(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製の下ケース（１Ｂ）と上ケース（１Ａ）とを連結して、内部に円筒型の二次電池（２）と基板（３）とを収納しており、下ケース（１Ｂ）に隔壁（６）を一体的に成形して設けて、隔壁（６）で基板（３）を収納する基板室（４）を区画して設けており、この隔壁（６）に係合孔（７）を開口すると共に、上ケース（１Ａ）の内面に突出して、係合孔（７）に引っかけて隔壁（６）に連結されるフック（９）を先端に有する係合アーム（８）を一体的に成形して設けており、上ケース（１Ａ）の係合アーム（８）のフック（９）を下ケース（１Ｂ）の係合孔（７）に連結して、上ケース（１Ａ）の係合アーム（８）を下ケース（１Ｂ）の隔壁（６）に連結してなるパック電池であって、上ケース（１Ａ）がスリット（１１）を有し、スリット（１１）に円筒型の二次電池（２）を嵌入してなるパック電池。
【請求項２】
プラスチック製の下ケース（１Ｂ）と上ケース（１Ａ）とを連結して、内部に円筒型の二次電池（２）と基板（３）とを収納しており、下ケース（１Ｂ）に隔壁（６）を一体的に成形して設けて、隔壁（６）で基板（３）を収納する基板室（４）を区画して設けており、この隔壁（６）に係合凸部（１０）を設けると共に、上ケース（１Ａ）の内面に突出して、係合凸部（１０）に引っかけて連結される係合孔（７）のある係合アーム（８）を一体的に成形して設けており、係合アーム（８）の係合孔（７）に下ケース（１Ｂ）の係合凸部（１０）を連結して、上ケース（１Ａ）の係合アーム（８）を下ケース（１Ｂ）の隔壁（６）に連結してなるパック電池であって、上ケース（１Ａ）がスリット（１１）を有し、スリット（１１）に円筒型の二次電池（２）を嵌入してなるパック電池。
【請求項３】
周壁（５）と隔壁（６）とで下ケース（１Ｂ）のコーナー部に四角形の基板室（４）を設けており、隔壁（６）のコーナー部の近傍に係合アーム（８）を連結している請求項１または２に記載されるパック電池。
【請求項４】
下ケース（１Ｂ）の周壁（５）に複数の連結孔（１２）を開口しており、上ケース（１Ａ）は周縁に複数の連結孔（１２）に引っかけられる位置に複数の係合フック（１３）を一体的に成形して設けており、係合フック（１３）を連結孔（１２）に連結して、上ケース（１Ａ）の周縁と下ケース（１Ｂ）の周壁（５）を複数カ所で連結している請求項１または２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、プラスチックケースに二次電池と基板室を内蔵しているパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パック電池は、外形を小さく、容量を大きく、軽くすることが大切である。このことを実現するために、二次電池の容量を大きくするための種々の開発がなされて、その容量は急激に増加している。二次電池の容量を大きくすることは、パック電池全体の容量を大きくすることに効果がある。ただ、パック電池全体の容量は、二次電池の容量のみでは特定されない。たとえば、大きなケースに二次電池を収納すると、体積に対する容量は少なくなってしまう。このため、パック電池を小さく、軽く、大容量にするには、ケースをできるかぎり小さくて軽くすることが大切である。しかしながら、ケースを小さく軽くすると、充分な強度にできなくなる欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラスチックケースに二次電池を収納しているパック電池は、周壁のある下ケースの開口部に上ケースを連結して閉塞された箱型としているケースに二次電池を収納している。この構造のパック電池は、ケースを厚くして、二次電池の重量に耐える強靭な特性が要求される。パック電池を軽くて小さくするために、プラスチックケースを薄く成形すると、充分な強度にできなくなる。このため、相当な厚さにする必要がある。厚いケースのパック電池は、頑丈であるが二次電池の冷却が悪くなる欠点もある。厚いケースは熱伝導が悪く、二次電池を効果的に放熱できなくなるからである。このことは、二次電池の発熱で電池特性に悪い影響を与えて、電池の寿命を短くするなどの弊害がある。二次電池を有効に冷却するには、ケースを薄くする必要があるが、薄いケースは強度が低下する欠点がある。
