JP3699281B2

JP3699281B2 - 端子有り部品のパッケージング方法及びパッケージングシステム

Info

Publication number: JP3699281B2
Application number: JP29920698A
Authority: JP
Inventors: 信介高橋; 昭堀田; 虎男浅田; 貞夫箕浦
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2018-10-21
Also published as: JP2000133230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池やコンデンサなどの端子有り部品を、端子を露出させて部品本体を外装するためのパッケージング方法及びパッケージングシステムに関し、特にフィルム材によって部品本体を包み込む端子有り部品のパッケージング方法及びパッケージングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
端子有り部品としては、コンデンサやトランジスタなどを挙げることができるが、特に今日ではポリマー電解質を採用した薄型の二次電池の開発が進み、そのパッケージングが試行錯誤されている。
即ち、従来の液体電解質のリチュームイオン二次電池の場合、液漏れを防ぐなどのため金属容器で密封する必要があったために薄型が困難であったが、固体のポリマー電解質によれば液体電解質のような制約がなくより薄くすることが可能となった。
そこで、従来の固体電解質を採用したカード型電池をみると、例えば図９に示すように固体電解質１００が、正極１０１と負極１０２、及び正極端子１０３と一体の正極リード１０４と負極端子１０５に接続された負極リード１０６とによって挟み込まれ、それがプラスチックシール１０７によってパッケージングされるといった方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばリチュームイオン電池の用途の一つとして携帯電話への使用があるが、そのためには約十枚ほどのリチュームイオン電池を重ねる必要があるため、プラスチックシール１０７を用いたパッケージングによって厚みがかさんでしまっては、ポリマー電解質による薄型のメリットが失われてしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる問題点の解決などを図るべく、端子有り部品をフィルム材によって気密にシールしてパッケージングする端子有り部品のパッケージング方法及びパッケージングシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の端子有り部品のパッケージング方法は、端子を露出させて部品本体をフィルム材によって包み込むものであって、フィルム材に前記部品本体を装填するための凹部を成形する凹部成形工程と、前記部品本体を前記凹部に装填した場合に、当該端子が位置する前記フィルム材の平面部に前記凹部と非連続な端子穴を打ち抜く端子穴打ち抜き工程と、前記部品本体を前記凹部内に装填する部品装填工程と、前記フィルム材の凹部成形面に対し前記端子穴に掛からないようにフィルム材を重ね合わせ、その上下のフィルム材を前記凹部の周縁部分でシールするシール工程と、シールした前記フィルム材を当該シール部分の外周に沿って前記端子穴に連続するように打ち抜く製品打ち抜き工程とを有することを特徴とする。
よって、本発明の端子有り部品のパッケージング方法では、端子穴を凹部と非連続で明けるので部品本体を装填する当該凹部の周縁部分を気密にシールすることができ、また、部品本体を装填する前に予め端子穴を形成することで、その端子穴に連続するようにシール部分の外周に沿って打ち抜けば、端子を露出させて部品本体をフィルム材によってパッケージングすることができる。
【０００６】
また、本発明の端子有り部品のパッケージング方法は、前記フィルム材が、アルミニウムからなる長尺な帯状のベースフィルムとカバーフィルムとの２本がそれぞれ巻回されたものであって、全行程にわたって送り出されるベースフィルムに対して、カバーフィルムが、前記シール工程でベースフィルムに重ね合うように送り出されることを特徴とする。
