JP2013166287A - Heat sealing device and heat sealing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heat-seal a specific section of an enveloping film without excessively heating a storage element in a heat sealing device for heat-sealing the enveloping film covering the storage element.SOLUTION: A heat sealing device 1 for heat-sealing a side surface of a workpiece W includes: a stage member 2 on which the workpiece is placed; an extrusion member 3 that is provided above the stage member and can extrude and secure the workpiece placed on the stage member by relative descent of the extrusion member 3 with respect to the stage member; a lifting means 15 for making the extrusion member relatively lift and move with respect to the stage member; and heating means 16, 17, 18, 19, 25, 26 for heating the side surface of the workpiece secured by the stage member and the extrusion member.

Description

本発明は、熱融着装置及び熱融着方法に関し、特に蓄電要素を外装フィルムで密封するために前記外装フィルムを熱融着する熱融着装置及び熱融着方法に関する。   The present invention relates to a heat fusion apparatus and a heat fusion method, and more particularly to a heat fusion apparatus and a heat fusion method for heat-sealing the exterior film in order to seal an electricity storage element with the exterior film.

近年、携帯機器や自動車などの電源として用いられるリチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスにおいては、正極板と負極板とがセパレータを介して巻回または交互に積層されて図9に示すように蓄電要素51が構成され、それが電解液と共に外装フィルムからなる外装容器52に密封されたものが数多く用いられている。   In recent years, in power storage devices such as lithium ion secondary batteries and lithium ion capacitors used as power sources for portable devices and automobiles, a positive electrode plate and a negative electrode plate are wound or alternately stacked via a separator as shown in FIG. As shown, a power storage element 51 is configured, and many of them are sealed in an exterior container 52 made of an exterior film together with an electrolytic solution.

図9に示す蓄電デバイス50は、蓄電要素51を一方の外装フィルム53と他方の外装フィルム54との間に配置し、さらにフィルム間に電解液を注入した後、要接合部であるシーラント部55(図9においてクロスハッチングに示す外周縁部)が熱融着されて接合、密閉される。
尚、図9に示す蓄電デバイス50にあっては、熱融着によって形成された外装容器52は、平面視方形の形状であり、一辺側から蓄電要素51の正極に電気的に接続された正極リード端子56が引き出され、反対側の辺から蓄電要素51の負極に電気的に接続された負極リード端子57が引き出されている。
In an electricity storage device 50 shown in FIG. 9, an electricity storage element 51 is disposed between one exterior film 53 and the other exterior film 54, and an electrolyte is injected between the films. (Outer peripheral edge shown in cross hatching in FIG. 9) is heat-sealed to be joined and sealed.
In the electricity storage device 50 shown in FIG. 9, the outer container 52 formed by heat fusion has a square shape in plan view, and is a positive electrode electrically connected to the positive electrode of the electricity storage element 51 from one side. The lead terminal 56 is drawn out, and the negative electrode lead terminal 57 electrically connected to the negative electrode of the power storage element 51 is drawn out from the opposite side.

ところで、前記のように蓄電デバイス50の製造工程において、外装フィルム53と他方の外装フィルム54のシーラント部55を熱融着させる際、従来は、重ね合わされた外装フィルム53と外装フィルム54とに対し、上下から板状のヒータ部材(図示せず)でデバイス全体を挟み込み、所定温度(例えば160℃〜170℃)に加熱することにより行われていた。これにより、蓄電要素51の周囲のシーラント部55が融着温度(例えば150℃)に達し、シーラント部55において外装フィルム53,54が熱融着され、蓄電要素51が密封されていた。
尚、このような外装フィルムを熱融着する蓄電デバイスの製造方法については、例えば特許文献1に開示されている。
By the way, in the manufacturing process of the electricity storage device 50 as described above, when the outer film 53 and the sealant portion 55 of the other outer film 54 are heat-sealed, conventionally, with respect to the stacked outer film 53 and outer film 54, The whole device is sandwiched from above and below by a plate-like heater member (not shown) and heated to a predetermined temperature (for example, 160 ° C. to 170 ° C.). As a result, the sealant portion 55 around the power storage element 51 reached the fusion temperature (for example, 150 ° C.), and the exterior films 53 and 54 were heat-sealed in the sealant portion 55, and the power storage element 51 was sealed.
In addition, about the manufacturing method of the electrical storage device which heat-seals such an exterior film, it is disclosed by patent document 1, for example.

特開2001−266952号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-266952

しかしながら、前記のように重ね合わされた外装フィルム53、54に対し、デバイス全体を上下から板状のヒータ部材で挟み込み熱融着する方法にあっては、蓄電素子51がヒータ部材によって直接的に加熱され、その温度が高くなるため、例えば電極材料として用いるリチウムの劣化温度に達し、製品性能に悪影響を及ぼすという課題があった。   However, in the method of sandwiching and heat-sealing the entire device from above and below with the plate-shaped heater member to the overlying exterior films 53 and 54 as described above, the storage element 51 is directly heated by the heater member. However, since the temperature becomes high, for example, the deterioration temperature of lithium used as an electrode material is reached, and there is a problem of adversely affecting product performance.

