特許 7216079 電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-23

(45)【発行日】2023-01-31

(54)【発明の名称】電源装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/213 20210101AFI20230124BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20230124BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20230124BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20230124BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20230124BHJP

   H01M 50/247 20210101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

H01M50/213

H01M10/44 P

H01M50/284

H01M50/204 401H

H01M50/289

H01M50/247

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020516200

(86)(22)【出願日】2019-04-10

(86)【国際出願番号】 JP2019015582

(87)【国際公開番号】W WO2019208219

(87)【国際公開日】2019-10-31

【審査請求日】2022-03-11

(31)【優先権主張番号】P 2018084555

(32)【優先日】2018-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003225

【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗原 秀実

【審査官】松嶋 秀忠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２０９１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２２１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１８９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５９５０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－２９８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の二次電池セルを互いに直列及び／又は並列に接続している電池ブロックと、
前記電池ブロックを構成する前記二次電池セルを保護する保護回路を実装した回路基板と、
前記電池ブロック及び回路基板を収納する外装ケースと、
を備える電源装置であって、
前記外装ケースの、前記回路基板に直接対向する対向部位を、他の部位である非対向部位の少なくとも一部と比べて肉厚に形成しており、
前記外装ケースは、外部に表出する外面側の内、前記非対向部位の少なくとも一部を、前記対向部位と比べて窪ませることで肉薄に形成した薄肉領域としており、
前記外装ケースは、第一ケースと第二ケースに分割されており、
前記第一ケースと第二ケースとの接合面を、前記非対向部位に位置させ、かつ前記薄肉領域より前記対向部位から遠方に位置させると共に、前記薄肉領域よりも肉厚に形成させてなる電源装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電源装置であって、
前記外装ケースは、
前記電池ブロック及び回路基板を収納する内面を、平面状に形成してなる電源装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電源装置であって、
前記第一ケースと第二ケースとの接合面を、前記対向部位と同じ肉厚に形成してなる電源装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記外装ケースは、一方向に延長された角柱状に形成されており、
前記外装ケースは、該延長方向に、前記第一ケースと第二ケースに分割されてなる電源装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
前記対向部位は、前記回路基板の板状の端縁と近接する領域である電源装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載の電源装置であって、さらに、
前記複数の二次電池セルを保持する電池ホルダを備え、
前記回路基板を、前記電池ホルダの一面に載置してなる電源装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の電源装置であって、
携帯型電気機器に接続されて電力を供給する電池パックである電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多数の二次電池セルを内蔵する電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コードレスで用いられる携帯型電気機器用の電源として、複数の二次電池セルを外装ケースに収納した電池パックが使用される（例えば特許文献１参照）。この電池パックは、複数の二次電池セルを直列や並列に接続して、容量を大きくしている。特に近年は電池パックの高容量化が求められている。

【0003】

このような電池パックの高容量化により、二次電池セルを保護する保護回路を実装した回路基板の発熱量も大きくなる傾向にある。仮に何らかの事情で回路基板が高温になった場合、高熱が外装ケースの外部へ熱伝達されることを抑制する必要がある。このため従来の電池パックでは、外装ケースの肉厚を厚くして断熱性を高めることが行われていた。

【0004】

その一方で、電池パックの携行性等の観点から、小型、軽量化も要求されている。しかしながら、断熱性を高めるために外装ケースを肉厚にすると、外装ケースの重量が重くなり、ひいては電池パックを接続した電気機器の重量の増大につながっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－１８６０３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、複数の二次電池セルや回路基板を収納した外装ケースの安全性を高めつつ、重量の増加を抑えた電源装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0007】

