JPH0616953B2

JPH0616953B2 - 乾電池用外装缶の製造装置

Info

Publication number: JPH0616953B2
Application number: JP1122470A
Authority: JP
Inventors: 譲二伊藤; 伸一井原
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: DE68909038T2; EP0397919B1; EP0397919A3; JPH02303691A; DE68909038D1; ES2045358T3; EP0397919A2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は乾電池用外装缶の製造装置に係り、特に接合部
に接合手段としてレーザ溶接を用いた乾電池用外装缶の
製造装置に関する。

従来の技術近年、円筒形乾電池は紙筒外装方式から金属外装方式へ
転換し、耐漏液性，耐膨張性の改善により、電池性能が
著しく向上した。このため、乾電池用外装缶（以下、単
に外装缶という）を製造する製造装置も金属性外装缶に
対応したものが種々提供されている。

従来、この種の外装缶の製造装置としては、一般にスリ
ーピース缶の缶胴を形成する装置と略同様の製造装置が
用いられていた。この製造装置を構成する主な機構・装
置としては、平板状の基材を円筒状に成形する成形機構
と突き合わせ部分を接合する接合装置とが挙げられる。
また、成形方法としてはロールフォーミングが採用され
ており、接合方法としてははぜ折り接合が用いられてい
た。更に昨今では、接合方法としてレーザ溶接を用いた
ものも提案されつつある。

レーザ溶接を用いて外装缶を形成した場合、接合部分に
膨出し（出張り）が形成されないため、この分だけ大き
な容積を有する素電池を用いることができ乾電池として
の寿命を長くすることができ、また機械的強度や耐漏液
性を向上できる等の種々の利点がある。

発明が解決しようとする課題ロールフォーミングを用いて成形を行なう場合、接合部
（円筒状とされた基材の突き合せ部分）は下側に位置す
るよう成形するのが望ましい。これは、ロールフォーミ
ングの場合、下側に位置するフォーミングロールの方が
上側に位置するフォーミングロールに比べて大径とされ
ており、かつ下側の大径のフォーミングロールが駆動さ
れる構成となっているため、接合部を上側に位置させる
ためには大径のフォーミングロールを基材の送られてく
る位置よりも高く配設しなければならなくなることによ
る。大径のフォーミングロールを高い位置に配設した場
合、これに伴ないこのフォーミングロールを駆動する機
構，装置も高い位置に設けなければならず、大なる形状
及び重量を有する各種構成物が製造装置の高い位置に集
中して配設されることになり製造装置の安全性に問題が
生じる。更にフォーミングされる位置が大径のフォーミ
ングロールにより隠れてしまい作業者が基材の成形状態
を確認できないという不都合が生じる。上記種々の理由
より一般にロールフォーミングでは接合部が下側になる
よう成形されている。

一方、レーザ溶接では安全性の面よりレーザ光を下方に
向け照射するのが望ましい。いま、レーザ光を上方に向
け照射する構成を考えた場合、仮に接合部に若干の間隙
が生じていた時にはレーザ光は間隙を通過し製造装置上
方へ進行してしまい思わぬ事故が発生する虞れがある。
よって、レーザ光は下方に向けて照射するのが望ましい
が、この場合円筒状に成形された基材の接合部は上側に
位置させる必要がある。

上記のように、従来の製造装置ではフォーミングロール
の都合により接合部の位置は下側とされており、またこ
れに起因して上述したように種々の特徴を有するレーザ
溶接を用いることができず、接合部の位置を下側として
溶接を行ない得るシーム溶接が用いられていた。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたものであり、フォ
ーミングロールによる成形を行ないつつレーザ溶接を可
能とした乾電池用外装缶の製造装置を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために、本発明では、平板形状の基材を供給するスタッカと、上記基材の側縁部を対向させ接合部が形成されるよう、
かつ、この接合部が下側位置に形成されるよう基材を円
筒形状に形成するロール形成装置と、上記対向した側縁部を接合するため、レーザ光を下向き
に発射するレーザ溶接装置と、上記基材をスタッカから上記ロール形成装置，レーザ溶
接装置に向け供給する基材供給装置とを設けてなる乾電
池用外装缶の製造装置において、上記ロール形成装置とレーザ溶接装置との間に、上記円
筒形状とされた基材を装着する反転シリンダと、上記回
転シリンダを間欠的に１８０゜回転させる間欠的駆動機
構とにより構成される反転装置を配設し、上記間欠的駆動機構が上記反転シリンダを間欠的に１８
０゜回転させることにより、基材が反転シリンダに装着
される際に反転シリンダは停止され、基材の装着後に反
転シリンダは基材の接合部が上側位置に位置するよう回
転される構成としたことを特徴とするものである。

