(57)【要約】【課題】過熱保護素子を有しているにもかかわらず、小型化が図れる電池装置を提供することを目的とする。【解決手段】正極および負極を有する素電池１８と、この素電池１８の過熱時に電流を遮断する素子部２０およびこの素子部２０の両側に設けた一対のリード２１ａ，２１ｂからなり、前記素電池１８と電気的に接続される過熱保護素子１９と、この過熱保護素子１９と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池１８の充電制御または放電制御を行う保護回路基板２３とを備え、前記保護回路基板２３に収納部２７を設け、この収納部２７に前記過熱保護素子１９における素子部２０を入り込ませたものである。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを備え、前記保護回路基板に収納部を設け、この収納部に前記過熱保護素子における素子部を入り込ませた電池装置。
【請求項２】
過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードを保護回路基板に電気的に接続するとともに、一方のリードを素電池の正極または負極のいずれかに直接接続した請求項１記載の電池装置。
【請求項３】
保護回路基板に設けた収納部を開口部または欠落部で構成し、かつこの開口部または欠落部に過熱保護素子における素子部を入り込ませるとともに、過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を前記開口部または欠落部に露出させた請求項１記載の電池装置。
【請求項４】
過熱保護素子における素子部を収納部に入り込ませて、この過熱保護素子における一対のリードの両方を保護回路基板に直接接続した請求項１記載の電池装置。
【請求項５】
正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、この一対のリードのうち、一方のリードが前記素電池の一方の極と電極的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板と、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと前記保護回路基板とを電気的に接続する第１の接続部材と、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを電気的に接続する第２の接続部材とを有し、前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第１の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第２の接続部材の一端部との電気的接続を行った後、前記第１の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第２の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続を行うようにした電池装置の製造方法。
【請求項６】
過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第１の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第２の接続部材の一端部との電気的接続を抵抗溶接で行い、かつ前記第１の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第２の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにした請求項５記載の電池装置の製造方法。
【請求項７】
正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを有し、前記過熱保護素子における他方のリードと保護回路基板とを電気的に接続するとともに、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを第２の接続部材を介して電気的に接続し、その後前記保護回路基板に設けた開口部または欠落部に過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを露出させ、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを電気的に接続するようにした電池装置の製造方法。
【請求項８】
過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板に設けた開口部または欠落部を通過させて前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との接続部に供給することにより行うようにした請求項７記載の電池装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
一般に電池は様々な機器に用いられており、近年、その中でも、携帯電話や、ノートパソコンと呼ばれる持ち運び可能なパーソナルコンピュータをはじめとする携帯端末の電源として用いられることが多くなってきた。
【０００２】
本発明は、このような携帯端末をはじめとする電気機器または電子機器に用いられる電池装置およびその製造方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、携帯電話や、持ち運び可能なパーソナルコンピュータをはじめとする携帯端末の多機能化や高性能化に伴い、これらの電源としての電池に対し、大容量や大電力が求められている。このような大容量、大電力の要望に対し、リチウムイオン二次電池等の高性能の電池が登場してきた。
