KR101100839B1

KR101100839B1 - 전지팩

Info

Publication number: KR101100839B1
Application number: KR1020080094454A
Authority: KR
Inventors: 오사무 아카츠치; 히로시 야마모토; 다카시 스미다
Original assignee: 히다치 막셀 에너지 가부시키가이샤
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2012-01-02
Also published as: CN101399326A; JP5077939B2; KR20090033072A; US20090087734A1; US8080333B2; JP2009087555A

Abstract

본 발명은 커넥터 자신의 부품 정밀도나 단자 사이의 대향 간격 정밀도 등의 영향을 받는 일 없이, 소전지와 회로 기판과의 사이를 확실하게 전기적으로 접속하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 소전지(1)의 상면에 형성된 양/음극 단자(8, 9)와, 회로 기판(3)의 소전지(1)와의 대향면에 형성된 양/음극 단자(18, 19)와의 사이를, 커넥터(23)에 의하여 전기적으로 접속한다. 커넥터(23)는, 탄성소재를 다면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)이고, 적어도 탄성체(24)의 상하면의 사이가 전기적으로 접속되어 있다. 탄성체(24)의 탄성 복원력에 의하여, 커넥터(23)의 상하면은, 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 대향하는 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)의 사이에 압접되어 있다. 커넥터(23)는, 탄성체(24)의 외표면에 권회된 복수개의 도전성의 선재(25)를 포함하고 있다.

Description

전지팩{ BATTERY PACK}

본 발명은, 소전지(素電池)의 상단에 배치된 외장 커버의 내부에, 충방전 전류를 제어하는 보호회로가 실장된 회로 기판이 배치되어 있는 전지팩에 관한 것이다.

이와 같은 종류의 전지팩에서는, 소전지의 봉구(封口)면측에 회로 기판이나 보호소자, 또는 양극 리드나 음극 리드 등의 전기적인 부품을 집약 배치하는 형태가 주류로 되어 있다. 이와 같은 종류의 전지팩에서의 소전지와 회로 기판과의 전기적인 접속구조로서는, 스폿 용접으로 변하는 몇가지 형태가 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 관한 전지팩에서는, 소전지의 양/음극 단자와, 회로 기판의 양/음극 단자와의 사이를, 금 도금 처리된 압축 코일형의 커넥터, 또는 판스프링형의 커넥터로 전기적으로 접속하고 있다. 압축 코일형의 커넥터를 구비하는 접속구조는, 특허문헌 2에도 보인다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2006-114468호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2003-197270호 공보

압축 코일형의 커넥터를 가지는 접속구조에서는, 대향하는 위치에 배치된 소전지와 회로 기판의 단자 사이의 각각에 압축상태에서 커넥터를 배치하고, 코일의 탄성 복원력에 의하여 커넥터의 상하단을 단자에 압접시키고 있다. 이 때문에, 코일의 상하단과 단자와의 접점이 실질적으로 하나의 점으로 적어, 기계적 진동을 받았을 때에 채터링이 발생하여, 단자 사이의 전기적 접속이 불안정해지기 쉽다.

판스프링형상의 커넥터는, 양/음극 단자와의 접점수를 많게 하는 것이 용이하여, 압축 코일형의 커넥터에 비하여 채터링이 발생할 염려는 적다. 단, 판스프링형상의 커넥터는 탄성 변형 범위가 좁고, 판스프링 자신의 부품 정밀도나 단자 사이의 대향 간격 정밀도, 또는 조립 정밀도 등의 영향을 받기 쉬워, 단자 사이의 안정적인 전기적 접속을 확보하기가 어렵다.

