(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電極端子を兼ねる電池外装缶内に、他方の電極端子を絶縁・液密に導出して電池要素が封装され、かつ電池外装缶外周面に少なくとも一端面よりも端部を突出させてチューブ形にシュリンクフィルムを被覆した電池本体を搬送する第１の搬送系と、
前記第１の搬送系で搬送された電池本体が方向付けて移載され、この移載された電池本体を摺動的に把持して搬送する把持部を有するダイヤル型搬送系と、
前記ダイヤル型搬送系で方向付けされて搬送される電池本体のチューブ形のシュリンクフィルム開口底面部に、絶縁リングを嵌合支持する支持棒と、この支持棒の周囲に摺動可能に嵌合配置された嵌合部とからなり、この嵌合部が該支持棒に嵌合されている絶縁リングをこの支持棒から離脱させるよう、この支持部とこの嵌合部が相対的に反対方向に移動するよう構成されたナックアウト型絶縁リング供給機構と、
前記絶縁リング供給機構に対峙して配置され、電池本体を摺動的に進退させて絶縁リングを電池本体の端面に位置決め装着するプランジャー型電池進退機構と、
前記ナックアウト型絶縁リング供給機構及びプランジャー型電池本体進退機構を相対的に進退駆動する駆動機構と、
前記絶縁リングを位置決め装着した電池本体をダイヤル型搬送系から移載され電池本体のシュリンクフィルムを熱収縮させて電池本体の端面部に絶縁リングを封装する加熱機構部と、
を有することを特徴とする電池用絶縁リング挿入装置。
【請求項２】
一方の電極端子を兼ねる電池外装缶内に、他方の電極端子を絶縁・液密に導出して電池要素を封装して電池本体を組立・作製する工程と、
前記電池本体外周面に端面よりも端部を突出させてシュリンクフィルムを被覆し、かつ他方の電極端子導出面側に突出させた領域を熱収縮させてシュリンクフィルムの一端側を電池本体面に固定する工程と、
前記一端側を電池本体面に固定したシュリンクフィルムの開口端側から絶縁リングを電池本体端面に、絶縁リングを嵌合支持する支持棒と、この支持棒の周囲に摺動可能に嵌合配置された嵌合部とからなり、この嵌合部が該支持棒に嵌合されている絶縁リングをこの支持棒から離脱させるよう、この支持部とこの嵌合部が相対的に反対方向に移動するよう構成されたナックアウト型絶縁リング供給機構を用いて挿入・位置決め配置する工程と、
前記絶縁リングを挿入・位置決め配置した領域を含むシュリンクフィルムを熱収縮させて電池本体の端面部に絶縁リングを封装する工程と、
を有することを特徴とする電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池用の絶縁リング挿入装置、及び電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばニッケル亜鉛電池、二酸化マンガン電池などの電池は、携帯型ラジオなどの電源に用いられており、これら携帯型機器類の高容量化ないし高機能化などに伴って、電源電池の信頼性や長寿命化などに対する要望が高まっている。そして、電池の高容量化ないし高性能化に当たっては、たとえば水酸化ニッケル系化合物を主成分とする正極活物質、亜鉛を主成分とする負極活物質としたニッケル亜鉛電池が期待されている。
【０００３】
また、これら一次電池は、品種やメーカー表示のため、通常、電池個々に、その外周面などに印刷表示ラベルが貼着されている。さらに、商品の見栄え、取扱過程での短絡防止、あるいは取扱の安全性ないし信頼性の向上確保などを目的として、シュリンクフィルムで外周面を被覆・外装することも知られている。なお、このシュリンクフィルムによる被覆・外装で、シュリンクフィルム自体に印刷表示ラベルの機能を持たせる場合もある。
【０００４】
図３は、上記シュリンクフィルムに外装ラベルの機能を持たせたアルカリ電池の概略構成を示す一部切り欠き断面図である。図３において、１は円筒状の電池本体で、２は一方の電極端子を兼ねる電池外装缶、３は前記電池外装缶２内の電池要素４に一端が接続し、他端が電池外装缶２外に絶縁・液密に導出された他方の電極端子、５は印刷表示ラベル５ａを有するシュリンクフィルム層である。
