(57)【要約】【課題】  電池の体積当たりの保有エネルギを向上さすため、溶着する面が熱板の基準面に対して傾斜をもつ部分を有する場合には、傾斜の取り方や溶着代の与え方によっては、必ずしも信頼性の高い熱溶着が得られない欠点があった。【解決手段】  熱板により熱溶着すべき面が屈曲した面上にある合成樹脂製の電槽または蓋を使用した電池において、電槽または蓋の少なくとも一方の溶着面に設ける溶着代の、熱板の基準面に垂直方向の高さを、基準面に対して傾斜角をもつ部分においては、基準面に平行な部分より大にする。また。急峻な傾斜面を設ける場合の、傾斜面の高さ、溶着代の高さ、と傾斜角の限度との関係も示した。【選択図】図１
2005267957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに熱板により熱溶着すべき溶着面が、熱板の基準面に対応した第１面と、熱板の基準面に平行な第２面と、第１面と第２面の間に傾斜角を形成した傾斜面とからなる、屈曲した面上にある合成樹脂製の電槽または蓋を使用した電池であって、電槽または蓋の少なくとも一方の溶着面に設ける溶着代の、傾斜面における垂直方向の高さを、第１面または第２面における垂直方向の高さより大にすることを特徴とする電槽、または蓋を使用した電池。
【請求項２】
第１面または第２面における垂直方向の溶着代の高さをＡ、傾斜角がθである傾斜面における垂直方向の溶着代の高さをＡ'としたとき、
Ａｃｏｓθ≦Ａ'≦Ａ（１＋ｃｏｓθ）
とした、請求項１記載の電池。
【請求項３】
第１面から第２面の溶着代を含む頂面までの高さがＨ、一つの傾斜面における傾斜角がθであるとき、
π／２＞θ＞０
Ｈ／ｔａｎθ−Ａ／ｓｉｎθ＞０
の双方を満たすことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の、特に発電要素を収納する容器を構成する一部分と他の部分とを熱接着する場合の、構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池の発電要素を収納する容器を構成する一部分と他の部分、例えばモノブロック電槽とその蓋とを熱接着する場合、安全上、または体積効率向上の目的で、側壁の全体または一部よりも上方に突出して電槽隔壁に一体に形成された突出部を有する蓄電池の提案がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、電槽の正、負端子側の側壁を他の側壁より凹設しているものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１２１０６２号公報
【特許文献２】特開平０８−０７７９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電池の体積当たりの保有エネルギを向上さすには、発電要素の改良と共に、付属部品を含む組み立て構造の改善も必要である。特に複数のセルからなる、いわゆるモノブロックの二次電池では、セル間接続部品や充電操作上必要な部品の配置を適正にする必要がある。電槽と蓋とが双方とも同じ材質の熱可塑性合成樹脂であれば熱溶着が適用でき、たとえば熱板を使用した溶着により、気密、液密を保ち、かつ、充分な機械的強度をもつ構造物を得る方法が広く行われていることは周知のとおりである。しかし、溶着する連続した面が同一平面上にある場合の作業は容易であるが、上記の特許文献１または２のように、溶着する面が屈曲していて、熱板の基準面に対して傾斜角を形成した傾斜面を有する場合には、傾斜角の取り方や溶着代の与え方によっては、必ずしも信頼性の高い熱溶着が得られない欠点があった。しかし、上記特許文献１および２にはこの点に関する開示は行われていない。本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、熱板の基準面に対して傾斜角を形成した傾斜面を高度の信頼性をもって溶着するための、傾斜角の取り方と溶着代の与え方を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、互いに熱板により熱溶着すべき面が、熱板の基準面に対応した第１面と、熱板の基準面に平行な第２面と、第１面と第２面の間に傾斜角を形成した傾斜面とからなる、屈曲した面上にある合成樹脂製の電槽または蓋を使用した電池であって、電槽または蓋の少なくとも一方の溶着面に設ける溶着代の、傾斜面における垂直方向の高さを、第１面または第２面における垂直方向の高さより大にすることを特徴とする電槽、または蓋を使用した電池である。
