JPH0963548A - 円筒形電池の製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】均一な肉厚を有し、寸法安定性に優れた環状溝
部を確実に形成することを可能にする。 【解決手段】電池缶１２の有底側端部１２ｂを保持する
底部保持機構５０と、この電池缶１２の開口部側端部１
２ｃを保持する開口部保持機構５２と、前記底部保持機
構５０と前記開口部保持機構５２により該電池缶１２の
両端部に軸方向に互いに均等な押圧力を付与する加圧機
構５４と、前記電池缶１２を回転させる回転機構５６
と、該電池缶１２に溝付けローラ５７を押し付けて環状
溝部１２ａを形成するローラ押圧機構５８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有底円筒形状を有
する電池缶の開口部近傍に環状溝部を形成するための円
筒形電池の製造方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、円筒形電池を構成する電池缶
は、有底円筒形状を有しており、その開口部近傍に内方
に向かって突出する環状溝部が形成されている。例え
ば、開口部のかしめ工程における金型挿入用空間を確保
し、または、電池缶内に収容された集電用リードに溶接
されている封口板を固定するためである。

【０００３】そこで、電池缶にこの種の環状溝部を形成
するために、種々の方法が提案されており、例えば、特
開昭５８−１１２２５９号公報の「電池の製造法」が知
られている。この従来技術では、図９に示すように、先
ず、ホルダ部２に電池ケース４の底部を挿入し、このホ
ルダ部２を固定部６側に所定の圧力で押圧した後、この
固定部６を矢印方向に回転させて前記電池ケース４を回
転させる。この状態で、ローラ８が所定の圧力で電池ケ
ース４の外周面に圧接され、これによって前記電池ケー
ス４の開口部側近傍に環状溝部４ａが形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、ローラ８が電池ケース４の外周面に圧接
されている間、ホルダ部２による押圧力がこの電池ケー
ス４に作用しているか否かは明らかではないが、いずれ
の場合にも問題がある。すなわち、ローラ８の圧接時に
ホルダ部２の押圧力が作用していない場合、環状溝部４
ａは、材料の補充がなくローラ８のみによって局部的に
延ばされてしまう。これにより、環状溝部４ａの肉厚が
薄くなってしまい、強度低下が惹起されるという問題が
指摘されている。

【０００５】一方、ローラ８の圧接時にホルダ部２の押
圧力が作用している場合、このローラ８の圧接部分に対
して電池ケース４の底部側から材料が補給されるもの
の、開口部側からは材料の補給がなされない。このた
め、加工後の環状溝部４ａは、開口部側と底部側で溝形
状が不均等になり、局部的に肉厚が薄くなる偏肉部４ｂ
が発生してしまう。これにより、充放電時に電池ケース
４に圧力が作用する際、所望の強度が得られないという
問題がある。また、溝形状は、電池寸法を設定するため
に重要な要素であり、この溝形状が不均等になれば前記
電池寸法の安定性を向上させることができない。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、均一な肉厚を有し、寸法安定性に優れた環状溝部
を確実に形成することが可能な円筒形電池の製造方法お
よび装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、電池缶の両端部に軸方向に互いに均等
な押圧力を付与した状態で該電池缶を回転させながら、
溝付けローラを前記電池缶の半径内方向に変位させる。
これにより、電池缶の両端部側から環状溝部に材料が補
充され、この環状溝部の肉厚が均一化するとともに、寸
法安定性が向上する。

【０００８】また、開閉チャックにより環状溝部を形成
する直前の電池缶の外周部が把持されるため、この電池
缶を高精度に位置決めすることができる。

【０００９】さらにまた、キャリアにスペーサを介して
電池缶が立位姿勢で保持され、搬送機構の作用下にこの
電池缶が環状溝部形成位置に搬送される。従って、スペ
ーサを交換するだけで種々の寸法の異なる電池缶に容易
に対応することが可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
製造装置１０の概略構成を示す。この製造装置１０は、
電池缶１２を保持したキャリア１３を矢印Ｘ方向に搬送
するベルトコンベア１４と、このベルトコンベア１４の
途上に配設されるワーク搬入機構１６と、前記ワーク搬
入機構１６から受け取った前記電池缶１２を環状溝部形
成位置Ａに送り出すインデックステーブル１８と、この
環状溝部形成位置Ａで該電池缶１２に環状溝部１２ａを
形成する装置本体２０と、この環状溝部１２ａが形成さ
れた電池缶１２を前記ベルトコンベア１４に払い出すワ
ーク搬出機構２２とを備える。

