JP5341784B2 - Ultrasonic bonding method, ultrasonic bonding apparatus, and battery electrode manufacturing method - Google Patents

Ultrasonic bonding method, ultrasonic bonding apparatus, and battery electrode manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for ultrasonic bonding that performs stable ultrasonic bonding on a workpiece to be bonded which is sequentially conveyed by a conveying device across the whole area in a conveying direction of the workpiece, and to provide a method for manufacturing an electrode for a battery using the apparatus for the ultrasonic bonding. <P>SOLUTION: A strip of a three-dimensional metal porous body 81 as an electrode plate to be bonded and a strip of a conductor as a lead 82 are conveyed on a sponge belt SB which is the convey device in the same direction, and the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 are ultrasonically bonded while being pressurized by an anvil 60 and an ultrasonic horn 50. A bonding energy used for the ultrasonic bonding, that is, such as pressure given to the anvil 60 and an ultrasonic output given to the ultrasonic horn 50, is made to be variable in accordance with a change in a conveying speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 due to the sponge belt SB. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超音波接合方法、及び超音波接合装置、及び該超音波接合装置を用いて電池用電極を構成する三次元金属多孔体とリードとを接合する電池用電極の製造方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic bonding method, an ultrasonic bonding apparatus, and a method for manufacturing a battery electrode for bonding a three-dimensional metal porous body constituting a battery electrode and a lead using the ultrasonic bonding apparatus.

例えば、上記電池としての角形密閉式電池は、複数の単電池から構成されている。この単電池は、図14(a)にその概略構成を示すように、複数枚の正極板及び負極板からなる極板群21の両側に接合された集電板25及び26が電解液とともに電槽に収容されて構成されている。この極板群21は、その上面から見た拡大断面構造を図14(b)に示すように、矩形状の正極板22及び負極板23がセパレータ24を介して積層して構成されている。また、上記極板群21の正極板22及び負極板23は互いに反対側の側部に突出されることで正極板22及び負極板23のリード部22a、23aが構成され、これらリード部22a、23aの側端縁にそれぞれ上記集電板25、26が接合されている。   For example, a square sealed battery as the battery is composed of a plurality of single cells. As shown in FIG. 14 (a), the unit cell has current collecting plates 25 and 26 joined to both sides of an electrode plate group 21 composed of a plurality of positive and negative electrode plates together with an electrolyte. It is housed in a tank. As shown in FIG. 14B, the electrode plate group 21 is configured by laminating a rectangular positive electrode plate 22 and a negative electrode plate 23 with a separator 24 interposed therebetween, as shown in FIG. Further, the positive electrode plate 22 and the negative electrode plate 23 of the electrode plate group 21 are projected to the opposite side portions to constitute lead portions 22a and 23a of the positive electrode plate 22 and the negative electrode plate 23, and these lead portions 22a, The current collector plates 25 and 26 are joined to the side edge of the 23a, respectively.

こうした極板群21を構成する正極板22及び負極板23のうち、特に正極板22は、図15(a)、及びそのC−C線に沿った断面図である図15(b)に示すように、発泡ニッケル等からなる支持体としての三次元金属多孔体27の一側部に電気的な導通を確保するためのリード28が接合されて構成されている。そして通常、この正極板22は、図16に示すように、板状の三次元金属多孔体27Aに対して2条の帯状のリード28Aを接合したのちに、同図中に一点鎖線で示す切断線10の位置で切断することによって、ここでの例では8枚(4枚×2列)に分割したものが各々一枚の正極板として用いられる。   Among the positive electrode plate 22 and the negative electrode plate 23 constituting the electrode plate group 21, in particular, the positive electrode plate 22 is shown in FIG. 15A and FIG. 15B, which is a cross-sectional view taken along the line CC. Thus, the lead 28 for ensuring electrical conduction is joined to one side of the three-dimensional metal porous body 27 as a support made of nickel foam or the like. Usually, as shown in FIG. 16, the positive electrode plate 22 is formed by joining two strip-shaped leads 28A to the plate-like three-dimensional metal porous body 27A, and then cutting the same as shown by a one-dot chain line in FIG. By cutting at the position of the line 10, in this example, the one divided into 8 (4 × 2 rows) is used as one positive plate.

ここで、こうした三次元金属多孔体27Aとリード28Aとの接合には、例えば、特許文献1に記載されているような超音波接合装置を用いる方法が知られている。この特許文献1に記載の超音波接合装置についてその概要を図17に示す。   Here, for such bonding of the three-dimensional porous metal body 27A and the lead 28A, for example, a method using an ultrasonic bonding apparatus as described in Patent Document 1 is known. An outline of the ultrasonic bonding apparatus described in Patent Document 1 is shown in FIG.

すなわち、図17に示すように、この装置は、回転可能な円板状の超音波振動体である超音波ホーン31と、同じく回転可能な円板状の加圧体であるアンビル32とを備えて構成されている。この装置によるワーク、すなわち三次元金属多孔体とリードとの接合に際しては、まず、先の図15に示した三次元金属多孔体27Aとする三次元金属多孔体の帯状体の一面にリード28Aとする鉄及びニッケルからなる導電体の帯状体を重ね合わせた状態でこれら各帯状体がベルトコンベア等の搬送装置に載置される。次いで、この搬送装置が駆動されることによって、三次元金属多孔体27A及びリード28Aとする各帯状体が超音波ホーン31とアンビル32との間に搬送される。こうして、超音波ホーン31とアンビル32との間に搬送された上記各帯状体は、図18に示すように、これら超音波ホーン31及びアンビル32によって圧密された状態で超音波ホーン31によりその軸芯方向に超音波振動が付与される。これにより、三次元金属多孔体27A(帯状体)とリード28A(帯状体)とが互いに並行振動し、その際の摩擦熱によるいわゆる振動溶着によって三次元金属多孔体27A(帯状体)の一面にリード28A(帯状体)が接合されるようになる。   That is, as shown in FIG. 17, this apparatus includes an ultrasonic horn 31 that is a rotatable disk-shaped ultrasonic vibrating body, and an anvil 32 that is also a rotatable disk-shaped pressurizing body. Configured. When a workpiece, that is, a three-dimensional metal porous body and a lead are joined by this apparatus, first, the lead 28A and the three-dimensional metal porous body 27A shown in FIG. In a state where conductor strips made of iron and nickel are superposed, these strips are placed on a conveyor such as a belt conveyor. Next, when the transport device is driven, the belt-shaped bodies that are the three-dimensional metal porous body 27 </ b> A and the leads 28 </ b> A are transported between the ultrasonic horn 31 and the anvil 32. As shown in FIG. 18, the belt-like bodies conveyed between the ultrasonic horn 31 and the anvil 32 in this manner are consolidated by the ultrasonic horn 31 and the anvil 32, and the axis of the band is obtained by the ultrasonic horn 31. Ultrasonic vibration is applied in the core direction. Thereby, the three-dimensional metallic porous body 27A (band-shaped body) and the lead 28A (band-shaped body) vibrate in parallel with each other, and the so-called vibration welding caused by frictional heat at that time causes one surface of the three-dimensional metallic porous body 27A (band-shaped body). The lead 28A (strip-shaped body) is joined.

特開2001−297747号公報JP 2001-297747 A

ところで、上記装置を用いた超音波接合の開始時や終了時には、上記搬送装置の駆動の開始や停止に伴ってワーク(接合対象)である上記各帯状体の搬送速度が変化することから、それら接合対象の搬送速度が不十分な状態で超音波ホーン31による超音波接合が行われることとなる。このため、三次元金属多孔体27Aやリード28Aとする各帯状体に対する単位時間当たりの超音波出力が増大し、それら帯状体に過大な超音波振動が伝達される虞があった。   By the way, at the start and end of ultrasonic bonding using the above-described apparatus, the conveyance speed of each band-like body that is a workpiece (bonding target) changes with the start and stop of driving of the conveyance apparatus. The ultrasonic bonding by the ultrasonic horn 31 is performed in a state where the conveyance speed of the bonding target is insufficient. For this reason, the ultrasonic output per unit time with respect to each strip | belt body used as the three-dimensional metal porous body 27A and the lead | read | reed 28A increases, and there existed a possibility that an excessive ultrasonic vibration might be transmitted to these strip | belt bodies.

そこで、上記搬送装置の起動時や停止時には、図19(a)及び(b)に示すように、超音波出力を一旦停止し、上記搬送装置による搬送速度が所定の速度以上になったことを条件に超音波出力の印加を再開することも提案されている。しかしこの場合には、搬送速度が所定の速度以上となるまでの間(期間t1−t2)は、三次元金属多孔体27A及びリード28Aとする各帯状体を搬送方向の側面方向から見た断面図を図19(c)に示すように、それら三次元金属多孔体27Aやリード28Aとする各帯状体の接合は行われず、帯状体が未接合となる部分が存在することとなってしまう。   Therefore, at the time of starting or stopping the conveying device, as shown in FIGS. 19A and 19B, the ultrasonic output is temporarily stopped, and the conveying speed by the conveying device is equal to or higher than a predetermined speed. It has also been proposed to resume the application of ultrasonic output under conditions. However, in this case, until the conveyance speed becomes equal to or higher than the predetermined speed (period t1-t2), the cross-sections of the band-shaped bodies as the three-dimensional metallic porous body 27A and the leads 28A viewed from the side surface direction of the conveyance direction. As shown in FIG. 19 (c), the strips that are the three-dimensional porous metal body 27 </ b> A and the leads 28 </ b> A are not joined, and there are portions where the strips are not joined.

なお、電池用電極としての上記三次元金属多孔体とそのリードとの接合に限らず、ワークとする帯状の2つの接合対象をコンベアなどの搬送装置で搬送しつつ超音波接合を行うものにあっては、このような課題も概ね共通したものとなっている。   In addition, it is not limited to the joining of the three-dimensional metal porous body as a battery electrode and the lead thereof, but is applicable to ultrasonic joining while carrying two belt-like joining objects as workpieces by a conveying device such as a conveyor. As such, these issues are generally common.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、搬送装置にて順次搬送される接合対象とされるワークに対してその搬送方向の全域に亘る安定した超音波接合を実現することのできる超音波接合方法、及び超音波接合装置、及び該超音波接合装置を用いた電池用電極の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can realize stable ultrasonic bonding over the entire area in the conveying direction with respect to workpieces to be bonded that are sequentially conveyed by a conveying device. An ultrasonic bonding method, an ultrasonic bonding apparatus, and a battery electrode manufacturing method using the ultrasonic bonding apparatus.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、接合対象とする第1の帯状体と第2の帯状体とを搬送装置にて同一方向に搬送しつつ、これら第1及び第2の帯状体を超音波接合する超音波接合方法において、前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化に応じて前記超音波接合に用いられる接合エネルギを可変とすることを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, the first aspect of the invention described in claim 1 is that the first and second strips to be joined are transported in the same direction by the transport device, and the first and second strips are transported. In the ultrasonic bonding method for ultrasonic bonding of the belt-shaped body, the bonding energy used for the ultrasonic bonding is made variable according to the change in the transport speed of the first and second belt-shaped bodies by the transport device. The gist.

上記接合対象としての第1の帯状体と第2の帯状体に付与される単位時間あたりの接合エネルギは、付与する接合エネルギが一定の場合、各々搬送される第1及び第2の帯状体の搬送速度によって変化することが発明者らによって確認されている。すなわち、接合対象である第1及び第2の帯状体の搬送速度が低下した場合には、それら接合対象に対する単位時間あたりの接合エネルギが過大となり、第1あるいは第2の帯状体の破損等を招く虞がある。一方、接合対象である第1及び第2の帯状体の搬送速度が上昇した場合には、接合対象に対する単位時間あたりの接合エネルギが不足し、第1の帯状体と第2の帯状体との間での未接合部分が生じる虞がある。   The bonding energy per unit time applied to the first band and the second band as the objects to be bonded is the same as that of the first and second bands that are transported when the bonding energy to be applied is constant. It has been confirmed by the inventors that the speed varies depending on the conveyance speed. That is, when the conveyance speed of the 1st and 2nd strip | belt bodies which are joining objects falls, the joining energy per unit time with respect to these joining objects becomes excessive, and the failure | damage of the 1st or 2nd strip | belt body etc. There is a risk of inviting. On the other hand, when the conveyance speed of the 1st and 2nd strip | belt bodies which are joining objects rises, the joining energy per unit time with respect to a joining object runs short, and a 1st strip | belt body and a 2nd strip | belt body There is a possibility that an unjoined portion is formed between the two.

