KR101351428B1

KR101351428B1 - 전지 유닛 및 전기 기기

Info

Publication number: KR101351428B1
Application number: KR1020137023990A
Authority: KR
Inventors: 게이이치 다니이; 마사토시 하시모토; 교헤이 다케우치; 다카히로 시마다
Original assignee: 히다치 막셀 가부시키가이샤
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2014-01-14
Also published as: EP2680338A4; US20130323538A1; JP5697275B2; US8822049B2; WO2012114489A1; EP2680338A1; CN103384927A; JPWO2012114489A1; EP2680338B1; KR20130109253A; CN103384927B

Abstract

편평형 전지와 회로가 형성된 기판을 구비한 전지 유닛에 있어서, 전지 유닛 전체로서 콤팩트화를 도모할 수 있는 구성을 얻는다.
전지 유닛(1)은, 상면 및 바닥면을 가지는 편평 형상의 편평형 전지(2)와, 편평형 전지(2)의 일방의 면에 대하여 고정되는 기판(61)을 구비하고 있다. 기판(61)에 있어서의 편평형 전지(2)측의 면에는, 회로 부품(62)이 실장되어 있고, 기판(61)에 있어서의 편평형 전지(2)와는 반대측의 면에는, 당해 편평형 전지(2)의 양극측과 전기적으로 접속된 양극 단자(68)(충전 단자)와 당해 편평형 전지(2)의 음극측과 전기적으로 접속된 음극 단자(66)(GND 단자)가 형성되어 있다.

Description

전지 유닛 및 전기 기기{BATTERY UNIT AND ELECTRIC DEVICE}

본 발명은, 편평형 전지를 구비한 전지 유닛 및 당해 전지 유닛을 장착 가능한 전기 기기에 관한 것이다.

종래부터, 전지와 보호 회로 등을 유닛화한 구성은 알려져 있다. 이와 같은 구성으로는, 예를 들면 일본 공개특허 특개2009-152183호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 전지 케이스 상에 보호 회로 등을 배치한 구성이 알려져 있다.

그런데, 상술한 구성의 경우에는, 비교적, 사이즈가 큰 전지팩을 이용하고 있기 때문에, 전지 케이스 상에 보호 회로를 배치하기 위한 스페이스가 존재한다. 그러나, 전지를 코인형 전지 등의 편평형 전지에 의해 구성하면, 당해 편평형 전지는 전지팩에 비해 매우 소형이기 때문에, 보호 회로나 단자 등을 설치한 기판이 편평형 전지보다 커질 가능성이 있다. 그러면, 전지 유닛 전체로서 대형화하여, 편평형 전지를 이용하는 소형 기기에의 적용이 어려워질 경우가 있다.

그 때문에, 본 발명에서는, 편평형 전지와 회로가 형성된 기판을 구비한 전지 유닛에 있어서, 전지 유닛 전체로서 콤팩트화를 도모할 수 있는 구성을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시 형태에 관련된 전지 유닛은, 상면 및 바닥면을 가지는 편평 형상의 편평형 전지와, 상기 편평형 전지의 상면 및 바닥면 중 일방의 면에 대하여 고정되는 기판을 구비하고, 상기 기판에 있어서의 상기 편평형 전지측의 면에는, 회로 부품이 실장되어 있고, 상기 기판에 있어서의 상기 편평형 전지와는 반대측의 면에는, 당해 편평형 전지의 양극측과 전기적으로 접속된 양극 단자와, 당해 편평형 전지의 음극측과 전기적으로 접속된 음극 단자가 형성되어 있다(제 1 구성).

이상의 구성에 의해, 기판이 편평형 전지의 일방의 면에 대하여 고정되기 때문에, 당해 기판 및 편평형 전지를 그들의 두께 방향으로 콤팩트하게 배치할 수 있다. 게다가, 기판에 있어서의 편평형 전지와는 반대측의 면에 양극 단자 및 음극 단자가 설치되기 때문에, 기판 및 편평형 전지의 적층 방향으로부터 보아, 양극 단자 및 음극 단자를 편평형 전지와 겹치는 위치에 형성하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 편평형 전지와 기판을 구비한 전지 유닛에 있어서, 당해 편평형 전지의 지름 방향의 사이즈의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

