JPWO2011096159A1 - 電池収納ケース及びこれを備えた電池パック - Google Patents

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Abstract

溶着溝に対する溶着用突起の挿入のし易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる電池収納ケース及びこれを備えた電池パックを提供すること。電池２を所定の挟持方向に挟み込んで収容するための第１ケース４及び第２ケース３と、第１ケース４に設けられた溶着用突起１０と、第２ケース３に設けられた溶着溝７とを備え、溶着溝７の幅寸法は、溶着用突起１０の厚み寸法よりも大きく設定され、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、前記溶着用突起１０の外周側のクリアランスＫ１と溶着用突起１０の内周側のクリアランスＫ２とが異なる状態で、第１ケース４と第２ケース３とを溶着可能に構成されている。

Description

本発明は、熱可塑性樹脂からなる一対のケース同士の間に電池が収納された電池パックに関するものである。
従来から、熱可塑性樹脂からなる一対のケースと、これらケース同士の間に収納された電池とを備えた電池パックが知られている。前記各ケースは、電池を挟むようにして互いの周縁部が超音波溶着されている。
例えば、特許文献１は、一方の電池ケースと、他方の電池ケースとを有する機器ケースを開示する。この機器ケースは、次のように製造される。一方の電池ケースの連結面から突出する溶着リブを、他方の電池ケースに形成された溶着溝内に挿入する。さらに、この状態で超音波振動を与えることにより、溶着リブと溶着溝の壁面とを振動させて溶着リブを溶融させる。この溶融部が硬化することで両電池ケースが超音波溶着される。
特許文献１の機器ケースのように溶着溝内に溶着リブを挿入して超音波溶着を行う場合、溶着リブと溶着溝との間のクリアランスを大きくすることにより、溶着溝に対して溶着リブを挿入し易くなる。
しかしながら、溶着リブと溶着溝との間のクリアランスを単に大きくしただけでは、溶着溝内における溶着リブの溶融部を満たすべきスペースが広がることにより、溶着によるシール性（防水性）を十分に確保することができないという問題があった。
特開２００１−３１３０１４号公報
本発明の目的は、溶着溝に対する溶着用突起の挿入のし易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる電池収納ケース及びこれを備えた電池パックを提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、電池を所定の挟持方向に挟み込んで収容するための第１ケース及び第２ケースと、前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第２ケースに向けて突出する溶着用突起と、前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり窪む溶着溝とを備え、前記溶着溝の幅寸法は、前記溶着用突起の厚み寸法よりも大きく設定され、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、前記溶着用突起の内周側のクリアランスと前記溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、前記第１ケースと第２ケースとを溶着可能に構成されている、電池収納ケースを提供する。
また、本発明は、電池と、電池収納ケースとを備え、前記電池収納ケースの第１ケースと第２ケースとが前記電池を挟み込んだ状態で超音波溶着されている、電池パックを提供する。
本発明の実施形態に係る電池パックの全体構成を示す分解斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 図２の第１ケース及び第２ケースの溶着前の状態を示す断面図である。 図１に示す第１ケースと第２ケースとの超音波溶着をする際の手順を示す断面図であり、（ａ）は溶着用突起１０を溶着溝７に挿入した状態、（ｂ）は超音波溶着を開始した状態、（ｃ）は超音波溶着を完了した状態をそれぞれ示している。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る電池パックの全体構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のII−II線断面図である。図３は、図２の第１ケース及び第２ケースの溶着前の状態を示す断面図である。
図１〜図３を参照して、電池パック１は、電池２と、この電池２を所定の挟持方向（図１の上下方向）に挟み込んで収容するための第１ケース４及び第２ケース３とを備えている。
第２ケース３は、熱可塑性樹脂からなる。この第２ケース３は、略矩形の底板３ａと、この底板３ａの周縁部の全周にわたり当該周縁部から第１ケース４側に延びる側壁３ｂとを備えている。側壁３ｂは、図３に示すように、第１ケース４側の先端面５から内側に一段下がった低背部６と、この低背部６に形成された溶着溝７と、この溶着溝７の内側の開口縁部から第１ケース４側（図３の上側）に突出する補助溶着用突起８とを備えている。
溶着溝７は、前記低背部６を窪ませる溝である。具体的に、溶着溝７は、前記挟持方向と平行な中心線Ｃ１に対して線対称となる矩形の断面形状で第１ケース４側に開くとともに前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり延びる。
補助溶着用突起８は、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり前記溶着溝７の内側に位置する低背部６から第１ケース４に向けて突出する。具体的に、補助溶着用突起８は、その基端部側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が溶着溝７側（後述する溶着用突起１０側）に位置するように先窄まりとされた三角形の断面形状を有している。つまり、本実施形態では、補助溶着用突起８の頂点は、補助溶着用突起８の基端部側の厚み方向の中心線Ｃ２よりも溶着溝７側に位置する。なお、本実施形態において、溶着溝７の内側に位置する低背部６の厚み中心線と補助溶着用突起８の基端部側の厚みの中心線Ｃ２とは、同一である。