본 발명은, 커넥터 자신의 부품 정밀도나 단자 사이의 대향 간격 정밀도 등의 영향을 받는 일 없이, 소전지와 회로 기판과의 사이를 확실하게 전기적으로 접속할 수 있는 전지팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 소전지(1)의 상단에 배치된 외장 커버(2)의 내부에, 충방전 전류를 제어하는 보호 회로가 실장된 회로 기판(3)이 배치되어 있는 전지팩을 대상으로 한다. 소전지(1)의 상면에 형성된 양/음극 단자(8, 9)와, 회로 기판(3)의 소전지(1)와의 대향면에 형성된 양/음극 단자(18, 19)와의 사이가, 커넥터(23)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 커넥터(23)가, 탄성소재를 다면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)이고, 적어도 탄성체(24)의 상하면의 사이가 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 탄성체(24)의 탄성 복원력에 의하여 커넥터(23)의 상하면이, 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 대향하는 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)의 사이에 압접되어 있는 것을 특징으로 한다.

커넥터(23)가, 탄성체(24)의 외표면에 권회된 복수개의 도전성의 선재(25)를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 선재(25)의 갯수로서는, 수개 내지 수십개를 생각할 수 있다.

구체적으로는, 외장 커버(2)와 소전지(1)와의 사이에 홀더(4)가 배치되어 있고, 홀더(4)의 상면에 회로 기판(3)이 배치되어 있으며, 홀더(4)에, 커넥터(23)를 유동 불가능하게 유지하는 장착부(28)와, 회로 기판(3)을 끼워 넣어 장착하기 위한 장착 오목부(27)가 설치되어 있다.

수지제의 홀더(4)에 대하여, 수지제의 외장 커버(2)를 초음파 용착으로 접합고정할 수 있다. 구체적으로는, 외장 커버(2)의 홀더(4)와의 대향면에는, 돌출형상의 접합부(14)가 설치되어 있고, 접합부(14)와 홀더(4)의 외표면을 초음파 용착으로 일체화함으로써, 홀더(4)에 대하여 외장 커버(2)가 접합 고정되어 있다.

상세하게는, 소전지(1)의 상단부에, 외장 커버(2) 및 홀더(4)를 고정하기 위한 지지부재(33)가 설치되어 있다. 지지부재(33)는, 수직방향으로 신장하는 다리편(34)과, 다리편(34)의 자유단에 연속하여 수평방향으로 구부려 형성된 수평편(35)을 구비하는 L자 형상의 프레스 고정구이다. 수평편(35)에는, 접합부(14)의 삽입을 허용하는 관통구멍(36)이 형성되어 있다. 소전지(1)의 상면과 수평편(35)과의 사이에, 홀더(4)와 회로 기판(3)가 배치되어 있다. 그리고, 관통구멍(36)에 삽입된 접합부(14)의 선단부와 홀더(4)의 외표면을 초음파 용착으로 일체화함으로써, 지지부재(33)에 대하여, 외장 커버(2)와 홀더(4)가 고정되어 있다.

본 발명에 관한 전지팩에서는, 소전지(1)와 회로 기판(3)의 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)의 사이를 전기적으로 접속하는 커넥터(23)를, 탄성소재를 다면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)를 기체(基體)로 하는 것으로 하였기 때문에, 상기 커넥터(23)를 소전지(1)에 맞붙였을 때, 상기 탄성체(24)의 탄성 복원력에 의하여 소전지(1)와 회로 기판(3)의 양 단자 사이에 커넥터(23)를 압접시켜, 이들 단자(8, 9, 18, 19)에 커넥터(23)의 대향면(상하면)을 강력하게 접촉시킬 수 있다. 이에 의하여 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)와 커넥터(23)의 대향면과의 접촉성을 높여, 양자(1, 3) 사이의 전기적 접속성의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 채터링의 발생을 억제하여, 신뢰성이 우수한 전지팩을 얻을 수 있다. 커넥터(23)와 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)와의 용접작업이 불필요하여, 용접 불량에 기인하는 접속불량이 생길 염려가 없는 점에서도 우수하다.

탄성체 자신이 탄성 변형하는 형태이기 때문에, 판스프링형상의 커넥터에 비하여, 커넥터 자신의 소형화를 도모하면서, 탄성 변형 범위를 크게 채용하는 것이 용이하다. 따라서, 커넥터 자신의 부품 정밀도나 단자 사이의 대향 간격 정밀도, 조립 정밀도 등의 영향을 받기 어렵고, 단자 사이의 안정적인 전기적인 접속상태를 얻을 수 있다.

