JP6661918B2 - 電極識別装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電極識別装置に関する。
従来、二次電池等の蓄電装置が知られている。このような蓄電装置は、正極タブを有する正極電極と、負極タブを有する負極電極と、が交互に積層された電極組立体を備えている。電極組立体の製造工程には、特許文献１に記載されるように、正極体（正極電極）と負極体（負極電極）とを案内積層手段に向けて交互に搬送する搬送工程が含まれている。正極電極及び負極電極は、当該搬送工程を経ることによって、案内積層手段に交互に積層される。
上述したような搬送工程では、正極電極及び負極電極を案内積層手段に交互に積層するために、搬送中の電極が、正極電極であるか負極電極であるかを識別し、正極電極と負極電極との搬送順序を常時確認することが求められる。しかしながら、これを実現するために、例えば搬送中の電極一枚一枚を画像として検出するような装置を用いると、複雑な構成かつ高価となってしまい、好ましくない。
本発明は、簡易な構成かつ安価に正極電極と負極電極とを識別できる電極識別装置を提供することを目的とする。
本発明に係る電極識別装置は、搬送中の電極が、正極タブを有する正極電極であるか負極タブを有する負極電極であるかを識別する電極識別装置であって、正極タブ及び負極タブの少なくとも一方が搬送方向に平行な第１設定ライン上を流れるように、電極を搬送する搬送部と、第１設定ライン上の所定位置に流れてくる電極の存在の有無を検出する検出部と、検出部によって取得される、所定位置において電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間、又は所定位置において電極の存在を検出した時点から規定時間後の電極の存在の有無に基づいて、電極が正極電極であるか負極電極であるかを識別する識別部と、を備える。
この電極識別装置では、識別部は、所定位置において電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間に基づいて、電極が正極電極であるか負極電極であるかを識別する。例えば正極タブが第１設定ライン上を流れる場合、正極電極の検出期間は、負極電極の検出期間に比べて、正極タブを検出している分長くなる。つまり、正極電極及び負極電極の検出期間に差が出るので、識別部は、正極電極と負極電極とを識別できる。また、識別部は、所定位置において電極の存在を検出した時点から規定時間後の電極の存在の有無に基づいて、電極が正極電極であるか負極電極であるかを識別する。例えば正極タブが第１設定ライン上を流れる場合、検出部は、所定位置において、正極電極の存在を検出した時点から規定時間後に正極タブを検出する。その一方で、検出部は、所定位置において、負極電極の存在を検出した時点から規定時間後に負極タブを検出しない。このように、正極電極及び負極電極のそれぞれにおいて、規定時間後の検出の有無が相違するので、正極電極と負極電極とを識別できる。加えて、検出部は、第１設定ライン上の所定位置を検出すれば足りるので、電極識別装置を簡易な構成かつ安価にできる。以上により、電極識別装置では、簡易な構成かつ安価に正極電極と負極電極とを識別できる。
本発明に係る電極識別装置では、搬送部は、正極タブ及び負極タブの一方が第１設定ライン上を流れるように、かつ、正極タブ及び負極タブの他方が第１設定ラインに平行な第２設定ライン上を流れるように電極を搬送し、検出部は、第１設定ライン上及び第２設定ライン上のそれぞれの所定位置に流れてくる電極の存在の有無を検出してもよい。この場合、第１設定ライン上の所定位置及び第２設定ライン上の所定位置のそれぞれにおいて、正極電極と負極電極とを識別できる。つまり、互いに独立した２つの所定位置のそれぞれで正極電極と負極電極と識別できるため、識別精度を向上できる。
本発明に係る電極識別装置では、搬送部は、第１設定ラインに平行であって正極タブ及び負極タブが通過しないように設定された第２設定ライン上を電極が流れるように、電極を搬送し、検出部は、第１設定ライン上及び第２設定ライン上のそれぞれの所定位置に流れてくる電極の存在の有無を検出してもよい。この場合、例えば、第２設定ライン上の所定位置において電極の縁部を検出した時点から規定時間後に、第１設定ライン上の所定位置で検出された値に基づいて、電極が正極電極であるか負極電極であるかを識別できる。
本発明に係る電極識別装置では、搬送部は、正極タブ及び負極タブが搬送方向の上流側を向くように、電極を搬送してもよい。通常、積層部に積層する際には、タブが形成された側と反対側に位置する電極の下縁部を、電極の位置決め部分として用いる。この場合、電極の下縁部が予め搬送方向の前方に向けられるので、正極タブ及び負極タブの向きを変更することなく、積層部に正極電極及び負極電極を積層できる。
本発明に係る電極識別装置では、搬送部は、搬送方向と直交する方向の一方側を正極タブ及び負極タブが向くように、電極を搬送してもよい。この場合、例えば搬送方向と直交する方向に積層部の配置する場合等に対応できる。
本発明によれば、簡易な構成かつ安価に正極電極と負極電極とを識別できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
図１及び図２を参照して、第１実施形態の電極識別装置１について説明する。電極識別装置１は、リチウムイオン二次電池等の蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置であり、特には積層型の電極組立体を有する蓄電装置の生産ラインで用いられる。
図１及び図２を参照して、第１実施形態の電極識別装置１について説明する。電極識別装置１は、リチウムイオン二次電池等の蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置であり、特には積層型の電極組立体を有する蓄電装置の生産ラインで用いられる。
