(57)【要約】【課題】Ｌｉイオン二次電池ケースなどのプレス加工製品のフランジ部の平坦度を、熱融着に必要な荷重を加えた状態で迅速かつ精度よく測定する。【解決手段】被測定部材の測定部位が当接する位置にスリット穴を設けた平面度の高いステージ上に、前記スリット穴と被測定部材の測定部位とが相対するように被測定部材を載置した後、前記被測定部材の測定部位に一定荷重を付加させた状況下で、被測定部材を載置したステージの裏側から、前記スリット穴を通してステージ表面から被測定部材測定部位までの距離を非接触式変位計により測定し、ステージ表面からの被測定部材測定部位までの距離の最大値と最小値の差をもって平坦度とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定部材の測定部位が当接する位置にスリット穴を設けた平面度の高いステージ上に、前記スリット穴と被測定部材の測定部位とが相対するように被測定部材を載置した後、前記被測定部材の測定部位に一定荷重を付加させた状況下で、被測定部材を載置したステージの裏側から、前記スリット穴を通してステージ表面から被測定部材測定部位までの距離を非接触式変位計により測定することにより、被測定部材測定部位の平坦度を計測することを特徴とする平坦度測定方法。
【請求項２】
ステージ表面からの被測定部材測定部位の距離の最大値と最小値の差をもって平坦度とする請求項１に記載の平坦度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｌｉイオン二次電池のケースなどのプレス加工製品のフランジ部の平坦度を、簡便かつ精度よく測定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス加工製品のフランジ部の平坦度測定をするには、製品を定盤のようなフラットな測定台に置いてフランジ端部の浮き上がった隙間をハイトゲージやノギスのような測定器で直接接触させて測定するか、あるいはレーザー式変位計のような非接触式変位計を用いて浮き上がったフランジの上面の距離を測定して、定盤からの距離を算出する方法がある。
後者として、例えば特許文献１では、測定対象となる試料に向けてレーザー光を出射する工程と、前記レーザー光を前記試料に照射し、その試料からの戻り光によって前記半導体レーザーが影響を受けた状態で出射されるレーザー光の周波数特性を取得し、その取得した周波数特性に基づき前記試料の平坦度を算出する工程とを備えた平坦度測定方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３００６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者の測定方法では測定誤差を多く含み、また測定に長時間を要することとなる。したがって、Ｌｉイオン二次電池のケースなどのプレス加工製品を製造する際の全数品質検査作業としての実用化は現実的ではない。
【０００５】
ところで、Ｌｉイオン二次電池などのケースでは、一般的にプレス加工製品２ケを最中形式で張り合わせて中に電池の役目を果たす部材を封止して製品化している。プレス加工製品とその上に載置した平坦な金属箔の中に電池の役目を果たす部材を封止して製品化する場合もある。
この際、フランジの内側部に被覆してある熱融着樹脂を加温加圧して隙間なく封止することが必要であるが、熱融着部のフランジ平坦度が悪いと、十分な接着強度を得ることが出来ない。したがって、熱融着部の、一定荷重を付加させた状況下でのフランジ平坦度を正確に測定することが必要となる。
特許文献１に見られるような後者の非接触測定方法では、測定自体は精度良くまた短時間で測定が可能である、しかしながら、荷重を付加した状態で他部材と接合するプレス加工製品のフランジ部の平坦度を測定することはできない。
【０００６】
このような理由から、単にレーザー式変位計のような非接触式変位計を用いて浮き上がったフランジの上面の距離を測定する手法は、Ｌｉイオン二次電池のケースなどのプレス加工製品のフランジ部の平坦度測定法としては、必ずしも十分ではない。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、プレス加工製品のフランジ部の平坦度を、熱融着に必要な荷重を加えた状態で迅速かつ精度よく測定する方法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】
