(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の極板が、所定の間隔をあけて平行に配置された状態で、集電板に対して垂直に突き合わされて、各極板と集電板とが相互に接合された二次電池用連接構造体の各接合部分を検査する装置であって、
前記二次電池連接構造体における各極板と集電板との接合部分に光を照射する照明部と、
前記照明部から前記二次電池用連接構造体における各極板の両側を通過した光を受光し、受光された光に基づいて、各接合部分の投影画像を電子的に検出する受光部と、
前記受光部によって検出された各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分における接合状態を評価する評価部と
を具備する、二次電池用連接構造体の検査装置。
【請求項２】
前記評価部は、前記各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分の最下点の高さを測定して、測定された最下点の高さを基準値と比較することにより、各接合部分の接合状態を評価する、請求項１に記載の二次電池用連接構造体の検査装置。
【請求項３】
前記評価部は、前記各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分の最下点と、各接合部分の両側に位置する各極板に近接した表面部分の位置とに基づいて、各接合部分の接合状態を評価する、請求項１に記載の二次電池用連接構造体の検査装置。
【請求項４】
複数枚の極板が、所定の間隔をあけて平行に配置された状態で、集電板に対して垂直に突き合わされて、各極板と集電板とが相互に接合された二次電池用連接構造体の各接合部分を検査する方法であって、
前記二次電池連接構造体における各極板と集電板との接合部分に光を照射する工程と、
前記二次電池用連接構造体における各極板の両側を通過した光に基づいて、各接合部分の投影画像を電子的に検出する工程と、
検出された各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分における接合状態を評価する工程と
を包含する、二次電池用連接構造体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉型二次電池において、極板と集電板とを接合した連接構造体の極板接合部分を光学的に検査する二次電池用連接構造体の検査装置およびその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池等の密閉型二次電池として、正極側の複数の極板と負極側の複数の極板とを、絶縁性のセパレータを介して交互に積層し、各極性の極板をそれぞれ集電板に接合した連接構造体を、電解液と共に扁平な直方体状の電槽内に封入することが行われている。密閉型二次電池に使用される連接構造体は、複数枚の同極性の極板が、一定の間隔をあけて平行に配置されて、各極板が集電板に対して垂直に突き合わされた状態で、各極板の側縁が、集電板に対して、ろう付け、溶接等によって、それぞれ一体的に接合されている。
【０００３】
図１２は、このような連接構造体を示す要部の正面図である。所定の間隔をあけて相互に平行に配置される同極性の複数枚の極板１１は、幅方向の複数箇所において、集電板１２の表面に、ろう付け又は溶接によって接合されて、連接構造体１０を構成している。各極板１１の接合部分では、集電板１２の表面に被覆されたろう材が溶融して各極板１１の両側に金属凝固部分であるフィレット１４が形成されており、このフィレット１４によって、各極板１１が、集電板１２の表面にそれぞれ接合されている。
【０００４】
フィレット１４は、基本的に隣接する一対の極板１１間、および、両側に配置された各極板１１の外側に、それぞれ形成され、各極板１１および集電板１２とのコーナー部分に充填された状態になっている。従って、一対の極板１１間においては、各極板１１間にわたるフィレット１４は、表面がＵ字状に湾曲した凹状に形成される。
【０００５】
しかしながら、各極板１１と集電板１４との全てのコーナー部において、均一にフレット１４を形成することは容易でなく、いずれかの極板１１において、フィレット１４が形成されなかったり、集電板１４に対して極板１１を確実に接合し得るような形状のフィレット１４が形成されないおそれがある。
【０００６】
例えば、図１２にＡで示す接合部は、極板１１の両側にフィレット１４が実質的に存在せず、集電板１２に対する極板１１の接合強度が十分でない状態を示している。Ｂで示す接合部は、極板１１の片側にのみフィレット１４が存在しているが、他方にフィレット１４が存在する場合には、そのフィレット１４による接合強度が十分であれば、特に問題はない。
【０００７】
Ｃで示す接合部は、極板１１の両側に位置する各フィレット１４が、その極板１１に近接した部分において、十分な高さに形成されず、従って、各フィレット１４間に配置された極板１１は、それぞれのフィレット１４によっては、十分な接合強度が得られない。
【０００８】
