(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の接続端子(3)を有し、かつ、全表面の一部をレジスト(52)で被覆している回路基板(5)と、この回路基板(5)をインサートして固定すると共に、接続端子(3)の間に接触して固定されてなる樹脂成形部(1)とを備え、
回路基板(5)が、レジスト(52)で被覆しないレジスト除去領域(53)を接続端子(3)の間に設けており、接続端子(3)の間で回路基板(5)に接着されてなる樹脂成形部(1)が、レジスト除去領域(53)において、レジスト(52)を介することなく回路基板(5)に接着されてなるパック電池。
【請求項２】
前記回路基板(5)が接続端子(3)の間に貫通孔(15)を設けており、この貫通孔(15)に注入されてなる連結樹脂成形部(51)が、接続端子(3)の間で回路基板(5)の両面の樹脂成形部(1)を連結している請求項１記載のパック電池。
【請求項３】
前記樹脂成形部(1)がレジスト(52)の一部あるいは全体に接着するように成形され、
レジスト(52)がエポキシ樹脂系レジストで、このエポキシ樹脂系レジストを樹脂成形部(1)に接着してなる請求項１記載のパック電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池のコアパックを樹脂成形部にインサートして製作してなるパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在のパック電池は、プラスチックで成形した外装ケースに、電池に必要なパーツを連結しているコアパックを入れて組み立てしている。この構造のパック電池は、外装ケースの定位置にコアパックを入れて固定しながら組み立てするのに手間がかかる。これに対して、外装ケースを使用しないパック電池が開発されている。このパック電池は、外装ケースに相当する樹脂成形部を成形するときに、コアパックをインサートして製作される。この構造のパック電池は、接続端子や回路基板を電池に連結してコアパックとし、このコアパックを樹脂成形部を成形する金型の成形室に仮り止めし、成形室に溶融状態の合成樹脂を注入して製作される。このパック電池は、樹脂成形部を成形するときにコアパックを固定できるので、外装ケースを省略して能率よく製作できる。樹脂成形部は、パック電池の外装ケースの一部を形成すると共に、回路基板や接続端子や電池を一体的に固定する働きをする。したがって、樹脂成形部を成形するときにコアパックを固定できるので、安価に能率よく多量生産できる特長がある。この構造のパック電池は、たとえば特開2000-315483号公報に記載される。この公報のパック電池は、図１に示すように、外装ケースとなる樹脂成形部にコアパックをインサートして成形している。このパック電池は、回路基板３１等のパック電池を構成するパーツを電池３２に連結しているコアパック３０を金型３３の成形室３４に仮り止めし、成形室３４に溶融状態のプラスチックを注入してコアパック３０の一部を樹脂成形部に埋設する状態でインサートし、プラスチックを硬化させた後に脱型して製作される。このパック電池は、樹脂成形部とコアパックとを隙間のない一体構造に連結して能率よく多量生産できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この構造のパック電池は、樹脂成形部を成形するときにコアパックと樹脂成形部とをしっかりと結合する必要がある。しかしながら、この構造のパック電池は、樹脂成形部を回路基板の表面に剥離しないように接着するのが難しい。回路基板はパック電池の表面近傍に配設される。この回路基板の表面に接着して設けられる樹脂成形部は、パック電池の表面層となる。表面層の樹脂成形部が剥離すると、回路基板が外部に表出して故障の原因となる。このため、回路基板の表面の樹脂成形部は、剥離しないように接着することが大切である。
【０００４】
しかしながら、この構造のパック電池は、樹脂成形部を回路基板の表面にしっかりと剥離しないように接着するのが相当に難しい。その理由はふたつある。第１の理由は、回路基板が平面状であるために、樹脂成形部と回路基板とを機械的に離れない係合構造で連結できないことである。第２の理由は、樹脂成形部を成形する合成樹脂の物性に起因する。すなわち、樹脂成形部に接着力が強力な接着剤のような合成樹脂を使用できないことに起因する。回路基板にしっかりと接着する合成樹脂で樹脂成形部を成形すると、成形された樹脂成形部が金型の成形室に剥離できない状態に接着されて、簡単に脱型できなくなるからである。樹脂成形部が成形室から脱型できないパック電池は、能率よく多量生産できないばかりでなく、無理に脱型すると樹脂成形部や回路基板を損傷して歩留を低下させる。金型で成形された樹脂成形部を金型からスムーズに脱型するために、この構造のパック電池は、樹脂成形部と回路基板の接着力を強くすることが難しい。このため、樹脂成形部が回路基板から剥離しやすくなる。とくに平面状の回路基板にはしっかりと接着するのが難しい欠点がある。樹脂成形部が回路基板から剥離しやすいパック電池は、使用時のわずかな衝撃、あるいは無理な力で樹脂成形部から剥離して使用できなくなる弊害が発生する。
