(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池のコアパック(10)をインサート成形している樹脂成形部(1)を設けており、この樹脂成形部(1)には、電池(2)と直列に接続されて異常時に電池(2)に流れる電流を遮断する電流遮断素子(6)をインサートしており、
さらに、電流遮断素子(6)は、プラスチックを成形しているケース(61)と、このケース(61)に固定されてなる一対の出力端子(62)と、この出力端子(62)に電気接続されると共にケース(61)に内蔵されて、設定温度よりも温度が高くなり、あるいは過電流が流れるときに接点(64)を離して電流を遮断する電流遮断部(63)を備える電流遮断素子であって、
ケース(61)が、充填材の充填されないポリアミド樹脂製の本体ケース(61A)及び蓋ケース(61B)からなり、本体ケース(61A)は電流遮断部(63)を内蔵するために開口部のある収納スペース(65)を有し、この収納スペース(65)の開口部を蓋ケース(61B)で閉塞しており、
さらに、ポリアミド樹脂製の本体ケース(61A)を成形する工程で、一対の出力端子(62)をインサート成形して固定すると共に、本体ケース(61A)は開口部の全周をポリアミド樹脂で成形しており、
本体ケース(61A)の開口部の全周に、ポリアミド樹脂製の蓋ケース(61B)を超音波溶着して密着してなり、
電流遮断素子(6)の温度が設定温度よりも高くなり、あるいは過電流が流れるときに接点(64)を離して電池(2)に流れる電流を遮断するようにしてなる電流遮断素子を備えるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池と直列に接続されて、電池に過電流が流れ、あるいは電池温度が異常な温度まで上昇するときに電流を遮断して電池を保護する電流遮断素子と、この電流遮断素子を内蔵するパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブレーカやＰＴＣ素子等の電流遮断素子は、電池を過電流や異常な温度上昇から保護するために使用される。これ等の電流遮断素子は、電池と直列に接続される。ブレーカは、電流で加熱されて変形するバイメタルをケースに内蔵する。バイメタルは、ブレーカの可動接点を移動させる。このバイメタルは、過電流が流れると変形して可動接点を固定接点から分離する。この状態になるとブレーカは電流を遮断する。ＰＴＣ素子は、温度が設定温度よりも高くなると電気抵抗が増加するＰＴＣをケースに内蔵している。ＰＴＣ素子は、電池に接近してパック電池のケースに内蔵される。このパック電池は、電池でＰＴＣ素子が加熱されて、設定温度まで上昇すると、ＰＴＣ素子の電気抵抗が急激に著しく大きくなって、実質的には電池に流れる電流を遮断する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパック電池は、これ等の電流遮断素子をケースに内蔵すると共に、これを電池と直列に接続している。この構造のパック電池は、電流遮断素子で安全に使用できる。ただ、電流遮断素子を正常に動作させることができなくなると、パック電池の信頼性は著しく低下する。従来の電流遮断素子は、パック電池に内蔵される状態によっては、常に正常に動作させることが難しくなる。たとえば、パック電池を予め成形しているケースに入れて組み立てるのではなくて、電池の一部あるいは全体を、パック電池のケースを構成する樹脂成形部にインサート成形して製作するパック電池は、電流遮断素子を正常に動作させるのが難しい欠点がある。それは、従来の電流遮断素子は、樹脂成形部にインサート成形して埋設状態で固定すると、樹脂成形部を成形する樹脂が電流遮断素子のケース内に侵入することがあるからである。ブレーカのケースに侵入する樹脂は、可動接点の動きを邪魔して、正常に動作できなくなることがある。侵入した樹脂が可動接点を固定接点に強制的に押し付けるブレーカは電流を遮断できず、反対に侵入した樹脂が可動接点を固定接点から離す方向に押し付けるブレーカは、通電できなくなる。また、ＰＴＣ素子のケース内に侵入した樹脂は、ＰＴＣを過熱してトリップさせ、ＰＴＣの電気抵抗を大きく変えた状態として、正常に通電できなくなる欠点がある。樹脂がケースに侵入して、正常に動作しなくなる電流遮断素子は、パック電池が完成された状態で正常に動作しなくなる。このため、製造されたパック電池を全数検査する必要があって検査に手間がかかり、さらに、この工程で不良品が発生するとパック電池の歩留を悪化させる。さらに、検査したときに正常に動作しても、侵入する樹脂が使用中にパック電池を正常に動作させなくすることもある。このことは、多量生産されるパック電池の歩留を低下させるばかりでなく、信頼性を低下させる弊害がある。さらに、ケースを構成する樹脂成形部を成形するときに、成形圧等を低く設定する必要があって、製造工程にも制約を与える。
