(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電プレート(6)を固定しているプリント基板(5)と、このプリント基板(5)の導電プレート(6)側に配設されてプリント基板(5)を定位置に保持する基板ホルダー(4)と、プリント基板(5)の導電プレート(6)にスポット溶接して連結しているリード板(7)を介してプリント基板(5)に連結している電池(3)を備え、
基板ホルダー(4)が、プリント基板(5)に設けている導電プレート(6)を囲む飛散防止囲い(13)を有し、この飛散防止囲い(13)で囲まれる内側に貫通部(13A)を設けて、この貫通部(13A)でリード板(7)を導電プレート(6)にスポット溶接しているパック電池。
【請求項２】
基板ホルダー(4)が、プリント基板(5)の導電プレート(6)以外の部分を被覆する形状である請求項１に記載されるパック電池。
【請求項３】
プリント基板(5)と基板ホルダー(4)と電池(3)を外装ケース(1)に収納しており、電池(3)が薄型の角型電池で、角型電池の封口板(3B)と外装ケース(1)との間にプリント基板(5)と基板ホルダー(4)を収納すると共に、プリント基板(5)を角型電池の封口板(3B)に直交する姿勢で収納している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項４】
プリント基板(5)の導電プレート(6)にスポット溶接されるリード板(7)にＰＴＣ素子(15)を連結している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項５】
プリント基板(5)に固定している導電プレート(6)にリード板(7)をスポット溶接し、このリード板(7)でプリント基板(5)を電池(3)に接続するパック電池の製造方法において、
プリント基板(5)の導電プレート(6)を設けている面に、導電プレート(6)を囲む飛散防止囲い(13)を有し、この飛散防止囲い(13)の内側に貫通部(13A)を設けている基板ホルダー(4)をセットし、この基板ホルダー(4)の飛散防止囲い(13)でプリント基板(5)に設けている導電プレート(6)を囲む状態として、貫通部(13A)で導電プレート(6)にリード板(7)をスポット溶接して、リード板(7)を導電プレート(6)に連結するパック電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パック電池とその製造方法に関し、とくに電池とプリント基板とをリード板で連結しているパック電池とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パック電池は、外装ケースに電池とプリント基板を内蔵している。プリント基板は、出力端子や保護回路を実現する電子部品を固定している。プリント基板は、リード板を介して電池に接続される。プリント基板は、リード板を接続するために、導電プレートを固定している。導電プレートは、半田付けしてプリント基板に固定され、あるいは、プリント基板に印刷して設けられる。導電プレートとリード板は、半田付け又はスポット溶接して接続できる。スポット溶接は、簡単でしかもしっかりと外れないようにリード板を導電プレートに連結できる特長がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リード板をプリント基板にスポット溶接して連結すると、スポット溶接するときにスポット塵や半田ボールが周囲に飛散することがある。周囲に飛散するスポット塵等は、電子部品に付着して悪影響を与え、あるいは導電部に付着してショートさせる原因となる。このため、スポット塵や半田ボールは、パック電池の製造工程で歩留を低下させ、あるいは故障率を高くしてパック電池の信頼性を低下させる弊害がある。この弊害を解消するために、従来のパック電池は、リード板をスポット溶接した後、スポット塵や半田ボールを除去しているのが実状である。しかしながら、スポット塵や半田ボールを完全に除去するのは極めて難しくて手間がかかる。それは、プリント基板や電子部品にしっかりと付着すると共に、極めて狭い隙間等に侵入すると除去できなくなるからである。スポット塵や半田ボールを完全に除去していないパック電池は、故障率が高くなって信頼性が低下する。
【０００４】
スポット塵や半田ボールが飛散する弊害は、導電プレートの周囲に防護壁を設けて防止できる。ただ、現実のパック電池の製造工程において、導電プレートの周囲に防護壁を設けるのは極めて難しい。それは、全てのパック電池において、導電プレートの周囲に防護壁を設けるスペースがないからである。したがって、飛散したスポット塵や半田ボールは、スポット溶接した後に除去せざるを得ず、この処理に手間がかかっているのが実状である。