【０００５】
さらに、複数の接続端子を設けている回路基板は、接続端子の間に樹脂成形部を設けて、隣接する接続端子を絶縁している。ここに成形される樹脂成形部は、極めて剥離しやすくなる。それは、接続端子の狭い間隔に接着されるために、接着面積が極めて狭くなるからである。接続端子間の樹脂成形部は、剥離しやすくなるが、剥離すると接続端子のショートを有効に阻止できなくなるので、特に強力な接着力が要求される。とくに、接続端子の間隔を狭くするとショートしやすくなるので、接続端子の間隔が狭くなるほど、しっかりと剥離しないように接着する必要がある。しかしながら、接続端子の間隔が狭くなると、ますます接着面積が狭くなって、剥離しやすくなる。このため、ショートを有効に防止する必要がある狭い間隔になるほど、接着力が弱くなってショートを確実に阻止するのが難しくなる弊害が発生する。
【０００６】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、樹脂成形部を回路基板に剥離しないようにしっかりと連結して、使用状態において回路基板と樹脂成形部との剥離を確実に阻止できる強靭な構造のパック電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、表面に複数の接続端子３を有し、かつ、全表面の一部をレジスト５２で被覆している回路基板５と、この回路基板５をインサートして固定すると共に、接続端子３の間に接触して固定されてなる樹脂成形部１とを備える。回路基板５は、レジスト５２で被覆しないレジスト除去領域５３を接続端子３の間に設けている。接続端子３の間で回路基板５に接着される樹脂成形部１は、レジスト除去領域５３において、レジスト５２を介することなく回路基板５に接着されている。
【０００８】
さらに、本発明の請求項２のパック電池は、表面に複数の接続端子３を有する回路基板５と、この回路基板５をインサートして固定すると共に、接続端子３の間で回路基板５の両面に接触して固定されてなる樹脂成形部１とを備える。回路基板５は、接続端子３の間に貫通孔１５を設けている。この貫通孔１５に注入されてなる連結樹脂成形部５１が、接続端子３の間で回路基板５の両面の樹脂成形部１を連結している。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３のパック電池は、表面をレジスト５２で被覆している回路基板５と、この回路基板５をインサートして固定していると共に、レジスト５２の一部あるいは全体に接着するように成形されてなる樹脂成形部１とを備える。レジスト５２は、エポキシ樹脂系レジストで、このエポキシ樹脂系レジストを樹脂成形部１に接着している。
【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パック電池を例示するものであって、本発明は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２のパック電池は、電池端面に樹脂成形部１を成形している。この樹脂成形部１は、回路基板５の両面に接着するように成形されて、回路基板５をインサートして固定している。図のパック電池は、図３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、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を固定することもできる。また、薄型電池は、図示しないが、幅の狭い両側面に樹脂成形部を固定することもできる。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、回路基板５等を含むコアパック１０の一部を樹脂成形部１にインサートして製作される。コアパック１０は、回路基板５や保護素子６等を電池２に連結したものである。コアパック１０を図３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と保護素子６を電池２に連結している。回路基板５は、リード板７と保護素子６を介して電池２に連結している。
【００１３】
コアパック１０は、図４と図５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】