【０００４】
本願出願人は、この弊害を解消することを目的として、ケースを液晶ポリマーで成形する電流遮断素子を開発した。この電流遮断素子は、本体ケースと蓋ケースからなるふたつのパーツでケースを構成し、本体ケースの開口縁に蓋ケースを超音波溶着して製作される。この構造の電流遮断素子は、内部を密閉構造として信頼性を向上できる。さらに、ケースをより強靭な構造とするために、ガラス繊維を充填して補強している。
【０００５】
この構造の電流遮断素子は、ケースを密閉構造にできるので信頼性を向上できる特長がある。しかしながら、補強のために液晶ポリマーに充填しているガラス繊維が、超音波溶着を難しくすることがある。たとえば、本体ケースの開口縁と蓋ケースとの溶着面にガラス繊維が表出していると、これが本体ケースと蓋ケースとの完全な密着を阻止して隙間ができる。この電流遮断素子が樹脂成形部にインサートされると、溶融樹脂が隙間を透過してケースの内部に侵入する。ケース内に侵入した溶融状態の樹脂は故障の原因となる。この樹脂が接点の正常な動きを阻止するからである。この弊害を避けるために、ガラス繊維の充填量を少なくすると、本体ケースと蓋ケースとの強度が低下する。ケースの強度が低下した電流遮断素子は、樹脂成形部にインサートするときの圧力に耐えられない。樹脂成形部は、ポリアミド樹脂等の低温成形樹脂を使用するにしても、成形時には圧力が約３０気圧、温度が約２３０℃となり、相当な高温高圧環境となる。このため、この厳しい環境に耐えられない電流遮断素子は、ケースが変形して正常に動作しなくなってしまう。ちなみに、電流遮断素子としてＰＴＣを使用すると、成形するときの温度でトリップすることがあり、またヒューズを使用すると、熱で溶断されてしまう。
【０００６】
この弊害を防止するために、本願出願人は、樹脂成形部に溶融樹脂の侵入を阻止する樹脂侵入阻止部を設け、この樹脂侵入阻止部に電流遮断素子を配設してコアパックを樹脂成形部にインサートして製造するパック電池を開発した（特願2001-329013）。このパック電池は、電流遮断素子を樹脂成形部に埋設しないように、樹脂成形部に電池のコアパックをインサートして製造する。この構造のパック電池は、樹脂成形部を成形するときに樹脂侵入阻止部を設けるので、簡単に製造できず、製造コストが高くなる欠点がある。また、製造工程で樹脂侵入阻止部に溶融状態の加熱された樹脂が侵入すると、電流遮断素子が加熱されて故障する欠点もあった。
【０００７】
本発明のこのような欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、樹脂成形部に埋設状態でインサートして確実に動作でき、信頼性と安全性を著しく向上できる電流遮断素子とこの電流遮断素子を内蔵するパック電池を提供することにある。
さらに、本発明の他の大切な目的は、製造過程における故障率、とくに樹脂成形部にインサートするときの故障を極減して、信頼性を著しく向上し、しかも安価に多量生産できる電流遮断素子とこの電流遮断素子を内蔵するパック電池を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、製造工程の制約を少なくして、高品質なものを能率よく多量生産できる電流遮断素子とこの電流遮断素子を内蔵するパック電池を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のパック電池は、電池のコアパック１０をインサート成形している樹脂成形部１を設けており、この樹脂成形部１には、電池２と直列に接続されて異常時に電池２に流れる電流を遮断する電流遮断素子６をインサートしており、
