JP5665658B2 - 樹脂部材成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池と電池を保持するホルダとを成形型にセットした状態で樹脂部材をインサート成形する、樹脂部材成形装置に関する。

特開２００８−３４２９６号公報は、複数個並列に（横並びに）並べて配置される円筒型電池を、円筒部を有する樹脂製のホルダにて保持する、電池保持構造を開示している。

しかし、上記公報開示の電池保持構造では、電池が電池の軸方向にホルダから比較的容易に抜けてしまうという問題点がある。

上記の問題を解決するために、本出願人は、先に、電池の側面とホルダとの間の隙間を、該隙間に樹脂を流入して固化させることで該樹脂で充填する、電池保持構造を出願した（特願２０１１−１１６４６８号）。

しかし、特願２０１１−１１６４６８号の電池保持構造では、樹脂をインサート成形するために電池とホルダを成形型にセットしたとき、（ｉ）電池の寸法誤差（公差）により電池の軸方向長さが設計寸法より長いと、電池が成形型により潰されるおそれがあり、（ｉｉ）電池の寸法誤差（公差）により電池の軸方向長さが設計寸法より短いと、電池が成形型内でがたついてしまうおそれがある。

特開２００８−３４２９６号公報

本発明の目的は、電池の寸法誤差を吸収しつつ電池とホルダとの間の隙間に樹脂部材をインサート成形できる、樹脂部材成形装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 電池と該電池を保持するホルダとの間の隙間に設けられる樹脂部材を、前記電池と前記ホルダとを成形型にセットした状態でインサート成形する、樹脂部材成形装置であって、
前記電池は、破壊弁と、該破壊弁が設けられる破壊弁配置面と、該破壊弁配置面と直交する破壊弁直交面と、前記破壊弁配置面と反対側の破壊弁反対側面と、を備えており、
前記成形型は、前記破壊弁配置面と間隔をおいて対向する配置面対向面と、前記破壊弁直交面と対向する直交面対向面と、前記破壊弁反対側面と対向する反対側面対向面と、を備えており、
前記ホルダは、前記電池を、前記破壊弁直交面の全周で保持しており、
前記直交面対向面と前記破壊弁直交面との間には、隙間がなく、
前記破壊弁配置面と前記配置面対向面との間のスペースには、前記電池を、前記破壊弁反対側面を前記反対側面対向面に押し付ける方向に付勢する、ばね部材が設けられている、樹脂部材成形装置。
（２） 前記成形型は、前記破壊弁配置面と前記配置面対向面との間の前記スペースで可動な入れ子を備えており、
前記ばね部材は、前記入れ子を介して前記電池を付勢しており、
前記入れ子は、内側空間に前記破壊弁が入り込む筒状形状とされている、（１）記載の樹脂部材成形装置。
（３） 前記成形型には、前記反対側面対向面から前記成形型の外表面まで延びる貫通孔が設けられている、（１）または（２）記載の樹脂部材成形装置。

上記（１）の樹脂部材成形装置によれば、つぎの効果を得ることができる。
成形型の配置面対向面が電池の破壊弁配置面と間隔をおいて対向しており、破壊弁配置面と配置面対向面との間のスペースには、電池を、電池の破壊弁反対側面を成形型の反対側面対向面に押し付ける方向に付勢する、ばね部材が設けられているため、ばね部材の伸縮により電池の寸法誤差を吸収することができる。そのため、電池の寸法誤差を吸収しつつ電池とホルダとの間の隙間に樹脂部材をインサート成形できる。

上記（２）の樹脂部材成形装置によれば、つぎの効果を得ることができる。
成形型が、破壊弁配置面と配置面対向面との間のスペースで可動な入れ子を備えているため、破壊弁配置面と配置面対向面との間のスペースと成形型に設けられる樹脂部材成形用のキャビティとの位置が近い場合であっても、入れ子によりキャビティ内の溶融樹脂が破壊弁配置面と配置面対向面との間のスペースに流入することを抑制できる。
また、入れ子が、内側空間に破壊弁が入り込む筒状形状とされているため、成形型（入れ子）が破壊弁に当たり破壊弁が壊れてしまうことを抑制できる。

