JP7473368B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、薄型の二次電池セルと回路基板を備える電池パックに関する。

スマートフォンやタブレット、ノートパソコン等の携帯電子機器等の電源として、充電可能な二次電池セルを備える電池パックが用いられている。電池パックの二次電池セルとしては、薄型化が可能なパウチ電池が使用されている。一方で、携帯性などのため、電池パックの小型化と高性能化という相反する要求が高まっている。

一般に電池パックは、ケースやフレーム内に、二次電池セルや、その充放電制御回路や保護回路を実装した回路基板を配置する構造となっている。そのため、二次電池セルの高性能化を図るには、二次電池セルや回路基板を大きくする必要がある。この場合において、電池パックの大型化を避けるには、相対的に内部の収納空間を広く確保する必要があり、ケースやフレーム等の保持部材側を薄くしなければならない。

従来、薄型の電池パックに使用されている保持部材であるホルダとカバーは、図１６に示すように、カバー９６側に爪９７を設け、ホルダ９０側にこの爪９７を受ける溝９４を設けた爪嵌合が採用されている。

特開２０１３－０８０５６９号公報

しかしながら、このような嵌合構造では、図１６に示すように、カバー９６側の爪９７と、その両側を挟むホルダ９０側の壁９２、９３の３枚分の厚さＤ２が必要となり、このような厚手の壁によってホルダ内の収納空間９１が圧迫される結果、二次電池セルや回路基板等の収納スペースが小さくなっていた。

本発明の目的の一は、パック電池の外形を大きくすることなく、内部の収納空間を広く確保できるようにした電池パックを提供することにある。

本発明のある態様にかかる電池パックは、一以上の二次電池セルと、二次電池セルと電気的に接続された回路を実装した回路基板と、一以上の壁部で画成された空間を収納空間として、収納空間と連通する一面を開口したホルダ部と、壁部に連結されて、ホルダ部の開口部を閉塞するカバー部と、ホルダ部の開口部をカバー部で閉塞した状態で、ホルダ部とカバー部の表面に貼付される外装ラベルとを備えている。電池パックは、壁部とカバー部を、平面視において蟻溝形状に形成してなる嵌合凹部と嵌合凸部とからなる嵌合連結部を介して連結している。

本発明の電池パックによると、パック電池の外形を大きくすることなく、内部の収納空間を広く確保することができる。

本発明の一実施形態に係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さらに分解した分解斜視図である。 図１に示す電池パックの外装ラベルを取り除いた一部拡大平面図である。 二次電池セルの一例を示す斜視図である。 ホルダ部とカバー部の連結構造を示す拡大分解斜視図である。 嵌合連結部の一例を示す拡大平面図である 嵌合連結部の他の一例を示す拡大平面図である 嵌合連結部の他の一例を示す拡大平面図である 嵌合連結部の他の一例を示す横断面斜視図である 図１０に示す嵌合連結部の縦断面斜視図である。 嵌合連結部の他の一例を示す横断面斜視図である 図１２に示す嵌合連結部の縦断面斜視図である。 ホルダ部とカバー部の連結構造の他の一例を示す拡大分解斜視図である。 第２のラベルを貼付した保持部材に第１のラベルを貼付する状態を示す底面斜視図である。 従来の電池パックの要部拡大断面図である。

本発明の第１の実施態様の電池パックは、一以上の二次電池セルと、二次電池セルと電気的に接続された回路を実装した回路基板と、一以上の壁部で画成された空間を収納空間として、収納空間と連通する一面を開口したホルダ部と、壁部に連結されて、ホルダ部の開口部を閉塞するカバー部と、ホルダ部の開口部をカバー部で閉塞した状態で、ホルダ部とカバー部の表面に貼付される外装ラベルとを備える電池パックであって、壁部とカバー部が、平面視において蟻溝形状に形成してなる嵌合凹部と嵌合凸部とからなる嵌合連結部を介して連結されている。

上記構成によると、カバー部側に爪を設けて壁部側の溝で受ける従来の嵌合構造と比較して、壁部の厚さを薄くできるため、壁部で画成される収納空間を大きく確保することが可能となり、もって電池パックの外形を大きくすることなく、二次電池セルや回路基板等の収納空間を広く確保することが可能となる。

本明細書において、蟻溝形状とは、横断面形状が逆ハの字状となるように形成された蟻溝に近似する形状を意味するものとする。したがって、平面視において蟻溝形状に形成してなる嵌合凹部とは、平面視において、互いに当接する境界面から内側に向かって次第に幅が広くなるように切欠された凹部形状を意味しており、平面視において蟻溝形状に形成してなる嵌合凸部とは、平面視において、互いに当接する境界面から嵌合凹部に向かって次第に幅が広くなるように突出する凸部形状を意味するものとする。

本発明の第２の実施態様の電池パックは、壁部が、先端部の内側にホルダ部の開口縁に沿う段差凹部を形成して、先端部の外側を段差凸条としており、カバー部の外周縁部を段差凹部に嵌合させて、カバー部の外周面を段差凸条の内周面に接近させて配置している。

上記構成により、ホルダ部の壁部に設けた段差凹部でカバー部の外周縁部を支持することで、カバー部を安定して保持しながら、カバー部と壁部とを接近させた状態で連結することで連結部分を目立たなくできる。