再び図１〜図３を参照して、第１ケース４は、熱可塑性樹脂からなる。この第１ケース４は、略矩形の天板４ａと、この天板４ａの周縁部の全周にわたり当該周縁部から第２ケース３側に延びる側壁４ｂとを備えている。側壁４ｂは、図３に示すように、前記第２ケース３側に面する端面９、１１を有する側壁本体１２と、これら端面９、１１の間で側壁本体１２から第２ケース３側に突出する溶着用突起１０とを備えている。
端面９、１１は、溶着用突起１０の側面から前記挟持方向と直交する方向（図３の左右方向）にそれぞれ延びている。本実施形態において、端面９は、端面１１よりも第２ケース３側に配置されており、前記補助溶着用突起８を溶着するための溶着面として機能する。具体的に、端面９は、溶着用突起１０の側面から延びて当該溶着用突起１０の側面との間に前記補助溶着用突起８の溶融部を溜めるための角部１４（図３参照）を形成している。
前記溶着用突起１０は、前記挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり側壁本体１２から第２ケース３に向けて突出している。具体的に、溶着用突起１０は、前記挟持方向と略直交する平坦面からなる先端面１０ａと、溶着用突起１０の厚み方向（図３の左右方向）の両側で前記先端面１０ａから基端部側（図３の上側）に向けて広がるようにそれぞれ傾斜する第１傾斜面１０ｃ及び第２傾斜面１０ｂと、これら両傾斜面１０ｂ、１０ｃからそれぞれ前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端部側（図３の上側）に延びる第１側面１０ｄ及び第２側面１０ｅとを備えている。本実施形態において、第１側面１０ｄ及び第２側面１０ｅは、互いに平行な面である。
本実施形態では、図２に示すように、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、溶着用突起１０の内周側のクリアランスＫ２と溶着用突起１０の外周側のクリアランスＫ１とが異なる状態で、第１ケース４と第２ケース３とが溶着可能である。
具体的には、図３に示すように、溶着用突起１０の厚み方向の中心線Ｃ３（第１側面１０ｄと第２側面１０ｅとの間の中心線）は、前記挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり、第２ケース３の溶着溝７の幅方向の中心線Ｃ１よりも寸法Ｄ１だけ外側に配置されている。そのため、図２に示すように、溶着用突起１０を溶着溝７内に挿入した状態においては、溶着用突起１０の第２側面１０ｅと溶着溝７の内側面との間のクリアランスＫ１は、溶着用突起１０の第１側面１０ｄと溶着溝７の内側面との間のクリアランスＫ２よりも小さくなる。したがって、中心線Ｃ１と中心線Ｃ３とを合致させる場合と比較して、クリアランスＫ１について溶着用突起１０の溶融部１０ｍ（図２参照）を満たすためのスペースを小さくすることができる。そのため、溶着によるシール性を高めることができる。
また、図３に示すように、第１傾斜面１０ｃの挟持方向の長さ寸法Ｄ４は、第２傾斜面１０ｂの挟持方向の長さ寸法Ｄ３よりも短く設定されている。そのため、クリアランスＫ１（図２参照）に近い側における溶着用突起１０の容積（溶融することができる材料の量）を多くすることができるため、クリアランスＫ１に溶着用突起１０の溶融部１０ｍをより多く導くことができる。
さらに、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２（第１側面１０ｄと第２側面１０ｅとの間の距離）と、第２傾斜面１０ｂの挟持方向の長さ寸法Ｄ３との関係は、以下の（１）式を満たしている。
０．５≦Ｄ２／Ｄ３≦１・・・（１）
具体的に、本実施形態では、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２が０．４８ｍｍであり、第２傾斜面１０ｂの挟持方向の長さ寸法Ｄ３が０．６ｍｍであり、Ｄ２／Ｄ３の値は０．８である。
このようにＤ２／Ｄ３が０．５以上とされているため、溶着用突起１０の先端部が鋭角になり過ぎるのを抑えることができる。さらに、Ｄ２／Ｄ３が１以下とされているため、溶着用突起１０の先端部が鈍角となり過ぎるのを避けることができる。詳しくは後述するが、（１）式の条件を満たすことにより、溶着時における溶着用突起１０の先端部が倒れるのを回避しつつ、超音波溶着を確実に行うことができる。
以下、前記第１ケース４と第２ケース３とを超音波溶着する際の動作について図４を参照して説明する。
図４は、図１に示す第１ケース４と第２ケース３との超音波溶着をする際の手順を示す断面図であり、（ａ）は溶着用突起１０を溶着溝７に挿入した状態、（ｂ）は超音波溶着を開始した状態、（ｃ）は超音波溶着を完了した状態をそれぞれ示している。
まず、図４の（ａ）に示すように、溶着用突起１０を溶着溝７内に挿入する。ここで、溶着用突起１０の先端部には、第１傾斜面１０ｃ及び第２傾斜面１０ｂが設けられている。そのため、溶着溝７の開口縁に溶着用突起１０が当接した場合であっても、両傾斜面１０ｂ、１０ｃに沿って溶着用突起１０を溶着溝７内に確実に導くことができる。
さらに溶着用突起１０を溶着溝７の深部に挿入すると、溶着用突起１０の先端面１０ａが溶着溝７の底面に当接する。この状態で、第１ケース４と第２ケース３とを押圧しつつ当該第１ケース４又は第２ケース３に超音波振動を加える。ここで、本実施形態では、溶着用突起１０の先端面が挟持方向と略直交する方向の平坦面とされている。そのため、溶着用突起１０の先端部を尖らせている場合と異なり、溶着用突起１０の先端部が溶着溝７の底面に押し付けられて倒れることを回避することができる。なお、溶着用突起１０の先端面１０ａが溶着溝７に当接した時点において第２ケース３の補助溶着用突起８が第１ケース４の端面９に当接しないように、当該補助溶着用突起８の突出寸法は、設定されている。
そして、超音波振動により溶着用突起１０の溶融が開始すると、図４の（ｂ）に示すように、補助溶着用突起８の先端部は、第１ケース４の端面９に当接する。この状態からさらに両ケース３、４の押圧及び超音波振動の付与を継続すると、補助溶着用突起８の溶融も開始する。
