JP2005317391A - Battery pack and manufacturing method of battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、突起状の溶着リブを有する第1ケース半体と、前記溶着リブが溶着される溶着面を有する第2ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第1ケース半体及び第2ケース半体に収納される電池とを備える電池パック及び該電池パックの製造方法に関する。 The present invention includes a first case half having a protruding welding rib, a second case half having a welding surface to which the welding rib is welded, and a first case half in which the welding rib and the welding surface are welded. The present invention relates to a battery pack comprising a body and a battery housed in a second case half, and a method for manufacturing the battery pack.
小型電子機器又は携帯電子機器などの駆動用電源として、保護回路基板が取付けられた電池を合成樹脂製のケースに収納した電池パックが用いられている。図1は、溶着前の電池パックの例を示す分解斜視図である。前記ケースは、底及び側壁を有する第1ケース半体12及び第2ケース半体14から構成されており、超音波溶着などで第1ケース半体12及び第2ケース半体14を一体化して電池10を収容している。
As a driving power source for a small electronic device or a portable electronic device, a battery pack in which a battery to which a protective circuit board is attached is housed in a synthetic resin case is used. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a battery pack before welding. The case includes a
図5(a)〜(c)及び図6(a)〜(b)は第1ケース半体12及び第2ケース半体14の溶着の従来例を示す図1のA−A線切断要部断面図である。ただし、電池10は省略している。図5(a)に示すように、第1ケース半体12の側壁先端部には突起状の溶着リブ16が形成され、第2ケース半体14の側壁先端部には前記溶着リブ16と溶着される溶着面18が形成されている。図5(b)に示すように、溶着リブ16を溶着面18に接触させ、超音波ホーン20から第1ケース半体12に振動を加えることにより、溶着リブ16が溶着面18との摩擦熱で溶融し、図5(c)に示すように、溶着面18と溶着される。
5 (a) to 5 (c) and FIGS. 6 (a) to 6 (b) are cross-sectional views taken along line AA in FIG. 1 showing a conventional example of welding of the
ただし、図6(a)に示すように、超音波ホーン20から第1ケース半体12に加わる圧力又は振動の影響により、溶着リブ16の位置がずれる場合がある。例えば、溶着リブ16が溶着面18からケース内側に落ちて正常な溶着が行われず、溶着強度が低下する場合がある。そのため、溶着リブ16が溶着面18から落ちないように、例えば図6(b)に示すように、溶着面18の内縁側に脱落防止リブ22を設けることが行われている。また、他の方法として、溶着リブ16の先端に、第1ケース半体12の周方向と直交する方向の断面(以下、縦断面という)がV字状のV字突起を形成すると共に、溶着面18に、縦断面がV字状のV字溝を形成することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
近年では、小型電子機器又は携帯電子機器などの軽薄短小化に伴って、前記電子機器に内蔵する電池パックの小型軽量化が強く望まれている。小型軽量化のためには、電池の小型化のみならず、ケースの小型軽量化が必要になる。ケースを小型軽量化する方法として、ケース半体の側壁の肉厚を薄くすることが考えられるが、ケース半体の側壁の肉厚を薄くした場合、前記溶着面の幅が減少するため、溶着リブの脱落が生じ易くなる。なお、溶着面の内縁部に脱落防止リブを設けた場合、ケース半体の側壁の肉厚が厚くなるため、ケースの小型軽量化に不利である。 In recent years, along with miniaturization of small electronic devices or portable electronic devices, there is a strong demand for smaller and lighter battery packs built into the electronic devices. In order to reduce the size and weight, it is necessary to reduce not only the battery but also the case. As a method for reducing the size and weight of the case, it is conceivable to reduce the thickness of the side wall of the case half, but when the thickness of the side wall of the case half is reduced, the width of the welding surface decreases, Ribbing of the ribs is likely to occur. In addition, when the fall prevention rib is provided at the inner edge of the welding surface, the thickness of the side wall of the case half is increased, which is disadvantageous for making the case smaller and lighter.
