(57)【要約】【課題】検査精度を向上できる電池缶の検査方法および電池缶の検査装置を提供する。【解決手段】電池缶の検査方法は、電池缶１２の表面１２Ａに対して測定子２３を近接させた状態で測定子２３の一次コイル２６に交流電流を流し、電池缶１２および測定子２３を相対的に移動させることにより、電池缶１２の表面１２Ａに生じる誘導電流のインピーダンスおよび誘導電流により二次コイル２７に誘導する電圧のうち一方の測定値の変化を検出し、測定値の変化により電池缶１２の表面１２Ａに生じた損傷部１３〜１６を検知するにあたって、一次コイル２６に対して、第１の周波数を有する第１の電流と、第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の電流とを用いるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池素子を収容する電池缶の表面に対して渦流探傷装置の測定子を近接させた状態で前記測定子のコイルに交流電流を流し、
前記電池缶および前記測定子を相対的に移動させることにより、前記電池缶の表面に生じる誘導電流のインピーダンスおよび前記誘導電流により前記コイルに誘導する電圧のうち一方の測定値の変化を検出し、
前記測定値の変化により前記電池缶の表面に生じた損傷部を検知するにあたって、
前記コイルに対して、第１の周波数を有する第１の電流と、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の電流とを用いる電池缶の検査方法。
【請求項２】
前記コイルに前記第１の電流を流しながら１回目の測定を行った後、前記コイルに前記第２の電流を流しながら２回目の測定を行う請求項１に記載の電池缶の検査方法。
【請求項３】
前記１回目の測定に用いる前記第１の電流の前記第１の周波数よりも、前記２回目の測定に用いる前記第２の電流の前記第２の周波数が高周波である請求項２に記載の電池缶の検査方法。
【請求項４】
前記第１の電流により前記電池缶の表面に生じた損傷部を検知し、次いで前記第２の電流により前記損傷部が傷、クラック、ピンホールのうちのいずれかであるかの判別を行う請求項１から請求項３のうちのいずれかに記載の電池缶の検査方法。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４のうちのいずれかに記載の電池缶の検査方法を実施する電池缶の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池缶の表面に近接させた測定子のコイルに交流電流を流し、電池缶の表面に生じる誘導電流のインピーダンスまたは誘導電流に基づいて表面の損傷部を検知する電池缶の検査方法および電池缶の検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池素子を収容する電池缶の検査方法として、渦流深傷器を用いて、数メガヘルツの交流電流あるいはパルス波を流したコイルを電池缶に近接させ、電池缶に存在する損傷部をインピーダンス変化や電圧変化に基づいて判別し、電池缶の欠陥品を取り除く技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の電池缶の検査方法によれば、交流電流あるいはパルス波を流したコイルを電池缶に近接させ、電池缶の損傷部のインピーダンス変化、あるいは電圧変化として判断できるとされている。
【特許文献１】特開昭６２−１２６５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、円筒状の電池に用いられる電池缶は、絞り加工により有底円筒形状に形成されているため、絞り加工に基づく金属内部の結晶粒の乱れが生じている。
このような結晶粒の乱れは、特許文献１の検査方法においてノイズとして検出されている。
従って、特許文献１の検査方法においては、例えば直径０．５ｍｍ以下の小さな傷、クラック、ピンホール等の検出値は、前述したノイズの検出値に埋もれてしまうため、検出できないという課題がある。
【０００５】
また、電池缶には、ハンドリングや搬送時に打痕が生じる場合がある。
