JP2020138854A - 積層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの使用数を抑制した積層装置を提供する。【解決手段】積層装置１００は、シート体２１を供給する供給装置と、搬送経路に沿って搬送され、供給装置から供給されたシート体２１が積層されるパレット２００と、搬送経路に沿って配置されるガイドレールＧと、を備え、パレット２００は、開閉動作を行うことにより、積層されたシート体２１を保持する一対のクランプ２１０と、一対のクランプ２１０に設けられ、ガイドレールＧに係合するカムフォロア２３１と、を含み、一対のクランプ２１０は、パレット２００が搬送経路を搬送されているときに、ガイドレールＧ及びカムフォロア２３１によって構成されるカム機構２３０によって開閉動作される。【選択図】図５

Description

本発明は、積層装置に関する。

特許文献１及び特許文献２には積層装置が開示されている。特許文献１に開示された積層装置は、シート部材が載置されるパレットと、シート部材を押さえるクランプ装置とを有する。クランプ装置は、シート部材を押さえる加圧部と、加圧部を駆動する駆動部とを有する。クランプ装置は、パレットの周囲に４個設けられている。

特許文献２に開示された積層装置は、シート部材が載置される載置台と、載置台を搬送するターンテーブルと、ターンテーブルを搬送される載置台にシート部材を載置する載置手段とを有する。ターンテーブル上には、複数の載置台が搬送され得る。

特開２０１０−２１２０１８号公報 特開２０１６−３８９６９号公報

シート部材を積層する積層装置においては、積層されるシート部材の位置ずれが生じないように、シート部材を押さえる押さえ機構を備える場合がある。搬送される複数のパレットのそれぞれにシート部材を積層する装置に対して、シート部材の押さえ機構を適用する場合、複数のパレットのそれぞれに押さえ機構を設けることになる。この場合、押さえ機構を動作させるための多数のアクチュエータが必要となる。

本発明は、アクチュエータの使用数を抑制した積層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積層装置は、シート体を供給する供給装置と、搬送経路に沿って搬送され、供給装置から供給されたシート体が積層されるパレットと、搬送経路に沿って配置されるガイドレールと、を備え、パレットは、開閉動作を行うことにより、積層されたシート体を保持する一対のクランプと、一対のクランプに設けられ、ガイドレールに係合するカムフォロアと、を含み、一対のクランプは、パレットが搬送経路を搬送されているときに、ガイドレール及びカムフォロアによって構成されるカム機構によって開閉動作される。

上記の積層装置では、搬送経路を搬送されるパレットに供給装置からシート体が供給される。供給装置からの供給によりパレットに積層されたシート体は、開閉動作を行う一対のクランプによって保持される。クランプに設けられたカムフォロアは、搬送経路に沿って配置されたガイドレールとともにカム機構を構成している。これにより、ガイドレールにカムフォロアが係合した状態で、パレットが搬送経路を搬送されているときに、一対のクランプが開閉動作される。上記構成では、パレットごとにアクチュエータを必要としないため、アクチュエータの使用数を抑制することができる。

また、カムフォロアは、クランプを上下動させるための第１のカムフォロアと、クランプを開閉させるための第２のカムフォロアとを有していてよい。この構成では、クランプの上下動と、クランプの開閉とが異なるカムフォロアの動作に基づくため、例えば、積層されたシート体を保持しているクランプを一旦上方に移動させてからクランプを開閉することができる。

また、ガイドレールは、第１のカムフォロアに係合する第１の板カムと、第２のカムフォロアに係合する第２の板カムと、を有していてよい。ガイドレールを第１の板カム及び第２の板カムによって構成することで、ガイドレールの上下方向の大きさを抑制できる。

搬送経路は、直線状の区間を含む循環した経路であって、ガイドレールは、直線状の区間に沿って配置されていてよい。この構成では、直線状の区間を搬送されるパレットに対して供給装置からシート体が供給され得る。

カム機構は、一対のクランプの一方のみに含まれ、一対のクランプは、互いに接続されたリンク機構によって連動して開閉動作してもよい。この構成では、カムフォロア及びガイドレールの使用数を抑制することができる。

本発明によれば、アクチュエータの使用数を抑制した積層装置を提供することができる。

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。 積層装置を示す概略平面図である。 積層装置を構成するパレットを示す概略正面図である。 積層装置を構成するパレットを示す概略側面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 クランプのリンク機構の一例を説明するための図である。 クランプの動作を説明するための図であって、積層体上にシート体が供給されたところを示す。 クランプの動作を説明するための図であって、図８の状態からクランプが上方に移動したところを示す。 クランプの動作を説明するための図であって、図９の状態からクランプが開状態となったところ示す。 クランプの動作を説明するための図であって、図１０の状態が維持されているところを示す。 クランプの動作を説明するための図であって、図１０の状態からクランプが閉じられたところを示す。 変形例に係るパレットを説明するための図であって、クランプが上方に移動したところを示す。 変形例に係るパレットを説明するための図であって、図１３の状態から一方のクランプが開状態となったところ示す。

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。

まず、一実施形態に係る積層装置によって製造された積層体を含む蓄電装置について説明する。図１は、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。

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。本実施形態においては、セパレータ１０は、二枚の多孔質フィルムの外周を溶着により貼り合せた袋状をなしている。

