(57)【要約】【課題】板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とをインサート成形にて強固に一体化する。【解決手段】樹脂を挟んだ一方及び他方の板状金属部材のそれぞれの対向面に樹脂を係合する爪部及び樹脂の充填孔を形成する金属成形工程と、一方の板状金属部材の爪部が突出した側の面上に平面視中央部位及び他方の板状金属部材の爪部が位置する部位を凸状に抜いた金型を配置する金型配置工程と、金型に樹脂を充填し、該樹脂が硬化後に金型を離型する第１成形工程と、他方の板状金属部材の爪部が突出した側を一方の板状金属部材に面するよう及び該爪部が樹脂の抜かれた凹部に位置するよう配置する他方板状金属部材配置工程と、第１成形工程で硬化した樹脂を成形型として、他方の板状金属部材の充填孔から樹脂を充填する第２成形工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化するインサート成形方法であって、  樹脂を挟んだ一方及び他方の板状金属部材のそれぞれの対向面に樹脂を係合する爪部及び樹脂の充填孔を形成する金属成形工程と、
一方の板状金属部材の爪部が突出した側の面上に平面視中央部位及び少なくとも他方の板状金属部材の爪部が位置する部位を凸状に抜いた金型を配置する金型配置工程と、
前記金型に樹脂を充填し、該樹脂が硬化後に前記金型を離型する第１成形工程と、
他方の板状金属部材の前記爪部が突出した側を一方の板状金属部材に面するよう及び該爪部が前記樹脂の抜かれた凹部に位置するよう配置する他方板状金属部材配置工程と、
前記第１成形工程で硬化した樹脂を成形型として、他方の板状金属部材の充填孔から樹脂を充填する第２成形工程と、
を有することを特徴とする多重インサート成形方法。
【請求項２】
板状金属部材の個片が支持部を介して、所定部位に位置決孔が設けられた枠体の中央に支持され、この枠体同士が切離可能に連続的な帯状とされ、第２成形工程を経るまでは一方及び他方の板状金属部材が帯状のままとされ、第２成形工程を経た後に、一方及び他方の板状金属部材と樹脂とが一体化された成形品を個片に切離する切離工程を有したことを特徴とする請求項１記載の多重インサート成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の方法により、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させて、これら板状金属部材と樹脂とを一体化していることを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化するインサート成形方法及び該方法によって得られた成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
異種材料、例えば樹脂材料と金属材料を一体的に成形する技術として、金型に金属材料を位置決めして配置し、当該金型内に樹脂を充填するインサート成形が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、インサート部材として、スプールまたはランナーが内部に形成されていると共に、一ないし複数のゲートが成形後に樹脂によって被覆される部分に形成されているものを用い、インサート部材のスプールまたはランナー及びゲートを介して溶融樹脂を金型内に送り込むことで、樹脂成形部表面にゲート痕が残さず、しかも寸法精度及び強度の高いインサート成形を行うことが記されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、インサート部材とする金属板を樹脂層に埋設、一体化するにあたり、金属板に予め形成された穴の裏面側に金属板の表面側の樹脂層とともにその穴径よりも大径の加締め部を一体成形することにより金属板と樹脂層との抜け止めを施すようにし、金属板の穴の開口周縁部に弾性変形可能なフランジ部を予め形成するとともに、金型側には型締め状態でそのフランジ部を弾性変形させる押圧部材を設け、フランジ部を弾性変形させた状態で加締め部を樹脂層とともに一体成形することで、装飾効果を付与するための焼き付け塗装時の熱の影響で成形品自体が熱膨張し、金属板と加締め部との間に隙間が発生して締結力が減少したり、経年変化によって隙間が生じないようにすることが記されている。
【０００５】
しかしながら、従来のインサート成形では、大抵、インサート部材つまり金型内に予め金属を位置決めして配置し、この後に金型に樹脂を充填するが、最終製品形態となった成形品において、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態でこれら板状金属部材と樹脂とを一体化する手法ではない。
【０００６】
この理由は、板状の金属部材を樹脂のインサート部材とする（つまり樹脂で金属部材の一部あるいは全体を被覆する）ことができても、２枚あるいは複数の金属部材間に樹脂をインサートする金型を設計することが困難であった、あるいは可能であったとしても著しく煩雑な工程を経るとか、製品の品質を安定させることができないなどの不具合が生じるためと推測される。
