JP6139303B2 - モバイルバッテリ - Google Patents

Description

本発明は、内部の２次電池の充電をＡＣ電源から直接行うことが可能なモバイルバッテリに関する。

スマートフォン、タブレット等の２次電池を内蔵する携帯機器においては、省電力化が進められているが、高機能化による電力使用量の増加と、省電力化による電力使用量の低下および２次電池容量の増加とが拮抗し、なかなか１回の２次電池の充電による使用可能時間が増えないのが現状である。

そのため、携帯機器の使用状況によっては、出先で２次電池が切れて携帯機器が使用できなくなってしまう虞がある。また、使用可能時間が長くなっても、充電をし忘れた場合に、出先で携帯機器が使用不能になる。

そこで、モバイルバッテリを携帯し、携帯機器の２次電池の残量が少なくなった際に出先であっても、携帯機器を充電できるようにする人が増える傾向にある。
一般的なモバイルバッテリは、例えば、リチウムイオンバッテリ（２次電池）を内蔵するとともに、２次電池の充電制御回路および放電制御回路を有する基板が内蔵されている。

このようなモバイルバッテリは、例えば、電力出力用のＵＳＢ出力端子と、電力入力用のＵＳＢ入力端子（たとえば、マイクロＵＳＢ入力端子）とを備えている。たとえば、パソコンのＵＳＢ出力端子や、１００Ｖの商用電源（ＡＣ電源）をＡＣ／ＤＣ変換して５Ｖに降圧する充電器のＵＳＢ出力端子を用いてモバイルバッテリを充電することになる。

この場合に、モバイルバッテリを充電するのにパソコンの電源をオンにしたり、充電器を商用電源のコンセントに挿したりしてから、これらにＵＳＢケーブルを接続してモバイルバッテリを充電することから、モバイルバッテリの充電が煩わしいものとなっていた。また、スマートフォンやタブレットも一般的に同様の充電方法となることから、モバイルバッテリ、スマートフォン、タブレット等を同時に充電するような場合に、パソコンのＵＳＢ出力端子が足りなくなったり、電源側の負荷が大きくなったり、複数の充電器を必要としたりすることになる。

そこで、モバイルバッテリにＡＣ／ＤＣ変換回路や降圧用のＤＣ／ＤＣ変換回路を内属するとともに、商用電源のコンセント用のプラグを設け、商用電源のコンセントから直接電気を入力して内部の２次電池を充電可能なモバイルバッテリが知られている。

また、携帯端末を充電するための電池内蔵電源装置として、外出先で非常用電源として使用可能なものが提案されており、この電池内蔵電源装置には、商用電源が入力されるとともに、この商用電源からの電流をＡＣ／ＤＣ変換して直流にするとともにＤＣ／ＤＣ変換して所定範囲の電圧値および電流値として内部の２次電池の充電と携帯端末の充電が可能になっているものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このようなモバイルバッテリ等によれば、ＡＣアダプタや充電器等を必要とせず、モバイルバッテリに設けられたプラグをＡＣ電源に挿すだけで、モバイルバッテリの充電が可能である。
この場合には、モバイルバッテリに加えて充電器（ＡＣアダプタ）等を持ち歩かなくても、モバイルバッテリの充電が可能になる。

特開２０１１−２０５７２１号公報

ところで、モバイルバッテリは、常時持ち歩いて使用される可能性があり、小型・軽量であることが求められる。
それに対して上述のように、モバイルバッテリにＡＣ電源からの比較的高電圧の交流電流を低電圧の直流電流とするためのＡＣ／ＤＣ変換回路やＤＣ／ＤＣ変換回路を設けるようにした場合に、モバイルバッテリのサイズが大きくなる可能性があり、スペース効率を考慮して基板や２次電池を配置する必要がある。

この場合に、ＡＣ／ＤＣ変換回路やＤＣ／ＤＣ変換回路の基板上に２次電池を実装したり、基板に近接させたりすることによりスペース効率が高い構造にすることが可能である。
しかし、１００Ｖの交流電流を例えば５Ｖ程度の直流電流にＡＣ／ＤＣ変換回路や、ＤＣ／ＤＣ変換回路を介して降圧させる際に熱が生じる。
また、リチウムイオン電池では、たとえば、高温に晒されるなどの特殊な状況下で、内圧が高くなるような場合に、内圧が高くなり過ぎるのを防止するために、内部の圧力を外部に逃がす必要があることから、液漏れを完全に排除することが難しい。
また、リチウムイオン電池では、電解液として有機化合物系の可燃性がある液体が使用されている。
また、２次電池では、充放電に基づく化学反応による発熱があり、過充電等によっては、温度が高くなる場合があり、また、外部から高温に晒された場合に、自らも発熱する可能性がある。
これらのことを考慮すると、電源回路が設けられた基板に２次電池を実装することには問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＡＣ電源用の電源回路を備えるプリント基板と、２次電池とを小型のケース内で物理的に分離することにより安全性を高めたモバイルバッテリを提供することを目的とする。

