(57)【要約】【課題】電池パックにおいて、外装ケースとして天面板または底面板と側面板との肉厚を異ならせることによって、各肉厚同士での収縮量を制御して、ソリを最小限とすることで、ノート型パソコンなどの電子機器への装着時での形状寸法の精度向上などを目的とする。【解決手段】合成樹脂で成形された外装ケース１の中に保護回路基板９とリード線８を接続した二次電池２を収納し、外装ケース１の天面板３または底面板４と側面板５との肉厚を異ならせて構成し、ソリ変形を抑制する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数の二次電池がそれぞれ電気的に接続されて合成樹脂からなる外装ケース内に収納されて構成される電池パックにおいて、前記外装ケースとして天面板または底面板と側面板との肉厚を異ならせてソリを最小限となるように構成したことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記外装ケースの天面板または底面板と側面板との肉厚の比を１：０．７〜０．９とした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】
前記外装ケースを天面板と側面板からなる上ケースと底面板と側面板からなる下ケースとで構成し、前記上ケースと下ケースの側面板の突合せ部で接合する構成とした請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記外装ケースの一方を平板状の天面板からなる上ケースまたは平板状の底面板からなる下ケースで構成し、他方を底面板に側面板を設けた下ケースまたは天面板に側面板を設けた上ケースで構成し、前記上ケースと下ケースの突合せ部で接合する構成とした請求項１に記載の電池パック。
【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、複数の二次電池がそれぞれ電気的に接続されて合成樹脂からなる外装ケース内に収納されて構成された電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パソコンや移動体通信機器の高機能化による搭載集積回路の拡大により、搭載部品の小型軽量化やデジタルスチルカメラの小型軽量化、あるいは携帯用音楽プレーヤーの薄型軽量化などに伴い搭載機器の部品や特に電源である二次電池パックの薄型軽量化が強く要望されている。
【０００３】
従来のノート型パソコンなどのモバイル機器に利用される角箱形状で厚み３ｍｍ〜２０ｍｍの電池パックの外装ケースには厚みに対し縦断面の底面板の板厚が０．５ｍｍ以上のものが多く、二次電池パックそのものの薄型化に対し、電池容量を増やすためには、二次電池パックを構成する部品の小型化、特に二次電池そのものの金属ケースと樹脂で成形された絶縁機能の外装ケースの薄肉化が不可欠である。それと同時に、品質面でノート型パソコンなどの電子機器への組み込みでの形状寸法の精度向上や、落下衝撃時に上記の電池パックでの機械的強度の確保による安全性の向上も強く要望されているため、電池パック単体での変形、形状ソリなどの軽減も不可欠である。
【０００４】
図６は従来の電池パックの一般的な構成を示した概略図である。図６に示すように、電池パックは二次電池の収納と絶縁機能をもった外装ケース５１の中に保護回路基板５２とリード線５３を介して接続した二次電池５４を収納し、外装ケース５１の開口部５５を外装蓋５６で密閉した構成としている。また、外装ケース５１には、ノート型パソコンに装着して二次電池から電力の供給と、二次電池への充電を行うために保護回路基板５２と接続されたコネクタ５９を設けている。また、この外装ケース５１において底面板５７と側面板５８の肉厚寸法は等しくなる構成としている。ここで従来技術においては、この外装ケース５１と外装蓋５６は樹脂の射出成形加工にて形成され、開口部５５を密閉する際には、樹脂を溶融して結合するあるいは接着剤を塗布して結合する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３５３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来技術では図６に示すように、通常は成形時に発生する外装ケース５１の底面板５７と側面板５８の肉厚寸法が等しいために肉厚部内の収縮や充填時の圧力による残留応力によって、外装ケース５１の底面板５７が四方を囲んでいる側面板５８の収縮により引っ張られて変形し、底面板５７がソリ変形するという課題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を鑑みて成されたもので、樹脂成形で形成された外装ケースの天面板または底面板と側面板の肉厚の比率を変えることによって、収縮バランスのとれた形としてソリ変形を抑制し、ソリ変形による形状変形を削減することによって、電子機器への装着時に発生するトラブルや形状寸法の精度向上、および落下衝撃時に機械的強度の確保によって安全性の向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するために本発明の電池パックは、少なくとも複数の二次電池がそれぞれ電気的に接続されて合成樹脂からなる外装ケース内に収納されて構成される電池パックにおいて、外装ケースとして天面板または底面板と側面板との肉厚を異ならせてソリを最小限となるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形条件や金型構造に規制することなくソリ変形を抑えた電池パックの提供が可能で、電子機器への装着寸法の精度向上や、外装ケースの接合時に発生する残留応力を軽減して落下衝撃時に発生する外装ケースの接合面の開口などを抑制し、電池パックの機械的強度の確保による安全性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における電池パックの一部切欠斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における外装ケースの一部切欠斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における外装ケースの一部切欠斜視図
【図４】本発明の一実施の形態における外装ケースの肉厚の比率とソリ量の相関図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態における電池パックの外装ケースのソリ状態を示した一部切欠斜視図、（ｂ）電池パックの外装ケースの逆ソリ状態を示した一部切欠斜視図
【図６】従来例における電池パックの一部切欠斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の発明では、少なくとも複数の二次電池がそれぞれ電気的に接続されて合成樹脂からなる外装ケース内に収納されて構成される電池パックにおいて、外装ケースとして天面板または底面板と側面板との肉厚を異ならせてソリを最小限となるように構成したことにより、ソリ変形を最小限に抑制することが可能となり、外装ケースの寸法精度が向上できる。
【００１２】
本発明の第２の発明では、外装ケースの天面板または底面板と側面板との肉厚の比を１：０．７〜０．９としたことにより、成形条件や金型構造に規制すること無く、外装ケースのソリ変形を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第３の発明では、天面板と側面板からなる上ケースと底面板と側面板からなる下ケースとで構成し、この上ケースと下ケースの側面板の突合せ部で接合する構成としたことにより、上ケースと下ケースを同じ割合の肉厚の比率に規制して外装ケースのソリ変形を一定に抑制することができる。
【００１４】
本発明の第４の発明では、外装ケースの一方を平板状の天面板からなる上ケースまたは平板状の底面板からなる下ケースで構成し、他方を底面板に側面板を設けた下ケースまたは天面板に側面板を設けた上ケースで構成し、上ケースと下ケースの突合せ部で接合する構成としたことにより、下ケースまたは上ケースの肉厚の比率を規制し、外形寸法に影響を及ぼすことなく外装ケースのソリ変形を抑制することができる。
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示される一実施の形態については、本発明を説明するために掲げた電池パックとしての代表的なノート型パソコン用電池パックの構造を示すものであって、本発明は電池パックの構造を下記のものに特定するものではない。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態における電池パックの概略図ある。同図に示すように、電池パックは二次電池の収納と絶縁機能をもった合成樹脂で成形された天面板３、底面板４、側面板５を一体化した箱型の外装ケース１の中に保護回路基板９とリード線８で接続した複数の二次電池２を収納し、一方の開口部を外装蓋６で密閉した構成としている。また、外装ケース１には、ノート型パソコンに装着して二次電池から電力の供給と、二次電池２への充電を行うために保護回路基板９と接続されたコネクタ７を設けている。ここで、この外装ケース１は樹脂の射出成形加工にて形成され、本発明の外装ケース１は天面板３または底面板４と側面板５との肉厚を異ならせたことによって、外装ケース１の収縮のバランスのとれた形状に構成することが可能となり、ソリ変形を抑制することで外形の形状変形を削減することが可能となる構成となっている。
【００１７】
