JP2015067451A - ストッパー装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】停止させるワークの数が増えても、衝突時の衝撃を吸収できるようにする。【解決手段】コンベアーの送出方向F3に沿ってエアーシリンダー31内に移動可能に配置されたピストンの先端部にストッパー34を回転可能に取り付ける。ストッパー34がワーク21に係止して送出方向F3に所定量移動することで、ワーク21を緩やかに停止させる。ストッパー34の係止を解除する場合、エアーシリンダー31内の圧力制御により、ストッパー34を送出方向下流側に突出させることで、ストッパー34をストッパーガイド41の係止解除面43側に回動させて、ストッパー34をワーク21から待避させる。【選択図】図4

Description

本発明は、コンベアー上に載置されたワークを停止させた後、停止させたワークを送出方向へ送り出すストッパー装置の改良に関する。
フリクションコンベアーを用いてワークを搬送する作業設備では、コンベアー上に載置されたワークを一時的に停止させるとともに、適宜なタイミングで停止させたワークを再び搬送方向へ送り出すストッパー装置が用いられる。
このようなストッパー装置の一例として、特許文献1には、ワークに係合して回動するリンク機構と、リンク機構に連結されたエアーシリンダーと、で構成されたストッパーシリンダーが開示されている。このストッパーシリンダーでは、ワークが衝突した際の衝撃をリンク機構が回転方向に回動することによって吸収する構造となっている。
特開2006−103912号公報
ストッパー装置によりワークを停止させているときにも、コンベアーにより他のワークは順次搬送されているために、何らかの理由によりワークを停止させている期間が長引くと、停止しているワークに対して後から送られてくるワークが衝突し、複数のワークがストッパー装置により堰き止められることとなる。このような場合、停止しているワークに対して後から送られてくるワークが衝突する毎に、その衝撃を緩和・吸収する必要がある。
しかしながら、上述した従来のストッパーシリンダーのように、ワークの衝突による衝撃をリンク機構の回動により吸収する構造では、衝撃吸収のためのストローク(回転量)を十分に確保することができず、停止させるワークの数が増えると、個々のワークの衝突時にその衝撃を十分に吸収・緩和することができない。
本発明は、停止させるワークの個数にかかわらず、衝突による衝撃を有効に吸収・緩和することができる新規なストッパー装置を提供することを目的としている。
本発明に係るストッパー装置は、ワークを所定の送出方向に搬送するコンベアーに載置されたワークに係止することで、当該ワークを停止させるとともに、当該ワークの係止を解除することで、停止しているワークを再び上記送出方向へ送り出すものである。
このストッパー装置は、シリンダーと、このシリンダー内に上記送出方向に沿って移動可能に配置されたピストンと、このピストンに基端部が固定されるとともに、先端部が上記送出方向の下流側へ向かって上記シリンダーから突出するロッドと、このロッドの先端部に回転可能に取り付けられたストッパーと、このストッパーのストローク位置に応じて、上記ロッドに対するストッパーの回転位置を、上記ストッパーがワークを係止する係止位置と、上記ストッパーによるワークの係止を解除する係止解除位置と、に切り換える切換機構と、上記ピストンにより仕切られた上記シリンダー内の第1流体室と第2流体室の流体圧力を制御することによって、上記ストッパーのストローク位置を制御する制御部と、を有している。
このようなストッパー装置によれば、上記ストッパーの回転位置を係止位置に保持している状況で、上記コンベアーにより搬送されてくるワークが上記ストッパーもしくは上記ストッパーにより停止しているワークに衝突する毎に、上記シリンダー内の流体室内の圧力に抗して、上記ストッパー及びロッドが上記送出方向へ所定量移動することによって、その衝撃を吸収する。
このように、送出方向に沿うストッパーのストローク動作によって、ワークの衝撃を吸収するように構成されているために、ストッパーのストローク量を十分に確保することが可能であり、停止させるワークの個数にかかわらず、ワーク衝突時の衝撃を吸収・緩和することができる。
以上のように本発明によれば、複数のワークを停止させるような場合であっても、個々のワークの衝突による衝撃を有効に吸収・緩和することができる。
