JP2760503B2 - 電池パック - Google Patents

電池パック

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JP2760503B2
JP2760503B2 JP63072391A JP7239188A JP2760503B2 JP 2760503 B2 JP2760503 B2 JP 2760503B2 JP 63072391 A JP63072391 A JP 63072391A JP 7239188 A JP7239188 A JP 7239188A JP 2760503 B2 JP2760503 B2 JP 2760503B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、熱可塑性樹脂からなるケースを超音波溶着
することにより構成される電池パックに関するものであ
る。
（ロ）従来の技術 従来、電池を収納し、かつ外表面に電気機器との電気
接続に用いる端子金具が設けられている電池パックとし
ては、例えば、特公昭56−9789号公報、実開昭58−1502
67号公報、実開昭62−14662号公報に開示されたものが
ある。
たとえば特公昭56−9789号公報に開示された電池パッ
クは、複数の収納凹部をもち、左右両側に直立した側壁
をもつ一方のケース半体と、前後両側の直立した側壁を
もつ他方のケース半体とを備えている。そして、前記収
納凹部に複数の電池を収納して、一方のケース半体と、
他方のケース半体を互いに側壁を対向面部側に向けて突
き合わせて溶着したものである。また、一方のケース半
体の外表面には、電気機器との電気接続に用いる端子金
具が設けられている。
また、実開昭62−14662号公報に開示された電池パッ
クは、二つ割ケースからなり、これらケースを重合して
形成される内部空間に収納される少なくとも２個の電池
群と、該電池群の正負極端子に夫々一端が接続され他端
がケースの外表面に露出される正負極端子金具とを備え
るものである。一方の前記ケースには端面から側面にか
けて開孔が形成されている。そして、開孔内に端子金具
を支持する支持片を形成すると共に端子金具の両側縁に
設けた切り欠きが嵌着する突片部が形成されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 上述した電池パックの電気機器との電気接続に用いる
端子金具を外表面に露呈する為に、樹脂製ケースに切り
欠き部あるいは開孔部を形成する。そして一般的に、端
子金具は、矩形状を為している。したがって端子金具の
周縁をおおうケースの、切り欠き部あるいは開口部も、
それに沿い矩形状を為している。
ところで、電池を収納する熱可塑性樹脂ケースは、超
音波溶着によって互に接合され、電池パックとして構成
される。そして一般的にこのケースの接合は、作業性、
品質、コスト面から超音波溶着法が採られている。
しかしながら、電池パックの外郭部をなすためケース
の材質は熱可塑性樹脂であって、超音波溶着には、普
通、15KHz/s以上の高い周波数、40μｍ以上の振幅、0.2
kg/mm2以上の加圧力を必要とする。その結果、前述の端
子金具に沿うケースの一部分である切り欠き部あるいは
開孔部のコーナ部において、溶着時における超音波振動
エネルギーの集中が発生し、クラック現象が生じるとい
う問題がある。
また、実開昭62−14662号公報に開示された電池パッ
クにおいては、側面部がアーチ状を呈したほぼ同一形状
の二つ割りケースであって、接合面に対し垂直の側壁と
アーチ状をなす他方の側壁を呈している為、超音波振動
の伝導が異なり、アーチ状をなす側面部の各々の接合面
では超音波振動が減衰して均一な溶着が行い難い。その
為、このアーチ状の側面部を基準にして溶接条件を設定
すると、かなり大きな超音波振動を与える必要が生じ
る。そしてこの電池パックにおいては、端子金具を一方
のケース半体に挿着し、電池の端子面に電気溶接する
為、一方のケースの端面から側面にかけて切り欠きを設