次に、図２は本発明の一実施の形態における電池パックの概略図である。同図に示すように、天面板３と側面板５からなる上ケース２１と底面板４と側面板５からなる下ケース２２とで構成し、さらに、この両ケース２１，２２の側面板５の突合せ部で結合された電池パックの構成にし、天面板３と側面板５または底面板４と側面板５との肉厚の比率のみを規制することで、成形条件や金型構造に規制することなく上ケース２１、または下ケース２２のソリ変形を抑制することが可能となる。
【００１８】
さらに、図３は本発明の一実施の形態における電池パックの概略図である。同図に示すように平板状の天面板３からなる上ケース３１と、この上ケース３１と相対抗する側を底面板４に側面板５を設けた下ケース３２とし、底面板４の側面板５に天面板３からなる上ケース３１を接合した電池パックの構成にし、天面板３または底面板４と側面板５との肉厚の比率のみの規制をすることで、外装ケース１のソリ変形を抑制することが可能となる。なお、上ケース３１と下ケース３２とを逆の構成としても良い。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施例について説明する。図１に示すように、電池パックの外形寸法が長手方向に２００ｍｍで幅方向に４０ｍｍであり、且つ、高さが２０ｍｍとなる外装ケース１の天面板３または底面板４と側面板５の肉厚を１：０．８（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．８ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを実施例１とした。
【実施例２】
【００２０】
図２に示すように、電池パックの外形寸法が長手方向に２００ｍｍで幅方向に４０ｍｍであり、且つ、高さが２０ｍｍとなる外装ケースの天面板３と側面板５からなる上ケース２１と底面板４と側面板５からなる下ケース２２とで構成し、この両ケース２１，２２の側面板５の突合せ部で結合させて、且つ、上ケース２１の天面板３または下ケース２２の底面板４と側面板５の肉厚を１：０．８（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．８ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを実施例２とした。
【実施例３】
【００２１】
図３に示すように電池パックの外形寸法が長手方向に２００ｍｍで幅方向に４０ｍｍであり、且つ、高さが２０ｍｍとなる外装ケースの上ケース３１を平板状の天面板３とし、底面板４に側面板５を設けた下ケース３２に上、下ケース３１，３２を接合させ構成し、上記下ケース３２の底面板４と側面板５の肉厚を１：０．８（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．８ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを実施例３とした。
【実施例４】
【００２２】
図２に示す実施例１と同じ形状で上ケース２１の天面板３または下ケース２２の底面板
４と側面板５の肉厚を１：０．７（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．７ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを実施例４とした。
【実施例５】
【００２３】
図２に示す実施例１と同じ形状で上ケース２１の天面板３または底面板４と側面板５の肉厚を１：０．９（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．９ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを実施例５とした。
【００２４】
（比較例１）
本発明の実施例１と比較するため図２に示されるように、電池パックの外形寸法が長手方向に２００ｍｍで幅方向に４０ｍｍであり、且つ、高さが２０ｍｍとなる外装ケースの上ケース２１の天面板３または下ケース２２の底面板４と側面板５の肉厚を１：０．５（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．５ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを比較例１とした。
【００２５】
（比較例２）
本発明の実施例１と比較するため図２に示されるように、電池パックの外形寸法が長手方向に２００ｍｍで幅方向に４０ｍｍであり、且つ、高さが２０ｍｍとなる外装ケースの上ケース２１の天面板３または下ケース２２の底面板４と側面板５の肉厚を１：１．２（天面板が１ｍｍの際に側面板は１．２ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを比較例２とした。