また、溶着面にV字溝を形成する場合は、側壁の厚さを薄くするほどV字溝の形成は困難になる。そのため、ケースの製造コストが上昇したり、V字溝の形成不良が生じてケースの不良率が上昇する可能性が高い。また、V字溝の形成精度が均一に保たれていない場合は、溶着リブ先端がV字溝に位置するように調整を行う必要などが生じ、電池パックの製造に手間がかかる可能性が高い。 In addition, when forming a V-shaped groove on the welding surface, it becomes more difficult to form the V-shaped groove as the thickness of the side wall is reduced. Therefore, there is a high possibility that the manufacturing cost of the case will increase, or that the defective rate of the case will increase due to the formation failure of the V-shaped groove. In addition, when the formation accuracy of the V-shaped groove is not maintained uniformly, it is necessary to adjust the tip of the welding rib to be positioned in the V-shaped groove, and it is highly likely that it takes time to manufacture the battery pack. .
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、溶着リブの先端部の厚さ方向に複数の突起を設けることにより、溶着強度が安定する電池パック及び電池パックの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a battery pack and a method of manufacturing the battery pack in which the welding strength is stabilized by providing a plurality of protrusions in the thickness direction of the tip end portion of the welding rib. With the goal.
また、本発明は、溶着リブの先端部の厚さ方向に3つ以上の突起を設けることにより、溶着強度がさらに安定する電池パックを提供することを他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a battery pack in which the welding strength is further stabilized by providing three or more protrusions in the thickness direction of the tip portion of the welding rib.
また、本発明は、前記複数の突起の縦断面(第1ケース半体の周方向と直交する方向の断面)を台形状にすることにより、溶着強度がさらに安定する電池パックの製造方法を提供することを他の目的とする。 In addition, the present invention provides a method for manufacturing a battery pack in which the welding strength is further stabilized by making the longitudinal section of the plurality of protrusions (a section in a direction perpendicular to the circumferential direction of the first case half) trapezoidal. To do other purposes.
また、本発明は、前記複数の突起間に、縦断面が半円状又は台形状の凹部を設けることにより、溶着強度がさらに安定する電池パックを提供することを他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a battery pack in which the welding strength is further stabilized by providing a recess having a semicircular or trapezoidal longitudinal section between the plurality of protrusions.
第1発明に係る電池パックは、底及び側壁を有し、該側壁の先端部に突起状の溶着リブが形成された第1ケース半体と、底及び側壁を有し、該側壁の先端部に前記溶着リブが溶着される溶着面が形成された第2ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第1ケース半体及び第2ケース半体に収納される電池とを備える電池パックにおいて、前記溶着リブの先端部は厚さ方向に複数の突起を有することを特徴とする。 A battery pack according to a first aspect of the present invention includes a first case half having a bottom and a side wall, and a protruding welding rib formed at a front end of the side wall, a bottom and a side wall, and the front end of the side wall A second case half formed with a welding surface on which the welding rib is welded, and a battery accommodated in the first case half and the second case half welded to the welding rib and the welding surface. In the battery pack, the tip of the welding rib has a plurality of protrusions in the thickness direction.
第2発明に係る電池パックは、第1発明において、前記溶着リブの先端部は厚さ方向に3つ以上の突起を有することを特徴とする。 The battery pack according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the tip end portion of the welding rib has three or more protrusions in the thickness direction.
第3発明に係る電池パックは、第1又は第2発明において、前記複数の突起の前記第1ケース半体の周方向と直交する方向の断面が台形状であることを特徴とする。 A battery pack according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, a cross section of the plurality of protrusions in a direction orthogonal to a circumferential direction of the first case half is trapezoidal.
第4発明に係る電池パックは、第1〜第3発明の何れかにおいて、前記複数の突起間に、第1ケース半体の周方向と直交する方向の断面が半円状又は台形状の凹部が設けられていることを特徴とする。 The battery pack according to a fourth aspect of the present invention is the battery pack according to any one of the first to third aspects, wherein the recess in the direction perpendicular to the circumferential direction of the first case half is semicircular or trapezoidal between the plurality of protrusions. Is provided.
