(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防水機能を有する電池パックにおいて、機器との接続端子部用の開口を有する電池パック外装材、電池および充放電制御回路を有する回路基板からなる内蔵部品からなり、内蔵部品は機器との接続端子部を除く部分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層によって被覆され、少なくとも一部の機器との接続端子の周囲は、平坦な熱可塑性樹脂層上に防水部材を設けて電池パック外装材と接触するとともに電池パック外装材の周囲は密閉され、高温異常時に電流を遮断するＰＴＣ素子は電池電極とともに熱可塑性樹脂層に被覆した防水部材によって被覆されたものであって、熱可塑性樹脂層がポリウレタン、熱可塑性ポリアミド樹脂のいずれかで構成されたものであることを特徴とする防水機能を有する電池パック。
【請求項２】
前記素子がＰＴＣ素子であることを特徴とする請求項１記載の防水機能を有する電池パック。
【請求項３】
内蔵部品上に形成した熱可塑性樹脂層が射出成形によって形成されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の防水機能を有する電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水機能を有する電池パックに関するものであり、とくに携帯電話等に用いられる充放電制御回路部品と電池からなる内蔵部品を有し、電池パックの壁面に設けた導電接続端子によって電池パック使用機器との間で導電接続を形成するた防水機能を有する電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の携帯型の電子機器に用いられるリチウムイオン電池、ポリマーリチウム電池は、電池単体で用いられることは少なく、電池の端子が短絡された場合等の過大な電流が流れた際、あるいは電池が高温度になった場合に通電を遮断する安全装置等とともに合成樹脂製の筺体に収納した電池パックとし携帯電話等の電子機器に装着している。
【０００３】
携帯電話等は屋外で使用されることが多く、電池パック使用機器本体の防水性能を高めることが行われている。防水機能を有する電池使用機器に装着する電池パックは勿論、電池使用機器本体が防水機能を有さない場合においても、誤って電池パックを水中へ落下した場合にもその性能が損なわれないようにする防水機能を有する電池パックが求められている。
【０００４】
電池パックには、構成部材を合成樹脂で被覆したものが知られている。例えば、特開２０００−３１５４８３には、本願の発明と同様に壁面に導電接続端子を設けた電池パックが提案されている。しかしながら、回路基板に導電接続した正極端子および負極端子にホルダーを被せた状態で、被覆用の合成樹脂を流し込んで被覆するものであるので、電池パックが水没した場合にはホルダーとの隙間から水が浸入して回路基板に付着する可能性があった。
そこで、こうした外部回路との接続部分からの水の浸入を防止した電池パックとして、導電接続端子部の防水性を高める方法が考えられる。
【０００５】
図５は、従来の防水機能を高めた電池パックの内蔵部品の一例を説明する図であり、図５（Ａ）は、表面を示す図であり、図５（Ｂ）は裏面を示す図である。
電池パックの接続端子部の開口を有した上部筐体、下蓋筐体内に設ける内蔵部品を説明する図である。
内蔵部品４を構成する電池５はその周囲を合成樹脂製粘着テープ２０で被覆され、また、充放電制御回路基板６は、防水性合成樹脂層２３で被覆されている。充電器接続端子８の周囲には、粘着層を有する防水部材２１が貼り付けられており、また、同様に電池使用機器用接続端子９の周囲にも防水部材２２が貼り付けられていた。
【０００６】
ところが、携帯機器用の電池パックにおいては、小型軽量化するために、充電器接続端子あるいは電池使用機器接続端子は、回路基板上に形成した部品が使用されている。こうした部品では、回路基板上に設けた接続端子との接続のための回路パターンがその表面に存在しており、接続端子の周囲には、回路パターンによって凹凸が生じることは避けることができなかった。
このために、接続端子の周囲に貼り付けられた防水部材の表面にも凹凸が生じるので、防水部材の表面に形成された凹凸によって防水部材と、筐体の開口部との間での防水性能が低下することが避けられなかった。
また、内蔵部品の電池および充放電制御回路基板の処理工程が複雑であるために、手作業に頼らざるを得ず、生産性にも問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電池パックに防水機能を付与することを課題とするものであり、電池パック内部への水の浸入を防止することを課題とするものであり、万一浸入した場合においても電池パックとしての機能を保持することができる電池パックを提供することを課題とするものである。
