JP3762683B2 - 電流遮断素子を内蔵する電池パック - Google Patents
電流遮断素子を内蔵する電池パック Download PDFInfo
- Publication number
- JP3762683B2 JP3762683B2 JP2001328580A JP2001328580A JP3762683B2 JP 3762683 B2 JP3762683 B2 JP 3762683B2 JP 2001328580 A JP2001328580 A JP 2001328580A JP 2001328580 A JP2001328580 A JP 2001328580A JP 3762683 B2 JP3762683 B2 JP 3762683B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- current
- plastic
- opening
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【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を内蔵する電池パックに関する。
【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、電池に接近して電池パックのケースに内蔵される。この電池パックは、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】
従来の電池パックは、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。この構造の電池パックは、電流遮断素子で安全に使用できる特長がある。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、電池パックの信頼性は著しく低下する。従来の電流遮断素子は、電池パック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、電池パック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、電池パックのケーシングを構成する樹脂成形部にインサート成形して製作する電池パックは、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形した状態として、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、電池パックが完成されても正常に動作しなくなる。このため、製造された電池パック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電池パック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電池パックを正常に動作させなくすることもある。このことは、多量生産される電池パックの歩留を低下させるばかりでなく、信頼性を低下させる。さらに、ケーシング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】
本発明は、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ある。本発明の重要な目的は、樹脂成形部にインサート成形して埋設される使用状態においても正常に動作し、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電池パックを提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、製造過程における故障率を極減して、完成品での検査を簡単に、あるいは省略して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電池パック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電池パックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電流遮断素子は、熱可塑性のプラスチックを成形しているケース１１と、このケース１１に固定されてなる一対の接続端子１２と、この接続端子１２に接続されると共に、ケース１１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電流遮断部１３を備える。ケース１１は、プラスチック製の本体ケース１１Ａ及び蓋ケース１１Ｂからなる。本体ケース１１Ａは、電流遮断部１３を内蔵するために、開口部のある収納スペース１４を有し、この収納スペース１４の開口部を蓋ケース１１Ｂで閉塞している。さらに、プラスチック製の本体ケース１１Ａは、成形する工程で、一対の接続端子１２をインサート成形して固定している。接続端子１２は、収納スペース１４の開口部に表出しないように、本体ケース１１Ａを貫通して収納スペース１４から外部に表出しており、本体ケース１１Ａは開口部の全周をプラスチックとしている。電流遮断素子は、本体ケース１１Ａの開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース１１Ｂを超音波溶着して密着している。
【０００６】
本発明の電池パックは、電池３２の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部３１にインサート成形しており、さらに、この樹脂成形部３１に電流遮断素子１０をインサート成形している。この電流遮断素子１０は、以下の全ての構成を有する。
（ａ） 電流遮断素子１０は、プラスチック製のケース１１と、このケース１１に固定されてなる一対の接続端子１２と、この接続端子１２に接続されると共に、ケース１１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電流遮断部１３とを備える。
（ｂ） ケース１１は、プラスチック製の本体ケース１１Ａ及び蓋ケース１１Ｂからなり、本体ケース１１Ａは電流遮断部１３を内蔵するために開口部のある収納スペース１４を有し、この収納スペース１４の開口部を蓋ケース１１Ｂで閉塞している。
（ｃ） プラスチック製の本体ケース１１Ａは、一対の接続端子１２をインサート成形して固定しており、一対の接続端子１２を収納スペース１４の開口部に表出しないように、本体ケース１１Ａを貫通して収納スペース１４から外部に表出させて、本体ケース１１Ａの開口部の全周をプラスチックとしている。
（ｄ） 本体ケース１１Ａの開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース１１Ｂを超音波溶着して密着している。
【０００７】
本体ケース１１Ａは、収納スペース１４の底部に、蓋ケース１１Ｂに向かって突出する凸部１６を設けることができる。電流遮断部１３は、固定接点１７と可動接点１８を備え、過電流が流れると可動接点１８が固定接点１７から離れて電流を遮断することができる。さらに、電流遮断部１３は、温度が高くなると電気抵抗が大きくなるＰＴＣ２２とすることができる。
【０００８】
さらに、電池パックは、樹脂成形部３１にホルダー３４をインサート成形して固定することができる。このホルダー３４は、電池パックを電気機器に装着する位置決嵌着部３４Ａを表面に表出する位置に設けることができる。ホルダー３４の位置決嵌着部３４Ａは、複数の凹部とすることができる。さらに、ホルダー３４は、樹脂成形部３１よりも硬質のプラスチックとすることができる。
【０００９】
さらに、電池パックは、電池３２に、設定圧力よりも内圧が高くなると開弁する安全弁４０を有するものを使用すると共に、この安全弁４０の排出口４１を閉塞する位置に絶縁板３３を配設することができる。さらに、電池パックは、電池３２と電流遮断素子１０との間に、貫通孔３３Ａのある絶縁板３３を配設することができる。
