(57)【要約】【課題】電極端子の溶接焼けを抑制できる押圧治具、及び溶接ステーションを提供する。【解決手段】押圧治具６０は、電極組立体を収容するケース本体１３及び蓋体１４を有するケース１１と、電極組立体と電気的に接続されるとともに、蓋体１４を貫通しケース１１の外部に突出する電極端子１７ｂと、ケース本体１３と蓋体１４とがレーザ溶接された溶接部１５とを備える二次電池１０の製造に用いられる。押圧治具６０は、電極端子１７ｂを収容可能な収容空間を形成する筒部６０ａを備える。筒部６０ａの一部である板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａは、蓋体１４の縁部をケース本体１３に向けて押圧する押圧部である。筒部６０ａの一部である開閉部６３の底部６３ｃは、蓋体１４を押圧する方向に変位可能であり、板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａが蓋体１４を押圧した状態において、蓋体１４に接触する閉位置と、蓋体１４から離間する開位置とで変位する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体を収容するケース本体、及び前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を有するケースと、
前記電極組立体と電気的に接続されるとともに、前記蓋体を貫通し、前記ケースの外部に突出する電極端子と、
前記ケース本体と前記蓋体とがレーザ溶接された溶接部と、
を備える蓄電装置の製造に用いられ、レーザ溶接の際に前記蓋体を前記ケース本体に向けて押圧する押圧治具であって、
前記電極端子を収容可能な収容空間を有する筒部を備え、
前記筒部は、
前記蓋体の縁部を前記ケース本体に向けて押圧する押圧部と、
前記蓋体を押圧する方向に変位可能な底部を有する開閉部と、
を有し、
前記開閉部の底部は、前記押圧部が前記蓋体を押圧した状態において、前記蓋体に接触する閉位置と、前記蓋体から離間する開位置とで変位することを特徴とする押圧治具。
【請求項２】
前記開閉部は、前記蓋体を押圧する方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部を有するとともに、前記蛇腹部の開口は前記底部によって閉塞され、
前記開閉部には、前記開閉部内のガス量を調整するガス調整部が接続され、
前記開閉部の底部は、前記蛇腹部が前記開閉部内のガス量に応じて伸縮することにより変位する請求項１に記載の押圧治具。
【請求項３】
電極組立体を収容するケース本体、及び前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を有するケースと、
前記電極組立体と電気的に接続されるとともに、前記蓋体を貫通し、前記ケースの外部に突出する電極端子と、
前記ケース本体と前記蓋体とがレーザ溶接された溶接部と、
を備える蓄電装置の製造に用いられ、前記蓋体を前記ケース本体に向けて押圧しながらレーザ溶接を行う溶接ステーションであって、
前記電極端子を収容可能な収容空間を有し、重力方向に延びる筒部と、
前記筒部の側方に形成された開口と、
前記開口を開閉可能に変位する開閉部と、
を備え、
前記開閉部は、前記筒部の下端部が前記蓋体を押圧した状態において、前記開口を開放する開位置と、前記開口を遮る閉位置とで変位することを特徴とする溶接ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置を製造する際に用いられる押圧治具、及びケース本体と蓋体とを溶接する溶接ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、電動機などへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池などが搭載されている。二次電池は、電極組立体を収容するケース本体、及びケース本体の開口部を閉塞する蓋体を有するケースと、電極組立体と電気的に接続されるとともに、蓋体を貫通し、ケースの外部に突出する電極端子と、ケース本体と蓋体とがレーザ溶接された溶接部とを備える。二次電池は、電極端子に接続されたバスバーによって他の二次電池と接続され、モジュール化される。
【０００３】
このような二次電池の製造に用いられる治具として、ケース本体と蓋体とを溶接する際に、蓋体をケース本体に向けて押圧する押圧治具が知られている（例えば、特許文献１参照）。押圧治具により蓋体を押圧することで、ケース本体や蓋体に反りや歪みなどが生じていたり、溶接時の熱によってケース本体や蓋体が変形したりしたとしても、ケース本体と蓋体とを密接させられるため、溶接部を良好に形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３３２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ケース本体と蓋体とをレーザ溶接すると、ケースの材料である金属の蒸気（ヒューム）が発生する。レーザは、ヒュームにより乱反射し、乱反射したレーザによって、電極端子に溶接焼けが生じることがある。電極端子が溶接焼けすると、二次電池を充放電する際の電気抵抗が増大してしまう。この問題は、押圧治具を箱状にし、押圧治具によって蓋体を押圧する際に押圧治具内に電極端子を収容することで解決できる。つまり、乱反射したレーザから押圧治具により電極端子を保護でき、電極端子の溶接焼けを抑制できる。