蓄電装置の電極組立体は、図１に示されるように、シート状の正極電極（電極）１１と、シート状の負極電極（電極）１２と、正極電極１１と負極電極１２との間に配置された袋状のセパレータ１３とによって構成される。セパレータ１３内には、例えば正極電極１１が収納される。これらの積層工程では、セパレータ１３内に正極電極１１が収納された状態で、積層部（図示省略）に正極電極１１と負極電極１２とが交互に積層される。電極識別装置１は、この積層工程の前工程である正極電極１１及び負極電極１２の搬送工程において用いられる装置である。電極識別装置１は、正極電極１１及び負極電極１２が積層部に交互に積層されるように、積層部に向けて搬送中の電極が正極電極１１であるか負極電極１２であるかを識別する。
正極電極１１は、例えばアルミニウム箔からなる略矩形の金属箔の両面に正極活物質層が形成されてなる。正極活物質層は、正極活物質とバインダとを含んで形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとが含まれる。正極電極１１には、正極端子との接続に用いられる正極タブ１１ａが形成されている。正極タブ１１ａは、正極活物質層が形成された略矩形の本体部の上縁部から、上方に突出している。
正極電極１１の正極タブ１１ａを除いた部分は、略矩形の袋状のセパレータ１３内に収容されている。セパレータ１３の形成材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。正極タブ１１ａは、略矩形のセパレータ１３の上縁部から上方に突出している。このように、袋状のセパレータ１３に正極電極１１が収納されることで、セパレータ付き正極電極１０が構成されている。なお、以降の説明では、セパレータ１３の４つの縁部のうち、正極タブ１１ａが突出する上縁部と対をなす縁部を下縁部とし、上縁部及び下縁部に対して直交する一対の縁部を側縁部とする。
一方、負極電極１２は、例えば銅箔からなる金属箔の両面に負極活物質層が形成されてなる。負極活物質層は、負極活物質とバインダとを含んで形成されている。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等が挙げられる。負極電極１２には、負極端子との接続に用いられる負極タブ１２ａが形成されている。負極タブ１２ａは、負極活物質層が形成された略矩形の本体部の上縁部から、上方に突出している。正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａは、正極電極１１（すなわちセパレータ付き正極電極１０）と負極電極１２とを重ねた場合に互いに重ならない位置に形成されている。なお、以降の説明では、負極電極１２の本体部の４つの縁部のうち、負極タブ１２ａが突出する上縁部と対をなす縁部を下縁部とし、上縁部及び下縁部に対して直交する一対の縁部を側縁部とする。
バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂等であってもよい。溶剤は、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、メタノール、メチルイソブチルケトン等の有機溶剤であってもよく、水であってもよい。
袋状のセパレータ１３の幅（一対の側縁部の距離）は、負極電極１２の本体部の幅と同程度とされている。また、セパレータ１３の高さ（上縁部及び下縁部の距離）は、負極電極１２の本体部の高さと同程度、又はわずかに大きいとされている。セパレータ１３の下縁部から正極タブ１１ａの先端部までの高さは、負極電極１２の本体部の下縁部から負極タブ１２ａの先端部までの高さと同程度とされている。
電極識別装置１は、搬送中の電極が、セパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。電極識別装置１は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送する搬送部２と、搬送中のセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の存在の有無を検出する検出部３と、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する識別部４と、を備えている。搬送部２の下流側には、搬送部２から排出されるセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を滑走させる滑走部５が設けられている。滑走部５の下流側には、滑走部５によって案内されて落下したセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を受け取り、電極の積層体を形成する積層部が設けられている。
搬送部２は、例えば複数のベルトコンベアである。搬送部２は、同一平面上に搬送面２２がそれぞれ位置するように搬送方向Ｄに沿って並べられた複数（ここでは２つ）の無端状のベルト２１と、一方端に位置するベルト２１の搬送面２２上から他方端に位置するベルト２１の搬送面２２に至るまで所定間隔を空けて搬送方向Ｄに並べられた複数のローラ２３と、搬送面２２を覆うように設けられたカバー２４と、を有している。ベルト２１は、搬送方向Ｄと直交する方向に延びている複数のローラによって張架されて、当該ローラと共に回転可能となっている。ベルト２１は、モータ等で構成された駆動部（図示省略）から付与される駆動力によって回転する。隣り合うベルト２１の継ぎ目には、隙間Ｓが存在している。搬送面２２は、ベルト２１の表面の一部からなる。搬送面２２には、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２が載置される。搬送面２２に載置されたセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２は、搬送方向Ｄに搬送される。