本実施形態では、図３に示すように、溶着用突起１０の中心線Ｃ３が溶着溝７の中心線Ｃ１よりも外側に配置されている。そのため、両中心線Ｃ１、Ｃ３を合致させる場合よりも、溶着用突起１０の外側のクリアランスＫ１を小さくすることができる。したがって、図４の（ｃ）に示すように、溶着用突起１０の溶融部１０ｍによりクリアランスＫ１を十分に満たすことができ、シール性を確保することができる。特に、図３に示すように、溶着用突起１０の第１傾斜面１０ｃの長さ寸法Ｄ４が第２傾斜面１０ｂの長さ寸法Ｄ３よりも短く設定されている。そのため、クリアランスＫ１に近い側における溶着用突起１０の容積を多くすることができ、クリアランスＫ１により多くの溶融部１０ｍを導くことができる。
また、図３に示すように、補助溶着用突起８は、その先端部が基端側の中心線Ｃ２よりも溶着用突起１０側に位置するように先窄まりの形状とされている。そのため、図４の（ｃ）に示すように、溶着用突起１０と端面９との間の角部１４に対して補助溶着用突起８の溶融部８ｍをより多く導くことができる。
以上説明したように、前記実施形態によれば、溶着用突起１０の厚み方向の中心線Ｃ３と溶着溝７の幅方向の中心線とが異なる位置となるように溶着用突起１０が溶着溝７内に挿入される。そのため、溶着溝７の内側面のうち、中心線Ｃ１を挟んだ一方の内側面と溶着用突起１０とのクリアランスＫ２が挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり大きく、他方の内側面と溶着用突起１０との間のクリアランスＫ１が挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり小さくなる。その結果、クリアランスＫ１については、溶着用突起１０の溶融部１０ｍを埋めるためのスペースが小さくなるため、当該溶融部１０ｍによるシール性を向上することができる。
したがって、前記実施形態によれば、溶着溝７の幅寸法が溶着用突起の厚み寸法Ｄ２よりも大きくされていることによる溶着用突起１０の溶着溝７への挿入し易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
前記実施形態では、溶着用突起１０が平坦面からなる先端面１０ａと、この先端面１０ａから両側に広がるように傾斜する第１傾斜面１０ｃ及び第２傾斜面１０ｂとを有する。これにより、溶着用突起１０の先端部が尖っている場合と異なり、溶着用突起１０の先端部が溶着溝７の底面に当接して押圧される際に倒れてしまい、当該溶着用突起１０の溶融が適切に行われなくなるという問題を回避することができる。
さらに、前記実施形態では、第１傾斜面１０ｃの長さＤ４が第２傾斜面１０ｂの長さＤ３よりも短くされている。これにより、溶着溝７の内側面に近い側における溶着用突起１０の容積（溶融することができる材料の量）を多くすることができる。そのため、溶着用突起１０と溶着溝７の側面との間のクリアランスＫ１に溶着用突起１０の溶融部１０ｍをより多く導くことができる。
前記実施形態では、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２を第２傾斜面１０ｂの長さ寸法Ｄ３で除した値が０．５以上１以下である。これにより、溶着用突起１０の倒れを回避しつつ、当該溶着用突起１０の溶融を確実に行うことができる。具体的に、前記構成では、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２を第２傾斜面１０ｂの長さ寸法Ｄ３で除した値が０．５以上とされている。そのため、溶着用突起１０の先端部が鋭角になるのを抑えて溶着用突起１０の倒れを回避することができる。さらに、前記値が１以下とされているため、溶着用突起１０の先端部が鈍角となり過ぎて超音波振動を与えても溶融しなくなるという不具合を回避することができる。
前記実施形態では、第２ケース３に設けられた補助溶着用突起８と、第１ケース４に設けられた溶着面９とを有する。これにより、溶着用突起１０に加えて補助溶着用突起８を溶融させることによっても第１ケース４と第２ケース３との間のシール性を確保することができる。そのため、よりシール性を向上することができる。つまり、第１ケース４と第２ケース３とのシール性を確保するという観点から前記補助溶着用突起８及び溶着面９は必須ではないが、これらを設けることにより高いシール性を得ることができる。
前記実施形態では、溶着面９と溶着用突起１０との間に角部１４が形成されているとともに、補助溶着用突起８の基端部側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が角部側に位置するように補助溶着用突起が先窄まりの断面形状を有する。そのため、補助溶着用突起８を溶融させることにより、この補助溶着用突起８の溶融部８ｍを積極的に角部１４に導くことができ、よりシール性を向上することができる。
なお、前記実施形態では、挟持方向と平行する軸回りにわたり、溶着用突起１０の外側のクリアランスＫ１が溶着用突起１０の内側のクリアランスＫ２よりも小さい例について説明したが、これに限定されない。例えば、挟持方向と平行する軸回りにわたり、クリアランスＫ１をクリアランスＫ２よりも大きくすることもできる。
この場合、溶着用突起１０については、クリアランスＫ２側の第２傾斜面１０ｂの長さＤ３をクリアランスＫ１側の第１傾斜面１０ｃの長さＤ４よりも短くすることが好ましい。これにより、上述した実施形態と同様に、小さいクリアランスＫ２に溶着用突起１０の溶融部１０ｍをより多く導くことができる。
なお、前記実施形態に係る第２ケース３は、溶着溝７の形成された低背部６よりも第１ケース４側に突出した先端面５を有しているが、この先端面５を有する凸部分は省略することができる。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
上記課題を解決するために本発明は、電池を所定の挟持方向に挟み込んで収容するための第１ケース及び第２ケースと、前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第２ケースに向けて突出する溶着用突起と、前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり窪む溶着溝とを備え、前記溶着溝の幅寸法は、前記溶着用突起の厚み寸法よりも大きく設定され、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、前記溶着用突起の内周側のクリアランスと前記溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、前記第１ケースと第２ケースとを溶着可能に構成されている、電池収納ケースを提供する。