本発明に係るストッパー装置を用いて製造されるフィルム外装電池を示す斜視図。 上記フィルム外装電池を示す断面図。 積層装置を概略的に示す平面図。 本発明の第1実施例に係るストッパー装置を示す平面図。 (a)がストッパーの回転位置が係止位置にある状態を示し、(b)がストッパーの回転位置が係止解除位置にある状態を示す説明図。 エアーシリンダーの内部を模式的に示す説明図。 本発明の第2実施例に係る付勢手段としてのリターンスプリングを示す説明図。 本発明の第3実施例に係る付勢手段としてのリターンスプリングを示す説明図。
以下、図示実施例により本発明を説明する。先ず、ワーク本体の一例としての電極板を備えたフィルム外装電池について、図1及び図2を参照して説明する。このフィルム外装電池1は、例えばリチウムイオン二次電池であり、偏平な長方形の外観形状を有し、長手方向の一方の端縁に、導電性金属箔からなる一対の端子2,3を備えている。このフィルム外装電池1は、長方形をなす電極積層体4を電解液とともにラミネートフィルムからなる外装体5の内部に収容したものである。上記電極積層体4は、セパレータ8を介して交互に積層された複数の正極板6および負極板7から構成されている。複数の正極板6は正極端子2に接合されており、同様に、複数の負極板7は負極端子3に接合されている。正極板6は、アルミニウム箔等の金属箔からなる正極集電体6aの両面に正極活物質層6bをコーティングしたものであり、同じく負極板7は、アルミニウム箔等の金属箔からなる負極集電体7aの両面に負極活物質層7bをコーティングしたものである。
外装体5は、電極積層体4の下面側に配置される1枚のラミネートフィルムと上面側に配置される他の1枚のラミネートフィルムとの2枚構造をなし、これら2枚のラミネートフィルムの周囲の4辺を重ね合わせて、その周縁に沿って互いに熱融着される。長方形をなすフィルム外装電池1の短辺側に位置する一対の端子2,3は、ラミネートフィルムを熱融着する際に、ラミネートフィルムの接合面を通して外部へ引き出される。
なお、図示例では、同じ一方の端縁に一対の端子2,3が並んで配置されているが、一方の端縁に正極端子2を配置し、かつ他方の端縁に負極端子3を配置するようにすることも可能である。
上記のフィルム外装電池1の製造手順としては、以下の通りである。まず、積層工程において、正極板6、負極板7およびセパレータ8を順次積層し、かつ端子2,3をスポット溶接等により取り付けて電極積層体4を構成する。次に、この電極積層体4を外装体5となるラミネートフィルムで覆い、一辺を残して周囲の3辺を熱融着する。次に、開口する一辺を通して外装体5の内部に電解液を充填し、その後、開口する一辺を熱融着して外装体5を密閉状態とする。これによりフィルム外装電池1が完成するので、次に、適宜なレベルまで充電を行い、この状態で、一定時間、エージングを行う。このエージングの完了後、電圧検査などのために再度充電を行い、出荷される。
なお、この種のフィルム外装電池1は、複数個を偏平な箱状のケーシング内に収容したバッテリモジュールとして使用される。この場合、バッテリモジュールのケーシング内で複数のフィルム外装電池1が積層された配置となり、例えば、ケーシングの一部またはケーシングとは別個の弾性部材によって、外装体5は、電極積層体4の積層方向(電極積層体4の主面と直交する方向)に多少押圧された状態となり得る。
図3及び図4は、上記の積層工程において用いられる積層装置11の構成を概略的に示している。この積層装置11は、図4に詳細を示す搬送対象であるワークとしてのパレット21を順次搬送するフリクションコンベアーからなる直線状の搬送コンベアー12及び還流コンベアー13を有し、搬送コンベアー12に沿って、4箇所のセパレータ積層ステージ14、2箇所の負極積層ステージ15、及び2箇所の正極積層ステージ16が配設されている。これらの各ステージは、電極積層体4における各シート材料の積層順序に従って配置されている。
セパレータ積層ステージ14には、シート状のセパレータ8を1枚ずつ供給するセパレータ供給部17が付設されている。このセパレータ供給部17は、ロール状に巻回されたセパレータ材料を所定寸法に裁断し、シート状のセパレータ8を1枚ずつ順に供給する。
