(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な工程で感熱素子を取り付けることができる電池パックを提供する。【解決手段】電池パックは、素電池１０の一端面に対向配置された底板２１を有する基板ホルダと、底板２１上の素子載置部２１aに素子本体３１が対向配置されたＰＴＣ素子と、素電池１０の一端面に沿うように基板本体４１がＰＴＣ素子の上に配された回路基板とを備え、素子本体３１から延出された基板側素子リード板３３の先端部分と基板本体４１から延出された素子側基板リード板４３の先端部分とが、底板２１の台座部２１ｂ上において、Ｎｉブロック５０を重ね合わせた状態で接合されている。【選択図】図３
2014110089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池と、
前記素電池に電気的に接続された回路基板と、
前記回路基板を保持し、前記素電池の一端面側に配置される基板ホルダと、
前記素電池に電気的に接続された保護素子とを備え、
前記保護素子の端部から延出された素子リード板と、前記回路基板の端部から延出された基板リード板とが、前記基板ホルダの前記回路基板の載置側に設けられた台座部で積層され、当該台座部上において、金属ブロックを重ね合わせた状態で接合されている
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記基板リード板は、前記素子リード板に対し、前記台座部の側とは反対の側に積層され、
前記金属ブロックは、前記素子リード板に対して、前記台座部の側に設けられている
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】
前記金属ブロックは、インサート成形法をもって、前記基板ホルダの前記台座部と一体に形成されている
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】
前記金属ブロックは、前記基板ホルダの前記台座部に固着さ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５】
前記金属ブロックは、前記素子リード板と前記基板リード板との積層部分において、前記素子リード板と前記基板リード板との間に介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項６】
前記素電池は、有底筒状の外装体と、当該外装体の開口を塞ぐ封口板とを有し、
前記素子リード板が前記封口板の外面に沿って配され、
前記基板リード板が、前記素子リード板に対し、前記封口板の外面の側とは反対の側において沿うよう配され、
前記台座部が、前記封口板の外面と前記素子リード板との間に介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項７】
前記素電池は、扁平角型であって、
前記封口板は、平面視において長尺矩形状をなし、
前記素子リード板は、前記保護素子の端部から前記封口板の長手方向端側へ向けて延出され、
前記基板リード板は、前記回路基板の端部から前記封口板の長手方向端側へ向けて延出される
ことを特徴とする請求項６に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素電池に保護素子及び保護回路基板が装着された電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などのモバイル機器の普及に伴って、電源として電池パックが多く用いられている。電池パックは、例えば、扁平角形の素電池と、素電池の保護および入出力電流の制御などのための保護回路基板とが組み合わされた構成を有する。この保護回路基板は、素電池の上面に装着された基板ホルダによって保持されるものも多い。
電池パックにおいて、二次的な保護部品として、正特性サーミスタ（以下、「ＰＴＣ」と略す）をはじめとする感熱素子等の保護素子が用いられ、電池が発熱した際に電気抵抗が上昇して、電流を遮断する機能を果たすようになっている。
【０００３】
ＰＴＣ素子のような保護素子は一般に、素子本体に１対のリード板が取り付けられて構成され、一方のリード板は電池の端子に接続され、他方のリード板が保護回路基板に接続されている。保護素子と保護回路基板との接続には、例えば特許文献１に開示されている形態がある。特許文献１に開示の接続形態では、図９に示すように、保護素子８１から延出した素子リード板８２に、立ち上がり部８３ａを有する接続ブラケット８３ａを溶接し、この立ち上がり部８３ａを介して保護回路基板８４に接続されている。保護素子と保護回路基板との接続の他の形態として、図１０に示すように、保護素子の本体から延出された素子リード板９１が、保護回路基板の本体から延出された基板リード板９２に接続された後に、素子リード板９１が折り曲げられているものもある。
