(57)【要約】【課題】素電池と外部との電気的絶縁を確実に図りながら、製造コストの低減を図ることが可能な構成の電池パックを提供する。【解決手段】電池パックにおいては、素電池２０にＰＴＣ素子２４および保護回路基板２５が組み付けられている。保護回路基板２５からは、リード線２２が延出されており、リード線２２の先端には、コネクタ２１が取り付けられている。ＰＴＣ素子２４および保護回路基板２５が組み付けられた素電池２０は、当該状態で外装体１０の内部空間に収納されている。外装体１０は、絶縁紙から構成されており、内部の収納空間のサイズが、ＰＴＣ素子２４および保護回路基板２５が組み付けられた素電池２０の外観サイズと略同等となっている。外装体１０では、素電池２０等が収納された状態で、フラップ部１０ｃ，１０ｄの両面粘着テープにより封がされ、箱状体となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池と、当該素電池を収納する内部空間を有する外装体とを備える電池パックであって、
前記外装体は、紙から構成されており、少なくとも前記内部空間を臨む内面が電気的絶縁性を有する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記外装体は、一枚のシート状の紙材を折り曲げおよび一部貼着することにより構成された箱状体である
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記一部貼着は、両面粘着テープによりなされている
ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記両面粘着テープにおける一方の粘着面の一部は、前記素電池に対して直に貼り付いている
ことを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記外装体における前記内部空間には、前記素電池とともに、当該素電池の正負極に接続され、複数のリード線が延出されてなる保護回路基板が収納されており、
前記外装体には、前記複数のリード線が外部へと延出するのを許すリード線延出口が開けられているとともに、当該リード線延出口を除き、前記素電池の外周全体を覆っている
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電池パック。
【請求項６】
前記外装体における前記リード線延出口は、前記一枚のシート状の紙材における外辺の一部を湾状に切り欠いてなる箇所である
ことを特徴とする請求項５に記載の電池パック。
【請求項７】
前記外装体は、電気絶縁紙からなる
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電池パック。
【請求項８】
前記素電池の主面は、間に絶縁シートを介することなく、前記外装体の前記内部空間を臨む内面の一部に接触、あるいは間隔をあけて対向する
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか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、電池パックに関し、特に、素電池を収納する外装体の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器などの電源として用いられる電池パックは、素電池に保護回路基板が組み付けられてなるコアパックが、外装体に収納された構成を有する。
ここで、外装体としては、樹脂製の２つの部材の組み合わせにより構成されるものや、コアパックの側周を囲繞する樹脂製の枠部材と、コアパックを枠部材ごと被覆する外装ラベルとからなる構成のもの、さらには、コアパックの必要箇所に絶縁シートなどを取り付け、当該状態で被覆する熱収縮チューブから構成されるものなどが従来からある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１２９２０７号公報