【０００４】
これらの電池は、大電力であるため、発熱量も従来の乾電池などと比べて大きい。そしてこれらの電池は温度が高くなりすぎると、電池内部の化学反応に支障をきたすおそれがあり、また、この電池を使用している電気機器または電子機器内の半導体等の電気部品に対し、熱による悪影響を与えるおそれがある。
【０００５】
したがって、これらの高性能の電池は、電池を過熱から保護する手段と共に電池装置として用いられることが多い。またリチウムイオン二次電池等の場合は、より大容量の充電や適切な放電を行わせるために、電池に、充電、放電の制御等を行う保護回路を付けることが多い。
【０００６】
図７は従来の電池装置の斜視図である。図７において、１は有底角筒状のケースで、このケース１は金属により構成され、かつこのケース１内には発電要素（図示せず）を収納している。そしてこの発電要素（図示せず）は一方の極をケース１としている。２は前記ケース１の上方開口部を閉塞する蓋で、この蓋２には前記発電要素（図示せず）の他方の極を構成する電極３を取り付けており、この蓋２と前記ケース１で素電池４を構成している。５は前記蓋２に設置された過熱保護素子で、この過熱保護素子５は素子部６と、この素子部６の両端部に設けられた導電体からなる一対のリード７ａ，７ｂとにより構成されている。そして、この一対のリード７ａ，７ｂのうち、一方のリード７ａは前記電極３にスポット溶接により電気的に接続されている。８は前記ケース１の側面に設置された保護回路基板で、この保護回路基板８には前記素電池４を過充電・過放電等から保護する保護回路（図示せず）を設けている。そしてこの保護回路基板８には金属製の一方の接続部材８ａと、他方の接続部材８ｂを設けており、一方の接続部材８ａは前記他方のリード７ｂとスポット溶接により電気的に接続されている。また他方の接続部材８ｂは前記ケース１に電気的に接続されている。９は前記ケース１の側面から蓋２にかけて設けられた絶縁シートで、この絶縁シート９は、ケース１と、過熱保護素子５における他方のリード７ｂ、保護回路基板８および一対の接続部材８ａ，８ｂとを絶縁し、過熱保護素子５における一対のリード７ａ，７ｂの短絡を防止するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電池装置においては、過熱保護素子５と保護回路基板８を取り付ける分、装置が大きくなってしまうという課題を有していた。すなわち、過熱保護素子５と保護回路基板８を取り付けるとなると、これらを取り付けるための空間がそれぞれ必要となるもので、このことは、より小型化を図ろうとする携帯端末に用いる電池装置にとっては大きな課題となっていた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、過熱保護素子を有しているにもかかわらず、小型化が図れる電池装置およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを備え、前記保護回路基板に収納部を設け、この収納部に前記過熱保護素子における素子部を入り込ませたもので、この構成によれば、保護回路基板に設けた収納部に過熱保護素子における素子部を入り込ませているため、過熱保護素子の素子部と保護回路基板とは重なり合う部分が生じることになり、その結果、電池装置全体の大きさを小さくすることができるという作用効果が得られるものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードを保護回路基板に電気的に接続するとともに、一方のリードを素電池の正極または負極のいずれかに直接接続したもので、この構成によれば、素電池の熱をより迅速に過熱保護素子が検知できるという作用効果が得られるものである。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、保護回路基板に設けた収納部を開口部または欠落部で構成し、かつこの開口部または欠落部に過熱保護素子における素子部を入り込ませるとともに、過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を前記開口部または欠落部に露出させたもので、この構成によれば、過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を保護回路基板に設けた開口部または欠落部に露出させているため、過熱保護素子における一方のリードと素電池との接続部の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができるという作用効果が得られるものである。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、過熱保護素子における素子部を収納部に入り込ませて、この過熱保護素子における一対のリードの両方を保護回路基板に直接接続したもので、この構成によれば、過熱保護素子における素子部を保護回路基板に設けた収納部に入り込ませて、過熱保護素子における一対のリードの両方を保護回路基板に直接接続しているため、保護回路基板に設けた収納部と、過熱保護素子における素子部との位置合わせがより正確に行えるという作用効果が得られるものである。