CN107431148B - 蓄电元件的制造方法以及蓄电元件的制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄电元件的制造方法以及蓄电元件的制造装置。对蓄电元件(500)的容器(510)进行焊接的蓄电元件(500)的制造方法包括:配置步骤(S10),在被进行焊接的两个焊接对象部分之间配置形成有壁面(A11、A12)的夹具(300);和焊接步骤(S20),一边与两个焊接对象部分对应地从两个不同的方向朝两个焊接对象部分供给保护气体,一边对两个焊接对象部分进行焊接。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电元件的制造方法以及蓄电元件的制造装置。
背景技术
以往,在蓄电元件的制造中,已知通过对蓄电元件的容器进行激光束焊接来形成容器的方法。在利用激光束来进行焊接的激光焊接中,为了抑制焊接对象部分(焊接部位)的金属与外部气体接触所引起的氧化,通过将被称作保护气体(Shielding Gas)的惰性气体供给至焊接对象部分,由此使得焊接对象部分与空气隔离。如此,为使成为焊接的对象的焊接对象部分的整体为保护气体氛围气,公开了一种从夹着焊接对象部分的两侧的两个方向朝向焊接对象部分供给保护气体的激光焊接装置(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-105041号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述以往的激光焊接装置中,有可能发生焊接不良。
本发明正是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种能够降低焊接不良的发生的蓄电元件的制造方法等。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的一形态所涉及的蓄电元件的制造方法对蓄电元件的容器进行焊接,其中,所述蓄电元件的制造方法包括:配置步骤,在被进行所述焊接的两个焊接对象部分之间配置形成有壁面的夹具;和焊接步骤,一边与所述两个焊接对象部分对应地从两个不同的方向朝所述两个焊接对象部分供给保护气体,一边对所述两个焊接对象部分进行焊接。
根据该构成,从两个不同的方向朝向两个焊接对象部分供给的保护气体分别在通过各焊接对象部分附近之后,被夹具变更流动的方向。具体而言,朝向远离容器的方向。即,夹具配置在两个焊接对象部分之间,由此可抑制保护气体的两个流在两个焊接对象部分处合流。因而,能够降低在两个焊接对象部分处发生保护气体所引起的紊流,能够在两个焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气。由此,能够降低焊接不良的发生。
发明效果
根据本发明中的蓄电元件的制造方法,能够在焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气,能够降低焊接不良的发生。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的蓄电元件的制造装置的外观的图。
图2是用于说明本实施方式所涉及的蓄电元件的制造方法中的夹具的配置的图。
图3是用于说明本实施方式所涉及的蓄电元件的容器的焊接路径的图。
图4是表示实施方式所涉及的蓄电元件的外观的立体图。
图5A是从斜上方向观察实施方式所涉及的夹具的情况下的立体图。
图5B是从斜下方向观察实施方式所涉及的夹具的情况下的立体图。
图6是对实施方式所涉及的图1中的制造装置的VI-VI剖视图之中的夹具周边的一部分进行了放大的图。
图7是表示实施方式所涉及的蓄电元件的制造方法的流程图。
图8是表示变形例所涉及的蓄电元件的制造装置的外观的图。
图9是对图8中的制造装置的IX-IX剖视图之中的夹具周边的一部分进行了放大的图。
图10是对图8中的制造装置的X-X剖视图之中的夹具周边的一部分进行了放大的图。
图11是表示将变形例所涉及的夹具配置于蓄电元件的给定的位置的状态的外观的立体图。
具体实施方式
在上述以往的激光焊接装置中,有可能发生焊接不良。
即,在以往的激光焊接装置中,从不同的两个方向流入焊接对象部分的保护气体彼此相互碰撞,因此有可能在焊接对象部分附近发生紊流。因而,在焊接对象部分处难以预先形成稳定的保护气体的氛围气,其结果,有可能发生焊接不良。
本发明正是为了解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种通过预先形成稳定的保护气体的氛围气从而能够降低焊接不良的发生的蓄电元件的制造方法等。
为了实现上述目的,本发明的一形态所涉及的蓄电元件的制造方法对蓄电元件的容器进行焊接,其中,所述蓄电元件的制造方法包括:配置步骤,在被进行所述焊接的两个焊接对象部分之间配置形成有壁面的夹具;和焊接步骤,一边与所述两个焊接对象部分对应地从两个不同的方向朝所述两个焊接对象部分供给保护气体,一边对所述两个焊接对象部分进行焊接。
根据该构成,从两个不同的方向朝向两个焊接对象部分供给的保护气体分别在通过各焊接对象部分附近之后,被夹具变更流动的方向。具体而言,朝向远离容器的方向。即,夹具配置在两个焊接对象部分之间,由此可抑制保护气体的两个流在两个焊接对象部分处合流。因而,能够降低在两个焊接对象部分处发生保护气体所引起的紊流,能够在两个焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气。由此,能够降低焊接不良的发生。
