(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二分割された第一ケース及び第二ケースと、電池と、電池の充放電を制御する保護回路素子を実装したプリント基板と、プリント基板を位置決め固定する基板ホルダーとから構成されて、前記電池、プリント基板及び基板ホルダーが前記第一ケースに収納されると共に、第一ケースと第二ケースとが互いに超音波溶着されて連結された電池パックにおいて、前記基板ホルダーは、第二ケースとの対向面に超音波リブを突出して有しており、第一ケースと第二ケースとの接合時に前記基板ホルダーの超音波リブが第二ケースの内面に接触し、超音波振動の印加によって溶融、固定されることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記プリント基板は保護回路素子が片面に実装されており、一方、前記基板ホルダーはプリント基板を固定する面を開放した箱型に形成されており、保護回路素子の実装面を内面側に向けてプリント基板が固定されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記プリント基板は周縁に切欠が形成されており、一方、基板ホルダーは前記切欠と嵌合する突起が形成されており、切欠と突起とが互いに嵌合することによって、プリント基板が基板ホルダーに位置決め固定されることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池と、電池の充放電を制御する保護回路素子を実装したプリント基板と、プリント基板を位置決め固定する基板ホルダーとを内蔵する電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、各種電気電子機器や携帯機器等の電源に電池パックが用いられている。電池パックは、機器の形状に合わせた形状にしたり、端子を任意の位置に形成することができる。また内蔵する電池の種類や本数を変更することもできるので、様々な機器の電源として便利に使用できる。さらに、電池パックはケースに内蔵されて、接着や超音波溶着等によってケースが固定され、容易に分離できないようになっているので、機器への着脱操作や持ち運びにも適している。
【０００３】
電池パックに内蔵される電池は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が用いられる。また、リチウムイオン電池を内蔵した電池パックは、内蔵したリチウムイオン電池が過充電や過放電されないように、保護回路素子を実装したプリント基板を電池と共に収納している。そして、プリント基板を電池パック内に収納する際に、所定の位置に位置決めされるように、樹脂製の基板ホルダーを設け、基板ホルダーにプリント基板を位置決め固定し、プリント基板と基板ホルダーとを電池パックのケース内に収納するようになっている。
【０００４】
また、電池パックは、樹脂製の分割ケースが用いられることが多い。一方のケースに電池等の内蔵部品を収納した後、他方のケースを連結することによって、容易に組立ができる。分割ケースを連結する際、互いのケースの周縁同士を接着または超音波溶着する方法が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プリント基板は、前述の通り、内蔵する電池の保護回路素子を実装すると同時に、電池パックの端子と直接接続されたり、また、プリント基板の片面に接点板を印刷または取り付け、電池パックのケースの端子窓から直接露出させるようになっている。
【０００６】
このため、プリント基板やプリント基板を位置決め固定する基板ホルダーのケース内での位置がずれてしまうと、正確に端子が取り出せない問題がある。
【０００７】
一方、電池パックは、使用される携帯機器の小型軽量化に伴って、さらに小型軽量化が求められている。このため、ケースの材質や厚み寸法も、より軽量で薄いものが選ばれるようになってきた。
【０００８】
従って、互いの分割ケースの周縁同士を超音波溶着等によって連結しても、特にケースの中央部での剛性が低くなってしまい、ケースにねじれや変形等を招きやすく、内蔵する電池やプリント基板等を充分に保護できない問題がある。
【０００９】
さらに、電池パックの小型化を図るため、電池やプリント基板が隙間なく、よりコンパクトに電池パックのケース内に収納されているので、分割ケースを超音波溶着等によって連結する際に、分割ケースの接合時に、プリント基板が超音波振動を印加するケースにも接触してしまい、超音波振動によって、プリント基板に実装している保護回路素子が欠落してしまう等の悪影響を受ける問題がある。
【００１０】