【０００６】
その一方で、二次電池の製造は、生産性の向上の観点から自動化されている。このため、ケース本体及び蓋体は、ロボットアーム等の把持部によって把持され、前工程から溶接ステーションに搬送される。このとき、把持部は、ケース本体と蓋体とが位置ずれしないように、蓋体側とケース本体の底壁側からケースを把持する。そして、ケース本体及び蓋体が溶接ステーションに搬送されると、押圧治具が蓋体をケース本体に向けて押圧し、その後、把持部によるケース本体及び蓋体の把持が解除される。このため、押圧治具により蓋体を押圧する際、押圧治具と把持部とが干渉しないよう、押圧治具と蓋体の上面との間には把持部を位置させるための隙間が必要になる。しかしながら、この隙間は、押圧治具内と押圧治具外とを連通させる。このため、溶接時には、乱反射したレーザは、隙間を介して押圧治具内に侵入し、侵入したレーザにより、電極端子が溶接焼けしてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電極端子の溶接焼けを抑制できる押圧治具、及び溶接ステーションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するための押圧治具は、電極組立体を収容するケース本体、及び前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を有するケースと、前記電極組立体と電気的に接続されるとともに、前記蓋体を貫通し、前記ケースの外部に突出する電極端子と、前記ケース本体と前記蓋体とがレーザ溶接された溶接部と、を備える蓄電装置の製造に用いられ、レーザ溶接の際に前記蓋体を前記ケース本体に向けて押圧する押圧治具であって、前記電極端子を収容可能な収容空間を有する筒部を備え、前記筒部は、前記蓋体の縁部を前記ケース本体に向けて押圧する押圧部と、前記蓋体を押圧する方向に変位可能な底部を有する開閉部と、を有し、前記開閉部の底部は、前記押圧部が前記蓋体を押圧した状態において、前記蓋体に接触する閉位置と、前記蓋体から離間する開位置とで変位することを要旨とする。
【０００９】
電極組立体を収容したケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞するようにケース本体上に配置された蓋体とは、ケース本体と蓋体とがレーザ溶接されるまでの間、把持部によってケース本体の底側と蓋体側から把持されている。そして、ケース本体と蓋体とを溶接する際、押圧治具の押圧部によって蓋体をケース本体に向けて押圧する。このとき、開閉部の底部が開位置に位置することで、開閉部の底部と蓋体との間に隙間が形成され、この隙間に把持部を位置させることができる。また、把持部によるケースの把持が解除された後、開閉部の底部が閉位置に変位することで、開閉部の底部が蓋体に接触し、開閉部の底部と蓋体との間の隙間が無くなる。これにより、ケース本体と蓋体とをレーザ溶接する際に、ヒュームによりレーザが乱反射しても、乱反射したレーザは収容空間に侵入し難くなる。よって、収容空間に収容された電極端子の溶接焼けを抑制できる。
【００１０】
また、上記押圧治具について、前記開閉部は、前記蓋体を押圧する方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部を有するとともに、前記蛇腹部の開口は前記底部によって閉塞され、前記開閉部には、前記開閉部内のガス量を調整するガス調整部が接続され、前記開閉部の底部は、前記蛇腹部が前記開閉部内のガス量に応じて伸縮することにより変位するのが好ましい。
【００１１】
これによれば、ガス調整部が開閉部内のガスを排出すると、開閉部内のガス量が減少して内圧が低下し、蛇腹部は圧縮状態となる。このとき、開閉部の底部は開位置に位置し、開閉部の底部と蓋体との間に隙間が形成される。一方、ガス調整部が開閉部内にガスを供給すると、開閉部内のガス量が増加して内圧が上昇し、蛇腹部は伸張状態となる。このとき、開閉部の底部は閉位置に位置し、開閉部の底部と蓋体との間に隙間が形成されない。このようにガス調整部によって開閉部内のガス量を調整して蛇腹部を伸縮させ、開閉部の底部を変位させる場合、把持部の形状等に応じて開位置を容易に変更できる。
【００１２】