本発明のモバイルバッテリは、ケースを備えるとともに、このケース内にそれぞれ配置される内蔵２次電池と、商用電源のコンセントに挿し込み可能なプラグと、前記プラグが接続されて商用電源からの交流電流が入力される商用交流電圧入力回路と、前記商用交流電圧入力回路から入力される交流電流を直流電流に変換するとともに電圧を降圧する交流−直流電圧変換回路と、前記交流−直流電圧変換回路から入力される直流電流により前記内蔵２次電池を充電するための充電制御回路と、前記内蔵２次電池を放電させて外部の機器の２次電池を充電するための放電制御回路とを備えるモバイルバッテリであって、
少なくとも前記商用交流電圧入力回路の主要部品と、前記交流−直流電圧変換回路の主要部品とを一方の面に備える難燃性の回路基板を有し、
前記ケース内の空間の少なくとも一部が、前記回路基板により仕切られるとともに、前記回路基板で仕切られた前記ケース内の空間のうちの前記回路基板の他方の面側の空間に当該回路基板から離れて前記内蔵２次電池が配置されていることを特徴とする。

このような構成によれば、難燃性（たとえば、不燃性、自己消化性、遅燃性を含む）の回路基板の高電圧が扱われる電源回路の主要部品である商用交流電圧入力回路の主要部品と交流−直流電圧変換回路の主要部品とが、ケース内で内蔵２次電池に対して、難燃性の回路基板の反対側に配置され、かつ、内蔵２次電池が回路基板から離れているので、これら電源回路の主要部品と、２次電池とが互いに熱の影響を与えるのを抑制することができる。

また、２次電池において万が一液漏れが発生しても、漏れた液が電源回路の主要部品に至るのを抑制することができる。
なお、回路基板の一方の面側にほとんどの部品、特に背の高い部品の全てを配置する構成としてもよく、この場合に、内蔵２次電池と回路基板とを離す構成であっても、これらの間の間隔を小さくすることができる。２次電池と回路基板との間には、例えば、２次電池から漏れた電解液が２次電池の周囲を伝わるように流れた際に、２次電池の表面を伝わって流れる電解液と回路基板とが接触しない距離であることが好ましい。

本発明の前記構成において、前記ケース内には、前記回路基板と前記内蔵２次電池との間に隔壁が設けられ、前記隔壁により前記ケース内の空間は前記回路基板が有る空間と、前記内蔵２次電池が有る空間とに分けられていることが好ましい。

このような構成によれば、回路基板上の上述の主要部品と２次電池が難燃性の回路基板と隔壁との両方により分離され、互いの熱の影響を抑制できるとともに、内蔵２次電池から液漏れが生じても、漏れた電解液が電源回路の主要部品に至るのを防止できる。なお、回路基板上の回路と２次電池は配線等で電気的に繋がれている必要がある。したがって、隔壁には、配線等の導通部品が貫通する孔や切り欠き等が必要である。

また、本発明の前記構成において、前記内蔵２次電池は、前記ケース内で複数の壁からなる箱状の容器に収納され、前記壁の少なくとも一部が前記隔壁となっていることが好ましい。

このような構成によれば、回路基板と内蔵二次電池が容器の内と外で分離されることになり、互いの熱の影響をより確実に遮断することができるとともに、電解液が漏れた場合に、漏れた電解液が容器内に溜まる状態となり、電解液が電源回路の主要部品に至るのを防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記内蔵２次電池に接触または近接して漏れた電解液を吸収する電解液吸収材が配置されていることが好ましい。

このような構成によれば、内蔵２次電池から電解液が漏れた際に、電解液吸収材に電解液が吸収されて保持され、電解液が流れて移動するのを防止できる。したがって、より確実に電解液が電源回路の主要部品に接触するのを防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記内蔵２次電池が略直方体形状に形成されるとともに、前記内蔵２次電池の１つの面に沿って、この面を覆うようにシート状の前記電解液吸収材が配置され、
前記電解液吸収材の前記内蔵２次電池の前記面の中央部に対応する位置に開口部が設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、内蔵２次電池が直方体状、特に板状の場合に、充放電を繰り返すと、内蔵２次電池の面、特に最も広い面が外方に凸となるように膨らむ可能性がある。前記電解液吸収材が、内蔵２次電池と回路基板との間や、内蔵２次電池と隔壁との間や、内蔵２次電池とケースの内面との間に挟まれて配置されている場合に、内蔵２次電池が膨らむとともに、電解液が漏出すると、漏出した電解液を吸収した電解液吸収材が、膨らむ内蔵２次電池に押されて、電解液吸収材に保持された電解液が滲み出す虞がある。そこで、内蔵２次電池の膨らむ部分に電解液吸収材の開口部が配置されていれば、電解液吸収材が膨らむ内蔵２次電池に押されることがなく、電解液吸収材から電解液が滲み出すのを防止できる。

