JP3576484B2 - 樹脂封止成形装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品の構成要素を被覆するように溶融させた樹脂を充填して、硬化させた樹脂により製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯電子機器のような製品では、使用環境が一定になく、移動を伴うため小型化、薄型化、軽量化が要求されると同時に防塵、防滴構造あるいは耐落下、耐衝撃性が要求される。これらの要求を満たすためには、製品の外装体の構造が重要な要素となる。図12は、製品の一例であり、携帯電子機器の電源として用いられる電池パックの構成例を示すもので、二次電池80と、電池保護回路等を構成した回路基板84とを外装体内に収容して、携帯電子機器の電源としての要求に応えている。
【0003】
この電池パックの外装体は下ケース82と上ケース83とからなるパックケースで構成されている。図12(a)に示すように、下ケース82内に電池保護回路を構成した回路基板84や入出力端子、接続板等を配置し、その上に、図12(b)に示すように、リチウムイオン二次電池として構成された二次電池80を配置して、二次電池80を接続板に接合する。次に、図12(c)に示すように、電池80に両面テープ85を貼着し、下ケース82に上ケース83を接合して電池パックが完成する。
【0004】
前記下ケース82と上ケース83との接合は、両者の周縁部で超音波接合等によりなされる。超音波接合の場合は、図13に示すように、下ケース82の周縁部に形成された突出部82aを上ケース83の周縁部に形成された凹部83a内に嵌入させ、突出部82aの先端と凹部83aの底との間で超音波溶接する。この接合構造により溶融した樹脂が外部に露出することがない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の外装体の構成では分割されたケースを接合する構造が不可欠であり、上記従来例では下ケース82に上ケース83を接合するために両ケース82、83の側周面の厚さが必要となり、パックケース即ち電池パックとしての体積増、重量増が伴う課題があった。
【0006】
また、パックケースはハードケースであり、下ケース82に上ケース83を接合し、入出力端子を外部に露出させる必要があるため、微小な隙間が随所に発生し、防塵、防滴構造に構成することが困難であり、落下により破損しやすい構造であった。
【0007】
本発明が目的とするところは、製品の一面を樹脂封止して小型化、軽量化と共に防塵、防滴構造を実現するために好適な樹脂封止成形装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、製品の一面に樹脂を充填して製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置であって、前記製品を収容する製品収容体と、樹脂の充填空間につながるゲートとスプルーが形成されたコアと、このコアを製品収容体から離れる方向に付勢する弾性部材と、前記スプルーにノズル先端を当接させ、前記製品を収容した製品収容体に前記弾性部材の付勢に抗してコアを押圧し、ノズルからスプルーとゲートを通じて前記充填空間に樹脂を充填する樹脂注入ノズルとを備え、前記充填空間は前記製品の一面と前記コアの内面との間に形成され、製品収容体及びコアは、ゲート位置を衝き合わせ面とする割り型に構成されてなることを特徴とする。
【0009】
上記樹脂封止成形装置によれば、製品収容体内に製品を収容して樹脂注入ノズルを進出させるとコアは弾性部材の付勢に抗してキャビティに押圧されて、製品収容体とコアとからなる金型が閉じられるので、樹脂注入ノズルから樹脂を注入すると、樹脂は充填空間内に充填される。製品の樹脂封止する一面を充填空間に面するように製品収容体内に収容すると製品の一面は樹脂封止される。
【0010】
また製品収容体及びコアは、ゲート位置を衝き合わせ面とする割り型に構成しているので、金型内への製品の出し入れが容易であり、ゲート部分に生じるアンダーカットにも対応することができる。また、樹脂注入ノズルの進出動作により製品収容体とコアとの間が閉じられるので、製品の収容、取り出しが容易となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施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ものではない。
【0014】
以下に示す実施形態は、電池パック(製品)の内装物を封止するパックケースに適用した例を示すものである。電池パックは、図1に示すように、扁平形のリチウムイオン二次電池に構成された二次電池1と、この二次電池1を過充電、過放電等から保護する電池保護回路を構成した回路基板9とを一体に組み合わせて、図2に示すような中間完成品50を形成し、この中間完成品50を図3に示すようにパックケース7内に収容し、パックケース7の開放端を樹脂封止して二次電池1の形態を損なうことなく電池パックに構成したものである。