압축 코일형이나 판스프링형의 커넥터에서는, 운반시 등에 있어서 커넥터끼리 얽히기 쉽고, 무엇보다도 얽힌 상태에서 개별 상태로 풀어내는 것이 곤란하여, 전지팩의 조립작업의 전자동화를 도모하는 것이 어렵다. 이것에 대하여, 본원 발명과 같이, 탄성소재를 다면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)로 커넥터(23)를 형성하고 있으면, 운반시 등에 있어서 커넥터(23)끼리 얽힐 염려가 없고, 상기 커넥터(23)를 하나씩 픽업하여 기설정된 위치에 맞붙이는 것이 용이하다. 따라서, 전지팩의 조립작업을 전자동화할 수 있어 전지팩의 제조비용의 저감화에 공헌할 수 있다.

커넥터(23)를 탄성체(24)의 외표면에 권회된 복수개의 도전성의 선재(25)를 포함하는 것으로 하고 있으면, 다수의 접촉점으로 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)와 접촉시킬 수 있기 때문에, 접촉상태가 안정되어, 채터링의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 특히 도전성의 선재(25)로서 금속 세선(細線)을 사용하고 있으면, 저저항으로 단자끼리를 전기적으로 접속할 수 있기 때문에, 전지팩의 전류용량의 고용량화에 대응할 수 있다.

회로 기판(3)을 지지하는 홀더(4)에, 커넥터(23)를 맞붙이기 위한 장착부(28)가 설치되어 있으면, 커넥터(23)의 위치 어긋남을 방지하여, 항상 적정 자세로 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 단자(8, 9, 18, 19)에 커넥터(23)를 밀착시킬 수 있다. 따라서, 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 단자(8, 9, 18, 19)와 커넥터(23)와의 접촉성을 높여, 양자(1, 3) 사이의 전기적 접속성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 장착부(28)를 관통구멍으로 하고 있으면, 장착부(28)에 커넥터(23)를 떨어뜨려 넣는 것만으로, 양 단자 사이의 적정 위치에 커넥터(23)를 맞붙일 수 있다. 따라서, 전지팩의 조립작업의 전자동화에 대한 대응이 용이하다.

수지제의 홀더(4)에 대하여, 수지제의 외장 커버(2)가 초음파 용착으로 접합고정되어 있으면, 외장 커버(2)와 홀더(4)를 기계적으로 걸어맞춰 고정하는 형태에 비하여, 양자(2, 4) 사이의 맞붙임 상태의 불균일을 일소하여 양자를 항상 적정하게 밀착 고정할 수 있고, 형상 및 기능이 안정된 전지팩을 얻을 수 있다.

외장 커버(2)의 홀더(4)와의 대향면에 돌출형상의 접합부(14)를 설치하여, 이 접합부(14)와 홀더(4)의 외표면을 초음파 용착으로 일체화함으로써, 홀더(4)에 대하여 외장 커버(2)가 접합 고정되어 있으면, 외장 커버(2)의 접합부(14)와 홀더(4)의 대향면을 적정하게 상대 슬라이딩시켜, 확실하게 마찰 용접할 수 있다. 용접조건을 일정하게 할 수 있기 때문에, 접합부(14)와 홀더(4)의 용착 면적이나 용착 패턴의 불균일도 억제할 수 있다.