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、帯状の金属箔（例えば、アルミニウム箔、銅箔）の表面に活物質層（活物質層前駆体）を形成した帯状の電極母材を製造する。次いで、電極母材を切断し、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とを交互に積層する。次いで、積層された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、導電部材１２を介してセパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを正極端子４に接続すると共に、導電部材１３を介して負極９のタブ１６ｂを負極端子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、積層装置１００について説明する。図３は、積層装置１００を示す概略平面図である。図３に示すように、積層装置１００は、正極搬送装置１１０と、負極搬送装置１２０と、正極移載装置（供給装置）１３０と、負極移載装置（供給装置）１４０と、正極用トラッキングカメラ１５０と、負極用トラッキングカメラ１６０と、積層コンベア１７０と、搬出コンベア１８０と、を有している。積層装置１００では、セパレータ付き正極１１と負極９とが、積層コンベア１７０を搬送される複数のパレット２００のそれぞれに交互に積層される。

正極搬送装置１１０は、前工程によって製造されたセパレータ付き正極１１を所定の搬送経路Ｒ１に沿って搬送する。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして製造された正極８をセパレータで包みセパレータ付き正極１１を製造するセパレータ包装システム９１であってよい。セパレータ包装システム９１は、製造したセパレータ付き正極１１を正極搬送装置１１０に供給する。正極搬送装置１１０は、例えばベルトコンベアであってよい。図示のように、正極搬送装置１１０は、セパレータ包装システム９１を起点としてＸ方向に沿って直線状に配置されている。正極搬送装置１１０では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによってベルトコンベアの搬送速度を取得することができる。

負極搬送装置１２０は、前工程によって製造された負極９を所定の搬送経路Ｒ２に沿って搬送する。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして負極９を製造するダイカットシステム９３であってよい。ダイカットシステム９３は、製造された負極９を負極搬送装置１２０に供給する。負極搬送装置１２０は、例えばベルトコンベアであってよい。図示のように、負極搬送装置１２０は、ダイカットシステム９３を起点としてＸ方向に沿って直線状に配置されている。負極搬送装置１２０では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによってベルトコンベアの搬送速度を取得することができる。図示例では、正極搬送装置１１０によって搬送されるセパレータ付き正極１１の搬送方向と、負極搬送装置１２０によって搬送される負極９の搬送方向とが互いに対向している。また、正極搬送装置１１０と負極搬送装置１２０とは、Ｙ方向に互いにずれた位置に配置されている。

正極用トラッキングカメラ１５０は、正極搬送装置１１０における搬送経路Ｒ１を搬送中のセパレータ付き正極１１を撮像する。正極用トラッキングカメラ１５０は、正極搬送装置１１０の搬送経路Ｒ１に沿った位置に配置されている。一例として、正極用トラッキングカメラ１５０によって撮像された画像情報と、正極搬送装置１１０のロータリエンコーダから取得される搬送速度とに基づいて、正極搬送装置１１０を搬送されるセパレータ付き正極１１の位置と、セパレータ付き正極１１の姿勢とが推定され得る。なお、セパレータ付き正極１１の位置とは、Ｘ方向及びＹ方向における位置であってよい。また、セパレータ付き正極１１の姿勢とは、Ｚ方向を回転軸としたときのセパレータ付き正極１１の回転位置であってよい。

負極用トラッキングカメラ１６０は、負極搬送装置１２０における搬送経路Ｒ２を搬送中の負極９を撮像する。負極用トラッキングカメラ１６０は、負極搬送装置１２０の搬送経路Ｒ２に沿った位置に配置されている。一例として、負極用トラッキングカメラ１６０によって撮像された画像情報と、負極搬送装置１２０のロータリエンコーダから取得される搬送速度とに基づいて、負極搬送装置１２０を搬送される負極９の位置と、負極９の姿勢とが推定され得る。なお、負極９の位置とは、Ｘ方向及びＹ方向における位置であってよい。また、負極９の姿勢とは、Ｚ方向を回転軸としたときの負極９の回転位置であってよい。

正極移載装置１３０は、正極搬送装置１１０を搬送中のセパレータ付き正極１１を保持する。保持されたセパレータ付き正極１１は、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００上に移載される。図示例の正極移載装置１３０は、正極搬送装置１１０と積層コンベア１７０との間に配置されている。

正極移載装置１３０は、レール１３１と、レール１３１に沿って搬送される複数の吸着ハンド１３３と、を備えている。レール１３１は、直線状の区間を含む循環した搬送経路Ｒ３を構成する。図示例のレール１３１によって構成される搬送経路Ｒ３は、トラック形状をなしており、互いに平行に配置された２カ所の直線状の区間Ｓ１，Ｓ２を含む。一方の直線状の区間Ｓ１において、レール１３１の搬送経路Ｒ３は、正極搬送装置１１０の搬送経路Ｒ１と平行になっている。図示例では、正極移載装置１３０の吸着ハンド１３３は、平面視において左回り（反時計回り）に移動する。なお、一例として、各吸着ハンド１３３は、レール１３１に沿って配置される環状のチェーンに連結し、図示しない駆動装置（モータ）によりチェーンを循環駆動する駆動手段によって、搬送されてもよい。吸着ハンド１３３の駆動手段は、その他の手段、例えば、リニアモータなどを利用するものであってもよい。

