JP2018203419A - 反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの損傷又は位置ずれを抑制できる反転装置を提供する。【解決手段】正極搬送ユニット３０１は、循環部材３１０と、循環経路に沿って外周面３１０ａに所定間隔で設けられ、セパレータ付き正極１１を受け取って支持する複数の支持部３１１と、支持部３１１に設けられ、セパレータ付き正極１１の受取時にセパレータ付き正極１１が受ける衝撃を緩和する緩衝材１００と、外周面３１０ａに沿った外側面２１０ａを有し、旋回区間Ｓ１において、外側面２１０ａによりセパレータ付き正極１１を位置決めするガイド部２１０と、を備える。旋回区間Ｓ１において、幅方向（Ｙ方向）から見て、外側面２１０ａは、緩衝材１００のセパレータ付き正極１１側の側面１００ａと重なっている、または側面１００ａよりも外周面３１０ａから離れている。【選択図】図７

Description

本発明は、反転装置に関する。

製造ラインでは、加工及び処理の都合上、搬送対象であるワークの搬送途中でワークを整列させたり、反転させたりすることがある。特許文献１に記載の電極積層装置は、複数の板状の支持部を有し、鉛直方向に延びるループ状の搬送部材により、シート状の電極（ワーク）を一端上昇させて反転させた後に下降させる。当該電極積層装置は、電極の積層を目的とした装置であり、その構造上、電極の反転を伴うものであるが、例えば、検査工程において、ワークの表裏を検査する場合等、搬送対象であるワークをその目的に応じて意図して反転させることもある。ここでは、装置の目的を問わず、上下方向の循環搬送によりワークを反転させるものを、反転装置とする。

特開２０１７−０３３７５２号公報

このような反転装置を用いる場合、水平方向にワークを搬送する搬送装置（例えばベルトコンベヤ又はローラコンベヤ）から反転装置へのワークの移載を伴う。移載時のワークへの衝撃を緩和するために、反転装置の支持部間に緩衝材が設けられることがある。例えば、緩衝材は、隣り合う２つの支持部同士が平行となる状態で当該２つの支持部間の隙間を埋めるように設けられる。しかし、仮にこのように支持部間の隙間を埋めるように緩衝材が設けられたとしても、反転装置の頂部で支持部が旋回する際には、隣り合う支持部同士の間隔が広がるため、支持部と緩衝材との間に隙間が生じ得る。このような隙間にワークが挟まってしまうと、ワークの損傷又は位置ずれが生じるおそれがある。

本発明は、ワークの損傷又は位置ずれを抑制できる反転装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る反転装置は、供給装置から供給されるシート状のワークを反転させる反転装置であって、上昇する上昇区間と上昇した後に旋回する旋回区間と旋回した後に下降する下降区間とを含む循環経路を形成するように循環する循環部材と、循環経路に沿って循環部材の外周面に所定間隔で設けられ、供給装置により供給されるワークを受け取って支持する複数の支持部と、支持部に設けられ、支持部によるワークの受取時にワークが受ける衝撃を緩和する緩衝材と、外周面に沿った外側面を有し、旋回区間において、外側面によりワークを位置決めするガイド部と、を備え、旋回区間において、供給装置がワークを供給する供給方向及び鉛直方向に交差する幅方向から見て、外側面は、緩衝材のワーク側の側面と重なっている、または側面よりも外周面から離れている。

この反転装置では、旋回区間において、ガイド部の外側面は、幅方向から見て緩衝材のワーク側の側面と重なっているか、または当該側面よりも循環部材の外周面から離れている。したがって、旋回区間において、緩衝材と支持部との間に発生する隙間は、ガイド部の外側面よりも循環部材側に位置する。また、上記反転装置では、旋回区間において、ワークはガイド部の外側面によって位置決めされるため、ワークがガイド部の外側面よりも循環部材側に入り込むことがない。したがって、上記反転装置によれば、支持部と緩衝材との間にワークが挟まれてしまうことを抑制できる。その結果、ワークの損傷又は位置ずれを抑制できる。

ガイド部は、幅方向から見て円板状に形成されており、ガイド部は、旋回区間において、外周面の循環と同期して回転してもよい。この場合、ガイド部の外側面を支持部に対して相対的に静止させることができるため、支持部に支持されたワークとガイド部の外側面との間に生じ得る摩擦を効果的に低減することができる。

支持部は、循環部材に取り付けられる底壁と、底壁の端部に立設され、底壁よりも幅方向の長さが短く、ワークの支持面をなす側壁と、を有し、ワークは、ワークの幅方向における両端部が側壁よりも外側にはみ出した状態で、支持部に支持されており、ガイド部は、ワークの一方の端部を位置決めする第１ガイド部と、ワークの幅方向における他方の端部を位置決めする第２ガイド部と、を有してもよい。この場合、第１ガイド部と第２ガイド部とでワークの幅方向における両端部を支えることにより、ワークを適切かつ確実に位置決めすることができる。