【特許文献２】特開２０１１−３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電池パックに対しては、更なるコスト低減が求められているが、上記従来の外装ケースを備える電池パックでは、コスト低減を図る際の阻害要因となってしまうことが考えられる。具体的には、樹脂製の２つの部材から構成される外装体を採用する場合、および樹脂製の枠部材を用いる場合には、機種ごとに樹脂製の部材を形成するための成形型を製作しなければならず、イニシャルコストという観点から問題がある。
【０００５】
また、絶縁シートと熱収縮チューブとを用いるものでは、部品点数の増大を招き、また、製造に係る工数も多くなる。このため、このような外装体を採用する場合には、製造コストの増大を招いてしまう。
本発明は、上記のような問題の解決を図るべくなされたものであって、素電池と外部との電気的絶縁を確実に図りながら、製造コストの低減を図ることが可能な構成の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】
【０００６】
そこで、本発明に係る電池パックでは、素電池と、当該素電池を収納する内部空間を有する外装体とを備え、外装体は、紙から構成されており、少なくとも内部空間を臨む内面が電気的絶縁性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電池パックでは、外装体が紙から構成されている。このため、本発明に係る電池パックでは、機種に応じて外装体形成用の成形型を製作する必要がなく、イニシャルコストの低減を図ることができる。また、本発明に係る電池パックでは、紙から構成された外装体において、少なくとも内部空間を臨む内面が電気的絶縁性を有するので、外装体と素電池などとの間での電気的絶縁を図るために、絶縁板を別途介挿する必要がなく、製造時における手間を省くことができる。これより、製造コストの低減を図ることができる。
【０００８】
従って、本発明に係る電池パックでは、素電池と外部との電気的絶縁を確実に図りながら、製造コストの低減を図ることが可能である。
本発明に係る電池パックでは、一例として、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
本発明に係る電池パックは、上記構成において、外装体が一枚のシート状の紙材を折り曲げおよび一部貼着することにより構成された箱状体であることを特徴とする。このように、外装体を一枚のシート状の紙材を用い形成することとすれば、部材の管理および組立工数などの観点から優位であり、製造コストの低減を図ることができる。
【０００９】
本発明に係る電池パックは、上記構成において、外装体の構成に際しての上記一部貼着が、両面粘着テープによりなされていることを特徴とする。このように外装体の形成に係る貼着を、両面粘着テープで行うようにすれば、接着剤を用い行う場合に比べ、製造時の手間を省くことができ、また、タクトタイムを短くするのにも有効である。
本発明に係る電池パックは、上記構成において、両面粘着テープにおける一方の粘着面の一部が、素電池に対して直に貼り付いていることを特徴とする。このような構成を採用すれば、外装体に対する素電池の相対的な動きを抑制することができ、電池パック使用時に外部から振動が加わった場合においても、素電池およびこれに接続されている回路基板やリード板などへのダメージを抑制することができる。
【００１０】
本発明に係る電池パックは、上記構成において、外装体における内部空間に、素電池とともに、当該素電池の正負極に接続され、複数のリード線が延出されてなる保護回路基板が収納されており、外装体に、複数のリード線が外部へと延出するのを許すリード線延出口が開けられているとともに、当該リード線延出口を除き、素電池の外周全体を覆っていることを特徴とする。
【００１１】
上記のように、外装体にリード線延出口を設ける構成を採用すれば、延出されたリード線が、電池パックの使用中に外装体の縁辺でダメージを受け難くなる。そして、外装体は、リード線延出口を除いて、素電池の外周全体覆っているので、素電池の保護という観点から優れている。
具体的には、外装体におけるリード線延出口が、一枚のシート状の紙材における外辺の一部を湾状に切り欠いてなる箇所であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る電池パックは、上記構成において、外装体が電気絶縁紙からなることを特徴とする。このように、電気絶縁紙を用い外装体を構成するようにすれば、内部空間を臨む内面を、別途、電気的絶縁処理を施す必要がなく、製造時における工数の低減を図ることができる。このため、製造コストの低減を図ることができる。
