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JPH08315788A - Manufacture of square battery - Google Patents

Manufacture of square battery

Info

Publication number
JPH08315788A
JPH08315788A JP7331873A JP33187395A JPH08315788A JP H08315788 A JPH08315788 A JP H08315788A JP 7331873 A JP7331873 A JP 7331873A JP 33187395 A JP33187395 A JP 33187395A JP H08315788 A JPH08315788 A JP H08315788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
case
laser
fitting portion
welding
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7331873A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tokuichi Hosokawa
徳一 細川
Manabu Yamada
学 山田
Masaya Nakamura
雅也 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP7331873A priority Critical patent/JPH08315788A/en
Priority to US08/611,401 priority patent/US5879416A/en
Publication of JPH08315788A publication Critical patent/JPH08315788A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a welding method of a sealed vessel of a square battery by which a square case can be thinned without incurring reduction in welding strength and the deterioration of the welding finish. CONSTITUTION: A cover plate 2 composed of a metallic plate is fitted in a square opening formed on one end of a metallic case 1, and a fitting 3 is welded in order by a laser, and a sealed vessel of a square battery is formed. The spot center of a laser beam is offset inside the fitting part 3. By doing in this way, since the outer peripheral end of a melting-into area becomes hard to reach the outer peripheral end of the square case 1 by this offset quantity, failure of a shape such as the outer peripheral end of the square case 1 hangs down outside and a recess is generated in a welding area is not caused, and reduction in welding strength thereby can also be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、角形電池の製造方
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a prismatic battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】特公平6ー54660号公報に開示され
る密閉型の角形電池は、金属からなる角形ケースの一端
に形成された開口に金属板からなる蓋板を嵌入し、嵌合
部にレーザー溶接して角形電池の容器を形成している。
なお、このような角形電池は円筒形電池に比べてスペー
ス使用効率が優れており、また、レーザー溶接は他の溶
接方式に比較して電解液や電気絶縁部分などに対する熱
的影響が少なく作業効率が優れるという利点を有してい
る。
2. Description of the Related Art In a closed prismatic battery disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-54660, a lid plate made of a metal plate is fitted into an opening formed at one end of a prismatic case made of metal, and is fitted to a fitting portion. Laser welded to form a prismatic battery container.
It should be noted that such prismatic batteries have better space utilization efficiency than cylindrical batteries, and laser welding has less thermal influence on the electrolytic solution and electrically insulating parts compared to other welding methods, resulting in higher work efficiency. Has the advantage of being excellent.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】電池では常に容積効率
及び重量効率の向上が望まれており、そのためには角形
ケースの薄肉化が電池ケースの軽量化や内部容積の増加
を図ることができるので非常に有効である。しかしなが
ら、レーザービームのスポット中心を上記嵌合部に一致
させて溶け込み領域の最深点と嵌合部との一致を図る従
来のレーザー溶接方法(図7参照)において、このよう
な角形ケースの薄肉化を行うと、図8に示すように溶け
込み領域の外周端が角形ケースの外周端に達して角形ケ
ースの外周端が外側に垂れた状態で固化してしまうとい
う不具合を生じる可能性があった。また、角形ケースの
外形寸法が規格寸法よりも大きくなったり、溶接領域
(溶け込み領域)にえぐれ等が発生し、溶接強度が弱く
なるという問題が生じる可能性があった。なお、図7、
図8において、1は角形ケース、2は蓋板、3は嵌合
部、bは上記垂れた部分である。
In batteries, it is always desired to improve the volumetric efficiency and the weight efficiency. For this reason, the thinness of the rectangular case can reduce the weight of the battery case and increase the internal volume. It is very effective. However, in the conventional laser welding method (see FIG. 7) in which the spot center of the laser beam is aligned with the fitting portion to match the deepest point of the penetration area with the fitting portion, such a rectangular case is made thinner. Then, as shown in FIG. 8, there is a possibility that the outer peripheral edge of the melted region reaches the outer peripheral edge of the rectangular case and solidifies in a state where the outer peripheral edge of the rectangular case hangs outward. In addition, the outer dimensions of the rectangular case may be larger than the standard dimensions, and the welded area (melted-in area) may be hollowed to cause a problem of weakened welding strength. In addition, FIG.
In FIG. 8, 1 is a rectangular case, 2 is a cover plate, 3 is a fitting portion, and b is the above-mentioned hanging portion.

