(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを一体に組み合わせ、外面に外部接続端子を設けて電気製品の中間完成品を形成し、この中間完成品を金型内に配置して、前記外部接続端子上に開口部を形成して全面が樹脂で被覆されるように金型内に溶融状態の樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させることにより所定寸法形状に外装体を形成することを特徴とする電気製品の外装体形成方法。
【請求項２】
二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを一体に組み合わせ、外面に外部接続端子を設けて電気製品の中間完成品を形成し、開放部が形成された外装ケース内に前記開放部側に前記外部接続端子が位置するようにして前記中間完成品を挿入し、外部接続端子上に開口部を形成して前記開放部が樹脂で封止されるように開放部に溶融状態の樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させて外装ケースの開放部を封止することを特徴とする電気製品の外装体形成方法。
【請求項３】
二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを一体に組み合わせ、外面に外部接続端子を設けて電気製品の中間完成品を形成し、前記外部接続端子に対応する位置に開口部が設けられ、任意方向に開放部が形成された外装ケース内に前記開放部から前記中間完成品を挿入し、開放部に溶融状態の樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させて外装ケースの開放部を封止することを特徴とする電気製品の外装体形成方法。
【請求項４】
樹脂は、ポリアミド系接着剤もしくはポリウレタン系接着剤である請求項１〜３いずれか一項に記載の電気製品の外装体形成方法。
【請求項５】
樹脂は、硬化後の硬度が低くなるように調整する請求項１〜４いずれか一項に記載の電気製品の外装体形成方法。
【請求項６】
電気製品は、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路を構成すると共に複数の入出力端子を形成した回路基板とを一体に組み合わせた電池パックである請求項１〜５いずれか一項に記載の電気製品の外装体形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気製品の構成要素を被覆するように溶融させた樹脂を充填して、硬化させた樹脂により電気製品の外装体を形成する電気製品の外装体形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電子機器のような電気製品では、使用環境が一定になく、移動を伴うため小型化、薄型化、軽量化が要求されると同時に防塵、防滴構造あるいは耐落下、耐衝撃性が要求される。これらの要求を満たすためには、電気製品の外装体の構造が重要な要素となる。図９は、電気製品の一例であり、携帯電子機器の電源として用いられる電池パックの構成例を示すもので、二次電池６０と、電池保護回路等を構成した回路基板６４とを外装体内に収容して、携帯電子機器の電源としての要求に応えている。
【０００３】
この電池パックの外装体は下ケース６２と上ケース６３とからなるパックケースで構成されている。図９（ａ）に示すように、下ケース６２内に電池保護回路を構成した回路基板６４や入出力端子、接続板等を配置し、その上に、図９（ｂ）に示すように、リチウムイオン二次電池として構成された二次電池６０を配置して、二次電池６０を接続板に接合する。図９（ｃ）に示すように、電池６０に両面テープ６５を貼着し、下ケース６２に上ケース６３を接合して電池パックが完成する。
【０００４】
前記下ケース６２と上ケース６３との接合は、両者の周縁部で超音波接合によりなされる。図１０に示すように、下ケース６２の周縁部に形成された突出部６２ａを上ケース６３の周縁部に形成された凹部６３ａ内に嵌入させ、突出部６２ａの先端と凹部６３ａの底との間で超音波溶接する。この接合構造により溶融した樹脂が外部に露出することがない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の外装体の構成では分割されたケースを接合する構造が不可欠であり、上記従来例では下ケース６２に上ケース６３を接合するために両ケース６２、６３の側周面の厚さが必要となり、パックケース即ち電池パックとしての体積増、重量増が伴う課題があった。
【０００６】
また、パックケースはハードケースであり、下ケース６２に上ケース６３を接合し、入出力端子を外部に露出させる必要があるため、微小な隙間が随所に発生し、防塵、防滴構造に構成することが困難であり、落下により破損しやすい構造であった。
【０００７】
本発明が目的とするところは、電気製品の内部構成要素を薄い外装体で隙間なく覆って小型化、軽量化と共に防塵、防滴構造を実現する電気製品の外装体形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の第１発明に係る電気製品の外装体形成方法は、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを一体に組み合わせ、外面に外部接続端子を設けて電気製品の中間完成品を形成し、この中間完成品を金型内に配置して、前記外部接続端子上に開口部を形成して全面が樹脂で被覆されるように金型内に溶融状態の樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させることにより所定寸法形状に外装体を形成することを特徴とするもので、電気製品の内部構成要素である、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを備えた中間完成品は接合部を設けることなく樹脂で被覆されるので、外装体の体積は最小寸法に形成でき、電気製品の小型化をはかることができる。
