(57)【要約】【課題】パック容器２の外嵌部２ａに、パック蓋３の嵌入部３ａの嵌合時に先端部が潰れるリブ２ｂを形成することにより、これらパック容器２とパック蓋３とがずれて接合されることがないようにした電池を提供する。【解決手段】単電池１を収納した樹脂製のパック容器２の開口部の外嵌部２ａに樹脂製のパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させて接合した電池において、外嵌部２ａに嵌入部３ａを嵌合させたときにこの嵌入部３ａの外周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの外嵌部２ａの内周面からさらに内側に突出させたリブ２ｂが形成された構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個以上の発電要素又はこの発電要素を外装体で覆ったものを収納した容器の開口部の外嵌部に蓋の嵌入部を嵌合させ、又は、この容器の開口部の嵌入部を蓋の外嵌部に嵌合させて接合した電池において、
外嵌部に嵌入部を嵌合させたときに、この嵌入部の外周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの外嵌部の内周面からさらに内側に突出させたリブ、又は、嵌入部を外嵌部に嵌合させたときに、この外嵌部の内周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの嵌入部の外周面からさらに外側に突出させたリブが形成されたことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記リブの嵌合方向の端部が、この端部側ほど内側又は外側への突出量を少なく形成されたことを特徴とする請求項１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器と蓋とからなる外装体に発電要素を収納した電池や、このような外装体で覆われた電池をさらに容器と蓋とからなるパックケースに収納した電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄い角形で小型の非水電解質二次電池の単電池１は、図５に示すような樹脂製のパック容器２とパック蓋３の内部に収納されて電池パックとして機器に装着されることがある。図５に示す電池パックの場合、方形容器状のパック容器２の上端開口部を内側からＬ字形に削って階段状にした外嵌部２ａが形成されると共に、方形板状のパック蓋３の下面周縁部に下方に向けて突出された壁板状の嵌入部３ａが形成され、この嵌入部３ａが外嵌部２ａの内側に嵌合して超音波溶接により溶着されることにより、単電池１が収納されたパック容器２の上端開口部がパック蓋３によって塞がれ接合される。なお、単電池１の端子は、この単電池１の側面に配置されたリード材４，５を介してパック容器２に設けられた電池パック端子６，７と接続されるようになっている。これらのリード材４，５と電池パック端子６，７との間には、過充放電等から単電池１を保護するための保護回路や保護素子が挿入される場合もある。
【０００３】
また、発電要素を収納した電槽とこの電槽の開口部に被せる蓋に凹部と凸部を形成し、この凹部に凸部を嵌合させて接着剤で接合させることによりこの電槽の開口部を塞いだ鉛蓄電池において、凹部の内周面や凸部の表面に縦方向のリブを複数設けた発明が従来からなされている（例えば、特許文献１参照。）。この発明では、リブによって凸部を凹部の中央に位置させることにより、この凸部の表面と凹部の内周面との間に一定厚さの接着剤の層を介在させて、電槽と蓋の接着強度を高めるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２５１８５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、パック容器２やパック蓋３の成形加工時の精度には限度があるために、図５に示した従来例では、外嵌部２ａの内周形状と嵌入部３ａの外周形状との間に設計上で例えば０．３〜０．５ｍｍ程度の隙間を設けておかなければ、寸法誤差によって嵌入部３ａを外嵌部２ａに嵌入することができない場合が生じることがある。しかしながら、このような隙間を設けると、パック容器２の外嵌部２ａにパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させたときに、通常は隙間の部分でガタつきが生じるので、例えばパック容器２とパック蓋３とをずれなく嵌合させたとしても超音波溶接で溶着させる作業時にずれが生じて、これらパック容器２とパック蓋３の外側面に段差が生じ外観上好ましくなくなるだけでなく、機器の電池装着部に電池パックが嵌まり込まなくなるおそれもあるという問題が発生していた。