Ｄで示す接合部は、極板１１の両側のフィレット１４は、その極板１１から離れるにつれて高さが低くなっているものの、その極板１１に近接した部分においては、それぞれ、十分な高さを有しており、その極板１１の集電板１２に対する接合強度は、十分であり、特に問題はない。
【０００９】
従って、図１２におけるＡおよびＣで示すようなフィレット１４の形状では、集電板１２に対する極板１１の接合強度が十分ではない。ＡおよびＣで示すフィレット１４の形状を、以下、「中落ち」と呼ぶことにする。
【００１０】
このような場合には、集電板１２に対する極板１１の接合不良が生じ、その極板１１は、衝撃等によって集電板１２から容易に脱落するおそれがある。このため、集電板１２に各極板１１がそれぞれ接合された連接構造体１０を電槽内に封入する前に、各極板１１と集電板１２との接合状態の検査が実施される。
【００１１】
例えば、連接構造体１０における集電板１２に通電して、集電板１２と各極板１１との接合部分において、接合不良による抵抗値の変動に基づく電圧降下量を測定して、集電板１２と各極板１１との接合状態の良否を判定することが行われる。
【００１２】
特開平８−２８７９６２号公報には、集電板１２と各極板１１との接合状態を、直接、検査するものではないが、連接構造体１０を電槽内に封入して完成された蓄電池の電池端子をハンマによって打撃を与えた場合の振動を、加速度ピックアップによって検出して、高速フーリェ解析することにより、電池端子の接合状態を検査する方法が開示されている。この方法を応用して、連接構造体１０が電槽内に封入された状態で、電槽に打撃による振動を与えて、その振動を解析することによって、極板と集電板との接合部における良否を判定することができる。
【００１３】
また、特開２０００−１００４６５号公報には、極板のリードと封止体との溶接部に対して、引っ張り力を与えたときの変位を検出して、引っ張り開始時および終了時における変位の絶対値および変位の差分を、それぞれ所定値と比較することにより、極板のリードと封止体との溶接部の良否を判定する方法が開示されている。この方法を応用して、極板と集電板との接合部に引っ張り力を与えて、その変位量に基づいて、接合部の良否を判定することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
密閉型二次電池に使用される連接構造体１０では、各極板１１が集電板１２に対して、多数のフィレット１４によって接合されており、各フィレット１４における電圧降下に基づいて極板１１と集電板１２との接合不良を判定する方法では、接合不良のフィレット１４が少なく、多数のフィレット１４が正常になっていると、電圧降下量が小さく、接合不良のフィレット１４が存在するにもかかわらず、そのフィレット１４を確実に検出することができないおそれがある。
【００１５】
また、連接構造体１０が電槽内に封入された状態では、正極性の各極板１１間に、負極性の各極板１１が、セパレータを介して積層された状態になっている。このために、電槽に打撃を与えて、その振動を解析することにより、各極板１１と集電板１２との接合状態の良否を判定する場合には、電槽の打撃によっても、各極板１１は十分に振動せず、従って、その振動に基づいて、各極板１１と集電板１２との接合状態の良否を正確に判定することは容易でないという問題がある。
【００１６】
しかも、この場合には、多数の極板１１と集電板１２との接合状態を、連接構造体１０全体の振動状態に基づいて判定するために、接合不良のフィレット１４の個数が少ない場合には、接合不良であることを正確に判定することができないおそれもある。
【００１７】
さらに、接合部に引っ張り力を与えて、接合部の変位量から接合状態を検査する方法では、各極板１１が集電板１２に対して複数の接合部分によって接合されているために、各極板１１に対する複数の接合部分の良否を判定することができないという問題がある。
【００１８】
本発明はこのような問題を解決するものであり、その目的は、密閉型二次電池に極板群として使用される連接構造体の接合状態を、接合点ごとに正確かつ簡易に定量評価できる二次電池用連接構造体の検査装置およびその検査方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の二次電池用連接構造体の検査装置は、複数枚の極板が、所定の間隔をあけて平行に配置された状態で、集電板に対して垂直に突き合わされて、各極板と集電板とが相互に接合された二次電池用連接構造体の各接合部分を検査する装置であって、前記二次電池連接構造体における各極板と集電板との接合部分に光を照射する照明部と、前記照明部から前記二次電池用連接構造体における各極板の両側を通過した光を受光し、受光された光に基づいて、各接合部分の投影画像を電子的に検出する受光部と、前記受光部によって検出された各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分における接合状態を評価する評価部とを具備する。
前記評価部は、前記各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分の最下点の高さを測定して、測定された最下点の高さを基準値と比較することにより、各接合部分の接合状態を評価してもよい。
