(57)【要約】【課題】一の部材と他の部材に過剰な負荷を加えることなく、一の部材と他の部材の位置関係を維持した状態で一の部材と他の部材を接合すること。【解決手段】接合装置は、複数の凹部１９を有するとともに、一の部材６７を保持する第一保持部１７と、複数の連結棒１０を有するとともに、他の部材６２を押圧する第二保持部６２と、第一保持部１７または第二保持部１２を駆動する駆動部２０と、一の部材６７と他の部材６２を接合する接合部と、を備えている。少なくとも一つの連結棒１０は、駆動部２０によって第一保持部１７が駆動されている間、凹部１９内に挿入された挿入位置に位置づけられる。連結棒１０の各々は、駆動部２０によって第一保持部１７が駆動されている間のうち、一の部材６７と他の部材６２のうち連結棒１０に対して内周側に位置する部分が接合部３０によって接合される際には、凹部１９内から引き抜かれて逃げ位置に位置づけられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の部材と他の部材を接合する接合装置において、
周縁部に複数の凹部を有するとともに、前記一の部材を保持する第一保持部と、
前記凹部に対して抜き差し自在となる複数の連結手段を有するとともに、前記他の部材を保持する第二保持部と、
前記第一保持部または前記第二保持部を駆動する駆動部と、
前記一の部材と前記他の部材にエネルギーを加えて接合する接合部と、を備え、
少なくとも一つの連結手段は、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間、前記凹部内に挿入された挿入位置に位置づけられ、
連結手段は、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間のうち、前記一の部材と前記他の部材のうち該連結手段に対して内周側に位置する部分が前記接合部によって接合される際には、前記凹部内から引き抜かれて逃げ位置に位置づけられることを特徴とする接合装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記第一保持部または前記第二保持部を回転駆動する回転駆動部からなることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
【請求項３】
前記接合部に、該接合部を一平面内で移動させる平面駆動部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の接合装置。
【請求項４】
前記接合部は、レーザ光を照射して、前記一の部材と前記他の部材を溶接するレーザ溶接装置であることを特徴とする請求項１に記載の接合装置。
【請求項５】
一の部材と他の部材を接合する接合方法において、
周縁部に複数の凹部を有する第一保持部によって、前記一の部材が保持される工程と、
前記凹部に対して抜き差し自在となる複数の連結手段を有する第二保持部によって、前記他の部材が保持される工程と、
前記凹部の少なくとも一つに連結手段が挿入される工程と、
前記第一保持部または前記第二保持部が駆動される工程と、
前記一の部材と前記他の部材にエネルギーを加えて接合する工程と、を備え、
少なくとも一つの連結手段は、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間、前記凹部内に挿入された挿入位置に位置づけられ、
前記連結手段が、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間のうち、前記一の部材と前記他の部材のうち該連結手段に対して内周側に位置する部分が前記接合部によって接合される際には、前記凹部内から引き抜かれて逃げ位置に位置づけられることを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一の部材と他の部材を接合する接合装置および接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中央部に位置する容器ジャケット部材に、上方と下方から閉鎖要素を取り付ける技術が知られている（特許文献１参照）。この特許文献１において、容器ジャケット部材の上下方向に位置する２つの閉鎖要素は、溶接ホルダによって容器ジャケット部材の終端面に沿って押圧されるとともに、溶接ホルダを回転させている間に、レーザ照射装置からレーザ光が照射されており、このことによって、閉鎖継目が形成されている。
【特許文献１】特開２００７−５２１９６３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、上下方向に押圧力を加えることによって、一の部材と他の部材との間（特許文献１で言えば、容器ジャケット部材と閉鎖要素との間）に発生する摩擦力によって、一の部材と他の部材が回転方向にずれることを防止する場合には、一の部材と他の部材に大きな負荷をかける必要があるため、一の部材と他の部材が変形してしまう可能性がある。
【０００４】
