JP2006107922A

JP2006107922A - 電池パック

Info

Publication number: JP2006107922A
Application number: JP2004292839A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hashimoto; 武橋本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】外部端子の接触による外部接続用回路体の変形を防止することができる電池パックを提供する。
【解決手段】電池１０と、該電池１０に接続された保護回路基板１２と、該回路基板１２に接続された外部接続用回路体１４とを、外部接続用の窓２６を有するケース２２，２４に収容した電池パックにおいて、ケース２２内の窓２６近辺に突起を形成し、ケース２２の窓２６形成部分と前記突起との間に外部接続用回路体１４を挿入して支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池、該電池と接続された回路を有する回路基板、及び、前記回路と接続された外部接続用回路を有する外部接続用回路体を、外部接続用の窓を有するケースに収容した電池パックに関する。

小型電子機器又は携帯電子機器などの駆動用電源として、外部接続用端子を有する厚さが０．５ｍｍ程度の保護回路基板が接続された電池を、外部接続用窓を有する合成樹脂製のケースに収納した電池パックが用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、小型電子機器又は携帯電子機器などの小型化に伴って、電池パックの小型化に対する要求が高まっており、厚さが２５〜３５μｍ程度のフレキシブル基板を用いた電池パックが提案されている（例えば、特許文献２参照）。フレキシブル基板は、導体に銅を用い、前記導体の絶縁にポリイミドを用いており、薄肉及び高精度（微細回路）であり、高屈曲性を有している。
特開２００３−１４２０５３号公報実開平７−２９７３９号公報

特許文献１においては、保護回路基板の厚み分、電池パックのサイズが大きくなる。そのため、外部接続用窓と垂直な方向の電池パックサイズは、電池単体のサイズよりも大きくなり、仕様サイズを満たせなくなる場合があり、その場合は、新たに電池を設計し直す必要等が生じるという問題が起こる。一方、特許文献２においては、フレキシブル基板を用いることにより、保護回路基板を配置する位置と外部接続用窓の位置とを別々にすることが可能であり、上記問題を解決できるように思われる。しかし、特許文献２においては、ホルダーの厚さ分、外部接続用窓と垂直な方向の電池パックのサイズが増加するため、上述した問題は解決されない。また、ホルダーを用いない場合、上述した問題は解決できるように思われるが、フレキシブル基板の強度は低く、外部端子との接触により変形するなどの問題が生じる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ケース内に外部接続用回路体を支持する支持部を備えることにより、外部端子の接触による外部接続用回路体の変形を防止することができる電池パックを提供することを目的とする。

また、本発明は、前記支持部がケース内の窓近辺に形成された突起を含み、外部接続用回路体をケースの窓形成部分と突起との間に挿入した構成にすることにより、外部端子の接触によるケース内側への外部接続用回路体の変形を防止することができる電池パックを提供することを他の目的とする。

また、本発明は、ケース内の窓形成部分と突起との間に挿入される外部接続用回路体の端部に金属板が含まれていることにより、前記突起と接触する部分の強度を向上させることができる電池パックを提供することを他の目的とする。

また、本発明は、外部接続用回路体と電池との間に絶縁体を備えることにより、絶縁をより確実にし、しかも外部接続用回路体の強度を補強することができる電池パックを提供することを他の目的とする。

第１発明に係る電池パックは、電池、該電池と接続された回路を有する回路基板、及び、前記回路と接続された外部接続用回路を有する外部接続用回路体を、外部接続用の窓を有するケースに収容した電池パックにおいて、前記外部接続用回路体は、金属板と、該金属板の一部を除いて被覆する合成樹脂とを有し、折り曲げられており、前記ケース内に、前記外部接続用回路体を支持する支持部を備えることを特徴とする。

第２発明に係る電池パックは、第１発明において、前記支持部は、前記ケース内の窓近辺に形成された突起を含み、前記外部接続用回路体は、ケースの窓形成部分と突起との間に挿入され、挿入された部分の金属板の窓側は合成樹脂で被覆されていないことを特徴とする。

第３発明に係る電池パックは、第２発明において、前記ケースの窓形成部分と突起との間に挿入される外部接続用回路体の端部は金属板が含まれていることを特徴とする。

第４発明に係る電池パックは、第１〜第３発明の何れかにおいて、前記外部接続用回路体と前記電池との間に絶縁体を備えることを特徴とする。

第１発明においては、金属板が一部を除いて合成樹脂で被覆され、折り曲げられた外部接続用回路体は、ケース内の支持部で支持されている。外部接続用回路体には外部端子が接触するが、接触によって力が加わるため、外部接続用回路体は変形するおそれがある。しかし、外部接続用回路体は金属板を含んでいるため強度が高く、しかも支持部で外部接続用回路体を支持しているため、変形は防止される。

第２発明においては、前記支持部はケース内の窓近辺に形成された突起を含んでおり、外部接続用回路体はケースの窓形成部分と突起との間に挿入される。挿入された部分の金属板の窓側は合成樹脂で被覆されておらず、窓の外側から外部端子が接触する。外部端子と接触した外部接続用回路体は、外部端子からケース内側へ向けた力が加わり、内側に変形するおそれがある。しかし、前記金属板の強度及び前記突起により、内側への変形は防止される。また、ケースの窓形成部分と突起との間に挿入することにより、外部接続用回路体の位置決めを用意に行うことができる。

