電池パック
【課題】外装体を工夫することにより外観寸法精度の向上を図るとともに、外装体に機械的強度を付与することで耐衝撃性を向上させ、高い信頼性の発揮を期待できる電池パックを提供する。
【解決手段】円筒型素電池１０にリード板１４、１５０ａを用いて保護回路基板１６およびＰＴＣ素子本体１５０ｂを電気的に接続する。ホルダーとして、剛性を持つ一対のケース部材（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）を用い、素電池１０の長手方向両端側から素電池１０と保護回路基板１６を内包する。このとき側面部１９４、１９６に配された嵌合爪１９５ａ、１９５ｂ、嵌合溝１９３ａ、１９３ｂ同士を互いに嵌合させる。ホルダーの外表面に、素電池の長手より短い外装ラベル２０を巻回し、電池パック１とする。
【解決手段】円筒型素電池１０にリード板１４、１５０ａを用いて保護回路基板１６およびＰＴＣ素子本体１５０ｂを電気的に接続する。ホルダーとして、剛性を持つ一対のケース部材（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）を用い、素電池１０の長手方向両端側から素電池１０と保護回路基板１６を内包する。このとき側面部１９４、１９６に配された嵌合爪１９５ａ、１９５ｂ、嵌合溝１９３ａ、１９３ｂ同士を互いに嵌合させる。ホルダーの外表面に、素電池の長手より短い外装ラベル２０を巻回し、電池パック１とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池パックに関し、特に機械的強度および寸法精度の向上を図るための改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＤＡや車載盗難防止装置等の小型電子機器の電源として、繰り返し充電が可能な二次電池、特に高いエネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が電源として幅広く用いられている。リチウムイオン二次電池は、充放電および電流などを制御・管理し、安全性を確保するため、保護回路基板および安全素子などと組み合わされて電池パックとして用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
従来例の電池パックの構成を図７に示す。図７（ａ）の電池パック１Ｘは、いわゆる１直１並接続型であり、当図（ｂ）に示す如く、１本の円筒型リチウムイオン二次電池１０に保護回路基板１６が接続される。素電池１０の長手方向両端には絶縁板１２ａ、１２ｂが配設され、保護回路基板１６が板状ホルダー２３の上面に載置された状態で、ホルダー２３が素電池１０の側面に配設される。これらの構成要素が、保護回路基板１６に接続したリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、外部コネクター１８を露出させつつ、熱収縮材料からなる外装チューブ２１で被覆される。外装チューブ２１は電池パック１Ｘの外装体であるため、素電池１０および絶縁板１２ａ、１２ｂの全体を覆うように被覆させる。外装チューブ２１の表面には表示用ラベル２２が貼られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６９１９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４０７８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１３５７６９号公報
【特許文献４】特開平７−２５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来例の電池パック１Ｘでは、外装体が柔軟な外装チューブ２１であるため、素電池１０および保護回路基板１６を保護する機能が低く、機械的強度が十分でない。特に保護回路基板１６の上面付近は、外装チューブ２１を介して外部からの衝撃が加わった際、外装チューブ２１越しに保護回路基板１６に大きな衝撃が伝達され、比較的容易に損傷したり、短絡等を発生するおそれがある。
【０００６】
また電池パック１Ｘでは図７（ｂ）のように、通常、素電池１０の長手方向両端部に外装チューブ２１の部分が突出して熱収縮した部分（突出部２１ａ、２１ｂ）が発生する。このような突出部２１ａ、２１ｂはサイズもまちまちであり、電池パック１Ｘの外形寸法の精度を下げる原因となり、給電対象機器側の電池パックの収納スペースを正確に設計できない。このため現状では、電池パック１０Ｘに対して広めの収納スペースを機器内に確保し、スポンジ等のクッション部材を介して電池パック１Ｘを収納・位置決めする対策がなされているが、スペース効率化を図る上で制約が大きいため改善が求められている。
【０００７】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、外装体を工夫することにより電池パックの外観寸法の精度向上を図るとともに、外装体に機械的強度を付与して耐衝撃性を向上させ、高い信頼性を期待できる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、円筒型の素電池と当該素電池に電気的に接続された回路基板とがホルダーに内包された電池パックであって、前記ホルダーは、前記素電池の第一極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う前記側面部とを有する第一部材と、前記素電池の第二極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う前記側面部とを有する第二部材とからなり、前記第一部材及び前記第二部材の各側面部には、当該両部材同士で嵌合可能な嵌合部が形成され、前記回路基板が、前記素電池の周面といずれかの前記部材の前記側面部の間に挟まれた状態で、前記第一部材及び前記第二部材における前記嵌合部同士が互いに嵌合し、前記素電池の周面には前記ホルダーを介して外装ラベルが配され、前記素電池の長手方向両端部に対応する前記各部材の前記端部の領域が外部露出されている構成とした。
【０００９】
ここで、前記第一部材の前記嵌合部は嵌合溝であり、前記第二部材の前記嵌合部は嵌合爪である構成とすることもできる。
また、前記第一部材及び前記第二部材は射出成形されたものであり、前記第一部材及び前記第二部材の成形に用いる射出成形金型の抜き方向が、前記第一部材の前記嵌合溝の凹入方向及び前記第二部材の前記嵌合爪の突出方向の両方に対してそれぞれ垂直方向である構成とすれば、生産コストや生産効率等の面において有利である。
【００１０】
また、前記回路基板にはリード線が接続され、前記素電池の各極性端子と前記回路基板とはそれぞれリード板で接続され、前記第一部材には、前記側面部からさらに前記素電池の長手方向周面に沿って平板部が延設され、前記嵌合部同士が互いに嵌合された状態において、前記リード線は前記平板部の内表面と第二部材の前記側面部の外表面に挟設されるとともに、前記各リード板が前記各部材の前記端部及び前記側面部に被覆されることで、前記リード板と前記リード線の絶縁が図られる構成とすることもできる。
【００１１】
また、前記平板部の前記延設方向端部には、少なくとも前記リード線の外径以上の高さを有する立壁部が設けられ、当該立壁部には、前記リード線を外部に露出させるための切欠部が設けられている構成とすることもできる。
