JP2856352B2 - 熱可塑性樹脂で成形された成形品の熱溶着方法及び熱溶着用成形品 - Google Patents

熱可塑性樹脂で成形された成形品の熱溶着方法及び熱溶着用成形品

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂で成
形された成形品、例えば、電子機器等に搭載される電池
ケースにおいて、ケース本体とカバーとの接合面に抵抗
発熱体を挟み込み、この抵抗発熱体に電圧を印加して発
熱させることにより、接合面の樹脂を溶融して溶着させ
る方法及びこの方法で熱溶着される成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂で成形されたケース本体と
カバー内に電子部品を内蔵し、このケース本体とカバー
を結合する場合、超音波、高周波電磁誘導又は接着剤を
利用する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この超音波や
高周波電磁誘導による接合方法は、内蔵する電子部品等
に不良要因を誘発する危険がある。又、接着剤による結
合の場合は、固定までに時間がかかると共に、接着剤が
合わせ面から漏れ出して汚れの原因になったり、外観が
悪くなる場合がある。
【０００４】そこで、特開昭５８−５９０５０号公報、
及び特開昭６２−２８８０２９号公報には、融着するケ
ース本体とカバーの間に電気抵抗に基づく発熱体（以下
「抵抗発熱体」と称す）を挟み込み、この発熱により熱
可塑性樹脂を溶融して相互を溶着させる方法が提示され
ている。この方法は、瞬間的な熱による溶着方法なの
で、内部部品や外観上に何等影響を与えることなく、有
効な接合方法である。
【０００５】しかし、いずれの場合も抵抗発熱体に電圧
を供給するための電極や、又、導線状の抵抗発熱体であ
れば、この導線がケースの外へ突き出ており、ケースを
他の筐体に組み込む上で障害になる。又、ケース単体で
は外観上支障をきたすことがある。このため、必要に応
じて電極や導線等の突出部を切断する後加工が必要とな
る。更に、抵抗発熱体と熱可塑性樹脂の溶着間に何等か
の液体が浸透して溶着強度に影響を与えることが考えら
れる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に電子部品
用のケース等において、ケース外部に電極または導線が
出ず、抵抗発熱体と樹脂の間に液体が浸透せず、そして
瞬間一体化が可能な溶着方法とこの溶着対象となる成形
品を提供するものであって、その構成は次のとおりであ
る。
【０００７】１．熱可塑性樹脂で成形された成形品を熱
溶着する時、その接合面に抵抗発熱体を挟み込み、適宜
な力で加圧しながら、前記抵抗発熱体に電圧を印加して
発熱させることにより、成形品を溶着する方法におい
て、該当する成形品部品に前記抵抗発熱体へ到達するよ
うに電圧印加端子挿入用の小径孔を開けると共に、この
小径孔の周辺に突出段部を形成し、成形品の溶着終了
後、該突出段部に溶着チップを当てて加熱しながら突出
段部を押し潰すことにより、小径孔を封鎖する熱可塑性
樹脂で成形された成形品の溶着方法。
【０００８】２．熱溶着面に抵抗発熱体を挟み込み、前
記抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させることにより熱
溶着面を溶融し、その後冷却して溶着させる方法で結合
するための熱可塑性樹脂で成形された成形品において、
この成形品の一部に、前記抵抗発熱体に到達するように
電圧印加端子挿入用の小径孔を開けると共に、この小径
孔の周辺に封鎖用の突出段部を形成して成る熱可塑性樹
脂で成形された成形品。
【０００９】
【作用】樹脂の溶着面に抵抗発熱体を挟み込み、ケース
本体或いはカバーのいずれかに開口した小径孔内に、給
電装置に接続した電圧印加端子を挿入して抵抗発熱体に
当接させると、抵抗発熱体はその電気抵抗により発熱し
て、周囲の樹脂を溶融する。
【００１０】十分に溶融したところで電圧印加を止め、
電圧印加端子を抜き、冷却すると溶融した部分が硬化し
てケース本体とカバーは溶着する。その後、小径孔の周
囲に突出した段部を溶着チップで押し潰すか、封鎖体を
嵌合すると、小径孔が封鎖されて外観からは抵抗発熱体
が見えない一体化したケースが完成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】熱溶着するための熱可塑性樹脂と
しては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ
塩化ビニル等を代表例として挙げることができる。
【００１２】そして、これらの熱可塑性樹脂で成形され
た製品、例えば電池ケースにあっては、ケース本体側の
溶着面に溝を形成し、更に抵抗発熱体に到達するように
電圧印加端子挿入用の小径孔を形成しておく。この溝や
小径孔はカバー側であっても差し支えない。又、必要に
応じて、小径孔の周囲に突出段部を形成する。小径孔
は、原則として円形であるが、四角形等であってもよ
い。
【００１３】抵抗発熱体としての材料には、例えばニッ
