JP2004220940A - Device and method for forming bead of cylindrical battery - Google Patents

Device and method for forming bead of cylindrical battery Download PDF

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JP2004220940A JP2003007535A JP2003007535A JP2004220940A JP 2004220940 A JP2004220940 A JP 2004220940A JP 2003007535 A JP2003007535 A JP 2003007535A JP 2003007535 A JP2003007535 A JP 2003007535A JP 2004220940 A JP2004220940 A JP 2004220940A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a bead to a bottomed cylindrical battery can with keeping its shape and uniform thickness. <P>SOLUTION: A blade 13 used for forming a bead 4 has a part 60 for pressing the outer circumference of the battery can 3 to form the bead 4, and the curvature of the part 60 gradually decreases in the moving direction of the part as the pressing volume gradually increases. A battery can 3 is positioned and loaded on a loading and rotating mechanism 11 and rotated. The blade 13 is pressed against the rotating battery can 3 at the predetermined height from the opening of the can, and moved tangentially by a blade driving mechanism 15 with keeping pressed to form the bead. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部空間部に電池素子が装填されるとともに開口部が電池蓋により封口される有底円筒状の電池缶を有する円筒型電池に対して、電池缶の外周部に内部空間部に突出して電池素子と電池蓋とを隔離した状態に保持する隔壁凸部を構成するビードを全周に亘って形成する円筒型電池のビード形成装置及びビード形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、或いは携帯型音響機器等の各種の携帯型電子機器の電源として広く用いられており、例えば形状的に円筒型、角筒型、フラット型或いはボタン型等に区分される。電池は、例えば一度放電することによって使用不能となる一次電池と、放電後に再充電を行うことによって繰り返し使用が可能な二次電池とに区分される。二次電池としては、例えば鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池或いはリチウムイオン電池等が提供されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、体積当たりの容量密度が高く、ニッケルカドミウム電池と比較して約３倍もの高電圧特性を有しており、電池内においてリチウムがイオン状態で存在することから安全性も極めて高いといった種々の特徴を有しており、各種の携帯型電子機器の電源として汎用されている。リチウムイオン二次電池１００は、図８に示すように、シート状の負極材１０１と正極材１０２とをそれぞれセパレータ１０３，１０４を介して重ね合わすとともに渦巻き状に巻回して電池素子１０５を構成し、この電池素子１０５が非水電解液とともに電池缶１０６内に装填されてなる。リチウムイオン二次電池１００は、負極を構成する電池缶１０６の上端開口部に正極を構成する電池蓋１０７をナイロン等の合成樹脂からなるガスケット１０８を介してかしめ付けることにより、電池素子１０５と非水電解液とを電池缶１０６内に密封する。
【０００４】
リチウムイオン二次電池１００は、電池缶１０６が底部において図示しない負極リードを介して負極材１０１と接続されて負極を構成するとともに、電池蓋１０７６が正極リード１０９を介して正極材１０２と接続されて正極を構成する。リチウムイオン二次電池１００は、電池缶１０６の内部に絶縁シートにより絶縁を保持されて電池素子１０５が収納される。リチウムイオン二次電池１００は、ビード１１０によって区割りされた電池缶１０６の上部空間に電池蓋１０７とともに電流遮断素子（ＰＣＴ）１１１や安全弁１１２が組み付けられる。リチウムイオン二次電池１００は、正極リード１０９が安全弁１１２に溶接によって固定されかつこの安全弁１１２を介して電池蓋１０７と接続されてなる。
【０００５】
リチウムイオン二次電池１００には、例えばＳＰＣＥ材（アルミキルド鋼板）等の鋼板を素材として、絞り加工を施して有底円筒状に形成された電池缶１０６が用いられる。電池缶１０６は、素材に対して、例えばトランスファ型プレス機による深絞り加工と抜き加工とを連続して繰り返すトランスファ絞り工程によって所定の形状に形成される。また、電池缶１０６は、素材に対してプレス機による深絞り加工を施して中間体を製作し、この中間体に対して絞りダイスを用いた絞り加工及び複数のしごきダイスを用いたしごき加工とを施すいわゆるＤＩ加工（ｄｒａｗｉｎｇ−ｉｒｏｎｇ）によって所定の形状に形成される。
【０００６】
電池缶１０６は、上述した工程を経て製作された中間体を複数のしごきダイスとカップリングパンチとを多段に配置したしごきラインを通過させて所定の厚みまで圧延されて完成される。電池缶１０６には、例えばバレルめっき処理が施されて、表面全体を被覆して防錆性に優れたニッケル層が形成される。
【０００７】
電池缶１０６は、電池素子１０５を内部空間に装填した状態で外周部にビード加工が施されて開口部から所定の高さ位置において内方へと凹ませるビード１１０が全周に亘って形成され、装填した電池素子１０５が保持されるようにする。電池缶１０６には、リード溶接や非水電解液の充填等を経て、開口部を閉塞するようにして電池蓋１０７がガスケット１０８を重ね合わせて組み付けられる。電池缶１０６は、開口縁を全周に亘って内方へと折曲して先端部で電池蓋１０７とガスケット１０８とを圧着してかしめ付けが行われる。
【０００８】
ところで、リチウムイオン二次電池１００においては、上述したように電池缶１０６に対して図９に示したビード形成装置１２０を用いてビード加工を施し、外周部に開口部から所定の高さ位置において全周に亘ってビード１１０が形成される。ビード形成装置１２０は、電池缶１０６を位置決めして載置する基台部１２１と、この基台部１２１に対して昇降自在な上型部１２２と、電池缶１０６の外周部に突き当てられるブレード１２３を備える。ビード形成装置１２０は、詳細を省略するが図示しない駆動機構によって基台部１２１と上型部１２２とが互いに同期して回転駆動される。
【０００９】
ビード形成装置１２０は、ブレード１２３を、詳細を省略する駆動機構によって回転駆動するとともに、電池缶１０６の外周部に対して接離動作されるように支持する。ブレード１２３は、例えば特殊工具鋼等によって所定の厚みを有する円盤状に形成され、外周部が電池缶１０６に形成するビード１１０の溝形状に対応して所定の曲率を有する円弧状に形成されている。
【００１０】
ビード形成装置１２０は、内部空間に電池素子１０５を装填して供給された電池缶１０６を基台部１２１上に位置決め載置する。ビード形成装置１２０は、基台部１２１に対して上型部１２２が下降動作することによって、電池缶１０６の開口部を保持する。ビード形成装置１２０は、基台部１２１と上型部１２２とが電池缶１０６を保持した状態で互いに同期して回転駆動されることによって、電池缶１０６も一体に回転駆動する。
【００１１】
ビード形成装置１２０は、回転する電池缶１０６に対して、外周部の側方から回転するブレード１２３を突き当てる。ビード形成装置１２０は、図１０に示すようにブレード１２３が次第に電池缶１０６側へと移動されることによって、外周部に次第に深さが大きな凹溝を形成していく。ビード加工機１２０は、電池缶１０６の外周部にブレード１２３によって凹溝を形成するとともに基台部１２１に対して上型部１２２が次第に下降して凹溝を押し潰すことにより、電池缶１０６の外周部に全周に亘ってビード１１０を形成する。なお、ビード形成装置１２０は、電池缶１０６とブレード１２３とを互いに逆方向に回転駆動する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のビード形成装置１２０においては、上述したように回転駆動される電池缶１０６の側方から逆方向に回転駆動されるブレード１２３を突き当てるとともにこのブレード１２３を電池缶１０６側へと次第に移動させることによって、電池缶１０６の外周部にビード１１０を形成する。また、ビード形成装置１２０においては、電池缶１０６に形成するビード１１０を構成する凹溝の幅に等しい厚みを有するブレード１２３が用いられる。したがって、ビード形成装置１２０においては、上型部１２２による押圧力とブレード１２３の押込み量とにより肉厚制御が行われてビード１１０が形成される。
【００１３】
しかしながら、かかる従来のビード形成装置１２０においては、電池缶１０６の外周部に厚みの小さなブレード１２３を突き当てて凹溝を形成するとともにこの凹溝から上型部１２２による押圧力によって外周部に塑性変形を生じさせる際に、電池缶１０６の硬さのバラツキによって変形位置にバラツキを生じさせることがあった。ビード形成装置１２０は、このために電池缶１０６に、ビード１１０の肉厚や形状が高精度に形成されないといった問題を生じさせていた。電池缶１０６は、ビード１１０が開口部にかしめ付けされるガスケット１０８の受け部位を構成することから、ビード１１０の肉厚にバラツキがある場合にガスケット１０８をかしめ付けるかしめ力が全周に亘って均一に保持し得なくなる。また、電池缶１０６は、ビード１１０の肉厚が小さい場合に、ガスケット１０８による密閉性を低下させるといった問題を発生させる。
【００１４】
また、従来のビード形成装置１２０は、ブレード１２３を回転駆動するとともに基台部１２１に位置決め載置された電池缶１０６側に移動動作させてビード１１０を形成する。したがって、ビード形成装置１２０は、ブレード１２３の駆動機構が複雑となり精密に駆動することが困難となって電池缶１０６に上述した肉厚のバラツキを生じさせてしまう。また、ビード形成装置１２０は、単一のブレード１２３によってビード１１０を形成することから汎用性を有しておらず、任意の形状の凹溝を形成する場合にはブレード交換が必要となる。
【００１５】
したがって、本発明は、電池缶に形状の安定化と厚みの均一性を保持してビード形成を行う円筒型電池のビード形成装置及びビード形成方法を提供することを目的に提案されたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる円筒型電池のビード形成装置は、内部空間部に電池素子が装填されるとともに開口部を電池蓋によって封口される有底円筒状の電池缶の外周部に、内部空間部に突出して電池素子と電池蓋とを隔離した状態に保持する隔壁凸部を構成するビードを全周に亘って形成する。ビード形成装置は、電池素子が装填された電池缶を位置決め載置するとともに回転駆動する電池缶載置駆動機構と、電池缶に対してその開口部から所定の高さ位置において外周部に突き当てられて移動されることによりこの電池缶にビードを形成するブレードと、このブレードを電池缶に対してその外周部に沿って接線方向に移動させるブレード駆動機構とを備える。ビード形成装置は、ブレードの電池缶の外周部に突き当てられてビードを形成する突当て部が、移動方向に対して次第に曲率が小さくされるとともに突当て量が次第に大きくなるようにして形成される。
【００１７】
以上のように構成された本発明にかかる円筒型電池のビード形成装置においては、電池缶載置駆動機構に位置決め載置されて回転駆動される電池缶に対して、その開口部から所定の高さ位置においてブレードが突き当てられ、このブレードが突当てた状態を保持されながらブレード駆動機構によって接線方向へと移動される。ビード形成装置においては、ブレードの突当て部の形状に倣って、電池缶の外周部に大きな曲率で浅い円弧状の凹溝から次第に小さな曲率でかつ内部空間へと大きく突出する円弧状の凹溝へと変化するようにして所定形状の凹溝が形成されてビード形成が行われる。ビード形成装置によれば、上述した形状のブレードの突当て部によって無理な力が加わること無く凹溝形成が行われることで、電池缶の外周部に安定した形状でかつ均一な肉厚のビードを形成することが可能となる。したがって、ビード形成装置によれば、電池缶が開口部を安定して封口され、信頼性の向上を図った円筒型電池が製造されるようにする。
【００１８】
上述した目的を達成する本発明にかかる円筒型電池のビード形成方法は、内部空間部に電池素子が装填されるとともに開口部を電池蓋によって封口される有底円筒形状の電池缶の外周部に、内部空間部に突出して電池素子と電池蓋とを隔離した状態に保持する隔壁凸部を構成するビードを全周に亘って形成する。ビード形成方法は、電池缶を位置決め載置するとともに回転駆動する電池缶載置駆動機構と、移動方向に対して次第に曲率が小さくなるとともに突出量が大きくなる断面円弧状の突当て部を有して電池缶の外周部にビードを形成するブレードと、電池缶に対して外周部に突当て部が突き当てられた状態でブレードを接線方向に移動させるブレード駆動機構とを備えるビード形成装置が用いられる。ビード形成方法は、内部空間に電池素子を充填した状態で電池缶載置駆動機構に電池缶を位置決め載置する工程と、電池缶を回転駆動しながらその開口部から所定の高さ位置に突当て部を位置合わせされたブレードを移動動作させる工程とを有する。
【００１９】
