(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース(10)に薄型電池(11)を収納してなる電池パックであって、ケース(10)内に、薄型電池(11)の広幅表面(12)と対向して、回路基板(15)を収納する収納スペース(13)と、この収納スペース(13)の両端部であって、ケース(10)内側に突出して電気機器(30)に嵌合するための嵌合用凹部(14)とを設け、収納スペース(13)に、回路基板(15)を定位置に保持する基板ホルダー(16)を収納し、基板ホルダー(16)が薄型電池(11)の広幅表面(12)と平行な平面部(16A)と、この平面部(16A)に垂直な支持部(16B)とを有し、平面部(16A)を広幅表面(12)に接近して配設してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
ケース(10)に薄型電池(11)を収納してなる電池パックであって、ケース(10)内に、薄型電池(11)の広幅表面(12)と対向して、回路基板(15)を収納する収納スペース(13)と、この収納スペース(13)の両端部であって、ケース(10)内側に突出して電気機器(30)に嵌合するための嵌合用凹部(14)とを設け、ケース(10)が嵌合用凹部(14)を設けている底ケース(10B)と、この底ケース(10B)が開口部を閉塞している本体ケース(10A)からなり、本体ケース(10A)と底ケース(10B)に設けている周壁(19)の開口端面を超音波溶着し、底ケース(10B)が底面に端子窓(22)を開口しており、この端子窓(22)近傍の周壁(19)を外側に突出させて凸部周壁(27)を設けており、凸部周壁(27)は底ケース(10B)と本体ケース(10A)の両方の周壁(19)に設けられて、底ケース(10B)と本体ケース(10A)に設けている凸部周壁(27)の開口端面を超音波溶着していることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
複数の薄型電池(11)を積層した積層電池群をケース(10)に収納して、この積層電池群の外形をほぼ直方体形状としており、積層電池群の最外側の広幅表面(12)と対向して収納スペース(13)を設けている請求項１又は２に記載の電池パック。
【請求項４】
回路基板(15)が、ケース内面から離れて薄型電池(11)の広幅表面(12)に接近する位置に、薄型電池(11)の広幅表面(12)と平行な姿勢で収納スペース(13)に収納されてなる請求項１又は２に記載される電池パック。
【請求項５】
凸部周壁(27)を電気機器(30)に嵌合する凸部に併用してなる請求項２に記載される電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の薄型電池を積層してケースに収納している電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の薄型電池を収納する電池パックは、円筒型電池の電池パックに比較するとスペース効率に優れている。円筒型電池が隙間なくケースに収納できないのに対し、薄型電池は無駄な隙間を設けることなく、積層してケースに収納できるからである。このため、薄型電池の電池パックはケースの容積に対する充電容量を大きくできる優れた特長がある。この特長が生かされて、薄型電池の電池パックが種々の用途に好んで使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電気機器の定位置に脱着できるように装着される電池パックは、ケースに嵌合用凹部を設けている。嵌合用凹部は、電気機器の装着部に設けた係止凸部を案内して、電池パックを定位置にしっかりと連結する。この電池パックは、ケースを嵌合用凹部の部分で内部に突出させる必要がある。ところが、ケース内には、無駄な隙間ができないように薄型電池を収納する必要がある。ケースと薄型電池との間に無駄な隙間を設けると、ケースの外形が大きくなるからである。したがって、ケースと薄型電池との隙間は極めて狭く、嵌合用凹部を設けるために、ケース内に突出できるスペースはない。このため、ケースに嵌合用凹部を設けためには、ケースと薄型電池との間に隙間を設ける必要があり、ケースの外形が大きくなってしまう。
【０００４】
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、できるかぎり外形を小さくして嵌合用凹部を設けると共に、嵌合用凹部によってできるスペースを有効に利用して回路基板を収納して、コンパクトにできる電池パックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、ケース１０に薄型電池１１を収納している。ケース１０内には、薄型電池１０の広幅表面１２と対向して、回路基板１５を収納する収納スペース１３と、この収納スペース１３の両側部であってケース１０内側に突出して電気機器３０に嵌合するため嵌合用凹部１４とを設けている。
【０００６】