【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とこれを内蔵する電池パックを例示するものであって、本発明は電流遮断素子と電池パック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と図２に示す電流遮断素子１０は、プラスチック製のケース１１と、このケース１１に固定されてなる一対の接続端子１２と、この接続端子１２に接続されると共に、ケース１１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電流遮断部１３を備える。
【００１３】
ケース１１は、熱可塑性のプラスチックを成形している本体ケース１１Ａ及び蓋ケース１１Ｂからなる。本体ケース１１Ａは、電流遮断部１３を内蔵するために開口部のある収納スペース１４を有し、この収納スペース１４の開口部を蓋ケース１１Ｂで閉塞している。図の本体ケース１１Ａは、四角形で周壁の内側に収納スペース１４を設けている。周壁は、蓋ケース１１Ｂを定位置に連結するための凹部１５を四隅に設けており、この凹部１５に嵌入できる凸部（図示せず）を蓋ケース１１Ｂの下面に突出して設けている。この構造のケース１１は、蓋ケース１１Ｂを本体ケース１１Ａの正確な位置に連結できる。さらに、図の本体ケース１１Ａは、収納スペース１４の底部に、蓋ケース１１Ｂに向かって突出する凸部１６を設けている。この凸部１６は、蓋ケース１１Ｂが外部から押されて変形するのを阻止する。また、可動接点１８の中間を押し上げて定位置に保持する。
【００１４】
本体ケース１１Ａは、プラスチックを成形する工程で、一対の接続端子１２をインサート成形して固定している。接続端子１２は、収納スペース１４の開口部に表出しないように、本体ケース１１Ａの底部を貫通して、収納スペース１４から外部に表出される。本体ケース１１Ａの外部に引き出された一対の接続端子１２は、それぞれリード２１を連結している。本体ケース１１Ａは、接続端子１２を開口部に表出させない構造で、開口部の全周を熱可塑性のプラスチックとする。図の本体ケース１１Ａは、開口部を平面状として、板状の蓋ケース１１Ｂで閉塞している。開口部の全周をプラスチックとする本体ケース１１Ａは、開口部の全周に、熱可塑性のプラスチックである蓋ケース１１Ｂを超音波溶着して密着している。この状態の蓋ケース１１Ｂは、収納スペース１４の開口部の全周に沿って溶着されて、収納スペース１４を密閉する。
【００１５】
蓋ケース１１Ｂを本体ケース１１Ａの開口部全周に溶着している電流遮断素子１０のケース１１は、収納スペース１４を完全な密閉構造にできる。したがって、電流遮断素子１０を電池パックの樹脂成形部にインサート成形して埋設するとき、加熱、溶融されたプラスチックがケース１１の内部に侵入しない。
【００１６】
図の電流遮断素子１０はブレーカで、電流遮断部１３が固定接点１７と可動接点１８を備える。さらに、図の電流遮断素子１０は、固定接点１７と可動接点１８との間に熱で変形するディスク１９を配設している。このディスク１９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。固定接点１７は、本体ケース１１Ａに固定している一対の接続端子１２に固定される。可動接点１８は、変形できる導電プレート２０の両端に固定されて、固定接点１７に接触される。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、可動接点１８を固定接点１７に接触させて通電できる状態とする。設定電流よりも大きな過大電流が流れると、可動接点１８の導電プレート２０とディスク１９が加熱されて、可動接点１８を固定接点１７から離す方向に変形して、電流を遮断する。
【００１７】
図３の断面図に示す電流遮断素子３１０はＰＴＣ素子で、収納スペース３１４にＰＴＣ２２を配設している。ＰＴＣ２２は、温度が高くなると電気抵抗が大きくなる物性を示す。とくに、設定温度よりも高くなると急激に電気抵抗が増加して、電流を実質的に遮断する。ＰＴＣ２２は、両面の電極を一対の接続端子３１２に接続している。なお、図３の実施例において、図１と図２に示す実施例と同じ構成要素については、上１桁を除く下桁に同一番号を付している。
【００１８】
電流遮断素子１０は、電池パックに内蔵される。電流遮断素子１０を内蔵する電池パックの斜視図を図４に示す。この電池パックの縦断面図と横断面図を図５ないし図７に示す。これ等の図に示す電池パックは、電池３２の一部をプラスチック製の樹脂成形部３１にインサート成形している。図の電池パックは、電池３２に必要な部品を連結してなるコアパック３０を組み立て、このコアパック３０を樹脂成形部３１を成形する金型の成形室に仮止めして、成形室に溶融した合成樹脂を注入して樹脂成形部３１を成形する。樹脂成形部３１を成形する工程で、コアパック３０は樹脂成形部３１にインサート成形される。ただ、本発明の電池パックは、図８の縦断面図と図９の横断面図に示すように、電池８３２の全体を樹脂成形部８３１にインサート成形して固定することもできる。なお、図８と図９に示す実施例において、図４ないし図７に示す実施例と同じ構成要素については、上１桁を除く下桁に同一番号を付している。
【００１９】
樹脂成形部３１にインサート成形される前の電池３２のコアパック３０の斜視図とその分解斜視図を図１０ないし図１３に示す。図１１は図１０のコアパック３０の分解斜視図を示し、図１３は図１２のコアパック１２３０の分解斜視図を示している。なお、図１２と図１３に示す実施例において、図１０と図１１に示す実施例と同じ構成要素については、上２桁を除く下桁に同一番号を付している。これ等の図に示すコアパック３０は、電池３２と、この電池３２に接続される電流遮断素子１０と、電流遮断素子１０と電池３２との間に配設している絶縁板３３と、保護回路を実装しているプリント基板３５と、プリント基板３５と電流遮断素子１０を定位置に固定するホルダー３４と、ホルダー３４を電池３２に連結している樹脂成形部３１を備える。
【００２０】
電池３２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３２は、薄い角型電池で、外装缶の両側を湾曲面として、外装缶の四隅のコーナー部を面取りした形状としている。薄い角型電池にリチウムイオン電池を使用すると、電池パック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。
【００２１】
図１１に示す電池３２は、凸部電極３６を設けている電極端面に位置する封口板３７に安全弁４０を設けている。図の電池３２は、封口板３７の中央部分に凸部電極３６を設けて、一端部に安全弁４０を設けている。安全弁４０は、電池３２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４０は、内部のガス等を排出して、外装缶の内圧上昇を停止する。安全弁４０は、封口板３７に開口した開口部に気密に密着している破壊膜である。破壊膜は、電池３２の内圧が設定圧力になると破壊されて、安全弁４０を開弁する。破壊膜は、設定圧力で破壊されるように、金属箔、金属箔とプラスチックフィルムの積層膜、プラスチックフィルム等である。安全弁４０には、破壊膜に変わって、外装缶の一部を薄く加工して破壊されやすくする構造も使用できる。さらに、電池は、図１４に示すように、凸部電極１４３６に安全弁１４４０を内蔵させることもできる。凸部電極１４３６に内蔵される安全弁１４４０は、弾性体４２で弁体４３を弁座４４に押圧する構造のものも使用できる。この安全弁１４４０は、内圧で弁体４３が押されて開弁し、排出孔４５からガス等を排出する。
【００２２】
電流遮断素子１０は、電池３２と直列に接続されて、電池３２に過大な電流が流れると電流を遮断するブレーカ、あるいは電池温度を検出して電池温度が設定温度よりも高くなると電気抵抗を大きくして電流を遮断するＰＴＣ素子等の素子である。電流遮断素子は、前述した図１ないし図３に示すものを使用する。電流遮断素子１０は、一方のリード２１を電池３２の凸部電極３６に接続すると共に、他方のリード２１をプリント基板３５に接続して電池３２と直列に接続される。