また、前記第一部材及び前記第二部材はポリカーボネート系樹脂材料で構成することもできる。この場合、電池パックの機械的強度を飛躍的に向上させることを期待できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の構成を有する本発明の電池パックでは、ホルダーを構成する一対のケース部材により、素電池と回路基板が被覆される。また、回路基板は素電池周面と第一部材または第二部材の側面部との間に挟設される。このため前記電池パックでは、単に熱収縮チューブ等の外装体とする従来の電池パックに比べて格段に外装体の強度が向上しており、外部から衝撃が加わった場合でも、素電池および回路基板が適切に保護される。従って、短絡等の問題や基板損傷の発生を防いで、高い信頼性の電池特性を維持できる。
【００１３】
また、本発明の電池パックでは、円筒型素電池の両端部付近においてホルダー（被覆部の端面領域）が露出している。このため、熱収縮材料からなる外装チューブを用いた従来の電池パックと異なり、熱収縮材料で素電池の端面上を被覆する必要がないので、当該材料特有の突出部も形成されない。従って、本発明の電池パックでは外観寸法の精度向上を図ることができる。また、これにより給電対象機器側における電池パック収納部分のスペース設計を適切に図ることが可能である。
【００１４】
さらに給電対象機器においてはスポンジ等の緩衝材を電池パック収納部分に配設する必要がないため、例えば電池パックの収納部分に所定のリブを形成し、電池パックを直接リブ間に収納することも可能であり、給電対象機器の内部スペース効率の向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る電池パック１の全体構成を示す斜視図である。
【図２】電池パック１の内部構成と配置関係を示す組図である。
【図３】素電池周辺の構成を示す図である。
【図４】電池パックの組立工程を示す図である。
【図５】電池パックの組立工程を示す図である。
【図６】電池パックの組立工程を示す図である。
【図７】従来の電池パックの全体構成と内部構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、当然ながら本発明は以下の各構成に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
＜実施の形態＞
（電池パック１の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る電池パック１の構成を示す外観図である。図２は、電池パック１の内部構成と配置関係を示す組図である。
【００１７】
電池パック１は、一本の円筒型素電池１０を内蔵する、いわゆる１直１並（１Ｓ１Ｐ）型である。外観的には図１のように、一対のケース部材である第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの組み合わせからなる円柱状のホルダーを有する。素電池１０の周囲には第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂを介して外装ラベル２０が巻回されている。ここで第一部材１９ａには、後述するように平板部の延設（Ｙ）方向端部に立壁部１９７ａが設けられている。この立壁部１９７ａの中央を切り欠いてなる切欠部１９１ａから、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび接続コネクター１８が外部露出するように配されている。
（電池パック１の内部構成）
電池パック１は図２に示すように、円筒型素電池１０、ポリエステルテープ１１、ＰＴＣ素子１５、保護回路基板１６、および保護回路基板１６等の構成要素が組み合わされ、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂに被覆される。
【００１８】
円筒型電池１０は二次電池であり、ここでは一例としてリチウムイオン二次電池を用いている。サイズ例としては、直径１８．１ｍｍ、長さ６４．８ｍｍであるが、当然ながらこのサイズに限定されない。なお素電池１０についてもリチウムイオンに限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、その他の種類の円筒型二次電池を使用できる。
【００１９】
ポリエステルテープ１１は、素電池１０の側面に貼着される絶縁テープであって、保護回路基板１６、ＰＴＣ素子１５等と素電池１０との絶縁を図る目的で設けられる。
保護回路基板１６は、ガラスやエポキシ樹脂等を含むコンポジット材料からなる短冊状の基板本体に各種電気素子が実装されて構成される。電池パック１において、保護回路基板１６は素電池１０の周面と側面部１９４との間に挟設されている。
【００２０】
保護回路基板１６には、給電対象機器に電力供給を行うとともに、外部から充電を受けるためのリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃが延出される。当該各リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの先端には給電対象機器側と接続を図るための接続コネクター１８が配設されている。
ＰＴＣ素子１５は、ＰＴＣ素子本体１５０ｂがリード板１５０ａ、１５０ｃに接続されて構成される。電池パック１において、ＰＴＣ素子１５は保護回路基板１６および負極端子１０ｂに接続され、電池パック１の充放電時において、万一、素電池１０が過度に温度上昇した際に、電池パック１と給電対象機器間の通電を遮断する。
【００２１】
リード板１４、１５０ａ、１５０ｃは、通電性及び溶接特性に優れる板状の金属材料（ＮｉＰまたはＮｉ−Ｆｅ−Ｎｉクラッド材）からなる。図３は素電池１０およびリード板１４、１５０ａ、１５０ｃ、保護回路基板１６等の各配置を示す図である。リード板１４、１５０ａは、図２、図３（ａ）に示すように、素電池１０の形状に合わせてＬ字型に曲げ加工された長尺部材である。図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、リード板１４、１５０ａは、それぞれ素電池１０の正極端子１０ａ、１０ｂに対してスポット溶接することで電気的に接続される（１４０、１５１はスポット溶接部を示す）。
【００２２】
ホルダーは、機械的強度（特に剛性）に優れる材料を用いてなる、一対のケース部材（第一部材１９ａ、第二部材１９ｂ）で構成される。これら第一部材１９ａ、第二部材１９ｂは、ここではエンジニアリングプラスチックの一つであるポリカーボネート（ＰＣ）材料を射出成形したものである。
図４を用いて第一部材１９ａの構成を具体的にみると、円筒型素電池１０の第一極性（負極）端子１０ｂ周辺を被覆する端部１９２ａと、端部１９２ａから素電池１０の長手（Ｙ）方向に沿って連接され、且つ素電池１０のほぼ半周方向の周面を部分的に被覆する側面部１９４、並びに側面部１９４よりさらに素電池１０の長手（Ｙ）方向に延設され、側面部１９４よりも幅狭の短冊状の平板部１９０ａとをそれぞれ備えている。
【００２３】
端部１９２ａは素電池１０の一端部（ここでは負極端子１０ｂ）及びその近接部位、リード板１５０ａ等を良好に被覆できる形状として、浅底の円形カップ状に形成されている。
側面部１９４は素電池１０の長手（Ｙ）方向の約半分を占める領域において、その周面を部分的に被覆する。ここで図５に示すように、素電池１０に面する側面部１９４の内表面は、素電池１０を良好に保持するため、その一部が当該素電池１０の周面に合った曲面をなしている。さらに素電池１０の正極端子１０ａに近接する側面部１９４の内面には、当該側面部１９４を構成する厚み部分をＸ方向に凹入させてなる、２つの嵌合部（嵌合溝１９３ａ、１９３ｂ）が距離を置いて形成されている。なお、側面部１９４の内表面のうち、Ｚ方向の底面部１９８ａは、素電池１０の周面との間で保護回路基板１６を被覆して保持し、外部からこれを保護する役目で用いられる。この目的で底面部１９８ａは平面状に形成されている。なお、底面部１９８ａは必ずしも保護回路基板１６と接する必要はなく、若干の間隙をおいて対向していてもよい。底面部１９８ａに対応する位置の第一部材１９ａの外表面１９９ｂは、平板部１９０ａと連続した平面状に形成されている（図４参照）。
