電池パック
【課題】
素電池とリード板との素電池にリチウムイオンポリマー電池を用いる場合でも、比較的低コストで高容量、小型化・軽量化を図ることの可能な電池パックを提供することを目的とする。
【解決手段】
電池パック１において、ポリマー電池からなる扁平直方体状の素電池２Ａ、２Ｂをケース部材３の素電池収納部３０Ａ、３０Ｂに並設して収納する。基板収納部３０１に保護回路基板４をその基板本体４０の主面が素電池の主面と平行になるように収納する。基板収納部３０１において、基板４の周縁より外側に嵌合ツメ３４Ａ〜３４Ｃ、３５Ａ、３５Ｂを立設し、それぞれ基板ホルダー５の嵌合溝５３Ａ〜５３Ｃ、係合ツメ５４Ａ、５４Ｂの後端部５４０Ａ、５４０Ｂと嵌合させる。嵌合ツメ３４Ａ〜３４Ｃ、３５Ａ、３５Ｂの根元に連通孔３２Ａ〜３２Ｃ、３３Ａ、３３Ｂを設け、ケース部材の外部より前記嵌合状態を確認可能にする。
素電池とリード板との素電池にリチウムイオンポリマー電池を用いる場合でも、比較的低コストで高容量、小型化・軽量化を図ることの可能な電池パックを提供することを目的とする。
【解決手段】
電池パック１において、ポリマー電池からなる扁平直方体状の素電池２Ａ、２Ｂをケース部材３の素電池収納部３０Ａ、３０Ｂに並設して収納する。基板収納部３０１に保護回路基板４をその基板本体４０の主面が素電池の主面と平行になるように収納する。基板収納部３０１において、基板４の周縁より外側に嵌合ツメ３４Ａ〜３４Ｃ、３５Ａ、３５Ｂを立設し、それぞれ基板ホルダー５の嵌合溝５３Ａ〜５３Ｃ、係合ツメ５４Ａ、５４Ｂの後端部５４０Ａ、５４０Ｂと嵌合させる。嵌合ツメ３４Ａ〜３４Ｃ、３５Ａ、３５Ｂの根元に連通孔３２Ａ〜３２Ｃ、３３Ａ、３３Ｂを設け、ケース部材の外部より前記嵌合状態を確認可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池にリード板を介して回路基板を接続している電池パックにおいて、電池とリード板との接続強度検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、電動工具や電動アシスト自転車、さらには電動バイクやハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＰＥＶ）など広く用いられている。従来技術に係る電池パックは、１または複数の電池が、一対の電池ホルダによって、電池の延在方向において両端から挟み込むように収納し保持されることで、電池をホルダー内に正確に位置決めがなされ固定された状態の電池コアが構成される。この電池コアを外装ケース内に収納し、電池パックとしている。
さらに、電池ホルダの側面には、電池と電気的に接続されたリード板を介して電気的に接続された保護回路基板が配置されている。また、リード板は、複数の電池間を並列又は直列に接続している。このリード板表面と電池の両端に位置する電極との接続は、スポット溶接(シリーズスポット溶接、プロジェクションスポット溶接等)等の方法で溶接される。電池とリード板とのスポット溶接工程の後に、電池とリード板との接着が確実に行われたかどうかの検査工程を設ける必要がある。この検査工程を設けることで、電池とリード板との接着不良による不良品を的確に抽出することができ、電池とリード板との不接続に起因する問題を著しく改善することができ、電池パックの信頼性を向上させることができる。
【０００３】
そのため、図８に示すように特許文献１のような、電池パックは、電池１０１と、この電池１０１にリード板１０３を介して接続してなる回路基板１０２とを備え、電池パックは、リード板１０３の外周縁に、リード板１０３を溶接してなるクラッド板１１１との間に隙間１１３を設けるように折曲してなる剥離検査用の強制剥離部１１２を設けて、隙間１１３に対して剥離検査に使用する検査棒を１２０の先端をスムーズに挿入して、効率よく強制剥離検査ができる。以上の公報にあるように、電池１０１とリード板との溶接の良否を簡単かつ容易に、しかも迅速に検査できる電池パックは開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-76268
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の公報に記載される電池パックでは、強制剥離部は、リード板の外周縁に位置しており、リード板に接続されるクラッド板から離れるように折曲させることで隙間を形成している。そのため、リード板を折曲させる工程が必要となり加工費が高価となる。
また、リード板から強制剥離部は突出した構成となるため、強制剥離部が、回路基板に実装される電子部品間等の空隙スペースに適正に配置されない場合においては、リード板の厚み方向における最大寸法が増すこととなり、電池コアの最大外形が増すという課題がある。さらに、強制剥離部が、回路基板に実装される電子部品間等の空隙スペースに適正に配置させる構造は、多くの制約が課させるため、設計上の考慮すべき負担が多くなるという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、コストの増大及びリード板の厚み方向における最大寸法の増大を回避できる電池パックを提供することを目
的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の電池パックは、両端に正負の端部電極を有する複数の電池1を互いに平行な姿勢とし、かつ両端の端部電極を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ2と、この電池ホルダ2が収納している電池1の端部電極に接続されて、隣接する電池1を直列と並列に接続してなるリード板5を有している。また、電池ホルダ2は、複数の電池1を押通して、保持する保持筒１１の両端に支持側壁１２を一体的に成形しており、一対の支持側壁１２の対向する内側において保持筒１１を連結し電収納部４０を形成し、その支持側壁は、保持筒１１の外側において、電池１の端部電極を露出する開口部が設けられており、電池1が電池ホルダ２に収納配置されると、開口部から露出する端部電極とリード板5とを接続しており、支持側壁には、リード板5の電池１に接続される側の面と支持側壁の外部とが連通する空隙を設けるように検査用スリットが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２の電池パックは、開口部は、電池ホルダの支持側壁の外面から見て、凹設するように設けられており、さらに、一部の隣接する開口部の間には、支持側壁の外面から見て、凹設するように設けられたリード板収納溝が設けられ、リード板は、開口部とリード板収納溝に配置され、検査用スリットは、前記リード板収納溝の外縁と連続するように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３の電池パックは、検査用スリットは、支持側壁の外面から、隣接する両開口部及びリード板収納溝の外縁に向って傾斜するようにスリット傾斜面が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４の電池パックは、スリット傾斜面は、３つの異なる面が連結されて形成され、両端の２つの面は、支持側壁の外面から開口部及びリード板収納溝の外縁に向かって傾斜する平面であり、この２つの平面は、隣接する開口部にそれぞれ対向するように位置していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５の電池パックは、このリード板5に接続される回路基板6を備えている。また、この電池ホルダ2の一面に設けられた基板保持部によって、回路基板6が配置されて電池コアパック10となり、このコアパック10が外装ケース4に収納されてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６の電池パックは、基板保持部は、電池ホルダ２の保持筒１１の外面に凸設した基板保持リブを備えており、基板保持リブが、回路基板の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで回路基板が基板保持部に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電池パックでは、検査用スリットに対して、剥離検査に使用する検査棒の先端を挿入して、電池の端部電極とリード板との溶接強度を効率よく検査することができる。上記構成によって、検査用スリットをリード板の厚み方向に突出させることなく設けることができるため、リード板の厚み方向における最大寸法の増大を防止することができる。さらに、検査用スリットを電池ホルダの支持側壁の外面に設けることで、リード板に検査用スリットを設ける場合と比較し、折り曲げ工程等を行ってリード板を加工する必要が無く、コストを抑えることができる。
また、請求項２の電池パックにおいては、開口部は、電池ホルダの支持側壁の外面から見て、凹設するように設けられており、さらに、一部の隣接する開口部の間には、支持側壁
の外面から見て、凹設するように設けられたリード板収納溝が設けられ、リード板は、開口部とリード板収納溝に配置され、検査用スリットは、リード板収納溝の外縁と連続するように設けられている。この構成によって、リード板収納溝周辺の領域を有効利用することができる。すなわち、新たに検査用スリットを設けるための領域を支持側壁の外面に設ける必要が無いため、電池ホルダの拡張を防止することができる。
【００１４】