또한, 기판의 편평형 전지측의 면에 회로 부품을 실장함으로써, 당해 기판에 있어서의 편평형 전지와는 반대측의 면에 양극 단자 및 음극 단자를 형성할 수 있기 때문에, 전지 유닛의 박형화가 가능해진다. 게다가, 상술한 바와 같이, 기판의 편평형 전지측의 면에 회로 부품을 실장함으로써, 전지 교환 등을 할 때, 유저가 회로 부품에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제 1 구성에 있어서, 상기 편평형 전지는, 바닥이 있는 통 형상의 외장캔과, 당해 외장캔의 개구측을 덮는 밀봉캔을 가지며, 상기 기판은, 상기 밀봉캔에 의해 구성되는 상기 상면 상에 고정되어 있다(제 2 구성). 일반적으로, 편평형 전지는, 외장캔보다 밀봉캔의 쪽이 변형되기 어렵다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 밀봉캔에 의해 구성되는 상면 상에 기판을 고정함으로써, 당해 기판이 편평형 전지의 변형에 의한 영향을 받는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 편평형 전지가 변형한 경우에도, 기판과 편평형 전지의 전기적인 접촉을 확보할 수 있다.

상기 제 2 구성에 있어서, 상기 양극 단자는, 상기 밀봉캔 및 당해 밀봉캔에 감합되는 상기 외장캔의 외주측 부분 중 어느 한쪽에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 음극 단자는, 상기 밀봉캔 및 상기 외장캔의 외주측 부분 중 상기 양극 단자가 전기적으로 접속되어 있지 않은 타방에, 전기적으로 접속되어 있다(제 3 구성).

이렇게 함으로써, 양극 단자 및 음극 단자를, 밀봉캔 및 외장캔에 대하여 전기적으로 접속할 수 있다. 이것에 의해, 상술한 제 1 및 제 2 구성을 실현할 수 있다.

상기 제 1부터 제 3 구성 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 기판은, 상기 편평형 전지와의 사이에 상기 회로 부품이 당해 편평형 전지와 접촉하지 않는 간격을 가지도록, 상기 편평형 전지에 대하여 고정되어 있다(제 4 구성).

이것에 의해, 기판에 실장된 회로 부품과 편평형 전지는, 당해 회로 부품과 편평형 전지가 접촉하지 않는 간격을 가지기 때문에, 편평형 전지가 다소 변형된 경우라도, 회로 부품이 편평형 전지와 접촉하여 변형하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제4 구성에 있어서, 상기 기판과 상기 편평형 전지의 사이에는, 상기 간격을 형성하는 스페이서가 배치되어 있다(제 5 구성). 이것에 의해, 상술한 제 4 구성을 용이하게 실현할 수 있다.

상기 제 1에서 제 5 구성 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 기판은, 상기 편평형 전지 상에 배치한 상태에서, 당해 편평형 전지의 외형과 동등한 형상 및 크기를 가진다(제 6 구성). 이렇게 함으로써, 편평형 전지 상에 기판이 고정된 전지 유닛의 소형화를 도모할 수 있다.

상기 제 1에서 제 6 구성 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 편평형 전지 및 상기 기판에 의해 구성되는 적층체 중 적어도 측면이 수지 부재에 의해 덮여 있다(제 7 구성). 이렇게 함으로써, 편평형 전지 및 기판으로 이루어지는 적층체의 강도 향상을 도모할 수 있음과 함께, 당해 적층체의 측면의 외관의 향상도 도모할 수 있다.

상기 제 7 구성에 있어서, 상기 적층체의 양단면의 외주측도 상기 수지 부재에 의해 덮여 있다(제 8 구성). 이것에 의해, 수지 부재에 의해 적층체를 두께 방향에 유지할 수 있기 때문에, 당해 적층체의 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 게다가, 상술한 구성에 의해, 적층체의 단면에, 수지 부재의 두께만큼 단차가 형성되기 때문에, 전지 유닛을 예를 들면 평판 등의 위에 재치한 경우에, 당해 전지 유닛의 단면(특히, 기판 표면)이 직접, 평판 등에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판상에 형성된 양극 단자 및 음극 단자가 손상을 받는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 관련된 전기 기기는, 청구항 1에서 8 중 어느 하나에 기재된 전지 유닛을 수납 가능한 섀시를 구비하고 있고, 상기 섀시에는, 상기 전지 유닛의 상기 양극 단자 및 음극 단자가 노출하도록, 복수의 개구부가 형성되어 있다(제 9 구성).

이상의 구성에 의해, 전기 기기의 섀시에 전지 유닛의 양극 단자 및 음극 단자가 노출되기 때문에, 당해 전기 기기에 전지 유닛을 장착한 상태에서 당해 전지 유닛의 충전을 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일실시 형태에 관련된 전지 유닛에 의하면, 편평형 전지와 회로가 형성된 기판을 구비한 전지 유닛 전체의 콤팩트화를 도모할 수 있다.

