(57)【要約】【課題】電池製造工程において、電池缶内の異物を確実にかつ短時間で除去する。【解決手段】電池製造装置１において、一端部が開口された電池缶２の側面に絞り加工で環状溝部を形成するビード形成手段４と、ビード形成時に電池缶内の異物（メッキ材や鉄材）を吸引用部材７で吸引して電池缶外に排出する排出手段５を備える。吸引用部材７の端部に異物の吸着手段（磁石）１０を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池缶の側面に絞り加工で凹部を形成するビード形成の際に、電池缶内部の異物を吸引用部材で吸引して電池缶外に排出する排出手段を備えた電池製造装置において、
上記吸引用部材の端部に上記異物を吸着する吸着手段を設けた
ことを特徴とする電池製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載した電池製造装置において、
上記異物が磁性体であって、上記吸着手段に磁石を用いた
ことを特徴とする電池製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池缶のビード形成工程において電池缶内部の異物（剥がれたメッキ材や削られた缶材等）を除去するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン２次電池等の電池製造において、電池缶の開口部付近に環状溝部（所謂ビード）を形成するビード形成工程では、電池缶の内部に混入する異物を取り除く必要がある。
【０００３】
電池缶は通常、鉄材料を用いて形成され、錆の発生を防止するために電池缶の表面にはニッケルメッキ等によるコーティング処理が施されている。よって、電池缶にビードを形成する際に、電池缶内面のメッキが剥がれ落ちたり、缶材である鉄の一部が削られてしまうと、それらの異物が電池缶内部でショート等を発生させ、電池不良の原因となってしまう。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、異物を吸引用ハイプで吸引するための吸引機構を設けた装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−７２５９号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では、電池製造の生産性や電池缶内の異物除去の完全性という観点から、下記に示すような問題がある。
【０００７】
例えば、ビード形成に要する短時間（１秒程度）で電池缶内の異物を完全に吸引して除去することは困難である。よって、異物の除去にかかる時間を長くすることが必要となるが、作業時間がかかり、生産性が落ちる。
【０００８】
また、静止状態で保持された電池缶に対して、その開口を閉塞する部材（回転中のスピンドル）が接触する際に剥がれ落ちる開口部のメッキ材や鉄材等については、それらの粒径が比較的大きく（例えば、３０〜５０μｍ）、吸引だけで十分に除去することができない場合には、電池缶内に異物として残ってしまう虞がある。
【０００９】
そこで、本発明は、電池製造工程において、電池缶内の異物を確実にかつ短時間で除去することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、ビード形成時に電池缶内部の異物を吸引する吸引用部材の端部に、異物（磁性体等）の吸着手段（磁石等）を設けたものである。
【００１１】
従って、本発明によれば、ビート形成時に異物を吸引するとともに、吸引だけでは十分に除去し切れないものを、吸着手段によって確実に取り除くことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の基本構成例を示す概念図である。
【００１３】
電池製造装置１は、電池缶２の保持手段３と、電池缶２にビード２ａを形成するビード形成手段４と、ビード形成時に電池缶内部の異物を吸引して電池缶外に排出する排出手段（あるいは排気手段）５を備えている。
【００１４】
保持手段３は、電池缶２のうち開口部２ｂとは反対側に位置する端部を保持する保持機構６ａと、電池缶２の開口部２ｂに挿合されて該開口部を保持する保持機構６ｂから構成されている。
【００１５】
そして、保持機構６ｂを構成する部材には、吸引用部材７が設けられており、ビード形成時には、該吸引用部材７の一端部が電池缶２の内部に挿入された状態とされる。尚、吸引用部材７の他端部は配管部材８を介して吸引装置９に接続されており、これらによって排出手段５が構成されている。
【００１６】
