(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁から突出する連結ツメ(6)を有する第１ケース(1A)と、この連結ツメ(6)を引っかける係止部(7)を有する第２ケース(1B)と、連結ツメ(6)を係止部(7)に連結して連結されてなるケース(1)に収納されてなる電池(2)とを備え、
電池(2)が円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池で、連結ツメ(6)が円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲しており、第２ケース(1B)の係止部(7)を設けている部分も円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲し、第１ケース(1A)と第２ケース(1B)の連結端面の一方に凸条(8)を設けており、他方にこの凸条(8)を入れることができる案内溝(9)を設けていることを特徴とするパック電池。
【請求項２】
周縁から突出する連結ツメ(6)を有する第１ケース(1A)と、この連結ツメ(6)を引っかける係止部(7)を有する第２ケース(1B)と、連結ツメ(6)を係止部(7)に連結して連結されてなるケース(1)に収納されてなる電池(2)とを備え、
電池(2)が円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池で、連結ツメ(6)が円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲しており、第２ケース(1B)の係止部(7)を設けている部分も円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲し、ケース(1)内に、電池(2)に電気接続している回路基板(4)と、この回路基板(4)を定位置に保持するホルダー(5)とを内蔵しており、連結ツメ(6)がホルダー(5)に当接してホルダー(5)を定位置に保持していることを特徴とするパック電池。
【請求項３】
第２ケース(1B)の係止部(7)がケース内面に突出する雄型係止部(7A)で、連結ツメ(6)がこの雄型係止部(7A)を案内する雌型係止部(6A)を有する請求項１または２に記載されるパック電池。
【請求項４】
連結ツメ(6)が第２ケース(1B)の内面に向かって突出する雄型係止部(6B)を有し、第２ケース(1B)の係止部(7)がこの雄型係止部(6B)を案内する雌型係止部(7B)である請求項１または２に記載されるパック電池。
【請求項５】
電池(2)が円筒型電池で、連結ツメ(6)の先端を円筒型電池の中心レベル（Ｍ）を越える位置まで延長してなる請求項１または２に記載されるパック電池。
【請求項６】
第１ケース(1A)の連結端面に案内溝(9)を設けて、第２ケース(1B)の連結端面に凸条(8)を設けている請求項１に記載されるパック電池。
【請求項７】
第１ケース(1A)と第２ケース(1B)の側壁(3A)の肉厚がほぼ等しい請求項１または２に記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースに電池を収納しているパック電池であって、ケースの外形を極限まで小さくしてなるパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パック電池は、ケースの外形をいかに小さくできるかが極めて大切である。このことを実現するために、ケースに入れる電池を小さくして大容量することを目的として、研究者の筆舌につくしがたい努力がなされている。膨大な実験と試行錯誤の結果、電池の体積に対する容量は想像を絶するスピードで増加している。しかしながら、電池はそのままの状態で使用されることもあるが、多くの場合はケースに収納してパック電池の状態で使用される。パック電池の状態で使用するとき、パック電池が大きくなったのでは、せっかく電池を小型大容量としても、その優れた特長を生かすことができなくなってしまう。このため、パック電池の状態として、その外形をいかに小さくできるかが極めて大切である。すなわち、パック電池の外形をいかに小型化できるかは、電池自体を小型大容量とすることに匹敵する極めて大切な技術である。
【０００３】
ところで、電池をケースに収納しているパック電池は、ケースを開いた状態で電池を収納して能率よく多量生産できるように、ケースをふたつに分割している。このパック電池は、電池を入れてケースを連結する必要がある。ケースを連結する構造は、大別すると３種類の構造がある。
【０００４】
第１の連結構造は、超音波溶着してケースを連結する構造である。超音波溶着は連結時間を短縮できるので、能率よく多量生産できる特長がある。しかしながら、この連結構造は、ケースの周壁を超音波振動させて連結端面を摩擦熱で溶着するので、ケースの最小肉厚に制約を受けて薄くできない。薄い周壁は、超音波振動を連結端面に有効に伝達できず、しっかりと溶着できないからである。さらに、この連結構造は、超音波がケースに内蔵している電子部品に悪影響を与える弊害がある。このため、超音波溶着して製作されたパック電池は、製造後に全数検査する必要がある。さらに、検査の結果、不良品が発生するので歩留が低下する欠点がある。
【０００５】
