(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の一面に樹脂を充填して製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置であって、
前記製品を収容する製品収容体と、樹脂の充填空間につながるゲートとスプルーが形成されたコアと、このコアを製品収容体から離れる方向に付勢する弾性部材と、前記スプルーにノズル先端を当接させ、前記製品を収容した製品収容体に前記弾性部材の付勢に抗してコアを押圧し、ノズルからスプルーとゲートを通じて前記充填空間に樹脂を充填する樹脂注入ノズルとを備え、
前記充填空間は前記製品の一面と前記コアの内面との間に形成され、
製品収容体及びコアは、ゲート位置を衝き合わせ面とする割り型に構成されてなることを特徴とする樹脂封止成形装置。
【請求項２】
製品は二次電池の樹脂封止前製品である請求項１に記載の樹脂封止成形装置。
【請求項３】
二次電池の樹脂封止前製品は、製品の構成要素を被うケースを有し、前記ケースによって被覆されていない面が樹脂封止される前記製品の一面に該当することを特徴とする請求項２に記載の樹脂封止成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品の構成要素を被覆するように溶融させた樹脂を充填して、硬化させた樹脂により製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電子機器のような製品では、使用環境が一定になく、移動を伴うため小型化、薄型化、軽量化が要求されると同時に防塵、防滴構造あるいは耐落下、耐衝撃性が要求される。これらの要求を満たすためには、製品の外装体の構造が重要な要素となる。図１２は、製品の一例であり、携帯電子機器の電源として用いられる電池パックの構成例を示すもので、二次電池８０と、電池保護回路等を構成した回路基板８４とを外装体内に収容して、携帯電子機器の電源としての要求に応えている。
【０００３】
この電池パックの外装体は下ケース８２と上ケース８３とからなるパックケースで構成されている。図１２（ａ）に示すように、下ケース８２内に電池保護回路を構成した回路基板８４や入出力端子、接続板等を配置し、その上に、図１２（ｂ）に示すように、リチウムイオン二次電池として構成された二次電池８０を配置して、二次電池８０を接続板に接合する。次に、図１２（ｃ）に示すように、電池８０に両面テープ８５を貼着し、下ケース８２に上ケース８３を接合して電池パックが完成する。
【０００４】
前記下ケース８２と上ケース８３との接合は、両者の周縁部で超音波接合等によりなされる。超音波接合の場合は、図１３に示すように、下ケース８２の周縁部に形成された突出部８２ａを上ケース８３の周縁部に形成された凹部８３ａ内に嵌入させ、突出部８２ａの先端と凹部８３ａの底との間で超音波溶接する。この接合構造により溶融した樹脂が外部に露出することがない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の外装体の構成では分割されたケースを接合する構造が不可欠であり、上記従来例では下ケース８２に上ケース８３を接合するために両ケース８２、８３の側周面の厚さが必要となり、パックケース即ち電池パックとしての体積増、重量増が伴う課題があった。
【０００６】
また、パックケースはハードケースであり、下ケース８２に上ケース８３を接合し、入出力端子を外部に露出させる必要があるため、微小な隙間が随所に発生し、防塵、防滴構造に構成することが困難であり、落下により破損しやすい構造であった。
【０００７】
本発明が目的とするところは、製品の一面を樹脂封止して小型化、軽量化と共に防塵、防滴構造を実現するために好適な樹脂封止成形装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、製品の一面に樹脂を充填して製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置であって、前記製品を収容する製品収容体と、樹脂の充填空間につながるゲートとスプルーが形成されたコアと、このコアを製品収容体から離れる方向に付勢する弾性部材と、前記スプルーにノズル先端を当接させ、前記製品を収容した製品収容体に前記弾性部材の付勢に抗してコアを押圧し、ノズルからスプルーとゲートを通じて前記充填空間に樹脂を充填する樹脂注入ノズルとを備え、前記充填空間は前記製品の一面と前記コアの内面との間に形成され、製品収容体及びコアは、ゲート位置を衝き合わせ面とする割り型に構成されてなることを特徴とする。
【０００９】
上記樹脂封止成形装置によれば、製品収容体内に製品を収容して樹脂注入ノズルを進出させるとコアは弾性部材の付勢に抗してキャビティに押圧されて、製品収容体とコアとからなる金型が閉じられるので、樹脂注入ノズルから樹脂を注入すると、樹脂は充填空間内に充填される。製品の樹脂封止する一面を充填空間に面するように製品収容体内に収容すると製品の一面は樹脂封止される。
