(57)【要約】【課題】  本発明は、樹脂ケースの対向する側壁の各外面にフィルムを良好に一体形成することが可能な樹脂ケースの製造方法及びそれを実現する射出成形装置を提供することを目的とする。【解決手段】  上記課題を解決するため、本発明の樹脂ケース１の製造方法（射出成形装置）は、  有底矩形筒形状で、少なくとも一対の対向する側壁２１の各外面にフィルム３が一体形成された樹脂ケース１の製造方法（射出成形装置）であって、  射出成形用金型のキャビティ内に配されたフィルムを該キャビティの内壁に向けて吸引する吸引工程（吸引手段）と、  フィルムを吸引した状態でキャビティ内を加圧する加圧工程（加圧手段）と、  キャビティ内に溶融樹脂を注入する射出工程（射出手段）と、をこの順に行うことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底矩形筒形状で、少なくとも一対の対向する側壁の各外面にフィルムが一体形成された樹脂ケースの製造方法であって、
射出成形用金型のキャビティ内に配されたフィルムを該キャビティの内壁に向けて吸引する吸引工程と、
前記フィルムを吸引した状態で前記キャビティ内を加圧する加圧工程と、
前記キャビティ内に溶融樹脂を注入する射出工程と、
をこの順に行うことを特徴とする樹脂ケースの製造方法。
【請求項２】
前記樹脂ケースは、前記一対の対向する側壁の間隔が４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ケースの製造方法。
【請求項３】
前記吸引工程において、前記フィルムは、前記射出工程における溶融樹脂の注入方向に沿って前記キャビティ内に配されることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂ケースの製造方法。
【請求項４】
前記吸引工程において、前記フィルムは、前記射出工程における溶融樹脂の注入口から最も離隔した辺の縁部を除いた周縁部が吸引されることを特徴とする請求項３に記載の樹脂ケースの製造方法。
【請求項５】
有底矩形筒形状で、少なくとも一対の対向する側壁の各外面にフィルムが一体形成された樹脂ケースを製造するための射出成形装置であって、
射出成形用金型と、
前記射出成形用金型のキャビティ内に配されたフィルムを該キャビティの内壁に向けて吸引する吸引手段と、
前記フィルムを吸引した状態で前記キャビティ内を加圧する加圧手段と、
前記キャビティ内に溶融樹脂を注入する射出手段と、
を備えることを特徴とする射出成形装置。
【請求項６】
前記樹脂ケースは、前記一対の対向する側壁の間隔が４０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記フィルムは、前記射出手段による溶融樹脂の注入方向に沿って前記キャビティ内に配されることを特徴とする請求項５または６に記載の射出成形装置。
【請求項８】
前記フィルムは、前記射出手段による溶融樹脂の注入口から最も離隔した辺の縁部を除いた周縁部が前記吸引手段により吸引されることを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂ケースの製造方法及び射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の駆動電源として用いられるニッケル水素電池などの二次電池は、高いエネルギー密度が必要とされ、かつ軽量であること、搭載スペースは極力小さくすることなどが求められている。そのため電極及び電解溶液を収納するケースは、軽量の樹脂から形成し、それぞれのケースから単電池を形成して、それを複数個集合させた集合型二次電池とするのが一般的である。
【０００３】
かかる樹脂ケースでは、小型軽量化のために壁厚を薄くすると、ケース中から発生した水蒸気や水素分子が、ケース壁を通り抜けて外部に漏れ出すことがある。その結果、ケース中の電解溶液の組成や濃度が変化してしまい、電池性能や電池寿命の低下を招く場合がある。そのため、本出願人は以前、水蒸気等の漏れ出しを防止するための金属箔等を含むフィルムを側壁外面に形成した電池ケースの開示を行った（下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０２２４５５号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂ケースの側壁外面へのフィルムの形成には、例えばインサート成形を用いることができる。インサート成形に際しては、フィルムを金型のキャビティ内壁に十分に密着させる必要があるため、例えば、バキューム等の吸引手段を用いてフィルムを内壁に向かって吸引することが考えられる。しかしながら、特許文献１の図１にもあるように、通常、フィルムは樹脂ケースの対向する側壁のそれぞれに形成されるのであるが、インサート成形時に、金型のキャビティ内で２つのフィルムを個別に吸引すると、負圧の干渉などが生じてフィルムの一体形成が良好になされないことがある。
