JP2007326629A - パッケージ型蓄電装置の封止方法及び封止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】皺を生じることなく袋口を確実に封止するパッケージ型蓄電装置の封止方法及び封止装置及び方法を提供する。
【解決手段】袋（１４）に分極部材（２４）と電解液を収容するとともに前記分極部材（２４）と電気的に接続された一対の集電極（２６）を前記袋（１４）の袋口（２２）から外部に導出し、前記袋口（２２）を加熱封止するもので、前記袋（１４）の左右両側に形成されている所定幅の縦方向封止部（１６）を互いに遠ざかる方向に引っ張って前記袋口（２２）を伸張し、前記伸張された袋口（２２）を加熱封止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッケージ型蓄電装置の封止方法と封止装置に関する。

従来、収容物を充填した袋の上部袋口を封止する装置として、特許文献１に記載のものがある。

この封止装置は、袋の左右にある縦方向の封止部をそれぞれ把持する一対のクランプと、上記クランプで把持された左右の縦方向封止部の上方に配置され、袋口を形成している上端袋部分を把持して加熱するシールバーを備えている。

ところが、この封止装置では、袋の内部に厚みのある収容物が充填又は収容されている場合、加熱シールされる上端袋部分をシールバーで挟持するとき、この上端袋部分に皺が残った状態で封止される可能性があった。

また、特許文献２〜４には、集電極付き分極部材（例えば、分極性電極積層体）をプラスチックフィルムの袋に収容するとともに前記集電極を外部に導出させたフィルムパッケージ型蓄電装置が提案されている。この蓄電装置は、例えば、分極性電極をセパレータとともに積層した積層体が同極同士を束ねてそれぞれに集電極が溶接される。そして、集電極が溶接された積層体は、電解液を含浸させた後、ラミネートフィルムの袋に収容され、その袋から集電極が引き出された状態で密封される。ところが、上述した封止装置を用いて袋を袋口を封止すると、集電極の周囲のラミネートフィルム部分に皺や封止不良箇所が発生し、袋内に収容されている電解液が漏れるという問題が考えられる。

特開平０９−９５３１１号公報 特開２００２−２８０２７１号公報 特開２００２−２８９４８７号公報 岡村廸夫著「電気二重層キャパシタと蓄電システム」、日刊工業新聞社

そこで、本発明は、皺を生じることなく袋口を確実に封止するパッケージ型蓄電装置の封止方法及び封止装置を提供することを目的とする。

この目的を達成する本発明のパッケージ型蓄電装置の封止方法は、袋（１４）に分極部材（２４）と電解液を収容するとともに前記分極部材（２４）と電気的に接続された一対の集電極（２６）を前記袋（１４）の袋口（２２）から外部に導出し、前記袋口（２２）を加熱封止するもので、前記袋（１４）の左右両側に形成されている所定幅の縦方向封止部（１６）を互いに遠ざかる方向に引っ張って前記袋口（２２）を伸張し、前記伸張された袋口（２２）を加熱封止することを特徴とする。

本発明の他の形態のパッケージ型蓄電装置の封止装置は、袋（１４）に分極部材（２４）と電解液を収容するとともに前記分極部材（２４）と電気的に接続された一対の集電極（２６）を前記袋（１４）の袋口（２２）から外部に導出し、前記袋口（２２）を加熱封止するもので、前記袋（１４）の左右両側に形成されている所定幅の縦方向封止部（１６）を互いに遠ざかる方向に引っ張って前記袋口（２２）を伸張する一対のクランプ（８６）と、前記一対のクランプ（８６）の間で前記伸張された袋口（２２）を加熱封止する加熱部（１１０，１１２）を備えたことを特徴とする。

このようなパッケージ型蓄電装置の封止方法及び封止装置によれば、袋の袋口は、ある程度厚みのある部材（例えば、分極部材）が袋に収容されている場合でも、袋口を皺無く且つ完全にシールできる。また、袋口を介して集電極が外部に導出されている場合でも、その物の周囲を完全にシールできる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、図面に表された各部の配置や形状を説明するために「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語を使用するが、それらの使用は発明の理解を容易にするためであって、それらの用語によって発明の技術的範囲が限定的に解釈されるものでない。

図１は、本発明に係る封止装置１０と、この封止装置１０で袋口が封止されるフィルムパッケージ型蓄電装置１２を示す。蓄電装置１２は、例えば電気二重層キャパシタであり、以下に説明する収容物を収容するパッケージ（袋）１４を有する。パッケージ１４は、例えば複数のプラスチックフィルムを積層したラミネートフィルムの袋部材で形成されており、最内層には熱融着フィルムが配置されている。好ましい実施形態では、積層された複数のプラスチックフィルムの間に、金属フィルムが設けられている。

