JPH1044246A - 熱可塑性樹脂の熱溶着方法及びこの熱溶着方法に用いられる抵抗発熱体 - Google Patents

熱可塑性樹脂の熱溶着方法及びこの熱溶着方法に用いられる抵抗発熱体

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JPH1044246A
JPH1044246A JP8209647A JP20964796A JPH1044246A JP H1044246 A JPH1044246 A JP H1044246A JP 8209647 A JP8209647 A JP 8209647A JP 20964796 A JP20964796 A JP 20964796A JP H1044246 A JPH1044246 A JP H1044246A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】溶着強度の増大と溶着部分の密閉性の向上と抵
抗発熱体又は導体の端が製品外に露出して外観を悪くし
たり、露出部分を後処理する手間を省く。 【解決手段】接合面と同一形状であるリング状の抵抗発
熱体４０を挟持し、適宜な力で加圧しながら抵抗発熱体
４０に電圧を印加してケース本体２０とカバー３０を溶
着させる。この際、抵抗発熱体４０に到達するように、
成形品部分に電圧印加端子５０を挿入する小径孔２４を
開けておき、これに外部より電圧印加端子５０を挿入し
て抵抗発熱体４０に電圧を印加する。又、抵抗発熱体４
０はリング状に形成し、これに対する電圧印加点は長さ
に対して略１／２の２点とする。又、小径孔２４を閉塞
したい場には、この周囲に突出段部２５を形成し、あと
でこの突出段部２５を溶着チップ６０で押し潰して小径
孔２４を埋め込む。

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せる電池ケ
ースにおいて、ケース本体とカバーとの結合面に抵抗発
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
法と、この方法に用いられる抵抗発熱体に関する。
【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結合方法は、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
合わせ目から漏れ出て汚れの原因になったり、外観が悪
くなる。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融着させる方法が提示されてい
る。この方法は、瞬間的な熱による融着方法なので、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。
【０００４】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、また、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。また、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
に応じて突出部を切断する加工が必要となる。更に、抵
抗発熱体と熱可塑性樹脂の間に外部から何等の液体が入
り込み、そしてケース内に浸透して内部部品に影響を与
えることが考えられる。また、抵抗発熱体がリング状で
ないために、どこかに溶着されていない箇所が生じ、製
品を密封したい場合、従来の抵抗発熱体では対応できな
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に電子部品
用のケースにおいて、ケース外部に電極又は導線が出
ず、抵抗発熱体と樹脂の間に液体が浸透せず、そして密
封可能な溶着方法とこの溶着方法に用いられる抵抗発熱
体を提供するものであって、その構成は次のとおりであ
る。 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、前記抵抗発
熱体をリング状に形成すると共に、該当する形成品部分
に前記抵抗発熱体に到達するように、そして、抵抗発熱
体の長さの略２分の１に当る２点に、電圧印加端子挿入
用の小径孔を開け、該小径孔に外部より電圧印加端子を
挿入して抵抗発熱体に電圧を印加することにより、該抵
抗発熱体を発熱させて接合面を溶着する熱可塑性樹脂の
熱溶着方法。
【０００６】２．抵抗発熱体に電圧印加端子接触用電極
を複数個設けた前記１記載の熱可塑性樹脂の熱溶着方
法。 ３．電圧印加端子挿入用の小径孔の周辺に突出段部を設
け、成形品の溶着終了後、該段部を溶着チップを用いて