本発明に係る電池パックは、上記構成において、素電池の主面が、間に絶縁シートを介することなく、外装体の内部空間を臨む内面の一部に接触、あるいは間隔をあけて対向することを特徴とする。部品点数の削減を図ることができ、製造時の工数の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電池パック１の外観構成示す模式斜視図であり、（ｂ）は、模式平面図である。
【図２】電池パック１の内部構成を示す模式展開斜視図である。
【図３】電池パック１におけるコアパック２００の構成を示す模式展開斜視図である。
【図４】外装体１０を構成するシート材を示す模式展開図である。
【図５】変形例１に係る電池パックが備える外装体４０の構成を示す模式斜視図である。
【図６】変形例２に係る電池パックの構成を示す模式展開斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．電池パック１の外観構成
本発明の実施の形態に係る電池パック１の外観構成について、図１を用い説明する。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る電池パック１では、外装体１０により外装が形成され、その一部からリード線２２が延出されている。リード線２２の先端には、コネクタ２１が取り付けられており、外部機器との接続に供される。
図１（ｂ）に示すように、外装体１０は、平面視において、四角形の外観を有し、一方の主面にラベル３０が貼着されている。
【００１６】
２．電池パック１の内部構成
本実施の形態に係る電池パック１の内部構成について、図２を用い説明する。
図２に示すように、外装体１０の内部空間に、素電池２０を含むコアパック２００が収納されている。コアパック２００は、素電池２０に対して、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子２４および保護回路基板２５が取り付けられ構成されている。
【００１７】
素電池２０は、扁平角形の外観形状を有し、例えば、リチウムイオン二次電池である。
保護回路基板２５には、ＰＴＣ素子２４およびリード板２６が接続されており、リード板２６は、素電池２０の底面に接合されている。保護回路基板２５には、先端にコネクタ２１が取り付けられたリード線２２が接続されている。
素電池２０の封口板２０ａとＰＴＣ素子２４との間、および素電池２０の側面部２０ｃと保護回路基板２５などとの間には、絶縁リング２３が介挿されている。
【００１８】
次に、外装体１０は、一枚の電気絶縁紙を折り曲げおよび一部貼着することにより、箱状体にしたものであり、図２では、一部を展開した状態で表している。
図２に示すように、外装体１０に保護回路基板２５などが取り付けられた状態の素電池２０を収納する際には、両方の口１０ａ，１０ｂを開けておく。そして、素電池２０などを収納した後、側周における３つのフラップ１０ｅ，１０ｆ，１０ｇを内側に折り曲げ、その後に、フラップ１０ｃ，１０ｄを折り曲げて、Ｚ軸方向上側の主面部分に重ねて貼着する。なお、口１０ｂについては、素電池２０を収納する前に閉じておいてもよい。
【００１９】
ここで、フラップ１０ｃ，１０ｄには、予め両面粘着テープが貼着されており（図２におけるクロスハッチング部分）、主面部分に貼着する際には、オモテ面の剥離紙を剥がして行う。
３．コアパック２００の構成
本実施の形態に係る電池パック１が備えるコアパック２００の構成について、図３を用い説明する。
【００２０】
図３に示すように、扁平角形の外観形状を有する素電池２０には、Ｙ軸方向左側の封口板２０ａの一部から、負極端子２０ｄが突設形成され、また、安全弁２０ｅが設けられている。素電池２０においては、負極端子２０ｄと封口板２０ａなどとは、絶縁された状態になっており、負極端子２０ｄを除く外表面が正極となっている。
素電池２０に対しては、封口板２０ａおよび側面部２０ｃを覆うように、Ｌ字状をした絶縁リング２３が配される。絶縁リング２３には、負極端子２０ｄに対応した箇所に窓部２３ａが開口されており、当該窓部２３ａから負極端子が露出する。
