(57)【要約】【課題】外装缶の胴部の変形を抑制することができる電池製造用かしめ装置及び電池製造方法を提供する。【解決手段】電池用かしめ装置１は、外周縁部にポケット２ｃが形成された円板状のターレット２を備えている。ターレット２の外周縁部付近には、内周面に外装缶１０１の胴部１０１ａが押し付けられる基準面２４ａと、開口縁部１０１ｂを折り曲げ、開口縁部１０１を負極端子１０９にかしめるための成形面２４ｂとを備えた成形部材２４が設置されている。また、ターレット２の側面付近には、外装缶１０１を成形部材２４に押し付けるための回転可能なベアリング２８が設置されている。【選択図】      図１
2004319214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極端子を内装した外装缶の開口縁部を内側に折り曲げて、前記開口縁部を前記負極端子にかしめる成形面を備えた成形部材と、
前記外装缶の開口縁部を前記外装缶の側面側から前記成形面に押し付ける回転可能な押付部材と、
前記開口縁部が前記成形面に押し付けられた外装缶を回転させながら前記成形面に沿って前記外装缶を搬送する搬送機構と、
を具備することを特徴とする電池製造用かしめ装置。
【請求項２】
前記成形面は、前記外装缶の搬送方向に向けて徐々に成形位置が低くなるように形成された第１の成形面と、前記第１の成形面よりも前記外装缶の搬送方向側に位置し、かつ成形位置がほぼ一定になるように形成された第２の成形面とを備えていることを特徴とする電池製造用かしめ装置。
【請求項３】
負極端子を内装した外装缶の開口縁部を内側に折り曲げ、前記開口縁部を前記負極端子にかしめるための成形面を備えた成形部材の前記成形面に、前記開口縁部を回転可能な押付部材により押し付ける押付工程と、
前記外装缶の開口縁部を前記成形面に押し付けた状態で、前記成形面に沿って前記外装缶を回転させながら搬送する搬送工程と、
を具備することを特徴とする電池製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外装缶の開口縁部を負極端子にかしめる電池製造用かしめ装置及び電池製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電池を製造する際には、外装缶の開口を封口するために、外装缶の開口縁部を折り曲げて、開口縁部を負極端子にかしめる必要がある。現在、このような作業は電池製造用かしめ装置を用いて自動的に行われている。
【０００３】
電池製造用かしめ装置としては、例えば、一対のパンチ部材と、外装缶の開口縁部を負極端子にかしめるための成形面が形成されたダイ部材とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この電池製造用かしめ装置では、外装缶を上下方向からパンチ部材で挟持した状態で、両方のパンチ部材を上昇させ、外装缶の開口縁部を真上に位置したダイ部材の成形面に押し付けることにより、外装缶の開口縁部全周を同時に負極端子にかしめている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７５７８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、外装缶の薄肉化が進んでおり、上記したような装置で外装缶の開口縁部を負極端子にかしめようとすると、外装缶の胴部が外装缶の軸方向の力に耐えられず、外装缶の胴部が変形してしまうという問題がある。本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものである。即ち、外装缶の胴部の変形を抑制することができる電池製造用かしめ装置及び電池製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の電池製造用かしめ装置は、負極端子を内装した外装缶の開口縁部を内側に折り曲げて、前記開口縁部を前記負極端子にかしめる成形面を備えた成形部材と、外装缶の開口縁部を外装缶の側面側から成形面に押し付ける回転可能な押付部材と、開口縁部が成形面に押し付けられた外装缶を回転させながら成形面に沿って搬送する搬送機構と、を具備することを特徴としている。本発明の電池製造用かしめ装置によれば、外装缶の開口縁部を外装缶の側面側から成形面に押し付けることができるため、開口縁部を負極端子にかしめる際に開口縁部のみに力を加えることができる。これにより、外装缶の胴部にかかる力が軽減され、外装缶の胴部の変形を抑制することができる。
【０００７】
上記成形面は、外装缶の搬送方向に向けて徐々に成形位置が低くなるように形成された第１の成形面と、第１の成形面よりも外装缶の搬送方向側に位置し、かつ成形位置がほぼ一定になるように形成された第２の成形面とを備えていることが好ましい。第１の成形面及び第２の成形面を備えることにより、スムーズに開口縁部を折り曲げることができるとともに折り曲げられた開口縁部の高さを揃えることができる。
【０００８】