【００１０】
また製品収容体及びコアは、ゲート位置を衝き合わせ面とする割り型に構成しているので、金型内への製品の出し入れが容易であり、ゲート部分に生じるアンダーカットにも対応することができる。また、樹脂注入ノズルの進出動作により製品収容体とコアとの間が閉じられるので、製品の収容、取り出しが容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】
以下に示す実施形態は、電池パック（製品）の内装物を封止するパックケースに適用した例を示すものである。電池パックは、図１に示すように、扁平形のリチウムイオン二次電池に構成された二次電池１と、この二次電池１を過充電、過放電等から保護する電池保護回路を構成した回路基板９とを一体に組み合わせて、図２に示すような中間完成品５０を形成し、この中間完成品５０を図３に示すようにパックケース７内に収容し、パックケース７の開放端を樹脂封止して二次電池１の形態を損なうことなく電池パックに構成したものである。
【００１５】
図１は、前記中間完成品５０を分解して示すもので、二次電池１の封口部側に、この二次電池１の正極端子２５に接合される接続板１１、二次電池１上に配設されて回路基板９の座面を提供するスペーサ１２、電池保護回路を構成すると共にプラス端子４、マイナス端子５及び温度検出端子６を形成した回路基板９が配設され、二次電池１の負極を構成する電池缶３１の底面から側面に延出するリード板１０が配設されている。
【００１６】
前記二次電池１の正極端子２５に、Ｌの字状に形成された接続板１１の基部１１ｂが接合され、電池缶３１の底面には、リード板１０の基部１０ｂが接合され、リード部１０ａは電池缶３１の側面に沿って封口部側に延出される。
【００１７】
また、二次電池１の封口部側には、図２に示すようにスペーサ１２が取り付けられる。スペーサ１２は二次電池１上に位置決め嵌合され、負極である電池缶３１との間の絶縁性が強化される。また、接続板１１のリード部１１ａと、リード板１０のリード部１０ａとは、スペーサ１２及び回路基板９を通して回路基板９上に接合される。回路基板９の封口部側に実装された電子部品はスペーサ１２の開口部内に収容されるので、回路基板９はその基板の厚さとスペーサ１２の厚さとを加えた高さだけで二次電池１上に積層された状態となり、電池保護回路を設けることによる高さの増加が抑制される。
【００１８】
図４は、回路基板９の表裏両面に形成された回路パターンを示すもので、基板上に電池保護回路と入出力端子とが構成されている。図４（ｂ）に示すように、回路基板９の裏面側（スペーサ１２側）には電池保護回路が構成され、図４（ａ）に示すように、表面側にはプラス端子用導体パターン４ａ、マイナス端子用導体パターン５ａ及び温度検出端子用導体パターン６ａと、接続板１１を接続するための接続板用導体パターン１５及びリード板１０を接続するためのリード板用導体パターン１６とが形成されている。この両面に形成された回路パターンは要所でスルーホール３０によって接続されている。この回路基板９に形成されたリード通し穴２０から接続板１１のリード部１１ａを通し、リード部１１ａを接続板用導体パターン１５上に折り曲げてハンダ付けする。また、リード板１０のリード部１０ａをリード板用導体パターン１６上に折り曲げてハンダ付けする。この接続板１１及びリード板１０がハンダ付けされることにより、回路基板９はスペーサ１２上に固定される。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、回路基板９の表面側に形成されたプラス端子用導体パターン４ａ上にはプラス端子４、マイナス端子用導体パターン５ａ上にはマイナス端子５、温度検出端子用導体パターン６ａ上には温度検出端子６が接合される。これらの端子は、銅ニッケル合金の板材もしくはこの銅ニッケル合金の板材とステンレス鋼とのクラッド材等を用いることにより、導電性、接合性、耐蝕性に優れたものとなる。また、端子として板材を接合することなく、各導体パターンに金メッキを施してそのまま端子として利用することもできる。
【００２０】
上記のように二次電池１に回路基板９を取り付けることにより、図２に示したように、中間完成品５０が形成される。この中間完成品５０は、図５（ａ）に示すように、上面１３にプラス端子窓４ｃ、マイナス端子窓５ｃ、温度検出端子窓６ｃが設けられ、図５（ｃ）に示すように底部１４が開放されたパックケース７内に、図５（ｂ）に示すように収容され、底部１４を以下に示す樹脂封止成形装置６０によって樹脂封止することにより中間完成品５０はパックケース７内に密閉される。
【００２１】
図６〜図９は、樹脂封止成形装置６０による樹脂封止の各工程を順に示すもので、各図（ａ）（ｂ）に金型部分を直交する２方向の断面で示している。
【００２２】