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、蓄電要素を覆う外装フィルムを熱融着する熱融着装置において、蓄電要素を過度に加熱することなく前記外装フィルムの所定部位を熱融着することのできる熱融着装置及び熱融着方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and in a heat-sealing apparatus for heat-sealing an exterior film that covers an electricity storage element, the exterior without overheating the electricity storage element. Provided are a heat fusion apparatus and a heat fusion method capable of thermally fusing a predetermined portion of a film.

前記した課題を解決するために、本発明に係る熱融着装置は、ワークの側面側を熱融着する熱融着装置であって、前記ワークを載置するステージ部材と、前記ステージ部材の上方に設けられ、前記ステージ部材に対し相対的に降下することにより前記ステージ部材に載置されたワークを押圧し固定可能な押圧部材と、前記押圧部材を前記ステージ部材に対し相対的に昇降移動させる昇降手段と、前記ステージ部材と押圧部材とにより固定されたワークの側面を加熱する加熱手段とを備えることに特徴を有する。
尚、前記加熱手段は、所定温度に発熱可能な加熱部材と、前記ワークの側面に対し前記加熱部材を前進させ当接させる進退手段とを有することが望ましい。
また、前記ワークは平面視方形であって、前記加熱部材は、前記ワークの連続する2つの側面に対応するL字形の当接面を有し、2つの加熱部材が前記ワークを挟んで対角に配置されていることが望ましい。
In order to solve the above-described problems, a thermal fusion apparatus according to the present invention is a thermal fusion apparatus that thermally fuses a side surface of a workpiece, and includes a stage member on which the workpiece is placed, and the stage member. A pressing member provided above and capable of pressing and fixing a workpiece placed on the stage member by lowering relative to the stage member, and the pressing member moving up and down relatively with respect to the stage member And elevating means for heating, and heating means for heating the side surface of the work fixed by the stage member and the pressing member.
The heating means preferably includes a heating member capable of generating heat to a predetermined temperature, and an advance / retreat means for advancing and contacting the heating member with respect to a side surface of the workpiece.
The workpiece is square in a plan view, and the heating member has an L-shaped contact surface corresponding to two continuous side surfaces of the workpiece, and the two heating members diagonally sandwich the workpiece. It is desirable to be arranged in.

このようにステージ部材に載置されたワークの上面を押圧部材により固定し、熱融着が必要な側面側に加熱部材を当接させ加熱する構成とすることにより、ワーク側面側のみを加熱して熱融着することができ、ワーク内(例えば蓄電要素)を過度に加熱することがないため、ワーク内(蓄電要素)への悪影響を抑制することができる。   In this way, the upper surface of the workpiece placed on the stage member is fixed by the pressing member, and the heating member is brought into contact with the side surface requiring heat fusion to heat the workpiece, thereby heating only the side surface of the workpiece. Therefore, the inside of the workpiece (for example, the electricity storage element) is not excessively heated, and thus the adverse effect on the inside of the workpiece (the electricity storage element) can be suppressed.

また、前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方を所定温度に冷却する冷却手段を備えることが望ましく、具体的には前記冷却手段は、前記ステージ部材または押圧部材を収容する容器と、前記容器内に所定温度の冷却気体を供給する冷却気体供給手段とを有することが望ましい。
このように、前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方を所定温度に冷却することにより、ワーク内部(例えば蓄電要素)に対する加熱を効果的に抑制することができる。
In addition, it is desirable to include a cooling unit that cools at least one of the stage member and the pressing member to a predetermined temperature. Specifically, the cooling unit includes a container that houses the stage member or the pressing member, and the container It is desirable to have cooling gas supply means for supplying cooling gas at a predetermined temperature.
As described above, by heating at least one of the stage member and the pressing member to a predetermined temperature, heating of the work (for example, the power storage element) can be effectively suppressed.

また、前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方の側面には放熱フィンが設けられていることが望ましい。
このように構成することにより、ワークから伝導される熱を放熱フィンから放出し、ワークをより効果的に冷却することができる。
In addition, it is desirable that a radiation fin is provided on at least one side surface of the stage member and the pressing member.
By comprising in this way, the heat | fever conducted from a workpiece | work can be discharge | released from a radiation fin, and a workpiece | work can be cooled more effectively.