【００２４】
図４に戻って、平板部１９０ａは、正極端子１０ａに近接する側面部１９４からさらにＹ方向に延設されてなる、短冊状部である。当該平板部１９０ａのＹ方向長さは、第二部材１９ｂの側面部１９６の平面部１９８ｂのＹ方向長さとほぼ同じに設定されている。また、そのＸ方向幅についても、平面部１９８ｂのＸ方向幅に合わせて設定されている。
この平板部１９０ａの周囲には、素電池１０の周面及び平面部１９８ｂの各形状に合わせて立壁部１９７ａ、１９９ａが連続的に形成されている（図５参照）。このうち少なくとも、Ｙ方向端部に設けられた立壁部１９７ａは、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの外径寸法以上のＺ方向高さで設定されている。これは後述するように、平面部１９８ｂ及び平板部１９０ａとの間でリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを適切に挟設する目的で設定されたものである。立壁部１９７ａの中央には、これを切り欠いてなる切欠部１９１ａが設けられ、当該切欠部１９１ａを通じてリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃが外部に露出可能とされている。
【００２５】
一方、第二部材１９ｂは図４に示すように、第一部材１９ａの端部１９２ａ、側面部１９４とそれぞれ略同様の形状を持つ端部１９２ｂ、側面部１９６を有してなる。
具体的に、端部１９２ｂは第二極性（正極）端子１０ａ及びリード板１４等を良好に被覆する形状として、浅底の円形カップ状に形成されている。側面部１９６は端部１９２ｂからＹ方向に連接され、素電池１０の正極端子１０ａ周辺を部分的に被覆する。側面部１９６のうち、Ｚ方向の底面部１９０ｂ（図５参照）に対応する外表面は平面部１９８ｂであり、第一部材１９ａの平板部１９０ａの形状に合わせて平面状に形成されている。
【００２６】
さらに側面部１９６には、第一部材１９ａ側と対向する端部において、Ｙ方向に延出され、Ｘ方向または逆Ｘ方向に爪が突出するように、２つの嵌合部（嵌合爪１９５ａ、１９５ｂ）が設けられている（図２、４参照）。この嵌合爪１９５ａ、１９５ｂは、前述した嵌合溝１９３ａ、１９３ｂと互いに嵌合可能に形成されたものである。
なお平面部１９８ｂには、Ｙ方向を長手とする一対のリブ１９３ｂ、１９４ｂが立設されている（図２、４参照）。電池パック１においては、リブ１９３ｂ、１９４ｂのＺ方向頂部は平板部１９０ａの内表面が当接する配置となる。
【００２７】
外装ラベル２０はＰＥＴ等の薄い樹脂フィルムからなり、電池パック１の定格等の表示が記載されている。なお、電池パック１では外装体が一対のケース部材（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）で構成されているため、外装ラベル２０は図７に示す従来構成の電池パック１Ｘのように素電池１０の両端部を覆う必要がない。従って、ここでは電池パック１の外観寸法の精度を向上させる目的で、外装ラベル２０のＹ方向長さを電池パック１全体のＹ方向長さよりも短くし、電池パック１の長手（Ｙ）方向両端では第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの端面を部分的に外部露出させている。これにより電池パック１のＹ方向に沿った外観寸法は、第一部材１９ａ、第二部材１９ｂによって精度よく決定される。
【００２８】
なお、電池パック１において、外装ラベル２０は第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの周囲に巻回し、当該巻回方向の両端部付近を互いに貼着しているだけであるが、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの少なくともいずれかの表面に対して外装ラベル２０を貼着することもできる。
（電池パック１におけるホルダーの効果について）
次に、ホルダー（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）を用いてなる電池パック１の製造工程と、前記ホルダーによる効果について、図２〜６に基づき説明する。
【００２９】
まず素電池１０の周面に対し、その長手（Ｙ）方向に沿って一定幅のポリエステルテープ１１を配設する（図２）。各リード板１４、１５０ａを曲げ加工し、それぞれ素電池１０の正極端子１０ａ、負極端子１０ｂにスポット溶接で電気的に接続する。ポリエステルテープ１１上の所定位置に保護回路基板１６およびＰＴＣ素子１５を載置する（図３）。
そして図４のように、素電池１０の正極端子１０ａ及びリード板１４に第一部材１９ｂの端部１９２ｂを被せる。また、側面部１９６を保護回路基板１６の手前の位置まで素電池１０の側面に沿わせ、且つ、平面部１９８ｂの主面を保護回路基板１６の主面と平行にする。このとき、保護回路基板１６から延長されたリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを揃え、平面部１９８ｂ上の一対のリブ１９３ａ、１９３ｂの間に挟設させて位置決めする。このようにリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを平面部１９８ｂの上に位置決めし、リード板１４を端部１９２ｂで被覆することで、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃとリード板１４との短絡発生を確実に回避することができる。
【００３０】
続いて、素電池１０の負極端子１０ｂ及びリード板１５０ａに対し、第一部材１９ａの端部１９２ａを被せる。また、保護回路基板１６及び素電池１０の周面を被覆し、且つ、外表面１９９ｂを保護回路基板１６の主面と平行にさせつつ側面部１９４を配設する。さらに第二部材１９ａの平面部１９０ａを第一部材１９ｂの平面部１９８ｂ上に重ねる（図４）。このとき、平板部１９０ａの立壁部１９９ａを平面部１９８ｂのＹ方向に沿った周縁に合わせ、立壁部１９７ａを端部１９２ｂのＹ方向端面の位置に合わせる。そしてこのとき、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを平面部１９８ｂ及び平板部１９０ａの間で挟設するとともに、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの下流側を立壁部１９７ａに設けた切欠部１９１ａを通して外部露出させる。これにより、電池パック１では剛性を持つ第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂを組み合わせても、前述のようにリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃとリード板１４との短絡発生防止を図りつつ、且つリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを問題なく外部に良好に取り出せる。
【００３１】
次に第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂを嵌合させる。図５、６に順次示すように、第一部材１９ｂの底面部１９０ｂを平板部１９０ａの内表面と平行にＹ方向にスライドさせる。これにより第二部材１９ｂの嵌合爪１９５ａ、１９５ｂが第一部材１９ａの側面部１９４の内側に無理ばめされ、最終的に嵌合溝１９３ａ、１９３ｂと嵌合する。この嵌合後、第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂは容易に外れることはない。よって、第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂがそれぞれ剛性を発揮するとともに、嵌合後はホルダー全体としての機械的強度も良好に発揮される。