上記問題点を解決するための溶接ステーションは、電極組立体を収容するケース本体、及び前記ケース本体の開口部を閉塞する蓋体を有するケースと、前記電極組立体と電気的に接続されるとともに、前記蓋体を貫通し、前記ケースの外部に突出する電極端子と、前記ケース本体と前記蓋体とがレーザ溶接された溶接部と、を備える蓄電装置の製造に用いられ、前記蓋体を前記ケース本体に向けて押圧しながらレーザ溶接を行う溶接ステーションであって、前記電極端子を収容可能な収容空間を有し、重力方向に延びる筒部と、前記筒部の側方に形成された開口と、前記開口を開閉可能に変位する開閉部と、を備え、前記開閉部は、前記筒部の下端部が前記蓋体を押圧した状態において、前記開口を開放する開位置と、前記開口を遮る閉位置とで変位することを要旨とする。
【００１３】
電極組立体を収容したケース本体と、ケース本体の開口部を閉塞するようにケース本体上に配置された蓋体とは、ケース本体と蓋体とがレーザ溶接されるまでの間、把持部によってケース本体の底側と蓋体側から把持されている。そして、ケース本体と蓋体とを溶接する際、筒部の下端部によって蓋体をケース本体に向けて押圧する。このとき、開閉部が開位置に位置することで、筒部の開口が開放され、この開口に把持部を位置させることができる。また、把持部によるケースの把持が解除された後、開閉部が閉位置に変位することで、開閉部によって筒部の開口が遮られる。これにより、ケース本体と蓋体とをレーザ溶接する際に、ヒュームによりレーザが乱反射しても、乱反射したレーザは収容空間に侵入し難くなる。よって、収容空間に収容された電極端子の溶接焼けを抑制できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電極端子の溶接焼けを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の二次電池の分解斜視図。
【図２】二次電池の斜視図。
【図３】二次電池の製造工程図。
【図４】溶接ステーションを示す斜視図。
【図５】（ａ）は押圧治具の断面図、（ｂ）は押圧治具の側面図。
【図６】押圧工程を示す側面図。
【図７】把持解除工程及び溶接工程を示す側面図。
【図８】押圧治具の別例を示す断面図。
【図９】把持部の別例を示す斜視図。
【図１０】押圧治具の別例を示す斜視図。
【図１１】（ａ）は押圧治具の別例を示す断面図、（ｂ）は押圧治具の別例を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、押圧治具及び溶接ステーションを具体化した一実施形態を図１〜図７にしたがって説明する。
まず、本実施形態の押圧治具を用いて製造された蓄電装置としての二次電池について説明する。
【００１７】
図１に示すように、二次電池１０は、ケース１１と、ケース１１に収容された電極組立体１２とを備える。ケース１１は、直方体状のケース本体１３と、ケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する矩形平板状の蓋体１４とを有する。本実施形態の二次電池１０は、その外観が角型をなす角型電池である。ケース１１を構成するケース本体１３と蓋体１４は、何れも金属製（例えば、ステンレスやアルミニウム）である。また、本実施形態の二次電池１０は、リチウムイオン電池である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、ケース本体１３は、矩形板状の底壁１３ｂと、底壁１３ｂの一対の長側縁部から立設された一対の長側壁１３ｃと、底壁１３ｂの一対の短側縁部から立設された一対の短側壁１３ｄとを有する。蓋体１４において、ケース１１の内側に臨む面を内面１４ａとし、ケース１１の外側に臨むとともに内面１４ａとは反対側の面を外面１４ｂとする。蓋体１４の内面１４ａの縁部は、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの先端面と対向する。二次電池１０は、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの先端面と、蓋体１４の内面１４ａとが溶接された溶接部１５を備える。
【００１９】
電極組立体１２は、複数の正極電極と、複数の負極電極と、複数のセパレータとを備える。電極組立体１２は、正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させ、かつ相互に絶縁させた状態で積層した層状構造を有する。正極電極は、矩形シート状の正極金属箔（例えばアルミニウム箔）と、正極金属箔の両面に存在する正極活物質層とを有する。正極電極は、正極金属箔の一辺の一部から突出した形状の正極のタブ１６ａを有する。正極のタブ１６ａは、正極活物質層が存在せず、正極金属箔そのもので構成されている。同様に、負極電極は、矩形シート状の負極金属箔（例えば銅箔）と、負極金属箔の両面に存在する負極活物質層とを有する。負極電極は、負極金属箔の一辺の一部から突出した形状の負極のタブ１６ａを有する。負極のタブ１６ａは、負極活物質層が存在せず、負極金属箔そのもので構成されている。
【００２０】
図１に示すように、電極組立体１２は、正極のタブ１６ａが積層された正極のタブ群１６と、負極のタブ１６ａが積層された負極のタブ群１６とを有する。電極組立体１２は、正極のタブ群１６及び負極のタブ群１６が存在する端面にタブ側端面１２ａを有する。電極組立体１２は、各タブ群１６が折り曲げられた状態でケース１１内に収容される。また、ケース１１に電極組立体１２が収容された状態において、タブ側端面１２ａは、蓋体１４の内面１４ａと対向する。
