(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池が外装ケースに収納され、前記外装ケースに外部回路と接続する外部入出力端子を備える電池パックにおいて、前記外装ケースの内部に浸入した水分を感知する浸水感知センサと、前記浸水感知センサの浸水感知結果に基づいて、接続遮断信号を出力する制御回路と、前記制御回路からの接続遮断信号を受け付けて、前記電池と前記外部入出力端子との間の電気的接続を遮断する接続遮断素子とを備え、前記浸水感知センサは、前記外装ケースの内側の表面上に、導電性塗料を塗布して形成されたことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記浸水感知センサは、互いに間隙を維持して形成された一対の電極であって、前記一対の電極は、前記外装ケースの内側の表面のうちの少なくとも一つの面の全域にわたって分布するように配置されてい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】
前記一対の電極の各々は、櫛状をし、一方の電極の凸状部分を他方の電極の凹状部分に位置させて配置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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器などの電源として用いられる電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器には、電池を１つあるいは複数組み合わせて樹脂製の外装ケースに収納した電池パックが用いられている。
電池パックの内部には、電池の他に、充放電時における過充電および過放電を防止するための保護回路や、電池と外部入出力端子または保護回路などを電気接続するためのリード配線などが収納されている。保護回路は、プリント基板に実装され、またリード配線には、リード板やリード線などが用いられる。これらのプリント基板やリード配線は、直接電池の周辺部分に配置されたり、また電池パックにおける外装ケースの内側の形状に沿った樹脂製のホルダーに固定されて配置されたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば携帯電話のような電子機器は、屋外で使用されることが多く、雨天の下での使用によって雨水にさらされたり、またテーブルの上において飲み物に浸されたりすることがある。このような場合、電子機器の電源として用いられる電池パックは、機器とともに雨水や飲み物などの水分が付着し、外装ケースの表面に露出している外部入出力端子の部分などから水が浸入してしまうことがある。また、落下などにより電池パックの外装ケースに亀裂が生じたような電池パックにおいては、その亀裂部分からも水が浸入してしまうことがある。
【０００４】
電池パックの内部に水分が浸入した場合、保護回路やリード配線などに水分が付着してショートを招き、保護回路などを破壊してしまうことがある。ショートした状態で放置して過放電状態が続いた場合、電池の劣化が著しく進展して液漏れを生じさせてしまうことがある。また、電池の端子部分にも水が付着すると腐食の原因となり、さらに液漏れを生じやすくしてしまうことがある。
【０００５】
このような事態を回避するために、特開平１１−１４４６９５号公報には、水没判定シールを用いて水の浸入を機器の利用者に認知させるという技術が開示されている。
しかし、上記開示の技術では、機器の利用者が電池パック内部への水の侵入を認知出来るのは、機器から電池パックを取り出して水没判定シールを確認した時であり、浸水発生から利用者の認知までの間、電池パック内部の保護回路や配線でショートが生じることになる。
【０００６】
以上のような問題に対して、本発明は、電池パック内に浸水が生じた場合にも、電池と外部入出力端子との間の回路および配線においてショートを生じることがない電池パックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電池パックは、外装ケースの内部に浸入した水分を感知する浸水感知センサと、浸水感知センサの浸水感知結果に基づいて接続遮断信号を出力する制御回路と、制御回路からの接続遮断信号を受け付けて電池と外部入出力端子との間の電気的接続を遮断する接続遮断素子とを備え、前記浸水感知センサは、前記外装ケースの内側の表面上に、導電性塗料を塗布して形成されたことを特徴とする。
【０００８】
この電池パックでは、内部に水分が浸入した場合に、浸水感知センサで感知された浸水感知結果に基づいて制御回路が接続遮断信号を出力し、これを受け付けて接続遮断素子が電池と外部入出力端子との間での電気的接続を遮断するので、電池と外部入出力端子との間の回路および配線に水分が付着して導通状態になった場合であっても、接続遮断素子と外部入出力端子の間の回路および配線においてショートが生じるのを未然に防止することが出来る。