さらに、請求項３の電池パックにおいては、検査用スリットは、支持側壁の外面から、隣接する両開口部及びリード板収納溝の外縁に向って傾斜するようにスリット傾斜面が設けられている構成によって、一の検査用スリットに検査棒の先端を挿入することで、隣接する二つの端部電極とリード板との剥離検査を行うことができる。
【００１５】
また、請求項４の電池パックにおいては、スリット傾斜面は、３つの異なる面が連結されて形成され、両端の２つの面は、支持側壁の外面から開口部及びリード板収納溝の外縁に向かって傾斜する平面であり、２つの平面は、隣接する開口部にそれぞれ対向するように位置している構成によって、検査棒はそれぞれの平面に案内され、電池の端部電極とリード板とを接続する溶接箇所へ正確に位置決めを行い、配置されるという効果を備える。
【００１６】
さらに、請求項５の電池パックにおいて、回路基板が電池ホルダの一面に設けられた基板保持部に配置されることで、回路基板を確実に電池ホルダに固定することで電池のコアパックを形成することができ、このコアパックを外装ケースに収納することで内蔵される電池や回路基板を保護することができる。
【００１７】
また、請求項６の電池パックにおいては、基板保持部は、電池ホルダの保持筒の外面に凸設した基板保持リブを備えており、基板保持リブが、回路基板の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで回路基板が基板保持部に固定される構成によって、回路基板を正確に位置決めしながら、電池ホルダに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における電池パックの斜視図。
【図２】図１に示す電池パックの分解斜視図である。
【図３】図２に示す電池パックの左側面を前にした分解斜視図である。
【図４】図２に示す電池コアパックの左側面図である。
【図５】図２に示す電池コアパックの右側面図である。
【図６】（a）検査用スリットに検査棒を挿入し、溶接箇所を剥離検査している状態を示した斜視図である。(b)（a）における破線部を拡大した図である。
【図７】（a）検査用スリットに検査棒を挿入し、図６とは異なる溶接箇所を剥離検査している状態を示した斜視図である。(b)（a）における破線部を拡大した図である。
【図８】従来例における電池パックにおいて、剥離検査を行っている状態を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、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。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説
明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
【００２０】
本発明の電池パック３は、主として電子機器本体に装着されて、電子機器本体に電力を供給する。このような目的で使用される電池パック３には、複数の電池１を互いに平行な姿勢とし、かつ電池１両端に正負の異なる端部電極を備え、この端部電極を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ２と、この電池ホルダ２に収納している電池１の端部電極に接続されて、隣接する電池１を直列と並列に接続してなるリード板５とを備えている。とくに、本発明は、電池１とリード板５とのスポット溶接工程の後に、電池とリード板５との溶接の良否を検査棒を使用することで行う剥離検査に際して、最適な構成を備えている。以下、実施の形態として、複数の円筒形電池１の電極に接続されたリード板との剥離検査について記述するが、本発明の電池パック３は、この構成においてのみ使用されるものではない。
【００２１】
図１の電池パックの分解斜視が示すように、複数の電池１が端部電極を同一面に配置し、互いに平行な姿勢として、電池ホルダ２に配置され収納保持されている。電池ホルダ２は、素電池の両端部を挿入し、保持される電池保持部を有する。電池ホルダ２は絶縁材料であるプラスチック等の樹脂によって形成されているものとする。さらに、一対の電池ホルダ２の電池保持部１９を対向させて、連結させることで、電池１の端面以外の側面全体を覆うような電池収納部１９が形成されている。このように、一対の電池ホルダ２によって、複数の電池１は、収納保持される。
【００２２】
また、図１に示すように、電池コアパック１０は、多段多列に配置する複数の電池１を定位置に配置する電池ホルダ２と、各々の電池の端部電極に接続されているリード板５を介して接続している回路基板６を備える。さらに、図に示すように嵌合された一対の電池ホルダ２は６面体である直方体形状をしており、その上面に回路基板６を定位置に配置する基板保持部２０が設けられている。回路基板６と基板保持部２０とは、電池ホルダ２の保持筒１１の外面１１Aから凸設した基板保持リブ２２が、回路基板６の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで固定される。
【００２３】
以上のように、複数の電池１を電池ホルダ２で所定の位置に保持すると共に、回路基板６を基板保持部６Ｂに固定し、さらに、各々の電池１の端面に接続したリード板５を回路基板６に接続して電池コアパック１０となる。
【００２４】
図２及び図３に示すように、電池パック１は、第１ケース部材１１の上面にラッチ開口部４ＡＯが設けられ、このラッチ開口部４ＡＯから、ラッチ１６が出没自在に移動できるように、ラッチ１６が電池コアパック１０の側面に配置されている。ラッチ１６は、機器との係合のために設けられており、外部から力が加えられない状態では、図１に示すように、ラッチ開口部４Ａ０から上方に突出した状態となっている。
【００２５】
また、外装ケース４は、第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂからなり、図２及び図３に示すように電池コアパック１０の上下より第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂとが連結されることで電池コアパック１０を収納して、電池パック３としている。また、外装ケース４は、プラスチックを成形して製作されたものであるが、材質はプラスチックに限られず、放熱性を考慮してアルミ等の金属部材であっても良い。
【００２６】
電池１は、充電できるリチウムイオン二次電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる電池でとあれば良いものとする。さらに、
電池パック３は、電池１を円筒型電池とするが、角型電池とすることもできる。
電池のコアパック１０は、電池１を平行な姿勢として、多段多列に並べて電池ホルダ２に収納している。本実施例の電池パック３は、１段に７個及び６個の電池１を並べて、これを３段に配置して、２０個の電池１を電池ホルダ２に収納している。電池ホルダ２は、電池１の端部電極を両側の同一面に配置して露出させて、露出部で計１１枚の５種類に及ぶリード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅに接続されている。さらに、リード板５は、中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）と、出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）に分類されている。
図２及び図３の電池パック３では、１枚の中間リード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃによって４個の電池１が２直２並に接続されている。図４に示すように、電池コアパックの左側面図では、３種類の各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）のみが配置されている。また、４個の電池が接続される各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、上下３段、横２列に跨って配置された電池１に電気接続される。
【００２７】
図５に示すように、電池コアパック１０の右側面図では、２種類の出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）と、上記3種類の各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）が配置されている。それぞれ形状が異なるが、使用される各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）の数は、３枚と同数である。上記以外の他の２種類の出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）は、同列の1段目と３段目の上下２個の電池が並列に接続するための形状となっている。中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）全ての電池１の端部電極を回路基板６に接続して、各々の電池電圧を検出するために、回路基板６には、全てのリード板５の接続タブ５１を接続している。また、２種類の出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）は、組電池群の出力端子に接続される。さらに、１１枚の各々のリード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅが回路基板６に接続されることで、直列に接続されている。すなわち、実施例に係る電池パックは、１０直２並に接続されている。