【０００６】
また、上記問題は、発電要素を収納した電槽と蓋等からなる外装体の場合にも同様に発生する。
【０００７】
なお、特許文献１には、鉛蓄電池の電槽と蓋の凸部や凹部にリブを形成することにより、この凸部を凹部の中央に位置させて蓋の位置ずれをなくす発明が記載されている。しかしながら、この発明は、正確には、凸部の表面と凹部の内周面との間に、少なくともリブの突出量以上の厚さの接着剤の層を介在させることを目的としたものにすぎず、実際には、リブの先端と凸部の表面や凹部の内周面との間には隙間が生じるので、図５に示した従来例の場合と同様に、電槽と蓋とがずれて接合されるのを避けることはできない。つまり、電槽や蓋が極めて高い寸法精度で作製された場合には、嵌合した凸部と凹部の間にリブが隙間なく嵌まり込んでこの凸部を凹部の中央に正確に配置させることはできるが、現実には加工精度に限度があるため、リブの先端と凸部の表面や凹部の内周面との間には隙間が生じるように設計せざるを得ない。しかも、このリブが隙間なく嵌まり込むような高精度な成形加工が可能であれば、図５に示した従来例の場合にも、パック容器２の外嵌部２ａにパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させたときに隙間をなくしガタつきが全く生じないようにすることは可能な筈である。従って、この特許文献１の発明の場合にも、凸部を凹部に嵌合した際に、接着剤の層は十分に形成することはできるが、電槽と蓋との間のずれを解消することはできない。
【０００８】
特に、この発明の場合、電槽と蓋は、単に鉛蓄電池の外装を覆って内部を保護するだけでなく内部を封止する必要もあるので、リブの先端が凸部の表面や凹部の内周面に圧接される可能性が生じるような設計を行うと、このリブの先端部が潰れたとしても、凸部や凹部もある程度は圧迫されて電槽や蓋の形状に僅かな歪みを生じるため、内部の封止を確実に行う上で好ましくないこととなる。
【０００９】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、容器と蓋の嵌入部や外嵌部に、嵌合時に先端部が潰れるようなリブを形成することにより、これら容器と蓋とがずれて接合されることがないようにした電池を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、１個以上の発電要素又はこの発電要素を外装体で覆ったものを収納した容器の開口部の外嵌部に蓋の嵌入部を嵌合させ、又は、この容器の開口部の嵌入部を蓋の外嵌部に嵌合させて接合した電池において、外嵌部に嵌入部を嵌合させたときに、この嵌入部の外周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの外嵌部の内周面からさらに内側に突出させたリブ、又は、嵌入部を外嵌部に嵌合させたときに、この外嵌部の内周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの嵌入部の外周面からさらに外側に突出させたリブが形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、容器と蓋の嵌入部と外嵌部を嵌合させると、必ずリブの先端部が嵌入部の外周面や外嵌部の内周面に圧接されて変形するので、寸法誤差をこの変形の大きさ（変形量）によって吸収することができ、嵌入部と外嵌部との間の隙間の部分でガタつきが生じないようにすることができる。しかも、例えば嵌合部の周囲にほぼ等間隔にリブを複数形成した場合には、蓋を嵌合方向に直交する方向には移動自在とし、嵌合方向に真っ直ぐに押し込めば、各リブへの応力を均一にして先端部の変形量をほぼ等しくすることができるので、容器と蓋とをずれなく嵌合させて接合することができるようになる。特に嵌合方向に直交するリブの横断面形状が、例えば台形状や三角形状、半楕円形状等のように先端側ほど幅が狭くなるようにしている場合には、各リブの先端部の変形量をさらに均一にすることができる。もっとも、例えば嵌合部の周囲の一方側にのみリブを形成した場合にも、この一方側のリブの先端部の変形量だけで寸法誤差を吸収することができるので、他方側で接触し合う嵌入部の外周面と外嵌部の内周面を位置基準として、容器と蓋とをある程度の範囲内でずれなく嵌合させて接合することはできる。また、このように嵌合時にリブの先端部が変形すると、蓋が容器から容易には外れないようになるので、電池の組み立て作業時のハンドリング性を向上させることもできるようになる。
【００１２】