ただ、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３と図５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】
コアパック１０は、図６に示すように、安全弁１６と保護素子６との間に絶縁シート２６を挟着している。絶縁シート２６は、両面接着テープ２７を介して電池端面に接着している。絶縁シート２６は、図７の平面図に示すように、封口板２Ｃの外周よりもわずかに小さい。封口板２Ｃの外周を樹脂成形部１に連結するためである。さらに、図に示す絶縁シート２６は、樹脂成形部１を封口板２Ｃの端部で広い面積で接着するために、封口板２Ｃの端部、図において下端に切除部分２６Ａを設けている。樹脂成形部１は、切除部分２６Ａで広い面積で封口板２Ｃの表面に接着される。この絶縁シート２６は、保護部品６や凸部電極２Ｂに接続されたリード板７が封口板２Ｃに接触してショートするのを阻止すると共に、樹脂成形時における射出圧による安全弁１６への悪影響を防止できる特長がある。さらに、絶縁シート２６を封口板２Ｃに接着する両面接着テープ２７は、好ましくは、接着部分における凹凸を吸収できる充分な厚さのものを使用する。この両面接着テープ２７は、電池端面に密着して絶縁シート２６を確実に接着できると共に、安全弁１６を保護する働きもある。このパック電池は、安全弁１６が開弁するときに、樹脂成形部１が破壊されて安全弁１６のガスを外部に排気する。安全弁１６が開弁するとき、温度が高くなっているので、樹脂成形部１は速やかに破壊されてガスを外部に排気する。
【００１７】
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、樹脂成形部１にインサートして埋設することもできる。このパック電池は、回路基板５を省略できる。さらに、図３〜図５のパック電池は、回路基板５に複数の接続端子３を固定している。図のパック電池は、接続端子３として出力端子３Ａとテストポイント端子３Ｂを備えている。図のパック電池は、３つの出力端子３Ａを接続端子３として隣接して設けている。さらに、３つのテストポイント端子３Ｂを接続端子３として設けている。これ等の接続端子３は、樹脂成形部１に設けている端子窓１２から外部に表出される。出力端子３Ａは、パック電池を電気機器に接続して充放電させる端子である。テストポイント端子３Ｂ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３Ｂ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。
【００１８】
回路基板５は、出力端子３Ａである接続端子３の間に貫通孔１５を設けている。貫通孔１５のある回路基板５は、樹脂成形部１にインサートされるときに樹脂成形部１を成形する合成樹脂が注入される。貫通孔１５に注入して成形される連結樹脂成形部１は、回路基板５の上下両面に接着される樹脂成形部１を連結して、回路基板５の表面に接着される樹脂成形部１が回路基板５から剥離するのを防止する。とくに、接続端子３の間に設けた貫通孔１５に注入される連結樹脂成形部５１は、接続端子３の間に接着される幅の狭い樹脂成形部１を、回路基板５の下面に成形される樹脂成形部１に連結して、回路基板５の表面に剥離しないように連結する。回路基板は、接続端子の間に複数の貫通孔を設けて、接続端子間の樹脂成形部をより強力に回路基板に接着することもできる。本発明のパック電池は、接続端子の間に貫通孔を設けることを特徴とするものであるが、必ずしも全ての接続端子の間に貫通孔を設ける必要はない。それは、接続端子の間が広く、あるいはテストポイント端子のように、使用状態でシール等が付着されてこれで保護される接続端子間の樹脂成形部は、剥離し難いからである。したがって、回路基板５は、出力端子３Ａである接続端子３の間には貫通孔１５を設け、テストポイント端子３Ｂである接続端子３の間には貫通孔を設けない構造とすることもできる。ただ、全ての接続端子の間に貫通孔を設けて、ここに接着される樹脂成形部を剥離しないように接着することもできるのは言うまでもない。
【００１９】
さらに、回路基板５は、ショートを防止するために、表面の一部にレジスト５２を塗布して表面を被覆している。レジスト５２は、回路基板５の導電部５４のショートを防止するために設けられるので、通常は図８の断面図に示すように、接続端子３の間にも設けられる。ただ、ここにレジスト５２を設けると、この上に積層して成形される樹脂成形部１が薄くなって強度が低下する。レジスト５２の膜厚を約５〜５０μｍとすれば、樹脂成形部１の膜厚もこの厚さに相当するだけ薄くなる。本発明のパック電池は、樹脂成形部１の強度を強くしてしっかりと回路基板５に接着するために、図９に示すように、レジスト５２で被覆しないレジスト除去領域５３を回路基板５の表面の接続端子３の間に設けている。この構造の回路基板５は、接続端子３の間で回路基板５に接着される樹脂成形部１が、レジスト除去領域５３においては、レジスト５２を介することなく回路基板５に接着される。この構造は、接続端子３間の樹脂成形部１を厚くできると共に、レジスト５２を介することなく回路基板５に直接に接着して剥離しないように接着できる。したがって、接続端子３の間にレジスト除去領域５３を設けている回路基板５は、樹脂成形部１に強固に結合できる特長がある。