【００２８】
本発明の電池パック３は、多段多列に配置する電池１の個数を特定するものでないが、電池を３段以上に配置することで並列に接続する電池１の個数を多くして出力電流を大きくできる。また、１段に配置される電池の個数を多くして直列に接続する電池１の個数を多くして出力電圧を高くできる。したがって、多段多列に配置する電池の個数を多くして、出力電力を大きくできる。
【００２９】
各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、回路基板６に接近する端部に、図２及び図３にあってはその上端に、回路基板６に接続される接続タブ５１を突出して設けている。この接続タブ５１にリード線が接続され、このリード線を介して回路基板に接続されている。接続タブ５１は、回路基板６に一端を接続している接続リード２１をハンダ付けして連結している。接続タブ５１は、接続リード２１を案内する案内孔５１Ａを設けている。この接続タブ５１は、有んない孔５１Ａに接続リード２１を挿入して半田付けして連結できるので、接続リード２１を強固に外れないように連結できる。一端を接続タブ５１に接続している接続リード２１は、その他端を回路基板６の貫通孔６Ａに挿入し、半田付けによって連結している。接続リード２１は、１本の金属線を使用して簡単に接続タブ５１を回路基板６に接続できる。ただ、多数の細線からなる寄線やリッツ線を使用することもできる。図の電池パック３は、接続リード２１を介してリード板５を回路基板６に接続しているが、リード板５の接続タブ５１を回路基板の内側に折曲して、接続タブ５１を直接に回路基板６に接続することもできる。
【００３０】
出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）は、中間リードよりも接続タブ５１が長く設けられている。特に、正極側となる出力用リード板５Ｄは、リード線を介さずに接続タブが、ヒューズ素子を介して回路基板６に直接接続されている。
また、負極側の出力端子５Ｅは、中間リード板と同様に、接続リード８を介して、回路基板に接続されている。
【００３１】
図２及び図３に示すように、接続リード８は、その一端を接続タブ５１の案内孔５１Ａに挿入されて、半田付けされることで、各リード板と電気接続及び機械的接続がなされている。さらに、一端が接続タブ５１の案内孔５１Ａに接続された接続リード２１は、電池ホルダ２の基板保持部２０がある面に突出するように設けられたリード線係合爪に挟まれるように位置決めされ、定位置に固定されている。定位置に固定されたリード線２１の他端は、電池ホルダ２の基板保持部２０に固定された回路基板６の貫通孔６Ａに挿入され、半田付けされることによって、回路基板６と電気的、機械的に接続されている。
【００３２】
回路基板６は、出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）と中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）とを介して素電池１に接続される。回路基板６は、各々の電池電圧を検出して、充放電の電流を制御する保護回路を実装している。保護回路は、電池１の充放電の電流をコントロールする半導体スイッチング素子を備えている。この保護回路は、いずれかの電池電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を遮断する半導体スイッチング素子をオフに切り換えて、放電電流を遮断する。また、いずれかの電池電圧が最高電圧よりも高くなると、充電を停止する半導体スイッチング素子をオフに切り換えて、充電を停止する。このように、各々の電池電圧を検出して、充放電をコントロールする保護回路を実装するパック電池は、電池１を保護しながら安全に使用できる。とくに、電池１をリチウムイオン電池とするパック電池は、各々の電池電圧を検出して、充放電の電流をコントロールすることで安全性を向上できる。さらに、回路基板６に実装される保護回路は、電池１の残容量を検出し、残容量で充放電をコントロールすることで、より安全性を向上できる。また、残容量を検出する保護回路は、検出する残容量を発光ダイオードなどで表示することもできる。
【００３３】
電池ホルダ２は、図２及び図３に示すように、電池１を挿通して保持する保持筒１１の両端に、支持側壁１２を一体的に成形して連結している。この電池ホルダ２は、一対の支持側壁１２の対向する内側に保持筒１１を設けて電池収納部１９としている。保持筒１１に電池１を入れて、電池１は定位置に保持される。この電池ホルダ２は、絶縁材を成形して製作される。電池ホルダ２を成形する絶縁材はプラスチックである。保持筒１１は、電池１を挿通する複数の挿通穴１３を貫通して設けている。電池ホルダ２は、保持筒１１の挿通穴１３に電池１を挿通して、複数の電池１を所定の位置に保持している。図の電池ホルダ２は、２０本の円筒型電池１を連結して保持するので、保持筒１１に２０個の挿通穴１３を設けている。２０個の挿通穴１３は、３段に並べて、上下段に７個、中段に６個設けている。さらに、図に示す保持筒１１は、隣接して配設している電池１の谷間に他の電池１を配設しており、複数段に配置する電池１を俵積みの状態で配設している。
【００３４】
図２及び図３に示す電池ホルダ２は、保持筒１１を軸方向の中間で２分割して、一対の支持側壁１２に一体的に成形して連結している。分割された保持筒１１の端部を支持側壁１２の内側に連結する形状に成形している。この電池ホルダ２は、保持筒１１の分割端が開口しており、この開口を挿通穴１３として電池１を挿入し、一対の支持側壁１２を連結して、複数の電池１を電池ホルダ２に収納している。
【００３５】
保持筒１１は、図２及び図３に示すように、電池１の表面のほぼ全周に沿う
筒状に挿通穴１３を開口している。ただ、保持筒１１は、必ずしも電池の全周に沿う筒状に挿通穴１３を開口する必要はない。さらに、電池ホルダ２は、支持側壁側１２の保持筒１１の一部が切り欠くように開口した温度センサー開口部を設けている。図９に示す電池ホルダ２は、最上段に位置する保持筒１１の上部に温度センサー開口部を設けている。この電池ホルダ２は、保持筒１１に設けた温度センサー開口部に温度センサー１８を配設して、電池１の温度を検出することができる。この電池パックは、温度センサー１８で電池温度を検出しながら、電池１の充放電を制御できる特徴がある。ただ、保持筒は、必ずしも温度センサー開口部を設ける必要はない。
【００３６】
図２及び図３に示すように、一対の支持側壁１２は、電池収納部１９ある保持筒１１の両端に位置して、互いに平行な姿勢で設けられている。支持側壁１２は、保持筒１１に対して直交する板状に成形されている。この支持側壁１２は、図２に示すように、外装ケース４の内形に沿う形状としている。すなわち、一対の支持側壁１２は、図２及び図３に示すように、外装ケース４の横断面における内面に沿う形状としている。また、各支持側壁１２は、その外周形状を、外装ケース４の縦断面における内形に沿う形状としている。一対の支持側壁１２は、図６（a）及び図７（a）に示すように、中央部に保持筒１１を設けて電池収納部１９とし、外周部に基板の基板保持部２０を設けている。この基板保持部２０は、一対の支持側壁１２の間に、回路基板６を収納するように設けられている。基板保持部２０は、保持筒１１の外面から凸設した基板保持リブ２２が、３個設けられている。この基板保持リブ２２は、回路基板の外周から切り欠くように形成された基板保持孔６Ｂに挿入される。基板保持孔６Ｂは、回路基板６の対向する二つの端辺のうち一方に２個、他方に1個設けられている。
【００３７】
図２及び図３に示すように、開口部１１Ａとは、支持側壁１２における保持筒１１の外側において、電池１の端部電極を露出するために形成されている。この開口部１１Ａは、電池１の端部電極の一部を、支持側壁１２の外面１２Ａ側に対して表出させている。開口部１１Ａの開口面は、支持側壁１２の外面１２Ａからみて凹設して設けられている。開口部１１Ａは、電池１の端部断面に合わせた円形状であり、開口部１１Ａの径は、電池１端面の径より小さくすることで、開口部１１Ａから電池１が抜け落ちないようにしている。すなわち、電池ホルダ２の電池収納部１９に配置された電池１とは、電池１端部が、開口部１１Ａの保持筒１１側の外縁と当接することで、定位置に保持され、固定されている。
【００３８】
リード板５は、図４及び図５に示すように、支持側壁１２の外面１２Ａ側に設けられた開口部１１Ａから表出する電池１の端部電極と２回スポット溶接されることで電気的、機械的に接続している。すなわち、１の端部電極は、４箇所の溶接箇所７でリード板５と接続されている。中間リード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、３段２列に分散している隣接する４つの電池を接続しており、出力用リード板５Ｄ、５Ｅは、上段と下段に配置される２つの電池を接続している。そのため、リード板５は、複数の開口部１１Ａ間を跨るように配置する必要がある。そこで、図３に示すように、電池１の端部電極に接続されたリード板５の面を水平に案内するリード板収納溝１１Ｂが支持側壁１２の外面１２Ａに凹設して設けられている。また、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、この支持側壁１２の外面１２Ａに設けられたリード板収納溝１１Ｂと開口部１１Ａにリード板５は、一定のクリアランスを設けた上で配置される。
