JPH09122956A - 電池ケースの上蓋のレーザ溶接方法 - Google Patents

電池ケースの上蓋のレーザ溶接方法

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JPH09122956A
JPH09122956A JP7282898A JP28289895A JPH09122956A JP H09122956 A JPH09122956 A JP H09122956A JP 7282898 A JP7282898 A JP 7282898A JP 28289895 A JP28289895 A JP 28289895A JP H09122956 A JPH09122956 A JP H09122956A
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彰一 濱田
Takashi Akaha
崇 赤羽
Takashi Ishide
孝 石出
Yoshio Hashimoto
義男 橋本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填物を損傷することなく確実に上蓋の箱体
に対する溶接を高速で可能とする電池ケースの上蓋のレ
ーザ溶接方法を提供する。 【解決手段】 電池ケース1の上蓋1bの中心を通る鉛
直線上の一点を中心としてレーザ光2を振ることにより
上蓋1bの縁部にこのレーザ光を電池ケース1の外方に
向けて斜めに照射するとともにこれを縁部に沿い移動す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池ケースの上蓋の
レーザ溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は携帯電話等に使用される電池を示
す斜視図である。同図に示すように、この電池は通常ア
ルミニウムで形成する直方体形状の電池ケース1内に所
定の化学物質を充填してなり、この化学物質を収納する
容器であり、上方に開口する開口部を有する箱体1a
と、この箱体1aの開口部を塞ぐ上蓋1bとを有してい
る。上蓋1bは箱体1aに溶接により固定する。
【0003】このため、箱体1aに化学物質を充填した
後に上蓋1bを箱体1aに溶接している。
【0004】従来技術に係るこの種の溶接方法は、図7
に示すように、レーザ装置3aが出射するレーザ光2を
光ファイバ3Bを介してレーザヘッド3cに導くととも
に、このレーザヘッド3cをマニプレータ4で把持し、
このマニプレータ4の動作を制御することによりレーザ
ヘッド3cを水平面(XY平面)内で移動させ乍らレー
ザヘッド3cから垂直下方(Z軸方向)にレーザ光2を
照射するとともに、このレーザ光2を上蓋1bの縁部に
沿って移動させるというものである。
【0005】すなわち、このときレーザヘッド3cは上
蓋1bの縁部の形状を倣うように移動するとともに、レ
ーザ光2は箱体1aと上蓋1bとの溶接部分に対し垂直
上方から直角に入射する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係る溶接方法には次の様な問題がある。
【0007】1) レーザヘッド3cを、上蓋1bの縁部
の形状を倣うように移動させているため、この倣い動作
に時間を要し、溶接作業の高速化が図れない。
【0008】2) レーザ光2は溶接部分に対し垂直上方
から直角に入射するので、このレーザ光2若しくは溶融
した溶接ビードで箱体1a内に充填してある化学物質を
損傷する虞がある。
【0009】ちなみに、携帯電話用の電池は各部の寸法
が図6に示す程度であり、その板厚も0.5mmと薄い。
【0010】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
充填物を損傷することなく確実に上蓋の箱体に対する溶
接を高速で可能とする電池ケースの上蓋のレーザ溶接方
法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、次の点を特徴とする。
【0012】1) 上方に開口する開口部を有する箱体
と、この箱体の開口部を塞ぐ上蓋とを有する電池ケース
の前記上蓋を箱体に溶接するためのレーザ溶接方法にお
いて、水平面である上蓋の縁部に、その外方に向けて傾
