(57)【要約】【課題】チャンバ内の減圧に要する時間を短縮する。【解決手段】チャンバ１は、本体部１１と、軸１３，１４と、窓部１２と、排気口１５と、を備える。本体部１１は、蓄電装置２を収容するための収容空間Ｓを有する。軸１３，１４は、本体部１１を回転させる。窓部１２は、軸１３，１４の軸回りに本体部１１に設けられ、レーザ光Ｌを透過する。排気口１５は、本体部１１内のガスを排出するための部分である。【選択図】図１
2015115179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置を収容するための収容空間を有する本体部と、
前記本体部を回転させる回転軸と、
前記回転軸の軸回りに前記本体部に設けられ、レーザ光を透過する窓部と、
前記本体部内のガスを排出するための排気口と、
を備える、チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の溶接において、溶接時に生じるガスが溶接部に残留することによってブローホールと呼ばれる溶接不良が生じることがある。このブローホールを抑制するために、チャンバ内の減圧（真空）環境下において、溶接を行うことがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の溶接装置では、真空チャンバ（チャンバ）内に溶接対象とともに溶接ロボットが設けられている。このため、チャンバが大型化し、チャンバ内を減圧するのに時間を要するおそれがある。
【０００５】
本発明は、減圧に要する時間を短縮可能な構造を有するチャンバを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るチャンバは、蓄電装置を収容するための収容空間を有する本体部と、本体部を回転させる回転軸と、回転軸の軸回りに本体部に設けられ、レーザ光を透過する窓部と、本体部内のガスを排出するための排気口と、を備える。
【０００７】
このチャンバでは、レーザ光を透過する窓部が本体部の回転軸の軸回りに設けられているので、本体部を回転軸によって回転させながら、本体部に収容された蓄電装置に窓部を介してチャンバの外部からレーザ光を照射することができる。このため、蓄電装置の溶接をチャンバの外部から行うことができる。したがって、本体部の収容空間は蓄電装置を収容できればよいので、本体部の小型化、つまりチャンバの小型化が可能となる。その結果、チャンバ内の減圧に要する時間を短縮することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、チャンバ内の減圧に要する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るチャンバを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のチャンバの軸線に沿った断面を概略的に示す図である。
【図３】図１のチャンバを用いた溶接装置を概略的に示す構成図である。
【図４】第２実施形態に係るチャンバの軸線に沿った断面を概略的に示す図である。
【図５】図４のチャンバを用いた溶接装置を概略的に示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るチャンバを概略的に示す斜視図である。図２は、図１のチャンバの軸線に沿った断面を概略的に示す図である。図１及び図２に示されるように、チャンバ１は、溶接対象を収容する装置であって、いわゆる真空チャンバである。チャンバ１は、例えば蓄電装置２を収容する。チャンバ１は、溶接対象を出し入れ可能とする構造を有している。チャンバ１は、例えば開閉可能な扉を有していてもよい。
【００１２】
蓄電装置２は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解二次電池である。蓄電装置２は、ケース２０と、ケース２０内に収容された電極組立体（不図示）と、を備えている。ケース２０は、例えば円筒形状を呈している。ケース２０は、例えばアルミニウム等の金属によって構成されている。ケース２０は、開口部を有するケース本体部２１と、開口部を閉塞する蓋部２２と、を備えている。ケース本体部２１の開口部を蓋部２２が閉塞した状態で、ケース本体部２１及び蓋部２２が互いに仮止めされる。蓄電装置２は、ケース本体部２１及び蓋部２２が互いに仮止めされた状態でチャンバ１に収容される。仮止めは、例えばスポット溶接等によって行われる。