また、前記した課題を解決するために、本発明に係る熱融着方法は、ワークの側面側を熱融着する熱融着方法であって、前記ワークをステージ部材に載置するステップと、前記ステージ部材の上方から押圧部材を前記ステージ部材に対し相対的に降下させ、前記ステージ部材に載置されたワークを押圧し固定するステップと、前記ステージ部材と押圧部材とにより固定されたワークの側面を加熱するステップとを含むことに特徴を有する。
尚、前記ワークの側面を加熱するステップにおいて、前記ワークの側面に対し所定温度に発熱する加熱部材を前進させ当接させるステップを実行することが望ましい。
Moreover, in order to solve the above-described problem, a heat fusion method according to the present invention is a heat fusion method of thermally fusing a side surface side of a work, and the step of placing the work on a stage member; A step of lowering the pressing member relative to the stage member from above the stage member, pressing and fixing the workpiece placed on the stage member; and a workpiece fixed by the stage member and the pressing member And heating the side surface.
In the step of heating the side surface of the workpiece, it is preferable to execute a step of advancing and abutting a heating member that generates heat to a predetermined temperature on the side surface of the workpiece.

このようなステップにより、ワーク側面のみを加熱して熱融着することができ、ワーク内(例えば蓄電要素)を過度に加熱することがないため、ワーク内(蓄電要素)への悪影響を抑制することができる。   By such steps, only the side surface of the workpiece can be heated and heat-sealed, and the inside of the workpiece (for example, the electricity storage element) is not excessively heated, so that adverse effects on the inside of the workpiece (the electricity storage element) are suppressed. be able to.

また、少なくとも前記ステージ部材と押圧部材とにより固定されたワークの側面を加熱するステップの間、前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方を所定温度に冷却する冷却するステップを実行することが望ましい。
このように、前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方を所定温度に冷却することにより、ワーク内部(例えば蓄電要素)に対する加熱を効果的に抑制することができる。
Further, it is desirable to execute a cooling step of cooling at least one of the stage member and the pressing member to a predetermined temperature at least during the step of heating the side surface of the workpiece fixed by the stage member and the pressing member. .
As described above, by heating at least one of the stage member and the pressing member to a predetermined temperature, heating of the work (for example, the power storage element) can be effectively suppressed.

本発明によれば、蓄電要素を覆う外装フィルムを熱融着する熱融着装置において、蓄電要素を過度に加熱することなく前記外装フィルムの所定部位を熱融着することのできる熱融着装置及び熱融着方法を得ることができる。   According to the present invention, in the heat-sealing apparatus for heat-sealing the exterior film covering the power storage element, the heat-sealing apparatus capable of heat-sealing a predetermined portion of the exterior film without excessively heating the power storage element. And a heat-sealing method can be obtained.

図1は、本発明に係る熱融着装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a heat fusion apparatus according to the present invention. 図2は、図1の熱融着装置の主要部を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the heat sealing apparatus of FIG. 図3は、図1の熱融着装置の動作の流れを示すフローである。FIG. 3 is a flow showing the flow of operation of the heat sealing apparatus of FIG. 図4は、図3のフローに対応した熱融着装置の動作状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an operation state of the heat-sealing apparatus corresponding to the flow of FIG. 図5は、図3のフローに対応した熱融着装置の動作状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an operation state of the heat-sealing apparatus corresponding to the flow of FIG. 図6は、図3のフローに対応した熱融着装置の動作状態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an operation state of the heat-sealing apparatus corresponding to the flow of FIG. 図7は、図3のフローに対応した熱融着装置の動作状態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an operation state of the heat-sealing apparatus corresponding to the flow of FIG. 図8は、図3のフローに対応した熱融着装置の動作状態を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an operation state of the heat-sealing apparatus corresponding to the flow of FIG. 図9は、蓄電要素を外装フィルムで覆う蓄電デバイスの構成を説明するための斜視図である。FIG. 9 is a perspective view for explaining the configuration of an electricity storage device that covers an electricity storage element with an exterior film.

以下、本発明にかかる実施の形態につき、図に基づいて説明する。図1は、本発明に係る熱融着装置の一実施形態の概略構成を示す断面図である。図2は、図1の熱融着装置の主要部を示す斜視図である。
この熱融着装置1は、例えばリチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイスの製造工程において用いられ、蓄電要素を外装するフィルムの要接合部位(以下、シーラント部と称する)を熱融着して蓄電要素を密封するための装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an embodiment of a heat fusion apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the heat sealing apparatus of FIG.
The heat fusion apparatus 1 is used in a manufacturing process of an electricity storage device such as a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor, for example, and heat-bonds a required joint portion (hereinafter referred to as a sealant portion) of a film that covers an electricity storage element. A device for wearing and sealing the electricity storage element.

熱融着装置1は、外装フィルムのシーラント部が熱融着されていない状態の蓄電デバイス(以下、ワークWと称呼する)を載置する円柱状のステージ部材2と、ステージ部材2上面のステージ面2aに載置されたワークWの上方に昇降可能に設けられ、ワークWをステージ面2aに対し押圧して固定可能な押圧部材3とを有する。
ステージ部材2は、放熱効果及び軽量化の向上のために、例えばアルミニウムにより中空に形成され、更にその側周面には複数枚の放熱フィン2bが設けられている。
The thermal fusion apparatus 1 includes a cylindrical stage member 2 on which an electricity storage device (hereinafter referred to as a workpiece W) in a state where the sealant portion of the exterior film is not thermally fused, and a stage on the upper surface of the stage member 2. A pressing member 3 is provided so as to be movable up and down above the workpiece W placed on the surface 2a, and can press and fix the workpiece W against the stage surface 2a.
The stage member 2 is formed hollow, for example, with aluminum in order to improve the heat radiation effect and weight reduction, and a plurality of heat radiation fins 2b are provided on the side peripheral surface thereof.

