JP2002509500A - 一体型電槽の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一体型電槽及び電槽の製造方法及び装置は、熱板から材料を射出する積み重ね成形タイプの機械を用いる。この装置は側壁が真っ直ぐな又は抜き勾配を設けた側壁を備える一体型電槽を効果的に射出成形する。抜き勾配をゼロにすることも可能である。この装置は、また抜出し具及びコアスタビライザを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 一体型電槽の製造方法及び装置 発明の背景発明の分野 本発明は、産業用蓄電池ケースの分野に関する。より詳細には、本発明は、一 体型電槽（one-piece battery jar）であって、電槽の少なくとも開口部がその 他の部分より厚い一体型電槽の製造方法及び装置に関する。従来の技術 鉛畜電池（lead-acid batteries）は、フォークリフト等の車両の動力源とし て産業界で使用される。１つの鉛電池が２ボルトの電位を有することから、モー タに適した高電圧は多数の電池を鋼製のトレイ内で垂直方向に並べ、その垂直列 を並置して直列に接続することで得られる。 大型の蓄電池では、各２ボルトの電池がそれ専用の容器により囲繞されており 、該容器は、上端が最初から開口されており蓄電池極板組立体を挿入できるよう にされた「槽」及び前記蓄電池極板組立体が挿入された後に前記槽の頂部に溶接 されるカバーから成る。 動力用の鉛畜電池はその潜在寿命をまっとうするためには、極板を互いに密接 に押圧して極板材料の放出を最小限にするようにしなければならない。このため 、電槽の外側は直方体にされているのが好適である。直方体の形状は、各電池を 、蓄電池の寿命の間詰め込み圧力を維持する材料から形成された長方形トレイ内 に密接に詰め込むことを可能にする。トレイは鋼製であるのが典型的である。 電槽の内壁は電極に押圧するようにされており、電極の頂部及び底部において 同一の圧力をもたらすことが必要である。このため、電槽の内部寸法は頂部と底 部で同一となる必要がある。電槽が「抜き勾配」を設けて成形され頂部が底部よ り広くされている場合には、極板は底部においては密接に押圧されるが、頂部で は密接に詰め込まれなくなる場合もある。頂部の極板間の押圧圧力が最適圧力よ り低い場合には、極板材料が比較的多く放出されて蓄電池寿命を更に短くするこ ととなる。 高品質の蓄電池の製造に必要な電槽のその他の特性は、 １．漏れ防止性、 ２．蓄電池内温度における蓄電池極板組立体の寿命を通しての十分な機械的強 度、及び ３．カバーの電槽への熱溶接性である。この熱溶接性を得るための必要条件は 下記の通りである。 Ａ．電槽の頂部の全周に亘り十分な壁厚を有すること。 Ｂ．電槽材料及びカバー材料間で熱板溶接相溶性があること。 Ｃ．電槽及びカバー材料が熱板溶接プラテン（熱盤）に固着しないこと。 市場において受け入れられるためには、上記の特性が低コストにて提供されな けらばならない。このためには、材料の使用を最小限にすること、可能であれば 最低コストで再処理材料を使用すること、及び製造工程を比較的低コストにする ことが必要になってくる。 電槽は、長い間ポリプロピレンコポリマーである程度の抜き勾配を付けて射出 成形により一体に成形されてきた。斯かる材料は電槽の底部に射出されて、電槽 の開口端へ向けて流れる。典型的には、壁厚は０．３０４８ｃｍ（０．１２０イ ンチ）以上である。この結果、電槽に使用する材料は比較的多くなる。プラスチ ック材料の流れ長さ対通路厚比が、「高」電槽では壁厚が０．３０４８cm（０． １２０インチ）であっても７３．６６cm／０．３０４８ｃｍ（２９インチ／０． １２０インチ）＝２４１であることから壁厚を薄くすることは困難である。これ は射出成形及び熱板溶接熱盤に粘着しないような低メルトインデックスを有する ポリプロピレンコポリマー材料では高い値である。これにより射出及び成形圧力 は非常に高くなる。 電槽の強度を保持しつつ該電槽の形成に必要な材料の量を低減するために、本 発明の発明者はプロファイルの施した壁即ち異形壁を備えた電槽を創出した。斯 かる電槽では、細長い電槽の両端で材料が厚くされ且つ中間部で材料が薄くされ ている。これにより所望の強度を達成すると共に必要な材料を低減している。更 に且つ重要なことは、これにより完了した蓄電池を使用する機械における従来の 取り付け領域により規定される外側寸法に合致させつつ酸用の空間を大きくする ことが可能となる。