WO2006046578A1 - 電池外装ケースの傷の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

　鋼板製の円筒状となった電池外装ケースにおける表面付近の傷を、簡単な装置で安定して精度よく検査することを目的とする。電池外装ケース1を、回転装置2によりその円筒状の中心軸の周りに回転させるとともに、枠体4の両端から回転中の電池外装ケースに磁束を流す。電池外装ケース１に傷があった場合には漏洩磁束が発生するが、電池外装ケース１に近接した位置に配置した磁気センサ６によってこの漏洩磁束を検出し、信号処理装置１１を経て表示装置１２に表示する。円筒状の電池外装ケース１は中心軸の周りに回転するから、その表面と磁気センサ６との距離が変化することはなく、傷を安定して検出することができる。

Description

明 細 書

電池外装ケースの傷の検査装置及び検査方法

技術分野

[0001] 本発明は、例えば薄板鋼板などの磁性体材料力もなる円筒形の電池外装ケースに ついて、その表面付近の傷の有無を自動的に検査し、傷の位置等を表示する検査 装置及び検査方法に関するものである。

背景技術

[0002] 一般的な乾電池においては、外装ケースにはニッケルメツキ等の表面処理を施した 薄板鋼板が使用される。外装ケースの中には、薄板鋼板の素材を深絞り加工により 円筒状に加工して製造するもの、あるいは、さらにしごきカ卩ェをカ卩えて外装ケースを 製造するものがある。深絞り等の製造方法においては、加工の過程でプレスの型や 工具と接触し、薄板鋼板は強 、力を受けて大きな変形が生じる。

[0003] ところで、深絞り加工を行う薄板鋼板の素材には、素材の鋼板の製造過程で発生 するブローホールによる細かい穴や非金属介在物の混入などの不可避的な欠陥が 存在することがある。素材にこのような欠陥が存在すると、深絞り等の加工の際に、欠 陥の箇所力 亀裂などの傷が生じる場合があり、この傷は細かいため、表面にあった としても目視ではなかなか発見できない。また、素材に欠陥がないときでも、加工過 程でのプレスの型等との接触により、加工後の円筒形となった薄板鋼板の表面付近 に傷が生じる場合がある。

[0004] 乾電池は、長期間使用したときには電解液等の劣化に伴い液漏れを起こすことが あり、液漏れを起こすと、乾電池を電源とする電子機器等を汚染し損傷させる。さらに 、複数個の乾電池を直列に使用する機器で 1個の乾電池の極性を逆に接続したよう なときは、その乾電池に逆電流が流れてガスが発生し、乾電池を破裂させることがあ る。乾電池の外装ケースは 0. lmn！〜 0. 2mm程度の薄い鋼板であるので、これに 傷があると、その箇所力も液漏れが起こり破裂の原因ともなる。そのため、乾電池の 外装ケースでは表面付近に傷のあるものを不良品として極力排除する必要がある。

[0005] 鋼板の表面近傍の傷を検査するには、磁気による探査方法が従来力 知られてい る。これは、図 6に示すように、鋼板の表面近傍を流れる磁束が亀裂等の欠陥が存在 する部位では曲がりを生じ、鋼板の表面力 外部に漏れ出す現象を利用するもので ある。この磁束の漏れ部分を磁気センサで検出することによって、鋼板の表面付近の 傷を探査することができる。磁気センサを用いる代わりに鉄粉を散布し、その凝集状 態を目視して調べることちある。

[0006] 磁気センサを用いて磁束の漏れを検出し、鋼板の表面付近の傷を探査する装置が 特開昭 56— 61645号公報に開示されている。この装置は、図 7に示すように、被検 查材である鋼板 20の傷を検査するものである。鋼板 20の上部には、案内棒 8にはめ 込まれた検出機構 21が配置される。検出機構 21は門形の枠体 4を有していて、その 両側は鋼板 20の直上まで伸びた足部 4A、 4Bをなし、枠体 4の中央には励磁コイル 5が取付けられる。また、検出機構 21には、鋼板 20と近接した位置に複数の磁気セ ンサ 6が配置されており、鋼板 20と磁気センサ 6距離は、 1mm以下に設定されている