実施形態において、パッケージ１４は、正面から見て四角形に形成されており、左右両端の縦方向縁部（袋部分）が熱融着されて、上端から下端まで連続した縦方向封止部１６が形成されている。実施形態では、パッケージは２枚のラミネートフィルム（表面袋部材と裏面袋部材）１８（図２参照）を重ねて形成されており、水平方向の底縁部が熱融着されて、右端から左端まで連続した底封止部２０が形成されている。パッケージ１４は、一枚のラミネートフィルムを折り返して形成してもよく、その場合、左右の縦方向縁部が同様に熱融着されて縦方向封止部１６が形成され、また必要であれば、折り返された底部を熱融着して底封止部２０を形成することができる。図２に示すように、後に封止装置１０によって封止される上部袋口（開口部）２２は、左右の縦方向封止部１６の間に連続して形成されており、この袋口２２を通じて以下の収容物がパッケージ１４に収容されている。

一般に、蓄電装置１２では、収容物は集電極付き分極部材２４と電解液（図示せず）を含む。分極部材２４は、例えば、活性炭等の炭素材料からなる分極性電極材料を両面に担持した導電性金属板又は金属箔の分極性電極板を積層して構成されている。隣接する電極板の間には、例えば紙製のセパレータが介在される。積層された分極性電極は、正極端子部と負極端子部をそれぞれ束ねて電気的に並列に接続され、それら束ねた正極端子部と負極端子部がそれぞれ導電性金属板の集電極２６に接続される。このように構成された分極部材２４は、図示するように、一対の導電性金属板の集電極２６が袋口２２から突出した状態で、パッケージ１４内に収容される。その後、パッケージ１４には電解液が充填される。このようにして分極部材２４と電解液が収容されたパッケージ１４は、図示する封止装置１０によって袋口２２が封止される。

図１〜図３に示すように、封止装置１０は、概略、パッケージ１４内に収容されている分極部材２４の両側でパッケージ１４の縦方向封止部１６を把持する第１の把持機構３０と、第１の把持機構３０の上に配置されており、袋口２２の両側でパッケージ１４の縦方向封止部１６を把持する第２の把持機構３２と、袋口２２を形成しているパッケージ上端部を熱融着させて封止する熱融着機構（封止機構又は封止手段）３４を有する。

図３を参照すると、第１の把持機構３０は、一対の第１のクランプ機構３６を有する。第１のクランプ機構３６はそれぞれアーム３８を有する。各アーム３８の基端（図３の上部に表れる端部）は、所定の軌道（円軌道又は直線起動）に沿って移動するパッケージ搬送機構（図示せず）に、図面の表裏方向（垂直方向）に伸びる旋回軸４０を介して旋回自在に支持されている。好ましい実施形態では、旋回軸４０は駆動機構（図示せず）に駆動連結されており、駆動機構から旋回軸４０に伝達される駆動力に基づいて、一対のアーム３８が左右対称（時計回り方向と反時計回り方向）に旋回するようにしてある。

アーム３８の先端（図３の下部に表れる端部）は、パッケージ１４の縦方向縁部１６を把持する機構４２を有する。実施形態では、機構４２は、例えば、固定クランプ４４と可動クランプ４６を有する。固定クランプ４４は固定クランプ面を有し、図３に示すシールポジション５０において、左右の固定クランプ面が一直線上に整列できるようにしてある。可動クランプ４６は、垂直軸４８を介して固定クランプ４４に連結されている。また、可動クランプ４６は、アーム３８に取り付けた駆動源、例えばシリンダ５２に駆動連結されておりシリンダ５２の駆動に基づいて、その可動クランプ面が固定クランプ面と協働して縦方向縁部１６をその表裏から挟持又は把持する把持位置（閉鎖位置）と、可動クランプ面が固定クランプ面から離間して縦方向縁部１６を解放する非把持位置（解放位置）との間を移動するようにしてある。シリンダ５２は、空圧シリンダ、油圧シリンダのいずれであってもよい。この点は以下に説明する他のシリンダも同様である。

第２の把持機構３２は、概略、第１の把持機構３０のパッケージ把持位置（図１参照：第１の把持位置５４）上方においてパッケージ１４の袋口２２に隣接する両縦方向縁部上端部（図１参照：第２の把持位置５６）を把持する把持機構６０と、把持機構６０が両縦方向縁部上端部（第１の把持位置５４）を把持した状態で把持機構６０を互いに離間する方向（図３に矢印６２，６２’で示す方向）に移動させてパッケージ上端部を左右方向に引っ張り、袋口２２を形成する表側と裏側の袋部分を互いに接近させる伸張手段の伸張機構６４と、第１の把持機構３０によって把持されているパッケージ１４に対してその正面から把持機構６０と伸張機構６４を一緒に進退させる進退機構６６（図４参照）を有する。

