(57)【要約】【課題】素電池上部を薄型化す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に保護回路基板１２が取り付けられた電池パックであって、保護回路基板１２を支持する支持体９、１１を備えており、保護回路基板１２は、立設状態で支持体９、１１に支持されている。この構成によれば、保護回路基板１２が立設状態で支持体９、１１に支持されているので、保護回路基板１２は素電池２の厚さ方向の寸法を小さくすることができ、素電池２上部を薄型化することができる。このことにとより、素電池２の薄型化に対応させて、素電池２上部を薄型化することができ、電池パック全体の薄型化が容易になる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池に保護回路基板が取り付けられた電池パックであって、
前記保護回路基板を支持する支持体を備えており、
前記保護回路基板は、立設状態で前記支持体に支持されていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記保護回路基板は、保護素子を介して前記素電池に取り付けられており、前記保護素子は、素子本体に端子が接合されており、前記端子が前記支持体を兼ねている請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記素電池に端子が形成されており、前記端子に電気接続用のリードが接合されており、前記リードが前記支持体を兼ねている請求項１に記載の電池パック。
【請求項４】
前記支持体は、立設面を含んでおり、前記立設面に前記保護回路基板の表面又は裏面が対向している請求項１から３のいずれかに記載の電池パック。
【請求項５】
前記支持体は、前記保護回路基板を挟む一対の立設面を含んでいる請求項１から４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、素電池に保護回路基板が取り付けられた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（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図７は、従来の電池パックの一例の分解視図を示している。本図に示した電池パック１００は、外装部を樹脂モールドで覆って一体成形した構成の一例である。素電池１０１の正極端子１０２にリード１０３の一端が溶接され、負極端子１０４にリード１０５の一端が溶接される。リード１０３の他端は保護回路基板１０６の端子部に溶接され、リード１０５の他端は保護素子１０７の一端に溶接される。保護素子１０７の他端は、リード１０８の一端に溶接され、リード１０８の他端は保護回路基板１０６の端子部に溶接される。保護回路基板１０６と素電池１０１との間には、絶縁板１０９を介在させている。
【０００４】
素電池１０１と外装カバー１１０との間に樹脂を注入することにより、素電池１０１の上部の各種部品及び外装カバー１１０と樹脂とが一体成形される。図７では、図示の便宜上、一体成形樹脂１１１を分離して図示している。電池パック１００の完成状態では、一体成形樹脂１１１は素電池１０１の上部と外装カバー１１０との間にあり、これらと一体になっている。
【０００５】
素電池１０１の下部には缶底カバー１１２が両面テープ１１３を介して貼り付けられる。素電池１０１の全周には、ラベル１１４が貼り付けられる。
【０００６】
図７の構成では、保護回路基板１０６及び保護素子１０７を素電池１０１の上部に集約させており、完成品状態では電池パック１００の薄型化、小型化を図ることができる。他方、携帯電話やポータブルＡＶ機器等の薄型化が進んでおり、これに伴い電池パックの一層の薄型化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３３１８１８号公報
【特許文献１】特開２００６−３３１８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図７のように素電池１０１の上部に、付属部品を集約させた構成では、電池パックの一層の薄型化を実現するには、素電池１０１の一層の薄型化のみならず、素電池１０１上部の薄型化が必要であった。
【０００９】
すなわち、素電池１０１の一層の薄型化が実現できても、これに合わせて素電池１０１上部の薄型化ができなければ、電池パック全体の薄型化は実現できなった。
【００１０】
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、素電池上部を薄型化す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】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の電池パックは、素電池に保護回路基板が取り付けられた電池パックであって、前記保護回路基板を支持する支持体を備えており、前記保護回路基板は、立設状態で前記支持体に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、素電池上部を薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池パックの分解斜視図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る保護素子の拡大斜視図であり、（ａ）図は図１に示した保護素子６の拡大斜視図、（ｂ）図は保護素子の別の例の拡大斜視図。
