JP3833771B2 - コンデンサまたは電池の製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電解液注入口の封止装置を備えたコンデンサまたは電池の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電解コンデンサやリチウム・イオン二次電池等の蓄電池では、予めステンレス製の金属缶の上蓋に、円形あるいは矩形の電解液の注入口が設けられ、この注入口から電解液が中に注入された後封止されて製造される。
【０００３】
注入口の封止は、同じくステンレス製の金属片をその注入口にかぶせ、その金属片のレーザ光によるシーム溶接によって行われた。
【０００４】
電解コンデンサやリチウム・イオン二次電池等の蓄電池はますます小形化され、携帯電話等に搭載される電池等では、電解液の注入口の直径が数ｍｍほどに小さなものもある。電解液の注入口が小さいので、その注入口を覆う金属片も小さくなり、精々５ｍｍ四方で厚さも０．１ｍｍ程度の薄さのものも使用された。
【０００５】
従来、小さな金属片を電解液の注入口上に載せるのに、作業員がバキュームピンセットを使用して、小さな金属片を吸着して拾いあげ、金属缶上まで運び、注入口上に注意深く載せていた。
【０００６】
そこで、従来の電解液注入口の封止装置は、図２０に示すように構成されていた。まずカッタ等からなる切断機構１により金属板を一定の長さに切断して金属片２１が形成される。その金属片２１は作業員のバキュームピンセットで拾われ、スポット溶接機構３まで運ばれ、金属缶２の注入口２ａ上に載置された。なおこのとき、前の製造工程で金属缶２内には注入口２ａから電解液が注入されていて、フリーフローコンベアから金属缶搬送機構４上に投入されている。
【０００７】
スポット溶接機構３は、レーザ発振器３１からＹＡＧレーザ等のレーザ光を光ファイバ３２を介して導入し、数箇所へのスポット照射により金属片２１を金属缶２に仮止めを行うものである。
【０００８】
金属片２１を注入口２ａに仮固定された金属缶２は、金属缶搬送機構４によりシーム溶接機構５に搬送され、ここで同様に光ファイバ５２を介したレーザ発振器５１からのＹＡＧレーザ光等の照射によって、金属片２１は注入口２ａの縁に沿い金属缶２にシーム溶接され、電解液は金属缶２内に封止される。電解液が封止された金属缶２は、金属缶搬送機構４から図示しないロボットにより搬出される。
【０００９】
そこで、従来の金属缶搬送機構４は、図２１に示すように構成され、台座４１上に間隔をおいて併設された２本のレール４２ａ，４２ｂ間（４２ｃ）に、金属缶２（ワーク）はまず投入される。投入された金属缶２は２組の搬送腕４３ａ，４３ｂの内の一方（４３ａ）にまず捕捉（チャッキング）される。
【００１０】
各搬送腕４３ａ，４３ｂは、それぞれ一対のチャック４３ａａ，４３ｂａを有し、各チャック４３ａａ，４３ｂａには、それぞれ金属缶２を捕捉し把持（クランプ）する２本の爪４３ａｂ，４３ｂｂが設けられている。
【００１１】
各搬送腕４３ａ，４３ｂは、それぞれ図示しない駆動モータによるカムの操作により金属缶２の搬送方向（矢印Ｙ方向）、及びその搬送方向に直交する方向（矢印Ｘ方向）に移動可能に構成され、投入された金属缶２の捕捉とともに、搬送方向への一定長さの往復運動を行いつつ順次搬送するものである。
【００１２】
手前側の搬送腕４３ａによる最初の金属缶２の捕捉操作では、図２２に点線で示すように、２本のレール４２ａ，４２ｂから離れた位置の搬送腕４３ａが矢印Ｘ方向に移動して、金属缶２を２本の爪４３ａｂ間に捕捉するものである。従って、金属缶搬送機構４上に投入された金属缶２が、矢印Ｘ方向に移動して捕捉する２本の爪４３ａｂ間に正確に位置してはじめて捕捉が行われ、搬送される。
【００１３】
２本の爪４３ａｂ間に金属缶２を捕捉した搬送腕４３ａは、搬送方向（矢印Ｙ方向）に搬送するものであるが、図２２からも明らかなように、手前側で一つの爪４３ａｂが、金属缶２の側面を押して搬送することになる。
【００１４】
このようにして金属缶搬送機構４は、図２１に示したように、各搬送腕４３ａ，４３ｂの搬送操作により、金属缶２の投入位置Ａでの捕捉からはじまり、順次スポット溶接位置Ｂ、シーム溶接位置Ｃを経て、ロボットにより搬出される払い出し位置Ｄまで金属缶２を搬送するが、特に各溶接位置Ｂ，Ｃには、位置決め部４４ａ，４４ｂが設けられ、溶接のための位置決め操作が行われる。
【００１５】
各位置決め部４４ａ，４４ｂは、図２１に示すように、それぞれ金属缶２を把持する一対の位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂ、４４ｂａ，４４ｂｂを有し、この位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂ、４４ｂａ，４４ｂｂは、矢印Ｘ方向に移動しかつ相互間隔を狭めることによって、金属缶２を搬送腕４３ａ，４３ｂから受け取り、位置決めするよう構成されている。従って、各位置決め部４４ａ，４４ｂも、駆動モータによるカムの操作によって各搬送腕４３ａ，４３ｂの動きに連動する。
【００１６】
金属缶２を把持する一対の位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂの形状を図２３に拡大して示したが、位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂは中心部で互いに対応して開口する三角状のテーパ部を形成しており、位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂがそれぞれ矢印Ｙ，Ｙ１方向に接近移動することによって矩形状の金属缶２を挟持し、搬送腕４３ａで搬送された金属缶２を、所定のスポット溶接位置に位置決めするものである。
【００１７】
従って、この従来の位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂによる位置決めでは、金属缶２に対し、図２３の実線のように金属缶２の４つの角部全てが三角形状のテーパ部に当接し、はじめて正しい姿勢で位置決めされるが、傾いた金属缶２では、図示点線のように３点で当接してしまい、正しい位置決めがなされない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の電解液注入口の封止装置では、作業員は小さな金属片をバキュームピンセットにより拾いあげ、小さな注入口上に運び、注入口を覆うように載置して溶接するものであったから、作業員による金属片の拾い揚げ作業、及び小さな注入口上へ載せるのに手間がかかり、作業効率を低下させるので改善が要望されていた。
【００１９】
また、金属缶に封入される電解液は、例えばプロピレンカーボネイト、ジメトキシエタン、ジオキソラン等の非水系の有機溶媒に過塩素酸リチウム等の溶質を溶解したものが使用されるが、これらは揮発性でガス化するので、注入口の封止作業中も、ガス化した電解液が作業室内に充満し、作業室内のガスの濃度を高める恐れがあった。空気中でのガス化した電解液の濃度がある一定値を越えると、近くの溶接作業や電気接点からの火花等が引火し爆発する恐れがあるので改善が要望されていた。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、第１の発明はコンデンサまたは電池の製造装置において、帯状の金属板を一定の長さで順次送り出す送り出し機構と、この送り出し機構によって送られた前記金属板を一定の長さに順次切断し金属片を生成する切断機構と、この切断機構によって形成された前記金属片を吸着し、金属片を電解液の入った金属缶の注入口上に搬送し、注入口上に載置する金属片搬送機構と、この金属片搬送機構によって搬送され、前記注入口上に載置された金属片を検知する検知手段と、前記注入口上に載置された金属片を前記金属缶にスポット溶接するスポット溶接機構と、このスポット溶接機構によって前記金属片がスポット溶接された金属缶を搬送する金属缶搬送機構と、この金属缶搬送機構によって搬送された金属缶の金属片を、注入口の縁に沿いシーム溶接し、前記注入口を封止するシーム溶接機構とを有する電解液注入口の封止装置と、この電解液注入口の封止装置をカバーにより密閉された空間内に設置するとともに、前記密閉された空間内において、前記金属缶内の電解液の蒸発によるガスの濃度が、予め定めた値を越えたのに基づき警報を発するガス濃度検出手段とを具備することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、金属片搬送手段と注入口上に載置された金属片を検知する検知手段とを備えたので、従来のように小さな金属片を人手により注入口上に運ぶ操作がなくなり作業効率を高めることができる。また、検知手段を設けたので、仮に金属片が正常に注入口上に載置されない場合には、その後の無駄な作業工程を直ちに停止させることができるので、同様に作業効率の向上が可能となる。
また、カバーにより密閉された空間内に電解液注入口の封止装置を設置したことにより、蒸発によりガス化した電解液の濃度の検知を的確に行うことができ、ガス爆発の未然防止が可能となる。
【００２２】
第２の発明は、同じくコンデンサまたは電池の製造装置に係り、帯状の金属板を一定の長さで順次送り出す送り出し機構と、この送り出し機構によって送られた前記金属板を一定の長さに順次切断し金属片を生成する切断機構と、この切断機構によって形成された前記金属片を吸着し、金属片を電解液の入った金属缶の注入口上に搬送し、注入口上に載置する金属片搬送機構と、この金属片搬送機構によって搬送され、前記注入口上に載置された金属片を検知する検知手段と、前記注入口上に載置された金属片を前記金属缶にスポット溶接するスポット溶接機構と、このスポット溶接機構によって前記金属片がスポット溶接された金属缶を搬送する金属缶搬送機構と、この金属缶搬送機構によって搬送された金属缶の金属片を、注入口の縁に沿いシーム溶接し、前記注入口を封止するシーム溶接機構とを有する電解液注入口の封止装置と、この電解液注入口の封止装置をカバーにより密閉された空間内に設置するとともに、前記密閉された空間内において、その空間内の酸素濃度が、予め定めた値以上となったのに基づき警報を発する酸素濃度検出手段とを具備することを特徴とする。
【００２３】
