JP5154075B2 - Storage case for secondary battery pack and manufacturing apparatus thereof - Google Patents
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Description
本発明は樹脂成形で形成された収納容器となる下ケースと接合される上ケースから構成される角箱形状の二次電池用パックの収納ケースおよびその製造装置に関するものである。 The present invention relates to a storage case for a square box-shaped secondary battery pack composed of a lower case to be a storage case formed by resin molding, and an apparatus for manufacturing the same.
近年、電源機器である移動体通信機器の高機能化による搭載集積回路の拡大により、搭載部品の小型軽量化やデジタルスチルカメラの小型軽量化、あるいは携帯音楽プレーヤーの薄型軽量化などに伴い搭載機器の部品や特に電源である二次電池パックの薄型軽量化が強く要望される傾向にある。 In recent years, due to the expansion of integrated circuits due to higher functionality of mobile communication devices that are power supply devices, the mounted devices have become smaller and lighter in size, digital still cameras have become smaller and lighter, and portable music players have become thinner and lighter. There is a strong demand for thinner and lighter secondary battery packs, which are power supplies, in particular.
従来の通信機器に利用される角箱形状で厚み3mm〜10mmの二次電池用パックの収納ケースには厚みに対し縦断面の底面部の板厚が0.3mm以上のものが多く、二次電池パックそのものの薄型化に対し、電池容量を増やすためには、二次電池パックを構成する部品の小型化、特に二次電池そのものの金属ケースと樹脂で成形された絶縁機能のパックの収納ケースの薄肉化が不可欠であった。 Storage boxes for secondary battery packs having a rectangular box shape and a thickness of 3 mm to 10 mm used for conventional communication devices often have a thickness of 0.3 mm or more at the bottom of the longitudinal section relative to the thickness. In order to increase the battery capacity against the thinning of the battery pack itself, the size of the components that make up the secondary battery pack is reduced, especially the storage case for the metal case of the secondary battery itself and the pack with an insulating function formed of resin. It was indispensable to reduce the wall thickness.
薄肉成形された二次電池用パックの収納ケースの構成として、図8に示されるようにこのパックの収納ケースは二次電池201を収納する樹脂成形で形成された上ケース202と下ケース203を接合させたもので、上ケース202と下ケース203共に上部底面部204と下部底面部205の肉厚を0.3mm以下に構成したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIG. 8, the pack storage case includes an
また、二次電池用パックの収納ケースの厚み0.3mm以下の薄肉部分を含む成形品を成形するには、溶融樹脂が樹脂成形金型の全体に行き渡るように高速度で樹脂を充填する方法、または樹脂の溶融粘度を低下させ樹脂の流動性を高めるために樹脂成形時における樹脂メーカの推奨温度の上限を超えた樹脂の温度で成形する方法が用いられ、さらに上記方法を組み合わせて行っているものもある。 In addition, in order to mold a molded product including a thin portion having a thickness of 0.3 mm or less in the storage case of the secondary battery pack, a method of filling the resin at a high speed so that the molten resin spreads over the entire resin molding die Alternatively, in order to reduce the melt viscosity of the resin and increase the fluidity of the resin, a method of molding at a resin temperature exceeding the upper limit of the resin manufacturer's recommended temperature at the time of resin molding is used. Some are.
この一般的な射出成形方法においては、樹脂を高速で樹脂成形金型の内部に充填するために射出速度が1000mm/秒〜2000mm/秒の高速成形機を用いて、図9に示されるようにこれらの高速成形機で用いられているような射出成形金型で代表的なサイドゲート方式である2つの樹脂成形金型315の内部にエアベントとして設けた内部が微小な空洞になった多孔性のものを使用した部材を固定金型312と可動金型313に設置し、充填経路311より樹脂を成形品形状部314に高速充填を行う際に発生するガスを固定金型312と可動金型313の中で排出するのに必要な微小な空孔を備えて排出するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In this general injection molding method, as shown in FIG. 9, a high-speed molding machine with an injection speed of 1000 mm / second to 2000 mm / second is used to fill the resin at a high speed with the resin. The inside of two resin molding dies 315, which is a typical side-gate type of injection molding dies used in these high-speed molding machines, is provided as an air vent and has a porous structure with a minute cavity inside. A member using the object is placed in the
さらに、樹脂充填時においては、薄肉部分の肉厚は製品完成時の肉厚に比較して厚く設定し、樹脂を樹脂成形金型内に充填させ、次に、樹脂充填が完了した時点もしくは充填完了の直前で、薄肉部分を形成する樹脂成形金型の入れ子を油圧機構や成形機の押し出し機構などによって可動させて薄肉成形品を得る射出圧縮成形する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上述した従来技術の特許文献1では、二次電池の高容量化を目的とした二次電池のサイズ増大に伴い、図8に示される上部底面部204、下部底面部205の肉厚をさらに薄肉にしていく必要があり、上部底面部204、下部底面部205の薄肉部の厚み減少に伴い、底面部の強度が損なわれ、二次電池パックの収納ケースとして外部からの圧力に耐えることが難しくなる。このため、0.3mm以下とくに0.25mm以下で薄肉成形された上部、または下部ケースの底面部は外部圧力に対するたわみ量が大きく、二次電池用パックの収納ケースの要求仕様として収納される二次電池201を保護する機能を満たしていないという課題があり、高容量化の障壁となっている。
However, in
また、特許文献2においては、樹脂成形金型315を構成している固定金型312や可動金型313のエアベントとして設けた内部が微小な空洞になった多孔性の部材を使用して、射出速度が1000mm/秒〜2000mm/秒の高速で充填する際、発生した樹脂による内圧で樹脂成形金型315の内部にエアベントとして設けた微小な空洞になった部分のみ圧縮される。このため、充填時に必要な厚みの成形が困難で、特に樹脂成形品の表面に微小な空孔が転写されて製品仕様を満たないものがあるという課題があった。
Moreover, in patent document 2, the injection | pouring which used the porous member with which the inside provided as an air vent of the
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、収納される二次電池を外圧から保護ができる強度を確保したにも関わらず、二次電池用パックの収納ケースの肉厚の薄肉化を実現し、薄肉のケースを成形する際に、薄肉成形金型の内部への樹脂の充填を容易にすると共に安定した二次電池用パックの収納ケースの厚みを実現し、高品質で生産性の高い二次電池用パックの収納ケースとその製造装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and realizes a reduction in the thickness of the storage case of the secondary battery pack in spite of ensuring the strength capable of protecting the stored secondary battery from external pressure. In addition, when molding a thin case, it is easy to fill the resin inside the thin mold and realize a stable thickness of the storage case for the secondary battery pack, resulting in high quality and high productivity. It is an object of the present invention to provide a storage case for a secondary battery pack and an apparatus for manufacturing the same.
