(57)【要約】【課題】素電池と一体の樹脂モールドを含む外装部を備えた電池パックにおいて、新たな部材を追加することなく、厚みの薄い素電池においても、樹脂モールドの取付強度を向上させることができる電池パックを提供する。【解決手段】素電池２の端部と一体の樹脂モールド１５に保護回路１４が埋設されている電池パックであって、保護回路１４を樹脂モールド１５内で支持するフレーム９を備えており、フレーム９は、素電池２の側面を覆うスカート部１９を設けており、スカート部１９は、素電池２の一対の対向する側面を挟み込んでいる。このことにより、外力印加時に、フレーム９及びこれと一体の樹脂モールド１５の位置移動が抑えられることになる。また、スカート部１９はフレーム９の一部であり、部品点数の増加が抑えられる。さらに、スカート部１９は、素電池２の側面に装着するので、厚みの薄い素電池２にも装着可能である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池の端部と一体の樹脂モールドに保護回路が埋設されている電池パックであって、
前記保護回路を前記樹脂モールド内で支持するフレームを備えており、
前記フレームは、前記素電池の側面を覆うスカート部を設けており、
前記スカート部は、前記素電池の一対の対向する側面を挟み込んでいることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記フレームは樹脂成形品であり、前記スカート部が一体に成形されている請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記フレームに、前記保護回路を保持する係合部を形成しており、前記係合部は、前記保護回路が前記素電池から離れる方向の移動を規制している請求項１又は２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記フレームは、前記保護回路が前記素電池の端部に近づく方向の移動を規制する支持部を形成している請求項１から３のいず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、素電池の端部に保護回路が取り付けられており、この保護回路が樹脂モールド内に埋設している電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電池パックの薄型化、小型化に伴ない、素電池上部の封口体側から正極リード、負極リードをとり、保護回路及び保護素子を素電池上部に集約させた外装部を備えた電池パックが主流になりつつある。
【０００３】
このような電池パックには、素電池と一体の樹脂モールドを含む外装部を備えた構成のものがある。この構成では、樹脂モールドと素電池とは、樹脂モールドの成形により一体になっているに止まり、樹脂モールドの取付強度の確保が問題となっていた。
【０００４】
例えば、下記特許文献１、２には、素電池と一体の固定強化部材や係合部材を設け、これらを樹脂モールド内に埋設させた構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１２７２３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１、２に記載の構成は、固定強化部材や係合部材といった新たな部材を追加する必要になり、構造が複雑になるという問題があった。また、前記の追加部材は素電池の端面に取り付ける必要があり、例えば厚みが５ｍｍ以下といった厚みの薄い素電池では取り付けが困難であった。
【０００７】
本発明は前記のような従来の問題を解決するものであり、素電池と一体の樹脂モールドを含む外装部を備えた電池パックにおいて、新たな部材を追加することなく、厚みの薄い素電池においても、樹脂モールドの取付強度を向上させることができる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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の電池パックは、素電池の端部と一体の樹脂モールドに保護回路が埋設されている電池パックであって、前記保護回路を前記樹脂モールド内で支持するフレームを備えており、前記フレームは、前記素電池の側面を覆うスカート部を設けており、前記スカート部は、前記素電池の一対の対向する側面を挟み込んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、素電池と一体の樹脂モールドを含む外装部を備えた電池パックにおいて、新たな部材を追加することなく、厚みの薄い素電池においても、樹脂モールドの取付強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池パック１の分解斜視図。
【図２】本発明の一実施の形態において、素電池２に両面テープ８及び正極リード７を取り付ける前の状態を示す斜視図。