【００３２】
その後は、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの外周面（素電池１０の両端部に相当する端面領域を除く部分）に外装ラベル２０を巻回して固定する。これで電池パック１が完成する。
電池パック１では、前述した嵌合爪１９５ａ、１９５ｂと嵌合溝１９３ａ、１９３ｂの嵌合機構によって、素電池１０および保護回路基板１６は、ホルダーを構成する一対のケース部材（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）の内部に被覆かつ保持される。よって電池パック１の完成後は、このホルダーの良好な機械的強度が発揮されることで、素電池１０および保護回路基板１６は外部からの衝撃・振動に対して適切に保護される。また、電池パック１に巻回された外装ラベル２０のＹ方向長さがホルダーの同方向長さより短く、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの端面領域が外部露出しているため、少なくとも電池パック１のＹ方向の外観寸法は高い精度で定まる。よって、給電対象機器側における電池パック１の収納スペースの寸法も適切に設計でき、給電対象機器のスペース効率の改善を期待できる。
【００３３】
さらに電池パック１では、外表面１９９ｂが平坦且つ精度よく形成されているので、給電対象機器に装着する際は、この外表面１９９ｂを給電対象機器側に当接させると電池パック１の位置決めを良好にでき、且つ、スポンジ等の緩衝材を用いなくても確実に保持できる。
また、図４のように第二部材１９ｂの平面部１９８ｂと第一部材１９ａの平板部１９０ａとの間でリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを挟設することで、正極端子１０ａに接続されたリード板１４とリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを確実に絶縁でき、絶縁性のさらなる向上を図れ、良好な電池信頼性を期待できる。
【００３４】
また、立壁部１９７ａ、１９９ａの配設により、平板部１９０ａと平面部１９８ａとの間には、少なくともリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの外径に合わせた適切な高さの空間が形成されるため、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃが平板部１９０ａによって押し潰されることもない。
なお、第二部材の嵌合爪１９５ａ、１９５ｂの突出方向と、第一部材の嵌合溝１９３ａ、１９３ｂの凹入方向は、いずれもＸ軸方向に沿っており（Ｘ方向または逆Ｘ方向）、且つ、嵌合爪１９５ａ、１９５ｂおよび嵌合溝１９３ａ、１９３ｂの形状はＺ軸方向に沿って一定である。従って、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂを樹脂材料を用いて射出成形法で製造する際には、いわゆるスライド金型を用いなくても通常の可動側金型を固定側金型に対してＺ軸方向に往復移動させて製造することが可能である。よって生産コストの低減を図ることができ、実現性の面においても優れた効果が発揮される。
＜その他の事項＞
上記実施の形態では、第一部材および第二部材の各側面部により素電池を部分的に覆う構成としたが、側面部をそれぞれ筒状に形成し、第一部材および第二部材を嵌合させた後は完全に素電池を外部から見えなくすることもできる。
【００３５】
また、第一部材および第二部材の嵌合機構は、半円状の突起部を持つ嵌合爪１９５ａ、１９５ｂとこれに嵌合可能な嵌合溝の組み合わせに限定されない。例えば楔形の突起部を持つ嵌合爪と、これに嵌合可能な嵌合溝の組み合わせであってもよい。
また嵌合機構については、例えば第一部材側にリブ状の嵌合部を形成し、第二部材側にスリット状の嵌合部を形成し、前記リブを前記スリットに挿入した後、両者を超音波溶着等により強固に接合することもできる。このように本発明の嵌合部は、厳密に嵌合機構を有するものに限定されず、溶着により接合される構成も含むものとする。
【００３６】
また、上記実施の形態では、安全素子の一例としてＰＴＣ素子を採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子や温度ヒューズ素子などを採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ハンディターミナルなどのモバイル機器やＰＤＡ、車載盗難装置等の電源として用いることができ、その産業上の利用可能性は極めて広いと言える。
【符号の説明】
【００３８】
１、１０Ｘ 電池パック
１０ 素電池
１１ ポリエステルテープ
１５ ＰＴＣ素子
１６ 保護回路基板
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ リード線
１８ 接続コネクター
１９ａ 第一部材
１９ｂ 第二部材
２０ 外装ラベル
２１ 外装チューブ
２１ａ、２１ｂ 突出部（チューブ爪）
１９０ａ 平板部
１９０ｂ、１９８ａ 底面部
１９１ａ 切欠部
１９２ａ、１９２ｂ 端部
１９３ａ、１９３ｂ 嵌合溝
１９４、１９６ 側面部
１９５ａ、１９５ｂ 嵌合爪
１９７ａ、１９９ａ 立壁部
１９８ｂ 平面部
１９９ｂ 外表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池パックに関し、特に機械的強度および寸法精度の向上を図るための改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＤＡや車載盗難防止装置等の小型電子機器の電源として、繰り返し充電が可能な二次電池、特に高いエネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が電源として幅広く用いられている。リチウムイオン二次電池は、充放電および電流などを制御・管理し、安全性を確保するため、保護回路基板および安全素子などと組み合わされて電池パックとして用いられる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
従来例の電池パックの構成を図７に示す。図７（ａ）の電池パック１Ｘは、いわゆる１直１並接続型であり、当図（ｂ）に示す如く、１本の円筒型リチウムイオン二次電池１０に保護回路基板１６が接続される。素電池１０の長手方向両端には絶縁板１２ａ、１２ｂが配設され、保護回路基板１６が板状ホルダー２３の上面に載置された状態で、ホルダー２３が素電池１０の側面に配設される。これらの構成要素が、保護回路基板１６に接続したリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、外部コネクター１８を露出させつつ、熱収縮材料からなる外装チューブ２１で被覆される。外装チューブ２１は電池パック１Ｘの外装体であるため、素電池１０および絶縁板１２ａ、１２ｂの全体を覆うように被覆させる。外装チューブ２１の表面には表示用ラベル２２が貼られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２６９１９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４０７８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１３５７６９号公報
