WO2013069609A1 - 電池パック - Google Patents

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WO2013069609A1
WO2013069609A1 PCT/JP2012/078638 JP2012078638W WO2013069609A1 WO 2013069609 A1 WO2013069609 A1 WO 2013069609A1 JP 2012078638 W JP2012078638 W JP 2012078638W WO 2013069609 A1 WO2013069609 A1 WO 2013069609A1
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WO
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substrate holder
unit cell
terminal
protrusions
battery pack
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PCT/JP2012/078638
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬一 柳谷
尚 苗村
Original Assignee
三洋電機株式会社
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Publication date
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/172Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/183Sealing members
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    • H01M50/188Sealing members characterised by the disposition of the sealing members the sealing members being arranged between the lid and terminal
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    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
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    • H01M50/584Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/588Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries outside the batteries, e.g. incorrect connections of terminals or busbars
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack, and more particularly to a structure related to mounting a substrate holder to a unit cell.
  • Battery packs are widely used as power sources for mobile devices such as mobile phones.
  • the battery pack has, for example, a configuration in which a unit cell having a flat rectangular external shape and a circuit board for the purpose of protecting the unit cell are combined. Further, in the battery pack, for the purpose of positioning the circuit board with respect to the unit cell and preventing an undesired short circuit between the exterior of the unit cell and the circuit board, for example, a substrate holder made of a resin material is used for the unit cell and the circuit. It is inserted between the boards.
  • a battery pack is configured by attaching a circuit board to a unit cell via a board holder as described above, and attaching the circuit board as an exterior with a cap, a label, or the like in this state (for example, , See Patent Documents 1 and 2).
  • the substrate holder is only sandwiched between the unit cell and the circuit board, and is not fixed to the unit cell. It is necessary to position the substrate holder each time when attaching a label or label. For this reason, in the structure of the battery pack according to the prior art, the work at the time of manufacture becomes complicated, and improvement is demanded from the viewpoint of manufacturing cost.
  • a protrusion is provided in a portion of the substrate holder facing the unit cell, and a recess for receiving the protrusion is provided in a portion of the outer surface of the unit cell facing the substrate holder.
  • a technique in which a protrusion is inserted into the protrusion and the tip of the protrusion is crushed has also been proposed.
  • a certain amount of force is required to crush the tip portion of the protrusion. This is necessary and complicated.
  • the method of fixing by crushing the tip portion of the protrusion has a problem that it is inferior in reliability and is likely to come off.
  • the present invention has been made in order to solve such a problem, and does not require a complicated operation at the time of manufacture, and a battery pack having a configuration in which a substrate holder can be securely attached to a unit cell. The purpose is to provide.
  • a battery pack includes a unit cell, a circuit board, and a substrate holder.
  • the unit cell includes a bottomed cylindrical exterior body, a sealing plate that closes an opening of the exterior body, and a sealing plate. It has a terminal projecting outward from the surface.
  • the circuit board is disposed to face the sealing plate of the unit cell.
  • the substrate holder is made of an insulating material and is interposed between the sealing plate of the unit cell and the circuit board.
  • the substrate holder is provided with a window portion that allows insertion of the terminal of the unit cell, and a plurality of portions on the edge of the substrate holder facing the window portion are windows with respect to other portions. Projections are provided so as to project toward the inside.
  • each of the tip portions of the plurality of projections in the substrate holder has a smaller sectional size at the tip than the base, and the substrate holder is at least a part of the plurality of projections. It is characterized by being engaged in the positioned state by closely contacting the outer surface of the terminal in the unit cell at the tip portion of the cell.
  • the substrate holder is engaged in a state of being positioned with respect to the unit cell. Therefore, in the battery pack according to the present invention, in the manufacturing process after the substrate holder is attached to the unit cell, compared to the configuration according to the prior art in which the substrate holder is simply sandwiched between the unit cell and the circuit board. In each case, it is not necessary to align the position of the substrate holder or the like, and there is no need to perform complicated operations during manufacturing.
  • the battery pack according to the present invention it is only necessary to engage at least some of the tip portions of the plurality of protrusions provided on the edge facing the window portion of the substrate holder with respect to the terminal of the unit cell, Compared to the case where the tip of the protrusion of the substrate holder is inserted into the concave portion of the unit cell and the tip portion is crushed, a large force is not required when attaching the substrate holder. The substrate holder is difficult to come off from the unit cell.
  • the battery pack according to the present invention has a configuration in which the substrate holder can be securely attached to the unit cell without requiring a complicated operation at the time of manufacture.
  • the battery pack according to the present invention can employ the following variations.
  • the terminal of the unit cell protrudes outward from the surface of the sealing plate with a T-shaped cross-sectional shape that is narrower at the base side than the tip side.
  • Each of the tip portions of the plurality of projections in the substrate holder has a cross-sectional shape that is tapered in a wedge shape.
  • the tapered cross-sectional part is in close contact with the lower surface of the protruding part of the terminal.
  • the terminal of the unit cell is inserted through the window portion of the substrate holder, and a plurality of portions (a plurality of projections) that taper in a wedge shape.
  • the attachment of the substrate holder to the unit cell is completed only by pushing the substrate holder until at least a part of the tip of the substrate contacts the lower surface of the terminal. Therefore, the substrate holder can be securely attached to the unit cell without complicated work.
  • the terminal of the unit cell has a rounded rectangular planar shape
  • the substrate holder window has an octagonal planar shape.
  • abuts to the round-corner part in the said terminal of a unit cell is contained in the some projection part in a substrate holder, It is characterized by the above-mentioned.
  • the substrate holder can be attached to the unit cell with a small force, and as described above, once attached, it is difficult to come off.
  • the unit cell terminal has a rounded rectangular planar shape, and abuts the two short sides of the unit cell terminal on the plurality of protrusions on the substrate holder. A part is also included. In the case of adopting such a configuration, it is possible to effectively prevent a situation where the substrate holder is detached after the substrate holder is attached to the unit cell.
  • a gasket is interposed between the sealing plate of the unit cell and the lower surface of the protruding portion of the terminal (portion overhanging), and the gasket is It is characterized by being made of a material having a lower elastic modulus than the terminal.
  • the gasket is interposed between a part of the lower surface of the terminal and the sealing plate, the remaining portion of the lower surface of the terminal is tapered in the wedge shape of the substrate holder. Since at least a part of the plurality of portions (projections) can be in close contact with each other, a large force is not required and the substrate holder can be attached to the unit cell.
  • the tip portions of the plurality of protrusions in the substrate holder have a weight-like or trapezoidal shape and are arranged in a mutually dispersed state. At least a part of the projecting portion is characterized in that its tip portion is in close contact with the side surface of the terminal of the unit cell. In this way, even if the tip part of at least some of the plurality of projections in the weight or trapezoidal shape in the substrate holder is in close contact with the side surface of the terminal in the unit cell, without complicated work, The substrate holder can be securely attached to the unit cell.
  • the unit cell when the unit cell is manufactured, even when the center line of the terminal is slightly inclined with respect to the center line of the unit cell due to error accumulation or the like, by rotating the substrate holder with respect to the terminal, The manufacturing error of the unit cell can be absorbed. For this reason, the relative position of the substrate holder can be within an appropriate range with respect to the exterior body of the unit cell, and the yield during manufacturing can be improved.
  • the battery pack according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, at least some of the plurality of protrusions in the substrate holder are in contact with the side walls of the terminals of the unit cell in a crushed state. To do. With such a configuration, it is possible to increase the contact resistance of the plurality of protrusions in the substrate holder with respect to the side surface of the terminal, and it is difficult to come off after that.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a part of a configuration of a unit cell 10 included in a battery pack 1.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration in a state where a substrate holder 12 is attached to a unit cell 10.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration relating to the engagement of the substrate holder 12 with respect to the unit cell 10.
