JP2004122592A - 箱型ケース製造用型枠体、その型枠体を用いた箱型ケース製造装置及びその型枠体を用いた箱型ケース製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリーを収納する肉厚の薄い箱体ケースの剛性を保ちながら蓋体との超音波溶接を効果的に行うことのできるバッテリーパック製造装置を提供する。
【解決手段】箱体ケース２０を挿着する内側型材１２は、側壁を貫通する複数の空気流通孔１４が配列される。内側型材１２を挿着する外側型材１０は、複数の空気流通孔１４が一括して連絡される溝１７と空気排出孔１８が形成される。複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８とで形成される空気吸引通路内の空気を吸引する。箱体ケース２０の外面部は内側型材１３の側壁面に吸引され密着し、箱体ケース２０の剛性を維持したまま蓋体２１との超音波振動による溶接を行う。
【選択図】 図１
【解決手段】箱体ケース２０を挿着する内側型材１２は、側壁を貫通する複数の空気流通孔１４が配列される。内側型材１２を挿着する外側型材１０は、複数の空気流通孔１４が一括して連絡される溝１７と空気排出孔１８が形成される。複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８とで形成される空気吸引通路内の空気を吸引する。箱体ケース２０の外面部は内側型材１３の側壁面に吸引され密着し、箱体ケース２０の剛性を維持したまま蓋体２１との超音波振動による溶接を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーを収納する箱体ケースが肉薄のバッテリーパック製造装置及びその製造方法に係り、特に０．８ｍｍ以下の肉厚の箱体ケースと蓋体とを超音波溶着するバッテリーパック製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯用ノートパソコンや携帯電話などの小型機器は、例えば充電式の２次電池によって駆動される。２次電池は通常、電池ケースに収められて小型機器本体内に収納され、使用中に
２次電池の電圧が低下した場合には、別の充電された電池ケースに収められた２次電池と交換して使用を継続する。
【０００３】
最近の携帯用ノートパソコンや携帯電話などの小型化、軽量化に伴いそれらの機器の電源として内部に装着される電池のケースも機器に占める体積を少なくするためケースを成形した際の樹脂の厚み、即ち肉厚は、０．８ｍｍ以下にまで薄くすることが可能となった。
【０００４】
上述した２次電池のケースは、一般的にケース本体となる箱体に電池を収めた後、箱体の開口部に蓋板を載せ、開口部周縁と蓋板との溶着部に超音波振動を与え超音波溶接することが行われている。
【０００５】
超音波溶接は、加圧しながら溶接部分に超音波振動を与え、その振動エネルギーを利用して行う溶接法である。従って、箱体開口部の周縁と蓋板とが接する溶接部には、振動エネルギーが効率良く伝達される必要がある。
【０００６】
従来のバッテリーパック製造装置は、図８及び図９に示すように箱体ケース１が受けジグ２内に入り子式に挿入される。箱体ケース１内には、例えばＬＩＰ１２０２形式のリチュームポリマー電池が収納される。
【０００７】
受けジグ２は、予め箱体ケースの現物からラバー又はアルミニウムなどの金属で型を採って準備される。受けジグ２は、入り子式に型枠３に挿入され、箱体ケース１の開口部は、蓋体４で覆われる。開口部周縁が蓋体４と接触する部分５は、図１０に示すように図示しない超音波溶接装置のホーン６が上方より下降し、蓋体４に接触した状態で超音波による振動エネルギーが与えられ溶接される。
【０００８】
従来、バッテリーパックのケースの薄膜化を図る先行技術文献として以下のものが挙げられる。
例えば、１．５ｍｍ以下の薄肉化、小型化を可能にしたバッテリーパック用リードフレームインサート基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。このバッテリーパック用リードフレームインサート基板の発明は、バッテリーパックのケースを基板成形品で形成し、その基板成形品内でインサートされたリードフレームにて所要の回路パターンを形成しつつ出力端子、充電端子、電池への接続バーを形成し、それら各要素のリードフレームは要素に従って一部を露出させることを開示している。そして、部品点数、接続点数を少なくし、接続による信頼性の低下を防ぎ、１．５ｍｍ以下の薄肉化、小型化を可能にした旨の記載がある。
【０００９】
また、射出成形方法によって製造される熱可塑性樹脂の一体成形品でなるバッテリーケースの発明であって、成形品の肉厚を薄くすることによって成形品の強度が低下するのを防ぐためケースの側壁部間の角部の内面又は外面に複数の凸部を形成し、これら凸部間に凹部を形成する構造のものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、樹脂成形品の主要部分を０．３ｍｍ以下の厚みに成形するのに射出成形機の一次成形圧力を３，５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の射出圧力で成形する薄肉成形品の成形方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１９５４６５号公報
【特許文献２】特開平１０−９２３９３号公報
【特許文献３】特開平２００１−５８３３２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケース本体の肉厚を薄くする、いわゆる薄肉化を図り０．８ｍｍ以下にまで薄くするとケース本体の開口周縁部と蓋板との溶接部に超音波振動を与えたときケースの薄肉部分の剛性が弱く、元の形状を維持できず変形してしまい振動エネルギーがケースの開口部周縁、即ち溶接部分に均一に伝わらなくなり溶接状態が悪くなるという欠点があった。
【００１３】
そこで本発明の目的は、上記欠点を除去しバッテリーを収納する肉厚の薄いケースの剛性を保ちながらケースと蓋体の超音波溶接を効果的に行うことのできる箱型ケース製造用型枠体、その型枠体を用いた箱型ケース製造装置及びその型枠体を用いた箱型ケース製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決する手段】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項１記載の箱型ケース製造用型枠体は、包装対象物が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部が一面に開口されたブロック状の型材からなり、型材には本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成させる第１の吸引部と、を設けたことを特徴としている。
【００１５】
本出願の請求項２に記載の箱型ケース製造用型枠体は、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設けたことを特徴としている。
【００１６】
本出願の請求項３記載の箱型ケース製造用型枠体は、第１の吸引部が側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００１７】
本出願の請求項４記載の箱型ケース製造用型枠体は、第２の吸引部が本体収納部の底面においてケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００１８】
本出願の請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体は、包装対象物が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部が一面で開口されたブロック状の内側型材と、内側型材が嵌合される型材収納部を有する外側型材と、を備え、
内側型材には、本体収納部の側壁面に開口され且つ負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接させる第１の吸引部を設け、
外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことを特徴としている。
【００１９】
本出願の請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材に、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設け、外側型材に、上記第２の吸引部と第１の連通路とを連通する第２の連通路を設けたことを特徴としている。
【００２０】
本出願の請求項７記載の箱型ケース製造用型枠体は、第１の吸引部が側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００２１】
本出願の請求項８記載の箱型ケース製造用型枠体の第２の吸引部は、本体収納部の底面においてケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００２２】
本出願の請求項９記載の箱型ケース製造装置は、発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部と、当該本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接させる第１の吸引部と、を設けた型枠体と、
型枠体に接続されて第１の吸引部に負圧を供給する負圧発生装置と、
