(57)【要約】【課題】本発明は、溶接不良の発生を抑制することができる電流遮断装置の製造方法を提供するものである。【解決手段】電流遮断装置３０の製造方法であって、反転板５２をリベット４１の嵌合部４１ｄに嵌合する嵌合工程と、反転板５２とリベット４１の大径部４１ｂとで囲まれた空間である圧力室３１内を減圧する減圧工程と、圧力室３１内を減圧した状態で、反転板５２と嵌合部４１ｄとを点状に溶接する仮溶接工程と、圧力室３１内を減圧した状態で、反転板５２と嵌合部４１ｄとを全周にわたって線状に溶接する本溶接工程と、本溶接工程の終了後に、圧力室３１内の減圧状態を維持した状態で開始され、反転板５２とリベット４１との溶接部の気密性を検査するリーク検査工程とを備え、嵌合部４１ｄの内周縁部と反転板５２の外周縁部との隙間が０．１ｍｍ以下であり、減圧工程で減圧した圧力室３１内の圧力が、１０〜８０ｋＰａの範囲内である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の外部端子と接続され電池ケースに固定されるリベットと、前記電池ケース内で前記リベットに対して溶接により接合されるとともに、前記二次電池の内部端子と接続される反転板とを備え、前記二次電池における電池ケース内の圧力が所定値よりも高くなった際に、前記反転板を変形させて、前記二次電池の外部端子と内部端子との間の電流経路を遮断する電流遮断装置の製造方法であって、
前記反転板を前記リベットに嵌合する嵌合工程と、
前記リベットに嵌合された前記反転板と前記リベットとで囲まれた空間内を減圧する減圧工程と、
前記空間内を減圧した状態で、前記反転板の外周縁部と前記リベットの内周縁部とを点状に溶接する仮溶接工程と、
前記空間内を減圧した状態で、前記反転板の外周縁部と前記リベットの内周縁部とを全周にわたって線状に溶接する本溶接工程と、
前記本溶接工程の終了後に、前記空間内の減圧状態を維持した状態で開始され、前記反転板と前記リベットとの溶接部の気密性を検査するリーク検査工程とを備え、
前記反転板が嵌合されたリベットの内周縁部と前記反転板の外周縁部との隙間が０．１ｍｍ以下であり、
前記減圧工程で減圧した前記空間内の圧力が、１０〜８０ｋＰａの範囲内である、
ことを特徴とする電流遮断装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池が備える電流遮断装置の品質および信頼性を向上することができる、電流遮断装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン二次電池などの二次電池においては、電池ケース内の圧力が所定値よりも高くなると、電池ケース外部の電極端子と、電池ケース内部の集電端子との間の電流経路を遮断する電流遮断装置を具備するものがある。
前記電流遮断装置は、電極端子に接続されるリベットと、集電端子に接続される集電板とに接合される反転板を備えており、電池ケース内の圧力が所定値よりも高くなった際に、前記反転板を変形させて、前記反転板と集電板とを分断するものである。
【０００３】
例えば、図２に示す電流遮断装置３０は、外部端子１４と正極集電板１６との間に配置されており、外部端子１４を介して二次電池の正極端子に接続されるリベット４１と、正極集電板１６に接続される反転板５２とを備えている。
リベット４１は、電池ケースの蓋体１２を貫通する小径部４１ａと、電池ケースの内部に配置される大径部４１ｂとを有する略円筒形状の部材であり、小径部４１ａの上端部をかしめることで、リベット４１を外部端子１４とともに蓋体１２に固定している。
【０００４】
反転板１６は略円板形状の部材であり、その中央部が溶接によって正極集電板１６に対して円環状に接合されている。反転板１６は、その中央部が下方に向かって窪んでいる。
また、反転板１６は、リベット４１における大径部４１ｂの下端部に嵌合しており、反転板１６の外周縁部がリベット４１の大径部４１ｂに全周にわたって溶接されることにより、反転板１６がリベット４１に接合されている。
正極集電板１６における反転板１６との溶接部の外周側には、切欠部１６ａが形成されている。
【０００５】