本発明の電池製造方法は、負極端子を内装した外装缶の開口縁部を内側に折り曲げ、前記開口縁部を前記負極端子にかしめるための成形面を備えた成形部材の成形面に、開口縁部を回転可能な押付部材により押し付ける押付工程と、外装缶の開口縁部を成形面に押し付けた状態で、成形面に沿って外装缶を回転させながら搬送する搬送工程と、を具備することを特徴としている。本発明の電池製造方法によれば、外装缶の開口縁部を外装缶の側面側から成形面に押し付けるため、開口縁部のみに力が加えられる。これにより、外装缶の胴部にかかる力が軽減され、外装缶の胴部の変形を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係る電池製造用かしめ装置の模式的な上面図であり、図２は本実施の形態に係る電池製造用かしめ装置の模式的な側面図であり、図３は本実施の形態に係るターレットの外周部及びその周辺部の模式的な垂直断面図である。図４は本実施の形態に係る被加工電池缶及びキャリアの模式的な垂直断面図であり、図５（ａ）は本実施の形態に係る成形部材の模式的な側面図であり、図５（ｂ）は本実施の形態に係る成形部材の模式的な垂直断面図である。
【００１０】
図１〜図３に示されるように、電池製造用かしめ装置１は、所定の加工が施された被加工電池１００を搬送するための円板状のターレット２（搬送機構）を備えている。ターレット２は、小径部２ａと小径部２ａより直径が大きい大径部２ｂとを重ねた形状になっている。大径部２ｂの外周縁部には、被加工電池１００の下部を収容するための複数のポケット２ｃが等間隔に形成されている。ポケット２ｃに被加工電池１００の下部を収容することにより、被加工電池１００がターレット２に対して直立して保持される。各ポケット２ｃ内には、ベアリング３が設置されている。ベアリング３をポケット２ｃ内に設置することにより、被加工電池１００が回転可能にターレット２に保持される。
【００１１】
ターレット２には回転軸４が取り付けられており、回転軸４には支持台５に支持された軸受け６が取り付けられている。また、回転軸４にはギヤ７、及び回転数等を調節する減速機８が取り付けられており、減速機８にはエンドレスのベルト９を介してモータ１０が取り付けられている。減速機８で回転数等を調節した状態で、モータ１０を駆動させることにより、所定の回転数でターレット２が回転し、ポケット２ｃに収容された被加工電池１００がターレット２の外周縁部に沿って搬送される。
【００１２】
ターレット２付近には、被加工電池１００を搬送するベルトコンベア１１が設置されている。ベルトコンベア１１は２つの円筒状のプーリ１２，１３を備えており、プーリ１２，１３にはエンドレスのベルト１４が掛けられている。プーリ１２には、図示しないモータが接続されている。モータが駆動することにより、プーリ１２が回転し、プーリ１３及びベルト１４が回転する。
【００１３】
ベルト１４上には、被加工電池１００を直立した状態で収容した円筒状のキャリアＣが載置されている。ここで、キャリアＣに収容された被加工電池１００及びその内部について説明する。図４に示されるように、被加工電池１００は胴部１０１ａ及び開口縁部１０１ｂを有する円筒状の外装缶１０１を備えている。外装缶１０１は上面が開口しているとともに下面が閉口している。下面には、突起状の正極端子１０２が形成されている。
【００１４】
外装缶１０１内には、後述する正極作用物質１０４と負極作用物質１０５とを隔離するためのセパレータ１０３が配置されている。外装缶１０１とセパレータ１０３との間には正極作用物質１０４が充填されており、セパレータ１０３の内側には負極作用物質１０５が充填されている。負極作用物質１０５内には、後述する負極端子１０９に接続された負極集電棒１０６の一部が挿入されている。
【００１５】
セパレータ１０３の上方には、外装缶１０１の開口を塞ぐためのガスケット１０７が配置されている。なお、外装缶１０１の上部には絞りが形成されており、この絞りによりガスケット１０７は外装缶１０１に係止されている。ガスケット１０７の内側には、金属板１０８が設置されており、金属板１０８の上方には負極端子１０９が配置されている。なお、外装缶１０１と負極端子１０９とは、ガスケット１０７で絶縁されている。
【００１６】
キャリアＣは円筒状に形成されており、内径が外装缶１０１の外径とほぼ等しくなっている。また、キャリアＣは、上面及び下面が開口している。ここで、下面の開口は、直径が正極端子１０２の直径よりも大きく、かつ外装缶１０１の外径よりも小さくなるように形成されている。このような開口を形成することにより、開口に正極端子１０２が入り込むとともにキャリアＣの下面に外装缶１０１が引掛かり、外装缶１０１を直立した状態で収容することができる。
【００１７】
ターレット２とベルト１４の間には、ベルト１４上を移動する被加工電池１００を取り出して、取り出した被加工電池１００をターレット２に運ぶための入口ダイヤル１５、及びターレット２に保持された被加工電池１００を取り出して、取り出した被加工電池１００をベルト１４に戻すための出口ダイヤル１６が設置されている。なお、キャリアＣに収容された被加工電池１００を入口ダイヤル１５に搬入する際には、図示しない被加工電池取り出し機構によりキャリアＣから被加工電池１００を取り出し、被加工電池１００のみを入口ダイヤル１５に搬入する。また、出口ダイヤル１６から被加工電池１００を搬出する際には、図示しない被加工電池挿入機構により被加工電池１００をキャリアＣに収容し、この状態で被加工電池１００を出口ダイヤル１６から搬出する。
