JP2002337820A

JP2002337820A - シール装置及びシール方法

Info

Publication number: JP2002337820A
Application number: JP2001141973A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Iizuka; 宏和飯塚; Masahiro Nozawa; 雅弘野沢; Shuichi Furukawa; 秀一古川
Original assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】包装体の上端に形成された開口部を、この開
口部内に挿入された金属製部材を介して融着させること
によりシールする作業を、小型の設備で、容易かつ確実
に実施する。【解決手段】本発明のシール装置１０は、包装体の開
口部を挟持して融着させるシール手段３０と、このシー
ル手段３０の上方にそれぞれ位置し、シール手段３０に
よる上記開口部の融着に際し上記金属製部材の温度を上
昇させておくヒータ３４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装体の上端に形
成された開口部を、この開口部内に挿入された金属製部
材を挟持したまま融着させることによりシールするため
のシール装置及びシール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば鉛蓄電池、リチウムイオン
電池、リチウムポリマー電池のような二次電池、あるい
はアルミ電解コンデンサや電気二重層キャパシタ等の小
型軽量化に対する要求に応じ、これら装置の容器とし
て、従来の筐体に換え、アルミラミネートフィルム等を
材料とする袋体（包装体）が使用されつつある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの装置は、袋体
内に電極板や電極板から延びるリード部材（金属製部
材）、更には例えば高分子ポリマーや液状物等からなる
電解液等を収容後、袋体の上端に形成された開口部にリ
ード部材を挟んだまま、開口部をシールにより閉鎖して
形成される。この場合、閉鎖後の袋体内に空気等の気体
が残留していると、この気体が袋体内で膨張したり、電
極板や電解液等との間で化学反応を起こす可能性があ
り、かつ装置の小型化の点でも不利となるため、袋体の
シールに際しては、袋体内の気体を排除する必要があ
る。このような要求を満たす袋体の閉鎖方法には、真空
状態で袋体をシールする、いわゆる真空包装が挙げられ
る。

【０００４】しかしながら、真空包装の場合、袋体を真
空チャンバ内でシールする必要があるため、設備が大型
化し、かつ作業が煩雑化するという問題があった。更
に、袋体内に余剰の電解液があると、袋体のシール作業
時に袋体から電解液が溢れ、袋体のシール部位に電解液
が残留して、シールされた袋体の密閉性が損なわれる恐
れがあった。また、リード部材を挟持したまま開口部を
シールすると、開口部のうち、リード部材と重なる部分
では、シールのための熱がリード部材に奪われてシール
部位が低温となり、開口部とリード部材との密着性が低
下する可能性もあった。本発明は上記事情に鑑みてなさ
れたもので、袋体の開口部を、小型の設備で、容易かつ
確実にシール可能とすることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、包装体の上端
に形成された開口部を、この開口部内に挿入された金属
製部材を挟持したまま融着させることによりシールする
ためのシール装置に係り、上記開口部を挟持して融着さ
せるシール手段と、シール手段の上方に位置し、上記シ
ール手段による上記開口部の融着に際し上記金属製部材
の温度を上昇させておくヒータとを備えることを特徴と
している。

【０００６】この場合、上記シール手段の、上記包装体
との接触部位が弾性を有することが望ましい。

【０００７】また、上記開口部を介して上記包装体内に
上方から挿入可能とされ、かつ上記包装体内に挿入され
た状態から、上記シール手段により挟持された上記開口
部を介して上方に引き抜き可能なノズルを備えていても
よい。この場合、上記ノズルが、上記包装体の内容物を
吸引することが望ましい。

【０００８】また、更に望ましくは、上記シール手段に
よる上記開口部の挟持に伴い上記開口部を介して上記ノ
ズルを挟持し、上記ノズルの挿入部位における上記開口
部の気密性を維持する一対のパッドを設置する。上記パ
ッドの、上記ノズルを挟持した際に上記ノズルと重なる
位置に、上記ノズルの外周形状に応じた凹部を形成して
もよい。

【０００９】また、上記シール手段によるシールに先立
ち、上記包装体内の所定位置に上記開口部を介して上方
から上記金属製部材をセットするセット手段を備えてい
てもよい。