このように構成される電流遮断装置３０においては、電池ケース内の圧力（反転板５２よりも集電板１６側の圧力）が、電池ケース外の圧力（反転板５２よりもリベット４１側の圧力）よりも、所定値以上高くなると、反転板５２の中央部が上側に上向きに反るように変形する。これにより、集電板１６が切欠部１６ａで破断して、反転板５２と集電板１６との接続部が分断され、電池ケース外部の正極端子と、電池ケース内部の集電端子との間の電流経路が遮断されることとなる。
【０００６】
ここで、二次電池の製造工程において電流遮断装置３０を組み立てる際には、リベット４１における大径部４１ｂの下端部に形成される嵌合部４１ｄの内周縁部に、反転板５２の外周縁部を係止するとともに、レーザ光を嵌合部４１ｄの内周縁部に沿って照射して、大径部４１ｂと反転板５２とを全周にわたって溶接することにより、大径部４１ｂと反転板５２との電気的接合、および両者間の気密性の確保を行っている。
このように、大径部４１ｂと反転板５２との溶接を行う場合、単に反転板５２をリベット４１の嵌合部４１ｄに載置しただけの状態で溶接を実施すると、溶接時の熱により反転板５２の浮き上がりや変形が生じてしまう。従って、大径部４１ｂと反転板５２との全周溶接を行う前に、溶接予定部の周上に複数点の仮溶接を行って反転板５２を大径部４１ｂに仮固定することで、反転板５２の浮き上がりや変形を防止している。
【０００７】
しかし、前述のように仮溶接を行った後に全周溶接を行った場合、全周溶接時に溶融池が仮溶接部に近づいていく過程で、溶融池と仮溶接部との間にエア溜まりが生じ、このエア溜まりに起因するピンホールが溶接部位に残存して、溶接部位に充分な気密性を確保することができない場合があった。
つまり、大径部４１ｂのフランジ部に反転板５２を載置した場合、フランジ部の内周面と反転板５２の外周面との間には隙間が存在する。この隙間は、仮溶接後の全周溶接時に、レーザの照射により溶接部に溶融池が形成されると閉塞され、この隙間内に存在するエアは、未溶接部位に残存する隙間へ押し出される。しかし、図７に示すように、仮溶接部の近傍では、前記隙間内のエアが仮溶接部に堰き止められて逃げることができず、エア溜まりが生じることとなる。このエア溜まりのエアが熱により爆ぜることで、溶接部にピンホールが発生し、大径部４１ｂと反転板５２との間の気密不良が生じることとなる。
【０００８】
また、第一のワークを第二のワークに嵌合した状態で、第一のワークと第二のワークとを仮溶接を行った後に、全周溶接を行う溶接方法としては、特許文献１に示すようなものもある。
特許文献１においては、第一のワークである安全弁１５０を、第二のワークである電池ケース１２０の封口蓋１４０に、仮溶接およびシーム溶接を行うことで接合している。具体的には、安全弁１５０を封口蓋１４０の弁孔周縁部１４２に配置して、安全弁１５０の蓋当接予定面１５３ｃを内方面１４２ａに当接させると共に、安全弁１５０の弁外周縁面１５３ａを弁孔周縁部１４２の段差面１４２ｂに当接または近接させて、封口蓋１４０の弁孔１４１Ｈを、安全弁１５０にて閉塞する。この状態で、互いに当接または近接する弁外周縁面１５３ａと環状の段差面１４２ｂとを仮溶接で溶接する。次いで、安全弁１５０の弁周囲部１５３のうち仮溶接部１７１よりも安全弁１５０の径方向内側の位置に、レーザビームを照射しつつ、封口蓋１４０に対して相対移動させ、この弁周囲部１５３および封口蓋１４０の弁周縁部１４２の一部を環状に溶融させてシーム溶接を行う。
【０００９】
このように仮溶接の後にシーム溶接を行う場合も、シーム溶接時に押し出された、弁周囲部１５３と弁周縁部１４２との間（蓋当接予定面１５３ｃと内方面１４２ａとの間）に存在する空気が、仮溶接部に堰き止められてエア溜まりが生じ、ピンホール等の溶接不良が発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３２９０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明においては、二次電池の電流遮断装置におけるリベットと反転板とを、仮溶接の後に全周溶接を行って接合する際に、リベットと反転板との間に存在する空気量を低減して、溶接不良の発生を抑制することができる、電流遮断装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する電流遮断装置の製造方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