JP2000299135A - 電池充放電検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トレイに収納された電池を確実に充放電させ
効率的な検査を行う。 【解決手段】 機枠の上下方向に複数段に配置され、前
記電池が収納されたトレイ12を付勢手段32を介して機枠
にフローティングして支持されたトレイベース14a、14b
と、各々のトレイベースの上方に、機枠に対して昇降可
能に支持され、トレイベースに支持されたトレイ内の電
池を上方から押接して支持する押接部30aを備えた上ベ
ース16a、16bと、各々のトレイベースの下方に、機枠に
対して固定して支持されるとともに、トレイベースに支
持されたトレイ内の電池に下方から押接する押接部30b
を備えた下ベース26a、26bと、前記上ベースを、前記ト
レイベースにトレイを交換セットする開き位置と、前記
上ベースを降下させてトレイ内の電池を押接部により上
方から押接して支持し、次いで、電池を押接部により押
接した状態で上ベースとトレイベースをともに降下さ
せ、下ベースの押接部がトレイ内の電池に下方から押接
する閉じ位置との間で昇降駆動する昇降機構20a、22、16
とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリチウム・イオン電
池等の電池を一度に多数個充放電する電池充放電検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム・イオン電池等の電池の製造工
程では、電池を組み立てた後、実際に電池を充放電さ
せ、所定の特性が得られるか否かを検査して出荷され
る。電池充放電検査装置はこの電池の充放電検査に使用
する装置であり、多数個の電池を効率的に充放電検査で
きるよう構成した装置である。

【０００３】リチウム・イオン電池等では通常、電池の
頂部と底部に各々電極が設けられている。したがって、
充放電検査では電池の頂部電極と底部電極に各々プロー
ブを接触させて充放電させる。多数個の電池を取り扱う
ために従来、電池をトレイ内に立てて整列して配置し、
各々の電子の配置位置に合わせて電池の頂部側と底部側
に配置したプローブをトレイ内の電池を一度に接触させ
て充放電させている。トレイの底面には各々の電池の配
置位置に合わせて電池の底部電極を露出させるように貫
通孔が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、トレイ
内の電池を一度に充放電させる際には電池の頂部電極と
底部電極をプローブで押接するようにするから、その際
に、電池が位置ずれしたりしないようにする必要があ
る。プローブにより電池が押接されて電池が位置ずれす
ると、プローブが的確に電極に接触されないといった問
題が生じるからである。トレイに電池の側面をガイドす
るガイド部を設けて位置ずれを防止するといった方法も
考えられるが、多数個の電池に対して検査ミスを確実に
防止する方法としては不十分である。

【０００５】また、電池の充放電操作では充電した後、
一定時間電池を放置して特性の劣化等を検査する。した
がって、電池はトレイに収納された状態で一定時間保持
される。このため、電池の充放電検査装置では省スペー
ス化の点からもできるだけコンパクトな形態で電池が収
納されることが要請される。また、検査が終了した電池
はトレイごと新しく検査する電池と交換して電池充放電
検査装置にセットするから、このような電池の取り出し
操作とセット操作が確実にかつ簡便になされることが作
業効率を向上させる点からも強く要請されている。

