JP5694044B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、扁平直方体状の素電池を内包する電池パックに関し、特に生産性の向上と生産コスト低減を図る技術に関する。

近年、繰り返し充電して使用が可能な二次電池を外装ケースに収納してなる電池パックが広く普及している。電池パックはノートブック型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）や携帯電話、ＰＤＡ、その他各種電子機器の主電源またはバックアップ電源等として広く用いられている。
従来の電池パック１ｘの構成例を図６（ａ）に示す。電池パック１ｘは、扁平直方体状のリチウムイオン二次電池等からなる素電池３０及び保護回路基板４等を、枠状の外装ケース（上部ケース７００及び下部ケース８００）に収納する。そして外装ケースの外周を図示しない外装ラベルで被覆して構成される。

保護回路基板４は、リード板５Ｘ、５Ｙ、５Ｚを介し、素電池２の正負極それぞれの電極端子に接続される（５Ｚは不図示のＮｉ−Ａｌクラッド板を介して接続）。保護回路基板４とリード板５Ｘ、５Ｙ、５Ｚは、素電池２の側面に沿って配したホルダー３０に固定される。さらにリード板５Ｘ、５Ｙの間には、不図示の安全素子（例えばＰＣＴ素子）等が電気接続される。保護回路基板４の上面には、給電対象機器との接続に供される外部接続端子（コネクター）４１が実装される。コネクター４１は、下部ケース８００に配された窓部８０１を通して外部露出される。

ここで図６（ｂ）は保護回路基板４付近の断面図、図６（ｃ）は前記保護回路基板４と反対側の底面部付近の断面図を示す。これらの図に示すように、上部ケース７００と下部ケース８００は、それぞれ互いに嵌合される溶着溝７０３と溶着リブ８０２を有し、溶着リブ８０２が溶着溝７０３に嵌合された状態で、超音波溶着により互いに溶着される。
このような構成の電池パック１ｘは、内部へのモールディング樹脂の注入が不要であり、一定の軽量化・薄型化の効果を期待できる。

特開２０１０−１６１０６７号公報 特開２０１０−１５３２１３号公報

しかしながら、従来の電池パックにおいては以下のような課題が存在する。
第一に、コネクターと保護回路基板とが製造誤差等により位置ずれを生じ、電池パックの製造不良を生じる問題がある。すなわち電池パック１ｘでは、コネクター４１は基板本体４０上にはんだ付け等で実装されるが、その際の実装位置に誤差が生じ、コネクター４１が外装ケースの窓部（図６（ａ）では下部ケース８００の窓部８０１）を挿通できない場合がある。また、仮にコネクター４１が前記窓部８０１を挿通できたとしても、電池パック１ｘを給電対象機器に装着する際、窓部８０１の内部でコネクター４１が位置ずれを生じているため、やはり正しい位置で電池パック１ｘを装着できないおそれがある。

このようなコネクター４１の位置ずれによる製造不良や装着不良の問題は、たとえば特許文献１記載のように、コネクターの位置を中心として素電池側に外装ケース（カバーフレーム）を配設するタイプの電池パックにおいて、特に顕著化するおそれがあり、解決が望まれる。
第二に、電池パックについては小型化・軽量化や、生産コストの低減も望まれており、これらの要求を満足する必要がある。図６に示した電池パック１ｘでは、上部ケース７００及び下部ケース８００を超音波溶着する際に使用する溶着リブ８０２と溶着溝７０３を形成する必要があるため、電池パック１ｘのｘ、ｙ方向寸法が増大して外形寸法が大きくなり、電池パックの小型化・軽量化に改善の余地がある。また、超音波溶着を実施する必要があり、その分生産コストが上昇するため、製造工程の歩留まりにおいても課題が残っている。

本発明は以上の各課題に鑑みてなされたものであって、第一の目的として、電池パックのコネクターの位置ずれによる製造不良の問題を防止し、良好に電池パックを製造できるともに、給電対象機器にも正確に装着することが可能な電池パックを提供する。
第二の目的として、生産コストの低減を図りつつ、良好に小型化、軽量化を期待できる電池パックを提供する。

