JP2005190852A

JP2005190852A - 電池パック

Info

Publication number: JP2005190852A
Application number: JP2003431494A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Tononishi; 雅光殿西
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo GS Soft Energy Co Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP4282470B2

Abstract

【課題】２つのケース半体を溶着により接合する際の溶融した樹脂がケースの内側又は外側に流出することを防止できる電池パックを提供する。
【解決手段】上側ケース半体１の外周に形成された側板１６の端面１５には、切り欠き部１２、１２…を備えた適長の溶着リブ１１、１１…が側板１６の長さ方向に周設してある。下側ケース半体２の外周に形成された側板２３の端面２２には、切り欠き部１２に対向し、溶着リブ１１の長さ方向に平行して、規制リブ２１が側板２３の内側面に沿って形成されている。規制リブ２１の端面２２からの高さＨ２は、溶着リブ１１の端面１５からの高さＨ１より低く、規制リブ２１の長さＬ２は、切り欠き部１２の長さＬ１より大きく、規制リブ２１の長さ方向の端部夫々の対向部２５、２５を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、合成樹脂製であって２つのケース半体の外周に形成された側板の端面を溶着により接合して電池を内蔵してある電池パックに関する。

小型電子機器又は携帯機器などの駆動用電源として、複数個の電池及び配線回路などを内蔵した電池パックが用いられている。電池パックの筐体は、合成樹脂製であって２つのケース半体により構成される。電池パックは、一方のケース半体の凹部を上方向に配置して、該凹部に電池を配置し、他方のケース半体の凹部を下方向にして前記電池を収納し、上側及び下側ケース半体の外周に形成された側板の端面を超音波溶着により溶着して接合し一体化している。

近年、機器の軽薄短小化に伴って、該機器に内蔵される電池パックも、小型軽量化が望まれている。これにより電池及び配線回路の小型化のみならず、電池パックの筐体も軽量薄型のものが必要になってきている。

ケース半体の肉厚を薄くすることにより筐体の軽量化が図られているが、前記ケース半体の肉厚を薄く設定する場合、該ケース半体を接合・一体化した際の強度を十分に確保する必要があるとともに、接合位置の精度を保持する必要がある。

このため、四角形状の上側ケース半体の外周に形成された側板の端面には、四角形状の下側ケース半体の外周に形成された側板の端面と溶着され、複数の切り欠き部を備えた板状の溶着リブを周設し、下側ケース半体の側板の端面には、前記切り欠き部の長さより短く、前記溶着リブの溶着の際の前記端面からの離脱を規制する複数の板状の規制リブが、前記切り欠き部に対向して形成するとともに、規制リブの端面からの高さを、溶着リブの端面からの高さより高くすることにより、超音波溶着時に発生する振動の影響による上側ケース半体の側板の端面と下側ケース半体の側板の端面との位置ずれにより、上側ケース半体の側板の端面に周設された溶着リブが、下側ケース半体の側板の端面から離脱して下側ケース半体の内側に滑り落ちることを防止するものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−２４５９９３号公報