け、他方のケースからその切り欠きに嵌着する突片部を
形成している。そして前記超音波振動により、突片部を
形成するコーナにエネルギーの集中が発生し、ここから
クラックを生じる事がある。
そこで、本発明は超音波溶着時のクラックの発生を抑
制することを、課題とするものである。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、第１のケースと、第２のケースと、端子金
具と、電池とを備えた電池パックであって、前記第１の
ケース及び前記第２のケースは熱可塑性樹脂からなり、
前記第１のケースもしくは前記第２のケースには、切り
欠き部が形成され、前記電池は、前記第１のケースと前
記第２のケース内に収納され、前記端子金具は前記電池
に電気接続されると共に、前記第１のケースもしくは前
記第２のケースの、前記切り欠き部近傍から表出し、前
記第１のケースと前記第２のケースとが超音波溶着され
たものにおいて、前記切り欠き部の奥側のコーナを、ア
ールもしくはＣカット形状とした ことを特徴とするものである。
又、本発明は、第１のケースと、第２のケースと、端
子金具と、電池とを備えた電池パックであって、前記第
１のケース及び前記第２のケースは熱可塑性樹脂からな
り、前記第１のケース及び前記第２のケースの一方のケ
ースには突片部が形成されると共に、他方のケースには
前記一方のケースの突片部に対応する部分に切り欠き部
が形成され、前記電池は、前記第１のケースと前記第２
のケース内に収納され、前記端子金具は前記電池に電気
接続され、前記切り欠き部近傍から表出し、前記第１の
ケースと前記第２のケースとが超音波溶着されたものに
おいて、前記突片部の根本部分のコーナをアールもしく
はＣカット形状としたことを特徴とするものである。
（ホ）作用 熱可塑性樹脂からなるケースに、切り欠き部もしくは
突片部などの断面急変化部分があると、超音波振動を与
えてケースを溶接する際に、応力はこの断面急変化部分
で急に増加し、コーナで最大となる。そこで、この切り
欠き部もしくは突片部のコーナを、アールもしくはＣカ
ット形状とすることにより、応力を分散、平均化して、
クラックの発生を防止する。
（ヘ）実施例 以下に本発明の電池パックを、図面に基づき詳述す
る。第１図乃至第５図はいずれも本発明の電池パックの
第１実施例を示すものであり、第１図は第１実施例の電
池パックの分解斜視図、第２図は第１図組立後上蓋方向
からみた平面図、第３図は第１図の組立後の上蓋を取り
除き上から見た平面図、第４図は第２図におけるＸ−Ｘ
線断面を示す正面断面図、第５図は第２図におけるＹ−
Ｙ線断面図を、それぞれ示す。
この電池パックは、第１図及び第３図に示すように、
複数個の電池Ａ、Ａを並列配置しており、収納部11を有
する熱可塑性樹脂からなる筒状ケース１（第１のケー
ス）と、この筒状ケース１の開放部12、13を、上蓋２
（第２のケース）及び下蓋３により閉塞し、この筒状ケ
ース１と外形形状が適合した形状としている。そして上
蓋２及び下蓋３は、熱可塑性樹脂の絶縁性材料から構成
される。この上蓋２は、切り欠き部21があり、電池Ａの
端子部ａ、ａに電気接続される端子金具４が、嵌合する
ようになっている。
前記筒状ケース１の前側の外側面は、アーチ状の湾曲
面14に形成されており、背側の外側は平坦面15と、この
平坦部の両側に連なるアーチ状面16、17に形成されてい
る。前記収納部11が、筒状ケースの外側面にほぼ対応し
た形状をなしており、電池Ａ、Ａに対する収納空間が最
小限となるように、筒状ケース１が形成されている。そ
して、この筒状ケース１の開放部12の前側の端縁には、
切り欠き凹部18が設けられている。そしてこの切り欠き
凹部18は、電気接続用の端子金具４、４を、外部側面に
引き出すための切り欠き18a、18aと、端子金具４、４の
機器側に接続する端部4a、4aを挾持するための凹部18
b、18bからなる。又、この端子金具４の4b、4b部は、電
池Ａ、Ａの端子部ａ、ａに電気接続されている。また図