本発明のモバイルバッテリによれば、商用電源からの高い電圧の電流を扱う電源回路と内蔵２次電池とがケース内に共存する状態において、安全性をより高めることができる。

本発明の第１の実施の形態のモバイルバッテリを示す分解斜視図である。 前記モバイルバッテリを示す断面図である。 前記モバイルバッテリの各回路の機能を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態のモバイルバッテリの前から見たケース内部を示す概略図である。 第２の実施の形態のモバイルバッテリの下から見たケース内部を示す概略図である。 第２の実施の形態のモバイルバッテリの側方から見たケース内部を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。
この実施の形態のモバイルバッテリ１０は、図１および図２に示すように、ケース本体１と蓋２とを有するケース３を備える。また、モバイルバッテリ１０は、後述の各回路が一方の面に実装されている回路基板４と、回転により出没可能なプラグ（挿し込みプラグ）５と、ケース３に内蔵される内蔵２次電池６と、２次電池をケース３内でさらに収納する箱状の容器７と、回転式のプラグ５に接触して回路基板４の後述の商用交流電圧入力回路４１に商用電源を接続するための一対のＡＣ接点ばね８と、プラグ５をケース本体１との間で回転自在に保持するプラグ押さえ９とを備える。

なお、図１において、プラグ５が２個図示されているが、収納位置のプラグ５と、収納位置から９０度回転した突出位置のプラグ５とを図示したもので、プラグ５は、モバイルバッテリ１０に一つだけ備えられている。
また、ここでのプラグ５とは、コンセントに挿しこまれる一対のプラグ本体５ａを備えるものである。

さらに、モバイルバッテリ１０には、前記容器７の後述の隔壁７ａとなる底板と内蔵２次電池との間に配置される電解液吸収材１１と、内蔵２次電池６の一方の端面に設けられてマイナス端子６ａを露出させる開口を有するとともにマイナス端子６ａ以外の金属面を覆い、短絡を防止する絶縁板１２と、内蔵２次電池６のマイナス端子６ａと、プラス端子６ｂとが接続されるとともに、回路基板４の後述の充電制御回路４３および放電制御回路４５に接続される電池保護回路基板１３とを備える。なお、電池保護回路基板１３と内蔵２次電池６のマイナス端子６ａとは、断面コ字状の導通部材１８により電気的に、接続されている。

さらに、モバイルバッテリ１０は、回路基板４に実装されたＬＥＤ表示器（図示略）に当接するとともにケース３の蓋２を貫通して配置され、前述のＬＥＤ表示器の光を回路基板４からケース３の外面に導出させる導光柱１４と、回路基板４に設けられ、充電すべき外部機器を充電するためのＵＳＢケーブルを接続するＵＳＢ出力端子１５と、回路基板４に設けられ、ＵＳＢ出力端子１５を用いた外部の機器の充電のオン・オフを切り替えるスイッチ１６と、前記スイッチ１６をケース３の外部から操作可能とするスイッチ操作器１７とを備える。

ケース３は、直方体状であり、正面から見て、短辺と長辺を備える長方形で奥行き方向の長さが短辺より短くなった形状を有する。また、一方の端面（短辺方向と奥行き方向との両方に平行な面）には、一対のプラグ本体５ａをそれぞれ収納する収納溝部（図示略）が備えられている。なお、１つの面が開口された箱状のケース本体１と、ケース本体１の開口を塞ぐ蓋２とを有するケース３において、蓋２がある面を正面とした。

また、ケース３の一方の端面に平行な他方の端面には、上述のＵＳＢ出力端子１５に連通して、ＵＳＢ出力端子１５にＵＳＢケーブルのＵＳＢ端子を接続可能とする開口部１ａが設けられている。また、ケース３の正面と端面に直交する一方の側面の他方の端面に近い部分に、上述のスイッチ１６とスイッチ操作器１７とを連動させるためのスイッチ開口部１ｂが設けられている。

また、ケース本体１内部の他方の端面側には、プラグ押さえ９を固定するとともにプラグ押さえ９との間でプラグ５を収納位置から使用時の突出位置まで９０度回転自裁に支持するプラグ支持部１ｃが設けられている。プラグ支持部１ｃとプラグ押さえ９との間には、プラグ５が回転自在に支持されるとともに、プラグ５の一対のプラグ本体５ａに、それぞれＡＣ接点ばね８が板ばねとしての付勢力により押し付けられた状態に支持されている。ＡＣ接点ばね８は、回路基板４に接続され、プラグ５とともに回路基板４に設けられた配線パターンにより後述の商用交流電圧入力回路４１に接続されるとともに、この商用交流電圧入力回路４１の一部として機能する。