斜するレーザ光を上蓋の上方から照射するとともにこの
レーザ光を振ることにより上蓋の縁部に沿って移動さ
せ、この部分の溶接を行なうこと。
【0013】2) 1)において、上蓋の中心を通る鉛直線
上の一点を中心としてレーザ光を振ること。
【0014】3) 1)において、水平面に含まれる一つの
軸の回りに回動するレーザ光の反射手段と、同様に水平
面に含まれるとともに前記一つの軸に直交する他の軸の
回りに回動する反射手段とを組合せ、これらの軸の各軸
回りの回動量を制御すること。
【0015】4) 1)〜3)において、レーザ光は連続波に
パルス波を重畳したものであること。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。
【0017】図1は実施の一形態を概念的に示す説明図
である。同図に示すように、本形態は水平面である電池
ケース1bの中心を通る鉛直線上の一点を中心Oとして
レーザ光を振ることにより上蓋1bの縁部に沿い移動さ
せるというものである。このとき、上蓋1bの各辺は、
25mm及び10mm程度であるのに対し、中心Oから上蓋
1b迄の距離は200mm〜300mmと十分大きくとって
ある。したがって、レーザ光2は僅かな角度振るだけで
レーザ光2を上蓋1bの縁部に沿って高速に移動させる
ことができる。
【0018】このときの光学系は長焦点レンズを有する
ものが好適である。
【0019】また、図2に示すように、このとき中心O
から照射されるレーザ光2は、上蓋1bに対して傾斜し
て電池ケース1の外方に向けて照射され、この場合の溶
接ビードも外方に向けて形成される。このため箱体1a
内の化学物質を損傷することはない。
【0020】図3は実施の他の形態を概念的に示す説明
図である。同図中、2はレーザ光、5は長焦点光学系、
6,7はガルバノミラーである。
【0021】ガルバノミラー6,7は回転モータ6a,
7aによりミラー部6b,7bがZ軸、X軸回りにそれ
ぞれ回動するように構成してあり、入射したレーザ光2
を所定の方向へ反射する。このとき、ガルバノミラー
6,7は、各ミラー部6b,7bがX,Y平面(水平
面)若しくはYZ平面(垂直面)においてYZ平面若し
くはXY平面に対してなす角度が45°となったとき、
レーザ光2がZ軸(鉛直軸)に沿って上蓋1bの中心に
照射されるように調整してある。なお集光レンズ系はガ
ルバノミラー系の前または後に挿入される。
【0022】かかるガルバノミラー6,7を用いる本形
態に係る溶接方法は、ガルバノミラー6,7のミラー部
6b,7bの回動角度を制御することにより上蓋1bの
縁部に斜めに入射されるレーザ光2を照射するととも
に、この縁部に沿い移動させることにより上蓋1bを箱
体1aに溶接するというものである。
【0023】本形態に係る溶接方法においても図1に示
す一形態と同様の溶接部が得られる。
【0024】電池ケース1はアルミニウム若しくはその
合金であるためYAGレーザから出射するレーザ光2を
使用するのが適切であるが、さらにアルミニウム若しく
はこの合金の割れのない高速溶接を可能とすべく連続波
(CW)にパルス波(PW)を重畳したYAGレーザの
レーザ光2を用いても良い。
【0025】図4はこの種のレーザ装置10の一例を示
す。このレーザ装置10は、4つのレーザ発振器11,
12,13,14を備えている。各レーザ発振器11,
12,13,14は、それぞれ、YAG結晶11a,1
2a,13a,14aと励起ランプ11b,12b,1
3b,14bと光共振器全反射ミラー11c,12c,
13c,14cと光共振器部分透過ミラー11d,12
d,13d,14dとで形成されたYAGレーザ発振器
である。このうちレーザ発振器11,12は、図4
(a)に示すような連続波レーザ光(CW)を出力し、
レーザ発振器13,14は、図4(b)に示すようなパ
ルス波レーザ光(PW)を出力する。
【0026】各レーザ発振器11,12,13,14に
は、それぞれ集光レンズ系15,16,17,18が配
置されており、レーザ発振器11,12,13,14か
ら出力されたレーザ光は、集光レンズ系15,16,1
7,18を通過することによりほぼ平行な光線となる。
【0027】更にレーザ装置10には、反射鏡系19及
び光ファイバ入射光学系20でなる光合成光学系21を
備えている。反射鏡系19では、集光レンズ系15,1