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、この一対のリードのうち、一方のリードが前記素電池の一方の極と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板と、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと前記保護回路基板とを電気的に接続する第１の接続部材と、前記保護回路基板と前記素電池の他方の極とを電気的に接続する第２の接続部材とを有し、前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第１の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第２の接続部材の一端部との電気的接続を行った後、前記第１の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第２の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続を行うようにしたもので、この製造方法によれば、素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板を素電池に接続する前に、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第１の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第２の接続部材の一端部との電気的接続を行うようにしているため、これらの電気的接続が保護回路基板に与える影響を排除することができるという作用効果が得られるものである。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第１の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第２の接続部材の一端部との電気的接続を抵抗溶接で行い、かつ前記第１の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第２の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにしたもので、この製造方法によれば、第１の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第２の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにしているため、抵抗溶接をした場合の保護回路基板への悪影響を防止できるという作用効果が得られるものである。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを有し、前記過熱保護素子における他方のリードと保護回路基板とを電気的に接続するとともに、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを第２の接続部材を介して電気的に接続し、その後、前記保護回路基板に設けた開口部または欠落部に過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを露出させ、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを電気的に接続するようにしたもので、この製造方法によれば、過熱保護素子における他方のリードと保護回路基板とを電気的に接続するとともに、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを第２の接続部材を介して電気的に接続し、その後、前記保護回路基板に設けた開口部または欠落部に過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを露出させ、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを電気的に接続するようにしているため、保護回路基板と素電池を接続する場合、第１の接続部材は不要となり、これにより、部品数を減少させることができるため、製造が容易になる。また前記第２の接続部材の部分で保護回路基板を折り曲げることにより、過熱保護素子における一方のリードが素電池の一方の極に重複した形で保護回路基板に設けた開口部または欠落部に露出するため、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続も容易に行えるという作用効果が得られるものである。
【００１７】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板に設けた開口部または欠落部を通過させて前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との接続部に供給することにより行うようにしたもので、この製造方法によれば、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板に設けた開口部または欠落部を通過させて行うようにしているため、前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との接続を行うと同時に、保護回路基板の素電池への位置決め固定が行えるという作用効果が得られるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態１における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図、図２は同電池装置における保護回路基板を折り曲げた後の斜視図、図３（ａ）は同電池装置の部分縦断面図、図３（ｂ）は同電池装置の上面図である。
【００２０】