【００３９】
図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、検査用スリット１４は、支持側壁１２の外面１２Ａから開口部１１Ａ及びリード板収納溝１１Ｂの外縁に向かって傾斜するようにスリット傾斜面１４Ａが設けられている。このスリット傾斜面１４Ａは、角度が25度〜30度であることが好ましい。このスリット傾斜面１４Ａのリード板収納溝１１Ｂ側の端部、すなわちスリット傾斜面１４Ａの内（下）側端部と、リード板の外縁との距離は、最大で3.0ｍｍの間隔があり、最小では0.05ｍｍである。また、他の実施形態として、スリット傾斜面１４Ａの上部にリード板５が突出するように、位置している場合であっても、検査棒９を溶接箇所７に挿入することができ、剥離検査を行うことができれば良い。これらの、角度及び寸法を適宜設計することで、リード板５の外形に対応して、検査用スリット１４の形状を自在に変更することができる。
【００４０】
図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、検査用スリット１４を設けることで、開口部１１Ａから表出する端部電極に接続されるリード板５の電池１に接続される側の面と支持側壁１２の外部とが連通する空隙を形成することができる。したがって、この検査用スリ
ット１４に先端が先細りとなった棒状である検査棒を挿入することで、支持側壁１２の開口部１１Ａから表出する端部電極とリード板５との溶接可否の確認をするための剥離検査を行うことができる。
【００４１】
剥離検査は、開口部１１Ａから表出する端部電極とリード板５とのスポット溶接がなされた付近のリード板５に対して、検査用スリット１４から挿入した検査棒９を端部電極側から当て、この箇所が作用点となる。支点は、検査棒９とスリット傾斜面１４Ａとの接点であり、力点は、検査棒９に所定の力を加える点となる。このように、検査用スリット１４から、検査棒９を挿入しリード板５と端部電極との剥離検査を行う。ただし、端部電極とリード板５との４つの溶接箇所７のすべてを検査する必要は無く、一部のスポット溶接箇所７を検査できれば剥離検査の効果は有効である。また、上記にあるスポット溶接箇所７付近に作用点を設けるとは、剥離検査の結果が確実性を有する範囲の意味である。
【００４２】
また、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、実施例におけるスリット傾斜面１４Ａは、隣接する二つの両開口部１１Ａの外縁に連続して形成される大きさである。すなわち、スリット傾斜面１４Ａのリード板収納溝１１Ｂ側の端部は、隣接する二つの両開口部１１Ａに跨るように形成されている。この構成によって、１の検査用スリット１４に検査棒９が挿入された際に、検査棒９は、スリット傾斜面１４Ａに案内され、隣接する２箇所の開口部１１Ａから表出する端部電極とリード板５との剥離検査を行うことができる。
【００４３】
さらに、実施例においては、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、１のスリット傾斜面１４Ａは、３つの異なる面が連結されて形成されている。３つの異なる面のうち、両端の２つの面は、支持側壁１２の外面１２Ａから開口部１１Ａ及びリード板収納溝１１Ｂの外縁に向かって傾斜する平面１２ａである。この両端の２つの平面を連結する中央の面は、支持側壁１２の外面に向けて広がる扇状の曲面１２ｂとなっている。
【００４４】
また、上記２つの各平面１２ａは、隣接する開口部１１Ａにそれぞれ対向するように位置している。この構成によって、検査棒９はそれぞれの平面に案内され、電池１の電極端部とリード板５とを接続する溶接箇所７へ正確に位置決めを行い、配置されるという効果を備える。すなわち、図６及び図７に示すように、一の検査用スリット１４において、異なる向きの二つの平面１２ａを利用することで、検査棒９を２箇所の溶接箇所７に挿入することができ、剥離検査を行うことができる。
【００４５】
ケース保持リブ２１は、電池ホルダ２の保持筒１１の外面に凸設して設けられている。基板保持部２０に回路基板６が配置された際、このケース保持ボス２１に、対応する回路基板６には、基板の厚み方向に貫通された基板保持孔６Ｂが設けられており、ケース保持ボス２１が、回路基板６から表出するようになっている。ケース保持ボス２１は、中央に円柱状のねじ嵌合孔を備える円柱形状のボスである。さらに、図１に示すように電池コアパック１０の上下方向から第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂとが対向するように配置され、電池コアパック１０を収納保持している。第一ケース４Ａの内面側には、ケース保持ボス２１に対向して連結されるケース側ボス（図示せず）が設けられている。ケース保持ボスと同様に、中央に円柱状のねじ嵌合孔を備える円柱形状のボスが設けられており、これらホルダユニット２Ａに一体的に設けられたケース保持ボス２１と第一ケース４Ａの内面から突出するように設けられたケース側ボス（図示せず）とが、ねじ嵌合孔を連結させた上で、ねじ螺合される。これによって、第一ケース４Ａは、電池コアパック１０に固定される。
【００４６】
第二ケース４Ｂは、第一ケース４Ａの開口端縁を合わせるように配置される。第一ケース４Ａが取り付けられた電池コアパック１０に、第二ケース４Ｂが配置され、第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂとは、ねじ螺合によって嵌合固定されることで、電池パック３を構
成している。
【符号の説明】
【００４７】
１…電池
２…電池ホルダ ２Ａ…ホルダーユニット
３…電池パック
４…外装ケース ４Ａ…第１ケース
４Ｂ…第２ケース
４ａ…開口窓
４ＡＯ…ラッチ開口部
５…リード板 ５Ａ…第１中間リード板
５Ｂ…第２中間リード板
５Ｃ…第３中間リード板
５Ｄ…第１出力用リード板
５Ｅ…第２出力用リード板
５ａ…案内孔
６…回路基板 ６Ａ…貫通孔
６Ｂ…基板保持孔
７…溶接箇所
８…接続リード
９…検査棒
１０…電池コアパック
１１…保持筒 １１Ａ…開口部
１１Ｂ…リード板収納溝
１２…支持側壁 １２Ａ…外面
１３…挿通穴
１４…検査用スリット １４Ａ…スリット傾斜面
１４ａ…平面
１４ｂ…曲面
１５…コネクタ
１６…ラッチ
１８…温度センサー
１９…電池収納部
２０…基板保持部
２１…ケース保持ボス
２２…基板保持リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池にリード板を介して回路基板を接続している電池パックにおいて、電池とリード板との接続強度検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックは、電動工具や電動アシスト自転車、さらには電動バイクやハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＰＥＶ）など広く用いられている。従来技術に係る電池パックは、１または複数の電池が、一対の電池ホルダによって、電池の延在方向において両端から挟み込むように収納し保持されることで、電池をホルダー内に正確に位置決めがなされ固定された状態の電池コアが構成される。この電池コアを外装ケース内に収納し、電池パックとしている。
さらに、電池ホルダの側面には、電池と電気的に接続されたリード板を介して電気的に接続された保護回路基板が配置されている。また、リード板は、複数の電池間を並列又は直列に接続している。このリード板表面と電池の両端に位置する電極との接続は、スポット溶接(シリーズスポット溶接、プロジェクションスポット溶接等)等の方法で溶接される。電池とリード板とのスポット溶接工程の後に、電池とリード板との接着が確実に行われたかどうかの検査工程を設ける必要がある。この検査工程を設けることで、電池とリード板との接着不良による不良品を的確に抽出することができ、電池とリード板との不接続に起因する問題を著しく改善することができ、電池パックの信頼性を向上させることができる。
【０００３】
そのため、図８に示すように特許文献１のような、電池パックは、電池１０１と、この電池１０１にリード板１０３を介して接続してなる回路基板１０２とを備え、電池パックは、リード板１０３の外周縁に、リード板１０３を溶接してなるクラッド板１１１との間に隙間１１３を設けるように折曲してなる剥離検査用の強制剥離部１１２を設けて、隙間１１３に対して剥離検査に使用する検査棒を１２０の先端をスムーズに挿入して、効率よく強制剥離検査ができる。以上の公報にあるように、電池１０１とリード板との溶接の良否を簡単かつ容易に、しかも迅速に検査できる電池パックは開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-76268
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の公報に記載される電池パックでは、強制剥離部は、リード板の外周縁に位置しており、リード板に接続されるクラッド板から離れるように折曲させることで隙間を形成している。そのため、リード板を折曲させる工程が必要となり加工費が高価となる。