この点、上記方法によれば、接合対象である第1及び第2の帯状体の搬送速度に応じて超音波接合に用いられる接合エネルギが可変とされることから、例えばそれら接合対象である各帯状体の搬送の開始時や停止時のように、たとえそれら帯状体の搬送速度が変化するようなことがあったとしても、それら帯状体の搬送速度に応じた接合エネルギが付与されるようになる。これにより、各帯状体には、それらを接合するために必要十分な接合エネルギが付与されることとなり、搬送の開始時や停止時といった搬送速度が変化するような場合であれ、第1の帯状体と第2の帯状体とが適正に接合されるようになる。また、このように搬送速度の変化に応じて超音波接合に用いられる接合エネルギが可変とされることから、搬送の開始直後や停止直前といった極低速度で各帯状体が搬送される際に、それ
ら各帯状体に過度の接合エネルギが付与されることもない。すなわち、搬送装置にて順次搬送される接合対象に対してその搬送方向の全域に亘る安定した超音波接合が実現されるようになる。
In this regard, according to the above method, since the bonding energy used for ultrasonic bonding can be changed according to the conveyance speed of the first and second strips to be bonded, for example, each of the bonding targets. Even when the transport speed of the strips changes, such as when the transport of the strips starts or stops, the bonding energy corresponding to the transport speed of the strips is applied. Become. As a result, each band-like body is provided with a necessary and sufficient bonding energy for bonding them, and the first band-like shape is used even when the conveyance speed changes at the start or stop of conveyance. The body and the second belt-like body are appropriately joined. In addition, since the bonding energy used for ultrasonic bonding is made variable in accordance with the change in the conveyance speed in this way, when each strip is conveyed at an extremely low speed such as immediately after the start of conveyance or immediately before stopping, Excessive bonding energy is not applied to each of the strips. That is, stable ultrasonic bonding is realized over the entire area in the conveyance direction for the objects to be sequentially conveyed by the conveyance device.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波接合方法において、前記接合エネルギは、前記第1及び第2の帯状体の搬送速度が高いほど高く、かつ、同搬送速度が低いほど低くなる態様で可変とされることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding method according to the first aspect, the bonding energy is higher as the conveying speed of the first and second strips is higher, and the conveying speed is lower. The gist is that it is variable in such a manner that it becomes lower.

上記方法によるように、第1及び第2の帯状体の搬送速度が高いほど超音波接合に用いられる接合エネルギを高くすることとすれば、各帯状体の接合に必要十分な接合エネルギの付与が可能となる。これにより、たとえ搬送速度が高くなった場合であれ、各帯状体に対する接合エネルギが不足することもなく、各帯状体の接合を確実に行うことができるようになる。また、第1及び第2の帯状体の搬送速度が低いほど超音波接合に用いられる接合エネルギを低くすることとすれば、各帯状体に過大な接合エネルギが付与されることを抑制できる。これにより、たとえ搬送速度が低くなった場合であれ、各帯状体に対する接合エネルギが過大となることもなく、各帯状体の安定した接合を行うことができるようになる。   As in the above method, if the bonding energy used for ultrasonic bonding is increased as the conveyance speed of the first and second strips is increased, the necessary and sufficient bonding energy can be applied to the bonding of the strips. It becomes possible. As a result, even if the conveyance speed is increased, the bonding energy of each band can be reliably bonded without the bonding energy for each band being insufficient. Moreover, if the joining energy used for ultrasonic joining is made lower as the conveyance speed of the first and second strips is lower, it is possible to suppress application of excessive joining energy to each strip. As a result, even if the conveyance speed is low, the bonding energy for each band is not excessive, and stable bonding of each band can be performed.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の超音波接合方法において、前記接合エネルギは、前記搬送される前記第1の帯状体及び前記第2の帯状体に対する単位時間あたりの接合エネルギが前記第1及び第2の帯状体の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で可変とされることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding method according to the second aspect, the bonding energy is a bonding energy per unit time with respect to the first belt and the second belt that are transported. The gist of the present invention is that it can be varied in such a manner that it has a specific energy that can guarantee the joining of the first and second strips.

上記方法によれば、各帯状体に付与される単位時間あたりの接合エネルギが第1及び第2の帯状体の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で接合エネルギが可変とされる。このため、各帯状体には、それらの搬送速度が変化したような場合であれ、接合に必要十分な範囲での接合エネルギが付与されることとなる。また、各帯状体の搬送速度が低下した場合であれ、各帯状体を接合するために必要な接合エネルギのみが付与されることから、各帯状体に過度の接合エネルギが付与されることが確実に抑制されるようになる。これにより、搬送速度の変化の影響を受けることなく第1の帯状体と第2の帯状体とをより安定して接合することができるようになる。   According to the above method, the joining energy is variable in such a manner that the joining energy per unit time applied to each strip is a specific energy that can guarantee the joining of the first and second strips. For this reason, even if it is a case where those conveyance speeds change to each strip | belt body, joining energy in the range required and sufficient for joining will be provided. In addition, even when the transport speed of each strip is decreased, only the joining energy necessary for joining the strips is applied, so that it is ensured that excessive joining energy is applied to each strip. Will be suppressed. Thereby, it becomes possible to more stably join the first strip and the second strip without being affected by the change in the conveyance speed.

請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の超音波接合方法において、前記接合エネルギの変更は、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対して超音波接合位置で付与すべき圧力、及び前記超音波接合に用いるべき振動数、及び前記超音波接合に用いるべき振動振幅の少なくとも1つの要素の変更として行われることを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding method according to the second or third aspect, the change in the bonding energy is an ultrasonic bonding position with respect to the first and second strips to be conveyed. The present invention is carried out as a change in at least one element of the pressure to be applied in (1), the frequency to be used for the ultrasonic bonding, and the vibration amplitude to be used for the ultrasonic bonding.

上記接合エネルギは、接合対象である第1及び第2の帯状体に対して超音波接合位置で付与すべき圧力、及び超音波接合に用いるべき振動数、及び超音波接合に用いるべき振動振幅に相関して変化することもまた発明者らによって確認されている。このため、上記方法によれば、それらの要素の変更、調整を通じて接合エネルギを変更、すなわち可変とすることができるようになる。特に、第1及び第2の帯状体に対して超音波接合位置で付与すべき圧力と上記接合エネルギとの相関関係は密接であり、こうした圧力の変更を通じた接合エネルギの高精度な調整が可能ともなる。   The above-mentioned bonding energy has a pressure to be applied to the first and second strips to be bonded at the ultrasonic bonding position, a frequency to be used for ultrasonic bonding, and a vibration amplitude to be used for ultrasonic bonding. It has also been confirmed by the inventors that they change in correlation. For this reason, according to the said method, it becomes possible to change, that is, to make variable joining energy through the change and adjustment of those elements. In particular, the correlation between the pressure to be applied to the first and second strips at the ultrasonic bonding position and the bonding energy is close, and the bonding energy can be adjusted with high accuracy through such pressure change. It also becomes.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の超音波接合方法において、前記接合エネルギの可変の対象とする前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化が、前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送の開始あるいは停止に伴う速度変化であることを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding method according to any one of the first to fourth aspects, the conveyance speed of the first and second belt-shaped bodies that are targets of variable bonding energy. The gist is that the change is a speed change accompanying the start or stop of the conveyance of the first and second strips by the conveyance device.

上述のように、接合対象である各帯状体の搬送の開始時や停止時には、加速や減速に伴って各帯状体の搬送速度が変化しやすく、その変化量も多い。この点、上記方法によれば、上記搬送装置による各帯状体の搬送の開始や停止に伴って各帯状体の搬送速度が変化したような場合であれ、この変化した搬送速度に応じた接合エネルギを各帯状体に付与することが可能となる。これにより、第1の帯状体と第2の帯状体との接合途中でそれらの搬送の停止や開始が行われたような場合であれ、各帯状体の連続した接合が可能となる。   As described above, at the start or stop of the transport of the strips to be joined, the transport speed of the strips is likely to change along with acceleration or deceleration, and the amount of change is large. In this regard, according to the above method, even if the transport speed of each strip has changed with the start or stop of transport of each strip by the transport device, the bonding energy corresponding to the changed transport speed can be obtained. Can be applied to each strip. Thereby, even if it is a case where stop and start of those conveyance were performed in the middle of joining of the 1st belt and the 2nd belt, each belt can be joined continuously.

請求項6に記載の発明は、接合対象とする第1の帯状体と第2の帯状体とを搬送装置にて同一方向に搬送しつつ、これら第1及び第2の帯状体を超音波接合する超音波接合装置において、前記搬送装置により搬送される前記第1及び第2の帯状体をアンビルと超音波ホーンとにより加圧しつつ該加圧した第1及び第2の帯状体に接合エネルギを付与する接合エネルギ付与部と、前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化に応じて前記付与すべき接合エネルギを可変制御する接合エネルギ制御部とを備えたことを要旨とする。   In the invention described in claim 6, the first and second strips to be joined are conveyed in the same direction by the transport device, and the first and second strips are ultrasonically joined. In the ultrasonic bonding apparatus, the first and second strips transported by the transport device are pressurized with an anvil and an ultrasonic horn while bonding energy is applied to the pressurized first and second strips. It is provided with a bonding energy applying unit for applying, and a bonding energy control unit for variably controlling the bonding energy to be applied in accordance with a change in the conveying speed of the first and second belts by the conveying device. And

上記構成によれば、接合エネルギ制御部によって接合対象である第1及び第2の帯状体の搬送速度に応じて超音波接合に用いられる接合エネルギが可変制御されることから、例えば各帯状体の搬送の開始時や停止時のように、たとえそれら帯状体の搬送速度が変化するようなことがあったとしても、それら帯状体の搬送速度に応じた接合エネルギが付与されるようになる。これにより、各帯状体には、それらを接合するために必要十分な接合エネルギが付与されることとなり、搬送の開始時や停止時といった搬送速度が変化するような場合であれ、第1の帯状体と第2の帯状体とが適正に接合されるようになる。また、このように搬送速度の変化に応じて超音波接合に用いられる接合エネルギが可変とされることから、搬送の開始直後や停止直前といった極低速度で各帯状体が搬送される際に、それら各帯状体に過度の接合エネルギが付与されることもない。すなわち、このような装置によっても、搬送装置にて順次搬送される接合対象に対してその搬送方向の全域に亘る安定した超音波接合を実現することができるようになる。   According to the above configuration, since the bonding energy used for ultrasonic bonding is variably controlled by the bonding energy control unit according to the conveyance speed of the first and second band-shaped bodies to be bonded, for example, each band-shaped body Even when the transport speed of the strips changes, such as when transport is started or stopped, bonding energy corresponding to the transport speed of the strips is applied. As a result, each band-like body is provided with a necessary and sufficient bonding energy for bonding them, and the first band-like shape is used even when the conveyance speed changes at the start or stop of conveyance. The body and the second belt-like body are appropriately joined. In addition, since the bonding energy used for ultrasonic bonding is made variable in accordance with the change in the conveyance speed in this way, when each strip is conveyed at an extremely low speed such as immediately after the start of conveyance or immediately before stopping, Excessive bonding energy is not applied to each of the strips. That is, even with such an apparatus, it is possible to realize stable ultrasonic bonding over the entire area in the conveyance direction for the objects to be sequentially conveyed by the conveyance apparatus.

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の超音波接合装置において、前記接合エネルギ制御部は、前記第1及び第2の帯状体の搬送速度が高いほど高く、前記第1及び第2の帯状体の搬送速度が低いほど低くする態様で前記接合エネルギを可変制御するものであることを要旨とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding apparatus according to the sixth aspect, the bonding energy control unit increases as the conveyance speed of the first and second strips increases, and the first and second The gist of the invention is that the bonding energy is variably controlled in such a manner that the lower the conveying speed of the belt-like body is, the lower it is.

上記構成によるように、第1及び第2の帯状体の搬送速度が高いほど超音波接合に用いられる接合エネルギを高くする態様で接合エネルギを可変制御することとすれば、各帯状体の接合に必要十分な接合エネルギの付与が可能となる。これにより、たとえ搬送速度が高くなった場合であれ、各帯状体に対する接合エネルギが不足することもなく、各帯状体の接合を確実に行うことができるようになる。また、第1及び第2の帯状体の搬送速度が低いほど超音波接合に用いられる接合エネルギを低くする態様で接合エネルギを可変制御することとすれば、各帯状体に過大な接合エネルギが付与されることを抑制できる。これにより、たとえ搬送速度が低くなった場合であれ、各帯状体に対する接合エネルギが過大となることもなく、各帯状体の安定した接合を行うことができるようになる。   As described above, if the bonding energy is variably controlled in such a manner that the bonding energy used for ultrasonic bonding is increased as the conveyance speed of the first and second belts is higher, Necessary and sufficient bonding energy can be applied. As a result, even if the conveyance speed is increased, the bonding energy of each band can be reliably bonded without the bonding energy for each band being insufficient. Further, if the joining energy is variably controlled in such a manner that the joining energy used for ultrasonic joining is lowered as the conveying speed of the first and second strips is lowered, excessive joining energy is imparted to each strip. Can be suppressed. As a result, even if the conveyance speed is low, the bonding energy for each band is not excessive, and stable bonding of each band can be performed.