図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）において、１１は発電要素、１２は金属により構成された有底角筒状の電池缶、１３は前記電池缶１２の上方開口部を閉塞する金属製の電池蓋で、この電池蓋１３の略中央部には開口部１３ａが設けられており、この開口部１３ａに前記発電要素１１の一方の極（正極）と電気的に接続されている電極１４を臨ませている。また前記電池缶１２と電池蓋１３はケース１５を構成しているもので、このケース１５内に前記発電要素１１を収納している。１６は前記電池蓋１３の開口部１３ａに設けた電極絶縁部材で、この電極絶縁部材１６は電極１４とケース１５とを絶縁している。１７は発電要素１１の一方の極（正極）と電極１４とを電気的に接続している電極接続部材である。以上説明した１１〜１７の構成部材により素電池１８を構成している。なお、この素電池１８における発電要素１１は、一方の極（正極）を電極１４に接続し、かつ他方の極（負極）を電池缶１２と電気的に接続しているもので、前記電池缶１２は電池蓋１３と電気的に接続されているため、電池缶１２と電池蓋１３からなるケース１５全体は電極１４と異なる電位を有することになる。
【００２１】
１９は過熱保護素子で、この過熱保護素子１９は通常時には電気抵抗が実用上無視できる程度の微小な値であるが、素電池１８の温度を検知して素電池１８が所定の温度になった時に実用上電流を遮断する程度に電気抵抗が極めて高くなる特性を有し、素電池１８の過熱を防止するものである。この過熱保護素子１９としては、所定の温度になると溶解して分断する可溶合金からなる温度ヒューズのように一度電流を遮断すると二度と復帰しないものや、ＰＴＣ特性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ特性）を有する導電性のポリマ樹脂からなるＰＴＣサーミスタのように、所定の温度になると電気抵抗が上昇して電流を遮断するが、温度が低下すると抵抗値も低下して再び電流を流す復帰型の特性を有するものが用いられる。２０は過熱保護素子１９を構成する素子部で、この素子部２０は所定の温度になると電流を遮断するものである。２１ａ，２１ｂは素子部２０の両端から遠方に伸びるように配置された一対のリードで、この一対のリード２１ａ，２１ｂも前記過熱保護素子１９を構成するもので、その材料としては、他の構成部材との電気的接続を抵抗溶接で行うのであれば、Ｎｉを母材とする金属板が好ましい。２２は前記過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部である。
【００２２】
２３は保護回路基板で、この保護回路基板２３には素電池１８への充電および素電池１８の放電を制御する保護回路（図示せず）を設けている。２４は過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂと保護回路基板２３の保護回路（図示せず）とを電気的に接続する第１の接続部材で、金属部材からなるリード板で構成されている。２５は電池蓋１３と保護回路基板２３の保護回路（図示せず）とを電気的に接続する第２の接続部材で、金属部材からなるリード板で構成されている。２６は電池蓋１３と過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂとの間に位置して両者１３，２１ｂの短絡を防止するために設けられた短絡防止用の絶縁部材である。なお、図１では、保護回路基板２３を展開した形で示しているが、この保護回路基板２３は、本来は第１の接続部材２４と、第２の接続部材２５の部分で矢印Ａの方向に折り曲げられて電池蓋１３と平行に向かい合うように、すなわち、図２のように配置されているもである。
【００２３】
２７は保護回路基板２３に設けた収納部で、この収納部２７は保護回路基板２３に開口部を設けることにより構成されており、そして前記保護回路基板２３が図２のように折り曲げられて電池蓋１３と平行に向かい合うように配置されると、前記収納部２７に過熱保護素子１９における素子部２０の厚み方向の一部が入り込むとともに、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと電極１４との接続部２２も前記収納部２７に露出した状態となるものである。このように過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと電極１４との接続部２２を収納部２７に露出させるようにすると、目視により過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと電極１４との接続状態を簡単に知ることができるものである。
【００２４】
図４は本発明の実施の形態１における電池装置の回路図である。この図４において、図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）で示した構成部材と同一の構成部材については、同一番号を付してその説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００２５】
図４において、２８は素電池１８への充電および素電池１８の放電を制御する保護回路で、保護回路基板２３に設けられている。２９は負荷で、この負荷２９は本発明の実施の形態１における電池装置が電気を供給しようとしている電気機器または電子機器のことである。
【００２６】
次に、図４における各構成部材の関係について説明する。素電池１８は負極を保護回路２８と電気的に接続し、かつ正極を過熱保護素子１９と電気的に接続している。過熱保護素子１９は素電池１８の正極と保護回路２８との間に直列に接続されており、素電池１８が所定の温度になると電流を遮断するものである。保護回路２８は入力側を素電池１８および過熱保護素子１９と電気的に接続し、かつ出力側を負荷２９と電気的に接続している。ここで、負荷２９への電力供給は素電池１８が行っているもので、過熱保護素子１９により電流が遮断されると、負荷２９への電力供給も停止される。また保護回路２８を動作させるための電力も素電池１８が供給しているものである。なお、図４の回路図は素電池１８の放電時の状態を示すもので、過熱保護素子１９の一端は素電池１８の正極と接続され、かつ他端は少なくとも使用時には保護回路２８および負荷２９を介して間接的に素電池１８の負荷と接続されるものである。一方、素電池１８の充電時には負荷２９の代わりに電源が接続される。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態１における電池装置の製造方法について説明する。