以上の工程を有する本発明にかかる円筒型電池のビード形成方法によれば、電池缶載置駆動機構に位置決め載置されて回転駆動される電池缶に対して、その開口部から所定の高さ位置においてブレードが突き当てられ、このブレードが突当て状態を保持されながらブレード駆動機構によって接線方向へと移動される。ビード形成方法によれば、電池缶の外周部に、ブレードの突当て部の形状に倣って大きな曲率で浅い円弧状の凹溝から次第に小さな曲率でかつ内部空間へと大きく突出する円弧状の凹溝へと変化するようにして所定形状の凹溝が形成される。ビード形成方法によれば、ブレードの突当て部の形状により無理な力が加わること無く凹溝形成が行われることで、電池缶の外周部に安定した形状でかつ均一な肉厚のビードを形成することが可能となる。したがって、ビード形成方法によれば、電池缶が開口部を安定して封口され、信頼性の向上を図った円筒型電池が製造されるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として示したビード形成装置１は、円筒型リチウムイオン二次電池（以下電池と略称する。）の製造工程、詳細には電池缶３の製造工程中に設置されてその外周部にビード４を形成する。電池は、詳細を省略するが電池缶３の内部に電池素子が非水電解液とともに充填され、電池缶３の開口部をガスケットを介して電池蓋によって封口してなる。電池は、電池缶３が負極リードを介して負極材と接続されて負極を構成するとともに、電池蓋が正極リードを介して正極材と接続されて正極を構成する。
【００２１】
電池には、電池缶３の内部に絶縁シートによって絶縁を保持された状態で電池素子が収納される。電池には、ビード４によって区割りされた電池缶３の上部空間に電池蓋とともに電流遮断素子や安全弁が組み付けられる。電池は、正極リードが安全弁に溶接によって固定されかつこの安全弁を介して電池蓋と接続されてなる。なお、電池素子は、負極材と正極材とがセパレータを介して重ね合わされるとともに渦巻き状に巻回されてなる。
【００２２】
電池缶３は、絞り工程等を経て電池缶中間体を形成し、この電池缶中間体の開口部から内部空間に電池素子や非水電解液等を充填した後に、詳細を後述するようにビード形成装置１により開口部から所定の高さ位置にビード４が全周に形成される。電池缶３は、ビード４によって区割りされた上部空間部に電池蓋やその他の構成部材を組み込んだ後に、開口部にかしめ処理が施されて電池を製造する。ビード４は、電池缶３の内部に充填された電池素子を係止するとともに、電池蓋や安全弁等の部材を保持する作用を奏する。
【００２３】
電池缶３には、開口縁に全周に亘ってかしめ部が形成されるとともに、このかしめ部に対してかしめ処理が施されることによって電池蓋により開口部が封口される。電池蓋は、金属板を素材として電池缶３の内径とほぼ等しい外径を有して形成され、中央領域が台座状に膨出形成されてなる。ガスケットは、例えば気密性や水密性を有しかつ塑性変形特性を有するナイロン樹脂等を素材として、電池缶３の内径よりもやや大径のリング状に形成されてなる。
【００２４】
かしめ部は、電池缶３の開口部に例えばロールプレス加工を多段に施すことによって先端側を基端から次第に丸めるようにして形成され、開口縁を内方側に向けた断面略Ｃ字状を呈している。かしめ部は、加工途中において曲げ基端と開口縁との間隔がガスケットと電池蓋との厚みよりもやや大きな状態とされ、また全体が円弧状に折曲されることによって取り扱い上の安全性が図られている。電池缶３は、詳細を後述するようにビード形成装置１によって安定した形状と均一な厚みを有するビード４が形成されることによって、上述したかしめ部により開口部を安定した状態で封口される。
【００２５】
負極材は、フィルム状の銅箔等からなる負極集電体の両面或いは片面に負極活物質が塗布され、所定形状に裁断されて形成される。負極材は、負極活物質として例えばリチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な炭素材料やポリアセチレン，ポリピロール等の高分子材料或いはＳｎＯ２等の酸化物が用いられ、これにポリフッ化ビニリデン等の結合材を混合するとともにｎ−メチルピロドリン等の有機溶媒に分散してスラリー状とした負極塗料が用いられる。負極材は、この負極塗料を例えばドクターブレード法等により負極集電体上に均一に塗布した後に、高温乾燥処理を施して分散媒の残留有機溶媒を蒸発させ、さらにロールプレスによる加圧処理を施して負極活物質を負極集電体上に高密度化して成膜形成してなる。
【００２６】
正極材は、フィルム状のアルミニウム箔等からなる正極集電体の両面或いは片面に正極活物質が塗布され、所定形状に裁断されて形成される。正極材は、正極活物質として例えばＬｉｘＭＯ２（Ｍ：一種類以上の遷移金属、ｘ：電池の放電状態により異にし、通常０．０５以上１．１０以下）で表される高電圧の発生或いはエネルギー密度に優れた特性を有するリチウム複合酸化物やその他の金属酸化物、金属硫化物が用いられる。正極材は、この正極活物質にポリフッ化ビニリデン等の結合材を混合するとともにｎ−メチルピロドリン等の有機溶媒に分散してスラリー状とした正極塗料が用いられる。正極材１０は、正極塗料を例えばドクターブレード法等によって正極集電体上に均一に塗布した後に、高温乾燥処理を施して有機溶媒を飛ばし、さらにロールプレスによる加圧処理を施して正極活物質を正極集電体上に高密度化して成膜形成してなる。
【００２７】
非水電解液には、電解質を有機溶媒中に溶解させた溶液が用いられる。有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート，エチレンカーボネート，ブチレンカーボネート，ビニレンカーボネート，γ−ブチロラクトン，スルホラン，１・２−ジメトキシエタン，１・２−ジエトキシエタン，２−メチルテトラヒドロフラン，３−メチル−１・３−ジオキソラン，プロピオン酸メチル，酪酸メチル，ジメチルカーボネート，ジエチルカーボネート，ジプロピルカーボネート等が用いられる。有機溶媒は、これらのなかから１種類単独で、或いは２種類以上を混合して用いられる。電解質は、上述した有機溶媒に溶解可能でありかつイオン伝導性を有するリチウムイオン塩、例えばＬｉＰＦ６，ＬｉＣｌＯ４，ＬｉＢＦ４，ＬｉＣＦ３ＳＯ３或いはＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２等が用いられる。
【００２８】
電池素子は、負極材及びや正極材と、それぞれが例えば微小孔が形成されたポリエチレン（ＰＥ）シートを負極材８正極材よりもやや大きな幅で切断したセパレータが、巻取ロール上の外周部上で重ね合わされて製作される。電池素子は、絶縁シートを装着した電池缶３の内部に装填され、負極材が負極リードを介して電池缶３の底面に接続されるるとともに正極材が電池缶３の内部に組み付けられた安全弁と接続される。
【００２９】
以上のように構成される電池は、上述した電池缶３の素材として、例えば鋼板母材に対して例えば電気めっき法によってニッケルめっきを施して表面全体を被覆するニッケルめっき層を成膜形成してなる表面処理鋼板が用いられる。表面処理鋼板は、めっき処理後にさらに熱処理を施すことにより、鋼板母材とニッケルめっき層との間で相互拡散を生じさせて鉄−ニッケル合金層を形成する。表面処理鋼板は、この鉄−ニッケル合金層によって電池缶３を形成して負極リードの溶接を行う際に、ニッケルめっき層を流れる無効電流を小さくしかつ鋼板母材を流れる有効電流を増加させて溶接強度が向上しかつ安定した溶接が行われるようにする。
【００３０】
電池の製造工程は、素材メーカから供給された表面処理鋼板に対して、例えば絞り加工工程と、仕上げ処理工程と、開口部のトリミング処理工程とを施して有底円筒形状の電池缶中間体を製作する。電池の製造工程は、この電池缶中間体の内部に電池素子を装填する電池素子装填工程と、電池缶中間体にビード４を形成するビード加工工程を経て電池缶３を製作する。電池１の製造工程は、非水電解液充填工程と、構成部材組付工程と、封口処理工程及び洗浄処理工程等の工程を経て電池１を製造する。
【００３１】
絞り加工工程は、平板の表面処理鋼板を例えばトランスファ型プレス機に供給して絞り量を次第に大きくする深絞り加工等からなり、全体カップ形状の中間体を製作する。なお、絞り加工工程は、プレス機による深絞り加工を行って製作したカップ形状の中間体に対して、さらに絞りダイスを用いた絞り加工或いはしごきダイスを用いたしごき加工等を施こす工程であってもよい。
【００３２】
電池の製造工程は、仕上げ処理工程において、カップ状中間体をしごきダイスとカップリングパンチとを多段に配置したしごきラインを通過させることによって所定の形状仕上げを行う。仕上げ処理工程は、厚みが約１．０ｍｍ乃至０．２ｍｍ程度まで圧延して所定形状の有底円筒形状の中間缶体を製作する。電池の製造工程は、トリミング処理工程において、中間缶体に対して開口部の形状を整えるとともにバリ等を除去するトリミング処理を施すことによって、電池缶中間体を製作する。
【００３３】
電池の製造工程においては、電池素子装填工程において、上述した工程を経て形成された電池缶中間体に対して、その開口部から内部空間内に電池素子が装填される。電池素子組付工程は、電池缶中間体の底面に負極リードの溶接を行った後に、内部空間に電池素子とスペーサとを装填する。電池の製造工程においては、ビード加工工程において、詳細を後述するビード形成装置１を用いて電池缶中間体の開口部から所定の高さ位置に全周に亘ってビード４を形成する。
【００３４】
電池の製造工程においては、非水電解液充填工程において電池缶３の内部に定量の非水電解液を充填する。電池の製造工程においては、構成部材組付工程において、ビード４上に保持するようにして安全弁や電流遮断素子の組み付が行われる。電池の製造工程においては、構成部材組付工程において、さらに正極リードの溶接を行ってガスケットや電池蓋の組み付けが行われる。
【００３５】
電池の製造工程においては、封口処理工程において、電池缶３の開口部を封口するかしめ処理が行われる。封口処理工程は、開口部に例えば多段のロールプレス加工をして開口縁を内方側に向けた断面略Ｃ字状のかしめ部を形成する。封口処理工程は、内部空間にガスケットの外周部を巻き込んで外周縁部位を電池蓋の外周部の上面に覆い被させ、開口縁によってガスケットの外周縁部位を圧着することにより、ガスケットによって電池缶３に対して電池蓋の外周部が全周に亘って密閉されて開口部を封口して電池を完成する。
【００３６】
上述したビード加工工程に用いられるビード形成装置１は、図１乃至図４に示すように、基台１０と、電池缶３を位置決め載置して回転駆動する電池缶載置駆動機構１１と、電池缶３を押圧する電池缶押圧機構１２と、電池缶３にビード４を形成するブレード１３Ａ，１３Ｂを備える一対のブレード機構１４Ａ，１４Ｂと、ブレード機構１４Ａ，１４Ｂを駆動するブレード駆動機構１５とを備える。なお、ブレード１３Ａ，１３Ｂを含むブレード機構１４Ａ，１４Ｂは、詳細を後述するように電池缶載置駆動機構１１を中心として基台１０上に左右対称に配置され主たる部位を同様に構成されることから、以下特に個別について説明する場合を除いて代表して説明するものとする。
【００３７】
基台１０は、図２に示すように、底面部１６と、この底面部１６の長さ方向の両端部に互いに平行に対峙するようにして一体に立ち上がり形成された側面部１７，１８とからなるチャンネル状を呈している。基台１０は、底面部１６の略中央部において電池缶載置駆動機構１１を支持するとともに、側面部１７，１８の内面側にブレード機構１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ幅方向に移動自在に支持する。側面部１７には、内面にそれぞれ上下に離間して幅方向の一対のガイドレール１９Ａ，１９Ｂが設けられている。側面部１８にも、内面にそれぞれ上下に離間して幅方向の一対のガイドレール２０Ａ，２０Ｂが設けられている。
【００３８】
電池缶載置駆動機構１１は、図１及び図４に示すように、支持部材２１と、回転支軸２２と、ピニオン２３と、電池缶保持筒部材２４とを備える。支持部材２１は、支柱部２５と、この支柱部２５に上下に離間しかつ互いに平行に対峙するようにして一体に突出形成された下プレート部２６及び上プレート部２７とからなる。支持部材２１は、支柱部２５が基台１０の底面部１６上に立設されることによって、底面部１６と下プレート部２６及び上プレート部２７とが互いに所定の間隔を以って高さ方向に対峙する。なお、支持部材２１は、後述するように上プレート部２７が電池缶押圧機構１２の支持部を構成する。
【００３９】
下プレート部２６には、支柱部２５を挟んだ一方の領域に組込孔２８が形成されており、この組込孔２８に回転支軸２２の上端側が貫通される。回転支軸２２は、下端側が基台１０の底面部１６に軸受２９を介して回転自在に支持される。回転支軸２２には、下プレート部２６の軸受２９を貫通した上端部に電池缶保持筒部材２４が固定されるとともに、下プレート部２６と基台１０との間にピニオン２３と第１伝達歯車３０とが回転方向に固定されて軸装されている。
【００４０】
電池缶保持筒部材２４は、内径が電池缶３の外径よりもやや大径とされた有底円筒状の部材であり、下プレート部２６の組込孔２８内に回転自在に組み込まれている。電池缶保持筒部材２４には、コイルスプリング３１が内蔵されている。電池缶保持筒部材２４には、図４に示すように内部に電池缶３がその開口部位を外方に臨ませて収納されるとともに、セットネジ３２を締め付けることによって位置決めする。電池缶保持筒部材２４は、後述するように電池缶押圧機構１２によって電池缶３が押圧される際に、コイルスプリング３１が押圧力を調整する。
【００４１】
以上のように構成された電池缶載置駆動機構１１は、電池缶保持筒部材２４内に電池缶３が装填され、セットネジ３２を調整することによって電池缶３を位置決め載置する。電池缶載置駆動機構１１は、詳細を後述するようにブレード駆動機構１５を共通駆動源として電池缶保持筒部材２４に保持した電池缶３を回転駆動する。電池缶載置駆動機構１１は、ピニオン２３が各ブレード機構１４Ａ，１４Ｂにそれぞれ設けたラック４８Ａ，４８Ｂと噛み合って回転駆動される。電池缶載置駆動機構１１は、ピニオン２３と一体に回転支軸２２が回転して電池缶保持筒部材２４を回転させることにより、電池缶３を位置決め載置した状態で回転駆動する。
【００４２】
電池缶押圧機構１２は、上述したように支柱部材２１の上プレート部２７に組み付けられるとともに電池缶載置駆動機構１１を介してブレード駆動機構１５を共通駆動源として駆動される。電池缶押圧機構１２は、図１及び図４に示すように、電池缶３を押圧する電池缶押圧部材３３と、この電池缶押圧部材３３を回転駆動するカム歯車３４とを備える。電池缶押圧機構１２は、カム歯車３４と上述した電池缶載置駆動機構１１の第１伝達歯車３０との間を連結する伝達機構３５を備える。電池缶押圧機構１２は、後述するブレード機構１４のスライド動作に伴って、詳細を後述するカム機構３６Ａ，３６Ｂによってカム歯車３４が押圧されて電池缶押圧部材３３が回転しながら下降動作する。