도 1은, 실시형태에 관련된 전지 유닛의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는, 전지 유닛의 상면도이다.
도 3은, 편평형 전지의 개략 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는, 스페이서의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는, 전지 유닛을 전기 기기 내에 장착한 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 전지 유닛의 제조 방법의 일례에 있어서, 회로부를 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은, 전지 유닛의 제조 방법의 일례에 있어서, 회로부에 대하여 편평형 전지를 붙인 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은, 실시형태의 변형례에 관련된 전지 유닛에 이용되는 스페이서의 개략 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다. 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

(전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관련된 전지 유닛(1)의 개략 구성을 나타낸 도면이다. 이 전지 유닛(1)은, 코인 형상의 편평형 전지(2)와 회로부(3)가 일체화된 유닛이다. 전지 유닛(1)은, 예를 들면, 보수계(步數計), 보청기, 자동차용의 전자키, IC 태그, 센서 유닛 등, 코인형 전지를 사용하는 소형 기기에 전원으로서 사용된다.

구체적으로는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전지 유닛(1)은, 편평형 전지(2)의 상면 상에, 회로부(3)가 적층된 상태에서 예를 들면 탄성 접착제에 의해 접착 고정되어 있다. 이 회로부(3)는, 편평형 전지(2) 및 회로부(3)의 적층 방향으로부터 보아, 당해 편평형 전지(2)의 외형과 동등한 형상 및 크기를 가진다. 이것에 의해, 편평형 전지(2)와 회로부(3)를 두께 방향에 콤팩트하게 배치하면서, 전지 유닛(1)의 크기를 편평형 전지(2) 및 회로부(3)의 적층 방향으로부터 보아 당해 편평형 전지(2)의 외형과 동등한 형상 및 크기로 할 수 있다. 또한, 편평형 전지(2)와 회로부(3)의 접착에 탄성 접착제를 이용함으로써, 열변형량이 다른 부재끼리를 접속하는 경우에도, 접착제에 의해 부재끼리를 보다 확실하게 접착할 수 있다.

또한, 상세하게는 후술하나, 회로부(3)의 회로 기판(61)에 있어서의 편평형 전지(2)와는 반대측의 면에, 후술하는 각종의 단자(66∼69)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 전지 유닛(1)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 편평형 전지(2)와 회로부(3)를 조합시킨 상태에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각종 단자(66∼69)만(도 1에는, 출력 단자(67) 및 충전 단자(68) 만을 도시)이 노출된 상태가 된다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 편평형 전지(2)와 회로부(3)를 적층한 상태에서 고정함으로써 구성되는 적층체의 측면은, 예를 들면 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등, 열에 의해 수축하는 수지 재료로 이루어지는 튜브(4)(수지 부재)에 의해 덮여 있다. 이 튜브(4)는, 적층체의 측면뿐만 아니라 당해 적층체의 양단면의 외주측(회로부(3)의 기판(61)의 외주측 및 편평형 전지(2)의 외장캔(10)의 바닥면 외주측)도 덮고 있다. 이것에 의해, 상기 적층체의 강도 향상을 도모할 수 있음과 함께, 당해 적층체의 측면의 외관의 향상도 도모할 수 있다. 또한, 튜브(4)의 두께만큼, 적층체의 단면에 단차가 형성되기 때문에, 당해 적층체의 단면에 위치하는 회로부(3)의 외표면에 형성되는 각종 단자(66∼69)가, 튜브(4)보다 내방에 위치하여, 당해 각종 단자(66∼69)가 손상을 받기 어려워진다.

이하에서, 도 1부터 도 4를 이용하여, 편평형 전지(2) 및 회로부(3)의 상세한 구성에 대하여 설명한다.

편평형 전지(2)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 바닥이 있는 원통 형상의 외장캔으로서의 양극캔(10)과, 당해 양극캔(10)의 개구를 덮는 밀봉캔으로서의 음극캔(20)과, 양극캔(10)의 외주측과 음극캔(20)의 외주측의 사이에 배치되는 개스킷(30)과, 양극캔(10) 및 음극캔(20)의 사이에 형성되는 공간 내에 수납되는 전극체(40)를 구비하고 있다. 따라서, 편평형 전지(2)는, 양극캔(10)과 음극캔(20)을 맞춤으로써, 전체가 편평한 코인 형상이 된다. 양극캔(10)과 음극캔(20)의 사이에 형성되는 공간 내에는, 전극체(40) 이외에, 비수전해액(도시 생략)도 봉입되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 편평형 전지(2)는, 리튬 이온 전지로 구성되어 있다.