型枠体を介して当該型枠体に保持されたケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を挟持して超音波溶接する超音波溶接手段と、を備えてなることを特徴としている。
【００２３】
本出願の請求項１０記載の箱型ケース製造装置は、更に型枠体には、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設けたことを特徴としている。
【００２４】
本出願の請求項１１記載の箱型ケース製造装置は、発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材と、内側型材が嵌合される型材収納部を有する外側型材と、からなる型枠体と、
型枠体に接続されて負圧を供給する負圧発生装置と、
型枠体を介して当該型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を挟持して超音波溶接する超音波溶接手段と、を備え、内側型材には、本体収納部の側壁面に開口され且つ負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接させる第１の吸引部を設け、
外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことを特徴としている。
【００２５】
本出願の請求項１２記載の箱型ケース製造装置は、内側型材に、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設け、
外側型材に、第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことを特徴としている。
【００２６】
本出願の請求項１３記載の箱型ケース製造方法は、発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体を型枠体に設けた本体収納部に嵌合し、本体収納部の側壁面に開口された第１の吸引部に負圧を作用させてケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接した状態で、型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を超音波溶接手段により挟持してその重合部分を超音波溶接することを特徴としている。
【００２７】
本出願の請求項１４記載の箱型ケース製造方法は、更に、本体収納部の底面に設けた第２の吸引部に負圧を作用させ、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させることを特徴としている。
【００２８】
上述のように構成したことにより、本出願の請求項１記載の箱型ケース製造用型枠体では、本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引することにより箱体ケースの剛性を保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００２９】
本出願の請求項２記載の箱型ケース製造用型枠体では、箱体ケースの剛性を保つのに該ケース本体の側面部と底面部の２面部を吸引することにより箱体ケースの剛性をより強固に保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００３０】
本出願の請求項３記載の箱型ケース製造用型枠体は、本体収納部の側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた空気の吸引部として多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝を設けることによりケース本体の側面部を効果的に吸引することができる。
【００３１】
本出願の請求項４記載の箱型ケース製造用型枠体は、第２の吸引部としてのケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝を介して吸引することにより、第１の吸引部と共により吸引効果を高めることができる。
【００３２】
本出願の請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材と当該内側型材が嵌合される外側型材とで構成され、内側型材にはケース本体のすべての側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通する第１の連通路を設けて吸引することにより効果的にケース本体の側面部を内側型材の側壁面に圧接させることができる。
【００３３】
本出願の請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材にケース本体の底面部を吸引する第２の吸引部を設け、外側型材に、上記第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことによってケース本体の側面部及び底面部の２面を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００３４】
本出願の請求項７記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の側壁面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第１の吸引部が
【００３５】
本出願の請求項８記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の底面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第２の吸引部が構成され、第１の吸引部と共にケース本体の側面部及び底面部を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面の２面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００３６】
本出願の請求項９記載の箱型ケース製造装置は、型枠体に設けられた第１の吸引部内の空気を負圧発生装置で吸引することによってケース本体の側面部を型枠体の側壁面に圧接させケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００３７】
本出願の請求項１０記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部を吸引するに加え、第２の吸引部内の空気をも吸引することによって更に本体収納部の底面部をも吸引して当該底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持しながら超音波溶接できる。
【００３８】
本出願の請求項１１記載の箱型ケース製造装置は、箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材にケース本体の側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことにより超音波溶接手段を用いて内側型材に保持されたケース本体とケース蓋体とを超音波溶接するに際しケース本体の側面部を吸引することによってケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００３９】
本出願の請求項１２記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部に加え、外側型材に設けた第２の連通路を介して内側型材に設けた第２の吸引部内の空気をも吸引することによってケース本体の底面部を吸引して本体収納部の底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００４０】
本出願の請求項１３記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部を内側型枠を貫通する複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面に密着させる工程を採用した。これにより、開口周縁と蓋体とを超音波振動により超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００４１】
本出願の請求項１４記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部及び底面部を内側型枠を貫通する夫々の複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面及び底面に密着させる工程を採用した。これにより、２方向より箱体ケースを吸引して圧接させることができるので、ケース本体の剛性をより強固に維持でき、開口周縁とケース蓋体との超音波振動による超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の箱体ケース製造装置の内側型枠体と側型枠体との組立構成を平面的に視た図、図２は、図１に示す内側型枠体に箱体ケースを装着した状態で断面したＡ−Ａ線矢視断面図、図３は、図１に示す内側型枠体に箱体ケースを装着した状態で断面したＢ−Ｂ線矢視断面図、図４は、本発明の箱体ケース製造装置の組立斜視図、図５は、箱体ケースの開口部周縁と蓋体とが超音波溶接される工程を説明する図、図６は、本発明の箱体ケース製造装置の他の実施の形態を示す断面図、図７は、箱体ケースが本発明の箱体ケース製造方法により製造されたものかを確認する工程を説明する図、図８は、従来の箱体ケース製造装置の平面図、図９は、図８のＣ−Ｃ線矢視断面図、図１０は、超音波溶接をする状態を示す図８のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【００４３】
