JP6468175B2 - 密閉型容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，密閉型容器の製造方法に関する。より詳細には，複数のスポットを形成するレーザー光を照射するレーザー溶接により接合を行う密閉型容器の製造方法に関するものである。

従来より，複数の部材を接合して１つの溶接構造体を製造するため，レーザー光を用いたレーザー溶接が行われている。このようなレーザー溶接により接合が行われている製品として，例えば，密閉型電池がある。密閉型電池は，一般的に，ケースの内部に，正負の電極板よりなる電極体を収容してなるものである。そして，このような電池の製造工程では，電極体をケース本体の開口部よりその内部に収容した後，ケース本体の開口部を封口板で塞ぎ，ケース本体と封口板との突き合わせ箇所をレーザー溶接によって接合する溶接工程が行われることがある。

例えば，特許文献１には，突き合わせたケース本体と封口板との境目付近に，パワー密度の低い低密度レーザー光と，低密度レーザー光よりもパワー密度の高い高密度レーザー光とを照射することにより，ケース本体と封口板とを接合する技術が記載されている。また，特許文献１では，低密度レーザー光を，境目を含むケース本体と封口板との両方に広く照射しつつ，２つの高密度レーザー光を，２つの高密度レーザー光のスポットが低密度レーザーのスポットの内部に位置するように照射することが記載されている。さらに，２つの高密度レーザー光を，ケース本体と封口板とにそれぞれ，境目に沿って照射することが記載されている。

特開２０１２−１１０９０５号公報

しかしながら，上記の従来技術では，レーザー光の走査速度を速くすることができないという問題があった。すなわち，上記の従来技術において，低密度レーザー光は，高密度レーザー光の照射位置の前方の温度を高めることのできる程度のエネルギーで照射されるものであり，照射対象を溶融するほどエネルギーが高いものではない。このため，走査速度を速くした場合には，高密度レーザー光の照射位置の前方の温度を，低密度レーザー光によって十分に高めることができず，十分な接合強度を得ることができないおそれがあるからである。

一方で，低密度レーザー光のエネルギーは，それほど高いものとすることもできない。上記の従来技術では，低密度レーザー光は，突き合わせた接合対象の境目にも照射されているからである。すなわち，その接合対象の境目は，完全に閉じているとは限らない。このため，低密度レーザー光が接合対象の境目の隙間を通過するレーザー抜けが生じてしまうことがある。そして，レーザー抜けが生じた場合には，接合対象の境目の隙間を通過したレーザー光が，接合対象ではない部材（例えば，電池においては電極体）に照射されてしまい，これを損傷等させてしまうおそれがあるからである。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，不良の発生を抑制しつつ，接合部を短時間で形成することのできる密閉型容器の製造方法を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた密閉型容器の製造方法は，開口部が形成されたケース本体と，開口部を塞いでいる蓋とを有する密閉型容器を，ケース本体の開口部に蓋を挿入する挿入工程と，開口部の内壁面および開口部に挿入された蓋の側面が対面する溶接線上に沿って一周，レーザー光を走査するレーザー溶接により接合部を形成する接合工程とにより製造する密閉型容器の製造方法であって，挿入工程では，蓋の外面が，ケース本体の開口部における外面よりもケース本体の内側に位置するまで挿入し，接合工程では，レーザー溶接時にレーザー光を出射する出射器と，出射器より出射されたレーザー光の光路に設けられた回折光学素子と，レーザー光の進行方向における回折光学素子の下流に設けられ，レーザー光を集光させる集光部と，レーザー光を溶接線に沿って走査する走査部とを有し，回折光学素子が，ケース本体の開口部における外面の位置がジャストフォーカス位置であるときに，入射したレーザー光によって溶接線上に主スポットを形成する第１の領域と，入射したレーザー光によってケース本体の開口部における外面上および蓋の外面上の主スポットの走査方向の前方に先行スポット群を形成する第２の領域とが設けられたものである溶接装置を用いるとともに，ケース本体の開口部における外面の位置を，主スポットがジャストフォーカス位置よりもケース本体側に形成されるデフォーカス位置としつつ，レーザー溶接を行うものであることを特徴とする密閉型容器の製造方法である。

本発明に係る密閉型容器の製造方法では，接合部の形成箇所に，先行スポット群，主スポットをこの順で形成する。先行スポット群は，ケース本体上および蓋上に形成されるため，レーザー抜けは生じない。また，主スポットが通過するときには，先行スポットによって形成された溶融部により，溶接線上の隙間が塞がれている。よって，主スポットについても，レーザー抜けは生じない。さらに，先行スポット群は，レーザー抜けが生じないため，パワー密度を高くすることができる。これにより，レーザー溶接に係る走査速度を速めることができる。加えて，主スポットを，蓋よりも出っ張っているケース本体側に形成することで，溶融部の溶融深さを十分なものとすることができる。これにより，不良を抑制しつつ，レーザー溶接を高速で行うことができる。