【０００６】
すなわち、図９に示すように、キャビティＣＶ内で対向して配されたフィルム３をそれぞれの内壁１８２ａ、１８２ｂに向かって吸引した場合、フィルム３は両側に引っ張られた状態となり、内壁１８２ａ、１８２ｂへの密着力が十分に得られないことがある。そして、例えば、図１０のように一方が弱まる等して吸引のバランスが崩れた場合、フィルム３がキャビティＣＶの内壁１８２ａからめくれ上がり、その後に注入される溶融樹脂がその位置からフィルム３と内壁１８２ａとの間にもぐりこんでしまうということがある。これによって、成形後の樹脂ケースの性能低下や外観不良を招いてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、樹脂ケースの対向する側壁の各外面にフィルムを良好に一体形成することが可能な樹脂ケースの製造方法及びそれを実現する射出成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段・発明の効果】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の樹脂ケースの製造方法は、
有底矩形筒形状で、少なくとも一対の対向する側壁の各外面にフィルムが一体形成された樹脂ケースの製造方法であって、
射出成形用金型のキャビティ内に配されたフィルムを該キャビティの内壁に向けて吸引する吸引工程と、
フィルムを吸引した状態でキャビティ内を加圧する加圧工程と、
キャビティ内に溶融樹脂を注入する射出工程と、
をこの順に行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の射出成形装置は、
有底矩形筒形状で、少なくとも一対の対向する側壁の各外面にフィルムが一体形成された樹脂ケースを製造するための射出成形装置であって、
射出成形用金型と、
射出成形用金型のキャビティ内に配されたフィルムを該キャビティの内壁に向けて吸引する吸引手段と、
フィルムを吸引した状態でキャビティ内を加圧する加圧手段と、
キャビティ内に溶融樹脂を注入する射出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる本発明では、フィルムを吸引した状態でキャビティ内を加圧する加圧工程（加圧手段）を備えている。これによって、フィルムは、内側からもキャビティの内壁に向けて押し付けられることになるので（図６参照）、キャビティの内壁への密着力をより強固なものとすることができる。それに加え、上述のように吸引のバランスが崩れた場合でも、キャビティ内が加圧されているためにフィルムがめくれ上がることはない。その結果、樹脂ケースの対向する側壁の各外面にフィルムを良好に一体形成することが可能となるのである。
【００１１】
なお、上述の問題は、本発明のごとく対向する側壁の各外面にフィルムが一体形成された樹脂ケースを製造する際に特有の問題と言える。すなわち、上記特許文献２のように、一体形成するフィルムが１枚であって、それを一方向に単独で吸引している場合には、そもそもこのような問題は生じないのである。
【００１２】
本発明の樹脂ケースの製造方法及び射出成形装置は、樹脂ケースの一対の対向する側壁の間隔が４０ｍｍ以下である場合に、特に有効である。すなわち、上述の問題は、フィルムが形成される側壁の間隔が狭ければ狭いほど深刻となるので、本発明は、樹脂ケースの側壁の間隔が狭い場合、例えば４０ｍｍ以下程度である場合に好適である。
【００１３】
本発明の樹脂ケースの製造方法及び射出成形装置は、フィルムが、射出工程における（射出手段による）溶融樹脂の注入方向に沿ってキャビティ内に配される場合に、特に有効である。すなわち、溶融樹脂がフィルムに沿って流れていく場合、フィルムにめくれやシワが生じやすくなるが、本発明は加圧工程（加圧手段）を備えており、フィルムのキャビティ内壁への密着力が強固であるので、フィルムのめくれやシワの発生を低減することが可能となる。
【００１４】