図１ は、本発明の箱体ケース製造装置の内側型枠体と外側型枠体との組立構成を平面的に視た図を示す。 内側型枠体と外側型枠体との組立構成の説明は、図１ のＡ−Ａ線矢視断面図である図２ 及び図１ のＢ−Ｂ線矢視断面図である図３ を図１ と同時に参照しながら説明する。
【００４４】
外側型材１０は、底面上を枠状に囲った溝部１１が形成される。外側型材１０の凹陥部には、入り子式に内側型材１２が挿入され嵌着される。
内側型材１２には、内側面からその外側面に向かって側壁１３を貫通する複数の空気流通孔１４が略等間隔に配列されるよう設けられる。
【００４５】
外側型材１０には、内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１４の空気出口を一括して連絡する溝部１７が内側面を穿ち形成される。溝部１７は、空気排出孔１８を介して外部に連絡される。ここで、複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によって第１の空気吸引通路が形成される。
【００４６】
また、外側型材１０の底面に形成された溝１１の中心線上に内側型材１２の底面を貫通して設けられた複数の空気流通孔１６が位置する。
【００４７】
外側型材１０の底壁部分には、溝部１１と連絡する空気排出孔１９が設けられ、複数の空気流通孔１６、溝部１１及び空気排出孔１９によって第２の空気吸引通路が形成される。空気排出孔１８及び空気排出孔１９の夫々は、図示しない空気吸引機に連結され第１ 及び第２ 空気吸引通路内の空気を吸引する。
【００４８】
図２ 及び図３ は、内側型材１２の中央の凹陥部分にバッテリー（図示せず）を収納した箱体ケース２０が入り子式に挿入された状態を示す。
【００４９】
箱体ケース２０の開口部は、蓋体２１で封止されるが開口部周縁と蓋体２１との接触部分は、超音波溶接によって溶接される。図３ における参照番号２２は、超音波溶接装置のホーンを示す。
【００５０】
図４は、本発明の箱体ケース製造装置の組立斜視図を示し、図３に示す内側型材１２が外側型材１０の凹陥部に挿入され装着される。このとき、外側型材１０の溝１７に内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１４の空気出口が一括して連絡される。また、外側型材１０の溝１１に内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１６の空気出口が一括して連絡される。
【００５１】
図５は、箱体ケース２０の開口部周縁と蓋体２１とが超音波溶接される工程を要部のみを拡大して説明する図である。
箱体ケース２０は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）からなり、開口部周縁は鋭角の縁を形成し、ダイレクター２３と称する。
【００５２】
超音波溶接は、箱体ケース２０と蓋体２１との接合部に直接超音波振動がかかる直接溶接で行われる。図示するように箱体ケース２０のダイレクター２３を蓋体２１に当接し、超音波振動子を構成するホーン２２を下降させ蓋体２１上から超音波による振動エネルギーが与えられる。超音波は蓋体２１中を伝達し接合面でダイレクター２３に衝突し接合面を発熱させる。
その結果、ダイレクター２３部分は溶融して箱体ケース２０と蓋体２１との接合部は、接合される。
【００５３】
次に、本発明の箱体ケース製造装置の他の実施の形態を図６ を参照して説明する。
外側型材１０の凹陥部には、入り子式に内側型材１２が挿入され嵌着される。内側型材１２には、内側面からその外側面に向かって側壁１３を貫通する複数の空気流通孔１４が略等間隔に配列されるよう設けられる。
【００５４】
外側型材１０には、内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１４の空気出口を一括して連絡する溝部１７が内壁面を穿ち形成される。溝部１７は、空気排出孔１８を介して外部に連絡される。ここで、複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によって第１の空気流通路が形成される。
【００５５】
箱体ケース２０の上部開口は、蓋体２１で封止され開口部周縁と蓋体２１との接触部分は、超音波溶接によって溶接される。
【００５６】
尚、図６ に示す箱体ケース製造装置の実施の形態は、図２に示す実施の形態において、箱体ケース２０の側面部を内側型材１２の内壁面に吸引して密着させるために設けられる複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によりなる第１の空気吸引通路が形成されるが、箱体ケース２０の底面を内側型材１２の底面に吸引して密着させるために設けられる複数の空気流通孔１６、溝部１１及び空気排出孔１９によりなる第２の空気吸引通路が省かれている。
【００５７】
しかしながら、空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によりなる第１の空気吸引通路だけであっても箱体ケース２０の外側面は、内側型材１２の内側面に吸引されて密着されるのでその剛性は維持され、超音波溶接するのに支障はない。
【００５８】
次に、上述した超音波溶接が行われる際の本発明の箱体ケース製造装置の動作及び箱体ケース製造方法について以下に説明する。
図２、図３及び図４ に示す実施の形態において、バッテリーを収納する肉薄の箱体ケース２０を入り子式に内側型材１２に挿入し箱体ケース２０の外側面を内側型材１２の内側面に配列されている複数の空気流通孔１４の吸引口に接する。同様に箱体ケース２０の外底面を内側型材１２の底面に配列されている複数の空気流通孔１６の吸引口に接する。
【００５９】
箱体ケース２０が装着された内側型材１２を溝部１７、１１及び空気吸引機に連結される空気排出孔１８、１９が形成されている外側型材１０内に入り子式に挿入すると、内側型材１２の複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によって第１の空気吸引通路が形成される。同時に、複数の空気流通孔１６、溝部１１及び空気排出孔１９によって第２の空気吸引通路が形成される。
【００６０】
空気吸引機を駆動し、第１ 及び第２の空気吸引通路内の空気を強制的に吸引し、箱体ケース２０の側面部及び底面部を内側型材１２を貫通する夫々の複数の空気流通孔１４，１１を介して吸引して内側型材１２の側壁面及び底面に密着させる。その結果、箱体ケース２０の側壁面及び底面は形を崩さずその剛性は維持される。
【００６１】
箱体ケース２０の側壁面及び底面の剛性が維持されている状態で箱体ケース２０と蓋体２１との接合部の超音波溶接が行われる。超音波溶接は、図５ で示したように、箱体ケース２０のダイレクター２３を蓋体２１に当接し、超音波振動子を構成するホーン２２を下降させ蓋体２１上から超音波による振動エネルギーを与える。蓋体２１中を伝達した超音波は、接合面でダイレクター２３に衝突し接合面を発熱させてダイレクター２３部分を溶融し箱体ケース２０と蓋体２１との接合部を接合する。
【００６２】
図６に示す実施形態の本発明の箱体ケース製造方法は、バッテリーを収納する箱体ケース２０を入り子式に内側型材１２に挿入する。内側型材１２の内側面に接する箱体ケース２０の側面部を内側型材１２の側壁１３を貫通する複数の空気流通孔１４を介して吸引して内側型材１２の側壁面に密着させる。図示しない空気吸引機を駆動することによって、空気流通孔１４から吸引された空気は、外側型材１０の溝１７で集められた後空気排出孔１８を経て外部に排出される。
【００６３】
このことによって、箱体ケース２０の側面部は、内側型材１２の側壁面に密着され、剛性を維持しながら箱体ケース２０の開口周縁と蓋体２１とは超音波振動により超音波溶接される。
【００６４】
次に、箱体ケース２０と蓋体２１を超音波溶接する際の他の実施の形態について図７ を参照して説明する。
蓋体２１と箱体ケース２０との係止部分である該蓋体２１の内側に突起２４を設けておく。突起２４は、箱体ケース２０と同一材質である。
【００６５】
箱体ケース２０のダイレクター２３を蓋体２１に当接し、超音波振動子を構成するホーン２２を下降させ蓋体２１上から超音波による振動エネルギーが与えられる。超音波は蓋体２１中を伝達し接合面でダイレクター２３に衝突し接合面を発熱させる。
【００６６】
その結果、ダイレクター２３部分は溶融して箱体ケース２０と蓋体２１との接合部は、接合される。このとき同時に突起２４も溶融し蓋体２１との係止部分である箱体ケース２０の側面部は、突起２４の溶融材２５が付着する。
【００６７】
上述のことから、箱体ケース２０の蓋体２１との係止部分に突起２４の溶融材２５が付着していることを確認することにより、製品が本発明の箱型ケース製造装置により製造されたものか否かを判別できる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項１ 記載の箱型ケース製造用型枠体では、本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引することにより箱体ケースの剛性を保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００６９】