また、ケース本体１の内部の他方の端面側には、この端面と平行に基板用支持板１ｄが設けられている。基板用支持板１ｄは、回路基板４に設けられるスリット４ａに嵌合し、回路基板４に設けられたメス型のＵＳＢ出力端子１５に、オス型のＵＳＢ端子を入出する際に、回路基板４がケース３内で動かないように支持している。

回路基板４は、ケース３の正面および背面に対して平行で、蓋２に対しても平行になるようにケース３内に固定されている。
回路基板４の一方の面は、ケース３の背面側を向き、他方の面は、ケース３の正面（蓋２側）を向いており、この回路基板４がケース３内を正面側の空間と背面側の空間とに仕切った形状となっている。

回路基板４に実装される主要部品（後述の各回路を含む）は、基本的に背面（ケース本体の底部）側を向く一方の面に配置されている。したがって、回路基板４に実装される主要部品は、ケース３内の回路基板４に仕切られる空間のうちの背面側の空間に配置される。

回路基板４の一方の面には、図３に示すように商用交流電圧入力回路４１、交流−直流電圧変換回路４２、充電制御回路４３、放電制御回路４５の主要部品が配置される。なお、図３のブロック図において、各ブロック４１〜４５に記載されている部品が、基本的に回路基板４の一方の面に配置される主要部品であるが、例えば、回路基板４の他方の面に配置される主要部品以外の部品として、充電制御回路４３のＬＥＤ表示器が挙げられる。ＬＥＤ表示器は、回路基板４の他方の面に設けられ、導光柱１４によりケース３の蓋２側に内蔵２次電池６の充電量（内蔵２次電池６の例えば電圧）を色や点滅等により表示するものである。

商用交流電圧入力回路４１は、商用電源として例えば、家庭や事務所等のコンセントからの交流電流をモバイルバッテリ１０に入力させで交流−直流電圧変換回路４２に出力させるものである。
この商用交流電圧回路４１は、上述のプラグ５、ＡＣ接点ばね８、過電流の場合に電流を切断するヒューズ、落雷等によるサージの侵入を抑制するサージアブソーバ等を備える。なお、プラグ５は、回路基板４に直接搭載されておらず、上述のようにＡＣ接点ばね８と配線を介して回路基板４に接続されている。

交流−直流電圧変換回路は、１００ボルトの商用交流電圧を、５ボルト程度以下の直流電圧に変換する回路であり、整流回路を構成する整流ダイオード、平滑回路を構成する高耐圧コンデンサ、電圧を降圧する変圧器等を備える。

充電制御回路４３は、上述のように高電圧の商用電源を低電圧の直流電流に変換したのちにこの直流の電圧を内蔵２次電池６に印加して、内蔵２次電池６を充電するための回路であり、充電制御を行う市販の充電制御ＩＣと，回路を構成するコンデンサおよび抵抗器と、充電制御ＩＣに制御される上述のＬＥＤ表示器を備える。

なお、充電制御ＩＣは、例えば、定電流（ＣＣ）定電圧（ＣＶ）充電制御を行うようになっており、内蔵２次電池の残量が少なく低い電圧でも大きな電流が流れ易い状態では定電流制御で所定電流値以下に制御して充電し、満充電に近くなって電圧を高くしても小さな電流しか流れない状態では定電流制御から所定電圧以下に制御して充電する定電圧制御に切り替えて充電する。また、定電流定電圧制御では、定電流制御から定電圧制御に切り替わった後に、定電圧制御中に下がる電流値が所定電流値以下になった際に、満充電として充電を終了する。

放電制御回路４５は、内蔵２次電池６から出力される直流の電圧値や電流値を所定値に変換するためのＤＣ−ＤＣコンバータＩＣと、回路を構成するインダクタ、ダイオード、コンデンサ、抵抗器等を備え、さらに、上述のＵＳＢ出力端子１５を備える。

また、回路基板４には、内蔵２次電池６が接続されることになるが、複数のセルからなる内蔵２次電池６は、リチウムイオン組電池４４の一部となっている。
リチウムイオン組電池４４は、内蔵２次電池６であるリチウムイオン電池と、上述の電池保護回路基板１３に設けられる電池保護ＩＣと、ＰＴＣ（ポリスイッチ）とを備える。
電池保護ＩＣは、過放電、過充電、過電流の防止と、複数セルのセルバランスを取る制御と、内蔵２次電池６のセル温度の管理を行う。

