平形電池２に取り付けられた電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂが該スペーサ７１上に位置するような高さである。より詳しくは、電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して膨出する高さは、スペーサ７１に設けられた後述する溝部７１ａの部分における該スペーサ７１の厚みと同等である。

電池接続部８１ａは、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上に溶接によって固定されている。詳しくは、電池接続部８１ａは、電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂがスペーサ７１上に載置されるように、電池側負極端子８１の膨出側の面が負極缶２０の平面部２１に溶接固定される。これにより、電池側負極端子８１を扁平形電池２に固定できる。しかも、電池側負極端子８１には、電池接続部８１ａによって、基板接続部８１ｂよりも凹んだ窪みが形成されるため、回路基板６１に実装される回路部品６２を該窪み内に配置することができる。したがって、より多くの回路部品６２を回路基板６１と扁平形電池２との間にコンパクトに配置することができる。

なお、電池接続部８１ａは、基板接続部８１ｂをスペーサ７１に設けられた後述の溝部７１ａ内に配置した状態で、該スペーサ７１の内周に接触しないような長さを有する。上述のように電池接続部８１ａ上にも回路部品６２が位置付けられることを考慮すると、電池接続部８１ａは、スペーサ７１の内周に接触しない範囲で、できるだけ長いほうが好ましい。

基板接続部８１ｂは、回路基板６１と半田によって固定される。詳しくは、図６に示すように、基板接続部８１ｂは、その上に、回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に設けられた基板側端子６３が位置付けられた状態で、該基板側端子６３と半田付けされる。これにより、基板接続部８１ｂは、回路基板６１の側面と接続される。基板接続部８１ｂにおける電池側負極端子８１の長手方向両端部分の表面には、錫メッキが施されている（図５における網状のハッチング部分）。これにより、基板接続部８１ｂと基板側端子６３とを半田によってより確実に接続することができる。

基板接続部８１ｂは、スペーサ７１の外周側に位置する端部が、該スペーサ７１の外周に沿うように、電池側負極端子８１の長手方向に対して斜めに形成されている。すなわち、基板接続部８１ｂは、平面視で台形状に形成されている。これにより、基板接続部８１ｂを平面視で長方形状に形成した場合に比べて、回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に露出する基板接続部８１ｂの面積を増大させることができる。したがって、基板接続部８１ｂと基板側端子６３とを、半田によって、より確実に接続することができる。

図１及び図４に示すように、扁平形電池２及びスペーサ７１を厚み方向に挟み込むように電池側正極端子８２（突出端子）が設けられている。この電池側正極端子８２は、導電性の金属材料からなる板部材によって構成されていて、その一方の端部が扁平形電池２の正極缶１０の底部１１に溶接によって固定される一方、他方の端部はスペーサ７１の上面上に位置付けられる。

具体的には、図１及び図４に示すように、電池側正極端子８２は、正極缶１０の底部１１に接続される電池接続部８２ａと、スペーサ７１上で回路基板６１に接続される基板接続部８２ｂと、電池接続部８２ａと基板接続部８２ｂとを繋ぐ連結部８２ｃとを有する。電池接続部８２ａ及び基板接続部８２ｂは、連結部８２ｃに対して同じ方向に折り曲げられている。これにより、電池側正極端子８２を、扁平形電池２及びスペーサ７１を厚み方向に挟み込むように配置することができる。

基板接続部８２ｂは、回路基板６１と半田によって固定される。詳しくは、図６に示すように、基板接続部８２ｂは、その上に、回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に設けられた基板側端子６３が位置付けられた状態で、該基板側端子６３と半田付けされる。これにより、基板接続部８２ｂは、回路基板６１の側面と接続される。

なお、基板接続部８２ｂは、スペーサ７１と重なる部分に、錫メッキが施されている（図５における網状のハッチング部分）。これにより、基板接続部８２ｂと回路基板６１の基板側端子６３とを半田によってより確実に接続することができる。

電池側正極端子８２は、連結部８２ｃが扁平形電池２の側面から離間するように、該扁平形電池２に取り付けられている。すなわち、後述するように、電池側正極端子８２は、連結部８２ｃがスペーサ７１に設けられた突出部７１ｃに接触した状態で、扁平形電池２に取り付けられている。以上の構成により、電池側正極端子８２は、扁平形電池２の径方向外方に突出している。後述するように、電池側正極端子８２は、電池ユニット１の周方向の位置決めを行うための突出部分として機能する。