本出願の請求項２記載の箱型ケース製造用型枠体では、箱体ケースの剛性を保つのに該ケース本体の側面部と底面部の２面部を吸引することにより箱体ケースの剛性をより強固に保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００７０】
本出願の請求項３記載の箱型ケース製造用型枠体は、本体収納部の側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた空気の吸引部として多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝を設けることによりケース本体の側面部を効果的に吸引することができる。
【００７１】
本出願の請求項４記載の箱型ケース製造用型枠体は、第２の吸引部としてのケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝を介して吸引することにより、第１の吸引部と共により吸引効果を高めることができる。
【００７２】
本出願の請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材と当該内側型材が嵌合される外側型材とで構成され、内側型材にはケース本体のすべての側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通する第１の連通路を設けて吸引することにより効果的にケース本体の側面部を内側型材の側壁面に圧接させることができる。
【００７３】
本出願の請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材にケース本体の底面部を吸引する第２の吸引部を設け、外側型材に、上記第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことによってケース本体の側面部及び底面部の２面を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００７４】
本出願の請求項７記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の側壁面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第１の吸引部が構成され空気の吸引が効果的に行われる。
【００７５】
本出願の請求項８記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の底面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第２の吸引部が構成され、第１の吸引部と共にケース本体の側面部及び底面部を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面の２面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００７６】
本出願の請求項９記載の箱型ケース製造装置は、型枠体に設けられた第１の吸引部内の空気を負圧発生装置で吸引することによってケース本体の側面部を型枠体の側壁面に圧接させケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００７７】
本出願の請求項１０記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部を吸引するに加え、第２の吸引部内の空気をも吸引することによって更に本体収納部の底面部をも吸引して当該底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持しながら超音波溶接できる。
【００７８】
本出願の請求項１１記載の箱型ケース製造装置は、箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材にケース本体の側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことにより超音波溶接手段を用いて内側型材に保持されたケース本体とケース蓋体とを超音波溶接するに際しケース本体の側面部を吸引することによってケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００７９】
本出願の請求項１２記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部に加え、外側型材に設けた第２の連通路を介して内側型材に設けた第２の吸引部内の空気をも吸引することによってケース本体の底面部を吸引して本体収納部の底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００８０】
本出願の請求項１３記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部を内側型枠を貫通する複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面に密着させる工程を採用した。これにより、開口周縁と蓋体とを超音波振動により超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００８１】
本出願の請求項１４記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部及び底面部を内側型枠を貫通する夫々の複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面及び底面に密着させる工程を採用した。これにより、２方向より箱体ケースを吸引して圧接させることができるので、ケース本体の剛性をより強固に維持でき、開口周縁とケース蓋体との超音波振動による超音波溶接を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の箱型ケース製造用型枠の内側型材と外側型材との組立構成を平面的に視た図である。
【図２】図１に示す内側型材に箱体ケースを装着した状態で断面したＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図１に示す内側型材に箱体ケースを装着した状態で断面したＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】本発明の箱型ケース製造装置の組立斜視図である。
【図５】箱体ケースの開口部周縁と蓋体とが超音波溶接される工程を説明する図である。
【図６】本発明のバッテリーパック製造装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】箱体ケースが本発明の箱体ケース製造方法により製造されたものかを確認する工程を説明する図である。
【図８】従来の箱体ケース製造装置の平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１０】超音波溶接をする状態を示す図８のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１０ 外型枠体、 １１ 溝、 １２ 内型枠体、 １４、 １６ 空気流通孔、 １７ 溝、 １８， １９ 空気排出孔、 ２０ 箱体ケース、 ２１蓋体、 ２２ ホーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーを収納する箱体ケースが肉薄のバッテリーパック製造装置及びその製造方法に係り、特に０．８ｍｍ以下の肉厚の箱体ケースと蓋体とを超音波溶着するバッテリーパック製造装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯用ノートパソコンや携帯電話などの小型機器は、例えば充電式の２次電池によって駆動される。２次電池は通常、電池ケースに収められて小型機器本体内に収納され、使用中に
２次電池の電圧が低下した場合には、別の充電された電池ケースに収められた２次電池と交換して使用を継続する。
【０００３】
最近の携帯用ノートパソコンや携帯電話などの小型化、軽量化に伴いそれらの機器の電源として内部に装着される電池のケースも機器に占める体積を少なくするためケースを成形した際の樹脂の厚み、即ち肉厚は、０．８ｍｍ以下にまで薄くすることが可能となった。
【０００４】
上述した２次電池のケースは、一般的にケース本体となる箱体に電池を収めた後、箱体の開口部に蓋板を載せ、開口部周縁と蓋板との溶着部に超音波振動を与え超音波溶接することが行われている。
【０００５】
超音波溶接は、加圧しながら溶接部分に超音波振動を与え、その振動エネルギーを利用して行う溶接法である。従って、箱体開口部の周縁と蓋板とが接する溶接部には、振動エネルギーが効率良く伝達される必要がある。
【０００６】
従来のバッテリーパック製造装置は、図８及び図９に示すように箱体ケース１が受けジグ２内に入り子式に挿入される。箱体ケース１内には、例えばＬＩＰ１２０２形式のリチュームポリマー電池が収納される。
【０００７】
受けジグ２は、予め箱体ケースの現物からラバー又はアルミニウムなどの金属で型を採って準備される。受けジグ２は、入り子式に型枠３に挿入され、箱体ケース１の開口部は、蓋体４で覆われる。開口部周縁が蓋体４と接触する部分５は、図１０に示すように図示しない超音波溶接装置のホーン６が上方より下降し、蓋体４に接触した状態で超音波による振動エネルギーが与えられ溶接される。
【０００８】
従来、バッテリーパックのケースの薄膜化を図る先行技術文献として以下のものが挙げられる。