【図３】本発明の一実施の形態において、素電池２の上部に保護素子６及び支持体１１を接合した状態を示す斜視図。
【図４】本発明の一実施の形態において、素電池２の上部に保護回路基板１２を取り付けた状態を示す斜視図。
【図５】（ａ）図は、図４のＡＡ線における断面図、（ｂ）図は図４のＢＢ線における断面図。
【図６】本発明の一実施の形態に係る電池パックの全体斜視図。
【図７】従来の電池パックの一例の分解視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の電池パックによれば、保護回路基板が立設状態で支持体に支持されているので、保護回路基板は素電池の厚さ方向の寸法を小さくすることができ、素電池上部を薄型化することができる。このことにより、素電池の薄型化に対応させて、素電池上部を薄型化することができ、電池パック全体の薄型化が容易になる。
【００１５】
前記本発明の電池パックにおいては、前記保護回路基板は、保護素子を介して前記素電池に取り付けられており、前記保護素子は、素子本体に端子が接合されており、前記端子が前記支持体を兼ねていることが好ましい。この構成によれば、部品点数や製造工程を削減しつつ、素電池上部を薄型化することができる。
【００１６】
また、前記素電池に端子が形成されており、前記端子に電気接続用のリードが接合されており、前記リードが前記支持体を兼ねていることが好ましい。この構成によっても、部品点数や製造工程を削減しつつ、素電池上部を薄型化することができる。
【００１７】
また、前記支持体は、立設面を含んでおり、前記立設面に前記保護回路基板の表面又は裏面が対向していることが好ましい。この構成によれば、立設面と保護回路基板との接合が容易になり、保護回路基板の支持も容易になる。
【００１８】
また、前記支持体は、前記保護回路基板を挟む一対の立設面を含んでいることが好ましい。この構成によれば、立設面と保護回路基板との接合が容易になり、保護回路基板の支持も容易になるとともに、保護回路基板の支持体への取り付け強度が向上する。
【００１９】
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。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係る電池パック１の分解斜視図である。図１は、素電池２、及びこれに取り付ける各種付属部品を示している。素電池２は、例えばアルミ又はアルミ合金で形成された厚さの薄い角形の外装缶内に、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。
【００２１】
素電池２の上部は、封口体３により封止されている。封口体３には、負極端子４、正極端子５を設けている。素電池２に取り付ける付属部品のうち、主な部品として保護素子６及び保護回路基板１２が挙げられる。保護素子６及び保護回路基板１２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。
【００２２】
負極端子４には、保護素子６の端子８が溶接により接合される。端子８のうち封口体３に対向する部分は、絶縁材１０を介在させて、正極である封口体３と、負極である端子８とを絶縁する。正極端子５には、支持体１１が溶接により接合される。
【００２３】
支持体９及び支持体１１は、それぞれ保護回路基板１２の基板本体１３に形成した端子部に、溶接又は半田付けにより接合される。基板本体１３の片面には、凸状の部品実装部１４を形成している。本図の例では、部品実装部１４には、保護ＩＣ（Integrated Circuit）及びＦＥＴ(Field Effect Transistor)、さらにチップ抵抗、チップコンデンサを実装している。
【００２４】
端子８、支持体１１の材料は、負極端子４及び正極端子５の材料に合わせて決定すればよく、支持体９の材料は、基板本体１３に形成した端子部の材料に合わせて決定すればよい。これらの材料として、例えばニッケル、鉄、ステンレス鋼、銅、金等が挙げられる。
【００２５】
また、基板本体１３には、コンタクトパッド１５が取り付けられている。コンタクトパッド１５は、樹脂成形品の本体の開口部分に、外部接続用の端子１６を取り付けたものである。電池パック１を対象製品に取り付けたときに、対象製品の端子と、コンタクトパッド１５の端子１６とが接触して導通が図られることになる。
【００２６】
素電池２の上部に、前記の各種部品を取り付けた後、素電池２の上部にカバー１７を一体成形する。この一体成形により、カバー１７と、素電池２及び素電池２上部の付属部品とが一体になる。図１では、図示の便宜上、カバー１７を分離して図示しているが、一体成形後は、カバー１７を形成する樹脂内に各種部品が埋設されていることになる。
【００２７】
素電池２の下部には、両面テープ１８を介して缶底カバー１９が取り付けられる。素電池２の全周には、ラベル２０が貼り付けられる。