  • FIG. 2 It is a model expansion perspective view which shows the structure of the battery pack 2 which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing a configuration of a substrate holder 22 provided in the battery pack 2.
  • FIG. (A) is the schematic top view which looked at the unit cell 20 from upper direction
  • (b) is the schematic top view which shows the state which attached the substrate holder 22 which concerns on Embodiment 2 with respect to the unit cell 20.
  • FIG. FIG. 6C is a schematic plan view illustrating a state in which the substrate holder 92 according to the comparative example is attached to the unit cell 20.
  • (A) is the relationship between the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , 22 d4 in the substrate holder 22 and the negative electrode terminal 20 c in the unit cell 20 with the substrate holder 22 attached to the unit cell 20.
  • (B) is a schematic plan view showing the form of the protruding portion 22 d4 in a state of being in contact with the negative electrode terminal 20c.
  • a battery pack 1 includes a flat rectangular unit cell 10.
  • the unit cell 10 is, for example, a lithium ion battery, and includes a bottomed rectangular tube-shaped exterior body 10a, a sealing plate 10b that closes an opening of the exterior body 10a, and a central portion in the Y-axis direction of the sealing plate 10b. It has a negative electrode terminal 10c projecting in the Z-axis direction, and constitutes an exterior.
  • An electrode body and an electrolytic solution are housed in the exterior body 10a whose opening is closed by the sealing plate 10b (not shown).
  • the exterior body 10a and the sealing plate 10b are made of, for example, an aluminum alloy and serve as a positive electrode.
  • a clad plate 11 is joined to a portion of the sealing plate 10b on the left front side in the Y-axis direction.
  • a substrate holder 12 is disposed on the sealing plate 10 b, and a PTC (Positive Temperature Coefficient) element 13 and a cap 15 are disposed on the substrate holder 12.
  • a strip-shaped circuit board is stored in the cap 15 in advance, and the external terminal 14 a of the circuit board is exposed from a window portion opened in the cap 15. .
  • the substrate holder 12 is provided with a window portion 12a that allows the negative electrode terminal 10c of the unit cell 10 to be inserted.
  • the upper surface of the negative electrode terminal 10c that is exposed to the upper side in the Z-axis direction through the window portion 12a One element lead 132 is connected.
  • element leads 133 provided with the element main body 131 interposed therebetween are connected to conductive lands or substrate leads of the circuit board (not shown).
  • a plurality of claw portions 12 b protruding in the X-axis direction are provided on the side wall of the substrate holder 12. These claw portions 12 b are adapted to engage with hole portions 14 b opened corresponding to the side walls of the cap 15.
  • a label 16 is attached to the upper right side of the upper surface of the cap 15 in the Y-axis direction.
  • a bottom cover 17 is attached to the bottom surface 10 d of the outer package 10 a of the unit cell 10 with a double-sided adhesive tape 18.
  • the exterior label is attached with the cap 15 and the bottom cover 17 partially exposed.
  • FIG. 2A is a schematic perspective view of the substrate holder 12 viewed from the sealing plate 10b side of FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of the substrate holder 12 cut along the YZ plane.
  • the window 12a in the substrate holder 12 is opened at a substantially central portion in the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the window part 12a has an opening shape of an octagon in which each corner was taper-cut.
  • the opening shape of the window part 12a is made into the octagon as an example, it is not essential that it is an octagon.
  • the opening shape of the window portion can be a polygon other than an octagon, an ellipse, or an oval. In this case as well, it is only necessary to provide a protrusion that protrudes from the opening edge that faces the window.
  • the edges facing the window 12a six edges excluding two edges extending in the Y-axis direction are projected in a wedge shape (projections 12c1 , 12c2 , 12c3 , 12c4 , 12 c5 , 12 c6 ).
  • the protrusions 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , and 12 c6 have a cross-sectional size at least at the tip portion from the root side toward the inside of the window portion 12 a. It gradually decreases, the upper side surface in the Z-axis direction is a flat surface, and the lower side surface is a slope.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 12c5 is shown, but the same wedge-shaped cross-section is also applied to the other protrusions 12c1 , 12c2 , 12c3 , 12c4 , 12c6. It has a shape.
  • negative electrode terminal 10c and its peripheral configuration in unit cell 10 will be described with reference to FIG.
  • a negative electrode terminal 10 c protrudes upward (outward) in the Z-axis direction from a sealing plate 10 b that closes the opening of the exterior body 10 a.
  • the negative electrode terminal 10c has a substantially horizontal plane in a state where the upper surface in the Z-axis direction is along the sealing plate 10b, and a pin-like portion is formed between the plate-like portion including the horizontal plane and the portion extending from the sealing plate 10b. (Not shown). For this reason, the negative electrode terminal 10c has a T-shape in a cross section in the XZ plane or the YZ plane.
  • a gasket 10e which is an elastic body, is interposed between the sealing plate 10b and a part of the lower surface of the protruding portion (overhanging portion) of the negative electrode terminal 10c. However, the remaining part of the lower surface of the negative electrode terminal 10c is exposed to the sealing plate 10b side without a gasket between the sealing plate 10b.
  • the negative electrode terminal 10c has a rectangular planar shape with rounded corners, but the length of the negative electrode terminal 10c in the Y-axis direction is long. This is slightly narrower than the distance between the tip portions of the protrusion 12 c3 and the protrusion 12 c5 in the substrate holder 12.
  • the length between the rounded portions facing each other of the negative terminal 10c, the tip portion spacing between the protrusions 12 c1 and the protruding portion 12 c6 in the substrate holder 12, and the protrusions 12 c3 and the protruding portion 12 c4 It is slightly narrower than the distance between the tip portions.
  • FIG. 4 A state in which the substrate holder 12 is attached to the unit cell 10 A mutual relationship in a state in which the substrate holder 12 is attached to the unit cell 10 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the negative electrode terminal 10 c of the unit cell 10 is inserted through the window portion 12 a (see FIG. 2) of the substrate holder 12.
  • the edge facing the window portion 12a of the substrate holder 12 six protrusions 12 c1, 12 c2, 12 c3, 12 c4, 12 c5, 12 tip portion of c6 is, the lower surface in the negative terminal 10c of the cell 10 By being pushed to the sealing plate 10b side rather than, it becomes the relationship engaged with each other.
  • the protrusion 12 c1, 12 c2, 12 c3 , 12 c4, 12 c5, 12 c6 are six provided in The edge portion (wedge-shaped protrusion) is in close contact with the lower surface of the negative electrode terminal 10 c in the unit cell 10. As a result, the substrate holder 12 is reliably engaged with the unit cell 10 only by pushing the substrate holder 12 downward with respect to the unit cell 10 in the Z-axis direction.
  • each tip portion of the projections 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , 12 c6 and the lower surface of the negative electrode terminal 10 c are hooked.
  • the cost is not particularly limited, but if it is too large, a large force is required when attaching the substrate holder 12, and conversely, if it is too small, it is considered insufficient from the viewpoint of engagement. For this reason, it is considered that the hanging allowance is optimal in the range of 0.02 [mm] to 0.08 [mm] (for example, 0.05 [mm] is further optimal).
  • the protrusions 12 c1 , 12 at a plurality of positions on the edge of the substrate holder 12 facing the window 12 a with respect to the negative electrode terminal 10 c in the unit cell 10.