上記のような目的を解決するために本発明の二次電池用パックの収納ケースは、少なくとも二次電池を収納する第1のケースおよび前記第1のケースと接合される第2のケースから構成される二次電池用パックの収納ケースであって、前記第1のケースは、底面と前記底面の周りに側面を有する形状で、前記底面の中央部の前記二次電池を収納する内側方向にリブ部を設けたことを特徴としている。 The storage case of the pack for a secondary battery of the present invention to solve the above object, consists second case to be joined with the first case and the first case for accommodating at least two batteries A storage case for a secondary battery pack, wherein the first case has a bottom surface and a side surface around the bottom surface, and is disposed in an inner side direction in which the secondary battery is stored at the center of the bottom surface. It is characterized by providing a rib part.
本発明によれば、角箱形状の収納容器である下ケースとその下ケースと接合される上ケースの底面の中央部にリブ部を有する二次電池用パックの収納ケースを用いることによって、底面の中央部のリブ部で高い強度の確保ができ、二次電池用パックの収納ケースでの底部の厚みの薄肉化ができ、それにより収納する電池サイズをさらに大きくできることで高容量の二次電池パックを実現することができる。また、外的圧力を底面部に受けた際にも薄肉化をした底面部のたわみを最小限に抑制し、高い強度を確保することが可能となる。 According to the present invention, by using a storage case for a secondary battery pack having a rib portion at the center of the bottom case of a lower case that is a rectangular box-shaped storage container and the upper case joined to the lower case, A high-capacity secondary battery that can ensure high strength at the center rib portion of the battery pack and can reduce the thickness of the bottom of the storage case of the secondary battery pack, thereby further increasing the size of the stored battery. A pack can be realized. In addition, even when external pressure is applied to the bottom surface portion, it is possible to minimize the deflection of the bottom surface portion that has been thinned and to ensure high strength.
本発明の第1の発明では、二次電池を収納する下ケースおよびこの下ケースと接合される上ケースから構成される二次電池用パックの収納ケースであって、樹脂で形成された角箱形状の底面の中央部にリブ部を有したことにより、底面の中央部にリブ部で高い強度の確保ができ、従来の二次電池用パックの収納ケースでの底面の厚みより薄肉化が可能で、パックの収納ケースの収納容量を増大ができ、外的圧力を底面部に受けた際にも薄肉化をした底面部のたわみを最小限に抑制し、高い強度を確保することが可能となる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a storage case for a secondary battery pack comprising a lower case for storing a secondary battery and an upper case joined to the lower case, wherein the square box is made of resin. By having a rib part at the center of the bottom of the shape, it is possible to ensure high strength at the center of the bottom of the bottom, and it can be made thinner than the thickness of the bottom of the storage case of a conventional secondary battery pack The storage capacity of the pack storage case can be increased, and when the external pressure is applied to the bottom surface, it is possible to minimize the deflection of the thinned bottom surface and ensure high strength. Become.
本発明の第2の発明では、リブ部が等方性を有し、縦断面の凹凸形状の凸部高さが樹脂で形成された角箱形状の収納容器の底面の板厚より厚く内方方向に突起した形状としたことにより、底面の中央部にリブ部で高い強度の確保ができ、二次電池用パックの収納ケー
スの底面を薄い厚みにしたにも関わらず、外的圧力を底面部に受けた際にも底面部のたわみを最小限に抑制することが可能となる。
In the second invention of the present invention, the rib portion is isotropic, and the height of the convex and concave portions in the longitudinal section is thicker than the thickness of the bottom of the rectangular box-shaped storage container formed of resin. By adopting a shape that protrudes in the direction, high strength can be ensured by the rib part at the center of the bottom, and external pressure is applied to the bottom even though the bottom of the storage case for the secondary battery pack is thin. Even when it is received by the part, it is possible to minimize the deflection of the bottom part.