また、このような摩擦力では、一の部材と他の部材がずれることを防止する力として不十分であり、特に接合開始時の回転速度を加速する際（急速な加速力が加わる際）に、一の部材と他の部材の位置がずれてしまい、一の部材と他の部材の接合を精度良く行えないこともある。また、従来技術の方法によれば、溶接ホルダと閉鎖要素との間でずれが生じることがあり、このことによって、閉鎖要素と容器ジャケット部材とがずれることがある。
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、一の部材と他の部材に過剰な負荷を加えることなく、一の部材と他の部材の位置関係を維持した状態で一の部材と他の部材を接合することができる接合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】
【０００６】
本発明による接合装置は、
一の部材と他の部材を接合する接合装置において、
周縁部に複数の凹部を有するとともに、前記一の部材を保持する第一保持部と、
前記凹部に対して抜き差し自在となる複数の連結手段を有するとともに、前記他の部材を保持する第二保持部と、
前記第一保持部または前記第二保持部を駆動する駆動部と、
前記一の部材と前記他の部材にエネルギーを加えて接合する接合部と、を備え、
少なくとも一つの連結手段が、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間、前記凹部内に挿入された挿入位置に位置づけられ、
連結手段が、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間のうち、前記一の部材と前記他の部材のうち該連結手段に対して内周側に位置する部分が前記接合部によって接合される際には、前記凹部内から引き抜かれて逃げ位置に位置づけられるように構成されている。
【０００７】
本発明による接合装置において、
前記駆動部は、前記第一保持部または前記第二保持部を回転駆動する回転駆動部からなることが好ましい。
【０００８】
このような接合装置において、
前記接合部に、該接合部を一平面内で移動させる平面駆動部が設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明による接合装置において、
前記接合部は、レーザ光を照射して、前記一の部材と前記他の部材を溶接するレーザ溶接装置であることが好ましい。
【００１０】
本発明による接合方法は、
一の部材と他の部材を接合する接合方法において、
周縁部に複数の凹部を有する第一保持部によって、前記一の部材が保持される工程と、
前記凹部に対して抜き差し自在となる複数の連結手段を有する第二保持部によって、前記他の部材が保持される工程と、
前記凹部の少なくとも一つに連結手段が挿入される工程と、
前記第一保持部または前記第二保持部が駆動される工程と、
前記一の部材と前記他の部材にエネルギーを加えて接合する工程と、を備え、
少なくとも一つの連結手段が、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間、前記凹部内に挿入された挿入位置に位置づけられ、
前記連結手段が、前記駆動部によって前記第一保持部または前記第二保持部が駆動されている間のうち、前記一の部材と前記他の部材のうち該連結手段に対して内周側に位置する部分が前記接合部によって接合される際には、前記凹部内から引き抜かれて逃げ位置に位置づけられるようになっている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第二保持部が、第一保持部の凹部に対して抜き差し自在となる複数の連結手段を有しているので、一の部材と他の部材に過剰な負荷を加えることなく、一の部材と他の部材の位置関係を維持した状態で一の部材と他の部材を接合することができる。このため、急速な加速力が加わる接合開始時であっても、一の部材と他の部材の位置関係を確実に維持することができる。
【００１２】
また、このように一の部材と他の部材の位置関係を確実に維持することができるので、第一保持部の駆動速度を速くすることができ、ひいては、一の部材と他の部材を接合するスループットを向上させることができる。
【００１３】
また、回転駆動部の駆動力を第一保持部だけでなく第二保持部に伝えて、第一保持部と第二保持部を同期させて回転させたり、第一保持部を回転させる回転駆動部の他に、当該回転駆動部と同じ速度で回転する第二保持部を回転させる回転駆動部を設けたりする場合と比較して、装置自体の大きさをコンパクトなまま維持することができ、複雑な機構や、複雑な機構を駆動する複雑な制御も不要となり、低コストで、第一保持部と第二保持部の回転方向での位置関係をより確実に維持することができる。
【００１４】
また、連結手段が、駆動部によって第一保持部が駆動されている間のうち、一の部材と他の部材のうち当該連結手段に対して内周側に位置する部分が接合部によって接合される際には、凹部内から引き抜かれて逃げ位置に位置づけられるので、一の部材と他の部材との間で接合されていない部分が生じることを防止することができ、一の部材と他の部材を確実に接合することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態