なお、リブの先端部が嵌入部の外周面や外嵌部の内周面に圧接されると、このリブの先端部が変形するだけでなく、嵌入部を内側に押圧すると共に外嵌部を外側に押圧することになり、これによって容器や蓋の嵌合部の形状に僅かな撓みや歪みを生じることになる。従って、特に発電要素を収納する外装体として用いる電池容器と電池蓋の場合には、このような撓みや歪みによって内部の封止が不確実なものになることがないように、リブの変形量をあまり大きくしないような注意が必要となる。もっとも、電池パックのように、外装体で覆われた電池を内部に収納するためのパック容器とパック蓋の場合には、全てのものが必ずしも内部を完全に封止するために用いられるとは限らず、封止するためのものであったとしても、この封止が不十分な場合に電解液が漏れ出すような心配はないので、防水程度の簡易な封止で足りる。このため、リブの先端部に押圧されてパック容器やパック蓋の外形が僅かに撓んだり歪む程度のことは、電池パックのパック容器とパック蓋の場合では問題となることはない。
【００１３】
請求項２の発明は、前記リブの嵌合方向の端部が、この端部側ほど内側又は外側への突出量を少なく形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明によれば、各リブが嵌合方向の端部側ほど突出量が少なくなるので、嵌入部が外嵌部に嵌合する際にこの端部側がガイドの役割を果たし、嵌合を容易にすることができる。この発明では、リブの突出最先端は、嵌入部の外周面よりも内側に、又は、外嵌部の内周面よりも外側にはみ出しているので、各リブの嵌合方向における端部や基部等での突出量が等しかったとすると、これらの嵌入部と外嵌部を嵌合させる際に無理な嵌め込みが行われる可能性がある。しかしながら、各リブの突出量が端部側ほど少なくなっていれば、嵌入部と外嵌部が最初は嵌まり合うので、容器と蓋との位置合わせが容易になる。そして、例えば容器に蓋を押圧することによりリブの先端部を変形させながら最後まで押し込めば、各リブの変形量をほぼ均一にして容器と蓋とをずれなく嵌め合わせることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図４は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は電池パックの構造を示す縦断面正面図、図２は外嵌部の内周面にリブを形成したパック容器の部分拡大縦断面斜視図、図３はリブの突出量を説明するために外嵌部の内周面と嵌入部の外周面の位置関係を示す平面図、図４はパック容器の外嵌部にパック蓋の嵌入部を嵌合させたときのリブの圧迫変形を示す部分拡大縦断面正面図である。なお、図５に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１７】
本実施形態は、図５に示した従来例と同様の薄い角形で小型の非水電解質二次電池の単電池１を収納する電池パックのパック容器２（容器）とパック蓋３（蓋）について説明する。この電池パックは、図１に示すように、方形容器状の樹脂製のパック容器２に単電池１を収納し、このパック容器２の上端開口部の外嵌部２ａの内側に方形板状の樹脂製のパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させて超音波溶接により溶着したものであり、この構成は従来例と同じである。
【００１８】
しかしながら、本実施形態の電池パックは、パック容器２の外嵌部２ａの内周面に複数のリブ２ｂが形成されている。本実施形態の場合、これらのリブ２ｂは、図２に示すように、方形のパック容器２の四隅のコーナー部ごとに、コーナーの角を挟んだ両側２箇所にそれぞれ形成されている。各リブ２ｂは、外嵌部２ａの内周面から内側に突出した突起であり、幅は比較的狭いが上下方向に長く形成されている。そして、本実施形態の場合、各リブ２ｂは、上端部が上方側ほど突出量が少なくなるように四半円状に形成されると共に、基部の幅に比べて突出先端部の幅の方が狭くなるように形成されている。
【００１９】
上記４箇所のコーナー部にそれぞれ２箇所ずつ、即ち合計８箇所に形成された各リブ２ｂは、パック容器２の外嵌部２ａにパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させたときにこの嵌入部３ａの外周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの外嵌部２ａの内周面からさらに内側に突出している。つまり、図１の場合であれば、パック蓋３の嵌入部３ａにおける背中合わせとなる外周面の間の幅Ｗ１は、従来と同様に、パック容器２の外嵌部２ａにおける向かい合わせとなる内周面の間の幅よりは狭いが、これら向かい合わせとなる内周面から突設されたリブ２ｂ，２ｂの突出最先端の間の幅Ｗ２よりは僅かに広いものとなる。そして、これは図１に直交する縦断面の場合でも同様となる。即ち、図３に示すように、嵌入部３ａの外周面で囲まれた領域Ａ１は、外嵌部２ａの内周面で囲まれた領域Ａ２の中に完全に含まれ得るが、この外嵌部２ａの内周面で囲まれた領域Ａ２から各リブ２ｂの横断面形状の領域Ａ３を除いた領域の中には嵌入部３ａの外周面で囲まれた領域Ａ１が完全には含まれ得ないことになる。なお、図３では、説明を分かり易くするために、外嵌部２ａと嵌入部３ａの隙間やリブ２ｂの大きさを誇張して示している。
