JP5062983B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は，電池パックに係り，特に二次電池を装着する電池パックに関する。

最近，携帯用電話，ラップトップコンピュータ，ビデオレコーダなど，小型かつ軽量の携帯用電気・電子機器が，盛んに開発生産されている。このような携帯用電気・電子機器は，固定電源を得られない場所でも作動できるように電池パックを内装している。電池パックは，携帯用電気・電子機器の所定期間の駆動に必要とされる所定水準の電圧を出力するために，少なくとも１つの電池を備える。

最近の電池パックには，経済的な観点から，充放電可能な二次電池が用いられている。二次電池としては，例えば，ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池，ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池，またはリチウム（Ｌｉ）電池およびリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）電池等のリチウム（Ｌｉ）二次電池が挙げられる。

ほとんどの二次電池は，正極電極と，負極電極と，正極電極と負極電極の間に介在されるセパレータとからなる電極組立体を備える。電極組立体がアルミニウムまたはアルミニウム系合金からなる函体に収容されると，函体は蓋体組立体を用いて密閉される。さらに，電解液が電解液注入孔を通じて函体に注入されて電解液注入孔が密閉されることにより，二次電池の組立が完了される。函体は鉄を用いても製造されうるが，アルミニウムまたはアルミニウム系合金を用いて製造されると，二次電池が軽量化されるとともに，高電圧下で長期間用いられた場合でさえも函体の材料特性により二次電池の腐食が防止される。

電池パックは，複数の二次電池を用いて構成される。一般の電池パックは，複数の電池と，互いの電池を電気的に接続する配線回路と，安全装置と，接触端子とを内装する絶縁性のパックケースを備える。

すなわち，二次電池は，ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ，温度ヒューズ，保護回路基板（protective circuit module）等の安全装置および他の電池付属品と接続されて，電池パックに装着される。あるいは，二次電池が保護回路基板および他の電池付属品に接続された状態で，これらの構成部品を被覆または互いに固定するように，成形用樹脂がこれらの構成部品間の間隙に詰められることにより電池パックが形成される。

二次電池の電圧が電池自体の温度上昇または過度の充放電により急激に上昇した場合には，電流を遮断して電池の損傷を防止するために，安全装置がリードと称される所定の導体構造を通じて二次電池の正極および負極電極端子に接続される。

しかし，従来の電池パックのパックケースは，二次電池，保護回路基板，および安全装置等の装着を容易にするために，これら収容部品より若干大きく形成される必要があった。

このため，パックケースに外力が作用すると，装着された二次電池，保護回路基板，および他の電池付属品がパックケース内でぐらつく。よって，突然の外部衝撃によりバックケース内の保護回路基板等がぐらつくと，二次電池と保護回路基板との接続が断たれる場合がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので，その目的は，二次電池，および保護回路基板をパックケース内に着脱自在に装着しうるとともに，これら構成部品の電気的接続を安定的に維持することができる新規かつ改良された電池パックを提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，二次電池と，上面および下面に開口部を有し，下面の開口部の外周縁から内側に張出して形成される設置部材と，上面の開口部の外周縁から内側に張出して形成されるガイド部材とを備えて，二次電池が装着されるフレームと，設置部材とガイド部材との間に装着されて，二次電池に接続される回路部と，フレームと回路部に設けられて，回路部をフレームに固定する固定部と，を備える電池パックが提供される。

かかる構成によれば，二次電池および回路部がフレームの設置部材とガイド部材との間に装着され，固定部材がフレームに対する回路部の装着を確実にするため，フレーム内における回路部のぐらつきが妨げられて，回路部と二次電池との接続が断たれることを防止することできる。

上記回路部には，射出成形された補強部材が設けられるようにしてもよい。

上記固定部は，フレームと回路部とを着脱自在に固定するようにしてもよい。

また，上記固定部は，設置部材およびガイド部材の少なくともいずれかに形成される固定通孔と，回路部に形成されて固定通孔に挿通される固定突起とを含むようにしてもよい。

上記固定通孔は，設置部材とガイド部材とにそれぞれ形成されるようにしてもよい。

上記固定突起は，回路部の上面または下面の少なくともいずれかから外側に突出するとともに，フレームの後面から前面に向けて下向きに傾斜する傾斜面を有するようにしてもよい。

また，上記固定突起は，合成樹脂からなる成形部品であるようにしてもよい。

上記固定部は，設置部材またはガイド部材の少なくともいずれかに形成されるガイド溝と，ガイド溝に係合するように回路部に形成されるガイド突起とをさらに含むようにしてもよい。

