JP6050606B2 - 蓄電素子用の外装体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電極体を内装する蓄電素子用の外装体の製造方法に関する。

従来から、各種機器の電力源に採用される蓄電素子として、正極及び負極を含む電極体と、電極体を収容する金属製の外装体とを備えたものが提供されている。

外装体は、開口部を有する胴部であって、電極体を包囲可能な胴部と、胴部の開口部を閉じる閉塞部とを備える。そして、この種の蓄電素子の外装体には、胴部及び閉塞部を展開した金属製の展開プレートを加工することで多面形状に形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

展開プレートは、図９に示す如く、閉塞部を形成するための第一領域５０であって、平面視多角形状（図においては四角形状）に形成された第一領域５０と、第一領域５０の輪郭を構成する直線状のエッジＥの全長に接続された第一曲げ領域５１と、胴部を形成するための第二領域５２であって、第一曲げ領域５１を介して第一領域５０に接続された第二領域５２とを含む。

そして、この種の展開プレート５において、第一曲げ領域５１及び第二領域５２の数が、第一領域５０の輪郭を構成する直線状のエッジ（辺）の数よりも少ない場合、第二領域５２は、第一曲げ領域５１の全長又は略全長に亘って接続される主壁領域５２０と、主壁領域５２０に対して横並びに接続された第二曲げ領域５２１と、第二曲げ領域５２１を介して主壁領域５２０に接続された副壁領域５２２とを含む。すなわち、第二領域５２において、第一領域５０の輪郭を構成する直線状のエッジＥ（当該第二領域５２が第一曲げ領域５１を介して接続されるエッジＥ）の延びる方向に主壁領域５２０、第二曲げ領域５２１及び副壁領域５２２が並んで設けられる。

これに伴い、上記構成の展開プレート５においては、第一曲げ領域５１（第一領域５０と第二領域５２との境界）が曲げ加工されるとともに、第二領域５２の第二曲げ領域５２１（主壁領域５２０と副壁領域５２２との境界）が曲げ加工される。これにより、第二領域５２は、第一領域５０の輪郭に沿った状態で、第一領域５０に対して起立状態にされる。そして、第二領域５２が一つの場合には、該第二領域５２の両端（副壁領域５２２）同士が突合せ溶接され、第二領域５２が二つ以上の場合には、隣り合う第二領域５２の副壁領域５２２同士が突合せ溶接される。これにより、展開状態にあった第二領域５２が連続して第一領域５０の輪郭に即した多角環状の胴部となり、第一領域５０が胴部の開口部に重なった閉塞部となる。

そして、上記の何れの場合においても、胴部の一部（第二領域５２のうちの第二曲げ領域５２１及び副壁領域５２２）と、閉塞部の一部（第一領域５０における第一曲げ領域５１の接続されていないエッジＥ）とが非接続状態になる。これに伴い、非接続状態にある閉塞部の一部と胴部の一部とがレーザー溶接される。これにより、胴部の開口部が閉塞部によって密閉される。

特開２００１−２３６９２９号公報

ところで、この種の展開プレート５において、第二領域５２が第一曲げ領域５１を介して第一領域５０に接続されているため、第二領域５２が第一領域５０の外形に即して曲げ加工された状態で（第二曲げ領域５２１が曲げ加工された状態で）、図１０に示す如く、第二領域５２の第二曲げ領域５２１と第一領域５０との間に隙間Ｓが形成されてしまう。

より具体的に説明すると、上記構成の展開プレート５においては、第一領域５０と第二領域５２との間に設けられた第一曲げ領域５１が曲げ加工されることで、断面円弧状になった第一曲げ領域５１の存在によって主壁領域５２０が第一領域５０から離れた位置で起立し、主壁領域５２０と連続する第二曲げ領域５２１についても第一領域５０から離れた位置に配置される。

そのため、展開プレート５を立体的にすることで形成される角部（第一領域５０と曲げ加工された第二領域５１とによって形成される角部）に奥行きを有する隙間Ｓが形成される結果、レーザー溶接するときに第二曲げ領域５２１と第一領域５０とが互いに溶け込み難い状態になってしまう。

従って、非接続状態にある閉塞部の一部（展開プレート５における第一領域５０）と胴部の一部（展開プレート５における第二領域５２の第二曲げ領域５２１及び副壁領域５２２）とがレーザー溶接されるときに、それぞれが溶融するものの、これらが互いに溶け込まずに落下してしまうことがある。そのため、完成後の外装体における角部における液密性及び気密性が確保されない場合があった。

