JP4609369B2 - Battery pack and battery pack manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、リチュームイオン電池などの二次電池、その他の電子部品(以下、実施例の説明以外は総称して「物品」と記す)を収納したバッテリーパック及びその製造法に関するものである。 The present invention is, for example, a secondary battery such as a Lithium ion battery, other electronic components (collectively except description of the embodiments referred to as "article") relates to a battery pack and a manufacturing how accommodating the is there.

従来、超音波振動を利用してポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂からなる2以上の板体などを溶着する場合には、それらの溶着面の板の厚みが少なくとも1.0mm以上あることが必須用件とされ、しかも電池ケースの内部に1本以上のリチュームイオン電池の円筒セルを収納した後、超音波振動を印加して電池ケースを溶着し、リチュームイオン電池を製造することは、印加した超音波振動の熱がリチュームイオン電池に加わり、爆発する恐れがあって、この超音波溶着方法は用いられておらず、これまでこの種の電池の封入には有機溶剤を用いて電池ケースを接着し、封入していた。   Conventionally, when two or more plates made of a thermoplastic resin such as polycarbonate are welded using ultrasonic vibration, it is essential that the thickness of the plate on the welding surface is at least 1.0 mm or more. In addition, after storing one or more cylindrical cells of a lithium ion battery inside the battery case, ultrasonic vibration is applied to weld the battery case to produce a lithium ion battery. Since the heat of vibration is applied to the lithium ion battery and it may explode, this ultrasonic welding method has not been used, so far, this type of battery is sealed using an organic solvent to seal the battery case, It was enclosed.

しかし、有機溶剤を使用して部品を封入する接着方法は、
1.製造工程において接着し、固定するまでに時間が掛かり、生産効率が悪い
2.溶剤を使用するため、ケースの接着面から溶剤がはみ出したり、撥ねたりし て、その溶剤がケースの接着面以外の部位に付着し、ケースなどの外観を汚す 外観不良が多く発生する
3.製造工程で定期的に溶剤を管理する必要があり、工程管理が繁雑になる
4.有機溶剤のため、作業環境に注意する必要がある
5.有機溶剤を使用するため、地球環境には良くない
などという課題がある。
However, the bonding method of encapsulating parts using organic solvents is
1. 1. It takes time to bond and fix in the manufacturing process, and the production efficiency is poor. 2. Since the solvent is used, the solvent protrudes or repels from the adhesive surface of the case, and the solvent adheres to parts other than the adhesive surface of the case, resulting in many appearance defects that contaminate the appearance of the case. 3. It is necessary to manage the solvent regularly in the manufacturing process, and the process management becomes complicated. 4. Because it is an organic solvent, it is necessary to pay attention to the work environment. Since an organic solvent is used, there is a problem that it is not good for the global environment.

本発明は、このような問題点を解決しようとするものであって、板厚が薄い溶着面のケースであっても、内部に収納されている物品に損傷を与えることなく、超音波振動で容易に溶着することができる薄肉ケース及びその超音波溶着方法を得ることを課題とするものである。   The present invention is intended to solve such problems. Even in the case of a welded surface with a thin plate thickness, ultrasonic vibrations can be used without damaging an article housed therein. It is an object of the present invention to obtain a thin-walled case that can be easily welded and an ultrasonic welding method thereof.

前記課題を解決するため、本発明のバッテリーパックは、開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体と、スリット部に挿入される複数の係合爪およびエネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体とを有し、電池セルを収納した状態で第1および第2のケース半体が嵌合され、エネルギーダイレクタ部に対して超音波振動が与えられることにより第1および第2のケース半体が溶着されたものである。 In order to solve the above-described problem, the battery pack of the present invention includes a first case half in which a plurality of energy director portions and slit portions that are welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the opening surface. A plurality of engagement claws inserted into the slit portion and a plurality of receiving portions for receiving the energy director portion, and a second case half that fits into the first case half, and a battery cell The first and second case halves are fitted in a state in which the first and second case halves are welded by applying ultrasonic vibration to the energy director portion.

そして本発明のバッテリーパックの製造方法は、開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体あるいは、スリット部に挿入される複数の係合爪およびエネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体に電池セルを収納する工程と、第1あるいは第2のケース半体に電池セルが収納された状態で、第1および第2のケース半体を嵌合する工程と、嵌合された第1および第2のケース半体において、エネルギーダイレクタ部に対して超音波振動を与えることにより、第1および第2のケース半体を溶着する工程とを含むものである。 In the battery pack manufacturing method of the present invention, the first case half or the slit in which a plurality of energy director portions and slit portions welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the opening surface A plurality of engaging claws inserted into the part and a plurality of receiving parts for receiving the energy director part, and a step of accommodating the battery cell in a second case half that fits into the first case half; In the state in which the battery cell is housed in the first or second case half, the step of fitting the first and second case half, and in the fitted first and second case half, A step of welding the first and second case halves by applying ultrasonic vibration to the director portion.