本発明の第3の発明では、リブ部が等方性を有し、縦断面の凹凸形状の凸部高さが、樹脂で形成された角形箱形状の収納容器の底面の板厚と同じ高さとしたことで、底面の中央部にリブ部で高い強度を持たせ、二次電池用パックの収納ケースの底面の厚みの薄肉化と底面でのたわみの抑制と高い強度の確保ができる。 In the third invention of the present invention, the rib portion is isotropic, and the height of the convex and concave portions in the longitudinal section is the same as the thickness of the bottom surface of the rectangular box-shaped storage container made of resin. As a result, the rib portion has a high strength at the center of the bottom surface, the thickness of the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack can be reduced, the deflection at the bottom surface can be suppressed, and a high strength can be ensured.
本発明の第4の発明では、少なくとも二次電池を収納する下ケースおよびこの下ケースと接合される上ケースから構成される二次電池用パックの収納ケースの製造装置であって、固定金型と固定金型に対向し接離自在に設けられた可動可能な可動金型とで構成され、樹脂成形用の射出成形部に接続した薄肉成形金型と、可動金型の内部にリブ成形部を具備した入れ子と、入れ子に接続された冷却部と、気体排気手段とで構成したことにより、底面の中央部にリブ部で高い強度を確保する構造とし、二次電池用パックの収納ケースの底面の厚みの薄肉化ができ、射出速度が高速で充填することが可能となり、二次電池用パックの収納ケースの厚みの均一化が可能で、二次電池用パックの収納ケースの底面の表面に微小な空孔が転写されることがないため生産性や品質の向上が可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a storage case for a secondary battery pack comprising at least a lower case for storing a secondary battery and an upper case joined to the lower case. And a movable movable mold that is provided so as to be movable toward and away from the fixed mold, and a thin-walled mold connected to an injection molding section for resin molding, and a rib molding section inside the movable mold And a cooling part connected to the nest, and a gas exhaust means, so that a high strength is ensured by a rib part at the center of the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack. The thickness of the bottom surface can be reduced, the injection speed can be filled at high speed, the thickness of the storage case of the secondary battery pack can be made uniform, and the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack That minute holes are transferred to Improvement of fried productivity and quality can be achieved.
本発明の第5の発明では、可動金型に具備した入れ子のリブ成形部で気体を排出するように構成したことにより、薄肉成形金型の内部の強制排気だけでは排気が困難であったガスを効率よく排気し、安定した薄肉の厚みを成形することが可能となる。 In the fifth invention of the present invention, the gas is exhausted by only forced exhaust inside the thin mold because the gas is exhausted by the rib forming portion of the nest provided in the movable mold. Can be efficiently exhausted, and a stable thin thickness can be formed.
本発明の第6の発明では、可動金型に具備した入れ子のリブ成形部に気体排気手段と接続した構成にしたことにより、薄肉成形金型の内部に気体を効率よく排気し、二次電池用パックの収納ケースの底面等に気泡による巣の発生を抑制し、強度を確保した二次電池用パックの収納ケースに成形することが可能となる。 In the sixth aspect of the present invention, the structure is such that the gas exhaust means is connected to the nested rib forming portion provided in the movable mold, whereby the gas is efficiently exhausted into the thin-walled mold. The formation of a nest due to air bubbles on the bottom surface of the storage case of the battery pack can be suppressed, and the storage case of the secondary battery pack can be formed with sufficient strength.
本発明の第7の発明では、可動金型に具備した入れ子のリブ成形部を等方性を持った形状で構成したことより、安定した気体の排気が可能で生産性の向上や品質の向上が可能となる。 In the seventh aspect of the present invention, since the nest rib forming portion provided in the movable mold is formed in an isotropic shape, stable gas can be exhausted and productivity and quality can be improved. Is possible.
本発明の第8の発明では、可動金型に具備した入れ子のリブ成形部を樹脂の充填時に気体を全方向から排出できるように構成したことにより、薄肉成形用金型に溜まった気体を射出と同時に排気し、樹脂充填時に発生する巣の発生を抑制することが可能となる。 In the eighth aspect of the present invention, the gas is accumulated in the thin molding die by injecting the gas from all directions when filling the resin with the nested rib molding portion provided in the movable die. At the same time, it is possible to exhaust and suppress the formation of nests that occur during resin filling.
本発明の第9の発明では、等方性を持つリブ成形部を渦巻き形状としたことにより、二次電池用パックの収納ケースの底面の強度を確保し、効率よく薄肉成形金型内の気体を排出することが可能となる。 In the ninth invention of the present invention, the strength of the bottom surface of the storage case of the rechargeable battery pack is ensured by making the isotropic rib molding part into a spiral shape, and the gas in the thin mold is efficiently Can be discharged.
本発明の第10の発明では、等方性を持つリブ成形部を網目形状としたことにより、排気溝を作製するコストを縮小することができ、効率よく薄肉成形金型内の気体を排出することが可能となる。 According to the tenth aspect of the present invention, the isotropic rib forming portion has a mesh shape, so that the cost for producing the exhaust groove can be reduced, and the gas in the thin molding die is efficiently discharged. It becomes possible.
