(57)【要約】【課題】アルミニウムケースにおける傷の検出精度の低下を抑制することができるアルミニウムケースの検査方法を提供すること。【解決手段】アルミニウムケース１３の内面の傷を検査する光切断法は、スリット光源３２から照射されたレーザ光を、アルミニウムケース１３の内面に向けて屈折させ、アルミニウムケース１３の内面で反射した反射光３２ｂを撮像してアルミニウムケース１３の内面を検査する。スリット光源３２から照射されるレーザ光は、アルミニウムによる吸収が少なく、かつ反射率が６０％以上のレーザ光である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光切断法によるアルミニウムケースの検査方法であって、
前記アルミニウムケースは、多角形状の底板と、該底板の側縁部から立設された側壁と、前記側壁で囲まれた開口と、を有する有底多角箱状であり、
前記光切断法は、光源から照射された光を、前記アルミニウムケースの内面に向けて屈折させ、前記アルミニウムケースの内面で反射した反射光を撮像して前記アルミニウムケースの内面を検査する方法であり、
前記光は、アルミニウムによる吸収が少なく、かつ反射率が６０％以上のレーザ光であることを特徴とするアルミニウムケースの検査方法。
【請求項２】
前記レーザ光は、波長が５３２ナノメートルの緑色レーザ光又は波長が４０５ナノメートルの青紫色レーザ光である請求項１に記載のアルミニウムケースの検査方法。
【請求項３】
前記底板は矩形状であり、
前記光源からの光の照射方向に沿う直線が回転中心となるように前記アルミニウムケースに向かう光の位置を回転させつつ、前記光源の位置を前記底板の長辺の延びる方向へ移動させていく請求項１又は請求項２に記載のアルミニウムケースの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光切断法によるアルミニウムケースの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、電動機などへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが搭載されている。二次電池は、電極組立体及び電解液を収容する電池ケースを備える。電池ケースは、樹脂製ケースや金属製ケースなどが知られているが、リチウムイオン電池（リチウムイオン二次電池）の場合、例えば、電極組立体を挿入可能な開口を有する有底矩形箱状のアルミニウムケースと、このアルミニウムケースの開口を閉鎖する矩形板状の蓋とから構成されているものが知られている。
【０００３】
二次電池のアルミニウムケースは、主に絞り加工によって成形されており、矩形板状の底板と、底板の各縁部から立設された側壁とを有する。電極組立体は、アルミニウムケースに合わせた直方体状であり、矩形シート状の正極電極と、矩形シート状の負極電極と、これらを絶縁する矩形シート状のセパレータとを、交互に積層して構成されている。
【０００４】
ところで、アルミニウムケースは、その製造工程において、表面に傷が付くことがある。表面のうちケース外面には、例えば、搬送中のケース同士の接触により傷が付くことがある。また、表面のうちケース内面には、絞り加工によるアルミニウムケースの成形において、パンチによってアルミニウム板をプレスし、箱状に成形した後、パンチを抜く際、アルミニウムケースの内面がパンチによって擦れて、傷が付くことがある。アルミニウムケースの、特に側壁表面（内外面）に傷が付いていると、そのアルミニウムケースを使用した二次電池において、充放電に伴う電極組立体の積層方向への膨張・収縮を原因として、電極組立体の積層方向の端面に対向した側壁に応力が発生し、この応力の発生した側壁に、傷を起点として亀裂が発生する虞がある。
【０００５】
このため、二次電池の製造工程には、アルミニウムケース内外面の傷の有無を検査する工程が含まれる。表面検査の方法は、例えば、ＣＣＤカメラを用いた外観検査であるが、ケース外面の検査に対し、ケース内面の検査は精度が落ちる問題があった。
【０００６】
筐体や管の内面の検査方法としては、ＣＣＤカメラによる外観検査の他に、光切断法を用いた検査がある。例えば、特許文献１に開示の内面検査装置は光切断法によって、検査対象の内面を検査する装置である。この内面検査装置は、スリット光源とカメラを備える。また、内面検査装置は、スリット光源からのスリット光の照射方向を横方向に屈折させるスリット光屈折用部材と、カメラの視線方向を横方向に屈折させる視線屈折用部材を備える。
【０００７】