上記課題を解決するため、本発明は、扁平直方体の外観形状を有する素電池と、前記素電池の外周における第一側面をその長手方向に沿って覆うように配され、前記素電池と反対側に外部接続端子が設けられた回路基板と、前記第一側面及びこれに連続する側面に沿って配され、前記回路基板に対して前記素電池の正極端子及び負極端子を電気接続する、２本の帯状のリード板と、前記各リード板及び前記回路基板と、前記素電池の少なくとも前記第一側面との間に配されたホルダーと、前記素電池の前記外周に沿って配され、前記外部接続端子を窓部に挿通して外部露出させつつ回路基板を覆い、前記素電池との間で前記ホルダーを固定する枠状の外装ケースと、前記回路基板、前記ホルダー並びに前記外装ケースが組みつけられた前記素電池に対し、その外周を覆うように配された外装ラベルと、を備え、前記ホルダーは、前記各リード板をその各両サイドから前記第一側面の長手方向に沿って案内する一対のリブを１対以上有し、前記各一対のリブと前記リード板の間に間隙が存在することで、前記各リード板及び前記回路基板が移動可能に配され、且つ、前記窓部に挿通された前記外部接続端子が、当該窓部の内部において移動可能に配されている構成とした。

ここで、前記一対のリブ間の距離は、前記各リード板の幅よりも広く設けられ、且つ、前記第一側面の前記長手方向において、当該第一側面の長さよりも前記回路基板及び前記２本のリード板の合計長さが長い構成とすることもできる。
また、前記第一側面の前記長手方向において、前記外装ケースの前記窓部の開口サイズが、当該窓部より露出する前記外部接続端子の外径よりも大きい構成とすることもできる。

また、前記素電池はその前記外周において、前記第一側面の長手方向一端側に隣接する第二側面、他端側に隣接する第三側面をそれぞれ有し、前記外装ケースは第一フレーム及び第二フレームの組み合わせで構成され、前記第一フレーム及び前記第二フレームは、それぞれ当該両フレーム間で互いに係合可能な係合部を有し、前記第二側面上及び前記第三側面上において前記各係合部で互いに係合することにより、前記枠状をなす構成とすることもできる。

また、前記素電池は、前記第一側面に平行な第四側面を有し、前記第一フレームは、前記第一側面上に対応する本体部と、前記第二側面上及び前記第三側面上にそれぞれ対応する２本の第一腕部を有し、前記第二フレームは、前記第四側面上に対応する本体部と、前記第二側面上及び前記第三側面上にそれぞれ対応する２本の第二腕部を有し、前記各第一腕部及び前記各第二腕部に前記係合部が配設されている構成とすることもできる。

また、前記両フレーム間で互いに係合可能な係合部は、一方が突出部を有し、他方が前記突出部と嵌合可能な凹部を有する構成であり、係合状態の前記各係合部が前記外装ラベルで被覆されている構成とすることもできる。
また、前記ホルダーと前記第一フレームは、互いの係合により固定可能な固定部を有し、前記ホルダーの少なくとも前記一対のリブ及び前記第一フレームとが当接し、且つ、前記各固定部による固定によって、前記第一フレームと前記ホルダーとが固定される構成とすることもできる。

また、前記素電池はその前記外周において、前記第一側面の長手方向一端側に隣接する第二側面、他端側に隣接する第三側面をそれぞれ有し、前記第二側面には外部に突出する電極端子が設けられ、前記ホルダーは、前記第一側面に対応する本体部と、当該本体部より直角に延長され、前記第二側面に対応する延長部とを有し、前記延長部には、前記電極端子を露出させる露出孔と、固定リブが設けられ、前記第二フレームには前記固定リブを受け入れ可能な受け入れ部が設けられ、前記固定リブが前記受け入れ部に挿入されることで、前記ホルダーと前記第二フレームとが固定される構成とすることもできる。

ここで前記素電池はリチウムイオン電池とすることもできる。

以上の構成を有する、本発明の請求項１記載の電池パックでは、前記ホルダーが、前記各リード板をその各両サイドから前記第一側面の長手方向に沿って案内する一対のリブを１対以上有している。ここで、前記一対のリブと前記リード板の間には間隙が存在し、当該間隙において前記各リード板及び前記回路基板が移動可能に配される。このため製造誤差により外部接続端子が回路基板の本体と位置ずれを生じていても、前記移動可能範囲内で回路基板を移動させることで第一フレームの露出窓に外部接続端子を適切に挿通でき、電池パックを良好に製造できる。