本発明によれば、挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、溶着用突起の内周側のクリアランスと溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、第１ケースと第２ケースとを溶着することができる。その結果、このクリアランスの小さい側については、溶着用突起の溶融部を埋めるためのスペースが小さくなるため、当該溶融部によるシール性を向上することができる。
したがって、本発明によれば、溶着溝の幅寸法が溶着用突起の厚み寸法よりも大きくされていることによる溶着用突起の溶着溝内への挿入し易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記溶着用突起は、前記挟持方向と略直交する平坦面からなる先端面と、前記溶着用突起の厚み方向の両側で前記先端面から基端側に向けて広がるようにそれぞれ傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面とを有し、前記第１傾斜面は、前記溶着用突起を溶着溝内に挿入した状態において、前記第２傾斜面よりも前記クリアランスの小さい側に配置され、前記第１傾斜面の前記挟持方向の長さは、前記第２傾斜面よりも短いことが好ましい。
この構成では、溶着用突起の先端面が挟持方向と略直交する平坦面とされている。そのため、溶着用突起の先端部が尖っている場合と異なり、溶着用突起の先端部が溶着溝の底面に当接して押圧される際に倒れてしまい、当該溶着用突起の溶融が適切に行われなくなるという問題を回避することができる。
さらに、前記構成では、前記クリアランスの小さい側に配置された第１傾斜面の長さが第２傾斜面よりも短い。これにより、クリアランスの小さい側における溶着用突起の容積（溶融することができる材料の量）を多くすることができる。そのため、このクリアランスに溶着用突起の溶融部をより多く導くことができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記溶着用突起は、前記第１傾斜面から前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端側に延びる第１側面と、前記第２傾斜面から前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端側に延びる第２側面とを有し、前記第１側面と第２側面との間の溶着用突起の厚み寸法を前記第２傾斜面の挟持方向の長さ寸法で除した値が０．５以上１以下であることが好ましい。
この構成によれば、上述した溶着用突起の倒れを回避しつつ、当該溶着用突起の溶融を確実に行うことができる。具体的に、前記構成では、第１側面と第２側面との間の厚み寸法を第２傾斜面の長さ寸法で除した値が０．５以上とされている。そのため、溶着用突起の先端部が鋭角になるのを抑えて前記溶着用突起の倒れを回避することができる。さらに、前記値が１以下とされているため、溶着用突起の先端部が鈍角となり過ぎて超音波振動を与えても溶融しなくなるという不具合を回避することができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第１ケースに向けて突出する補助溶着用突起と、前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記補助溶着用突起を溶着するための溶着面とをさらに備えていることが好ましい。
この構成によれば、前記溶着用突起に加えて補助溶着用突起を溶融させることによっても第１ケースと第２ケースとの間のシール性を確保することができる。そのため、よりシール性を向上することができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記溶着面は、前記溶着用突起の側面から延びて当該溶着用突起の側面との間に前記補助溶着用突起の溶融部を溜めるための角部を形成し、前記補助溶着用突起は、その基端側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が前記角部側に位置するように先窄まりとなる断面形状を有していることが好ましい。
この構成では、溶着用突起の側面と溶着面とによって形成された角部に向かうように補助溶着用突起が延びている。そのため、補助溶着用突起を溶融させることにより、この補助溶着用突起の溶融部を積極的に角部に導くことができ、よりシール性を向上することができる。
また、本発明は、電池と、電池収納ケースとを備え、前記電池収納ケースの第１ケースと第２ケースとが前記電池を挟み込んだ状態で超音波溶着されている、電池パックを提供する。
本発明によれば、溶着溝に対する溶着リブの挿入作業性と、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
Ｃ１〜Ｃ３ 中心線
Ｋ１、Ｋ２ クリアランス
１ 電池パック
２ 電池
３ 第２ケース
４ 第１ケース
７ 溶着溝
８ 補助溶着用突起
８ｍ 溶融部
９ 端面（溶着面）
１０ 溶着用突起
１０ａ 先端面
１０ｂ 第２傾斜面
１０ｃ 第１傾斜面
１０ｄ 第１側面
１０ｅ 第２側面
１０ｍ 溶融部
１４ 角部
本発明は、熱可塑性樹脂からなる一対のケース同士の間に電池が収納された電池パックに関するものである。
従来から、熱可塑性樹脂からなる一対のケースと、これらケース同士の間に収納された電池とを備えた電池パックが知られている。前記各ケースは、電池を挟むようにして互いの周縁部が超音波溶着されている。
例えば、特許文献１は、一方の電池ケースと、他方の電池ケースとを有する機器ケースを開示する。この機器ケースは、次のように製造される。一方の電池ケースの連結面から突出する溶着リブを、他方の電池ケースに形成された溶着溝内に挿入する。さらに、この状態で超音波振動を与えることにより、溶着リブと溶着溝の壁面とを振動させて溶着リブを溶融させる。この溶融部が硬化することで両電池ケースが超音波溶着される。