【００１１】ワーク搬入機構１６は、図示しない駆動源
を介して矢印Ｙ方向（反時計方向）に間欠的に回転自在
な第１回転テーブル２４を有し、この第１回転テーブル
２４の外周部には、半円状の第１切欠２６が等角度間隔
離間して設けられる。第１切欠２６の円中心は、ベルト
コンベア１４からの受渡し位置Ｂでこのベルトコンベア
１４の中心線と一致する。第１回転テーブル２４の外周
には、搬入ガイド２８が配置されるとともに、この第１
回転テーブル２４の下方にキャリア１３を支持する第１
載置板３０が設けられる。

【００１２】インデックステーブル１８は、図示しない
駆動源を介して矢印Ｚ方向（時計方向）に間欠的に回転
自在であり、その外周部に半円状の第２切欠３２が等角
度間隔離間して設けられる。第２切欠３２の円中心は、
ワーク搬入機構１６からの搬入位置Ｃで第１回転テーブ
ル２４の第１切欠２６の円中心と一致する。インデック
ステーブル１８の外周には、固定ガイド３４が配置され
るとともに、このインデックステーブル１８の下方にキ
ャリア１３を支持する第２載置板３６が設けられる。第
２載置板３６は、環状溝部形成位置Ａに対応して開口部
３８を有する（図２参照）。

【００１３】ワーク搬出機構２２は、ワーク搬入機構１
６と同様に構成されており、図示しない駆動源を介して
矢印Ｙ方向（反時計方向）に間欠的に回転自在な第２回
転テーブル４０を有し、この第２回転テーブル４０の外
周部には、半円状の第３切欠４２が等角度間隔離間して
設けられる。第３切欠４２の円中心は、インデックステ
ーブル１８からの搬出位置Ｄおよびベルトコンベア１４
への払出し位置Ｅで第２切欠３２の円中心およびこのベ
ルトコンベア１４の中心線と一致する。第２回転テーブ
ル４０の外周には、搬出ガイド４４が配置されるととも
に、この第２回転テーブル４０の下方に第３載置板４６
が設けられる。

【００１４】図２に示すように、装置本体２０は、電池
缶１２の有底側端部１２ｂを保持する底部保持機構５０
と、この電池缶１２の開口部側端部１２ｃを保持する開
口部保持機構５２と、前記底部保持機構５０と前記開口
部保持機構５２により該電池缶１２の両端部に軸方向
（矢印Ｌ方向）に互いに均等な押圧力を付与する加圧機
構５４と、前記電池缶１２を、前記加圧機構５４により
押圧した状態で回転させる回転機構５６と、前記電池缶
１２の開口部近傍に溝付けローラ５７を押し付けて環状
溝部１２ａを形成するローラ押圧機構５８とを備える。

【００１５】底部保持機構５０は、電池缶１２の有底側
端部１２ｂをキャリア１３を介して保持するために第２
載置板３６の開口部３８に挿入される受け台６０を備え
る。受け台６０は、軸６２に固定されるとともに、この
軸６２は、レール部材６４を介して上下方向に進退自在
な下側リニアガイド６６にベアリング６８を介して回転
自在に保持される。

【００１６】開口部保持機構５２は、電池缶１２の開口
部側端部１２ｃを支持するマンドレル７０を備える。マ
ンドレル７０は、スプライン軸７２の端部に固定されて
おり、このスプライン軸７２がレール部材７４を介して
進退自在な上側リニアガイド７６にベアリング７８を介
して回転自在に支持される。

【００１７】加圧機構５４は、第１板カム８０を備え、
この第１板カム８０がインデックステーブル１８を回転
駆動する図示しないモータを介してこのインデックステ
ーブル１８と同期して回転される。第１板カム８０に
は、第１リンク８２の一端が当接し、この第１リンク８
２は、その略中間部に支点８４を介して揺動自在に支持
されるともに、その他端に形成された開口部８６にカム
フォロア８８が挿入される。

【００１８】カムフォロア８８は、ブロック９０に設け
られた軸９２に固着される。ブロック９０は、レール部
材７４に沿って進退自在であり、このブロック９０と上
側リニアガイド７６の間に上側ばね９４ａが介装され
る。一方、下側リニアガイド６６と固定端の間には、上
側ばね９４ａと同一のばね係数に設定された下側ばね９
４ｂが介装される。