【0004】もちろん、角形ケースの薄肉化につれてレ
ーザービームのスポット径を狭小化し、それにより溶け
込み領域の幅を狭小化することも考えられる。しかし、
このような溶け込み領域の幅の狭小化は溶け込み領域の
深さの減少を招き、溶接強度の低下を招いてしまう。本
発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、溶接強度
の低下や溶接仕上がりの悪化を招くことなく角形ケース
の薄肉化が可能な角形電池の製造方法を提供すること
を、その目的としている。
As a matter of course, it is conceivable that the spot diameter of the laser beam is narrowed as the thickness of the rectangular case is reduced, thereby narrowing the width of the melted region. But,
Such narrowing of the width of the melted region causes a decrease in the depth of the melted region, resulting in a decrease in welding strength. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a prismatic battery capable of reducing the thickness of a prismatic case without lowering the welding strength or deteriorating the welding finish. .

【0005】[0005]

【問題を解決するための手段】請求項1記載の方法で
は、金属ケースの一端に形成される角形の開口に金属板
からなる蓋板を嵌入し、嵌合部を順次レーザー溶接して
角形電池の容器を形成する。更に、本方法では、レーザ
ービームのスポット中心を嵌合部の内側にオフセットす
る。このようにすれば、このオフセット分だけ溶け込み
領域の外周端が角形ケースの外周端に達しにくくなるの
で、角形ケースの外周端が外側に垂れたり、溶接領域に
窪みが生じたりするなど形状不良が生じることなく、ま
た、それにより溶接強度が低下するのも防止することが
できる。
According to a first aspect of the present invention, a rectangular battery is formed by fitting a lid plate made of a metal plate into a rectangular opening formed at one end of a metal case and sequentially laser-welding the fitting portions. To form a container. Further, in this method, the spot center of the laser beam is offset inside the fitting portion. This makes it difficult for the outer peripheral edge of the melted region to reach the outer peripheral edge of the rectangular case by this offset, so that the outer peripheral edge of the rectangular case hangs outward, or there is a defect in the shape such as a depression in the welding area. It does not occur, and it is possible to prevent a decrease in the welding strength.

【0006】請求項2記載の方法では、内部に電池要素
を備えた断面角形の金属ケースの開口に蓋板を嵌合して
嵌合部をレーザー溶接により接合する。更に、本方法で
は、直線状の辺部と、隣接する一対の辺部を結合する曲
線状の角部とからなる線状の嵌合部の全周にわたって所
定の寸法範囲だけ内側へオフセットしたライン(走査経
路)にレーザービームのスポット中心を合わせてレーザ
ー溶接を行う。このようにすれば、請求項1と同じ作用
効果を奏することができる。
According to the second aspect of the present invention, the lid plate is fitted into the opening of the metal case having a rectangular cross section having the battery element therein, and the fitting portion is joined by laser welding. Further, in the present method, a line that is offset inward by a predetermined dimension range over the entire circumference of a linear fitting portion consisting of a linear side portion and a curved corner portion that joins a pair of adjacent side portions. Laser welding is performed by aligning the spot center of the laser beam with the (scanning path). With this configuration, the same effect as that of the first aspect can be achieved.