【０００９】
また、本願の第２発明に係る電気製品の外装体形成方法は、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを一体に組み合わせ、外面に外部接続端子を設けて電気製品の中間完成品を形成し、開放部が形成された外装ケース内に前記開放部側に前記外部接続端子が位置するようにして前記中間完成品を挿入し、外部接続端子上に開口部を形成して前記開放部が樹脂で封止されるように開放部に溶融状態の樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させて外装ケースの開放部を封止することを特徴とするもので、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路と備えた中間完成品は外部接続端子の形成面を除いて外装ケースで覆われ、この外装ケースの開放部を外部接続端子の位置に開口部を設けて樹脂で封止すると、密閉構造に外装体が形成され、小型化と共に防塵、防滴構造が実現される。
【００１０】
また、本願の第３発明に係る電気製品の外装体形成方法は、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを一体に組み合わせ、外面に外部接続端子を設けて電気製品の中間完成品を形成し、前記外部接続端子に対応する位置に開口部が設けられ、任意方向に開放部が形成された外装ケース内に前記開放部から前記中間完成品を挿入し、開放部に溶融状態の樹脂を充填し、充填した樹脂を硬化させて外装ケースの開放部を封止することを特徴とするもので、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを備えた中間完成品は開放部を除いて外装ケースで覆われ、外部接続端子は外装ケースの開口部から外部に露出するので、開放部を樹脂で封止すると、密閉構造に外装体が形成され、小型化と共に防塵、防滴構造が実現される。
【００１１】
上記各発明において、樹脂は、ポリアミド系接着剤もしくはポリウレタン系接着剤を適用すると、低圧成形が可能であり、中間完成品に対する熱や圧力の影響が少なく、金型も安価に構成することができる。
【００１２】
また、樹脂は、硬化後の硬度が低くなるように調整することにより、外装体に衝撃吸収効果が生じて落下等による衝撃から中間完成品を保護することができる。
【００１３】
また、電気製品は、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路を構成すると共に複数の入出力端子を形成した回路基板とを一体に組み合わせた電池パックに適用すると、小型化と共に防塵、防滴構造により携帯電子機器の電源として好適なものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
以下に示す実施形態は、本発明の外装体形成方法を電池パック（電気製品）のパックケース（外装体）に適用した例を示すもので、図１に示すように、扁平形のリチウムイオン二次電池に構成された二次電池１と、この二次電池１を過充電、過放電等から保護する電池保護回路を構成した回路基板９とを一体に組み合わせて、図２に示すような中間完成品５０を形成し、この中間完成品５０を図３に示すようにパックケース７内に収容し、二次電池１の形態を損なうことなく電池パックに構成したものである。
【００１６】
図１は、前記中間完成品５０を分解して示すもので、二次電池１の封口部側に、この二次電池１の正極端子２５に接合される接続板１１、二次電池１上に配設されて回路基板９の座面を提供するスペーサ１２、電池保護回路を構成すると共にプラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６を形成した回路基板９が配設され、二次電池１の負極を構成する電池缶３１の底面から側面に延出するリード板１０が配設されている。
【００１７】
前記二次電池１の正極端子２５に、Ｌの字状に形成された接続板１１の基部１１ｂが接合され、電池缶３１の底面には、リード板１０の基部１０ｂが接合され、リード部１０ａは電池缶３１の側面に沿って封口部側に延出される。
【００１８】
また、二次電池１の封口部側には、図２に示すようにスペーサ１２が取り付けられる。スペーサ１２は二次電池１上に位置決め嵌合され、負極である電池缶３１との間の絶縁性が強化される。また、接続板１１のリード部１１ａと、リード板１０のリード部１０ａとは、スペーサ１２及び回路基板９を通して回路基板９上に接合される。回路基板９の封口部側に実装された電子部品はスペーサ１２の開口部内に収容されるので、回路基板９はその基板の厚さとスペーサ１２の厚さとを加えた高さだけで二次電池１上に積層された状態となり、電池保護回路を設けることによる高さの増加が抑制される。
【００１９】