吸着ハンド１３３は、レール１３１の搬送経路Ｒ３を搬送されるアーム１３４と、アーム１３４の先端に設けられた吸着パッド１３５と、を備えている。アーム１３４は、吸着パッド１３５の位置、すなわちＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、Ｚ方向の位置、及び、Ｚ方向を回転軸とした回転位置を調整し得る。アーム１３４は、例えば、正極搬送装置１１０を搬送されるセパレータ付き正極１１と同じ速度で、レール１３１に沿って搬送されている。

吸着ハンド１３３は、正極搬送装置１１０を搬送されるセパレータ付き正極１１を吸着パッド１３５で保持する。図示例では、吸着ハンド１３３がレール１３１の搬送経路Ｒ３のうちの一方の直線状の区間Ｓ１を搬送されているときに、吸着パッド１３５によってセパレータ付き正極１１が保持される。吸着パッド１３５は、セパレータ付き正極１１の一側における表面よりも小さい吸着面を有し、後述するクランプ２１０の爪部と重ならない位置で吸着を行う。吸着ハンド１３３では、正極用トラッキングカメラ１５０によって推定されるセパレータ付き正極１１の位置及び姿勢に基づいて、吸着パッド１３５の位置が調整される。吸着ハンド１３３によって保持されたセパレータ付き正極１１は、レール１３１の搬送経路Ｒ３のうちの他方の直線状の区間Ｓ２において、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００上に積層される。

負極移載装置１４０は、負極搬送装置１２０を搬送中の負極９を保持する。保持された負極９は、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００上に移載される。図示例の負極移載装置１４０は、負極搬送装置１２０と積層コンベア１７０との間に配置されている。負極移載装置１４０は、レール１４１と、レール１４１に沿って搬送される複数の吸着ハンド１４３と、を備えている。レール１４１は、直線状の区間を含む循環した搬送経路Ｒ４を構成する。図示例のレール１４１によって構成される搬送経路Ｒ４は、トラック形状をなしており、互いに平行に配置された２カ所の直線状の区間Ｓ３，Ｓ４を含む。一方の直線状の区間Ｓ３において、レール１４１の搬送経路Ｒ４は、負極搬送装置１２０の搬送経路Ｒ２と平行になっている。図示例では、負極移載装置１４０の吸着ハンド１４３は、平面視において右回り（時計回り）に移動する。なお、吸着ハンド１４３の駆動手段は正極移載装置１３０における吸着ハンド１３３の駆動手段と同様であってよい。

吸着ハンド１４３は、レール１４１の搬送経路Ｒ４を搬送されるアーム１４４と、アーム１４４の先端に設けられた吸着パッド１４５と、を備えている。アーム１４４は、吸着パッド１４５の位置、すなわちＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、Ｚ方向の位置、及び、Ｚ方向を回転軸とした回転位置を調整し得る。アーム１４４は、例えば、負極搬送装置１２０を搬送される負極９と同じ速度で、レール１４１に沿って搬送されている。

吸着ハンド１４３は、負極搬送装置１２０を搬送される負極９を吸着パッド１４５で保持する。図示例では、吸着ハンド１４３がレール１４１の搬送経路Ｒ４のうちの一方の直線状の区間Ｓ３を搬送されているときに、吸着パッド１４５によって負極９が保持される。吸着ハンド１４３では、負極用トラッキングカメラ１６０によって推定される負極９の位置及び姿勢に基づいて、吸着パッド１４５の位置が調整される。吸着ハンド１４３によって保持された負極９は、レール１４１の搬送経路Ｒ４のうちの他方の直線状の区間Ｓ４において、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００上に積層される。

積層コンベア１７０は、複数のパレット２００を所定の間隔で搬送するコンベア１７１を有する。コンベア１７１は、直線状の区間を含む循環した搬送経路Ｒ５を構成する。図示例のコンベア１７１によって構成される搬送経路Ｒ５は、トラック形状をなしており、互いに平行に配置された２カ所の直線状の区間Ｓ５，Ｓ６を含む。一方の直線状の区間Ｓ５において、コンベア１７１の搬送経路Ｒ５は、正極移載装置１３０の搬送経路Ｒ３（区間Ｓ２）と平行に隣り合っている。また、他方の直線状の区間Ｓ６において、コンベア１７１の搬送経路Ｒ５は、負極移載装置１４０の搬送経路Ｒ４（区間Ｓ４）と平行に隣り合っている。図示例では、コンベア１７１は平面視において右回り（時計回り）に移動する。コンベア１７１の搬送速度は、一例として、正極移載装置１３０の吸着ハンド１３３及び負極移載装置１４０の吸着ハンド１４３の搬送速度と同じであってよい。

搬出コンベア１８０は、パレット２００に積層された積層体２０を後工程に搬出するためのコンベア１８１を含む。図示例のコンベア１８１によって構成される搬送経路Ｒ６は、トラック形状をなしており、互いに平行に配置された２カ所の直線状の区間Ｓ７，Ｓ８を含む。搬出コンベア１８０は、Ｘ方向において積層コンベア１７０に隣り合って配置されている。図示例では、コンベア１７１と同様に、コンベア１８１は平面視において右回り（時計回り）に移動する。搬出コンベア１８０と、積層コンベア１７０とは、第１接続経路１９１及び第２接続経路１９３によって互いに接続されている。