【００４３】
電池缶押圧部材３３は、電池缶３の外径よりやや大径とされた円柱状の部材からなり、上プレート部２７に上述した下プレート部２６の軸孔２８と同軸上に位置して形成された組付孔３７に、軸受３８を介して回転自在に組み合わされている。電池缶押圧部材３３には、下端部に、電池缶３の内径よりも小径とされた規制ガイド凸部３９が一体に形成されている。規制ガイド凸部３９は、後述するように電池缶押圧部材３３が下降動作する際に、電池缶３の内部に嵌合されることによって先行ガイド作用を奏するとともに、ビード４の形成量を規制する。
【００４４】
電池缶押圧部材３３には、上プレート部２７から突出された上端部にカム歯車３４が固定される。カム歯車３４は、伝達機構３５の駆動歯車４０と噛合されることによって、ブレード１３の移動動作と電池缶３の回転動作とに同期して回転駆動される。また、カム歯車３４は、ブレード機構１４のスライド動作に同期してカム機構３６により押圧されて電池缶押圧部材３３と一体に下降動作する。
【００４５】
伝達機構３５は、駆動歯車４０と、伝達支軸４１と、第２伝達歯車４２とを備える。駆動歯車４０は、上述したように上下方向に移動するカム歯車３４が噛合状態を保持するに足る厚みを有しており、伝達支軸４１の上端部に固定される。伝達支軸４１は、基台１０の底面部１６に設けた第１軸受４３と、支持部材２１の下プレート部２６に設けた第２軸受４４と、上プレート部２７に設けた第３軸受４５を貫通して回転自在に支持される。伝達支軸４４には、底面部１６と下プレート部２６との間に位置して、電池缶載置駆動機構１１の第１伝達歯車３０と噛合する第２伝達歯車４２が固定されている。
【００４６】
以上のように構成された伝達機構３５は、ブレード駆動機構１５によって回転駆動される第１伝達歯車３０と噛合された第２伝達歯車４２が回転駆動される。伝達機構３５は、第２伝達歯車４２の回転動作に伴って伝達支軸４４が一体に回転し、この伝達支軸４４の回転動作に伴って駆動歯車４０が回転駆動される。伝達機構３５は、ブレード１３の移動動作に伴って、駆動歯車４０によりカム歯車３４を回転駆動させる。
【００４７】
ブレード機構１４は、上述したように電池缶載置駆動機構１１を挟んでその両側に位置されるとともに基台１０の側面部１７，１８と対向して配置された第１のブレード機構１４Ａと第２のブレード機構１４Ｂとからなる。第１のブレード機構１４Ａと第２のブレード機構１４Ｂとは、基本的な構成をほぼ同様とすることから、以下、特徴部位を除いてブレード機構１４として代表して説明する。
【００４８】
ブレード機構１４は、図２及び図３に示すように、ブレード駆動機構１５の支持部材を兼用する基板部材４６と、この基板部材４６の電池缶載置駆動機構１１と対向する側面（内側面）に設けられたブレード取付部４７に交換自在に取り付けられるブレード１３とを備える。基板部材４６は、上述した上下方向に離間する電池缶載置駆動機構１１の第１伝達歯車３０とカム機構３６のカム歯車３４とに対向するに足る高さを有する略板状の部材からなる。基板部材４６には、内側面にラック４８と、上述したカム機構３６を構成するカム部４９とが形成されている。基板部材４６には、外側面に、上下一対に設けられたスライドガイド部５０，５１が形成されている。
【００４９】
なお、第１の基板部材４６Ａ側には、詳細を後述するようにブレード駆動機構１５を構成するウォーム筒部５２が一体に形成されている。ウォーム筒部５２には、基台１０の側面部１７に配置された駆動モータ５３によって回転駆動されるウォーム軸５４が噛合される。
【００５０】
スライドガイド部５０，５１は、それぞれ基板部材４６の外側面に幅方向の全域に亘り、上下に所定の間隔を以って一体に突出形成されてなる。スライドガイド部５０，５１は、図２に示すようにそれぞれが所定の間隔を以って対向する水平方向の一対のガイド壁からなる。基板部材４６は、これらスライドガイド部５０，５１に基台１０の側面部１７，１８に設けたガイドレール１９，２０がそれぞれ嵌合することによって、側面部１７，１８に対して幅方向にスライド自在に組み合わされて支持される。
【００５１】
ブレード取付部４７は、基板部材４６の内側面に一体に突出形成された水平方向の凸壁からなる。ブレード取付部４７は、基板部材４６が基台１０に組み合わされた状態において、取り付けられたブレード１３を電池缶３の開口部から所定の高さ位置に対向位置させる。ブレード取付部４７は、図示しないが長さ方向に離間して少なくとも２個以上のねじ孔が形成され、これらねじ孔にねじ込む取付ねじを介してブレード１３を取り付けるようにする。
【００５２】
ラック４８は、基板部材４６の内側面に水平に取り付けた板状部材の端面に全長に亘って送り歯を形成してなる。ラック４８は、基板部材４６が基台１０に組み合わされた状態において、上述したように電池缶載置駆動機構１１のピニオン２３と噛合してこれを回転駆動する。
【００５３】
カム部４９は、図４に詳細を示すように、基板部材４６の内側面に形成された傾斜カム溝５５を有している。カム部４９は、傾斜カム溝５５が、基板部材４６のスライド方向に対して次第に下方へと傾斜するようにして形成されている。なお、カム部４９は、後述するように第１の基板部材４６Ａと第２の基板部材４６Ｂとが電池缶３を挟んで互いに逆方向にスライド動作することから、それぞれの傾斜カム溝５５Ａ，５５Ｂが互いに逆向きの傾斜を付されて形成されている。
【００５４】
カム部４９は、基板部材４６が基台１０に組み合わされた状態において、電池缶押圧機構１２のカム歯車３４と対向位置される。カム部４９とカム歯車３４との間には、カム部材５６が配置されている。カム部材５６は、詳細を省略するが基端部を支持部材２１の上プレート部２７に回動自在に支持されている。カム部材５６には、一方側面にカム歯車３４の上面を押圧する第１カムピン５７が一体に形成されるとともに、他方側面に傾斜カム溝５５に嵌合する第２カムピン５８が一体に形成されている。カム部材５６は、図示を省略するが支持部に組み付けたトーションスプリング等の弾性部材により、第１カムピン５７のカム歯車３４への当接習性が付与される。
【００５５】
以上のように構成されたカム機構３６は、後述するようにブレード駆動機構１５が駆動されて基板部材４６がスライド動作すると、カム部材５６の第２カムピン５８が傾斜カム溝５５内を図４において最上位のａ位置から次第に下方のｂ位置へと向かって移動する。カム機構３６は、これによってカム部材５６が回動動作し、第１カムピン５７によってカム歯車３４を下方へと押圧する。なお、カム歯車３４は、上述したように一体化された電池缶押圧部材３３を下方へと移動させることにより、電池缶３を押圧する。
【００５６】
第１のブレード機構１４Ａには、基板部材４６Ａの外側面にブレード駆動機構１５が付設されている。ブレード駆動機構１５は、上述したように基板部材４６Ａの外側面に形成されたウォーム筒部５２と、基台側面部１７側に取り付けられた駆動モータ５３と、この駆動モータ５３によって回転駆動されるウォーム軸５４とからなる。ブレード駆動機構１５は、ウォーム軸５４がウォーム筒部５２内に嵌挿され、それぞれの外周部と内周部とに形成したウォーム歯を噛合させる。
【００５７】
以上のように構成されたブレード駆動機構１５は、駆動モータ５３によってウォーム軸５４が回転駆動されると、このウォーム軸５４の軸線に沿って噛合状態にあるウォーム筒部５２を軸方向へと移動させる。ブレード駆動機構１５は、ウォーム筒部５２が基板部材４６Ａに一体に形成されていることにより、基板部材４６Ａを基台側面部１７に沿って移動させる。ブレード駆動機構１５は、基板部材４６Ａにブレード取付部４７Ａを介してブレード１３Ａが取り付けられていることから、ブレード１３Ａを電池缶３に対して移動させる。
【００５８】
ブレード駆動機構１５は、上述したように基板部材４６Ａにラック４８Ａが一体化されるとともにこのラック４８Ａをピニオン２３と噛合させてこのピニオン２３を回転駆動させる。ブレード駆動機構１５は、ピニオン２３に上述したように第２のブレード機構１４Ｂ側のラック４８Ｂが噛合されており、このラック４８Ｂを一体化した基板部材４６Ｂを基台側面部１８に沿って移動させる。ブレード駆動機構１５は、基板部材４６Ｂにブレード取付部４７Ｂを介してブレード１３Ｂが取り付けられていることから、ブレード１３Ｂを電池缶３に対して移動させる。
【００５９】
ブレード駆動機構１５は、上述したように電池缶３を回転駆動する電池缶載置駆動機構１１の駆動源とともに、電池缶押圧部材３３によって電池缶３を押圧する電池缶押圧機構１２の駆動源も兼用する。ブレード駆動機構１５は、上述したように基板部材４６Ａのラック４８Ａによってピニオン２３を回転駆動させることによって、このピニオン２３を固定した回転支軸２２を回転駆動させる。したがって、ブレード駆動機構１５は、回転支軸２２に電池缶保持筒部材２４が固定されていることによって、この電池缶保持筒部材２４に位置決め保持された電池缶３を回転駆動する。
【００６０】
ブレード駆動機構１５は、上述したようにピニオン２３を介して回転支軸２２を回転駆動させることによって、この回転支軸２２に固定された第１伝達歯車３０を回転駆動する。ブレード駆動機構１５は、第１伝達歯車３０の回転を、第２伝達歯車４２−伝達支軸４１−駆動歯車４０の経路でカム歯車３４へと伝達し、このカム歯車３４を回転駆動させる。ブレード駆動機構１５は、カム歯車３４を介して一体化された電池押圧部材３３を電池缶保持筒部材２４と同期して回転駆動させる。
【００６１】
一方、ブレード駆動機構１５は、上述したようにブレード機構１４の基板部材４６をスライド動作させることによって、カム機構３６を駆動させる。したがって、ブレード駆動機構１５は、カム部材５６によって押圧されるカム歯車３４を介して、電池押圧部材３３を電池缶保持筒部材２４と同期して回転駆動させながらこの電池缶保持筒部材２４に保持された電池缶３を押圧させる。
【００６２】
なお、ブレード駆動機構１５は、上述した構造に限定されるものでは無いことは勿論である。ブレード駆動機構１５は、例えば支持基板４６の外側面に軸受部を介して複数個のウォームホィールを水平線上に設けるとともにウォーム軸５４と噛合させ、ウォーム軸５４の回転にしたがって支持基板４６をスライド動作させるように構成してもよい。また、ブレード駆動機構１５は、駆動モータ５３によって回転駆動されるピニオンと、支持基板４６側に設けたウォームとによって構成するようにしてもよい。
【００６３】
ブレード駆動機構１５は、上述したように電池缶載置駆動機構１１の駆動源とともに電池缶押圧機構１２の駆動源も兼用することによって構成部材を減らして装置全体の簡易化、小型化を図るようにする。勿論、ビード形成装置１は、電池缶載置駆動機構１１や電池缶押圧機構１２をそれぞれ個別の駆動源によって駆動するようにしてもよい。ビード形成装置１は、この場合に各駆動源が互いに関連動作するように適宜制御される。
【００６４】
ブレード機構１４には、上述したようにブレード取付部４７にブレード１３が取り付けられている。ブレード１３は、例えば特殊工具鋼材を用いて所定の形状に切削した後に、焼き入れを施して形成してなる。ブレード１３は、図５に示すように、ブレード取付部４７上に取り付けられる矩形の基部５９と、この基部５９の長手方向の一側部に全長に亘って沿って一体に形成された突当て部６０とから構成される。ブレード１３は、全長が電池缶３の外周長よりもやや大きく形成されている。
【００６５】
ブレード１３は、電池缶３の外周部を押圧してビード４を形成する突当て部６０が、スライド方向に対して先端側が曲率が大きくかつ厚みの大きな大径突当て部６１とされるとともに、後端側が曲率が小さくかつ厚みが小さな小径突当て部６２とされてなる。ブレード１３は、基部５９に長手方向に離間して複数個（図５では２個）の取付孔６３が形成され、図示しない取付ネジによってブレード取付部４７上に取り付けられるようにする。なお、ブレード１３は、取り付けた状態において突当て部６０が電池缶３の開口部から所定の高さ位置に対向される。
【００６６】
大径突当て部６１は、後述するビード形成動作時にブレード１３がスライド動作して電池缶３の外周部に最初に押し当てられて部位であり、形成するビード４の溝形状よりも大きな曲率を有する断面円弧状に形成されている。小径突当て部６２は、形成するビード４の溝形状とほぼ等しい小さな曲率を有する断面円弧状に形成されている。ブレード１３は、図５に示すように大径突当て部６１側の厚み（高さ）をｈ１、幅をｗ１とし、小径突当て部６２側の厚みをｈ２、幅をｗ２としたときに、ｈ１＞ｈ２，ｗ１＜ｗ２となるように形成されている。
【００６７】
すなわち、ブレード１３は、突当て部６０が、大径突当て部６１から小径突当て部６２に向かって次第に曲率が小さくなるようにするとともに、厚みも小さくなるように形成されている。また、ブレード１３は、大径突当て部６１から小径突当て部６２に向かって次第に幅が大きくなるように形成されている。ブレード１３は、かかる突当て部６０の形状から後述するビード形成動作に際して、電池缶３の外周部に、最初の段階では曲率が大きく浅い円弧状の凹溝から次第に曲率が小さく深いを円弧状の凹溝に変化するようにして所定形状の凹溝を形成するようにする。
【００６８】
以上のよう構成された第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとは、第１ブレード機構１４Ａと第２１ブレード機構１４Ｂとを介して図６に示すように電池缶３に対して中心対称の両側に配置され、ブレード駆動機構１５によってそれぞれ接線方向にスライド動作される。第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとは、初期位置においてそれぞれの大径突当て部６１Ａ，６１Ｂが向き合った状態にあり、これら大径突当て部６１Ａ，６１Ｂの間隔が電池缶３の外径よりも同等若しくはやや小さく位置されている。
【００６９】
第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとは、ブレード駆動機構１５によって互いに同期して、図６矢印で示すように電池缶３を挟んでそれぞれが接線方向でかつ互いに逆方向へとそれぞれスライド動作される。第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとは、スライド動作するにしたがって、それぞれが電池缶３を大径突当て部６１Ａ，６１Ｂから次第に小径突当て部６２Ａ，６２Ｂによって押圧して、その外周部に凹溝を形成していく。第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとは、このようにして電池缶３を大径突当て部６１Ａ，６１Ｂから小径突当て部６２Ａ，６２Ｂにより次第に押圧することで、電池缶３に無理な力が加わること無く凹溝形成を行って、電池缶３の外周部に安定した形状でかつ均一な肉厚のビードを形成する。第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとは、互いに同期してスライド動作しながら電池缶３に凹溝形成を行うことから、安定した凹溝を形成する。
