JP2019215977A - 電池材料積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができる電池材料積層装置を提供することを目的とする。【解決手段】電池材料に係るシート状のワークＷを所定の方向に搬送する搬送機構１と、ワークＷを移載する移載機構２と、ワークＷを積層する積層機構３とから構成される。移載機構２は、所定の走行軌道を有するリニアモータの固定子２１と、該固定子２２に設けられた複数のリニアモータの可動子２２と、各可動子２２に設けられ、ワークＷを保持する保持部材２３と、固定子２１における各可動子２２の走行を制御する制御部１００とを備える。保持部材２３は、搬送機構１から搬送されてきたワークＷを保持し、可動子２２が固定子２１の走行軌道に沿って走行するのに伴って該ワークＷを回転搬送したあと、該ワークＷを積層機構３に積層する。【選択図】図１

Description

本発明は、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを積層する電池材料積層装置に関するものである。

従来、自動車用電池、住宅用電池、電子機器用電池などの各種電池において、積層型電池が使用されている。この積層型電池は、正極の極板、セパレータ、負極の極板、セパレータの順に交互に積層されて構成される。このような積層型電池は、電池材料が巻回されて構成される巻回型電池に比べて、体積当たりの発電効率が良く、放熱性にも優れていることから広く用いられている。ただし、積層型電池は、複数の電池材料を位置ズレさせることなく高精度で積層しなければならないため、巻回型電池に比べて、生産タクトが長くなるという難点があった。

このような積層型電池の製造において、各極板およびセパレータを交互に積層したり、あるいは極板とセパレータをあらかじめ組み合わせたセルを交互に積層する技術が従来から知られている（特許文献１〜２参照）。

例えば、特許文献１には、各アライメントステージが平面方向に移動および／または回転することにより正極の極板および負極の極板を移動および／または回転させて適正な位置に調整したあと、第１移載アームおよび第２移載アームが当該各極板を保持する極板積層装置が開示されている。

また、特許文献２には、積層体が載置される載置面と、電極の移動方向における載置面の一端に立設されて電極を停止させる停止部と、載置面と停止部との間に設けられた積層領域と、を有する積層部と、載置面に対向して配置され、積層部の積層領域に向けて気体を吹き付ける気体吹付部と、積層部に供給される電極が停止部に当接した後に電極に対して気体を吹き付けるよう、気体吹付部を制御する制御部とを備える積層装置が開示されている。

特開２０１２−１７４３８８号公報 特開２０１７−０８１６９９号公報

しかしながら、従来の電池材料積層装置は、電池材料を高速で連続的に積層することが難しいという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができる電池材料積層装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを積層する電池材料積層装置であって、ワークを所定の方向に搬送する搬送機構と、ワークを移載する移載機構と、ワークを積層する積層機構とから構成され、前記移載機構は、所定の走行軌道を有するリニアモータの固定子と、該固定子に設けられた複数のリニアモータの可動子と、各可動子に設けられ、ワークを保持する保持部材と、前記固定子における各可動子の走行を制御する制御部とを備え、前記保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構に積層することを特徴とする。

これによれば、前記保持部材により前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構に積層するため、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができる。

また、前記保持部材は、前記搬送機構から一方面を保持されながら搬送されてきたワークの他方面を保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを反転させながら回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構に一方面を向けながら積層してもよい。これによれば、移載機構によりワークの一方面と他方面で表裏を反転させながら搬送機構から積層機構に移載することができる。

また、前記可動子は、前記保持部材によりワークを前記積層機構に積層する際、前記固定子に対して停止することにより前記保持部材を前記積層機構に対して一時的に停止させてもよい。これによれば、前記積層機構にワークを安定的に積層することができる。

また、前記保持部材は、ワークの回転搬送方向の前側縁部が後側縁部より下方に位置するように傾斜させた状態でワークを前記積層機構に積層してもよい。これによれば、前記積層機構にワークを確実に積層することができる。

また、前記保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持する直前において、ワークを保持する保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で前記搬送機構に近接してもよい。これによれば、前記保持部材の保持面がワークに平行な状態で近接するため、ワークを確実に保持することができる。また、特に前記保持部材が吸引によりワークを保持する場合、ワークに対する吸引時間を十分確保し得るため、ワークをより確実に保持することができる。

