JP7399090B2

JP7399090B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP7399090B2
Application number: JP2020530042A
Authority: JP
Inventors: 武橋本
Original assignee: Panasonic Energy Wuxi Co Ltd
Current assignee: Panasonic Energy Wuxi Co Ltd
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2023-12-15
Anticipated expiration: 2039-06-10
Also published as: WO2020012848A1; EP3823059A4; JPWO2020012848A1; EP3823059A1; US20210273284A1

Description

本発明は、円筒形電池を内蔵する電池パックに関する。

デジタルカメラやカムコーダ、掃除機や電動工具などの電源として、円筒形電池を用いた電池パックが使用されている。このような電池パックは、円筒形電池を外装ケースに収納している。例えば、図９に示す二次電池パックは、上下に分割したプラスチック製の第１ケース９２Ａと第２ケース９２Ｂを超音波溶着して、外装ケース９２の内部に円筒形電池９１を収納している。（特許文献１参照）。

分割された第１ケースと第２ケースを連結して内部に円筒形電池を内蔵させる電池パックは、外装ケースを薄くして強固な連結構造を実現できない。満足できる強度でない電池パックは、落下する等の衝撃で破損しやすく、充分な強度を実現するためには外装ケースを厚くする必要がある。電池パックは、小型で軽量化しながら高容量化するという相反する特性が要求されるが、高容量化は円筒形電池を大きくして実現されるので、小型化は、外装ケースを薄くする必要があるので、電池パックは、外装ケースを薄くして充分な強度を実現することが小型化と高容量化の実現に必須の特性である。

特開平５－２９０８２１号公報特開２０１６－１１９２４８号公報

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、円筒形電池を内蔵する電池パックの大型化を避けつつも、十分な強度を実現する電池パックを提供することにある。

本発明の電池パックは、円筒形電池１と、円筒形電池１と電気的に接続され、充放電回路を実装した回路基板３と、円筒形電池１と回路基板３を収納する第１ケース１０と第２ケース２０とからなる外装ケース２とを備えている。第１ケース１０は、円筒形電池１の外周面に沿って湾曲する湾曲部１２と、湾曲部１２の端縁に一体構造に連結してなる第１の鉛直壁１１を有し、第２ケース２０は、第１の鉛直壁１１に連結される第２の鉛直壁２１を有している。第１の鉛直壁１１は、第２の鉛直壁２１との対向面１１ａから突出する嵌合凸部１５を有し、第２の鉛直壁２１は、第１の鉛直壁１１との対向面２１ａに、嵌合凸部１５を案内してなる嵌合溝２５を有する。嵌合凸部１５が嵌合溝２５に案内されて第１の鉛直壁１１と第２の鉛直壁２１とが溶着されている。第１ケース１０は、両側に一対の第１の鉛直壁１１を設けて、一対の第１の鉛直壁１１と湾曲部１２との境界位置ｋを含む境界面Ｐを、円筒形電池１の中心軸ｍを通過して直径方向に伸びる中央平面Ｍに配置して、第１の鉛直壁１１を中央平面Ｍから突出する位置に配置している。湾曲部１２は、その内面及び外面を円筒形電池１の外周面に沿って湾曲する湾曲面としており、第１の鉛直壁１１は、外側表面を鉛直平面１１ｂとすると共に、その内面１１ｃを円筒形電池１の表面に沿う凹面形状として、先端の対向面１１ａの厚みを湾曲部１２の厚みよりも肉厚としている。

本発明は、電池パックを以下に限定するものではないが、以下の構成とすることができる。
本発明の電池パックは、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃと嵌合凸部１５との境界位置ｈを、第１の鉛直壁１１と湾曲部１２との境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎよりも内側に配置することができる。

本発明の電池パックは、第１の鉛直壁１１と湾曲部１２との境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎと、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃと嵌合凸部１５との境界位置ｈとの距離を、０．１ｍｍ以上であって１ｍｍ以下とすることができる。