양극캔(10)은, 스테인리스 등의 금속재료로 이루어지며, 프레스 성형에 의해 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 양극캔(10)은, 원 형상의 바닥부(11)와, 그 외주에 당해 바닥부(11)와 연속하여 형성되는 원통 형상의 주벽부(12)를 구비하고 있다. 이 주벽부(12)는, 종단면시(도 1에 도시한 상태)에서, 바닥부(11)의 외주단으로부터 대략 수직으로 연장되도록 설치되어 있다. 양극캔(10)은, 후술하는 바와 같이, 음극캔(20)과의 사이에 개스킷(30)을 끼운 상태에서, 주벽부(12)의 개구단측이 내측으로 구부러져, 당해 음극캔(20)에 대하여 코킹되어 있다. 따라서, 양극캔(10)의 바닥부(11)에 의해, 편평형 전지(2)의 바닥면이 구성된다.

음극캔(20)도, 양극캔(10)과 마찬가지로, 스테인리스 등의 금속재료로 이루어지며, 프레스 성형에 의해 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 음극캔(20)은, 양극캔(10)의 주벽부(12)보다 외형이 작은 원통 형상의 주벽부(22)와, 그 일방의 개구를 막는 원 형상의 평면부(21)를 가지고 있다. 따라서, 음극캔(20)의 평면부(21)에 의해, 편평형 전지(2)의 상면이 구성된다.

음극캔(20)의 주벽부(22)도, 양극캔(10)과 마찬가지로, 종단면시에서, 평면부(21)에 대하여 대략 수직으로 연장되도록 설치되어 있다. 주벽부(22)에는, 평면부(21)측의 기단부(22a)에 비해 지름이 단(段) 형상으로 커지는 확경부(22b)가 형성되어 있다. 즉, 주벽부(22)에는, 기단부(22a)와 확경부(22b)의 사이에 단부(22c)가 형성되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 단부(22c)에 대하여, 양극캔(10)의 주벽부(12)의 개구단측이 구부러져 코킹되어 있다. 즉, 양극캔(10)은, 그 주벽부(12)의 개구단측이 음극캔(20)의 단부(22c)에 감합되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 회로부(3)는, 회로 기판(61)과, 당해 회로 기판(61) 상에 실장되는 복수의 회로 부품(62)을 구비하고 있다. 복수의 회로 부품(62)은, 회로 기판(61)의 일면측에 모여 실장되어 있다. 회로 부품(62)으로는, 예를 들면, 보호 회로를 구성하는 보호 IC나, 충전 회로를 구성하는 충전 IC, 전압변환을 행하는 DC/DC 컨버터 등이 있다. 이 DC/DC 컨버터를 전지 유닛 내에 설치함으로써, 편평형 전지(2)의 정격(定格) 전압이, 사용하는 전기 기기의 정격 전압과 다른 경우여도, 당해 전기 기기의 정격 전압에 맞춰 전지 유닛(1)으로부터 전압을 출력하는 것이 가능해진다. 따라서, 여러 가지 정격 전압의 편평형 전지를 이용하여 전지 유닛(1)을 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 상세하게는 설명하지 않았으나, 회로부(3)는, 편평형 전지(2)의 잔량 검지를 위해, 당해 편평형 전지(2)의 잔용량이 적어진 경우에 출력 전압을 변경하도록 구성되어 있다.

회로 기판(61)은, 평면시에서, 편평형 전지(2)의 외형과 동등한 형상(원형) 및 크기를 가지도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 회로 기판(61)에 의해 전지 유닛(1)이 편평형 전지(2)의 직경보다 대형화하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 회로 기판(61)은, 평판 형상으로 형성되어 있으나, 이에 한하지 않고, 후술하는 스페이서(71)와 일체로 형성되어 있어도 된다.

회로 기판(61)에 있어서 회로 부품(62)이 실장되어 있지 않은 측의 면에는, GND 단자(66)(음극 단자), 출력 단자(67)(양극 단자), 충전 단자(68)(양극 단자) 및 충전 표시 신호 단자(69)가 설치되어 있다(도 2 참조). 즉, 회로 기판(61)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 일면측에 복수의 회로 부품(62)이 실장되어 있는 한편, 타면측에는 각종 단자(66∼69)가 모여 설치되어 있다. 또한, 회로 기판(61)에는, 복수의 스루 홀(through hole)이 형성되어 있고, 당해 스루 홀 내에 충전되는 금속 재료에 의해, 당해 회로 기판(61) 상에 실장된 회로 부품(62)과 각종 단자(66∼69)가 전기적으로 접속되어 있다.

