JPH10323903A - 密封された樹脂製ケースの熱溶着方法及びその方法に用いる熱可塑性樹脂で成形された成形品 - Google Patents

密封された樹脂製ケースの熱溶着方法及びその方法に用いる熱可塑性樹脂で成形された成形品

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JPH10323903A
JPH10323903A JP9136627A JP13662797A JPH10323903A JP H10323903 A JPH10323903 A JP H10323903A JP 9136627 A JP9136627 A JP 9136627A JP 13662797 A JP13662797 A JP 13662797A JP H10323903 A JPH10323903 A JP H10323903A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂製ケースの熱溶着方法及びその方法に用
いる熱可塑性樹脂で成形された成形品において、溶着部
分の密封性を高めると共に抵抗発熱体の製造コストを下
げる。 【解決手段】 抵抗発熱体４０、４０′をほぼ二等分し
てケース本体２０とカバー３０の溶着面２１に挟み込
み、この二等分されている抵抗発熱体４０、４０′の両
端の隣接部に同時にガイド孔３３を介して電圧印加端子
６０を接触させて電圧を印加して抵抗発熱体４０、４
０′を発熱させることにより、溶着面２１を溶着し、ガ
イド孔３３は最後に溶着チップ５０で溶融し、押し潰し
て閉塞する。

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、電解液を用いた蓄電池の様に
液体を収納するケースや気密を必要とするケースなどを
生産する場合、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
カバーを接合する場合、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、この抵抗発熱体に電圧を印加して発熱させ、
その熱でケース本体の接合面とカバーの接合面の樹脂を
溶融させて相互を溶着させる方法がある。
【０００３】この方法は、接着剤を用いる方法や超音
波、高周波電磁誘導を用いる方法に比べて短時間で接合
でき、又、少ない設備投資で実施可能な優れた方法であ
る。例えば、接着剤を用いる方法の場合には、固定する
までに時間がかかると共に、接着剤が接合面から漏れ出
して汚れの原因となる。また、超音波や高周波電磁誘導
を用いる場合には、例えば内部に電子回路を内蔵してい
る場合、電子部品に影響を与える心配や、大がかりな設
備を必要とし、そのため多くの費用が必要になる等の欠
点がある。しかし、抵抗発熱体を用いる熱溶着方法は、
抵抗発熱体に瞬間的な電圧印加時間でよく、短時間で溶
着でき、又、設備的にも安価な費用で整えることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、抵抗発熱
体を用いる溶着方法は優れた方法ではあるが、樹脂ケー
スの形状において、抵抗発熱体がワイヤーの様な線形状
の場合、図１３におけるＡ、Ｂの様に、ケース１には通
電用の引出し部２が必要になり、又、引出し部２におけ
るワイヤー３は接触しないようにワイヤー３の端末部間
に間隔をあける必要がある。したがって、従来例におい
ては、抵抗発熱体を用いて溶着しても端末部間の間隔位
置に未溶着部が存在し、ケースの内部に液体を充填して
いる場合は、ここが液漏れになったり、気密性を必要と
する場合は、空気漏れなどの原因になる。
【０００５】また、抵抗発熱体を板金から打ち抜いてリ
ング状に形成し、その均等分する箇所に電圧を印加して
リング状の抵抗発熱体を発熱させる溶着方法を用いれ
ば、引出し部が必要なくなり、完全なるシールが可能で
あるが、定尺板金から打ち抜いて抵抗発熱体を得る方法
にあっては、取り数が少なく、廃棄する面積の方が多く
なって経済的でない。
【０００６】本発明の目的の第１は、熱可塑性樹脂で成
形された樹脂製ケースにおいて、ケース本体とカバーの
溶着部に、未溶着部分を残さないようにすることであ
る。更に第２の目的は、安価な抵抗発熱体を提供するこ
とである。更に第３の目的は、抵抗発熱体に対して簡単
に電圧を印加したり、この印加部分を閉塞できるように
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案する本発明に係る密封された樹脂製ケースの熱溶