例えば、１．５ｍｍ以下の薄肉化、小型化を可能にしたバッテリーパック用リードフレームインサート基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。このバッテリーパック用リードフレームインサート基板の発明は、バッテリーパックのケースを基板成形品で形成し、その基板成形品内でインサートされたリードフレームにて所要の回路パターンを形成しつつ出力端子、充電端子、電池への接続バーを形成し、それら各要素のリードフレームは要素に従って一部を露出させることを開示している。そして、部品点数、接続点数を少なくし、接続による信頼性の低下を防ぎ、１．５ｍｍ以下の薄肉化、小型化を可能にした旨の記載がある。
【０００９】
また、射出成形方法によって製造される熱可塑性樹脂の一体成形品でなるバッテリーケースの発明であって、成形品の肉厚を薄くすることによって成形品の強度が低下するのを防ぐためケースの側壁部間の角部の内面又は外面に複数の凸部を形成し、これら凸部間に凹部を形成する構造のものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、樹脂成形品の主要部分を０．３ｍｍ以下の厚みに成形するのに射出成形機の一次成形圧力を３，５００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の射出圧力で成形する薄肉成形品の成形方法がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１９５４６５号公報
【特許文献２】特開平１０−９２３９３号公報
【特許文献３】特開平２００１−５８３３２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケース本体の肉厚を薄くする、いわゆる薄肉化を図り０．８ｍｍ以下にまで薄くするとケース本体の開口周縁部と蓋板との溶接部に超音波振動を与えたときケースの薄肉部分の剛性が弱く、元の形状を維持できず変形してしまい振動エネルギーがケースの開口部周縁、即ち溶接部分に均一に伝わらなくなり溶接状態が悪くなるという欠点があった。
【００１３】
そこで本発明の目的は、上記欠点を除去しバッテリーを収納する肉厚の薄いケースの剛性を保ちながらケースと蓋体の超音波溶接を効果的に行うことのできる箱型ケース製造用型枠体、その型枠体を用いた箱型ケース製造装置及びその型枠体を用いた箱型ケース製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決する手段】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項１記載の箱型ケース製造用型枠体は、包装対象物が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部が一面に開口されたブロック状の型材からなり、型材には本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成させる第１の吸引部と、を設けたことを特徴としている。
【００１５】
本出願の請求項２に記載の箱型ケース製造用型枠体は、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設けたことを特徴としている。
【００１６】
本出願の請求項３記載の箱型ケース製造用型枠体は、第１の吸引部が側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００１７】
本出願の請求項４記載の箱型ケース製造用型枠体は、第２の吸引部が本体収納部の底面においてケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００１８】
本出願の請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体は、包装対象物が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部が一面で開口されたブロック状の内側型材と、内側型材が嵌合される型材収納部を有する外側型材と、を備え、
内側型材には、本体収納部の側壁面に開口され且つ負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接させる第１の吸引部を設け、
外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことを特徴としている。
【００１９】
本出願の請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材に、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設け、外側型材に、上記第２の吸引部と第１の連通路とを連通する第２の連通路を設けたことを特徴としている。
【００２０】
本出願の請求項７記載の箱型ケース製造用型枠体は、第１の吸引部が側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００２１】
本出願の請求項８記載の箱型ケース製造用型枠体の第２の吸引部は、本体収納部の底面においてケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴としている。
【００２２】
本出願の請求項９記載の箱型ケース製造装置は、発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部と、当該本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接させる第１の吸引部と、を設けた型枠体と、
型枠体に接続されて第１の吸引部に負圧を供給する負圧発生装置と、
型枠体を介して当該型枠体に保持されたケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を挟持して超音波溶接する超音波溶接手段と、を備えてなることを特徴としている。
【００２３】
本出願の請求項１０記載の箱型ケース製造装置は、更に型枠体には、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設けたことを特徴としている。
【００２４】
本出願の請求項１１記載の箱型ケース製造装置は、発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材と、内側型材が嵌合される型材収納部を有する外側型材と、からなる型枠体と、
型枠体に接続されて負圧を供給する負圧発生装置と、
型枠体を介して当該型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を挟持して超音波溶接する超音波溶接手段と、を備え、内側型材には、本体収納部の側壁面に開口され且つ負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接させる第１の吸引部を設け、
外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことを特徴としている。
【００２５】
本出願の請求項１２記載の箱型ケース製造装置は、内側型材に、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設け、
外側型材に、第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことを特徴としている。
【００２６】
本出願の請求項１３記載の箱型ケース製造方法は、発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体を型枠体に設けた本体収納部に嵌合し、本体収納部の側壁面に開口された第１の吸引部に負圧を作用させてケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を側壁面に圧接した状態で、型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を超音波溶接手段により挟持してその重合部分を超音波溶接することを特徴としている。
【００２７】
本出願の請求項１４記載の箱型ケース製造方法は、更に、本体収納部の底面に設けた第２の吸引部に負圧を作用させ、ケース本体の凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を本体収納部の底面に圧接させることを特徴としている。
【００２８】
上述のように構成したことにより、本出願の請求項１記載の箱型ケース製造用型枠体では、本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引することにより箱体ケースの剛性を保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００２９】
本出願の請求項２記載の箱型ケース製造用型枠体では、箱体ケースの剛性を保つのに該ケース本体の側面部と底面部の２面部を吸引することにより箱体ケースの剛性をより強固に保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００３０】
本出願の請求項３記載の箱型ケース製造用型枠体は、本体収納部の側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた空気の吸引部として多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝を設けることによりケース本体の側面部を効果的に吸引することができる。
【００３１】