この壁厚の厚い部分と薄い部分とを組み合わせた電槽は、米 国特許題４，７３２，８２６号により詳細に開示説明されており、該米国特許は 本発明の譲受人に譲渡されていると共に参考として本書に組み入れられる。従来 、異形壁電槽は半体ずつ成形されて合わせ目を溶接するようにしている。溶接は 概ね熱板溶接であり、二工程にて行われる。即ち、第１工程目で２つの半体を接 合して、第２工程目で斯かる接合部に３層構造を創出する。斯かる作業は漏れの ない接合を提供するには特に適してはいるが、比較的労働集約的であり、従って 製造コストを増大させることになる。異形壁電槽の利点を維持したままで、該電 槽の製造に関わる労力を低減させることが望まれてきた。しかしながら、斯かる 利点を全て達成する方法は開示されていなかった。 発明の概要 従来の技術の上記に述べた及びその他の欠点及び非効率性は本発明の一体型電 槽の製造方法及び装置により克服または軽減される。 一体型電槽を製造する装置は、成形する電槽の内部の所望のプロファイルに合 致した外部特徴を有する芯即ちコアを使用する（前記「プロファイル」とは抜き 勾配部から真っ直ぐな壁部へ至る部分とする）。前記コアはキャリア上に取り付 けられ、該キャリアは前記コアをプラスチック材料が供給される２つの熱盤関に 確実に位置決めする。前記熱盤は固定熱盤と移動熱盤とを備える。キャリアは前 記２つの熱盤間で常に中心となるように機械的に前記熱盤に接続されている。従 って、コアは金型キャビティ間の中心に止まるようにされている。より正確に心 出しするために、本発明では、金型が成形材料で完全に充填される直前に後退す る多数のコアスタビライザを使用している。材料が十分に冷却された後で、熱盤 が開き、約２０７〜２７６ｋＰａより小さい（＞３０−４０ｐｓｉ）範囲の空気 吹き込みを行って一時的に電槽の側壁を伸展する。これにより電槽がコアから分 離して、金型が開くと同時に金型内へ移動する指を備えた抜き出し腕が電槽の開 口端を捕らえて該電槽を前記コアから抜き出す。斯かる分離工程は、コアに特徴 が設けられる。か、または、コアが真っ直ぐであったにせよ、有益である。当業 者の一員であれば分かる如く、（プロファイルを付した即ち異形の電槽状況下に おいて）成形した部品を抜き出すのにはプラスチックを伸展させることが必要で ある。これは、コアの中央部が「逆勾配」状態を形成するコアの両端より大きく されているからである。前記指はコアに接触しない範囲で該コアに密接なほどに 接近するよう伸展するのが好適である。 本発明は一体型電槽を提供する。更に、一切の溶接を必要としないことから、 再生材料をかなりのパーセント（１００パーセントまで）で使用することが可能 である。本発明は電槽を完成するのに必要な製造時間を短縮すると共に、製造に 関わるコストを低減する。 図面の簡単な説明 添付図面中同様の要素には同様な符号を付すこととし、図中、 図１は、従来の積み重ね成形装置の心出しリンク機構の平面図であり、 図２は、本発明の装置の立面図であり、 図２Ａは、材料で満たした金型キャビティの立面略図であり、 図２Ｂは、材料で満たした金型キャビティの平面略図であり、 図２Ｃは、射出中に起きる流路の数学的表現図であり、 図２Ｄは、図２Ａの金型キャビティの頂面図であり、 図３は、本発明のコアスタビライザの実施例の頂部断面図であり、 図４は、本発明のコアスタビライザの立面図であり、 図５は、本発明の抜き出し腕の透視図であり、 図５Ａ乃至５Ｃは、図５の選択した部分の拡大図であり、 図６は、本発明のコア及び該コアの一角に位置決めされた前記抜き出し装置の 平面略図であり、 図７は、本書にて使用される方程式の数学的変数を明らかにする説明図であり 、 図８は、ブリッジを図示した本発明の電槽底部の平面図であり、 図９は、図８の図の立面図である。 発明の詳細な説明 図１を参照すると、通常の技術を有する者は典型的な成形心出しリンク機構に 気づくであろう。このリンク機構は、金型組立体１２を固定熱盤１４及び移動熱 盤１６の中央位置に維持する。運動は連結腕１８及び中心腕２０により公知の方 法でなされる。 図２を参照すると、熱盤を心出しする積み重ね金型の概念がを著しく変更され て本発明の一体型電槽の製造を可能にする。より具体的には、コア２２が固定熱 盤２４及び移動熱盤２６の中心に設けられる。。コア２２は中央熱盤に代わるも のであり、コアキャリア２８上に取り付けられ、次いで該コアキャリアが上記に 説明した中心腕２０と同等なものの上に取り付けられる。。コアは真っ直ぐな側 壁を備えており、負から正の抜き勾配を含む抜き勾配を備えた電槽を製造するこ とが可能である。抜き勾配がゼロであるのが好適であり、本発明ではそれが可能 である。