(57)【要約】【課題】上面が開放された本体と、この本体に熱溶着されその上面を覆う蓋体とを備えた箱体において、本体及び蓋体の外側面及び内側面を構成する面よりも、突出するバリを無くし、応力破壊の可能性を極力低減させる箱体を提供する。【解決手段】上面が開放された本体２１と、この本体に熱溶着されその上面を覆う蓋体１１とを備え、本体２１及び蓋体１１の熱溶着部が、本体又は蓋体より突出する突出部２３，１３により周回状に連続して設けられている。この突出部の突出基端２５，１５よりも先端方向に、熱変形により相互溶着する熱変形部２４，１４を有し、前記突出基端により投影される額縁状投影領域ａ，ｂよりも内側に、前記熱変形部の額縁状投影領域ａを納める。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開放された本体と、この本体に熱溶着されその上面を覆う蓋体とを備え、前記本体及び蓋体の熱溶着部が、本体又は蓋体より突出する突出部により周回状に連続して設けられ、この突出部の突出基端よりも先端方向に、熱変形により相互溶着する熱変形部を有し、前記突出基端により投影される額縁状投影領域よりも内側に、前記熱変形部の額縁状投影領域を納める箱体。
【請求項２】
請求項１において、熱変形部の厚み方向幅が、熱溶着前にて、突出基端から先端方向に向かうに従って、徐々に狭くなる箱体。
【請求項３】
請求項１又は２において、熱変形部が、本体及び蓋体の、内側と外側の双方にテーパを設けた箱体。
【請求項４】
請求項３において、テーパが、水平面からの角度を３０〜６０度とする箱体。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載される箱体を用いた、鉛蓄電池用電槽ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱体及びこの箱体を用いた鉛蓄電池用電槽ケースに関し、特に、蓋と本体との熱溶着に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の電槽と蓋とを熱溶着する場合は、それぞれの熱溶着部を熱板等の熱源により加熱溶融し、電槽と蓋との溶融部分を互いに押し当て、冷却することにより行っている。
【０００３】
このとき、電槽と蓋とを熱溶着する際に、熱溶着面同士の位置合わせを行い易いように、一方の熱溶着面に、他方の熱溶着面が入り込むよう、溝を設けることが、特許文献１にて提案されている。
また、熱溶着の際に発生するバリ（はみ出す樹脂）が、電槽及び蓋の外側に突出する量を減らすために、熱溶着させる面の外側となる部分を面取りすることが、特許文献２にて提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０３１９１号公報
【特許文献２】特開平０４−０５１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されるものは、熱溶着を行う電槽突出部と蓋突出部の厚みが大きく異なり、厚みが薄い方の強度が、相対的に弱い部分となる。そのため、外部からの衝撃や、鉛蓄電池の内部膨張等により、応力が発生すると、熱溶着部分は問題なくとも、厚みの薄い部分を起点として電槽破断が起こる可能性がある。
このようなことは、溝に入れ込む方の突出部厚みを、溝を設ける突出部の厚みに近づけることにより、容易に解決できる問題ではあるが、そのようにすると、熱溶着により発生するバリが、電槽及び蓋の外側と内側にはみ出す。
【０００６】
鉛蓄電池の電槽と蓋とを熱溶着する場合について、熱溶着部を拡大した図５を用いて具体的に説明すると、蓋４１は、電槽５１の開放部全体を覆うものであり、周囲に垂れ下がった蓋壁面４２を有している。この蓋壁面４２の先端部には、電槽５１と溶着するための蓋突出部４３が設けられている。また、電槽５１についても、電槽壁面５２の先端部には、蓋４１と溶着するための電槽突出部５３が設けられている。
そして、蓋溶着面４４と、電槽溶着面５４とを、熱板等の熱源により加熱溶融させた後、電槽と蓋との溶融部分を互いに押し当て押圧する。このとき、図５（Ｂ）に示すように、軟化・溶融した樹脂が、電槽及び蓋の外側と内側にはみ出し、バリ６１が発生するのである。
