| 【発明の名称】 |
電池トレイ及び電池の試験方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】香坂 幸次
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| 【要約】 |
【課題】電池製造工程で多数個の電池を搬送するための電池トレイにおいて、電池の試験工程で充電や測定などの作業がスムーズに行なえるようにし、生産性を向上させる。
【解決手段】電池トレイ１に、多数個の電池１０を一定のピッチで収納する電池収納部２を形成する仕切壁３と、各電池収納部２において電池１０を位置決めする寄せリブ４と、各電池収納部２において電池１０の試験（充電、測定）用の端子が挿入される挿入穴５と、を設けた構造とする。電池の試験工程では、電池トレイ１の仕切壁３や寄せリブ４の形状をＣＣＤカメラ等の撮像手段で撮像してパターン認識することにより電池の種類を識別し、その電池に応じた試験条件を設定するようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電池製造工程において多数個の電池を搬送するための電池トレイであって、多数個の電池を一定のピッチで収納する電池収納部を形成する仕切壁と、各電池収納部において上記仕切壁から突出して設けられ、電池を所定の収納位置に位置決めする寄せリブと、各電池収納部において底部に設けられ、電池の試験用の端子が挿入される挿入穴と、を有してなる電池トレイ。
【請求項２】 多数個の電池を一定のピッチで収納する電池収納部を形成する仕切壁と、各電池収納部において上記仕切壁から突出して設けられ、電池を所定の収納位置に位置決めする寄せリブと、を有してなる電池トレイを用いて多数個の電池を搬送するようにした電池製造工程において、上記トレイの仕切壁や寄せリブの形状を撮像手段で撮像してパターン認識することにより電池の種類を識別し、その電池に応じた各種の試験条件を設定するようにした電池の試験方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の製造工程において用いられる電池トレイ及び電池の試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種電子機器のバッテリーに用いられるリチウム電池の製造工程においては、電池の組み立て工程の後に、電池の性能（品質）をチェックする試験工程がある。
【０００３】即ちこの電池の試験工程は、組み立て工程において組み立てられた電池に充電を行ない、その後に電圧、インピーダンス、温度などを測定し、不良な電池の場合はこれを取り除き、正常な電池の場合は放電を行なった後、これを完成品とするものである。
【０００４】この電池の試験工程では、多数個の電池がコンベアに載せられて搬送され、充電、測定、放電の各工程に連続的に供給される。この電池の搬送には、量産性を考慮して、一度に多数個の電池を収納して搬送できる電池トレイが用いられるが、従来用いられている電池トレイは単に多数個の電池を収納できるようにしただけのものであり、特に電池の試験工程での利便性を考慮した構造とはなっていなかった。
【０００５】また、電池は複数の種類（円筒型、角型、及び夫々の型で大きさの異なるもの）があり、その種類によって試験条件例えば充電時の電流、電圧、充電時間などが異なる。
【０００６】この場合従来の試験工程では、人がその都度電池の種類を目視によって確認し、それに応じた試験条件を設定するようにしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来用いられていた電池トレイは、単に多数個の電池を収納できるようにしただけのものであり、特に電池の試験工程での利便性を考慮した構造とはなっていなかったため、電池の試験工程において充電や測定などの作業をスムーズに行なうことができず、生産性の面で問題があった。