【００２０】
さらに、回路基板５は、図９に示すように、接続端子３の間にレジスト除去領域５３を設けると共に、ここに貫通孔１５を設けることもできる。この回路基板５は、レジスト除去領域５３でもって上面に接着される樹脂成形部１をしっかりと接着し、さらに、貫通孔１５に成形される連結樹脂成形部５１で上面の樹脂成形部１を下面の樹脂成形部１に連結して、接続端子３の間に成形される樹脂成形部１を最も強固に剥離しないように回路基板５に結合できる特長がある。
【００２１】
さらに、レジスト５２を設けている回路基板５は、レジスト５２をエポキシ樹脂系レジストを使用して、樹脂成形部１にしっかりと接着できる。エポキシ樹脂系レジストは、とくに樹脂成形部１に使用されるポリアミド樹脂との相性がよく、樹脂成形部１にしっかりと強力に接着される。それは、ポリアミド樹脂の酸−アミド結合にエポキシ樹脂のエポキシ基が導入されるからである。エポキシ樹脂系レジストを塗布している回路基板５は、樹脂成形部１に強力に接着されるので、接続端子３の間にレジスト５２を設けて、樹脂成形部１を接着することもできる。さらに、このパック電池は、回路基板５の表面に広い面積でレジスト５２を塗布して、レジスト５２の上に樹脂成形部１を剥離しないように接着できる。
【００２２】
パック電池は、電池２や回路基板５の表面にプライマー層を設けて、プライマー層の表面に樹脂成形部１を強固に接着できる。樹脂成形部１は、コアパック１０を金型の成形室に仮り止めし、ここに溶融状態の樹脂を注入して成形される。プライマー層は、樹脂成形部１を強力に接着する。とくに、金属ケースの電池表面と樹脂成形部１を強力に接着する。さらに、プライマー層は、回路基板５の表面に塗布して、ここに樹脂成形部１をしっかりと接着することもできる。プライマー層は、樹脂成形部１を接着する面に塗布して設けられる。図のパック電池は、電池端面に樹脂成形部１を接着しているので、電池端面にプライマー層を設ける。さらに回路基板５にも樹脂成形部１を接着しているので、回路基板５の表面にもプライマー層を設けることができる。プライマー層は、未硬化では液状をしているプライマー液を霧状にスプレーし、あるいはこれを刷毛で塗布し、あるいはコアパック１０をプライマー液に浸漬して塗布することができる。プライマー層は、コアパック１０の状態で必要な部分に設けられ、あるいはコアパック１０として組み立てる前の電池２の表面に、さらに回路基板５の表面に塗布して設けることができる。回路基板５に設けるプライマー層は、出力端子３Ａやテストポイント端子３Ｂ等の電気接点を除く部分に塗布される。プライマー層が電気接点の接触不良の原因となるからである。プライマー層は、薄膜で充分な効果があるので、その膜厚を約１μｍとする。ただし、プライマー層は、膜厚を０．５〜５μｍとすることもできる。プライマー層は、樹脂成形部１を強力に接着する作用に加えて、電池表面を保護する働きもあるので、膜厚を厚くして保護作用をより向上できる。
【００２３】
プライマー層が、樹脂成形部１を強力に接着する状態を図１０と図１１に示す。図１０はプライマー層を設けない電池表面と樹脂成形部１との境界の拡大断面図を示し、図１１はプライマー層２８を介して電池表面に樹脂成形部１を接着している境界部分の拡大断面図を示している。プライマー層のない従来のパック電池は、図１０に示すように、電池表面の金属ケース２Ｘの表面にある微細な凹凸への樹脂成形部１の侵入が悪い。それは、加熱して溶融状態となった合成樹脂を成形室に注入して成形するとき、溶融樹脂が金属ケース２Ｘの表面に接触して冷却されて粘度が高くなるからである。とくに、電池のコアパックをインサートしながら成形される樹脂成形部１は、電池や回路基板に実装している電子部品への熱の影響を少なくするために、できるかぎり低温で成形することが要求される。合成樹脂は、温度が低くなると粘度が高くなるので、溶融状態となっている樹脂が電池の金属表面で冷却されると粘度が高くなって微細な凹凸には侵入できなくなる。これに対して、プライマー層２８は未硬化な状態では液状であるから、これを塗布すると、図１１に示すように金属ケース２Ｘの表面の微細な凹凸に隙間なく侵入する。凹凸に侵入したプライマー層２８は、アンカー効果により強固に金属表面に接着される。
【００２４】