さらに、電流遮断素子６は、プラスチックを成形しているケース６１と、このケース６１に固定されてなる一対の出力端子６２と、この出力端子６２に電気接続されると共にケース６１に内蔵されて、設定温度よりも温度が高くなり、あるいは過電流が流れるときに接点６４を離して電流を遮断する電流遮断部６３を備える電流遮断素子であって、
ケース６１が、充填材の充填されないポリアミド樹脂製の本体ケース６１Ａ及び蓋ケース６１Ｂからなり、本体ケース６１Ａは電流遮断部６３を内蔵するために開口部のある収納スペース６５を有し、この収納スペース６５の開口部を蓋ケース６１Ｂで閉塞しており、
さらに、ポリアミド樹脂製の本体ケース６１Ａを成形する工程で、一対の出力端子６２をインサート成形して固定すると共に、本体ケース６１Ａは開口部の全周をポリアミド樹脂で成形しており、
本体ケース６１Ａの開口部の全周に、ポリアミド樹脂製の蓋ケース６１Ｂを超音波溶着して密着してなり、
電流遮断素子６温度が設定温度よりも高くなり、あるいは過電流が流れるときに接点６４を離して電池２に流れる電流を遮断するようにしてなる。
【００１０】
【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流遮断素子６とパック電池を例示するものであって、本発明は電流遮断素子６とパック電池を以下のものに特定しない。
【００１１】
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。
【００１２】
図１のパック電池は、電池端面に樹脂成形部１を接着して固定している。図のパック電池は、図２に示すように、凸部電極２Ｂがある電極端面に樹脂成形部１を固定しているが、本発明のパック電池は、図示しないが凸部電極のある電池端面とは反対側の電池端面に樹脂成形部１を固定することもできる。さらに図示しないが、本発明のパック電池は、薄型電池の幅の狭い両側面に樹脂成形部１を固定することもできる。以上のパック電池は、電池２のコアパック１０を金型の成形室に仮り止めし、成形室に溶融樹脂を注入して、樹脂成形部１にコアパック１０をインサートして製作される。コアパック１０は、回路基板５と、電池２の保護素子である電流遮断素子６を電池２に連結したものである。コアパック１０を図２の分解斜視図に示す。この図に示すコアパック１０は、回路基板５と電流遮断素子６を電池２に連結している。回路基板５は、リード板７と電流遮断素子６を介して電池２に連結している。
【００１３】
コアパック１０は、図３と図４に示すように、回路基板５と電池２との間にホルダー４を配設することもできる。ホルダー４は、樹脂成形部１よりも硬いプラスチックを成形して製作される。このホルダー４は、回路基板５を嵌着して定位置に配設する形状に成形され、さらに、パック電池を位置決めする位置決嵌着部１４を設けて、位置決嵌着部１４を外部に表出するようにして樹脂成形部１にインサートしている。この構造のパック電池は、硬質プラスチックのホルダー４で位置決嵌着部１４を設けることができる。このため、位置決嵌着部１４をしっかりとした構造として、パック電池を正確に位置決めして電気機器に装着できる。図の位置決嵌着部１４は凹部で、ここに電気機器に設けている嵌着凸部を入れて、パック電池を定位置に決められた姿勢で装着する。位置決嵌着部は、凸部とすることもできる。凸部の位置決嵌着部は、電気機器に設けている凹部に嵌入される。ホルダー４のあるコアパック１０は、回路基板５を電池２の定位置に連結して金型に仮り止めできる特長がある。
【００１４】
コアパック１０の回路基板５を樹脂成形部１にインサートしているパック電池は、樹脂成形部１で回路基板５を正確な位置に固定できる。このため、必ずしもホルダーを使用することなく、回路基板５を正確な位置に固定できる。さらに、ホルダーのないコアパック１０は、ホルダー４のあるコアパック１０よりも優れた特長もある。それは、回路基板５をリード板７で電池２に連結しているので、電池２と回路基板５との相対位置を多少は調整して金型の成形室に仮り止めできるからである。この構造のコアパック１０は、電池２の寸法誤差を修正して樹脂成形部１を成形して寸法誤差の少ないパック電池にできる。電池２は、製造工程で長さに寸法誤差ができる。電池２の長さ方向の寸法誤差は、回路基板５と電池２との間隔で吸収できる。たとえば、長い電池を内蔵するパック電池は、回路基板を電池に接近させ、短い電池を内蔵するパック電池は、回路基板を電池から離して固定する。このようにして、パック電池全体の寸法を規定の寸法にできる。回路基板５と電池２との間隔は、回路基板５を電池２に連結しているリード板７を変形させて吸収する。金型は、電池２と回路基板５とを正確な位置に仮り止めする成形室を有する。コアパック１０は、リード板７を多少は圧縮する状態で、成形室に仮り止めして、回路基板５と電池２を定位置にセットする。この状態で、成形室に溶融樹脂を注入して、回路基板５を正確な位置に固定する。