、二次電池の外部端子と接続され電池ケースに固定されるリベットと、前記電池ケース内で前記リベットに対して溶接により接合されるとともに、前記二次電池の内部端子と接続される反転板とを備え、前記二次電池における電池ケース内の圧力が所定値よりも高くなった際に、前記反転板を変形させて、前記二次電池の外部端子と内部端子との間の電流経路を遮断する電流遮断装置の製造方法であって、前記反転板を前記リベットに嵌合する嵌合工程と、前記リベットに嵌合された前記反転板と前記リベットとで囲まれた空間内を減圧する減圧工程と、前記空間内を減圧した状態で、前記反転板の外周縁部と前記リベットの内周縁部とを点状に溶接する仮溶接工程と、前記空間内を減圧した状態で、前記反転板の外周縁部と前記リベットの内周縁部とを全周にわたって線状に溶接する本溶接工程と、前記本溶接工程の終了後に、前記空間内の減圧状態を維持した状態で開始され、前記反転板と前記リベットとの溶接部の気密性を検査するリーク検査工程とを備え、前記反転板が嵌合されたリベットの内周縁部と前記反転板の外周縁部との隙間が０．１ｍｍ以下であり、前記減圧工程で減圧した前記空間内の圧力が、１０〜８０ｋＰａの範囲内である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、反転板とリベットとの溶接部におけるリーク不良および溶け込み不良の発生を抑制して、気密性および信頼性に優れた電流遮断装置を製造することができる。また、電流遮断装置の製造工程および製造設備を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電流遮断装置を備えた二次電池を示す側面断面図である。
【図２】電流遮断装置を示す側面断面図である。
【図３】製造途中において反転板をリベットに溶接する状態の電流遮断装置を示す側面断面図である。
【図４】仮溶接部、および全周溶接が行われる様子を示す平面図である。
【図５】反転板の外周縁部とリベットにおける嵌合部の内周縁部との隙間を示す側面断面図である。
【図６】反転板の外周縁部に上方向へ延出するフランジ部を形成するとともに、嵌合部の深さを深く形成して、反転板の外周面と嵌合部の内周面との間に形成される空間の容積を大きく構成した電流遮断装置を示す側面断面図である。
【図７】従来、電流遮断装置の製造途中において反転板をリベットに溶接する際に、仮溶接部の近傍にてエア溜まりが生じた状態を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に示す二次電池１は非水電解液二次電池に構成されており、巻回型の電極体３および電解液を電池ケース２に封入して構成されている。
電池ケース２は、一面（上面）が開口した有底角筒形状のケース本体２１と、平板状に形成されケース本体２１の開口部を閉塞する蓋体２２とで構成され、蓋体２２の長手方向一端部(図１における右端部)には正極側の外部端子である正極端子５が設けられ、蓋体２２の長手方向他端部(図１における左端部)には負極側の外部端子である負極端子６が設けられている。
【００１７】
正極端子５は、正極端子５と同様に電池ケース２の外部に配置される外部端子１４に接続されており、外部端子１４はリベット４１により蓋体２２に固定されている。また、正極端子５は、外部端子１４および電池ケース２の内部に配置される内部端子である正極側集電端子１７ａを介して電極体３の正極３ａと接続されている。
負極端子６は、負極端子６と同様に電池ケース２の外部に配置される外部端子１４に接続されており、外部端子１４はリベット４１により蓋体２２に固定されている。また、負極端子６は、外部端子１４および電池ケース２の内部に配置される内部端子である負極側集電端子１７ｂを介して電極体３の負極３ｂと接続されている。
【００１８】
正極端子５に接続される外部端子１４と正極側集電端子１７ａとの間には、電流遮断装置（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）３０が介装されており、電池ケース２内の圧力が所定値よりも高くなると電流遮断装置３０が作動して、二次電池１の電流経路である正極端子５と正極側集電端子１７との電気的な接続、即ち正極端子５と正極側集電端子１７との間の電流経路を遮断するように構成している。