よって、本発明の端子有り部品のパッケージング方法では、湿気を通さないアルミニウムによって内部の防湿性に優れ、またフィルム材を別々に設けたので、カバーフィルムをベースフィルムに重ね合わせる際に、カバーフィルムが端子穴に掛からないように簡単に調整することができ、フィルム材にもシワが付きにくい。
【０００７】
一方、本発明の端子有り部品のパッケージングシステムは、端子を露出させて部品本体をフィルム材によって包み込むものであって、フィルム材が搬送されるパッケージングライン上に、フィルム材に前記部品本体を装填するための凹部を成形する凹部成形部と、前記部品本体を前記凹部に装填した場合に、当該端子が位置する前記フィルム材の平面部に前記凹部と非連続な端子穴を打ち抜く端子穴打ち抜き部と、前記部品本体を前記凹部内に装填する部品装填部と、前記フィルム材の凹部成形面にフィルム材を重ね合わせて前記凹部の周縁部分をシールするシール部と、シールした前記フィルム材を当該シール部分の外周に沿って前記端子穴に連続するように打ち抜く製品打ち抜き部とを有することを特徴とする。
よって、本発明の端子有り部品のパッケージングシステムでは、端子穴を凹部と非連続で明けるので部品本体を装填する当該凹部の周縁部分を気密にシールすることができ、また、部品本体を装填する前に予め端子穴を形成することで、その端子穴に連続するようにシール部分の外周に沿って打ち抜けば、端子を露出させて部品本体をフィルム材によってパッケージングすることができる。
【０００８】
また、本発明の端子有り部品のパッケージングシステムは、複数個の端子有り部品を同時にパッケージングするようしたものであることを特徴とする。
よって、本発明の端子有り部品のパッケージングシステムでは、複数の凹部を一度に成形してその各凹部へ部品本体を一度に装填するなどによって、複数のパッケージングを一括してすることができるので、生産性を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる端子有り部品のパッケージング方法及びパッケージングシステムの一実施の形態について図面を参照して説明する。端子有り部品には、前述した薄型のポリマー電池を挙げ、以下にポリマー電解質からなる素電池をアルミニュウムフィルムでパッケージングするものについて説明する。
図１は、ポリマー電池のパッケージングシステムを示した図であり、図２は、（１）〜（４）にパッケージングシステムのＡ、Ｃ、Ｄ及びＧ部を示した平面図である。
【００１０】
このポリマー電池は、数ミリから１ミリ以下といった薄さで長方形のポリマー電解質を備えた素電池を用い、シール材であるアルミニュウムフィルムによって包み込んだものである。アルミニュウムフィルムは、樹脂材がラミネートされて絶縁されてものであって、４０〜７０μｍの厚さのものである。またアルミニュウムフィルムは、同一幅の帯状のものが巻回されたベースフィルム１とカバーフィルム２のロール３，４が２本用意され、それぞれ所定の取り付け位置にて軸支されて同一方向（送り方向Ｘ）に送り出されるように設けられている。
また、ベースフィルム１は、パッケージングシステムの工程全域にわたって送られる一方、カバーフィルム２は、途中からベースフィルム１に重ね合わされるように送り出され、パッケージング終了後には重ね合わされたまま一体に巻き取られるようになっている。
そして、このパッケージングシステムでは、ベースフィルム１及びカバーフィルム２に挟み込まれたポリマー電解質を備えた素電池が、次の各工程を経てパッケージングされるものであって、特に送り方向Ｘに２個並べて一度にパッケージングできるよう構成されている。
【００１１】
そこで、パッケージングシステムにおけるパッケージング方法を以下に具体的に説明していく。ロール３から送り出されたベースフィルム１は、ライン上の各部に設けられた不図示の各種加工装置に向けて水平に送られる。先ずＡ部では、素電池を装填可能な寸法大の凹部５（深さは約２ｍｍ程度）がベースフィルム１に成形される。凹部５は、ベースフィルム１の送り方向Ｘに所定の間隔をあけて２箇所同時に成形される。