本発明によれば，不良の発生を抑制しつつ，接合部を短時間で形成することのできる密閉型容器の製造方法が提供されている。

電池の斜視図である。 溶接装置の概略構成図である。 溶接装置によるレーザー光の走査方法を説明するための図である。 回折光学素子およびスライド部の平面図である。 回折光学素子の形成領域に入射した入射光により，ジャストフォーカス位置に形成される照射パターンを示した図である。 回折光学素子の非形成領域に入射した入射光により，ジャストフォーカス位置に形成される照射パターンを示した図である。 回折光学素子の形成領域と非形成領域とに入射した入射光により，ジャストフォーカス位置に形成される照射パターンを示した図である。 レーザー溶接がなされる前のケース本体と封口板との断面図である。 レーザー光の走査制御について説明するための電池の平面図である。 正長手走査制御における照射パターンを示す図である。 負長手走査制御における照射パターンを示す図である。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１に，本形態に係るレーザー溶接の接合対象である電池１の外観における斜視図を示す。電池１は，図１に示すように，外形が扁平形状のものである。電池１は，図１に示すように，正極端子４０および負極端子５０を有している。そして，電池１は，正極端子４０および負極端子５０を介して充放電を行うことができる二次電池である。電池１としては，リチウムイオン二次電池や，ニッケル水素電池などが例示される。

また，電池１は，ケース本体１０を有している。ケース本体１０の内部には，充放電を行うため，正負の電極板よりなる電極体や電解液などが収容されている。ケース本体１０の上部には，内部に電極体などを収容するための開口部１１が形成されている。ケース本体１０の開口部１１は，図１においては，封口板２０により塞がれている。本形態において，ケース本体１０および封口板２０の材質はともに，アルミニウムである。

正極端子４０および負極端子５０は，封口板２０に設けられている。また，封口板２０には，電解液を内部に注入するための注液口を封止している注液口封止部材６０が設けられている。注液口封止部材６０は，注液口より電解液をケース本体１０の内部に注入した後に取り付けられたものである。

さらに，本形態の電池１において，ケース本体１０と封口板２０とは，レーザー溶接により接合されている。具体的には，ケース本体１０と封口板２０とは，ケース本体１０の開口部１１内に封口板２０をはめ込み，ケース本体１０と封口板２０との間の溶接線に沿ってレーザー光を照射するレーザー溶接を行うことで接合されている。

また，レーザー溶接により，ケース本体１０と封口板２０との溶接線上には一周，接合部３０が形成されている。すなわち，図１に示す電池１の外観図には，説明のため，ケース本体１０の開口部１１（内壁面１３）と封口板２０の側面２１とを符号を付して示している。しかし，実際には，ケース本体１０の開口部１１（内壁面１３）と封口板２０の側面２１とは，これらの付近が溶融して混ざり合って形成された接合部３０となっていることにより，電池１の外側には存在していない。

次に，図２により，本形態の電池１に係るレーザー溶接を行うための溶接装置１００について説明する。図２は，レーザー光Ｌを電池１に照射する溶接装置１００の概略構成図である。図２に示すように，溶接装置１００は，レーザー発振器１１０，コリメートレンズ１２０，回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔ）１３０，ガルバノスキャナ１５０，集光レンズ１６０，保護レンズ１７０を有している。

レーザー発振器１１０は，レーザー光を発生させ，発生したレーザー光を出射することのできる出射器である。レーザー発振器１１０より出射されたレーザー光の光路には，コリメートレンズ１２０，回折光学素子１３０，ガルバノスキャナ１５０，集光レンズ１６０，保護レンズ１７０が，この順で設けられている。そして，溶接装置１００は，保護レンズ１７０の下面よりレーザー光Ｌを電池１に向けて投射することのできるものである。

コリメートレンズ１２０は，レーザー発振器１１０より出射され，光ファイバー１１１を通じて入射したレーザー光を平行状態に調整することのできるものである。回折光学素子１３０は，レーザー光の照射パターンを調整することのできるものである。図２には，回折光学素子１３０に入射するレーザー光を，入射光Ｌｉとして示している。そして，電池１に照射されるレーザー光Ｌは，入射光Ｌｉが回折光学素子１３０の入射点を通過した後のものである。

また，回折光学素子１３０は，スライド部１４０に取り付けられている。スライド部１４０は，回折光学素子１３０を，入射光Ｌｉに対して移動させるスライド移動を行うことのできるものである。回折光学素子１３０およびスライド部１４０については，後に詳述する。

ガルバノスキャナ１５０は，一対の反射鏡（ガルバノミラー）１５１，１５２を有している。反射鏡１５１，１５２はそれぞれ，モーターによって回転されることで角度が調整されるものである。

そして，ガルバノスキャナ１５０は，反射鏡１５１，１５２の回転により，レーザー光Ｌを定めた位置に正確に照射することのできるものである。つまり，ガルバノスキャナ１５０は，反射鏡１５１，１５２の回転により，レーザー光Ｌによる溶接線の走査を，高速で行うことのできる走査部である。そして，本形態の溶接装置１００は，図３に示すように，反射鏡１５１，１５２の回転により，電池１の接合部３０の形成箇所（溶接線）に沿って一周，レーザー光Ｌを照射することができる。