本発明の電池パックは、第１ケース１０の両側に配置してなる一対の第１の鉛直壁１１の対向面１１ａを含む先端面Ｓを、円筒形電池１の中心軸ｍを含む中央平面Ｍよりも外側に離れて配置することができる。

本発明の電池パックは、回路基板３を円筒形電池１の端面との対向位置に配置することができる。

本発明の電池パックは、外装ケース２が、回路基板３を内側に配置してなる領域において、第１の鉛直壁１１の内面全体を、第１の鉛直壁１１と湾曲部１２との境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎよりも内側に配置することができる。

本発明の電池パックは、外装ケース２が、回路基板３を内側に配置してなる領域において、第１の鉛直壁１１の内面形状を平面状とすることができる。

本発明の電池パックは、溶着を超音波溶着とすることができる。

本発明の電池パックは、円筒形電池を内蔵する電池パックの大型化を避けつつ、十分な強度を実現する特徴がある。それは、本発明の電池パックが、第１ケースと第２ケースとからなる外装ケースに円筒形電池と回路基板を収納し、第１ケースには、円筒形電池の外周面に沿って湾曲する湾曲部と、湾曲部の端縁に一体構造に連結している第１の鉛直壁を設けて、第１の鉛直壁に嵌合凸部を設け、第２ケースには第１の鉛直壁に連結される第２の鉛直壁を設けて、この第２の鉛直壁に嵌合溝を設け、嵌合凸部を嵌合溝に案内して第１の鉛直壁と第２の鉛直壁とを溶着しており、さらに、第１の鉛直壁は内面形状を円筒形電池の内面に沿う凹面形状として、先端部の厚みを湾曲部の厚みよりも肉厚としているからである。先端部の厚みを湾曲部の厚みよりも厚くしてなる第１の鉛直壁は、対向面に設ける嵌合凸部を厚くして湾曲部を薄くできることから、嵌合凸部を嵌合溝に案内して第１ケースと第２ケースとを強固に溶着しながら、外装ケースを薄くできる特徴がある。

本発明の一実施形態にかかる電池パックの斜視図である。図１に示す電池パックの分解斜視図である。図２に示す電池パックを下側から見た分解斜視図である。図１に示す電池パックのＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４に示す電池パックの要部拡大断面図である。第１ケースの一部拡大底面斜視図である。図１に示す電池パックのＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。電池ブロックの分解斜視図である。従来の電池パックの断面図である。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

図１～図４に示す電池パック１００は、外装ケース２の内部に、充放電できる円筒形電池１と、円筒形電池１と電気的に接続された回路基板３とを収納している。図の電池パック１００は、２本の円筒形電池１を平行に２列に並べて外装ケース２に収納している。電池パック１００は、外装ケース２に収納している円筒形電池１の個数で充放電の容量を調整できる。したがって、電池パック１００は、使用される用途に最適な容量とする個数の円筒形電池１を収納する。

（円筒形電池１）
円筒形電池１はリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は、容量と重量に対する充放電容量が大きく、電池パック１００の外形を小さく、また軽量にして充放電容量を大きくできる。ただし、本発明の電池パックは、リチウムイオン二次電池に代わって、他の充放電できる全ての電池も使用できる。

（外装ケース２）
外装ケース２は、熱可塑性樹脂のプラスチックを別々に成形している第１ケース１０と第２ケース２０からなる。図に示す外装ケース２は、第１ケース１０と第２ケース２０を有底の箱形としており、対向する開口縁を互いに連結して、内部に円筒形電池１と回路基板３を収納する構造としている。第１ケース１０と第２ケース２０は、互いに対向する開口縁を超音波溶着して固定している。

（第１ケース１０）
第１ケース１０は、円筒形電池１の外周面に沿って湾曲する湾曲部１２と、一対の湾曲部１２を両側に連結している平面部１３と、湾曲部１２の端縁に連結している第１の鉛直壁１１と、外側縁を湾曲部１２と平面部１３と第１の鉛直壁１１とに垂直に連結している端面部１４とからなり、全体を熱可塑性樹脂で一体的に成形している。さらに、図４の第１ケース１０は、第１の鉛直壁１１の対向面１１ａから突出する嵌合凸部１５も一体的に成形して設けている。