소전지(1)의 상단부에, 다리편(34)과 수평편(35)을 구비하는 L 자 형상의 프레스 고정구로 이루어지는 지지부재(33)를 설치하고, 상기 수평편(35)에 설치된 관통구멍(36)에 외장 커버(2)의 접합부(14)를 삽입한 상태에서, 접합부(14)의 선단부와 홀더(4)의 외표면을 초음파 용착으로 일체화함으로써, 외장 커버(2)와 홀더(4)가 소전지(1)에 고정된 형태를 채용할 수 있다. 이것에 의하면, 외장 커버(2), 홀더(4) 및 소전지(1)의 3자를 지지부재(33)를 거쳐 일체화할 수 있기 때문에, 낙하 충격이나 충돌 충격 등을 받은 경우에도, 외장 커버(2)나 홀더(4)가 소전지(1)로부 터 분리되어 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또, 소전지(1)의 상면과 수평편(35)과의 사이에 홀더(4)를 탑재하고 나서, 상기 홀더(4)의 장착부(28)에 커넥터(23)를 장착하고, 이어서 홀더(4) 상에 회로 기판(3)을 탑재하고 나서 외장 커버(2)를 홀더(4)에 초음파 용착하는 것만으로, 전지팩을 조립할 수 있다. 따라서, 전지팩의 조립작업이 용이해져, 전자동화에 대한 대응이 가능해진다.

(제 1 실시형태)

도 1 내지 도 7에, 본 발명에 관한 전지팩의 제 1 실시형태를 나타낸다. 도 2에서 전지팩은, 충방전이 가능한 리튬이온전지 등의 2차 전지인 소전지(1)와, 소전지(1)의 상면측에 배치되는 외장 커버(2)와, 소전지(1)와 외장 커버(2)와의 사이에 배치되는 회로 기판(3)과, 소전지(1)의 상부에 배치되어 회로 기판(3)을 유지하는 홀더(4)와, 이들 구성부재의 바깥쪽 면을 덮는 표면 장착 라벨(5)(도 5 참조) 등으로 구성한다.

소전지(1)는, 바닥이 있는 편평 통형상의 외장 캔(6)을 기체로 하여, 그 내부에 전극체와 전해액을 수용하고, 외장 캔(6)의 윗쪽 개구를 봉구판(7)으로 밀봉하여 구성한다. 외장 캔(6)은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 스테인리스강재를 소재로 하는 딥드로잉 성형품으로 이루어진다. 마찬가지로 봉구판(7)은, 알루미늄, 또한 알루미늄 합금을 소재로 하는 프레스 성형품으로 이루어지고, 외장 캔(6)의 개구 내면에 끼워 넣은 상태에서 레이저 용접에 의하여 고정되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 봉구판(7)의 상면 중앙에는 음극 단자(8)가 팽출형성되어 있고, 봉구판(7)의 좌우방향의 한쪽 끝부(도시 예에서는 우측단)에는, 양극 단자로서 기능하는 블록편(9)이 팽출형상으로 설치되어 있다. 이하에서는 이 블록편(9)을 양극 단자라 부른다. 음극 단자(8)와 양극 단자(9)의 상면 높이는 같게 설정된다. 또, 봉구판(7)에는, 방폭용 개열 벤트(11)와, 전해액 주입용 주액구(12)가 설치되어 있다. 개열 벤트(11)는, 소전지(1)의 내압이 일정값을 넘으면, 파단하여 소전지(1) 내의 가스를 방출한다. 주액구(12)는, 전해액 주입 후에 밀봉마개에 의해 밀봉 봉지된다.

외장 커버(2)는, 열가소성의 플라스틱재, 예를 들면 폴리카보네이트를 소재로 한 평판형상의 사출 성형품으로 이루어지고, 3개의 전극창(13)이 좌우방향으로 일정간격 피치로 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 외장 커버(2)의 하면의 좌우 끝부에는, 초음파 용착용의 돌출형상의 접합부(14)가 각각 설치되어 있고, 하면의 전후 둘레 가장자리에는, 마찬가지로 초음파 용착용의 리브형상의 접합부(15)가 설치되어 있다.