また、ステージ部材2は、箱状の容器4に収容され、容器内水平方向に仕切り板5が設けられることによって、その上面のステージ面2aは常に上方に露出し、それより下方の部分が室内空間R1に配置された状態となっている。
また、ステージ部材2は、容器4内の仕切り板5に対して上下動自在に設けられており、スプリング6により底部が支持されている。
Further, the stage member 2 is accommodated in a box-like container 4, and the partition plate 5 is provided in the horizontal direction in the container, so that the stage surface 2a on the upper surface is always exposed upward, and the part below it is indoors. It is in a state of being arranged in the space R1.
The stage member 2 is provided so as to be movable up and down with respect to the partition plate 5 in the container 4, and a bottom portion is supported by a spring 6.

また、容器4の側面には、冷却エア供給部7から供給される所定温度の冷却エア(冷却気体)を室内空間R1に導入するための導入口4aが設けられている。
この構成により、室内空間R1に冷却エアが導入されると室内温度が低下し、ステージ部材2が効果的に冷却されるようになっている。
また、前記仕切り板5が設けられているため、ワークWの側面W1が、導入口4aから導入された冷却エアに晒されないようになされている。
尚、ステージ部材2を冷却する冷却手段は、冷却エア供給部7(冷却気体供給手段)と容器4とにより構成される。
Further, an inlet 4a for introducing cooling air (cooling gas) having a predetermined temperature supplied from the cooling air supply unit 7 into the indoor space R1 is provided on the side surface of the container 4.
With this configuration, when cooling air is introduced into the indoor space R1, the indoor temperature is lowered, and the stage member 2 is effectively cooled.
Further, since the partition plate 5 is provided, the side surface W1 of the workpiece W is prevented from being exposed to the cooling air introduced from the introduction port 4a.
The cooling means for cooling the stage member 2 includes a cooling air supply unit 7 (cooling gas supply means) and the container 4.

また、押圧部材3は、前記ステージ部材2と同様の材質及び形状であり、押圧面3aが下方のステージ部材2に向けられて配置されている。
また、円柱状に形成された押圧部材3の側周面には放熱効果を高めるために複数枚の放熱フィン3bが設けられている。
押圧部材3は、箱状の容器10に収容され、容器内水平方向に仕切り板11が設けられることによって、その押圧面3a(下面)は常に露出し、それより上方の部分が室内空間R2に配置された状態となっている。また、押圧部材3は、容器10内の仕切り板11に対して上下動自在に設けられており、スプリング12により上部が支持されている。
The pressing member 3 has the same material and shape as the stage member 2, and the pressing surface 3 a is arranged facing the lower stage member 2.
Further, a plurality of heat radiating fins 3b are provided on the side peripheral surface of the pressing member 3 formed in a columnar shape in order to enhance the heat radiating effect.
The pressing member 3 is housed in a box-shaped container 10 and the partition plate 11 is provided in the horizontal direction in the container, so that the pressing surface 3a (lower surface) is always exposed, and the portion above it is in the indoor space R2. It is in an arranged state. The pressing member 3 is provided so as to be movable up and down with respect to the partition plate 11 in the container 10, and the upper portion is supported by a spring 12.

また、容器10の側面には、冷却エア供給部7から供給される所定温度の冷却エアを室内空間R2に導入するための導入口10aが設けられている。
この構成により、室内空間R2に冷却エアが導入されると室内温度が低下し、押圧部材3が効果的に冷却されるようになっている。
また、前記仕切り板11が設けられているため、ワークWの側面W1が、導入口10aから導入された冷却エアに晒されないようになされている。
尚、押圧部材3を冷却する冷却手段は、冷却エア供給部7(冷却気体供給手段)と容器10とにより構成される。
Further, an inlet 10a for introducing cooling air having a predetermined temperature supplied from the cooling air supply unit 7 into the indoor space R2 is provided on the side surface of the container 10.
With this configuration, when cooling air is introduced into the indoor space R2, the indoor temperature is lowered, and the pressing member 3 is effectively cooled.
Further, since the partition plate 11 is provided, the side surface W1 of the workpiece W is prevented from being exposed to the cooling air introduced from the introduction port 10a.
The cooling means for cooling the pressing member 3 includes a cooling air supply unit 7 (cooling gas supply means) and a container 10.