中６は、絶縁リングであって、端子金具４による一方の
電池Ａの異極間接触による短絡を防止するために、あら
かじめ一方の電池Ａの上部側に挿着されている。
そして、上記各部品等を組込むに際し、例えば筒状ケ
ース１の収納部11に電池Ａ、Ａを第１図の上方から挿入
し、筒状ケースの下部内面に形成したリブ（例えば仕切
壁25）により電池を保持して、収納する。端子金具４、
４の端部4a、4aを、ケース１の切り欠き凹部18、18の、
凹部18b、18bに挾持させながら、電池Ａ、Ａの端子部
ａ、ａ上にセットする。端子金具４、４の4b、4bと、電
池Ａ、Ａの端子部ａ、ａとを、電気接続（スポット溶
接）する。次に上蓋２を、筒状ケース１の開放部12へ挿
着した後、上蓋２と筒状ケース１の接合面を、超音波溶
着して、上蓋２と筒状ケース１とを一体化させる。この
時与える超音波振動は、上蓋２に対し垂直方向（筒状ケ
ース１に対しては電池挿入方向）である。
そして次に筒状ケス１を反転し、上蓋２が下向きにな
った状態で、筒状ケース１の開放部13へ、ヒューズ、サ
ーモスタット、PTC素子からなる過熱過電流保護素子等
の接続片５を、電池Ａ、Ａの端子面ｂ、ｂに電気接続
（スポット溶接）して、固定する。最後に、下蓋３を筒
状ケース１の開放部13へ装着した後、下蓋３と筒状ケー
ス１の接合面を、超音波溶着して、下蓋３と筒状ケース
１とを一体化する。
次に本発明の要点であるケースに設けた、切り欠き部
21につき説明する。上蓋２には、端子金具４、４の端部
4b、4bが電池Ａの端子部ａ、ａに電気接続されると共に
機器側と接続され、上蓋２の外部側面まで引き出すため
の切り欠き部21、21からなる組込部が、ケースの側面か
ら端縁にかけて設けられている。この組込部における切
り欠き部21、21の奥側のコーナ23、23、23、23はアール
形状に形成されている。これは、筒状ケースと上蓋の溶
着接合時における超音波振動の集中応力を分散してクラ
ックを防止する作用をなす。
この奥側のコーナ23、23のアールの大きさについて
は、上蓋２の肉厚、形状にも依存する。そこで本発明者
は種々の実験を行い、次の事を知得した。即ち、ケース
厚みとアールの大きさの関係について、ケース厚みｔ＝
0.3mm（第５図）、切り欠き幅Ｓ＝4.0mm（第２図）の場
合において超音波溶着時のクラック発生数を調べた。超
音波溶着条件は、周波数20KHz、振幅40μｍ、加圧力6.7
5kg、溶着時間0.15secとし、サンプル数を20とした。こ
の結果を、次表に示す。
この結果より、端子金具４の近傍に位置する上蓋２
の、ケース厚みｔに対する奥側のコーナのアール寸法Ｒ
を２倍以上にすることでクラック発生を、極端に抑制す
ることが可能となった。ここでいうケース厚みｔとは、
奥側のコーナ23が形成されているところの樹脂ケースの
厚みである（第５図及び第９図参照）。
次に第６図乃至第９図は、本発明の第２の実施例を示
す電池パックであって、第６図はパックを端子金具側上
からみた平面図、第７図は後述する第８図のＸ−Ｘ断面
図、第８図は正面断面図であって第６図におけるＸ−Ｘ
断面を示しており、第９図は側面断面図であって第６図
においてＹ−Ｙ断面を示している。そしてこれは実開昭
62−14662号公報に開示された電池パックにおいて、前
述（ホ）作用の項に述べたように、突片部22の根本部分
のコーナ24、24、24、24にアールを設けており、超音波
溶着時のクラックが防止できる。ここで、一方のケース
半体1a（第１のケース）には端子金具４、４を組込む切
り欠き部21、21が形成され、一方のケース半体1aに他方
のケース半体1b（第２のケース）を超音波溶着してい
る。この時の超音波振動は、第６図の上下方向で与えて
いる。
以上実施例では、切り欠き部もしくは突片部のコーナ
部分をアール形状としたが、この部分をＣカット形状に
形成しても良い。
第10図に切り欠き部の奥側のコーナがＣカット形状の
電池パックを端子金具側からみた平面図を示す。この切