第5発明に係る電池パックの製造方法は、底及び側壁を有し、該側壁の先端部に突起状の溶着リブが形成された第1ケース半体と、底及び側壁を有し、該側壁の先端部に前記溶着リブが溶着される溶着面が形成された第2ケース半体と、前記溶着リブ及び前記溶着面を溶着した第1ケース半体及び第2ケース半体に収納される電池とを備える電池パックの製造方法において、前記溶着リブの先端部の厚さ方向に複数の突起が設けられた第1ケース半体を用いることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a battery pack manufacturing method comprising: a first case half having a bottom and a side wall, wherein a protruding welding rib is formed at a tip of the side wall; and a bottom and a side wall. And a battery housed in the first case half and the second case half in which the welding rib and the welding surface are welded to each other. In the manufacturing method of a battery pack comprising: a first case half body provided with a plurality of protrusions in the thickness direction of the tip end portion of the welding rib.
第1、第5発明においては、溶着リブの先端部に、厚さ方向に複数の突起を設けた場合、溶着リブに設けた前記複数の突起が溶着面と接触するため、従来の溶着リブの一先端部が溶着面と接触する場合と比べて接触が安定し、溶着リブの位置がずれ難く、溶着リブが倒れ難くなる。そのため、溶着強度が安定すると共に、脱落防止リブを設ける必要がなくなる。また、脱落防止リブを設ける必要がなくなるため、ケースを薄型化できる。さらに、溶着面は平面でよいので、ケースの製造は容易に行える。 In the first and fifth inventions, when a plurality of protrusions are provided in the thickness direction at the tip of the welding rib, the plurality of protrusions provided on the welding rib come into contact with the welding surface. Compared with the case where one tip part contacts the welding surface, the contact is stable, the position of the welding rib is difficult to shift, and the welding rib is difficult to fall down. Therefore, the welding strength is stabilized and it is not necessary to provide a drop prevention rib. Moreover, since it is not necessary to provide a drop-off preventing rib, the case can be thinned. Furthermore, since the welding surface may be a flat surface, the case can be easily manufactured.
第2発明においては、溶着リブの先端部の厚さ方向に3つ以上の突起を設ける場合、溶着リブは3以上の突起で溶着面と接触するため、バランスが取り易くなり、溶着リブの位置がさらにずれ難く、溶着リブがさらに倒れ難くなる。そのため、溶着強度がさらに安定する。 In the second invention, when three or more protrusions are provided in the thickness direction of the tip end portion of the welding rib, the welding rib comes into contact with the welding surface by three or more protrusions, so that it is easy to balance and the position of the welding rib Is more difficult to slip and the welding ribs are more difficult to fall. Therefore, the welding strength is further stabilized.
第3発明においては、溶着リブに設ける前記複数の突起の縦断面(第1ケース半体の周方向と直交する方向の断面)を台形状にした場合、縦断面がV字形状の場合と比べて接触面積が増加するため、溶着面との接触が安定し、また先端が変形し難くなる。そのため、溶着強度がさらに安定する。 In the third aspect of the invention, when the longitudinal section of the plurality of protrusions provided on the welding rib (the section in the direction perpendicular to the circumferential direction of the first case half) is trapezoidal, the longitudinal section is in comparison with the V-shape. Since the contact area increases, the contact with the welding surface becomes stable and the tip is hardly deformed. Therefore, the welding strength is further stabilized.
第4発明においては、溶着リブに設ける前記複数の突起間に、縦断面が半円状又は台形状の凹部を設けた場合、突起間の縦断面がV字形状の場合と比べて応力が一点に集中しないため、前記突起間が裂け難くなる。そのため、前記突起間が裂けることによる溶着不良が生じ難くなり、溶着強度がさらに安定する。 In the fourth invention, when a recess having a semicircular or trapezoidal longitudinal cross section is provided between the plurality of projections provided on the welding rib, the stress is one point compared to the case where the vertical cross section between the projections is V-shaped. Therefore, it is difficult to tear between the protrusions. Therefore, poor welding due to tearing between the protrusions is less likely to occur, and the welding strength is further stabilized.
第1、第5発明によれば、溶着リブの位置がずれ難く、また溶着リブが倒れ難くなるため、溶着強度が安定する。 According to the first and fifth inventions, the position of the welding rib is difficult to shift and the welding rib is difficult to fall down, so that the welding strength is stabilized.