【図３】本発明の一実施の形態において、素電池２にフレーム９を取り付ける前の状態を示す斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態において、素電池２に保護素子１２及び保護回路１４を取り付ける前の状態を示す斜視図。
【図５】本発明の一実施の形態に係るフレーム９の拡大斜視図。
【図６】図５においてフレーム９をＡ方向から見た図。
【図７】フレーム９に保護回路１４を搭載する前の状態を示す斜視図。
【図８】本発明の一実施の形態において、保護回路１４がフレーム９に搭載された状態を示す斜視図。
【図９】本発明の一実施の形態において、樹脂モールド１５が一体成形された素電池２の斜視図。
【図１０】図９に示した素電池２を裏面側から見た斜視図。
【図１１】本発明の一実施の形態において、樹脂モールド１５の成形後に取り付ける付属部品を示した斜視図。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る電池パックの完成状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の電池パックは、樹脂モールド内に含まれるフレームに設けたスカート部が素電池の一対の対向する側面を挟み込んでいる。このため、外装部の外観を構成する樹脂モールドに外力が加わった場合、フレームの位置移動が抑えられるとともに、樹脂モールドの位置移動も抑えられることになる。このことにより、樹脂モールドの取付強度を向上させることができる。また、スカート部はフレームの一部であり、部品点数や作業工程の増加を抑えることができる。さらに、スカート部は、素電池の側面を覆うようにして素電池に装着するので、厚みの薄い素電池にも装着可能である。
【００１２】
前記本発明の電池パックにおいては、前記フレームは樹脂成形品であり、前記スカート部が一体に成形されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記フレームに、前記保護回路を保持する係合部を形成しており、前記係合部は、前記保護回路が前記素電池から離れる方向の移動を規制していることが好ましい。この構成によれば、保護回路の浮きが抑えられるので、金型と保護回路との当接部における接触不良を防止でき、樹脂モールドの成形不良を防止することができる。
【００１４】
また、前記フレームは、前記保護回路が前記素電池の端部に近づく方向の移動を規制する支持部を形成していることが好ましい。この構成によれば、樹脂モールドの成形時に金型が保護回路に当接したときに、保護回路の位置ずれが防止され、樹脂モールドの成形不良防止に一層有利になる。さらに、保護回路の位置ずれ防止のために、保護回路の裏面側を金型（スライドピン）で受けることも不要になり、金型構造を簡素化できる。
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る電池パック１の分解斜視図を示している。素電池２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された厚さの薄い角形の外装缶３内に、発電要素を内蔵したものである。素電池２は、例えば、角形リチウムイオン電池であり、携帯電話、ポータブルＡＶ機器、モバイル機器等に用いられる。素電池２の上部は、封口体４により封止されている。封口体４には、負極端子５、正極端子６を設けている。
【００１６】
正極端子６には、正極リード７が接合される。素電池２の上側の端部すなわち封口体４には、両面テープ８により樹脂製のフレーム９が取り付けられることになる。フレーム９は、例えばポリカーボネート樹脂である。フレーム９には、保護素子１２及び保護回路１４を支持することができる。保護素子１２及び保護回路１４は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護手段である。
【００１７】
フレーム９を素電池２に取り付けた状態では、フレーム９と一体のスカート部１９が素電池２の側面を覆い、スカート部１９は素電池２の一対の対向する側面を挟み込んでいることになる。このことの詳細については、後に図４−６を参照しながら説明する。
【００１８】
フレーム９の開口１０に負極端子５が露出し、負極端子５には負極リード１１の一端が接合される。負極リード１１の他端には保護素子１２の端子１２ａが接合される。保護回路１４の裏面側の端子２１には、リード２２が溶接される。リード２２は保護回路１４の端部から延出し、この延出部に保護素子１２の端子１２ｂが溶接される。
【００１９】
保護回路１４をフレーム９に搭載する際には、保護回路１４に接合した正極リード７を折り曲げることになる。また、保護回路１４はフレーム９に支持された状態では、フレーム９に形成した係合２３に係合していることになる。これらの詳細については、後に図７、８を参照しながら説明する。
【００２０】
前記の各部品が取り付けられた素電池２は、金型に搭載され、素電池２の端部に樹脂モールド１５が一体成形されることになる。このことにより、素電池２上部の各部品は、樹脂モールド１５内に埋設されることになる。図１では、図示の便宜上、樹脂モールド１５は、素電池２上部の各部品から独立させて図示している。樹脂モールド１５は、例えばポリアミド樹脂である。