また、前記保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持した直後において、ワークを保持した保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で前記搬送機構から離間してもよい。これによれば、ワークが平行な状態で前記搬送機構から離間するため、その後にワークを確実に回転搬送することができる。

また、前記保持部材は、ガイド機構により前記搬送機構および／または前記積層機構に近接してもよい。特に、前記ガイド機構は、所定の軌道のカム溝が形成されたカム部材と、前記保持部材に接続され、かつ前記カム溝に摺動可能に嵌合したカムフォロアとを備えるのが好ましい。これによれば、簡易な構成にして前記保持部材の近接動作を確実に実現することができる。

また、前記保持部材は、少なくとも第１の保持部材と第２の保持部材を備え、前記第１の保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを前記搬送機構の第１の箇所で保持して回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構の第１の箇所に積層し、前記第２の保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを前記搬送機構の第２の箇所で保持して回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構の第２の箇所に積層してもよい。これによれば、少なくとも２箇所においてワークを同時に積層し得るため、複数組のワークの積層体を効率的に生産することができる。

また、前記第１の保持部材は、第１のガイド機構により前記搬送機構および／または前記積層機構に近接し、前記第２の保持部材は、第２のガイド機構により前記搬送機構および／または前記積層機構に近接してもよい。これによれば、簡易な構成にして複数の前記保持部材の近接動作を確実に実現することができる。

また、前記第１のガイド機構は、前記移送機構の前記固定子の表側に設けられるとともに、前記第２のガイド機構は、前記移送機構の前記固定子の裏側に設けられてもよい。これによれば、第１の保持部材と第２の保持部材が互いに干渉することなく、互いに異なる箇所でワークを保持および積層することができる。

また、前記保持部材は、ワークとの間で所定の隙間を空けた状態でワークを吸引により保持してもよい。これによれば、前記保持部材がワークを保持する際、前記保持部材の保持面がワークの表面に擦れてしまうことを防止することができる。また、前記移載機構が複数設けられている場合、ワークを次の移載機構の前記保持部材で保持するために所定の移載機構を通過させる際、当該所定の移載機構の保持部材によりワークが不用意に保持されてしまうことを防止することができる。

また、前記保持部材は、ワークを保持する保持面が山型に緩やかに湾曲した曲面に形成されていてもよい。これによれば、前記保持部材に保持されたワークに張りが生じるため、ワークの回転搬送中にワークがバタついたり、捲れたりすることを防止することができる。

また、前記積層機構は、所定の走行軌道を有するリニアモータの積層用固定子と、該積層用固定子に設けられたリニアモータの積層用可動子と、該積層用可動子に設けられ、ワークが積層される積層テーブルと、前記積層用固定子における前記積層用可動子の走行を制御する制御部とを備えてもよい。これによれば、ワークの積層開始時において前記積層テーブルを所定の積層箇所に速やかに配置することができるとともに、ワークの積層後において前記積層テーブルをワークごと別の箇所に速やかに移送することができるため、複数組のワークの積層体を効率的に生産することが可能となる。

また、前記積層テーブルは、前記保持部材によりワークが積層される際、該ワークの回転搬送に同期しながら回転搬送方向の前方に所定距離だけ移動してもよい。これによれば、前記積層テーブルがワークの回転搬送に同期しながら回転搬送方向の前方に所定距離だけ移動することによって、積層時のワークと前記積層テーブルとの速度差が吸収されるため、ワークと積層テーブル上の爪部材等との衝突を防止または軽減することができ、またワークの積層面における擦れを防止することができ、より良好なワークの積層体を得ることが可能となる。

また、前記積層テーブルは、回転搬送方向の前側の位置において、ワークが積層される際にワークの前側縁部を受けるための爪部材が設けられていてもよい。これによれば、ワークの前側端部を揃えた状態でワークを前記積層テーブルに確実に積層することができる。

また、前記搬送機構の搬送方向に沿って、複数組の前記移載機構および前記積層機構が設けられ、所定の組の前記移載機構および前記積層機構による所定枚数のワークの積層が完了したあと、別の組の前記移載機構および前記搬送機構によるワークの積層を開始してもよい。これによれば、所定の組に係る所定枚数のワークの積層を完了したあと、途切れることなく別の組に係るワークの積層を速やかに開始することができるとともに、その間に所定の組に係る所定枚数のワークを次の工程に搬送することができる。このため、従来の間欠型の積層装置と比較して、ワークの積層と搬送を連続的に行うことができ、電池の製造効率を飛躍的に向上させることが可能となる。