第２の連結構造は、ケースの連結端面を接着する構造である。この構造は、接着剤が硬化するのに時間がかかるので、１個のパック電池を製造するのに必要な時間が長くなって、タクトタイムを短縮できず、能率よく多量生産するのが難しくなる欠点がある。また、この連結構造も周壁の最小肉厚に制約を受けるので、周壁を薄くするのが難しい。それは、周壁を薄くすると、連結端面の幅が狭くなって接着面積が減少するからである。さらにまた、プラスチックケースをしっかりと接着する接着剤は、ほとんど例外なく溶剤タイプの接着剤であるので、溶剤が気化して作業環境を悪くする弊害もある。作業環境は、第１の連結構造においても良くない。それは超音波溶着するときに、耳障りな低周波が聞こえるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第３の連結構造は、ケースを連結ツメで連結する構造である。この連結構造は、超音波溶着や接着に比較すると、極めて簡単かつ容易に、しかも迅速に連結できる極めて優れた特長がある。また、超音波溶着や接着剤を使用する連結構造のように、専用の装置を必要としない。ケースを合わせて連結ツメを連結してふたつのケースを連結できるからである。さらに、この連結構造は、周壁を薄くしても連結ツメでしっかりと連結できる特長がある。それは、連結端面で連結するのではなく、連結ツメを介して連結するからである。ただ、この連結構造は、連結部分でケースを大きくする唯一の欠点がある。それは、連結ツメをケースの内面に突出させることに加えて、ケースを連結するときに連結ツメを弾性変形させるスペースをケースと電池との間に設ける必要があるからである。
【０００７】
図１は、連結ツメ２６で連結される第１ケース２１Ａと第２ケース２１Ｂの連結部分を示す断面図である。この図に示すように、連結ツメ２６は、第２ケース２１Ｂの係止部２７である雄型係止部２７Ａに引っかけて連結する必要がある。連結ツメ２６は、雄型係止部２７Ａを越えるときに鎖線で示すように弾性変形する。鎖線で示す位置に変形させるために、電池２２との間に隙間を設ける必要がある。電池２２との間に隙間がないと、連結ツメ２６を変形できず、変形できないと連結ツメ２６が雄型係止部２７Ａを越えることができないからである。ここに隙間を設けることがパック電池のケース２１の外形を大きくする原因となる。したがって、連結ツメの連結構造は、超音波溶着や接着では実現できない優れた特長はあるが、ケースの外形が大きくなってしまう欠点がある。このため、連結ツメを使用する構造でケースを小型化できるなら、超音波溶着や接着では到底に実現できない正に理想的なパック電池を実現できる。
【０００８】
本発明は、このことを実現することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、できるかぎり外形を小さくしながら、ケースを簡単かつ容易に、しかも迅速に能率よく連結して安価に多量生産できるパック電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、ケース１に電池２を収納している。ケース１は、周縁から突出する連結ツメ６を有する第１ケース１Ａと、この連結ツメ６を引っかける係止部７を有する第２ケース１Ｂとを備える。電池２は、円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池である。連結ツメ６は、円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲している。第２ケース１Ｂの係止部７を設けている部分も、円筒型電池または角型電池の湾曲面に沿う方向に湾曲している。パック電池は、連結ツメ６を係止部７に連結して第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂとを連結している。
【００１０】
本発明のパック電池は、第２ケース１Ｂの係止部７を、ケース内面に突出する雄型係止部７Ａとして、連結ツメ６に、この雄型係止部７Ａを案内する雌型係止部６Ａを設けることができる。さらに、本発明のパック電池は、連結ツメ６に、第２ケース１Ｂの内面に向かって突出する雄型係止部７Ａを設けて、第２ケース１Ｂの係止部７を、この雄型係止部７Ａを案内する雌型係止部６Ａとすることもできる。
【００１１】
本発明のパック電池は、好ましくは、電池２を円筒型電池とし、連結ツメ６の先端を、円筒型電池の中心レベル（Ｍ）を越える位置まで延長する。本明細書において、円筒型電池の中心レベル（Ｍ）とは、ケース１の上面および底面と平行な面であって、円筒型電池の中心軸を含む面を意味するものとする。
【００１２】
第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、連結端面の一方に凸条８を設けて、他方にこの凸条８を入れることができる案内溝９を設けることができる。このパック電池は、好ましくは、第１ケース１Ａの連結端面に案内溝９を、第２ケース１Ｂの連結端面に凸条８を設ける。
【００１４】
さらに、本発明のパック電池は、ケース１内に、電池２に電気接続している回路基板４と、この回路基板４を定位置に保持するホルダー５とを内蔵すると共に、連結ツメ６をホルダー５に当接させて、ホルダー５を定位置に保持することができる。
【００１５】
さらに、本発明のパック電池は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの側壁３Ａは、肉厚をほぼ等しくすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、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。
【００１７】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１８】