図４は、回路基板９の表裏両面に形成された回路パターンと、これに装着される電子部品を透視図的に記載したもので、基板上に電池保護回路と入出力端子とが構成されている。図４（ｂ）に示すように、回路基板９の裏面側（スペーサ１２側）にはＩＣ部品２１、２２と、チップ部品２６とが実装された電池保護回路が構成され、図４（ａ）に示すように、表面側にはプラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６と、接続板１１を接続するための接続板用導体パターン１５及びリード板１０を接続するためのリード板用導体パターン１６ａとが形成されている。この両面に形成された回路パターンは要所でスルーホール３０によって接続されている。この回路基板９に形成されたリード通し穴２０から接続板１１のリード部１１ａを通し、リード部１１ａを接続板用導体パターン１５上に折り曲げてハンダ付けする。また、回路基板９の両端に形成されたリード板通し凹部２９、２９にリード板１０のリード部１０ａを通し、リード板用導体パターン１６ａ上に折り曲げてハンダ付けする。この接続板１１及びリード板１０がハンダ付けされることにより、回路基板９はスペーサ１２上に固定される。尚、リード板１０は片側だけに設けているが、両側に設けて回路基板９に接合することもでき、回路基板９の固定をより確実にすることができる。
【００２０】
図４（ａ）に示すように、回路基板９の表面側に形成されたプラス端子用導体パターン４ａ上にはプラス端子４、マイナス端子用導体パターン５ａ上にはマイナス端子５、温度検出端子用導体パターン６ａ上には温度検出端子６が接合される。これらの端子は、銅ニッケル合金の板材もしくはこの銅ニッケル合金の板材とステンレス鋼とのクラッド材等を用いることにより、導電性、接合性、耐蝕性に優れたものとなる。また、端子として板材を接合することなく、各導体パターンに金メッキを施してそのまま端子として利用することもできる。
【００２１】
上記のように二次電池１に回路基板９を取り付けることにより、図２に示したように、中間完成品５０が形成される。この中間完成品５０は、図３に示すように、パックケース７内に収容される。このパックケース７は、以下に示す第１〜第５の各実施例のように構成することができる。
（第１の実施例）
パックケース７の外形寸法形状に対応する内容積で、プラス端子４に対応する位置にプラス端子窓３４、マイナス端子５に対応する位置にマイナス端子窓３５、温度検出端子６に対応する位置に温度検出端子窓３６の各開口部を形成するための突出部を設けた金型内に中間完成品５０を細い支持部材で中空状態に配置し、金型内に溶融状態にした樹脂を注入する。
【００２２】
中間完成品５０は僅かな隙間が有るだけの一体構造なので注入された樹脂は金型と中間完成品５０との間の間隙に充填される。樹脂を硬化させた後、金型から取り出すと、図３に示すように、プラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６に対応する位置にプラス端子窓３４、マイナス端子窓３５及び温度検出端子窓３６の各開口部を設けて中間完成品５０の周囲を被覆したパックケース７が形成される。
【００２３】
この構成では、パックケース７は一体構造に構成されるので薄い外装体に形成でき、電池パックとして小型化、軽量化を図ることができる。また、プラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６の周囲に充填した樹脂が接着するので、パックケース７内は完全に密閉され、防塵性、防滴性を向上させることができる。
（第２の実施例）
図５に示すように、樹脂成形により有底角筒形状で、その深さＨが中間完成品５０の全長より若干長くなるように胴ケース（外装ケース）５１を形成する。この胴ケース５１の底面には、図５（ａ）に示すように、中間完成品５０のプラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６に対応する位置にプラス端子窓３４、マイナス端子窓３５及び温度検出端子窓３６の各開口部が形成される。
【００２４】
この胴ケース５１内に中間完成品５０を挿入し、プラス端子窓３４、マイナス端子窓３５及び温度検出端子窓３６の各開口部からプラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６を外部に露出させる。次いで、胴ケース５１の開放端に溶融状態の樹脂を充填した後、硬化させる。
【００２５】
上記のように形成されたパックケース７は、図３に示したように、プラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６に対応する位置にプラス端子窓３４、マイナス端子窓３５及び温度検出端子窓３６の各開口部を設けて中間完成品５０の周囲を被覆した状態に形成される。
（第３の実施例）
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、有底角筒形状に胴ケース５２を樹脂成形により形成する。この胴ケース５２内に中間完成品５０をその回路基板９が開放端側になるようにして挿入する。この後、胴ケース５２の開放端にプラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６を形成して開放端を封止するための金型を配し、溶融状態の樹脂を開口端の空間に充填した後、これを硬化させて図６（ｄ）に示すように、プラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６を形成する。
【００２６】
この胴ケース５２の開口端の封止により、図３に示すように、プラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６からそれぞれプラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６を外部に露出させ、中間完成品５０の周囲を被覆したパックケース７が形成される。
【００２７】
この構成では、プラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６の周囲に充填した樹脂が接着するので、パックケース７内は完全に密閉され、防塵性、防滴性を向上させることができる。
（第４の実施例）
