JP2000123809A - 電池パックの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐衝撃性などが良好で、量産的にも容易に実
現できる高信頼性の電池パックの製造方法の提供。 【解決手段】 第１の電池パック容器片５の被接合面
に、対向する被接合面を有する第２の電池パック容器片
６を位置合わせし、前記被接合面間を接合・一体化して
電池パック本体８を封装する工程を備えた電池パックの
製造方法であって、前記電池パック容器片５，６の対向
する被接合面を嵌合型に形成し、かつ最外側5b′，6b′
を除く対向被接合面5b，6b、5c，6c間に、接着剤９およ
び溶着リブ6eを互いに離隔して介挿させ、超音波エネル
ギーによる溶着リブ6eの溶融で一次固定した後、接着剤
９の硬化によって接合一体化することを特徴とする電池
パックの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、落下時などにおけ
る耐破損性がすぐれた電池パックを容易に得ることがで
きる製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数個の電池（素電池）で構成した電源
部品は、電池パック（パック電池）と称されて広く実用
に供されている。ここで、電池パックは、一般的に、電
気絶縁性を有する容器の中に、複数個の電池、これらの
電池を電気的に接続する配線回路、安全素子、接続端子
などを内蔵した構造に成っている。このような電源部品
は、従来、一次電池が主体であったが、最近は、充放電
可能な二次電池にその地位が移行し、年々その用途が拡
大化するとともに需要も増大化している。また、電池パ
ックについては、電源として使用する電子機器類、たと
えば携帯電話機、ビデオカメラ、パーソナルコンピュー
ター(PC)、電動自転車などの小形化に伴って、小形軽量
化が要求されている。

【０００３】ところで、電池パックは、一般的に、次の
ような構造を採っている。すなわち、分割型の樹脂もし
くはゴム製の電池パック容器片と、一方の電池パック容
器片内に装着・配置された複数個の電池および前記電池
を電気的に接続する配線回路と、配線回路に接続し電池
パック容器片の壁部に導出・配置された外部接続用端子
部と、前記一電池パック容器片の被接合面（通常は平
面）に、対応する被接合面（通常は平面）を一体化して
素電池および配線回路を封装する他の電池パック容器片
とを有する構成である。

【０００４】なお、上記樹脂製の電池パック容器片相互
の接合・一体化は、図３に要部構成を断面的に示すごと
く、電池パック容器片1a，1bのうち、一方の電池パック
容器片1aの被接合面に形設された溶着リブを対向する他
方の電池パック容器片1bの被接合面に超音波溶接1c′す
ることによって行われている。図３において２は電池、
３は配線回路、４は外部接続端子である。

【０００５】さらに、上記超音波溶接方式の代りに、電
池パック容器片1a，1bの対向する被接合面間に接着剤層
を介挿させ、接着・一体化する方法、ネジ止めによる固
定・接合法、あるいは係止爪などによる嵌合・固定法な
ども知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記一
方の電池パック容器片1a（1b）の被接合面に、溶着リブ
を配置（形設）しておき、その被接合面を位置合わせし
た後、所要の超音波処理を施して、電池パック容器片1
a，1b同士の接合・一体化する場合は、次のような不都
合が認められる。たとえば、電池パック容器片1a，1bの
平面的な被接合面間の超音波接合法は、作業性や小形軽
量化などの点では有利であるが、接合強度などの点が懸
念される。

【０００７】つまり、各種電子機器類の携帯型化などに
伴って、電池パックは大容量化の傾向にあり、必然的
に、重量なども増大する。また、電池パックの搬送や取
扱操作中に、電池パックを落下することもあり、このよ
うなときに、電池パックが機械的に破損など起こしては
ならない。しかし、前記電池パック容器片1a，1bの接合
・一体化を超音波溶接で行った構成の場合、落下試験な
どに耐えないこともある。 一方、接着剤による電池パ
ック容器片1a，1bの接合・一体化は、接着剤の硬化所要
時間が比較的長く、その間位置ズレなどを生じ易く、作
業性が劣るとともに、接着剤の食み出しなどによって外
観が損なわれ易いという問題がある。その他、ネジ止め
による固定・接合法の場合は、作業性および小形軽量化
の点で、また、係止爪などによる嵌合・固定法の場合
は、強度が劣るだけでなく設計上の制約もあるなど、表
１に示すようにいずれも一長一短がある。表１において
評価Ａ＝良、Ｂ＝ 、Ｃ＝不良である。