【００１０】更に、上記包装体のうち、上記シール手段
によりシールされた部位を冷却する冷却手段を備えてい
てもよい。

【００１１】ここで、上記金属製部材としては、例えば
電極板等から延びるリード部材が挙げられ、上記包装体
としては、例えば電解液を収容するものが挙げられる。

【００１２】また、本発明は、包装体の上端に形成され
た開口部を、この開口部内に挿入された金属製部材を挟
持したまま融着させることによりシールするシール方法
にも係り、上記開口部の融着に先立ち、上記金属製部材
を予熱することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施形態について、包装体として図１に示すような矩形状
をなすガゼット袋（以下、袋体と呼称する。）１を用
い、その上端に形成された開口部１ａを介して、電極板
２や電極板２から延びるリード部材（金属製部材）３及
び電解液（図示せず。）等の内容物を袋体１内に収容
後、開口部１ａの対向する側面１ｂ間に、開口部１ａか
ら上方に突出するリード部材３の上部を挟持したまま、
開口部１ａをシールする場合を例に説明する。図１にお
いて、(ａ)は、上記内容物を開口部１ａを介して袋体１
内に収容した状態を、(ｂ)は、上記内容物収容後の開口
部１ａをシールした状態をそれぞれ示している。

【００１４】本発明に係るシール装置の概略構成を図２
に示す。このシール装置１０は、セット手段２０と、シ
ール手段３０と、冷却手段４０とを、所定の方向（図に
矢印Ａで示す方向）に、この順で配置して構成されてい
る。また、シール装置１０は、セット手段２０とシール
手段３０、及びシール手段３０と冷却手段４０との間で
それぞれ袋体１を受け渡しする搬送手段（図示せず。）
を備えている。

【００１５】セット手段２０は、袋体１内に開口部１ａ
を介して上方から上記内容物を挿入し、図１に（ａ）で
示すように、上記内容物が袋体１内の所定位置に位置す
るよう、袋体１内に上記内容物をセット（位置決め）す
るためのもので、袋体１を支持する本体２１と、袋体１
を本体２１内の所定位置に供給する袋体供給手段と、電
極板２及びリード部材３を、開口部１ａを介して袋体１
内の所定位置に設置する金属製部材設置手段と、開口部
１ａを介して袋体１内に電解液を供給する電解液供給手
段（いずれも図示せず。）とを備えている。

【００１６】シール手段３０は、上記内容物が収容され
た袋体１の開口部１ａを、その対向する側面１ｂ間にリ
ード部材３を挟持したままシールするためのもので、袋
体１を支持する本体３１と、開口部１ａを外方（矢印Ａ
と直交する方向）から挟持する各一対のシールバー３２
及びパッド３３と、パッド３３の上方に配設され、パッ
ド３３の上方に突出するリード部材３を外方から挟持す
る一対のヒータ３４と、パッド３２の上方に垂直に立設
されたノズル３５とを備えている。

【００１７】シールバー３２は、本体３１内に支持され
た袋体１の開口部１ａを挟持するよう、上記矢印Ａに沿
って延設され、例えばエアシリンダ等の移動手段（図示
せず。）により、上記矢印Ａと直交する方向に、互いに
近接離間可能とされている。また、これらシールバー３
２同士の対向面には、開口部１ａを構成する樹脂を溶融
させ、開口部１ａの対向する側面１ｂ同士を融着させ
る、シーラ３２ａが形成されている。本実施形態の場
合、シーラ３２ａには、ヒートシーラが使用される。更
に、後述するようにシールバー３２間に開口部１ａを介
してノズル３５を挟持した際にノズル３５の挟持部位に
生じる段差を吸収し、開口部１ａとの密着性を向上させ
るため、シーラ３２ａのうち、開口部１ａとの接触面
は、例えばシリコンゴムのような、弾性及び耐熱性を有
する材質で形成されている。

【００１８】パッド３３は、本体３１内に支持された袋
体１の開口部１ａの上端を挟持するよう、シールバー３
２の上方に、シールバー３２と平行に配設され、シール
バー３２と同様の移動手段により、上記矢印Ａと直交す
る方向に、互いに近接離間可能とされている。また、こ
れらパッド３３の対向面のうち、これらパッド３３によ
り袋体１の開口部１ａを挟持した際に上記ノズル３５と
重なる位置には、ノズル３５の外径と略同径ないしは若
干小径の、半円状をなす凹部３３ａが、それぞれ設けら
れている。これら凹部３３ａは、パッド３３の対向面同
士を当接させた際にノズル３５と同軸をなす円孔を形成
する。更に、パッド３３間に開口部１ａを挟持した際に
おける開口部１ａとの密着性を向上させるため、パッド
３３は、弾性を有する材質で形成されている。