【０００５】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、専用の部材を設けることなく、リード板をプリント基板にスポット溶接するときに発生するスポット塵や半田ボールによる悪影響を極減し、信頼性を著しく向上できるパック電池とその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、導電プレート６を固定しているプリント基板５と、このプリント基板５の導電プレート６側に配設されてプリント基板５を定位置に保持する基板ホルダー４と、プリント基板５の導電プレート６にスポット溶接して連結しているリード板７を介してプリント基板５に連結している電池３とを備える。基板ホルダー４は、プリント基板５に設けている導電プレート６を囲む飛散防止囲い１３を有する。基板ホルダー４は、この飛散防止囲い１３で囲まれる内側に貫通部１３Ａを設けており、この貫通部１３Ａでリード線を導電プレート６にスポット溶接している。
【０００７】
基板ホルダー４は、プリント基板５の導電プレート６以外の部分を被覆する形状とすることができる。
【０００８】
本発明のパック電池は、好ましくは、プリント基板５と基板ホルダー４と電池３を外装ケース１に収納する。電池３は、薄型の角型電池とすることができる。このパック電池は、角型電池の封口板３Ｂと外装ケース１との間にプリント基板５と基板ホルダー４を収納すると共に、プリント基板５を角型電池の封口板３Ｂに直交する姿勢で収納する。さらに、本発明のパック電池は、プリント基板５の導電プレート６にスポット溶接されるリード板７にＰＴＣ素子１５を連結することができる。
【０００９】
本発明のパック電池の製造方法は、プリント基板５に固定している導電プレート６にリード板７をスポット溶接し、このリード板７でプリント基板５を電池３に接続する。プリント基板５の導電プレート６を設けている面に基板ホルダー４をセットする。この基板ホルダー４は、導電プレート６を囲む飛散防止囲い１３を有し、この飛散防止囲い１３の内側に貫通部１３Ａを設けている。この基板ホルダー４の飛散防止囲い１３でプリント基板５に設けている導電プレート６を囲む状態として、貫通部１３Ａで導電プレート６にリード板７をスポット溶接して、リード板７を導電プレート６に連結する。
【００１０】
【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とその製造方法を例示するものであって、本発明はパック電池とその製造方法を以下のものに特定しない。
【００１１】
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。
【００１２】
図１と図２に示すパック電池は、図３と図４に示すように、外装ケース１に電池組立２を入れている。外装ケース１は、プラスチック製の上ケース１Ａと下ケース１Ｂからなる。上ケース１Ａと下ケース１Ｂは同じ大きさの長方形で、周囲に沿って周壁を一体的に成形している。上ケース１Ａと下ケース１Ｂは互いに周壁を連結して、内部に電池組立２を収納する。外装ケース１は、下ケース１Ｂに電極窓１０を開口している。この電極窓１０は、電池組立２に固定している出力端子を外部に表出させる。したがって、電極窓１０は、出力端子の位置に配設している。電極窓１０から外部に表出される出力端子は、パック電池を装着する電気機器の電源端子に接続される。
【００１３】
電池組立２は、図４と図５の分解斜視図に示すように、電池３にリード板７を介してプリント基板５を連結している。電池３は薄型の角型電池である。角型電池は、１個のリチウムイオン二次電池である。このパック電池は、容積に対する充電容量を大きくできる特長がある。ただ、本発明のパック電池は、電池３を角型電池に特定せず、円筒型電池も使用できる。また、外装ケースには複数の電池を収納することもできる。さらに、電池には、リチウムイオン二次電池に代わって、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。
【００１４】
外装ケース１は、電池３を収納する状態で、プリント基板５と基板ホルダー４を収納する収納スペース８を有する。いいかえると、プリント基板５と基板ホルダー４は、この収納スペース８に嵌着される状態で収納される。電池組立２は、電池３にプリント基板５と基板ホルダー４を連結して一体化されている。したがって、電池組立２の外形は外装ケース１の内形にほぼ等しく、電池組立２は外装ケース１内にガタガタと移動しない状態で収納される。
【００１５】