【０００４】
また、保護素子の他の構成として、素子本体の下面にリード板が取り付けられ、上面にニッケルブロックが接合されて構成され、リード板が電池の端子に接続され、ニッケルブロックの上面に保護回路基板から延出されたリード板が溶接されているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３６８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている保護素子と保護回路基板との接続形態では、図９示すように、保護素子８１と保護回路基板８４との接続に立ち上がり部８３ａを有する接続ブラケット８３を用いる場合、素子リード板８２へ接続ブラケット８３を溶接する工程に加えて、立ち上がり部８３ａを保護回路基板８４の接続ブラケット８５へ溶接する工程が必要である。素子リード板８２へ接続ブラケット８３を溶接する工程と、立ち上がり部８３ａの溶接工程とでは加圧方向が異なり、作業工程が複雑になる。
【０００７】
また、図９に示すように保護素子と保護回路基板とを接続するためには、破線Ａで囲んだ部位のダイレクトスポット溶接による溶接工程の後に、破線Ｂで囲んだ部位の折り曲げ工程が必要であり、作業時間がかかることになる。
また、素子本体の上面に接合されたニッケルブロックに、保護回路基板から延出されたリード板を溶接する場合には、溶接熱による素子本体の破壊を避けるための手当が必要になる。そこでこのような場合には充分な放熱性が得られる０．４ｍｍ程度の厚みのニッケルブロックを用いるため、保護素子周辺の嵩高さにつながり、さらに、溶接条件の見極めにも時間がかかる。
【０００８】
本発明はかかる問題に鑑み、溶接条件の見極めに時間がかからず、簡易な工程で保護素子を取り付けることが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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る電池パックは、素電池と、前記素電池に電気的に接続された回路基板と、前記回路基板を保持し、前記素電池の一端面側に配置される基板ホルダと、前記素電池に電気的に接続された保護素子とを備え、前記保護素子の端部から延出された素子リード板と、前記回路基板の端部から延出された基板リード板との少なくとも一部が、前記基板ホルダの前記回路基板の載置側に設けられた台座部で積層され、当該台座部上において、金属ブロックを重ね合わせた状態で接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電池パックは、素子リード板と基板リード板とが、基板ホルダの台座部上において金属ブロックと重ね合わされているので、これらの接合は台座部に直交する方向から２本の電極で加圧するシリーズスポット溶接により実現することができる。そのため、電極による加圧方向が異なる複数回の溶接工程や、折り曲げ工程等が必要なく、簡易な工程で保護素子と回路基板とを接続することができる。また、素子本体の端部から素子リード板を延出しており、その素子リード板の延出部分で接合がなされるため、溶接にて接合する場合にも素子本体が溶接熱を直接受けることがなく、溶接条件の見極めが容易になる。
【００１１】
本発明に係る電池パックでは、例えば、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記基板リード板は、前記素子リード板に対し、前記台座部の側とは反対の側に積層され、前記金属ブロックは、前記素子リード板に対して、前記台座部の側に設けられていることを特徴とする。このように重ね合わせた位置での金属ブロック−素子リード間の接合と、素子リード−基板リード間の接合とは、シリーズスポット溶接により１度に接合することができ、加工コストの低減を図ることができる。また、台座部上で素子リード板および基板リード板と共に金属ブロックが重ね合わされているため、基板ホルダの台座部が金属ブロックによって溶接熱から保護される。なお、基板ホルダの耐熱性は保護素子の素子本体の耐熱性に比べて高いため、金属ブロックは例えば０．１ｍｍ程度の厚さで足り、保護素子周辺の嵩の低減を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記金属ブロックは、インサート成形法をもって、前記基板ホルダの前記台座部と一体に形成されていることを特徴とする。あるいは、本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記金属ブロックは、前記基板ホルダの前記台座部に固着されている。これにより金属ブロックと素子リード板とを介して保護素子が基板ホルダに固定されるので、保護素子が浮き上がるのが防止される。