従って、本発明によれば、内部に収納した物品及び薄肉ケースそのものに損傷を与えることなく、瞬時に薄肉ケースを溶着し、その物品を封入することができるので、以下に記すような数々の優れた効果が得られる。
1.ケース半体を瞬時に溶着できるため、作業時間を大幅に短縮できる
2.従って、量産設備に最適である
3.有機溶剤を使用しないため、環境を良好に保つことができる
4.有機溶剤を使用しないため、工程管理がし易い
5.内蔵する物品に損傷を与えない
6.完成した製品の外観不良も出にくい
などである。
Therefore, according to the present invention, it is possible to instantaneously weld the thin case and enclose the article without damaging the article housed therein and the thin case itself. Effect.
1. 1. Since the case half can be welded instantly, the working time can be greatly reduced. Therefore, it is optimal for mass production facilities. Since no organic solvent is used, the environment can be kept good. 4. Since no organic solvent is used, process management is easy. 5. Do not damage the built-in items. The appearance of the finished product is difficult to cause.

以下、本発明のバッテリーパック及びその製造方法を図を用いて説明する。
図1は本発明のバッテリーパックに使用される薄肉ケースの斜視図であり、図2は図1に示した薄肉ケースのA−A線上における一部拡大断面図であり、図3は図1に示した薄肉ケースのB−B線上における一部拡大断面図であり、図4は本発明の超音波溶着方法に用いる超音波溶着用ホーンを示していて、同図Aはその正面図、同図Bはその長辺側の側面図、同図Cはその短辺側の側面図であり、図5は図1に示した薄肉ケースを反転させて電池の円筒セルを収納し、封入する前の状態の薄肉ケースの斜視図であり、図6は本発明の超音波溶着方法を説明するための、図5に示した円筒セル収納状態の薄肉ケースと図4に示した超音波溶着用ホーンとを示す断面側面図であり、図7は図1に示した薄肉ケースの中間体または蓋側ケース半体に形成された受けの他の構造を示していて、同図Aはその一部拡大斜視図であり、同図Bは同図Aの一部を更に拡大して示した斜視図であり、そして図8は図1に示した薄肉ケースの中間体または蓋側ケース半体に形成された受けの更に他の構造を示す一部拡大斜視図である。
Hereinafter, a battery pack and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a thin case used in the battery pack of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the thin case shown in FIG. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the thin case shown on line B-B, FIG. 4 shows an ultrasonic welding horn used in the ultrasonic welding method of the present invention, and FIG. B is a side view of the long side, FIG. C is a side view of the short side, and FIG. 5 is a state before the cylindrical cell of the battery is accommodated by inverting the thin case shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view of the thin case in the state, and FIG. 6 is a perspective view of the thin case in the cylindrical cell storage state shown in FIG. 5 and the ultrasonic welding horn shown in FIG. 7 is a cross-sectional side view, and FIG. 7 is a thin case intermediate body or lid side case half body shown in FIG. FIG. 7A is a partially enlarged perspective view of the formed receptacle, FIG. B is a perspective view of a portion of FIG. A further enlarged, and FIG. FIG. 8 is a partially enlarged perspective view showing still another structure of the receiver formed on the intermediate body or the lid-side case half of the thin case shown in FIG.

先ず最初に、図1乃至図3を用いて、本発明のバッテリーパックに用いられる薄肉ケースの構造を説明する。
符号100は本発明の薄肉ケースを指す。この薄肉ケース100は、比較的深さが浅い有底側ケース半体110と比較的深さが深い蓋側ケース半体120と、或いはこれらに収納しなければならない物品のかさ高によっては、これらの間に挿入し、ケースの容積を増やすための中間体130とから構成されている。
この薄肉ケース100の肉厚は、例えば、リチュームイオン電池Baを封入するようなケースの場合には、通常、厚い部分でも1.0mm程度である。
First, the structure of the thin case used in the battery pack of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
Reference numeral 100 denotes the thin case of the present invention. The thin case 100 has a bottomed case half 110 having a relatively shallow depth and a lid side case half 120 having a relatively deep depth, or depending on the bulkiness of articles to be stored in these cases. And an intermediate body 130 for increasing the volume of the case.
For example, in the case of a case in which the lithium ion battery Ba is enclosed, the thickness of the thin case 100 is usually about 1.0 mm even in a thick portion.