このように、第２の発明は、カバーにより密閉された空間内に電解液注入口の封止装置を設置したことにより、空間内の酸素濃度の検知を的確に行うことができ、ガス爆発の未然防止が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるコンデンサまたは電池の製造装置の一実施の形態を図１ないし図１９を参照して詳細に説明する。なお図２０ないし図２３に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２５】
図１は本発明によるコンデンサまたは電池の製造装置の第１の実施の形態を示す構成図で、この実施の形態では、リチウム・イオン二次電池の電解液注入口の封止装置を採用した電池の製造装置について説明する。
【００２６】
図１に示すように、この電池の製造装置は、図２０ないし図２３に示した従来の電解液注入口の封止装置と同様に、電解液の入った金属缶（ステンレス製）２の注入口（２ａ）を、金属板２２の切断により形成した金属片２１で封止するものであり、次の主要部から構成されている。
【００２７】
すなわち、この電池の製造装置は帯状の金属板（例えばステンレス製）２２を一定量づつ送り出す送り出し機構６と、送り出された金属板２２を順次一定の長さに切断し金属片２１を生成する切断機構１と、図１には明示していないが金属片２１を金属缶２の注入口（２ａ）上に搬送し、注入口２ａを覆うように載置する金属片搬送機構（７）及び搬送された金属片２１を検知する検知手段（８）と、金属片２１を金属缶２にスポット溶接するスポット溶接機構３と、スポット溶接された金属片２１をシーム溶接するシーム溶接機構５と、金属缶２を搬送する金属缶搬送機構４、及び上記切断機構１や各溶接機構３，５はもとより上記各機構及び手段からなる注入口の封止装置全体を覆うカバー９とから構成される。
【００２８】
以下、順次各具体的構成及びそれらの動作を詳細説明する。
【００２９】
まず、送り出し機構６は、図２に拡大して示したように、リール６１にリボン状に巻回された帯状の金属板２２を、モータ６２によるリール６１の回転と、ピッチ送り部６３とにより、次の切断機構１へ順次一定量づつ送り出すように構成されている。ピッチ送り部６３は、モータ６２により繰り出された金属板２２を把持しつつ、一定の長さづつ順次繰り出すいわゆるピッチ送りにより、切断機構１に供給するものである。
【００３０】
切断機構１は、金属板２２を固定する固定部と、カット（切断）用の金型とで構成され、従来と同様に、金属板２２を一定長さに順次切断し、正方形あるいは長方形の矩形状の金属片２１を生成する。
【００３１】
生成された金属片２１は、図３にも拡大して示したように、金属片搬送機構７の図示しないＸ−Ｙ駆動テーブルに連結された第１の吸着ノズル７１に吸着され、金属片位置決め部７２まで順次搬送され位置決めされる。金属片位置決め部７２は、固定基準部７２ａと可変部７２ｂ，７２ｃとからなり、その位置決め動作原理は、図４に示すように、固定基準部７２ａのコーナー内に搬送された金属片２１に対し、２つの可変部７２ｂ，７２ｃが矢印方向に移動し、コーナーに当接させる操作を行うことによって金属片２１の位置及び向きが定められるものである。
【００３２】
金属片位置決め部７２で位置や向きが定められた金属片２１は、図示しないＸ−Ｚ駆動テーブルに連結された第２の吸着ノズル７３により、金属片位置決め部７２から、金属缶搬送機構４上の金属缶２まで搬送され、注入口２ａを覆うように載置される。
【００３３】
もちろん、金属片搬送機構７の第１及び第２の各吸着ノズル７１，７３は、配管を介して図示しない真空ポンプに接続され、その配管途中に設けられた圧力検知器により、経路内圧力を検出できるよう構成されている。また各吸着ノズル７１，７３を駆動するＸ−Ｙ−Ｚ駆動テーブル及びＸ−Ｚ駆動テーブルは、切断機構１や金属缶搬送機構４の動作タイミングと連動して動作する必要があり、これらの動作は主駆動モータ１０により制御される。
【００３４】
第２の吸着ノズル７３の搬送移動経路の下方には光学センサからなる検知手段８が設けられ、下方から第２の吸着ノズル７３のノズル開口部に向け照射した光が、吸着された金属片２１から反射光として戻ってくるか否かにより、金属片２１の有無を検知する。これにより、金属片２１が間違いなく金属缶２まで搬送されたか否かを検出できることから、検知手段８の出力信号で、その後の工程を制御し、無駄な進行を停止させることができる。
【００３５】
また、第２の吸着ノズル７３の搬送移動経路の下方には、検知手段８の出力信号を受け、ストッパ７３ａが矢印Ｙ方向に挿入動作して、ノズル先端が金属缶２上に位置した第２の吸着ノズル７３のＺ方向への降下を遮断し、ノズル先端が金属缶２の注入口２ａへの接触、ないしは接近しないように構成した。
【００３６】
このストッパ７３ａの操作により、金属片２１を吸着していない第２の吸着ノズル７３が、注入口２ａに接触ないしは接近し、金属缶２上に付着した電解液あるいは金属缶２内の電解液を吸い込み、ノズル孔や配管が電解液で詰まるのを防止することができる。
【００３７】
また、図２に示したように、送り出し機構６、切断機構１及び金属片搬送機構７はいずれもプレート１１上に固定され、プレート１１はレール状のガイド１１ａを介してベースプレート１２に載置されているので、プレート１１の取っ手１１ｂにより、必要に応じ矢印Ｘ方向に引き出すことができる。もっとも、プレート１１には図示しないストッパが設けられ、通常は位置固定されている。一般に、金属片搬送機構７と金属缶搬送機構４との間の隙間は狭いが、ガイド１１ａを設けたことにより、必要に応じ金属片搬送機構７等を手前側に引き出すことができることから、作業員による金属缶搬送機構４等の保守点検作業が容易となる。
【００３８】
一方、金属缶搬送機構４の基本動作は、図５（ａ）ないし図５（ｄ）にその動作順序を示したように、従来と同様に、投入された金属缶２の搬送腕４３ａ，４３ｂによる捕捉・搬送と、位置決め部４４ａ，４４ｂでの位置決め操作であり、全体としては駆動モータのカム操作によるワークピッチ送り機構を構成する。
【００３９】
すなわち、搬送腕４３ａがレール４２ａ，４２ｂから離れた位置（図５（ａ））からカム操作により矢印Ｘ４の方向に移動して、図５（ｂ）に示すように金属缶２を捕捉し、続いてカム操作により矢印Ｙ方向にレール４２ａ，４２ｂに沿って搬送移動し、金属缶２を次の工程位置まで搬送する。搬送後は図５（ｃ）に示すようにカム操作により搬送腕４３ａは矢印Ｘの方向に移動して金属缶２を解放し、搬送腕４３ａは続いてカム操作により図５（ｄ）に示すように矢印Ｙ方向への移動により、最初の位置（図５（ａ））の位置に戻る。このように、丁度口の字を描いて巡回するように作動して金属缶２の捕捉・搬送操作を行う。
【００４０】
図６はこの実施の形態における金属缶搬送機構４の要部を拡大して示したものであるが、特に従来の金属缶搬送機構４との相違点の一つは、搬送腕４３ａ，４３ｂとレール４２ａ，４２ｂの構造であり、他の一つは、金属缶２の位置決め位置に、従来の各溶接位置Ｂ，Ｃの他に、新たに金属缶２の投入位置Ａ及び払い出し位置Ｄ、及び封口蓋有無検知位置Ｅを追加し、封止搬送操作の効率化を図ったことである。
【００４１】
図７は、金属缶２の投入位置Ａにおける台座４１、レール４２ａ，４２ｂ、金属缶２を捕捉した状態での搬送腕４３ａを示したものである。搬送腕４３ｂも同様であるが、レール４２ａ，４２ｂは図示しないスペーサを介して台座４１の上に固定し、搬送腕４３ａは、チャック４３ａａの上下２つの爪４３ａｂの間に、少なくともレール４２ｂを挟んで金属缶２を捕捉し、搬送するように構成した。
【００４２】
従って、金属缶２はその一側面を間隔を置いた上下の爪４３ａｂに捕らえられ、押し出されるので、金属缶２を押し出す操作が安定し、台座４１上で金属缶２が傾きつつ搬送されることが回避される。従って、搬送時に金属缶２が傾き、缶中の電解液が外側にこぼれ、金属缶２の外側面や搬送機構４を汚し、円滑な搬送を妨げるような不具合は解消される。
【００４３】
なお、レール４２ａ，４２ｂを台座８１に止める止め穴は幅方向（Ｘ方向）に複数間隔に設け、止め穴の位置を変えることで２本のレール４２ａ，４２ｂの間隔を変え、金属缶２の異なる形状にも対応できるよう構成した。
【００４４】
次に、図８に拡大して示すように、金属缶２の投入位置Ａの位置決め部４４ｃは、支点４４ｃａを回転軸とする支持腕４４ｃｂと、その一端に取り付けたクランパ４４ｃｃ、他端に取り付けたばね４４ｃｄと、その固定用ポスト４４ｃｅとから構成される。従って、クランパ４４ｃｃは支点４４ｃａを中心に回転し、クランパ４４ｃｃはばね４４ｃｄの圧縮力により常に図矢印Ｘの方向に回転する力が働く。
【００４５】
金属缶２が台座４１上のレール４２ａ，４２ｂにフリーフローコンベアから投入されたときは、金属缶２は図９（ａ）に示すように、レール４２ａ，４２ｂの上に張り出したクランパ４４ｃｃに遮られて停止し、金属缶２の位置は安定する。そこで、次に搬送腕４３ａがレール４２ｂ方向（Ｘ方向）に移動し、クランパ４４ｃｃに位置ぎめ安定した金属缶２を、図９（ｂ）に示すように一対の爪４３ａｂ間に捕捉し、矢印Ｙ方向に搬送する。このとき、爪４３ａｂはクランパ４４ｃｃを押し出すことから、クランパ４４ｃｃは矢印Ｘ方向に回転して退避し、金属缶２は図９（ｃ）に示すように搬送されるとともに、その後はクランパ４４ｃｃはばね４４ｃｄにより再び元の図９（ａ）に示した位置に復帰し、金属缶２の投入待ちの状態となる。
【００４６】
以上は、投入位置における位置決め部４４ｃについて説明したが、図１０に拡大して示したように、金属缶２の払い出し位置Ｄにおける位置決め部４４ｄについても同様であり、搬送腕４３ｂにより金属缶２が払い出し位置Ｄに搬送されると、爪４３ｂｂがクランパ４４ｄｃを押し上げて停止し、搬送腕４３ｂが離れると、クランパ４４ｄｃがばね４４ｄｂによりもとの位置に戻ろうとする力により、金属缶２をレール４２ｂに押しつけ安定する。なお、図１０に示す構成の位置決め部４４ｄで、投入位置における位置決め部４４ｃと対応する構成には、それぞれ対応する符号を付し、詳細な説明は省略した。
【００４７】
このように、払い出し位置Ｄにおいても、投入位置Ａと同様に、金属缶２はスクランパ４４ｄｃの作用により安定した位置で停止するから、図１に示したように、ロボット１３による金属缶２の払い出し作業も円滑に行うことができる。
【００４８】