また、ＰＴＣは、温度が上昇すると抵抗値が増大する素子であり、高温になると電流の流れを抑止し、温度が低下するまで内蔵２次電池６の充電や放電ができない状態にする。なお、ＰＴＣは、内蔵２次電池６に接触または近接している必要がある。

また、前記回路基板４には、上述の基板用支持板１ｄが挿入されるスリット４ａと、ＡＣ接点ばね８と回路基板４の配線パターンとを接続する図示しない一対の導通部材を通すための二つに切欠部４ｂと、プラグ押さえ９の略三角形状の先端部が貫通する略三角形状の貫通孔４ｃとを備える。

貫通孔４ｃは、ケース本体１の底部に基端部側が固定されるプラグ押さえ９の先端側が貫通し、回路基板４より少しだけプラグ押さえ９の先端側が容器７側に突出している。これにより、ケース３を蓋２とケース本体１の底部とから押圧しても、回路基板４と内蔵２次電池６を収納した容器７とが接触しないようになっている。したがって、後述のように隔壁として機能する容器７の底部と、回路基板４とが接触するのを防止しており、容器７と回路基板４との間に間隔が保持される。さらに、基板用支持板１ｄは、回路基板４より少しだけ容器７側に突出しており、基板用支持板１ｄも容器７と回路基板４とが当接するのを防止している。なお、容器７の底部は、プラグ押さえ９および基板用支持板１ｄの先端に当接した状態となっている。

回路基板４は、難燃性のものであり、炎に晒されるようなことがあっても、炎がなくなれば、直ぐに燃焼が終了するものである。例えば、回路基板４は、装置及び器具部品のプラスチック材料燃焼性試験で、材料の燃え難さの度合いを表す規格であるＵＬ９４規格において、Ｖ−０以上であることが好ましい。なお、ＵＬ９４で規定する耐燃焼性は，強い方から５ＶＡ，５ＶＢ，Ｖ−０，Ｖ−１，Ｖ−２，ＨＢであり、回路基板４は、例えば、５ＶＡ，５ＶＢ，Ｖ−０のいずれかであることが好ましい。
また、プリント配線基板の部材である銅張り積層板の難燃性を示す指標であるＦＲグレードにおいて、ＦＲ−４以上であることが好ましい。なお、難燃性は、弱い方からＦＲ−１、ＦＲ−２、ＦＲ−３、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ＦＲ−６であり、回路基板４は、ＦＲ−４、ＦＲ−５、ＦＲ−６のいずれかであることが好ましい。

内蔵２次電池６は、矩形板状のケースに収納されたリチウムイオン電池であり、一方の端面の中央に、マイナス端子６ａが設けられ、一方の側面から一方の端面側に延在する導通部材６ｃにより導かれてプラス端子６ｂが一方の端面側に配置されている。これらのマイナス端子６ａと、プラス端子６ｂに上述のように保護回路基板１３の配線パターンが接続されている。

ここで、内蔵２次電池６は容器７の中に配置され、保護回路基板１３は容器７の外に配置されており、マイナス側の導通部材１８と、プラス側の導通部材６ｃが容器７内から容器７外に延在し、内蔵２次電池６と保護回路基板１３の配線パターンとを電気的に接続するようになっている。

容器７は、矩形状の底部の壁と、底部の周囲に配置される４つの周囲の壁とから一面が開口した箱状に形成さている。また、容器７は薄い形状で略板状となっている。容器７の内部の大きさは、内蔵２次電池６が丁度収まる程度の大きさとなっている。また、容器７の互いに平行な底面と開口側の面とが最も広い面となっており、容器７の底部がケース３内の空間を底部側と蓋２側とに二分する隔壁７ａとなっている。ケース３内に容器７を配置した状態で、ケース３の底部を構成する底板（底壁）と、容器７の底板（底壁）とが平行となっている。

なお、容器７全体が隔壁となっていると見ることも可能であり、ケース３内の空間が、容器７内と容器７外とに分離されている。したがって、容器７の底壁である隔壁７ａは、必ずしもケース３内を完全に二分する状態となっていなくてもよい。
また、内蔵２次電池６が有る空間と回路基板４がある空間が隔壁７ａ（容器７）により分離されるが、内蔵２次電池６と回路基板４とは電気的に接続されている必要があり、上述のように導通部材６ｃ、導通部材１８が容器７の内外に渡って配置されている。
また、容器７の一方の端面には、電池保護回路基板１３を容器７本体との間に挟んで保持する保護回路基板保持部７ｂが設けられている。