本発明によれば、ワークの損傷又は位置ずれを抑制できる反転装置を提供することができる。

一実施形態に係る反転装置を含む電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部を示す断面図である。 図１のII−II線断面図である。 電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）である。 支持部及びガイド部の構成を示す図である。 電極積層装置の平面図である。 比較例に係る反転装置（正極搬送ユニット）の旋回部を示す拡大図である。 反転装置（正極搬送ユニット）の旋回部を示す拡大図である。 変形例に係る反転装置（正極搬送ユニット）の旋回部を示す拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る反転装置（正極搬送ユニット又は負極搬送ユニット）を含む電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部を示す断面図である。図２は、図１のII−II線断面図である。図１及び図２において、蓄電装置１は、積層型の電極組立体を有するリチウムイオン二次電池である。

蓄電装置１は、例えば略直方体形状のケース２と、このケース２内に収容された電極組立体３とを備えている。ケース２は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース２の内部には、図示はしないが、例えば非水系（有機溶媒系）の電解液が注液されている。ケース２上には、正極端子４及び負極端子５が互いに離間して配置されている。正極端子４は、絶縁リング６を介してケース２に固定され、負極端子５は、絶縁リング７を介してケース２に固定されている。また、電極組立体３とケース２の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムが配置されており、絶縁フィルムによってケース２と電極組立体３との間が絶縁されている。図１では便宜上、電極組立体３の下端とケース２の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体３の下端が絶縁フィルムを介してケース２の内側の底面に接触している。また、電極組立体３の積層方向において、電極組立体３のガタツキを低減するために、電極組立体３とケース２との間の隙間に、数枚のスペーサが配置されている。スペーサの枚数は、電極組立体３の厚みに応じて適宜調整される。

電極組立体３は、複数の正極８と複数の負極９とが袋状のセパレータ１０を介して交互に積層された構造を有している。正極８は、袋状のセパレータ１０に包まれている。袋状のセパレータ１０に包まれた状態の正極８は、セパレータ付き正極１１として構成されている。従って、電極組立体３は、複数のセパレータ付き正極１１と複数の負極９とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体３の両端に位置する電極は、負極９である。

正極８は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔１４と、この金属箔１４の両面に形成された正極活物質層１５とを有している。金属箔１４は、平面視矩形状の箔本体部１４ａと、この箔本体部１４ａと一体化されたタブ１４ｂとを有している。タブ１４ｂは、箔本体部１４ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ１４ｂは、セパレータ１０を突き抜けている。複数の正極８より延びる複数のタブ１４ｂは、集箔された状態で導電部材１２に接続（溶接）され、導電部材１２を介して正極端子４に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１４ｂを省略している。

正極活物質層１５は、箔本体部１４ａの表裏両面に形成されている。正極活物質層１５は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとが含まれる。

負極９は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔１６と、この金属箔１６の両面に形成された負極活物質層１７とを有している。金属箔１６は、平面視矩形状の箔本体部１６ａと、この箔本体部１６ａと一体化されたタブ１６ｂとを有している。タブ１６ｂは、箔本体部１６ａの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ１６ｂは、導電部材１３を介して負極端子５に接続されている。なお、図２では、便宜上タブ１６ｂを省略している。

負極活物質層１７は、箔本体部１６ａの表裏両面に形成されている。負極活物質層１７は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。

セパレータ１０は、平面視矩形状を呈している。セパレータ１０の形成材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。

以上のように構成された蓄電装置１を製造する場合は、まずセパレータ付き正極１１及び負極９を製作した後、セパレータ付き正極１１と負極９とを交互に積層し、積層体を形成する。この積層体を加圧することでセパレータ付き正極１１及び負極９を密着させた後、セパレータ付き正極１１及び負極９を固定することで電極組立体３を得る。そして、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ１６ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。

次に、図３〜図５を参照して、本発明の実施形態に係る電極積層装置３００について説明する。図３は、電極積層装置３００を示す側面図（一部断面を含む）である。図４は、電極積層装置３００の支持部の構成を示す図である。図５は、電極積層装置３００の平面図である。

電極積層装置３００は、正極搬送ユニット３０１（反転装置）と、負極搬送ユニット３０２（反転装置）と、正極供給用コンベア３０３（供給装置）と、負極供給用コンベア３０４（供給装置）と、積層ユニット３０５とを備えている。また、電極積層装置３００は、電極供給センサ３０６，３０７と、積層位置センサ３０８，３０９とを備えている。

正極搬送ユニット３０１は、セパレータ付き正極１１を貯めながら順次搬送するユニットである。正極搬送ユニット３０１は、その構造上、正極供給用コンベア３０３から供給されるセパレータ付き正極１１を反転させる反転装置として機能する。正極搬送ユニット３０１は、循環部材３１０と、複数の支持部３１１と、駆動部３１２と、ガイド部２１０と、を有している。循環部材３１０は、上下方向に延びるループ状の部材であり、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面３１０ａを有する。複数の支持部３１１は、循環部材３１０の外周面３１０ａの循環方向Ｄ１に沿って外周面３１０ａに所定間隔で設けられる。複数の支持部３１１は、外周面３１０ａが上昇する上昇区間において正極供給用コンベア３０３により供給されるセパレータ付き正極１１を受け取り、当該セパレータ付き正極１１を支持する。駆動部３１２は、循環部材３１０を駆動する。

循環部材３１０は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３１０は、図示しない支持フレームを介し、上下方向に離間して配置された２つのローラに架け渡され、各ローラの回転に伴って連れ回る。このように循環部材３１０が回転（周回）することで、各支持部３１１が循環移動する。また、循環部材３１０は、支持フレーム及び２つのローラと共に上下方向に移動可能である。なお、循環部材３１０とローラの位相のずれを防止する為には、循環部材３１０を歯付きのベルトとし、ローラをプーリとしてもよい。