上記（３）の樹脂部材成形装置によれば、つぎの効果を得ることができる。
成形型には、成形型の反対側面対向面から成形型の外表面まで延びる貫通孔が設けられているため、（ｉ）成形型に電池をセットする際に電池で押し退けられる空気を型外に逃がすことができる。そのため、貫通孔が設けられていない場合に比べて、電池を成形型に容易にセットすることができる。また、（ｉｉ）樹脂部材成形後に成形型を型開きして電池を成形型から抜く際に電池がいたスペースに型外から空気を流入させることができる。そのため、貫通孔が設けられていない場合に比べて、電池を成形型から容易に外すことができる。

本発明実施例の樹脂部材成形装置によって成形される樹脂部材を有する、電池保持装置の概略平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明実施例の樹脂部材成形装置の部分断面図である。

以下に、本発明実施例の樹脂部材成形装置を説明する。
本発明実施例の樹脂部材成形装置（以下、単に、装置または成形装置ともいう）１０は、図２に示す、電池２０と電池２０を保持するホルダ３０との間の隙間Ｓに設けられる樹脂部材４０を、図３に示すように、電池２０とホルダ３０とを成形型５０にセットした状態でインサート成形する、装置である。

電池２０は、たとえば自動車に搭載される電池である。電池２０は、リチウムイオン円筒型電池である。ただし、電池２０は、円筒型電池に限定されるものではなく、角型電池であってもよい。また、電池２０は、リチウムイオン電池に限定されるものではなく、ニッケル水素電池等であってもよい。

電池２０は、図２に示すように、破壊弁２１と、破壊弁２１が設けられる破壊弁配置面２２と、破壊弁配置面２２と直交（ほぼ直交を含み凹部２３ａが設けられている場合には該凹部２３ａを含む）する破壊弁直交面２３と、破壊弁配置面２２の反対側で破壊弁配置面２２と平行（略平行を含む）な破壊弁反対側面２４と、を備える。
破壊弁（安全弁といってもよい）２１は、電池２０の内圧が設定圧力よりも高くなった場合に、内圧により破壊されて開き、電池２０内のガスを電池２０の外に排出するための弁である。破壊弁２１は、電池２０の破壊弁配置面２２のみに設けられている。

電池２０は、図１に示すように、複数個並列に配置されている。なお、「並列」とは、横並びに並ぶ電池２０の並び方を示すものである。互いに隣り合う電池２０同士は、一方の電池２０が他方の電池２０の熱の影響を受けることを抑制するために、互いに間隔をおいて配置されている。電池２０が円筒型電池である場合、複数の電池２０は、格子状に配置されていてもよいが、省スペース化のために隣り合う２列が千鳥足状となるように配置されていることが望ましい。

ホルダ３０は、一部品構成である。ただし、ホルダ３０は、複数の別体品を組合わせて一体化した構成であってもよい。ホルダ３０は、たとえば、アルミ合金製等の金属製である。ただし、ホルダ３０は樹脂製であってもよい。ホルダ３０は、図２に示すように、複数個並列に（横並びに）配置される電池２０の各電池２０を、電池２０の破壊弁直交面２３のみで保持する。ホルダ３０は、電池２０を、破壊弁直交面２３の全周で保持している。ホルダ３０は、電池２０を、破壊弁直交面２３の周方向と直交する方向（軸方向）の一部のみで保持する。

ホルダ３０には、図１に示すように、ホルダ３０で保持する電池２０の数と同数の電池保持用穴３１が設けられており、１個の電池保持用穴３１に１個の電池２０が位置している。各電池保持用穴３１の径は、同一とされており、電池２０の寸法誤差、電池２０の温度変化や充放電による径方向の寸法変化に対応できるように、電池２０の設計上の径よりたとえば半径２ｍｍ程度大とされている。そのため、電池２０の破壊弁直交面２３とホルダ３０（の電池保持用穴３１の周面）との間には、隙間Ｓが存在する。隙間Ｓは電池２０の全周にわたって存在している。

樹脂部材４０は、図２に示すように、電池２０とホルダ３０とに固定される。樹脂部材４０は、隙間Ｓに設けられて隙間Ｓを埋める隙間充填部４１と、隙間Ｓから隙間Ｓの外にはみ出すはみ出し部４２を備える。
はみ出し部４２は、隙間Ｓから、電池２０の周方向と直交する方向（電池２０の軸方向）にはみ出す部分である。はみ出し部４２の一部は、ホルダ３０の、電池２０の周方向と直交する方向（電池２０の軸方向）の両側に（図２の左右両側に）回り込んでいる。

