(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面側の中央部が凸形化され、かつ他主面側へ接合された集電棒にパッキンを圧入・嵌合装着させたパッキン付電極端子の一主面側に一様な明るさの光を照射し、
前記光照射した面の反射画像を画像処理して電極端子の凸形円周領域及びパッキン外周縁領域に少なくとも３ヶ所づつ検査領域を指定し、前記指定した各検査領域の反射画像を多階調に濃度処理し、
前記濃度処理した検査領域ごとに濃度差の局部的変化に対応する位置座標を算出し、
前記位置座標に基づいて凸形円周領域の中心座標とパッキン外周縁領域の中心座標を算出し
前記凸形円周領域の中心座標と前記パッキン外周縁領域の中心座標を比較して位置ズレ距離を算出し、
前記算出した位置ズレ距離を基準値と比較して良否判定・判別することを特徴とするパッキン付電極端子の位置ズレ検査法。
【請求項２】
一主面側の中央部が凸形化され、かつ他主面側に接合された集電棒にパッキンを圧入・嵌合装着させたパッキン付電極端子を水平に保持する電極端子保持機構と、
前記電極端子保持機構に保持されたパッキン付電極端子の凸形面側に配置され、凸形面を含む一主面側に一様な明るさの光で照射する照射光源と、
前記光照射面の反射画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像データを画像処理し、かつ画像処理された電極端子の凸形円周領域及びパッキン外周縁領域に少なくとも３ヶ所づつ検査領域を指定する手段と、
前記指定した各検査領域の反射画像を多階調に濃度処理し、かつ濃度処理した検査領域ごとに濃度差の局部的変化に対応する位置座標を算出し、前記位置座標に基づいて凸形円周領域の中心座標とパッキン外周縁領域の中心座標を算出する演算手段と、
前記凸形円周領域の中心座標と前記パッキン外周縁領域の中心座標を比較し位置ズレ距離を算出して良否を判定・判別する判定手段と、を有することを特徴とするパッキン付電極端子の位置ズレ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッキン付電極端子の位置ズレ検査法及び検査装置に係り、さらに詳しくは円筒形電池用のパッキン付電極端子の位置ズレ検査法及び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、近年、半導体などのエレクトロニクスの技術進歩に伴って、ラジオ類、カメラ類あるいはゲーム機などの電子機器類の小形化や、ポータブル化の要求が高まっている。こうした動向に対応して、電子機器類の電源として搭載される円筒形のアルカリマンガン電池など、一次電池の需要が高まるとともに、生産性の向上、高容量化、コスト低減、高品質性なども望まれている。
【０００３】
図４は、円筒形アルカリマンガン電池の要部構成例を断面的に示したもので、１は正極端子を兼ねる円筒状の電池外装缶、２は前記電池外装缶１内に同心円的に収納・装着された円筒状の正極作用物質、３は前記正極作用物質２の空洞部に装着・配置された電解液を担持する有底円筒状のセパレータである。また、４は前記セパレータ３内に充填・収納されたゲル状の負極作用物質、５は前記負極作用物質４中に一端側が挿入された負極集電棒、６は前記集電棒５の他端が電気的に接続する帽子状の負極端子（封口板）、７は負極側（集電棒５及び負極端子６）と正極側（電池外装缶１）側とを電気的に絶縁する一方、気密な封口に寄与するパッキン、８は前記パッキン７に挿入・内装されたリング状の金属板である。なお、電池外装缶１の開口端縁側の気密な封口は、開口端縁部を内側に屈曲することによりなされている。
【０００４】
そして、前記円筒形電池の組立・製作に当たっては、図５に概略構成を断面的に示すように、負極集電棒５、負極端子６及びリング状の金属板８を挿入・内装させたパッキン７を予め一体化させておき、この一体化させた集合体９を電池外装缶１の開口端縁側に装着・配置する構成が採られている。すなわち、一主面側の中央部が凸形化された帽子状の負極端子６の他主面側で、前記凸形に対応する凹形部に負極集電棒５を抵抗溶接６ａなどによって接合し、この負極集電棒５に、リング状の金属板８を挿入・内装させたパッキン７を圧入・嵌合装着させ、集合体化しておくことにより、生産ラインにおける部材点数の低減化、組立操作の簡略化などを図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記生産ラインにおける製作・操作の簡略化に当たっては、負極集電棒５、負極端子６及びリング状の金属板８を挿入・内装させたパッキン７が一定の規格を保って集合体化していることが前提となる。すなわち、集合体９の構成は、（ａ）負極集電棒５が負極端子６面に対して垂直に、かつ中心部に接合配置されていること、（ｂ）負極集電棒５に対するリング状の金属板８を挿入・内装するパッキン７が同心円的に圧入・嵌合装着されていること、などが前提になる。