そこで、上記のような金属缶搬送機構４では、ＹＡＧレーザによるスポット溶接位置Ｂにおいて、従来と同様に、位置決め部４４ａにより位置決めされ金属缶２へのスポット溶接が行われる。
【００４９】
この実施の形態による、スポット溶接位置Ｂにおける位置決め部４４ａ及びスポット溶接機構３を図１１ないし図１３に示すように構成した。
【００５０】
すなわち、金属缶２の注入口２ａ上に載置された正方形状の金属片２１は、図示しないレーザ発振器（３１）からのレーザ光は光ファイバ３２を介して、プレート３３に取り付けられた出射レンズ３４に供給され、ここで２本に分割され、１回のレーザ光出射で２点スポット溶接する。すなわち、図１２（ａ）に示すように、金属片２１の一方の対角線上の隅２点（イ，イ）をまず同時に溶接し、次に図１１に示すアクチュエータ３５により出射レンズ３４を矢印θ方向に９０度回転させることにより、他方の対角線上の隅２点（ロ，ロ）を溶接するよう構成した。
【００５１】
出射レンズ３４は、図１２（ｂ）に示すように、光ファイバ３２からのレーザ光は分割レンズ３４ａで２本に分割され、それぞれ２本の光ファイバ３４ｂ１，３４ｂ２を介して、一対のレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２に供給されるように構成されている。
【００５２】
そして、一対のレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２はそれぞれ一対の固定ブロック３４ｄ１，３４ｄ２に固定され、光ファイバ３４ｂ１，３４ｂ２からのレーザ光が、図示のように、金属片２１の載置された注入口２ａの開口中心軸方向に対して所定の角度を有して照射されるように構成されている。このように、スポット溶接時にそれぞれ所定の角度を有して金属片２１に照射することで、溶接面からのレーザ反射光がいずれかのレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２に入射しないように構成され（すなわち、所定の角度とは、レーザ反射光がレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２に入射しないような角度を言う）、反射光によってレンズやファイバが損傷するのを防止した。特に金属片２１がアルミニウムの場合は、光反射率が高いので、大きな損傷防止効果が得られる。
【００５３】
また、一対の各固定ブロック３４ｄ１，３４ｄ２は、プレート３４ｅ上の各ガイド３４ｆ１，３４ｆ２に沿い矢印Ｙ方向に移動できるように構成され、ばね３４ｇの圧縮力に抗したモータ３４ｈによるくさび型ブロック３４ｉの上下方向（矢印Ｚ方向）への調節によって、固定ブロック３４ｄ１，３４ｄ２間の間隔は制御される。従って、モータ３４ｈによるくさび型ブロック３４ｉの上下方向（矢印Ｚ方向）への調節によって、スポット溶接点（イ，イ及びロ，ロ）の各間隔を調節できるので、注入口２ａの大きさの異なる金属缶２に対しても対応することができる。
【００５４】
９０度の回転機構は図１３にも示すように、光ファイバ３２はプレート３３に支持されたホルダ３３ａに固定され、ホルダ３３ａはベアリング３６ａを介して、アクチュエータ３５のプランジャ３５ａに連結されている。またプランジャ３５ａに連結された出射レンズ３４は、他のベアリング３６ｂを介してプレート３３に連結されている。従って、アクチュエータ３５の操作により出射レンズ３４のみがθ方向に９０度回転可能となり、光ファイバ３２はねじれが生じず、耐久性が向上する。
【００５５】
このように、スポット溶接機構３では、正方形状の金属片２１対し、対角線上の隅各２点（イ，ロ）でのスポット溶接によるので、注入口２ａ上での金属片２１のめくれ等は防止され円滑かつ安定した仮止めが可能となる。
【００５６】
なお、この実施の形態では、レーザ光の分光は分割レンズ３４ａやハーフミラーで行い、比較的エネルギー差の少ない安定したレーザ光を得てスポット溶接するように構成したが、光ファイバ光学系によって３分岐や６分岐に分岐し、３か所あるいは６か所等、３か所以上を同時に溶接する、いわゆるマルチスポット溶接を行うようにしても良い。
【００５７】
なお、図１１に示すように、プレート３３には、これを上下動させるためのステージ３７を設け出射レンズ３４の焦点調整を行うように構成した。
【００５８】
また、プレート３３には、図示しない窒素タンクに接続された銅管３８を固定し、その銅管３８の開口部を溶接位置に向け、窒素ガスを吹き付けることにより、溶接部分の酸化による劣化を防止するように構成した。また銅管３８と窒素タンクとの間には図示しないが流量計を設け、窒素ガスの流量が常に適切かどうかをチェックできるように構成した。
【００５９】
さらに、この実施の形態でも、スポット溶接位置Ｂには、図１１に示すように、位置決め部４４ａを有し、搬送腕４３ａにより搬送された電池缶２を受け取り、溶接時の位置決めを行うよう構成した。従来の位置決め部４４ａの構造とは相違し、位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂを図１４にその平面図を示すように、矩形状の金属缶２の形状に適合するよう、それぞれ矩形部を有する４つの小ブロック４４ａａ１，４４ａａ２、４４ａｂ１，４４ａｂ２に分割され、まず搬送腕４３ａ側の２つの小ブロック４４ａａ２，４４ａｂ２を矢印Ｙ方向に作動させ、金属缶２を捕捉し長さ方向（Ｙ方向）に位置決めを行う。次に、小ブロック４４ａａ１，４４ａｂ１を矢印Ｘ方向に作動させることにより、金属缶２の長さ方向に直交する方向（Ｘ方向）での位置決めを行うものである。
【００６０】
従来は、単に対向するテーパ面で金属缶２を捕捉したので、傾いて搬送された金属缶２に対しては、その傾いた状態で金属缶２を捕捉し位置決めされたが、この実施の形態によれば、互いに直交するＹ方向Ｘ方向に分離してそれぞれ位置決めされるので、搬送方向に対する傾きが補正されより正確な位置決めが可能である。
【００６１】
このようにして位置決めされ、スポット溶接により金属片２１を仮止めした金属缶２は、電池缶搬送機構４によってシーム溶接位置Ｄに搬送され、ここでも同様な構成により位置決めされ、シーム溶接が行われる。
【００６２】
シーム溶接機構５は、Ｘ−Ｙステージの駆動により、図１５に示すように、金属片２１に対し、円形の注入口２ａを中心として金属缶２の縁に円を描くようにしてシーム溶接を行うものである。
【００６３】
シーム溶接機構５も、スポット溶接機構３と同様に、図示しないレーザ発振器（５１）からのＹＡＧレーザ光を光ファイバ５２を介して、プレート５３に取り付けられた出射レンズ５４に供給される。プレート５３はＸ−Ｙ駆動ステージ５５上に載置され、シーム溶接軌跡を自由に設定できる。またＸ−Ｙ駆動ステージ５５にはＺ駆動ステージ５６が設けられ、プレート５３をＺ軸方向、つまり上下方向に移動し、出射レンズ５４の高さを任意に変え焦点調整を行うことができる。
【００６４】
また、シーム溶接機構５にも、プレート５３には、図示しない窒素タンクに流量計を介して接続された銅管５７が固定されていて、溶接箇所への窒素ガス吹き付けにより溶接部の酸化を防ぐよう構成した。
【００６５】
なお、この実施の形態では、シーム溶接のレーザ出力はスポット溶接のレーザ出力より小さくするとともに、シーム溶接機構５に隣接して封口蓋有無検知位置Ｅを設け、金属片２１が金属缶２に適正にシーム溶接されているかどうかを判別する封口蓋有無検知器を取り付け構成した。
【００６６】
すなわち、封口蓋有無検知器５８は、図１６に拡大して示すように、搬送された金属缶２は、スポット溶接位置及びシーム溶接位置と同様に、封口蓋有無検知器５８の位置決めチャック５８１で捕捉・位置決め（センタリング）が行なわれる。次に、光センサ５８２からの光５８２ａがシーム溶接された金属片２１に向けて照射され、その金属片２１からの反射光５８２ｂはセンサ５８２の検知部に供給される。
【００６７】
ここで、もしも金属片２１がシーム溶接されていないか、あるいは溶接されていても正規の溶接位置からずれている場合は、光５８２ａは注入口２ａから金属缶２内部に入射し、反射光量５８２ｂが少なくなる。従って、その反射光量が適正か否かを判定することにより、金属片２１の位置ずれも含め、溶接の適否を判別するよう構成した。
【００６８】
なお、この封口蓋有無検知器５８は、光センサ５８２に代え、変位センサを用い、金属片２１の厚みを測定し、金属片２１の有無を判別すことにより、シーム溶接の良否を判定するように構成してもよい。また、光センサ５８２に代え、可動可能なレーザ変位計を採用し、金属缶２表面での凹凸を測定することで、同様に金属片２１のシーム溶接の良否を判定してもよい。さらにまた、光センサ５８２に代え、ＣＣＤカメラ等のカメラと画像処理装置に置き換え、金属缶２上面の画像を取り込み、金属片２１の有無や位置ずれも含む、シーム溶接の良否を判定するように構成してもよい。
【００６９】
いずれにしても、封口蓋有無検知器５８によって金属片２１が適正にシーム溶接されていなく、溶接不良（ＮＧ）と判定された金属缶２は、良品と区別され、金属缶搬送機構４から搬出される際、図１に示すように、この封口蓋有無検知器５８に連動した選別ロボット１３により分別され、それぞれトレー１４、及びパレタイザ１５のトレイ（パレット）に払い出される。なお、ロボット１３は、一軸ロボットと上下動デバイス及びチャッキングデバイスから構成される。
【００７０】
上記構成による電解液注入口の封止装置は、図１に示したように、ステンレス製のカバー９で全体を密閉することによって、コンデンサまたは電池の製造装置を構成した。
【００７１】
すなわち、金属缶２に収納される電解液はもともと揮発性を有し、金属缶搬送機構４に投入されてからシーム溶接が完了するときまでは、注入口２ａからわずかづつでも気化して蒸発し空気中に拡散する。従って、空気中に気化した電解液が拡散し、その空気中の濃度が高まると何らかの火気により引火し爆発しないとも限らない。
【００７２】
そこでこの電解液注入口の封止装置及びコンデンサまたは電池の製造装置は、金属缶２が少なくとも電池缶搬送機構４上にある間の空間を密閉することとし、仮にカバー９内で引火により爆発が起きても、外部への影響が少なくなるよう構成した。
【００７３】
またカバー９には必要箇所にアクリル製の透明な覗き窓を設け、外部から装置内をチェックできるように構成するとともに、図示しないがカバー９内部に電解液ガス濃度を検知するためのガスセンサを設け、電解液が蒸発して生じるガスの濃度が規定値以上となったのに基づき、警報ブザーによって作業員に危険を知らせるとともに、装置を自動的に停止させるよう構成した。