【０００４】
とくに、ラップトップ型のコンピュータ、ＤＶＤ等の電源に使用されるパック電池等は、出力を大きくするために、多数の二次電池を内蔵するので、電池が重くなる。ところが、大きさが極めて制約されるので、できるかぎりコンパクトに設計することが要求される。さらに、大きいラップトップ型のコンピュータ等の消費電力の大きい機器の電源に使用されるパック電池は負荷電流も大きく、さらに短時間で急速充電される特性も要求されるので、電池の発熱も大きく、いかにして有効に放熱できるかが大切である。パック電池は、小さく、軽く、効率よく放熱するためにケースを薄くすると頑丈な構造にできず、頑丈な構造にすると、大きく、重く、放熱が悪くなる。すなわち、これ等の特性は、互いに相反するする特性であって、両方を満足することは極めて難しい。
【０００５】
本発明は、この難しい問題を解消することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、小さくて軽く、しかも有効に放熱しながら、頑丈な構造にできるパック電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、プラスチック製の下ケース１Ｂと上ケース１Ａとを連結して、内部に二次電池２と基板３とを収納している。下ケース１Ｂは、隔壁６を一体的に成形して設けて、隔壁６で基板３を収納する基板室４を区画して設けている。この隔壁６は、係合孔７を開口している。上ケース１Ａは、内面に突出して、係合孔７に引っかけて隔壁６に連結されるフック９を先端に有する係合アーム８を一体的に成形して設けている。パック電池は、上ケース１Ａの係合アーム８のフック９を下ケース１Ｂの係合孔７に連結して、上ケース１Ａの係合アーム８を下ケース１Ｂの隔壁６に連結している。
【０００７】
さらに、本発明の請求項２のパック電池は、プラスチック製の下ケース１Ｂと上ケース１Ａを連結して、内部に二次電池２と基板３とを収納している。下ケース１Ｂは、隔壁６を一体的に成形して設けて、隔壁６で基板３を収納する基板室４を区画して設けている。この隔壁６は、係合凸部１０を設けている。上ケース１Ａは、内面に突出して、係合凸部１０に引っかけて連結される係合孔７のある係合アーム８を一体的に成形して設けている。このパック電池は、係合アーム８の係合孔７に下ケース１Ｂの係合凸部１０を連結して、上ケース１Ａの係合アーム８を下ケース１Ｂの隔壁６に連結している。
【０００８】
下ケース１Ｂは、周囲に周壁５を設けると共に、この周壁５に連結して隔壁６を設けて、周壁５と隔壁６とで基板室４を設けることができる。さらに、パック電池は、周壁５と隔壁６とで下ケース１Ｂのコーナー部に四角形の基板室４を設けて、隔壁６のコーナー部の近傍に係合アーム８を連結することができる。このパック電池は、係合アーム８と隔壁６との連結部分を、ケース１の中央部分に接近できるので、上ケース１Ａの中央部分の変形を有効に防止できる。
【０００９】
上ケース１Ａは、複数のスリット１１を有する格子状とすることができる。上ケース１Ａが格子状であるパック電池は、上ケース１Ａのスリット１１に円筒型電池を嵌入することができる。このパック電池は、上ケース１Ａを薄くできると共に、二次電池２の熱をスリット１１から効率よく放熱できる特長がある。
【００１０】
さらに、パック電池は、下ケース１Ｂの周壁５に複数の連結孔１２を開口すると共に、上ケース１Ａの周縁であって、複数の連結孔１２に引っかけられる位置に複数の係合フック１３を一体的に成形して設けて、係合フック１３を連結孔１２に連結して、上ケース１Ａの周縁と下ケース１Ｂの周壁５を複数カ所で連結することができる。このパック電池は、係合フック１３を連結孔１２に案内して、上ケース１Ａの周縁を下ケース１Ｂの周壁５に確実に連結できる特長がある。