本出願の請求項４記載の箱型ケース製造用型枠体は、第２の吸引部としてのケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝を介して吸引することにより、第１の吸引部と共により吸引効果を高めることができる。
【００３２】
本出願の請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材と当該内側型材が嵌合される外側型材とで構成され、内側型材にはケース本体のすべての側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通する第１の連通路を設けて吸引することにより効果的にケース本体の側面部を内側型材の側壁面に圧接させることができる。
【００３３】
本出願の請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材にケース本体の底面部を吸引する第２の吸引部を設け、外側型材に、上記第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことによってケース本体の側面部及び底面部の２面を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００３４】
本出願の請求項７記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の側壁面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第１の吸引部が
【００３５】
本出願の請求項８記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の底面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第２の吸引部が構成され、第１の吸引部と共にケース本体の側面部及び底面部を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面の２面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００３６】
本出願の請求項９記載の箱型ケース製造装置は、型枠体に設けられた第１の吸引部内の空気を負圧発生装置で吸引することによってケース本体の側面部を型枠体の側壁面に圧接させケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００３７】
本出願の請求項１０記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部を吸引するに加え、第２の吸引部内の空気をも吸引することによって更に本体収納部の底面部をも吸引して当該底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持しながら超音波溶接できる。
【００３８】
本出願の請求項１１記載の箱型ケース製造装置は、箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材にケース本体の側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことにより超音波溶接手段を用いて内側型材に保持されたケース本体とケース蓋体とを超音波溶接するに際しケース本体の側面部を吸引することによってケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００３９】
本出願の請求項１２記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部に加え、外側型材に設けた第２の連通路を介して内側型材に設けた第２の吸引部内の空気をも吸引することによってケース本体の底面部を吸引して本体収納部の底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００４０】
本出願の請求項１３記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部を内側型枠を貫通する複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面に密着させる工程を採用した。これにより、開口周縁と蓋体とを超音波振動により超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００４１】
本出願の請求項１４記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部及び底面部を内側型枠を貫通する夫々の複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面及び底面に密着させる工程を採用した。これにより、２方向より箱体ケースを吸引して圧接させることができるので、ケース本体の剛性をより強固に維持でき、開口周縁とケース蓋体との超音波振動による超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の箱体ケース製造装置の内側型枠体と側型枠体との組立構成を平面的に視た図、図２は、図１に示す内側型枠体に箱体ケースを装着した状態で断面したＡ−Ａ線矢視断面図、図３は、図１に示す内側型枠体に箱体ケースを装着した状態で断面したＢ−Ｂ線矢視断面図、図４は、本発明の箱体ケース製造装置の組立斜視図、図５は、箱体ケースの開口部周縁と蓋体とが超音波溶接される工程を説明する図、図６は、本発明の箱体ケース製造装置の他の実施の形態を示す断面図、図７は、箱体ケースが本発明の箱体ケース製造方法により製造されたものかを確認する工程を説明する図、図８は、従来の箱体ケース製造装置の平面図、図９は、図８のＣ−Ｃ線矢視断面図、図１０は、超音波溶接をする状態を示す図８のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【００４３】
図１ は、本発明の箱体ケース製造装置の内側型枠体と外側型枠体との組立構成を平面的に視た図を示す。 内側型枠体と外側型枠体との組立構成の説明は、図１ のＡ−Ａ線矢視断面図である図２ 及び図１ のＢ−Ｂ線矢視断面図である図３ を図１ と同時に参照しながら説明する。
【００４４】
外側型材１０は、底面上を枠状に囲った溝部１１が形成される。外側型材１０の凹陥部には、入り子式に内側型材１２が挿入され嵌着される。
内側型材１２には、内側面からその外側面に向かって側壁１３を貫通する複数の空気流通孔１４が略等間隔に配列されるよう設けられる。
【００４５】
外側型材１０には、内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１４の空気出口を一括して連絡する溝部１７が内側面を穿ち形成される。溝部１７は、空気排出孔１８を介して外部に連絡される。ここで、複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によって第１の空気吸引通路が形成される。
【００４６】
また、外側型材１０の底面に形成された溝１１の中心線上に内側型材１２の底面を貫通して設けられた複数の空気流通孔１６が位置する。
【００４７】
外側型材１０の底壁部分には、溝部１１と連絡する空気排出孔１９が設けられ、複数の空気流通孔１６、溝部１１及び空気排出孔１９によって第２の空気吸引通路が形成される。空気排出孔１８及び空気排出孔１９の夫々は、図示しない空気吸引機に連結され第１ 及び第２ 空気吸引通路内の空気を吸引する。
【００４８】
図２ 及び図３ は、内側型材１２の中央の凹陥部分にバッテリー（図示せず）を収納した箱体ケース２０が入り子式に挿入された状態を示す。
【００４９】
箱体ケース２０の開口部は、蓋体２１で封止されるが開口部周縁と蓋体２１との接触部分は、超音波溶接によって溶接される。図３ における参照番号２２は、超音波溶接装置のホーンを示す。
【００５０】
図４は、本発明の箱体ケース製造装置の組立斜視図を示し、図３に示す内側型材１２が外側型材１０の凹陥部に挿入され装着される。このとき、外側型材１０の溝１７に内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１４の空気出口が一括して連絡される。また、外側型材１０の溝１１に内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１６の空気出口が一括して連絡される。
【００５１】
図５は、箱体ケース２０の開口部周縁と蓋体２１とが超音波溶接される工程を要部のみを拡大して説明する図である。
箱体ケース２０は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）からなり、開口部周縁は鋭角の縁を形成し、ダイレクター２３と称する。
【００５２】
超音波溶接は、箱体ケース２０と蓋体２１との接合部に直接超音波振動がかかる直接溶接で行われる。図示するように箱体ケース２０のダイレクター２３を蓋体２１に当接し、超音波振動子を構成するホーン２２を下降させ蓋体２１上から超音波による振動エネルギーが与えられる。超音波は蓋体２１中を伝達し接合面でダイレクター２３に衝突し接合面を発熱させる。
その結果、ダイレクター２３部分は溶融して箱体ケース２０と蓋体２１との接合部は、接合される。
【００５３】
次に、本発明の箱体ケース製造装置の他の実施の形態を図６ を参照して説明する。
外側型材１０の凹陥部には、入り子式に内側型材１２が挿入され嵌着される。内側型材１２には、内側面からその外側面に向かって側壁１３を貫通する複数の空気流通孔１４が略等間隔に配列されるよう設けられる。
