JP3932568B2 - バッテリー素子負極リードの位置出し方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池等のバッテリーの製造・搬送工程において、そのバッテリーを構成するバッテリー素子の負極リードの位置出しをする位置出し方法及び位置出し装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
バッテリー素子はバッテリーの構成部品の一つで、図5に符号1で示すように、主として正極と負極の電極を塗布形成して巻物状に巻いた巻回体1aから成り、その一端には正極電極と溶接された正極リード2が巻芯側から出ていて、反対側の他端には負極電極と溶接された負極リード3が巻外側から出ている構造を有している。このバッテリー素子1は、缶容器4内に納められて外装を整えることによりバッテリーを構成する。
【0003】
従来は、図4に示すようなバッテリー製造設備において、バッテリー素子ワインダー5により正極と負極の電極を有する巻回体1aが巻かれて形成されることにより、図5に示すバッテリー素子1が出来上がる。
図4のバッテリー製造設備において、出来上がったバッテリー素子1はバッテリー素子ワインダー5からバッテリー素子移載機6に送られ、バッテリー素子移載機6において、次の素子パレット搬送装置8により搬送されるパレットにバッテリー素子1をきれいに詰めるために、バッテリー素子移載機6中の負極位置決めユニット7によりバッテリー素子1の負極リード3の位置決めが行われたり、正極リード2の修正が行われ、更にショートチェック等も行なわれて不良品は排出される。
そして、バッテリー素子移載機6によりバッテリー素子1が詰められたパレットは素子パレット搬送装置8に送られ、その後パレットはコンピューターにより制御される素子パレット搬送装置8により次の工程へ搬送される。
【0004】
従来、上記負極位置決めユニット7によるバッテリー素子1の負極リード3の位置出し方法としては、図6に示すように、少なくとも一方がモータ(図示せず)により回転される一対のローラ9上に乗せられて回転せしめられるバッテリー素子1に対して、2個の光電センサS1,S2をそれらの検出光路A,BがX状に交叉するようセットし、ローラ9上に乗ったバッテリー素子1をローラ9により回転させ、その回転の途中負極リード3が光電センサS1,S2の検出光路A,Bを、図に示すように同時に遮光して、光電センサS1,S2が負極リード3を同時に検出した時点において、負極リード3が所定の回転角度位置に来たとしてモータを止めてローラ9の回転を止めるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の負極リードの位置出し方法にあっては、検出光路A,BをX状に交叉させてセットした2個の光電センサS1,S2を用い、その2つの検出光路A,Bを負極リード3が同時に遮光した時点が発生したか否かを監視し、両検出光路A,Bの同時遮光が発生した時点でモータを止めるようになっているため、負極リード3自体にねじれや曲がりがあると、両検出光路A,Bを同時に遮光することができない場合が生じて、負極リード3の位置を検出できない場合が生じることがある。
【0006】
また、光電センサS1,S2は共に検出光路A,Bを斜めに設定して検出しているので、両者の配置位置や角度のズレ等により検出領域が変化し、このため検出結果が安定せず、負極リード3の位置出しした位置が一定とならないことがある。
【0007】
また従来は、ローラ9の駆動源に直流モータを用いているため、モータの停止の際に慣性力が働いて、停止した負極リード3の位置にバラツキが生ずることがある。
更に、負極リードの他の位置出し方法として画像処理による方法もあるが、非常に高価であるにもかかわらず、負極リードの曲がりやねじれ等により負極リードの停止位置を誤判定する可能性がある。
【0008】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、負極リードの曲がりやねじれ等の存在に影響を受けることなく、負極リードの位置を容易かつ正確に検出することができるバッテリー素子負極リードの位置出し方法及び装置を提供することを課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バッテリー素子負極リードの位置出し方法として、複数のローラ上に支持されてモータにより回転せしめられ一端側に負極リードを有するバッテリー素子の一端側近傍にバッテリー素子の径方向に並んで互いに平行な光路を各々が有する光電式の第1センサ及び第2センサを前記負極リードの幅以下の間隔で配置し、前記バッテリー素子の回転方向の上流側となるときの第1センサが前記負極リードを先に検出し、その検出が持続している状態下において、続いて前記バッテリー素子の回転方向の下流側となるときの前記第2センサが前記負極リードを検出したとき、前記モータを停止させて前記負極リードが定位置に来た状態下において前記バッテリー素子の回転を停止させることを特徴とする。
【0010】
また本発明は、バッテリー素子負極リードの位置出し装置として、一端側に負極リードを有するバッテリー素子を複数のローラ上に支持してモータにより回転させる回転機構と、回転せしめられるバッテリー素子の一端側近傍にバッテリー素子の径方向に並んで互いに平行な光路を各々が有するように前記負極リードの幅以下の間隔で配置された光電式の第1センサ及び第2センサと、前記バッテリー素子の回転方向の上流側となるときの前記第1センサが前記負極リードを先に検出し、その検出が持続している状態下において、続いて前記バッテリー素子の回転方向の下流側となるときの前記第2センサが前記負極リードを検出したとき、前記モータを停止させて前記負極リードが定位置に来た状態下において前記バッテリー素子の回転を停止させる制御装置とを備えることを特徴とする。