プリント基板５は、電池３の封口板３Ｂに対して直角な姿勢となるように電池３に連結される。さらに、プリント基板５は、図６において下ケース１Ｂの内面に接近して配設される。下面に固定している出力端子９を下ケース１Ｂの電極窓１０から外部に表出させるためである。図においてプリント基板５の上面には空隙ができる。この空隙に基板ホルダー４が配設され、基板ホルダー４でプリント基板５を定位置に保持している。プリント基板５は、基板ホルダー４と対向する面に導電プレート６を固定している。
【００１６】
図４と図５の電池組立２は、プリント基板５を２枚のリード板７で電池３に連結し、プリント基板５の導電プレート６側に基板ホルダー４を配設している。プリント基板５は、リード板７をスポット溶接して連結するために、図において上面に導電プレート６を固定している。導電プレート６は、ニッケル板、あるいはニッケルメッキした金属板で、プリント基板５に半田付けして固定される。ただ、導電プレートは、金属薄膜をプリント基板に印刷して固定することもできる。図のプリント基板５は長方形で、電池３の外装缶３Ａの長さにほぼ等しい長さに裁断されている。＋−の出力端子９を固定しているプリント基板５は、電池３の正負の電極に接続する必要がある。図のプリント基板５は、両端部分にふたつの導電プレート６を固定している。電池３の正負の電極に接続されるプリント基板５は、少なくともふたつ、すなわち複数の導電プレート６を固定し、各々の導電プレート６をリード板７で電池３に接続する必要がある。
【００１７】
さらに、プリント基板５は、図示しないが、電池の保護回路を実現する電子部品も固定している。これ等の電子部品は、導電プレート６を固定している側、すなわち基板ホルダー４と対向する面、図５においては上面に固定される。プリント基板５は、図５において下面に出力端子９を固定している。出力端子９は、導電プレート６と同じようにニッケル板、あるいはニッケルメッキした金属板で、プリント基板５に半田付けして固定される。
【００１８】
基板ホルダー４は、全体をプラスチックで一体的に成形している。基板ホルダー４は、プリント基板５と上ケース１Ａ内面と電池３とで囲まれる空隙に嵌入される大きさに成形される。この基板ホルダー４は、ふたつの機能を有する。第１の機能は、プリント基板５を定位置に保持することである。図３と図４に示す基板ホルダー４は、プリント基板５の位置と姿勢のずれを阻止して、プリント基板５を定位置に決められた姿勢で保持する。さらに、図３と図４の基板ホルダー４は、プリント基板５側、図において下面に突出する位置決凸部１１を設けている。位置決凸部１１は、プリント基板５に設けられた位置決凹部１２に嵌入されて、プリント基板５が基板ホルダー４の表面に沿って移動するのを阻止する。この基板ホルダー４は、プリント基板５をとくに位置ずれしないように保持できる特長がある。ただ、基板ホルダーには必ずしも位置決凸部を設ける必要はない。リード板７で電池３に連結されたプリント基板５は、電池３とプリント基板５と上ケース１Ａ内面とで移動しないように定位置に嵌着できるからである。リード板７は、図３と図４の矢印Ａ、Ｂで示すプリント基板５の表面を含む面内での位置ずれを阻止するが、リード板７を折曲させる方向の姿勢変化を阻止するのは難しい。リード板７が折曲される方向の姿勢変化は基板ホルダー４で阻止できる。さらに、基板ホルダー４は、上ケース１Ａの内面の空隙に嵌入されて、プリント基板５の矢印Ａ、Ｂ方向の位置ずれも少なくする。
【００１９】
基板ホルダー４の第２の機能は、スポット塵や半田ボールが飛散するのを防止することである。プリント基板５の導電プレート６にリード板７をスポット溶接するとき、スポット塵や半田ボールが周囲に飛散する。基板ホルダー４は、この飛散を有効に防止して、これが原因で発生する故障を防止する。この機能を実現するために、基板ホルダー４は、プリント基板５に設けている導電プレート６を囲む飛散防止囲い１３を有する。基板ホルダー４は、図４〜図７に示すように、飛散防止囲い１３の内側を両面に貫通させて貫通部１３Ａを設けている。貫通部１３Ａに溶接電極を挿入して、リード板７が導電プレート６にスポット溶接される。さらに、以上の図に示す基板ホルダー４は、プリント基板５の導電プレート６以外の部分をカバー部４Ａで被覆している。カバー部４Ａのある基板ホルダー４は、スポット塵や半田ボールがプリント基板５に付着するのを理想的な状態で阻止できる特長がある。カバー部４Ａが導電プレート６以外の部分を被覆するからである。ただし、本発明のパック電池は、導電プレートを囲む飛散防止囲いでスポット塵や半田ボールの飛散を防止できるので、必ずしも導電プレート以外の部分をカバー部で被覆する必要はない。
【００２０】
