(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の平板状の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合するための超音波接合方法であって、
各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を取得する段階と、
前記超音波接合情報に基づいて第１打点の超音波接合を行う段階と、
前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第１打点に加わる振動応力が、前記第１打点の接合強度を低下させないとして、あらかじめ定められている振動応力に対する接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた第２打点の最適位置を設定する段階と、
前記超音波接合情報に基づいて前記最適位置に第２打点の超音波接合を行う段階と、
を含むことを特徴とする超音波接合方法。
【請求項２】
前記複数の部材はすべて材質の異なるＡ、Ｂ、Ｃの３枚の平板であり、前記第１打点はＡとＢの部材同士を接合するために、前記第２打点はＢとＣの部材同士を接合するためにそれぞれ超音波接合されることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合方法。
【請求項３】
前記材料の物理特性情報は、各部材の材質、ヤング率Ｅ、波長定数ｋおよび振動伝播特性を含み、これらの物理特性情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合方法。
【請求項４】
前記超音波接合情報は、第１打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間を含み、これらの超音波接合情報はデータベースとして記憶手段に記憶されているものを用いるか、または外部装置から入力されたものを用いることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合方法。
【請求項５】
前記第２打点の最適位置は、
前記第２打点で超音波接合が行われているときに、前記部材を直接的に伝わる振動によって前記第１打点に加わる応力と前記部材の端面で反射して間接的に伝わる振動によって前記第１打点に加わる応力との合計値が前記振動応力についての接合強度基準値よりも小さい値を呈する位置のすべてをまとめた位置であることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合方法。
【請求項６】
前記第２打点の最適位置は、
超音波接合時の振動周波数と前記部材の振動伝播特性とから求めた波長をλとした場合、前記第１打点位置からλ／４の位置を避ける位置に設定されることを特徴とする請求項１に記載の超音波接合方法。
【請求項７】
複数の平板状の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合する超音波接合装置であって、
各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を記憶するデータベースと、
前記超音波接合情報に基づいて第１打点位置を演算するとともに前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第１打点に加わる振動応力が、前記第１打点の接合強度を低下させないとして、あらかじめ定められている振動応力に対する接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた最適な第２打点位置を設定する打点位置設定手段と、
設定された第１打点位置と第２打点位置に前記部材を位置決めする位置決め手段と、
前記超音波接合情報に基づいて前記第１打点位置と前記第２打点位置を超音波接合する超音波接合手段と、
を有することを特徴とする超音波接合装置。
【請求項８】
前記材料の物理特性情報は、各部材の材質、ヤング率Ｅ、波長定数ｋおよび振動伝播特性を含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波接合装置。
【請求項９】
前記超音波接合情報は、第１打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間を含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波接合装置。