  • the tip portions of c2 , 12c3 , 12c4 , 12c5 , 12c6 are in close contact with each other, whereby the substrate holder 12 is engaged with the unit cell 10 while being positioned. Therefore, in the battery pack 1 according to Embodiment 1 of the present invention, the substrate holder 12 with respect to the unit cell 10 is compared with the configuration according to the first embodiment in which the substrate holder is sandwiched between the unit cell and the circuit board. In the manufacturing process after mounting, there is no need to align the substrate holder 12 each time, and there is no need to perform complicated operations during manufacturing.
  • the battery pack 1 has a configuration in which the substrate holder 12 can be securely attached to the unit cell 10 without requiring a complicated operation at the time of manufacture.
  • the negative electrode terminal 10 c of the unit cell 10 is projected outward from the surface of the sealing plate 10 b with a T-shaped cross-sectional shape.
  • Each of the protrusions 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , 12 c6 has a wedge-shaped cross-sectional shape in which the surface on the sealing plate 10 b side of the unit cell 10 is an inclined surface and the opposite side is a flat surface.
  • the planar portion is dense with respect to the lower surface of the protruding portion of the negative electrode terminal 10 c. Is in contact with
  • the substrate holder 12 Attaching the substrate holder 12 to the unit cell 10 simply by pushing the substrate holder 12 until the tip portions of the portions 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , 12 c6 are in contact with the lower surface of the negative electrode terminal 10 c. Is completed. Therefore, the substrate holder 12 can be securely attached to the unit cell 10 without complicated work.
  • the tip portions of the plurality of wedge-shaped projections 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , 12 c6 are pushed into the lower surface of the negative electrode terminal 10 c in the unit cell 10, Will not come off.
  • the negative electrode terminal 10 c of the unit cell 10 has a rounded rectangular planar shape (see FIG. 3 and the like), and the window 12 a of the substrate holder 12 has an octagonal planar shape. (See FIG. 2 and the like).
  • the plurality of protrusions 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , and 12 c6 in the substrate holder 12 are rounded corners of the negative electrode terminal 10 c of the unit cell 10 and short side portions of the negative electrode terminal 10 c. It is provided so as to contact each other. For this reason, it is possible to attach the substrate holder 12 to the unit cell 10 with a small force, and as described above, it is difficult to come off after being attached once.
  • the battery pack 2 according to the second embodiment also includes the unit cell 20 having a flat rectangular external shape, and extends from the front surface of the sealing plate 20b that closes the opening of the exterior body 20a to the Z axis.
  • a negative electrode terminal 20c is protruded toward the left front side in the direction.
  • a clad plate 21 is joined to a portion of the sealing plate 20b on the left side in the Y-axis direction.
  • a circuit board 24 is disposed in a state of facing the sealing plate 20 b of the unit cell 20, and a substrate holder 22 is interposed between the sealing plate 20 b and the circuit board 24.
  • the substrate holder 22 has a window portion 22a opened at the center in the Y-axis direction, and allows the negative electrode terminal 20c of the unit cell 20 to be inserted.
  • a PTC element 23 is interposed between the substrate holder 22 and the circuit board 24. Similar to the PTC element 13 of the battery pack 1 according to the first embodiment, the PTC element 23 has a form in which the element body 231 is sandwiched between two element leads 232 and 233.
  • One element lead 232 in the PTC element 23 is joined to the negative electrode terminal 20 c of the unit cell 20 exposed through the window 22 a of the substrate holder 22, and the other element lead 233 is on the right front side in the Y-axis direction of the circuit board 24. It is connected to the extended substrate lead 24c.
  • the substrate lead 24 b extending to the left side in the Y-axis direction of the circuit board 24 is connected to the sealing plate 20 b of the unit cell 20 through the clad plate 21.
  • a window portion is opened in the cap 25, and the external terminal 24 a of the circuit board 24 is exposed from each window portion.
  • the cap 25 is attached with a submergence determination seal 29, a label 26, and the like.
  • a bottom cover 27 is attached to the bottom surface of the unit cell 20 with a double-sided adhesive tape 28, and the outer body 20 a of the unit cell 20 and the like are covered with a label 30 with the cap 25 and a part of the bottom cover 27 exposed.
  • the substrate holder 22 is provided with a substantially rectangular window portion 22 a at the center in the Y-axis direction. Then, as shown in a portion surrounded by a two-dot chain line in FIG. 7, the four respective edges 22 c1, 22 c2, 22 c3, 22 c4 facing the window portion 22a of the substrate holder 22, a window in each part Protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 projecting toward the center of the portion 22 a are provided.
  • Each of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 has a weight with a rounded tip, and is configured so that the cross-sectional size gradually decreases from the root side toward the tip side. 3.
  • FIG. 8A is a schematic view of the unit cell 20 in plan view of the sealing plate 20b and the negative electrode terminal 20c.
  • FIG. 8B shows the unit cell 20 with the substrate holder 22 attached thereto.
  • FIG. 8C is a schematic diagram showing both of the substrates with the substrate holder 92 according to the comparative example attached thereto.
  • the center line Lc of the negative electrode terminal 20c is inclined by an angle ⁇ with respect to the center line Lb of the sealing plate 20b.
  • the angle ⁇ is exaggerated from the state that can occur in the actual unit cell 20.
  • FIG. 8 (b) the substrate holder according to the present embodiment with respect to the unit cell 20 in which the center line Lc of the negative electrode terminal 20c is inclined at an angle ⁇ with respect to the center line Lb of the sealing plate 20b.
  • the inner size of the window portion 22a excluding the protrusions 22d1 , 22d2 , 22d3 , and 22d4 is slightly larger than the negative electrode terminal 20c. It can be matched with the center line Lb of the sealing plate 20b. Then, as shown in FIG. 9A, in this state, the tip portions of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 provided on the edge facing the window 22a of the substrate holder 22 are bare.
  • the battery 20 is in close contact with the side surface of the negative electrode terminal 20c (circles B 1 to B 4 in FIG. 9A).
  • the substrate holder 22 attached to the unit cell 20 does not need to be aligned each time when performing the work in the subsequent process, and is excellent from the viewpoint of work efficiency.
  • the tip portions of the minute projections 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 are merely brought into contact with the side surface of the negative electrode terminal 20 c, a large force is not required for the work, and after attachment, It is difficult for the substrate holder 22 to be detached from the battery 20.
  • at least a part of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 is rotated with respect to the center line Lb of the sealing plate 20 b of the unit cell 20. As a result, the tip portion is crushed (the crushing portions 22 d41 and 22 d42 ).
  • FIG. 9B shows a state in which the tip of the protrusion 22 d4 is crushed, but the protrusion whose tip is crushed depending on the rotation direction and degree of rotation of the substrate holder 22 with respect to the negative electrode terminal 20 c. Will be specified.
  • the amount of protrusion of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 is not particularly limited, but is, for example, in the range of about 0.1 [mm] to 0.3 [mm]. More specifically, it is desirable that the thickness is about 0.2 [mm].
  • the window portion 92a of the substrate holder 92 has two short sides facing each other out of the four edges facing the window portion 92a.
  • the substrate holder 92 is in close contact with the side surface of the negative electrode terminal 20c. Considering that only the inclination of 92 is corrected, it is also conceivable that none of the edges is in close contact with the side surface of the negative electrode terminal 20c.
  • the four protrusions 22 d1 , 22 projecting from the edges 22 c1 , 22 c2 , 22 c3 , 22 c4 facing the window 22 a of the substrate holder 22 with respect to the negative electrode terminal 20 c of the unit cell 20.