そして続くＢ部では、ベースフィルム１の凹部５に成形時に生じた亀裂がないかなどピンポール検査にて確認が行われる。
次いで、ピンホール検査が終了してＣ部に送られたベースフィルム１は、端子穴６を形成するための打ち抜き加工が行われる。端子穴６は、後述するように素電池を凹部５に装填した場合に、その素電池に備えられた電極端子が位置する箇所に明けられるものである。具体的には、ベースフィルム１の幅方向の一方であって、後述するシールのための隙間を設けるために凹部５から少し離れた箇所である。
【００１２】
そして、端子穴６が明けられたベースフィルム１の凹部５には、Ｄ部にて素電池１１が装填される。素電池１１には一辺に短冊状の２枚の電極端子１２，１２が平行に取り付けられており、その電極端子１２，１２は、先端が端子穴６内に位置する長さである。そして、凹部５に装填された素電池１１は、Ｅ部でフォトセンサ１６によってその存在が確認される。
続いてＥ部を過ぎたベースフィルム１には、素電池１１が装填された凹部成形面にＦ部でカバーフィルム２が重ね合わされる。このとき、カバーフィルム２が端子穴６を塞いでしまわないように、Ｆ部でカバーフィルム２の端がカッター１７によって所定幅だけカットされる。
【００１３】
そして、上下に重ね合わされたベースフィルム１とカバーフィルム２とは、Ｇ部で凹部５周縁部分（図２（４）で示す斜線部分）の環状シール部７でシールされて、素電池１１がベースフィルム１とカバーフィルム２とに密封される。このとき環状シール部７内は脱気され、素電池１１は真空状態で保持される。
その後、ベースフィルム１とカバーフィルム２とに真空密封された素電池１１がＨ部まで送られ、そこで環状シール部７の外周に沿ってベースフィルム１とカバーフィルム２とが打ち抜かれる。このとき、環状シール部７の外周は端子穴６に連続しているため、ベースフィルム１とカバーフィルム２とは、端子穴６部分を除く３辺がコ字状に打ち抜かれる。
【００１４】
このようにして、端子電極１２，１２を露出して素電池１１がベースフィルム１とカバーフィルム２とでパッケージングされたポリマー電池１３は、併設されたベルトコンベア１８に載せられ搬送されていく。
一方、素電池１１のパッケージングのために打ち抜かれた後の打ち抜き穴８を有するベースフィルム１とカバーフィルム２とは、重ねられたまま一体にロール９に巻き取られていく。
【００１５】
次に、ベースフィルム１に凹部５を成形するＡ部に配置された凹部成形装置、端子穴６を打ち抜くＣ部に配置された打ち抜き装置、及びベースフィルム１とカバーフィルム２とを脱気シールするＧ部に配置された脱気シール装置について具体的に説明する。
そこで、図３は、凹部成形装置を示した正面図である。先ず図３に示す凹部成形装置２１は、ベースフィルム１の平面から凹部５を絞り加工するものである。凹部成形装置２１は、上フレーム２２と下フレーム２３とがガイドロッド２４，２４によって上下に連結され、そのガイドロッド２４，２４を摺動する可動台２５が設けられている。その可動台２５上には、成形凹部２６の形成された下型２７が固定されている。そして、可動台２５は、その駆動手段である下側シリンダ２８が連結固定されている。
【００１６】
上フレーム２２には、ベースフィルム１を下型２７とで挟み込む上型３１が固定されている。上型３１は、成形凹部２６とほぼ同寸法の貫通孔３２が穿設され、そこに雄型３３が入り込んでいる。雄型３３は、上型３１が固定された上側シリンダ３４に連結固定されて上下動するよう構成され、非成形時にはその下端が上型３１の貫通孔３２内に位置している。
そして、このような凹部成形装置２１に対して、ベースフィルム１が、上型３１と下型２７との間を水平に送られていく。図３では、紙面と垂直に裏側から表側方向である。
【００１７】
そこで、送られるベースフィルム１に対して、先ず下側シリンダ２８の駆動により下型２７が上昇し、そのベースフィルム１が上型３１に押し付けられてクランプされる。次いで、上側シリンダ３４の駆動によって下降した雄型３３が、クランプしたベースフィルム１に対して押し当てられ、図４に示すように成形凹部２６内に絞り込まれたベースフィルム１に凹部５が成形される。
