JP2019130556A - レーザー溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スパッタとヒュームをともに効率よく排出できるレーザー溶接装置を提供する。【解決手段】レーザー溶接装置１０の吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、密閉型電池の組立体１１０のケース本体１１２の側面１１２ｂに沿って蓋１１３と同じか蓋１１３よりも低い位置に開口した第１吸引口５２ａと、第１吸引口５２ａの上部に配置され、蓋１１３よりも高い位置まで開口した第２吸引口５２ｂと、第１吸引口５２ａに連通した第１吸引経路５２ｃに設けられた第１コネクタ５４ａと、第２吸引口５２ｂに連通した第２吸引経路５２ｄに設けられた第２コネクタ５４ｂとを備えている。吸引装置は、第１コネクタ５４ａおよび第２コネクタ５４ｂに接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、レーザー溶接装置に関する。

例えば特開２０１３−１９７０３４号公報には、レーザー照射装置と、不活性ガスを噴射するための不活性ガス供給口と、不活性ガスを導出するための不活性ガス導出口と、不活性ガス導出口に接続された真空ポンプとを備え、二次電池のケースと蓋板とを溶接するレーザー溶接装置が開示されている。不活性ガス導出口は、不良生成物の拡散を避けたい部位とは反対側に配置されている。このレーザー溶接装置によれば、レーザー溶接に伴って生じたスパッタ、ヒューム等の不良生成物は、不活性ガスの流れに乗って排出される。

特開２０１３−１９７０３４号公報

ところで、レーザー溶接においては、比較的質量が大きく溶接箇所の側方から下方に飛散しやすいスパッタと、比較的質量が小さく溶接箇所よりも上方に飛散しやすいヒュームとがともに発生しうる。スパッタとヒュームとは、溶接品質に影響を与えないように溶接時に効率的に排出されることが望ましい。

ここに開示するレーザー溶接装置は、組立体配置部と、レーザー照射部と、吸引治具と、吸引装置とを備えている。
組立体配置部は、ケース本体の開口に蓋が装着された密閉型電池の組立体が、蓋が上に向けられて配置される部位である。
レーザー照射部は、組立体配置部の上方に配置されている。
吸引治具は、密閉型電池の組立体が組立体配置部に配置されている状態においてケース本体の側面に当てられる治具である。
吸引治具は、ケース本体の側面に沿って蓋と同じまたは蓋よりも低い位置に開口した第１吸引口と、第１吸引口の上部に配置され、蓋よりも高い位置まで開口した第２吸引口と、第１吸引口に連通した第１吸引経路に設けられた第１コネクタと、第２吸引口に連通した第２吸引経路に設けられた第２コネクタとを備えている。
吸引装置は、第１コネクタおよび第２コネクタに接続されている。

かかるレーザー溶接装置によれば、スパッタとヒュームをともに効率よく排出することができる。

図１は、レーザー溶接装置によって溶接される対象物である密閉型電池の組立体１１０の部分断面図である。 図２は、ケース本体１１２と蓋１１３とを溶接するレーザー溶接装置１０の斜視図である。 図３は、レーザー溶接装置１０の縦断断面図である。 図４は、吸引治具５０Ｒのクランパ５１とホルダ５２との間の間隙に沿った横断断面図である。 図５は、吸引治具５０Ｒのホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙に沿った横断断面図である。

以下、密閉型電池のケース本体と蓋とを溶接するレーザー溶接装置の一実施形態を説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図は、模式図であり、必ずしも実際の実施品が忠実に反映されたものではない。以下では、同じ作用を奏する部材、部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。ここでは、図中において、前、後、上、下、左、右は、それぞれＦ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄ、Ｌ、Ｒで表す。ただし、前、後、上、下、左、右は説明の便宜上の方向に過ぎず、レーザー溶接装置の設置態様等を限定するものではない。

図１は、レーザー溶接装置によって溶接される対象物である密閉型電池の組立体１１０の部分断面図である。図１はケース本体１１２の幅広面の１つを正面に向けて図示されている。密閉型電池の組立体１１０（以下では適宜、単に組立体１１０と称する。）は、電池ケース１１１と、電極体１１４とを備えている。

