JP3329151B2 - 電池の箱詰め方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】電池製造工程においては、生産工
程の途中で一時的に加工を休止して、保管しておくこと
がある。その為に必要とするスペースの節約や、工程間
の搬送合理化のために、一時的に電池の箱詰めを行うこ
とがある。

【０００２】本発明はこの箱詰め工程を合理化出来る方
法および装置を提供するものであり、特に細長くて直立
姿勢を電池単体のみでは取ることの困難な、単三、単
四、単五形電池など小型の電池を対象とする場合に特に
効果がある方法を提供する。

【０００３】

【従来の技術】これまでの細長く小型の円筒形電池の箱
詰め方法について、図７により簡単に説明する。

【０００４】図７において、電池１は連続走行している
ベルトコンベアー３７により、横に倒した姿勢で右方向
より左向に送られて来る。そして一回転クラッチ（図示
省略）に連結、かつコントロールされる歯数２０を有す
るスターホイル３３により、一旦せき止められ、スター
ホイルの右側で箱詰めを待機する。又電池収納箱２は、
開口部を手前側に向けた、横倒しの状態で、コンベアー
３７に接近した向こう側において、電池収納箱搬送装置
（図示省略）により、電池１の箱詰めに適した位置に保
持されている。この電池収納箱２の高さは、電池収納箱
２の一段当たりの収納数に相当する２０個の電池１が一
斉に、薄板状プッシャー３５により収納箱２に押し込ま
れる度に、電池１の一段積みの高さに相当する寸法だけ
下にさげられると共に、スターホイル３３が一回転する
構造となっている。

【０００５】又電池１を整列状態で俵積み方式によって
電池収納箱２に収納するため、収納箱の水平方向位置も
電池外径の１／２の寸法だけ、毎回左右交互に移動する
ようにしている。所定個数の電池１が収納されると、電
池収納箱２は、電池収納箱搬送装置により、正常な姿勢
（開口部上向き）に戻されると共に、新しい空の電池収
納箱２と交換される。

【０００６】新しい空の電池収納箱２が所定位置にセッ
トされると、スターホイル３３が一回転のみフリーとな
り、２０個の電池１はスターホイル３３から解放され、
ベルトコンベアー３７により、先頭電池が左端のストッ
パー３６に当たるまで送られた状態となる。その際、電
池１の手前側にあり、薄板状で紙面と垂直方向に可動の
プッシャー３５（駆動部図示省略）により、２０個の電
池１は同時に収納箱２に押し込まれる。このような動作
の繰り返しにより、電池の箱詰めを行っていた。又、電
池収納箱の内側有効寸法は、５００個収納用の場合で
は、電池外径寸法をＤとすると、幅は２０．５Ｄ、奥行
は電池２５段に相当する寸法２１．８Ｄであり、深さは
電池長さに、１０〜２０ｍｍ程度を加えた寸法としてい
る。図６は、この電池収納箱２に電池１を収納した状態
を示す平面図である。図中電池１は、極少数のみを図示
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】単三形乾電池などにお
いては、大量に、かつ高速に生産をおこなう必要がある
が、箱詰め工程においても前後工程と釣り合いの取れた
高速処理をする必要がある。その為には、電池１を横倒
しにして一列にて搬送する、電池搬送コンベアー３７の
送り速度は７００ｍｍ／ｓｅｃ程度の、かなり速いスピ
ードが必要となり、騒音の発生や、電池外周面に傷など
が生じやすいという課題を抱えていた。

【０００８】この電池１の送り速度を低く設定するため
には、多列にて搬送することが求められるが、その為に
は、電池１の直立姿勢でかつ転倒の無い搬送を利用す
る、箱詰め方法が好ましいと考えられる。なお、電池製
造工程においては、図８に示すような、安定した直立姿
勢での電池１搬送のためのリング状樹脂３９とその下部
にモールドされた鉄リング４０よりなるリング状治具３
８が用いられているが、箱詰め工程にこのリング状治具
３８を用いることは、治具の必要数を増やしかつ、治具
スペースを要するため、高密度に電池を電池収納箱に収
納することが困難となり、好ましくない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、細長くて、か
つコンベアー面に直立した姿勢での搬送が困難な電池を
搬送する一つの方法として、電池１のケースの一部に使
用されている鋼板製部分に、磁気吸引力を働かせてコン
ベアーのベルト下面から電池１を吊り下げた状態で、電
池１を搬送し、電池収納箱の真上で磁気吸引力を解いて
箱内に落下させる箱詰め方法を提供するものである。電
池の重心に働く重力は、電池の転倒を防ぐ方向の力とし
て働くと共に、磁気吸引力は永久磁石からの距離が遠の
くにつれて急激に弱まるので、電池の転倒防止用搬送治
具を使用する事なく、非常に有効に電池の搬送及び箱詰
めが出来るものである。