駆動部３１２は、循環部材３１０を回転させると共に、循環部材３１０を上下方向に移動させる。例えば、駆動部３１２は、特に図示はしないが、ローラを回転させることで循環部材３１０を回転（周回）させる回転用モータと、昇降機構（図示せず）を介して循環部材３１０を上下方向に移動させる昇降用モータとを有してもよい。このとき、駆動部３１２は、循環部材３１０を電極積層装置３００の前側（図３の紙面表側）から見て時計回りに回転させる。従って、正極供給用コンベア３０３側の支持部３１１は循環部材３１０に対して上昇し、積層ユニット３０５側の支持部３１１は循環部材３１０に対して下降する。なお、駆動部３１２は、他の駆動機構でも実現できる。例えば、特開平０５−２０１５２９号公報等に開示された駆動機構が用いられてもよい。この場合、駆動機構は、正極供給用コンベア３０３側に配置され、支持部３１１とともに循環部材３１０を上昇させる上昇用モータと、積層ユニット３０５側に配置され、支持部３１１とともに循環部材３１０を下降させる下降用モータと、を有する。上昇用モータの回転数が下降用モータの回転数と等しい場合には、循環部材３１０は上下動することなく循環する。下降用モータが停止し、上昇用モータのみ回転する場合には、積層ユニット３０５側の支持部３１１は停止した状態のまま、正極供給用コンベア３０３側の支持部３１１は上昇する。このとき、循環部材３１０全体も上昇する。このように動作する駆動機構は公知であるため、これ以上の説明を省略する。

ガイド部２１０は、循環経路のうち支持部３１１が旋回移動する旋回区間（図７のＳ１）において、外周面３１０ａに沿った外側面２１０ａを有する。旋回区間において、セパレータ付き正極１１は、外側面２１０ａによって位置決めされる。ガイド部２１０は、正極供給用コンベア３０３がセパレータ付き正極１１を供給する供給方向（Ｘ方向）及び鉛直方向（Ｚ方向）に交差する幅方向（Ｙ方向）から見て、円板状に形成されている。例えば、ガイド部２１０は、循環部材３１０の上側のローラと回転軸を共有することにより、旋回区間において、外周面３１０ａの循環と同期して回転する。これにより、ガイド部２１０は、旋回区間における支持部３１１に対して相対的に静止する。また、循環部材３１０が上下方向に移動する場合には、ガイド部２１０も連動して上下方向に移動する。

図４の（ａ）は、セパレータ付き正極１１が支持された状態の支持部３１１の側面図であり、図４の（ｂ）は、正極搬送ユニット３０１の上面図である。ただし、ここでは、説明を簡単にするために、１つの支持部３１１のみを図示し、他の支持部３１１の図示を省略している。図４に示されるように、支持部３１１は、底壁３１１ａと、側壁３１１ｂとを有する断面Ｌ字状の部材である。底壁３１１ａは、循環部材３１０の外周面３１０ａに取り付けられる矩形板状部材である。側壁３１１ｂは、循環部材３１０の循環方向Ｄ１における後側の底壁３１１ａの端部に立設された矩形板状部材である。側壁３１１ｂは、セパレータ付き正極１１を支持する支持面をなす。セパレータ付き正極１１の幅方向の長さは、側壁３１１ｂの幅方向の長さよりも長い。このため、セパレータ付き正極１１は、セパレータ付き正極１１の幅方向（Ｙ方向）における両端部が側壁３１１ｂよりも外側にはみ出した状態で、支持部３１１に支持される。

図４の（ａ）に示されるように、底壁３１１ａによって、隣り合う２つの支持部３１１（側壁３１１ｂ）同士の間隔が規定される。すなわち、支持部３１１が平行移動する非旋回区間（すなわち、直線的に上昇する上昇区間又は下降する下降区間）においては、隣り合う支持部３１１（側壁３１１ｂ）同士は平行となり、隣り合う支持部３１１の側壁３１１ｂ同士の距離は、底壁３１１ａの循環方向Ｄ１に沿った長さと一致する。図４の（ｂ）に示されるように、本実施形態では一例として、側壁３１１ｂは、二股状に形成されている。ただし、側壁３１１ｂの形状は、セパレータ付き正極１１を支持可能な形状であれば何でもよい。底壁３１１ａ及び側壁３１１ｂは、例えばステンレス鋼等の金属により一体的に形成されている。

支持部３１１の基端部（本実施形態では底壁３１１ａに沿った部分）には、スポンジ等の緩衝材１００が設けられている。正極供給用コンベア３０３から支持部３１１に供給されるセパレータ付き正極１１は、正極供給用コンベア３０３の搬送速度が高速の場合、緩衝材１００に衝突することになるが、緩衝材１００によって衝突の衝撃が緩和される。すなわち、緩衝材１００は、支持部３１１がセパレータ付き正極１１を受け取る際におけるセパレータ付き正極１１への衝撃を緩和する衝撃緩和部として機能する。その結果、セパレータ付き正極１１が支持部３１１に供給される際において、セパレータ付き正極１１の損傷を抑制することができる。

