JP3702090B2 - 電気機器のケース - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製のケースを超音波溶着して固定している、電池ケースや電子機器ケース等の電気機器のケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波溶着は、熱可塑性のプラスチックで成形されたケースを、接着材を使用しないで、強固に連結できる特長がある。超音波溶着は、超音波のエネルギーで、互いに接触している連結面を振動させ、発熱、溶融して溶着される。従来のケースは、図１の断面図に示すように、超音波溶着される連結面を、互いに段差のある形状に成形していた。
【０００３】
この図に示すケースは、溶着された状態で図２の断面図に示すように、上ケースに設けた溶着リブ１が、下ケースの溶着面に溶着される。下ケースの溶着面と、上ケースの溶着リブ１とが、超音波のエネルギーの摩擦熱で溶着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１と図２に示す状態で溶着される従来のケースは、超音波溶着した状態で、連結面に沿って「溶着盛り上がり２」が発生する。溶着盛り上がり２は、上ケースの溶着リブ１と、下ケースの溶着面の一部を、超音波振動の摩擦熱で溶融し、溶融されたプラスチックの一部が押し出されて発生する。溶着盛り上がり２は、下ケースから突出しているストッパリブ３を高くして少なくできる。ストッパリブ３を高くすると、プラスチックの溶融量が少なくなるからである。ただ、ストッパリブを高くすると、上ケースと下ケースとを確実に連結するのが難しくなる。とくに、成形された上ケースと下ケースの連結面にソリ等があって、連結面を均一に接触できなくなると、連結面の全体を確実に溶着できなくなる。反対に、ストッパリブを低くして、プラスチックの溶融量を多くすると、上ケースと下ケースとを確実に連結できるが、溶着盛り上がりが多くなって、溶着部分の仕上がりが悪くなる欠点がある。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、超音波溶着して連結される部分の仕上がりを良くして、しかも、超音波溶着で確実に連結できる電気機器のケースを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気機器のケースは、熱可塑性のプラスチックで別々に分離して成形された第一ケース４の第一連結面４Ａと、第二ケース５の第二連結面５Ａとを、超音波溶着して互いに連結している。
【０００７】
本発明の請求項１のケースは、第一連結面４Ａと第二連結面５Ａを、以下の独特の構成とすることを特徴としている。
（ａ） 第一連結面４Ａは、超音波振動のエネルギーで溶融されて、第二連結面５Ａに溶着される第一溶着リブ６を突出して設けている。
（ｂ） 第一溶着リブ６は、第一連結面４Ａに沿って縦に延長して設けられている。
（ｃ） 第一連結面４Ａは、第一溶着リブ６の両側を低く形成して、第一溶着リブ６の外側をストッパ面８とし、内側を隙間面９としている。
（ｄ） 第一連結面４Ａの第一溶着リブ６は、先端の幅を狭くするように、先端とストッパ面８との間を傾斜面１０としている。
（ｅ） 第二連結面５Ａは、縦に延長する縦溝１１を有し、この縦溝１１の外側にストッパリブ３を、内側に第二溶着リブ７を突出させている。
（ｆ） 第二連結面５Ａのストッパリブ３は、第一連結面４Ａのストッパ面８と対向する位置に配設され、第二溶着リブ７は第一溶着リブ６と対向する位置に配設されている。
（ｇ） 第二溶着リブ７は、ストッパリブ３よりも低く成形されている。
（ｈ） 第二溶着リブ７の突出高さは、第一溶着リブ６の一部を第二溶着リブ７の一部に溶着する状態で、ストッパリブ３がストッパ面８に当接し、この状態で、第一連結面４Ａの隙間面９との間に目地隙間１２ができるように形成されている。
【０００８】
本発明の請求項２の電気機器のケースは、第二連結面５Ａの第二溶着リブ７の先端面に、ローレット目１３を設けている。この形状の第二連結面５Ａは、ローレット目１３によって第二溶着リブ７の溶着面に凹凸ができ、凹凸によって第一溶着リブ６により確実に溶着される。