【００７０】
なお、ブレード１３は、大径突当て部６１と小径突当て部６２とが、電池缶３の外径仕様や形成する所定のビード４の形状に応じて曲率や厚み或いは幅を異にしたものが適宜選択して用いられる。ブレード１３は、ブレード取付部４７にねじ止めするようにしたが、例えばキー等の適宜の取付構造によって取り付けるようにしてもよい。
【００７１】
以上のように構成されたビード形成装置１は、ビード形成工程に設置されて絞り加工工程等を経て内部に電池素子が装填された電池缶３が供給され、この電池缶３にビード４を形成する工程を施す。ビード形成装置１には、各ブレード機構１４にそれぞれ所定の仕様に形成されたブレード１３が取り付けられる。ビード形成装置１は、供給された電池缶３を電池缶載置駆動機構１１の電池缶保持筒部材２４に装填して位置決め載置する。
【００７２】
ビード形成装置１は、駆動モータ５３に電源が投入されるとブレード駆動機構１５が駆動され、このブレード駆動機構１５によってブレード機構１４がスライド動作されるとともに、伝達機構３５を介して電池缶載置駆動機構１１とカム機構３６とが同期して駆動される。ビード形成装置１は、電池缶載置駆動機構１１によって位置決め載置した電池缶３を回転駆動する。ビード形成装置１は、カム機構３６によって電池缶押圧機構１２が駆動されて電池缶押圧部材３３が回転しながら下降動作し、その規制ガイド凸部３９を電池缶３の開口部から内部へと嵌合させる。
【００７３】
ビード形成装置１は、第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとがスライド動作して、電池缶３の外周部にそれぞれの大径突当て部６１Ａ，６１Ｂを突き当てる。ビード形成装置１は、初期段階では、大きな曲率でかつ突出量も小さく、厚みも大きい大径突当て部６１Ａ，６１Ｂを最初に電池缶３の外周部に突き当てることによって、図７（Ａ）に示すように電池缶３の外周部に大きな円弧で浅い凹溝４Ａを形成する。したがって、電池缶３には、無理な力が作用されずに安定した形状の凹溝４Ａが形成される。
【００７４】
ビード形成装置１は、第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとがスライド動作するにしたがって図７（Ｂ）に示すように次第に小さくなる曲率でかつ突出量も大きくなり、厚みも小さくなる突当て部６０によって電池缶３の外周部を押圧し、やや小さな円弧でやや深い凹溝４Ｂを形成する。電池缶３は、電池缶凹圧機構１２によって押圧されることで次第に高さ方向にすぼまっていく。
【００７５】
ビード形成装置１は、第１ブレード１３Ａと第２ブレード１３Ｂとがスライド動作の終期段階では、図７（Ｃ）に示すように小さな曲率でかつ突出量も大きくかつ厚みも小さい小径突当て部６２Ａ，６２Ｂによって電池缶３の外周部を押圧することで、小さな円弧で深い凹溝４Ｃを形成する。電池缶３は、電池缶凹圧機構１２によって押圧されることで、凹溝４Ｃが無理なく高さ方向にすぼめられて所定形状のビード４が形成される。
【００７６】
ビード形成装置１は、上述したように電池缶３にビード４を形成すると、駆動モータ５３が停止されて、電池缶保持筒部材２４から電池缶３の取り出しが行われる。電池缶３は、次工程へと送られて非水電解液の充填や構成部材の組付が行われた後に、封口処理が行われる。電池缶３は、上述したビード形成装置１によって無理な力が加えられずかつ安定した形状のビード４が形成されることから、ガスケットによる安定した封口が行われるようになる。
【００７７】
ビード形成装置１は、上述したように電池缶載置駆動機構１１によって電池缶３を固定した位置で回転駆動するとともに、この電池缶３に対してブレード機構１４に設けたブレード１３をブレード駆動機構１５によって基台１０に対して移動させてビード形成を行うように構成されている。ビード形成装置１は、例えば電池缶載置駆動機構１１を基台１０に対して移動動作させるとともにブレード１３を基台１０に固定してビード形成を行うように構成してもよい。
【００７８】
ビード形成装置１は、電池缶３を中心としてその両側に移動自在に配置した一対のブレード１３Ａ，１３Ｂによってビード形成を行うようにしたが、１個のブレード１３によってビード形成を行うことも可能である。ビード形成装置１は、電池缶３に対してブレード機構１４をブレード駆動機構１５によって接線方向に移動させてビード形成を行うようにしたが、ブレード機構１４を電池缶３に対して直径方向に調整移動可能とするように基台１０に取り付けることにより、外径を異にする電池缶３に対しての互換性が図られるようになる。
【００７９】
ビード形成装置１は、円筒型リチウムイオン二次電池の製造工程に適用したが、その他の円筒型電池にも広く適用可能であることは勿論である。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電池缶の外周部に突き当てられてビードを形成する突当て部が移動方向に対して次第に曲率が小さくされるとともに突当て量が次第に大きくなるように形成されたブレードが用いられ、このブレードを電池缶載置駆動機構に位置決め載置されて回転駆動される電池缶に対して、その開口部から所定の高さ位置において突き当てるとともに突当て状態を保持しながらブレード駆動機構によって接線方向へと移動させてビード形成を行うようにする。したがって、本発明によれば、ブレードの突当て部の形状に倣って電池缶の外周部に大きな曲率で浅い円弧状の凹溝形状から次第に小さな曲率でかつ内部空間へと大きく突出する円弧状の凹溝形状へと変化させながら所定形状の凹溝が形成されてビード形成が行われることから、ブレードの突当て部によって無理な力が加わること無く凹溝形成が行われるようになり電池缶の外周部に安定した形状でかつ均一な肉厚のビードを形成することが可能となる。本発明によれば、電池缶が開口部を安定して封口され、信頼性の向上を図った円筒型電池を製造することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態として示すビード形成装置の一部切欠き斜視図である。
【図２】ビード形成装置の正面図である。
【図３】電池缶載置駆動機構と電池缶押圧機構の構成を説明する要部縦断面図である。
【図４】ブレード機構とブレード駆動機構を構成する基板部材の側面図である。
【図５】ブレードの斜視図である。
【図６】ブレードによるビード形成動作の説明図である。
【図７】ブレードによるビード形成動作の説明図である。
【図８】リチウムイオン二次電池の一部切欠き要部斜視図である。
【図９】従来のビード形成装置の構成説明図である。
【図１０】従来のビード形成装置によるビード形成動作の説明図である。
【符号の説明】
１ ビード形成装置、３ 電池缶、４ ビード、１０ 基台、１１ 電池缶載置駆動機構、１２ 電池缶押圧機構、１３ ブレード、１４ ブレード機構、１５ ブレード駆動機構、２１ 支持部材、２３ ピニオン、２４ 電池缶保持筒部材、３０ 第１伝達歯車、３３ 電池缶押圧部材、３４ カム歯車、３６ カム機構、４０ 駆動歯車、４２ 第２伝達歯車、４６ 基板部材、４７ ブレード取付部、４８ ラック、４９ カム部、５０，５１ スライドカイド部、５２ウォーム筒部、５３ 駆動モータ、５４ ウォーム軸、５５ 傾斜カム溝、５６ カム部材、６０ 突当て部、６１ 大径突当て部、６２ 小径突当て部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylindrical battery having a bottomed cylindrical battery can with a battery element loaded in an internal space and an opening sealed with a battery lid, and an internal space in an outer peripheral portion of the battery can. The present invention relates to a bead forming apparatus and a bead forming method for a cylindrical battery in which a bead forming a partition wall convex portion that protrudes and holds a battery element and a battery cover in an isolated state is formed over the entire circumference.
[0002]
[Prior art]
Batteries are widely used as power sources for various portable electronic devices such as notebook personal computers, mobile phones, and portable audio devices. For example, batteries are cylindrical, rectangular, flat, or button type. It is divided into Batteries are classified into, for example, primary batteries that become unusable by discharging once and secondary batteries that can be used repeatedly by recharging after discharging. As the secondary battery, for example, a lead battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a lithium ion battery, or the like is provided.
[0003]
Lithium-ion secondary batteries have a high capacity density per volume, have about three times higher voltage characteristics than nickel-cadmium batteries, and have a high level of safety because lithium exists in an ionized state in the battery. It has various characteristics, such as extremely high, and is widely used as a power source for various portable electronic devices. As shown in FIG. 8, the lithium ion secondary battery 100 has a battery element 105 in which a sheet-like negative electrode material 101 and a positive electrode material 102 are overlapped with each other via separators 103 and 104 and spirally wound. The battery element 105 is loaded in the battery can 106 together with the non-aqueous electrolyte. The lithium-ion secondary battery 100 is connected to the battery element 105 by caulking a battery cover 107 constituting a positive electrode to a top opening of a battery can 106 constituting a negative electrode via a gasket 108 made of a synthetic resin such as nylon. The water electrolyte is sealed in the battery can 106.
[0004]
In the lithium ion secondary battery 100, a battery can 106 is connected to the negative electrode material 101 via a negative electrode lead (not shown) at the bottom to form a negative electrode, and a battery lid 1076 is connected to the positive electrode material 102 via a positive electrode lead 109. To form a positive electrode. In the lithium ion secondary battery 100, the battery element 105 is housed in a battery can 106 with insulation maintained by an insulating sheet. In the lithium ion secondary battery 100, a current cutoff element (PCT) 111 and a safety valve 112 are assembled together with a battery lid 107 in an upper space of a battery can 106 divided by a bead 110. The lithium ion secondary battery 100 has a positive electrode lead 109 fixed to a safety valve 112 by welding and connected to the battery lid 107 via the safety valve 112.