本発明の第３の実施態様の電池パックは、嵌合連結部を、カバー部の外周縁部を平面視蟻溝状に切欠して形成された嵌合凹部と、壁部の段差凸条から段差凹部に突出して、嵌合凹部に嵌合される形状に形成された嵌合凸部とで構成している。

上記構成によると、壁部の段差凸条から段差凹部に突出して形成された嵌合凸部に、カバー部の外周縁部に形成された嵌合凹部を嵌合させて連結するので、カバー部の位置ずれを確実に防止しながら連結できる。それは、カバー部の外周縁部を段差凹部に配置することでカバー部を安定して支持しながら、平面視蟻溝状に形成された嵌合凹部と嵌合凸条との嵌合により、カバー部の前後左右の位置ずれを確実に防止できるからである。
とくに、壁部は、段差凸条から突出する嵌合凸部を段差凹部に形成するので、嵌合凸部を形成するために壁部を厚く成形することなく省スペースに嵌合凸部を成形できる。また、カバー部においても、外周縁部に嵌合凹部を形成することで、嵌合凹部を嵌合凸部に嵌合させて強固に連結しながら、嵌合凹部のない外周縁部の領域を段差凹部に載せることで安定して支持される。

本発明の第４の実施態様の電池パックは、嵌合連結部を、カバー部の外周縁から外側に向かって平面視蟻溝形状に突出する嵌合凸部と、壁部の段差凸条を、嵌合凸部を嵌合させる蟻溝形状に切欠して形成された段差凹部とで構成している。

上記構成によると、壁部の段差凸条を切欠して形成された嵌合凹部に、カバー部の外周縁から突出して形成された嵌合凸部を嵌合させて連結するので、カバー部の位置ずれを確実に防止しながら連結できる。それは、カバー部の外周縁部を段差凹部に配置することでカバー部を安定して支持しながら、平面視蟻溝状に形成された嵌合凹部と嵌合凸条との嵌合により、カバー部の前後左右の位置ずれを確実に防止できるからである。
とくに、壁部は、段差凸条を切欠して段差凹部に形成するので、嵌合凹部を形成するために壁部を厚く成形することなく省スペースに嵌合凹部を成形できる。また、カバー部においても、外周縁から突出する嵌合凸部を形成することで、嵌合凸部を嵌合凹部に嵌合させて強固に連結しながら、外周縁部を段差凹部に載せることで安定して支持される。

本発明の第５の実施態様の電池パックは、嵌合凸部と嵌合凹部が、互いに対向する対向面同士を、各々アンダーカット状に形成している。

上記構成によると、嵌合凸部と嵌合凹部の対向面において、アンダーカット形状に形成された対向面同士を当接させることで、嵌合凸部が嵌合凹部から抜けるのを防止して、カバー部をホルダ部の定位置に外れないように保持できる。

本発明の第６の実施態様の電池パックは、嵌合凸部と嵌合凹部が、互いに対向する対向面同士のいずれか一方に節度突起を設けて、他方に節度突起を案内する節度凹部を設けている。

上記構成によると、嵌合凸部と嵌合凹部の対向面において、節度突起を節度凹部に案内することで嵌合凸部が嵌合凹部から抜けるのを防止して、カバー部をホルダ部の定位置に外れないように保持できる。

本発明の第７の実施態様の電池パックは、ホルダ部が、収納空間を画成する壁部を少なくとも三方に備えており、各壁部とカバー部との連結部分に各々嵌合連結部を設けている。

上記構成により、収納空間を画成する少なくとも三方に配置される壁部に蟻溝状の嵌合連結部を設けてカバー部を連結するので、カバー部の位置ずれを確実に防止できると共に、各壁部を薄くすることにより、これらの壁部で画成される収納空間を広く確保することができる。

本発明の第８の実施態様の電池パックは、外装ラベルを、壁部とカバー部とを連結してなる嵌合連結部を覆うように貼付している。

上記構成により、蟻溝状の嵌合連結部で嵌合されたカバー部と壁部に外装ラベルを貼付することで、カバー部がホルダ部から外れる事態を確実に防止できる。

本発明の第９の実施態様の電池パックは、カバー部の表面側に貼付される外装ラベルが、外周縁から突出する複数の折り返し片を備えており、折り返し片を、カバー部の表面側からホルダ部の底面側に折り返して貼付するようにしてなり、嵌合連結部に対応する領域に、折り返し片を配置している。

上記構成によると、カバー部の表面側に貼付される外装ラベルの外周縁に複数の折り返し片を設けると共に、この折り返し片をカバー部の表面側からホルダ部の底面側に跨がって貼付することで、外装ラベルを強固に貼付できる。とくに、ホルダ部とカバー部に設けた嵌合連結部に対応する領域に折り返し片を設けることで、嵌合連結部を介して連結された領域をより確実に外れないように保持できる。

本発明の第１０の実施態様の電池パックは、ホルダ部が、壁部で画成される収納空間を、回路基板を収納する空間としている。上記構成により、回路基板の収納空間を広く確保することが可能となる。

本発明の第１１の実施態様の電池パックは、二次電池セルを複数枚備えており、ホルダ部が、複数の二次電池セルを、各主面が同一平面状となるように並べて挿入する挿入空間を窓状に形成している。