また、完成後の電池パックにおいても、前記窓部に挿通された前記外部接続端子が、当該窓部の内部で移動可能に配されているため、当該電池パックを携帯電話機等の給電対象機器に装着する際、外部接続端子が位置ずれを生じていても正しい位置に当該端子を移動させて装着できる。このように本発明によれば、製造時の歩留まりを改善し、良好に電池パックを製造できるほか、電池パックの給電対象機器への装着性の向上を図ることも可能である。

このように本発明によれば、外部接続端子と外装ケースの窓部との位置合わせを適切に行えるため、例えばコの字型の２つのフレームを扁平直方体状の素電池に対し、その側面方向から互いに組み合わせる、いわゆるダブルフレーム構造（後述する図２を参照）の外装ケースを適用する場合にも、良好な歩留まりで電池パックを製造することが可能となる。このようなダブルフレーム構造の外装ケースを良好に構成することで外装ケース構成時の超音波溶着を不要にでき、生産コストの低減を図り、軽量化・薄型化及び小型化を図った電池パックを実現できる。

本発明の実施の形態に係る電池パック１の外観構成を示す斜視図である。 電池パック１の内部構成を示す組図である。 電池パック１の第一フレーム７周辺の内部構成を示す組図である。 第一フレーム７を省略した電池パック１の上面図である。 電池パック１の断面図である。 従来の電池パック１ｘの構成を示す組図及び断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態を説明する。なお、当然ながら本発明は以下の各構成に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
＜実施の形態１＞
＜電池パック１の構成＞
図１は本発明の実施の形態１に係る電池パック１の外観図である。

図１に示すようにパック電池１は、Ｘ方向を長手方向、Ｙ方向を幅方向、Ｚ方向を厚み方向とする、扁平な直方体状の外観形状を有し、ＸＹ平面に沿って２つの主面を有している。パック電池１の紙面手前側側面（第一フレーム７の上面部７ａ）には、窓部７０１を通してコネクター４１が露出している。パック電池１の外周には、前記２つの主面を含む周囲にわたり外装ラベル９が貼着されている。当該電池パック１は、給電対象機器として携帯電話機を想定している。

電池サイズ例としては、Ｘ方向長約４７ｍｍ、Ｙ方向長約３８ｍｍ、Ｚ方向厚み約５ｍｍとしているが、これはもちろん例示にすぎず、これ以外のサイズ設定も可能である。
＜電池パック１の内部構成＞
図２は、外装ラベル９を省略した電池パック１の組図である。図３は、ホルダー３、保護回路基板４、第一フレーム７等の配置を示す組立図である。図４は第一フレーム７を省略した電池パック１の保護回路基板４周辺の図であり、図５は素電池２の内部構造を省略した電池パック１の断面図である。

まず図２に示すように、パック電池１は、素電池２を主な構成要素とし、素電池２に対してホルダー３、保護回路基板４、ＰＴＣ素子６等が配され、これらが枠状の外装ケース（第一フレーム７、第二フレーム８）に収納されて構成される。
素電池２は、直方体状の扁平な角型の有底外装缶２０の内部に、正負両極板をセパレータを介して積層した電極体（不図示）と、これに含浸させる電解液が収納され、外装缶２０の開口部に封口板２ｂ（素電池２の第二側面）を嵌合した状態で、封口板２ｂの周縁を外装缶２０の開口部とレーザー溶接し、内部封止されてなる。

封口板２ｂの中央部には、前記負極板と電気接続された負極端子２１（図３、５参照）が配される。一方、前記負極板は外装缶２０の内部底面と電気接続され、外装缶２０の底面２ｃ（素電池２の第三側面）が正極端子となっている。封口板２ｂには、さらに不図示のガス排出弁が配設される。
素電池２としては、一例として充電容量に優れる角型リチウムイオン二次電池を利用している。素電池２はこの種類に限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、その他の二次電池を使用できる。

なお、「直方体」とは、数学的に厳密ではなく、多少の曲面を有するものも含むものとする。
保護回路基板４は、ガラスやエポキシ樹脂等を含むコンポジット材料からなる短冊状の基板本体４０に対し、各種電気素子とコネクター４１が実装されて構成される。そして、素電池２の長手方向に沿った第一側面２ａの上面に対して基板本体４０の主面が平行になるように、第一側面２ａ近傍に配置される。保護回路基板４の上面には、コネクター４１及びテストポイント用端子４２が所定位置に配置され、コネクター４１は第一フレーム７の窓部（端子窓）７０１を介して外部に露出される。