第2発明によれば、溶着リブの位置がさらにずれ難く、また溶着リブがさらに倒れ難くなるため、溶着強度がさらに安定する。 According to the second aspect of the invention, the position of the welding rib is more difficult to shift, and the welding rib is more difficult to fall down, so that the welding strength is further stabilized.
第3発明によれば、溶着面との接触が安定し、また先端が変形し難くなるため、溶着強度がさらに安定する。 According to the third invention, the contact with the welding surface is stable, and the tip is hardly deformed, so that the welding strength is further stabilized.
第4発明によれば、突起間が裂け難くなるため、溶着強度がさらに安定する。 According to the fourth invention, it is difficult to tear between the protrusions, so that the welding strength is further stabilized.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図1は溶着前の電池パックの例を示す分解斜視図である。電池パックは、四角形状の底及び該底の外縁に形成された側壁を有する第1ケース半体12と、四角形状の底及び該底の外縁に形成された側壁を有する第2ケース半体14と、直方体状の電池10とを備え、側壁の先端部同士を溶着させたケース(第1ケース半体12及び第2ケース半体14)内に電池10が収納される。第1ケース半体12及び第2ケース半体14は合成樹脂製であり、例えばポリカーボネート及び/又はABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)が用いられている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a battery pack before welding. The battery pack includes a
図2(a)は、本発明に係る第1ケース半体12及び第2ケース半体14の溶着の例を示す図1のA−A線切断要部断面図である。ただし、電池10は省略している。第1ケース半体12の側壁先端部の内縁側には突起状の溶着リブ30が形成されている。また、第2ケース半体14の側壁先端部の内縁側には前記溶着リブ30が溶着される溶着面18が形成され、外縁側には板状突起が形成されている。溶着リブ30は、第1ケース半体12側壁の全周に形成又は所定間隔毎に形成されている。
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing an example of welding of the
図2(b)は、図2(a)の溶着リブ30及び溶着面18部分の拡大断面図である。ただし、電池10は省略している。溶着リブ30の先端部には、厚さ方向に複数の突起が設けられている。図2(a)の例では、溶着リブ30の先端部に、第1ケース半体12の周方向と直交する方向の断面(以下、縦断面という)がV字型の2つの突起が設けられている。また、前記2つの突起間の間隔はほとんど無く、突起間の縦断面は逆V字形状になっている。
FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the
ここで、第1ケース半体12の底の厚さaは0.3mmであり、第2ケース半体14の底の厚さbは0.3mmである。また、溶着リブ30の厚さcは0.4mmであり、溶着リブ30の先端部に設けられた突起の高さdは0.35mmである。また、第2ケース半体14の側壁先端部の外縁側に形成された板状突起の幅fは0.35mm、高さgは0.4mmであり、溶着面の幅eは0.45mmであり、前記側壁の厚さ(e+f)は0.8mmである。ただし、前記a〜fは前記値に限定はされず、例えば前記底の厚さa、bを0.25〜0.5mmの任意の値にしたり、前記溶着リブの厚さcを0.3〜0.5mmの任意の値にしたり、前記突起の高さdを0.3〜0.4mmの任意の値にしたり、前記溶着面の幅eを0.35〜0.55mm、前記板状突起の幅fを0.2〜0.5mm、前記側壁の厚さ(e+f)を0.7〜0.9mmの任意の値にしたり、前記板状突起の高さgを0.3〜0.6mmの任意の値にすること等が可能である。
Here, the thickness a of the bottom of the
次に溶着リブ30と溶着面18との超音波溶着について説明する。図1に示すように、底を下側にした第2ケース半体14に電池10を収め、底を上側にした第1ケース半体12で蓋をし、第2ケース半体14の側壁先端部の溶着面18に、第1ケース半体12の側壁先端部の溶着リブ30が接触した状態にする。そして、超音波ホーンを第1ケース半体12の所要位置に配置し、所要の高周波を印加することにより、第1ケース半体12に振動が加えられ、溶着リブ30と溶着面18とが振動による摩擦熱により加熱され、溶着リブ30が溶融する。高周波の印加を終了すると、溶融した部分の温度は徐々に低下し、第1ケース半体12の溶着リブ30と第2ケース半体14の溶着面18とが溶着して一体化される。
Next, ultrasonic welding between the
溶着の過程において、溶着リブ30は2つの突起を有するため、超音波ホーンから加えられた圧力は前記2つの突起の夫々に分散されるため、溶着リブ30は倒れ難く、溶着面18から落ち難い。そのため、溶着強度が安定し、さらに従来の脱落防止リブは不要となる。脱落防止リブが不要となることにより、ケースの側壁の厚さを薄くすることができる。
In the process of welding, the
上述した実施の形態においては、溶着リブ30の先端部に2つの突起を設けたが、3以上の突起を設けることも可能である。図3(a)は、3つの突起を先端部に設けた溶着リブ32の例を示す要部拡大断面図である。ただし、電池10は省略している。溶着リブ32の先端部は厚さ方向に3つの突起が設けられており、2つ突起を設けた場合よりもバランスがさらに取り易くなり、超音波溶着時にさらに倒れ難くなる。