また、本発明に係る電池材料移載装置は、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを移載する電池材料移載装置であって、所定の走行軌道を有するリニアモータの固定子と、該固定子に設けられたリニアモータの複数の可動子と、各可動子に設けられ、ワークを保持する保持部材と、前記固定子における各可動子の走行を制御する制御部とを備え、前記保持部材は、所定箇所のワークを保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを別の箇所に載置することを特徴とする。これによれば、所定箇所のワークを前記保持部材で保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを別の箇所に載置するため、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に移載することができる。

また、本発明に係る電池製造装置は、前記電池材料積層装置あるいは前記電池材料移載装置が設けられたことを特徴とする。これによれば、電池を効率的に製造することができる。

本発明によれば、前記保持部材により前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構に積層するため、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができ、ひいては電池を効率的に製造することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る電池材料積層装置を示す正面図である。 図１の装置の移載機構を示す正面図である。 図１の装置の移載機構を示す断面図である。 図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１の装置の動作を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る電池材料積層装置の移載機構を示す正面図である。 図６の装置の移載機構を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電池材料積層装置の移載機構を示す正面図である。 図８の装置の移載機構を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電池材料積層装置を示す（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。 本発明の第５の実施形態に係る電池材料積層装置の積載機構を示す正面図である。 本発明の他の実施形態に係る保持部材を示す正面図である。 本発明の他の実施形態に係る保持部材とアークの吸着動作を示す正面図である。

＜第１の実施形態＞
次に、本発明に係る電池材料積載装置（以下、本装置という）の第１の実施形態について図１〜図５を参照しつつ説明する。

なお、本実施形態では、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルの電池材料に係るシート状のワークＷを積層する場合について説明することとする。また、ワークＷは非常に薄いものであるが、説明の便宜上、各図面においてワークＷに厚みを持たせて図示している。

本装置は、図１に示すように、ワークＷを所定の搬送方向（図１の右方向）に搬送する搬送機構１と、該搬送機構１の下方においてワークＷの搬送方向に沿って並んで配置された２台の移載機構２と、各移載機構２の下方に配置された積層機構３と、搬送機構１、移載機構２および積層機構３の動作を制御する制御部１００とを備え、全体として搬送機構１、移載機構２および積層機構３が鉛直方向に沿って並んで配置されている。

前記搬送機構１は、ワークＷの搬送方向の上流側に配置された第１の搬送機構１１と、ワークＷの搬送方向の下流側に配置された第２の搬送機構１２とからなり、第２の搬送機構１２の搬送方向の上流側端部と第１の搬送機構１１の搬送方向の下流側端部が上下に重なった状態で配置されている。

前記第１の搬送機構１１は、ワークＷの搬送方向の下流側に設けられた主動軸１１ａと、ワークＷの搬送方向の上流側に設けられた図示略の従動軸と、主動軸１１ａと従動軸の間に無端状態に巻架されたコンベアベルト１１ｂとからなり、主動軸１１ａが回転することにより上側のコンベアベルト１１ｂが搬送方向に移動する。

前記第２の搬送機構１２は、ワークＷの搬送方向の下流側に設けられた主動軸１２ａと、ワークＷの搬送方向の上流側に設けられた従動軸１２ｂと、主動軸と従動軸の間に無端状態に巻架されたコンベアベルト１２ｃとからなり、主動軸１２ａが回転することにより下側のベルトコンベア１２ｃが搬送方向に移動する。

而して、ワークＷは、第１の搬送機構１１の上側のベルトコンベア１１ｂに他方面（下面）を向けて載置されたあと、該上側のベルトコンベア１１ｂの移動に従って搬送方向の下流側に向けて順次搬送される。そして、ワークＷは、第１の搬送機構１１の下流側端部に到達した際、第２の搬送機構１２の下側のコンベアベルト１２ｃに一方面（上面）を吸着により保持されたあと、該下側のベルトコンベア１２ｃの移動に従って搬送方向の下流側に向けて天吊り状態で順次搬送される。

なお、ワークＷは、第２の搬送機構１２により搬送される過程において、搬送方向の上流側の一組の移載機構２および積層機構３により所定枚数積層されたあと、下流側の一組の移載機構２および積層機構３により所定枚数積層される。