また、リード板から強制剥離部は突出した構成となるため、強制剥離部が、回路基板に実装される電子部品間等の空隙スペースに適正に配置されない場合においては、リード板の厚み方向における最大寸法が増すこととなり、電池コアの最大外形が増すという課題がある。さらに、強制剥離部が、回路基板に実装される電子部品間等の空隙スペースに適正に配置させる構造は、多くの制約が課させるため、設計上の考慮すべき負担が多くなるという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、コストの増大及びリード板の厚み方向における最大寸法の増大を回避できる電池パックを提供することを目
的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の電池パックは、両端に正負の端部電極を有する複数の電池1を互いに平行な姿勢とし、かつ両端の端部電極を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ2と、この電池ホルダ2が収納している電池1の端部電極に接続されて、隣接する電池1を直列と並列に接続してなるリード板5を有している。また、電池ホルダ2は、複数の電池1を押通して、保持する保持筒１１の両端に支持側壁１２を一体的に成形しており、一対の支持側壁１２の対向する内側において保持筒１１を連結し電収納部４０を形成し、その支持側壁は、保持筒１１の外側において、電池１の端部電極を露出する開口部が設けられており、電池1が電池ホルダ２に収納配置されると、開口部から露出する端部電極とリード板5とを接続しており、支持側壁には、リード板5の電池１に接続される側の面と支持側壁の外部とが連通する空隙を設けるように検査用スリットが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２の電池パックは、開口部は、電池ホルダの支持側壁の外面から見て、凹設するように設けられており、さらに、一部の隣接する開口部の間には、支持側壁の外面から見て、凹設するように設けられたリード板収納溝が設けられ、リード板は、開口部とリード板収納溝に配置され、検査用スリットは、前記リード板収納溝の外縁と連続するように設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３の電池パックは、検査用スリットは、支持側壁の外面から、隣接する両開口部及びリード板収納溝の外縁に向って傾斜するようにスリット傾斜面が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４の電池パックは、スリット傾斜面は、３つの異なる面が連結されて形成され、両端の２つの面は、支持側壁の外面から開口部及びリード板収納溝の外縁に向かって傾斜する平面であり、この２つの平面は、隣接する開口部にそれぞれ対向するように位置していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５の電池パックは、このリード板5に接続される回路基板6を備えている。また、この電池ホルダ2の一面に設けられた基板保持部によって、回路基板6が配置されて電池コアパック10となり、このコアパック10が外装ケース4に収納されてなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６の電池パックは、基板保持部は、電池ホルダ２の保持筒１１の外面に凸設した基板保持リブを備えており、基板保持リブが、回路基板の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで回路基板が基板保持部に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電池パックでは、検査用スリットに対して、剥離検査に使用する検査棒の先端を挿入して、電池の端部電極とリード板との溶接強度を効率よく検査することができる。上記構成によって、検査用スリットをリード板の厚み方向に突出させることなく設けることができるため、リード板の厚み方向における最大寸法の増大を防止することができる。さらに、検査用スリットを電池ホルダの支持側壁の外面に設けることで、リード板に検査用スリットを設ける場合と比較し、折り曲げ工程等を行ってリード板を加工する必要が無く、コストを抑えることができる。
また、請求項２の電池パックにおいては、開口部は、電池ホルダの支持側壁の外面から見て、凹設するように設けられており、さらに、一部の隣接する開口部の間には、支持側壁
の外面から見て、凹設するように設けられたリード板収納溝が設けられ、リード板は、開口部とリード板収納溝に配置され、検査用スリットは、リード板収納溝の外縁と連続するように設けられている。この構成によって、リード板収納溝周辺の領域を有効利用することができる。すなわち、新たに検査用スリットを設けるための領域を支持側壁の外面に設ける必要が無いため、電池ホルダの拡張を防止することができる。
【００１４】
さらに、請求項３の電池パックにおいては、検査用スリットは、支持側壁の外面から、隣接する両開口部及びリード板収納溝の外縁に向って傾斜するようにスリット傾斜面が設けられている構成によって、一の検査用スリットに検査棒の先端を挿入することで、隣接する二つの端部電極とリード板との剥離検査を行うことができる。
【００１５】
また、請求項４の電池パックにおいては、スリット傾斜面は、３つの異なる面が連結されて形成され、両端の２つの面は、支持側壁の外面から開口部及びリード板収納溝の外縁に向かって傾斜する平面であり、２つの平面は、隣接する開口部にそれぞれ対向するように位置している構成によって、検査棒はそれぞれの平面に案内され、電池の端部電極とリード板とを接続する溶接箇所へ正確に位置決めを行い、配置されるという効果を備える。
【００１６】
さらに、請求項５の電池パックにおいて、回路基板が電池ホルダの一面に設けられた基板保持部に配置されることで、回路基板を確実に電池ホルダに固定することで電池のコアパックを形成することができ、このコアパックを外装ケースに収納することで内蔵される電池や回路基板を保護することができる。
【００１７】
また、請求項６の電池パックにおいては、基板保持部は、電池ホルダの保持筒の外面に凸設した基板保持リブを備えており、基板保持リブが、回路基板の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで回路基板が基板保持部に固定される構成によって、回路基板を正確に位置決めしながら、電池ホルダに固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における電池パックの斜視図。
【図２】図１に示す電池パックの分解斜視図である。
【図３】図２に示す電池パックの左側面を前にした分解斜視図である。
【図４】図２に示す電池コアパックの左側面図である。
【図５】図２に示す電池コアパックの右側面図である。
【図６】（a）検査用スリットに検査棒を挿入し、溶接箇所を剥離検査している状態を示した斜視図である。(b)（a）における破線部を拡大した図である。
【図７】（a）検査用スリットに検査棒を挿入し、図６とは異なる溶接箇所を剥離検査している状態を示した斜視図である。(b)（a）における破線部を拡大した図である。
【図８】従来例における電池パックにおいて、剥離検査を行っている状態を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、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。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説
明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
【００２０】
本発明の電池パック３は、主として電子機器本体に装着されて、電子機器本体に電力を供給する。このような目的で使用される電池パック３には、複数の電池１を互いに平行な姿勢とし、かつ電池１両端に正負の異なる端部電極を備え、この端部電極を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ２と、この電池ホルダ２に収納している電池１の端部電極に接続されて、隣接する電池１を直列と並列に接続してなるリード板５とを備えている。とくに、本発明は、電池１とリード板５とのスポット溶接工程の後に、電池とリード板５との溶接の良否を検査棒を使用することで行う剥離検査に際して、最適な構成を備えている。以下、実施の形態として、複数の円筒形電池１の電極に接続されたリード板との剥離検査について記述するが、本発明の電池パック３は、この構成においてのみ使用されるものではない。
【００２１】
図１の電池パックの分解斜視が示すように、複数の電池１が端部電極を同一面に配置し、互いに平行な姿勢として、電池ホルダ２に配置され収納保持されている。電池ホルダ２は、素電池の両端部を挿入し、保持される電池保持部を有する。電池ホルダ２は絶縁材料であるプラスチック等の樹脂によって形成されているものとする。さらに、一対の電池ホルダ２の電池保持部１９を対向させて、連結させることで、電池１の端面以外の側面全体を覆うような電池収納部１９が形成されている。このように、一対の電池ホルダ２によって、複数の電池１は、収納保持される。
【００２２】
また、図１に示すように、電池コアパック１０は、多段多列に配置する複数の電池１を定位置に配置する電池ホルダ２と、各々の電池の端部電極に接続されているリード板５を介して接続している回路基板６を備える。さらに、図に示すように嵌合された一対の電池ホルダ２は６面体である直方体形状をしており、その上面に回路基板６を定位置に配置する基板保持部２０が設けられている。回路基板６と基板保持部２０とは、電池ホルダ２の保持筒１１の外面１１Aから凸設した基板保持リブ２２が、回路基板６の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで固定される。