【０００７】
請求項２では、第１面または第２面における垂直方向の溶着代の高さをＡ、傾斜角がθである傾斜面における垂直方向の溶着代の高さをＡ'としたとき、
Ａｃｏｓθ≦Ａ'≦Ａ（１＋ｃｏｓθ）
とした、請求項１記載の電池である。
【０００８】
請求項３では、第１面から第２面の溶着代を含む頂面までの高さがＨ、一つの傾斜面における傾斜角がθであるとき、
π／２＞θ＞０
Ｈ／ｔａｎθ−Ａ／ｓｉｎθ＞０
の双方を満たすことを特徴とする、請求項１または請求項２記載の電池である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１では、電池の付属部品を電池内の空間に取り込み外形をコンパクトにまとめ、または、使用目的に適合する複雑な形状にする場合に、凹凸、傾斜のある溶着面を信頼性高く熱溶着することができる。
【００１０】
請求項２では、請求項１の効果に加え、傾斜角がθである傾斜面の溶着代を簡便に算出する利点を有する。
【００１１】
請求項３では、傾斜角が急峻な傾斜面を信頼性高く熱溶着できるので、請求項１または２の効果をさらに高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態の詳細を図面および実施例により説明する。図１および図２はいずれも本発明の原理の説明図である。Ｌ−Ｌ'は熱板の基準面で、溶着されるべき２物体、たとえば電槽と蓋は該面に垂直に移動して加熱および接着が行われる。ａ−ｂ−ｃ−ｄは一方の物体、たとえば電槽の溶着面で、ｃ−ｄは基準面に対応した第１面、ａ−ｂは基準面に平行な第２面、ｂ−ｃは第１面と第２面の間に傾斜角θを形成した傾斜面からなる。ａ'−ｂ'−ｃ'−ｄ'は、通常の電槽の溶着面に与えられる溶着代で、Ａは該溶着代の第１面または第２面における垂直方向の高さである。ｂ'−ｂ"−ｃ"は本発明による傾斜面の溶着代であり、Ａ'は該溶着代の、傾斜面における垂直方向の高さである。また、Ｈは第１面からａ'−ｂ'面までの高さである。ｈ１−ｈ２−ｈ３−ｈ４は熱板の加熱面を示し、基本的には電槽の溶着面ａ−ｂ−ｃ−ｄを平行移動した位置にある。 なお、熱板の基準面Ｌ−Ｌ'は必ずしも水平に定められるとは限らないが、簡単のため水平とする。
【００１３】
電槽の溶着代は成型金型の工作上、電槽の溶着面ａ−ｂ−ｃ−ｄをＡだけ上方に平行移動した形となるので、傾斜面の溶着代の該面に直角な高さはＡｃｏｓθとなり、θが大になるほど高さは小となる。
【００１４】
図１は、中程度の傾斜角をもつ溶着面の例で、
Ｈ／ｔａｎθ−Ａ／ｓｉｎθ＞０
の場合を示し、
図２は、急峻な傾斜角をもつ溶着面の例で、
Ｈ／ｔａｎθ−Ａ／ｓｉｎθ＜０
の場合を示す。
【実施例１】
【００１５】
溶着代Ａ＝２ｍｍを設けた第１面と、第１面からその溶着代を含む頂面までの高さＨが１０ｍｍである第２面と、溶着代Ａ'＝３．５ｍｍを設けた、傾斜角θが６０度である傾斜面とからなる電槽を、電槽グレードのポリプロピレンを射出成型して作成し、これに適合するポリプロピレン製の蓋を同様の材料で作成した。傾斜面の溶着代を少しずつ切削して、Ａ'＝Ａｃｏｓ６０°＝１ｍｍに至る１６種の試料を作成した。規定の条件により熱板を用いて溶着した後室温（２５℃）下にて放冷し、傾斜面および第１面と第２面から、それぞれの面に対して直角に引張り試験用の試験片を切り取る、引張り試験に供した。第１面と第２面の引張り強さの平均を１００とし、種々のＡ'の大きさに対して、傾斜面の引張り強さを％で表示してプロットしたものを図３に示す。
【００１６】
図３から、Ａ'が１〜１．３ｍｍの範囲では、傾斜面の引張り強さが第１面と第２面の引張り強さの５０％に満たないものもあったが溶着はされていた。これに対し、Ａ'が１．５ｍｍを超えると引張り強さは急激に上昇し、Ａ'が２ｍｍ以上では第１面と第２面の引張り強さの約９０％が確保されていることがわかる。ただし、Ａ'が３ｍｍを超えると、引張り強さの上昇は認められず、溶融した樹脂が外にはみ出し、外観不良が認められるようになった。このような外観不良は、電槽と蓋との間の空間が狭い電池では機能面に障害を及ぼすことが考えられるので、好ましくない。
