(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型電気機器に対して着脱自在に装着され、該小型電気機器の外周面の一部を構成する電池パックであって、
薄板状の外周形状を有し、その厚み外方向への変形が許容されている素電池と、
その素電池の周囲を緊密に包囲する収納ケースとを備え、
小型電気機器へ装着時における、小型電気機器との接触方向に対する収納ケースの変形を規制する一方、
小型電気機器の外周方向に対する素電池の変形を許容することを特徴とする小型電気機器用の電池パック。
【請求項２】
上記した素電池は、
その厚み方向における一方向への変形が抑制されている請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記した素電池の変形抑制は、変形を許す面の剛性を、変形を抑制する面の剛性より小さく設定した請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
上記した素電池の変形抑制は、変形を抑制する面における中央部分に、凹部を設けている請求項２記載の電池パック。
【請求項５】
上記した素電池における変形を許す面と対向する収納ケース内面上には、素電池側の膨み部に対応した大きさの凹部が予め形成されている請求項３または４記載の電池パック。
【請求項６】
上記した収納ケースは、
素電池の周縁部分を保持する一方、
素電池とその厚み方向の接触面間に、素電池の変形を吸収するための間隙を予め設けている請求項１記載の電池パック。
【請求項７】
上記した収納ケース内部に設ける間隙は、素電池との対向面における中央部分に形成した、素電池側の膨み部に対応した大きさの凹部である請求項６記載の電池パック。
【請求項８】
上記した収納ケース内部に設ける間隙は、素電池の周囲を収納ケース内面に接合するための保持材の厚みによって構成される請求項６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】
この発明は、リチウムイオン電池の様な素電池をケース内に収納したものであって、携帯電話機の様な小型電気機器に対してその本体ケースの外側から着脱自在に装着されて、小型電気機器における外周面の一部を構成する電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種小型電気機器における小型軽量化に対する企業間の競争は激しく、その主要な部品である電池パックもその例外ではない。かかる要望に対し、素電池の外形状を薄板状に形成することによって小型化を、素電池の外装用缶材を従来の鉄からアルミへ変更することにより軽量化が図られている。更にまた、この様な素電池をケース内に収納する際も、収納ケースの肉厚を必要最小限に抑制するとともに素電池外周と収納ケース内面とを密着させることによって、更なる小型軽量化が図られることは明らかである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、必要な電池容量を維持しようとすると素電池に一定以上の容積を必要とするため、薄型化を図ろうとするとその前後面を構成する面積を大きくせざるを得ず、前後面の中央部分における強度低下は避けられない。ここで外装用缶材が鉄であれば、その材料の持つ剛性によって外形状を維持することは可能であったが、アルミ缶を使用する様になると同一の肉厚では剛性が不足し、充放電サイクルで前後面に膨みが生じることが知られている。
【０００４】
かかる不都合に対し、収納ケースの肉厚を大きく設定して剛性を増したり、素電池周面と収納ケース内面間に電池の膨みを吸収するための空隙を予め設けることによって電池パック全体としての変形を防止し、電池パックが装着される小型電気機器への影響を未然に防止することも考えられるが、小型軽量化に反する方法であることは明らかである。
【０００５】
本発明者らは、上記不都合を解消すべく考察を行なった結果、小型電気機器と電池パックの嵌合部分は、両者の嵌合強度を維持する上からも変形は可及的に抑制する必要があるのに対し、小型電気機器の外周形状自体が丸みをもって形成されることが多く、多少の膨れは目立たないことを知見した。すなわち、電池パック全体としての変形が問題となるのではなく、小型電気機器との接触面側の変形さえ防止できれば、素電池の変形に起因する悪影響は発生しない。
【０００６】
本発明は上記した知見に基づいてなされたものであって、電池パックにおける小型電気機器との接触方向への収納ケースの変形を規制する一方、小型電気機器の外方向に電池本体の変形を誘導することにより、電池パック全体としての小型軽量化を可及的に図りながら、電池パックの変形に起因する小型電気機器側に対する機構的な影響を未然に防止した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】