【００２３】
絶縁板３３は、電流遮断素子１０と電池３２との間に配設されて、プリント基板３５に接続されるリード２１が電池３２に接触するのを防止している。さらに、図１１に示すコアパック３０は、安全弁４０の排出口４１を閉塞する位置に絶縁板３３を配設している。この位置に配設される絶縁板３３は、樹脂成形部３１を成形するときに、安全弁４０の排出口４１に溶融状態の合成樹脂が侵入してここを塞ぐのを防止する。さらに、図１１に示す絶縁板３３は、電流遮断素子１０の本体部であるケース１１が当接する部分に貫通孔３３Ａを開口している。この位置に開口される貫通孔３３Ａは、電流遮断素子１０と電池３２との間に介在するものを皆無にして、電池３２の熱を速やかに電流遮断素子１０に伝導できる特長がある。
【００２４】
プリント基板３５は、電池３２の保護回路を実現する電子部品（図示せず）を実装している。この電池パックは、保護回路をプリント基板３５に実装するが、保護回路を小さなＩＣとして、樹脂成形部にインサート成形して固定することもできる。この電池パックは、プリント基板を省略できる。さらに、図の電池パックは、プリント基板３５に出力端子３８を固定している。
【００２５】
電池パックは、電流遮断素子１０とプリント基板３５を金型の正確な位置に仮り止めして、樹脂成形部３１の定位置にこれ等をインサート成形して固定するためのホルダー３４を備える。ホルダー３４は、樹脂成形部３１とは別にプラスチックで成形される。このホルダー３４は、電池３２と共に樹脂成形部３１にインサート成形して固定される。すなわち、プラスチック製の樹脂成形部３１を成形する金型にホルダー３４と電池３２を仮り止めし、金型の成形室に溶融状態の合成樹脂を注入して樹脂成形部３１が成形される。成形室に仮り止めされたホルダー３４と電池３２は、一部を樹脂成形部３１に埋設して固定される。
【００２６】
図の電池パックのホルダー３４は、樹脂成形部３１よりも硬質な材料で製作される。たとえば、樹脂成形部３１をポリアミドやポリウレタン等の低温低圧樹脂で成形して、ホルダー３４をポリエチレンやポリプロピレン等の硬質樹脂で成形する。ホルダーは、アルミニウムダイキャスト等のアルミニウムの成形品、あるいは金属板をプレス成形してなる金属製とすることもできる。図のホルダー３４は、電池パックを電気機器の定位置に装着するための位置決嵌着部３４Ａを表面に表出する位置に設けている。位置決嵌着部３４Ａは複数個設けて、電池パックをより正確な位置に装着できる。図の電池パックは、ホルダー３４の両端部分に、位置決嵌着部３４Ａとして凹部を設けている。この位置決嵌着部３４Ａは、コアパック３０を金型の成形室に仮止めするときにも、ホルダー３４を介して、コアパック３０を成形室の正確な位置に固定できる特長がある。さらに、図の電池パックは、ホルダー３４に、突出する隔壁３４Ｂ、３４Ｃを設けて、この隔壁３４Ｂ、３４Ｃの内側に凹部を設けている。
【００２７】
このホルダー３４は、突出する隔壁３４Ｂ、３４Ｃを、プリント基板３５を定位置に保持するための保持凸部とすることができる。隔壁３４Ｂは、ホルダー３４の中央部の両側に対向して設けている。隔壁３４Ｃは、ホルダー３４の両端部に、内側に突出して設けている。プリント基板３５は、隔壁３４Ｃに対向する位置に嵌入部３５Ａを設けている。このホルダー３４は、中央部に設けられた一対の隔壁３４Ｂでプリント基板３５を挟着すると共に、両端部に設けた隔壁３４Ｃをプリント基板３５の嵌入部３５Ａに嵌入して、プリント基板３５を所定の位置に連結している。
【００２８】
樹脂成形部３１は、合成樹脂を成形する工程で、ホルダー３４と電池３２とプリント基板３５と電流遮断素子１０をインサート成形して定位置に固定する。ホルダー３４には電流遮断素子１０とプリント基板３５を連結しているので、樹脂成形部３１は、ホルダー３４と電流遮断素子１０とプリント基板３５と電池３２を一体的に定位置に連結する。以上の電池パックは、電池３２の全体を樹脂成形部３１に埋設してインサートしない。図５ないし図７に示すように、電池３２の両端面と外装缶の四隅のコーナー部に樹脂成形部３１を成形している。この電池パックは、外形を小さくできる特長がある。ただ、電池パックは、図８と図９に示すように、電池８３２の全体を樹脂成形部８３１に埋設するようにインサートして、しっかりと強靭な構造の電池パックとすることもできる。
【００２９】
樹脂成形部３１を成形する合成樹脂は、ポリアミドあるいはポリウレタンを使用する。これらの合成樹脂は、軟化温度が低く、しかも溶融時の粘度も低いので、一般の合成樹脂に比較して、低温、低圧で成形できる。このように、低温、低圧で成形される樹脂成形部３１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。
【００３０】
以上の電池パックは、以下のようにして製造される。
(1) 電流遮断素子１０と電極リード３９でプリント基板３５を電池３２に接続して、電流遮断素子１０とプリント基板３５とホルダー３４を電池３２の定位置に配設する。この状態で、ホルダー３４は、プリント基板３５と電池３２の間にあって、プリント基板３５と電池３２は正確な相対位置に連結される。
以上の工程で、プリント基板３５とホルダー３４と電流遮断素子１０と電池３２とが一体的に連結されたコアパック３０となる。
【００３１】
(2) コアパック３０を、図１５に示すように、金型５０の成形室５１にセットする。成形室５１にコアパック３０をセットした後、金型５０を型締めする。型締めされた金型５０は、樹脂成形部３１を成形するための成形室５１が形成される。この成形室５１に、加熱されて溶融された合成樹脂が注入されて樹脂成形部３１を成形する。溶融された合成樹脂は、金型５０に開口された注液孔５２から注入される。注液孔５２は、成形室５１に連通して設けられている。
【００３２】
さらに、金型５０は、コアパック３０を定位置に仮り止めする位置決凸部５３を有する。位置決凸部５３は、ホルダー３４の位置決嵌着部３４Ａに当接し、あるいはプリント基板３５の表面に当接されて、コアパック３０を正確な位置に仮り止めする。さらに、ホルダー３４は、４隅の角隅を金型５０のコーナー部の内面に当接させて、左右方向のずれを阻止することができる。さらにまた、金型５０は、プリント基板３５の出力端子３８の表面を位置決凸部５３で押圧すると共に、電池３２の底を位置決凸部５３に当接させて、コアパック３０の縦方向の位置ずれを阻止する。さらに、出力端子３８の表面を押圧する位置決凸部５３は、成形された樹脂成形部３１から出力端子３８を外部に表出させる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、電流遮断素子を樹脂成形部にインサート成形して埋設する使用状態においても、正常に動作させて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、本体ケースに開口部のある収納スペースを設ける共に、一対の接続端子をインサート成形して、収納スペースから本体ケースを貫通して外部に表出させて、この収納スペースの開口部の全周に蓋ケースを超音波溶着して密着して電流遮断部をケースに内蔵しており、本発明の電池パックが、この電流遮断素子と電池の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部にインサート成形しているからである。
【００３４】
この構造の電流遮断素子は、樹脂成形部にインサートして埋設する使用状態においても、樹脂成形部を成形する樹脂がケース内に侵入するのを確実に阻止できる。したがって、電流遮断部を正常に動作させて、信頼性と安全性を著しく向上できると共に、製造過程における故障率を極減して、完成品での検査を簡単に、あるいは省略して安価に多量生産できる。さらに、本発明は、電池パックの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ないので、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】図１に示す電流遮断素子の断面図
【図３】本発明の他の実施例にかかる電流遮断素子の断面図