【００１３】
チャンバ１は、本体部１１と、窓部１２と、軸１３と、軸１４と、排気口１５と、を備えている。
【００１４】
本体部１１は、蓄電装置２を収容して固定するための収容空間Ｓを有する部分である。本体部１１は、例えばステンレス鋼によって構成されている。本体部１１は、筒状部１１ａと、一端部１１ｂと、他端部１１ｃと、を有している。筒状部１１ａは、その軸が方向Ｄに延びる中空の筒状を呈している。筒状部１１ａは、本体部１１に収容される蓄電装置２の仮止め部分、つまり、ケース本体部２１と蓋部２２との接合部分に対向する位置において、筒状部１１ａの軸（軸１３及び軸１４）回りに周全体に延びる開口を有している。一端部１１ｂ及び他端部１１ｃは、筒状部１１ａの方向Ｄにおける両端に設けられており、互いに対向している。筒状部１１ａ、一端部１１ｂ及び他端部１１ｃによって、収容空間Ｓが規定される。収容空間Ｓは、蓄電装置２を収容可能なスペースを有している。
【００１５】
窓部１２は、レーザ光Ｌを透過するための部分である。窓部１２は、例えば、チャンバ１の外部から照射されたレーザ光Ｌをチャンバ１の内部に透過する。窓部１２は、環状を呈しており、本体部１１の筒状部１１ａの開口に嵌め合わされている。つまり、窓部１２は、筒状部１１ａの軸（軸１３及び軸１４）回りに筒状部１１ａの周全体に設けられている。窓部１２は、本体部１１に収容される蓄電装置２のケース本体部２１と蓋部２２との接合部分に対向する位置に配置されている。窓部１２は、レーザ光Ｌを透過可能な材料によって構成されている。窓部１２は、例えば光学ガラスによって構成されている。光学ガラスとしては、合成石英が用いられ得る。
【００１６】
軸１３及び軸１４は、本体部１１の回転軸であって、本体部１１を回転させるための部分である。軸１３及び軸１４は、本体部１１と一体的に構成されている。軸１３は、方向Ｄに延びており、一端部１１ｂを貫通している。蓄電装置２の溶接時において、軸１３の一端１３ａは、軸１３を回転させるための駆動部（不図示）に接続される。軸１３の他端１３ｂは、例えば蓄電装置２の蓋部２２に固定される。
【００１７】
軸１４は、方向Ｄに延びており、他端部１１ｃを貫通している。蓄電装置２の溶接時において、軸１４の一端１４ａは、例えば蓄電装置２のケース本体部２１の底部に固定される。軸１４の他端１４ｂは、軸１４を回転させるための駆動部（不図示）に接続される。
【００１８】
軸１３及び軸１４は、本体部１１の筒状部１１ａの軸線上に配置されている。軸１３及び軸１４は、軸１３の他端１３ｂ及び軸１４の一端１４ａの間に蓄電装置２を挟んで固定する。軸１３及び軸１４は、方向Ｄに移動可能に構成されてもよい。具体的には、軸１３及び軸１４は、溶接対象の蓄電装置２の高さ（方向Ｄにおける長さ）に応じて軸１３の他端１３ｂ及び軸１４の一端１４ａの離間距離を調整するように、方向Ｄに沿って動かされる。また、軸１３及び軸１４は、軸１３の他端１３ｂ及び軸１４の一端１４ａの間に固定された蓄電装置２のケース本体部２１と蓋部２２との接合部分が窓部１２と対向するように、方向Ｄに沿って動かされる。
【００１９】
排気口１５は、本体部１１内のガスを外部に排出するための部分である。排気口１５は、本体部１１の内部から本体部１１の外部に延びる貫通孔である。排気口１５は、例えば軸１４の内部に方向Ｄに沿って設けられている。
【００２０】
次に、チャンバ１を用いた溶接装置１０の構成が説明される。図３は、チャンバ１を用いた溶接装置１０を概略的に示す構成図である。図３に示されるように、溶接装置１０は、チャンバ１に加えて、レーザ装置３と、吸引機４と、を備えている。
【００２１】
レーザ装置３は、溶接に用いられるレーザ光Ｌを出射する装置である。吸引機４は、チャンバ１の内部及び蓄電装置２のケース２０の内部からガスを吸引するための装置である。吸引機４は、例えばポンプである。吸引機４は、バルブＶ１を介して軸１４の他端１４ｂ（排気口１５）に接続される。つまり、吸引機４は、排気口１５を介してチャンバ１の内部及びケース２０の内部のガスを吸引する。
