(57)【要約】【課題】のりなどの接着材料を使用しないで、所定の位置に確実に固定することができる、絶縁材および電池パック、電池パックの製造方法を提供する。【解決手段】回路基板２の中央付近から導出した２本のリード７は、それぞれ絶縁紙３の中央付近に設けた２つの孔１１を挿通し、回路基板２と電池セル１と間に配置した絶縁紙３を固定するようにしている。絶縁紙３は、両端部に設けられた切り欠きと、中央付近にリード７を挿通する孔と、孔から絶縁紙３の外縁につながる、折れ線状に設けられた切り込みとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられたこと
を特徴とする絶縁材。
【請求項２】
上記２以上の異なる方向を有する形状が、折れ線状を含む形状であること
を特徴とする請求項１記載の絶縁材。
【請求項３】
外装ケースと、
回路基板および電池セルと、
上記回路基板と上記電池セルとの間にあり、上記回路基板から導出されたリードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられた絶縁材と、
を具備し、
上記孔を挿通したリードが、上記孔と上記切り込みとがつながる部分の方向とは異なる方向に折り曲げられており、
上記絶縁材が、上記リードの折り曲げられた部分と、上記回路基板との間に挟まれて固定されたこと
を特徴とする電池パック。
【請求項４】
上記２以上の異なる方向を有する形状が、折れ線状を含む形状であること
を特徴とする請求項３記載の電池パック。
【請求項５】
上記孔と上記切り込みとがつながる部分の方向とは異なる方向が、上記孔と上記切り込みとがつながる部分の方向に対して反対方向であること
を特徴とする請求項３記載の電池パック。
【請求項６】
上記外装ケースが、上記絶縁材を固定するリブを有すること
を特徴とする請求項３記載の電池パック。
【請求項７】
外装ケースと、
回路基板および電池セルと、
上記回路基板と上記電池セルとの間にあり、上記回路基板から導出されたリードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられた絶縁材と、を具備する電池パックの製造方法であって、
上記絶縁材の上記切り込みによって分断された一対の部分を、上記リードの径より大きくなるような間隔をもつようにずらして、上記リードを上記孔に挿通する工程を有すること
を特徴とする電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁材および電池パック、電池パックの製造方法に関する。さらに詳しくは、電池セルと回路基板および回路基板から導出されたリードとの間を絶縁する絶縁材およびこれを用いた電池パック、電池パックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）といった携帯電子機器が普及し、その電源として高電圧、高エネルギー密度、軽量といった利点を有するリチウムイオン二次電池が広く使用されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、正極にコバルト酸リチウムなどのリチウム複合酸化物、負極にグラファイトなどの炭素材料、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの炭酸エステル系の有機溶媒にＬｉＰＦ6などの電解質塩を溶解した電解液を用いた二次電池である。リチウムイオン二次電池は、電池セルと電子部品を実装したプリント基板とがともに外装ケースに収容された電池パックの形態で、例えば、ノート型パーソナルコンピュータなどに使用されている。
【０００４】
電池パックでは、電子部品を実装した回路基板と、電池セル間およびリード線とのショートを防止するため、絶縁が必要になる。回路基板と電池セルとの間に十分なスペースがあれば、バッテリーケースにモールドの隔壁を設けることで絶縁することができるが、実際にはスペースが限られていることが多く、部分的にしか隔壁を設けられない場合がある。
【０００５】
このような場合、絶縁紙を、回路基板と電池セルとの間に配置して、回路基板と電池セルおよびリードとを絶縁する。絶縁紙は、のりなどの接着材料付きのものを用い、位置がずれないように、接着材料で回路基板に固定する。
【０００６】
図６に、のり付きの絶縁紙を回路基板に貼り付けて固定した電池パックの一例を示す。この電池パックは、電池セル１０１および回路基板１０２と、電池セル１０１と回路基板１０２と間に配置される絶縁紙１０３と、が外装ケース１０４に収容された構成を有する。回路基板１０２は、ＩＣ（Integrated Circuit）などの電子部品１０５を実装して、保護回路、制御回路を形成している。回路基板１０２からは、電池セル１０１の端部に設けられたタブ１０６に接続するリード１０７が導出している。
【０００７】