  • the above-described conventional technique is such that the tip portions of d2 , 22d3 , 22d4 can be engaged simply by pushing so that the tip portions are in close contact with each other, and the tip portion of the projection of the substrate holder is inserted into the concave portion of the unit cell and the tip portion is crushed.
  • a large force is not required when the substrate holder 22 is attached, and the substrate holder 22 is not easily detached from the unit cell 20 after the attachment.
  • the battery pack 2 according to Embodiment 2 of the present invention has a configuration in which the substrate holder 22 can be securely attached to the unit cell 20 without requiring a complicated operation at the time of manufacture.
  • FIG. 8A when the unit cell 20 is manufactured, the center line of the negative electrode terminal 20c with respect to the center line of the unit cell 20 (center line Lb of the sealing plate 20b) due to error accumulation or the like. Even when Lc is slightly inclined (inclined by an angle ⁇ in FIG. 8A), the substrate holder 22 is rotated with respect to the negative electrode terminal 20c of the unit cell 20, as shown in FIG. 8B.
  • manufacturing errors of the unit cell 20 can be absorbed.
  • the relative position of the substrate holder 22 can be within an appropriate range with respect to the sealing plate 20b of the unit cell 20, and the yield at the time of manufacture can be improved.
  • the tip portions of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 are in close contact with the side surface of the negative electrode terminal 20 c so that the negative electrode terminal 20 c is attached to the unit cell 20.
  • the substrate holder 22 is difficult to come off after that.
  • at least a part of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 on the substrate holder 22 is on the side surface of the negative electrode terminal 20 c of the unit cell 20.
  • the contact resistance with the tip portions of the protrusions 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 in the substrate holder 22 with respect to the side surface of the negative electrode terminal 20 c is increased. It is possible to do it, and it is hard to come off after that.
  • flat rectangular lithium ion batteries are employed as an example of the unit cells 10 and 20, but the present invention is not limited to this.
  • a unit cell including a cylindrical shape, a gum shape, or a metal laminate outer package may be employed as for the external shape.
  • various types of batteries such as a nickel cadmium battery and a nickel metal hydride battery can be used as the unit cell.
  • the form provided with the one unit cell 10 and 20 was made into an example, about the number of the unit cells provided, it is not limited to this.
  • the same effects as described above can be obtained by adopting the configuration of the present invention even for a configuration including two or more unit cells.
  • the embodiment in which the six protrusions 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , and 12 c6 are formed on the substrate holder 12 is employed as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of protrusions can be 5 or less, or 7 or more.
  • the four holders 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , and 22 d4 are formed on the substrate holder 22 as an example, but the present invention adopts this as an example. It is not limited to.
  • the number of protrusions can be three or less, or five or more.
  • all of the protrusions 12 c1 , 12 c2 , 12 c3 , 12 c4 , 12 c5 , 12 c6 , 22 d1 , 22 d2 , 22 d3 , 22 d4 in the substrate holders 12 and 22 are used. However, it is not always necessary that all the tip portions are in close contact with each other. Even in the case where a part is not in contact, the same effect as described above can be obtained.
  • the present invention can be manufactured without complicated operations, and is useful for realizing a battery pack suitable for a power source of a mobile device or the like at a low cost.