【０００５】
ここで、シュリンクフィルム層５は、たとえばポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂などを素材とした熱収縮性樹脂フィルムである。そして、シュリンクフィルム層５による外装ラベル被覆は、電池本体１の外周面に、その端面よりも少し突出させてシュリンクフィルムをチューブ状（形）に巻き付け、あるいはシュリンクフィルムチューブを嵌合し、熱収縮させることによって行われる。つまり、チューブ形に巻き付けなどされたシュリンクフィルムは、中央部に引っ張られながら（熱収縮性）、電池本体１外周面を密着的に被覆しする一方、両端面部Ａ，Ｂの一部も被覆・封装する形態で一体化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記シュリンクフィルム層５の外周面の外装・被覆により、電池の見栄え向上や保管時の安定性などを確保し易くなるが、実用上、なお、次のような不都合が認められる。すなわち、この種のアルカリ電池は、たとえばラジオや懐中電灯などでの使用に当たって、機器類の少なくとも一方の端子がコイルバネ形である端子間に、電池の両端面を挟着・対接させる形態が採られている。
【０００７】
そして、このような接続・装着の構成においては、電池の装着や取り外しの繰り返し過程などで、コイルバネ形の端子によって、外装表示ラベルなどを兼ねるシュリンクフィルム５が損傷され易いという問題がある。すなわち、コイルバネ形端子に接続する電池の端面Ｂ側では、前記シュリンクフィルム５の封装の損傷が起こり易く、電池の一電極端子面Ｂの絶縁を充分に確保することが困難で、電池短絡不良を招来する恐れがある。
【０００８】
ここで、電池短絡不良の発生が懸念されることは、これを電源に使用する機器類の信頼性を損なうだけでなく、ときには安全性を損なうことにもなる。つまり、機器類の安全で、信頼性の高い使用ないし利用が損なわれることになり、実用上、由々しい問題提起となるため、その早急な改善対策が望まれる。
【０００９】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、電池の信頼性や安全性の向上を容易に図れる製造に適する装置、及び信頼性の高い電池を製造する方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、一方の電極端子を兼ねる電池外装缶内に、他方の電極端子を絶縁・液密に導出して電池要素が封装され、かつ電池外装缶外周面に少なくとも一端面よりも端部を突出させてチューブ形にシュリンクフィルムを被覆した電池本体を搬送する第１の搬送系と、
前記第１の搬送系で搬送された電池本体が方向付けて移載され、この移載された電池本体を摺動的に把持して搬送する把持部を有するダイヤル型搬送系と、
前記ダイヤル型搬送系で方向付けされて搬送される電池本体のチューブ形のシュリンクチューブ開口底面部に、絶縁リングを嵌合支持する支持棒と、この支持棒の周囲に摺動可能に嵌合配置された嵌合部とからなり、この嵌合部が該支持棒に嵌合されている絶縁リングをこの支持棒から離脱させるよう、この支持部とこの嵌合部が相対的に反対方向に移動するよう構成された絶縁リングを嵌合支持して供給するナックアウト型絶縁リング供給機構と、
前記絶縁リング供給機構に対峙して配置され、電池本体を摺動的に進退させて絶縁リングを電池本体の端面に位置決め装着するプランジャー型電池進退機構と、
前記ナックアウト型絶縁リング供給機構及びプランジャー型電池本体進退機構を相対的に進退駆動する駆動機構と、
前記絶縁リングを位置決め装着した電池本体をダイヤル型搬送系から移載され、この移載された電池本体のチューブ形のシュリンクフィルムを熱収縮させて電池本体の端面部に絶縁リングを封装する加熱機構部と、
を有することを特徴とする電池用絶縁リング挿入装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、一方の電極端子を兼ねる電池外装缶内に、他方の電極端子を絶縁・液密に導出して電池要素を封装して電池本体を組立・作製する工程と、