絶縁紙１０３は、図７に示すように、両端にリード逃げ用の切り欠きと、中央付近にリード逃げ用のＵ字状の溝１１１とが設けられており、その片面にはのり１０８を有する。回路基板１０２の両端から導出した２本のリード１０７は、リード逃げ用の切り欠きを通り、タブ１０６に接続している。回路基板１０２の中央付近から導出した２本のリード１０７は、リード逃げ用の溝１１１を通り、タブ１０６に接続している。
【０００８】
絶縁紙１０３は、回路基板１０２に実装した電子部品１０５に貼り付けることによって、固定している。この電池パックでは、絶縁紙１０３により、電池セル１０１が回路基板１０２やリード１０７に接触することを防止し、電池セル１０１が、回路基板１０２やリード１０７に接触して生じる電池セル１０１の外部短絡を防止できる。
【０００９】
また、例えば、特許文献１には、接着材料付きの絶縁紙を回路基板に貼り付けて固定した電池パックとして、外装ケースと、この外装ケース内に封装された二次電池と、二次電池の充放電を制御する回路基板および保護素子を具備し、二次電池と回路基板および／または保護素子と間にシート状絶縁部材を配設してなる電池パックであって、シート状絶縁部材は、二次電池に接する面に粘着層を有し、この粘着層がストライプ状に配された構成とされたものが開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２３７２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、のり付きの絶縁紙では、所定の位置からずれた状態で貼ってしまう貼りずれの問題があった。また、貼りずれが生じた場合や修理の際には、貼り付けた絶縁紙を剥がす必要があるが、一度貼り付けた絶縁紙を剥がすと粘着力が低下してしまうため、絶縁紙の再利用が困難であった。一方、のりなしの絶縁紙では、電池パックを組み立てる際などに、絶縁紙が所定の位置からずれ易くなる問題があった。
【００１２】
したがって、この発明の目的は、のりなどの接着材料を使用しないで、所定の位置に確実に固定することができる、絶縁材および電池パック、電池パックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、
リードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられたこと
を特徴とする絶縁材である。
【００１４】
第２の発明は、
外装ケースと、
回路基板および電池セルと、
回路基板と電池セルとの間にあり、回路基板から導出されたリードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられた絶縁材と、
を具備し、
孔を挿通したリードが、孔と切り込みとがつながる部分の方向とは異なる方向に折り曲げられており、
絶縁材が、リードの折り曲げられた部分と、回路基板との間に挟まれて固定されたこと
を特徴とする電池パックである。
【００１５】
第３の発明は、
外装ケースと、
回路基板および電池セルと、
回路基板と電池セルとの間にあり、回路基板から導出されたリードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられた絶縁材と、を具備する電池パックの製造方法であって、
絶縁材の切り込みによって分断された一対の部分を、リードの径より大きくなるような間隔をもつようにずらして、リードを孔に挿通する工程を有すること
を特徴とする電池パックの製造方法である。
【００１６】
第１の発明〜第３の発明では、絶縁紙に、リードを挿通する孔から外縁につながる切り込みが、２以上の異なる方向を有する形状で設けられているので、孔を挿通したリードが絶縁材から外れにくい。
【００１７】
第２の発明では、孔を挿通したリードが、孔と切り込みとがつながる部分の方向とは異なる方向に折り曲げられており、絶縁材を、リードの折り曲げられた部分と、回路基板との間に挟んで固定するので、絶縁材の位置ずれが生じにくい。
【００１８】
第３の発明では、絶縁材の切り込みによって分断された一対の部分を、リードの径より大きくなるような間隔をもつようにずらして、リードを孔に挿通するので、容易にリードを孔に挿通できる。
【００１９】
第１の発明〜第２の発明は、２以上の異なる方向を有する形状が折れ線状を含む形状であることが、よりリードを外れにくくできる点から好ましい。
【００２０】
第２の発明は、孔と切り込みとがつながる部分の方向とは異なる方向が孔と切り込みとがつながる部分の方向に対して反対方向であることが、リードが孔から切込みに、より移動しにくくなり、絶縁紙の位置ずれをより生じにくくできる点から好ましい。
【００２１】