特許文献１の機器ケースのように溶着溝内に溶着リブを挿入して超音波溶着を行う場合、溶着リブと溶着溝との間のクリアランスを大きくすることにより、溶着溝に対して溶着リブを挿入し易くなる。
特開２００１−３１３０１４号公報
しかしながら、溶着リブと溶着溝との間のクリアランスを単に大きくしただけでは、溶着溝内における溶着リブの溶融部を満たすべきスペースが広がることにより、溶着によるシール性（防水性）を十分に確保することができないという問題があった。
本発明の目的は、溶着溝に対する溶着用突起の挿入のし易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる電池収納ケース及びこれを備えた電池パックを提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、電池を所定の挟持方向に挟み込んで収容するための第１ケース及び第２ケースと、前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第２ケースに向けて突出する溶着用突起と、前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり窪む溶着溝とを備え、前記溶着溝の幅寸法は、前記溶着用突起の厚み寸法よりも大きく設定され、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、前記溶着用突起の内周側のクリアランスと前記溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、前記第１ケースと第２ケースとを溶着可能に構成されている、電池収納ケースを提供する。
また、本発明は、電池と、電池収納ケースとを備え、前記電池収納ケースの第１ケースと第２ケースとが前記電池を挟み込んだ状態で超音波溶着されている、電池パックを提供する。
本発明によれば、溶着溝に対する溶着リブの挿入作業性と、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
本発明の実施形態に係る電池パックの全体構成を示す分解斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 図２の第１ケース及び第２ケースの溶着前の状態を示す断面図である。 図１に示す第１ケースと第２ケースとの超音波溶着をする際の手順を示す断面図であり、（ａ）は溶着用突起１０を溶着溝７に挿入した状態、（ｂ）は超音波溶着を開始した状態、（ｃ）は超音波溶着を完了した状態をそれぞれ示している。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は、本発明の実施形態に係る電池パックの全体構成を示す分解斜視図である。図２は、図１のII−II線断面図である。図３は、図２の第１ケース及び第２ケースの溶着前の状態を示す断面図である。
図１〜図３を参照して、電池パック１は、電池２と、この電池２を所定の挟持方向（図１の上下方向）に挟み込んで収容するための第１ケース４及び第２ケース３とを備えている。
第２ケース３は、熱可塑性樹脂からなる。この第２ケース３は、略矩形の底板３ａと、この底板３ａの周縁部の全周にわたり当該周縁部から第１ケース４側に延びる側壁３ｂとを備えている。側壁３ｂは、図３に示すように、第１ケース４側の先端面５から内側に一段下がった低背部６と、この低背部６に形成された溶着溝７と、この溶着溝７の内側の開口縁部から第１ケース４側（図３の上側）に突出する補助溶着用突起８とを備えている。
溶着溝７は、前記低背部６を窪ませる溝である。具体的に、溶着溝７は、前記挟持方向と平行な中心線Ｃ１に対して線対称となる矩形の断面形状で第１ケース４側に開くとともに前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり延びる。
補助溶着用突起８は、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり前記溶着溝７の内側に位置する低背部６から第１ケース４に向けて突出する。具体的に、補助溶着用突起８は、その基端部側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が溶着溝７側（後述する溶着用突起１０側）に位置するように先窄まりとされた三角形の断面形状を有している。つまり、本実施形態では、補助溶着用突起８の頂点は、補助溶着用突起８の基端部側の厚み方向の中心線Ｃ２よりも溶着溝７側に位置する。なお、本実施形態において、溶着溝７の内側に位置する低背部６の厚み中心線と補助溶着用突起８の基端部側の厚みの中心線Ｃ２とは、同一である。
再び図１〜図３を参照して、第１ケース４は、熱可塑性樹脂からなる。この第１ケース４は、略矩形の天板４ａと、この天板４ａの周縁部の全周にわたり当該周縁部から第２ケース３側に延びる側壁４ｂとを備えている。側壁４ｂは、図３に示すように、前記第２ケース３側に面する端面９、１１を有する側壁本体１２と、これら端面９、１１の間で側壁本体１２から第２ケース３側に突出する溶着用突起１０とを備えている。
端面９、１１は、溶着用突起１０の側面から前記挟持方向と直交する方向（図３の左右方向）にそれぞれ延びている。本実施形態において、端面９は、端面１１よりも第２ケース３側に配置されており、前記補助溶着用突起８を溶着するための溶着面として機能する。具体的に、端面９は、溶着用突起１０の側面から延びて当該溶着用突起１０の側面との間に前記補助溶着用突起８の溶融部を溜めるための角部１４（図３参照）を形成している。
前記溶着用突起１０は、前記挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり側壁本体１２から第２ケース３に向けて突出している。具体的に、溶着用突起１０は、前記挟持方向と略直交する平坦面からなる先端面１０ａと、溶着用突起１０の厚み方向（図３の左右方向）の両側で前記先端面１０ａから基端部側（図３の上側）に向けて広がるようにそれぞれ傾斜する第１傾斜面１０ｃ及び第２傾斜面１０ｂと、これら両傾斜面１０ｂ、１０ｃからそれぞれ前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端部側（図３の上側）に延びる第１側面１０ｄ及び第２側面１０ｅとを備えている。本実施形態において、第１側面１０ｄ及び第２側面１０ｅは、互いに平行な面である。