【００７４】
また、カバー９内部に酸素濃度を検出するセンサを設け、カバー９内の酸素濃度が一定値以下を確保しているかどうか、また酸素濃度が規定濃度を越えたとき図示しない操作パネルが作動し警報ブザーが鳴るように構成し、作業員に危険を知らせる機能を備えた。
【００７５】
また、図１では、コンデンサや電池の製造装置を示したが、このように装置の主要部をカバー９で覆い、防爆化を図る考えは他の製造装置等にも適用できる。
【００７６】
図１７は、モータ１７に防爆機能を付加した本発明の一実施の形態を示すもので、薄板製の透明なアクリル樹脂で箱状に形成したカバー９で全周囲を囲うことによって防爆化を図ったものである。
【００７７】
すなわち、カバー９内にモータ１６を収納し、このモータに接続される電源用や信号用の外部ケーブル１６ａとの接続は、カバー９の穴１６ｂにＯリング等の封止部品１６ｃを装着し、ケーブル１６ａとモータ固有のケーブル１６ｄとの間のコネクタ１６ｅによる接続中継をカバー９内で行うようにした。
【００７８】
また、カバー９内にはガス封入用の穴１６ｆを介してパイプ１６ｇが取り付けられ、窒素ガス等の不活性ガスが定圧力で供給され、カバー９内の気圧が常に外気圧より高くなる量に設定した。カバー９とガス封入用の穴１６ｆとの接続には、継ぎ手またはＯリング１６ｈを使用した。
【００７９】
モータ１６及びカバー９は、それぞれねじ１６ｉ及び結合ねじ１６ｊにより、ステンレス製でＬ字状に作られた取り付け具１６ｋを介して台座１６ｌに固定されている。
【００８０】
カバー９内と取り付け具１６ｋ等との間の隙間、すなわちねじ１６ｉ部や結合ねじ１６ｊ部、それに封止部品１６ｃやＯリング１６ｈにもシリコーンで封止し、カバー９内に外気が侵入しないように構成した。また、モータ１６の回転軸１６ｍとその軸穴１６ｎとの間も、回転軸１６ｍの回転動作の妨げにならない程度に隙間をゴム部材等で封止した。
【００８１】
上記のように構成した結果、カバー９内への外気の侵入を防止することができ、また仮に侵入してもカバー９内に供給された不活性ガスにより、酸素濃度が低くなることから、仮に、侵入した外気中に爆発性ガスが存在したとしても、カバー９内での引火誘爆は回避される。このようにして、爆発性ガス雰囲気中で使用されるモータ１６の防爆化が可能である。
【００８２】
同様に、図１８に示すように、電磁弁１７に防爆機能を付加させることもできる。すなわち、電磁弁１７を透明なアクリル樹脂からなる箱状のカバー９で囲い、外部からカバー９内に外部ケーブル１７ａとの接続には、カバー９の穴１７ｂにＯリング等の封止部品１７ｃを装着し、外部ケーブル１７ａの接続中継をカバー９内で行った。また、外部からの窒素ガス等の不活性ガス封入用のパイプ１７ｄとカバー９との接続にＯリング１７ｅや継ぎ手を使用し、カバー９内に不活性ガスを一定圧力で供給し、カバー９内の気圧が常に外気よりも高くなるよう構成した。
【００８３】
電磁弁１７に接続される高圧空気用配管１７ｆは、カバー９の穴１７ｇにＯリング１７ｈを介してカバー９内に通した後、隙間をシリコーンで封止し、カバー９は、結合ネジ１７ｉによって台座１７ｊに取り付けられている。ここでも、封止部品１７ｃやＯリング１７ｅにはシリコーンを充填し封止した。
【００８４】
また、図１９に示すように、圧力センサ１８に防爆機能を付加させることもできる。すなわち、圧力センサ１８を透明なアクリル樹脂からなる箱状のカバー９で囲い、カバー９の穴１８ｂにＯリング等の封止部品１８ｃを装着し、外部ケーブル１８ａと圧力センサ１８固有の接続ケーブル１８ｄとの接続は、中継コネクタ１８ｅによりカバー９内で行った。また、外部からの窒素ガス等の不活性ガス封入用のパイプ１８ｆとカバー９との接続にもＯリング１８ｇや継ぎ手を使用するとともに、カバー９内に不活性ガスを一定の圧力で供給し、カバー９内の気圧が常に外気よりも高くなるよう構成した。
【００８５】
圧力センサ１８に接続されたチューブ１８ｈは測定対象としての空気が供給される。チューブ１８ｈはカバー９内でセンサ１８に接続されるが、チューブ１８ｈはカバー９の穴１８ｉにＯリング１８ｊを介して挿入されている。
【００８６】
ここでも、封止部品１８ｃやＯリング１８ｊ等をシリコーンで封止するとともに、カバー９は、結合ネジ１８ｋによって台座１８ｌに取り付け構成した。
【００８７】
この構成により、カバー９内部への外気の侵入が防止され、また仮に侵入してもカバー９内は不活性ガスが供給されていることから、外気中の爆発性ガスがケーブルの接続部、あるいは電磁弁内部の電気的接続部等で仮に電気花火が発生したとしても爆発することが回避される。
【００８８】
以上の構成により、予め防爆機能を備えた特別の機器を使用することなく、通常仕様品のモータ１６、電磁弁１７、センサ１８を爆発性ガス雰囲気中で安全に使用することができ、爆発性ガス中で使用する電気機器、例えば自動組立機等で使用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によるコンデンサまたは電池の製造装置によれば、金属片を吸着搬送して金属缶の注入口まで運ぶとともに、搬送と途中に金属片の有無を検知する検知手段を設けたので、製造工程の自動化が可能となり、工程の短縮化と効率化が実現されるので、実用上の効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による電池の製造装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 図１に示す装置の主に送り出し機構及び金属片搬送機構を拡大して示す斜視図である。
【図３】 図２に示す装置の特に金属片搬送機構を拡大して示す斜視図である。
【図４】 図３に示す金属片搬送機構の動作説明図である。
【図５】 図１に示す装置の金属缶搬送機構の動作説明図である。
【図６】 図１に示す金属缶搬送機構の拡大斜視図である。
【図７】 図６に示す金属缶搬送機構の要部拡大斜視図である。
【図８】 図６に示す金属缶搬送機構の金属缶投入位置における拡大斜視図である。
【図９】 図８に示す機構の動作説明図である。
【図１０】 図１に示す装置の金属缶払い出し位置の拡大斜視図である。
【図１１】 図１に示す装置のスポット溶接位置の拡大斜視図である。
【図１２】 図１２（ａ）は図１１に示す装置の動作説明図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の出射レンズの詳細構造図である。
【図１３】 図１１に示す装置の一部断面拡大側面図である。
【図１４】 図１１に示す装置の要部平面図である。
【図１５】 図１に示す装置のシーム溶接位置の拡大斜視図である。
【図１６】 図１に示す装置の封口蓋有無検知器の拡大斜視図である。
【図１７】 この発明による防爆機能を付加したモータの一実施の形態を示す斜視図である。
【図１８】 この発明による防爆機能を付加した電磁弁の一実施の形態を示す斜視図である。
【図１９】 この発明による防爆機能を付加したセンサの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２０】 従来の電解液注入口の封止装置を示す構成図である。
【図２１】 図２０に示す装置の特に電池缶搬送機構を拡大して示した斜視図である。
【図２２】 図２１に示す装置の要部側面図である。
【図２３】 図２１に示す装置の要部平面図である。
【符号の説明】
１ 切断機構
２ 金属缶
２ａ 注入口
２１ 金属片
２２ 金属板
３ スポット溶接機構
３１ レーザ発振器
３２ 光ファイバ
３３ プレート
３３ａ ホルダ
３４ 出射レンズ
３５ アクチュエータ
３５ａ プランジャ
３８ 銅管
４ 金属缶搬送機構
４１ 台座
４２ａ、４２ｂ レール
４２ｃ レール間
４３ａ、４３ｂ 搬送腕 ４３ａａ、４３ｂａ チャック
４３ａｂ、４３ｂｂ 爪
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 位置決め部
４４ａａ，４４ａｂ、４４ｂａ，４４ｂｂ 位置決めブロック
４４ａａ１，４４ａａ２，４４ａｂ１，４４ａｂ２ 小ブロック
４４ｃａ、４４ｄａ 支点
４４ｃｂ 支持腕
４４ｃｃ、４４ｄｃ クランパ
４４ｃｄ、４４ｄｂ ばね
５ シーム溶接機構
５１ レーザ発振器
５２ 光ファイバ
５２ａ ロボット
５３ プレート
５４ 出射レンズ
５７ 銅管
５８ 封口蓋有無検知器
５８１ 位置決めチャック
５８２ 光センサ
６ 送り出し機構
６１ リール
６２ モータ
６３ ピッチ送り機構
６４ 位置決め部
６４ａ 固定
７ 金属片搬送手段
７１ 第１の吸着ノズル
７２ 金属片位置決め部
７２ａ 固定基準部 ７２ｂ、７２ｃ 可変部
７３ 第２の吸着ノズル
７３ａ ストッパ
８ 検知手段
８１ 台座
９ カバー
１０ 主駆動モータ
１１ プレート
１１ａ ガイド
１１ｂ 取っ手
１３ ロボット
１４ トレー
１５ パレタイザ
Ａ 投入位置
Ｂ スポット溶接位置
Ｃ シーム溶接位置
Ｄ 払い出し位置
Ｅ 封口蓋有無検知位置
【発明の属する技術分野】
この発明は、電解液注入口の封止装置を備えたコンデンサまたは電池の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電解コンデンサやリチウム・イオン二次電池等の蓄電池では、予めステンレス製の金属缶の上蓋に、円形あるいは矩形の電解液の注入口が設けられ、この注入口から電解液が中に注入された後封止されて製造される。
【０００３】
注入口の封止は、同じくステンレス製の金属片をその注入口にかぶせ、その金属片のレーザ光によるシーム溶接によって行われた。
【０００４】
電解コンデンサやリチウム・イオン二次電池等の蓄電池はますます小形化され、携帯電話等に搭載される電池等では、電解液の注入口の直径が数ｍｍほどに小さなものもある。電解液の注入口が小さいので、その注入口を覆う金属片も小さくなり、精々５ｍｍ四方で厚さも０．１ｍｍ程度の薄さのものも使用された。
【０００５】
従来、小さな金属片を電解液の注入口上に載せるのに、作業員がバキュームピンセットを使用して、小さな金属片を吸着して拾いあげ、金属缶上まで運び、注入口上に注意深く載せていた。
【０００６】