別の好適な実施例ではコアが外部特徴を含んでプロファイルの付した即 ち異形の電槽が製造される。斯かる異形の電槽では、長手方向中心領域の厚さが 薄くされると共に、該電槽の少なくとも長手方向の開口端の厚さが厚くされる。 本発明を創出する上で克服すべき唯一の困難ではないが、成形技術分野の当業者 であれば、部品の一部の内寸法が該部品が通過しなければならないコアの一部よ り小さい部品をコアから取り外すのは容易なことではないことは理解できること である。 コア２２は上記の如く各熱盤２４、２６間に位置きめされており、各熱盤がそ れぞれに取り付けられたスペーサ３０、３２、ホットマニホールド３４、３６（ プラスチック分配用の）及びキャビティブロック３８、４０を含む。金型組立体 を閉じると同時に、コア２２の周りにキャビティが形成され、該キャビティは所 望の部品の外形に沿ったものとなる。前記キャビティは材料の射出以前にシャッ トオフリング４２により金型組立体の底部で封止される。従って、キャビティが 封止されて材料の射出の準備が整うこととなる。コア２２は垂直且つ開口部が上 方を向いた電槽を形成するように位置決めされるのが好適である。 本発明の好適な材料はポリプロピレンコポリマーである。該材料は好適には各 ホットマニフォールド３４、３６上の４つのインジェクタ４４を介してキャビテ ィ内へ流し込まれる。４つのインジェクタ４４は、金型キャビティの長手方向の 長さからすれば金型の両側に設けられるのが好適である。現在、蓄電池は７３． ６６ｃｍ（２９インチ）までの成形電槽を必要としている。例えば、金型の端部 に２個以上のインジェクタを使用すればより安定した成形を確実にすると共に、 トン数もより低くすることができる。プラスチック材料は固定熱盤上のホットマ ニホールドに直接供給することが可能であり、移動熱盤上のホットマニホーフド へはスプルーバーを介して間接的に供給可能である。プラスチック材料はそれぞ れのホットマニホールド内で成形温度に維持され、次いでキャビティブロック３ ８、４０、コア２２、及びシャットオフリング４２により創出されるキャビティ 内へ射出される。コアロック３９が金型キャビティ壁から突出して射出中の撓み を防止すると共に、最後の１００ミリ秒の射出の約３０乃至４０ミリ秒後に後退 するようにされる。 図２Ａ及び図２Ｄを参照すると、プラスチック材料は金型の固定半体上の部位 Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４及び金型の移動半体上の部位Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ ４において金型内へ射出される。各材料流が金型内へ流入する際には、最初永遠 に拡大する円形ディスクの形状を取る。Ａ２及びＡ３ディスクの半径が、例えば 、Ａ２及びＡ３間の距離の２分の１に等くなると、Ａ２ディスクの上縁及びＡ３ ディスクの下縁が一体に編組される。次いで、２つのディスク内の材料がキャビ ティの分割線２５に向かって横方向へどんどん流れて行く。 プラスチック材料流Ａ及びＢがキャビティ分割線の近傍において互いに接触す ると、図２Ａに例示した如く空気のポケット２７が生じ、該ポケットのガス抜き を設ける必要が出てくる。ガス抜きはキャビティ半体間の０．００２５４ｃｍ乃 至０．００５０８ｃｍ（０．００１インチ乃至０．００２インチ）間隙をキャビ ティ分割線に設ける。プラスチック材料流Ａ及びＢの衝突が何時も正確にキャビ ティ分割線にて生じるわけでもないので、約２．５４cm（１インチ）幅の多孔性 の鋼インサートを分割線に沿って各キャビティ内に取り付けることで５．０８cm （２インチ）幅のガス抜きを設ける。 プラスチック材料が流れる距離を図２Ｂに例示する。材料の一部はコアの軸線 に向かって横方向に９０度で移動する。この材料の流路長は、 Ｌ／２＋Ｗ／２ である。しかしながら、材料の別の部分はコアの縁に到達するまでコアの軸線に 対して角度θで移動しなければならず、その後、キャビティ半体間の分割線まで コア軸線に対して９０度で移動する。これは材料が流れる最長の流路である。図 ２Ｃに図示した如く、該流路は、 ［（Ｌ²＋Ｐ²）^1/2＋Ｗ］／２ １． 熱板２５の幅狭系の電槽では、Ｌ＝２４．１３ｃｍ（９．５インチ）及び Ｗ＝１５．８７５ｃｍ（６．２５インチ）である。Ｐ＝２０．３２ｃｍとすれば 、流路長は２３．７２３６ｃｍ（９．３４インチ）となる。次いで、電槽の厚さ が０．１５２４ｃｍ（０．０６０インチ）では、流路長対通路厚さの比は２３． ７２３６／０．１５２４（９．３２／０．０６０）＝１５６．となる。