図４を参照すると、進退機構６６は、シールポジション５０の近傍に固定された基台６８を有する。基台６８は、シールポジション５０のパッケージ１４に対して把持機構６０と伸張機構６４を進退させる駆動源として例えばシリンダ７０を支持しており、例えばそのシリンダ本体７２が基台６８に固定されており、そのプランジャ７４に伸張機構６４が連結されている。

伸張機構６４は、シリンダ７０の動作方向（図４の左右・水平方向）と直交する方向（図３の左右・水平方向）に把持機構６０を移動する手段として例えばシリンダ７６を有する。シリンダ７６は、そのシリンダ本体７８と、シリンダ本体７８から左右両側から水平方向に伸びる２組のプランジャ８０を有し、該プランジャ８０にそれぞれ把持機構６０のサポート８２が支持されており、シリンダ本体７８に供給される流体圧に基づいて、左右のサポート８２が互いに逆方向に同期して移動するようにしてある。実施形態では、シリンダ本体７８とサポート８２が一つ又は複数のガイドロッド８４によって連結されており、これによりサポート８２の安定した移動が保証されている。

図３に示すように、サポート８２は、進退機構６６の進退方向に伸びる部材からなり、第１の把持機構３０に対向する前部に第２のクランプ機構８６を備えている。第２のクランプ機構８６は固定クランプ８８と可動クランプ９０を有する。固定クランプ８８は、サポート８２に固定されており、進退方向（図３の上下方向）にほぼ直交する方向（図３の左右方向）に伸びる固定クランプ面を有する。可動クランプ９０は、旋回軸９２を介して旋回自在としてあり、可動クランプ面が固定クランプ面に当接する保持位置（閉鎖位置）〔図示せず〕と、可動クランプ面が固定クランプ面から離間する解放位置（開放位置）（図３参照）との間を移動するようにしてある。

可動クランプ９０は、可動クランプ９０を保持位置と解放位置との間で移動するために、サポート８２に支持された駆動手段のシリンダ９４に連結されている。本実施形態では、シリンダ本体９６がサポート８２に支持され、プランジャ９８が可動クランプ９０に回転自在に連結されている。

図４に示すように、熱融着機構３４は、シールバー操作手段の上段操作ロッド１００と下段操作ロッド１０２を有する。これら２つの操作ロッド１００，１０２は、駆動源（図示せず）に駆動連結されており、互いに逆方向に、すなわち、上段操作ロッド１００は図示する退避位置から図上右側に向けて移動し、対照的に下段操作ロッド１０２は図示する退避位置から図上左側に向けて移動するようにしてある。駆動源には、シリンダを含む駆動機構や、モータとラック・アンド・ピニオンを組み合わせた駆動機構が利用できる。

上段と下段の操作ロッド１００，１０２は、パッケージ袋口２２を形成しているパッケージ上端部１０４（図１参照）を表と裏から挟持して加熱するために、対向する一対のサポート部１０６，１０８と、該サポート部１０６，１０８に支持されたシール手段を有する。実施形態では、シール手段として電気抵抗式発熱手段を備えた加熱部のシールバー１１０，１１２が利用されており、これらシールバー１１０，１１２が図示しない電源に接続されている。

このように構成された封止装置１０の動作を説明する。上述のように、分極部材２４等が収容されたパッケージ１４は、第１の把持機構３０によって両縦方向縁部（第１の把持位置５４）が把持された状態で、パッケージ搬送機構によって図３に示すシールポジション５０に搬送される。このとき、第１の把持機構３０の固定クランプ４４と可動クランプ４６に把持された両縦方向縁部（第１の把持位置５４）が、図２及び図３に示すように、一つの直線上にほぼ整列している。また、図１，２に示すように、固定クランプ４４と可動クランプ４６が把持するパッケージ部分（第１の把持位置５４）は、パッケージ１４の上端から所定距離だけ離れており、パッケージ１４に収容されている分極部材２４の側部近傍である。

パッケージ１４がシールポジション５０に到着すると、進退機構６６のシリンダ７０が作動し、図３に示す後退位置に退避している伸張機構６４がパッケージ１４に向けて前進する。進退機構６６の駆動前又は進退機構６６の駆動とともに、伸張機構６４のシリンダ７６が駆動し、左右の固定クランプ８８の間隔を、進退機構６６の駆動に基づいて左右の固定クランプ８８がパッケージ１４の両縦方向縁部（第２の把持位置５６）に対向し接触するように調整される。伸張機構６４の前進時、伸張機構６４の可動クランプ９０は解放位置に保たれており、可動クランプ９０がパッケージ１４と接触することはない。伸張機構６４の前進動作は、第２の把持機構３２の固定クランプ８８が、シールポジション５０にあるパッケージ１４の両縦方向縁部（第２の把持位置５６）に当接すると又は当接触する直前に終了する。固定クランプ８８が当接するパッケージ部分（第２の把持位置５６）は、第１の把持機構３０の固定クランプ４４と可動クランプ４６が把持するパッケージ部分（第１の把持位置５４）の上であって、集電極２６の側部近傍領域にある。