【図４】本発明の一実施例にかかる電池パックの斜視図
【図５】図４に示す電池パックのＡ−Ａ線断面図
【図６】図４に示す電池パックのＢ−Ｂ線断面図
【図７】図４に示す電池パックのＣ−Ｃ線断面図
【図８】本発明の他の実施例にかかる電池パックの縦断面図
【図９】図８に示す電池パックの横断面図
【図１０】図４に示す電池パックの樹脂成形部に埋設されるコアパックの斜視図
【図１１】図１１に示すコアパックの分解斜視図
【図１２】本発明の他の実施例にかかる電池パックの樹脂成形部に埋設されるコアパックの斜視図
【図１３】図１２に示すコアパックの分解斜視図
【図１４】電池の安全弁の他の一例を示す断面図
【図１５】電池パックの樹脂成形部を成形する金型の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１０…電流遮断素子
１１…ケース １１Ａ…本体ケース １１Ｂ…蓋ケース
１２…接続端子
１３…電流遮断部
１４…収納スペース
１５…凹部
１６…凸部
１７…固定接点
１８…可動接点
１９…ディスク
２０…導電プレート
２１…リード
２２…ＰＴＣ
３０…コアパック
３１…樹脂成形部
３２…電池
３３…絶縁板 ３３Ａ…貫通孔
３４…ホルダー ３４Ａ…位置決嵌着部 ３４Ｂ…隔壁
３４Ｃ…隔壁
３５…プリント基板 ３５Ａ…嵌入部
３６…凸部電極
３７…封口板
３８…出力端子
３９…電極リード
４０…安全弁
４１…排出口
４２…弾性体
４３…弁体
４４…弁座
４５…排出孔
５０…金型
５１…成形室
５２…注液孔
５３…位置決凸部
【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を内蔵する電池パックに関する。
【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、電池に接近して電池パックのケースに内蔵される。この電池パックは、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】
従来の電池パックは、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。この構造の電池パックは、電流遮断素子で安全に使用できる特長がある。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、電池パックの信頼性は著しく低下する。従来の電流遮断素子は、電池パック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、電池パック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、電池パックのケーシングを構成する樹脂成形部にインサート成形して製作する電池パックは、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形した状態として、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、電池パックが完成されても正常に動作しなくなる。このため、製造された電池パック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電池パック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電池パックを正常に動作させなくすることもある。このことは、多量生産される電池パックの歩留を低下させるばかりでなく、信頼性を低下させる。さらに、ケーシング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】
本発明は、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ある。本発明の重要な目的は、樹脂成形部にインサート成形して埋設される使用状態においても正常に動作し、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電池パックを提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、製造過程における故障率を極減して、完成品での検査を簡単に、あるいは省略して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電池パック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電池パックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電流遮断素子は、熱可塑性のプラスチックを成形しているケース１１と、このケース１１に固定されてなる一対の接続端子１２と、この接続端子１２に接続されると共に、ケース１１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電流遮断部１３を備える。ケース１１は、プラスチック製の本体ケース１１Ａ及び蓋ケース１１Ｂからなる。本体ケース１１Ａは、電流遮断部１３を内蔵するために、開口部のある収納スペース１４を有し、この収納スペース１４の開口部を蓋ケース１１Ｂで閉塞している。さらに、プラスチック製の本体ケース１１Ａは、成形する工程で、一対の接続端子１２をインサート成形して固定している。接続端子１２は、収納スペース１４の開口部に表出しないように、本体ケース１１Ａを貫通して収納スペース１４から外部に表出しており、本体ケース１１Ａは開口部の全周をプラスチックとしている。電流遮断素子は、本体ケース１１Ａの開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース１１Ｂを超音波溶着して密着している。
【０００６】
本発明の電池パックは、電池３２の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部３１にインサート成形しており、さらに、この樹脂成形部３１に電流遮断素子１０をインサート成形している。この電流遮断素子１０は、以下の全ての構成を有する。
（ａ） 電流遮断素子１０は、プラスチック製のケース１１と、このケース１１に固定されてなる一対の接続端子１２と、この接続端子１２に接続されると共に、ケース１１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電流遮断部１３とを備える。
（ｂ） ケース１１は、プラスチック製の本体ケース１１Ａ及び蓋ケース１１Ｂからなり、本体ケース１１Ａは電流遮断部１３を内蔵するために開口部のある収納スペース１４を有し、この収納スペース１４の開口部を蓋ケース１１Ｂで閉塞している。
（ｃ） プラスチック製の本体ケース１１Ａは、一対の接続端子１２をインサート成形して固定しており、一対の接続端子１２を収納スペース１４の開口部に表出しないように、本体ケース１１Ａを貫通して収納スペース１４から外部に表出させて、本体ケース１１Ａの開口部の全周をプラスチックとしている。
（ｄ） 本体ケース１１Ａの開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース１１Ｂを超音波溶着して密着している。
【０００７】
本体ケース１１Ａは、収納スペース１４の底部に、蓋ケース１１Ｂに向かって突出する凸部１６を設けることができる。電流遮断部１３は、固定接点１７と可動接点１８を備え、過電流が流れると可動接点１８が固定接点１７から離れて電流を遮断することができる。さらに、電流遮断部１３は、温度が高くなると電気抵抗が大きくなるＰＴＣ２２とすることができる。
【０００８】
さらに、電池パックは、樹脂成形部３１にホルダー３４をインサート成形して固定することができる。このホルダー３４は、電池パックを電気機器に装着する位置決嵌着部３４Ａを表面に表出する位置に設けることができる。ホルダー３４の位置決嵌着部３４Ａは、複数の凹部とすることができる。さらに、ホルダー３４は、樹脂成形部３１よりも硬質のプラスチックとすることができる。