【請求項１０】
前記最適な第２打点位置は、
超音波接合時の振動周波数と前記部材の振動伝播特性とから求めた波長をλとした場合、前記第１打点位置からλ／４の位置を避ける位置に設定されることを特徴とする請求項７に記載の超音波接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１打点に対して振動応力（以下「振動応力」あるいは、簡単のため単に「応力」と省略して記載する）がかかりにくい第２打点位置を演算することができる超音波接合方法およびその装置の提供を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。
【０００３】
自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。この要望を受けて、近年では扁平形の単電池を多数直列に接続してなる組電池が開発されている。
【０００４】
組電池を製造する場合、生産性を向上させるためには単電池同士の接合を、たとえば下記特許文献１に示すように溶接によって行うことが望ましい。ところが、扁平形の単電池の場合、単電池の熱容量が小さく、また、単電池の構造自体も熱には十分な強さを持たない構造となっているため、最近では、たとえば下記特許文献２に示すように、あまり温度を上げることなく溶接できる超音波接合を用いて単電池同士の接合を行っている。
【特許文献１】特開２００２−１４１０５１号公報
【特許文献２】特開２００２−９６１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の部材を接合するために、超音波接合を打点ごとに異なる部材同士で行う場合には、最初の打点の接合強度が接合強度基準値を満たしていたとしても、次の打点の超音波接合時の振動が最初の打点に加わることによって最初の打点には応力がかかり、この応力が最初の打点の接合強度を低下させることがある。本明細書において、接合強度とは、振動応力に対する接合強度を意味する。また、接合強度基準値とは、第２打点の超音波接合時に第１打点の接合強度を低下させないとしてあらかじめ定められる振動応力に対する接合強度の大きさを規定する基準値を意味する。
【０００６】
自動車のような走行中に大きな振動が加わるものに対して搭載される電池にとっては、接合強度の不良は後発的な故障原因となりうるので、検査工程で厳密な検査（全数検査）を行い、このような電池が搭載されないようにしている。
【０００７】
本発明は、第１打点に対して応力がかかりにくい第２打点位置を演算し、その位置を超音波接合することによって信頼性の高い超音波接合ができるようにし、厳密な検査を省略することができる超音波接合方法およびその装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明にかかる超音波接合方法は、複数の平板状の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合するための超音波接合方法であって、各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を取得する段階と、前記超音波接合情報に基づいて第１打点の超音波接合を行う段階と、前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第１打点に加わる振動応力が、前記第１打点の接合強度を低下させないとして、あらかじめ定められている振動応力に対する接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた第２打点の最適位置を設定する段階と、前記超音波接合情報に基づいて前記最適位置に第２打点の超音波接合を行う段階と、を含むことを特徴とする。
なお、第２打点の最適位置は、振動応力に対する接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた位置である。
【０００９】