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の超音波接合装置において、前記接合エネルギ制御部は、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対する単位時間あたりの接合エネルギが前記第1及び第2の帯状体の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で前記接合エネルギを可変制御するものであることを要旨とする。   The invention according to claim 8 is the ultrasonic bonding apparatus according to claim 7, wherein the bonding energy control unit has a bonding energy per unit time with respect to the transported first and second strips. The gist of the invention is that the bonding energy is variably controlled in such a manner that the energy becomes a specific energy that can guarantee the bonding of the first and second strips.

上記構成によれば、各帯状体に付与される単位時間あたりの接合エネルギが第1及び第2の帯状体の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で接合エネルギが可変制御され
る。このため、各帯状体には、それらの搬送速度が変化したような場合であれ、接合に必要十分な範囲での接合エネルギが付与されることとなる。また、各帯状体の搬送速度が低下した場合であれ、各帯状体を接合するために必要な接合エネルギのみが付与されることから、各帯状体に過度の接合エネルギが付与されることが確実に抑制されるようになる。これにより、搬送速度の変化の影響を受けることなく第1の帯状体と第2の帯状体とをより安定して接合することができるようになる。
According to the above configuration, the joining energy is variably controlled in such a manner that the joining energy per unit time applied to each strip is a specific energy that can guarantee the joining of the first and second strips. For this reason, even if it is a case where those conveyance speeds change to each strip | belt body, joining energy in the range required and sufficient for joining will be provided. In addition, even when the transport speed of each strip is decreased, only the joining energy necessary for joining the strips is applied, so that it is ensured that excessive joining energy is applied to each strip. Will be suppressed. Thereby, it becomes possible to more stably join the first strip and the second strip without being affected by the change in the conveyance speed.

請求項9に記載の発明は、請求項7または8に記載の超音波接合装置において、前記接合エネルギ制御部は、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対して前記アンビルを通じて付与すべき圧力、及び前記超音波接合に際して前記超音波ホーンに付与すべき振動数、及び前記超音波接合に際して前記超音波ホーンに付与すべき振動振幅の少なくとも1つの要素の変更として前記接合エネルギを可変制御するものであることを要旨とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding apparatus according to the seventh or eighth aspect, the bonding energy control unit is applied to the transported first and second strips through the anvil. The joining energy can be varied by changing at least one of the pressure to be applied, the frequency to be applied to the ultrasonic horn during the ultrasonic bonding, and the vibration amplitude to be applied to the ultrasonic horn during the ultrasonic bonding. The gist is that it is controlled.

上述のように、上記接合エネルギは、上記アンビルを通じて各帯状体に付与される圧力、上記超音波ホーンに付与される振動数、超音波ホーンに付与される振動振幅に相関して変化することが発明者らによって確認されている。このため、上記構成によれば、それらの要素の変更、調整を通じて接合エネルギを変更、すなわち可変とすることができるようになる。特に、上記アンビルを通じて各帯状体に付与される圧力と上記接合エネルギとの相関関係は密接であり、こうした圧力の変更を通じた接合エネルギの高精度な調整が可能ともなる。   As described above, the bonding energy may change in correlation with the pressure applied to each strip through the anvil, the frequency applied to the ultrasonic horn, and the vibration amplitude applied to the ultrasonic horn. Confirmed by the inventors. For this reason, according to the said structure, joining energy can be changed now, that is, it can be made variable through change and adjustment of those elements. In particular, the correlation between the pressure applied to each strip through the anvil and the bonding energy is close, and it is possible to adjust the bonding energy with high accuracy by changing the pressure.

請求項10に記載の発明は、請求項6〜9のいずれか一項に記載の超音波接合装置において、前記接合エネルギ制御部が前記接合エネルギの可変制御の対象とする前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化が、前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送の開始あるいは停止に伴う速度変化であることを要旨とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the ultrasonic bonding apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects, the first and second of the bonding energy control unit are targets of variable control of the bonding energy. The gist of the change in the transport speed of the belt-like body is a speed change accompanying the start or stop of the transport of the first and second belt-like bodies by the transport device.

上述のように、接合対象である各帯状体の搬送の開始時や停止時には、加速や減速に伴って各帯状体の搬送速度が変化しやすく、その変化量も多い。この点、上記構成によれば、上記搬送装置による各帯状体の搬送の開始や停止に伴って各帯状体の搬送速度が変化したような場合であれ、この変化した搬送速度に応じた接合エネルギを各帯状体に付与することが可能となる。これにより、第1の帯状体と第2の帯状体との接合途中でそれらの搬送の停止や開始が行われたような場合であれ、各帯状体の連続した接合が可能となる。   As described above, at the start or stop of the transport of the strips to be joined, the transport speed of the strips is likely to change along with acceleration or deceleration, and the amount of change is large. In this regard, according to the above configuration, even if the transport speed of each strip has changed with the start or stop of transport of each strip by the transport device, the bonding energy corresponding to the changed transport speed can be obtained. Can be applied to each strip. Thereby, even if it is a case where stop and start of those conveyance were performed in the middle of joining of the 1st belt and the 2nd belt, each belt can be joined continuously.

請求項11に記載の発明は、電極板としての三次元金属多孔体にリードとしての導電体が接合されてなる電池用電極の製造方法において、前記三次元金属多孔体からなる材料を第1の帯状体とするとともに、前記導電体からなる材料を第2の帯状体とし、請求項6〜10のいずれか一項に記載の超音波接合装置を用いて前記三次元金属多孔体の一面に前記導電体を接合することを要旨とする。   The invention according to claim 11 is a method of manufacturing a battery electrode in which a conductor as a lead is joined to a three-dimensional metal porous body as an electrode plate. It is set as a strip | belt body, The material which consists of the said conductor is made into a 2nd strip | belt-shaped body, The said one-dimensional metal porous body is used for the one surface of the said three-dimensional porous metal body using the ultrasonic bonding apparatus as described in any one of Claims 6-10. The gist is to join conductors.

上記電極板として用いられる三次元金属多孔体は、接合エネルギが過大に付与されることによって破れ等が生じやすく、こうした三次元金属多孔体にリードとしての導電体を超音波接合する場合には、接合エネルギの高精度な調整が必要となる。このため、上記電池用電極の製造方法によれば、接合対象としての三次元金属多孔体や導電体の搬送速度が変化したような場合であれ、それら三次元金属多孔体及び導電体に対して過大な接合エネルギが付与されることが抑制され、三次元金属多孔体に導電体を安定して接合することができるようになる。   The three-dimensional metal porous body used as the electrode plate is likely to be broken due to excessive application of bonding energy. When ultrasonically bonding a conductor as a lead to such a three-dimensional metal porous body, It is necessary to adjust the bonding energy with high accuracy. For this reason, according to the method for manufacturing a battery electrode, even if the transport speed of a three-dimensional metal porous body or a conductor as a bonding target is changed, the three-dimensional metal porous body and the conductor are changed. Application of excessive bonding energy is suppressed, and the conductor can be stably bonded to the three-dimensional porous metal body.

また、こうした三次元金属多孔体及び導電体によって構成される電池用電極には、電池の規格等の観点から三次元金属多孔体及び導電体の全面に亘る接合が要求される。この点においても、上記電池用電極の製造方法によれば、三次元金属多孔体及び導電体の全面に
亘る接合が実現されることから、電池用電極としての信頼性も自ずと高められるようになる。
In addition, a battery electrode composed of such a three-dimensional metal porous body and a conductor is required to be bonded over the entire surface of the three-dimensional metal porous body and the conductor from the viewpoint of battery specifications and the like. Also in this respect, according to the method for manufacturing a battery electrode, since the bonding over the entire surface of the three-dimensional metal porous body and the conductor is realized, the reliability as the battery electrode is naturally enhanced. .

請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の電池用電極の製造方法において、前記リードの接合対象となる電極板は、角形密閉式電池の単電池を構成する極板群の正極板であることを要旨とする。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a battery electrode according to the eleventh aspect, the electrode plate to be joined to the lead is a positive electrode plate of an electrode plate group constituting a unit cell of a rectangular sealed battery. It is a summary.

本発明は、リードの接合対象として角形密閉式電池の単電池を構成する極板群の正極板に適用して特に有効であり、上記方法によれば、三次元金属多孔体とリードとを全面に亘り接合することができるようになり、ひいては、角形密閉式電池としての信頼性も高められるようになる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective when applied to a positive electrode plate of an electrode plate group that constitutes a unit cell of a rectangular sealed battery as a lead bonding target. According to the above method, the three-dimensional metal porous body and the lead are attached to the entire surface. Thus, the reliability as a square sealed battery can be improved.

請求項13に記載の発明は、請求項11に記載の電池用電極の製造方法において、前記リードの接合対象となる電極板は、ロール円筒型電池の電極板であることを要旨とする。
本発明は、リードの接合対象としてロール型の電池用電極に適用しても有効であり、上記製造方法によれば、三次元金属多孔体とリードとが全面に亘り接合されることから、リードの未接合部の切除といったことも必要ない。このため、リードが全面に亘り接合された三次元金属多孔体の連続した倦回が可能となり、ひいては、ロール円筒型電池としての生産性も好適に高められるようになる。
The invention according to claim 13 is the battery electrode manufacturing method according to claim 11, wherein the electrode plate to be joined to the lead is an electrode plate of a roll cylindrical battery.
The present invention is also effective when applied to a roll-type battery electrode as a lead bonding target. According to the above manufacturing method, the three-dimensional metal porous body and the lead are bonded over the entire surface. There is no need to remove the unjoined part. For this reason, the continuous winding of the three-dimensional porous metal body in which the leads are joined over the entire surface is possible, and as a result, the productivity as a roll cylindrical battery is also preferably improved.

本発明にかかる超音波接合方法、超音波接合装置、及び電池用電極の製造方法によれば、搬送装置にて順次搬送される接合対象とされるワークに対してその搬送方向の全域に亘る安定した超音波接合を実現することができるようになる。   According to the ultrasonic bonding method, the ultrasonic bonding apparatus, and the battery electrode manufacturing method according to the present invention, the stability over the entire area in the conveyance direction with respect to the workpieces to be bonded sequentially conveyed by the conveyance device. Ultrasonic bonding can be realized.