【００１３】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記金属ブロックは、前記素子リード板と前記基板リード板との積層部分において、前記素子リード板と前記基板リード板との間に介挿されていることを特徴とする。このように、素子リードと基板リードとの間に金属ブロックを介挿することで、保護素子と回路基板との位置関係を金属ブロックの厚みにより調節することができる。また、基板リード−金属ブロック間の接合は、シリーズスポット溶接により接合することができるが、金属ブロックが介挿されていることで、基板ホルダの台座部が溶接熱から保護される。
【００１４】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記素電池は、有底筒状の外装体と、当該外装体の開口を塞ぐ封口板とを有し、前記素子リード板が前記封口板の外面に沿って配され、前記基板リード板が、前記素子リード板に対し、前記封口板の外面の側とは反対の側において沿うよう配され、前記台座部が、前記封口板の外面と前記素子リード板との間に介挿されていることを特徴としている。このような構成の素電池を備える場合においても、本発明では上記効果を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、前記素電池は、扁平角型であって、前記封口板は、封口板の外面に直交する方向からの平面視において長尺矩形状をなし、前記素子リード板は、前記保護素子の端部から前記封口板の長手方向端側へ向けて延出され、前記基板リード板は、前記回路基板の端部から前記封口板の長手方向端側へ向けて延出されることを特徴とすることで、封口板上に部品を積み重ねてコンパクトに配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は実施の形態１に係る電池パック１の外観構成を示す模式斜視図、（ｂ）は電池パック１からキャップ２、底蓋３、外装ラベル４を取り除いたコアパック６の外観構成を示す模式斜視図である。
【図２】電池パック１の内部構成を示す模式展開斜視図である。
【図３】（ａ）は素電池１０の封口板１０ｂ上に、基板ホルダ２０、ＰＴＣ素子３０、保護回路基板４０が装着されたコアパック６の部分拡大図、（ｂ）はコアパック６の模式側面図である。
【図４】コアパック６の組み立てにおいて素電池１０の封口板１０ｂ上に、基板ホルダ２０、ＰＴＣ素子３０、保護回路基板４０が装着される様子を示す部分拡大側面図である。
【図５】（ａ）は実施の形態２に係る電池パック１００の外観構成を示す模式斜視図、（ｂ）は電池パック１００からキャップ１０２、底蓋１０３、外装ラベル１０４を取り除いたコアパック１０６の外観構成を示す模式斜視図である。
【図６】電池パック１００の内部構成を示す模式展開斜視図である。
【図７】（ａ）は素電池１１０の封口板１１０ｂ上に、基板ホルダ１２０、ＰＴＣ素子１３０、保護回路基板１４０が装着されたコアパック１０６の模式側面図、（ｂ）はコアパック１０６の模式側面図である。
【図８】コアパック１０６の組み立てにおいて素電池１１０の封口板１１０ｂ上に、基板ホルダ１２０、ＰＴＣ素子１３０、保護回路基板１４０が装着される様子を示す側面図である。
【図９】保護素子と保護回路基板との接続に立ち上がり部を有する接続ブラケットを用いる従来技術を模式斜視図である。
【図１０】従来技術に係る電池パックにおいて、ＰＴＣ素子と保護回路基板とが接続される様子を示す模式断面図であり、（ａ）は接続部分を拡大して示し、（ｂ）はＰＴＣ素子と保護回路基板とが装着された電池パックの一端面近傍を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
[実施の形態１]
１．電池パック１の構成
本発明の実施の形態１に係る電池パック１の構成について、図１および図２を用い説明する。
【００１８】
図中、矢印Ｙが上方、矢印Ｚが後方、矢印Ｘが左方を指している。