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。

本発明の電池パックは、主としてスマートフォンやタブレット、ノートパソコン等の携帯電子機器の電源として使用するのに適している。ただし、本発明は、電池パックの用途を特定するものではなく、他の種々の電子機器用の電源としても使用することもできる。

（実施の形態１）
本発明の一実施の形態に係る電池パックを図１～図４に示す。図１は電池パックの斜視図を、図２は図１に示す電池パックの分解斜視図を、図３は図２の電池パックをさらに分解した分解斜視図を、図４は図１に示す電池パックの外装ラベルを取り除いた一部拡大平面図をそれぞれ示している。

図１～図４に示す電池パック１００は、一以上の二次電池セル１と、二次電池セル１と電気的に接続された回路を実装した回路基板４と、一以上の壁部８で画成された空間を収納空間９として、収納空間９と連通する一面を開口したホルダ部２０と、壁部２７に連結されて、ホルダ部２０の開口部を閉塞するカバー部２６と、ホルダ部２０の開口部をカバー部２６で閉塞した状態で、ホルダ部２０とカバー部２６の表面に貼付される外装ラベル３とを備えている。

図に示す電池パック１００は、内側に収納空間９を形成するホルダ部２０とカバー部２６とで保持部材２を構成しており、この保持部材２に二次電池セル１と回路基板４とを収納して定位置に保持する構造としている。図１～図４に示す電池パック１００は、３個の二次電池セル１を備えており、各々の二次電池セル１が同一平面に並ぶ姿勢となるように保持部材２に配置している。ただ、本発明の電池パックは、二次電池セルの個数を限定しない。電池パックは１つの二次電池セルを備えることができ、あるいは２以上の二次電池セルを備えることができる。

（二次電池セル１）
二次電池セル１は、全体の形状を扁平状とする薄型の二次電池で、図５に示すように、対向する第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂの外形を四角形としている。さらに、二次電池セル１は、一方の端部に正負の電極端子１５を設けて出力側端部１Ｅとして、この出力側端部１Ｅと反対側の面を端面１Ｄとし、さらに、第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂの両側の面を側面１Ｃとしている。

図５に示す二次電池セル１は、電極体（図示せず）の周囲を外装フィルム１１で被覆しているパウチ電池としている。薄型のパウチ電池は、厚さ３ｍｍ～１０ｍｍのリチウムイオンポリマー電池である。ただ、本発明は、パウチ電池をリチウムイオンポリマー電池には特定しない。パウチ電池は、充放電できる全てのパウチ電池とすることができる。

さらに、本発明は、二次電池セルをパウチ電池に特定しない。二次電池セルには、外形を四角形とする扁平状の薄型電池であれば、金属製の外装缶を備える二次電池セルも使用できる。このような二次電池セルとして、金属製の外装缶の開口部を封口板で気密に閉塞している薄型の角形電池が使用できる。したがって、二次電池セルは、リチウムイオン電池やニッケル－水素電池としてもよい。

（保持部材２）
保持部材２は、二次電池セル１と、二次電池セル１が接続される回路基板４とを収納して定位置に保持する。図に示す保持部材２は、複数の壁部８で画成された収納空間９を内側に形成し、この収納空間９と連通する一面を開口してなるホルダ部２０と、壁部８に連結されて、ホルダ部２０の開口部を閉塞するカバー部２６とを備えている。図に示す保持部材２は、壁部８により枠形状に形成されたホルダ部２０の開口部を部分的にカバー部２６で閉塞する構造としている。ただ、保持部材は、ホルダ部全体を底板のある容器形状に成形すると共に、ホルダ部の一面に開口された開口部の全面をカバー部で閉塞する構造とすることもできる。

（ホルダ部２０）
図３に示すホルダ部２０は、二次電池セル１と回路基板４とを外周縁に沿って保持する枠状であって、二次電池セル１の第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂを表出させる開口部を両面に開口している。図のホルダ部２０は、全体の外形を長方形状としており、長方形の一辺に沿う端部に、回路基板４を収納する基板収納空間２１を設けている。さらに、図のホルダ部２０は、３個の二次電池セル１を同一平面状に並べて挿入する挿入空間２２を回路基板４の延長方向に並べて設けており、３個の二次電池セル１を横並びの姿勢で配置しながら、各二次電池セル１の出力側端部１Ｅに配置された電極端子１５を回路基板４に接続するようにしている。

（壁部８、中間壁部２７）
図２～図４に示すホルダ部２０は、外周縁に沿う複数の壁部８で内側に収納空間９を画成すると共に、内部にも複数の中間壁部２７を設けることで、収納空間９を二次電池セル１の挿入空間２２と基板収納空間２１とに区画して、複数の二次電池セル１や回路基板３を区画されたスペースに位置決めしながら収納できるようにしている。ホルダ部２０の外周縁に沿う壁部８は、基板収納空間２１の両端部及び隣接して配置される二次電池セル１の外側の側面１Ｃを覆う一対の側面壁部２３と、一対の側面壁部２３に連結されて二次電池セル１の端面１Ｄを覆う端面壁部２４と、この端面壁部２４に対向して配置されて、電池収納空間２１の１辺を覆う周壁部２５とを備えている。さらに、図のホルダ部２０は、内部に配置される中間壁部２７として、隣接する二次電池セル１同士の間に配置される第１の中間壁部２７Ａと、端面壁部２４と周壁部２５との間に配置されて、第１の中間壁部２７Ａの一端が連結される第２の中間壁部２７Ｂとを備えている。第２の中間壁部２７Ｂは、ホルダ部２０の内側において周壁部２５と平行な姿勢で形成されており、中間部において、第１の中間壁部２７Ａの一端が連結されている。この構造は、第１の中間壁部２７Ａと第２の中間壁部２７Ｂとを交差姿勢で一体的に成形することにより、互いに強度を高め合っている。さらに、第２の中間壁部２７Ｂは、二次電池セル１の電極端子１５と対向する領域を切り欠いて切欠部２７ａを設けており、この切欠部２７ａに電極端子１５を通過させて、あるいは電極端子１５に接続されたリード板（図示せず）等を通過させて回路基板４に接続するようにしている。