図２に示すように、電流遮断装置３０は、リベット４１、ホルダー４２、反転板５２、および集電板１６を備えている。
【００１９】
リベット４１は、下側の内径寸法および外径寸法が、上側の内径寸法および外径寸法よりも大径に形成される略円筒形状の部材であり、上側の小径部分である小径部４１ａと、下側の大径部分である大径部４１ｂを有している。リベット４１は、アルミニウム等を素材として形成される。
【００２０】
リベット４１の小径部４１ａは、先端部が蓋体２２（より詳細には、蓋体２２に載置される外部端子１４および上側絶縁部材１５）より上方に、即ち電池ケース２の外部に突出する。
【００２１】
リベット４１の大径部４１ｂは、蓋体２２の下方、すなわち、電池ケース２の内部に配置される。大径部４１ｂの下端部は、その内径寸法および外径寸法が、大径部４１ｂの他の部分の内径寸法および外径寸法よりもさらに大径に形成されて嵌合部４１ｄを構成している。
【００２２】
リベット４１は、小径部４１ａの上端部をかしめることで、蓋体２２の外部側に位置する外部端子１４と上側絶縁部材１５、および蓋体２２の内部側に位置するガスケット５１を、リベット４１とともに蓋体２２に一体的に固定している。これにより、リベット４１は、外部端子１４と電気的に接続される。
上側絶縁部材１５は、外部端子１４と蓋体２２の間を絶縁するための部材であり、ガスケット５１は、リベット４１と蓋体２２の間をシールするとともに絶縁するための部材である。
【００２３】
ホルダー４２は、電池ケース２の内部に配置され、正極側集電端子１７ａに接続される集電板１６を保持するための部材である。ホルダー４２は、樹脂等の絶縁部材にて形成されている。
ホルダー４２は、蓋体２２の内側面とリベット４１との間に配置される板状部材である本体部４２ａと、本体部４２ａから下方（電池ケース２の内側方向）へ向けて延出する脚部４２ｂ・４２ｂ・・・とを有しており、脚部４２ｂ・４２ｂ・・・の先端部によって集電板１６を保持している。
なお、リベット４１とホルダー４２とは、インサート成形により一体的に形成することができる。
【００２４】
反転板５２は、略中央部が内部側（図２における下側）に向けて窪んでいる略円板形状に形成されており、例えばアルミニウムを素材として構成されている。
反転板５２は、リベット４１における大径部４１ｂの先端に形成される嵌合部４１ｄに接合されている。具体的には、反転板５２を大径部４１ｂの嵌合部４１ｄに嵌合した状態で、反転板５２の外周縁部と嵌合部４１ｄの内周縁部とを、全周にわたって溶接することにより、反転板５２がリベット４２に接合されている。
これにより、反転板５２とリベット４２とが電気的に接続されている。また、大径部４１ｂと反転板５２とを接合することにより、大径部４１ｂと反転板５２とで囲まれた空間である圧力室３１が構成される。圧力室３１は、リベット４２の小径部４１ａを貫通する連通孔４１ｃを通じて外部と連通している。
【００２５】
集電板１６の中央部には円形状の導圧孔が形成されており、前記導圧孔の外周部が全周にわたって反転板５２と溶接により接合されている。集電板１６における反転板５２との溶接部の外周部には、周方向に沿って切欠部１６ａが形成されている。また、集電板１６は、正極側集電端子１７ａと接続されている。
【００２６】
電流遮断装置３０においては、電池ケース２内の圧力（反転板５２よりも集電板１６側の圧力）が、ケース外の圧力（圧力室３１内の圧力）よりも、所定値以上高くなると、電池ケース２内と圧力室３１内との圧力差により、前記導圧孔を通じて反転板５２に外側向きの力（図２における上側への力）がかかり、反転板５２が外側（図２における上側）へ反るように変形する。この反転板５２の変形により、集電板１６が切欠部１６ａで破断して、集電板１６と反転板５２との接合部が分離し、正極端子５と正極側集電端子１７との間の電流経路が遮断される。
【００２７】
次に、以上のように構成される電流遮断装置３０を組み立てる際に、反転板５２とリベット４１とを溶接により接合する方法について詳しく説明する。
【００２８】
反転板５２のリベット４１に対する接合は、リベット４１における小径部４１ａの上端部をかしめて、外部端子１４、上側絶縁部材１５、およびガスケット５１を、リベット４１とともに蓋体２２に固定した状態（集電板１６をホルダー４２に接合する前の状態）で行われる。