第２の発明は、外装ケースが絶縁材を固定するリブを有することが、絶縁材をさらにリブで固定することでより確実に位置ずれを防止できる点から好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、のりなどの接着材料を使用しなくても、所定の位置に確実に固定することができる、絶縁材および電池パック、電池パックの製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態による電池パックの一例の構成を示す。この電池パックは、例えば、ノート型パーソナルコンピュータなどの電子機器などに設けられた装着部に装着され、電子機器などに対して、所定の電力を安定して供給することが可能なものである。
【００２４】
図１に示すように、この電池パックは、電池セル１と、電池セル１に隣接した回路基板２と、電池セル１と回路基板２との間に配された絶縁紙３と、が外装ケース４に収容された構成を有する。
【００２５】
電池セル１は、例えば、円筒型形状のリチウムイオン二次電池などである。なお、電池セル１の形状は、円筒型に限定されず、角型などであってもよい。
【００２６】
回路基板２は、ＩＣなどの電子部品５が実装されて、保護回路、制御回路を形成している。回路基板２からは、電池セル１の端部に設けられたタブ６に接続するリード７が導出している。リード７は、例えば絶縁性樹脂とで被覆された線状の導電性金属などからなる。
【００２７】
回路基板２は、リード７を介して、直列に接続した３個の電池セル１それぞれに接続している。なお、電池セル１の個数は、３個に限定されず、１個、２個または４個以上の複数個であってもよく、複数個の電池セル１が並列に接続していてもよい。
【００２８】
絶縁紙３は、例えば、不燃紙などのシート状の絶縁材料からなり、回路基板２の一主面を覆うような大きさを有する。絶縁紙３によって、電池セル１が回路基板２やリード７に接触することを防止し、電池セル１が、回路基板２やリード７と接触して起こる電池セル１の外部短絡を防止できる。
【００２９】
絶縁紙３は、図２に示すように、両端部に設けられた切り欠きと、中央付近に設けた２つの孔１１と、孔１１から絶縁紙３の外縁につながる切り込み１２とを有する。
【００３０】
絶縁紙３の両端に設けられた切り欠きはリード逃げ用であり、この切り欠きには、回路基板２の両端部から導出した２本のリード７が通っている。
【００３１】
中央付近に設けた２つの孔１１には、回路基板２の中央付近から導出した２本のリード７がそれぞれ挿通している。挿通した２本のリード７は、回路基板２と電池セル１と間に配置した絶縁紙３を固定するようにしている。
【００３２】
具体的には、例えば、中央付近の２つの孔１１を挿通した２本のリード７は、図３に示すように、孔１１と切り込み１２とがつながる部分Ｐの方向とは異なる方向Ｌに折り曲げられており、絶縁紙３を、リード７の折り曲げられた部分と回路基板２との間に挟んで、固定している。
【００３３】
リード７が方向Ｌに折り曲げられているのは、孔１１と切り込み１２とがつながる部分Ｐの方向と同じ方向に折り曲げると、リード７が孔１１から切込み１２に移動しやすくなってしまい、絶縁紙３がずれ易くなってしまうからである。方向Ｌは、孔１１と切り込み１２とがつながる部分Ｐの方向とは反対方向であることが、リード７が孔１１から切込み１２に、より移動しにくくなり、絶縁紙３の位置ずれをより生じにくくできる点から好ましい。
【００３４】
切り込み１２は、折れ線状で設けられている。折れ線状は、２以上の異なる方向を有する形状であるため、振動などでリード７が孔１１からずれても、絶縁紙３からは外れにくい。切り込み１２の形状は、折れ線状に限らず、２以上の異なる方向を有する形状であればよく、このような形状としては、例えば、曲線状、または折れ線状と曲線状の組み合わせ、直線状と曲線状との組み合わせた形状などが挙げられる。なかでも、折れ線状を含む形状は、角を有するため、特にリード７が外れにくいので好ましい。
【００３５】
なお、孔１１の径は、リード７の径に応じて規定し、例えば、リード７が通るのに若干のゆとりがあればよい。切り込み１２は、切り込み１２によって分断された一対の部分の間隔が、リード７の径より小さいものであればよい
【００３６】
絶縁紙３の切り込み１２によって分断された一対の部分は、ずらすことができる。例えば、電池パックの組み立て工程において、図４に示すように、絶縁紙３の切り込み１２によって分断された一対の部分のうちの一部を回路基板２に対して反対方向にめくるようにして、絶縁紙３の切り込み１２によって分断された一対の部分が、リード７の径より大きくなるような間隔をもつようにずらし、リード７を分断された一対の部分の間を通してまたは直接、孔１１に挿通するようにする。このようにすることで、孔１１にリード７を挿通する作業が容易になる。
【００３７】
また、孔１１からリード７を取り外す際も、同様に、絶縁紙３の切り込み１２によって分断された一対の部分を、絶縁紙３の切り込み１２によって分断された一対の部分が、リード７の径より大きくなるような間隔をもつようにずらすことによって、作業が容易になる。
【００３８】