そこで、従来の電解液注入口の封止装置は、図２０に示すように構成されていた。まずカッタ等からなる切断機構１により金属板を一定の長さに切断して金属片２１が形成される。その金属片２１は作業員のバキュームピンセットで拾われ、スポット溶接機構３まで運ばれ、金属缶２の注入口２ａ上に載置された。なおこのとき、前の製造工程で金属缶２内には注入口２ａから電解液が注入されていて、フリーフローコンベアから金属缶搬送機構４上に投入されている。
【０００７】
スポット溶接機構３は、レーザ発振器３１からＹＡＧレーザ等のレーザ光を光ファイバ３２を介して導入し、数箇所へのスポット照射により金属片２１を金属缶２に仮止めを行うものである。
【０００８】
金属片２１を注入口２ａに仮固定された金属缶２は、金属缶搬送機構４によりシーム溶接機構５に搬送され、ここで同様に光ファイバ５２を介したレーザ発振器５１からのＹＡＧレーザ光等の照射によって、金属片２１は注入口２ａの縁に沿い金属缶２にシーム溶接され、電解液は金属缶２内に封止される。電解液が封止された金属缶２は、金属缶搬送機構４から図示しないロボットにより搬出される。
【０００９】
そこで、従来の金属缶搬送機構４は、図２１に示すように構成され、台座４１上に間隔をおいて併設された２本のレール４２ａ，４２ｂ間（４２ｃ）に、金属缶２（ワーク）はまず投入される。投入された金属缶２は２組の搬送腕４３ａ，４３ｂの内の一方（４３ａ）にまず捕捉（チャッキング）される。
【００１０】
各搬送腕４３ａ，４３ｂは、それぞれ一対のチャック４３ａａ，４３ｂａを有し、各チャック４３ａａ，４３ｂａには、それぞれ金属缶２を捕捉し把持（クランプ）する２本の爪４３ａｂ，４３ｂｂが設けられている。
【００１１】
各搬送腕４３ａ，４３ｂは、それぞれ図示しない駆動モータによるカムの操作により金属缶２の搬送方向（矢印Ｙ方向）、及びその搬送方向に直交する方向（矢印Ｘ方向）に移動可能に構成され、投入された金属缶２の捕捉とともに、搬送方向への一定長さの往復運動を行いつつ順次搬送するものである。
【００１２】
手前側の搬送腕４３ａによる最初の金属缶２の捕捉操作では、図２２に点線で示すように、２本のレール４２ａ，４２ｂから離れた位置の搬送腕４３ａが矢印Ｘ方向に移動して、金属缶２を２本の爪４３ａｂ間に捕捉するものである。従って、金属缶搬送機構４上に投入された金属缶２が、矢印Ｘ方向に移動して捕捉する２本の爪４３ａｂ間に正確に位置してはじめて捕捉が行われ、搬送される。
【００１３】
２本の爪４３ａｂ間に金属缶２を捕捉した搬送腕４３ａは、搬送方向（矢印Ｙ方向）に搬送するものであるが、図２２からも明らかなように、手前側で一つの爪４３ａｂが、金属缶２の側面を押して搬送することになる。
【００１４】
このようにして金属缶搬送機構４は、図２１に示したように、各搬送腕４３ａ，４３ｂの搬送操作により、金属缶２の投入位置Ａでの捕捉からはじまり、順次スポット溶接位置Ｂ、シーム溶接位置Ｃを経て、ロボットにより搬出される払い出し位置Ｄまで金属缶２を搬送するが、特に各溶接位置Ｂ，Ｃには、位置決め部４４ａ，４４ｂが設けられ、溶接のための位置決め操作が行われる。
【００１５】
各位置決め部４４ａ，４４ｂは、図２１に示すように、それぞれ金属缶２を把持する一対の位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂ、４４ｂａ，４４ｂｂを有し、この位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂ、４４ｂａ，４４ｂｂは、矢印Ｘ方向に移動しかつ相互間隔を狭めることによって、金属缶２を搬送腕４３ａ，４３ｂから受け取り、位置決めするよう構成されている。従って、各位置決め部４４ａ，４４ｂも、駆動モータによるカムの操作によって各搬送腕４３ａ，４３ｂの動きに連動する。
【００１６】
金属缶２を把持する一対の位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂの形状を図２３に拡大して示したが、位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂは中心部で互いに対応して開口する三角状のテーパ部を形成しており、位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂがそれぞれ矢印Ｙ，Ｙ１方向に接近移動することによって矩形状の金属缶２を挟持し、搬送腕４３ａで搬送された金属缶２を、所定のスポット溶接位置に位置決めするものである。
【００１７】
従って、この従来の位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂによる位置決めでは、金属缶２に対し、図２３の実線のように金属缶２の４つの角部全てが三角形状のテーパ部に当接し、はじめて正しい姿勢で位置決めされるが、傾いた金属缶２では、図示点線のように３点で当接してしまい、正しい位置決めがなされない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の電解液注入口の封止装置では、作業員は小さな金属片をバキュームピンセットにより拾いあげ、小さな注入口上に運び、注入口を覆うように載置して溶接するものであったから、作業員による金属片の拾い揚げ作業、及び小さな注入口上へ載せるのに手間がかかり、作業効率を低下させるので改善が要望されていた。
【００１９】
また、金属缶に封入される電解液は、例えばプロピレンカーボネイト、ジメトキシエタン、ジオキソラン等の非水系の有機溶媒に過塩素酸リチウム等の溶質を溶解したものが使用されるが、これらは揮発性でガス化するので、注入口の封止作業中も、ガス化した電解液が作業室内に充満し、作業室内のガスの濃度を高める恐れがあった。空気中でのガス化した電解液の濃度がある一定値を越えると、近くの溶接作業や電気接点からの火花等が引火し爆発する恐れがあるので改善が要望されていた。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、第１の発明はコンデンサまたは電池の製造装置において、帯状の金属板を一定の長さで順次送り出す送り出し機構と、この送り出し機構によって送られた前記金属板を一定の長さに順次切断し金属片を生成する切断機構と、この切断機構によって形成された前記金属片を吸着し、金属片を電解液の入った金属缶の注入口上に搬送し、注入口上に載置する金属片搬送機構と、この金属片搬送機構によって搬送され、前記注入口上に載置された金属片を検知する検知手段と、前記注入口上に載置された金属片を前記金属缶にスポット溶接するスポット溶接機構と、このスポット溶接機構によって前記金属片がスポット溶接された金属缶を搬送する金属缶搬送機構と、この金属缶搬送機構によって搬送された金属缶の金属片を、注入口の縁に沿いシーム溶接し、前記注入口を封止するシーム溶接機構とを有する電解液注入口の封止装置と、この電解液注入口の封止装置をカバーにより密閉された空間内に設置するとともに、前記密閉された空間内において、前記金属缶内の電解液の蒸発によるガスの濃度が、予め定めた値を越えたのに基づき警報を発するガス濃度検出手段とを具備することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、金属片搬送手段と注入口上に載置された金属片を検知する検知手段とを備えたので、従来のように小さな金属片を人手により注入口上に運ぶ操作がなくなり作業効率を高めることができる。また、検知手段を設けたので、仮に金属片が正常に注入口上に載置されない場合には、その後の無駄な作業工程を直ちに停止させることができるので、同様に作業効率の向上が可能となる。
また、カバーにより密閉された空間内に電解液注入口の封止装置を設置したことにより、蒸発によりガス化した電解液の濃度の検知を的確に行うことができ、ガス爆発の未然防止が可能となる。
【００２２】
第２の発明は、同じくコンデンサまたは電池の製造装置に係り、帯状の金属板を一定の長さで順次送り出す送り出し機構と、この送り出し機構によって送られた前記金属板を一定の長さに順次切断し金属片を生成する切断機構と、この切断機構によって形成された前記金属片を吸着し、金属片を電解液の入った金属缶の注入口上に搬送し、注入口上に載置する金属片搬送機構と、この金属片搬送機構によって搬送され、前記注入口上に載置された金属片を検知する検知手段と、前記注入口上に載置された金属片を前記金属缶にスポット溶接するスポット溶接機構と、このスポット溶接機構によって前記金属片がスポット溶接された金属缶を搬送する金属缶搬送機構と、この金属缶搬送機構によって搬送された金属缶の金属片を、注入口の縁に沿いシーム溶接し、前記注入口を封止するシーム溶接機構とを有する電解液注入口の封止装置と、この電解液注入口の封止装置をカバーにより密閉された空間内に設置するとともに、前記密閉された空間内において、その空間内の酸素濃度が、予め定めた値以上となったのに基づき警報を発する酸素濃度検出手段とを具備することを特徴とする。
【００２３】
このように、第２の発明は、カバーにより密閉された空間内に電解液注入口の封止装置を設置したことにより、空間内の酸素濃度の検知を的確に行うことができ、ガス爆発の未然防止が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるコンデンサまたは電池の製造装置の一実施の形態を図１ないし図１９を参照して詳細に説明する。なお図２０ないし図２３に示した従来の構成と同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２５】
図１は本発明によるコンデンサまたは電池の製造装置の第１の実施の形態を示す構成図で、この実施の形態では、リチウム・イオン二次電池の電解液注入口の封止装置を採用した電池の製造装置について説明する。
【００２６】
図１に示すように、この電池の製造装置は、図２０ないし図２３に示した従来の電解液注入口の封止装置と同様に、電解液の入った金属缶（ステンレス製）２の注入口（２ａ）を、金属板２２の切断により形成した金属片２１で封止するものであり、次の主要部から構成されている。
【００２７】