本発明にかかる超音波接合方法、超音波接合装置、及び電池用電極の製造方法の一実施の形態について、特に超音波接合装置の概略構成を示す正面図。The front view which shows schematic structure of an ultrasonic bonding apparatus especially about one Embodiment of the ultrasonic bonding method concerning this invention, an ultrasonic bonding apparatus, and the manufacturing method of the electrode for batteries. 同超音波接合装置の概略構成を示す側面図。The side view which shows schematic structure of the ultrasonic bonding apparatus. 同実施の形態にかかる電池用電極の製造工程を示す平面図。The top view which shows the manufacturing process of the battery electrode concerning the embodiment. 従来の超音波接合装置を用いた電池用電極の製造工程を比較として示す平面図。The top view which shows the manufacturing process of the electrode for batteries using the conventional ultrasonic bonding apparatus as a comparison. (a)は、スポンジベルトによって搬送されるワークの搬送速度の推移を示すタイムチャート。(b)は、超音波接合装置によりワークに付与される接合エネルギの推移を示すタイムチャート。(c)は、三次元金属多孔体及びリードを搬送方向の側面方向から見た断面図。(A) is a time chart which shows transition of the conveyance speed of the workpiece | work conveyed by a sponge belt. (B) is a time chart which shows transition of the joining energy provided to a workpiece | work by an ultrasonic joining apparatus. (C) is sectional drawing which looked at the three-dimensional metal porous body and the lead from the side surface direction of the conveyance direction. 同実施の形態の超音波接合装置を用いた電池用電極の製造工程を示す平面図。The top view which shows the manufacturing process of the battery electrode using the ultrasonic bonding apparatus of the embodiment. (a)は、スポンジベルトの起動時において、その搬送速度の指令値と実測値との推移例を示すグラフ。(b)は、超音波接合装置の起動時において、アンビルの押し付け力の指令値と実測値との推移例を示すグラフ。(c)は、スポンジベルト及びアンビルの押し付け力の各実測値の推移例を示すグラフ。(A) is a graph which shows the example of transition of the command value and actual value of the conveyance speed at the time of starting of a sponge belt. (B) is a graph which shows the example of transition of the command value and measured value of an anvil's pressing force at the time of starting of an ultrasonic bonding apparatus. (C) is a graph which shows the transition example of each measured value of the pressing force of a sponge belt and an anvil. (a)は、スポンジベルトの停止時において、その搬送速度の指令値と実測値との推移例を示すグラフ。(b)は、超音波接合装置の停止時において、アンビルの押し付け力の指令値と実測値との推移例を示すグラフ。(c)は、スポンジベルト及びアンビルの押し付け力の各実測値の推移例を示すグラフ。(A) is a graph which shows the example of transition of the command value and actual value of the conveyance speed at the time of a stop of a sponge belt. (B) is a graph which shows the example of a transition of the command value and measured value of an anvil pressing force at the time of a stop of an ultrasonic joining apparatus. (C) is a graph which shows the transition example of each measured value of the pressing force of a sponge belt and an anvil. (a)は、スポンジベルトの起動時に接合処理が施された三次元金属多孔体及びリードを上面から見た拡大図。(b)は、スポンジベルトの停止時に接合処理が施された三次元金属多孔体及びリードを上面から見た拡大図。(A) is the enlarged view which looked at the three-dimensional metal porous body and lead which were joined at the time of starting of a sponge belt from the upper surface. (B) is the enlarged view which looked at the three-dimensional metal porous body and lead which were joined at the time of the stop of a sponge belt from the upper surface. スポンジベルト及びアンビルの押し付け力の各実測値の補正された推移例を示すグラフ。The graph which shows the example in which each measured value of the pressing force of a sponge belt and an anvil was corrected. (a)及び(b)は、同超音波接合装置により製造された三次元金属多孔体とリードとの接合強度の測定サンプルの一例を示すグラフ。(A) And (b) is a graph which shows an example of the measurement sample of the joint strength of the three-dimensional metal porous body manufactured with the ultrasonic bonding apparatus, and a lead. (a)は、本発明にかかる超音波接合方法、超音波接合装置、及び電池用電極の製造方法の他の実施の形態について、スポンジベルトによって搬送されるワークの搬送速度の推移を示すタイムチャート。(b)は、超音波接合装置によりワークに付与される接合エネルギの推移を示すタイムチャート。(A) is the time chart which shows transition of the conveyance speed of the workpiece | work conveyed by a sponge belt about other embodiment of the manufacturing method of the ultrasonic bonding method, ultrasonic bonding apparatus, and battery electrode concerning this invention. . (B) is a time chart which shows transition of the joining energy provided to a workpiece | work by an ultrasonic joining apparatus. (a)は、本発明にかかる超音波接合方法、超音波接合装置、及び電池用電極の製造方法の他の実施の形態について、スポンジベルトによって搬送されるワークの搬送速度の推移を示すタイムチャート。(b)は、超音波接合装置によりワークに付与される接合エネルギの推移を示すタイムチャート。(c)は、三次元金属多孔体及びリードを搬送方向の側面方向から見た断面図。(A) is the time chart which shows transition of the conveyance speed of the workpiece | work conveyed by a sponge belt about other embodiment of the manufacturing method of the ultrasonic bonding method, ultrasonic bonding apparatus, and battery electrode concerning this invention. . (B) is a time chart which shows transition of the joining energy provided to a workpiece | work by an ultrasonic joining apparatus. (C) is sectional drawing which looked at the three-dimensional metal porous body and the lead from the side surface direction of the conveyance direction. (a)は、角形密閉式電池を構成する単電池の概略構成を示す図。(b)は、同単電池を上面から見た拡大断面構造を模式的に示す断面図。(A) is a figure which shows schematic structure of the cell which comprises a square sealed battery. (B) is sectional drawing which shows typically the expanded sectional structure which looked at the same battery cell from the upper surface. (a)は、単電池を構成する正極板及びリードの構成を模式的に示す正面図。(b)は、単電池を構成する正極板及びリードの拡大断面構造を模式的に示す断面図。(A) is a front view which shows typically the structure of the positive electrode plate and lead which comprise a cell. (B) is sectional drawing which shows typically the expanded sectional structure of the positive electrode plate and lead which comprise a single battery. 分断前の正極板及びリードの構成を模式的に示す正面図。The front view which shows typically the structure of the positive electrode plate before a division | segmentation, and a lead | read | reed. 従来の超音波接合装置の概略構成を示す正面図。The front view which shows schematic structure of the conventional ultrasonic bonding apparatus. 従来の超音波接合装置による三次元金属多孔体とリードとの接合状態を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the joining state of the three-dimensional metal porous body and lead | read | reed by the conventional ultrasonic bonding apparatus. (a)は、従来の超音波製造装置による搬送装置によって搬送されるワークの搬送速度の推移を示すタイムチャート。(b)は、超音波接合装置によりワークに付与される超音波出力の推移を示すタイムチャート。(c)は、従来の電池用電極の製造方法によって製造(接合)された三次元金属多孔体及びリードを搬送方向の側面方向から見た断面図。(A) is a time chart which shows transition of the conveyance speed of the workpiece | work conveyed by the conveying apparatus by the conventional ultrasonic manufacturing apparatus. (B) is a time chart which shows transition of the ultrasonic output provided to a workpiece | work by an ultrasonic bonding apparatus. (C) is sectional drawing which looked at the three-dimensional porous metal body and lead manufactured (joined) by the manufacturing method of the conventional battery electrode from the side surface direction of the conveyance direction.

以下、本発明にかかる超音波接合方法、超音波接合装置、電池用電極の製造方法を具体化した一実施の形態について図1〜図11を参照して説明する。なお、本実施の形態も、先の図14に示した角形密閉式電池の単電池を構成する極板群にあって正極板(電極板)を構成する三次元金属多孔体及びリード(正確にはそれらの帯状体)を超音波接合による接合対象としている。   Hereinafter, an embodiment embodying an ultrasonic bonding method, an ultrasonic bonding apparatus, and a battery electrode manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is also in the electrode plate group constituting the unit cell of the square sealed battery shown in FIG. 14 and the three-dimensional metal porous body and lead (accurately) constituting the positive electrode plate (electrode plate). Are the objects to be bonded by ultrasonic bonding.

まず、図1及び図2に、本実施の形態にかかる超音波接合装置についてその概略構成を示す。なお、図1は、同装置を正面から見た概略構成を示しており、図2は、同装置を側面から見た概略構成を示している。   First, FIG.1 and FIG.2 shows the schematic structure about the ultrasonic bonding apparatus concerning this Embodiment. 1 shows a schematic configuration of the apparatus viewed from the front, and FIG. 2 shows a schematic configuration of the apparatus viewed from the side.

図1及び図2に示すように、この超音波接合装置は、接合対象に対して超音波振動を付与する超音波ホーン50と、この超音波ホーン50の下方に配置されたアンビル60とを有して構成されている。そして、本実施の形態では、これら超音波ホーン50及びアンビル60によって、上記超音波接合装置による接合対象である第1及び第2の帯状体に対して接合エネルギを付与する接合エネルギ付与部が構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, this ultrasonic bonding apparatus includes an ultrasonic horn 50 that applies ultrasonic vibration to a bonding target, and an anvil 60 disposed below the ultrasonic horn 50. Configured. And in this Embodiment, the joining energy provision part which provides joining energy with respect to the 1st and 2nd strip | belt body which is the joining object by the said ultrasonic joining apparatus is comprised by these ultrasonic horn 50 and the anvil 60. Has been.

このうち、超音波ホーン50は、例えば直径240mm、厚み(幅)8mmの円板状に形成されており、中心軸体51によって同中心軸体51を中心に回動可能、かつ、軸方向に移動可能に支持されている。この超音波ホーン50を支持する中心軸体51の一端には、周波数20kHzの縦波の超音波振動を発生可能な発振子52が接続されている。また、この中心軸体51の他端には、超音波ホーン50を回転駆動するモータMが接続されている。これにより、超音波ホーン50は、振幅12μmで軸方向に振動可能とされている
。なお、超音波ホーン50の振幅は、例えば11.1μm〜30μmの範囲で変更可能とされている。
Among these, the ultrasonic horn 50 is formed in a disk shape having a diameter of 240 mm and a thickness (width) of 8 mm, for example, and can be rotated around the central shaft body 51 by the central shaft body 51 and in the axial direction. It is supported movably. An oscillator 52 capable of generating longitudinal ultrasonic vibration with a frequency of 20 kHz is connected to one end of a central shaft body 51 that supports the ultrasonic horn 50. In addition, a motor M that rotationally drives the ultrasonic horn 50 is connected to the other end of the central shaft body 51. Thereby, the ultrasonic horn 50 can vibrate in the axial direction with an amplitude of 12 μm. The amplitude of the ultrasonic horn 50 can be changed, for example, in the range of 11.1 μm to 30 μm.

一方、こうした超音波ホーン50に対向して配置されるアンビル60は、例えば直径60mm、周面の幅8mmの円板状に形成され、中心軸体61により同中心軸体61を中心軸として回動可能に支持されている。この中心軸体61の両端は、同中心軸体61とアンビル60とを支持する支持台62に支持されている。   On the other hand, the anvil 60 arranged to face the ultrasonic horn 50 is formed in a disk shape having a diameter of 60 mm and a circumferential width of 8 mm, for example, and is rotated by the central shaft body 61 with the central shaft body 61 as a central axis. It is supported movably. Both ends of the central shaft body 61 are supported by support bases 62 that support the central shaft body 61 and the anvil 60.

この支持台62は、同支持台62を支持する基台63によって昇降可能に支持されており、その下面が支持台62を上下動させる加圧装置としてのエアシリンダ64に連結されている。また、エアシリンダ64には、エアー圧を計測するための圧力計65が接続されている。なお、本実施の形態では、圧力計65による計測結果が、上記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化に応じて付与すべき接合エネルギ、すなわちここでは圧力を可変制御する圧力制御部70に取り込まれる。そして、この圧力制御部70によるエアシリンダ64の駆動制御を通じて上記支持台62の上下動作、すなわち、この支持台62に支持されたアンビル60を通じて接合対象に対して付与される圧力が制御される。   The support base 62 is supported by a base 63 that supports the support base 62 so as to be movable up and down, and a lower surface thereof is connected to an air cylinder 64 as a pressurizing device that moves the support base 62 up and down. The air cylinder 64 is connected to a pressure gauge 65 for measuring the air pressure. In the present embodiment, the pressure control unit that variably controls the bonding energy to be applied according to the change in the conveyance speed of the first and second strips, that is, the pressure in this case, as the measurement result by the pressure gauge 65. 70. Through the drive control of the air cylinder 64 by the pressure control unit 70, the vertical movement of the support base 62, that is, the pressure applied to the object to be joined through the anvil 60 supported by the support base 62 is controlled.

また、この超音波接合装置は、搬送装置としてのスポンジベルトSBを備えている。このスポンジベルトSBは、上記超音波ホーン50及びアンビル60の左右にそれぞれ配置されている。このスポンジベルトSBは、ニッケルからなる三次元金属多孔体81に鉄及びニッケルからなる導電体としてのリード82が重ね合わされた搬送対象(ワーク)80を上下から挟み込む一対の上段ベルトSB1と下段ベルトSB2とによって構成されている。そして、このスポンジベルトSBの駆動源であるモータ(図示省略)の駆動に基づき上段ベルトSB1及び下段ベルトSB2が所定の速度で回転することにより、このスポンジベルトSBに挟み込まれた上記ワーク80が任意の方向に搬送される。なお、本実施の形態では、このスポンジベルトSBによるワーク80の搬送速度が上記圧力制御部70に取り込まれる。この圧力制御部70では、この取り込まれた搬送速度に基づき上記アンビル60を通じた圧力の制御が行われる。   In addition, this ultrasonic bonding apparatus includes a sponge belt SB as a conveying device. The sponge belt SB is disposed on the left and right of the ultrasonic horn 50 and the anvil 60, respectively. This sponge belt SB includes a pair of upper belt SB1 and lower belt SB2 that sandwich a conveyance target (work) 80 in which a lead 82 as a conductor made of iron and nickel is superimposed on a three-dimensional metal porous body 81 made of nickel. And is composed of. Then, the upper belt SB1 and the lower belt SB2 rotate at a predetermined speed based on driving of a motor (not shown) as a driving source of the sponge belt SB, so that the work 80 sandwiched between the sponge belts SB is arbitrarily selected. It is conveyed in the direction of. In the present embodiment, the conveyance speed of the workpiece 80 by the sponge belt SB is taken into the pressure control unit 70. The pressure control unit 70 controls the pressure through the anvil 60 based on the taken conveyance speed.