また、押圧部材3を収容する容器10は、昇降機構15(昇降手段)によって昇降自在に保持されており、下降することによって、ステージ部材2に載置されたワークWを押圧部材3が押圧(プレス)するように構成されている。
ここで、前記したようにステージ部材2の下部はスプリング6に支持され、押圧部材3の上部はスプリング12に支持されているため、ステージ部材2のステージ面2a及び押圧部材3の押圧面3aのワークWへの密着性がそれぞれ向上するようになっている。
In addition, the container 10 that accommodates the pressing member 3 is held up and down by an elevating mechanism 15 (elevating means), and the pressing member 3 presses the workpiece W placed on the stage member 2 by moving down ( Press).
Since the lower part of the stage member 2 is supported by the spring 6 and the upper part of the pressing member 3 is supported by the spring 12 as described above, the stage surface 2a of the stage member 2 and the pressing surface 3a of the pressing member 3 are The adhesion to the workpiece W is improved.

尚、図2に示すようにステージ部材2を収容する容器4の上端の対角の位置には、2つの位置決めピン30が上方に突出して設けられている。これら位置決めピン30は、ワークWをステージ部材2のステージ面2aに載置する際のワークWの位置決めと、容器10が下降した際に、容器10の下端に係合し、容器4,10同士の位置ずれを防止するために設けられている。   As shown in FIG. 2, two positioning pins 30 are provided so as to protrude upward at diagonal positions on the upper end of the container 4 that accommodates the stage member 2. These positioning pins 30 engage with the lower end of the container 10 when the work W is placed on the stage surface 2a of the stage member 2 and when the container 10 is lowered. Is provided in order to prevent misalignment.

また、この熱融着装置1は、ステージ2に載置されたワークWの側面W1に対し、加熱しながら水平方向から押さえ付けるL字板状(L字形の当接面を有する)の加熱板16,17(加熱部材)を備える。加熱板16,17は、それぞれ平面視方形のワークWの連続する2側面をそれぞれ押さえ付けるようになっており、図2に示すようにステージ2(ワークW)を挟んで対角に配置されている。   In addition, the heat fusion apparatus 1 is an L-shaped plate (having an L-shaped contact surface) that is pressed against the side surface W1 of the work W placed on the stage 2 while being heated. 16, 17 (heating member) are provided. The heating plates 16 and 17 are respectively configured to press down two continuous side surfaces of the workpiece W having a square shape in plan view, and are arranged diagonally across the stage 2 (work W) as shown in FIG. Yes.

また、加熱板16,17は、それぞれ押圧駆動部18,19(進退手段)によりステージ2に対して水平方向に進退可能に設けられている。押圧駆動部18,19は、例えば図2に示すように、レール20、21に沿ってスライダ22、23がそれぞれ移動することにより構成される。
このため、ステージ2に載置されたワークWに対し、押圧駆動部18,19の駆動により、L字板状の加熱板16,17が前進し、ワークWの全ての側面W1(4辺)が加熱板16,17により押さえ付けられるようになっている。
The heating plates 16 and 17 are provided so as to be able to advance and retreat in the horizontal direction with respect to the stage 2 by means of press drive portions 18 and 19 (advance / retreat means), respectively. For example, as illustrated in FIG. 2, the pressing drive units 18 and 19 are configured by sliders 22 and 23 moving along rails 20 and 21, respectively.
For this reason, the L-shaped heating plates 16 and 17 are moved forward by the driving of the press driving units 18 and 19 with respect to the workpiece W placed on the stage 2, and all the side surfaces W1 (four sides) of the workpiece W are moved forward. Is pressed by the heating plates 16 and 17.

また、加熱板16,17の内部には、複数のヒータ25が埋設されており、それらはヒータ駆動部26から所定値の電流が供給されることにより所定温度に発熱するようになっている。
したがって、ヒータ25が発熱した状態で、加熱板16,17がワークWの側面W1に押し当てられると、ワークWの側面W1が所定温度に加熱されるように構成されている。
尚、ヒータ25、ヒータ駆動部26、加熱板16,17、及び押圧駆動部18,19により加熱手段が構成される。
In addition, a plurality of heaters 25 are embedded in the heating plates 16 and 17, and they generate heat to a predetermined temperature when a predetermined value of current is supplied from the heater driving unit 26.
Therefore, when the heating plates 16 and 17 are pressed against the side surface W1 of the workpiece W while the heater 25 generates heat, the side surface W1 of the workpiece W is heated to a predetermined temperature.
The heater 25, the heater driving unit 26, the heating plates 16 and 17, and the pressing driving units 18 and 19 constitute a heating unit.