図４の外装ケース２は、２本の円筒形電池１を内蔵するので、湾曲部１２でもって、両側に配置される円筒形電池１の表面の１／４周を被覆する。この湾曲部１２は、円筒形電池１の外形に沿う形状に成形されて、円筒形電池１を内側に密着する状態で収納する。平面部１３は、両側に連結している湾曲部１２の端縁に対して接線方向に連結される。平面部１３は、図３及び図４に示すように内側に突出して、複数列の縦リブ１８を一体的に成形して設けている。縦リブ１８は、２本の円筒形電池１の谷部に配置される。さらに、平面部１３は、複数列の縦リブ１８に交差する複数列の横リブ１９を一体的に成形して設けている。横リブ１９は、その両端部に、両端に向かって下り勾配に傾斜するクサビ部１９Ａを設けている。クサビ部１９Ａは、円筒形電池１の外周に沿う形状に成形されて、円筒形電池１を定位置に配置する。

（第１の鉛直壁１１）
第１の鉛直壁１１は、平面部１３の両側に連結している湾曲部１２の端縁に連結して設けられて第１ケース１０の両側に、鉛直姿勢に配置される。嵌合凸部１５は、第１の鉛直壁１１の対向面１１ａから突出して設けられており、第２ケース２０に超音波溶着される。図４に示す第１ケース１０は、湾曲部１２が円筒形電池外周の１／４をカバーする形状として、第１ケース１０の両側に配置している一対の第１の鉛直壁１１と湾曲部１２との境界位置ｋを含む境界面Ｐを、円筒形電池１の中心軸ｍを通過して直径方向に伸びる中央平面Ｍに配置する。この第１ケース１０の第１の鉛直壁１１は、中央平面Ｍから第２ケース２０側に突出する位置に配置される。

図５は、嵌合凸部１５を設けた部分における第１の鉛直壁１１の拡大断面図である。この図に示す第１の鉛直壁１１は、内面１１ｃの形状を円筒形電池１の外周面に沿う形状として、先端部を湾曲部１２よりも肉厚としている。図５に示す第１の鉛直壁１１は、外側表面１１ｂを鉛直平面として、内面１１ｃの形状を円筒形電池１の表面に沿う凹面形状としている。この形状の第１の鉛直壁１１は、対向面１１ａに向かって次第に肉厚となるので、先端の対向面１１ａ部分を湾曲部１２より肉厚にできる。

図の第１ケース１０は、第１の鉛直壁１１を、中央平面Ｍから第２ケース２０側に突出する位置に配置することにより、第１ケース１０の両側に配置してなる一対の第１の鉛直壁１１の対向面１１ａを含む先端面Ｓを、円筒形電池１の中心軸ｍを含む中央平面Ｍから第２ケース２０側である外側に離れて配置している。このように、第１の鉛直壁１１の対向面１１ａを含む先端面Ｓを中央平面Ｍから離れて配置する構造は、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃに円筒形電池１の表面に沿う凹面形状のアンダーカット部１６を設けることで、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃを電池表面に接近させて第１の鉛直壁１１の先端部を湾曲部１２よりも肉厚に成形できる。それは、対向面１１ａの位置が境界位置ｋから離れることで、対向面１１ａと同じ高さにおける外側表面１１ｂから円筒形電池１の表面までの距離を大きくできるからである。

肉厚の対向面１１ａは、嵌合凸部１５を内側に配置できる。とくに、外側表面１１ｂを鉛直平面として、外側に突出することなく先端の対向面１１ａを肉厚にできる。対向面１１ａを肉厚にできる第１の鉛直壁１１は、嵌合凸部１５を内側に移動して、外側表面１１ｂとの寸法、すなわち、嵌合凸部１５の外側面と第１の鉛直壁１１の外側表面１１ｂとの段差寸法（ｄ１）を十分に確保できる。段差寸法（ｄ１）は、超音波溶着して連結される第１ケース１０と第２ケース２０の連結状態に影響を与える。段差寸法（ｄ１）が小さくなると、第２の鉛直壁２１の嵌合溝２５から外側の外側壁２６の厚さ（ｄ２）が薄くなる。嵌合凸部１５を嵌合溝２５に案内して、第１の鉛直壁１１と第２の鉛直壁２１が外側表面１１ｂ、２１ｂを同一平面に配置するからである。第２の鉛直壁２１の嵌合溝２５より外側の外側壁２６の厚さ（ｄ２）が薄くなると、超音波溶着の連結強度が低下し、さらに、第１の鉛直壁１１と第２の鉛直壁２１を正確に定位置に超音波溶着できなくなる。