また、容器７の開口は、ケース本体１の開口を塞ぐ蓋２により塞がれている。すなわち、蓋２は、容器７とケース本体１との両方に兼用される蓋２となっている。
蓋２を閉じる際には、まず、容器７内に内蔵２次電池６を収容するとともに、電池保護回路基板１３を保護回路基板保持部７ｂに保持させ、容器７の開口がある面側で、容器７の周囲の壁の先端面と蓋２とを嵌合させるとともに、容器７の周囲の壁の先端面と蓋２の内面とを溶着により接合する。
次に、この蓋２を回路基板４等の部品を収納した状態のケース本体１の開口がある面で、ケース本体１の周囲の壁の先端面に溶着する。なお、容器７は、その底部がケース３の底部より一回り小さくなっている。

容器７の底面と内蔵２次電池６との間には、内蔵２次電池６から電解液が漏出した場合に、電解液を吸収して保持するシート状の電解液吸収材１１が配置されている。リチウムイオン電池の電解液は、有機系の電解液であり、電解液吸収材１１は、例えば、この電解液を吸収するように有機系の電解液に親和性があり、かつ、この電解液に解けない材質であることが好ましい。

また、電解液吸収材１１は、不織布や織布等の繊維からなるものや、連通多孔質であるスポンジ状のものなど、液を吸収する空隙があるものを用いることができる。
また、難燃性であることが好ましく、例えば、ＵＬ９４の規定でＶ−０以上であることが好ましい。なお、ケース３や容器７やプラグ押さえ９等も同様の難燃性であることが好ましい。

ケース３（ケース本体１および蓋２）、容器７、プラグ押さえ９等は、合成樹脂製であり、合成樹脂としては、たとえば、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリ塩化ビニル、ナイロン、アクリロニトリル/ブタジェン/スチレン共重合樹脂、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、オレフィン系樹脂等の各種合成樹脂を用いることが可能である。但し、ケース３、容器７、プラグ押さえ９等は、上述のように難燃性であることが好ましく、上述の樹脂のうち難燃性の樹脂が好ましい。しかし、必ずしも難燃性でない合成樹脂であっても、添加物の添加等により難燃性を有するものとなったり、難燃性が高められたりした合成樹脂が知られており、これらを用いるものとしてもよい。また、合成樹脂が電解液に解け難い材質であることが好ましい。これらケース３、容器７、プラグ押さえ９等のそれぞれの一部または全部を金属製としてもよい。

また、電解液吸収材１１は、容器７の最も広い内面である底面と、内蔵２次電池６の最も広い外面との間に挟まれて配置さているとともに、内蔵２次電池６の最も広い面の中央部に対応する部分に開口部１１ａが形成されている。この開口部１１ａは、電解液吸収材１１の中央部に対応する位置に形成されることになり、ここでは矩形状となっている。

リチウムイオン電池である板状の内蔵２次電池６は、充放電を繰り返すと膨らむことが知られているとともに、漏液するような場合もその前に膨らむ可能性が高い。この内蔵２次電池６が膨らむとともに電解液が漏出した場合に、上述のように容器７と内蔵２次電池６に挟まれている電解液吸収材が押されることになる。この場合に吸収した電解液が押し出される可能性がある。そこで、電解液吸収材１１の内蔵２次電体６が膨らんだ場合に、押される可能性がある部分に開口部１１ａが形成されている。なお、開口部１１aに代えて、周囲より厚みが薄い部分を開口部１１と略同様の大きさ（範囲）で、電解液吸収材１１に設けるものとしてもよい。

このようなモバイルバッテリ１０においては、ケース３内の空間がまず、難燃性の回路基板４により回路基板４の一方面とケース３のケース本体１の底面とに挟まれた第１の空間と、回路基板４の他方の面とケース３の蓋２の内面とに挟まれた第２の空間とに略二分されていることになる。

第１の空間側となる回路基板４の一方の面に、プラグ５を含む上述の商用交流電圧入力回路４１、交流−直流電圧変換回路４２、充電制御回路４３、放電制御回路４５の主要部品が配置されている。したがって、これら主要部品と、内蔵２次電池とは、回路基板４に分断された状態で配置され、例えば、主要部品の発熱による熱が内蔵２次電池６側に伝わるのを回路基板４が抑制し、内蔵２次電池６の発熱による熱が主要部品に伝わるのを回路基板４が抑制している。

また、内蔵２次電池６から漏出した電解液が主要部品側に至るのを回路基板４により抑制している。
また、回路基板４に内蔵２次電池６が直接実装されておらず、回路基板４と内蔵２次電池６が離れているので、内蔵２次電池６から回路基板４に漏出した電解液が伝わり難い構成になっている。