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、展開プレートを曲げ加工及び溶接加工して蓄電素子用の外装体を作製するに当り、外装体における角部の液密性及び気密性を確保することのできる蓄電素子用の外装体の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の蓄電素子用の外装体の製造方法は、開口部を有する胴部であって、電極体を包囲可能な多角環状の胴部と、前記開口部を閉じる平面視多角形状の閉塞部とを備えた蓄電素子用の外装体の製造方法であって、平面視多角形状に形成された第一領域と、該第一領域の輪郭を構成する直線状のエッジの全長に接続された第一曲げ領域と、該第一曲げ領域を介して第一領域に接続された第二領域とを備えた展開プレートであって、前記第二領域が、前記エッジの延びる方向と同方向における前記第一曲げ領域の全長又は略全長に亘って接続される主壁領域と、該主壁領域に対して前記エッジの延びる方向と同方向で横並びに且つ前記第一曲げ領域に連続して接続された第二曲げ領域と、該第二曲げ領域を介して前記主壁領域に接続された副壁領域とを含む展開プレートの前記第一曲げ領域を前記エッジと同方向に延びる仮想線上を曲げ支点にして曲げ加工するステップと、前記展開プレートの前記第二曲げ領域を前記エッジと交差する方向に延びる仮想線上を曲げ支点にして曲げ加工するステップと、曲げ加工された前記展開プレートの前記第一領域に対して前記第二曲げ領域及び前記副壁領域をレーザー溶接するステップとを備え、曲げ加工の対象となる前記展開プレートは、前記第二領域における前記第二曲げ領域及び前記副壁領域が前記主壁領域よりも前記第一曲げ領域の曲げ支点まで前記第一曲げ領域側に延在して形成されることを特徴とする。

上記方法によれば、曲げ加工するステップにおいて、第一曲げ領域（第一領域と第二領域との境界）が曲げ加工されるとともに、第二領域の第二曲げ領域（主壁領域と副壁領域との境界）が曲げ加工される。そして、上記方法においても、展開プレートが第一曲げ領域を備えているため、曲げ加工するステップを経ることで断面円弧状になった第一曲げ領域の存在によって主壁領域が第一領域から離れた位置で起立する。しかしながら、上記方法において、曲げ加工の対象となる展開プレートは、第二領域における第二曲げ領域及び副壁領域のうちの少なくとも第二曲げ領域が主壁領域よりも第一曲げ領域側に延在して形成されるため、第二曲げ領域を曲げ加工するステップにおいて、第二曲げ領域が円弧状に曲げられるときに、第一曲げ領域側に延在した部分も曲げられることになる。従って、第二曲げ領域の第一曲げ領域側に延在した部分が第一領域と近接した配置になる。これにより、曲げ加工された展開プレートの第一領域に対して第二曲げ領域及び副壁領域をレーザー溶接するステップにおいて、第一領域と副壁領域とが互いに溶け込み合い、また、第一領域と第二曲げ領域とが隙間無く溶け込み合う。従って、展開プレートを曲げ加工及び溶接加工して蓄電素子用の外装体を作製するに当り、外装体における角部の液密性及び気密性が確保される。

前記製造方法では、第二曲げ領域における第一曲げ領域側に延在する部分が第一曲げ領域と一体的になる。すなわち、第二曲げ領域が第一曲げ領域を介して連続的に形成された状態になる。これに伴い、第二曲げ領域の第一曲げ領域側に延在する部分が第一曲げ領域に対する曲げ加工と第二曲げ領域に対する曲げ加工によって三次元的に変形する。従って、曲げ加工するステップの後に、第二曲げ領域と第一領域との一体性が増し、溶接するステップにおいて、これらの溶け込みを十分に得ることができる。

また、前記製造方法では、曲げ加工するステップを経ることで、第二曲げ領域を第一領域に対して十分に接近させた状態にすることができ、レーザー溶接するステップでの溶け込みを十分に得ることができる。

さらに、前記製造方法では、曲げ加工するステップを経ることで、副壁領域が第一領域に接近した状態になる。従って、レーザー溶接するステップで第二曲げ領域だけでなく副壁領域も第一領域に対する溶け込みを十分に得ることができる。

以上のように、本発明によれば、展開プレートを曲げ加工及び溶接加工して蓄電素子用の外装体を作製するに当り、外装体における角部の液密性及び気密性を確保することができるという優れた効果を奏し得る。

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電素子用の外装体の製造方法によって作製された外装体を備える蓄電素子の全体斜視図である。 図２は、図１のＩ−Ｉ断面図である。 図３は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図４は、外装体の胴部及び一方の閉塞部を作製するための展開プレートの平面図である。 図５は、図４のＡ部拡大図である。 図６は、他方の閉塞部である蓋プレートの平面図である。 図７は、展開プレートを曲げ加工した状態（溶接前の状態）の部分拡大図であって、図７Ａは、部分拡大正面図であり、図７Ｂは、部分拡大側面図である。 図８は、胴部上に他方の閉塞部（蓋プレート）を配置した状態（溶接前の状態）の部分拡大図であって、図８Ａは、部分拡大正面図であり、図８Ｂは、部分拡大側面図である。 図９は、従来の外装体の胴部及び一方の閉塞部を作製するための展開プレートの平面図である。 図１０は、従来の展開プレートを曲げ加工した状態（溶接前の状態）の部分拡大図である。