【0007】請求項3記載の方法では、請求項1又は2
記載の方法において更に、X、Yテーブルを用いるとと
もに、その載置面を溶接すべき嵌合部を含む平面に平行
とすることによりレーザースポットの平面走査制御を行
うので、装置構成の簡素化を図ることができる。請求項
4記載の方法では、請求項1乃至3のいずれか記載の方
法において更に、蓋板を圧入によりケースの開口に嵌合
するようにしたので、溶接又は仮止め前に蓋板がずれる
ことを防止することができる。
The method according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2.
In the described method, further, the X and Y tables are used, and the plane scanning control of the laser spot is performed by making the mounting surface parallel to the plane including the fitting portion to be welded, which simplifies the apparatus configuration. Can be planned. In the method according to claim 4, in the method according to any one of claims 1 to 3, the cover plate is fitted into the opening of the case by press fitting, so that the cover plate is displaced before welding or temporary fixing. Can be prevented.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の好適な態様を実施例に基
づいて以下に説明する。 (実施例)本発明の角形電池の製造方法の一実施例を図
1〜図3を参照して説明する。パルス式レーザー溶接機
を図1に示す。この溶接機は、溶接対象としての電池組
立体100が載置、固定されてそれぞれ水平なX方向及
びY方向へ変位するX、Yテーブル6と、このX、Yテ
ーブル6の上方に位置して垂直にレーザーパルスを照射
するレーザー発振器7と、パソコンから構成されてこれ
らX、Yテーブル6及びレーザー発振器7を制御するコ
ントローラ8とからなる。70はレーザー発振器7から
照射されたレーザービームを結像(集光)するための対
物レンズである。なお、レーザー発振器7はX、Yテー
ブル6の上方に固定されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below based on Examples. (Example) An example of a method for manufacturing a prismatic battery of the present invention will be described with reference to FIGS. The pulse type laser welding machine is shown in FIG. This welding machine is provided with an X and Y table 6 on which a battery assembly 100 to be welded is placed and fixed and is displaced in horizontal X and Y directions, respectively, and above the X and Y table 6. It is composed of a laser oscillator 7 for vertically irradiating a laser pulse, and a controller 8 which is composed of a personal computer and controls the X and Y tables 6 and the laser oscillator 7. Reference numeral 70 denotes an objective lens for focusing (focusing) the laser beam emitted from the laser oscillator 7. The laser oscillator 7 is fixed above the X and Y table 6.

【0009】本実施例の溶接方法が適用される角形電池
を図2に示す。この電池の容器は角形ケース(本発明で
いう金属ケース)1と、この角形ケース1の上端の開口
に嵌入され、レーザー溶接されてこの開口を密閉する蓋
板2とからなる。なお、蓋板2の中央部には蓋板2から
電気絶縁されて固定された正極ターミナル(図示せず)
が配設されている。
FIG. 2 shows a prismatic battery to which the welding method of this embodiment is applied. The container of this battery comprises a rectangular case (metal case in the present invention) 1 and a lid plate 2 which is fitted into an opening at the upper end of the rectangular case 1 and is laser-welded to seal the opening. A positive electrode terminal (not shown) fixed to the central portion of the cover plate 2 by being electrically insulated from the cover plate 2
Is provided.

【0010】角形ケース1は、角箱形状を有し、ニッケ
ルめっき鋼板を成形してなる。角形ケース1内には、電
池要素9、すなわち、リチウムコバルト酸化物からなる
正極活物質、セパレータ、カーボンからなる負極活物質
及び非水系電解液が収容されている。蓋板2は、上記開
口に圧入されることにより、その開口の全周囲との間で
極めて僅かなクリアランスを有して嵌入したニッケルめ
っき鋼板(周縁はめっき無し)からなり、角形ケース1
の開口に嵌め込まれた後、蓋板2の外周縁を角形ケース
1の開口の内周(開口端縁)に突き合わせた状態を保ち
つつ、嵌合部3を全周にわたって上述した出力310
(W)のパルス式YAGレーザー溶接機で溶接して角形
ケース1を容器としている。したがって、嵌合部3は角
形ケース1の開口端縁(開口部の内周端)と蓋板2の外
周縁とで構成されている。
The rectangular case 1 has a rectangular box shape and is formed by molding a nickel-plated steel plate. In the rectangular case 1, a battery element 9, that is, a positive electrode active material made of lithium cobalt oxide, a separator, a negative electrode active material made of carbon, and a non-aqueous electrolyte solution are housed. The lid plate 2 is made of a nickel-plated steel plate (the periphery of which is not plated) with a very small clearance between the lid plate 2 and the entire circumference of the opening by being press-fitted into the opening.
After being fitted in the opening of the cover plate 2, the outer peripheral edge of the lid plate 2 is kept in contact with the inner periphery (opening edge) of the opening of the rectangular case 1, while the fitting portion 3 is output over the entire periphery of the output 310 described above.
The rectangular case 1 is made into a container by welding with the pulse type YAG laser welding machine of (W). Therefore, the fitting portion 3 is composed of the opening edge of the rectangular case 1 (the inner peripheral edge of the opening) and the outer peripheral edge of the lid plate 2.