従って、この発明は、電池パックのケースに対して、基板ホルダーを確実に固定することによって電池パックの端子を正確に配設すると共に、ケースを薄くしてもケースの剛性を損なわないようにし、且つ、超音波溶着時にもプリント基板に実装されている保護回路素子に悪影響を与えないようにした電池パックを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するために、二分割された第一ケース及び第二ケースと、電池と、電池の充放電を制御する保護回路素子を実装したプリント基板と、プリント基板を位置決め固定する基板ホルダーとから構成されて、前記電池、プリント基板及び基板ホルダーが前記第一ケースに収納されると共に、第一ケースと第二ケースとが互いに超音波溶着されて連結された電池パックにおいて、前記基板ホルダーは、第二ケースとの対向面に超音波リブを突出して有しており、第一ケースと第二ケースとの接合時に前記基板ホルダーの超音波リブが第二ケースの内面に接触し、超音波振動の印加によって溶融、固定されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記プリント基板は保護回路素子が片面に実装されており、一方、前記基板ホルダーはプリント基板を固定する面を開放した箱型に形成されており、保護回路素子の実装面を内面側に向けてプリント基板が固定されていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記プリント基板は周縁に切欠が形成されており、一方、基板ホルダーは前記切欠と嵌合する突起が形成されており、切欠と突起とが互いに嵌合することによって、プリント基板が基板ホルダーに位置決め固定されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づき説明する。本発明の電池パックは、二分割された第一の電池ケース１と第二の電池ケース２とによってほぼ直方体の形状に外観が構成されている。そして、第一の電池ケース１内に、１本の角型リチウムイオン電池３と、プリント基板４及び基板ホルダー５とを収納している。
【００１５】
第一の電池ケース１は、前記電池３等の各部品を収納できるように、一面を開放した箱型に形成されている。そして、電池３の電極を取り出す端子窓１１を一側面に有している。端子窓１１は、一対の＋−の端子以外にも温度情報等の電池の状態を検出する制御端子を露出させるように多数個設けられている。
【００１６】
また、内面にリブ１２を立設しており、このリブ１２によって、電池３を収納したときに電池３を定位置に位置決めすると共に、前記端子窓１１を介して外部接点が端子を押し込んだときに、端子がケース内方へ落ち込まないように支持する役目をする。このため、リブ１２は端子窓１１と対向する他側面に設けられている。さらに、リブ１２は前記他側面の端部に設けられることによって、リブが設けられていない部分に空間を確保し、その空間にリード板４１が配設されるように工夫されている。
【００１７】
第二の電池ケース２は、前記箱型の第一の電池ケース１を閉塞するように板状に形成されている。そして、第二の電池ケース２は、前記第一の電池ケース１の端子窓１１と隣接する位置に＋−の表示する刻印があり、また、確認窓２１が設けられている。この確認窓２１は、リチウムイオン電池３に貼り付けられている浸水チェックシート３１を外部から視認できるようになっている。確認窓２１は透明のシールが貼り付けられるので、そこからは浸水しないようにしている。
【００１８】
これら第一の電池ケース１及び第二の電池ケース２は、１ｍｍまたはそれ以下の薄い樹脂によって形成されており、互いに超音波溶着によって連結される。このため、第二のケース２の周縁には超音波リブ２２が形成されていると共に、第一のケース１の周縁には前記超音波リブ２２が挿入される溶着溝１３が形成されている。
【００１９】
次に、リチウムイオン電池３は、薄い角型に形成されており、前記第一のケース１の長さ寸法よりもやや短く、幅や厚み寸法はほぼ同じである。この電池３の表面には前記浸水チェックシート３１が貼り付けられている。このチェックシート３１は、外部から液体等が浸入したり、また電池３の電解液が漏れでてシートに付着すると変色するようになっている。使用者は前記確認窓２１を介してチェックシート３１を確認することによって電池パックの異常を知ことができる。
【００２０】
次に、プリント基板４は、片面に前記リチウムイオン電池３を過充電や過放電から保護する保護回路素子（図示せず）を実装しており、他方の面に電池パックの各端子４２を設けている。そして、端子４２が前記端子窓１１から露出するように、端子面を外側に向けて素子実装面を内側に向けて配置している。また、リード板４１が電池３に沿うように引き回されて、プリント基板４と電池３の＋極端子とを接続している。４３は絶縁フィルムであって、電池３の＋極端子に接続されたリード板４１が、−極を兼用する電池３の外装缶と電気的に接触しないように絶縁している。また、プリント基板４は、周縁部の４箇所に切欠４４を設けている。この切欠４４は、後述する基板ホルダー５に設けられた突起５１と嵌合して、プリント基板４が基板ホルダー５の定位置に位置決め固定されるようになっている。
【００２１】
次に、基板ホルダー５は、樹脂で成形された細長い棒状で、且つ、一面を開放した箱型になっている。そして、基板ホルダー５の内部空間に前記プリント基板４に実装した保護回路素子が収納されるように、プリント基板４の実装面が内側を向いて基板ホルダー５の開放面が閉塞されるようになっている。そして、基板ホルダー５の周縁の４箇所に前記突起５１が設けられており、前記切欠４４と嵌合するようになっている。ここで、基板ホルダー５の幅とプリント基板４の幅はほぼ同一となっており、プリント基板４を基板ホルダー５に位置決め固定したときに、両者がちょうど面一になるようになっている。
【００２２】
