(57)【要約】【課題】外装部の外力に対する保護を強化することができる電池パックを提供する。【解決手段】素電池２に保護回路１６を取り付けた電池パック１であって、保護回路１６を支持した第１のフレーム１３と、第１のフレーム１３を支持した金属製の第２のフレーム１０とを備えており、第１のフレーム１３と第２のフレーム１０とが係合しており、第２のフレーム１３を素電池２に固定している。このことにより、第２のフレーム１０を介して第１のフレーム１３の外力による変形、位置移動が抑えられ、あわせて各種部品や接合部の破損を防止することができる。【選択図】図１
2010257896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池に保護回路を取り付けた電池パックであって、
前記保護回路を支持した第１のフレームと、
前記第１のフレームを支持した金属製の第２のフレームとを備えており、
前記第１のフレームと前記第２のフレームとが係合しており、
前記第２のフレームを前記素電池に固定していることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記第２のフレームは、対向する一対の側板と、前記一対の側板間をつなぐ底板とを備えており、前記対向する一対の側板間に前記第１のフレームを係合させており、前記底板を前記素電池に接合している請求項１に記載に電池パック。
【請求項３】
前記第２のフレームは、対向する一対の側板と、前記一対の側板間をつなぐ底板とを備えており、前記一対の側板は、前記底板より上の上側部分と、前記底板より下の下側部分とがあり、前記上側部分における前記一対の側板間に前記第１のフレームを係合させており、前記下側部分における前記一対の側板間に前記素電池を係合させている請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記第２のフレームの前記底板を前記素電池に溶接している請求項１又は２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、素電池に保護回路を取り付けた電池パックに関し、より具体的には、カバー内のフレームで保護回路を支持した電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電池パックの薄型化、小型化に伴ない、素電池上部の封口体側から正極リード、負極リードをとり、保護回路及び保護素子を素電池上部に集約させた外装部を備えた電池パックが主流になりつつある。
【０００３】
図９は、従来の電池パックの一例の分解視図を示している。本図に示した電池パック１００は、外装部を樹脂製のフレームに収納した構成の一例である。素電池１０１の正極端子１０２にリード１０３の一端が溶接され、負極端子１０４にリード１０５の一端が溶接される。
【０００４】
樹脂製のフレーム１０６は、両面テープ１０７を介して、素電池１０１に固定される。リード１０３の他端は保護回路１０８に溶接され、リード１０５の他端は保護素子１０９の一端に溶接される。保護素子１０９の他端は、リード１１０の一端に溶接され、リード１１０の他端は保護回路１０８に溶接される。
【０００５】
前記の各溶接が完了した時点で、フレーム１０６の内部には保護素子１０９が収納され、フレーム１０６は保護回路１０８を支持していることになる。外装カバー１１１の孔１１２に、フレーム１０６の固定爪１１３とを係合させることにより、外装カバー１１１がフレーム１０６に固定されることになる。素電池１０１の下部には缶底カバー１１４が両面テープ１１５を介して貼り付けられる。
【０００６】
素電池１０１の全周には、ラベル１１６が貼り付けられて電池パック１００が完成する。電池パック１００は完成状態では、保護回路１０８及び保護素子１０９を素電池１０１の上側に集約させており、電池パックの薄型化、小型化を図ることができる。
【０００７】
また、下記特許文献１−３には、素電池上部のカバー内に各種部品を収納した外装部を備えた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１４２１５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１６４６０１号公報
【特許文献３】特開２００６−３０２６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図９の構成では、フレーム１０６は両面テープ１０７により素電池１０１に固定されており、フレーム１０６の素電池１０１への接合強度は、両面テープ１０７の粘着力で決定されることになる。このため、フレーム１０６の接合強度を高めることには限度があった。また、樹脂製のフレーム１０６は、フレーム自体の剛性の確保が困難であった。