プライマー層は、化学的な結合力によっても樹脂成形部を電池の金属表面に強力に接着する。図１２〜図１４は、樹脂成形部が金属表面に化学的な結合力によって結合する状態を示している。これらの図は、樹脂成形部をポリアミド樹脂で成形し、プライマー層をエポキシ樹脂系のプライマーとしている。図１２は、樹脂成形部のポリアミド樹脂と、プライマー層のエポキシ樹脂とが結合される状態を示している。樹脂成形部のポリアミド樹脂は、樹脂内にある酸−アミド結合にプライマー層のエポキシ基を導入してプライマー層に化学結合される。このため、樹脂成形部は、より強力にプライマー層に接着される。図１３は、プライマー層のエポキシ樹脂が電池の金属表面にある酸化被膜と水素結合する状態を示している。この図に示すように、プライマー層は、水素結合によって電池の金属表面の酸化被膜により強力に接着される。さらに、図１４は、プライマー層のエポキシ樹脂が電池の金属表面の水酸基と化学結合する状態を示している。この図に示すように、プライマー層は、金属表面の水酸基をエポキシ基に導入して化学結合し、より強力に接着される。以上のように、樹脂成形部をポリアミド樹脂として、プライマー層をエポキシ樹脂系のプライマーとすると、プライマー層は、水素結合や化学結合によって極めて強力に電池の金属表面に接着されると共に、ポリアミド樹脂である樹脂成形部に化学結合されて、樹脂成形部を極めて強力に電池の金属表面に接着させる。
【００２５】
ただし、本発明は、プライマー層を形成するプライマーをエポキシ樹脂には特定しない。エポキシ樹脂に代わって、あるいはエポキシ樹脂に加えて、変性エポキシ樹脂系プライマー、フェノール樹脂系プライマー、変性フェノール樹脂系プライマー、ポリビニルブチラール系プライマー、ポリビニルホルマール系プライマー等も使用できる。これ等のプライマーは、複数を混合して使用することもできる。これ等のプライマーは、ポリアミド樹脂の樹脂成形部に化学結合すると共に、金属表面に水素結合あるいは化学結合して、樹脂成形部を電池表面に強力に接着する。
【００２６】
電池端面に樹脂成形部１を接着しているパック電池は、封口板２Ｃの表面にアンダーカット凸部２９を設けて、樹脂成形部１を強力に結合できる。図１５は、表面にアンダーカット凸部２９を設けている封口板２Ｃを示す。この封口板２Ｃは、金属板をプレス成形して製作する工程でアンダーカット凸部２９を設けている。アンダーカット凸部２９を含む封口板２Ｃは、全体を１枚の金属板でプレス成形して製作される。この封口板２Ｃは、アンダーカット凸部２９を樹脂成形部１にインサートして、樹脂成形部１に強固に連結できる。この封口板２Ｃは、両側に筒状のアンダーカット凸部２９を設けている。この筒状のアンダーカット凸部２９は中心をプレスして上端を拡開する形状としている。さらに、この封口板２Ｃは、凸部電極２Ｂをアンダーカット形状に成形している。凸部電極２Ｂは、上端を大きくしてアンダーカット状にしている。さらに、封口板２Ｃは、図１６に示すように、凸部電極２Ｂの上端に金属板４０を連結してアンダーカット凸部２９とすることもできる。金属板４０は、凸部電極２Ｂよりも大きく、凸部電極２Ｂの上端にスポット溶接して連結される。
【００２７】
樹脂成形部１を成形する合成樹脂は、ポリアミド樹脂である。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。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には特定しない。ポリアミド樹脂以外の樹脂、たとえばポリウレタン樹脂等も使用できる。さらに、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】
樹脂成形部１を成形する工程で、コアパック１０を構成する部品の一部または全体を、樹脂成形部１に埋設し、あるいは部品に樹脂成形部１を接触させる状態で、コアパック１０を樹脂成形部１にインサート成形する。図６と図１７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、回路基板５を電池端面に固定している。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する。図６のパック電池は、回路基板５に貫通孔１５を設けているので、溶融樹脂が貫通孔１５に注入される。貫通孔１５に注入して成形される連結樹脂成形部５１は、回路基板５の上下両面に成形される樹脂成形部１に連結される。したがって、貫通孔１５の連結樹脂成形部５１は、回路基板５の表面に接着される樹脂成形部１を、しっかりと剥離しないように連結する。