第１の鉛直壁を厚くすることで、外側壁の厚さ（ｄ２）を大きくできるが、この構造では外装ケースが大きくなる弊害がある。図５の外装ケース２は、第１の鉛直壁１１を薄くしながら、嵌合凸部１５を設ける対向面１１ａを肉厚として、嵌合凸部１５を内側に配置する。この構造は、第１の鉛直壁１１を外側に向かって厚くすることなく、第２の鉛直壁２１の外側壁２６の厚さ（ｄ２）を確保して、充分な連結強度を実現し、また第１ケース１０と第２ケース２０の位置ずれも阻止できる。

第１の鉛直壁１１は、外側表面１１ｂを鉛直平面として、内面１１ｃにアンダーカット部１６を設けて、このアンダーカット部１６の表面形状を円筒形電池１の表面に沿う凹面形状として、先端部の対向面１１ａを湾曲部１２よりも肉厚とする。第１の鉛直壁１１は、図５に示すように、アンダーカット部１６の表面形状を凹面形状とすることで、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃと嵌合凸部１５との境界位置ｈを、湾曲部１２と第１の鉛直壁１１との境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎよりも内側に配置して湾曲部１２よりも肉厚としている。ここで、対向面１１ａを湾曲部１２よりも肉厚とする増加寸法（ｄ３）、言い換えると、第１の鉛直壁１１と湾曲部１２との境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎと、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃと嵌合凸部１５との境界位置ｈとの距離（アンダーカット部１６の高さに相当）は、たとえば、０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上とする。増加寸法（ｄ３）を大きくして、第１ケース１０と第２ケース２０の連結強度を向上できるが、増加寸法（ｄ３）が大きすぎると、円筒形電池１を第１ケース１０の内側へのスムーズな挿入が難しくなるので、例えば１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下とする。増加寸法（ｄ３）は、第１の鉛直壁１１の上下幅を大きくして増加できるので、増加寸法（ｄ３）は第１の鉛直壁１１の上下幅で調整する。

さらに、図５に示す第１の鉛直壁１１の対向面１１ａは、嵌合凸部１５の外側において段差部を設けて第１の対向面１１ｘと第２の対向面１１ｙとに分割している。第１の対向面１１ｘは、先端面Ｓを構成する面であって、嵌合凸部１５が連結される面となる。第２の対向面１１ｙは、第１の対向面１１ｘよりも１段低く形成された段差面であって、図に示すように、嵌合凸部１５を嵌合溝２５に挿入して超音波溶着する状態で、第１の鉛直壁１１と第２の鉛直壁２１との間に隙間を形成する。この隙間は、電池パックを電子機器等に装着する際に、電子機器側の電池装着部や外装ケース２の公差を吸収して無理なく装着するための隙間として機能する。

さらに、図６に示す第１ケース１０は、第１の鉛直壁１１の対向面１１ａから突出して成形される嵌合凸部１５の先端面に、超音波溶着によって溶融される溶融凸部１７を設けている。図に示す溶融凸部１７は、横断面形状を先端に向かって次第に細くなる三角形状とする凸条で、長手方向に沿って複数に分割して設けている。先端面に溶融凸部１７を有する嵌合凸部１５は、嵌合溝２５に挿入された状態で、外装ケース２に押し当てられる超音波ホーンの振動により、効果的に溶融されて嵌合凸部１５を嵌合溝２５に超音波溶着できる。とくに、図に示すように、溶融凸部１７を嵌合凸部１５の先端面に沿って複数に分離することで、溶融凸部を効率よく溶融させて速やかに溶着できる。