図６において、成形金型を構成する製品収容体（以下キャビティと称す）６２及びコア６３は割り型構造に形成して、中間完成品５０の出し入れを可能にすると共に、ゲート部分のスプルー６７によって生じるアンダーカットに対応できるようにしている。キャビティ６２には空洞６２ａが形成され、コア６３の内面は樹脂の充填空間６３ａに接する樹脂成形面となっており、またコア６３には前記充填空間６３ａにつながるゲート６６と、このゲート６６につながるスプルー６７とが形成されている。また、コア６３はスプリング（弾性部材）６４によってキャビティ６２から離れる方向に付勢されている。図示するようにキャビティ６２を開き、パックケース７を被せた中間完成品５０、すなわち二次電池の樹脂封止前製品を、その開放端をコア６３側にして空洞６２ａ内に挿入する。
【００２３】
次に、図７に示すように、キャビティ６２及びコア６３を閉じ、樹脂注入ノズル６５をキャビティ６２側に進出させることにより、コア６３をスプリング６４の付勢に抗してキャビティ６２に押圧させる。図８に示すように、キャビティ６２にコア６３が密着し、パックケース７の開放端上にコア６３に形成された樹脂成形面が位置するので、樹脂注入ノズル６５から樹脂７０をスプルー６７内に吐出すると、樹脂７０はゲート６６を通じて充填空間６３ａ内に充填される。この樹脂７０の充填によりパックケース７の開放端は樹脂封止される。また、充填された樹脂７０はパックケース７と中間完成品５０との間の隙間にも侵入するので、パックケース７と中間完成品５０とは一体化され、パックケース７を薄い樹脂成形品によって構成しても強度が補われ、電池パックを小型化することができる。
【００２４】
充填した樹脂７０を硬化させた後、図９に示すように、キャビティ６２及びコア６３を開き、樹脂注入ノズル６５を後退させると樹脂封止成形された電池パックを取り出すことができる。成形された樹脂７０は、図１０（ａ）に示すように、ゲート６６及びスプルー６７によって作られた不要部分７０ａが残っているので、これを切り取ることにより、図１０（ｂ）に示すように、パックケース７と樹脂７０によって中間完成品５０を被覆した電池パックが完成する。
【００２５】
以上説明した樹脂封止成形装置６０は、開放されたパックケース７の底部を樹脂封止するように構成しているが、上面を開放端とするケース内に中間完成品５０を挿入し、端子部分に開口部を形成して上面を樹脂封止するように構成することもできる。これはコア６３の充填空間６３ａに端子部分に当接する突出部を形成することにより実施することができる。
【００２６】
また、図１１に示すように、キャビティ６２に形成する空洞６２ａを、その容積が中間完成品５０の周囲に間隙ができるサイズに形成し、空洞６２ａの内壁の複数箇所に中間完成品５０を宙吊り状態に支持するピン７５を設けて構成することにより、樹脂注入ノズル６５から注入された樹脂７０は図示するように中間完成品５０の周囲に充填され、全面を樹脂封止することができる。この場合にも前述のように端子部分に開口部が形成されるようにする。
【００２７】
以上説明した樹脂封止成形に用いる樹脂は、ポリアミド系、ポリウレタン系のホットメルトが好適なものとなる。また、樹脂を硬化させたときの硬度が低くなるように調整することにより、衝撃吸収の効果が得られ、電池パックに落下等の衝撃に対する耐衝撃性が向上し、携帯電子機器の電源として好適なものとなる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置において、製品の収容、取り出しが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る中間完成品の構成を示す分解斜視図。
【図２】中間完成品の構成を示す（ａ）は平面図、（ｂ）端側面図。
【図３】電池パックの完成状態を示す斜視図。
【図４】回路基板の構成を示す（ａ）は表面側、（ｂ）は裏面側の平面図。
【図５】パックケースの構成を示す（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図。
【図６】樹脂封止成形装置の構成を直交する２方向（ａ）（ｂ）の断面で示し、第１工程の状態を示す断面図。
【図７】同上第２工程の状態を示す断面図。
【図８】同上第２工程の状態を示す断面図。
【図９】同上第３工程の状態を示す断面図。
【図１０】（ａ）は樹脂封止成形の完了状態、（ｂ）は電池パックの完成状態を示す断面図。
【図１１】電池パックの全面を樹脂封止する構成を示す断面図。
【図１２】従来構成になる電池パックの構成と組み立て順序を（ａ）（ｂ）（ｃ）の順に示す斜視図。
【図１３】従来構成になるパックケースの接合状態を示す部分断面図。
【符号の説明】
７  パックケース
５０  中間完成品（製品）
６０  樹脂封止成形装置
６２  キャビティ
６２ａ  空洞
６３  コア
６３ａ  充填空間
６４  スプリング（弾性部材）
６５  樹脂注入ノズル
６６  ゲート
７０  樹脂
【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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