前記移載機構２は、円形のループ状の走行軌道を有するリニアモータの固定子２１と、該固定子２１に設けられた複数のリニアモータの可動子２２と、各可動子に設けられ、ワークＷを保持する保持部材２３とを備え、ワークＷを上方から下方の鉛直方向に移載するものとなされている。

前記固定子２１は、図２に示すように、金属製等の正面視円形状に形成されており、周縁部にガイドレール２１ａが設けられている。このガイドレール２１ａは、固定子２１の形状に従って円形の走行軌道を有しており、周縁部の内部において複数の電磁石２１ｂ（コイルユニット）が全周に亘って並んで配設されている。この電磁石２１ｂは、図４に示すように、制御部１００により制御され、図示略の電源から供給される電流が変化することにより、極性が変化するようになっている。

前記可動子２２は、図３に示すように、金属製の断面コ字状に形成されており、前記固定子２１のガイドレール２１ａに沿って走行可能な状態で設けられている。この前記可動子２２は、永久磁石が内部に設けられており、該永久磁石が固定子２１の電磁石２１ｂの極性変化により引力や斥力を受ける。これにより、制御部１００により固定子２１の各電磁石２１ｂの極性変化を所定の方向に沿って繰り返していくと、それに伴って、可動子２２の永久磁石が固定子２１の電磁石２１ｂの極性に順次引っ張られることにより可動子２２が所定の方向に推進力を受けるため、可動子２２が固定子２１の走行軌道に沿って円軌道を描きながら走行する。このとき、制御部１００により固定子２１の各電磁石２１ｂの極性変化の時間間隔を変化させることによって、可動子２２の走行速度を変化させたり、可動子２２を停止させたりすることができる。

前記保持部材２３は、図２および図３に示すように、前記可動子２２の径方向外側に設けられ、先端部がワークＷを例えば吸着により保持する平坦な保持面２３ａとなされ、可動子２２の走行に従って固定子２１の円形状の走行軌道上を回転するものとなされている。

而して、ワークＷは、第２の搬送機構１２により搬送方向に搬送される過程において、移載機構２の保持部材２３により他方面を保持され、保持部材３２の回転に従って一方面と他方面で表裏を反転しながら下方の積層機構３まで回転搬送されたあと、積層機構３の後述の積層テーブル３１に一方面を向けながら積層される。

前記積層機構３は、保持部材２３により回転移送されてきたワークＷを順次積層する積層テーブル３１を備え、制御部１００により駆動装置を介して、ワークＷが積層されるごとに徐々に下方に移動したり、平面方向に移動および回転することによりワークＷの位置や姿勢を調整し得るものとなされている。なお、ワークＷの位置や姿勢を調整するに際して、ワークＷを図示略の撮像装置により撮影するものとしてもよい。

また、前記積層テーブル３１は、ワークＷの回転搬送方向の前側位置に爪部材３２が設けられている。この爪部材３２は、保持部材２３によりワークＷが積層される際、ワークＷの前側縁部を受け止めるものとなされている。なお、ワークＷを積層テーブル３１に積層したあと、ワークＷの後側縁部を押さえる爪部材が設けられてもよい。

前記制御部１００は、図５に示すように、搬送機構１の搬送動作、移載機構２の固定子２１における可動子２２の走行動作、積層機構３の積層テーブル３１（駆動装置）の動作などを制御する。

次に本装置によるワークＷの積層方法について図５を参照しつつ説明する。

まず、ワークＷは、第１の搬送機構１１の上側のベルトコンベア１１ｂに他方面（下面）を向けて載置されたあと、該上側のベルトコンベア１１ｂの移動に従って搬送方向の下流側に向けて順次搬送される。そして、ワークＷは、第１の搬送機構１１の下流側端部に到達した際、第２の搬送機構１２の下側のコンベアベルト１２ｃに一方面（上面）を吸着により保持されたあと、該下側のベルトコンベア１２ｃの移動に従って搬送方向の下流側に向けて天吊り状態で順次搬送される。

次に、ワークＷは、図５（ｂ）に示すように、第２の搬送機構１２により搬送方向に搬送される過程において、移載機構２の保持部材２３により他方面を順次保持される。

次に、ワークＷは、図５（ｃ）に示すように、可動子２２が固定子２１の走行軌道に沿って走行するのに従って保持部材２３が右回りに半周回転することにより、一方面と他方面で表裏を反転しながら下方の積層テーブル３１まで順次回転搬送される。