さらにまた、図６の第１ケース１０は、図７に示すように、円筒形電池１の端面に対向して配置される回路基板３の収納位置と対向する領域において、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃ内側形状を凹面形状として肉厚にすることなく、第１の鉛直壁１１の内面全体を、境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎの内側に配置している。とくに、図７に示す第１の鉛直壁１１は内面形状を平面状として平面部１１ｅを設けている。この構造の第１ケース１０は、回路基板３を内側に配置してなる領域において、湾曲部１２や第１の鉛直壁１１を円筒形電池１の表面に沿う形状として薄く成形することなく、全体を均一な厚さで肉厚にして強度を高くできる。

（第２ケース２０）
第２ケース２０は、平面状の底面部２３と、この底面部２３の両側に連結された側壁部２２と、底面部２３及び側壁部２２の両端に垂直に連結された端面部２４とからなり、全体を熱可塑性樹脂で一体的に成形している。図２の第２ケース２０は、上端開口部を第１ケース１０の開口縁に沿う形状としており、第１の鉛直壁１１に連結される第２の鉛直壁２１を両側に設けている。

底面部２３は、両側に側壁部２２を連結しており、この側壁部２２の上部を第２の鉛直壁２１とすると共に、側壁部２２の下部を支持部２２Ａとして第２の鉛直壁２１よりも内側に配置すると共に、この支持部２２Ａの上端と第２の鉛直壁２１の下端とを折曲部２２Ｂで連結している。この第２ケース２０は、側壁部２２の中間部であって、支持部２２Ａと折曲部２２Ｂの連結部を円筒形電池１に接近させて、円筒形電池１を支持する構造としている。さらに、底面部２３は、図２に示すように内側に突出して、複数列の支持リブ２９を一体的に成形して設けている。支持リブ２９は、円筒形電池１の外周面に沿う湾曲部２９Ａを両側に設けており、２本の円筒形電池１を定位置に支持できるようにしている。

（第２の鉛直壁２１）
第２の鉛直壁２１は、第２ケース２０の両側に鉛直姿勢で配置している。第２の鉛直壁２１は、第１の鉛直壁１１との対向面２１ａに、嵌合凸部１５を案内する嵌合溝２５を設けている。第２の鉛直壁２１は、図５に示すように、対向面２１ａの中央部に嵌合溝２５を成形して、その外側に外側壁２６を設けると共に、内側には内側壁２７を設けている。外側壁２６は、外側表面２１ｂを鉛直平面としており、この外側表面２１ｂを第１の鉛直壁１１の外側表面１１ｂと同一平面状に配置している。内側壁２７は、円筒形電池１の表面に接近する位置に設けられている。図５に示す第２の鉛直壁２１は、円筒形電池１の中心軸ｍを含む中央平面Ｍに対して、第１の鉛直壁１１の対向面よりもさらに離れた位置に配置される。このため、外側表面２１ｂから円筒形電池１の表面までの距離はさらに大きくなり、第２の鉛直壁２１は第１の鉛直壁１１よりも肉厚に成形される。これにより、第１の鉛直壁１１に設けた嵌合凸部１５が嵌入される嵌合溝２５の内側に配置される内側壁２７の厚さ（ｄ４）を確保して、超音波溶着における十分な連結強度を実現し、さらに、第１の鉛直壁１１と第２の鉛直壁２１を正確に定位置に超音波溶着できる。

さらに、第２ケース２０は、外装ケース２に収納される回路基板３に固定された出力コネクタ４３を外部に表出させるコネクタ窓３３と、回路基板３に固定された端子ホルダ４５に設けた正負の出力端子４４を外部に表出させる電極窓３４とをそれぞれ開口して設けている。図に示す第２ケース２０は、底面部２３と端面部２４との境界のコーナー部を切り欠いてコネクタ窓３３と電極窓３４を開口している。この第２ケース２０は、一方の端面部２４の左右の中間部に位置してコネクタ窓３３を開口して、その片側（図においては右側）に一対の電極窓３４を並べて開口している。この外装ケース２は、第１ケース１０と第２ケース２０を連結する状態で、内蔵される回路基板３に固定された出力コネクタ４３をコネクタ窓３３から外部に表出させて、正負の出力端子４４を電極窓３４から外部に表出させる。