【００２８】
本発明の実施の形態１における電池装置の素電池１８は、基本的に公知の素電池と同様のものである。また、過熱保護素子１９として用いる温度ヒューズや、ＰＴＣサーミスタも基本的に公知のものと同様のものである。そしてまた、保護回路２８もリチウムイオン二次電池を用いた電池パック等に内蔵されている保護回路と基本的に同じである。したがって、素電池１８、過熱保護素子１９、保護回路２８の製造方法の説明については省略する。
【００２９】
本発明の実施の形態１における電池装置は、素電池１８と、過熱保護素子１９と、保護回路基板２３に設けた保護回路２８とを電気的に接続して、図２、図３（ａ）、（ｂ）に示す形状に組み上げるものであり、その製造方法はいくつか考えられるが、その一例について説明する。
【００３０】
まず、過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂとリード板で構成された第１の接続部材２４の一端部とを電気的に接続する。この場合の接続方法は、抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付けのいずれでもよく、この両者２１ｂ，２４を電気的に接続することができるものであればよい。
【００３１】
次に、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４とを電気的に接続する。この場合の接続方法も、両者２１ａ，１４を電気的に接続することができるものであればよく、種々の方法が考えられる。例えば、抵抗溶接やレーザー溶接で両者２１ａ，１４を電気的に接続すればよい。一方、はんだ付けは電極１４の温度を一定以上の温度にしないと確実なはんだ付けができないものであり、したがって、はんだ付けの場合は、素電池１８を過熱させることにもつながるため、好ましくない。但し、低温で確実に接続することができるはんだ付けが可能となれば、これを用いてもよい。
【００３２】
これと前後して、リード板で構成された第２の接続部材２５の一端部と素電池１８における電池蓋１３とを電気的に接続する。この場合の接続方法は、前記過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続方法と同様の方法で行えばよい。
【００３３】
次に、第１の接続部材２４の他端部と保護回路基板２３とを電気的に接続するとともに、第２の接続部材２５の他端部と保護回路基板２３とを電気的に接続する。この場合の接続方法は、はんだ付けや、レーザー溶接、接着が用いられる。抵抗溶接は、保護回路２８へ悪影響を及ぼす可能性がある場合には、用いない方がよいが、そのような可能性がなければ、この抵抗溶接を用いてもよい。これと前後して、短絡防止のため、絶縁部材２６を電池蓋１３と過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂとの間に位置させておく。
【００３４】
以上説明した製造方法によって、図１に示す電池装置は作られ、そして図１の矢印Ａ方向に保護回路基板２３を折り曲げて保護回路基板２３と電池蓋１３とが平行に向かい合うようにすると、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、保護回路基板２３に設けた開口部からなる収納部２７に過熱保護素子１９における素子部２０の一部が入り込んだ構成となるものである。
【００３５】
上記した本発明の実施の形態１においては、過熱保護素子１９における一対のリード２１ａ，２１ｂのうち、他方のリード２１ｂを保護回路基板２３に第１の接続部材２４を介して電気的に接続するとともに、一方のリード２１ａを、素電池１８における発電要素１１の一方の極（正極）と電気的に接続されている電極１４に直接接続しているため、素電池１８の熱をより迅速に過熱保護素子１９が検知できるという効果を有するものである。
【００３６】
また、上記本発明の実施の形態１においては、素電池１８の充電制御または放電制御を行う保護回路基板２３を素電池１８に接続する前に、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８の一方の極を構成する電極１４との電気的接続、前記過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂと第１の接続部材２４の一端部との電気的接続および前記素電池１８の他方の極を構成する電池蓋１３と第２の接続部材２５の一端部との電気的接続を行うようにしているため、これらの電気的接続が保護回路基板２３に与える影響を排除することができるという効果を有するものである。
【００３７】
そしてまた、上記本発明の実施の形態１においては、第１の接続部材２４の他端部と保護回路基板２３との電気的接続および第２の接続部材２５の他端部と保護回路基板２３との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにしているため、抵抗溶接をした場合の保護回路基板２３への悪影響を防止できるという効果を有するものである。
【００３８】
なお、本発明の電池装置の製造方法は、上述した内容にとらわれる必要はなく、特に、素電池１８、過熱保護素子１９、第１の接続部材２４、第２の接続部材２５、保護回路基板２３の接続順序は、上述した順序以外でもよいものである。
【００３９】