ローラ２３は、搬送中のセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を押さえつける。ローラ２３は、搬送方向Ｄと直交する方向に延びている。ローラ２３は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２と接触し、その際に発生する摩擦力によって従動回転する。ローラ２３は、隙間Ｓの上方に位置しないように配置されている。つまり、隙間Ｓは、搬送方向Ｄにおいて、隣り合うローラ２３間に位置している。最上流に位置するローラ２３の上流側には、搬送方向Ｄに直交する方向に対向する一対のガイド部材２５，２５が設けられている。ガイド部材２５，２５は、例えば、所定間隔空けて搬送面２２上に立設された板状部材である。搬送方向Ｄに直交する方向におけるセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の位置は、ガイド部材２５，２５の間を通過することで揃えられる。
カバー２４は、搬送中のセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の浮き上がりを防止する。カバー２４は、ガイド部材２５，２５の下流側に延びている。カバー２４とベルト２１の搬送面２２との間には、搬送方向Ｄに沿って延びる搬送空間が画成されている。カバー２４には、ローラ２３がセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２に接触可能なように、ローラ２３の位置に応じて開口が設けられている。各開口部には、ローラ２３の下部が進入している。ローラ２３の下部は、搬送方向Ｄに沿って延びる搬送空間に進入している。カバー２４には、この各開口部とは別に、隙間Ｓの上方に位置する開口部２４ａが設けられている。
検出部３は、例えば非接触式の光学センサである。検出部３は、図１に示されるように、カバー２４の開口部２４ａの上方に設けられている。検出部３は、例えば発光部と受光部とを有している。検出部３は、発光部から発光される光が開口部２４ａ及び隙間Ｓを通過するように配置されている。検出部３の受光部は、発光部から発光されて被検出物で反射した光を受光する。被検出物は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２である。
識別部４は、例えば、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、及びＲＡＭ[Random Access Memory]等を含む電子制御ユニットである。識別部４は、検出部３によって取得される受光量に関する電気信号を受け取る。識別部４は、当該電気信号に基づいて、セパレータ付き正極電極１０と負極電極１２とを識別する。
続いて、電極識別装置１の動作について説明する。
搬送部２は、図２の（ａ）に示されるように、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが搬送方向Ｄの上流側を向くように、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送する。搬送部２は、セパレータ付き正極電極１０と負極電極１２とを搬送方向Ｄに所定間隔空けて搬送する。搬送部２は、正極タブ１１ａが搬送方向Ｄに平行な第１設定ラインＬ１上を流れるように、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送する。このとき、正極タブ１１ａと負極タブ１２ａとは、搬送方向Ｄと直交する方向に互いにずれて搬送される。つまり、負極タブ１２ａは、第１設定ラインＬ１上を流れていない。搬送部２は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送速度が一定となるように、各ベルト２１の回転速度を設定している。
セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２のそれぞれの側縁部の位置は、ガイド部材２５，２５間を通過した際に揃えられる。ガイド部材２５，２５間を通過したセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２は、カバー２４とベルト２１の搬送面２２とで画成された搬送方向Ｄに沿って延びる搬送空間に供給される。セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２は、当該搬送空間内において、上流側のベルト２１の搬送面２２から隙間Ｓをまたいで、下流側のベルト２１の搬送面２２に移動する。その後、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２は、搬送空間を抜けて、滑走部５に搬送される。
検出部３は、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１に流れてくる電極の存在の有無を検出する。つまり、検出部３は、所定位置Ｘ１における電極の通過の有無を検出する。検出部３の発光部は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送中、所定位置Ｘ１に常時発光している。発光部が発光する光は、所定位置Ｘ１にセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２が位置しないときには、開口部２４ａ及び隙間Ｓを通過する。このため、検出部３の受光部が受光する光は少なく、非検出状態となる。その一方で、発光部が発光する光は、所定位置Ｘ１にセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２が位置するときには、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の表面で反射する。このため、受光部が受光する光は多くなり、検出状態となる。このように、検出部３は、所定位置Ｘ１に電極が存在しないときには、非検出状態を示し、所定位置Ｘ１に電極が存在するときには、検出状態を示す。
ここで、図２の（ｂ）のグラフを参照して、電極の検出状態及び非検出状態の推移について説明する。図２の（ｂ）のグラフは、横軸が時間を示し、縦軸が検出状態及び非検出状態を示している。なお、後述する図３〜図６の（ｂ）のグラフの横軸及び縦軸は、図２の（ｂ）とグラフと同様であるため、説明は省略する。