[0007] 傷の検査を実施するには、励磁コイル 5に電流を流して枠体 4を電磁石とする。これ による磁束は、足部 4Aを N極とすると、足部 4 Aから鋼板 20に流入しその表面付近 を流れて、 S極である足部 4Bに流れ込む。このとき、鋼板 20に傷又は欠陥があると 磁束は鋼板 20の表面力 漏れ出す力 その漏洩磁束を磁気センサ 6によって検出 する。検出信号は、図示しない信号処理装置によって処理され、傷の位置が測定さ れる。検出機構 21は案内棒 8でガイドされて鋼板 20の幅方向に移動し、鋼板 20上を 走査しながら傷の検査を行う。

特許文献 1：特開昭 56— 61645号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 漏洩磁束を検出する鋼板の傷の探査方法は、比較的簡単な装置でありながら表面 付近の細かな傷の検出が可能である。しかし、従来の漏洩磁束の検出による探査方 法は、例えば特許文献 1に示されるごとぐ専ら平板上の鋼板等における傷の探査に 用いられたものであった。電池の外装ケースは円筒状となっており、磁気センサを平 行に移動させるのみでは、被検査材である外装ケースの表面との距離が変化するた め、検査は不可能である。また、円筒状の外装ケースの円周に沿って磁気センサを 移動させるのは、その案内機構が複雑となるとともに、磁気センサの移動によってそ の検出信号にノイズが生じる恐れもある。本発明は、このような不都合を伴うことなぐ 磁性体である例えば鋼板製の、円筒状となった電池外装ケースの表面付近に存在 する傷を検出することを課題とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記の課題に鑑み、本発明は、円筒状の電池外装ケースにおける傷を簡単な装置 で精度よく検査することを目的とする。すなわち、本発明は、

「円筒状の乾電池外装ケースの傷を検査する装置であって、

前記電池外装ケースを、その円筒状の中心軸の周りに回転させる回転装置と、前記 電池外装ケースに磁束を流すよう前記電池外装ケースの外側に対向して置かれた 磁石の磁極と、前記電池外装ケースに近接して置かれた磁気センサとを有しており、 かつ、

前記磁気センサにより検出した信号を処理する信号処理装置と、処理した結果を表 示する表示装置とを備えて!/ヽる」

ことを特徴とする検査装置となって 、る。

[0010] 請求項 2に記載のように、前記磁気センサを、円筒状の前記電池外装ケースの中 心軸と平行に、軸方向に移動可能に構成し、前記電池外装ケースの軸方向に前記 磁気センサを走査して傷の検出を行うことができる。

[0011] また、請求項 3に記載のように、前記磁気センサを、円筒状の前記電池外装ケース に沿って複数個配置して、各々の磁気センサにより傷の検出を行うこともできる。

[0012] 本発明は、方法の発明としても実施できる。この場合は、請求項 4に記載のように、「 円筒状の電池外装ケースの傷を検査する方法であって、

前記乾電池外装ケースを、その円筒状の中心軸の周りに回転させる手段と、前記電 池外装ケースの外側に対向して置かれた磁石の磁極により前記電池外装ケースに 磁束を流す手段と、前記電池外装ケースに近接して置かれた磁気センサにより漏洩 磁束を検出する手段とを有しており、

前記電池外装ケースを回転させながらこれに磁束を流し、漏洩磁束を検出してその 検出信号を処理し表示する」

ことを特徴とする検査方法となる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、本発明に基づく電池外装ケースの検査装置の概略図である。

[図 2]図 2は、本発明の検査装置における磁気センサの配置を示す図である。

[図 3]図 3は、電池外装ケースの磁束の流れを示す説明図である。

[図 4]図 4は、本発明の磁気センサの配置の変形例を示す図である。

[図 5]図 5は、本発明の検査結果を表示する図である。

[図 6]図 6は、漏洩磁束について説明する図である。

[図 7]図 7は、漏洩磁束により鋼板の傷を探査する従来の装置を示す図である。

[0014] 図中の符号については、 1は電池外装ケースを、 2は回転装置を、 4は枠体を、 5は 励磁コイルを、 6は磁気センサを、 11は信号処理装置を、 12は表示装置をそれぞれ 示す。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、図面に基づ 、て、本発明による電池外装ケースの傷の検査装置にっ 、て説 明する。電池外装ケースとしては、円筒形で、深絞り加工法、絞りしごき加工法 (DI加 工法）、絞りストレッチカ卩工法 (DTR加工法)あるいは絞り加工後ストレッチ加工としご き加工を併用する加工法で加工されたものが含まれる。図 1は、本発明による検査装 置の概要を示す概略図であり、図 6の従来例において対応する部品等には同一の 符号が付してある。図 2は、本発明の電池外装ケースと磁気センサの部分の構成を 示す図であり、図 3は、電池外装ケースに磁束が流れる様子を示す説明図である。ま た、図 4は磁気センサの構成の変形例を示す図となっている。

