JP3341393B2 - 溶着強度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、防爆密閉型二
次電池の防爆弁装置等の溶着強度を測定する溶着強度測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダや時計等に広く用
いられている例えばリチウム電池やカーボンリチウム電
池等の二次電池は、正極材と、負極材と、これらの間に
介装され電解液が含浸されたセパレータとからなる発電
要素を、負極端子を兼ねる外装缶内に収容し、外装缶の
上部開口を、正極端子を兼ねる閉塞蓋体により封止して
構成されている。この種の二次電池では、過充電等によ
り内部の発電要素が過電流状態になると、セパレータの
電解液が化学変化を起こし外装缶の内圧が上がって外装
缶が破裂する可能性がある。従って、従来より、閉塞蓋
体の内側には、外装缶の内圧上昇に伴い外側に変形して
開裂する防爆弁が設けられている。

【０００３】しかし、防爆弁の開裂により外装缶の破裂
は阻止できても、発電要素への通電が継続され過電流状
態が続いてしまうと、電解液や、正極材或は／及び負極
材中の活物質の分解により外装缶の内部温度が上がって
二次電池が発火する可能性がある。そこで、近年では、
例えば特開平２−１１２１５１公報に開示されているよ
うに、外装缶の内圧上昇に伴い発電要素への通電が遮断
されるように構成した防爆密閉型の二次電池が提案され
ている。この二次電池では、防爆弁を導電部材により構
成して閉塞蓋体に電気的に導通させ、防爆弁の内側に導
電部材からなるストリッパを配設し、外装缶内部のガス
を防爆弁側に通過させる貫通孔をストリッパに形成し、
防爆弁とストリッパとの間に絶縁材を介装すると共に、
前記正極材からの導電用リードをストリッパに接続し、
防爆弁の略々中央部分とストリッパとを、前記絶縁材の
貫通孔を通して溶着している。従って、この二次電池に
よれば、外装缶の内圧上昇に伴う防爆弁の外側への変形
で、防爆弁と導電用リードとの溶着が剥離し発電要素へ
の通電が遮断されるため、発電要素の過電流状態が解消
され、発火や外装缶の破裂を防ぐことができる。

【０００４】このような防爆密閉型の二次電池を生産す
るに当たっては、外装缶の内圧が所望の値に達した瞬間
に防爆弁と導電用リードとの溶着が確実に剥離するよう
に、防爆弁と導電用リードとの溶着強度を測定すること
が望ましい。そして、このような溶着強度の測定を行う
場合には、リード遮断用ストリッパを介して導電用リー
ドが溶着された状態の防爆弁を、二次電池の組み立てラ
イン上から無作為に抜き取り、抜き取った防爆弁を導電
用リードから剥離させる方向に加圧して、導電用リード
が剥離した瞬間での加圧力を多数サンプリングすること
が望ましい。この測定作業は、通常手動で行われてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この手動による測定作
業においては、防爆弁を導電用リードから剥離させる方
向に加圧する際に、実際の外装缶の内圧上昇と同じよう
に防爆弁の加圧力を変化させることが必要となるが、防
爆弁の加圧に例えばハンドポンプを用いると、１ストロ
ーク分ポンプを操作する毎に防爆弁に加わる圧力が脈動
してしまい、実際の内圧上昇と同じパターンの圧力変化
を再現することができない不具合がある。また、多数の
防爆弁について溶着強度を測定するには、各防爆弁への
加圧をそれぞれ同じパターンで行って測定条件を一致さ
せる必要があるが、ハンドポンプによる加圧では、各防
爆弁への加圧パターンがポンプ操作の仕方によって定ま
るため、同じ加圧パターンを再現することが極めて困難
であるという不具合がある。本発明は前記事情に鑑みて
なされたもので、その目的とするところは、上述した防
爆弁と導電用リードとの溶着強度を始め、互いに離間し
一部が溶着された２つの導電部材からなり少なくとも片
方の前記導電部材が加圧により変形可能に構成されたワ
ークの溶着強度を、確実に且つ再現性よく測定できる溶
着強度測定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、導電部材からなる２つのワークの溶着強度
を測定する装置であって、前記ワークの溶着部分に臨ま
せて前記２つのワーク間に空間部を画成すると共に、該
２つのワークを保持する保持手段と、前記空間部に流体
を供給する流体供給手段と、前記流体の流体圧を増減制
御する制御手段と、前記２つのワーク間の導通状態を検
出する導通検出手段と、前記流体圧を検出する圧力検出
手段と、前記導通検出手段及び圧力検出手段の検出結果
に基づいて、前記２つのワーク間が絶縁された時点の前
記流体圧を出力する出力手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明は、前記２つのワークのうち
の一方は、二次電池の発電用正極材に電気的に接続され
る部材であり、他方は前記二次電池の正極端子に電気的
に接続され該二次電池の内圧の上昇に伴い前記導電部材
から離間する方向に変形される防爆弁であるものとし
た。さらに、本発明は、前記防爆弁は所定量以上の変形
により開裂可能に構成されていると共に、前記圧力検出
手段の検出結果に基づいて、単位時間当たりに前記流体
圧が所定値以上減少した時点の前記流体圧を出力する第
２出力手段をさらに備えているものとした。