図に示す基板ホルダー４は、２枚の対向プレート４Ｂをカバー部４Ａで平行に連結すると共に、対向プレート４Ｂの両端を端部プレート４Ｃで連結する形状に成形している。この基板ホルダー４は、対向プレート４Ｂの幅を電池３の厚さにほぼ等しくしている。電池３の封口板３Ｂと対向する対向プレート４Ｂは、凸部電極３Ｃを嵌入する嵌入凹部１４を設けている。嵌入凹部１４に電池３の凸部電極３Ｃを嵌入して、基板ホルダー４は電池３の定位置に連結される。さらに、２枚の対向プレート４Ｂは、プリント基板５の両側に位置し、カバー部４Ａの両端と端部プレート４Ｃとの間を貫通部１３Ａとしている。この基板ホルダー４は、飛散防止囲い１３を、２枚の対向プレート４Ｂとカバー部４Ａと端部プレート４Ｃで構成する。
【００２１】
以上の構造のパック電池は、以下のようにして組立られる。
(1)  電池３の正負の電極に、リード板７の一端がスポット溶接して連結される。片方のリード板７は、ＰＴＣ素子１５を連結している。
(2)  リード板７の他端がプリント基板５の導電プレート６に接触され、この状態でプリント基板５に基板ホルダー４が重ねられる。基板ホルダー４は、位置決凸部１１をプリント基板５の位置決凹部１２に入れて、プリント基板５の定位置に連結される。この状態で、基板ホルダー４は、飛散防止囲い１３で導電プレート６の周囲を囲み、導電プレート６は基板ホルダー４の貫通部１３Ａに位置する。
(3)  基板ホルダー４の貫通部１３Ａに溶接電極が挿入される。この溶接電極は、先端でリード板７を導電プレート６に押し付ける。溶接電極が、リード板７と導電プレート６に大電流を流して、リード板７を導電プレート６にスポット溶接する。この工程で電池組立２が完成する。
(4)  電池組立２が下ケース１Ｂに入れられる。この状態で、プリント基板５に固定している出力端子９は、下ケース１Ｂの電極窓１０に位置する。下ケース１Ｂに上ケース１Ａが連結されて外装ケース１が閉塞される。上ケース１Ａと下ケース１Ｂは、周壁を溶着あるいは接着して連結され、あるいは上ケースと下ケースをネジ止して連結する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のパック電池とその製造方法は、専用の部材を設けることなく、リード板をプリント基板にスポット溶接するときに発生するスポット塵や半田ボールによる悪影響を極減し、信頼性を著しく向上できる特長がある。それは、本発明のパック電池とその製造方法が、導電プレートを固定しているプリント基板の導電プレート側に基板ホルダーを配設すると共に、この基板ホルダーには導電プレートを囲む飛散防止囲いを設けており、この基板ホルダーの飛散防止囲いでプリント基板に設けている導電プレートを囲む状態として、飛散防止囲いの内側の貫通部でスポット溶接しているからである。本発明のパック電池とその製造方法は、基板ホルダーに設けた飛散防止囲いで、スポット塵や半田ボールが飛散するのを有効に阻止するので、これらの除去処理にかかる手間を極減して極めて能率良く製造できる。また、スポット塵や半田ボールの飛散が原因で発生する故障等を有効に防止できるので、製品の信頼性を高くできる。とくに、本発明は、プリント基板を定位置に保持する基板ホルダーに飛散防止囲いを設けて、スポット塵や半田ボールの飛散防止部材に併用するので、省スペースに配設できると共に、部品点数を減らして製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図
【図２】本発明の他の実施例にかかるパック電池の斜視図
【図３】図１に示すパック電池の分解斜視図
【図４】図２に示すパック電池の分解斜視図
【図５】図３に示す電池組立の分解斜視図
【図６】図１に示すパック電池の断面図
【図７】図３に示す電池組立の拡大斜視図
【符号の説明】
１…外装ケース          １Ａ…上ケース          １Ｂ…下ケース
２…電池組立
３…電池                ３Ａ…外装缶            ３Ｂ…封口板
３Ｃ…凸部電極
４…基板ホルダー        ４Ａ…カバー部          ４Ｂ…対向プレート
４Ｃ…端部プレート
５…プリント基板
６…導電プレート
７…リード板
８…収納スペース
９…出力端子
１０…電極窓
１１…位置決凸部
１２…位置決凹部
１３…飛散防止囲い      １３Ａ…貫通部
１４…嵌入凹部
１５…ＰＴＣ素子
【図１】
0003738202.tif 000002
【図２】
0003738202.tif 000003
【図３】
0003738202.tif 000004
【図４】
0003738202.tif 000005
【図５】
0003738202.tif 000006
【図６】
0003738202.tif 000007
【図７】
0003738202.tif 000008