[0005]
For the lithium-ion secondary battery 100, a battery can 106 formed of a steel plate such as an SPCE material (aluminum-killed steel plate) and formed into a cylindrical shape with a bottom by drawing is used. The battery can 106 is formed into a predetermined shape by subjecting a material to a transfer drawing process in which a deep drawing process and a punching process are continuously repeated by, for example, a transfer press machine. In addition, the battery can 106 is subjected to deep drawing by a press machine on the material to produce an intermediate, and the intermediate is subjected to drawing using a drawing die and ironing using a plurality of ironing dies. Is formed in a predetermined shape by so-called DI processing (drawing-iron).
[0006]
The battery can 106 is completed by rolling the intermediate body manufactured through the above-described process to a predetermined thickness through an ironing line in which a plurality of ironing dies and coupling punches are arranged in multiple stages. The battery can 106 is subjected to, for example, barrel plating to cover the entire surface to form a nickel layer having excellent rust prevention.
[0007]
In the battery can 106, a bead 110 is formed on the outer periphery in a state where the battery element 105 is loaded in the internal space, and a bead 110 is formed over the entire circumference to be recessed inward at a predetermined height from the opening. , So that the loaded battery element 105 is held. A battery lid 107 is attached to the battery can 106 by overlapping a gasket 108 so as to close the opening through lead welding, filling with a non-aqueous electrolyte, or the like. The opening edge of the battery can 106 is bent inward over the entire circumference, and the battery cover 107 and the gasket 108 are pressed and crimped at the tip.
[0008]
By the way, in the lithium ion secondary battery 100, as described above, the battery can 106 is subjected to beading using the bead forming device 120 shown in FIG. A bead 110 is formed over the entire circumference. The bead forming device 120 includes a base 121 on which the battery can 106 is positioned and placed, an upper mold 122 that can be moved up and down with respect to the base 121, and a blade that is abutted against the outer periphery of the battery can 106. 123 is provided. In the bead forming device 120, the base 121 and the upper mold 122 are rotated and driven in synchronization with each other by a drive mechanism (not shown), which is not shown in detail.
[0009]
The bead forming device 120 rotatably drives the blade 123 by a drive mechanism whose details are omitted, and supports the blade 123 such that the blade 123 is moved toward and away from the outer peripheral portion of the battery can 106. The blade 123 is formed in a disk shape having a predetermined thickness by, for example, special tool steel, and an outer peripheral portion is formed in an arc shape having a predetermined curvature corresponding to a groove shape of a bead 110 formed in the battery can 106. I have.
[0010]
The bead forming apparatus 120 positions and mounts the battery can 106 supplied with the battery element 105 loaded in the internal space on the base 121. The bead forming device 120 holds the opening of the battery can 106 as the upper die 122 descends with respect to the base 121. In the bead forming apparatus 120, the base 121 and the upper die 122 are rotated in synchronization with each other while holding the battery can 106, so that the battery can 106 is also integrally rotated.
[0011]
The bead forming device 120 abuts the rotating blade 123 against the rotating battery can 106 from the side of the outer peripheral portion. In the bead forming apparatus 120, as shown in FIG. 10, the blade 123 is gradually moved toward the battery can 106, so that a groove having a gradually larger depth is formed in the outer peripheral portion. The bead processing machine 120 forms a concave groove on the outer peripheral portion of the battery can 106 by the blade 123, and gradually lowers the upper mold portion 122 with respect to the base portion 121 to crush the concave groove. A bead 110 is formed over the entire outer periphery. The bead forming device 120 drives the battery can 106 and the blade 123 to rotate in opposite directions.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional bead forming apparatus 120, the blade 123 that is rotationally driven in the opposite direction is abutted from the side of the rotationally driven battery can 106 as described above, and the blade 123 is gradually moved to the battery can 106 side. Thereby, a bead 110 is formed on the outer peripheral portion of the battery can 106. Further, in the bead forming apparatus 120, a blade 123 having a thickness equal to the width of the concave groove forming the bead 110 formed in the battery can 106 is used. Therefore, in the bead forming apparatus 120, the bead 110 is formed by controlling the wall thickness based on the pressing force of the upper die 122 and the pressing amount of the blade 123.
[0013]
However, in the conventional bead forming apparatus 120, a small-diameter blade 123 abuts against the outer peripheral portion of the battery can 106 to form a concave groove, and a plastic force is applied from the concave groove to the outer peripheral portion by the pressing force of the upper mold portion 122. When the deformation occurs, the hardness of the battery can 106 may cause a variation in the deformation position. For this reason, the bead forming apparatus 120 causes a problem that the thickness and the shape of the bead 110 are not formed with high accuracy in the battery can 106. Since the battery can 106 constitutes a receiving portion of the gasket 108 in which the bead 110 is crimped to the opening, when the thickness of the bead 110 is uneven, the crimping force for crimping the gasket 108 over the entire circumference. It cannot be maintained uniformly. Further, the battery can 106 causes a problem that the sealing performance of the gasket 108 is reduced when the thickness of the bead 110 is small.
[0014]
Further, the conventional bead forming apparatus 120 forms the bead 110 by rotating and driving the blade 123 and moving the blade 123 toward the battery can 106 positioned and mounted on the base 121. Therefore, in the bead forming apparatus 120, the driving mechanism of the blade 123 is complicated, and it is difficult to drive the bead precisely. As a result, the above-described thickness variation occurs in the battery can 106. Further, since the bead forming apparatus 120 forms the bead 110 with a single blade 123, it has no versatility, and when forming a concave groove of any shape, blade replacement is required.
[0015]
Accordingly, the present invention has been proposed for the purpose of providing a bead forming apparatus and a bead forming method for a cylindrical battery in which beads are formed while maintaining shape stability and thickness uniformity in a battery can. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The bead forming device for a cylindrical battery according to the present invention that achieves the above-mentioned object is provided with a battery element in an internal space and an opening on an outer peripheral portion of a bottomed cylindrical battery can sealed with a battery lid. A bead is formed over the entire circumference to form a partition protrusion protruding into the internal space and holding the battery element and the battery lid in an isolated state. The bead forming device is configured to position and mount the battery can loaded with the battery element, and to rotate and drive the battery can. The bead forming device abuts the battery can on the outer peripheral portion at a predetermined height from the opening thereof. A blade that forms a bead on the battery can by being moved and moved; and a blade drive mechanism that moves the blade tangentially to the battery can along the outer periphery thereof. The bead forming device is formed such that the abutting portion that abuts against the outer peripheral portion of the battery can of the blade to form a bead has a gradually decreasing curvature and an increasing amount of abutting in the moving direction. You.
[0017]
In the bead forming device for a cylindrical battery according to the present invention configured as described above, the battery can is positioned and mounted on the battery can mounting drive mechanism and is driven to rotate. In this position, the blade is struck, and the blade is moved in the tangential direction by the blade driving mechanism while the struck state is maintained. In the bead forming device, an arc-shaped groove protruding from the shallow arc-shaped groove with a large curvature to the outer periphery of the battery can with a gradually smaller curvature and largely into the internal space follows the shape of the abutting portion of the blade. Then, a concave groove having a predetermined shape is formed in such a manner that a bead is formed. According to the bead forming device, the concave groove is formed without applying excessive force by the abutting portion of the blade having the above-described shape, so that a bead having a stable shape and a uniform thickness is formed on the outer peripheral portion of the battery can. Can be formed. Therefore, according to the bead forming device, the battery can is stably sealed at the opening, and a cylindrical battery with improved reliability is manufactured.
[0018]
A method for forming a bead of a cylindrical battery according to the present invention, which achieves the above-mentioned object, includes a method of forming a bead on a cylindrical battery can having a bottomed cylindrical shape in which a battery element is loaded into an internal space and an opening is closed by a battery lid. A bead is formed over the entire circumference to form a partition protrusion protruding into the internal space and holding the battery element and the battery lid in an isolated state. The bead forming method has a battery can mounting drive mechanism for positioning and mounting and rotating the battery can, and an abutting portion having an arc-shaped cross section in which the curvature gradually becomes smaller and the protrusion amount becomes larger with respect to the moving direction. A bead forming apparatus including a blade that forms a bead on the outer peripheral portion of the battery can and a blade drive mechanism that moves the blade in a tangential direction in a state where the abutting portion is abutted against the outer peripheral portion of the battery can is used. Can be The bead forming method includes a step of positioning and mounting the battery can on the battery can mounting and driving mechanism in a state where the battery element is filled in the internal space, and a method of projecting the battery can from the opening to a predetermined height position while rotating the battery can. Moving the blade with the abutting portion aligned.
[0019]
According to the method of forming a bead for a cylindrical battery according to the present invention having the above-described steps, the battery can is positioned and mounted on the battery can mounting drive mechanism, and is driven to rotate. The blade is struck at the position, and the blade is moved tangentially by the blade drive mechanism while maintaining the struck state. According to the bead forming method, an arc-shaped concave is formed on the outer peripheral portion of the battery can with a large curvature and a shallow arc-shaped concave groove having a small curvature and largely protruding into the internal space according to the shape of the abutting portion of the blade. A groove having a predetermined shape is formed so as to change into a groove. According to the bead forming method, a groove having a stable shape and a uniform thickness is formed on the outer peripheral portion of the battery can by forming a concave groove without applying excessive force due to the shape of the abutting portion of the blade. It is possible to do. Therefore, according to the bead forming method, the battery can is stably sealed at the opening, and a cylindrical battery with improved reliability is manufactured.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The bead forming apparatus 1 shown as an embodiment is installed in a manufacturing process of a cylindrical lithium ion secondary battery (hereinafter abbreviated as a battery), specifically, a manufacturing process of a battery can 3 and has a bead on an outer peripheral portion thereof. 4 is formed. Although the details are omitted, the battery element is filled in the battery can 3 together with the non-aqueous electrolyte, and the opening of the battery can 3 is sealed with a battery lid via a gasket. In the battery, a battery can 3 is connected to a negative electrode material via a negative electrode lead to form a negative electrode, and a battery lid is connected to a positive electrode material via a positive electrode lead to form a positive electrode.
[0021]
The battery element is housed in the battery in a state where the insulation is held by the insulating sheet inside the battery can 3. In the battery, a current cutoff element and a safety valve are assembled together with a battery cover in an upper space of the battery can 3 divided by the beads 4. The battery has a positive electrode lead fixed to a safety valve by welding and connected to the battery lid via the safety valve. The battery element has a structure in which a negative electrode material and a positive electrode material are overlapped with a separator interposed therebetween and are spirally wound.
[0022]
The battery can 3 is formed into a battery can intermediate body through a squeezing step and the like, and after filling a battery element or a non-aqueous electrolyte into the internal space from an opening of the battery can intermediate body, a bead is formed as described in detail later. The bead 4 is formed on the entire circumference at a predetermined height position from the opening by the forming apparatus 1. The battery can 3 is manufactured by incorporating a battery lid and other components into an upper space defined by the beads 4 and then caulking the opening to manufacture a battery. The bead 4 functions to lock the battery element filled in the battery can 3 and to hold members such as a battery cover and a safety valve.
[0023]
In the battery can 3, a caulked portion is formed along the entire periphery of the opening edge, and the caulking portion is subjected to a caulking process so that the opening is sealed by the battery lid. The battery lid is made of a metal plate and has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the battery can 3, and has a central region bulged in a pedestal shape. The gasket is formed in a ring shape having a diameter slightly larger than the inner diameter of the battery can 3 using, for example, a nylon resin or the like having airtightness, watertightness, and plastic deformation characteristics as a material.
[0024]
The caulking portion is formed so that the opening side of the battery can 3 is gradually rounded from the base end by performing, for example, roll pressing in multiple stages, and has a substantially C-shaped cross section with the opening edge directed inward. Present. In the caulking part, the gap between the base end of the bend and the opening edge is slightly larger than the thickness of the gasket and the battery lid during the processing, and the whole is bent in an arc shape, so that handling safety is improved. It is planned. The battery can 3 is sealed by the above-described caulking portion in a state where the bead 4 having a stable shape and a uniform thickness is formed by the bead forming device 1 as described later in detail.
[0025]
The negative electrode material is formed by applying a negative electrode active material to both surfaces or one surface of a negative electrode current collector made of a film-like copper foil or the like and cutting the negative electrode current collector into a predetermined shape. The negative electrode material is, for example, a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions as a negative electrode active material, a polymer material such as polyacetylene, polypyrrole, or SnO. 2 A negative electrode paint is prepared by mixing a binder such as polyvinylidene fluoride or the like and dispersing it in an organic solvent such as n-methylpyrroline to form a slurry. The negative electrode material, after uniformly applying the negative electrode paint on the negative electrode current collector by, for example, a doctor blade method, is subjected to a high-temperature drying treatment to evaporate the residual organic solvent of the dispersion medium, and further subjected to a pressure treatment by a roll press. Then, the negative electrode active material is formed on the negative electrode current collector at a high density to form a film.