本発明の第１の側面に係る電源装置は、複数の二次電池セルを互いに直列及び／又は並列に接続している電池ブロックと、前記電池ブロックを構成する前記二次電池セルを保護する保護回路を実装した回路基板と、前記電池ブロック及び回路基板を収納する外装ケースとを備える電源装置であって、前記外装ケースの、前記回路基板に直接対向する対向部位を、他の部位である非対向部位の少なくとも一部と比べて肉厚に形成しており、前記外装ケースは、外部に表出する外面側の内、前記非対向部位の少なくとも一部を、前記対向部位と比べて窪ませることで肉薄に形成した薄肉領域としており、前記外装ケースは、第一ケースと第二ケースに分割されており、前記第一ケースと第二ケースとの接合面を、前記非対向部位に位置させ、かつ前記薄肉領域より前記対向部位から遠方に位置させると共に、前記薄肉領域よりも肉厚に形成させている。上記構成により、外装ケースの肉厚を回路基板と直接対向する部位を相対的に厚く形成して耐熱性を向上させ、回路基板が高温になった際に外部への影響を低減することが可能となる。また、外装ケースの肉厚を回路基板と、間に介在する部材の無い状態で直接対向する部位を相対的に厚く形成しながら、他の部位である非対向部位の表面を薄くしたことで、意匠性を向上させると共に、手で握り易くして機能性を向上できる。さらに、前記外装ケースは、第一ケースと第二ケースに分割されており、前記第一ケースと第二ケースとの接合面を、前記非対向部位に位置させたことで、第一ケースと第二ケースに分割した接合面を回路基板から離間させて、万一回路基板が高温になっても、接合面から高温が外部に伝搬される事態を回避して安全性を高めることができる。さらにまた、前記第一ケースと第二ケースとの接合面を、前記薄肉領域よりも肉厚に形成したことで、第一ケースと第二ケースに分割した接合面の機械的強度を高めることができる。

【0008】

また第２の側面に係る電源装置は、上記構成に加えて、前記外装ケースは、前記電池ブロック及び回路基板を収納する内面を、平面状に形成している。

【0011】

さらに第３の側面に係る電源装置は、上記何れかの構成に加えて、前記第一ケースと第二ケースとの接合面を、前記対向部位と同じ肉厚に形成している。上記構成により、万一回路基板が高温になっても、回路基板と直接対向する部位や第一ケースと第二ケースの接合面といった熱が外部に漏れやすい領域といった要所を肉厚にして安全性を高めつつ、他の領域は肉薄として軽量化を図ることが可能となる。

【0012】

さらにまた第４の側面に係る電源装置は、上記何れかの構成に加えて、前記外装ケースは、一方向に延長された角柱状に形成されており、前記外装ケースは、該延長方向に、第一ケースと第二ケースに分割されている。上記構成により、延長方向に分割された第一ケースと第二ケースに収納される回路基板が高温となっても、外装ケースの外部に熱が漏れる事態を効果的に抑制できる。

【0013】

さらにまた第５の側面に係る電源装置は、上記何れかの構成に加えて、前記対向部位を、前記回路基板の板状の端縁と近接する領域としている。上記構成により、外装ケースの内で回路基板の端縁と対向する領域を肉厚に形成することで、回路基板が高温となった際に熱が外装ケースの外部に漏れる事態を効果的に抑制できる。

【0014】

さらにまた第６の側面に係る電源装置は、上記何れかの構成に加えて、さらに前記複数の二次電池セルを保持する電池ホルダを備え、前記回路基板を、前記電池ホルダの一面に載置している。

【0015】

さらにまた第７の側面に係る電源装置は、携帯型電気機器に接続されて電力を供給する電池パックである。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。

【図2】図１に示す電池パックのＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図１に示す電池パックの分解斜視図である。

【図4】２個の電池ブロックと回路基板が連結されたコアパックの斜視図である。

【図5】図４に示すコアパックの平面図である。

【図6】電池ブロックの斜視図である。

【図7】図６に示す電池ブロックの分解斜視図である。

【図8】二次電池セルとリード板の接続状態を示す分解斜視図である。

【図9】比較例に係る電池パックを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態に係る電源装置を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

【0018】

さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、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。

【0019】

以下の図に示す電源装置は、複数の電池ブロックを回路基板で電気接続して物理的に連結している。電池ブロックは、複数の二次電池セルを電池ホルダで定位置に配置して、二次電池セルをリード板で接続している。各々の電池ブロックは、回路基板に接続される端子部を同一位置に配置して共通化している。回路基板は、各々の電池ブロックの端子部を接続して連結する接続部を設けている。電源装置は、各々の電池ブロックの端子部を回路基板の接続部に連結して、複数の電池ブロックを直列又は並列に接続している。