前記評価部は、前記各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分の最下点と、各接合部分の両側に位置する各極板に近接した表面部分の位置とに基づいて、各接合部分の接合状態を評価してもよい。
本発明の二次電池用連接構造体の検査方法は、複数枚の極板が、所定の間隔をあけて平行に配置された状態で、集電板に対して垂直に突き合わされて、各極板と集電板とが相互に接合された二次電池用連接構造体の各接合部分を検査する方法であって、前記二次電池連接構造体における各極板と集電板との接合部分に光を照射する工程と、前記二次電池用連接構造体における各極板の両側を通過した光に基づいて、各接合部分の投影画像を電子的に検出する工程と、検出された各接合部分の投影画像に基づいて、各接合部分における接合状態を評価する工程とを包含する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の二次電池用連接構造体の検査装置の実施形態の一例を示す正面図である。
【００２７】
この二次電池用連接構造体の検査装置は、密閉型二次電池に使用される図１２に示す連接構造体１０の接合部である各フィレット１４の接合強度を検査するために使用される。連接構造体１０は、複数枚の極板１１が、一定の間隔をあけて平行に配置されて、各極板１１が集電板１２に対して垂直になるように、各極板１１の側縁が、ろう付け、溶接等によって形成されたフィレット１４により、それぞれ集電板１２に対して一体的に接合されている。密閉型二次電池は、一対の連接構造体１０を、一方の連接構造体１０の各極板１１間に、他方の連接構造体１０の各極板１１が、絶縁性のセパレータを介して積層状態になるように組み合されて、電解液と共に扁平な直方体状の電槽内に封入されている。
【００２８】
本発明の二次電池用連接構造体の検査装置は、電槽内に封入されるように、一対の連接構造体１０を絶縁性のセパレータとともに組み合せられた状態で、各連接構造体１０のそれぞれの極板１１と集電板１２との接合部であるフィレット１４の良否を検査するようになっている。
【００２９】
本発明の二次電池用連接構造体の検査装置は、一対の連接構造体１０を所定の状態で保持するようにフレーム７に取り付けられたワーク支持部３と、ワーク支持部３において所定の状態で保持された一対の連接構造体１０に光を照射するように、ワーク支持部３に保持された一対の連接構造体１０の一方の側方に配置された照明部４と、ワーク支持部３に保持された一対の連接構造体１０を挟んで照明部４に対向して配置された受光部５とを備えている。
【００３０】
二次電池用連接構造体の検査装置には、相互に組み合わされた一対の連接構造体１０が、コンベア２によって搬入されるようになっており、一対の連接構造体１０は、ステージ１に載置された状態で、コンベア２によって、水平方向に搬送される。そして、コンベア２によって、検査装置の所定位置にステージ１が搬入されると、ステージ１は、図示しないリフタによって、水平な状態で上方へ移動される。これによりステージ１上に載置された一対の連接構造体１０が検査位置へ移動され、検査位置へ移動された一対の連接構造体１０は、ワーク支持部３に設けられたチャック３ａによって保持される。
【００３１】
図２は、チャック３ａによって検査位置に保持された一対の連接構造体１０の概略図である。チャック３ａは、一対の連接構造体１０を、それぞれの集電板１２が上下に配置された状態で、各連接構造体１０のそれぞれの極板１１が、照明部４による光の照射方向に沿って垂直状態となるように、照明部４および受光部５間の検査位置に保持されて固定される。ワーク支持部３には、検査位置において、一対の連接構造体１０が、このような状態になるように、チャック３ａを、水平方向および垂直方向に移動させ、さらには、所定の軸回りに回転させる調整機構３ｂ（図１参照）が設けられている。
【００３２】
ワーク支持部３のチャック３ａに保持された一対の連接構造体１０には、照明部４から各極板１１に沿って検査光が照射される。受光部５は、照明部４から一対の連接構造体１０に照射された光を受光するように配置されたテレセントリックレンズ５ａと、このテレセントリックレンズ５ａを通過した光を受光するＣＣＤカメラ５ｂとを有している。受光部５は、図１に示すように、フレーム７に取り付けられた受光支持部６によって、テレセントリックレンズ５ａおよびＣＣＤカメラ５ｂの光軸方向が調整されるようになっている。
【００３３】
図２に示すように、照明部４は、蛍光灯４ａと白色アクリル板４ｂとを有し、蛍光灯４ａから照射される光を、白色アクリル板４ｂを介して、検査位置に保持された一対の連接構造体１０に対して拡散された検査光として照射する。
【００３４】
チャック３ａによって検査位置に保持された一対の連接構造体１０は、各連接構造体１０のそれぞれの極板１１に対して検査光が平行に照射される。このため、照明部４から照射された検査光は、各極板１１の表面に沿って通過して、受光部５のテレセントリックレンズ５ａを介してＣＣＤカメラ５ｂによって受光される。受光部５のＣＣＤカメラ５ｂは、各連接構造体１０における各極板１１と集電板１２との接合部であるフィレット１４の画像が順番に得られるように、その光軸が、水平状態に配置された集電板１２に対する傾斜角度が、１．５〜２．５°程度の微小な角度で、順次変化するようになっている。