上記の手順により、第２打点の位置は、第１打点に対して接合強度基準値以上の応力を与えない位置となるので、第１打点に与える悪影響を抑えつつ第２打点を接合することができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明にかかる超音波接合装置は、複数の平板状の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合する超音波接合装置であって、各部材を構成する材料の物理特性情報および超音波接合情報を記憶するデータベースと、前記超音波接合情報に基づいて第１打点位置を演算するとともに前記材料の物理特性情報に基づいて超音波接合時前記第１打点に加わる振動応力が、前記第１打点の接合強度を低下させないとして、あらかじめ定められている振動応力に対する接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた最適な第２打点位置を設定する打点位置設定手段と、設定された第１打点位置と第２打点位置に前記部材を位置決めする位置決め手段と、前記超音波接合情報に基づいて前記第１打点位置と前記第２打点位置を超音波接合する超音波接合手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の構成から、打点位置設定手段は、第１打点に加わる振動応力が接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた最適な位置に第２打点の位置を設定するので、超音波接合手段は第１打点に与える悪影響を抑えつつ第２打点を接合することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような構成を有する本発明は、第１打点に加わる振動応力が接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた最適な位置を第２打点とすることができるので、信頼性の高い超音波接合が可能になり、厳密な検査を省略することができて生産効率も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかる超音波接合方法およびその装置について、その動作の詳細を図面に基づいて説明する。
【００１４】
本発明にかかる超音波接合装置は、複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合するものであって、本実施の形態では、複数の部材をすべて材質の異なるＡ、Ｂ、Ｃの３枚の平板として、また、超音波接合の対象となる第１打点はＡとＢの部材同士を接合するために行われ、その第２打点はＢとＣの部材同士を接合するために行われるものとして説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる超音波接合装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
超音波接合装置は、データベース１０、入力装置１５、制御装置２０、ワーク位置決め装置３０および超音波接合機４０から構成される。
【００１７】
データベース１０は、制御装置２０が各種の演算を行うために必要な、Ａ、Ｂ、Ｃの平板それぞれを構成する材料の材質、ヤング率Ｅ、波長定数ｋおよび振動伝播特性を含む物理特性情報、および超音波接合を行う際の第１打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間を含む超音波接合情報を記憶している。
【００１８】
入力装置１５は、上記材料の物理特性情報および超音波接合情報を手入力するために設けられている。
【００１９】
制御装置２０は、データベース１０に記憶されているまたは入力装置１５から入力された超音波接合情報に基づいて第１打点位置を演算する一方、データベース１０に記憶されているまたは入力装置１５から入力された物理特性情報に基づいて、超音波接合時に第１打点に接合強度基準値（あらかじめ定められている）以上の応力を与えない最適な第２打点位置を設定する。なお、制御装置２０は打点位置設定手段として機能する。
【００２０】
ワーク位置決め装置３０は位置決め手段として機能するものであって、制御装置２０によって設定された第１打点位置と第２打点位置にＡ、Ｂ、Ｃの３枚の平板を一体として位置決めする。
【００２１】
超音波接合機４０は超音波接合手段として機能するものであって、制御装置２０から出力された超音波接合情報に基づいて第１打点位置と第２打点位置を超音波接合する。
【００２２】
超音波接合機４０は概略図２に示すような構造を有している。超音波接合機４０は、被接合物となる金属製の平板Ａと平板Ｂとを重ねた状態でセットされるアンビル４１と、振動手段４２によって超音波振動する増幅用ホーン４３と、増幅用ホーン４３の下端部に着脱自在に取り付けられたチップ４４とを有している。