ケース１０には複数の薄型電池１１を積層して収納することができる。薄型電池１１を積層している積層電池群は、その外形をほぼ直方体形状としている。この電池パックは、積層電池群の最外側の広幅表面１２と対向するように収納スペース１３を設ける。
【０００７】
本発明の電池パックは、収納スペース１３に、回路基板１５を定位置に保持する基板ホルダー１６を収納することができる。基板ホルダー１６は、好ましくは、薄型電池１１の広幅表面１２と平行な平面部１６Ａと、この平面部１６Ａに垂直な支持部１６Ｂとを備え、平面部１６Ａを広幅表面１２に接近して配設することができる。
【０００８】
収納スペース１３は、ケース内面から離れて薄型電池１１の広幅表面１２に接近する位置に、薄型電池１１の広幅表面１２と平行な姿勢で回路基板１５を収納することができる。
【０００９】
ケース１０は、嵌合用凹部１４を設けている底ケース１０Ｂと、この底ケース１０Ｂが開口部を閉塞している本体ケース１０Ａとで構成し、本体ケース１０Ａと底ケース１０Ｂに設けている周壁１９の開口端面を超音波溶着して連結することができる。
【００１０】
さらに、本発明の電池パックは、底ケース１０Ｂの底面に端子窓２２を開口すると共に、この端子窓２２近傍の周壁１９を外側に突出させて凸部周壁２７を設けることができる。この凸部周壁２７は、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａの両方の周壁１９に設けると共に、凸部周壁２７の開口端面を超音波溶着して連結することができる。さらに、この凸部周壁２７は、電気機器３０に嵌合する凸部に併用することができる。
【００１１】
【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電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。
【００１２】
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。
【００１３】
図１ないし図６に示す電池パックは、複数の薄型電池１１を積層している積層電池群をケース１０に収納している。積層電池群は外形をほぼ直方体としている。図の電池パックは、４つの薄型電池１１を積層してなる積層電池群をケース１０に収納している。４つの薄型電池１１は、２個を直列に接続して、直列に接続している２個の電池を並列に接続している。ただ、電池パックは、ケースに収納している全ての電池を直列に接続し、あるいは並列に接続することもできる。さらに、電池パックは、図７に示すように、２個の薄型電池１１を積層している積層電池群をケース７１０に収納し、あるいは図示しないが、３個または５個以上の薄型電池を積層している積層電池群をケースに収納し、あるいはまたひとつの薄型電池をケースに収納することもできる。なお、図７の実施例において、図１ないし図６に示す実施例と同じ構成要素については、上１桁を除く下桁に同一番号を付している。
【００１４】
薄型電池１１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の二次電池である。図の薄型電池１１は、外装缶の両面にある広幅面の両側を、コーナー部を湾曲する両側面で連結しているが、両側面全体を湾曲させたり、また湾曲面が小さいほぼ矩形状とする角型電池も使用できる。
【００１５】
ケース１０は、内部に無駄な隙間を設けることなく薄型電池１１を収納できるように、縦横の内幅を、薄型電池１１の長さと横幅にほぼ等しくしている。ケース１０の横方向の内幅は、図５の断面図に示すように、薄型電池１１の横幅よりもわずかに広くして、薄型電池１１の両側面をケース内面に接近させている。また、ケース１０の縦方向の内幅は、図６の断面図に示すように、薄型電池１１の長さよりもわずかに広くして、薄型電池１１の両端面である電極を設けている端面とその反対側の底面とをケース１０の内面に接近させている。
【００１６】
さらに、ケース１０は、薄型電池１１の広幅表面１２と対向すると共に、ケース１０のひとつの端面に接近する位置に収納スペース１３を設けている。図５と図６の電池パックは、上下に積層している最下段の薄型電池１１の下面と対向して、回路基板１５を収納する収納スペース１３と、この収納スペース１３の両側部であって、ケース１０の内側に突出して電気機器３０に嵌合するための嵌合用凹部１４を設けている。嵌合用凹部１４は、電池パックを電気機器３０に装着するとき、図２と図５の鎖線で示すように、ここに電気機器３０の装着部３１に設けている係止凸部３２を案内して、電池パックを電気機器３０に外れないように装着する。これ等の図の電池パックは、鎖線で示す位置まで電気機器３０の装着部３１に挿入される。すなわち、ふたつの薄型電池１１と収納スペース１３を電気機器３０の内部に収納して、ふたつの薄型電池１１を電気機器３０の外側に突出させる。
【００１７】
嵌合用凹部１４は、収納スペース１３の両側にあって、ケース１０の内側の収納スペース１３に突出するように設けている。この収納スペース１３の深さ（Ｄ）は、嵌合用凹部１４を設けることができ、かつ回路基板１５を収納できる寸法に設計される。回路基板１５は、電池の保護回路等を実現する電子部品１８を実装するプリント基板である。
