WO2016178315A1 - 電池パック及び電池パックの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a battery pack that is detachably attached to a battery-driven device such as an electric tool, an electric lawn mower, an electric blower, and an assist bicycle and supplies electric power, and more particularly, to manufacture a battery pack and a battery pack with a waterproof structure. Regarding the method.
- Battery-powered devices such as electric tools can be conveniently used in construction sites as cordless systems by detachably attaching battery packs that contain rechargeable batteries. Moreover, it can be repeatedly used by charging the removed battery pack by making the battery pack removable from the battery-driven device. A battery pack with a small remaining battery capacity can be charged by setting it in a battery pack charger.
- a battery pack for example, a plurality of secondary batteries are connected in series and / or in parallel to have a predetermined capacity.
- a battery assembly configured of a battery holder for holding a plurality of secondary batteries and a circuit board on which an electronic circuit is mounted is housed in a resin outer case.
- an electrical connection is established between them. .
- electrical connection is achieved by maintaining a connected state by inserting, holding, or the like, a connecting portion for electrical connection such as a connector or a connection terminal.
- Many of such battery packs have a structure in which a connection portion is exposed from an outer case so that the battery pack can be easily mounted and replaced with a battery-driven device such as an electric tool.
- the battery pack is required to have a waterproof structure.
- a battery-driven device used outdoors is required to have a configuration in which an unintended short circuit does not occur in the secondary battery due to rain or water droplets. Therefore, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, a battery assembly 110 in which secondary batteries are assembled and connected to a circuit board is stored in a waterproof bag 103 to form a core pack 120, and the core pack 120 is used as an exterior case.
- the structure accommodated in 104 is used.
- the core pack 120 is connected to the connector 107 via the lead wire 106, and the lead wire 106 is pulled out from the lead wire lead-out portion 103 ⁇ / b> Y of the waterproof bag 103.
- the lead wire lead-out portion 103Y is sealed in a watertight structure by filling the insertion gap 118 with a sealant 119.
- the outer case 104 is connected to the first case 104A, which has a fitting temporary fixing portion 151 for temporarily fixing the connector 107 in a fixed position and a battery storage portion 140 for setting the battery assembly 110 in a fixed position, and the first case 104A.
- Second case 104B Second case 104B.
- the connector 107 and the battery assembly 110 are temporarily fixed to a fixed position of the first case 104A, and the lead wire lead-out portion 103Y of the waterproof bag 103 is waterproofed with a sealant 119 in a watertight manner.
- the lead-out portion of the lead wire 106 can be reliably held in a waterproof structure for a long period after the exterior case 104 is assembled.
- the battery pack having this configuration needs to connect the connector and the core pack with lead wires.
- an electrical connection portion such as a connection terminal or a connector is directly attached on a circuit board without using a lead wire, so in such a battery pack, the above configuration cannot be adopted, There was a problem that the waterproof structure could not be achieved.
- An object of the present invention is to provide a battery pack that can be waterproofed even in a battery pack having a structure in which electrical connection portions such as connection terminals are provided on a circuit board.
- the battery pack of the present invention includes a plurality of secondary batteries 1, a battery holder 2 that holds the plurality of secondary batteries 1, and a circuit board 3 that mounts an electronic circuit that is electrically connected to the plurality of secondary batteries 1.
- a battery assembly 10 that is provided on the circuit board 3 and includes an electrical connection portion 4 that is electrically connected to an external electrical device, and a waterproof bag 5 made of a flexible sheet 50 that houses the battery assembly 10.
- the waterproof bag 5 forms a bag opening window 51 for exposing the electrical connection portion 4 to the outside, and the circuit board 3 is provided with an adhesive portion 6 so as to surround a region where the electrical connection portion 4 is provided. Yes.
- the periphery of the bag opening window 51 is bonded to the circuit board 3 with the bonding portion 6 in a state where the electrical connection portion 4 is exposed through the bag opening window 51.
- the electrical connection portion is exposed from the waterproof bag through the bag opening window, and the waterproof bag is bonded to the circuit board through the bonding portion that surrounds the electric connection portion. It is possible to avoid the situation of being flooded inside. Therefore, while realizing a waterproof structure with a waterproof bag, an electrical connection portion such as a connection terminal provided on the circuit board can be exposed to the outside of the waterproof bag to achieve electrical connection with the outside.
- the battery pack of the present invention includes an exterior case 8 that houses a battery core pack 20 in which a battery assembly 10 is housed in a waterproof bag 5, and the exterior case 8 has a connection window that exposes the electrical connection portion 4 to the outside. 81 can be formed. With the above configuration, the battery pack and an external electrical device can be electrically connected by exposing the electrical connection portion from the connection window opened in the exterior case.
- the adhesive portion 6 can be a double-sided tape 60 in which an exposed opening 61 for exposing the electrical connection portion 4 is formed.
- the adhesive portion 6 can be the adhesive 66 applied around the electrical connection portion 4 on the circuit board 3.
- the electrical connection portion 4 can be a connection terminal 41 or a connection connector 45 fixed to the circuit board 3.
- the potting resin 7 can be injected into the waterproof bag 5.
- the battery assembly is potted, and the air layer generated in the gap with the waterproof bag is eliminated by potting, and the heat insulating effect due to the interposition of the air layer can be suppressed to improve the heat dissipation.
- the battery pack manufacturing method of the present invention includes a plurality of secondary batteries 1, a battery holder 2 that holds the plurality of secondary batteries 1, and an electronic circuit that is electrically connected to the plurality of secondary batteries 1.
- a battery assembly 10 including a circuit board 3 and an electric connection portion 4 provided on the circuit board 3 and electrically connected to an external electrical device, and a waterproof sheet made of a flexible sheet 50 that houses the battery assembly 10.
- a method of manufacturing a battery pack comprising a bag 5, an adhesive region forming step of forming an adhesive portion 6 so as to surround a region where the electrical connection portion 4 of the circuit board 1 is provided, and a waterproof bag 5 as an electrical connection portion
- the waterproof bag 5 having a bag opening window 51 for exposing the battery 4 to the outside is used, the battery assembly 10 is inserted into the waterproof bag 5, and the electrical connection portion 4 is exposed from the bag opening window 51.
- the periphery of the opening window 51 is brought into close contact with the circuit board 3 with the adhesive portion 6. And a closes adhesion process.
- the waterproof connection structure is realized by exposing the electrical connection part from the waterproof bag through the bag opening window and bonding the periphery of the bag opening window to the circuit board through the adhesive part surrounding the electrical connection part.
- electrical connection portions such as connection terminals provided on the circuit board can be exposed to the outside of the waterproof bag to achieve electrical connection with the outside.
- the battery pack manufacturing method of the present invention can include a resin injection step of injecting the potting resin 7 into the waterproof bag 5 as a subsequent step of the adhesion step.
- the battery assembly is potted inside the waterproof bag, the air layer generated in the gap with the waterproof bag is eliminated by the potting resin, the heat insulating effect due to the interposition of the air layer can be suppressed, and the heat dissipation can be improved.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the battery pack of FIG. It is a disassembled perspective view of the battery pack of FIG. It is a perspective view of the battery assembly of the battery pack of FIG.
- FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery assembly of FIG. 4. It is a perspective view which shows the state which accommodates the battery assembly of FIG. 4 in a waterproof bag. It is sectional drawing which shows the process of accommodating a battery assembly in a waterproof bag and injecting potting resin. It is a perspective view which shows another example of an electrical connection part and a waterproof bag. It is a perspective view which shows another example of a waterproof bag.
- the battery pack of the present invention is mainly used as a power source for various battery-driven devices used outdoors such as electric tools.
- the present invention does not specify the use of the battery pack, and battery-driven devices other than electric tools, such as electric lawn mowers, electric blowers, assist bicycles, electric bikes, electric wheelchairs, electric tricycles, electric carts, etc. It can also be used as a power source.
- FIGS. 1 to 7 show a battery pack 100 for an electric tool as a battery pack according to an embodiment of the present invention.
- a battery pack 100 shown in FIGS. 1 to 7 includes a battery assembly 10 formed by connecting a plurality of secondary batteries 1 and a waterproof bag 5 containing the battery assembly 10.
- the waterproof bag 5 in which the battery assembly 10 is accommodated is sealed to form a waterproof battery core pack 20, and the battery core pack 20 is accommodated in the outer case 8.
- a battery assembly 10 includes a plurality of rechargeable secondary batteries 1, a battery holder 2 that holds the plurality of secondary batteries 1, and an electronic circuit that is electrically connected to the plurality of secondary batteries 1.
- the circuit board 3 is provided, and the electrical connection part 4 is provided on the circuit board 3 and electrically connected to an external electrical device.
- the battery assembly 10 holds a plurality of secondary batteries 1 in a fixed position by a battery holder 2, and is placed on one surface (the upper surface in FIG. 2) of the battery holder 20.
- the circuit board 3 is connected and fixed.
- the electric device to which the battery pack is externally connected is not only a battery driving device such as an electric tool that is mounted with the battery pack and is driven by power supplied from the battery pack, but also to the battery pack. It also includes a battery pack charger that is set to charge a built-in secondary battery.
- the secondary battery 1 is a lithium ion secondary battery that can be charged and discharged.
- Lithium ion secondary batteries have a high energy density per volume and are preferable in terms of miniaturization and large capacity. A standardized specification can be used for such a lithium ion secondary battery.
- the secondary battery may be any other battery that can be charged, such as a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or a polymer battery.
- the secondary battery 1 shown in the figure is a battery having an outer can having a shape extended in one direction.
- a cylindrical battery having a cylindrical outer can is used.
- the secondary battery is not limited to a cylindrical battery, and may be a square battery or a flat battery.
- the battery holders 2 are arranged in multiple rows and columns so that the plurality of secondary batteries 1 are parallel to each other and are arranged side by side in the same direction. Furthermore, the battery holder 2 arrange
- the battery holder 2 has a structure formed by connecting a plurality of holding cylinders 21 for inserting and holding the secondary battery 1.
- the battery holder 2 shown in the figure is integrally formed into a shape in which ten holding cylinders 21 are arranged in two rows and five rows so that ten secondary batteries 1 can be held.
- the battery holder 2 is manufactured by molding plastic or the like which is an insulating material.
- the battery holder 2 inserts the secondary battery 1 inside the holding cylinder 21 and holds a plurality of secondary batteries 1 at predetermined positions.
- the battery holder 2 shown in FIG. 5 is divided into a first holder 2A and a second holder 2B by dividing the holding cylinder 21 into two in the middle in the axial direction.
- the two divided first holder 2A and second holder 2B insert the secondary battery 1 from the central opening which is the divided end of the holding cylinder 21, and connect the first holder 2A and the second holder 2B to each other.
- a plurality of secondary batteries 1 are housed in a battery holder 2.
- the holding cylinder 21 is formed in a cylindrical shape along substantially the entire circumference of the surface of the secondary battery 1 at a portion facing both ends of the secondary battery 1.
- An opening 22 is partially provided in a portion facing the intermediate portion of the battery, and a gap is formed between the adjacent secondary batteries 1.
- the holding cylinder 21 can hold the secondary battery 1 in a fixed position by bringing the inner surface of the end portion into surface contact with the surface of the secondary battery 1.
- the battery holder 2 shown in the drawing is provided with an opening 22 by notching a facing portion of the divided holding cylinder 21.
- the battery holder 2 in which the gap is formed between the adjacent secondary batteries 1 has a structure in which the potting resin 7 is filled in the waterproof bag 5 in which the battery assembly 10 is housed, for example, as shown in FIG.
- the plurality of secondary batteries 1 can be ideally thermally coupled while being insulated.
- an uncured potting resin 7 injected into the waterproof bag 5 is caused to flow into the gap between the secondary batteries 1 in a state where the battery assembly 10 is housed in the waterproof bag 5.
- a plurality of secondary batteries 1 can be thermally coupled via the potting resin 7 to effectively dissipate heat.
- the battery holder 2 shown in the figure has a notch (not shown) for disposing the temperature sensor 14 at the opening edge of the holding cylinder 21 of the first holder 2A.
- the temperature of the secondary battery 1 is detected via the temperature sensor 14 arranged in the above (1).
- the battery pack 100 has a feature that the charge / discharge of the secondary battery 1 can be controlled while the temperature sensor 14 detects the battery temperature.
- the divided first holder 2 ⁇ / b> A and second holder 2 ⁇ / b> B are connected at a fixed position via the secondary battery 1 inserted into the holding cylinder 21 that faces each other.
- the first holder 2A and the second holder 2B are connected to each other in a fixed position by fitting the connecting portions facing each other in a state in which the secondary battery 1 is housed in the holding cylinder 21 and by bonding the connecting portions.
- the divided first holder 2A and second holder 2B can be connected by a locking structure, or can be connected by screwing, or can be connected in combination.
- the battery holder 2 described above integrally forms a plurality of divided holding cylinders 21, but the battery pack of the present invention does not specify the battery holder as described above.
- the battery holder can be any other structure that can hold a plurality of secondary batteries in place.
- the plurality of secondary batteries 1 arranged at fixed positions of the battery holder 2 are connected to each other in series and in parallel by welding lead plates 15 to both end faces.
- the lead plate 15 is a flat metal plate having excellent conductivity, and is welded to the end surface of the secondary battery 1 exposed from the exposed portion opened on the side surface of the battery holder 2 by spot welding or the like.
- the plurality of secondary batteries 1 can be connected in series to increase the output voltage, and can be connected in parallel to increase the output current.