そして、信頼性が高く品質が安定した製品を自動化した工程において製造が可能な防水機能を有する電池パックを提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、防水機能を有する電池パックにおいて、機器との接続端子部用の開口を有する電池パック外装材、電池および充放電制御回路を有する回路基板からなる内蔵部品からなり、内蔵部品は機器との接続端子部を除く部分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂層によって被覆され、少なくとも一部の機器との接続端子の周囲は、平坦な熱可塑性樹脂層上に防水部材を設けて電池パック外装材と接触するとともに電池パック外装材の周囲は密閉され、高温異常時に電流を遮断するＰＴＣ素子は電池電極とともに熱可塑性樹脂層に被覆した防水部材によって被覆されたものであって、熱可塑性樹脂層がポリウレタン、熱可塑性ポリアミド樹脂のいずれかで構成されたものである防水機能を有する電池パックによって解決することができる。
全ての機器との接続端子の周囲が、平坦な熱可塑性樹脂層上に防水部材を設けたものである前記の電池パックである。
充電器と接続する機器との接続用端子の周囲は、熱可塑性樹脂層を形成することなく防水部材を貼り付けた前記の電池パックである。
機器との接続用端子部が、絶縁性の基体上にパターン化されて形成したものである前記の電池パックである。
内蔵部品上に形成した熱可塑性樹脂層が射出成形によって形成された前記の防水機能を有する電池パックである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、電池パックの内蔵部品の防水および保護を、射出成形工程によって行うと共に、射出成形工程によって形成した平滑な表面上に防水部材を設けることによって防水部材の表面を平滑とすることができるので、防水部材と電池パックの筐体の開口部との間の防水性能を高めることが可能であることを見出したものである。
【００１０】
以下に図面を参照して、本発明を説明する。
図１は、本発明の防水機能を有する電池パックの一実施例を説明する図であり、分解斜視図である。
電池パック１は、電池パック外装体を形成する上部筐体２、および下蓋筐体３によって密閉された内部空間に内蔵部品４を有している。
内蔵部品４は、電池５とともに、充放電制御回路基板６、電池使用機器接続端子用基板７、充電器接続端子用基板８を有しており、それぞれ、接続端子を除いて熱可塑性樹脂層が形成されている。電池使用機器接続端子９の周囲には、電池使用機器接続端子防水部材１０が貼り付けられており、充電器接続端子用基板の裏面には、同様に充電器接続端子防水部材（図示せず）が粘着剤によって貼り付けられている。
また、内蔵部品４は、上部筐体２および下部筐体３の周囲が超音波溶接等の方法によって熱融着して封口される際に、防水部材が上部筐体、下部筐体と密着することによって電池使用機器接続端子用開口部１２、充電器接続端子用開口部１３は確実に封口されて充分な防水性能が得られる。
【００１１】
次に、本発明の防水機能を有する電池パックの製造方法について説明する。
図２は、内蔵部品の一実施例を説明する図であり、図２（Ａ）は、表面を示す図であり、図２（Ｂ）は裏面を示す図である。
内蔵部品４は、電池５の周囲に、充放電制御回路基板６、電池使用機器接続端子用基板７、充電器接続端子用基板８を有しており、それぞれ電池使用機器接続端子９、充電器接続端子１４が設けられている。
また、一方の電池電極１５と充放電制御回路基板６との間には、外部回路の短絡等によって電池反応の異常によって電池の温度が異常な高温度となった場合に電流を遮断するＰＴＣ素子１６が接続されている。
【００１２】
図３に、熱可塑性樹脂による被覆された内蔵部品を示し、図３（Ａ）は表面を、図３（Ｂ）は裏面を示す。
内蔵部品４の少なくとも一部には、斜線で示すように熱可塑性樹脂層１７が形成される。
熱可塑性樹脂層１７は、内蔵部品４を金型に装着して、熱可塑性樹脂を射出成形することによって、所望の領域に所定の厚さの膜厚で正確に形成することができる。
図に示した例では、充放電制御回路６は、熱可塑性樹脂によって完全に被覆されており、また、ＰＴＣ素子１６は、正常動作時におけるＰＴＣ素子の発熱によってＰＴＣ素子が動作しないようにするために、放熱性を高めるために防水性テープ１８によって電池電極１５と共に被覆されている。また、電池使用機器接続端子用基板７、充電器接続端子用基板８は、それぞれ接続端子部分を残して表面が平坦な熱可塑性樹脂層が形成されている。
【００１３】
充電器接続端子用基板８に形成されている導電パターンは、通電電流値の観点から電池使用機器接続端子用基板７に形成されている導電パターンに比べて、横幅が大きなものが形成されている。このために、充電器接続端子用基板８は、凹部の面積が小さなものとなるために、直接に充電器接続端子防水部材を貼り付けても表面に凹凸が生じない場合がある。この場合には、充電器接続端子用基板には、熱可塑性樹脂層を形成しなくても充分な防水性能を得ることが可能となる。