【００２１】
樹脂モールド１５には開口４１が形成されている。これに対し、保護回路１１は、外部接続用の出力端子４０を備えている。樹脂モールド１５を成形した状態では、開口４１から出力端子４０が露出することになる。このことにより、電池パック１を外部機器に取り付けたときに、外部機器の端子と出力端子４０とが接触して導通が図られることになる。
【００２２】
素電池２の下部には、両面テープ１６又は接着剤を介して缶底カバー１７が取り付けられる。この状態で、素電池２の全周を覆うようにシート状のラベル１８が被覆されることになる。
【００２３】
以下、図１に示した電池パック１を製造工程順に説明する。図２は、素電池２に両面テープ８及び正極リード７を取り付ける前の状態を示す斜視図である。この状態から両面テープ８の片面が封口体４に貼り付けられる。正極端子６には、正極リード７の一端７ａが溶接される。
【００２４】
図３は、素電池２にフレーム９を取り付ける前の状態を示す斜視図である。両面テープ８の片面にフレーム９が貼り付けられる。
【００２５】
図４は、素電池２に保護素子１２及び保護回路１４を取り付ける前の状態を示す斜視図である。図４の状態では、フレーム９は素電池２に取り付けられている。この取り付けについては、後に図５、６を参照しながら説明する。
【００２６】
図４において、フレーム９の開口１０（図３）に負極端子５が露出している。負極端子５には、負極リード１１の一端が接合される。負極リード１１の他端には保護素子１２の端子１２ａが接合される。保護素子１２は、フレーム９内に収納される。保護回路１４の端子２０には正極リード７の他端７ｂが溶接され、保護回路１４の端子２１にはリード２２が溶接される。
【００２７】
図５は、フレーム９の拡大斜視図を示している。図６は、図５においてフレーム９をＡ方向から見た図を示している。図５に示したように、フレーム９にはスカート部１９が一体になっている。図４のように素電池２にフレーム９が取り付けられた状態では、スカート部１９は素電池２の底部２ａ側に延出している。このことにより、スカート部１９は素電池２の側面の一部を覆っている。
【００２８】
図６に示したように、スカート部１９はフレーム９の両側に設けており、一対のスカート部１９が対向している。図４の状態では、一対の対向するスカート部１９が素電池２の一対の対向する側面を挟み込んでいることになる。
【００２９】
図７は、フレーム９に保護回路１４を搭載する前の状態を示す斜視図である。保護素子１２は、フレーム９内に収納されている。保護回路１４の端子２０には正極リード７の他端７ｂが溶接されている。図７の状態から正極リード７を折り曲げながら、保護回路１４を矢印ａ方向に回転移動させることにより、保護回路１４はフレーム９に搭載される。
【００３０】
図８は、保護回路１４がフレーム９に搭載された状態を示す斜視図である。本図の状態では、保護回路１４は図７の状態から矢印ａ方向に回転移動させている。このことにより、正極リード７は折り曲げられ湾曲している。保護回路１４はフレーム９の係合部２３と係合している。また、保護回路１４は、支持部２５及び支持部２６（図５、７）上にある。
【００３１】
図８のように素電池２上部にフレーム９及び保護回路１４を取り付けた状態で、素電池２を金型に搭載し、素電池２上部に樹脂モールド１５を一体成形することになる。図８では、図示の便宜上、樹脂モールド１５は素電池２から独立して図示している。実際には、樹脂モールド１５を成形した状態では、樹脂モールド１５と素電池２とが一体になり、樹脂モールド１５内にフレーム９及び保護回路１４が埋設されていることになる。
【００３２】
ここで、素電池２を金型に搭載した状態において、保護回路１４が正規の位置から浮き上がると、保護回路１４に傾きが生じるのが通常である。
【００３３】
この状態では、出力端子４０と金型との当接が不十分になり、出力端子４０上にも樹脂が注入されてしまう。この場合は、出力端子４０が樹脂で覆われ成形不良となる。保護回路１４の浮きの原因としては、折り曲げられた正極リード７のスプリングバックが挙げられる。
【００３４】
前記のように、本実施の形態では、保護回路１４は係合部２３に係合しており、保護回路１４の浮きが防止されている。このことにより、保護回路１４の出力端子４０の配置部分に、金型が確実に当接し、成形不良を防止することができる。
【００３５】
なお、係合部２３に爪部を追加し、爪部を保護回路１４に引っ掛けて保護回路１４の浮き防止をより確実にしてもよい。
【００３６】
また、保護回路１４は、支持部２５及び支持部２６（図５、７）上にある。このことにより、保護回路１４が沈み込む方向の移動も規制されることになる。したがって、樹脂モールド１５の成形時に金型が保護回路１４に当接したときに、保護回路１４の位置ずれが防止され、樹脂モールド１５の成形不良防止に一層有利になる。
【００３７】
また、保護回路１４の位置ずれ防止のために、保護回路１４の裏面側を金型（スライドピン）で受けることも不要になり、金型構造を簡素化できる。