このような電池缶の検査においては、傷、クラック、ピンホール等と異なり、打痕を検出する必要がないが、前述した特許文献１の検査方法では打痕と、傷、クラック、ピンホール等とを判別できず、打痕を傷、クラック、ピンホール等として検出してしまい、検査結果の確度が低いという課題もある。
【０００６】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、検査精度を向上できる電池缶の検査方法および電池缶の検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池缶の検査方法は、電池素子を収容する電池缶の表面に対して渦流探傷装置の測定子を近接させた状態で前記測定子のコイルに交流電流を流し、前記電池缶および前記測定子を相対的に移動させることにより、前記電池缶の表面に生じる誘導電流のインピーダンスおよび前記誘導電流により前記コイルに誘導する電圧のうち一方の測定値の変化を検出し、前記測定値の変化により前記電池缶の表面に生じた損傷部を検知するにあたって、前記コイルに対して、第１の周波数を有する第１の電流と、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の電流とを用いる。
【０００８】
測定子のコイルに対して、第１の周波数を有する第１の電流と、第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の電流とを用いるようにした。
第１の電流と第２の電流の周波数を異ならせて解像度を２段階に調整することが可能になり、損傷部の検査精度を向上できる。
【０００９】
また、本発明は、前記コイルに前記第１の電流を流しながら１回目の測定を行った後、前記コイルに前記第２の電流を流しながら２回目の測定を行う。
【００１０】
本発明においては、第１の電流を流しながら１回目の測定を行った後、コイルに第２の電流を流しながら２回目の測定を行うため、例えば第１の電流の周波数を１５ｋHzに設定し、第２の電流の周波数として２MHzに設定した場合、１回目の測定において電池缶の表面に生じた欠陥（打痕）もキズもピンホールも波形判定機の波形は同じになるが、２回目の測定においては電池缶の表面に生じたなだらかな表面の欠陥は検出されず、キズの深さによっても波形のピークが変わるため、打痕かキズかピンホールかの欠陥の識別が可能となる。
【００１１】
さらに、本発明は、前記１回目の測定に用いる前記第１の電流の前記第１の周波数よりも、前記２回目の測定に用いる前記第２の電流の前記第２の周波数が高周波である。
【００１２】
第１の電流の周波数よりも第２の電流の周波数を高周波とすることで、解像度を高めることができる。
これにより、１回目の測定で損傷部を比較的粗の状態で検出し、２回目の測定で損傷部を比較的密の状態で検出できるので、損傷部の検査精度を向上できる。
【００１３】
また、本発明は、前記第１の電流により前記電池缶の表面に生じた損傷部を検知し、次いで前記第２の電流により前記損傷部が傷、クラック、ピンホールのうちのいずれかであるかの判別を行う。
【００１４】
このように、まず第１の電流で損傷部を検知し、つぎに第２の電流で損傷部の種類を判別することで、損傷部の検査精度を一層向上できる。
【００１５】
また、本発明の電池缶の検査装置は、前記電池缶の検査方法を実施するものである。
【００１６】
本発明の電池缶の検査装置によれば、前述した電池缶の検査方法と同様に損傷部を精度よく判別できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電池缶の検査方法および電池缶の検査装置によれば、測定子のコイルに対して、第１の周波数を有する第１の電流と、第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の電流とを用いことで、解像度を２段階に調整して損傷部の検査精度を向上できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る電池缶の検査方法および電池缶の検査装置について、図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の電池缶の検査装置１０は、例えば、電池缶搬送装置１１で搬送する電池缶１２の損傷部１３〜１６を、測定子２３の一次コイル（コイル）２６に交流電流を流して二次コイル２７で検知する渦流探傷装置である。