【０００９】
上記浸水感知センサとしては、外装ケースの内側の表面上に互いに間隙を維持して形成された一対の電極であることが好ましい。
さらに、上記一対の電極は、外装ケースの内側の表面の内の少なくとも一つの面の全域にわたって分布するように配置されていることが好ましい。
具体的に、電極は、その各々が櫛状であって、一方の電極の凸部分を他方の電極の凹部分に位置させて配置されることが好ましい。これは、上記一対の電極を浸水感知センサとして用いれば、電極と電極との間隙に水が付着した場合に、両電極間が導通状態となり、浸水が検知される。すなわち、間隙が設けられた領域では、内部の配線および回路においてショートの原因となる水分の浸入を的確に感知出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる電池パックの構造について、図１を用いて説明する。図１は、本形態に係る電池パックの展開斜視図である。
図１に示すように、本実施の形態における電池パックは、偏平角型のリチウムイオン電池１と、この周りに配置された樹脂製のホルダー２とを、上側ケース４および下側ケース５とからなる外装ケースに収納した構造を有する。
【００１１】
リチウムイオン電池１は、主表面の内の１面に、突設された負極端子１２を備える。外装缶１１は、負極端子１２が突設された部分を除いて、正極となっている。
上側ケース４には、外部入出力端子２１、２２を外部に露出させるための開口部４１、４２が設けられている。
【００１２】
下側ケース５の内側表面には、一対の櫛状の電極６１、６２が形成されている。電極６１、６２は、一方の電極の凸部分を他方の電極の凹部分に位置し、互いの間隙が下側ケース５の内側表面全域に分布するように配されている。具体的に、電極６１、６２は、下側ケース５の内側の表面上に、導電性塗料を塗付して形成された薄い膜状のものである。この電極６１、６２が、浸水感知センサ６を形成している。
【００１３】
リチウムイオン電池１と下側ケース５との間にも、絶縁紙３２が介挿されている。これは、電極６１，６２と外装缶１１とが電気的に接触しないようにするものである。
ホルダー２には、外部入出力端子２１，２２および接続端子２３，２４、さらにプリント基板（不図示）に実装された制御回路２５、スイッチング素子２６、保護回路２７などが設けられている。
【００１４】
リチウムイオン電池１の負極端子１２が突設された面と、ホルダー２との間には、絶縁紙３１が介挿されている。これは、ホルダー２に形成された配線と外装缶１１とが電気的に接触しないようにするためのものであって、負極端子１２にあたる部分に窓が形成されている。
ホルダー２に実装される回路および素子について、図２を用いて説明する。なお、図２では、各回路および素子の間における接続関係が分かりやすいように、ホルダー２を破線で示している。また、図には示していないが、制御回路２５、スイッチング素子２６、保護回路２７は、プリント基板に実装されてホルダー２に装着されている。
【００１５】
図２において、ホルダー２をリチウムイオン電池１と組み合わせたときに、負極端子１２は、接続端子２３と接続される。
接続端子２３は、配線２３１によりスイッチング素子２６に接続されている。スイッチング素子２６には、例えばｎチャンネルＭＯＳ型ＦＥＴなどを用いることが出来る。スイッチング素子２６は、配線２６１により制御回路２５に接続され、配線２７１により保護回路２７に接続されている。
【００１６】
保護回路２７は、充放電時における過充電および過放電を内蔵するサーミスタを用いて防止するものであって、配線２２１により負極側の外部入出力端子２２に接続されている。
一方、接続端子２４は、リチウムイオン電池１の外装缶１１における底部分の主表面と接続される。
【００１７】
接続端子２４は、配線２４１により正極側の外部入出力端子２１に接続され、配線２４２、２４３により制御回路２５および保護回路２７に接続されている。配線２４２、２４３は、制御回路２５および保護回路２７に回路駆動用の電力を供給するためのものである。
ホルダー２に形成された各配線は、図２において、便宜上、各配線をホルダー２から離して描いているが、実際には配線２５１、２５２を除いてホルダー２に沿うように形成されているプリント配線である。
【００１８】
上記構造の電池パックが、その内部に水が浸入した場合に行う動作について、図３を用いて説明する。図３は、上述の電池パックの構成をブロック図により示したものである。
