(57)【要約】【課題】パック電池の構成を簡素化して更なる小型化、組み立て工数の低減を図ったパック電池を提供する。【解決手段】パック電池は、電池ブロック集合体と、電池ブロック集合体の中間電圧を検出可能なリード突出部を突出させるリード板２４０と、電池ブロック集合体の第１の面と略平行に裁置され、リード板２４０と電気接続される回路基板と、回路基板とリード板２４０とを電気接続する基板リード部８３０とを備える。さらにパック電池は、電池ブロック集合体のリード突出部を突出させた第１の面に面して、回路基板を保持する基板ホルダ６１０を配置している。これにより、回路基板をリード突出部の突出面に面して配置することで、リード線による配線を不要とできる。【選択図】図１１
2005317460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延長された形状の電池を複数、相互に近接させて第１の方向と平行に並べ、第１の方向と直行する第２の方向に沿って電池の端面が略同一平面に一直線上に配列され、かつこれらが第１の方向と垂直な第３の方向に積層された電池ブロック集合体と、
前記電池ブロック集合体に含まれる複数の電池を所定のパターンで並列および直列に接続するために、前記電池の端面で隣接する電池と接合されてこれらを電気接続し、かつ第１の方向および第２の方向と平行な前記電池ブロック集合体の第１の面に、電池ブロック集合体の中間電圧を検出可能なリード突出部を突出させるリード板と、
前記電池ブロック集合体の第１の面と略平行に裁置され、前記リード板と電気接続される回路基板と、
前記回路基板とリード板とを電気接続する基板リード部と、
を備えるパック電池であって、さらに
前記電池ブロック集合体のリード突出部を突出させた第１の面に面して、前記回路基板を保持する基板ホルダを配置してなることを特徴とするパック電池。
【請求項２】
請求項１に記載されるパック電池であって、
前記回路基板は第１の方向における幅が、電池の第１の方向における長さよりも短く、
前記基板ホルダは前記回路基板の周囲を囲むように保持する基板ホルダ用リブを備えており、かつ前記基板ホルダ用リブの側面から第１の方向に鍔部を突出させており、
前記鍔部は第２の方向に沿って延長され、前記リード突出部を挿入するリード用スリットを開口させてなり、
前記リード用スリットに挿入された前記リード突出部と回路基板とが前記基板リード部で電気接続され、
前記基板リード部は第１の面と平行な基板リード水平部と、前記基板ホルダ用リブを跨ぐ基板リード山形部を有し、かつ基板リード水平部が前記リード用スリットに挿入された前記リード突出部と接触することで前記リード突出部と基板リード部が電気接続されてなることを特徴とするパック電池。
【請求項３】
請求項２に記載されるパック電池であって、
前記基板リード部は、平板を折曲した形状であり、前記基板リード水平部に、前記リード突出部を挿入する基板リード水平穴を形成しており、一方前記リード突出部の先端にリード挿入部を形成しており、前記基板リード水平穴に前記リード挿入部を挿入することで前記リード突出部と基板リード部が電気接続されてなることを特徴とするパック電池。
【請求項４】
請求項２に記載されるパック電池であって、
前記基板リード部は、線材を折曲した形状であり、前記リード突出部が先端にリード溝部を形成してなり、前記リード溝部に前記基板リード部の線材の先端を挿入することで前記リード突出部と基板リード部が電気接続されてなることを特徴とするパック電池。
【請求項５】
請求項２に記載されるパック電池であって、
前記基板リード山形部は、Ｕ字状のクリンチを形成してなることを特徴とするパック電池。
【請求項６】
請求項２に記載されるパック電池であって、
前記基板ホルダ用リブは前記基板リード山形部を嵌入するための段差部を形成してなることを特徴とするパック電池。
【請求項７】
請求項１に記載されるパック電池であって、さらに、
前記電池ブロック集合体を挿入するインナーケースを備えてなり、
前記インナーケースは、上インナーケースと下インナーケースとに分割され、