- two secondary batteries 1 are connected in parallel, and five sets of secondary batteries 1 connected in parallel are connected in series, and ten secondary batteries 1 are connected in five series. Two are electrically connected in parallel.
- the battery pack does not specify the number of built-in secondary batteries or the connection state.
- the battery pack can be designed in various ways according to the type and application of the battery driving device to be used, and the number and connection state of the built-in secondary batteries.
- Each lead plate 15 is connected to the circuit board 3 arranged on one surface (the upper surface in FIG. 4) of the battery holder 2. As shown in FIG. 5, the lead plate 15 connected between the secondary batteries 1 connected in series is provided with a connection portion 15 ⁇ / b> A for connecting to the circuit board 3 so as to protrude from the end on the circuit board 3 side. Yes. These lead plates 15 connect the connecting portion 15 ⁇ / b> A to the circuit board 3 and input an intermediate potential of the secondary batteries 1 connected in series to the circuit board 3. Furthermore, the lead plate 15 connected to both ends of the secondary battery 1 connected in series is provided with an output portion 15 ⁇ / b> B for taking out the output of the secondary battery 1 on the side portion of the lead plate 15.
- the output portion 15B of the lead plate 15 is connected to the circuit board 3 via the output lead plate 16.
- the output lead plate 16 shown in FIGS. 4 and 5 is connected to the circuit board 3 as a metal plate having a predetermined width. Further, in the battery assembly 10 shown in the figure, a protective element 17 is connected between one output portion 15 ⁇ / b> B of the lead plate 15 and the output lead plate 16.
- the circuit board 3 is mounted with an electronic circuit that is electrically connected to the plurality of secondary batteries 1.
- the circuit board 3 is mounted with, for example, an electronic component 19 that realizes a protection circuit for the secondary battery 1.
- a connection portion 15A protruding from the lead plate 15 is connected to the protection circuit, and the battery voltage of the secondary battery 1 is detected.
- the circuit board 3 shown in FIG. 2 is fixed to face one surface (the upper surface in the drawing) of the battery holder 2.
- the battery holder 2 includes a support portion 24 that protrudes upward in FIG. 2, and the circuit board 3 is disposed at a position away from the upper surface of the battery holder 2 via the support portion 24.
- an electronic component 19 that realizes a protection circuit or the like is disposed on the side facing the battery holder 2 (the lower surface in FIG. 2).
- the structure in which the electronic component 19 is arranged on the side facing the battery holder 2 can make the outer surface of the circuit board 3 a smooth surface on which the electronic component 19 is not arranged. For this reason, there exists the characteristic which can prevent effectively that the flexible sheet
- the support portion 24 is provided with a positioning convex portion 24A at the tip portion, and a step portion 24B is provided around the positioning convex portion 24A.
- a positioning hole 34 is opened at a position facing the support portion 24, a positioning convex portion 24A is inserted into the positioning hole 34, and a lower surface is supported by the step portion 24B and arranged at a fixed position.
- a fixing boss 25 for screwing a set screw 18 penetrating the circuit board 3 is provided on the upper surface of the battery holder 2.
- the circuit board 3 has a through hole 35 through which the set screw 18 is inserted at a position corresponding to the fixed boss 25, and the set screw 18 that passes through the through hole 35 from the surface side of the circuit board 3 is formed in the fixed boss 25.
- the circuit board 3 is fixed to the battery holder 2 by screwing.
- the circuit board 3 includes an electrical connection portion 4 for connecting the battery pack 100 to battery-driven devices such as electric tools and electrical devices that are battery pack chargers.
- the circuit board 3 shown in the figure has an electric connection portion 4 for external connection to an electric device protruding from the surface of the outer surface (upper surface in FIGS. 4 and 5) and fixed.
- the circuit board 3 shown in FIG. 4 and FIG. 5 includes a plurality of connection terminals 41 as the electrical connection portion 4.
- the connection terminal 41 shown in the drawing is obtained by processing an elastic metal plate into a predetermined shape, and includes a fixing portion 42 fixed to the circuit board 3 and a pair of elastic connecting portions 43 that protrude from the fixing portion 42 and face each other. I have.
- the connection terminal 41 shown in the figure has a pair of elastic connection portions 43 protruding outward while the fixing portion 42 is fixed to the circuit board 3.
- the connection terminal 41 is electrically connected to an external electrical device by inserting an input terminal (not shown) of the electrical device between the pair of elastic connection portions 43.
- connection terminal 41 shown in the figure includes a signal terminal 41B that outputs the output of the protection circuit, battery information, and the like in addition to the positive and negative charge / discharge terminals 41A connected to the output side of the secondary battery 1 built in the battery pack 100. I have.
- the electrical connection portion 4 can also be a connection connector in which the connection terminal is covered with a resin case or the like.
- the electrical connection portion 4 that is the connection connector 45 is an insertion window into which an input terminal or input connector of an externally connected electrical device is inserted into one surface of a main body portion 46 formed of resin.
- the insertion window 47 is provided with connection terminals (not shown) constituting positive and negative charge / discharge terminals and signal terminals.
- the connection connector 45 has a fixed end of a built-in connection terminal protruding from the lower surface of the main body 46, and by fixing the fixed end to the circuit board 3, the fixed position of the circuit board 3 is fixed. An electrical connection between the built-in connection terminal and the circuit board 3 is intended.
- the connector 45 shown in the figure has a main body 46 protruding from the circuit board 3 in a state of being fixed to the circuit board 3, and an insertion window 47 formed in the main body 46 is connected to the input of an external device to be externally connected. It opens toward the direction in which the terminal and input connector are inserted.
- the electrical connection portion 4 including the plurality of connection terminals 41 and the plurality of connection connectors 45 is preferably arranged in a concentrated manner in one area of the circuit board 3, thereby simplifying connection with external devices.
- the waterproof structure can be realized while simplifying the structure to be exposed from the waterproof bag 5 described later.
- the electrical connection portion 4 including the plurality of connection terminals 41 and the plurality of connection connectors 45 can be divided and disposed in a plurality of regions of the circuit board 3.
- the circuit board 3 shown in FIG. 8 includes a plurality of connection connectors 45, and these connection connectors 45 are spaced apart from each other.
- the connection connector 45 shown in the figure includes a pair of output connectors 45A incorporating positive and negative charge / discharge terminals, and a signal connector 45B incorporating a plurality of signal terminals.
- the pair of output connectors 45 ⁇ / b> A are spaced apart from both side edges at the end of the circuit board 3.
- the signal connector 45 ⁇ / b> B is disposed at the center of the circuit board 3.
- the pair of output connector 45A and signal connector 45B are arranged with an insertion window 47 opened in the main body 46 facing in the same direction.
- the electrical connection portion 4 including the connection terminal 41 and the connection connector 45 is a connection window opened in the exterior case 8 in a state where the battery core pack 20 is accommodated in the exterior case 8. 81 to the outside.
- a battery driving device electrically connected to the battery pack 100 or an electric device which is a battery pack charger has its input terminal (not shown) inserted into the electrical connection portion 4 exposed through the connection window 81. Are electrically connected.
- the battery assembly 10 is housed in a waterproof bag 5 made of a flexible sheet, and its insertion opening is watertightly closed to form a battery core pack 20 having a waterproof structure. .
- the waterproof bag 5 has a flexible sheet 50 formed in a predetermined bag shape so that the battery assembly 10 can be accommodated.
- the flexible sheet 50 of the waterproof bag 5 can be a flexible plastic sheet.
- plastic sheet polyimide (PI), polyethylene imide (PEI), polyethylene terephthalate (PET) or the like can be used. These plastic sheets are characterized by excellent flexibility and heat resistance. Further, the electrolytic solution discharged when the safety valve of the secondary battery 1 is opened does not melt and cause a chemical reaction.
- other plastic sheets than those described above can be used as the flexible sheet used for the waterproof bag 5.
- the waterproof bag 5 shown in FIG. 6 is made of a plastic sheet of a flexible sheet 50 having a cylindrical shape, one end (upper end in the figure) is closed to form a closed part 53, and the other end (lower end in the figure) is The opening is used as the insertion opening 52 of the battery assembly 10. Since the waterproof bag 5 has a large opening at one end to form the insertion opening 52, the battery assembly 10 can be easily inserted and stored from the wide insertion opening 52. Further, the insertion opening 52 also functions as an injection port for injecting the uncured potting resin 7 as will be described later in detail.
- the waterproof bag 5 filled with the potting resin 7 can be partially or entirely translucent so that the filling state of the potting resin 7 injected therein can be confirmed.
- the waterproof bag 5 is provided with a bag opening window 51 for exposing the electrical connection portion 4 fixed to the circuit board 3 of the battery assembly 10 to be stored to the outside.
- the bag opening window 51 is opened in a shape along the periphery of the electrical connection portion 4 fixed to the circuit board 3, and the electrical connection portion 4 is exposed from the bag opening window 51.
- the waterproof bag 5 shown in FIG. 6 is provided with a bag opening window 51 by opening a closing portion 53 that is a bottom portion of the waterproof bag 5 formed in a bag shape into a predetermined shape and size. Since the circuit board 3 shown in the figure includes three rows of connection terminals 41, the waterproof bag 5 has a rectangular bag opening window 51 that is slightly larger than the area where the three rows of connection terminals 41 are provided, These connection terminals 41 can be smoothly exposed to the outside.
- the waterproof bag 5 having this structure is waterproofed with the insertion opening 52 facing downward with respect to the battery assembly 10 disposed so that the electrical connection portion 4 protrudes upward.
- the battery assembly 10 can be inserted into the waterproof bag 5 with the bag 5 covered from above, and the electrical connection portion 4 protruding from the circuit board 3 can be exposed to the outside through the bag opening 11 positioned at the upper end.
- the waterproof bag 5 having this structure can guide the electrical connection portion 4 protruding from the circuit board 3 to the bag opening 11 while the battery assembly 10 is stored in the waterproof bag 5 in the simplest manner.
- the opening area of the insertion opening 52 of the waterproof bag 5 is made substantially equal to or slightly larger than the area of the insertion end surface of the battery assembly 10 (the upper surface of the battery assembly 10 in FIG. 6), so that the battery assembly 10 is efficiently waterproofed. It can be stored in the bag 5.
- the waterproof bag 5 ⁇ / b> B that houses the battery assembly 10 including the circuit board 3 in which the electrical connection portion 4 is divided into a plurality of regions is provided with a plurality of bag opening windows 51.
- the waterproof bag 5B shown in the drawing has a first bag opening window 51A that exposes a pair of output connectors 45A and a second bag opening window 51B that exposes a signal connector 45B in the closed portion 53. Provided.
- the waterproof bag does not necessarily need to open the bag opening window in the closed portion located on the opposite side of the insertion opening, and can be provided on the outer peripheral surface of the cylindrical waterproof bag 5 as shown in FIG.
- a waterproof bag 5C shown in FIG. 9 is provided with a bag opening window 51 by opening the outer peripheral surface of a waterproof bag 5C formed in a bag shape into a predetermined shape.
- the waterproof bag 5C shown in the figure is provided with a bag opening 51 opened at a position away from the insertion opening 52 and in the vicinity of the bottom.
- the waterproof bag 5 ⁇ / b> C having this structure has the insertion opening 52 in a downward posture with respect to the battery assembly 10 that is disposed so that the electrical connection portion 4 protrudes sideways.
- the battery bag 10 is inserted into the waterproof bag 5 by covering the waterproof bag 5 from above in such a manner that the surface where the bag opening window 51 is opened faces the electrical connection portion 4. Thereafter, the surface where the bag opening window 51 is opened can be approached toward the circuit board 3, and the electrical connection portion 4 can be exposed to the outside from the bag opening portion 11.
- the opening area of the insertion opening 52 is made slightly larger than the area of the insertion end surface of the battery assembly 10 (the upper surface of the battery assembly 10 in FIG. 9), so that the electrical connection portion 4 that projects sideways is formed.
- the battery assembly 10 can be smoothly stored in the waterproof bag 5 without bringing the battery assembly 10 into contact with the inner surface of the waterproof bag 5.
- the waterproof bag 5 has the electrical connection portion 4 exposed through the bag opening window 51, and the periphery of the bag opening window 51 is tightly adhered to the circuit board 3 to realize a waterproof structure of this portion.
- the circuit board 3 is provided with an adhesive portion 6 so as to surround the region where the electrical connection portion 4 is provided, and the opening edge portion of the bag opening window 51 is attached to the circuit board 3 with the adhesive portion 6. It is adhered and adhered.
- 4 and 5 is formed in a frame shape that continues along the region where the electrical connection portion 4 is provided, and the entire opening edge of the bag opening window 51 is not cut and has no gap. It can be in close contact.
- the adhesion part 6 is made into the adhesive force which can adhere
- the adhesive part 6 shown in FIGS. 5 and 6 is a double-sided tape 60 in which an exposed opening 61 for exposing the electrical connecting part 4 is formed.
- the double-sided tape 60 shown in the figure has a sheet shape as a whole, the center portion is opened to a predetermined shape and size to form an exposed opening portion 61, and an adhesive layer is formed around the exposed opening portion 61.
- a frame-shaped adhesive layer 62 is provided on both sides as 62.
- the double-sided tape 60 has, for example, an opening 61 for exposing the electrical connection portion 4 at the center of a sheet-like double-sided adhesive tape having a double-sided adhesive layer 62 and a release sheet 63 on the surface. It is manufactured by doing. As shown by an arrow A in FIG.
- the double-sided tape 60 is exposed while guiding the electrical connection portion 4 to the exposed opening 61 in a state in which one (the circuit board 3 side) release sheet 63 is removed.