【０００７】
こうなると、このバリは、電槽及び蓋に使用している樹脂の種類によって、発泡してスポンジ状になったり、竹節状（図５（Ｂ）の符号６１参照）になったりして、蓄電池に何らかの応力が掛かった時に、この発泡痕や節部を起点として、熱溶着部分に亀裂や割れが発生する可能性がある。
また、特許文献２に開示されているものは、面取りをしていない内周部に当たる内側にて、内側を構成する面よりも突出するバリが発生し、やはりこのバリを起点とした、亀裂や割れを発生させる可能性がある。
【０００８】
本発明は、本体及び蓋体の外側と内側を構成する面よりも、突出するバリを無くし、応力破壊の可能性を極力低減させる、箱体及びこの箱体を用いた鉛蓄電池用電槽ケースを、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下のものに関する。
（１）上面が開放された本体と、この本体に熱溶着されその上面を覆う蓋体とを備え、前記本体及び蓋体の熱溶着部が、本体又は蓋体より突出する突出部により周回状に連続して設けられ、この突出部の突出基端よりも先端方向に、熱変形により相互溶着する熱変形部を有し、前記突出基端により投影される額縁状投影領域よりも内側に、前記熱変形部の額縁状投影領域を納める箱体。
（２）項（１）において、熱変形部の厚み方向幅が、熱溶着前にて、突出基端から先端方向に向かうに従って、徐々に狭くなる箱体。
（３）項（１）又は（２）において、熱変形部が、本体及び蓋体の、内側と外側の双方にテーパを設けた箱体。
（４）項（３）において、テーパが、水平面からの角度を３０〜６０度とする箱体。
（５）項（１）乃至（４）の何れかに記載される箱体を用いた、鉛蓄電池用電槽ケース。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱変形部の額縁状投影領域を、突出基端の額縁状投影領域よりも内側となすことにより、加熱による変形部分が、突出基端が構成する面よりも突出することがなく、バリが殆ど生じないことから、加熱前にて細かった熱変形部の厚みを増し、亀裂や割れ等の起点となる部分を無くすことができる。
【００１１】
熱変形部の厚み方向幅が、熱溶着前にて、突出基端から先端方向に向かうに従って徐々に狭くなるようにする場合は、段差を設ける場合に比べ、熱溶着後において、応力の集中する角部がなく、より堅牢なものとできる。
熱変形部が、本体及び蓋体の、内側と外側の双方にテーパを設けた場合には、熱板での溶融時のはみ出しと、蓋体と本体と合わせた時の押圧によるはみ出し量を少なく抑えることができる。このテーパは、水平面からの角度が、３０〜６０度であることが好ましく、４５度であることが更に好ましい。
なお、熱変形部先端（図１（Ａ）の符号１６，２６参照）は、熱板での加熱溶融時に熱変形するため、必ずしも合わせ面を設ける必要はない。
【００１２】
鉛蓄電池は、充放電時に極板の化学反応により内部の圧力が変化し、密閉された電槽が、充放電の度に膨張と収縮を繰り返す。この膨張と収縮は、繰り返し応力となって電槽の樹脂を疲労させ、応力限界を超えると、ひびや割れとなって、電槽を破壊する。
膨張と収縮による繰り返し応力は、電槽の構造上弱い部分であるコーナー部や接合部に集中するが、特に接合部である熱溶着部のバリの発泡痕や竹節状の凹凸に集中する。この発泡痕や竹節状の凹凸は切欠となって低い応力でもひびや割れを発生させる要因となる。
従って、この発泡痕や竹節状の凹凸を排除する、即ちバリを無くする箱体を用いることにより、本発明の鉛蓄電池用電槽ケースは、ひびや割れを回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の１実施例である箱体の、熱溶着部の説明図であり、（Ａ）は熱溶着を行う前の拡大断面図であり、（Ｂ）は熱溶着を行った後の拡大断面図であり、（Ｃ）は突出基端及び熱変形部の額縁状投影領域を示す平面図である。
【図２】本発明の熱変形部の具体例を示す部分拡大断面図であり、（Ａ）は階段状の熱変形部を、（Ｂ）は台形状の熱変形部を、（Ｃ）は山形状の熱変形部を、（Ｄ）は弧状の熱変形部を示している。