【００２２】
次に、溶接装置１０を用いた蓄電装置２の溶接工程が説明される。まず、ケース本体部２１の開口部を蓋部２２が閉塞した状態で、ケース本体部２１及び蓋部２２が互いに仮止めされる。そして、ケース本体部２１及び蓋部２２が互いに仮止めされた状態で、チャンバ１の収容空間Ｓに蓄電装置２が収容され、軸１３の他端１３ｂと軸１４の一端１４ａとの間に蓄電装置２が固定される。そして、軸１３及び軸１４を方向Ｄに移動することによって、ケース本体部２１と蓋部２２との接合部分が窓部１２に対向するように位置合わせされ、その後チャンバ１が密封される。
【００２３】
続いて、軸１４の他端１４ｂにバルブＶ１を介して吸引機４が接続される。そして、吸引機４によってチャンバ１の内部のガスが吸引され、排気口１５から排出される。このとき、蓄電装置２のケース２０には注液口（不図示）が設けられているので、注液口を介してケース２０内のガスも吸引されて排出される。その後、チャンバ１の内部が予め定められた圧力に達すると、バルブＶ１が閉められ、吸引機４が軸１４の他端１４ｂから取り外される。
【００２４】
続いて、軸１３の一端１３ａ及び軸１４の他端１４ｂが駆動部に接続される。そして、駆動部によって軸１３及び軸１４が回転され、本体部１１が蓄電装置２とともに回転される。このとき、本体部１１及び蓄電装置２を回転しつつ、レーザ装置３によってケース本体部２１と蓋部２２との接合部分に窓部１２を介してレーザ光Ｌが照射される。そして、本体部１１及び蓄電装置２が軸回りに１回転されることにより、レーザ光Ｌがケース本体部２１と蓋部２２の接合部分全体に照射される。これによって、ケース本体部２１に蓋部２２が溶接され、蓄電装置２の溶接工程が終了される。
【００２５】
以上のように構成されたチャンバ１では、ブローホールを抑制するために、蓄電装置２を収容する本体部１１内を減圧している。このチャンバ１では、本体部１１に蓄電装置２が固定されているので、軸１３及び軸１４によって本体部１１を軸回りに回転させることにより、蓄電装置２を軸回りに回転させることができる。そして、チャンバ１では、レーザ光Ｌを透過する窓部１２が本体部１１の軸回りに設けられているので、本体部１１を軸１３及び軸１４によって回転させながら、本体部１１に収容された蓄電装置２に窓部１２を介してチャンバ１の外部からレーザ光Ｌを照射することができる。このため、蓄電装置２の軸回りの溶接をチャンバ１の外部から行うことができる。したがって、本体部１１の収容空間Ｓは蓄電装置２を収容できればよいので、本体部１１の小型化、つまりチャンバ１の小型化が可能となる。その結果、チャンバ１内の減圧に要する時間を短縮することが可能となる。
【００２６】
チャンバ１を回転させないで溶接対象である蓄電装置２だけを回転させる構成とした場合、軸１３及び一端部１１ｂの間、並びに、軸１４及び他端部１１ｃの間を、気密性を保持しつつ軸１３及び軸１４を回転可能な構造としなければならない。このため、例えば磁性流体によってシールされる。しかしながら、本体部１１と軸１３及び軸１４とがそれぞれ分離して動作するので、軸１３及び一端部１１ｂの間、並びに、軸１４及び他端部１１ｃの間において気密性が低下するおそれがある。一方、第１実施形態のチャンバ１では、蓄電装置２だけでなく本体部１１を軸１３及び軸１４によって回転させている。つまり、本体部１１と軸１３及び軸１４とが一体的に構成されており、本体部１１と軸１３及び軸１４とが一体的に動作する。このため、本体部１１及び軸１３の間、並びに、本体部１１及び軸１４の間の気密性を確保できる。
【００２７】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態のチャンバの軸線に沿った断面を概略的に示す図である。図４に示されるように、チャンバ１Ａは、軸１３に代えて軸１３Ａを備える点でチャンバ１と相違する。
【００２８】