[0026]
The positive electrode material is formed by coating a positive electrode active material on both surfaces or one surface of a positive electrode current collector made of a film-like aluminum foil or the like, and cutting it into a predetermined shape. The cathode material is, for example, Li as a cathode active material. x MO 2 (M: one or more transition metals, x: different depending on the discharge state of the battery, usually 0.05 or more and 1.10 or less) High voltage generation or lithium composite oxidation having excellent energy density And other metal oxides and metal sulfides are used. As the positive electrode material, a positive electrode paint in which a binder such as polyvinylidene fluoride or the like is mixed with the positive electrode active material and dispersed in an organic solvent such as n-methylpyrroline to form a slurry is used. The positive electrode material 10 is formed by uniformly applying a positive electrode paint on the positive electrode current collector by, for example, a doctor blade method, and then performing a high-temperature drying treatment to remove the organic solvent, and further performing a pressure treatment by a roll press to perform the positive electrode active material. On the positive electrode current collector to form a film.
[0027]
As the nonaqueous electrolyte, a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, 1.2-dimethoxyethane, 1.2-diethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, and 3-methyl-1 · 3-Dioxolan, methyl propionate, methyl butyrate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate and the like are used. The organic solvent is used alone or as a mixture of two or more of these. The electrolyte is a lithium ion salt that is soluble in the above-mentioned organic solvent and has ion conductivity, for example, LiPF. 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 Alternatively, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 Are used.
[0028]
The battery element is composed of a negative electrode material and a positive electrode material, and a separator obtained by cutting a polyethylene (PE) sheet in which, for example, micropores are formed, with a width slightly larger than the negative electrode material 8 and the positive electrode material. It is produced by being superimposed on top. The battery element is mounted inside the battery can 3 on which the insulating sheet is mounted, and a negative electrode material is connected to the bottom surface of the battery can 3 via a negative electrode lead, and a positive electrode material is mounted inside the battery can 3 with a safety valve. Connected.
[0029]
The battery configured as described above is formed, as a material of the above-described battery can 3, by, for example, applying a nickel plating to a steel plate base material by, for example, an electroplating method to form a nickel plating layer covering the entire surface. Surface-treated steel sheet is used. The surface-treated steel sheet is further subjected to a heat treatment after the plating treatment, thereby causing mutual diffusion between the steel sheet base material and the nickel plating layer to form an iron-nickel alloy layer. The surface-treated steel sheet reduces the reactive current flowing through the nickel plating layer and increases the effective current flowing through the steel sheet base material when the battery can 3 is formed from the iron-nickel alloy layer and the negative electrode lead is welded. The welding strength is improved and stable welding is performed.
[0030]
In the battery manufacturing process, a surface-treated steel sheet supplied from a material maker is subjected to, for example, a drawing process, a finishing process, and a trimming process of an opening to produce a battery can intermediate having a bottomed cylindrical shape. To manufacture. In the battery manufacturing process, the battery can 3 is manufactured through a battery element loading step of loading a battery element inside the battery can intermediate and a bead processing step of forming a bead 4 in the battery can intermediate. In the manufacturing process of the battery 1, the battery 1 is manufactured through a process such as a non-aqueous electrolyte filling process, a component assembling process, a sealing process, and a washing process.
[0031]
The drawing process includes a deep drawing process in which a flat surface-treated steel sheet is supplied to, for example, a transfer type press machine to gradually increase the drawing amount, thereby producing an intermediate body having a cup-shaped overall shape. The drawing process is a process in which the cup-shaped intermediate body produced by performing deep drawing with a press machine is further subjected to drawing using a drawing die or ironing using an ironing die. There may be.
[0032]
In the battery manufacturing process, in a finishing process, a predetermined shape is finished by passing the cup-shaped intermediate through an ironing line in which ironing dies and coupling punches are arranged in multiple stages. In the finishing treatment step, the intermediate can body having a predetermined bottomed cylindrical shape is manufactured by rolling to a thickness of about 1.0 mm to about 0.2 mm. In the battery manufacturing process, in the trimming process, the intermediate can body is trimmed to adjust the shape of the opening and to remove burrs and the like, thereby producing a battery can intermediate.
[0033]
In the battery manufacturing process, in the battery element loading step, the battery element is loaded into the internal space from the opening of the battery can intermediate formed through the above-described steps. In the battery element assembling step, after the negative electrode lead is welded to the bottom surface of the battery can intermediate body, the battery element and the spacer are loaded into the internal space. In the battery manufacturing process, in the bead forming process, the bead 4 is formed over the entire circumference at a predetermined height position from the opening of the battery can intermediate using the bead forming device 1 described in detail below.
[0034]
In the battery manufacturing process, a fixed amount of the non-aqueous electrolyte is filled in the battery can 3 in the non-aqueous electrolyte filling step. In the battery manufacturing process, the safety valve and the current interrupting element are mounted so as to be held on the bead 4 in the component member mounting process. In the battery manufacturing process, the gasket and the battery lid are assembled by further welding the positive electrode lead in the component member assembling process.
[0035]
In the battery manufacturing process, a caulking process for closing the opening of the battery can 3 is performed in the sealing process. In the closing process, for example, a multi-stage roll press process is performed on the opening to form a caulked portion having a substantially C-shaped cross section with the opening edge directed inward. In the sealing treatment step, the outer peripheral portion of the gasket is wound into the internal space to cover the outer peripheral portion on the upper surface of the outer peripheral portion of the battery cover, and the outer peripheral portion of the gasket is press-bonded with the opening edge. On the other hand, the outer peripheral portion of the battery lid is hermetically sealed over the entire periphery and the opening is closed to complete the battery.
[0036]
The bead forming apparatus 1 used in the above-described bead processing step includes, as shown in FIGS. 1 to 4, a base 10, a battery can mounting drive mechanism 11 that positions and mounts and rotates the battery can 3, A battery can pressing mechanism 12 for pressing the battery can 3, a pair of blade mechanisms 14A and 14B including blades 13A and 13B for forming beads 4 in the battery can 3, and a blade driving mechanism 15 for driving the blade mechanisms 14A and 14B; Is provided. The blade mechanisms 14A and 14B, including the blades 13A and 13B, are arranged symmetrically on the base 10 with the battery can mounting drive mechanism 11 as the center, as described in detail later. Therefore, the description will be made on behalf of the case except for the case where the description is made individually.
[0037]
As shown in FIG. 2, the base 10 includes a bottom surface portion 16 and side surface portions 17 and 18 that are integrally formed so as to face each other in the longitudinal direction at both ends in the longitudinal direction of the bottom surface portion 16. Channel shape. The base 10 supports the battery can placement drive mechanism 11 at a substantially central portion of the bottom portion 16 and supports the blade mechanisms 14A and 14B on the inner surfaces of the side portions 17 and 18 movably in the width direction, respectively. A pair of widthwise guide rails 19A and 19B are provided on the inner surface of the side surface portion 17 so as to be vertically separated from each other. The pair of guide rails 20A and 20B in the width direction are also provided on the inner surface of the side surface portion 18 so as to be vertically separated from each other.
[0038]
As shown in FIGS. 1 and 4, the battery can mounting drive mechanism 11 includes a support member 21, a rotation support shaft 22, a pinion 23, and a battery can holding cylinder member 24. The support member 21 includes a support portion 25, and a lower plate portion 26 and an upper plate portion 27 which are vertically separated from the support portion 25 and integrally formed so as to face each other in parallel. The support member 21 has the support portion 25 erected on the bottom surface portion 16 of the base 10, so that the bottom surface portion 16, the lower plate portion 26, and the upper plate portion 27 are spaced apart from each other by a predetermined distance. Confront the direction. The upper plate 27 of the support member 21 forms a support of the battery can pressing mechanism 12 as described later.
[0039]
In the lower plate portion 26, a mounting hole 28 is formed in one region across the support portion 25, and the upper end side of the rotary support shaft 22 passes through the mounting hole 28. The lower end of the rotation support shaft 22 is rotatably supported on the bottom surface 16 of the base 10 via a bearing 29. A battery can holding cylinder member 24 is fixed to the upper end of the rotary support shaft 22 penetrating the bearing 29 of the lower plate portion 26, and a pinion 23 and a first transmission are provided between the lower plate portion 26 and the base 10. The gear 30 and the gear 30 are mounted in a fixed manner in the rotation direction.
[0040]
The battery can holding cylinder member 24 is a cylindrical member with a bottom whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the battery can 3, and is rotatably incorporated into the mounting hole 28 of the lower plate portion 26. I have. A coil spring 31 is built in the battery can holding cylinder member 24. As shown in FIG. 4, the battery can 3 is housed inside the battery can holding tube member 24 with its opening facing outward, and is positioned by tightening a set screw 32. When the battery can 3 is pressed by the battery can pressing mechanism 12, the coil spring 31 adjusts the pressing force of the battery can holding cylinder member 24 as described later.
[0041]
In the battery can mounting drive mechanism 11 configured as described above, the battery can 3 is loaded in the battery can holding tube member 24, and the set screw 32 is adjusted to position and mount the battery can 3. The battery can mounting drive mechanism 11 rotationally drives the battery can 3 held by the battery can holding tube member 24 using the blade drive mechanism 15 as a common drive source, as described in detail later. The battery can mounting drive mechanism 11 is driven to rotate by the pinion 23 meshing with racks 48A, 48B provided on the respective blade mechanisms 14A, 14B. The battery can mounting drive mechanism 11 rotates the battery can 3 while positioning and mounting the battery can 3 by rotating the rotating shaft 22 integrally with the pinion 23 to rotate the battery can holding tube member 24.
[0042]
The battery can pressing mechanism 12 is assembled to the upper plate portion 27 of the support member 21 as described above, and is driven by the blade drive mechanism 15 via the battery can placement drive mechanism 11 using the blade drive mechanism 15 as a common drive source. As shown in FIGS. 1 and 4, the battery can pressing mechanism 12 includes a battery can pressing member 33 that presses the battery can 3 and a cam gear 34 that rotationally drives the battery can pressing member 33. The battery can pressing mechanism 12 includes a transmission mechanism 35 that connects between the cam gear 34 and the first transmission gear 30 of the battery can mounting drive mechanism 11 described above. The battery can pressing mechanism 12 moves downward while the cam gear 34 is pressed by cam mechanisms 36A and 36B, which will be described in detail below, with the sliding operation of a blade mechanism 14 described below.
[0043]
The battery can pressing member 33 is formed of a columnar member slightly larger in diameter than the outer diameter of the battery can 3, and is formed in the upper plate 27 so as to be coaxial with the shaft hole 28 of the lower plate 26 described above. It is rotatably combined with the assembled hole 37 via a bearing 38. A regulating guide projection 39 having a diameter smaller than the inner diameter of the battery can 3 is integrally formed at the lower end of the battery can pressing member 33. When the battery can pressing member 33 moves downward as described later, the regulating guide convex portion 39 is fitted into the inside of the battery can 3 to perform a leading guide action and regulates the amount of the bead 4 formed. .
[0044]
A cam gear 34 is fixed to the battery can pressing member 33 at the upper end protruding from the upper plate 27. The cam gear 34 is rotationally driven in synchronization with the movement operation of the blade 13 and the rotation operation of the battery can 3 by meshing with the drive gear 40 of the transmission mechanism 35. Further, the cam gear 34 is pressed by the cam mechanism 36 in synchronization with the sliding operation of the blade mechanism 14 and moves down integrally with the battery can pressing member 33.
[0045]
The transmission mechanism 35 includes a drive gear 40, a transmission support shaft 41, and a second transmission gear 42. The driving gear 40 has a thickness sufficient to maintain the meshing state of the cam gear 34 that moves in the vertical direction as described above, and is fixed to the upper end of the transmission support shaft 41. The transmission support shaft 41 includes a first bearing 43 provided on the bottom portion 16 of the base 10, a second bearing 44 provided on the lower plate portion 26 of the support member 21, and a third bearing 45 provided on the upper plate portion 27. And is supported rotatably. A second transmission gear 42 that meshes with the first transmission gear 30 of the battery can placement drive mechanism 11 is fixed to the transmission support shaft 44 between the bottom part 16 and the lower plate part 26.
[0046]
In the transmission mechanism 35 configured as described above, the second transmission gear 42 meshed with the first transmission gear 30 that is rotationally driven by the blade drive mechanism 15 is rotationally driven. In the transmission mechanism 35, the transmission support shaft 44 rotates integrally with the rotation operation of the second transmission gear 42, and the drive gear 40 is rotationally driven with the rotation operation of the transmission support shaft 44. The transmission mechanism 35 drives the cam gear 34 to rotate by the driving gear 40 in accordance with the movement operation of the blade 13.
[0047]
The blade mechanism 14 is located on both sides of the battery can placement drive mechanism 11 as described above, and the first blade mechanism 14 </ b> A and the first blade mechanism 14 </ b> A are disposed to face the side faces 17 and 18 of the base 10. And two blade mechanisms 14B. Since the first blade mechanism 14A and the second blade mechanism 14B have substantially the same basic configuration, the following description will be given as a representative example of the blade mechanism 14 except for the characteristic portions.
[0048]
As shown in FIGS. 2 and 3, the blade mechanism 14 includes a substrate member 46 also serving as a support member of the blade drive mechanism 15 and a side surface (inner surface) of the substrate member 46 facing the battery can mounting drive mechanism 11. And a blade 13 which is exchangeably attached to a blade attachment portion 47 provided in the first portion. The board member 46 is a substantially plate-shaped member having a height sufficient to face the first transmission gear 30 of the battery can mounting drive mechanism 11 and the cam gear 34 of the cam mechanism 36 which are vertically separated from each other. . A rack 48 and a cam portion 49 constituting the above-described cam mechanism 36 are formed on the inner surface of the board member 46. On the outer surface of the substrate member 46, a pair of upper and lower slide guide portions 50 and 51 are formed.