【０００６】
さらに言及すると、負極集電棒５が負極端子６に対して中心位置からズレた位置に接合していると、圧入・嵌合装着したパッキン７が負極端子６に対して非同心円的となる。また、負極集電棒５が負極端子６に対してほぼ垂直方向からズレて（斜め方向に）接合していると、パッキン７が負極端子６に対して斜めに装着された位置関係を採ることになる。
【０００７】
ここで、負極端子６に対するパッキン７の位置ズレ（非同心円化、非平行化）は、電池外装缶１開口部の気密な封口を困難化し、希には、封口工程において、負極集電棒５がセパレータ３を突き破る（損傷）こともある。したがって、円筒形電池の信頼性、及び製造歩留まりなどを確保する上で、前記集合体９は、許容される範囲で一定の規格を満たしていることが望まれる。
【０００８】
上記、集合体９の位置ズレに基づく問題の回避・解消は、生産ラインへの供給に先立って、集合体９の外形・位置検査が望まれ、通常、熟練作業者の目視的な抜き取り検査で良品・不良品を選別している。しかし、熟練作業者の目視的な検査・選別は、一定精度の判別能の持続性、量産性などに限界があるため、充分な対応策とは言えない。特に、円筒型電池の小形化、需要に対する大量生産などが進行する円筒形電池の組立・製作においては、より実用的で有効な検査法ないし検査手段の開発が期待されている。
【０００９】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、円筒形電池の封口用電極端子系集合体の位置ズレなどを精度よく、かつ量産的に検査・判別できる検査法及び検査装置の提供を目的とする。
【００１０】
請求項１の発明は、一主面側の中央部が凸形化され、かつ他主面側へ接合された集電棒にパッキンを圧入・嵌合装着させたパッキン付電極端子の一主面側に一様な明るさの光を照射し、
前記光照射した面の反射画像を画像処理して電極端子の凸形円周領域及びパッキン外周縁領域に少なくとも３ヶ所づつ検査領域を指定し、前記指定した各検査領域の反射画像を多階調に濃度処理し、
前記濃度処理した検査領域ごとに濃度差の局部的変化に対応する位置座標を算出し、
前記位置座標に基づいて凸形円周領域の中心座標とパッキン外周縁領域の中心座標を算出し
前記凸形円周領域の中心座標と前記パッキン外周縁領域の中心座標を比較して位置ズレ距離を算出し、
前記算出した位置ズレ距離を基準値と比較して良否判定・判別することを特徴とするパッキン付電極端子の位置ズレ検査法。
【００１１】
請求項２の発明は、一主面側の中央部が凸形化され、かつ他主面側に接合された集電棒にパッキンを圧入・嵌合装着させたパッキン付電極端子を水平に保持する電極端子保持機構と、
前記電極端子保持機構に保持されたパッキン付電極端子の凸形面側に配置され、凸形面を含む一主面側に一様な明るさの光で照射する照射光源と、
前記光照射面の反射画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像データを画像処理し、かつ画像処理された電極端子の凸形円周領域及びパッキン外周縁領域に少なくとも３ヶ所づつ検査領域を指定する手段と、
前記指定した各検査領域の反射画像を多階調に濃度処理し、かつ濃度処理した検査領域ごとに濃度差の局部的変化に対応する位置座標を算出し、前記位置座標に基づいて凸形円周領域の中心座標とパッキン外周縁領域の中心座標を算出する演算手段と、
前記凸形円周領域の中心座標と前記パッキン外周縁領域の中心座標を比較し位置ズレ距離を算出して良否を判定・判別する判定手段と、を有することを特徴とするパッキン付電極端子の位置ズレ検査装置。
【００１２】
請求項１及び２の発明において、被検査体となる集合体は、一主面側の中央部が凸形化され、かつ他主面側が対応して凹形に形成された電極端子と、前記電極端子の凹形部に接合された集電棒と、前記集電棒に圧入・嵌合装着させた金属板挿入形のパッキンとで構成されている。ここで、集合体の基本的な構成は、上記図５に示すよう構成を採っており、円筒型電池の品種・規格に応じて、外形・寸法など決められる。
【００１３】
そして、被検査面（被検査領域）は、電極端子の凸形化部及び電極端子外周縁部に突出するパッキンの外周縁領域であり、その反射画像を精度よく得るために、水平に保持するとともに、ほぼ一様に光照射を行う必要がある。ここで、集合体を水平に保持するため、集電棒が挿通する貫通孔を有する平板形で、さらに量産的な検査を行い易くするために、たとえば回転テーブル形の電極端子保持機構が好ましい。
【００１４】