【００２１】
図１に示すように、二次電池１０は、電極組立体１２から電気を取り出すための各極性の端子構造１７を備える。正極の端子構造１７は、正極のタブ群１６と接合された導電部材１７ａと、導電部材１７ａに接続された棒状の電極端子１７ｂとを有する。負極の端子構造１７は、負極のタブ群１６と接合された導電部材１７ａと、導電部材１７ａに接続された棒状の電極端子１７ｂとを有する。電極端子１７ｂは、導電部材１７ａを介して電極組立体１２と電気的に接続されている。図２に示すように、各電極端子１７ｂの先端部は、蓋体１４の貫通孔１４ｃを貫通してケース１１の外部に突出する。各電極端子１７ｂの先端部には、二次電池１０同士を電気的に接続する図示しないバスバーが固定可能である。各電極端子１７ｂには、電極端子１７ｂと蓋体１４と絶縁するための絶縁リング１８がそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
次に、二次電池１０の製造工程について説明する。
図３に示すように、二次電池１０の製造工程は、電極組立体１２をケース本体１３に収容するとともにケース本体１３上に蓋体１４を配置する収容工程と、電極組立体１２が収容されたケース本体１３及び蓋体１４を把持する把持工程と、ケース本体１３及び蓋体１４を溶接ステーションＰに搬送する搬送工程とを含む。また、二次電池１０の製造工程は、蓋体１４をケース本体１３に向けて押圧する押圧工程と、ケース本体１３及び蓋体１４の把持を解除する把持解除工程と、ケース本体１３と蓋体１４とを溶接する溶接工程と、蓋体１４の押圧を解除する押圧解除工程とを含む。
【００２３】
収容工程では、前工程において端子構造１７の導電部材１７ａとタブ群１６とが接合された電極組立体１２をケース本体１３に収容し、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの先端面上に蓋体１４を配置する。また、端子構造１７の電極端子１７ｂは、蓋体１４の貫通孔１４ｃを貫通し、電極端子１７ｂの先端部は、ケース１１の外部に突出する。電極端子１７ｂには、絶縁リング１８が取り付けられる。ここで、ケース本体１３や蓋体１４に反りや歪みなどがある場合、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの先端面と蓋体１４の内面１４ａとの間には部分的に隙間が生じることがある。
【００２４】
図４に示すように、把持工程では、把持部４０によって、収容工程後のケース本体１３及び蓋体１４を把持する。把持部４０は、例えば、ロボットアームである。把持部４０は、第１爪部４１と、第１爪部４１と重力方向に対向する第２爪部４２と、第１爪部４１と第２爪部４２とを接続する接続部４３とを有するコ字型である。蓋体１４の短手方向に沿う第１爪部４１及び第２爪部４２の長さはそれぞれ、蓋体１４の短手方向の寸法よりも長い。接続部４３は、ケース本体１３及び蓋体１４を把持した状態において、ケース本体１３の一方の長側壁１３ｃの側方に位置する。
【００２５】
把持部４０は、ケース本体１３と蓋体１４とが位置ずれしないように、蓋体１４側とケース本体１３の底壁１３ｂ側からケース本体１３及び蓋体１４を把持する。すなわち、把持部４０は、第１爪部４１と第２爪部４２とによってケース本体１３及び蓋体１４を挟持することでケース本体１３及び蓋体１４を把持する。第１爪部４１及び第２爪部４２の少なくとも一方の重力方向の位置は、図示しない駆動機構によって変更可能である。このため、重力方向における第１爪部４１と第２爪部４２との間隔は変更可能である。本実施形態では、接続部４３における重力方向の上側部分及び第１爪部４１と、接続部４３における重力方向の下側部分及び第２爪部４２とが重力方向に変位することによって、第１爪部４１と第２爪部４２との間隔が変更される。第１爪部４１と第２爪部４２との間隔が、ケース本体１３及び蓋体１４が重なる方向におけるケース本体１３及び蓋体１４の寸法よりも広い状態を開状態とし、第１爪部４１と第２爪部４２との間隔が、ケース本体１３及び蓋体１４が重なる方向におけるケース本体１３及び蓋体１４の寸法とほぼ同じ状態を閉状態とする。第１爪部４１と第２爪部４２との間にケース本体１３及び蓋体１４が位置する状態において、第１爪部４１と第２爪部４２との間隔が開状態であるとき、把持部４０によるケース本体１３及び蓋体１４の把持は解除され、第１爪部４１と第２爪部４２との間隔が閉状態であるとき、把持部４０は、ケース本体１３及び蓋体１４を把持する。
【００２６】
搬送工程において、把持部４０によって把持されたケース本体１３及び蓋体１４は、溶接ステーションＰまで搬送される。図４に示すように、溶接ステーションＰには、ケース本体１３が載置されるテーブル５０が配置されている。ケース本体１３及び蓋体１４は、溶接ステーションＰまで搬送されると、テーブル５０の上面に載置される。テーブル５０は、上面に溝部５１を有する。ケース本体１３がテーブル５０に載置された状態において、把持部４０の第２爪部４２は溝部５１内に収まる。つまり、溝部５１により、把持部４０の第２爪部４２とテーブル５０とが干渉しないようになっている。