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、直方体の一方の長側面を開放した有底角筒形状で、一方の短側面にプラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６を設けた胴ケース５３を樹脂成形により形成する。この胴ケース５２内に中間完成品５０をその側面から挿入し、プラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６からそれぞれプラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６を外部に露出させる。この後、胴ケース５３の開放端を封止するために、溶融状態の樹脂を開放端の空間に充填し、これを硬化させる。
【００２８】
この胴ケース５３の開放端の封止により、図３に示すように、プラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６からそれぞれプラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６を外部に露出させ、中間完成品５０の周囲を被覆したパックケース７が形成される。
（第５の実施例）
図８（ａ）に示すように、樹脂成形により形成された角筒形状の胴ケース５４に中間完成品５０を挿入し、胴ケース５４の両側に形成された開放端を封止する。底面となる側は第１の実施例と同様に溶融した樹脂を充填し、上面となる側は第２の実施例と同様にプラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６が外部に露出するようにプラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６を形成して溶融した樹脂を充填する。
【００２９】
この胴ケース５４の両端の封止により、図３に示すように、プラス端子窓３４、マイナス端子窓３５、温度検出端子窓３６からそれぞれプラス端子４、マイナス端子５、温度検出端子６を外部に露出させ、中間完成品５０の周囲を被覆したパックケース７が形成される。
【００３０】
上記第１〜第５の実施例において、充填する樹脂は、ポリアミド系もしくはポリウレタン系等の熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤、ホットメルト系接着剤を適用することができる。熱可塑性接着剤においては溶融温度、熱硬化性接着剤においては硬化温度が低いもの、あるいは常温硬化するものを適用すると、中間完成品５０に対する熱的影響を軽減させることができる。また、低圧成形できる接着剤を使用することにより、中間完成品５０に対する圧力の影響が少なく、金型を安価に構成することができる。
【００３１】
また、第２〜第５の各実施例に示した構成では、胴ケース５１〜５４と中間完成品５０との間に充填された樹脂が流入するので、胴ケース５１〜５４の厚さを薄く形成しても、その強度が補われて電池パックとしての強度を向上させることができる。
【００３２】
また、樹脂を硬化させたときの硬度が低くなるように調整することにより、衝撃吸収の効果が得られ、電池パックに落下等の衝撃に対する耐衝撃性が向上し、携帯電子機器の電源として好適なものとなる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、二次電池と、この二次電池を過充電や過放電等から保護する電池保護回路とを備えた電池パックの外装体を薄く構成することができるので、小型化を向上させることができ、充填する樹脂により強度の向上を図ることができる。また、密閉構造により防塵、防滴構造に構成できるので、携帯電子機器等に適用するのに好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る中間完成品の構成を示す分解斜視図。
【図２】中間完成品の構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図３】電池パックの完成状態を示す斜視図。
【図４】回路基板の構成を示す（ａ）は表面側、（ｂ）は裏面側の平面図。
【図５】パックケースを形成する第２の実施例に係る胴ケースの（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図。
【図６】パックケースを形成する第３の実施例に係る胴ケースの（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は上面を封止した状態の上面図。
【図７】パックケースを形成する第４の実施例に係る胴ケースの（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は開放部の平面図。
【図８】パックケースを形成する第５の実施例に係る胴ケースの（ａ）は側面図、（ｂ）は上面を封止した状態の上面図、（ｃ）は底面を封止した状態の底面図。
【図９】従来構成になる電池パックの構成を示す斜視図。
【図１０】従来構成になるパックケースの接合状態を示す部分断面図。
【符号の説明】
１  二次電池
４  プラス端子（外部接続端子）
５  マイナス端子（外部接続端子）
６  温度検出端子（外部接続端子）
７  パックケース
３４  プラス端子窓（開口部）
３５  マイナス端子窓（開口部）
３６  温度検出端子窓（開口部）
５０  中間完成品
５１〜５４  胴ケース（外装ケース）
【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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【図１０】
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