【００２３】
以上のように、複数の電池１を電池ホルダ２で所定の位置に保持すると共に、回路基板６を基板保持部６Ｂに固定し、さらに、各々の電池１の端面に接続したリード板５を回路基板６に接続して電池コアパック１０となる。
【００２４】
図２及び図３に示すように、電池パック１は、第１ケース部材１１の上面にラッチ開口部４ＡＯが設けられ、このラッチ開口部４ＡＯから、ラッチ１６が出没自在に移動できるように、ラッチ１６が電池コアパック１０の側面に配置されている。ラッチ１６は、機器との係合のために設けられており、外部から力が加えられない状態では、図１に示すように、ラッチ開口部４Ａ０から上方に突出した状態となっている。
【００２５】
また、外装ケース４は、第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂからなり、図２及び図３に示すように電池コアパック１０の上下より第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂとが連結されることで電池コアパック１０を収納して、電池パック３としている。また、外装ケース４は、プラスチックを成形して製作されたものであるが、材質はプラスチックに限られず、放熱性を考慮してアルミ等の金属部材であっても良い。
【００２６】
電池１は、充電できるリチウムイオン二次電池である。ただし、電池は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる電池でとあれば良いものとする。さらに、
電池パック３は、電池１を円筒型電池とするが、角型電池とすることもできる。
電池のコアパック１０は、電池１を平行な姿勢として、多段多列に並べて電池ホルダ２に収納している。本実施例の電池パック３は、１段に７個及び６個の電池１を並べて、これを３段に配置して、２０個の電池１を電池ホルダ２に収納している。電池ホルダ２は、電池１の端部電極を両側の同一面に配置して露出させて、露出部で計１１枚の５種類に及ぶリード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅに接続されている。さらに、リード板５は、中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）と、出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）に分類されている。
図２及び図３の電池パック３では、１枚の中間リード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃによって４個の電池１が２直２並に接続されている。図４に示すように、電池コアパックの左側面図では、３種類の各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）のみが配置されている。また、４個の電池が接続される各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、上下３段、横２列に跨って配置された電池１に電気接続される。
【００２７】
図５に示すように、電池コアパック１０の右側面図では、２種類の出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）と、上記3種類の各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）が配置されている。それぞれ形状が異なるが、使用される各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）の数は、３枚と同数である。上記以外の他の２種類の出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）は、同列の1段目と３段目の上下２個の電池が並列に接続するための形状となっている。中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）全ての電池１の端部電極を回路基板６に接続して、各々の電池電圧を検出するために、回路基板６には、全てのリード板５の接続タブ５１を接続している。また、２種類の出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）は、組電池群の出力端子に接続される。さらに、１１枚の各々のリード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅが回路基板６に接続されることで、直列に接続されている。すなわち、実施例に係る電池パックは、１０直２並に接続されている。
【００２８】
本発明の電池パック３は、多段多列に配置する電池１の個数を特定するものでないが、電池を３段以上に配置することで並列に接続する電池１の個数を多くして出力電流を大きくできる。また、１段に配置される電池の個数を多くして直列に接続する電池１の個数を多くして出力電圧を高くできる。したがって、多段多列に配置する電池の個数を多くして、出力電力を大きくできる。
【００２９】
各中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は、回路基板６に接近する端部に、図２及び図３にあってはその上端に、回路基板６に接続される接続タブ５１を突出して設けている。この接続タブ５１にリード線が接続され、このリード線を介して回路基板に接続されている。接続タブ５１は、回路基板６に一端を接続している接続リード２１をハンダ付けして連結している。接続タブ５１は、接続リード２１を案内する案内孔５１Ａを設けている。この接続タブ５１は、有んない孔５１Ａに接続リード２１を挿入して半田付けして連結できるので、接続リード２１を強固に外れないように連結できる。一端を接続タブ５１に接続している接続リード２１は、その他端を回路基板６の貫通孔６Ａに挿入し、半田付けによって連結している。接続リード２１は、１本の金属線を使用して簡単に接続タブ５１を回路基板６に接続できる。ただ、多数の細線からなる寄線やリッツ線を使用することもできる。図の電池パック３は、接続リード２１を介してリード板５を回路基板６に接続しているが、リード板５の接続タブ５１を回路基板の内側に折曲して、接続タブ５１を直接に回路基板６に接続することもできる。
【００３０】
出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）は、中間リードよりも接続タブ５１が長く設けられている。特に、正極側となる出力用リード板５Ｄは、リード線を介さずに接続タブが、ヒューズ素子を介して回路基板６に直接接続されている。
また、負極側の出力端子５Ｅは、中間リード板と同様に、接続リード８を介して、回路基板に接続されている。
【００３１】
図２及び図３に示すように、接続リード８は、その一端を接続タブ５１の案内孔５１Ａに挿入されて、半田付けされることで、各リード板と電気接続及び機械的接続がなされている。さらに、一端が接続タブ５１の案内孔５１Ａに接続された接続リード２１は、電池ホルダ２の基板保持部２０がある面に突出するように設けられたリード線係合爪に挟まれるように位置決めされ、定位置に固定されている。定位置に固定されたリード線２１の他端は、電池ホルダ２の基板保持部２０に固定された回路基板６の貫通孔６Ａに挿入され、半田付けされることによって、回路基板６と電気的、機械的に接続されている。
【００３２】
回路基板６は、出力用リード板（５Ｄ、５Ｅ）と中間リード板（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）とを介して素電池１に接続される。回路基板６は、各々の電池電圧を検出して、充放電の電流を制御する保護回路を実装している。保護回路は、電池１の充放電の電流をコントロールする半導体スイッチング素子を備えている。この保護回路は、いずれかの電池電圧が最低電圧よりも低くなると、放電電流を遮断する半導体スイッチング素子をオフに切り換えて、放電電流を遮断する。また、いずれかの電池電圧が最高電圧よりも高くなると、充電を停止する半導体スイッチング素子をオフに切り換えて、充電を停止する。このように、各々の電池電圧を検出して、充放電をコントロールする保護回路を実装するパック電池は、電池１を保護しながら安全に使用できる。とくに、電池１をリチウムイオン電池とするパック電池は、各々の電池電圧を検出して、充放電の電流をコントロールすることで安全性を向上できる。さらに、回路基板６に実装される保護回路は、電池１の残容量を検出し、残容量で充放電をコントロールすることで、より安全性を向上できる。また、残容量を検出する保護回路は、検出する残容量を発光ダイオードなどで表示することもできる。
【００３３】
電池ホルダ２は、図２及び図３に示すように、電池１を挿通して保持する保持筒１１の両端に、支持側壁１２を一体的に成形して連結している。この電池ホルダ２は、一対の支持側壁１２の対向する内側に保持筒１１を設けて電池収納部１９としている。保持筒１１に電池１を入れて、電池１は定位置に保持される。この電池ホルダ２は、絶縁材を成形して製作される。電池ホルダ２を成形する絶縁材はプラスチックである。保持筒１１は、電池１を挿通する複数の挿通穴１３を貫通して設けている。電池ホルダ２は、保持筒１１の挿通穴１３に電池１を挿通して、複数の電池１を所定の位置に保持している。図の電池ホルダ２は、２０本の円筒型電池１を連結して保持するので、保持筒１１に２０個の挿通穴１３を設けている。２０個の挿通穴１３は、３段に並べて、上下段に７個、中段に６個設けている。さらに、図に示す保持筒１１は、隣接して配設している電池１の谷間に他の電池１を配設しており、複数段に配置する電池１を俵積みの状態で配設している。
