JP2008170197A - 金属多孔体の異物検出装置およびその装置による異物検出工程を経た金属多孔体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シート状の三次元網目状の金属多孔体の供給部とこの三次元網目状の金属多孔体の巻取り部とを有し、この間に三次元網目状の金属多孔体をはさみ片面側に発光手段とその反対面にこの透過光を検出する光学検出手段を有する光学検査部を1つもしくは2つ有する三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。光学検査部と三次元網目状の金属多孔体ワーク巻取り部との間に平面部を有し、該平面部に異物検出箇所を明示するマーキング手段を有することが好ましい。
【選択図】図1
Description
これらの金属多孔体は、スポンジ状の形態を持つため、単位体積あたりの表面積が大きなことが、電池やフィルタ材として使用する際、良好な特性を生み出す。
この金属多孔体に対し、近年、より高い性能が要求されてきている。そのひとつに金属多孔体表面に異物が付着することを抑制することがある。
金属多孔体の表面に異物が付着していると、二次電池の場合には出力低下に繋がる恐れが有り、また、フィルタ材として使用する場合には、付着していた異物が脱落することによりフィルタ材としての機能が確保できなくなる恐れがある。
従って、生産の工程などでこの表面に異物が付着しても、人間の目では容易に判別できないため、精度良く異物を検出・除去するには、製品を最終的に使用する寸法の小片に切断し、顕微鏡や拡大鏡で1枚1枚観察して、検査することが行われていた。
しかし、この方法では連続したフープ上の製品を早い段階で切断する必要があり、生産性が低下するだけではなく、人による目視確認に頼るため、検出ミスなどの問題が発生することがあった。
本発明は上記の問題点を解決し、三次元網目状金属多孔体に付着した異物を連続的に効率よく、容易に、かつ、確実に検出し、その異物の対処が容易にできる装置を提供すると共に、その装置を使用して検査することにより異物付着の無い高品位の金属多孔体を提供することを目的とする。
(2)前記供給部のシート状の三次元網目状の金属多孔体がロール状に捲回されていることを特徴とする前記(1)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(3)前記光学検査部と三次元網目状の金属多孔体巻取り部との間に平面部を有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(5)前記マーキング手段は異物検出箇所を三次元網目状の金属多孔体走行方向に伸びる2本の線ではさむ位置に存在するように明示することを特徴とする前記(4)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(6)前記マーキング手段は異物検出箇所を三次元網目状の金属多孔体走行方向に伸びる1本の線で示し、その線の幅方向の一定距離範囲内に存在するように明示することを特徴とする前記(4)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(7)前記マーキング手段は三次元網目状の金属多孔体に開口箇所を設けることにより異物検出箇所を明示する手段であることを特徴とする前記(4)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(8)前記マーキング手段は三次元網目状の金属多孔体に光遮蔽部材を貼り付けることにより異物検出箇所を明示する手段であることを特徴とする前記(4)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(9)前記光遮蔽部材が前記三次元網目状の金属多孔体と同一組成からなる金属多孔体であることを特徴とする前記(8)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(11)前記平面部に切断手段で切断された三次元網目状の金属多孔体を接合する接合手段が形成されていることを特徴とする前記(10)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(13)前記三次元網目状の金属多孔体の巻取り速度を制御することにより速度の制御を行う速度制御機構を有することを特徴とする前記(1)〜(12)のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(14)前記速度制御機構が、三次元網目状の金属多孔体上もしくは三次元網目状の金属多孔体が走行するローラー上に接する回転計により検出された三次元網目状の金属多孔体の速度に基づき制御されることを特徴とする前記(13)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(15)前記速度制御機構が、三次元網目状の金属多孔体巻取り部の三次元網目状の金属多孔体径と三次元網目状の金属多孔体の回転速度により検出された三次元網目状の金属多孔体の速度に基づき制御されることを特徴とする前記(13)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(17)前記平面状の照明装置の光量が高さ250mmの位置で測定して、200Lux以上1600Lux以下であることを特徴とする前記(16)に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