検出部３は、所定位置Ｘ１をセパレータ付き正極電極１０が通過する場合、セパレータ１３の下縁部が通過した時点からセパレータ付き正極電極１０の存在を検出し始め、正極タブ１１ａの先端部が通過した時点でセパレータ付き正極電極１０の存在を検出し終わる。このように、検出部３は、所定位置Ｘ１において、セパレータ付き正極電極１０の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間Ｐ１を取得する。
その一方で、検出部３は、所定位置Ｘ１を負極電極１２が通過する場合、負極電極１２の本体部の下縁部が通過した時点から負極電極１２の存在を検出し始め、負極タブ１２ａの先端部が通過した時点で負極電極１２の存在を検出し終わる。このように、検出部３は、所定位置Ｘ１において、負極電極１２の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間Ｐ２を取得する。セパレータ付き正極電極１０の検出期間Ｐ１は、負極電極１２の検出期間Ｐ２に比べて、正極タブ１１ａを検出している分長くなる。
識別部４は、検出部３によって取得される上記の検出情報のうち、検出期間Ｐ１，Ｐ２に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。
以上説明したように、電極識別装置１では、識別部４は、所定位置Ｘ１において電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間Ｐ１，Ｐ２に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。正極タブ１１ａが第１設定ラインＬ１上を流れるため、セパレータ付き正極電極１０の検出期間Ｐ１は、負極電極１２の検出期間Ｐ２に比べて、正極タブ１１ａを検出している分長くなる。つまり、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の検出期間に差が出るので、識別部４は、セパレータ付き正極電極１０と負極電極１２とを識別できる。加えて、検出部３は、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１を検出すれば足りるので、電極識別装置１を簡易な構成かつ安価にできる。以上により、電極識別装置１では、簡易な構成かつ安価にセパレータ付き正極電極１０と負極電極１２とを識別できる。
また、電極識別装置１では、検出部３は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが搬送方向Ｄの上流側を向くように、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送している。通常、積層部に積層する際には、タブが形成された側と反対側に位置する電極の下縁部を、電極の位置決め部分として用いる。この場合、セパレータ１３の下縁部及び負極電極１２の本体部の下縁部が予め搬送方向Ｄの前方に向けられるので、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａの向きを変更することなく、積層部にセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を積層できる。
［第２実施形態］
図３を参照して、第２実施形態に係る電極識別装置１Ａについて説明する。第１実施形態の電極識別装置１では、識別部４は、検出部３によって取得される検出期間Ｐ１，Ｐ２に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別することとしたが、本実施形態の電極識別装置１Ａでは、識別部４は、所定位置Ｘ１において電極の存在を検出した時点から規定時間ｔ１後の電極の検出の有無に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。このような点で、電極識別装置１Ａは電極識別装置１と相違する。
図３を参照して、第２実施形態に係る電極識別装置１Ａについて説明する。第１実施形態の電極識別装置１では、識別部４は、検出部３によって取得される検出期間Ｐ１，Ｐ２に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別することとしたが、本実施形態の電極識別装置１Ａでは、識別部４は、所定位置Ｘ１において電極の存在を検出した時点から規定時間ｔ１後の電極の検出の有無に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。このような点で、電極識別装置１Ａは電極識別装置１と相違する。
より詳細には、検出部３は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送中、所定位置Ｘ１に常時発光している。これにより、検出部３によって取得される、第１実施形態と同様の検出情報が、識別部４に送られる。識別部４は、検出部３によって取得される当該検出情報のうち、以下の検出情報に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。
すなわち、識別部４は、図３に示されるように、所定位置Ｘ１をセパレータ付き正極電極１０が通過する場合、セパレータ１３の下縁部が通過した時点から規定時間ｔ１後のセパレータ付き正極電極１０の存在の有無の検出情報を取得する。ここで、規定時間ｔ１は、所定位置Ｘ１で正極タブ１１ａが検出されるように設定されている。つまり、規定時間ｔ１は、セパレータ付き正極電極１０の寸法関係とベルト２１の搬送速度から予め算出される値である。したがって、識別部４は、セパレータ付き正極電極１０が存在するとの検出情報を取得する。その一方で、検出部３は、所定位置Ｘ１を負極電極１２が通過する場合、負極電極１２の本体部の下縁部が通過した時点から規定時間ｔ１後の負極電極１２の存在の有無の検出情報を取得する。しかしながら、所定位置Ｘ１を負極タブ１２ａが通過することはないので、検出部３は、負極電極１２が存在しないとの検出情報を取得する。
このように、電極識別装置１Ａでは、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２のそれぞれにおいて、規定時間ｔ１後の検出の有無が相違するので、セパレータ付き正極電極１０と負極電極１２とを識別できる。
［第３実施形態］