電池ケース１１１は、ケース本体１１２と、蓋１１３とを備えている。ケース本体１１２は、略直方体の扁平な角型の容器である。ここでは、ケース本体１１２のうち最も面積が広い面を幅広面という。ケース本体１１２は、対向する２つの幅広面を有する。ケース本体１１２は、対向する２つの幅広面の間の一側面が開口した有底の角型の容器である。蓋１１３は、ケース本体１１２の開口１１２ａに装着されるプレート状の部材である。ケース本体１１２と蓋１１３は、例えば、アルミニウムまたはアルミ合金によって形成されている。蓋１１３には、絶縁部材１１７を介在させて集電端子１１５が取付けられている。

図１に示すように、密閉型電池の組立体１１０では、ケース本体１１２の内部に電極体１１４が配置されている。電極体１１４は、蓋１１３に取付けられた集電端子１１５の取付片１１５ａに取付けられている。集電端子１１５は、蓋１１３を貫通しており、蓋１１３の外側にはボルト端子１１６が取付けられている。

溶接される対象物である密閉型電池の組立体１１０の製作では、集電端子１１５および電極体１１４が蓋１１３に取付けられた蓋アッセンブリが用意される。そして、電極体１１４がケース本体１１２に収容されつつ、蓋１１３がケース本体１１２の開口１１２ａに装着される。

密閉型電池の組立体１１０は、蓋１１３の周縁部１１３ａがケース本体１１２の開口１１２ａに全周にわたってレーザー溶接され、電池ケース１１１が封止される。その後、蓋１１３に形成された電解液注入口１１３ｂから電池ケース１１１内に電解液が注入され、電解液注入口１１３ｂが塞がれる。

図２は、ケース本体１１２と蓋１１３とを溶接するレーザー溶接装置１０の斜視図である。図３は、レーザー溶接装置１０の縦断断面図である。図３では、レーザー溶接装置１０によって溶接される組立体１１０を縦断するように断面が設定されている。図３において、集電端子１１５および電極体１１４は、図示が省略されている。

レーザー溶接装置１０は、図２および図３に示されているように、組立体配置部２０と、レーザー照射部３０と、不活性ガス供給部４０と、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒと、吸引装置６０とを備えている。

組立体配置部２０は、ケース本体１１２の開口１１２ａに蓋１１３が装着された密閉型電池の組立体１１０が配置される部位である。密閉型電池の組立体１１０は、組立体配置部２０において、溶接対象となる蓋１１３が上に向けられ、かつ、一対の対向する幅広面が左右方向に向けられている。組立体配置部２０の上方には、レーザー照射部３０と不活性ガス供給部４０が配置されている。

レーザー照射部３０は、溶接対象である蓋１１３の周縁部１１３ａに向けてレーザーを照射するように構成されている。レーザー照射部３０は、図示は省略するが、例えば、レーザー発振器やレーザー光路を備えている。レーザー発振器は、溶接の熱源であるレーザーを生成する装置である。レーザー光路は、レーザー発振器で生成されたレーザーをレーザー照射部３０に送るための装置である。レーザー光路は、例えば、ミラーや光ファイバなどで構成されうる。

不活性ガス供給部４０は、溶接対象である蓋１１３の周縁部１１３ａに向けて不活性ガスを吹き付けるように構成されている。不活性ガスは、例えば、窒素でありうる。不活性ガス供給部４０は、第１ノズル４１と第２ノズル４２とを備えている。
図２では、第１ノズル４１は、蓋１１３の左上方に配置されており、蓋１１３の左上方から右側の周縁部１１３ａに向けて不活性ガスを噴射するように構成されている。第２ノズル４２は、蓋１１３の右上方に配置されており、蓋１１３の右上方から左側の周縁部１１３ａに向けて不活性ガスを噴射するように構成されている。第１ノズル４１と第２ノズル４２とは、蓋１１３の周縁部１１３ａに不活性ガスが吹き付けられるように所要の長さを備えている。不活性ガス供給部４０は、かかる形態に限定されない。例えば、不活性ガス供給部４０は、蓋１１３の周縁部１１３ａに沿って複数のノズルを備えていてもよい。
第１ノズル４１および第２ノズル４２が噴射する不活性ガスの量は特に限定されないが、例えば、６０〜８０ｌ／ｍｉｎ程度であるとよい。

吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、密閉型電池の組立体１１０が組立体配置部２０に配置されている状態においてケース本体１１２の側面に当てられるように構成されている。組立体配置部２０には、組立体１１０を保持するためのクランプ部材２１Ｆ，２１Ｒｒが設けられている。