【０００８】

【作用】本発明によれば、互いに溶着された２つのワー
ク間の空間部に流体供給手段によって供給される流体の
流体圧が制御手段で上昇されることで、一方のワークが
他方のワークから離間する方向に加圧され、それら２つ
のワークの溶着部分が剥離されて、両者間が導通状態か
ら絶縁状態に変移する。２つのワーク間が絶縁状態とな
ると、導通検出手段がこれを検出し、該絶縁状態となっ
た時点の前記流体圧が出力手段により画面や記録紙上に
出力される。従って、例えば、前記２つのワークのうち
の一方が、二次電池の発電用正極材に電気的に接続され
る部材であり、他方が、前記二次電池の正極端子に電気
的に接続され該二次電池の内圧の上昇に伴い前記導電部
材から離間する方向に変形される防爆弁であって、前記
導電部材と防爆弁との溶着が二次電池の内圧上昇に伴い
確実に剥離され前記正極材への通電が遮断されるかどう
かを検査するために、それらの溶着強度を測定する場合
には、二次電池の発電要素が過電流状態となった場合の
実際の内圧上昇と同じパターンの圧力変化を再現しその
パターンで一方のワークを加圧することができ、また、
多数組のワークについて再現性よく溶着強度の測定を行
うことができる。

【０００９】尚、前記防爆弁が所定量以上の変形により
開裂可能に構成されている場合、前記導電部材と防爆弁
との溶着が剥離した後も前記制御手段により前記流体の
流体圧を上昇させ、前記防爆弁を開裂させて前記流体圧
を単位時間当たりに所定値以上減少させ、この時点で前
記圧力検出手段が検出した流体圧を第２出力手段により
画面や記録紙上に出力させるように構成すれば、二次電
池の内圧上昇に伴い前記弁部材が確実に開裂するかどう
かの測定も、溶着強度の測定と同様に、実際の内圧上昇
と同じパターンで、しかも再現性よく行うことができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。まず、本発明の溶着強度測定装置により溶着強度
を測定する防爆弁装置が設けられた二次電池について説
明する。図１は防爆弁装置が設けられた二次電池の上部
断面図である。図中、符号１で示す二次電池は、外装缶
１１と、外装缶１１上部の開口１１０１を閉塞すると共
に二次電池１の正極端子を兼ねる閉塞蓋体１３と、外装
缶１１の開口１１０１の内周縁と閉塞蓋体１３の外周縁
との隙間を塞ぐガスケット１５とを備えている。前記外
装缶１１には、正極材、負極材、及びセパレータからな
る発電要素（図示せず）が収容され、二次電池１の負極
端子を兼ねている。１７は防爆弁装置であり、防爆弁装
置１７は閉塞蓋体１３の内側に一体に設けられ、防爆弁
装置１７と前記正極材とは導電用リード１９により電気
的に接続されている。

【００１１】図２は前記外装缶１１の開口１１０１に組
み込まれる前の前記防爆弁装置１７の拡大断面図であ
る。前記防爆弁装置１７は、防爆弁１７０１と、ディス
ク１７０３（正極材に接続される部材に相当）と、これ
ら防爆弁１７０１及びディスク１７０３を収容する収容
部材１７０５（保持手段に相当）とを備えている。前記
防爆弁１７０１は大径部１７０７と、小径部１７０９
と、段部１７１１とで構成され、導電部材により形成さ
れている。前記小径部１７０９の底面１７１３の略々中
央箇所には下方に凸状の突部１７１５が形成され、ま
た、該突部１７１５の周囲の底面１７１３上には放射状
に複数の凹部１７１７が形成され、これら複数の凹部１
７１７により底面１７１３が、図１に点線で示したよう
に変形し易くなるようにしている。

【００１２】前記ディスク１７０３は、導電部材によ
り、前記防爆弁１７０１の小径部１７０９と略々同径の
円盤状に形成され、その外周部には、周方向に間隔を置
いて複数の貫通孔１７１９が形成され、ディスク１７０
３の下面には前記導電用リード１９が半田付け等により
取着されている。前記収容部材１７０５は、絶縁部材に
より、前記防爆弁１７０１の小径部１７０９やディスク
１７０３を収容できる内径で円筒状に形成され、その内
周面の略々中間箇所には、環状のフランジ１７２１が形
成されている。そして、前記収容部材１７０５の内部で
フランジ１７２１の一端側に前記防爆弁１７０１の小径
部１７０９が収容され、他端側に前記ディスク１７０３
が収容され、収容された状態で防爆弁１７０１とディス
ク１７０３との間には空間部１７２３が画成されると共
に、ディスク１７０３の上面の略々中央箇所と防爆弁１
７０１の突部１７１５とが溶着され、これにより、前記
防爆弁装置１７が形成され、実施例に係る溶着強度測定
装置により、前記防爆弁１７０１の突部１７１５とディ
スク１７０３との溶着強度が測定される。