り欠き部の奥側のコーナ26、26、26、26はＣカット形状
（45°の面取り形状）に形成されている。
又、第11図に突片部の根本部分のコーナがＣカット形
状の電池パックを端子金具側からみた平面図を示す。こ
の突片部22の根本部分のコーナ27、27、27、27はＣカッ
ト形状（45°の面取り形状）に形成される。
（ト）発明の効果 本発明の電池パックは、超音波溶着による熱可塑性樹
脂ケース半体間、あるいはケースと蓋との接合時におい
て、端子金具を組込む切り欠き部の奥側もしくは突片部
の根本部分のコーナをアール形状もしくはＣカット形状
とすることにより、この奥側又は根本部分のコーナにお
いてクラックを生じる現象が防止でき、より安定した超
音波溶着が可能となるのでその工業的価値はきわめて大
きい。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第９図はいずれも本発明にかかる電池パック
を示し、第１図は第１の実施例の分解斜視図、第２図は
第１図の組立後の端子金具側からみた平面図、第３図は
上蓋を取り除いた平面図、第４図は正面断面図、第５図
は側面断面図、第６図以下は第２の実施例を示し第６図
は端子金具側からみた平面図、第７図は横方向断面図、
第８図は正面断面図、第９図は側面断面図、第10図は端
子金具側からみた平面図、第11図は端子金具側からみた
平面図である。 Ａ……電池、１……筒状ケース、２……上蓋、３……下
蓋、４……端子金具、５……接続片、６……絶縁リン
グ、11……収納部、12、13……開放部、14……ケース湾
曲面、15……ケース平坦面、16、17……ケースアーチ状
面、18……ケース切り欠き凹部、21……（上蓋）切り欠
き部、22……突片部、23、24、26、27……コーナ、25…
…仕切壁。
フロントページの続き (72)発明者 後藤 勝城 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−99166（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−179117（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/10 B29C 65/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１のケースと、第２のケースと、端子金
    具と、電池とを備えた電池パックであって、 前記第１のケース及び前記第２のケースは熱可塑性樹脂
    からなり、前記第１のケースもしくは前記第２のケース
    には、切り欠き部が形成され、 前記電池は、前記第１のケースと前記第２のケース内に
    収納され、 前記端子金具は前記電池に電気接続されると共に、前記
    第１のケースもしくは前記第２のケースの、前記切り欠
    き部近傍から表出し、 前記第１のケースと前記第２のケースとが超音波溶着さ
    れたものにおいて、前記切り欠き部の奥側のコーナを、
    アールもしくはＣカット形状とした ことを特徴とする電池パック。
  2. 【請求項２】第１のケースと、第２のケースと、端子金
    具と、電池とを備えた電池パックであって、 前記第１のケース及び前記第２のケースは熱可塑性樹脂
    からなり、前記第１のケース及び前記第２のケースの一
    方のケースには突片部が形成されると共に、他方のケー
    スには前記一方のケースの突片部に対応する部分に切り
    欠き部が形成され、 前記電池は、前記第１のケースと前記第２のケース内に
    収納され、 前記端子金具は前記電池に電気接続され、前記切り欠き
    部近傍から表出し、 前記第１のケースと前記第２のケースとが超音波溶着さ
    れたものにおいて、前記突片部の根本部分のコーナをア
    ールもしくはＣカット形状とした ことを特徴とする電池パック。
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