軸１３Ａは、貫通孔１６を有している点で軸１３と相違する。貫通孔１６は、方向Ｄに軸１３Ａを貫通する孔である。つまり、軸１３Ａは管状部材である。蓄電装置２の溶接時において、軸１３Ａの一端１３ａは、軸１３Ａを回転させるための駆動部（不図示）に接続される。軸１３Ａの他端１３ｂは、蓄電装置２の蓋部２２に設けられた注液口と貫通孔１６とが連接するように、蓋部２２に密封固定される。蓄電装置２の内部は注液口及び貫通孔１６を介してチャンバ１Ａの外部に接続される。
【００２９】
次に、チャンバ１Ａを用いた溶接装置１０Ａの構成が説明される。図５は、チャンバ１Ａを用いた溶接装置１０Ａを概略的に示す構成図である。図５に示されるように、溶接装置１０Ａは、蓄電装置２の溶接工程だけでなく蓄電装置２の気密性の検査工程に用いられ得る点で溶接装置１０と相違する。具体的には、溶接装置１０Ａは、ガス供給源５及びガス検出器６を備える点、並びに、吸引機４が軸１３Ａの一端１３ａ及び軸１４の他端１４ｂに接続される点で溶接装置１０と相違する。
【００３０】
吸引機４は、バルブＶ１を介して軸１４の他端１４ｂ（排気口１５）に接続されるとともに、バルブＶ３及びバルブＶ２を介して軸１３Ａの一端１３ａ（貫通孔１６）に接続される。つまり、吸引機４は、排気口１５を介してチャンバ１Ａの内部のガスを吸引するとともに、貫通孔１６を介して蓄電装置２のケース２０の内部のガスを吸引する。
【００３１】
ガス供給源５は、蓄電装置２のケース２０の内部に所定のガスＧｓを供給するための装置である。つまり、ガス供給源５は、ケース２０内にガスＧｓを供給する。ガス供給源５によって供給されるガスＧｓとしては、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、水素（Ｈ２）などが用いられる。ガス供給源５は、バルブＶ４及びバルブＶ２を介して軸１３Ａの一端１３ａ（貫通孔１６）に接続される。つまり、ガス供給源５は、貫通孔１６を介して蓄電装置２のケース２０の内部にガスＧｓを供給する。
【００３２】
ガス検出器６は、チャンバ１Ａの内部においてガスＧｓを検出するための装置である。つまり、ガス検出器６は、ガス供給源５によって蓄電装置２のケース２０に供給されたガスＧｓのうち、ケース２０から漏れ出したガスＧｓを検出する。ガス検出器６は、例えば、チャンバ１Ａ内におけるガスＧｓの濃度を測定することによって、ケース２０から漏れ出したガスＧｓを検出する。このガスＧｓの検出は、ケース２０内の気圧を予め定められた気圧（例えば、０．２ＭＰａ）にして行われる。ガス検出器６は、バルブＶ５及びバルブＶ１を介して軸１４の他端１４ｂ（排気口１５）に接続される。つまり、ガス検出器６は、排気口１５を介してチャンバ１Ａ内におけるガスＧｓの有無を検出する。
【００３３】
次に、溶接装置１０Ａを用いた蓄電装置２の溶接工程及び検査工程が説明される。まず、ケース本体部２１の開口部を蓋部２２が閉塞した状態で、ケース本体部２１及び蓋部２２が互いに仮止めされる。そして、ケース本体部２１及び蓋部２２が互いに仮止めされた状態で、チャンバ１Ａの収容空間Ｓに蓄電装置２が収容され、軸１３Ａの他端１３ｂと軸１４の一端１４ａとの間に蓄電装置２が固定される。このとき、軸１３Ａの他端１３ｂは、蓄電装置２の注液口に接続される。そして、軸１３Ａ及び軸１４を方向Ｄに移動することによって、ケース本体部２１と蓋部２２との接合部分が窓部１２に対向するように位置合わせされ、その後チャンバ１Ａが密封される。
【００３４】
続いて、軸１３Ａの一端１３ａにバルブＶ２，Ｖ３を介して吸引機４が接続され、軸１４の他端１４ｂにバルブＶ１を介して吸引機４が接続される。そして、吸引機４によって、チャンバ１Ａの内部のガスが吸引されて排気口１５から排出されるとともに、蓄電装置２の注液口を介してケース２０内のガスが吸引されて貫通孔１６から排出される。その後、チャンバ１Ａの内部が予め定められた圧力に達すると、バルブＶ１〜Ｖ３が閉められ、吸引機４が軸１３Ａの一端１３ａ及び軸１４の他端１４ｂから取り外される。
【００３５】