【００１３】次に、実施例に係る溶着強度測定装置につ
いて説明する。図３は溶着強度測定装置の構造部の断面
図である。溶着強度測定装置３の構造部５は、基台５１
と、基台５１上に立設された外筒５３と、外筒５３の内
部に固定された内筒５５と、外筒５３の上端に配設され
前記防爆弁装置１７が収容されるワークホルダ５７と、
ワークホルダ５７の上方に配設されたワーク押え５９等
を備えている。

【００１４】前記基台５１には、圧油が通過する通路５
１０１が形成されている。前記外筒５３は、導電部材に
より形成され、外筒５３の下端のフランジ５３０１はボ
ルト５３０３により前記基台５１に固定されている。前
記内筒５５はボルト５５０２により外筒５３の内部に固
定され、内筒５５の内部通路５５０１は前記通路５１０
１と連通しており、内部通路５５０１の油圧は、例えば
アンプ内蔵の歪みゲージ式センサ等からなる圧力センサ
７により検出され、その検出した油圧に応じた値の電圧
が、アンプで増幅された後に圧力センサ７から出力され
る。尚、図中５５０３は外筒５３と内筒５５との間に介
設されたＯリングを示す。

【００１５】さらに、前記内筒５５の上端と外筒５３の
内部の上壁とで円盤状のプローブホルダ５５０５が保持
され、プローブホルダ５５０５の上方の外筒５３部分に
は、プローブホルダ５５０５より小径の孔５３０５が開
口されている。前記プローブホルダ５５０５は導電部材
により形成され、プローブホルダ５５０５の外周部に
は、図４に斜視図で示すように、周方向に間隔を置いて
４つの貫通孔５５０７が形成されている。また、プロー
ブホルダ５５０５の略々中央箇所には、導電部材からな
るプローブ５５０９が上方に延在して立設され、プロー
ブ５５０９の上端は外筒５３の孔５３０５内に位置して
いる。

【００１６】前記ワークホルダ５７は絶縁部材により形
成され、外筒５３に対応した径の円板部５７０１と、円
板部５７０１の外周から突設されたフランジ部５７０３
とで構成され、円板部５７０１がＯリング５３０７を介
して外筒５３の上端に載置されている。前記円板部５７
０１の中央箇所には、図５に拡大断面図で示すように、
前記防爆弁装置１７を収容する収容部５７０５が形成さ
れている。前記収容部５７０５は、前記孔５３０５と略
々同径で形成された小径部５７０７と、防爆弁１７０１
の大径部１７０７より大径の大径部５７０９と、これら
小径部５７０７及び大径部５７０９を接続する環状の段
部５７１１と、大径部５７０９から円板部５７０１の上
面に掛けて形成された傾斜面部５７１３とで構成されて
いる。前記収容部５７０５には、前記小径部５７０７、
大径部５７０９、及び段部５７１１に対応した形状のガ
スケット５７１５が取着され、このガスケット５７１５
の内面には、防爆弁１７０１の段部１７１１が載置され
る環状の載置面５７１７と、大径部１７０７が収容され
る内周面５７１９とが形成されている。

【００１７】前記ワーク押え５９は、導電部材により形
成され、前記外筒５３と略々同径の大径部５９０１と、
前記収容部５７０５の小径部５７０７よりも大きく且つ
防爆弁１７０１の大径部１７０７の内側に挿入される径
で形成された小径部５９０３と、大径部５９０１と小径
部５９０３とを接続する段部５９０５とで構成されてい
る。前記小径部５９０３の下面中央には、防爆弁１７０
１の小径部１７０９に略々対応した径で円柱状の凹部５
９０７が形成され、この凹部５９０７の深さは、図１に
点線で示すように、防爆弁１７０１の底面１７１３の変
形を阻害しない寸法で形成されている。

【００１８】そして、図５に示すように、前記ガスケッ
ト５７１５の載置面５７１７に防爆弁１７０１の段部１
７１１が載置され、ワーク押え５９の小径部５９０３と
前記載置面５７１７とで前記段部１７１１を挟持するこ
とで、防爆弁装置１７がワークホルダ５７の収容部５７
０５にセットされ、ワークホルダ５７の円板部５７０１
とワーク押え５９の段部５９０５との間で且つ該ワーク
押え５９の小径部５９０３の周囲に、環状の絶縁部材５
９０９が配設され、この状態で、前記ディスク１７０３
の下面の略々中央箇所に前記プローブ５５０９の上端が
当接する。尚、図中８は、前記外筒５３と前記ワーク押
え５９との電気的導通状態を検出する導通センサを示
す。