【0011】レーザー溶接の状態を図3に示す。角形ケ
ース1の開口の角部及びそれに嵌入される蓋板2の角部
は一定曲率とされており、このため嵌合部3の角部32
も一定曲率で湾曲している。31は嵌合部3の直線部を
なす辺部である。以下、溶接工程を更に図2を参照して
説明する。まず角形ケース1は、横が16mm、縦が
7.5mm、高さが83.5mmとされ、厚さが0.3
mmのニッケルめっき鋼板を成形してなる。蓋板2は、
横が15.4mm、縦が6.9mm、厚さが0.6mm
のニッケルめっき鋼板を成形してなる。レーザーパルス
は100個/秒の間隔で発射され、レーザービームの嵌
合部3に沿っての走査速度は500mm/分である。パ
ルス照射面積(スポット)の直径であるビード幅(図2
のW×2)は約0.7mm(パルスによる溶融面積の直
径のこと)である。これにより、嵌合部3のレーザー溶
接が完了して密閉がなされる。なお、角形ケースの材質
は、ステンレス鋼板等を用いても良い。図2中のCはレ
ーザービームのスポット中心、mはビードの端部位置、
wはレーザービームの中心からビードの端部位置までの
距離を示す。
The state of laser welding is shown in FIG. The corners of the opening of the rectangular case 1 and the corners of the cover plate 2 fitted therein are made to have a constant curvature, and therefore the corners 32 of the fitting part 3 are formed.
Is also curved with a constant curvature. Reference numeral 31 is a side portion that forms a straight line portion of the fitting portion 3. Hereinafter, the welding process will be further described with reference to FIG. First, the rectangular case 1 has a width of 16 mm, a length of 7.5 mm, a height of 83.5 mm, and a thickness of 0.3.
It is formed by forming a nickel-plated steel sheet of mm. The cover plate 2 is
Horizontal 15.4 mm, vertical 6.9 mm, thickness 0.6 mm
It is formed by forming a nickel-plated steel sheet. The laser pulse is emitted at an interval of 100 pulses / second, and the scanning speed of the laser beam along the fitting portion 3 is 500 mm / minute. Bead width, which is the diameter of the pulse irradiation area (spot) (Fig. 2
W × 2) is about 0.7 mm (diameter of melting area by pulse). As a result, the laser welding of the fitting portion 3 is completed and sealing is performed. The material of the rectangular case may be a stainless steel plate or the like. C in FIG. 2 is the spot center of the laser beam, m is the end position of the bead,
w indicates the distance from the center of the laser beam to the bead end position.

【0012】ここで、嵌合部3から蓋板2側へスポット
中心をオフセットさせ、このオフセット量(mm)を種
々代えて、溶接領域すなわち溶け込み領域5の外側への
だれ及び溶け込み深さを調べた。角形ケース1の外側へ
のだれの評価はデジタルノギスを用いて測定した。嵌合
部3における溶接部分の溶け込み深さa(図2参照)
は、断面カットをしてふたの板厚の何%まで溶け込んで
いるかで評価をした。
Here, the spot center is offset from the fitting portion 3 to the lid plate 2 side, the offset amount (mm) is variously changed, and the sagging to the outside of the welding area, that is, the penetration area 5 and the penetration depth are examined. It was The evaluation of the sagging to the outside of the rectangular case 1 was measured using a digital caliper. Penetration depth a of the welded part in the fitting part 3 (see FIG. 2)
Was evaluated by cutting the cross-section and up to what percentage of the plate thickness of the lid was melted.