【００１０】

【作用】図１に、吊り下げ方式での電池箱詰め方法の概
略図を示す。

【００１１】図を簡略化する為に、ベルトコンベアーフ
レーム、脚部、駆動部、テークアップ部、シリンダー取
り付け部、電池収納箱搬送部、電池個数等については図
示を省略している。

【００１２】多数の電池１（図示の簡易化の為に電池１
は１個のみ示した）は、広幅でかつ厚さの薄いベルト６
を介して、永久磁石９により吸引され吊り下げられて、
断続運転されるベルトコンベアー６により左から右方向
に次から次へと搬送される。永久磁石９は、ベルト６の
面に並行で平らな平面を有するマグネット保持板８の表
面に、多数密着状態に並べて、かつベルト６と接する面
はフラットになるように固定されている。又電池仮保持
装置２７の永久磁石１１も、アクチュエーター２８であ
るエアシリンダー１６により、上下に駆動される平らな
マグネット保持板１０の表面に、その表面がフラットで
かつ、磁石９の表面と同一高さ（同一平面）となるよう
に固定されている。その配置の様子を図４および図５に
示す。図面に記入された矢印は電池１（ベルトコンベア
ー）の進行方向を示す。電池１の搬送時の動きの滑らか
さに関しては、磁石を単純に交互に並べた図４の配置よ
りも図５の配置の方が優れているが、両者共に利用可能
である。又図５では、極性の異なる永久磁石１１の間に
は、隣接した磁石間での磁束の短絡を防止するために、
薄い非磁性体１７が挟み込まれている。このようにする
ことにより、非磁性体１７を利用しない場合よりも、厚
さの小さな弱い磁力の磁石を利用することが可能とな
る。

【００１３】図１において、ベルト６が矢印の方向に進
むと、ベルトの進行に伴って電池１も右方向に進み、そ
の途中において永久磁石９により吸着されていた電池１
は、磁石９から永久磁石１１に変わって吸引されること
となる（この状態で電池は、電池仮保持装置２７に吸着
保持されることとなる）。そして電池１は、右側に設け
たストッパー１２に当たるまで進んで止まるが、ベルト
６の両側には、電池収納箱２の奥行寸法に対応する幅
で、ガイド板４２が設けられているので、ストッパー１
２により右方向への進行を妨げられた電池１は、時間の
経過に連れて、ストッパー１２の左側で次第にその数を
増して、ガイド板４２の幅いっぱいに広がると共に、ベ
ルト６上で滑りながら、一時的にストックされた電池１
の左端は次第に左に伸びていく。

【００１４】しかし、電池１はしばしば外径同士相互間
に働く摩擦力の影響で、ブリッジを形成して、整列が乱
れ、電池１の無い隙間が出来、電池収納箱２に所定数の
電池が入れられない不都合が発生することもあるので、
このブリッジを破壊する為の“ゆさぶり”をエアーシリ
ンダーなどのアクチュエーターを利用して、ブリッジ破
壊ピン４１を往復動させて、電池１の外径に、コンベア
ーの進行方向に対して直角方向より力を加えることもあ
る。電池１がガイド板４２の幅いっぱいに広がった部分
の左端と、電池ストッパー１２との間の長さが、電池収
納箱２の幅寸法に相当する長さより、所定寸法だけ長く
なったタイミングをみて、ベルト６の右方向に進む運転
を一時停止する。これにより、電池１はベルト面より吊
り下げられた状態で、かつ整列状態を保ったまま、箱詰
め位置にて箱詰めを待つこととなる。

【００１５】箱詰めに際しては、まず電池収納箱２が所
定の高さ位置まで、図示しない支持台により上昇して来
て、待機する。次いで電池ストッパー１２が僅かに２〜
５ｍｍ程度右に移動することにより、コンベアーベルト
６上でぎっしりと詰め込まれていた電池１の、外径相互
の間に僅かにゆとりが出来る為に、電池１の外径相互間
に働いていた摩擦力がほとんど無くなる。この時、シリ
ンダー１６のピストンロッド２９を上昇させて、マグネ
ット保持板１０に固定された永久磁石１１を２０〜３０
ｍｍ上昇させると、ベルト６を介して永久磁石１１に吸
着され吊り下げられていた電池１は、ベルト６により上
昇を妨げられるために、永久磁石１１の磁気吸引力から
開放され、下側に待ち受けられた電池収納箱２の中に落
下し、箱詰めされることとなる。もちろん、電池１の落
下時の衝撃を緩和するために、電池１の自由落下距離を
小さくするように、電池収納箱２の底に設けられた複数
個の収納箱底穴２０を貫通する支持ピン１９により、可
動式底板３が適当な位置まで上昇して待機する上に電池
１が落下し、電池１の落下のタイミングに合わせて、ス
ムーズに可動式底板３が電池収納箱２の底まで下降する
ような構造とするとよい。