以上の外装ケース２は、第１の鉛直壁１１に設けた嵌合凸部１５が、第２の鉛直壁２１に設けた嵌合溝２５に案内される状態で超音波溶着されて、第１ケース１０と第２ケース２０が互いに連結される。さらに、外装ケース２は、図２と図３に示すように、第１ケース１０及び第２ケース２０の端面部１４、２４の対向面にも嵌合凸部１５と嵌合溝２５を設けている。第１ケース１０の端面部１４と第２ケース２０の端面部２４は、嵌合凸部１５が嵌合溝２５に案内された状態で超音波溶着されて互いに連結される。

以上の外装ケース２は、第１ケース１０が、湾曲部１２と第１の鉛直壁１１との境界位置ｋにおける円筒形電池１の接線ｎよりも内側に、第１の鉛直壁１１の内面１１ｃと嵌合凸部１５との境界位置ｈが位置するように第１の鉛直壁１１の内面１１ｃにアンダーカット部１６を設けており、このアンダーカット部１６の表面形状を円筒形電池１の表面に沿う凹面形状としている。このため、円筒形電池１を第１ケース１０の定位置に案内する状態では、円筒形電池１が両側の第１の鉛直壁１１に設けたアンダーカット部１６の内側に嵌め込まれる状態で嵌合して、円筒形電池１を第１ケース１０の定位置に仮止めできる。したがって、この外装ケース２は、超音波溶着するときに、円筒形電池１を凹面形状の第１の鉛直壁１１の内側に案内して第１ケース１０の定位置に配置し、これにより第１ケース１０と第２ケース２０とを位置ずれしないように定位置で連結して、この状態で超音波ホーンを押し付けて超音波溶着できる。

（装着ガイド３０）
さらに、外装ケース２は、電池パック１００を電子機器に連結する際に、電子機器の装着部に対して、正しい姿勢でスライドさせながら着脱できるように、装着ガイド３０を備えている。図１～図４に示す外装ケース２は、電子機器の装着部に設けた装着凸部（図示せず）を案内する複数の装着ガイド３０を、第２ケース２０の両側の側壁部２２に沿って設けている。図に示す第２ケース２０は、側壁部２２の下端に沿って支持部２２Ａの表面から突出するガイド凸条３１を設けており、このガイド凸条３１と第２の鉛直壁２１との間にガイド溝３２を設けて装着ガイド３０としている。電池パック１００は、このガイド溝３２に電子機器の装着部に設けた装着凸部（図示せず）が案内されて、電子機器の定位置にセットされる。

（回路基板３）
回路基板３は、円筒形電池の端面との対向位置に配置される。回路基板３は、電池の充放電回路を実現する電子部品（図示せず）を実装している。充放電回路は電池電圧、残容量、温度があらかじめ設定している範囲となるように充放電電流をコントロールしながら電池を充放電する。さらに、回路基板３は、図２、図３、及び図７に示すように、正負の出力端子４４を設けた端子ホルダ４５と。複数の信号端子（図示せず）を備える出力コネクタ４３とを固定している。

（電池ブロック９）
電池パック１００は、２本の円筒形電池１と回路基板３とを一体的に連結してなる電池ブロック９として外装ケース２に収納している。電池ブロック９は、図８の分解斜視図に示すように、２本の円筒形電池１を互いに平行な姿勢で並べると共に、円筒形電池の端面との対向位置に回路基板３を連結している。電池ブロック９は、２本の円筒形電池１を逆向きに並べて、一方の端面電極同士をリード板４１で接続すると共に、他方の端面電極をそれぞれリード板４２を介して回路基板３に接続して、２本の円筒形電池１を直列接続して回路基板３に接続している。２本の円筒形電池１の間には絶縁シート４６を配置して互いに絶縁すると共に、円筒形電池１の端面電極と回路基板３との間にも絶縁シート４７を配置して絶縁している。電池ブロック９は、外装ケース２の内部に配置されて、回路基板３３に固定している出力コネクタ４３と端子ホルダ４５の出力端子４４とをコネクタ窓３３と電極窓３４から外部に露出させる。