すなわち、この電池の製造装置は帯状の金属板（例えばステンレス製）２２を一定量づつ送り出す送り出し機構６と、送り出された金属板２２を順次一定の長さに切断し金属片２１を生成する切断機構１と、図１には明示していないが金属片２１を金属缶２の注入口（２ａ）上に搬送し、注入口２ａを覆うように載置する金属片搬送機構（７）及び搬送された金属片２１を検知する検知手段（８）と、金属片２１を金属缶２にスポット溶接するスポット溶接機構３と、スポット溶接された金属片２１をシーム溶接するシーム溶接機構５と、金属缶２を搬送する金属缶搬送機構４、及び上記切断機構１や各溶接機構３，５はもとより上記各機構及び手段からなる注入口の封止装置全体を覆うカバー９とから構成される。
【００２８】
以下、順次各具体的構成及びそれらの動作を詳細説明する。
【００２９】
まず、送り出し機構６は、図２に拡大して示したように、リール６１にリボン状に巻回された帯状の金属板２２を、モータ６２によるリール６１の回転と、ピッチ送り部６３とにより、次の切断機構１へ順次一定量づつ送り出すように構成されている。ピッチ送り部６３は、モータ６２により繰り出された金属板２２を把持しつつ、一定の長さづつ順次繰り出すいわゆるピッチ送りにより、切断機構１に供給するものである。
【００３０】
切断機構１は、金属板２２を固定する固定部と、カット（切断）用の金型とで構成され、従来と同様に、金属板２２を一定長さに順次切断し、正方形あるいは長方形の矩形状の金属片２１を生成する。
【００３１】
生成された金属片２１は、図３にも拡大して示したように、金属片搬送機構７の図示しないＸ−Ｙ駆動テーブルに連結された第１の吸着ノズル７１に吸着され、金属片位置決め部７２まで順次搬送され位置決めされる。金属片位置決め部７２は、固定基準部７２ａと可変部７２ｂ，７２ｃとからなり、その位置決め動作原理は、図４に示すように、固定基準部７２ａのコーナー内に搬送された金属片２１に対し、２つの可変部７２ｂ，７２ｃが矢印方向に移動し、コーナーに当接させる操作を行うことによって金属片２１の位置及び向きが定められるものである。
【００３２】
金属片位置決め部７２で位置や向きが定められた金属片２１は、図示しないＸ−Ｚ駆動テーブルに連結された第２の吸着ノズル７３により、金属片位置決め部７２から、金属缶搬送機構４上の金属缶２まで搬送され、注入口２ａを覆うように載置される。
【００３３】
もちろん、金属片搬送機構７の第１及び第２の各吸着ノズル７１，７３は、配管を介して図示しない真空ポンプに接続され、その配管途中に設けられた圧力検知器により、経路内圧力を検出できるよう構成されている。また各吸着ノズル７１，７３を駆動するＸ−Ｙ−Ｚ駆動テーブル及びＸ−Ｚ駆動テーブルは、切断機構１や金属缶搬送機構４の動作タイミングと連動して動作する必要があり、これらの動作は主駆動モータ１０により制御される。
【００３４】
第２の吸着ノズル７３の搬送移動経路の下方には光学センサからなる検知手段８が設けられ、下方から第２の吸着ノズル７３のノズル開口部に向け照射した光が、吸着された金属片２１から反射光として戻ってくるか否かにより、金属片２１の有無を検知する。これにより、金属片２１が間違いなく金属缶２まで搬送されたか否かを検出できることから、検知手段８の出力信号で、その後の工程を制御し、無駄な進行を停止させることができる。
【００３５】
また、第２の吸着ノズル７３の搬送移動経路の下方には、検知手段８の出力信号を受け、ストッパ７３ａが矢印Ｙ方向に挿入動作して、ノズル先端が金属缶２上に位置した第２の吸着ノズル７３のＺ方向への降下を遮断し、ノズル先端が金属缶２の注入口２ａへの接触、ないしは接近しないように構成した。
【００３６】
このストッパ７３ａの操作により、金属片２１を吸着していない第２の吸着ノズル７３が、注入口２ａに接触ないしは接近し、金属缶２上に付着した電解液あるいは金属缶２内の電解液を吸い込み、ノズル孔や配管が電解液で詰まるのを防止することができる。
【００３７】
また、図２に示したように、送り出し機構６、切断機構１及び金属片搬送機構７はいずれもプレート１１上に固定され、プレート１１はレール状のガイド１１ａを介してベースプレート１２に載置されているので、プレート１１の取っ手１１ｂにより、必要に応じ矢印Ｘ方向に引き出すことができる。もっとも、プレート１１には図示しないストッパが設けられ、通常は位置固定されている。一般に、金属片搬送機構７と金属缶搬送機構４との間の隙間は狭いが、ガイド１１ａを設けたことにより、必要に応じ金属片搬送機構７等を手前側に引き出すことができることから、作業員による金属缶搬送機構４等の保守点検作業が容易となる。
【００３８】
一方、金属缶搬送機構４の基本動作は、図５（ａ）ないし図５（ｄ）にその動作順序を示したように、従来と同様に、投入された金属缶２の搬送腕４３ａ，４３ｂによる捕捉・搬送と、位置決め部４４ａ，４４ｂでの位置決め操作であり、全体としては駆動モータのカム操作によるワークピッチ送り機構を構成する。
【００３９】
すなわち、搬送腕４３ａがレール４２ａ，４２ｂから離れた位置（図５（ａ））からカム操作により矢印Ｘ４の方向に移動して、図５（ｂ）に示すように金属缶２を捕捉し、続いてカム操作により矢印Ｙ方向にレール４２ａ，４２ｂに沿って搬送移動し、金属缶２を次の工程位置まで搬送する。搬送後は図５（ｃ）に示すようにカム操作により搬送腕４３ａは矢印Ｘの方向に移動して金属缶２を解放し、搬送腕４３ａは続いてカム操作により図５（ｄ）に示すように矢印Ｙ方向への移動により、最初の位置（図５（ａ））の位置に戻る。このように、丁度口の字を描いて巡回するように作動して金属缶２の捕捉・搬送操作を行う。
【００４０】
図６はこの実施の形態における金属缶搬送機構４の要部を拡大して示したものであるが、特に従来の金属缶搬送機構４との相違点の一つは、搬送腕４３ａ，４３ｂとレール４２ａ，４２ｂの構造であり、他の一つは、金属缶２の位置決め位置に、従来の各溶接位置Ｂ，Ｃの他に、新たに金属缶２の投入位置Ａ及び払い出し位置Ｄ、及び封口蓋有無検知位置Ｅを追加し、封止搬送操作の効率化を図ったことである。
【００４１】
図７は、金属缶２の投入位置Ａにおける台座４１、レール４２ａ，４２ｂ、金属缶２を捕捉した状態での搬送腕４３ａを示したものである。搬送腕４３ｂも同様であるが、レール４２ａ，４２ｂは図示しないスペーサを介して台座４１の上に固定し、搬送腕４３ａは、チャック４３ａａの上下２つの爪４３ａｂの間に、少なくともレール４２ｂを挟んで金属缶２を捕捉し、搬送するように構成した。
【００４２】
従って、金属缶２はその一側面を間隔を置いた上下の爪４３ａｂに捕らえられ、押し出されるので、金属缶２を押し出す操作が安定し、台座４１上で金属缶２が傾きつつ搬送されることが回避される。従って、搬送時に金属缶２が傾き、缶中の電解液が外側にこぼれ、金属缶２の外側面や搬送機構４を汚し、円滑な搬送を妨げるような不具合は解消される。
【００４３】
なお、レール４２ａ，４２ｂを台座８１に止める止め穴は幅方向（Ｘ方向）に複数間隔に設け、止め穴の位置を変えることで２本のレール４２ａ，４２ｂの間隔を変え、金属缶２の異なる形状にも対応できるよう構成した。
【００４４】
次に、図８に拡大して示すように、金属缶２の投入位置Ａの位置決め部４４ｃは、支点４４ｃａを回転軸とする支持腕４４ｃｂと、その一端に取り付けたクランパ４４ｃｃ、他端に取り付けたばね４４ｃｄと、その固定用ポスト４４ｃｅとから構成される。従って、クランパ４４ｃｃは支点４４ｃａを中心に回転し、クランパ４４ｃｃはばね４４ｃｄの圧縮力により常に図矢印Ｘの方向に回転する力が働く。
【００４５】
金属缶２が台座４１上のレール４２ａ，４２ｂにフリーフローコンベアから投入されたときは、金属缶２は図９（ａ）に示すように、レール４２ａ，４２ｂの上に張り出したクランパ４４ｃｃに遮られて停止し、金属缶２の位置は安定する。そこで、次に搬送腕４３ａがレール４２ｂ方向（Ｘ方向）に移動し、クランパ４４ｃｃに位置ぎめ安定した金属缶２を、図９（ｂ）に示すように一対の爪４３ａｂ間に捕捉し、矢印Ｙ方向に搬送する。このとき、爪４３ａｂはクランパ４４ｃｃを押し出すことから、クランパ４４ｃｃは矢印Ｘ方向に回転して退避し、金属缶２は図９（ｃ）に示すように搬送されるとともに、その後はクランパ４４ｃｃはばね４４ｃｄにより再び元の図９（ａ）に示した位置に復帰し、金属缶２の投入待ちの状態となる。
【００４６】
以上は、投入位置における位置決め部４４ｃについて説明したが、図１０に拡大して示したように、金属缶２の払い出し位置Ｄにおける位置決め部４４ｄについても同様であり、搬送腕４３ｂにより金属缶２が払い出し位置Ｄに搬送されると、爪４３ｂｂがクランパ４４ｄｃを押し上げて停止し、搬送腕４３ｂが離れると、クランパ４４ｄｃがばね４４ｄｂによりもとの位置に戻ろうとする力により、金属缶２をレール４２ｂに押しつけ安定する。なお、図１０に示す構成の位置決め部４４ｄで、投入位置における位置決め部４４ｃと対応する構成には、それぞれ対応する符号を付し、詳細な説明は省略した。
【００４７】
このように、払い出し位置Ｄにおいても、投入位置Ａと同様に、金属缶２はスクランパ４４ｄｃの作用により安定した位置で停止するから、図１に示したように、ロボット１３による金属缶２の払い出し作業も円滑に行うことができる。
【００４８】
そこで、上記のような金属缶搬送機構４では、ＹＡＧレーザによるスポット溶接位置Ｂにおいて、従来と同様に、位置決め部４４ａにより位置決めされ金属缶２へのスポット溶接が行われる。
【００４９】
この実施の形態による、スポット溶接位置Ｂにおける位置決め部４４ａ及びスポット溶接機構３を図１１ないし図１３に示すように構成した。
【００５０】
すなわち、金属缶２の注入口２ａ上に載置された正方形状の金属片２１は、図示しないレーザ発振器（３１）からのレーザ光は光ファイバ３２を介して、プレート３３に取り付けられた出射レンズ３４に供給され、ここで２本に分割され、１回のレーザ光出射で２点スポット溶接する。すなわち、図１２（ａ）に示すように、金属片２１の一方の対角線上の隅２点（イ，イ）をまず同時に溶接し、次に図１１に示すアクチュエータ３５により出射レンズ３４を矢印θ方向に９０度回転させることにより、他方の対角線上の隅２点（ロ，ロ）を溶接するよう構成した。
【００５１】
出射レンズ３４は、図１２（ｂ）に示すように、光ファイバ３２からのレーザ光は分割レンズ３４ａで２本に分割され、それぞれ２本の光ファイバ３４ｂ１，３４ｂ２を介して、一対のレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２に供給されるように構成されている。
【００５２】