此外,在所述焊接步骤中,也可供给至所述焊接对象部分的保护气体沿着作为所述壁面的至少一部分的倾斜面流动。
因而,能够使得从彼此不同的两个方向供给的保护气体的两个流分别易于沿着夹具的壁面流动。由此,能够变更保护气体的两个流各自流动的方向,以使得不发生紊流。由此,能够在两个焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气,能够降低焊接不良的发生。
此外,在所述配置步骤中,也可使所述夹具与所述容器抵接地配置。
因而,能够抑制从两个方向供给的保护气体的两个流在两个焊接对象部分处合流。此外,能够使得通过焊接而在容器中产生的热传导至夹具,因此能够对两个焊接对象部分进行冷却。
此外,也可还包括对所述夹具进行冷却的冷却步骤。
因而,能够将导热至夹具的、通过焊接而产生的热进行释放,能够抑制夹具被反复使用而成为高温。由此,能够抑制在蓄电元件的容器的焊接时高温的夹具与容器抵接从而给蓄电元件带来不良影响。此外,能够抑制夹具因温度变化而劣化,因此能够延长夹具的寿命。
此外,在所述焊接步骤中,也可从给定的位置朝向所述两个焊接对象部分,一边改变照射角度一边照射激光束,来对所述两个焊接对象部分进行焊接。
因而,即便是两个焊接对象部分通过激光束的扫描而被焊接的情况,也能够在两个焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体氛围气。
此外,本发明的一形态所涉及的蓄电元件的制造装置用于对蓄电元件的容器进行焊接,其中,所述蓄电元件的制造装置具备:形成有壁面的夹具,配置在被进行所述焊接的两个焊接对象部分之间,所述两个焊接对象部分被从两个不同的方向供给保护气体。
根据该构成,从两个不同的方向朝向两个焊接对象部分供给的保护气体分别在通过各焊接对象部分附近之后,由夹具来变更流动的方向。具体而言,朝向远离容器的方向。即,夹具配置在两个焊接对象部分之间,由此可抑制保护气体的两个流在两个焊接对象部分处合流。因而,能够降低在两个焊接对象部分处发生保护气体所引起的紊流,能够在两个焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气。由此,在被进行了焊接的情况下,能够降低焊接不良的发生。
此外,也可还具备:两个吹出口,从所述两个不同的方向朝所述两个焊接对象部分供给保护气体。
根据该构成,能够向两个焊接对象部分容易地供给保护气体。
此外,所述壁面的至少一部分也可相对于所述保护气体流动的方向而倾斜。
如此,通过使得从两个不同的方向供给的保护气体的两个流分别沿着夹具的倾斜面,从而能够改变该流的方向。由此,能够变更保护气体流动的方向,以使得不发生紊流。由此,能够在两个焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气,能够降低焊接不良的发生。
此外,也可所述容器具备具有矩形状的开口的主体和堵塞所述开口的长条板状的盖体,所述两个焊接对象部分是所述主体和所述盖体的矩形环状的交界部分之中的彼此对置的两个长边部分,所述夹具配置在所述两个长边部分之间,所述壁面的至少一部分相对于所述保护气体流动的方向而倾斜为:越朝向该保护气体流动的方向的下游侧越远离所述容器。
根据该构成,在作为焊接对象部分的主体和盖体的矩形环状的交界部分之中的对置的两个部分处,在作为彼此的间隔短且各自的焊接距离长的部分的两个长边部分之间配置夹具,因此能够抑制从两个不同的方向供给的保护气体合流。此外,能够将保护气体流动的方向变更为远离容器的方向,因此能够抑制从两个不同的方向供给的保护气体在容器的焊接对象部分处合流。
以下,参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的蓄电元件的制造方法以及蓄电元件的制造装置。另外,以下所说明的实施方式均表示本发明的优选的一具体例。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式等只是一例,并非是限定本发明的主旨。此外,关于以下的实施方式中的构成要素之中表示最上位概念的独立技术方案中未记载的构成要素,作为任意的构成要素来说明。此外,在各图中,尺寸等并非严格意义上的图示。
(实施方式)
首先,说明蓄电元件500的制造装置10。
图1是表示实施方式所涉及的蓄电元件的制造装置的外观的图。图2是用于说明实施方式所涉及的夹具以及多个固定部的图。另外,在这些图以及以后的图中,为了便于说明,将Z轴方向作为上下方向来表示,以下存在将Z轴方向作为上下方向(即,将Z轴方向正侧设为上方,将Z轴方向负侧设为下方)来说明的地方,但在实际的使用形态下并不限定于Z轴方向为上下方向。
如该图所示,蓄电元件500的制造装置10具备:焊接部100、多个(在本实施方式中为4个)吹出部210~240、夹具300、和多个(在本实施方式中为4个)固定部410~440。在本实施方式中,制造装置10是用于对蓄电元件500的容器510的主体511和盖体512进行焊接的装置。即,在本实施方式中,蓄电元件500的容器510的被焊接的焊接对象部分530是主体511和盖体512的交界部分。