【０００８】また従来の試験工程では、その都度電池の種類を人が目視で確認して試験条件を設定するようにしていたため、作業効率が悪く、生産性をさらに低下させていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために本発明は、電池製造工程で多数個の電池を搬送するための電池トレイにおいて、多数個の電池を一定のピッチで収納する電池収納部を形成する仕切壁と、各電池収納部において仕切壁から突出して設けられ、電池を所定の収納位置に位置決めする寄せリブと、各電池収納部において底部に設けられ、電池の試験用の端子が挿入される挿入穴と、を有してなる電池トレイを提供するものである。
【００１０】また本発明による電池の試験方法は、多数個の電池を一定のピッチで収納する電池収納部を形成する仕切壁と、各電池収納部において仕切壁から突出して設けられ、電池を所定の収納位置に位置決めする寄せリブと、を有してなる電池トレイを用いて多数個の電池を搬送するようにした電池製造工程において、トレイの仕切壁や寄せリブの形状を撮像手段で撮像してパターン認識することにより電池の種類を識別し、その電池に応じた各種の試験条件を設定するようにしたものである。
【００１１】上記の如き本発明による電池トレイは、多数個の電池が一定のピッチで整然と並んだ状態で収納され、また各電池収納部の底部には電池の試験用の端子が挿入される挿入穴が設けられているので、電池の試験工程において充電や測定などの作業がスムーズに行なわれ、生産性が向上する。
【００１２】また本発明による電池の試験方法では、トレイの仕切壁や寄せリブの形状を撮像手段で撮像してパターン認識することにより電池の種類を識別し、その電池に応じた試験条件を設定するようにしたことで、電池の試験工程における作業効率が大幅に改善され、生産性がさらに向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態例について詳細に説明する。先ず、図１〜図４において本発明による電池トレイの一例を説明する。尚、ここでは円筒型の電池を多数個収納する電池トレイを例示してある。
【００１４】図１は電池トレイ１を全体として示しており、この電池トレイ１は上面側を開放した矩形筐状に形成され、その中に多数個の電池１０が起立状態で収納されるようになっている。
【００１５】図２に示す如く、電池トレイ１には多数個の電池１０を一定のピッチで収納する電池収納部２が設けられている。この電池収納部２は、Ｘ方向（図２において横方向）とＹ方向（縦方向）とに夫々一定のピッチａで形成されており、この電池収納部２に電池１０が一個ずつ収納されるようになっている。
【００１６】電池トレイ１には図３に示すように仕切壁３が設けられ、この仕切壁３によって四方を囲まれるようにして正方形状の電池収納部２が形成されている。尚、仕切壁３の高さは、図４で明らかな如く電池トレイ１の深さの半分程度に形成されている。
【００１７】各電池収納部２においては、電池１０を所定の収納位置に正確に位置決めするための寄せリブ４が仕切壁３から中心に向かって突出形成されている。
【００１８】本例ではこの寄せリブ４は四方の仕切壁３から夫々２本ずつの計８本が設けられており、電池収納部２に挿入された電池１０はこの８本の寄せリブ４によって中央に寄せられる状態で所定の収納位置にガタつくことなく確実に収められる。
【００１９】尚、電池１０には大きさの異なるものが複数種類あり、例えば本例に示した円筒型の電池には径が１７ｍｍと１８ｍｍの二種類のものがあるが、この電池の径の違いには、寄せリブ４の突出寸法ｂを変えることにより容易に対応できるものである。
【００２０】また、寄せリブ４は上部を傾斜状にカットした形状に形成されており、これによって電池１０をスムーズに挿入できる構造となっている。
【００２１】さらに各電池収納部２においては、その底部の中心に挿入穴５が設けられており、後述するようにこの挿入穴５から電池の試験用（充電及び測定用）の端子が挿入されるようになっている。
【００２２】図５〜図７は電池トレイの他の形状例を示す。本例に示す電池トレイは、角型の電池を多数個収納するものである。尚、ここで前述した図１〜図４の円筒型電池用の電池トレイと対応する部分には同一符号を付しその説明は省略する。
【００２３】本例の電池トレイ１が前述した円筒型電池用のトレイと異なる点を説明すると、本例の電池トレイ１では電池収納部２の形状が角型電池の形状に対応した長方形状に形成されていると共に、この電池収納部２は電池１０を４５°傾けた状態で収納する形状となっている。また本例の電池トレイ１における寄せリブ４は、仕切壁３の長辺側から夫々２本、短辺側から夫々１本の計６本が設けられている。