同様に、負極積層ステージ15及び正極積層ステージ16には、それぞれシート状のセパレータ8を1枚ずつ供給する負極供給部18及び正極供給部19が付設されている。負極供給部18及び正極供給部19は、ロール状に巻回された負極材料及び正極材料を所定寸法に裁断し、シート状の負極板7及び正極板6を1枚ずつ順に供給する。
コンベアー13,14により搬送されるパレット21は、例えばアルミニウム合金から形成されているもので、図4に示すように、略矩形の板状をなし、中央の積層領域22に、シート状のワーク本体(負極板7,セパレータ8及び正極板6)が載置され、かつ、順次積層されていく。この積層領域22の四隅に対応する位置には、積層されたワーク本体(積層途中にある電極積層体4)を積層方向に押えるクランプ23がそれぞれ設けられている。また、パレット21の四隅には、コンベアーの送出方向に張り出したバンパー24が設けられており、隣り合うパレット21のバンパー24同士が当接するようになっている。
上記の還流コンベアー13は、上述した積層ステージ14,15,16を備えた搬送コンベアー12の上方に、この搬送コンベアー12と平行に設けられている。この還流コンベアー13は、やはりフリクションコンベアーからなり、搬送コンベアー12とは逆方向である送出方向F3(図3の右側から左側へ向かう方向)にパレット21を搬送する。そして、搬送ラインの始点には、パレット21を上側の還流コンベアー13から下側の搬送コンベアー12へ移送する第1リフタ25が設けられ、同様に、搬送ラインの終点には、パレット21を下側の搬送コンベアー12から上側の還流コンベアー13へ移送する第2リフタ26が設けられている。
従って、各パレット21は、下側の搬送コンベアー12を通過して各積層ステージ14,15,16で順次積層を行った後、第2リフタ26、還流コンベアー13及び第1リフタ25を介して、再び最初の負極積層ステージ15に戻る。このように、1つのパレット21は、前述した所定数の積層が完了するまで、搬送コンベアー12と還流コンベアー13とからなるループを複数回循環して流れる。そして、所定数の積層が完了したパレット21は、図3の矢印F1として示すように、次の作業工程(例えば、テープによる電極積層体4の固定工程)へ運ばれる。また、図3の矢印F2として示すように、適宜に空のパレット21が補充され、新たな積層が開始される。そのため、積層装置11には、積層数が種々異なる状態で複数のパレット21が流れている。
そして、図3及び図4に示すように、第1リフタ25の手前、つまり還流コンベアー13の送出方向F3に関して第1リフタ25よりも上流側に、ストッパ装置30が設けられている。このストッパ装置30は、パレット21を所定のタイミングで1枚ずつ第1リフタ25に供給するためのものであり、還流コンベアー13上に載置されたワークとしてのパレット21に係止することで、当該パレット21を緩やかに停止させるとともに、このパレット21の係止を解除することで、停止しているパレット21を再び送出方向へ送出し、第1リフタ25へ供給するものである。
図4〜図6を参照して、このストッパー装置30は、エアーシリンダー31と、このエアーシリンダー31内に送出方向F3に沿って移動可能に配置されたピストン32(図6参照)と、このピストン32に基端部が固定されるとともに、先端部が送出方向F3の下流側へ向かってエアーシリンダー31から突出するロッド33と、を備えている。このロッド33の先端部には、ストッパー34がヒンジ部35を支点として回転可能に取り付けられている。従って、このヒンジ部35の位置が、ロッド33に対するストッパー34の回転位置に相当する。
図5にも示すように、ストッパー34には、ヒンジ部35が設けられた基部36からパレット21側へほぼL字状に折曲する爪部37が設けられている。図5(A)に示すように、ストッパー34のロッド33に対する回転位置が所定の係止位置にある場合、ストッパー34の爪部37が、パレット21に設けられた係止片部38が通過する位置へ張り出す形となる。従って、パレット21の係止片部38がストッパー34の爪部37に当接することによって、パレット21がストッパー34により係止されて、パレット21が一時的に停止させられる。
一方、図5(B)に示すように、ストッパー34のロッド33に対する回転位置が所定の係止解除位置にある場合、ストッパー34の爪部37が、パレット21の係止片部38の通過部分から外れた位置に待避する形となる。従って、ストッパー34により停止されていたパレット21の停止が解除されて、再び還流コンベアー13の送出方向F3へ送り出される。