【００２７】
溶接ステーションＰでは、押圧工程、把持解除工程、溶接工程、及び押圧解除工程が行われる。図４に示すように、溶接ステーションＰには、押圧工程を行う箱状の押圧治具６０と、溶接工程を行うレーザ照射装置７０とが配置されている。押圧治具６０は、テーブル５０の上方に位置するとともに、図示しない昇降装置によって重力方向に昇降可能である。レーザ照射装置７０は、テーブル５０と押圧治具６０とによって挟まれる空間の側方、すなわちケース本体１３及び蓋体１４の側方に位置する。
【００２８】
押圧治具６０は、低ニッケル耐熱鋳鉄により形成され、内面には高ニッケル層を有する。低ニッケル耐熱鋳鉄としては、例えば、オーステナイト系鋳鉄が使用される。オーステナイト系鋳鉄は、炭素（Ｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、及び銅（Ｃｕ）からなる基本元素と、残部が鉄（Ｆｅ）と不可避不純及びマグネシウム、希土類元素、アルミニウム、カルシウム、バリウム、ビスマス、アンチモン、スズ、チタン、ジルコニウム、モリブデン、バナジウム、タングステン、ニオブ、窒素、ケイ素、銅から選択される微量改質元素とからなり、常温域でオーステナイト相を主相とするＦｅ合金からなる基地で組織された鋳鉄である。鋳鉄全体を１００質量％としたとき、微量改質元素の総量は、１質量％以下であり、ニッケル（Ｎｉ）は、１７〜２２質量％である。低ニッケル耐熱鋳鉄により押圧治具６０を形成することで、後述の溶接工程において、溶接部１５の熱が蓋体１４を介して押圧治具６０に伝わったり、レーザが押圧治具６０に照射されたりしても、押圧治具６０の変形及び酸化を抑制できる。
【００２９】
図４、図５（ａ）、及び図５（ｂ）に示すように、押圧治具６０は、筒部６０ａと、筒部６０ａの一方の開口を重力方向上側から覆う閉塞部６０ｂと、筒部６０ａの内側に形成された収容空間６０ｃとを備える。本実施形態の筒部６０ａは、筒部６０ａを貫通する軸線が重力方向に延びる四角筒である。
【００３０】
図４及び図５（ａ）に示すように、筒部６０ａは、矩形板状の一対の壁部としての長側壁部６０１と、長側壁部６０１同士を接続する一対の壁部としての短側壁部６０２とを備える。各長側壁部６０１は、矩形状の板部６１と、後述の開閉部６３とによって構成されている。各板部６１及び短側壁部６０２は、筒部６０ａの軸方向における閉塞部６０ｂとは反対側の下端部に先端面Ａを有する。後述するが、先端面Ａは、蓋体１４を押圧する押圧部である。板部６１の先端面Ａは、蓋体１４の外面１４ｂの長側縁部と対向し、短側壁部６０２の先端面Ａは、蓋体１４の外面１４ｂの短側縁部と対向する。板部６１は、先端面Ａから閉塞部６０ｂに向けて凹む凹部６２を有する。各凹部６２は、上面部６２ａと、上面部６２ａと板部６１の先端面Ａとを繋ぐ一対の側面部６２ｂとを有する。
【００３１】
図４及び図５（ｂ）に示すように、押圧治具６０は、各凹部６２の上面部６２ａに取り付けられ、板部６１と一体化された開閉部６３を備える。開閉部６３は、重力方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部６３ａと、蛇腹部６３ａの開口を軸方向の一端側から覆う蓋部６３ｂと、蛇腹部６３ａの開口を軸方向の他端側から覆う底部６３ｃとを有する。図５（ａ）に示すように、蛇腹部６３ａの軸方向と直交する断面形状は、略矩形筒状である。蛇腹部６３ａの断面形状での長手方向の寸法は、凹部６２の側面部６２ｂ同士の距離よりも僅かに小さい。一方の蛇腹部６３ａの一方の長側面は、一方の板部６１とともに一方の長側壁部６０１を構成し、他方の蛇腹部６３ａの一方の長側面は、他方の板部６１とともに他方の長側壁部６０１を構成する。
【００３２】
各開閉部６３の底部６３ｃは、重力方向に変位可能である。底部６３ｃは、重力方向において板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａと同じ位置に位置する閉位置（図７参照）と、重力方向において板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａよりも上側に位置する開位置（図６参照）とで変位する。本実施形態では、各開閉部６３の底部６３ｃは、蛇腹部６３ａの伸縮によって変位する。蛇腹部６３ａは、蛇腹部６３ａの内側と、蓋部６３ｂの内面と、底部６３ｃの内面とによって形成された空間（以下、開閉部６３内という）の圧力の変化によって伸縮する。開閉部６３の内圧は、図４に示すように、開閉部６３に接続されたガス調整部６４によって行われる。
【００３３】