以下、本発明の一実施形態に係る蓄電素子用の外装体の製造方法（以下、単に製造方法という）について、添付図面を参照しつつ説明する。まず、製造方法の説明に先立ち、蓄電素子について概略説明する。

図１〜図３に示す如く、蓄電素子１は、正極及び負極を含む電極体１０と、電極体１０を収容する外装体１１と、外装体１１の外面上に配置された外部端子１２とを備える。

そして、外装体１１は、開口部を有する胴部１３であって、電極体１０を包囲可能な環状の胴部１３と、胴部１３の開口部を閉じる閉塞部１４，１５とを備える。

胴部１３は、両端に開口部を有する。すなわち、胴部１３は、全長に亘って貫通した内部空間を画定する。本実施形態において、胴部１３は、角環状に形成される。

より具体的に説明すると、胴部１３は、第一方向（図に示すＸ軸方向）に互いに間隔をあけて配置される一対の第一壁１３０，１３０と、第一方向と直交する第二方向（図に示すＹ軸方向）で互いに間隔をあけて配置される一対の第二壁１３１，１３１であって、一対の第一壁１３０，１３０間で互いに対向する一対の第二壁１３１，１３１とを有する。

一対の第一壁１３０，１３０のそれぞれにおける第二方向の両端は、隣り合う第二壁１３１，１３１の第一方向の端縁に接続されている。そして、第一壁１３０，１３０と第二壁１３１，１３１との接続部分は、丸みをもって形成されている。すなわち、第一壁１３０，１３０と第二壁１３１，１３１との境界領域は、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向（図に示すＺ軸方向）に延びる仮想線を中心にして断面円弧状に形成されている。

一対の第一壁１３０，１３０及び一対の第二壁１３１，１３１のそれぞれは、第三方向に第一端と第二端とを有する。そして、一対の第一壁１３０，１３０の第一端及び一対の第二壁１３１，１３１の第一端によって一方の開口部が画定され、一対の第一壁１３０，１３０の第二端及び一対の第二壁１３１，１３１の第二端によって他方の開口部が画定されている。即ち、胴部１３（第一壁１３０，第二壁１３１）は、第三方向の両端に四角状の開口部を形成している。

本実施形態において、胴部１３は、扁平している。具体的には、第一方向における胴部１３の長さ（外寸）が、第二方向における胴部１３の長さ（外寸）よりも長く設定されている。すなわち、本実施形態において、第一壁１３０の第二方向の長さは、第二壁１３１の第一方向の長さよりも短く設定されている。

そして、胴部１３が両端に開口部を有するに伴い、閉塞部１４，１５は、胴部１３の開口部に対応して一対設けられる。一対の閉塞部１４，１５のうちの一方の閉塞部（以下、第一閉塞部という）１４は、胴部１３の一方の開口部を密閉している。

本実施形態において、第一閉塞部１４は、胴部１３の開口部に対応して略四角形状に形成される。これにより、第一閉塞部１４は、第一方向に第一端と反端側の第二端とを有するとともに、第二方向に第三端と反対側の第四端とを有する。

そして、胴部１３が扁平状に形成されるに伴い、第一方向における第一閉塞部１４の長さが第二方向における長さよりも長く設定されている。また、上述の如く、第一壁１３０と第二壁１３１との接続部分が丸みをもって形成されるに伴い、第一閉塞部１４の四つの角部は、第一壁１３０と第二壁１３１との接続部分と対応して丸みをもって形成される。

そして、第一閉塞部１４の第一端は、全長に亘って一方の第一壁１３０の第一端に接続され、第一閉塞部１４の第二端は、全長に亘って他方の第一壁１３０の第一端に接続されている。また、第一閉塞部１４の第三端は、全長に亘って一方の第二壁１３１の第一端に接続され、第一閉塞部１４の第四端は、全長に亘って他方の第二壁１３１の第一端に接続されている。これにより、胴部１３及び第一閉塞部１４は、有底筒状の容器を構成している。すなわち、第一閉塞部１４は、容器の底部を構成している。なお、本実施形態においては、第一閉塞部１４と第二壁１３１との接続部分についても丸みをもって形成される（断面円弧状に形成される）。すなわち、第一閉塞部１４と第二壁１３１との境界領域は、第一方向に延びる仮想線を中心にして断面円弧状に形成されている。

一対の閉塞部１４，１５のうちの他方の閉塞部（以下、第二閉塞部という）１５は、胴部１３の他方の開口部を密閉している。

本実施形態において、第二閉塞部１５は、胴部１３の開口部に対応して略四角形状に形成される。これにより、第二閉塞部１５は、第一方向に第一端と反端側の第二端とを有するとともに、第二方向に第三端と反対側の第四端とを有する。