【００１８】
図の電池パックは、嵌合用凹部１４を設けることでケース１０の内面に突出している突出部１７の上面を、薄型電池１１の広幅表面１２とほぼ同一面としている。この電池パックは、突出部１７の上面で薄型電池１１の位置ずれを阻止できる特長がある。図において薄型電池１１が降下すると、最下段の薄型電池１１が突出部１７に当接して、降下が阻止されるからである。
【００１９】
図の電池パックは、収納スペース１３に基板ホルダー１６を配設している。基板ホルダー１６は、回路基板１５を収納スペース１３の定位置に保持する。図の基板ホルダー１６は、プラスチックの成形品で、薄型電池１１の広幅表面１２である底面と平行な平面部１６Ａと、この平面部１６Ａに垂直な支持部１６Ｂとを一体的に成形して設けている。基板ホルダー１６は、垂直の支持部１６Ｂよりも平面部１６Ａを薄く成形して撓みやすくしている。この基板ホルダーを収納スペースに配設している電池パックは、充電時などに薄型電池の中央部が膨らんだときに、その膨らみによる薄型電池の変形を収納スペースで吸収できる。基板ホルダーの水平部が収納スペースの内部で無理なく変形するからである。回路基板１５は、支持部１６Ｂに間に配設されて、基板ホルダー１６の定位置に装着される。さらに、図示しないが、基板ホルダーに一対の弾性変形爪を一体的に成形して設け、この弾性変形爪で回路基板を保持して定位置に装着することもできる。さらに、回路基板を基板ホルダーにネジ止して、定位置に連結することもできる。
【００２０】
図の基板ホルダー１６は、平面部１６Ａを広幅表面１２である薄型電池１１の底面に接近するようにして収納スペース１３に配設して、この平面部１６Ａに回路基板１５を装着している。この図の電池パックは、回路基板１５を有効に保護してケース１０に収納できる。回路基板１５をケース内面から離して、薄型電池１１の広幅表面１２に接近して配設しているからである。この電池パックは、回路基板１５をケース１０の底面から離して収納スペース１３の内部に内蔵しているので、ケース１０の底面に作用する衝撃が回路基板１５に直接に伝達されない。ただ、図示しないが、回路基板は、図においてケースの底面に接近して、収納スペースに配設することもできる。
【００２１】
ケース１０はプラスチックの成形品で、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａからなる。底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａは、周壁１９を一体的に成形して設けている。底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａの周壁１９は、開口端面の全体形状を同じ形状の四角形としている。四角形の開口端面が連結されて、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａの内部に薄型電池１１と基板ホルダー１６と回路基板１５を内蔵している。周壁１９の開口端面は、超音波溶着して連結される。超音波溶着してしっかりと連結するために、一方の開口端面には凸条２０を、他方の開口端面には凸条２０を案内する縦溝２１を設けている。縦溝２１に凸条２０を入れる状態で、開口端面を超音波振動させて溶着している。
【００２２】
図のケース１０は、底ケース１０Ｂに嵌合用凹部１４を設けている。この底ケース１０Ｂが本体ケース１０Ａの開口部を閉塞している。図の電池パックは、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａの境界を広幅表面１２に近い位置としている。この電池パックは、本体ケース１０Ａに積層している薄型電池１１を収納して、本体ケース１０Ａの開口端面に底ケース１０Ｂを超音波溶着して組み立てできる。
【００２３】
底ケース１０Ｂは、底面に端子窓２２を開口している。端子窓２２は、電池パックの出力端子２３を外部に表出させるための開口部である。出力端子２３は、金属板で、図６の断面図に示すように、端子ホルダー２４を介して回路基板１５に固定される。出力端子２３は、底ケース１０Ｂの内面と同一平面に配設される。電池パックを電気機器３０に装着するとき、出力端子２３は電気機器３０の接続端子（図示せず）に電気接続される。接続端子は、弾性的に出力端子２３を押圧して接触不良を少なくできる。接続端子に押圧される出力端子２３は、位置ずれしやすくなる。この弊害を阻止するために、図６の電池パックは、底ケース１０Ｂにストッパ２５を設けている。ストッパ２５は、回路基板１５の上面に接触する位置に突出して設けられて、回路基板１５が押し上げられるのを阻止する。出力端子２３は、回路基板１５に固定しているので、回路基板１５が押し上げられないと出力端子２３も移動しない。
【００２４】