【特許文献４】特開平７−２５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来例の電池パック１Ｘでは、外装体が柔軟な外装チューブ２１であるため、素電池１０および保護回路基板１６を保護する機能が低く、機械的強度が十分でない。特に保護回路基板１６の上面付近は、外装チューブ２１を介して外部からの衝撃が加わった際、外装チューブ２１越しに保護回路基板１６に大きな衝撃が伝達され、比較的容易に損傷したり、短絡等を発生するおそれがある。
【０００６】
また電池パック１Ｘでは図７（ｂ）のように、通常、素電池１０の長手方向両端部に外装チューブ２１の部分が突出して熱収縮した部分（突出部２１ａ、２１ｂ）が発生する。このような突出部２１ａ、２１ｂはサイズもまちまちであり、電池パック１Ｘの外形寸法の精度を下げる原因となり、給電対象機器側の電池パックの収納スペースを正確に設計できない。このため現状では、電池パック１０Ｘに対して広めの収納スペースを機器内に確保し、スポンジ等のクッション部材を介して電池パック１Ｘを収納・位置決めする対策がなされているが、スペース効率化を図る上で制約が大きいため改善が求められている。
【０００７】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、外装体を工夫することにより電池パックの外観寸法の精度向上を図るとともに、外装体に機械的強度を付与して耐衝撃性を向上させ、高い信頼性を期待できる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、円筒型の素電池と当該素電池に電気的に接続された回路基板とがホルダーに内包された電池パックであって、前記ホルダーは、前記素電池の第一極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う前記側面部とを有する第一部材と、前記素電池の第二極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う前記側面部とを有する第二部材とからなり、前記第一部材及び前記第二部材の各側面部には、当該両部材同士で嵌合可能な嵌合部が形成され、前記回路基板が、前記素電池の周面といずれかの前記部材の前記側面部の間に挟まれた状態で、前記第一部材及び前記第二部材における前記嵌合部同士が互いに嵌合し、前記素電池の周面には前記ホルダーを介して外装ラベルが配され、前記素電池の長手方向両端部に対応する前記各部材の前記端部の領域が外部露出されている構成とした。
【０００９】
ここで、前記第一部材の前記嵌合部は嵌合溝であり、前記第二部材の前記嵌合部は嵌合爪である構成とすることもできる。
また、前記第一部材及び前記第二部材は射出成形されたものであり、前記第一部材及び前記第二部材の成形に用いる射出成形金型の抜き方向が、前記第一部材の前記嵌合溝の凹入方向及び前記第二部材の前記嵌合爪の突出方向の両方に対してそれぞれ垂直方向である構成とすれば、生産コストや生産効率等の面において有利である。
【００１０】
また、前記回路基板にはリード線が接続され、前記素電池の各極性端子と前記回路基板とはそれぞれリード板で接続され、前記第一部材には、前記側面部からさらに前記素電池の長手方向周面に沿って平板部が延設され、前記嵌合部同士が互いに嵌合された状態において、前記リード線は前記平板部の内表面と第二部材の前記側面部の外表面に挟設されるとともに、前記各リード板が前記各部材の前記端部及び前記側面部に被覆されることで、前記リード板と前記リード線の絶縁が図られる構成とすることもできる。
【００１１】
また、前記平板部の前記延設方向端部には、少なくとも前記リード線の外径以上の高さを有する立壁部が設けられ、当該立壁部には、前記リード線を外部に露出させるための切欠部が設けられている構成とすることもできる。
また、前記第一部材及び前記第二部材はポリカーボネート系樹脂材料で構成することもできる。この場合、電池パックの機械的強度を飛躍的に向上させることを期待できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の構成を有する本発明の電池パックでは、ホルダーを構成する一対のケース部材により、素電池と回路基板が被覆される。また、回路基板は素電池周面と第一部材または第二部材の側面部との間に挟設される。このため前記電池パックでは、単に熱収縮チューブ等の外装体とする従来の電池パックに比べて格段に外装体の強度が向上しており、外部から衝撃が加わった場合でも、素電池および回路基板が適切に保護される。従って、短絡等の問題や基板損傷の発生を防いで、高い信頼性の電池特性を維持できる。
【００１３】
また、本発明の電池パックでは、円筒型素電池の両端部付近においてホルダー（被覆部の端面領域）が露出している。このため、熱収縮材料からなる外装チューブを用いた従来の電池パックと異なり、熱収縮材料で素電池の端面上を被覆する必要がないので、当該材料特有の突出部も形成されない。従って、本発明の電池パックでは外観寸法の精度向上を図ることができる。また、これにより給電対象機器側における電池パック収納部分のスペース設計を適切に図ることが可能である。
【００１４】
さらに給電対象機器においてはスポンジ等の緩衝材を電池パック収納部分に配設する必要がないため、例えば電池パックの収納部分に所定のリブを形成し、電池パックを直接リブ間に収納することも可能であり、給電対象機器の内部スペース効率の向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係る電池パック１の全体構成を示す斜視図である。
【図２】電池パック１の内部構成と配置関係を示す組図である。
【図３】素電池周辺の構成を示す図である。
【図４】電池パックの組立工程を示す図である。
【図５】電池パックの組立工程を示す図である。
【図６】電池パックの組立工程を示す図である。
【図７】従来の電池パックの全体構成と内部構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、当然ながら本発明は以下の各構成に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
＜実施の形態＞
（電池パック１の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る電池パック１の構成を示す外観図である。図２は、電池パック１の内部構成と配置関係を示す組図である。
【００１７】
電池パック１は、一本の円筒型素電池１０を内蔵する、いわゆる１直１並（１Ｓ１Ｐ）型である。外観的には図１のように、一対のケース部材である第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの組み合わせからなる円柱状のホルダーを有する。素電池１０の周囲には第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂを介して外装ラベル２０が巻回されている。ここで第一部材１９ａには、後述するように平板部の延設（Ｙ）方向端部に立壁部１９７ａが設けられている。この立壁部１９７ａの中央を切り欠いてなる切欠部１９１ａから、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃおよび接続コネクター１８が外部露出するように配されている。
（電池パック１の内部構成）
電池パック１は図２に示すように、円筒型素電池１０、ポリエステルテープ１１、ＰＴＣ素子１５、保護回路基板１６、および保護回路基板１６等の構成要素が組み合わされ、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂに被覆される。
【００１８】
円筒型電池１０は二次電池であり、ここでは一例としてリチウムイオン二次電池を用いている。サイズ例としては、直径１８．１ｍｍ、長さ６４．８ｍｍであるが、当然ながらこのサイズに限定されない。なお素電池１０についてもリチウムイオンに限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、その他の種類の円筒型二次電池を使用できる。