次に、ワークＷは、図５（ｃ）に示すように、保持部材２３による保持状態が解除されることより、爪部材３２で前側縁部を受け止められつつ、積層テーブル３１に一方面を向けながら順次積層される。なお、ワークＷが積層テーブル３１に積層されたあと、可動子２２が固定子２１の走行軌道に沿って走行するのに従って、保持部材２３がさらに右回りに半周回転して、再び、第２の搬送機構１２におけるワークＷを保持する箇所に戻る。

その後、ワークＷは、積層テーブル３１に所定枚数積層されると、積層テーブル３１がワークＷの積層体ごと移動したり、あるいはワークＷの積層体が把持されることにより、別の箇所に移送される。

なお、搬送方向の上流側の一組の移載機構２および積層機構３による所定枚数のワークＷの積層を完了したあと、下流側の一組の移載機構２および積層機構３によるワークＷの積層を開始するともに、上流側の一組の移載機構２および積層機構３により積層された所定枚数のワークＷを次の工程に搬送する。また、下流側の移載機構２および積層機構３による所定数のワークＷの積層が完了したあと、上流側の移載機構２および積層機構３によるワークＷの積層を再び開始するとともに、下流側の移載機構２および積層機構３により積層された所定枚数のワークＷを次の工程に搬送する。

このように、上流側または下流側の所定の組に係る所定枚数のワークＷの積層を完了したあと、途切れることなく下流側または上流側のその他の別の組に係るワークＷの積層を開始することができるとともに、その間に上流側または下流側の所定の組に係る所定枚数のワークＷを次の工程に搬送することができる。このため、従来の間欠型の積層装置と比較して、ワークＷの積層と搬送を連続的に行うことができ、電池の製造効率を飛躍的に向上させることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る本装置の第２の実施形態について図６および図７を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態では第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明することとし、同一の構成については説明を省略して同一の符号を付すこととする。

本装置は、前記移載機構２においてガイド機構２４が設けられている。このガイド機構２４は、所定の軌道を有するカム溝２４ａが形成されたカム部材２４ｂと、前記保持部材２３に接続された支持部材２４ｄと、支持部材２４ｄに設けられ、前記カム溝２４ａに摺動可能に嵌合するカムフォロア２４ｃとを備える。本実施形態では、カム溝２４ａは、上端部および下端部に径方向に突出する略円環状の軌道に形成されている。

而して、前記保持部材２３は、固定子２１における可動子２２の回転走行に従って回転する際、ガイド機構２４のカムフォロワ２４ｃを介してカム溝２４ａに案内されることにより、回転の上死点付近において第２の搬送機構１２に接近するため、第２の搬送機構１２から搬送されてきたワークＷを確実に保持することができる。また、同じく回転の下死点付近において積層機構３の積層テーブル３１に接近するため、ワークＷを積層機構３の積層テーブル３１に確実に積層することができる。

なお、前記保持部材２３は、ガイド機構２４等により、前記第２の搬送機構１２から搬送されてきたワークＷを保持する直前において、ワークＷを保持する保持面２３ａが前記第２の搬送機構１２によるワークＷの搬送平面に対して平行となる状態で前記第２の搬送機構１２に近接してもよい。

また、前記保持部材２３は、ガイド機構２４等により、前記第２の搬送機構１２から搬送されてきたワークＷを保持した直後において、ワークＷを保持した保持面２３ａが前記第２の搬送機構１２によるワークＷの搬送平面に対して平行となる状態で前記第２の搬送機構１２から離間してもよい。

また、前記保持部材２３は、ガイド機構２４等により、ワークＷの回転搬送方向の前側縁部が後側縁部より下方に位置するように傾斜させた状態でワークＷを前記積層機構３の積層テーブル３１に積層してもよい。

また、前記ガイド機構２４は、上述のカム溝２４ａ、カム部材２４ｂ、カムフォロア２４ｃ支持部材２４ｄからなるものとしたが、シリンダ機構、リニア機構、プランジャ機構など、その他の機構であってもよい。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係る本装置の第３の実施形態について図８および図９を参照しつつ説明する。

本装置では、搬送機構１から搬送されてきたワークＷを搬送機構１上の異なる２か所で保持するとともに、回転搬送したワークＷを積層機構３上の異なる２か所で積層するようになっている。