着方法及びその方法に用いる熱可塑性樹脂で成形された
成形品は、次のとおりである。
【０００８】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、線条の抵抗発熱体を用い、且つ、成形品の溶着面全
周を均等分割した形状から成る複数の前記抵抗発熱体で
取り囲み、溶着を行う場合、前記複数の抵抗発熱体が、
互いに隣接する両端部において、各々同時に電圧を印加
し、その発熱で接合面全周を溶着する熱可塑性樹脂で成
形された成形品の熱溶着方法。
【０００９】２．前記１記載の熱溶着方法において、線
条の抵抗発熱体の両端部が軸方向に対し直角方向に折り
曲げられて形成された抵抗発熱体を用いる熱可塑性樹脂
で成形された成形品の熱溶着方法。
【００１０】３．前記１記載の熱溶着方法において、抵
抗発熱体に電圧を印加する電圧印加端子の先端面形状
が、該抵抗発熱体が収まる凹部を形成して成る電圧印加
端子を用いる熱可塑性樹脂で成形された成形品の熱溶着
方法。
【００１１】４．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接
合面を溶融し、その後冷却して溶着結合する方法に用い
られる熱可塑性樹脂で成形された成形品において、抵抗
発熱体を均等分割し、この分割された抵抗発熱体が互い
に隣接する両端部の位置に、抵抗発熱体に到達するよう
に電圧印加端子挿入用のガイド孔を前記両端部まで貫通
させて設け、更にこのガイド孔の入口側の周辺に突出段
部を設けたことを特徴とする熱可塑性樹脂で成形された
成形品。
【００１２】
【作用】樹脂性ケースの溶着面の形状をほぼ等分化した
複数の線条の抵抗発熱体をケース本体とカバー間の溶着
面全体に挟み込んで閉じる。次にケース本体或いはカバ
ーのいずれか一方に、お互いの抵抗発熱体の端部が隣接
する位置に形成したガイド孔を介して給電装置に接続し
た電圧印加端子を挿入して隣接する抵抗発熱体に同時に
電圧を印加する。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。すなわち、溶着面全周の
樹脂を溶融する。
【００１３】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、溶融した樹脂が硬化
してケース本体とカバーは全周溶着する。その後、貫通
孔の周辺に突出した段部を溶着チップで押し潰すと貫通
孔が封鎖され、密封効果の高い一体化したケースが完成
する。
【００１４】
【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、ＡＢＳ樹脂、アセタール樹脂、アセタ
ール共重合体、アクリル樹脂、セルロースエステル、酢
酸セルロース、塩素化ポリエーテル、エチレン−酢ビ共
重合体、ふっ素樹脂、アイオノマー、メチルペンテンポ
リマー、ナイロン（ポリアミド）、パリレン、ポリアロ
マー、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、酢
酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ＡＳ樹脂、スチレ
ン・ブタジエン熱可塑性樹脂、塩化ビニル樹脂などを挙
げることができる。
【００１５】そして、これらの熱可塑性樹脂で成形され
た製品、例えば、蓄電池ケースにあっては、ケース本体
の溶着面に抵抗発熱体を位置決めすると共にカバーとの
嵌合のガイドとなるボスを適宜な位置に配置し、ケース
本体と一体成形する。カバーには、抵抗発熱体に到達す
るように電圧印加端子挿入用のガイド孔、及びそのガイ
ド孔の入口側の周囲に突出段部を形成する。なお、前記
ボスをカバーに、前記ガイド孔及び前記突出段部はケー
ス本体に設置してもかまわない。
【００１６】抵抗発熱体としての材料は、例えばニッケ
ル−クロム合金、鉄−クロム合金、鉄−ニッケル合金及
びＳＵＳ等を用いることができ、形状としては単線のも
の、又は抵抗発熱体を数本よりあわせたものなど線条の
線材をフォーミング加工により溶着面の形状に合わせて
形成するが、抵抗発熱体を複数本用いることから、抵抗
発熱体の寸法は溶着面の周囲全長における等分割した長
さが望ましい。このようにすると、抵抗値の違いによる
抵抗発熱体相互の発熱量の差が生じない。
【００１７】更に、抵抗発熱体の両端部は、軸方向に対
し直角方向に折り曲げられていると、各々の抵抗発熱体
を溶着面に設置した場合、折り返し部が隣接するので、