また、内蔵２次電池と回路基板４との間には、隔壁７ａとして機能する容器７があり、隔壁７ａによって、回路基板４がある空間と、内蔵２次電池６がある空間が分離されている。これにより、回路基板４の主要部品と内蔵２次電池６との間の上述のような熱の伝動をさらに抑制することができる。
また、漏れた電解液が主要部品側に向かうのを隔壁７ａにより防止できる。すなわち、熱の伝動と、電解液の移動を回路基板４と隔壁７ａとにより２重に抑制することができる。また、隔壁７ａと回路基板４とは、上述のように離れており、隔壁７ａと回路基板４との間に少しだけ空隙があることにより、熱の伝動をさらに抑制することができる。

また、隔壁７ａは、内蔵２次電池６を収容する容器７からなっており、内蔵２次電池６と上述の主要部品を有する回路基板４とが容器７の内側と外側により分離されることになり、分離をより確実なものにできる。
また、容器７内には、電解液を吸収可能な電解液吸収材１１が配置されており、内蔵２次電池６から電解液が漏れた場合に、この電解液が電解液吸収材１１に吸収されることにより、電解液が容器７内やケース３内を流動するのを防止できる。これにより、さらに確実に電解液が主要部品側に向かうのを防止できる。

また、電解液吸収材１１には、内蔵２次電池６の膨らみ易い部分に開口部１１ａが形成されているので、内蔵２次電池６が膨らんでも、電池内部に外圧が加わるのを抑制し、また、それに押されて吸収した電解液が滲み出すのを防止できる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
図４〜図６に示すように、第２の実施の形態のモバイルバッテリ１０ｘは、第１の実施の形態のモバイルバッテリ１０と略同様の構成を有するものであるが、ケース３ｘの形状や、隔壁７ｘの形状や、内蔵２次電池６ｘの形状等が異なっている。

モバイルバッテリ１０ｘは、第１の実施の形態の場合と同様に、ケース３ｘを備えるとともに、このケース３ｘ内に、ケース３ｘに対して９０度の範囲で回転することによりケース３ｘに出没自在なプラグ５を有する商用交流電圧入力回路４１、交流−直流電圧変換回路４２、充電制御回路４３、ＵＳＢ出力端子１５を備える放電制御回路４５とが備えられている。また、ケース３ｘ内には、これら開口の主要部品が一方の面に実装されている回路基板４ｘと、リチウムイオンバッテリである内蔵２次電池６ｘと、電解液吸収材１１ｘと、電池保護回路基板１３ｘとを備える。

ケース３ｘは、第１の実施形態と同様に蓋とケース本体に二分されるようになっている。たとえば、ケース３ｘの最も広い一対の面のどちらかが開口するとともに蓋が取り付けられる。また、ケース３ｘのケース本体には、隔壁７ｘが一体に形成され、隔壁７ｘによりケース３ｘ内の空間が二分された状態となっている。なお、隔壁７ｘは、直方体状のケース３ｘの長さの異なる４つずつ３組の辺のうちの一組の最も長い辺に沿って配置されるとともに、他の組の辺に直交して配置される。また、隔壁７ｘは、直方体状のケース３ｘの最も長い辺に沿って配置される面のうちの狭い方の一対の面に平行に配意される。

隔壁７ｘにより分離された空間のうちの一方に上述の各回路の主要部品が一方の面に実装された回路基板４ｘが配置されている。
回路基板４ｘは、隔壁７ｘと平行に配置されるとともに、隔壁７ｘから少しだけ離れて配置され、隔壁７ｘとの間に空隙を有する。回路基板４ｘは、隔壁７ｘより少しだけ面積狭くなっているが、回路基板４ｘも、隔壁７ｘと同様にケース３ｘ内の空間を２つに仕切るように配置されている。

また、回路基板４ｘは、隔壁７ｘの反対側、すなわち、内蔵２次電池６ｘが収容されるケース３ｘ内の空間の反対側を向く一方の面に、商用交流電圧入力回路４１、交流−直流電圧変換回路４２、充電制御回路４３、放電制御回路４５の主要部品が配置されている。
したがって、主要回路が配置されるケース３ｘ内の空間と、内蔵２次電池が配置されるケース３ｘ内の空間とが回路基板４ｘに仕切られた状態となっている。

また、回路基板４ｘは、第１の実施の形態と同様に難燃性を有するものである。
ケース３ｘ内の隔壁７ｘに仕切られた空間のうちの回路基板４が収容されていない方の空間内に、内蔵２次電池６ｘが配置されている。したがって、回路基板４ｘと、内蔵２次電池６とは、それぞれケース３内の隔壁７ｘで仕切られた異なる空間内に配置されている。

