(57)【要約】【課題】素電池と電装品との外周面を樹脂モールドで適正に覆えながら、電池パックの製造時間の短縮化が図れる電池パックの製造方法を得る。【解決手段】素電池１に電装品を仮組みした中間組立品１３に樹脂モールド２が形成される。樹脂モールド２は、仮組み後の中間組立品１３を第１下型１５に位置決め装着する装着工程と、中間組立品１３の装着後の第１下型１５に上型１４を接合する１次成形準備工程と、樹脂モールド２の１次成形部分２ａを形成する１次成形工程と、１次成形後の中間組立品１３を含む上型１４を第２下型１６に接合させる２次成形準備工程と、樹脂モールド２の２次成形部分２ｂを形成する２次成形工程と、２次成形後の中間組立品１３を第２下型１６から取り外す取り出し工程とを経て形成される。先行の中間組立品１３の２次成形工程の間に次の中間組立品１３の装着工程が行なわれ、次の中間組立品１３の１次成形工程の間に先行の中間組立品１３の取り出し工程が行なわれる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角箱状の素電池の外周面に電装品を仮組みした中間組立品に対して、前記素電池と前記電装品との外周面を覆う樹脂モールドが形成された電池パックの製造方法であって、
前記樹脂モールドを成形する金型が、上型と、第１下型および第２下型を左右に並べて一体化した下型とを有し、
仮組み後の前記中間組立品を前記第１下型のキャビティに装着して位置決めする装着工程と、
前記中間組立品の装着後の前記第１下型に前記上型を接合する１次成形準備工程と、
前記上型と前記第１下型とのキャビティに溶融樹脂を流し込んで前記樹脂モールドの１次成形部分を形成する１次成形工程と、
１次成形後の前記中間組立品を含む前記上型を、前記第１下型から分離して前記第２下型に接合する２次成形準備工程と、
前記第２下型のキャビティに溶融樹脂を流し込んで、前記樹脂モールドの２次成形部分を形成する２次成形工程と、
前記２次成形後の前記中間組立品を前記第２下型から取り外す取り出し工程とを経て、前記樹脂モールドが形成され、
先行の前記中間組立品に対して前記２次成形工程を行っている間に、次の前記中間組立品に対する前記装着工程が行なわれ、
次の前記中間組立品に対する前記１次成形工程の間に、先行の前記中間組立品に対して前記取り出し工程が行なわれることを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項２】
前記上型は上下方向にのみ移動し、前記下型は左右方向にのみスライド移動するようになっており、
前記１次成形準備工程では、前記２次成形後の前記中間組立品を前記第２下型に残した状態で前記上型が上昇し、前記下型がスライド移動して前記上型の下方に前記第１下型が位置したのち、前記上型が下降して前記第１下型に接合し、
前記２次成形準備工程では、前記１次成形後の前記中間組立品を含む前記上型が上昇し、前記下型がスライド移動して前記上型の下方に前記第２下型が位置したのち、前記上型が下降して前記第２下型に接合する請求項１記載の電池パックの製造方法。
【請求項３】
前記上型の下面と前記第２下型の上面とには、ランナがそれぞれ凹み形成されていて、前記上型と前記第２下型とが接合した状態で、前記上型の前記ランナと前記第２下型の前記ランナとが上下に重なり、
前記１次成形工程では、溶融樹脂が前記上型の前記ランナを介して前記上型と前記第１下型とのキャビティに流れ込み、
前記２次成形工程では、溶融樹脂が前記第２下型の前記ランナを介して前記第２下型のキャビティに流れ込む請求項２記載の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、素電池の外周面に電装品を仮組みした中間組立品において、素電池と電装品との外周面を樹脂モールドで覆う電池パックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１・２では、素電池の外周面に回路基板などの電装品を仮組み付設した中間組立品を金型にセットし、金型のキャビティに溶融樹脂を注入して、樹脂モールドで素電池と電装品とを一体化した電池パックを製造することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３４０７７号公報（段落番号００２１−００２３、図３）
【特許文献２】特開２００３−８６１５９号公報（段落番号００５９・００６５−００６６、図１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金型のキャビティに中間組立品をセットする際、キャビティの内壁面と中間組立品との間には、溶融樹脂が流れて樹脂モールドを成形するための隙間を要する。このため、キャビティにセットした状態で中間組立品に融通ガタが生じ、溶融樹脂の注入時にキャビティ内で中間組立品がズレ動いてしまう。この結果、樹脂モールドが薄くなる部分が生じ、樹脂モールドでの電装品の絶縁および保護などが不十分になるおそれがある。