(18)前記(1)から(17)のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置による異物検出工程を経た二次電池用金属多孔体。
ワーク供給部におけるシート状の三次元網目状の金属多孔体は、生産工程で得られるロール状に捲回したものを用いることができる。
また、光学検査手段としてラインセンサのような1次元のものを用いることができる。この場合、発光手段としては、棒状のハロゲンランプ等を使用することが好ましい。ハロゲンランプは、高輝度が得られかつ高寿命であるため、この用途に適している。
多孔体の厚み方向の内部に異物が存在する場合も、表面に存在する場合も、透過光で異物を検出すると、ほぼ同じようにカメラ等で影の検出ができる。内部に異物が存在する場合にも、表面に付着している場合と同様にマーキングは多孔体の表面(ワークの上面)に行なうことが好ましい。
2本の線、1本の線でマーキングする際の線の長さは10〜120mmが好ましく、より好ましくは15〜30mmである。印字する線の長さが短すぎる場合、印字無しとなる恐れがあり、長すぎる場合は目視確認領域が拡大するので好ましくない。
開口の形状は円形であることが好ましい。四角形等の角を有する穴は、穴の隅部(角部)と多孔体の孔の重なり具合が悪い場合には、この箇所からワークが破断しやすくなり、好ましくない。また、穴径は8mm〜35mmの間であることが望ましい。8mm未満では後段で機械が検出する場合に、判別が困難であり、35mmを超えると穴を開けた個所の強度が低下し、ワークが破断するトラブルが発生する。
また、開口箇所は、幅方向の一定の位置(複数であっても可)に設けることにより、穴の位置が限定され、次工程でセンサーで穴を検出する場合など検出が容易となるため好ましい。
光遮蔽部材の大きさは、開口箇所を設ける際の、穴の大きさと同様な大きさのものを用いることができる。
また、光遮蔽部材を貼り付ける位置は、開口箇所を設ける際と同様に、異物の周辺で、幅方向に一定の位置であることが好ましい。
マーカーを用いた場合には、後段で検査員がマーカーを頼りに異物を目視で確認し、異物のみを摘出することができる。また、大きな異物がある場合は、検査員がワーク切断手段を使用し、ワークそのものを手動で切断して、除去することができる。
一方、開口箇所を設ける場合や光遮蔽部材を貼りつける場合は、マーカーの場合と同様に検査員が手動で異物を除去することもできるが、後段で機械的に検出が容易であるため、機械を用いて自動切断が可能となる。
切断手段としては、金属多孔体を切断できるものであれば、特に限定されるものではなく、上下に刃を持つ押し切りカッター方式や下面に樹脂板を敷いている上を円盤状の刃が回転しながら幅方向に移動し切断する方法等、いずれの方法でも、多孔率の大きな多孔体金属であるため、容易に切断することができる。
速度の検出方法としては、金属多孔体は光の反射特性が一定でないため、光学法による非接触法等に比べ、接触式で速度を検出する方式の方がより精度良く測定できる。接触式で速度を検出する方式としては、ワーク上もしくはワークが走行するローラー上に接する回転計により速度を検出する方式が好ましく、検出された速度に基づきワークの巻取り速度を制御する。速度計がワークに当接する位置に設置されている場合には、ワークの走行速度を直接検知するので、より精度良く速度を制御することができる。また、ワークと共に回転するローラーに回転計を当てることにより、安定して回転が計測できるだけではなく、金属多孔体に直接当接する場合には、金属多孔体がやすりの様な働きをして、回転計の表面を磨耗させるが、そのような劣化が起こりにくいという効果もある。 設備の構成上、接触式の計測器が使用できない場合、ワークの巻取り部のワーク径に基づきワークの回転速度からワークの走行速度を計算する方法が設備構成上有効である。
更に、目視で確認する際に、ワークの平面部の目視する側と反対の側の一部に平面状の照明装置を置くと、特殊な形状を持つ異物がより鮮明に目視で確認することができる。尚、平面状の照明装置は前記ワークの幅よりも広いことが望ましい。平面状の照明装置としては、蛍光灯等が挙げられる。また、ワーク走行中にワークと照明装置の距離が変動すると異物を確認する能力が低下するので、一定の距離で変動しないことが望ましい。従って、照明装置の上面に沿ってワークが走行することが望ましい。