図２の斜視図と図３の横断面図に示すパック電池は、ケース１に電池２を内蔵している。ケース１は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂからなり、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂを周壁３の連結端面を当接させる状態で連結している。さらに、パック電池は、図４の縦断面図に示すように、電池２に電気接続される回路基板４と、この回路基板４を定位置に保持するホルダー５もケース１に内蔵している。
【００１９】
電池２は、円筒型電池である。図のパック電池は、２個の円筒型電池を平行に並べて収納しているが、電池は、１個または３個以上とすることもできる。また、本発明のパック電池は、図５に示すように、ケース１に角型電池２を内蔵することもできる。ただ、角型電池は、コーナー部を湾曲面とするものを使用する。電池２は、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる二次電池である。
【００２０】
第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、周壁３の連結端面を互いに当接させる状態で、連結ツメ６を介して連結される。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの周壁３は、ケース１の左右両側にあって電池２の湾曲面に沿って湾曲している一対の側壁３Ａと、両側の側壁３Ａを連結すると共に、電池２の両端部に配設されてなる平面状である一対の端面壁３Ｂからなる。
【００２１】
図６ないし図１２は、連結ツメ６のある第１ケース１Ａを示している。これ等の図に示す第１ケース１Ａは、複数の連結ツメ６を周壁３から突出するようにして設けている。左右の側壁３Ａは各々ふたつの連結ツメ６を備え、片方の端面壁３Ｂはふたつの連結ツメ６を備え、他方の端面壁３Ｂはひとつの連結ツメ６を備える。側壁３Ａの連結ツメ６は、電池２の湾曲面に沿う方向に湾曲されている。さらに、これ等の連結ツメ６は、図３において、その先端が円筒型電池の中心レベル（Ｍ）を越える位置まで延長している。図のケース１は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの周壁３の高さをほぼ等しくして、左右の側壁３Ａの連結端面を結ぶ線を電池２の中央に位置させる。連結ツメ６は、この連結端面から突出するので、その先端は、円筒型電池の中心レベル（Ｍ）を越える位置まで延長される。この連結ツメ６は、図３に示すように、対向する側壁３Ａに設けている連結ツメ６の先端の間の最小間隔である爪間隔（Ａ）が、ケース１に収納している電池２の最大幅である最大電池幅（Ｂ）よりも小さくなる。連結ツメ６先端の爪間隔（Ａ）は、連結ツメ６を弾性変形させて、この間に電池２をスムーズに入れることができる長さに設計される。
【００２２】
第２ケース１Ｂは、連結ツメ６を連結する係止部７を有する。図３のケース１は、第２ケース１Ｂの係止部７をケース内面に突出する雄型係止部７Ａとし、連結ツメ６には、この雄型係止部７Ａを入れる雌型係止部６Ａを設けている。図の連結ツメ６は、連結ツメ６を貫通する貫通孔を雌型係止部６Ａとしている。雌型係止部は、必ずしも貫通孔とする必要はなく、雄型係止部を入れて案内する雌型係止部とすることもできる。この構造のケース１は、連結ツメ６を第２ケース１Ｂの係止部７に連結するとき、図１３に示すように、連結ツメ６は内側に弾性変形される。連結ツメ６が雄型係止部７Ａを越えて、雄型係止部７Ａを雌型係止部６Ａに案内するからである。
【００２３】
さらに、第２ケース１Ｂは、図１４に示すように、連結ツメ６に、第２ケース１Ｂの内面に向かって突出する雄型係止部６Ｂを設け、第２ケース１Ｂの係止部７には、雄型係止部６Ｂを案内する雌型係止部７Ｂを設けることもできる。雌型係止部７Ｂは、雄型係止部６Ｂを案内するものであるから、第１ケース１Ａを第２ケース１Ｂに連結する状態で、雄型係止部６Ｂに対向する位置に設けられる。この構造は、図１４に示すように、連結ツメ６の雄型係止部６Ｂが雌型係止部７Ｂに案内される直前で、連結ツメ６が最も大きく弾性変形される。
【００２４】
図１３に示すように連結ツメ６が雄型係止部７Ａを越えることができ、あるいは図１４に示すように、雄型係止部６Ｂを雌型係止部７Ｂに案内できるように、第２ケース１Ｂの内面と電池２との間にわずかな隙間を設けている。本発明のパック電池は、電池２の湾曲面を利用して連結ツメ６を弾性変形させるので、この隙間を極めて狭くできる。図１３と図１４は、連結ツメ６の変形をわかりやすくするために、隙間を広くしているが、実際のパック電池において、この隙間は極めて僅かな隙間である。
【００２５】
図３のパック電池は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂを、連結ツメ６でもって、よりしっかりと連結するために、第２ケース１Ｂの連結端面に凸条８を設け、第１ケース１Ａの連結端面には、この凸条８を入れることができる案内溝９を設けている。この図とは反対に、第１ケースの連結端面に凸条を設けて、第２ケースの連結端面に凸条を案内する案内溝を設けることもできる。このように、凸条８を案内溝９に入れて第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの連結端面を連結しながら、連結ツメ６で連結する構造は、連結ツメ６を係止部７に引っかけて連結した後は、連結ツメ６を係止部７から外すことができず、したがって全く外れない状態でしっかりと連結できる特長がある。
【００２６】