以上の構成では、回路基板６１の外周側に複数の切り欠き部６１ａ，６１ｃを設けるとともに、該切り欠き部６１ａ，６１ｃ内に形成された基板側端子６３と扁平形電池２の電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２とをそれぞれ電気的に接続した。これにより、回路基板６１の側面で、該回路基板６１上に形成された回路と扁平形電池２の電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２とを電気的に接続できるため、回路基板を端子の先端部分が挿通した状態で半田付けする構成に比べて、電池ユニット１の厚みを小さくすることができる。すなわち、上述の構成では、回路基板から端子の先端部分が突出したり半田によって厚みが厚くなったりすることがないため、電池ユニット１の厚みをより小さくすることができる。

また、上述のように、扁平形電池２にそれぞれ接続された電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２の３つの基板接続部８１ｂ，８２ｂによって回路基板６１を支持することで、該回路基板６１を安定して支持することができる。

（スペーサ）
スペーサ７１は、例えばポリカーボネートなどの樹脂材料からなる部材であり、図４、図５及び図７に示すように、円環状に形成されている。スペーサ７１は、扁平形電池２の負極缶２０上に接着剤によって接着固定される。すなわち、特に図示しないが、スペーサ７１と扁平形電池２の正極缶１０との隙間は接着剤によって埋められる。スペーサ７１上には、該スペーサ７１内に回路部品６２が位置付けられるように、回路基板６１が配置される。これにより、スペーサ７１は、扁平形電池２と回路基板６１との間に位置する。

スペーサ７１は、回路部品６２が扁平形電池２と接触しない所定の間隔が形成されるような厚みを有している（図１参照）。これにより、扁平形電池２の負極缶２０上に回路部品６２を配置するためのスペースを形成しつつ、該扁平形電池２が変形を生じても回路部品６２が該扁平形電池２に接触して損傷を受けるのを防止できる。

スペーサ７１には、図４、図５及び図７に示すように、一方の端面に、電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２をそれぞれ配置可能な溝部７１ａ、７１ｂが設けられている。具体的には、スペーサ７１において、回路基板６１が配置される側の面に、周方向３箇所に溝部７１ａ,７１ｂが設けられている。

溝部７１ａは、平面視でスペーサ７１を横断するように、電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂに対応してスペーサ７１の周方向２箇所に設けられている。すなわち、２つの溝部７１ａは、スペーサ７１上の対向する位置に、同じ方向に向かって延びるように設けられている。溝部７１ａ内には、電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂがそれぞれ位置付けられる。溝部７１ａは、その深さが電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂの厚みよりも大きい。これにより、溝部７１ａ内に電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂを配置した状態で、該基板接続部８１ｂがスペーサ７１における回路基板６１側の端面から突出するのを防止できる。

溝部７１ｂは、電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂに対応してスペーサ７１の周方向１箇所に設けられている。溝部７１ｂは、溝部７１ａとともにスペーサ７１に平面視でＴ字を形成する位置に設けられている。溝部７１ｂ内に、電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂが位置付けられる。溝部７１ｂは、その深さが電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂの厚みよりも大きい。これにより、溝部７１ｂ内に電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂを配置した状態で、該基板接続部８２ｂがスペーサ７１における回路基板６１側の端面から突出するのを防止できる。

図４及び図７に示すように、スペーサ７１において溝部７１ｂが設けられている部分には、該スペーサ７１の径方向外方に向かって突出する突出部７１ｃが設けられている。この突出部７１ｃは、平面視で長方形状に形成されているとともに、先端部分に向かって肉厚が小さくなるように、回路基板６１側の面がテーパ状に形成されている。すなわち、突出部７１ｃは、スペーサ７１の径方向内方に向かって厚みが大きくなるように、回路基板６１側にテーパ面を有する。