図１（ａ）は、電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る電池パック１は、扁平角型の外観形状を有し、素電池のＹ軸方向上部を覆うように設けられたキャップ２とＹ軸方向下部を覆うように設けられた底蓋３との一部が露出し、素電池を含むその他の大部分が外装ラベル４により被覆されている。キャップ２のＹ軸方向上側の面には、窓部２ａが開けられており、それらから外部接続端子４０ａが露出している。またキャップ２には、３つの窓部２ａよりもＸ軸方向右側の部分に、水没判定ラベル５が貼着されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、電池パック１からキャップ２、底蓋３、外装ラベル４を取り除いたコアパック６は、素電池１０のＹ軸方向上面に配設された基板ホルダ２０、基板ホルダ２０上に載置されたＰＴＣ素子３０、基板ホルダ２０に装着された保護回路基板４０などを備える。
図２は、電池パック１の内部構成を示す模式展開斜視図である。
【００２０】
素電池１０は、例えば、リチウムイオン二次電池であって、有底角筒状外装缶１０ａと、そのＹ軸方向上側の開口を塞ぐ長尺状の封口板１０ｂとで外装が構成されている。封口板１０ｂは長尺状であって、封口板１０ｂのＸ軸方向中央部分からＹ軸方向上向きに突出する負極端子１０ｃ設けられ、封口板１０ｂのＸ軸方向の左端側の部分にクラッド板からなる正極端子１０ｄが設けられている。
【００２１】
また、素電池１０の封口板１０ｂに対しては、その一部を覆うように基板ホルダ２０が載置されている。基板ホルダ２０は、樹脂等の絶縁材料からなり、封口板１０ｂと同様の長尺状に形成された底板２１と、底板２１の前縁及び後縁から上方に起立する側壁２３とを備えている。底板２１には、貫通孔２２が開設されており、当該貫通孔２２からは素電池１０の負極端子１０ｃが露出するようになっている。底板２１において貫通孔２２が形成された部分より右方向（矢印Ｘの反対）の素子載置部２１aは、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子３０を基板ホルダ２０の上面に載置した場合において素子本体３１が対向する部位であり、素子載置部２１aより更に右方向の長手方向外縁よりの台座部２１ｂは、ＰＴＣ素子３０と保護回路基板４０とを接続する溶接の台座部となる部位であり、その上面にＮｉブロック５０の上面が露出するようインサート成形されている。
【００２２】
保護素子の一例であるＰＴＣ素子３０は、素子本体３１と、素子本体３１の下面からＸ軸左方向に延出された端子側素子リード板３２と、素子本体３１の上面からＸ軸右方向に延出された基板側素子リード板３３とを備えている。素子本体３１が底板２１の素子載置部２１aに対向するようにＰＴＣ素子３０が基板ホルダ２０上に載置されると、端子側素子リード板３２の先端部分は、基板ホルダ２０の貫通孔２２から露出した負極端子１０ｃに対向し、この端子側素子リード板３２の先端部分と負極端子１０ｃとが接続されている。一方、基板側素子リード板３３の先端部分は、底板２１の台座部２１ｂ上面から露出したＮｉブロック５０に対向し、この先端部分で基板側素子リード板３３は、保護回路基板４０におけるＰＴＣ素子３０との接続に供される素子側基板リード板４３と接合されている。
【００２３】
なお、本実施の形態１では、保護素子としてＰＴＣ素子を用いたが、この他にＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子やその他の感熱素子、バイメタルを備えるブレーカ素子、温度ヒューズ素子などを保護素子として採用することもできる。
保護回路基板４０は、短冊状の基板本体４１と、基板本体４１の左端から延出された端子側基板リード板４２と、基板本体４１の右端から延出された素子側基板リード板４３とから構成されている。基板本体４１には、Ｙ軸方向上側の主面に外部接続端子４０ａが形成され、Ｙ軸方向下側の主面には回路を構成する電子部品が実装されている。基板本体４１の前縁及び後縁には、基板ホルダ２０の側壁２３上端に設けられた爪部２３ａと係合する切り欠き部４１ａが形成されている。保護回路基板４０における端子側基板リード板４２は、その先端部分で素電池１０の正極端子１０ｄに接合されている。
【００２４】
基板ホルダ２０、ＰＴＣ素子３０および保護回路基板４０が装着された素電池１０の封口板１０ｂは、キャップ２の冠装により覆われる。そして、キャップ２にあけられた窓部２ａからは、回路基板４０の外部接続端子４０ａが露出する。また、キャップ２の上面には、水没判定ラベル５が貼着されている。
