(57)【要約】  【課題】  薄肉化された場合であっても効率良く溶着を行うことができる電池パック及び電池パックの製造方法を提供する。  【解決手段】  溶着リブ１６が形成された第１ケース半体１２と、溶着リブ１６が溶着される溶着面１８が形成された第２ケース半体１４と、溶着リブ１６及び溶着面１８を溶着した第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４に収納されている電池１０とを備える電池パックを製造する際に、第１ケース半体１２の溶着リブ１６の近傍に予め形成されている開口部２０に突起を挿入し、溶着リブ１６と溶着面１８とを溶着する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起状の溶着リブが形成された第１ケース半体と、前記溶着リブが溶着される溶着面が形成された第２ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体に収容されている電池とを備える電池パックにおいて、
前記溶着リブ又は前記溶着面の近傍に、溶着時に突起が挿入される開口部を有することを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体は枠状であり、
第１ケース半体及び第２ケース半体に巻着されたシートを備えることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
突起状の溶着リブが形成された第１ケース半体と、前記溶着リブが溶着される溶着面が形成された第２ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体に収容されている電池とを備える電池パックの製造方法において、
第１ケース半体の溶着リブ又は第２ケース半体の溶着面の近傍に予め形成されている開口部に突起を挿入し、溶着リブと溶着面とを溶着することを特徴とする電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶着リブが形成された第１ケース半体と、溶着面が形成された第２ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体に収納されている電池とを備える電池パック及び電池パックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型電子機器又は携帯電子機器などの駆動用電源として、保護回路基板が取付けられた電池を合成樹脂製のケースに収納した電池パックが用いられている。電池パックは、分割された第１ケース半体及び第２ケース半体を超音波溶着などで一体化し、内部に電池１０を収容している。例えば第１ケース半体に突起状の溶着リブを形成し、第２ケース半体に前記溶着リブと溶着される溶着面を形成し、溶着リブを溶着面に超音波溶着させ、第１ケース半体及び第２ケース半体を一体化している。図４（ａ）は、第１ケース半体及び第２ケース半体の超音波溶着の例を示す断面図である。第１ケース半体２は受冶具８に支持され、第２ケース半体４にホーン６から振動が加えられる。なお、図４（ａ）において、第１ケース半体２及び第２ケース半体４内の電池は省略している。
【０００３】
ただし、ホーン６から第２ケース半体４に加わる圧力又は振動の影響により、溶着リブの位置がずれてしまい、正常に溶着が行われない場合がある。そのため、溶着リブが溶着面から落ちないように、溶着面の内側（電池側）に脱落防止リブを設けることが行われている。また、他の方法として、溶着リブの先端にＶ字状の突起を形成すると共に、溶着面にＶ字状の溝を形成することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、小型電子機器又は携帯電子機器などの小型化に伴って、内蔵する電池パックの小型化が強く望まれている。電池パックの小型化においては、電池の小型化のみならず、ケースの小型化も行われており、ケースは薄肉化される傾向にある。ケースを薄肉化した場合、上述した脱落防止リブの形成、又は、Ｖ字状の溝の形成はほとんど行えなくなる。
【０００５】
図４（ｂ）は、薄肉化した第１ケース半体及び第２ケース半体の超音波溶着の例を示す断面図である。ケース半体２，４を例えば０．８ｍｍ以下に薄肉化した場合、ケース半体２，４の強度が低下するため、超音波溶着時にブレが発生するなどして溶着エネルギが逃げてしまい、溶着不良が生じ易くなる。図５（ａ）及び（ｂ）は、溶着不良の例を示す要部拡大断面図である。図５（ａ）では、溶着リブが溶着面からずれてしまい、溶着されない不良（未溶着）が生じており、図５（ｂ）では、溶着リブがザクツしてしまい、溶着されない不良（ザクツ）が生じている。また、溶着エネルギが逃げるため、溶着リブを溶かすために通常よりも大きな振動エネルギを加える必要が生じ、図示しない電池などの内部部品に不必要な振動エネルギを加えてダメージを与えるという問題がある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、溶着リブ又は溶着面の近傍に開口部を設け、開口部に突起を挿入して溶着リブと溶着面とを溶着することにより、薄肉化された場合であっても効率良く溶着を行うことができる電池パック及び電池パックの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、溶着リブ及び溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体を枠状とし、第１ケース半体及び第