具体的には、本装置は、オーバル形の走行軌道を有するリニアモータの固定子２１と、該固定子２１に設けられた複数の可動子２２と、各可動子２２に設けられ、ワークＷを保持する保持部材２３とを備える。

この保持部材２３は、第１の保持部材２３Ａと第２の保持部材２３Ｂを備え、第１の保持部材２３Ａと第２の保持部材２３Ｂが固定子２１の周方向に沿って交互に配置されている。なお、説明の便宜上、図面では、搬送機構１側の第１の保持部材２３Ａおよび第２の保持部材２３Ｂと、積層機構３側の第１の保持部材２３Ａおよび第２の保持部材２３Ｂのみを図示しているが、実際にはさらに多くの第１の保持部材２３Ａと第２の保持部材２３Ｂが交互に配置されている。

前記第１の保持部材２３Ａは、搬送機構１により搬送されてきたワークＷを搬送機構１の第１の箇所Ｘ１で保持して、右周りに半周だけ回転搬送したあと、該ワークＷを前記積層機構３の第１の箇所Ｙ１で積層する。また、前記第２の保持部材２３Ｂは、前記搬送機構１により搬送されてきたワークＷを搬送機構１の第２の箇所Ｘ２で保持して、右回りに回転搬送したあと、該ワークＷを前記積層機構３の第２の箇所Ｙ２で積層する。

また、本実施形態では、前記第１の保持部材２３Ａは、第２の実施形態と同一機構の第１のガイド機構２４Ａにより前記搬送機構１または前記積層機構３に近接する。また、前記第２の保持部材２３Ｂは、第２の実施形態と同一機構の第２のカム機構２４Ｂにより前記搬送機構１または前記積層機構３に近接する。

また、この第１のガイド機構２４Ａは、図９に示すように、固定子２１の表側に形成されたカム溝２４ａに保持部材２３のカムフォロア２４ｃが嵌合する一方、第２のガイド機構２４Ｂは、固定子２１の裏側に形成されたカム溝２４ａに保持部材２３のカムフォロア２４ｃが嵌合している。このため第１の保持部材２３Ａと第２の保持部材２３Ｂが互いに干渉することなく、互いに異なる箇所でワークＷを保持および積層することができる。

なお、本実施形態では、第１の保持部材２３Ａと第２の保持部材２３Ｂの２個の保持部材２３によりワークＷを移載するものとしたが、３個以上の保持部材２３によりワークＷを移載してもよい。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明に係る本装置の第４の実施形態について図１０を参照しつつ説明する。

本装置では、搬送機構１、移載機構２並びに積層機構３が、水平方向に並んで配置されおり、ワークＷの水平状態を維持しながら移載するようになっている。

具体的には、搬送機構１は、無端状態に回転するベルトコンベアからなり、ワークＷを水平状態で載置しながら搬送する。

また、移載機構２は、固定子２１がワークの水平方向に横倒状態に配置されており、可動子２２が固定子２１の走行軌道に沿ってワークの水平方向に回転走行するものとなされている。また、保持部材２３は、可動子２２の回転の軸方向に延びる形状に形成されており、可動子２２の回転走行に従ってワークＷを水平方向に回転搬送する。なお、説明の便宜上、図面では、搬送機構１側と積層機構３側に１組の可動子２２および保持部材２３を図示しているが、実際には複数組の可動子２２および保持部材２３が固定子２１に設けられている。

また、積層機構３は、無端状態に回転するベルトコンベアからなり、ワークＷを水平状態に積載したあと、所定の方向に搬送する。

而して、ワークＷは、搬送機構により水平状態で載置されながら搬送される過程において、移載機構２の保持部材２３により所定個所で水平状態で保持され、可動子２２の回転走行に従って水平状態で回転搬送されたあと、積層機構３の所定箇所に水平状態で積層される。その後、所定枚数積層されたワークＷの積層体は、積層機構３のベルトコンベアにより所定の方向に搬送される。

なお、本装置においても、ガイド機構を設けることにより、保持部材２３がワークＷを保持または積層する際に搬送機構１または積層機構３に近接させてもよい。

また、ワークを水平方向に沿って移載するものとしたが、ワークの平面方向に平行な方向であれば、その他の方向に沿って移載してもよい。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明に係る本装置の第５の実施形態について図１１を参照しつつ説明する。