【００１９】回転機構５６は、モータ９６を備え、この
モータ９６に連結される駆動プーリ９８ａとスプライン
軸７２に係合する従動プーリ９８ｂとにベルト９９が張
設される。

【００２０】ローラ押圧機構５８は、第２板カム１００
を備え、この第２板カム１００がインデックステーブル
１８を回転駆動する図示しないモータを介してこのイン
デックステーブル１８と同期して回転される。第２板カ
ム１００には、第２リンク１０２の一端が当接し、この
第２リンク１０２は、その略中間部に支点１０４を介し
て揺動自在に支持されるともに、その他端に形成された
開口部１０６にカムフォロア１０８が挿入される。

【００２１】カムフォロア１０８は、ブロック１１０に
設けられた軸１１２に固着される。ブロック１１０は、
レール部材１１４に沿って電池缶１２の半径方向（矢印
ｒ方向）に進退自在であり、このブロック１１０に溝付
けローラ５７が回転自在に支持される。

【００２２】環状溝部形成位置Ａに対応して開閉チャッ
ク１１６が配設される。この開閉チャック１１６は、図
示しない駆動源の作用下に互いに近接離間する一対のＶ
ブロック１１８ａ、１１８ｂを備え、環状溝部１２ａを
形成する直前の電池缶１２の外周部を把持してこの電池
缶１２の位置決めを行う。

【００２３】図３Ａに示すように、キャリア１３は、略
円筒状を有しており、その中央部に電池缶１２の有底側
端部１２ｂの外径に対応する孔部１２０が形成される。
このキャリア１３の外周には、第１回転テーブル２４、
インデックステーブル１８および第２回転テーブル４０
の第１乃至第３切欠２６、３２および４２に係合する周
溝１２２が設けられる。キャリア１３の孔部１２０に
は、電池缶１２の軸長に応じて長さが設定されたスペー
サ１２４が交換自在に配置される。図３Ｂに示すよう
に、スペーサ１２４は、電池缶１２の有底側端部１２ｂ
と接触する部分がテーパ状に形成されることが好まし
い。

【００２４】このように構成される製造装置１０の動作
について説明する。

【００２５】先ず、外径が１８ｍｍで肉厚が０. ３ｍｍ
に設定された電池缶１２が使用されるとともに、キャリ
ア１３の外径は４０ｍｍに設定された。インデックステ
ーブル１８は、５秒タクトで間欠回転される一方、上側
ばね９４ａおよび下側ばね９４ｂのばね係数が５０ｋｇ
／ｍｍであり、初期圧縮量は３. ５ｍｍに設定された。
また、第１および第２板カム８０、１００の回転タイミ
ングと開閉チャック１１６の開閉タイミングの関係が、
図７に示されている。

【００２６】そこで、図１に示すように、キャリア１３
に立位姿勢で保持された電池缶１２は、ベルトコンベア
１４を介して矢印Ｘ方向に搬送され、受渡し位置Ｂにお
いて矢印Ｙ方向に間欠回転している第１回転テーブル２
４の第１切欠２６の１つに嵌合する。このため、キャリ
ア１３は、第１載置板３０上に保持された状態で第１回
転テーブル２４と搬入ガイド２８の案内作用下に矢印Ｙ
方向に搬送され、搬入位置Ｃでインデックステーブル１
８の第２切欠３２の１つに嵌合する。

【００２７】インデックステーブル１８は、矢印Ｚ方向
に間欠回転しており、第２切欠３２に嵌合しているキャ
リア１３が固定ガイド３４とこのインデックステーブル
１８の案内作用下に環状溝部形成位置Ａに搬送される。
この環状溝部形成位置Ａでは、図２および図４に示すよ
うに、第２載置板３６に開口部３８が形成されており、
キャリア１３は、この開口部３８に挿入されている底部
保持機構５０を構成する受け台６０上に載置される。

【００２８】この位置で、インデックステーブル１８が
停留すると、開閉チャック１１６を構成するＶブロック
１１８ａ、１１８ｂが互いに近接する方向に変位して、
キャリア１３上の電池缶１２の外周部を把持し、その軸
方向の位置決めを行う。この間、加圧機構５４を構成す
る第１板カム８０が矢印方向に回転駆動され、この第１
板カム８０の外周部に当接する第１リンク８２が支点８
４を介して揺動し、その他端部に形成されている開口部
８６に係合するカムフォロア８８が軸９２およびブロッ
ク９０と一体的に電池缶１２側に移動する。このため、
ブロック９０に当接する上側ばね９４ａの弾発力を介
し、上側リニアガイド７６がレール部材７４に沿って電
池缶１２側に移動する。