In the above-described embodiment, two protrusions are provided at the tip of the
また、溶着リブに設ける突起の縦断面は、V字型に限定はされず、台形状にすることも可能である。図3(b)は、縦断面が台形状の突起を先端部に設けた溶着リブ34の例を示す要部拡大断面図である。ただし、電池10は省略している。前記突起の縦断面を台形状にした場合、V字型の場合と比べて溶着面18との接触面積が増加するため、バランスが取り易く、また先端が変形し難い。そのため、安定した溶着が行える。
Further, the vertical cross section of the protrusion provided on the welding rib is not limited to the V shape, and may be trapezoidal. FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of a
また、溶着リブの前記複数の突起間の縦断面はV字形状に限定はされず、縦断面が円形状又は台形状の凹部を設けることも可能である。図4(a)及び(b)は、溶着リブの前記複数の突起の間に、縦断面が円形状又は台形状の凹部が設けられた溶着リブ36及び38の例を示す要部拡大断面図である。ただし、電池10は省略している。前記複数の突起の間に、縦断面が円形状又は台形状の凹部を設けた場合、V字形状の場合と比べて応力が一点に集中しないため、溶着時に前記突起の間が裂け難くなる。前記突起の間が裂け難いため、安定した溶着が行える。
Further, the longitudinal section between the plurality of protrusions of the welding rib is not limited to the V shape, and it is possible to provide a concave portion having a circular or trapezoidal longitudinal section. 4A and 4B are main part enlarged sectional views showing examples of the
上述した各実施の形態を組合わせることも可能である。例えば図3(b)に示したように溶着リブに設けた複数の突起の縦断面を台形状にすると共に、図4(a)に示したように前記複数の突起の間に縦断面が円形状の凹部を設けることが可能である。 It is also possible to combine the embodiments described above. For example, as shown in FIG. 3B, the longitudinal section of the plurality of protrusions provided on the welding rib is trapezoidal, and the longitudinal section is circular between the plurality of protrusions as shown in FIG. It is possible to provide a shaped recess.
10 電池
12 第1ケース半体
14 第2ケース半体
18 溶着面
20 超音波ホーン
30、32、34、36、38 溶着リブ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記溶着リブの先端部は厚さ方向に複数の突起を有することを特徴とする電池パック。 A first case half having a bottom and a side wall, wherein a protruding welding rib is formed at the tip of the side wall, and a welding having a bottom and a side wall, wherein the welding rib is welded to the tip of the side wall In a battery pack comprising a second case half formed with a surface, a battery accommodated in the first case half and the second case half welded to the welding rib and the welding surface,
The battery pack according to claim 1, wherein a tip end portion of the welding rib has a plurality of protrusions in a thickness direction.
前記溶着リブの先端部の厚さ方向に複数の突起が設けられた第1ケース半体を用いることを特徴とする電池パックの製造方法。
A first case half having a bottom and a side wall, wherein a protruding welding rib is formed at the tip of the side wall, and a welding having a bottom and a side wall, wherein the welding rib is welded to the tip of the side wall In a method of manufacturing a battery pack, comprising: a second case half formed with a surface; a battery accommodated in the first case half and the second case half welded to the weld rib and the weld surface;
A method for manufacturing a battery pack, comprising: using a first case half provided with a plurality of protrusions in a thickness direction of a tip portion of the welding rib.
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