作用乾電池用外装缶の製造装置を上記構成とすることによ
り、反転装置を構成する間欠的駆動機構は反転シリンダ
に筒状の基材が装着された状態で反転シリンダを１８０
゜回転させ接合部が上側位置となるよう基材を回転させ
るため、基材を円筒形状に形成するのにフォーミングロ
ールを用いることが可能となり、かつ接合部の溶接にレ
ーザ溶接を行うことが可能となる。

実施例次に本発明の実施例について図面と共に説明する。第２
図は本発明の一実施例である乾電池用外装缶（外装缶）
の製造装置１の平面図であり、第３図は製造装置１の側
面図である。

製造装置１は、大略するとノッチ形成機構２，予備成形
機構３，成形機構４，反転機構５，レーザ溶接装置６，
及び各種送り機構等より構成されている。この製造装置
１は第４図（Ａ）に示す平板状の基材７を成形して第４
図（Ｇ）に示す乾電池用の外装缶８を製造する装置であ
る。以下、製造装置１を構成する上記各機構・装置につ
いて、外装缶の製造手順に従い説明する。

基材７は、製造装置１の図中左方に位置するスタッカー
９に積み重ねられた状態で装着される。この時の基材７
は第４図（Ａ）に示すように単に乾電池１個分に相当す
るプレス加工された平板状部材である。

製造装置１が稼動すると、スタッカー９に装着された基
材７は第１の送り機構１０により１枚づつ以下述べる各
機構に向け送り出されてゆく。第１の送り機構１０は、
長いストロークを有するキャリアバー１１を具備してお
り、このキャリアバー１１が図中矢印ｘ方向へ移動する
ことにより基材７もｘ方向へ移動する構成とされてい
る。この第１の送り機構１０により、基材７は先ずノッ
チ形成機構２へ送り込まれる。

ノッチ形成機構２は、上下一対の金型（図に現われず）
を有しており、この金型により基材７の側縁３箇所に第
４図（Ｂ）に示されるようなノッチ部７ａ〜７ｃが形成
される。この内ノッチ部７ａ，７ｂは外装缶８の上部及
び下部を内側に切曲する工程（本製造装置１ではこの工
程を行なわない）における成型性を向上させるために形
成されるものであり、ノッチ部７ｃは乾電池を誤使用し
た時の安全性を確保するために形成されるものである。

ノッチ形成機構２によりノッチ部７ａ〜７ｃが形成され
た基材７は、第１の送り機構１０により予備成形機構３
に送り込まれる。予備成形機構３は上下一対の予備成形
ローラ１２，１３（第６図参照）を具備している。この
内、下部のローラ１３の両側縁部は若干他の部分に比べ
大径とされているため、この一対のローラ１２，１３を
通過することにより基材７は第４図（Ｃ）に示すように
両側縁分７ｄ，７ｅが若干上方向へ曲げられる。このよ
うに基材７の両側縁部７ｄ，７ｅを予め曲げておくの
は、後に基材７が円筒状に成形された際、その円筒性を
向上させるためである。仮にこの加工を行なわず外装缶
を製造した場合、溶接した部分が外側に突出したような
形状となり、正規な円筒形状とはならない。

上記のようにノッチ部７ａ〜７ｃの形成及び予備成形が
施された基材７は、第１の送り機構１０により横送り台
１４に送り込まれる。第１の送り機構１０は、基材７を
前記したスタッカー９よりこの横送り台１４までｘ方向
に搬送する機能を奏する。また、横送り台１４の近辺に
は横送り機構１５が設けられている。この横送り機構１
５もキャリアバー１６を具備しており、横送り台１４ま
で搬送された基材７はキャリアバー１６の図中矢印Ｙ方
向への移動に伴いＹ方向へ搬送される。また、横送り機
構１５よる基材７の搬送方向前方（Ｙ方向前方）には成
形機構４が設けられている。