焊接部100是通过照射激光束L1(L2)来对蓄电元件500的容器进行焊接的激光单元。具体而言,焊接部100从给定的位置P1(上方)朝向容器的焊接对象部分,一边改变照射角度一边照射激光束,来对焊接对象部分进行焊接。例如,焊接部100以激光束L1的角度对焊接对象部分的一部分进行焊接之后,以激光束L2的角度对焊接对象部分的另一部分进行焊接。焊接部100例如具有:扫描仪单元(例如,加尔瓦诺扫描仪(Galvano Scanner)单元),通过使得设置为角度自如变更的反射镜反射激光束,由此改变从焊接部100照射的激光束的角度来进行扫描。
在此,利用图3来说明由焊接部100进行焊接的焊接路径。图3是用于说明本实施方式所涉及的蓄电元件的容器的焊接路径的图。
在本实施方式中,焊接部100如图3所示例如按照长边部分531、短边部分533、长边部分532以及短边部分534的顺序连续地进行焊接。即,焊接部100针对矩形环状的焊接对象部分530,以连续的一次激光束的照射,改变激光束的角度来进行扫描,由此来进行针对容器510的焊接。
多个吹出部210~240朝向蓄电元件500的容器510的焊接对象部分530供给保护气体。多个吹出部210~240针对形成有焊接对象部分530的容器510的上表面,从X轴方向的两侧以及Y轴方向的两侧供给保护气体。具体而言,两个吹出部210、220配置在容器510的Y轴方向的两侧,从Y轴方向的两侧朝向容器510的上表面的焊接对象部分530供给保护气体。此外,两个吹出部230、240配置在容器510的X轴方向的两侧,从X轴方向的两侧朝向容器510的上表面的焊接对象部分530供给保护气体。另外,保护气体只要是能够抑制焊接部位的金属与外部气体接触所引起的氧化的惰性气体即可,并不特别限定,例如为N2气体、Ar气体、He气体等。
多个吹出部210~240分别具有:导入保护气体的导入口211、221、231、241、和朝向焊接对象部分530吹出保护气体的吹出口212、222、232、242。多个吹出部210~240分别还具有作为整流器的功能,在从导入口211、221、231、241导入的气体Gin流经直到吹出口212、222、232、242的流路的期间对保护气体进行整流。即,由多个吹出部210~240吹出的气体Gout是被多个吹出部210~240整流且降低了紊流的气体。
在此,利用图4来说明成为焊接的对象的蓄电元件500的构成的详情。图4是表示实施方式所涉及的蓄电元件的外观的立体图。
蓄电元件500是能够充入电力且放出电力的二次电池,更具体而言是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。例如,蓄电元件500应用于电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(PHEV)、或者插电式混合动力电动汽车(HEV)等。另外,蓄电元件500并不限定于非水电解质二次电池,可以为非水电解质二次电池以外的二次电池,也可以为蓄电器。
如图4所示,蓄电元件500具备:容器510,由矩形筒状且有底的主体511、和作为闭塞主体511的开口的板状构件的盖体512构成;正极端子521;和负极端子522。在盖体512闭塞主体511的开口的状态下,盖体512的板状的外缘部与主体511的开口的内壁面对置。在主体511的开口设置有对盖体512的下表面进行支承的台阶部511a(参照图6),构成为主体511的上端部和盖体512的上表面成为相同的位置(齐平)。即,焊接对象部分530形成在容器510的上表面。
该容器510在将电极体等容纳于内部之后通过焊接盖体512和主体511从而能够密封内部。另外,盖体512以及主体511的材质没有特别限定,但例如优选为不锈钢、铝、铝合金等能够焊接的金属。
此外,正极端子521以及负极端子522安装于盖体512。正极端子521以及负极端子522形成为从盖体512的上表面朝向上方突出。正极端子521以及负极端子522与未图示的电极体的各极电连接,是用于将蓄积于内部的电力输出至外部、或者将来自外部的电力蓄积于内部的电极端子。
在本实施方式中,蓄电元件500中,容器510的盖体512是具有与X轴方向平行的两个长边、且具有与Y轴方向平行的两个短边的长条板状构件。由此,如图3所示,容器510的焊接对象部分530与从上方观察盖体512的情况下的外形相同,是具有与X轴方向平行的两个长边部分531、532、和与Y轴方向平行的两个短边部分533、534的矩形环状的部分。
在此,吹出部210具备:与长边部分531对置、且具有比长边部分531的长度更长的宽度的吹出口212。此外,同样,吹出部220具备:与长边部分532对置、且具有比长边部分532的长度更长的宽度的吹出口222。总而言之,两个吹出部210、220朝焊接对象部分530的平行于X轴方向的两个长边部分531、532,从两个不同的方向供给保护气体,此外,遍及两个长边部分531、532的整体地供给保护气体。此外,两个吹出部210、220以彼此大致相同的定时供给保护气体。
进而,吹出部230具备:与短边部分533对置、且具有比短边部分533的长度更长的宽度的吹出口232。此外,同样,吹出部240具备:与短边部分534对置、且具有比短边部分534的长度更长的宽度的吹出口242。由此,两个吹出部230、240分别朝向焊接对象部分530的平行于Y轴方向的两个短边部分533、534供给保护气体,此外,遍及两个短边部分533、534的整体地供给保护气体。此外,两个吹出部230、240以彼此大致相同的定时供给保护气体。
此外,两个吹出部210、220和两个吹出部230、240以彼此大致相同的定时供给保护气体。即,4个吹出部210、220、230、240以彼此大致相同的定时且在大致相同的期间内供给保护气体。