素電池１０の外装缶１０ａにおけるＹ軸方向下側の底部分には、両面粘着テープを介して底蓋３が装着される。そして、素電池１０の外装缶１０ａの側周面と、キャップ２および底蓋３の各一部とを覆うように外装ラベル４が被着されて電池パック１が構成されている。
【００２５】
２．ＰＴＣ素子３０と保護回路基板４０との接合
ＰＴＣ素子３０と保護回路基板４０との接合について、図３および図４を用いて説明する。図３は、ＰＴＣ素子３０および保護回路基板４０が接合されたコアパック６の模式側面図であって、（ａ）はコアパック６の右上部分を拡大して示し、（ｂ）はコアパック６の全体を示している。図４は、コアパック６の組み立てにおいて素電池１０の封口板１０ｂ上に、基板ホルダ２０、ＰＴＣ素子３０、保護回路基板４０が装着される様子を示す側面図であって、（ａ）は素電池１０の封口板１０ｂ上に基板ホルダ２０が装着された状態、（ｂ）はその基板ホルダ２０上にＰＴＣ素子３０が装着された状態、（ｄ）は保護回路基板４０が装着された状態を示している。
【００２６】
素電池１０に対する基板ホルダ２０の取り付けでは、図４（ａ）に示すように、底板２１の下面が封口板１０ｂに沿うように配設される。この時、図示していないが底板２１の貫通孔２２に負極端子１０ｃが挿通する。
底板２１には、台座部２１ｂにインサート成形法をもってＮｉブロック５０がインサート成形されており、台座部２１ｂの上面からＮｉブロック５０の上面が露出している。Ｎｉブロック５０の上面は、ＰＴＣ素子３０の素子本体３１が対向配置される底板２１の素子載置部２１aの上面に対して、素子本体３１の厚みと端子側素子リード板３２の厚みとの合計と同程度の比高がある。
【００２７】
そのため、図４（ｂ）のように、封口板１０ｂの上面に装着された基板ホルダ２０上において、素子載置部２１aに素子本体３１が対向するようにＰＴＣ素子３０を載置した場合、ＰＴＣ素子３０の基板側素子リード板３３の先端部分はＮｉブロック５０に対向し、この基板側素子リード板３３の先端部分の下面がＮｉブロック５０の上面の高さと一致する。この時、図示しないが素子本体３１の下面に下面に装着された端子側素子リード板３２は左方向に延出し、その先端部分が負極端子１０ｃの頂面に溶接される。
【００２８】
端子側素子リード板３２と負極端子１０ｃとが溶接された後、図４（ｃ）に示すように、基板本体４１の切り欠き部４１ａに基板ホルダ２０の側壁２３上端に形成された爪部２３ａが係合するように、保護回路基板４０が装着される。このように装着された保護回路基板４０の基板本体４１から右方向に延出された素子側基板リード板４３は、その先端部分下面が基板側素子リード板３３の先端部分上面と対向する。この結果、Ｙ軸上方向からの平面視において、素子側基板リード板４３の先端部分、基板側素子リード板３３の先端部分、Ｎｉブロック５０、および底板２１の台座部２１ｂの順番で、これらが重なり合う。
【００２９】
このように素電池１０に基板ホルダ２０、ＰＴＣ素子３０、保護回路基板４０が取り付けられた状態で、素子側基板リード板４３の先端部分の上面において、図３（ａ）に示す矢印Ａの位置でＹ軸方向上側から２本の電極により加圧をかけて通電しシリーズスポット溶接を行う。
Ｎｉブロック５０に、薄板状の素子側基板リード板４３および基板側素子リード板３３が重ね合わされた状態で、素子側基板リード板４３の上面から２本の電極で電圧を印加した場合、電極間の電流は図３（ａ）の破線矢印で示すように素子側基板リード板４３、基板側素子リード板３３、およびＮｉブロック５０内を通電する。この結果、２本の電極が接触した矢印Ａで示す部位の直下で、素子側基板リード板４３の下面と基板側素子リード板３３の上面との間に２個のナゲットが形成されて接合され、さらに基板側素子リード板３３の下面とＮｉブロック５０の上面との間に２個のナゲットが形成されて接合される。
【００３０】
３．効果
本発明の実施の形態１に係る電池パック１では、Ｎｉブロック５０がインサート成形された基板ホルダ２０の台座部２１ｂ上で、基板側素子リード板３３と素子側基板リード板４３とが、Ｎｉブロック５０に重ね合わされている。そのため、これらはシリーズスポット溶接により１度に接合されており、製造コストの上昇を抑えることができる。
【００３１】
また、素子本体３１の端部から基板側素子リード板３３を延出しており、その基板側素子リード板３３の延出部分で接合がなされるため、素子本体３１が溶接熱を直接受けることがなく、溶接条件の見極めが容易になる。