しかしながら、特許文献１の電池パックにあっては、規制リブの端面からの高さが、溶着リブの端面からの高さより高いため、超音波溶着時の振動により、溶着リブが規制リブ側に移動すると、前記溶着リブが周設された上側ケース半体の内側面と、規制リブの側面が接触する可能性があり、超音波溶着が開始された直後の発熱により、前記上側ケース半体の内側面と、規制リブの側面が溶融する場合があった。このため、溶融した樹脂がケース内部に流れて溶着した場合は、電池又は配線回路などの内蔵部品と干渉し、ケースの側板が変形するなどの外観不良になることがあった。また、ケース内側と電池との間隙は小さいため、ケース内側に流れた溶融樹脂が、内蔵部品からの圧力でケース外部に流れ出て溶着する場合もあり、外観不良などの原因になる虞もあった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数の切り欠き部を備えた前記溶着リブの端面からの高さよりも、前記規制リブの端面からの高さを小さく、前記規制リブの長さは、前記切り欠き部の長さより大きく、前記規制リブの両端夫々は、前記溶着リブと対向する対向部を設けることにより、溶着時に前記溶着リブが周設された一方のケース半体の内側面と、規制リブの側面が接触して溶融することを防止して、溶融した樹脂による不良原因を低減することができ、また、溶着時における振動により、前記溶着リブが、前記規制リブが形成された他方のケース半体の端面から離脱して、該他方のケース半体の内側に滑り落ちることを防止できる電池パックを提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、前記規制リブの端面からの高さを前記溶着リブの端面からの高さの８０％以下にすることにより、溶着時に前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と、規制リブの側面が接触して溶融することを防止することができる電池パックを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記規制リブの対向部の長さが、前記溶着リブの高さの１５０％以上５００％以下にすることにより、溶着時における振動により、前記溶着リブが、前記他方のケース半体の内側に滑り落ちることを防止しつつ、溶着時に前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と、規制リブの側面が接触して溶融する可能性を低減し、溶着時の溶融した樹脂がケース外側又は内側に流出することを防止することができる電池パックを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記規制リブの対向部の長さが、前記溶着リブの高さの２００％以上４００％以下にすることにより、溶着時における振動により、前記溶着リブが、前記他方のケース半体の内側に滑り落ちることを確実に防止しつつ、溶着時に前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と、規制リブの側面が接触する面積をさらに小さくして溶融する可能性をさらに低減し、溶着時の溶融した樹脂がケース外側又は内側に流出することを確実に防止することができる電池パックを提供することにある。

第１発明に係る電池パックは、外周に側板が形成された２つのケース半体を溶着により接合して構成されるケースと、該ケースに収納される電池を備え、一方のケース半体の側板の端面には、他方のケース半体と溶着され、複数の切り欠き部を備えた溶着リブが周設され、前記他方のケース半体の側板の端面には、前記溶着リブの前記端面からの溶着における離脱を規制する複数の規制リブが、前記切り欠き部に対向して形成された電池パックにおいて、前記規制リブの端面からの高さは、前記溶着リブの端面からの高さより低く、前記規制リブの長さは、前記切り欠き部の長さより長く、前記規制リブの両端部夫々は、前記溶着リブと対向する対向部を備えることを特徴とする。

第２発明に係る電池パックは、前記規制リブの端面からの高さは、前記溶着リブの端面からの高さの８０％以下であることを特徴とする。

第３発明に係る電池パックは、前記対向部の前記規制リブの長さは、前記溶着リブの端面からの高さの１５０％以上５００％以下であることを特徴とする。

第４発明に係る電池パックは、前記対向部の前記規制リブの長さは、前記溶着リブの端面からの高さの２００％以上４００％以下であることを特徴とする。

第１の発明にあっては、前記規制リブが形成された端面を上向きにして前記他方のケース半体を配置し、電池又は配線回路などの内蔵部品を該ケース半体に収納した後に、前記溶着リブが形成された端面を下向きして、前記溶着リブが前記他方のケース半体の端面に当接するように前記一方のケース半体を配置し、超音波溶着用治具を前記一方のケース半体上側に当接させる。溶着時は、高周波を印加して前記溶着リブと前記他方のケース半体の端面との摩擦熱により前記溶着リブと前記端面とを溶融して溶着が行われる。溶着時に上側に配置された一方のケース半体に周設された前記溶着リブの端面からの高さより、溶着時に下側に配置された他方のケース半体に形成された前記規制リブの端面からの高さが低いため、溶着開始後の振動により、前記溶着リブが前記他方のケース半体の端面の内側方向に位置がずれた場合でも、前記溶着リブが周設された一方のケース半体の内側面と、前記規制リブの側面とが接触する可能性がない。このため、溶着開始時の発熱により、前記一方のケース半体の内側面と規制リブの側面とが溶融して、溶融した樹脂がケース内側の前記内蔵部品に混入し、また、ケース外側へ流出することを防止できる。また、前記規制リブの長さは、前記切り欠き部の長さより長く、前記規制リブの両端部夫々に、前記溶着リブと対向する対向部を設けることにより、溶着時の振動により前記溶着リブが前記他方のケース半体の端面の内側方向に位置がずれた場合でも、前記規制リブの両端部夫々の対向部により、前記溶着リブの前記端面からの離脱が規制され、前記溶着リブが前記他方のケース半体の内側へ落下することが防止できる。