なお、本明細書における「有底側ケース半体」の「底」は、場合によって「蓋」を意味する場合もあり、また、「蓋側ケース半体」の「蓋」は、場合によって「底」を意味する場合もある。これら「底」、「蓋」は理解し易く説明するために便宜上名付けた名称であることを断っておく。   In the present specification, the “bottom” of the “bottom-side case half” sometimes means “lid”, and the “lid” of the “lid-side case half” is sometimes “ It may mean “bottom”. It should be noted that these “bottom” and “lid” are names given for convenience for easy understanding.

そしてこの薄肉ケース100を、例えば、リチュームイオン電池Baを封入したバッテリーパックのケースに用いる場合には、その蓋側ケース半体120側に、例えば、2本の円筒セルのリチュームイオン電池Baを収納し、一方の有底側ケース半体110側には、内蔵されているリチュームイオン電池Baの充電状態を表示する電子回路など容積のかさばる電子部品を収納する。   When this thin case 100 is used, for example, for a battery pack case in which a lithium ion battery Ba is enclosed, for example, two cylindrical cell lithium ion batteries Ba are accommodated on the lid side case half 120 side. On the other hand, the bottomed case half 110 accommodates a bulky electronic component such as an electronic circuit for displaying the charge state of the built-in rechargeable ion battery Ba.

有底側ケース半体110に収納しようとする物品の容積がかさばる場合には、図1に示したように、比較的浅い有底側ケース半体110と蓋側ケース半体120との間に前記中間体130を挿入し、薄肉ケース100としての全体の容積を増大させることができる。
従って、この中間体130を組み合わせた薄肉ケース100に、例えば、リチュームイオン電池Baを封入するような場合には、その深さが浅い蓋側ケース半体120側に、例えば、2本の円筒セルのリチュームイオン電池Baを収納し、一方の深さが浅い有底側ケース半体110B側及び前記中間体130に、内蔵されているリチュームイオン電池Baの充電状態を表示する電子回路など容積のかさばる電子部品を分割して収納するとよい。
When the volume of the article to be stored in the bottomed case half 110 is bulky, as shown in FIG. 1, the relatively shallow bottomed case half 110 and the lid side case half 120 are interposed. By inserting the intermediate body 130, the entire volume of the thin case 100 can be increased.
Therefore, in the case where, for example, the lithium ion battery Ba is sealed in the thin case 100 in which the intermediate body 130 is combined, for example, two cylindrical cells are disposed on the lid side case half 120 side where the depth is shallow. The lithium ion battery Ba is housed, and the volume of the electronic circuit that displays the state of charge of the lithium ion battery Ba built in the bottomed case half 110B side and the intermediate body 130, one of which is shallow, is bulky. It is good to divide and store electronic components.

次に、有底側ケース半体110、蓋側ケース半体120及び中間体130のそれぞれの構造を説明する。
前記有底側ケース半体110は、長方形の底板111と、この底板111の各辺から底板111の平面に対して垂直に形成された長い側板112と短い側板113とから構成されており、その底板111の外表面の外周縁部分Hの少なくとも2mm幅部分は平面に形成されている(図5のハッチ部分)。この図5に示した電池ケースの場合には、その電池をビデオなどの電子機器に装着するために、その電子機器の電池装着部に形成されている係合爪などが嵌合できる複数の雌型係合穴114が前記外周縁部分Hから長側板112或いは短側板113にわたって形成されている。
Next, the structures of the bottomed case half body 110, the lid side case half body 120, and the intermediate body 130 will be described.
The bottomed case half 110 is composed of a rectangular bottom plate 111, a long side plate 112 and a short side plate 113 formed perpendicular to the plane of the bottom plate 111 from each side of the bottom plate 111, and At least a 2 mm width portion of the outer peripheral edge portion H of the outer surface of the bottom plate 111 is formed into a flat surface (hatched portion in FIG. 5). In the case of the battery case shown in FIG. 5, in order to attach the battery to an electronic device such as a video, a plurality of females to which engagement claws or the like formed on the battery attachment portion of the electronic device can be fitted. A mold engaging hole 114 is formed from the outer peripheral edge portion H to the long side plate 112 or the short side plate 113.