第３発明においては、ケースの窓形成部分と突起との間に挿入される外部接続用回路体の端部は金属板が含まれているため、金属板が含まれていない合成樹脂だけの端部よりも強度が高まる。そのため、外部接続用回路体の前記突起と接触する部分の強度を向上させることができる。

第４発明においては、外部接続用回路体の金属板は一部を除いて合成樹脂で被覆されているが、外部接続用回路体と電池との間の絶縁体により、絶縁をより確実なものとすることができる。また、外部接続用回路体と電池との間の絶縁体により、外部接続用回路体の強度を補強することができる。

第１発明によれば、外部端子の接触による外部接続用回路体の変形を防止することができる。外部接続用回路体と電池との間に接続される回路基板の配置を柔軟に変更することが可能になる。

第２発明によれば、外部端子の接触によるケース内側への外部接続用回路体の変形を防止することができる。外部接続用回路体と電池との間に接続される回路基板の配置を柔軟に変更することが可能になる。

第３発明によれば、外部接続用回路体の支持部分の強度を向上させることができる。

第４発明によれば、絶縁をより確実にし、しかも外部接続用回路体の強度を補強することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１（ａ）は本発明に係る電池パックの斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す電池パックの分解斜視図である。電池パックは、長方体状の電池１０が、長方体の箱状の下ケース半体２２及び長方形の蓋状の上ケース半体２４に収容されている。電池１０のサイズは、縦４１ｍｍ、横３４ｍｍ、高さ５ｍｍである。

電池１０は、該電池１０の正極及び負極と接続された保護回路基板（回路基板）１２と、保護回路基板１２に接続された外部接続用回路体１４とを備えている。図１の例では、長方体状の電池１０の２つの短側面の一方に正極、他方に負極を有し、電池１０の２つの長側面の一方に保護回路基板１２が配置され、正極又は負極の一方はリード板１８、他方はリード板１９を介して保護回路基板１２と接続されている。保護回路基板１２は、電池１０の長側面側に配置されているため、実装面積が広くなる。なお、上述したリード板１８，１９には、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）などの電気素子が接続されている場合もある。

図２（ａ）は外部接続用回路体１４の斜視図である。外部接続用回路体１４は、ＨＳバス又はタブカードと呼ばれるものであり、Ｌ字型の板の両先端部を同じ方向に折り曲げた形状をしている。また、外部接続用回路体１４は、３つのニッケル製の金属板３４が一部を除いてポリイミド製の合成樹脂３２で被覆されている。より詳しくは、外部接続用回路体１４の折れ曲げられた金属板の一方（以下、内部接続端子）３０は殆ど合成樹脂３２で被覆されておらず、折れ曲げられた金属板の他方（以下、外部接続端子）２０は、先端表面を除いた部分は合成樹脂３２で被覆されている。外部接続用回路体１４の合成樹脂３２で被覆されている部分の厚さは１００μｍ〜２００μｍである。前記厚さは、５０〜４５０μｍの範囲が適当であるが、強度が必要な場合は１００μｍ以上が好ましく、厚さ方向のスペースに余裕がない場合は２００μｍ以下が好ましい。また、金属板３４の幅は２ｍｍである。

外部接続用回路体１４の内部接続端子３０は保護回路基板１２と接続され、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０及びＬ字型の平板部分は絶縁シート（絶縁体）１６を介して夫々電池１０の短側面及び上面に配置されている。また、下ケース半体２２の短側面の一方には、外部接続用の窓２６が、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０と対向する位置に形成されている。また、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０部分は、先端及びその左右の端（端部）に金属板３４を含んでいる。

図２（ｂ）は電池パックのＡ−Ａ線切断断面図である。ただし、電池１０及び外部接続用回路体１４の断面は簡略化している。下ケース半体２２の底の窓２６近辺には、窓２６と対向するように突起３６が形成されており、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０部分は、下ケース半体２２の窓２６形成部分と突起３６との間（支持部）に挿入されている。また、突起３６のケース内側には、強度補強用のリブ３８が形成されている。

また、上ケース半体２４の上面には、電池１０上面の外部接続用回路体１４に合わせた凸部２４ａが形成されている。電池パックの組立時は、外部接続端子２０及び窓２６の位置が合うように電池１０を下ケース半体２２に収容し、外部接続用回路体１４及び凸部２４ａの位置が合うように上ケース半体２４で蓋をし、例えば超音波溶着などで下ケース半体２２及び上ケース半体２４を溶着する。なお、電池１０を下ケース半体２２に収容する際、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０部分は、下ケース半体２２の窓２６形成部分と突起３６との間に挿入され、容易に位置決めされる。溶着後の電池パックには、例えばラベルなどが貼着される。