【００１５】
電池２は、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる二次電池である。図の電池２は、薄型電池で、外装缶２Ａの両側を湾曲面として、外装缶２Ａの四隅のコーナー部を面取りした形状としている。薄型電池にリチウムイオン電池を使用すると、パック電池全体の容量に対する充電容量を大きくできる特長がある。この電池２は、凸部電極２Ｂを設けている電極端面に位置する封口板２Ｃに安全弁１６を設けている。図２と図４の電池２は、封口板２Ｃの中央部分に凸部電極２Ｂを設けて、一端部に安全弁１６を設けている。電池は、凸部電極に安全弁を内蔵させることもできる。安全弁１６は、電池２の内圧が設定圧力よりも高くなるときに開弁する。開弁した安全弁１６は、内部のガス等を排出して、外装缶２Ａの内圧上昇を停止する。
【００１６】
回路基板５は、電池２の保護回路を実現する電子部品９を実装している。この図のパック電池は、保護回路を回路基板５に実装しているが、保護回路を小さなＩＣとして、電流遮断素子６と同様にして、樹脂成形部１にインサートすることもできる。このパック電池は、回路基板５を省略できる。さらに、図２と図４のパック電池は、回路基板５に金属板の出力端子３を固定している。出力端子３は、樹脂成形部１に設けている電極窓１２から外部に表出される。さらに図の回路基板５は、金属板であるテストポイント端子１７も表面に固定している。テストポイント端子１７は、製作されたパック電池が正常に動作するかどうかを試験する端子である。テストポイント端子１７も、樹脂成形部１に設けている端子窓１３から外部に表出される。テストポイント端子１７は、通常の使用状態では使用されないので、パック電池を製造して正常に動作するかを試験した後、シール１８を貼って閉塞される。
【００１７】
図５の分解斜視図と、図６の断面図に示す電流遮断素子６は、ケース６１と、このケース６１に固定している一対の出力端子６２と、この出力端子６２に接続されると共に、ケース６１に内蔵されて設定温度よりも温度が高くなり、あるいは過電流が流れるときに電流を遮断する接点６４を有する電流遮断部６３を備える。
【００１８】
ケース６１は、ポリアミド樹脂を成形している本体ケース６１Ａ及び蓋ケース６１Ｂからなる。本体ケース６１Ａと蓋ケース６１Ｂの両方をポリアミド樹脂で成形しているのは、電流遮断素子６を樹脂成形部１にインサートするときの熱と圧力で変形するのを阻止するためである。パック電池の樹脂成形部１を低温成形樹脂であるポリアミド樹脂、あるいはエポキシ樹脂を添加しているポリアミド樹脂で成形するとき、成形時の圧力は約３０気圧、温度が約２３０℃と高温高圧となる。電流遮断素子６のケース６１を成形するプラスチックは、樹脂成形部１を成形するときの温度と圧力で変形しないポリアミド樹脂である。
【００２０】
本体ケース６１Ａは、電流遮断部６３を内蔵するために開口部のある収納スペース６５を有し、この収納スペース６５の開口部を蓋ケース６１Ｂで閉塞している。図の本体ケース６１Ａは、収納スペース６５の周囲に周壁６６を設けている。周壁６６は、蓋ケース６１Ｂを定位置に連結するための凹部６７を設けている。蓋ケース６１Ｂは、この凹部６７に嵌入できる凸部（図示せず）を下面に突出して設けている。この構造のケース６１は、蓋ケース６１Ｂを本体ケース６１Ａに正確な位置に連結できる。
【００２１】