上記電池パックでは、内部に水分が浸入した場合、電極６１と電極６２との間隙が下側ケース５の内側の表面全体に分布しているので、浸入した水分の量が少量であっても、電極６１と電極６２との間隙の内の何れかの箇所に水分が付着する可能性が高い。その場合、電極６１と電極６２とは、導通状態となる。電極６１、６２が導通状態に至った場合、制御回路２５は、その間の電気抵抗を検出して、水分が浸入したことを検知する。つまり、制御回路２５は、電極６１と電極６２との間の電気抵抗値は、間隙に水が付着することにより、付着していないときと比較して極端に小さくなることを利用して検知を行う。
【００１９】
なお、制御回路２５は、浸水を感知するのに、電極６１と電極６２との間の電気抵抗値を計測する代わりに電気伝導度を計測しても良い。
制御回路２５は、上記のように電極６１と電極６２との間の電気抵抗値が通常状態に比べて大きく低下した場合、直ちにスイッチング素子２６に接続遮断信号を出力する。
【００２０】
スイッチング素子２６は、通常状態では接続端子２３と保護回路２７との間を接続状態にしているが、制御回路２５からの接続遮断信号を受け付けると、接続端子２３と保護回路２７との間の接続を遮断する。
内部に浸水を生じた電池パックは、上述のように接続端子２３と保護回路２７との間の電気的な接続を遮断することにより、自動的に外部への電力の供給を停止する。
【００２１】
従って、この電池パックでは、電池パック内部に水分が浸入しても、保護回路２７の破壊や電池の腐蝕を招いてしまう前に、素早く浸水感知センサ６が浸水を感知し、制御回路２５が感知結果に基づいてスイッチング素子２６に接続遮断信号を出力し、これを受けたスイッチング素子２６がリチウムイオン電池１と外部入出力端子２１，２２との間の接続を遮断するので、内部に収納されたリチウムイオン電池１における液漏れなどの危険を回避することが出来る。
【００２２】
上述のように浸水により接続が遮断された電池パックは、利用者がメーカーや点灯へ電池パックの点検を依頼し、内部の水分が乾燥した後に再利用が可能な場合は廃棄せず、再利用することも出来る。
なお、本実施の形態では、一つのリチウムイオン電池を収納した電池パックを一例として説明したが、本発明は、電池の種類、本数をこれに限定するものではない。
【００２３】
また、本実施の形態では、下側ケース５の内側の表面上に電極６１、６２を配したが、電極を形成する場所をこれに限定されるものではない。電極を形成する場所は、電池パックの内部において早期に浸水が検知出来る箇所であれば良く、例えば、上側ケース４の内側の表面上における開口部４１、４２の周辺や、ホルダー２の表面上であっても良い。ホルダー２の表面上への電極６１，６２の配置には、ホルダー２の表面上に電極６１、６２の配置するための場所を割いても良いが、電池パックの小型化という面から、絶縁層を介して各回路や配線などの上に積層する方法を採ることも好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の電池パックは、外装体の内部に浸入した水分を感知する浸水感知センサと、浸水感知センサの浸水感知結果に基づいて接続遮断信号を出力する制御回路と、制御回路からの接続遮断信号を受け付けて、電池と電力を入出力する端子との間の電気的接続を遮断する接続遮断素子とを備える。
【００２５】
この電池パックでは、パック内部に水が浸入した場合であっても、浸水感知センサにより浸水を感知し、この浸水感知結果に基づいて、制御回路が接続遮断素子に接続遮断信号を出力し、これを受けた接続遮断素子が電池と外部入出力端子との間の電気的接続を遮断することが出来る。
従って、本発明の電池パックでは、電池パック内部に水分が浸入しても、保護回路の破壊や電池の腐食を招いてしまう前に、素早く浸水感知センサが浸水を感知し、制御回路が感知結果に基づいて接続遮断素子に接続遮断信号を出力し、これを受けた接続遮断素子が電池と外部入出力端子との間の接続を遮断するので、内部に収納された電池における液漏れなどの危険を回避することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池パックの構成を示す分解斜視図である。
【図２】ホルダーに実装される回路および素子などの接続関係を示す詳細図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電池パックの電気的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１．リチウムイオン電池
２．ホルダー
４．  上側ケース
５．下側ケース
６．浸水感知センサ
２５．  制御回路
２６．  スイッチング素子
２７．  保護回路
６１、６２．  浸水感知用電極
【図１】
0003588343.tif 000002
【図２】
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【図３】
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