上記ガイド突起は，回路部の上面または下面の少なくともいずれかから外側に突出するとともに，フレームの前面から後面に向けて幅が徐々に拡大する形状を有するようにしてもよい。

また，上記ガイド突起は，合成樹脂からなる成形部品であるようにしてもよい。

本発明によれば，二次電池，および保護回路基板をパックケース内に着脱自在に装着しうるとともに，これら構成部品の電気的接続を安定的に維持することができる電池パックを提供することができる。

以下に，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る電池用パックケースを示す斜視図であり，図２は同実施形態に係るパックケースに装着された二次電池を示す斜視図である。図３ａは図２のＡ−Ａ’断面における断面図であり，図３ｂは図２のＢ−Ｂ’断面における断面図であり，図４は同実施形態に係る二次電池の回路部を示す斜視図である。

図１〜図４に示すとおり，同実施形態に係る電池パックは，少なくとも２つ以上の二次電池３０と，二次電池３０を内装するフレーム１０と，フレーム１０に装着されて二次電池３０に接続される回路部４０と，回路部４０をフレーム部１０に固定する固定部２０とを備える。

二次電池３０は，正極電極と，負極電極と，正極電極と負極電極の間に介在されるセパレータとからなる電極組立体を備える。電極組立体がアルミニウムまたはアルミニウム系合金からなる函体に収容されると，函体は蓋体組立体を用いて密閉される。さらに，電解液が電解液注入孔を通じて函体に注入されると電解液注入孔が密閉される

フレーム１０は，上面および下面に開口部１２を有する例えば略六面体形状であり，二次電池３０を設置するために下面の開口部１２の外周縁から内側に張出して形成される設置部材１１と，上面の前面（回路部が装着される側の側面）から内側に張出して形成されるガイド部材１３とを備える。なお，本項および以下の項では，フレーム１０の構成面について，「上面」および「下面」として説明するが，一面とこれに対向する他面とから構成されていれば，上記の構成面に限定するものではない。また，「前面」および「後面」という構成面についても同様である。

回路部４０は，フレーム１０の前面に形成される端子通孔１５を貫通して電気・電子機器の電源接続端子（図示せず）に接続される外部端子２５を備える。回路部４０と二次電池３０とは，両者の間に配されるリード（接続部）４５を介して接続される。

よって，回路部４０は，二次電池３０との接続が断たれないように，固定部２０を用いてフレーム１０に固定して装着される。

さらに，回路部４０には，回路部４０を保護するとともに固定部２０を形成する補強部材２７が設けられる。すなわち，外部端子２５が回路基板とともに回路部４０の前面に形成されるように，補強部材２７が回路部４０の外面に射出成形される。

固定部２０は，回路部４０とフレーム１０との着脱自在な装着を確実にするために，設置部材１１とガイド部材１３とにそれぞれ設けられることが望ましい。

固定部２０は，設置部材１１とガイド部材１３とにそれぞれ形成される固定通孔２１と，回路部４０に設けられて固定通孔２１に挿通される固定突起２１ａとを備える。また，固定部２０は，設置部材１１とガイド部材１３とにそれぞれ形成されるガイド溝２３と，回路部４０に設けられてガイド溝２３に嵌合されうるガイド突起２３ａとをさらに備える。

図３ａに示すとおり，固定突起２１ａは，回路部４０の上面および下面から外側に突出するとともに，フレーム１０の後面から前面に向けて下向きに傾斜する例えば略直角三角形の断面形状の傾斜面を有する。よって，回路部４０のフレーム１０への装着に際して，固定突起２１ａの傾斜面は，回路部４０がフレーム１０に安定的に装着されるように，回路部４０を誘導する。さらに，固定突起２１ａは，固定通孔２１に挿通された状態で固定通孔２１から突出しないことが望ましい。

なお，固定突起２１ａは合成樹脂からなる成形部品であることが望ましい。

図３ｂおよび図４に示すとおり，ガイド突起２３ａは，回路部４０の上面および下面から外側に突出するとともに，フレーム１０の前面から後面に向けてその幅が徐々に拡大する例えば略台形の平面形状を有する。ここで，ガイド突起２３ａの幅とは，図４においてガイド突起２３ａがガイド溝２３に嵌合する方向に対して直交方向の突起長である。

よって，回路部４０がフレーム１０に装着されると，ガイド突起２３ａは，ガイド突起２３ａに対応する形状を有するガイド溝２３に係合されることにより，フレーム１０に対して回路部４０を位置決めするとともに固定する。