  • Battery pack 10 20. Unit cell 10b, 20b. Sealing plate 10c, 20c. Negative electrode terminal 10e. Gasket 11,21. Clad plate 12,22. Substrate holders 12a, 22a. Window 12 c1, 12 c2, 12 c3 , 12 c4, 12 c5, 12 c6, 22 d1, 22 d2 , 22 d3 , 22 d4 . Projection 13,23. PTC elements 14a, 24a. External terminals 15, 25. Cap 16, 26, 30. Labels 17, 27. Bottom cover 18,28. Double-sided adhesive tape 22 d41 , 22 d42 . Crushing section 24. Circuit board 29. Submerged determination seals 131, 231. Element body 132,133,232,233. Element lead

Abstract

【課題】製造時における煩雑な作業を必要とせず、素電池に対して確実に基板ホルダを取り付けることができる構成の電池パックを提供する。 【解決手段】基板ホルダ12には、素電池10の負極端子10cの挿通を許す窓部が開けられており、基板ホルダ12における窓部を臨む縁辺の複数個所12c1,12c6,・・が、他の箇所に対して窓部の内側に向けて突起部がそれぞれ突設されている。また、基板ホルダ12における各突起部12c1,12c6,・・が、先端に行くほど断面サイズが漸減する楔状断面となっており、基板ホルダ12は、突起部12c1,12c6,・・の少なくとも一部の先端部分において、ガスケット10eで覆われず、封口板側に露出した負極端子10cの下面に対して密に接することにより、位置決めされた状態で係合されている。

Description

電池パック
 本発明は、電池パックに関し、特に、素電池に対する基板ホルダの取り付けに係る構造に関する。
 電池パックは、携帯電話機などを始めとするモバイル機器の電源として広く用いられている。電池パックは、例えば、扁平角形の外観形状を有する素電池と、素電池の保護を目的とする回路基板とが組み合わせされた構成を有する。
 また、電池パックでは、素電池に対する回路基板の位置決めや、素電池の外装と回路基板との不所望の短絡を防止するなどの目的から、例えば、樹脂材料からなる基板ホルダが、素電池と回路基板との間に介挿されている。
 電池パックは、素電池に対して、上記のように、基板ホルダを介した状態で回路基板を取り付け、当該状態でキャップやラベルなどを以って外装として装着することにより構成されている(例えば、特許文献1,2などを参照)。
特開2006-164601号公報 特開2011-90883号公報
 しかしながら、従来技術に係る電池パックの構成においては、基板ホルダは素電池と回路基板との間に挟まれた状態となっているだけであり、特に素電池に対して固定されていないので、キャップやラベルを装着する際などに基板ホルダの位置決めなどをその都度行う必要がある。このため、従来技術に係る電池パックの構成では、その製造時における作業が煩雑となり、製造コストという観点から改善が求められている。
 また、従来技術として、基板ホルダにおける素電池に対向する側の部分に突起を設け、素電池の外面における基板ホルダに対向する部分に突起を受け入れる凹部を設けておき、基板ホルダの取り付けに際して、凹部内に突起を挿入し、突起の先端部分を潰す、という技術も提案されている。
 しかし、このように凹部内に突起を挿入して、先端部分を潰す、という構成を用いて素電池に対して基板ホルダを固定する場合には、突起の先端部分を潰すためにある程度の力が必要であって、作業が煩雑なものとなる。また、突起の先端部分を潰すことで固定する方法では、確実性に劣り、外れ易いという問題もある。
 さらに、従来技術として、基板ホルダと素電池とを、間に両面粘着テープを介して固定する、という技術もある。
 しかし、仮の固定のために両面粘着テープを用いる場合には、コストの上昇という問題がある。
 本発明は、このような問題の解決を図るべくなされたものであって、製造時における煩雑な作業を必要とせず、素電池に対して確実に基板ホルダを取り付けることができる構成の電池パックを提供することを目的とする。
 そこで、本発明に係る電池パックは、素電池と、回路基板と、基板ホルダを備え、素電池は、有底筒状の外装体、および当該外装体の開口を塞ぐ封口板、および封口板の表面から外向きに突設された端子を有する。回路基板は、素電池の封口板に対して対向配置される。基板ホルダは、絶縁材料から構成され、素電池の封口板と回路基板との間に介挿される。
 本発明に係る電池パックにおいては、基板ホルダに、素電池の端子の挿通を許す窓部が開けられており、基板ホルダにおける窓部を臨む縁辺の複数個所が、他の箇所に対して窓部の内側に向けて突起部がそれぞれ突設されている。また、本発明に係る電池パックにおいては、基板ホルダにおける複数の突起部の各先端部分が、根元に比べて先端の断面サイズが小さくなっており、基板ホルダは、複数の突起部の少なくとも一部の先端部分において、素電池における端子の外面に対して密に接することにより、位置決めされた状態で係合されている、ことを特徴とする。
 本発明に係る電池パックでは、上記のように、素電池における端子に対し、基板ホルダにおける窓部を臨む縁辺に設けられた複数の突起部の少なくとも一部の先端部分が、密に接しており、これにより、基板ホルダが素電池に対して位置決めされた状態で係合されている。よって、素電池と回路基板との間に基板ホルダを挟んでいるだけの従来技術に係る構成に比べ、本発明に係る電池パックでは、素電池に対して基板ホルダを取り付けた後の製造工程において、その都度、基板ホルダの位置合わせなどを行う必要がなく、製造時における煩雑な作業を行う必要がない。
 また、本発明に係る電池パックでは、素電池の端子に対して、基板ホルダの窓部を臨む縁辺に設けられた複数の突起部の少なくとも一部の先端部分を係合するだけでよいので、素電池の凹部に基板ホルダの突起の先端部分を挿入し、その先端部分を潰すという構成を採用する場合に比べて、基板ホルダの取り付けに際して大きな力を必要とせず、また、取り付けた後において、素電池から基板ホルダが外れ難い。
 従って、本発明に係る電池パックは、製造時における煩雑な作業を必要とせず、素電池に対して確実に基板ホルダを取り付けることができる構成である。
 本発明に係る電池パックでは、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
 本発明に係る電池パックでは、上記構成において、素電池の端子が、その先端側よりも根元側で幅狭のT字状の断面形状を以って、封口板の表面から外向きに突設されており、基板ホルダにおける複数の突起部の各先端部分が、楔状に先細りとなる断面形状を有する。そして、基板ホルダにおける複数の突起部の少なくとも一部の先端部分では、上記先細りとなる断面形状の部分が端子における庇状にせり出した部分の下面に対して密に接している、ことを特徴とする。
 このような構成を採用する場合には、素電池への基板ホルダの取り付けに際して、基板ホルダの窓部に、素電池の端子を挿通させ、楔状に先細りとなる複数の箇所(複数の突起部)の少なくとも一部の先端部分が端子の下面に接するまで、基板ホルダを押し込むだけで、素電池への基板ホルダの取り付けが完了する。よって、煩雑な作業を伴わず、素電池に対して確実に基板ホルダを取り付けることができる。
 また、楔状に先細りとなる複数の突起部の少なくとも一部の先端部分を素電池における端子の下面に押し込んでいるので、その後に係合が外れることもない。
 従って、このような構成を採用する場合には、製造時における煩雑な作業を必要とせず、素電池に対して確実に基板ホルダを取り付けることができる。
 本発明に係る電池パックでは、上記構成において、素電池の端子が角丸矩形の平面形状を有しており、基板ホルダの窓部が八角形の平面形状を有している。そして、基板ホルダにおける複数の突起部には、素電池の前記端子における角丸部分に当接する部分が含まれている、ことを特徴とする。
 このような構成とすれば、小さな力で、素電池への基板ホルダの取り付けが可能であって、上述のように、一旦取り付けた後においては、外れ難い。
 本発明に係る電池パックでは、上記構成において、素電池の端子が角丸長方形の平面形状を有しており、基板ホルダにおける複数の突起部に、素電池の端子における2つの短辺に当接する部分も含まれている、ことを特徴とする。このような構成を採用する場合には、素電池に対して基板ホルダを取り付けた後に、外れるという事態が生じることを効果的に防止できる。
 本発明に係る電池パックでは、上記構成において、素電池の封口板と端子の庇状にせり出した部分(オーバーハングした部分)の下面との間に、ガスケットが介挿されており、ガスケットが、端子に比べて弾性率が低い材料から構成されている、ことを特徴とする。このように、端子の下面の一部と封口板との間にガスケットが介挿されている構成の場合においても、端子の下面の残りの部分に対して、基板ホルダの上記楔状に先細りとなる複数の個所(突起部)の少なくとも一部を密に接することとできるので、大きな力を必要とせず、素電池への基板ホルダの取り付けが可能となる。
 本発明に係る電池パックでは、上記構成において、基板ホルダにおける複数の突起部の各先端部分が、錘状あるいは台錐状の形状を有するとともに、互いに分散された状態で配置されており、複数の突起部の少なくとも一部において、その先端部分が素電池の端子における側面に密に接している、ことを特徴とする。
 このように、基板ホルダにおける錘状あるいは台錐状の複数の突起部の少なくとも一部の先端部分が、素電池における端子の側面に対して密に接することとしても、煩雑な作業を伴わず、素電池に対して確実に基板ホルダを取り付けることができる。
 また、素電池の製造の際に、誤差の集積などで素電池の中心線に対して端子の中心線が若干傾いた状態である場合においても、端子に対して基板ホルダを回転させることにより、素電池の製造誤差を吸収することができる。このため、素電池の外装体に対して、基板ホルダの相対的な位置を適正な範囲とすることができ、製造時における歩留まりの向上を図ることができる。