【００３５】
図３は、この二次電池用連接構造体の検査装置の電気系のブロック図である。受光部５に設けられたＣＣＤカメラ５ｂは、パーソナルコンピュータ８によって制御される。パーソナルコンピュータ８は、その一つの機能として、受光部５のＣＣＤカメラ５ｂによって検出されるフィレット１４の投影画像を取り込み、その投影画像を用いて各極板１１における各フィレット１４の接合強度を定量的に評価する。また、パーソナルコンピュータ8は、設備側シーケンサ９を介して、前述したコンベア２、リフタ、ワーク支持部３等を制御するようになっており、これらを制御することにより、一対の連接構造体１０を検査位置に位置決めして固定する。
【００３６】
パーソナルコンピュータ８には、入力手段としてのキーボート８ａ及びマウス８ｂが接続されており、また、表示手段としてのディスプレイ８ｃと接続されている。
【００３７】
このような構成の二次電池用連接構造体の検査装置の動作を、図４および図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３８】
二次電池用連接構造体の検査装置の検査位置にワークである一対の連接構造体１０が固定されると、そのワークの位置が、ＣＣＤカメラ５ｂにて撮像された画像上のどこにあるかを検出する（図４のステップ１０１参照、以下同様）。ワークである一対の連接構造体１０は、次のようにして、固定位置が補正される。例えば、最初にワークにおける下側の連接構造体１０に関する検査が実施される場合には、まず、図６（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ５ｂの画像において、集電板１２の各側面およびその上方領域の極板１１群を測定領域５ｃとして取り込む。
【００３９】
連接構造体１０は、前述したように、ワーク支持部３のチャック３ａによって固定されているが、集電板１２は、設計位置に対して僅かではあるが誤差があり、集電板１２の画像は、上下左右方向のずれ、傾き等が発生する。従って、集電板１２が測定領域５ｃのいずれに位置するかを検出して補正することにより、集電板１２の位置を確定する必要がある。このために、まず、測定領域５ｃの左端および右端付近にそれぞれ測定領域ＶＡ（左）および測定領域ＶＡ（右）を設定する。そして、各測定領域（ＶＡ）内において、上方から下方へ画像の濃淡を演算し、濃淡変化が基準値以上となった点が、画像上において、照明部４からの照明が直接入射する明るい背景画像から黒く影と見える集電板１２の画像への変化点であり、集電板１２の上面エッジと判定する。こうして、左右の集電板１２の上面エッジを求める。
【００４０】
次に、図６（ａ）に示すように、集電板１２の上面エッジ同士を結び、基準線ＨＬとして設定する。以降の処理は、測定領域５ｃに対して画面上の座標ではなく、この基準線ＨＬを基準にして行うことにより、測定領域５ｃに対しての連接構造体１０のずれ、傾き等の影響を取り除くことができる。
【００４１】
このようにして、連接構造体１０の位置が補正され、基準線ＨＬが設定されると、基準線ＨＬが設定されたことを確認する（ステップ１０２）。基準線ＨＬが設定されたことを確認できなかった場合には、ステップ１０７へ移行し、検査対象である連接構造体１０に対して、測定不能として「ＮＧ」の判定をする。この測定不能の原因としては、連接構造体１０のチャックずれが大きい場合、集電板１２の変形等によって、集電板１２の上面エッジを正確に検出することができないことが考えられる。基準線ＨＬが設定されたことが確認されると、ステップ１０３に移行する。
【００４２】
ステップ１０３では、ＣＣＤカメラ５ｂによる撮像された画像に基づいて、下側に配置された連接構造体１０における全ての極板１１に対して基準線ＨＬに垂直な面内に位置する全てのフィレット１４の個数を測定する。この場合のフィレット１４の個数は、図６（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ５ｂにて撮像される画像において、全てのフィレット１４が含まれる面内の領域を、基準線（ＨＬ）から一定寸法の範囲を測定領域ＶＡとして設定し、設定された測定領域ＶＡ内において、各極板１１間の照明部分である白い塊に外接する四角形を抽出して測定領域ＶＡの左右端に接しているものを取り除く。そして、各白い塊の下側５０％を取り出し、重畳した外接四角形を併合することにより、フィッレト１３の切り出し枠ＦＦを設定する。このようにして設定されたフィッレト１４の切り出し枠ＦＦの個数から、その面内におけるフィレット１４の個数を求める。
【００４３】
ステップ１０３によって、下側に配置された連接構造体１０における所定の平面内のフィレット１４の個数が求められると、ステップ１０４へ移行し、フィレット１４の個数が適正であるかを判定する。フィレット１４の個数が適正でない場合には、ステップ１０７へ移行し、その下側に配置された連接構造体１０が不良であり「ＮＧ」と判定する。フィレット１４の個数が適正である場合には、ステップ１０５へ移行する。