【００２６】
（比較例３）
本発明の実施例１と比較するため図２に示されるように、電池パックの外形寸法が長手方向に２００ｍｍで幅方向に４０ｍｍであり、且つ、高さが２０ｍｍとなる外装ケースの上ケース２１の天面板３または下ケース２２の底面板４と側面板５の肉厚を１：１（天面板が１ｍｍの際に側面板は１ｍｍ）の比率となるように射出成形金型にて成形した電池パックを比較例３とした。
【００２７】
以上のような実施例１〜５および比較例１〜３に示した外装ケース１、上ケース２１，３１の天面板３のそれぞれを用いて、ピックテスタなどの測定装置（図示せず）を用いて高低差をソリ量として定義し測定した。実施例１〜５および比較例１〜３の電池パックを各３０個測定し、それぞれのソリ量を測定した平均値の結果を（表１）に示す。また、高低差が逆転し、図５（ｂ）に示す状態となることを逆ソリ状態と定義する。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
（表１）で示すように、本発明の実施例１〜５は、比較例１〜３と比べ、ソリ量が少ないということが判った。これは肉厚差によって各々の外装ケースの収縮バランスがつりあったと考えられる。また、比較例１〜３はその肉厚差によって著しくソリ量が悪化していることが明らかとなり、底面板と側面板の肉厚の比率が外装ケースの収縮バランスがくずれたものと考えられる。また、実施例４や比較例１のソリ状態を実施例１〜３，５と比較例２とは逆方向となり、図５（ｂ）に示す逆ソリ状態である。
【００３０】
次に、（表１）の結果をもとに実施例１，４，５および比較例１〜３における天面板対側面板の肉厚の比率とソリ量の関係を図４に示した。同図において、天面板：側面板の肉厚の比率が１：０．７（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．７ｍｍ）以下の場合には、天面板の収縮が側面板の収縮より大きいために、収縮バランスが崩れ天面板に働く引っ張り作用が、側面板の引っ張り作用を上回ることで、外装ケースに図５（ａ）に示すソリ状態が発生するソリ領域Ａとなり、一方で天面板：側面板の肉厚比率が１：０．９（天面板が１ｍｍの際に側面板は０．９ｍｍ）以上の場合には天面板側の収縮が側面板の収縮より小さいために、収縮バランスが取れないことで天面板側に働く引っ張り作用が側面板側の引っ張り作用を下回ることで、外装ケースに図５（ｂ）に示す逆ソリ状態が発生する逆ソリ領域Ｂとなることが明らかとなり、図１に示した天面板３または底面板４の肉厚が１ｍｍのとき、側面板５の肉厚が０．７ｍｍ〜０．９ｍｍが肉厚の比率状態として収縮バランスがつりあい、ソリ変形を抑制するのに好ましいことが判った。また、比較例３のような天面板：側面板の肉厚比率が１：１（天面板が１ｍｍの際に側面板は１ｍｍ）と等しい場合に比べて、ソリ量としても良好であることが判った。
【００３１】
上記のことから、外装ケースの設計時に図１における天面板３、底面板４、および側面板５の肉厚の寸法関係を事前に確認し、肉厚比率を割り出した後にソリ領域を確認することでソリの方向が予測でき、このソリを最小限に抑える方法として肉厚の比率を上記に示した最適な肉厚に変更することが有効であることが判った。また、上記に示した実施例おいては、ノート型パソコン用の電池パックを代表として説明してきたが、他の用途の電池パックにおいても同様の構成とすることで同じ効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば少なくとも複数の二次電池がそれぞれ電気的に接続されて合成樹脂からなる外装ケース内に収納されて構成される電池パックにおいて、外装ケースとして天面板または底面板と側面板との肉厚を異ならせてソリを最小限となるように構成したことを特徴とする電池パックによって、品質面でノート型パソコン本体への装着時での形状寸法の精度向上や、落下衝撃時に電池パックでの機械的強度の確保による安全性の向上が可能となることで、電池を収納する電池パックとして有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１  外装ケース
２  二次電池
３  天面板
４  底面板
５  側面板
６  外装蓋
７  コネクタ
８  リード線
９  保護回路基板
２１  上ケース
２２  下ケース
３１  上ケース
３２  下ケース
Ａ  ソリ領域
Ｂ  逆ソリ領域
【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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【図６】
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