夹具300是用于抑制从不同的多个方向供给的保护气体相互碰撞的夹具。如图2所示,在由焊接部100进行焊接之前,夹具300配置在蓄电元件500的容器510的上表面的给定的位置P2。在此,给定的位置P2是从两个不同的方向供给保护气体的两个焊接对象部分(在本实施方式中为两个长边部分531、532)之间的位置。此外,如图3所示,夹具300具有在配置于给定的位置P2的状态下与两个长边部分531、532对置的壁面A11、A12。即,壁面A11、A12是用于阻挡保护气体的壁面。夹具300的材质没有特别限定,但为了能够使得通过焊接而产生的热散热,优选为具有导热性的构件。此外,夹具300的材质优选为具有耐受焊接所引起的热的耐热性的构件。夹具300例如优选为铝、铝合金、铜、铜合金等金属。
多个固定部410~440是进行蓄电元件500相对于焊接部100的定位的夹具。具体而言,如图2所示,两个固定部410、420在Y轴方向上彼此对置,从Y轴方向的两侧夹着蓄电元件500的容器510的长侧面来进行固定,使得蓄电元件500位于Y轴方向的给定的位置。此外,两个固定部430、440在X轴方向上彼此对置,从X轴方向的两侧夹着蓄电元件500的容器510的短侧面来进行固定,使得蓄电元件500位于X轴方向的给定的位置。另外,蓄电元件500的Z轴方向的位置通过在未图示的底座载置蓄电元件500从而被定位。如此,蓄电元件500以通过多个固定部410~440定位在X轴方向、Y轴方向、以及Z轴方向的给定的位置的状态被固定,因此纵使将蓄电元件500换成其他蓄电元件500来进行固定,也能够使得其他蓄电元件500和焊接部100的位置关系为一定的关系。
在此,利用图5A以及图5B来详细地说明夹具300的构成。
图5A是从斜上方向观察实施方式所涉及的夹具的情况下的立体图。图5B是从斜下方向观察实施方式所涉及的夹具的情况下的立体图。
如这些图所示,夹具300具有:Z轴方向负侧的基部310、和从基部310朝向Z轴方向正侧突出的壁部320。基部310是用于配置在容器510的上表面的部位。在本实施方式中,基部310具有面向Y轴方向的侧面,但也可以不具有侧面。壁部320具有壁面A11、A12。另外,关于夹具300的外形,在夹具300配置于容器510、且被进行了针对容器510的基于激光束的焊接时,只要是不遮挡激光束向焊接对象部分的照射的形状即可。
此外,如图5B所示,夹具300在基部310的下表面形成有沟槽部330。关于沟槽部330,在将夹具300配置于蓄电元件500的上表面时,是用于配置为不与正极端子521以及负极端子522发生干扰的形状。由此,能够在夹具300的基部310的沟槽部330的内部收纳正极端子521以及负极端子522,因此能够以使夹具300的下表面与容器510的上表面抵接的状态将夹具300配置于容器510的给定的位置P2。如此,能够将正极端子521以及负极端子522收纳于夹具300的内部,因此能够抑制保护气体碰到正极端子521以及负极端子522,能够降低在保护气体的流中发生紊流。
另外,沟槽部330优选为如与正极端子521以及负极端子522的X轴方向的两侧的侧面(正极端子521的X轴方向负侧的侧面、以及负极端子522的X轴方向正侧的侧面)以及Y轴方向的两侧的侧面抵接而可进行夹具300的X轴方向以及Y轴方向的定位的大小。在该情况下,沟槽部330的大小只要是如与正极端子521以及负极端子522的X轴方向的两侧的侧面以及Y轴方向的两侧的侧面之间产生给定的间隙的大小即可。此外,沟槽部330的深度只要比正极端子521以及负极端子522的高度大即可。另外,在后述的图6中,省略图示上述的给定的间隙。如此,通过将沟槽部330形成为在夹具300配置于容器510的给定的位置P2的状态下不与正极端子521以及负极端子522接触的大小,从而能够抑制激光焊接的热传递至正极端子521以及负极端子522。
另外,在采取不传递激光焊接的热的对策的情况下,也可以是夹具300与正极端子521以及负极端子522接触的构成。不传递激光焊接的热的对策,例如是指在夹具300配置于容器510的给定的位置P2的状态下,在夹具300的沟槽部330与正极端子521以及负极端子522之间设置隔热材料。即,夹具300可以具有沿着沟槽部330的表面设置的隔热材料。
接下来,利用图6来说明在将夹具300配置于蓄电元件500的容器510的给定的位置P2的状态下从多个吹出部210~240供给保护气体的情况下的保护气体的流。
图6是对实施方式所涉及的图1中的制造装置的VI-VI剖视图之中的夹具周边的一部分进行了放大的图。
如图6所示,在Y轴方向上对置配置的两个吹出部210、220,以在Y轴方向上夹着焊接对象部分530的状态,朝向焊接对象部分530供给保护气体。即,两个吹出部210、220从彼此不同的两个方向朝向两个焊接对象部分供给保护气体。具体而言,蓄电元件500的Y轴方向负侧所配置的吹出部210朝向焊接对象部分530之中的作为Y轴方向负侧的一部分的长边部分531供给保护气体。此外,蓄电元件500的Y轴方向正侧所配置的吹出部220朝向焊接对象部分530之中的作为Y轴方向正侧的一部分的长边部分532供给保护气体。
此外,两个吹出部210、220从形成有焊接对象部分530的蓄电元件500的容器510的上表面朝向给定的间隔的高度的空间供给保护气体。具体而言,两个吹出部210、220配置为用于吹出保护气体的吹出口212、222的下端成为与容器510的上表面相同的高度。一般而言,从开口吹出的气体的流朝着流的宽度方向扩散,因此成为比开口的大小还大的宽度的流。即,通过将作为开口的吹出口212、222的下端配置为与容器510的上表面相同的高度,由此来实现保护气体一边可靠地接触容器510的上表面一边流动。