【００４４】
ステップ１０５では、図６（ｃ）に示すように、下側の連接構造体１０における各極板１１の厚さＷをそれぞれ測定する。各極板１１の厚さＷは、ＣＣＤカメラ５ｂの撮像画像において、基準線ＨＬが含まれるとともに全ての極板１１が含まれる領域測定領域ＶＡを求め、左側から白から黒への変化点、黒から白への変化点の座標を求める。そして、白から黒への変化点および黒から白への変化点を、それぞれ、エッジペアとして、各エッジペア間の距離を算出することにより、極板１１の厚さＷを求める。各極板１１の厚さＷは、ＣＣＤカメラ５ｂの撮像画像の左側に位置する極板１１から順番に測定される。
【００４５】
ステップ１０５によって、連接構造体１０における全ての極板１１の厚さＷが測定されると、ステップ１０６へ移行し、測定された全ての極板１１の厚さＷが適正であるか判定される。この場合、各極板１１の厚さＷを測定する際には、測定領域ＶＡの画像に基づいて、各極板１１の湾曲、各極板１１の集電板１２に対する傾斜等も測定されて、極板１１の湾曲および傾斜が、許容範囲内であることも判定される。極板１１の厚さＷ、湾曲および傾斜が基準値を超える場合には、ステップ１０７へ移行し、その連接構造体１０が不良であり「ＮＧ」と判定される。
【００４６】
下側の連接構造体１０における全ての極板１１の厚さＷ、湾曲、傾斜が許容範囲内になっている場合には、図５に示すフローチャートに基づいて、下側の連接構造体１０における各フィレット１４の品質検査が実施される。
【００４７】
下側の連接構造体１０の各フィレット１４の品質検査は、まず、図５のステップ１０８において、全てのフィレット１４の品質検査が終了していないことを確認し、ステップ１０９において、品質検査が終了していないフィレット１４の高さを測定する。フィレット１４の高さは、例えば、ＣＣＤカメラ５ｂの撮像画像における最も左側から順番に測定される。
【００４８】
この場合、図７（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ５ｂの画像において、測定対象のフィレット１４が撮像された領域を測定領域ＶＡと設定し、その測定領域ＶＡにおいて、画面下から上方へかけて、黒から白への変化点を求め、フィレット１４の最下点Ｃを求める。そして、基準線ＨＬから、求められた最下点Ｃまでの距離を、フィレット１４の高さＨとして測定する。
【００４９】
このようにして測定されたフィレット１４の高さＨを、基準範囲と比較し、測定されたフィレット１４の高さＨが基準範囲内であれば、測定されたフィレット１４の高さＨを適正と判定する。
【００５０】
基準線ＨＬからフィレット１４の最下点Ｃまでの高さＨは、フィレット１４がろう付けの場合は、ろう付け量を表すことになり、その高さＨが大きく、ろう付け量が少ない場合には、極板１１と集電板１２との接合強度が不十分であることになる。１枚の極板１１の両側に設けられた各フィレット１４の高さＨが大きく、各フィレット１４による接合強度がそれぞれ不足する場合は、集電板１２に対するその極板１１の接合強度が不十分である（ＮＧ）と判定される。これに対して、極板１１の一方の表面に設けられたフィレット１４の高さＨのみが大きくろう付け量が不足する場合には、極板１１の他方の表面に設けられたフィレット１４のろう付け量が十分であるならば、その接合強度が十分である（ＯＫ）と判定される。
【００５１】
測定されたフィレット１４の高さＨが基準範囲内となっていない場合には、そのフィレット１４の高さＨと隣接するフィレット１４の高さＨを求める。そして、高さＨが、予め設定された基準値よりも小さくなっている場合には、隣接する一対のフィレット１４間にて接合された極板１１は、集電板１２に対して十分な接合強度を有しているものとして、フィレット１４の測定高さＨは適正であると判定する。
【００５２】
このようにして、ステップ１０９において、フィレット１４の高さＨが適切であることが判定されると、ステップ１１０に移行し、ＣＣＤカメラ５ｂの画像から、そのフィレット１４が接触する極板１１の表面に沿ったラインである極板ラインを測定する。極板ラインは、極板１１の厚さＷの決定に用いた測定領域ＶＡの画面上の上端部および下端部において、左右方向に白から黒または黒から白へ変化するエッジを求め、上端部および下端部において白から黒へ変化するエッジ同士、黒から白に変化するエッジ同士をペアとしてそれぞれの座標を求める。そして、求められた座標同士を結ぶことにより、極板ラインを求める。
【００５３】
ステップ１１０において、極板１１の極板ラインが測定されると、ステップ１１１に移行し、極板１１の極板ラインが測定されたことを確認する。極板ラインが測定されたことが確認されない場合には、ステップ１１６へ移行する。
【００５４】
ステップ１１６では、測定されたフィレット１４の高さＨの判定結果が適正であるかを、再度、確認する。そして、そのフィレット１４に対して、測定される高さＨが適正であることが確認されると、ステップ１１７へ移行し、そのフィレット１４が十分な接合強度を有しているものとして良好（ＯＫ）と判定する。これに対して、測定されたフィレット１４の高さＨの判定結果が適切でない場合には、ステップ１１８へ移行し、そのフィレット１４の接合強度は不良である（ＮＧ）と判定する。