【００１０】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、外装部の外力に対する保護を強化することが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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の電池パックは、素電池に保護回路を取り付けた電池パックであって、前記保護回路を支持した第１のフレームと、前記フレームを支持した第２のフレームとを備えており、前記第１のフレームと前記第２のフレームとが係合しており、前記第２の第２のフレームを前記素電池に固定していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電池パックは、外装部の外力に対する保護を強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パックの分解斜視図。
【図２】（ａ）図は図１に示した第２のフレーム１０の拡大斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＡＡ線における断面図。
【図３】（ａ）図は本発明の実施の形態１において、素電池２に第２のフレーム１０及び第１のフレーム１３を取り付けた状態の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図の組立体を矢印Ｂ方向から見た図。
【図４】本発明の実施の形態１において、カバー１８を取り付ける直前の斜視図。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電池パック１が完成した状態の斜視図。
【図６】本発明の実施の形態２に係る電池パックの分解斜視図。
【図７】（ａ）図は図６に示した第２のフレーム２１の拡大斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＣＣ線における断面図。
【図８】（ａ）図は本発明の実施の形態２において、素電池２に第２のフレーム２１及び第１のフレーム１３を取り付けた状態の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図の組立体を矢印Ｂ方向から見た図。
【図９】従来の電池パックの一例を示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の電池パックによれば、第２のフレームは金属製であり、剛性確保に有利になる。第１のフレームは樹脂製であっても、第１のフレームと第２のフレームとが係合しているので、第２のフレームの剛性を高めておけば、第１のフレームは外力による変形を抑えられる。
【００１５】
また、金属製の第２のフレームは、素電池に溶接可能であり、第２のフレームの素電池への接合を強固にすることができる。さらに、剛性を高めた第２のフレームを、素電池に係合させた場合は、素電池への固定が強固になる。したがって、第２のフレームは外力による位置移動が抑えられ、このことにより第２のフレームに係合している第１のフレームの位置移動も抑えられる。
【００１６】
すなわち、本発明の電池パックによれば、第２のフレームを介して第１のフレームの外力による変形、位置移動が抑えられ、あわせて各種部品や接合部の破損を防止することができる。
【００１７】
前記本発明の電池パックにおいては、前記第２のフレームは、対向する一対の側板と、前記一対の側板間をつなぐ底板とを備えており、前記対向する一対の側板間に前記第１のフレームを係合させており、前記底板を前記素電池に接合していることが好ましい。この構成によれば、第２のフレームの剛性確保に有利になるとともに、第１のフレームと第２のフレームとの係合が容易かつ確実になる。
【００１８】
また、前記第２のフレームは、対向する一対の側板と、前記一対の側板間をつなぐ底板とを備えており、前記一対の側板は、前記底板より上の上側部分と、前記底板より下の下側部分とがあり、前記上側部分における前記一対の側板間に前記第１のフレームを係合させており、前記下側部分における前記一対の側板間に前記素電池を係合させていることが好ましい。この構成によれば、第２のフレームの剛性確保に有利になるとともに、第１のフレームと第２のフレームとの係合が容易かつ確実になる。さらに、第２のフレームと素電池への固定が容易かつ確実になる
また、前記第２のフレームの前記底板を前記素電池に溶接していることが好ましい。この構成によれば、第２のフレームの素電池への接合強度の確保に有利になる。