- An adhesive portion 6 for adhering the periphery of the bag opening window 51 of the waterproof bag 5 can be formed on the surface side of the circuit board 3.
- the bonding portion 6 shown in FIG. 8 is formed by forming a plurality of exposed openings 61 in order to bond the opening edge portions of the plurality of bag opening windows 51 opened in the waterproof bag 5B to the circuit board 3.
- Double-sided tape 60B is used.
- the double-sided tape 60B shown in the figure is provided with a first exposed opening 61A at a position opposite to the first bag opening window 51A for exposing the pair of output connectors 45A to expose the signal connector 45B.
- a second exposed opening 61B is provided at a position facing the bag opening window 51B.
- the double-sided tape 60 ⁇ / b> B shown in the figure is in the form of a single sheet, but can also be divided and arranged at positions facing the plurality of bag opening windows 51.
- the double-sided tape may have a structure in which adhesive layers 62 are provided on both surfaces of a base material 64 having an exposed opening 61 for exposing the electrical connecting portion 4.
- This double-sided tape 60C is manufactured, for example, by providing an adhesive layer 62 on both sides of a base material 64 in which rubber or plastic or the like is formed in a sheet shape, and then opening an exposed opening 61 in the center portion, or As shown by the chain line in FIG. 10, after the opening 61 is opened at the center of the base material 64 in which rubber or plastic is formed in a plate shape, the adhesive layer 62 is provided on both sides.
- the pressure-sensitive adhesive layer 62 formed on both surfaces of the base material 64 can be provided, for example, by attaching a double-sided adhesive tape 65. Since the double-sided tape 60C can hold the entire shape flat by the base material 64 laminated between the adhesive layers 62, the double-sided tape 60C is wrinkled on the adhesive layer 62 in a state where the double-sided tape 60C is adhered to the circuit board 3. It is possible to prevent the sagging and to adhere to the circuit board 3 without a gap. Further, since the entire double-sided tape 60C is held in a flat shape, it can be easily attached to a predetermined position on the circuit board 3. In particular, the double-sided tape 60 ⁇ / b> C can more reliably adhere the adhesive layer 62 to the circuit board 3 without a gap by using the base material 64 as a rubber sheet or a soft plastic sheet.
- the bonding portion 6 can be provided by applying an adhesive 66 around the electrical connection portion 4 on the circuit board 3.
- an adhesive 66 silicon resin or the like can be used.
- This adhesive part 6 forms an adhesive part 6 that can adhere the opening edge of the bag opening window 51 of the waterproof bag 5 without a gap by applying the adhesive 66 in a frame shape along the periphery of the electrical connection part 4. it can.
- the bonding portion 6 that can easily bond the periphery of the bag opening 51 can be formed around the electrical connection portion 4 of the circuit board 3.
- the electrical connection part 4 protruding from the circuit board 3 is exposed from the bag opening window 51 and the periphery of the bag opening window 51 is connected to the circuit by the bonding part 6.
- a waterproof structure is realized in which the periphery of the bag opening window 51 is adhered to the circuit board 3 in a watertight manner by being adhered to the substrate 3.
- the circuit board 3 shown in FIGS. 2 and 6 the electronic component 19 to be mounted is arranged on the surface facing the battery holder, and the outer surface of the circuit board 3, particularly around the electrical connection portion 4 is arranged. This area is a smooth surface on which the electronic component 19 is not disposed. For this reason, this circuit board 3 forms the adhesion part 6 in the smooth surface around the electrical connection part 4, and makes the opening edge part of the bag opening window 51 of the waterproof bag 5 adhere to this adhesion part 6 without a gap.
- a watertight structure is realized.
- the waterproof bag 5 can be filled with the potting resin 7 in a state where the battery assembly 10 is accommodated. As shown in FIGS. 7A to 7C, the waterproof bag 5 has the battery assembly 10 provided with the bonding portion 6 inserted through the insertion opening 52, and the electrical connection portion 4 is exposed to the outside through the bag opening window 51. The uncured potting resin 7 is injected in a state where the periphery of the bag opening window 51 is in close contact with the circuit board 3 via the bonding portion 6 and closed. As shown in (d) of FIG. 7, the waterproof bag 5 is injected with uncured potting resin 7 from the insertion opening 52 with the insertion opening 52 facing upward.
- the waterproof bag 5 is injected with the uncured potting resin 7 in a posture in which the closed portion 53 in which the bag opening window 51 is opened is disposed below, but the periphery of the bag opening window 51 is surrounded by the bonding portion 6.
- the uncured potting resin 7 to be injected does not leak from the waterproof bag 5 and is stored in the waterproof bag 5.
- the uncured potting resin 7 injected into the inside of the waterproof bag 5 is filled so as to enter the inside of the battery assembly 10 whose periphery is closed by the waterproof bag 5, and the secondary battery 1 in the battery holder 2 or the like.
- the electronic component 19 fixed to the circuit board 3 is filled in contact with the electronic component 19.
- a predetermined amount of potting resin 7 is preferably injected into the waterproof bag 5.
- the injection amount of the potting resin 7 is an amount in which a part of the battery assembly 10 including the circuit board 3 is immersed. As will be described in detail later, the air inside the sealed waterproof bag 5 is sucked.
- the amount necessary for bringing the potting resin 7 into close contact with the surface of the electronic component 19 mounted on the circuit board 3 or the surfaces of all the secondary batteries 1 can be set.
- the waterproof bag 5 is injected with a large amount of potting resin 7 to bring the potting resin 7 into close contact with the surface of the electronic component 19 mounted on the circuit board 3 and the surfaces of all the secondary batteries 1, and then uncured. In such a state, the excessive potting resin 7 can be discharged.
- the insertion opening 52 directed upward is watertightly closed as shown in FIG.
- the waterproof bag 5 can be sealed in a watertight structure by using the flexible sheet 50 as a plastic film of a thermoplastic resin and welding the plastic films together.
- the insertion opening 52 of the waterproof bag 5 is heat-sealed in a state in which the opposing flexible sheet 50 is in close contact with the opening edge portion to form a sealed portion 54 and is hermetically closed.
- the sealed waterproof bag 5 exhausts the air inside to make the potting resin 7 contact the surface of the secondary battery 1 while reducing the volume of the waterproof bag 5.
- the waterproof bag 5 having the check valve 55 is injected with the potting resin 7 to forcibly exhaust the internal air from the check valve 55 in an uncured state of the potting resin 7.
- the waterproof bag 5 having the check valve 55 injects the potting resin 7 so as not to immerse the check valve 55 in the potting resin 7 so that the air inside the check valve 55 can be exhausted.
- the check valve 55 allows air to pass only from the inside toward the outside, but not in the reverse direction. Accordingly, as shown in FIG. 7 (f), the waterproof bag 5 can evacuate the internal air from the check valve 55 to the outside by folding the sealing portion 54 to reduce the volume.
- An intake port of a suction pipe 91 connected to a non-illustrated valve is disposed in the check valve 55 so that air inside the waterproof bag 5 can be sucked and exhausted by a suction pump.
- the internal pressure is reduced and the waterproof bag 5 contracts, and the potting resin 7 accumulated on the bottom surface of the waterproof bag 5 is sucked upward to the liquid level. rises. In this state, the potting resin 7 flows into the gap of the battery assembly 10 and is in close contact with the surface of the secondary battery 1 in a thermally coupled state.
- the waterproof bag 5 preferably evacuates the internal air until the liquid level of the potting resin 7 rises to more than half that of the battery assembly 10, and more preferably, the liquid level of the potting resin 7 is substantially equal to that of the battery assembly 10. Raise the whole soak. In this state, almost all the secondary batteries 1 built in the battery assembly 10 are immersed in the potting resin 7 and are brought into close contact with the heat-bonded state.
- the secondary battery 1 in which the potting resin 7 is in close contact with the surface is thermally coupled to the potting resin 7 having a higher thermal conductivity than air, and the heat of the secondary battery 1 is radiated to the outside through the potting resin 7.
- non-uniformity of the state in which the potting resin 7 is in close contact with the surface of each secondary battery 1 also increases the temperature difference of the secondary batteries 1.
- the temperature difference of the secondary battery 1 causes the charge / discharge characteristics of the secondary battery 1 to be unbalanced, and the temperature rise causes the secondary battery 1 to deteriorate.
- sucking and exhausting the air inside the waterproof bag 5 is effective for bringing the potting resin 7 into close contact with the surface of all the secondary batteries 1. It is. This is because the liquid level of the potting resin 7 can be raised to a position where the battery holder 2 is immersed by exhausting the air inside the sealed waterproof bag 5.
- the potting resin 7 can be brought into contact with the surfaces of all the secondary batteries.
- the potting resin 7 can be brought into close contact with the surfaces of all the secondary batteries while using a small amount of the potting resin 7 without using a large amount of the potting resin 7.
- the battery core pack 20 shown in FIG. 7E discharges the internal air from the check valve 55 provided in the vicinity of the sealing portion 54 located above, and enters the potting resin 7 into the gap of the battery assembly 10. it can.
- the battery core pack 20 evacuates air from the check valve 55 to bring the potting resin 7 into close contact with the surface of the secondary battery 1. Then, as shown in FIG. It is inverted upside down and sucked from the check valve 55 arranged on the lower surface side, and the internal potting resin 7 is discharged.
- the check valve 55 exhausts the internal air in a state where the waterproof bag 5 is sealed, and thus is provided at the upper part of the waterproof bag 5. This is because air accumulates at the top.
- the waterproof bag 5 accommodates the battery assembly 10 in the waterproof bag 5 in a posture in which the circuit board 3 is disposed in the closed portion 53 that is the bottom of the waterproof bag 5, and is placed at the end opposite to the circuit board 3.
- a check valve 55 is provided so as to approach. Since the waterproof bag 5 is filled with the potting resin 7 at the bottom where the circuit board 3 is disposed, the air is sucked from the check valve 55 provided on the opposite side of the waterproof bag 5 so as to accumulate on the upper part of the waterproof bag 5. Air can be exhausted ideally.
- the check valve 55 is not necessarily provided in the vicinity of the insertion opening 52 of the waterproof bag 5. This is because the potting resin 7 is poured into the waterproof bag 5 from the insertion opening 52 to close the insertion opening 52, and then the air inside the waterproof bag 5 can be exhausted in a posture in which the waterproof bag 5 is inclined.
- the waterproof bag 5 provided with the check valve 55 exhausts the air accumulated inside the potting resin 7 from the check valve 55, so that the portion provided with the check valve 55 is positioned above. By tilting the waterproof bag 5, the potting resin 7 accumulated in the waterproof bag 5 can be moved upward while exhausting air efficiently from the check valve 55.
- the battery core pack 20 described above has a structure in which the insertion opening 52 of the waterproof bag 5 is completely sealed and air is exhausted from the check valve 55 provided in the flexible sheet 50.
- the insertion opening 52 of the waterproof bag 5 is completely sealed and air is exhausted from the check valve 55 provided in the flexible sheet 50.
- the waterproof bag can be provided with an opening in the flexible sheet, and a connecting cylinder portion can be connected to the opening to serve as a discharge portion that discharges air and potting resin in the waterproof bag.
- the method of forcibly exhausting the air inside the waterproof bag 5 is to heat the potting resin 7 on the surface of all the secondary batteries 1 without injecting a large amount of the potting resin 7 into the waterproof bag 5.
- the battery pack 100 can be lightened by reducing the amount of the potting resin 7 used while being in close contact with the bonded state. This is because the potting resin 7 can enter the gap of the battery assembly 10 by forcibly exhausting the air.
- a resin excellent in adhesiveness such as urethane resin is used because it closely adheres to the surface of the secondary battery 1 and improves heat dissipation characteristics.
- this battery core pack 20 can efficiently radiate the heat of the secondary battery 1 from the outside by preventing a decrease in heat dissipation characteristics due to the air layer.
- the battery core pack 20 in which the waterproof bag 5 is filled with the potting resin 7 can realize better waterproofness.
- the waterproof structure around the adhesive portion 6 can be further improved.
- the potting resin 7 injected into the waterproof bag 5 is thermally coupled to the secondary battery 1 of the battery assembly 10 and the heat generating component of the circuit board 3, so that the heat of the secondary battery 1 and the heat generating component is efficiently transferred to the outside. It can conduct and dissipate heat.
- the circuit board 3 can be protected by the potting resin 7.
- the structure in which the battery assembly 10 is accommodated in the waterproof bag 5 and the circuit board 3 is embedded in the potting resin 7 can protect the circuit board 3 with the waterproof structure with both the waterproof bag 5 and the potting resin 7.
- Example 8 As shown in FIGS. 1 to 3, the outer case 8 is formed in a box shape and has a chamfered corner.
- the exterior case 8 shown in the drawing is divided into a container-shaped first casing 8A having an upper opening and a second casing 8B which is a lid for closing the opening of the first casing 8A.
- the exterior case 8 shown in the drawing connects the first casing 8A and the second casing 8B to each other to form a storage space in which the battery core pack 20 is stored.
- the exterior case 8 has an electric connection part 4 for connecting to an electric tool (not shown) as a battery-powered device or a battery pack charger on the surface.
- an exposing window 81 for exposing the electrical connecting portion 4 is opened in a part of the second casing 8 ⁇ / b> B constituting the exterior case 8.
- the electrical connection portion 4 that is electrically connected to the input terminal of an electrical device such as a battery drive device or a battery pack charger is exposed through the exposed window 81.
- the outer case 8 includes a latch portion (not shown) for holding the mounting state when the outer case 8 is mounted on a battery-driven device such as an electric tool.