本体ケース６１Ａは、プラスチックを成形する工程で、一対の出力端子６２である第１の出力端子６２Ａと第２の出力端子６２Ｂをインサート成形して固定している。出力端子６２は、収納スペース６５の周囲に設けている周壁６６の溶着面６６Ａには表出しないように、本体ケース６１Ａの底部を貫通して、収納スペース６５から外部に突出している。第１の出力端子６２Ａは、本体ケース６１Ａにインサートされて底面まで延長されて、本体ケース６１Ａの底面を補強している。本体ケース６１Ａは、収納スペース６５の底が薄くなる。薄いポリアミド樹脂製の底は、樹脂成形部１にインサートするときの熱と圧力で変形しやすい。とくに、パック電池の樹脂成形部１にインサートされる電流遮断素子６は極めて小さくする必要があるので、収納スペース６５の底は極めて薄くなる。たとえば、全体の厚さを１．１ｍｍとする小型の電流遮断素子は、収納スペースの底の厚さが全体の厚さの約１／３となって極めて薄くなる。図の電流遮断素子６は、薄い底を補強して樹脂成形部１にインサートするときの変形を防止するために、金属板である第１の出力端子６２Ａを底の表面に表出するようにインサートして固定している。さらに第１の出力端子６２Ａは、樹脂成形部１の底のほぼ全面をカバーする大きさとして、薄い底を補強している。
【００２２】
ポリアミド樹脂製の蓋ケース６１Ｂも、金属プレート６８をインサートして補強している。この金属プレート６８も、本体ケース６１Ａに設けている収納スペース６５の開口部を閉塞するように設けている。図の金属プレート６８は、収納スペース６５の開口部のほぼ全体をカバーしている。さらに、この金属プレート６８は、一端部を蓋ケース６１Ｂに埋設するようにインサートして、蓋ケース６１Ｂにしっかりと固定している。このように、本体ケース６１Ａと蓋ケース６１Ｂに金属プレート６８をインサートして、収納スペース６５の上方と下方のポリアミド樹脂を補強している電流遮断素子６は、樹脂成形部１にインサートして成形するときの圧力と熱で変形しない特長がある。
【００２３】
本体ケース６１Ａに固定している第２の出力端子６２Ｂは、本体ケース６１Ａの凹部６７に表出して、ここに配設される可動アーム６９に電気接続される。第１の出力端子６２Ａと第２の出力端子６２Ｂは、接触しないように本体ケース６１Ａにインサートして固定している。本体ケース６１Ａは、出力端子６２を周壁６６の溶着面６６Ａに表出させない構造で、開口部の全周、いいかえると周壁６６の溶着面６６Ａの全周をポリアミド樹脂で成形している。図の本体ケース６１Ａは、開口部を平面状として、板状の蓋ケース６１Ｂで閉塞している。本体ケース６１Ａは、開口部の全周に、ポリアミド樹脂である蓋ケース６１Ｂを超音波溶着して密着している。この構造のケース６１は、本体ケース６１Ａに設けている周壁６６の溶着面６６Ａに蓋ケース６１Ｂを超音波溶着して、収納スペース６５の開口部の全周に沿って蓋ケース６１Ｂを溶着して、収納スペース６５を密閉する。蓋ケース６１Ｂを本体ケース６１Ａの開口部全周に溶着して、収納スペース６５を完全な密閉構造としている。したがって、電流遮断素子６をパック電池の樹脂成形部１にインサートするとき、加熱、溶融されたプラスチックがケース６１の内部に侵入しない。
【００２４】
図の電流遮断素子６はブレーカで、電流遮断部６３が電流を遮断する接点６４を有する。接点６４は、一方の出力端子６２である第１の出力端子６２Ａに設けている固定接点６４Ａと、他方の出力端子６２である第２の出力端子６２Ｂに電気接続している可動アーム６９の端に設けている可動接点６４Ｂとを有する。可動アーム６９は、弾性変形できる導電性の金属板である。図の可動アーム６９は、一端に可動接点６４Ｂを設け、他端を第２の出力端子６２Ｂに電気接続している。出力端子６２に電気接続する部分は、Ｔ字状に分岐して、本体ケース６１Ａに設けている凹部６７に嵌入している。さらに、Ｔ状の分岐部６９Ａは、本体ケース６１Ａに溶着される蓋ケース６１Ｂで第２の出力端子６２Ｂに押圧されて、接触不良とならないように電気接続している。
【００２５】
可動接点６４Ｂは、弾性変形する可動アーム６９の弾性力で固定接点６４Ａに押圧されて電流遮断素子６を通電状態とする。可動接点６４Ｂが固定接点６４Ａから離れると、電流遮断素子６は電流を遮断する状態となる。図の電流遮断素子６は、固定接点６４Ａと可動接点６４Ｂとの間に、熱で変形して可動アーム６９を変形させるディスク７０を配設している。このディスク７０は、バイメタルやトリメタル等の熱膨張差積層金属板である。このブレーカは、設定電流よりも少ない電流が流れるとき、あるいは電池の温度が設定温度よりも低いときに、可動アーム６９が可動接点６４Ｂを弾性的に固定接点６４Ａに押圧して通電状態とする。設定電流よりも大きな過大電流が流れ、あるいは設定温度よりも高温になると、ディスク７０が熱変形し、変形したディスク７０が可動アーム６９を変形させて、可動接点６４Ｂを固定接点６４Ａから離して電流を遮断する。