図４（ａ）に示すように、コネクター４１は、ここでは３つの開口部４０２の内部に金属端子４０１が配設されてなり、当該コネクター４１に接続される外部給電機器に対して電力供給を行う端子として構成されている。
保護回路基板４の下面には、素電池２の長手（Ｘ）方向に沿った両端部において、図示しない導電ランドが形成され、図３に示すように前記各導電ランドに対し、リード板５ａ、６ａがそれぞれシリーズスポット溶接で電気接続されている。

ＰＴＣ素子６は、ＰＴＣ素子本体６ｂに対し、リード板６ａ、６ｃが電気接続されてなり、パック電池１の充放電時において、万一、素電池２が過度に温度上昇した際に通電を遮断する。電池パック１において、ＰＴＣ素子６はリード板６ａにおいて保護回路基板４と電気接続され、リード板６ｃにおいて素電池２の負極端子２１と電気接続される。
なお、電池パック１に配設する安全素子はＰＴＣ素子６のみに限定されず、これ以外の安全素子を用いてもよい。例えばＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子や温度ヒューズ素子などの感熱素子、さらには他の電池制御に用いられる種々の電気素子が挙げられる。

リード板５ａ、６ａ、６ｃは、いずれもニッケル板（ＮｉＰ）等の導電性材料で構成される。
一方、リード板５ｂは、通電性及び溶接特性に優れる板状の金属材料（Ｎｉ−Ａｌクラッド材）からなる。ここではＡｌ面が素電池２側に接続され、Ｎｉ面がリード板５ａと接続される。

ホルダー３はＰＣ等の樹脂材料からなる絶縁部材であり、図３に示すように、素電池２の第一側面２ａを覆う長尺状の本体部３ａと、本体部３ａから延長されて第二側面（封口板２ｂ）を覆う延長部３ｂを有し、全体としてＬ字型の外観形状を有する。本体部３ａの表面には平面部３６、３３、３１ｃ、と、外方に突出する一対のリブが、リード板５ａ、６ａ、６ｃの案内リブとして複数対にわたり形成されている（３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、３４ａと３４ｂ）。なお、図３中のリブ３５ａ、３５ｂは、３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂと共に各頂部において保護回路基板４を支持する載置用リブである。平面部３６はリブ３５ａ、３５ｂに支持された保護回路基板４の背面側と対向するように配される。

ここでリブ３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、３４ａと３４ｂは、本発明の主たる特徴の一つであり、ホルダー３上においてリード板５ａ、６ａ、６ｃをスライド自在に案内するために設けられる。以下、この特徴を図４等を用いて説明する。
図４（ａ）は第一フレーム７を省略した、ホルダー３の本体部３ａ周辺の電池パック１の上面図を示し、図４（ｂ）はリブ３４ａ、３４ｂとリード板６ｃ周辺の拡大図、図４（ｃ）はリブ３１ａ、３１ｂとリード板５ａ周辺の拡大図を示す。

リード板５ａ、６ａ、６ｃは、ホルダー３及び第一フレーム７のいずれにも固定されていない。リード板５ａ、６ａ、６ｃの各両サイドは一対のリブ３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、３４ａと３４ｂのいずれかによってＸ方向に案内され、当該各一対のリブ３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、３４ａと３４ｂの間における平面部３１ｃ、３２ｃ、３３に沿って配されている。

ここでＺ方向に沿った一対のリブの間距離Ｗ_１、リード板５ａ、６ｃの幅Ｗ_２の間には、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｗ_１＞Ｗ_２の関係が成立する。また、リード板６ａと一対のリブ３２ａ、３２ｂの間にもＷ_１＞Ｗ_２の関係が成立している。このようにリード板５ａ、６ａ、６ｃの幅Ｗ_２は、一対のリブ（３１ａと３１ｂ、３２ａと３２ｂ、３４ａと３４ｂ）の間距離Ｗ_２よりも狭いため、リード板５ａ、６ａ、６ｃはＷ_１−Ｗ_２の範囲内でＺ方向にスライド自在である。