- the outer case 8 is formed of a resin or the like having excellent insulating properties and strength.
- the above battery pack 100 is assembled as follows. [Battery assembly manufacturing process] (1) As shown in FIG. 5, all the secondary batteries 1 are inserted into the holding cylinder 21 of the battery holder 2 in a predetermined posture, and the first holder 2A and the second holder 2B are connected. (2) The lead plates 15 are welded and fixed to both end faces of each secondary battery 1 arranged at a fixed position of the battery holder 2, and the plurality of secondary batteries 1 are connected in series and in parallel. The output lead plate 16 is connected to the lead plate 15 connected to both ends of the secondary battery 1 connected in series. (3) The circuit board 3 is fixed to face one surface of the battery holder 2.
- the circuit board 3 is fixed to the battery holder 2 so that the electrical connection portion 4 that is electrically connected to an externally connected electrical device protrudes from the outer surface. Furthermore, the connection part 15A of the lead plate 15 connected between the secondary batteries 1 connected in series and the output lead plate 16 connected to both ends of the secondary battery 1 connected in series are electrically connected to the circuit board 3. To do.
- the battery assembly 10 is assembled through the above steps.
- the adhesive portion 6 is formed around the electrical connection portion 4 on the surface of the circuit board 3.
- the adhesive portion 6 shown in FIGS. 4 and 5 is a double-sided tape 60 in which an exposed opening 61 for exposing the electrical connecting portion 4 is formed.
- the double-sided tape 60 removes the release sheet 63 on the side facing the circuit board 3 and guides the electrical connection portion 4 to the exposed opening 61, while exposing the adhesive layer 62.
- the double-sided tape 60 removes the release sheet 63 on the opposite side to expose the adhesive layer 62, and forms the adhesive portion 6 around the electrical connection portion 4 on the surface side of the circuit board 3.
- the bonding portion 6 can be provided by applying an adhesive 66 around the electrical connection portion 4 on the circuit board 3.
- the battery assembly 10 is inserted into the waterproof bag 5 in which the bag opening window 51 for exposing the electrical connection portion 4 to the outside is formed, and in FIG. As shown, the electrical connection portion 4 is exposed from the bag opening window 51, and the periphery of the bag opening window 51 is brought into close contact with the circuit board 3 with the bonding portion 6 and sealed.
- the waterproof bag 5 having the bag opening window 51 on the bottom surface has an insertion opening 52 with respect to the battery assembly 10 arranged so that the electrical connection portion 4 protrudes upward.
- the battery assembly 10 is inserted into the waterproof bag 5 so as to be covered from above in a downward posture, and the electrical connection portion 4 protruding upward from the circuit board 3 is exposed to the outside through the bag opening 11. Further, the opening edge of the bag opening window 51 is brought into close contact with the bonding portion 6 formed around the bag opening window 51 without any gap.
- the waterproof bag 5 shown in the figure includes an exhaust check valve 55 in the vicinity of the sealing portion 54, and the internal air is exhausted to the outside through the check valve 55.
- the waterproof bag 5 evacuates the internal air to the outside through the check valve 55 by folding the sealing portion 54 to reduce the volume.
- a suction pipe 91 is arranged on the check valve 55, and the air inside the waterproof bag 5 is sucked and exhausted by a suction pump.
- the air inside is forcibly exhausted, whereby the internal pressure is reduced, the waterproof bag 5 is contracted, and the liquid level of the potting resin 7 is increased.
- each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
- a battery assembly including an externally connected electrical connection portion is put in a waterproof bag, and a waterproof structure is provided while the electrical connection portion is exposed to the outside. It can be used effectively as a pack.
- Connection window 91 ... Suction pipe 103 ... Waterproof bag 103Y ... Lead wire lead 104 ... Exterior case 104A ... First case 104B ... Second case 106 ... Lead 107 ... Connector 110 ... Battery assembly 118 ... Insertion gap 119 ... Sealing agent 120 ... Core pack 140 ... Battery storage part 151 ... Temporary fitting part
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Abstract
回路基板上に接続端子等の電気接続部を設けた電池パックの防水を図る。 電池パックは、複数の二次電池(1)と、複数の二次電池(1)を保持する電池ホルダ(2)と、複数の二次電池(1)と電気的に接続された電子回路を実装する回路基板(3)と、回路基板(3)上に設けられて、外部の電気機器と電気接続する電気接続部(4)とを備える電池組立(10)と、電池組立(10)を収納してなる、可撓性シート(50)からなる防水袋(5)とを備えている。防水袋(5)は、電気接続部(4)を外部に表出させるための袋開口窓(51)を形成しており、回路基板(3)は、電気接続部(4)を設けた領域を囲むように接着部(6)を設けている。防水袋(5)は、袋開口窓(51)を通して電気接続部(4)を表出させた状態で、袋開口窓(51)の周囲が接着部(6)でもって回路基板(3)に接着されている。
Description
本発明は、電動工具や電動芝刈り機、電動ブロワ、アシスト自転車等の電池駆動機器に脱着自在に装着されて電力を供給する電池パックに関し、とくに防水構造を図った電池パック及び電池パックの製造方法に関する。
電動工具等の電池駆動機器は、充電できる電池を内蔵している電池パックを脱着自在に装着することで、コードレス方式として建築現場等において便利に使用できる。また、電池駆動機器から電池パックを取り外し式とすることで、取り外した電池パックを充電することにより繰り返し使用できる。内蔵する電池パックの残容量が少なくなった電池パックは、電池パック用の充電器にセットすることで充電できる。
このような電池パックは、例えば、複数の二次電池を直列、及び/又は並列に接続して所定の容量としている。また、複数の二次電池を保持する電池ホルダや、電子回路を実装した回路基板で構成された電池組立を、樹脂製の外装ケースに収納している。また、電池パックを電池駆動機器に装着した状態で、電池パックの出力電力を電池駆動機器に供給するため、あるいは様々な電気信号をやりとりするため、これら間で電気的な接続も確立されている。通常は、コネクタや接続端子等の電気的に接続するための接続部を挿入、挟持等によって接続状態に維持することで電気接続が図られている。このような電池パックは、電動工具等の電池駆動機器と装着、交換しやすいように接続部を外装ケースから表出させている構造のものが多い。
一方で、二次電池を保護するため、電池パックを防水構造とすることが求められている。とくに、屋外で使用される電池駆動機器においては、雨や水滴等で二次電池に意図しない短絡が生じないような構成が求められる。このため、例えば、図12及び図13に示すように、二次電池を集合して回路基板と接続した電池組立110を防水袋103に収納してコアパック120とし、このコアパック120を外装ケース104に収納する構成が用いられている。この構成においては、コアパック120はリード線106を介してコネクタ107を接続しており、このリード線106を、防水袋103のリード線引出部103Yから引き出している。リード線引出部103Yは、挿通隙間118にシール剤119を充填して水密構造に閉塞している。外装ケース104は、コネクタ107を定位置に仮止めする嵌着仮止部151と電池組立110を定位置にセットする電池収納部140とを有する第1ケース104Aと、第1ケース104Aに連結される第2ケース104Bとを備えている。パック電池は、コネクタ107と電池組立110とを第1ケース104Aの定位置に仮固定する状態で、防水袋103のリード線引出部103Yをシール剤119で水密に防水している。この構成であれば、外装ケース104の組み立て後から長期間にわたって、リード線106の引き出し部を確実に防水構造に保持できる。
しかしながら、この構成の電池パックは、コネクタとコアパックとをリード線で接続する必要がある。一方、リード線を使用せずに、回路基板上に接続端子やコネクタ等の電気接続部を直付けした電池パックも存在するため、このような電池パックにおいては、上記の構成を採用できず、防水構造が図れないという問題があった。
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的の一は、回路基板上に接続端子等の電気接続部を設けた構成の電池パックにおいても防水を図ることが可能な電池パックを提供することにある。
本発明の電池パックは、複数の二次電池1と、複数の二次電池1を保持する電池ホルダ2と、複数の二次電池1と電気的に接続された電子回路を実装する回路基板3と、回路基板3上に設けられて、外部の電気機器と電気接続する電気接続部4とを備える電池組立10と、電池組立10を収納してなる、可撓性シート50からなる防水袋5とを備えている。防水袋5は、電気接続部4を外部に表出させるための袋開口窓51を形成しており、回路基板3は、電気接続部4を設けた領域を囲むように接着部6を設けている。防水袋5は、袋開口窓51を通して電気接続部4を表出させた状態で、袋開口窓51の周囲が接着部6でもって回路基板3に接着されている。