【００１６】

【実施例】以下に単４形マンガン乾電池に適用した本発
明の一実施例について図１、図２、及び図３を参照しな
がら説明する。

【００１７】図３においても、図示の簡略化の為に、円
板状ターンテーブルのフレーム、脚などについては図示
を省略し、ターンテーブル２１に吊り下げられた電池個
数についてはごく少数に限定した。円筒形電池搬送用ベ
ルト６は、幅３５０ｍｍ、厚さ１〜２ｍｍ程度の非磁性
体の平ベルトで３０〜４０ｍｍ／ｓｅｃ程度のゆっくり
したスピードで、ベルト６の下面に多数の電池を吊り下
げて、左側より右側に進む。ベルト６の上側には、コン
ベアーのほぼ全長にわたり、フェライト系永久磁石９
が、強磁性体製マグネット保持板８に接着保持され、ま
たコンベアーの右端近くのベルト６の上側には、アルニ
コ系永久磁石１１が、強磁性体製マグネット保持板１０
に接着保持され、ベルト６に接するように配置されてい
て、電池１をベルト６の下面表面に吊り下げる役割を担
っている。

【００１８】ベルト６と永久磁石９、１１の表面間に
は、磁石の位置づれや脱落防止、ベルトの走行のスムー
ズ化などの為に、０．１〜０．５ｍｍ厚さの真鍮板や非
磁性のステンレス鋼板などを挟むことも可能である。電
池重量に対して、前記の永久磁石の磁気吸引力が弱すぎ
ると電池は、ベルトコンベアーでの搬送途中にて落下し
易く、また反対に磁気吸引力が強すぎると、電池１をベ
ルトコンベアー６や円板状のターンテーブル２１などで
の搬送途中に働く衝撃や振動により、落下はしないが比
較的転倒し易く、ベルト６の表面に転倒した状態で、電
池１を吸着することとなり、トラブルの原因となりがち
である。

【００１９】又、駆動用モーター２３にかかる負荷が大
きくなるとか、ベルト寿命が短くなるなどの不具合も生
じてくるので、適当な強さの吸引力を持った磁石を選定
して利用するとよい。又、磁石の配列は図５に示す配置
を採用しているが（矢印はコンベアーベルトの進行方向
を表す）、電池の外径寸法Ｄに対して、磁石の対角線の
長さは１Ｄ〜３Ｄとしている。搬送されてきた電池１
が、ベルト６の右端近くで電池ストッパー１２に当たる
と、電池１の進行が妨げられて、ストッパー１２の左側
で電池の量が次第に増加するが、それにつれてベルト６
の両サイドに設けられたガイド板４２に当たるまで、ベ
ルト６の幅いっぱいに電池１は広がりながら、又ベルト
６による搬送を電池ストッパー１２により妨げられた電
池の後端部は、次第に左方向に伸びてゆく。電池収納箱
２の面積に対応した、マグネット保持板１０と向き合う
位置に、５００個以上の電池１が整列状態に並んだタイ
ミングを測り、ベルト６の走行を一時的に止める。

【００２０】この部分の電池１はマグネット保持板１０
に接着された永久磁石１１に吸引されて吊り下げられた
状態にある。次いで、電池ストッパー１２を電池ストッ
パー駆動シリンダー４により２〜５ｍｍ程度右に移動さ
せると、密着していた電池外径相互間や電池ストッパー
１２、ガイド板４２などの間に僅かな隙間ができ、今ま
で働いていた摩擦力もほとんど無くなる。

【００２１】この状態で、電池仮保持装置２７の駆動シ
リンダー１６を働かせて、マグネット保持板１０及び、
永久磁石１１を、図２の状態から３０ｍｍ程度上昇させ
ると、ベルト６の下側に吸着されていた電池１は、ベル
ト６によりその上昇が妨げられて、永久磁石１１の吸引
力より開放されることとなり、下方に落下し下側に待機
していた電池収納箱２に収納されることとなる。箱２は
ビーム３０に固定されたシリンダー１３で予め持ち上げ
られている。又、電池が落下する際の落下距離を小さく
し、電池に働く衝撃力を緩和するためには、可動式底板
３を、収納箱２の縁の高さ近くまで、底板支持ピン１９
により持ち上げて支持するとよく、電池が落下するタイ
ミングに合わせてこの可動式底板３も下降し、電池の箱
詰めが完了する。３１はシリンダー１４を固定したベー
ス、３２はピン１９を取付けた分岐板である。なお、メ
ンテナンスその他の作業性などを考慮して、ベルト６や
ターンテーブル２１の設置高さは通常１〜２．５ｍとす
ることが多い。又、ターンテーブル２１のテーブル径
も、１〜１．８ｍ程度に設定することが多い。