【図３】比較例の熱変形部を示す部分拡大断面図を示す。
【図４】本発明の蓋体及び本体の突出部拡大断面図を示す。
【図５】従来の電槽と蓋とを熱溶着する場合の、熱溶着部の拡大断面図であり、（Ａ）は熱溶着を行う前であり、（Ｂ）は熱溶着を行った後を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜本体＞
本発明にて述べる本体とは、上面が開放されたものであり、底面及び側面を有している。その形状は特に限定されるものではなく、立方体、直方体、多角柱、多角錐、円筒、円錐、楕円筒、楕円錐等とすることができる。
本体の材質は、特に制限されるものではないが、後述する熱溶着部と同じ材質のものを使用することが好ましく、このようにすることで、熱溶着部を有した本体を、一体成形にて製造することができる。
【００１５】
＜蓋体＞
本発明にて述べる蓋体は、先に述べた本体の開放された上面を覆うと共に、本体に熱溶着されるものであり、その形状は、本体と同様に特に制限されるものではない。
但し、蓋体は、本体の開放された上面の全てを覆うようにする。
【００１６】
蓋体の材質は、特に制限されるものではなく、本体と同じ材質でも、相溶性があれば異種材質であっても良い。
また、本体と同様に、蓋体と、この蓋体が備える熱溶着部とは、同じ材質のものを使用することが好ましく、同じ材質とすることで、熱溶着部を有した蓋体を、一体成形にて製造することができる。
【００１７】
＜熱溶着部＞
本発明にて述べる本体及び蓋体は、共に熱溶着部を有し、この熱溶着部は、本体又は蓋体より突出する突出部として設けられ、この突出部が、周回状に連続して設けられる。そして、突出部は、この突出部の突出基端よりも先端方向に、熱変形により相互溶着する熱変形部を有し、前記突出基端により投影される額縁状投影領域よりも内側に、前記熱変形部の額縁状投影領域を納める。尚、熱変形部は、熱溶着時に、変形する部位を意味する。
領域についてより詳細に述べると、突出基端により投影される額縁状投影領域は、図１（Ｃ）にて示されるハッチング領域ａを含む白抜き領域ｂであり、このハッチング領域ａを含む白抜き領域ｂの外周線にも内周線にも接することがないように、熱変形部の額縁状投影領域であるハッチング領域ａが形成される。
【００１８】
本体と蓋体との熱溶着部は、相溶性があれば必ずしも同じ材質を用いる必要はないが、熱溶着部と本体、熱溶着部と蓋体の一体成形が可能であり、界面が発生しないことから、同じ材質で熱溶着可能なものとすることが好ましく、具体的には、ポリプロピレン、ＡＢＳ、変性ＰＰＥ等を用いることができ、中でも、ポリプロピレンを用いることが、発泡を回避するための乾燥が不要で好ましい。
【００１９】
熱溶着部を拡大した図１を用いて、１例を詳細に説明すると、蓋体１１は、本体２１の開放部全体を覆うものであり、周囲に垂れ下がった蓋壁面１２を有している。この蓋壁面１２の先端部には、本体２１と溶着するための蓋体突出部１３が設けられている。また、本体２１についても、本体壁面２２の先端部には、蓋体１１と溶着するための本体突出部２３が設けられている。蓋体突出部１３の先端方向には、熱により変形する蓋体熱変形部１４が設けられ、本体突出部２３の先端方向には、熱により変形する本体熱変形部２４が設けられている。
【００２０】
尚、蓋体熱変形部１４及び本体熱変形部２４の投影領域である、熱変形部の額縁状投影領域は、前述したように、蓋体突出部１３及び本体突出部２３の突出基端（突出根本部）である、蓋体突出基端１５及び本体突出基端２５の投影領域である、突出基端の額縁状投影領域の内側に、全て納まるようになっている。
そして、蓋体溶着面１６と、本体溶着面２６とを、加熱溶融し互いに接合することで、図１（Ｂ）に示すように、蓋体１１と本体２１は熱溶着される。このとき、蓋体突出部１３及び本体突出部２３の先端に設けた、蓋体テーパ１７及び本体テーパ２７により、蓋体熱変形部１４及び本体熱変形部２４の、熱溶着時の押圧による軟化溶融樹脂のはみ出しが、軟化樹脂突出領域３１内に収まり、電槽及び蓋の外側にはみ出すバリの発生を抑えることができる。