ケル−クロム合金、鉄−クロム合金、鉄−ニッケル合金
等を用いることができ、形状としては単線のもの、又は
抵抗線数本をよりあわせたもの、板状のもの等、様々な
形状を溶着目的により選択する。
【００１４】溶着工程内容としては、前記溝内に抵抗発
熱体を組み込み、これにカバーを被せてその下縁（溶着
面）を前記ケース本体側の融着面に合わせると共に、抵
抗発熱体を両溶着面に挟み込み、ケース本体とカバーを
押圧する。その状態で２箇所設けた前記小径孔内におの
おの電圧印加端子を挿入して抵抗発熱体に当接させた
後、電圧を印加して抵抗発熱体を発熱させると、周囲の
樹脂が溶融する。
【００１５】この状態の後、電圧を止め、電圧印加端子
を小径孔から抜き取り、自然又は強制的に溶融部分を冷
却すると、溶融した樹脂は硬化する。この結果、ケース
本体とカバーの融合、つまり結合が行われる。
【００１６】次に、溶着結合後、小径孔の周辺に突設し
た突出段部に、それを加熱溶解させるための皿状の当接
面を一端部に有する溶着チップを当接し、突出段部を加
熱して溶融させ、更に押し潰すことにより、膨大部を形
成して、小径孔を塞ぐ。この結果、抵抗発熱体がケース
外側から見えない一体化されたケースが完成する。又
は、封鎖体を小径孔に嵌合して封鎖する。但し、小径孔
を塞ぐ必要がない場合には、突出段部の形成と、ここを
溶着チップを用いて押し潰すことは行わない。
【００１７】
【実施例】図１は、本発明による電池ケース１０の完成
斜視図である。電池ケース１０はケース本体２０にカバ
ー３０を被せた形状になっている。図２は、電池ケース
１０の組立斜視図である。ケース本体２０とカバー３０
は熱可塑性樹脂で成形されたプラスチック成形品であ
り、４０は電気抵抗に基づく抵抗発熱体である。カバー
３０の下縁には嵌合下縁３１が形成してある。
【００１８】ケース本体２０側の長手方向両辺には嵌合
凹部Ａ２１が、又、他辺の一方には嵌合凹部Ｂ２２など
の溝があり、更に対向する辺には抵抗発熱体４０を仮固
定するための押え鍔２３と受けリブ２４が形成されてい
る。嵌合凹部Ｂ２２にはケース本体２０の底面に向かっ
て穿設された小径孔２５が２箇所設けられている。
【００１９】図３は、ケース本体２０に抵抗発熱体４０
を装着した状態をカバー３０側から見た平面図である。
抵抗発熱体４０は嵌合凹部Ａ２１、嵌合凹部Ｂ２２の各
溝に定着し、押え鍔２３と受けリブ２４に挟まれて仮固
定された状態である。図４は、抵抗発熱体４０へ電圧を
印加する場所で、図２の小径孔のＡ−Ａ′線断面図であ
る。
【００２０】嵌合凹部Ａ２１の底面には、小径孔２５が
ケース本体２０の底面に向かって穿設され、更にケース
本体２０の底面においては、前記小径孔２５の周囲に一
体形成された突出段部２６が設けられ、端子ガイド孔２
７となっている。なお、端子ガイド孔２７の内径は小径
孔２５の内径より大きいと後に述べる電圧印加端子を挿
入する時、容易である。
【００２１】小径孔２５を塞ぐ必要がないときは、突出
段部２６を設ける必要はなく、また、小径孔２５のみの
時は、ケース本体２０の成形時に成形してもよいし、或
いはあとから加工してもよい。
【００２２】本発明の熱溶着方法を図２のＡ−Ａ′線断
面図である図５、図６、図７、図８に基づいて説明す
る。抵抗発熱体４０は、まずケース本体２０に形成され
た押え鍔２３と受けリブ２４に挟まれるように両者の間
に挿入後、嵌合凹部Ａ２１、嵌合凹部Ｂ２２の各溝に組
み込む。これにカバー３０を被せ、その下縁（溶着面）
３１を各嵌合凹部２１、２２に差し込むことによって抵
抗発熱体４０はケース本体２０とカバー３０に挟まれる
構造になる。そして、押圧器（図示せず）を用いて適宜
な力でケース本体２０とカバー３０を結合方向へ押圧す
る。その様子を図５に示す。
【００２３】次に、図６に示すように、電圧供給コント
ロール器（図示せず）に接続された電圧印加端子５０二
本をおのおの端子ガイド孔２７に挿入し、更に小径孔２
５を通して抵抗発熱体４０に当接させた後、電圧を印加
して抵抗発熱体４０を発熱させる。この発熱条件は使用
した樹脂及びケースの大きさ、そして抵抗発熱体４０の
材質形状等の要素があるため、あらかじめ電圧供給コン
トロール器にその条件を設定しておく。
【００２４】抵抗発熱体４０の発熱により周囲の樹脂が
溶融する。つまり、ケース本体２０側とカバー３０側の
溶着樹脂同士が融合する。この融合域は、図６におい
て、外の点線で囲まれた部分である。そして、十分に融
合した状態で電圧印加を止め、電圧印加端子５０を抜き
取り、冷却すると、溶融樹脂が硬化してケース本体２０
とカバー３０は融着し、結合する。
【００２５】本実施例では、ケース本体２０において溶
着対象である嵌合凹部は３箇所であるが、接合面の全周
に嵌合凹部である溝を設け、抵抗発熱体４０の端部を重
ねるか、又は抵抗発熱体４０が輪状の形状を用いれば接
合面全周を溶着できる。更に、抵抗発熱体４０をケース
１０の外側から見せたくない場合は、次の手法を追加す
ればよい。その様子を示したのが図７、図８及び図９で
ある。
【００２６】まず、図７のように、突出段部２６の先端