【０００６】本発明はこれらの問題点及び要請に基づい
てなされたものであり、その目的とするところは、電池
の充放電操作をきわめて効率的にかつ確実に行うことが
でき、電池の充放電検査を容易に行うことができる電池
充放電検査装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、トレイ内に
整列して多数個収納された各々の電池の電極にプローブ
を接触させ、通電して充放電検査を行う電池充放電検査
装置であって、機枠の上下方向に複数段に配置され、前
記電池が収納されたトレイを付勢手段を介して機枠にフ
ローティングして支持されたトレイベースと、各々のト
レイベースの上方に、機枠に対して昇降可能に支持さ
れ、トレイベースに支持されたトレイ内の電池を上方か
ら押接して支持する押接部を備えた上ベースと、各々の
トレイベースの下方に、機枠に対して固定して支持され
るとともに、トレイベースに支持されたトレイ内の電池
に下方から押接する押接部を備えた下ベースと、前記上
ベースを、前記トレイベースにトレイを交換セットする
開き位置と、前記上ベースを降下させてトレイベースに
支持されたトレイ内の電池を押接部により上方から押接
して支持し、次いで、前記付勢手段の付勢力に抗して電
池を押接部により押接した状態で上ベースとトレイベー
スをともに降下させ、下ベースの押接部がトレイ内の電
池に下方から押接する閉じ位置との間で昇降駆動する昇
降機構とを備えたことを特徴とする。また、上ベースに
設ける押接部が、トレイ内に収納された各々の電池の頂
部電極の配置位置に合わせて配置した通電用の上プロー
ブであり、下ベースに設ける押接部が、トレイ内に収納
された各々の電池の底部電極の配置位置に合わせて配置
した通電用の下プローブであることを特徴とする。ま
た、下ベースに設ける押接部が、トレイ内に収納された
各々の電池の底部に設けられた通電用の陽極および陰極
の配置に合わせて配置された通電用のプローブであるこ
とを特徴とする。また、上ベースに、上ベースが開き位
置に上昇した際に次段のトレイベースの下面に端面が当
接してトレイベースの上位置を規制する突き上げピンが
立設されていることにより、開き位置でトレイベースの
高さ位置が正確に設定され、トレイのセット操作、取り
出し操作が確実に行える。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
る電池充放電検査装置の一実施形態の構成を示す正面図
である。本実施形態の電池充放電検査装置は、電池１０
を収納したトレイ１２を多段に収納して充放電操作がで
きるように構成したものである。図ではトレイ１２を２
段配置した部分までを示すが、実際には多段に形成され
ているものである。上段側のトレイ１２等の配置は同一
であり、図では上段側を省略して示している。

【０００９】図１で１４ａ、１４ｂは電池１０を収納し
たトレイ１２を支持するトレイベースである。トレイベ
ース１４ａ、１４ｂは各々のトレイ１２ごと１つずつ設
置されている。トレイ１２は上面が開放するとともに、
底面で電池１０の底部電極が露出するように貫通孔が設
けられている。トレイ１２の底面側からは電池の底部電
極に接触させるプローブを進入させる。このため、トレ
イベース１４ａ、１４ｂはトレイ１２の周縁部を支持す
る枠状に形成してトレイ１２の底面側を開放して支持す
るように構成される。

【００１０】１６は可動ベース、１６ａ、１６ｂは上ベ
ースである。可動ベース１６は上ベース１６ａ、１６ｂ
を昇降操作するためのものであり、シャフト１８を介し
て上ベース１６ａ、１６ｂを支持している。シャフト１
８は可動ベース１６の４つのコーナーに立設して固定
し、上ベース１６ａ、１６ｂはシャフト１８の所定高さ
位置に一定間隔をあけて固定されている。

【００１１】図２に可動ベース１６、シャフト１８、可
動ベース１６の昇降機構の斜視図を示す。昇降機構は可
動ベース１６の４つのコーナー部の下面に各々装着した
リンク機構２０とこれらのリンク機構２０を駆動する駆
動部２２および駆動ロッド２４を有する。リンク機構２
０は駆動ロッド２４に連結するリンク板２０ａ、各々の
リンク板２０ａを連結する連結板２０ｂを有し、駆動部
２２により駆動ロッド２４を押動し、リンク板２０ａを
回動させることによって可動ベース１６が昇降駆動され
る。上ベース１６ａ、１６ｂはシャフト１８に固定され
ているから、可動ベース１６の昇降移動とともに昇降す
ることになる。