第２の発明にあっては、前記規制リブの端面からの高さを、前記溶着リブの端面からの高さの８０％以下にすることにより、溶着が開始される際の前記溶着リブが周設された一方のケース半体の内側面と、規制リブの側面とが接触することを確実に防止することができる。すなわち、前記規制リブが形成されているため、溶着開始時の振動により、前記溶着リブの溶着面が他方のケース半体の端面の内側方向に位置ずれをして該ケース半体の内側に落下した状態で溶着することを防止できる。一方、前記規制リブの高さが、前記溶着リブの高さの８０％を越える場合は、溶着が開始後の発熱により、前記溶着リブと前記他方のケース半体の端面とが溶融していく過程において、前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と、規制リブの側面とが接触して溶着する可能性がある。

第３の発明にあっては、前記規制リブの前記対向部の長さを、前記溶着リブの高さの１５０％以上５００％以下にすることにより、溶着開始後の振動により、前記溶着リブの溶着面が他方のケース半体の端面の内側方向に位置ずれをして該ケース半体の内側に落下した状態で溶着することを防止することができるとともに、溶着開始後の発熱により、前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と、規制リブの側面とが接触して溶着する可能性を低減することができる。すなわち、前記対向部の長さが前記溶着リブの高さの１５０％未満である場合は、溶着開始後に溶着が進行する過程において、前記溶着リブが規制リブの端部から外れて、前記他方のケース半体の内側に落下した状態で溶着される可能性がある。一方、前記対向部の長さが前記溶着リブの高さの５００％を超える場合は、前記規制リブの対向部の面積が大きいため、溶着開始に溶着が進行する過程において、前記溶着リブの側面と前記規制リブの側面とが接触して溶着する可能性がある。

第４の発明にあっては、前記規制リブの前記対向部の長さを、前記溶着リブの高さの２００％以上４００％以下にすることにより、溶着開始後の振動により、前記溶着リブの溶着面が他方のケースの端面の内側方向に位置ずれをして該ケース半体の内側に落下した状態で溶着することを防止することができるとともに、溶着開始後の発熱により、前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と規制リブの側面とが接触して溶着する可能性を低減することができる。すなわち、前記対向部の長さの下限値を前記溶着リブの高さの１５０％から２００％にすることにより、溶着開始後に溶着が進行する過程において、前記溶着リブが規制リブの端部から外れて、前記他方のケース半体の内側に落下した状態で溶着される可能性を少なくできる。一方、前記対向部の長さの上限値を前記溶着リブの高さの５００％から４００％にすることにより、前記規制リブの対向部の面積をより小さくすることができ、溶着開始に溶着が進行する過程において、前記溶着リブの側面と前記規制リブの側面とが接触して溶着する可能性を少なくすることができる。

本発明にあっては、前記規制リブの端面からの高さが、前記溶着リブの端面からの高さより低く、前記切り欠き部に対向して形成された前記規制リブの長さは、前記切り欠き部の長さより長く、前記規制リブの両端部夫々に、前記溶着リブと対向する対向部を設けることにより、溶着の開始時における振動により前記溶着リブがケース半体の内側に滑り落ちることを防止できるとともに、溶着の開始後に前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面に、規制リブの側面が接触することを防止でき、溶着時における溶融樹脂が、ケース外側又は内側に流出することが防止でき、溶融した樹脂による不良原因を除去することができる。

また、本発明にあっては、溶着が開始される際の前記溶着リブが周設されたケース半体の内側面と、規制リブの側面が接触することを確実に防止することができる。

また、本発明にあっては、溶着開始後に溶着リブがケース内側に滑り落ちることを防止することができるとともに、溶着の過程における溶融した樹脂がケースの外側又は内側に流出することを防止することができる。

また、本発明にあっては、溶着開始後に溶着リブがケース内側に滑り落ちることを確実に防止することができるとともに、溶着の過程における溶融した樹脂がケースの外側又は内側に流出することを防止することができる。