また、基板側素子リード板３３および素子側基板リード板４３の溶接部位と、基板ホルダ２０の台座部２１ｂとの間に、放熱性の高いＮｉブロック５０が介在することで、基板ホルダ２０に伝熱する熱が軽減される。その結果、溶接箇所直下に位置する基板ホルダ２０の焼けや溶融といったホルダの破損を防ぐことができる。なお、樹脂等の絶縁材料からなる基板ホルダの耐熱性はＰＴＣ素子３０の耐熱性に比べて高いため、基板ホルダの溶接熱からの保護という観点でＮｉブロックの厚みは０．１ｍｍ程度で足り、ＰTC素子周辺の嵩の低減を図ることができる。
【００３２】
また、電池パック１では、封口板１０ｂは、Ｙ軸上方向からの平面視において長尺矩形状をなし、ＰＴＣ素子３０の基板側素子リード板３３は素子本体３１の端部から封口板１０ｂの長手方向へ向けて延出され、回路基板４０の素子側基板リード板４３は基板本体４１の端部から封口板１０ｂの長手方向へ向けて延出されているので、封口板１０ｂ上に、部品を積み重ねてコンパクトに配置することができる。
【００３３】
また、電池パック１では、Ｎｉブロック５０がインサート成形法をもって基板ホルダ２０の台座部２１ｂと一体に形成されているので、Ｎｉブロック５０を介してＰＴＣ素子３０が基板ホルダ２０に固定される。このため、ＰＴＣ素子３０が基板ホルダ２０から浮き上がるのが防止される。
なお、実施の形態１では、底板２１の台座部２１ｂ上面にＮｉブロック５０が露出するように樹脂製の基板ホルダ２０をインサート成形する形態を一例としたが、底板２１の台座部２１ｂ上面におけるＮｉブロック５０の固定方法は、これに限定されない。例えば、両面粘着テープ等の粘着部材を用いてＮｉブロック５０を台座部２１ｂの上面に貼り付ける形態に対しても、本発明の構成を採用することで、上記同様の効果を得ることができる。
【００３４】
[実施の形態２]
１．電池パック１００の構成
本発明の実施の形態２に係る電池パック１００の構成について、図５および図６を用い説明する。
図５（ａ）は、電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。
【００３５】
図５に示すように、本発明の実施の形態２に係る電池パック１００は、扁平角型の外観形状を有し、素電池のＹ軸方向上部を覆うように設けられたキャップ１０２とＹ軸方向下部を覆うように設けられた底蓋１０３との一部が露出し、素電池を含むその他の大部分が外装ラベル１０４により被覆されている。キャップ１０２のＹ軸方向上側の面には、窓部１０２ａが開けられており、それらから外部接続端子１４０ａが露出している。またキャップ１０２には、３つの窓部１０２ａよりもＸ軸方向右側の部分に、水没判定ラベル１０５が貼着されている。
【００３６】
図５（ｂ）に示すように、電池パック１００からキャップ１０２、底蓋１０３、外装ラベル１０４を取り除いたコアパック１０６は、素電池１１０のＹ軸方向上面に配設された基板ホルダ１２０、基板ホルダ１２０上に載置されたＰＴＣ素子１３０、基板ホルダ１２０に装着された保護回路基板１４０などを備える。
図６は、電池パック１００の内部構成を示す模式展開斜視図である。本図に示す電池パック１００の構成は、図２を用いて説明した電池パック１の構成に比較して、基板ホルダ１２０、ＰＴＣ素子１３０、Ｎｉブロック１５０が相異し、他の構成については電池パック１のものと同様である。以下では、図２で説明した電池パック１と相異する構成について説明する。
【００３７】
基板ホルダ１２０は、実施の形態１で説明した基板ホルダ２０と同様に樹脂等の絶縁材料からなり、素電池１１０の封口板１１０ｂと同様の長尺状に形成された底板１２１と、底板１２１の前縁及び後縁から上方に起立する側壁１２３とを備えている。底板１２１には、貫通孔１２２が開設されており、基板ホルダ１２０が素電池１１０の封口板１１０ｂの一部を覆うように載置された場合において、当該貫通孔１２２からは素電池１１０の負極端子１１０ｃが露出するようになっている。底板１２１において貫通孔２２が形成された部分より右方向の素子載置部１２１aは、ＰＴＣ素子１３０を基板ホルダ１２０の上面に載置した時に素子本体１３１が対向する部位であり、素子載置部１２１aより更に右方向の長手方向外縁よりの台座部１２１ｂは、ＰＴＣ素子１３０と保護回路基板１４０とを接続する溶接の台座部となる部位である。ここで、実施の形態１で説明した基板ホルダ２０の台座部２１ｂは、その上面にＮｉブロック５０の上面が露出するようインサート成形されていたが、本実施の形態に係る基板ホルダ１２０の台座部１２１ｂは、このようなインサート成形がなされていない。
【００３８】