そして、特許文献１に開示の内面検査装置を用いた光切断法による検査では、細管等の検査対象に対し、スリット光源からスリット光を照射し、スリット光をスリット光屈折用部材によって屈折させ、検査対象の内面に向かわせる。ここで、スリット光源、スリット光屈折用部材、カメラ、及び視線屈折用部材を一体で回転させることにより、検査対象の全内周に向けてスリット光が照射される。そして、検査対象の内面で反射した光を、視線屈折用部材を介してカメラにより撮像し、撮像された画像から、検査対象の内面の検査を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２７８７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１の内面検査装置を用いた光切断法による検査では、検査対象が円筒状であれば、光源から検査対象の内面までの距離は、検査対象の内面のいずれの位置でも同じであり、スリット光の反射率は同じとなってカメラでの撮像に支承を来さない。しかし、四角箱状のアルミニウムケースの場合、その内面の角部では光源からの距離がその他の部位より長くなり、反射したスリット光の光度が低下してしまい、角部付近の画像レベルが低下し、傷の検出精度が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、アルミニウムケースにおける傷の検出精度の低下を抑制することができるアルミニウムケースの検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題点を解決するためのアルミニウムケースの検査方法は、光切断法によるアルミニウムケースの検査方法であって、前記アルミニウムケースは、多角形状の底板と、該底板の側縁部から立設された側壁と、前記側壁で囲まれた開口と、を有する有底多角箱状であり、前記光切断法は、光源から照射された光を、前記アルミニウムケースの内面に向けて屈折させ、前記アルミニウムケースの内面で反射した反射光を撮像して前記アルミニウムケースの内面を検査する方法であり、前記光は、アルミニウムによる吸収が少なく、かつ反射率が６０％以上のレーザ光であることを要旨とする。
【００１２】
これによれば、光は、アルミニウムによる吸収が少なく、かつ反射率が６０％以上のレーザ光であるため、反射光の光度が低下しにくく、カメラで撮像された画像の精度が低下しにくい。また、アルミニウムケースを開口から平面視した場合、光源からアルミニウムケースの内面までの距離は、光がアルミニウムケースの内面への入射角が９０度となるときが最も短くなり、反射光の光度も低下しにくい。その一方で、角部では、入射角が９０度より小さくなるため、光源から角部までの距離は、入射角が９０度の場合より長くなり、反射光の光度が低下するし、反射光の向きが乱れやすい。しかし、光の性質を特定し、光の反射率の低下を抑制するようにしておくことで、アルミニウムケースの角部であっても反射光の光度低下が抑制され、撮像された角部付近の画像レベルの低下が抑制される結果、傷の検出精度の低下を抑制することができる。
【００１３】
また、アルミニウムケースの検査方法について、前記レーザ光は、波長が５３２ナノメートルの緑色レーザ光又は波長が４０５ナノメートルの青紫色レーザ光であるのが好ましい。
【００１４】
これによれば、光源から照射された光の直進性を高め、アルミニウムケースの内面で光の反射率の低下を抑制することができる。
また、アルミニウムケースの検査方法について、前記底板は矩形状であり、前記光源からの光の照射方向に沿う直線が回転中心となるように前記アルミニウムケースに向かう光の位置を回転させつつ、前記光源の位置を前記底板の長辺の延びる方向へ移動させていってもよい。
【００１５】
これによれば、アルミニウムケースに向かう光の位置を回転させることで、アルミニウムケースに向かう光の位置が一回転する間に、底板の長側縁部から立設された一対の側壁に対して光が照射される。それに加え、光源を底板の長辺の延びる方向へ移動させていく。このため、例えば、片方の側壁だけに光を照射しつつ、底板の長辺の延びる方向へ光源を移動させて検査する場合と比べると、検査時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アルミニウムケースにおける傷の検出精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の二次電池を示す分解斜視図。
【図２】検査装置によるアルミニウムケースの検査状態を示す斜視図。
【図３】検査装置によるアルミニウムケースの検査状態を示す部分側断面図。
【図４】検査装置によるアルミニウムケースの検査状態を示す平断面図。
【図５】検査装置によるアルミニウムケースの検査状態を示す部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、アルミニウムケースの検査方法を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