さらに、図４（ａ）に示すように、第一側面２ａ上において連続的に接続されたリード板５ａ、保護回路基板４、リード板６ａ、ＰＴＣ素子６ｂ、リード板６ｃの合計のＸ方向長Ｌ_２と、第二側面２ａのＸ方向長Ｌ_１との間には、Ｌ_２＞Ｌ_１の関係が成立している。
ここでリード板５ａは、リード板（Ｎｉ−Ａｌクラッド材）５ｂを介して素電池２の底面部２ｃと電気接続され、リード板６ｃは素電池２の負極端子２１と電気接続されているので、これらの各接続部分を支点とし、リード板５ａ、６ａ、６ｃが素電池２の第一側面２ａ付近で適度に撓み（フレキシブル）性を発揮する。これにより、少なくとも第一フレーム７を素電池２側に装着する前の段階では、保護回路基板４はＸ方向及びＺ方向の双方に一定範囲内（Ｘ方向にＬ_２−Ｌ_１の範囲内、Ｚ方向にＷ_１−Ｗ_２の範囲内）でスライド自在である。従って電池パック１の製造工程において、たとえ製造時において、基板本体４０に対するコネクター４１の実装位置にずれが生じても、上記リード板５ａ、６ａ、６ｃの撓み性を利用して、コネクター４１を第一フレーム７の窓部７０１の位置まで誘導し、適切に挿通させることができる。これは、保護回路基板をホルダーに固定する従来構成では得られない効果である。なお、この効果を良好に得るための目安として、本実施の形態のサイズの電池パック１では、Ｌ_２をＬ_１に対して約１ｍｍ程度大きく設定すればよい。

ホルダー３の延長部３ｂには、素電池２の負極端子２１と挿入可能な形状を持つ露出窓３ｃと、Ｙ方向末端に第二フレーム８のリブ挿入孔（受け入れ部）８３に挿通される固定リブ３７が形成される（図５参照）。露出窓３ｃは負極端子２１と嵌合し、固定リブ３７が第二フレーム８側に固定されることで、パック電池１内部におけるホルダー３の位置決めが良好になされる。

再び図２、３に戻って、外装ケースは、ＰＣ等のエンジニアリングプラスチックで射出成形された樹脂製品からなり、第一フレーム７、第二フレーム８の組み合わせで構成される。
図２、図３に示すように、第一フレーム７は、Ｘ方向を長手とする長尺状の本体部７ａと、本体部７ａのＸ方向両端からＹ方向に延長された２本の第一腕部７ｂ、７ｃで構成され、全体としてコの字状の外観形状を有する。

本体部７ａは保護回路基板４及びリード板５ａ、ＰＴＣ素子６を覆うように設けられ、上面にコネクター４１を外部露出させるための窓部７０１が設けられている。ここで図５の断面図に示すように、窓部７０１は、少なくともＸ方向サイズがコネクター４１のＸ方向サイズよりも若干大きく（約１ｍｍ程度）形成され、コネクター４１と窓部７０１との間に間隙Ｓ_１、Ｓ_２が存在するため、窓部７０１の内部においてコネクター４１がＸ方向にスライド自在に配される。これにより、製造誤差でコネクター４１の実装位置が基板本体４０に対して位置ずれを生じている場合でも、電池パック１の給電対象機器側の接続位置に対してコネクター４１を正しい位置に誘導でき、良好に電池パック１を給電対象機器に装着できる。なお、コネクター４１をＺ方向にもスライド自在にしたい場合は、窓部７０１のＺ方向サイズについても同方向におけるコネクター４１のサイズより大きく調節すればよい。

本体部７ａにおける窓部７０１の横には、２個の丸窓７０２が設けられるが、これは保護回路基板４のテストポイント端子４２、４２を露出させるためのものであり、電池パック１の完成時には水没判定ラベル７ｅで覆われる。さらに、本体部７ａのホルダー３の側面に対応する部分には、ホルダー３側の４つの固定ツメ３ｄとそれぞれ係合する固定孔７ｄが設けられている。なお、本体部７ａの内部には、図５の断面図（素電池２の内部構造は省略している）に示すように、突起部７２、７３が設けられ、それぞれホルダー３のリブ３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂと当接し、ホルダー３を固定している。

第一腕部７ｂ、７ｃは、第二フレーム８の第二腕部８ｂ、８ｃとともに、それぞれ素電池２の第二側面（封口板２ｂ）、第三側面（底面部２ｃ）を被覆するように配される。各第二腕部８ｂ、８ｃのＹ方向下流側端部には、第二フレーム８との係合に用いるための係合部（係合ツメ７０、７１）が設けられる。
一方の第二フレーム８は、図２に示すように、第一フレーム７と共通構造を有する。すなわちＸ方向を長手とする長尺状の本体部８ａと、本体部のＸ方向両端から逆Ｙ方向に延長された２本の第二腕部８ｂ、８ｃで構成され、第一フレーム７と同様にコの字状の外観形状を有している。第二腕部８ｂ、８ｃの先端には第一フレーム７の係合ツメ７０、７１と係合可能な係合部（係合孔８０、８１）が設けられる。