【０００８】 上記のように、いずれの場合も電池パック容器片1a，1b
同士の接合強度が、落下試験に耐えない程度に不十分な
場合があって、上記、接合手段を採った電池パックの構
成では、実用上、改善・改良が期待されている。

【０００９】本発明は、上記事情に対応してなされたも
ので、耐衝撃性などが良好で、量産的な実現も容易な、
高信頼性の電池パックの製造方法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
の電池パック容器片の被接合面に、対向する被接合面を
有する第２の電池パック容器片を位置合わせし、前記被
接合面間を接合・一体化して電池パック本体を封装する
工程を備えた電池パックの製造方法であって、前記電池
パック容器片の対向する被接合面を嵌合型に形成し、か
つ最外側を除く対向被接合面間に、接着剤および溶着リ
ブを互いに離隔して介挿させ、超音波エネルギーによる
溶着リブの溶融で一次固定した後、接着剤の硬化によっ
て接合一体化することを特徴とする電池パックの製造方
法である。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載の電池パ
ックの製造方法において、嵌合型被接合面の嵌合先端面
に溶着リブが配置されることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求
項２記載の電池パックの製造方法において、嵌合型被接
合面の内側係合先端面に接着剤が配置されることを特徴
とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか一記載の電池パックの製造方法において、接
着剤が配置される嵌合型被接合面に隣接して接着剤の掻
き落としリブを設けておくことを特徴とする。

【００１４】本発明に係る電池パック容器は、たとえば
ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニ
リデン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、
ポリ塩化ビニリデン樹脂およびポリ塩化ビニル樹脂、あ
るいは塩化ゴム、メチルゴム、ポリイソプレン系ゴム、
ポリブタジェン系ゴム、ブチルゴム、 SBRゴム、 NBRゴ
ム、ポリイソブチレン系ゴム、クロロプレン系ゴム、ネ
オプレン系ゴムなどを素材としたものが挙げられる。つ
まり、加工性、量産性、コストなどから合成樹脂を素材
とした箱型などであり、また、超音波溶接で、電池パッ
ク容器に一体化する操作を考慮するとたとえば２分割片
など、分割片数をなるべく小さく設定するのが望まし
い。なお、ここでは、これら樹脂およびゴム類を併せて
樹脂とする。

【００１５】本発明においては、前記樹脂類から成り、
かつ対向する被接合面を有する電池パック容器片は、前
記被接合面が嵌合型に形成されている。また、前記嵌合
型の被接合面においては、最外側を除く対向被接合面間
に接着剤および溶着リブを互いに離隔して介挿させられ
る。

【００１６】ここで、接着剤および溶着リブを互いに離
隔・配置するのは、溶着リブに隣接して接着剤が介在す
ると、超音波エネルギーによる溶着リブの溶融で一次固
定するときに、溶着リブの溶融・溶着に先だって、接着
剤が食み出して、外観不良などを招来し易いからであ
る。また、この溶着リブの溶融・溶着を先行させるの
は、溶着リブの溶融・溶着で電池パック容器片同士の接
合部を一次的に固定し、位置ズレなどの発生を防止ない
し回避した状態で接着剤を硬化させることにより、良好
な作業性を確保しながら、強度の高い接合一体化が図ら
れる。

【００１７】本発明において、嵌合型被接合面の嵌合先
端面に配置する溶着リブは、一般的に、電池パック容器
片の一部を断面三角状に突起化させたもので、嵌合先端
面に連続した環状、もしくは間欠的に配置した構成とし
てもよい。ここで、溶着リブは、一般的に、電池パック
容器片の被接合面幅の 1/2〜 1/1の帯状に、また、高さ
0.3〜 1mm程度とすればよい。

【００１８】本発明において使用する接着剤は、たとえ
ばシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、シリル基含有樹
脂系などが挙げられる。ここで、一般的に、硬化所要時
間の長い一液性の接着剤を使用した場合は、高い接合強
度が得易く、また、弾性を有する接着剤を使用した場合
は、耐衝撃性のすぐれた接合を形成できるので、超音波
溶着の耐衝撃をカバーすることができる。

【００１９】なお、前記接着剤の配置は、嵌合型被接合
面の内側（容器内壁面側）係合先端面とし、前記嵌合先
端面に形設した溶着リブと離隔した面に連続した環状、
もしくは間欠的に行ってもよいが、嵌合先端面に間欠的
に形設した溶着リブ間隔に接着剤がを置することもでき
る。さらに、前記接着剤を配置した嵌合型被接合面に隣
接して、流れ出す接着剤の掻き落とし用もしくは溜め用
のリブを設けておくと、接着剤の食み出しによる外観不
良の発生を効果的に回避ないし解消することができる。