【０００９】
さらに、電池パックは、電池３２に、設定圧力よりも内圧が高くなると開弁する安全弁４０を有するものを使用すると共に、この安全弁４０の排出口４１を閉塞する位置に絶縁板３３を配設することができる。さらに、電池パックは、電池３２と電流遮断素子１０との間に、貫通孔３３Ａのある絶縁板３３を配設することができる。
【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とこれを内蔵する電池パックを例示するものであって、本発明は電流遮断素子と電池パック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と図２に示す電流遮断素子１０は、プラスチック製のケース１１と、このケース１１に固定されてなる一対の接続端子１２と、この接続端子１２に接続されると共に、ケース１１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電流遮断部１３を備える。
【００１３】
ケース１１は、熱可塑性のプラスチックを成形している本体ケース１１Ａ及び蓋ケース１１Ｂからなる。本体ケース１１Ａは、電流遮断部１３を内蔵するために開口部のある収納スペース１４を有し、この収納スペース１４の開口部を蓋ケース１１Ｂで閉塞している。図の本体ケース１１Ａは、四角形で周壁の内側に収納スペース１４を設けている。周壁は、蓋ケース１１Ｂを定位置に連結するための凹部１５を四隅に設けており、この凹部１５に嵌入できる凸部（図示せず）を蓋ケース１１Ｂの下面に突出して設けている。この構造のケース１１は、蓋ケース１１Ｂを本体ケース１１Ａの正確な位置に連結できる。さらに、図の本体ケース１１Ａは、収納スペース１４の底部に、蓋ケース１１Ｂに向かって突出する凸部１６を設けている。この凸部１６は、蓋ケース１１Ｂが外部から押されて変形するのを阻止する。また、可動接点１８の中間を押し上げて定位置に保持する。
【００１４】
本体ケース１１Ａは、プラスチックを成形する工程で、一対の接続端子１２をインサート成形して固定している。接続端子１２は、収納スペース１４の開口部に表出しないように、本体ケース１１Ａの底部を貫通して、収納スペース１４から外部に表出される。本体ケース１１Ａの外部に引き出された一対の接続端子１２は、それぞれリード２１を連結している。本体ケース１１Ａは、接続端子１２を開口部に表出させない構造で、開口部の全周を熱可塑性のプラスチックとする。図の本体ケース１１Ａは、開口部を平面状として、板状の蓋ケース１１Ｂで閉塞している。開口部の全周をプラスチックとする本体ケース１１Ａは、開口部の全周に、熱可塑性のプラスチックである蓋ケース１１Ｂを超音波溶着して密着している。この状態の蓋ケース１１Ｂは、収納スペース１４の開口部の全周に沿って溶着されて、収納スペース１４を密閉する。
【００１５】
蓋ケース１１Ｂを本体ケース１１Ａの開口部全周に溶着している電流遮断素子１０のケース１１は、収納スペース１４を完全な密閉構造にできる。したがって、電流遮断素子１０を電池パックの樹脂成形部にインサート成形して埋設するとき、加熱、溶融されたプラスチックがケース１１の内部に侵入しない。
【００１６】
図の電流遮断素子１０はブレーカで、電流遮断部１３が固定接点１７と可動接点１８を備える。さらに、図の電流遮断素子１０は、固定接点１７と可動接点１８との間に熱で変形するディスク１９を配設している。このディスク１９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。固定接点１７は、本体ケース１１Ａに固定している一対の接続端子１２に固定される。可動接点１８は、変形できる導電プレート２０の両端に固定されて、固定接点１７に接触される。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、可動接点１８を固定接点１７に接触させて通電できる状態とする。設定電流よりも大きな過大電流が流れると、可動接点１８の導電プレート２０とディスク１９が加熱されて、可動接点１８を固定接点１７から離す方向に変形して、電流を遮断する。
【００１７】
図３の断面図に示す電流遮断素子３１０はＰＴＣ素子で、収納スペース３１４にＰＴＣ２２を配設している。ＰＴＣ２２は、温度が高くなると電気抵抗が大きくなる物性を示す。とくに、設定温度よりも高くなると急激に電気抵抗が増加して、電流を実質的に遮断する。ＰＴＣ２２は、両面の電極を一対の接続端子３１２に接続している。なお、図３の実施例において、図１と図２に示す実施例と同じ構成要素については、上１桁を除く下桁に同一番号を付している。
【００１８】
電流遮断素子１０は、電池パックに内蔵される。電流遮断素子１０を内蔵する電池パックの斜視図を図４に示す。この電池パックの縦断面図と横断面図を図５ないし図７に示す。これ等の図に示す電池パックは、電池３２の一部をプラスチック製の樹脂成形部３１にインサート成形している。図の電池パックは、電池３２に必要な部品を連結してなるコアパック３０を組み立て、このコアパック３０を樹脂成形部３１を成形する金型の成形室に仮止めして、成形室に溶融した合成樹脂を注入して樹脂成形部３１を成形する。樹脂成形部３１を成形する工程で、コアパック３０は樹脂成形部３１にインサート成形される。ただ、本発明の電池パックは、図８の縦断面図と図９の横断面図に示すように、電池８３２の全体を樹脂成形部８３１にインサート成形して固定することもできる。なお、図８と図９に示す実施例において、図４ないし図７に示す実施例と同じ構成要素については、上１桁を除く下桁に同一番号を付している。
【００１９】
樹脂成形部３１にインサート成形される前の電池３２のコアパック３０の斜視図とその分解斜視図を図１０ないし図１３に示す。図１１は図１０のコアパック３０の分解斜視図を示し、図１３は図１２のコアパック１２３０の分解斜視図を示している。なお、図１２と図１３に示す実施例において、図１０と図１１に示す実施例と同じ構成要素については、上２桁を除く下桁に同一番号を付している。これ等の図に示すコアパック３０は、電池３２と、この電池３２に接続される電流遮断素子１０と、電流遮断素子１０と電池３２との間に配設している絶縁板３３と、保護回路を実装しているプリント基板３５と、プリント基板３５と電流遮断素子１０を定位置に固定するホルダー３４と、ホルダー３４を電池３２に連結している樹脂成形部３１を備える。
【００２０】
電池３２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３２は、薄い角型電池で、外装缶の両側を湾曲面として、外装缶の四隅のコーナー部を面取りした形状としている。薄い角型電池にリチウムイオン電池を使用すると、電池パック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。
【００２１】
図１１に示す電池３２は、凸部電極３６を設けている電極端面に位置する封口板３７に安全弁４０を設けている。図の電池３２は、封口板３７の中央部分に凸部電極３６を設けて、一端部に安全弁４０を設けている。安全弁４０は、電池３２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４０は、内部のガス等を排出して、外装缶の内圧上昇を停止する。安全弁４０は、封口板３７に開口した開口部に気密に密着している破壊膜である。破壊膜は、電池３２の内圧が設定圧力になると破壊されて、安全弁４０を開弁する。破壊膜は、設定圧力で破壊されるように、金属箔、金属箔とプラスチックフィルムの積層膜、プラスチックフィルム等である。安全弁４０には、破壊膜に変わって、外装缶の一部を薄く加工して破壊されやすくする構造も使用できる。さらに、電池は、図１４に示すように、凸部電極１４３６に安全弁１４４０を内蔵させることもできる。凸部電極１４３６に内蔵される安全弁１４４０は、弾性体４２で弁体４３を弁座４４に押圧する構造のものも使用できる。この安全弁１４４０は、内圧で弁体４３が押されて開弁し、排出孔４５からガス等を排出する。