【００１９】図６は溶着強度測定装置の制御部のブロッ
ク図である。溶着強度測定装置３の制御部９は、前記基
台５１の通路５１０１に圧油を供給する圧油供給ユニッ
ト９１と、圧油供給ユニット９１からの圧油により加圧
される前記防爆弁１７０１の底面１７１３の圧力を割り
出す圧力計９３と、圧油供給ユニット９１からの圧油供
給及び油圧の制御や、圧力計９３の動作制御を行う制御
ユニット９５とを備えている。

【００２０】前記圧油供給ユニット９１は、エア供給源
９１０１と、エア供給源９１０１に接続されたエア昇圧
用の電空レギュレータ９１０３と、電空レギュレータ９
１０３の動作を制御するプログラム調節器９１０５と、
圧油タンク９１０７（流体供給手段に相当）と、前記圧
油タンク９１０７に接続され前記電空レギュレータ９１
０３に連動して圧油の油圧を調節するエアハイドロブー
スタ９１０９と、電空レギュレータ９１０３とエアハイ
ドロブースタ９１０９との間に介設されたリーク弁９１
１１とを備えている。

【００２１】前記電空レギュレータ９１０３は、エア取
り入れ口９１１３、エア排出口９１１５、エア取り入れ
口９１１３とエア排出口９１１５との間に介設された弁
体（図示せず）、及び弁体の開弁時間を設定する電圧の
入力端子９１１７とを備えている。前記エア取り入れ口
９１１３は前記エア供給源９１０１に接続され、前記エ
ア排出口９１１５は前記リーク弁９１１１を介してエア
ハイドロブースタ９１０９に接続されている。また、前
記弁体は、前記入力端子９１１７に入力される電圧の値
に応じた時間だけ開くように構成され、前記エア供給源
９１０１からのエアは、前記弁体の開弁時間に応じたエ
ア圧でエアハイドロブースタ９１０９に供給される。

【００２２】前記プログラム調節器９１０５は、入力イ
ンタフェース９１１９、入力スイッチ部９１２１、演算
器９１２３、基準クロック発生器９１２５、バッファ９
１２７、Ｄ／Ａ変換器９１２９、及び出力インタフェー
ス９１３１を備えている。

【００２３】前記入力インタフェース９１１９には、前
記制御ユニット９５から、溶接強度測定装置３の起動指
令信号が入力される。前記入力スイッチ部９１２１はテ
ンキー等からなり、前記電空レギュレータ９１０３から
エアハイドロブースタ９１０９に供給されるエアの最大
エア圧に応じた電圧値と、その最大エア圧に達するまで
の所要時間とが入力される。これら電圧値及び所要時間
は、前記通路５１０１に供給する圧油の昇圧パターンに
応じて決定される。前記演算器９１２３は、前記電空レ
ギュレータ９１０３からエアハイドロブースタ９１０９
に供給されるエア圧を前記所要時間で前記最大エア圧に
するために、前記起動指令信号の入力から前記所要時間
が経過するまでの間、一定時間間隔おきに、前記弁体の
開弁時間と、それに応じて前記電空レギュレータ９１０
３の入力端子９１１７に出力すべき電圧値とを演算す
る。

【００２４】前記基準クロック発生器９１２５は、前記
一定時間をカウントする基準となるクロックを発生し前
記演算器９１２３に出力する。前記バッファ９１２７に
は、前記演算器９１２３で演算された電圧値を示すデジ
タル信号が一旦格納される。前記Ｄ／Ａ変換器９１２９
は、前記バッファ９１２７に一旦格納された示すデジタ
ル信号をアナログの電圧に変換する。前記出力インタフ
ェース９１３１は前記入力端子９１１７に接続され、前
記Ｄ／Ａ変換器９１２９で変換された電圧が出力インタ
フェース９１３１から入力端子９１１７に出力される。

【００２５】前記圧油タンク９１０７には圧油が貯留さ
れており、不図示の供給経路を介して前記通路５１０１
に接続されている。前記エアハイドロブースタ９１０９
は前記供給経路中に介設されている。エアハイドロブー
スタ９１０９は、図７に断面図で示すように、シリンダ
ボディ９１３３と、このシリンダボディ９１３３に組み
込まれたピストンロッド９１３５と、ピストンロッド９
１３５の基端に設けられ前記シリンダボディ９１３３の
内部を前室９１３７と後室９１３９とに区画するピスト
ン９１４１とを備えている。

【００２６】前記シリンダボディ９１３３には、前室９
１３７と後室９１３９とにそれぞれ連通するエア出入口
９１４３，９１４５が設けられ、また、シリンダボディ
９１３３の内部には、前記供給経路の一部をなす圧油通
路９１４７が形成され、この圧油通路９１４７には、前
記ピストン９１４１の前室９１３７側へのスライドでピ
ストンロッド９１３５により遮断される弁部９１５１が
形成され、弁部９１５１より前記通路５１０１側の圧油
通路９１４７部分には、ピストンロッド９１３５に対応
した径のシリンダ部９１５３が形成されている。