【0011】
上記構成の本発明においては、バッテリー素子の回転方向の上流側となるときの第1センサが先にバッテリー素子の負極リードを検出し、その検出が持続している状態下において、続いてバッテリー素子の回転方向の下流側となるときの第2センサがバッテリー素子の負極リードを検出したとき、モータを停止させて負極リードが定位置に来た状態下においてバッテリー素子の回転を停止させるものであり、センサの検出順序,検出状態により負極リードの位置を検出するようになっている。
【0012】
このため、第1センサ及び第2センサは、その検出光路がバッテリー素子の直径方向に負極リードの幅以下の間隔で平行になるように並べて配置されることにより、負極リード3に曲がりやねじれが存在しても、従来のようにその影響を受けることはなく、負極リードの位置を正確に検出することができ、負極リードの位置出しを安定して行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図1ないし図4は、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリー素子負極リードの位置出し装置を示す図である。
【0014】
図1において、符号10はバッテリー素子1をローラ上に乗せてモータにより回転させる回転機構であり、ここでは、バッテリー素子1を乗せてそのバッテリー素子1を矢印方向(図中時計回り方向)に回転させる一対のローラ11と、該ローラ11の一方を回転駆動するステッピングモータ12とで構成されている。即ち、バッテリー素子1は、ローラ11を介してステッピングモータ12により回転される。
【0015】
ところで回転機構10は、図2及び図3に示す本発明の第2の実施の形態に係るバッテリー素子負極リードの位置出し装置のように、バッテリー素子1の下側に2組の素子バックアップローラ11を設けると共に、バッテリー素子1の上方に素子回転ローラ13を設け、該ローラ13をステッピングモータ12により回転することにより、バッテリー素子1を回転させる構成とすることもできる。
回転機構10は、このような点のみが図1に示すものと図2及び図3に示すものとの間で相違するだけで、他は同じ構成のものなので、図1ないし図3を参照しながら説明する。
【0016】
上記ローラ11又は素子回転ローラ13により回転せしめられるバッテリー素子1に対し、その一端側の負極リード3側の上方と下方に、光電式の第1センサ14及び第2センサ15が、その検出光路A,Bがバッテリー素子1の直径方向に離隔して平行に並ぶように配置されている。この第1センサ14及び第2センサ15は光ファイバーセンサから成り、それぞれ光ファイバ出射端14a,15aと、光ファイバ入射端14b,15bとを、それぞれ上下に一直線上に向き合わせ、その出射端14a,15a及び入射端14b,15b間の検出光路A,Bが、ローラ11上のバッテリー素子1の負極リード3と直交するように配置されている。
【0017】
そして、一方の光ファイバ出射端14a及び光ファイバ入射端14bは、それぞれ光ファイバ16,17にて、発受光回路部20内の光源及び受光素子に接続されており、また他方の光ファイバ出射端15a及び光ファイバ入射端15bは、それぞれ光ファイバ18,19にて、発受光回路部21内の光源及び受光素子に接続されている。
【0018】
図2及び図3の例では、負極位置決めユニット7の素子回転ローラ13の自由端側、即ち素子回転ローラ13のモータ12と反対側に、機枠22を立設し、その上下部各々よりバッテリー素子1側に突出させたブラケット23,24の先端部に、光ファイバ出射端14a,15a及び光ファイバ入射端14b,15bを取り付けている。
【0019】
この第1センサ14を構成する光ファイバ出射端14a及び光ファイバ入射端14bの組と、第2センサ15を構成する光ファイバ出射端15a及び光ファイバ入射端15bの組とは、それらの検出光路A,Bがバッテリー素子1の直径方向において極めて接近して並べて配置されており、両者の検出光路A,B間の間隔は、バッテリー素子1の負極リード3の幅よりも短く設定されている。従来の光電センサS1,S2が、負極リード3の幅にほぼ対応して離隔されているのと異なっている。
【0020】
上記発受光回路部20,21の受光素子からは、バッテリー素子1の負極リード3が光路A,Bを横切ることにより検知出力が得られ、これは電気信号の形で、制御装置としてのシーケンサ27に加えられる。
このシーケンサ27は、第1センサ14がバッテリー素子1の回転方向の上流側となるとき、すなわち負極リード3が図1に示すようにバッテリー素子1の上側の位置を矢印方向に通過するときは第1センサ14は第2センサ15に対して上流側となり、このときの回転に伴って第1センサ14が負極リード3を最初に検出し、次いで、その検出が持続している状態下において、上記の意味で下流側の第2センサ15が続いて負極リード3を検出したときにのみ、負極リード3が「基準位置」にあると判別して、ステッピングモータ12のドライバ回路28に停止信号を送り、ステッピングモータ12を停止させる。
【0021】
またモータ12がステッピングモータで構成されているため、通電パルスが停止されると瞬時に回転を停止するので、モータ12及びバッテリー素子1の負極リード3は慣性無く正しい「基準位置」にて停止する。
【0022】