【００２８】
図２は、保護素子の拡大斜視図を示しており、図２（ａ）は図１に示した保護素子６の拡大斜視図、図２（ｂ）は保護素子の別の例の拡大斜視図である。図２（ａ）に示した保護素子６は、素子本体７の下面に端子８を接合しており、素子本体７の上面に支持体９を接合している。保護素子６は、例えばＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子である。
【００２９】
支持体９は、一対の立設面９ａ、９ｂと底面９ｃとでコの字形状を形成している。後に図４を用いて説明するように、立設面９ａと立設面９ｂとの間に、保護回路基板１２の一部が入り込むことになる。
【００３０】
図２（ｂ）に示した保護素子２１は、支持体２２を除き図２（ａ）に示した保護素子６と同一構成である。支持体２２は、立設面２２ａと底面２２ｂとでＬ字形状を形成している。立設面２２ａに、保護回路基板１２の片面が対向することになる。
【００３１】
図２（ａ）、（ｂ）において、支持体９、支持体２２はそれぞれ立設面を備えているので、これらの立設面を保護回路基板１２に接合することにより、保護回路基板１２を容易に、図４、５に示したような立設状態に支持することができる。また、各立設面は保護回路基板１２に対向しているので、立設面と保護回路基板１２との接合も容易になる。
【００３２】
なお、図２（ａ）、（ｂ）の支持体９、２２は一例であり、保護回路基板１２を支持できれば他の形状であってもよい。例えば、支持体９のコの字形状、支持体２２のＬ字形状は、全体ではなく一部に形成されたものであってもよい。
【００３３】
図３は素電池２の上部に、保護素子６及び支持体１１を接合した状態を示す斜視図である。負極端子４に、保護素子６の端子８を溶接により接合している。端子８のうち封口体３に対向する部分は、絶縁材１０を介在させて、正極である封口体３と、負極である端子８とを絶縁している。
【００３４】
正極端子５には支持体１１を溶接により接合している。支持体１１は、一対の立設面１１ａ、１１ｂと底面１１ｃとでコの字形状を形成している。後に図４を用いて説明するように、立設面１１ａと立設面１１ｂとの間に、保護回路基板１２の一部が入り込むことになる。支持体１１は、図２（ｂ）の支持体２２と同様にＬ字形状でもよく、支持体９、２２の場合と同様に、保護回路基板１２を支持できれば他の形状であってもよい。
【００３５】
図４は、素電池２の上部に、保護回路基板１２を取り付けた状態を示す斜視図である。保護回路基板１２の一部が、支持体９の一対の立設面９ａ、９ｂとの間に入り込んでいる。立設面９ａ及び立設面９ｂの少なくとも一方の面は、保護回路基板１２の基板本体１３に形成した端子部に溶接又は半田付けにより接合されている。このことにより、保護回路基板１２は、支持体９により支持されているとともに、支持体９と電気的に接続されていることになる。すなわち、支持体９は保護回路基板１２の支持部材であるとともに、保護素子６の端子を兼ねている。
【００３６】
保護回路基板１２の別の一部が、支持体１１の立設面１１ａと１１ｂとの間に入り込んでいる。立設面１１ａ及び立設面１１ｂの少なくとも一方の面は、保護回路基板１２の基板本体１３に形成した端子部に、溶接又は半田付けにより接合されている。このことにより、保護回路基板１２は、支持体１１により支持されているとともに、支持体１１と電気的に接続されていることになる。すなわち、支持体１１は保護回路基板１２の支持部材であるとともに、保護回路基板１２との電気接続のためのリードを兼ねている。
【００３７】
図５（ａ）は図４のＡＡ線における断面図であり、図５（ｂ）は図４のＢＢ線における断面図である。図５（ａ）において、基板本体１３の下部は、支持体９の立設面９ａと立設面９ｂとの間に挟まれている。この構成によれば、基板本体１３と立設面９ａ及び立設面９ｂとが対向しているので、立設面９ａ及び立設面９ｂと基板本体１３との溶接や半田付けによる接合が容易になる。さらに、基板本体１３の支持体９への取り付け強度が向上する。
【００３８】
図５（ａ）の状態において、立設面９ａ及び立設面９ｂの少なくとも一方の面は、基板本体１３に形成した端子面（図示せず）に溶接又は半田付けにより接合されることになる。このことにより、保護回路基板１２は、支持体９により立設状態で支持されるとともに、支持体９と電気的に接続されることになる。
【００３９】
図５（ｂ）では、基板本体１３の下部は、支持体１１の立設面１１ａと立設面１１ｂとの間に挟まれている。この構成によれば、図５（ａ）の支持体９と同様に、立設面１１ａ及び立設面１１ｂと基板本体１３との溶接や半田付けによる接合が容易になり、基板本体１３の支持体１１への取り付け強度が向上する。
【００４０】
図５（ｂ）の状態において、立設面１１ａ及び立設面１１ｂの少なくとも一方の面は、基板本体１３に形成した端子面（図示せず）に溶接又は半田付けにより接合されることになる。このことにより、保護回路基板１２は、支持体１１により立設状態で支持されるとともに、支持体１１を介して正極端子５と電気的に接続されることになる。
【００４１】