【００１２】上ベース１６ａ、１６ｂの下面側にはトレ
イ１２に収納された電池１０の頂部電極に接触する上プ
ローブ３０ａが設置されている。上プローブ３０ａはト
レイ１２に収納されている各々の電池１０の配置位置に
合わせて配置される。これらの上プローブ３０ａは充放
電を行うための通電装置に電気的に接続される。図では
トレイ１２を２段に配置しているから、上ベース１６
ａ、１６ｂは２段のみ示すが、上ベースは各々のトレイ
１２に対応して１段ずつ配置するものである。上ベース
１６ａ、１６ｂはトレイ１２の上側から電池１０の頂部
電極に上プローブ３０ａを押接するものであり、各段で
トレイベース１４ａ、１４ｂから一定距離離間した上位
置に配置される。

【００１３】２５ａは可動ベース１６に立設した突き上
げピン、２５ｂは上ベース１６ａに立設した突き上げピ
ン、２５ｃは上ベース１６ｂに立設した突き上げピンで
ある。これらの突き上げピン２５ａ、２５ｂ、２５ｃは
トレイベース１４ａ、１４ｂのコーナー部近傍でトレイ
ベース１４ａ、１４ｂの下面に当接可能に設けたもので
あり、次段のトレイベース１４ａ、１４ｂの下面に当接
して、トレイベース１４ａ、１４ｂの押し上げ位置を規
定する。図１は可動ベース１６を最上位置まで押し上げ
た状態（開き位置）であり、これによって上ベース１６
ａ、１６ｂが最上位置にあり、トレイベース１４ａ、１
４ｂが突き上げピン２５ａ、２５ｂによって突き上げら
れて最上位置にある。なお、トレイベース１４ａ、１４
ｂはシャフト１８に対しては摺動自在に支持され、シャ
フト１８をガイドとして上下移動可能となっている。

【００１４】２６ａ、２６ｂはトレイベース１４ａ、１
４ｂの下側に配置した下ベースである。下ベース２６
ａ、２６ｂにはトレイ１２に収納された電池１０の底面
電極の配置位置に合わせて上向きに下プローブ３０ｂが
配置されている。これらの下プローブ３０ｂも上プロー
ブ３０ａと同様に充放電用の通電装置に電気的に接続さ
れている。下ベース２６ａ、２６ｂは上ベース１６ａ、
１６ｂ及びトレイベース１４ａ、１４ｂとは異なり高さ
方向に所定間隔をあけて機枠に固定して設置される。シ
ャフト１８は下ベース２６ａ、２６ｂに挿通して設けら
れ、下ベース２６ａ、２６ｂが固定位置にあって可動ベ
ース１６が昇降駆動される。

【００１５】２８ａ、２８ｂ、２８ｃは下ベース２６
ａ、２６ｂの下方に配置した仕切り板である。この仕切
り板２８ａ、２８ｂ、２８ｃも機枠に固定して設置した
もので、シャフト１８が仕切り板２８ａ、２８ｂ、２８
ｃを挿通するように設けられている。仕切り板２８ａ、
２８ｂ、２８ｃは各段を仕切る位置に配置され、引っ張
りバネ３２を介して上段の仕切り板２８ｂ、２８ｃに下
段のトレイベース１４ａ、１４ｂが吊持されている。引
っ張りバネ３２はトレイベース１４ａ、１４ｂをフロー
ティングして支持するためのものであり、トレイベース
１４ａ、１４ｂが最上位置にある状態では突き上げピン
２５ａ、２５ｂによって支持されているものの、突き上
げピン２５ａ、２５ｂが下方に降下する際には、釣り合
い位置まで降下してトレイベース１４ａ、１４ｂを支持
するようにバネの長さと強さが設定されている。もちろ
ん、トレイベース１４ａ、１４ｂをフローティングさせ
て支持する方法としては、エアスプリング等の他の付勢
手段が利用可能である。