【００１８】
次に、端子穴６を打ち抜く打ち抜き装置について説明する。図５は、打ち抜き装置を示した正面図である。
打ち抜き装置４１は、ガイドロッド４２，４２を可動台４３がシリンダ４４によって上下に摺動するよう構成され、その可動台４３上には下型４５が設けられている。下型４５は、前記凹部成形装置２１で成形された凹部５を配置させるための凹室４５Ａが設けられ、そこから端子穴６を明けるためのダイ孔４５Ｂが所定距離離して設けられている。そして、下型４５の下にはダイ孔４５Ｂから落ちるベースフィルム１の切れ端１ａを受ける回収ボックス４６が備えられている。一方、下型４５の上方には、ベースフィルム１を受ける押え板４７が固定されている。そして、その押え板４７に形成された貫通孔には、シリンダ４９によって上下動するパンチ４８が、下型４５のダイ孔４５Ｂに入り込むよう構成されている。
【００１９】
そこで、ベースフィルム１が、下型４５と押え板４７との間を水平な状態で送られる。図５では、紙面垂直に裏側から表側方向である。そして、前記凹部成形装置２１で成形された凹部５が打ち抜き装置４１に移動してきたところで、シリンダ４４が駆動して可動台４３が上昇する。ベースフィルム１は、可動台４３とともに上昇する下型４５の凹室４５Ａに凹部５がはまり込み、そのまま押え板４７へ押し付けられてクランプされる。
ベースフィルム１がクランプされると、次いでシリンダ４９が駆動してパンチ４８がベースフィルム１を打ち抜く。即ちパンチ４８は、図６に示すようにベースフィルム１の平面部分であって、凹部５から環状シール部７を超えた位置に端子穴６を形成する。そして、打ち抜かれたベースフィルム１の切れ端１ａは、回収ボックス４６へと落ちる。
【００２０】
次に、ベースフィルム１とカバーフィルム２とを脱気シールする脱気シール装置について説明する。図７は、脱気シール装置を示した正面図である。脱気シール装置５１は、ガイドロッド５２，５２を可動台５３が下側シリンダ５４によって上下に摺動するよう構成され、その可動台５３上には下型５５が設けられている。ガイドロッド５２，５２は上フレーム５６及びした下フレーム５７に固定され、下側シリンダ５４が下フレーム５７に固定される一方、上フレーム５６の底面には上型５８が固定されている。
下型５５は、ベースフィルム１の凹部５が配置される凹室６１が形成され、そこには下冷却板６２が設けられている。一方、上型５８には、大きな凹室６３が形成され、そこへシールブロック６４が上下に移動可能に設けられている。また、シールブロック６４には、ベースフィルム１を挟んで下冷却板６２と対面するように上冷却板６５が設けられている。
【００２１】
シールブロック６４は、ベースフィルム１に成形された凹部５の周縁部に沿って環状にシールするように環状の凸部を有し、一方、そのシールブロック６４が押し付けられる下型５５の凹室６１外周部にはゴム材からなる環状のシール受６６が埋設されている。
また、下型５５の上面外周には環状のシールリング６７が装填され、下型５５と上型５８とが重ね合わされて両凹室６１，６３で囲まれる空間が気密に保たれるよう構成されている。更に、下型５５には気密になった空間を真空にするための真空路６８が穿設され、図示しない真空ポンプへと接続されている。
一方、上フレーム５６には筒状のガイド７１が立設され、そのガイド７１に嵌挿された摺動ロッド７２にシールブロック６４が固定されている。そして、シールブロック７１は、その摺動ロッド７２内を通って配線されたヒータによって加熱されるよう構成されている。更に、上フレーム７１にはガイド７１を覆うようにカバー７３が設けられ、そのカバー７３に固設された上側シリンダ７４に摺動ロッド７２が連結固定されている。
【００２２】
そこで、素電池１１を挟み込んだベースフィルム１とカバーフィルム２とが脱気シール装置５１へと送られると、図８に示すように下側シリンダ５４の駆動によって下型５５が上型５８へ当接し、凹室６１，６３により密閉空間が形成される。そして、真空ポンプによって密閉空間内の空気が抜かれると、重ね合わされたベースフィルム１とカバーフィルム２との間の空気も抜かれて、その間が真空になる。