【００２１】
素電池２０の封口板２０ａの一部、および側面部２０ｃの一部に被さるように、ＰＴＣ素子２４が配される。ＰＴＣ素子２４は、素子本体２４ａを２枚の素子リード２４ｂ，２４ｃで挟み込んだ形態を有し、一方の素子リード２４ｂは、その先端部分において、素電池２０の負極端子２０ｄに接続されている。他方の素子リード２４ｃは、Ｌ字状に曲折されており、その先端部分において、保護回路基板２５の導電ランド２５ｂに接続されている。
【００２２】
素電池２０の底面２０ｂには、リード板２６が接続されている、リード板２６は、素電池２０の底面２０ｂおよび側面部２０ｃに沿うように、Ｌ字状に曲折加工されている。そして、リード板２６は、もう一方の先端部分において、保護回路基板２５の導電ランド２５ｃに接続されている。
保護回路基板２５には、導電ランド２５ｂ，２５ｃが設けられた側の主面に、電子部品２５ａが実装されている。リード線２２については、電子部品２５ａが実装されたのとは反対側の主面から延設されている。
【００２３】
なお、リード板２６とリード線２２との間には、これらが互いに直接接触しないように、絶縁シート２７が介挿されている。
４．外装体１０を構成するシート材
外装体１０を構成するシート材について、図４を用い説明する。図４は、外装体１０を構成するシート材を示す模式展開図である。
【００２４】
図４に示すように、外装体１０を構成するシート材では、素電池２０の主面に対向することになる２つの主面部分１０ｊ，１０ｌを備え、また、素電池２０の側周面などに対向する５つの側面部分１０ｉ，１０ｋ，１０ｍ，１０ｎ，１０ｐを備える。ここで、図４に示すシート材を折り曲げおよび貼着することで外装体１０を構成した際には、側面部分１０ｉが側面部分１０ｍに重ねられ、側面部分１０ｉの内面に予め貼着された両面粘着テープにより貼着される（クロスハッチング部分）。
【００２５】
また、側面部分１０ｋのＹ軸方向左側にフラップ１０ｅが延設され、側面部分１０ｍのＹ軸方向両側にフラップ１０ｆ，１０ｇが延設されている。
しかしながら、側面部分１０ｋのＹ軸方向右側には、フラップは延設されておらず、側面部分１０ｎのＸ軸方向上側が、矢印Ａで指し示すように、湾状に切り欠かれている（切り欠き部１０ｈ）。この切り欠き部１０ｈは、外装体１０において、保護回路基板２５から延出されたリード線２２の延出を許すリード線延出口として機能する。また、側面部分１０ｋのＹ軸方向右側にフラップを設けないことにより、リード線２２の延出を妨げないようにしている。
【００２６】
５．効果
本実施の形態に係る電池パック１では、外装体１０が絶縁紙から構成されている。このため、電池パック１では、機種に応じて外装体形成用の成形型を製作する必要がなく、イニシャルコストの低減を図ることができる。また、電池パック１では、外装体１０が絶縁紙から構成されているので、外装体１０と素電池２０および保護回路基板２５、さらにはＰＴＣ素子２４などとの間での電気的絶縁を図るために、絶縁板を別途介挿する必要がなく、製造時における手間を省くことができる。これより、製造コストの低減を図ることができる。
【００２７】
電池パック１は、図４に示すように、外装体１０が一枚のシート状の絶縁紙（シート材）を折り曲げおよび一部貼着することにより構成された箱状体であるので、部材の管理および組立工数などの観点から優位であり、製造コストの低減を図ることができる。また、外装体１０を形成する際の貼着が、両面粘着テープによりなされているので、接着剤を用い行う場合に比べ、製造時の手間を省くことができ、また、タクトタイムを短くするのにも有効である。
【００２８】
さらに、電池パック１は、図４に示すように、外装体１０を構成するシート材において、側面部分１０ｋの一方の側（Ｙ軸方向右側）にフラップを設けず、側面部分１０ｎのＸ軸方向上側に切り欠き部１０ｈを設けており、当該部分からリード線２２を延出させる構成としているので、リード線２２が、外装体１０からの延出箇所において、電池パック１の使用中に外装体１０の縁辺でダメージを受け難くなる。そして、外装体１０の他の箇所については、素電池２０および保護回路基板２５などの外周全体覆っているので、これらの保護という観点から優れている。