次に、こうした装置によって行われる三次元金属多孔体81とリード82との接合工程について、図3を参照して説明する。
この図3に示すように、この接合工程では、まず、スポンジベルトSBを介して対向する位置に上記超音波接合装置MCa及びMCbが間隔W1をおいて配置される。次いで、スポンジベルトSBに幅が例えば約160mmの帯状の三次元金属多孔体81(第1の帯状体)が配置されるとともに、2条の帯状の導電体からなるリード82a及び82b(第2の帯状体)が三次元金属多孔体81上の超音波ホーン50と対向する位置に配置される。
Next, the joining process of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 performed by such an apparatus will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in this joining step, first, the ultrasonic joining devices MCa and MCb are arranged at a distance W1 at positions facing each other via the sponge belt SB. Next, a strip-shaped three-dimensional metal porous body 81 (first strip) having a width of, for example, about 160 mm is disposed on the sponge belt SB, and leads 82a and 82b (second strips) made of two strip-shaped conductors are disposed. (Band-like body) is disposed at a position facing the ultrasonic horn 50 on the three-dimensional porous metal body 81.

そして、上記エアシリンダ64(図1、図2)が駆動されたとすると、支持台62が上昇し、超音波ホーン50及びアンビル60によってリード82が重ねられた部分の三次元金属多孔体81が挟み込まれて加圧されるとともに、上記中心軸体51(図1、図2)に接続されたモータM及び発振子52の駆動に伴って超音波ホーン50に軸芯方向の超音波振動が付与される。また同時に、上記スポンジベルトSBが駆動され、このスポンジベルトSBに配置された接合対象としての三次元金属多孔体81及びリード82が同図3に矢印で示す方向に「速度SP1」の速度で搬送される。   When the air cylinder 64 (FIGS. 1 and 2) is driven, the support base 62 is raised, and the three-dimensional metal porous body 81 where the lead 82 is overlapped by the ultrasonic horn 50 and the anvil 60 is sandwiched. As the motor M and the oscillator 52 connected to the central shaft body 51 (FIGS. 1 and 2) are driven, ultrasonic vibration in the axial direction is applied to the ultrasonic horn 50. The At the same time, the sponge belt SB is driven, and the three-dimensional porous metal body 81 and the lead 82 to be joined arranged on the sponge belt SB are conveyed at a speed of “speed SP1” in the direction indicated by the arrow in FIG. Is done.

こうして、まず、スポンジベルトSBの搬送方向前方の超音波接合装置MCaにより、2条のリード82a及び81bのうちのリード82aが三次元金属多孔体81に超音波接合される。また、スポンジベルトSBの搬送方向後方の超音波接合装置MCbにより、2条のリード82a及び82bのうちのリード82bが三次元金属多孔体81に超音波接合
される。これにより、帯状(板状)の三次元金属多孔体81には、2条のリード82a及び82bが連続して接合されるようになる。そして、こうして三次元金属多孔体81に各リード82a及び82bが接合されると、図3に一点鎖線で示す破断線の位置で切断され、先の図16に示した矩形の正極板が形成されるようになる。
In this way, first, the lead 82a out of the two leads 82a and 81b is ultrasonically bonded to the three-dimensional metal porous body 81 by the ultrasonic bonding apparatus MCa in front of the sponge belt SB in the conveying direction. In addition, the lead 82b of the two leads 82a and 82b is ultrasonically bonded to the three-dimensional metal porous body 81 by the ultrasonic bonding apparatus MCb at the rear of the sponge belt SB in the conveying direction. As a result, the two leads 82a and 82b are continuously joined to the belt-like (plate-like) three-dimensional metal porous body 81. Then, when the leads 82a and 82b are joined to the three-dimensional metal porous body 81 in this way, it is cut at the position of the broken line shown by the one-dot chain line in FIG. 3 to form the rectangular positive plate shown in FIG. Become so.

ところで、こうした接合工程において作業の停止や異常の発生等に伴いスポンジベルトSBの駆動を停止した場合には、停止指令を受けてからスポンジベルトSBが実際に停止するまでの間は、接合対象である三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が次第に低下しながら停止することとなる。そしてこのときには、こうした三次元金属多孔体81及びリード82の定常速度に応じて設定された超音波出力に対し、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が不十分となる。また、スポンジベルトSBを駆動する際にも、スポンジベルトSBによる搬送速度が所定の速度に到達するまでの間、接合対象である三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が不十分な速度となる。すなわち、接合対象である三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度の変化に伴って、接合対象である三次元金属多孔体81及びリード82に対する単位時間当たりの超音波出力が過大となってしまう。   By the way, in the case where the operation of the sponge belt SB is stopped due to the stoppage of work or the occurrence of an abnormality in such a joining process, the sponge belt SB is not to be joined until the sponge belt SB actually stops after receiving the stop command. The transport speed of the certain three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is stopped while gradually decreasing. At this time, the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is insufficient for the ultrasonic output set according to the steady speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82. Further, when the sponge belt SB is driven, the speed at which the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 to be joined is insufficient until the transport speed by the sponge belt SB reaches a predetermined speed. It becomes. That is, as the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 to be bonded changes, the ultrasonic output per unit time for the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 to be bonded becomes excessive. End up.

一方、このようなスポンジベルトSBの起動や停止に際し、三次元金属多孔体81の破損を防止すべく超音波接合装置MCa及びMCbによる超音波出力を停止した場合には、図4に示すように、三次元金属多孔体81に例えば約120mmのリード82の未接合部分が生じることとなる。   On the other hand, when the ultrasonic output by the ultrasonic bonding apparatuses MCa and MCb is stopped in order to prevent the three-dimensional metal porous body 81 from being damaged when the sponge belt SB is started or stopped, as shown in FIG. Thus, an unjoined portion of the lead 82 of about 120 mm, for example, is generated in the three-dimensional metal porous body 81.

そこで、本実施の形態では、スポンジベルトSBの開始動作や停止動作に伴って三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が変化した場合には、この搬送速度に追従する態様で上記超音波接合に用いられる接合エネルギを調整とすることとする。   Therefore, in the present embodiment, when the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is changed with the start operation and the stop operation of the sponge belt SB, the ultrasonic wave is tracked in accordance with the transport speed. The bonding energy used for bonding is adjusted.

なお、こうした超音波接合に用いられる接合エネルギとは、この接合エネルギを「W」、摩擦係数を「μ」、上記アンビル60を通じて接合対象に付与される圧力(押し付け力)を「P」、超音波ホーン50に付与すべき振動数を「f」、超音波ホーン50に付与すべき振動振幅を「ε」とするとき、以下の式(1)によって求まる。   The bonding energy used for such ultrasonic bonding is “W” for the bonding energy, “μ” for the friction coefficient, “P” for the pressure (pressing force) applied to the object to be bonded through the anvil 60, When the frequency to be applied to the acoustic horn 50 is “f” and the vibration amplitude to be applied to the ultrasonic horn 50 is “ε”, the following equation (1) is obtained.


W=μ・P・2πf・ε …(1)

そこで本実施の形態では、こうした各要素のうちの上記アンビル60を通じて接合対象に付与される圧力「P」を上記圧力制御部70により変更することによって、接合対象の搬送速度に見合うように接合エネルギを可変とする。なお、本実施の形態において、この可変とされる接合エネルギ(圧力P)は、スポンジベルトSBにより搬送される三次元金属多孔体81及びリード82に対する単位時間あたりの接合エネルギが三次元金属多孔体81及びリード82の接合を保証し得る特定のエネルギ(一定の値)となる態様で設定されるものとする。

W = μ · P · 2πf · ε (1)

Therefore, in the present embodiment, the pressure “P” applied to the object to be joined through the anvil 60 among these elements is changed by the pressure control unit 70, so that the joining energy is matched to the conveyance speed of the object to be joined. Is variable. In the present embodiment, the variable bonding energy (pressure P) is determined by the bonding energy per unit time with respect to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 conveyed by the sponge belt SB. It is assumed that the specific energy (constant value) that can guarantee the bonding of 81 and the lead 82 is set.

具体的には、搬送速度の増減率と、三次元金属多孔体81及びリード82に付与する接合エネルギ(圧力P)の増減率とが同じ値となるように調整する。なお、特定のエネルギは、三次元金属多孔体81とリード82との接合を保証し得る最低エネルギ以上で、かつ三次元金属多孔体81やリード82が破損しないエネルギに設定される。   Specifically, the increase / decrease rate of the conveyance speed and the increase / decrease rate of the bonding energy (pressure P) applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 are adjusted to be the same value. The specific energy is set to an energy that is equal to or higher than the lowest energy that can guarantee the bonding between the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 and that does not damage the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82.

以下、本実施の形態における接合エネルギの調整態様について、図5及び図6を参照して説明する。なお、図5(a)は、上記スポンジベルトSBによる三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度の推移例を示しており、図5(b)は、超音波接合装置による
接合エネルギの推移例を示している。また、図5(c)は、三次元金属多孔体81及びリード82を搬送方向側面から見たときの三次元金属多孔体81及びリード82の接合状態を示したものである。
Hereinafter, the adjustment mode of the bonding energy in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5A shows an example of transition of the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 by the sponge belt SB, and FIG. 5B shows the transition of joining energy by the ultrasonic joining apparatus. An example is shown. FIG. 5C shows a joined state of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 when the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 are viewed from the side in the transport direction.

すなわち、図5(a)及び(b)に示すように、スポンジベルトSBの定常駆動時には、このスポンジベルトSBの定常速度である「速度SP1」に対応して設定された出力「W1」の超音波が出力される(期間:t0−t1)。そして、タイミングt1においてスポンジベルトSBの停止命令が発されてからタイミングt3においてスポンジベルトSBが実際に停止するまでの間は、この搬送速度の低下に追従する態様で接合対象に付与される接合エネルギが調整される(図5(b)期間:t1−t3)。すなわち、圧力制御部70では、上記アンビル60を通じて三次元金属多孔体81及びリード82に付与される押し付け力「P」が次第に低くなる態様で上記エアシリンダ64の圧力が調整される。   That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the sponge belt SB is driven in a steady state, the output “W1” exceeding the set value “speed SP1” that is the steady speed of the sponge belt SB is exceeded. Sound waves are output (period: t0-t1). The joining energy applied to the joining object in a manner that follows the decrease in the conveyance speed from when the sponge belt SB stop command is issued at the timing t1 until the sponge belt SB actually stops at the timing t3. Is adjusted (period (b) in FIG. 5: t1-t3). That is, in the pressure control unit 70, the pressure of the air cylinder 64 is adjusted in such a manner that the pressing force “P” applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 through the anvil 60 gradually decreases.

一方、スポンジベルトSBの起動時には、図5(a)に示すように、タイミングt3においてスポンジベルトSBが起動されてからスポンジベルトSBの搬送速度が次第に上昇し、タイミングt5において定常速度「SP1」に到達する(図5(a)期間:t3−t5)。このため、接合対象に付与される接合エネルギも、この搬送速度の上昇に追従する態様で次第に増加するように調整される(図5(b)期間:t3−t5)。すなわち、圧力制御部70では、上記アンビル60を通じて三次元金属多孔体81及びリード82に付与される押し付け力「P」が「0」から次第に高くなるように上記エアシリンダ64の圧力が調整される。   On the other hand, when the sponge belt SB is activated, as shown in FIG. 5A, the conveyance speed of the sponge belt SB gradually increases after the sponge belt SB is activated at the timing t3, and reaches the steady speed “SP1” at the timing t5. To reach (period (a) in FIG. 5: t3-t5). For this reason, the joining energy given to the joining object is also adjusted so as to gradually increase in such a manner as to follow the increase in the conveying speed (period (b) in FIG. 5: t3 to t5). That is, the pressure control unit 70 adjusts the pressure of the air cylinder 64 so that the pressing force “P” applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 through the anvil 60 gradually increases from “0”. .