図４を参照して、第３実施形態に係る電極識別装置１Ｂについて説明する。第１実施形態の電極識別装置１では、搬送部２は、正極タブ１１ａが第１設定ラインＬ１上を流れるようにセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送することとしたが、本実施形態の電極識別装置１Ｂでは、搬送部２は、正極タブ１１ａが第１設定ラインＬ１を流れるように、かつ、負極タブ１２ａが第１設定ラインＬ１に平行な第２設定ラインＬ２上を流れるように電極を搬送する。そして、検出部３は、第１設定ラインＬ１上及び第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ１，Ｘ２に流れてくる電極の存在の有無を検出する。このような点で、電極識別装置１Ｂは電極識別装置１と相違する。なお、所定位置Ｘ１，Ｘ２は、搬送方向Ｄに直交する方向に並んでいる。
図４を参照して、第３実施形態に係る電極識別装置１Ｂについて説明する。第１実施形態の電極識別装置１では、搬送部２は、正極タブ１１ａが第１設定ラインＬ１上を流れるようにセパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送することとしたが、本実施形態の電極識別装置１Ｂでは、搬送部２は、正極タブ１１ａが第１設定ラインＬ１を流れるように、かつ、負極タブ１２ａが第１設定ラインＬ１に平行な第２設定ラインＬ２上を流れるように電極を搬送する。そして、検出部３は、第１設定ラインＬ１上及び第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ１，Ｘ２に流れてくる電極の存在の有無を検出する。このような点で、電極識別装置１Ｂは電極識別装置１と相違する。なお、所定位置Ｘ１，Ｘ２は、搬送方向Ｄに直交する方向に並んでいる。
検出部３の発光部は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送中、所定位置Ｘ１，Ｘ２に常時発光している。識別部４は、第１実施形態と同様、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出部３によって取得される検出期間Ｐ１，Ｐ２に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。これに加えて、識別部４は、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２で検出部３によって取得される検出期間Ｐ３，Ｐ４に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。
検出期間Ｐ３は、所定位置Ｘ２をセパレータ付き正極電極１０が通過する場合において、セパレータ１３の下縁部が通過した時点からセパレータ１３の上縁部が通過し終わる時点までの期間である。検出期間Ｐ４は、所定位置Ｘ２を負極電極１２が通過する場合において、負極電極１２の本体部の下縁部が通過した時点から負極タブ１２ａの先端部が通過し終わる時点までの期間である。負極電極１２の検出期間Ｐ３は、セパレータ付き正極電極１０の検出期間Ｐ４に比べて、負極タブ１２ａを検出している分長くなる。したがって、識別部４は、検出期間Ｐ３，Ｐ４に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別できる。
このように、電極識別装置１Ｂでは、識別部４は、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１及び第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２のそれぞれにおいて、セパレータ付き正極電極１０と負極電極１２とを識別できる。つまり、互いに独立した２つの所定位置Ｘ１，Ｘ２のそれぞれでセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別できるため、識別精度を向上できる。
［第４実施形態］
図５を参照して、第４実施形態に係る電極識別装置１Ｃについて説明する。電極識別装置１Ｃと電極識別装置１Ｂとは、第１設定ラインＬ１に平行な第２設定ラインＬ２上を電極が流れる点で共通する。
図５を参照して、第４実施形態に係る電極識別装置１Ｃについて説明する。電極識別装置１Ｃと電極識別装置１Ｂとは、第１設定ラインＬ１に平行な第２設定ラインＬ２上を電極が流れる点で共通する。
その一方で、電極識別装置１Ｂでは、搬送部２は、負極タブ１２ａが第２設定ラインＬ２上を流れるように電極を搬送することとしたが、電極識別装置１Ｃでは、搬送部２は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが通過しないように設定された第２設定ラインＬ２上を電極が流れるように、電極を搬送する。つまり、搬送方向Ｄと直交する方向における第２設定ラインＬ２の位置が、互いに相違する。このような点で、電極識別装置１Ｃは電極識別装置１Ｂと相違する。
検出部３は、第１設定ラインＬ１上及び第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ１，Ｘ２に流れてくる電極の存在の有無を検出する。検出部３の発光部は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送中、所定位置Ｘ１，Ｘ２に常時発光している。これにより、検出部３は、所定位置Ｘ１，Ｘ２の検出情報を取得する。識別部４は、検出部３によって取得される当該検出情報のうち、以下の検出情報に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。
