(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池(1)とプリント基板(2)とを備えるパック電池であって、電池(1)の封口板(4)に電気的に接続して連結凸部(6)を設けており、この連結凸部(6)をプリント基板(2)に電気的に連結して、プリント基板(2)を電池(1)に連結しているパック電池。
【請求項２】
連結凸部(6)を半田付けしてプリント基板(2)に連結している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項３】
連結凸部(6)をスポット溶接してプリント基板(2)に連結している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項４】
封口板(4)が、周縁を外装缶(5)に気密に連結しているプレート部(8)と、このプレート部(8)から突出している凸部電極(7)を有し、連結凸部(6)をプレート部(8)に設けて、連結凸部(6)と凸部電極(7)の両方をプリント基板(2)に連結している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項５】
凸部電極(7)がプレート部(8)に絶縁して固定されており、凸部電極(7)とプレート部(8)とをそれぞれ＋−の電極としている請求項４に記載されるパック電池。
【請求項６】
金属板をプレス成形して封口板(4)に連結凸部(6)を設けている請求項１に記載されるパック電池。
【請求項７】
封口板(4)に金属製の連結凸部(6)を溶着し、あるいは圧着して固定している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項８】
プリント基板(2)が連結凸部(6)を貫通させる貫通孔(2A)を有し、この貫通孔(2A)に連結凸部(6)の先端部に設けた挿通部(6A)を挿通して連結している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項９】
連結凸部(6)が、プリント基板(2)の貫通孔(2A)に挿通される挿通部(6A)と、プリント基板(2)の下面を貫通孔(2A)の周囲で支持する支持部(6B)とを有する請求項８に記載されるパック電池。
【請求項１０】
プリント基板(2)が両端部に貫通孔(2A)を有し、この貫通孔(2A)に挿通した連結凸部(6)を半田付けしてプリント基板(2)に連結しており、さらに、プリント基板(2)の中央部分の下面を凸部電極(7)に連結して固定している請求項８に記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パック電池の改良に関し、とくにプリント基板を内蔵するパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
保護回路を内蔵するパック電池は、電池の過充電や過放電を防止しながら安心して使用できる。保護回路が過充電や過放電を検出して電池の電流を遮断するからである。このパック電池は、保護回路部品を実装するプリント基板を内蔵している。プリント基板は、電池に接触してショートする等の弊害を防止するために、決められた位置に固定される。従来のパック電池は、図１に示すように、プリント基板２をホルダー１２で定位置に保持する。ホルダー１２は、プラスチックを成形して製作される。プリント基板２を定位置に保持するために、ホルダー１２は、プリント基板２を嵌入できる凹部や凸部が成形される。ホルダー１２で定位置に支えられるプリント基板２は、リード板１３を介して電池１に連結される。リード板１３は、一端を電池１にスポット溶接して連結され、他端をプリント基板２に半田付けして連結される。プリント基板２は、全体の位置ずれを阻止するために、複数のリード板１３で電池に連結される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、パック電池は、充電容量を小さくすることなく、できるかぎり外形を小さくすることが要求される。この要望を満たすために、電池は体積当りの容量を増加することに苦心している。ただ、電池と同じようにパック電池も体積当りの容量を大きくすることが要求される。この要求からホルダーを内蔵させることは、パック電池の体積を大きくする原因となる。とくに、しっかりとプリント基板を定位置に保持するホルダーは、プラスチックを厚く成形する必要がある。このことは、パック電池の内容積に対するホルダーの割合を増加させて、パック電池の外形を大きくする。さらに、ホルダーは、パック電池の重量を増加させる原因ともなり、パック電池を軽量化するための弊害ともなる。