なお、第一フレーム７と第二フレーム８において互いに係合可能な係合部の構成は、上記係合ツメ（突出部）と係合孔（突出部と嵌合可能な凹部）の関係に限定されない。従って、互いに係合ツメ同士を係合させるようにしてもよいし、ダボとダボ孔の組み合わせとしてもよい。また、第一フレーム７の係合部を凹部（係合孔８０、８１と同様の構成）とし、第二フレーム８の係合部を突出部（係合ツメ７０、７１と同様の構成）としてもよい。

ここで図５の断面図に示すように、第二腕部８ｂにはリブ挿入孔８３が設けられ、ホルダー３の延長部３ｂに設けられた固定リブ３７が挿通されるようになっている。
なお、本体部７ａの内部には、素電池２の第四側面２ｄと当接して当該素電池２を支持する位置決めリブ８２が複数にわたり形成される。
第一フレーム７及び第二フレーム８は、ホルダー３、保護回路基板４及びＰＣＴ素子６が組みつけられた素電池２に対し、それぞれＹ方向に沿った方向で組み合わされる。このとき、第一腕部７ｂ、７ｃの係合ツメ部７０、７１が、第二腕部８ｂ、８ｃの係合孔８０、８１にそれぞれ係合する。これにより、いわゆるダブルフレーム構造の枠状の外装ケースが形成される。

このとき、第一フレーム７はコネクター４１付近を位置合わせの中心として素電池２側に装着する必要があり、そのためコネクター４１と窓部７０１の位置合わせは重要である。ここで本発明では、前述のようにコネクター４１が窓部７０１に対して適切に挿通されるため、第一フレーム７を良好に素電池２側に装着でき、第一フレーム７を第二フレーム８と係合させて外装ケースを構成できる。

外装ラベル９は、主として電池パック１における素電池２の２つの主面と、第二側面２ｂ、第三側面２ｃ、及び、第一フレーム７、第二フレーム８の各第一腕部７ｂ、７ｃ、第二腕部８ｂ、８ｃを被覆し、外部との絶縁を図る被覆材であり、ＰＥＴ等の樹脂フィルムで構成される。特に外装ラベル９は、係合された第一フレーム７の係合部７０、７１と第二フレーム８の係合部８０、８１を外部より被覆し、これらの係合状態が外れないように保持する役目もなす。

以上の構成を有する電池パック１は、第一フレーム７及び第二フレーム８の組み合わせからなる、いわゆるダブルフレーム構造の枠状の外装ケースを有しており、従来タイプに比べて良好な薄型化・軽量化、小型化が図られている。また、第一フレーム７と第二フレーム８の係合には係合部（７０、７１、８０、８１）を用いているため、超音波溶着が不要であり、外装ケース内部へのモールディング樹脂の注入やコネクター４１のシーリングも不要であるため、生産コストの適切な低減も期待できる。

＜電池パック１の製造方法＞
次に、電池パック１の製造方法について例示する。
（素電池加工準備）
先ず、図２、３に示すように、扁平直方体の外観形状を有する素電池２を準備する。素電池２は、例えばリチウムイオン電池とし、有底筒状の外装缶２０の内部に正負極板およびセパレータと、電解液等を収納し、負極板を集電体を介して封口板２ｂの負極端子２１と電気接続する。一方、正極板は集電体を介して外装缶２０の内部底面と電気接続し、第三側面（底面部）２ｃを正極端子とする。その後、外装缶２０の開口部を前記封口板２ｂでレーザー封口する。素電池２の第三側面（底面部）２ｃに対し、リード板（Ｎｉ−Ａｌクラッド材）５ｂをＡｌ面が当接するように配し、レーザー溶接で強固に溶接する。

（保護回路基板組み立て準備）
次に保護回路基板４に対し、リード板５ａ、ＰＣＴ素子６のリード板６ａをそれぞれシリーズスポット溶接にて電気接続する。
（電池組立加工）
素電池２の第一側面２ａ、第二側面２ｂに対してホルダー３を装着する。延長部３ｂの露出孔３ｃに第二側面２ｂの負極端子２１を露出するように配置する。