このストッパー装置30には、ストッパー34及びロッド33のストローク位置に応じて、ストッパー34のロッド33に対する回転位置を上記の係止位置と係止解除位置とに切り換える切換機構40が設けられている。この切換機構40は、送出方向F3に沿って往復移動するストッパー34に隣接するストッパーガイド41を有している。図5にも示すように、このストッパーガイド41には、送出方向F3と平行な平坦面をなす係止面42と、この係止面42の送出方向下流側に連続的に折曲形成され、送出方向F3の下流側へ向かうに従ってパレット21から離間するように傾斜する係止解除面43と、が設けられている。また、ストッパー34を係止解除面43へ向けて付勢する付勢手段としてのリターンスプリング45が設けられている。
ここで、リターンスプリング45の一端はストッパー34に固定され、リターンスプリング45の他端はスプリング支持部材46に固定されている。このスプリング支持部材46は、ストッパーガイド41に対して送出方向F3にスライド可能に組み付けられるととに、アーム47を介してストッパー34に連結されている。従って、リターンスプリング45及びスプリング支持部材46はストッパー34と同様に送出方向F3に移動可能である。
このような切換機構40によれば、図5(a)に示すように、ロッド33の先端が所定の突出位置(係止面42と係止解除面43との折曲点44の近傍)よりも送出方向F3の上流側(図5の右側)に引き込まれた状態では、ストッパー34の背面48がストッパーガイド41の係止面42に摺接することによって、ストッパー34の回転位置が係止位置に保持される。一方、図5(b)に示すように、ロッド33が突出位置を超えて送出方向F3の下流側(図5の左側)へ突出すると、リターンスプリング45の付勢力によって、ストッパー34が係止解除面43に向けて回動して、ストッパー34の回転位置が係止解除位置に切り換えられる。
図6を参照して、エアーを作動流体とするエアーシリンダー31の内部は、ピストン32によって、送出方向F3の下流側の第1エアー室(第1流体室)51と、送出方向F3の上流側の第2エアー室(第2流体室)52と、に気密に仕切られている。各エアー室51,52は、それぞれ切換バルブ53,54を介して圧力供給源としてのエアーポンプ55に接続されている。これらの切換バルブ53,54は、エアー室51,52内の圧力の加圧・保持・開放を切換可能なものであり、その動作は制御部56によって制御される。
ストッパー34を最もエアーシリンダー31側(最も送出方向F3の上流側)に引き込まれた初期位置に戻す場合、図6(A)に示すように、第1エアー室51にエアーポンプ55からエアーが注入・加圧されて、第1エアー室51が高圧状態とされる一方、第2エアー室52内の圧力が開放される。これによってストッパー34及びロッド33が最もエアーシリンダー31側(最も送出方向F3の上流側)に引き込まれた初期位置に戻される。
ストッパー34により1枚目のパレット21を緩やかに停止させる場合には、図6(B)に示すように、双方の切換弁53,54により両エアー室51,52を密閉状態とし、両エアー室51,52内の圧力を保持する。この状態で、1枚目のパレット21がストッパー34に衝突すると、このパレット21の荷重P1が第2エアー室52内のエアー圧力に付加されて、第1エアー室51内の圧力に抗してピストン32が送出方向F3に所定量だけ移動する。このような送出方向F3に沿う移動によって、パレット21の衝突による衝撃が吸収・緩和される。そして、パレット21の荷重P1を付加した送出方向F3の荷重が第1エアー室51内の圧力と釣り合う位置で、ピストン32が停止する。
続いて、2枚目以降のパレット21が、ストッパー34により既に停止させられているパレット21に衝突すると、図6(C)に示すように、更に新たに衝突したパレット21の荷重が送出方向F3下流側への荷重として付加されることによって、ピストン32が第1エアー室51内の圧力に抗して更に送出方向F3の下流側に所定量だけ移動する。このような送出方向F3に沿う移動によって、1枚目の場合と同様に、パレット21の衝突による衝撃が吸収・緩和される。そして、複数枚のパレット21の荷重P2を付加した送出方向F3の荷重が第1エアー室51内の圧力と釣り合う位置で、ピストン32が停止する。このように、停止させるパレット21の数が増えるほど、ピストン32の位置は送出方向F3に移動していくとともに、第1エアー室51内の圧力が増加していくこととなる。従って、想定し得る数のパレット21を停止させた場合にも、ロッド33のストローク位置が係止位置内にあるように、つまり、係止解除位置まで突出することのないように、ロッド33のストローク距離や第1エアー室51内の圧力が設定されている。