この実施形態では、図２および図３に示されているように、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、密閉型電池の組立体１１０の一対の幅広面を挟むように配置されている。吸引治具５０Ｌは、組立体配置部２０に配置された密閉型電池の組立体１１０の一対の幅広面のうち左側の幅広面に当てられる部材である。吸引治具５０Ｒは、組立体配置部２０に配置された組立体１１０のうち右側の幅広面に当てられる部材である。クランプ部材２１Ｆ，２１Ｒｒは、一対の幅広面および蓋１１３を除く、ケース本体１１２の対向する一対の側面に当てられるように配置されている。吸引治具５０Ｌ，５０Ｒおよびクランプ部材２１Ｆ，２１Ｒｒは、図示が省略されたアクチュエータによって、組立体配置部２０に配置された密閉型電池の組立体１１０に押し当てられたり、組立体１１０から離れたりするように構成されているとよい。

吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、図３に示されているように、第１吸引口５２ａと、第２吸引口５２ｂと、第１コネクタ５４ａと、第２コネクタ５４ｂとを備えている。
第１吸引口５２ａは、ケース本体１１２の側面１１２ｂに沿って蓋１１３と同じか蓋１１３よりも低い位置に開口するように設けられている。第２吸引口５２ｂは、第１吸引口５２ａの上部に配置され、蓋１１３よりも高い位置まで開口するように設けられている。第１コネクタ５４ａは、第１吸引口５２ａに連通した第１吸引経路５２ｃに設けられている。第２コネクタ５４ｂは、第２吸引口５２ｂに連通した第２吸引経路５２ｄに設けられている。

この実施形態では、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、クランパ５１と、ホルダ５２と、集塵ガイド５３と、ベース５５とをそれぞれ備えている。吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、それぞれベース５５の上に、クランパ５１と、ホルダ５２と、集塵ガイド５３が順に重ねられている。図示は省略するが、ベース５５はさらに土台に載せられている。土台には、ベース５５の移動を案内するガイドが設けられている。ガイドは、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒが、組立体配置部２０に配置された組立体１１０の一対の幅広面に押し当てられたり、幅広面から離れたりするように設定されている。吸引治具５０Ｌ，５０Ｒには、ガイドに沿って動かされるためのアクチュエータが設けられている。クランパ５１と、ホルダ５２と、集塵ガイド５３は、例えば、ステンレスにより形成されているとよい。吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、左右対称に構成されており、ここでは、右側の吸引治具５０Ｒを主として説明する。

吸引治具５０Ｌ，５０Ｒのクランパ５１は、ケース本体１１２の側面１１２ｂ（幅広面）に当てられる部材である。クランパ５１は、ベース５５の上に載せられる略直方体のブロック状の部材である。図３に示すように、クランパ５１は、接触面５１ａと、テーパ面５１ｂとを有している。

接触面５１ａは、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒがケース本体１１２の側面１１２ｂに当てられる面である。接触面５１ａは、ケース本体１１２の側面１１２ｂに沿った平坦な面を有している。
テーパ面５１ｂは、ケース本体１１２の側面１１２ｂに当てられる接触面５１ａの上縁の角部に設けられており、接触面５１ａから離れるに従って下方に傾斜した面である。換言すると、クランパ５１の接触面５１ａの上縁は、接触面５１ａから離れるに従って下方に傾斜している。

クランパ５１の上面は、接触面５１ａの上縁から内側が凹んでいる。テーパ面５１ｂの高さ（即ち、接触面５１ａの上縁と上面５１ｃとの間の落差）は特に限定されないが、ここでは２〜３ｍｍ程度である。クランパ５１には、第１吸引経路５２ｃの一部となる窪み５１ｄが、後述するホルダ５２の窪み５２ｅが設けられる位置に合わせて設けられている。さらに、クランパ５１の接触面５１ａとは反対側の端面に第１コネクタ５４ａが設けられている。第１コネクタ５４ａは、第１吸引経路５２ｃの一部となる窪み５１ｄに連通している。

ホルダ５２は、クランパ５１の上に載せられている。ホルダ５２は、クランパ５１よりも少し幅の小さいブロック状の部材である。ホルダ５２は、クランパ５１の接触面５１ａの上縁から少し離し、クランパ５１の接触面５１ａとは反対側の端面に面が合わせられて、クランパ５１の上に載せられている。ホルダ５２は、クランパ５１にネジ（図示省略）で固定されている。