そして、胴部１３が扁平状に形成されるに伴い、第一方向における第二閉塞部１５の長さも第二方向の長さよりも長く設定されている。また、上述の如く、第一壁１３０と第二壁１３１との接続部分が丸みをもって形成されるに伴い、第二閉塞部１５の四つの角部は、第一壁１３０と第二壁１３１との接続部分と対応して丸みをもって形成される。

そして、第二閉塞部１５は、胴部１３内（胴部１３及び第一閉塞部１４によって構成される容器）内に電極体１０が入れられた後に、胴部１３の開口端上に配置された上で、全周に亘って胴部１３に接続される。すなわち、第二閉塞部１５の第一端は、全長に亘って一方の第一壁１３０の第二端に接続され、第二閉塞部１５の第二端は、全長に亘って他方の第一壁１３０の第二端に接続されている。また、第二閉塞部１５の第三端は、全長に亘って一方の第二壁１３１の第二端に接続され、第二閉塞部１５の第四端は、全長に亘って他方の第二壁１３１の第二端に接続されている。

従って、本実施形態に係る外装体１１において、胴部１３及び第一閉塞部１４が容器を構成し、第二閉塞部１５が容器の開口を閉塞する蓋部を構成している。なお、本実施形態において、外部端子１２は第二閉塞部１５の外面上に配置され、外装体１１内の電極体１０に電気的に接続される。

上記構成の外装体１１は、第一閉塞部１４及び胴部１３を展開させた展開プレート２（図４参照）と、第二閉塞部１５を構成する蓋プレート３（図６参照）とで作製される。

展開プレート２は、金属プレートを打ち抜いたもので、図４に示す如く、第一閉塞部１４になる第一領域２０と、胴部１３になる第二領域２１とを備える。より具体的には、展開プレート２は、平面視多角形状に形成された第一領域２０と、第一領域２０の輪郭を構成する直線状のエッジＥの全長に接続された第一曲げ領域２２と、第一曲げ領域２２を介して第一領域２０に接続された第二領域２１とを備える。なお、図４において、便宜上各領域の境界（エッジ）が二点鎖線で示されている。

第一領域２０は、第一閉塞部１４と対応した形状及びサイズに設定される。従って、本実施形態に係る第一領域２０は、第一閉塞部１４と同サイズの四角形状に形成される。これに伴い、第一領域２０は、第一方向に第一端とその反対側の第二端とを有し、第二方向に第三端とその反対側の第四端とを有する。すなわち、第一領域２０の輪郭は、それぞれが直線状をなす四つのエッジ（第一端、第二端、第三端、第四端）によって構成される。なお、本実施形態において、第一領域２０の輪郭を構成するエッジ同士が接続される角部は丸みをもって形成される。そして、第一方向における第一領域２０の長さは、第二方向における第一領域２０の長さよりも長く設定されている。

本実施形態において、第一曲げ領域２２及び第二領域２１は、第一領域２０の二つのエッジＥ，Ｅ（第三端及び第四端）のそれぞれに接続されている。すなわち、第一曲げ領域２２及び第二領域２１は、それぞれ二つずつ設けられている。

第一曲げ領域２２は、完成後の胴部１３の第二壁１３１と第一閉塞部１４との境界領域になる領域である。これに伴い、第二方向における第一曲げ領域２２の長さ（幅）は、完成後における第一閉塞部１４と第一壁１３０との間の丸み（曲率半径）に応じて設定される。すなわち、第二方向における第一曲げ領域２２の長さは、プレスブレーキによる曲げ加工の許容曲げ半径（自己の厚みに対応した曲げ半径）に応じて設定される。そして、第一曲げ領域２２の曲げ支点は、当該第一曲げ領域２２の接続されたエッジ（第三端又は第四端）Ｅと同方向に延びる仮想線上に設定される。本実施形態において、第二方向における中央又は略中央を通って第一方向に延びる仮想線が第一曲げ領域２２の曲げ支点（曲げ中心線）ＢＬ（図５参照）に設定されている。

第二領域２１，２１は、第二壁１３１になる主壁領域２１０と、第一壁１３０になる副壁領域２１１とを含む。より具体的に説明すると、第二領域２１は、第一曲げ領域２２を介して接続されるエッジ（第三端又は第四端）Ｅの延びる方向と同方向における第一曲げ領域２２の全長又は略全長に亘って接続される主壁領域２１０と、主壁領域２１０に対して前記エッジＥの延びる方向と同方向で横並びに接続された第二曲げ領域２１２と、第二曲げ領域２１２を介して主壁領域に接続された副壁領域２１１とを含む。

主壁領域２１０は、上述の如く、完成後の第二壁１３１になる領域である。これに伴い、主壁領域２１０は、四角形状に形成され、第二方向に第一端及び第二端を有するとともに、第一方向に第三端及び第四端を有する。そして、主壁領域２１０の第一端は、全長に亘って第一曲げ領域２２に接続されている。