【００２３】
アンビル４１は図示しない基台上に堅固に取り付けられている。振動手段４２は増幅用ホーン４３に図示水平方向の超音波振動を与えるものであって、高周波電源４５で振動する振動子４６を備えている。増幅用ホーン４３は図示しない加圧手段によって図示垂直方向の加圧力をチップ４４に与える。
【００２４】
超音波接合時、超音波接合される平板ＡとＢは、図示するようにアンビル４１上でチップ４４によって加圧される。この状態で増幅用ホーン４３が超音波振動を起こすと、チップ４４が加圧力を受けている状態で水平方向に振動する。この振動によって平板ＡとＢの金属原子が拡散され、さらに再結晶することによってチップ４４の間に位置している部分が機械的に接合される。
【００２５】
図３は、本実施の形態で超音波接合が行われる扁平型電池の概略構成を示す図である。図に示される扁平型電池５０Ａ、５０Ｂは同一タイプの扁平型電池であって、その内部には図示されていない電池要素が収容され、その外側をラミネートフィルム５１Ａ、５１Ｂで覆ったものである。電池要素からは正極端子５２Ａ、５２Ｂと負極端子５３Ａ、５３Ｂが引き出されている。電池要素の周囲は熱融着によって封止され、外部からの水分などの浸入を防止している。
【００２６】
本実施の形態では、図３および図４（ａ）、（ｂ）に示したように、複数の部材を打点ごとに異なる部材同士で超音波接合する。具体的には、まず第１打点位置５４で負極端子５３Ｂと電圧検出用のファストン端子５５とを接合し、次に第２打点位置５７で負極端子５３Ｂと正極端子５２Ａとを接合する。なお、ファストン端子５５は真鍮製の平板Ａであり、負極端子５３Ｂは銅製の平板Ｂであり、正極端子５２Ａはアルミニウム製の平板Ｃである。
【００２７】
したがって、第２打点位置５７の超音波接合を行うときには、第２打点位置５７に与えられている超音波振動が負極端子５３Ｂと正極端子５２Ａを介して接合済みの第１打点位置５４に与えられることになり、この超音波振動が場合によっては第１打点位置５４の接合強度を低下させる原因となる。本発明では、第２打点位置５７の超音波振動が第１打点位置５４の接合強度に悪影響を与えないように、第２打点位置５７の第１打点位置５４からの距離を演算し、演算した距離だけ離して第２打点の超音波接合を行うようにしている。たとえば、本実施の形態の場合、図３および図４（ｂ）に示すように、扁平型電池５０Ａ、５０Ｂの正極および負極端子５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂは９０ｍｍの幅を有しているので、第２打点位置５７は第１打点位置５４から７１ｍｍ離れた位置に設定している。
【００２８】
次に、本実施の形態において、第２打点位置５７を第１打点位置５４から７１ｍｍ離れた位置に設定した根拠を説明する。
【００２９】
一般に、断面が一様な棒状の長板の弾性体を、その一端から振動を与えてその長さ方向の縦振動の半波長共振状態にした場合、弾性体の長さ方向をＸ軸に取ると、ｘ位置における長さ方向の振動振幅ξ（ｘ）は、
ξ（ｘ）＝ξ０ｓｉｎωｔ・ｃｏｓｋｘ
ξ０：最大振動振幅、ω：角周波数、ｋ：波長定数（ω/ｃ）、弾性体の音速
との式で表される。
また、振動歪δ（ｘ）は振動振幅の位置的関数であるため、ξ（ｘ）をｘで偏微分することによって算出され、振動歪δ（ｘ）は、
δ（ｘ）＝δ０ｓｉｎωｔ・ｓｉｎｋｘ
δ０＝−ξ０ｋ：最大振動歪
との式で表される。
ｘ位置における振動応力Ｔ（ｘ）は、弾性体のヤング率をＥとすると振動歪にヤング率Ｅを乗じたものとなるので、
Ｔ（ｘ）＝Ｅδ０ｓｉｎωｔ・ｓｉｎｋｘ
との式で表される。
【００３０】
これらの式で最終的に得られた振動応力Ｔ（ｘ）は長板を直接的に伝わる振動によって第１打点に加わる応力である。実際には、この直接的な振動に加えて、第１打点には長板の端面で反射して間接的に伝わる振動の応力も加わる。しかしながら、反射による振動の間接的な応力は伝達距離が長くなるため直接的な応力に比べると非常に小さな応力である。
【００３１】
長板の第２打点を超音波接合する場合、長板を直接的に伝わる振動によって第１打点に加わる応力と長板の端面で反射して間接的に伝わる振動によって第１打点に加わる応力との合計値が、設定されている接合強度基準値よりも小さいことが要求される。第２打点の超音波接合によって第１打点に加わる応力が接合強度基準値を大きく超えると、第１打点の接合強度が低下し、少なからず接合品質を劣化させることになるからである。