２ケース半体にシートを巻着した構成とすることにより、より小型化することができる電池パックを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る電池パックは、突起状の溶着リブが形成された第１ケース半体と、前記溶着リブが溶着される溶着面が形成された第２ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体に収容されている電池とを備える電池パックにおいて、前記溶着リブ又は前記溶着面の近傍に、溶着時に突起が挿入される開口部を有することを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る電池パックは、第１発明において、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体は枠状であり、第１ケース半体及び第２ケース半体に巻着されたシートを備えることを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係る電池パックの製造方法は、突起状の溶着リブが形成された第１ケース半体と、前記溶着リブが溶着される溶着面が形成された第２ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体に収容されている電池とを備える電池パックの製造方法において、第１ケース半体の溶着リブ又は第２ケース半体の溶着面の近傍に予め形成されている開口部に突起を挿入し、溶着リブと溶着面とを溶着することを特徴とする。
【００１１】
第１、第３発明においては、溶着リブ又は溶着面の近傍に、溶着時に突起が挿入される開口部が形成されており、開口部に突起を挿入した状態で溶着リブと溶着面とを溶着する。溶着時は、例えば超音波溶着による振動が加えられるなど、溶着リブ又は溶着面に振動エネルギが加えられる。その際、第１ケース半体及び第２ケース半体が例えば０．８ｍｍ以下に薄肉化されている場合、強度が低下しているために変形し易くなっており、溶着リブ又は溶着面の位置が変動する。しかし、溶着リブ又は溶着面の近傍の開口部に突起を挿入した場合、溶着部分に向かって突起が開口部を加圧しながら保持するため、溶着リブ又は溶着面の位置変動は抑制される。溶着リブ又は溶着面の位置が変動しないため、加えられた振動エネルギで効率良く溶着を行うことができる。
【００１２】
第２発明においては、溶着リブ及び溶着面を溶着した第１ケース半体及び第２ケース半体は枠状であり、電池を収容した第１ケース半体及び第２ケース半体にシートを巻着しているため、溶着された第１ケース半体及び第２ケース半体を箱状とした場合に比べて、電池パックのサイズを小型化することができる。また、シートを巻着することにより、開口部はシートで覆われるため、外観に開口部が露出することを防止でき、さらに、電池の外装体も露出しないため、前記外装体が極性を有する場合であっても、短絡を防止することができる。ただし、枠状の場合は、箱状の場合に比べてケース自体の強度が低くなるため、溶着時に溶着リブ又は溶着面の位置が変動し易くなる。しかし、上述したように、本発明では、溶着リブ又は溶着面の近傍に、溶着時に突起が挿入される開口部が形成されているため、溶着時に溶着リブ又は溶着面の位置が変動することを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
第１、第３発明によれば、薄肉化された場合であっても溶着リブ又は溶着面の溶着を効率良く行うことができ、従来よりも溶着の処理時間を短縮したり、安定した溶着を行って溶着不良を減少させることができる。
【００１４】
第２発明によれば、電池パックのサイズをより小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１（ａ）は溶着前の電池パックの例を示す分解斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す分解斜視図の後述する開口部の拡大図である。図１（ａ）において、１２は第１ケース半体、１４は第２ケース半体、１０は電池である。電池１０は直方体形状をしており、一側面に保護回路基板１０ａが配置されている。電池１０のサイズは、横幅４０ｍｍ、縦幅３０ｍｍ、高さ５ｍｍである。
【００１６】
第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４はコ字型であり、コ字型の先端部どうしを対向させて夫々超音波溶着して一体化する。電池１０は、四角形状の枠体（一体化された第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４）に側面を囲むように収容される。なお、コ字型の対向する２平面の突出長さは、第２ケース半体１４の方は短く、第１ケース半体１２の方は長い。
【００１７】
コ字型の第１ケース半体１２の両先端部には突起状の溶着リブ１６が形成されており、コ字型の第２ケース半体１４の両先端部には前記溶着リブ１６が溶着される溶着面１８が形成されている。また、第１ケース半体１２の両先端部の近傍には、四角形状の開口部２０が形成されている。第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４は合成樹脂製であり、例えばポリカーボネート及び／又はＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）が用いられている。また、第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４の対向する２平面の厚さは、０．３〜０．８ｍｍであり、溶着リブのサイズは、幅３ｍｍ、高さ１．５ｍｍである。また、開口部２０のサイズは３ｍｍ×２ｍｍである。