（挿入空間２２）
ホルダ部２０は二次電池セル１の側面１Ｃを覆う側面壁部２３及び第１の中間壁部２７Ａと、端面１Ｄを覆う端面壁部２４の内側に、両側の二次電池セル１を挿入する挿入空間２２を設けると共に、二次電池セル１の両側面１Ｃを覆う一対の第１の中間壁部２７Ａと、端面１Ｄを覆う端面壁部２４の内側に、中間の二次電池セル１を挿入する挿入空間２２を設けている。ホルダ部２０は、各挿入空間２２に挿入される二次電池セル１を側面壁部２３及び第１の中間壁部２７Ａと端面壁部２４とで定位置に位置決めしながら、出力側端部１Ｅに配置された電極端子１５を回路基板４の定位置に対向して配置するようにしている。

（基板収納空間２１）
さらに、保持部材２は、ホルダ部２０の端部と、このホルダ部２０の端部において開口部を閉塞するカバー部２６とで形成される内部の空間を、回路基板４を収納する基板収納空間２１としている。図３と図６に示す基板収納空間２１は、細長い長方形状の回路基板４を収納できるように、回路基板４の外周縁に沿う複数の壁部８及び中間壁部２７をホルダ部２０の底板部２８に連結して画成している。図に示す基板収納空間２１は、回路基板４の長辺側の１辺に対向して設けられてホルダ部２０の外周面を構成する周壁部２５と、回路基板４の短辺側の２辺に対向して設けられてホルダ部２０の外周壁を構成する側面壁部２３の一端部と、回路基板４の長辺側の他の１辺と対向して設けられてホルダ部２０の内部に配置される第２の中間壁部２７Ｂとで画成されている。

（カバー部２６）
カバー部２６は、プラスチック製の板材で、ホルダ部２０の開口部の一部であって、回路基板４の外周に沿って配置される壁部８と第２の中間壁部２７Ｂで画成される空間の開口部を閉塞している。カバー部２６は、壁部８の上端部に嵌合構造で連結されて、ホルダ部２０の開口部を閉塞している。図６に示す壁部８は、カバー部２６を位置決めしながら連結できるように、先端部の内側にホルダ部２０の開口縁に沿う段差凹部２９を形成して、先端部の外側に段差凸条１７を設けている。カバー部２６は、外周縁部を段差凹部２９に嵌合させる状態でホルダ部２０に連結されており、その外周面を段差凸条１７の内周面に接近させている。段差凹部２９の深さはカバー部２６の厚さと等しくしており、段差凹部２９にカバー部２６を嵌合させた状態でホルダ部２０とカバー部２６の表面側が同一平面状となるようにしている。

さらに、本実施形態に係る電池パック１００は、ホルダ部２０の内部に形成される収納空間９を広く確保するために、カバー部２６が連結される壁部８の厚さを従来よりも薄く成形しながら、カバー部２６を確実に連結できる構造としている。このことを実現するために、本実施形態に係る電池パックでは、壁部８とカバー部２６とを、平面視において蟻溝形状に形成してなる嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂとからなる嵌合連結部７を介して連結している。

（嵌合連結部７）
嵌合連結部７は、図６に示すように、カバー部２６の外周縁部を平面視において蟻溝状に切欠して形成された嵌合凹部７Ａと、壁部８の段差凸条１７から段差凹部２９に突出して、嵌合凹部７Ａに嵌合される形状に形成された嵌合凸部７Ｂとで構成されている。図に示すように、ホルダ部２０とカバー部２６とを連結する嵌合連結部７の形状は、嵌合凹部７Ａや嵌合凸部７Ｂを設ける場所や条件、個数等により種々に変更される。したがって、ここでは、図７の拡大平面図で示す嵌合連結部７を一例として、その構造について詳述する。

（嵌合凹部７Ａ）
嵌合凹部７Ａは、カバー部２６の外周面２６ａの開口縁から内側に向かって、逆ハの字状に次第に幅が広くなるように形成された一対の内側面２６ｂと、一対の内側面２６ｂの他端を連結する底面２６ｃとで構成している。図の嵌合凹部７Ａは、カバー部２６の外周面２６ａと内側面２６ｂとがなす角αを鋭角として、平面視における凹部の開口幅よりも凹部の底面２６ｃの幅の方が広くなるようにしている。外周面２６ａと内側面２６ｂとがなす角αは、２０～７５度、より好ましくは３０～６０度、さらに好ましくは４０～５０度に設計される。底面２６ｃは、平面視において、凹部の開口縁を含む外周面２６ａと平行に設けられている。