【００３２】
図５は打点位置からどのようにして長板上を振動が伝播し応力がかかっていくかを示した図である。打点位置を超音波接合すると、長板上に超音波接合で加えられた振動の周波数と長板の材質の振動伝播特性に応じた、図示実線で示したような波長λの波がサイン波状の振動が伝播する。これとともに長板上の各位置において図示点線で示したようなサイン波状に分布した応力がかかる。これらの波形から、応力波形が振動波形よりもλ／４位相がずれていることがわかる。また、打点位置からλ／４離れた位置の応力が最も大きくなることがわかる。
【００３３】
打点位置からλ／４離れた位置には、上記の式で演算される振動応力Ｔ（λ／４）の大きさの最大の応力がかかることになる。このため、第１打点位置からλ／４離れた位置での第２打点の超音波接合は避けなければならないことがわかる。
【００３４】
第２打点の超音波接合時に第１打点に振動応力Ｔ（λ／４）の大きさの最大の応力がかかるのを避けるために、本実施の形態では第２打点位置５７を、安全をみて、図５に示すように、第１打点位置５４からλ／４の位置を避ける位置、または、図６に示すように、λ／４±λ／１６離れた範囲の領域（図示斜線の領域）を除いた領域に設定するようにしている。図４にも示したように、負極端子５３Ｂの長さは９０ｍｍであり、超音波接合の振動周波数ｆを１９．１５ＫＨｚ、負極端子５３Ｂを構成する金属である銅の縦波の音速ｃは３９６０ｍ／ｓｅｃであるので、まず、振動波形の波長λを求めると、λ＝２π／ｋ＝２π・ｃ／ｗ＝ｃ／ｆ＝２０６ｍｍとなる。したがって、λ／４±λ／１６の範囲は、第１打点位置から３９ｍｍ〜６４ｍｍの範囲を除く範囲である。このため、本実施の形態では第２打点位置５７をこの範囲から外れる最適位置として第１打点位置５４から７１ｍｍ離れた位置に設定しているのである。以上の演算は、制御装置２０が行い、演算された打点位置への扁平型電池５０の位置決めはワーク位置決め装置３０が行う。
【００３５】
このような位置に第２打点位置５７を設定すれば、第２打点の超音波接合時に第１打点に加わる応力を抑制することができ、第１打点の接合不良を回避することができる。なお、第１打点にかかる応力を小さくするために、第１打点位置５４からλ／４±λ／１２離れた範囲の領域またはλ／４±λ／８離れた範囲の領域を接合禁止領域として、これらの接合禁止領域を除く領域に第２打点位置を設けるようにしても良い。
【００３６】
図７は本発明にかかる超音波接合方法の手順を示すフローチャートである。この方法は図１に示した超音波接合装置によって実施される。
【００３７】
まず、制御装置２０はデータベース１０から、銅製の平板Ｂである負極端子５３Ｂとアルミニウム製の平板Ｃである正極端子５２Ａの物理特性情報を取得する。同時に、第１打点の超音波接合と第２打点の超音波接合を行うために必要な超音波接合情報を取得する。物理特性情報は、前述の第２打点の最適位置を演算するために必要な情報であり、材質、ヤング率Ｅ、波長定数ｋおよび振動伝播特性である。つまり、平板の材質やその形状、厚み、幅、奥行きなどの寸法別のヤング率Ｅ、波長定数ｋおよび振動伝播特性（縦波の伝播速度）である。超音波接合情報は、第１打点の位置情報、振動周波数、加圧力および接合時間である。
【００３８】
なお通常これらの情報はすべてデータベース２０に記憶されているが、入力装置１５から作業者が手入力をする場合や生産管理装置などの外部装置から取得する場合もある。この場合には制御装置２０は入力装置１５または外部装置から物理特性情報を取得することになる（Ｓ１）。
【００３９】
ワーク位置決め装置３０は、制御装置２０から第１打点位置の位置情報を取得して、負極端子５３Ｂと電圧検出用のファストン端子５５（図３参照）をアンビル４１上（図２参照）でその位置に位置決めする。超音波接合機４０の増幅用ホーン４３が下降してチップ４４がアンビル４１との間で負極端子５３Ｂと電圧検出用のファストン端子５５を所望の加圧力で挟み込むと、振動子４６が作動して増幅用ホーン４３が所望の振動周波数で超音波振動を起こし、第１打点の接合が開始される。接合時間だけ超音波振動が継続されると第１打点の超音波接合が終了する（Ｓ２）。
【００４０】
