(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め絶縁された金属板であって厚さが０．２５ｍｍ以下で比重が３．０ｇ／ｃｍ3 以下の金属板を樹脂中にインサート成形したハードケースであって、前記金属板の０．２％耐力と前記金属板の厚さとを示す関係が下記式（1)で表されることを特徴とする、ハードケース。
０．２％耐力×厚さ≧２０Ｎ／ｍｍ    ・・・（１）
（Ｎ／ｍｍ2 ）（ｍｍ）
【請求項２】
金属板がアルミニウム又はアルミニウム−マンガン系合金であることを特徴とする、請求項１記載のハードケース。
【請求項３】
金属板がアルミニウム合金であって、その材質がＪＩＳ規格による表示方法に従う以下（2)のものであることを特徴とする、請求項２記載のハードケース。
３００３−Ｈ１６、３００３−Ｈ１８、
３２０３−Ｈ１６、３２０３−Ｈ１８、
３００４−ＨＸＹ、３１０４−ＨＸＹ  ・・・（2)
（但しＸ＝１、２、３であり、Ｙ＝２、４、６、８である。）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のハードケースに非水型電解質電池を内蔵したことを特徴とする、バッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣ、リチウム電池等の電気・電子部品を封入するためのハードケースの改良に関する。
詳細には、本発明は、予め絶縁された金属板であって樹脂中にインサート成形された金属板として軽量・薄肉であるにもかかわらず、０．２％耐力で表される強度が高く且つ「そり」のない、ＩＣ、リチウム電池等の電気・電子部品を封入するためのハードケースの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、リチウム電池等の電気・電子部品を封入するための薄いカード型ハードケースは、通常ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチック樹脂を使用し、内側にステンレススチール板、アルミニウム板等の金属板を配した構造のものをインサート成形して、コネクタ端子等の端部を配設した半割りケースを製造し、この半割りケース内にＩＣ等の半導体素子や電池等の電気・電子部品を封入し、最後に別の半割りケースと共に上下に接着・嵌合することにより製造される。
【０００３】
その際に金属板は樹脂中に同時インサート射出成形により１工程で製造される。金属板をインサート成形する場合、ステンレススチール板では重量が重すぎると言う欠点がある。
図６は従来法によるハードケースの問題点を説明する模式図であり、 (イ)はインサート成形直後の半割りケースを示し、 (ロ)はその場合に半割りケースに「そり」が生じることを示し、 (ハ)はその半割りケースの断面を示す。
図６において、１はアルミニウム板、２はポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチック樹脂（以下単に樹脂と称する）、５は「そり」である。
また、アルミニウム板１を使うことにより軽量化を図らうとすると、図６に示されるように、成形直後に（図６−(イ) ）、ケースの「そり」５が発生して（図６− (ロ)）満足なハードケースを得ることができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術では、図６に示されるように、アルミニウム板１の強度が弱いため、インサート成形した樹脂２は、熱収縮歪応力に耐えられず、「そり」５が発生する。
その理由は、成形後に樹脂２は収縮しようとするが、図６− (ハ)に示すようにアルミニウム板１が配された上面は収縮できない。結局、下部の樹脂２のみ収縮するため「そり」５が発生するのである。