第１接続経路１９１は、積層コンベア１７０から搬出コンベア１８０に向かう搬送経路を構成する。第１接続経路１９１の接続状態を切り替えることによって、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００を搬出コンベア１８０に搬送することができる。例えば、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００に所定の積層数の積層体２０が形成された場合、第１接続経路１９１の接続状態を切り替えることによって、当該パレット２００を搬出コンベア１８０に搬送してもよい。

第２接続経路１９３は、搬出コンベア１８０から積層コンベア１７０に向かう搬送経路を構成する。第２接続経路１９３の接続状態を切り替えることによって、搬出コンベア１８０を搬送されるパレット２００を積層コンベア１７０に搬送することができる。例えば、搬出コンベア１８０においてパレット２００に積層された積層体２０が搬出された場合、第２接続経路１９３の接続状態を切り替えることによって、空になったパレット２００を積層コンベア１７０に搬送してもよい。図示例の搬出コンベア１８０では、搬送経路のうちの一方の直線状の区間Ｓ７において、パレット２００上の積層体２０の搬出がなされる。

続いて、パレット２００の構成について詳細に説明する。図４は、パレットを示す概略正面図である。図５は、パレットを示す概略側面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。パレット２００は、載置台２０１と、支持台２０３と、一対のクランプ２１０Ａ，２１０Ｂと、を備えている。なお、クランプ２１０Ａとクランプ２１０Ｂとを区別せずに説明する場合、クランプ２１０Ａ，２１０Ｂをクランプ２１０と称する。載置台２０１は積層体２０が載置される載置面を有する。図示例では、載置台２０１の上面によって載置面が構成されている。載置面には、セパレータ付き正極１１及び負極９が交互に積層された積層体２０が載置される。図示例の載置台２０１は、例えば略矩形板状をなしている。

載置台２０１は、支持台２０３によって支持されている。図示例の支持台２０３は、上下方向の長さにおいて、載置台２０１より大きく形成されている。また、Ｚ方向から見たときに、支持台２０３は載置台２０１よりも小さい矩形状をなしている。そのため、載置台２０１の下方には、支持台２０３の周囲において所定の空間が形成されている。例えば、支持台２０３と載置台２０１とは互いに固定されている。本実施形態では、支持台２０３がコンベア１７１又はコンベア１８１に載置されることによって、パレット２００が搬送される。

一対のクランプ２１０は、開閉動作を行うことにより、クランプ２１０によって積層体２０が保持された状態と、クランプ２１０によって積層体２０が解放された状態との切り替えを行う。クランプ２１０は、積層体２０を下側に押圧するための爪部２１１を含む。爪部２１１は、略板状をなしており、Ｙ方向に沿って延びている。爪部２１１のＹ方向の両端には、爪部２１１を支持する腕部２１２が設けられている。爪部２１１によって積層体２０が押圧されている状態において、腕部２１２はＺ方向に沿って延在している。Ｙ方向から見たとき、一対のクランプ２１０に設けられた一対の爪部２１１は、腕部２１２の上端から互いに向き合う方向に突出している。

腕部２１２の下部には、腕部２１２の回転中心Ｃが形成されている。図示例では、一対の腕部２１２同士を接続する回転軸２１３が設けられている（図５，図６参照）。回転軸２１３は、Ｙ方向に延在している。回転軸２１３はＹ方向に延在する筒状の軸受け２１５に回転自在に支持されている。

図６に示すように、一対のクランプ２１０において、一方の回転軸２１３を支持する軸受け２１５と、他方の回転軸２１３を支持する軸受け２１５とは、接続部材２１６に固定されている。接続部材２１６は、Ｘ方向に互いに離間してＹ方向に延びる一対の第１部分２１６ａと、一対の第１部分２１６ａにおけるＹ方向の一端同士を接続する第２部分２１６ｂと、一対の第１部分２１６ａにおけるＹ方向の他端からＸ方向に沿って互いに近付くように延びる一対の第３部分２１６ｃとを有する。軸受け２１５は、Ｘ方向において一対の第１部分２１６ａ同士の間に配置されており、第２部分２１６ｂと第３部分２１６ｃとを接続している。また、Ｘ方向において、接続部材２１６の両端と腕部２１２の下端とは、それぞれバネ等の付勢部材２１７で接続されている。一対のクランプ２１０は、付勢部材２１７によって互いに閉じる方向に付勢されている。