吸引用部材７の端部（先端、側面部等）には、電池缶２内の異物に対する吸着手段１０が設けられている。該吸着手段１０は、電磁力、静電引力等によって異物を引き付けて除去するために設けられ、例えば、異物が磁性金属粉等の磁性体である場合に、磁気吸着手段として永久磁石や電磁石が用いられる。
【００１７】
ビード形成手段３は、電池缶２の側面において缶内の電池素子（電極素子）２ｃからやや離れた位置にビード２ａを形成するものである。例えば、後述するように、電池缶２を回転させるとともにその側面に加工用突部を押し付けることにより電池缶２の窪み（環状溝部）としてビードが形成され、該ビードは電池素子２ｃの飛び出しを防止したり、電池蓋の取付用台座部等の役目をもっている。
【００１８】
図２は、電池製造装置の構成例を示しており、例えば、２次電池（リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等）の製造設備の一部を構成している。
【００１９】
本例に示す電池缶２は、鉄材料を用いて有底の円筒状に形成されており、全表面にニッケルメッキ等のコーティング処理が施されている。そして、電池缶２は一端が開口され、その内部には正極材及び負極材がセパレータを介して巻回された構成の電池素子２ｃが収容されている。尚、電池素子２ｃの一端（図の上端）には上部絶縁板（トップインシュレータ）２ｄが配置されている。
【００２０】
電池製造装置１１は、電池缶２の保持機構１２及び回転機構１３と、吸引機構１４、ビード形成機構１５を備えている。
【００２１】
保持機構１２は、電池缶２の一端部を保持するとともに、電池缶２をその中心軸に沿う方向に押圧した状態で回転可能に保持するために設けられており、支持部１２ａと、これに設けられた支持軸１２ｂ、そして、支持軸１２ｂの端部に設けられた電池缶２の受け部材としての保持テーブル１２ｃを備えている。また、支持軸１２ｂには、弾性部材（コイルバネ等）を用いた付勢手段１２ｄが設けられていて、該手段により保持テーブル１２ｃが電池缶２に近づく方向に付勢されている。
【００２２】
回転機構１３は、電池缶２の開口部２ｂに装着されることで該開口部２ｂを閉塞するとともに電池缶２をその中心軸回りに回転させる部材（スピンドル）１３ａとこれを支える部材１３ｂを備えており、両者の間には付勢手段１３ｃ（圧縮コイルバネ等の弾性部材）が介在されている。付勢手段１３ｃにより部材１３ａが図２の下方（電池缶２に近づく方向）に付勢される。尚、回転機構１３は、矢印Ａで示すように、電池缶２の中心軸に沿う方向（図２の上下方向）に移動可能とされ、電池缶２の中心軸回りに回転可能とされている。また、部材１３ａ、１３ｂの中央には、貫通孔１３ａｈ、１３ｂｈがそれぞれ形成されている。
【００２３】
本例に示す吸引機構１４は、吸引用パイプ１４ａ、配管部材１４ｂ、吸引装置１４ｃを備えている。
【００２４】
吸引用パイプ１４ａは、上記貫通孔１３ａｈ、１３ｂｈに通されるとともに回転不能な状態とされ、その一端部（図２の上端部）が配管部材１４ｂを介して吸引装置１４ｃに接続されている。尚、吸引用パイプ１４ａの材質、肉厚等については吸引装置１４ｃによる吸引圧力（例えば、−１×１０４Ｐａ程度）に耐え得るものとし、そのためにステンレス鋼等が使用される。また、図示は省略するが、吸引用パイプ１４ａと部材１３ａとの間には、ボールベアリング等が介在されており、また、吸引用パイプ１４ａと付勢手段１３ｃとが接触しないように構成されている。
【００２５】
本例に示す吸引用パイプ１４ａは円形パイプとされ、その外径寸法については、上記貫通孔１３ａｈの形成により部材１３ａの剛性を損わないように、例えば、電池缶２の内径寸法に対して３分の１以下とすることが好ましい。また、吸引用パイプ１４ａの内径については、これを一定値とする形態と、流路断面積を段階的又は連続的に変化させる形態が挙げられる。
【００２６】
吸引用パイプ１４ａの他端部（図２の下端部）の先端には、上記吸着手段１０に相当する磁石１６が取り付けられている（図２には、磁石１６と上部絶縁板２ｄとの間に生じる隙間を誇張して示している。）。
【００２７】
磁石１６には、例えば、永久磁石であるＳｍ（サマリウム）−Ｃｏ（コバルト）系磁石が用いられる。その形状は吸引用パイプ１４ａの先端形状に適合するようにリング状とされ、円形孔１６ａが吸引口として吸引用パイプ１４ａに繋がることにより吸引通路１７が形成される。一例としては、外径１３．２ｍｍ、内径３ｍｍ、高さ（厚み）１．５ｍｍで表面磁束密度が１５０ｍＴ（Ｗｂ／ｍ２）の磁石が使用される。勿論、磁石１６については、これに限らず、吸引用パイプ１４ａの形状や構造、寸法や材質、あるいは電池の種類やサイズ、さらには電池製造における生産性等を考慮して各種の形態を採用することが可能である。