【００１９】ヒータ３４は、本体３１内に支持された袋
体１の上端部１ａをシールバー３２及びパッド３３で挟
持した際に、パッド３３から上方に突出するリード部材
３を挟持するよう、パッド３３の上方に、シールバー３
２と平行に配設され、シールバー３２と同様の移動手段
により、上記矢印Ａと直交する方向に、互いに近接離間
可能とされている。また、ヒータ３４間にリード部材３
を挟持した際におけるリード部材３との密着性を向上さ
せるため、ヒータ３４は、例えばシリコンゴムのよう
な、弾性及び耐熱性を有する材質で形成されている。

【００２０】ノズル３５は、袋体１の開口部１ａをシー
ルバー３２により挟持した際に開口部１ａの端部近傍
（ヒータ３４の挟持範囲からずれた位置）の上方となる
位置に、下向きに開口する円筒状の部材で、その延設方
向に沿って、上下に移動可能とされている。また、ノズ
ル３５の上端には、ノズル３５から物質を吸引するため
の、例えばポンプ等の装置が連結されている。

【００２１】冷却手段４０は、シール終了後の開口部１
ａを冷却するためのもので、袋体１を支持する本体４１
と、開口部１ａのうち、シールバー３２による挟持部位
を外方から挟持する一対の冷却バー４２とを備えてい
る。これら冷却バー４２は、上記矢印Ａに沿って延設さ
れ、例えばエアシリンダ等の移動手段（図示せず。）に
より、上記矢印Ａと直交する方向に、互いに近接離間可
能とされている。

【００２２】次に、上記構成を有するシール装置１０を
用いた袋体１のシール方法について、図３を参照しつ
つ、以下に説明する。袋体１のシールに際しては、ま
ず、セット手段２０にて、袋体供給手段により、袋体１
を、開口部１ａが上方を向き、かつ側面１ｂが上記矢印
Ａと平行となるよう、本体２１内の所定位置に供給す
る。次いで、金属製部材供給手段により、リード部材３
の上端部を把持しつつ、電極板２及びリード部材３を、
開口部１ａを介して袋体１内の所定位置に吊り下げた
後、電解液供給手段が、開口部１ａを介して、袋体１内
に所定量の電解液を供給する。その結果、図１に（ａ）
で示すように、袋体１内に内容物が位置決めされる。

【００２３】袋体１内に内容物が位置決めされたら、搬
送手段により、袋体１を、図１に（ａ）で示す状態を維
持したまま、上記矢印Ａに沿って、セット手段２０か
ら、隣接するシール手段３０へと搬送する。袋体１が、
本体３１内の所定位置に搬送されると、搬送手段による
袋体１の更なる搬送が停止するとともに、上方に待機し
ていたノズル３５が下降し、その下端（開口端）が、図
３に（ａ）で示すように、開口部１ａを介して袋体１内
の所定位置に到達した時点で停止する。

【００２４】ノズル３５の袋体１内への挿入完了後、開
口部１ａを介して離間していた各一対のシールバー３
２、パッド３３及びヒータ３４が互いに近接し、図３に
（ｂ）で示すように、シールバー３２、パッド３３が、
リード部材３及びノズル３５を開口部１ａの対向する側
面１ｂ間に挟んだまま、所定の強度で開口部１ａを挟持
するとともに、ヒータ３４が、開口部１ａから上方に突
出するリード部材３を挟持する。

【００２５】また、上記操作とともに、ノズル３５に連
結されたポンプ等の装置を作動させ、袋体１内に供給さ
れた余剰の電解液や、袋体１内の気体等を吸引し、袋体
１内を、必要量の電解液で充満させる。この場合、上記
の通り、シーラ３２ａの、開口部１ａとの接触面、並び
にパッド３３には、いずれも弾性を有する材質が使用さ
れるとともに、パッド３３の、ノズル３５と重なる位置
には、ノズル３５の外径と略同径ないしは若干小径の、
半円状をなす凹部３３ａが形成されている。その結果、
シールバー３２及びパッド３３間に開口部１ａを介して
リード部材３及びノズル３５を挟持した場合でも、開口
部１ａの対向する側面１ｂ同士、並びに側面１ｂとリー
ド部材３及びノズル３５、更には開口部１ａの外周面と
シーラ３２ａ及びパッド３３との密着性が維持される。
また、ノズル３５による吸引とほぼ同時に、ヒータ３４
を発熱させ、ヒータ３４に挟持されたリード部材３を予
熱する。