また、かかる場合、フィルムは、射出工程における（射出手段による）溶融樹脂の注入口から最も離隔した辺の縁部を除いた周縁部を吸引するように構成することができる。このように構成することで溶融樹脂は、フィルムの縁をめくり上げることなく、シワを伸ばしながら流れていくことになるので、フィルムがより良好に一体形成された樹脂ケースを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の樹脂ケースの製造方法及び射出成形装置により得られる樹脂ケース１の一態様を示す斜視概略図であり、図２はその断面概略図である。樹脂ケース１は、有底矩形筒形状とされ、内部の空間は隔壁１１によりそれぞれ仕切られて複数の収納部１０が形成されている。当該樹脂ケース１は、例えば、ニッケル水素電池などの二次電池用樹脂ケースとして用いることができる。具体的には、収納部１０に電解溶液を充填して所定の電極等とともに密閉することで、それぞれが一つのニッケル水素電池として供され、これらを直列に接続することによって所望の起電力を得ることができる。また、図１の破線部が示すように、当該樹脂ケース１を複数連ねて使用することにより、必要な電力を得ることができる。なお、樹脂ケース１の材料には、例えば、軽量で耐薬品性の観点から、ポリプロピレン（以下、「ＰＰ」と記載する。）／ポリフェニレンエーテル（以下、「ＰＰＥ」と記載する。）複合材を用いることができる。
【００１６】
樹脂ケース１は、一対の対向する側壁２１の各外面にフィルム３が一体形成されている。当該フィルム３は、アルミニウム等からなる金属層を含むフィルムとすることができ、ニッケル水素電池としたときにケース内より漏れ出そうとする水蒸気や水素分子を塞き止めるガスバリアとして働く。これにより、電解溶液の濃度や組成の変化が抑制され、電池性能の低下を防止することが可能となるのである。また、金属層を保護する観点から、フィルム３は、例えば金属層の両主面をＰＰなどで覆ったものとすることができる。なお、側壁２１に形成されるフィルム３は、側壁の一部又は全部を覆うものとすることができ、目的に応じて適宜選択しうる。
【００１７】
フィルム３が一体形成された側壁２１は、対向する側壁２１の間隔Ｓが４０ｍｍ以下程度（例えば２０ｍｍ程度）とされている。また、隔壁１１と平行で、フィルム３が形成されていない側壁２２には、底部４側に、座りを良くするため又はケース連結のためなどに用いられる幅広部５が設けられている。なお、以下、樹脂ケース１の側壁のうち、フィルム３が形成された側壁２１を「フィルム形成側壁２１」、フィルム３が形成されない側壁２２を「フィルム非形成側壁２２」と称する。
【００１８】
次に、以上の樹脂ケース１を製造することが可能な、本発明の樹脂ケースの製造方法及びそれを実現可能な射出成形装置の実施態様について説明する。
図３は、射出成形装置の射出成形用金型８（以下、単に金型８ともいう）の断面構造を表す概略図である。射出成形用金型８は、樹脂ケース１のフィルム形成側壁２１を形成する側壁構成部８２Ａ、８２Ｂと、フィルム非形成側壁２２を形成する側壁構成部８５と、底部４を形成する底部構成部８４と、が組み合わさってキャビティＣＶを構成した状態で、収納部１０を形成するためのコア部８０が挿入されることで型締めされる。
【００１９】
側壁構成部８２Ａ、８２Ｂには、後述の製造工程で示すように、キャビティＣＶ内に配されたフィルム３を該キャビティＣＶの内壁に向けて吸引するための吸引手段（図示せず）に接続された吸引孔６が設けられている。また、その他の構成部８４、８５には、フィルム３を吸引した状態でキャビティＣＶ内を加圧する加圧手段（図示せず）に接続された加圧孔７と、キャビティＣＶ内に溶融樹脂を注入する射出手段（図示せず）に接続された射出ゲート９（先端が注入口９ａ）とが設けられている。本実施形態では、側壁構成部８５に加圧孔７が、底部構成部８４に射出ゲート９がある。
【００２０】
以下、樹脂ケース１の製造工程を、上記射出成形装置の各構成の機能とともに説明する。
工程１を示す図４は、図３の金型８のＬ−Ｌ断面図であり、キャビティＣＶ内にフィルム３が配された状態を表すものである。金型８の底部構成部８４には射出ゲート９が設けられているが、フィルム３は、溶融樹脂の注入方向Ｋに沿ってキャビティＣＶ内に配されている。すなわち、それぞれのフィルム３は、金型８のキャビティＣＶを構成する側壁構成部８２Ａ、８２Ｂの内壁８２ａ、８２ｂに沿って配されている。
【００２１】
次に、かかる状態で図５の吸引工程（工程２）を行う。図５は、図３の金型のＢ−Ｂ断面図である。該工程では、図示しない吸引手段によって吸引孔６からフィルム３をキャビティＣＶの内壁８２ａ、８２ｂに向けてそれぞれ吸引して固定する。なお、フィルム３の吸引は、金型８の型締め前に行うか後に行うかは特には限定されず、少なくとも次の加圧工程を行うまでに型締めされていればよい。ここで、キャビティＣＶ内は、内壁８２ａ、８２ｂの間隔は狭く（樹脂ケース１の間隔Ｓと同程度）、密閉された状態で吸引されると上述のように一方のフィルム３がめくれ上がってしまうおそれがある。そのため、次の加圧工程を行うことが必要となる。
【００２２】