【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１は、上ケース１Ａを下ケース１Ｂから分離しているパック電池を示す。このパック電池は、ラップトップ型のコンピュータの電源として使用されるもので、コンピュータに脱着できるように装着される。このパック電池は、プラスチック製のケース１に二次電池２と基板３を収納している。二次電池２は、円筒型のニッケル−水素電池である。ただし、二次電池２は、リチウムイオン二次電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。このパック電池は、９本の円筒型電池を収納している。円筒型電池は、７本を平行に横並べに収納して、残りの２本を横並べの二次電池２に対して直交する姿勢で、基板室４の隣に平行に収納している。パック電池は、全ての二次電池２を同一平面に並べてケース１に収納している。このパック電池は、全体を薄くできる。このため、ラップトップ型のコンピュータの本体に脱着できるように装着するパック電池として理想的な形状となる。
【００１４】
ケース１は、図２と図３に示すように、下ケース１Ｂと上ケース１Ａからなり、下ケース１Ｂの周壁５に上ケース１Ａの周縁を連結している。下ケース１Ｂと上ケース１Ａは、全体をプラスチックで一体的に成形している。下ケース１Ｂに二次電池２と基板３を装着して、下ケース１Ｂの周壁５に上ケース１Ａを連結して製作される。図の下ケース１Ｂは、全体の平面形状を四角形としている。ただ、ひとつのコーナーには突出部１ａを設けている。下ケース１Ｂは、その周縁に沿って周壁５を一体的に成形して設けている。さらに、下ケース１Ｂは、基板３を収納する基板室４を区画するために、隔壁６を一体的に成形して設けている。隔壁６は、周壁５の内面に連結するように成形して設けられ、周壁５と隔壁６で、下ケース１Ｂのコーナー部に平面形状が四角形の基板室４を設けている。四角形の基板室４は、隣接する２辺を周壁５とし、さらに隣接する２辺を隔壁６としている。２辺の隔壁６は、互いに直角に交差するように、下ケース１Ｂの内面に垂直に突出して設けられる。この図に示すように、互いに直交するように連結している隔壁６は、各々が補強するリブの作用をして、互いに変形するのを有効に防止する。互いに直角に連結している隔壁６が、倒れるのをしっかりと阻止するからである。さらに、下ケース１Ｂと隔壁６を倒れない構造とするために、周壁５と隔壁６には、部分的に補強リブ１４を連結して設けている。この構造の周壁５と隔壁６は、薄く成形して変形しにくい頑丈な構造にできる。補強リブ１４の構造は、後に詳述する。
【００１５】
隔壁６は、周壁５の高さに等しくして、基板室４を電池室から区画している。周壁５と隔壁６の高さは、円筒型電池の外径にほぼ等しい。隔壁６と周壁５で区画される基板室４は、内形を収納するプリント基板３の外形にほぼ等しく、正確にはわずかに大きくしている。内部にプリント基板３を装着するためである。プリント基板３は、保護回路等を実現する電子部品（図示せず）と、出力コネクター１５を半田付けして固定している。さらに、保護回路として、プリント基板３には、電池の温度を検出する温度センサー１６のリード線１７を半田付けして固定している。この温度センサー１６は、隔壁６を越えて二次電池２の表面に接近し、あるいは二次電池２の表面に接触して電池温度を検出する。電池温度が設定温度よりも高くなると、プリント基板３の保護回路は電流を遮断する。プリント基板３に固定している出力コネクター１５は、周壁５に設けた電極窓１８からパック電池の外部に表出している。
【００１６】
隔壁６は、上ケース１Ａに連結されて上ケース１Ａの変形を防止する。このことを実現するために、隔壁６には係合孔７を設けて、上ケース１Ａには係合アーム８を一体的に成形して設けている。図２は、隔壁６に係合孔７を設けている下ケース１Ｂを示し、図３は、係合アーム８を設けている上ケース１Ａを示している。係合孔７は、隔壁６のコーナー部に設けられる。係合アーム８と隔壁６との連結部分を、できるかぎりケース１の中央部分に接近させるためである。
【００１７】