続いて、このように構成された熱融着装置1におけるワークWに対する熱融着の動作について図3乃至図8を用いて説明する。図3は、熱融着装置1の動作の流れを示すフローであり、図4乃至図8は、図3のフローに対応した熱融着装置1の動作状態を示す斜視図である。
尚、図4乃至図8において示す熱融着装置1は、箱状の筐体40内に収容され、押圧部材3を昇降させる昇降機構15は筐体40の天井部に固定されているものとしている。
また、ワークWは、平面視方形であり、その4つの側面W1側に要接合部であるシーラント部が位置し、その一辺側から蓄電要素の電極に接続されたリード端子W2が引き出された形状とする。
Next, the operation of heat fusion with respect to the workpiece W in the heat fusion apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 to 8. FIG. 3 is a flow showing the flow of operation of the heat fusion apparatus 1, and FIGS. 4 to 8 are perspective views showing the operation state of the heat fusion apparatus 1 corresponding to the flow of FIG.
4 to 8, the heat sealing apparatus 1 is housed in a box-shaped housing 40, and the lifting mechanism 15 that lifts and lowers the pressing member 3 is fixed to the ceiling portion of the housing 40. Yes.
In addition, the workpiece W has a square shape in plan view, a sealant portion that is a required joint portion is positioned on the four side surfaces W1, and a lead terminal W2 connected to the electrode of the electricity storage element is drawn from one side thereof. And

先ず、図4に示すようにステージ部材2の上方に押圧部材3が離れた状態で配置され、ステージ部材2の側方に、加熱板16,17が離れた状態で配置される。
この状態から図5に示すようにステージ部材2上にワークW(蓄電要素及び電解液を、その上下から外装フィルムで挟んだもの)を載置する(図3のステップS1)。
First, as shown in FIG. 4, the pressing member 3 is disposed above the stage member 2, and the heating plates 16 and 17 are disposed on the side of the stage member 2.
From this state, as shown in FIG. 5, a work W (a power storage element and an electrolytic solution sandwiched between outer and upper films) is placed on the stage member 2 (step S1 in FIG. 3).

次いで、図6に示すように昇降機構15が押圧部材3を降下させ、ワークWの上下面をステージ部材2と押圧部材3とにより挟み込み、ワークWを、その上下面を所定圧力で押圧した状態で固定する(図3のステップS2)。
また、容器4,10内の室内空間R1,R2に、導入口4a、10aを介し、冷却エア供給部7から所定温度に冷却されたエアを導入し、ステージ部材2及び押圧部材3を所定温度(例えば80℃以下)に冷却する(図3のステップS3)。
Next, as shown in FIG. 6, the lifting mechanism 15 lowers the pressing member 3, the upper and lower surfaces of the work W are sandwiched between the stage member 2 and the pressing member 3, and the upper and lower surfaces of the work W are pressed with a predetermined pressure. (Step S2 in FIG. 3).
In addition, air cooled to a predetermined temperature from the cooling air supply unit 7 is introduced into the indoor spaces R1 and R2 in the containers 4 and 10 through the inlets 4a and 10a, and the stage member 2 and the pressing member 3 are kept at a predetermined temperature. It cools (for example, 80 degrees C or less) (step S3 of FIG. 3).

次に図7に示すように、押圧駆動部18,19により加熱板16,17を前進させ、ワークWの側面W1を押し付けると共に、ヒータ駆動部26によりヒータ25を発熱させ、ワークWの側面W1を所定温度(例えば160℃〜170℃)で加熱する(図3のステップS4)。これにより、ワークWの側面W1側に位置するシーラント部が融着温度(例えば150℃)に達し熱融着される。   Next, as shown in FIG. 7, the heating plates 16 and 17 are advanced by the pressing drive units 18 and 19 to press the side surface W <b> 1 of the workpiece W, and the heater 25 is heated by the heater driving unit 26, thereby Is heated at a predetermined temperature (for example, 160 ° C. to 170 ° C.) (step S4 in FIG. 3). Thereby, the sealant part located on the side surface W1 side of the workpiece W reaches the fusion temperature (for example, 150 ° C.) and is thermally fused.

また、ワークWの上下面は、所定温度(例えば80℃以下)に冷却されたステージ部材2及び押圧部材3により固定されるため、過度に温度上昇することがなく、ワークW内の蓄電要素(図示せず)への悪影響が抑制される。
また、ワークWが固定されるため、リード端子W2が引き出されていても、ワークWの位置がずれることなく加熱板16,17がワーク側面W1に押し当てられる。
Further, since the upper and lower surfaces of the workpiece W are fixed by the stage member 2 and the pressing member 3 cooled to a predetermined temperature (for example, 80 ° C. or less), the temperature does not increase excessively, and the power storage element ( Adverse effects on (not shown) are suppressed.
Further, since the workpiece W is fixed, the heating plates 16 and 17 are pressed against the workpiece side surface W1 without the position of the workpiece W being displaced even when the lead terminal W2 is pulled out.

ステップS4の加熱状態が所定時間経過すると、押圧駆動部18,19により加熱板16,17が後退され、ワーク側面W1の加熱が終了する(図3のステップS5)。
また、昇降機構15により押圧部材3が上昇されて、ワークWの固定状態が解除され、ワークWに対する熱融着作業が終了する(図3のステップS6)。
When the heating state in step S4 elapses for a predetermined time, the heating plates 16 and 17 are retracted by the pressing drive units 18 and 19, and the heating of the workpiece side surface W1 is completed (step S5 in FIG. 3).
Further, the pressing member 3 is raised by the elevating mechanism 15, the fixed state of the workpiece W is released, and the heat fusion work for the workpiece W is completed (step S6 in FIG. 3).