[0016] 図 1、図 2において、被検査材である電池外装ケース 1は、円筒状の中心軸の周り に回転可能なように、モーター等の回転装置 2の軸 3に取付けられている。軸 3は、そ れを通って磁束が流れな!/ヽよう非磁性体の材料で作られて 、る。この実施例にぉ ヽ ては、電池外装ケース 1をモーター等の回転装置 2の軸 3に直接取付けている力 電 池外装ケース 1の回転機構としては、ベルト又は摩擦車等の伝動装置を介して回転 させる機構を採用してもよい。電池外装ケース 1の径方向に対向する位置には、磁石 の磁極となる枠体 4の両端部が近接して置かれ、枠体 4の中央部には励磁コイル 5が 取付けられる。この実施例では、装置全体は枠体 4の両端部が上方となり励磁コイル 5が下方となるよう配置された縦型のものであり、回転装置 2及び枠体 4は、図示しな いフレームに固定されている。また、磁石としては電磁石が適用されているが、電磁 石に代えて永久磁石を採用することも可能で、このときには、励磁コイル 5が不要とな る。

[0017] 電池外装ケース 1の上方には、例えば lmmの間隔を有する近接した位置に、磁気 センサ 6が配置される。磁気センサ 6は、ホール素子等を用いた周知のセンサであつ て、検出ヘッド 7に取付けられる。検出ヘッド 7はフレームに固定された案内棒 8に嵌 め込まれ、ァクチユエータ 9によって電池外装ケース 1の軸方向に摺動する。ァクチュ エータ 9の代わりに、送りねじ機構を用いて移動させてもよい。磁気センサ 6で検出し た信号は増幅器 10を経て信号処理装置 11に入力され、ここで傷に対応する信号を 取り出すための必要な処理が施された後、表示装置 13に送られる。

[0018] 次いで、この検査装置の作動及び検査方法について説明する。励磁コイル 5に直 流電源から電流を流すと枠体 4は電磁石となり、回転する電池外装ケース 1の近傍に 対向して置かれた枠体 4の両端部には、 N極と S極とが生じる。そうすると、図 3に図 示されるように、電池外装ケース 1を通過して磁束が N極から S極に流れ込む。永久 磁石を用いる場合には、その N極と S極を電池外装ケース 1を挟んで対向して配置す る。なお、図 3では理解を容易にするため、電池外装ケース 1の厚みを強調している 力 実際の厚みは 0. lmm〜0. 2mm程度の薄いものである。

[0019] 電池外装ケース 1を通過する磁束は主にその表面付近を流れ、このときに欠陥等 の傷が存在すると、電池外装ケース 1の表面から磁束が漏洩する。この漏洩磁束を 磁気センサ 6で検出して傷の有無を検査することができる。電池外装ケース 1を回転 装置 2により回転させると、磁気センサ 6が置かれた位置において円筒状の電池外装 ケース 1の全周に亘り傷の検出が可能となる。このときに、原理的には 1回転で全周 の検査が可能である力 検査精度を高めるためには複数回の回転による測定検査が 好ましい。そして、磁気センサ 6を電池外装ケース 1の軸方向に移動させ各位置にお いて傷の検出を行うと、電池外装ケース 1の全表面の検査が実施されることとなる。 [0020] 1個の磁気センサ 6を軸方向に移動させる代わりに、図 4の変形例に示すように、複 数の磁気センサ 6を電池外装ケース 1に沿って配置し、各々の磁気センサ 6がその位 置で同時に傷の検出を行うように構成することもできる。これによると、磁気センサ 6を 幅方向に移動して検査を繰り返す必要なぐ全表面の傷を検査することができるから 、検査時間が大幅に短縮され、大量に生産される電池外装ケースを、製造ラインに おいて検査する装置に好適である。また、磁気センサ 6は固定されるので、磁気セン サの移動に起因したノイズの発生もない。このときにも、電池外装ケース 1を複数回回 転させて測定検査を実行すると検査精度を高めることができる。この変形例では、複 数の磁気センサ 6からの検出信号は、多チャンネルの信号として信号処理装置 11に 送られる。