【0020】

電源装置は、例えば掃除機等の携帯型電気機器の電源として使用される。ただ本発明は、電源装置の用途となる電気機器を特定せず、他の電気機器、例えば電動工具、アシスト自転車等の電源として利用することもできる。また電源装置は、電気機器に脱着自在に連結される構造とする他、脱着できない状態で電気機器に組み込んで使用する態様にも適用できる。

【0021】

以下、本発明の一実施形態に係る電源装置として、携帯型電気機器の電池パックを図１～図７に示す。図１は、電池パックの斜視図を、図２は電池パックの垂直横断面図を、図３は電池パックの分解斜視図をそれぞれ示している。また、図４及び図５は電池パックに内蔵される電池ブロックと回路基板を連結したコアパックの斜視図及び平面図を、図６及び図７は電池ブロックの斜視図及び分解斜視図をそれぞれ示している。

【0022】

電池パック１００は、複数の電池ブロック１０と回路基板４とを備える。図３の電池パックは２組の電池ブロック１０を回路基板４に連結している。本実施形態に係る電池パックは、電池ブロック１０を２組に特定するものでなく、図示しないが３組以上の電池ブロック１０を回路基板４に連結することもできる。電池ブロック１０は、複数の二次電池セル１と、二次電池セル１を平行姿勢に配置している電池ホルダ２とを備える。さらに、図３の電池パックは、２組の電池ブロック１０を回路基板４に連結して外装ケース９に収納している。
（外装ケース９）

【0023】

電池パック１００は、図１～図３に示すように四角筒状の箱形に形成している。図の外装ケース９は、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂに二分割されている。外装ケース９は、電池パック１００で電力を供給する携帯機器と接続するためのコネクタ１９を外部に引き出している。外装ケース９は、絶縁性と断熱性に優れた材質、例えば、ポリカーボネートやＡＢＳ、あるいはこれらを組み合わせた樹脂製とする。

【0024】

外装ケース９の内部には、図３に示すように、２組の電池ブロック１０と、電池ブロック１０の間に配置している絶縁プレート１１と、電池ブロック１０を連結している回路基板４とを収納している。電池ブロック１０は、図６及び図７に示すように、複数の二次電池セル１を電池ホルダ２で平行姿勢に配置している。図の電池ブロック１０は、４本の二次電池セル１を電池ホルダ２で２列２段に配置している。二次電池セル１は、外装缶を円筒状とする円筒形電池を用いている。図の電池ブロック１０は、４本の二次電池セル１を２列２段に配置して、各々の二次電池セル１をリード板３で直列に接続している。図の電池ブロック１０は、４本の二次電池セル１を２列２段に配置して直列に接続しているが、二次電池セル１の本数や接続形態は自由に変更することができる。

【0025】

二次電池セル１は、リチウムイオン二次電池である。ただ、リチウムイオン二次電池以外の非水系電解液二次電池とすることができ、また円筒形二次電池セルは、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などの充放電可能な二次電池、特に使用状態で高温に発熱する電池を使用できる。
（絶縁プレート１１）

【0026】

また、外装ケース９内には、図３に示すように、電池ブロック１０の間に絶縁プレート１１を配置している。絶縁プレート１１は、外装ケース９の長手方向に並べて配置している電池ブロック１０の間に配置される。この絶縁プレート１１は、絶縁性と断熱性に優れた材質、例えば、マイカプレートなどの無機プレートを使用する。
（電池ブロック１０）

【0027】

電池ブロック１０は、プラスチック製の電池ホルダ２に４本の二次電池セル１を定位置に配置して、二次電池セル１をリード板３で直列に接続している。図６及び図７に示す電池ブロック１０は、リード板３で各々の二次電池セル１を直列に接続して出力電圧を高くしているが、電池ブロック１０は、リード板３で二次電池セル１を並列に接続することもでき、また直列と並列に接続することもできる。回路基板４には複数の電池ブロック１０を連結しているが、各々の電池ブロック１０は、同じ外形の二次電池セル１、たとえば同じ寸法の円筒形電池を同一形状の電池ホルダ２で定位置に配置して、同一形状のリード板３で二次電池セル１を接続して共通化できる。全ての部品を共通化している電池ブロック１０は、とくに安価に多量生産できる。