【００２６】ノズル３５による、袋体１内に供給された
余剰の電解液や、袋体１内の気体等の吸引が完了した
ら、ノズル３５を上方に移動させ、シールバー３２及び
パッド３３間に挟持された開口部１ａから、ノズル３５
を上方に引き抜く。この場合、上記の通り、シーラ３２
ａの、開口部１ａとの接触面には弾性を有する材質が使
用されているため、ノズル３５の引き抜きに伴い、シー
ラ３２ａが、元の形状に順次復帰して開口部１ａを挟持
する。その結果、ノズル３５を引き抜いても、開口部１
ａの対向する側面１ｂ同士、並びに開口部１ａの外周面
とシーラ３２ａとの密着性が維持される。

【００２７】また、上記の通り、パッド３３には、半円
状をなす凹部３３ａが形成されているため、パッド３３
が必要以上の力で開口部１ａを介してノズル３５の側面
を押圧せず、その結果、ノズル３５の引き抜きに伴う力
が少なくて済む。すなわち、本実施形態によれば、開口
部１ａの対向する側面１ｂ同士、並びに側面１ｂとリー
ド部材３、更には開口部１ａの外周面とシーラ３２ａ及
びパッド３３との密着性を維持しつつ、ノズル３５を少
ない力で容易に引き抜くことができる。

【００２８】ノズル３５の引き抜きが完了したら、パッ
ド３３及びヒータ３４を開口部１ａまたはリード部材３
から離間させるとともに、シールバー３２のシーラ３２
ａを発熱させる。すると、開口部１ａを構成する樹脂が
シーラ３２ａにより加熱されて溶融し、袋体１の対向す
る側面１ｂ同士が融着する。その結果、図３に（ｃ）で
示すように（この図ではシールバー３２は省略されてい
る。）、開口部１ａが、リード部材３を開口部１ａの対
向する側面１ｂ間に挟持したままシールされ、袋体１が
閉鎖される。

【００２９】開口部１ａがシールされたら、シールバー
３２を開口部１ａから離間させた後、袋体１を、搬送手
段により、上記矢印Ａに沿って、シール手段３０から、
隣接する冷却手段４０へと搬送する。袋体１が、本体４
１内の所定位置に搬送されると、搬送手段による袋体１
の更なる搬送が停止されるとともに、開口部１ａを介し
て離間していた一対の冷却バー４２が、開口部１ａのシ
ール部位を挟持し、このシール部位を冷却する。

【００３０】シール部位の冷却が完了したら、冷却バー
４２を開口部１ａから離間させた後、袋体１を、搬送手
段により、上記矢印Ａと逆方向に移動させ、冷却手段４
０から、シール手段３０を経てセット手段２０へと搬送
する。袋体１が、本体２１内の所定位置に搬送される
と、搬送手段による袋体１の更なる搬送が停止されると
ともに、袋体１が上方へと搬出される。その結果、図１
に（ｂ）で示すような、内容物が封入され、かつ開口部
１ａから突出するリード部材３を備える袋体１が得られ
る。

【００３１】上記シール装置１０及びこれを用いた袋体
１のシール方法によれば、開口部１ａのシールに先立
ち、シールバー３２及びパッド３３により開口部１ａを
シールしつつ、ノズル３５を用いて、袋体１内に供給さ
れた余剰の電解液や、袋体１内の気体等を吸引してい
る。その結果、袋体１を真空チャンバ内でシールする必
要がなくなり、シールのための設備が小型化されるとと
もに、シール作業も容易化される。また、開口部１ａの
シールに先立ち、袋体１内の余剰の電解液が除去される
ため、シール部位における電解液の残留に伴うシール不
良等も防止される。

【００３２】更に、シールに先立ち、リード部材３をヒ
ータ３４により予熱しているため、リード部材３を挟持
したまま開口部１ａをシールした場合でも、シールのた
めの熱がリード部材３に奪われることがなく、高温での
シールが可能となる。その結果、開口部１ａのうち、リ
ード部材３と重なる部分でも、開口部１ａとリード部材
３との密着性が維持され、シール後の袋体１の密閉性低
下が防止される。