ストッパー34によるパレット21の係止を解除する場合には、図6(D)に示すように、第1エアー室51内の圧力を開放するとともに、エアーポンプ55により第2エアー室52内にエアーを注入して、第2エアー室52内を加圧する。これによって、ストッパー34及びロッド33が最も送出方向F3へ突出して、ストッパー34が係止解除位置に回動し、ストッパー34によるパレット21の係止が解除されて、1枚のパレット21が第1リフタ25側へ送り出される。
そして、1枚のパレット21が第1リフタ25側へ供給されると、再び図6(A)に示すように、第1エアー室51内を加圧するとともに、第2エアー室52内の圧力を開放して、ストッパー34及びロッド33を初期位置に戻し、次のパレット21の係止に備える。
ここで、1枚のパレット21をストッパー34で停止させて、2枚目のパレット21が衝突する前に停止を解除して送出方向F3へ送り出す稼働状況の場合には、第1エアー室51内の圧力を予め低く設定するようにしても良い。具体的には、第1エアー室51内に注入するエアー(流体)の量を少なくしておく。これによって、パレット21の当接・衝突によるストッパー34及びロッド33の移動距離が長くなるために、衝撃をより確実に吸収・緩和することができる。
一方、異常時にラインを停止する場合など、複数枚のパレット21をストッパー34で停止させる状況のときには、1枚のパレット21のみを停止させる稼働状況の場合に比して、第1エアー室51内の圧力を高く設定する。具体的には、第1エアー室51内に注入するエアー(流体)の量を増やし、パレット21の衝突による荷重に抗する圧力を高くする。これによって、各パレット21の当接によりストッパー34が移動する距離が短くなり、多くの数のパレット21の衝撃を吸収することが可能となる。
以上のように本実施例のストッパー装置30によれば、ストッパー34にパレット(ワーク)21が当接した場合に、ストッパー34が送出方向F3に沿って直線状に所定量移動することにより、その衝撃を吸収・緩和する構造としたので、停止させるパレット21の数が増えても、ロッド33の送出方向F3に沿うストローク長さを予め確保しておくことで、個々のパレット21の衝撃を緩和するための移動距離を確保して、複数のパレット21の衝撃の吸収が可能となり、個々のパレット21を緩やかに停止させることができる。
また、ロッド33のストローク位置に応じて、ストッパー34によるパレット21の係止と係止解除とを切換える切換機構40を設けているために、衝撃吸収のためのエアーシリンダー31を利用した簡素な構成で、ストッパー34による係止と係止解除の切換を行うことが可能となり、構成の簡素化を図ることができる。
更に、搬送ラインの稼働状況等に応じて、第1エアー室51内の圧力を適宜に調整することにより、パレット衝突時の衝撃を吸収するためにストッパー34が移動する距離を任意に調整可能である。具体的には、停止するパレット21の数が少ない場合には、第1エアー室51内の圧力を低くして、衝撃吸収のためのストッパー21の移動距離を長くすることにより、より確実に衝撃を吸収する一方、停止するパレット21の数が多い場合には、第1エアー室51内の圧力を高くして、一回当たりのパレット衝突時のストッパー34の移動距離を短くすることで、より多くのパレット21を緩やかに停止させることが可能となる。
また本実施例では、付勢手段としてのリターンスプリング45が、ストッパー34とともに送出方向F3に沿って移動可能であるために、ストッパー34及びロッド33のストローク位置にかかわらず、リターンスプリング45の伸び量が一定に保たれる。従って、ストッパー34及びロッド33のストローク距離を十分に長く確保することができる。
但し、本発明はこのような構成に限らず、例えば図7に示す第2実施例のように、付勢手段としてのリターンスプリング45Aの他端を、ストッパーガイド41に固定的に支持するようにしても良い。