また、図３に示すように、反転板５２をリベット４１に接合する際には、外部端子１４、上側絶縁部材１５、ガスケット５１、およびリベット４１が固定された蓋体２２を、リベット４１の小径部４１ａが下方に位置する姿勢に配置し、反転板５２とリベット４１の大径部４１ｂとで囲まれた空間である圧力室３１を減圧するための減圧装置に載置する。
【００２９】
前記蓋体２２を前記減圧装置に載置した状態では、前記減圧装置の吸引部６１がリベット４１における小径部４１ａの先端に当接している。
吸引部６１は、上端が開口した円筒状の吸引管６２と、吸引管６２よりも大径に形成されるとともに吸引管６２に外嵌されるシール管６３とを備えており、吸引管６２の上端にはシール部材６２ａが取り付けられ、シール管６３の上端にはシール部材６３ａが取り付けられている。
【００３０】
シール部材６２ａは、小径部４１ａの先端における連通孔４１ｃの周縁部に当接しており、シール部材６３ａは、小径部４１ａの先端の外周側に位置する外部端子１４に当接している。
そして、前記減圧装置は、吸引管６２から、連通孔４１ｃを通じて圧力室３１内の空気を吸引して、圧力室３１内を減圧することを可能としている。
【００３１】
前記減圧装置により圧力室３１内を減圧する場合、吸引管６２と小径部４１ａとの間はシール部材６２ａによりシールされているため、圧力室３１内の空気を確実に吸引することができる。また、吸引管６２の外周部において、シール管６３と外部端子１４との間がシール部材６３ａによりシールされているため、吸引管６２と小径部４１ａとの間の気密性がさらに高められている。
つまり、吸引部６１と小径部４１ａの連通孔４１ｃとは、２重の気密構造（吸引管６２のシール部材６２ａとシール管６３のシール部材６３ａ）を介して接続されており、漏れなく確実に圧力室３１内の空気を吸引することが可能となっている。
【００３２】
反転板５２をリベット４１に接合する際には、上述のように、リベット４１等が固定された蓋体２２を前記減圧装置に載置した状態で、リベット４１の大径部４１ｂにおける嵌合部４１ｄに反転板５２を嵌合する（嵌合工程）。
反転板５２の外径は、嵌合部４１ｄの内径と同じか若干小さく形成して、嵌合部４１ｄに嵌合しした反転板５２の外周縁部と、嵌合部４１ｄの内周縁部との間に、若干の隙間が生じるようにしている。前記隙間寸法は、例えば０〜０．１ｍｍとなるように設定することができる。
【００３３】
反転板５２を嵌合部４１ｄに嵌合した後、前記減圧装置により圧力室３１内の空気を吸引し、圧力室３１内を減圧する（減圧工程）。前記減圧装置による圧力室３１の減圧は、例えば圧力室３１内が１０〜８０ｋＰａの範囲内の圧力となるように行う。
圧力室３１内を減圧することで、大気圧となっている圧力室３１の外部の圧力と、大気圧よりも低くなっている圧力室３１内の圧力との差圧により、反転板５２がリベット４１の嵌合部４１ｄに押圧された状態となる。
これにより、反転板５２が嵌合部４１ｄから浮き上がることが防止され、反転板５２の嵌合部４１ｄに対する嵌合状態を確実に保持することが可能となる。
【００３４】
次に、図４に示すように、圧力室３１内を減圧した状態で、反転板５２の外周縁部とリベット４１における嵌合部４１ｄの内周縁部とを点状に仮溶接する（仮溶接工程）。これにより、反転板５２がリベット４１に仮固定される。
前記仮溶接は複数箇所に対して行われ、本実施形態では、８箇所の仮溶接部Ｗｓを形成している。
また、前記仮溶接を行う際には、圧力室３１内が減圧され、反転板５２がリベット４１の嵌合部４１ｄに押圧されているため、反転板５２のリベット４１に対する位置決めがなされることとなる。従って、反転板５２を仮固定するための仮溶接を行う箇所を少なくすることができ、生産性の向上を図ることが可能となっている。
【００３５】
さらに、圧力室３１内を減圧した状態で、反転板５２の外周縁部とリベット４１における嵌合部４１ｄの内周縁部とを、全周にわたって線状に溶接（全周溶接）する（本溶接工程）。この場合、反転板５２と嵌合部４１ｄとの境界部に沿って溶融池Ｍおよび溶接ビードＢが形成される。そして、反転板５２が全周にわたって気密的に嵌合部４１ｄと接合されることとなる。
【００３６】