また、前記集合体の電極端子凸形面側をほぼ一様な明るさの光で照射する照射光源としては、たとえば小形白熱電球の複数個を被照射面側に配置する構成が採られる。なお、照射光源の種類、明るさ及び配置は、被検査体の被光照射面の大きさや形状などを考慮して決められる。
【００１５】
請求項１及び２の発明において、被光照射面の反射画像は、たとえばＣＣＤカメラなどの撮像装置で行われる。そして、この撮像装置による撮像データは、画像処理部で画像処理される一方、画像処理された電極端子の凸形円周画像領域及びパッキン外周縁画像領域に少なくとも３ヶ所づつ検査領域を指定するように構成されている。
【００１６】
ここで、検査領域の指定は、たとえばＸ，Ｙ軸方向の４ヶ所であるが、要するに相対的な位置ズレないし位置ズレの程度を把握できれば、４ヶ所に限定されるものでなく、放射状に少なくとも３ヶ所、選択・設定すればよい。なお、一般的に、画像処理を施した画像は、モニターテレビに映し出し、一次的な目視検査を行えるようにしておくことが望ましい。
【００１７】
請求項１及び２の発明において、指定した各検査領域の反射画像は、多階調に濃度処理し、反射画像を鮮明化する必要がある。つまり、多階調に濃度処理し、位置関係などを精細に検出できるようにしておけば、検査の信頼性の向上を図れる。さらに言及すると、指定した検査領域ごとに、濃度差の局部的変化に対応する座標軸を演算手段で算出する。そして、算出した座標軸データを比較し、画像中心座標軸に対する位置ズレ距離を算出し、良否を判定・判別して不良品を取り除き、良品のみを円筒形電池の製造ラインに供給する。なお、ここでの良否判定・判別は、予め設定してある許容範囲内にあるか否かで決められる。
【００１８】
請求項１及び２の発明では、被検査領域を反射画像化し、この反射画像の少なくとも３ヶ所を選択的に、多階調に濃度処理して鮮明化した状態で、中心軸に対する電極端子の外周縁、及びパッキンの外周縁の位置ズレの有無を電子的に検出・比較する。つまり、パッキン付電極端子の位置ズレの有無、及び位置ズレの程度（良否）を精度よく、かつ容易に判別できるので、円筒形電池の信頼性及び量産性の向上に大きく寄与する。
【００１９】
【発明の実施形態】
以下、図１、図２、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）、及び図６を参照して実施例を説明する。
【００２０】
図１は、実施例に係る電極端子の位置ズレ検査装置の要部構成を示す側面図である。図１において、１０は一主面側が凸形化され、かつ他主面側に接合された集電棒にパッキンを圧入・嵌合装着させたパッキン付電極端子（集合体）９を水平に保持する電極端子保持機構、１１は前記電極端子保持機構１０に保持されたパッキン付電極端子（集合体）９の凸形面側に配置され、凸形面を含む一主面側をほぼ一様な明るさの光で照射する照射光源である。
【００２１】
ここで、電極端子保持機構１０は、回転型テーブル（ダイアル形）で外周縁部に、前記集合体９を電極端子６の凸形面を上方とし、かつ集電棒５を挿通して水平に担持する保持具を有する構成を採っている。そして、集合体９を保持する面（背景）を黒色に着色しておいた場合は、集合体９との境界面の明暗の濃度差が大きくなって検出精度を上げられる。また、照射光源１１は、リング状に１個もしくは複数個の光源が装着され、かつ集合体９の上面側を一様な明るさに照射するための光拡散反射板を備えた構成となっている。なお、１０ａは電極端子保持機構１０のテーブル回転軸、１０ｂは前記テーブル回転軸１０ａを軸支するベアリング軸受けである。
【００２２】
また、１２は集合体９の被光照射面の反射画像を撮像する撮像装置、たとえばＣＣＤカメラ、１３は前記撮像装置１２の撮像データを画像処理する画像処理部、１４は前記照射光源１１の明るさを調整・制御する光源制御部である。ここで、画像処理部１３は、撮像データを画像処理し、その画像処理された集合体９を形成する電極端子６の凸形円周領域、及びパッキン７外周縁領域に、少なくとも３ヶ所づつ検査領域を指定する手段と、前記指定した各検査領域の反射画像を多階調に濃度処理し、かつ濃度処理した検査領域ごとに濃度差の局部的変化に対応する位置座標を算出する演算手段と、前記算出した集合体９の電極端子６の凸形円周領域、及びパッキン７外周縁領域の中心座標を比較し、中心座標軸における位置ズレ距離を算出して良否を判定・判別する判定手段とを有する。
【００２３】
なお、図１において、１５は前記画像処理部１３で処理した画像を映し出すモニターテレビ、１６は前記電極端子保持機構１０に保持された集合体９に対して、照射光源１１、及び撮像装置１２を摺動的に離接させるガイド・支持機構である。
【００２４】