前記上インナーケースは上面に前記基板ホルダを備えており、前記下インナーケースは一面を開口した箱状に形成され、前記基板ホルダに連結された前記電池ブロック集合体を開口部に挿入して、前記基板ホルダで開口部を閉塞してなることを特徴とするパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として大電流の放電に適しているパック電池に関し、特に複数の電池を並列および／または直列に接続しているパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
パック電池は、並列に接続する電池の個数を多くして出力電流を大きくでき、また、直列に接続する電池の個数多くして出力電圧を高くできる。この構造のパック電池は、多数の電池を内蔵するので、各々の電池を能率よく接続できる構造とすることが大切である。このことを実現するパック電池として、独特の構造のリード板で電池を接続するパック電池が開発されている（例えば特許文献１参照）。また、大出力が要求される用途、例えば自転車、工具、自動車等に使用されるパック電池においても、複数の電池を並列に接続し、さらに、これを直列に接続して出力を大きくする構造がとることができる。
【０００３】
このようなパック電池の需要の高まりと共に、更なる小型化、薄型化を目指して部品点数の削減や組み立て工数の簡素化といった改良が求められている。従来のパック電池では、電池を保護するために外装ケースの内部に電池を収納するインナーケースを配置する二重構造が採用されていた。またインナーケースに収納される電池と回路基板とを配線するためにリード線が使用されてきた。このような構造は複雑で、組み立て工数が非常に多くなるという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−３０８２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、さらにこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、パック電池の構成を簡素化して更なる小型化、組み立て工数の低減を図ったパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明のパック電池は、第１の方向に延長された形状の電池を複数、相互に近接させて第１の方向と平行に並べ、第１の方向と直行する第２の方向に沿って電池の端面が略同一平面に一直線上に配列され、かつこれらが第１の方向と垂直な第３の方向に積層された電池ブロック集合体と、電池ブロック集合体に含まれる複数の電池を所定のパターンで並列および直列に接続するために、電池の端面で隣接する電池と接合されてこれらを電気接続し、かつ第１の方向および第２の方向と平行な電池ブロック集合体の第１の面に、電池ブロック集合体の中間電圧を検出可能なリード突出部を突出させるリード板と、電池ブロック集合体の第１の面と略平行に裁置され、リード板と電気接続される回路基板と、回路基板とリード板とを電気接続する基板リード部とを備える。さらにこのパック電池は、電池ブロック集合体のリード突出部を突出させた第１の面に面して、回路基板を保持する基板ホルダを配置している。これにより、回路基板をリード突出部の突出面に面して配置することで、リード線による配線を不要とできる。
【０００６】
また、本発明の他のパック電池は、回路基板が第１の方向における幅が、電池の第１の方向における長さよりも短く、基板ホルダは回路基板の周囲を囲むように保持する基板ホルダ用リブを備えており、かつ基板ホルダ用リブの側面から第１の方向に鍔部を突出させている。また鍔部は第２の方向に沿って延長され、リード突出部を挿入するリード用スリットを開口させており、リード用スリットに挿入されたリード突出部と回路基板とが基板リード部で電気接続され、基板リード部は第１の面と平行な基板リード水平部と、基板ホルダ用リブを跨ぐ基板リード山形部を有し、かつ基板リード水平部がリード用スリットに挿入されたリード突出部と接触することでリード突出部と基板リード部が電気接続されている。これにより、電池の両端面から挟むリード板同士の間に回路基板を配置できるので、回路基板と電池の配線を簡素化でき、さらに回路基板が小さくなるにつれて大幅に小型化できる。また鍔部で電池ブロック集合体と回路基板とを絶縁でき、さらにリード板と基板リード部の接続部とすることもできる。