【００１９】
ポリエステルテープ１１は、素電池１０の側面に貼着される絶縁テープであって、保護回路基板１６、ＰＴＣ素子１５等と素電池１０との絶縁を図る目的で設けられる。
保護回路基板１６は、ガラスやエポキシ樹脂等を含むコンポジット材料からなる短冊状の基板本体に各種電気素子が実装されて構成される。電池パック１において、保護回路基板１６は素電池１０の周面と側面部１９４との間に挟設されている。
【００２０】
保護回路基板１６には、給電対象機器に電力供給を行うとともに、外部から充電を受けるためのリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃが延出される。当該各リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの先端には給電対象機器側と接続を図るための接続コネクター１８が配設されている。
ＰＴＣ素子１５は、ＰＴＣ素子本体１５０ｂがリード板１５０ａ、１５０ｃに接続されて構成される。電池パック１において、ＰＴＣ素子１５は保護回路基板１６および負極端子１０ｂに接続され、電池パック１の充放電時において、万一、素電池１０が過度に温度上昇した際に、電池パック１と給電対象機器間の通電を遮断する。
【００２１】
リード板１４、１５０ａ、１５０ｃは、通電性及び溶接特性に優れる板状の金属材料（ＮｉＰまたはＮｉ−Ｆｅ−Ｎｉクラッド材）からなる。図３は素電池１０およびリード板１４、１５０ａ、１５０ｃ、保護回路基板１６等の各配置を示す図である。リード板１４、１５０ａは、図２、図３（ａ）に示すように、素電池１０の形状に合わせてＬ字型に曲げ加工された長尺部材である。図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、リード板１４、１５０ａは、それぞれ素電池１０の正極端子１０ａ、１０ｂに対してスポット溶接することで電気的に接続される（１４０、１５１はスポット溶接部を示す）。
【００２２】
ホルダーは、機械的強度（特に剛性）に優れる材料を用いてなる、一対のケース部材（第一部材１９ａ、第二部材１９ｂ）で構成される。これら第一部材１９ａ、第二部材１９ｂは、ここではエンジニアリングプラスチックの一つであるポリカーボネート（ＰＣ）材料を射出成形したものである。
図４を用いて第一部材１９ａの構成を具体的にみると、円筒型素電池１０の第一極性（負極）端子１０ｂ周辺を被覆する端部１９２ａと、端部１９２ａから素電池１０の長手（Ｙ）方向に沿って連接され、且つ素電池１０のほぼ半周方向の周面を部分的に被覆する側面部１９４、並びに側面部１９４よりさらに素電池１０の長手（Ｙ）方向に延設され、側面部１９４よりも幅狭の短冊状の平板部１９０ａとをそれぞれ備えている。
【００２３】
端部１９２ａは素電池１０の一端部（ここでは負極端子１０ｂ）及びその近接部位、リード板１５０ａ等を良好に被覆できる形状として、浅底の円形カップ状に形成されている。
側面部１９４は素電池１０の長手（Ｙ）方向の約半分を占める領域において、その周面を部分的に被覆する。ここで図５に示すように、素電池１０に面する側面部１９４の内表面は、素電池１０を良好に保持するため、その一部が当該素電池１０の周面に合った曲面をなしている。さらに素電池１０の正極端子１０ａに近接する側面部１９４の内面には、当該側面部１９４を構成する厚み部分をＸ方向に凹入させてなる、２つの嵌合部（嵌合溝１９３ａ、１９３ｂ）が距離を置いて形成されている。なお、側面部１９４の内表面のうち、Ｚ方向の底面部１９８ａは、素電池１０の周面との間で保護回路基板１６を被覆して保持し、外部からこれを保護する役目で用いられる。この目的で底面部１９８ａは平面状に形成されている。なお、底面部１９８ａは必ずしも保護回路基板１６と接する必要はなく、若干の間隙をおいて対向していてもよい。底面部１９８ａに対応する位置の第一部材１９ａの外表面１９９ｂは、平板部１９０ａと連続した平面状に形成されている（図４参照）。
【００２４】
図４に戻って、平板部１９０ａは、正極端子１０ａに近接する側面部１９４からさらにＹ方向に延設されてなる、短冊状部である。当該平板部１９０ａのＹ方向長さは、第二部材１９ｂの側面部１９６の平面部１９８ｂのＹ方向長さとほぼ同じに設定されている。また、そのＸ方向幅についても、平面部１９８ｂのＸ方向幅に合わせて設定されている。
この平板部１９０ａの周囲には、素電池１０の周面及び平面部１９８ｂの各形状に合わせて立壁部１９７ａ、１９９ａが連続的に形成されている（図５参照）。このうち少なくとも、Ｙ方向端部に設けられた立壁部１９７ａは、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの外径寸法以上のＺ方向高さで設定されている。これは後述するように、平面部１９８ｂ及び平板部１９０ａとの間でリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを適切に挟設する目的で設定されたものである。立壁部１９７ａの中央には、これを切り欠いてなる切欠部１９１ａが設けられ、当該切欠部１９１ａを通じてリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃが外部に露出可能とされている。
【００２５】
一方、第二部材１９ｂは図４に示すように、第一部材１９ａの端部１９２ａ、側面部１９４とそれぞれ略同様の形状を持つ端部１９２ｂ、側面部１９６を有してなる。
具体的に、端部１９２ｂは第二極性（正極）端子１０ａ及びリード板１４等を良好に被覆する形状として、浅底の円形カップ状に形成されている。側面部１９６は端部１９２ｂからＹ方向に連接され、素電池１０の正極端子１０ａ周辺を部分的に被覆する。側面部１９６のうち、Ｚ方向の底面部１９０ｂ（図５参照）に対応する外表面は平面部１９８ｂであり、第一部材１９ａの平板部１９０ａの形状に合わせて平面状に形成されている。
【００２６】
さらに側面部１９６には、第一部材１９ａ側と対向する端部において、Ｙ方向に延出され、Ｘ方向または逆Ｘ方向に爪が突出するように、２つの嵌合部（嵌合爪１９５ａ、１９５ｂ）が設けられている（図２、４参照）。この嵌合爪１９５ａ、１９５ｂは、前述した嵌合溝１９３ａ、１９３ｂと互いに嵌合可能に形成されたものである。
なお平面部１９８ｂには、Ｙ方向を長手とする一対のリブ１９３ｂ、１９４ｂが立設されている（図２、４参照）。電池パック１においては、リブ１９３ｂ、１９４ｂのＺ方向頂部は平板部１９０ａの内表面が当接する配置となる。
【００２７】
外装ラベル２０はＰＥＴ等の薄い樹脂フィルムからなり、電池パック１の定格等の表示が記載されている。なお、電池パック１では外装体が一対のケース部材（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）で構成されているため、外装ラベル２０は図７に示す従来構成の電池パック１Ｘのように素電池１０の両端部を覆う必要がない。従って、ここでは電池パック１の外観寸法の精度を向上させる目的で、外装ラベル２０のＹ方向長さを電池パック１全体のＹ方向長さよりも短くし、電池パック１の長手（Ｙ）方向両端では第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの端面を部分的に外部露出させている。これにより電池パック１のＹ方向に沿った外観寸法は、第一部材１９ａ、第二部材１９ｂによって精度よく決定される。
【００２８】
なお、電池パック１において、外装ラベル２０は第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの周囲に巻回し、当該巻回方向の両端部付近を互いに貼着しているだけであるが、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの少なくともいずれかの表面に対して外装ラベル２０を貼着することもできる。
