JP3601940B2 - 電池パック - Google Patents
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Description
【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、複数個の素電池、これらの素電池を電気的に接続する配線回路、安全素子、接触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。
【０００３】
そして、この種の電池パックは、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素電池および前記素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、対応する被接続面（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４に模式的に断面構造を示すごとく、電池パック容器片１，２のうち、一方の電池パック容器片１の被接続面１ａに形設された溶着リブ１ｂを対向する他方の電池パック容器片２の被接続面２ａに超音波溶接することによって行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の電池パックの場合には、次のような不都合が認められる。すなわち、一方の被接合面１ａに溶着リブ１ｂを配置（形設）しておき、互いに接合一体化する電池パック容器片１，２の被接合面１ａ，２ａを位置合わせした後、所要の超音波処理を施して、前記被接合面１ａ，２ａ間の溶着リブ１ｂの溶融によって、電池パック容器片１，２同士を接合・一体化している。
【０００６】
このように、電池パック容器片１，２同士の接合・一体化は、電池パック容器片１，２の平面的な被接合面１ａ，２ａ間の超音波接合であるため、接合強度などの点が懸念される。つまり、各種電子機器類の携帯型化などに伴って、電源部品としての電池パックは、大型化ないし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、前記電池パックの大型化ないし大容量化は、外装・保護の機能をなす電池パック容器自体について、機械的な強度も要求される。
【０００７】
すなわち、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、このような時に、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１，２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。
【０００８】
特に、電池パックの落下試験において、電池パック容器片１，２が相互の接合面１ａ，２ａで剥離・離脱がしばしば発生し、製造歩留まりや製品の信頼性が損なわれる恐れがある。換言すると、電池パック容器片１，２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、従来の超音波溶接手段を採った電池パックの構成は、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、量産的にも容易に実現できる高信頼性の電池パック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、電池パック容器片の対向する被接合面が溶着リブの超音波溶接で接合・一体化して成る樹脂製の電池パック容器と、前記電池パック容器内に装着された複数個の素電池および前記素電池を電気的に接続する配線回路と、前記配線回路に接続し電池パック容器壁部に導出・配置された外部接続用端子部とを有する電池パックにおいて、前記電池パック容器は、溶着リブの配置面と対向する被接合面に離隔して設けられた凹部を有し、該溶着リブと該被接合面どうしとが互いに平面的に対接する領域が超音波溶接され、凹部領域では対向する溶着リブが嵌合していることを特徴とする電池パックである。
【００１１】
なお、前記電池パック容器においては、凹部領域に嵌合した対向する溶接用リブの先端部を超音波溶接した構成としてもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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が接合される電池パック容器片のうち、一方の電池パック容器片の被接合面に、溶着リブが配置されている。ここで、溶着リブは、一般的に、一方の電池パック容器片の被接合面を、その被接合面幅の １／２〜 １／１の帯状に、高さ ０．３〜 １ｍｍ程度突設させた構造である。また、溶着リブを被接合面に配置した電池パック容器片に対して、他方の電池パック容器片の被接合面に形設される凹部の幅は、前記溶着リブの幅と同程度、深さは前記溶着リブの高さと同等もしくはやや浅めである。
【００１４】
本発明では、電池パック容器片同士の接合が、平面的な被接合面同士の超音波溶着と、被接合面の凹部に対する溶着リブの部分的な嵌合（係合）および一部の超音波溶着とで成された状態を採っている。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接合領域と、被接合面の凹部に対する溶着リブの係合とで機械的に接合一体化した構成と成っている。
【００１５】