【００１８】
入口ダイヤル１５及び出口ダイヤル１６は、円板状に形成されている。入口ダイヤル１５の外周縁部及び出口ダイヤル１６の外周縁部には、被加工電池１００を収容するための複数のポケット１５ａ，１６ａが等間隔に形成されている。
【００１９】
入口ダイヤル１５及び出口ダイヤル１６には回転軸１７，１８が取り付けられており、回転軸１７，１８には軸受け１９，２０及びギヤ２１，２２が取り付けられている。ここで、ギヤ２１，２２はギヤ７と噛み合っている。これにより、モータ１０が駆動すると、入口ダイヤル１５及び出口ダイヤル１６がターレット２と同期して回転する。なお、入口ダイヤル１５及び出口ダイヤル１６は、ターレット２とは逆方向に回転する。
【００２０】
入口ダイヤル１５付近及び出口ダイヤル１６付近には、被加工電池１００を入口ダイヤル１５の外周縁部及び出口ダイヤル１６の外周縁部に沿わせて搬送するためのガイド２３が設置されている。具体的には、ガイド２３は、被加工電池１００がポケット１５ａ，１６ａに収容される位置から、ポケット１５ａ，１６ａから取り出される位置まで形成されている。
【００２１】
ターレット２の外周縁部付近には、外装缶１０１の開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７を負極端子１０９にかしめるための円弧状に形成された成形部材２４がターレット２の外周縁部に沿うように設置されている。
【００２２】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、成形部材２４の内周面には、外装缶１０１の胴部１０１ａが押し付けられる基準面２４ａと、外装缶１０１の開口縁部１０１ｂが押し付けられる成形面２４ｂとが形成されている。成形面２４ｂは、開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７を折り曲げ、開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７を負極端子１０９にかしめるためのものである。
【００２３】
成形面２４ｂは基準面２４ａよりも上方に、かつ基準面２４ａよりもターレット２側に位置している。成形面２４ｂは上方に向けて凹んだ凹面状に形成されており、成形面２４ｂの曲率半径は約１．２〜１．５ｍｍに設定されている。
【００２４】
成形面２４は、ターレット２の回転方向に向けて徐々に成形位置が低くなるように形成された成形面２４ｃ（第１の成形面）と、成形面２４ｃよりもターレット２の回転方向側に位置し、かつ成形位置がほぼ一定になるように形成された成形面２４ｄ（第２の成形面）とから構成されている。成形部材２４と入口ダイヤル１５との間、及び成形部材２４と出口ダイヤル１６との間には、ポケット２ｃに収容された被加工電池缶１００をターレット２の外周縁部に沿わせて搬送するためのガイド２５が設置されている。
【００２５】
ターレット２の小径部２ａの側面には、複数のベアリングホルダ２６がポケット２ｃの上方に位置するように設置されている。ベアリングホルダ２６には、後述するベアリング２８間に被加工電池１００が位置するように所定の間隔を置いて配置された２本のピン２７が保持されている。ピン２７の両端部には、外装缶１０１を成形部材２４に押し付けるための回転可能なベアリング２８（押付部材）が取り付けられている。
【００２６】
次に、電池製造用かしめ装置１を用いたかしめについて説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は本実施の形態に係る外装缶１０１の開口縁部１０１ｂを負極端子１０９にかしめる際の電池製造用かしめ装置１と外装缶１０１との状態を模式的に示した図である。
【００２７】
まず、被加工電池１００が直立するようにキャリアＣに被加工電池１００が収容された状態で、回転しているベルト１４上にキャリアＣを載置する。ベルト１４上に載置されたキャリアＣは、ベルト１４上を移動し、入口ダイヤル１５付近に搬送される。入口ダイヤル１５付近にキャリアＣが到達すると、図示しない被加工電池取り出し機構によりキャリアＣから被加工電池１００が取り出され、入口ダイヤル１５のポケット１５ａに収容される。これにより被加工電池１００が入口ダイヤル１５に保持される。
【００２８】
入口ダイヤル１５に保持された被加工電池１００は、入口ダイヤル１５の回転により入口ダイヤル１５の外周縁部に沿って搬送される。その後、被加工電池１００はターレット２に引き渡され、ターレット２のポケット２ｃに収容される。これにより、被加工電池１００がターレット２に保持される。
【００２９】
ターレット２に保持された被加工電池１００は、ターレット２の回転によりターレット２の外周縁部に沿ってベアリング２８とともに搬送される。ここで、被加工電池１００はベアリング２８によりガイド２５に押し付けられており、被加工電池１００は回転しながらベアリング２８とともに搬送される。
【００３０】