【００１６】図１は上ベース１６ａ、１６ｂが上位置に
あって完全に開いた状態である。この状態は突き上げピ
ン２５ａ、２５ｂによってトレイベース１４ａ、１４ｂ
が上位置に押し上げられた状態であり、突き上げピン２
５ａ、２５ｂによってトレイベース１４ａ、１４ｂの高
さ位置が規定されている。トレイ１２は上ベース１６
ａ、１６ｂが開き位置（最上位置）にある状態でトレイ
ベース１４ａ、１４ｂにセットし、取り出しする。突き
上げピン２５ａ、２５ｂによってトレイベース１４ａ、
１４ｂの高さ位置を正確に規定することはトレイ１２を
交換セットする操作を確実に行う上で有効である。実際
の装置ではトレイ１２はスタッカークレーン装置を用い
て自動的に出し入れする。トレイベース１４ａ、１４ｂ
の高さ位置を正確に規定できることは自動操作の場合に
きわめて有効になる。また、突き上げピン２５ａ、２５
ｂの突出量は適宜調節可能であり、これによって装置に
合わせてトレイベース１４ａ、１４ｂの高さ位置を微調
整することができる。

【００１７】次に、トレイベース１４ａ、１４ｂにトレ
イ１２をセットした状態から電池１０の頂部電極と底部
電極に上プローブ３０ａと下プローブ３０ｂを押接して
充放電操作を行う際の動作について図３〜６にしたがっ
て説明する。図３は上ベース１６ａが上位置にある開き
位置で、上ベース１６ａとトレイベース１４ａ及び、ト
レイ１２に収納されている電池１０および上プローブ３
０ａ、下プローブ３０ｂの位置関係を示す。３４はシャ
フト１８に外挿してトレイベース１４ａの上面に固定し
たブッシュ、３６はシャフト１８に固定した押さえカラ
ーである。押さえカラー３６は上ベース１６ａが開き位
置にある状態でブッシュ３４の端面から若干離間してい
る。この押さえカラー３６とブッシュ３４の端面との離
間距離は、上ベース１６ａが降下して押さえカラー３６
がブッシュ３４の端面に当接した際に上プローブ３０ａ
が電池１０の頂部電極を押接するように設定される。

【００１８】図４は上ベース１６ａが開き位置にある状
態であるが、この状態から上ベース１６ａが下降開始す
ると、突き上げピン２５も同時に下降しはじめる。これ
によってトレイベース１４ａも下降開始するが、トレイ
ベース１４ａは仕切り板２８に装着した引っ張りバネ３
２によって吊持されているから、わずかに下がったとこ
ろで引っ張りバネ３２によってフローティング支持され
釣り合い位置からは下降しなくなる。上ベース１６ａは
さらに降下するから、徐々に上ベース１６ａがトレイベ
ース１４ａに接近し、最終的に押さえカラー３６がブッ
シュ３４の端面に当接する。図５は上ベース１６ａが降
下し、押さえカラー３６がブッシュ３４の端面に当接し
た状態である。この状態で、上ベース１６ａに装着され
た上プローブ３０ａがトレイ１２に収納されている電池
の頂部電極を押接する。

【００１９】上プローブ３０ａが電池１０の頂部電極を
押接する作用は、電池１０をトレイ１２の底面に押さえ
付けるように作用するから、これによって、トレイ１２
内で電池１０が確実に保持されるようになる。すなわ
ち、まず上プローブ３０ａによって電池１０を支持する
ことによって電池１０がぐらつかずに位置ずれせずにト
レイ１２内で保持される。

【００２０】上ベース１６ａは押さえカラー３６がブッ
シュ３４の端面に当接した後も、さらに降下する。すな
わち、この降下状態では押さえカラー３６がブッシュ３
４に当接したまま、上ベース１６ａとトレイベース１４
ａが連結した状態で降下する。トレイベース１４ａは引
っ張りバネ３２によって吊持されているから、引っ張り
バネ３２による引っ張り力に抗して上ベース１６ａとト
レイベース１４ａが降下することになる。

【００２１】下ベース２６ａは機枠に高さ位置を固定し
て取り付けられているから、上ベース１６ａとトレイベ
ース１４ａは徐々に下ベース２６ａに接近していく。ト
レイベース１４ａの下降位置（下位置）はストッパによ
って規制されており、トレイベース１４ａがストッパに
当接したところで上ベース１６ａとトレイベース１４ａ
の下降が停止する。トレイベース１４ａがストッパによ
って下降停止する位置は、下ベース２６ａに装着した下
プローブ３０ｂがトレイ１２に収納された電池１０の底
部電極に接触する位置に設定されている。