図５に示すように、前記仮溶接工程および本溶接工程において溶接を行うときには、レーザ光を嵌合部４１ｄの内周縁部に照射しているが、前記仮溶接工程および本溶接工程を実施する際には、圧力室３１内が減圧されているため、反転板５２と嵌合部４１ｄとの間に存在する空気が圧力室３１内に吸引された状態で全周溶接を行うこととなる。従って、全周溶接時の溶融池が仮溶接部Ｗｓに近づいていく過程で、溶融池と仮溶接部Ｗｓとの間にエア溜まりを生じることがなく、溶接部にピンホールが発生することを防止して、充分な気密性を確保した溶接を行うことが可能となる。また、溶融池Ｍに気泡が生じた場合には、前記気泡が溶融池Ｍの下方から減圧状態の圧力室３１側へ吸引されるため、ピンホールの発生を一層有効に抑制することができる。
さらに、圧力室３１内が減圧されていることにより、全周溶接時の溶融池Ｍも圧力室３１側へ吸引されることとなり、気密性を確保できる溶け込み深さを得ることができる。特に、反転板５２の外周縁部と、嵌合部４１ｄの内周縁部との間の隙間寸法ｄを０〜０．１ｍｍの範囲の値に設定することで、高い気密性が得られる溶け込み深さを得ることが可能となる。
このように、圧力室３１内を減圧状態として全周溶接を実施することで、溶接部にピンホールが発生することを抑制でき、溶接の品質および信頼性を向上することが可能となっている。
【００３７】
また、圧力室３１内を減圧する際には、圧力室３１内の圧力が１０〜８０ｋＰａの範囲内となるように減圧することが好ましいが、これは以下の理由による。
つまり、圧力室３１内の圧力が８０ｋＰａを越えると、減圧度合いが低く、全周溶接時におけるエア溜まりの発生を充分に抑制することができず、溶接部にピンホールが発生するおそれがあるためである。
また、圧力室３１内の圧力が１０ｋＰａを下回ると、減圧度合いが高くなりすぎて、大気圧との差圧により反転板５２がリベット４１側に変形することとなる。この変形により、電流遮断装置３０の作動圧の上昇や、電流遮断装置３０の寸法精度の低下を招くおそれがある。さらに、溶接時における溶融池が圧力室３１側に引き込まれて、溶接ビードＢの窪みが大きくなる。特に、反転板５２の外周縁部と嵌合部４１ｄの内周縁部との隙間寸法ｄが大きい場合には前記窪みが顕著となり、充分な溶け込み深さを確保することができず、反転板５２のリベット４１に対する接合強度の低下や、電流遮断装置３０の気密性が低下するおそれがある。
【００３８】
なお、全周溶接時にピンホールの発生を防止して気密性を確保した溶接を行う方策として、仮溶接工程における仮溶接部Ｗｓの溶融深さを浅く設定することが考えられるが、これは反転板５２と嵌合部４１ｄとの未接合が生じ易く、本来の仮溶接の機能を果たさないため好ましくない。仮に、未接合を生じることなく溶接を行うことができたとしても、全周溶接の最終段階において、全周溶接の開始端部と溶融池との間にエア溜まりが発生することは避けられない。
【００３９】
また、図６に示すように、反転板５２の外周縁部に上方向（中心軸方向）へ延出するフランジ部５２ａを形成するとともに、嵌合部４１ｄの深さ（上下方向の長さ）を深く形成して、反転板５２の外周面と嵌合部４１ｄの内周面との間に形成される空間の容積を大きく構成することで、前記空間にエア溜まりが形成された場合でも、当該エア溜まりが爆ぜないように構成することが考えられる。しかし、このような構成では、反転板５２やリベット４１の部品コストが増大したり、電流遮断装置３０の上下方向の長さが大きくなって電池ケース２内における電極体３が占めるスペースが小さくなるために、電池容量が減少したりする、といった問題がある。
【００４０】
さらに、全周溶接時におけるレーザ照射の走査速度を低下させ、エア溜まりが発生してもエアが溶融池に取り込まれるように構成することで、エアが爆ぜることを防止することが考えられる。しかし、このような構成では、溶接時に発生する熱量が増大し、リベット４１の温度上昇を招くことから、ガスケット５１等の樹脂部品に対する熱影響が顕著となる。また、走査速度の低下により生産性が低下するといった問題もある。
【００４１】
本溶接工程の終了後には、連続して、圧力室３１内の減圧状態を維持した状態で、反転板５２とリベット４１との溶接部の気密性を検査するリーク検査が開始される（リーク検査工程）。
圧力室３１内が減圧された状態でリーク検査工程が開始されると、まず圧力室３１がチャンバにて覆われる。次に、吸引管６２からの圧力室３１内の空気の吸引が停止され、さらに吸引管６２から圧力室３１内にヘリウム等の検査ガスが供給される。この場合、吸引管６２に接続される配管の途中部に切り替え弁を設けて、吸引管６２との接続を空気の吸引経路と検査ガスの供給経路とに切り替え可能とすることができる。