図８は、出力端子８２３の移動を阻止する他の構造を示す。この電池パックは、本体ケース８１０Ａに設けたストッパ８２５を、上下方向に長いリブ形状としている。このストッパ８２５は、上方に向かって次第に低くしている。このストッパ８２５は、基板ホルダー８１６の先端から上方に向かって突出している先端突出部８２６に当接する位置に配設している。この電池パックは、ストッパ８２５で基板ホルダー８１６の上昇を阻止して端子ホルダー８２４の上昇を阻止する。このため、端子ホルダー８２４に固定している出力端子８２３が押し上げられても位置ずれすることがない。したがって、図６と図８に示すストッパ２５、８２５を設けている電池パックは、出力端子２３、８２３を位置ずれしないよう配置して接触不良を少なくできる特長がある。なお、図８の実施例において、図１ないし図６に示す実施例と同じ構成要素については、上１桁を除く下桁に同一番号を付している。
【００２５】
端子窓２２を開口している底ケース１０Ｂは、端子窓２２の近傍で、周壁１９をしっかりと超音波溶着するのが難しくなる。図６において、端子窓２２を開口している底ケース１０Ｂの周壁１９の下端面は幅が狭いので、ここを超音波ホーンで押圧して超音波振動できないからである。この弊害を解消するために、図の電池パックは、図３と図６に示すように、端子窓２２の近傍の周壁１９を外側に突出させて凸部周壁２７を設けている。凸部周壁２７は、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａの両方の周壁１９に設けている。この底ケース１０Ｂは、図６の一点鎖線で示すように、凸部周壁２７の突出部を超音波ホーン４０で押圧して、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａに設けている凸部周壁２７の開口端面をしっかりと超音波溶着できる。このため、底ケース１０Ｂと本体ケース１０Ａに設けている周壁１９の全周をしっかりと超音波溶着できる特長がある。さらに、周壁１９に設けた突出周壁１９は、図２に示すように、電気機器３０の装着部３１に設けている嵌合凹部３３に案内することができる。この構造の電池パックは、電気機器３０にしっかりと装着できる特長がある。
【００２６】
図２と図５の鎖線で示すように、電池パックの一部を電気機器３０から突出するように装着される電池パックは、周壁１９の全周をしっかりと連結することが大切である。それは、図２の矢印Ａで示すように斜め方向の衝撃を受けたときに、端子窓２２の近傍の周壁１９がしっかりと連結されないと、超音波溶着している周壁１９の開口端面が剥離されるからである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の電池パックは、できるかぎり外形を小さくしながら嵌合用凹部を設けることができると共に、嵌合用凹部によってできるスペースを有効に利用して回路基板をコンパクトに収納できる特長がある。それは、本発明の電池パックが、ケースに収納している薄型電池の広幅表面に対向して収納スペースを設けており、この収納スペースの両側部に嵌合用凹部を設けると共に、この収納スペースに回路基板を収納しているからである。このように、薄型電池の広幅表面に対向して設けられる収納スペースは、ケースの内側に突出するように嵌合用凹部を設けながら、嵌合用凹部によってできるスペースを利用して回路基板を収納できる。したがって、この電池パックは、ケースと薄型電池との間に無駄な隙間を設けることなく、ケースの外形を小さくできる。とくに、本発明の電池パックは、ケースの縦横の内幅を、薄型電池を収納できるが、薄型電池の外幅にほぼ等しくしているので、ケースの外形を極限まで小さくしながら理想的に嵌合用凹部を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる電池パックの正面図
【図２】図１に示す電池パックの側面図
【図３】図１に示す電池パックの平面図
【図４】図１に示す電池パックの底面図
【図５】図４に示す電池パックのＡ−Ａ線断面図
【図６】図４に示す電池パックのＢ−Ｂ線断面図
【図７】本発明の他の実施例にかかる電池パックの横断面図
【図８】ストッパの他の一例を示す要部拡大断面図
【符号の説明】
１０…ケース            １０Ａ…本体ケース      １０Ｂ…底ケース
１１…薄型電池
１２…広幅表面
１３…収納スペース
１４…嵌合用凹部
１５…回路基板
１６…基板ホルダー      １６Ａ…平面部          １６Ｂ…支持部
１７…突出部
１８…電子部品
１９…周壁
２０…凸条
２１…縦溝
２２…端子窓
２３…出力端子
２４…端子ホルダー
２５…ストッパ
２６…先端突出部
２７…凸部周壁
３０…電気機器
３１…装着部
３２…係止凸部
３３…嵌合凹部
４０…超音波ホーン
【図１】
0003851142.tif 000002
【図２】
0003851142.tif 000003
【図３】
0003851142.tif 000004
【図４】
0003851142.tif 000005
【図５】
0003851142.tif 000006
【図６】
0003851142.tif 000007
【図７】
0003851142.tif 000008
【図８】
0003851142.tif 000009