【００２９】
[変形例１]
変形例１に係る電池パックの構成について、図５を用い説明する。なお、本変形例に係る電池パックは、外装体４０の構成を除き、上記実施の形態に係る電池パック１と同一の構成を備えるので、図５では外装体４０の構成のみを示し、以下においても、外装体４０の構成を中心に説明する。
【００３０】
図５に示すように、本変形例に係る電池パックの外装体４０についても、一枚のシート状をした絶縁紙を折り曲げおよび貼着することにより形成した箱状体である。なお、図５では、素電池および保護回路基板などを収納する前の状態を示しており、フラップ４０ｃ，４０ｄで封をする前の状態である。
フラップ４０ｃ，４０ｄには、上記実施の形態に係る電池パック１の外装体１０と同様に、封をする際の内側となる面に両面粘着テープが貼り付けられている（クロスハッチング部分）。
【００３１】
本変形例に係る電池パックでは、外装体４０における一方の主面部分４０ｊの一部（矢印Ｂ１，Ｂ２で指し示す部分）に、湾状の切り欠き部分４０ｇ，４０ｒが設けられている。この切り欠き部分４０ｇ，４０ｒは、封をした際にはフラップ４０ｃ，４０ｄで完全に覆われてしまうサイズになっている。
以上のような構成を備える外装体４０を採用する本変形例に係る電池パックでは、フラップ４０ｃ，４０ｄを折り返して封をした際に、フラップ４０ｃ，４０ｄの内側面の両面粘着テープが、切り欠き部分４０ｇ，４０ｒを通して素電池の主面に直に当接され接着する。
【００３２】
従って、本変形例に係る電池パックでは、上記実施の形態に係る電池パックが得られる効果をそのまま得ることができるとともに、切り欠き部分４０ｇ，４０ｒを設けることによって、外装体４０の両面粘着テープが直に素電池の主面に接着されることから、使用中における素電池の内部でのガタつき（移動）を防止することができる。これより、外装体４０の内部に収納される素電池をはじめ、保護回路基板およびＰＴＣ素子やリード板などが外部からの振動の付加によってもダメージを受け難い。
【００３３】
［変形例２］
変形例２に係る電池パックの構成について、図６を用い説明する。図２は、上記実施の形態における図２に対応する図であって、本変形例に係る電池パックの構成を示す模式展開斜視図である。
図６に示すように、本変形例に係る電池パックでは、上記実施の形態に係る電池パック１に対して、主にコアパック５００の形態が異なる。具体的には、本変形例に係るコアパック５００では、素電池２０の封口板２０ａの上方に、保護回路基板５５が配置されている。素電池２０の封口板２０ａと保護回路基板５５との間には、ＰＴＣ素子５４が挿設されており、ＰＴＣ素子５４の一方の素子リード５４ｂが素電池２０の負極端子に接続され、他方の素子リード５４ｃがコの字状に曲折加工された上で、保護回路基板５５の導電ランド（図示を省略）に接続されている。
【００３４】
なお、素電池２０の封口板２０ａとＰＴＣ素子５４との間には、絶縁リング５３が介挿されている。ただし、絶縁リング５３には、上記実施の形態と同様に、素電池２０の負極端子に対応する箇所に窓部が開口されており、負極端子と素子リード５４ｂとの接続が当該窓部を通してなされている。
保護回路基板５５には、Ｘ軸方向右端からリード板５６が延設されている。リード板５６が、クランク状に曲折加工されており、先端部分において、素電池２０の封口板２０ａに接続されている。なお、図示を省略しているが、封口板２０ａとリード板５６との間には、クラッド板が介挿されている。
【００３５】
また、保護回路基板５５には、リード板５２が接続されており、リード板５２の先端には、コネクタが取り付けられている（図示を省略）。
なお、図６では、ＰＴＣ素子５４の素子リード５４ｃが、保護回路基板５５との接続前の段階でコの字状に曲折加工されているように表しているが、実際には、曲折加工前の素子リード５４ｃと保護回路基板５５とを接続した後、もう一方の素子リード５４ｂを素電池２０の負極端子に接続し、それから素子リード５４ｃを図６のようにコの字状に曲折加工する。
【００３６】
次に、外装体６０の形態は、基本的には上記実施の形態の外装体１０と同様ではあるが、コアパック５００の形態の相違に対応して、若干の相違点がある。