【００２７】このエアハイドロブースタ９１０９では、
前記エア出入口９１４３から前室９１３７にエアが流入
すると、ピストン９１４１が後室９１３９側にスライド
し、ピストンロッド９１３５の先端が前記シリンダ部９
１５３から退出されると共に前記弁部９１５１が開放さ
れ、これにより、前記シリンダ部９１５３よりも前記通
路５１０１側の圧油が、前記圧油タンク９１０７側と同
じ油圧とされる。

【００２８】一方、前記電空レギュレータ９１０３から
のエアが後室９１３９に送り込まれると、ピストン９１
４１の後室９１３９側の面９１５５が受けるエア圧が増
し、ピストン９１４１が前室９１３７側にスライドし
て、ピストンロッド９１３５の周面により前記弁部９１
５１が閉塞されると共に、ピストンロッド９１３５の先
端が圧油通路９１４７のシリンダ部９１５３に進出し、
該シリンダ部９１５３よりも前記通路５１０１側の圧油
が、前記圧油タンク９１０７側の油圧よりも昇圧され
る。このとき、前記面９１５５が受けるエア圧と前記通
路５１０１側の油圧との増圧比は、面９１５５と前記ピ
ストンロッド９１３５の断面との面積比の逆数となり、
従って、前記後室９１３９に送り込まれる電空レギュレ
ータ９１０３からのエアが増圧されると、前記シリンダ
部９１５３よりも前記通路５１０１側の圧油は、前記エ
アの増圧分より増幅されて増圧される。

【００２９】前記リーク弁９１１１は、前記制御ユニッ
ト９５の制御により作動し、前記エアハイドロブースタ
９１０９の前室９１３７及び後室９１３９の一方に、前
記電空レギュレータ９１０３のエア排出口９１１５を接
続すると共に、前室９１３７及び後室９１３９の他方を
開放する。尚、図７では、前記リーク弁９１１１が前記
前室９１３７に前記エア排出口９１１５を接続した状態
を示している。

【００３０】前記圧力計９３は、入力バッファ９３０
１、ピークホールド回路９３０３、表示ユニット９３０
５、及びプリンタ９３０７を備えている。前記入力バッ
ファ９３０１には前記圧力センサ７が接続され、圧力セ
ンサ７から出力された電圧が一定のサンプリング周期毎
に取り込まれ、取り込んだ電圧が次のサンプリング周期
までの間保持される。前記ピークホールド回路９３０３
には、前記入力バッファ９３０１に前回取り込まれた電
圧と、次のサンプリング周期で入力バッファ９３０１に
取り込まれた今回の電圧とのうち、電圧が高い方が保持
される。

【００３１】前記表示ユニット９３０５は、例えば７−
セグメントのＬＥＤの集合体や液晶パネル等からなるデ
ィスプレイと、このディスプレイを駆動するドライバと
で構成されている。前記プリンタ９３０７は、例えば熱
転写式やワイヤドット式等の印字部と、この印字部を駆
動するドライバとで構成されている。これら表示ユニッ
ト９３０５やプリンタ９３０７のドライバは、前記制御
ユニット９５の制御により作動する。

【００３２】前記制御ユニット９５は、入力インタフェ
ース９５０１、演算器９５０３、メモリ９５０５、及び
出力インタフェース９５０７を備えている。前記入力イ
ンタフェース９５０１には起動スイッチ９５０９が接続
され、また、信号変換器９５１１を介して前記導通セン
サ８が接続されている。前記起動スイッチ９５０９は、
溶着強度測定装置３の起動時に操作される。前記信号変
換器９５１１は、前記導通センサ８が導通を検出してい
る状態時にハイレベルのオン信号を出力し、非導通を検
出している状態時にローレベルのオフ信号を出力する。

【００３３】前記演算器９５０３は、前記起動スイッチ
９５０９の操作を検出した時点で、前記信号変換器９５
１１からの入力信号がオン信号であることを確認して、
前記起動指令信号を生成すると共に、溶着強度測定装置
３の起動後に、前記信号変換器９５１１からの入力信号
がオン信号からオフ信号に変わったことを検出して、溶
着強度測定装置３の動作を終了させる終了指令信号を生
成する。前記メモリ９５０５には、前記演算器９５０３
が前記処理を行うためのプログラムが格納されている。
前記出力インタフェース９５０７は、前記プログラム調
節器９１０５の入力インタフェース９１１９、リーク弁
９１１１、及び表示ユニット９３０５やプリンタ９３０
７のドライバに接続されており、それらに対して、前記
演算器９５０３で生成された起動指令信号や終了指令信
号が出力される。

【００３４】尚、本実施例では、圧力センサ７と、圧力
計９３の入力バッファ９３０１及びピークホールド回路
９３０３とで圧力検出手段が構成され、導通センサ８、
外筒５３、プローブホルダ５５０５、プローブ５５０
９、ワーク押え５９、制御ユニット９５、及び信号変換
器９５１１により導通検出手段が構成され、圧力計９３
の表示ユニット９３０５及びプリンタ９３０７で出力手
段が構成されている。また、本実施例では、前記圧油タ
ンク９１０７を除く圧油供給ユニット９１と前記制御ユ
ニット９５とにより制御手段が構成されている。