회로 기판(3)은, 좌우 가로로 긴 장방형상의 프린트기판으로 이루어지고, 그 하면측에는, 보호회로를 구성하는 전자부품이 실장되어, 수지몰드에 의하여 덮여져 있다. 이 몰드부분을 부호 17로 나타낸다. 몰드부분(17)의 양측에는, 양극 단자(18)와 음극 단자(19)가 각각 설치되어 있다. 회로 기판(3)의 상면에는, 3개의 외부 출력 전극(20)이 형성되어 있다. 외부 출력 전극(20)의 형성위치와, 상기한 전극창(13)의 형성위치는 대응시키고 있다. 외부 출력 전극(20) 중, 인접하는 2개 는 양극측 및 음극측의 출력 단자이고, 남는 하나는 상기한 보호 회로에 제어신호를 보내기 위한 입력 단자이다. 이 입력 단자를 거쳐 외부에서 제어신호를 보호 회로에 보냄으로써, 충전 전류 및 방전 전류를 적정한 상태로 제어하여 소전지(1)를 보호할 수있다.

소전지(1)의 양/음극 단자(8, 9)와, 회로 기판(3)의 양/음극 단자(18, 19)와의 사이에는, 커넥터(23, 23)가 맞붙여진다. 커넥터(23)는, 도 4, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 절연성의 실리콘 고무 등의 탄성소재를 정육면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)를 기체로 하여, 상기 탄성체(24)의 외표면에 복수개의 금속 세선(도전성의 선재)(25)을 권회하여 이루어진다. 본 실시형태에서는, 각 금속세선(25)의 직경 치수를 0.04 mm(40 ㎛)로, 권회 피치를 0.1 mm로 각각 설정하였다. 커넥터(23)의 좌우 치수는 3 mm로 설정되어 있고, 탄성체(24)에는 30개의 금속 세선(25)이 권회되어 있다(도면에서는 7개의 금속 세선을 나타낸다). 단, 하나의 커넥터(23)에 사용되는 금속 세선(25)의 갯수는, 적절하게 정해지는 금속 세선(25)의 직경 치수 및 권회 피치 및 커넥터(23)의 좌우 치수에 의해 변동하는 값으로서, 상기 갯수에는 한정되지 않는다.

탄성체(24)의 상하면은 수평면으로 되어 있고, 각 금속세선(25)이 상하면을 포함하는 4개의 면에 세로방향으로 권회되어 있다. 커넥터(23)의 전면(前面)은, 앞방향으로 돌출하는 돌출호면(突出弧面)으로 되어 있다. 이와 같은 돌출호면에 의하여 탄성체(24)의 코너부에서 금속 세선(25)이 구부러지고, 파단되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 2에서 홀더(4)는, 열가소성의 플라스틱재, 예를 들면 폴리카보네이트를 소재로 한 좌우 가로로 긴 사각기둥형상의 블록체로 이루어지고, 홀더(4)의 상면 에는, 회로 기판(3)을 끼워 넣어 장착하기 위한 장착 오목부(27)가 단부착 형상으로 형성되어 있다. 이 장착 오목부(27)의 좌우 2개소에는, 커넥터(23, 23)를 유동 불가능하게 유지하기 위한 장착구멍(장착부)(28, 28)이 상하 관통형상으로 형성되어 있다. 이들 장착구멍(28, 28)의 사이에는, 회로 기판(3)의 몰드부분(17)에 대응한 오목부(29)가 형성되어 있다. 또, 각 장착구멍(28)의 하단에는, 소전지(1)의 양극 단자(9) 또는 음극 단자(8)를 받아 들이기 위한 오목 노치부(30, 31)가 형성되어 있고, 봉구판(7) 상에의 장착상태에서, 상기 오목 노치부(30, 31)를 제외하는 홀더(4)의 하면이, 봉구판(7)의 상면에 밀착한다.

이상과 같이 구성한 회로 기판(3), 홀더(4) 및 커넥터(23, 23)를 소전지(1) 에 장착하면, 회로 기판(3)의 양극 단자(18)는, 한쪽의 장착구멍(28) 내에 유지된 커넥터(23)를 거쳐, 오목 노치부(30) 내에 위치하는 소전지(1)의 양극 단자(9)에 접속된다. 또, 회로 기판(3)의 음극 단자(19)는, 다른쪽의 장착구멍(28) 내에 유지된 커넥터(23)를 거쳐, 오목 노치부(31) 내에 위치하는 소전지(1)의 음극 단자(8)에 접속된다.