另外,利用图6说明过的上述内容对于在X轴方向上对置配置的两个吹出部230、240也可以同样地描述。
在此,由吹出部210供给的保护气体的流F11在通过长边部分531的上方之后碰到夹具300的壁部320的壁面A11。由此,沿着水平方向(Y轴方向)流动的保护气体的流F11,沿着壁面A11被变更流动的方向,从而朝向上方(Z轴方向正侧)。同样,由吹出部220供给的保护气体的流F12在通过长边部分532的上方之后碰到夹具300的壁部320的壁面A12。由此,沿着水平方向(Y轴方向)流动的保护气体的流F12,沿着壁面A12被变更流动的方向,从而朝向上方(Z轴方向正侧)。
即,从吹出部210、220吹出的保护气体,由夹具300将流动的方向变更给定的角度(在本实施方式中为90度)来流动。由此,保护气体至少沿着夹具300的表面流动至夹具300的Z轴方向正侧的端部。
此外,从两个不同的方向吹出的保护气体由夹具300变更流动的方向,从而彼此在同一方向(Z轴方向正侧)上流动。如此,夹具300能够使得从两个不同的方向吹出的保护气体流动的方向一致,因此能够有效地抑制从两个不同的方向吹出的保护气体相互碰撞而发生紊流。
在此,如图6所示,夹具300的壁部320形成为随着朝向Z轴方向正侧而壁面A11和壁面A12的间隔变短。即,壁面A11、A12的一部分相对于保护气体流动的Y轴方向倾斜。具体而言,壁面A11、A12的一部分相对于保护气体流动的方向而倾斜为:越朝向该保护气体流动的方向的下游侧越远离盖体512。
此外,在本实施方式中,壁面A11以及壁面A12形成为Z轴方向正侧的部分比Z轴方向负侧的部分更陡峭地竖立设置,在Z轴方向正侧的部分处形成为与盖体512大致正交。即,倾斜面是发生了弯曲的曲面,也可以说弯曲成在壁面A11以及壁面A12的内侧成为凸状。
此外,夹具300是在配置于容器510的给定的位置P2的状态下距容器510的上表面的高度比多个吹出部210~240的吹出口212、222、232、242的高度更高的构成。由此,能够抑制从吹出口212、222、232、242吹出的保护气体在焊接对象部分530处相互碰撞。
接下来,利用图7来说明使用了如以上那样构成的夹具300的蓄电元件的制造方法。图7是表示实施方式所涉及的蓄电元件的制造方法的流程图。另外,在蓄电元件500的制造方法中,设已经由多个固定部410~440进行了蓄电元件500的定位。
首先,在蓄电元件500的容器510的上表面的给定的位置P2配置夹具300(S10:配置步骤)。具体而言,在容器510的被焊接的两个长边部分531、532之间,配置形成有壁面A11、A12的夹具300。在配置步骤S10中,优选使夹具300与两个长边部分531、532之间抵接地配置。另外,配置步骤S10可以由制造装置10进行,也可以由作业者(人)进行。例如,如果制造装置10具有用于使夹具300移动至容器510的给定的位置P2的机构,则可以由制造装置10进行配置步骤S10。
然后,一边朝向焊接对象部分530供给保护气体,一边对焊接对象部分530进行焊接(S20:焊接步骤)。具体而言,通过多个吹出部210~240,从彼此不同的4个方向分别朝向焊接对象部分530之中的两个长边部分531、532以及两个短边部分533、534供给保护气体。另外,在焊接步骤S20中,供给至焊接对象部分的保护气体碰到夹具300的倾斜面(曲面),从而沿着倾斜面流动。然后,在供给了保护气体的状态下,焊接部100对焊接对象部分530进行焊接。
如以上,根据本发明的实施方式所涉及的蓄电元件500的制造方法,在被进行焊接的两个长边部分531、532之间配置形成有壁面的夹具300,一边从两个不同的方向朝两个长边部分531、532供给保护气体,一边对两个长边部分531、532进行焊接。
即,从两个不同的方向朝向两个长边部分531、532供给的保护气体的流F11、F12分别在通过各长边部分531、532之后,被夹具300的各壁面A11、A12变更流动的方向。具体而言,朝向远离容器510的方向。即,夹具300配置在两个长边部分531、532之间,由此可抑制保护气体的两个流F11、F12在两个长边部分531、532处合流。因而,能够降低在两个长边部分531、532处发生保护气体所引起的紊流,能够在两个长边部分531、532处预先形成稳定的保护气体的氛围气。由此,能够降低焊接不良的发生。
此外,在焊接步骤S20中,供给至焊接对象部分530的保护气体沿着作为夹具300的壁面A11、A12的一部分的倾斜面流动。因而,能够使得从两个不同的方向供给的保护气体的两个流F11、F12分别易于沿着夹具300的各壁面A11、A12流动。由此,能够变更保护气体的两个流F11、F12各自流动的方向,使得不发生紊流。由此,能够在两个长边部分531、532处预先形成稳定的保护气体的氛围气,能够降低焊接不良的发生。
此外,在配置步骤S10中,使夹具300与容器510抵接地配置。因而,能够抑制从两个方向供给的保护气体的两个流F11、F12在两个长边部分531、532处合流。此外,能够使得通过焊接而在容器510中产生的热传导至夹具300,因此能够对两个焊接对象部分进行冷却。
此外,在焊接步骤S20中,从给定的位置朝向两个长边部分531、532,一边改变照射角度一边照射激光束L1,来对两个长边部分531、532进行焊接。