へ当接面が皿状の形状をした溶着チップ６０を当接させ
る。そうすると、突出段部２６の樹脂が溶融し、更に溶
着チップ６０にて押し潰すと溶融した突出段部２６の樹
脂が混合一体となる。次に溶着チップ６０を離し、冷却
すると、図８のように皿状の膨大部２８が形成された結
果、小径孔２５が塞がれて抵抗発熱体４０が見えなくな
る。
【００２７】図９は、小径孔２５の封鎖方法として、封
鎖体７０を小径孔２５に嵌合するようにした実施例であ
る。溶着チップ６０は、熱棒でもよいが、金属片に電圧
を印加し溶着後金属片に冷媒を吹き付けて強制冷却する
構造の溶着チップを使用すると仕上がりが良い。なお、
溶着チップ６０の当接面形状は、カップ形状や角形など
目的に応じた形状が可能である。
【００２８】又、本実施例では、ケース本体２０側に抵
抗発熱体４０を設置する溝や小径孔２５を設けている
が、カバー３０側に設けても良く、ケースの形状、製造
工程の都合などにより、任意にその位置を選ぶことが可
能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上のように、抵抗発熱体を熱
溶着させる成形品に組み込み、成形品に具備した小径孔
から電圧印加端子を成形品内に差し込んで抵抗発熱体に
当接させ、発熱融着する熱溶着方法であるため、次のよ
うな効果がある。
【００３０】１．電圧印加用の電極が成形品の外に出な
いため、溶着後の電極の切断等の二次加工が要らない。 ２．電圧印加用の小径孔の周辺に突設した段部を設け、
溶着後、この段部を溶融して小径孔を塞ぐことにより、
発熱体が外部から見えないと共に、溶着の保護になる。 ３．成形品にあらかじめ小径孔が設けてあるため、抵抗
発熱体を溶着面に挟み込むこと以外に手間がかからな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の手法を用いた電池ケースの完成斜視
図。
【図２】電池ケースにおいて、ケース本体とカバーを熱
溶着する際、本発明を実施した構造を示す説明図。
【図３】抵抗発熱体をケース本体に組み込んだ状態をカ
バー側から見たケース本体の平面図。
【図４】小径孔のＡ−Ａ′線断面図。
【図５】嵌合凹部に抵抗発熱体を組み込み、ケース本体
とカバーにより抵抗発熱体を挟み込んだ小径孔部分の断
面図。
【図６】電圧印加端子を抵抗発熱体に当接させて樹脂を
溶融させている小径孔部分の断面図。
【図７】溶着チップを段部に当て、段部を溶融する小径
孔部分の断面図。
【図８】膨大部を形成し、小径孔を塞いだ様子を示す小
径孔部分の断面図。
【図９】小径孔に封鎖体を嵌合して封鎖した様子を示す
小径孔部分の断面図。
【符号の説明】
１０ 電池ケース ２０ ケース本体 ２１ 嵌合凹部Ａ ２２ 嵌合凹部Ｂ ２５ 小径孔 ２６ 突出段部 ２７ 端子ガイド孔 ３０ カバー ３１ 嵌合下縁 ４０ 抵抗発熱体 ５０ 電圧印加端子 ６０ 溶着チップ ７０ 封鎖体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽賀 道雄 福島県福島市蓬莱町一丁目11番１号 東 北ムネカタ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−82424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−104715（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−75394（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 65/34 F16L 47/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂で成形された成形品を熱溶
    着する時、その接合面に抵抗発熱体を挟み込み、適宜な
    力で加圧しながら、前記抵抗発熱体に電圧を印加して発
    熱させることにより、成形品を溶着する方法において、
    該当する成形品部品に前記抵抗発熱体へ到達するように
    電圧印加端子挿入用の小径孔を開けると共に、この小径
    孔の周辺に突出段部を形成し、成形品の溶着終了後、該
    突出段部に溶着チップを当てて加熱しながら突出段部を
    押し潰すことにより、小径孔を封鎖する熱可塑性樹脂で
    成形された成形品の溶着方法。
  2. 【請求項２】 熱溶着面に抵抗発熱体を挟み込み、前記
    抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させることにより熱溶
    着面を溶融し、その後冷却して溶着させる方法で結合す
    るための熱可塑性樹脂で成形された成形品において、こ
    の成形品の一部に、前記抵抗発熱体に到達するように電
    圧印加端子挿入用の小径孔を開けると共に、この小径孔
    の周辺に封鎖用の突出段部を形成して成る熱可塑性樹脂
    で成形された成形品。
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