このようにスペーサ７１に突出部７１ｃを設けることにより、溝部７１ｂ内に配置される電池側正極端子８２を、スペーサ７１の外周よりも該スペーサ７１の径方向外方に位置付けることが可能になる。すなわち、溝部７１ｂ内に基板接続部８２ｂが配置される電池側正極端子８２は、連結部８２ｃが突出部７１ｃの先端部分に接触するため、スペーサ７１の径方向外方に突出する。これにより、電池ユニット１において、周方向１箇所に突出部分を設けることができる。よって、電池ユニット１を装着する機器側に、該電池ユニット１の突出部分に対応する窪みが形成されている場合に、該機器に対して電池ユニット１を周方向に位置決めした状態で装着することができる。

しかも、突出部７１ｃには、回路基板６１側の面に、先端部分に向かって肉厚が小さくなるようなテーパが形成されているため、溝部７１ｂ内に電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂを容易に配置することができる。すなわち、既述のとおり、電池側正極端子８２は、Ｃ字状に形成されているため、突出部７１ｃにテーパを設けることにより、該電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂを突出部７１ｃ上で移動させる際に、該電池側正極端子８２の電池接続部８２ａと基板接続部８２ｂとの間を容易に広げることができる。これにより、電池側正極端子８２の基板接続部８２ｂを溝部７１ｂ内に容易に位置付けて、該電池側正極端子８２によって扁平形電池２及びスペーサ７１を厚み方向に挟み込むことができる。

本実施形態では、突出部７１ｃにテーパを形成したが、この限りではなく、突出部７１ｃを設けずに溝部７１ｂのスペーサ７１外周側の溝底面をテーパ状に形成してもよい。

スペーサ７１には、溝部７１ａ，７１ｂが設けられている面、すなわち回路基板６１側の面に、周方向２箇所に、位置合わせ用の突起部７２が設けられている。各突起部７２は、回路基板６１に設けられた円形状の穴部６１ｂ内に挿入可能なように円柱状に形成されている。これにより、スペーサ７１上に回路基板６１を配置する際に、該スペーサ７１に対して回路基板６１を位置決めすることができる。

２つの突起部７２は、平面視でスペーサ７１の中央部分を挟んで互いに反対側に設けられている。すなわち、２つの突起部７２は、スペーサ７１上に周方向に１８０度の間隔で設けられている。これにより、２つの突起部７２を回路基板６１の穴部６１ｂ内に挿入することで、回路基板６１をスペーサ７１に対してより確実に位置決めすることができる。なお、図４、図５及び図７の例では、２つの突起部７２は、溝部７１ａに並んで形成されている。２つの突起部７２の配置は、上述の配置に限らず、どのような配置であってもよい。

なお、突起部７２は、スペーサ７１に１つ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。スペーサ７１に突起部７２を一つ設ける場合、該突起部７２の形状は円柱状よりも角柱状の方が好ましい。突起部が円柱状の場合には、スペーサ７１に対して回路基板６１が回転するが、突起部が角柱状の場合にはスペーサ７１に対して回路基板６１が回転しないため、スペーサ７１に対して回路基板６１を容易に位置決めすることができる。

（電池ユニットの製造方法）
次に、上述のような構成を有する電池ユニット１の製造方法について、図８及び図９を用いて説明する。

まず、図８に示すように、切り欠き部６１ａ及び基板側端子６３が設けられた回路基板６１の一面側に、複数の回路部品６２を実装して回路部３を形成する。このとき、回路基板６１の他面側には、各種端子６６〜６９を形成する。回路基板６１に回路部品６２を実装する方法や、各種端子６６〜６９を形成する方法は従来と同様なので、詳しい説明を省略する。

一方、図９に示すように、扁平形電池２上に弾性接着剤によってスペーサ７１を接着固定するとともに、該扁平形電池２に対して電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２を溶接によって固定する。このとき、電池側負極端子８１は、スペーサ７１の溝部７１ａ内に基板接続部８１ｂが位置付けられるように配置される。また、電池側正極端子８２は、スペーサ７１の溝部７１ｂ内に基板接続部８２ｂが位置付けられるとともに、連結部８２ｃがスペーサ７１の突出部７１ｃの先端部分に接触するように、配置される。