次に、制御装置２０は、データベース１０から取得した銅製の平板Ｂである負極端子５３Ｂの物理特性情報、すなわち材質、ヤング率Ｅ、波長定数ｋおよび振動伝播特性に基づいて上記のような演算を行い、超音波接合時に、第１打点の接合強度を低下させないとして、あらかじめ定められている振動応力に対する接合強度基準値よりも小さくなる位置のすべてをまとめた第２打点の最適位置を演算する。具体的には、第２打点位置５７を第１打点位置５４から振動波形の波長のλ／４離れた位置を避ける位置、または、第１打点位置５４からλ／４±λ／１６、λ／４±λ／１２またはλ／４±λ／８離れた範囲の領域を接合禁止領域として、これらの接合禁止領域を除く領域、つまり第２打点の超音波接合時に第１打点に振動応力Ｔ（λ／４）の大きさの最大の応力がかかるのを避ける領域に第２打点位置を設定する（Ｓ３）。
【００４１】
制御装置２０は、演算された第２打点位置をワーク位置決め装置３０に出力し、ワーク位置決め装置３０は、制御装置２０から第２打点位置の位置情報を取得して、負極端子５３Ｂと正極端子５２Ａ（図３参照）をアンビル４１上（図２参照）でその位置に位置決めする。超音波接合機４０の増幅用ホーン４３が下降してチップ４４がアンビル４１との間で負極端子５３Ｂと正極端子５２Ａを所望の加圧力で挟み込むと、振動子４６が作動して増幅用ホーン４３が所望の振動周波数で超音波振動を起こし、第２打点の接合が開始される。接合時間だけ超音波振動が継続されると第２打点の超音波接合が終了する（Ｓ４）。
【００４２】
以上のように、本発明によれば、第１打点に対して接合強度基準値以上の応力を与えない位置を第２打点とすることができるので、信頼性の高い超音波接合が可能になり、厳密な検査を省略することができて生産効率も向上する。
【実施例】
【００４３】
図８は、本発明を適用した場合に第１打点位置にかかる実際の応力を実験によって求める場合の具体的な構成を示す図である。図に示すように平板Ａはファストン端子を想定したものであり、厚みｔが０．５ｍｍの非常に薄い真鍮製の薄膜である。平板ＢまたはＣは幅９０ｍｍ、奥行き４０ｍｍ、厚みｔが０．２ｍｍの非常に薄い銅製またはアルミ製の薄膜である。超音波接合は第１打点位置５４および第２打点位置５７のそれぞれにおいて、１２ｍｍ×６ｍｍの面積の領域に周波数が１９．１５ＫＨｚの強制振動を２０μｍの振幅で与える。強制振動を加える部分の真下の部分は完全に固定する。強制振動を与える方向は図示されているように平板Ｂの奥行き方向である。第１打点は平板ＡとＢを接合し、第２打点は平板ＢまたはＣを他の部材と接合する。
［実施例１］
上記のような条件で、平板Ｂ（銅）に対して第１打点位置と第２打点位置との距離（以下、加振距離）を７２ｍｍに設定し、第２打点で超音波接合を行った。加振距離が７２ｍｍということは、振動波形の波長が２０６ｍｍであるので、振動波形の波長のλ／４離れた位置（５２ｍｍ）を避けており、λ／４±λ／１６（３８ｍｍ〜６４ｍｍ）、さらにはλ／４±λ／１２（３５ｍｍ〜６９ｍｍ）の範囲も避けている領域に第２打点位置を設定していることになる。
【００４４】
その結果は、ＣＡＥ解析により、平板Ａのファストン端子で発生する最大の応力は０．３３６×１０９Ｐａであることがわかった。つまり第２打点を第１打点から７２ｍｍ離すと第１打点にかかる応力はかなり小さくなることがわかった。
［実施例２］
平板Ｂ（銅）に対して加振距離を５２ｍｍに設定し、第２打点で超音波接合を行った。加振距離が５２ｍｍということは、ちょうど振動波形の波長のλ／４離れた位置（５２ｍｍ）に第２打点位置を設定していることになる。
【００４５】
その結果は、平板Ａのファストン端子で発生する最大の応力は０．５３４×１０１１Ｐａであることがわかった。つまり第２打点を第１打点から５２ｍｍ離すと第１打点にかかる応力は非常に大きくなることがわかった。
［実施例３］
平板Ｂ（銅）に対して加振距離を２６ｍｍに設定し、第２打点で超音波接合を行った。加振距離が２６ｍｍということは、振動波形の波長のλ／４離れた位置（５２ｍｍ）を避けており、λ／４±λ／１６（３８ｍｍ〜６４ｍｍ）、さらにはλ／４±λ／１２（３５ｍｍ〜６９ｍｍ）の範囲も避けている領域に第２打点位置を設定していることになる。
【００４６】
その結果は、平板Ａのファストン端子で発生する最大の応力は０．１５６×１０１０Ｐａであることがわかった。つまり第２打点を第１打点から２６ｍｍ離すと第１打点にかかる応力は実施例１ほどではないが小さくなることがわかった。
［実施例４］