本発明にかかる電池パック１２は、図１にその全体的な構成を概略的に示すごとく、携帯用電話機の様な小型電気機器１０に対して着脱自在に装着され、その小型電気機器１０の外周面の一部を構成するものであって、薄板状の外周形状を有してその厚み外方向への変形が許容されている素電池２８と、その素電池２８の周囲を緊密に包囲する収納ケース３４とを備えている。
【０００８】
更に、小型電気機器１０へ装着時における、小型電気機器１０との接触方向への収納ケース３４の変形を規制する一方、小型電気機器１０の外周方向に対する素電池２８の変形を許容することを特徴とする。
【０００９】
上記した素電池２８を、その厚み方向における一方向への変形が抑制する様に構成することができる。その場合、上記した素電池２８の変形抑制は、変形を許す面の剛性を変形を抑制する面の剛性より小さく設定したり、図２（ａ）の如く、変形を抑制する面における中央部分に凹部４８を設けることができる。
【００１０】
上記した収納ケース３４は、素電池２８の周縁部分を保持する一方、素電池２８とその厚み方向の接触面間に、図３（ａ）の様に、素電池２８の変形を吸収するための間隙５１を予め設ける様に構成することもできる。その場合に上記した収納ケース３４の内部に設ける間隙５１は、素電池２８との対向面における中央部分に凹部５２を設けたり、図４の如く、素電池２８の周囲を収納ケース３４の内面に結合するための保持材４６の厚みによって構成することもできる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は上記の如く、電池パック１２における小型電気機器１０との接触方向への収納ケース３４の変形を規制する一方、小型電気機器１０の外周方向に素電池２８の変形を許容することにより、電池パック全体としての小型軽量化を可及的に図りながら、電池パック１２の変形に起因する小型電気機器１０側に対する嵌合性を維持するとともに、電池パック１２内における素電池２８の固定状態の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、携帯用電話機１０の電池パック１２に実施した一例に基づいてその詳細を示すがこれに限らず、小型軽量化を必要とする各種小型電気機器の電池パック１２に対しても略同様に実施できることは勿論である。
【００１３】
携帯用電話機１０は、図１にその全体的な形状を概略的に例示するごとく、従来と略同様に、電話機として必要な操作部１４および表示部１６を本体ケース１８の前面２０側に設ける一方、図１（ａ）の如く、本体ケース１８の裏面２２側における下半分をＬ字状に切り欠いて電池パック１２の装着面２４を設けることにより、電池パック１２を本体ケース１８に対して着脱自在に取りつけ可能とするとともに、図１（ｂ）の様に電池パック１２の接続面２６と本体ケース１８の装着面２４とが密着した状態で両者が一体となり、手の平で把持可能な大きさで矩形長箱状の段差のない外周形状を構成する様にしている。
【００１４】
電池パック１２の基本的な構成は、図１（ｃ）の様な矩形薄板状に形成した素電池２８と、その側面３０上に配設された素電池２８に対する充放電時の保護回路３２とを、図１（ａ）の如く合成樹脂製の収納ケース３４でその内部に封止するとともに、収納ケース３４の一部に開口を設けて電極３６を露出することにより、その電極３６を通じて携帯用電話機１０に対して電力を供給可能とする従来と略同様なものである。
【００１５】
素電池２８は複数回の充放電が可能なリチウムイオン電池であって、図１（ｃ）の如く、矩形状の前面３８及び後面４０における幅ｗを携帯用電話機の本体ケース１８の幅よりもやや小さく設定するとともに、厚さｄを５ｍｍないしはそれ以下の薄板形状に構成している。
【００１６】
更に、外装用缶４２の材質としてアルミニウムの様な比重が小さい材質を使用するとともに、その肉厚を規格内で許容できる最小値に設定することによって、素電池全体として出来る限りの軽量化を図っている。かかる軽量小型化を行なっても、外装用缶４２の側面３０ないしはその近傍部分の形状は正確に維持されるが、充放電サイクルを通じて内圧が増加した際、その前面３８及び後面４０の中央部分であれば、０．３ｍｍ程度の突出は許容する様にしている。
【００１７】
一方、収納ケース３４は絶縁性を有する合成樹脂材で形成され、素電池２８の周囲をできるだけ密着して包囲することにより、外部から素電池２８を直接的に接触することを阻止する。
【００１８】
ここで収納ケース３４は、その肉厚を例えば０．６ｍｍあるいはそれ以下の出来るだけ小さく設定することにより、電池パック全体としての重量および容積の減少を図っている。一方、収納ケース３４としての強度が低下した分、素電池２８の側面３０又はその近傍部の様な比較的変形が少なく剛性が高い部分で収納ケース３４の内面と接着して両者を接合するとともに、素電池２８の外周面と収納ケース３４の内周面とをできるだけ密着させることにより、収納ケース３４それ自体の変形を許しながら、素電池２８の剛性を利用して、電池パック全体としての強度が維持できる様にしている。