（電池パック１におけるホルダーの効果について）
次に、ホルダー（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）を用いてなる電池パック１の製造工程と、前記ホルダーによる効果について、図２〜６に基づき説明する。
【００２９】
まず素電池１０の周面に対し、その長手（Ｙ）方向に沿って一定幅のポリエステルテープ１１を配設する（図２）。各リード板１４、１５０ａを曲げ加工し、それぞれ素電池１０の正極端子１０ａ、負極端子１０ｂにスポット溶接で電気的に接続する。ポリエステルテープ１１上の所定位置に保護回路基板１６およびＰＴＣ素子１５を載置する（図３）。
そして図４のように、素電池１０の正極端子１０ａ及びリード板１４に第一部材１９ｂの端部１９２ｂを被せる。また、側面部１９６を保護回路基板１６の手前の位置まで素電池１０の側面に沿わせ、且つ、平面部１９８ｂの主面を保護回路基板１６の主面と平行にする。このとき、保護回路基板１６から延長されたリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを揃え、平面部１９８ｂ上の一対のリブ１９３ａ、１９３ｂの間に挟設させて位置決めする。このようにリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを平面部１９８ｂの上に位置決めし、リード板１４を端部１９２ｂで被覆することで、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃとリード板１４との短絡発生を確実に回避することができる。
【００３０】
続いて、素電池１０の負極端子１０ｂ及びリード板１５０ａに対し、第一部材１９ａの端部１９２ａを被せる。また、保護回路基板１６及び素電池１０の周面を被覆し、且つ、外表面１９９ｂを保護回路基板１６の主面と平行にさせつつ側面部１９４を配設する。さらに第二部材１９ａの平面部１９０ａを第一部材１９ｂの平面部１９８ｂ上に重ねる（図４）。このとき、平板部１９０ａの立壁部１９９ａを平面部１９８ｂのＹ方向に沿った周縁に合わせ、立壁部１９７ａを端部１９２ｂのＹ方向端面の位置に合わせる。そしてこのとき、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを平面部１９８ｂ及び平板部１９０ａの間で挟設するとともに、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの下流側を立壁部１９７ａに設けた切欠部１９１ａを通して外部露出させる。これにより、電池パック１では剛性を持つ第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂを組み合わせても、前述のようにリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃとリード板１４との短絡発生防止を図りつつ、且つリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを問題なく外部に良好に取り出せる。
【００３１】
次に第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂを嵌合させる。図５、６に順次示すように、第一部材１９ｂの底面部１９０ｂを平板部１９０ａの内表面と平行にＹ方向にスライドさせる。これにより第二部材１９ｂの嵌合爪１９５ａ、１９５ｂが第一部材１９ａの側面部１９４の内側に無理ばめされ、最終的に嵌合溝１９３ａ、１９３ｂと嵌合する。この嵌合後、第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂは容易に外れることはない。よって、第一部材１９ａ及び第二部材１９ｂがそれぞれ剛性を発揮するとともに、嵌合後はホルダー全体としての機械的強度も良好に発揮される。
【００３２】
その後は、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの外周面（素電池１０の両端部に相当する端面領域を除く部分）に外装ラベル２０を巻回して固定する。これで電池パック１が完成する。
電池パック１では、前述した嵌合爪１９５ａ、１９５ｂと嵌合溝１９３ａ、１９３ｂの嵌合機構によって、素電池１０および保護回路基板１６は、ホルダーを構成する一対のケース部材（第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂ）の内部に被覆かつ保持される。よって電池パック１の完成後は、このホルダーの良好な機械的強度が発揮されることで、素電池１０および保護回路基板１６は外部からの衝撃・振動に対して適切に保護される。また、電池パック１に巻回された外装ラベル２０のＹ方向長さがホルダーの同方向長さより短く、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂの端面領域が外部露出しているため、少なくとも電池パック１のＹ方向の外観寸法は高い精度で定まる。よって、給電対象機器側における電池パック１の収納スペースの寸法も適切に設計でき、給電対象機器のスペース効率の改善を期待できる。
【００３３】
さらに電池パック１では、外表面１９９ｂが平坦且つ精度よく形成されているので、給電対象機器に装着する際は、この外表面１９９ｂを給電対象機器側に当接させると電池パック１の位置決めを良好にでき、且つ、スポンジ等の緩衝材を用いなくても確実に保持できる。
また、図４のように第二部材１９ｂの平面部１９８ｂと第一部材１９ａの平板部１９０ａとの間でリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを挟設することで、正極端子１０ａに接続されたリード板１４とリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃを確実に絶縁でき、絶縁性のさらなる向上を図れ、良好な電池信頼性を期待できる。
【００３４】
また、立壁部１９７ａ、１９９ａの配設により、平板部１９０ａと平面部１９８ａとの間には、少なくともリード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃの外径に合わせた適切な高さの空間が形成されるため、リード線１７ａ、１７ｂ、１７ｃが平板部１９０ａによって押し潰されることもない。
なお、第二部材の嵌合爪１９５ａ、１９５ｂの突出方向と、第一部材の嵌合溝１９３ａ、１９３ｂの凹入方向は、いずれもＸ軸方向に沿っており（Ｘ方向または逆Ｘ方向）、且つ、嵌合爪１９５ａ、１９５ｂおよび嵌合溝１９３ａ、１９３ｂの形状はＺ軸方向に沿って一定である。従って、第一部材１９ａおよび第二部材１９ｂを樹脂材料を用いて射出成形法で製造する際には、いわゆるスライド金型を用いなくても通常の可動側金型を固定側金型に対してＺ軸方向に往復移動させて製造することが可能である。よって生産コストの低減を図ることができ、実現性の面においても優れた効果が発揮される。
＜その他の事項＞
上記実施の形態では、第一部材および第二部材の各側面部により素電池を部分的に覆う構成としたが、側面部をそれぞれ筒状に形成し、第一部材および第二部材を嵌合させた後は完全に素電池を外部から見えなくすることもできる。
【００３５】
また、第一部材および第二部材の嵌合機構は、半円状の突起部を持つ嵌合爪１９５ａ、１９５ｂとこれに嵌合可能な嵌合溝の組み合わせに限定されない。例えば楔形の突起部を持つ嵌合爪と、これに嵌合可能な嵌合溝の組み合わせであってもよい。