第二曲げ領域２１２は、完成後の胴部１３の第一壁１３０と第二壁１３１との境界領域になる領域である。第二曲げ領域２１２は、平面視四角形状に形成され、第二方向に第一端と反端側の第二端とを有するとともに、第一方向に第三端と反端側の第四端とを有する。そして、第二曲げ領域２１２の第三端は、主壁領域２１０に接続されている。本実施形態において、第二曲げ領域２１２及び副壁領域２１１は、主壁領域２１０の両側に設けられている。これに伴い、一方の第二曲げ領域２１２の第三端は、全長に亘って第一方向における主壁領域２１０の第三端に接続され、他方の第二曲げ領域２１２の第三端は、全長に亘って第一方向における主壁領域２１０の第四端に接続されている。

そして、第一方向における第二曲げ領域２１２の長さ（幅）は、完成後における第一壁１３０と第二壁１３１との間の丸み（曲率半径）に応じて設定される。すなわち、第一方向における第二曲げ領域２１２の長さは、プレスブレーキによる曲げ加工の許容曲げ半径（自己の厚みに対応した曲げ半径）に応じて設定される。そして、第二曲げ領域２１２の曲げ支点は、当該第二曲げ領域２１２が間接的に接続されたエッジ（第三端又は第四端）Ｅと直交する方向に延びる仮想線上に設定される。本実施形態において、第一方向における中央又は略中央を通って第一方向と直交する方向に延びる仮想線が第二曲げ領域２１２の曲げ中心線に設定されている。

第二領域２１における第二曲げ領域２１２及び副壁領域２１１のうちの少なくとも第二曲げ領域２１２が主壁領域２１０よりも第一曲げ領域２２側に延在している。本実施形態において、第二曲げ領域２１２は、第一曲げ領域２２の曲げ支点（曲げ中心線）ＢＬまで延在している。

より具体的には、図５に示す如く、第二曲げ領域２１２の第一端は、主壁領域２１０と第一曲げ領域２２との境界を越えた位置に配置されている。本実施形態において、第二曲げ領域２１２の第一端は、第一曲げ領域２２の曲げ中心線ＢＬと同列になる位置に配置されている。これに対し、第二曲げ領域２１２の第二端は、主壁領域２１０の第二端と連続して第一方向に延びている。従って、第二方向における第二曲げ領域２２の長さは、同方向における主壁領域２１０の長さよりも長く設定される。そして、本実施形態において、第二曲げ領域２１２の第一端は、第一曲げ領域２２と接続されている。すなわち、第二曲げ領域２２は第一曲げ領域２２と連続して形成されている。

副壁領域２１１は、第二壁１３１，１３１における第二方向の半分の領域に対応した領域である。副壁領域２１１は、図４に示す如く、平面視四角形状に形成され、第二方向に第一端及び第二端を有するとともに、第一方向に第三端及び第四端を有する。そして、副壁領域２１１の第三端は、第二曲げ領域２１２に接続されている。本実施形態において、副壁領域２１１は、主壁領域２１０の両側に設けられている。これに伴い、一方の副壁領域２１１の第三端は、全長に亘って一方の第二曲げ領域２１２の第四端に接続され、他方の副壁領域２１１の第三端は、全長に亘って他方の第二曲げ領域２１２の第四端に接続されている。

本実施形態において、副壁領域２１１は、図５に示す如く、第二曲げ領域２１２と同量で第一曲げ領域２２側に延在している。具体的には、副壁領域２１１の第一端は、主壁領域２１０と第一曲げ領域２２との境界を越えた位置に配置されている。本実施形態において、副壁領域２１１の第一端は、第一曲げ領域２２の曲げ中心線ＢＬと同列になる位置に配置されている。すなわち、副壁領域２１１の第一端は第二曲げ領域２１２の第一端と同列をなして第一方向に延びている。これに対し、第二曲げ領域２２の第二端は、図４に示す如く、主壁領域２１０の第二端と連続して第一方向に延びている。従って、第二方向における第二曲げ領域２２の長さは、同方向における主壁領域２１０の長さよりも長く設定される。すなわち、第二方向における副壁領域２１１の長さは、第二方向における第二曲げ領域２１２の長さと同一又は略同一に設定される。

蓋プレート３は、図６に示す如く、完成後の第二閉塞部１５の形状に対応して形成される。従って、本実施形態に係る蓋プレート３は、平面視四角形状に形成される。これに伴い、蓋プレート３は、第二方向の第一端及び第二端を有するとともに、第一方向に第三端及び第四端を有する。また、本実施形態において、第一方向における蓋プレート３の長さは、第二方向における蓋プレート３の長さよりも長く設定されている。なお、図において採番しないが、蓋プレート３には、外部端子１２と電極体１０とを導通させるための孔が設けられる。