【００２４】本例の角型電池用の電池トレイ１は、前述した円筒型電池用のトレイと外形寸法が同一であり、また電池収納部２のピッチａも同一となっている。これにより、電池の試験工程での設備を円筒型電池用と角型電池用とで共通化できるものである。
【００２５】次に電池トレイの材質について説明する。電池トレイ１は、プラスチックを材料とした射出成形品である。その材質としては一般にはＰＰ（ポリプロピレン）が用いられるが、電池が異常発熱した際の火災防止策として、ＰＰより燃えにくい難燃ＰＰの使用が考えられる。
【００２６】しかしながら、難燃ＰＰの場合、６０℃以上の環境下では難燃ＰＰに含まれる臭化水素系難燃材が粉体物質を発生させて電池に悪影響を与えるおそれがあるため、ここでは特にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を使用する。
【００２７】このＰＰＳは臭化水素系難燃材を含んでいないため、６０℃以上の環境下でも粉体物質が発生することはないので、電池に悪影響を及ぼすことはない。またこのＰＰＳは、難燃度を示すＵＬ９４規格において最も燃えにくい５Ｖ相当であることが接炎難燃試験により確認済みであるため、火災防止の対策をより強化できるものである（難燃試験法ＵＬ９４の規格は、燃え易い順にＨＢ，Ｖ２，Ｖ１，Ｖ０、そして最も燃えにくい５Ｖまでの５段階がある。ちなみに、ＰＰはＨＢレベル、難燃ＰＰはＶ０レベルである）。
【００２８】続いて、以上の如き電池トレイが使用される電池の製造工程における電池の試験工程について図８及び図９を参照しながら説明する。尚、ここでは電池１０として円筒型電池の場合を例示してある。
【００２９】電池の組み立て工程において組み立てられた電池１０は、コンベアにて先ずトレイローダー工程に供給される。このトレイローダー工程において電池１０は、図８に示す如く複数本（この例では４本）ずつチャックユニット２０でチャッキングされる。ここでチャッキングされる電池１０のピッチは、電池トレイ１の電池収納部２のピッチａと対応している。
【００３０】そしてこのチャッキングされた電池１０は、予め所定の位置に位置決めされた電池トレイ１の電池収納部２にロボットによって上方から挿入される。この動作を何度か繰り返して電池トレイ１の全ての電池収納部２に電池１０が収納されるとトレイローダー工程が終了し、その後電池トレイ１はコンベアに載せられて次の充電工程に搬送される。
【００３１】充電工程では、図９に示す如く固定台２１の上に電池トレイ１が位置決めされ、その状態で電池トレイ１の上方から充電用の負極側端子２２が電池１０の負極の中心部に接触すると共に、電池トレイ１の下方から充電用の正極側端子２３が挿入穴５を通って電池１０の正極の中心部に接触する。尚、ここで端子２２，２３は夫々バネ２４，２５の力によって電池１０に対し弾性的に押し当てられるようにして確実に接触する構造となっている。
【００３２】このように充電用の端子２２，２３が電池１０に接触した状態で端子２２，２３から電池１０に電流が供給されて充電が行なわれ、充電終了後には端子２２，２３が電池１０から離されて電池トレイ１はコンベアによって所定の保管庫まで搬送される。そして保管庫で所定の時間が経過した後、電池トレイ１は再びコンベアに載せられて次の測定工程に搬送される。
【００３３】測定工程では、前述した充電工程と同様にして、図９に示すように固定台２１の上に電池トレイ１が位置決めされ、その状態で電池トレイ１の上方から測定用の負極側端子２２が電池１０の負極の中心部に接触すると共に、電池トレイ１の下方から測定用の正極側端子２３が挿入穴５を通って電池１０の正極の中心部に接触し、この状態で電圧、インピーダンスなどの測定が行なわれる。また測定工程においては、この他に電池１０の温度監視なども行なう。
【００３４】そしてこの測定工程において不良な電池即ち測定値が一定の基準を外れた電池が発見された場合は、その電池を電池トレイから取り除く。その後、残りの正常な電池が収納されている電池トレイ１はコンベアによって次の放電工程まで搬送される。