여기서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각종 단자(66∼69)는, 출력 단자(67)와 충전 단자(68)를 용이하게 구별할 수 있도록, 출력 단자(67)와 이웃한 단자(GND 단자(66))의 거리가, 충전 단자(68)와 이웃한 단자(충전 표시신호 단자(69))의 거리보다 커지고 있다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 회로 기판(61)에 있어서 회로 부품(62)이 실장되어 있는 면에는, 편평형 전지(2)의 음극캔(20)(음극측)에 접속되는 접속 단자(63)와, 당해 편평형 전지(2)의 양극캔(10)(양극측)에 접속되는 접속핀(64)이 설치되어 있다. 이들의 접속 단자(63) 및 접속핀(64)은, 편평형 전지(2)와 회로 기판(61) 상의 회로 부품(62)을 전기적으로 접속하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 회로 기판(61) 상에 형성된 각종 단자(66∼69)도, 접속 단자(63) 및 접속핀(64)을 개재하여 편평형 전지(2)에 전기적으로 접속되어 있다.

접속 단자(63)는, 예를 들면 구리 등의 도전성의 금속 재료로 이루어지는 부재이며, 상술한 바와 같은 편평형 전지(2)와 회로 기판(61)의 전기적인 접속을 행하는 접속 부재로서의 역할뿐만 아니라, 편평형 전지(2)와 회로 기판(61)의 사이에서 스페이서로서의 역할도 다한다. 즉, 접속 단자(63)는, 회로 부품(62)보다 높이가 높아지도록 형성되어 있고, 이것에 의해, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 사이에 끼워진 상태에서, 당해 회로 기판(61) 및 편평형 전지(2)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 접속 단자(63)를, 스페이서로서도 겸용하고 있으나, 당해 접속 단자(63)와는 달리 스페이서를 설치해도 된다.

접속핀(64)은, 예를 들면 구리 등의 도전성의 금속 재료로 이루어지는 부재이며, 가늘고 긴 핀 형상으로 형성되어 있다. 이 실시형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 접속핀(64)은, 편평형 전지(2)를 사이에 두고 대향하는 위치에 2개, 설치되어 있다. 이와 같이, 접속핀(64)을, 복수, 설치함으로써, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)를 보다 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 설치하는 접속핀(64)의 수는 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다.

회로 기판(61)은, 편평형 전지(2)의 음극캔(20) 상에, 스페이서(71)를 개재하여 유지되어 있다. 구체적으로는, 회로 기판(61)은, 스페이서(71)에 의해 편평형 전지(2)의 음극캔(20)으로부터 소정의 간격을 가지도록 배치된 상태에서, 탄성 접착제에 의해 당해 음극캔(20)에 대하여 접착 고정되어 있다. 따라서, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 음극캔(20)의 사이에는 탄성 접착제가 충전된 상태이다. 이와 같이, 편평형 전지(2)에 있어서 변형이 생기기 어려운 음극캔(20)에, 회로 기판(61)을 설치함으로써, 당해 편평형 전지(2)가 변형이 생긴 경우에도 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 전기적인 접속을 확보하는 것이 가능해진다.

스페이서(71)는, 예를 들면 ABS 수지(아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌 공중합 합성수지)나 페놀 수지 등의 수지 재료로 이루어지는 부재이며, 도 4에 나타낸 바와 같이, 대략 도넛 형상을 가지고 있다. 스페이서(71)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 편평형 전지(2)의 음극캔(20)과 양극캔(10)의 단차 부분을 메우도록, 당해 단차 부분을 따라 외주측 부분이 두툼하게 형성되어 있다. 즉, 스페이서(71)는, 그 외주측 부분이, 양극캔(10)에 있어서의 음극캔(20)과의 코킹 부분(이하, 어깨부라고도 함)까지 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 스페이서(71)는, 편평형 전지(2)와 회로 기판(61)의 사이에 회로 부품(62)이 편평형 전지(2)와 접촉하지 않는 소정의 간격이 형성되는 두께를 가지고 있다. 이것에 의해, 편평형 전지(2)가 변형이 생겨도, 당해 편평형 전지(2)에 회로 부품(62)이 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 당해 회로 부품(62)이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다.