외장 캔(6)의 좌우 단면의 상단부에는, 외장 커버(2) 및 홀더(4)를 소전지(1)에 고정하기 위한 지지부재(33, 33)가 설치되어 있다. 지지부재(33)는, 기초끝이 외장 캔(6)의 좌우 끝면에 레이저 용접되어 상방향으로 신장되는 다리편(34)과, 다리편(34)의 자유단에 연속하여 안쪽의 수평방향으로 구부려 형성된 수평 편(35)을 구비하는 L자 형상의 프레스 고정구이다. 각 수평편(35)에는, 외장 커버(2)에 형성한 접합부(14)의 삽입을 허용하는 관통구멍(36)이, 상하 관통형상으로 형성되어 있다.

이상과 같이 구성되는 본 실시형태의 전지팩은, 예를 들면 이하의 순서에 의하여 조립할 수 있다. 소전지(1) 에는, 양극 단자(9) 및 지지부재(33)를 미리 고정하여 둔다.

먼저, 소전지(1)의 상면과 수평편(35)과의 사이에 홀더(4)를 탑재하고 나서, 상기 홀더(4)의 장착구멍(28)에 커넥터(23)를 떨어뜨려 넣는다. 이 때의 각 커넥터(23)는, 하면이 소전지(1)의 양극 단자(9) 또는 음극 단자(8)의 상면에 접촉함과 동시에, 상반부(上半部)가 장착구멍(28)의 윗 가장자리로부터 돌출하고 있다(도 3참조).

이어서, 홀더(4)의 장착 오목부(27)에 회로 기판(3)을 끼워 넣어 장착한다. 이것에 의하여, 각 커넥터(23)는 상하방향으로 탄성 압축된다. 이 때의 탄성체(24)의 탄성 복원력에 의하여, 한쪽의 커넥터(23)의 상하면이, 소전지(1)의 양극 단자(9)의 상면과 회로 기판(3)의 양극 단자(18)에 압접되고, 다른쪽 커넥터(23)의 상하면이, 소전지(1)의 음극 단자(8)의 상면과 회로 기판(3)의 음극 단자(19)에 압접된다(도 4 참조). 그리고, 탄성체(24)에 권회된 각 금속 세선(25)이, 소전지(1)및 회로 기판(3)의 양극 단자(9, 18) 또는 음극 단자(8, 19)에 접촉한다(도 6 및 도 7참조).

회로 기판(3)을 장착한 후는, 이것을 덮는 외장 커버(2)를, 초음파 용착으로 홀더(4)에 일체화한다. 상세하게는, 외장 커버(2)의 좌우 양쪽 끝의 접합부(14)를 지지부재(33)의 관통구멍(36)에 위쪽으로부터 삽입하여, 외장 커버(2)를 홀더(4) 상에 탑재하고 나서, 외장 커버(2)의 접합부(14, 15)의 선단부와 홀더(4)의 외표면을 초음파 용착에 의하여 접합 고정한다. 이에 의하여 한 쌍의 지지부재(33, 33)에 대하여, 외장 커버(2)와 홀더(4)가 고정된다. 제일 마지막으로 표면 장착 라벨(5)을 부착 장착하여, 전지팩의 조립이 완료한다.

이상과 같이 본 실시형태에서는, 커넥터(23)를, 탄성소재를 대략 정육면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)를 기체로 하는 것으로 하였기 때문에, 상기 커넥터(23)를 소전지(1)에 맞붙였을 때, 상기 탄성체(24)의 탄성 복원력에 의하여 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 양극 단자(9, 18) 또는 음극 단자(8, 19) 사이에 커넥터(23)를 압접시켜, 이들 단자(8, 9, 18, 19)에 커넥터(23)의 상하면을 강력하게 접촉시킬 수 있다. 이에 의하여, 소전지(1) 및 회로 기판(3)의 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)와 커넥터(23)의 대향면과의 접촉성을 높여, 양자(1, 3) 사이의 전기적 접속성의 향상을 도모할 수 있기 때문에, 채터링의 발생을 억제하여, 신뢰성이 우수한 전지팩을 얻을 수 있다. 커넥터(23)와 양/음극 단자(8, 9, 18, 19)와의 용접작업이 불필요하여, 용접 불량에 기인하는 접속 불량이 생길 염려가 없는 점에서도 우수하다.