【０００７】
さらに、本発明の他のパック電池は、基板リード部が平板を折曲した形状であり、基板リード水平部に、リード突出部を挿入する基板リード水平穴を形成しており、一方リード突出部の先端にリード挿入部を形成しており、基板リード水平穴にリード挿入部を挿入することでリード突出部と基板リード部が電気接続されている。これにより、リード線を使用することなくリード同士の機械的な接続によって電池と回路基板との電気接続を得ることができる。
【０００８】
さらにまた、本発明の他のパック電池は、基板リード部が線材を折曲した形状であり、リード突出部が先端にリード溝部を形成しており、リード溝部に基板リード部の線材の先端を挿入することでリード突出部と基板リード部が電気接続されている。これにより、リード線を使用することなくリード同士の機械的な接続によって電池と回路基板との電気接続を得ることができる。
【０００９】
さらにまた、本発明の他のパック電池は、基板リード山形部は、Ｕ字状のクリンチを形成している。これにより、振動や衝撃をクリンチで吸収する効果を得られ、振動などによりリード板の電気接触が寸断される事態を回避できる。
【００１０】
さらにまた、本発明の他のパック電池は、基板ホルダ用リブが基板リード山形部を嵌入するための段差部を形成している。これにより、基板リード山形部は段差部に嵌入されて容易に位置決めでき、かつ位置ずれしないよう安定して保持される。
【００１１】
さらにまた、本発明の他のパック電池は、電池ブロック集合体を挿入するインナーケースを備えており、インナーケースは、上インナーケースと下インナーケースとに分割され、上インナーケースは上面に基板ホルダを備えており、下インナーケースは一面を開口した箱状に形成され、基板ホルダに連結された電池ブロック集合体を開口部に挿入して、基板ホルダで開口部を閉塞している。これにより、電池ブロック集合体はインナーケースに収納されて、振動や衝撃などから保護されると共に、絶縁や防水効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の本発明のパック電池によれば、部品点数を大幅に減らしたより簡素な構成となり、小型化を実現しつつコスト削減、組み立て工数の削減という極めて優れた効果が得られる。特に本発明によれば、電池のリード板を配線するリード突出部を電池ブロック集合体の一面に引き出すと共に、この面に回路基板を配置することによってリード線による配線を不要とし、直接リード板の接続で電池と回路基板との電気接続を可能としている。さらにインナーケースを使用しないことで更なる構成の簡素化も得られ、小型、薄型、軽量化および低コスト化に大きく貢献し得る次世代のパック電池として対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１４】
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
［外装ケース１００］
【００１５】
図１および図２に、本発明の一実施の形態に係るパック電池の外形を示す。これらの図において、図１はパック電池を斜め上方から見た斜視図を、図２は斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すパック電池は、内部に複数の電池を内蔵し、外部を外装ケース１００で覆っている。外装ケース１００は、ＡＢＳ樹脂などで成型されており、２以上の部材に分割されてネジ止めや嵌め込み式などの連結方法により固定される。外装ケース１００は、パック電池の用途や目的、使用状況に応じた様々な形状に設計できる。図１に示す外装ケース１００は、上外装ケース１０１と下外装ケース１０２に分割されている。また、上部に取手１０３を一体成型して持ち運びを容易にしている。さらに図１に示す下外装ケース１０２は、上外装ケース１０１を連結するために、外周面に沿って連結リブ１０４を設けている。また上外装ケース１０１の外周にも同様に連結リブ１０４を設けており、互いの連結リブ同士を連結して、上外装ケース１０１と下外装ケース１０２とを連結する。さらに、この状態でネジ止めして外装ケースが固定される。
【００１６】