接続部材２１６は、Ｚ方向（上下方向）に延びるガイド部材２１８にガイドされている。すなわち、接続部材２１６は、ガイド部材２１８に沿ってＺ方向に移動可能となっている。図示例において、一対のガイド部材２１８は支持台２０３に形成されている。一例において、ガイド部材２１８は、略円柱状をなしており、支持台２０３の側面に対して一体的に形成されている。ガイド部材２１８は、接続部材２１６の第２部分２１６ｂに形成された断面視略円形状の係合部２１６ｄに係合されている。ガイド部材２１８は、接続部材２１６を水平に保った状態で、上下方向における接続部材２１６の移動をガイドする。接続部材２１６がガイド部材２１８に沿って上下方向に移動した場合、軸受け２１５も接続部材２１６と共に上下方向に移動する。そのため、軸受け２１５に支持された回転軸２１３を有する腕部２１２も上下方向に移動する。なお、本実施形態のパレット２００は、接続部材２１６又は軸受け２１５を下側に付勢する付勢部材２１９を有している（図５参照）。一例として、付勢部材２１９は、載置台２０１と接続部材２１６とを接続している。これにより、クランプ２１０は、下向きに付勢されている。

図７は、クランプのリンク機構の一例を説明するための図である。なお、図７にはリンク部材２２１が示されているが、図面の理解容易のため、このリンク部材２２１は他の図面において省略されている。本実施形態において、一対のクランプ２１０は、互いに接続されたリンク機構２２０によって連動して開閉動作する。図７に示すように、一例のリンク機構２２０は、ガイド部材２１８にガイドされたリンク部材２２１と、腕部２１２に設けられたカムフォロア２２４とを含む。ガイド部材２１８は、リンク部材２２１を水平に保った状態で、上下方向におけるリンク部材２２１の移動をガイドする。リンク部材２２１は、Ｘ方向に延在しており、一対の腕部２１２を互いに接続する。リンク部材２２１の両端には、それぞれカム溝２２３が形成されている。カム溝２２３は、リンク部材２２１の延在方向に沿って延びている。一端のカム溝２２３には一方の腕部２１２のカムフォロア２２４が配置され、他端のカム溝２２３には他方の腕部２１２のカムフォロア２２４が配置されている。例えば、一対のクランプ２１０が閉じられている状態から一方のクランプ２１０Ａが外側に向かって回転すると、クランプ２１０Ａの腕部２１２のカムフォロア２２４が下側に下がる。これにより、リンク部材２２１がガイド部材２１８に沿って下側に下がるため、他方のクランプ２１０Ｂは外側に向かって回転する。このように、本実施形態では、一方のクランプ２１０Ａの開閉動作に連動して他方のクランプ２１０Ｂが開閉動作する。

また、少なくとも一方のクランプ２１０Ａには、ガイドレールＧに係合するカムフォロア２３１が設けられている。本実施形態では、積層コンベア１７０の搬送経路Ｒ５に沿ってガイドレールＧが配置されている。図示例では、ガイドレールＧは、電極の積層が行われる一方の直線状の区間Ｓ５と、他方の直線状の区間Ｓ６とにおいて、コンベア１７１に沿って配置されている。また、搬出コンベア１８０の搬送経路Ｒ６に沿ってガイドレールＧが配置されている。図示例では、ガイドレールＧは、積層体の搬出がなされる一方の直線状の区間Ｓ７において、コンベアに沿って配置されている。一例では、いずれの区間においても同様のガイドレールＧが配置されている。

一対のクランプ２１０は、パレット２００が搬送経路を搬送されているときに、ガイドレールＧ及びカムフォロア２３１によって構成されるカム機構２３０によって開閉動作される。本実施形態では、クランプ２１０Ａの腕部２１２において、回転軸２１３の位置に第１のカムフォロア２３３が設けられている。また、クランプ２１０Ａの腕部２１２において、回転軸２１３よりも下側の位置に第２のカムフォロア２３５が設けられている。第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５は、腕部２１２からＹ方向に突出している。図５に示すように、第１のカムフォロア２３３は、Ｙ方向において、第２のカムフォロア２５５の位置よりも外側まで突出している。そのため、Ｙ方向において第１のカムフォロア２３３の位置と第２のカムフォロア２３５の位置とは、互いに重複しない。ガイドレールＧは、第１のカムフォロア２３３に対応した第１のガイドレールＧ１と、第２のカムフォロア２３５に対応した第２のガイドレールＧ２とを含む。第１のガイドレールＧ１は、第１のカムフォロア２３３の下方に配置されている。第２のガイドレールＧ２は、第２のカムフォロア２３５の下方に配置されている。一例として、第１のガイドレールＧ１及び第２のガイドレールＧ２は、板カムである。

第１のカムフォロア２３３は、クランプ２１０を上下方向に移動させ得る。例えば、第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１に係合することによって第１のカムフォロア２３３が上側に移動した場合、第１のカムフォロア２３３の移動に伴って腕部２１２が上側に移動する。この場合、腕部２１２が上側に移動することで接続部材２１６によって接続された他方の腕部２１２も上側に移動する。なお、第１のカムフォロア２３３は、腕部２１２の回転軸２１３の位置に設けられているため、腕部２１２を回転させる力の発生はない。

第２のカムフォロア２３５は、クランプ２１０を開閉させ得る。例えば、第２のカムフォロア２３５が第２のガイドレールＧ２に係合することによって第２のカムフォロア２３５が上側に移動した場合のように、Ｚ方向における第１のカムフォロア２３３と第２のカムフォロア２３５との間の距離が小さくなった場合には、腕部２１２を回転させる力が発生する。本実施形態では、第２のカムフォロア２３５が回転軸２１３を中心とした円軌道を描きながら上側に移動することによって、腕部２１２が開く方向に回転する。この場合、リンク機構２２０によって、他方の腕部２１２も開く方向に回転する。なお、第２のカムフォロア２３５がガイドレールＧに係合していないときには、付勢部材２１７の作用によって、腕部は閉じた状態となっている。