ホルダー３の上面に、前記組立した保護回路基板４及びＰＴＣ素子６を載置する。リード板５ａ、６ｃを直角に折り曲げ、第二側面２ｂ、第三側面２ｃに沿わせる。このとき、第一側面２ａの長さＬ_１に対して保護回路基板４及びリード板５ａ、６ｃ、ＰＣＴ素子本体６ｂのＸ方向合計長さＬ_２がＬ_２＞Ｌ_１（但し約１ｍｍ程度）となるように調節する。
リード板５ａを、リード板５ｂのＮｉ面にシリーズスポット溶接で電気接続する。一方、第二側面２ｂの負極端子２１に対し、リード板６ｃをシリーズスポット溶接にて電気接続する。

このシリーズスポット溶接によるリード板５ａ、６ｃの電気接続により、ホルダー３はリード板５ａ、６ｃに挟まれた状態で係合され、素電池２側に対して固定される。
（外装ケース組立加工）
次に、素電池２に対し、その第四側面２ｄの側から逆Ｙ方向に沿って第二フレーム８を装着する。一方、保護回路基板４の上面側からＹ方向に沿って、第一フレーム７を装着する。このとき第一フレーム７の４つの固定孔７ｄをそれぞれホルダー３の固定ツメ３ｄにはめ込み、互いに係合させることで第一フレーム７に対してホルダー３を固定する。

次に第一フレーム７の窓部７０１に保護回路基板４のコネクター４１を挿通して外部露出させ。ここで本発明では、リード板５ａ、６ｃがホルダー３に固定されておらず、コネクター４１がＸＺ各方向に対して一定範囲（Ｌ_２−Ｌ_１、Ｗ_１−Ｗ_２の各範囲）でスライド自在であるため、たとえコネクター４１が基板本体４０に対してずれた位置に実装されていたとしても、コネクター４１を案内して窓部７０１に適切に挿通させることができる。

その後は第一フレーム７の各第一腕部７ｂ、７ｃにおける係合ツメ７０、７１を第二フレーム８の各第二腕部８ｂ、８ｃにおける係合孔８０、８１にそれぞれ係合させ、枠状の外装ケースを構成する。
（ラベル貼付加工）
次に、素電池２の外周に対して外装ラベル９を貼着する。このとき、第一フレーム７の係合ツメ７０、７１、第二フレーム８の係合孔８０、８１による係合部分についても外装ラベル９で確実に被覆する。

一方、第一フレーム７の本体部７ａの丸窓７０２に対し、水没判定ラベル７ｅを貼着する。
以上で電池パック１が完成する。
＜その他の事項＞
上記実施の形態では、電池パック１に含まれる素電池１０の数を一つとしたが、二つ以上の素電池が含まれる構成とすることもできる。

さらに、外装ラベルに関しては、必ずしも一枚で構成する必要はなく、２枚以上のラベルを組み合わせて構成することもできる。

本発明は、例えば携帯電話機やＰＤＡなどの電源として用いられ、小型・軽量であって、生産コストの低い電池パックを実現するのに有用である。

１ 電池パック
２ 素電池
２ａ 第一側面
２ｂ 第二側面
２ｃ 第三側面（底面部、正極端子）
２ｄ 第四側面
２１ 負極端子
３、３０ ホルダー
３ａ 本体部
３ｂ 延長部
３ｃ 露出孔
３ｄ 固定ツメ
４ 保護回路基板
５ａ、６ａ、６ｃ リード板
５ｂ リード板（Ｎｉ−Ａｌクラッド材）
６ｂ ＰＴＣ素子本体
６ ＰＴＣ素子
７ 第一フレーム
７ａ、８ａ 本体部
７ｂ、７ｃ 第一腕部
７ｄ 固定孔
７ｅ 水没判定ラベル
８ 第二フレーム
８ｂ、８ｃ 第二腕部
９ 外装ラベル
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、リブ（リード板案内リブ）
３１ｃ、３２ｃ、３３、３６ 平面部
３５ａ、３５ｂ 載置用リブ
３７ 固定リブ
４０ 基板本体
４１ 外部接続端子（コネクター）
７０、７１ 係合部（係合ツメ）
８０、８１ 係合部（係合孔）
８２ 位置決めリブ
８３ リブ挿入孔（受け入れ部）
４０１ 金属端子
４０２ 開口部
７００ 上部ケース
７０１、８０１ 窓部
７０２ 丸窓
７０３ 溶着溝
８００ 下部ケース
８０２ 溶着リブ