また，本形態のガルバノスキャナ１５０は，図２に示すように，Ｚ軸レンズ１５３を有している。本形態のガルバノスキャナ１５０は，Ｚ軸レンズ１５３を，レーザー光の進行方向について移動することのできるものである。さらに，集光レンズ１６０は，コリメートレンズ１２０によって平衡状態に調整されたレーザー光を集光することのできるものである。そして，溶接装置１００においては，Ｚ軸レンズ１５３の移動により，集光レンズ１６０により集光されたレーザー光Ｌのジャストフォーカス位置を，レーザー光Ｌの進行方向（図２において上下方向）について移動させることができる。

また，溶接装置１００は，各部を制御するため，制御部１８０を有している。制御部１８０は，レーザー発振器１１０によるレーザー光の出射を制御することができる。また，制御部１８０は，スライド部１４０によるスライド移動を制御することができる。さらに，制御部１８０は，ガルバノスキャナ１５０によるレーザー光Ｌの走査を制御することができる。加えて，制御部１８０は，ガルバノスキャナ１５０のＺ軸レンズ１５３の移動により，ジャストフォーカス位置を移動させることも可能である。

図４に，溶接装置１００の回折光学素子１３０およびスライド部１４０の平面図を示している。図４において，入射光Ｌｉは，奥行き方向の手前より，回折光学素子１３０に入射している。また，図４には，入射光Ｌｉが入射した入射点ＬＰを示している。本形態において，入射点ＬＰは，０次元の点ではなく，ある程度の面積をもつものである。

また，図４に示すように，回折光学素子１３０は，形成領域１３１と非形成領域１３２とを有している。形成領域１３１は，回折光学素子１３０の中央に設けられた，外形が正方形の領域である。非形成領域１３２は，正方形の形成領域１３１を外側から囲う，回折光学素子１３０の周囲の領域である。このため，回折光学素子１３０において，形成領域１３１と非形成領域１３２とは，図４に示すように隣接している。回折光学素子１３０は，形成領域１３１および非形成領域１３２においてともに，レーザー光を通過させることのできる材質により構成されている。このような回折光学素子１３０の材質として，例えば，石英ガラスを用いることができる。

回折光学素子１３０の形成領域１３１は，回折パターンが形成されている領域である。このため，形成領域１３１は，入射光Ｌｉが入射しているとき，その入射光Ｌｉを入射点ＬＰから放射させ，照射箇所にレーザー光の回折による干渉縞によって照射パターンを形成することができる。

一方，本形態の回折光学素子１３０において，非形成領域１３２は，回折パターンが形成されていない領域である。このため，非形成領域１３２は，入射光Ｌｉが入射しているとき，その入射光Ｌｉを入射点ＬＰに透過させ，照射箇所に照射パターンを形成することができる。

スライド部１４０は，図４に示すように，可動部１４１と固定部１４２とを有している。可動部１４１は，固定されている固定部１４２に対してスライド移動を行うことができる。本形態のスライド部１４０は，可動部１４１が，回折光学素子１３０の面内において移動することができるものである。

また，図４に示すように，可動部１４１には，回折光学素子１３０が固定されている。よって，スライド部１４０は，回折光学素子１３０を，その面内でスライド移動させることができる。そして，本形態のスライド部１４０は，スライド移動により，入射光Ｌｉの回折光学素子１３０への入射点ＬＰを変更することができるものである。具体的に，本形態のスライド部１４０は，レーザー溶接を行う際には，図４に実線で示すスライド位置Ａと二点鎖線で示すスライド位置Ｂとの間でスライド移動を行うことができる。これにより，入射光Ｌｉの回折光学素子１３０への入射点ＬＰの位置を移動させることができる。

スライド位置Ａおよびスライド位置Ｂではいずれも，入射光Ｌｉが，回折光学素子１３０の形成領域１３１と非形成領域１３２とにともに入射している。ただし，スライド位置Ａでは，入射光Ｌｉの左側が形成領域１３１に，入射光Ｌｉの右側が非形成領域１３２に入射している。一方，スライド位置Ｂでは，入射光Ｌｉの右側が形成領域１３１に，入射光Ｌｉの左側が非形成領域１３２に入射している。

次に，図５，図６，図７により，入射光が回折光学素子１３０に入射することにより形成される照射パターンＰについて説明する。図５，図６，図７に示す照射パターンＰはいずれも，ジャストフォーカス位置に形成されるものである。

具体的に，図５には，回折光学素子１３０の形成領域１３１に入射した入射光により，ジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰを示している。図５に示すように，形成領域１３１に入射した入射光によりジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰは，斜線ハッチングにより示す外縁スポット群ＳＧを有している。外縁スポット群ＳＧは，８つの外縁スポットＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２により構成されている。外縁スポット群ＳＧはすべて，照射パターンＰにおける中央領域Ａ１の周囲の外縁領域Ａ２内に位置している。また，図５に示すように，形成領域１３１に入射した入射光によりジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰは，中央領域Ａ１内には，スポットが形成されていない。