外装ケース１００の内部には、複数の電池が収納されている。電池の固定方法を、図３〜図７に示す。これらの図において、図３は電池ブロック集合体を内蔵したインナーケースの斜視図を、図４は図３のインナーケースに内蔵される電池ブロック集合体２０１を示した透視図を、図５は図３のインナーケースの分解図を上方から見た斜視図であり、図６は図５を下方から見た斜視図であり、図７は図６において電池ブロック集合体２０１を上インナーケースに挿入した状態を示す下方から見た斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、電池ブロック集合体２０１を構成する各電池２１０は円筒型であり、複数本を同一方向に並べた電池ブロック２００を積み上げて電池ブロック集合体２０１を構成している。電池２１０は碁盤目状に積み上げているが、電池が上下でオフセット状となるよう配置してもよい。電池をオフセット状に配置すれば、円筒形の電池を効率よく多数並べて配置できる。図５〜図７の例では、８本の電池２１０からなる電池ブロック２００を２段に積層した計１６本の電池ブロック集合体２０１を構成している。この例では縦方向に２本の電池２１０を並列に接続し、かつ横方向に８組を直列に接続した８直２並の構成としている。ただ、電池の使用数や配置、接続形態はこの例に限定されるものでない。
［電池２１０］
【００１７】
電池ブロック２００を構成する電池２１０は、充電可能な二次電池である。図５〜図７の電池ブロック集合体２０１では、電池２１０を円筒型電池としている。本実施の形態においては、電池２１０として円筒型のリチウムイオン二次電池を使用する。リチウムイオン二次電池は、複数個を並列に接続して、これを直列に接続するパック電池の二次電池として適している。それは、複数のリチウムイオン二次電池を並列に接続して、内部抵抗を小さくして出力電流を大きくできるからである。また、リチウムイオン二次電池は、充電容量も大きいので、大電流を必要とする用途の場合でも、容量不足を招かずに十分な使用時間を確保できる。ただし、本発明のパック電池は電池２１０をリチウムイオン二次電池に特定せず、円筒形の電池であればニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等の二次電池も使用できる。
［リード板２４０］
【００１８】
さらに、各電池２１０の端面にはリード板２４０が固定される。リード板２４０は図５〜図７に示すように平面部分で複数の電池２１０の端面を覆い、電池２１０の端子同士を電気接続して直列、並列に電池２１０を接続する。リード板２４０は電気導電および熱伝導のよい材質が使用され、アルミニウムや銅、銀等の金属板が好適に使用できる。図５〜図７の例では、横２行および縦２列の計６本の電池２１０の端子を接続するリード板２４０を４枚使用している。
［リード突出部２４２］
【００１９】
またリード板２４０にはリード突出部２４２が形成される。リード突出部２４２は、電池ブロック集合体２０１の中間電位を測定するための端子であり、他のリード端子などとの接続作業を容易にするためリード板２４０から突出させるよう一体に形成する。このように、各リード板２４０から端子を引き出すのは、電池２１０の端子電圧を測定するためである。特にリチウムイオン二次電池を使用する場合は、電池２１０を保護するために電池電圧を検出して監視する必要がある。このため、各リード板２４０の電圧をリード突出部２４２で検出して、所定の電池の組の電圧をモニタできる。またリード突出部を大きく形成することで、放熱板の機能を兼用させることもできる。図５〜図６の例では、リード板２４０を矩形状とし、上下左右に配置された４本の電池の端面を部分的に被覆し、上面に位置する電池と電池の谷間に部分的に埋没されるようにリード板２４０を配置することで、リード板２４０が上方に突出する高さを抑えて装置の小型化に寄与し得る。
【００２０】