[0021] 図 5には、本発明の検査装置を使用して電池外装ケースの傷を検査したときの結 果を示す。これは、細力な傷を付けた電池外装ケースを回転させ、磁気センサにより 検出した信号を、信号処理装置を介して表示装置であるオシロスコープに表示させ たもので、横軸が時間軸であり、縦軸が信号レベルを表す。検査結果には電池外装 ケースの 1回転毎に表面の傷による信号レベルの鋭いピークが現れており、本発明 の装置により細かな傷の検出が可能であることが分かる。

[0022] 以上詳述したように、本発明は、磁性体である例えば鋼板製の、円筒状となった電 池外装ケースにおける傷を検査するため、電池外装ケースを回転させながらこれに 磁束を流し、電池外装ケースに近接して置かれた磁気センサにより漏洩磁束を検出 して表示装置に表示させるものである。上述の実施例では、磁石の両極となる枠体 の両端部が上となるよういわば縦置きとしているが、これを横置きとしてもよい。また、 表示装置としては、オシロスコープに限らず、記録媒体にディジタルデータとして保 存しこれを表示するもの等各種の手段が採用できることは明らかである。

産業上の利用可能性

[0023] 本発明では、電池外装ケースを、その円筒状の中心軸の周りに回転させるとともに 、回転中の電池外装ケースに磁石により磁束を流し、さらに、電池外装ケースに近接 して配置した磁気センサによって、電池外装ケースに傷があった場合に生じる漏洩 磁束を検出する。電池外装ケースは中心軸の周りに回転するから、その表面と磁気 センサとの距離が変化することはなぐ円筒状の電池外装ケースに存在する傷を安 定して検出することができる。また、磁気センサの検出信号を処理し表示する信号処 理装置及び表示装置を備えているため、傷の位置を明確に捉えることが可能である

。こうした効果は、請求項 4の発明のように、本発明を方法の発明として実施したとき ち達成することがでさる。

[0024] 請求項 2の発明では、磁気センサを円筒状の電池外装ケース軸方向に移動するこ とにより、電池外装ケースの表面を軸方向に走査するので、 1個の磁気センサにより 軸方向に異なる位置にある傷の検出が可能となる。

[0025] 請求項 3の発明のように、複数個の磁気センサを円筒状の電池外装ケースに沿つ て配置し、各々の磁気センサにより傷の検出を行う場合においては、電池外装ケー スの軸方向の全幅に亘つて同時に傷の検出を行うことができる。したがって、基本的 には電池外装ケースを 1回転させると全ての表面の位置における傷の検査が可能と なり、検査時間を大幅に短縮することができる。さらに、各磁気センサは、電池外装ケ 一スの径方向にも軸方向にも移動しな 、から、磁気センサの移動に伴 、検出信号に ノイズが混入するのを回避できる効果がある。

Claims

請求の範囲

[1] 円筒状の電池外装ケース（1)の傷を検査する装置であって、

前記電池外装ケース（1)を、その円筒状の中心軸の周りに回転させる回転装置（2) と、前記電池外装ケース（1)に磁束を流すよう前記電池外装ケースの外側に対向し て置かれた磁石の磁極と、前記電池外装ケース（1)に近接して置かれた磁気センサ (6)とを有しており、かつ、

前記磁気センサ (6)により検出した信号を処理する信号処理装置（11)と、処理した 結果を表示する表示装置（12)とを備えていることを特徴とする検査装置。

[2] 前記磁気センサ（6)は、円筒状の前記電池外装ケース（1)の中心軸と平行に、軸方 向に移動可能に構成されて 、る請求項 1に記載の検査装置。

[3] 前記磁気センサ（6)は、円筒状の前記電池外装ケースに沿って複数個配置されてい る請求項 1に記載の検査装置。

[4] 円筒状の電池外装ケース（1)の傷を検査する方法であって、

前記電池外装ケース（1)を、その円筒状の中心軸の周りに回転させる手段と、前記 電池外装ケースの外側に対向して置かれた磁石の磁極により前記電池外装ケース に磁束を流す手段と、前記電池外装ケースに近接して置かれた磁気センサ（6)によ り漏洩磁束を検出する手段とを有しており、

前記電池外装ケース（1)を回転させながらこれに磁束を流し、漏洩磁束を検出して その検出信号を処理し表示することを特徴とする検査方法。