【００２６】
パック電池は、コアパック１０を成形室に仮り止めして樹脂成形部１を成形する。樹脂成形部１を成形する合成樹脂は、低温成形樹脂である。低温成形樹脂は、ポリアミド樹脂またはポリウレタン樹脂である。ポリアミド樹脂にはエポキシ樹脂を添加することもできる。エポキシ樹脂を添加しているポリアミド樹脂は、ポリアミド樹脂のみのものに比較して接着力を強くできる。ポリアミド樹脂やポリウレタン樹脂は、軟化温度が低く、しかも溶融時の粘度も低いので、他の熱可塑性合成樹脂に比較して、低温、低圧で成形できる。また、金型の成形室から速やかに脱型できる特長もある。低温、低圧で成形される樹脂成形部１は、成形に要する時間を短縮できると共に、樹脂成形時における熱や射出圧による電子部品等への悪影響を低減できる特長がある。
【００２７】
ただし、本発明のパック電池は、樹脂成形部１を成形する樹脂をポリアミド樹脂とポリウレタン樹脂には特定しない。ポリアミド樹脂やポリウレタン樹脂以外の樹脂であって、電流遮断素子６や回路基板５の電子部品９に熱と圧力の悪い影響を与えない全ての熱可塑性樹脂が使用できる。樹脂成形部１にインサートされる保護回路等を実現する電子部品の耐熱性が向上できるなら、ポリエチレン、アクリル、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用できる。
【００２８】
回路基板５と電流遮断素子６を電池２に連結しているコアパック１０は、金型の成形室に仮り止めされて、電流遮断素子６をインサートするように樹脂成形部１を成形する。図７と図８の断面図に示すパック電池は、回路基板５と電池端面との間に溶融樹脂を注入し、ここに樹脂成形部１を設けて、電流遮断素子６と回路基板５を電池２に固定している。さらに、図のパック電池は、回路基板５の上面にも樹脂成形部１を成形して、回路基板５をしっかりと電池端面に連結している。図７のパック電池は、回路基板５に貫通孔１５を設け、この貫通孔１５に溶融樹脂を注入して、貫通孔１５の樹脂で回路基板５の上下両面の樹脂成形部１を連結している。この構造は、樹脂成形部１をよりしっかりと剥離しないように、回路基板５に連結できる。とくに、回路基板５に複数の貫通孔１５を設けて、上下両面に樹脂成形部１を連結するパック電池は、回路基板５の上面に成形する薄い樹脂成形部１をしっかりと剥離しないように回路基板５に接着できる。
【００２９】
さらに樹脂成形部１は、図７と図８に示すように、電池端面から電池２の外周表面まで延長しているラップ薄肉部１１を有する。このラップ薄肉部１１は、樹脂成形部１に一体的に成形されると共に、樹脂成形部１を成形するときに電池２の外周表面に接着される。金型の成形室に注入される溶融樹脂は、電池端面からラップ薄肉部１１を成形する部分まで注入されて、ラップ薄肉部１１を樹脂成形部１に一体的に成形する。ラップ薄肉部１１は、好ましくは電池の外周表面の全周に設けられる。この樹脂成形部１は、外周表面の全周に設けているラップ薄肉部１１で最も剥離しないように電池２に連結される。ただ、ラップ薄肉部１１は薄型電池の幅広面の外周表面にのみ設けることもできる。
【００３０】
ラップ薄肉部１１は、厚いとパック電池の外形を大きくし、薄いと充分な強度にできない。このため、ラップ薄肉部１１の肉厚は、好ましくは０．１〜０．３ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍとする。この肉厚のラップ薄肉部１１は、薄型電池を内蔵するパック電池全体の厚さを実質的にはほとんど厚くしない。それは、薄型電池の使用時の「膨れ量」に吸収されるからである。薄型電池は、内圧が上昇するときに、中央部が多少は膨れて厚くなる性質がある。前述の肉厚のラップ薄肉部１１は、薄型電池の「膨れ量」よりも小さい。さらに、ラップ薄肉部１１は、電池端面から外周表面に延長して設けているが、この部分は膨れることがない。このため、薄型電池の中央が内圧上昇で膨れるとき、ラップ薄肉部１１を設けている部分のパック電池の厚さは、膨れた中央部分よりも薄くなる。このため、ラップ薄肉部１１を設けることで、薄型電池を内蔵するパック電池全体を厚さを実質的に増加させることはない。
【００３１】