また嵌合機構については、例えば第一部材側にリブ状の嵌合部を形成し、第二部材側にスリット状の嵌合部を形成し、前記リブを前記スリットに挿入した後、両者を超音波溶着等により強固に接合することもできる。このように本発明の嵌合部は、厳密に嵌合機構を有するものに限定されず、溶着により接合される構成も含むものとする。
【００３６】
また、上記実施の形態では、安全素子の一例としてＰＴＣ素子を採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子や温度ヒューズ素子などを採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ハンディターミナルなどのモバイル機器やＰＤＡ、車載盗難装置等の電源として用いることができ、その産業上の利用可能性は極めて広いと言える。
【符号の説明】
【００３８】
１、１０Ｘ 電池パック
１０ 素電池
１１ ポリエステルテープ
１５ ＰＴＣ素子
１６ 保護回路基板
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ リード線
１８ 接続コネクター
１９ａ 第一部材
１９ｂ 第二部材
２０ 外装ラベル
２１ 外装チューブ
２１ａ、２１ｂ 突出部（チューブ爪）
１９０ａ 平板部
１９０ｂ、１９８ａ 底面部
１９１ａ 切欠部
１９２ａ、１９２ｂ 端部
１９３ａ、１９３ｂ 嵌合溝
１９４、１９６ 側面部
１９５ａ、１９５ｂ 嵌合爪
１９７ａ、１９９ａ 立壁部
１９８ｂ 平面部
１９９ｂ 外表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型の素電池と当該素電池に電気的に接続された回路基板とがホルダーに内包された電池パックであって、
前記ホルダーは、
前記素電池の第一極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う側面部とを有する第一部材と、
前記素電池の第二極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う側面部とを有する第二部材とからなり、
前記第一部材及び前記第二部材の各側面部には、当該両部材同士で嵌合可能な嵌合部が形成され、
前記回路基板が、前記素電池の周面といずれかの前記部材の前記側面部の間に挟まれた状態で、前記第一部材及び前記第二部材における前記嵌合部同士が互いに嵌合し、
前記素電池の周面には前記ホルダーを介して外装ラベルが配され、
前記素電池の長手方向両端部に対応する前記各部材の前記端部の領域が外部露出されている
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記第一部材の前記嵌合部は嵌合溝であり、
前記第二部材の前記嵌合部は嵌合爪である
ことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記第一部材及び前記第二部材は射出成形されたものであり、
前記第一部材及び前記第二部材の成形に用いる射出成形金型の抜き方向が、前記第一部材の前記嵌合溝の凹入方向及び前記第二部材の前記嵌合爪の突出方向の両方に対してそれぞれ垂直方向である
ことを特徴とする、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記回路基板にはリード線が接続され、前記素電池の各極性端子と前記回路基板とはそれぞれリード板で接続され、
前記第一部材には、前記側面部からさらに前記素電池の長手方向周面に沿って平板部が延設され、
前記嵌合部同士が互いに嵌合された状態において、前記リード線は前記平板部の内表面と第二部材の前記側面部の外表面に挟設されるとともに、前記各リード板が前記各部材の前記端部及び前記側面部に被覆されることで、前記リード板と前記リード線の絶縁が図られる構成である
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記平板部の前記延設方向端部には、少なくとも前記リード線の外径以上の高さを有する立壁部が設けられ、
当該立壁部には、前記リード線を外部に露出させるための切欠部が設けられている
ことを特徴とする、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記第一部材及び前記第二部材はポリカーボネート系樹脂材料からなる
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の電池パック。
【請求項１】
円筒型の素電池と当該素電池に電気的に接続された回路基板とがホルダーに内包された電池パックであって、
前記ホルダーは、
前記素電池の第一極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う側面部とを有する第一部材と、
前記素電池の第二極性端子周辺を覆う端部及び当該端部に連接されて前記素電池周面を部分的に覆う側面部とを有する第二部材とからなり、
前記第一部材及び前記第二部材の各側面部には、当該両部材同士で嵌合可能な嵌合部が形成され、
前記回路基板が、前記素電池の周面といずれかの前記部材の前記側面部の間に挟まれた状態で、前記第一部材及び前記第二部材における前記嵌合部同士が互いに嵌合し、
前記素電池の周面には前記ホルダーを介して外装ラベルが配され、
前記素電池の長手方向両端部に対応する前記各部材の前記端部の領域が外部露出されている
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記第一部材の前記嵌合部は嵌合溝であり、
前記第二部材の前記嵌合部は嵌合爪である
ことを特徴とする、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記第一部材及び前記第二部材は射出成形されたものであり、
前記第一部材及び前記第二部材の成形に用いる射出成形金型の抜き方向が、前記第一部材の前記嵌合溝の凹入方向及び前記第二部材の前記嵌合爪の突出方向の両方に対してそれぞれ垂直方向である
ことを特徴とする、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記回路基板にはリード線が接続され、前記素電池の各極性端子と前記回路基板とはそれぞれリード板で接続され、
前記第一部材には、前記側面部からさらに前記素電池の長手方向周面に沿って平板部が延設され、
前記嵌合部同士が互いに嵌合された状態において、前記リード線は前記平板部の内表面と第二部材の前記側面部の外表面に挟設されるとともに、前記各リード板が前記各部材の前記端部及び前記側面部に被覆されることで、前記リード板と前記リード線の絶縁が図られる構成である
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記平板部の前記延設方向端部には、少なくとも前記リード線の外径以上の高さを有する立壁部が設けられ、
当該立壁部には、前記リード線を外部に露出させるための切欠部が設けられている
ことを特徴とする、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記第一部材及び前記第二部材はポリカーボネート系樹脂材料からなる
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の電池パック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０９０５０（Ｐ２０１２−１０９０５０Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５１８６（Ｐ２０１０−２５５１８６）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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