成形機構４を第５図に拡大して示す。成形機構４は、大
略すると送りロール１７，１８、ガイド機構１９、フォ
ミングロール２０，２１、駆動機構２２等から構成され
ている。横送り機構１５によりＹ方向へ搬送された基材
７は、送りロール１７，１８により更にＹ方向へ送られ
フォーミングロール２０，２１に到る。この時、基材７
はガイド機構１９に案内されるため、高い位置決め精度
をもってフォーミングロール２０，２１に送り込まれ
る。

フォミングロール２０，２１は、上方位置に小径のフォ
ーミングロール２０が設けられると共に、下方位置に大
径のフォーミングロール２１が設けられた構造とされて
おり、駆動機構２２により回動する構成とされている。
フォミングロール２０は反時計方向に、フォミングロー
ル２１は時計方向へ夫々回動する。そして、基材７が送
り込まれると基材７はディフレクティングスチール２３
に案内されつつ図中矢印Ａ方向へ円筒形状を形成しつつ
進行し、ブランクストップスチール２４と当接すること
により第４図（Ｅ）に示すように円筒形状に成形され
る。

上記構成の成形機構４では、接合分２４（基材７の後に
溶接され接合される部分、第４図（Ｅ）参照）が必然的
に下側に位置することになる。仮に接合部２４を上側に
位置するうよ成形しようとした場合、大径のフォミング
ロール２１（このフォーミングロール２１が駆動され
る）及び駆動機構２２を成形機構４の高い位置に配設し
なければならず、成形機構４の安全性上問題が生じると
共に、成形位置が大径のフォーミングロールにより隠れ
てしまい成形の様子を確認できなくなってしまう不都合
が生じることは前述した通りである。成形機構４で円筒
状の成形された基材７（第５図に一点鎖線で示す）は、
接合部２４を下側に位置させた状態を維持しつつキャリ
アシリンダー３０に案内させ反転機構５に送られる。

再び第２図及び第３図に戻り説明する。上述した成形機
構４及び反転機構５の上部には第２の送り機構２５（第
３図に詳しい）が設けられている。この第２の送り機構
２５は、一対のプーリ２６．２７に張架されたベルト２
８に円筒状の基材７と係合しこれを送るための複数のフ
ック２９が設けられた構造を有している。成形機構４に
より円筒状に成形された基材７は、キャリアシリンダ３
０に案内され、かつ第２の送り機構２５に付勢されてＸ
方向へ送られ、反転機構５に到る。

反転機構５は本発明の特徴となる機構であり、基材７の
位置を反転させ、接合部２４の位置が上方に向くように
するための機構である。第１図に反転機構５を拡大して
示す。反転機構５は反転シリンダ３１，伝達シャフト３
２，駆動機構３３等よりなる簡単な構成である。駆動機
構３３には後述するようにモータ３４からの回転力が伝
達され、この回転力は駆動機構３３に組込まれている間
欠機構により間欠的な回転とされベルト３５を介して伝
達シャフト３２に伝達される。伝達シャフト３２の上部
には、はすば歯車３６が設けられており、このはすば歯
車３６は反転シリンダ３１に設けられたはすば歯車３７
と噛合している。よって反転シリンダ３１は所定の間隔
で間欠的に 180゜づつ回転を行なう。

また、反転シリンダ３１はキャリアシリンダ３０と同軸
的になるように構成されている。よって、第２の送り機
構２５によりキャリアシリンダ３０に沿ってＸ方向へ送
られる基材７は、キャリアシリンダ３０より反転シリン
ダ３１に送り込まれる。