押し潰すことにより、小径孔を密封する前記１又は２記
載の熱可塑性樹脂の熱溶着方法。 ４．薄板をリング状に打ち抜いて形成された熱可塑性樹
脂の熱溶着に用いられる抵抗発熱体。 ５．リング状の抵抗発熱体を接合面に介在させてケース
本体とカバーとを熱溶着して成るプラスチックケース。
【０００７】
【作用】樹脂の融着面にリング状の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。
【０００８】十分に溶融したところで電圧を止め、電圧
印加端子を抜き、冷却すると溶融した部分の樹脂が硬化
してケース本体とカバーは融着する。その後、小径孔の
周囲に突設した段部を溶着チップで押し潰すと、小径孔
が封鎖されて外観からは抵抗発熱体が見えず、しかも密
閉されたケースが完成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】熱融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。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、ケース本体側の融着面に溝を形成
し、更に、リング状の抵抗発熱体をほぼ２等分する抵抗
発熱体の２点において、該当するケース本体に電圧印加
端子挿入用の小径孔を形成しておく。この小径孔はカバ
ー側であってもさしつかえない。又、必要に応じて、小
径孔の周囲に突出段部を形成する。
【００１０】抵抗発熱体としては、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
ることができる。抵抗発熱体をリング状に形成する手段
としては１本の線材の両端を接続してもよいし、例えば
薄い抵抗発熱板をプレス等で打ち抜いて形成することも
できる。なお、抵抗発熱体においてリング状とは、無端
体を意味し、形状は接合面の形状に合わせてあるため、
円形、四角形等、様々である。
【００１１】前記溝内に抵抗発熱体に組み込み、これに
カバーを被せてその下縁（融着面）を前記ケース本体側
の融着面に合わせると共に、抵抗発熱体を両融着面に挟
み込み、ケース本体とカバーを押圧する。その状態で２
箇所の前記小径孔へおのおの電圧印加端子を挿入し抵抗
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。この状態の後、電
圧を止め、電圧印加端子を抜き取り、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。
【００１２】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カップ状の当
接面を一端部に有する溶着チップを当接し、突出段部を
溶融させ、更に押し潰すことにより、膨大部を形成し
て、小径孔を塞ぐことができるようにする。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の溶着
チップを用いて押し潰すことは行わない。この結果、リ
ング状の抵抗発熱体のためケース全周が完全に溶着され
ることから、接着強度が向上し、更に、抵抗発熱体がケ
ース外側から見えない密閉されたケースが完成する。
【００１３】
【実施例１】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３
０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、符号の４０はニッケル−クロム合金で形成したリン
グ状の抵抗発熱体である。カバー３０の下縁には嵌合下
縁３１が形成してある。
【００１４】抵抗発熱体４０は接合面と同一形状であ
り、かつまたリング状である。本実施例では、ＳＵＳ３
０３の材料を用い、板厚が０．１５ｍｍ、板幅は０．５
ｍｍの形状をしており、又、抵抗発熱体４０のほぼ２等
分する対向点には、円形の電極４１を２箇所設けてい
る。ケース本体２０側の上縁には嵌合凹部２１と、更
に、嵌合凹部２１の２箇所に抵抗発熱体４０に設けられ
た２つの電極４１とほぼ同形状のラウンド２２がある。
【００１５】図３は、ラウンド２２部のＡ−Ａ′線断面
図である。ラウンド２２の裏側には端子ガイド孔２３が
ケース本体２０底面に向かって開口し、ラウンド２２の
中央部には小径孔２４が端子ガイド孔２３と同じように
ケース本体２０底面に向かって穿設され、更に端子ガイ
ド孔２３側の小径孔２４の周辺には一体成形された突出
段部２５が設けられている。なお、端子ガイド孔２３の
小径孔２４のみは、ケース本体２０の成形時に成形して
もよいし、あとから加工して成形してもよい。
【００１６】抵抗発熱体の組み込み方法をラウンド２２