前記電池本体外周面に端面よりも端部を突出させてチューブ形にシュリンクフィルムを被覆し、かつ他方の電極端子導出面側に突出させた領域を熱収縮させてシュリンクフィルムの一端側を電池本体面に固定する工程と、
前記一端側を電池本体面に固定したチューブ形のシュリンクフィルムの開口端側から絶縁リングを電池本体端面に、絶縁リングを嵌合支持する支持棒と、この支持棒の周囲に摺動可能に嵌合配置された嵌合部とからなり、この嵌合部が該支持棒に嵌合されている絶縁リングをこの支持棒から離脱させるよう、この支持部とこの嵌合部が相対的に反対方向に移動するよう構成されたナックアウト型絶縁リング供給機構を用いて挿入・位置決め配置する工程と、
前記絶縁リングを挿入・位置決め配置した領域を含むシュリンクフィルムを熱収縮させて電池本体の端面部に絶縁リングを封装する工程と、
を有することを特徴とする電池の製造方法である。
【００１２】
請求項１及び２の発明は、次のような知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明者は、電極端子が両端面に設定された電池の外周面をシュリンクフィルムで被覆・外装する構成において、コイルバネ形端子の圧着などによる電極面端縁部のシュリンクフィルム損傷発生の防止ないし抑制策を鋭意検討した。その結果、少なくとも電池外装缶底面側に絶縁リングを配置し、この絶縁リングをチューブ状のシュリンクフィルム封装端縁部に介挿させた場合、コイルバネ形端子の圧着などによる損傷発生が、効果的に防止ないし抑制されることを見出してこの発明に至った。
【００１３】
請求項１及び２の発明において、対象となる電池本体は、たとえば単１形、単２形、単３形、単４形などのニッケル亜鉛電池、二酸化マンガン電池などであり、一般的には、電池要素がインサイドアウト型もしくは捲回型の円筒状ないし多角状の電池である。また、前記電池本体は、シュリンクフィルムによる外装封止に先だって、外周面に所要の表示事項を印刷した表示ラベルを貼着しておいてもよいが、シュリンクフィルムを印刷表示ラベルと兼用させてもよい。
【００１４】
ここで、シュリンクフィルムは、たとえばポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、放射線ポリエチレン樹脂、あるいはエチレン−酢酸ビニル共重合体などを素材とした厚さ３０〜１００μｍ程度のフィルムである。そして、電池本体に対する嵌合的な配置は、電池外周面にチューブ状に巻き付け貼着方式、もしくはチューブ化して電池を嵌合ないし挿入する方式などが採られる。
【００１５】
具体的には、貼着方式もしくは挿入方式のいずれの場合も、シュリンクフィルムの両端側は、電池本体の両端面の外周縁部を被覆封装できるように、電池本体端面よりも突出させる。また、絶縁リンクの装着を省略できる端面側は、部分的にチューブ形化したシュリンクフィルムの熱収縮処理を行い、その端面外周縁部を被覆封装して、嵌合・配置したシュリンクフィルムの一端側を固定化しておくこと、位置ズレなども防止できるので望ましい。
【００１６】
請求項１及び２の発明において、電池本体の端面部（外周縁部）に配置する絶縁リングは、たとえば絶縁紙や絶縁性プラスチック類を素材としたもので、厚さは、一般的に、０．１〜０．５ｍｍ程度で充分である。また、その外径は、電池本体の外径に対応して選択・設定される。ここで、絶縁リングの厚さ及び内径（帯幅）は、電池本体端面に対するシュリンクフィルムの被覆封装部が急峻な傾斜を形成しないように設定することが望ましい。
【００１７】
請求項１及び２の発明において、電池本体の端面部（外周縁部）に対する絶縁リングの供給配置は、絶縁リングを串刺しする支持棒と、この支持棒を摺動的に嵌合する一方、先端面が絶縁リングを押圧する嵌合部とから成るプランジャーが好ましい。なお、このプランジャーによる絶縁リングの供給配置に当たっては、電池本体の及びプランジャーの相対的な進退で行われ、また、この場合、プランジャーガイド機構の配置・付設が望ましい。
【００１８】