【００３８】
図９は、樹脂モールド１５が一体成形された素電池２の斜視図を示している。図１０は、図９に示した素電池２を裏面側から見た斜視図を示している。図９、１０の状態では、樹脂モールド１５内において、図８に示したように保護回路１４がフレーム９により支持されている。
【００３９】
素電池２の表側（図９）においても、裏側（図１０）においても、フレーム９のスカート部１９は、樹脂モールド１５からはみ出ており、素電池２の側面を覆っている。すなわち、樹脂モールド１５からはみ出した一対のスカート部１９が、素電池２の一対の対向する側面を挟み込んでいる。
【００４０】
この構成によれば、樹脂モールド１５の取付強度を向上させることができる。具体的には、図９において、樹脂モールド１５に矢印ａ、ｂで示したようなモーメントが作用した場合、樹脂モールド１５内に埋設されているフレーム９にも、矢印ａ、ｂで示したモーメントが作用する。同様に、樹脂モールド１５に矢印ｃ、ｄで示したようなせん断力が作用した場合、樹脂モールド１５内に埋設されているフレーム９にも、矢印ｃ、ｄで示したせん断力が作用する。
【００４１】
このように外力が加わった場合、フレーム９はスカート部１９が素電池２の一対の側面を挟み込んでいるので、フレーム９の位置移動が抑えられる。これに伴い、フレーム９と一体の樹脂モールド１５の位置移動も抑えられることになる。すなわち、本実施の形態は、樹脂モールド１５の取付強度が高くなっており、樹脂モールド１５の素電池２からの剥離防止を図ることができる。
【００４２】
ここで、電池パックの薄型化に伴ない、素電池２の厚さｔ（図９、１０）は５ｍｍ以下のものもある。素電池２の厚さｔを小さくすると、これに伴ってフレーム９の厚さｔ１（図６）も小さくなる。一方、スカート部１９は、素電池２の厚み部分である封口体４（図１）上に配置する部分ではない。このため、フレーム９の厚さｔ１が小さくなっても、スカート部１９の形状や大きさは、特別制限を受けることはない。すなわち、本実施の形態によれば、厚みの薄い素電池２においても、樹脂モールド１５の取付強度を向上させることができる。
【００４３】
また、スカート部１９はフレーム９の一部であり、フレーム９にスカート部１９を設けても、部品点数は増加することはない。また、フレーム９を素電池２に取り付けると同時に、スカート部１９が素電池２に装着されることになる。したがって、フレーム９にスカート部１９を設けても、作業工程が増加することもない。
【００４４】
すなわち、本実施の形態によれば、部品点数や作業工程を増加させることなく、厚みの薄い素電池においても、樹脂モールド１５の取付強度を向上させることが可能になる。
【００４５】
図１１は、樹脂モールド１５の成形後に取り付ける付属部品を示した斜視図である。素電池２の下部には、両面テープ１６又は接着剤を介して缶底カバー１７が取り付けられる。この状態で、素電池２の全周を覆うようにシート状のラベル１８が被覆されることになる。
【００４６】
図１２は、電池パック１の完成状態を示す斜視図である。本図の状態では、スカート部１９（図１１）は、ラベル１８で被覆されている。樹脂モールド１５は保護回路１４（図８）を覆うカバーを兼ねており、樹脂モールド１５に、別途カバーを設けることは不要になる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、正極リード７を折り曲げて保護回路１４を素電池２に取り付ける例で説明したが、この構成に限るものではない。本発明は、保護回路を樹脂モールドに埋設させる構成の電池パックであれば適用可能である。
【００４８】
また、本実施の形態において、素電池２上部の外装部の構成は一例であって、他の構成であってもよい。例えば、樹脂モールド１５を覆うカバーをさらに設けた構成であってもよい。また、保護素子を備えていない構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明によれば素電池と一体の樹脂モールドを含む外装部を備えた電池パックにおいて、新たな部材を追加することなく、厚みの薄い素電池においても、樹脂モールドの取付強度を向上させることができるので、本発明は、例えば携帯電話、ポータブルＡＶ機器、モバイル機器等に用いる電池パックとして有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  電池パック
２  素電池
７  正極リード
９  フレーム
１２  保護素子
１４  保護回路
１５  樹脂モールド
１９  スカート部
２３  係合部
２５，２６  支持部
【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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【図１１】
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【図１２】
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