続いて、シリンダ７４が駆動して摺動ロッド７２が下降すると、ベースフィルム１とカバーフィルム２とが、加熱したシールブロック６４によって下型５５のシール受６６へと押し付けられる。このとき、シール熱による製品への影響を防ぐために、素電池１１が下冷却板６２と上冷却板６５とによって押さえつけられている。
【００２３】
これによって、素電池１１を挟み込んだベースフィルム１とカバーフィルム２とは、その間が真空状態に保たれ、樹脂がラミネートされた両フィルム１，２が加熱シールされる。
そして、シリンダ５４，７４の駆動によって解放されたベースフィルム１とカバーフィルム２は、素電池１１をシールして保持した状態で図示しない打ち抜き装置へと送られる。そこで、シール外周が打ち抜かれて、端子電極１２，１２を露出した素電池１１を、ベースフィルム１とカバーフィルム２とで気密にパッケージングしたポリマー電池が完成する。
【００２４】
よって、本実施の形態のパッケージング方法及びパッケージングシステムによれば、アルミニュウムフィルムによってパッケージングするようにしたので、ポリマー電解質の薄さの効果を損なうことなくポリマー電池自体を薄くさせることができた。
また、ベースフィルム１に端子穴６を明けることによって電極端子１２，１２が加工工程中常ににフリーな状態であるようにしたので、それらが触れあってショートしてしまうことなく、適正なパッケージングが可能となった。
また、凹部５の周縁部に環状シール部７ができるように端子穴６を凹部５から離した位置に設けたので、アルミニュウムフィルムを気密にシールすることができ、加えて脱気シールしたので、素電池１１の品質を低下させることなく、電池としての信頼性を確保することができた。
また、ベースフィルム１とカバーフィルム２とに湿気を通すことがないアルミニュウムフィルムを使用したので、素電池１１を包み込んだ内部の防湿性に優れ、この点からも素電池１１の品質を低下させることなく、電池としての信頼性を確保することができた。
【００２５】
また、カバーフィルム２をベースフィルム１と別個に設けたので、それぞれの平面を途中でよじってシワを生じさせることなく送り出すことができ、両フィルム１，２を重ね合わせる直前のＦ部でカバーフィルム２をカットするようにして、端子穴６にカバーフィルム２が掛かることなくフィルム端部の位置合わせをすることができるので、外観を損ねさせて商品価値を低下させることなくパッケージングすることができる。
また、送り方向Ｘに２個づつ一括してパッケージングするので、生産性を向上させることができた。
【００２６】
なお、本発明は、前記実施の形態のものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、アルミニュウムフィルムをベースフィルム１とカバーフィルム２の２本を用い、ベースフィルム１へカバーフィルム２を重ねてシールしたが、幅広のアルミニュウムフィルムを幅方向に折り曲げて重ねるようにしてシールしてもよい。
また、前記実施の形態では、ポリマー電池を例に挙げ、その薄さの効果などに着目して説明したが、端子有り部品としては電池に限定されることなく、その場合、前述したと同様な効果を奏するものである必要はない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、端子を露出させて部品本体をフィルム材によって包み込むものであって、フィルム材に前記部品本体を装填するための凹部を成形する凹部成形工程と、前記部品本体を前記凹部に装填した場合に、当該端子が位置する前記フィルム材の平面部に前記凹部と非連続な端子穴を打ち抜く端子穴打ち抜き工程と、前記部品本体を前記凹部内に装填する部品装填工程と、前記フィルム材の凹部成形面に対し前記端子穴に掛からないようにフィルム材を重ね合わせ、その上下のフィルム材を前記凹部の周縁部分でシールするシール工程と、シールした前記フィルム材を当該シール部分の外周に沿って前記端子穴に連続するように打ち抜く製品打ち抜き工程とを有するので、端子有り部品をフィルム材によって気密にシールしてパッケージングする端子有り部品のパッケージング方法を提供することが可能となった。