【００２２】図６は上ベース１６ａとトレイベース１４
ａが下位置（閉じ位置）まで降下した状態で、下ベース
２６ａに装着した下プローブ３０ｂが電池１０の底部電
極に接している状態である。すなわち、電池１０の頂部
電極と底部電極に上プローブ３０ａと下プローブ３０ｂ
が接触するから、この状態で充放電操作を行う。所定の
充放電操作を行った後、上記下降操作とは逆に、上ベー
ス１６ａを上昇させることにより、まずトレイベース１
４ａが下ベース２６ａから離れ、次いでトレイベース１
４ａから上ベース１６ａが離れて、図４に示す開き位置
に戻る。

【００２３】本実施形態の電池充放電検査装置で特徴的
な動作は、まず、上ベース１６ａに装着した上プローブ
３０ａによって電池１０を頂部電極側から押さえ、次い
で、下プローブ３０ｂを電池１０の底部電極に接触させ
るようにして電池１０の両側の電極にプローブを接触さ
せるようにする点にある。上プローブ３０ａによって電
池１０を押さえることによって電池１０の位置ずれを防
止し、その状態で下プローブ３０ａを底部電極に接触さ
せることで、きわめて安定した確実な充放電が可能にな
る。

【００２４】なお、上記実施形態では説明上、一つの上
ベース１６ａの動きにしたがって説明したが、可動ベー
ス１６は複数段の上ベースを同時に昇降駆動させ、各段
にセットされたトレイ１２に対してまったく同様な作用
によって上プローブと下プローブとで電池を上下から挟
むようにして充放電するものである。これによって、ト
レイ１２に収納された多数個の電池に対し一度に確実に
かつ効率的に充放電操作を行うことが可能になる。ま
た、図１では複数段に構成した１セットの電池充放電検
査装置を示したが、まったく同形に形成した電池充放電
検査装置を複数セットで並置し、これら複数セットの電
池充放電検査装置について一度に可動ベース１６を昇降
操作することによってさらに多数個の電池の充放電操作
を行うことも可能である。

【００２５】トレイベース、上ベース、下ベース等の単
位となる構成は同一であり、電池充放電検査装置はこれ
らの単位構成を繰り返して構成したものであるから、設
計にあたっては設置スペース等に応じて適宜設計するこ
とが可能になる。また、各構成部分が共通しているか
ら、製造、組み立ても容易であるという利点がある。ま
た、全体装置として見た場合、トレイ１２を複数段に配
置する構成としたことでコンパクトな装置として構成す
ることができ省スペース化を図ることが可能になる。

【００２６】なお、上記実施形態の電池充放電検査装置
では、電池１０の頂部に一方の電極が設けられ電池の底
部に他方の電極を設けられていることから電池の上下両
側からプローブで挟むように配置したが、製品によって
は電極の底面に陽極と陰極とを配置したものがある。こ
のような製品の場合には、上ベース１６ａで電池の上面
を押さえた後、電池の底部の陽極と陰極との配置にあわ
せてプローブを配置した下ベース２６ａで電池の底部側
を押接するようにすればよい。すなわち、上ベース１６
ａに設けた上プローブ３０ａは電池の上部側を押接して
支持する押接部として作用しているものであり、下ベー
ス２６ａに設けた下プローブ３０ｂは電池の底部側を押
接して支持する押接部として作用している。したがっ
て、電池の形態等によって電池の底部側にのみ電極を配
置した場合、電池の上部側にのみ電池を配置した場合等
に応じて、上記実施形態とまったく同様の作用により充
放電させることが可能である。