とくに、接続端子３の間のみでなく、回路基板５の他の部分にも複数の貫通孔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の上面に成形される薄い樹脂成形部１の全体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６と図１７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）を狭く、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のラップ薄肉部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６と図１７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)  保護素子６とリード板７で回路基板５を電池２に接続して、保護素子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、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。さらに、溶融樹脂は、回路基板５の貫通孔１５にも注入されて連結樹脂成形部５１を成形し、回路基板５の上下両面に成形される樹脂成形部１を連結する。
(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３Ｂ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３Ｂの端子窓１２を閉塞するようにシール１８を接着する。
【００４０】
さらに、図１８に示すパック電池は、凸部電極２Ｂ側の電池端面に設けた樹脂成形部１と、凸部電極２Ｂと反対側の電池端面、すなわち外装缶２Ａの底面に固定したプラスチック成形体２１とを連結部２５で連結している。連結部２５は、図１９の断面図に示すように、電池２の外装缶２Ａのコーナー部に位置して設けられる。図の電池２は、外装缶２Ａのコーナー部を面取りした薄型の角型電池で、面取りしてできるコーナー部に連結部２５を配設している。図１９の断面図に示すパック電池は、図において外装缶２Ａの上側となるコーナー部に連結部２５を配設している。連結部２５は、パック電池の外形を大きくすることなく、面取りした外装缶２Ａのコーナー部に配設される。図のパック電池は、２本の連結部２５で樹脂成形部１とプラスチック成形体２１とを連結しているが、外装缶の四隅に連結部を設けて、４本の連結部で樹脂成形部とプラスチック成形体とを連結することもできる。
【００４１】
図１８の連結部２５は、樹脂成形部１に一体的に成形された第１連結部２５Ａとプラスチック成形体２１に一体的に成形された第２連結部２５Ｂとからなる。第１連結部２５Ａと第２連結部２５Ｂは、電池端面から電池２のコーナー部に沿って延長されており、互いの先端部を連結している。第２連結部２５Ｂは、プラスチック成形体２１を成形するときに、底部２２から電池２のコーナー部に沿って延長されて一体的に成形される。第１連結部２５Ａは、金型の成形室に溶融された合成樹脂を圧入する工程において、樹脂成形部１に一体的に成形される。したがって、この金型は、電池２のコーナー部に位置して、第１連結部２５Ａを成形する隙間を設けている。金型の成形室に注入される溶融樹脂は、電池端面から第１連結部２５Ａを成形する部分まで注入されて、第１連結部２５Ａを樹脂成形部１に一体的に成形する。さらに、第１連結部２５Ａは、その先端部が第２連結部２５Ｂの先端部を接着する状態で成形されて、第２連結部２５Ｂに連結される。
【００４２】
この構造のパック電池は、電池２の両端に位置する樹脂成形部１とプラスチック成形体２１とを連結部２５で連結しているので、樹脂成形部１とプラスチック成形体２１とを電池２に剥離しないようにしっかりと連結できる特長がある。とくに、このパック電池は、表面を表面被覆シートで被覆する構造とすると、樹脂成形部とプラスチック成形体とをより確実に電池に剥離しないように連結できる。それは、表面被覆シートが、ラップ薄肉部と第２のラップ薄肉部だけでなく、第１連結部と第２連結部も電池表面に押圧して、樹脂成形部とプラスチック成形体とが電池から剥離されるのを阻止するからである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の請求項１のパック電池は、樹脂成形部を回路基板に剥離しないように接着できる特長がある。それは、本発明の請求項１のパック電池が、全表面の一部をレジストで被覆している回路基板を樹脂成形部にインサートして固定しており、回路基板に設けた複数の接続端子の間に、レジストで被覆しないレジスト除去領域を設けると共に、このレジスト除去領域において、レジストを介することなく回路基板に樹脂成形部を接着しているからである。この構造のパック電池は、レジストを介することなく回路基板に直接に樹脂成形部を接着できるので、樹脂成形部を回路基板に剥離しないようにしっかりと接着できる。しかも、このパック電池は、接続端子間の樹脂成形部を厚くできるので、この部分を強靭な構造にできる特長もある。