탄성체 자신이 탄성 변형하는 형태이기 때문에, 판스프링형상의 커넥터에 비하여, 커넥터 자신의 소형화를 도모하면서, 탄성 변형 범위를 크게 채용하는 것이 용이하다. 따라서, 커넥터 자신의 부품 정밀도나 단자 사이의 대향 간격 정밀도, 조립 정밀도 등의 영향을 받기 어렵고, 단자 사이의 안정적이고 전기적인 접속상태를 얻을 수 있다.

압축 코일형이나 판스프링형의 커넥터에서는, 운반시 등에 있어서 커넥터끼리 얽히기 쉽고, 무엇보다도 얽힌 상태에서 개별 상태로 풀어내는 것이 곤란하여, 전지팩의 조립작업의 전자동화를 도모하는 것이 어렵다. 이것에 대하여, 본 실시형태와 같이, 탄성소재를 대략 정육면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체(24)로 커넥터(23)를 형성하고 있으면, 운반시 등에 있어서 커넥터(23)끼리가 얽힐 염려가 없고, 상기 커넥터(23)를 하나씩 픽업하여, 기설정된 위치에 맞붙이는 것이 용이하다. 따라서, 전지팩의 조립작업을 전자동화할 수 있어 전지팩의 제조비용의 저감화에 공헌할 수 있다.

(제 2 실시형태)

도 8 및 도 9에, 본 발명에 관한 전지팩의 제 2 실시형태를 나타낸다. 여기서는, 2개의 커넥터(23a, 23b)의 상하 높이(상하 치수)를 다른 것으로 하고 있는 점이 상기한 제 1 실시형태와 상위하다. 구체적으로는, 제 1 실시형태에서, 소전지(1)의 양/음극 단자의 높이 위치를 일치시키는 것을 목적으로 하여 배치되어 있던 블록편(9)을 나열함과 동시에, 소전지(1)와 회로 기판(3)의 양극 단자끼리를 접속하는 커넥터(23a)의 상하 치수를, 음극 단자끼리를 접속하는 커넥터(23b)의 그것보다 크게 하고 있다. 또, 홀더(4)의 장착구멍(28)의 하단의 오목 노치부(30)를 생략하고 있다. 그것 이외의 점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 또, 이 제 2 실시형태 에 의해서도, 상기한 제 1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

(제 3 실시형태)

도 10 및 도 11에, 본 발명에 관한 전지팩의 제 3 실시형태를 나타낸다. 여기서는, 상기한 제 1 실시형태로부터 지지부재(33, 33)를 나열하여, 홀더(4)를 양면 테이프(40)에 의해 소전지(1)의 상면[봉구판(7)의 상면]에 고정하고 있다. 양면 테이프(40)의 전후 좌우 치수는, 소전지(1)의 상면의 그것보다 약간 작게 설정되어 있고, 양면 테이프(40)의 중앙과 좌우방향의 한쪽 끝부(도시 예에서는 우측단)에는, 음극 단자(8) 또는 블록편(양극 단자)(9)을 위쪽으로 노출시키기 위한 개구(41, 42)가 각각 설치되어 있다. 그것 이외의 점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 또, 이 제 3 실시형태에 의해서도, 상기한 제 1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

그외, 제 3 실시형태의 변형예로서, 소전지(1)의 상면에 대한 홀더(4)의 고정에는, 예를 들면 레이저 용접 등의 임의의 접합수단을 사용할 수 있다. 제 1 및 제 3 실시형태에서의 블록편(9)은, 회로 기판(3)측에 고정할 수도 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 관한 전지팩의 주요부의 종단 정면도,