また、抵抗溶接は比較的作業も容易であり、かつ作業時間も短く、さらには抵抗溶接を行うための装置も比較的安価で大がかりなものではないため、電池装置では多くの接続部において用いられているが、素電池１８における電極１４と過熱保護素子１９における一方のリード２１ａとの接続や、素電池１８における電池蓋１３と第２の接続部材２５との接続を抵抗溶接で行う場合、抵抗溶接による保護回路２８への悪影響が懸念される場合には、上述した順序で行うのが望ましい。
【００４０】
一方、抵抗溶接による保護回路２８への悪影響が懸念されない場合には、以下の順序による方法もある。
【００４１】
まず、保護回路基板２３に第２の接続部材２５の他端部をあらかじめ接続するとともに、過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂを一端部に接続してなる第１の接続部材２４の他端部もあらかじめ保護回路基板２３に接続しておく。
【００４２】
次に、第２の接続部材２５の一端部と電池蓋１３とを電気的に接続する。そして図１の矢印Ａ方向に保護回路基板２３を折り曲げて保護回路基板２３と電池蓋１３とが平行に向かい合うようにすると、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、保護回路基板２３に設けた開口部からなる収納部２７に過熱保護素子１９における素子部２０の一部が入り込んだ構成となる。このとき、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａは素電池１８における電極１４の上に重複し、そしてこの重複部分は保護回路基板２３に設けた収納部２７に露出した状態となっているため、この重複部分を抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等の方法で電気的に接続する。この重複部分である過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４とを接続するためには、何らかのエネルギーが必要であるが、このエネルギーは保護回路基板２３に設けた開口部からなる収納部２７を通って過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部２２に供給されるものである。
【００４３】
上記過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との重複部分を電気的に接続する場合、抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等の方法が用いられるが、抵抗溶接による保護回路基板２３への影響を無くするためには、保護回路基板２３上のＩＣ等を保護するための手段、例えば復帰型ヒューズ等を設けたり、あるいはＩＣそのものに耐電流、耐電圧に優れたものを用いる等の手段が考えられる。
【００４４】
上記した製造工程を行うことにより、図２に示すような電池装置を製造することができる。この製造方法においては、保護回路基板２３の第２の接続部材２５の他端部をあらかじめ接続するとともに、過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂを一端部に接続してなる第１の接続部材２４の他端部もあらかじめ保護回路基板２３に接続しているため、一端部が未拘束のリードや接続部材を素電池１８に接続するものに比べ、製造工程中の短絡の可能性が低くなるという効果を有するものである。
【００４５】
以上、実施の形態１を用いて、本発明の電池装置を説明したが、本発明は実施の形態１の内容に限定されるものではなく、様々なバリエーションが可能である。
【００４６】
例えば、本発明の実施の形態１においては、素電池１８における発電要素１１の一方の極（正極）を電池蓋１３の開口部１３ａに臨ませた電極１４に接続し、かつ他方の極（負極）を電池蓋１３と電気的に接続された電池缶１２に電気的に接続するようにしていたが、これは逆に接続するようにしてもよいものである。また、発電要素１１の他方の極（負極）は電池缶１２と電池蓋１３からなるケース１５全体に電気的に接続されているため、ケース１５全体が負極となっているが、有底角筒状の電池缶１２の底面部のみに発電要素１１の他方の極（負極）を接続することにより、電池缶１２の底面部のみを負極とし、それ以外の部分には絶縁を施すようにしてもよいものである。この場合は、電池蓋１３と過熱保護素子１９における他方のリード２１ｂとの絶縁をする必要がなくなるものである。そしてまた、素電池１８におけるケース１５を構成する電池缶１２は有底角筒状に構成していたが、有底円筒状に構成してもよいものである。さらに、保護回路基板２３の保護回路２８に接続される第２の接続部材２５は電池蓋１３に接続するようにしていたが、電池缶１２の底面部に接続するようにしてもよいものである。さらにまた、過熱保護素子１９は電池蓋１３の開口部１３ａに臨ませた電極１４と、保護回路基板２３との間に電気的に接続するようにしていたが、ケース１５と保護回路基板２３との間に過熱保護素子１９を電気的に接続するようにしてもよく、この場合は、第２の接続部材２５が電池蓋１３の開口部１３ａに臨ませた電極１４と保護回路基板２３とを接続することになる。
【００４７】
また、上記本発明の実施の形態１においては、保護回路基板２３に設けられる収納部２７を、四方が囲まれた開口部により構成しているが、この開口部に限定されるものではなく、これ以外の、例えば三方が囲まれ、かつ一方が開放されている切り欠き部からなる欠落部により収納部２７を構成してもよく、さらには保護回路基板２３の電池蓋１３と対向する面側に凹部よりなる収納部２７を設けてもよいものである。これらの場合においても、図１の矢印Ａ方向に保護回路基板２３を折り曲げて保護回路基板２３と電池蓋１３とが平行に向かい合うようにすると、保護回路基板２３に設けた欠落部あるいは凹部からなる収納部２７に過熱保護素子１９における素子部２０の一部が入り込んだ構成となるものである。