【００２８】
また、本発明は、端子を露出させて部品本体をフィルム材によって包み込むものであって、フィルム材が搬送されるパッケージングライン上に、フィルム材に前記部品本体を装填するための凹部を成形する凹部成形部と、前記部品本体を前記凹部に装填した場合に、当該端子が位置する前記フィルム材の平面部に前記凹部と非連続な端子穴を打ち抜く端子穴打ち抜き部と、前記部品本体を前記凹部内に装填する部品装填部と、前記フィルム材の凹部成形面にフィルム材を重ね合わせて前記凹部の周縁部分をシールするシール部と、シールした前記フィルム材を当該シール部分の外周に沿って前記端子穴に連続するように打ち抜く製品打ち抜き部とを有するので、端子有り部品をフィルム材によって気密にシールしてパッケージングする端子有り部品のパッケージングシステムを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリマー電池のパッケージングシステムを示した図である。
【図２】パッケージングシステムのＡ、Ｃ、Ｄ及びＧ部を示した平面図である。
【図３】凹部成形装置を示した正面図である。
【図４】凹部成形装置の成形部を示した拡大断面図である。
【図５】打ち抜き装置を示した正面図である。
【図６】打ち抜き装置の打ち抜き部を示した拡大断面図である。
【図７】脱気シール装置を示した正面図である。
【図８】脱気シール装置のシール部を示した拡大断面図である。
【図９】固体電解質を採用したカード型電池のパッケージングを示した図である。
【符号の説明】
１ベースフィルム
２カバーフィルム
５凹部
６端子穴
７環状シール部
１１素電池
１２電極端子
１３ポリマー電池

Claims

端子を露出させて部品本体をフィルム材によって包み込む端子有り部品のパッケージング方法において、
フィルム材に前記部品本体を装填するための凹部を成形する凹部成形工程と、
前記部品本体を前記凹部に装填した場合に、当該端子が位置する前記フィルム材の平面部に前記凹部と非連続な端子穴を打ち抜く端子穴打ち抜き工程と、
前記部品本体を前記凹部内に装填する部品装填工程と、
前記フィルム材の凹部成形面に対し前記端子穴に掛からないようにフィルム材を重ね合わせ、その上下のフィルム材を前記凹部の周縁部分でシールするシール工程と、
シールした前記フィルム材を当該シール部分の外周に沿って前記端子穴に連続するように打ち抜く製品打ち抜き工程とを有することを特徴とする端子有り部品のパッケージング方法。
請求項１に記載の端子有り部品のパッケージング方法において、
前記フィルム材は、アルミニウムからなる長尺な帯状のベースフィルムとカバーフィルムとの２本がそれぞれ巻回されたものであって、全行程にわたって送り出されるベースフィルムに対して、カバーフィルムが、前記シール工程でベースフィルムに重ね合うように送り出されることを特徴とする端子有り部品のパッケージング方法。
端子を露出させて部品本体をフィルム材によって包み込む端子有り部品のパッケージングシステムにおいて、
フィルム材が搬送されるパッケージングライン上に、
フィルム材に前記部品本体を装填するための凹部を成形する凹部成形部と、
前記部品本体を前記凹部に装填した場合に、当該端子が位置する前記フィルム材の平面部に前記凹部と非連続な端子穴を打ち抜く端子穴打ち抜き部と、
前記部品本体を前記凹部内に装填する部品装填部と、
前記フィルム材の凹部成形面に対し前記端子穴に掛からないようにフィルム材を重ね合わせ、その上下のフィルム材を前記凹部の周縁部分でシールするシール部と、
シールした前記フィルム材を当該シール部分の外周に沿って前記端子穴に連続するように打ち抜く製品打ち抜き部とを有することを特徴とする端子有り部品のパッケージングシステム。
請求項３に記載の端子有り部品のパッケージングシステムにおいて、
複数個の端子有り部品を同時にパッケージングするようしたものであることを特徴とする端子有り部品のパッケージングシステム。