ホルダ５２の下面には、図３に示されているように、窪み５２ｅが形成されている。窪み５２ｅは、クランパ５１の接触面５１ａの上縁が設けられる側に開放されている。図４は、吸引治具５０Ｒのクランパ５１とホルダ５２との間の間隙に沿った横断断面図である。ここで、図４は、大凡図３のＩＶ−ＩＶ断面に相当する部位が図示されている。図４に示されているように、ホルダ５２の下面には、下方に延びた２本の仕切り５２ｃ１が形成されている。仕切り５２ｃ１によって、ホルダ５２の下面の窪み５２ｅが大凡均等に３分割されている。２本の仕切り５２ｃ１は、クランパ５１の接触面５１ａの上縁から離れる方向に延びている。仕切り５２ｃ１は、例えば、ホルダ５２の下面に溶接されているとよい。

図３および図４に示されているように、クランパ５１とホルダ５２との間には、第１吸引口５２ａと第１吸引経路５２ｃが形成されている。ホルダ５２の下面の窪み５２ｅは、クランパ５１の接触面５１ａの上縁が設けられる側に開放されており、当該窪み５２ｅが開放された部位とクランパ５１のテーパ面５１ｂとの間隙の間口が、第１吸引口５２ａとなっている。さらに、クランパ５１の上面５１ｃとの間隙において、ホルダ５２の下面の窪み５２ｅは、クランパ５１に設けられた窪み５１ｄに連通している。かかるクランパ５１の上面５１ｃとの間隙が、第１吸引経路５２ｃになっている。さらに、第１吸引経路５２ｃに連通するようにクランパ５１に第１コネクタ５４ａが設けられている。

例えば、仕切り５２ｃ１の高さは、大凡１ｍｍである。そして、仕切り５２ｃ１の間隔が、大凡３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。これにより、高さが大凡１ｍｍで、幅が大凡３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の横長の空間が第１吸引経路５２ｃとして形成されている。

ホルダ５２の上部は、図３に示されているように、クランパ５１の接触面５１ａから離れる方向に向けていくつかの段差が設けられており、クランパ５１の接触面５１ａから離れるにつれて上方に高くなっている。まず、クランパ５１の接触面５１ａの上縁に向けられる側の下縁から、クランパ５１の接触面５１ａから離れるにつれて上方に傾斜したテーパ面５２ｆ１が形成されている。かかるテーパ面５２ｆ１は、クランパ５１のテーパ面５１ｂと対向している。このため、上述した第１吸引口５２ａは、上方に向けて広くなっている。

クランパ５１の接触面５１ａから離れる方向に向けて、テーパ面５２ｆ１の上縁から第１平坦面５２ｆ２が形成されており、上方に傾斜した段差５２ｆ３を経て第２平坦面５２ｆ４が形成されている。クランパ５１の接触面５１ａから最も離れた部位およびホルダ５２の外周縁には、第２平坦面５２ｆ４から立ち上がった壁５２ｆ５，５２ｆ６（図５参照）が設けられている。なお、クランパ５１の接触面５１ａが設けられた側には、壁５２ｆ５，５２ｆ６は設けられておらず、ホルダ５２の上部は開放されている。クランパ５１の接触面５１ａから最も離れた部位に設けられた壁５２ｆ５には、第２コネクタ５４ｂが設けられている。

ホルダ５２の上には集塵ガイド５３が重ねられている。集塵ガイド５３は、プレート状の部材であり、クランパ５１の接触面５１ａから最も離れた部位およびホルダ５２の外周縁に沿って立ち上がった壁５２ｆ５、５２ｆ６の上に重ねられている。ホルダ５２と集塵ガイド５３とは、ネジ（図示省略）で固定されている。

図５は、吸引治具５０Ｒのホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙に沿った横断断面図である。図５には、大凡図３のＶ−Ｖ断面に相当する部位が図示されている。
集塵ガイド５３の下面には、ホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙を仕切るための仕切り壁５３ａが設けられている。仕切り壁５３ａは、ホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙を、第１吸引経路５２ｃに比べて上下方向に広く、かつ、幅が狭い空間に仕切っている。また、ホルダ５２の上部に上述のように段差５２ｆ３が設けられているため、ホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙は、奥に行くほど高くなり、上下方向に狭くなっている。いくつかの仕切り壁５３ａは、ホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙の奥まで届いていない。仕切り壁５３ａによって仕切られた間隙は、第２コネクタ５４ｂが設けられたホルダ５２の壁５２ｆ５に沿って適宜に繋がっている。仕切り壁５３ａは、例えば、集塵ガイド５３の下面に溶接されているとよい。