展開プレート２及び蓋プレート３は、以上の通りである。続いて、これらを用いて外装体１１を作製する方法（手順）について説明する。

まず、展開プレート２が曲げ加工される。より具体的には、展開プレート２は、図７Ａ及び図７Ｂに示す如く、第一領域２０と第二領域２１，２１（主壁領域２１０）との境界領域である第一曲げ領域２２が曲げ加工されるとともに、主壁領域２１０と副壁領域２１１との境界領域である第二曲げ領域２１２が曲げ加工される。すなわち、第一曲げ領域２２は、プレスブレーキのボルスターとスライドとに挟まれ、第一曲げ領域２２における第二方向の中央又は略中央を通って第二方向に延びる仮想線（曲げ中心線ＢＬ）上がスライドに押される。また、第二曲げ領域２１２は、プレスブレーキのボルスターとスライドとに挟まれ、第二曲げ領域２１２における第一方向の中央又は略中央を通って第一方向と直交する方向に延びる仮想線（曲げ中心線）上がスライドに押される。これにより、第一曲げ領域２２が第二方向に円弧状に曲げられ、第二曲げ領域２１２が第一方向に円弧状に曲げられる。なお、第一曲げ領域２２及び第二曲げ領域２１２に対する曲げ加工は、何れを先に行ってもよい。

このように、展開プレート２が曲げ加工されることで、一対の第二領域２１，２１のそれぞれが、第一領域２０に対して直角又は略直角をなすように、第一領域２０に対して起立した状態にされる。すなわち、各第二領域２１，２１における主壁領域２１０及び副壁領域２１１は、互いに直角又は略直角をなした状態で、第一領域２０に対して起立した状態にされる。

これにより、一方の第二領域２１の主壁領域２１０は、第一領域２０の第一端に沿って起立する。これに伴い、一方の第二領域２１において、一方の副壁領域２１１が第一領域２０の第一端上で起立するともに、他方の副壁領域２１１が第一領域２０の第二端上で起立する。これに対し、他方の第二領域２１の主壁領域２１０は、第一領域２０の第二端に沿って起立する。これに伴い、他方の第二領域２１において、一方の副壁領域２１１が第一領域２０の第一端上で起立するともに、他方の副壁領域２１１が第一領域２０の第二端上で起立する。

本実施形態において、上述の如く、展開プレート２が第一曲げ領域２２を備えているため、第一曲げ領域２２を曲げ加工するステップを経ることで断面円弧状になった第一曲げ領域２２の存在により、主壁領域２１０が第一領域２０から離れた位置で起立する。

しかしながら、主壁領域２１０に接続された第二曲げ領域２１２は、主壁領域２１０よりも第一曲げ領域２２側に延在しているため、第二曲げ領域２１２が上述の如く円弧状に曲げられると、第一曲げ領域２２側に延在した部分も同様に曲げられることになる。従って、第二曲げ領域２１２の第一曲げ領域２２側に延在した部分の存在により、第一領域２０との間を埋められた状態になる。

本実施形態において、第二曲げ領域２１２が第一曲げ領域２２に連続して形成されているため、第二曲げ領域２１２が第一曲げ領域２２を介して第一領域２０と連続することになる。これにより、第二曲げ領域２１２の第一曲げ領域２２側に延在する部分が第一曲げ領域２２に対する曲げ加工と第二曲げ領域２１２に対する曲げ加工によって三次元的に変形し、角部に隙間が形成されることが防止される。また、本実施形態において、副壁領域２１１のそれぞれは、第二曲げ領域２１２と同量で第一曲げ領域２２側に延在して形成されているため、第一領域２０に対して接近した状態で起立する。

また、この状態で、一対の第二領域２１，２１の一方の副壁領域２１１の第四端同士が近接した状態で対向し、一対の第二領域２１，２１の他方の副壁領域２１１の第四端同士が近接した状態で対向した状態になる。これに伴い、互いに近接した副壁領域２１１の第四端同士が突合せ溶接される。

より具体的に説明すると、副壁領域２１１の第四端同士が近接した状態にされた後、互いに近接した副壁領域２１１の第四端同士がレーザー溶接機を用いて突合せ溶接される。このとき、副壁領域２１１の第一端上が溶接開始位置ＳＰ１に設定され、副壁領域２１１の第二端側が溶接終了位置に設定される。このように、副壁領域２１１同士が溶接されることで、一対の第二領域２１，２１は、互いに連なり、角環状の胴部１３となる。また、これに伴い、第一領域２０は、胴部１３の開口端上に配置された第一閉塞部１４となる。

この状態で、胴部１３の外周（展開プレート２における第二曲げ領域２１２及び副壁領域２１１と、第一閉塞部１４の端部とがレーザー溶接される。本実施形態においては、副壁領域２１１の第四端同士がレーザー溶接されて胴部１３が形成されるため、胴部１３には、第一閉塞部１４と面直交する方向に延びる溶接ラインＷＬが形成される（図７Ｂ参照）。これに伴い、胴部１３と第一閉塞部１４とを溶接するに当り、溶接ラインＷＬ上が溶接開始位置ＳＰ１に設定される。従って、本実施形態においては、胴部１３の第二壁１３１のうちの第二方向における半分の領域と第一閉塞部１４とが溶接された後、胴部１３の第二壁１３１のうちの第二方向における残りの半分の領域と第一閉塞部１４とが溶接される。