また、基板ホルダー５は、一側面の両側と中央の３箇所に超音波リブ５２を有している。この超音波リブ５２は、前記第二のケース２と対向する面に形成されており。前記第一のケース１に基板ホルダー５を収納して、第二のケース２で閉塞したときに第二のケース２の内面に接触するようになっている。
【００２３】
尚、基板ホルダー５の前記開放面と対向する面には５つの穴５３が形成されている。この穴５３を形成することによって、基板ホルダー５成形時の樹脂量を少なくし、軽量化を図っている。また、基板ホルダー５の両端部に空間部５４を設けている。この空間部５４は、基板ホルダー５を前記第一のケースに収納したときに、前記第一のケース１に設けたリブ（図示せず）を逃がすように形成されたものであって、このリブによって、プリント基板３に設けた各端子４２が第一のケース１に設けた端子窓１１に押し付けて、離れないように工夫したものである。
【００２４】
以上のような構成において、本発明の電池パックを組み立てるには、前記基板ホルダー５を介して、前記リチウムイオン電池３とプリント基板４とをリード板４１等をスポット溶接によって接続固定する。このとき、プリント基板４は素子実装面が基板ホルダー５側に向くようにして配置され、且つ、前記突起５１と切欠４４とによって位置決め固定される。このことにより、素子を高さ分が基板ホルダー５内部の空間に吸収されてその分だけコンパクトに収納できると共に、基板ホルダー５が素子を保護し、また、前記各端子４２を容易に外側に向けることができる。
【００２５】
そして、これらの各部品を前記第一のケース１に収納した後、第二のケース２を閉塞して、第二のケース２の外部から超音波振動を印加する。その結果、超音波振動により前記超音波リブ２２及び５２が溶融して、第一のケース１と第二のケース２、また第二のケース２と基板ホルダー５とが強固に連結される。
【００２６】
このとき、基板ホルダー５が第二ケース２に連結されるため、基板ホルダー５は、携帯したり使用中の振動や衝撃に対しても位置がずれることがなく、各端子４２が正確に端子窓１１から露出させることができるし、外部接点等を端子４２に強く押し付けても端子４２が落ち込んでしまうこともない。
【００２７】
また、第一のケース１と第二のケース２との溶着は、互いのケースの周縁で行われているが、それに加えて、第二のケース２と基板ホルダー５とを溶着固定しているので、その分だけ電池パック全体の剛性が増し、ねじれや変形等の外部衝撃に強く、内蔵部品を保護することができる。
【００２８】
さらに、基板ホルダー５に設けた超音波リブ５２の存在によって、第一ケース１と第二ケース２との接合時、プリント基板４が第二ケース２に接触しないようにすることができる。その結果、第二ケース２に超音波振動を印加しても、プリント基板４には直接振動が伝わりにくく、基板４に実装した保護回路素子等の欠落等の悪影響を軽減させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、基板ホルダーに設けた超音波リブが超音波溶着により溶融して、基板ホルダーが第二ケースに強固に連結されるため、基板ホルダーは、携帯したり使用中の振動や衝撃に対しても位置がずれることがない。従って、プリント基板に端子を接続したり、また端子板等を直接印刷しているような場合に、該端子を正確に端子窓から露出させることができるし、外部接点等を端子に強く押し付けても端子が落ち込んでしまうこともない。
【００３０】
また、第一のケースと第二のケースとの溶着に加えて、第二のケースと基板ホルダーとを溶着固定しているので、その分だけ電池パック全体の剛性が増し、ねじれや変形等の外部衝撃に強く、内蔵部品を保護することができる。
【００３１】
さらに、基板ホルダーに設けた超音波リブの存在によって、第一ケースと第二ケースとの接合時、プリント基板が第二ケースに接触しないようにすることができる。その結果、第二ケースに超音波振動を印加しても、プリント基板には直接振動が伝わりにくく、基板に実装した保護回路素子等の欠落等の悪影響を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電池パックの外観斜視図
【図２】電池パックの分解斜視図
【図３】プリント基板及び基板ホルダーの斜視図
【図４】プリント基板及び基板ホルダーの斜視図
【図５】基板ホルダーの斜視図
【図６】基板ホルダーの斜視図
【符号の説明】
１        第一の電池ケース
１１      端子窓
１２      リブ
１３      溶着溝
２        第二の電池ケース
２１      確認窓
２２      超音波リブ
３        リチウムイオン電池
３１      浸水チェックシート
４        プリント基板
４１      リード板
４２      端子
４３      絶縁フィルム
４４      切欠
５        基板ホルダー
５１      突起
５２      超音波リブ
５３      穴
５４      空間部
【図１】
0003615460.tif 000002
【図２】
0003615460.tif 000003
【図３】
0003615460.tif 000004
【図４】
0003615460.tif 000005
【図５】
0003615460.tif 000006
【図６】
0003615460.tif 000007