まず、アルミニウムケースを備える二次電池について説明する。
【００１９】
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は角型電池であり、リチウムイオン電池である。二次電池１０は、電池ケース１１を備え、電池ケース１１には電極組立体１２が収容されている。電池ケース１１は、有底四角箱状（有底多角箱状）のアルミニウムケース１３と、矩形平板状の蓋体１４とからなる。蓋体１４は、アルミニウムケース１３に電極組立体１２を収容するための開口を閉塞する。蓋体１４はアルミニウム製である。
【００２０】
図２に示すように、アルミニウムケース１３は、矩形板状の底板２１と、底板２１の長縁部から立設された側壁としての一対の長側壁２２と、底板２１の短縁部から立設された側壁としての一対の短側壁２３と、を有する。アルミニウムケース１３は、一対の長側壁２２と、一対の短側壁２３で囲まれた開口を有する。
【００２１】
図１に示すように、電極組立体１２は、複数の矩形シート状の正極電極１５と、複数の矩形シート状の負極電極１６とが、両者の間を絶縁した状態で交互に積層されて構成されている。つまり、アルミニウムケース１３の形状は、電極組立体１２の形状に合わせた直方体状である。
【００２２】
次に、アルミニウムケース１３の内面を検査する検査装置について説明する。
図２又は図３に示すように、検査装置３０は、筐体３１を備え、検査装置３０は筐体３１内にスリット光源３２を備える。スリット光源３２は、レーザ光を照射可能である。また、検査装置３０は、筐体３１内に撮像装置としてのカメラ３３を備える。検査装置３０は、筐体３１に連結された管体３４を備え、スリット光源３２から照射されたレーザ光は、管体３４の中心軸線Ｌの延びる方向に沿って管体３４内を進む。
【００２３】
本実施形態において、スリット光源３２から照射されるレーザ光は、アルミニウムによる吸収が少なく、かつアルミニウムでの反射率が６０％以上のレーザ光である。具体的には、レーザ光としては、可視光線の中でも、赤色の波長よりも青紫の波長寄りの波長のレーザ光が使用され、より具体的には、波長５３２ｎｍ（ナノメートル）の緑色レーザ光や、波長４０５ｎｍ（ナノメートル）の青紫色レーザ光が使用される。
【００２４】
管体３４は、中心軸線Ｌに沿う先端側にスリット３４ａを備える。また、検査装置３０は、管体３４内においてスリット３４ａと対応した位置にスリット光屈折用部材３５を備え、このスリット光屈折用部材３５は管体３４に固定されている。スリット光屈折用部材３５は、スリット光源３２から照射されたレーザ光をスリット３４ａに向かうように屈折させ、管体３４の外へ進むように屈折させる。その結果、スリット光源３２から照射されたレーザ光は、スリット３４ａを通過してスリット光３２ａとなり、アルミニウムケース１３の内面に照射される。
【００２５】
また、検査装置３０は、管体３４内において、スリット３４ａと対応した位置に屈折用部材３６を備え、この屈折用部材３６は管体３４に固定されている。屈折用部材３６は、アルミニウムケース１３の内面で反射して管体３４に向けて進んだ反射光３２ｂを、管体３４の中心軸線Ｌに沿う方向へ進むように屈折させる。このため、屈折用部材３６で屈折した反射光３２ｂは、カメラ３３に向けて進む。そして、カメラ３３は、カメラ３３に向けて進んだ反射光３２ｂから、アルミニウムケース１３の内面を撮像する。検査装置３０は、図示しないモニタを備え、カメラ３３で撮像した画像がモニタに表示される。
【００２６】
検査装置３０は、筐体３１及び管体３４を回転させる回転装置３７を備える。回転装置３７は、スリット光源３２からのレーザ光の照射方向に延びる直線（中心軸線Ｌ）を回転中心として筐体３１及び管体３４を一体で回転させる。管体３４の回転により、スリット３４ａの位置は、管体３４の周方向に移動する。
【００２７】
検査装置３０は、搬送テーブル３９を備える。搬送テーブル３９は、アルミニウムケース１３の一方の長側壁２２の外面全体を載せた状態で載置可能な載置面３９ａを有し、載置面３９ａは平坦面である。検査装置３０の管体３４は、搬送テーブル３９に載置されたアルミニウムケース１３の開口に挿入可能な位置にある。
【００２８】
搬送テーブル３９は、管体３４の中心軸線Ｌに沿う方向へ移動可能である。このため、管体３４のスリット３４ａをアルミニウムケース１３内に挿入した状態で、搬送テーブル３９を、筐体３１に近付けると、スリット３４ａがアルミニウムケース１３の底板２１に近付き、搬送テーブル３９を、筐体３１から離すと、スリット３４ａがアルミニウムケース１３の開口に近付く。よって、搬送テーブル３９を移動させることで、スリット３４ａが配置される位置をアルミニウムケース１３の深さ方向に移動させることができる。