図8は本発明の第3実施例を示しており、この第3実施例では、リターンスプリング45Bの他端を支持する支持部材58が、ストッパーガイド41に固定された案内ピン59に沿ってスライド可能に取り付けられている。この第3実施例の構成においても、上記の第1実施例と同様、リターンスプリング45Bがストッパー34とともに送出方向F3に移動可能であり、ストッパー34及びロッド33のストローク距離を十分に長く確保することができる。
12…搬送コンベアー
13…還流コンベアー
21…パレット(ワーク)
30…ストッパー装置
31…エアーシリンダー(シリンダー)
32…ピストン
33…ロッド
34…ストッパー
40…切換機構
41…ストッパーガイド
42…係止面
43…係止解除面
45…リターンスプリング(付勢手段)
51…第1エアー室(第1流体室)
52…第2エアー室(第2流体室)
53,54…切換バルブ
55…エアーポンプ
56…制御部

Claims (5)

  1. ワークを所定の送出方向へ搬送するコンベアー上に載置されたワークに係止することにより、当該ワークを停止させるとともに、当該ワークの係止を解除することにより、停止しているワークを上記送出方向へ送り出すストッパー装置において、
    シリンダーと、
    このシリンダー内に上記送出方向に沿って移動可能に配置されたピストンと、
    このピストンに基端部が固定されるとともに、先端部が上記送出方向の下流側へ向かって上記シリンダーから突出するロッドと、
    このロッドの先端部に回転可能に取り付けられたストッパーと、
    このストッパーのストローク位置に応じて、上記ロッドに対するストッパーの回転位置を、上記ストッパーがワークを係止する係止位置と、上記ストッパーによるワークの係止を解除する係止解除位置と、に切り換える切換機構と、
    上記ピストンにより仕切られた上記シリンダー内の第1流体室と第2流体室の流体圧力を制御することによって、上記ストッパーのストローク位置を制御する制御部と、
    を有することを特徴とするストッパー装置。
  2. 上記切換機構が、
    上記送出方向と平行な平坦面をなす係止面と、
    この係止面の送出方向下流側に連続的に折曲形成され、上記送出方向下流側へ向かうに従って上記ワークから離間するように傾斜する係止解除面と、
    上記ストッパーを係止解除面へ向けて付勢する付勢手段と、を有し、
    上記ストッパーが所定の突出位置よりも上記送出方向の上流側に引き込まれた状態では、上記ストッパーの一面が上記係止面に摺接することによって、上記ストッパーの回転位置が上記係止位置に保持され、
    上記ストッパーが上記突出位置を超えて上記送出方向の下流側へ突出すると、上記付勢手段により上記ストッパーが上記係止解除面に向けて回動することによって、上記ストッパーの回転位置が上記係止解除位置に切り換わるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のストッパー装置。
  3. 上記付勢手段は、上記ストッパーとともに上記送出方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項2に記載のストッパー装置。
  4. 上記制御部は、
    上記ストッパーの回転位置を係止位置に保持する場合、上記送出方向の下流側に位置する第1流体室内の圧力と、上記送出方向の上流側に位置する第2流体室の圧力と、を保持し、
    上記ストッパーの回転位置を上記係止解除位置に切り換える場合、上記第1流体室内の圧力を開放するとともに、上記第2流体室内を加圧し、
    上記ストッパーの回転位置を上記係止解除位置から上記係止位置に戻す場合、上記第1流体室内を加圧するとともに、上記第2流体室内の圧力を開放する、
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のストッパー装置。
  5. 上記ストッパーの回転位置を係止位置に保持している状況で、上記ワークが上記ストッパーもしくは上記ストッパーにより停止しているワークに衝突する毎に、その衝撃を吸収するように、上記送出方向の下流側に位置する上記第1流体室内の圧力に抗して、上記ストッパーが上記送出方向の下流側へ所定量移動するように構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のストッパー装置。
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