本発明の第11の発明では、気体排気手段が、可動金型に具備した入れ子のリブ成形部と繋がる入れ子の面に沿って設けた気体排出経路を介したエアベントと強制排気部とを接続して構成したことにより、薄肉成形金型の内部の気体を効率よく強制的に排気することが可能で、二次電池用パックの収納ケースの底面等に気泡による巣の発生を抑制することができる。 In the eleventh aspect of the present invention, the gas exhaust means connects the air vent and the forced exhaust section via the gas exhaust path provided along the surface of the nest connected to the nest rib forming section provided in the movable mold. It is possible to efficiently and forcibly exhaust the gas inside the thin mold, and to suppress the formation of nests due to bubbles on the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack. .
本発明の第12の発明では、気体排気手段が、可動金型に具備した入れ子のリブ成形部
と繋がる入れ子の面に沿って設けた気体排出部の断面積より可動金型内に設けられたエアベントの断面積を大きくしたことにより、瞬間的に気圧差を発生させ吸引時の流速を高めて、真空状態への移行を加速させ、薄肉成形金型の内部の気体を効率よく強制的に排気することが可能で、二次電池用パックの収納ケースの底面等に設けられたリブ先端部にバリなどを伴わずに気泡による巣の発生を抑制することができる。
In the twelfth aspect of the present invention, the gas exhaust means is provided in the movable mold from the cross-sectional area of the gas discharge portion provided along the surface of the nesting connected to the rib forming portion of the nesting provided in the movable mold. By increasing the cross-sectional area of the air vent, the pressure difference is instantaneously generated to increase the flow velocity during suction, accelerate the transition to the vacuum state, and efficiently exhaust the gas inside the thin mold. It is possible to suppress the occurrence of nests due to bubbles without burrs at the rib tip provided on the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示される一実施の形態については、本発明を説明するために掲げた製造装置を示すものであって、本発明は二次電池用パックの収納ケースの構造および製造装置を下記のものに特定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. An embodiment shown below shows a manufacturing apparatus listed for explaining the present invention, and the present invention provides a storage battery structure and manufacturing apparatus for a secondary battery pack as follows. Not specific.
図1は本発明の一実施の形態における二次電池用パックの収納ケースの斜視図である。図1に示されるように下ケース1とリブ部2を例に説明する。下ケース1の底面中央部にリブ部2を等方性の網目状に形成し、リブ部2の縦断面に対し凹凸形状の凸部高さが下ケース1の底面の板厚より厚く、内方方向に突起した形状を有して、底面部が外的な圧力を受けた際にそのたわみを抑制し補強する構造である。また、リブ部2の縦断面に対し凹凸形状の凸部高さが下ケース1の底面の板厚と同じ高さ、すなわち、下ケース1の底面に溝が彫られた形状をしていても構わない。なお、上ケースも同じ構造としても構わない。
FIG. 1 is a perspective view of a storage case for a secondary battery pack according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
これは、等方性の網目状に形成することでその強度の対象となる底面部の強度を高くして、底面部に対し垂直にかかる外部から受ける圧力に耐え得る支持梁の役目となる機能果たしている。また、リブ部2により樹脂成形時の内部応力差や収縮差による形状のそりなどの軽減を行う機能を持っている。さらに、リブ部2は等方性を有していれば渦巻きの形状をしていても構わない。 This is a function of a supporting beam that can form an isotropic mesh to increase the strength of the bottom surface part that is the target of its strength and can withstand the pressure received from the outside perpendicular to the bottom surface part. Plays. Further, the rib portion 2 has a function of reducing the warpage of the shape due to an internal stress difference or a shrinkage difference during resin molding. Further, the rib portion 2 may have a spiral shape as long as it has isotropic properties.
次に、図2は本発明の一実施の形態における薄肉成形金型の断面の模式図である。図2に示されるように、溶融した樹脂を送り出す射出成形部31に接続された固定型11とこの固定金型11に対向し接離自在に設けられた可動金型12とからなる樹脂成形用の薄肉成形金型30で図1に示された二次電池用パックの収納ケースの下ケース1を樹脂成形する。
Next, FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of a thin-walled mold according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, for resin molding comprising a fixed
また、固定金型11と可動金型12との間に設けられた空間の成形部14で下ケース1を成形し、図3に示されるように可動金型12の中央部には下ケース1のリブ成形部18を有した入れ子13が配置されている。この入れ子13に設けられたリブ成形部18を本発明では気体を排気する気体排出用溝としても使用している。