【0013】図4にその結果を示す。ケースの側面の厚
さt1は0.3mm、蓋板2の厚さt2は0.6mmと
して検討を行った。オフセット量が0の場合、図8に示
すように溶け込み割合は充分であるが、ケース外側への
だれ量が大きく、ケースの外形寸法が規格に入らなくな
ってしまう。オフセット量を板厚差(t2−t1)の
0.2倍程度以上に増加すれば、だれ量はほとんど発生
しなくなる。また、オフセット量をさらに大きくしてい
くと、だれについては全く問題なくなるが、突き合わせ
部分の溶け込み深さaが減るので溶接強度が低下する。
オフセット量が板厚差の0.8倍になると、溶け込み割
合は50%となる。ここで、溶け込み割合とは図2にお
けるa/t2を意味する。したがって、溶け込み割合を
50%以上確保するためには、オフセット量を板厚差の
0.8倍以下とすればよい。
The results are shown in FIG. The thickness t1 of the side surface of the case was 0.3 mm, and the thickness t2 of the cover plate 2 was 0.6 mm. When the offset amount is 0, the melt-in ratio is sufficient as shown in FIG. 8, but the amount of sagging to the outside of the case is large and the outer dimensions of the case do not meet the standard. If the offset amount is increased to about 0.2 times the plate thickness difference (t2-t1) or more, the sagging amount hardly occurs. Further, if the offset amount is further increased, there will be no problem for who, but since the penetration depth a at the abutting portion will decrease, the welding strength will decrease.
When the offset amount is 0.8 times the plate thickness difference, the penetration rate becomes 50%. Here, the penetration rate means a / t2 in FIG. Therefore, in order to secure the penetration rate of 50% or more, the offset amount may be 0.8 times or less of the plate thickness difference.

【0014】(制御例1)次に、図1のレーザー溶接機
を用いた本実施例の制御例を図5のフローチャートを参
照して説明する。このフローチャートはコントローラ8
により実施される。コントローラ8は、その内蔵プログ
ラムに従って、レーザースポットの中心(対物レンズ7
0の焦点)が電池組立体100の嵌合部3に沿って順次
移動するようにX、Yテーブル6を制御しているものと
する。このような制御自体は本発明の要旨ではないので
その詳細な説明は省略する。
(Control Example 1) Next, a control example of the present embodiment using the laser welding machine of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. This flow chart is for controller 8
It is carried out by. The controller 8 controls the center of the laser spot (objective lens 7
It is assumed that the X and Y tables 6 are controlled so that the focal point (0) moves sequentially along the fitting portion 3 of the battery assembly 100. Since such control itself is not the gist of the present invention, its detailed description is omitted.

【0015】まず、現在、レーザービームのスポット中
心(対物レンズ70の焦点位置)が走行中(走査中)か
どうか(すなわち、X、Yテーブル6が所定のプログラ
ムで駆動されているかどうか)を調べ(100)、そう
でなければ待機し、そうであれば、内蔵プログラム又は
X、Yテーブル6の位置センサ(図示せず)から現在の
レーザービームのスポット中心の座標位置(以下、現在
位置という)を入力する(102)。又は、位置センサ
を用いる代わりに、予めROMに内蔵された走行プログ
ラムから現在位置を読み出してもよい。なお、この走行
プログラムは、嵌合部3上をレーザービームのスポット
中心が走行するように組み込まれているものとする。
First, it is checked whether or not the spot center of the laser beam (focal position of the objective lens 70) is currently running (scanning) (that is, whether the X, Y table 6 is driven by a predetermined program). (100), otherwise, wait, and if so, the current coordinate position of the spot center of the laser beam from the built-in program or the position sensor (not shown) of the X, Y table 6 (hereinafter referred to as the current position) Is input (102). Alternatively, instead of using the position sensor, the current position may be read from a traveling program stored in the ROM in advance. It should be noted that this traveling program is incorporated so that the spot center of the laser beam travels on the fitting portion 3.

【0016】次に、検出した現在位置と内蔵の走行プロ
グラムに基づいて、現在位置から所定の小距離だけ離
れ、かつ、嵌合部3から所定のオフセット距離Lxだけ
内側に位置するオフセット地点の座標(X,Y座標)を
次位置として算出し(106)、現在位置からこの次位
置までの距離ベクトルを算出し(107)、この距離ベ
クトルと逆の距離ベクトルだけ、すなわち大きさが等し
く方向が反対の距離ベクトルだけ、X、Yテーブル6を
移動させる(108)。
Next, based on the detected current position and the built-in running program, the coordinates of the offset point which is separated from the current position by a predetermined small distance and is located inside the fitting portion 3 by a predetermined offset distance Lx. (X, Y coordinates) is calculated as the next position (106), the distance vector from the current position to this next position is calculated (107), and only the distance vector opposite to this distance vector, that is, the direction with the same magnitude, The X, Y table 6 is moved by the opposite distance vector (108).