本装置では、積層機構３がリニアモータにより構成されている。

具体的には、図１１に示すように、積層機構３は、所定の走行軌道を有するリニアモータの積層用固定子３３と、該積層用固定子３３に設けられたリニアモータの積層用可動子３４と、該積層用可動子３４に設けられ、ワークＷが積層される積層テーブル３１と、制御部１００により前記固定子２１における前記可動子２２の走行を制御する。

これによれば、ワークＷの積層開始時において積層テーブル３１を所定の積層箇所に速やかに配置することができるとともに、ワークＷの積層後において積層テーブル３１をワークＷごと別の箇所に速やかに移送することができるため、複数組のワークＷの積層体を効率的に生産することが可能となる。

また、前記積層機構３の積層テーブル３１は、保持部材２３によりワークＷが積層される際、該ワークＷの回転搬送に同期しながら回転搬送方向の前方に所定距離だけ移動して、ワークＷが積層されたあとに回転搬送方向に所定距離だけ移動して元の位置に戻るようにしてもよい。これによれば、積層テーブル３１がワークＷの回転搬送に同期しながら回転搬送方向の前方に所定距離だけ移動することによって、積層時のワークＷと積層テーブル３１との速度差が吸収されるため、ワークＷと積層テーブル３１上の爪部材３２等との衝突を防止または軽減することができ、またワークＷの積層面における擦れを防止することができ、より良好なワークの積層体を得ることが可能となる。

なお、本実施形態では、積層機構３はリニアモータにより構成するものとしたが、ボールネジなどのその他の機構により構成してもよい。

なお、前記保持部材２３は、図１２に示すように、ワークＷとの間で所定の隙間ｔを空けた状態でワークＷを吸引により保持してもよい。これによれば、保持部材２３がワークＷを保持する際、保持部材２３の保持面２３ａがワークＷの表面に擦れてしまうことを防止することができる。また、移載機構２が複数設けられている場合、ワークＷを次の移載機構２の保持部材２３で保持するために所定の移載機構２を通過させる際、当該所定の移載機構２の保持部材２３によりワークＷが不用意に保持されてしまうことを防止することができる。

また、前記保持部材２３は、ワークＷを保持する保持面２３ａが平坦面に形成されたものを用いたが、図１３に示すように、ワークＷを保持する保持面２３ａが山型に緩やかに湾曲した曲面に形成されたものを用いてもよい。これによれば、保持部材２３に保持されたワークＷに張りが生じるため、保持部材２３によるワークＷの回転搬送中にワークＷがバタついたり、捲れたりすることを防止することができる。

また、前記保持部材２３の形状や大きさは特に限定されるものではないが、積層テーブル３１にワークＷを積層する際、爪部材３２やその他の部材と干渉しない形状や大きさに形成されるのが好ましい。

また、本発明を電池材料積層装置に適用した場合について説明したが、本発明は必ずしも電池材料積層装置に適用されるものではない。つまり、保持部材２３は、所定箇所のワークＷを保持し、前記可動子２２が前記固定子２１の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークＷを回転搬送したあと、該ワークＷを別の箇所に載置する移載機構２（電池移載装置）を有するものであれば、その他の電池製造関連の装置に適用してもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１…搬送機構
１１…第１の搬送機構
１２…第２の搬送機構
２…移載機構
２１…固定子
２１ａ…ガイドレール
２１ｂ…電磁石
２２…可動子
２３…保持部材
２３ａ…保持面
２４…ガイド機構
２４ａ…カム溝
２４ｂ…カム部材
２４ｃ…カムフォロア
２４ｄ…支持部材
３…積層機構
３１…積層テーブル
３２…爪部材
３３…積層用固定子
３４…積層用可動子
１００…制御部

Claims (19)