シーケンサ27は、従来の場合と異なり、センサ14,15の検出順序や検出状態により位置を決めるようになっているため、先に第2センサ15が負極リード3を検出した時や、センサ14,15のいずれか一方のみでの負極リード3の検出時にはステッピングモータ12を停止させない。
【0023】
従来の方法の場合は、光電センサS1,S2をその検出光路A,B間に負極リード3の幅が丁度一致するような関係で設定する必要があり、負極リード3に曲がりやねじれが存在すると検出ができなくなるが、上記本実施の形態によれば検出光路A,B間の設定が極めて小さいので、負極リード3の曲がりやねじれの影響をほとんど受けない。仮に、従来の方法において両光電センサS1,S2の検出光路A,B間の間隔を狭めると、両光電センサS1,S2が同時に負極リード3を検出している状態が幅広く出現し位置出しが不安定となる。
【0024】
従って、上記実施の形態によれば、負極リード3の曲がりやねじれの影響を受けないので、負極リード3の位置決めが安定する。また、画像処理を使う方法より安価で負極リード3の位置決めが出来る。更に、ステッピングモータを使用しているので、負極リード3の回転移動を瞬時に停止させることができ、高精度の位置出しができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバッテリー素子負極リードの位置出し方法及び装置によれば、第1センサ及び第2センサは、その検出光路がバッテリー素子の直径方向に負極リードの幅以下の間隔で平行になるように並べて配置されることにより、負極リード3に曲がりやねじれが存在しても、従来のようにその影響を受けることはなく、負極リードの位置を正確に検出することができ、負極リードの位置出しを安定して行うことができる。
【0026】
また、第1センサ及び第2センサをバッテリー素子の直径方向に光路が相互間隔を有するよう並べて配置するという簡単な構成であるため、画像処理による検出方法より安価に負極リードの位置決めが出来る。
【0027】
更に、バッテリー素子の回転を駆動するモータにステッピングモータを使用することにより、バッテリー素子の回転を瞬時に停止させてその負極リードを瞬時に停止させることができ、高精度の位置出しができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るバッテリー素子負極リードの位置出し装置を示したブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係るバッテリー素子負極リードの位置出し装置を用いた負極位置決めユニット7の側面図である。
【図3】図2の負極位置決めユニット7のIII−III線矢視図である。
【図4】本発明が適用される負極位置決めユニット7を有するバッテリー素子移載機6と、バッテリー素子ワインダー5及び素子パレット搬送装置8を有するバッテリー製造設備のレイアウトを示す図である。
【図5】バッテリーを構成するバッテリー素子1と缶容器4とを示す図である。
【図6】従来のバッテリー素子1の負極リード3の位置出し方法の説明に供する概念図である。
【符号の説明】
1…バッテリー素子、1a…巻回体、2…正極リード、3…負極リード、4…缶容器、5…バッテリー素子ワインダー、6…バッテリー素子移載機、7…負極位置決めユニット、8…素子パレット搬送装置、9…ローラ、10…回転機構、11…ローラ、12…ステッピングモータ、13…素子回転ローラ、14…第1センサ、15…第2センサ、14a,15a…光ファイバ出射端、14b,15b…光ファイバ入射端、16,17,18,19…光ファイバ、20,21…発受光回路部、23,24…ブラケット、27…シーケンサ、28…ドライバ回路、A,B…検出光路、S1,S2…光電センサ。
Claims (4)
- 複数のローラ上に支持されてモータにより回転せしめられ一端側に負極リードを有するバッテリー素子の一端側近傍にバッテリー素子の径方向に並んで互いに平行な光路を各々が有する光電式の第1センサ及び第2センサを前記負極リードの幅以下の間隔で配置し、
前記バッテリー素子の回転方向の上流側となるときの第1センサが前記負極リードを先に検出し、
その検出が持続している状態下において、続いて前記バッテリー素子の回転方向の下流側となるときの前記第2センサが前記負極リードを検出したとき、
前記モータを停止させて前記負極リードが定位置に来た状態下において前記バッテリー素子の回転を停止させることを特徴とするバッテリー素子負極リードの位置出し方法。 - 前記モータに回転量が通電パルス数と対応するステッピングモータを用いることを特徴とする請求項1記載のバッテリー素子負極リードの位置出し方法。
- 一端側に負極リードを有するバッテリー素子を複数のローラ上に支持してモータにより回転させる回転機構と、
回転せしめられるバッテリー素子の一端側近傍にバッテリー素子の径方向に並んで互いに平行な光路を各々が有するように前記負極リードの幅以下の間隔で配置された光電式の第1センサ及び第2センサと、
前記バッテリー素子の回転方向の上流側となるときの前記第1センサが前記負極リードを先に検出し、その検出が持続している状態下において、続いて前記バッテリー素子の回転方向の下流側となるときの前記第2センサが前記負極リードを検出したとき、前記モータを停止させて前記負極リードが定位置に来た状態下において前記バッテリー素子の回転を停止させる制御装置と、
を備えることを特徴とするバッテリー素子負極リードの位置出し装置。 - 前記モータが回転量が通電パルス数と対応するステッピングモータから成ることを特徴とする請求項3記載のバッテリー素子負極リードの位置出し装置。
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