さらに、図３のパック電池は、連結端面において、第２ケース１Ｂの側壁３Ａを第１ケース１Ａよりも外側に突出させて、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの連結端面に段差を設けている。このパック電池は、電気機器に装着するときに、第２ケース１Ｂのみで装着位置を特定して、出力端子１０を電気機器の端子に正確に接触できる。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの嵌合誤差が、出力端子１０の装着位置をずらせることがないからである。図３のパック電池は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの側壁３Ａの肉厚をほぼ等しくして、第２ケース１Ｂの側壁３Ａを第１ケース１Ａの側壁３Ａから外側に突出させている。
【００２７】
さらに、パック電池は、図４に示すように、ケース１内に、電池２に電気接続している回路基板４と、この回路基板４を定位置に保持するホルダー５とを内蔵している。ホルダー５の底面に出力端子１０を固定しており、この出力端子１０を外部に表出させる電極窓１１を第２ケース１Ｂに開口して設けている。回路基板４は、リード板（図示せず）を介して電池２に接続され、ホルダー５は、出力端子１０を回路基板４に半田付けして、回路基板４に連結される。リード板と出力端子１０を介して、回路基板４とホルダー５は電池２に連結される。ホルダー５は、回路基板４を定位置に連結するために、嵌着凹部（図示せず）を設けており、ここに回路基板４を嵌入して連結している。さらに、ホルダー５は、上下に貫通する貫通孔１２を設けている。第２ケース１Ｂは、この貫通孔１２に挿入される突出ロッド１３を一体成形して設けている。突出ロッド１３を貫通孔１２に挿入して、ホルダー５は第２ケース１Ｂの定位置に連結される。ホルダー５を介して回路基板４も定位置に配設される。さらに、このパック電池は、第１ケース１Ａの端面壁３Ｂに設けている連結ツメ６の先端を、ホルダー５の上面に当接させて、連結ツメ６でホルダー５を定位置に保持している。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、ケースの外形を極限まで小さくできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、周縁から突出する連結ツメを有する第１ケースと、連結ツメを引っかける係止部を有する第２ケースとを連結してなるケースに、円筒型電池またはコーナー部を湾曲面とする角型電池である電池を収納しており、第１ケースの連結ツメを、電池の湾曲面に沿う方向に湾曲させると共に、第２ケースの係止部を設けている部分も、電池の湾曲面に沿う方向に湾曲させているからである。この構造のパック電池は、電池の湾曲面に沿って湾曲された連結ツメを係止部に係止して第１ケースと第２ケースとを連結するので、ケースと電池の間に必要な隙間を最小限となるようにケースを設計して、ケースの外形をできるかぎり小さくできる。
【００２９】
さらに、本発明のパック電池は、連結ツメと係止部で第１ケースと第２ケースを連結するので、簡単かつ容易に、しかも迅速にケースを連結して、能率よく安価に多量生産できる特長もある。このように、本発明のパック電池は、連結ツメを使用する構造としながら、外形を極限まで小さくできるので、超音波溶着や接着では到底に実現できない正に理想的なパック電池を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパック電池の第１ケースと第２ケースの連結構造を示す拡大断面図
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図
【図３】図２に示すパック電池の横断面図
【図４】図２に示すパック電池の縦断面図
【図５】本発明の他の実施例にかかるパック電池の横断面図
【図６】図２に示すパック電池の第１ケースの正面図
【図７】図２に示すパック電池の第１ケースの背面図
【図８】図２に示すパック電池の第１ケースの側面図
【図９】図６に示す第１ケースの底面図
【図１０】図９に示す第１ケースのＡ−Ａ線断面図
【図１１】図９に示す第１ケースのＢ−Ｂ線断面図
【図１２】図９に示す第１ケースのＣ−Ｃ線断面図
【図１３】図３に示すケースの連結ツメと係止部の連結構造を示す拡大分解断面図
【図１４】連結ツメと係止部の他の一例を示す拡大分解断面図
【符号の説明】
１…ケース              １Ａ…第１ケース        １Ｂ…第２ケース
２…電池
３…周壁                ３Ａ…側壁              ３Ｂ…端面壁
４…回路基板
５…ホルダー
６…連結ツメ            ６Ａ…雌型係止部        ６Ｂ…雄型係止部
７…係止部              ７Ａ…雄型係止部        ７Ｂ…雌型係止部
８…凸条
９…案内溝
１０…出力端子
１１…電極窓
１２…貫通孔
１３…突出ロッド
２１…ケース            ２１Ａ…第１ケース      ２１Ｂ…第２ケース
２２…電池
２６…連結ツメ
２７…係止部            ２７Ａ…雄型係止部
【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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【図１３】
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【図１４】
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