【００３３】なお、本発明が適用可能な包装体は、上記
実施形態に開示のものに限定されず、その趣旨を逸脱し
ない範囲内で、種々の変形をも含むものである。例え
ば、シーラ３２ａには、ヒートシーラ以外に、例えばイ
ンパルスシーラ等、他のあらゆる公知のシーラが適用可
能である。また、上記実施形態では、シールバー３２に
よる開口部１ａのシールに先立ち、ヒータ３４によりリ
ード部材３を余熱しているが、ヒータ３４によるリード
部材３の余熱と、シールバー３２による開口部１ａのシ
ールとを、少なくとも一部同期させて行ってもよい。更
に、上記実施形態では、セット手段２０と、シール手段
３０と、冷却手段４０とが、所定の矢印Ａに沿って直列
に配置されているが、これら手段２０，３０，４０の配
列順や配列方向は、シール装置の設置環境等に応じ、適
宜変更可能であることは言うまでもない。一方、本発明
のシール装置が適用可能な包装体には、上記図１に示す
もの以外に、例えば、三方シール袋や四方シール袋等の
平袋が挙げられる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、袋
体を、小型の設備で、容易かつ確実にシール可能となる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用可能な包装体の例を示す上方斜
視図である。

【図２】本発明に係るシール装置の一例の概略構成を
示す上方斜視図である。

【図３】本発明に係るシール装置による包装体のシー
ル方法の一例を説明するための図である。

【符号の説明】

１袋体（包装体）１ａ袋体の開口部３リード部材（金属製部材）１０シール装置２０セット手段３０シール手段３３パッド３３ａ凹部３４ヒータ３５ノズル４０冷却手段

フロントページの続き (72)発明者古川秀一東京都中央区日本橋馬喰町１丁目４番16号藤森工業株式会社内Ｆターム(参考） 3E094 AA12 BA01 CA02 DA05 FA17 FA21 HA06 HA08 5H011 AA09 AA17 DD00 DD13 DD26 FF04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】包装体の上端に形成された開口部を、こ
の開口部内に挿入された金属製部材を挟持したまま融着
させることによりシールするためのシール装置であっ
て、上記開口部を挟持して融着させるシール手段と、シール
手段の上方に位置し、上記シール手段による上記開口部
の融着に際し上記金属製部材の温度を上昇させておくヒ
ータとを備えることを特徴とするシール装置。
【請求項２】上記シール手段の、上記包装体との接触
部位が弾性を有することを特徴とする請求項１に記載の
シール装置。
【請求項３】上記開口部を介して上記包装体内に上方
から挿入可能とされ、かつ上記包装体内に挿入された状
態から、上記シール手段により挟持された上記開口部を
介して上方に引き抜き可能なノズルを備えることを特徴
とする請求項２に記載のシール装置。
【請求項４】上記ノズルが、上記包装体の内容物を吸
引することを特徴とする請求項３記載のシール装置。
【請求項５】上記シール手段による上記開口部の挟持
に伴い上記開口部を介して上記ノズルを挟持し、上記ノ
ズルの挿入部位における上記開口部の気密性を維持する
一対のパッドを備えることを特徴とする請求項３または
４に記載のシール装置。
【請求項６】上記パッドの、上記ノズルを挟持した際
に上記ノズルと重なる位置に、上記ノズルの外周形状に
応じた凹部が形成されていることを特徴とする請求項５
に記載のシール装置。
【請求項７】上記シール手段によるシールに先立ち、
上記包装体内の所定位置に上記開口部を介して上方から
上記金属製部材をセットするセット手段を備えることを
特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシ
ール装置。
【請求項８】上記包装体のうち、上記シール手段によ
るシール部位を冷却する冷却手段を備えることを特徴と
する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシール装
置。
【請求項９】上記金属製部材がリード部材であること
を特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の
シール装置。
【請求項１０】上記包装体が電解液を収容することを
特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシ
ール装置。
【請求項１１】包装体の上端に形成された開口部を、
この開口部内に挿入された金属製部材を挟持したまま融
着させることによりシールするシール方法であって、上記開口部の融着に先立ち、上記金属製部材を予熱する
ことを特徴とするシール方法。