すなわち、識別部４は、所定位置Ｘ１，Ｘ２をセパレータ付き正極電極１０が通過する場合、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２においてセパレータ１３の下縁部を検出した時点から規定時間ｔ２後に、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出された値を取得する。規定時間ｔ２は、第２実施形態の電極識別装置１Ａにおける規定時間ｔ１と同様である。したがって、識別部４は、セパレータ付き正極電極１０が存在するとの検出情報を取得する。その一方で、識別部４は、所定位置Ｘ１，Ｘ２を負極電極１２が通過する場合において、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２において負極電極１２の本体部の下縁部を検出した時点から規定時間ｔ２後に、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出された値を取得する。しかしながら、所定位置Ｘ１を負極タブ１２ａが通過することはないので、検出部３は、負極電極１２が存在しないとの検出情報を取得する。
このように、電極識別装置１Ｃでは、識別部４は、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２において電極の縁部を検出した時点から規定時間ｔ２後に、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出された値に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別できる。
［第５実施形態］
図６を参照して、第５実施形態に係る電極識別装置１Ｄについて説明する。第１〜第４実施形態では、搬送部２は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが搬送方向Ｄの上流側を向くように、電極を搬送することとしたが、本実施形態では、搬送部２は、搬送方向Ｄと直交する方向の一方側を正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが向くように、電極を搬送する。
図６を参照して、第５実施形態に係る電極識別装置１Ｄについて説明する。第１〜第４実施形態では、搬送部２は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが搬送方向Ｄの上流側を向くように、電極を搬送することとしたが、本実施形態では、搬送部２は、搬送方向Ｄと直交する方向の一方側を正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが向くように、電極を搬送する。
搬送部２は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが第１設定ラインＬ１を流れるように、かつ、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが通過しないように設定された第２設定ラインＬ２上を電極が流れるように、電極を搬送する。検出部３は、第１設定ラインＬ１上及び第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ１，Ｘ２に流れてくる電極の存在の有無を検出する。検出部３の発光部は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送中、所定位置Ｘ１，Ｘ２に常時発光している。これにより、検出部３は、所定位置Ｘ１，Ｘ２の検出情報を取得する。識別部４は、検出部３によって取得される当該検出情報のうち、以下の検出情報に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別する。
すなわち、識別部４は、所定位置Ｘ１，Ｘ２をセパレータ付き正極電極１０が通過する場合、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２においてセパレータ１３の前方の側縁部を検出した時点から規定時間ｔ３後に、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出された値を取得する。なお、規定時間ｔ３は、所定位置Ｘ１で正極タブ１１ａが検出されるように設定されている。したがって、識別部４は、セパレータ付き正極電極１０が存在するとの検出情報を取得する。その一方で、識別部４は、所定位置Ｘ１，Ｘ２を負極電極１２が通過する場合において、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２において負極電極１２の本体部の前方の側縁部を検出した時点から規定時間ｔ３後に、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出された値を取得する。しかしながら、所定位置Ｘ１を負極タブ１２ａが通過するタイミングではないので、検出部３は、負極電極１２が存在しないとの検出情報を取得する。
このように、電極識別装置１Ｄであっても、識別部４は、第２設定ラインＬ２上の所定位置Ｘ２において電極の側縁部を検出した時点から規定時間ｔ３後に、第１設定ラインＬ１上の所定位置Ｘ１で検出された値に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別できる。
また、搬送部２は、搬送方向Ｄと直交する方向の一方側を正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが向くように、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送する。これにより、例えば搬送方向Ｄと直交する方向に積層部の配置する場合等に対応できる。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、第３実施形態の電極識別装置１Ｃにおいて、識別部４は、図７の（ａ）に示されるように、論理回路を有していてもよい。論理回路としては、例えばＪＫ型のフリップフロップが用いられる。この場合、所定位置Ｘ１で取得された値をＪとし、所定位置Ｘ２で取得された値をＫとする。所定位置Ｘ１，Ｘ２で取得されたＪ値及びＫ値は、０及び１のいずれかの値として識別部４のフリップフロップに送られる。なお、電極の存在を検出した場合には１、電極の存在を検出しなかった場合には０となる。これとは別に、所定位置Ｘ１，Ｘ２で取得された検出情報は、ＮＡＮＤゲートを介して、フリップフロップのクロック信号として用いられる。