 なお、このように角度修正をした場合においても、端子の側面に対して複数の突起部の少なくとも一部の先端部分が密に接することで、素電池に取り付けた基板ホルダが、その後においても外れ難い。
 本発明に係る電池パックでは、上記構成において、基板ホルダにおける複数の突起部の少なくとも一部では、素電池の端子における側壁に対して、先端が潰された状態で接している、ことを特徴とする。このような構成とすることにより、端子の側面に対する基板ホルダにおける複数の突起部の接触抵抗を大きくすることができ、その後においても外れ難い。
本発明の実施の形態1に係る電池パック1の構成を示す模式展開斜視図である。 (a)は、電池パック1が備える基板ホルダ12の構成を示す模式斜視図であり、(b)は、その模式断面図である。 電池パック1が備える素電池10の構成の一部を示す模式斜視図である。 素電池10に対して、基板ホルダ12を取り付けた状態での構成を示す模式斜視図である。 素電池10に対する基板ホルダ12の係止に係る構成を示す模式断面図である。 本発明の実施の形態2に係る電池パック2の構成を示す模式展開斜視図である。 電池パック2が備える基板ホルダ22の構成を示す模式斜視図である。 (a)は、素電池20を上方から見た模式平面図であり、(b)は、素電池20に対して、実施の形態2に係る基板ホルダ22を取り付けた状態を示す模式平面図であり、(c)は、素電池20に対して、比較例に係る基板ホルダ92を取り付けた状態を示す模式平面図である。 (a)は、素電池20に対して、基板ホルダ22を取り付けた状態での、基板ホルダ22における突起部22d1,22d2,22d3,22d4と素電池20における負極端子20cとの関係を示す模式平面図であり、(b)は、負極端子20cに当接した状態での突起部22d4の形態を示す模式平面図である。
 以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
 [実施の形態1]
 1.概略構成
 本発明の実施の形態1に係る電池パック1の概略構成について、図1を用い説明する。
 図1に示すように、本発明の実施の形態1に係る電池パック1は、扁平角形の素電池10を備える。素電池10は、例えば、リチウムイオン電池であって、有底角筒状の外装体10aと、当該外装体10aの開口部を塞ぐ封口板10b、さらに封口板10bのY軸方向の中央部からZ軸方向に突設された負極端子10cを有し、外装が構成されている。封口板10bで開口が塞がれた外装体10aの内部には、電極体および電解液が収納されている(図示を省略)。
 外装体10aおよび封口板10bは、例えば、アルミニウム合金などから構成されており、正極となる。また、封口板10bにおけるY軸方向左手前側の部分には、クラッド板11が接合されている。
 封口板10bに対しては、その上に基板ホルダ12が配され、基板ホルダ12のさらに上には、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子13、およびキャップ15が配される。また、図示を省略しているが、キャップ15内には、短冊状をした回路基板が予め収納されており、キャップ15に開けられた窓部から、回路基板の外部端子14aが露出している。
 基板ホルダ12には、素電池10の負極端子10cの挿通を許す窓部12aが開けられており、窓部12aを通しZ軸方向上側に露出した負極端子10cの上面には、PTC素子13の一方の素子リード132が接続される。そして、PTC素子13は、素子本体131を挟んで設けられた素子リード133が、回路基板の導電ランドあるいは基板リードに接続される(図示を省略)。
 また、基板ホルダ12の側壁には、X軸方向に突出する複数の爪部12bが設けられている。これら爪部12bは、キャップ15の側壁に対応して開けられた孔部14bに係合するようになっている。
 キャップ15の上面のY軸方向右奥側部分には、ラベル16が貼着される。
 一方、素電池10における外装体10aの底面10dには、両面粘着テープ18によりボトムカバ17が取り付けられる。なお、図1では、図示を省略しているが、電池パック1では、キャップ15およびボトムカバ17の一部を露出させた状態で、外装ラベルが被着される。
 2.基板ホルダ12の構成
 基板ホルダ12の構成について、図2を用い説明する。図2(a)は、基板ホルダ12を図1の封口板10b側から見た模式斜視図であり、図2(b)は、Y-Z面で切断した基板ホルダ12の模式断面図である。
 図2(a)に示すように、基板ホルダ12における窓部12aは、長手方向(Y軸方向)のほぼ中央部分に開けられている。そして、図2(a)の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、窓部12aは、各コーナがテーパーカットされた、換言すると、八角形の開口形状を有する。
 なお、本実施の形態では、窓部12aの開口形状を、一例として八角形としているが、八角形であることは必須ではない。例えば、窓部の開口形状を八角以外の多角形としたり、楕円あるいは長円形としたりすることも可能である。そして、この場合においても、窓部を臨む開口縁から突出する突起部が設けられていればよい。
 窓部12aを臨む縁辺の内、Y軸方向に延伸する2つの縁辺を除く、6つの縁辺が楔状に突出した形態となっている(突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6)。
 図2(b)に示すように、突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6は、少なくとも先端部分において、根元側から窓部12aの内側に向けて断面サイズが漸減しており、Z軸方向の上側面が平面であって、下側面が斜面となっている。なお、図2(b)では、突起部12c5について、その断面形状を示しているが、他の突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c6についても、同様の楔状の断面形状となっている。
 3.素電池10における負極端子10cおよびその周辺構成
 次に、素電池10における負極端子10cおよびその周辺構成について、図3を用い説明する。
 図3に示すように、素電池10においては、外装体10aの開口を塞ぐ封口板10bから、Z軸方向上向き(外向き)に負極端子10cが突設されている。負極端子10cは、Z軸方向上面が封口板10bに沿った状態で、略水平面となっており、当該水平面を含む板状の部分と封口板10bから延出する部分との間は、ピン状の部位で接続されている(図示を省略)。このため、負極端子10cは、X-Z平面あるいはY-Z平面での断面において、T字状の形状となっている。
 封口板10bと負極端子10cの庇状にせり出した部分(オーバーハングした部分)の下面の一部との間には、弾性体であるガスケット10eが介挿されている。ただし、負極端子10cの下面の残りの部分は、封口板10bとの間にガスケットを介さず、封口板10b側に露出した状態となっている。
 なお、図3に示すように、本実施の形態に係る素電池10においては、負極端子10cは、角丸の長方形状の平面形状を有しているが、負極端子10cのY軸方向の長さは、基板ホルダ12における突起部12c3と突起部12c5との先端部分同士の間隔よりも、若干狭くなっている。また、負極端子10cの対向する角丸部分同士の間の長さは、基板ホルダ12における突起部12c1と突起部12c6との先端部分同士の間隔、および突起部12c3と突起部12c4との先端部分同士の間隔よりも、若干狭くなっている。
 4.素電池10に対し基板ホルダ12を取り付けた状態
 素電池10に対し基板ホルダ12を取り付けた状態での、相互の関係について、図4および図5を用い説明する。
 図4に示すように、素電池10に対して基板ホルダ12を取り付ける際には、素電池10の負極端子10cを基板ホルダ12の窓部12a(図2を参照)に対し挿通させる。そして、基板ホルダ12における窓部12aを臨む縁辺の内、6つの突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の先端部分が、素電池10の負極端子10cにおける下面よりも封口板10b側まで押し込まれることで、互いに係合された関係となる。
 具体的には、図5に示すように、基板ホルダ12の窓部12aを臨む縁辺の内、突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6が設けられた6つの縁辺部分(楔状の突起部)が、素電池10における負極端子10cの下面に対して密に接する。これにより、素電池10に対して基板ホルダ12をZ軸方向下向きに押し込むという作業だけで、確実に素電池10への基板ホルダ12の係合がなされる。
 なお、図5では、6つの突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の内、2つの突起部12c1,12c6だけを図示しているが、他の突起部12c2,12c3,12c4,12c5の各先端部分についても、同様に負極端子10cの下面に密に接する。
 ここで、図5の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の各先端部分と負極端子10cの下面との掛り代については、特に限定するものではないが、余り大きくすると、基板ホルダ12の取り付け作業の際に大きな力を必要とし、逆に小さすぎると係合という観点から不十分となると考えられる。このため、掛り代は、例えば、0.02[mm]~0.08[mm]の範囲が最適(例えば、0.05[mm]が更に最適)であると考えられる。
 5.効果