以下、本発明に係る接合装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１（ａ）（ｂ）乃至図４（ａ）−（ｃ）は本発明の実施の形態を示す図である。なお、図１（ａ）は本実施の形態による接合装置を上方から見た上方平面図であり、図１（ｂ）は本実施の形態による接合装置を側方から見た側方断面図である。
【００１６】
本実施の形態の接合装置は、ケース部材（一の部材）６７と蓋部材（他の部材）６２を接合するために用いられる（図１（ｂ）参照）。なお、本実施の形態では、ケース部材６７内に充填材料６５が充填されている。このようなケース部材６７と、蓋部材（他の部材）６２と、充填材料６５とを有する対象物としては、例えば、二次電池、キャパシタなどを挙げることができるが、これに限られることはなく、柱部材、パイプ、液晶パネルなどでもよい。また、一の部材と他の部材を連結するものであればよく、３つ以上を連結するものであってもよい。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、接合装置は、周縁部に複数（本実施の形態では二つであるが、これに限られることはない）の凹部１９を有するとともに、ケース部材６７を取り囲んで保持し、回転自在となっているケース保持部（第一保持部）１７と、ケース保持部１７を回転駆動する回転駆動部２０と、を備えている。
【００１８】
また、図１（ａ）（ｂ）に示すように、接合装置は、凹部１９に対して抜き差し自在となる複数（本実施の形態では二つであるが、これに限られることはない）の連結棒（連結手段）１０を有するとともに、蓋部材６２を上方から押圧することで保持する蓋押圧部（第二保持部）１２と、連結棒１０を上下方向に駆動する連結棒駆動部１５と、ケース部材６７の周縁端部と蓋部材６２の周縁端部の間にレーザ光Ｌを照射することで、ケース部材６７と蓋部材６２を溶接するレーザ溶接装置（接合部）３０も備えている。なお、本実施の形態では、ケース保持部１７に回転駆動部２０が設けられている態様を用いて説明するが、これに限られることなく、蓋押圧部１２に回転駆動部２０が設けられていてもよい。
【００１９】
なお、本実施の形態では、以降、レーザ光Ｌを用いて、ケース部材６７の周縁端部と蓋部材６２の周縁端部の間を溶接する態様を用いて説明するが、これに限られることなく、例えば、電気、ガス、超音波などを用いてエネルギーを加えて接合するようにしてもよい。しかしながら、レーザ光Ｌを用いた場合には、溶接箇所をピンポイントで加熱することができるので、充填材料６５などに余計な熱が加わることを防止することができ、ひいては、充填材料６５の性質が変化することを防止することができるので好ましい。
【００２０】
また、連結手段として連結棒１０を用いて説明するが、これに限られることなく、連結手段としては、例えばノッチのようなものを用いてもよい。
【００２１】
また、図１（ｂ）に示すように、連結棒駆動部１５と回転駆動部２０の各々は、制御部５０に電気的に接続されており、当該制御部５０からの信号を受けて、駆動が制御されるようになっている。なお、連結棒駆動部１５は、このように制御部５０からの信号を受けて駆動されるものに限られることなく、例えばカムなどによる機械的な連動によって駆動されるものであってもよい。
【００２２】
より具体的には、連結棒１０の各々は、回転駆動部２０によってケース保持部１７が回転駆動される間のうち、通常時には、凹部１９内に挿入された挿入位置に位置づけられている（図２（ｂ）参照）。しかしながら、ケース部材６７の周縁端部と蓋部材６２の周縁端部のうち連結棒１０に対して内周側に位置する部分がレーザ溶接装置３０によって溶接される際には、レーザ光Ｌによる照射を妨げないように、制御部５０からの信号を受けて、連結棒駆動部１５が、連結棒１０を凹部１９内から上方に引き抜き、逃げ位置に位置づけるように構成されている（図２（ｄ）参照）。なお、レーザ溶接装置３０も制御部５０に電気的に接続されている。
【００２３】
なお、本実施の形態では、上述のような態様を用いて説明するが、少なくとも一つの連結棒１０が、回転駆動部２０によってケース保持部１７が回転駆動されている間、凹部１９内に挿入された挿入位置に位置づけられていれば、これに限られることなく、例えば、一つの連結棒１０が逃げ位置に位置づけられる際にだけ、他の連結棒１０が挿入位置に位置づけられるようにしてもよい。
【００２４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００２５】
まず、ケース保持部１７内に、ケース部材６７が配置される（図２（ａ）参照）。ここで、ケース部材６７内には充填材料６５が充填されており、ケース部材６７の上方から蓋部材６２が嵌め込まれている。
【００２６】
次に、蓋押圧部１２が下方に移動され、その下面が蓋部材６２の上面に当接される（図２（ｂ）参照）。このことによって、蓋押圧部１２によって蓋部材６２が下方に押圧され、蓋部材６２の周縁部とケース部材６７の周縁部との間の間隙を無くすことができる。