続いて、積層コンベア１７０を搬送されるときのパレット２００の具体的な動作について説明する。本実施形態では、パレット２００が搬送経路Ｒ５，Ｒ６を搬送されているときに、ガイドレールＧ及びカムフォロア２３１によって構成されるカム機構２３０によって、一対のクランプ２１０が開閉動作される。クランプ２１０は、パレット２００にセパレータ付き正極１１が積層されるとき、パレット２００に負極９が積層されるとき、及び、パレット２００に積層された積層体２０が搬出されるときに、開閉動作される。いずれの場合であっても、クランプ２１０の動作は同様であるため、以下の説明では、積層コンベア１７０においてパレット２００に負極９が積層されるときの開閉動作を例示する。すなわち、積層コンベア１７０の搬送経路Ｒ５における他方の直線状の区間Ｓ６をパレット２００が搬送されているときのクランプ２１０の動作について説明する。なお、以下の説明では、セパレータ付き正極１１及び負極９を区別することなく、シート体２１と称する。

図８〜図１２は、クランプ２１０の動作を説明するための図であって、載置台２０１上にシート体２１が積層される一連の流れを示す。なお、図８〜図１２では、載置台２０１上に積層された積層体２０上にさらにシート体２１が積層される過程を示す。

図８は、積層体２０上にシート体２１が供給されたところを示す。図８の状態では、第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５の両方がガイドレールＧと係合していない。そのため、載置台２０１上の積層体２０は、一対のクランプ２１０によって下側に押圧されている。この状態で、負極移載装置１４０は、積層体２０上に新たなシート体２１を積層する。前述の如く、吸着パッド１４５の吸着面は、セパレータ付き正極１１の一側における表面よりも小さく形成されており、クランプ２１０の爪部２１１と重ならない状態で、上方より積層体２０を押圧する。負極移載装置１４０の吸着パッド１４５は、新たなシート体２１を積層体２０上に押圧した状態を維持して、搬送されるパレット２００と共に移動する。積層された新たなシート体２１の周縁は、クランプ２１０の爪部２１１を上側から覆っている。

図９は、図８の状態からクランプ２１０が上方に移動したところを示す。図９に示すように、第１のガイドレールＧ１及び第２のガイドレールＧ２は、搬送経路Ｒ５の上流側にそれぞれ傾斜面Ｇ１１，Ｇ２１を有している。また、第１のガイドレールＧ１及び第２のガイドレールＧ２は、傾斜面Ｇ１１，Ｇ２１に連続して下流側に形成される水平な上面Ｇ１２，Ｇ２２を有している。本実施形態において、第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１１の開始位置は、第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２１の開始位置よりも搬送方向Ｄの上流側となっている。また、第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１１の勾配は、第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２１の勾配よりも小さくなっている。

図９に示す状態では、第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１１に係合しており、第２のカムフォロア２３５は第２のガイドレールＧ２から離間している。これにより、第１のカムフォロア２３３が上側に移動するため、クランプ２１０が上方に移動している。この状態では、クランプ２１０による積層体２０の押圧が解除されており、積層体２０は吸着パッド１４５のみによって押圧されている。

図１０は、図９の状態からクランプ２１０が開状態となったところ示す。図１０に示す状態では、第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１１に係合しており、第２のカムフォロア２３５は第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２１に係合している。上述の通り、第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１１の勾配は、第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２１の勾配よりも小さくなっている。そのため、パレット２００が下流側に搬送されるにつれて、Ｚ方向における第１のカムフォロア２３３と第２のカムフォロア２３５との間の距離が小さくなる。これにより、腕部２１２が開く方向に回転し、クランプ２１０が開いた状態となる。すなわち、クランプ２１０の爪部２１１は、積層体２０の上面と新たに積層されたシート体２１の下面との間から待避する。

図１１は、図１０の状態が維持されているところを示す。図１１の状態では、第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１の上面Ｇ１２に係合しており、第２のカムフォロア２３５は第２のガイドレールＧ２の上面Ｇ２２に係合している。本実施形態では、第１のガイドレールＧ１の上面Ｇ１２の高さ位置と第２のガイドレールＧ２の上面Ｇ２２の高さ位置との差は、クランプ２１０が閉じた状態のときの第１のカムフォロア２３３の高さ位置と第２のカムフォロア２３５の高さ位置との差よりも小さい。そのため、第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１の上面Ｇ１２に係合しており、第２のカムフォロア２３５が第２のガイドレールＧ２の上面Ｇ２２に係合している状態では、クランプ２１０が開いている状態が維持される。

図１２は、図１０の状態からクランプ２１０が閉じられたところを示す。図１２に示すように、第１のガイドレールＧ１及び第２のガイドレールＧ２は、搬送経路の下流側において、それぞれ上面Ｇ１２，Ｇ２２に連続した傾斜面Ｇ１３，Ｇ２３を有している。本実施形態において、第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２３の開始位置は、第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１３の開始位置よりも搬送方向Ｄの上流側となっている。また、第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２３の勾配は、第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１３の勾配よりも大きくなっている。