部のＡ−Ａ′線切断拡大図である図４、５、６、７に基
づいて説明する。図４は、溶着準備を示す図である。抵
抗発熱体４０の電極４１が嵌合凹部２１に形成されたラ
ウンド２２に定着するように抵抗発熱体４０を嵌合凹部
２１に組み込み、これにカバー３０を被せてその下縁
（融着面）を前記ケース本体２０側に融着面に合わせる
と共に、抵抗発熱体４０を両融着面間に挟み込む。そし
て押圧器（図示せず）を用いて適宜な力でケース本体２
０とカバー３０を結合方向へ押圧する。
【００１７】次に、図５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５０２
本を、おのおの端子ガイド孔２３に挿入し、更に小径孔
２４を通って抵抗発熱体４０の電極４１に当接させた
後、ＡＣ４Ｖ（１００Ａ）電圧を２．５秒間印加して抵
抗発熱体４０を発熱させる。この加熱条件は使用した樹
脂及びケースの大きさにより異なるため、予め電圧供給
コントロール器にその条件を設定しておくと良い。
【００１８】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
溶融樹脂同士が融合する。この融合域は図５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３
０は融着し、結合する。
【００１９】抵抗発熱体４０をケース１０外から見せた
くない場合、又は、ケース１０を密閉したい場合は、次
の手法を追加すれば良い。その様子を示したのが図６、
図７である。
【００２０】まず、図６のように、端子ガイド孔２３へ
当接面がカップ状の形状をした溶着チップ６０を挿入
し、小径孔２４の周辺に突設された突出段部２５に当接
させる。そうすると、突出段部２５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２５
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７のように膨大部２６が形成され小径孔
２４が塞がれて電極４１（抵抗発熱体４０）が見えなく
なり、かつまた、ケース１０は密閉される。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掛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。
【００２１】なお、本実施例では、ケース本体２０側に
小径孔２４を設け、ケース本体２０の裏側から電圧印加
端子５０を抵抗発熱体４０の電極４１に当接している
が、カバー３０側へ小径孔２４を設けても良く、ケース
の形状、製造工程の都合などにより任意に小径孔２４の
位置を選ぶことが可能である。又、抵抗発熱体に電極を
設けたが、電圧印加端子が抵抗発熱体に当接することが
確実である構造であれば、電極を設ける必要は無い。
【００２２】
【実施例２】他の接着方法として、側面より電圧印加端
子をケース本体とカバーの挟持された抵抗発熱体に当接
する方法がある。図８〜図１０はその要部断面図であ
り、図１１はケース１０の完成斜視図である。ケース本
体２０側の融着面において、リング状の抵抗発熱体４０
のほぼ２等分する抵抗発熱体４０の対向点位置に該当す
る２点に、半割状凹部２８がリブ２７面からケース本体
２０外部に向かって形成されている。
【００２３】溶着方法としては、図８のように、ケース
本体２０に形成された嵌合凹部２１に抵抗発熱体４０を
定着させ、これにカバー３０を被せてその下縁をケース
本体２０側の融着面に合わせると共に、抵抗発熱体４０
を両融着面間に挟み込む。更に、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
向へ押圧するまでは実施例１と同様である。
【００２４】その時、ケース本体２０に設けた半割状凹
部２８の２箇所では、ケース１０内部に挟持された抵抗
発熱体４０が露出している。よって、露出されている抵
抗発熱体４０の部分に電圧印加端子５０を当接すること
ができ、図９のように、電圧印加端子５０により抵抗発
熱体４０に電圧を印加すると、抵抗発熱体４０が発熱し
て、点線で囲まれた融合域が発生し、更に冷却すればケ
ース本体２０とカバー３０は溶着される。図１０は半割
状凹部２８以外の場所における融合域を示す断面図であ
り、図１１は、ケース１０完成斜視図で、半割状凹部２
８の位置を示している。
【００２５】［比較例］従来の熱可塑性樹脂の溶着に多
く用いられている超音波溶着法と、本発明の薄板リング
状抵抗発熱体を用いた溶着法の引張強度比較を測定し
た。但し、抵抗発熱体はリング状とせず薄板の帯状とし
た。その結果を表１に示す。
【００２６】テストピースとしてはＡＢＳ樹脂で成形し