【００３４】
図２及び図３に示す電池ホルダ２は、保持筒１１を軸方向の中間で２分割して、一対の支持側壁１２に一体的に成形して連結している。分割された保持筒１１の端部を支持側壁１２の内側に連結する形状に成形している。この電池ホルダ２は、保持筒１１の分割端が開口しており、この開口を挿通穴１３として電池１を挿入し、一対の支持側壁１２を連結して、複数の電池１を電池ホルダ２に収納している。
【００３５】
保持筒１１は、図２及び図３に示すように、電池１の表面のほぼ全周に沿う
筒状に挿通穴１３を開口している。ただ、保持筒１１は、必ずしも電池の全周に沿う筒状に挿通穴１３を開口する必要はない。さらに、電池ホルダ２は、支持側壁側１２の保持筒１１の一部が切り欠くように開口した温度センサー開口部を設けている。図９に示す電池ホルダ２は、最上段に位置する保持筒１１の上部に温度センサー開口部を設けている。この電池ホルダ２は、保持筒１１に設けた温度センサー開口部に温度センサー１８を配設して、電池１の温度を検出することができる。この電池パックは、温度センサー１８で電池温度を検出しながら、電池１の充放電を制御できる特徴がある。ただ、保持筒は、必ずしも温度センサー開口部を設ける必要はない。
【００３６】
図２及び図３に示すように、一対の支持側壁１２は、電池収納部１９ある保持筒１１の両端に位置して、互いに平行な姿勢で設けられている。支持側壁１２は、保持筒１１に対して直交する板状に成形されている。この支持側壁１２は、図２に示すように、外装ケース４の内形に沿う形状としている。すなわち、一対の支持側壁１２は、図２及び図３に示すように、外装ケース４の横断面における内面に沿う形状としている。また、各支持側壁１２は、その外周形状を、外装ケース４の縦断面における内形に沿う形状としている。一対の支持側壁１２は、図６（a）及び図７（a）に示すように、中央部に保持筒１１を設けて電池収納部１９とし、外周部に基板の基板保持部２０を設けている。この基板保持部２０は、一対の支持側壁１２の間に、回路基板６を収納するように設けられている。基板保持部２０は、保持筒１１の外面から凸設した基板保持リブ２２が、３個設けられている。この基板保持リブ２２は、回路基板の外周から切り欠くように形成された基板保持孔６Ｂに挿入される。基板保持孔６Ｂは、回路基板６の対向する二つの端辺のうち一方に２個、他方に1個設けられている。
【００３７】
図２及び図３に示すように、開口部１１Ａとは、支持側壁１２における保持筒１１の外側において、電池１の端部電極を露出するために形成されている。この開口部１１Ａは、電池１の端部電極の一部を、支持側壁１２の外面１２Ａ側に対して表出させている。開口部１１Ａの開口面は、支持側壁１２の外面１２Ａからみて凹設して設けられている。開口部１１Ａは、電池１の端部断面に合わせた円形状であり、開口部１１Ａの径は、電池１端面の径より小さくすることで、開口部１１Ａから電池１が抜け落ちないようにしている。すなわち、電池ホルダ２の電池収納部１９に配置された電池１とは、電池１端部が、開口部１１Ａの保持筒１１側の外縁と当接することで、定位置に保持され、固定されている。
【００３８】
リード板５は、図４及び図５に示すように、支持側壁１２の外面１２Ａ側に設けられた開口部１１Ａから表出する電池１の端部電極と２回スポット溶接されることで電気的、機械的に接続している。すなわち、１の端部電極は、４箇所の溶接箇所７でリード板５と接続されている。中間リード板５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、３段２列に分散している隣接する４つの電池を接続しており、出力用リード板５Ｄ、５Ｅは、上段と下段に配置される２つの電池を接続している。そのため、リード板５は、複数の開口部１１Ａ間を跨るように配置する必要がある。そこで、図３に示すように、電池１の端部電極に接続されたリード板５の面を水平に案内するリード板収納溝１１Ｂが支持側壁１２の外面１２Ａに凹設して設けられている。また、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、この支持側壁１２の外面１２Ａに設けられたリード板収納溝１１Ｂと開口部１１Ａにリード板５は、一定のクリアランスを設けた上で配置される。
【００３９】
図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、検査用スリット１４は、支持側壁１２の外面１２Ａから開口部１１Ａ及びリード板収納溝１１Ｂの外縁に向かって傾斜するようにスリット傾斜面１４Ａが設けられている。このスリット傾斜面１４Ａは、角度が25度〜30度であることが好ましい。このスリット傾斜面１４Ａのリード板収納溝１１Ｂ側の端部、すなわちスリット傾斜面１４Ａの内（下）側端部と、リード板の外縁との距離は、最大で3.0ｍｍの間隔があり、最小では0.05ｍｍである。また、他の実施形態として、スリット傾斜面１４Ａの上部にリード板５が突出するように、位置している場合であっても、検査棒９を溶接箇所７に挿入することができ、剥離検査を行うことができれば良い。これらの、角度及び寸法を適宜設計することで、リード板５の外形に対応して、検査用スリット１４の形状を自在に変更することができる。
【００４０】
図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、検査用スリット１４を設けることで、開口部１１Ａから表出する端部電極に接続されるリード板５の電池１に接続される側の面と支持側壁１２の外部とが連通する空隙を形成することができる。したがって、この検査用スリ
ット１４に先端が先細りとなった棒状である検査棒を挿入することで、支持側壁１２の開口部１１Ａから表出する端部電極とリード板５との溶接可否の確認をするための剥離検査を行うことができる。
【００４１】
剥離検査は、開口部１１Ａから表出する端部電極とリード板５とのスポット溶接がなされた付近のリード板５に対して、検査用スリット１４から挿入した検査棒９を端部電極側から当て、この箇所が作用点となる。支点は、検査棒９とスリット傾斜面１４Ａとの接点であり、力点は、検査棒９に所定の力を加える点となる。このように、検査用スリット１４から、検査棒９を挿入しリード板５と端部電極との剥離検査を行う。ただし、端部電極とリード板５との４つの溶接箇所７のすべてを検査する必要は無く、一部のスポット溶接箇所７を検査できれば剥離検査の効果は有効である。また、上記にあるスポット溶接箇所７付近に作用点を設けるとは、剥離検査の結果が確実性を有する範囲の意味である。
【００４２】
また、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、実施例におけるスリット傾斜面１４Ａは、隣接する二つの両開口部１１Ａの外縁に連続して形成される大きさである。すなわち、スリット傾斜面１４Ａのリード板収納溝１１Ｂ側の端部は、隣接する二つの両開口部１１Ａに跨るように形成されている。この構成によって、１の検査用スリット１４に検査棒９が挿入された際に、検査棒９は、スリット傾斜面１４Ａに案内され、隣接する２箇所の開口部１１Ａから表出する端部電極とリード板５との剥離検査を行うことができる。
【００４３】
さらに、実施例においては、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示すように、１のスリット傾斜面１４Ａは、３つの異なる面が連結されて形成されている。３つの異なる面のうち、両端の２つの面は、支持側壁１２の外面１２Ａから開口部１１Ａ及びリード板収納溝１１Ｂの外縁に向かって傾斜する平面１２ａである。この両端の２つの平面を連結する中央の面は、支持側壁１２の外面に向けて広がる扇状の曲面１２ｂとなっている。
【００４４】
また、上記２つの各平面１２ａは、隣接する開口部１１Ａにそれぞれ対向するように位置している。この構成によって、検査棒９はそれぞれの平面に案内され、電池１の電極端部とリード板５とを接続する溶接箇所７へ正確に位置決めを行い、配置されるという効果を備える。すなわち、図６及び図７に示すように、一の検査用スリット１４において、異なる向きの二つの平面１２ａを利用することで、検査棒９を２箇所の溶接箇所７に挿入することができ、剥離検査を行うことができる。
【００４５】
ケース保持リブ２１は、電池ホルダ２の保持筒１１の外面に凸設して設けられている。基板保持部２０に回路基板６が配置された際、このケース保持ボス２１に、対応する回路基板６には、基板の厚み方向に貫通された基板保持孔６Ｂが設けられており、ケース保持ボス２１が、回路基板６から表出するようになっている。ケース保持ボス２１は、中央に円柱状のねじ嵌合孔を備える円柱形状のボスである。さらに、図１に示すように電池コアパック１０の上下方向から第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂとが対向するように配置され、電池コアパック１０を収納保持している。第一ケース４Ａの内面側には、ケース保持ボス２１に対向して連結されるケース側ボス（図示せず）が設けられている。ケース保持ボスと同様に、中央に円柱状のねじ嵌合孔を備える円柱形状のボスが設けられており、これらホルダユニット２Ａに一体的に設けられたケース保持ボス２１と第一ケース４Ａの内面から突出するように設けられたケース側ボス（図示せず）とが、ねじ嵌合孔を連結させた上で、ねじ螺合される。これによって、第一ケース４Ａは、電池コアパック１０に固定される。