本実施形態において、展開プレート２を曲げ加工することで、第二曲げ領域２１２の第一曲げ領域２２側に延在した部分が第一領域２０と近接した配置になっているため、上述の如く、レーザー溶接するに当り、第一領域２０（第一閉塞部１４）と第二曲げ領域２１２（胴部１３の第一壁１３０と第二壁１３１との境界領域）とが溶け落ちることなく互いに溶け込み合う。特に、本実施形態においては、上述の如く、第二曲げ領域２１２の第一曲げ領域２２側に延在する部分が第一曲げ領域２２に対する曲げ加工と第二曲げ領域２１２に対する曲げ加工によって三次元的に変形しているため、レーザー溶接によって第一閉塞部１４（第一領域２０）と胴部１３（第二領域２１）とによって形成される角部全体が溶け込み合う。また、副壁領域２１１（胴部１３の第一壁１３０）が第一領域２０（第一閉塞部１４）に接近しているため、この部分についてもレーザー溶接によって溶け落ちることなく互いに溶け込み合うことになる。これにより、胴部１３と第一閉塞部１４との非接続部分全体が互いに溶け込みあい、胴部１３と第一閉塞部１４との間の液密性及び気密性が確保される。

この状態で、胴部１３及び第一閉塞部１４は、一面に開口を形成した容器を構成する。すなわち、胴部１３の第一壁１３０，１３０及び第二壁１３１，１３１の第二端で開放した開口部が形成され、胴部１３の第一壁１３０，１３０及び第二壁１３１，１３１の第一端で形成される開口部が第一閉塞部１４によって密閉された容器が形成される。従って、この状態で第一閉塞部１４は、容器の底部を構成する。

本実施形態においては、胴部１３（容器）の開口から該胴部１３内に電極体１０が挿入された上で、図８Ａ及び図８Ｂに示す如く、第二閉塞部１５（蓋プレート３）が胴部１３の開口端上に配置（配置）される。この状態で、胴部１３の外周全周と、第二閉塞部１５の全周とがレーザー溶接される。本実施形態において、上述の如く、胴部１３に溶接ラインＷＬが形成されるため、該溶接ラインＷＬ上が溶接開始位置ＳＰ２に設定される。これに伴い、胴部１３と第二閉塞部１５とを溶接するに当り、一方の第一壁１３０及び該第一壁１３０の両側にある第二壁１３１，１３１のそれぞれの第二方向における半分の領域が第二閉塞部１５と溶接された後、他方の第一壁１３０及び該第一壁１３０の両側にある第二壁１３１，１３１のそれぞれの第二方向における半分の領域（残りの半分の領域）が第二閉塞部１５と溶接される。これにより、胴部１３と第二閉塞部１５とが溶け込み、胴部１３と第二閉塞部１５との間の液密性及び気密性が確保される。

以上のように、本実施形態に係る蓄電素子１用の外装体１１の製造方法によれば、展開プレート２を曲げ加工するステップを得ることで、第二曲げ領域２１２の第一曲げ領域２２側に延在した部分が第一領域２０と近接した配置になるため、レーザー溶接するステップにおいて、第一領域２０（第一閉塞部１４）と第二曲げ領域２１２（第一壁１３０と第二壁１３１との境界領域）とを互いに溶け込ますことができる。

特に、本実施形態においては、第二曲げ領域２１２が第一曲げ領域２２に連続して形成されるため、第二曲げ領域２１２における第一曲げ領域２２側に延在する部分が第一曲げ領域２２と一体的になる。すなわち、第二曲げ領域２１２が第一曲げ領域２２を介して連続的に形成された状態になり、第一曲げ領域に対する曲げ加工と第二曲げ領域に対する曲げ加工によって第二曲げ領域２１２の第一端部が三次元的に変形する。従って、曲げ加工するステップの後に、第二曲げ領域２１２と第一領域２０との一体性が増し、溶接するステップにおいて、これらの溶け込みを十分に得ることができる。

また、第二曲げ領域２１２が第一曲げ領域２２の曲げ支点（曲げ中心線ＢＬ）まで延在しているため、曲げ加工するステップを経ることで、第二曲げ領域２１２を第一領域２０に対して十分に接近させた状態にすることができ、レーザー溶接するステップでの溶け込みを十分に得ることができる。

さらに、副壁領域２１１が第二曲げ領域２１２と同量で第一曲げ領域２２側に延在して形成されるため、曲げ加工するステップを経ることで、副壁領域２１１を第一領域２０に接近させた状態で配置することができ、レーザー溶接するステップにおいて、第二曲げ領域２１２だけでなく副壁領域２１１も第一領域２０に対する溶け込みを十分に得ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更し得ることは勿論である。