図４の（ｂ）に示されるように、ガイド部２１０は、循環部材３１０を挟んで幅方向に対向する第１ガイド部２１１及び第２ガイド部２１２を有する。第１ガイド部２１１と第２ガイド部２１２との間隔は、底壁３１１ａの幅方向の長さよりも長く、セパレータ付き正極１１の本体部（タブ１４ｂを除いた部分）の幅方向の長さよりも短くなるように調節されている。第１ガイド部２１１は、セパレータ付き正極１１の幅方向における一方の端部（側縁１１ｄのうちタブ１４ｂが設けられている側の端部）を位置決めする部材である。第２ガイド部２１２は、セパレータ付き正極１１の幅方向における他方の端部（側縁１１ｄのうち底縁１１ｃ側の端部）を位置決めする部材である。

負極搬送ユニット３０２は、負極９を貯めながら順次搬送するユニットである。負極搬送ユニット３０２は、その構造上、負極供給用コンベア３０４から供給される負極９を反転させる反転装置として機能する。負極搬送ユニット３０２は、循環部材３１３と、複数の支持部３１４と、駆動部３１５と、ガイド部２２０と、を有している。循環部材３１３は、上下方向に延びるループ状の部材であり、上昇した後に下降する循環経路を形成するように循環する外周面３１３ａを有する。複数の支持部３１４は、循環部材３１３の外周面３１３ａの循環方向Ｄ２に沿って外周面３１３ａに所定間隔で設けられる。複数の支持部３１４は、外周面３１３ａが上昇する上昇区間において負極供給用コンベア３０４により供給される負極９を受け取り、当該負極９を支持する。駆動部３１５は、循環部材３１３を駆動する。支持部３１４及び支持部３１４に設けられる緩衝材の構成は、支持部３１１及び緩衝材１００と同様である。また、ガイド部２２０の構成は、ガイド部２１０と同様である。当該緩衝材により、負極９が支持部３１４に供給される際に、負極９の損傷（例えば負極活物質層１７の剥離）を抑制することができる。

循環部材３１３は、上記の循環部材３１０と同様に、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３１３は、図示しない支持フレームを介し、上下方向に離間して配置された２つのローラに架け渡され、各ローラの回転に伴って連れ回る。このように循環部材３１３が回転（周回）することで、各支持部３１４が循環移動する。また、循環部材３１３は、支持フレーム及び２つのローラと共に上下方向に移動可能である。

駆動部３１５は、循環部材３１３を回転させると共に、循環部材３１３を上下方向に移動させる。例えば、駆動部３１５は、特に図示はしないが、ローラを回転させることで循環部材３１３を回転（周回）させる回転用モータと、昇降機構（図示せず）を介して循環部材３１３を上下方向に移動させる昇降用モータとを有している。このとき、駆動部３１５は、循環部材３１３を電極積層装置３００の前側（図３の紙面表側）から見て反時計回りに回転させる。従って、負極供給用コンベア３０４側の支持部３１４は循環部材３１３に対して上昇し、積層ユニット３０５側の支持部３１４は循環部材３１３に対して下降する。なお、駆動部３１５は、上述した駆動部３１２と同様に、他の駆動機構でも実現できる。

正極供給用コンベア３０３は、セパレータ付き正極１１を正極搬送ユニット３０１に向けて水平方向に搬送し、正極搬送ユニット３０１の支持部３１１にセパレータ付き正極１１を供給する。正極供給用コンベア３０３は、正極供給用コンベア３０３の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部３０３ａを有する。爪部３０３ａは、上記循環方向に直交する方向に延び、セパレータ付き正極１１の搬送方向後方の端部に当接する。これにより、セパレータ付き正極１１は、正極搬送ユニット３０１に対して一定の間隔で供給されるようになっている。

負極供給用コンベア３０４は、負極９を負極搬送ユニット３０２に向けて水平方向に搬送し、負極搬送ユニット３０２の支持部３１４に負極９を供給する。負極供給用コンベア３０４は、負極供給用コンベア３０４の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部３０４ａを有する。爪部３０４ａは、上記循環方向に直交する方向に延び、負極９の搬送方向後方の端部に当接する。これにより、負極９は、負極搬送ユニット３０２に対して一定の間隔で供給されるようになっている。

正極供給用コンベア３０３から正極搬送ユニット３０１の支持部３１１に移載されたセパレータ付き正極１１は、循環部材３１０の回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、循環部材３１０の上部においてセパレータ付き正極１１の表裏が反転する。負極供給用コンベア３０４から負極搬送ユニット３０２の支持部３１４に移載された負極９は、循環部材３１３の回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、循環部材３１３の上部において負極９の表裏が反転する。

積層ユニット３０５は、正極搬送ユニット３０１と負極搬送ユニット３０２との間に配置されている。積層ユニット３０５は、一例として、上下方向に延びるループ状の循環部材（不図示）と、この循環部材の外周面に取り付けられ、セパレータ付き正極１１及び負極９が交互に積層される複数の積層部３１６と、循環部材を駆動する駆動部（不図示）とを有している。

積層部３１６は、セパレータ付き正極１１及び負極９が載置されるプレート状の基台を有している。基台は、水平方向に広がる板状の構成を有している。これによって、積層部３１６の上面にセパレータ付き正極１１及び負極９が交互に積層される。