続いて、軸１３Ａの一端１３ａ及び軸１４の他端１４ｂが駆動部に接続される。そして、駆動部によって軸１３Ａ及び軸１４が回転され、本体部１１が蓄電装置２とともに回転される。このとき、本体部１１及び蓄電装置２を回転しつつ、レーザ装置３によってケース本体部２１と蓋部２２との接合部分にレーザ光Ｌが照射される。そして、本体部１１及び蓄電装置２が軸回りに１回転されることにより、レーザ光Ｌがケース本体部２１と蓋部２２の接合部分全体に照射される。これによって、ケース本体部２１に蓋部２２が溶接され、蓄電装置２の溶接工程が終了される。
【００３６】
次に、軸１３Ａの一端１３ａにバルブＶ２，Ｖ４を介してガス供給源５が接続されるとともに、バルブＶ２，Ｖ３を介して吸引機４が接続される。また、軸１４の他端１４ｂにバルブＶ１，Ｖ５を介してガス検出器６が接続されるとともに、バルブＶ１を介して吸引機４が接続される。そして、バルブＶ２，Ｖ４が開けられ、バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５が閉められる。これにより、ガス供給源５が注液口を介して蓄電装置２のケース２０に接続される。そして、ケース２０内の気圧が所定の気圧に達するまで、ガス供給源５によってケース２０の内部にガスＧｓが供給される。
【００３７】
続いて、バルブＶ２，Ｖ４が閉められ、バルブＶ１，Ｖ５が開けられる。これにより、ガス検出器６がチャンバ１Ａの収容空間Ｓに接続される。そして、ガス検出器６によって、例えば、チャンバ１Ａの収容空間Ｓ内におけるガスＧｓの濃度が測定される。これにより、ケース２０から漏れ出したガスＧｓの有無が検出される。ガスＧｓが検出された場合、ケース２０の気密性が十分でないので、その蓄電装置２は不良品と判定される。一方、ガスＧｓが検出されなかった場合は、ケース２０の気密性は十分であるので、その蓄電装置２は良品と判定される。
【００３８】
続いて、バルブＶ１，Ｖ５が閉められ、バルブＶ２，Ｖ３が開けられる。これにより、吸引機４が蓄電装置２のケース２０に接続される。そして、吸引機４によってケース２０内の気圧が規定の気圧（例えば０．１ＭＰａ）になるまでケース２０内からガスＧｓを含むガスを吸引する。このようにして、蓄電装置２の気密性の検査工程が終了される。
【００３９】
以上のように構成されたチャンバ１Ａにおいても、チャンバ１と同様の効果が奏される。さらに、チャンバ１Ａでは、蓄電装置２の注液口及び貫通孔１６を介して、ガス供給源５を接続し、排気口１５を介してガス検出器６を接続することができる。この場合、ケース２０の溶接を行った後、ケース２０内にガスＧｓを供給して、チャンバ１Ａの収容空間Ｓ内でガスＧｓの検出をすることができ、ケース２０の気密性の検査を行うことが可能となる。
【００４０】
なお、本発明に係るチャンバは上記実施形態に限定されない。例えば、上記第１及び第２実施形態における蓄電装置２のケース２０は、円筒型であるが、これに限られない。ケース２０は、角型であってもよい。
【００４１】
また、上記第１及び第２実施形態では、排気口１５は、軸１４に設けられているが、本体部１１内のガスを外部に排出できればよく、設けられる位置は限定されない。排気口１５は、例えば、本体部１１に設けられていてもよい。
【００４２】
また、上記第２実施形態では、貫通孔１６は、軸１３Ａに設けられているが、本体部１１内にガスＧｓを供給できればよく、設けられる位置は限定されない。貫通孔１６は、例えば、本体部１１に設けられていてもよい。
【００４３】
また、上記第２実施形態では、ガス供給源５はケース２０にガスＧｓを供給し、ガス検出器６はチャンバ１の収容空間ＳにおいてガスＧｓの検出を行っているが、これに限られない。例えば、ガス供給源５はチャンバ１の収容空間ＳにガスＧｓを供給し、ガス検出器６はケース２０においてガスＧｓの検出を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ａ…チャンバ、２…蓄電装置、１１…本体部、１２…窓部、１３，１３Ａ…軸、１４…軸、１５…排気口、Ｌ…レーザ光、Ｓ…収容空間。
【図１】
2015115179.tif 000003
【図２】
2015115179.tif 000004
【図３】
2015115179.tif 000005
【図４】
2015115179.tif 000006
【図５】
2015115179.tif 000007