ガス調整部６４は、開閉部６３内にガスを供給したり、開閉部６３内のガスを排出させたりすることにより、開閉部６３内のガスの量を調整可能である。ガス調整部６４が開閉部６３内にガスを供給すると、開閉部６３内のガス量が増加して内圧が上昇し、蛇腹部６３ａは伸張状態になる。蛇腹部６３ａが伸張状態にあるとき、開閉部６３の底部６３ｃは、閉位置に位置する。一方、ガス調整部６４が開閉部６３からガスを排出すると、開閉部６３内のガス量が減少して内圧が低下し、蛇腹部６３ａは圧縮状態となる。蛇腹部６３ａが圧縮状態にあるとき、開閉部６３の底部６３ｃは、開位置に位置する。
【００３４】
図６に示すように、テーブル５０にケース１１が載置された後、昇降装置によって押圧治具６０が下降することで、押圧工程が行われる。詳しくは、下降した押圧治具６０のうち、板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａが、蓋体１４の外面１４ｂの各縁部をケース本体１３に向けて重力方向に押圧する。これにより、蓋体１４の内面１４ａの各縁部と、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの先端面とが密接する。また、蓋体１４の外面１４ｂから突出した端子構造１７の電極端子１７ｂの先端部は、押圧治具６０の収容空間６０ｃに収容される。
【００３５】
押圧工程では、各ガス調整部６４は、各開閉部６３内からガスを排出することで、開閉部６３の底部６３ｃを開位置に位置させる。このため、板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａが蓋体１４の外面１４ｂに接触するのに対し、開閉部６３の底部６３ｃは蓋体１４の外面１４ｂから離間する。よって、蓋体１４の外面１４ｂと各開閉部６３の底部６３ｃとの間には隙間６５が形成され、隙間６５には各把持部４０の第１爪部４１が位置する。つまり、開閉部６３の底部６３ｃが開位置にあることにより、把持部４０の第１爪部４１と押圧治具６０とが干渉しないようになっている。また、収容空間６０ｃと押圧治具６０の外部とは、隙間６５を介して連通する。
【００３６】
次に、板部６１及び短側壁部６０２による蓋体１４の押圧が継続された状態で把持解除工程が行われる。図７に示すように、把持部４０によるケース本体１３及び蓋体１４の把持が解除されると、蓋体１４の外面１４ｂと各開閉部６３の底部６３ｃとの間の隙間６５に、把持部４０の第１爪部４１が位置しなくなる。把持解除工程後、ガス調整部６４は、開閉部６３内にガスを供給し、開閉部６３の底部６３ｃを閉位置に変位させる。このため、開閉部６３の底部６３ｃは、蓋体１４の外面１４ｂに接触し、隙間６５は無くなる。これにより、収容空間６０ｃは、押圧治具６０の外部と連通しなくなる。
【００３７】
次に、板部６１及び短側壁部６０２による蓋体１４の押圧が継続された状態で溶接工程が行われる。レーザ照射装置７０は、ケース本体１３の長側壁１３ｃ及び短側壁１３ｄの先端面と、蓋体１４の内面１４ａとが重なる部分に向けてレーザを照射するとともに、ケース１１の周囲を一周する。例えば、レーザ照射装置７０は、ケース本体１３の一方の長側壁１３ｃ、一方の短側壁１３ｄ、他方の長側壁１３ｃ、他方の短側壁１３ｄの順に、ケース本体１３と蓋体１４とを溶接する。これにより、ケース本体１３と蓋体１４とが溶接され、溶接部１５が形成されるとともに、ケース１１が完成する。
【００３８】
溶接工程では、ケース１１の材料となる金属の蒸気（ヒューム）が発生し、ヒュームによってレーザが乱反射する。このとき、開閉部６３の底部６３ｃは閉位置にあり、蓋体１４の外面１４ｂと各開閉部６３の底部６３ｃとの間には隙間６５が無いため、乱反射したレーザが収容空間６０ｃ内に侵入し難くなる。よって、収容空間６０ｃ内に収容された電極端子１７ｂの溶接焼けが抑制される。なお、開閉部６３の蛇腹部６３ａの外面と、凹部６２の側面部６２ｂとの間には隙間が存在するが、十分小さい隙間であるため、この隙間からのレーザの侵入は無視できる。
【００３９】
次に、押圧解除工程が行われる。押圧解除工程では、昇降装置によって押圧治具６０を上昇させる。これにより、板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａによる蓋体１４の外面１４ｂの押圧が解除される。押圧解除後、ケース１１は後工程に搬送される。
【００４０】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）溶接ステーションＰに配置された押圧治具６０は、電極端子１７ｂを収容可能な収容空間６０ｃを有する筒部６０ａを備える。筒部６０ａの一部である板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａは、蓋体１４の外面１４ｂの縁部をケース本体１３に向けて押圧する押圧部である。筒部６０ａの一部である開閉部６３は、蓋体１４を押圧する方向に変位可能な底部６３ｃを有する。開閉部６３の底部６３ｃは、板部６１及び短側壁部６０２の先端面Ａが蓋体１４を押圧した状態において、蓋体１４の外面１４ｂに接触する閉位置と、蓋体１４の外面１４ｂから離間する開位置とで変位可能である。
【００４１】