（嵌合凸部７Ｂ）
嵌合凸部７Ｂは、嵌合凹部７Ａに嵌合される外形であって、段差凸条１７の内周面１７ａから内側に向かって、逆ハの字状に次第に幅が広くなるように形成された一対の側面１７ｂと、一対の側面１７ｂの先端を連結してなる突出端面１７ｃとで構成している。図に示すように、嵌合凸部７Ｂは、嵌合凹部７Ａの内形に沿う外形に形成されるので、嵌合凸部７Ｂの側面１７ｂが段差凸条１７の内周面１７ａとなす角αを鋭角として、平面視における凸部の後端の幅よりも先端の突出端面１７ｃの幅の方が広くなるようにしている。段差凸条１７の内周面１７ａと側面１７ｂがなす角αは、２０～７５度、より好ましくは３０～６０度、さらに好ましくは４０～５０度とし、突出端面１７ｃは、平面視において、段差凸条１７の内周面１７ａと平行に設けている。

図４に示すホルダ部２０は、収納空間９を画成する壁部８を少なくとも三方に備えており、各壁部８とカバー部２６との連結部分に各々嵌合連結部７を設けている。図４に示すホルダ部２０とカバー部２６は、回路基板４の長辺に沿う周壁８である周壁部２５の３カ所に嵌合連結部７を設けると共に、回路基板４の短辺に沿う周壁８である両側の側面壁部２３に各々１つの嵌合連結部７を設けている。この構造、カバー部２６を、三方で位置決めしながら連結できるので、カバー部２６の位置ずれを確実に防止できる特長がある。ただ、ホルダ部２０とカバー部２６の連結部に設ける嵌合連結部の位置や個数は、カバー部の大きさや形状等に応じて種々に変更することができる。

（嵌合連結部の他の例）
平面視において蟻溝形状に形成される嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂは、前述のように、好ましくは、逆ハの字状に次第に幅が広くなるように形成される。ただ、嵌合凹部と嵌合凸部は、逆ハの字状に形成される内周面と側面を必ずしも平面状の傾斜面とする必要はなく、湾曲面とすることもできる。図８に示す嵌合凹部７Ａは、外周面２６ａから内側に切欠された内側面２６ｄを中央凹の湾曲面とし、これと対向する嵌合凸部７Ｂの側面１７ｄを中央凸の湾曲面としている。この場合、嵌合凹部７Ａの開口縁における、湾曲された内側面２６ｄと外周面２６ａとなす角は、２０度よりも小さな鋭角としてもよい。

また、図９に示す嵌合凹部７Ａは、外周面２６ａから内側に切欠された内側面２６ｅを中央凸の湾曲面とすると共に、両側の内側面を連結する底面２６ｆも湾曲面としている。図９の嵌合凹部７Ａは、底面２６ｆを中央凹の湾曲面としている。さらに、この嵌合凹部７Ａと嵌合する嵌合凸部７Ｂは、内側面２６ｅと対向する側面１７ｅを中央凹の湾曲面とすると共に、底面２６ｆと対向する突出端面１７ｆを中央凸の湾曲面としている。図に示す嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂは、平面視における全体形状を略イチョウの葉形状としている。

さらに、図示しないが、嵌合連結部は、嵌合凹部と嵌合凸部の形状を、平面視が蟻溝形状に近似する種々の形状とすることができる。例えば、嵌合凹部は、平面視において、外周面から内側に向かって次第に幅が広くなるように切欠された種々の凹部形状とすることができ、嵌合凸部は、嵌合凹部に嵌合する外形であって、平面視において、次第に幅が広くなるように突出する種々の凸部形状とすることができる。すなわち、本明細書においては、これらの形状を総括して蟻溝形状と呼ぶことにする。

以上の嵌合連結部７は、互いに嵌合される嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂにより、前後左右方向の動きが抑制されて、所定の位置で確実に連結される。嵌合連結部７は、カバー部２６の厚さ方向にカバー部２６を平行移動させることによって、カバー部２６の嵌合凹部７Ａを壁部８の嵌合凸部７Ｂに案内して嵌合状態で連結される。嵌合連結部７を介して嵌合されるホルダ部２０とカバー部２６は、嵌合構造によって前後左右の移動は制限されるが、カバー部２６の挿入方向には移動可能である。したがって、ホルダ部２０に連結されたカバー部２６が外れないように、カバー部２６の表面には、後述する外装ラベル３が貼付されて定位置に保持される。

さらに、嵌合連結部７は、互いに嵌合される嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂを抜けないように連結する構造とすることもできる。図１０及び図１１に示す嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂは、互いに対向する対向面同士を各々アンダーカット状に形成して抜けないように連結している。図１０に示す嵌合連結部７は、嵌合凹部７Ａの両側の内側面２６ｂと嵌合凸部７Ｂの両側面１７ｂをアンダーカット形状としている。また、図１１に示す嵌合連結部７は、嵌合凹部７Ａの底面２６ｃと嵌合凸部７Ｂの突出端面１７ｃをアンダーカット形状としている。以上の構造は、嵌合凸部７Ｂと嵌合凹部７Ａの対向面において、アンダーカット形状に形成された側面１７ｂと内側面２６ｂとを当接させることで、嵌合凸部７Ｂが嵌合凹部７Ａから抜けるのを防止して、カバー部２６をホルダ部２０の定位置に外れないように保持できる。図に示す嵌合連結部２６は、カバー部２６をホルダ部２０に対して圧入することで、言い換えると嵌合凸部７Ｂに対して嵌合凹部７Ａを圧入することで互いに連結される。