【００２２】

【発明の効果】電池をコンベアーにて吊り下げ状態で搬
送する為、ゆっくりとした動作でも、従来の電池箱詰め
方法と比べて、非常に大量の処理能力があり、しかも信
頼性が高く、稼働率も高い。さらに箱詰めに伴う騒音や
振動が少なく、又電池外周面にぶつかりに起因した傷な
ども付きにくいと言う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吊り下げ方式での電池箱詰め方法の概
略図

【図２】同電池箱詰め方法の主要部を示す部分断面図

【図３】同電池搬送方法において利用されるターンテー
ブルの略図

【図４】マグネット保持板に永久磁石を固定した状態を
示す配置図

【図５】同永久磁石を固定した別な状態を示す配置図

【図６】電池収納箱に電池を収納した状態を示す平面図

【図７】従来の電池箱詰め方法を示す説明図

【図８】リング状電池搬送治具の一部破断斜視図

【符号の説明】

１ 円筒形電池 ２ 電池収納箱 ３ 可動式底板 ４ 電池ストッパー駆動シリンダー ５ ベルトコンベアードラム ６ コンベアー平ベルト ７ ベルトコンベアードラムシャフト ８ マグネット保持板 ９ 永久磁石 １０ マグネット保持板 １１ 永久磁石 １２ 電池ストッパー １３ 電池収納箱上下駆動シリンダー １４ 底板支持ピン駆動シリンダー １５ マグネツト保持板摺動ガイドバー １６ 電池仮保持装置駆動シリンダー １７ 非磁性体スペーサー １８ ベルト６の進行方向を示す矢印 １９ 底板支持ピン ２０ 収納箱底穴 ２１ ターンテーブル ２２ ターンテーブルシャフト ２３ ターンテーブル駆動用モーター ２４ 減速機 ２５ 歯車 ２６ 軸受け ２７ 電池仮保持装置 ２８ アクチェーター ２９ ピストンロッド ３０ ビーム ３１ ベース ３２ 分岐板 ３３ スターホイール ３４ プッシャーガイド ３５ プッシヤー ３６ ストッパー ３７ 電池搬送用ベルトコンベアー ３８ リング状治具 ３９ 樹脂部 ４０ 軟鉄リング部 ４１ ブリッジ破壊ピン ４２ ガイド板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−23591（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−181001（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−94319（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/10 B65B 35/44 B65B 5/08 B65D 85/58

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送用ベルトコンベアーのベルトの上側
   で、ベルト面に接近する位置に固定した永久磁石の磁気
   吸引力を利用して、強磁性体を主要な構成要素とする円
   筒形電池の多数を、ベルトの下面に前記電池の底板また
   はキャップを磁気吸着させ、直立に吊り下げた状態でベ
   ルトの走行を利用して搬送し整列させるコンベアーと、 前記コンベアーの最終端部で、かつベルトの上側に設置
   され、アクチュエーターにより上下に駆動される水平な
   板の下面には永久磁石を固定し、多数の電池を吸着し吊
   り下げることの出来る電池仮保持装置と、上側に開口部を持つ電池収納箱を搬送する 電池収納箱搬
   送機構と、 前 記コンベアーを利用して電池をベルトコンベアーの最
   終端部で整列させるブリッジ破壊ピンとにより、 多数の電池を前記 電池仮保持装置の下方でベルトコンベ
   アーを介して一括吊り下げた状態で搬送させながら前記
   ブリッジ破壊ピンにより電池を整列させた後、電池がガイド板の幅いっぱいに広がった端と電池ストッ
   パーとの間の長さが電池収納箱の幅寸法に相当する長さ
   より所定寸法だけ長くなったタイミングでベルトを一時
   的に停止し、 あらかじめ 前記電池収納箱搬送機構により、前記電池収
   納箱を前記電池仮保持装置の直下に接近させた状態で保
   持し、前記 電池仮保持装置の磁気吸引力より電池を解放するこ
   とにより電池を電池収納箱中に落下させる電池の箱詰め
   方法。
2. 【請求項２】 箱の底面に設けた３個以上の複数個の穴
   と、箱の底面全体をカバー出来る可動式底板とを備え、
   箱の底面に設けた穴位置及び数に対応する、底板支持ピ
   ンを電池収納箱の外部下側より挿入することにより、可
   動式底板の電池収納箱に対する相対位置を調節可能とし
   たことを特徴とする請求項１記載の電池の箱詰め方法。
3. 【請求項３】 鋼板製部材からなる電池の底板又はキャ
   ップに磁気吸引力を働かせて、コンベアーのベルト面下
   側、又は円板状回転テーブル式コンベアーの下面に、細
   長い円筒形電池を直立状態に吊り下げることを特徴とす
   る請求項１記載の電池の箱詰め方法。