【００５５】
一方、ステップ１１１において、所定のフィレット１４が接触した極板１１の極板ラインが測定されていることが確認されると、ステップ１１２へ移行する。ステップ１１２では、図７（ｂ）に示すように、測定された極板１１の極板ラインから、極板１１の基準線ＨＬに直交する垂直線に対する傾斜角度θを求める。ステップ１１２にて極板１１の傾斜角度θが求められると、ステップ１１３へ移行し、算出された極板１１の傾斜角度θが許容範囲内になっているかを判定する。
【００５６】
求められた極板１１の傾斜角度θが許容範囲を超えている場合は、ステップ１１６へ移行して、前述したように、すでに測定されたフィレット１４の高さＨの判定結果が適正であるかどうかを、再度、確認し、測定されたフィレット１４の高さＨが適正であることが確認されると、ステップ１１７へ移行して、そのフィレット１４の接合強度を良好（ＯＫ）と判定し、測定された高さＨの判定結果が適切でない場合には、ステップ１１８へ移行して、そのフィレット１４の接合強度が不良である（ＮＧ）と判定する。
【００５７】
ステップ１１３において、算出された極板１１の傾斜角度θが許容範囲内である場合は、ステップ１１４へ移行し、ステップ１１４において、測定された極板１１の極板ラインに基づいて、極板１１の表面に異物が付着しているか否かを判定する。極板１１の表面にある異物は、極板１１の外縁ラインを、黒から白への変化点をつなぐことによって抽出し、基準線ＨＬから基準値以内の範囲で、極板ラインに対して求められた極板の外縁ラインが離れていることに基づいて判定する。そして、図７（ｂ）に示すように、極板１１に異物Ｅが存在する場合には、前述したように、ステップ１１６へ移行して、先に測定されたフィレット１４の高さＨが適切であることが、再度、確認される。異物が存在しない場合はステップ１１９へ移行する。
【００５８】
ステップ１１９では、ステップ１１６と同様に、先に測定されたフィレット１４の高さＨの判定結果が適正かを判定する。適正であれば、ステップ１１７へ移行し、そのフィレット１４の接合強度を良好（ＯＫ）と判定する。
【００５９】
ステップ１１９において、先に測定されたフィレット１４の高さＨに基づくフィレット１４が適正でないと判定される場合、すなわち、極板１１の傾斜角度θ、および、異物の付着に関しては問題がなく、フィレット１４の最下点Ｃが低く、そのろう付けの厚さが十分でないと判定される場合には、ステップ１２０へ移行し、ステップ１２０において、そのフィレット１４の形状を、さらに精細に検査して、そのフィレット１４による接合強度が十分であるかを判定する。
【００６０】
図８は、ステップ１２０において実施されるフィレット１４の形状検査工程を示すフローチャートである。まず、図８のステップ２０１において、選択されたフィレット１４が良好または不良のいずれの判定も確定していないことを確認する。そして、フィレット１４の良好、不良が判定されていないことが確認されると、ステップ２０２へ移行し、フィレット１４の両側における各極板１１に近接した表面位置を検出する。
【００６１】
フィレット１４における各極板１１に近接した部分を、図９に拡大して示す。フィレット１４の両側に位置する各極板１１表面に沿った各極板ラインＰＬに対して、それぞれ所定の距離だけ離れて平行に設定された各形状エッジ検出ラインＥＤＬを設定する。各形状エッジ検出ラインＥＤＬは、各極板ラインＰＬの外側に、所定のパラメータによって設定された所定の距離Ｘだけそれぞれ離れて設定される。そして、各エッジ形状検出ライン上において、画面で下方から上方に沿って黒から白に変化するエッジをエッジ点ＡおよびＢとする。
【００６２】
ステップ２０２によって、エッジ点ＡおよびＢがそれぞれ検出されると、ステップ２０３において、エッジ点ＡおよびＢが検出されたことを確認する。エッジ点ＡおよびＢが検出できなかった場合には、ステップ２０４へ移行して、そのフィレット１４が不良（ＮＧ）であるとの判定を確定する。
【００６３】
ステップ２０３においてエッジ点ＡおよびＢが検出されていることが確認されると、ステップ２０５へ移行して、フィレット１４の表面における最も低い最下点Ｃと、エッジ点ＡおよびＢの相対的な位置関係を演算する。なお、最下点Ｃは、フィレット１４の高さを測定する際に、すでに測定されている。
【００６４】
この場合、エッジ点ＡおよびＢの座標を、それぞれ（Ｘａ，Ｙａ）、（Ｘｂ，Ｙｂ）として、フィレット１４の高さ測定時に算出したフィレット１４の表面の最下点Ｃの座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を用いて、最下点Ｃとエッジ点ＡおよびＢとの高さの差ＨａおよびＨｂを、それぞれ次式（１）および（２）によって求めるとともに、最下点Ｃとエッジ点ＡおよびＢとのＸ方向の距離ＷａおよびＷｂを、それぞれ次式（３）および（４）によって求める。
【００６５】
Ｈａ＝Ｙａ−Ｙｃ    …（１）
Ｈｂ＝Ｙｂ−Ｙｃ    …（２）
Ｗａ＝Ｘｃ−Ｘａ    …（３）