種々の電子回路を実装する必要がある基板３であるプリント基板は、外形をあまり小さくはできない。電池の充放電を保護して、電池の寿命を長くし、あるいは電池を安全に状態で使用できるように、種々の保護回路を実現する電子部品を実装する必要があるからである。この基板３を収納するために、基板室４も所定の大きさとする必要がある。図の下ケース１Ｂは、周壁５と隔壁６で区画している基板室４の縦横の長さ（Ａ1×Ａ2）を、下ケース１Ｂ全体の縦横の長さ（Ｂ1×Ｂ2）の約３０〜４０％としている。この下ケース１Ｂは、互いに交差する隔壁６のコーナー部が、下ケース１Ｂの中央部分に接近する位置に配設される。したがって、隔壁６のコーナー部を上ケース１Ａに連結すると、上ケース１Ａの中央部分の変形を有効に防止できる。したがって、隔壁６の係合孔７は、できるかぎり下ケース１Ｂの中央部分に接近する位置に設けられる。
【００１８】
係合アーム８は、上ケース１Ａの内面に突出して、いいかえると、隔壁６の方向に突出するように設けられて、先端部には、係合孔７に引っかけて隔壁６に連結されるフック９を設けている。係合アーム８は、上ケース１Ａを下ケース１Ｂに連結すると、図４の断面図に示すように、フック９を係合孔７に案内して、上ケース１Ａを下ケース１Ｂの隔壁６にしっかりと連結する。とくに、上ケース１Ａが膨れるように変形しようとして、係合アーム８が引っ張られると、フック９が係合孔７に引っかけられて、膨れるのを確実に阻止する。したがって、係合アーム８は、薄い上ケース１Ａが膨れるように変形するのを確実に阻止できる。上ケース１Ａは、内部に二次電池２を収納しているので、押しつぶされる方向に変形するのは二次電池２で阻止できる。したがって、膨れるように変形するのをしっかりと阻止することが大切であるが、フック９と係合孔７で連結される係合アーム８と隔壁６は、この変形をしっかりと阻止する。
【００１９】
以上のケース１は、隔壁６に係合孔７を設け、上ケース１Ａの係合アーム８にフック９を設けて、係合アーム８を隔壁６に連結する。本発明のパック電池は、図５の断面図に示すように、隔壁６に係合凸部１０を設けて、この係合凸部１０を引っかける係合孔７を係合アーム８に設け、係合アーム８の係合孔７に下ケース１Ｂの係合凸部１０を引っかけて係合アーム８を隔壁６に連結することもできる。
【００２０】
さらに、以上のパック電池は、上ケース１Ａに設けたひとつの係合アーム８を隔壁６に連結しているが、隔壁に複数の係合孔や係合凸部を設け、これ等に連結する係合アームを上ケースに複数設けて、上ケースの係合アームを隔壁の複数カ所に連結することもできる。
【００２１】
図２と図６に示す上ケース１Ａは、パック電池全体をできるかぎり薄くするために、円筒型二次電池２を案内するスリット１１を設けて格子状としている。スリット１１は、二次電池２を配設する位置に対向して設けられる。さらに、このスリット１１は、図７の断面図に示すように、円筒型電池を嵌入できる形状、いいかえると、上ケース１Ａのスリット両側内面を円筒型電池の表面に沿う形状としている。このパック電池は、上ケース１Ａの上面を円筒型電池の上面にほぼ等しくして薄くできる。また、二次電池２の一部をスリット１１から外部に表出させるので、二次電池２の熱を効率よく放熱できる特長もある。
【００２２】
スリット１１を開口して格子状にしている上ケース１Ａは、変形しやすく強靭な構造とするのが難しい。しかしながら、本発明のパック電池は、上ケース１Ａの変形、とくに膨れる方向への変形をしっかりと阻止するために、係合アーム８で上ケース１Ａを下ケース１Ｂの隔壁６に連結している。格子状の上ケース１Ａは、図１と図６のＰ点で示すように、上ケース１Ａの格子１９を連結している中間バー２０の一部を係合アーム８で隔壁６に連結している。各々の格子１９を連結している中間バー２０の変形を阻止して、格子１９の変形を少なくしている。
【００２３】
さらに、図２と図３に示すケース１は、下ケース１Ｂの周壁５に複数の連結孔１２を開口すると共に、上ケース１Ａの周縁に複数の係合フック１３を設けており、下ケース１Ｂの連結孔１２に上ケース１Ａの係合フック１３を案内して下ケース１Ｂと上ケース１Ａを連結している。図に示す下ケース１Ｂは、周壁５の内側に、周壁５の高さ方向に突出する複数の連結壁２３を一体的に成形しており、この連結壁２３に連結孔１２を開口している。さらに、上ケース１Ａは、上ケース１Ａの周縁であって、複数の連結孔１２に引っかけられる位置に複数の係合フック１３を一体的に成形して設けている。この構造のケース１は、係合フック１３を連結孔１２に案内して、上ケース１Ａの周縁を下ケース１Ｂの周壁５にしっかりと連結する。このように連結孔１２と係合フック１３を介して互いに連結される上ケース１Ａと下ケース１Ｂは、より確実に連結できる特長がある。