【0028】

電池ブロック１０は、回路基板４に連結するための端子部５を突出して設けている。電池ブロック１０は、端子部５を同じ位置に配置して共通化している。図４～図７の電池ブロック１０は、正負の出力端子５ｘと、３組の電圧検出端子５ｙからなる５個の端子部５を設けている。５個の端子部５を回路基板４の接続部４１に連結して、１組の電池ブロック１０は回路基板４に連結される。この回路基板４は、図５に示すように、５箇所に設けた接続部４１を１組の接続部ユニット４０として、１組の接続部ユニット４０に１組の電池ブロック１０を連結する。図の電池パックは、２組の電池ブロック１０を回路基板４に連結するので、回路基板４には２組の接続部ユニット４０、すなわち５箇所の接続部４１を１組の接続部ユニット４０として、２組で１０箇所の接続部４１を設けている。各組の接続部ユニット４０は、同じ位置に複数の接続部４１を配置して、各々の電池ブロック１０の端子部５を連結する。図の電池パックは２組の電池ブロック１０を連結するので、２組の電池ブロック１０の端子部５を連結する、２組の接続部ユニット４０を回路基板４に設けている。電池パックは、３組以上の電池ブロック１０を回路基板４に連結することもできる。３組以上の電池ブロック１０は、回路基板４を介して直列に接続され、あるいは並列に接続され、あるいは４組以上の電池ブロック１０を回路基板４に連結して直列と並列に接続することもできる。

【0029】

図に示す回路基板４は、端子部５を挿入する貫通孔４２を開口しており、この貫通孔４２の開口縁部を端子部５の接続部４１としている。回路基板４は、この貫通穴に端子部５が挿入され、ハンダ付けして端子部５が接続部４１に連結される。貫通穴４２に挿入され、ハンダ付けして接続部４１に連結される端子部５は、回路基板４に理想的な状態で電気接続されて物理的に連結される。
（電池ホルダ２）

【0030】

図６及び図７の電池ホルダ２は、複数の二次電池セル１を、両端の端子面を同一平面に配置して平行姿勢に配置している。電池ホルダ２は、複数の二次電池セル１を多段多列に配置している。図の電池ホルダ２は、４個の二次電池セル１を定位置に配置する保持筒２２のある形状にプラスチックを成形している。この電池ホルダ２は、４組の保持筒２２を平行姿勢で２列２段に連結する形状であって、保持筒２２の内側を二次電池セル１外形にほぼ等しくして保持部２１としている。

【0031】

図６の斜視図に示す電池ホルダ２は、回路基板４と対向する固定面２Ｘ（図にあって上面）に嵌合凸部２９を突出して設けている。嵌合凸部２９は、固定面２Ｘの四隅部に上向きに垂直姿勢に突出する中空柱状のボスで、電池ホルダ２のプラスチックと一体的に成形して設けられる。嵌合凸部２９は上窄みテーパー状に成形され、図４に示すように、回路基板４に設けた嵌合凹部４３を案内して、回路基板４を定位置に配置する。さらに、図６に示す電池ホルダ２は、固定面２Ｘの複数カ所に、回路基板４を上に載せて上下位置を特定するための載せリブ３１を一体的に成形して設けている。載せリブ３１は、電池ホルダ２の固定面２Ｘの両側の複数カ所に設けられて、回路基板４を上に載せて定位置に配置する。さらに、図６の電池ブロック１０は、電池ホルダ２の固定面２Ｘに、回路基板４の係止フック３０を一体的に成形して設けている。係止フック３０は、図４に示すように、定位置にセットされた回路基板４を係止して定位置に配置する。回路基板４は、電池ブロック１０の端子部５を回路基板４の貫通穴４２に挿入し、電池ホルダ２の嵌合凸部２９を嵌合凹部４３に案内し、さらに底面を載せリブ３１に載せて定位置に配置され、係止フック３０に係止されて定位置に配置される。回路基板４は、係止フック３０で定位置にセットされた状態で、電池ブロック１０の端子部５を回路基板４の接続部４１にハンダ付けして、電池ブロック１０を連結する。