本発明の目的は、予め絶縁された金属板であって樹脂中にインサート成形された金属板が軽量・薄肉であるにもかかわらず、０．２％耐力で表される高強度を有し、且つ「そり」のないＩＣ、電池等の電気・電子部品を封入するためのハードケースに関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題について種々検討した結果、予め絶縁された金属板であって樹脂中にインサート成形された金属板が０．２％耐力と厚さとの関係が一定の式で表される場合に限って、金属板が軽量・薄肉であるにもかかわらず、０．２％耐力で表される強度が高く且つ「そり」のないハードケースを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。
更に、金属板として、特定のアルミニウム合金、特に特定の材質を有するアルミニウム板を選択・使用することによって、上記課題を達成できることも見出した。
【０００６】
即ち、本発明は：
（１）予め絶縁された金属板であって金属板の厚さが０．２５ｍｍ以下で比重が３．０ｇ／ｃｍ3 以下の金属板を樹脂中にインサート成形したハードケースであって、金属板の０．２％耐力と金属板の厚さとを示す関係が下記式（1)で表される、ハードケースを提供する。また、
０．２％耐力×厚さ≧２０Ｎ／ｍｍ    ・・・（1)
（Ｎ／ｍｍ2 ）（ｍｍ）
（２）金属板がアルミニウム又はアルミニウム−マンガン系合金である点にも特徴を有する。また、
（３）金属板がアルミニウム合金であって、その材質がＪＩＳ規格による表示方法に従う以下（2)のものである点に特徴を有する。また、
３００３−Ｈ１６、３００３−Ｈ１８、
３２０３−Ｈ１６、３２０３−Ｈ１８、
３００４−ＨＸＹ、３１０４−ＨＸＹ  ・・・（2)
（但しＸ＝１、２、３であり、Ｙ＝２、４、６、８である。）
（４）（１）〜（３）のずれかに記載のハードケースに非水型電解質電池を内蔵した、バッテリーパックを提供する。
【０００７】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１ (イ)は、本発明のハードケース完成品の外観を示す斜視図であり、 (ロ)は金属板が樹脂中にインサート成形して得られた半割りケースの形状を示す模式図である。
図２は、本発明のハードケースの製造工程を示す模式図であり、(イ) はアルミニウム板の打ち抜きにより、任意形状の端部を備えた金属板の製造工程を示し、 (ロ)は金属板の端部を曲げ加工する工程を示し、 (ハ)は金属板を樹脂中にインサート成形して半割りケースを製造する工程とその半割りケースの断面を示し、 (ニ)は得られた半割りケース２つを上下に接着したハードケース完成品を示す。
【０００８】
図１〜２において、１はアルミニウム板等の軽量金属板、２はポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等のエンジニアリングプラスチック樹脂（樹脂と称する）、３はハードケースにＩＣ等の半導体素子や電池等を封入した場合に必要なコネクタ端子等の端部、４は端部の曲げ部（半割りケースの側面に曲げ部４が見えている）、６は２つの半割りケースを上下に超音波溶着等により接着した接合面、７は上ケース、８は下ケース、９はハードケース完成品、１０は半割りケース、１１は金属板接着面である。
【０００９】
【作用】
(i) 本発明では、ハードケースを構成する金属板の厚さが０．２５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下で、比重が３．０ｇ／ｃｍ3 以下、好ましくはｇ／ｃｍ3 以下と非常に薄肉且つ軽量であって、金属板の０．２％耐力と金属板の厚さｄとの関係が下記式（1)で表される高い耐力で表される高強度を有する金属板を使用する必要がある（クレーム１）。
０．２％耐力×厚さ≧２０Ｎ／ｍｍ    ・・・（1)
（Ｎ／ｍｍ2 ）（ｍｍ）
【００１０】
その場合、金属板の厚さｄが０．２５ｍｍを超えるとたとえ比重が３．０ｇ／ｃｍ3 以下であっても、例えば０．５ｍｍ厚のＰＢＴ樹脂を用いた場合よりも重量が大きくなってしまうため好ましくない。金属板の厚さｄの下限は式（1)を満足する耐力を金属板が有する範囲内で任意に決められる。
その条件を満たすと、ハードケースは、インサート成形時に「そり」の問題が発生せず、軽量、薄肉で且つ高強度を実現できる。