したがって、被接合面同士の超音波接合の強度が若干不十分な場合でも、凹部に対する溶着リブの係合により十分補充されることになり、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、信頼性の高い電池パックとして機能する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図１，図２および図３を参照して実施例を説明する。
【００１７】
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、３，４は被接合面３ａ，４ａ同士を接合することにより電池パック容器５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。
【００１８】
ここで、電池パック容器片３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３ｂなどを有する。また、電池パック容器片３の開口端は、段付き形に形成されており、内側の段付き端面３ａが被接合面を成し、その外側壁部３ｃが他の電池パック容器片（蓋体）４を挿着する構成と成っている。さらに、前記被接合面３ａには全域に亘って、ほぼ一定の間隔をおいて、凹部３ｄが形設・配置されている。
【００１９】
一方、他の電池パック容器片４は、操作スイッチなどの導出部４ｂを有するとともに、被接合面４ａに帯状の溶着リブ４ｃがほぼ全域に亘って形設・配置されている。ここで、溶着リブ４ｃは、たとえば電池パック容器片４の成型時に、その電池パック容器片４の被接合面４ａに一体的に突設させたものである。
【００２０】
そして、前記素電池群、配線回路、その他の回路素子などを内蔵して、電池パック容器片３，４同士を、相互の被接合面３ａ，４ａを位置合わせし、超音波溶接で電池パック容器５の形成および電池パック化したとき、図２に要部を拡大して断面的に示すような接合状態を成している。すなわち、前記電池パック容器５は、溶着リブ４ｃの配置面と対向する被接合面３ａに離隔して設けられた凹部３ｄを有するため、互いに平面的に対接する領域では、被接合面３ａ，４ａ同士が溶着リブ４ｃの溶融・接合作用で超音波溶接される。
【００２１】
一方、凹部３ｄ領域では、対向する被接合面３ａが欠けた状態にあるため、溶着リブ４ｃの溶融・接合作用による被接合面３ａ，４ａ同士の超音波溶接が進行せず、結果的に、溶着リブ４ｃ自体が被接合面３ａの凹部３ｄに嵌合（楔の打ち込み状態化）する。そして、被接合面３ａの凹部３ｄの底面部と、溶着リブ４ｃの先端部との対接領域で超音波溶接がされた形態を採っている。
【００２２】
なお、図３は、前記電池パック容器片３の被接合面３ａと、電池パック容器片４の被接合面４ａとを超音波接合したとき、被接合面３ａの凹部３ｄにおける溶着リブ４ｃの係合状態を模式的に示す拡大断面図である。つまり、前記被接合面３ａの凹部３ｄ領域では、少なくとも被接合面３ａ，４ａの長さ方向に対して、固定・係止する機能を補強する形の作用効果が実現されている。
【００２３】
上記のごとく、電池パック容器片３の被接合面３ａと、電池パック容器片４の被接合面４ａとの構成を設定し、これら被接合面３ａ，４ａ同士の超音波接合によって、電池パック容器５化した電池パックは、一般的な電池パックの落下試験において、すぐれた耐衝撃性ないし耐損傷性を呈する。すなわち、電池パック容器片３の被接合面３ａの構成以外は、同じ仕様として構成した電池パックの場合、落下試験でほとんどが、電池パック容器片同士の剥離・離脱が発生したのに対して、本発明に係る電池パックの場合は、電池パック容器片同士の剥離・離脱発生が ０／１００ であった。
【００２４】
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の構成において、凹部領域に対向する溶接用リブを嵌合し、かつその先端部が超音波溶接させたが、凹部領域に対向する溶接用リブを嵌合しただけで、超音波溶接を省略してもよい。また、内装（内蔵）する素電池は、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。
【００２５】
【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、溶着リブの溶着作用だけでなく、接被接合面における係合的（楔の打ち込み態様）な構成とで機械的に接合一体化している。したがって、被接合面の超音波溶接による接合強度が若干不十分な場合でも、楔の打ち込みによる固定化的な作用によって、十分、接合一体化が補強されることになり、落下などで破損を起こす恐れも解消されて、取扱易く、かつ信頼性の高い電池パックが提供される。
【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】図１に図示した電池パック容器の接合部を模式的に示す断面図。
【図３】図２に図示した接合部の構造を模式的に示す拡大断面図。
【図４】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
【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、複数個の素電池、これらの素電池を電気的に接続する配線回路、安全素子、接触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。
【０００３】