更に、前記長側板112及び短側板113の溶着面の一部になる端面には、図2にも示したように、エネルギーダイレクタ115と、図3にも示したように、複数のスリット116とが形成されている。
前記エネルギーダイレクタ115は、その一部を図2に拡大して示したように、長側板112及び短側板113の外表面からやや後退した垂直面1151が形成されたナイフエッジ状の構造になっている。ナイフエッジの角度は45度の角度に設定されていて、溶けた樹脂が後記の隙間Gに入り込み易くされている。
前記スリット116は前記エネルギーダイレクタ115の一部分が存在しない複数箇所に形成されている。
Further, an end surface which becomes a part of the welding surface of the long side plate 112 and the short side plate 113 has an energy director 115 as shown in FIG. 2 and a plurality of slits 116 as shown in FIG. Is formed.
The energy director 115 has a knife-edge-like structure in which a vertical surface 1151 slightly retracted from the outer surface of the long side plate 112 and the short side plate 113 is formed, as shown in a part of FIG. Yes. The angle of the knife edge is set at an angle of 45 degrees so that the melted resin can easily enter the gap G described later.
The slits 116 are formed at a plurality of locations where a part of the energy director 115 does not exist.

次に、前記蓋側ケース半体120の構造について説明する。この蓋側ケース半体120は前記有底側ケース半体110の受け側になるもので、その開口周縁部には前記エネルギーダイレクタ115を受け入れる受け121が形成されている。この受け121は、その内周面側1211が低く、外周面側1212が高く、そして前記エネルギーダイレクタ115を受け入れた時に、そのエネルギーダイレクタ115の垂直面1151(外側面)と前記受け121の外周面側1212の内面との間に若干の隙間Gが形成される、断面が段状の構造で形成されている。
そして更に図3に示したように、前記蓋側ケース半体120の開口の溶着面の一部になる端面には、前記有底側ケース半体110の開口端面に形成された前記スリット116の数、位置に対応して、各スリット116に挿入できる大きさの複数個の係合爪122が形成されている。
Next, the structure of the lid-side case half 120 will be described. The lid-side case half 120 serves as a receiving side of the bottomed case half 110, and a receiving portion 121 for receiving the energy director 115 is formed at the peripheral edge of the opening. The receiver 121 has a lower inner peripheral surface side 1211 and a higher outer peripheral surface side 1212, and when the energy director 115 is received, the vertical surface 1151 (outer surface) of the energy director 115 and the outer peripheral surface of the receiver 121. A slight gap G is formed between the inner surface of the side 1212 and the cross section is formed in a stepped structure.
Further, as shown in FIG. 3, the slit 116 formed on the opening end surface of the bottomed case half 110 is formed on the end surface that becomes a part of the welding surface of the opening of the lid case half 120. A plurality of engagement claws 122 having a size that can be inserted into each slit 116 is formed corresponding to the number and position.

次に、前記中間体130の構造を説明する。この中間体130の前記蓋側ケース半体120が嵌め込まれ、溶着される開口側の端面の構造は、図1乃至図3に示したような前記有底側ケース半体110の開口端面の構造と同一であって、エネルギーダイレクタ135(図2)と複数のスリット136(図3)とが形成されている。
また、この中間体130の前記有底側ケース半体110が嵌め込まれ、溶着される開口側(図1においては中間体130の裏側)の端面の構造は、図1乃至図3に示したような、前記蓋側ケース半体120の開口端面の構造と同一であって、受けと係合爪(いずれも不図示)が形成されている。
Next, the structure of the intermediate 130 will be described. The structure of the opening end face into which the lid-side case half 120 of the intermediate body 130 is fitted and welded is the structure of the opening end face of the bottomed case half 110 as shown in FIGS. And an energy director 135 (FIG. 2) and a plurality of slits 136 (FIG. 3) are formed.
Further, the structure of the end face on the opening side (the back side of the intermediate body 130 in FIG. 1) into which the bottomed case half body 110 of the intermediate body 130 is fitted and welded is as shown in FIGS. In addition, it is the same as the structure of the opening end surface of the said lid | cover side case half body 120, Comprising: A receptacle and an engaging claw (all are not shown) are formed.

図2に示したように、有底側ケース半体110の板の厚みは、例えば、1.0mmであり、そして蓋側ケース半体120の板の厚みは、例えば、0.8mmである。   As shown in FIG. 2, the thickness of the plate of the bottomed case half body 110 is, for example, 1.0 mm, and the thickness of the plate of the lid side case half body 120 is, for example, 0.8 mm.