【００２７】
次に、制御部５０からの信号を受けて、連結棒１０の各々が、連結棒駆動部１５によって凹部１９内に挿入される（挿入位置に位置づけられる）（図２（ｂ）参照）。その後、制御部５０からの信号を受けて、回転駆動部２０によってケース保持部１７が回転され始め、それに伴って、ケース部材６７と蓋部材６２が回転され始める（図２（ｃ）参照）。
【００２８】
本実施の形態によれば、連結棒１０の各々が凹部１９内に挿入されているので、ケース部材６７と蓋部材６２の回転方向での位置関係を維持した状態で保つことができ、ケース部材６７と蓋部材６２の溶接を精度良く行うことができる。
【００２９】
また、このように、ケース部材６７と蓋部材６２の回転方向での位置関係を確実に維持することができるので、急速な加速力が加わる溶接開始時（接合開始時）であっても、一の部材と他の部材の位置関係を確実に維持することができる。
【００３０】
また、このように、連結棒１０を凹部１９内に挿入することによって、ケース部材６７と蓋部材６２の回転方向での位置関係を維持し、従来技術のように、摩擦力によってケース部材６７と蓋部材６２が回転方向にずれることを防止するのではないので、蓋押圧部１２によって蓋部材６２に大きな負荷をかける必要がない。このため、ケース部材６７と蓋部材６２が変形してしまうことを防止することができる。
【００３１】
ところで、ケース部材６７と蓋部材６２に過剰な負荷を加えることなく、ケース部材６７と蓋部材６２の回転方向での位置関係を維持する方法としては、回転駆動部２０の駆動力をケース保持部１７だけでなく蓋押圧部１２に伝えて、ケース保持部１７と蓋押圧部１２を同期させて回転させたり、ケース保持部１７を回転させる回転駆動部２０の他に、当該回転駆動部２０と同じ速度で回転する蓋押圧部１２を回転させる回転駆動部（図示せず）を設けたりすることも考えられる。
【００３２】
しかしながら、これらの構成をとると、装置自体の大きさが大きくなり、コストも高くなってしまう。また、回転駆動部２０の駆動力をケース保持部１７と蓋押圧部１２に伝える態様では、連結ベルト（図示せず）が延びてしまったり、機械的なガタが生じたりする可能性が否めない。他方、回転駆動部２０を二つ設ける態様でも、ケース保持部１７と蓋押圧部１２の回転速度がずれてしまったり、各回転駆動部２０の同期がずれてしまったり、回転を開始させるタイミングがずれてしまったりする可能性が否めない。
【００３３】
これに対して、本実施の形態では、連結棒１０の各々を凹部１９内に挿入するだけなので、装置自体の大きさをコンパクトなまま維持することができ、複雑な機構や、複雑な機構を駆動する複雑な制御も不要となり、低コストで、ケース部材６７と蓋部材６２の回転方向での位置関係をより確実に維持することができる。
【００３４】
上述のようにケース部材６７と蓋部材６２が回転され始めると、制御部５０からの信号を受けて、レーザ溶接装置３０からレーザ光Ｌが照射され、当該レーザ光Ｌによってケース保持部１７の周縁端部と蓋押圧部１２の周縁端部の間が溶接される（図２（ｃ）参照）。この点、本実施の形態では、レーザ光Ｌを用いているので、上述したように溶接箇所をピンポイントで加熱することができ、ひいては、充填材料６５の性質が変化することを防止することができる。
【００３５】
そして、ケース部材６７の周縁端部と蓋部材６２の周縁端部のうち連結棒１０に対して内周側に位置する部分が、レーザ溶接装置３０から照射されるレーザ光Ｌによって溶接される際には、制御部５０からの信号を受けた連結棒駆動部１５によって、連結棒１０が凹部１９内から上方に引き抜かれて、逃げ位置に位置づけられる（図２（ｄ）参照）。そして、その間に、当該連結棒１０に対して内周側に位置するケース部材６７の周縁端部と蓋部材６２の周縁端部がレーザ光Ｌで溶接される。
【００３６】
このため、本実施の形態によれば、ケース部材６７の周縁端部と蓋部材６２の周縁端部を溶接されていない部分を生じさせることなく、確実に溶接することができる。
【００３７】
ところで、上記では、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が円形状のものを用いて説明したが（図１（ａ）参照）、これに限られることなく、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が、例えば、楕円形状や長円形状などからなっているものでもよいし、略長方形（角が丸みをおびた長方形）（図３（ａ）−（ｅ）および図４（ａ）−（ｃ）参照）や略正方形（角が丸みをおびた正方形）といった略四角形からなっているものでもよい。なお、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が略四角形からなる場合には、本実施の形態の構成による効果が、より顕著になる。
【００３８】