【００２７】本発明に係る電池充放電検査装置のよう
に、プローブで電池の電極を押接する場合、電池が位置
ずれしたり、ぐらついたりしないようにする方法は、電
池が細長く、位置ずれしやすかったり、プローブによる
押接が的確にできなかったりする製品の場合にはとくに
有効である。そして、トレイ内に多数個の電池を配置し
て量産するような場合には、電池の位置ずれ等を押さえ
ながら処理することは、検査ミスをなくし、確実な充放
電操作を行う上できわめて有効である。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る電池充放電検査装置によれ
ば、上述したように、トレイ内に収納した電池の電極に
確実に通電用のプローブを押接させて所要の充放電検査
を行うことが可能である。また、トレイを複数段に配置
して効率的に検査することを可能にするとともに、装置
全体をコンパクトに構成して省スペースを図ることによ
って効率的な充放電検査を行うことを可能にする等の著
効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電池充放電検査装置の実施形態の
構成を示す正面図である。

【図２】可動ベース、シャフト等の構成を示す斜視図で
ある。

【図３】上ベース、トレイ、電池、下ベースの配置を示
す説明図である。

【図４】上ベースが開き位置にある状態の説明図であ
る。

【図５】上プローブが電池の頂部電極を押接した状態の
説明図である。

【図６】下プローブが電池の底部電極に接した状態の説
明図である。

【符号の説明】

１０ 電池 １２ トレイ １４ａ、１４ｂ トレイベース １６ａ１６ｂ 上ベース １８ シャフト ２０ リンク機構 ２０ａ リンク板 ２２ 駆動部 ２６ａ、２６ｂ 下ベース ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 仕切り板 ３０ａ 上プローブ ３０ｂ 下プローブ ３２ 引っ張りバネ ３４ ブッシュ ３６ 押さえカラー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０１ Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０１Ｂ Ｆターム(参考） 2G016 CB03 CB21 CC23 CF01 5G003 AA01 BA02 FA03 5H030 AA09 AS20 BB01 BB12 BB21 DD12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレイ内に整列して多数個収納された各
   々の電池の電極にプローブを接触させ、通電して充放電
   検査を行う電池充放電検査装置であって、 機枠の上下方向に複数段に配置され、前記電池が収納さ
   れたトレイを付勢手段を介して機枠にフローティングし
   て支持されたトレイベースと、 各々のトレイベースの上方に、機枠に対して昇降可能に
   支持され、トレイベースに支持されたトレイ内の電池を
   上方から押接して支持する押接部を備えた上ベースと、 各々のトレイベースの下方に、機枠に対して固定して支
   持されるとともに、トレイベースに支持されたトレイ内
   の電池に下方から押接する押接部を備えた下ベースと、 前記上ベースを、前記トレイベースにトレイを交換セッ
   トする開き位置と、前記上ベースを降下させてトレイベ
   ースに支持されたトレイ内の電池を押接部により上方か
   ら押接して支持し、次いで、前記付勢手段の付勢力に抗
   して電池を押接部により押接した状態で上ベースとトレ
   イベースをともに降下させ、下ベースの押接部がトレイ
   内の電池に下方から押接する閉じ位置との間で昇降駆動
   する昇降機構とを備えたことを特徴とする電池充放電検
   査装置。
2. 【請求項２】 上ベースに設ける押接部が、トレイ内に
   収納された各々の電池の頂部電極の配置位置に合わせて
   配置した通電用の上プローブであり、 下ベースに設ける押接部が、トレイ内に収納された各々
   の電池の底部電極の配置位置に合わせて配置した通電用
   の下プローブであることを特徴とする請求項１記載の電
   池充放電検査装置。
3. 【請求項３】 下ベースに設ける押接部が、トレイ内に
   収納された各々の電池の底部に設けられた通電用の陽極
   および陰極の配置に合わせて配置された通電用のプロー
   ブであることを特徴とする請求項１記載の電池充放電検
   査装置。
4. 【請求項４】 上ベースに、上ベースが開き位置に上昇
   した際に次段のトレイベースの下面に端面が当接してト
   レイベースの上位置を規制する突き上げピンが立設され
   ていることを特徴とする請求項１、２または３記載の電
   池充放電検査装置。