【００２９】その際、回転機構５６を構成するモータ９
６が駆動され、駆動プーリ９８ａ、ベルト９９および従
動プーリ９８ｂを介してスプライン軸７２が回転する。
これによって、マンドレル７０は、回転しながら電池缶
１２側に変位し、この電池缶１２の開口部側端部１２ｃ
に嵌合する。

【００３０】この時点で、開閉チャック１１６を構成す
るＶブロック１１８ａ、１１８ｂが互いに異なる方向に
移動し、該開閉チャック１１６による電池缶１２の把持
作用が解除される（図５参照）。

【００３１】マンドレル７０は、回転しながらさらに下
降し、電池缶１２の両端部に軸方向（矢印Ｌ方向）に対
し、上側ばね９４ａと下側ばね９４ｂを介して互いに均
等な押圧力、例えば、２５０ｋｇに相当する変位に到達
した時点で、前記マンドレル７０の下降が停止される。

【００３２】一方、ローラ押圧機構５８を構成する第２
板カム１００が矢印方向に回転され、この第２板カム１
００の外周面に当接する第２リンク１０２が、支点１０
４を介して揺動し、ブロック１１０を矢印ｒ方向（電池
缶１２の半径内方向）に変位させる。このため、溝付け
ローラ５７は、電池缶１２の開口部側端部１２ｃに近接
する部分を半径内方向に押圧し、この電池缶１２に環状
溝部１２ａが形成される（図６参照）。溝付けローラ５
７が、矢印ｒ方向に所定量だけ変位して環状溝部１２ａ
を形成した後、この溝付けローラ５７およびマンドレル
７０がそれぞれ電池缶１２から離間する方向に変位し、
環状溝部１２ａの形成作業が終了する。

【００３３】環状溝部１２ａの形成工程が終了した電池
缶１２は、インデックステーブル１８が矢印Ｚ方向に間
欠回転されることにより、固定ガイド３４の案内作用下
に、搬出位置Ｄでワーク搬出機構２２を構成する第２回
転テーブル４０の第３切欠４２の１つに嵌合する。そし
て、電池缶１２は、この第２回転テーブル４０が矢印Ｙ
方向に回転することによって、搬出ガイド４４に沿って
払出し位置Ｅからベルトコンベア１４に送り出される。

【００３４】この場合、本実施形態では、電池缶１２の
有底側端部１２ｂが受け台６０で保持されるとともに、
この電池缶１２の開口部側端部１２ｃにマンドレル７０
が嵌合した状態で、上側ばね９４ａおよび下側ばね９４
ｂを介して前記電池缶１２の両端部に軸方向に対し互い
に均等な押圧力が付与されている。このため、溝付けロ
ーラ５７を矢印ｒ方向に変位させて、電池缶１２に環状
溝部１２ａを形成する際、この電池缶１２の両端部側、
すなわち有底側端部１２ｂおよび開口部側端部１２ｃ側
から成形用材料が円滑かつ確実に補充される。

【００３５】従って、図８に示すように、環状溝部１２
ａに相当する部分に肉厚の変動が惹起することがなく、
この環状溝部１２ａを含む電池缶１２全体の肉厚が均一
化され、所望の強度を確実に維持することができるとい
う効果が得られる。しかも、環状溝部１２ａの溝形状を
所望の形状に安定して形成することが可能になり、電池
寸法の安定性が一挙に向上するという利点がある。

【００３６】ところで、電池缶１２の軸方向の長さが異
なる場合には、キャリア１３の孔部１２０に挿入されて
いるスペーサ１２４を所望の寸法に設定された別のスペ
ーサ１２４と交換する。これにより、各電池缶１２の開
口部側端部１２ｃの高さ位置を所定の基準位置に調整す
ることができ、前記電池缶１２の長さ変更にも容易に対
応することができる。

【００３７】なお、本実施形態では、図２に示すよう
に、マンドレル７０を回転機構５６により回転させなが
ら加圧機構５４によりこのマンドレル７０を受け台６０
側に変位させるように構成しているが、この受け台６０
側に回転機構および加圧機構を備える構成であってもよ
い。