1. 正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを積層する電池材料積層装置であって、
   ワークを所定の方向に搬送する搬送機構と、ワークを移載する移載機構と、ワークを積層する積層機構とから構成され、
   前記移載機構は、所定の走行軌道を有するリニアモータの固定子と、該固定子に設けられた複数のリニアモータの可動子と、各可動子に設けられ、ワークを保持する保持部材と、前記固定子における各可動子の走行を制御する制御部とを備え、
   前記保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構に積層することを特徴とする電池材料積層装置。
2. 前記保持部材は、前記搬送機構から一方面を保持されながら搬送されてきたワークの他方面を保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを反転させながら回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構に一方面を向けながら積層する請求項１に記載の電池材料積層装置。
3. 前記可動子は、前記保持部材によりワークを前記積層機構に積層する際、前記固定子に対して停止することにより前記保持部材を前記積層機構に対して一時的に停止させる請求項１または請求項２に記載の電池材料積層装置。
4. 前記保持部材は、ワークの回転搬送方向の前側縁部が後側縁部より下方に位置するように傾斜させた状態でワークを前記積層機構に積層する請求項１から請求項３のいずれかに記載の電池材料積層装置。
5. 前記保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持する直前において、ワークを保持する保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で前記搬送機構に近接する請求項１から請求項４のいずれかに記載の電池材料積層装置。
6. 前記保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを保持した直後において、ワークを保持した保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で前記搬送機構から離間する請求項１から請求項５のいずれかに記載の電池材料積層装置。
7. 前記保持部材は、ガイド機構により前記搬送機構および／または前記積層機構に近接する請求項１から請求項６のいずれかに記載の電池材料積層装置。
8. 前記ガイド機構は、所定の軌道のカム溝が形成されたカム部材と、前記保持部材に接続され、かつ前記カム溝に摺動可能に嵌合したカムフォロアとを備える請求項７に記載の電池材料積層装置。
9. 前記保持部材は、少なくとも第１の保持部材と第２の保持部材を備え、
   前記第１の保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを前記搬送機構の第１の箇所で保持して回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構の第１の箇所に積層し、
   前記第２の保持部材は、前記搬送機構から搬送されてきたワークを前記搬送機構の第２の箇所で保持して回転搬送したあと、該ワークを前記積層機構の第２の箇所に積層する請求項１から請求項８のいずれかに記載の電池材料積層装置。
10. 前記第１の保持部材は、第１のガイド機構により前記搬送機構および／または前記積層機構に近接し、
    前記第２の保持部材は、第２のガイド機構により前記搬送機構および／または前記積層機構に近接する請求項９に記載の電池材料積層装置。
11. 前記第１のガイド機構は、前記移送機構の前記固定子の表側に設けられるとともに、
    前記第２のガイド機構は、前記移送機構の前記固定子の裏側に設けられる請求項１０に記載の電池材料積層装置。
12. 前記保持部材は、ワークとの間で所定の隙間を空けた状態でワークを吸引により保持する請求項１から請求項１１のいずれかに記載の電池材料積層装置。
13. 前記保持部材は、ワークを保持する保持面が山型に緩やかに湾曲した曲面に形成されている請求項１から請求項１２のいずれかに記載の電池材料積層装置。
14. 前記積層機構は、所定の走行軌道を有するリニアモータの積層用固定子と、該積層用固定子に設けられたリニアモータの積層用可動子と、該積層用可動子に設けられ、ワークが積層される積層テーブルと、前記積層用固定子における前記積層用可動子の走行を制御する制御部とを備える請求項１から請求項１３のいずれかに記載の電池材料積層装置。
15. 前記積層テーブルは、前記保持部材によりワークが積層される際、該ワークの回転搬送に同期しながら回転搬送方向の前方に所定距離だけ移動する請求項１４に記載の電池材料積層装置。
16. 前記積層テーブルは、回転搬送方向の前側の位置において、ワークが積層される際にワークの前側縁部を受けるための爪部材が設けられている請求項１４または請求項１５に記載の電池材料積層装置。
17. 前記搬送機構の搬送方向に沿って、複数組の前記移載機構および前記積層機構が設けられ、所定の組の前記移載機構および前記積層機構による所定枚数のワークの積層が完了したあと、別の組の前記移載機構および前記搬送機構によるワークの積層を開始する請求項１から請求項１６のいずれかに記載の電池材料積層装置。
18. 正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを移載する電池材料移載装置であって、
    所定の走行軌道を有するリニアモータの固定子と、該固定子に設けられたリニアモータの複数の可動子と、各可動子に設けられ、ワークを保持する保持部材と、前記固定子における各可動子の走行を制御する制御部とを備え、
    前記保持部材は、所定箇所のワークを保持し、前記可動子が前記固定子の走行軌道に沿って走行するのに従って該ワークを回転搬送したあと、該ワークを別の箇所に載置することを特徴とする電池材料移載装置。
19. 請求項１から請求項１７の電池材料積層装置あるいは請求項１８に記載の電池材料移載装置が設けられたことを特徴とする電池製造装置 。