Further, the
図2に示されるように入り子13に設けられたリブ成形部18は、入れ子13同士の接する面にほんの僅かな隙間を設け、その隙間を気体排出経路19としてエアベント17に連通されている。また、エアベント17は強制排気部32と接続され、樹脂を充填する際に樹脂と置換する空間部分のトラブルをもたらす気体を素早く瞬時に薄肉成形金型30より排出する。また、入れ子13には冷却管15が内蔵されており、冷却管15は冷却部20と接続され薄肉成形金型30を一定温度に保っている。
As shown in FIG. 2, the
以上のような構成において、さらに図2を参照しながら詳細に説明する。まず、薄肉成形金型30を構成している可動金型12が固定金型11の方向(本発明では上方向)に移動し固定される。この時、固定金型11に可動金型12は800kNの力で押し付けており、金型同士の型締めはクランプによるものでも構わないが、本発明では作業性も考えて油圧プレスを使用して荷重を掛けている。型締め後、強制排気部32にある真空ポンプ(図示せず)を作動させ、詳細説明は後述するエアベント17を介し、気体排出路19より薄肉成形金型30内部にある成形部14内を0.5秒間で10kPaに減圧にする。
The above configuration will be described in detail with reference to FIG. First, the
また、射出成形部31では下ケース1を構成している樹脂の主成分であるポリカーボネイトの内部に保有する空気を脱気する。次に樹脂をヒータ等で約300度の温度まで暖め、樹脂に約300MPaの圧力を掛けながら約2000mm/秒の速度で薄肉成形金型30に送り出す。
Moreover, the
送り出された高温の溶融した樹脂は、薄肉成形金型30の固定金型11内部の2方に分かれた湯道21を通り、固定金型11と可動金型12の間に設けられた成形部14へと流れ込む。この時、薄肉成形金型30の内部に残在している気体や樹脂より発生したガスは、高温の溶融した樹脂に追われ、可動金型12内の入り子13に設けられたリブ成形部18に辿り着き、入れ子13同士が接する面にほんの僅かな隙間を設けた気体排出経路19を通過してエアベント17に排気される。
The high-temperature molten resin sent out passes through the
この僅かな隙間である気体排出経路19は高温の溶融した樹脂の最終充填位置に設けられており、射出されて充填される高温の溶融した樹脂自体は通過できず、気体だけを通過し、高温の溶融した樹脂が薄肉成形金型30の内部から外部に流れ出ないように設定された僅かな隙間でよく、本発明では0.01〜0.1mmの間隔にしている。
The
また、エアベント17は強制排気部32と接続されており、高温の溶融した樹脂を充填する際に高温の溶融した樹脂と置換する空間部分に残存する気体や樹脂より発生したガスを素早く瞬時に薄肉成形金型30より排出させる。さらに、可動金型12に具備した入れ子13のリブ成形部18と繋がる入れ子の面に沿って設けた気体排出部19の断面積と可動金型12内に設けられたエアベント17の断面積とで大きな差を設けることで、瞬間的に気圧差を発生させて、樹脂充填速度以上に排気流速を増加させて効率的に気体排出を行う。
In addition, the
ここで、薄肉成形金型30に気体が溜まって抜けない場合にはトラブルをもたらし、気体が邪魔をして成形部14の細部まで高温の溶融した樹脂が充填し切れず、樹脂成形品である二次電池用パックの収納ケース1の形状がいびつな形状にもなり、欠けた部分や脱落した部分を有した不良品の下ケース1が成形される。
Here, when the gas is not collected due to the thin-walled molding die 30, trouble is caused, and the gas is obstructed so that the molten resin at a high temperature cannot be completely filled up to the details of the
さらに充填した樹脂内の気泡により巣が発生すると強度の確保が困難となり、生産性や品質の悪化を招く。特に射出速度が1000mm/秒以上の樹脂成形では、樹脂が充填される速度より気体を排出する速度をより速く、速やかに薄肉成形金型30の外に排出する本発明では大きな効果を得ることができる。
Further, when a nest is generated by bubbles in the filled resin, it is difficult to ensure strength, which leads to deterioration of productivity and quality. Particularly in the case of resin molding with an injection speed of 1000 mm / second or more, the present invention in which the gas is discharged at a higher speed than the speed at which the resin is filled and is quickly discharged out of the
この高温の溶融した樹脂が成形部14の細部にあるリブ成形部18まで行き渡るまでの時間は僅か0.1秒の時間であり、その後30秒間の保持をし、薄肉成形金型30の内部にある高温の溶融した樹脂が固化する温度である約90℃まで冷却されて樹脂を固める。
The time required for the high temperature molten resin to reach the
また、入り子13の内部には冷却管15が設けられ、冷却部20と接続されて薄肉成形金型30を一定温度に保っている。冷却部20は、水または油などを使用し、入り子13との間を循環させており、本発明では薄肉成形金型30の温度を樹脂が凝固する固化温度以下で安定させるために約90℃の温水を循環させて、薄肉成形金型30の温度を一定に保つことで約300℃の高温の溶融した樹脂を冷却させている。
A cooling
その後、強制排気部32の作動を停止し、可動金型12を固定金型11より離れる方向に移動させ、固定金型11と可動金型12を開き、可動金型13に内蔵した押出しピン(図示せず)で押出して、収納容器の底面の中央部にリブ部2を有した下ケース1を取り出す。
Thereafter, the operation of the forced
以下、本発明の実施例における二次電池用パックの収納ケースの図面を参照しながら、説明する。また、実施例は下ケースを主に説明しており、上ケースにおいても実施可能であり、この上下ケースの組み合わせを二次電池用パックの収納ケースとする。 Hereinafter, description will be made with reference to the drawings of a storage case for a secondary battery pack in an embodiment of the present invention. In addition, the embodiment mainly describes the lower case, and can be implemented in the upper case. The combination of the upper and lower cases is used as a storage case for the secondary battery pack.