この比は ポリプロピレンコポリマー材料が圧力を超過することなく成形することのできる 比である。 当業者であれば分かる如く、金型キャビティ内へのプラスチック材料の射出を 正確にバランスさせることは不可能ではないにしても、非常に難しいことである 。従って、コアの一方の側の圧力が他方の側より大きくなる。本発明では、コア ２２をキャリア２８の長手方向の一方の端にのみ取り付けることから特に問題と なる。特にコアの長さが７３．６６cm（２９インチ）の場合には、コア２２の全 長に亘って撓みが発生する可能性があり、斯かる撓みの大きさはコア２２がキャ ビティブロック３８、４０の一方の内部表面に接触してしまうほど大きなものと なる。これは非常に反生産的であることは明らかである。コア２２がキャビティ ブロック３８、４０にぶつかる領域では、電槽に穴が開いてしまうことが考えら れる。そうすると電槽は廃棄されることとなり、時間の無駄となる。更にコア２ ２がキャビティブロック壁に接触しない場合でも、電槽の厚さは許容するには厚 すぎるものとなってしまう。 本発明は、複数のコアスタビライザ（図３参照）を含んでおり、該スタビライ ザは射出工程の開始時にコア２２を所定位置に保持する機能を果たすと共に、射 出工程が停止する直前に後退する。好適な実施例では、コアスタビライザは５０ ミリ秒以内に後退し、斯かる時間枠は射出工程の最後の１００ミリ秒内にあるの が好適である。コアスタビライザは完全に後退すると、該スタビライザが内部へ 後退するキャビティブロックの壁と面一となって、電槽の内壁及び外壁が円滑に なるのが好適である。コア２２は、金型キャビティ内のコア２２の周りに射出さ れたプラスチック材料の量によりスタビライザが（同定された時間枠間に）後退 した後でも安定している。 図３及び図４を参照すると、本発明のコアスタビライザが例示されている。コ ア２２は頂部から見た断面として例示されている。この説明から当業者であれば コアスタビライザの向きが理解できる。各コアスタビライザは他方側に対向して 配置されたスタビライザと一対として使用される。図では１つのコアスタビライ ザ組立体を図示している。他方のスタビライザは図示のものと同一である。 コアスタビライザ面６２は金型キャビティブロック内面４１と面一に図示され ている。面４１は金型キャビティの外部表面であり、金型キャビティの内部表面 はコア面２３により画成される。面６２は後退位置にあるものとして図示されて いる。より具体的には、面６２は内面４１と面一であり、円滑な成形部品を形成 するようにされている。これが、上記に説明した１００ミリ秒の射出工程内でコ アスタビライザがとる位置である。当業者であればスタビライザ６０の他方の位 置は面６２が表面２３に接触する位置であることは理解できることである。スタ ビライザは、射出工程の最後の１００ミリ秒前の射出工程期間中にはこの位置に 位置している。 スタビライザ６０は領域６４内へ汲み入れられる作動油により作動され、該作 動油がコアスタビライザ組立体を付勢し、従って、スタビライザ６０がコア２２ へ向かって付勢される。射出工程の最後の１００ミリ秒においてレリースバルブ ６８が圧力を投出するまでは作動油圧力がばね６６の付勢に勝る様にされている 。図示したスタビライザの様々な部品は単一の機械加工部品とすることが可能で あるが分解して組立てが可能である点に留意する必要がある。個々の部品を取り 巻く製造上の問題は当業者には公知のことであり、説明を要しない。油圧プレス 装置及びダンプバルブを使用して本発明のコアスタビライザを起動することにの み留意しておくことが重要である。油圧装置は、従来の技術のスタビライザが信 頼性を欠いていたコアの撓みを防止するのに十分な強度を有していることが判明 している。ダンプバルブ６８は呼称流量が６５ＧＰＭであるソレノイド起動パイ ロット作動バルブであるのが好適である。 本発明のコアスタビライザの別の特徴は、キャステレーション（ｃａｓｔｅｌ ｌａｔｉｏｎｓ）が設けられたスペーサ７０である。キャステレーション７２に より成形する部品の壁厚の調整が可能となる。当業者であれば理解できることで あるが、本発明の電槽の壁厚はコア２２の外側寸法を変更することで望みの如く 壁厚を変動することが可能である。本発明の電槽の壁厚は０．２５４ｃｍ（０． １００インチ）または０．１５２４ｃｍ（０．０６０インチ）であるのが好適で あることから、スタビライザは前記サイズのいずれにも容易に適応できるように されるのが望ましかった。キャステレーションバー７０により迅速且つ容易に調 整することが可能になる。 より具体的には、キャステレーションバー７０はスタビライザ６０の移動方向 に垂直な方向に作動自在である。