次に、平板Ｃ（アルミ）に対して加振距離を７０ｍｍに設定し、第２打点で超音波接合を行った。加振距離が７０ｍｍということは、振動波形の波長のλ／４離れた位置（５２ｍｍ）を避けており、λ／４±λ／１６（３８ｍｍ〜６４ｍｍ）、さらにはλ／４±λ／１２（３５ｍｍ〜６９ｍｍ）の範囲も避けている領域に第２打点位置を設定していることになる。
【００４７】
その結果は、平板Ａのファストン端子で発生する最大の応力は０．３３７×１０９Ｐａであることがわかった。つまり第２打点を第１打点から７０ｍｍ離すと第１打点にかかる応力はかなり小さくなることがわかった。
［実施例５］
平板Ｃ（アルミ）に対して加振距離を５２ｍｍに設定し、第２打点で超音波接合を行った。加振距離が５２ｍｍということは、ちょうど振動波形の波長のλ／４離れた位置（５２ｍｍ）に第２打点位置を設定していることになる。
【００４８】
その結果は、平板Ａのファストン端子で発生する最大の応力は０．７７９×１０９Ｐａであることがわかった。つまり第２打点を第１打点から５２ｍｍ離すと第１打点にかかる応力は大きくなることがわかった。
［実施例６］
平板Ｃ（アルミ）に対して加振距離を２６ｍｍに設定し、第２打点で超音波接合を行った。加振距離が２６ｍｍということは、振動波形の波長のλ／４離れた位置（５２ｍｍ）を避けており、λ／４±λ／１６（３８ｍｍ〜６４ｍｍ）、さらにはλ／４±λ／１２（３５ｍｍ〜６９ｍｍ）の範囲も避けている領域に第２打点位置を設定していることになる。
【００４９】
その結果は、平板Ａのファストン端子で発生する最大の応力は０．４４７×１０１０Ｐａであることがわかった。つまり第２打点を第１打点から２６ｍｍ離すと第１打点にかかる応力は実施例１ほどではないが小さくなることがわかった。なお、第２打点位置５７における加振部分の応力は、加振されている部分のみに大きな応力がかかっていることがわかった。
【００５０】
以上、実施例１〜６の結果をまとめると下記表１のようになる。
【００５１】
【表１】
0004625892.tif 000002
【００５２】
この表の結果を見れば明らかであるが、第２打点位置５７を第１打点位置５４から振動波形の波長のλ／４離れた位置を避ける位置、または、第１打点位置５４からλ／４±λ／１６、λ／４±λ／１２またはλ／４±λ／８離れた範囲の領域を接合禁止領域として、これらの接合禁止領域を除く領域に第２打点位置を設定することが、接合品質の向上にいかに効果があることかがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明を用いれば、耐震特性に優れた高信頼の電池を製造することができるので、本発明は特に自動車に搭載する電池の分野で応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明にかかる超音波接合装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】超音波接合機の概略構成を示す図である。
【図３】本実施の形態で超音波接合が行われる扁平型電池の概略構成を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は打点位置の説明に供する図である。
【図５】第２打点位置を設定するための原理説明に供する図である。
【図６】第２打点位置を設定するための原理説明に供する図である。
【図７】本発明にかかる超音波接合方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用した場合に第１打点位置にかかる実際の応力を実験によって求める場合の具体的な構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    データベース、
１５    入力装置、
２０    制御装置、
３０    ワーク位置決め装置、
４０    超音波接合機、
４１    アンビル、
４２    振動手段、
４３    増幅用ホーン、
４４    チップ、
４５    高周波電源、
４６    振動子、
５０、５０Ａ、５０Ｂ    扁平型電池、
５１Ａ    ラミネートフィルム、
５２Ａ、５２Ｂ    正極端子、
５３Ａ、５３Ｂ    負極端子、
５４    打点位置、
５５    ファストン端子、
Ａ、Ｂ、Ｃ    平板。
【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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