【０００７】
このため、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化するとすれば、従来は、金属部材と樹脂とを接着、あるいは例えば一方の金属部材の一部に爪を設けて樹脂を抱き込んで他方の金属部材を係合して加締める、又は金属部材に樹脂との係合部位を形成して該係合部位を樹脂に埋設する、といった手法により行っていたと思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１０４５６７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、従来は、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化するには、金属部材と樹脂とを接着、あるいは樹脂を抱き込んで一方の金属部材の一部に設けた爪で他方の金属部材を係合して加締めるしかなく、有効なインサート成形技術が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化するインサート成形方法は、
樹脂を挟んだ一方及び他方の板状金属部材のそれぞれの対向面に樹脂を係合する爪部及び樹脂の充填孔を形成する金属成形工程と、
一方の板状金属部材の爪部が突出した側の面上に平面視中央部位及び少なくとも他方の板状金属部材の爪部が位置する部位を凸状に抜いた金型を配置する金型配置工程と、
前記金型に樹脂を充填し、該樹脂が硬化後に前記金型を離型する第１成形工程と、
他方の板状金属部材の前記爪部が突出した側を一方の板状金属部材に面するよう及び該爪部が前記樹脂の抜かれた凹部に位置するよう配置する他方板状金属部材配置工程と、
前記第１成形工程で硬化した樹脂を成形型として、他方の板状金属部材の充填孔から樹脂を充填する第２成形工程と、
を有することを主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、第２成形工程における樹脂の充填型として、第１成形工程で形成された（硬化した）樹脂とすることで、接着や加締めることなく、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させ、板状金属部材の平面視中央部位に樹脂が存在しない状態の強固に一体化した成形品を、連続的に効率良くかつ安定した品質で製造することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の多重インサート成形方法により製造された成形品としての防爆弁の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の多重インサート成形方法により製造された成形品としての防爆弁の構成を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の多重インサート成形方法により製造された成形品として防爆弁の製造する手順上の各工程での状態を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の多重インサート成形方法により製造された成形品として防爆弁の製造する手順上の各工程での状態を示す図である。
【図５】本発明の多重インサート成形方法により製造される成形品としての防爆弁の製造ラインを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化した成形品を、接着あるいは加締めるといった手法によらないで得るという目的を、一方及び他方の板状金属部材に爪部及び充填孔を形成する金属成形工程と、一方の板状金属部材に金型を配置する金型配置工程と、金型に樹脂を充填し、該樹脂が硬化後に前記金型を離型する第１成形工程と、他方の板状金属部材を一方の板状金属部材上に第１成形工程で硬化した樹脂を介して配置する他方板状金属部材配置工程と、第１成形工程で硬化した樹脂を成形型として、他方の板状金属部材の充填孔から樹脂を充填する第２成形工程と、を経る手順により実現した。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の多重インサート成形方法及び成形品について図１〜図５を参照して説明する。なお、本実施例では、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化した成形品としてリチウムイオン電池内のいわゆる防爆弁を例示すると共に、この防爆弁のインサート成形手順について説明する。また、図１〜図５においては樹脂の部分については、断面ではないがドットハッチングを付している（部分的に付していない箇所もある）。
【００１５】
まず、防爆弁１について説明する。防爆弁１は、リチウムイオン電池（不図示：以下、電池と記す）の内部構造において、内部で異常発熱や充電などによって内圧が上昇した場合に、充電を停止し、さらに内部圧上昇があれば、防爆弁を開いて、内部ガスを所定スペースに放出することで内圧低下を図って、破裂や爆発を防止するものである。
【００１６】