外部接続端子２０には、外部端子が窓２６外部から接触する。接触により、外部接続端子２０部分にはケース内側へ力が加わる。そのため、図４（ａ）に示すように下ケース半体２２内に突起３６が形成されていない場合は、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０部分が内側に変形するおそれがあるが、図２（ｂ）に示すように突起３６が形成されている場合は、突起３６によって内側への変形は防止される。なお、図２（ｂ）に示すように、突起３６は外部接続用回路体１４と電池１０との隙間部分に配置されているため、突起３６を形成しても電池パックのサイズは変化しない。従来のホルダーなどは用いていないため、電池パックのサイズを小型化することができる。

また、変形を防止する突起３６には、ケース内側への力が加わるため、強度補強用のリブ３８を形成することが好ましい。強度補強用のリブ３８は、電池１０と接触しないように形成する必要がある。ただし、図２（ｂ）に示すように、電池１０の角は多少の丸みを有するため、該丸みに合わせてリブ３８を形成できる場合が多い。また、超音波溶着で下ケース半体２２及び上ケース半体２４を溶着する場合、上ケース半体２４にはホーンから直接振動が加わるため、溶着時に固定される下ケース半体２３に突起３６を形成することが好ましい。

また、図２（ａ）に示すように、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０の先端及びその左右の端に金属板が含まれている場合は、図４（ｂ）に示すように、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０の先端及びその左右の端（端部）に金属板が含まれておらず、合成樹脂３２だけの場合よりも、突起３６で支持される外部接続用回路体１４部分の強度が高く、外部接続端子２０部分のケース内側への変形を確実に防止することができる。

なお、図２（ａ）の例では、外部接続端子２０の先端及びその左右の端に金属板が含まれているが、図３（ａ）に示すように、先端に金属板が含まれるが、前記先端の左右の端に金属板が含まれていない構成にすることも可能である。ただし、先端及びその左右の端の両方に金属板が含まれている方が先端部全体の強度が高まるため、突起３６による支持強度が向上し、また位置決めが行いやすくなる。また、外部接続用回路体１４の外部接続端子２０部分の裏面と絶縁シート１６とを接触させて、外部接続用回路体１４のケース内側への変形を防止することも可能である。

また、外部接続用回路体１４の金属板が樹脂で被覆されている部分の厚さは１００μｍ〜２００μｍであり、厚さが２５〜３５μｍのフレキシブル基板よりも分厚く強度が高いため、外部端子との接触による変形が生じにくい。そのため、例えば図３（ｂ）に示すように、絶縁シート１６を短めにすることも可能である。ただし、絶縁シート１６は、外部接続用回路体１４と電池１０との絶縁をより確実にし、しかも、外部接続端子２０部分と接触することにより強度を補強できるため、図２（ｂ）に示すように長めにすることが好ましい。

また、外部接続用回路体１４は、導体（金属板３４）としてニッケルの他に燐青銅などを使用したり、合成樹脂３２としてポリイミドの他にＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）を使用することが可能である。合成樹脂３２にＰＥＴを用いる方がコストを低減できるが、ポリイミドの方が熱的安定性が高いため、半田付けを行う場合はポリイミドを用いることが好ましい。また、金属板３４としてニッケルを用いる場合は、接触抵抗を低下させるため、及び、半田付けを容易にするため、一部に金メッキを行っている。ＨＳバス又はタブカードなどの外部接続用回路体１４は、大電流を流すこと、及び、立体成型が容易であり、材料選択の自由度も高い。一方、フレキシブル基板の場合は、高屈曲性及び薄肉性を上げるために、ニッケルなどは使用できない。

（ａ）は本発明に係る電池パックの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電池パックの分解斜視図である。（ａ）は本発明に係る外部接続用回路体の斜視図であり、（ｂ）は本発明に係る電池パックのＡ−Ａ線切断断面図である。（ａ）は本発明に係る外部接続用回路体の斜視図であり、（ｂ）は本発明に係る電池パックのＡ−Ａ線切断断面図である。（ａ）は突起が形成されていない電池パックのＡ−Ａ線切断断面図であり、（ｂ）は端部に金属板が含まれていない外部接続用回路体の斜視図である。

符号の説明

１０電池
１２保護回路基板
１４外部接続用回路体
１６絶縁シート
２０外部接続端子
２２下ケース半体
２４上ケース半体
２６窓
３２合成樹脂
３４金属板
３６突起
３８リブ

Claims

電池、該電池と接続された回路を有する回路基板、及び、前記回路と接続された外部接続用回路を有する外部接続用回路体を、外部接続用の窓を有するケースに収容した電池パックにおいて、
前記外部接続用回路体は、金属板と、該金属板の一部を除いて被覆する合成樹脂とを有し、折り曲げられており、
前記ケース内に、前記外部接続用回路体を支持する支持部を備えることを特徴とする電池パック。
前記支持部は、前記ケース内の窓近辺に形成された突起を含み、
前記外部接続用回路体は、ケースの窓形成部分と突起との間に挿入され、挿入された部分の金属板の窓側は合成樹脂で被覆されていないことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
前記ケースの窓形成部分と突起との間に挿入される外部接続用回路体の端部は金属板が含まれていることを特徴とする請求項２記載の電池パック。
前記外部接続用回路体と前記電池との間に絶縁体を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電池パック。