このため、押圧工程では、開閉部６３の底部６３ｃが開位置に位置することで、開閉部６３の底部６３ｃと蓋体１４の外面１４ｂとの間に隙間６５が形成され、この隙間６５にケース１１を把持する把持部４０の一部を位置させることができる。また、把持解除工程後、開閉部６３の底部６３ｃが閉位置に変位することで、底部６３ｃが蓋体１４の外面１４ｂに接触し、底部６３ｃと蓋体１４の外面１４ｂとの間の隙間６５が無くなる。これにより、溶接工程においてヒュームによりレーザが乱反射しても、乱反射したレーザは収容空間６０ｃ内に侵入し難くなる。よって、収容空間６０ｃに収容された電極端子１７ｂの溶接焼けを抑制できる。
【００４２】
（２）開閉部６３は、蓋体１４を押圧する方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部６３ａを有するとともに、蛇腹部６３ａの開口は蓋部６３ｂ及び底部６３ｃによって閉塞されている。また、開閉部６３には、開閉部６３内のガス量を調整するガス調整部６４が接続されている。ガス調整部６４によって開閉部６３内のガス量を調整して蛇腹部６３ａを伸縮させ、底部６３ｃを変位させることで、把持部４０の形状等に応じて開位置を容易に変更できる。
【００４３】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○  ケース１１に収容される電極組立体１２は、帯状の正極電極と帯状の負極電極とが、帯状のセパレータによって絶縁された状態で巻回された巻回型の電極組立体でもよい。
【００４４】
○  ケース１１は、直方体状でなくてもよい。ケース１１は、例えば、有底円筒状のケース本体１３、及びケース本体１３の開口部１３ａを閉塞する円板状の蓋体１４を有する円柱状でもよい。この場合、円筒状の筒部６０ａによって蓋体１４を押圧する。
【００４５】
○  電極端子１７ｂが十分な断面積を有する場合には、導電部材１７ａを省略してもよい。この場合、電極端子１７ｂにおけるケース１１の外部に突出する先端部とは反対側の端部をタブ群１６と直接溶接する。
【００４６】
○  溶接ステーションＰには、２つ以上のレーザ照射装置７０が配置されてもよい。２つ以上のレーザ照射装置７０によって同時に溶接工程を行えば、溶接工程に要する時間を短縮できる。
【００４７】
○  開閉部６３は、筒状でなくてもよく、例えば、重力方向に伸縮する蛇腹状の板でもよいし、平板であってもよい。例えば、開閉部６３が平板の場合、開閉部６３に接続されたシリンダによって開閉部６３を昇降させることで底部６３ｃの位置を変位させてもよい。また、例えば、押圧工程では、底部６３ｃが開位置に位置するように開閉部６３を保持するとともに、把持解除工程後に開閉部６３の保持を解除することで、開閉部６３が自重によって下降し、底部６３ｃが閉位置に変位するようにしてもよい。
【００４８】
○  蓋体１４の短手方向に沿う把持部４０の第１爪部４１及び第２爪部４２の長さが蓋体１４の短手方向の寸法よりも短い場合、図８に示すように、筒部６０ａは、把持部４０の接続部４３が位置する一方の板部６１のみに凹部６２及び開閉部６３を有していてもよい。また、把持部４０の接続部４３がケース本体１３の短側壁１３ｄの側方に配置される場合、筒部６０ａは、短側壁部６０２に凹部６２及び開閉部６３を有していてもよい。
【００４９】
○  複数の把持部４０によってケース本体１３及び蓋体１４を把持してもよい。例えば、図９に示すように、２つの把持部４０によってケース本体１３及び蓋体１４を把持してもよい。２つの把持部４０によってケース本体１３及び蓋体１４を把持した状態において、一方の把持部４０の接続部４３は、ケース本体１３の一方の長側壁１３ｃの側方に位置し、他方の把持部４０の接続部４３は、ケース本体１３の他方の長側壁１３ｃの側方に位置する。
【００５０】
○  収容空間６０ｃ内に乱反射したレーザが入射しないのであれば、閉塞部６０ｂを省略してもよい。
○  押圧治具の構成は、適宜変更してもよい。
【００５１】
例えば、図１０、図１１（ａ）、及び図１１（ｂ）に示すように、押圧治具８０は、重力方向に軸が延びる筒部８０ａと、筒部８０ａの一方の開口を重力方向上側から覆う閉塞部８０ｂと、筒部８０ａの内側に形成された収容空間８０ｃとを備える。閉塞部８０ｂは、蓋体１４の長手方向に並ぶ２枚の矩形状の上板部８１と、２枚の上板部８１との間に配置された開閉部８３の一部とによって構成されている。
【００５２】
図１０及び図１１（ａ）に示すように、筒部８０ａは、矩形板状の一対の長側壁部８０１と、長側壁部８０１同士を接続する一対の短側壁部８０２とを備える。各長側壁部８０１は、蓋体１４の長手方向に並ぶ２枚の矩形状の側板部８２と、２枚の側板部８２との間に配置された開閉部８３の一部とによって構成されている。各側板部８２及び短側壁部８０２は、筒部８０ａの軸方向における閉塞部８０ｂとは反対側の端面に先端面Ｂを有する。先端面Ｂは、蓋体１４を押圧する押圧部である。側板部８２の先端面Ｂは、蓋体１４の外面１４ｂの長側縁部と対向し、短側壁部８０２の先端面Ｂは、蓋体１４の外面１４ｂの短側縁部と対向する。
【００５３】