【０００９】
本発明の請求項３の電気機器のケースは、第二連結面５Ａの縦溝１１を、第一連結面４Ａの傾斜面１０と対向する位置に配設している。ここに配設される縦溝１１は、第一溶着リブ６と第二溶着リブ７の一部が溶融されて押し出される溶融プラスチックを、ここに侵入させて、連結面から溶着盛り上がりとして突出しないようにできる。
【００１０】
本発明の請求項４のケースは、第一溶着リブ６と隙間面９との境界を垂直面としている。ここを垂直面とする連結面は、目地隙間１２の容積を広くして、連結面にできる溶着盛り上がりを確実に阻止する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電気機器のケースを例示するものであって、本発明はケースを以下の構造に特定しない。
【００１２】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１３】
図３に示す電気機器のケースは、パック電池のケースである。このケースは、熱可塑性のプラスチックで、第一ケース４である上ケースと、第二ケース５である下ケースとに、別々に分離して成形している。第一ケース４と第二ケース５は、第一連結面４Ａと第二連結面５Ａとを超音波溶着して、密閉された箱形に連結される。この図に示すケースは、同じ長方形に形成されている第一連結面４Ａと第二連結面５Ａとを有する。第一連結面４Ａは、図４と、図５の矢印で示すように、第二連結面５Ａに接近され、互いに当接する状態で、超音波振動されて溶着して固定される。
【００１４】
第一ケース４の第一連結面４Ａと、第二ケース５の第二連結面５Ａは、以下のようにして超音波溶着される。水平の基台（図示せず）に載せた第二ケースに、第一ケースを載せる。第一ケースの上面に、超音波ホーン（図示せず）の下端面を面接触するように押圧させる。この状態で、超音波ホーンを超音波振動させると、第一ケースが超音波振動する。超音波振動する第一ケースは、第一連結面を超音波振動させる。したがって、第一連結面が第二連結面に対して超音波振動する。互いに相対的に超音波振動する第一連結面と第二連結面は、超音波振動のエネルギーで摩擦熱が発生し、この摩擦熱で、第一連結面と第二連結面のプラスチックが溶融され、冷却すると溶着される。
【００１５】
第一連結面と第二連結面とは、確実に超音波溶着できるように、以下の独特の構造をしている。第一ケースの第一連結面は、図６の拡大斜視図と、図８の断面図に示すように、超音波振動のエネルギーで溶融されて、第二連結面５Ａに溶着される第一溶着リブ６を突出して設けている。
【００１６】
第一溶着リブ６は、第一連結面４Ａに沿って縦に延長して設けられている。そして、第一溶着リブ６の両側は低く形成されて、第一溶着リブ６の片側（図８において第一溶着リブ６の右側）をストッパ面８とし、他の片側（図８において第一溶着リブ６の左側）を隙間面９としている。さらに、第一連結面４Ａの第一溶着リブ６は、第二連結面５Ａにより確実に溶着できるように、先端の幅を狭くするように、先端とストッパ面８との間を傾斜面１０としている。図の第一連結面４Ａは、ストッパ面８と隙間面９とを同一平面としている。ただ、ストッパ面８と隙間面９とは必ずしも同一平面とする必要はない。
【００１７】
第二連結面５Ａは、縦に延長する縦溝１１を設け、この縦溝１１の片側（図８において右側）にはストッパリブ３を、他の片側（図８において左側）には第二溶着リブ７を突出させている。ストッパリブ３は、第一連結面４Ａのストッパ面８と対向する位置に配設され、第二溶着リブ７は、第一溶着リブ６と対向する位置に配設されている。第一溶着リブ６を第二溶着リブ７に溶着するためである。ストッパリブ３の先端面の幅は、ストッパ面８の幅にほぼ等しく、あるいはこれよりも多少は狭く成形される。ストッパリブ３の幅が、ストッパ面８よりも広いと、超音波溶着するときに、ストッパリブ３の一部が、溶融されるからである。ただ、ストッパリブ３の幅が、ストッパ面８の幅よりも多少広くても、溶融されたプラスチックを、縦溝１１に流入させて表面に溶着盛り上がりとならないようにできる。したがって、ストッパリブ３の幅は、ストッパ面８よりも多少は広くすることもできる。