【００１９】
電池缶搬送装置１１は、前工程で有底円筒状に形成された電池缶１２を、搬送面１１Ａに縦置きに載せて後工程（電池素子を収容する工程）まで矢印の方向に搬送する装置である。
【００２０】
電池缶１２は、プレス絞り加工で有底円筒状に形成されることで、電池素子を収容可能な金属製の缶である。
この電池缶１２は、表面１２Ａが円筒状に形成され、底部１２Ｂが平坦に形成され、上端部が開口されている。
【００２１】
また、電池缶１２は、上端部に電池素子を収容した後にかしめる大径部１２Ｃが形成され、底部１２Ｂ近傍に曲面を含む部位１２Ｄが形成されている。
大径部１２Ｃや曲面を含む部位１２Ｄは、測定時に渦電流が乱れる評価の対象外とする部位である。
【００２２】
ところで、電池缶１２は、プレス絞り加工で有底円筒状に形成されるため、金属内部の結晶粒に乱れが生じていることが考えられる。なお、金属内部の結晶粒の乱れは欠陥部ではない。
また、電池缶１２は、加工の際に、損傷部（欠陥部）として、Ｕ字傷（傷）１３（図５（Ａ），（Ｂ）参照）、丸傷（傷）１４（図６（Ａ），（Ｂ）参照）、クラック１５（図７（Ａ），（Ｂ）参照）やピンホール１６（図８（Ａ），（Ｂ）参照）などが発生することが考えられる。
【００２３】
電池缶の検査装置１０は、電池缶搬送装置１１の搬送面に設けられた真空回転機構２１と、電池缶搬送装置１１の搬送面近傍に設けられた測定子上下機構２２と、測定子上下機構２２で上下動可能に支持された測定子２３と、測定子２３の一次コイル２６に交流電流を流す操作を行う操作パネル２４と、測定子２３の二次コイル２７で検出した電圧変化に基づいて電池缶１２の損傷部１３〜１６を判別する波形判定機２５とを備えている。
【００２４】
真空回転機構２１は、有底円筒状の電池缶１２の底部１２Ｂを真空で吸引し、電池缶１２を１２００ｓ-1の高速で軸線を中心にして回転させる機構である。
なお、電池缶１２の回転数は１２００ｓ-1に限らないで、適宜選択が可能である。
【００２５】
測定子上下機構２２は、一例として、測定子２３を電池缶１２の表面１２Ａに近接させた状態で、例えば、送りピッチ１ｍｍ以下で表面１２Ａに沿って下方に移動させる機構である。
【００２６】
測定子２３は、図３に示すように、一次コイル２６、二次コイル２７を有し、一次コイル２６に交流電流を流すことで、二次コイル２７に誘導する電圧変化２８，２９を検出するものである。
この測定子２３は、一例として、測定子２３のコイル径を１．０〜５．０ｍｍの小さい範囲で選択したものであるが、好ましくはコイル径１．２ｍｍに形成されたものが用いられる。
【００２７】
測定子２３のコイル径を１．０〜５．０ｍｍの小さい範囲に設定することで、解像度を高めることができ、損傷部の大きさとしてφ０．２ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの極小さなものでも確実に検出することが可能である。
【００２８】
操作パネル２４は、真空回転機構２１や測定子上下機構２２を操作するための操作ボタンや操作スイッチなどが備えられている。
さらに、操作パネル２４は、測定子２３の一次コイル２６に交流電流を流すための操作ボタンや操作スイッチなどが備えられている。
【００２９】
この操作パネル２４で、測定子２３の一次コイル２６に第１の電流を流しながら１回目の測定を行った後、測定子２３の一次コイル２６に第２の電流を流しながら２回目の測定を行う操作が可能になる。
ここで、一例として、第１の電流は、周波数１５ｋHｚの第１の周波数を有する。
第２の電流は、周波数２MHｚの第１の周波数より高周波の周波数を有する。
【００３０】
一次コイル２６に第１の電流を流すことで、二次コイル２８で検出した電圧変化２８から、損傷部１３〜１６の有無を判別可能な損傷部信号（位相信号電圧成分）３０（図２、図４参照）を得ることができる。
【００３１】