図１２に示すように、パレット２００が搬送経路を下流に進行すると、まず、第２のカムフォロア２３５が傾斜面Ｇ２３に係合する。これにより、第１のカムフォロア２３３の高さ位置と第２のカムフォロア２３５の高さ位置との差が徐々に大きくなる。そのため、クランプ２１０は、閉状態へと移行する。クランプ２１０が閉状態となった段階では、第１のカムフォロア２３３は第１のガイドレールＧ１の上面Ｇ１２に係合している。さらにパレット２００が下流に進行すると、第２のカムフォロア２３５が第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２３から離間する。そして、第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１３に係合することによって、クランプ２１０が徐々に下側に移動する。第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１から離間すると、付勢部材２１７の付勢力によってクランプ２１０は閉じられた状態を維持する。また、付勢部材２１９の付勢力によってクランプ２１０は積層体２０を押圧する。これにより、新たなシート体２１が積層された積層体２０はクランプ２１０によって保持される。

続いて、積層装置１００における積層工程の全体の流れについて説明する。図３に示すように、セパレータ包装システム９１で製造されたセパレータ付き正極１１は、正極搬送装置１１０によって搬送経路を下流に搬送される。搬送されたセパレータ付き正極１１は、正極移載装置１３０によって、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００の載置台２０１上に移載される。

また、ダイカットシステム９３で製造された負極９は、負極搬送装置１２０によって搬送経路を下流に搬送される。搬送された負極９は、負極移載装置１４０によって、積層コンベア１７０を搬送されるパレット２００の載置台２０１上に移載される。

上述の通り、本実施形態では、ガイドレールＧが配置された一方の直線状の区間Ｓ５において各パレット２００に一枚のセパレータ付き正極１１が移載される。また、ガイドレールＧが配置された他方の直線状の区間Ｓ６において各パレット２００に一枚の負極９が移載される。すなわち、パレット２００が積層コンベア１７０を一周することによって、パレット２００の載置台２０１上にセパレータ付き正極１１及び負極９がそれぞれ一枚ずつ積層される。パレット２００が積層コンベア１７０を所定の回数だけ周回することによって、パレット２００の載置台２０１上にセパレータ付き正極１１及び負極９が交互に所定の数だけ積層された積層体２０が形成される。

積層体２０が積層されたパレット２００は、第１接続経路１９１を介して搬出コンベア１８０に移動する。パレット２００に載置された積層体２０は、ガイドレールＧが配置された直線状の区間Ｓ７において、載置台２０１上から次工程に向けて搬出される。例えば、積層体２０は、パレット２００が直線状の区間Ｓ７を搬送されている状態でパレット２００から搬出されてもよいし、直線状の区間Ｓ７において停止されたパレット２００から搬出されてもよい。

以上説明した積層装置１００では、搬送経路を搬送されるパレット２００に正極移載装置１３０及び負極移載装置１４０からシート体２１が供給される。パレット２００に積層されたシート体２１は、開閉動作を行う一対のクランプ２１０によって保持される。クランプ２１０に設けられたカムフォロア２３１は、搬送経路に沿って配置されたガイドレールＧとともにカム機構２３０を構成している。これにより、ガイドレールＧにカムフォロア２３１が係合した状態で、パレット２００が搬送経路を搬送されているときに、一対のクランプ２１０が開閉動作される。上記構成では、パレット２００ごとにアクチュエータを必要としないため、アクチュエータの使用数を抑制することができる。

また、カムフォロア２３１は、クランプ２１０を上下動させるための第１のカムフォロア２３３と、クランプ２１０を開閉させるための第２のカムフォロア２３５とを有している。この構成では、クランプ２１０の上下動と、クランプ２１０の開閉とが異なるカムフォロアの動作に基づくため、例えば、積層されたシート体２１を保持しているクランプ２１０を上方に確実に移動させてから、クランプ２１０を開閉することができる。

また、ガイドレールＧが第１のカムフォロア２３３に係合する板カムである第１のガイドレールＧ１と、第２のカムフォロアに係合する板カムである第２のガイドレールＧ２とによって構成されることで、ガイドレールＧの上下方向の大きさを抑制できる。

また、ガイドレールＧは、搬送経路のうちの直線状の区間に沿って配置されている。この構成では、直線状の区間を搬送されるパレット２００に対して正極移載装置１３０及び負極移載装置１４０の吸着パッドを並走させ易いため、パレット２００にシート体２１を供給しやすい。

カム機構２３０は、一対のクランプ２１０の一方のみに含まれ、一対のクランプ２１０は、互いに接続されたリンク機構２２０によって連動して開閉動作する。この構成では、カムフォロア２３１及びガイドレールＧの使用数を抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。

例えば、搬送方向Ｄの下流側のクランプ２１０Ａのみに第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５が形成された例を示したが、カムフォロア２３１の形態はこれに限定されない。図１３は、変形例に係るパレットを説明するための図であって、クランプが上方に移動したところを示す。図１４は、変形例に係るパレットを説明するための図であって、図１３の状態から一方のクランプが開状態となったところ示す。図１３、図１４に示すように、変形例に係るパレット３００では、一対のクランプ２１０のそれぞれに第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５が設けられている。第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５以外の構成について、パレット３００はパレット２００と同様の形態を備えている。