具体的に、外装体６０では、Ｙ軸方向右側の口６０ａに対応する側部において、その両側にフラップ６０ｇ，６０ｑが設けられている。対して、Ｙ軸方向左側の口６０ｂに対応する側部においては、一方にはフラップ６０ｆが設けられているが、他方にはフラップが設けられていない（矢印Ｃで指し示す部分）。また、フラップ６０ｄと筒部との間の側壁部分には、切り欠き部６０ｋが設けられている。
【００３７】
ここで、外装体６０に対しては、素電池２０を、その底面２０ｂの側から口６０ｂへ挿入して行き、フラップ６０ｇ，６０ｑを内側に折り曲げた後、フラップ６０ｃを折り曲げて貼着する。次に、反対側の口６０ｂに対応するフラップ６０ｆを内側に折り曲げた後、フラップ６０ｄを折り曲げて貼着する。このとき、コアパック５００におけるリード線５２は、切り欠き部６０ｋを通し外部に延出される。
【００３８】
本変形例に係る電池パックでは、コアパック５００における素電池２０に対する保護回路基板５５の配置箇所が、上記実施の形態に係る電池パック１とは異なるが、外装体６０について、図６に示す構成を採用することにより、上記同様の効果を得ることができる。
[その他の事項]
上記実施の形態および変形例１，２においては、素電池２０の外観形状にあわせて外装体１０，４０，６０を扁平角型の外観形状を有する箱状体としたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、円筒形の素電池を収納する際には、内部に無駄なスペースが生じないように円筒形あるいは一部が素電池の外周形状に沿った外観形状とすることなどが可能である。
【００３９】
また、上記実施の形態および変形例２では、外装体１０，６０の内部の収納空間に一つの素電池２０が収納される例を採用したが、収納する素電池の数については、２つ以上であってもよい。
また、上記実施の形態および変形例１，２では、外装体１０，４０，６０を一枚の絶縁紙を折り曲げおよび貼着して形成することとしたが、必ずしも一枚の絶縁紙で構成する必要はない。例えば、２枚以上の絶縁紙を用い、これらを相互に貼り合わせることで一つの外装体を構成することとしてもよい。ただし、部材点数の増加を防ぐという観点からは、一枚の絶縁紙で外装体を構成することが望ましい。
【００４０】
また、上記実施の形態および変形例１，２では、外装体１０，４０，６０の形成に用いる絶縁紙の種類について特に記載しなかったが、種々のものを用いることができる。例えば、コンデンサペーパ、コイル絶縁紙、プレスボード、ポリエステルフィルム加工紙、あるいはファイバー紙などを使用することができる。
また、外装体を構成する紙については、素電池や保護回路基板、およびＰＴＣ素子などを収納する収納空間を臨む内面が少なくとも電気的絶縁性を有していれば良く、必ずしも絶縁紙を用いる必要はない。収納空間を臨む内面に電気的に絶縁性をもたせるように加工したものを用いることも可能である。
【００４１】
さらに、上記実施の形態および変形例２では、素電池２０に保護回路基板２５，５５およびＰＴＣ素子２４，５４を組み付けた状態で、外装体１０，６０に収納した構成を一例に採用したが、保護回路基板およびＰＴＣ素子の組み付けは必須の構成ではない。電池種類などにより、保護回路基板や感熱素子（ＰＴＣ素子、ＮＴＣ素子、温度ヒューズなど）の組み付けを必要としない場合には、素電池だけが外装体の内部に収納される形態を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、携帯電話機などのモバイル機器の電源などに用いることができ、軽量で低コストな電池パックを実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１．電池パック
１０，４０，６０．外装体
２０．素電池
２１．コネクタ
２２，５２．リード線
２３，５３．絶縁リング
２４，５４．ＰＴＣ素子
２４ａ．素子本体
２４ｂ，２４ｃ．素子リード
２５，５５．保護回路基板
２６，５６．リード板
２７．絶縁シート
３０．ラベル
２００，５００．コアパック
【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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