【０００５】
この対策として、樹脂モールドを２回に分けて成形することが考えられる。つまり、中間組立品の下部側の前後左右の外周面を下型のキャビティの内壁面に当てて位置決めしたのち、上型のキャビティに露出する中間組立品の周面に溶融樹脂を充填して、樹脂モールドの１次成形部分を形成する。この後、１次成形時の下型のキャビティの内壁面との接触で形成できなかった残りの樹脂モールドを２次成形する。
【０００６】
この場合、樹脂モールドを２回に分けて成形するため、その分だけ樹脂モールドの成形に時間が掛かり、電池パックの製造時間が長くなって製造効率が悪くなるところに問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、素電池と電装品との外周面を樹脂モールドで適正に覆えながら、電池パックの製造の長時間化を低減できる電池パックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、図１に示すごとく、角箱状の素電池１の外周面に電装品を仮組みした中間組立品１３に対して、素電池１と電装品との外周面を覆う樹脂モールド２が形成された電池パックＰの製造方法であって、樹脂モールド２を成形する金型が、図４と図５とに示すごとく、上型１４と、第１下型１５および第２下型１６を左右に並べて一体化した下型とを有する。樹脂モールド２は、図９に示すごとく、仮組み後の中間組立品１３を第１下型１５のキャビティ１９に装着して位置決めする装着工程と、中間組立品１３の装着後の第１下型１５に上型１４を接合する１次成形準備工程と、上型１４と第１下型１５とのキャビティ１８・１９に溶融樹脂を流し込んで樹脂モールド２の１次成形部分２ａを形成する１次成形工程と、１次成形後の中間組立品１３を含む上型１４を、第１下型１５から分離して第２下型１６に接合する２次成形準備工程と、第２下型１６のキャビティ２０に溶融樹脂を流し込んで、樹脂モールド２の２次成形部分２ｂを形成する２次成形工程と、２次成形後の中間組立品１３を第２下型１６から取り外す取り出し工程とを経ることで形成する。その際、先行の中間組立品１３に対して２次成形工程を行なっている間に、次の中間組立品１３に対する装着工程を行い、次の中間組立品１３に対する１次成形工程の間に、先行の中間組立品１３に対して取り出し工程を行うようにしたものである。
【０００９】
具体的には、上型１４が上下方向にのみ移動し、下型が左右方向にのみスライド移動する。１次成形準備工程では、２次成形後の中間組立品１３を第２下型１６に残した状態で上型１４が上昇し、下型がスライド移動して上型１４の下方に第１下型１５が位置したのち、上型１４が下降して第１下型１５に接合する。２次成形準備工程では、１次成形後の中間組立品１３を含む上型１４が上昇し、下型がスライド移動して上型１４の下方に第２下型１６が位置したのち、上型１４が下降して第２下型１６に接合する。
【００１０】
上型１４の下面と第２下型１６の上面とには、ランナ２２がそれぞれ凹み形成されていて、上型１４と第２下型１６とが接合した状態で上型１４のランナ２２と第２下型１６のランナ２２とが上下に重なる。１次成形工程では、溶融樹脂が上型１４のランナ２２を介して上型１４と第１下型１５とのキャビティ１８・１９に流れ込む。２次成形工程では、溶融樹脂が第２下型１６のランナ２２を介して第２下型１６のキャビティ２０に流れ込むようにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１下型１５で中間組立品１３を位置決めして樹脂モールド２の１次成形を行い、１次成形後の中間組立品１３を残したままの上型１４を第２下型１６に接合して２次成形をするので、１次成形時にも２次成形時にも中間組立品１３がキャビティ内でズレ動くことがなく、素電池１と電装品との外周面を樹脂モールド２で適正に覆うことができる。金型は上型１４と第１下型１５と第２下型１６とで済むので、１・２次成形に必要な金型の個数を減らせる。
【００１２】
しかも、先行の中間組立品１３に対して２次成形工程が行なわれている間に、次の中間組立品１３に対する装着工程が行なわれ、次の中間組立品１３に対する１次成形工程の間に、先行の中間組立品１３に対して取り出し工程が行なわれるので、電池パックＰの１個当たりの樹脂モールド２の成形時間としては、装着工程と取り出し工程との時間の分だけ短縮できる。したがって、樹脂モールド２を２回に分けて成形しても電池パックＰの製造があまり長時間化せず、電池パックＰの製造効率の低下を軽減できる。