【００３５】次に、上述した構成の溶着強度測定装置３
による前記防爆弁１７０１の突部１７１５とディスク１
７０３との溶着強度の測定動作について説明する。ま
ず、例えば図１の二次電池１の発電要素が過電流状態と
なって外装缶１１の内圧が上がる場合の内圧上昇パター
ンを想定し、これと同じパターンで防爆弁１７０１の底
面１７１３に達する圧油の油圧、つまりは、前記圧油タ
ンク９１０７から前記通路５１０１に供給される圧油の
油圧を上昇させるための、前記電空レギュレータ９１０
３からエアハイドロブースタ９１０９に供給するエアの
最大エア圧に応じた電圧値と、その最大エア圧に達する
までの所要時間とを割り出す。そして、割り出した電圧
値と所要時間とを、前記プログラム調節器９１０５の入
力スイッチ部９１２１から入力する。

【００３６】また、前記入力と並行して、前記ワークホ
ルダ５７の収容部５７０５に前記防爆弁１７０１を載置
し、ワーク押え５９で防爆弁１７０１の段部１７１１を
上方から押え付けて、防爆弁装置１７を収容部５７０５
にセットし、前記ディスク１７０３の下面に前記プロー
ブ５５０９の上端が当接する状態にしておく。さらに、
前記圧油タンク９１０７内の圧油を、ポンプ等の不図示
の手段により、前記供給経路、基台５１の通路５１０
１、内筒５５の内部通路５５０１、プローブホルダ５５
０５の貫通孔５５０７、外筒５３の孔５３０５、及びデ
ィスク１７０３の貫通孔１７１９を介して前記防爆弁装
置１７の空間部１７２３まで充填させ、その油圧を大気
圧と等しくしておく。そして、以上の準備が済んだなら
ば、前記起動スイッチ９５０９を操作する。

【００３７】この時点では、防爆弁１７０１の突部１７
１５とディスク１７０３とが溶着されており、また、防
爆弁１７０１と前記ワーク押え５９とが接触していると
共に、ディスク１７０３がプローブ５５０９及びプロー
ブホルダ５５０５を介して外筒５３と接触しているた
め、外筒５３とワーク押え５９との間が電気的に導通し
ており、前記導通センサ８は導通状態を検出している。
従って、前記信号変換器９５１１から制御ユニット９５
の演算器９５０３にオン信号が入力され、起動スイッチ
９５０９の操作を検出した演算器９５０３により起動指
令信号が生成され、前記プログラム調節器９１０５と前
記リーク弁９１１１とに出力される。

【００３８】前記リーク弁９１１１は、溶着強度測定装
置３の起動前には、前記電空レギュレータ９１０３のエ
ア排出口９１１５をエアハイドロブースタ９１０９の前
室９１３７に接続しているが、前記起動指令信号が入力
されると、これに呼応して、前記エア排出口９１１５を
エアハイドロブースタ９１０９の後室９１３９に接続す
るように切り換わり、電空レギュレータ９１０３からの
エアが前記後室９１３９に流入する状態となる。

【００３９】また、前記プログラム調節器９１０５に出
力された前記起動指令信号は、入力インタフェース９１
１９を介して演算器９１２３に入力され、これに呼応し
て、前記起動指令信号の入力から前記所要時間が経過す
るまでの間、一定時間間隔おきに前記演算器９１２３で
演算される前記電圧値は、アナログの電圧として、その
都度リアルタイムで電空レギュレータ９１０３の入力端
子９１１７に出力される。

【００４０】電空レギュレータ９１０３では、前記プロ
グラム調節器９１０５から入力端子９１１７に入力され
る電圧に応じた時間で弁体が開弁され、この開弁時間に
応じて、電空レギュレータ９１０３からエアハイドロブ
ースタ９１０９に供給されるエアが昇圧される。エアハ
イドロブースタ９１０９では、電空レギュレータ９１０
３からリーク弁９１１１を介して後室９１３９に供給さ
れるエアの昇圧に伴い、ピストンロッド９１３５が前記
シリンダ部９１５３内に進出し、前記通路５１０１乃至
前記防爆弁装置１７の空間部１７２３に充填された圧油
が昇圧され、これにより、前記防爆弁１７０１の底面１
７１３が前記圧油により上方に加圧される。

【００４１】一方、溶着強度測定装置３の起動後、前記
内部通路５５０１の油圧は圧力センサ７により検出され
て前記圧力計９３の入力バッファ９３０１に取り込ま
れ、検出された油圧の最大値がピークホールド回路９３
０３に保持される。ここで、前記圧力センサ７により検
出された内部通路５５０１の油圧は、防爆弁装置１７の
空間部１７２３に達して前記底面１７１３を加圧する圧
油の油圧と等しいので、ピークホールド回路９３０３に
は、前記圧油により前記底面１７１３に加わる圧力の最
大値が保持される。