【0017】このようにすれば、円滑に走行プログラム
に記憶された嵌合部3の形状より一定のオフセット距離
だけ内側を走行することができ、良好な溶接を行うこと
ができる。なお、コントローラ8はレーザー発振器7に
上記設定された又は一定の発射間隔で、上記設定された
又は一定のレーザー出力で発射を指令するものであるこ
とはもちろんである。
In this way, the inside of the shape of the fitting portion 3 stored in the running program can be smoothly traveled by a constant offset distance, and good welding can be performed. It is needless to say that the controller 8 commands the laser oscillator 7 to emit at the set or constant firing interval with the set or constant laser output.

【0018】(制御例2)なお、上記制御例の変更例を
以下に説明する。嵌合部3の角部32近傍ではレーザー
ビームの各スポットの内側の部分が重なるので、走査速
度一定、照射間隔一定の条件ではレーザービームのスポ
ット中心を角部32上に合焦しても最高溶け込み深さの
点はそれよりも内側へ自然にオフセットしてしまう。こ
の事実は、角部32においてはこの自然オフセット量だ
け制御例1におけるオフセット距離Lxを調整すれば最
良の結果が得られる筈である。
(Control Example 2) A modified example of the above control example will be described below. In the vicinity of the corner portion 32 of the fitting portion 3, the inner portions of the respective spots of the laser beam overlap each other, so even if the spot center of the laser beam is focused on the corner portion 32 under the condition that the scanning speed is constant and the irradiation interval is constant, it is the highest. The penetration depth point naturally offsets inward. This fact indicates that the best result should be obtained by adjusting the offset distance Lx in the control example 1 by the natural offset amount at the corner portion 32.

【0019】この制御例は上記知見に基づきなされたも
のであり、以下、図6に示すフローチャートを参照して
説明する。このフローチャートは図5に示すフローチャ
ートにおいてステップ103〜105を追加したもので
あるので、ステップ103〜105だけを説明する。ま
ず、現在、レーザービームのスポット(レンズ70の焦
点)が角部32の近傍を走行中かどうか、すなわち旋回
中かどうかを調べ(103)、そうでなければ上記オフ
セット距離Lxを一定値Lcに設定し(104)、そう
でなければ現在位置に基づいてオフセット距離LxをR
OM内蔵のテーブルから読み出す(105)。
This control example is based on the above findings, and will be described below with reference to the flow chart shown in FIG. Since this flowchart is obtained by adding steps 103 to 105 to the flowchart shown in FIG. 5, only steps 103 to 105 will be described. First, it is checked whether or not the spot of the laser beam (focal point of the lens 70) is currently traveling in the vicinity of the corner 32, that is, whether or not the vehicle is turning (103). If not, the offset distance Lx is set to a constant value Lc. Set (104) otherwise R based on current position offset distance Lx
It is read from the table built in the OM (105).

【0020】なお、このテーブルには角部32近傍にお
ける現在位置とオフセット量との関係を記憶させてお
く。すなわち、辺部31から角部32に沿っての湾曲開
始とともに上記一定値Lcを徐々に減らした値にオフセ
ット量を設定していき、その後、角部32から次の辺部
31へ近づく湾曲終了が近づくにつれて 上記一定値L
cを徐々に減らしていき、その後、角部32から次の辺
部31へ近づくにつれて上記一定値Lcを徐々に増やし
た値にオフセット量を設定していけば、連続的なオフセ
ット量の変更ができるので、レーザービームのスポット
中心の走行軌跡のジャンプは生じることがなく、また角
部32における実質的なオフセット量(溶け込み深さが
最大となる点から嵌合部3までの距離)を嵌合部3の全
周にわたって一定とすることができる。
The relationship between the current position and the offset amount near the corner 32 is stored in this table. That is, when the bending is started from the side portion 31 along the corner portion 32, the offset amount is set to a value obtained by gradually reducing the constant value Lc, and thereafter, the bending end approaching from the corner portion 32 to the next side portion 31 is finished. As L approaches, the above constant value L
If the offset amount is set to a value that gradually increases the constant value Lc as the corner portion 32 approaches the next side portion 31, the offset amount is continuously changed. Therefore, the jump of the traveling locus of the center of the spot of the laser beam does not occur, and the substantial offset amount at the corner portion 32 (the distance from the point where the penetration depth is maximum to the fitting portion 3) is fitted. It can be constant over the entire circumference of the part 3.