このように、すべてのリード板２４０の電位をリード突出部２４２で一方向から取り出すことにより、複数段に積層された電池ブロック集合体２０１の中間電位を回路基板側で検出することが可能となる。電池の個数や一の電池ブロックの積層段数などは、適宜設定できる。この例では電池ブロック集合体２０１がリード板を１段のみ有しているが、電池ブロック集合体を構成する電池ブロック毎にリード板を設け、複数のリード板からリード突出部を一方向に延長させて、すべてのリード板の電位を取り出すように構成することもできる。この場合、リード板同士が導通しないよう、必要に応じてリード板同士の間を絶縁する。電池ブロック集合体の中間電位を一方向から取り出し可能とし、かつこの面に回路基板を配置することで、リード線による長め配線を省略して直接、あるいは他のリード板を介して短い経路で回路基板と電池とを導通させることができ、回路基板と電池の配線を大幅に簡素化できる。特にリード線を使用しないことにより、配線の工数を省略して、またリード線の外れや交差によるショートのおそれを低減して、簡素な構成で安全性の高いパック電池を実現できる。
【００２１】
さらに電池ブロック２００は、必要に応じて電池温度を検出するための感熱素子を電池表面に接触させて配置する。感熱素子は電池２１０の温度を検出して電池保護の制御を行うために利用され、サーミスタや熱電対、ＰＴＣ素子、ＰＴＣサーミスタ（ポジスタ）など、温度に応じて電気特性を変化させる素子が利用できる。感熱素子は、電池ブロック集合体の外周に位置する電池同士の谷間に配置することが好ましい。感熱素子を回路基板に接続することで、電池温度をモニタして温度上昇を検出すると、回路基板は充放電回路や保護回路を駆動して電流量を抑制したり遮断するなど、所定の動作を行い、パック電池の安全を確保する。
【００２２】
また電池ブロック集合体２０１は、好ましくは電池２１０の側面部分を貼付するように固定テープで電池ブロック集合体２０１の周囲を捲回して、電池ブロック集合体２０１を固定する。これにより、電池２１０が確実に固定されると共に、円筒形の電池２１０が振動や衝撃で回転してリード板２４０との接合面から剥離する事態が回避される。
［インナーケース４００］
【００２３】
以上のようにして構成された電池ブロック集合体２０１は、インナーケース４００に挿入されて固定される。インナーケース４００は上下に分割された構成であり、開口部を有する箱状の下インナーケース４０２と、開口部を閉塞する蓋状の上インナーケース４０１で構成される。組立済みの電池ブロック集合体２０１を図７に示すように上インナーケース４０１にセットし、図６などに示すように電池ブロック集合体２０１を下インナーケース４０２に挿入して、下インナーケース４０２の開口部を上インナーケース４０１で閉塞して、超音波溶着などの熱溶着や接着により、この部分を気密に接合して固定される。インナーケース４００は、絶縁材を成形して製作される。インナーケース４００を成形する絶縁材は、超音波溶着できるプラスチック、すなわち熱可塑性のプラスチックである。またインナーケース４００は、好ましくは透光性の部材とする。透光性の部材としては、ポリカーボネート樹脂が好適に利用できる。ポリカーボネート樹脂は耐熱性に優れており、また電解液に溶解しないので、リチウムイオン二次電池の保護に適している。透光性のインナーケースを使用することで、インナーケース内部の状態が外部から視認できるので、電池の不具合や組立上の問題などが目視で発見しやすくなり、電池の信頼性を高められる。一方、インナーケースを挿入する外装ケース１００等は、安価なＡＢＳ樹脂などで構成すれば、パック電池の製造コストを低減できる。
［上インナーケース４０１］
【００２４】
上インナーケース４０１は、図５に示すように、リード板２４０のリード突出部２４２を挿入するためのリード用スリット４１０を開口している。リード板２４０のリード突出部２４２は、電池ブロック２００をインナーケース４００に挿入する際、上インナーケース４０１に形成されたリード用スリット４１０に挿入される。このように、上インナーケース４０１にはリード突出部２４２が位置する部位に予めリード突出部２４２が挿入できる大きさのリード用スリット４１０を開口しており、これによって電池ブロック２００がインナーケース４００に位置決めされる。
【００２５】
リード突出部２４２をリード用スリット４１０に挿入すると、リード突出部２４２は上インナーケース４０１を貫通してインナーケース４００の外部に突出する。この状態で、リード突出部２４２は回路基板６００と配線される。
［基板ホルダ６１０］
【００２６】