以上のように、本発明に係る熱融着装置の一実施形態によれば、ステージ部材2に載置されたワークWの上面を押圧部材3により固定し、熱融着が必要な側面W1(シーラント部)側に加熱板16,17を押し当て加熱する構成となっている。
これにより、ワークWの側面W1のみを加熱して熱融着することができ、ワークW内の蓄電要素を過度に加熱することがないため、蓄電要素への悪影響を抑制することができる。
また、ステージ部材2及び押圧部材3を所定温度に冷却するため、ワークW内部に対する加熱を効果的に抑制することができる。
As described above, according to the embodiment of the heat welding apparatus according to the present invention, the upper surface of the workpiece W placed on the stage member 2 is fixed by the pressing member 3, and the side surface W1 (where heat fusion is required) The heating plates 16 and 17 are pressed against the sealant portion side and heated.
Thereby, only the side surface W1 of the workpiece W can be heated and heat-sealed, and the power storage element in the work W is not excessively heated, so that adverse effects on the power storage element can be suppressed.
Moreover, since the stage member 2 and the pressing member 3 are cooled to a predetermined temperature, heating of the workpiece W can be effectively suppressed.

尚、前記実施の形態においては、ステージ部材2と押圧部材3とを冷却手段により所定温度に冷却する構成としたが、冷却手段を設けない構成であっても、ワークWの側面W1のみを加熱する構成であるため、ワークW内の蓄電要素への加熱による悪影響を抑制することができる。   In the above-described embodiment, the stage member 2 and the pressing member 3 are cooled to a predetermined temperature by the cooling means. However, only the side surface W1 of the workpiece W is heated even if the cooling means is not provided. Since it is the structure to perform, the bad influence by the heating to the electrical storage element in the workpiece | work W can be suppressed.

また、前記実施の形態においては、ステージ部材2と押圧部材3とを共に冷却手段により冷却する構成としたが、いずれか一方を冷却手段により冷却する構成としても、ワークW内部の蓄電要素への加熱抑制の効果を期待することができる。   Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which cools both the stage member 2 and the press member 3 with a cooling means, even if it is the structure cooled with either cooling means, it is to the electrical storage element inside the workpiece | work W. The effect of suppressing heating can be expected.

また、前記実施の形態においては、固定されたステージ部材2に対し、その上方から押圧部材3を降下させ、ステージ上のワークWを押圧し固定する構成としたが、それに限らず、例えば固定された押圧部材3に対しステージ部材2を上昇移動させ、押圧部材3との間でワークWを挟み込んで固定する構成としてもよい(即ち、押圧部材3がステージ部材2に対し相対的に降下する構成であればよい)。   Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which drops the press member 3 from the upper direction with respect to the fixed stage member 2, and presses and fixes the workpiece | work W on a stage, it is not restricted to this, For example, it is fixed. The stage member 2 may be moved upward relative to the pressing member 3 and the workpiece W may be sandwiched and fixed with the pressing member 3 (that is, the pressing member 3 is lowered relative to the stage member 2). If any).

また、前記実施の形態においては、冷却手段として、容器4,10内の室内空間R1,R2に冷却エアを導入し、ステージ部材2及び押圧部材3を所定温度に冷却する構成としたが、本発明の熱融着装置にあっては、その構成に限定されるものではない。
例えば、所定温度に冷却された冷却水をステージ部材2と押圧部材3の内部にそれぞれ循環させることにより、ステージ部材2と押圧部材3とを冷却するように冷却手段を構成してもよい。或いは、ペルチェ素子等を用いて、ステージ部材2と押圧部材3とを所定温度に冷却する構成としてもよい。
In the above embodiment, the cooling means is configured to introduce cooling air into the indoor spaces R1 and R2 in the containers 4 and 10 to cool the stage member 2 and the pressing member 3 to a predetermined temperature. In the heat sealing | fusion apparatus of invention, it is not limited to the structure.
For example, the cooling means may be configured to cool the stage member 2 and the pressing member 3 by circulating cooling water cooled to a predetermined temperature inside the stage member 2 and the pressing member 3, respectively. Alternatively, the stage member 2 and the pressing member 3 may be cooled to a predetermined temperature using a Peltier element or the like.