上記構成により、電気接続部は袋開口窓を介して防水袋から表出されると共に、防水袋は袋開口窓の周囲が電気接続部を囲む接着部を介して回路基板に接着されて、防水袋の内部に浸水する事態を回避できる。したがって、防水袋による防水構造を実現しながら、回路基板上に設けられた接続端子等の電気接続部を防水袋の外部に表出させて外部との電気接続を図ることができる。
本発明の電池パックは、防水袋5に電池組立10が収納された電池コアパック20を収納する外装ケース8を備えて、外装ケース8には、電気接続部4を外部に表出させる接続窓81を形成することができる。
上記構成により、外装ケースに開口された接続窓から電気接続部を表出させて、電池パックと外部の電気機器とを電気的に接続できる。
上記構成により、外装ケースに開口された接続窓から電気接続部を表出させて、電池パックと外部の電気機器とを電気的に接続できる。
本発明の電池パックは、接着部6を、電気接続部4を表出させるための表出開口部61を形成した両面テープ60とすることができる。
上記構成により、表出開口部を形成した両面テープを用意することで、容易に袋開口部の周囲と対向する領域に、袋開口部の開口縁部を接着する接着部を形成できる。
上記構成により、表出開口部を形成した両面テープを用意することで、容易に袋開口部の周囲と対向する領域に、袋開口部の開口縁部を接着する接着部を形成できる。
本発明の電池パックは、接着部6を、回路基板3上において電気接続部4の周囲に塗布された接着剤66とすることができる。
上記構成により、回路基板の電気接続部の周囲の領域に接着剤を塗布することで、簡単かつ容易に、袋開口部の周囲を接着可能な接着部を形成できる。
上記構成により、回路基板の電気接続部の周囲の領域に接着剤を塗布することで、簡単かつ容易に、袋開口部の周囲を接着可能な接着部を形成できる。
本発明の電池パックは、電気接続部4を、回路基板3に固定された接続端子41または接続コネクタ45とすることができる。
本発明の電池パックは、さらに、防水袋5の内部にポッティング樹脂7を注入することができる。
上記構成により、電池組立がポッティングされて、防水袋との隙間に生じる空気層をポッティングにより排除し、空気層の介在による断熱効果を抑制して放熱性を向上できる。
上記構成により、電池組立がポッティングされて、防水袋との隙間に生じる空気層をポッティングにより排除し、空気層の介在による断熱効果を抑制して放熱性を向上できる。
本発明の電池パックの製造方法は、複数の二次電池1と、複数の二次電池1を保持する電池ホルダ2と、複数の二次電池1と電気的に接続された電子回路を実装した回路基板3と、回路基板3上に設けられて外部の電気機器と電気接続する電気接続部4とを備える電池組立10と、電池組立10を収納してなる、可撓性シート50からなる防水袋5とを備える電池パックの製造方法であって、回路基板1の電気接続部4を設けた領域を囲むように接着部6を形成する接着領域形成工程と、防水袋5として、電気接続部4を外部に表出させるための袋開口窓51を有する防水袋5を使用し、この防水袋5に電池組立10を挿入し、袋開口窓51から電気接続部4を表出させて、袋開口窓51の周囲を接着部6でもって回路基板3に密着させて密閉する密着工程とを含んでいる。
上記方法により、袋開口窓を介して電気接続部を防水袋から表出し、袋開口窓の周囲を電気接続部を囲む接着部を介して回路基板に接着することで防水袋による防水構造を実現しながら、回路基板上に設けられた接続端子等の電気接続部を防水袋の外部に表出させて外部との電気接続を図ることができる。
本発明の電池パックの製造方法は、密着工程の後工程として、防水袋5の内部にポッティング樹脂7を注入する樹脂注入工程を含むことができる。
これにより、防水袋の内部において電池組立がポッティングされて、防水袋との隙間に生じる空気層をポッティング樹脂により排除し、空気層の介在による断熱効果を抑制して放熱性を向上できる。
これにより、防水袋の内部において電池組立がポッティングされて、防水袋との隙間に生じる空気層をポッティング樹脂により排除し、空気層の介在による断熱効果を抑制して放熱性を向上できる。
本発明の電池パックは、主として電動工具等の屋外で使用される種々の電池駆動機器用の電源として使用される。ただし、本発明は電池パックの用途を特定するものではなく、電動工具以外の電池駆動機器、例えば、電動芝刈り機、電動ブロワ、アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等の電源として使用することもできる。
図1~図7に、本発明の一実施形態に係る電池パックとして、電動工具用の電池パック100を示す。図1~図7に示す電池パック100は、複数の二次電池1を連結してなる電池組立10と、この電池組立10を収納してなる防水袋5とを備えている。図の電池パック100は、電池組立10が収納された防水袋5を密閉して防水構造の電池コアパック20としており、この電池コアパック20を外装ケース8に収納している。
(電池組立10)
電池組立10は、充放電可能な複数の二次電池1と、これらの複数の二次電池1を保持する電池ホルダ2と、複数の二次電池1と電気的に接続された電子回路を実装する回路基板3と、回路基板3上に設けられて、外部の電気機器と電気接続する電気接続部4とを備えている。電池組立10は、図2と図5に示すように、複数の二次電池1を電池ホルダ2で定位置に保持しており、この電池ホルダ20の一の面(図2においては上面)に回路基板3を連結して固定している。
なお、本明細書において、電池パックが外部接続される電気機器とは、電池パックが装着されて、電池パックから供給される電力で駆動する電動工具等の電池駆動機器だけでなく、電池パックに内蔵される二次電池を充電するためにセットされる電池パック用充電器等も含んでいる。
電池組立10は、充放電可能な複数の二次電池1と、これらの複数の二次電池1を保持する電池ホルダ2と、複数の二次電池1と電気的に接続された電子回路を実装する回路基板3と、回路基板3上に設けられて、外部の電気機器と電気接続する電気接続部4とを備えている。電池組立10は、図2と図5に示すように、複数の二次電池1を電池ホルダ2で定位置に保持しており、この電池ホルダ20の一の面(図2においては上面)に回路基板3を連結して固定している。
なお、本明細書において、電池パックが外部接続される電気機器とは、電池パックが装着されて、電池パックから供給される電力で駆動する電動工具等の電池駆動機器だけでなく、電池パックに内蔵される二次電池を充電するためにセットされる電池パック用充電器等も含んでいる。
(二次電池1)
二次電池1は、充放電できるリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は、体積当たりのエネルギー密度が高く、小型化、大容量化の点で好ましい。このようなリチウムイオン二次電池には、規格化された仕様のものを利用できる。ただ、二次電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、ポリマー電池等の充電できる他の全ての電池とすることもできる。図に示す二次電池1は、一方向に延長された形状の外装缶を有する電池としている。ここでは、外装缶を円筒形とした円筒形電池を使用している。ただ、二次電池は、円筒形電池に限定されず、角型電池や扁平形電池とすることもできる。
二次電池1は、充放電できるリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は、体積当たりのエネルギー密度が高く、小型化、大容量化の点で好ましい。このようなリチウムイオン二次電池には、規格化された仕様のものを利用できる。ただ、二次電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池、ポリマー電池等の充電できる他の全ての電池とすることもできる。図に示す二次電池1は、一方向に延長された形状の外装缶を有する電池としている。ここでは、外装缶を円筒形とした円筒形電池を使用している。ただ、二次電池は、円筒形電池に限定されず、角型電池や扁平形電池とすることもできる。
(電池ホルダ2)
電池ホルダ2は、複数の二次電池1を互いに平行な姿勢として、同一方向に横並びに隣接するように多段多列に配置している。さらに、電池ホルダ2は、多段多列に配置される複数の二次電池1の両端面の正負の電極端子を同一面に配置している。電池ホルダ2は、図5に示すように、二次電池1を挿通して保持する複数の保持筒21を連結してなる構造としている。図の電池ホルダ2は、10本の二次電池1を保持できるように、10個の保持筒21を2段5列に並べた形状に一体的に成形している。この電池ホルダ2は、絶縁材料であるプラスチック等を成形して製作される。電池ホルダ2は、保持筒21の内側に二次電池1を挿通して、複数の二次電池1を所定の位置に保持している。図5に示す電池ホルダ2は、保持筒21を軸方向の中間で2分割して、第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bに分割している。2分割された第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bは、保持筒21の分割端である中央開口部から二次電池1を挿入し、第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bを互いに連結して、複数の二次電池1を電池ホルダ2に収納している。
電池ホルダ2は、複数の二次電池1を互いに平行な姿勢として、同一方向に横並びに隣接するように多段多列に配置している。さらに、電池ホルダ2は、多段多列に配置される複数の二次電池1の両端面の正負の電極端子を同一面に配置している。電池ホルダ2は、図5に示すように、二次電池1を挿通して保持する複数の保持筒21を連結してなる構造としている。図の電池ホルダ2は、10本の二次電池1を保持できるように、10個の保持筒21を2段5列に並べた形状に一体的に成形している。この電池ホルダ2は、絶縁材料であるプラスチック等を成形して製作される。電池ホルダ2は、保持筒21の内側に二次電池1を挿通して、複数の二次電池1を所定の位置に保持している。図5に示す電池ホルダ2は、保持筒21を軸方向の中間で2分割して、第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bに分割している。2分割された第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bは、保持筒21の分割端である中央開口部から二次電池1を挿入し、第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bを互いに連結して、複数の二次電池1を電池ホルダ2に収納している。
保持筒21は、図5に示すように、二次電池1の両端部と対向する部位においては、二次電池1の表面のほぼ全周に沿う筒状に形成されており、二次電池1の中間部と対向する部位においては、部分的に開口部22を設けて、隣接する二次電池1の間に空隙を形成している。この保持筒21は、端部の内面を二次電池1の表面に面接触させて二次電池1を定位置に保持できる。さらに、図の電池ホルダ2は、分割された保持筒21の対向部分を切欠して開口部22を設けている。このように、隣接する二次電池1の間に空隙が形成される電池ホルダ2は、例えば、図2に示すように、電池組立10が収納された防水袋5にポッティング樹脂7を充填する構造においては、複数の二次電池1同士を絶縁しながら理想的に熱結合できる。この構造は、詳細には後述するが、電池組立10を防水袋5に収納した状態で、防水袋5に注入される未硬化のポッティング樹脂7を二次電池1の間の空隙に流入させて、複数の二次電池1をポッティング樹脂7を介して熱結合させて効果的に放熱できる。さらに、図の電池ホルダ2は、第1ホルダ2Aの保持筒21の開口縁部に温度センサー14を配設するための切欠部(図示せず)を形成しており、この切欠部(図示せず)に配置された温度センサー14を介して二次電池1の温度を検出している。この電池パック100は、温度センサー14で電池温度を検出しながら、二次電池1の充放電を制御できる特徴がある。
分割された第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bは、対向する保持筒21に挿入される二次電池1を介して定位置で連結される。第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bは、保持筒21に二次電池1を収納した状態で対向する連結部を互いに嵌合させると共に、連結部分を接着して定位置で連結される。ただ、図示しないが、分割された第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bは、係止構造で連結し、あるいはネジ止めして連結し、あるいはまた、これらを組み合わせて連結することもできる。以上の電池ホルダ2は、分割された複数の保持筒21を一体的に成形しているが、本発明のパック電池は、電池ホルダを以上の構造に特定しない。電池ホルダは、複数の二次電池を所定の位置に保持できる他の全ての構造とすることができる。
(リード板15)
電池ホルダ2の定位置に配置される複数の二次電池1は、両端面にリード板15を溶着して、互いに直列と並列とに接続している。リード板15は、導電性に優れた平板状の金属板で、電池ホルダ2の側面に開口された表出部から表出する二次電池1の端面に、スポット溶接等により溶着されている。複数の二次電池1は、複数本を直列に接続して出力電圧を高くし、また、複数本を並列に接続して出力電流を大きくできる。図の電池組立10は、2本の二次電池1を並列に接続すると共に、並列接続された5組の二次電池1を直列に接続して、10本の二次電池1を5直列で2並列に電気接続している。ただ、電池パックは、内蔵する二次電池の本数や接続状態を特定しない。電池パックは、使用する電池駆動機器の種類や用途に応じて内蔵する二次電池の本数と接続状態を種々に設計できる。
電池ホルダ2の定位置に配置される複数の二次電池1は、両端面にリード板15を溶着して、互いに直列と並列とに接続している。リード板15は、導電性に優れた平板状の金属板で、電池ホルダ2の側面に開口された表出部から表出する二次電池1の端面に、スポット溶接等により溶着されている。複数の二次電池1は、複数本を直列に接続して出力電圧を高くし、また、複数本を並列に接続して出力電流を大きくできる。図の電池組立10は、2本の二次電池1を並列に接続すると共に、並列接続された5組の二次電池1を直列に接続して、10本の二次電池1を5直列で2並列に電気接続している。ただ、電池パックは、内蔵する二次電池の本数や接続状態を特定しない。電池パックは、使用する電池駆動機器の種類や用途に応じて内蔵する二次電池の本数と接続状態を種々に設計できる。
各々のリード板15は、電池ホルダ2の一の面(図4においては上面)に配置している回路基板3に接続されている。直列接続される二次電池1の間に接続されるリード板15は、図5に示すように、回路基板3に接続するための接続部15Aを回路基板3側の端部から突出して設けている。これらのリード板15は、接続部15Aを回路基板3に接続して、直列接続される二次電池1の中間電位を回路基板3に入力している。さらに、直列接続される二次電池1の両端に接続されるリード板15は、二次電池1の出力を取り出すための出力部15Bをリード板15の側部に設けている。リード板15の出力部15Bは、出力リード板16を介して回路基板3に接続されている。図4と図5に示す出力リード板16は、所定の幅の金属板として、回路基板3まで延長して接続している。さらに、図に示す電池組立10は、リード板15の一方の出力部15Bと出力リード板16との間に保護素子17を接続している。