上インナーケース４０１は、図５に示すように、上面に回路基板６００を保持する基板ホルダ６１０を形成している。基板ホルダ６１０は、回路基板６００の周囲を囲むように保持する基板ホルダ用リブ６１２を備える。基板ホルダ用リブ６１２は、回路基板６００を内部に収納できる大きさおよび形状に形成される。さらに、上インナーケース４０１の上面を基板ホルダ用リブ６１２よりも大きく成形することにより、基板ホルダ用リブ６１２の周囲にマージンが形成され、リード突出部２４２と面する側、すなわち電池ブロック集合体２０１の横幅方向を鍔部８２０とする。上インナーケース４０１の幅は、その裏側に収納する電池ブロック集合体２０１の横幅に応じて設計され、かつ基板ホルダ用リブ６１２の幅はその内部に収納する回路基板６００の横幅に応じて設計される。図５に示す例では、左右で突出するリード突出部２４２の間に回路基板６００が収まるよう、言い換えると電池ブロック集合体２０１の横幅よりも回路基板６００の横幅を狭くしている。このように、回路基板６００を小型化が進み電池ブロック集合体２０１の横幅よりも小さくできる場合に、本構成は好適に適用できる。なおこの例においては、電池ブロック集合体２０１の横幅は電池１本の長さに相当するが、電池を複数本直列に接続した電池ブロック集合体を使用する場合は、この電池ブロック集合体の横幅は電池複数本の長さに相当し、使用される回路基板もこの長さに対応して設計される。図５の例では電池ブロック集合体２０１の横幅方向のみならず縦方向にもマージンが設けられているが、この部分を少なくする、あるいは省略する構成とすることも可能である。
［リード用スリット４１０］
【００２７】
鍔部８２０には、裏側に挿入される電池ブロック集合体２０１のリード板２４０から突出するリード突出部２４２を挿入するリード用スリット４１０を設けている。リード用スリット４１０は、リード突出部２４２を挿入できる幅および長さに形成される。リード用スリット４１０を貫通してリード突出部２４２を基板ホルダ６１０側に突出させることで、回路基板６００と電池のリード板２４０とを導通できる。同時に、回路基板６００と電池ブロック集合体２０１との間に鍔部８２０を備える基板ホルダ６１０を配置することで、これらの間を確実に絶縁できる。
［接続用リブ４１２］
【００２８】
さらにリード用スリット４１０の周囲には、接続用リブ４１２が設けられている。接続用リブ４１２は、リード用スリット４１０の周囲を囲み、かつ後述する基板リード部８３０を挿入するガイドとして、リード突出部２４２の突出する方向と略並行な方向に直立して形成される。図５に示すように、接続用リブ４１２は上インナーケース４０１の側面から延長されるように、側面と同一平面で形成されている。接続用リブ４１２は、リード用スリット４１０にリード突出部２４２を挿入した状態でリード突出部２４２の上端よりも高くなるよう設計することもできる。これによって、突出するリード突出部２４２が金属などの導電性部材に接触してショートすることが防止される。また接続用リブ４１２の高さは、全周にわたって均一とせず、一部の壁面のみを高く形成してもよい。さらに、接続用リブ４１２にてリード突出部２４２および後述する基板リード部８３０を接続した状態で、接続用リブ４１２で区画された領域にシリコン樹脂などの封止材を注入して封止することもできる。これによりリード板２４０と基板リード部８３０とが確実に電気接続された状態で固定され、同時に防水、絶縁および放熱も図られる。
［基板リード部８３０］
【００２９】
リード用スリット４１０に挿入され突出したリード突出部２４２と、基板ホルダ６１０に保持される回路基板６００とは、基板リード部８３０により電気接続される。基板リード部８３０は、図５に示すように山形に折曲された基板リード山形部８３１と、その左右に略平行に伸びる水平部とを備える。一方の水平部は、基板の表面と接続され、他方の水平部はリード突出部２４２と接続される基板リード水平部８３２となる。この基板リード部８３０は導電性を有する金属板などを折曲して構成される。基板リード山形部８３１は、基板ホルダ用リブ６１２の表面に沿ってこれを跨ぐ大きさおよび形状に構成される。基板リード山形部８３１は、Ｕ字状あるいはコ字状のクリンチを形成することで、振動や衝撃が外部から加えられてもこの部分で吸収してリードへの負荷を軽減でき、信頼性の向上に貢献する。また図３および図５に示すように、基板リード山形部８３１を配置する基板ホルダ用リブ６１２の上端縁には、段差部６１３を形成している。段差部６１３は基板リード部８３０の基板リード山形部８３１を案内するためのガイドであり、基板リード部８３０を保持できる幅に凹部を形成し、ここに基板リード山形部８３１を位置決めして保持し、位置ずれを防止する。