そして、この種の電池パックは、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素電池および前記素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、対応する被接続面（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４に模式的に断面構造を示すごとく、電池パック容器片１，２のうち、一方の電池パック容器片１の被接続面１ａに形設された溶着リブ１ｂを対向する他方の電池パック容器片２の被接続面２ａに超音波溶接することによって行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の電池パックの場合には、次のような不都合が認められる。すなわち、一方の被接合面１ａに溶着リブ１ｂを配置（形設）しておき、互いに接合一体化する電池パック容器片１，２の被接合面１ａ，２ａを位置合わせした後、所要の超音波処理を施して、前記被接合面１ａ，２ａ間の溶着リブ１ｂの溶融によって、電池パック容器片１，２同士を接合・一体化している。
【０００６】
このように、電池パック容器片１，２同士の接合・一体化は、電池パック容器片１，２の平面的な被接合面１ａ，２ａ間の超音波接合であるため、接合強度などの点が懸念される。つまり、各種電子機器類の携帯型化などに伴って、電源部品としての電池パックは、大型化ないし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、前記電池パックの大型化ないし大容量化は、外装・保護の機能をなす電池パック容器自体について、機械的な強度も要求される。
【０００７】
すなわち、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、このような時に、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１，２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。
【０００８】
特に、電池パックの落下試験において、電池パック容器片１，２が相互の接合面１ａ，２ａで剥離・離脱がしばしば発生し、製造歩留まりや製品の信頼性が損なわれる恐れがある。換言すると、電池パック容器片１，２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、従来の超音波溶接手段を採った電池パックの構成は、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、量産的にも容易に実現できる高信頼性の電池パック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、電池パック容器片の対向する被接合面が溶着リブの超音波溶接で接合・一体化して成る樹脂製の電池パック容器と、前記電池パック容器内に装着された複数個の素電池および前記素電池を電気的に接続する配線回路と、前記配線回路に接続し電池パック容器壁部に導出・配置された外部接続用端子部とを有する電池パックにおいて、前記電池パック容器は、溶着リブの配置面と対向する被接合面に離隔して設けられた凹部を有し、該溶着リブと該被接合面どうしとが互いに平面的に対接する領域が超音波溶接され、凹部領域では対向する溶着リブが嵌合していることを特徴とする電池パックである。
【００１１】
なお、前記電池パック容器においては、凹部領域に嵌合した対向する溶接用リブの先端部を超音波溶接した構成としてもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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が接合される電池パック容器片のうち、一方の電池パック容器片の被接合面に、溶着リブが配置されている。ここで、溶着リブは、一般的に、一方の電池パック容器片の被接合面を、その被接合面幅の １／２〜 １／１の帯状に、高さ ０．３〜 １ｍｍ程度突設させた構造である。また、溶着リブを被接合面に配置した電池パック容器片に対して、他方の電池パック容器片の被接合面に形設される凹部の幅は、前記溶着リブの幅と同程度、深さは前記溶着リブの高さと同等もしくはやや浅めである。
【００１４】
本発明では、電池パック容器片同士の接合が、平面的な被接合面同士の超音波溶着と、被接合面の凹部に対する溶着リブの部分的な嵌合（係合）および一部の超音波溶着とで成された状態を採っている。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接合領域と、被接合面の凹部に対する溶着リブの係合とで機械的に接合一体化した構成と成っている。
【００１５】
したがって、被接合面同士の超音波接合の強度が若干不十分な場合でも、凹部に対する溶着リブの係合により十分補充されることになり、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、信頼性の高い電池パックとして機能する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図１，図２および図３を参照して実施例を説明する。
【００１７】
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、３，４は被接合面３ａ，４ａ同士を接合することにより電池パック容器５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。
【００１８】