第２の電流を第１の周波数より高周波とすることで、一層解像度を高めることができる。
よって、一次コイル２６に第２の電流を流すことで、二次コイル２８で検出した電圧変化２９から、損傷部１３〜１６の種類、すなわち、Ｕ字傷１３（図５（Ａ）参照）、丸傷１４（図６（Ａ）参照）、クラック１５（図７（Ａ）参照）やピンホール１６（図８（Ａ）参照）を判別可能な損傷部信号（位相信号電圧成分）３０Ａ〜３０Ｄ（図４、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）参照）を得ることができる。
【００３２】
波形判定機２５は、測定子２３の二次コイル２７で検出した電圧変化に基づいて損傷部１３〜１６を判断するものである。
つぎに、波形判定機２５で損傷部１３〜１６を判断する方法を、図３および図４（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。なお、図４（Ａ），（Ｂ）においては、便宜上、一次コイル２６に第１の電流を流した場合と、第２の電流を流した場合の両方をまとめて示す。
【００３３】
すなわち、測定子２３の一次コイル２６に第１の電流を流し、二次コイル２７で電圧変化２８を検出する。
電圧変化２８は、図４（Ａ）に示すように、電池缶１２をプレス絞り加工で形成する際に生じる結晶粒の乱れを検出するノイズ信号（ノイズ位相信号電圧成分）３１と、損傷部（Ｕ字傷１３、丸傷１４、クラック１５やピンホール１６など）の損傷部信号（位相信号電圧成分）３０とは位相が略９０°異なる。
【００３４】
そこで、波形判定機２５において、図４（Ａ）に示すように、電圧変化２８を矢印の方向に回転させて、図４（Ｂ）に示すように、位相信号電圧成分３０をＹ軸に合わせる。波形判定機２５にＹ軸上の成分（すなわち、位相信号電圧成分３０）のみを取り込む。
そして、位相信号電圧成分３０を、予め入力されていた判定規格用の第１しきい値と比較して電池缶１２の損傷部１３〜１６の有無を判別する。
予め入力された判定規格用の第１しきい値としては、Ｕ字傷１３、丸傷１４、クラック１５やピンホール１６などに相当するデータが入力されている。
【００３５】
測定子２３の一次コイル２６に第２の電流を流した場合も、第１の電流を流した場合と同様に損傷部を判断する。
すなわち、測定子２３の一次コイル２６に第２の電流を流し、二次コイル２７で電圧変化２９を検出する。
電圧変化２９は、図４（Ａ）に示すように、電池缶１２をプレス絞り加工で形成する際に生じる結晶粒の乱れを検出するノイズ信号（ノイズ位相信号電圧成分）３２と、損傷部（Ｕ字傷１３、丸傷１４、クラック１５やピンホール１６など）の損傷部信号（位相信号電圧成分）３０Ａ〜３０Ｄとは位相が略９０°異なる。
【００３６】
そこで、波形判定機２５において、図４（Ａ）に示すように、電圧変化２９を回転させて、図４（Ｂ）に示すように、位相信号電圧成分３０Ａ〜３０ＤをＹ軸に合わせる。波形判定機２５にＹ軸上の成分（すなわち、位相信号電圧成分３０Ａ〜３０Ｄ）のみを取り込む。
そして、位相信号電圧成分３０Ａ〜３０Ｄを、予め入力されていた判定規格用の第２しきい値と比較して電池缶１２の損傷部１３〜１６の種類を判別する。
予め入力された判定規格用の第２しきい値としては、Ｕ字傷１３、丸傷１４、クラック１５やピンホール１６などに相当するデータが入力されている。
【００３７】
つぎに、電池缶の検査装置１０を用いて電池缶１２の損傷部を検知する電池缶の検査方法を図２〜図８に基づいて説明する。
図２に示すように、電池缶搬送装置１１で搬送されてきた電池缶１２の底部１２Ｂを真空回転機構２１で真空吸着する。真空吸着した電池缶１２を１２００ｓ-1の高速で軸線３３を中心にして回転する。
【００３８】
電池缶１２を回転させながら、図１に示す測定子上下機構２２で測定子２３の先端部２３Ａ（コイル径１．２ｍｍ）電池缶１２の表面１２Ａに近接させる。
測定子２３の先端部を電池缶１２の表面１２Ａに近接させた状態で測定子２３の一次コイル２６に第１の周波数を有する第１の電流を流す。
【００３９】
測定子上下機構２２で測定子２３を表面１２Ａに沿って送りピッチ１ｍｍ以下で下方に移動させて１回目の測定を行う。