すなわち、ケース部材６７と蓋部材６２の間をレーザ光Ｌで溶接する場合には、一般に、ケース部材６７と蓋部材６２の各部分をレーザ光Ｌの下を一定の速度で通過させる必要がある。このため、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が略四角形からなる場合には（以下では、略長方形からなるものを用いて説明する）、丸みを帯びた角６２ｒ、６７ｒと直線上の辺６２ｌ、６７ｌとを同じ速度で通過させる必要があり、レーザ光Ｌの下を直線上の辺６２ｌ、６７ｌが直線状で通過する場合と（図３（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）参照）、丸みを帯びた角６２ｒ、６７ｒが回転して通過する場合とで（図３（ｂ）（ｃ）参照）、移動速度と移動方向を変える必要がある。この結果、レーザ光Ｌの下を、丸みを帯びた角６２ｒ、６７ｒが通過した後、直線上の辺６２ｌ、６７ｌが通過する際には、回転速度を急速に増加させることとなり急速な加速度が加わり、他方、レーザ光Ｌの下を、直線上の辺６２ｌ、６７ｌが通過した後、丸みを帯びた角６２ｒ、６７ｒが通過する際には、回転速度を急速に減少させることとなり、やはり、急速な加速度が加わってしまう。このため、従来技術のような構成では、ケース部材６７と蓋部材６２が回転方向でずれる可能性が高くなる。
【００３９】
これに対して、本実施の形態では、連結棒１０の各々が凹部１９内に挿入されているので、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が略四角形からなる場合であっても、ケース部材６７と蓋部材６２の回転方向での位置関係を維持した状態で確実に保つことができ、ケース部材６７と蓋部材６２の溶接を精度良く行うことができる。
【００４０】
ところで、図３（ａ）−（ｅ）に示すように、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が略四角形からなる場合には、駆動部は、ケース部材６７を水平方向に移動させる水平方向駆動部２５と、当該ケース部材６７を回転駆動する回転駆動部２０を有している。そして、レーザ光Ｌの下を直線上の辺６２ｌ、６７ｌが通過する際には、ケース部材６７は、水平方向駆動部２５によって水平方向に移動され、他方、レーザ光Ｌの下を丸みを帯びた角６２ｒ、６７ｒが通過する際には、ケース部材６７は、回転駆動部２０によって回転駆動されつつ水平方向駆動部２５によって水平方向に移動されることとなる。
【００４１】
なお、ケース部材６７と蓋部材６２の横断面が略四角形からなる場合であっても、図４（ａ）−（ｃ）に示すように駆動部が回転駆動部２０のみを有するものであってもよいが、レーザ光の焦点を合わせたり、ピンポイントでケース部材６７と蓋部材６２を溶接したりするには、駆動部が、ケース部材６７を水平方向に移動させる水平方向駆動部２５と、当該ケース部材６７を回転駆動する回転駆動部２０を有している方が好ましい。
【００４２】
なお、上記では、ケース部材６７が、回転駆動部２０によって回転駆動されるとともに、水平方向駆動部２５によって水平方向に移動される態様を用いて説明したが、これに限られることなく、例えば、水平方向駆動部（平面駆動部）がレーザ溶接装置３０に設けられ、ケース部材６７が、回転駆動部２０によって回転駆動され、レーザ溶接装置３０が当該水平方向駆動部によって水平方向に移動される態様であってもよい。
【００４３】
また、連結棒１０はその先端がテーパー状になり、凹部１９は連結棒１０の形状に合わせてテーパー状になっていてもよい。また、連結駆動部１５は、リニアガイド、ブッシュなどからなってもよく、回転方向に対して剛性の高い構成であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態による接合装置を上方から見た上方平面図と、実施の形態による接合装置を側方から見た側方断面図。
【図２】本発明の実施の形態による接合装置によって、ケース部材と蓋部材とを溶接する態様を示した側方断面図。
【図３】本発明の実施の形態の変形例による接合装置によって、横断面が略長方形からなるケース部材と蓋部材を溶接する際の位置関係を示した上方平面図。
【図４】本発明の実施の形態による接合装置によって、横断面が略長方形からなるケース部材と蓋部材を溶接する際の位置関係を示した上方平面図と、実施の形態による接合装置によって、横断面が略長方形からなるケース部材と蓋部材を溶接する態様を示した側方断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１０      連結棒
１２      蓋押圧部（第二保持部）
１５      連結棒駆動部
１７      ケース保持部（第一保持部）
１９      凹部
２０      回転駆動部
２５      水平方向駆動部
３０      レーザ溶接装置（接合部）
５０      制御部
６２      蓋部材（他の部材）
６５      充填材料
６７      ケース部材（一の部材）
Ｌ        レーザ光
【図１】
2010120033.tif 000003
【図２】
2010120033.tif 000004
【図３】
2010120033.tif 000005
【図４】
2010120033.tif 000006