【0032】

図７の電池ブロック１０は、電池ホルダ２を二次電池セル１の長手方向に第一電池ホルダ２Ａと第二電池ホルダ２Ｂに分割している。この電池ホルダ２は、細長い二次電池セル１をスムーズに挿入できる。第一電池ホルダ２Ａと第二電池ホルダ２Ｂは、プラスチックを成形して別々に製作されて、二次電池セル１を挿入して互いに連結される。第一電池ホルダ２Ａと第二電池ホルダ２Ｂは、円筒形の二次電池セル１を挿入して定位置に配置するために、円柱状の保持筒２２を設けている。保持筒２２の内形は、二次電池セル１の外形にほぼ等しく、正確には二次電池セル１をスムーズに挿入して定位置に配置できるように僅かに大きくしている。この構造の第一電池ホルダ２Ａと第二電池ホルダ２Ｂは、円筒形の二次電池セル１の両端部を挿入する状態で、二次電池セル１を介して互いに定位置に連結される。第一電池ホルダ２Ａと第二電池ホルダ２Ｂは、対向面を嵌合構造としてより正確に連結でき、また、後述する非溶融プレートを介して定位置に連結される。二次電池セル１を介して連結された第一電池ホルダ２Ａと第二電池ホルダ２Ｂは、回路基板４に連結されて互いに連結状態に保持される。

【0033】

図２及び図７に示す電池ブロック１０は、隣接する二次電池セル１の間に配置される保持筒２２を区画壁２３として、区画壁２３の内部にマイカプレートなどの非溶融プレート１３を配置している。図の電池ホルダ２は、二次電池セル１を２列２段に配置するので、上下左右に配置している４組の二次電池セル１の間に、十字状の区画壁２３を設けている。区画壁２３は、内部の非溶融プレート１３を挿入する挿入隙間２５を設けている。区画壁２３は、この挿入隙間２５にマイカプレートなどの非溶融プレート１３を挿入している。この電池ブロック１０は、何れかの二次電池セル１が熱暴走して異常発熱する状態で、隣の二次電池セル１に熱暴走が誘発されるのを防止できる。
（リード板３）

【0034】

電池ブロック１０の二次電池セル１は、リード板３で電気的に直列に接続される。リード板３は導電性に優れた金属板を折曲して構成される。リード板３は、二次電池セル１の端面に設けた電極に溶接して固定される。図８は、ひとつの電池ブロック１０において、リード板３が二次電池セル１を接続する状態を示している。この図は、リード板３の接続状態を分かりやすくするために、リード板３を二次電池セル１から分離した状態であって、電池ホルダ２を取り除いた図を示している。この図はひとつの電池ブロック１０を示すが、回路基板４に連結される各々の電池ブロック１０は、同じ形状のリード板３で二次電池セル１を同じ状態に接続している。

【0035】

図８に示すように、電池ブロック１０は、５枚のリード板３で４個の二次電池セル１を直列に接続して、リード板３で出力端子５ｘを設けている。５枚のリード板３は二次電池セル１の電極に溶接部３ａを設けている。溶接部３ａは、スポット溶接の無効電流を少なくするために、スリットの両側に溶接スポットを設けている。溶接スポットは突出して、二次電池セル１の電極にスポット溶接して固定される。電池ブロック１０は、第１～第５のリード板３を備えている。第１のリード板３Ａと第２のリード板３Ｂは、一端を溶接部３ａとして他端を電池ブロック１０の出力端子５ｘとしている。第３のリード板３Ｃ、第４のリード板３Ｄ、及び第５のリード板３Ｅは、一対の溶接部３ａと、電圧検出端子５ｙとを設けている。一対の溶接部３ａは隣接する二次電池セル１の電極に接続されて、隣接する二次電池セル１同士を直列に接続する。リード板３の端部に設けた出力端子５ｘと電圧検出端子５ｙは、電池ホルダ２の定位置に配置して、溶接部３ａを二次電池セル１の電極に固定する状態で、電池ブロック１０の固定面２Ｘから突出する。

【0036】

図６～図８に示す電池ブロック１０は、リード板３の端部に端子部５を設けている。電池ブロック１０は、リード板３の端部に設けている端子部５を回路基板４にハンダ付けして回路基板４に連結される。図６の電池ブロック１０は、電池ブロック１０の出力端子５ｘを電池ホルダ２の片側に配置して、他の片側に二次電池セル１の電圧を検出する電圧検出端子５ｙを配置している。電池ブロック１０は、図４及び図５に示すように、出力端子５ｘと電圧検出端子５ｙからなる端子部５を回路基板４に連結して、回路基板４に物理的に連結される。両側の端子部５を回路基板４に連結する電池ブロック１０は、安定して回路基板４に連結される。
（回路基板４）