【００１８】
図２（ａ）は、本発明に係る第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４の超音波溶着の例を示す断面図である。なお、図１（ａ）のＡ−Ａ線切断断面図であるが、電池１０は省略している。コ字型の第１ケース半体１２の中央の平面は平板状のアルミ製の受冶具３２上に配置され、前記中央の平面を挟む対向する２平面は可動式のアルミ製の受冶具３４、３４によって挟まれている。可動式の受冶具３４，３４は、第１ケース半体１２の開口部２０，２０に挿入される突起３６，３６を備え、左右から第１ケース半体１２方向へ移動し、突起３６，３６を開口部２０，２０に挿入する。
【００１９】
また、第２ケース半体は、溶着面１８，１８が第１ケース半体１２の溶着リブ１６，１６と接触するように配置されており、ホーン３０から第２ケース半体１４に所要の高周波を印加することにより、第２ケース半体１４に振動が加えられ、溶着リブ１６と溶着面１８とが溶融する。高周波の印加を終了した場合、溶融した部分の温度は徐々に低下し、第１ケース半体１２の溶着リブ１６と第２ケース半体１４の溶着面１８とが溶着して一体化される。
【００２０】
溶着の過程において、第１ケース半体の開口部２０に受冶具３４の突起３６が挿入されており、開口部２０には突起３６から溶着部分（溶着面）に向けて圧力が加えられ、第１ケース半体１２の溶着リブ１８周辺は突起３６によって支持された状態になる。そのため、ホーン３０から加えられた振動に対して、溶着リブ１８のブレは殆ど生じず、振動エネルギは効率的に溶着に使用される。例えば同一の超音波溶着機を使用した場合、開口部のない従来品のエネルギ供給設定値（電力値）を１００％としたとき、開口部を有する本発明品では前記エネルギ供給設定値は２０％で溶着を行える。すなわち、従来品では８０％が無駄なエネルギとなっている。そのため、溶着を短時間で行えると共に、溶着不良を減少させることができる。なお、振動エネルギは、例えば溶着を正常に完了させるために必要な振動時間及び振動量に基づいて求めることが可能である。また、開口部２０の形成部分は合成樹脂製であり、突起３６は金属製であるため、両者が溶着することはないが、開口部２０と突起３６とのクリアランス及び溶着条件を適宜設定することにより、開口部２０周辺の合成樹脂が溶融することを防止できる。
【００２１】
第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４の溶着が完了した電池には、最終的にラベルが巻着される。図２（ｂ）はラベルが巻着された電池パックの例を示す斜視図である。図２（ｂ）の例では、第１ケース半体１２及び第２ケース半体１４の溶着を行った平面、及び、電池１０の表裏面にラベル２２が巻着されている。
【００２２】
上述した実施の形態においては、開口部の形状を四角形としたが、開口部の形状は、例えば三角形状又は楕円形状にするなど、任意形状にすることが可能である。図３（ａ）は開口部の他の例を示す平面図である。図３（ａ）の例では、開口部２０の溶着リブ１６側を直線形状とし、他の部分を曲線形状としている。
【００２３】
また、超音波溶着時の溶着リブ１６のブレを防止するために、突起は少なくとも開口部２０の溶着リブ１６側を支持すればよい。そのため、開口部の形状と突起の断面形状とが完全に同じ必要はなく、例えば四角形状の開口部に、溶着リブ側を底辺とする三角形状断面の突起を挿入することも可能である。
【００２４】
上述した実施の形態においては、第１ケース半体１２に溶着リブ１６を形成し、第２ケース半体１４に溶着面１８を形成したが、第１ケース半体１２に溶着面を形成し、第２ケース半体１４に溶着リブを形成することも可能である。また、溶着リブ及び溶着面の形状は特に限定はされず、任意形状にすることが可能である。図３（ｂ）は溶着リブ及び溶着面の他の例を示す断面図である。図３（ｂ）の例では、コ字型の第１ケース半体の対向する２つの平面の先端部をそのまま溶着リブ１６としている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は溶着前の電池パックの例を示す分解斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す分解斜視図の開口部の拡大図である。
【図２】（ａ）は第１ケース半体及び第２ケース半体の超音波溶着の例を示す断面図であり、（ｂ）はラベルが巻着された電池パックの例を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は開口部の他の例を示す平面図であり、（ｂ）は溶着リブ及び溶着面の他の例を示す断面図である。
【図４】従来の第１ケース半体及び第２ケース半体の超音波溶着の例を示す断面図である。
【図５】溶着不良の例を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  電池
１２  第１ケース半体
１４  第２ケース半体
１６  溶着リブ
１８  溶着面
２０  開口部
２２  ラベル
３０  ホーン
３２  受冶具
３４  可動式の受冶具
３６  突起
【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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