このように，外縁スポット群ＳＧは，回折光学素子１３０の形成領域１３１に入射した入射光により形成されたものである。つまり，外縁スポット群ＳＧは，入射光が，形成領域１３１によって放射されたレーザー光により形成されたものである。すなわち，本形態の回折光学素子１３０の形成領域１３１には，入射光を回折させた干渉縞により，ジャストフォーカス位置における外縁領域Ａ２に外縁スポット群ＳＧが形成されるような回折パターンが形成されている。

また，形成領域１３１は，入射点の位置に関わらず，形成領域１３１へ入射した入射光の１次以上の回折光によって外縁スポット群ＳＧの各スポットが形成されるように回折パターンが形成されている。すなわち，入射点が形成領域１３１の中央に位置しているときにも，入射点が形成領域１３１の端部付近に位置しているときにも，その形成領域１３１の入射点から放射されたレーザー光によって外縁スポット群ＳＧの各スポットが形成される。

図６には，回折光学素子１３０の非形成領域１３２に入射した入射光により，ジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰを示している。図６に示すように，非形成領域１３２に入射した入射光によりジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰは，ドットハッチングにより示す主スポットＳ０により構成されている。主スポットＳ０は，回折光学素子１３０の非形成領域１３２に入射した入射光が，入射点において非形成領域１３２を透過したレーザー光（０次光）により形成されたものである。また，非形成領域１３２に入射した入射光によりジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰの主スポットＳ０は，照射パターンＰにおける中央領域Ａ１内に位置している。さらに，図６に示すように，非形成領域１３２に入射した入射光によりジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰは，外縁領域Ａ２内には，スポットが形成されていない。

図７には，回折光学素子１３０の形成領域１３１と非形成領域１３２とにともに入射した入射光により，ジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰを示している。図７に示すように，形成領域１３１と非形成領域１３２とに入射した入射光によりジャストフォーカス位置に形成される照射パターンＰは，斜線ハッチングで示す外縁スポット群ＳＧと，ドットハッチングで示す主スポットＳ０とにより構成されている。

また，図５および図７に示すように，照射パターンＰにおける外縁スポット群ＳＧは，中央領域Ａ１に位置する主スポットＳ０を中心として放射状に配置されている。具体的に，外縁スポット群ＳＧの外縁スポットＳ１１，Ｓ１２は，主スポットＳ０の右上に配置されている。外縁スポットＳ２１，Ｓ２２は，主スポットＳ０の右下に配置されている。外縁スポットＳ３１，Ｓ３２は，主スポットＳ０の左下に配置されている。外縁スポットＳ４１，Ｓ４２は，主スポットＳ０の左上に配置されている。

さらに，外縁スポット群ＳＧの左側の外縁スポットＳ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２と，右側の外縁スポットＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２との間には，隙間が設けられている。さらに，外縁スポット群ＳＧの上側の外縁スポットＳ１１，Ｓ１２，Ｓ４１，Ｓ４２と，下側の外縁スポットＳ２１，Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３２との間にも，隙間が設けられている。これら外縁スポット群ＳＧの左側と右側との隙間，および，上側と下側との隙間はともに，後述する溶接線における隙間以上の大きさとされている。

そして，本形態では，「１．挿入工程」と「２．接合工程」とをこの順で行うことにより電池１に接合部３０を形成する。

まず，「１．挿入工程」について説明する。挿入工程は，図８に示すように，ケース本体１０の開口部１１に封口板２０を挿入する工程である。挿入工程では，図８に示すように，ケース本体１０に封口板２０が挿入されることにより，ケース本体１０の内壁面１３と封口板２０の側面２１とが対面している。また，ケース本体１０の内壁面１３と封口板２０の側面２１との間には，隙間Ｇが設けられている。隙間Ｇは，ケース本体１０の開口部１１に封口板２０を円滑に挿入するためのものである。

さらに，本形態の挿入工程では，図８に示すように，封口板２０の上側の面である外面２２が，ケース本体１０の上側の面である外面１２よりもケース本体１０の内側に位置するまで挿入している。これにより，ケース本体１０の外面１２が封口板２０の外面２２よりも上側に出っ張った状態としている。また，図８には，ケース本体１０の外面１２と封口板２０の外面２２との段差Ｄを示している。この段差Ｄは，例えば，１ｍｍ程度にしておくことができる。

次に，「２．接合工程」を行う。接合工程では，上記で説明した溶接装置１００を用いてレーザー溶接を行い，電池１に接合部３０（図１）を形成する。そのため，本形態の溶接装置１００の制御部１８０は，接合工程では，レーザー発振器１１０にレーザー光を出射させる接合制御を行う。また，本形態の制御部１８０は，接合制御では，ガルバノスキャナ１５０に，レーザー光を，溶接線に沿って走査させる走査制御を行う。