電圧印加端子を当接した時、接触面積を大きく取れる効
果がある。
【００１８】溶着工程内容としては、例えば２本の抵抗
発熱体を用いる場合、ケース本体の溶着面に２本の抵抗
発熱体をガイド役のボスに合わせて組み込み、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
溶着面に合わせると共に、２本の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箇所設けた前記ガイド孔に各々の電圧印加端子を挿
入して２つの抵抗発熱体の折り返し部（隣接部）に同時
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。２本の抵抗発熱体の両端
が隣接又は接触しているため、溶接面の全周で樹脂の溶
融を可能としている。
【００１９】この状態の後、電圧を止め、電圧印加端子
をガイド孔から抜き取り、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。
【００２０】次に、溶着結合後、ガイド孔の周辺に突設
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、ガイド孔を塞ぐ。この結果、気密性の高い熱
可塑性樹脂で成形された樹脂製ケースが完成する。
【００２１】
【実施例】図１は、本発明による密封性を持った樹脂製
ケース１０の完成斜視図である。樹脂製ケース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。
カバー３０上面に形成されている皿状の膨大部３１は溶
着チップ５０で突出段部３２が潰されて形成されたもの
である。
【００２２】図２は、樹脂製ケース１０の組み立て斜視
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、ケース本体２
０の溶着面２１には、抵抗発熱体４０、４０′を配置す
る時のガイド及びケース本体２０にカバー３０を被せる
ときのガイドとしてボス２２を８箇所に具備している。
２３は各抵抗発熱体４０、４０′の受電部４１を受ける
受けリブである。図中ではケース本体２０の内部底面か
ら延長して形成されているが、電圧印加端子６０を各抵
抗発熱体４０、４０′に当接した時の強度が保たれれば
皿形状の薄いものでもさしつかえない。
【００２３】カバー３０には前記ボス２２に対応する凹
部（図示せず）が形成されていて、この凹部に前記ボス
２２が嵌合挿入し、ケース本体２０とカバー３０の位置
合わせを容易にしている。
【００２４】図３は、本実施例に用いる電気抵抗に基づ
く抵抗発熱体４０、４０′の斜視図である。その形状は
溶着面を約２等分した形状である。抵抗発熱体４０、４
０′の形状は、各抵抗発熱体４０、４０′を配置するこ
とにより溶着面２１全周に合致した形状が望ましい。更
に、各抵抗発熱体４０、４０′の両端部は軸方向に対し
直角方向に折り曲げられてなる受電部４１が形成されて
いるが、折り曲げられている理由は後述する電圧印加端
子６０と各抵抗発熱体４０、４０′へ同時に当接する
時、確実に、又、接触面積を広く確保出来る利点があ
る。
【００２５】図４は、ケース本体２０の溶着面２１に各
抵抗発熱体４０、４０′を配置した状態をカバー３０側
から見た平面図である。ボス２２と各抵抗発熱体４０、
４０′との位置関係が明示されている。
【００２６】図５は、カバー３０の上面に形成された突
出段部３２に貫通しているガイド孔３３の中を覗いた様
子で、各抵抗発熱体４０、４０′を端部である受電部４
１、４１′が並んで隣接又は接触していることを図示し
ている。以上が図１、図２、図３、図４、図５の説明で
ある。
【００２７】次に本発明の熱溶着方法を各図に基づいて
説明する。まず、各抵抗発熱体４０、４０′をそれぞれ
所定の位置に配置する。各抵抗発熱体４０、４０′の両
端部を設置する付近にある２本のボス２２は、その位置
関係を各抵抗発熱体４０、４０′の直径の和にほぼ等し
くしておくことにより、約直角に折り曲げられた互いの
受電部４１、４１′が隣接するのを確実にしている。そ
の後カバー３０をケース本体２０の溶着面２１に形成さ
れたボス２２をガイドとして、各抵抗発熱体４０、４
０′を挟むように被せる。
【００２８】図６、図７、図８、図９、図１０、図１１
は、図４における抵抗発熱体４０、４０′の受電部Ａ−
Ａ′線部分断面図である。図６は、各抵抗発熱体４０、
４０′をケース本体２０とカバー３０で挟んだ図であ