パレット３００において、クランプ２１０Ａに設けられた第２のカムフォロア２３５は、第１のカムフォロア２３３よりも下側且つ搬送方向Ｄの上流側であり、クランプ２１０Ｂに設けられた第２のカムフォロア２３５は、第１のカムフォロア２３３よりも下側且つ搬送方向Ｄの下流側である。第１のカムフォロア２３３から第２のカムフォロア２３５までの距離は、クランプ２１０Ａとクランプ２１０Ｂとで同じとなっている。このような構成を備えるパレット３００では、パレット３００が搬送方向Ｄに沿って搬送されることによって、図１３に示すように、まず、クランプ２１０Ａの第１のカムフォロア２３３が第１のガイドレールＧ１の傾斜面Ｇ１１に係合する。これによって、クランプ２１０Ａの第１のカムフォロア２３３が上側に移動するため、クランプ２１０が上方に移動する。この状態では、クランプ２１０による積層体２０の押圧が解除されており、積層体２０は吸着パッド１４５のみによって押圧されている。なお、図示例では、クランプ２１０Ａの第２のカムフォロア２３５は第２のガイドレールＧ２から離間している。また、クランプ２１０Ｂの第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５は、第１のガイドレールＧ１及び第２のガイドレールＧ２からそれぞれ離間している。

図１３の状態から、さらにパレット３００が搬送方向Ｄに沿って搬送されると、図１４に示すように、クランプ２１０Ａの第２のカムフォロア２３５は、第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２１に係合し、さらに、上面Ｇ２２に係合する。これにより、クランプ２１０Ａは開いた状態となる。図１４の状態では、クランプ２１０Ｂの第１のカムフォロア２３３及び第２のカムフォロア２３５が、第１のガイドレールＧ１及び第２のガイドレールＧ２からそれぞれ離間しているため、クランプ２１０Ｂは閉じた状態を維持している。パレット３００が搬送方向Ｄに沿ってさらに搬送されると、クランプ２１０Ｂの第２のカムフォロア２３５が第２のガイドレールＧ２の傾斜面Ｇ２１に係合し、さらに、上面Ｇ２２に係合することにより、クランプ２１０Ｂも開いた状態となる。このように、変形例に係るパレット３００においても、パレット２００と同様にクランプ２１０の開閉動作が行われる。

また、ガイドレールＧが２つの板カムによって構成されている例を示したが、ガイドレールＧは溝カムであってもよい。例えば、Ｙ方向における同じ位置に、第１のカムフォロア２３３と第２のカムフォロア２３５とを上下に離間して配置し、２つの溝カムが形成された１つガイドレールを用いてもよい。

また、一例においては、支持台２０３の底部に例えばピン及びローラによって構成される係合部材が設けられていてもよく、搬送経路に沿って配置されたレールに係合部材が係合しながら、パレット２００が搬送される形態であってもよい。この構成では、パレット２００が、第１のカムフォロア２３３又は第２のカムフォロア２３５を介して上下方向に力を受けたとしても、レールと係合部材との係合によって、パレット２００が傾斜することを抑制できる。

また、ガイドレールは、搬送方向前後に移動できる構成であってもよい。これにより、一対のクランプが開閉するタイミングを制御することができる。また、パレットの搬送方向を前後方向としたときに、ガイドレールを左右両側に配置するとともに、パレットのカムフォロアも左右両側に配置してもよい。この場合、左右方向において、クランプに作用する力が一方に偏ることが抑制される。

２０…積層体、２１…シート体、１００…積層装置、１３０…正極移載装置（供給装置）、１４０…負極移載装置（供給装置）、２００…パレット、２１０…クランプ、２３０…カム機構、２３１…カムフォロア、Ｇ…ガイドレール、Ｒ５…搬送経路。

Claims (5)

1. シート体を供給する供給装置と、
   搬送経路に沿って搬送され、前記供給装置から供給された前記シート体が積層されるパレットと、
   前記搬送経路に沿って配置されるガイドレールと、を備え、
   前記パレットは、
   開閉動作を行うことにより、積層された前記シート体を保持する一対のクランプと、
   少なくとも一方の前記クランプに設けられ、前記ガイドレールに係合するカムフォロアと、を含み、
   前記一対のクランプは、前記パレットが前記搬送経路を搬送されているときに、前記ガイドレール及び前記カムフォロアによって構成されるカム機構によって開閉動作される、積層装置。
2. 前記カムフォロアは、前記クランプを上下動させるための第１のカムフォロアと、前記クランプを開閉させるための第２のカムフォロアと、を含む、請求項１に記載の積層装置。
3. 前記ガイドレールは、前記第１のカムフォロアに係合する第１の板カムと、前記第２のカムフォロアに係合する第２の板カムと、を有する、請求項２に記載の積層装置。
4. 前記搬送経路は、直線状の区間を含む循環した経路であって、
   前記ガイドレールは、前記直線状の区間に沿って配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層装置。
5. 前記カム機構は、前記一対のクランプの一方のみに含まれ、
   前記一対のクランプは、互いに接続されたリンク機構によって連動して開閉動作する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層装置。

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