JP3334511B2 - 超音波カッタを用いた切断、溶着方法 - Google Patents

超音波カッタを用いた切断、溶着方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波カッタを用
いた軟質樹脂材料の切断及び溶着方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】シート状の軟質樹脂材料を重ね合わせ、
袋状等の所定形状に切断、溶着する方法として、電熱ヒ
ータを用いる方法があった。このような方法の例が図5
に示される。
【0003】図5において、例えば電池用の電極100
をシート状の軟質樹脂材料としてのセパレータ102で
上下から挟み込み、両端を切断して溶着させる場合に、
電熱ヒータ104が用いられる。この場合、セパレータ
102の両端面の溶着は、加圧板106によって加圧し
ながらヒータ104で加熱する。
【0004】熱圧着用のヒータ104の幅Aとしては、
1mmより狭いとヒータ104の熱容量が小さくなり、
十分な溶着ができないので、少なくとも1mm以上のヒ
ータ幅を確保する必要がある。この時、加圧板106の
加圧により、電極100のエッジ部108が破れないよ
うに、隙間Bを1mm以上とる必要がある。従って、図
5に示された方法においては、シート状の軟質樹脂材料
としてのセパレータ102に上述したヒータ幅Aと隙間
Bのような余分なスペースをとる必要があり、その分セ
パレータ102に無駄な部分が生じていた。
【0005】また、溶着面近傍にしわが生じる等によ
り、切断、溶着面がきれいに仕上げらないという問題も
あった。
【0006】これらの問題を解決するためには、切断面
をきれいに仕上げることができる超音波カッタを用いる
ことが考えられる。図6には、図5に示された電極10
0をセパレータ102で挟み込み、超音波カッタを用い
て切断し、同時に切断面を溶着した場合の例の断面図が
示される。図6に示されるように、この場合の溶着部の
幅Cは、図5のようにヒータ104を用いた場合に比べ
狭くすることができる。この溶着部の幅Cとしては、例
えば0.2〜0.5mm程度とすることが可能である。
【0007】このように、セパレータ102の切断、溶
着に超音波カッタを用いた場合には、切断時の超音波振
動により、超音波カッタが蛇行する場合がある。このた
め、電極100の側に超音波カッタの刃が寄りすぎ、溶
着代が不足したり、電極100自体を切断するおそれが
あるので、超音波カッタを案内するための切断用ガイド
を使用するのが望ましい。
【0008】この切断用ガイドとしては、ガラスや金属
等の超音波の熱で溶けない材質のものを使用する必要が
ある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属製の切断
用ガイドを使用した場合には、切断用ガイドに超音波エ
ネルギが吸収され、セパレータ102等のシート状の軟
質樹脂材料をうまく切断できないという問題があった。
【0010】また、ガラス製の切断用ガイドを用いる
と、超音波エネルギによりガラスが割れるおそれがある
という問題があった。
【0011】さらに、透明で重量が軽く、使いやすい樹
脂材料によって切断用ガイドを製作した場合には、切断
用ガイドに用いられた樹脂が傷ついたり、樹脂を溶着し
てしまうおそれがあるという問題があった。
【0012】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、切断用ガイドにどのような材料
を用いても、超音波カッタによりシート状の軟質樹脂材
料を適切に切断、溶着できる超音波カッタを用いた切
断、溶着方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電池のセパレータと電極とを、セパレー
タ、電極、セパレータの順に重ね合わせ、上からガイド
で押さえた後、このガイドに沿って切断し、袋状に溶着
する超音波カッタを用いた切断、溶着方法であって、
ガイドと当接する超音波カッタの刃の部分には樹脂系テ
ープが貼付されていることを特徴とする。
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
【0016】図1には、本発明に係る超音波カッタを用
いた切断、溶着方法の一実施形態が示される。なお図1
では、図5に示された従来例と同一要素には同一符号を
付してその説明を省略する。
【0017】図1において、電極100に軟質樹脂材料
性シートであるセパレータ102を上下から重ね合わ
せ、超音波カッタの刃10により切断、溶着を行う。こ
の際、超音波カッタの刃10は、切断用ガイド12に案
内され、超音波カッタの刃10が蛇行することが防止さ
れる。なお、超音波カッタで使用される超音波として
は、セパレータ102の厚みに応じて、周波数として1
kHz以上、出力10w以上が適宜選択される。
【0018】本発明において特徴的な点は、超音波カッ
タの刃10と切断用ガイド12との間に、樹脂系テープ
14を介在させた点にある。この樹脂系テープ14は、
超音波カッタの刃10の、切断用ガイド12に当接され
る位置に貼付されている。また、切断用ガイド12は、
セパレータ102、電極100、セパレータ102の順
に重ね合わせた上からこれらを押さえつけるように配置
されている。
【0019】上述のように、超音波カッタの刃10に樹
脂系テープ14を貼付しておくと、樹脂系テープ14に
より超音波の振動が吸収され、切断用ガイド12に超音
波振動が伝達することを防止できる。これにより、金属
製の切断用ガイド12を用いても、超音波振動のエネル
ギが切断用ガイド12に吸収されることもなく、またガ
ラス製の切断用ガイド12を使用した場合にも、超音波
振動により切断用ガイド12が割れることも防止でき
る。
【0020】さらに、樹脂系テープ14は、上述のよう