【0015】
図1は、前記中間完成品50を分解して示すもので、二次電池1の封口部側に、この二次電池1の正極端子25に接合される接続板11、二次電池1上に配設されて回路基板9の座面を提供するスペーサ12、電池保護回路を構成すると共にプラス端子4、マイナス端子5及び温度検出端子6を形成した回路基板9が配設され、二次電池1の負極を構成する電池缶31の底面から側面に延出するリード板10が配設されている。
【0016】
前記二次電池1の正極端子25に、Lの字状に形成された接続板11の基部11bが接合され、電池缶31の底面には、リード板10の基部10bが接合され、リード部10aは電池缶31の側面に沿って封口部側に延出される。
【0017】
また、二次電池1の封口部側には、図2に示すようにスペーサ12が取り付けられる。スペーサ12は二次電池1上に位置決め嵌合され、負極である電池缶31との間の絶縁性が強化される。また、接続板11のリード部11aと、リード板10のリード部10aとは、スペーサ12及び回路基板9を通して回路基板9上に接合される。回路基板9の封口部側に実装された電子部品はスペーサ12の開口部内に収容されるので、回路基板9はその基板の厚さとスペーサ12の厚さとを加えた高さだけで二次電池1上に積層された状態となり、電池保護回路を設けることによる高さの増加が抑制される。
【0018】
図4は、回路基板9の表裏両面に形成された回路パターンを示すもので、基板上に電池保護回路と入出力端子とが構成されている。図4(b)に示すように、回路基板9の裏面側(スペーサ12側)には電池保護回路が構成され、図4(a)に示すように、表面側にはプラス端子用導体パターン4a、マイナス端子用導体パターン5a及び温度検出端子用導体パターン6aと、接続板11を接続するための接続板用導体パターン15及びリード板10を接続するためのリード板用導体パターン16とが形成されている。この両面に形成された回路パターンは要所でスルーホール30によって接続されている。この回路基板9に形成されたリード通し穴20から接続板11のリード部11aを通し、リード部11aを接続板用導体パターン15上に折り曲げてハンダ付けする。また、リード板10のリード部10aをリード板用導体パターン16上に折り曲げてハンダ付けする。この接続板11及びリード板10がハンダ付けされることにより、回路基板9はスペーサ12上に固定される。
【0019】
図4(a)に示すように、回路基板9の表面側に形成されたプラス端子用導体パターン4a上にはプラス端子4、マイナス端子用導体パターン5a上にはマイナス端子5、温度検出端子用導体パターン6a上には温度検出端子6が接合される。これらの端子は、銅ニッケル合金の板材もしくはこの銅ニッケル合金の板材とステンレス鋼とのクラッド材等を用いることにより、導電性、接合性、耐蝕性に優れたものとなる。また、端子として板材を接合することなく、各導体パターンに金メッキを施してそのまま端子として利用することもできる。
【0020】
上記のように二次電池1に回路基板9を取り付けることにより、図2に示したように、中間完成品50が形成される。この中間完成品50は、図5(a)に示すように、上面13にプラス端子窓4c、マイナス端子窓5c、温度検出端子窓6cが設けられ、図5(c)に示すように底部14が開放されたパックケース7内に、図5(b)に示すように収容され、底部14を以下に示す樹脂封止成形装置60によって樹脂封止することにより中間完成品50はパックケース7内に密閉される。
【0021】
図6〜図9は、樹脂封止成形装置60による樹脂封止の各工程を順に示すもので、各図(a)(b)に金型部分を直交する2方向の断面で示している。
【0022】
図6において、成形金型を構成する製品収容体(以下キャビティと称す)62及びコア63は割り型構造に形成して、中間完成品50の出し入れを可能にすると共に、ゲート部分のスプルー67によって生じるアンダーカットに対応できるようにしている。キャビティ62には空洞62aが形成され、コア63の内面は樹脂の充填空間63aに接する樹脂成形面となっており、またコア63には前記充填空間63aにつながるゲート66と、このゲート66につながるスプルー67とが形成されている。また、コア63はスプリング(弾性部材)64によってキャビティ62から離れる方向に付勢されている。図示するようにキャビティ62を開き、パックケース7を被せた中間完成品50、すなわち二次電池の樹脂封止前製品を、その開放端をコア63側にして空洞62a内に挿入する。
【0023】