図３および図５に示されているように、ホルダ５２と集塵ガイド５３との間には、第２吸引口５２ｂと第２吸引経路５２ｄとが形成されている。ホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙は、仕切り壁５３ａで仕切られている。仕切り壁５３ａで仕切られた空間は、それぞれクランパ５１の接触面５１ａが設けられた側に向けて開放されている。当該開放された部位が、それぞれ第２吸引口５２ｂとなる。そして、仕切り壁５３ａで仕切られた、ホルダ５２と集塵ガイド５３との間隙がそれぞれ第２吸引経路５２ｄとなる。さらに第２吸引経路５２ｄに連通するように第２コネクタ５４ｂが設けられている。

ここで、第２吸引口５２ｂにおいてホルダ５２の上部から集塵ガイド５３の下面までの距離は、大凡１０ｍｍ程度であり、仕切り壁５３ａの間隔は大凡２０ｍｍである。このように、第２吸引口５２ｂは、第１吸引口５２ａに比べて上下方向に広い。また、第２吸引口５２ｂにおいて適度な風量が得られるように設計されているとよい。

吸引装置６０は、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒに設けられた第１コネクタ５４ａと第２コネクタ５４ｂとにそれぞれホース６１によって接続されている。ホース６１には、それぞれバルブＶ１〜Ｖ６が取付けられている。バルブＶ１〜Ｖ６は、制御装置（図示省略）によって、それぞれ適当なタイミングで独立して開閉するように制御されている。

密閉型電池の組立体１１０へのレーザー溶接は、以下のようにして実施される。まず、組立体配置部２０に対して密閉型電池の組立体１１０が予め定められた姿勢で配置される。次に、クランプ部材２１Ｆ，２１Ｒｒおよび吸引治具５０Ｌ，５０Ｒによって、組立体配置部２０に配置された組立体１１０を固定する。このとき、図３に示されているように、第１吸引口５２ａが、ケース本体１１２の側面１１２ｂに沿って蓋１１３と同じかまたは低い位置に開口し、かつ、第２吸引口５２ｂが、蓋１１３よりも高い位置まで開口するように、組立体１１０に対して吸引治具５０Ｌ，５０Ｒの位置が設定される。吸引治具５０Ｌ，５０Ｒが組立体１１０に対して固定された後、組立体１１０に付着している異物などを溶接前に回収するために、吸引装置６０を駆動させて第１吸引口５２ａおよび第２吸引口５２ｂから異物を回収してもよい。

組立体１１０の固定後、不活性ガス供給部４０から、溶接対象である蓋１１３の周縁部１１３ａに向けて不活性ガスが噴射される。不活性ガスが吹き付けられ、蓋１１３の周縁部付近が、不活性ガスの濃度が高い雰囲気になった後で、レーザー溶接が開始される。レーザー溶接が開始されると、レーザー照射部３０から照射されたレーザーを受けて、溶接箇所からはスパッタとヒュームとを含む飛散物が発生する。スパッタは、溶接箇所から飛散する金属粒等であり、一般に溶接品質の妨げになるものである。スパッタは、溶接の飛散物の中では比較的大きく、質量も大きい。そこで、スパッタは溶接箇所の側方から下方に飛散しやすい。一方、ヒュームは、蒸発した金属等が大気中で冷却されてできた微粒子であり、非常に小さく、質量も小さい。そこで、ヒュームは主に溶接箇所よりも上方に拡散しやすい。

このレーザー溶接装置１０は、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒの第１吸引口５２ａが、ケース本体１１２の側面１１２ｂに沿って蓋１１３よりも低い位置に開口している。さらに、第２吸引口５２ｂが、第１吸引口５２ａの上部に配置されており、蓋１１３よりも高い位置まで開口している。このため、溶接時に発生したスパッタは、蓋１１３の周縁部１１３ａよりも低い位置に設けられた第１吸引口５２ａによって主として吸引される。さらに、第１吸引口５２ａの上部に配置され、周縁部１１３ａよりも高い位置まで第２吸引口５２ｂが開口している。ヒュームは、かかる第２吸引口５２ｂに主として吸引される。このように第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂが設けられているので、溶接時に発生するスパッタとヒュームが第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂによってスムーズに吸引される。そして、レーザー照射部３０から照射されるレーザーがスパッタやヒュームに阻害されず、レーザー溶接の品質が向上する。