なお、本実施の形態では、上記三次元金属多孔体81の破損を確実に防止すべく、超音波の出力が集中し易い搬送の停止位置の例えば前後5mmの領域では、超音波接合装置による超音波出力、すなわち上記超音波ホーン50及びアンビル60を通じた接合対象に対する超音波振動の付与及び加圧が停止される(図5(b)期間:t2−t4)。これにより、スポンジベルトSBの停止動作や開始動作に伴って三次元金属多孔体81やリード82の搬送速度が変化したとしても、同図5(c)に示すように、搬送の停止位置の前後5mmの領域を除いて、三次元金属多孔体81にリード82が適正に接合されるようになる。   In the present embodiment, in order to reliably prevent the damage to the three-dimensional metal porous body 81, in the region of, for example, 5 mm before and after the conveyance stop position where the output of ultrasonic waves tends to concentrate, the ultrasonic bonding apparatus performs super The sonic wave output, that is, the application and pressurization of ultrasonic vibrations to the objects to be joined through the ultrasonic horn 50 and the anvil 60 are stopped (period (b) in FIG. 5: t2-t4). As a result, even if the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 changes with the stop operation and start operation of the sponge belt SB, as shown in FIG. 5C, before and after the transport stop position. Except for the 5 mm region, the lead 82 is appropriately joined to the three-dimensional porous metal body 81.

この結果、本実施の形態では、先の図4に対応する図として図6に示すように、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送の停止や開始に伴うリード82の未接合領域が「120mm」から「10mm(前後5mm)」に大幅に縮小されるようになる。なお、本実施の形態では、上記超音波装置による超音波出力を監視し、この監視される超音波出力が三次元金属多孔体81にリード82の接合を保証し得る最低エネルギよりも低下していた場合には、このときの三次元金属多孔体81にはリード82が接合されていないとして、同部分が「不良品」として判別される。また、この監視にかかる頻度は、上記搬送速度の変化時、すなわち、スポンジベルトSBの定常駆動時よりも停止時や開始時に高い頻度で行われる。これにより、未接合領域を確実に検知することが可能となる。   As a result, in the present embodiment, as shown in FIG. 6 as a diagram corresponding to FIG. 4, the unbonded region of the lead 82 accompanying the stop and start of the conveyance of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is “ 120 mm "is greatly reduced to" 10 mm (front and rear 5 mm) ". In the present embodiment, the ultrasonic output from the ultrasonic device is monitored, and the ultrasonic output to be monitored is lower than the lowest energy that can guarantee the bonding of the lead 82 to the three-dimensional metal porous body 81. In this case, the lead 82 is not bonded to the three-dimensional metal porous body 81 at this time, and the same portion is determined as a “defective product”. Further, the frequency of this monitoring is higher when the conveyance speed is changed, that is, when stopping or starting than when the sponge belt SB is driven steadily. Thereby, it becomes possible to detect an unjoined area reliably.

次に、上記スポンジベルトSBの搬送速度を決定する指令値とこの指令値に基づき駆動されたスポンジベルトSBの搬送速度の実測値との関係、並びに上記アンビル60の押し付け力を決定する指令値とこの指令値に基づき駆動されたアンビル60の押し付け力の実測値との関係を図7及び図8を参照して説明する。なお、図7(a)において実線で示す特性Lss1及びLss2は、上記スポンジベルトSBを起動させたときの搬送速度の指令値と実測値との関係を示している。また、図7(b)において実線で示す特性Lps1及びLps2は、上記超音波接合装置を起動させたときに上記アンビル60を通じて接合対象に付与される押し付け力の指令値と実測値との関係を示している。そして、図7(c)は、図7(a)及び(b)に示した各実測値を重ね合わせたものである。一方、図8(
a)において実線で示す特性Lse1及びLse2は、上記スポンジベルトSBを停止させたときの搬送速度の指令値と実測値との関係を示している。また、図8(b)において実線で示す特性Lpe1及びLpe2は、上記超音波接合装置を停止させたときに上記アンビル60を通じて接合対象に付与される押し付け力の指令値と実測値との関係を示している。そして、図8(c)は、図8(a)及び(b)に示した各実測値を重ね合わせたものである。なお、これら図7及び図8に示すグラフは、発明者らによって得られた実験結果に基づくものである。
Next, a relationship between a command value for determining the conveying speed of the sponge belt SB and an actual value of the conveying speed of the sponge belt SB driven based on the command value, and a command value for determining the pressing force of the anvil 60; The relationship between the measured value of the pressing force of the anvil 60 driven based on this command value will be described with reference to FIGS. Note that characteristics Lss1 and Lss2 indicated by solid lines in FIG. 7A indicate the relationship between the conveyance speed command value and the actual measurement value when the sponge belt SB is activated. Also, the characteristics Lps1 and Lps2 indicated by solid lines in FIG. 7B indicate the relationship between the command value of the pressing force applied to the object to be joined through the anvil 60 and the measured value when the ultrasonic bonding apparatus is activated. Show. And FIG.7 (c) superimposes each measured value shown to Fig.7 (a) and (b). On the other hand, FIG.
Characteristics Lse1 and Lse2 indicated by solid lines in a) show the relationship between the command value of the conveyance speed and the actual measurement value when the sponge belt SB is stopped. Also, the characteristics Lpe1 and Lpe2 indicated by solid lines in FIG. 8B indicate the relationship between the command value of the pressing force applied to the object to be joined through the anvil 60 and the actual measurement value when the ultrasonic welding apparatus is stopped. Show. And FIG.8 (c) superimposes each measured value shown to Fig.8 (a) and (b). The graphs shown in FIGS. 7 and 8 are based on the experimental results obtained by the inventors.

まず、上記スポンジベルトSBを起動させたときの搬送速度の推移は、図7(a)に示すように、指令値Lss1よりも時間Tx1だけ遅れて実測値Lss2が次第に高まるように推移する。このため、タイミングt0においてスポンジベルトSBが起動されてからタイミングt1に至るまでの間は、指令値よりも実測値が低くなる。一方、タイミングt2からタイミングt3にかけて上記搬送速度が定常速度SP1に到達する間での間は、指令値Lss1よりも実測値Lss2が高くなる。   First, as shown in FIG. 7A, the change in the conveyance speed when the sponge belt SB is activated changes so that the actual measurement value Lss2 gradually increases with a delay of time Tx1 from the command value Lss1. For this reason, the measured value is lower than the command value during the period from the activation of the sponge belt SB at the timing t0 to the timing t1. On the other hand, the measured value Lss2 becomes higher than the command value Lss1 during the period in which the conveyance speed reaches the steady speed SP1 from the timing t2 to the timing t3.

また、上記超音波接合装置を起動させたときのアンビル60による押し付け力の推移も、図7(b)に示すように、実測値Lps2は、指令値Lps1よりも時間Tx1だけ遅れて指令値Lps1と略同じ推移のもとに高まるように推移する。   In addition, as shown in FIG. 7 (b), the transition of the pressing force by the anvil 60 when the ultrasonic bonding apparatus is activated also indicates that the measured value Lps2 is delayed by the time Tx1 from the command value Lps1. It is expected to increase under the same trend.

そして、上記搬送速度の実測値Lss2と上記押し付け力の実測値Lps2との関係は、図7(c)に示すように、上記搬送速度の実測値Lss2に対して上記押し付け力の実測値Lps2が斜線で示す領域の分だけ不足することとなる。ただし、この条件のもとに三次元金属多孔体81とリード82との接合を行った場合には、図9(a)にそれらを上面から見た拡大図を示すように、三次元金属多孔体81に破れ等が発生することなく、三次元金属多孔体81にリード82を接合することが可能であることが確認された。   Then, the relationship between the measured value Lss2 of the conveyance speed and the measured value Lps2 of the pressing force is, as shown in FIG. 7C, the measured value Lps2 of the pressing force with respect to the measured value Lss2 of the conveying speed. There will be a shortage of the area indicated by the diagonal lines. However, when the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 are bonded under these conditions, the three-dimensional metal porous body 81 is shown in FIG. It has been confirmed that the lead 82 can be joined to the three-dimensional porous metal body 81 without breaking the body 81 or the like.

一方、上記スポンジベルトSBを停止させたときの搬送速度の推移は、図8(a)に示すように、実測値Lse2が指令値Lse1よりも早く減速し、指令値Lse1よりも時間Tx1だけ早く停止する。   On the other hand, the transition of the conveyance speed when the sponge belt SB is stopped, as shown in FIG. 8A, the actual measurement value Lse2 decelerates faster than the command value Lse1, and is earlier than the command value Lse1 by time Tx1. Stop.

これに対し、上記超音波接合装置を停止させたときのアンビル60による押し付け力の推移は、図8(b)に示すように、実測値Lps2が指令値Lps1よりも遅れて低下するようになり、指令値Lps1よりも時間Tx1だけ遅れて停止するように推移する。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, the transition of the pressing force by the anvil 60 when the ultrasonic bonding apparatus is stopped is such that the actually measured value Lps2 decreases with a delay from the command value Lps1. Then, the transition is made to stop after a time Tx1 from the command value Lps1.

そして、上記搬送速度の実測値Lse2と上記押し付け力の実測値Lpe2との関係は、図8(c)に示すように、搬送速度の実測値Lse2に対して押し付け力の実測値Lpe2が時間Tx2だけ遅れて停止することとなり、搬送速度の実測値Lss2に対して押し付け力の実測値Lps1が斜線で示す領域の分だけ過大となってしまう。このため、この条件のもとに三次元金属多孔体81とリード82との接合を行った場合には、図9(b)にそれらを上面から見た拡大図を示すように、三次元金属多孔体81に破れが発生することが確認された。   Then, as shown in FIG. 8C, the relationship between the actually measured value Lse2 of the conveying speed and the actually measured value Lpe2 of the pressing force is such that the measured value Lpe2 of the pressing force is the time Tx2 with respect to the actually measured value Lse2 of the conveying speed. Therefore, the measured value Lps1 of the pressing force is excessively increased by an area indicated by diagonal lines with respect to the measured value Lss2 of the conveyance speed. For this reason, when the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 are joined under this condition, the three-dimensional metal is shown in FIG. It was confirmed that the porous body 81 was torn.

そこで、本実施の形態では、図10に示すように、上記スポンジベルトSB及び超音波接合装置の停止時には、上記指令値に対する遅れ時間Tx1を考慮し、上記アンビル60を通じて接合対象に付与される押し付け力を低下させるタイミングをスポンジベルトSBの搬送速度を低下させるタイミングよりも上記時間Tx2だけ早まるようにアンビル60の押し付け力を決定する指令値を設定することとする。これにより、三次元金属多孔体81に上述した破損等を生じることなく、三次元金属多孔体81とリード82との好適な接合が図られるようになる。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, when the sponge belt SB and the ultrasonic bonding apparatus are stopped, the pressing time applied to the objects to be bonded through the anvil 60 in consideration of the delay time Tx1 with respect to the command value. The command value for determining the pressing force of the anvil 60 is set so that the timing for reducing the force is advanced by the time Tx2 above the timing for reducing the conveying speed of the sponge belt SB. As a result, the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 can be suitably joined without causing the above-described damage or the like.

次に、上記超音波接合装置によって接合された三次元金属多孔体81及びリード82の強度特性の測定結果の一例を図11を参照して説明する。
なお、この強度特性の測定は、図11(a)に示すように、以下の各条件のもとに行ったものである。
Next, an example of the measurement results of the strength characteristics of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 bonded by the ultrasonic bonding apparatus will be described with reference to FIG.
In addition, the measurement of this intensity | strength characteristic was performed on the following each conditions, as shown to Fig.11 (a).

条件a:上記超音波ホーン50及びアンビル60として走行距離の少ない超音波ホーン50及びアンビル60を使用した。
条件b:上記超音波ホーン50及びアンビル60として、走行距離の少ない超音波ホーン50と走行距離の多いアンビル60とを使用した。
Condition a: The ultrasonic horn 50 and the anvil 60 having a short travel distance were used as the ultrasonic horn 50 and the anvil 60.
Condition b: As the ultrasonic horn 50 and the anvil 60, the ultrasonic horn 50 having a small traveling distance and the anvil 60 having a large traveling distance were used.

条件c:上記超音波ホーン50及びアンビル60として、走行距離の多い超音波ホーン50と走行距離の少ないアンビル60とを使用した。
条件d:上記超音波ホーン50及びアンビル60として、走行距離の多い超音波ホーン50及びアンビル60を使用した。
Condition c: As the ultrasonic horn 50 and the anvil 60, the ultrasonic horn 50 having a large traveling distance and the anvil 60 having a small traveling distance were used.
Condition d: As the ultrasonic horn 50 and the anvil 60, the ultrasonic horn 50 and the anvil 60 having a large traveling distance were used.