【００１４】
熱可塑性樹脂層としては、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等の熱融着性が良好な合成樹脂を用いることができるが、成形時の温度および圧力が低く、接着性能の大きなものが回路部品へ与える熱的、あるいは機械的な圧力等の影響が小さいので好ましい。また、成形が短時間で可能であり、粘度が小さく狭い部分にも容易に充填できるものが好ましい。
具体的には、ダイマー酸と各種のジカルボン酸、ジアミンとの反応によって得られる熱可塑性ポリアミド樹脂が好ましい。
【００１５】
射出成形によって熱可塑性樹脂層が形成された内蔵部品には、図４に示すように防水部材が貼り付けられる。
図４（Ａ）は、表面を説明する図であり、図４（Ｂ）は、裏面を説明する図である。
電池使用機器接続端子９の周囲には、電池使用機器接続端子防水部材１０が貼り付けられており、充電器接続端子８の周囲には、充電器接続端子防水部材１１が貼り付けられている。これらの防水部材としては、裏面に粘着材層を有し、防水性能が大きな合成樹脂製テープを用いることができる。
具体的には、応力分散して均一な密着面を形成するアクリル樹脂の発泡体を基材としたアクリルフォームテープ、ブチルゴム製の粘着テープ類を用いることができる。
以上のようにして得られた内蔵部品を、接続端子用の開口部を設けた上部筐体と下部筐体によって挟み込み、周囲を超音波溶接等の接合手段によって接合することによって、防水機能を有する電池パックを得ることができる。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明を説明する。
実施例１
縦４８ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ４ｍｍのリチウムイオン電池に、図２に示すように各部品を射出成形用金型内に配置し、電池使用機器接続端子用基板には、０．４ｍｍの厚さで被覆層を形成され、また充放電制御回路基板は完全に被覆されるように熱融着性ポリアミド樹脂（ヘンケルジャパン製  ＭＭ６２０８）を温度２００℃、圧力２．９ＭＰａ、時間３秒間で射出成形した。
次いで、電池使用機器接続端子の周囲、および充電器接続端子の周囲に、それぞれの端子部に相当する部分に開口部を形成した粘着剤層を有する厚さ０．４ｍｍのアクリルフォームテープ（スリーエム製）を貼り付けた後に、上部筐体および下部筐体で内蔵部品を挟み込み、上部筐体と下部筐体の周囲を超音波溶接を行って防水機能を有する電池パックを作製した。
得られた電池パックを水深１ｍの水中に２４時間放置した場合にも電池パックとしての機能に影響は生じなかった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の電池パックは、内蔵部品の所定の部分を熱可塑性合成樹脂を射出成形することによって被覆するとともに、少なくとも一部の外部回路との接続端子部の周囲に熱可塑性樹脂層を形成して平坦なものとした後に防水部材を配置し、上部筐体および下部筐体によって熱溶着したものであり、接続端子部での防水性能を高めることができ、優れた防水機能を有する電池パックを得ることができた。
また、射出成形を利用して内部部品を被覆すると共に、防水部材用の平坦な面を形成したので、手作業によらずに性能の優れた電池パックを製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の防水機能を有する電池パックの一実施例を説明する図である。
【図２】図２は、内蔵部品の一実施例を説明する図である。
【図３】図３は、熱可塑性樹脂による被覆された内蔵部品を示す。
【図４】図４は、射出成形によって熱可塑性樹脂層が形成された内蔵部品を説明する図である。
【図５】図５は、従来の防水機能を高めた電池パックの内蔵部品の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１…電池パック、２…上部筐体、３…下蓋筐体、４…内蔵部品、５…電池、６…充放電制御回路基板、７…電池使用機器接続端子用基板、８…充電器接続端子用基板、９…電池使用機器接続端子、１０…電池使用機器接続端子防水部材、１１…充電器接続端子防水部材、１２…電池使用機器接続端子用開口部、１３…充電器接続端子用開口部、１４…充電器接続端子、１５…電池電極、１６…ＰＴＣ素子、１７…熱可塑性樹脂層、１８…防水性テープ、２０…合成樹脂製粘着テープ、２１，２２…防水部材、２３…防水性合成樹脂層
【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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