図９は，挿入工程後，接合工程前における電池１の平面図である。図９に示す電池１では，接合部３０（図１）は，まだ，形成されていない。そして，本形態の接合工程では，ケース本体１０の内壁面１３と封口板２０の側面２１とが対面してなる対面箇所７０の溶接線８０に沿ってレーザー溶接を行う。

また，図９に示すように，扁平形状の電池１は，左右方向であるＸ軸方向を長手方向とし，上下方向であるＹ軸方向を短手方向とするものである。このため，溶接線８０は，Ｘ軸方向を長手方向とし，Ｙ軸方向を短手方向とする，全体として長方形をしているものである。また，溶接線８０には，ともにＸ軸方向に平行に延びる直線区間である長手区間Ｘ１，Ｘ２がある。さらに，溶接線８０には，ともにＹ軸方向に平行に延びる直線区間である短手区間Ｙ１，Ｙ２がある。加えて，溶接線８０には，上記の直線区間の間を繋ぐ屈曲区間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がある。

そして，本形態の接合工程は，溶接装置１００を用い，短手区間Ｙ１上に示す開始位置Ｔから時計回りに一周，溶接線８０をレーザー光によって走査するレーザー溶接により行う。そのため，制御部１８０は，レーザー発振器１１０にレーザー光を出射させる接合制御を行い，その接合制御において，ガルバノスキャナ１５０に溶接線８０に沿ってレーザー光を走査させる走査制御を行う。

制御部１８０は，走査制御では，ガルバノスキャナ１５０に短手区間Ｙ１に沿って開始位置ＴからＹ軸の正方向の向きである矢印ＹＷ１の向きにレーザー光を走査させる正短手走査制御を行う。また，走査制御では，ガルバノスキャナ１５０に長手区間Ｘ１に沿ってＸ軸の正方向の向きである矢印ＸＷ１の向きにレーザー光を走査させる正長手走査制御を行う。さらに，走査制御では，ガルバノスキャナ１５０に短手区間Ｙ２に沿ってＹ軸の負方向の向きである矢印ＹＷ２の向きにレーザー光を走査させる負短手走査制御を行う。加えて，走査制御では，ガルバノスキャナ１５０に長手区間Ｘ２に沿ってＸ軸の負方向の向きである矢印ＸＷ２の向きにレーザー光を走査させる負長手走査制御を行う。

なお，上記の最初の正短手走査制御においては，短手区間Ｙ１のうちの開始位置Ｔよりも長手区間Ｘ２側にレーザー光が照射されていない。このため，走査制御では，負長手走査制御の後，短手区間Ｙ１のうちの開始位置Ｔよりも長手区間Ｘ２側にレーザー光を照射するため，再度，その区間に矢印ＹＷ１の向きにレーザー光を走査させる正短手走査制御を行う。

また，制御部１８０は，正短手走査制御，正長手走査制御，負短手走査制御，負長手走査制御，正短手走査制御の各間に，ガルバノスキャナ１５０に屈曲区間Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に沿ってそれぞれレーザー光を走査させる第１から第４までの屈曲走査制御を行う。すなわち，本形態の制御部１８０は，走査制御では，正短手走査制御，第１屈曲走査制御，正長手走査制御，第２屈曲走査制御，負短手走査制御，第３屈曲走査制御，負長手走査制御，第４屈曲走査制御，正短手走査制御を，この順で行う。

なお，走査制御の終了位置付近は，開始位置Ｔ付近と適度にラップさせておくことが好ましい。ケース本体１０と封口板２０とを，溶接線８０に沿って切れ目なく接合することができるからである。そのため，２回目の正短手走査制御では，開始位置Ｔに到達した後にも引き続き，ガルバノスキャナ１５０に適度にレーザー光の走査を行わせることが好ましい。

また，本形態の接合制御は，スライド部１４０の位置を，スライド位置Ａまたはスライド位置Ｂとした状態で行う。つまり，ジャストフォーカス位置に図７に示す照射パターンＰが形成される状態で接合制御を行う。また，図７には，Ｘ軸およびＹ軸を示している。そして，本形態の溶接装置１００は，図７に示す照射パターンＰを，図９に示す電池１と，Ｘ軸およびＹ軸が合わさる回転位置で照射する。すなわち，溶接装置１００は，電池１と照射パターンＰとの回転位置が各走査制御においていずれも同じ回転位置となるようにレーザー光の照射を行う。

また，本形態では，照射パターンＰの中央領域Ａ１の中心に，溶接線８０が通るようにして各走査制御を行う。つまり，図７に示すジャストフォーカス位置における照射パターンＰの主スポットＳ０の中心に，溶接線８０が通るようにして各走査制御を行う。