本発明の電池パック１００は、以下の工程で組み立てられる。
（１）図８に示すように、２本の円筒形電池１を互いに平行な姿勢で逆向きに並べて、一方の端面電極同士をリード板４１で接続し、他方の端面電極をそれぞれリード板４２を介して回路基板３に接続して電池ブロック９とする。回路基板３は、電池の充放電回路を実現する電子部品（図示せず）と、正負の出力端子４４を設けた端子ホルダ４５と、信号端子を設けた出力コネクタ４３とを予め実装している。
（２）第２ケース２０に電池ブロック９の下部を収納して、電池ブロック９を第２ケース２０の定位置に配置する。電池ブロック９は、回路基板３に固定された出力コネクタ４３が第２ケース２０に開口されたコネクタ窓３３に嵌合するように位置決めしながら配置される。さらに、２本の円筒形電池１が両面テープ４８を介して第２ケース２０の内面に固定されて定位置に配置される。この状態で、端子ホルダ４５に固定された出力端子４４が第２ケース２０の電極窓３４の内側に配置される。
（３）第２ケース２０の上に第１ケース１０を載せて、電池ブロック９の上部を第１ケース１０に収納する。さらに、第１ケース１０の第１の鉛直壁１１に設けた嵌合凸部１５を第２ケース２０の第２の鉛直壁２１に設けた嵌合溝２５に案内すると共に、第１ケース１０の端面部１４に設けた嵌合凸部１５を第２ケース２０の端面部２４に設けた嵌合溝２５に案内して、第１ケース１０を第２ケース２０の定位置に連結する。
（４）連結された第２ケース２０と第１ケース１０とを超音波溶着する基台（図示せず）に載せる。第１ケース１０の上面に超音波ホーン（図示せず）の押圧面を押し当てて、第１ケース１０と第２ケース２０とを超音波溶着する。

本発明は、ふたつのケースを溶着して内部に閉鎖された収納スペースを設け、この収納スペースに電池を収納する電池パックとして便利に利用できる。

１００…電池パック
１…円筒形電池
２…外装ケース
３…回路基板
９…電池ブロック
１０…第１ケース
１１…第１の鉛直壁
１１ａ…対向面
１１ｘ…第１の対向面
１１ｙ…第２の対向面
１１ｂ…鉛直平面
１１ｃ…内面
１１ｅ…平面部
１２…湾曲部
１３…平面部
１４…端面部
１５…嵌合凸部
１６…アンダーカット部
１７…溶融凸部
１８…縦リブ
１９…横リブ
１９Ａ…クサビ部
２０…第２ケース
２１…第２の鉛直壁
２１ａ…対向面
２１ｂ…外側表面
２２…側壁部
２２Ａ…支持部
２２Ｂ…折曲部
２３…底面部
２４…端面部
２５…嵌合溝
２６…外側壁
２７…内側壁
２９…支持リブ
２９Ａ…湾曲部
３０…装着ガイド
３１…ガイド凸条
３２…ガイド溝
３３…コネクタ窓
３４…電極窓
４１…リード板
４２…リード板
４３…出力コネクタ
４４…出力端子
４５…端子ホルダ
４６…絶縁シート
４７…絶縁シート
４８…両面テープ
９１…円筒形電池
９２…外装ケース
９２Ａ…第１ケース
９２Ｂ…第２ケース
ｈ…境界位置
ｋ…境界位置
ｍ…中心軸
ｎ…接線
Ｍ…中央平面
Ｐ…境界面
Ｓ…先端面