該バー７０のストロークは好適な実施例では１ ．６４０８４ｃｍ（０．６４６インチ）であるのが好適であるが、該ストローク はともかく上方キャステレーションの中心及び下方キャステレーションの中心間 の距離に等しものであり、該バーがいずれか一方に移動することにより該バーが スタビライザ６０上のキャステレーション７４と入れ子位置になったりまたは非 入れ子位置に配置されることになる。本発明の好適な実施例では、キャステレー ションの整列及び非整列によりスタビライザ６０の内側方向への動きが０．１５ ２４ｃｍ（０．０６０インチ）から０．２５４ｃｍ（０．１００インチ）まで調 整される。バー７０は空気圧で起動されるのが好適である。 バルブ６８が油圧を投出すると同時にばね６６がスタビライザ面６２をキャビ ティブロック内面４１の平面内へ付勢する。図４を参照すると、好適な実施例で は４つのばね６６が使用されているのが明白である。 図５及び図６を参照すると、電槽の開口端の少なくとも端部壁が厚くされた一 体型の電槽を射出成形しようとした場合に生じる別の困難な点は取り出しには該 電槽の壁厚片を伸展する必要がある点である。 プラスチック材料の射出工程が完了した後短時間が経過すると同時に、該材料 は十分に硬化して金型からの取り出しが可能となる。この時間が短ければ短い程 、製造機械の生産性が高くなる。金型を開く以前の約１０秒間で材料の冷却がな されるのが好適である。 金型が開くと、抜き出し組立体（図５及び図６参照）がコア及び成形部品の周 り、好適には、成形部品の外側表面近傍の金型領域内へ及び電槽の閉鎖端から突 っ込まれる。該抜き出し組立体は電槽の長手方向縁または角に１本ずつ配置され た４本の腕を備えるのが好適である。コアから成形部品を取り外すのに抵抗する 摩擦係数が前記角に集中することから該腕を長手方向の角の各々に位置決めする のが重要となる。従って、前記角の下に抜き出し力位置決めすることで成形部品 をコアから成功裏に取り外すことが可能となる。各抜き出し腕８０は指８２を含 んでおり、該指は成形された電槽の外側表面から該電槽の壁厚の約９０パーセン トまで中心に向かってない部方向に到達するように注意を払って構成されている 。該指は角から何れかの方向へ約６．９８５ｃｍ（約４分の１１インチ）伸長し て接触表面積を増大するようにするのが好適である。指８２はコア２２から安全 な距離に隔置されてコアに引っ掻き傷が付かないようにされる一方で、接触する 成形部品の量は比較的大きくされる。 図５及び図６を参照すると、本発明の抜き出し腕８０の１つが図示されている 。図５は該腕８０の斜視図であり、図６はコア２２に対して相対位置にある抜き 出し腕８０の平面図である。図５Ａ乃至図５Ｃは図５の選択した部位の拡大図で ある。図６は略図であり、金型のその他の部分は図示されていないのは明らかで ある。 図５及び図５Ａ乃至５Ｃを参照すると、指板８２が抜き出し腕８０の底部に図 示されており且つ好適には４本のねじ８６（図６に図示）で足部８８に取り付け られる。。ねじ８６は指８２内の溝８４に支持されている。従って、指８２は足 部８８に対して単一直線方向に移動自在にされている。 指８２に焦点を置くと、青銅（その他の材料でも良いが）から構成されるのが 好適であり、該指の「前」部は略直角を含むようにプロファイルされて指８２が 取り外す部品に合致するようにされている。 ワイパー９０は指８２から独立している。ワイパー９０はフェルトから構成さ れるのが好適であるが、その他の柔らかな灯心材料を使用することも可能である 。ワイパー９０はまたばねで指８２に装填されて該ワイパー９０が摩耗したとし ても該ワイパーが依存としてコア２２に接触するようにされている。これは、ワ イパー９０が前に成形された部品を抜き出す毎に自動的にシリコン等の離型剤を コア２２に塗布することから重要となる。 ワイパー９０は図示しない供給源から管９２より繰り出される。複雑さを避け るために、管９２は指８２で移動自在となり、従って図示したスロット９５が必 要となる。 支持指８２、ワイパー９０及び足部８８が剛性のある材料から形成されるのが 好適であるフレーム９４上に取り付けられる。フレーム９４はまたリミッタ９６ を位置決めすると共に支持し、リミッタは抜き取られる成形部品に当接して指８ ２がコア２２に接触するのを防止するようにされている。リミッタ９６は超高分 子量ポリエチレン等の低摩耗材料から形成されるのが好適である。最後に、フレ ーム９４は管９２の支持構造体９８及び下記に説明する指起動装置を画成する。 