る。カバー３０には突出段部３２が一体形成されたその
内部には貫通されたガイド孔３３が設けられている。ガ
イド孔３３の中心に各抵抗発熱体４０、４０′の受電部
４１、４１′同士の接触面が位置するようにボス２２の
位置決めがされ、受けリブ２３により受電部４１、４
１′を支えている。
【００２９】次に、押圧器（図示せず）を用いて適宜な
力でカバー３０をケース本体２０に押圧しながら、図７
の様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６０二本を各ガイド孔３３に挿入し、各
受電部４１、４１′に当接させ電圧を電圧供給コントロ
ール器から電圧印加端子６０を通して印加させると、抵
抗発熱体４０、４０′は発熱する。
【００３０】この発熱条件は使用した樹脂及びケースの
大きさ、そして抵抗発熱体の材質形状の要素があるた
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。
【００３１】各抵抗発熱体４０、４０′の発熱により各
抵抗発熱体４０、４０′の周囲の樹脂が溶融する。更に
各抵抗発熱体４０、４０′の両端部である受電部４１、
４１′においても互いに隣接しているため一体となった
樹脂の溶融が生じる。つまり、溶着面２１全周において
樹脂の溶融が行われケース本体２０側とカバー３０側の
溶融樹脂同士が融合する。この状態を図８に示す。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６０を抜き取り、冷却すると、溶融された樹脂が硬化
してケース本体２０とカバー３０は溶着し、結合する。
【００３２】次は、カバー３０に貫通されたガイド孔３
３を塞ぐ方法である。先ず、図９の様に突出段部３２の
先端へ当接面が皿状の形状をし、カバー３０の樹脂が溶
融する温度の昇温した溶着チップ５０を当接させる。そ
うすると、突出段部３２の樹脂が溶融し、更に、溶着チ
ップ５０にて押し潰すと溶融した突出段部３２の樹脂が
混合一体となる。その状態を図１０に示す。
【００３３】次に、溶着チップ５０を離し、冷却すると
図１１の様に皿状の膨大部３１が形成された結果、ガイ
ド孔３３が塞がれて密封された樹脂製ケース１０が完成
する。なお、３４は膨大部３１の形成により残された空
間である。
【００３４】本実施例では、電圧印加端子６０の先端面
形状が平面である場合を示しているが、図１２の様に抵
抗発熱体４０が収まる凹部６１を形成することにより、
電圧印加端子６０と抵抗発熱体４０の接触面積の増加を
図ることができ、より確実な溶着方法を得られる。
【００３５】溶着チップ５０は熱棒でもよいが、金属片
に電圧を印加して発熱させ樹脂を溶融後、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、本実施例では２つの抵抗発熱
体がほぼ同一形状であったが、各々の抵抗発熱体の電気
的抵抗値が近似的で値であれば、同一形状でなくても本
実施例と同じ効果が得られる。
【００３６】また、膨大部３１をカバー３０の表面に突
出したくない場合は、突出段部３２周辺を膨大部３１の
高さ分段落ちさせると良い。本実施例では、ケース本体
２０側にボス、カバー３０側に突出段部３２やガイド孔
３３を設けているが、逆の設置方法でもよく、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。
【００３７】更に、本実施例では、ケース本体２０の溶
着面２１が平面であったが、線条の抵抗発熱体が組み込
みやすい様に接着面に溝を設け、更にカバー３０側から
溶着リブを前記溝に嵌合させて抵抗発熱体を挟むことも
可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上のように、成形品の溶着面
を等分化した線条の抵抗発熱体を用いることにより、溶
着面全周の樹脂を溶融させ溶着することを可能とした。
さらに電圧印加端子のガイド孔を塞ぐための突出段部を
一体形成している成形品を用いることにより、溶着後突
出段部を溶融させて塞ぐことができるため、密封された
樹脂製ケースを容易に作成できる。したがって、本発明
の熱溶着方法や抵抗発熱体を用いれば次のような効果が
得られる。
【００３９】ａ．抵抗発熱体が板金を打ち抜いたリング
状のものでなく、線条の抵抗発熱体をフォーミング加工
するので、材料の無駄がなく、加工費も安くて済む。 ｂ．線条の抵抗発熱体を組み合わせて溶着面全周を溶着
するので、従来のように未溶着部分が残らず、密封され