【０００７】
本発明の平坦度測定方法は、その目的を達成するため、被測定部材の測定部位が当接する位置にスリット穴を設けた平面度の高いステージ上に、前記スリット穴と被測定部材の測定部位とが相対するように被測定部材を載置した後、前記被測定部材の測定部位に一定荷重を付加させた状況下で、被測定部材を載置したステージの裏側から前記スリット穴を通してステージ表面から被測定部材測定部位までの距離を非接触式変位計により測定することにより、被測定部材測定部位の平坦度を計測することを特徴としている。
ステージ表面からの被測定部材測定部位までの距離の最大値と最小値の差をもって平坦度とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、Ｌｉイオン二次電池などのケースとして用いられるプレス加工製品のフランジ部の平坦度を、簡便かつ精度よく知ることができる。Ｌｉイオン二次電池などのケースでは、プレス加工製品の中に電池の役目を果たす部材を収容し、プレス加工製品のフランジ部内側に被覆してある熱融着樹脂を加温加圧して隙間なく封止している。したがって、本発明を適用することにより、プレス加工製品フランジ部の加圧状態での平坦度を正確に知ることができ、また逆に、所定の粗さがあるフランジ部の熱融着に必要な荷重を容易に知ることが可能となり、封着精度に優れたＬｉイオン二次電池などのケースが、低コストで安定的に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】二次電池用ケースとして用いられるプレス加工製品の外観形状を説明する図
【図２】本発明方法で用いる平坦度測定装置の概略構造を説明する図
【図３】本発明方法を採用して平坦度を測定するときの各部位での高さを説明する図
【図４】実施例で測定したプレス加工製品の概略形状を説明する図
【図５】しわ押え力：50kNで測定したときのフランジ平坦度の測定結果
【図６】しわ押え力：100kNで測定したときのフランジ平坦度の測定結果
【図７】しわ押え力：200kNで測定したときのフランジ平坦度の測定結果
【図８】しわ押え力：300kNで測定したときのフランジ平坦度の測定結果
【図９】しわ押え力：400kNで測定したときのフランジ平坦度の測定結果
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記したように、Ｌｉイオン二次電池などのケースでは、例えば図１に示すような外観形状のプレス加工製品２ケを最中形式で張り合わせて中に電池の役目を果たす部材を封止するか、プレス加工製品とその上に載置した平坦な金属箔の中に電池の役目を果たす部材を封止して製品化している。そして、前記プレス加工製品のフランジの内側部に被覆してある熱融着樹脂を加温加圧して隙間なく封止して製品化している。したがって、熱融着部のフランジ平坦度が悪いと、十分な接着強度を得ることが出来ない。なお、図１に示すようなプレス加工製品では、外面に潤滑皮膜が被覆されている。
ところで、前記封止は、内側部に熱融着樹脂を被覆したフランジを、一定荷重を付加させて相手方に押し当てて熱融着しているので、熱融着部のフランジ平坦度としては、加圧なしのフリーの状態での平坦度ではなく、一定荷重を付加させた状況下での平坦度を正確に知ることが必要になる。
【００１１】
そこで、本発明では、被測定部材の測定部位が当接する位置にスリット穴を設けた平面度の高いステージ上に、前記スリット穴と被測定部材の測定部位とが相対するように被測定部材を載置した後、前記被測定部材の測定部位に一定荷重を付加させた状況下で、被測定部材を載置したステージの裏側から、前記スリット穴を通してレーザー光を被測定部材の測定部位に向けて照射し、ステージ表面からの被測定部材測定部位の距離を測定することにより、被測定部材測定部位の平坦度を計測しようとしている。
【００１２】
用いる機器としては、図２に示すように、平面度の高いステージであって、その少なくとも一辺に線状のスリット穴を設けたステージと、もしくは相対する二辺に互いに平行にスリット穴を線状に設けたステージと、当該ステージの裏側に設けたレーザーヘッド及び当該レーザーヘッドを移動させるアクチュエータを備えたものを用い、レーザー照射部位の上側に押さえバーを配置している。スリット穴はかならずしも直線状である必要はなく、ステージ上に載置する被測定部材の形状や被測定部位の位置に応じて曲線であっても差し支えない。スリット穴の数も特に限定されない。
実際の被測定部材測定部位の平坦度の計測は、ステージに設けたスリット穴が一つであれば被測定部材を回転移動させて四回の計測を行う必要があるが、スリット穴が二つあれば被測定部材を１８０度回転させて二回の計測で済むことになる。
【００１３】
計測は、前記被測定部材の測定部位に一定荷重を付加させた状況下で行われるため、押さえバーとしては、熱融着時の押さえ冶具と同形状（同面積）とすることが好ましい。また、押さえバーの上に錘を載せる構造とし、錘の交換により荷重が変更できるようにしておくことが好ましい。この際、押さえバーの上面に取付ねじを設け、中央の貫通孔が穿かれた錘を、ウレタンワッシャーを介して前記貫通孔が前記取付ねじに挿通するように前記押さえバーに載置し、前記取付ねじにナットをねじ込んで錘をネジレが無いようにすることが好ましい。この際、錘を押さえバーに強固に固定してしまうと、ネジレを引き起こすため、取付けねじと適度な隙間を設けてフリーな状態で押さえバーの上に載置させることが好ましい。
【００１４】
測定データーについては、図３に示すように、最小値を基準にして、最大値との差をもって平坦度としている。最小値を基準にするのは、熱融着樹脂が透明でありステージに隙間なく接触していても、樹脂の厚み分だけ高さが高くなるためである。
なお、以上の説明では、ステージ表面からの距離をレーザー光照射によって測定しているが、上記距離の測定は、レーザー式に限らず、渦電流式、光学式、或いは超音波式等の非接触式変位計のいずれの使用であってもよい。
【実施例】
【００１５】
表１に示す成分組成と、表２に示す機械的特性を有する０.１ｍｍ厚のオーステナイト系ステンレス鋼箔であって、外面に潤滑皮膜を、内面に熱融着樹脂を被覆した金属箔を素材として、図４に示す形状の浅絞り製品を作製した。図４中のサイズの単位はｍｍである。
なお、浅絞り製品は、2000kＮのサーボプレスを使用し、しわ押え力を50〜400kNまで種々変更して作製した。
【００１６】
計測装置のステージに設けたスリット穴の幅は２.５ｍｍで、CCDレーザー変位計を用いた。その変位計のレーザー光は、波長６５０ｎｍの赤色半導体レーザーで、基準距離３０ｍｍの位置でスポット径は約φ３０μｍである。また反射レーザー光の検知装置はレンズにて集光した反射光をサンプリング周期５００μｓ、繰り返し精度０.１μｍ、基準位置から±５ｍｍで検知する。さらに変位計を移動させる１軸アクチュエータには、平行度０.０２５ｍｍのものを用いた。
【００１７】
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【００１８】
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【００１９】
各しわ押え力で作製した浅絞り製品の長辺側（Stage1）、短辺側（Stage2）のフランジ平坦度の測定結果を図５〜９に示す。なお、押さえバーの上に載せた錘の荷重はいずれも5kgである。測定は、浅絞り製品の長辺側２辺を１度に計測できるように２本のスリットを設けたStage1と、短辺側２辺を１度に計測できるように２本のスリットを設けたStage２の２台の平坦度測定機を用いて行った。
図５〜９の測定結果をまとめて表３に示す。表３では、平坦度が0.050mmを超えるものはNG（×）判定としている。
表３からわかるように、しわ押え力が100kN以下では平坦度0.050mm以内を満足できていない。すなわち、熱融着の工程において平坦度が0.050nm以内を仕様とするなら、100ｋN超えのしわ押え力の条件を選定して加工する必要があることがわかる。
【００２０】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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