以往,在焊炬、工件移动的情况下,通过将吹出保护气体的气体喷嘴安装于激光头等,从而使气体喷嘴与激光束的移动相匹配地进行追踪,向被焊接的部分供给保护气体。近年来,关于激光焊接,不是焊炬、工件移动来进行焊接,例如基于加尔瓦诺扫描仪的焊接成为主流。在基于加尔瓦诺扫描仪的焊接的情况下,通过搭载于内部的反射镜的动作来照射激光束。在该情况下,难以使气体喷嘴追踪激光束来移动,因此需要从工件的周围供给保护气体。
然而,在从工件的周围供给保护气体的情况下,供给的保护气体彼此相互碰撞,气体的流成为紊流,因此有时会产生焊接部位处的熔池的保护变得不充分的部分,给焊接质量带来不良影响。如此,即便两个长边部分531、532为基于激光束L1的扫描的焊接且为从两个不同的方向供给保护气体的焊接,由于在两个长边部分531、532之间配置了夹具300,因此也能够在两个长边部分531、532处预先形成稳定的保护气体氛围气。
此外,具备从两个不同的方向朝两个长边部分531、532供给保护气体的两个吹出口212、222。根据该构成,能够向两个长边部分531、532容易地供给保护气体。
此外,壁面A11、A12的一部分相对于保护气体流动的方向而倾斜。如此,通过使得从两个不同的方向供给的保护气体的两个流分别沿着夹具300的倾斜面,从而能够改变该流的方向,因此能够降低该流碰撞夹具的壁面而产生的紊流的发生。由此,能够在两个长边部分531、532处预先形成稳定的保护气体的氛围气,能够降低焊接不良的发生。
此外,容器510具备具有矩形状的开口的主体511和堵塞开口的长条板状的盖体512,两个焊接对象部分是主体511和盖体512的矩形环状的交界部分(焊接对象部分530)之中的彼此对置的两个长边部分531、532,夹具300配置在两个长边部分531、532之间。即,在作为焊接对象部分530的主体511和盖体512的矩形环状的交界部分之中的对置的两个部分处,在作为彼此的间隔短且各自的焊接距离长的部分的两个长边部分531、532之间配置夹具,因此能够抑制从两个不同的方向供给的保护气体合流。
此外,壁面A11、A12的一部分相对于保护气体流动的方向而倾斜为:越朝向该保护气体流动的方向的下游侧越远离容器510。即,能够将保护气体流动的方向变更为远离容器510的方向,因此能够抑制从两个不同的方向供给的保护气体在容器510的两个长边部分531、532处合流。
以上,对本发明的实施方式所涉及的蓄电元件500的制造方法以及蓄电元件500的制造装置10进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式。即,应认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示,并非限制性。本发明的范围并非由上述的说明来表示而是由要求保护的范围来表示,意图包含与要求保护的范围等同的意思以及范围内的所有变更。
例如,在上述实施方式中,采用了具有包含相对于Y轴方向而倾斜的面的壁面A11、A12的夹具300,但并不限于此,如图8~10所示,也可以采用除了具有包含相对于Y轴方向而倾斜的面的壁面A21、A22之外还具有包含相对于X轴方向而倾斜的面的壁面A23、A24的夹具300a。
图8是表示变形例所涉及的蓄电元件的制造装置的外观的图。图9是对图8中的制造装置的IX-IX剖视图之中的夹具周边的一部分进行了放大的图。图10是对图8中的制造装置的X-X剖视图之中的夹具周边的一部分进行了放大的图。另外,图8的制造装置10a的夹具300a以外的构成由于与上述说明过的制造装置10的夹具300以外的构成相同,因此赋予相同的符号,并省略说明。
如图9所示,夹具300a形成为随着朝向Z轴方向正侧而壁面A21和壁面A22的间隔变短。即,夹具300a具有相对于保护气体流动的Y轴方向而倾斜的面。此外,如图10所示,夹具300a形成为随着朝向Z轴方向正侧而壁面A23和壁面A24的间隔变短。即,夹具300a具有相对于保护气体流动的X轴方向而倾斜的面。
若利用具有这种外形的夹具300a,则从4个方向朝焊接对象部分530供给的保护气体如图9以及图10所示那样流动。
如图9所示,由吹出部210供给的保护气体的流F21在通过长边部分531的上方之后碰到夹具300a的壁面A21。由此,沿着水平方向(Y轴方向)流动的保护气体的流F21,沿着壁面A21被变更流动的方向,从而朝向上方(Z轴方向正侧)。同样,由吹出部220供给的保护气体的流F22在通过长边部分532的上方之后碰到夹具300a的壁面A22。由此,沿着水平方向(Y轴方向)流动的保护气体的流F22,沿着壁面A22被变更流动的方向,从而朝向上方(Z轴方向正侧)。
此外,如图10所示,由吹出部230供给的保护气体的流F23在通过短边部分533的上方之后碰到夹具300a的壁面A23。由此,沿着水平方向(X轴方向)流动的保护气体的流F23,沿着壁面A23而朝向上方(Z轴方向正侧)。同样,由吹出部240供给的保护气体的流F24在通过短边部分534的上方之后碰到夹具300a的壁面A24。由此,沿着水平方向(X轴方向)流动的保护气体的流F24,沿着壁面A24而朝向上方(Z轴方向正侧)。
即,从吹出部210、220、230、240吹出的保护气体,由夹具300a将流动的方向变更给定的角度(在本实施方式中为90度)来流动。由此,保护气体至少沿着夹具300a的表面流动至夹具300a的Z轴方向正侧的端部。