회로 기판(61)은, 대략 도넛 형상의 스페이서(71)의 내측에 회로 부품(62)이 위치하도록, 당해 스페이서(71)에 대하여 포개진다(도 1 참조). 이것에 의해, 회로 부품(62)이 실장된 회로 기판(61)을, 편평형 전지(2)에 대하여 콤팩트하게 배치할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 회로 부품(62)이 전지 유닛(1) 이외에 노출되지 않기 때문에, 유저 등이 회로 부품(62)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 음극캔(20)의 사이에는 탄성 접착제가 충전되어 있기 때문에, 대략 도넛 형상의 스페이서(71)의 내방에 배치된 회로 부품(62)의 주위에도 탄성 접착제가 충전된 상태이다.

또한, 스페이서(71)의 외주측에는, 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상술한 접속핀(64)이 삽통(揷通)하기 위한 관통 구멍(71a)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(71a)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 스페이서(71)의 두툼한 외주 부분에 형성되어 있다. 이것에 의해, 당해 관통 구멍(71a)을 삽통한 접속핀(64)은, 편평형 전지(2)에 있어서 음극캔(20)에 코킹된 양극캔(10)의 어깨부에 접촉한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 전지 유닛(1)을, 보수계나 보청기 등의 소형의 전기 기기(100) 내에 배치한 상태를 도 5에 나타낸다. 이 전기 기기(100)의 섀시(101)에는, 전지 유닛(1)의 GND 단자(66) 및 충전 단자(68)가 노출하는 개구부(101a)가 형성되어 있다. 이와 같은 개구부(101a)를 설치함으로써, 전기 기기(100)의 섀시(101) 내에 전지 유닛(1)을 장착한 상태에서, 당해 전지 유닛(1)의 충전이 가능해진다. 따라서, 전지 유닛(1)을 충전할 때에, 당해 전지 유닛(1)을 전기 기기(100)로부터 떼어낼 필요가 없어지기 때문에, 충전시의 수고를 경감할 수 있다.

(전지 유닛(1)의 제조 방법)

다음으로, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 전지 유닛(1)의 제조 방법에 대하여, 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.

먼저, 도 6에 나타낸 바와 같이, 회로 기판(61)의 일면측에, 복수의 회로 부품(62)을 실장함과 함께, 접속 단자(63) 및 접속핀(64)을 설치한다. 이 때, 회로 기판(61)의 타면측에는, 각종 단자(66∼69)를 형성한다.

그리고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 회로 기판(61)을, 상기 일면측이 상측이 되도록 배치하고, 당해 회로 기판(61)에, 탄성 접착제에 의해 스페이서(71)를 접착 고정한다.

그 후, 회로 기판(61) 및 스페이서(71) 상에 탄성 접착제 등을 도포하고(도시 생략), 도 7에 나타낸 바와 같이, 편평형 전지(2)를, 음극캔(20)이 하측에 위치하는 상태에서 당해 회로 기판(61) 및 스페이서(71) 상에 부착한다. 그리고, 탄성 접착제를 건조시켜, 편평형 전지(2), 스페이서(71) 및 회로 기판(61)을 일체화한다. 또한, 회로 기판(61) 및 스페이서(71)에 탄성 접착제를 도포하는 경우에는, 접속 단자(63) 및 접속핀(64)의 선단측에 탄성 접착제가 부착하지 않도록 주의할 필요가 있다. 또한, 양극캔(10)의 어깨부에 자리잡는 스페이서(71) 상에도 탄성 접착제를 도포하지 않도록 한다. 이렇게 함으로써, 편평형 전지(2)의 내부의 압력 상승에 의한 코킹 부분의 변형이 저해되는 것을 방지할 수 있다.

그 후, 상술한 바와 같이 하여 형성된 편평형 전지(2) 및 회로부(3)의 적층체의 측면에, 튜브(4)을 끼워, 가열함으로써, 당해 튜브(4)를 수축시킨다. 또한, 이 튜브(4)는, 적층체의 측면에 끼워진 상태에서, 당해 적층체의 양단면의 외주측의 일부도 덮는 길이를 가진다.

이것에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같은 구성의 전지 유닛(1)이 얻어진다.