【０００４】
プリント基板は、ホルダーを使用することなく、電池に接着して固定することもできる。ただ、この構造は、接着剤が硬化するまでプリント基板が電池に固定されない。このため、接着剤が硬化するまでプリント基板と電池とを定位置に保持する必要がある。プリント基板を電池に接着する接着剤の硬化時間は、短くて数分である。したがって、接着剤は、プリント基板を速やかに電池に連結できず、能率よく多量生産するのを難しくする。また、接着剤もホルダーと同じように、パック電池の内容積の一部を専有するので、パック電池を大きく、重くする原因となる。
【０００５】
また、図１に示すパック電池は、ホルダー１２でプリント基板２を定位置に仮り止めする状態で、リード板１３を連結するので製造に手間がかかって、製造コストも高くなる。リード板１３がプリント基板２と電池１の両方に連結されるまで、リード板１３は、プリント基板２を電池１に固定できない。このため、プリント基板を定位置に保持しながら、リード板を連結する必要があり、製造に手間がかかる。
【０００６】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単かつ容易に、しかもしっかりとプリント基板を電池に連結しながら、小型にして軽量化できるパック電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、安価に能率よく多量生産できるパック電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、電池１とプリント基板２とを備える。電池１は、封口板４に電気的に接続して連結凸部６を設けている。この連結凸部６をプリント基板２に電気的に連結して、プリント基板２を電池１に連結している。
【０００８】
連結凸部６は、半田付けして、あるいはスポット溶接してプリント基板２に連結することができる。封口板４は、好ましくは、周縁を外装缶５に気密に連結しているプレート部８と、このプレート部８から突出している凸部電極７とを備え、連結凸部６をプレート部８に設けて、連結凸部６と凸部電極７の両方をプリント基板２に連結することができる。さらに、封口板４は、凸部電極７をプレート部８に絶縁して固定して、凸部電極７とプレート部８とをそれぞれ＋−の電極とすることができる。この構造のパック電池は、＋−の電極である凸部電極７とプレート部８とを、直接にプリント基板２に連結するので、リードを省略して安価に多量生産できる。
【０００９】
連結凸部６は、金属板である封口板４をプレス成形して設けることができる。さらに、連結凸部６は、封口板４に金属製の連結凸部６を溶着し、あるいは圧着して固定して設けることができる。
【００１０】
プリント基板２は、好ましくは、連結凸部６を貫通させる貫通孔２Ａを有し、この貫通孔２Ａに連結凸部６の先端部に設けた挿通部６Ａを挿通して連結することができる。連結凸部６は、プリント基板２の貫通孔２Ａに挿通される挿通部６Ａと、プリント基板２の下面を貫通孔２Ａの周囲で支持する支持部６Ｂとを有する構造として、所定の位置に正確に連結できる。プリント基板２は、両端部に貫通孔２Ａを設けて、この貫通孔２Ａに挿通した連結凸部６を半田付けしてプリント基板２に連結し、さらに、プリント基板２の中央部分の下面を凸部電極７に連結して固定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１３】
図２ないし図１０に示すパック電池は、電池１とプリント基板２をケース３に収納している。図のパック電池は、ひとつの電池１を備え、この電池１の封口板４に１枚のプリント基板２を固定している。ただ、本発明のパック電池は、複数の電池を備えることもある。複数の電池を内蔵するパック電池は、１枚ないし複数枚のプリント基板を有する。１枚のプリント基板と複数の電池を内蔵するパック電池は、１枚のプリント基板に複数の電池の封口板を連結して、プリント基板で電池を連結することができる。また、この電池は、１枚のプリント基板にひとつの電池を連結して、他の電池をリード板で連結することもできる。
【００１４】
電池１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の二次電池である。図のパック電池は、薄型電池を内蔵する。この薄型電池１の封口板４に対向してプリント基板２を固定している。プリント基板２は、封口板４の外形にほぼ等しい外形としている。
【００１５】
電池１は、外装缶５の開口部に封口板４を固定して、外装缶５を気密に閉塞している。封口板４は、レーザー溶接して外装缶５に固定され、あるいは図示しないが、カシメ加工して外装缶に気密に固定される。