1 熱融着装置
2 ステージ部材
2b 放熱フィン
3 押圧部材
3b 放熱フィン
4 容器(冷却手段)
7 冷却エア供給部(冷却気体供給手段、冷却手段)
10 容器(冷却手段)
15 昇降機構(昇降手段)
16 加熱板(加熱部材、加熱手段)
17 加熱板(加熱部材、加熱手段)
18 押圧駆動部(進退手段、加熱手段)
19 押圧駆動部(進退手段、加熱手段)
25 ヒータ(加熱手段)
26 ヒータ駆動部(加熱手段)
W ワーク
W1 ワークの側面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal fusion apparatus 2 Stage member 2b Radiation fin 3 Pressing member 3b Radiation fin 4 Container (cooling means)
7 Cooling air supply unit (cooling gas supply means, cooling means)
10 Container (cooling means)
15 Lifting mechanism (lifting means)
16 Heating plate (heating member, heating means)
17 Heating plate (heating member, heating means)
18 Press drive (advance / retreat means, heating means)
19 Press drive (advance / retreat means, heating means)
25 Heater (heating means)
26 Heater drive (heating means)
W Work W1 Work Side

Claims (9)

ワークの側面側を熱融着する熱融着装置であって、
前記ワークを載置するステージ部材と、
前記ステージ部材の上方に設けられ、前記ステージ部材に対し相対的に降下することにより前記ステージ部材に載置されたワークを押圧し固定可能な押圧部材と、
前記押圧部材を前記ステージ部材に対し相対的に昇降移動させる昇降手段と、
前記ステージ部材と押圧部材とにより固定されたワークの側面を加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする熱融着装置。
A heat fusion apparatus for heat fusing the side surface of a workpiece,
A stage member for placing the workpiece;
A pressing member provided above the stage member and capable of pressing and fixing the workpiece placed on the stage member by descending relative to the stage member;
Lifting means for moving the pressing member up and down relatively with respect to the stage member;
A heat fusion apparatus, comprising: a heating unit that heats a side surface of a workpiece fixed by the stage member and the pressing member.
前記加熱手段は、
所定温度に発熱可能な加熱部材と、
前記ワークの側面に対し前記加熱部材を前進させ当接させる進退手段とを有することを特徴とする請求項1に記載された熱融着装置。
The heating means includes
A heating member capable of generating heat at a predetermined temperature;
The heat fusion apparatus according to claim 1, further comprising advance / retreat means for advancing and contacting the heating member with respect to a side surface of the workpiece.
前記ワークは平面視方形であって、
前記加熱部材は、前記ワークの連続する2つの側面に対応するL字形の当接面を有し、
2つの加熱部材が前記ワークを挟んで対角に配置されていることを特徴とする請求項2に記載された熱融着装置。
The workpiece is a square in plan view,
The heating member has an L-shaped contact surface corresponding to two continuous side surfaces of the workpiece,
The heat fusion apparatus according to claim 2, wherein two heating members are arranged diagonally across the workpiece.
前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方を所定温度に冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載された熱融着装置。   The heat fusion apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a cooling unit that cools at least one of the stage member and the pressing member to a predetermined temperature. 前記冷却手段は、
前記ステージ部材または押圧部材を収容する容器と、
前記容器内に所定温度の冷却気体を供給する冷却気体供給手段とを有することを特徴とする請求項4に記載された熱融着装置。
The cooling means is
A container for accommodating the stage member or the pressing member;
The heat sealing apparatus according to claim 4, further comprising cooling gas supply means for supplying a cooling gas having a predetermined temperature into the container.
前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方の側面には放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載された熱融着装置。   The heat fusion apparatus according to claim 4 or 5, wherein a radiation fin is provided on at least one side surface of the stage member and the pressing member. ワークの側面側を熱融着する熱融着方法であって、
前記ワークをステージ部材に載置するステップと、
前記ステージ部材の上方から押圧部材を前記ステージ部材に対し相対的に降下させ、前記ステージ部材に載置されたワークを押圧し固定するステップと、
前記ステージ部材と押圧部材とにより固定されたワークの側面を加熱するステップとを含むことを特徴とする熱融着方法。
A heat fusion method for heat fusing the side surface of a workpiece,
Placing the workpiece on a stage member;
Lowering the pressing member relative to the stage member from above the stage member, and pressing and fixing the workpiece placed on the stage member;
Heating the side surface of the work fixed by the stage member and the pressing member.
前記ワークの側面を加熱するステップにおいて、
前記ワークの側面に対し所定温度に発熱する加熱部材を前進させ当接させるステップを実行することを特徴とする請求項7に記載された熱融着方法。
In the step of heating the side surface of the workpiece,
The heat fusion method according to claim 7, wherein a step of advancing and abutting a heating member that generates heat to a predetermined temperature with respect to a side surface of the workpiece is performed.
少なくとも前記ステージ部材と押圧部材とにより固定されたワークの側面を加熱するステップの間、
前記ステージ部材と押圧部材の少なくともいずれか一方を所定温度に冷却する冷却するステップを実行することを特徴とする請求項7または請求項8に記載された熱融着方法。
During the step of heating the side surface of the workpiece fixed by at least the stage member and the pressing member,
The heat sealing method according to claim 7 or 8, wherein a cooling step of cooling at least one of the stage member and the pressing member to a predetermined temperature is executed.
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