保護素子の一例であるＰＴＣ素子１３０は、素子本体１３１と、素子本体１３１の下面からＸ軸左方向に延出された端子側素子リード板１３２と、素子本体１３１の上面からＸ軸右方向に延出された基板側素子リード板１３３とを備えている。素子本体１３１が底板１２１の素子載置部１２１aに対向するようにＰＴＣ素子１３０が基板ホルダ１２０上に載置されると、基板側素子リード板１３３の先端部分は、その下面が基板ホルダ１２０の台座部１２１ｂに対向する。一方、基板側素子リード板１３３の先端部分の上面には、Ｎｉブロック１５０がハンダ付けにより接合されており、このＮｉブロック１５０の上面に、保護回路基板１４０から延出された素子側基板リード板１４３が接合されている。
【００３９】
なお、本実施の形態２では、保護素子としてＰＴＣ素子を用いたが、この他にＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子やその他の感熱素子、バイメタルを備えるブレーカ素子、温度ヒューズ素子などを保護素子として採用することもできる。
２．ＰＴＣ素子１３０と保護回路基板１４０との接合
ＰＴＣ素子１３０と保護回路基板１４０との接合について、図７および図８を用いて説明する。図７は、ＰＴＣ素子１３０および保護回路基板１４０が接合されたコアパック１０６の模式側面図であって、（ａ）はコアパック１０６の右上部分を拡大して示し、（ｂ）はコアパック１０６の全体を示している。図８は、コアパック１０６の組み立てにおいて素電池１１０の封口板１１０ｂ上に、基板ホルダ１２０、ＰＴＣ素子１３０、保護回路基板１４０が装着される様子を示す側面図であって、（ａ）は素電池１１０の封口板１１０ｂ上に基板ホルダ１２０が装着された状態、（ｂ）はその基板ホルダ１２０上にＰＴＣ素子１３０が装着された状態、（ｃ）は保護回路基板１４０が装着された状態を示している。
【００４０】
コアパック１０６は、実施の形態１のコアパック６の組み立て方法と同様に組み立てることができるが、基板ホルダ１２０の底板１２１に載置するＰＴＣ素子１３０には、図８（ｂ）に示すように、基板側素子リード板１３３の先端部上面にあらかじめＮｉブロック１５０がハンダ付けされ、一体の部品として供給されたものを使用している。
このようなＰＴＣ素子１３０を基板ホルダ１２０に載置した後、図８（ｃ）に示すように、基板本体１４１の切り欠き部１４１ａに基板ホルダ１２０の側壁１２３上端に形成された爪部１２３ａが係合するように、保護回路基板１４０を装着すると、基板本体１４１から右方向に延出された素子側基板リード板１４３は、その先端部分下面がＮｉブロック１５０の上面と対向する。この結果、Ｙ軸上方向からの平面視において、素子側基板リード板１４３の先端部分、Ｎｉブロック１５０、基板側素子リード板１３３の先端部分、および底板１２１の台座部１２１ｂが、この順番で重なり合う。
【００４１】
このように素電池１１０に基板ホルダ１２０、ＰＴＣ素子１３０、保護回路基板１４０が取り付けられた状態で、素子側基板リード板１４３の先端部分の上面において、図７（ａ）に示す矢印Ｂの位置でＹ軸方向上側から２本の電極により加圧をかけて通電しシリーズスポット溶接を行う。
Ｎｉブロック１５０に薄板状の素子側基板リード板１４３が重ね合わされた状態で、素子側基板リード板１４３の上面から２本の電極で電圧を印加した場合、電極間の電流は図７（ａ）の破線矢印で示すように素子側基板リード板１４３およびＮｉブロック１５０内を通電する。この結果、２本の電極が接触した矢印Ｂで示す部位の直下で、素子側基板リード板１４３の下面とＮｉブロック１５０の上面との間に２個のナゲットが形成されて接合される。
【００４２】
３．効果
本発明の実施の形態２に係る電池パック１００では、基板側素子リード板１３３の上面に接合されたＮｉブロック１５０に素子側基板リード板１４３が重ね合わされている。金属薄板からなる素子側基板リード板１４３とＮｉブロック１５０との溶接には、シリーズスポット溶接を用いることができるため、回路基板１４０とＰＴＣ素子１３０の接続工程が容易なものとなり、製造コストの上昇を抑えることができる。
【００４３】
また、素子本体１３１の端部から基板側素子リード板１３３を延出しており、その基板側素子リード板１３３の延出部分に取り付けられたＮｉブロック１５０を介して素子側基板リード板１４３と溶接がなされるため、素子本体１３１が溶接熱を直接受けることがなく、溶接条件の見極めが容易になる。また、放熱性に優れたＮｉブロック１５０を介することで、基板ホルダ１２０に伝熱する溶接熱を軽減することができる。その結果、溶接箇所直下に位置する基板ホルダ１２０の焼けや溶融といったホルダの破損を防ぐことができる。