ターレット２の回転により被加工電池１００が搬送されていくと、成形部材２４に被加工電池１００が到達し、図６（ａ）に示されるように外装缶１０１の胴部１０１ａ及び開口縁部１０１ｂが基準面２４ａに押し付けられる。そして、さらにターレット２の回転により被加工電池１００が搬送されていくと、胴部１０１ａが基準面２４ａに押し付けられた状態で、開口縁部１０１ｂのみが成形面２４ｃに押し付けられる。これにより、開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７が成形面２４ｃに沿って外装缶１０１の内側に向けて折り曲げられる。ここで、開口縁部１０１ｂは成形面２４ｃに点接触しているので、開口縁部１０１ｂの成形面２４ｃに接触している部分のみ折り曲げられるが、外装缶１０１は回転しながら搬送されていくので、最終的には全部の開口縁部１０１ｂが折り曲げられる。また、成形面２４ｃは、成形位置が徐々に低くなるように形成されているので、開口縁部１０１ｂの高さは外装缶１０１の回転に伴なって徐々に低くなっていく。
【００３１】
さらに、ターレット２の回転により被加工電池１００が搬送されていくと、図６（ｂ）に示されるように胴部１０１ａが基準面２４ａに押し付けられた状態で、開口縁部１０１ｂのみが成形面２４ｄに押し付けられる。これにより、開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７がさらに内側に折り曲げられ、開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７が負極端子１０９にかしめられる。ここで、成形面２４ｄは成形位置がほぼ一定になるように形成されているので、開口縁部１０１ｂは全て同じ高さに成形される。
【００３２】
開口縁部１０１ｂ及びガスケット１０７を負極端子１０９にかしめた後、さらにターレット２の回転により被加工電池１００は搬送されていく。その後、被加工電池１００は出口ダイヤル１６に引き渡され、出口ダイヤル１６のポケット１６ａに収容される。これにより、被加工電池１００が出口ダイヤル１６に保持される。出口ダイヤル１６に保持された被加工電池１００は、出口ダイヤル１６の外周縁部に沿って搬送される。最後に、図示しない被加工電池挿入機構により被加工電池１００が出口ダイヤル１６から取り出され、キャリアＣに収容され、ベルト１４上に被加工電池１００が戻される。
【００３３】
本実施の形態では、外装缶１０１の開口縁部１０１ｂを外装缶１０１の側面側から成形面２４ｂに押し付けて、開口縁部１０１ｂを負極端子１０９にかしめるので、外装缶１０１の胴部１０１ａの変形を抑制することができる。即ち、外装缶１０１の開口縁部１０１ｂを外装缶１０１の側面側から成形面２４ｂに押し付けると、開口縁部１０１ｂのみに力が加えられる。これにより、外装缶１０１の胴部１０１ａにかかる力が軽減され、外装缶１０１の胴部１０１ａの変形を抑制することができる。
【００３４】
本実施の形態では、成形面２４ｂを成形面２４ｃと成形面２４ｄとから構成しているので、スムーズに開口縁部１０１ｂを折り曲げることができるとともに折り曲げられた開口縁部１０１ｂの高さを揃えることができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記実施の形態では、成形面２４ｂは成形面２４ｃ，２４ｄから構成されているが、成形面２４ｄのみから構成してもよい。また、上記実施の形態では、ベアリング２８で外装缶１０１を成形部材２４に押し付けているが、ローラで外装缶１０１を押し付けてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳説したように、本発明の電池製造用かしめ装置及び電池製造方法によれば、外装缶の胴部の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施の形態に係る電池製造用かしめ装置の模式的な上面図である。
【図２】図２は実施の形態に係る電池製造用かしめ装置の模式的な側面図である。
【図３】図３は実施の形態に係るターレットの外周部及びその周辺部の模式的な垂直断面図である。
【図４】図４は実施の形態に係る外装缶及びキャリアの模式的な垂直断面図である。
【図５】図５（ａ）は実施の形態に係る成形部材の模式的な側面図であり、図５（ｂ）は実施の形態に係る成形部材の模式的な垂直断面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施の形態に係る外装缶の開口縁部を負極端子にかしめる際の電池製造用かしめ装置と外装缶との状態を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１…電池製造用かしめ装置
２…ターレット
２４…成形部材
２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…成形面
２８…ベアリング
１０１…外装缶
１０１ａ…胴部
１０１ｂ…開口縁部
１０９…負極端子
【図１】
2004319214.tif 000003
【図２】
2004319214.tif 000004
【図３】
2004319214.tif 000005
【図４】
2004319214.tif 000006
【図５】
2004319214.tif 000007
【図６】
2004319214.tif 000008