Ｗｂ＝Ｘｂ−Ｘｃ    …（４）
最下点Ｃとエッジ点ＡおよびＢの高さとの差ＨａおよびＨｂ、並びに最下点Ｃとエッジ点ＡおよびＢとのＸ方向の距離ＷａおよびＷｂが、それぞれ求まると、ステップ２０６へ移行して、フィレット１４の形状を決定する。具体的には、高さの差ＨａおよびＨｂが基準値を超えるもの、または、Ｘ方向の距離ＷａおよびＷｂが基準値を超えるものを、高さの差ＨａおよびＨｂが基準値を満足するとともにＸ方向の距離ＷａおよびＷｂも基準値を満足するものと区別する。
【００６６】
フィレット１４のエッジ点ＡおよびＢと最下点Ｃとの高さの差ＨａおよびＨｂが、それぞれ基準値を超えていることにより、フィレット１４の両側のエッジ点ＡおよびＢにおいて、フィレット１４は十分な高さに盛り上がっており、フィレット１４による接合強度が十分であると判定される。また、フィレット１４のエッジ点ＡおよびＢと最下点Ｃとの水平方向（Ｘ方向）の距離ＷａおよびＷｂが、それぞれ基準値を超えていることにより、フィレット１４の最下点Ｃが、各極板１１のいずれにも偏って近接せず、各極板１１よりも十分に離れていることにより、フィレット１４による接合強度が十分であると判定される。
【００６７】
従って、フィレット１４のエッジ点ＡおよびＢと最下点Ｃとの高さの差が、それぞれ基準値以上になっていること、および、フィレット１４のエッジ点ＡおよびＢと最下点Ｃの距離がそれぞれ基準値以上になっていることの少なくともいずれか一方を満足する場合には、そのフィレット１４は、最下点Ｃの高さが十分でなくとも、フィレット１４の各側方に位置する極板１１を支持するために十分な接合強度を有する形状であり、ステップ２０７において、フィレット１４は良好である（ＯＫ）と判定される。
【００６８】
従って、この形状検査によって、図１２のＡおよびＣに示す「中落ち」と呼ばれる接合強度不良を検出することができる。また、図１２のＤで示すように、隣接する極板１１間において、一方の極板１１に近接した部分が高くなった一対のフィレット１４の形状も検出することができる。このような形状であれば、一対のフィレット１１間にて支持される極板１１は、集電板１２に対して十分な接合強度を有しているために、接合不良と判定する必要がない。
【００６９】
このように、１つのフィレット１４に対して、高さに基づく良否、または、形状に基づく良否の判定が終了すると、図５のステップ１０８に戻り、全てのフィレット１４の検査が終了していない場合にはステップ１０９〜１２０が繰り返されることによって、所定の平面内に位置する全てのフィレット１４の接合強度の検査が実施される。
【００７０】
さらには、所定の平面内の各フィレット１４の接合強度の検査が終了すると、その平面に隣接する平面内に位置する全てのフィレット１４の接合強度の検査が実施される。
【００７１】
このようにして、下側の連接構造体１０における全てのフィレット１４の検査が終了したことが、ステップ１０８にて確認されると、ステップ１２１に移行し、ステップ１２１において、その連接構造体１０の全てのフィレット１４の良否に基づいて、連接構造体１０が総合的に評価される。この総合的な評価は、例えば、その連接構造体１０の全てのフィレット１４に対して良好と判定されたフィレット１４の個数の割合が、所定の基準に達しているか等に基づいて行われる。
【００７２】
そして、ステップ１２２において、その連接構造体１０の総合評価が良好（ＯＫ）であれば、ステップ１２３において、連接構造体１０の総合評価がすでに不良（ＮＧ）と判定されていないことを確認して、ステップ１２４にて、連接構造体１０の総合評価を良好（ＯＫ）と判定する。ステップ１２２において連接構造体１０の総合評価が不良の場合には、ステップ１０７にて不良と（ＮＧ）判定する。
【００７３】
このようにして、一対の連接接合体１０が組み合されたワークにおける下側の連接接合体１０の検査が終了すると、検査装置の受光部５を、図２に実線で示す位置から一点鎖線で示す位置へ移動させて、上側の連接接合体１０についても同様の検査が実施される。
【００７４】
本発明の二次電池用連接構造体の検査装置では、フィレット１４の個数及び全ての極板１１の厚さＷが適正な連接構造体１０について、フィレット１４の高さ、極板１１の傾斜角度θ及び異物の付着の有無が、各極板１１におけるフィレット１４が設けられた位置毎に検査され、極板１１の傾斜角度θ及び異物の付着の有無の少なくとも一方に問題がある場合も、フィレット１４の最下点Ｃの高さが適正であれば、フィレット１４による接合強度が十分であり良好と判定される。極板１１の傾斜角度θ及び異物の付着の有無のいずれにも問題がない場合であっても、フィレット１４の最下点Ｃの高さが適正でない場合には、フィレット１４の形状に基づいて、フィレット１４の接合強度の良否が検査される。
【００７５】
このように、本発明の二次電池用連接構造体の検査装置は、連接構造体１０の各フィレット１４の投影画像から、各極板１１と集電板１４との接合状態を、各極板１１における各フィレット１４ごとに、定量的に評価することができ、各フィレット１４による接合強度を、それぞれ正確に検査することができる。
【００７６】