6,17,18によりほぼ平行となったレーザ光を反射
鏡19a,19b,19c,19dにより反射させて反
射鏡19eに入射させる。反射鏡19eで反射したレー
ザ光は、光ファイバ入射光学系20により集光される。
【0028】しかも本レーザ装置10では、1つのケー
シング22内に前記レーザ発振器11,12,13,1
4、集光レンズ系15,16,17,18、光合成光学
系21(反射鏡系19及び光ファイバ入射光学系20)
を備えて構成している。
【0029】このように構成されたレーザ装置10は、
光ファイバ23を介してレーザ光2を出射する。
【0030】レーザ装置10では、要求されるレーザ光
の種類に応じて、レーザ発振器11〜14の起動状態を
次のように切り換える。
【0031】(1)図4(c)に示すレーザ波形を出力
するときには、レーザ発振器11,13を起動し、レー
ザ発振器12,14を停止させる。
【0032】(2)図4(d)に示すレーザ波形を出力
するときには、レーザ発振器11,12,13を起動
し、レーザ発振器14を停止させる。
【0033】(3)図4(e)に示すレーザ波形を出力
するときには、レーザ発振器11,12,13,14を
起動し、しかもレーザ発振器13,14の発振位相をズ
ラす。
【0034】結局、本レーザ装置10では、起動するレ
ーザ発振器の組み合わせを変えることにより、レーザ光
強度やパルス周期の異なる各種波形のレーザ光を出力す
ることができる。
【0035】
【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように本発明によればレーザ光を振ることにより上蓋
の縁部に沿ってこのレーザ光を移動させるようにしたの
で、この部分の溶接を高速で行なうことができる。
【0036】また、溶接部に入射するレーザ光は電池ケ
ースの外方に向けて傾斜させてあるので溶接により電池
ケースの充填物を損傷する虞も少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を概念的に示す説明図。
【図2】上記実施の形態におけるレーザ光の照射態様を
示す説明図。
【図3】本発明の他の実施の形態を概念的に示す説明
図。
【図4】上記実施の形態に係る溶接方法で用いるレーザ
装置を示すブロック線図。
【図5】図3のレーザ装置の各種出力波形を示す波形
図。
【図6】携帯電話等に使用される電池を示す斜視図。
【図7】従来技術に係る溶接方法を概念的に示す説明
図。
【符号の説明】
1 電池ケース 1a 箱体 1b 上蓋 2 レーザ光 5 長焦点光学系 6,7 ガルバノミラー 10 レーザ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 義男 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上方に開口する開口部を有する箱体と、
    この箱体の開口部を塞ぐ上蓋とを有する電池ケースの前
    記上蓋を箱体に溶接するためのレーザ溶接方法におい
    て、 水平面である上蓋の縁部に、その外方に向けて傾斜する
    レーザ光を上蓋の上方から照射するとともにこのレーザ
    光を振ることにより上蓋の縁部に沿って移動させ、この
    部分の溶接を行なうことを特徴とする電池ケースの上蓋
    のレーザ溶接方法。
  2. 【請求項2】 上蓋の中心を通る鉛直線上の一点を中心
    としてレーザ光を振ることを特徴とする[請求項1]に
    記載する電池ケースの上蓋のレーザ溶接方法。
  3. 【請求項3】 水平面に含まれる一つの軸の回りに回動
    するレーザ光の反射手段と、同様に水平面に含まれると
    ともに前記一つの軸に直交する他の軸の回りに回動する
    反射手段とを組合せ、これらの軸の各軸回りの回動量を
    制御することによりレーザ光を振ることを特徴とする
    [請求項1]に記載する電池ケースの上蓋のレーザ溶接
    方法。
  4. 【請求項4】 レーザ光は連続波にパルス波を重畳した
    ものであることを特徴とする[請求項1]乃至[請求項
    3]に記載する何れか一つの電池ケースの上蓋のレーザ
    溶接方法。
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