此外,从4个不同的方向吹出的保护气体由夹具300a变更流动的方向,从而彼此在同一方向(Z轴方向正侧)上流动。如此,夹具300a能够使得从4个不同的方向吹出的保护气体流动的方向一致,因此能够有效地抑制从4个不同的方向吹出的保护气体相互碰撞而发生紊流。
如此,通过利用具有在不同的4个方向上对置的壁面A21~A24的夹具300a,从而能够使得从不同的4个方向供给的保护气体的流朝向上方。因而,能够抑制保护气体彼此在焊接对象部分530处合流,能够降低在焊接对象部分处发生紊流。
此外,上述实施方式所涉及的蓄电元件的制造方法由配置步骤S10以及焊接步骤S20这2个步骤构成,但可以还包括对夹具300、300a进行冷却的冷却步骤。例如,也可以构成为通过在夹具的Y轴方向的壁面设置凹凸来提高热传递特性从而进一步进行与保护气体的热交换,由保护气体来冷却。具体而言,也可以采用通过设置沿着保护气体流动的方向的沟槽来提高热传递特性的夹具。此外,在制造装置具有保持夹具的部位的情况下,也可以通过在保持夹具的部位流动水等冷媒来冷却夹具。此外,例如,也可以在夹具自身形成用于流动水等冷媒的流路,通过冷媒来冷却夹具。由此,冷却步骤可以在进行焊接步骤时进行,也可以在其他定时进行。
如此进一步对夹具进行冷却,从而能够将导热至夹具的、通过焊接而产生的热释放到外部,能够抑制夹具被反复使用而成为高温。因而,能够抑制在蓄电元件的容器的焊接时高温的夹具与容器抵接从而给蓄电元件带来不良影响。此外,能够抑制夹具因温度变化而劣化,因此能够延长夹具的寿命。
此外,在上述实施方式中,关于夹具300,在配置于容器510的给定的位置P2的状态下,形成有将正极端子521以及负极端子522的两方包含在内的沟槽部330,但并不限于沟槽部330,也可以形成有将正极端子521以及负极端子522分别包含在内的两个凹部。此外,不仅仅是正极端子521以及负极端子522,如果具有从蓄电元件的盖部朝向外方突出的部位,则也可以形成用于将该部位包含在内的沟槽部或者凹部。
此外,在上述实施方式中,蓄电元件500的容器510的被焊接的焊接对象部分530是主体511和盖体512的交界部分,但并不限于此,容器在其他部位被焊接的情况下,也能够将本发明的蓄电元件的制造方法以及蓄电元件的制造装置应用于其他部位。例如,本发明能够应用于为了形成容器的侧面而进行焊接的情况,也能够应用于为了形成容器的底面而进行焊接的情况。
此外,在上述实施方式中,4个吹出部210~240分别向焊接对象部分530的4个部分531~534供给保护气体,从而在焊接对象部分530形成保护气体的氛围气,但可以不由4个吹出部210~240来供给保护气体。例如,可以是仅两个吹出部210、220向焊接对象部分530之中的两个长边部分531、532供给保护气体的构成。即,在焊接步骤中,一边与两个焊接对象部分对应地从两个不同的方向朝两个焊接对象部分供给保护气体,一边对两个焊接对象部分进行焊接即可。
此外,在上述实施方式中,焊接对象部分530的两个长边部分531、532空出给定的间隔地平行,但只要是空出给定的间隔地相离即可,也可以不平行。此外,焊接对象部分530为大致长方形状,但并不限于此,也可以是长圆形状、椭圆形状、圆形状。
此外,在上述实施方式中,采用盖体512配置为与主体511的开口的内壁面对置,且在容器510的上表面形成有焊接对象部分530的构成,通过从上方向(Z轴方向)扫描激光束来进行焊接,但并不限于此。例如,也可以应用于盖体配置在主体部的上端上、且通过从水平方向(X轴方向以及Y轴方向)照射激光束来进行焊接的容器。另外,在该情况下,可考虑照射激光束的焊接部设置在容器的水平方向侧方的多处,由此从多个方向扫描激光束。此外,可以不是扫描激光束的方式,能够应用于使得照射激光束的激光头移动来进行焊接的方式,此外,也能够应用于通过使得固定有容器的底座自身移动来进行焊接的方式。此外,如果在容器的盖体的侧方的整体预先设置有用于使得从上方向照射出的激光束反射至水平方向的反射镜,则以上述实施方式的从上方向照射激光束的方式也能够实现。
此外,在上述实施方式及其变形例中,夹具300、300a的壁面A11、A12、A21~A24相对于保护气体的流动方向而倾斜,但也可以不倾斜。即,只要是能够抑制从不同的方向供给的保护气体彼此在焊接对象部分处合流的夹具即可,也可以是具有相对于保护气体的流动方向而垂直的壁面的夹具。
此外,在上述实施方式及其变形例中,设多个吹出部210~240朝向蓄电元件500的容器510的焊接对象部分530,从X轴方向的两侧以及Y轴方向的两侧起在沿着X轴方向或者Y轴方向的方向上供给保护气体,但也可以不在沿着X轴方向或者Y轴方向的方向上供给保护气体。
例如,多个吹出部210~240可以朝向焊接对象部分530而从X轴方向的两侧以及Y轴方向的两侧且Z轴方向正侧的位置(即,斜上方)供给保护气体。此外,多个吹出部210~240例如也可以朝向焊接对象部分530而从X轴方向的两侧以及Y轴方向的两侧且Z轴方向负侧(即斜下方)供给保护气体。
此外,多个吹出部210~240之中两个吹出部210、220例如可以从相对于焊接对象部分530的长边部分531、532延伸的方向而倾斜交叉的方向(斜侧方向)供给保护气体。此外,同样,多个吹出部210~240之中的剩余的两个吹出部230、240例如可以从相对于焊接对象部分530的短边部分533、534延伸的方向而倾斜交叉的方向(斜侧方向)供给保护气体。
如上述,即便是吹出部210~240相对于焊接对象部分530而从斜上方、斜下方、或者斜侧方向供给保护气体的情况,夹具300、300a也能够抑制从不同的方向供给的保护气体彼此在焊接对象部分530处合流。