そして，本形態では，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御，および，長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御を，ケース本体１０の外面１２をデフォーカス位置に設定して行う。さらに，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御においては，図４に実線で示すように，スライド部１４０をスライド位置Ａとする。一方，長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御においては，図４に二点鎖線で示すように，スライド部をスライド位置Ｂとする。以下，このことについて説明する。

図１０には，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御中における照射パターンＰを示している。また，図１０には，ドットハッチングの密度により，照射パターンＰにおけるパワー密度を示している。図１０に示す長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御の照射パターンＰは，上記のように，スライド部１４０をスライド位置Ａとしたときにおいて形成されているものである。

そして，図１０に示す照射パターンＰにおいては，主スポットＳ０が，ジャストフォーカス位置のときよりもＹ軸における正方向に移動し，ケース本体１０の外面１２に形成されている。これは，ケース本体１０の外面１２の位置を，ジャストフォーカス位置とは異なるデフォーカス位置となるように，ケース本体１０を溶接装置１００に対して移動させていることによるものである。

つまり，本形態では，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御の開始時に，ケース本体１０を，その外面１２に主スポットＳ０が形成されるデフォーカス位置まで移動させている。デフォーカス位置とするためのケース本体１０の移動方向は，レーザー光の進行方向であり，ケース本体１０の外面１２と直交する方向である。また，本形態では，デフォーカス位置を，主スポットＳ０の中心が溶接線８０から１ｍｍ程度，ジャストフォーカス位置よりもケース本体１０側に移動する位置としている。なお，図１０に示すように，ケース本体１０の外面１２をデフォーカス位置に設定したときにも，外縁スポット群ＳＧのＸＹ平面における位置は，ジャストフォーカス位置から移動していない。そして，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御では，矢印ＸＷ１の向きに照射パターンＰを移動させる。

また，図１０には，外縁スポット群ＳＧについて，先行スポット群ＳＰと後行スポット群ＳＦとに分けて示している。先行スポット群ＳＰは，外縁スポット群ＳＧのうち，主スポットＳ０よりも走査方向の前方の箇所に形成されている外縁スポットＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２から構成されている。後行スポット群ＳＦは，外縁スポット群ＳＧのうち，主スポットＳ０よりも走査方向の後方の箇所に形成されている外縁スポットＳ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２から構成されている。先行スポット群ＳＰおよび後行スポット群ＳＦはいずれも，溶接線８０上以外の箇所に形成されている。

そして，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御では，レーザー光の照射箇所に，先行スポット群ＳＰ，主スポットＳ０，後行スポット群ＳＦをこの順で形成することができる。このため，まず，先行スポット群ＳＰにより溶融部Ｍを形成し，その後，主スポットＳ０により溶融部Ｍの深さを深くすることができる。また，先行スポット群ＳＰは，溶接線８０の隙間Ｇには照射されていないため，先行スポット群ＳＰに係るレーザー光が隙間Ｇを通過してしまうレーザー抜けを抑制することができる。また，主スポットＳ０が照射されるときには，すでに，隙間Ｇは，先行スポット群ＳＰによって形成された溶融部Ｍによって塞がれている。よって，主スポットＳ０に係るレーザー光のレーザー抜けについても，抑制することができる。また，後行スポット群ＳＦに係るレーザー光のレーザー抜けについても，抑制されている。

さらに，本形態の正長手走査制御では，図１０に示すように，パワー密度の高い主スポットＳ０の中心がケース本体１０の外面１２上に位置しているため，封口板２０よりも，ケース本体１０への入熱量を多くすることができる。よって，図８に示すように，溶接箇所において封口板２０よりも出っ張っているケース本体１０について，適切に溶融し，溶融部Ｍの溶融深さを十分に確保することができる。

次に，図１１には，長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御中における照射パターンＰを示している。また，図１１においても，ドットハッチングの密度により，照射パターンＰにおけるパワー密度を示している。図１１に示す長手区間Ｘ２に係る正長手走査制御の照射パターンＰは，上記のように，スライド部１４０をスライド位置Ｂとしたときにおいて形成されているものである。

そして，図１１に示す照射パターンＰにおいては，主スポットＳ０が，ジャストフォーカス位置のときよりもＹ軸における負方向に移動し，ケース本体１０の外面１２に形成されている。これは，ケース本体１０の外面１２の位置を，ジャストフォーカス位置とは異なるデフォーカス位置となるように，ケース本体１０を溶接装置１００に対して移動させていることによるものである。なお，本形態の長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御において，デフォーカス位置とするためのケース本体１０のジャストフォーカス位置からの移動方向および移動量は，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御と同じである。本形態の正長手走査制御と負長手走査制御とにおいて異なるのは，入射光の回折光学素子１３０における位置のみである。なお，図１１に示すように，ケース本体１０の外面１２をデフォーカス位置に設定したときにも，外縁スポット群ＳＧのＸＹ平面における位置は，ジャストフォーカス位置から移動していない。そして，長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御では，矢印ＸＷ２の向きに照射パターンＰを移動させる。