図2に示されるように、可動金型12を移動させて、固定金型11と可動金型12を油圧プレスにて800kNの力で型締めする。次に、薄肉成形金型30に接続された強制排気部32にある真空ポンプを作動させて、薄肉成形金型30内を0.5秒間で10kPaに減圧にする。ここで薄肉成形金型30の可動金型12に具備している入り子13のリブ成形部18の形状は等方性を持つ網目状をしている。
As shown in FIG. 2, the
また、射出成形部31でポリカーボネイトを主成分とした樹脂を約300度に暖め、300MPaの圧力で2000mm/秒の速度で高温の溶融した樹脂を射出し、薄肉成形金型30に樹脂を0.1秒間射出された後、30秒間の型締めを保持し、薄肉成形金型30に接続された冷却部20によって約90℃の金型温度に常に保たれた薄肉成形金型30で冷却され、高温の溶融した樹脂が固められた二次電池用パックの収納ケースである下ケース1を固定金型11と可動金型12を離し、押出しピンで薄肉成形金型30より取り出した。
Further, the resin mainly composed of polycarbonate is warmed to about 300 degrees in the
さらに、図2に示されるように可動金型12に設けた気体排出経路19の断面積1.8mm2とエアベント17の断面積30mm2に設けて、樹脂充填時にこの断面積差に瞬間的に気圧差を発生させ吸引時の流速を高めて、真空状態への移行を加速させ、リブ成形部18から効率よく成形金型から空気を排出させる。
Further, as shown in FIG. 2, the
図1に示されるように、下ケース1の底面の中央部に等方性を持つ網目状のリブ部2が成形され、下ケース1の外形寸法は縦が40mmで、横が40mmの正方形をしており、高さは3mmである。また、下ケース1の側板の肉厚は0.8mmで、底面の肉厚は0.25mmとなる。さらに、底面の中央部に等方性を持つ網目状のリブ部2は縦20mm、横20mmの面積を占め、個々のリブの高さは0.02mm、幅は0.02mm、リブ同士のピッチは1mmである。この下ケース1の底面の中央部に等方性を持つ網目状のリブ部2が成形した下ケース1を実施例1とした。
As shown in FIG. 1, an isotropic mesh-like rib portion 2 is formed at the center of the bottom surface of the
図4に示されるように実施例1と同じ仕様の下ケース1で、下ケース1の底面の中央部に等方性を持つ渦巻き状のリブ部2が成形された下ケース1を実施例2とした。
As shown in FIG. 4, the
(比較例1)
本発明の実施例と比較するため、図6に示されるように実施例1と同じ仕様の二次電池パックの収納ケースである下ケース50で、この下ケース50の底面の中央部にはリブ部が成形されていないものを比較例1とした。
(Comparative Example 1)
For comparison with the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the
(比較例2)
図9に示されるように樹脂成形金型315の可動金型313と固定金型312を800kNの力で型締めした後、射出成形部(図示せず)より約300℃に暖められ、10kPaの圧力を掛けた高温の溶融した樹脂を樹脂成形金型315の可動金型313にある充填経路311より金型内の成形部314に射出する。ここで成形部314はエアベントとして設けた微小な空洞になった部分を持つSUS焼結材で構成されている。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 9, after the
射出された後、30秒間の型締めを保持し、図7に示されるような下ケース50を作製
した。下ケース50の全面には微小な空洞が転写され荒れた表面のような微小な突起が成形された下ケース50であり、これを比較例2とした。
After the injection, the mold clamping for 30 seconds was held to produce a
上記のようにして実施例および比較例に示される下ケース1,50を用いて、下ケースの強度、樹脂の充填度合い、気体の排出性を比較するために、それぞれ20個を実施し下記の評価を行った結果を(表1)に示す。
In order to compare the strength of the lower case, the filling degree of the resin, and the gas discharge performance using the
(表1)に示した二次電池用パックの収納ケースである下ケースの強度は、下ケースの底面の中央部を外部より0.1MPaの圧力で加圧した際にたわむ量を測定し比較をした。また、底面の肉厚測定として、下ケースの底面の肉厚を測定し比較をした。また、樹脂の充填量比率として、充填する樹脂の重量0.9gと作製された二次電池用パックの収納ケースである下ケースの重量の比率を表した。 The strength of the lower case, which is the storage case for the secondary battery pack shown in Table 1, was measured by measuring the amount of deflection when the center of the bottom surface of the lower case was pressurized from the outside with a pressure of 0.1 MPa. Did. Moreover, the thickness of the bottom surface of the lower case was measured and compared as the thickness measurement of the bottom surface. Further, as the resin filling amount ratio, the ratio of the weight of the resin to be filled to 0.9 g and the weight of the lower case, which is a storage case for the produced secondary battery pack, is shown.