図７の（ａ）に示されるように、セパレータ付き正極電極１０において、セパレータ１３の上縁部が所定位置Ｘ１，Ｘ２を通過したときに、所定位置Ｘ１では正極タブ１１ａが検出されるので、Ｊ＝１となる。所定位置Ｘ２では正極タブ１１ａが検出されないので、Ｋ＝０となる。このとき、ＮＡＮＤゲートを介することによって１となったクロック信号が入力されることにより、Ｑ＝１、ｑ＝０となる。
その一方で、負極電極１２において、本体部の上縁部が所定位置Ｘ１，Ｘ２を通過したときに、所定位置Ｘ１では負極タブ１２ａが検出されないので、Ｊ＝０となる。所定位置Ｘ２では負極タブ１２ａが検出されるので、Ｋ＝１となる。このとき、ＮＡＮＤゲートを介することによって１となったクロック信号が入力されることにより、Ｑ＝０、ｑ＝１となる。
以上により、識別部４としてＪＫ型のフリップフロップを用いることで、セパレータ付き正極電極１０が所定位置Ｘ１，Ｘ２を通過した場合にはＱ＝１、負極電極１２が所定位置Ｘ１，Ｘ２を通過した場合にはＱ＝０となる。本実施形態では、タブ部分を除いたときのサイズが同じ正極電極及び負極電極が所定の速度で搬送されるので、上記クロック信号は、所定間隔で入力される。言い換えれば、クロック信号は、所定位置Ｘ１，Ｘ２において電極の存在を検出した時点から所定時間（規定時間）後に入力される。このように、第５実施形態では、識別部４は、所定位置Ｘ１，Ｘ２において電極の存在を検出した時点から所定時間（規定時間）後に入力されるクロック信号入力時の電極の検出の有無（Ｑ及び／又はｑの取得値）に基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別できる。
なお、上記のようなＪＫ型のフリップフロップは、タブのように突出した部分がある被搬送物ゆえに適用することができる。例えば、印刷用紙等の略矩形のシートには適用できない。すなわち、当該シートを電極に代えて電極識別装置１Ｃに適用した場合、シートの後方の縁部が所定位置Ｘ１，Ｘ２を通過したときに、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａに対応する突出部分が無いため、Ｊ，Ｋいずれの値も０となる。この結果、値がＱとなり、前段階の出力が維持された状態となる。このため、本発明のように、セパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別できない。
また、図８に示されるように、図７の電極識別装置１Ｃにおいて、検出部３は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａが通過しないように設定された第３設定ラインＬ３の所定位置Ｘ３を更に検出してもよい。なお、所定位置Ｘ３は、図８において、説明の便宜上、セパレータ１３の下縁部に位置しているが、実際には、所定位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、搬送方向Ｄに直交する方向に並んでいる。この場合、所定位置Ｘ３で取得された値をクロック信号としてもよい。すなわち、セパレータ１３の下縁部及び負極電極１２の本体部の下縁部（搬送方向Ｄの下流側端部）が所定位置Ｘ３を通過したときの値を用いる。これにより、クロック信号の値が１となる。なお、クロック信号として、セパレータ１３の上縁部（搬送方向Ｄの上流側端部）及び負極電極１２の本体部の上縁部（搬送方向Ｄの上流側端部）が所定位置Ｘ３を通過したときの値を用いてもよい。この場合は、取得されるクロック信号は値が０になる信号であるが、ＪＫ型のフリップフロップのクロックの入力を負論理とすることで、クロック信号とすることができる。
また、上記実施形態では、正極タブ１１ａが搬送方向Ｄに平行な第１設定ラインＬ１上を流れるようにしているが、負極タブ１２ａが搬送方向Ｄに平行な第１設定ラインＬ１上を流れるようにしてもよい。また、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａの両方が第１設定ラインＬ１上を流れるようにしてもよい。すなわち、搬送部２は、正極タブ１１ａ及び負極タブ１２ａの少なくとも一方が第１設定ラインＬ１上を流れるように、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２を搬送すればよい。
また、識別部４は、適用可能であれば、所定位置において電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間、及び、所定位置において電極の存在を検出した時点から規定時間後の電極の検出の有無、のいずれに基づいて、電極がセパレータ付き正極電極１０であるか負極電極１２であるかを識別してもよい。例えば、電極識別装置１Ｂにおいて、識別部４は、所定位置において電極の存在を検出した時点から規定時間後の電極の検出の有無に基づいて識別してもよい。また、第４実施形態の電極識別装置１Ｃにおいて、識別部４は、所定位置において電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間に基づいて識別してもよい。
また、検出部３は、各設定ラインの上に流れてくる電極の存在の有無を検出できれば、各設定ラインの上のいずれの位置に光を発光してもよい。したがって、検出部３は、隙間Ｓの上方に位置する必要はなく、例えば、搬送部２と滑走部５との継ぎ目、搬送部２と上流側の装置との継ぎ目に対応して位置していてもよい。なお、検出部３は、各部間の継ぎ目に光を発光するのが好ましいが、継ぎ目のない搬送面２２の上方に位置していてもよい。
また、上記実施形態では、検出部３は、セパレータ付き正極電極１０及び負極電極１２の搬送中、各所定位置に常時発光していることとしたが、必要に応じて間欠的に発光してもよい。
また、検出部３は、各設定ラインの各所定位置に流れてくる電極の存在の有無を検出できれば、上記実施形態のようなポインタ型の光学センサの他、ライン型の光学センサを用いてもよい。ライン型センサは、搬送方向における所定位置の電極の通過の有無が、搬送方向と直交する幅方向全域にわたって取得することができるので、そのうち第１設定ラインＬ１上及び／又は第２設定ラインＬ２上の情報を抽出すればよい。また、光学センサに限らず、リミットスイッチ等の接触式センサ、誘導又は静電等を利用した近接型のセンサであってもよい。