【００２０】
上記構成のパック容器２の外嵌部２ａにパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させると、まずこの嵌入部３ａの下端が外嵌部２ａ内に入り込む。そして、この嵌入部３ａの下端がリブ２ｂの上端部の四半円状となった部分にガイドされて、図３に示すように、嵌入部３ａの外周面で囲まれた領域Ａ１が周囲のリブ２ｂの突出先端部とほぼ均等に重なり合うようになるので、外嵌部２ａの内周面で囲まれた領域Ａ２のほぼ中央に位置するようになり、パック容器２とパック蓋３との間にずれがなくなる。そこで、このパック蓋３を板面が水平な状態で下方に押し込めば、図４に示すように、嵌入部３ａの下端部が各リブ２ｂの突出先端部を圧迫変形させながら、外嵌部２ａの下端の階段状の部分に達する。しかも、各リブ２ｂは、基部側ほど幅が広くなり、この基部側ほど変形させるために大きな圧迫力が必要となるので、変形量も特定のリブ２ｂだけが大きくなるようなことなくほぼ等しくなり、パック蓋３がずれのないまま押し込まれるようになる。また、このパック蓋３は、パック容器２の外嵌部２ａに形成された複数のリブ２ｂの間に嵌入部３ａを圧入した状態となるので、ガタつきがなくなるだけでなく、この状態で例えばパック容器２を手で持って逆さにしたとしてもパック蓋３が外れて落ちるようなこともなくなり、電池パックの組み立て作業時のハンドリング性を向上させることができる。
【００２１】
上記パック蓋３は、上から超音波ホーンを押し当てて超音波溶接を行うことにより、主に嵌入部３ａの先端部が外嵌部２ａの下端の階段状の部分に溶着して接合が行われる。そして、この超音波溶接の際にも、パック蓋３は、嵌入部３ａを周囲のリブ２ｂによって支持されるので、位置ずれを起こすことなく正確な位置に溶着が行われ、パック容器２とパック蓋３の外側面に段差が生じたり、機器の電池装着部に電池パックが嵌まり込まなくなるようなことがなくなる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、リブ２ｂの横断面形状を台形状とした場合を示したが、この横断面形状は三角形状や半楕円形状等のように幅が先端側ほど狭くなるものであれば、どのような形状であってもよい。しかも、このリブ２ｂの幅は、突出先端部が基部と同じ幅であってもよい。このようにリブ２ｂの幅が同じであったとしても、基部側の方が外嵌部２ａの内周面に支持されるために変形に大きな圧迫力を必要とするので、パック蓋３のずれを防止する効果はある程度期待できる。
【００２３】
また、上記実施形態では、リブ２ｂの上端部が四半円状である場合を示したが、上方側ほど突出量が少なくなる形状であれば、単なる傾斜面やその他の曲面であってもよい。さらに、このリブ２ｂは、上下方向のいずれの部分も同じ突出量となるような真っ直ぐなものであってもよい。ただし、この場合には、パック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させる際の最初に引っ掛かりが生じるので、位置合わせを確実にするための治具を用いたり、嵌入部３ａの外周面の下端部を下方ほど内側に傾斜した面にする等の工夫が必要となる。さらに、上記実施形態では、各リブ２ｂを外嵌部２ａの下端から上端部の途中まで形成する場合を示したが、上方は上端まで形成してもよく、下方も下端部の途中までしか形成しないようにすることができる。しかも、この下端部は、下方ほど突出量が少なくなるような形状であってもよい。各リブ２ｂが外嵌部２ａの下端まで形成されている場合、この下端部は基部の場合と同様に支持部に近いため変形し難くなるので、嵌入部３ａを最後まで確実に押し込むことができないおそれがある。しかしながら、このように各リブ２ｂが外嵌部２ａの下端部の途中までしか形成されなかったり、下端部の突出量が少なくなるようにすれば、嵌入部３ａを確実に最後まで押し込むことができるようになると共に、この嵌入部３ａの下端部が外側に僅かに広がり嵌合の戻り止めの効果を得ることもできるようになる。
【００２４】