また、気体の排出性として、図5に示されるように薄肉成形金型30に圧縮空気供給部(図示せず)に接続された供給配管56を接続し、水の入った水槽55の空気量計量容器58と薄肉成形金型30のエアベントを接続配管57で接続する。次に800kNの型締めをした薄肉成形金型30に圧縮空気供給部(図示せず)より供給配管56を介して、0.05MPaの圧力の圧縮空気を300cc送り込み、成形金型30のエアベントより排出された空気を水の入った水槽55の空気計量容器58に取り込んで、圧縮空気供給部より薄肉成形金型30に送り込んだ空気量と薄肉成形金型30より排気された空気量との比率を表した。比較したデータを(表1)に示す。
Further, as shown in FIG. 5, the
(表1)から明らかなように、本発明の実施例1,2は、比較例1,2と比べ、同一条件の加圧時に下ケースの底面の中央部のたわみを抑制することのできる強度を有し、下ケースにおいて底面の薄肉化に優れていることがわかる。また、実施例1,2の二次電池用パックの収納ケースのである下ケースの底面の中央部に設けた等方性を有するリブ部により二次電池パックの収納ケースのそりを大幅に改善できると考えられる。 As is clear from Table 1, in Examples 1 and 2 of the present invention, compared to Comparative Examples 1 and 2, the strength capable of suppressing the deflection of the central portion of the bottom surface of the lower case when pressurized under the same conditions. It can be seen that the bottom case is excellent in thinning the bottom. Further, the warp of the storage case of the secondary battery pack can be greatly improved by the isotropic rib portion provided at the center of the bottom surface of the lower case which is the storage case of the secondary battery pack of Examples 1 and 2. it is conceivable that.
また、実施例1,2の下ケースの底面の肉厚も安定して作製されており、比較例1の場合、下ケースの底面の肉厚は安定しているものの、リブ部がない構造のため強度面では実施例1、2より劣っている。さらに、比較例2に対しては下ケースの底面の肉厚が厚くなっており、厚いことにより比較例1より強度面は良いが、実施例1,2と比較すると強度面でも劣っていることがわかる。 In addition, the thickness of the bottom surface of the lower case of Examples 1 and 2 is also stably produced. In the case of Comparative Example 1, the thickness of the bottom surface of the lower case is stable, but the structure has no rib portion. Therefore, it is inferior to Examples 1 and 2 in terms of strength. Further, the thickness of the bottom surface of the lower case is thicker than that of Comparative Example 2, and the strength surface is better than that of Comparative Example 1 due to the thickness, but the strength surface is also inferior compared with Examples 1 and 2. I understand.
ここで、比較例2の底面の肉厚が厚くなった要因として、樹脂充填時による圧力で成形金型のエアベントとして設けた微小な空洞になった多孔性の部分のみ圧縮され、外部圧力による圧縮変形が発生することによって、成形金型の成形部に撓みが発生し、下ケースの底面の肉厚の増大に繋がると考えられる。 Here, as the cause of the increase in the thickness of the bottom surface of Comparative Example 2, only the porous portion formed as a minute cavity provided as an air vent of the molding die is compressed by the pressure at the time of resin filling, and compressed by the external pressure. When deformation occurs, it is considered that bending occurs in the molding portion of the molding die, leading to an increase in the thickness of the bottom surface of the lower case.
このエアベントとして設けた微小な空洞になった多孔性の部分が圧縮変形する要因については、母材となる材質がSUS焼結材であり、実施例1や2のように成形部の材質が硬
質であるSKD材などの焼入れ材料に比べ硬度が弱く、微小な空洞がさらに圧縮強さを弱めているものと考ええられる。
Regarding the cause of the compressive deformation of the porous hollow portion provided as an air vent, the base material is SUS sintered material, and the material of the molding part is hard as in Examples 1 and 2. It can be considered that the hardness is weaker than that of a quenching material such as SKD material, and the minute cavities further reduce the compressive strength.
また、樹脂の充填量比率を比較してみると、実施例1,2は樹脂が良く詰まった高い密度の下ケースと言え、樹脂の内部に気体による巣が発生しておらず、強度面でも強いものと言える。それに対して比較例1,2は供給した樹脂に重量に対して充填した比率が低く、密度の低い下ケースになっており、樹脂の内部に巣が発生していると考えられる。これらは、樹脂充填時に成形金型内にある気体の排出が充分でなく、充填に際して気体が邪魔をしていたと考えられ、次に述べる気体の排出量比率でも明らかになる。 In addition, comparing the resin filling ratio, Examples 1 and 2 can be said to be a high-density lower case in which the resin is well packed, and there is no gas nest inside the resin, and also in terms of strength It can be said that it is strong. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the ratio of filling the supplied resin with respect to the weight is low and the lower case has a low density, and it is considered that nests are generated inside the resin. These are considered to be because the gas in the molding die was not sufficiently discharged at the time of resin filling, and the gas was obstructing at the time of filling.
気体の排出量では、実施例1,2が多量の空気の排出をしていることにより、気体の排出性が良好であることを示しており、等方性を考慮したリブ成形部が効率よく成形金型から空気を排出したことがわかる。また、渦巻き形状のリブ部を成形させる成形金型である実施例1より、網目形状のリブ部を成形させる成形金型である実施例2の方が気体の排出性は良いと言える。 With regard to the amount of gas discharged, Examples 1 and 2 discharge a large amount of air, which indicates that the gas discharging property is good, and the rib forming part considering isotropic is efficient. It can be seen that air was discharged from the molding die. Moreover, it can be said that Example 2 which is a shaping die for forming a mesh-shaped rib portion is better in gas discharge than Example 1 which is a forming die for forming a spiral rib portion.