本例で示す防爆弁１は、図１及び図２に示す構成とされている。防爆弁１は筒状の電池の軸長手方向におけるプラス極端部の内部に設けられ、電池の軸長手方向の中央側から、板状の金属部材でなるセーフティカバーディスク２（一方の板状金属部材）、この上面に樹脂材料でなるガスケット３（樹脂）、ストリッパーディスク４（他方の板状金属部材）が配置され、これらが一体とされた構成となっている。
【００１７】
従来は、これらを一体とした成形品としてではなく、セーフティカバーディスク、ガスケット、ストリッパーディスクの３ピースの別材料を、電池の生産ラインで準備工程により組み立てていた。準備工程で組み立てるため、セーフティカバーディスク、ガスケット、ストリッパーディスクの各々の接合構造を細かくすることができず、このため、防爆弁全体を平らで薄くすることができなかった。
【００１８】
よって、従来は、電池内部空間を防爆弁（の内部ガス放出スペース）が占めることになり、電池構成部材が占める割合が減り、この結果、電池容量が少なくなるなどの弊害が生じる他、準備工程で防爆弁を組み立てる分だけコストアップを招いていた。
【００１９】
本例で示す防爆弁１は、特に、本発明方法により製造することで、平らでかつ薄くすることができ、しかも３ピースの別材料を準備工程で組み立てる必要がない。
【００２０】
図２において本例の防爆弁１の詳細を説明する。セーフティカバーディスク２は、中央部にセーフティカバー２Ａが設けられている。このセーフティカバー２ＡはＶ字状の破断用溝２ａにより中央と外周と９０度位置とに区画されている。セーフティカバー２Ａの中央には電流遮断弁２ｂが設けられている。
【００２１】
セーフティカバーディスク２におけるセーフティカバー２Ａが設けられた外周部には、等角度間隔で例えば本例では１２０度間隔で３箇所に、インサート成形時に後述する第２成形工程時に充填される樹脂によって構成されるガスケット３と係合する爪２Ｂが突設されている。
【００２２】
爪２Ｂの各々の近傍には後述する第１成形工程時に樹脂を充填する充填孔となると共に、該樹脂充填後には該第１成形工程で充填された樹脂によって構成されるガスケット３の位置を固定する固定孔２Ｃが形成されている。
【００２３】
ガスケット３は、本例では絶縁特性を有する同じ樹脂からなり、第１成形工程で成形される第１ガスケット３Ａ、第２成形工程で成形される第２ガスケット３Ｂ、により構成されている。
【００２４】
第１ガスケット３Ａは、中央部に形成され、セーフティカバーディスク２のセーフティカバー２Ａを包囲するリング部３ａ、このリング部３ａのセーフティカバーディスク２の固定用孔２Ｃの位置に形成された充填枝３ｂ、この充填枝３ｂを介してセーフティカバーディスク２の爪２Ｂが形成された部位を回避するように形成された外縁部３ｃ、で構成されている。
【００２５】
第２ガスケット３Ｂは、第１ガスケット３Ａにおけるリング部３ａと外縁部３ｃとで囲まれた形状の本例では３分割されており、各々の上下面に形成される、ストリッパーディスク４の爪４Ａ（上面）及びセーフティカバーディスク２の爪２Ｂ（下面）と係合する係合部３ｄ、が形成されている。
【００２６】
ストリッパーディスク４は、中央に形成され、セーフティカバーディスク２の電流遮断弁２ｂを溶接する溶接孔４ａと、この溶接孔４ａの外周部位に等角度間隔で形成されたガス排出孔４ｂと、ガス排出孔４ｂのさらに外周部、すなわち第１ガスケット３Ａのリング部３ａ及び外縁部３ｃが存在しない間欠部位に対応して形成された第２ガスケット３Ｂとの係合用の爪４Ａと、この爪４Ａの近傍に設けられ、第２成形工程時に樹脂を充填する充填孔となると共に、該樹脂充填後には該第２成形工程で充填された後の第２ガスケット３Ｂの位置を固定する固定孔４Ｂと、から構成される。
【００２７】
上記構成の防爆弁１は図５に示す手順で製造される。図５には、セーフティカバーディスク２、ストリッパーディスク４は、各々、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、それぞれの個片が支持部１０Ａを介して、矩形の隅部に位置決孔１０Ｂが設けられた枠体１０の中央に支持され、図５に示すように、枠１０体同士が切離可能に連続的な帯状体（フープ）とされた状態で連続的に製造する例を示している。
【００２８】
（金属成形工程）
セーフティカバーディスク２とストリッパーディスク４とされる２つの別ルートで送り出されるフープにおいて、枠体１０の支持部１０Ａに支持された円形状の金属板のそれぞれに対して、プレス加工が行われる。
【００２９】
金属成形工程では、セーフティカバーディスク２とストリッパーディスク４との対向面とする側に、それぞれ、爪２Ｂ，４Ａ及び固定孔２Ｃ，４Ｂを形成すると共に、セーフティカバーディスク２とストリッパーディスク４の前記以外の要素をそれぞれにおいて形成する。金属成形工程を経た状態の、セーフティカバーディスク２を図３（ａ）、ストリッパーディスク４を図３（ｂ）に示す。
【００３０】
（金型配置工程）