外装ケース４は、例えば、ポリカーボネートやＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂などの絶縁性樹脂などからなり、例えば、箱状のものである。外装ケース４は、図５に示すように、絶縁紙３を固定するリブ２１を設けるようにしてもよい。
【００３９】
外装ケース４にリブ２１を設けた電池パックでは、絶縁紙３を、リード７の曲げられた部分と電子部品５を実装した回路基板２との間、およびリブ２１と回路基板２との間に挟んで固定している。外装ケース４に絶縁紙３を固定するリブ２１を設けた電池パックでは、リード７の曲げられた部分と回路基板２との間で挟む固定に加え、リブ２１と回路基板２と間に挟んで固定しているので、より確実に絶縁紙３を固定できる。
【００４０】
この発明の一実施形態による電池パックでは、絶縁紙３に、リード７を挿通する孔１１から外縁につながる、少なくとも２以上の異なる方向を有する形状の切り込み１２を、設けているので、孔１１を挿通したリード７が絶縁紙３から外れにくい。
【００４１】
また、この発明の一実施形態による電池パックでは、孔１１を挿通したリード７が、孔１１と切り込み１２とがつながる部分Ｐの方向とは異なる方向Ｌに折り曲げられており、絶縁紙３をリード７の折り曲げられた部分と回路基板２との間に挟んで固定するので、孔１１からリード７がずれにくく、絶縁紙３の位置ずれが生じにくい。
【００４２】
さらに、この発明の一実施形態による電池パックでは、回路基板２とリード７とが接続される位置で絶縁紙３を固定できるので、絶縁紙３の位置決めが容易となる
【００４３】
さらに、この発明の一実施形態による電池パックでは、リード７の曲げを利用して絶縁紙３と回路基板２とを挟むことで、絶縁紙３を固定する。切り込み１２は、２以上の異なる方向を有する形状で設けることによって、簡単にリード７が外れるのを防ぐことができる。
【００４４】
さらに、この発明の一実施形態による電池パックでは、リード７の曲げ方向の反対側にリード７を挿通する孔１１につながる切り込み１２を設けることで、切り込み１２とリード７との干渉を防ぎ、確実に絶縁紙３を固定できるようにする。
【００４５】
さらに、一実施形態による電池パックでは、のりなどの接着材料なしでも絶縁紙３を所定の位置に確実に固定できるため、絶縁紙３を回路基板２と電池セル１との間に固定するために接着材料を必要としないので、コストダウンすることができる。
【００４６】
さらに、一実施形態による電池パックでは、絶縁紙３を所定の位置に確実に固定するための接着材料を必要としないので、製造時の貼りずれが生じない。また、メンテナンスも容易であり、メンテナンス後も絶縁紙３を繰り返し再利用できる。なお、従来ののり付きの絶縁紙では、取り外しを行うと粘着性が低下などするため、再利用が困難であった。例えば、不良が生じた場合において検査する際に、貼り付けた絶縁紙をはがす必要がある。貼り付けた絶縁紙はのりで接着しているため、はがす際に破れてしまい使用できなくなる。また、絶縁紙が破れないようにするためには、リードのハンダをとったりしないといけなかった。
【００４７】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、絶縁紙に設けられたリードを挿通する孔は、丸形に限定されず、リードを挿通でき、若干のゆとりがあれば形状は限定されない。
【００４８】
また、一実施形態による電池パックでは、電池セルとして、円筒形のリチウムイオン二次電池を用いた例について説明したがこれに限定されず、負極にリチウム金属を用いたリチウム金属電池や、ニッケル水素電池、ニッカド電池などのような他の種類の電池セルを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明の一実施形態による電池パックの構成の一例を示す略線図である。
【図２】この発明の一実施形態による電池パックに用いる絶縁紙の構成を示す略線図である。
【図３】この発明の一実施形態による電池パックに用いる絶縁紙の固定状態を説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施形態による電池パックの製造工程を説明するための略線図である。
【図５】この発明の一実施形態による電池パックの外装ケースの一例の構成を示す略線図である。
【図６】従来の電池パックの一例の構成を示す略線図である。
【図７】のり付きの絶縁紙の構成を示す略線図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・電池セル
２・・・回路基板
３・・・絶縁紙
４・・・外装ケース
５・・・電子部品
６・・・タブ
７・・・リード
１１・・・孔
１２・・・切り込み
２１・・・リブ
【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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