(回路基板3)
回路基板3は、複数の二次電池1と電気的に接続された電子回路を実装している。回路基板3は、例えば、二次電池1の保護回路を実現する電子部品19を実装している。この保護回路には、リード板15から突出する接続部15Aが接続されており、二次電池1の電池電圧を検出している。図2に示す回路基板3は、電池ホルダ2の一の面(図においては上面)に対向して固定されている。電池ホルダ2は、図2において上方に突出する支持部24を備えており、この支持部24を介して回路基板3を電池ホルダ2の上面から離れた位置に配置している。この回路基板3は、電池ホルダ2との対向面(図2において下面)側に保護回路等を実現する電子部品19を配置している。このように、電池ホルダ2との対向面側に電子部品19を配置する構造は、回路基板3の外側面を電子部品19が配置されない平滑面とすることができる。このため、回路基板3に実装される電子部品19の凹凸との接触により、後述する防水袋5の可撓性シートが破損するのを有効に阻止できる特徴がある。
回路基板3は、複数の二次電池1と電気的に接続された電子回路を実装している。回路基板3は、例えば、二次電池1の保護回路を実現する電子部品19を実装している。この保護回路には、リード板15から突出する接続部15Aが接続されており、二次電池1の電池電圧を検出している。図2に示す回路基板3は、電池ホルダ2の一の面(図においては上面)に対向して固定されている。電池ホルダ2は、図2において上方に突出する支持部24を備えており、この支持部24を介して回路基板3を電池ホルダ2の上面から離れた位置に配置している。この回路基板3は、電池ホルダ2との対向面(図2において下面)側に保護回路等を実現する電子部品19を配置している。このように、電池ホルダ2との対向面側に電子部品19を配置する構造は、回路基板3の外側面を電子部品19が配置されない平滑面とすることができる。このため、回路基板3に実装される電子部品19の凹凸との接触により、後述する防水袋5の可撓性シートが破損するのを有効に阻止できる特徴がある。
支持部24は、図5に示すように、回路基板3を位置決めしながら連結するために、先端部に位置決め凸部24Aを設けると共に、この位置決め凸部24Aの周囲には段差部24Bを設けている。回路基板3は、支持部24と対向する位置に位置決め孔34が開口されており、この位置決め孔34に位置決め凸部24Aが挿入されると共に、下面が段差部24Bで支持されて定位置に配置されている。さらに、電池ホルダ2の上面には、回路基板3を貫通する止ネジ18をねじ込むための固定ボス25を設けている。回路基板3は、固定ボス25と対応する位置に、止ネジ18を挿通する貫通孔35を開口しており、回路基板3の表面側から貫通孔35を貫通する止ネジ18を固定ボス25にねじ込んで、回路基板3を電池ホルダ2に固定している。
(電気接続部4)
さらに、回路基板3は、電池パック100を、電動工具等の電池駆動機器や電池パック用充電器である電気機器と接続するための電気接続部4を備えている。図に示す回路基板3は、電気機器に外部接続するための電気接続部4を外側面(図4及び図5において上面)の表面から突出して固定している。
さらに、回路基板3は、電池パック100を、電動工具等の電池駆動機器や電池パック用充電器である電気機器と接続するための電気接続部4を備えている。図に示す回路基板3は、電気機器に外部接続するための電気接続部4を外側面(図4及び図5において上面)の表面から突出して固定している。
図4と図5に示す回路基板3は、電気接続部4として、複数の接続端子41を備えている。図に示す接続端子41は、弾性金属板を所定の形状に加工したもので、回路基板3に固定される固定部42と、この固定部42から突出して互いに対向する一対の弾性接続部43を備えている。図に示す接続端子41は、固定部42を回路基板3に固定した状態で、一対の弾性接続部43を外側に突出させている。この接続端子41は、一対の弾性接続部43の間に電気機器の入力端子(図示せず)が挿入されて、外部の電気機器に電気接続される。図に示す接続端子41は、電池パック100に内蔵する二次電池1の出力側に接続された正負の充放電端子41Aに加えて、保護回路の出力や電池情報等を出力する信号端子41Bを備えている。
ただ、電気接続部4は、接続端子を樹脂ケース等で被覆してなる接続コネクタとすることもできる。接続コネクタ45である電気接続部4は、図8に示すように、樹脂で形成された本体部46の一の面に、外部接続される電気機器の入力端子や入力コネクタが挿入される挿入窓47を開口しており、この挿入窓47の内部に、正負の充放電端子や信号端子を構成する接続端子(図示せず)を備えている。この接続コネクタ45は、内蔵される接続端子の固定端が本体部46の下面から突出しており、この固定端を回路基板3に固定することで、回路基板3の定位置に固定されると共に、内蔵される接続端子と回路基板3との電気接続を図っている。図に示す接続コネクタ45は、回路基板3に固定した状態で、本体部46を回路基板3から突出させており、本体部46に形成された挿入窓47を、外部接続される電気機器の入力端子や入力コネクタが挿入される方向に向かって開口している。
ここで、複数の接続端子41や複数の接続コネクタ45で構成される電気接続部4は、好ましくは、回路基板3の一の領域に集中して配置することで、外部機器との接続を簡単にできると共に、後述する防水袋5から表出させる構造を簡単にしながら防水構造を実現できる。ただ、複数の接続端子41や複数の接続コネクタ45を備える電気接続部4は、回路基板3の複数の領域に分割して配置することもできる。例えば、図8に示す回路基板3は、複数の接続コネクタ45を備えると共に、これ等の接続コネクタ45を互いに離間して配置している。図に示す接続コネクタ45は、正負の充放電端子を内蔵する一対の出力用コネクタ45Aと、複数の信号端子を内蔵する信号コネクタ45Bとを備えている。一対の出力用コネクタ45Aは、回路基板3の端部の両側縁部に離間して配置されている。信号コネクタ45Bは、回路基板3の中央部に配置されている。一対の出力用コネクタ45Aと信号コネクタ45Bは、本体部46に開口された挿入窓47を同方向に向けて配置している。これにより、外部の電気機器に対して電池パックを一方向にスライドさせる状態で、出力用コネクタ45Aと信号コネクタ45Bとに電気機器の入力端子や入力コネクタを挿入できるようにしている。
接続端子41や接続コネクタ45で構成される電気接続部4は、図1と図2に示すように、電池コアパック20を外装ケース8に収納する状態で、外装ケース8に開口された接続窓81を通じて外部に表出させている。電池パック100と電気的に接続される電池駆動機器や電池パック用充電器である電気機器は、その入力端子(図示せず)を、接続窓81を通じて表出された電気接続部4に挿入して電気接続される。
以上のように、複数の二次電池1を電池ホルダ2に収納して所定の位置に保持し、各々の二次電池1の端面にリード板15を接続し、さらに、回路基板3を電池ホルダ2の定位置に固定すると共に、各々のリード板15を回路基板3に接続して電池組立10となる。電池組立10は、図6及び図7に示すように、可撓性シートからなる防水袋5に収納されると共に、その挿入開口が水密に閉塞されて防水構造の電池コアパック20が形成される。
(防水袋5)
防水袋5は、電池組立10を収納できるように、可撓性シート50を所定の袋状に形成している。防水袋5の可撓性シート50は、可撓性のあるプラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリイミド(PI)、ポリエチレンイミド(PEI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が使用できる。これらのプラスチックシートは、可撓性と耐熱性に優れている特長がある。また、二次電池1の安全弁が開弁されたときに排出される電解液によって、溶融し化学反応を起こすこともない。ただ、防水袋5に使用される可撓性シートには、上述したもの以外の他のプラスチックシートも使用することができる。
防水袋5は、電池組立10を収納できるように、可撓性シート50を所定の袋状に形成している。防水袋5の可撓性シート50は、可撓性のあるプラスチックシートが使用できる。プラスチックシートには、ポリイミド(PI)、ポリエチレンイミド(PEI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が使用できる。これらのプラスチックシートは、可撓性と耐熱性に優れている特長がある。また、二次電池1の安全弁が開弁されたときに排出される電解液によって、溶融し化学反応を起こすこともない。ただ、防水袋5に使用される可撓性シートには、上述したもの以外の他のプラスチックシートも使用することができる。
図6に示す防水袋5は、可撓性シート50のプラスチックシートを筒状に製作して、一端(図において上端)を閉塞して閉塞部53とすると共に、他端(図において下端)を開口して電池組立10の挿入開口52としている。この防水袋5は、一端を大きく開口して挿入開口52を形成するので、広い挿入開口52から電池組立10を容易に挿入して収納できる。さらに、この挿入開口52は、詳細には後述するが、未硬化のポッティング樹脂7を注入する注入口としても機能する。ポッティング樹脂7が充填される防水袋5は、一部又は全体を透光性として、内部に注入されるポッティング樹脂7の充填状態を確認することができる。
(袋開口窓51)
さらに、防水袋5は、収納される電池組立10の回路基板3に固定された電気接続部4を外部に表出させるための袋開口窓51を開口して設けている。袋開口窓51は、回路基板3に固定された電気接続部4の周囲に沿う形状に開口されており、この袋開口窓51から電気接続部4を表出させる構造としている。図6に示す防水袋5は、袋状に形成された防水袋5の底部である閉塞部53を所定の形状と大きさに開口して袋開口窓51を設けている。図の回路基板3は3列の接続端子41を備えているので、防水袋5は、3列の接続端子41が設けられた領域よりもひとまわり大きな長方形の袋開口窓51を開口して、これ等の接続端子41をスムーズに外部に表出できるようにしている。
さらに、防水袋5は、収納される電池組立10の回路基板3に固定された電気接続部4を外部に表出させるための袋開口窓51を開口して設けている。袋開口窓51は、回路基板3に固定された電気接続部4の周囲に沿う形状に開口されており、この袋開口窓51から電気接続部4を表出させる構造としている。図6に示す防水袋5は、袋状に形成された防水袋5の底部である閉塞部53を所定の形状と大きさに開口して袋開口窓51を設けている。図の回路基板3は3列の接続端子41を備えているので、防水袋5は、3列の接続端子41が設けられた領域よりもひとまわり大きな長方形の袋開口窓51を開口して、これ等の接続端子41をスムーズに外部に表出できるようにしている。
この構造の防水袋5は、例えば、図6に示すように、電気接続部4が上向きに突出する姿勢となるように配置された電池組立10に対して、挿入開口52を下向きの姿勢として防水袋5を上方から被せる状態で電池組立10を防水袋5に挿入し、回路基板3から突出する電気接続部4を上端に位置する袋開口部11から外部に表出させることができる。この構造の防水袋5は、最も簡単に電池組立10を防水袋5に収納しながら、回路基板3から突出する電気接続部4を袋開口部11に案内できる。とくに、防水袋5の挿入開口52の開口面積を、電池組立10の挿入端面(図6における電池組立10の上面)の面積とほぼ等しくし、あるいはやや大きくして、電池組立10を能率良く防水袋5に収納できる。
さらに、図8に示すように、電気接続部4を複数の領域に分割して配置してなる回路基板3を備える電池組立10を収納する防水袋5Bは、複数の袋開口窓51を備えることができる。図に示す防水袋5Bは、一対の出力用コネクタ45Aを表出させる第1の袋開口窓51Aと、信号コネクタ45Bを表出させる第2の袋開口窓51Bとを閉塞部53に開口して設けている。
ただ、防水袋は、必ずしも挿入開口の反対側に位置する閉塞部に袋開口窓を開口する必要はなく、図9に示すように、筒状の防水袋5の外周面に設けることもできる。図9に示す防水袋5Cは、袋状に形成された防水袋5Cの外周面を所定の形状に開口して袋開口窓51を設けている。図の防水袋5Cは、挿入開口52から離れた位置であって底部の近傍に袋開口部51を開口して設けている。この構造の防水袋5Cは、例えば、図9に示すように、電気接続部4が横向きに突出する姿勢となるように配置された電池組立10に対して、挿入開口52を下向きの姿勢とし、かつ、袋開口窓51が開口された面を電気接続部4に対向して配置する姿勢で防水袋5を上方から被せて、電池組立10を防水袋5の奥まで挿入する。その後、袋開口窓51が開口された面を回路基板3に向かって接近させて、電気接続部4を袋開口部11から外部に表出させることができる。この構造の防水袋5Cは、挿入開口52の開口面積を、電池組立10の挿入端面(図9における電池組立10の上面)の面積よりも多少大きくすることで、横向きに突出する電気接続部4を防水袋5の内面に接触させることなく、電池組立10をスムーズに防水袋5に収納できる。
(接着部6)
防水袋5は、袋開口窓51を通して電気接続部4を表出させた状態で、袋開口窓51の周囲を回路基板3に対して水密に密着させて、この部分の防水構造を実現している。回路基板3は、図4に示すように、電気接続部4を設けた領域を囲むように接着部6を設けており、袋開口窓51の開口縁部を接着部6でもって回路基板3に接着して密着させている。図4と図5に示す接着部6は、電気接続部4を設けた領域に沿って連続する枠形状に形成されており、袋開口窓51の開口縁部の全体を切れ目なく、かつ隙間なく密着できるようにしている。また、接着部6は、回路基板3に接着される袋開口窓51の開口縁部が剥離しないように長期間にわたって接着できる粘着力としている。
防水袋5は、袋開口窓51を通して電気接続部4を表出させた状態で、袋開口窓51の周囲を回路基板3に対して水密に密着させて、この部分の防水構造を実現している。回路基板3は、図4に示すように、電気接続部4を設けた領域を囲むように接着部6を設けており、袋開口窓51の開口縁部を接着部6でもって回路基板3に接着して密着させている。図4と図5に示す接着部6は、電気接続部4を設けた領域に沿って連続する枠形状に形成されており、袋開口窓51の開口縁部の全体を切れ目なく、かつ隙間なく密着できるようにしている。また、接着部6は、回路基板3に接着される袋開口窓51の開口縁部が剥離しないように長期間にわたって接着できる粘着力としている。
図5と図6に示す接着部6は、電気接続部4を表出させるための表出開口部61を形成した両面テープ60としている。図の両面テープ60は、全体をシート状とすると共に、中央部を所定の形状と大きさに開口して表出開口部61を形成し、さらに、この表出開口部61の周囲を粘着層62として両面に枠形状の粘着層62を設けている。この両面テープ60は、例えば、両面を粘着層62として表面に剥離シート63を設けたシート状の両面接着テープの中央部に、電気接続部4を表出させるための表出開口部61を開口することにより製造される。この両面テープ60は、図5の矢印Aで示すように、一方(回路基板3側)の剥離シート63を除去した状態で、表出開口部61に電気接続部4を案内しながら、露出する粘着層62を回路基板3の表面であって、電気接続部4の周囲に密着する状態で貼着した後、図5の矢印Bで示すように、他方の剥離シート63を除去することで、回路基板3の表面側に、防水袋5の袋開口窓51の周囲を接着させる接着部6を形成することができる。
さらに、図8に示す接着部6は、防水袋5Bに開口された複数の袋開口窓51の開口縁部を回路基板3に接着するために、複数の表出開口部61を形成してなる両面テープ60Bを使用している。図の両面テープ60Bは、一対の出力用コネクタ45Aを表出させる第1の袋開口窓51Aと対向する位置に第1の表出開口部61Aを設けて、信号コネクタ45Bを表出させる第2の袋開口窓51Bと対向する位置に第2の表出開口部61Bを設けている。図に示す両面テープ60Bは、1枚のシート状としているが、複数の袋開口窓51に対向する位置に分割して配置することもできる。
さらに、両面テープは、図10に示すように、電気接続部4を表出させるための表出開口部61を有する基材64の両面に粘着層62を設けた構造とすることもできる。この両面テープ60Cは、例えば、ゴムやプラスチック等をシート状に形成した基材64の両面に粘着層62を設けた後、中央部分に表出開口部61を開口することにより製造され、あるいは、図10の鎖線で示すように、ゴムやプラスチック等をプレート状に形成した基材64の中央部分に表出開口部61を開口した後、両面に粘着層62を設けることにより製造される。基材64の両面に形成される粘着層62は、例えば、両面接着テープ65を貼付して設けることができる。この両面テープ60Cは、粘着層62の間に積層された基材64により、全体の形状を平面状に保持できるので、両面テープ60Cを回路基板3に貼着する状態で、粘着層62にしわやたるみができるのを防止して回路基板3に隙間なく密着できる。また、両面テープ60C全体が平面状に保形されるので、回路基板3の所定の位置に簡単に貼着できる。とくに、この両面テープ60Cは、基材64をゴムシートや軟質のプラスチックシート等とすることで、より確実に粘着層62を回路基板3に対して隙間なく密着させることができる。
さらに、接着部6は、図11に示すように、回路基板3上において、電気接続部4の周囲に接着剤66を塗布して設けることもできる。このような接着剤66として、シリコン樹脂等が使用できる。この接着部6は、電気接続部4の周囲に沿って、枠状に接着剤66を塗布することで、防水袋5の袋開口窓51の開口縁部を隙間なく密着できる接着部6を形成できる。この構造は、回路基板3の電気接続部4の周囲に、容易に袋開口部51の周囲を接着可能な接着部6を形成できる。
以上の防水袋5は、電池組立10を挿入する状態で、回路基板3から突出する電気接続部4を袋開口窓51から表出させると共に、袋開口窓51の周囲を接着部6でもって回路基板3に接着して袋開口窓51の周囲を回路基板3に対して水密に密着させる防水構造を実現している。ここで、図2と図6に示す回路基板3は、実装される電子部品19を、電池ホルダとの対向面側に配置して、回路基板3の外側面、とくに、電気接続部4の周囲の領域を電子部品19が配置されない平滑面としている。このため、この回路基板3は、電気接続部4の周囲の平滑面に接着部6を形成して、この接着部6に、防水袋5の袋開口窓51の開口縁部を隙間なく密着させる水密構造を実現している。
(ポッティング樹脂7)
さらに、防水袋5は、電池組立10を収納する状態で、ポッティング樹脂7を充填することができる。防水袋5は、図7の(a)~(c)で示すように、接着部6を設けた電池組立10を挿入開口52から挿入し、電気接続部4を袋開口窓51から外部に表出させて、袋開口窓51の周囲を接着部6を介して回路基板3に密着させて閉塞した状態で未硬化のポッティング樹脂7が注入される。防水袋5は、図7の(d)に示すように、挿入開口52を上向きとする姿勢として、挿入開口52から未硬化のポッティング樹脂7が注入される。この状態で、防水袋5は、袋開口窓51が開口された閉塞部53を下方に配置する姿勢で未硬化のポッティング樹脂7が注入されるが、この袋開口窓51の周囲が接着部6を介して回路基板3に接着されて水密に閉塞されているので、注入される未硬化のポッティング樹脂7が防水袋5から漏れることはなく、防水袋5の内部に貯留される。
さらに、防水袋5は、電池組立10を収納する状態で、ポッティング樹脂7を充填することができる。防水袋5は、図7の(a)~(c)で示すように、接着部6を設けた電池組立10を挿入開口52から挿入し、電気接続部4を袋開口窓51から外部に表出させて、袋開口窓51の周囲を接着部6を介して回路基板3に密着させて閉塞した状態で未硬化のポッティング樹脂7が注入される。防水袋5は、図7の(d)に示すように、挿入開口52を上向きとする姿勢として、挿入開口52から未硬化のポッティング樹脂7が注入される。この状態で、防水袋5は、袋開口窓51が開口された閉塞部53を下方に配置する姿勢で未硬化のポッティング樹脂7が注入されるが、この袋開口窓51の周囲が接着部6を介して回路基板3に接着されて水密に閉塞されているので、注入される未硬化のポッティング樹脂7が防水袋5から漏れることはなく、防水袋5の内部に貯留される。
防水袋5の内部に注入される未硬化のポッティング樹脂7は、防水袋5によって周囲が閉塞された電池組立10の内部に侵入する状態で充填されて、電池ホルダ2内の二次電池1や、回路基板3に固定された電子部品19に接触する状態で充填される。防水袋5には、好ましくは所定量のポッティング樹脂7が注入される。ポッティング樹脂7の注入量は、回路基板3を含む電池組立10の一部が浸漬される量であって、詳細には後述するが、密閉された防水袋5の内部の空気を吸引する状態で、回路基板3に実装された電子部品19の表面や全ての二次電池1の表面にポッティング樹脂7を密着させるのに必要な量とすることができる。ただ、防水袋5は、多量のポッティング樹脂7を注入して、回路基板3に実装された電子部品19の表面や全ての二次電池1の表面にポッティング樹脂7を密着させた後、未硬化な状態で余剰のポッティング樹脂7を排出することもできる。
所定量のポッティング樹脂7が注入された防水袋5は、図7の(e)で示すように、上方に向けられた挿入開口52が水密に閉塞される。防水袋5は、可撓性シート50を熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムとし、プラスチックフィルムを互いに溶着して水密構造に密閉することができる。防水袋5の挿入開口52は、開口縁部において、対向する可撓性シート50を密着する状態で熱溶着されて密閉部54が形成され、気密に閉塞される。密封された防水袋5は、内部の空気を外部に排気して、防水袋5の容積を小さくしながら、ポッティング樹脂7を二次電池1の表面に接触させる。
図6と図7に示す防水袋5は、内部の空気を排気する逆止弁55を設けている。逆止弁55のある防水袋5は、ポッティング樹脂7を注入して、ポッティング樹脂7の未硬化な状態で逆止弁55から内部の空気を強制的に排気する。逆止弁55から内部の空気を排気できるように、逆止弁55のある防水袋5は、逆止弁55をポッティング樹脂7に浸漬しないようにポッティング樹脂7を注入する。逆止弁55は、内部から外側に向かってのみ空気を通過させるが、逆方向には通過させない。したがって、防水袋5は、図7の(f)で示すように、密閉部54を折り畳んで容積を小さくすることにより、内部の空気を逆止弁55から外部に排気でき、さらに、吸入ポンプ(図示せず)に連結している吸引パイプ91の吸気口を逆止弁55に配置して、防水袋5の内部の空気を吸入ポンプで吸引して排気できる。防水袋5は、内部の空気が強制的に排気されると、内部の圧力が低下して防水袋5が収縮し、防水袋5の底面に溜まったポッティング樹脂7が上方に吸引されて液面が上昇する。この状態で、ポッティング樹脂7は、電池組立10の隙間に流入して二次電池1の表面に熱結合状態に密着する。防水袋5は、好ましくは、ポッティング樹脂7の液面レベルが電池組立10の半分以上に上昇するまで内部の空気を排気し、さらに好ましくは、ポッティング樹脂7の液面レベルが電池組立10のほぼ全体を浸漬するまで上昇させる。この状態では、電池組立10に内蔵されるほぼ全ての二次電池1がポッティング樹脂7に浸漬されて熱結合状態に密着される。表面にポッティング樹脂7が密着する二次電池1は、空気よりもより熱伝導率の高いポッティング樹脂7に熱結合され、二次電池1の熱がポッティング樹脂7を介して外部に放熱される。
ここで、防水袋5に電池組立10を入れてポッティング樹脂7を注入する状態で、全ての二次電池1の表面にポッティング樹脂7を熱結合状態に密着させるのは難しい。電池組立10の間隙にポッティング樹脂7を完全に侵入できないからである。二次電池1の表面がポッティング樹脂7に密着しない部分では、二次電池1の表面に空気層ができる。空気層は、二次電池1の放熱特性を低下させる原因となる。空気の熱伝導率がポッティング樹脂7よりも小さいからである。空気層は二次電池1の放熱特性を低下させて、二次電池1に温度差を大きくする原因となる。さらに、各二次電池1の表面にポッティング樹脂7が密着する状態の不均一も、二次電池1の温度差を増加させる。二次電池1の温度差は、二次電池1の充放電特性をアンバランスとし、さらに温度上昇は二次電池1を劣化させる原因となる。
防水袋5にポッティング樹脂7を注入した状態で、防水袋5の内部の空気を吸引して排気することは全ての二次電池1の表面にポッティング樹脂7を熱結合状態に密着することに有効である。それは、密閉された防水袋5の内部の空気を排気することで、ポッティング樹脂7の液面レベルを電池ホルダ2が浸漬される位置まで上昇できるからである。このように、防水袋5の底部に溜まったポッティング樹脂7を電池ホルダ2が浸漬されるまで吸引することで、全ての二次電池の表面にポッティング樹脂7を接触させることができる。とくに、多量のポッティング樹脂7を使用することなく、少量のポッティング樹脂7を使用しながら、ポッティング樹脂7を全ての二次電池の表面に接触するように密着させることができる。
さらに、防水袋5の内部の空気を吸引して、防水袋5の底部に溜まったポッティング樹脂7を電池ホルダ2が浸漬されるまで吸引した後、図7の(g)で示すように、防水袋5を反転し、下方に位置する逆止弁55から吸引パイプ91で吸引する。この状態で、防水袋5の内部のポッティング樹脂7は、逆止弁55から外部に排出される。このとき、防水袋に多量のポッティング樹脂7を注入してなる場合には、逆止弁55から余剰のポッティング樹脂7を吸引して排出することもできる。このように、逆止弁55からポッティング樹脂7を吸引することで、逆止弁55はポッティング樹脂7により閉塞される。
図7の(e)に示す電池コアパック20は、上方に位置する密閉部54の近傍に設けた逆止弁55から内部の空気を排出して、ポッティング樹脂7を電池組立10の隙間に侵入できる。この電池コアパック20は、逆止弁55から空気を排気して、ポッティング樹脂7を二次電池1の表面に密着させた後、図7の(g)で示すように、電池コアパック20を上下反転させて、下面側に配置された逆止弁55から吸引して内部のポッティング樹脂7を排出する。逆止弁55は、防水袋5を密閉した状態で内部の空気を排気するので、防水袋5の上部に設けられる。空気が上部に溜まるからである。図7の電池コアパック20は、防水袋5の底部である閉塞部53に回路基板3を配置する姿勢で電池組立10を防水袋5に収納して、回路基板3と反対側の端部に接近して逆止弁55を設けている。この防水袋5は、回路基板3が配置される底部にポッティング樹脂7が充填されるので、その反対側に設けられた逆止弁55から空気を吸引することで、防水袋5の上部に溜まる空気を理想的に排気できる。
ただし、逆止弁55は、必ずしも防水袋5の挿入開口52の近傍に設ける必要はない。それは、防水袋5に挿入開口52からポッティング樹脂7を注入して挿入開口52を閉塞した後、防水袋5を傾斜させる姿勢で内部の空気を排気できるからである。とくに、逆止弁55を設けた防水袋5は、ポッティング樹脂7を注入した状態で内部に溜まる空気を逆止弁55から排気するので、逆止弁55を設けた部分が上方に位置するように防水袋5を傾斜させることで、逆止弁55から効率よく空気を排気しながら防水袋5の内部に溜まったポッティング樹脂7を上方に向かって移動できる。
以上の電池コアパック20は、防水袋5の挿入開口52を完全に密封して、可撓性シート50に設けた逆止弁55から空気を排気する構造としているが、防水袋5は、図示しないが、挿入開口52を完全に閉塞することなく、閉塞されない隙間から吸引パイプを挿入して内部の空気を吸引して排気することもできる。この隙間は、内部の空気を吸引後に電池コアパックを反転した状態で、流下するポッティング樹脂により閉塞される。さらに、防水袋は、可撓性シートに開口部を設けると共に、この開口部に連結筒部を連結して、防水袋内の空気やポッティング樹脂を排出する排出部とすることもできる。
以上のように、防水袋5の内部の空気を強制的に排気する方法は、防水袋5に多量のポッティング樹脂7を注入することなく、全ての二次電池1の表面にポッティング樹脂7を熱結合状態に密着しながら、ポッティング樹脂7の使用量を少なくして、電池パック100を軽くできる。それは、空気を強制的に排気することで、ポッティング樹脂7を電池組立10の隙間に侵入できるからである。ここで、防水袋5に充填するポッティング樹脂7には、二次電池1の表面に密着して放熱特性を改善することから、ウレタン系樹脂等の接着性に優れた樹脂が使用される。このため、防水袋5に注入して二次電池1の表面にポッティング樹脂7を密着させると、吸引によりポッティング樹脂7が移動しても、ポッティング樹脂7が二次電池1の表面から剥離されて、二次電池1の表面に空気層ができることはない。したがって、この電池コアパック20は、空気層による放熱特性の低下を防止して二次電池1の熱を効率よく外部から放熱できる。
このように、防水袋5にポッティング樹脂7を充填する電池コアパック20は、より優れた防水性を実現できる。とくに、防水袋5の袋開口窓51の周囲が密着された接着部6の近傍までポッティング樹脂7を浸潤させることで、接着部6の周囲における防水構造をより向上できる。さらに、防水袋5に注入されるポッティング樹脂7は、電池組立10の二次電池1や回路基板3の発熱部品に熱結合させることで、二次電池1や発熱部品の熱を効率よく外部に伝導して放熱することができる。さらに、図2に示す電池パック100は、防水袋5に絶縁性のポッティング樹脂7を注入して、回路基板3をポッティング樹脂7に埋設しているので、ポッティング樹脂7で回路基板3を保護できる特徴がある。とくに、電池組立10を防水袋5に収納して回路基板3をポッティング樹脂7に埋設する構造は、防水袋5とポッティング樹脂7の両方で回路基板3を防水構造に保護できるので、回路基板3の故障を極減し、長期間にわたって回路基板3で二次電池1を保護しながら充放電できる特徴が実現できる。
(外装ケース8)
外装ケース8は、図1~図3に示すように、外観を箱状に形成されており、隅部を面取りしている。図に示す外装ケース8は、上方開口の容器状の第1ケーシング8Aと、この第1ケーシング8Aの開口部を閉塞する蓋体である第2ケーシング8Bとに分割されている。図に示す外装ケース8は、第1ケーシング8Aと第2ケーシング8Bとを互いに連結して、内部に電池コアパック20を収納する収納空間を形成している。
外装ケース8は、図1~図3に示すように、外観を箱状に形成されており、隅部を面取りしている。図に示す外装ケース8は、上方開口の容器状の第1ケーシング8Aと、この第1ケーシング8Aの開口部を閉塞する蓋体である第2ケーシング8Bとに分割されている。図に示す外装ケース8は、第1ケーシング8Aと第2ケーシング8Bとを互いに連結して、内部に電池コアパック20を収納する収納空間を形成している。