[0049]
In addition, a worm tube portion 52 that constitutes the blade drive mechanism 15 is integrally formed on the first substrate member 46A side, as described in detail later. A worm shaft 54 that is driven to rotate by a drive motor 53 disposed on the side surface 17 of the base 10 meshes with the worm cylinder 52.
[0050]
The slide guide portions 50 and 51 are formed integrally on the outer surface of the substrate member 46 at predetermined intervals vertically over the entire area in the width direction. As shown in FIG. 2, the slide guide portions 50 and 51 each include a pair of horizontal guide walls facing each other at a predetermined interval. The board member 46 slides in the width direction with respect to the side surfaces 17 and 18 by fitting the guide rails 19 and 20 provided on the side surfaces 17 and 18 of the base 10 into the slide guide portions 50 and 51, respectively. They are freely combined and supported.
[0051]
The blade mounting portion 47 is formed of a horizontal convex wall integrally formed on the inner surface of the substrate member 46. The blade attachment portion 47 positions the attached blade 13 at a predetermined height from the opening of the battery can 3 in a state where the substrate member 46 is combined with the base 10. Although not shown, at least two or more screw holes are formed in the blade mounting portion 47 apart from each other in the length direction, and the blade 13 is mounted via mounting screws screwed into these screw holes.
[0052]
The rack 48 is formed by forming feed dogs over the entire length of an end surface of a plate-like member horizontally mounted on the inner surface of the substrate member 46. The rack 48 engages with the pinion 23 of the battery can placement drive mechanism 11 and rotates the same in a state where the board member 46 is combined with the base 10 as described above.
[0053]
The cam portion 49 has an inclined cam groove 55 formed on the inner surface of the substrate member 46 as shown in detail in FIG. The cam portion 49 is formed such that the inclined cam groove 55 is gradually inclined downward with respect to the sliding direction of the substrate member 46. Since the first board member 46A and the second board member 46B slide in opposite directions with respect to the battery can 3 as described later, the cam portion 49 has respective inclined cam grooves 55A and 55B. Are formed to be inclined in opposite directions.
[0054]
The cam portion 49 is opposed to the cam gear 34 of the battery can pressing mechanism 12 in a state where the substrate member 46 is combined with the base 10. A cam member 56 is disposed between the cam 49 and the cam gear 34. Although not described in detail, the cam member 56 has a base end rotatably supported by the upper plate 27 of the support member 21. A first cam pin 57 for pressing the upper surface of the cam gear 34 is integrally formed on one side of the cam member 56, and a second cam pin 58 for fitting into the inclined cam groove 55 is integrally formed on the other side. I have. Although not shown, the cam member 56 is provided with an abutting property of the first cam pin 57 to the cam gear 34 by an elastic member such as a torsion spring attached to the support portion.
[0055]
When the blade drive mechanism 15 is driven and the board member 46 slides as described later, the cam mechanism 36 configured as described above causes the second cam pin 58 of the cam member 56 to move through the inclined cam groove 55 in FIG. It moves gradually from the top position a to the position b below. As a result, the cam member 56 is rotated by the cam mechanism 36, and the cam gear 34 is pressed downward by the first cam pin 57. The cam gear 34 presses the battery can 3 by moving the battery can pressing member 33 integrated as described above downward.
[0056]
The first blade mechanism 14A has a blade driving mechanism 15 attached to the outer surface of the substrate member 46A. The blade drive mechanism 15 is driven by the worm cylinder 52 formed on the outer surface of the substrate member 46A, the drive motor 53 attached to the base side face 17 side, and the drive motor 53 as described above. And a worm shaft 54. In the blade drive mechanism 15, the worm shaft 54 is inserted into the worm cylinder 52, and the worm teeth formed on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion are meshed with each other.
[0057]
When the worm shaft 54 is driven to rotate by the drive motor 53, the blade drive mechanism 15 configured as described above moves the worm cylinder 52 in the meshing state along the axis of the worm shaft 54 in the axial direction. Let it. The blade drive mechanism 15 moves the substrate member 46A along the base side surface portion 17 because the worm cylinder 52 is formed integrally with the substrate member 46A. The blade driving mechanism 15 moves the blade 13A with respect to the battery can 3 because the blade 13A is attached to the substrate member 46A via the blade attaching portion 47A.
[0058]
As described above, the blade drive mechanism 15 integrates the rack 48A with the board member 46A and engages the rack 48A with the pinion 23 to rotate the pinion 23. As described above, the blade drive mechanism 15 has the rack 48B on the second blade mechanism 14B side engaged with the pinion 23, and moves the board member 46B integrated with the rack 48B along the base side surface portion 18. . The blade driving mechanism 15 moves the blade 13B with respect to the battery can 3 because the blade 13B is attached to the substrate member 46B via the blade attaching portion 47B.
[0059]
The blade driving mechanism 15 drives the battery can mounting mechanism 11 for rotating the battery can 3 as described above, and also drives the battery can pressing mechanism 12 for pressing the battery can 3 by the battery can pressing member 33. Double use. As described above, the blade drive mechanism 15 drives the rotation of the pinion 23 by the rack 48A of the substrate member 46A, thereby driving the rotation support shaft 22 to which the pinion 23 is fixed. Therefore, the blade drive mechanism 15 rotates the battery can 3 positioned and held by the battery can holding tube member 24 because the battery can holding tube member 24 is fixed to the rotation support shaft 22.
[0060]
The blade drive mechanism 15 drives the rotation of the rotation support shaft 22 via the pinion 23 as described above, thereby driving the first transmission gear 30 fixed to the rotation support shaft 22 to rotate. The blade drive mechanism 15 transmits the rotation of the first transmission gear 30 to the cam gear 34 through the path of the second transmission gear 42-the transmission support shaft 41-the drive gear 40, and drives the cam gear 34 to rotate. The blade drive mechanism 15 rotates the battery pressing member 33 integrated via the cam gear 34 in synchronization with the battery can holding cylinder member 24.
[0061]
On the other hand, the blade drive mechanism 15 drives the cam mechanism 36 by sliding the substrate member 46 of the blade mechanism 14 as described above. Therefore, the blade driving mechanism 15 holds the battery pressing member 33 on the battery can holding cylinder member 24 while rotating and driving the battery pressing member 33 in synchronization with the battery can holding cylinder member 24 via the cam gear 34 pressed by the cam member 56. The pressed battery can 3 is pressed.
[0062]
The blade driving mechanism 15 is not limited to the above-described structure. The blade drive mechanism 15 provides, for example, a plurality of worm wheels on a horizontal line via bearings on the outer surface of the support substrate 46 and engages with the worm shaft 54 to slide the support substrate 46 according to the rotation of the worm shaft 54. You may be comprised so that it may make it. Further, the blade driving mechanism 15 may be configured by a pinion rotated and driven by the driving motor 53 and a worm provided on the support substrate 46 side.
[0063]
As described above, the blade drive mechanism 15 also serves as a drive source of the battery can pressing mechanism 12 as well as a drive source of the battery can placement drive mechanism 11, so that the number of constituent members is reduced, and the overall apparatus is simplified and downsized. To Of course, the bead forming device 1 may drive the battery can mounting drive mechanism 11 and the battery can pressing mechanism 12 by respective drive sources. In this case, the bead forming apparatus 1 is appropriately controlled such that the respective driving sources operate in relation to each other.
[0064]
The blade 13 is attached to the blade attachment portion 47 of the blade mechanism 14 as described above. The blade 13 is formed by, for example, cutting into a predetermined shape using a special tool steel material and then performing quenching. As shown in FIG. 5, the blade 13 has a rectangular base 59 mounted on the blade mounting portion 47, and an abutting portion integrally formed on one side in the longitudinal direction of the base 59 along the entire length. 60. The entire length of the blade 13 is slightly larger than the outer peripheral length of the battery can 3.
[0065]
The blade 13 presses the outer peripheral portion of the battery can 3 to form the bead 4, and the distal end side of the blade 13 has a large curvature and a large thickness at the tip side with respect to the sliding direction. The rear end side is a small-diameter abutting portion 62 having a small curvature and a small thickness. The blade 13 has a plurality of (two in FIG. 5) mounting holes 63 formed in the base 59 at a distance in the longitudinal direction, so that the blade 13 can be mounted on the blade mounting portion 47 by a mounting screw (not shown). When the blade 13 is attached, the abutting portion 60 is opposed to a predetermined height position from the opening of the battery can 3.
[0066]
The large-diameter abutting portion 61 is a portion where the blade 13 slides and is first pressed against the outer peripheral portion of the battery can 3 during a bead forming operation described later, and has a larger curvature than the groove shape of the bead 4 to be formed. It is formed in an arc shape in section. The small-diameter abutting portion 62 is formed in a circular arc shape having a small curvature substantially equal to the groove shape of the bead 4 to be formed. As shown in FIG. 5, the blade 13 has a thickness (height) h1 and a width w1 on the large-diameter abutting portion 61 side and a thickness w2 and a width w2 on the small-diameter abutting portion 62 side, respectively. h1> h2, w1 <w2.
[0067]
That is, the blade 13 is formed such that the abutting portion 60 gradually decreases in curvature from the large-diameter abutting portion 61 toward the small-diameter abutting portion 62 and has a small thickness. The blade 13 is formed so that the width gradually increases from the large-diameter abutting portion 61 to the small-diameter abutting portion 62. In the bead forming operation described later, the blade 13 gradually changes its curvature from a shallow arc-shaped groove having a large curvature to an outer periphery of the battery can 3 in a bead forming operation to be described later. A groove having a predetermined shape is formed so as to change into a groove.
[0068]
As shown in FIG. 6, the first blade 13A and the second blade 13B configured as described above are disposed on both sides symmetrical with respect to the battery can 3 via the first blade mechanism 14A and the twenty-first blade mechanism 14B as shown in FIG. And are slid in the tangential direction by the blade drive mechanism 15. The first blade 13A and the second blade 13B are in a state where the large-diameter abutting portions 61A and 61B face each other at the initial position, and the distance between the large-diameter abutting portions 61A and 61B is equal to the outer diameter of the battery can 3. It is positioned equal or slightly smaller than.
[0069]
The first blade 13A and the second blade 13B are slid in synchronization with each other by the blade driving mechanism 15 with the battery can 3 therebetween in the tangential direction and in the opposite directions to each other, as shown by arrows in FIG. You. As the first blade 13A and the second blade 13B slide, the battery can 3 is gradually pressed from the large-diameter abutting portions 61A and 61B by the small-diameter abutting portions 62A and 62B, respectively, and the outer peripheral portion thereof is pressed. A concave groove is formed. The first blade 13A and the second blade 13B gradually press the battery can 3 from the large-diameter abutting portions 61A and 61B by the small-diameter abutting portions 62A and 62B in this manner, thereby exerting an excessive force on the battery can 3. The bead is formed in a stable shape and a uniform thickness on the outer peripheral portion of the battery can 3 without adding a groove. The first blade 13A and the second blade 13B form a groove in the battery can 3 while sliding in synchronization with each other, so that a stable groove is formed.
[0070]
The blade 13 has a large-diameter abutting portion 61 and a small-diameter abutting portion 62 having different curvatures, thicknesses or widths according to the outer diameter specification of the battery can 3 and the shape of a predetermined bead 4 to be formed. Is appropriately selected and used. Although the blade 13 is screwed to the blade mounting portion 47, it may be mounted by an appropriate mounting structure such as a key.
[0071]
The bead forming apparatus 1 configured as described above is provided with a battery can 3 having a battery element loaded therein through a drawing process and the like, which is installed in a bead forming step, and forms a bead 4 in the battery can 3. Is performed. The bead forming apparatus 1 is provided with blades 13 each having a predetermined specification attached to each blade mechanism 14. The bead forming device 1 loads the supplied battery can 3 into the battery can holding cylinder member 24 of the battery can placement driving mechanism 11 and positions and places it.
[0072]
In the bead forming apparatus 1, when power is supplied to the drive motor 53, the blade drive mechanism 15 is driven. The blade drive mechanism 15 causes the blade mechanism 14 to slide, and the battery can is placed via the transmission mechanism 35. The drive mechanism 11 and the cam mechanism 36 are driven synchronously. The bead forming device 1 rotationally drives the battery can 3 positioned and mounted by the battery can mounting drive mechanism 11. In the bead forming apparatus 1, the battery can pressing mechanism 12 is driven by the cam mechanism 36, and the battery can pressing member 33 rotates and descends while rotating, and the regulating guide convex portion 39 is fitted from the opening of the battery can 3 to the inside. Combine.
[0073]
In the bead forming apparatus 1, the first blade 13 </ b> A and the second blade 13 </ b> B slide to cause the large-diameter abutting portions 61 </ b> A and 61 </ b> B to abut on the outer peripheral portion of the battery can 3. In the initial stage, the bead forming device 1 first abuts the large-diameter abutting portions 61A and 61B having a large curvature, a small protruding amount, and a large thickness on the outer peripheral portion of the battery can 3, thereby obtaining FIG. As shown in FIG. 7, a shallow concave groove 4A is formed in the outer periphery of the battery can 3 with a large arc. Therefore, the concave groove 4A having a stable shape is formed in the battery can 3 without excessive force being applied.