以上の実施例1,2と比較例1,2の比較結果から判断して、下ケースの底面の中央部にリブ部を設けることで、十分な強度を確保することができ、成形金型の気体の排出性に優れている場合においては、高温の溶融した樹脂を成形金型に充填する時の負荷を軽減し、これによる高温の溶融した樹脂内部のせん断熱により発生するガスの削減をも可能となる。 Judging from the comparison results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 above, by providing a rib portion at the center of the bottom surface of the lower case, sufficient strength can be secured, In the case of excellent gas discharge performance, the load when filling the mold with high-temperature molten resin is reduced, thereby reducing the gas generated by shear heat inside the high-temperature molten resin. It becomes possible.
また、気体の排出する効果を得るためには、従来、気体の排出する部分の拡大を行う必要があるが、本発明の気体排出部とエアベントの断面積差を利用した気圧差による排気速度の増加によって気体排出部の溝や空孔に高温の溶融した樹脂が充填することなく、効率的に排気させることができ、不要なバリを形成することなく二次電池用パックの収納ケースの下ケースを安定して充填させることができる。 In addition, in order to obtain the effect of exhausting gas, conventionally, it is necessary to enlarge the gas exhausting part, but the exhaust speed of the exhaust gas due to the pressure difference utilizing the cross-sectional area difference between the gas exhausting part of the present invention and the air vent is reduced. Lower case of secondary battery pack storage case can be efficiently exhausted without filling high temperature melted resin into the gas exhaust groove and holes due to the increase, without forming unnecessary burrs Can be stably filled.
本発明の下ケースは下ケースの底面の十分な強度を有し、その結果、底面の薄肉化を実現させ、上下ケースが接合された二次電池用パックの収納ケースに収納する二次電池の高容量化を実現することに優れていることがわかる。また、下ケースの製造装置でも気体の成形金型の内部でのガス溜まりの削減により超高速射出での樹脂成形した際に発生する薄肉の樹脂成形品の表面へのガス焼けと呼ばれる不良の削減や、薄肉の樹脂成形品に溜まる内部応力と薄肉の樹脂成形品の温度を低減することで薄肉の樹脂成形品のそりを大幅に改善できると考えられる。 The lower case of the present invention has sufficient strength of the bottom surface of the lower case, and as a result, the bottom surface of the secondary battery is realized by realizing thinning of the bottom surface and stored in the storage case of the secondary battery pack to which the upper and lower cases are joined. It turns out that it is excellent in realizing high capacity. In addition, even in the lower case manufacturing equipment, by reducing the gas pool inside the gas molding die, reducing defects called gas burning on the surface of thin resin molded products that occur when resin molding is performed with ultra-high-speed injection In addition, it is considered that the warpage of the thin resin molded product can be greatly improved by reducing the internal stress accumulated in the thin resin molded product and the temperature of the thin resin molded product.
本発明によれば、二次電池用パックの収納ケースの底面の中央部にリブ部を有することで、二次電池を収納する際に薄肉にも関わらず荷重が掛かった場合でも十分な強度を有し、これを用いて高容量な二次電池パックを構成するものとして有用である。 According to the present invention, the rib portion is provided at the center of the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack, so that sufficient strength can be obtained even when a load is applied despite the thin wall when storing the secondary battery. It is useful for constituting a high-capacity secondary battery pack using this.
また、二次電池用パックの収納ケースの底面の中央部にリブ部を成形させるリブ成形部で気体を排出するようにしたことで、気体の排出性がよく樹脂充填量率や樹脂成形品の生産の安定性が向上し、且つ品質も向上した樹脂成形品を作製することが可能となる。 In addition, by discharging the gas at the rib forming part that forms the rib part at the center of the bottom surface of the storage case of the secondary battery pack, the gas discharge is good and the resin filling rate and the resin molded product It becomes possible to produce a resin molded product with improved production stability and quality.
1 下ケース
2 リブ部
11 固定金型
12 可動金型
13 入れ子
14 成形部
15 冷却管
17 エアベント
18 リブ成形部
19 気体排出部
20 冷却部
21 湯道
30 薄肉成形金型
31 射出成形部
32 強制排気部
50 下ケース
55 水槽
56 供給配管
57 接続配管
58 空気量計量容器
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1のケースは、底面と前記底面の周りに側面を有する形状で、前記底面の中央部の前記二次電池を収納する内側方向にリブ部を設けたことを特徴とする二次電池用パックの収納ケース。 A storage case for a secondary battery pack comprising at least a first case for storing a secondary battery and a second case joined to the first case,
The first case has a bottom surface and a shape having a side surface around the bottom surface, and a rib portion is provided in an inner direction of the center portion of the bottom surface for housing the secondary battery. Pack storage case.
固定金型と固定金型に対向し接離自在に設けられた可動可能な可動金型とで構成され、樹脂成形用の射出成形部に接続した薄肉成形金型と、前記可動金型の内部にリブ成形部を具備した入れ子と、前記入れ子に接続された冷却部と、気体排気手段とで構成したことを特徴とする二次電池用パックの収納ケースの製造装置。 An apparatus for manufacturing a storage case for a secondary battery pack according to any one of claims 1 to 3,
A thin mold formed of a fixed mold and a movable movable mold provided so as to be opposed to and separated from the fixed mold, and connected to an injection molding portion for resin molding, and the interior of the movable mold An apparatus for producing a storage case for a secondary battery pack, comprising: a nest having a rib forming part; a cooling part connected to the nest; and a gas exhaust means.
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