【００４８】
上記のように本発明の実施の形態１においては、保護回路基板２３に設けた開口部、欠落部、凹部のいずれかからなる収納部２７に過熱保護素子１９における素子部２０を入り込ませているため、過熱保護素子１９の素子部２０と保護回路基板２３とは重なり合う部分が生じることになり、その結果、電池装置全体の大きさを小さくすることができるという効果を有するものである。
【００４９】
また、上記本発明の実施の形態１において、保護回路基板２３に設けた収納部２７を開口部または欠落部で構成した場合は、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部２２を、前記開口部または欠落部から露出させることができるため、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部２２の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができるという効果を有するものである。
【００５０】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００５１】
図５は本発明の実施の形態２における電池装置の展開斜視図である。この図５において、図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）で示した本発明の実施の形態１の構成部材と同一の構成部材については、同一番号を付してその説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００５２】
すなわち、本発明の実施の形態２における電池装置は、過熱保護素子１９における素子部２０を保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７に入り込ませて、この過熱保護素子１９における一対のリード２１ａ，２１ｂの両方を保護回路基板２３の電池蓋１３と対向する面に直接接続したものである。また、この本発明の実施の形態２における電池装置は、上記以外に、第１の接続部材２４の一端部を素電池１８における電極１４に、かつ他端部を保護回路基板２３にそれぞれ電気的に接続するとともに、第２の接続部材２５の一端部を素電池１８における電池蓋１３に、かつ他端部を保護回路基板２３にそれぞれ電気的に接続することにより、保護回路基板２３と素電池１８を接続しているのである。このような構成において、保護回路基板２３を矢印Ａ方向に折り曲げると、保護回路基板２３と電池蓋１３とが平行に向かい合うものである。
【００５３】
上記本発明の実施の形態２における電池装置においては、過熱保護素子１９における素子部２０を保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７に入り込ませて、この過熱保護素子１９における一対のリード２１ａ，２１ｂの両方を保護回路基板２３に直接接続しているため、保護回路基板２３に設けた収納部２７と、過熱保護素子１９における素子部２０との位置合わせがより正確に行えるものである。また、この位置合わせが容易なことから、保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７の大きさも必要最小限にすることができるため、その分、保護回路基板２３上への各種電気部品の実装面積も確保することが可能となり、これにより、電池装置の小型化が図れるという効果を有するものである。
【００５４】
また、上記本発明の実施の形態２における電池装置の製造方法は、先に保護回路基板２３上に過熱保護素子１９を接続しておき、その後、第１の接続部材２４および第２の接続部材２５により、素電池１８と保護回路基板２３とを電気的に接続すればよいもので、その接続方法は、上記本発明の実施の形態１における電池装置の製造方法と同様の方法で行えばよいものである。
【００５５】
なお、上記本発明の実施の形態２においては、保護回路基板２３に設けられる収納部２７を、四方が囲まれた開口部により構成しているが、この開口部に限定されるものではなく、これ以外の、例えば三方が囲まれ、かつ一方が開放されている切り欠き部からなる欠落部により収納部２７を構成した場合でも、上記本発明の実施の形態２と同様の効果が得られるものである。
【００５６】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図６は本発明の実施の形態３における電池装置の展開斜視図である。この図６において、図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）で示した本発明の実施の形態１の構成部材と同一の構成部材については、同一番号を付してその説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【００５８】