図６に示す加圧工程（工程３）は、本発明を最も特徴付けるものである。型締めされた金型８のキャビティＣＶ内に対し、図示しない加圧手段によって加圧孔７から加圧を行う。具体的には、加圧孔７からエアー等のガスをキャビティＣＶ内に送り込むことで行うことができる。これにより、フィルム３は、内側からも内壁８２ａ、８２ｂに向かって押し付けられるので、密着力がより強固なものとなる。それに加え、吸引のバランスが崩れた場合でも、キャビティＣＶ内が加圧されているため、フィルム３がめくれ上がることもない。従来の場合を示す図９と比較するとその効果は明らかである。なお、かかる加圧の効果は、キャビティＣＶ内の負圧を多少なりとも相殺するものであれば得ることができるが、加圧の程度は、キャビティＣＶ内を少なくとも正圧にすることが好ましい。さらに好ましくは３０ｋＰａ以上とする。
【００２３】
その後、図７に示すように、キャビティＣＶ内が加圧された状態で、キャビティＣＶ内に溶融樹脂ＦＲを注入する射出工程（工程４）を行う。溶融樹脂ＦＲは、金型８の底部構成部８４に設けられた射出ゲート９から注入される。射出ゲート９は、成形後にはランナー部分となる。なお、該射出工程を行う際は、上述の加圧手段による加圧（エアーの送り込み）を行ったままでも、止めていてもどちらでもよい。
【００２４】
その後、金型８を冷却することで、溶融樹脂ＦＲを固化させる。また、樹脂ケース１の取り出しは、金型８の型開きに際し、例えばコア部８０から抜く方向に樹脂ケース１の開口縁を押し出すことにより行うことができる。以上により、樹脂ケース１が完成する。
【００２５】
次に、上記吸引工程（工程２）にて、フィルム３を吸引するための吸引孔６の形成位置について説明する。吸引孔６は側壁構成部８２Ａ、８２Ｂに形成されていることは上述の通りであるが、図７の射出工程（工程４）の図に示すようにフィルム３は溶融樹脂ＦＲの注入方向Ｋに沿ってキャビティＣＶ内に配されているので、吸引孔６の形成位置によっては、溶融樹脂ＦＲの流れによる力で、フィルム３が横滑りしてシワが生じたり、めくれてその隙間に溶融樹脂ＦＲが入り込んだりしてしまうことがある。この場合、樹脂ケース１の性能低下や外観不良を招いてしまうことになる。
【００２６】
そこで、図８の平面図に示すように、フィルム３のうち、溶融樹脂ＦＲの注入口９ａ（図４及び７参照、図８には注入方向Ｋを表している）から最も離隔した辺の縁部３０を除いた周縁部３２、３３、３４（領域ＳＡ）を吸引手段により吸引する。言い換えると、フィルム３のうち、注入口９ａに最も近接した辺の縁部３４と、それに隣接する（交わる、接続する）辺の縁部３２、３３を吸引する。すなわち、金型８の側壁構成部８２Ａ、８２Ｂにおいて、図８に示すフィルム３の領域ＳＡに相当する位置に吸引孔６を設けるのである。また、領域ＳＡに相当する位置に形成される吸引孔６の個数及び形成間隔については、フィルムと内壁との間に隙間が生じないことを主要観点に適宜選択しうる。なお、ここで「縁部」とは、フィルム３の縁（辺）を含む一定の部分（領域）のことを指している。例えば、フィルム３の縁から内側１５ｍｍ程度までの範囲とすることができる。
【００２７】
以上の吸引孔６の構成により、フィルム３のシワやめくれを生じさせずに樹脂ケース１を形成することが可能となる。すなわち、溶融樹脂ＦＲはフィルム３に沿って流れる（図７参照）ので、注入口９ａに最も近接した辺の縁部３４を吸引しておけば、溶融樹脂ＦＲはフィルム３をめくらずにシワを伸ばしながら流れていくこととなる。また、横側から溶融樹脂ＦＲが入り込む場合もあるので、縁部３４に隣接する縁部３２、３３を吸引することも必要である。逆に、フィルム３の中心付近や注入口９ａから最も離隔した辺の縁部３０を吸引した場合は、溶融樹脂ＦＲの流れによるフィルム３のシワの伸びを途中で阻害してしまうこととなるので好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明により得られる樹脂ケースの一態様を示す斜視概略図
【図２】図１の樹脂ケースの断面概略図
【図３】本発明の射出成形装置の射出成形用金型の断面構造を表す概略図
【図４】本発明の樹脂ケースの製造方法の工程を示す図
【図５】図４に続く図
【図６】図５に続く図
【図７】図６に続く図
【図８】フィルムの吸引位置を示す図
【図９】従来の樹脂ケースの製造方法及び射出成形装置を表す図
【図１０】図９の樹脂ケースの製造方法及び射出成形装置に不具合が生じた状態を表す図
【符号の説明】
【００２９】
１    樹脂ケース
３    フィルム
６    吸引孔
７    噴出孔
８    射出成形用金型
９    注入ゲート
１０  収納部
２１  フィルム形成側壁
【図１】
2006051620.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006051620.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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