【００３８】また、インデックステーブル１８の周囲に
複数の装置本体２０を配置させ、あるいは、前記装置本
体２０の第１および第２板カム８０、１００、加圧機構
５４並びにローラ押圧機構５８を共通化し、複数の受け
台６０並びに複数の溝付けローラ５７を一体的に変位さ
せるように構成し、このインデックステーブル１８に送
り込まれた複数の電池缶１２を同時に加工すれば、生産
性の向上が可能になる。さらに、インデックステーブル
１８を用いる代わりに、直線上の間欠搬送機構を用いる
こともできる。

【００３９】さらにまた、キャリア１３を用いることな
く、電池缶１２を直接搬送してもよく、またこのキャリ
ア１３の寸法精度が保証できない場合には、前記キャリ
ア１３内に挿入し得る寸法の受け台６０を用い、この受
け台６０でスペーサ１２４を直接突き上げるように構成
してもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る円筒型電池の製造方法およ
び装置では、電池缶の両端部に軸方向に互いに均等な押
圧力が付与されるため、この電池缶の両端部側から環状
溝部に成形用材料が円滑に補充され、肉厚が均一化され
た環状溝部を確実に形成することが可能になるととも
に、電池寸法の安定性が向上する。

【００４１】また、開閉チャックにより電池缶を高精度
に位置決めすることができ、環状溝部形成作業が高精度
に遂行される。さらにまた、電池缶を交換自在なスペー
サを介してキャリアに保持させることにより、種類や寸
法の異なる電池缶にも容易に対応することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造装置の概略構成図である。

【図２】前記製造装置の要部構成を示す概略側面図であ
る。

【図３】電池缶を保持するキャリアおよびスペーサの斜
視説明図であり、図３Ａは、前記キャリアとスペーサの
斜視図、図３Ｂは、前記キャリアとスペーサの縦断面図
である。

【図４】電池缶が開閉チャックにより保持された状態の
説明図である。

【図５】マンドレルにより前記電池缶が包圧された状態
の説明図である。

【図６】溝付けローラにより環状溝部が形成された状態
の説明図である。

【図７】板カムのタイミング線図である。

【図８】成形後の環状溝部の一部拡大説明図である。

【図９】従来技術に係る溝部成形工程の説明図である。

【符号の説明】

１０…製造装置 １２…電池缶 １２ａ…環状溝部 １２ｂ…有底側
端部 １２ｃ…開口部側端部 １３…キャリア １８…インデックステーブル ２０…装置本体 ５０…底部保持機構 ５２…開口部保
持機構 ５４…加圧機構 ５６…回転機構 ５７…溝付けローラ ５８…ローラ押
圧機構 ６０…受け台 ７０…マンドレ
ル ９４ａ…上側ばね ９４ｂ…下側ば
ね １１６…開閉チャック

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有底円筒形状を有する電池缶の開口部近傍
   に環状溝部を形成する円筒形電池の製造方法であって、 前記電池缶の両端部に軸方向に互いに均等な押圧力を付
   与した状態で該電池缶を回転させながら、溝付けローラ
   を前記電池缶の半径内方向に変位させることにより、前
   記電池缶に前記環状溝部を形成することを特徴とする円
   筒形電池の製造方法。
2. 【請求項２】有底円筒形状を有する電池缶の開口部近傍
   に環状溝部を形成する円筒形電池の製造装置であって、 前記電池缶の有底側端部を保持する底部保持機構と、 前記電池缶の開口部側端部を保持する開口部保持機構
   と、 前記底部保持機構と前記開口部保持機構により該電池缶
   の両端部に軸方向に互いに均等な押圧力を付与する加圧
   機構と、 前記電池缶を、前記加圧機構により押圧した状態で回転
   させる回転機構と、 前記電池缶の開口部近傍に溝付けローラを押し付けて環
   状溝部を形成するローラ押圧機構と、 を備えることを特徴とする円筒形電池の製造装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の製造装置において、前記環
   状溝部を形成する直前の前記電池缶の外周部を把持して
   該電池缶の位置決めを行う開閉チャックを備えることを
   特徴とする円筒形電池の製造装置。
4. 【請求項４】請求項１または２記載の製造装置におい
   て、搬送機構を介して前記電池缶を環状溝部形成位置に
   搬送するために該電池缶を立位姿勢で保持するキャリア
   を備えるとともに、 前記キャリアには、前記電池缶の軸長に応じて長さが設
   定されたスペーサが交換自在に配置されることを特徴と
   する円筒形電池の製造装置。