本実施形態では、図２に示すように、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、溶着用突起１０の内周側のクリアランスＫ２と溶着用突起１０の外周側のクリアランスＫ１とが異なる状態で、第１ケース４と第２ケース３とが溶着可能である。
具体的には、図３に示すように、溶着用突起１０の厚み方向の中心線Ｃ３（第１側面１０ｄと第２側面１０ｅとの間の中心線）は、前記挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり、第２ケース３の溶着溝７の幅方向の中心線Ｃ１よりも寸法Ｄ１だけ外側に配置されている。そのため、図２に示すように、溶着用突起１０を溶着溝７内に挿入した状態においては、溶着用突起１０の第２側面１０ｅと溶着溝７の内側面との間のクリアランスＫ１は、溶着用突起１０の第１側面１０ｄと溶着溝７の内側面との間のクリアランスＫ２よりも小さくなる。したがって、中心線Ｃ１と中心線Ｃ３とを合致させる場合と比較して、クリアランスＫ１について溶着用突起１０の溶融部１０ｍ（図２参照）を満たすためのスペースを小さくすることができる。そのため、溶着によるシール性を高めることができる。
また、図３に示すように、第１傾斜面１０ｃの挟持方向の長さ寸法Ｄ４は、第２傾斜面１０ｂの挟持方向の長さ寸法Ｄ３よりも短く設定されている。そのため、クリアランスＫ１（図２参照）に近い側における溶着用突起１０の容積（溶融することができる材料の量）を多くすることができるため、クリアランスＫ１に溶着用突起１０の溶融部１０ｍをより多く導くことができる。
さらに、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２（第１側面１０ｄと第２側面１０ｅとの間の距離）と、第２傾斜面１０ｂの挟持方向の長さ寸法Ｄ３との関係は、以下の（１）式を満たしている。
０．５≦Ｄ２／Ｄ３≦１・・・（１）
具体的に、本実施形態では、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２が０．４８ｍｍであり、第２傾斜面１０ｂの挟持方向の長さ寸法Ｄ３が０．６ｍｍであり、Ｄ２／Ｄ３の値は０．８である。
このようにＤ２／Ｄ３が０．５以上とされているため、溶着用突起１０の先端部が鋭角になり過ぎるのを抑えることができる。さらに、Ｄ２／Ｄ３が１以下とされているため、溶着用突起１０の先端部が鈍角となり過ぎるのを避けることができる。詳しくは後述するが、（１）式の条件を満たすことにより、溶着時における溶着用突起１０の先端部が倒れるのを回避しつつ、超音波溶着を確実に行うことができる。
以下、前記第１ケース４と第２ケース３とを超音波溶着する際の動作について図４を参照して説明する。
図４は、図１に示す第１ケース４と第２ケース３との超音波溶着をする際の手順を示す断面図であり、（ａ）は溶着用突起１０を溶着溝７に挿入した状態、（ｂ）は超音波溶着を開始した状態、（ｃ）は超音波溶着を完了した状態をそれぞれ示している。
まず、図４の（ａ）に示すように、溶着用突起１０を溶着溝７内に挿入する。ここで、溶着用突起１０の先端部には、第１傾斜面１０ｃ及び第２傾斜面１０ｂが設けられている。そのため、溶着溝７の開口縁に溶着用突起１０が当接した場合であっても、両傾斜面１０ｂ、１０ｃに沿って溶着用突起１０を溶着溝７内に確実に導くことができる。
さらに溶着用突起１０を溶着溝７の深部に挿入すると、溶着用突起１０の先端面１０ａが溶着溝７の底面に当接する。この状態で、第１ケース４と第２ケース３とを押圧しつつ当該第１ケース４又は第２ケース３に超音波振動を加える。ここで、本実施形態では、溶着用突起１０の先端面が挟持方向と略直交する方向の平坦面とされている。そのため、溶着用突起１０の先端部を尖らせている場合と異なり、溶着用突起１０の先端部が溶着溝７の底面に押し付けられて倒れることを回避することができる。なお、溶着用突起１０の先端面１０ａが溶着溝７に当接した時点において第２ケース３の補助溶着用突起８が第１ケース４の端面９に当接しないように、当該補助溶着用突起８の突出寸法は、設定されている。
そして、超音波振動により溶着用突起１０の溶融が開始すると、図４の（ｂ）に示すように、補助溶着用突起８の先端部は、第１ケース４の端面９に当接する。この状態からさらに両ケース３、４の押圧及び超音波振動の付与を継続すると、補助溶着用突起８の溶融も開始する。
本実施形態では、図３に示すように、溶着用突起１０の中心線Ｃ３が溶着溝７の中心線Ｃ１よりも外側に配置されている。そのため、両中心線Ｃ１、Ｃ３を合致させる場合よりも、溶着用突起１０の外側のクリアランスＫ１を小さくすることができる。したがって、図４の（ｃ）に示すように、溶着用突起１０の溶融部１０ｍによりクリアランスＫ１を十分に満たすことができ、シール性を確保することができる。特に、図３に示すように、溶着用突起１０の第１傾斜面１０ｃの長さ寸法Ｄ４が第２傾斜面１０ｂの長さ寸法Ｄ３よりも短く設定されている。そのため、クリアランスＫ１に近い側における溶着用突起１０の容積を多くすることができ、クリアランスＫ１により多くの溶融部１０ｍを導くことができる。
また、図３に示すように、補助溶着用突起８は、その先端部が基端側の中心線Ｃ２よりも溶着用突起１０側に位置するように先窄まりの形状とされている。そのため、図４の（ｃ）に示すように、溶着用突起１０と端面９との間の角部１４に対して補助溶着用突起８の溶融部８ｍをより多く導くことができる。
以上説明したように、前記実施形態によれば、溶着用突起１０の厚み方向の中心線Ｃ３と溶着溝７の幅方向の中心線とが異なる位置となるように溶着用突起１０が溶着溝７内に挿入される。そのため、溶着溝７の内側面のうち、中心線Ｃ１を挟んだ一方の内側面と溶着用突起１０とのクリアランスＫ２が挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり大きく、他方の内側面と溶着用突起１０との間のクリアランスＫ１が挟持方向と平行する軸回りの全周にわたり小さくなる。その結果、クリアランスＫ１については、溶着用突起１０の溶融部１０ｍを埋めるためのスペースが小さくなるため、当該溶融部１０ｍによるシール性を向上することができる。