【００１８】
第二溶着リブ７は、ストッパリブ３よりも低く成形されている。縦溝１１の片側に、第二溶着リブ７よりも突出するストッパリブ３を設けて、縦溝１１で形成される、溶融したプラスチックを流入させる溜隙間１４を設けるためである。第二溶着リブ７の突出高さは、第一溶着リブ６の一部を第二溶着リブ７の一部に溶着する状態で、ストッパリブ３がストッパ面８に当接し、この状態で、第一連結面４Ａの隙間面９との間に目地隙間１２ができるように形成される。
【００１９】
さらに、図７に示す第二連結面５Ａは、第二溶着リブ７の先端面にローレット目１３を設けている。ローレット目１３は、鋸刃のように、横方向に延長される三角リブを一定の間隔で平行に設けている。ローレット目１３は、必ずしも三角リブとする必要はない。たとえば、局部的に凹凸のある全ての形状とすることができる。
【００２０】
さらに、図に示す第二連結面５Ａは、縦溝１１を、第一連結面４Ａの傾斜面１０と対向する位置に配設している。ここに配設される縦溝１１は、第一溶着リブ６を第二溶着リブ７に溶着する状態で、溶融するプラスチックをスムーズに溜隙間１４に流入できる。ただ、本発明のケースは、縦溝１１を必ずしも傾斜面１０と対向する位置に配設する必要はなく、傾斜面１０から多少左右に位置ずれする部分に設けることもできる。
【００２１】
第一溶着リブ６と第二溶着リブ７の一部を溶融して、互いに溶着される溶着容積１５を、図９のクロスハッチングで示している。溶着容積１５とは、互いに超音波溶着された状態で、第一溶着リブ６と第二溶着リブ７とがラップする部分の体積である。この部分のプラスチックは、超音波溶着された状態で、目地隙間１２と溜隙間１４とに溶融して押し出される。溶着容積１５を大きくすると、第一ケース４と第二ケース５とはより確実に溶着される。ただ、溶着容積１５が、目地隙間１２と溜隙間１４の容積よりも大きくなると、溶着盛り上がりが外部に突出して仕上がりが悪くなる。したがって、溶着容積１５は、目地隙間１２と溜隙間１４の容積よりも小さく設計される。溶着容積１５は、第二溶着リブ７とストッパリブ３の高さで調整できる。第二溶着リブ７を高くして、ストッパリブ３を低くするほど、溶着容積１５は大きくなる。反対に、第二溶着リブ７を低くして、ストッパリブ３を高くして、溶着容積１５を小さくできる。溶着容積１５は、第一ケース４と第二ケース５とを確実に溶着して、しかも、連結部分に溶着盛り上がりができないようにする。
【００２２】
本発明のケースは、第一連結面４Ａと第二連結面５Ａの寸法を特定するものでないが、好ましくは、第一連結面４Ａと第二連結面５Ａの幅をＸとして、以下の寸法に設計する。
第一溶着リブ６の高さ…………２／３ Ｘ
第一溶着リブ６の先端面の幅…１／３ Ｘ
ストッパ面８の幅………………１／６ Ｘ
隙間面９の幅……………………１／３ Ｘ
第二溶着リブ７の幅……………２／３ Ｘ
ストッパリブ３の幅……………１／８ Ｘ
ストッパリブ３の第二
溶着リブ７からの突出高さ……１／３ Ｘ
第二溶着リブ７からの
縦溝１１の深さ…………………１／３ Ｘ
【００２３】
以上の寸法の第一連結面４Ａと第二連結面５Ａは、理想的な状態で超音波溶着できる特長がある。ただ、本発明のケースは、以上の寸法でない形状に成形しても、第一連結面と第二連結面とを確実に超音波溶着できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の電気機器のケースは、連結部分の仕上がりを良くして、確実に超音波溶着できる特長がある。それは、本発明のケースが、第一ケースの第一連結面には、先端の幅を次第に狭くしている第一溶着リブを設けて、その両側を低くし、外側にはストッパ面を、内側には隙間面を設けており、さらに、第二連結面には、縦溝を設けると共に、その両側に段差のある第二溶着リブとストッパリブとを設け、先端を狭くしている第一溶着リブを第二溶着リブに溶着し、溶融されたプラスチックを、目地隙間と溜隙間とに流出させて溶着しているからである。この構造のケースは、第一溶着リブと第二溶着リブとを、充分な溶着容積で確実に溶着し、溶着するときに溶着盛り上がり部分となる溶融プラスチックを、目地隙間と溜隙間とに排出させる。このため、溶着容積を多くして、いいかえると、確実に溶着して、しかも連結部の仕上がりを良くできる特長がある。