その後、図６に示すように、スペーサ７１、電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２が取り付けられた扁平形電池２に対して、回路部３の回路基板６１を配置する。このとき、回路基板６１は、スペーサ７１の内側に、回路基板６１に実装された回路部品６２が位置付けられるように、スペーサ７１に対して組み立てられる。また、回路基板６１は、スペーサ７１に設けられた突起部７２が回路基板６１に設けられた穴部６１ｂ内に挿入されるように、スペーサ７１に対して取り付けられる。そして、回路基板６１の切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３と電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２とをそれぞれ、半田によって接続する。

その後、上述のようにして形成された扁平形電池２及び回路部３の積層体の側面に、チューブ４を嵌めて、加熱することにより、該チューブ４を収縮させる。なお、このチューブ４は、積層体の側面に嵌められた状態で、該積層体の両端面の外周側の一部も覆うような長さを有する。回路基板６１において、電池側正極端子８２が位置する切り欠き部６１ｃは、他の切り欠き部６１ａよりも径方向外方側に設けられているため、回路基板６１の切り欠き部６１ａ，６１ｃ内に設けられた基板側端子６３は、チューブ４によって覆われる。

これにより、図１に示すような構成の電池ユニット１が得られる。

（実施形態の効果）
扁平形電池２と回路基板６１との間を電気的に接続する電池側正極端子８２を、該扁平形電池２及び回路基板６１に対して径方向外方に突出させた。これにより、円柱状の電池ユニット１に突出部分を１箇所設けることができるため、該電池ユニット１の周方向の位置決めが可能になる。すなわち、電池ユニット１を装着する機器側に、電池側正極端子８２によって構成される突出部分に対応した窪みを形成すれば、機器に対して電池ユニット１を位置決めすることができる。

しかも、電池ユニット１において扁平形電池２と回路基板６１との間に位置するスペーサ７１に、電池側正極端子８２が接触する突出部７１ｃを設けたことにより、該電池側正極端子８２を扁平形電池２に対してより確実に突出させることができる。

また、スペーサ７１の回路基板６１側の面に、電池側正極端子８２を配置可能な溝部７１ｂを設けるとともに、該溝部７１ｂに対応して突出部７１ｃを設けたため、突出部７１ｃをガイドとして溝部７１ｂ内に電池側正極端子８２を容易に挿入することができる。さらに、突出部７１ｃは、回路基板６１側の面が、先端側に向かって厚みが小さくなるようなテーパ状に形成されているため、Ｃ字状に形成された電池側正極端子８２を突出部７１ｃによって押し拡げながら、溝部７１ｂ内に容易に挿入することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記実施形態では、スペーサ７１に突出部７１ｃを設けて、該突出部７１ｃに電池側正極端子８２を接触させている。しかしながら、スペーサ７１に突出部７１ｃを設けなくてもよい。この場合には、電池側正極端子８２を、扁平形電池２の径方向外方に突出するように配置すればよい。また、電池側正極端子８２を扁平形電池２の側面から離間して配置するのではなく、電池側正極端子８２の厚みを大きくして該電池側正極端子８２を扁平形電池２の径方向外方に突出させてもよい。

前記実施形態では、スペーサ７１に溝部７１ａ，７１ｂを設けて、該溝部７１ａ，７１ｂ内に電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２をそれぞれ配置している。しかしながら、スペーサ７１に溝部を設けなくてもよい。この場合には、スペーサ７１において、電池側正極端子８２が位置付けられる部分に、突出部７１ｃを設ければよい。

前記実施形態では、回路基板６１に設けた切り欠き部６１ａ，６１ｃのうち、電池側正極端子８２が位置付けられる切り欠き部６１ｃを、他の切り欠き部６１ａに比べて、回路基板６１の径方向外方側に設けている。しかしながら、切り欠き部６１ａ，６１ｂを、回路基板６１の径方向の同じ位置に設けてもよい。

前記実施形態では、回路基板６１の切り欠き部６１ａの形状を略半円状にしているが、円の一部または全部を構成する形状であってもよいし、矩形状など、円以外の形状であってもよい。

前記実施形態では、電池ユニット１の各種端子６６〜６９を扇状に形成しているが、矩形状または同心円状など、他の形状であってもよい。なお、電池ユニット１の各種端子６６〜６９を同心円状に形成することで、電気機器に対する電池ユニット１の位置合わせが不要になる。

前記実施形態では、回路基板６１は扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有するが、この限りではなく、回路基板６１は、扁平形電池２よりも小さくても良いし、大きくても良い。