また、上記実施形態では、リブ２ｂを外嵌部２ａの四隅のコーナー部ごとに形成する場合を示したが、この形成箇所や形成個数は任意である。ただし、このように方形のパック容器２において最も撓み難い四隅に形成すれば、リブ２ｂが圧迫変形される際にパック容器２自体も撓んで歪みが生じるのを防止することができる。一般に、外嵌部２ａの形状によらず、この外嵌部２ａの内周面に沿ってほぼ等間隔に３箇所以上のリブ２ｂを形成すれば、パック蓋３を押し込む際に自動的に中央に寄るようにしてずれを防止することができる。もっとも、例えば方形の外嵌部２ａの内周面における一方の隣接する２辺にのみリブ２ｂを形成した場合にも、これらのリブ２ｂの突出先端部の潰れによってガタつきやずれは防止できる。そして、この場合には、方形の外嵌部２ａの内周面における他方の隣接する２辺を位置基準としてパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させることができるので、これによってパック容器２とパック蓋３のずれをなくすこともできる。
【００２５】
また、上記実施形態では、リブ２ｂをパック容器２の外嵌部２ａの内周面に形成する場合を示したが、パック蓋３の嵌入部３ａの外周面に形成することもできる。この場合、リブは、パック蓋３の嵌入部３ａをパック容器２の外嵌部２ａに嵌合させたときに、この外嵌部２ａの内周面に圧接されて突出先端部が変形する程度にこの嵌入部３ａの外周面からさらに外側に突出させるように形成すればよい。さらに、上記実施形態では、パック容器２に外嵌部２ａを形成し、パック蓋３に嵌入部３ａを形成する場合を示したが、パック容器２に嵌入部を形成して、パック蓋３には外嵌部を形成することもできる。
【００２６】
また、上記実施形態では、パック容器２の外嵌部２ａにパック蓋３の嵌入部３ａを嵌合させて超音波溶接により溶着させて接合する場合を示したが、熱溶着や接着、その他の手段によって接合することもできる。そして、外嵌部の内側に嵌入部が嵌まり込むものであれば、この接合手段に応じてこれらの外嵌部や嵌入部の形状も任意に変更することができる。
【００２７】
また、上記実施形態では、方形のパック容器２やパック蓋３について示したが、円形や長円形、ひし形等の任意の形状のものにも同様に実施可能である。さらに、上記実施形態では、板状のパック蓋３を用いる場合を示したが、例えばこのパック蓋３も浅い容器状を上下逆に配置したものを用いることができる。
【００２８】
また、上記実施形態では、パック容器２に１個の単電池１を収納した電池パックについて説明したが、複数個の単電池を収納することもでき、単電池以外の電池を収納することもできる。さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池の電池パックについて説明したが、この電池の種類も任意である。
【００２９】
また、上記実施形態では、外装体で覆われた電池を収納する電池パックのパック容器２とパック蓋３について説明したが、発電要素を収納する外装体の電池容器（容器）と電池蓋（蓋）にも同様に実施可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の電池によれば、リブの先端部の変形によって嵌入部と外嵌部とをガタつきなく正確な位置で嵌合させることができるので、接合した容器と蓋にずれが生じることがなくなり、嵌合部の外観に段差が生じるのを防止すると共に、機器の電池装着部に嵌まり込まなくなるのを防止することもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、電池パックの構造を示す縦断面正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、外嵌部の内周面にリブを形成したパック容器の部分拡大縦断面斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、リブの突出量を説明するために外嵌部の内周面と嵌入部の外周面の位置関係を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、パック容器の外嵌部にパック蓋の嵌入部を嵌合させたときのリブの圧迫変形を示す部分拡大縦断面正面図である。
【図５】従来例を示すものであって、電池パックの構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１    単電池
２    パック容器
２ａ  外嵌部
２ｂ  リブ
３    パック蓋
３ａ  嵌入部
【図１】
2004311318.tif 000003
【図２】
2004311318.tif 000004
【図３】
2004311318.tif 000005
【図４】
2004311318.tif 000006
【図５】
2004311318.tif 000007