【0037】

回路基板４は、複数の電池ブロック１０を連結して、各々の電池ブロック１０を電気接続し、さらに物理的に連結する。図３の分解斜視図に示す電池パック１００は、回路基板４を貫通する止ネジ１８で回路基板４を２組の電池ブロック１０にネジ止めして、さらに強固に複数の電池ブロック１０を連結している。電池ブロック１０は、止ネジ１８をねじ込む固定ボス２８を電池ホルダ２の固定面２Ｘに設けている。各々の電池ブロック１０の出力端子５ｘは、回路基板４を介して接続され、さらにコネクタ１９に接続される。回路基板４は、表面に銅箔などの導電層（図示せず）を設けている。導電層は、出力端子５ｘの接続部４１を電気接続して電池ブロック１０を直列に接続し、また、出力端子５ｘをコネクタ１９のリード線１６に接続する。さらに、導電層は、電圧検出端子５ｙの接続部４１を回路基板４の保護回路に接続する。回路基板４は二次電池セル１を充放電する保護回路を実装し、各々の二次電池セル１を保護回路に接続する。保護回路は、各々の二次電池セル１の電圧や電流を検出して、充放電する電流をコントロールして電池を保護しながら充放電する。

【0038】

以上の電池パック１００は、リード板３で電池ブロック１０の二次電池セル１を直列に接続して電池ブロック１０の出力電圧を高くしているが、電池ブロック１０は、リード板３で二次電池セル１を並列に接続し、あるいは直列と並列に接続することもできる。また、以上の電池パックは、電池ブロック１０を直列に接続して出力電圧を高くしているが、電池ブロック１０は並列に接続して、電流容量を大きくし、さらに３組以上の電池ブロック１０を回路基板４に連結して、各々の電池ブロック１０を直列に接続や並列に接続し、また、４組以上の電池ブロック１０を連結して、電池ブロック１０を直列と並列に接続することもできる。
（外装ケース９の肉厚構造）

【0039】

外装ケース９は、図２の断面図に示すように、回路基板４に直接対向する対向部位７を、他の部位である非対向部位の少なくとも一部と比べて肉厚に形成している。このようにすることで、外装ケース９の肉厚を回路基板４と直接対向する部位を相対的に厚く形成して耐熱性を向上させ、回路基板４が高温になった際に外部への影響を低減することが可能となる。

【0040】

電池パックの内部で、何らかの事情により部材が高温になり発火した場合、電池パックの外部に高温や火が漏れないようにすることが求められる。このため、このような高温や発火時の安全性を高めるため、外装ケースに難燃性の部材を用いたり、外装ケースを肉厚にして断熱性能を高めることが行われている。しかしながら、外装ケースを肉厚にすると、その分だけ重量が重くなってしまう。特に携帯型電気機器用の電源装置においては、小型軽量化が求められている。このように、電源装置の安全性の向上と、小型軽量化とは相反する特性であって、これらを両立させることは困難であった。

【0041】

一般的に電池パックにおいて、発火する可能性が相対的に高くなるのは回路基板の近傍と考えられる。そこで本実施形態においては、回路基板４の付近で難燃性を高めるべく、外装ケース９の肉厚を確保しながらも、高温や発火の可能性が相対的に低い部位では、外装ケース９の肉厚を薄くしている。すなわち、図９の比較例に示す電池パック９００のように外装ケース９０９の肉厚を回路基板９０４との位置関係によらず均一とせず、図２に示すように部分的に薄くしたことで、安全性を確保しながらも軽量化を図ることが可能となる。

【0042】

外装ケース９の内、回路基板４と直接対向する対向部位７とは、図２等に示すように、回路基板４と外装ケース９の内面との間に、介在する部材の無い状態で対向している状態を意味する。このように回路基板４と直接対向している部位に、発熱が集中する可能性が高いため、このような対向部位７を厚肉に形成したことで、外装ケース９から外部に高温や火が漏れて延焼する事態となるリスクを軽減できる。また対向部位７は、回路基板４の板状の端縁と近接する領域である。外装ケース９の内、端縁と近接する領域を厚肉に形成することで、高温に対する耐性を発揮できる。