た図１２に示す成形片を使った。抵抗発熱体Ｒを用いた
方法（１）は、テストピースＡにおいて、一方の接合面
に材料ＳＵＳ３０４を使用した抵抗発熱体Ｒを挟み込
み、これにＡＣ４Ｖ、（６Ａ）の電圧を印加して発熱溶
着した。超音波溶着を用いた方法（２）は、テストピー
スＡにおいて、一方の接合面に断面が３角形の溶着リブ
Ｓを一体形成し、両面を当接させ溶着を行った。図１２
において、寸法を示す数字の単位はｍｍである。
【００２７】引張強度測定時の引張方向を（３）に示
す。測定結果は、ほぼ両方法共同じ様な引張強度であっ
た。よって、内蔵する電子部品等に不良原因を誘発する
危険がある超音波溶着法よりも、抵抗発熱体を使って瞬
時的にしかも安全に溶着できる本発明は優れた方法であ
ることが認められる。
【００２８】
【表１】 ・引張強度試験機 東洋精器製作所株式会社 万能引
張試験器 Ｖ１０−Ｃ型 ・テストピース（Ａ）の材料 ＡＢＳ樹脂
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上のように、リング状の抵抗
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。 １．電圧印加用の電極が成形品の外に出ないため、溶着
後電極の切断等の二次加工がいらない（請求項１〜
５）。 ２．抵抗発熱体がリング状であるため、接合面全体を溶
着でき、接合強度の向上と密閉性の向上が図れる（請求
項１〜５）。 ３．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、密
封したプラスチックケースを製造することができる（請
求項１〜５）。 ４．抵抗発熱薄板をプレスしてリング状の抵抗発熱体を
形成することにより、同一規格の抵抗発熱体を能率的に
生産することが可能である（請求項４）。
【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、本発明の抵抗発熱体を用いる状態の説明
図。
【図３】ラウンド部のＡ−Ａ′線断面図。
【図４】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ラウンド断面
図。
【図５】電圧印加端子を抵抗発熱体の電極に当接させて
樹脂を溶融しているラウンド断面図。
【図６】溶着チップを段部に当て、段部を溶融するラウ
ンド断面図。
【図７】膨大部を形成し、小径孔を塞いだ様子を示すラ
ウンド断面図。
【図８】ケース本体とカバーの側面に形成した半割状凹
部から電圧印加端子を挿入して抵抗発熱体に電圧を印加
する実施例の説明図。
【図９】側面から電圧を印加して抵抗発熱体を発熱さ
せ、溶融している状態の説明図。
【図１０】電圧印加点以外の部分における融着状態の説
明図。
【図１１】実施例２の方法で完成されたケースの斜視
図。
【図１２】比較例において用いたテストピースとテスト
方法の説明図。
【符号の説明】
１０ 電池ケース ２０ ケース本体 ２１ 嵌合凹部 ２４ 小径孔 ２５ 突出段部 ２６ 膨大部 ２７ リブ ２８ 半割状凹部 ３０ カバー ４０ 抵抗発熱体 ４１ 電極 ５０ 電圧印加端子 ６０ 溶着チップ
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (5)

    【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、
    前記抵抗発熱体をリング状に形成すると共に、該当する
    形成品部分に前記抵抗発熱体に到達するように、そし
    て、抵抗発熱体の長さの略２分の１に当る２点に、電圧
    印加端子挿入用の小径孔を開け、該小径孔に外部より電
    圧印加端子を挿入して抵抗発熱体に電圧を印加すること
    により、該抵抗発熱体を発熱させて接合面を溶着する熱
    可塑性樹脂の熱溶着方法。
  2. 【請求項２】 抵抗発熱体に電圧印加端子接触用電極を
    複数個設けた請求項１記載の熱可塑性樹脂の熱溶着方
    法。
  3. 【請求項３】 電圧印加端子挿入用の小径孔の周辺に突
    出段部を設け、成形品の溶着終了後、該段部を溶着チッ
    プを用いて押し潰すことにより、小径孔を密封する請求
    項１又は２記載の熱可塑性樹脂の熱溶着方法。
  4. 【請求項４】 薄板をリング状に打ち抜いて形成された
    熱可塑性樹脂の熱溶着に用いられる抵抗発熱体。
  5. 【請求項５】 リング状の抵抗発熱体を接合面に介在さ
    せてケース本体とカバーとを熱溶着して成るプラスチッ
    クケース。
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