 本発明の実施の形態1に係る電池パック1では、上述のように、素電池10における負極端子10cに対し、基板ホルダ12における窓部12aを臨む縁辺の複数個所の突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の各先端部分が、密に接しており、これにより、基板ホルダ12が素電池10に対して位置決めされた状態で係合されている。よって、素電池と回路基板との間に基板ホルダを挟んでいるだけの従来技術に係る構成に比べ、本発明の実施の形態1に係る電池パック1では、素電池10に対して基板ホルダ12を取り付けた後の製造工程において、その都度、基板ホルダ12の位置合わせなどを行う必要がなく、製造時における煩雑な作業を行う必要がない。
 また、本発明の実施の形態1に係る電池パック1では、素電池10の負極端子10cに対して、基板ホルダ12の窓部12aを臨む縁辺の突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の各先端部分を係合するだけで取り付けがなされるので、素電池の凹部に基板ホルダの突起の先端部分を挿入し、その先端部分を潰すという上記従来技術に対して、基板ホルダ12の取り付けに際して大きな力を必要とせず、また、取り付けた後において、素電池10から基板ホルダ12が外れ難い。
 従って、電池パック1は、製造時における煩雑な作業を必要とせず、素電池10に対して確実に基板ホルダ12を取り付けることができる構成である。
 また、電池パック1では、上記構成において、素電池10の負極端子10cが、T字状の断面形状を以って、封口板10bの表面から外向きに突設されており、基板ホルダ12における各突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6が、素電池10の封口板10b側の面が斜面で、その反対側が平面である、楔状の断面形状を有する。そして、基板ホルダ12における全ての突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6では、上記平面の部分が負極端子10cの庇状にせり出した部分の下面に対して密に接している。このような構成を採用することにより、素電池10への基板ホルダ12の取り付けに際して、基板ホルダ12の窓部12aに、素電池10の負極端子10cを挿通させ、楔状に形成された複数の突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の各先端部分が負極端子10cの下面に接するまで、基板ホルダ12を押し込むだけで、素電池10への基板ホルダ12の取り付けが完了する。よって、煩雑な作業を伴わず、素電池10に対して確実に基板ホルダ12を取り付けることができる。
 また、楔状をした複数の突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6の各先端部分を素電池10における負極端子10cの下面に押し込んでいるので、その後に係合が外れることもない。
 また、電池パック1では、素電池10の負極端子10cが角丸矩形の平面形状を有しており(図3等を参照)、基板ホルダ12の窓部12aが八角形の平面形状を有している(図2などを参照)。そして、基板ホルダ12における複数の突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6は、素電池10の負極端子10cにおける角丸部分、および負極端子10cにおける短辺部分のそれぞれに当接するように設けられている。このため、小さな力で、素電池10への基板ホルダ12の取り付けが可能であって、上述のように、一旦取り付けた後においては、外れ難い。
 [実施の形態2]
 1.概略構成
 本発明の実施の形態2に係る電池パック2の概略構成について、図6を用い説明する。
 図6に示すように、本実施の形態2に係る電池パック2においても、扁平角形の外観形状を有する素電池20を有し、外装体20aの開口を塞ぐ封口板20bのオモテ面からZ軸方向左手前側に向けて負極端子20cが突設されている。また、封口板20bにおけるY軸方向左奥側の部分には、クラッド板21が接合される。
 素電池20の封口板20bに対向する状態で、回路基板24が配され、封口板20bと回路基板24との間には、基板ホルダ22が介挿される。基板ホルダ22には、そのY軸方向中央部分に窓部22aが開けられており、素電池20の負極端子20cの挿通を許す。
 また、基板ホルダ22と回路基板24との間には、PTC素子23が介挿される。PTC素子23は、上記実施の形態1に係る電池パック1のPTC素子13と同様に、素子本体231が2つの素子リード232,233により挟まれた形態を有する。PTC素子23における一方の素子リード232は、基板ホルダ22の窓部22aを通して露出する素電池20の負極端子20cに接合され、もう一方の素子リード233は、回路基板24のY軸方向右手前側に延出された基板リード24cに接続される。
 回路基板24のY軸方向左奥側に延出された基板リード24bは、クラッド板21を介して、素電池20の封口板20bに接続される。
 キャップ25には、窓部が開けられており、各窓部からは回路基板24の外部端子24aが露出するようになっている。また、キャップ25には、水没判定シール29やラベル26などが貼着される。
 素電池20の底面には、両面粘着テープ28により、ボトムカバ27が取り付けられ、キャップ25とボトムカバ27の一部が露出する状態で、素電池20の外装体20aなどがラベル30により被覆される。
 2.基板ホルダ22の構成
 基板ホルダ22の構成について、図7を用い説明する。
 図7に示すように、基板ホルダ22には、そのY軸方向の中央部分に略長方形状の窓部22aが開けられている。そして、図7の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、基板ホルダ22における窓部22aを臨む4つの縁辺22c1,22c2,22c3,22c4の各々には、各一部において窓部22aの中央に向けて突出する突起部22d1,22d2,22d3,22d4が設けられている。
 各突起部22d1,22d2,22d3,22d4は、先端部分が丸みを帯びた錘状をしており、根元側から先端側に向けて断面サイズが漸減するよう構成されている。
 3.素電池20に対し基板ホルダ22を取り付けた状態
 素電池20に対し基板ホルダ22を取り付けた状態について、図8および図9を用い説明する。図8(a)は、素電池20について、封口板20bおよび負極端子20cを平面視した模式図であり、図8(b)は、素電池20に基板ホルダ22を取り付けた状態での両者を示す模式図であり、図8(c)は、比較例に係る基板ホルダ92を取り付けた状態での両者を示す模式図である。
 先ず、図8(a)に示すように、素電池20において、負極端子20cの中心線Lcが、封口板20bの中心線Lbに対して角度θだけ傾斜した状態を想定する。なお、図8(a)から図8(c)では、角度θについて、実際の素電池20で生じ得る状態よりも誇張している。
 次に、図8(b)に示すように、負極端子20cの中心線Lcが封口板20bの中心線Lbに対して角度θ傾斜した素電池20に対して、本実施の形態に係る基板ホルダ22を取り付けた場合、窓部22aにおける突起部22d1,22d2,22d3,22d4を除いた内サイズが負極端子20cよりも若干大きいので、基板ホルダ22を回転させて、その中心線を封口板20bの中心線Lbに合致させることができる。そして、図9(a)に示すように、その状態においては、基板ホルダ22の窓部22aを臨む縁辺に設けられた突起部22d1,22d2,22d3,22d4の先端部分が、素電池20の負極端子20cの側面に対して密に接する(図9(a)の丸印B~B)。これより、素電池20に対して取り付けた基板ホルダ22は、その後の工程での作業を行うに際して、その都度、位置合わせを行う必要がなく、作業効率という観点から優れる。
 また、微小な突起部22d1,22d2,22d3,22d4の先端部分を負極端子20cの側面に当接させるだけであるので、作業に際して大きな力を要せず、取り付け後においては、素電池20から基板ホルダ22が外れ難い。
 また、図9(b)に示すように、突起部22d1,22d2,22d3,22d4の少なくとも一部については、素電池20の封口板20bの中心線Lbに対して回転させることに伴い、先端部分が潰れた状態となる(圧潰部22d41,22d42)。このような圧潰部22d41,22d42が形成されることにより、負極端子20cの側面に対する突起部22d1,22d2,22d3,22d4の先端部分での接触抵抗が増し、一度、素電池20に基板ホルダ22を取り付けた後に、基板ホルダ22が外れるという事態を回避するのに有効である。
 なお、図9(b)では、突起部22d4について、その先端部分が潰された状態を示したが、負極端子20cに対する基板ホルダ22の回転方向および回転度合いなどにより、先端が潰される突起部は規定されることになる。
 また、本実施の形態では、突起部22d1,22d2,22d3,22d4の突出量については、特に限定されないが、例えば、0.1[mm]~0.3[mm]程度の範囲、より具体的には0.2[mm]程度とすることが望ましい。
 一方、図8(c)に示すように、図8(a)に示すような素電池20に対して、従来技術に係る基板ホルダ92を取り付けた場合には、基板ホルダ92の中心線が、負極端子20cの中心線Lcと合致し、封口板20bの中心線Lbに対して角度θを以って傾斜した状態となる。そして、角度θが大きい場合には、図8(c)の二点鎖線で囲む部分A,Aに示すように、基板ホルダ92の長手方向の端部の一部22eが、素電池20の封口板20bの外辺から外側にはみ出してしまう。このように基板ホルダ92の端部の一部92eが素電池20の封口板20bの外辺からはみ出した場合には、電池パックの外形サイズが大きくなってしまい、問題を生じる。