【００４２】ところで、前記圧油による底面１７１３の
加圧が続くと、該底面１７１３上の凹部１７１７の部分
から底面１７１３が変形し始め、油圧がある程度上昇す
ると、図１に点線で示すように底面１７１３が変形し、
該底面１７１３の突部１７１５と前記ディスク１７０３
との溶着が剥離する。そして、前記溶着の剥離により、
外筒５３とワーク押え５９との間が絶縁され、前記導通
センサ８により非導通状態が検出され、前記信号変換器
９５１１から制御ユニット９５の演算器９５０３への入
力信号がオン信号からオフ信号に変わり、演算器９５０
３により、溶着強度測定装置３の動作を終了させる終了
指令信号が生成され、前記圧力計９３の表示ユニット９
３０５及びプリンタ９３０７のドライバと、プログラム
調節器９１０５と、リーク弁９１１１とに出力される。

【００４３】前記終了指令信号が前記表示ユニット９３
０５及びプリンタ９３０７のドライバに入力されると、
ドライバにより、表示ユニット９３０５のディスプレイ
やプリンタ９３０７の印字部が駆動され、該終了指令信
号の入力時点、つまり、前記導通センサ８により非導通
状態が検出された時点でピークホールド回路９３０３に
保持されていた、前記防爆弁１７０１の底面１７１３に
加わる圧力の最大値が前記ディスプレイにデジタル表示
され且つ前記印字部で記録紙（図示せず）上に印字され
る。

【００４４】これと並行し、プログラム調節器９１０５
の演算器９１２３は前記終了指令信号の入力に呼応し
て、前記電空レギュレータ９１０３によるエアの昇圧動
作を停止させる。さらに、前記終了指令信号の入力に呼
応して前記リーク弁９１１１は、電空レギュレータ９１
０３のエア排出口９１１５をエアハイドロブースタ９１
０９の前室９１３７に接続するように切り換わる。これ
により、エアハイドロブースタ９１０９のピストン９１
４１が後室９１３９側にスライドし、前記シリンダ部９
１５３よりも前記通路５１０１側の圧油が、前記圧油タ
ンク９１０７側と同じ大気圧に戻される。以上の動作で
１回の測定動作が終了する。尚、次の測定動作に当た
り、前記ワークホルダ５７の収容部５７０５にセットさ
れた防爆弁装置１７を交換する場合には、前記通路５１
０１乃至前記防爆弁装置１７の空間部１７２３に充填さ
れた圧油を前記圧油タンク９１０７に戻しておく。

【００４５】このように、本実施例によれば、溶着強度
測定装置３を構造部５と制御部９とで構成し、構造部５
を、防爆弁装置１７をセットする収容部５７０５が設け
られたワークホルダ５７と、防爆弁装置１７の空間部１
７２３に連通する圧油の通路が形成された基台５１、外
筒５３、内筒５５、及びプローブホルダ５５０５と、前
記底面１７１３の突部１７１５と導通するワーク押え５
９とで構成し、且つ、前記突部１７１５と溶着された前
記ディスク１７０３に前記外筒５３を導通させて、前記
圧油の油圧と外筒５３及びワーク押え５９の導通状態と
を圧力センサ７及び導通センサ８でそれぞれ検出すると
共に、前記制御部９を、前記通路に圧油を供給しその油
圧を調節する圧油供給ユニット９１と、前記圧力センサ
７及び導通センサ８の検出結果に基づいて、前記突部１
７１５とディスク１７０３との導通が絶たれた瞬間の前
記圧油の油圧を検出し出力する圧力計９３及び制御ユニ
ット９５とで構成した。

【００４６】このため、前記圧油供給ユニット９１の制
御で前記圧油の油圧を上昇させることで、前記防爆弁１
７０１の底面１７１３に加わる圧力を、例えば図１の二
次電池１の発電要素が過電流状態となって外装缶１１の
内圧が上がる場合の内圧上昇パターンと同じにすること
ができ、また、前記突部１７１５とディスク１７０３と
の溶着が剥離した瞬間に前記底面１７１３に加わってい
た圧力を、前記圧力センサ７、導通センサ８、圧力計９
３、及び制御ユニット９５で確実に検出することがで
き、前記突部１７１５とディスク１７０３との溶着強度
を確実に且つ再現性よく測定できる。