ラップ薄肉部１１の幅（Ｗ1）は、広くして電池２との結合強度を大きくできる。ラップ薄肉部１１は、相当に幅を狭くしても、樹脂成形部１をしっかりと電池端面に接着できる。とくに、図に示すように、表面を表面被覆シート１９でカバーしているパック電池は、表面被覆シート１９でラップ薄肉部１１を電池表面に押圧して剥離しないようにできる。このため、ラップ薄肉部１１の幅（Ｗ1）を、０．１〜２ｍｍ、好ましくは０．２〜１ｍｍ、たとえば０．５ｍｍと狭くして、樹脂成形部１をしっかりと電池２に連結できる。幅の狭いラップ薄肉部１１は、溶融状態の合成樹脂を確実に注入して規定の形状に成形できる。
【００３２】
表面被覆シート１９は、加熱して収縮できる熱収縮チューブである。この表面被覆シート１９は、樹脂成形部１とラップ薄肉部１１の表面に密着されて、樹脂成形部１を電池２にしっかりと連結する。さらに、表面被覆シート１９で被覆しているパック電池は、ラップ薄肉部１１と電池２との間に剥離するものが侵入することがなく、このことによっても、ラップ薄肉部１１の剥離を阻止できる。ただ、表面被覆シートは、ラベルや粘着テープとすることもできる。ラベルや粘着テープである表面被覆シートは、樹脂成形部とラップ薄肉部の表面ないし電池の表面に貼付して、樹脂成形部を電池にしっかりと連結する。
【００３３】
図７と図８のパック電池は、樹脂成形部１の外周に段差２０を設け、低く成形している部分を表面被覆シート１９で被覆している。この樹脂成形部１は、表面被覆シート１９が樹脂成形部１から突出することがなく、樹脂成形部１と表面被覆シート１９の表面をほぼ同一面にできる。
【００３４】
さらに、図に示すパック電池は、樹脂成形部１を成形しているのと反対側の電池端面に、図において電池２の底面をプラスチック成形体２１でカバーしている。このプラスチック成形体２１は、樹脂成形部１よりも硬質のプラスチックで成形している。このプラスチック成形体２１は、電池端面の前面を被覆する底部２２と、電池端面から電池２の外周表面まで延長している第２のラップ薄肉部２３とを一体的に成形している。底部２２は、第２のラップ薄肉部２３よりも厚く成形すると共に、パック電池を電気機器から脱着するときにユーザーが爪先を入れる引掛凹部２４を設けている。このパック電池は、引掛凹部２４に爪を入れてスムーズに電気機器から外すことができる。また、引掛凹部２４を設けている部分を硬質プラスチックで成形しているので、この部分を強靭な構造にできる。
【００３５】
第２のラップ薄肉部２３は、樹脂成形部１のラップ薄肉部１１と同じような肉厚に成形させる。ただ、第２のラップ薄肉部２３の幅（Ｗ2）は、樹脂成形部１のラップ薄肉部１１の幅（Ｗ1）よりも広く、１〜５ｍｍ、好ましくは１．５〜３ｍｍ、たとえば２ｍｍとしている。表面被覆シート１９で被覆して電池２にしっかりと連結するためである。このプラスチック成形体２１は、電池２に接着して固定され、さらに表面被覆シート１９で連結される。
【００３６】
以上のパック電池は、以下のようにして製造される。
(1)  電流遮断素子６とリード板７で回路基板５を電池２に接続して、電流遮断素子６と回路基板５とホルダー４を電池２の定位置に配設してコアパック１０を製作する。ホルダー４のあるコアパック１０は、回路基板５と電池２の間にホルダー４を配設する。底にプラスチック成形体２１を連結するコアパック１０は、プラスチック成形体２１を接着して固定する。
【００３７】
(2)  コアパック１０を、金型の成形室にセットする。成形室にコアパック１０をセットした後、金型を型締めする。型締めされた金型は、樹脂成形部１を成形するための成形室が形成される。この成形室に、加熱された溶融樹脂が注入されて樹脂成形部１を成形する。溶融樹脂は、金型に開口された注液孔から注入される。注入された溶融樹脂は、電流遮断素子６をインサートして固定すると共に、ラップ薄肉部１１を成形する部分まで注入されて、樹脂成形部１と一体構造のラップ薄肉部１１を成形する。
(3)  樹脂成形部１を硬化させた後、金型を開いて、樹脂成形部１にコアパック１０の一部をインサート成形しているパック電池を取り出す。
【００３８】
(4)  その後、熱収縮チューブである筒状の表面被覆シート１９にパック電池を入れ、熱収縮チューブを加熱して、パック電池の表面に密着させる。表面被覆シート１９は、樹脂成形部１とプラスチック成形体２１に設けている段差２０にぴったりと密着されて、樹脂成形部１とプラスチック成形体２１とをしっかりと電池２に連結する。
【００３９】