【0021】なお、上記嵌合部3の角部32では湾曲に
より隣接する各レーザービームのスポット中心間の距離
が短縮され(それらが面的に接近する)ので、溶け込み
深さの最大値は増大する。したがって、ステップ103
にて角部32近傍を旋回中であることがわかった場合、
ステップ105にて、レーザービームのスポット当たり
の電力を多少低減することが好ましい。
At the corner 32 of the fitting portion 3, the distance between the spot centers of adjacent laser beams is shortened (they come close to each other) due to the curvature, so that the maximum penetration depth increases. To do. Therefore, step 103
If it is found that the vehicle is turning around the corner 32,
In step 105, it is preferable to slightly reduce the power per spot of the laser beam.

【0022】あるいは、図6に示すフローチャートのよ
うな制御を行う代わりに、例えば嵌合部3の角部32に
レーザービームのスポットを照射する際は、辺部31へ
照射する場合に比較してレーザー照射エネルギを弱めた
り、ビームの走査速度を増大するなどして角部32にお
ける溶け込み深さを減少してもよい。 (変形例)上記実施例では、レーザー発振器7を固定
し、X、Yテーブル6を駆動してレーザービームのスポ
ットを走査したが、他に、電池組立体100を固定して
おき、レーザー発振器7を水平駆動してもよいことは明
白である。レーザー発振器7を駆動する場合の例を以下
に説明する。
Alternatively, instead of performing the control shown in the flow chart of FIG. 6, for example, when irradiating the corner portion 32 of the fitting portion 3 with a laser beam spot, compared to the case of irradiating the side portion 31, The penetration depth at the corner portion 32 may be reduced by weakening the laser irradiation energy or increasing the beam scanning speed. (Modification) In the above embodiment, the laser oscillator 7 is fixed and the X, Y table 6 is driven to scan the spot of the laser beam. However, in addition, the battery assembly 100 is fixed and the laser oscillator 7 is fixed. Obviously, it may be driven horizontally. An example of driving the laser oscillator 7 will be described below.

【0023】まず角形ケース1は、横が16mm、縦が
7.5mm、高さが83.5mmとされ、厚さが0.3
mmのニッケルめっき鋼板を成形してなる。蓋板2は、
横が15.4mm、縦が6.9mm、厚さが0.6mm
のニッケルめっき鋼板を成形してなる。レーザーパルス
は100個/秒の間隔で発射され、レーザービームの嵌
合部3に沿っての走査速度は500mm/分であり、パ
ルス照射面積(スポット)の直径であるビード幅(図2
のW×2)は約0.7mm(パルス照射面積の直径のこ
と)である。レーザービームは図示しない6軸ロボット
で走査される。これにより、嵌合部3のレーザー溶接が
完了して密閉がなされる。なお、角形ケースの材質は、
ステンレス鋼板等を用いても良い。
First, the rectangular case 1 has a width of 16 mm, a length of 7.5 mm, a height of 83.5 mm, and a thickness of 0.3.
It is formed by forming a nickel-plated steel sheet of mm. The cover plate 2 is
Horizontal 15.4 mm, vertical 6.9 mm, thickness 0.6 mm
It is formed by forming a nickel-plated steel sheet. The laser pulse is emitted at an interval of 100 pieces / sec, the scanning speed of the laser beam along the fitting portion 3 is 500 mm / min, and the bead width, which is the diameter of the pulse irradiation area (spot) (see FIG. 2).
W × 2) is about 0.7 mm (the diameter of the pulse irradiation area). The laser beam is scanned by a 6-axis robot (not shown). As a result, the laser welding of the fitting portion 3 is completed and sealing is performed. The material of the square case is
You may use a stainless steel plate etc.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】レーザ溶接機を用いた角形電池ケース溶接の方
法を説明する模式斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a method of welding a rectangular battery case using a laser welding machine.

【図2】本実施例方法を用いた角形ケースの溶接部分の
縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a welded portion of a rectangular case using the method of this embodiment.

【図3】本実施例方法が適用される角形電池の密閉容器
の一例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a closed container of a prismatic battery to which the method of this embodiment is applied.