上記実施形態において、一枚の展開プレート２が曲げ加工及び溶接加工されることで、第一閉塞部１４及び胴部１３（容器）が形成されたが、これに限定されない。例えば、上記展開プレート２に対して第二閉塞部１５になる領域を設け、外装体１１全体を一枚の展開プレート２で作製してもよい。また、上記実施形態において、第一曲げ領域２２及び第二領域２１のそれぞれを二つずつ備えた展開プレート２を一例に説明したが、これに限定されない。例えば、第一曲げ領域２２及び第二領域２１のそれぞれを一つ備えた展開プレート２や、第一曲げ領域２２及び第二領域２１のそれぞれを三つ以上備えた展開プレート２であってもよい。すなわち、胴部１３の一部又は全部となる第二領域２１であって、閉塞部になる第一領域２０の輪郭を構成する直線状のエッジＥに第一曲げ領域２２を介して接続される主壁領域２１０と、主壁領域２１０と直接連続する第二曲げ領域２１２とを含む第二領域２１を備えた展開プレート２であってもよい。この場合においても、第二領域２１の第二曲げ領域２１２及び副壁領域２１１のうちの少なくとも第二曲げ領域２１２が主壁領域２１０よりも第一曲げ領域２２側に延在することで、上記実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

上記実施形態において、副壁領域２１１の第一端側を第二曲げ領域２１２の第一端側と同様に、第一曲げ領域２２側に延在させたが、これに限定されない。例えば、第二領域２１のうちの第二曲げ領域２１２のみが第一曲げ領域２２側に延在されてもよい。但し、レーザー溶接の確実性（液密性及び気密性の確実性）を高めるには、副壁領域２１１についても第一曲げ領域２２側に延在させることが好ましいことは言うまでもない。

また、上記実施形態において、胴部１３が角環状（四角状）に形成されたが、これに限定されない。例えば、胴部１３の外周上に角部が三つ以上形成される多面体状の外装体を作製する場合に適用可能である。

上記実施形態において、第二閉塞部１５の外周全周が胴部１３に対して溶接されること前提に説明したが、これに限定されない。例えば、第二閉塞部１５が胴部１３に対して溶接以外の方法で取り付けられるものであってもよい。従って、本発明は、胴部１３と閉塞部１４，１５とをレーザー溶接することを前提に、胴部１３の何れか一方の開口部が開放した上記容器を外装体１１として製造することを包含する。また、上記実施形態において、特に言及しなかったが、本発明における「蓄電素子」の用語は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の各種電池、キャパシタ（電気二重層キャパシタ等）を包含する。

１…蓄電素子、２…展開プレート、３…蓋プレート、１０…電極体、１１…外装体、１２…外部端子、１３…胴部、１４…第一閉塞部（閉塞部）、１５…第二閉塞部（閉塞部）、２０…第一領域、２１…第二領域、２２…第一曲げ領域、１３０…第一壁、１３１…第二壁、２１０…主壁領域、２１１…副壁領域、２１２…第二曲げ領域、ＢＬ…曲げ支点（曲げ中心線）、Ｅ…エッジ、ＳＰ１，ＳＰ２…溶接開始位置、ＷＬ…溶接ライン

Claims (1)

1. 開口部を有する胴部であって、電極体を包囲可能な多角環状の胴部と、前記開口部を閉じる平面視多角形状の閉塞部とを備えた蓄電素子用の外装体の製造方法であって、平面視多角形状に形成された第一領域と、該第一領域の輪郭を構成する直線状のエッジの全長に接続された第一曲げ領域と、該第一曲げ領域を介して第一領域に接続された第二領域とを備えた展開プレートであって、前記第二領域が、前記エッジの延びる方向と同方向における前記第一曲げ領域の全長又は略全長に亘って接続される主壁領域と、該主壁領域に対して前記エッジの延びる方向と同方向で横並びに且つ前記第一曲げ領域に連続して接続された第二曲げ領域と、該第二曲げ領域を介して前記主壁領域に接続された副壁領域とを含む展開プレートの前記第一曲げ領域を前記エッジと同方向に延びる仮想線上を曲げ支点にして曲げ加工するステップと、前記展開プレートの前記第二曲げ領域を前記エッジと交差する方向に延びる仮想線上を曲げ支点にして曲げ加工するステップと、曲げ加工された前記展開プレートの前記第一領域に対して前記第二曲げ領域及び前記副壁領域をレーザー溶接するステップとを備え、曲げ加工の対象となる前記展開プレートは、前記第二領域における前記第二曲げ領域及び前記副壁領域が前記主壁領域よりも前記第一曲げ領域の曲げ支点まで前記第一曲げ領域側に延在して形成されることを特徴とする蓄電素子用の外装体の製造方法。
   

Images