【００４７】尚、本実施例では、前記底面１７１３を圧
油により加圧する場合の構成について説明したが、他の
流体で前記底面１７１３を加圧する構成としてもよい。
また、本実施例では、前記突部１７１５とディスク１７
０３との溶着強度を測定する場合について説明したが、
例えば前記導通センサ８が非導通状態を検出した後も圧
油の昇圧を継続し、圧力計９３のピークホールド回路９
３０３により油圧の急峻な降下が検出された瞬間に、前
記圧力センサ７で検出された圧力を前記表示ユニット９
３０５及びプリンタ９３０７から出力させるように構成
すれば、溶接強度測定装置３により、前記防爆弁１７０
１が開裂した瞬間に前記底面１７１３に加わっていた圧
力を測定することもできる。さらに、本実施例では、防
爆密閉型の二次電池に用いられる防爆弁装置の溶着強度
を測定する装置について説明したが、本発明は、二次電
池の防爆弁装置の溶着強度の測定に限らず、前記構造部
５の構成を適宜変更することで、導電部材同士の溶着強
度を測定する場合に広く適用可能であることは言うまで
もない。

【００４８】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、導電部
材からなる２つのワークの溶着強度を測定する装置であ
って、前記ワークの溶着部分に臨ませて前記２つのワー
ク間に空間部を画成すると共に、該２つのワークを保持
する保持手段と、前記空間部に流体を供給する流体供給
手段と、前記流体の流体圧を増減制御する制御手段と、
前記２つのワーク間の導通状態を検出する導通検出手段
と、前記流体圧を検出する圧力検出手段と、前記導通検
出手段及び圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記２
つのワーク間が絶縁された時点の前記流体圧を出力する
出力手段とを備える構成としたので、導電部材からなる
２つのワークの溶着強度を、確実に且つ再現性よく測定
できる。特に、本発明によれば、防爆密閉型の二次電池
において、その内圧が所定の値に上昇したときに、防爆
弁と導電用リードとの溶着が確実に剥離されて通電が遮
断されるかどうかの試験を行う場合に用いて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】防爆弁装置が設けられた二次電池の上部断面図
である。

【図２】図１の二次電池の外装缶に組み込まれる前の防
爆弁装置の拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る溶着強度測定装置の構
造部の断面図である。

【図４】図３に示すプローブホルダの斜視図である。

【図５】図３の構造部の拡大断面図である。

【図６】本発明の一実施例に係る溶着強度測定装置の制
御部のブロック図である。

【図７】図３に示すエアハイドロブースタの構造を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 二次電池 １３ 閉塞蓋体（正極端子） １７ 防爆弁装置 １７０１ 防爆弁 １７０３ ディスク（正極材に接続される部材） １７０５ 収容部材（保持手段） １７１５ 突部（溶着部分） １７２３ 空間部 ３ 溶着強度測定装置 ５３ 外筒（導通検出手段） ５５０５ プローブホルダ（導通検出手段） ５５０９ プローブ（導通検出手段） ５９ ワーク押え（導通検出手段） ７ 圧力センサ（圧力検出手段） ８ 導通センサ（導通検出手段） ９１０１ エア供給源（制御手段） ９１０３ 電空レギュレータ（制御手段） ９１０５ プログラム調節器（制御手段） ９１０７ 圧油タンク（流体供給手段） ９１０９ エアハイドロブースタ（制御手段） ９１１１ リーク弁（制御手段） ９３０１ 入力バッファ（圧力検出手段） ９３０３ ピークホールド回路（圧力検出手段） ９３０５ 表示ユニット（出力手段） ９３０７ プリンタ（出力手段） ９５ 制御ユニット（導通検出手段、制御手段） ９５１１ 信号変換器（導通検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 2/06 Ｈ０１Ｍ 2/06 Ｆ 2/12 １０１ 2/12 １０１ (56)参考文献 特開 平３−221841（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52738（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−99840（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−112151（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255623（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−312680（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−154636（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 19/04 G01L 9/04 G01N 3/00 G01N 27/04 G01R 31/02 H01M 2/06 H01M 2/12 101 H01M 10/42 - 10/48

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電部材からなる２つのワークの溶着強
   度を測定する装置であって、 前記ワークの溶着部分に臨ませて前記２つのワーク間に
   空間部を画成すると共に、該２つのワークを保持する保
   持手段と、 前記空間部に流体を供給する流体供給手段と、 前記流体の流体圧を増減制御する制御手段と、 前記２つのワーク間の導通状態を検出する導通検出手段
   と、 前記流体圧を検出する圧力検出手段と、 前記導通検出手段及び圧力検出手段の検出結果に基づい
   て、前記２つのワーク間が絶縁された時点の前記流体圧
   を出力する出力手段と、 を備えることを特徴とする溶着強度測定装置。
2. 【請求項２】 前記２つのワークのうちの一方は、二次
   電池の発電用の正極材に電気的に接続される部材であ
   り、他方は前記二次電池の正極端子に電気的に接続され
   該二次電池の内圧の上昇に伴い前記導電部材から離間す
   る方向に変形される防爆弁である請求項１記載の溶着強
   度測定装置。
3. 【請求項３】 前記防爆弁は所定量以上の変形により開
   裂可能に構成されていると共に、前記圧力検出手段の検
   出結果に基づいて、単位時間当たりに前記流体圧が所定
   値以上減少した時点の前記流体圧を出力する第２出力手
   段をさらに備えている請求項２記載の溶着強度測定装
   置。