また、上記実施形態では、セパレータ１３は、袋状としたが、シート状のものを用いてもよい。この場合、袋状のセパレータ１３に正極電極１１が収納されず、セパレータ付き正極電極１０も構成されない。したがって、搬送部２は、正極電極１１と負極電極１２とを搬送する。
１，１Ａ〜１Ｄ…電極識別装置、２…搬送部、３…検出部、４…識別部、１０…セパレータ付き正極電極（正極電極）、１１…正極電極、１１ａ…正極タブ、１２…負極電極、１２ａ…負極タブ、Ｄ…搬送方向、Ｌ１…第１設定ライン、Ｌ２…第２設定ライン、Ｐ１〜Ｐ４…検出期間、ｔ１，ｔ２，ｔ３…規定時間。
Claims (5)
- 搬送中の電極が、正極タブを有する正極電極であるか負極タブを有する負極電極であるかを識別する電極識別装置であって、
前記正極タブ及び前記負極タブの一方が搬送方向に平行な第１設定ライン上を流れるように前記電極を搬送すると共に、前記正極タブ及び前記負極タブの他方が前記第１設定ラインを流れないように前記電極を搬送する搬送部と、
光学センサ、接触式センサ又は近接型センサの何れかであって、前記第１設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する検出部と、
前記検出部によって取得される、前記第１設定ライン上の所定位置において前記電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間、又は前記第１設定ライン上の所定位置において前記電極の存在を検出した時点から規定時間後の前記電極の検出の有無に基づいて、前記電極が前記正極電極であるか前記負極電極であるかを識別する識別部と、を備える、電極識別装置。 - 前記搬送部は、前記正極タブ及び前記負極タブの一方が前記搬送方向に平行な第１設定ライン上を流れるように前記電極を搬送すると共に、前記正極タブ及び前記負極タブの他方が前記第１設定ラインに平行な第２設定ライン上を流れるように前記電極を搬送し、
前記検出部は、前記第１設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する第１検出部と、前記第１設定ライン上の所定位置と前記搬送方向に直交する方向に並んでいる前記第２設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する第２検出部と、を有し、
前記識別部は、前記第１検出部及び前記第２検出部によって取得される、前記第１設定ライン上の所定位置及び前記第２設定ライン上の所定位置のそれぞれにおいて前記電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間、又は前記第１設定ライン上の所定位置及び前記第２設定ライン上の所定位置のそれぞれにおいて前記電極の存在を検出した時点から規定時間後の前記電極の検出の有無に基づいて、前記電極が前記正極電極であるか前記負極電極であるかを識別する、請求項１記載の電極識別装置。 - 前記搬送部は、前記正極タブ及び前記負極タブの一方が前記搬送方向に平行な第１設定ライン上を流れるように前記電極を搬送すると共に、前記正極タブ及び前記負極タブを除く電極の一部が前記第１設定ラインに平行な第２設定ライン上を流れるように前記電極を搬送し、
前記検出部は、前記第１設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する第１検出部と、前記第１設定ライン上の所定位置と前記搬送方向に直交する方向に並んでいる前記第２設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する第２検出部と、を有し、
前記識別部は、前記第１検出部及び前記第２検出部によって取得される、前記第１設定ライン上の所定位置及び前記第２設定ライン上の所定位置のそれぞれにおいて前記電極の存在を検出し始めてから検出し終わるまでの検出期間、又は前記第１設定ライン上の所定位置及び前記第２設定ライン上の所定位置のそれぞれにおいて前記電極の存在を検出した時点から規定時間後の前記電極の検出の有無に基づいて、前記電極が前記正極電極であるか前記負極電極であるかを識別する、請求項１記載の電極識別装置。 - 前記搬送部は、前記正極タブ及び前記負極タブが前記搬送方向の上流側を向くように、前記電極を搬送する、請求項１〜３の何れか一項記載の電極識別装置。
- 搬送中の電極が、本体部から搬送方向に直交する方向の一方側に突出する正極タブを有する正極電極であるか、前記本体部から前記搬送方向に直交する方向の一方側に突出すると共に前記正極電極と重ねた場合において互いに重ならない位置に形成された負極タブを有する負極電極であるかを識別する電極識別装置であって、
前記正極タブ及び前記負極タブにおける前記本体部からの突出方向が前記搬送方向に直交する方向の一方側を向くように、かつ前記正極タブ及び前記負極タブの両方が搬送方向に平行な第１設定ライン上を流れるように前記電極を搬送し、更に前記正極タブ及び前記負極タブを除く前記電極の一部が前記第１設定ラインに平行な第２設定ライン上を流れるように前記電極を搬送する搬送部と、
光学センサ、接触式センサ又は近接型センサの何れかであって、前記第１設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する第１検出部及び、前記第１設定ライン上の所定位置と前記搬送方向に直交する方向に並んでいる前記第２設定ライン上の所定位置に流れてくる前記電極の存在の有無を検出する第２検出部と、
前記第１検出部及び前記第２検出部によって取得される、前記第１設定ライン上の所定位置及び前記第２設定ライン上の所定位置のそれぞれにおいて前記電極の存在を検出した時点から規定時間後の前記電極の検出の有無に基づいて、前記電極が前記正極電極であるか前記負極電極であるかを識別する識別部と、を備える、電極識別装置。
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