この実施形態では、レーザー溶接装置１０では、蓋１１３の周縁部１１３ａに沿って周方向にレーザーの照射箇所を移動させながら蓋１１３の周縁部１１３ａをケース本体１１２の開口１１２ａに溶接する。スパッタやヒュームは溶接されている箇所で発生する。
このため、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、溶接箇所の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂが機能するとよい。したがって、バルブＶ１〜Ｖ６を順に開放して、溶接箇所の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂが順に機能するように制御されてもよい。これによって、溶接箇所の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂに、吸引する吸引口が限定される。このため、溶接箇所の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂの吸引力を高く維持できる。この場合、レーザー溶接装置１０のバルブＶ１〜Ｖ６の制御は、レーザー照射部３０の制御と同期させるとよい。そして、溶接箇所の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂが順にスパッタやヒュームを吸引するように構成されているとよい。

レーザー溶接は、例えば、蓋１１３の右前方の隅からスタートして右側の周縁部１１３ａに沿って後方に向かって進行し、その後、左側の周縁部１１３ａに沿って後方から前方に向かって進行する。
この実施形態では、不活性ガス供給部４０は、蓋１１３の左上方に配置された第１ノズル４１と、蓋１１３の右上方に配置された第２ノズル４２の２つのノズルを備えている。ここで、蓋１１３の周縁部１１３ａのうち右側半分を溶接するときには、蓋１１３の左上方に配置された第１ノズル４１から不活性ガスが噴射されるように構成されているとよい。また、このとき右側の吸引治具５０Ｒが機能しているとよい。噴射された不活性ガスは、蓋１１３の周縁部１１３ａのうち右側半分の溶接箇所に吹き付けられるように構成されているとよい。
さらに、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒは、それぞれ溶接箇所の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂが機能するとよい。

例えば、右側の周縁部１１３ａに沿って溶接が進行しているときは、蓋１１３の左上方に配置された第１ノズル４１から溶接箇所に不活性ガスが吹き付けられる。不活性ガスは、蓋１１３の上面に沿って、右側の吸引治具５０Ｒの第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂから吸引されるように流れる。左側の周縁部１１３ａに沿って溶接が進行しているときは、蓋１１３の右上方に配置された第２ノズル４２から溶接箇所に不活性ガスが吹き付けられる。不活性ガスは、蓋１１３の上面に沿って、左側の吸引治具５０Ｌの第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂから吸引されるように流れる。このように、蓋１１３の周縁部１１３ａの溶接箇所に対して、蓋１１３の外側に不活性ガスの流れが形成される。溶接箇所で発生したスパッタやヒュームは、不活性ガスの流れにより、蓋１１３の外側の近傍の第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂに誘導される。そこで、スパッタやヒュームは、第１吸引口５２ａと第２吸引口５２ｂにスムーズに吸引される。また、レーザー照射部３０は、蓋１１３の上方に配置されており、平面視において蓋１１３の周縁部１１３ａの内側から溶接箇所にレーザーが照射される。このため、溶接箇所に照射されるレーザーが、スパッタやヒュームによって遮られにくい。このため、レーザー溶接の品質が向上する。このようにして溶接箇所が蓋１１３の周縁部１１３ａに沿って移動する。溶接箇所が蓋１１３の全周を移動し終わると、レーザー溶接は終了する。

ここで、スパッタが主として吸引される第１吸引口５２ａの高さは、前述したように約１ｍｍであり、比較的低く設定されている。第１吸引口５２ａの高さを低く設定することにより、第１吸引口５２ａの断面積は小さくなる。そこで、第１吸引口５２ａが空気や不活性ガスを吸引する吸引速度は速くなり、比較的質量の大きいスパッタＳを効率よく吸引できる。なお、スパッタＳの飛散範囲は比較的狭いため、第１吸引口５２ａの吸引範囲はあまり広くなくてもよい。また、スパッタＳは、第１吸引口５２ａに吸引されるため、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒに堆積しにくく、メンテナンスが容易である。例えば、吸引治具５０Ｌ，５０Ｒに堆積するスパッタＳを除去するクリーニング時間を大幅に節約しうる。