た樹脂製ケースを得られる。 ｃ．安価な溶着設備で溶着が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の手法を用いた樹脂製ケースの完成斜視
図。
【図２】樹脂製ケースにおいて、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】本発明の手法に用いる抵抗発熱体の斜視図。
【図４】各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５】ガイド孔から覗いた受電部の配置図。
【図６】溶着面に各抵抗発熱体を組み込み、ケース本体
とカバーにより各抵抗発熱体を挟み込んだ受電部の断面
図。
【図７】電圧印加端子を各抵抗発熱体に同時に当接させ
て樹脂を溶融させている受電部の断面図。
【図８】ケース本体とカバーが熱溶着により溶着結合さ
れた受電部の断面図。
【図９】溶着チップを突出段部に当てて、頭部を溶着す
る受電部の断面図。
【図１０】溶着チップにて突出段部の樹脂が混合一体と
なった受電部の断面図。
【図１１】膨大部を形成し、ガイド孔を塞いだ様子を示
す受電部の断面図。
【図１２】電圧印加端子の先端面に凹部を形成した受電
部の拡大断面図。
【図１３】従来における線条の抵抗発熱体を用いた熱溶
着方法を示す完成図と平面図。
【符号の説明】
１０ 樹脂製ケース ２０ ケース本体 ２１ 溶着面 ３０ カバー ３１ 膨大部 ３２ 突出段部 ３３ ガイド孔 ４０、４０′ 抵抗発熱体 ４１、４１′ 受電部 ５０ 溶着チップ ６０ 電圧印加端子

Claims (4)

    【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、
    線条の抵抗発熱体を用い、且つ、成形品の溶着面全周を
    均等分割した形状から成る複数の前記抵抗発熱体で取り
    囲み、溶着を行う場合、前記複数の抵抗発熱体が、互い
    に隣接する両端部において、各々同時に電圧を印加し、
    その発熱で接合面全周を溶着する熱可塑性樹脂で成形さ
    れた成形品の熱溶着方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の熱溶着方法において、線
    条の抵抗発熱体の両端部が軸方向に対し直角方向に折り
    曲げられて形成された抵抗発熱体を用いる熱可塑性樹脂
    で成形された成形品の熱溶着方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の熱溶着方法において、抵
    抗発熱体に電圧を印加する電圧印加端子の先端面形状
    が、該抵抗発熱体が収まる凹部を形成して成る電圧印加
    端子を用いる熱可塑性樹脂で成形された成形品の熱溶着
    方法。
  4. 【請求項４】 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接合
    面を溶融し、その後冷却して溶着結合する方法に用いら
    れる熱可塑性樹脂で成形された成形品において、抵抗発
    熱体を均等分割し、この分割された抵抗発熱体が互いに
    隣接する両端部の位置に、抵抗発熱体に到達するように
    電圧印加端子挿入用のガイド孔を前記両端部まで貫通さ
    せて設け、更にこのガイド孔の入口側の周辺に突出段部
    を設けたことを特徴とする熱可塑性樹脂で成形された成
    形品。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054679A (en) * 1998-05-15 2000-04-25 Tohoku Munekata Co., Ltd. Deposition method of product molded with thermoplastic resin, and a depositing electrode to be used for this deposition method
JP2013143271A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Toshiba Corp リチウムイオン二次電池および電池
JP2016143572A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 アール・ビー・コントロールズ株式会社 照明器具

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