すなわち、本発明の実施の形態３における電池装置は、過熱保護素子１９における一対のリード２１ａ，２１ｂのうち、他方のリード２１ｂを保護回路基板２３に直接接続し、かつこの過熱保護素子１９の素子部２０は保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７に入り込むようにし、さらに過熱保護素子１９における一対のリード２１ａ，２１ｂのうち、一方のリード２１ａは保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７に露出するようにしたものである。また、保護回路基板２３と素電池１８は、第２の接続部材２５の一端部を素電池１８における電池蓋１３に、かつ他端部を保護回路基板２３にそれぞれ電気的に接続することにより接続している。このような構成において、図６の矢印Ａ方向に保護回路基板２３を折り曲げて保護回路基板２３と電池蓋１３とが平行に向かい合うようにすると、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａは素電池１８における電極１４の上に重複し、そしてこの重複部分は保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７に露出した状態となっているため、この重複部分を抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等のエネルギーを用いた方法で電気的に接続する。この場合、重複部分である過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との電気的接続は、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板２３に設けた収納部２７を構成する開口部を通過させて前記過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部に供給することにより行っているものである。
【００５９】
また、上記本発明の実施の形態３における電池装置の製造方法は、先に保護回路基板２３上に過熱保護素子１９を接続しておき、その後、第２の接続部材２５により、素電池１８と保護回路基板２３とを電気的に接続すればよく、その接続方法は、上記本発明の実施の形態１における電池装置の製造方法と同様の方法で行えばよいものである。
【００６０】
上記本発明の実施の形態３においては、保護回路基板２３に設けた収納部２７を開口部で構成し、かつこの開口部に過熱保護素子１９における素子部２０を入り込ませるとともに、過熱保護素子１９における一対の２１ａ，２１ｂのうち、一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部を前記開口部に露出させているため、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができる。また、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａを素電池１８における電極１４の上に重複させ、そしてこの重複部分を保護回路基板２３に設けた開口部よりなる収納部２７に露出させるとともに、この重複部分を抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等の方法で電気的に接続しているため、第１の接続部材２４が不要となり、これにより、部品数を減少させることができるため、製造が容易になるという効果を有するものである。
【００６１】
また、上記本発明の実施の形態３においては、過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板２３に設けた収納部２７を構成する開口部を通過させて前記過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続部に供給することにより行うようにしているため、前記過熱保護素子１９における一方のリード２１ａと素電池１８における電極１４との接続を行うと同時に、保護回路基板２３の素電池１８への位置決め固定が行えるという効果を有するものである。
【００６２】
なお、上記本発明の実施の形態３においては、保護回路基板２３に設けられる収納部２７を、四方が囲まれた開口部により構成しているが、この開口部に限定されるものではなく、これ以外の、例えば三方が囲まれ、かつ一方が開放されている切り欠き部からなる欠落部により収納部２７を構成した場合でも、上記本発明の実施の形態３と同様の効果が得られるものである。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明の電池装置は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを備え、前記保護回路基板に収納部を設け、この収納部に前記過熱保護素子における素子部を入り込ませるようにしているため、過熱保護素子の素子部と保護回路基板とは重なり合う部分が生じることになり、その結果、電池装置全体の大きさを小さくすることができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図
【図２】同電池装置における保護回路基板を折り曲げた後の斜視図
【図３】（ａ）同電池装置の部分縦断面図
（ｂ）同電池装置の上面図
【図４】同電池装置の回路図
【図５】本発明の実施の形態２における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図
【図６】本発明の実施の形態３における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図
【図７】従来の電池装置の斜視図
【符号の説明】
１１　発電要素
１２　電池缶
１３　電池蓋
１４　電極
１５　ケース
１８　素電池
１９　過熱保護素子
２０　素子部
２１ａ，２１ｂ　一対のリード
２２　接続部
２３　保護回路基板
２４　第１の接続部材
２５　第２の接続部材
２７　収納部
【図１】
2004071346.tif 000003
【図２】
2004071346.tif 000004
【図３】
2004071346.tif 000005
【図４】
2004071346.tif 000006
【図５】
2004071346.tif 000007
【図６】
2004071346.tif 000008
【図７】
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