【００２１】
突出基端の厚み方向幅は、特に限定されるものではないが、本体及び蓋体にて、共に同じにするか、何れかの一方の厚い突出基端の厚みを、他方の薄い突出基端の厚みの１〜２倍とすることが好ましい。
このようにすることで、同じ突出基端厚みであれば、熱溶着されるもの同士の強度が、大きな差を有さず、亀裂や割れ等の起点となる部分の発生を、より一層低減させることができる。また、突出基端の厚みが２倍を超えたものにすると、蓋体突出部と本体突出部の厚み差により接合部に段差ができ、このコーナー部に熱変形部に由来するバリの発生と、厚み差による強度差が発生するので好ましくない。
【００２２】
熱溶着面の厚み方向幅は、先に述べたように、熱変形部の上下方向の全投影領域を、突出基端の上下方向全投影領域よりも内側となすようになる範囲で、自由に選択することができ、例えば、図２に示すように、階段状（図２（Ａ）参照）、台形状（図２（Ｂ）参照）、山形状（図２（Ｃ）参照）、弧状（図２（Ｄ）参照）等とすることができる。中でも、台形状、山形状、弧状のものは、厚み方向幅が突出基端から先端方向へ徐々に狭くなるので、応力の集中し易い角部がなく、好ましい。
【００２３】
先に述べた、特許文献２では、蓋体と本体を互いに熱溶着する際に接合する接合面を有しているが、この接合面は、熱板での加熱と同時に熱板表面の平面形状に変形するので、山形状（図２（Ｃ）参照）、弧状（図２（Ｄ）参照）のように接合面を有していない形状でも、熱板での加熱による変形で、溶着部先端に溶着面を形成することができる。
また、図４に示すように、蓋体熱変形部（ｃ）と本体熱変形部（ｄ）の体積が、溶着面を突出基端よりすぼませる事によって生じた軟化樹脂突出領域（ｅ）及び（ｆ）よりも小さくなるよう、テーパの大きさを決めることが好ましい。
＜鉛蓄電池用電槽ケース＞
本発明にて述べる鉛蓄電池用電槽ケースは、前述した本体及び蓋体にて形成される空間内に、正極板及び負極板を、セパレータを介して配置し、電解液を充填させたものである。
【００２４】
正極板及び負極板は、集電体に活物質を担持させたものであり、集電体としては、鋳型を用いた格子基板でも、エキスパンド方式のエキスパンド格子でも、用いることができる。
また、電解液としては、希硫酸を好ましく用いることができる。
【００２５】
尚、蓋体には、複数の正極板又は負極板を電気的に接続し、外部の電導線に結線する電極（ファスナー）や、内部に電解液を注入する注液孔等を設けることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例を詳細に示す。
（実施例１）
蓋体及び本体を、共にＡＢＳを用いた射出成形により、作製した。
蓋体の大きさは、下面外寸を３００×１７０ｍｍとし、熱溶着を行う部分の形状を、図２（Ａ）に示すように、階段状としている。階段状の広い部分の幅（図２のＬ１）は４ｍｍであり、階段状の狭い部分（先端部分）の幅（図２のＬ２）は２ｍｍ、高さ（図２のＬ３）は３ｍｍである。尚、蓋体の壁面部分は、上面から階段状の先端迄を２５ｍｍとし、蓋体突出部を６ｍｍとしている。
【００２７】
本体の大きさは、上面外寸を３００×１７０ｍｍとし、熱溶着を行う部分の形状を、蓋体と同じ大きさで、上下逆さまにしたものとしている。
熱溶着は、熱板を用いて行い、熱板温度：２４０℃、加熱時間：３０秒にて、ＡＢＳを軟化させ、蓋体と本体とを、０．５ＭＰａにて押圧して、熱溶着した。
【００２８】
（実施例２）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、図２（Ｂ）に示す台形状としている。台形状の広い部分の幅（図２のＬ４）は４ｍｍであり、先端部の狭い部分の幅（図２のＬ５）は２ｍｍであり、テーパは水平面からの角度を４５度としてある。
【００２９】
（実施例３）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、図２（Ｃ）に示す山形状としている。山形状の広い部分の幅（図２のＬ６）は４ｍｍであり、テーパは水平面からの角度を４５度としてある。