【００２８】
電池缶２の側方に配置されたビード形成機構１５は、電池缶２の開口部近辺に環状溝部を絞り成形するものであり、本体部１５ａと該本体部に回転自在に支持されたビーディング用のローラー部材１５ｂを備えている。ローラー部材１５ｂは、工具鋼材料又は超硬材料を用いて形成されるとともにその表面にチタンコーティング処理等が施されており、回転軸を中心とする径方向において外方に突出された幅狭の加工用突出部（刃）１５ｃが設けられている。尚、図示は省略するが、ビード形成機構１５に関して、図示しない送り手段（カムやボールネジ等を用いた直線移動機構等）によって、図２の矢印Ｃで示すように、電池缶２の外周面に向かって本体部１５ａを移動させたり、電池缶２の外周面から遠ざかる向きに本体部１５ａが移動されるようになっている。
【００２９】
次に、電池製造装置１１の動作について説明する。
【００３０】
先ず、電池缶２内に電池素子２ｃや上部絶縁板２ｄが挿入された後、図示しない移送機構によって電池缶２が保持テーブル１２ｃ上に載置されて保持される。
【００３１】
その後、電池缶２の開口部２ｂが上記部材（スピンドル）１３ａによって塞がれた状態で電池缶２が回転されることになるが（図２の矢印Ｂ参照）、静止状態にある電池缶２に対して回転中の部材１３ａが電池缶２の開口部２ｂに接触する際に、表面のメッキが剥がれ落ちたり、缶材料である鉄材が削られて磁性金属粉が電池缶内に混入すると内部ショートの原因となる虞があるため、これらを吸引機構１４によって缶外に排出することが必要である。その際、前記したように、異物の粒径が比較的大きい場合に、吸引だけでは十分に除去できないという問題に対して、電池製造装置１１では磁石１６を用いて金属粉等を磁気吸着することにより除去することができる。
【００３２】
そして、電池缶２が、その中心軸方向において保持テーブル１２ｃ及び部材１３ａによって両側から押圧保持され、かつ該中心軸の回りに高速で回転された状態で、ビード形成機構１５の加工用突出部１５ｃが電池缶２の外周面（側面）に対して所定の速度をもって押し付けられ、これにより、開口部近辺に環状溝部が絞り成形により形成される。このときの塑性変形により剥離したメッキや、缶材料である鉄材の磁性金属粉についても、吸引機構１４による排出及び磁石１６による磁気吸着によってほぼ完全に除去することができる。
【００３３】
実際に所定本数の電池缶について、その内部の上部絶縁板２ｄを倍率５０倍の光学顕微鏡で観察した結果、粒径３０乃至５０μｍ程度の金属粉の個数が、磁石１６を設けない場合に比較して、大幅に除去されることが確認されている（磁石１６の付設によって残存金属粉の個数が約１０分の１以下に減少する。）。
【００３４】
尚、磁石１６等の吸着手段を設けることなく、吸引圧力の調整や吸引時間の設定変更等を行う方法も考えられるが、電池缶内に残存するメッキ材や磁性金属粉をほぼ完全に除去することが困難である（吸引圧力を必要以上に大きくしても得られる効果が少ない。）か、又は作業に時間がかかり生産性が低下すること等を考慮すると、本例のように、吸引用パイプの端部に吸着手段を付設するといった簡単な方法で異物除去の効果が得られることは実用面で有利である。
【００３５】
しかして、上記した構成によれば、ビード形成の際に、電池缶内のメッキ材や缶材（鉄材）の金属粉等が残留しないように、吸引機構及び吸着手段によって効率的に除去することができる。従って、異物混入に起因する電池缶の内部ショートの発生を防止することができ、高品質を保証することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、ビード形成において電池缶内に残留する異物に対して、吸引用パイプによる吸引と吸着手段による吸着を組み合わせることで、短時間で確実に異物を除去することができ、しかもそのために生産性を低下させることがなく、信頼性の高い電池製造が可能となる。
【００３７】
請求項２に係る発明によれば、異物である磁性体を磁石で吸着することができるので、構成の簡単化に適しており、装置コストの面で有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の基本構成例を示す概念図である。
【図２】本発明に係る装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…電池製造装置、２…電池缶、５…排出手段、７…吸引用部材、１０…吸着手段、１１…電池製造装置、１６…磁石
【図１】
2004311323.tif 000003
【図２】
2004311323.tif 000004