この時、基材７は伝達シャフト３２及び反転シリンダ３
１を保持するベース３８を通過する必要があるが、前記
したように円筒状とされた基材７の接合部２４は下側に
位置しており、伝達シャフト３２及びベース３８はこの
接合部２４の間隙の間を通過するよう構成されている。
また、伝達シャフト３２及びベース３８の接合部２４が
通過する位置（第１図（Ｂ）に矢印Ｂで示す）は、成形
された基材７の接合部２４が広げられて円筒形状を崩さ
ないよう可能な限り細くなるよう構成されている。

続いて上記構成とされた反転機構５の動作について説明
する。前記したように円筒状とされた基材７は第２の送
り機構２５により反転機構５に送り込まれるが、第２の
送り機構２５と反転機構５はメカシーケンスされている
（これについては後述する）。よって、基材７が反転機
構５に送り込まれる時、反転機構５は駆動機構３３の間
欠動作の非駆動状態にあり駆動しておらず、静止状態の
反転シリンダ３１に対し基材７が送り込まれる。基材７
が反転シリンダ３１に装着されると駆動機構３３により
駆動が開始され、反転シリンダ３１は 180゜回転する。
これにより基材７は第４図（Ｆ）に示すように接合部２
４が上方に向くよう位置が反転される。また、この時、
第２の送り機構２５は駆動しないようメカシーケンスさ
れている。基材７が上記のように位置反転されると、第
２の送り機構２５は駆動を開始し、接合部２４を上側と
された基材７は反転シリンダ３１のＸ方向前方に設けら
れたキャリアシリンダ３９（第３図に詳しい）に送り込
まれる。

キャリアシリンダ３９の下部には第３の送り機構４０が
設けられている。この第３の送り機構４０は第２の送り
機構２５と略同様構成とされており、複数のプーリ，フ
ック及びベルト等より構成されている。基材７はキャリ
アシリンダ３９に案内されつつ第３の送り機構４０に付
勢され、レーザ溶接装置６に向け送られてゆく。

レーザ溶接装置６の手前位置には、接合部２４を突き合
わせ隙間を無くするための突き合わせ機構４１が設けら
れている。この突き合わせ機構４１はキャリアシリンダ
３９の両側に配設された複数のアタッチメント４２〜４
５を有しており、各アタッチメント４２〜４５はチェイ
ン４６，４７により駆動される構成とされている。円筒
状とされた基材７は突き合わせ機構４１により接合部２
４を突き合わされた状態とされた上でレーザ溶接装置６
に送られる。

レーザ溶接装置６は、例えばＣＯ₂ レーザ溶接装置であ
り、レーザ光を下方に向け照射する構成とされている。
このレーザ溶接装置６は、Ｘ方向に送られてゆく基材７
の接合部２４と対向するように配設されており、基材７
の移動に伴ない接合部２４をレーザ溶接し第４図（Ｇ）
に示す外装缶８を形成する。

上記のように接合部２４をレーザ溶接可能としたのは反
転機構５を製造装置１に設けたことによる。レーザ溶接
は前述したように安全性の面より下方に向け照射する必
要があり、したがって基材７の接合部２４はレーザ溶接
装置６に送り込まれる時には上側に位置させる必要があ
る。これに対し平板形状より円筒形状への基材７の成形
にあってはフォーミングロールの特性より接合部２４は
必然的に下側に位置することになる。本発明では反転機
構５を設けることにより、フォーミングロールの良好な
特性とレーザ溶接の良好な特性を共に具備した製造装置
１を実現することができた。また、反転機構５は第１図
を用いて説明した如く簡単な構成であるため、これを設
けることにより製造装置１が徒に複雑になるようなこと
はない。

尚、上記してきた製造装置１の各機構及び装置は１個の
駆動モータ３４により総括的に駆動される構成とされて
いる。

第６図は製造装置１の駆動系の要部を示すダイヤグラム
である。同図に湿されるようにモータ３４の回転力はギ
ヤボックス４８により二分される。この内一方の出力は
前記した予備成形機構３を駆動するのに用いられてい
る。他方の出力はノッチ形成機構２，成形機構４，反転
機構５，横送り機構１５，第２の送り機構２５等（図示
しないが他の送り機構１０，１５，４０もモータ３４に
より駆動される）を駆動するのに用いられている。ま
た、同図中、４９はノッチ形成機構２の金型を駆動する
カムを、５０は横送り機構１５のキャリアバー１６を駆
動するカムを、５１は第２の送り機構２５を間欠的に駆
動するための間欠機構を夫々示している。