また，図１１にも，外縁スポット群ＳＧについて，先行スポット群ＳＰと後行スポット群ＳＦとに分けて示している。先行スポット群ＳＰは，外縁スポット群ＳＧのうち，主スポットＳ０よりも走査方向の前方の箇所に形成されている外縁スポットＳ３１，Ｓ３２，Ｓ４１，Ｓ４２から構成されている。後行スポット群ＳＦは，外縁スポット群ＳＧのうち，主スポットＳ０よりも走査方向の後方の箇所に形成されている外縁スポットＳ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２から構成されている。さらに，先行スポット群ＳＰおよび後行スポット群ＳＦはいずれも，溶接線８０上以外の箇所に形成されている。

そして，長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御でも，レーザー光の照射箇所に，先行スポット群ＳＰ，主スポットＳ０，後行スポット群ＳＦをこの順で形成することができる。このため，負長手走査制御においても，まず，先行スポット群ＳＰにより溶融部Ｍを形成し，その後，主スポットＳ０により溶融部Ｍの深さを深くすることができる。また，先行スポット群ＳＰは，溶接線８０の隙間Ｇには照射されていない。このため，負長手走査制御においても，先行スポット群ＳＰに係るレーザー光が隙間Ｇを通過してしまうレーザー抜けを抑制することができる。また，負長手走査制御においても主スポットＳ０が照射されるときには，すでに，隙間Ｇは，先行スポット群ＳＰによって形成された溶融部Ｍによって塞がれている。よって，負長手走査制御においても主スポットＳ０に係るレーザー抜けを，抑制することができる。また，後行スポット群ＳＦに係るレーザー光のレーザー抜けについても，抑制されている。

さらに，本形態の負長手走査制御でも，図１１に示すように，パワー密度の高い主スポットＳ０の中心がケース本体１０の外面１２上に位置しているため，封口板２０よりも，ケース本体１０への入熱量を多くすることができる。よって，図８に示すように，溶接箇所において封口板２０よりも出っ張っているケース本体１０について，適切に溶融し，溶融部Ｍの溶融深さを十分に確保することができる。

すなわち，本形態では，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御および長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御においてともに，十分な深さを有する適切な溶融部Ｍを形成することができる。これにより，接合部３０を，十分な深さを有するものとすることができる。また，本形態では，前述したように，レーザー光が隙間Ｇを通過してしまうことによるレーザー抜けが抑制されている。これにより，レーザー抜けによってケース本体１０内の電極体等が損傷してしまうことが抑制されている。すなわち，本形態では，レーザー溶接に伴う不良の発生が抑制されている。

さらに，本形態では，先行スポット群ＳＰ，主スポットＳ０，後行スポット群ＳＦのいずれについても，ケース本体１０および封口板２０を溶融させる程度の高いパワー密度とすることができる。このため，長手区間Ｘ１に係る正長手走査制御および長手区間Ｘ２に係る負長手走査制御においてともに，レーザー光の走査速度を速くすることができる。すなわち，レーザー溶接を高速で，短時間で行うことができる

なお，上記では，ケース本体１０の外面１２をジャストフォーカス位置とは異なるデフォーカス位置とするため，ケース本体１０を，レーザー光の進行方向について，溶接装置１００に対して移動させている。すなわち，上記では，ケース本体１０の外面１２をデフォーカス位置とするため，ケース本体１０の移動により，ケース本体１０と溶接装置１００との間隔をジャストフォーカス位置と異なるものとしている。

しかし，ケース本体１０を固定とし，溶接装置１００側を，レーザー光の進行方向について，ケース本体１０に対して移動させることにより，ケース本体１０の外面１２をデフォーカス位置とすることも可能である。あるいは，ケース本体１０と溶接装置１００との間隔を固定としつつ，ガルバノスキャナ１５０のＺ軸レンズ１５３を移動させることにより，ケース本体１０の外面１２をデフォーカス位置とすることも可能である。

また，上記では，図１０に示す照射パターンＰを形成する場合にはスライド部１４０にスライド位置Ａをとらせ，図１１に示す照射パターンＰを形成する場合にはスライド部１４０にスライド位置Ｂをとらせている。すなわち，図１０に示す照射パターンＰと図１１に示す照射パターンＰとをそれぞれ，回折光学素子１３０への入射光の入射点の位置を異なる位置とすることにより形成している。

しかし，スライド部１４０にスライド位置Ａをとらせた状態のまま，ケース本体１０と溶接装置１００との間隔の大きさを異なるものとすることにより，図１０に示す照射パターンＰと図１１に示す照射パターンＰとをそれぞれ形成することもできる。例えば，ケース本体１０を，レーザー光の進行方向について，ケース本体１０の外面１２がジャストフォーカス位置よりも溶接装置１００に近いデフォーカス位置となる位置と，溶接装置１００から遠いデフォーカス位置となる位置との間で移動させればよい。また例えば，溶接装置１００を，レーザー光の進行方向について，ケース本体１０の外面１２がジャストフォーカス位置よりも溶接装置１００に近いデフォーカス位置となる位置と，溶接装置１００から遠いデフォーカス位置となる位置との間で移動させてもよい。