積層ユニット３０５と正極搬送ユニット３０１との間には、上下方向に延びる壁部３１７が配置されている。壁部３１７には、後述する押出ユニット３２１により押し出されたセパレータ付き正極１１が通過する複数（ここでは９つ）のスリット３１８が設けられている。各スリット３１８は、上下方向に等間隔で配置されている。なお、本実施形態では一例として、スリット３１８の上側部分は、正極搬送ユニット３０１側から積層部３１６側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。また、スリット３１８の下側部分は、正極搬送ユニット３０１側から積層部３１６側に向かって上方に傾斜する傾斜面となっている。これにより、セパレータ付き正極１１を積層部３１６へと適切に案内するとともに、スリット３１８における入口側（正極搬送ユニット３０１側）の開口部分を大きくすることができる。その結果、押出ユニット３２１により押し出されるセパレータ付き正極１１の高さ位置に多少のずれが生じても、スリット３１８にセパレータ付き正極１１を通過させることが可能となる。

積層ユニット３０５と負極搬送ユニット３０２との間には、上下方向に延びる壁部３１９が配置されている。壁部３１９には、後述する押出ユニット３２２により押し出された負極９が通過する複数（ここでは９つ）のスリット３２０が設けられている。各スリット３２０の高さ位置は、各スリット３１８の高さ位置と同じである。なお、本実施形態では一例として、スリット３２０の上側部分は、負極搬送ユニット３０２側から積層部３１６側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。また、スリット３２０の下側部分は、負極搬送ユニット３０２側から積層部３１６側に向かって上方に傾斜する傾斜面となっている。これにより、負極９を積層部３１６へと適切に案内するとともに、スリット３２０における入口側（負極搬送ユニット３０２側）の開口部分を大きくすることができる。その結果、押出ユニット３２２により押し出される負極９の高さ位置に多少のずれが生じても、スリット３２０に負極９を通過させることが可能となる。

スリット３１８を通過したセパレータ付き正極１１、及びスリット３２０を通過した負極９は、壁部３１７と壁部３１９との間で位置決めされる。壁部３１７と壁部３１９との間隔は、スリット３１８を通過したセパレータ付き正極１１及び負極９の横幅に対し、僅かに大きく設定される。セパレータ付き正極１１の横幅とは、両側の側縁１１ｄ間の寸法であり、負極９の横幅とは、両側の側縁９ｄ間の寸法である（図５参照）。なお、前述する横幅は、製造誤差を見込んだ設計上の最大値を意味する。

また、電極積層装置３００は、押出ユニット３２１と、押出ユニット３２２とを備えている。

押出ユニット３２１は、セパレータ付き正極１１を積層する積層エリアにおいて、複数（ここでは９つ）のセパレータ付き正極１１を上下複数段（ここでは上下９段）の積層部３１６に向けて同時に押し出すことにより、９つのセパレータ付き正極１１を９段の積層部３１６に同時に積層する。押出ユニット３２１は、９つのセパレータ付き正極１１を一緒に押す１対の押し部材３２１ａ（押出部）と、この押し部材３２１ａを９段の積層部３１６側に移動させる駆動部４４（図５参照）とを有している。この駆動部４４は、例えばモータ及びリンク機構から構成されている。押出ユニット３２１は、循環部材３１０とは独立し、壁部３１７のスリット３１８に対し、高さが変わらないように駆動部４４が固定されている。

押出ユニット３２２は、負極９を積層する積層エリアにおいて、複数（ここでは９つ）の負極９を複数段（ここでは上下９段）の積層部３１６に向けて同時に押し出すことにより、９つの負極９を９段の積層部３１６に同時に積層する。押出ユニット３２２は、９つの負極９を一緒に押す１対の押し部材３２２ａ（押出部）と、この押し部材３２２ａを９段の積層部３１６側に移動させる駆動部４６（図５参照）とを有している。この駆動部４６の構成は、押出ユニット３２１の駆動部と同様である。押出ユニット３２２は、循環部材３１３とは独立し、壁部３１９のスリット３２０に対し、高さが変わらないように駆動部４６が固定されている。なお、押出ユニット３２１，３２２の駆動部としては、シリンダ等を有していてもよい。

また、図５に示されるように、電極積層装置３００は、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃの位置を揃える位置決めユニット４７と、負極９の底縁９ｃの位置を揃える位置決めユニット４８とを備えている。位置決めユニット４７，４８は、セパレータ付き正極１１及び負極９を積層する積層エリアに配置されている。セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃは、セパレータ付き正極１１におけるタブ１４ｂ側とは反対側の縁である。負極９の底縁９ｃは、負極９におけるタブ１６ｂ側とは反対側の縁である。

位置決めユニット４７は、正極搬送ユニット３０１の前側（図３の紙面表側）に配置され、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃと当接する受け部４９と、正極搬送ユニット３０１の後側に配置され、セパレータ付き正極１１を受け部４９に対して押圧する押圧部５０とを有している。受け部４９には、複数のフリーローラが並んで設けられている。なお、受け部４９は、表面が滑りやすい樹脂で形成されていてもよい。

押圧部５０は、セパレータ付き正極１１を押す押し板５１と、この押し板５１を受け部４９側に移動させる駆動部５２とを有している。駆動部５２は、例えばシリンダを有している。押し板５１は、シリンダのピストンロッドの先端に固定されている。押し板５１には、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを逃がすためのスリット５１ａが設けられている。