請求項１及び２の発明において、絶縁リングの供給配置後に、チューブ形化させたシュリンクフィルムの開口側を熱収縮させて、絶縁リングを配置した電池本体の端面外周縁を被覆封装する加熱は、たとえば全体的であってもよいし、あるいは対応領域部を選択的に行つてもよい。特に、シュリンクフィルムの開口端縁部を主体とした加熱方式の場合は、省エネルギーないし省資源などの点で好ましい。
【００１９】
請求項１の発明では、電池本体のシュリンクフィルムによる外装封止が量産的に行われるだけでなく、電池の実用過程で、外装封止するシュリンクフィルム破損ないし損傷を起こし易い領域の絶縁補強を行える。すなわち、電極端子面領域の絶縁性の補強によって、短絡発生などが容易に解消ないし回避でき、安全性もしくは信頼性の高い電池の量産性向上を図れる。
【００２０】
請求項２の発明では、短絡発生などが解消ないし回避され、信頼性の高い外装表示ラベル封装形の電池を歩留まりよく提供できる。
【００２１】
【発明の実施態様】
以下、図１及び図２を参照して実施例を説明する。
【００２２】
図１は、実施例に係る電池用絶縁リング挿入装置の概略構成を示す上面図、図２（ａ），（ｂ）は、同じく実施例に係る電池用絶縁リング挿入装置の一部を拡大してその動作を模式的に示す断面図である。図１及び図２（ａ），（ｂ）において、６はアルカリ電池中間製品であり、基本的には、前記図３に示すような構成となっている。すなわち、一方の電極端子を兼ねる電池外装缶２内に、他方の電極端子３を絶縁・液密に導出して電池要素４が封装され、かつ電池外装缶２外周面に少なくとも一端面よりも端部を突出させてシュリンクフィルム５をチューブ状に被覆した電池中間製品（たとえばアルカリ電池本体）である。なお、電池本体６の外周面をチューブ形に被覆するシュリンクフィルム５の一端（電池本体端面Ａ）側は、一般的に、予め加熱収縮して端面外周縁部を被覆封装した構成を採る。
【００２３】
７は前記電池本体（電池中間製品）６を搬送する第１の搬送系、たとえば供給される電池本体６を、その電池本体端面Ｂ（シュリンクフィルム５他端開口側）を上方とし、ほぼ垂直方向に把持して間欠的にダイヤル型搬送系８に移載する構成を採っている。ここで、ダイヤル型搬送系８は、電池本体６を摺動的に把持して搬送する把持部を有し、一定の方向に回転・搬送する。
【００２４】
また、９は前記ダイヤル型搬送系８に隣接して設置されたナックアウト型絶縁リング供給機構である。すなわち、絶縁リング供給系１０から供給される絶縁リング１１を嵌合支持し、間欠的にダイヤル型搬送系８で搬送されてくる電池本体のシュリンクチューブ開口底面部に位置決め供給するものである。具体的には、絶縁リング１１を嵌合支持する支持棒９ａと、前記支持棒９ａを摺動的に嵌合し、かつ先端面が絶縁リング１１の押し出し・離脱の作用をする嵌合部９ｂとを有する構造を採っている。
【００２５】
ここで、ナックアウト型絶縁リング供給機構９は、要すればガイド機構１２を介して電池本体６に対峙し（図２（ａ）参照）、電池本体６端面外周縁に対する位置決め供給時に、嵌合部９ｂ先端面が絶縁リング１１を押さえる一方、支持棒９ａが上昇しながら離脱する（図２（ｂ）参照）ように作用する。
【００２６】
１３は前記絶縁リング供給機構９に対峙して配置されたプランジャー型電池進退機構である。すなわち、前記ダイヤル型搬送系８に移載・把持された電池本体６を摺動的に進退させ、電池本体６の端面外周縁に、絶縁リング１１を位置決め装着するように作用するプランジャー型の電池進退機構である。そして、このプランジャー型の電池進退機構１３は、前記ナックアウト型絶縁リング供給機構９との協同的な作用によって、所要の絶縁リング１１の位置決め装着・配置を行うために、駆動機構（図示省略）によって、これらが相対的に進退駆動するように構成されている。
【００２７】
さらに、１４は前記絶縁リング１１を位置決め装着した電池本体６′をダイヤル型搬送系８から移載され、この移載された電池本体６′を加熱機構部１５に移行する移載手段である。ここで、加熱機構部１５は、前記電池本体６′のシュリンクフィルムを熱収縮させて電池本体６′の端面外周縁部に絶縁リング１１を封装する作用に寄与する。そして、この加熱機構部１５は、少なくともシュリンクフィルムの開口端縁部領域を、ほぼ一様ないし同時に加熱できるように、たとえば電池本体６′を回転搬送する方式、温風加熱方式などを備えていることが望ましい。