次に、上記検査装置によるパッキン付電極端子（集合体）９位置ズレ検査例を説明する。先ず、一主面側が凸形化され、かつ他主面側に接合された集電棒５にパッキン７を圧入・嵌合装着させたパッキン付電極端子（集合体）９を電極端子保持機構１０に水平に保持させ、順次、間欠的に回転させて照射光源１１の位置に搬送する。この搬送された位置で、前記電極端子保持機構１０に保持されたパッキン付電極端子９の凸形面を含む一主面側をほぼ一様な明るさの拡散反射光で照射する。
【００２５】
次いで、上記集合体９の被光照射面の反射画像を撮像装置１２で撮像し、この撮像データを画像処理部１３に送って画像処理する。ここで、反射画像は、たとえば図２に示すように、集合体９を形成する電極端子６の凸形面６ａが白色に撮像され、電極端子６の傾斜面領域（凸形面と平坦面との境界領域）６ｂが黒く撮像される。また、電極端子６に対するパッキン７の段差部（電極端子６外周縁とパッキン７上面との段差）７ａも黒色に撮像されるが、パッキン７外周縁領域（上平坦面を含む）７ｂは、白色に撮像される。
【００２６】
上記撮像された反射画像について、図３（ａ）に示すように、先ず、背景及び段差部位７ａを含むパッキン７の外周部を、たとえばａ１，ａ２，ａ３，ａ４の領域を位置決め・指定する。この実施例では、パッキン７の中心部分を通るＹ軸と平行な線及び外周７ｃが交叉する位置上の領域ａ１，ａ３、同じくパッキン７の中心部分を通るＸ軸と平行な線及び外周７ｃが交叉する位置上の領域ａ２，ａ４を指定している。次いで、前記各指定領域ａ１，ａ２，ａ３，ａ４内で、一定の走査方向に従って、濃淡差のある位置座標を算出し、この座標値からパッキン７外周の中心位置座標（Ｘａ，Ｙａ）を演算処理する。
【００２７】
一方、図３（ｂ）に示すように、電極端子６の凸形面６ａを含む外周部分を、たとえばｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４の領域を位置決め・指定する。この実施例では、電極端子６の中心部分を通るＹ軸と平行な線及び外周６ｃが交叉する位置上の領域ｂ１，ｂ３、同じく電極端子６の中心部分を通るＸ軸と平行な線及び外周６ｃが交叉する位置上の領域ｂ２，ｂ４を指定している。次いで、前記各指定領域ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４内で、一定の走査方向に従って、濃淡差のある位置座標を算出し、この座標値から電極端子６の凸形面の中心位置座標（Ｘｂ，Ｙｂ）を演算処理する。
【００２８】
上記演算処理によって算出したパッキン７外周の中心位置座標（Ｘａ，Ｙａ）に対する電極端子６の凸形面の中心位置座標（Ｘｂ，Ｙｂ）のズレの有無、あるいはズレ量ないしズレの程度を算出し、この算出値が予め設定してある基準値の範囲内にあるか否かで、位置ズレを基準とした良否の判別が行われる。なお、図６は位置ズレしているパッキン付電極端子の反転画像を示す模式図である。
【００２９】
上記では、パッキン７の中心部分を通るＹ軸やＸ軸と平行な線及び外周７ｃ，６ｃが交叉する位置上に、検査領域を各４ヶ所設定したが、たとえば１２０°の角度で３方向に放射した線及び外周７ｂ，６ｃが交叉する位置上に、検査領域を設定してもパッキン７外周の中心位置座標に対する電極端子６の凸形面の中心位置座標のズレの有無を判定できるので、同様に、位置ズレを基準とした良否の判定を行える。
【００３０】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、パッキン付電極端子の位置ズレの有無、位置ズレの程度（良否）を精度よく、かつ容易な選別で不良品を排除できるので、円筒形電池の信頼性、歩留まり及び量産性が向上する。
【００３２】
請求項２の発明によれば、パッキン付電極端子の位置ズレの有無、位置ズレの程度（良否）を精度よく、かつ自動的な選別で不良品を排除できるので、円筒形電池の信頼性、歩留まり及び量産性が向上に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るパッキン付電極端子の位置ズレ検査装置の概略構成を示す側面図。
【図２】実施例に係るパッキン付電極端子の反転画像を示す模式図。
【図３】（ａ），（ｂ）は実施例に係るパッキン付電極端子の位置ズレ検査の実施態様を示す模式図。
【図４】円筒形電池の要部構成を示す断面図。
【図５】パッキン付電極端子の要部構成を示す断面図。
【図６】位置ズレしているパッキン付電極端子の反転画像を示す模式図。
【符号の説明】
５……集電棒
６……電極端子
６ａ……凸形面
６ｂ……斜面部
６ｃ……外周
７……パッキン
８……金属板
９……集合体
１０……電極端子保持機構
１１……照射光源
１２……撮像装置
１３……画像処理部
１４……光源制御部
１５……モニタテレビ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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