도 2는 제 1실시형태에 관한 전지팩의 분해사시도,

도 3은 제 1 실시형태에 관한 전지팩으로부터 외장 커버와 회로 기판을 분리한 상태를 나타내는 사시도,

도 4는 도 1의 일부를 확대하여 나타내는 도,

도 5는 제 1실시형태에 관한 전지팩의 전체구성을 나타내는 정면도,

도 6은 도 1의 A-A선 단면도,

도 7은 도 1의 B-B선 단면도,

도 8은 제 2실시형태에 관한 전지팩의 일부를 파단한 분해사시도,

도 9는 제 2 실시형태에 관한 전지팩의 주요부의 종단 정면도,

도 10은 제 3 실시형태에 관한 전지팩의 일부를 파단한 분해사시도,

도 11은 제 3 실시형태에 관한 전지팩의 주요부의 종단 정면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 소전지 2 : 외장 커버

3 : 회로 기판 4 : 홀더

8 : 소전지의 음극 단자 9 : 블록편(소전지의 양극 단자)

14 : 접합부 18 : 회로 기판의 양극 단자

19 : 회로 기판의 음극 단자 23 : 커넥터

24 : 탄성체

25 : 도전성 선재(금속 세선) 27 : 장착 오목부

28 : 장착부(장착구멍) 33 : 지지부재

35 : 수평편 36 : 관통구멍

Claims

소전지의 상단에 배치된 외장 커버의 내부에, 충방전 전류를 제어하는 보호회로가 실장된 회로 기판이 배치되어 있는 전지팩에 있어서,

상기 소전지의 상면에 형성된 양/음극 단자와, 상기 회로 기판의 소전지와의 대향면에 형성된 양/음극 단자와의 사이가, 커넥터에 의하여 전기적으로 접속되어 있고,

상기 커넥터가, 탄성소재를 다면체형상으로 성형하여 이루어지는 탄성체이며, 적어도 상기 탄성체의 상하면의 사이가 전기적으로 접속되어 있고,

상기 탄성체의 탄성 복원력에 의하여, 상기 커넥터의 상하면이, 상기 소전지 및 상기 회로 기판의 대향하는 양/음극 단자의 사이에 압접되어 있고,

상기 커넥터가, 상기 탄성체의 외표면에 권회된 복수개의 도전성의 선재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
제 1항에 있어서,

상기 외장 커버와 상기 소전지와의 사이에 홀더가 배치되어 있고, 상기 홀더의 상면에 상기 회로 기판이 배치되어 있으며,

상기 홀더에, 상기 커넥터를 유동(遊動) 불가능하게 유지하는 장착부와, 상기 회로 기판을 끼워 넣어 장착하기 위한 장착 오목부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
제 2항에 있어서,

수지제의 홀더에 대하여, 수지제의 외장 커버가 초음파 용착으로 접합 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
제 3항에 있어서,

상기 외장 커버의 상기 홀더와의 대향면에는, 돌출형상의 접합부가 설치되어 있고,

상기 접합부와 상기 홀더의 외표면을 초음파 용착으로 일체화함으로써, 상기 홀더에 대하여 상기 외장 커버가 접합 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
제 4항에 있어서,

상기 소전지의 상단부에, 상기 외장 커버 및 상기 홀더를 고정하기 위한 지지부재가 설치되어 있고,

상기 지지부재는, 수직방향으로 신장하는 다리편과, 상기 다리편의 자유단에 연속하여 수평방향으로 구부려 형성된 수평편을 구비하는 L 자 형상의 프레스 고정구이고,

상기 수평편에는, 상기 접합부의 삽입을 허용하는 관통구멍이 형성되어 있고,

상기 소전지의 상면과 상기 수평편과의 사이에, 상기 홀더와 상기 회로 기판이 배치되어 있고,

상기 관통구멍에 삽입된 상기 접합부의 선단부와 상기 홀더의 외표면을 초음파 용착으로 일체화함으로써, 상기 지지부재에 대하여, 상기 외장 커버와 상기 홀더가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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