【0043】

外装ケース９は、一方向に延長された角柱状に形成されている。この外装ケース９の内部において、回路基板４は図２の断面図に示すように、複数の二次電池セル１を保持する電池ホルダ２の上面に配置されている。この回路基板４は、角柱状の外装ケース９の何れかの面（図２の断面図においては上面）とほぼ平行となる姿勢に配置される。外装ケース９の上面側の肉厚も、厚肉に維持されて、回路基板４の発熱時に難燃性を発揮させている。
（薄肉領域６）

【0044】

また外装ケース９は、図２の断面図に示すように電池ブロック及び回路基板４を収納する内面（図２において左右の面）を、平面状に形成している。このようにすることで、電池ブロックや回路基板４を収納するための内部空間を確保している。一方で外装ケース９の外部に表出する外面側の内で、非対向部位の少なくとも一部を、対向部位７と比べて窪ませることで肉薄に形成した薄肉領域６としている。このようにすることで、外装ケース９の肉厚を回路基板４と直接対向する部位については相対的に厚く形成しながらも、他の部位である非対向部位の表面を薄くしたことで、図１の斜視図に示すように外観を平板状でなく部分的に窪ませて意匠性を向上させることができる。また窪ませた薄肉領域６を手で握り易くして、機能性も向上できる。
（接合面８）

【0045】

また外装ケース９は、延長方向に、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂに分割されている。これら第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂとの接合面８は、回路基板４と外装ケース９が直接対向しない非対向部位に位置させている。このように、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂとの接合面８を、回路基板４と対向する位置から離間させることにで、万一回路基板４が発火しても、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂとの隙間から炎が外装ケース９の外部に漏れる事態を阻止して、安全性を高める効果が期待できる。

【0046】

加えて、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂとの接合面８は、薄肉領域６よりも肉厚に形成することが好ましい。これによって、接合面８の機械的強度を高めて第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂの接合の信頼性が向上される。加えて、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂとの接合界面に隙間が生じる事態を低減し、万一回路基板４が発火しても、接合面８から炎が外部に漏れることを抑制できる。好ましくは、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂとの接合面８は、対向部位７と同じ肉厚に形成する。いいかえると、外装ケース９の肉厚を一定としながら、熱対策の必要性が相対的に低い部位である非対向部位を肉薄として、外装ケース９の成形を容易に行える利点が得られる。

【0047】

以上のように、回路基板４と直接対向する部位や、第一ケース９Ａと第二ケース９Ｂの接合面８といった要所を肉厚にして、万一外装ケース９の内部で回路基板４が高温になり発火を生じても外部に漏れ難くして安全性を高めつつ、他の領域は肉薄として軽量化を図ることが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明の電源装置は、掃除機、電動工具、アシスト自転車等の携帯型電気機器の電源として利用される電池パックに、好適に使用される。

【符号の説明】

【0049】

１００、９００…電池パック
１…二次電池セル
２…電池ホルダ
２Ａ…第一電池ホルダ
２Ｂ…第二電池ホルダ
２Ｘ…固定面
３…リード板
３Ａ…第１のリード板
３Ｂ…第２のリード板
３Ｃ…第３のリード板
３Ｄ…第４のリード板
３Ｅ…第５のリード板
４、９０４…回路基板
５…端子部
５ｘ…出力端子
５ｙ…電圧検出端子
６…薄肉領域
７…対向部位
８…接合面
９、９０９…外装ケース；９Ａ…第一ケース；９Ｂ…第二ケース
９ａ…開口窓
１０…電池ブロック
１１…絶縁プレート
１３…非溶融プレート
１６…リード線
１７…閉塞蓋
１８…止ネジ
１９…コネクタ
２０…コアパック
２１…保持部
２２…保持筒
２３…区画壁
２５…挿入隙間
２８…固定ボス
２９…嵌合凸部
３０…係止フック
３１…載せリブ
４０…接続部ユニット
４１…接続部
４２…貫通穴
４３…嵌合凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】