Claims (9)

1. 扁平直方体の外観形状を有する素電池と、
   前記素電池の外周における第一側面をその長手方向に沿って覆うように配され、前記素電池と反対側に外部接続端子が設けられた回路基板と、
   前記第一側面及びこれに連続する側面に沿って配され、前記回路基板に対して前記素電池の正極端子及び負極端子を電気接続する、２本の帯状のリード板と、
   前記各リード板及び前記回路基板と、前記素電池の少なくとも前記第一側面との間に配されたホルダーと、
   前記素電池の前記外周に沿って配され、前記外部接続端子を窓部に挿通して外部露出させつつ回路基板を覆い、前記素電池との間で前記ホルダーを固定する枠状の外装ケースと、
   前記回路基板、前記ホルダー並びに前記外装ケースが組みつけられた前記素電池に対し、その外周を覆うように配された外装ラベルと、を備え、
   前記ホルダーは、前記各リード板をその各両サイドから前記第一側面の長手方向に沿って案内する一対のリブを１対以上有し、
   前記各一対のリブと前記リード板の間に間隙が存在することで、前記各リード板及び前記回路基板が移動可能に配され、且つ、前記窓部に挿通された前記外部接続端子が、当該窓部の内部において移動可能に配されている
   ことを特徴とする電池パック。
2. 前記一対のリブ間の距離は、前記各リード板の幅よりも広く設けられ、且つ、前記第一側面の前記長手方向において、当該第一側面の長さよりも前記回路基板及び前記２本のリード板の合計長さが長い
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記第一側面の前記長手方向において、
   前記外装ケースの前記窓部の開口サイズが、当該窓部より露出する前記外部接続端子の外径よりも大きい
   ことを特徴とする、請求項１記載の電池パック。
4. 前記素電池はその前記外周において、前記第一側面の長手方向一端側に隣接する第二側面、他端側に隣接する第三側面をそれぞれ有し、
   前記外装ケースは第一フレーム及び第二フレームの組み合わせで構成され、
   前記第一フレーム及び前記第二フレームは、それぞれ当該両フレーム間で互いに係合可能な係合部を有し、前記第二側面上及び前記第三側面上において前記各係合部で互いに係合することにより、前記枠状をなす
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電池パック。
5. 前記素電池は、前記第一側面に平行な第四側面を有し、
   前記第一フレームは、前記第一側面上に対応する本体部と、前記第二側面上及び前記第三側面上にそれぞれ対応する２本の第一腕部を有し、
   前記第二フレームは、前記第四側面上に対応する本体部と、前記第二側面上及び前記第三側面上にそれぞれ対応する２本の第二腕部を有し、
   前記各第一腕部及び前記各第二腕部に前記係合部が配設されている
   ことを特徴とする、請求項４に記載の電池パック。
6. 前記両フレーム間で互いに係合可能な係合部は、一方が突出部を有し、他方が前記突出部と嵌合可能な凹部を有する構成であり、
   係合状態の前記各係合部が前記外装ラベルで被覆されている
   ことを特徴とする、請求項４または５に記載の電池パック。
7. 前記ホルダーと前記第一フレームは、互いの係合により固定可能な固定部を有し、
   前記ホルダーの少なくとも前記一対のリブ及び前記第一フレームとが当接し、且つ、前記各固定部による固定によって、前記第一フレームと前記ホルダーとが固定される
   ことを特徴とする、請求項４〜６のいずれかに記載の電池パック。
8. 前記素電池はその前記外周において、前記第一側面の長手方向一端側に隣接する第二側面、他端側に隣接する第三側面をそれぞれ有し、
   前記第二側面には外部に突出する電極端子が設けられ、
   前記ホルダーは、前記第一側面に対応する本体部と、当該本体部より直角に延長され、前記第二側面に対応する延長部とを有し、
   前記延長部には、前記電極端子を露出させる露出孔と、固定リブが設けられ、
   前記第二フレームには前記固定リブを受け入れ可能な受け入れ部が設けられ、
   前記固定リブが前記受け入れ部に挿入されることで、前記ホルダーと前記第二フレームとが固定される
   ことを特徴とする、請求項４〜７のいずれかに記載の電池パック。
9. 前記素電池はリチウムイオン電池である
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電池パック。
   

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