【００４２】
このように、圧力室３１内に検査ガスを供給して圧力室３１内を正圧とした後、圧力室３１の外部への検査ガスの漏出、即ち圧力室３１を覆うチャンバ内への検査ガスの漏出の有無を検出する。そして、検査ガスのチャンバ内への漏出がなければ、反転板５２とリベット４１との接合部の気密性が確保されていると判断する。逆に、検査ガスのチャンバ内への漏出が検出されると、反転板５２とリベット４１との接合部の気密性に問題があると判断する。
【００４３】
通常、リーク検査を行う場合は、漏出した検査ガスの検出を容易にするために、検査ガスを供給する圧力室３１内を予め空気を排出して減圧するが、本溶接工程にて圧力室３１内を減圧した状態を維持したまま、連続してリーク検査工程を実施することで、本溶接工程およびリーク検査工程の一部を共用することができ、電流遮断装置３０の製造工程の簡略化を図ることができる。
また、圧力室３１内を減圧するための配管系統を、圧力室３１内に検査ガスを供給する配管系統として活用することができるため、製造設備を簡略化することが可能となる。
【００４４】
次に、反転板５１のリベット４１に対する溶接時に圧力室３１内の圧力を１０〜８０ｋＰａの範囲内に減圧して製造した電流遮断装置３０の実施例、および圧力室３１内の圧力を１０〜８０ｋＰａの範囲外の圧力状態にして製造した電流遮断装置３０の比較例について、溶接状態の確認を、リーク検査を実施するとともに、溶け込み深さを確認することにより行ったので、その確認結果について説明する。
実施例については、圧力室３１内の圧力、反転板５２の外周縁部と嵌合部４１ｄの内周縁部との隙間寸法ｄ、および仮溶接部Ｗｓの個所数が互いに異なる実施例１〜１２のサンプルを作製し、比較例については、同様に比較例１〜９のサンプルを作製した。実施例１〜１２および比較例１〜９のサンプルは、それぞれ１０個作製した。
【００４５】
作製した各実施例および比較例においては、アルミニウム（Ａ１０５０）にて構成されるとともに、外径が１８ｍｍ、板厚が０．３ｍｍに形成された反転板５２を用い、アルミニウム（Ａ１０５０）にて構成されるとともに、大径部４１ｂの外径が１９ｍｍ、高さが８ｍｍに形成されたリベット４１を用いた。
また、溶接を行うレーザ溶接装置としては、スポット径が１２０μｍのファイバーレーザ装置を用いた。
【００４６】
仮溶接は、反転板５２の外周を径方向に横切るようにレーザを走査させて行い、そのときのレーザ出力は３００Ｗ、走査速度は５０ｍｍ／ｓｅｃ、走査距離は０．３ｍｍであった。また、仮溶接個所は、８箇所、４箇所、または２箇所とした。この場合各仮溶接箇所は、反転板５２の外周を等分するように均等配置した。
全周溶接は、レーザを反転板５２の外周上を全周にわたって走査させることにより行い、全周溶接の開始箇所は、何れかの仮溶接部Ｗｓもしくはその近傍とした。但し、仮溶接箇所が２箇所の場合は、各仮溶接箇所の中間点とした。そのときのレーザ出力は３００Ｗ、走査速度は５０ｍｍ／ｓｅｃであった。全周溶接時の圧力室３１内の圧力は、５〜１００ｋＰａとした。但し、比較例においては、圧力室３１内の減圧を行わず、圧力室３１内の圧力を大気圧とした状態で全周溶接を行ったものも含む。
【００４７】
リーク検査は、本溶接工程を終えた後、圧力室３１内の減圧状態を維持したまま開始した。具体的には、圧力室３１内の減圧状態を維持したまま、圧力室３１をチャンバにて覆った。次に、減圧装置の吸引管６２からの圧力室３１内の空気の吸引を停止し、さらに吸引管６２から圧力室３１内に検査ガスであるヘリウムガスを供給して、圧力室３１内を正圧とした。この場合、吸引管６２に接続される配管の途中部に切り替え弁を設けて、吸引管６２との接続を空気の吸引経路とヘリウムガスの供給経路とに切り替えた。
圧力室３１内をヘリウムガスにより正圧とした後、前記チャンバ内へのヘリウムガスの漏出の有無を検出した。そして、ヘリウムガスの漏出が認められなかったサンプルを良品とし、ヘリウムガスの漏出が認められたサンプルをリーク不良が発生した不良品とした。
【００４８】