ここで、図１０に示す嵌合連結部７は、アンダーカット状に形成された側面１７ｂの傾斜角（β２）と内側面２６ｂの傾斜角（β１）を等しくしている。また、図１１に示す嵌合連結部７は、アンダーカット状に形成された突出端面１７ｃの傾斜角（β２）と底面２６ｃの傾斜角（β１）を等しくしている。ただ、嵌合連結部７は、図示しないが、アンダーカット状に形成される側面の傾斜角（β２）に対して内側面の傾斜角（β１）を小さくすることも、アンダーカット状に形成される突出端面の傾斜角（β２）に対して底面の傾斜角（β１）を小さくすることもできる。この構造よると、カバー部をホルダ部に対して圧入しやすくできる。

さらに、図１２と図１３に示す嵌合連結部７は、嵌合される嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂの互いに対向する対向面同士のいずれか一方に節度突起３８を設けると共に、他方にはこの節度突起３８に案内される節度凹部３９を設けている。図に示す嵌合連結部７は、嵌合凸部７Ｂの側面１７ｂと突出端面１７ｃに節度突起３８を設け、嵌合凹部７Ａの内側面２６ｂと底面２６ｃであって、節度突起３８と対向する節度凹部３９を設けている。ただ、嵌合連結部は、図示しないが、嵌合凹部の内側面または底面に節度突起を設け、嵌合凸部の側面または突出端面に節度凹部を設けることもできる。以上の構造は、嵌合凸部７Ｂと嵌合凹部７Ａの対向面において、節度突起３８を節度凹部３９に案内することで嵌合凸部７Ｂが嵌合凹部７Ａから抜けるのを防止して、カバー部２６をホルダ部２０の定位置に外れないように保持できる。

以上の嵌合連結部７は、カバー部２６に嵌合凹部７Ａを設けて、壁部８に嵌合凸部７Ｂを設ける例を示したが、嵌合連結部７は、図１４に示すように、カバー部２６に嵌合凸部７Ｄを設けて、壁部８に嵌合凹部７Ｃを設けることもできる。この図に示す嵌合連結部７は、カバー部２６の外周縁から外側に向かって平面視において蟻溝形状に突出する嵌合凸部７Ｄと、壁部８の段差凸条１７を、嵌合凸部７Ｄを嵌合させる蟻溝形状に切欠して形成された段差凹部７Ｃとで構成している。図に示す嵌合凸部７Ｄは、カバー部２６の外周面から外側に向かって、逆ハの字状に次第に幅が広くなるように形成された一対の側面２６ｇと、一対の側面２６ｇの先端を連結してなる突出端面２６ｈとで構成している。嵌合凹部７Ｃは、段差凸条１７の内周面１７ａに形成された開口縁から外側に向かって逆ハの字状に次第に幅が広くなるように切欠して形成された一対の内側面１７ｇと、段差凹部２９の段差面と同一平面状に形成された支持面１７ｈとで構成している。

以上の構造の嵌合連結部７は、カバー部２６の外周縁から突出する嵌合凸部７Ｄを、壁部８の段差凸条１７を切欠して形成された嵌合凹部７Ｃに嵌合させて連結することで、カバー部２６の位置ずれを確実に防止しながら連結できる。さらに、図示しないが、この構造の嵌合連結部においても、互いの対向面をアンダーカット形状に形成し、あるいは、互いの対向面に節度突起と節度凹部を設けることで、嵌合凸部が嵌合凹部から抜けないように連結可能な構造とすることもできる。

（突出部１９）
さらに、ホルダ部２０は、図１～図４に示すように、外周面から外側に向かって突出する複数の突出部１９を一体成形して設けている。この突出部１９は、電池パック１００を携帯電子機器に装着する際の位置決め用の位置決凸部や固定用の連結凸部として使用される。図の保持部材２は、対向する側面壁部２３から各々突出する１個の連結凸部１９Ａを備えると共に、端面壁部２４から突出する５個の位置決凸部１９Ｂと、周壁部２５の両端部から突出する２個の位置決凸部１９Ｂを備えている。

以上のホルダ部２０とカバー部２６は、プラスチックで成形している。ホルダ部２０とカバー部２６を成形するプラスチックは、例えば、ポリカーボネートが適している。ポリカーボネートは、成形が容易で、かつ優れた強度を有する特長がある。また、ポリカーボネートは、難燃性に優れているので、例えば、保持部材の材質にポリカーボネートを使用した場合、板厚を０．８ｍｍまで薄くしても、ＵＬ規格等で定められている難燃性に関する基準を満たすことができる。したがって、ポリカーボネートは、難燃性を保ちながら、保持部材を薄くすることができ、その分、電池パックの小型化を図ることができる。ただし、保持部材のプラスチックは、ポリカーボネート以外のプラスチックも使用できるので、プラスチックをポリカーボネートには特定しない。