位置決めユニット４８は、負極搬送ユニット３０２の前側（図３の紙面表側）に配置され、負極９の底縁９ｃと当接する受け部５３と、負極搬送ユニット３０２の後側に配置され、負極９を受け部５３に対して押圧する押圧部５４とを有している。受け部５３の構造は、受け部４９と同様である。押圧部５４は、負極９を押す押し板５５と、この押し板５５を受け部５３側に移動させる駆動部５６とを有している。押し板５５には、負極９のタブ１６ｂを逃がすためのスリット５５ａが設けられている。駆動部５６の構成は、駆動部５２と同様である。

また、図３に示すように、電極積層装置３００は、コントローラ３５０を備えている。コントローラ３５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等から構成されている。コントローラ３５０は、上述した駆動部３１２，３１５を制御する搬送制御部と、積層ユニット３０５の駆動部を制御する積層制御部と、押出ユニット３２１の駆動部及び押出ユニット３２２の駆動部を制御する押出制御部と、を有している。また、コントローラ３５０は、電極供給センサ３０６，３０７及び積層位置センサ３０８，３０９と接続されており、これらのセンサからの検知信号を受信可能となっている。コントローラ３５０は、各センサからの検知信号、及びＲＯＭに保存されたプログラムに基づき制御内容を決定し、各制御部を介して、各駆動部を駆動制御する。

電極供給センサ３０６は、正極供給用コンベア３０３の正極搬送ユニット３０１側の端部付近に配置され、爪部３０３ａ又はセパレータ付き正極１１の有無を検知する。電極供給センサ３０６は、爪部３０３ａ又はセパレータ付き正極１１の有無を示す検知信号を定期的にコントローラ３５０に送信する。

電極供給センサ３０７は、負極供給用コンベア３０４の負極搬送ユニット３０２側の端部付近に配置され、爪部３０４ａ又は負極９の有無を検知する。電極供給センサ３０７は、爪部３０４ａ又は負極９の有無を示す検知信号を定期的にコントローラ３５０に送信する。

積層位置センサ３０８は、セパレータ付き正極１１を支持した支持部３１１が予め定められた積層位置（例えば、積層ユニット３０５の最下段の積層部３１６に対応するスリット３１８の下端位置）に到達したことを検知する。積層位置センサ３０８は、循環部材３１０の上下動とは独立しており、積層位置センサ３０８の高さ位置は、スリット３１８に対して固定されている。積層位置センサ３０８は、セパレータ付き正極１１を支持した支持部３１１が積層位置に到達したことを検知すると、その旨を示す検知信号をコントローラ３５０に送信する。

積層位置センサ３０９は、負極９を支持した支持部３１４が予め定められた積層位置（例えば、積層ユニット３０５の最下段の積層部３１６に対応するスリット３２０の下端位置）に到達したことを検知する。積層位置センサ３０９は、循環部材３１３の上下動とは独立しており、積層位置センサ３０９の高さ位置は、スリット３２０に対して固定されている。積層位置センサ３０９は、負極９を支持した支持部３１４が積層位置に到達したことを検知すると、その旨を示す検知信号をコントローラ３５０に送信する。

正極搬送ユニット３０１及び負極搬送ユニット３０２は、上述したような循環部材３１０，３１３の駆動について、上下動及び循環を別個に制御することにより、正極供給用コンベア３０３又は負極供給用コンベア３０４から一定の周期で電極を受け取りつつ、積層部３１６に対しては、より長い周期で支持部３１１，３１４を相対的に停止させることができる。これにより、複数の電極（ここでは９枚の電極）を同時に、且つ、正極供給用コンベア３０３又は負極供給用コンベア３０４の供給速度より遅い速度で排出するといった制御が可能となっている。

次に、正極搬送ユニット３０１のガイド部２１０の機能について説明する。まず、図６を参照して、ガイド部２１０を備えない比較例に係る正極搬送ユニットについて説明する。図６は、比較例に係る正極搬送ユニットの旋回部（旋回区間Ｓ１を含む部分）の拡大図である。旋回区間Ｓ１は、上昇区間と下降区間との間に挟まれる区間であり、循環経路のうち支持部３１１が旋回移動する区間である。上述の通り、非旋回区間（上昇区間又は下降区間）においては、隣り合う支持部３１１同士は互いに平行となり、隣り合う支持部３１１同士の間隔は最小となる。一方、図６に示されるように、循環部材３１０が曲線状（円弧状）に移動する旋回区間Ｓ１においては、隣り合う支持部３１１同士は０°より大きい所定の角度を成し、隣り合う支持部３１１同士の間隔は最大となる。

ここで、緩衝材１００は、各支持部３１１の底壁３１１ａの内側表面に設けられている。具体的には、緩衝材１００は、非旋回区間において隣り合う支持部３１１同士の間に隙間を生じないように、１つの支持部３１１の底壁３１１ａと同じ厚みを有する直方体状に形成されている。しかし、図６に示されるように、旋回区間Ｓ１においては、幅方向（Ｙ方向）から見て、緩衝材１００と支持部３１１（側壁３１１ｂ）との間に隙間Ｇが生じてしまう。ここで、隙間Ｇは、幅方向に延在する空間であり、セパレータ付き正極１１の一部が入り込む可能性のある空間である。このため、旋回区間Ｓ１において重力によって前方の支持部３１１に乗り移ったセパレータ付き正極１１の一部が、上記隙間Ｇに挟まってしまい、損傷するおそれがある。また、隙間Ｇに挟まってしまったセパレータ付き正極１１の位置ずれを位置決めユニット４７によっても修正できず、当該セパレータ付き正極１１を正常に排出できないおそれもある。