 なお、図8(c)では、基板ホルダ92の窓部92aについて、これを臨む4つの縁辺の内、対向する2つの短辺が負極端子20cの側面に密に接することとしているが、基板ホルダ92の傾斜を補正することだけを考慮し、何れの縁辺についても負極端子20cの側面に密に接することがないようにすることも考えられる。
 しかし、このような構成とした場合には、上記のように、素電池20に対して基板ホルダを取り付けた後の工程において、作業を行う都度、素電池20に対する基板ホルダの位置合わせを行う必要が生じる。よって、煩雑な作業を廃するという観点から、そのような構成を採用することはできない。
 4.効果
 本発明の実施の形態2に係る電池パック2では、素電池20における負極端子20cに対し、基板ホルダ22における窓部22aを臨む縁辺22c1,22c2,22c3,22c4から突出した4つの突起部22d1,22d2,22d3,22d4の各先端部分が、密に接しており、これにより、基板ホルダ22が素電池20に対して位置決めされた状態で係合されている。よって、素電池と回路基板との間に基板ホルダを挟んでいるだけの従来技術に係る構成に比べ、電池パック2では、素電池20に対して基板ホルダ22を取り付けた後の製造工程において、その都度、基板ホルダ22の位置合わせなどを行う必要がなく、製造時における煩雑な作業を行う必要がない。
 また、電池パック2では、素電池20の負極端子20cに対して、基板ホルダ22の窓部22aを臨む縁辺22c1,22c2,22c3,22c4から突出した4つの突起部22d1,22d2,22d3,22d4の先端部分が密に接するように押し込むだけで係合することができ、素電池の凹部に基板ホルダの突起の先端部分を挿入し、その先端部分を潰すという上記従来技術に対して、基板ホルダ22の取り付けに際して大きな力を必要とせず、また、取り付けた後において、素電池20から基板ホルダ22が外れ難い。
 従って、本発明の実施の形態2に係る電池パック2は、製造時における煩雑な作業を必要とせず、素電池20に対して確実に基板ホルダ22を取り付けることができる構成である。
 また、図8(a)に示すように、素電池20の製造の際に、誤差の集積などで素電池20の中心線(封口板20bの中心線Lb)に対して負極端子20cの中心線Lcが若干傾いた状態(図8(a)では角度θだけ傾斜)である場合においても、図8(b)に示すように、素電池20の負極端子20cに対して基板ホルダ22を回転させることにより、素電池20の製造誤差を吸収することができる。このため、素電池20の封口板20bに対して、基板ホルダ22の相対的な位置を適正な範囲とすることができ、製造時における歩留まりの向上を図ることができる。
 なお、このように角度修正をした場合においても、負極端子20cの側面に対して突起部22d1,22d2,22d3,22d4の先端部分が密に接することで、素電池20に取り付けた基板ホルダ22が、その後においても外れ難い。そして、図9(b)に示すように、電池パック2では、基板ホルダ22における突起部22d1,22d2,22d3,22d4の少なくとも一部において、素電池20の負極端子20cにおける側面に対して、先端部分が潰された状態で接している場合には、負極端子20cの側面に対する基板ホルダ22における突起部22d1,22d2,22d3,22d4の先端部分との接触抵抗を大きくすることができ、その後においても外れ難い。
 [その他の事項]
 上記実施の形態1,2では、素電池10,20の一例として扁平角形のリチウムイオン電池を採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、外観形状については、円筒形やガム形、さらには金属ラミネート外装体を備える素電池を採用することもできる。また、電池種類についても、リチウムイオン電池以外にも、例えば、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池など種々の電池を素電池として採用することもできる。
 また、上記実施の形態1,2では、一つの素電池10,20を備える形態を一例としたが、備える素電池の数については、これに限定されない。例えば、2つ以上の素電池を備える形態に対しても、本発明の構成を採用することで、上記同様の効果を得ることができる。
 また、上記実施の形態1では、基板ホルダ12に6つの突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6が形成されている形態を一例として採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、突起部の数を5つ以下とすることもできるし、7つ以上とすることもできる。
 同様に、上記実施の形態2では、基板ホルダ22に4つの突起部22d1,22d2,22d3,22d4が形成され・BR>トいる形態を一例として採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、突起部の数を3つ以下とすることもできるし、5つ以上とすることもできる。
 また、上記実施の形態1,2では、基板ホルダ12,22における突起部12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6,22d1,22d2,22d3,22d4の全ての先端部分が、素電池10,20の負極端子10c,20cに密に接する構成としたが、必ずしも全ての先端部分が密に接する必要はない。一部が接していないような場合においても、上記同様の効果を得ることができる。
 本発明は、煩雑な作業を伴うことなく製造することができ、低コストで、モバイル機器などの電源として好適な電池パックを実現するのに有用である。
  1,2.電池パック
 10,20.素電池
 10b,20b.封口板
 10c,20c.負極端子
 10e.ガスケット
 11,21.クラッド板
 12,22.基板ホルダ
 12a,22a.窓部
 12c1,12c2,12c3,12c4,12c5,12c6,22d1,22d2
,22d3,22d4.突起部
 13,23.PTC素子
 14a,24a.外部端子
 15,25.キャップ
 16,26,30.ラベル
 17,27.ボトムカバ
 18,28.両面粘着テープ
 22d41,22d42.圧潰部
 24.回路基板
 29.水没判定シール
131,231.素子本体
132,133,232,233.素子リード

Claims (7)

  1.  有底筒状の外装体、および当該外装体の開口を塞ぐ封口板、および前記封口板の表面から外向きに突設された端子を有する素電池と、
     前記素電池の前記封口板に対して対向配置される回路基板と、
     絶縁材料から構成され、前記素電池の前記封口板と前記回路基板との間に介挿される基板ホルダと、
    を備え、
     前記基板ホルダには、前記素電池の前記端子の挿通を許す窓部が開けられており、
     前記基板ホルダにおける前記窓部を臨む縁辺の複数個所には、他の箇所に対して前記窓部の内側に向けて突起部がそれぞれ突設されており、
     前記基板ホルダにおける前記複数の突起部の各先端部分は、根元に比べて先端の断面サイズが小さくなっており、
     前記基板ホルダは、前記複数の突起部の少なくとも一部の先端部分において、前記素電池における前記端子の外面に対して密に接することにより、位置決めされた状態で係合されている
     ことを特徴とする電池パック。
  2.  前記素電池の前記端子が、その先端側よりも根元側で幅狭のT字状の断面形状を以って、前記封口板の表面から外向きに突設されており、
     前記基板ホルダにおける前記前記複数の突起部の各先端部分は、楔状に先細りとなる断面形状を有し、
     前記基板ホルダにおける前記前記複数の突起部の少なくとも一部の先端部分では、前記先細りとなる断面形状の部分で前記端子の庇状にせり出した部分の下面に対して密に接している
     ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
  3.  前記素電池の前記端子は、角丸矩形の平面形状を有しており、
     前記基板ホルダの前記窓部は、八角形の平面形状を有しており、
     前記基板ホルダにおける前記複数の突起部には、前記素電池の前記端子における角丸部分に当接する部分が含まれている
     ことを特徴とする請求項2に記載の電池パック。
  4.  前記素電池の前記端子は、角丸長方形の平面形状を有しており、
     前記基板ホルダにおける前記複数の突起部には、前記素電池の前記端子における2つの短辺に当接する部分も含まれている
     ことを特徴とする請求項3に記載の電池パック。
  5.  前記素電池では、前記封口板と前記端子の庇状にせり出した部分の下面の一部との間に、ガスケットが介挿されており、
     前記ガスケットは、前記端子に比べて弾性率が低い材料から構成されている
     ことを特徴とする請求項2から請求項4の何れかに記載の電池パック。
  6.  前記基板ホルダにおける前記複数の突起部の各先端部分は、錘状あるいは台錐状の形状を有するとともに、互いに分散された状態で配置されており、
     前記複数の突起部の少なくとも一部の先端部分は、前記素電池の前記端子における側面に密に接している
     ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。
  7.  前記基板ホルダにおける前記複数の突起部の少なくとも一部では、前記素電池の前記端子における側面に対して、先端が潰された状態で接している
     ことを特徴とする請求項6に記載の電池パック。
     
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