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電池パックの分解斜視図である。本図は、電池パック１、及びこれに取り付ける各種付属部品を示している。本図に示した電池パック１は、保護回路１６及び保護素子１５を素電池２の封口体４側に集約させている。そして、保護回路１６及び保護素子１５を第１のフレーム１３で支持し、第１のフレーム１３を第２のフレーム１０で支持している。
【００２１】
素電池２は、例えばアルミ又はアルミ合金で形成された厚さの薄い角形の外装缶３内に、発電要素を内蔵したものである。素電池２は、例えば、角形リチウムイオン電池であり、携帯電話やモバイル機器等に用いられる。
【００２２】
外装缶３の開口部は、封口体４により封止されている。封口体４は、例えばアルミ又はアルミ合金で形成し、負極端子５、正極端子６を設けている。外装缶３の底部には、両面テープ７を介して缶底カバー８が取り付けられる。
【００２３】
素電池２の上部には、金属製の第２のフレーム１０が取り付けられる。第２のフレーム１０は、対向する一対の側板１１と、一対の側板１１間をつなぐ底板１２とを備えている。一対の側板１１間に素電池２の上部を挟み込むようにして、第２のフレーム１０を素電池２に固定することになる。また、第２のフレーム１０の底板１２は、両面テープ９を介して封口体４に接合している。第２のフレーム１０の詳細については、後に図２を参照しながら説明する。
【００２４】
第２のフレーム１０には、樹脂製の第１のフレーム１３が取り付けられる。第２のフレーム１０は、底板１２より上側においても一対の側板１１が対向しており、この部分に第１のフレーム１３を挟み込むように係合させることになる。
【００２５】
第１のフレーム１３を第２のフレーム１０に取り付けた後においても、素電池２の負極端子５は露出しており、負極端子５に保護素子１５の一端を溶接により接合する。正極端子６には、保護回路１６の一端の端子１７ａを溶接により接合する。保護素子１５の他端は、保護回路１６の他端の端子１７ｂに溶接により接合する。保護素子１５及び保護回路１６は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護手段である。
【００２６】
樹脂成形品であるカバー１８の孔１９と、第１のフレーム１３の固定爪１４とを係合させることにより、カバー１８が第１のフレーム１３に固定されることになる。素電池２の全周には、ラベル２０が貼り付けられる。
【００２７】
図２（ａ）は、図１に示した第２のフレーム１０の拡大斜視図を示しており、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＡ線における断面図を示している。第２のフレー１０は、対向する一対の側板１１と、一対の側板１１間をつなぐ底板１２とを備えている。図２（ａ）の側板１１間において、底板１２を形成していない部分は、図１に示した素電池２の負極端子５及び正極端子６の位置に対応している。底板１２の形成部分は、図２（ｂ）に示したように、略Ｈ形の断面形状になっている。より具体的には、各側板１１には、底板１２より上の上側部分１１ａと、底板１２より下の下側部分１１ｂとがある。
【００２８】
図１の例では、底板１２に両面テープ９が貼り付けられて、第２のフレーム１０が封口体４に接合されることになる。また、底板１２を封口体４に溶接して第２のフレーム１０を封口体４に接合するようにしてもよい。この場合は、両面テープ９を省くことができる。
【００２９】
第２のフレーム１０の板状部分の板厚は、例えば０．１−０．３ｍｍ程度である。第２のフレーム１０の材料は、各種金属材料を用いることができる。例えば前記のように、第２のフレーム１０の底板１２を封口体４に溶接する場合は、封口体４がアルミ又はアルミ合金であれば、第２のフレーム１０もアルミ又はアルミ合金とするのが望ましい。
【００３０】
また、図２（ａ）、（ｂ）の例では、第２のフレーム１０は、板状部材をプレス成形により形成した例を示しているが、略Ｈ形の断面形状のものが形成できればよく、他の加工法、成形法で形成してもよい。
【００３１】
図３（ａ）は、素電池２に取り付けた第２のフレーム１０に、第１のフレーム１３を取り付けた状態の斜視図を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）の組立体を矢印Ｂ方向から見た図を示している。
【００３２】
第２のフレーム１０は、金属製で、かつ図２（ｂ）に示したように断面略Ｈ型である。このため、図３（ａ）の矢印ａ、ｂで示したようなモーメントや、矢印ｃ、ｄで示したようなせん断力に対する強度が高くなっている。このことにより、第２のフレーム１０は、外力が作用した際の変形が抑えられることになる。
【００３３】
一方、図３（ｂ）に示したように、第２のフレーム１０の側板１１のうち、一対の下側部分１１ｂ間に、素電池２を係合させており、一対の下側部分１１ｂは、素電池２を挟み込んでいる。このことにより、第２のフレーム１０の素電池２への固定が容易かつ確実になる。