【００４４】
また、電池パック１００では、ＰＴＣ素子１３０の基板側素子リード板１３３と回路基板１４０の素子側基板リード板１４３とが重なり合った部分にＮｉブロック１５０が介挿されているため、ＰＴＣ素子１３０と保護回路基板１４０との位置関係をＮｉブロック１５０の厚みにより調節することができる。
なお、図７（ａ）に示す基板ホルダ１２０では、底板１２１の台座部１２１ｂの上面と、素子本体１３１から延出された基板側素子リード板１３３の下面との間に間隙があるが、基板ホルダの形状は、素子本体１３１が対向配置される底板１２１の素子載置部１２１aの上面に対して、台座部１２１ｂの上面が素子本体１３１の厚みと端子側素子リード板１３２の厚みとの合計と同程度の比高を有するよう成形してもよい。このような基板ホルダを用いる場合には、Ｎｉブロック１５０を接合した基板側素子リード板１３３の先端部分が下面で台座部１２１ｂの上面と接触することになり、部品のがたつきを抑制することができる。
【００４５】
［その他の事項］
上記実施の形態１、２では、素電池１０の一例として扁平角形のリチウムイオン二次電池を採用したが、本発明は、これに限定されない。例えば、外観形状については、円筒形や長尺形状を採用することもできる。また、電池種類についても、リチウムイオン電池以外にも、例えば、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池など種々の電池を素電池として採用することもできる。
【００４６】
また、上記実施の形態１、２では、一つの素電池１０を備える形態を一例としたが、備える素電池の数については、これに限定されない。例えば、２つ以上の素電池を備える形態に対しても、本発明の構成を採用することで、上記同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態１、２では、金属ブロックの一例としてニッケル製のＮｉブロック５０、Ｎｉブロック１５０を採用したが、導電性を確保してリード板と接合できる材質であれば、他の金属を採用することも勿論可能である。
【００４７】
また、上記実施の形態１、２では、電池の上面側にキャップ、下面側に底蓋を装着する構成としたが、キャップ２、１０２および底蓋３、１０３に相当するモールディング樹脂部材をホットメルト加工により形成してもよい。
また、上記実施の形態１、２では、保護素子および保護回路基板が素電池の一端面に対向するよう配置し、それぞれの端部から素電池の一端面に沿ってリード板を延出する構造を採用したが、リード板の延出方向は上記の構成に限定されるものではない。
【００４８】
例えば、素電池の一端面に直交して載置面を有する受け材を設け、保護素子および保護回路基板を載置面に対向するように配置し、それぞれの端部から載置面に沿ってリード板を延出する構成を採用してもよい。このような構成では、保護回路基板から載置面に沿って延出しされた素子側基板リード板と、保護素子から載置面に沿って延出しされた基板側素子リード板との少なくとも一部が、載置面に設けられた台座部上で積層し、さらに、基板側素子リード板と素子側基板リード板との互いの重なり合った部分が、台座部上でＮｉブロック等の金属ブロックを重ね合わせた状態で接合される。
【００４９】
このような素電池の一端面に直交する載置面上で、素子側基板リード板と基板側素子リード板と金属ブロックとを重ね合わせた状態で接合する場合にも、実施の形態１、２と同様の効果を期待することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、簡易な工程で保護素子を取り付けることができる電池パックを実現するのに有用な技術であって、本発明にかかるパック電池は、携帯電話機などのモバイル機器の電源として用いることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１００    電池パック
２，１０２    キャップ
３，１０３    底蓋
４，１０４    外装ラベル
５，１０５    水没判定ラベル
６，１０６    コアパック
１０，１１０    素電池
２０，１２０    基板ホルダ
３０，１３０    ＰＴＣ素子
４０，１４０    保護回路基板
５０，１５０    Ｎｉブロック
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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