(5)  テストポイント端子１７に針電極を挿入して、パック電池が正常に動作するかどうかを試験し、正常に動作することを確認して、テストポイント端子１７の端子窓１３を閉塞するようにシール１８を接着する。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の電流遮断素子を備えるパック電池は、樹脂成形部に電流遮断素子を埋設状態でインサートして確実に動作でき、信頼性と安全性を著しく向上できる特長がある。それは、本発明の電流遮断素子が、ポリアミド樹脂を成形しているケースに一対の出力端子を固定すると共に、この出力端子に電気接続されて電流を遮断する接点を有する電流遮断部をケースに内蔵しており、また本発明のパック電池が、電池のコアパックをインサート成形している樹脂成形部にインサートされる電流遮断素子として、この電流遮断素子を使用しているからである。
【００４１】
本発明の電流遮断素子を備えるパック電池に用いられる電流遮断素子は、ケースをポリアミド樹脂で成形することを特徴としている。このように、ポリアミド樹脂で成形されるケースは、液晶ポリマー等で成形されたケースに比べて、優れた強度と耐熱性を実現できる。このため、本発明の電流遮断素子を備えるパック電池に用いられる電流遮断素子は、樹脂成形部にインサートしても、加熱された溶融樹脂の熱と圧力でケースが変形したり、溶融樹脂がケース内に侵入するのを有効に阻止して電流遮断素子の故障を確実に防止できる。
【００４２】
さらに、本発明の電流遮断素子を備えるパック電池に用いられる電流遮断素子は、ケースを、充填材の充填されないポリアミド樹脂製の本体ケース及び蓋ケースで構成し、本体ケースの収納スペースに電流遮断部を内蔵して開口部を蓋ケースで閉塞している。とくに、本体ケースは、開口部の全周をポリアミド樹脂で成形して、開口部の全周にポリアミド樹脂製の蓋ケースを超音波溶着して密着している。このため、ガラス繊維を充填して補強した液晶ポリマー製のケースのように溶着不良を起こすことなく、溶着部分を完全に密着させて、溶着部分に隙間ができるのを確実に阻止できる。
【００４３】
したがって、本発明の電流遮断素子を備えるパック電池は、製造過程における故障率、とくに樹脂成形部にインサートするときの故障を極減して、信頼性と安全性を著しく向上し、しかも安価に多量生産できる。さらにまた、電流遮断素子を樹脂成形部にインサートする製造工程における制約を少なくでき、高品質なものを能率よく多量生産できる特長もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかるパック電池の分解斜視図
【図２】図１に示すパック電池のコアパックの分解斜視図
【図３】本発明の他の実施例にかかるパック電池のコアパックの斜視図
【図４】図３に示すコアパックの分解斜視図
【図５】本発明の一実施例にかかる電流遮断素子の分解斜視図
【図６】本発明の一実施例にかかる電流遮断素子の断面図
【図７】図１に示すパック電池の樹脂成形部の断面図
【図８】図１に示すパック電池の縦断面図
【符号の説明】
１…樹脂成形部
２…電池                ２Ａ…外装缶            ２Ｂ…凸部電極
２Ｃ…封口板
３…出力端子
４…ホルダー
５…回路基板
６…電流遮断素子
７…リード板
９…電子部品
１０…コアパック
１１…ラップ薄肉部
１２…電極窓
１３…端子窓
１４…位置決嵌着部
１５…貫通孔
１６…安全弁
１７…テストポイント端子
１８…シール
１９…表面被覆シート
２０…段差
２１…プラスチック成形体
２２…底部
２３…第２のラップ薄肉部
２４…引掛凹部
６１…ケース            ６１Ａ…本体ケース      ６１Ｂ…蓋ケース
６２…出力端子          ６２Ａ…第１の出力端子  ６２Ｂ…第２の出力端子
６３…電流遮断部
６４…接点              ６４Ａ…固定接点        ６４Ｂ…可動接点
６５…収納スペース
６６…周壁              ６６Ａ…溶着面
６７…凹部
６８…金属プレート
６９…可動アーム        ６９Ａ…分岐部
７０…ディスク
【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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