（回路基板４）
回路基板４は、二次電池セル１の保護回路などを実現する電子部品を実装している。保護回路は、二次電池セル１の温度や電圧を検出して、充放電の電流をコントロールする。このことを実現するために、回路基板４は、二次電池セル１の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）と、二次電池セル１を保護するブレーカーやＰＴＣ素子やヒューズなどの安全部品と、二次電池セル１の温度を検出する温度センサと、二次電池セル１の電流をコントロールするＦＥＴなどの半導体スイッチング素子（図示せず）を実装している。

回路基板４は、二次電池セル１を接続して電池組立とした状態で保持部材２に収納することができる。例えば、二次電池セル１は、治具等を介して回路基板４に対して正確に位置決めした状態で電極端子１５をリード板（図示せず）や保護素子（図示せず）を介して回路基板４に接続して、電池組立とすることができる。ただ、電池パックは、回路基板と複数の二次電池セルを保持部材２の定位置に配置した後、二次電池セル１の電極端子１５を回路基板４に接続することもできる。リード板や保護素子は、抵抗スポット溶接やレーザー溶接して二次電池セル１の電極端子１５に接続され、抵抗スポット溶接やレーザー溶接し、あるいは半田付けして回路基板４に接続される。

図１～図４に示す電池パック１００は、回路基板４に接続している引出線３５を保持部材２から外部に引き出している。引出線３５は先端にコネクタ３６を接続している。引出線３５は、保持部材２に収納される回路基板４を介して定位置に配置される。

（外装ラベル３）
外装ラベル３は、内面に粘着層を設けたプラスチックシートである。図２と図３の外装ラベル３は、保持部材２の両面に各々貼付される第１のラベル３Ａと第２のラベル３Ｂとを備えている。第１のラベル３Ａは、ホルダ部２０の底面側に貼付され、第２のラベル３Ｂはカバー部２６が連結されたホルダ部２０の表面側に貼付される。第１のラベル３Ａと第２のラベル３Ｂは、その外形をホルダ部２０の外形と等しくしている。

さらに、第２のラベル３Ｂは、外周縁に沿って複数の折り返し片３１を有しており、これらの折り返し片３１をホルダ部２０の外周縁で折り返して、底面側に貼付するようにしている。図２と図３に示す第２のラベル３Ｂは、ホルダ部２０の外形と等しい外形の長方形状の本体部３０の４辺から外側に向かって突出する複数の折り返し片３１を設けている。この第２のラベル３Ｂは、図１５に示すように、ホルダ部２０の外周縁に沿って本体部３０を貼付した状態で、４辺から突出する折り返し片３１を外周縁で折り返して、ホルダ部２０の壁部８から底面側に跨がって貼付される。底面側まで折り返された折り返し片３１は、図１５に示すように、ホルダ部２０の底面側において、壁部８から二次電池セル１の第１の主面１Ａまで延長して貼付され、あるいは、底板部２８に貼付される。

第２のラベル３Ｂの折り返し片３１は、保持部材２の外周面から外側に向かって突出する複数の突出部１９を避けるように配置されている。言い換えると、突出部１９と非対応の位置に折り返し片３１を設けている。これらの折り返し片３１は、保持部材２の突出部１９を避けて、確実に外周面に貼付される。図の保持部材２は、外周面において、折り返し片３１を付着する部分に浅い段差部を設けて、ここに折り返し片３１を接着することにより、電池パック１００の外形が大きくなるのを防止している。

ホルダ部２０の底面側に貼付される第１のラベル３Ａは、ホルダ部２０の外形と等しい外形の長方形状であって図１５に示すように、ホルダ部２０の外周縁に沿って貼付される。

図に示す電池パック１００は、２枚のラベルからなる第１のラベル３Ａと第２のラベル３Ｂを保持部材２の両面に貼付している。パック電池は、図示しないが、第１のラベルと第２のラベルを１枚のラベルで構成して、中間で折り返して保持部材の両面に貼付することもできる。このラベルは、第１のラベルと第２のラベルの間に保持部材の突出部を表出させる開口部を設けることができる。

以上の電池パックは以下の工程で組み立てられる。
１．回路基板４に二次電池セル１を接続して電池組立とする。二次電池セル１は正負の電極端子１５がリード板や保護素子を介して回路基板４に接続される。
２．電池組立をホルダ部２０の定位置に収納する。このとき、二次電池セル１は、ホルダ部２０の挿入空間２２に挿入されて定位置に保持され、回路基板２は基板収納空間２１の定位置にセットされる。
３．ホルダ部２０の開口部をカバー部２６で閉塞する。カバー部２６は、外周縁部がホルダ部２０の壁部８に設けた段差凹部２９に嵌合される。壁部８とカバー部２６は、平面視において蟻溝形状に形成された嵌合凹部７Ａと嵌合凸部７Ｂからなる嵌合連結部７を介して互いに連結される。
４．カバー部２６が連結されたホルダ部２０の表面に第２のラベル３Ｂを貼付する。第２のラベル３Ｂは、本体部３０の外周縁がホルダ部２０の外周縁に一致するように貼付されて、壁部８とカバー部２６とを連結してなる嵌合連結部７を被覆する。さらに、本体部３０の外周縁から突出する複数の折り返し片３１をホルダ部２０の外周縁で折り返して、ホルダ部２０の外周面から底面側に跨がって貼付する。
５．さらに、第２のラベルが貼付されたホルダ部２０の底面側に第１のラベル３Ａを貼付する。第１のラベル３Ａは、外周縁がホルダ部２０の外周縁に一致するように貼付する。