前記実施形態では、回路部３及び扁平形電池２の積層体の側面をチューブ４で覆っているが、この限りではなく、チューブ４によって覆わなくてもよい。こうすることで、チューブ４を設けない分、電池ユニットの小型化を図れる。また、前記実施形態のようなチューブを用いるのではなく、前記積層体の側面を樹脂材料によってコーティングしてもよい。

前記実施形態では、回路部３の回路部品６２と扁平形電池２との間に所定の間隔を設けているが、この限りではなく、間隔を設けないようにしてもよい。また、回路部３を、扁平形電池２の封口缶である負極缶２０側ではなく、外装缶である正極缶１０側に配置してもよい。さらに、回路部３の回路部品６２を、回路基板６１における扁平形電池２側とは反対側の面に実装してもよい。

前記実施形態では、外装缶を正極缶１０とし、封口缶を負極缶２０としているが、この限りではなく、外装缶を負極缶とし、封口缶を正極缶としてもよい。この場合には、電池側負極端子８１を電池側正極端子とし、電池側正極端子８２を電池側負極端子とすればよい。

前記実施形態では、扁平形電池２をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、扁平形電池２は、充電可能な２次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、扁平形電池２は、１次電池であってもよい。扁平形電池２が１次電池の場合には、回路部として例えばキャパシタなどが実装される。

本発明による電池ユニットは、回路が形成された基板と小型機器の電源として使用される扁平形電池とを備えた構成に利用可能である。

１：電池ユニット、２：扁平形電池、４：チューブ（カバー）、１０：正極缶（外装缶）、１１：底部（平面部）、２０：負極缶（封口缶）、２１：平面部、６１：回路基板（基板）、６１ａ，６１ｃ：切り欠き部、６１ｂ：穴部、６３：基板側端子、７１：スペーサ、７２：突起部、８１：電池側負極端子（端子）、８２：電池側正極端子（突出端子）

Claims (6)

1. 有底円筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底円筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせてなる円柱状の扁平形電池と、
   前記扁平形電池に対して厚み方向に積層される円形状の基板と、
   前記扁平形電池と前記基板とを電気的に接続する突出端子とを備え、
   前記突出端子は、前記扁平形電池及び前記基板に対して径方向外方に突出するように、該扁平形電池の側面上に配置される、電池ユニット。
2. 請求項１に記載の電池ユニットにおいて、
   前記突出端子は、前記扁平形電池の径方向外方に突出するように、該扁平形電池の側面に対して離間して配置される、電池ユニット。
3. 請求項２に記載の電池ユニットにおいて、
   前記外装缶の平面部上または前記封口缶の平面部上に配置されるスペーサをさらに備え、
   前記基板は、前記スペーサ上に配置され、
   前記突出端子は、一部が前記スペーサと前記基板との間に位置し、
   前記スペーサには、前記突出端子が接触することにより該突出端子が前記扁平形電池の側面から離間するように、前記扁平形電池の径方向外方に向かって突出する突出部が設けられている、電池ユニット。
4. 請求項３に記載の電池ユニットにおいて、
   前記スペーサには、前記突出端子の前記一部が位置付けられる部分に、該一部を配置するための凹部が設けられていて、
   前記突出部は、前記凹部に対応して設けられている、電池ユニット。
5. 請求項４に記載の電池ユニットにおいて、
   前記突出部は、先端側に向かって厚みが小さくなるように、前記基板側にテーパ面を有する、電池ユニット。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
   前記扁平形電池と前記基板とを電気的に接続する端子と、
   前記扁平形電池、前記スペーサ及び前記基板の側面と該基板の外周側とを覆うフィルム状のカバーをさらに備え、
   前記基板には、外周側に複数の切り欠き部が形成されているとともに、各切り欠き部の側面上に、前記端子または前記突出端子とそれぞれ電気的に接続される基板側端子が設けられていて、
   前記複数の切り欠き部のうち、前記突出端子と電気的に接続される基板側端子が配置される切り欠き部は、該基板側端子が前記カバーによって覆われるように、前記端子と電気的に接続される基板側端子が配置される他の切り欠き部よりも前記基板の径方向外方側に設けられている、電池ユニット。
   

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