(실시형태의 효과)

이상으로, 이 실시형태에 의하면, 편평형 전지(2)에 회로부(3)를 부착하여 일체화함으로써, 전지 유닛(1)을 구성하였다. 그리고, 회로부(3)의 회로 기판(61)에 있어서, 편평형 전지(2)와는 반대측의 면에 각종 단자(66∼69)를 모아 설치함으로써, 평면시에서 당해 편평형 전지(2)와 겹치는 위치에 각종 단자(66∼69)를 설치하는 것이 가능해져, 전지 유닛(1)의 소형화를 도모할 수 있다. 게다가, 회로 기판(61)에 있어서 편평형 전지(2)측의 면에 회로 부품(62)을 모아 실장함으로써, 전지 유닛(1)의 외부에 회로 부품(62) 등이 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 전지 유닛(1)에 접촉하는 유저가, 회로 부품(62) 등에 직접, 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 편평형 전지(2) 중 변형이 작은 음극캔(20) 상에 회로부(3)를 설치함으로써, 당해 편평형 전지(2)와 회로부(3)의 전기적인 접속이, 편평형 전지(2)의 변형에 의해 절단되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 회로부(3)를 음극캔(20) 상에 설치함으로써, 편평형 전지(2)가 변형이 생긴 경우에도, 회로부(3)와 편평형 전지(2)의 전기적인 접속을 확보할 수 있다.

또한, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 사이에, 회로 부품(62)이 당해 편평형 전지(2)와 접촉하지 않는 간격이 형성되도록, 스페이서(71)를 설치함으로써, 편평형 전지(2)가 변형된 경우에도, 회로 부품(62)이 당해 편평형 전지(2)에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 편평형 전지(2)와 회로부(3)로 이루어지는 적층체의 측면을, 수지제의 튜브(4)에 의해 덮음으로써, 당해 적층체의 강도 향상을 도모할 수 있음과 함께, 당해 적층체의 측면의 외관의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 튜브(4)에 의해 상기 적층체의 단면에 단차가 형성되기 때문에, 회로부(3)의 회로 기판(61) 상의 각종 단자(66∼69)가 손상을 받는 것을 저감할 수 있다.

(실시형태의 변형례)

도 8에, 상술한 실시형태의 변형례에 관련된 전지 유닛으로 이용하는 스페이서(81)의 개략 구성을 나타낸다. 이 변형례에서는, 스페이서(81)의 구성 이외에는, 상술한 실시형태와 마찬가지의 구성을 가지기 때문에, 당해 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

구체적으로는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 스페이서(81)는, 원 형상의 외측 리브(81a)와, 당해 외측 리브(81a) 내에 십자형상으로 설치된 내측 리브(8lb)를 가진다. 스페이서(81)에 있어서, 이들의 외측 리브(81a)와 내측 리브(8lb)는 일체 형성되어 있다.

이 변형례에서는, 회로 부품(62)은, 회로 기판(61)을 상술한 스페이서(81)에 조합시킨 상태에서, 당해 스페이서(81)의 외측 리브(81a) 내에 위치하고 또한 내측 리브(8lb)를 피하도록, 회로 기판(61) 상에 실장된다.

스페이서(81)를 상술한 바와 같은 구성으로 함으로써, 당해 스페이서(81)의 강성을 높일 수 있어, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 간격을 스페이서(81)에 의해 보다 확실하게 확보할 수 있다.

또한, 스페이서(81)의 내측 리브(8lb)의 개수는, 1개에서 3개여도 되고, 5개 이상이어도 된다.

(그 밖의 실시형태)

이상, 본 발명의 실시형태를 설명하였으나, 상술한 실시형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아닌, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시형태를 적절하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

상기 실시형태에서는, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 사이에 간격을 설치하기 위해, 스페이서(71, 81)를 이용하고 있다. 그러나, 스페이서(71, 81)를 설치하기 않고, 접착제에 의해 상기 간격을 형성해도 된다. 이 경우에는, 전지 유닛을 형성할 때에, 회로부(3)와 편평형 전지(2)의 사이에 간격이 생기도록 적어도 일방을 유지하면 된다.

상기 실시형태에서는, 원 형상의 스페이서(71, 81)를 이용하고 있으나, 이에 한하지 않고, 회로 기판(61)과 편평형 전지(2)의 사이에 간격을 형성하는 스페이서로서 기능하면, 스페이서는 어떤 형상이어도 된다.

상기 실시형태에서는, 회로부(3) 및 편평형 전지(2)의 적층체의 측면을 튜브(4)로 덮고 있으나, 이에 한하지 않고, 튜브(4)에 의해 덮여있지 않아도 된다. 이렇게 함으로써, 튜브(4)를 설치하지 않은 만큼, 전지 유닛의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 실시형태와 같은 튜브를 이용하는 것이 아니라, 상기 적층체의 측면을 수지 재료에 의해 코팅해도 된다.