なお，ガイド突起２３ａは合成樹脂からなる成形部品であることが望ましい。

以下では，同実施形態に係る電池パックの組立工程を詳述する。

まず，回路部４０は，二次電池３０の電極端子３１と接続されるリード４５に連結される。

そして，リード４５に連結された回路部４０がフレーム１０の設置部材１１上に設置されるとともに，回路部４０の上面がガイド部材１３に接触される。

さらに，略台形のガイド突起２３ａがフレーム１０の設置部材１１およびガイド部材１３に形成されたガイド溝２３に係合されることにより，フレーム１０に対して回路部４０を固定的に位置決めする。

この際，固定突起２１ａの傾斜面は，回路部４０の装着を誘導し，固定突起２１ａが固定通孔２１から突出しないように挿通されて，回路部４０とフレーム１０との装着を確実にする。

その後，二次電池３０は，電池の電極端子３１がリード４５に接触する状態で，フレーム１０の設置部材１１上に設置される。

よって，回路部４０が固定部２０を用いてフレーム１０に固定的に装着されるため，二次電池３０と回路部４０との接続が断たれることを防止できる。

回路部４０が固定部２０を用いてフレーム１０に装着されることにより，フレーム１０内における回路部４０のぐらつきが妨げられるため，回路部４０と二次電池３０との接続が断たれることを防止できる。

さらに，回路部４０，二次電池３０，および他の電池付属品のフレーム１０への装着に際して，回路部４０および二次電池３０の装着が固定部２０により誘導されるため，フレーム１０に対する着脱が容易になる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範疇に属するものと了解される。

例えば，添付図中において，固定突起および固定通孔，ならびにガイド突起およびガイド溝は，設置部材およびガイド部材のそれぞれに備えられているが，設置部材またはガイド部材のいずれかに備えられるようにしてもよい。また，添付図中において，フレーム（略六面体の立体形状），固定突起（略直角三角形の断面形状），およびガイド突起（略台形の平面形状）の形状は，それぞれ例示的なものにすぎず，各種の変更例をも包含する。

本発明の一実施形態に係る二次電池のパックケースを示す斜視図である。 同実施形態に係るパックケースに内装された二次電池を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ’断面における断面図である。 図２のＢ−Ｂ’断面における断面図である。 同実施形態に係る二次電池の回路部を示す斜視図である。

符号の説明

１０ フレーム
１１ 設置部材
１２ 開口部
１３ ガイド部材
２１ 固定通孔
２１ａ 固定突起
２３ ガイド溝
２３ａ ガイド突起
３０ 二次電池
４０ 回路部
４５ リード

Claims (9)

1. 二次電池と；
   上面および下面に開口部を有し，前記下面の開口部の外周縁から内側に張出して形成される設置部材と，前記上面の開口部の外周縁から内側に張出して形成されるガイド部材とを備えて，前記二次電池が装着されるフレームと；
   前記設置部材と前記ガイド部材との間に装着されて，前記二次電池に接続される回路部と；
   前記フレームと前記回路部に設けられて，前記回路部を前記フレームに固定する固定部と；
   を備え，
   前記固定部により、
   前記二次電池の装着が誘導されて、前記フレームに対して前記回路部と前記二次電池とが着脱自在に固定されるとともに、
   前記設置部材上に設置した前記二次電池と前記回路部との電気的接続が安定的に維持される
   ことを特徴とする電池パック。
2. 前記回路部には，射出成形された補強部材が設けられることを特徴とする，請求項１に記載の電池パック。
3. 前記固定部は，前記設置部材および前記ガイド部材の少なくともいずれかに形成される固定通孔と，前記回路部に形成されて前記固定通孔に挿通される固定突起とを含むことを特徴とする，請求項１または２に記載の電池パック。
4. 前記固定通孔は，前記設置部材と前記ガイド部材とにそれぞれ形成されることを特徴とする，請求項３に記載の電池パック。
5. 前記固定突起は，前記回路部の上面または下面の少なくともいずれかから外側に突出するとともに，前記フレームの後面から前面に向けて下向きに傾斜する傾斜面を有することを特徴とする，請求項３または４に記載の電池パック。
6. 前記固定突起は，合成樹脂からなる成形部品であることを特徴とする，請求項５に記載の電池パック。
7. 前記固定部は，前記設置部材または前記ガイド部材の少なくともいずれかに形成されるガイド溝と，前記ガイド溝に係合するように前記回路部に形成されるガイド突起とをさらに含むことを特徴とする，請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パック。
8. 前記ガイド突起は，前記回路部の上面または下面の少なくともいずれかから外側に突出するとともに，前記フレームの前面から後面に向けて幅が徐々に拡大する形状を有することを特徴とする，請求項７に記載の電池パック。
9. 前記ガイド突起は，合成樹脂からなる成形部品であることを特徴とする，請求項８に記載の電池パック。
   
   

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