【００１９】
本発明は上記した構成にあって更に、電池パック１２における携帯用電話機１０との接触位置における変形を阻止しながら、内蔵する素電池２８の変形を携帯用電話機１０の外周方向へ誘導することを特徴とする。
【００２０】
かかる特徴的な構成を実現するため、電池パック１２を構成する素電池２８と、収納ケース３４と、両者の接合保持材４６からなる３つの主要部材のうち、１または複数の部材の形状を、以下で詳述する様な所定形状に設定する様にしている。
【００２１】
先ず素電池２８にあっては、外装用缶４２における前面３８が膨れて中央部が突出するのを防止している。この防止方法としては、例えば図２（ａ）及び（ｂ）に例示する如く、外装用缶４２における膨れを防止すべき面３８の中央部分に予め製造段階で凹部４８を設けることにより、図２（ｃ）の様に例え缶内の圧力が増大して前面３８及び後面４０がその中央に膨み部４４が発生しても、携帯用電話機１０の装着面２４の方向へは凹部４８がその膨み部４４における変形を吸収し、収納ケース３４における接続面２６の中央が突出するのを防止する一方、収納ケース３４の外周面５０に対しては中央部を押して変形させる。
【００２２】
また、外装用缶４２における前面３８を後面４０より厚くするなどして剛性を異ならせることにより、缶内の圧力が増大した場合にあってもその増大の影響が剛性の小さい後面４０側に集中し、携帯用電話機１０との接触面２６の変形が防止される。
【００２３】
次に収納ケース３４における特徴的な構成は、上記した素電池２８の変形に対しては何らの対策を取ることなく、素電池２８の変形に対応して対向する収納ケース３４の内面上に、図３（ａ）及び（ｂ）に示す様に、素電池２８側の膨み部４４が嵌まる凹部５２を形成するものである。かかる凹部５２は、携帯用電話機１０との接触方向にのみ設け、他方の面は電池本体の膨張に連れて変形させることも可能であるが、図３（ｃ）の様に同様な凹部５２ａを設けてもよい。
【００２４】
また凹部５２は、素電池２８の膨れを吸収できるものであれば、その形状および形成位置は任意に設定することが可能であるが、球面の一部を構成する様に形成すれば、射出成型が容易に行なえるとともに、凹部５２の周縁における強度が維持される。
【００２５】
一方、上記した実施例における素電池２８と収納ケース３４間の接合保持材４６は、その厚みが無視できる程度に小さい両面テープ又は接着剤が使用される。しかしながら本実施例にかかる接合保持材４６は、図４および図５に例示する如く、外装用缶４２に発生する膨み部４４の高さに対応した例えば０．３ｍｍ程度の厚さを有する両面テープを使用している。
【００２６】
かかる接合保持材４６の形状は、図４に例示する如く、外装用缶４２の表面３８側における周縁部分を帯状に接合する矩形のリング状であって、図５に示す様に、中央部に設けた開口５４に素電池２８の膨み部４４が嵌まり、収納ケース３４の変形を防止する。
【００２７】
なお上記した実施例にあっては、小型電気機器１０の本体ケース１８における端部を切り欠いて電池パック１２を嵌める様に構成したが、中央部分を切り欠いたり、上下端に嵌めるものなど、その装着位置は限定されるものではない。
【００２８】
また収納ケース３４に内蔵する素電池２８は、アルミニウム缶を用いたリチウムイオン電池に限らず、その電池の種類、外観形状あるいは外装用缶４２の材質は適宜変更して実施できることは勿論である。また電池パック全体としての外観形状やその寸法は、適用する小型電気機器に対応させて変更される。
【図面の簡単な説明】
【図１】小型電気機器に対する電池パックの装着状態を示す斜視図である。
【図２】本発明を電池本体に実施した一例を示す説明図である。
【図３】本発明を収納ケースに実施した一例を示す説明図である。
【図４】本発明を接合保持材に実施した一例を示す斜視図である。
【図５】図４における動作状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  小型電気機器（携帯電話機）
１２  電池パック
１４  操作部
１６  表示部
１８  本体ケース
２０  小型電気機器の前面
２２  小型電気機器の裏面
２４  装着面
２６  接続面
２８  素電池２８
３０  素電池の側面
３２  保護回路
３４  収納ケース
３６  電極
３８  素電池の前面
４０  素電池の後面
４２  外装用缶
４４  膨み部
４６  接合保持材
４８  凹部
５０  電池パックの外周面
５１  間隙
５２  凹部
５４  接合保持材の開口
【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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