次に、図4を参照しながら、本発明の超音波溶着方法に用いる超音波ホーンの構造を説明する。
この超音波ホーン1は、ホーン本体2の下端面3(図4A)に前記有底側ケース半体110の外周縁部分Hに当接する複数の、形状の異なる突起4が形成されている。これらの突起4は前記有底側ケース半体110の外周縁部分Hに形成されている係合穴114を避けて、その外周縁部分Hの外周縁から、例えば、2〜3mmの幅で形成されている。この幅を広く取ると、印加した超音波振動が薄肉ケース100の中に封入されている電池に作用し、例えば、爆発を誘発する恐れがあるからであって、従って、前記幅は可能な限り狭くすることが望ましい。これら突起4の高さは同一であって、それらの突起4の先端部を結んでできる面は同一平面となる。
Next, the structure of an ultrasonic horn used in the ultrasonic welding method of the present invention will be described with reference to FIG.
In this ultrasonic horn 1, a plurality of protrusions 4 having different shapes are formed on the lower end surface 3 (FIG. 4A) of the horn main body 2 and abut against the outer peripheral edge portion H of the bottomed case half 110. These protrusions 4 are formed with a width of, for example, 2 to 3 mm from the outer peripheral edge of the outer peripheral edge H, avoiding the engagement holes 114 formed in the outer peripheral edge H of the bottomed case half 110. Has been. If this width is widened, the applied ultrasonic vibration acts on the battery enclosed in the thin-walled case 100, for example, there is a risk of causing an explosion. Therefore, the width is as much as possible. It is desirable to make it narrow. These protrusions 4 have the same height, and the surfaces formed by connecting the tips of the protrusions 4 are the same plane.

次に、この超音波ホーン1を用いて、リチュームイオン電池Baを収納した前記薄肉ケース100を超音波振動により溶着する超音波溶着方法を図5及び図6を参照しながら説明する。
先ず、図5に示したように、蓋側ケース半体120の中に、図示の場合、2本のリチュームイオン電池Baを所定の極性で収納する。そして、図2及び図3に示したように、この収納状態の蓋側ケース半体120の受け121に有底側ケース半体110のエネルギーダイレクタ115を嵌合するように、そして蓋側ケース半体120の係合爪122を有底側ケース半体110のスリット116に挿入して、両者を合体する。
Next, an ultrasonic welding method for welding the thin case 100 containing the lithium ion battery Ba by ultrasonic vibration using the ultrasonic horn 1 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 5, in the case shown in the figure, two lithium ion batteries Ba are accommodated in the lid-side case half 120 with a predetermined polarity. Then, as shown in FIGS. 2 and 3, the energy director 115 of the bottomed case half 110 is fitted to the receiver 121 of the lid case half 120 in the housed state, and the lid side case half is fitted. The engaging claw 122 of the body 120 is inserted into the slit 116 of the bottomed case half body 110, and both are united.

その後、この状態の薄肉ケース100を、図6に示したように、その蓋側ケース半体120側を下にして、受け治具10の凹部11に据え付け、固定し、その有底側ケース半体110の底板111の上方から前記超音波ホーン1を降下させる。この場合、超音波ホーン1の各突起4が底板111の外周縁部分Hの係合穴114を避けて、その外周縁から2〜3mmの幅の所に当接するように調整することは言うまでもない。   Thereafter, as shown in FIG. 6, the thin case 100 in this state is installed and fixed in the recess 11 of the receiving jig 10 with the lid side case half 120 side down, and the bottomed case half The ultrasonic horn 1 is lowered from above the bottom plate 111 of the body 110. In this case, it goes without saying that each protrusion 4 of the ultrasonic horn 1 is adjusted so as to avoid the engagement hole 114 in the outer peripheral edge portion H of the bottom plate 111 and to contact with a width of 2 to 3 mm from the outer peripheral edge. .

このセッティングが終了すると、次に、例えば、出力周波数20Hz、振幅60〜70μmの超音波振動を印加する。印加された超音波振動は前記超音波ホーン1の突起4から前記有底側ケース半体110に形成されているエネルギーダイレクタ115やスリット116に伝導し、前記蓋側ケース半体120に形成した受け121などに応力が掛かり、摩擦熱が発生して、有底側ケース半体110と蓋側ケース半体120とは、0.2〜0.3mm秒のような短時間で瞬時に溶着する。   When this setting is completed, next, for example, ultrasonic vibration having an output frequency of 20 Hz and an amplitude of 60 to 70 μm is applied. The applied ultrasonic vibration is conducted from the protrusion 4 of the ultrasonic horn 1 to the energy director 115 and the slit 116 formed in the bottomed case half body 110 and received in the lid side case half 120. Stress is applied to 121 and the like, and frictional heat is generated, and the bottomed case half 110 and the lid side case half 120 are instantaneously welded in a short time such as 0.2 to 0.3 mmsec.