図１は溶着前の電池パックの構造を示す分解斜視図である。図において、１及び２夫々は熱可塑性の合成樹脂製の上側ケース半体及び下側ケース半体であり、溶着により接合してケース本体となる。上側ケース半体１及び下側ケース半体２夫々は、略四角形の平板１７、２６の周辺に側板１６、２３が周設されている。

溶着時には、下側ケース半体２の側板２３を上方向にして、下側ケース半体２を配置し、下側ケース半体２の側板２３で囲まれた凹部には、電力を取り出すための正負の電極板４、４、過充電及び過放電を防止する回路を構成し、正負の電極板４、４と接続する保護回路基板５、電極板４と電池３の筐体とを絶縁する絶縁板６、短絡等の異常時に電池３を保護する保護素子７などが取り付けられた電池３を収納した後に、上側ケース半体１の側板１６を下側にして、下側ケース半体２の側板２３と上側ケース半体１の側板１６とを当接し、上側ケース半体１の上側に超音波溶着用治具を当接して超音波溶着を行い、上側ケース半体１と下側ケース半体２とが溶着して一体化される。

図２は上側ケース半体１と下側ケース半体２との溶着前の接合部分を示す斜視図である。図３は上側ケース半体１及び下側ケース半体２のケース内側から見た溶着前の接合部分を示す拡大図である。上側ケース半体１の側板１６の端側外周は、厚さ方向の断面がＬ字状の嵌合部１７が周設され、下側ケース半体２の側板２３の外側面に周設された鍔縁２４に嵌合される。これにより、溶着の際に上側ケース半体１の側板１６が下側ケース２の側板２３の外側に外れることを防止して、側板１６及び側板２３の位置合わせを行う。

側板１６の端面１５には、切り欠き部１２、１２…を備えた適長の溶着リブ１１、１１…が側板１６の長さ方向に周設してある。溶着リブ１１の厚さは、側板１６側から溶着リブ１１の溶着面の方向にテーパ状に形成されてあり、前記厚さ寸法は溶着リブ１１の前記溶着面で小さくなしてある。

側板２３の端面２２には、切り欠き部１２に対向し、溶着リブ１１の長さ方向に平行して、規制リブ２１が側板２３の内側面に沿って形成されている。溶着の際には、端面２２に溶着リブ１１の前記溶着面が当接される。

規制リブ２１の端面２２からの高さＨ２は、溶着リブ１１の端面１５からの高さＨ１の８０％以下の寸法であり、規制リブ２１の長さＬ２は、切り欠き部１２の長さＬ１より大きく、規制リブ２１の長さ方向の端部夫々は、溶着リブ１１と対向する対向部２５、２５を備え、対向部２５、２５の長さＤは、溶着リブ１１の高さＨ１の１５０％以上５００％以下の寸法である。

例えば、溶着リブ１１の長さは４ｍｍ、切り欠き部１２の長さＬ１は４ｍｍ、溶着リブ１１の高さＨ１は０．３５ｍｍを用いることができる。この場合は、規制リブ２１の対向部２５の長さは０．５２５ｍｍ以上１．７５ｍｍ以下の寸法である。

また、より好ましくは、規制リブ２１の対向部２５、２５の長さＤは、溶着リブ１１の高さＨ１の２００％以上４００％以下の寸法である。この場合は、規制リブ２１の対向部２５の長さは０．７ｍｍ以上１．４ｍｍ以下の寸法である。より好ましくは、規制リブ２１の対向部２５の長さは１．０ｍｍである。これにより、対向部２５の面積をより小さくすることにより、溶着リブ１１と規制リブ２１との溶融の可能性を少なくすることができる。

次に超音波溶着時の動作について説明する。図４は上側ケース半体１と下側ケース半体２との溶着後の接合部分を示す斜視図である。下側ケース半体２の側板２３で囲まれた凹部に回路部品が取り付けられた電池３を配置し、上側ケース半体１の溶着リブ１１を下側ケース半体２の端面２２に当接して配置する。