樹脂部材４０は、樹脂部材４０を成形するための成形型５０（図３参照）に電池２０とホルダ３０をセット（インサート）した状態で成形（インサート成形）される。

成形型５０は、図３に示すように、成形型５０に電池３０がセットされているときに、破壊弁配置面２２と間隔をおいて（空間を隔てて）対向する配置面対向面５１と、破壊弁直交面２３と対向する直交面対向面５２と、破壊弁反対側面２４と対向する反対側面対向面５３と、を備える。

配置面対向面５１は、破壊弁配置面２２と平行（略平行を含む）である。配置面対向面５１が破壊弁配置面２２と間隔をおいて対向するため、配置面対向面５１と破壊弁配置面２２との間にはスペースＳ１が存在しており、電池２０が成形型５０に対して配置面対向面５１に接近離反する方向に移動可能となっている。
直交面対向面５２は、破壊弁直交面２３と平行（略平行を含む）である。直交面対向面５２と破壊弁直交面２３との間には、隙間がなく（あっても無視できる程度を含む）、電池２０が成形型５０に対して直交面対向面５２に接近離反する方向に移動することが抑制されている。
反対側面対向面５３は、破壊弁反対側面２４と平行（略平行を含む）である。

配置面対向面５１と破壊弁配置面２２との間のスペースＳ１には、ばね部材５４と入れ子５５が設けられている。ばね部材５４と入れ子５５はともに成形型５０の構成部材である。

ばね部材５４は、たとえばコイルスプリングである。ばね部材５４の一端は配置面対向面５１に接触しており、ばね部材５４の他端は入れ子５５に接触している。ばね部材５４は、電池２０を、破壊弁反対側面２４を反対側面対向面５３に押し付ける方向に、入れ子５５を介して付勢する。

入れ子５５は、スペースＳ１で配置面対向面５１に接近離反する方向にのみ可動である。入れ子５５は、成形型５０に電池２０がセットされているときに内側空間５５ａに破壊弁２１が入り込む（破壊弁２１を受け入れる）筒状形状とされている。

成形型５０には、反対側面対向面５３から成形型５０の外表面５０ａまで延びる貫通孔５６が設けられている。貫通孔５６の径は、貫通孔５６から電池２０が成形型５０の外に抜けてしまうことを防止するために、電池２０の径より小とされている。

つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
（Ａ）成形型５０の配置面対向面５１が電池２０の破壊弁配置面２２と間隔をおいて対向しており、破壊弁配置面２２と配置面対向面５１との間のスペースＳ１には、電池２０を、電池２０の破壊弁反対側面２４を成形型５０の反対側面対向面５３に押し付ける方向に付勢する、ばね部材５４が設けられているため、ばね部材５４の伸縮により電池２０の寸法誤差を吸収することができる。そのため、電池２０の寸法誤差を吸収しつつ電池２０とホルダ３０との間の隙間Ｓに樹脂部材４０をインサート成形できる。

（Ｂ）成形型５０が、破壊弁配置面２２と配置面対向面５１との間のスペースＳ１で可動な入れ子５５を備えているため、破壊弁配置面２２と配置面対向面５１との間のスペースＳ１と成形型５０に設けられる樹脂部材４０成形用のキャビティ５７との位置が近い場合であっても、入れ子５５によりキャビティ５７内の溶融樹脂が破壊弁配置面２２と配置面対向面５１との間のスペースＳ１に流入することを抑制できる。
また、入れ子５５が、内側空間５５ａに破壊弁２１が入り込む筒状形状とされているため、成形型５０（入れ子５５）が破壊弁２１に当たり破壊弁２１が壊れてしまうことを抑制できる。

（Ｃ）成形型５０には、成形型５０の反対側面対向面５３から成形型５０の外表面５０ａまで延びる貫通孔５６が設けられているため、（ｉ）成形型５０に電池２０をセットする際に電池２０で押し退けられる空気を型外に逃がすことができる。そのため、貫通孔５６が設けられていない場合に比べて、電池２０を成形型５０に容易にセットすることができる。また、（ｉｉ）樹脂部材４０成形後に成形型５０を型開きして電池２０を成形型５０から抜く際に電池２０がいたスペースに型外から空気を流入させることができる。そのため、貫通孔５６が設けられていない場合に比べて、電池２０を成形型５０から容易に外すことができる。