【００１６】
封口板４は、金属板で製作される。この封口板４は、プリント基板２を連結するための連結凸部６を有する。連結凸部６は、封口板４に電気的に接続される。連結凸部６がプリント基板２を定位置に固定すると共に、封口板４とプリント基板２を電気的に接続するためである。図２の電池１は、金属板である封口板４をプレス加工して連結凸部６を設けている。この構造は、封口板４をプレス加工して製作するときに、連結凸部６を一体構造に設けることができる。このため、この構造の封口板４は、簡単に、しかも能率よく連結凸部６のある封口板４を多量生産できる特長がある。図３と図４の電池１は、封口板４と連結凸部６を金属板で別々に製作している。図３の連結凸部６は、スポット溶接等の方法で溶接して固定される。図４の連結凸部６は、異なる金属板を積層構造とするクラッド材で製作される。この連結凸部６は、圧着して封口板４に固定される。これ等の構造は、従来の封口板４に連結凸部６を設けることができる。
【００１７】
連結凸部６は、プリント基板２の貫通孔２Ａに挿入される挿通部６Ａと、プリント基板２の下面を貫通孔２Ａの周囲で支持する支持部６Ｂとを有する。挿通部６Ａは、貫通孔２Ａの内形よりも細く、支持部６Ｂは、貫通孔２Ａの内形よりも太くあるいは幅広くしている。この構造の連結凸部６は、プリント基板２の下面を支持部６Ｂに当接させて、プリント基板２と封口板４とを正確な距離で固定できる特長がある。挿通部６Ａは、半田付けしてプリント基板２の導電部に固定される。
【００１８】
ただ、連結凸部６は、必ずしも半田付けしてプリント基板２に連結されない。図５と図６に示すように、プリント基板２を弾性的に挟着して定位置に固定することもできる。この連結凸部６は、弾性金属プレートで製作される弾性挟着部６Ｃを有する。弾性挟着部６Ｃは、プリント基板２を連結すると共に、プリント基板２の導電部に電気的に接続される。この構造は、プリント基板２を半田付けすることなく、挟着して固定できる。
【００１９】
図７と図８の連結凸部６は、プリント基板２を垂直の姿勢で封口板４に固定している。この連結凸部６は、水平方向に突出する挿通部６Ａを有する。この連結凸部６は、挿通部６Ａをプリント基板２の貫通孔２Ａに入れ、プリント基板２を連結凸部６に当接させて垂直の姿勢として、定位置に固定できる。
【００２０】
以上のパック電池は、プリント基板２の両端部分を連結凸部６で封口板４に連結している。この構造のパック電池は、プリント基板２をしっかりと電池１に固定できる特長がある。さらに、図２ないし図４のパック電池は、プリント基板２の両端部分を連結凸部６で封口板４に連結することに加えて、封口板４の凸部電極７をプリント基板２に連結している。凸部電極７は、スポット溶接してプリント基板２に固定している金属板９に連結され、あるいは半田付けしてプリント基板２の導電部に連結される。この構造は、さらにしっかりとプリント基板２を電池１に固定できる。図３と図４のパック電池は、凸部電極７に連結する金属板９をプリント基板２に半田付け等の方法で固定している。プリント基板２は、この金属板９と対向する位置に、スポット溶接用の電極を挿通する開口部２Ｂを貫通して設けている。
【００２１】
電池１の凸部電極７をプリント基板２に連結する電池１は、封口板４をプレート部８と凸部電極７とで構成する。プレート部８は、その周縁をレーザー溶接やカシメ加工で外装缶５に気密に連結している。凸部電極７は、このプレート部８から突出するように設けられる。図の電池１は、凸部電極７をプレート部８に絶縁して固定して、凸部電極７とプレート部８とを＋−の電極とする。この電池１は、封口板４のプレート部８を連結凸部６でプリント基板２に連結し、凸部電極７をプリント基板２に連結して、電池１の＋−の電極をプリント基板２に連結しながら、プリント基板２を電池１にしっかりと固定できる。ただ、封口板は、凸部電極とプレート部とを同極の電極とすることもできる。この電池は、凸部電極とプレート部とをプリント基板に連結して、電池の一方の電極をプリント基板に連結する。電池の他方の電極は、リード板でプリント基板に連結する。
【００２２】
プリント基板２は、電池１の保護回路を実現する保護回路部品１０を実装する。保護回路部品１０は、電池１の過充電や過放電を検出して電流を遮断する回路を実現する電子部品、過電流や電池温度で電流を遮断するブレーカ、ＰＴＣ、ヒューズ等である。さらに、図のプリント基板２は、パック電池の出力端子１１も固定している。また、連結凸部６の挿通部６Ａを挿通する貫通孔２Ａも開口している。貫通孔２Ａは、連結凸部６の挿通部６Ａを入れる位置に開口している。