【００３０】
（実施例４）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、図２（Ｄ）に示す弧状としている。弧状の広い部分の幅（図２のＬ７）は４ｍｍであり、半径２ｍｍのＲ形状としてある。
【００３１】
（実施例５）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、先に説明した実施例３と同様の山形状（図２（Ｃ）参照）としている。山形状の広い部分の幅（図２のＬ６）は４ｍｍであり、テーパは水平面からの角度を３０度としてある。
【００３２】
（実施例６）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、先に説明した実施例３と同様の山形状（図２（Ｃ）参照）としている。山形状の広い部分の幅（図２のＬ６）は４ｍｍであり、テーパは水平面からの角度を６０度としてある。
【００３３】
（実施例７）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、先に説明した実施例３と同様の山形状（図２（Ｃ）参照）としている。山形状の広い部分の幅（図２のＬ６）は４ｍｍであり、テーパは水平面からの角度を２５度としている。
【００３４】
（実施例８）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、先に説明した実施例３と同様の山形状（図２（Ｃ）参照）としている。山形状の広い部分の幅（図２のＬ６）は４ｍｍであり、テーパは水平面からの角度を６５度としている。
【００３５】
（比較例１）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、図３（Ａ）に示す、幅（図３のＬ８）が４ｍｍの四角型としている。
【００３６】
（比較例２）
熱溶着を行う部分の形状以外は、実施例１と同様にして、蓋体及び本体を作製し、熱溶着を行った。
熱溶着を行う部分の形状は、図３（Ｂ）に示す片側テーパ型としている。片側テーパ型の広い部分の幅（図３のＬ９）は４ｍｍであり、片方のみのテーパは水平面からの角度を４５度としている。
【００３７】
（樹脂はみ出しの確認）
樹脂はみ出しは、蓋体と本体を熱溶着し、十分に冷却した後、溶着部のバリの最もはみ出した部分を壁面からの高さで確認した。そして、０以上０．５ｍｍ以下を「◎」、０．５ｍｍを超え１ｍｍ以下を「○」、１ｍｍを超えるものを「×」として評価した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１から明らかなように、熱変形部の額縁状投影領域を、突出基端の額縁状投影領域よりも内側となすことにより、加熱による変形部分が、基部により構成される面よりも突出することがなく、バリ（樹脂はみ出し）が殆ど生じないことがわかる。
比較例１、２では片側もしくは両側に、１ｍｍを超えるバリが発生したのに対して、各実施例ではバリの発生がないか、又は１ｍｍ以下と極僅かであった。
【００４０】
また、熱変形部が、本体及び蓋体の、内側と外側の双方にテーパを設けてあり、このテーパが、水平面からの角度を３０〜６０度とすることが好ましいことがわかる。
水平面からの角度が小さい実施例７と、逆に大きい実施例８では、極僅かにバリの発生があったのに対して、実施例３、実施例５及び６では、バリの発生はなかった。
【符号の説明】
【００４１】
１１…蓋体、１２…蓋壁面、１３…蓋体突出部、１４…蓋体熱変形部、１５…蓋体突出基端、１６…蓋体溶着面、１７…蓋体テーパ、２１…本体、２２…本体壁面、２３…本体突出部、２４…本体熱変形部、２５…本体突出基端、２６…本体溶着面、２７…本体テーパ、３１…軟化樹脂突出領域、４１…蓋、４２…蓋壁面、４３…蓋突出部、４４…蓋溶着面、５１…電槽、５２…電槽壁面、５３…電槽突出部、５４…電槽溶着面、６１…バリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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