【００２９】
また、搬送テーブル３９は、載置面３９ａに沿い、かつ中心軸線Ｌに直交する方向（以下、幅方向とする）へ移動可能である。このため、搬送テーブル３９を幅方向に沿って移動させると、スリット３４ａが配置される位置を底板２１の長辺の延びる方向に沿って移動させることができる。
【００３０】
次に、検査装置３０によるアルミニウムケース１３の検査方法を作用とともに説明する。なお、アルミニウムケース１３の外面の検査については、従来と変わるものではないため、その説明を省略し、ここではアルミニウムケース１３の内面の検査方法を説明する。
【００３１】
傷の検査は、アルミニウムケース１３の内面において、一対の長側壁２２を中心に行う。
電極組立体１２の積層方向の各端面はそれぞれ長側壁２２の内面に接触している。そして、電極組立体１２は、充放電に伴い、積層方向に沿って膨張・収縮を繰り返す。すると、電極組立体１２の積層方向の各端面が接触した長側壁２２には、電極組立体１２の膨張・収縮に伴い、応力が発生する。その一方で、短側壁２３には、電極組立体１２の積層方向への膨張・収縮が発生しても、大きく変形することは無く、応力が発生しにくい。そして、長側壁２２では、電極組立体１２の膨張・収縮に伴う応力が発生すると、表面の傷を起点として、亀裂が発生することがある。よって、長側壁２２の亀裂を抑止するために、その長側壁２２の傷を検出し、傷のあるアルミニウムケース１３は、二次電池１０の製造ラインから取り除く。
【００３２】
まず、図２に示すように、アルミニウムケース１３を、一方の長側壁２２の外面が搬送テーブル３９の載置面３９ａに接する状態で載置する。次に、アルミニウムケース１３内に管体３４の先端側を挿入し、スリット３４ａがアルミニウムケース１３の内面に対向するまで、搬送テーブル３９をアルミニウムケース１３の深さ方向へ移動させる。
【００３３】
次に、図３に示すように、スリット光源３２からレーザ光を照射させ、スリット光屈折用部材３５で反射させる。そして、反射したレーザ光は、スリット３４ａを通過してスリット光３２ａとしてアルミニウムケース１３の内面に照射される。長側壁２２の内面で反射したスリット光３２ａは反射光３２ｂとなり、スリット３４ａを通過して、屈折用部材３６で反射し、カメラ３３に向かって進み、カメラ３３で撮像される。
【００３４】
図３又は図４に示すように、回転装置３７によって、中心軸線Ｌを回転中心として管体３４を回転させ、スリット３４ａの位置を管体３４の周方向に沿って移動させる。すると、スリット光源３２も回転し、アルミニウムケース１３に向けて屈折した光、すなわちスリット光３２ａが照射される位置も、中心軸線Ｌを回転中心として移動していく。このため、図４に示すように、スリット光源３２が一回転する間に、スリット光３２ａは、一対の長側壁２２に対して照射される。
【００３５】
また、管体３４を回転させつつ、搬送テーブル３９を筐体３１に近付ける方向へ移動させていく。すると、スリット光３２ａは、アルミニウムケース１３の深さ方向に沿って、中心軸線Ｌを中心に螺旋状に照射されていき、アルミニウムケース１３の内面を開口側から底板２１に向けて撮像していく。
【００３６】
その後、搬送テーブル３９をアルミニウムケース１３の幅方向へ移動させ、上記と同様に、スリット光３２ａを、アルミニウムケース１３の深さ方向に沿って、中心軸線Ｌを中心に螺旋状に照射していき、長側壁２２の内面全体を撮像する。
【００３７】
図５に示すように、スリット３４ａが長側壁２２の内面に対向し、長側壁２２の内面へのスリット光３２ａの入射角が９０度のとき、スリット光源３２から長側壁２２内面までの距離が最短となり、このときが反射光３２ｂの光度も低下しにくい。
【００３８】
その一方で、長側壁２２と短側壁２３が交差した角部では、管体３４を角部に最接近させたとしても、アルミニウムケース１３を開口から見た平面視では、スリット３４ａは角部に対し斜め側方に位置し、スリット光３２ａの入射角は９０度より小さくなる。
【００３９】
このため、アルミニウムケース１３の平面視において、スリット光源３２から角部までの距離は、スリット光３２ａの長側壁２２への入射角が９０度の場合より長くなる。しかし、本実施形態では、スリット光３２ａとなるレーザ光を、特定の波長のレーザ光としたため、スリット光３２ａは、角部であっても反射光３２ｂの光度の低下が抑制される。
【００４０】
そして、カメラ３３によって撮像された長側壁２２の内面での画像をモニタリングして、傷の有無を検査する。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００４１】