【００２３】
貫通孔２Ａに連結凸部６の挿通部６Ａを入れ、連結凸部６とプリント基板２とを半田付けして固定する構造は、挿通部６Ａをプリント基板２の貫通孔２Ａに入れて、プリント基板２を正確な位置に仮め止して連結できる。ただ、本発明のパック電池は、必ずしも連結凸部に挿通部を設けて、これを貫通孔に挿通してプリント基板と電池とを連結する必要はない。たとえば、図９に示すように、プリント基板２の下面に当接する接触面６Ｄを連結凸部６に設け、この連結凸部６の接触面６Ｄをリフロー半田してプリント基板２に固定することもできる。この図のパック電池は、連結凸部６の接触面６Ｄと凸部電極７の表面を、クリーム半田でプリント基板２の導電部に接着して仮止めし、この状態でリフロー半田して凸部電極７と連結凸部６とをプリント基板２に半田付けして固定している。
【００２４】
さらに、図１０に示すパック電池は、プリント基板２の下面に固定している金属板９を介して、連結凸部６の接触面６Ｄと凸部電極７をプリント基板２に連結している。プリント基板２は、金属板９と対向する位置に、スポット溶接用の電極を挿通する開口部２Ｂを貫通して設けている。この構造は、スポット溶接、あるいは半田付けして、プリント基板２に固定された金属板９を連結凸部６と凸部電極７とに連結して、しっかりとプリント基板２を電池１に固定できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、簡単かつ容易に、しかもしっかりとプリント基板を電池に連結しながら、小型にして軽量化できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、電池の封口板に電気的に接続して連結凸部を設けており、この連結凸部をプリント基板に電気的に連結して、プリント基板を電池に連結しているからである。この構造のパック電池は、封口板の連結凸部を介してプリント基板を電池に連結するので、従来のように、ホルダーや接着材を使用することなく、簡単かつ容易に、しかも速やかにプリント基板を電池に連結できる。また、ホルダーを内蔵させることなくプリント基板を電池に連結するので、パック電池の外形を小さくして小型、軽量化ができると共に、プリント基板を定位置に仮り止めする工程を必要とせず、製造にかかる手間を極減できる。さらに、電池の封口板に設けた連結凸部にプリント基板を連結するので、プリント基板を電池に対してしっかりと連結できる特長もある。
【００２６】
さらに、本発明のパック電池は、連結凸部を封口板に電気的に接続すると共に、プリント基板に電気的に連結しているので、この連結凸部をリードに併用して、電池をプリント基板に電気接続できる。このため、部品点数を減らすと共に、製造にかかる手間を減して安価に能率よく多量生産できる。さらにまた、リードを使用することなく電池をプリント基板に電気接続するので、リードの接触不良による弊害を有効に防止できる特長もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパック電池の概略断面図
【図２】本発明の実施例のパック電池の一部断面正面図
【図３】本発明の他の実施例のパック電池の一部断面正面図
【図４】本発明の他の実施例のパック電池の一部断面正面図
【図５】本発明の他の実施例のパック電池の正面図
【図６】図５に示すパック電池の側面図
【図７】本発明の他の実施例のパック電池の正面図
【図８】図７に示すパック電池のＡ−Ａ線断面斜視図
【図９】本発明の他の実施例のパック電池の正面図
【図１０】本発明の他の実施例のパック電池の一部断面正面図
【符号の説明】
１…電池
２…プリント基板        ２Ａ…貫通孔            ２Ｂ…開口部
３…ケース
４…封口板
５…外装缶
６…連結凸部            ６Ａ…挿通部            ６Ｂ…支持部
６Ｃ…弾性挟着部        ６Ｄ…接触面
７…凸部電極
８…プレート部
９…金属板
１０…保護回路部品
１１…出力端子
１２…ホルダー
１３…リード板
【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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【図７】
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【図８】
0003653475.tif 000009
【図９】
0003653475.tif 000010
【図１０】
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