200Lux以下では、ワークを透過する光量が不足し、照明装置を設置した効果が無い。また逆に、1600Lux以上では、金属多孔体の中を散乱しながら透過してきた光が異物周囲から回り込み、逆に異物が見えなくなる。
図1は本発明の第1の実施例を示す概略構成図である。
ニッケル成分からなる金属多孔体(多孔率97%、厚さ1.4mm、幅160mm)は、図中左側の供給部に設置されたステンレス金属製のリールに捲回されており、図においては反時計周りに回転しながら、シート状の金属多孔体を送り出している。
この金属多孔体は、その後、搬送用のローラーやワーク押さえローラーを経由し、平面部を通過する。
この平面部において、ワークの下には発光手段として光源(LED)を設置し、ワーク上部には光学検出手段としてカメラを設置している。
このカメラでは、透過光の暗い箇所の面積を積算しており、通常の金属多孔体では、まだら状の光が透過するが、そのまだら模様の面積以上の暗い固まりがあると、そこに異物が付着していると判定する。
この様に異物が検出されると、光源とカメラから構成される光学検査部の後段に配置された市販のマジックからなるマーキングペンで、その異物の周辺に異物の存在を示す印字を行う。
この様に、マーキングされたワークは、その後段の作業者により異物が除去される。
この際、本実施例では、作業者が目視で確認する位置のワークの反対側に平面状の照明装置を設置し、ワークを平面状に走行させ、その進行方向斜めから確認した。
異物は除去するだけではなく、異物が付着したワーク周辺を切断除去することも可能であり、本実施例では、作業者は手動で切断作業を行っている。
また、切断除去した後、その後のワークは除去部を除いて接続し、継続して巻取り部に巻き取っても良いし、接続作業を行うことなく、切断毎に新たな巻取り用のリールに巻きつけることもできる。本実施例では、切断除去した場合には、切断部の前後を重ね合わせ、その箇所を圧着用のローラーで圧縮することにより、接続し、継続して巻取り部に巻き取った。
一般に、金属多孔体はマジックテープ(登録商標)のような自己接続性が有り、重ね合わせ部を圧縮するだけで接着剤を用いることなく接続が可能となる。
速度計は、ワーク抑え用のローラーに当接するように配置し、ワークの速度を12m/分とした。
異物を目視確認するには、ワークに対し一定の角度で見ると容易に見つけることができるが、平坦部の高さが30cm以下や150cm以上であると、作業者は目線の調整を行っても適正な目線の角度を確保できず目視認知性が低下する。
図2は、本発明の第2の実施例を示す概略構成図である。
本発明の基本的な構成は、第1の実施例と同じである。
主に異なる点とその作用または補足説明は以下である。
1)供給部のリール回転方向と繰り出し位置が異なる:
この様に、供給部及び巻取り部のリール繰り出し位置や回転方向は、なんら本発明に制限を加えるものではない。
2)光学検出部がラインセンサで形成されている:
カメラのような2次元撮像素子を使用せず、1次元のラインセンサを使用しても、ワークが連続的に走行しているので、異物の大きさを計算上認知することができる。
3)ラインセンサと照明が2セットあり上下から検知している:
ワークの上面、下面の両面から付着した異物の検出が可能となる。
4)マーキング装置が穴あけパンチ:
穴あけパンチでマーキングした場合、マーキングした後、実施例1と同様に検査作業者が異物を除去することもできるが、このワークの後工程でこのパンチ穴の情報を元に自動的に切断除去するなどの加工が可能となる。従って、ここでは、検査作業者による異物除去は行わず巻取りを行い、その後工程で光センサーで穴を検出し、その情報をもとに異物の除去を行った。ここでは、第1の実施例で示した目視検査作業者は、異物を除去しなくても良いので、補助的な役割をするだけで良い。
尚、マーキング用の穴は、図6に示すように異物に対し、走行方向で横になる位置に直径20mmの穴を空けた。
但し、異物と穴が重なることを避けるために、異物が図中中心より下にあるときは上に空け、上側にあるときは下側に空けた。
5)速度計がワークに当接する位置に設置されている:
図3は、本発明の第3の実施例を示す概略構成図である。
本発明の基本的な構成は、第2の実施例と同じである。
主に異なる点は以下である。
1)供給部にテンションコントロール機構が付いている:
このテンションコントロールは、機械的なブレーキ機構を付与することにより行った。また、この制御はコントローラーにより実施している。このようにテンションコントロールを行うことにより、ワークのたるみが無くなる。ワークのたるみが発生すると、光学検知部での透過光量が変動し、誤検知を発生することがあるが、これが防止できた。
2)マーキングは光遮蔽部材として遮光片を貼り付けて行う:
穴あけパンチでマーキングした場合と同様に、異物を除去しなくても、このワークの後工程でこの遮光片の情報を元に自動的に切断除去するなどの加工が可能となる。