この場合、エネルギーダイレクタ115の一部は溶融して図2に示した隙間Gに流れ、受け121の内周面側1211のみならず、外周面側1212の内壁にも溶着する。
また、有底側ケース半体110の底板111に形成されている係合穴114部分には超音波ホーン1の突起4は当接しておらず、それら係合穴114の直下には直接超音波振動は印加されないが、それら各係合穴114の両側から超音波振動が回り込み、ケースの樹脂を溶融する。
従って、有底側ケース半体110と蓋側ケース半体120とは強固に溶着し、これまで不可能とされていた薄肉ケース100の超音波溶着が可能となった。
In this case, a part of the energy director 115 is melted and flows into the gap G shown in FIG. 2 and is welded not only to the inner peripheral surface side 1211 of the receiver 121 but also to the inner wall of the outer peripheral surface side 1212.
Further, the projection 4 of the ultrasonic horn 1 is not in contact with the engagement hole 114 formed in the bottom plate 111 of the bottomed case half 110, and the ultrasonic wave is directly below the engagement hole 114. Although no vibration is applied, ultrasonic vibrations circulate from both sides of the respective engagement holes 114 to melt the resin of the case.
Therefore, the bottomed case half body 110 and the lid side case half body 120 are firmly welded, and ultrasonic welding of the thin-walled case 100 that has been impossible until now is possible.

更に、有底側ケース半体110の開口溶着面に複数の係合爪122が形成されているため、超音波ホーン1の押圧力が掛かって、有底側ケース半体110の両長側板112が、矢印Xで示したように、外方に広がることを阻止するため、超音波振動はそのままエネルギーダイレクタ115から受け121に伝導し、溶融エネルギーが逃げてしまうことがなく、一層強固に溶着させることができる。   Further, since the plurality of engaging claws 122 are formed on the opening welding surface of the bottomed case half body 110, both the long side plates 112 of the bottomed case half body 110 are subjected to the pressing force of the ultrasonic horn 1. However, as indicated by the arrow X, the ultrasonic vibration is directly transmitted from the energy director 115 to the receiver 121 in order to prevent it from spreading outward, so that the melting energy does not escape and the welding is performed more firmly. be able to.

図1に示した中間体130を有底側ケース半体110と蓋側ケース半体120との間に挿入して超音波溶着する場合には、本明細書と同日付けで出願した特許願(特開平10−236439号)に開示した超音波溶着方法を採れば、三者を容易に超音波で溶着することができる。即ち、有底側ケース半体110と中間体130との嵌合部には、図6に示したように、有底側ケース半体110の上方から上下方向に超音波振動を印加し、そしてこの他に、その中間体130と蓋側ケース半体120との嵌合部には、その横方向、或いはその部分の斜め上方から超音波ホーンで超音波振動を印加することによって、これら三者を溶着することができる。   In the case where the intermediate body 130 shown in FIG. 1 is inserted between the bottomed case half body 110 and the lid side case half body 120 for ultrasonic welding, a patent application filed on the same date as the present specification ( If the ultrasonic welding method disclosed in JP-A-10-236439) is adopted, the three parties can be easily welded by ultrasonic waves. That is, ultrasonic vibration is applied to the fitting portion between the bottomed case half body 110 and the intermediate body 130 in the vertical direction from above the bottomed case half body 110, as shown in FIG. In addition, by applying ultrasonic vibration with an ultrasonic horn to the fitting part between the intermediate body 130 and the lid-side case half 120 from the lateral direction or obliquely above the part, the three parts Can be welded.

図2に示したように、蓋側ケース半体120など受け側の前記受け121の内周面側1211の溶着面、即ち、エネルギーダイレクタ115の受け121の面を、図7に示したように、鏡面でなく、例えば、角度が90°で山の高さが0.25mm、幅が0.5mmの三角波のような表面に仕上げておくとか、図8に示したように、ナシ地に仕上げておけば、超音波振動による摩擦力が高まり、鏡面仕上げの場合に比較して溶着強度が20%〜30%向上し、両者をより一層短時間で溶着することができる。   As shown in FIG. 2, the welding surface on the inner peripheral surface side 1211 of the receiver 121 on the receiving side such as the lid-side case half 120, that is, the surface of the receiver 121 of the energy director 115 is as shown in FIG. Instead of a mirror surface, for example, a triangular wave surface with an angle of 90 °, a mountain height of 0.25 mm, and a width of 0.5 mm, or a pear finish as shown in FIG. If so, the frictional force due to the ultrasonic vibration is increased, the welding strength is improved by 20% to 30% compared to the case of mirror finish, and both can be welded in a shorter time.