該指起動装置は軸１００を備えており、該軸は足部８８近傍のフォーク１０２及 び該足部の他方端の回転自在の駆動装置（図示なし）に接続固定されている。駆 動装置は何れのタイプ（例えば、電気式、機械式、空気圧式等）のものでも使用 することが可能である。必要な回転角度は１８０度以内であり、所望の指８２の 変位量により決定される。フォーク１０２はピン１０４に係合し、該ピンは指８ ２に取り付けられて固定されると共にスロット１０６を介して上方に伸長してい る（前記スロットはフォーク１０２により一部が図からは明瞭に見えなくされて いる）。軸１００が回転し且つフォーク１０２がそれに関連して移動すると同時 に、ピン１０４が前方または後方へ付勢され、その結果指８２がコア２２へ向か ってまたはコア２２から離れるように移動される。抜き出し腕８０は金型キャビ ティの上方へ取り付けられており、複数の抜き出し腕（好適には４本）が金型が 開くと同時に該金型内へ突っ込まれて成形された部品を取り出す機構にされてい る。 空気が各側壁及び成形部品の閉鎖底部において該部品内へ噴射される。該空気 の噴射により前記部品をコアから離間させて該コア２２から取り外すのを容易に する。残念ながら、空気の噴射だけでは抜き出し力を許容のレベルまで低減する ことはできない。従って、好適な実施例では、前記に説明したワイパー９０が使 用される。該ワイパー９０でシリコン流体等の離型剤を塗布することで抜き出し 力を９０．７２ｋｇ（２０００ポンド）であったものに対して４５．３６kg（１ ０００ポンド）未満まで低減することが可能である。コア２２の角８３に第１の 電槽を成形する前に離型剤を被覆しておく点に留意することが重要である。そう すれば、成形した電槽を取り外すと同時に自然に離型剤の自動再被覆が可能とな る。 空気噴射を行うことから電槽壁の中心部とコアとの間に一切のせん断力が生じ ることはない。唯一取り組む必要のあるせん断力は電槽の長手方向縁８５のせん 断力である。電槽壁とコアとの間のせん断力は図７を参照して下記の如く推定／ 算出される。 但し、 ε_s=成形品の取り出し時の材料内の歪インチ毎インチ、 Ｅ＝ヤング率、ポンド毎平方インチ、 Ｆ＝電槽のユニット高さ当たりの水平方向力、ポンド毎インチ、 σ_s＝成形品の取り出し時の材料内の応力、ポンド毎平方インチ、 ｔ＝電槽壁厚、インチ であり、 図７の力を平衡にするためには、 Ｆ＝√２σ_s・ｔ （１） フックの法則により、σ_s＝ε_s （２） （１）及び（２）を組み合わせると、 Ｆ＝√２σ_s・Ｅ・ｔ 同様の成形の観察に基づくと、ポリプロピレンコポリマーの電槽材料では、ε_s ≒０．００８インチ毎インチであり、 及びＥ≒１５０，０００ポンド毎平方インチ それ故、Ｆ≒√２・０．００８・１５０，０００・ｔ，ポンド毎インチ ≒１．６９６・ｔであり、 ｔ＝０．１００インチであるから、Ｆ≒１７０ポンド毎インチ、 ｔ＝０．１００、 ｔ＝０．０６０インチであるから、Ｆ＝１０２ポンド毎平方インチ、 ｔ＝０．０６０． 高さ方向における各インチの電槽が４つの垂直方向縁を有しており、従って、電 槽上の力は４．Ｆである。 ０．１００インチの場合には、４Ｆ≒６８０ポンド毎インチであり、 電槽壁厚 ｔ＝０．１００インチであり、 ０．０６０インチの場合には、４Ｆ≒４０８ポンド毎インチであり、 電槽壁厚 ｔ＝０．０６０インチである。 電槽高さ１インチ当たりの抜き出し抵抗摩擦力は、 ０．１００インチの場合には、４μ・Ｆ≒７６８０μ、ポンド毎インチ、 μ＝摩擦係数であり、 電槽壁厚 ｔ＝０．１００インチであり、 ０．０６０インチの場合には、４μ・Ｆ≒４０８μ、ポンド毎インチ、 電槽壁圧 ｔ＝０．０６０インチである。 好適な材料であるポリプロピレンコポリマー摩擦係数は鋼（コアの材料に当た る）の摩擦係数（０．０６０）に対して約０．２０である。電槽の壁厚の薄い部 分（例示の目的上２９インチ（７３．６６cm）の電槽にあって２６．５インチ（ ６７．３１ｃｍ））の抜き出し力は上記の方程式により示されている如く算出す ることができる。４つの垂直縁における２６．５インチ（６７．３１ｃｍ）の材 料では当該部分をコアから抜き出すのに（４０８×０．２０）×２６．５を必要 とする。この数字は、剥離されるコアの幅広部分上で伸展される電槽の壁厚の部 分により生じる著しく高い摩擦を考慮にはいれていない。従って、実際に必要な ポンドで表した抜き取り力は９８０．６８３２ｋｇ（２，１６２ポンド）を遥か に超えるものとなる。 前記した空気の噴射及び離型剤の塗布等の本発明の独自の構成及び作用により 、抜き出し力は約４５．３６kg未満に低減された。上記に開示したレベルまで摩 擦を低減すれば製造の迅速化及び電槽の損傷低減を実現できる。 