【００２８】
次ぎ、上記装置を使用したアルカリ一次電池の製造例を説明する。先ず、常套的な手段によって、一方の電極端子を兼ねる電池外装缶内に、他方の電極端子を絶縁・液密に導出して電池要素を封装してアルカリ電池本体を組立・作製する。その後、前記電池本体の外周面に端面よりも端部を突出させて表示ラベル兼用のシュリンクフィルムをチューブ形（円筒状）に巻き付け被覆する一方、他方の電極端子を導出した端面から突出する領域を熱収縮させ、チューブ形シュリンクフィルムの一端側を電池本体面に固定する。
【００２９】
このように構成したアルカリ電池本体６を第１の搬送系７に移載し、ダイヤル型搬送系８に供給して間欠的に搬送する。このとき、アルカリ電池本体６は、チューブ形化したシュリンクフィルムの開口端を上向きとし、ほぼ垂直に、また、摺動的にダイヤル型搬送系８に把持される。そして、ナックアウト型絶縁リング供給機構９の位置に搬送それた時点で、絶縁リング１１嵌合支持する一方、ナックアウト型絶縁リング供給機構９、及びこれに対峙して配置されているプランジャー型電池進退機構１３の駆動によって、絶縁リング１１を電池本体６の上端面に、挿入・位置決め配置する。
【００３０】
上記絶縁リング１１を挿入・位置決め配置した電池本体６′は、その後、絶縁リング１１の挿入・有無、位置ズレの有無など良否を判定し、不良品を取り除いて移載手段１４の位置まで搬送され、そこでダイヤル型搬送系８から、移載手段１４を介して加熱機構部１５に供給される。ここで、電池本体６′は、温風が吹き付けられる領域を回転しながら搬送され、前記絶縁リング１１の配置領域を含むチューブ状のシュリンクフィルムを熱収縮させて電池本体６′の端面部に絶縁リング１１を封装する。
【００３１】
この連続的なシュリンク操作においては、表示ラベル兼用のシュリンクフィルムで外装被覆されたアルカリ電池製品が歩留まりよく得られた。すなわち、見栄え良好な外装被覆が容易になされ、また、操作取扱におけるコイルバネ形端子によるシュリンクフィルムの破損など抑制・防止され、短絡の発生など回避できる信頼性の高い電池を歩留まりよく、かつ量産的に製造できた。
【００３２】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、いろいろの変形を採ることができる。たとえば第１の搬送系を始め各搬送系、加熱機構部の構成など、被加工電池の形状・寸法、あるいは処理量などによって、適宜、選択・設定できる。また、アルカリ電池以外の他の電池や、円筒状以外の電池用についも、同様に適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、見栄えのよい電池外装封止を量産的に行えるだけでなく、電池の実用過程で、外装封止するシュリンクフィルム破損ないし損傷を起こし易い電極端子面領域の絶縁性補強によって、短絡発生などが容易に解消ないし回避できる。つまり、安全性もしくは信頼性の高い見栄えのよい外装封止電池の量産性向上が図られる。
【００３４】
請求項２の発明によれば、短絡発生などが解消ないし回避された信頼性の高い外装表示ラベル封装形の電池を歩留まりよく提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る電池用絶縁リンク挿入装置の概略構成を示す平面図。
【図２】実施例に係る電池用絶縁リンク挿入装置の要部構成を拡大して示す断面図。
【図３】電池の要部構成を示す一部切り欠き断面図。
【符号の説明】
６……電池本体
６′……絶縁リングを位置決め装着した電池本体
７……第１の搬送系
８……ダイヤル型搬送系
９……ナットアウト型絶縁リング供給機構
１１……絶縁リング
１２……ガイド
１３……プランジャー型電池進退機構
１４……移載手段
１５……加熱機構部
【図１】
0004059674.tif 000002
【図２】
0004059674.tif 000003
【図３】
0004059674.tif 000004