あるいは，図１０，図１１に示す照射パターンＰは，スライド部１４０にスライド位置Ａをとらせ，ケース本体１０と溶接装置１００との間隔を固定としつつ，ガルバノスキャナ１５０のＺ軸レンズ１５３を移動することにより，形成することもできる。ガルバノスキャナ１５０のＺ軸レンズ１５３を移動させることにより，ジャストフォーカス位置を，レーザー光の進行方向について，ケース本体１０の外面１２に対して移動させることができるからである。この場合，スライド部１４０はなくてもよい。回折光学素子１３０を，スライド部１４０にスライド位置Ａをとらせたときの位置で固定しておけばよいからである。このため，ガルバノスキャナ１５０のＺ軸レンズ１５３の移動により，図１０に示す照射パターンＰと図１１に示す照射パターンＰとをそれぞれ形成することが最も好ましいと考えられる。溶接装置１００に，スライド部１４０の構成が不要になるからである。すなわち，溶接装置として，簡素な構成のものを用いることができるからである。

以上詳細に説明したように，本形態では，開口部１１が形成されたケース本体１０と，開口部１１を塞いでいる封口板とを有する電池１を，挿入工程と接合工程とにより製造する。挿入工程では，ケース本体１０の開口部１１に封口板２０を，封口板２０の外面２２が，ケース本体１０の外面１２よりもケース本体１０の内側に位置するまで挿入する。接合工程では，ケース本体１０の開口部１１の内壁面１３および封口板２０の側面２１が対面する溶接線８０上に沿って一周，レーザー光を照射するレーザー溶接を行い，接合部３０を形成する。さらに，接合工程では，レーザー発振器１１０，回折光学素子１３０，ガルバノスキャナ１５０，集光レンズ１６０を有する溶接装置１００を用いる。回折光学素子１３０は，ケース本体１０の外面１２がジャストフォーカス位置であるとき，入射光によって溶接線８０上に主スポットＳ０を形成する非形成領域１３２と，先行スポット群ＳＰおよび後行スポット群ＳＦを形成する形成領域１３１とが設けられている。そして，接合制御における正長手走査制御および負短手走査制御では，ケース本体１０の外面１２の位置を，主スポットＳ０がジャストフォーカス位置よりもケース本体１０の外面１２の側に形成されるデフォーカス位置とする。これにより，不良の発生を抑制しつつ，接合部を短時間で形成することのできる密閉型容器の製造方法が実現されている。

また，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，上記の実施形態においては，密閉型容器である電池１の製造方法について，本発明を具体的に説明している。しかし，電池１以外の密閉型容器についても適用することができる。

また，上記の実施形態では，ともにアルミニウムよりなるケース本体１０および封口板２０を接合対象として用いた場合の例について具体的に説明している。しかし，アルミニウム同士に限らず，レーザー溶接により接合できる材質同士の組み合わせであれば，本発明を適用することが可能である。

１ 電池
１０ ケース本体
２０ 封口板
３０ 接合部
８０ 溶接線
１００ 溶接装置
１１０ レーザー発振器
１３０ 回折光学素子
１３１ 形成領域
１３２ 非形成領域
Ｐ 照射パターン
Ｓ０ 主スポット
ＳＰ 先行スポット群

Claims (1)

1. 開口部が形成されたケース本体と，前記開口部を塞いでいる蓋とを有する密閉型容器を，
   前記ケース本体の前記開口部に前記蓋を挿入する挿入工程と，
   前記開口部の内壁面および前記開口部に挿入された前記蓋の側面が対面する溶接線上に沿って一周，レーザー光を走査するレーザー溶接により接合部を形成する接合工程とにより製造する密閉型容器の製造方法において，
   前記挿入工程では，
   前記蓋の外面が，前記ケース本体の前記開口部における外面よりも前記ケース本体の内側に位置するまで挿入し，
   前記接合工程では，
   前記レーザー溶接時にレーザー光を出射する出射器と，
   前記出射器より出射されたレーザー光の光路に設けられた回折光学素子と，
   レーザー光の進行方向における前記回折光学素子の下流に設けられ，レーザー光を集光させる集光部と，
   レーザー光を前記溶接線に沿って走査する走査部とを有し，
   前記回折光学素子が，前記ケース本体の前記開口部における外面の位置がジャストフォーカス位置であるときに，
   入射したレーザー光によって前記溶接線上に主スポットを形成する第１の領域と，
   入射したレーザー光によって前記ケース本体の前記開口部における外面上および前記蓋の外面上の前記主スポットの走査方向の前方に先行スポット群を形成する第２の領域とが設けられたものである溶接装置を用いるとともに，
   前記ケース本体の前記開口部における外面の位置を，前記主スポットが前記ジャストフォーカス位置よりも前記ケース本体側に形成されるデフォーカス位置としつつ，前記レーザー溶接を行うものであることを特徴とする密閉型容器の製造方法。

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