Claims

円筒形電池と、
前記円筒形電池と電気的に接続され、充放電回路を実装した回路基板と、
前記円筒形電池と前記回路基板を収納する第１ケースと第２ケースとからなる外装ケースと、
を備え、
前記第１ケースは、前記円筒形電池の外周面に沿って湾曲する湾曲部と、前記湾曲部の端縁に一体構造に連結してなる第１の鉛直壁を有し、
前記第２ケースは、前記第１の鉛直壁に連結される第２の鉛直壁を有し、
前記第１の鉛直壁は、前記第２の鉛直壁との対向面から突出する嵌合凸部を有し、
前記第２の鉛直壁は、前記第１の鉛直壁との対向面に、前記嵌合凸部を案内してなる嵌合溝を有し、
前記嵌合凸部が前記嵌合溝に案内されて前記第１の鉛直壁と前記第２の鉛直壁とが溶着されてなる電池パックであって、
前記第１ケースは、両側に一対の前記第１の鉛直壁を設けており、一対の前記第１の鉛直壁と前記湾曲部との境界位置を含む境界面が、前記円筒形電池の中心軸を通過して直径方向に伸びる中央平面に配置されて、前記第１の鉛直壁が前記中央平面から突出する位置に配置されてなり、
前記湾曲部は、その内面及び外面を前記円筒形電池の外周面に沿って湾曲する湾曲面としており、
前記第１の鉛直壁は、外側表面を鉛直平面とすると共に、その内面を前記円筒形電池の表面に沿う凹面形状として、先端の対向面を前記湾曲部よりも肉厚としてなることを特徴とする電池パック。
請求項１に記載する電池パックであって、
前記第１の鉛直壁の内面と前記嵌合凸部との境界位置が、前記第１の鉛直壁と前記湾曲部との境界位置における前記円筒形電池の接線よりも内側に配置されてなることを特徴とする電池パック。
請求項２に記載する電池パックであって、
前記第１の鉛直壁と前記湾曲部との境界位置における前記円筒形電池の接線と、前記第１の鉛直壁の内面と前記嵌合凸部との境界位置との距離が、０．１ｍｍ以上であって１ｍｍ以下であることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし３のいずれかに記載する電池パックであって、
前記第１ケースの両側に配置してなる一対の前記第１の鉛直壁の前記対向面を含む先端面が、前記円筒形電池の中心軸を含む中央平面よりも外側に離れて配置されてなることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし４のいずれかに記載する電池パックであって、
前記回路基板が、前記円筒形電池の端面との対向位置に配置されてなることを特徴とする電池パック。
請求項５に記載する電池パックであって、
前記外装ケースが、前記回路基板を内側に配置してなる領域において、前記第１の鉛直壁の内面全体を、前記第１の鉛直壁と前記湾曲部との境界位置における前記円筒形電池の接線よりも内側に配置してなることを特徴とする電池パック。
請求項５または６に記載する電池パックであって、
前記外装ケースが、前記回路基板を内側に配置してなる領域において、前記第１の鉛直壁の内面形状を平面状としてなることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし７のいずれかに記載する電池パックであって、
前記溶着は、超音波溶着であることを特徴とする電池パック。
請求項１ないし８のいずれかに記載する電池パックであって、
前記円筒形電池を複数備えており、
複数の前記円筒形電池は、互いに平行な姿勢で２列に並べて、隣り合う前記円筒形電池の端面同士が同一平面状に配置されて前記外装ケースに収納されており、
２列に並べた前記円筒形電池の端面と対向する位置に、前記端面と平行な姿勢で、隣り合う前記端面に跨がって前記回路基板が配置されており、
前記第１ケースは、２列に並べた前記円筒形電池の両側の外周面に沿って湾曲する一対の前記湾曲部と、一対の前記湾曲部を両側に連結している平面部と、前記湾曲部の端縁に連結している一対の前記第１の鉛直壁と、外側縁を前記湾曲部と前記平面部と前記第１の鉛直壁とに垂直に連結している端面部とを備え、
前記第２ケースは、上端開口部を前記第１ケースの下端開口部に沿う形状として、前記第２の鉛直壁を両側に設けてなる電池パック。