そこで、本実施形態に係る正極搬送ユニット３０１は、セパレータ付き正極１１の一部が隙間Ｇに挟まることを抑制するための構成として、上述したガイド部２１０を備えている。旋回区間Ｓ１において、幅方向から見て、ガイド部２１０の外側面２１０ａは、緩衝材１００のセパレータ付き正極１１側の側面１００ａと重なっている、または側面１００ａよりも外周面３１０ａから離れている。このため、旋回区間Ｓ１において、緩衝材１００と支持部３１１との間の隙間Ｇ（図６参照）は、ガイド部２１０の外側面２１０ａよりも外周面３１０ａ側に発生する。すなわち、図７に示されるように、幅方向から見て、隙間Ｇはガイド部２１０に隠れてしまう。一方、旋回区間Ｓ１において、セパレータ付き正極１１は、ガイド部２１０の外側面２１０ａによって位置決めされるため、セパレータ付き正極１１がガイド部２１０の外側面２１０ａよりも外周面３１０ａ側に入り込むことがない。したがって、正極搬送ユニット３０１では、ガイド部２１０によって、支持部３１１と緩衝材１００との間にセパレータ付き正極１１挟まれてしまうことを抑制できる。その結果、セパレータ付き正極１１の損傷又は位置ずれを抑制できる。

また、仮にガイド部２１０が外周面３１０ａと同期して回転しない場合、外周面３１０ａの循環によって旋回するセパレータ付き正極１１の側縁１１ｄとガイド部２１０の外側面２１０ａとの間に、摩擦が生じることになる。しかし、上述したように、本実施形態に係るガイド部２１０は、旋回区間Ｓ１において、外周面３１０ａの循環と同期して回転することにより、支持部３１１に対して相対的に静止する。このため、ガイド部２１０によって位置決めされるセパレータ付き正極１１の側縁１１ｄとガイド部２１０の外側面２１０ａとの間に生じ得る摩擦を効果的に低減することができる。

ただし、セパレータ付き正極１１は非常に軽量であることから、セパレータ付き正極１１とガイド部２１０との間の摩擦については大きな問題にならない場合もあり得る。したがって、図８に示されるように、ガイド部２１０の代わりに、旋回区間Ｓ１において固定され、回転しないガイド部２５０が用いられてもよい。ガイド部２５０は、例えば循環部材３１０と共に上下方向に移動する支持フレーム等に取り付けられる。これにより、循環部材３１０が上下方向に移動する場合には、ガイド部２５０も連動して上下方向に移動する。また、旋回区間Ｓ１において、幅方向から見て、ガイド部２５０の外側面２５０ａは、緩衝材１００の側面１００ａと重なっている、または側面１００ａよりも外周面３１０ａから離れている。したがって、このようなガイド部２５０によっても、上述したガイド部２１０と同様に、支持部３１１と緩衝材１００との間にセパレータ付き正極１１挟まれてしまうことを抑制できる。

以上述べた正極搬送ユニット３０１は、正極供給用コンベア３０３から供給されるセパレータ付き正極１１を反転させる反転装置である。正極搬送ユニット３０１は、上昇区間と旋回区間Ｓ１と下降区間とを含む循環経路を形成するように循環する循環部材３１０と、循環経路に沿って外周面３１０ａに所定間隔で設けられ、正極供給用コンベア３０３により供給されるセパレータ付き正極１１を受け取って支持する複数の支持部３１１と、支持部３１１の基端部（底壁３１１ａ側の部分）に設けられ、支持部３１１によるセパレータ付き正極１１の受取時にセパレータ付き正極１１が受ける衝撃を緩和する緩衝材１００と、外周面３１０ａに沿った外側面２１０ａを有し、旋回区間Ｓ１において、外側面２１０ａによりセパレータ付き正極１１を位置決めするガイド部２１０と、を備える。旋回区間Ｓ１において、幅方向（Ｙ方向）から見て、外側面２１０ａは、緩衝材１００のセパレータ付き正極１１側の側面１００ａと重なっている、または側面１００ａよりも外周面３１０ａから離れている。

この反転装置では、旋回区間Ｓ１において、ガイド部２１０の外側面２１０ａは、幅方向から見て緩衝材１００のセパレータ付き正極１１側の側面１００ａと重なっているか、または当該側面１００ａよりも循環部材３１０の外周面３１０ａから離れている。したがって、旋回区間Ｓ１において、緩衝材１００と支持部３１１との間に発生する隙間Ｇは、ガイド部２１０の外側面２１０ａよりも循環部材３１０側に位置する。また、上記反転装置では、旋回区間Ｓ１において、セパレータ付き正極１１はガイド部２１０の外側面２１０ａによって位置決めされるため、セパレータ付き正極１１がガイド部２１０の外側面２１０ａよりも循環部材３１０側に入り込むことがない。したがって、上記反転装置によれば、支持部３１１と緩衝材１００との間にセパレータ付き正極１１が挟まれてしまうことを抑制できる。その結果、セパレータ付き正極１１の損傷又は位置ずれを抑制できる。