[0074]
As shown in FIG. 7B, the bead forming device 1 has an abutting portion that has a gradually decreasing curvature, a large amount of protrusion, and a small thickness as the first blade 13A and the second blade 13B slide. The outer periphery of the battery can 3 is pressed by 60 to form a slightly deep concave groove 4B with a slightly smaller arc. The battery can 3 gradually narrows in the height direction by being pressed by the battery can concave pressure mechanism 12.
[0075]
When the first blade 13A and the second blade 13B are in the final stage of the sliding operation, the bead forming device 1 has a small-diameter abutting portion 62A having a small curvature, a large protrusion amount, and a small thickness as shown in FIG. , 62B to press the outer peripheral portion of the battery can 3 to form a deep concave groove 4C with a small arc. When the battery can 3 is pressed by the battery can concave pressure mechanism 12, the concave groove 4 </ b> C is naturally narrowed in the height direction to form the bead 4 having a predetermined shape.
[0076]
When the bead forming device 1 forms the bead 4 on the battery can 3 as described above, the drive motor 53 is stopped, and the battery can 3 is taken out from the battery can holding cylinder member 24. After the battery can 3 is sent to the next step and filled with a non-aqueous electrolyte and assembling of constituent members, a sealing process is performed. In the battery can 3, since the bead 4 having a stable shape is formed without applying an excessive force by the bead forming device 1 described above, the gasket is stably sealed.
[0077]
The bead forming device 1 rotates the battery can 3 at the position where the battery can 3 is fixed by the battery can mounting drive mechanism 11 as described above, and also drives the blade 13 provided on the blade mechanism 14 to the battery can 3 with the blade drive mechanism. The structure 15 moves the base 10 to form a bead. The bead forming apparatus 1 may be configured to perform bead formation by, for example, moving the battery can placement driving mechanism 11 with respect to the base 10 and fixing the blade 13 to the base 10.
[0078]
The bead forming apparatus 1 performs bead formation by the pair of blades 13A and 13B movably disposed on both sides of the battery can 3 around the battery can 3, but it is also possible to perform bead formation by one blade 13. is there. The bead forming apparatus 1 performs bead formation by moving the blade mechanism 14 tangentially to the battery can 3 by the blade drive mechanism 15, but adjusts the blade mechanism 14 to the battery can 3 in the diametric direction. By attaching to the base 10 so as to be movable, compatibility with battery cans 3 having different outer diameters can be achieved.
[0079]
The bead forming apparatus 1 is applied to a manufacturing process of a cylindrical lithium ion secondary battery, but it is needless to say that the bead forming apparatus 1 can be widely applied to other cylindrical batteries.
[0080]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the abutting portion that abuts against the outer peripheral portion of the battery can and forms a bead has a gradually reduced curvature in the moving direction and an abutting amount that is gradually increased. A blade formed so that the blade is positioned and mounted on the battery can mounting drive mechanism and is driven to rotate at a predetermined height from the opening thereof. The blade is moved in the tangential direction by the blade drive mechanism while the contact state is maintained, thereby forming beads. Therefore, according to the present invention, an arc-shaped protruding part having a gradually increasing curvature from the shallow arc-shaped concave groove shape with a large curvature to the outer peripheral part of the battery can follows the shape of the butting portion of the blade. Since a bead is formed by forming a concave groove of a predetermined shape while changing to a concave groove shape, the concave groove is formed without applying excessive force by the abutting portion of the blade, so that the battery can A bead having a stable shape and a uniform thickness can be formed on the outer peripheral portion. Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to manufacture a cylindrical battery in which a battery can is stably sealed at an opening and reliability is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a bead forming apparatus shown as an embodiment.
FIG. 2 is a front view of the bead forming apparatus.
FIG. 3 is a vertical sectional view of a main part for explaining the configuration of a battery can mounting drive mechanism and a battery can pressing mechanism.
FIG. 4 is a side view of a substrate member constituting a blade mechanism and a blade driving mechanism.
FIG. 5 is a perspective view of a blade.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a bead forming operation using a blade.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a bead forming operation using a blade.
FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of a main part of a lithium ion secondary battery.
FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of a conventional bead forming apparatus.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a bead forming operation by a conventional bead forming apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bead forming apparatus, 3 battery cans, 4 beads, 10 bases, 11 battery can mounting drive mechanism, 12 battery can pressing mechanism, 13 blades, 14 blade mechanism, 15 blade drive mechanism, 21 support member, 23 pinion, 24 Battery can holding cylinder member, 30 first transmission gear, 33 battery can pressing member, 34 cam gear, 36 cam mechanism, 40 drive gear, 42 second transmission gear, 46 substrate member, 47 blade mounting portion, 48 rack, 49 cam Part, 50, 51 slide guide part, 52 worm cylinder part, 53 drive motor, 54 worm shaft, 55 inclined cam groove, 56 cam member, 60 butting part, 61 large diameter butting part, 62 small diameter butting part

Claims (9)

内部空間部に電池素子が装填されるとともに開口部を電池蓋によって封口される有底円筒状の電池缶の外周部に、上記内部空間部に突出して上記電池素子と上記電池蓋とを隔離した状態に保持する隔壁凸部を構成するビードを全周に亘って形成する円筒型電池のビード形成装置において、
上記電池素子が装填された上記電池缶を位置決め載置するとともに回転駆動する電池缶載置駆動機構と、
上記電池缶に対してその開口部から所定の高さ位置において外周部に突き当てられて上記ビードを形成するブレードが設けられたブレード機構と、
上記ブレードが上記電池缶に対してその外周部に沿って接線方向に移動するように上記ブレード機構を駆動するブレード駆動機構とを備え、
上記ブレードの上記電池缶の外周部に突き当てられて上記ビードを形成する突当て部が、移動方向に対して次第に曲率が小さくされるとともに突当て量が次第に大きくなるようにして形成され、
上記電池缶の外周部に大きな曲率で浅い円弧溝から次第に小さな曲率でかつ上記内部空間へと大きく突出する円弧溝に変化させながら上記ビードを形成することを特徴とする円筒型電池のビード形成装置。The battery element is loaded into the internal space and the opening is closed by the battery lid. The outer peripheral portion of the cylindrical battery can with the bottom is protruded into the internal space to separate the battery element from the battery lid. In a bead forming apparatus of a cylindrical battery that forms a bead constituting a partition convex portion to be held in a state over the entire circumference,
A battery can mounting drive mechanism that positions and mounts and rotates the battery can loaded with the battery element,
A blade mechanism provided with a blade that forms the bead by being abutted against an outer peripheral portion at a predetermined height position from the opening portion with respect to the battery can,
A blade driving mechanism that drives the blade mechanism so that the blade moves tangentially along the outer periphery of the battery can,
An abutting portion that abuts against the outer peripheral portion of the battery can of the blade to form the bead is formed such that the abutting amount is gradually increased while the curvature is gradually reduced with respect to the moving direction,
A bead forming device for a cylindrical battery, wherein the bead is formed while changing from a shallow arc groove having a large curvature to an outer peripheral portion of the battery can to an arc groove having a gradually smaller curvature and protruding largely into the internal space. . 上記電池缶載置駆動機構が、上記ブレード駆動機構と連結されることによって上記ブレードの移動動作に連動して上記電池缶を回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の円筒型電池のビード形成装置。2. The cylindrical battery according to claim 1, wherein the battery can mounting drive mechanism is connected to the blade drive mechanism to rotate the battery can in conjunction with the movement of the blade. 3. Bead forming device. 上記電池缶載置駆動機構と対向して設けられて上記電池缶を軸方向に押圧する電池缶押圧機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の円筒型電池のビード形成装置。The bead forming device for a cylindrical battery according to claim 1, further comprising a battery can pressing mechanism provided to face the battery can mounting drive mechanism and pressing the battery can in an axial direction. 上記電池缶押圧機構が、上記ブレード駆動機構と連結されることによって上記ブレードの移動動作に連動して回転しながら軸方向に移動動作することにより、上記電池缶を保持しながら軸方向に押圧することを特徴とする請求項３に記載の円筒型電池のビード形成装置。The battery can pressing mechanism is axially moved while rotating in conjunction with the movement of the blade by being connected to the blade driving mechanism, thereby pressing in the axial direction while holding the battery can. The bead forming device for a cylindrical battery according to claim 3, wherein: 一対の上記ブレード機構が備えられ、これらブレード機構が上記電池缶を中心として対称位置に配置されるとともに上記ブレード駆動機構によって互いに反対方向に移動されることを特徴とする請求項１に記載の円筒型電池のビード形成装置。The cylinder according to claim 1, wherein a pair of the blade mechanisms are provided, and the blade mechanisms are arranged at symmetric positions about the battery can and are moved in opposite directions by the blade drive mechanism. Forming device for rechargeable batteries. 一対の上記ブレード機構が、中間歯車を介して互いに連結されることによって、上記ブレード駆動機構により互いに連動して移動動作することを特徴とする請求項５に記載の円筒型電池のビード形成装置。6. The bead forming device for a cylindrical battery according to claim 5, wherein the pair of blade mechanisms are connected to each other via an intermediate gear so that the blade driving mechanism moves in conjunction with each other. 内部空間部に電池素子が装填されるとともに開口部を電池蓋によって封口される有底円筒状の電池缶の外周部に、上記内部空間部に突出して上記電池素子と上記電池蓋とを隔離した状態に保持する隔壁凸部を構成するビードを全周に亘って形成する円筒型電池のビード形成方法において、
上記電池缶を位置決め載置するとともに回転駆動する電池缶載置駆動機構と、移動方向に対して次第に曲率が小さくなるとともに突出量が大きくなる断面円弧状の突当て部を有して上記電池缶の外周部に上記ビードを形成するブレードを設けたブレード機構と、上記電池缶に対して外周部に上記突当て部が突き当てられた状態で上記ブレードが接線方向に移動するように上記ブレード機構を駆動するブレード駆動機構とを備えるビード形成装置が用いられ、
内部空間に上記電池素子を充填した状態で上記電池缶載置駆動機構に上記電池缶を載置する工程と、
上記電池缶を回転駆動しながら、その開口部から所定の高さ位置に上記突当て部が位置合わせされた上記ブレードを移動動作させる工程とを経て、
上記ブレードにより、上記電池缶の外周部に、大きな曲率で浅い円弧溝から次第に小さな曲率でかつ上記内部空間へと大きく突出する円弧溝に変化させながらビード形成が行われることを特徴とする円筒型電池のビード形成方法。The battery element is loaded into the internal space and the opening is closed by the battery lid. The outer peripheral portion of the cylindrical battery can with the bottom is protruded into the internal space to separate the battery element from the battery lid. In the method for forming a bead of a cylindrical battery in which a bead constituting a partition convex portion to be held in a state is formed over the entire circumference,
A battery can mounting drive mechanism for positioning and mounting the battery can and rotating the battery can, and a battery can mounting portion having an arc-shaped cross-section abutting portion in which the curvature gradually becomes smaller and the amount of protrusion becomes larger in the moving direction. A blade mechanism provided with a blade for forming the bead on the outer periphery of the blade mechanism; and a blade mechanism for moving the blade in a tangential direction in a state where the abutting portion is abutted against the outer periphery of the battery can. A bead forming apparatus having a blade driving mechanism for driving the
Mounting the battery can on the battery can mounting drive mechanism in a state where the internal space is filled with the battery element,
Through the step of moving the blade, the abutting portion of which is positioned at a predetermined height from the opening thereof, while rotating and driving the battery can,
By the blade, on the outer peripheral portion of the battery can, a bead is formed while changing from a shallow arc groove having a large curvature to an arc groove having a gradually smaller curvature and largely projecting into the internal space. A method for forming a bead of a battery. 上記ビード形成装置に、上記電池缶載置駆動機構と対向して上記電池缶を軸方向に押圧する電池缶押圧機構が設けられ、
上記ブレード機構が駆動されて上記ブレードによるビード形成動作に同期して上記電池缶が上記電池缶押圧機構によって軸方向に押圧されることを特徴とする請求項７に記載の円筒型電池のビード形成方法。The bead forming device is provided with a battery can pressing mechanism that axially presses the battery can in opposition to the battery can mounting drive mechanism,
The bead forming of the cylindrical battery according to claim 7, wherein the blade mechanism is driven to urge the battery can in the axial direction by the battery can pressing mechanism in synchronization with the bead forming operation by the blade. Method. 上記ビード形成装置に、上記電池缶を中心としてその対称位置に配置された一対の上記ブレード機構が備えられ、
上記電池缶を回転駆動しながら一対の上記ブレードが互いに反対方向に移動してビード形成動作を行うことを特徴とする請求項７に記載の円筒型電池のビード形成方法。The bead forming apparatus is provided with a pair of the blade mechanisms arranged at symmetrical positions around the battery can,
The bead forming method for a cylindrical battery according to claim 7, wherein the pair of blades move in opposite directions while rotating the battery can to perform a bead forming operation.
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