【００５４】
外側型材１０には、内側型材１２に設けられた複数の空気流通孔１４の空気出口を一括して連絡する溝部１７が内壁面を穿ち形成される。溝部１７は、空気排出孔１８を介して外部に連絡される。ここで、複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によって第１の空気流通路が形成される。
【００５５】
箱体ケース２０の上部開口は、蓋体２１で封止され開口部周縁と蓋体２１との接触部分は、超音波溶接によって溶接される。
【００５６】
尚、図６ に示す箱体ケース製造装置の実施の形態は、図２に示す実施の形態において、箱体ケース２０の側面部を内側型材１２の内壁面に吸引して密着させるために設けられる複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によりなる第１の空気吸引通路が形成されるが、箱体ケース２０の底面を内側型材１２の底面に吸引して密着させるために設けられる複数の空気流通孔１６、溝部１１及び空気排出孔１９によりなる第２の空気吸引通路が省かれている。
【００５７】
しかしながら、空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によりなる第１の空気吸引通路だけであっても箱体ケース２０の外側面は、内側型材１２の内側面に吸引されて密着されるのでその剛性は維持され、超音波溶接するのに支障はない。
【００５８】
次に、上述した超音波溶接が行われる際の本発明の箱体ケース製造装置の動作及び箱体ケース製造方法について以下に説明する。
図２、図３及び図４ に示す実施の形態において、バッテリーを収納する肉薄の箱体ケース２０を入り子式に内側型材１２に挿入し箱体ケース２０の外側面を内側型材１２の内側面に配列されている複数の空気流通孔１４の吸引口に接する。同様に箱体ケース２０の外底面を内側型材１２の底面に配列されている複数の空気流通孔１６の吸引口に接する。
【００５９】
箱体ケース２０が装着された内側型材１２を溝部１７、１１及び空気吸引機に連結される空気排出孔１８、１９が形成されている外側型材１０内に入り子式に挿入すると、内側型材１２の複数の空気流通孔１４、溝部１７及び空気排出孔１８によって第１の空気吸引通路が形成される。同時に、複数の空気流通孔１６、溝部１１及び空気排出孔１９によって第２の空気吸引通路が形成される。
【００６０】
空気吸引機を駆動し、第１ 及び第２の空気吸引通路内の空気を強制的に吸引し、箱体ケース２０の側面部及び底面部を内側型材１２を貫通する夫々の複数の空気流通孔１４，１１を介して吸引して内側型材１２の側壁面及び底面に密着させる。その結果、箱体ケース２０の側壁面及び底面は形を崩さずその剛性は維持される。
【００６１】
箱体ケース２０の側壁面及び底面の剛性が維持されている状態で箱体ケース２０と蓋体２１との接合部の超音波溶接が行われる。超音波溶接は、図５ で示したように、箱体ケース２０のダイレクター２３を蓋体２１に当接し、超音波振動子を構成するホーン２２を下降させ蓋体２１上から超音波による振動エネルギーを与える。蓋体２１中を伝達した超音波は、接合面でダイレクター２３に衝突し接合面を発熱させてダイレクター２３部分を溶融し箱体ケース２０と蓋体２１との接合部を接合する。
【００６２】
図６に示す実施形態の本発明の箱体ケース製造方法は、バッテリーを収納する箱体ケース２０を入り子式に内側型材１２に挿入する。内側型材１２の内側面に接する箱体ケース２０の側面部を内側型材１２の側壁１３を貫通する複数の空気流通孔１４を介して吸引して内側型材１２の側壁面に密着させる。図示しない空気吸引機を駆動することによって、空気流通孔１４から吸引された空気は、外側型材１０の溝１７で集められた後空気排出孔１８を経て外部に排出される。
【００６３】
このことによって、箱体ケース２０の側面部は、内側型材１２の側壁面に密着され、剛性を維持しながら箱体ケース２０の開口周縁と蓋体２１とは超音波振動により超音波溶接される。
【００６４】
次に、箱体ケース２０と蓋体２１を超音波溶接する際の他の実施の形態について図７ を参照して説明する。
蓋体２１と箱体ケース２０との係止部分である該蓋体２１の内側に突起２４を設けておく。突起２４は、箱体ケース２０と同一材質である。
【００６５】
箱体ケース２０のダイレクター２３を蓋体２１に当接し、超音波振動子を構成するホーン２２を下降させ蓋体２１上から超音波による振動エネルギーが与えられる。超音波は蓋体２１中を伝達し接合面でダイレクター２３に衝突し接合面を発熱させる。
【００６６】
その結果、ダイレクター２３部分は溶融して箱体ケース２０と蓋体２１との接合部は、接合される。このとき同時に突起２４も溶融し蓋体２１との係止部分である箱体ケース２０の側面部は、突起２４の溶融材２５が付着する。
【００６７】
上述のことから、箱体ケース２０の蓋体２１との係止部分に突起２４の溶融材２５が付着していることを確認することにより、製品が本発明の箱型ケース製造装置により製造されたものか否かを判別できる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項１ 記載の箱型ケース製造用型枠体では、本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧によりケース本体の凹陥部を形成するすべての側面部を吸引することにより箱体ケースの剛性を保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００６９】
本出願の請求項２記載の箱型ケース製造用型枠体では、箱体ケースの剛性を保つのに該ケース本体の側面部と底面部の２面部を吸引することにより箱体ケースの剛性をより強固に保ちながらケース本体と蓋体の超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００７０】
本出願の請求項３記載の箱型ケース製造用型枠体は、本体収納部の側壁面においてケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた空気の吸引部として多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝を設けることによりケース本体の側面部を効果的に吸引することができる。
【００７１】
本出願の請求項４記載の箱型ケース製造用型枠体は、第２の吸引部としてのケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝を介して吸引することにより、第１の吸引部と共により吸引効果を高めることができる。
【００７２】
本出願の請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材と当該内側型材が嵌合される外側型材とで構成され、内側型材にはケース本体のすべての側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通する第１の連通路を設けて吸引することにより効果的にケース本体の側面部を内側型材の側壁面に圧接させることができる。
【００７３】
本出願の請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材にケース本体の底面部を吸引する第２の吸引部を設け、外側型材に、上記第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことによってケース本体の側面部及び底面部の２面を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００７４】
本出願の請求項７記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の側壁面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第１の吸引部が構成され空気の吸引が効果的に行われる。
【００７５】
本出願の請求項８記載の箱型ケース製造用型枠体は、内側型材の本体収納部の底面に多数の吸引孔又は環状溝でなる第２の吸引部が構成され、第１の吸引部と共にケース本体の側面部及び底面部を吸引しケース本体を内側型材の側壁面及び本体収納部の底面の２面に圧接させることができるのでケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００７６】
本出願の請求項９記載の箱型ケース製造装置は、型枠体に設けられた第１の吸引部内の空気を負圧発生装置で吸引することによってケース本体の側面部を型枠体の側壁面に圧接させケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００７７】
本出願の請求項１０記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部を吸引するに加え、第２の吸引部内の空気をも吸引することによって更に本体収納部の底面部をも吸引して当該底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持しながら超音波溶接できる。
【００７８】
本出願の請求項１１記載の箱型ケース製造装置は、箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材にケース本体の側面部を吸引する第１の吸引部を設け、外側型材には、第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことにより超音波溶接手段を用いて内側型材に保持されたケース本体とケース蓋体とを超音波溶接するに際しケース本体の側面部を吸引することによってケース本体の剛性を維持しながら超音波溶接することができる。