開閉部８３は、重力方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部８３ａと、蛇腹部８３ａの開口を軸方向の一端側から覆う蓋部８３ｂと、蛇腹部８３ａの開口を軸方向の他端側から覆う底部８３ｃとを有する。上記実施形態と同様、開閉部８３には、ガス調整部８４が接続され、底部８３ｃは、開位置と閉位置とで変位可能である。図１１（ａ）に示すように、蛇腹部８３ａの軸方向と直交する断面形状は、略矩形状である。蛇腹部８３ａの断面形状での長手方向の寸法は、蓋体１４の長手方向に並ぶ２枚の側板部８２間の距離とほぼ同じであり、蛇腹部８３ａの断面形状での短手方向の寸法は、蓋体１４の短手方向に対向する２枚の側板部８２間の距離とほぼ同じである。蓋部８３ｂは、２枚の上板部８１とともに閉塞部８０ｂを構成している。蛇腹部８３ａの一方の長側面は、蓋体１４の短手方向の一端側において蓋体１４の長手方向に並ぶ２枚の側板部８２とともに一方の長側壁部８０１を構成する。蛇腹部８３ａの他方の長側面は、蓋体１４の短手方向の他端側において蓋体１４の長手方向に並ぶ２枚の側板部８２とともに他方の長側壁部８０１を構成する。
【００５４】
この場合も、押圧工程では、開閉部８３の底部８３ｃが開位置に位置することで、開閉部８３の底部８３ｃと蓋体１４の外面１４ｂとの間に隙間が形成され、この隙間にケース１１を把持する把持部４０の一部を位置させることができる。また、把持解除工程後、開閉部８３の底部８３ｃが閉位置に変位することで、底部８３ｃが蓋体１４の外面１４ｂに接触し、底部８３ｃと蓋体１４の外面１４ｂとの間の隙間が無くなる。これにより、溶接工程においてヒュームによりレーザが乱反射しても、乱反射したレーザは収容空間８０ｃ内に侵入し難くなる。よって、収容空間８０ｃに収容された電極端子１７ｂの溶接焼けを抑制できる。
【００５５】
○  開閉部６３の底部６３ｃは、閉位置にあるとき蓋体１４に接触するのが好ましいが、接触しなくてもよい。乱反射したレーザの収容空間６０ｃ内への侵入を、電極端子１７ｂの溶接焼けが生じない程度に抑制できるのであれば、閉位置にある開閉部６３の底部６３ｃと蓋体１４との間には若干の隙間（例えば、１〜２ｍｍの隙間）が生じていてもよい。
【００５６】
○  上記実施形態では、開閉部６３は、板部６１と一体化され、板部６１とともに筒部６０ａの長側壁部６０１を構成していたが、開閉部６３と板部６１とは別体でもよい。この場合、筒部６０ａは、長側壁部６０１としての板部６１及び短側壁部６０２によって構成されるとともに、筒部６０ａの側方には、凹部６２によって形成された開口が位置する。また、溶接ステーションＰには、筒部６０ａとは独立して昇降可能な開閉部６３が配置される。開閉部６３は、筒部６０ａの開口を開閉可能に変位する。すなわち、開閉部６３は、筒部６０ａの開口を開放する開位置と、筒部６０ａの開口を遮る閉位置とに変位する。
【００５７】
このため、押圧工程では、開閉部６３が開位置に位置することで、筒部６０ａの開口が開放され、開口にケース１１を把持する把持部４０の一部を位置させることができる。また、把持解除工程後、開閉部６３が閉位置に変位することで、筒部６０ａの開口が開閉部６３によって遮られる。これにより、溶接工程においてヒュームによりレーザが乱反射しても、乱反射したレーザは収容空間６０ｃ内に侵入し難くなる。よって、収容空間６０ｃに収容された電極端子１７ｂの溶接焼けを抑制できる。
【００５８】
○  押圧治具６０を用いて製造される二次電池１０は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
【００５９】
○  押圧治具６０を用いて製造される蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置でもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０…蓄電装置としての二次電池、１１…ケース、１２…電極組立体、１３…ケース本体、１３ａ…開口部、１４…蓋体、１５…溶接部、１７ｂ…電極端子、６０…押圧治具、６０ａ…筒部、６０ｃ…収容空間、６２…開口としての凹部、６３…開閉部、６３ａ…蛇腹部、６３ｃ…底部、６４…ガス調整部、８０…押圧治具、８０ａ…筒部、８０ｃ…収容空間、８３…開閉部、８３ａ…蛇腹部、８３ｃ…底部、８４…ガス調整部、Ａ…押圧部としての先端面、Ｂ…押圧部としての先端面、Ｐ…溶接ステーション。
【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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【図６】
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【図７】
2020017357.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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