二次コイル２７で誘導する電圧変化２８（図３、図４参照）を検出する。
【００４０】
ここで、第１の電流の第１の周波数は、第２の電流の第２の周波数と比較して低周波である。
よって、１回目の測定では、損傷部１３〜１６の有無のみを判別可能となる電圧変化２８が得られる。
【００４１】
波形判定機２５において、電圧変化２８を矢印の方向に回転させて（図４（Ａ）参照）、損傷部１３〜１６の位相信号電圧成分３０をＹ軸に合わせる（図４（Ｂ）参照）。
波形判定機２５にＹ軸方向の成分のみを取り込み、予め入力されていた第１しきい値と比較して電池缶１２の損傷部１３〜１６の有無を判断する。
【００４２】
１回目の測定が完了した後、２回目の測定を行う。
すなわち、測定子２３の一次コイル２６に第２の周波数を有する第２の電流を流す。測定子上下機構２２で測定子２３を表面１２Ａに沿って下方に移動させて２回目の測定を行い、二次コイル２７で電圧変化２９（図３、図４参照）を検出する。
【００４３】
ここで、第２の電流の第２の周波数は、第１の電流の第１の周波数と比較して高周波である。
よって、２回目の測定では、損傷部１３〜１６の種類を判別可能となる電圧変化２９が得られる。
【００４４】
波形判定機２５において、電圧変化２９を矢印の方向に回転させて（図４（Ａ）参照）、損傷部１３〜１６の位相信号電圧成分３０Ａ〜３０ＤをＹ軸に合わせる（図４（Ｂ）参照）。
波形判定機２５にＹ軸方向の成分のみを取り込み、予め入力されていた第２しきい値と比較して電池缶１２の損傷部１３〜１６の種類を判断する。
【００４５】
具体的には、損傷部がＵ字傷１３の場合、図５（Ｂ）に示す第１位相信号電圧成分３０Ａが得られる。
第１位相信号電圧成分３０Ａは、Ｕ字傷１３の形状に応じて急に大きくなり、下方に移動するにしたがって徐々に元に戻るように変化する。
【００４６】
また、損傷部が丸傷１４の場合、図６（Ｂ）に示す第２位相信号電圧成分３０Ｂが得られる。
第２位相信号電圧成分３０Ｂは、丸傷１４の中央まで徐々に大きくなり、丸傷１４の中央を通過すると徐々に元に戻るように変化する。
すなわち、第２位相信号電圧成分３０Ｂは、丸傷１４の中央で対称になる。
【００４７】
さらに、損傷部がクラック１５の場合、図７（Ｂ）に示す第３位相信号電圧成分３０Ｃが得られる。
クラック１５は電池缶１２の側壁に表面１２Ａから裏面まで突き抜けた状態に発生している。よって、第３位相信号電圧成分３０Ｃは無限大の値になる。
【００４８】
また、損傷部がピンホール１６の場合、図８（Ｂ）に示す第４位相信号電圧成分３０Ｄが得られる。
ピンホール１６は電池缶１２の側壁に表面１２Ａから裏面まで突き抜けた状態に発生している。よって、第４位相信号電圧成分３０Ｄは無限大の値になる。
【００４９】
これにより、第１〜第４の位相信号電圧成分３０Ａ〜３０Ｄを、予め入力されていた第２しきい値と比較することで、損傷部１３〜１６の種類、すなわちＵ字傷１３、丸傷１４、クラック１５やピンホール１６のうちのいずれかであるかの判別を行うことができる。
【００５０】
以上説明したように、電池缶の検査装置１０によれば、測定子２３の一次コイル２６に対して、第１の周波数を有する第１の電流と、第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する第２の電流とを流すようにした。
第１の電流と第２の電流の周波数を異ならせて解像度を２段階に調整することが可能になり、損傷部１３〜１６の検査精度を向上できる。
【００５１】
また、１５ｋHzの第１の電流と、２MHzの第２の電流とを１つの測定子２３のコイルに対して順次流すことにより、１回目の測定において電池缶の表面に生じた欠陥（打痕）もキズもピンホールも波形判定機の波形は同じになるが、２回目の測定においては電池缶の表面に生じたなだらかな表面の欠陥は検出されず、キズの深さによっても波形のピークが変わるため、打痕かキズかピンホールかの欠陥の識別が可能となる。
【００５２】
さらに、第１の電流の周波数よりも第２の電流の周波数を高周波とすることで、解像度を高めることができる。
これにより、１回目の測定で損傷部１３〜１６を比較的粗の状態で検出し、２回目の測定で損傷部１３〜１６を比較的密の状態で検出できるので、損傷部１３〜１６の検査精度を向上できる。