本発明の電池パックは、スマートフォンやタブレット、ノートパソコン等の携帯電子機器に内蔵されて便利に使用される。

１００…電池パック
１…二次電池セル
１Ａ…第１の主面
１Ｂ…第２の主面
１Ｃ…側面
１Ｄ…端面
１Ｅ…出力側端部
２…保持部材
３…外装ラベル
３Ａ…第１のラベル
３Ｂ…第２のラベル
４…回路基板
７…嵌合連結部
７Ａ、７Ｃ…嵌合凹部
７Ｂ、７Ｄ…嵌合凸部
８…壁部
９…収納空間
１１…外装フィルム
１５…電極端子
１７…段差凸条
１７ａ…内周面
１７ｂ、１７ｄ、１７ｅ…側面
１７ｃ、１７ｆ…突出端面
１７ｇ…内側面
１７ｈ…支持面
１９…突出部
１９Ａ…連結凸部
１９Ｂ…位置決凸部
２０…ホルダ部
２１…基板収納空間
２２…挿入空間
２３…側面壁部
２４…端面壁部
２５…周壁部
２６…カバーケース
２６ａ…外周面
２６ｂ、２６ｄ、２６ｅ…内側面
２６ｃ、２６ｆ…底面
２６ｇ…側面
２６ｈ…突出端面
２７…中間壁部
２７Ａ…第１の中間壁部
２７Ｂ…第２の中間壁部
２７ａ…切欠部
２８…底板部
２９…連結凹部
３０…本体部
３１…折り返し片
３５…引出線
３６…コネクタ
３８…節度突起
３９…節度凹部
９０…ホルダ
９１…収納空間
９２、９３…壁
９４…溝
９６…カバー
９７…爪

Claims (11)

1. 一以上の二次電池セルと、
   前記二次電池セルと電気的に接続された回路を実装した回路基板と、
   一以上の壁部で画成された空間を収納空間として、前記収納空間と連通する一面を開口したホルダ部と、
   前記壁部に連結されて、前記ホルダ部の開口部を閉塞するカバー部と、
   前記ホルダ部の開口部をカバー部で閉塞した状態で、前記ホルダ部と前記カバー部の表面に貼付される外装ラベルと、
   を備える電池パックであって、
   前記壁部と前記カバー部は、
   平面視において蟻溝形状に形成してなる嵌合凹部と嵌合凸部とからなる嵌合連結部を介して連結されてなることを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載される電池パックであって、
   前記壁部は、
   先端部の内側に前記ホルダ部の開口縁に沿う段差凹部を形成して、先端部の外側を段差凸条としており、
   前記カバー部の外周縁部を前記段差凹部に嵌合させて、
   該カバー部の外周面を前記段差凸条の内周面に接近させて配置してなることを特徴とする電池パック。
3. 請求項２に記載される電池パックであって、
   前記嵌合連結部が、
   前記カバー部の外周縁部を平面視蟻溝状に切欠して形成された前記嵌合凹部と、
   前記壁部の前記段差凸条から前記段差凹部に突出して、前記嵌合凹部に嵌合される形状に形成された前記嵌合凸部と、
   で構成されてなることを特徴とする電池パック。
4. 請求項２に記載される電池パックであって、
   前記嵌合連結部が、
   前記カバー部の外周縁から外側に向かって平面視蟻溝形状に突出する前記嵌合凸部と、
   前記壁部の前記段差凸条を、前記嵌合凸部を嵌合させる蟻溝形状に切欠して形成された前記段差凹部とで構成してなることを特徴とする電池パック。
5. 請求項３または４に記載される電池パックであって、
   前記嵌合凸部と前記嵌合凹部が、
   互いに対向する対向面同士を、各々アンダーカット状に形成してなることを特徴とする電池パック。
6. 請求項３または４に記載される電池パックであって、
   前記嵌合凸部と前記嵌合凹部が、
   互いに対向する対向面同士のいずれか一方に節度突起を設けて、他方に前記節度突起を案内する節度凹部を設けてなることを特徴とする電池パック。
7. 請求項１から６のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記ホルダ部は、前記収納空間を画成する前記壁部を少なくとも三方に備えており、
   各壁部と前記カバー部との連結部分に各々前記嵌合連結部を設けてなることを特徴とする電池パック。
8. 請求項１から７のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記外装ラベルが、
   前記壁部と前記カバー部とを連結してなる前記嵌合連結部を覆うように貼付されてなることを特徴とする電池パック。
9. 請求項８に記載される電池パックであって、
   前記カバー部の表面側に貼付される前記外装ラベルが、
   外周縁から突出する複数の折り返し片を備えており、
   前記折り返し片を、前記カバー部の表面側から前記ホルダ部の底面側に折り返して貼付するようにしてなり、
   前記嵌合連結部に対応する領域に、前記折り返し片が配置されてなることを特徴とする電池パック。
10. 請求項１から９のいずれかに記載される電池パックであって、
    前記ホルダ部が、前記壁部で画成される前記収納空間を、前記回路基板を収納する空間としてなることを特徴とする電池パック。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載される電池パックであって、
    前記二次電池セルを複数枚備えており、
    前記ホルダ部が、複数の前記二次電池セルを、各主面が同一平面状となるように並べて挿入する挿入空間を窓状に形成してなることを特徴とする電池パック。

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