主にヒュームを吸引する第２吸引口５２ｂの高さは、前述したように約１０ｍｍであり、比較的高く設定されている。第２吸引口５２ｂの高さを高く設定することにより、上方に向けて広範囲に拡散するヒュームを効率よく吸引できる。なお、ヒュームの質量は極めて小さい。第２吸引口５２ｂは、ヒュームを効率よく吸引できればよい。かかる観点において、第２吸引口５２ｂの吸引力は第１吸引口５２ａより小さくてもよい。

第２吸引口５２ｂに設けられた仕切り壁５３ａは、第２吸引口５２ｂの吸引気流を整流している。第２吸引口５２ｂは開口面積が大きいため吸引気流が乱流になりやすい。仕切り壁５３ａが設けられていることによって、第２吸引口５２ｂに生じる吸引気流は乱流になりにくい。

以上、一実施形態に係るレーザー溶接装置について説明したが、特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた実施形態は本発明を限定しない。

例えば、上記した実施形態では、第１吸引口５２ａは、溶接対象である蓋１１３の周縁部１１３ａよりも低い位置に設けられたが、同じ高さであってもよい。第１吸引口５２ａは、ケース本体１１２の側面１１２ｂに沿って蓋１１３と同じか蓋１１３よりも低い位置に開口していればよく、必ずしも低い位置に配置されなくともよい。また、上記した実施形態では、第２吸引口５２ｂは、溶接対象である蓋１１３の周縁部１１３ａよりも低い位置から高い位置にかけて設けられたが、周縁部１１３ａよりも高い位置まで開口していればよく、第２吸引口５２ｂの下縁の位置は特に言及されない限りにおいて限定されない。

また、上記した実施形態における第１吸引口５２ａおよび第２吸引口５２ｂの高さ、仕切り５２ｃ１および仕切り壁５３ａの間隔などは１つの好適な例であり、それらの寸法に限定されるものではない。

以上、ここで提案されるレーザー溶接装置について、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられたレーザー溶接装置の実施形態などは、本発明を限定しない。

１０ レーザー溶接装置
２０ 組立体配置部
２１Ｆ，２１Ｒｒ クランプ部材
３０ レーザー照射部
４０ 不活性ガス供給部
４１ 第１ノズル
４２ 第２ノズル
５０Ｌ，５０Ｒ 吸引治具
５１ クランパ
５１ａ 接触面
５１ｂ テーパ面
５１ｃ クランパ５１の上面
５１ｄ 窪み
５２ ホルダ
５２ａ 第１吸引口
５２ｂ 第２吸引口
５２ｃ 第１吸引経路
５２ｃ１ 仕切り
５２ｄ 第２吸引経路
５２ｅ ホルダ５２の下面の窪み
５２ｆ１ テーパ面
５２ｆ２ 第１平坦面
５２ｆ３ 段差
５２ｆ４ 第２平坦面
５２ｆ５，５２ｆ６ 第２平坦面５２ｆ４から立ち上がった壁
５３ 集塵ガイド
５３ａ 仕切り壁
５４ａ 第１コネクタ
５４ｂ 第２コネクタ
５５ ベース
６０ 吸引装置
６１ ホース
１１０ 密閉型電池の組立体
１１１ 電池ケース
１１２ ケース本体
１１２ａ ケース本体１１２の開口
１１２ｂ ケース本体１１２の側面（幅広面）
１１３ 蓋
１１３ａ 周縁部
１１３ｂ 電解液注入口
１１４ 電極体
１１５ 集電端子
１１５ａ 取付片
１１６ ボルト端子
１１７ 絶縁部材
Ｖ１-Ｖ６ バルブ

Claims (1)

1. ケース本体の開口に蓋が装着された密閉型電池の組立体が、前記蓋が上に向けられて配置される組立体配置部と、
   前記組立体配置部の上方に配置されたレーザー照射部と、
   前記密閉型電池の組立体が前記組立体配置部に配置されている状態において前記ケース本体の側面に当てられる吸引治具と、
   吸引装置と
   を備え、
   前記吸引治具は、
   前記ケース本体の側面に沿って前記蓋と同じか前記蓋よりも低い位置に開口した第１吸引口と、
   前記第１吸引口の上部に配置され、前記蓋よりも高い位置まで開口した第２吸引口と、
   前記第１吸引口に連通した第１吸引経路に設けられた第１コネクタと、
   前記第２吸引口に連通した第２吸引経路に設けられた第２コネクタと
   を備え、
   前記吸引装置は、前記第１コネクタおよび前記第２コネクタに接続されている、
   レーザー溶接装置。

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