隔壁７ｘに区切られたケース３ｘ内の空間のうちの内蔵２次電池６ｘが配置される空間には、電池保護回路基板１３ｘが配置されている。なお、第１の実施の形態では、隔壁７ａとなる箱状の容器７の外側に電池保護回路基板１３が配置されている。第１の実施の形態の場合には、電解液が漏出した場合に、電池保護回路基板１３が電解液に接触しないように隔壁７ａとなる容器７の外側、すなわち、隔壁７ａに区切られる空間のうちの内蔵２次電池６ではなく、回路基板４ｘが配置される空間に電池保護回路基板１３が配置されている。

第２の実施の形態では、電池保護回路基板１３ｘの外面全体に、電解液に耐性がある樹脂をコーティングすることにより、電池保護回路基板１３ｘは、電解液に濡れても問題無い状態となっている。このようなコーティングを施すことにより、第１の実施の形態においても、電池保護回路基板１３を容器７内に配置する構成としてもよい。

電池保護回路基板１３ｘは、内蔵２次電池６ｘのプラス電極とマイナス電極に接続されるとともに、隔壁７ｘを貫通する配線により回路基板４ｘの配線パターンに接続されている。

また、ケース３ｘ内の隔壁７ｘに区切られて内蔵２次電池６ｘが配置される空間には、電解液吸収材１１ｘが配置されている。電解液吸収材１１ｘは、隔壁７ｘと内蔵２次電池６ｘとの間に配置されている。また、電解液吸収材１１ｘは、シート状の部材であり、第１の実施の形態の電解液吸収材１１と同様の材質であるが、開口部は設けられていない。

第２の実施の形態の内蔵２次電池６ｘは、円柱状なので、膨らむようなことがあっても、広い面に渡って電解液吸収材１１を押圧するような状態とならないので、開口部を設けない構成となっている。

このようなモバイルバッテリ１０ｘにおいても、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。たとえば、回路基板４ｘと隔壁７ｘとにより、回路基板４ｘに実装された主要部品と、内蔵２次電池６ｘとが互いに熱的に影響するのを防止できるとともに、内蔵２次電池６ｘから漏出した電解液が主要部品側に移動するのを防止できる。
また、隔壁７ｘがケース３ｘに一体的に設けられているので、内蔵２次電池６を容器７内に収納してからケース３内に収容するより、組立を容易にすることができる。

１ ケース本体
２ 蓋
３ ケース
３ｘ ケース
４ 回路基板
４ｘ 回路基板
５ プラグ
６ 内蔵２次電池
６ｘ 内蔵２次電池
７ 容器
７ａ 隔壁
７ｘ 隔壁
１１ 電解液吸収材
１１ａ 開口部
１１ｘ 電解液吸収材
４１ 商用交流電圧入力回路
４２ 交流−直流電圧変換回路
４３ 充電制御回路
４４ リチウムイオン組電池（内蔵２次電池）
４５ 放電制御回路

Claims (5)

1. ケースを備えるとともに、このケース内にそれぞれ配置される内蔵２次電池と、商用電源のコンセントに挿し込み可能なプラグと、前記プラグが接続されて商用電源からの交流電流が入力される商用交流電圧入力回路と、前記商用交流電圧入力回路から入力される交流電流を直流電流に変換するとともに電圧を降圧する交流−直流電圧変換回路と、前記交流−直流電圧変換回路から入力される直流電流により前記内蔵２次電池を充電するための充電制御回路と、前記内蔵２次電池を放電させて外部の機器の２次電池を充電するための放電制御回路とを備えるモバイルバッテリであって、
   少なくとも前記商用交流電圧入力回路の主要部品と、前記交流−直流電圧変換回路の主要部品とを一方の面に備える難燃性の回路基板を有し、
   前記ケース内の空間の少なくとも一部が、前記回路基板により仕切られるとともに、前記回路基板で仕切られた前記ケース内の空間のうちの前記回路基板の他方の面側の空間に当該回路基板から離れて前記内蔵２次電池が配置されていることを特徴とするモバイルバッテリ。
2. 前記ケース内には、前記回路基板と前記内蔵２次電池との間に隔壁が設けられ、前記隔壁により前記ケース内の空間は前記回路基板が有る空間と、前記内蔵２次電池が有る空間とに分けられていることを特徴とする請求項１に記載のモバイルバッテリ。
3. 前記内蔵２次電池は、前記ケース内で複数の壁からなる箱状の容器に収納され、前記壁の少なくとも一部が前記隔壁となっていることを特徴とする請求項２に記載のモバイルバッテリ。
4. 前記内蔵２次電池に接触または近接して漏れた電解液を吸収する電解液吸収材が配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のモバイルバッテリ。
5. 前記内蔵２次電池が略直方体形状に形成されるとともに、前記内蔵２次電池の１つの面に沿って、この面を覆うようにシート状の前記電解液吸収材が配置され、
   前記電解液吸収材の前記内蔵２次電池の前記面の中央部に対応する位置に開口部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のモバイルバッテリ。

Images