（１）スリット光源３２から照射されるレーザ光を、アルミニウムでの吸収が少なく、かつ反射率が６０％以上のレーザ光とした。このため、アルミニウムケース１３の角部であっても反射光３２ｂの光度の低下を抑制し、カメラ３３で適格に撮像することができる。よって、角部付近であっても、カメラ３３で撮像された画像の精度低下が抑制され、アルミニウムケース１３内面の傷の検出精度の低下を抑制することができる。
【００４２】
（２）レーザ光は、波長５３２ナノメートルの緑色レーザ光や、波長４０５ナノメートルの青紫色レーザ光である。このため、スリット光３２ａの直進性を高め、スリット光３２ａの反射率の低下を抑制し、カメラ３３で適格に撮像することができる。
【００４３】
（３）筐体３１及び管体３４を回転させつつ、搬送テーブル３９によってアルミニウムケース１３を、底板２１の長辺の延びる方向に沿って移動させる。このため、管体３４が一回転する間に、一対の長側壁２２の内面を撮像することができ、しかも、底板２１の長辺の延びる方向にも撮像できる。したがって、例えば、片方の長側壁２２の内面を撮像した後、もう片方の長側壁２２の内面を撮像する場合と比べると、検査時間を短縮することができる。
【００４４】
（４）検査装置３０は搬送テーブル３９を備える。このため、搬送テーブル３９を移動させることで、スリット光３２ａをアルミニウムケース１３の深さ方向及び幅方向に沿って照射させ、アルミニウムケース１３の全体を検査することができる。
【００４５】
（５）アルミニウムケース１３は、二次電池１０の電池ケース１１を構成する。電池ケース１１において、特に長側壁２２の内面に傷があると、電極組立体１２の積層方向への膨張・収縮の繰り返しにより、傷を起点として長側壁２２に亀裂が発生することがある。よって、二次電池１０の製造工程において、アルミニウムケース１３の内面の傷の有無の検査は重要である。光切断法を採用し、その光となるレーザ光の性質を特定した光切断法による検査は、二次電池１０のアルミニウムケース１３の傷の検査方法に好適である。
【００４６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  回転装置３７によって、管体３４や筐体３１を回転させず、スリット３４ａを片方の長側壁２２の内面に対向させたまま、スリット３４ａの位置を底板２１の長辺の延びる方向へ移動させて検査してもよい。この場合、底板２１の長辺の延びる方向に沿って内面を検査した後、スリット３４ａの位置を深さ方向に移動させ、続けて、底板２１の長辺の延びる方向に沿って検査する工程を繰り返す。
【００４７】
○  レーザ光の波長は、アルミニウムによる吸収が少なく、かつ反射率が６０％以上のレーザ光であれば、波長が５３２ｎｍの緑色レーザ光又は波長が４０５ｎｍの青紫色レーザ光でなくてもよい。
【００４８】
○  実施形態では、電極組立体１２の積層方向に沿って電極組立体１２に対向した長側壁２２について、傷の検査を行うようにした。電極組立体１２の積層方向が、一対の短側壁２３の対向する方向であれば、短側壁２３の内面について傷の検査を行う。
【００４９】
○  アルミニウムケース１３は、底板２１が正方形状、平行四辺形、台形、菱形等の四角箱状であってもよいし、三角形状、五角形状、六角形状であってもよい。
○  検査装置３０の検査するアルミニウムケースは、二次電池１０用のアルミニウムケース１３でなく、その他の用途のアルミニウムケースであってもよい。
【００５０】
○  蓄電装置は、二次電池でなく、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○  二次電池は、リチウムイオン電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。
【００５１】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記アルミニウムケースは、蓄電装置の電池ケースを構成するアルミニウムケースの検査方法。
【００５２】
（ロ）前記蓄電装置は二次電池であるアルミニウムケースの検査方法。
【符号の説明】
【００５３】
１３…アルミニウムケース、２１…底板、２２…側壁としての長側壁、２３…側壁としての短側壁、３２…光源としてのスリット光源、３２ｂ…反射光。
【図１】
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【図２】
2017015595.tif 000004
【図３】
2017015595.tif 000005
【図４】
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【図５】
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