【００２２】
電流遮断素子１０は、電池３２と直列に接続されて、電池３２に過大な電流が流れると電流を遮断するブレーカ、あるいは電池温度を検出して電池温度が設定温度よりも高くなると電気抵抗を大きくして電流を遮断するＰＴＣ素子等の素子である。電流遮断素子は、前述した図１ないし図３に示すものを使用する。電流遮断素子１０は、一方のリード２１を電池３２の凸部電極３６に接続すると共に、他方のリード２１をプリント基板３５に接続して電池３２と直列に接続される。
【００２３】
絶縁板３３は、電流遮断素子１０と電池３２との間に配設されて、プリント基板３５に接続されるリード２１が電池３２に接触するのを防止している。さらに、図１１に示すコアパック３０は、安全弁４０の排出口４１を閉塞する位置に絶縁板３３を配設している。この位置に配設される絶縁板３３は、樹脂成形部３１を成形するときに、安全弁４０の排出口４１に溶融状態の合成樹脂が侵入してここを塞ぐのを防止する。さらに、図１１に示す絶縁板３３は、電流遮断素子１０の本体部であるケース１１が当接する部分に貫通孔３３Ａを開口している。この位置に開口される貫通孔３３Ａは、電流遮断素子１０と電池３２との間に介在するものを皆無にして、電池３２の熱を速やかに電流遮断素子１０に伝導できる特長がある。
【００２４】
プリント基板３５は、電池３２の保護回路を実現する電子部品（図示せず）を実装している。この電池パックは、保護回路をプリント基板３５に実装するが、保護回路を小さなＩＣとして、樹脂成形部にインサート成形して固定することもできる。この電池パックは、プリント基板を省略できる。さらに、図の電池パックは、プリント基板３５に出力端子３８を固定している。
【００２５】
電池パックは、電流遮断素子１０とプリント基板３５を金型の正確な位置に仮り止めして、樹脂成形部３１の定位置にこれ等をインサート成形して固定するためのホルダー３４を備える。ホルダー３４は、樹脂成形部３１とは別にプラスチックで成形される。このホルダー３４は、電池３２と共に樹脂成形部３１にインサート成形して固定される。すなわち、プラスチック製の樹脂成形部３１を成形する金型にホルダー３４と電池３２を仮り止めし、金型の成形室に溶融状態の合成樹脂を注入して樹脂成形部３１が成形される。成形室に仮り止めされたホルダー３４と電池３２は、一部を樹脂成形部３１に埋設して固定される。
【００２６】
図の電池パックのホルダー３４は、樹脂成形部３１よりも硬質な材料で製作される。たとえば、樹脂成形部３１をポリアミドやポリウレタン等の低温低圧樹脂で成形して、ホルダー３４をポリエチレンやポリプロピレン等の硬質樹脂で成形する。ホルダーは、アルミニウムダイキャスト等のアルミニウムの成形品、あるいは金属板をプレス成形してなる金属製とすることもできる。図のホルダー３４は、電池パックを電気機器の定位置に装着するための位置決嵌着部３４Ａを表面に表出する位置に設けている。位置決嵌着部３４Ａは複数個設けて、電池パックをより正確な位置に装着できる。図の電池パックは、ホルダー３４の両端部分に、位置決嵌着部３４Ａとして凹部を設けている。この位置決嵌着部３４Ａは、コアパック３０を金型の成形室に仮止めするときにも、ホルダー３４を介して、コアパック３０を成形室の正確な位置に固定できる特長がある。さらに、図の電池パックは、ホルダー３４に、突出する隔壁３４Ｂ、３４Ｃを設けて、この隔壁３４Ｂ、３４Ｃの内側に凹部を設けている。
【００２７】
このホルダー３４は、突出する隔壁３４Ｂ、３４Ｃを、プリント基板３５を定位置に保持するための保持凸部とすることができる。隔壁３４Ｂは、ホルダー３４の中央部の両側に対向して設けている。隔壁３４Ｃは、ホルダー３４の両端部に、内側に突出して設けている。プリント基板３５は、隔壁３４Ｃに対向する位置に嵌入部３５Ａを設けている。このホルダー３４は、中央部に設けられた一対の隔壁３４Ｂでプリント基板３５を挟着すると共に、両端部に設けた隔壁３４Ｃをプリント基板３５の嵌入部３５Ａに嵌入して、プリント基板３５を所定の位置に連結している。
【００２８】
樹脂成形部３１は、合成樹脂を成形する工程で、ホルダー３４と電池３２とプリント基板３５と電流遮断素子１０をインサート成形して定位置に固定する。ホルダー３４には電流遮断素子１０とプリント基板３５を連結しているので、樹脂成形部３１は、ホルダー３４と電流遮断素子１０とプリント基板３５と電池３２を一体的に定位置に連結する。以上の電池パックは、電池３２の全体を樹脂成形部３１に埋設してインサートしない。図５ないし図７に示すように、電池３２の両端面と外装缶の四隅のコーナー部に樹脂成形部３１を成形している。この電池パックは、外形を小さくできる特長がある。ただ、電池パックは、図８と図９に示すように、電池８３２の全体を樹脂成形部８３１に埋設するようにインサートして、しっかりと強靭な構造の電池パックとすることもできる。
【００２９】
樹脂成形部３１を成形する合成樹脂は、ポリアミドあるいはポリウレタンを使用する。これらの合成樹脂は、軟化温度が低く、しかも溶融時の粘度も低いので、一般の合成樹脂に比較して、低温、低圧で成形できる。このように、低温、低圧で成形される樹脂成形部３１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。
【００３０】
以上の電池パックは、以下のようにして製造される。
(1) 電流遮断素子１０と電極リード３９でプリント基板３５を電池３２に接続して、電流遮断素子１０とプリント基板３５とホルダー３４を電池３２の定位置に配設する。この状態で、ホルダー３４は、プリント基板３５と電池３２の間にあって、プリント基板３５と電池３２は正確な相対位置に連結される。
以上の工程で、プリント基板３５とホルダー３４と電流遮断素子１０と電池３２とが一体的に連結されたコアパック３０となる。
【００３１】
(2) コアパック３０を、図１５に示すように、金型５０の成形室５１にセットする。成形室５１にコアパック３０をセットした後、金型５０を型締めする。型締めされた金型５０は、樹脂成形部３１を成形するための成形室５１が形成される。この成形室５１に、加熱されて溶融された合成樹脂が注入されて樹脂成形部３１を成形する。溶融された合成樹脂は、金型５０に開口された注液孔５２から注入される。注液孔５２は、成形室５１に連通して設けられている。
【００３２】
さらに、金型５０は、コアパック３０を定位置に仮り止めする位置決凸部５３を有する。位置決凸部５３は、ホルダー３４の位置決嵌着部３４Ａに当接し、あるいはプリント基板３５の表面に当接されて、コアパック３０を正確な位置に仮り止めする。さらに、ホルダー３４は、４隅の角隅を金型５０のコーナー部の内面に当接させて、左右方向のずれを阻止することができる。さらにまた、金型５０は、プリント基板３５の出力端子３８の表面を位置決凸部５３で押圧すると共に、電池３２の底を位置決凸部５３に当接させて、コアパック３０の縦方向の位置ずれを阻止する。さらに、出力端子３８の表面を押圧する位置決凸部５３は、成形された樹脂成形部３１から出力端子３８を外部に表出させる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、電流遮断素子を樹脂成形部にインサート成形して埋設する使用状態においても、正常に動作させて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、本体ケースに開口部のある収納スペースを設ける共に、一対の接続端子をインサート成形して、収納スペースから本体ケースを貫通して外部に表出させて、この収納スペースの開口部の全周に蓋ケースを超音波溶着して密着して電流遮断部をケースに内蔵しており、本発明の電池パックが、この電流遮断素子と電池の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部にインサート成形しているからである。
【００３４】