そして、一対のレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２はそれぞれ一対の固定ブロック３４ｄ１，３４ｄ２に固定され、光ファイバ３４ｂ１，３４ｂ２からのレーザ光が、図示のように、金属片２１の載置された注入口２ａの開口中心軸方向に対して所定の角度を有して照射されるように構成されている。このように、スポット溶接時にそれぞれ所定の角度を有して金属片２１に照射することで、溶接面からのレーザ反射光がいずれかのレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２に入射しないように構成され（すなわち、所定の角度とは、レーザ反射光がレンズユニット３４ｃ１，３４ｃ２に入射しないような角度を言う）、反射光によってレンズやファイバが損傷するのを防止した。特に金属片２１がアルミニウムの場合は、光反射率が高いので、大きな損傷防止効果が得られる。
【００５３】
また、一対の各固定ブロック３４ｄ１，３４ｄ２は、プレート３４ｅ上の各ガイド３４ｆ１，３４ｆ２に沿い矢印Ｙ方向に移動できるように構成され、ばね３４ｇの圧縮力に抗したモータ３４ｈによるくさび型ブロック３４ｉの上下方向（矢印Ｚ方向）への調節によって、固定ブロック３４ｄ１，３４ｄ２間の間隔は制御される。従って、モータ３４ｈによるくさび型ブロック３４ｉの上下方向（矢印Ｚ方向）への調節によって、スポット溶接点（イ，イ及びロ，ロ）の各間隔を調節できるので、注入口２ａの大きさの異なる金属缶２に対しても対応することができる。
【００５４】
９０度の回転機構は図１３にも示すように、光ファイバ３２はプレート３３に支持されたホルダ３３ａに固定され、ホルダ３３ａはベアリング３６ａを介して、アクチュエータ３５のプランジャ３５ａに連結されている。またプランジャ３５ａに連結された出射レンズ３４は、他のベアリング３６ｂを介してプレート３３に連結されている。従って、アクチュエータ３５の操作により出射レンズ３４のみがθ方向に９０度回転可能となり、光ファイバ３２はねじれが生じず、耐久性が向上する。
【００５５】
このように、スポット溶接機構３では、正方形状の金属片２１対し、対角線上の隅各２点（イ，ロ）でのスポット溶接によるので、注入口２ａ上での金属片２１のめくれ等は防止され円滑かつ安定した仮止めが可能となる。
【００５６】
なお、この実施の形態では、レーザ光の分光は分割レンズ３４ａやハーフミラーで行い、比較的エネルギー差の少ない安定したレーザ光を得てスポット溶接するように構成したが、光ファイバ光学系によって３分岐や６分岐に分岐し、３か所あるいは６か所等、３か所以上を同時に溶接する、いわゆるマルチスポット溶接を行うようにしても良い。
【００５７】
なお、図１１に示すように、プレート３３には、これを上下動させるためのステージ３７を設け出射レンズ３４の焦点調整を行うように構成した。
【００５８】
また、プレート３３には、図示しない窒素タンクに接続された銅管３８を固定し、その銅管３８の開口部を溶接位置に向け、窒素ガスを吹き付けることにより、溶接部分の酸化による劣化を防止するように構成した。また銅管３８と窒素タンクとの間には図示しないが流量計を設け、窒素ガスの流量が常に適切かどうかをチェックできるように構成した。
【００５９】
さらに、この実施の形態でも、スポット溶接位置Ｂには、図１１に示すように、位置決め部４４ａを有し、搬送腕４３ａにより搬送された電池缶２を受け取り、溶接時の位置決めを行うよう構成した。従来の位置決め部４４ａの構造とは相違し、位置決めブロック４４ａａ，４４ａｂを図１４にその平面図を示すように、矩形状の金属缶２の形状に適合するよう、それぞれ矩形部を有する４つの小ブロック４４ａａ１，４４ａａ２、４４ａｂ１，４４ａｂ２に分割され、まず搬送腕４３ａ側の２つの小ブロック４４ａａ２，４４ａｂ２を矢印Ｙ方向に作動させ、金属缶２を捕捉し長さ方向（Ｙ方向）に位置決めを行う。次に、小ブロック４４ａａ１，４４ａｂ１を矢印Ｘ方向に作動させることにより、金属缶２の長さ方向に直交する方向（Ｘ方向）での位置決めを行うものである。
【００６０】
従来は、単に対向するテーパ面で金属缶２を捕捉したので、傾いて搬送された金属缶２に対しては、その傾いた状態で金属缶２を捕捉し位置決めされたが、この実施の形態によれば、互いに直交するＹ方向Ｘ方向に分離してそれぞれ位置決めされるので、搬送方向に対する傾きが補正されより正確な位置決めが可能である。
【００６１】
このようにして位置決めされ、スポット溶接により金属片２１を仮止めした金属缶２は、電池缶搬送機構４によってシーム溶接位置Ｄに搬送され、ここでも同様な構成により位置決めされ、シーム溶接が行われる。
【００６２】
シーム溶接機構５は、Ｘ−Ｙステージの駆動により、図１５に示すように、金属片２１に対し、円形の注入口２ａを中心として金属缶２の縁に円を描くようにしてシーム溶接を行うものである。
【００６３】
シーム溶接機構５も、スポット溶接機構３と同様に、図示しないレーザ発振器（５１）からのＹＡＧレーザ光を光ファイバ５２を介して、プレート５３に取り付けられた出射レンズ５４に供給される。プレート５３はＸ−Ｙ駆動ステージ５５上に載置され、シーム溶接軌跡を自由に設定できる。またＸ−Ｙ駆動ステージ５５にはＺ駆動ステージ５６が設けられ、プレート５３をＺ軸方向、つまり上下方向に移動し、出射レンズ５４の高さを任意に変え焦点調整を行うことができる。
【００６４】
また、シーム溶接機構５にも、プレート５３には、図示しない窒素タンクに流量計を介して接続された銅管５７が固定されていて、溶接箇所への窒素ガス吹き付けにより溶接部の酸化を防ぐよう構成した。
【００６５】
なお、この実施の形態では、シーム溶接のレーザ出力はスポット溶接のレーザ出力より小さくするとともに、シーム溶接機構５に隣接して封口蓋有無検知位置Ｅを設け、金属片２１が金属缶２に適正にシーム溶接されているかどうかを判別する封口蓋有無検知器を取り付け構成した。
【００６６】
すなわち、封口蓋有無検知器５８は、図１６に拡大して示すように、搬送された金属缶２は、スポット溶接位置及びシーム溶接位置と同様に、封口蓋有無検知器５８の位置決めチャック５８１で捕捉・位置決め（センタリング）が行なわれる。次に、光センサ５８２からの光５８２ａがシーム溶接された金属片２１に向けて照射され、その金属片２１からの反射光５８２ｂはセンサ５８２の検知部に供給される。
【００６７】
ここで、もしも金属片２１がシーム溶接されていないか、あるいは溶接されていても正規の溶接位置からずれている場合は、光５８２ａは注入口２ａから金属缶２内部に入射し、反射光量５８２ｂが少なくなる。従って、その反射光量が適正か否かを判定することにより、金属片２１の位置ずれも含め、溶接の適否を判別するよう構成した。
【００６８】
なお、この封口蓋有無検知器５８は、光センサ５８２に代え、変位センサを用い、金属片２１の厚みを測定し、金属片２１の有無を判別すことにより、シーム溶接の良否を判定するように構成してもよい。また、光センサ５８２に代え、可動可能なレーザ変位計を採用し、金属缶２表面での凹凸を測定することで、同様に金属片２１のシーム溶接の良否を判定してもよい。さらにまた、光センサ５８２に代え、ＣＣＤカメラ等のカメラと画像処理装置に置き換え、金属缶２上面の画像を取り込み、金属片２１の有無や位置ずれも含む、シーム溶接の良否を判定するように構成してもよい。
【００６９】
いずれにしても、封口蓋有無検知器５８によって金属片２１が適正にシーム溶接されていなく、溶接不良（ＮＧ）と判定された金属缶２は、良品と区別され、金属缶搬送機構４から搬出される際、図１に示すように、この封口蓋有無検知器５８に連動した選別ロボット１３により分別され、それぞれトレー１４、及びパレタイザ１５のトレイ（パレット）に払い出される。なお、ロボット１３は、一軸ロボットと上下動デバイス及びチャッキングデバイスから構成される。
【００７０】
上記構成による電解液注入口の封止装置は、図１に示したように、ステンレス製のカバー９で全体を密閉することによって、コンデンサまたは電池の製造装置を構成した。
【００７１】
すなわち、金属缶２に収納される電解液はもともと揮発性を有し、金属缶搬送機構４に投入されてからシーム溶接が完了するときまでは、注入口２ａからわずかづつでも気化して蒸発し空気中に拡散する。従って、空気中に気化した電解液が拡散し、その空気中の濃度が高まると何らかの火気により引火し爆発しないとも限らない。
【００７２】
そこでこの電解液注入口の封止装置及びコンデンサまたは電池の製造装置は、金属缶２が少なくとも電池缶搬送機構４上にある間の空間を密閉することとし、仮にカバー９内で引火により爆発が起きても、外部への影響が少なくなるよう構成した。
【００７３】
またカバー９には必要箇所にアクリル製の透明な覗き窓を設け、外部から装置内をチェックできるように構成するとともに、図示しないがカバー９内部に電解液ガス濃度を検知するためのガスセンサを設け、電解液が蒸発して生じるガスの濃度が規定値以上となったのに基づき、警報ブザーによって作業員に危険を知らせるとともに、装置を自動的に停止させるよう構成した。
【００７４】
また、カバー９内部に酸素濃度を検出するセンサを設け、カバー９内の酸素濃度が一定値以下を確保しているかどうか、また酸素濃度が規定濃度を越えたとき図示しない操作パネルが作動し警報ブザーが鳴るように構成し、作業員に危険を知らせる機能を備えた。
【００７５】
また、図１では、コンデンサや電池の製造装置を示したが、このように装置の主要部をカバー９で覆い、防爆化を図る考えは他の製造装置等にも適用できる。
【００７６】
図１７は、モータ１７に防爆機能を付加した本発明の一実施の形態を示すもので、薄板製の透明なアクリル樹脂で箱状に形成したカバー９で全周囲を囲うことによって防爆化を図ったものである。
【００７７】
すなわち、カバー９内にモータ１６を収納し、このモータに接続される電源用や信号用の外部ケーブル１６ａとの接続は、カバー９の穴１６ｂにＯリング等の封止部品１６ｃを装着し、ケーブル１６ａとモータ固有のケーブル１６ｄとの間のコネクタ１６ｅによる接続中継をカバー９内で行うようにした。
【００７８】
また、カバー９内にはガス封入用の穴１６ｆを介してパイプ１６ｇが取り付けられ、窒素ガス等の不活性ガスが定圧力で供給され、カバー９内の気圧が常に外気圧より高くなる量に設定した。カバー９とガス封入用の穴１６ｆとの接続には、継ぎ手またはＯリング１６ｈを使用した。
【００７９】