【００１３】
上型１４が上下方向にのみ移動し、下型が左右方向にのみスライド移動する形態を採ると、上型１４および下型の駆動機構の簡略化を図れる。そのうえで、１次成形準備工程で、２次成形後の中間組立品１３を含む第２下型１６が上型１４の下方からスライド移動して離れ、２次成形準備工程で、第１下型１５が上型１４の下方からスライド移動して離れると、２次成形後の中間組立品１３を第２下型１６から取り外す際や、第１下型１５に次の中間組立品１３を装着する際に上型１４が邪魔にならず、中間組立品１３の取り出しおよび装着の作業性が向上する。
【００１４】
上型１４のランナ２２と、第２下型１６のランナ２２とが上下に重なっていると、一つのノズル２３で上型１４と第１下型１５と第２下型１６のキャビティ１８・１９・２０に溶融樹脂を流し込むことができ、樹脂モールド２の成形のための機構の簡略化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１ないし図３は、本発明が対象とする電池パックＰを示しており、扁平角箱状の素電池１と、素電池１の前後左右の外周面に配される電装品と、素電池１に電装品を一体化する樹脂モールド２とを含んでいる。
【００１６】
素電池１は、上下面が実質的に平坦面に形成されており、前後幅寸法および左右幅寸法に比べて上下厚み寸法が小さい長方形の扁平角箱状に仕上がっている。樹脂モールド２は、前記電装品と、素電池１の上下面を除く前後左右の外周側面とを覆っており、ポリアミド樹脂、スチレン系エラストマ樹脂およびエチレン・酢酸ビニル（ＥＶＡ）系やポリウレタン（ＰＵＲ）系のホットメルト樹脂などで成形される。
【００１７】
素電池１は、外装缶４の内部に電極体と電解液とを封入した充放電が可能な二次電池、例えばリチウムイオン電池からなり、図２に示すごとく外装缶４の前面を塞ぐ封口板５の中央に負極端子６を備えている。外装缶４はアルミニウム板の深絞り加工品であり、封口板５はアルミニウム合金板で形成されている。前記電極体は、ＬｉＣｏＯ2 を活物質とする正極シートと、黒鉛を活物質とする負極シートとを合成樹脂製のセパレータを挟んで渦巻状に巻回してあり、全体が偏平状に押し潰し形成されている。
【００１８】
図２において電装品は、それぞれが素電池１の前側に配される回路ユニット７、短いリード線８および保護カバー９と、素電池１の後面側に配される温度ヒューズ１０と、素電池１の横側に配される長いリード線１１とを含んでいる。回路ユニット７には、素電池１の過放電や過充電を防止する保護回路などが配されており、また外部に臨む外部出力端子１２を有する。温度ヒューズ１０は、素電池１の温度が設定値を越える場合に素電池１の電流を遮断する。
【００１９】
短いリード線８は、負極端子６と回路ユニット７とにそれぞれ溶接されており、長いリード線１１は、回路ユニット７と温度ヒューズ１０とにそれぞれ溶接されている。これらの電装品を素電池１の前後左右の外周側面に仮組みして、図３に示す中間組立品１３を得る。
【００２０】
樹脂モールド２を成形する金型は、図４および図５に示すごとく、上下方向にのみ移動操作される上型１４と、左右方向にのみスライド移動操作される下型とを有する。下型は、第１下型１５と第２下型１６とを左右に並べて一体化してある。樹脂モールド２は、前記金型によって２回に分けて成形される。第１下型１５のキャビティ１９には、図３に示す仮組み後の中間組立品１３の下半分が装着され、該キャビティ１９の内壁で中間組立品１３の前後左右方向の位置決めがセットされる。
【００２１】
図５および図６に示すごとく、上型１４のキャビティ１８には、中間組立品１３の上半分が嵌り込む。第１下型１５に上型１４を接合し、両者間に溶融樹脂を注入することにより、樹脂モールド２の１次成形部分２ａが形成される。因みに、中間組立品１３は、第１・２の両下型１４・１５で挟み保持して上下方向の位置決めをする。図７および図８に示すごとく、第２下型１６のキャビティ２０には、１次成形後の中間組立品１３の下半分が嵌り込むようになっており、１次成形後の中間組立品１３を含む上型１４と、第２下型１６とを接合し、両者間に溶融樹脂を注入することにより、樹脂モールド２の２次成形部分２ｂを形成する。
【００２２】
図６および図８において、上型１４の下面と第２下型１６の上面とには、断面台形状のランナ２２がそれぞれ凹み形成されており、上型１４と第２下型１６とを接合した状態で上型１４のランナ２２と第２下型１６のランナ２２とが上下に重なる。１次成形時には、溶融樹脂がノズル２３から上型１４のランナ２２を介して上型１４と第１下型１５とのキャビティ１８・１９に流れ込む。２次成形時には、上型１４のランナ２２が１次成形時の樹脂で塞がれているため、溶融樹脂は、ノズル２３から第２下型１６のランナ２２を介して第２下型１６のキャビティ２０に流れ込む。