この構造の電流遮断素子は、樹脂成形部にインサートして埋設する使用状態においても、樹脂成形部を成形する樹脂がケース内に侵入するのを確実に阻止できる。したがって、電流遮断部を正常に動作させて、信頼性と安全性を著しく向上できると共に、製造過程における故障率を極減して、完成品での検査を簡単に、あるいは省略して安価に多量生産できる。さらに、本発明は、電池パックの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ないので、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】図１に示す電流遮断素子の断面図
【図３】本発明の他の実施例にかかる電流遮断素子の断面図
【図４】本発明の一実施例にかかる電池パックの斜視図
【図５】図４に示す電池パックのＡ−Ａ線断面図
【図６】図４に示す電池パックのＢ−Ｂ線断面図
【図７】図４に示す電池パックのＣ−Ｃ線断面図
【図８】本発明の他の実施例にかかる電池パックの縦断面図
【図９】図８に示す電池パックの横断面図
【図１０】図４に示す電池パックの樹脂成形部に埋設されるコアパックの斜視図
【図１１】図１１に示すコアパックの分解斜視図
【図１２】本発明の他の実施例にかかる電池パックの樹脂成形部に埋設されるコアパックの斜視図
【図１３】図１２に示すコアパックの分解斜視図
【図１４】電池の安全弁の他の一例を示す断面図
【図１５】電池パックの樹脂成形部を成形する金型の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１０…電流遮断素子
１１…ケース １１Ａ…本体ケース １１Ｂ…蓋ケース
１２…接続端子
１３…電流遮断部
１４…収納スペース
１５…凹部
１６…凸部
１７…固定接点
１８…可動接点
１９…ディスク
２０…導電プレート
２１…リード
２２…ＰＴＣ
３０…コアパック
３１…樹脂成形部
３２…電池
３３…絶縁板 ３３Ａ…貫通孔
３４…ホルダー ３４Ａ…位置決嵌着部 ３４Ｂ…隔壁
３４Ｃ…隔壁
３５…プリント基板 ３５Ａ…嵌入部
３６…凸部電極
３７…封口板
３８…出力端子
３９…電極リード
４０…安全弁
４１…排出口
４２…弾性体
４３…弁体
４４…弁座
４５…排出孔
５０…金型
５１…成形室
５２…注液孔
５３…位置決凸部
Claims (8)
- 電池(32)の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部(31)にインサート成形しており、さらに、この樹脂成形部(31)に電流遮断素子(10)をインサート成形してなる電池パックであって、電流遮断素子(10)が以下の全ての構成を有することを特徴とする電池パック。
（ａ） 電流遮断素子(10)が、プラスチック製のケース(11)と、このケース(11)に固定されてなる一対の接続端子(12)と、この接続端子(12)に接続されると共に、ケース(11)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電流遮断部(13)とを備える。
（ｂ） ケース(11)は、プラスチック製の本体ケース(11A)及び蓋ケース(11B)からなり、本体ケース(11A)は電流遮断部(13)を内蔵するために開口部のある収納スペース(14)を有し、この収納スペース(14)の開口部を蓋ケース(11B)で閉塞している。
（ｃ） プラスチック製の本体ケース(11A)は、一対の接続端子(12)をインサート成形して固定しており、一対の接続端子(12)を収納スペース(14)の開口部に表出しないように、本体ケース(11A)を貫通して収納スペース(14)から外部に表出させて、本体ケース(11A)の開口部の全周をプラスチックとしている。
（ｄ） 本体ケース(11A)の開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース(11B)を超音波溶着して密着している。
（ｅ）樹脂成形部 (31) にホルダー (34) をインサート成形して固定しており、このホルダー (34) が、電池パックを電気機器に装着する位置決嵌着部 (34A) を表面に表出する位置に有する。 - 電池 (32) の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部 (31) にインサート成形しており、さらに、この樹脂成形部 (31) に電流遮断素子 (10) をインサート成形してなる電池パックであって、電流遮断素子 (10) が以下の全ての構成を有することを特徴とする電池パック。
（ａ） 電流遮断素子 (10) が、プラスチック製のケース (11) と、このケース (11) に固定されてなる一対の接続端子 (12) と、この接続端子 (12) に接続されると共に、ケース (11) 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電流遮断部 (13) とを備える。
（ｂ） ケース (11) は、プラスチック製の本体ケース (11A) 及び蓋ケース (11B) からなり、本体ケース (11A) は電流遮断部 (13) を内蔵するために開口部のある収納スペース (14) を有し、この収納スペース (14) の開口部を蓋ケース (11B) で閉塞している。
（ｃ） プラスチック製の本体ケース (11A) は、一対の接続端子 (12) をインサート成形して固定しており、一対の接続端子 (12) を収納スペース (14) の開口部に表出しないように、本体ケース (11A) を貫通して収納スペース (14) から外部に表出させて、本体ケース (11A) の開口部の全周をプラスチックとしている。
（ｄ） 本体ケース (11A) の開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース (11B) を超音波溶着して密着している。
（ｅ） 電池 (32) が、設定圧力よりも内圧が高くなると開弁する安全弁 (40) を有し、この安全弁 (40) の排出口 (41) を閉塞する位置に絶縁板 (33) を配設している。 - 電池 (32) の一部ないし全体をプラスチック製の樹脂成形部 (31) にインサート成形しており、さらに、この樹脂成形部 (31) に電流遮断素子 (10) をインサート成形してなる電池パックであって、電流遮断素子 (10) が以下の全ての構成を有することを特徴とする電池パック。
（ａ） 電流遮断素子 (10) が、プラスチック製のケース (11) と、このケース (11) に固定されてなる一対の接続端子 (12) と、この接続端子 (12) に接続されると共に、ケース (11) 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電流遮断部 (13) とを備える。
（ｂ） ケース (11) は、プラスチック製の本体ケース (11A) 及び蓋ケース (11B) からなり、本体ケース (11A) は電流遮断部 (13) を内蔵するために開口部のある収納スペース (14) を有 し、この収納スペース (14) の開口部を蓋ケース (11B) で閉塞している。
（ｃ） プラスチック製の本体ケース (11A) は、一対の接続端子 (12) をインサート成形して固定しており、一対の接続端子 (12) を収納スペース (14) の開口部に表出しないように、本体ケース (11A) を貫通して収納スペース (14) から外部に表出させて、本体ケース (11A) の開口部の全周をプラスチックとしている。
（ｄ） 本体ケース (11A) の開口部の全周に、プラスチック製の蓋ケース (11B) を超音波溶着して密着している。
（ｅ）電池 (32) と電流遮断素子 (10) との間に、貫通孔 (33A) のある絶縁板 (33) を配設している。 - ホルダー(34)の位置決嵌着部(34A)が複数の凹部である請求項１に記載される電流遮断素子を内蔵する電池パック。
- ホルダー(34)が樹脂成形部(31)よりも硬質のプラスチックである請求項１に記載される電流遮断素子を内蔵する電池パック。
- 電流遮断素子(10)の本体ケース(11A)が収納スペース(14)の底部に凸部(16)を有する請求項１〜３のいずれかに記載される電流遮断素子を内蔵する電池パック。