【００３４】
また、剛性を高めた第２のフレーム１０が素電池２に係合しているので、素電池２に取り付けた状態で第２のフレーム１０に外力が作用しても、第２のフレーム１０は、変形が抑えられることになり、素電池２から外れるような位置移動が抑えられることになる。
【００３５】
さらに、第２のフレーム１０の側板１１のうち、一対の上側部分１１ａ間に、第１のフレーム１３を係合させており、一対の上側部分１１ａは、第１のフレーム１３を挟み込んでいる。
【００３６】
前記の通り、第２のフレーム１０は、外力が作用した際の変形や位置移動が抑えられることになる。このため、第２のフレーム１０に外力が作用した場合、第２のフレーム１０内にある第１のフレーム１３についても、変形や位置移動が抑えられることになる。また、第１のフレーム１３に外力が直接作用した場合であっても、第１のフレーム１３は第２のフレーム１０内にあるので、変形や位置移動が抑えられることになる。
【００３７】
図４は、カバー１８を取り付ける直前の斜視図を示している。図４の状態では、第１のフレーム１３は、保護素子１５（図１）を収納しており、保護回路１６を支持している。前記の通り、図１において保護素子１５の一端は、負極端子５に溶接される。さらに、図４において、保護回路１６の端子１７ａを正極端子６に溶接しており、保護回路１６の端子１７ｂを保護素子１５の他端に溶接している。このことにより、第１のフレーム１３は、底面が保護素子１５及び保護回路１６と封口体４とで挟まれるようにして、素電池２に固定されていることになる。
【００３８】
図４の状態から、カバー１８の孔１９と、第１のフレーム１３の固定爪１４とを係合させることにより、カバー１８を第１のフレーム１３に固定する。
【００３９】
図５は、電池パック１が完成した状態の斜視図を示している。電池パック１には、カバー１８が取り付けられており、全周にラベル２０（図１）を貼り付けている。図５の状態では、図１に示した各種付属部品がカバー１８内に収納されていることになる。
【００４０】
このため、カバー１８に、外力によりモーメント（矢印ａ、ｂ）やせん断力（矢印ｃ、ｄ）が作用した場合、これらは、図３（ａ）に示したように、カバー１８内に固定された第２のフレーム１０にも作用することになる。
【００４１】
一方、図３（ａ）を用いて説明した通り、本実施の形態においては、第２のフレーム１０にモーメント（矢印ａ、ｂ）やせん断力（矢印ｃ、ｄ）が作用した場合、第２のフレーム１０及びこれに係合した第１のフレーム１３は、変形や位置移動が抑えられることになる。このため、カバー１８に、外力によりモーメントやせん断力が作用しても、カバー１８内の構成部品の変形や位置移動が抑えられることになる。
【００４２】
ここで、前記の通り、第１のフレーム１３は保護素子１５を収納しており、保護回路１６を支持している。また、保護素子１５及び保護回路１６の端子部は、それぞれ素電池２上部の負極端子５、正極端子６に溶接している。一方、本実施の形態のように、第１のフレーム１３の変形や位置移動を抑えた構成では、保護素子１５及び保護回路１６の変形や位置移動を抑えることができる。
【００４３】
このため、本実施の形態は、負極端子５及び正極端子６の溶接部から保護素子１５及び保護回路１６の端子が剥離することを防止でき、電気接続部の保護にも有利になる。
【００４４】
すなわち、本実施の形態によれば、素電池２に取り付けた外装部の外力に対する保護を強化することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る電池パック３０の分解斜視図である。本図の構成は、第２のフレーム２１の構造が図１の第２のフレーム１０と異なっている。また、図１では第２のフレーム１０を両面テープ９を用いて素電池２に接合しているが、図６では第２のフレーム２１の固定に両面テープは用いていない。
【００４６】
これらの点を除けば、実施の形態１、２は同様の構成である。このため、図６においては、図１と同一構成の部分には同一番号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４７】
第２のフレーム２１は、対向する一対の側板２２と、一対の側板２２間をつなぐ底板２３とを備えている。第２のフレーム２１の詳細については、後に図７を参照しながら説明する。
【００４８】
底板２３を封口体４に溶接により接合して、第２のフレーム２１を素電池２に固定する。第２のフレーム２１には、第１のフレーム１３が取り付けられる。この取り付けの際には、第２のフレーム２１の対向する一対の側板２２間に、第１のフレーム１３を挟み込むように係合させることになる。
【００４９】