【００２３】
溶融樹脂の注入圧力は、注入速度の点からは高い方がよいが、過度に高いと素電池１の破損を招くため、１〜１０ＭＰａの範囲に設定した。溶融樹脂の温度は２００℃程度に設定した。上型１４の上壁と、第１・２の下型１５・１６の下壁とには、空気通路２４をそれぞれ設け、空気通路２４を介してキャビティ１８・１９・２０に空気を送り込んで、成形後の中間組立品１３を金型から容易に取り外せるようにした。
【００２４】
第１下型１５側での工程と、第２下型１６側での工程とは並行して行う。すなわち、図９（ａ）に示すごとく、樹脂モールド２の成形前である次の中間組立品１３は、第１下型１５のキャビティ１９に装着し、このキャビティ１９の内壁で中間組立品１３の前後左右方向の位置決めを図る（装着工程）。このとき、第２下型１６には、１次成形後の先行の中間組立品１３を含む上型１４が接合しており、溶融樹脂がノズル２３から第２下型１６のランナ２２を介して第２下型１６のキャビティ２０に流し込まれ、先行の中間組立品１３の周面および電装品の周囲に充填される。次いで、充填された溶融樹脂が保圧・冷却されて固化し、これによって先行の中間組立品１３に対して樹脂モールド２の２次成形部分２ｂが形成される（２次成形工程）。
【００２５】
続いて、図９（ｂ）に示すごとく、２次成形後の先行の中間組立品１３を第２下型１６に残した状態で、上型１４を第２下型１６から上方に分離し、更に下型を右方向にスライド移動させることにより、上型１４の下方に次の中間組立品１３を含む第１下型１５を位置させる。この後に上型１４を下降操作して、第１下型１５に接合する（１次成形準備工程）。
【００２６】
次に、図９（ｃ）に示すごとく、ノズル２３から上型１４のランナ２２を介して上型１４および第１下型１５のキャビティ１８・１９に溶融樹脂を流し込み、次の中間組立品１３の周面および電装品の周囲に充填する。充填された溶融樹脂が保圧・冷却されて固化し、これによって樹脂モールド２の１次成形部分２ａが形成される（１次成形工程）。この１次成形の間に、第２下型１６では、樹脂モールド２の形成が完了した先行の中間組立品１３（電池パックＰ）が取り外される（取り出し工程）。
【００２７】
続いて、図９（ｄ）に示すごとく、１次成形後の次の中間組立品１３（図１０）を含む上型１４を上方に分離し、下型を左方向にスライド移動させて上型１４の下方に第２下型１６を位置させ、上型１４を下降して第２下型１６に接合する（２次成形準備工程）。
【００２８】
この後、次の中間組立品１３に対して、図９（ａ）に示す前述の２次成形工程を行い、この２次成形工程の間に、更に次の中間組立品１３を第１下型１５に装着する。以下、これらの工程が繰り返される。
【００２９】
このように、先行の中間組立品１３に対して２次成形工程を行なっている間に、次の中間組立品１３に対する装着工程を行い、次の中間組立品１３に対する１次成形工程の間に、先行の中間組立品１３に対して取り出し工程を行うので、電池パックＰの１個当たりの樹脂モールド２の成形時間としては、装着工程と取り出し工程との時間の分だけ短縮できる。
【００３０】
具体的には、装着工程に１０秒、１次成形準備工程に1.５秒、１次成形工程に２０秒、２次成形準備工程に1.５秒、２次成形工程に２０秒、取り出し工程に５秒かかり、全体として５８秒だけかかるが、装着工程と取り出し工程との時間を短縮できる分だけ、全体として４３秒に短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】電池パックの斜視図
【図２】中間組立品の分解斜視図
【図３】中間組立品の斜視図
【図４】下型の横断平面図
【図５】上型と第１下型との接合状態を示す図４のＡ−Ａ線断面図
【図６】上型と第１下型との接合状態を示す図４のＢ−Ｂ線断面図
【図７】上型と第２下型との接合状態を示す図５に相当する縦断側面図
【図８】上型と第２下型との接合状態を示す図６に相当する縦断側面図
【図９】中間組立品に樹脂モールドを形成する工程を説明するための縦断側面図
【図１０】１次成形部分を形成した中間組立品の斜視図
【符号の説明】
【００３２】
１  素電池
２  樹脂モールド
２ａ  樹脂モールドの１次成形部分
２ｂ  樹脂モールドの２次成形部分
１３  中間組立品
１４  上型
１５  第１下型
１６  第２下型
１８・１９・２０  キャビティ
２２  ランナ
【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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