【００３５】放電工程では、放電装置の棚の上で電池トレイ１を所定の時間放置することにより、電池１０に充電された電気を空気中に自然放電させる。
【００３６】こうして電池の製造工程における電池の試験工程（充電、測定、放電）が全て終了した後、これを完成品の電池として出荷する。
【００３７】以上の如き電池の試験工程において使用される電池トレイ１は、多数個の電池１０が一定のピッチで整然と並んだ状態で収納され、また各電池収納部２の底部には電池１０の充電及び測定用の端子２２，２３が挿入される挿入穴５が設けられているので、電池の試験工程において充電や測定などの作業がスムーズに行なわれ、生産性が向上する。
【００３８】またこの電池トレイ１は、寄せリブ４の突出寸法ｂを変えるだけで複数種類の電池を収納できるので、電池の多品種化に容易に対応することができる。
【００３９】そしてこの電池トレイ１では、上記のように複数種類の電池を夫々一定のピッチで並べた状態で収納できることにより、電池の試験工程の各工程（トレイローダー工程、充電工程、測定工程、放電工程）での設備を電池の種類ごとに設ける必要がなく、各工程における最小の設備での生産が可能となる。
【００４０】ところで、前述した如き電池の試験工程においては、電池１０の種類によって試験条件が異なる。例えば、例示した円筒型電池には径が１７ｍｍと１８ｍｍの二種類のものがあり、この１７ｍｍ径の電池と１８ｍｍ径の電池の充電時の条件は表１に示すようになっている。
【００４１】
【表１】
【００４２】この表１から明らかなように、１７ｍｍ径の電池と１８ｍｍ径の電池とでは、充電電圧と充電時間は同一であるも、充電電流において条件が大きく異なっている。
【００４３】従来の電池の試験工程では、人がその都度電池の種類を目視によって確認し、それに応じた充電条件を設定するようにしていたため、作業効率が悪く生産性が低かった。
【００４４】そこで本例においては、図１０に示す如く予め電池トレイ１の仕切壁３や寄せリブ４の形状を撮像手段であるＣＣＤカメラ３０によって撮像し、これをコンピュータでパターン認識することにより電池の種類を識別し、その電池に応じた充電条件を自動的に設定するようにしてある。
【００４５】即ち、コンピュータのメモリには電池トレイ１の仕切壁３や寄せリブ４の形状パターンが電池の種類別に記憶されており、これに基づいてコンピュータはＣＣＤカメラ３０で撮像した仕切壁３や寄せリブ４の形状のパターンを認識して電池の種類を識別する。そしてコンピュータは、識別した電池の種類に応じて表１に示したような電池の充電条件を設定し、これを実行するようにシステムの制御を行なう。
【００４６】このようにすることにより、電池の試験工程における作業効率が従来に比べて大幅に改善され、生産性をさらに向上させることができるものである。
【００４７】以上、本発明の実施の形態例について説明したが、本発明はこの例に限ることなく他にも種々の実施形態を採り得るものであることは言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明による電池トレイは、多数個の電池が一定のピッチで整然と並んだ状態で収納され、また各電池収納部の底部には電池の試験用の端子が挿入される挿入穴が設けられているので、電池の試験工程において充電や測定などの作業がスムーズに行なわれ、生産性が向上する。
【００４９】また本発明による電池の試験方法では、トレイの仕切壁や寄せリブの形状を撮像手段で撮像してパターン認識することにより電池の種類を識別し、その電池に応じた試験条件を設定するようにしたことで、電池の試験工程における作業効率が従来に比して大幅に改善され、生産性がさらに向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】松隈 秀盛
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１４０９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７４４１７ |
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