【００２０】本発明では、電池パック容器片同士の接合
が、嵌合型被接合面同士の超音波溶着による一次的接合
と、他の被接合面における接着剤による接合との２段的
に成される。つまり、電池パック容器片は、溶着リブの
溶着作用による被接合面同士の一次的接合（仮固定）に
よって、位置ズレなど回避ないし防止して作業性の改善
を図りながら、一方では、一次的接合領域とは離隔領域
で接着剤の硬化による強度の高い接合が行われる。

【００２１】したがって、被接合面同士の超音波接合に
よる位置ズレ回避を兼ねた接合と、接着剤による強度の
高い接合との両特長が十分に生かされて、落下などによ
る衝撃に遭っても、接合部の剥離・離脱なども回避さ
れ、所要の機能を呈する電池パックが提供される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図１および図２(a) ，(b) ，
(c) を参照して実施例を説明する。

【００２３】実施例１ 図１は、電池パック容器の概略構成を展開して示す斜視
図である。図１において、５，６は嵌合型被接合面同士
を接合することにより電池パック容器を形成する電池パ
ック容器片（分割片）で、それぞれ箱型の構成となって
いる。

【００２４】ここで、電池パック容器片（下ケース）５
は、複数個の素電池（たとえばニッケル水素電池）およ
び前記素電池を電気的に接続する配線回路などを内蔵
（内装）とともに、入出力端子導出部5aなどを有する。
また、電池パック容器片５，６の開口端は、図２(a) に
要部構成を拡大して断面的に示すように、段差付き型に
形成されており、電池パック容器片５の内側段付き端面
5bが、電池パック容器片（上ケース）６の開口端の内側
段付き端面6bに対する被接合面を成している。

【００２５】さらに、電池パック容器片５の外側段付き
端面5cが、電池パック容器片６の外側段付き端面6cに対
する被接合面を成しており、電池パック容器片５の嵌合
溝5dが、電池パック容器片６の嵌合部先端面6dに対する
被接合面を成している。

【００２６】ここで、電池パック容器片５の内側段付き
端面5bは厚さ5b₁ が 0.5mm，高さ5b₁ ′が 5.0mmの係止
部により、外側段付き端面5cは厚さ5c₁ が 0.4mm，高さ
5c₁′が 1.0mmの係止部により、また、嵌合溝5dの幅5
d′が 0.6mmにそれぞれ形成されている。一方、電池パ
ック容器片６の内側段付き端面6bは厚さ6b₁ が 0.5mm，
高さ6b₁ ′が 5.1mmの係止部と、外側段付き端面6cは厚
さ6c₁ が 0.5mm，高さ6c₁ ′が 4.0mmの係止部と、ま
た、嵌合部6dの厚さ6d₁ が 0.5mm，高さ6d₁ ′が 0.6mm
と、それぞれ形成されている。

【００２７】なお、電池パック容器片５の内側段付き端
面5bは、高さ 1.5mmまでの厚さを 0.5mm，それ以上の部
分（ 3.0mm）の厚さ5d₂ を 0.4mmとし、接着剤が嵌合溝
5dに流れ込むのを防止するようにしてある。また、電池
パック容器片６の嵌合部6d先端面の溶着リブ6eは、底辺
0.4mm，高さ 0.4mmの断面三角形に形成されている。次
いで、電池パック容器片（下ケース）５内に、電池群、
配線回路、その他の回路素子などを装着・配置する一
方、電池パック容器片（上ケース）６の内側段付き端面
5bに接着剤（たとえばシリル基含有ポリマー）９を塗布
する。その後、前記電池パック容器片５，６の嵌合型被
接合面同士を位置合わせし、電池パック容器片６上の所
要面に超音波ホーンを当て、溶着リブ6eに超音波エネル
ギーを付与し、その溶着リブ6eの嵌合溝5d面に対する溶
融・溶着6e′で、一次的な接合を行った。

【００２８】図２(b) ，(c) は、上記超音波溶着過程に
おける電池パック容器片５，６の嵌合型被接合面の推移
を模式的に示す要部断面図である。

【００２９】上記電池パック容器片５，６の嵌合型被接
合面同士の一次的な接合により、そのまま接着剤９が硬
化するまで放置しても、位置ズレなど起こすことなく、
また、外観なども何等損なわれることなく、かつ接合強
度の高い電池パック容器が形成され、落下対策のすぐれ
た電池パックを容易に得ることができた。