モータ１６及びカバー９は、それぞれねじ１６ｉ及び結合ねじ１６ｊにより、ステンレス製でＬ字状に作られた取り付け具１６ｋを介して台座１６ｌに固定されている。
【００８０】
カバー９内と取り付け具１６ｋ等との間の隙間、すなわちねじ１６ｉ部や結合ねじ１６ｊ部、それに封止部品１６ｃやＯリング１６ｈにもシリコーンで封止し、カバー９内に外気が侵入しないように構成した。また、モータ１６の回転軸１６ｍとその軸穴１６ｎとの間も、回転軸１６ｍの回転動作の妨げにならない程度に隙間をゴム部材等で封止した。
【００８１】
上記のように構成した結果、カバー９内への外気の侵入を防止することができ、また仮に侵入してもカバー９内に供給された不活性ガスにより、酸素濃度が低くなることから、仮に、侵入した外気中に爆発性ガスが存在したとしても、カバー９内での引火誘爆は回避される。このようにして、爆発性ガス雰囲気中で使用されるモータ１６の防爆化が可能である。
【００８２】
同様に、図１８に示すように、電磁弁１７に防爆機能を付加させることもできる。すなわち、電磁弁１７を透明なアクリル樹脂からなる箱状のカバー９で囲い、外部からカバー９内に外部ケーブル１７ａとの接続には、カバー９の穴１７ｂにＯリング等の封止部品１７ｃを装着し、外部ケーブル１７ａの接続中継をカバー９内で行った。また、外部からの窒素ガス等の不活性ガス封入用のパイプ１７ｄとカバー９との接続にＯリング１７ｅや継ぎ手を使用し、カバー９内に不活性ガスを一定圧力で供給し、カバー９内の気圧が常に外気よりも高くなるよう構成した。
【００８３】
電磁弁１７に接続される高圧空気用配管１７ｆは、カバー９の穴１７ｇにＯリング１７ｈを介してカバー９内に通した後、隙間をシリコーンで封止し、カバー９は、結合ネジ１７ｉによって台座１７ｊに取り付けられている。ここでも、封止部品１７ｃやＯリング１７ｅにはシリコーンを充填し封止した。
【００８４】
また、図１９に示すように、圧力センサ１８に防爆機能を付加させることもできる。すなわち、圧力センサ１８を透明なアクリル樹脂からなる箱状のカバー９で囲い、カバー９の穴１８ｂにＯリング等の封止部品１８ｃを装着し、外部ケーブル１８ａと圧力センサ１８固有の接続ケーブル１８ｄとの接続は、中継コネクタ１８ｅによりカバー９内で行った。また、外部からの窒素ガス等の不活性ガス封入用のパイプ１８ｆとカバー９との接続にもＯリング１８ｇや継ぎ手を使用するとともに、カバー９内に不活性ガスを一定の圧力で供給し、カバー９内の気圧が常に外気よりも高くなるよう構成した。
【００８５】
圧力センサ１８に接続されたチューブ１８ｈは測定対象としての空気が供給される。チューブ１８ｈはカバー９内でセンサ１８に接続されるが、チューブ１８ｈはカバー９の穴１８ｉにＯリング１８ｊを介して挿入されている。
【００８６】
ここでも、封止部品１８ｃやＯリング１８ｊ等をシリコーンで封止するとともに、カバー９は、結合ネジ１８ｋによって台座１８ｌに取り付け構成した。
【００８７】
この構成により、カバー９内部への外気の侵入が防止され、また仮に侵入してもカバー９内は不活性ガスが供給されていることから、外気中の爆発性ガスがケーブルの接続部、あるいは電磁弁内部の電気的接続部等で仮に電気花火が発生したとしても爆発することが回避される。
【００８８】
以上の構成により、予め防爆機能を備えた特別の機器を使用することなく、通常仕様品のモータ１６、電磁弁１７、センサ１８を爆発性ガス雰囲気中で安全に使用することができ、爆発性ガス中で使用する電気機器、例えば自動組立機等で使用することができる。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によるコンデンサまたは電池の製造装置によれば、金属片を吸着搬送して金属缶の注入口まで運ぶとともに、搬送と途中に金属片の有無を検知する検知手段を設けたので、製造工程の自動化が可能となり、工程の短縮化と効率化が実現されるので、実用上の効果大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による電池の製造装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】 図１に示す装置の主に送り出し機構及び金属片搬送機構を拡大して示す斜視図である。
【図３】 図２に示す装置の特に金属片搬送機構を拡大して示す斜視図である。
【図４】 図３に示す金属片搬送機構の動作説明図である。
【図５】 図１に示す装置の金属缶搬送機構の動作説明図である。
【図６】 図１に示す金属缶搬送機構の拡大斜視図である。
【図７】 図６に示す金属缶搬送機構の要部拡大斜視図である。
【図８】 図６に示す金属缶搬送機構の金属缶投入位置における拡大斜視図である。
【図９】 図８に示す機構の動作説明図である。
【図１０】 図１に示す装置の金属缶払い出し位置の拡大斜視図である。
【図１１】 図１に示す装置のスポット溶接位置の拡大斜視図である。
【図１２】 図１２（ａ）は図１１に示す装置の動作説明図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の出射レンズの詳細構造図である。
【図１３】 図１１に示す装置の一部断面拡大側面図である。
【図１４】 図１１に示す装置の要部平面図である。
【図１５】 図１に示す装置のシーム溶接位置の拡大斜視図である。
【図１６】 図１に示す装置の封口蓋有無検知器の拡大斜視図である。
【図１７】 この発明による防爆機能を付加したモータの一実施の形態を示す斜視図である。
【図１８】 この発明による防爆機能を付加した電磁弁の一実施の形態を示す斜視図である。
【図１９】 この発明による防爆機能を付加したセンサの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２０】 従来の電解液注入口の封止装置を示す構成図である。
【図２１】 図２０に示す装置の特に電池缶搬送機構を拡大して示した斜視図である。
【図２２】 図２１に示す装置の要部側面図である。
【図２３】 図２１に示す装置の要部平面図である。
【符号の説明】
１ 切断機構
２ 金属缶
２ａ 注入口
２１ 金属片
２２ 金属板
３ スポット溶接機構
３１ レーザ発振器
３２ 光ファイバ
３３ プレート
３３ａ ホルダ
３４ 出射レンズ
３５ アクチュエータ
３５ａ プランジャ
３８ 銅管
４ 金属缶搬送機構
４１ 台座
４２ａ、４２ｂ レール
４２ｃ レール間
４３ａ、４３ｂ 搬送腕 ４３ａａ、４３ｂａ チャック
４３ａｂ、４３ｂｂ 爪
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 位置決め部
４４ａａ，４４ａｂ、４４ｂａ，４４ｂｂ 位置決めブロック
４４ａａ１，４４ａａ２，４４ａｂ１，４４ａｂ２ 小ブロック
４４ｃａ、４４ｄａ 支点
４４ｃｂ 支持腕
４４ｃｃ、４４ｄｃ クランパ
４４ｃｄ、４４ｄｂ ばね
５ シーム溶接機構
５１ レーザ発振器
５２ 光ファイバ
５２ａ ロボット
５３ プレート
５４ 出射レンズ
５７ 銅管
５８ 封口蓋有無検知器
５８１ 位置決めチャック
５８２ 光センサ
６ 送り出し機構
６１ リール
６２ モータ
６３ ピッチ送り機構
６４ 位置決め部
６４ａ 固定
７ 金属片搬送手段
７１ 第１の吸着ノズル
７２ 金属片位置決め部
７２ａ 固定基準部 ７２ｂ、７２ｃ 可変部
７３ 第２の吸着ノズル
７３ａ ストッパ
８ 検知手段
８１ 台座
９ カバー
１０ 主駆動モータ
１１ プレート
１１ａ ガイド
１１ｂ 取っ手
１３ ロボット
１４ トレー
１５ パレタイザ
Ａ 投入位置
Ｂ スポット溶接位置
Ｃ シーム溶接位置
Ｄ 払い出し位置
Ｅ 封口蓋有無検知位置
Claims (3)
- 帯状の金属板を一定の長さで順次送り出す送り出し機構と、この送り出し機構によって送られた前記金属板を一定の長さに順次切断し金属片を生成する切断機構と、この切断機構によって形成された前記金属片を吸着し、金属片を電解液の入った金属缶の注入口上に搬送し、注入口上に載置する金属片搬送機構と、この金属片搬送機構によって搬送され、前記注入口上に載置された金属片を検知する検知手段と、前記注入口上に載置された金属片を前記金属缶にスポット溶接するスポット溶接機構と、このスポット溶接機構によって前記金属片がスポット溶接された金属缶を搬送する金属缶搬送機構と、この金属缶搬送機構によって搬送された金属缶の金属片を、注入口の縁に沿いシーム溶接し、前記注入口を封止するシーム溶接機構とを有する電解液注入口の封止装置と、
この電解液注入口の封止装置をカバーにより密閉された空間内に設置するとともに、前記密閉された空間内において、前記金属缶内の電解液の蒸発によるガスの濃度が、予め定めた値を越えたのに基づき警報を発するガス濃度検出手段とを具備することを特徴とするコンデンサまたは電池の製造装置。 - 帯状の金属板を一定の長さで順次送り出す送り出し機構と、この送り出し機構によって送られた前記金属板を一定の長さに順次切断し金属片を生成する切断機構と、この切断機構によって形成された前記金属片を吸着し、金属片を電解液の入った金属缶の注入口上に搬送し、注入口上に載置する金属片搬送機構と、この金属片搬送機構によって搬送され、前記注入口上に載置された金属片を検知する検知手段と、前記注入口上に載置された金属片を前記金属缶にスポット溶接するスポット溶接機構と、このスポット溶接機構によって前記金属片がスポット溶接された金属缶を搬送する金属缶搬送機構と、この金属缶搬送機構によって搬送された金属缶の金属片を、注入口の縁に沿いシーム溶接し、前記注入口を封止するシーム溶接機構とを有する電解液注入口の封止装置と、
この電解液注入口の封止装置をカバーにより密閉された空間内に設置するとともに、前記密閉された空間内において、その空間内の酸素濃度が、予め定めた値以上となったのに基づき警報を発する酸素濃度検出手段とを具備することを特徴とするコンデンサまたは電池の製造装置。 - 前記検知手段は、前記金属缶に向け照射した光の反射量の差異により、前記金属片の有無を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサまたは電池の製造装置。
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1997
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