此外,在上述实施方式及其变形例中,夹具300、300a是实心的构件,但只要是在Y轴方向的两侧具有面的构件即可,可以不是实心的构件,可以是形成了具有与焊接对象部分530的两个长边部分531、532分别对应的壁面的两个壁的构件。
此外,在上述实施方式及其变形例中,夹具300、300a是如覆盖蓄电元件500的正极端子521以及负极端子522的构成,但并不限于此。例如,如图11所示的蓄电元件500a那样具备相对于容器510的Y轴方向上的宽度而占有较大比例的正极端子521a以及负极端子522a的蓄电元件500a的情况下,若将夹具构成为覆盖正极端子521a以及负极端子522a,则夹具会与焊接对象部分530发生干扰,从而无法进行激光焊接。因而,为了应对这种正极端子521a以及负极端子522a,也可以取代形成于夹具300的沟槽部330,采用具有形成了用于收纳正极端子521a以及负极端子522a的两个沟槽部330b的基部310b的夹具300b。另外,该情况下的两个沟槽部330b是其两端在夹具300b的Y轴方向上敞开的形状。即便是这种形状的夹具300b,由于在夹具300b形成有用于阻挡保护气体的壁面A31、A32,因此也能够抑制保护气体的两个流在两个长边部分531、532处合流。另外,图11是表示将变形例所涉及的夹具配置于蓄电元件的给定的位置的状态的外观的立体图。
此外,任意组合上述实施方式及其变形例所具备的各构成要素而构筑的方式也包含在本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明作为能够在焊接对象部分处预先形成稳定的保护气体的氛围气而能够降低焊接不良的发生的蓄电元件的制造方法等是有用的。
符号说明
10、10a 制造装置
100 焊接部
210、220、230、240 吹出部
211、221、231、241 导入口
212、222、232、242 吹出口
300、300a、300b 夹具
310、310b 基部
320 壁部
330、330b 沟槽部
410、420、430、440 固定部
500、500a 蓄电元件
510 容器
511 主体
511a 台阶部
512 盖体
521、521a 正极端子
522、522a 负极端子
530 焊接对象部分
531、532 长边部分
533、534 短边部分
A11、A12、A21~A24、A31、A32 壁面
F11、F12、F21、F22 保护气体的流
P1、P2 给定的位置
Claims (9)
1.一种蓄电元件的制造方法,对蓄电元件的容器进行焊接,其中,
所述蓄电元件的制造方法包括:
配置步骤,在被进行所述焊接的两个焊接对象部分之间配置形成有壁面的夹具;和
焊接步骤,一边与所述两个焊接对象部分对应地从两个不同的方向朝所述两个焊接对象部分供给保护气体,一边对所述两个焊接对象部分进行焊接,
所述夹具具备:
基部,配置在所述容器的上表面,在下表面形成有收纳所述蓄电元件的电极端子的沟槽部;和
壁部,从所述基部向上侧突出,具有所述壁面,
所述壁面具有向所述壁部的内侧成为凸状的弯曲面。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件的制造方法,其中,
在所述焊接步骤中,供给至所述焊接对象部分的保护气体沿着作为所述壁面的至少一部分的倾斜面流动。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件的制造方法,其中,
在所述配置步骤中,使所述夹具与所述容器抵接地配置。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电元件的制造方法,其中,
所述蓄电元件的制造方法还包括:冷却步骤,对所述夹具进行冷却。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电元件的制造方法,其中,
在所述焊接步骤中,从给定的位置朝向所述两个焊接对象部分,一边改变照射角度一边照射激光束,来对所述两个焊接对象部分进行焊接。
6.一种蓄电元件的制造装置,用于对蓄电元件的容器进行焊接,其中,
所述蓄电元件的制造装置具备:
形成有壁面的夹具,配置在被进行所述焊接的两个焊接对象部分之间,所述两个焊接对象部分被从两个不同的方向供给保护气体,
所述夹具具备:
基部,配置在所述容器的上表面,在下表面形成有收纳所述蓄电元件的电极端子的沟槽部;和
壁部,从所述基部向上侧突出,具有所述壁面,
所述壁面具有向所述壁部的内侧成为凸状的弯曲面。
7.根据权利要求6所述的蓄电元件的制造装置,其中,
所述蓄电元件的制造装置还具备:两个吹出口,从所述两个不同的方向朝所述两个焊接对象部分供给保护气体。
8.根据权利要求6或7所述的蓄电元件的制造装置,其中,
所述壁面的至少一部分相对于所述保护气体流动的方向而倾斜。
9.根据权利要求6或7所述的蓄电元件的制造装置,其中,
所述容器具备:主体,具有矩形状的开口;和长条板状的盖体,堵塞所述开口,
所述两个焊接对象部分是所述主体和所述盖体的矩形环状的交界部分之中的彼此对置的两个长边部分,
所述夹具配置在所述两个长边部分之间,
所述壁面的至少一部分相对于所述保护气体流动的方向而倾斜为:越朝向该保护气体流动的方向的下游侧越远离所述容器。
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