に超音波の振動の伝達を防止するとともに、超音波カッ
タの刃10のすべりをよくするので、切断用ガイド12
に樹脂材料を用いても、切断用ガイド12が傷つけられ
ることもなく、樹脂自体が超音波エネルギによって溶着
されることもない。
【0021】したがって、切断用ガイド12として樹脂
系の材料を使用できる。樹脂材料を使用した切断用ガイ
ド12は、ガラスと異なり割れにくく、また透明な材料
を使用することができるので、金属製の切断用ガイド1
2と異なり、位置決めが容易である。さらに切断用ガイ
ド12の下のセパレータ102の状態、例えばしわの有
無等を確認しやすい。以上により、超音波カッタの刃1
0を使用したセパレータ102の切断、溶着作業の作業
性を向上させることができる。
【0022】樹脂系テープ14は、上述のように、超音
波カッタの刃10に貼付してもよいが、切断用ガイド1
2の、超音波カッタの刃10が当接される面に貼付して
もよい。あるいは、超音波カッタの刃10と切断用ガイ
ド12との両方に貼付するのも好適である。
【0023】樹脂系テープ14の例としては、例えば日
東電工株式会社製のニトフロンテープ(商品名)が使用
できる。このテープの厚みは、80μmであるが、テー
プの厚みについては用途に応じて適宜選択すればよく、
特に限定されるものではない。
【0024】また、樹脂系テープ14の厚みをテープの
積層数を変える等の方法により変化させて、超音波カッ
タの刃10と切断用ガイド12との間隔を調整すること
ができ、セパレータ102の厚みが変わった場合にも、
オフセット量を調整することができる。
【0025】図2及び図3には、切断用ガイド12の例
が示される。なお、ここに示された切断用ガイド12の
形状は一例であり、必ずしもこれに限定されるものでは
ない。
【0026】図2(a)において、図に示された形状の
板材16に、位置決め用ガイド18を取り付ける。この
位置決め用ガイド18の高さは、特に限定されないが、
電極100、セパレータ102の厚さ等に応じ、図3に
示された切断用ガイド12の突起部22がはめ込まれる
程度に適宜決定される。
【0027】図2に示された板材16の上には、電池の
セパレータと電極とが、セパレータ102、電極10
0、セパレータ102の順に重ね合わせられ、この上か
ら図3に示された切断用ガイド12が乗せられて押さえ
られる。この切断用ガイド12の形状は、図3に示され
たものに限られず、所定の形状に加工しておけば、その
形状の通りにセパレータ102を切断し、切断面の溶着
を行って袋状等に加工することができる。
【0028】切断用ガイド12は、図3に示されるよう
に、突起部22が形成されており、この突起部22が前
述したように板材16上に形成された位置決め用ガイド
18にはめ合わされ、切断用ガイド12の位置決めが行
われる。図3に示された例では、切断用ガイド12の部
分が電池の電極の形状となっており、突起部22が電極
から引き出された電極引き出し部の形状となっている。
【0029】図3に示された切断用ガイド12を、板材
16の位置決め用ガイド18によって位置を決めながら
配置した例が図4に示される。図4に示された例では、
電極100及びセパレータ102は省略してある。図4
のように切断用ガイド12を配置し、切断用ガイド12
に沿ってその下にあるセパレータ102を超音波カッタ
の刃10で切断していくが、この場合には、前述したよ
うに、超音波カッタの刃10あるいは切断用ガイド12
の一方又は両方に樹脂系テープ14を貼付しておく。
【0030】以上のようにして、セパレータ102を所
望の形状に切断し、超音波エネルギによって切断面を溶
着することができる。
【0031】なお、図2及び図3に示された板材16、
位置決め用ガイド18、切断用ガイド12、突起部22
は、アクリル等の透明樹脂材料あるいはステンレス等の
金属材料によって構成することが可能である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波カッタの刃の部分に貼り付けた樹脂系テープによ
り、切断用ガイドへの超音波エネルギの伝達を防止で
き、かつ超音波カッタの刃のすべりをよくすることがで
きるので、シート状の軟質材料を精度よく所定形状に切
断、溶着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る超音波カッタを用いた切断、溶
着方法の一実施形態の説明図である。
【図2】 図1に示された超音波カッタを用いた切断、
溶着方法に用いられる切断用ガイドの例を示す図であ
る。
【図3】 図1に示された超音波カッタを用いた切断、
溶着方法に用いられる切断用ガイドの例を示す図であ
る。
【図4】 図2及び図3に示された切断用ガイドの使用
例を示す図である。
【図5】 従来におけるヒータを用いたシート状の軟質
樹脂材料の切断、溶着方法の説明図である。
【図6】 超音波カッタを用いたシート状の軟質樹脂材
料の切断、溶着の例の説明図である。
【符号の説明】
10 超音波カッタの刃、12 切断用ガイド、14
樹脂系テープ、16板材、18 位置決め用ガイド、2
2 突起部、100 電極、102 セパレータ、10
4 ヒータ、106 加圧板、108 エッジ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池のセパレータと電極とを、セパレー
    タ、電極、セパレータの順に重ね合わせ、上からガイド
    で押さえた後、このガイドに沿って切断し、袋状に溶着
    する超音波カッタを用いた切断、溶着方法であって、 ガイドと当接する超音波カッタの刃の部分には樹脂系テ
    ープが貼付されていることを特徴とする超音波カッタを
    用いた切断、溶着方法
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