【００４４】
さらに、本発明の請求項２のパック電池は、回路基板に設けた複数の接続端子の間に貫通孔を設けて、この貫通孔に注入されてなる連結樹脂成形部で回路基板の両面の樹脂成形部を連結しているので、樹脂成形部を回路基板に剥離しないようにしっかりと連結できる特長がある。このように、貫通孔のある回路基板は、樹脂成形部を成形するときに注入される合成樹脂が連結樹脂成形部を成形して、回路基板の上下両面に接着される樹脂成形部を連結する。とくに、接続端子の間に設けた貫通孔に成形される連結樹脂成形部は、接続端子の間に接着される幅の狭い樹脂成形部を、回路基板の下面に成形される樹脂成形部に連結して、回路基板の表面に剥離しないように連結する。したがって、このパック電池は、接続端子間の樹脂成形部をより強力に回路基板に連結して、樹脂成形部が回路基板から剥離するのを確実に防止できる。
【００４５】
さらに、本発明の請求項３のパック電池は、表面をエポキシ樹脂系レジストで被覆している回路基板を樹脂成形部にインサートして、このエポキシ樹脂系レジストを樹脂成形部に接着しているので、樹脂成形部を回路基板にしっかりと接着できる特長がある。エポキシ樹脂系レジストは、とくに樹脂成形部に使用されるポリアミド樹脂との相性がよく、ポリアミド樹脂の酸−アミド結合にエポキシ樹脂のエポキシ基が導入されて化学結合する。このため、樹脂成形部は、エポキシ樹脂系レジストを被覆している回路基板に強力に接着されて、このエポキシ樹脂系レジストを介して回路基板にしっかりと強力に接着される。
【００４６】
以上のように、本発明のパック電池は、樹脂成形部を回路基板に、とくに、複数の接続端子間の狭い領域においても剥離しないようにしっかりと連結できる。したがって、その使用状態において、回路基板と樹脂成形部との剥離を確実に阻止して安全性と信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパック電池の製造方法を示す斜視図
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池の分解斜視図
【図３】図２に示すパック電池のコアパックの分解斜視図
【図４】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５】図４に示すコアパックの分解斜視図
【図６】図２に示すパック電池の樹脂成形部の断面図
【図７】電池端面に絶縁シートを接着した状態を示す平面図
【図８】接続端子の間にレジストを設けた回路基板を示す拡大断面図
【図９】接続端子の間にレジスト除去領域を設けた回路基板を示す拡大断面図
【図１０】プライマー層を設けない電池表面と樹脂成形部との境界部分を示す拡大断面図
【図１１】プライマー層を介して電池表面に樹脂成形部を接着する状態を示す拡大断面図
【図１２】樹脂成形部とプライマー層が化学結合する状態を示す図
【図１３】プライマー層が電池の金属表面の酸化被膜と水素結合する状態を示す模式図
【図１４】プライマー層が電池の金属表面と化学結合する状態を示す模式図
【図１５】本発明の他の実施例にかかるパック電池の封口板の断面図
【図１６】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正面図
【図１７】図２に示すパック電池の縦断面図
【図１８】本発明の他の実施例にかかるパック電池の正面図
【図１９】図１８に示すパック電池のＡ−Ａ線断面図
【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            ２Ｘ…金属ケース
３…接続端子            ３Ａ…出力端子
３Ｂ…テストポイント端子
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…端子窓
１４…位置決嵌着部
１５…貫通孔
１６…安全弁
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
２５…連結部            ２５Ａ…第１連結部      ２５Ｂ…第２連結部
２６…絶縁シート        ２６Ａ…切除部分
２７…両面接着テープ
２８…プライマー層
２９…アンダーカット凸部
３０…コアパック
３１…回路基板
３２…電池
３３…金型
３４…成形室
４０…金属板
５１…連結樹脂成形部
５２…レジスト
５３…レジスト除去領域
５４…導電部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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