상기 실시형태에서는, 회로 기판(61)은 편평형 전지(2)의 외형과 동등한 형상 및 크기를 가지나, 이에 한하지 않고, 회로 기판(61)은, 편평형 전지(2)보다 작아도 되고, 커도 된다. 또한, 회로 기판(61)은, 원형 이외의 형상이어도 된다.

상기 실시형태에서는, 회로부(3)의 회로 부품(62)과 편평형 전지(2)의 사이에 소정의 간격을 설치하고 있으나, 이에 한하지 않고, 간격을 설치하지 않도록 해도 된다. 또한, 회로부(3)를, 편평형 전지(2)의 밀봉캔인 음극캔(20) 측이 아니고, 외장캔인 양극캔(10) 측에 배치해도 된다.

상기 실시형태에서는, 편평형 전지(2)와 회로부(3)를 탄성 접착제에 의해 접착 고정하고 있으나, 이에 한하지 않고, 도전성 테이프 등의 다른 접착 부재를 이용하여 양자를 고정해도 된다.

상기 실시형태에서는, 외장캔을 양극캔(10)으로 하고, 밀봉캔을 음극캔(20)으로 하고 있으나, 이에 한하지 않고, 외장캔을 음극캔으로 하고, 밀봉캔을 양극캔으로 해도 된다.

상기 실시형태에서는, 편평형 전지(2)를 리튬 이온 전지로서 구성하고 있다. 그러나, 편평형 전지(2)는, 충전 가능한 2차 전지이면, 리튬 이온 전지 이외의 전지여도 된다. 또한, 편평형 전지(2)는, 1차 전지여도 된다. 편평형 전지(2)가 1차 전지의 경우에는, 회로부로서 예를 들면 커패시터 등이 실장된다.

본 발명에 의한 전지 유닛은, 회로가 형성된 기판과 소형기기에 장착되는 편평형 전지를 구비한 구성에 이용 가능하다.

Claims

상면 및 바닥면을 가지는 편평 형상의 편평형 전지와,
상기 편평형 전지의 상면 및 바닥면 중 일방(一方)의 면에 대하여 고정되는 기판을 구비하고,
상기 기판에 있어서의 상기 편평형 전지측의 면에는, 회로 부품이 실장(實裝)되어 있고,
상기 기판에 있어서의 상기 편평형 전지와는 반대측의 면에는, 당해 편평형 전지의 양극측과 전기적으로 접속된 양극 단자와, 당해 편평형 전지의 음극측과 전기적으로 접속된 음극 단자가 형성되어 있는 전지 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 편평형 전지는, 바닥이 있는 통 형상의 외장캔과, 당해 외장캔의 개구측을 덮는 밀봉캔을 가지고,
상기 기판은, 상기 밀봉캔에 의해 구성되는 상기 상면 상에 고정되어 있는 전지 유닛.
제 2항에 있어서,
상기 양극 단자는, 상기 밀봉캔 및 당해 밀봉캔에 감합되는 상기 외장캔의 외주측 부분의 어느 한 쪽에 전기적으로 접속되어 있고,
상기 음극 단자는, 상기 밀봉캔 및 상기 외장캔의 외주측 부분 중 상기 양극 단자가 전기적으로 접속되어 있지 않은 타방에, 전기적으로 접속되어 있는 전지 유닛.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은, 상기 편평형 전지와의 사이에 상기 회로 부품이 당해 편평형 전지와 접촉하지 않는 간격을 가지도록, 상기 편평형 전지에 대하여 고정되어 있는 전지 유닛.
제 4항에 있어서,
상기 기판과 상기 편평형 전지의 사이에는, 상기 간격을 형성하는 스페이서가 배치되어 있는 전지 유닛.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은, 상기 편평형 전지 상에 배치한 상태에서, 당해 편평형 전지의 외형과 동등한 형상 및 크기를 가지는 전지 유닛.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 편평형 전지 및 상기 기판에 의해 구성되는 적층체 중 적어도 측면이 수지 부재에 의해 덮여 있는 전지 유닛.
제 7항에 있어서,
상기 적층체의 양단면의 외주측도 상기 수지 부재에 의해 덮여 있는 전지 유닛.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 전지 유닛을 수납 가능한 섀시를 구비하고 있고,
상기 섀시에는, 상기 전지 유닛의 상기 양극 단자 및 음극 단자가 노출되도록, 복수의 개구부가 형성되어 있는 전기 기기.