(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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