【００５３】
加えて、第１の電流により電池缶１２の表面１２Ａに生じた損傷部１３〜１６を検知し、次いで第２の電流により損傷部１３〜１６がＵ字傷１３、丸傷１４、クラック１５、ピンホール１６のうちのいずれかであるかの判別を行うようにした。
このように、まず第１の電流で損傷部１３〜１６を検知し、つぎに第２の電流で損傷部１３〜１６の種類（Ｕ字傷１３、丸傷１４、クラック１５、ピンホール１６）を判別することで、損傷部１３〜１６の検査精度を一層向上できる。
【００５４】
なお、前記実施形態では、１つの測定子２３に第１の電流および第２の電流を流して損傷部１３〜１６を検知する例について示したが、これに限らないで、２つの測定子を用意し、一方の測定子に第１の電流を流し、他方に測定子に第２の電流を流して損傷部１３〜１６を検知することも可能である。
２つの測定子を用いる場合、それぞれの測定子に第１の電流および第２の電流を同時に流してもよく、順次流してもよい。
【００５５】
また、前記実施形態では、一次コイル２６に交流電流を流して二次コイル２７で電圧変化を検出する例について説明したが、これに限らないで、一次コイル２６に交流電流を流して電池缶１２の表面１２Ａに生じる誘導電流（渦電流）のインピーダンス変化を検出することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、電池缶の表面に近接させた測定子のコイルに交流電流を流し、電池缶の表面に生じる誘導電流のインピーダンスまたは誘導電流に基づいて表面の損傷部を検知する電池缶の検査方法および電池缶の検査装置への適用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る電池缶の検査装置を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る電池缶の検査方法を示す側面図である。
【図３】本発明に係る測定子の一次コイルに交流電流を流して二次コイルで電圧変化を検出する状態を説明する原理図である。
【図４】本発明に係る測定子の二次コイルで検出した電圧変化の成分を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は電池缶の損傷部としてＵ字傷を示す斜視図、（Ｂ）は本発明に係る電池缶の検査方法でＵ字傷を検出した状態を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は電池缶の損傷部として丸傷を示す平面図、（Ｂ）は本発明に係る電池缶の検査方法で丸傷を検出した状態を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は電池缶の損傷部としてクラックを示す平面図、（Ｂ）は本発明に係る電池缶の検査方法でクラックを検出した状態を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は電池缶の損傷部としてピンホールを示す平面図、（Ｂ）は本発明に係る電池缶の検査方法でピンホールを検出した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  電池缶の検査装置
１２  電池缶
１２Ａ  電池缶の表面
１３  Ｕ字傷（損傷部）
１４  丸傷（損傷部）
１５  クラック（損傷部）
１６  ピンホール（損傷部）
２０  渦流探傷装置
２３  測定子
２６  一次コイル（コイル）
２７  二次コイル
２８，２９  電圧変化
３０，３０Ａ〜３０Ｄ  位相信号電圧成分（損傷部信号）
【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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【図７】
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【図８】
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