【００３０】
基板リード部８３０とリード板２４０との接続状態の一例を、図８および図９に示す。これらの図においては説明のため基板リード部８３０とリード板２４０のみを図示し、基板ホルダ６１０や鍔部８２０の図示は両略している。図８の例は、上記図５および図６に図示したのと同じ基板リード部８３０であり、基板リード水平部８３２にリード突出部２４２を挿入する矩形状の基板リード水平穴８３４を形成している。基板リード水平穴８３４は、基板リード部８３０を段差部６１３で位置決めした状態で、基板リード水平穴８３４がリード用スリットと重なるように大きさおよび形成位置が設計される。一方、リード突出部２４２の先端には、さらにＵ字状のリード挿入部８３３を形成している。この例では、上インナーケース４０１に電池ブロック集合体２０１をセットした状態で、リード用スリットにリード突出部２４２のリード挿入部８３３が挿入されるよう設計される。このリード挿入部８３３をリード用スリットに挿入すると、基板リード水平穴８３４から上インナーケース４０１の上面に突出して、リード突出部２４２と基板リード部８３０が電気接続される。この状態で接続を確実にするために、半田付けや溶接、封止材による封止などを行うこともできる。
【００３１】
また図９の例では、本発明の他の実施の形態に係るパック電池に使用される基板リード部８３０Ｂを図示している。この基板リード部８３０Ｂは金属製ワイヤなどの導電性の線材を折曲して、基板リード山形部８３１Ｂおよび基板リード水平部８３２Ｂを形成している。さらにリード板２４０Ｂのリード突出部２４２Ｂは、先端を凹状に窪ませたリード溝部８３５を形成している。この構成により、リード突出部２４２Ｂをリード用スリットに挿入すると、リード溝部８３５に線材の先端が挿入されて接触し、リード突出部２４２と基板リード部８３０Ｂが電気接続される。この場合も上記と同様に半田付け等により接続を補強できる。
［回路基板６００］
【００３２】
電子部品などを実装し、電池の充電制御や保護回路などを構成したり、電池の残容量の演算回路を構成する回路基板６００は、基板ホルダ６１０に保持される。基板ホルダ６１０は回路基板６００の周囲を囲むように基板ホルダ用リブ６１２を直立させている。一般に回路基板は厚さに対して薄く面積が広くなるため、強度的に弱くなるが、基板ホルダ６１０によって周囲を枠状に囲むことで、平面と直交する面に延長された基板ホルダ用リブ６１２で補強される効果が得られる。
【００３３】
回路基板６００は、電池ブロック２００の一面に並行に配置される。回路基板６００に実装された保護回路は、電池の過充電や過放電を検出して電流を制御する回路、電池の過充電を検出して電流を遮断する回路等である。保護回路は、電池の過充電や過放電を検出するために、電池の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）を備える。電圧検出回路は、リード板２４０を介して電池ブロック集合体２０１の中間電位の電圧を検出し、検出した電圧から電池の過充電や過放電を検出する。さらに、回路基板は、図示しないが充放電用の出力端子に接続されている。パック電池は、充放電用の出力端子が電動機器に接続される状態で放電し、充放電用の出力端子が充電器に接続される状態で電池が充電される。
［ポッティング］
【００３４】
基板ホルダ６１０内で配線された回路基板６００は、樹脂によるポッテングまたはコーティングにより防水加工することもできる。回路基板６００のポッティング等により、回路基板６００の防水が図られ、また絶縁してショートの恐れを回避する。ポッティングの材料には、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂等の樹脂が利用できる。さらにポッティングにより放熱性が改善されるという効果も得られる。何らコーティングなどを行わない状態では断熱性の高い空気に曝されることとなり、熱伝導性が悪くなるが、コーティングによって接触面積から放熱が行われるので、放熱性を改善してパック電池の信頼性も向上される。また上述の通りシリコン系樹脂は放熱性を向上できるため、ポッティング材料として好ましい。