したがって、前記実施形態によれば、溶着溝７の幅寸法が溶着用突起の厚み寸法Ｄ２よりも大きくされていることによる溶着用突起１０の溶着溝７への挿入し易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
前記実施形態では、溶着用突起１０が平坦面からなる先端面１０ａと、この先端面１０ａから両側に広がるように傾斜する第１傾斜面１０ｃ及び第２傾斜面１０ｂとを有する。これにより、溶着用突起１０の先端部が尖っている場合と異なり、溶着用突起１０の先端部が溶着溝７の底面に当接して押圧される際に倒れてしまい、当該溶着用突起１０の溶融が適切に行われなくなるという問題を回避することができる。
さらに、前記実施形態では、第１傾斜面１０ｃの長さＤ４が第２傾斜面１０ｂの長さＤ３よりも短くされている。これにより、溶着溝７の内側面に近い側における溶着用突起１０の容積（溶融することができる材料の量）を多くすることができる。そのため、溶着用突起１０と溶着溝７の側面との間のクリアランスＫ１に溶着用突起１０の溶融部１０ｍをより多く導くことができる。
前記実施形態では、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２を第２傾斜面１０ｂの長さ寸法Ｄ３で除した値が０．５以上１以下である。これにより、溶着用突起１０の倒れを回避しつつ、当該溶着用突起１０の溶融を確実に行うことができる。具体的に、前記構成では、溶着用突起１０の厚み寸法Ｄ２を第２傾斜面１０ｂの長さ寸法Ｄ３で除した値が０．５以上とされている。そのため、溶着用突起１０の先端部が鋭角になるのを抑えて溶着用突起１０の倒れを回避することができる。さらに、前記値が１以下とされているため、溶着用突起１０の先端部が鈍角となり過ぎて超音波振動を与えても溶融しなくなるという不具合を回避することができる。
前記実施形態では、第２ケース３に設けられた補助溶着用突起８と、第１ケース４に設けられた溶着面９とを有する。これにより、溶着用突起１０に加えて補助溶着用突起８を溶融させることによっても第１ケース４と第２ケース３との間のシール性を確保することができる。そのため、よりシール性を向上することができる。つまり、第１ケース４と第２ケース３とのシール性を確保するという観点から前記補助溶着用突起８及び溶着面９は必須ではないが、これらを設けることにより高いシール性を得ることができる。
前記実施形態では、溶着面９と溶着用突起１０との間に角部１４が形成されているとともに、補助溶着用突起８の基端部側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が角部側に位置するように補助溶着用突起が先窄まりの断面形状を有する。そのため、補助溶着用突起８を溶融させることにより、この補助溶着用突起８の溶融部８ｍを積極的に角部１４に導くことができ、よりシール性を向上することができる。
なお、前記実施形態では、挟持方向と平行する軸回りにわたり、溶着用突起１０の外側のクリアランスＫ１が溶着用突起１０の内側のクリアランスＫ２よりも小さい例について説明したが、これに限定されない。例えば、挟持方向と平行する軸回りにわたり、クリアランスＫ１をクリアランスＫ２よりも大きくすることもできる。
この場合、溶着用突起１０については、クリアランスＫ２側の第２傾斜面１０ｂの長さＤ３をクリアランスＫ１側の第１傾斜面１０ｃの長さＤ４よりも短くすることが好ましい。これにより、上述した実施形態と同様に、小さいクリアランスＫ２に溶着用突起１０の溶融部１０ｍをより多く導くことができる。
なお、前記実施形態に係る第２ケース３は、溶着溝７の形成された低背部６よりも第１ケース４側に突出した先端面５を有しているが、この先端面５を有する凸部分は省略することができる。
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
上記課題を解決するために本発明は、電池を所定の挟持方向に挟み込んで収容するための第１ケース及び第２ケースと、前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第２ケースに向けて突出する溶着用突起と、前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり窪む溶着溝とを備え、前記溶着溝の幅寸法は、前記溶着用突起の厚み寸法よりも大きく設定され、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、前記溶着用突起の内周側のクリアランスと前記溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、前記第１ケースと第２ケースとを溶着可能に構成されている、電池収納ケースを提供する。
本発明によれば、挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、溶着用突起の内周側のクリアランスと溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、第１ケースと第２ケースとを溶着することができる。その結果、このクリアランスの小さい側については、溶着用突起の溶融部を埋めるためのスペースが小さくなるため、当該溶融部によるシール性を向上することができる。
したがって、本発明によれば、溶着溝の幅寸法が溶着用突起の厚み寸法よりも大きくされていることによる溶着用突起の溶着溝内への挿入し易さと、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記溶着用突起は、前記挟持方向と略直交する平坦面からなる先端面と、前記溶着用突起の厚み方向の両側で前記先端面から基端側に向けて広がるようにそれぞれ傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面とを有し、前記第１傾斜面は、前記溶着用突起を溶着溝内に挿入した状態において、前記第２傾斜面よりも前記クリアランスの小さい側に配置され、前記第１傾斜面の前記挟持方向の長さは、前記第２傾斜面よりも短いことが好ましい。
この構成では、溶着用突起の先端面が挟持方向と略直交する平坦面とされている。そのため、溶着用突起の先端部が尖っている場合と異なり、溶着用突起の先端部が溶着溝の底面に当接して押圧される際に倒れてしまい、当該溶着用突起の溶融が適切に行われなくなるという問題を回避することができる。