次に、第２のクランプ機構８６のシリンダ９４が作動し、可動クランプ９０を解放位置から保持位置に回転し、固定クランプ８８と可動クランプ９０でパッケージ１４の両縦方向縁部（第２の把持位置５６）を把持する。

続いて、伸張機構６４が作動し、左右の第２のクランプ機構８６を外側（互いに遠ざかる方向）に所定距離だけ移動する。その結果、図２に示すように開放されている袋口２２は、この袋口２２を形成している表側と裏側の袋部分が互いに接触又はほぼ接触する程に接近する。

その後、熱融着機構３４の駆動源が駆動し、上段操作ロッド１００と下段操作ロッド１０２が退避位置から互いに接近してシールバー１１０，１１２でパッケージ上端部１０４を把持して熱融着する。このとき、袋口２２を形成する表側と裏側のパッケージ上端袋部分は伸張機構６４で接触又はほぼ接触した状態に保持されているので、シールバー１１０，１１２で挟持された表側と裏側の袋部分は、皺などの熱融着不良部分を生じることなく、確実に互に又集電極２６に対してシールされる。なお、図１に示すように、シールバー１１０，１１２は、第２の把持機構３２の左右のクランプ９０，８８（図３参照）間に配置され、袋口２２を一様にシールする。ただし、シールバー１１０，１１２は、左右のクランプ８８，９０の上にあってもよい。

袋口２２のシールが終了すると、シールバー１１０，１１２が開放され、第２の把持機構３２の可動クランプ９０が解放位置に移動する。次に、進退機構６６によって保機構６４と伸張機構６６がシールポジション５０から後退する。その後、第１の把持機構３０がパッケージ搬送機構（図示せず）によってシールポジション５０から次のポジションに搬送される。

なお、以上の説明では、封止装置１０を用いて蓄電装置１２のパッケージ１４を封止する方法について説明したが、この封止装置１０は他の収容物を収容した袋の封止にも同様に適用できる。

本発明に係る封止装置と該封止装置によって封止される蓄電装置を示す正面図。 封止装置の一部と、封止前の蓄電装置を示す斜視図。 封止装置の平面図。 封止装置の一部を切除した側面図。

符号の説明

１０：封止装置
１２：蓄電装置
１４：パッケージ
１６：縦方向封止部
１８：ラミネートフィルム（袋部材）
２０：底封止部
２２：上部袋口
２４：分極部材
２６：集電極
３０：第１の把持機構
３２：第２の把持機構
３４：熱融着機構
３６：第１のクランプ機構
３８：アーム
４０：旋回軸
４２：把持する機構
４４：固定クランプ
４６：可動クランプ
４８：垂直軸
５０：シールポジション
５２：シリンダ
５４：第１の把持位置
５６：第２の把持位置
６０：把持機構
６２：矢印
６４：伸張機構
６６：進退機構
６８：基台
７０：シリンダ
７２：シリンダ本体
７４：プランジャ
７６：シリンダ
７８：シリンダ本体
８０：プランジャ
８２：サポート
８４：ガイドロッド
８６：第２のクランプ機構
８８：固定クランプ
９０：可動クランプ
９２：旋回軸
９４：シリンダ
９６：シリンダ本体
９８：プランジャ
１００：上段操作ロッド
１０２：下段操作ロッド
１０４：パッケージ上端部
１０６，１０８：サポート部
１１０，１１２：シールバー（加熱部）

Claims (2)

1. 袋に分極部材と電解液を収容するとともに前記分極部材と電気的に接続された一対の集電極を前記袋の袋口から外部に導出し、前記袋口を加熱封止する、パッケージ型蓄電装置の封止方法において、前記袋の左右両側に形成されている所定幅の縦方向封止部を互いに遠ざかる方向に引っ張って前記袋口を伸張し、前記伸張された袋口を加熱封止することを特徴とするパッケージ型蓄電装置の封止方法。
2. 袋に分極部材と電解液を収容するとともに前記分極部材と電気的に接続された一対の集電極を前記袋の袋口から外部に導出し、前記袋の袋口を加熱封止する、パッケージ型蓄電装置の封止装置において、前記袋の左右両側に形成されている所定幅の縦方向封止部を互いに遠ざかる方向に引っ張って前記袋口を伸張する一対のクランプと、前記一対のクランプの間で前記伸張された袋口を加熱封止する加熱部を備えたことを特徴とするパッケージ型蓄電装置の封止装置。
   
   

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