前記実施例では、薄肉ケースに収納する物品として電池を取り上げて説明したが、本発明の薄肉ケースに収納する物品は電池や電子部品に限定されるものではないことを断っておく。   In the above embodiment, the battery is taken up as an article to be housed in the thin case, but it should be noted that the article to be housed in the thin case of the present invention is not limited to the battery or the electronic component.

本発明のバッテリーパックに用いられるケース(薄肉ケース)の斜視図である。It is a perspective view of the case (thin case) used for the battery pack of the present invention. 図1に示した薄肉ケースのA−A線上における一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view on the AA line of the thin case shown in FIG. 図1に示した薄肉ケースのB−B線上における一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view on the BB line of the thin case shown in FIG. 本発明の製造方法に用いる超音波溶着用ホーンを示していて、同図Aはその正面図、同図Bはその長辺側の側面図、同図Cはその短辺側の側面図である。The ultrasonic welding horn used for the manufacturing method of this invention is shown, The figure A is the front view, The figure B is the side view of the long side, The figure C is the side view of the short side . 図1に示した薄肉ケースを反転させて電池の円筒セルを収納し、封入する前の状態の薄肉ケースの斜視図である。It is a perspective view of the thin case of the state before inverting the thin case shown in FIG. 1, storing the cylindrical cell of a battery, and enclosing. 本発明の超音波溶着方法を説明するための、図5に示した円筒セル収納状態の薄肉ケースと図4に示した超音波溶着用ホーンとを示す断面側面図である。FIG. 6 is a cross-sectional side view showing the thin-walled case accommodated in the cylindrical cell shown in FIG. 5 and the ultrasonic welding horn shown in FIG. 4 for explaining the ultrasonic welding method of the present invention. 図1に示した薄肉ケースの中間体または蓋側ケース半体に形成された受けの他の構造を示していて、同図Aはその一部拡大斜視図であり、同図Bは同図Aの一部を更に拡大して示した斜視図である。The other structure of the receiver formed in the intermediate body of the thin case shown in FIG. 1 or the lid-side case half is shown, FIG. A is a partially enlarged perspective view thereof, and FIG. It is the perspective view which expanded and showed a part of. 図1に示した薄肉ケースの中間体または蓋側ケース半体に形成された受けの更に他の構造を示す一部拡大斜視図である。FIG. 6 is a partially enlarged perspective view showing still another structure of a receiver formed on the intermediate body or the lid-side case half of the thin case shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…超音波ホーン、2…ホーン本体、3…超音波ホーン1の下端面、4…突起、10…受け治具、11…受け治具10の凹部、100…本発明の薄肉ケース(パッケージ用ケース)、110…有底側ケース半体、114…係合穴、115,135…エネルギーダイレクタ、1151…エネルギーダイレクタ115の垂直面、116,136…スリット、120…蓋側ケース半体、121…受け、1211…受け121の内周面側1211、1212…受け121外周面側、122…係合爪、130…中間体、G…隙間、H…外周縁部分、Ba…リチュームイオン電池   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic horn, 2 ... Horn main body, 3 ... Lower end surface of ultrasonic horn 1, 4 ... Protrusion, 10 ... Receiving jig, 11 ... Recess of receiving jig 10, 100 ... Thin-walled case of the present invention (for package) Case), 110 ... Bottomed case half, 114 ... Engagement hole, 115, 135 ... Energy director, 1151 ... Vertical plane of energy director 115, 116, 136 ... Slit, 120 ... Lid side case half, 121 ... Receiving member 1211 ... Inner peripheral surface side 1211, 1212 of the receiving member 121, 122 receiving outer peripheral surface side, 122 ... Engaging claw, 130 ... Intermediate body, G ... Gap, H ... Outer peripheral edge portion, Ba ... Lithium ion battery

Claims (5)