また、図11(b)は、こうした条件a〜条件dのもとに得られた接合強度の測定結果を示したものである。なお、この図11(b)において直線で示すLsは、スポンジベルトSBの搬送速度の推移を示している。また、実線で示す特性La〜特性Ldは、上記超音波ホーン50及びアンビル60の条件を上記条件a〜条件dとしたときのスポンジベルトSBの搬送速度に対応する接合強度の推移を示している。一方、破線で示す特性Lは、上記超音波ホーン50及びアンビル60の条件を上記条件aとしたときの従来の超音波接合装置(起動・停止時に接合エネルギの付与を中断したもの)による接合強度の推移を示したものである。 Moreover, FIG.11 (b) shows the measurement result of the joint strength obtained on the basis of these conditions a-d. Note that Ls indicated by a straight line in FIG. 11B indicates a change in the conveyance speed of the sponge belt SB. Characteristic La to characteristic Ld indicated by solid lines indicate transitions in bonding strength corresponding to the conveying speed of the sponge belt SB when the conditions of the ultrasonic horn 50 and the anvil 60 are the conditions a to d. . On the other hand, the characteristic L 0 indicated by a broken line indicates that the ultrasonic horn 50 and the anvil 60 are bonded by a conventional ultrasonic bonding apparatus (where the application of bonding energy is interrupted when starting and stopping) when the condition a is the above condition a. It shows the transition of strength.

すなわち、図11(b)に特性La〜Ld及びLとして示すように、スポンジベルトSBの搬送速度が定常速度SP1以上となっている期間T1及びT5に接合処理が施された領域においては、いずれも三次元金属多孔体81とリード82との接合強度が規格基準N1及び管理基準N2を共に超えている。 That is, as shown in FIG. 11 (b) as the characteristic La~Ld and L 0, in the region where the bonding process is performed in the period T1 and T5 of the conveying speed of the sponge belt SB is in the steady speed SP1 above, In both cases, the bonding strength between the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 exceeds both the standard standard N1 and the management standard N2.

一方、期間T2から期間T4にかけてスポンジベルトSBの搬送速度が変化し、定常速度SP1未満となった場合には、特性L(従来の超音波接合装置)では、搬送速度の変化に応じた接合エネルギの可変制御が行われず、接合エネルギの付与を中断していることから、このときに接合処理が施された領域の接合強度は共に規格基準N1及び管理基準N2未満となる。これに対し、特性La〜Ldでは、搬送速度の変化に応じた接合エネルギの可変制御が行われることによって、搬送速度が変化する期間T2及びT4に接合処理が施された領域においても接合強度は共に規格基準N1及び管理基準N2を超えたものとなっている。なお、スポンジベルトSBの搬送の停止位置である前後5mmにおいては、本実施の形態では、上記超音波出力を停止していることから、期間T3に対応する領域でのみ接合強度が規格基準N1及び管理基準N2未満となっているものの、特性Lよりも規格基準N1及び管理基準N2を超える領域が大幅に拡大されたことが確認できる。 On the other hand, when the conveyance speed of the sponge belt SB changes from the period T2 to the period T4 and becomes less than the steady speed SP1, the characteristic L 0 (conventional ultrasonic bonding apparatus) is bonded according to the change in the conveyance speed. Since the variable energy control is not performed and the application of the bonding energy is interrupted, the bonding strength of the region subjected to the bonding process at this time is less than the standard standard N1 and the management standard N2. On the other hand, in the characteristics La to Ld, the bonding strength in the regions T2 and T4 in which the conveyance speed is changed by performing the variable control of the bonding energy according to the change in the conveyance speed. Both exceed the standard standard N1 and the management standard N2. Note that, in the present embodiment, the ultrasonic output is stopped at the front and rear 5 mm, which is the position where the sponge belt SB is stopped, and therefore the bonding strength is limited to the standard reference N1 and the region corresponding to the period T3. although it is less than the management reference N2, space beyond standard reference N1 and control standards N2 than the characteristic L 0 can be confirmed to have been greatly expanded.

以上説明したように、本実施の形態にかかる超音波接合方法、超音波接合装置、電池用電極の製造方法によれば、以下の効果が得られるようになる。
(1)上記三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度に応じて三次元金属多孔体81及びリード82に付与される接合エネルギ、ここでは特にアンビル60に付与する圧力を可変とした。このため、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送の開始時や停止時に搬送速度が変化したとしても、この搬送速度の変化に追従する態様で三次元金属多孔体81及びリード82に付与される接合エネルギを調整することができるようになる。これにより、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送の開始時や停止時において、三次元金属多孔体81及びリード82に過大な接合エネルギが付与されることが抑制され、三
次元金属多孔体81及びリード82を安定して接合することができるようになる。
As described above, according to the ultrasonic bonding method, the ultrasonic bonding apparatus, and the battery electrode manufacturing method according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The bonding energy applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82, particularly the pressure applied to the anvil 60 in this case, is variable according to the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82. For this reason, even if the conveyance speed changes at the start or stop of conveyance of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82, it is applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 in a manner that follows the change in the conveyance speed. The bonding energy can be adjusted. Thereby, at the start or stop of the conveyance of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82, it is suppressed that excessive bonding energy is applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82, and the three-dimensional metal porous body 81 and lead 82 can be stably joined.

(2)三次元金属多孔体81及びリード82に付与される接合エネルギを、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が低くなるほど低下させることとした。また、三次元金属多孔体81及びリード82に付与される接合エネルギを、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が高くなるほど増大させることとした。これにより、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が変化したとしても、三次元金属多孔体81及びリード82に付与される単位時間当たりの接合エネルギを一定とすることができ、定常速度SP1の場合と同条件のもとに三次元金属多孔体81とリード82との接合を行うことができるようになる。   (2) The bonding energy applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is reduced as the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 decreases. Further, the bonding energy applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is increased as the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 increases. Thereby, even if the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 changes, the bonding energy per unit time applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 can be made constant, and the steady speed. The three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 can be joined under the same conditions as in the case of SP1.

(3)三次元金属多孔体81及びリード82に付与される接合エネルギを、各々搬送される三次元金属多孔体81及びリード82に対する単位時間あたりの接合エネルギが三次元金属多孔体81及びリード82の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で可変とすることとした。これにより、接合対象としての三次元金属多孔体81及びリード82には、それらの搬送速度が変化したような場合であれ、接合に必要十分な範囲での接合エネルギが付与されることとなり、三次元金属多孔体81及びリード82が確実に接合されるようになる。また、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度の低下時においては、三次元金属多孔体81及びリード82を接合するために必要な接合エネルギのみが付与されることから、三次元金属多孔体81及びリード82に過大な接合エネルギが付与されることが確実に抑制されるようになる。   (3) The bonding energy applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is the same as the bonding energy per unit time for the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 conveyed. It was decided to make it variable in such a way as to have a specific energy that can guarantee the joining. As a result, even if the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 as the bonding target is changed, bonding energy in a range necessary and sufficient for bonding is given, and the tertiary The original metal porous body 81 and the lead 82 are reliably bonded. In addition, when the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is decreased, only the joining energy necessary for joining the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is applied. It is reliably suppressed that excessive bonding energy is applied to the body 81 and the lead 82.

(4)接合エネルギの調整を、上述のようにアンビル60を通じて付与すべき圧力を可変として行うこととした。これにより、アンビル60を通じて三次元金属多孔体81及びリード82に付与される圧力の調整を通じて接合エネルギを高い精度のもとに調整することができるようになる。   (4) The adjustment of the bonding energy is performed by changing the pressure to be applied through the anvil 60 as described above. Accordingly, the bonding energy can be adjusted with high accuracy through adjustment of the pressure applied to the three-dimensional porous metal body 81 and the lead 82 through the anvil 60.

(5)アンビル60を通じて各帯状体に付与される圧力の調整を、エアシリンダを駆動源として行うこととした。このため、接合対象である三次元金属多孔体81及びリード82の厚みやうねりの変化に関わらず、三次元金属多孔体81及びリード82に対して一定の圧力を加えることができるようになる。これにより、順次搬送される三次元金属多孔体81及びリード82の形状が不規則に変化するような場合であれ、三次元金属多孔体81及びリード82に付与される圧力、ひいては、接合エネルギの過不足を抑制することができるようになる。   (5) The pressure applied to each strip through the anvil 60 is adjusted using an air cylinder as a drive source. Therefore, a constant pressure can be applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 regardless of changes in the thickness and undulation of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 to be joined. As a result, even when the shapes of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 that are sequentially conveyed change irregularly, the pressure applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82, and hence the bonding energy. Excess and deficiency can be suppressed.

(6)接合エネルギの可変の対象とする三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度の変化を、スポンジベルトSBによる三次元金属多孔体81及びリード82の搬送の開始あるいは停止に伴う速度変化とした。これにより、特に搬送速度の変化量が多い期間、ひいては、単位時間当たりの超音波出力の過不足が生じやすい期間における三次元金属多孔体81及びリード82の接合を安定して行うことができるようになる。   (6) Changes in the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the leads 82 that are targets of variable bonding energy are changed according to the start or stop of the transport of the three-dimensional metal porous body 81 and the leads 82 by the sponge belt SB. It was. Thus, the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 can be stably joined, particularly in a period in which the amount of change in the conveyance speed is large, and in a period in which excessive or insufficient ultrasonic output per unit time is likely to occur. become.

(7)接合エネルギを可変とするに際し、スポンジベルトSBによる搬送速度及びアンビル60による押し付け力の各指令値に対する反応特性を考慮することとした。これにより、スポンジベルトSB及びアンビル60に対する各指令値と各実測値との間での誤差が補正された指令値に基づく接合エネルギの設定が可能となり、ひいては、接合エネルギの可変制御にかかる信頼性が高められるようになる。   (7) In making the joining energy variable, reaction characteristics with respect to each command value of the conveyance speed by the sponge belt SB and the pressing force by the anvil 60 are taken into consideration. As a result, it becomes possible to set the bonding energy based on the command value in which the error between each command value for the sponge belt SB and the anvil 60 and the actual measurement value is corrected, and as a result, the reliability related to the variable control of the bonding energy. Will be enhanced.

なお、上記実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記実施の形態では、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が搬送の開始時及び停止時において定常速度SP1よりも低下した場合を想定して上記接合エネルギの
可変制御を行うこととした。これに限らず、先の図5に対応する図として図12に示すように、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が定常速度SP1よりも高い速度SP2となった場合であっても本発明の適用は可能である。すなわち、同図12に期間T1として示すように、搬送速度が高まるにつれて接合エネルギを次第に増加させるとともに、搬送速度が速度SP2に達して以降は同速度SP2に対応して増大された接合エネルギW2を継続して付与するようにしてもよい。このため、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度が定常速度よりも上昇した場合であっても、三次元金属多孔体81及びリード82を接合するために必要十分な接合エネルギが付与されるようになる。これにより、三次元金属多孔体81及びリード82の搬送速度の変化の影響を受けることなく、三次元金属多孔体81及びリード82の安定した接合を行うことができるようになる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms.
In the above-described embodiment, assuming that the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is lower than the steady speed SP1 at the start and stop of transport, the bonding energy is variably controlled. did. Not limited to this, as shown in FIG. 12 as a diagram corresponding to FIG. 5, the transport speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is a speed SP2 higher than the steady speed SP1. The application of the present invention is possible. That is, as shown as a period T1 in FIG. 12, the junction energy is gradually increased as the conveyance speed increases, and the junction energy W2 increased corresponding to the speed SP2 after the conveyance speed reaches the speed SP2. You may make it provide continuously. For this reason, even when the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is higher than the steady speed, the bonding energy necessary and sufficient for bonding the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is applied. Become so. As a result, the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 can be stably joined without being affected by changes in the conveyance speed of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82.

・上記実施の形態では、三次元金属多孔体81及びリード82の停止位置の前後5mmの領域で超音波出力を停止することとした。これに限らず、上記接合エネルギのより高精度な調整や、三次元金属多孔体81及びリード82の厚みや接合対象の材質の変更を通じて、接合対象が同領域での超音波の出力に耐えることが可能な場合には、先の図5(a)及び(b)に対応する図として図13(a)及び(b)に示すように、搬送の停止位置の前後5mmの領域であっても超音波の出力を付与するようにしてもよい。これにより、先の図5(c)に対応する図として図13(c)に示すように、各接合対象の全面に亘る接合が実現されるようになる。   In the above embodiment, the ultrasonic output is stopped in a region 5 mm before and after the stop position of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82. Not limited to this, the bonding target can withstand the output of ultrasonic waves in the same region by adjusting the bonding energy with higher accuracy, and changing the thickness of the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 and the material of the bonding target. If possible, as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b) corresponding to FIGS. 5 (a) and 5 (b), it may be an area 5 mm before and after the conveyance stop position. You may make it provide the output of an ultrasonic wave. Thereby, as shown in FIG. 13C as a diagram corresponding to the previous FIG. 5C, bonding over the entire surface of each bonding target is realized.