- 電流遮断素子(10)の電流遮断部(13)が、固定接点(17)と可動接点(18)を備え、過電流が流れると可動接点(18)が固定接点(17)から離れて電流を遮断する請求項１〜３のいずれかに記載される電流遮断素子を内蔵する電池パック。
- 電流遮断部(13)が、温度が高くなると電気抵抗が大きくなるＰＴＣ(22)である請求項１〜３のいずれかに記載される電流遮断素子を内蔵する電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328580A JP3762683B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 電流遮断素子を内蔵する電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001328580A JP3762683B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 電流遮断素子を内蔵する電池パック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003132860A JP2003132860A (ja) | 2003-05-09 |
| JP3762683B2 true JP3762683B2 (ja) | 2006-04-05 |
Family
ID=19144628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001328580A Expired - Fee Related JP3762683B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 電流遮断素子を内蔵する電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3762683B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100356612C (zh) * | 2002-02-13 | 2007-12-19 | 松下电器产业株式会社 | 电池组及其制造方法 |
| JP4629952B2 (ja) * | 2002-02-13 | 2011-02-09 | パナソニック株式会社 | 二次電池の製造方法 |
| JP4589596B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2010-12-01 | パナソニック株式会社 | 電池パック |
| JP4130160B2 (ja) | 2003-09-16 | 2008-08-06 | 三洋電機株式会社 | パック電池 |
| EP1594182B1 (en) | 2004-04-27 | 2008-01-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell system |
| US20060043925A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-03-02 | Tuin Jacobus N | Battery cap for a battery cell of a mobile electronic device |
| JP5329201B2 (ja) * | 2008-12-18 | 2013-10-30 | 三洋電機株式会社 | パック電池 |
| US8597807B2 (en) * | 2009-08-11 | 2013-12-03 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery including a thermally insulating sheet having a recess for receiving a thermal fuse |
| US20110236727A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-09-29 | Young-Cheol Jang | Secondary battery pack |
-
2001
- 2001-10-26 JP JP2001328580A patent/JP3762683B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003132860A (ja) | 2003-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100930476B1 (ko) | 캡 어셈블리 성형체 및 그것을 포함하는 이차전지 | |
| KR100699686B1 (ko) | 보호회로 모듈 성형체 및 그것을 포함하는 전지 | |
| US7732072B2 (en) | Rechargeable battery | |
| JP4589596B2 (ja) | 電池パック | |
| KR100871525B1 (ko) | 전지 팩의 제조방법 | |
| US6861821B2 (en) | Battery with resin integrated resin substrate | |
| JP4230747B2 (ja) | サーモプロテクタが装着された二次電池 | |
| JP5068544B2 (ja) | 保護回路基板を含む一体化タイプのキャップ組立品及びこれを含む二次電池 | |
| US8592066B2 (en) | Battery assembly | |
| KR100867927B1 (ko) | 배터리 팩 케이스, 이의 제조방법 및 이를 구비하는 배터리팩, 이의 제조방법 | |
| JP2008140711A (ja) | パック電池 | |
| JP2008140628A (ja) | パック電池とその製造方法 | |
| JP3762683B2 (ja) | 電流遮断素子を内蔵する電池パック | |
| JP3973166B2 (ja) | 電池パック | |
| JP5517165B2 (ja) | 密閉型電池 | |
| JP3906046B2 (ja) | パック電池とその製造方法 | |
| JP2008016190A (ja) | パック電池 | |
| JP3966751B2 (ja) | 電流遮断素子を備えるパック電池 | |
| JP2015162448A (ja) | ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びに２次電池回路 | |
| JP3877555B2 (ja) | パック電池とその製造方法 | |
| KR100571234B1 (ko) | 이차 전지 | |
| KR100561304B1 (ko) | 이차 전지 | |
| JP2008159395A (ja) | パック電池 | |
| JP5100116B2 (ja) | パック電池 | |
| JP2003346747A (ja) | 電池パックとその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050531 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050913 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051026 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051220 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100120 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100120 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |