説明

リード線付パック電池

【課題】リード線付パック電池において、パック電池全体の中で電池の占める体積を確保しながら、簡単に精度よく保護回路基板を外装する。
【解決手段】キャップ50は、保護回路基板20の上を覆う天板部51と当該天板部51の外周部から垂下された裾部52とからなり、裾部52は、保護回路基板20の周り及び電池10の側面15a〜15dの上端部をほぼ全周にわたって覆っているが、右裾部52dにはリード線40が貫通できるようにスリットが開設されている。そして、リード線40が、このスリットを通過してキャップ50の外方に延出されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電池に保護回路基板が装着されリード線が引き出されたリード線付パック電池に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話機などのモバイル機器の普及に伴って、電源としてパック電池が多く用いられている。
このパック電池は、端面に端子が設けられた電池と、その端面上に装着された保護回路基板などから構成され、電池には角型電池が多用されている。保護回路基板は、電池の上端面に装着された基板ホルダによって保持され、二次的な保護部品として、正特性サーミスタ(以下、「PTC」と略す)などが設けられているものも多い。
【0003】
このようなパック電池において、ポータブルナビやポータブルテレビ等の電源として、保護回路からリード線が引き出され、そのリード線に先端に携帯機器本体と接続するためのコネクタが取り付けられたタイプのリード線付パック電池が用いられている。
このリード線付パック電池において、保護回路を電池の端面上に固定すると共に保護するために、特許文献1に開示されているように、リード線を残して、電池及び保護回路基板を熱収縮チューブで外装したものが知られている。あるいはリード線を残して電池及び保護回路基板をテープ巻きして固定する仕様も知られている。
【0004】
熱収縮チューブやテープは厚みが薄いので、リード線付パック電池において、熱収縮チューブやテープが占める体積は小さく、電池の占める体積の割合は大きく確保できる。
また、特許文献2には、保護回路を電池の側面に装着し、L字形状に折れ曲がった樹脂側板で保護回路を覆って、樹脂側板の折れ曲げ部に設けた切込みをリード線が通過するようにしたパック電池が開示されている。
【0005】
また、特許文献3,4には、上下のケースにそれぞれリード線通過用のスリットを設け、リード線と電池本体をケースに収納した後、上下のケースを超音波等で溶着したパック電池も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−315483号公報
【特許文献2】特開2007−73223号公報
【特許文献3】特開2002−50329号公報
【特許文献4】特開平11−345631号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、熱収縮チューブで外装したパック電池、テープを巻きつけて作製したパック電池は、外装の寸法精度を得ることが難しい。また、保護回路をテープ巻きで固定する場合、テープを巻きつける作業に手間と時間がかかる。
一方、電池にL字状の樹脂側板を装着したパック電池、あるいは電池を樹脂ケースに収納したパック電池は、樹脂側板や樹脂ケースがパック電池の中で占める体積が比較的大きいので、その分、パック電池の中で電池の占める体積の割合が小さくなる。
【0008】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、リード線付パック電池において、パック電池全体の中で電池の占める体積を確保しながら、簡単に精度よく保護回路基板を外装することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明にかかるリード線付パック電池には、外周面及び端面を有する電池と、電池の端面上に装着された保護回路基板と、保護回路基板を被覆するキャップと、保護回路基板からキャップの外方に延出された出力用のリード線とを設け、キャップには、保護回路基板の上面を覆う天板部と、保護回路基板の周囲を覆う裾部を設け、裾部の縁端部を、電池の外周面における端面に隣接する部分の外側に填め込むようにした。また、裾部分に切り欠きを形成し、リード線を、保護回路基板から切り欠きを通過してキャップの外方に延出させた。
【0010】
ここで、キャップは樹脂成型品であることが好ましい。
上記リード線付パック電池において、電池の端面及びキャップを共に長尺状とし、切り欠きを、キャップの長手方向端部に形成することが好ましい。
裾部の縁端部は、電池の外周面における端面に隣接する部分を全周に亘って覆うようにすることが好ましい。
【0011】
上記リード線付パック電池において、電池の外周面にラベルを貼着し、当該ラベルの縁部で、裾部の外面上を覆い、当該外面に貼着することが好ましい。
裾部の内面側に、当該内面から電池の端面上に突出するリブを形成することが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
上記本発明に係るリード線付パック電池においては、キャップに、保護回路基板の上面を覆う天板部と、保護回路基板の周囲を覆う裾部を設け、裾部の縁端部で、電池の外周面における端面に隣接する部分を覆っている。
従って、このキャップは、保護回路基板の上面及び側面をカバーした状態で、キャップの裾部が電池の端面に隣接する部分の外側に填まり込んでいるので、電池の端面に対して精度よく位置決めされた状態にキャップが保持される。
【0013】
また、パック電池の組み立て時においても、キャップを電池の上部に容易に精度よく位置決めしながら装着することができる。
また、キャップは、保護回路基板及び電池の上部だけを覆えばいいので、樹脂側板や樹脂ケースで電池をカバーする場合と比べて、パック電池全体の中でキャップが占める体積の割合を小さく、電池の占める割合を大きくすることできる。
【0014】
特に、キャップを樹脂成型品とすれば、精度よく容易に製造でき、キャップを電池の上部に精度よく容易に装着することができる。
上記リード線付パック電池において、電池の端面及びキャップが共に長尺状である場合、切り欠きを、キャップの長手方向端部に形成すれば、リード線を長手方向に延出させて、電池の厚み方向にリード線が突出しないようにできる点で好ましい。
【0015】
上記リード線付パック電池において、裾部の縁端部が、電池の外周面における端面に隣接する部分を全周に亘って覆うようにすれば、キャップを電池の上部に精度よくしっかりと固定することができる。そして、パック電池を厚み方向に折り曲げる力が加わってもキャップが首折れしにくい。
また、上記リード線付パック電池のキャップにおいて、裾部の内面に、当該内面から電池の端面上に突出するリブを形成すれば、キャップに下方へ押圧力がかかったときに、リブが電池の端面に当接して裾部が下方に移動するのを抑えることができるので、キャップは座屈しにくい。
【0016】
上記リード線付パック電池において、電池の外周面にラベルを貼着すれば、電池の厚みがほとんど増えることなく電池の外周面を絶縁することができ、また、そのラベルの縁部で、キャップの裾部の外面上を覆って当該外面上に貼着すれば、キャップが電池の上部から外れにくくなり、上記のキャップの首折れ防止効果もより大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施の形態1に係るリード線付パック電池1の外観を示す斜視図であって、(a)は電池パック前面を上面とした図、(b)は電池パック後面を上面とした図である。
【図2】コアパック2の構成を示す分解斜視図である。
【図3】キャップ50の内側の構造を示す図であって、(a)はキャップ50を右下から見た図、 (b)はキャップ50を左下から見た図、(c)はキャップ50を右前下から見た図、(d)はキャップ50を真下から見た図である。
【図4】(a)は、図1(a)のA−A線に沿って切断したY−Z断面、(b)は、図1(a)のB−B線に沿って切断したY−Z断面、(c)は、図1(a)のC−C線に沿って切断したX−Y断面図である。
【図5】リード線付パック電池1の組み立て工程の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明を実施する形態について説明するが、以下の説明は一例であって、本発明はこの形態に限定を受けるものではない。
1.リード線付パック電池1の全体構成
図1は、実施の形態1に係るリード線付パック電池1の外観図であって、(a)は電池パック前面を上面とした図、(b)は電池パック後面を上面とした図である。
【0019】
このリード線付パック電池1は、コアパック2の外周面にラベル70が巻かれて構成されている。
図2は、コアパック2の構成を示す分解斜視図である。なお当図では、構成及び組み立て方法を分かりやすくするために、各構成要素が離れた状態で示しているが、実際には各構成要素同士は接している。
【0020】
リード線付パック電池1の全体構成について、図2を参照しながら説明する。
図中、矢印Zが上方、矢印Yが前方、矢印Xが左方を指している。
コアパック2は、電池10、電池10の上端面10aに配設された保護回路基板20、保護回路基板20を覆うように設けられたキャップ50、電池10の底面を覆う底蓋60などを備える。
【0021】
電池10は、扁平な角形の外観形状を有し、上端面10aと、外周面(前側面15a,後側面15b,左側面15c,右側面15d)と、底面を有している。ここでは電池10はリチウムイオン電池とするが、アルカリ電池など、他の種類の電池であってもよい。
前側面15a,後側面15b,左側面15c,右側面15dは、角形に成型された外装缶の外周面で形成されている。上端面10aは封口蓋で形成され、長尺状であって、上端面10aから上方に突出する負極端子11、及びクラッド板からなる正極端子12などが設けられている。
【0022】
保護回路基板20、キャップ50も、上端面10aと同様、長尺状に形成されている。
保護回路基板20には、保護回路を構成する素子21が内蔵されている。また、保護回路基板20の上端面には外部端子22が設けられ、この外部端子22からリード線40が右方に延出されている。リード線40の先端には、携帯機器本体と接続するためのコネクタ41が接続されている。
【0023】
電池10の上端面10aと保護回路基板20との間には、PTC素子30,リード板34,35などが介挿されている。リード板34,35はU字状に折曲されている。
PTC素子30は、素子本体31と、素子本体31の下面から左方向(X方向)に延出されたリード板32と、素子本体31の上端面から右方に延出されたリード板33とを備え、
リード板32は負極端子11の上端面に接合され、リード板33は、リード板34を介して、保護回路基板20の下面右端に設けられた端子に接続されている。
【0024】
正極端子12は、リード板35を介して、保護回路基板20の下面左端に設けられた端子に接続されている。
PTC素子30と上端面10aとの間には絶縁リング36が介挿され、PTC素子30と保護回路基板20との間には絶縁板38が介挿されている。
絶縁リング36は、上端面10aと同様、長尺状に形成され、上端面10aの上を覆うように配置されている。絶縁リング36には、貫通孔37が開口され、負極端子11はこの貫通孔37を貫通して、上記リード板32に接合されている。
【0025】
キャップ50は、保護回路基板20の上を覆う天板部51と当該天板部51の外周部から垂下された裾部52とからなり、裾部52は、保護回路基板20の周り及び電池10の側面15a〜15dの上端部を覆っている。
キャップ50は、樹脂をインサート成型した成型品であって、樹脂材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などを用いることができる。
【0026】
電池10の底面と底蓋60との間には絶縁板61が介挿されている。
電池10の側周面15a〜15d全体には、図1(a),(b)に示すようにラベル70が貼着されている。
2.キャップ50の構造
図3は、リード線付パック電池1を切断した断面図であって、(a)はキャップ50を右下から見た図、 (b)はキャップ50を左下から見た図、(c)はキャップ50を右前下から見た図、(d)はキャップ50を真下から見た図である。図4(a)は、図1(a)のA−A線に沿って切断したY−Z断面、図4(b)は、図1(a)のB−B線に沿って切断したY−Z断面、図4(c)は、図1(a)のC−C線に沿って切断したX−Y断面を示している。
【0027】
キャップ50は、その裾部52が、電池10の上部の外側に填まり込むように形成されている。
詳しくは、図3に示すように、裾部52は、前裾部52a,後裾部52b,左裾部52c,右裾部52dからなり、図4(a)〜(c)に示すように、キャップ50が装着された状態では、前裾部52aは保護回路基板20の前側面20a及び前側面15aの上部を覆い、後裾部52bは保護回路基板20の後側面20b及び後側面15bの上部を覆い、左裾部52cは保護回路基板20の左側面20c及び左側面15cの上部を覆い、右裾部52dは保護回路基板20の右側面20d及び右側面15dの上部を覆っている。
【0028】
このように裾部52は、保護回路基板20の周りと電池10の側面15の上部をほぼ全周にわたって覆っているが、右裾部52dにはリード線40が貫通できるようにスリット53が開設されている。そして、リード線40が、このスリット53を通過してキャップ50の外方に延出されている。
スリット53の幅W(図3(a)参照)は、リード線40が貫通するのに必要な長さに設定されている。本実施形態では、外部端子22から演出される3本のリード線が並行してスリット53を貫通できるように、スリットの幅Wはリード線の直径の3倍程度に設定されている。
【0029】
図1,図3に示すように、ラベル70の上部は、電池10の前側面15a,後側面15b,左側面15c,右側面15dから、前裾部52a,後裾部52b,左裾部52c,右裾部52dの外面にまたがるように貼着されている。
キャップ50は、その裾部52が電池10の上部に填まり込んでいる。
また、裾部52a〜52dは、上端面10aよりも上の部分において、内方側に突出するように厚みが厚く形成されている。すなわち、図4(a),(b)に示されるように、電池10の上端面10aの上には、前裾部52aの内面からリブ54aが突出し、後裾部54bの内面からリブ54bが突出し、図4(c)に示されるように、左裾部52cの内面からリブ54cが突出し、右裾部52dの内面にはリブ54dが突出している。
【0030】
なお、図3(a)に示すように、リブ54dは、スリット53を挟むように対で形成されている。また、図4(c)に示すようにリブ54cの下面は電池10の上端面10aに接し、リブ54dの下面は、絶縁リング36の上面に接している。また、リブ54a,リブ54bの下面が、図4(a)に示すように電池10の上端面10aに接する箇所と、図4(b)に示すように、絶縁リング36の上面に接している箇所がある。
【0031】
また、天板部51の内面には、保護回路基板20に向かって下方に突出するリブ55が形成されている。
3.リード線付パック電池1の組み立て
リード線付パック電池1の組み立て工程について、図2,5を参照しながら説明する。
(1)図2に示すように、電池10の底面に底蓋60を装着し、絶縁リング36を、電池10の上端面10aに装着する。このとき貫通孔37を負極端子11に填め込むことによって、絶縁リング36は電池10の上端面10aの定位置に容易に固定できる。
【0032】
(2)図5(a),(b)に示すように、PTC素子30のリード板33とリード板34とを溶接し、リード板32を負極端子11に溶接する。また、リード板35を正極端子12に溶接する。ただし、この時点では、リード板34,35はU字状には折り曲げられず、L字状に折り曲げられている。溶接には、例えば抵抗溶接(シリーズスポット溶接)を用いる。
【0033】
また、PTC素子30を覆うように絶縁板38を貼り付ける。
(3)図5(c),(d)に示すように、保護回路基板20の裏面にある端子と、リード板34及びリード板35とを溶接する。図5(e)に白抜き矢印で示すように、保護回路基板20が接合されたリード板34,35をU字状に折り曲げる。それによって、保護回路基板20は、上端面10aの上に装着される。
【0034】
保護回路基板20の上から電池10の上部にキャップ50を装着することによってコアパック2が出来上がる。
(4)図5(f)に示すように電池10の外周面にラベル70を巻き付けて貼着することによって、図5(g)に示すようにリード線付パック電池1が出来上がる。
4.リード線付パック電池1による効果
リード線付パック電池1による効果について説明する。
【0035】
リード線付パック電池1においては、キャップ50は樹脂成型品であって、保護回路基板20の上面を覆う天板部51と、保護回路基板20の周囲を覆う裾部52a〜52dを設け、裾部52a〜52dの縁端部56a〜56dで、電池10の外周面(側面15a〜15d)における上端部分(上端面10aに隣接する部分)を、全周に亘って覆っている。
【0036】
従って、このキャップ50は、保護回路基板20の上面及び側面をカバーした状態で、電池10の上部に容易に填まり込んで、電池10の上に、前後方法及び左右方向ともに精度よく位置決めされた状態で装着されている。
すなわち、図4(a)に示すように、リード線付パック電池1において、キャップ50の裾部52a,52bの縁端部56a,56bが、電池10の側面15a,15bの上端部分を、前後から挟み込んで覆っているので、キャップ50は、保護回路基板20を囲んだ状態で、電池10の上部に対して前後方向の位置決めが精度よくなされた状態で装着されている。また、キャップ50の裾部52c,52dの縁端部56c,56dが、電池10の側面15c,15bの上端部分を、左右から挟み込んで覆っているので、キャップ50は電池10の上部に、左右方向の位置決めも精度よくなされた状態で装着されている。
【0037】
さらに、図4(a)〜(c)に示されるように、キャップ50の内側に形成されたリブ54a〜54dによって、電池10に対するキャップ50の上下方向の位置決めもなされている。
リード線付パック電池1は、その組み立て時においても、基板ホルダを設けなくても、キャップ50が保護回路基板20を囲んだ状態で、キャップ50を電池10の上部に容易に精度よく位置決めしながら装着することができる。そして、ラベル70の上縁部70aが、キャップ50の裾部52の外面上に貼着されることによって、キャップ50は電池10の上部に固定される。
【0038】
これに対して、上記従来例で説明した電池および保護回路基板を収縮チューブで外装したパック電池を製造する場合、熱収縮チューブが収縮するのに伴ってその形状が変化するので、一定の外装寸法が得られにくい。また熱収縮に伴って電池と保護回路基板の位置がずれないように固定しておく必要もある。
また、電池及び保護回路基板をテープ巻きで固定したパック電池の場合も、精度よく一定の外装寸法を得にくく、テープ巻きする際に、電池と保護回路基板の位置を固定しておく必要がある。
また、キャップ50は、保護回路基板20及び電池10の上部だけを覆っているので、リード線付パック電池1の中でキャップ50が占める体積の割合は、電池を樹脂側板でカバーしたパック電池や樹脂ケースでカバーしたパック電池と比べて小さい。従って、リード線付パック電池1の中で電池10が占める体積の割合を大きくするのに有利である。
【0039】
リード線付パック電池1における電池10は、上記のように角形であってその上端面10a及びキャップ50は共に長尺状であるが、キャップ50の長手方向(X方向)端部に切り欠き53を形成しているので、リード線40をこの長手方向(X方向)に延出させることができる。従って、リード線40が、電池10の厚み方向(Y方向)には突出しない。
【0040】
また、保護回路基板20を保持する基板ホルダを設けなくてもよい。さらに、リード線付パック電池1のキャップ50を厚み方向(Y方向)に折り曲げるようとする力が加わってもキャップ50は首折れしにくい。
リード線付パック電池1においては、図1に示すように、電池10の外周面(側面15a〜15d)にラベル70が貼着され、電池10の厚みをほとんど増やすことなく外周面が絶縁されている。また、そのラベル70の上縁部70aが、キャップ50の裾部52の外面上に貼着されているので、キャップ50は電池10の上部から外れにくく、上記の首折れ防止効果もより大きくなる。
【0041】
キャップ50において、裾部52a〜52dの内面側に、当該内面から電池10の上端面10a上に突出するリブ54a〜54dが形成されているので、キャップ50に対して下方へ押圧する力がかかったときに、このリブ54a〜54dの下面が、電池10の上端面10aに当接する(上端面10aに直接あるいは絶縁リング36を介して間接に当接)するので、裾部52が下方に移動するのが抑えられる。
【0042】
また、リブ55の下面も保護回路基板20の上面に当接するので天板部51が下方に移動するのが抑えられる。
このようにキャップ50は下方への移動が抑えられるので、キャップ50を下方へ押圧する力がかかってもキャップ50は座屈しにくい。
[変形例など]
上記実施の形態にかかるリード線付パック電池1においては、扁平角形の電池10を備えたが、電池の外観形状は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、円筒型の電池の上端面に、保護回路基板を備え、リード線が延出されたリード線付パック電池においても適用することができ、その場合、装着するキャップの形状は、円形の天板を備えた円筒形状である。
【産業上の利用可能性】
【0043】
本発明にかかるリード線付パック電池1によれば、簡単に精度よく保護回路基板を外装することができ、パック電池全体の中で電池の占める体積を大きく確保できるので、携帯電話機などのモバイル機器の電源として適している。
【符号の説明】
【0044】
1 リード線付パック電池
10 電池
10a 上端面
11 負極端子
12 正極端子
15a〜15d 側面
20 保護回路基板
20a〜20d 保護回路基板の側面
22 外部端子
40 リード線
41 コネクタ
50 キャップ
51 天板部
52a〜52d 裾部
53 スリット
54a〜54d リブ
55 リブ
56a〜56d 裾部の縁端部
70 ラベル
70a ラベルの上縁部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面及び端面を有する電池と、前記電池の端面上に装着された保護回路基板と、当該保護回路基板を被覆するキャップと、前記保護回路基板から前記キャップの外方に延出された出力用のリード線とを備えるリード線付パック電池であって、
前記キャップは、
前記保護回路基板の上面を覆う天板部と、前記保護回路基板の周囲を覆う裾部を有し、
当該裾部の縁端部は、前記電池の外周面における前記端面に隣接する部分の外側に填まり、
前記裾部分には、切り欠きが形成され、
前記リード線は、前記保護回路基板から前記切り欠きを通過して前記キャップの外方に延出していることを特徴とするリード線付パック電池。
【請求項2】
前記キャップは、樹脂成型品であることを特徴とする請求項1記載のリード線付パック電池。
【請求項3】
前記電池の端面及び前記キャップは、共に長尺状であって、
前記切り欠きは、前記キャップの長手方向端部に形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のリード線付パック電池。
【請求項4】
前記裾部の縁端部は、
前記外周面における前記端面に隣接する部分を全周に亘って覆っていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のリード線付パック電池。
【請求項5】
前記電池の外周面にはラベルが貼着され、
当該ラベルの縁部が、前記裾部の外面上を覆って、当該外面に貼着されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載のリード線付パック電池。
【請求項6】
前記裾部の内面には、当該内面から前記電池の端面上に突出するリブが形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載のリード線付パック電池。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−20770(P2013−20770A)
【公開日】平成25年1月31日(2013.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−152250(P2011−152250)
【出願日】平成23年7月8日(2011.7.8)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】