（ｉｉ）本発明の場合、インサート成形に使用する樹脂等で予め絶縁された金属板を使用することによって、従来法における後に貼り合わせ等の絶縁加工を施す手間を要しない（請求項１）。
【００１１】
（ｉｉｉ）本発明のハードケースを構成する金属板の材質はアルミニウム合金であって、その材質がＪＩＳ規格による表示方法に従う以下（２）のものであることが望ましい（クレーム３）。
３００３−Ｈ１６、３００３−Ｈ１８、
３２０３−Ｈ１６、３２０３−Ｈ１８、
３００４−ＨＸＹ、３１０４−ＨＸＹ  ・・・（２）
（但しＸ＝１、２、３であり、Ｙ＝２、４、６、８である。）
従って、金属板を構成するアルミニウム合金としては、アルミニウム又はアルミニウム−マンガン系等との合金が挙げられる（請求項２）。
それによってハードケースは、インサート成形時に「そり」の問題が発生せず、軽量、薄肉で且つ高強度を実現できる。
【００１２】
（ｉｖ）この型のハードケースを利用して、リチウム電池等の非水型電解質電池を内蔵したバッテリーパックを提供できる（請求項４）。
これにより、バッテリーパックの軽量化・薄肉化によりパックとしての重量エネルギー密度、体積エネルギー密度を向上できる。
【００１３】
【実施例】
本発明を実施例及び比較例により具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を制限するものでない。
＜「そり」ｄの測定＞
「そり」ｄは、図７に示される測定処方を用い、被検ハードケース１３の片端を試験台１２に密着して載せ、超音波の適用により「そり」を生じ、もう片方の端部が台１２から浮いた高さ（ｄ）を測定する。
「そり」の寸法ｄが超音波溶着が可能である１ｍｍ以下であれば問題なし（○）とした。
＜ハードケースの製造＞
【００１４】
図３は実施例に用いたアルミニウム板材料を打ち抜いで端部３を設けたアルミニウム板の形状を示す模式図である。
図４は実施例における半割れハードケースの製造工程を示す模式図であり、(イ) は打ち抜いたアルミニウム板を示し、 (ロ)はアルミニウム板を樹脂中にインサート成形した半割れハードケースを示し、その側面にアルミニウム板端部の曲げ部４が観察される、 (ハ)はインサート成形された半割れハードケース完成品を示す。
図５は、図４ (ハ)に示した半割れケース上下２枚を接合したハードケース完成品の形状を示す模式図である。
即ち、図３に示されるアルミニウム板材料を切り抜き加工した後、図４に示される製造工程に付して半割れハードケースを製造する。
【００１５】
その際に、ガラス繊維フィラー３０重量％ブレンドしたＰＢＴ樹脂を常法に従ってインサート射出成形し、図４に示す形状のインサート成形部品（半割れケース）２枚を得た。この時点で部品の「そり」ｄを測定した。
図３〜５において、１はアルミニウム板、２は樹脂、３は端子等の端部、４は端部の曲げ部、６は２つの半割りケースを上下に接着した接合面、９はハードケース完成品、１０は半割りケースである。
【００１６】
(i) ＩＣカードのケース：
（実施例１〜５）
この場合には「そり」は問題にならないケースであり、重量、厚さ共に樹脂のみを用いた場合（比較例６）より低減できる。
更に、この上下２枚の半割れインサート成形部品を重ね合わせて超音波溶着により接着して、図５に示すハードケース９を完成し、この重量、厚さを測定した。
【００１７】
（比較例１、２）
厚さ×耐力＜２０となった場合を示し、「そり」が大きくなってしっまた。
（比較例３）
アルミニウム板の厚さを０．３ｍｍとしたものである。比較例６の樹脂タイプよりも重量が重くなった。
（比較例４）
アルミニウム板の厚さを０．０８ｍｍとしたものである。
厚さ×耐力＝２０であったが、「そり」が大きくなってしまう。
【００１８】
（比較例５）
ステンレス板を用いたものであり、重量が比較例６より重くなった。
（比較例６）
金属板を使用せずに、ガラス繊維フィラー３０重量％ブレンドしたＰＢＴ樹脂のみでハードケースを作成した。
その場合の樹脂の厚さは強度面を満足できる最少の厚さである０．５ｍｍとし、且つ内部の寸法が３６×６６×３ｍｍとなるように設計している。
【００１９】
それらの結果を以下表１にまとめた。
【表１】
0003772509.tif 000002
【００２０】