ここでは、遮光片として、ワークと同一素材で作られた直径30mmの円形のシートを貼り付けるようにした。
この様に同一の素材を使用すると、仮にこの遮光片がワークに貼り付けられたまま流出しても、後工程で大きな問題となることが無い。
Claims (18)
- シート状の三次元網目状の金属多孔体の供給部とこの三次元網目状の金属多孔体の巻取り部とを有し、この間に三次元網目状の金属多孔体をはさみ片面側に発光手段とその反対面にこの透過光を検出する光学検出手段を有する光学検査部を1つもしくは2つ有することを特徴とする三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記供給部のシート状の三次元網目状の金属多孔体がロール状に捲回されていることを特徴とする請求項1に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記光学検査部と三次元網目状の金属多孔体巻取り部との間に平面部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記平面部に異物検出箇所を金属多孔体上に明示するマーキング手段が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記マーキング手段は異物検出箇所を三次元網目状の金属多孔体走行方向に伸びる2本の線ではさむ位置に存在するように明示することを特徴とする請求項4に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記マーキング手段は異物検出箇所を三次元網目状の金属多孔体走行方向に伸びる1本の線で示し、その線の幅方向の一定距離範囲内に存在するように明示することを特徴とする請求項4に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記マーキング手段は三次元網目状の金属多孔体に開口箇所を設けることにより異物検出箇所を明示する手段であることを特徴とする請求項4に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記マーキング手段は三次元網目状の金属多孔体に光遮蔽部材を貼り付けることにより異物検出箇所を明示する手段であることを特徴とする請求項4に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記光遮蔽部材が前記三次元網目状の金属多孔体と同一組成からなる金属多孔体であることを特徴とする請求項8に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記平面部に前記三次元網目状の金属多孔体の切断手段が形成されていることを特徴とする請求項3〜9のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記平面部に切断手段で切断された三次元網目状の金属多孔体を接合する接合手段が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記三次元網目状の金属多孔体供給部にテンションコントロール装置を有することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記三次元網目状の金属多孔体の巻取り速度を制御することにより速度の制御を行う速度制御機構を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記速度制御機構が、三次元網目状の金属多孔体上もしくは三次元網目状の金属多孔体が走行するローラー上に接する回転計により検出された三次元網目状の金属多孔体の速度に基づき制御されることを特徴とする請求項13に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記速度制御機構が、三次元網目状の金属多孔体巻取り部の三次元網目状の金属多孔体径と三次元網目状の金属多孔体の回転速度により検出された三次元網目状の金属多孔体の速度に基づき制御されることを特徴とする請求項13に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記平面部の下面の一部に平面状の照明装置を有していることを特徴とする請求項3〜15のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 前記平面状の照明装置の光量が高さ250mmの位置で測定して、200Lux以上1600Lux以下であることを特徴とする請求項16に記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置。
- 請求項1から17のいずれかに記載の三次元網目状の金属多孔体の異物検出装置による異物検出工程を経たことを特徴とする二次電池用金属多孔体。
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