本発明の方法は上記本発明の装置を使用することにより、一体型異形（もしく は異形でない）電槽を迅速且つ効率よく製造することができる。 蓄電池の極板を支持する「レスト」または「ブリッジ」を閉鎖端におけるコア ２２のプロファイルを変更することで電槽に一体に形成することが可能である。 これにより従来の成形が完了した後でブリッジを取り付ける方法に比べて蓄電池 の製造時間を短縮することができ、従って、コストを低減することが可能である 。好適な実施例では、本発明の電槽に一体成形されるブリッジは図８及び図９の 配 置してある通りである。斯かる配置は蓄電池泥即ち極板の外側縁で主として放出 される材料が別の室へ流れるの可能にして室に蓄積された泥により短絡が発生す るのを避けられることから好適である。ブリッジは垂直の部材１２０及び好適に は強度を補充するガセット１２２を含む。当業者には分かることであるが、泥は 蓄電池の使用寿命を制限する一要因である。従って、蓄電池の短絡が発生する前 により多くの泥を収容できるブリッジを提供することで蓄電池の使用寿命を改良 することができる。 上記の如く好適な実施例を図示且つ説明してきたが、それらに本発明の趣旨及 び範囲を逸脱することなく様々な修正及び置換を施すことが可能である。従って 、上記の説明は本発明の例として行ったものであって、本発明を制限するもので はない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ハヴリラ，ジョージ・アール アメリカ合衆国マサチューセッツ州01093, ホワテリー，ロング・プレイン・ロード 265

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中央コア、固定熱盤、及び移動熱盤を有する金型内において中空の成形品 を射出成形する方法であって、 各熱盤は、各熱盤と協働する金型キャビティブロックを有し、金型キャビティ ブロックは、中心コアの周りで互いに嵌め合い自在であり、 固定熱盤及び移動熱盤の双方から材料を射出する工程を備えることを特徴とす る方法。 ２．中央コア、固定熱盤、及び移動熱盤を有する金型内において中空の成形品 を射出成形する方法であって、 固定熱盤及び移動熱盤を中央コアのまわりで閉鎖する工程、 固定熱盤及び前記移動熱盤から伸長するスタビライザを伸長して中央コアと接 触させて中央コアを安定させる工程、 前記熱盤及び中央コアにより形成されたキャビティ内へ成形材料を射出する工 程、及び 成形品を抜き出す工程、を含む方法。 ３．前記安定させる工程は、スタビライザが接触するキャビティを圧縮してス タビライザを中央コアに接触させる工程を含む請求項２の方法。 ４．前記安定させる工程が、更にスタビライザを中央コアとの接触から開放す る工程を含み、該開放が射出の最後の１００ミリ秒により画定される時間枠以内 で発生する請求項３の方法。 ５．前記コアの周りに前記固定熱盤及び前記移動熱盤を閉鎖する工程が、前記 閉鎖を行っている間に前記コアを中心に位置決めするセントラライザを設けるこ とで達成されることを特徴とする請求項２の方法。 ６．前記閉鎖する工程が、更に、前記固定熱盤及び前記移動熱盤により前記コ アの周りに画定される前記キャビティの底部を閉鎖する工程を含むことを特徴と する請求項５の方法。 ７．前記射出する工程が、前記固定熱盤及び前記移動熱盤の双方から成形材料 を射出することにより画定されることを特徴とする請求項２の方法。 ８．前記射出する工程が、前記移動熱盤及び前記固定熱盤により前記コアの周 りに画定される前記キャビティの空気をガス抜きする工程を含むことを特徴とす る請求項７の方法。 ９．前記抜き出す工程が、 複数の抜き出し腕を設ける工程と、 該腕を前記金型内へ突っ込む工程と、 前記成形品に前記腕を係合させる工程と、 前記コアから前記成形品を取り外す工程とを含むことを特徴とする請求項２の 方法。 １０．前記係合させる工程が、前記抜き出し腕の指を前記コアに向かって移動 させて、前記指を前記成形品の下に位置決めして、前記抜き出し腕を後退させて 前記コアから前記成形品を引き出すことを特徴とする請求項９の方法。 １１．前記取り外す工程が、前記コアを介して前記成形品内へガスを吹き込む 工程を含むことを特徴とする請求項９の方法。 １２．前記空気吹き込みをする工程が、複数の時点で行われ且つ前記成形品内 で迅速に圧力を約２０７〜２７６ｋＰａまで高めることを特徴とする請求項１１ の方法。 １３．前記指を移動する前記工程が、軸内のヨークを起動させて前記指を前記 コアに向けて付勢する工程を含むことを特徴とする請求項１０の方法。 １４．前記抜き出す工程が、更に、前記コアラか前記成形品を取り外すのと同 時に、前記コアに離型剤を塗布する工程含むことを特徴とする請求項２の方法。 １５．固定熱盤と、 該固定熱盤に取り付けられた移動熱盤と、 前記固定熱盤及び前記移動熱盤との間で等距離に配置且つ維持されると共に、 閉鎖自在となって金型キャビティを画成するコアと、 前記固定熱盤及び前記移動熱盤の各々に配置された少なくとも１つの材料射出 装置とを備えることを特徴とする射出成形装置。 １６．前記射出装置が、更に、前記固定熱盤及び前記移動熱盤の各々に関係し た少なくとも１つのコアスタビライザを含むことを特徴とする請求項１５に記載 の射出成形装置。 １７．前記射出装置が、更に、前記熱盤が開いた時に前記コアの周りに伸展自 在となる少なくとも２つの抜き出し腕を含んでおり、該抜き出し腕の各々が、前 記射出装置内で成形された製品と係合自在となる指を含んでおり、前記腕が後退 させられると、前記成形品が抜き出されることを特徴とする請求項１５に記載の 射出成形装置。 １８．前記少なくとも２つの腕が４つの腕であることを特徴とする請求項１７ に記載の射出成形装置。 １９．前記指が、前記コアに向かって内側方向へ伸長して、抜き出される前記 成形品の下に位置を占めると共に、前記抜き出し腕上のリミッタにより前記コア と接触するのを防止されていることを特徴とする請求項１７に記載の射出成形装 置。 ２０．前記抜き出し腕が、前記成形品と前記コアとの間に前記コア内の少なく とも１つのガス口を介してガスを噴射することにより助成されることを特徴とす る射出成形装置。 ２１．前記少なくとも２つの抜き出し腕の各々が、更に、前記成形品が抜き出 されると同時に前記コアに移送自在となる離型剤をその上に有するワイパーを含 むことを特徴とする請求項１７に記載の射出成形装置。 ２２．中心コア成形装置において、 抜き出し組立体が、 フレームと、 該フレームに取り付けられた足部と、 該足部に摺動自在に取り付けられると共に、前記足部のスロットを介して伸長 した直立したピンと、 該ピンと係合したフォークを有し、駆動装置により駆動されるアクチュエータ とを備えることを特徴とする中心コア成形装置。 ２３．前記指が、更に、該指の作動中に、金型コアに自動的に接触する離型剤 ワイパーを含むことを特徴とする請求項２２に記載の中心コア成形装置。 ２４．前記ワイパーが、前記フレーム内に取り付けられると共に供給源により 供給される管を介して前記離型剤を連続して供給されることを特徴とする請求項 ２３に記載の中心コア成形装置。 ２５．中心コア成形装置において、 コアスタビライザが、金型キャビティ表面と面一に取り付けられると共に、前 記金型キャビティ表面から前記成形装置のコアと接触するように伸展自在となる ピストンを備え、該ピストンが、該ピストンの背後で流体圧力が蓄積されると同 時に伸展自在となって、該ピストンを前記流体圧力に抗して付勢する少なくとも １つのばねに打ち勝つことを特徴とする中心コア成形装置。 ２６．前記スタビライザが、更に、圧力レリースバルブを含み、選択した時間 に前記ピストンの背後に圧力を投出することを特徴とする請求項２５に記載の中 心コア成形装置。 ２７．側壁、端壁及び底壁を備えた一体型電槽において、前記側壁及び端壁が 、上方部、中間部及び下方部に分割されると共に、各部分の壁圧がそれぞれ、Ｔ 、Ｔ１及びＴ２であり、且つ、Ｔ２がＴ１より大きく且つＴより小さいことを特 徴とする一体型電槽。 ２８．底部と、 該底部から伸長すると共に、少なくとも上方部及び下方部を有し、該上方部の 厚さが前記下方部の厚さより厚くされている管とを備えることを特徴とする一体 型電槽。 ２９．前記管が、更に、前記上方部及び前記下方部の各々より厚さが薄い中間 部を含むことを特徴とする請求項２８の一体型電槽。 ３０．一体型電槽を製造する方法であって、 コアを複数のキャビティブロックの間で締結しコアとキャビティブロックの間 に空間を画成する工程、 該空間内へ材料を射出する工程、 前記キャビティブロックを開口する工程、及び 複数の腕を前記コアの周りに到達させて且つ該コアに係合させて前記材料から 創出した電槽を取り外す共に、該電槽内へ空気を噴射させて該電槽を前記コアか ら離間させる工程、を備えることを特徴とする方法。 ３１．前記空間が、長手方向の単一寸法を備えて、壁が直線的にされた電槽を 生成することを特徴とする請求項３０の一体型電槽を製造する方法。 ３２．前記空間が、長手方向に複数の寸法を備え、壁が異形にされた電槽を生 成することを特徴とする請求項３０の一体型電槽を製造する方法。