さらに、外装ケース8は、表面に電池駆動機器である電動工具や電池パック用充電器の電気機器(図示せず)と接続するための電気接続部4を表出させている。図2と図3の例では、外装ケース8を構成する第2ケーシング8Bの一部に、電気接続部4を表出させるための表出窓81を開口している。電池パック100は、電池駆動機器や電池パック用充電器等の電気機器の入力端子と電気接続させる電気接続部4を、この表出窓81を通じて表出させている。また、外装ケース8は、電動工具等の電池駆動機器に装着する際に、装着状態を保持するためのラッチ部(図示せず)を備えている。この外装ケース8は、絶縁性と強度に優れた樹脂等により成形されている。
以上の電池パック100は、以下のようにして組み立てられる。
[電池組立製造工程]
(1)図5に示すように、全ての二次電池1を所定の姿勢で電池ホルダ2の保持筒21に挿入し、第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bとを連結する。
(2)電池ホルダ2の定位置に配置された各々の二次電池1の両端面にリード板15を溶着して固定し、複数の二次電池1を互いに直列と並列とに接続する。直列接続された二次電池1の両端に接続されるリード板15に出力リード板16を接続する。
(3)電池ホルダ2の一の面に対向して回路基板3を固定する。回路基板3は、外部接続される電気機器に電気接続される電気接続部4が外側面に突出する姿勢となるように電池ホルダ2に固定される。さらに、直列接続される二次電池1の間に接続されるリード板15の接続部15Aと、直列接続される二次電池1の両端に接続される出力リード板16を回路基板3に電気接続する。
以上の工程で、電池組立10が組み立てられる。
[電池組立製造工程]
(1)図5に示すように、全ての二次電池1を所定の姿勢で電池ホルダ2の保持筒21に挿入し、第1ホルダ2Aと第2ホルダ2Bとを連結する。
(2)電池ホルダ2の定位置に配置された各々の二次電池1の両端面にリード板15を溶着して固定し、複数の二次電池1を互いに直列と並列とに接続する。直列接続された二次電池1の両端に接続されるリード板15に出力リード板16を接続する。
(3)電池ホルダ2の一の面に対向して回路基板3を固定する。回路基板3は、外部接続される電気機器に電気接続される電気接続部4が外側面に突出する姿勢となるように電池ホルダ2に固定される。さらに、直列接続される二次電池1の間に接続されるリード板15の接続部15Aと、直列接続される二次電池1の両端に接続される出力リード板16を回路基板3に電気接続する。
以上の工程で、電池組立10が組み立てられる。
[接着領域形成工程]
(4)図7の(a)で示すように、回路基板3の表面であって、電気接続部4の周囲に接着部6を形成する。図4と図5に示す接着部6は、電気接続部4を表出させる表出開口部61を形成した両面テープ60としている。この両面テープ60は、図5に示すように、回路基板3と対向する側の剥離シート63を除去すると共に、表出開口部61に電気接続部4を案内しながら、露出する粘着層62を回路基板3の表面に貼着する。さらに、両面テープ60は、反対側の剥離シート63を除去して粘着層62を露出させて、回路基板3の表面側であって、電気接続部4の周囲に接着部6を形成する。ただ、接着部6は、図11に示すように、回路基板3上において、電気接続部4の周囲に接着剤66を塗布して設けることもできる。
(4)図7の(a)で示すように、回路基板3の表面であって、電気接続部4の周囲に接着部6を形成する。図4と図5に示す接着部6は、電気接続部4を表出させる表出開口部61を形成した両面テープ60としている。この両面テープ60は、図5に示すように、回路基板3と対向する側の剥離シート63を除去すると共に、表出開口部61に電気接続部4を案内しながら、露出する粘着層62を回路基板3の表面に貼着する。さらに、両面テープ60は、反対側の剥離シート63を除去して粘着層62を露出させて、回路基板3の表面側であって、電気接続部4の周囲に接着部6を形成する。ただ、接着部6は、図11に示すように、回路基板3上において、電気接続部4の周囲に接着剤66を塗布して設けることもできる。
[密着工程]
(5)図7の(b)で示すように、電気接続部4を外部に表出させる袋開口窓51が形成された防水袋5に電池組立10を挿入し、図7の(c)で示すように、袋開口窓51から電気接続部4を表出させて、袋開口窓51の周囲を接着部6でもって回路基板3に密着させて密閉する。底面に袋開口窓51を有する防水袋5は、例えば、図6に示すように、電気接続部4が上向きに突出する姿勢となるように配置された電池組立10に対して、挿入開口52を下向きの姿勢として上方から被せる状態で電池組立10を防水袋5に挿入し、回路基板3から上方に突出する電気接続部4を袋開口部11から外部に表出させる。さらに、袋開口窓51の周囲に形成された接着部6に袋開口窓51の開口縁部を隙間なく密着させる。
(5)図7の(b)で示すように、電気接続部4を外部に表出させる袋開口窓51が形成された防水袋5に電池組立10を挿入し、図7の(c)で示すように、袋開口窓51から電気接続部4を表出させて、袋開口窓51の周囲を接着部6でもって回路基板3に密着させて密閉する。底面に袋開口窓51を有する防水袋5は、例えば、図6に示すように、電気接続部4が上向きに突出する姿勢となるように配置された電池組立10に対して、挿入開口52を下向きの姿勢として上方から被せる状態で電池組立10を防水袋5に挿入し、回路基板3から上方に突出する電気接続部4を袋開口部11から外部に表出させる。さらに、袋開口窓51の周囲に形成された接着部6に袋開口窓51の開口縁部を隙間なく密着させる。
[樹脂注入工程]
(6)図7の(d)で示すように、電池組立10が収納された防水袋5の挿入開口52を上向きの姿勢として、この挿入開口52から未硬化のポッティング樹脂7を注入する。防水袋5には、好ましくは所定量のポッティング樹脂7を注入する。
(6)図7の(d)で示すように、電池組立10が収納された防水袋5の挿入開口52を上向きの姿勢として、この挿入開口52から未硬化のポッティング樹脂7を注入する。防水袋5には、好ましくは所定量のポッティング樹脂7を注入する。
[挿入開口の密閉工程]
(7)所定量のポッティング樹脂7が注入された防水袋5は、図7の(e)で示すように、挿入開口52の開口縁部を溶着して密封する。防水袋5は、挿入開口52の開口縁部において、可撓性シート50が熱溶着されて密閉部54が形成される。
(7)所定量のポッティング樹脂7が注入された防水袋5は、図7の(e)で示すように、挿入開口52の開口縁部を溶着して密封する。防水袋5は、挿入開口52の開口縁部において、可撓性シート50が熱溶着されて密閉部54が形成される。
[排気工程]
(8)図7の(f)で示すように、密封された防水袋5の内部の空気を排気する。図の防水袋5は、密閉部54の近傍に排気用の逆止弁55を備えており、この逆止弁55を介して内部の空気を外部に排気する。防水袋5は、密閉部54を折り畳んで容積を小さくすることにより、内部の空気を逆止弁55を介して外部に排気する。さらに、逆止弁55に吸引パイプ91を配置して防水袋5の内部の空気を吸入ポンプで吸引して排気する。防水袋5は、内部の空気が強制的に排気されることで、内部の圧力が低下して防水袋5が収縮し、ポッティング樹脂7の液面が上昇する。
(8)図7の(f)で示すように、密封された防水袋5の内部の空気を排気する。図の防水袋5は、密閉部54の近傍に排気用の逆止弁55を備えており、この逆止弁55を介して内部の空気を外部に排気する。防水袋5は、密閉部54を折り畳んで容積を小さくすることにより、内部の空気を逆止弁55を介して外部に排気する。さらに、逆止弁55に吸引パイプ91を配置して防水袋5の内部の空気を吸入ポンプで吸引して排気する。防水袋5は、内部の空気が強制的に排気されることで、内部の圧力が低下して防水袋5が収縮し、ポッティング樹脂7の液面が上昇する。
[閉塞工程]
(9)防水袋5の内部の空気を吸引して、液面が上昇するポッティング樹脂7により電池組立10が所定のレベルまで浸漬されると、図7の(g)で示すように、防水袋5を上下反転させて密閉部54を下向きとし、さらに、この逆止弁55から吸引する。この状態で、防水袋5の内部のポッティング樹脂7は、一部が逆止弁55から外部に排出され、また、逆止弁55はポッティング樹脂7により閉塞される。
(9)防水袋5の内部の空気を吸引して、液面が上昇するポッティング樹脂7により電池組立10が所定のレベルまで浸漬されると、図7の(g)で示すように、防水袋5を上下反転させて密閉部54を下向きとし、さらに、この逆止弁55から吸引する。この状態で、防水袋5の内部のポッティング樹脂7は、一部が逆止弁55から外部に排出され、また、逆止弁55はポッティング樹脂7により閉塞される。
(10)以上の工程で製造された電池コアパック20を、図3に示すように外装ケース8に収納して電池パック100とする。
以上、本発明の実施形態乃至実施例を図面に基づいて説明した。ただ、上記の実施形態乃至実施例は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は上記のものや方法に特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以上の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
本発明は、外部接続される電気接続部を備える電池組立を防水袋に入れて、電気接続部を外部に表出させながら防水構造とするので、防水構造が要求される屋外で使用される電池パックとして有効に利用できる。
100…電池パック
1…二次電池1
2…電池ホルダ
2A…第1ホルダ
2B…第2ホルダ
3…回路基板3
4…電気接続部
5、5B、5C…防水袋
6…接着部
7…ポッティング樹脂
8…外装ケース
8A…第1ケーシング
8B…第2ケーシング
10…電池組立
14…温度センサー
15…リード板
15A…接続部
15B…出力部
16…出力リード板
17…保護素子
18…止ネジ
19…電子部品
20…コアパック
21…保持筒
22…開口部
24…支持部
24A…位置決め凸部
24B…段差部
25…固定ボス
34…位置決め孔
35…貫通孔
41…接続端子
41A…充放電端子
41B…信号端子
42…固定部
43…弾性接続部
45…接続コネクタ45A…出力用コネクタ
45B…信号コネクタ
46…本体部
47…挿入窓
50…可撓性シート
51…袋開口窓
51A…第1の袋開口窓
51B…第2の袋開口窓
52…挿入開口
53…閉塞部
54…密閉部
55…逆止弁
60、60B、60C…両面テープ
61…表出開口部
61A…第1の表出開口部
61B…第2の表出開口部
62…粘着層
63…剥離シート
64…基材
65…両面接着テープ
66…接着剤
81…接続窓
91…吸引パイプ
103…防水袋
103Y…リード線引出部
104…外装ケース
104A…第1ケース
104B…第2ケース
106…リード線
107…コネクタ
110…電池組立
118…挿通隙間
119…シール剤
120…コアパック
140…電池収納部
151…嵌着仮止部
1…二次電池1
2…電池ホルダ
2A…第1ホルダ
2B…第2ホルダ
3…回路基板3
4…電気接続部
5、5B、5C…防水袋
6…接着部
7…ポッティング樹脂
8…外装ケース
8A…第1ケーシング
8B…第2ケーシング
10…電池組立
14…温度センサー
15…リード板
15A…接続部
15B…出力部
16…出力リード板
17…保護素子
18…止ネジ
19…電子部品
20…コアパック
21…保持筒
22…開口部
24…支持部
24A…位置決め凸部
24B…段差部
25…固定ボス
34…位置決め孔
35…貫通孔
41…接続端子
41A…充放電端子
41B…信号端子
42…固定部
43…弾性接続部
45…接続コネクタ45A…出力用コネクタ
45B…信号コネクタ
46…本体部
47…挿入窓
50…可撓性シート
51…袋開口窓
51A…第1の袋開口窓
51B…第2の袋開口窓
52…挿入開口
53…閉塞部
54…密閉部
55…逆止弁
60、60B、60C…両面テープ
61…表出開口部
61A…第1の表出開口部
61B…第2の表出開口部
62…粘着層
63…剥離シート
64…基材
65…両面接着テープ
66…接着剤
81…接続窓
91…吸引パイプ
103…防水袋
103Y…リード線引出部
104…外装ケース
104A…第1ケース
104B…第2ケース
106…リード線
107…コネクタ
110…電池組立
118…挿通隙間
119…シール剤
120…コアパック
140…電池収納部
151…嵌着仮止部
Claims (8)
- 複数の二次電池と、前記複数の二次電池を保持する電池ホルダと、前記複数の二次電池と電気的に接続された電子回路を実装する回路基板と、前記回路基板上に設けられて外部の電気機器と電気接続する電気接続部とを備える電池組立と、
前記電池組立を収納してなる、可撓性シートからなる防水袋と、
を備える電池パックであって、
前記防水袋は、前記電気接続部を外部に表出させるための袋開口窓を形成しており、
前記回路基板は、前記電気接続部を設けた領域を囲むように接着部を設けており、
前記防水袋は、前記袋開口窓を通して前記電気接続部を表出させた状態で、前記袋開口窓の周囲が前記接着部でもって前記回路基板に接着されてなる電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、さらに、
前記防水袋に前記電池組立が収納された電池コアパックを収納する外装ケースを備えており、
前記外装ケースは、前記電気接続部を外部に表出させる接続窓を形成してなる電池パック。 - 請求項1又は2に記載の電池パックであって、
前記接着部は、前記電気接続部を表出させるための接着開口領域を形成した両面テープである電池パック。 - 請求項1又は2に記載の電池パックであって、
前記接着部は、前記回路基板上において前記電気接続部の周囲に塗布された接着材である電池パック。 - 請求項1から4のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記電気接続部が、前記回路基板に固定された電気接続部または接続コネクタである。 - 請求項1から5のいずれか一に記載の電池パックであって、さらに
前記防水袋の内部にポッティング樹脂が注入されてなる電池パック。 - 複数の二次電池と、前記複数の二次電池を保持する電池ホルダと、前記複数の二次電池と電気的に接続された電子回路を実装した回路基板と、前記回路基板上に設けられて外部の電気機器と電気接続する電気接続部とを備える電池組立と、
前記電池組立を収納してなる、可撓性シートからなる防水袋と、
を備える電池パックの製造方法であって、
前記回路基板の前記電気接続部を設けた領域を囲むように接着部を形成する接着領域形成工程と、
前記防水袋として、前記電気接続部を外部に表出させるための袋開口窓を有する防水袋を使用し、該防水袋に前記電池組立を挿入し、前記袋開口窓から前記電気接続部を表出させて、前記袋開口窓の周囲を前記接着部でもって前記回路基板に密着させて密閉する密着工程と、
を含む電池パックの製造方法。 - 請求項7に記載の電池パックの製造方法であって、さらに
前記密着工程の後工程として、前記防水袋の内部にポッティング樹脂を注入する樹脂注入工程を含む電池パックの製造方法。
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