次に、図7に示すように、キャビティ62及びコア63を閉じ、樹脂注入ノズル65をキャビティ62側に進出させることにより、コア63をスプリング64の付勢に抗してキャビティ62に押圧させる。図8に示すように、キャビティ62にコア63が密着し、パックケース7の開放端上にコア63に形成された樹脂成形面が位置するので、樹脂注入ノズル65から樹脂70をスプルー67内に吐出すると、樹脂70はゲート66を通じて充填空間63a内に充填される。この樹脂70の充填によりパックケース7の開放端は樹脂封止される。また、充填された樹脂70はパックケース7と中間完成品50との間の隙間にも侵入するので、パックケース7と中間完成品50とは一体化され、パックケース7を薄い樹脂成形品によって構成しても強度が補われ、電池パックを小型化することができる。
【0024】
充填した樹脂70を硬化させた後、図9に示すように、キャビティ62及びコア63を開き、樹脂注入ノズル65を後退させると樹脂封止成形された電池パックを取り出すことができる。成形された樹脂70は、図10(a)に示すように、ゲート66及びスプルー67によって作られた不要部分70aが残っているので、これを切り取ることにより、図10(b)に示すように、パックケース7と樹脂70によって中間完成品50を被覆した電池パックが完成する。
【0025】
以上説明した樹脂封止成形装置60は、開放されたパックケース7の底部を樹脂封止するように構成しているが、上面を開放端とするケース内に中間完成品50を挿入し、端子部分に開口部を形成して上面を樹脂封止するように構成することもできる。これはコア63の充填空間63aに端子部分に当接する突出部を形成することにより実施することができる。
【0026】
また、図11に示すように、キャビティ62に形成する空洞62aを、その容積が中間完成品50の周囲に間隙ができるサイズに形成し、空洞62aの内壁の複数箇所に中間完成品50を宙吊り状態に支持するピン75を設けて構成することにより、樹脂注入ノズル65から注入された樹脂70は図示するように中間完成品50の周囲に充填され、全面を樹脂封止することができる。この場合にも前述のように端子部分に開口部が形成されるようにする。
【0027】
以上説明した樹脂封止成形に用いる樹脂は、ポリアミド系、ポリウレタン系のホットメルトが好適なものとなる。また、樹脂を硬化させたときの硬度が低くなるように調整することにより、衝撃吸収の効果が得られ、電池パックに落下等の衝撃に対する耐衝撃性が向上し、携帯電子機器の電源として好適なものとなる。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置において、製品の収容、取り出しが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る中間完成品の構成を示す分解斜視図。
【図2】中間完成品の構成を示す(a)は平面図、(b)端側面図。
【図3】電池パックの完成状態を示す斜視図。
【図4】回路基板の構成を示す(a)は表面側、(b)は裏面側の平面図。
【図5】パックケースの構成を示す(a)は上面図、(b)は側面図、(c)は底面図。
【図6】樹脂封止成形装置の構成を直交する2方向(a)(b)の断面で示し、第1工程の状態を示す断面図。
【図7】同上第2工程の状態を示す断面図。
【図8】同上第2工程の状態を示す断面図。
【図9】同上第3工程の状態を示す断面図。
【図10】(a)は樹脂封止成形の完了状態、(b)は電池パックの完成状態を示す断面図。
【図11】電池パックの全面を樹脂封止する構成を示す断面図。
【図12】従来構成になる電池パックの構成と組み立て順序を(a)(b)(c)の順に示す斜視図。
【図13】従来構成になるパックケースの接合状態を示す部分断面図。
【符号の説明】
7 パックケース
50 中間完成品(製品)
60 樹脂封止成形装置
62 キャビティ
62a 空洞
63 コア
63a 充填空間
64 スプリング(弾性部材)
65 樹脂注入ノズル
66 ゲート
70 樹脂
Claims (3)
- 製品の一面に樹脂を充填して製品の一面を樹脂封止する樹脂封止成形装置であって、
前記製品を収容する製品収容体と、樹脂の充填空間につながるゲートとスプルーが形成されたコアと、このコアを製品収容体から離れる方向に付勢する弾性部材と、前記スプルーにノズル先端を当接させ、前記製品を収容した製品収容体に前記弾性部材の付勢に抗してコアを押圧し、ノズルからスプルーとゲートを通じて前記充填空間に樹脂を充填する樹脂注入ノズルとを備え、
前記充填空間は前記製品の一面と前記コアの内面との間に形成され、
製品収容体及びコアは、ゲート位置を衝き合わせ面とする割り型に構成されてなることを特徴とする樹脂封止成形装置。 - 製品は二次電池の樹脂封止前製品である請求項1に記載の樹脂封止成形装置。
- 二次電池の樹脂封止前製品は、製品の構成要素を被うケースを有し、前記ケースによって被覆されていない面が樹脂封止される前記製品の一面に該当することを特徴とする請求項2に記載の樹脂封止成形装置。
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