・上記実施の形態では、搬送装置としてスポンジベルトSBを用いることとした。これに限らず、搬送装置としては、各種コンベアやローラ状の送給装置を用いることも可能である。要は、2つの帯状体を重ね合わせた状態で上記超音波ホーン50とアンビル60との間に搬送可能なものであればよい。   In the above embodiment, the sponge belt SB is used as the conveying device. Not limited to this, various conveyors and roller-shaped feeding devices can be used as the conveying device. In short, any material can be used as long as it can be transported between the ultrasonic horn 50 and the anvil 60 in a state where the two strips are overlapped.

・上記実施の形態では、アンビル60による押し付け力の調整を、エアシリンダ64を駆動源として行うこととした。これに限らず、アンビル60による押し付け力の調整は、モータ等の駆動手段による支持台62の上下動作を通じて行うこととしてもよい。   In the above embodiment, the adjustment of the pressing force by the anvil 60 is performed using the air cylinder 64 as a drive source. Not limited to this, the adjustment of the pressing force by the anvil 60 may be performed through the vertical movement of the support base 62 by a driving means such as a motor.

・上記実施の形態では、三次元金属多孔体81及びリード82に対してアンビル60を通じて付与される圧力の変更を通じて三次元金属多孔体81及びリード82に付与される接合エネルギを調整することとした。これに限らず、こうした接合エネルギの調整は、上記超音波接合に際して超音波ホーン50に付与すべき振動数あるいは超音波ホーン50に付与すべき振動振幅によって行うことも可能である。要は、接合エネルギの可変制御は、三次元金属多孔体81及びリード82に対してアンビル60を通じて付与される圧力、及び上記超音波接合に際して超音波ホーン50に付与すべき振動数、及び上記超音波接合に際して超音波ホーン50に付与すべき振動振幅の少なくとも1つの要素の変更として行うものであればよい。そして、これら接合エネルギの可変制御を行う部分が接合エネルギ制御部となる。   In the above embodiment, the bonding energy applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 is adjusted by changing the pressure applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 through the anvil 60. . The adjustment of the bonding energy is not limited to this, and it is also possible to perform the adjustment of the bonding energy based on the vibration frequency to be applied to the ultrasonic horn 50 or the vibration amplitude to be applied to the ultrasonic horn 50 during the ultrasonic bonding. In short, the variable control of the bonding energy is performed by the pressure applied to the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 through the anvil 60, the frequency to be applied to the ultrasonic horn 50 during the ultrasonic bonding, What is necessary is just to change as at least one element of the vibration amplitude to be applied to the ultrasonic horn 50 at the time of the sonic bonding. And the part which performs variable control of these joining energy becomes a joining energy control part.

・上記実施の形態では、角形密閉式電池の単電池を構成する極板群の正極板を上記リード82の接合対象とした。これに限らず、ロール円筒型電池を構成する正極板を上記リード82の接合対象としてもよい。この場合には、三次元金属多孔体とリードとが全面に亘り接合されることから、リードの未接合部の切除といったことも必要ない。このため、リードが全面に亘り接合された三次元金属多孔体の連続した倦回が可能となり、ひいては、ロール円筒型電池の電池としての生産性が高められるようにもなる。   In the embodiment described above, the positive electrode plate of the electrode plate group constituting the unit cell of the rectangular sealed battery is the target of joining the lead 82. Not only this but the positive electrode plate which comprises a roll cylindrical battery is good also as a candidate for joining of the above-mentioned lead 82. In this case, since the three-dimensional metal porous body and the lead are joined over the entire surface, it is not necessary to excise the unjoined portion of the lead. For this reason, continuous winding of the three-dimensional metal porous body in which the leads are joined over the entire surface is possible, and as a result, the productivity of the roll cylindrical battery as a battery can be improved.

・上記実施の形態では、上記超音波接合による接合対象として、三次元金属多孔体81及び導電体からなるリード82を接合することとした。これに限らず、接合対象としては、例えばアルミ泊であってもよく、この他、帯状の形状をなし、連続して超音波接合する
ものであれば本発明の適用は可能である。
In the above embodiment, the three-dimensional metal porous body 81 and the lead 82 made of a conductor are bonded as the bonding target by the ultrasonic bonding. However, the present invention is not limited to this. For example, an aluminum stay may be used, and in addition to this, the present invention can be applied as long as it has a band shape and is continuously ultrasonically bonded.

50…超音波ホーン、51…中心軸体、52…発振子、60…アンビル、61…中心軸体、62…支持台、63…基台、64…エアシリンダ、65…圧力計、70…圧力制御部、80…ワーク、81…三次元金属多孔体(第1の帯状体)、82…リード(第2の帯状体)、82a…リード、82b…リード、MCa、MCb…超音波接合装置、SB1…スポンジベルト、SB1…上段ベルト、SB2…下段ベルト。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Ultrasonic horn, 51 ... Center shaft body, 52 ... Oscillator, 60 ... Anvil, 61 ... Center shaft body, 62 ... Support stand, 63 ... Base, 64 ... Air cylinder, 65 ... Pressure gauge, 70 ... Pressure Control unit, 80 ... work, 81 ... three-dimensional metal porous body (first strip), 82 ... lead (second strip), 82a ... lead, 82b ... lead, MCa, MCb ... ultrasonic bonding apparatus, SB1 ... sponge belt, SB1 ... upper belt, SB2 ... lower belt.

Claims (13)

接合対象とする第1の帯状体と第2の帯状体とを搬送装置にて同一方向に搬送しつつ、これら第1及び第2の帯状体を超音波接合する超音波接合方法において、
前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化に応じて前記超音波接合に用いられる接合エネルギを可変とすることを特徴とする超音波接合方法。
In the ultrasonic bonding method of ultrasonically bonding the first and second strips while transporting the first strip and the second strip to be joined in the same direction by the transport device,
An ultrasonic bonding method characterized in that the bonding energy used for the ultrasonic bonding is variable in accordance with a change in the conveying speed of the first and second strips by the conveying device.
前記接合エネルギは、前記第1及び第2の帯状体の搬送速度が高いほど高く、かつ、同搬送速度が低いほど低くなる態様で可変とされる
請求項1に記載の超音波接合方法。
2. The ultrasonic bonding method according to claim 1, wherein the bonding energy is variable in such a manner that the higher the conveying speed of the first and second strips is, the lower the lower the conveying speed is.
前記接合エネルギは、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対する単位時間あたりの接合エネルギが前記第1及び第2の帯状体の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で可変とされる
請求項2に記載の超音波接合方法。
The bonding energy is variable in such a manner that the bonding energy per unit time with respect to the first and second belts to be conveyed is a specific energy that can guarantee the bonding of the first and second belts. The ultrasonic bonding method according to claim 2.
前記接合エネルギの変更は、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対して超音波接合位置で付与すべき圧力、及び前記超音波接合に用いるべき振動数、及び前記超音波接合に用いるべき振動振幅の少なくとも1つの要素の変更として行われる
請求項2又は3に記載の超音波接合方法。
The change of the bonding energy is performed by changing the pressure to be applied to the first and second belts to be conveyed at the ultrasonic bonding position, the frequency to be used for the ultrasonic bonding, and the ultrasonic bonding. The ultrasonic bonding method according to claim 2, wherein the ultrasonic bonding method is performed as a change of at least one element of vibration amplitude to be used.
前記接合エネルギの可変の対象とする前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化が、前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送の開始あるいは停止に伴う速度変化である
請求項1〜4のいずれか一項に記載の超音波接合方法。
The change in the transport speed of the first and second strips, which is the variable of the bonding energy, is a speed change associated with the start or stop of the transport of the first and second strips by the transport device. The ultrasonic bonding method according to any one of claims 1 to 4.
接合対象とする第1の帯状体と第2の帯状体とを搬送装置にて同一方向に搬送しつつ、これら第1及び第2の帯状体を超音波接合する超音波接合装置において、
前記搬送装置により搬送される前記第1及び第2の帯状体をアンビルと超音波ホーンとにより加圧しつつ該加圧した第1及び第2の帯状体に接合エネルギを付与する接合エネルギ付与部と、
前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化に応じて前記付与すべき接合エネルギを可変制御する接合エネルギ制御部とを備えたことを特徴とする超音波接合装置。
In the ultrasonic bonding apparatus for ultrasonically bonding the first and second band-shaped bodies while conveying the first band-shaped body and the second band-shaped body to be bonded in the same direction by the transfer device,
A bonding energy applying unit that applies bonding energy to the pressurized first and second belts while pressing the first and second belts transported by the transport device with an anvil and an ultrasonic horn; ,
An ultrasonic bonding apparatus comprising: a bonding energy control unit that variably controls the bonding energy to be applied in accordance with a change in the conveyance speed of the first and second belts by the conveyance apparatus.
前記接合エネルギ制御部は、前記第1及び第2の帯状体の搬送速度が高いほど高く、前前記第1及び第2の帯状体の搬送速度が低いほど低くする態様で前記接合エネルギを可変制御するものである
請求項6に記載の超音波接合装置。
The bonding energy control unit variably controls the bonding energy in such a manner that the higher the conveying speed of the first and second strips is, the lower the lower the conveying speed of the first and second strips is. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 6.
前記接合エネルギ制御部は、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対する単位時間あたりの接合エネルギが前記第1及び第2の帯状体の接合を保証し得る特定のエネルギとなる態様で前記接合エネルギを可変制御するものである
請求項7に記載の超音波接合装置。
The bonding energy control unit is configured such that the bonding energy per unit time with respect to the first and second strips to be transported becomes specific energy that can guarantee the bonding of the first and second strips. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 7, wherein the bonding energy is variably controlled.
前記接合エネルギ制御部は、前記搬送される前記第1及び第2の帯状体に対して前記アンビルを通じて付与すべき圧力、及び前記超音波接合に際して前記超音波ホーンに付与すべき振動数、及び前記超音波接合に際して前記超音波ホーンに付与すべき振動振幅の少なくとも1つの要素の変更として前記接合エネルギを可変制御するものである
請求項7または8に記載の超音波接合装置。
The bonding energy control unit includes a pressure to be applied through the anvil to the first and second belts to be conveyed, a frequency to be applied to the ultrasonic horn during the ultrasonic bonding, and the The ultrasonic bonding apparatus according to claim 7 or 8, wherein the bonding energy is variably controlled as a change in at least one element of vibration amplitude to be applied to the ultrasonic horn during ultrasonic bonding.
前記接合エネルギ制御部が前記接合エネルギの可変制御の対象とする前記第1及び第2の帯状体の搬送速度の変化が、前記搬送装置による前記第1及び第2の帯状体の搬送の開始あるいは停止に伴う速度変化である
請求項6〜9のいずれか一項に記載の超音波接合装置。
The change in the conveyance speed of the first and second strips, which is the target of the bonding energy control by the bonding energy control unit, is the start of conveyance of the first and second strips by the conveyance device or The ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 6 to 9, which is a speed change accompanying a stop.
電極板としての三次元金属多孔体にリードとしての導電体が接合されてなる電池用電極の製造方法において、
前記三次元金属多孔体からなる材料を第1の帯状体とするとともに、前記導電体からなる材料を第2の帯状体とし、請求項6〜10のいずれか一項に記載の超音波接合装置を用いて前記三次元金属多孔体の一面に前記導電体を接合することを特徴とする電池用電極の製造方法。
In the method for manufacturing a battery electrode in which a conductor as a lead is joined to a three-dimensional metal porous body as an electrode plate,
The ultrasonic bonding apparatus according to any one of claims 6 to 10, wherein the material made of the three-dimensional metal porous body is a first belt-like body, and the material made of the conductor is a second belt-like body. A method for producing an electrode for a battery, comprising bonding the conductor to one surface of the three-dimensional porous metal body.
前記リードの接合対象となる電極板は、角形密閉式電池の単電池を構成する極板群の正極板である
請求項11に記載の電池用電極の製造方法。
The method for producing a battery electrode according to claim 11, wherein the electrode plate to be joined with the lead is a positive electrode plate of a group of electrode plates constituting a unit cell of a rectangular sealed battery.
前記リードの接合対象となる電極板は、ロール円筒型電池の電極板である
請求項11に記載の電池用電極の製造方法。
The method of manufacturing a battery electrode according to claim 11, wherein the electrode plate to be joined with the lead is an electrode plate of a roll cylindrical battery.
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