【００４６】
第二ケース４Ｂは、第一ケース４Ａの開口端縁を合わせるように配置される。第一ケース４Ａが取り付けられた電池コアパック１０に、第二ケース４Ｂが配置され、第一ケース４Ａと第二ケース４Ｂとは、ねじ螺合によって嵌合固定されることで、電池パック３を構
成している。
【符号の説明】
【００４７】
１…電池
２…電池ホルダ ２Ａ…ホルダーユニット
３…電池パック
４…外装ケース ４Ａ…第１ケース
４Ｂ…第２ケース
４ａ…開口窓
４ＡＯ…ラッチ開口部
５…リード板 ５Ａ…第１中間リード板
５Ｂ…第２中間リード板
５Ｃ…第３中間リード板
５Ｄ…第１出力用リード板
５Ｅ…第２出力用リード板
５ａ…案内孔
６…回路基板 ６Ａ…貫通孔
６Ｂ…基板保持孔
７…溶接箇所
８…接続リード
９…検査棒
１０…電池コアパック
１１…保持筒 １１Ａ…開口部
１１Ｂ…リード板収納溝
１２…支持側壁 １２Ａ…外面
１３…挿通穴
１４…検査用スリット １４Ａ…スリット傾斜面
１４ａ…平面
１４ｂ…曲面
１５…コネクタ
１６…ラッチ
１８…温度センサー
１９…電池収納部
２０…基板保持部
２１…ケース保持ボス
２２…基板保持リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に正負の異なる端部電極を有する複数の電池(1)を互いに平行な姿勢とし、かつ両端の端部電極を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ(2)と、
この電池ホルダ(2)が収納している電池(1)の端部電極に接続されて、隣接する電池(1)を直列と並列に接続してなるリード板(5)と、
前記電池ホルダ(2)は、複数の電池(1)を押通して、保持する保持筒（１１）の両端に支持側壁（１２）を一体的に成形しており、一対の支持側壁（１２）の対向する内側において保持筒（１１）を連結し電池収納部（１９）を形成し、
その支持側壁（１２）は、保持筒（11）の外側において、電池(1)の端部電極を露出する開口部（１１Ａ）が設けられており、
前記電池(1)が電池ホルダ（２）に収納配置されると、開口部（１１Ａ）から露出する端部電極とリード板(5)とを接続しており、
前記支持側壁（１２）には、前記リード板(5)の前記電池(1)に接続される側の面と支持側壁（１２）の外部とが連通する空隙を設けるように検査用スリット（１４）が設けられていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記開口部（１１Ａ）は、前記電池ホルダ（２）の支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から見て、凹設するように設けられており、さらに、隣接する前記開口部（１１Ａ）の間には、支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から見て、凹設するように設けられたリード板収納溝(１１Ｂ)が設けられ、
前記リード板(5)は、前記開口部（１１Ａ）と前記リード板収納溝(１１Ｂ)に配置されて、
前記検査用スリット（14）は、前記リード板収納溝(１１Ｂ)の外縁と連続するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
検査用スリット(14)は、支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から、隣接する両開口部（１１Ａ）及びリード板収納溝(１１Ｂ)の外縁に向って傾斜するようにスリット傾斜面(14Ａ)が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記スリット傾斜面(14A)は、３つの異なる面が連結されて形成され、両端の２つの面は、支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から開口部（１１Ａ）及びリード板収納溝(１１Ｂ)の外縁に向かって傾斜する平面（14a）であり、
前記２つの平面は、隣接する開口部（１１Ａ）にそれぞれ対向するように位置していることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記リード板(5)に接続される回路基板(6)を備え、この電池ホルダ(2)の一面に設けられた基板保持部（２０）によって、回路基板(6)が配置されて電池のコアパック(10)となり、このコアパック(10)が外装ケース(4)に収納されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電池パック。
【請求項６】
前記基板保持部（２０）は、電池ホルダ（２）の保持筒（１１）の外面に凸設した基板保持リブ（２２）を備えており、
前記基板保持リブ（２２）が、回路基板（６）の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで前記回路基板（６）が前記基板保持部に固定されることを特徴とする請求項１及び２に記載の電池パック。
【請求項１】
両端に正負の異なる端部電極を有する複数の電池(1)を互いに平行な姿勢とし、かつ両端の端部電極を同一面に配置して多段多列に配置している電池ホルダ(2)と、
この電池ホルダ(2)が収納している電池(1)の端部電極に接続されて、隣接する電池(1)を直列と並列に接続してなるリード板(5)と、
前記電池ホルダ(2)は、複数の電池(1)を押通して、保持する保持筒（１１）の両端に支持側壁（１２）を一体的に成形しており、一対の支持側壁（１２）の対向する内側において保持筒（１１）を連結し電池収納部（１９）を形成し、
その支持側壁（１２）は、保持筒（11）の外側において、電池(1)の端部電極を露出する開口部（１１Ａ）が設けられており、
前記電池(1)が電池ホルダ（２）に収納配置されると、開口部（１１Ａ）から露出する端部電極とリード板(5)とを接続しており、
前記支持側壁（１２）には、前記リード板(5)の前記電池(1)に接続される側の面と支持側壁（１２）の外部とが連通する空隙を設けるように検査用スリット（１４）が設けられていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記開口部（１１Ａ）は、前記電池ホルダ（２）の支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から見て、凹設するように設けられており、さらに、隣接する前記開口部（１１Ａ）の間には、支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から見て、凹設するように設けられたリード板収納溝(１１Ｂ)が設けられ、
前記リード板(5)は、前記開口部（１１Ａ）と前記リード板収納溝(１１Ｂ)に配置されて、
前記検査用スリット（14）は、前記リード板収納溝(１１Ｂ)の外縁と連続するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
検査用スリット(14)は、支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から、隣接する両開口部（１１Ａ）及びリード板収納溝(１１Ｂ)の外縁に向って傾斜するようにスリット傾斜面(14Ａ)が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記スリット傾斜面(14A)は、３つの異なる面が連結されて形成され、両端の２つの面は、支持側壁（１２）の外面（１２Ａ）から開口部（１１Ａ）及びリード板収納溝(１１Ｂ)の外縁に向かって傾斜する平面（14a）であり、
前記２つの平面は、隣接する開口部（１１Ａ）にそれぞれ対向するように位置していることを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】
前記リード板(5)に接続される回路基板(6)を備え、この電池ホルダ(2)の一面に設けられた基板保持部（２０）によって、回路基板(6)が配置されて電池のコアパック(10)となり、このコアパック(10)が外装ケース(4)に収納されてなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電池パック。
【請求項６】
前記基板保持部（２０）は、電池ホルダ（２）の保持筒（１１）の外面に凸設した基板保持リブ（２２）を備えており、
前記基板保持リブ（２２）が、回路基板（６）の外周から切り欠くように形成された基板保持孔に挿入されることで前記回路基板（６）が前記基板保持部に固定されることを特徴とする請求項１及び２に記載の電池パック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１５０１８（Ｐ２０１３−１１５０１８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６３１６０（Ｐ２０１１−２６３１６０）
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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