【００３０】実施例２ 実施例１の場合は、接着剤（たとえばシリル基含有ポリ
マー）９を電池パック容器片（上ケース）６の内側段付
き端面5bに塗布し、嵌合部6d先端面の溶着リブ6eとは異
なる面に分離した構成を採ったが、この実施例の場合
は、嵌合部6d先端面に間欠的に配置された溶着リブ6eの
間隔に、超音波溶着時に溶着リブ6eとは接しないように
接着剤９を配置した他は、同様の操作で電池パックを製
造した。この実施例の方式によれば、接着剤９の塗布面
が溶着リブ6e配置面と共用されるため、電池パック容器
片５．６の肉厚を薄くすることができ、その分、軽量化
などが図られる。

【００３１】上記の各実施例の製造方法で製造（接着剤
硬化後）してから24時間経過後、落下強度の試験を行っ
た結果を表１に示す。この電池パックの落下強度試験
は、厚さ30mmの堅木面上に高さ45cm、75cmもしくは 100
cmの位置から、それぞれ 6個の電池パックを試料とし、
6面 1サイクルの落下条件で、電池パック容器（ケー
ス）の超音波溶着部の剥離や割れの発生数で評価した。

【００３２】また、比較のため、上下ケース５，６の被
接合面を超音波溶着で接合・一体化して製造した電池パ
ックについても同じ条件で落下試験を行った結果を表２
に併せて示す。

【００３３】 なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、発
明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ること
ができる。すなわち、上記では電池パック容器５，６の
構成において、内装（内蔵）する電池は、ニッケル水素
電池の代りにニッケルカドミウム電池でもよいし、ま
た、その数も適宜選択してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池パック容器片同士は、溶着リブの溶着で一次的に固
定され、位置合わせされた状態を保持し、さらに、接着
剤の接着・接合作用で接合・一体化する。つまり、溶着
リブの溶着不良および接着剤の食み出しなどを回避する
一方、これらによる接合・一体化の特長である作業性の
よさと耐クリープ性、および耐衝撃強度のよさを生かし
て、歩留まりよく、かつ量産的で、信頼性の高い機械的
な接合が図られる。したがって、持ち運び過程もしくは
操作過程で、誤って落下などした場合でも、破損を起こ
す恐れが解消されて、取扱い易い電池パックを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電池パック容器の要部構成例を展
開して示す斜視図。

【図２】(a) は電池パック容器片の嵌合型被接合面の構
成を拡大して示す断面図、(b)，(c) は嵌合型被接合面
による接合・一体化の過程を模式的に示す拡大断面図。

【図３】従来の電池パック容器の接合部を模式的に示す
断面図。

【符号の説明】

１，２，３，４……電池パック容器分割片 1a，2a，3a，4a……被接合面 1b，4c……溶着リブ 3d……凹部 ５……電池パック容器片（下ケース） 5b，5c……係合部 5d……嵌合溝 ６……電池パック容器片（下ケース） 6b，6c……係合部 6d……嵌合部 6e……溶着リブ ７……コネクター ８……電池パック本体 ９……接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電池パック容器片の被接合面に、
   対向する被接合面を有する第２の電池パック容器片を位
   置合わせし、前記被接合面間を接合・一体化して電池パ
   ック本体を封装する工程を備えた電池パックの製造方法
   であって、 前記電池パック容器片の対向する被接合面を嵌合型に形
   成し、かつ最外側を除く対向被接合面間に、接着剤およ
   び溶着リブを互いに離隔して介挿させ、超音波エネルギ
   ーによる溶着リブの溶融で一次固定した後、接着剤の硬
   化によって接合一体化することを特徴とする電池パック
   の製造方法。
2. 【請求項２】 嵌合型被接合面の嵌合先端面に溶着リブ
   が配置されることを特徴とする請求項１記載の電池パッ
   クの製造方法。
3. 【請求項３】 嵌合型被接合面の内側係合先端面に接着
   剤が配置されることを特徴とする請求項１もしくは請求
   項２記載の電池パックの製造方法。
4. 【請求項４】 接着剤が配置される嵌合型被接合面に隣
   接して接着剤の掻き落としリブを設けておくことを特徴
   とする請求項１ないし請求項３いずれか一記載の電池パ
   ックの製造方法。