【００７９】
本出願の請求項１２記載の箱型ケース製造装置は、ケース本体の側面部に加え、外側型材に設けた第２の連通路を介して内側型材に設けた第２の吸引部内の空気をも吸引することによってケース本体の底面部を吸引して本体収納部の底面に圧接させることができ、ケース本体の剛性をより強固に維持できる。
【００８０】
本出願の請求項１３記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部を内側型枠を貫通する複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面に密着させる工程を採用した。これにより、開口周縁と蓋体とを超音波振動により超音波溶接を効果的に行うことができる。
【００８１】
本出願の請求項１４記載の箱型ケース製造方法は、箱体ケースの剛性を維持するのに箱体ケースの側面部及び底面部を内側型枠を貫通する夫々の複数の空気流通孔を介して吸引し、内側型枠の側壁面及び底面に密着させる工程を採用した。これにより、２方向より箱体ケースを吸引して圧接させることができるので、ケース本体の剛性をより強固に維持でき、開口周縁とケース蓋体との超音波振動による超音波溶接を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の箱型ケース製造用型枠の内側型材と外側型材との組立構成を平面的に視た図である。
【図２】図１に示す内側型材に箱体ケースを装着した状態で断面したＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図１に示す内側型材に箱体ケースを装着した状態で断面したＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】本発明の箱型ケース製造装置の組立斜視図である。
【図５】箱体ケースの開口部周縁と蓋体とが超音波溶接される工程を説明する図である。
【図６】本発明のバッテリーパック製造装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】箱体ケースが本発明の箱体ケース製造方法により製造されたものかを確認する工程を説明する図である。
【図８】従来の箱体ケース製造装置の平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１０】超音波溶接をする状態を示す図８のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１０ 外型枠体、 １１ 溝、 １２ 内型枠体、 １４、 １６ 空気流通孔、 １７ 溝、 １８， １９ 空気排出孔、 ２０ 箱体ケース、 ２１蓋体、 ２２ ホーン
Claims (14)
- 包装対象物が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部が一面に開口されたブロック状の型材からなり、上記型材には上記本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧により上記ケース本体の上記凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を上記側壁面に圧接させる第１の吸引部と、を設けたことを特徴とする箱型ケース製造用型枠体。
- 上記ケース本体の上記凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を上記本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設けたことを特徴とする請求項１記載の箱型ケース製造用型枠体。
- 上記第１の吸引部は、上記側壁面において上記ケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴とする請求項１記載の箱型ケース製造用型枠体。
- 上記第２の吸引部は、上記本体収納部の底面において上記ケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴とする請求項２記載の箱型ケース製造用型枠体。
- 包装対象物が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部が一面で開口されたブロック状の内側型材と、上記内側型材が嵌合される型材収納部を有する外側型材と、を備え、上記内側型材には、上記本体収納部の側壁面に開口され且つ負圧により上記ケース本体の上記凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を上記側壁面に圧接させる第１の吸引部を設け、
上記外側型材には、上記第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことを特徴とする箱型ケース製造用型枠体。 - 上記内側型材に、上記ケース本体の上記凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を上記本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設け、
上記外側型材に、上記第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことを特徴とする箱型ケース製造用型枠体。 - 上記第１の吸引部は、上記側壁面において上記ケース本体の側面部に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該側面部に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴とする請求項５記載の箱型ケース製造用型枠体。
- 上記第２の吸引部は、上記本体収納部の底面において上記ケース本体の底面部の外縁に沿って略等間隔に設けられた多数の吸引孔又は当該底面部の外縁に沿って連続して設けられた環状溝であることを特徴とする請求項６記載の箱型ケース製造用型枠体。
- 発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部と、当該本体収納部の側壁面に開口され且つ外部から供給される負圧により上記ケース本体の上記凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を上記側壁面に圧接させる第１の吸引部と、を設けた型枠体と、上記型枠体に接続されて上記第１の吸引部に負圧を供給する負圧発生装置と、上記型枠体を介して当該型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を挟持して超音波溶接する超音波溶接手段と、を備えてなることを特徴とする箱型ケース製造装置。
- 更に上記型枠体には、上記ケース本体の上記凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を上記本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設けたことを特徴とする請求項９記載の箱型ケース製造装置。
- 発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体が嵌合される本体収納部を有する内側型材と、上記内側型材が嵌合される型材収納部を有する外側型材と、からなる型枠体と、
上記型枠体に接続されて負圧を供給する負圧発生装置と、
上記型枠体を介して当該型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を挟持して超音波溶接する超音波溶接手段と、を備え、
上記内側型材には、上記本体収納部の側壁面に開口され且つ負圧により上記ケース本体の上記凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を上記側壁面に圧接させる第１の吸引部を設け、
上記外側型材には、上記第１の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を第１の吸引部に供給する第１の連通路を設けたことを特徴とする箱型ケース製造装置。 - 上記内側型材に、上記ケース本体の上記凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を上記本体収納部の底面に圧接させる第２の吸引部を設け、
上記外側型材に、上記第２の吸引部に連通されると共に外部の負圧発生装置に連通されて負圧を上記第２の吸引部に供給する第２の連通路を設けたことを特徴とする請求項１１記載の箱型ケース製造装置。 - 発電装置が収納される凹陥部を有する箱型ケースのケース本体を型枠体に設けた本体収納部に嵌合し、上記本体収納部の側壁面に開口された第１の吸引部に負圧を作用させて上記ケース本体の上記凹陥部を形成するすべての側面部を吸引して当該側面部を上記側壁面に圧接した状態で、上記型枠体に保持された上記ケース本体と当該ケース本体に重ね合わされたケース蓋体を超音波溶接手段により挟持してその重合部分を超音波溶接することを特徴とする箱型ケース製造方法。
- 更に、上記本体収納部の底面に設けた第２の吸引部に負圧を作用させ、上記ケース本体の上記凹陥部を形成する底面部を吸引して当該底面部を上記本体収納部の底面に圧接させることを特徴とする請求項１３記載の箱型ケース製造方法。
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