上記のように駆動系を１個のモータ３４により駆動させ
る構成することにより、モータ数を減らし消費電力及び
製造装置１のコスト低減を図ると共に、メカシーケンス
を行なうことにより制御系の簡素化を実現することがで
きた。

発明の効果上述の如く、本発明によれば、製造装置に反転機構を設
けることにより、円筒状に形成された基材の接合部の位
置を反転することができるため、フォーミングロール方
式の成形機構を用いつつレーザ溶接装置を使用すること
が可能となり、電池特性向上の面より利点を有する外装
缶を生産性よく製造することができる等の特長を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である製造装置に設けられる
反転機構を説明するための図、第２図は製造装置の平面
図、第３図は製造装置の側面図、第４図は平板状の基材
から外装缶が製造されるまでの成形の様子を順を追って
示す図、第５図は製造装置に組込まれる成形機構を説明
するための図、第６図は製造装置の駆動系を説明するた
めの図である。１……製造装置、２……ノッチ形成機構、４……成形機
構、５……反転機構、６……レーザ溶接装置、７……基
材、７ａ〜７ｃ……ノッチ部、８……外装缶、１０……
第１の送り機構、１１……キャリアバー、１５……横送
り機構、２０，２１……フォーミングロール、２４……
接合部、２５……第２の送り機構、３０……キャリアシ
リンダ、３１……反転シリンダ、３３……駆動機構、３
４……モータ、４０……第３の送り機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板形状の基材（７）を供給するスタッカ
（９）と、該基材（７）の側縁部（７ｄ，７ｅ）を対向させ接合部
（２４）が形成されるよう、かつ、該接合部（２４）が
下側位置に形成されるよう該基材（７）を円筒形状に形
成するロール形成装置（４）と、前記対向した側縁部（７ｄ，７ｅ）を接合するため、レ
ーザ光を下向きに発射するレーザ溶接装置（６）と、該基材（７）を該スタッカ（９）から該ロール形成装置
（４），該レーザ溶接装置（６）に向け供給する基材供
給装置（１０，２５，４０）とを設けてなる乾電池用外
装缶の製造装置において、該ロール形成装置（４）と該レーザ溶接装置（６）との
間に、上記円筒形状とされた基材（７）を装着する反転
シリンダ（３１）と、該回転シリンダ（３１）を間欠的
に１８０゜回転させる間欠的駆動機構（３３）とにより
構成される反転装置（５）を配設し、該間欠的駆動機構（３３）が該回転シリンダ（３１）を
間欠的に１８０゜回転させることにより、該基材（７）
が該反転シリンダ（３１）に装着される際に該反転シリ
ンダ（３１）は停止され、該基材（７）の装着後に該反
転シリンダ（３１）は該基材（７）の該接合部（２４）
が上側位置に位置するよう回転される構成としてなるこ
とを特徴とする乾電池用外装缶の製造装置。
【請求項２】該基材（７）を良好な円筒形状に形成すべ
く、該基材（７）の側縁部（７ｄ，７ｅ）を前形成する
予備成形機構（３）を、該基材（７）が搬送される流れ
に対し該ロール形成装置（４）の上流位置に配設したこ
とを特徴とする請求項１記載の乾電池用外装缶の製造装
置。
【請求項３】少なくとも、該ロール形成装置（４）、反
転シリンダ（３１）、及び間欠的駆動機構（３３）を単
一のモータにより駆動することにより、該ロール形成装
置（４）、反転シリンダ（３１）、及び間欠的駆動機構
（３３）の動作を機械的に制御する構成としたことを特
徴とする請求項１又は２記載の乾電池用外装缶の製造装
置。
【請求項４】該基材（７）が搬送される流れに対し該レ
ーザ溶接装置（６）の上流位置に、円筒形状に成形され
た基材（７）の側縁部（７ｄ，７ｅ）を突き合わせ間隙
を無くする突き合わせ機構（４１）を設けたことを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の乾電池用外装
缶の製造装置。