【００２５】
さらに、第一連結面と第二連結面とを確実に連結する状態で、ストッパリブをストッパ面に当接させて、超音波溶着できるので、全体を均一に、しかも確実に溶着できる特長がある。
【００２６】
さらに、本発明の請求項２のケースは、第二溶着リブの先端面をローレット目としているので、凹凸によってより確実に第一連結面と第二連結面とを溶着できる特長がある。
【００２７】
また、本発明の請求項３のケースは、第二連結面の縦溝を、第一連結面の傾斜面と対向する位置に配設しているので、溶融されたプラスチックを確実に溜隙間に流入できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電気機器ケースの超音波溶着部分を示す断面図
【図２】図１に示すケースの超音波溶着部分を超音波溶着した状態を示す断面図
【図３】本発明の実施例の電気機器ケースを示す斜視図
【図４】図３に示すケースの一部を除去した斜視図
【図５】図４に示すケースの要部拡大断面斜視図
【図６】図５に示す第一ケースの要部拡大断面斜視図
【図７】図５に示す第二ケースの要部拡大断面斜視図
【図８】図３に示すケースの第一連結面と第二連結面を示す断面図
【図９】図８に示す第一連結面と第二連結面とが超音波溶着された状態を示す断面図
【符号の説明】
１…溶着リブ
２…溶着盛り上がり
３…ストッパリブ
４…第一ケース ４Ａ…第一連結面
５…第二ケース ５Ａ…第二連結面
６…第一溶着リブ
７…第二溶着リブ
８…ストッパ面
９…隙間面
１０…傾斜面
１１…縦溝
１２…目地隙間
１３…ローレット目
１４…溜隙間
１５…溶着容積

Claims (4)

  1. 熱可塑性のプラスチックで別々に分離して成形された第一ケース(4)の第一連結面(4A)と、第二ケース(5)の第二連結面(5A)とが、超音波溶着されて互いに連結されてなる電気機器のケースにおいて、第一連結面(4A)と第二連結面(5A)とが以下の全ての構成を有することを特徴とする電気機器のケース。
    （ａ） 第一連結面(4A)は、超音波振動のエネルギーで溶融されて、第二連結面(5A)に溶着される第一溶着リブ(6)を突出して設けている。
    （ｂ） 第一溶着リブ(6)は、第一連結面(4A)に沿って縦に延長して設けられている。
    （ｃ） 第一連結面(4A)は、第一溶着リブ(6)の両側を低く形成して、第一溶着リブ(6)の外側をストッパ面(8)とし、内側を隙間面(9)としている。
    （ｄ） 第一連結面(4A)の第一溶着リブ(6)は、先端の幅を狭くするように、先端とストッパ面(8)との間を傾斜面(10)としている。
    （ｅ） 第二連結面(5A)は、縦に延長する縦溝(11)を有し、この縦溝(11)の外側にストッパリブ(3)を、内側に第二溶着リブ(7)を突出させている。
    （ｆ） 第二連結面(5A)のストッパリブ(3)は、第一連結面(4A)のストッパ面(8)と対向する位置に配設され、第二溶着リブ(7)は第一溶着リブ(6)と対向する位置に配設されている。
    （ｇ） 第二溶着リブ(7)は、ストッパリブ(3)よりも低く成形されている。
    （ｈ） 第二溶着リブ(7)の突出高さは、第一溶着リブ(6)の一部を第二溶着リブ(7)の一部に溶着する状態で、ストッパリブ(3)がストッパ面(8)に当接し、この状態で、第一連結面(4A)の隙間面(9)との間に目地隙間(12)ができるように形成されている。
  2. 第二連結面(5A)の第二溶着リブ(7)の先端面がローレット目(13)を設けている請求項１に記載する電気機器のケース。
  3. 第二連結面(5A)の縦溝(11)が、第一連結面(4A)の傾斜面(10)と対向する位置に配設されている請求項１に記載される電気機器のケース。
  4. 第一溶着リブ(6)と隙間面(9)との境界が垂直面である請求項１に記載される電気機器のケース。
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