ガイド部２１０は、幅方向から見て円板状に形成されており、ガイド部２１０は、旋回区間Ｓ１において、外周面３１０ａの循環と同期して回転する。この場合、ガイド部２１０の外側面２１０ａを支持部３１１に対して相対的に静止させることができるため、支持部３１１に支持されたセパレータ付き正極１１とガイド部２１０の外側面２１０ａとの間に生じ得る摩擦を効果的に低減することができる。

支持部３１１は、循環部材３１０に取り付けられる底壁３１１ａと、底壁３１１ａの端部に立設され、底壁３１１ａよりも幅方向の長さが短く、セパレータ付き正極１１の支持面をなす側壁３１１ｂと、を有する。セパレータ付き正極１１は、セパレータ付き正極１１の幅方向における両端部が側壁３１１ｂよりも外側にはみ出した状態で、支持部３１１に支持されている。ガイド部２１０は、セパレータ付き正極１１の一方の端部を位置決めする第１ガイド部２１１と、セパレータ付き正極１１の幅方向における他方の端部を位置決めする第２ガイド部２１２と、を有する。この場合、第１ガイド部２１１と第２ガイド部２１２とでセパレータ付き正極１１の幅方向における両端部を支えることにより、セパレータ付き正極１１を適切かつ確実に位置決めすることができる。

また、上述した正極搬送ユニット３０１と同様の構成を有する負極搬送ユニット３０２も、正極搬送ユニット３０１と同様の効果を奏する。

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記実施形態又は上記変形例に限定されない。

例えば、上記実施形態では、シート状のワークの具体例として電極（負極９又はセパレータ付き正極１１）について説明したが、電極以外の物品が反転対象とされてもよい。また、上記実施形態では、反転装置の具体例として、電極積層のために電極を搬送する搬送ユニット（正極搬送ユニット３０１又は負極搬送ユニット３０２）を説明したが、本発明の反転装置は、例えば検査工程及び乾燥工程等のように搬送工程以外の工程に利用される装置であってもよい。

また、上記実施形態及び変形例では、緩衝材１００は支持部３１１の基端部（底壁３１１ａに沿った部分）に設けられていた。しかし、緩衝材１００は、衝撃吸収が可能な厚みがあれば、必ずしも基端部に設けられなくともよい。例えば、セパレータ付き正極１１の横幅（両側の側縁１１ｄ間の寸法（図５参照））が支持部３１１の側壁３１１ｂの長さ（幅方向（Ｙ方向）に直交する方向の長さ）よりも短い場合には、緩衝材１００は底壁３１１ａから離れた位置に設けられてもよい。同様に、負極９の横幅（両側の側縁９ｄ間の寸法（図５参照））が支持部３１４の側壁の長さ（幅方向に直交する方向の長さ）よりも短い場合には、緩衝材１００は支持部３１４の底壁から離れた位置に設けられてもよい。

９…負極、１１…セパレータ付き正極、１００…緩衝材、２１０，２２０，２５０…ガイド部、２１０ａ，２５０ａ…外側面、２１１…第１ガイド部、２１２…第２ガイド部、３０１…正極搬送ユニット（反転装置）、３０２…負極搬送ユニット（反転装置）、３０３…正極供給用コンベア（供給装置）、３０４…負極供給用コンベア（供給装置）、３１０，３１３…循環部材、３１０ａ，３１３ａ…外周面、３１１，３１４…支持部、３１１ａ…底壁、３１１ｂ…側壁、Ｄ１，Ｄ２…循環方向、Ｓ１…旋回区間。

Claims (3)

1. 供給装置から供給されるシート状のワークを反転させる反転装置であって、
   上昇する上昇区間と上昇した後に旋回する旋回区間と旋回した後に下降する下降区間とを含む循環経路を形成するように循環する循環部材と、
   前記循環経路に沿って前記循環部材の外周面に所定間隔で設けられ、前記供給装置により供給される前記ワークを受け取って支持する複数の支持部と、
   前記支持部に設けられ、前記支持部による前記ワークの受取時に前記ワークが受ける衝撃を緩和する緩衝材と、
   前記外周面に沿った外側面を有し、前記旋回区間において、前記外側面により前記ワークを位置決めするガイド部と、
   を備え、
   前記旋回区間において、前記供給装置が前記ワークを供給する供給方向及び鉛直方向に交差する幅方向から見て、前記外側面は、前記緩衝材の前記ワーク側の側面と重なっている、または前記側面よりも前記外周面から離れている、
   反転装置。
2. 前記ガイド部は、前記幅方向から見て円板状に形成されており、
   前記ガイド部は、前記旋回区間において、前記外周面の循環と同期して回転する、
   請求項１に記載の反転装置。
3. 前記支持部は、前記循環部材に取り付けられる底壁と、前記底壁の端部に立設され、前記底壁よりも前記幅方向の長さが短く、前記ワークの支持面をなす側壁と、を有し、
   前記ワークは、前記ワークの前記幅方向における両端部が前記側壁よりも外側にはみ出した状態で、前記支持部に支持されており、
   前記ガイド部は、前記ワークの一方の端部を位置決めする第１ガイド部と、前記ワークの前記幅方向における他方の端部を位置決めする第２ガイド部と、を有する、
   請求項１又は２に記載の反転装置。

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