【００３５】
上記の上インナーケース４０１は、上面に基板ホルダ用リブ６１２を一体成形している。ただ、基板ホルダを別部材として形成し、上インナーケースに接着や溶着、ネジ止め等の手段により連結することもできる。
［インナーケースを使用しない例］
【００３６】
なお、上記の例ではインナーケースを使用する例について説明したが、インナーケースを使用せず、外装ケースに直接電池ブロックを収納する構成としてもよい。図１０および図１１に、本発明のさらに他の実施の形態に係るパック電池として、電池ブロック集合体２０１の上面に基板ホルダ６１０Ｂを接続した構成を示す。これらの図に示す電池ブロック集合体２０１を外装ケースに収納することで、インナーケースを使用することなくパック電池を構成できる。図１０に示す基板ホルダ６１０Ｂは、側面に鍔部８２０Ｂを形成しており、ここにリード用スリット４１０Ｂなどを形成している。また基板ホルダ６１０Ｂの前後面には鍔部に相当するマージンを設けない。さらに接続用リブ４１２Ｂは基板リード部８３０を両側から案内するよう、一対の側壁として形成されている。各部の構成は上述と同じ構成が採用でき、これによってインナーケースを使用することなくよりスリム化したパック電池を構成でき、更に部品点数を減らして簡素化し、小型薄型化および生産工数の削減、低価格化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のパック電池は、自転車、工具、自動車等、複数の電池を並列に接続し、かつこれらを直列に接続して出力を大きくしたパック電池に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るパック電池を斜め上方から見た斜視図である。
【図２】図１のパック電池を斜め下方から見た斜視図である。
【図３】電池ブロック集合体を内蔵したインナーケースを示す斜視図である。
【図４】図３のインナーケースに内蔵される電池ブロック集合体を示した透視図である。
【図５】図３のインナーケースの分解図を上方から見た斜視図である。
【図６】図５のインナーケースの分解図を下方から見た斜視図である。
【図７】図６において電池ブロック集合体を上インナーケースに挿入した状態を示す下方から見た斜視図である。
【図８】基板リード部とリード板との接続状態の一例を示す斜視図である。
【図９】基板リード部とリード板との接続状態の他の例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係るパック電池として、電池ブロック集合体の上面に基板ホルダを接続した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０の基板ホルダを接続した電池ブロック集合体を下方から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００…外装ケース
１０１…上外装ケース
１０２…下外装ケース
１０３…取手
１０４…連結リブ
２００…電池ブロック
２０１…電池ブロック集合体
２１０…電池
２４０、２４０Ｂ…リード板
２４２、２４２Ｂ…リード突出部
４００…インナーケース
４０１…上インナーケース
４０２…下インナーケース
４１０、４１０Ｂ…リード用スリット
４１２、４１２Ｂ…接続用リブ
６００…回路基板
６１０、６１０Ｂ…基板ホルダ
６１２…基板ホルダ用リブ
６１３…段差部
８２０、８２０Ｂ…鍔部
８３０、８３０Ｂ…基板リード部
８３１、８３１Ｂ…基板リード山形部
８３２、８３２Ｂ…基板リード水平部
８３３…リード挿入部
８３４…基板リード水平穴
８３５…リード溝部
【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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