さらに、前記構成では、前記クリアランスの小さい側に配置された第１傾斜面の長さが第２傾斜面よりも短い。これにより、クリアランスの小さい側における溶着用突起の容積（溶融することができる材料の量）を多くすることができる。そのため、このクリアランスに溶着用突起の溶融部をより多く導くことができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記溶着用突起は、前記第１傾斜面から前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端側に延びる第１側面と、前記第２傾斜面から前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端側に延びる第２側面とを有し、前記第１側面と第２側面との間の溶着用突起の厚み寸法を前記第２傾斜面の挟持方向の長さ寸法で除した値が０．５以上１以下であることが好ましい。
この構成によれば、上述した溶着用突起の倒れを回避しつつ、当該溶着用突起の溶融を確実に行うことができる。具体的に、前記構成では、第１側面と第２側面との間の厚み寸法を第２傾斜面の長さ寸法で除した値が０．５以上とされている。そのため、溶着用突起の先端部が鋭角になるのを抑えて前記溶着用突起の倒れを回避することができる。さらに、前記値が１以下とされているため、溶着用突起の先端部が鈍角となり過ぎて超音波振動を与えても溶融しなくなるという不具合を回避することができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第１ケースに向けて突出する補助溶着用突起と、前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記補助溶着用突起を溶着するための溶着面とをさらに備えていることが好ましい。
この構成によれば、前記溶着用突起に加えて補助溶着用突起を溶融させることによっても第１ケースと第２ケースとの間のシール性を確保することができる。そのため、よりシール性を向上することができる。
前記電池収納ケースにおいて、前記溶着面は、前記溶着用突起の側面から延びて当該溶着用突起の側面との間に前記補助溶着用突起の溶融部を溜めるための角部を形成し、前記補助溶着用突起は、その基端側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が前記角部側に位置するように先窄まりとなる断面形状を有していることが好ましい。
この構成では、溶着用突起の側面と溶着面とによって形成された角部に向かうように補助溶着用突起が延びている。そのため、補助溶着用突起を溶融させることにより、この補助溶着用突起の溶融部を積極的に角部に導くことができ、よりシール性を向上することができる。
また、本発明は、電池と、電池収納ケースとを備え、前記電池収納ケースの第１ケースと第２ケースとが前記電池を挟み込んだ状態で超音波溶着されている、電池パックを提供する。
本発明によれば、溶着溝に対する溶着リブの挿入作業性と、溶着によるシール性の確保との両立を図ることができる。
Ｃ１〜Ｃ３ 中心線
Ｋ１、Ｋ２ クリアランス
１ 電池パック
２ 電池
３ 第２ケース
４ 第１ケース
７ 溶着溝
８ 補助溶着用突起
８ｍ 溶融部
９ 端面（溶着面）
１０ 溶着用突起
１０ａ 先端面
１０ｂ 第２傾斜面
１０ｃ 第１傾斜面
１０ｄ 第１側面
１０ｅ 第２側面
１０ｍ 溶融部
１４ 角部

Claims (6)

  1. 電池を所定の挟持方向に挟み込んで収容するための第１ケース及び第２ケースと、
    前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第２ケースに向けて突出する溶着用突起と、
    前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり窪む溶着溝とを備え、
    前記溶着溝の幅寸法は、前記溶着用突起の厚み寸法よりも大きく設定され、
    前記挟持方向と平行な軸回りの全周にわたり、前記溶着用突起の内周側のクリアランスと前記溶着用突起の外周側のクリアランスとが異なる状態で、前記第１ケースと第２ケースとを溶着可能に構成されている、電池収納ケース。
  2. 前記溶着用突起は、前記挟持方向と略直交する平坦面からなる先端面と、前記溶着用突起の厚み方向の両側で前記先端面から基端側に向けて広がるようにそれぞれ傾斜する第１傾斜面及び第２傾斜面とを有し、
    前記第１傾斜面は、前記溶着用突起を溶着溝内に挿入した状態において、前記第２傾斜面よりも前記クリアランスの小さい側に配置され、
    前記第１傾斜面の前記挟持方向の長さは、前記第２傾斜面よりも短い、請求項１に記載の電池収納ケース。
  3. 前記溶着用突起は、前記第１傾斜面から前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端側に延びる第１側面と、前記第２傾斜面から前記挟持方向と略平行な方向に沿って基端側に延びる第２側面とを有し、
    前記第１側面と第２側面との間の溶着用突起の厚み寸法を前記第２傾斜面の挟持方向の長さ寸法で除した値が０．５以上１以下である、請求項２に記載の電池収納ケース。
  4. 前記第２ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記第１ケースに向けて突出する補助溶着用突起と、
    前記第１ケースに設けられ、前記挟持方向と平行な軸周りの全周にわたり前記補助溶着用突起を溶着するための溶着面とをさらに備えている、請求項１〜３の何れか１項に記載の電池収納ケース。
  5. 前記溶着面は、前記溶着用突起の側面から延びて当該溶着用突起の側面との間に前記補助溶着用突起の溶融部を溜めるための角部を形成し、
    前記補助溶着用突起は、その基端側の厚み中心位置よりも先端側の厚み中心位置が前記角部側に位置するように先窄まりとなる断面形状を有している、請求項４に記載の電池収納ケース。
  6. 電池と、
    請求項１〜５の何れか１項に記載の電池収納ケースとを備え、
    前記電池収納ケースの第１ケースと第２ケースとが前記電池を挟み込んだ状態で超音波溶着されている、電池パック。
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