以降、セーフティカバーディスク２を主ラインとして、セーフティカバーディスク２の爪２Ｂが突出した側を上面としてライン搬送される。一方、ストリッパーディスク４は爪４Ａが突出した側を下面として後に主ラインに合流する。なお、生産ラインでは、各工程の設備に到着毎に、枠体１０の位置決孔１０Ｂが各設備の位置決め用のピンに挿入されてセンタリングされる。
【００３１】
金型配置工程では、セーフティカバーディスク２の上面に、不図示であるが、平面視中央部位及び少なくとも他方の板状金属部材の爪部が位置する部位を凸状に抜いた、つまり該セーフティカバーディスク２におけるセーフティカバー２Ａ及び爪２Ｂが位置する部位に樹脂が充填されないように形成された金型を配置する。
【００３２】
（第１成形工程）
第１成形工程では、上記金型配置工程で配置した金型に樹脂を充填するが、この充填はセーフティカバーディスク２の本例では３箇所の固定孔２Ｃから行う。そして、該樹脂が硬化し、金型を離型すると第１ガスケット３Ａが成形される。離型後の状態を図３（ｃ）に、要部拡大した状態を図３（ｄ）に各々示す。
【００３３】
（ストリッパーディスク配置工程）
第１成形工程を経た主ラインには、別ラインからストリッパーディスク４のフープが上記のとおりストリッパーディスク４は爪４Ａが突出した側を下面として合流する。この合流時に、枠体１０の位置決孔１０Ｂによってストリッパーディスク４の爪４Ａが第１ガスケット３Ａのリング部３ａと外縁部３ｃが存在しない領域に配置されるようにストリッパーディスク４のセーフティカバーディスク２に対する位置合わせが行われる。この状態を図４（ａ）に示す。
【００３４】
（第２成形工程）
第２成形工程では、上記セーフティカバーディスク２の上面に、第１ガスケット３Ａを介して配置されたストリッパーディスク４の本例では３箇所の固定孔４Ｂから樹脂を充填し、硬化させることで第２ガスケット３Ｂを成形する。この第２成形工程においては、第１ガスケット３Ａが、第２ガスケット３Ｂ用の成形型として作用する。
【００３５】
第２ガスケット３Ｂは、第１ガスケット３Ａとは第２成形工程の樹脂充填時に接触部位が一体的（同材料なので親和性に富む）となり、セーフティカバーディスク２とは爪２Ｂが係合して、ストリッパーディスク４とは爪４Ａが係合することとなる。したがって、第２ガスケット３Ｂによって、セーフティカバーディスク２、ガスケット３（第１ガスケット３Ａ、第２ガスケット３Ｂ）、ストリッパーディスク４が、ここで強固に一体となる。この状態を図４（ｂ）、要部拡大した状態を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）においては第２ガスケット３Ｂにのみドットハッチングを付している（第１ガスケット３Ｂには付していない）。
【００３６】
（切離工程）
第２成形工程の後、枠体１０の支持部１０Ａに支持された状態のセーフティカバーディスク２、ストリッパーディスク４の該支持部１０Ａを切離して図１に示す防爆弁１の成形品を個片に抜き落とす。
【００３７】
以上のような手順とすることで、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させた状態で、これら板状金属部材と樹脂とを一体化した成形品、すなわち本例ではセーフティカバーディスク２とストリッパーディスク４の間に、該セーフティカバーディスク２と該ストリッパーディスク４の平面視中央部位に空隙を設けてガスケット３（樹脂）を介在させた防爆弁１を接着剤や金属部材を加締めたりすることなく、インサート成形を行って得ることができる。
【００３８】
また、上記手順であれば、例えば、準備工程で３ピース部材を組み立てるための構成、加締めるための金属部材における加締め代、接着剤を塗布する塗布代、等が省けるので、外観上平らで、かつ高さ（厚み）を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本実施例では、複数の板状金属部材間に樹脂を介在させ、板状金属部材の平面視中央部位に樹脂が存在しない成形品として防爆弁１を例示したが、これに限らず、ロータリースイッチ、コネクター、各種センサー（車載用センサー、特にエアバック用のエアー放出弁）といった電子部品を製造する際に採用してもよい。
【００４０】
また、一方又は他方の板状金属部材のさらに一方側又は他方側に樹脂を介して別の板状金属部材をインサート成形する場合は、少なくとも第１成形工程、第２成形工程を繰り返し行うことで多重化することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  防爆弁（成形品）
２  セーフティカバーディスク（一方の板状金属部材）
２Ａ  セーフティカバー
２Ｂ  爪（爪部）
２Ｃ  固定孔（充填孔）
３  ガスケット（樹脂）
３Ａ  第１ガスケット
３Ｂ  第２ガスケット
４  ストリッパーディスク（他方の板状金属部材）
４Ａ  爪（爪部）
４Ｂ  固定孔（充填孔）
１０  枠体
１０Ａ  支持部
１０Ｂ  位置決孔
【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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