図５（ａ）、（ｂ）において、矢印ｂ方向を縦方向とすると、保護回路基板１２の断面形状は、縦長形状である。このため、保護回路基板１２を立設すなわち縦置きした場合は、２点鎖線で示したように横置きした場合に比べて、保護回路基板１２の横方向（矢印ａ方向）の寸法を小さくすることが可能になる。
【００４２】
ここで、素電池２の幅Ｗを薄型化できても、保護回路基板１２の横方向（矢印ａ方向）の寸法が幅Ｗを越えていれば、電池パック全体の薄型化はできなくなる。本実施の形態では、前記の通り、保護回路基板１２を立設させたことにより、保護回路基板１２の横方向（矢印ａ方向）の寸法を小さくしており、このことにより電池パック全体としての薄型化を実現している。具体的には下記の通りである。
【００４３】
図５（ａ）において、基板本体１３の厚さｔ２は０．５−０．７ｍｍ程度であり、部品実装部１４の厚さｔ３は１ｍｍ以下である。このため、図５（ａ）の断面における保護回路基板１２の厚さｔ１は、１．７ｍｍ以下程度に抑えることができる。また、図５（ｂ）においては、コンタクトパッド１４の厚さｔ４は、２ｍｍ程度である。したがって、保護回路基板１２全体について見ると、最大厚さは２ｍｍ程度に抑えることができる。
【００４４】
これに対し、保護回路基板１２の幅Ｗ１は３．０−４．０ｍｍ程度である。さらに幅Ｗ１に、コンタクトパッド１４の肉厚０．０５−０．１ｍｍが加算されることになる。このため、保護回路基板１２を立設させた場合は、２点鎖線で示したように保護回路基板１２を横置きした場合に比べて、保護回路基板１２の横方向（矢印ａ方向）の寸法を小さくすることができる。この場合、保護回路基板１２には、寸法縮小のための特別な加工は必要ない。また、前記の通り、保護素子６の端子や電気接続用のリードが支持体を兼ねているので、保護回路基板１２の固定用の成型フレームを省くことができる。このため、部品点数や製造工程を削減しつつ、素電池上部を薄型化することができる。
【００４５】
したがって、本実施の形態によれば、簡単な構造で、素電池２上部の薄型化が可能になり、電池パック全体としての薄型化も可能になる。
【００４６】
例えば、素電池２の幅Ｗを４ｍｍ程度に薄型化した場合、前記のように保護回路基板１２の最大厚さが２ｍｍ程度に抑えられていれば、保護回路基板１２が素電池２から横方向にはみ出さないように配置することができる。このため、図６のようにカバー１７を一体成形する場合においても、素電池２の全周に亘りカバー１７を素電池２から横方向にはみ出さないように成形することができる。したがって、素電池２にカバー１７を一体成形した電池パック全体としても、薄型化が可能になる。
【００４７】
図６は、本発明の一実施の形態に係る電池パック１の全体斜視図を示している。本図は、図４の状態から素電池２上部にカバー１７を一体成形した状態を示している。より具体的には、図４のように保護回路基板１２を取り付けた素電池２を金型に搭載し、金型内に樹脂を封入する。この際、コンタクトパッド１５の表面及び端子１６を除く部分に樹脂を注入する。このことにより、図６のように、素電池２にカバー１７が一体成形されることになる。この一体成形により、カバー１７と、素電池２及び素電池２上部の付属部品とが一体になる。成形後は図６に示したように、カバー１７からコンタクトパッド１５の表面及び端子１６が露出していることになる。
【００４８】
前記の通り、カバー１７は、素電池２の全周に亘り、素電池２から横方向にはみ出さないように一体成形することができるので、素電池２上部を含めた電池パック１全体としての薄型化が可能になる。
【００４９】
なお、図３、４では保護素子６を負極端子４に接合した後、保護回路基板１２を保護素子６の支持体９に取り付ける例で説明したが、あらかじめ支持体９に保護回路基板１２を取り付けた後、保護素子６を負極端子４に接合してもよい。
【００５０】
また、前記実施の形態においては、カバー１７を素電池２と一体成形する例で説明したが、あらかじめ成形した樹脂成形品のカバーを取り付けてもよい。この場合は、カバーの内側に形成した空間内に保護回路基板１２等の付属部品が収納されることになる。
【００５１】
また、前記実施の形態においては、保護回路基板１２の立設のために、支持体９及び支持体１１を用いているが、いずれか一方の支持体のみで保護回路基板１２を支持してもよい。また、端子を兼ねた支持体９及び支持体１１とは別個に支持体を設けてもよい。さらに、このような端子とは別個の支持体のみで保護回路基板１２を支持してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明に係る電池パックによれば、素電池上部を薄型化することができるので、本発明に係る電池パックは、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】
【００５３】
１  電池パック
２  素電池
４  負極端子
５  正極端子
６  保護素子
９，１１  支持体
９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂ，２２ａ  立設面
１２  保護回路基板
１７  カバー
【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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