【図4】板の嵌合部に対するレーザービームのスポット
中心のオフセット量とケース外側へのだれ量及び溶け込
み割合との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the offset amount of the spot center of the laser beam with respect to the fitting portion of the plate, the sagging amount to the outside of the case, and the penetration rate.

【図5】実施例の溶接制御例1を示すフローチャートで
ある。
FIG. 5 is a flowchart showing a welding control example 1 of the embodiment.

【図6】実施例の溶接制御例2を示すフローチャートで
ある。
FIG. 6 is a flowchart showing a welding control example 2 of the embodiment.

【図7】従来の角形ケースの溶接部分の縦断面図であ
る。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a welded portion of a conventional rectangular case.

【図8】従来の角形ケースの溶接部分の縦断面図であ
る。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a welded portion of a conventional rectangular case.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は角形ケース(金属ケース)、2は蓋板、3は嵌合
部。
1 is a rectangular case (metal case), 2 is a cover plate, and 3 is a fitting part.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属ケースの一端に形成される角形の開口
に金属板からなる蓋板を嵌入し、嵌合部を順次レーザー
溶接して角形電池の容器を形成する角形電池の製造方法
において、 レーザービームのスポット中心を前記嵌合部の内側にオ
フセットすることを特徴とする角形電池の製造方法。
1. A method of manufacturing a prismatic battery, wherein a lid plate made of a metal plate is fitted into a prismatic opening formed at one end of a metal case, and the fitting portions are sequentially laser-welded to form a prismatic battery container. A method for manufacturing a prismatic battery, wherein a spot center of a laser beam is offset inside the fitting portion.
【請求項2】内部に電池要素を備えた断面角形の金属ケ
ースと、該ケースの開口に嵌合されて該ケースを塞ぐ金
属蓋板との嵌合部をレーザー溶接により接合する角形電
池の製造方法において、 前記嵌合部の平面形態を、直線状の辺部と、隣接する一
対の辺部を結合する曲線状の角部とからなる線状に形成
し、 前記嵌合部の全周にわたって前記嵌合部から所定の寸法
範囲だけ内側にオフセットした位置に設定された走査経
路上にレーザービームのスポット中心を合わせて前記レ
ーザー溶接を行うことを特徴とする角形電池の製造方
法。
2. A manufacturing method of a prismatic battery in which a fitting portion of a metal case having a rectangular cross section having a battery element inside and a metal lid plate which is fitted into an opening of the case and closes the case is joined by laser welding. In the method, a planar form of the fitting portion is formed into a linear shape composed of a linear side portion and a curved corner portion connecting a pair of adjacent side portions, and the fitting portion is formed over the entire circumference. A method for manufacturing a prismatic battery, wherein the laser welding is performed by aligning a spot center of a laser beam on a scanning path set at a position offset inward by a predetermined dimension range from the fitting portion.
【請求項3】前記ケースと、該ケースの開口部に嵌合さ
れた前記蓋板とを含む電池組立体をX、Yテーブルの載
置面上に載置し、 レーザービームの照射位置が前記載置面の所定位置に固
定するように前記テーブルの上方にレーザー発振器を配
設し、 前記テーブルを前記載置面に平行でかつ互いに直交する
X座標方向及びY座標方向に駆動して前記レーザービー
ムのスポット中心を前記嵌合部から所定の寸法範囲だけ
内側にオフセットした位置に設定された走査経路に沿っ
て移動する請求項1又は2記載の角形電池の容器溶接方
法。
3. A battery assembly including the case and the cover plate fitted in the opening of the case is mounted on a mounting surface of an X, Y table, and the irradiation position of the laser beam is in front. A laser oscillator is arranged above the table so as to be fixed at a predetermined position on the placing surface, and the laser is driven by driving the table in the X coordinate direction and the Y coordinate direction which are parallel to the placing surface and orthogonal to each other. 3. The method for welding a rectangular battery container according to claim 1, wherein the spot center of the beam is moved along a scanning path set at a position offset inward by a predetermined dimension range from the fitting portion.
【請求項4】前記蓋板は、圧入により前記ケースの開口
に嵌合される請求項1乃至3のいずれか記載の角形電池
の製造方法。
4. The method for manufacturing a prismatic battery according to claim 1, wherein the lid plate is fitted into the opening of the case by press fitting.
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