溶け込み深さの確認は、作製した各サンプルを反転板５２の中心軸方向に切断し、反転板５２とリベット４１との溶接部の溶け込み深さを確認した。この場合、電流遮断装置３０に要求される気密性、および反転板５２とリベット４１との接合強度を満足することができる溶け込み深さとして、０．２ｍｍを閾値に設定し、前記閾値を越える溶け込み深さを有していたサンプルを良品として判定し、前記閾値以下の溶け込み深さを有していたサンプルを不良品として判定した。
【００４９】
実施例１〜１２および比較例１〜９についてのリーク検査および溶け込み深さの確認の結果を、次の表１に示す。
【００５０】
【表１】
2015138671.tif 000003
【００５１】
溶接時における圧力室３１内の圧力が１０〜８０ｋＰａの範囲内にある実施例１〜１２では、全てのサンプルにおいてリーク不良の発生はみられなかった。
一方、溶接時における圧力室３１内の圧力が１０〜８０ｋＰａの範囲外（５ｋＰａ、１００ｋＰａ、または減圧なし）にある比較例１〜９では、圧力が８０ｋＰａを越える１００ｋＰａであった比較例２、５、８、および減圧を行わなかった比較例３、６、９において、３〜８個のリーク不良がみられた。リーク不良が見られたサンプルの溶接状態を確認したところ、リーク不良の発生は、全周溶接時に生じたピンホールによるものであることが確認された。従って、比較例２、３、５、６、８、９では、減圧度合いが低く、エア溜まりの発生が充分に抑制されていなかったものと考えられる。
これにより、圧力室３１内を１０〜８０ｋＰａの範囲の圧力に減圧した状態で溶接を行うことにより、リーク不良の発生を効果的に抑制できることがわかる。
【００５２】
また、実施例１〜１２では、隙間寸法ｄが０〜０．１ｍｍの範囲内にある実施例１〜５、９〜１２においては、溶け込み不良の発生はみられなかった。これに対し、隙間寸法ｄが０．１５ｍｍである実施例６〜８については、それぞれ１個の溶け込み不良がみられた。これにより、溶け込み不良の発生を確実に抑制する観点からは、隙間寸法ｄを０〜０．１ｍｍの範囲内に設定することが好ましいことがわかる。
【００５３】
一方、比較例１〜９では、圧力室３１内の圧力が５ｋＰａである比較例１、４、７において、多く（５〜７個）の溶け込み不良が発生した。これは、減圧度合いが高すぎるために溶融池が圧力室３１側に引き込まれたことによるものと考えられる。
また、減圧度合いが低い比較例３、５、６、８、９でも、溶け込み不良が発生しているが、これは全周溶接時に発生したエア溜まりが爆ぜることにより溶け込み深さが減少したことによることが確認された。特に、隙間寸法ｄが大きな比較例８、９では溶け込み不良の発生頻度が多くなっている。
【００５４】
これらのことから、圧力室３１内を１０〜８０ｋＰａの範囲の圧力に減圧した状態で溶接を行うとともに、隙間寸法ｄを０〜０．１ｍｍの範囲内に設定することにより、反転板５２とリベット４１との溶接部におけるリーク不良および溶け込み不良の発生を抑制して、気密性および信頼性に優れた電流遮断装置３０を製造できることがわかる。
【００５５】
なお、比較例１〜９では、仮溶接箇所を８箇所（実施例１〜８）から４箇所（実施例９、１０）および２箇所（実施例１１、１２）に減少させても、リーク不良および溶け込み不良の増加はみられず、電流遮断装置３０の気密性および信頼性に影響を与えることがないといえる。
【符号の説明】
【００５６】
１    二次電池
２    電池ケース
３    電極体
３ａ  正極
３ｂ  負極
５    正極端子
６    負極端子
１６    集電板
１７ａ  正極側集電端子
１７ｂ  負極側集電端子
２１    ケース本体
２２    蓋体
３０    電流遮断装置
３１    圧力室
４１    リベット
４１ａ  小径部
４１ｂ  大径部
４１ｃ  連通孔
４１ｄ  嵌合部
４２    ホルダー
５２    反転板
６１    吸引部
６２    吸引管
【図１】
2015138671.tif 000004
【図２】
2015138671.tif 000005
【図３】
2015138671.tif 000006
【図４】
2015138671.tif 000007
【図５】
2015138671.tif 000008
【図６】
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【図７】
2015138671.tif 000010