超音波溶着用の治具を上側ケース半体１の上側に当接して所定の位置に配置し、所要の高周波を印加すると、上側ケース半体１に振動が加えられ、溶着リブ１１と下側ケース半体２の端面２２とが振動による摩擦熱により高温に加熱され、溶着リブ１１と下側ケース半体２の端面２２とは溶融する。前記高周波の印加を終了すると、溶融した部分の温度は徐々に低下し、溶融する樹脂の量が減少し、上側ケース半体１の端面１５と下側ケース半体２の端面２２が溶着して一体化される。

溶着の過程において、前記摩擦熱により溶着リブ１１、溶着リブ１１の近傍の側板１３、端面２２、規制リブ２１などが加熱される。しかし、溶着開始時の最も高温に加熱された状態において、規制リブ２１の端面２２からの高さが溶着リブ１１の端面１５からの高さよりも低いため、側板１３の内側面と規制リブ２１の外側面が接触することがなく、側板１３の内側面と規制リブ２１の外側面とが溶融して、溶融した樹脂が上側及び下側ケース半体１、２の内側に流入して電池３などの内蔵部品に混入することを防止でき、また、電池３と上側及び下側ケース半体１、２との間隙は小さいため、電池３との間隙に流入した溶融樹脂が、間隙から流出して、上側及び下側ケース半体１、２の外側へ流出することを防止できる。

また、前記高周波の印加を終了すると、摩擦熱が徐々に低下し、溶融する樹脂の量も減少することから、規制リブ２１の高さは小さい方が好ましい。同様に、規制リブ２１の端部夫々の対向部２５、２５の面積は小さい方が、溶着リブ１１と規制リブ２１との溶融の可能性を少なくすることができ、不要な溶融樹脂の流出を抑えることが可能になる。

溶着リブ１１の肉厚はテーパ状に形成されていたが、この形状に限られるものではない。例えば、三角形状、矩形など、溶着強度を確保できるものであれば、いずれの形状も可能である。

溶着リブ１１の高さは０．３５ｍｍに限られるものではなく、０．４ｍｍ、上側及び下側ケース半体１、２の大きさに応じて、適切な寸法に形成することが可能である。また、溶着リブ１１の長さも４ｍｍに限られるものではなく、５ｍｍ、６ｍｍと適切な寸法に形成することが可能である。

規制リブ２１の長さ方向の縦断面形状は四角形状に限られるものではなく、三角形状、半円弧状などの形状であってもよい。

溶着前の電池パックの構造を示す分解斜視図である。上側ケース半体と下側ケース半体との溶着前の接合部分を示す斜視図である。上側ケース半体及び下側ケース半体のケース内側から見た溶着前の接合部分を示す拡大図である。上側ケース半体と下側ケース半体との溶着後の接合部分を示す斜視図である。

符号の説明

１上側ケース半体
２下側ケース半体
３電池
１１溶着リブ
１２切り欠き部
１３側板
１５端面
１６側板
２１規制リブ
２２端面
２３側板
２５対向部

Claims

外周に側板が形成された２つのケース半体を溶着により接合して構成されるケースと、該ケースに収納される電池を備え、一方のケース半体の側板の端面には、他方のケース半体と溶着され、複数の切り欠き部を備えた溶着リブが周設され、前記他方のケース半体の側板の端面には、前記溶着リブの前記端面からの溶着における離脱を規制する複数の規制リブが、前記切り欠き部に対向して形成された電池パックにおいて、
前記規制リブの端面からの高さは、前記溶着リブの端面からの高さより低く、前記規制リブの長さは、前記切り欠き部の長さより長く、前記規制リブの両端部夫々は、前記溶着リブと対向する対向部を備えることを特徴とする電池パック。
前記規制リブの端面からの高さは、前記溶着リブの端面からの高さの８０％以下であることを特徴とする請求項１に記載された電池パック。
前記対向部の前記規制リブの長さは、前記溶着リブの端面からの高さの１５０％以上５００％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された電池パック。
前記対向部の前記規制リブの長さは、前記溶着リブの端面からの高さの２００％以上４００％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載された電池パック。