【００１７】
実施例１において、Ａが２ｍｍであって、Ａ'が１ｍｍから３ｍｍの範囲では、Ａｃｏｓ６０°が１ｍｍ、Ａ（１＋ｃｏｓ６０°）が３ｍｍに相当するので、Ａ'が１ｍｍから３ｍｍの範囲にあって、Ａが２ｍｍであるとき、一つの良好な熱溶着が可能であると言える。しかしながら、熱溶着の強度を充分に保ち、外観にも留意し、かつ、材料の浪費にもなる樹脂の過度のはみ出しを避けるには、Ａ'＝Ａとし、θの大きさに応じてｂ'−ｂ"およびｃ'−ｃ"の長さを１±０．５ｍｍの範囲にするのがよい。
【実施例２】
【００１８】
同様の材料で、Ａを２ｍｍ、Ｈを１０ｍｍ、Ａ'を２ｍｍとして、傾斜角θを７５度から１度ずつ増加させた試料を作成し、実施例１と同様に、熱溶着を行った後引張り試験に供した。結果は、θが７８度以下では傾斜面の引張り強さは第１面と第２面のそれと略同等であったが、θが７９度以上になると、図２に示した如く、ｂ'−ｂ"の長さが大きくなって、熱板によって溶着代が削り取られてしまい、外観不良になるばかりでなく、引張り強さも低下することがわかった。
【００１９】
同様に、Ａを２ｍｍ，θを７８度、Ａ'を２ｍｍとし、Ｈを１２ｍｍから１ｍｍずつ減少させた試料を作成して、熱溶着を行った後引張り試験に供した。Ｈが１０ｍｍ以上では外見上溶着ができており、傾斜面の引張り強さは第１面と第２面のそれと略同等であったが、９ｍｍを下廻ると、熱板が溶着代を削り取り外観不良になるばかりでなく、引張り強さも低下した。
【００２０】
このことは、図２の説明図によれば、傾斜面に好ましい高さの溶着代を与えても、傾斜角が急峻な場合には、該溶着代の相当の部分が熱板との接触によって、熱板の加熱面の角ｈ３で削り取られる場合があることを意味している。これを避けるために、
Ｈ／ｔａｎθ＞Ａ／ｓｉｎθ
となるように設計する必要がある。
【００２１】
以上の図面および実施例では、熱板の基準面Ｌ−Ｌ'に対して傾斜角θを有する傾斜面と第１面および第２面とからなる溶着面について説明したが、本発明は前記溶着面の一部が円弧状に湾曲している場合にも適用できる。この場合は、該溶着面の一点の傾斜角θはその点の接線の作る角度とすればよく、円弧を描く部分の溶着も良好に実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
電池の体積当たりの保有エネルギーの向上は、小型の電子機器用から大型の電気自動車用などに求められる必須の要件であり、発電要素の改良と共に、付属部品を含む組み立て構造の改善も必要である。特に複数のセルから成るモノブロック二次電池において、セル間接続部品や充電操作上必要な部品の配置を適正にする必要があり、本発明によれば、電池容器の信頼性の高い熱接着が得られる設計ができるので産業上の利用可能性が大である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の原理の説明図（Ｈ／ｔａｎθ−Ａ／ｓｉｎθ＞０の場合）である。
【図２】本発明の原理の説明図（Ｈ／ｔａｎθ−Ａ／ｓｉｎθ＜０の場合）である。
【図３】傾斜面の溶着代の高さによる傾斜面の引張り強さの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
ａ−ｂ−ｃ−ｄ          電槽の溶着面
ａ'−ｂ'−ｃ'−ｄ'      電槽の溶着面に与えられる溶着代
ｂ"−ｂ"−ｃ"          傾斜面の溶着代
ｈ１−ｈ２−ｈ３−ｈ４  熱板の加熱面
Ａ                      溶着代の第１面および第２面に垂直な方向の高さ
Ａ'                    溶着代の傾斜面に垂直な方向の高さ
Ｌ−Ｌ'                熱板の基準面
Ｈ                      ｃ−ｄ面からａ'−ｂ'面までの高さ
【図１】
2005267957.tif 000003
【図２】
2005267957.tif 000004
【図３】
2005267957.tif 000005