また、各極板１１およびフィレット１４の外形のみに基づいて接合強度の良否を判定するために、画像処理専用のハードウエア、高速ＣＰＵ等を用いることなく、容易に判定することができる。各フィレット１４の接合強度を、パターンマッチングによって判定する場合には、フィレット１４の個数が多く、しかも、各フィレット１４の形状のバラツキも大きいために、長時間を要し、また、演算のために、ＣＰＵの負荷も増大するという問題がある。しかしながら、本発明の二次電池用連接構造体の検査装置では、このような問題はない。
【００７７】
前記実施の形態では、各フィレット１４の外形を検出するために、極板１１の両側を通過する検査光を用いており、これにより、多数枚の極板１１が平行に並んでおり、しかも、隣接する極板１１の間隔が狭い連接構造体１０であっても、各フィレット１４の外形を正確に検出することができる。しかも、各極板１１の長手方向に対して同位置にそれぞれ設けられた各フィレット１４の形状を同時に検出することができるために、検査効率も著しく向上する。
【００７８】
なお、上記実施の形態では、照明部４から照射されて、一対の連接構造体１０を通過した光を受光部５にて受光する構成であったが、図１０に示すように、連接構造体１０の各フィレット１４にて反射される光を受光部５にて受光するようにしてもよい。
【００７９】
このように、各フィレット１４からの反射光を受光部５で受光する場合には、各極板１１の両側に形成される各フィレット１４は、明るい輝点として検出される。全ての極板１１の両側に良好なフィレット１４が存在する場合は、図１１（ａ）に示すように、全ての極板１１の両側に各フィレット毎に高輝度像が得られるが、フィレット１４が欠けている場合には、図１１（ｂ）に示すように、フィレット１４が欠けた部分では、高輝度像は観察されない。従って、各フィレット１４の形状を、より正確に検出することができる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明の二次電池用連接構造体の検査装置および検査方法によれば、密閉型二次電池に極板群として使用される連接構造体に光を照射して、各極板の接合部分の画像に基づいて、各接合部分の接合強度を評価するようになっているために、多数の接合部分の接合強度を、定量的に、しかも、容易に評価することができる。さらには、画像処理専用の高価なハードウエア、高速ＣＰＵ等を使う必要もなく、経済性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池用連接構造体の検査装置の実施形態の一例を示す概略正面図である。
【図２】その二次電池用連接構造体の検査装置の要部の概略構成図である。
【図３】その二次電池用連接構造体の検査装置の電気系のブロック図である。
【図４】その二次電池用連接構造体の検査装置の動作説明のためのフローチャートである。
【図５】その二次電池用連接構造体の検査装置の動作説明のためのフローチャートである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、その二次電池用連接構造体の検査装置による連接構造体の検査の説明図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、その二次電池用連接構造体の検査装置による連接構造体の検査の説明図である。
【図８】その二次電池用連接構造体の検査装置の動作説明のためのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】その二次電池用連接構造体の検査装置による連接構造体の検査の説明図である。
【図１０】本発明の二次電池用連接構造体の検査装置の他の例を示す要部の概略構成図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、その場合の画像の説明図である。
【図１２】二次電池に使用される連接構造体の要部を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ステージ
２  コンベア
３  ワーク支持部
４  照明部
４ａ  蛍光灯
４ｂ  白色アクリル板
５  受光部
５ａ  テレセントリックレンズ
５ｂ  ＣＣＤカメラ
６  光学系支持部
７  フレーム
８  パーソナルコンピュータ
９  設備側シーケンサ
１０  連接構造体
１１  極板
１２  集電板
１４  フィレット
【図１】
0004383648.tif 000002
【図２】
0004383648.tif 000003
【図３】
0004383648.tif 000004
【図４】
0004383648.tif 000005
【図５】
0004383648.tif 000006
【図６】
0004383648.tif 000007
【図７】
0004383648.tif 000008
【図８】
0004383648.tif 000009
【図９】
0004383648.tif 000010
【図１０】
0004383648.tif 000011
【図１１】
0004383648.tif 000012
【図１２】
0004383648.tif 000013