【００２４】
補強リブ１４は、図７ないし図９に示すように、周壁５と隔壁６の側面に連結して設けられる。周壁５の補強リブ１４は、下ケース１Ｂをプラスチックで成形するときに成形される。この補強リブ１４は、下ケース１Ｂの底面のコーナー部と周壁５の内面に連結して、垂直な姿勢で設けられる。隔壁６の補強リブ１４も、下ケース１Ｂをプラスチックで成形するときに成形される。隔壁６は、内側と外側に補強リブ１４を設けている。隔壁６の内側に設けている補強リブ１４は、プリント基板３を定位置に支持する支持具２１に併用される。図の下ケース１Ｂは、周壁５の内面で基板室４に設けている補強リブ１４も、プリント基板３の支持具２１に併用している。支持具２１に併用される補強リブ１４は、プリント基板３の下面を支持して、プリント基板３を定位置に支持する位置に設けられる。さらに、図の隔壁６と周壁５は、基板室４の定位置に装着したプリント基板３が浮き上がるのを阻止するストッパ凸部２２も内面に設けている。このストッパ凸部２２は、プリント基板３の上面に接触して、プリント基板３が基板室４から浮き上がるのを阻止する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、小さくして軽くできると共に、有効に放熱しながら頑丈な構造にできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、下ケースに一体成形された隔壁で基板室を区画して設けており、さらに、この隔壁に設けた係合孔に、上ケースの内面に突出して設けた係合アームのフックを連結して、あるいは隔壁に設けた係合凸部を係合アームの係合孔に連結して、上ケースの係合アームを下ケースの隔壁に連結しているからである。この構造のパック電池は、下ケースに一体成形した隔壁と、上ケースの内面に設けた係合アームとを連結するので、ケースを薄く成形してもパック電池の強度が低下するのを有効に防止できる。したがって、本発明のパック電池は、ケースを薄く成形して、パック電池を小さく、軽く、効率よく放熱させるにも関わらず、パック電池全体を頑丈な構造にできる理想的な特長が実現できる。しかも、本発明のパック電池は、隔壁と係合アームとを、係合孔とフック、あるいは係合凸部と係合孔を介して連結するので、極めて簡単な構造として確実に連結できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかるパック電池の内部構造を示す平面図
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池のケースを上側から見た分解斜視図
【図３】図２に示すケースを下側から見た分解斜視図
【図４】隔壁と係合アームの連結構造を示す拡大断面図
【図５】隔壁と係合アームの連結構造の他の一例を示拡大断面図
【図６】図２に示す上ケースの平面図
【図７】本発明の一実施例にかかるパック電池の断面図
【図８】下ケースの基板室を示す斜視図
【図９】下ケースの基板室に基板を配設した状態を示す斜視図
【符号の説明】
１…ケース              １Ａ…上ケース          １Ｂ…下ケース
１ａ…突出部
２…二次電池
３…基板
４…基板室
５…周壁
６…隔壁
７…係合孔
８…係合アーム
９…フック
１０…係合凸部
１１…スリット
１２…連結孔
１３…係合フック
１４…補強リブ
１５…出力コネクター
１６…温度センサー
１７…リード線
１８…電極窓
１９…格子
２０…中間バー
２１…支持具
２２…ストッパ凸部
２３…連結壁
【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】
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【図９】
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