図７（ａ）は、図６に示した第２のフレーム２１の拡大斜視図を示しており、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣＣ線における断面図を示している。第２のフレー２１は、対向する一対の側板２２と、一対の側板２２間をつなぐ底板２３とを備えている。図７（ａ）の側板２２間において、底板２３を形成していない部分は、図６に示した素電池２の負極端子５及び正極端子６の位置に対応している。底板２３の形成部分は、図７（ｂ）に示したように、略コの字形の断面形状になっている。
【００５０】
第２のフレーム２１の板厚、材料は、実施の形態１における第２のフレーム１０と同様である。図７（ａ）、（ｂ）の例では、第２のフレーム２１は、板状部材をプレス成形により形成した例を示しているが、略コの字形の断面形状のものが形成できればよく、他の加工法、成形法で形成してもよい。
【００５１】
図８（ａ）は、素電池２に取り付けた第２のフレーム２１に、第１のフレーム１３を取り付けた状態の斜視図を示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）の組立体を矢印Ｂ方向から見た図を示している。
【００５２】
第２のフレーム２１は、金属製で、かつ図７（ｂ）に示したように断面略コの字型である。このため、図８（ａ）の矢印ａ、ｂで示したようなモーメントや、矢印ｃ、ｄで示したようなせん断力に対する強度が高くなっている。このことにより、第２のフレーム２１は、外力が作用した際の変形が抑えられることになる。
【００５３】
一方、第２のフレーム２１の底板２３は封口体４に溶接している。このことにより、第２のフレーム２１は、外力が作用した際に、素電池２から外れるような位置移動が抑えられることになる。
【００５４】
さらに、第２のフレーム２１の一対の側板２２間に、第１のフレーム１３を係合させており、一対の側板２２は第１のフレーム１３を挟み込んでいる。
【００５５】
前記の通り、第２のフレーム２１は、外力が作用した際の変形や位置移動が抑えられることになる。このため、第２のフレーム２１に外力が作用した場合、第２のフレーム２１内にある第１のフレーム１３についても、変形や位置移動が抑えられることになる。また、第１のフレーム１３に外力が直接作用した場合であっても、第１のフレーム１３は第２のフレーム２１内にあるので、変形や位置移動が抑えられることになる。
【００５６】
図８の状態から、図１に示した保護素子１５、保護回路１６及びカバー１８を取り付けることになる。これらは、実施の形態１と同様であり、実施の形態２においても、電池パック３０の完成品状態では図５と同じ図示になる。
【００５７】
前記の通り、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、第２のフレーム２１にモーメント（矢印ａ、ｂ）やせん断力（矢印ｃ、ｄ）が作用した場合、第２のフレーム２１及びこれに係合した第１のフレーム１３は、変形や位置移動が抑えられることになる。
【００５８】
このため、実施の形態１と同様に、カバー１８に、外力によりモーメントやせん断力が作用しても、カバー１８内の構成部品の変形や位置移動が抑えられることになる。
【００５９】
また、負極端子５及び正極端子６の溶接部から保護素子１５及び保護回路１６の端子が剥離することを防止でき、電気接続部の保護にも有利になる点も実施の形態１と同様である。
【００６０】
すなわち、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、素電池に取り付けた外装部の外力に対する保護を強化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る電池パックによれば、外装部の外力に対する保護を強化することができるので、本発明に係る電池パックは、例えば携帯電話やモバイル機器に用いる電池パックとして有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１，３０  電池パック
１０，２１  第２のフレーム
１１，２２  側板
１１ａ  側板の上側部分
１１ｂ  側板の下側部分
１２，２３  底板
１３  第１のフレーム
１６  保護回路
１８  外装カバー
【図１】
2010257896.tif 000003
【図２】
2010257896.tif 000004
【図３】
2010257896.tif 000005
【図４】
2010257896.tif 000006
【図５】
2010257896.tif 000007
【図６】
2010257896.tif 000008
【図７】
2010257896.tif 000009
【図８】
2010257896.tif 000010
【図９】
2010257896.tif 000011