開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体と、
前記スリット部に挿入される複数の係合爪および前記エネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、前記第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体とを有し、
電池セルを収納した状態で前記第1および第2のケース半体が嵌合され、前記エネルギーダイレクタ部に対して超音波振動が与えられることにより前記第1および第2のケース半体が溶着されたバッテリーパック。
A first case half in which a plurality of energy director portions and slit portions that are welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the opening surface;
A plurality of engaging claws inserted into the slit portion and a plurality of receiving portions for receiving the energy director portion, and a second case half that fits into the first case half,
The first and second case halves are fitted in a state in which the battery cell is accommodated, and the first and second case halves are welded by applying ultrasonic vibration to the energy director portion. battery pack.
開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体と、
前記スリット部に挿入される複数の係合爪および前記エネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、前記第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体とを有し、
電池セルを収納した状態で前記第1および第2のケース半体が嵌合され、前記エネルギーダイレクタ部に対して超音波振動が与えられることにより前記第1および第2のケース半体が溶着されており、
前記受部は、その内周面側が低く、外周面側が高く、かつ前記エネルギーダイレクタ部を受け入れた時に、該エネルギーダイレクタ部の外側面と前記受部の外周面側の内面との間に若干の隙間が形成される、断面が段状の構造形成されバッテリーパック。
A first case half in which a plurality of energy director portions and slit portions that are welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the opening surface;
A plurality of engaging claws inserted into the slit portion and a plurality of receiving portions for receiving the energy director portion, and a second case half that fits into the first case half,
The first and second case halves are fitted in a state in which the battery cell is accommodated, and the first and second case halves are welded by applying ultrasonic vibration to the energy director portion. And
The receiving portion, the inner peripheral surface side is low, high outer peripheral surface side, and when receiving the energy director unit, slight between the outer peripheral surface side of the inner surface of the receiving portion and the outer surface of the energy director unit a gap is formed, the battery pack cross-section formed in a stepped structure.
開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体と、
前記スリット部に挿入される複数の係合爪および前記エネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、前記第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体とを有し、
電池セルを収納した状態で前記第1および第2のケース半体が嵌合され、前記エネルギーダイレクタ部に対して超音波振動が与えられることにより前記第1および第2のケース半体が溶着されており、
前記スリット部は、前記係合爪を嵌め込める大きさであるバッテリーパック。
A first case half in which a plurality of energy director portions and slit portions that are welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the opening surface;
A plurality of engaging claws inserted into the slit portion and a plurality of receiving portions for receiving the energy director portion, and a second case half that fits into the first case half,
The first and second case halves are fitted in a state in which the battery cell is accommodated, and the first and second case halves are welded by applying ultrasonic vibration to the energy director portion. And
The slit portion is a battery pack that is large enough to fit the engaging claw .
開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体あるいは、前記スリット部に挿入される複数の係合爪および前記エネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、前記第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体に電池セルを収納する工程と、
前記第1あるいは第2のケース半体に前記電池セルが収納された状態で、前記第1および第2のケース半体を嵌合する工程と、
嵌合された前記第1および第2のケース半体において、前記エネルギーダイレクタ部に対して超音波振動を与えることにより、前記第1および第2のケース半体を溶着する工程と
を含むバッテリーパックの製造方法。
A first case half in which a plurality of energy director portions and slit portions welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the open surface, or a plurality of engagement claws inserted into the slit portion And having a plurality of receiving parts for receiving the energy director part, and storing the battery cell in a second case half that fits with the first case half; and
Fitting the first and second case halves in a state where the battery cells are stored in the first or second case halves;
Welding the first and second case halves by applying ultrasonic vibration to the energy director in the fitted first and second case halves;
A method of manufacturing a battery pack including :
開口する面において互いに対向する両辺には超音波により溶着される複数のエネルギーダイレクタ部およびスリット部が交互に配置された第1のケース半体あるいは、前記スリット部に挿入される複数の係合爪および前記エネルギーダイレクタ部を受ける複数の受部を有するとともに、前記第1のケース半体と嵌合する第2のケース半体に電池セルを収納する工程と、
前記第2のケース半体の前記受部に前記第1のケースの前記エネルギーダイレクタ部を嵌め込むことにより、前記第1あるいは第2のケース半体に前記電池セルが収納された状態で、前記第1および第2のケース半体を嵌合する工程と、
嵌合された前記第1および第2のケース半体において、前記第1のケース半体の外周縁部分のみに超音波振動を印加して、前記エネルギーダイレクタ部の一部を溶融して前記受部と溶着させることりより、前記第1および第2のケース半体を溶着する工程と
を含むバッテリーパックの製造方法。
A first case half in which a plurality of energy director portions and slit portions welded by ultrasonic waves are alternately arranged on both sides facing each other on the open surface, or a plurality of engagement claws inserted into the slit portion And having a plurality of receiving parts for receiving the energy director part, and storing the battery cell in a second case half that fits with the first case half; and
By fitting the energy director part of the first case into the receiving part of the second case half, the battery cell is housed in the first or second case half, Fitting the first and second case halves;
In said mated first and second case half, the first only the outer peripheral edge portion of the case halves on by applying ultrasonic vibration, the receiving and melting a portion of said energy director unit Welding the first and second case halves by welding to a portion ;
A method of manufacturing a battery pack including :
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