（Ｄ）電池２０とホルダ３０との間の隙間Ｓに樹脂部材４０が設けられているため、樹脂部材４０と電池２０および／またはホルダ３０との接着力を利用して電池２０をホルダ３０で保持することができる。そのため、樹脂部材４０が設けられていない場合に比べて、電池２０をホルダ３０から抜けにくくすることができる。

（Ｅ）電池２０とホルダ３０との間の隙間Ｓに樹脂部材４０が設けられているため、ホルダ３０が金属製であっても電池２０とホルダ３０とを電気的に絶縁させることができる。また、電池２０とホルダ３０との間での熱の授受を抑制できる。

（Ｆ）樹脂部材４０が隙間Ｓから隙間Ｓの外にはみ出すはみ出し部４２を備えるため、樹脂部材４０がはみ出し部４２を備えていない場合に比べて、樹脂部材４０と電池２０およびホルダ３０との接触面積（接着面積）を大にすることができる。そのため、ホルダ３０の樹脂部材４０を介する電池２０保持力を大にすることができ、電池２０をホルダ３０から抜けにくくすることができる。

（Ｇ）樹脂部材４０が隙間Ｓから隙間Ｓの外にはみ出すはみ出し部４２を備えるため、樹脂部材４０がはみ出し部４２を備えていない場合に比べて、樹脂部材４０と電池２０およびホルダ３０との接触面積（接着面積）を大にすることができ、電池２０が車両走行振動等によりホルダ３０に対して左右に傾いてしまうことを抑制できる。

（Ｈ）はみ出し部４２の一部が、ホルダ３０の、電池２０の周方向と直交する方向の両側に回り込んでいるため、樹脂部材４０がホルダ３０から剥がれても、はみ出し部４２の前記一部がホルダ３０に引っかかり樹脂部材４０がホルダ３０から脱落することを抑制できる。

１０ 樹脂部材成形装置
２０ 電池
２１ 破壊弁
２２ 破壊弁配置面
２３ 破壊弁直交面
２３ａ 凹部
２４ 破壊弁反対側面
３０ ホルダ
３１ 電池保持用穴
４０ 樹脂部材
４１ 隙間充填部
４２ はみ出し部
５０ 成形型
５０ａ 成形型の外表面
５１ 配置面対向面
５２ 直交面対向面
５３ 反対側面対向面
５４ ばね部材
５５ 入れ子
５５ａ 入れ子の内側空間
５６ 貫通孔
５７ キャビティ
Ｓ 隙間
Ｓ１ 破壊弁配置面と配置面対向面との間のスペース

Claims (3)

1. 電池と該電池を保持するホルダとの間の隙間に設けられる樹脂部材を、前記電池と前記ホルダとを成形型にセットした状態でインサート成形する、樹脂部材成形装置であって、
   前記電池は、破壊弁と、該破壊弁が設けられる破壊弁配置面と、該破壊弁配置面と直交する破壊弁直交面と、前記破壊弁配置面と反対側の破壊弁反対側面と、を備えており、
   前記成形型は、前記破壊弁配置面と間隔をおいて対向する配置面対向面と、前記破壊弁直交面と対向する直交面対向面と、前記破壊弁反対側面と対向する反対側面対向面と、を備えており、
   前記ホルダは、前記電池を、前記破壊弁直交面の全周で保持しており、
   前記直交面対向面と前記破壊弁直交面との間には、隙間がなく、
   前記破壊弁配置面と前記配置面対向面との間のスペースには、前記電池を、前記破壊弁反対側面を前記反対側面対向面に押し付ける方向に付勢する、ばね部材が設けられている、樹脂部材成形装置。
2. 前記成形型は、前記破壊弁配置面と前記配置面対向面との間の前記スペースで可動な入れ子を備えており、
   前記ばね部材は、前記入れ子を介して前記電池を付勢しており、
   前記入れ子は、内側空間に前記破壊弁が入り込む筒状形状とされている、請求項１記載の樹脂部材成形装置。
3. 前記成形型には、前記反対側面対向面から前記成形型の外表面まで延びる貫通孔が設けられている、請求項１または請求項２記載の樹脂部材成形装置。

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