【表２】
0003772509.tif 000003
【００２１】
（注）
１）成形後の「そり」は片方のみであり、ｄ＞１ｍｍの場合は×、ｄ≦１ｍｍの場合は○とした。
２）２つの半割れインサート成形品を超音波溶着により接着させたハードケース成形品の状態での測定値。
３）比較例６のケースは樹脂のみを使用した。
（実施例６）
実施例２において、アルミニウム板に予め６ｍｍ厚のＰＢＴ樹脂フィルムをウレタン系接着剤１μｍ厚を介在させて貼り合わせたものを使用した。
この方法によれば、連続で絶縁貼りしたものを打ち抜くので、後に絶縁部を貼る手間が不要である。
【００２２】
(ii)電池パックのケース：
（実施例７）
実施例６において、３５×６５×２．９ｍｍ寸法で、重量が１６ｇで、容量５００ｍＡ’、電圧３．６Ｖの電池セルを封入して電池パックを作成した。
比較例７と比べてパックとしてのエネルギー密度が向上している。
（比較例７）
比較例６において、実施例７の電池セルを封入した。
【００２３】
実施例７、比較例７の結果を以下の表３に比較した。
【表３】
0003772509.tif 000004
【００２４】
【発明の効果】
以上の通り、（１）本発明では、樹脂中にインサート成形された金属板が０．２％耐力
と厚さとの関係が一定の式で表される場合に限って、金属板が軽量・薄肉であるにもかかわらず、０．２％耐力で表される強度が高く且つ「そり」のない、ハードケースを提供できる。
（２）更に、インサート成形に使用する樹脂等で予め絶縁された金属板を使用することによって、従来法における後に貼り合わせ等の絶縁加工を施す手間を要しない。
（３）金属板として特定のアルミニウム合金、特に特定の材質を有するアルミニウム板が有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (イ)は、本発明のハードケース完成品の外観を示す斜視図であり、 (ロ)は金属板が樹脂中にインサート成形して得られた半割りケースの形状を示す模式図である。
【図２】本発明のハードケースの製造工程を示す模式図であり、(イ) はアルミニウム板の打ち抜きにより、任意形状の端部を備えた金属板の製造工程を示し、 (ロ)は金属板の端部を曲げ加工する工程を示し、 (ハ)は金属板を樹脂中にインサート成形して半割りケースを製造する工程とその半割りケースの断面を示し、 (ニ)は得られた半割りケース２つを上下に接着したハードケース完成品を示す。
【図３】実施例に用いたアルミニウム板材料を打ち抜いで端部３を設けたアルミニウム板の形状を示す模式図である。
【図４】実施例における半割れハードケースの製造工程を示す模式図であり、(イ) は打ち抜いたアルミニウム板を示し、 (ロ)はアルミニウム板を樹脂中にインサート成形した半割れハードケースを示し、 (ハ)はインサート成形された半割れハードケース完成品を示す。
【図５】図４ (ハ)に示した半割れケース２枚を接合したハードケース完成品の形状を示す模式図である。
【図６】従来法によるハードケースの問題点を説明する模式図であり、 (イ)は  インサート成形直後の半割りケースを示し、 (ロ)はその場合に半割りケースに「そり」が生じることを示し、 (ハ)はその半割りケースの断面を示す。
【図７】ハードケースの「そり」を測定する処方を説明する模式図である。
【符号の説明】
１  アルミニウム板等の金属板
２  樹脂
３  端子等の端部
４  端部の曲げ部
５  そり
６  半割りケースの接合面
７  上ケース
８  下ケース
９  ハードケース完成品
１０  半割りケース
１１  金属板の接着面
１２  試験台
１３  被検ハードケース
【図１】
0003772509.tif 000005
【図２】
0003772509.tif 000006
【図３】
0003772509.tif 000007
【図４】
0003772509.tif 000008
【図５】
0003772509.tif 000009
【図６】
0003772509.tif 000010
【図７】
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