ここで、電池パック容器片３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３ｂなどを有する。また、電池パック容器片３の開口端は、段付き形に形成されており、内側の段付き端面３ａが被接合面を成し、その外側壁部３ｃが他の電池パック容器片（蓋体）４を挿着する構成と成っている。さらに、前記被接合面３ａには全域に亘って、ほぼ一定の間隔をおいて、凹部３ｄが形設・配置されている。
【００１９】
一方、他の電池パック容器片４は、操作スイッチなどの導出部４ｂを有するとともに、被接合面４ａに帯状の溶着リブ４ｃがほぼ全域に亘って形設・配置されている。ここで、溶着リブ４ｃは、たとえば電池パック容器片４の成型時に、その電池パック容器片４の被接合面４ａに一体的に突設させたものである。
【００２０】
そして、前記素電池群、配線回路、その他の回路素子などを内蔵して、電池パック容器片３，４同士を、相互の被接合面３ａ，４ａを位置合わせし、超音波溶接で電池パック容器５の形成および電池パック化したとき、図２に要部を拡大して断面的に示すような接合状態を成している。すなわち、前記電池パック容器５は、溶着リブ４ｃの配置面と対向する被接合面３ａに離隔して設けられた凹部３ｄを有するため、互いに平面的に対接する領域では、被接合面３ａ，４ａ同士が溶着リブ４ｃの溶融・接合作用で超音波溶接される。
【００２１】
一方、凹部３ｄ領域では、対向する被接合面３ａが欠けた状態にあるため、溶着リブ４ｃの溶融・接合作用による被接合面３ａ，４ａ同士の超音波溶接が進行せず、結果的に、溶着リブ４ｃ自体が被接合面３ａの凹部３ｄに嵌合（楔の打ち込み状態化）する。そして、被接合面３ａの凹部３ｄの底面部と、溶着リブ４ｃの先端部との対接領域で超音波溶接がされた形態を採っている。
【００２２】
なお、図３は、前記電池パック容器片３の被接合面３ａと、電池パック容器片４の被接合面４ａとを超音波接合したとき、被接合面３ａの凹部３ｄにおける溶着リブ４ｃの係合状態を模式的に示す拡大断面図である。つまり、前記被接合面３ａの凹部３ｄ領域では、少なくとも被接合面３ａ，４ａの長さ方向に対して、固定・係止する機能を補強する形の作用効果が実現されている。
【００２３】
上記のごとく、電池パック容器片３の被接合面３ａと、電池パック容器片４の被接合面４ａとの構成を設定し、これら被接合面３ａ，４ａ同士の超音波接合によって、電池パック容器５化した電池パックは、一般的な電池パックの落下試験において、すぐれた耐衝撃性ないし耐損傷性を呈する。すなわち、電池パック容器片３の被接合面３ａの構成以外は、同じ仕様として構成した電池パックの場合、落下試験でほとんどが、電池パック容器片同士の剥離・離脱が発生したのに対して、本発明に係る電池パックの場合は、電池パック容器片同士の剥離・離脱発生が ０／１００ であった。
【００２４】
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の構成において、凹部領域に対向する溶接用リブを嵌合し、かつその先端部が超音波溶接させたが、凹部領域に対向する溶接用リブを嵌合しただけで、超音波溶接を省略してもよい。また、内装（内蔵）する素電池は、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。
【００２５】
【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、溶着リブの溶着作用だけでなく、接被接合面における係合的（楔の打ち込み態様）な構成とで機械的に接合一体化している。したがって、被接合面の超音波溶接による接合強度が若干不十分な場合でも、楔の打ち込みによる固定化的な作用によって、十分、接合一体化が補強されることになり、落下などで破損を起こす恐れも解消されて、取扱易く、かつ信頼性の高い電池パックが提供される。
【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】図１に図示した電池パック容器の接合部を模式的に示す断面図。
【図３】図２に図示した接合部の構造を模式的に示す拡大断面図。
【図４】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
Claims (1)
- 電池パック容器片の対向する被接合面が溶着リブの超音波溶接で接合・一体化して成る樹脂製の電池パック容器と、
前記電池パック容器内に装着された複数個の素電池および前記素電池を電気的に接続する配線回路と、
前記配線回路に接続し電池パック容器壁部に導出・配置された外部接続用端子部とを有する電池パックにおいて、
前記電池パック容器は、溶着リブの配置面と対向する被接合面に離隔して設けられた凹部を有し、該溶着リブと該被接合面どうしとが互いに平面的に対接する領域が超音波溶接され、凹部領域では対向する溶着リブが嵌合していることを特徴とする電池パック。
Priority Applications (1)
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| JP16006297A JP3601940B2 (ja) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | 電池パック |
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-
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