JP3963576B2 - Film component laminating apparatus and laminating method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム状部品の積層装置に関し、詳しくは電池用フィルム電極などのように薄いフィルム状部品を間に空気が残らない状態で積み重ねる積層装置および積層方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、フィルム等の薄い部品を複数枚積層するには、装置を使用し、あるいは手作業でフィルムを1枚ずつ所定の積層位置まで搬送して重ねていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置では、積層した上下のフィルム状部品の間に空気が入ってしまう。この様に、一旦入ってしまった空気を抜く作業は大変面倒である。また、フィルム状部品の間に空気が残ると、製品として著しい不都合が生じる場合がある。例えば、電池用のフィルム状電極を積層した場合に、電極の間に空気が残っていると、電池が所定の性能を発揮できないという重大な欠陥の原因となる。
【0004】
また、フィルム状の部品は極めて軽量であり、当該フィルム状部品の下方の空気による抵抗が大きい。このため、吸着を解除して自然落下させた際に、フィルムが垂直に落下せずに横方向にずれてしまい、積層後のフィルム縁をきれいに揃えることが困難であった。
【0005】
さらに、吸い付け具を十分に下降して吸着しているフィルムを下に押し当ててから吸着を解除しても、下のフィルムとの間に空気が入っていると、降ろしたフィルムが浮遊状態となって横方向にずれてしまうことが少なくない。また、フィルム状部品によっては吸い付け具を十分に降ろして下に押し当てた時に損傷を受ける場合があり、吸い付け具により下に押し当てることは好ましくない。
【0006】
本発明は、上記した事情に鑑み提案されたもので、その目的は積層したフィルム状部品の間に空気が残ることなく積層でき、しかも積層位置の誤差が少ないフィルム状積層装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたもので、請求項1に記載のものは、下面が開口したチャンバーと、
チャンバー内を減圧するチャンバー減圧機構と、
チャンバーの内部で昇降可能であって、下面に吸引孔を略一面に有し、吸引孔に連通した吸引室を有するピックアップと、
ピックアップの吸引室内を減圧するピックアップ減圧機構と、
積層位置に敷設した多孔通気性材と、
この多孔通気性材に接続されて、多孔通気性材の上面を減圧する積層位置減圧機構と、
を備えたことを特徴とするフィルム状部品の積層装置である。
【0008】
請求項2に記載のものは、多孔通気性材を敷設したフィルム状部品載置部と、
フィルム状部品載置部が位置するピックアップ位置で昇降可能であって、下面の開口縁が上記フィルム状部品載置部を上方から覆い得る昇降チャンバーと、
昇降チャンバー内を減圧するチャンバー減圧機構と、
昇降チャンバーの内部で昇降可能であって、下面に吸引孔を略一面に有し、吸引孔に連通した吸引室を有するピックアップと、
ピックアップの吸引室内を減圧するピックアップ減圧機構と、
上記昇降チャンバーをピックアップ位置と積層位置との間で移送する移送機構と、
積層位置に敷設した多孔通気性材と、
この多孔通気性材に接続されて、多孔通気性材の上面を減圧する積層位置減圧機構と、
を備えたことを特徴とするフィルム状部品の積層装置である。
【0009】
請求項3に記載のものは、請求項2の構成に加えて、フィルム状部品載置部を複数並べて設け、各フィルム状部品載置部に多孔通気性材を敷設した移動トレイと、
この移動トレイを水平方向に移動可能な状態で支持する支持テーブルと、
移動トレイを移動してフィルム状部品載置部をピックアップ位置に合わせて停止させるトレイ移動機構と、
を備えたことを特徴とするフィルム状部品の積層装置である。
【0010】
請求項4に記載のものは、下面が開口した昇降チャンバー内に設けられ、下面の略一面に設けた吸気孔から吸引することによりフィルム状部品をピックアップの下面に吸着させるピックアップ工程と、
フィルム状部品を吸着したピックアップと昇降チャンバーを積層位置の上方に移送する移送工程と、
昇降チャンバーを下降して、多孔通気性材を敷設してある積層位置を上記昇降チャンバーにより上方から覆い、ピックアップを下降してから昇降チャンバー内を減圧するとともに上記多孔通気性材を通して吸気することによりフィルム状部品の上面の圧力に比較してフィルム状部品の下面の圧力を低減した状態とし、この圧力差によりフィルム状部品をピックアップの下面から離脱させて下降する部品下降工程と、
を繰り返すことにより積層位置に複数のフィルム状部品を積層することを特徴とするフィルム状部品の積層方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係るフィルム状部品の積層装置(以下、積層装置1という。)の斜視図、図2は要部の断面図である。
【0012】
図面に示す積層装置1は、シート状の電池に使用する四角形の電極シートとセパレータシートとを積層するものであり、フレーム2上に、長方形枠体状の支持テーブル3を水平方向に設け、この支持テーブル3内には、複数のフィルム状部品載置部4を有する移動トレイ5を水平方向に移動可能な状態で設け、上記支持テーブル3内にピックアップ位置を、支持テーブル3から外れた位置に積層位置をそれぞれ定め、ピックアップ位置と積層位置で昇降する昇降チャンバー6を設けるとともに、この昇降チャンバー6内で昇降するピックアップ7を設け、支持テーブル3の上方に、上記昇降チャンバー6をピックアップ位置と積層位置との間で往復移動する移送機構9を設けてある。
【0013】
支持テーブル3は、上方から見て細長い「田」字状の枠体である。この枠体を構成するために、移動トレイ5の長さの2倍以上の長さを有し、断面略L字状の長尺材10を長手方向に2本平行に配置して支持段部11を内側に向けて対向させ、移動トレイ5の幅の2倍以上の長さを有し、断面略L字状で支持段部11を有する短尺材12により上記長尺材10の端部同士を接続して長方形の枠体をまず形成する。そして、長尺材10の両中央部分の間に短尺桟材13を上面が支持段部11と同じ高さになる状態で架設し、短尺材12の両中央部分の間に長尺桟材14を上面が支持段部11と同じ高さになる状態で架設し、上方から見て細長い「田」字状の枠体とする。
上記した支持段部11は、移動トレイ5を摺動可能な状態で支持する部分であり、下水平部が移動トレイ5の下面に当接して支持し、起立部が移動トレイ5の側面に当接して移動トレイ5の位置を規制しており、起立部の高さを移動トレイ5の厚さに合わせてある。
また、長尺材10の対向している起立部同士の間隔を、移動トレイ5の幅の2倍の長さに設定し、短尺材12の対向している起立部同士の間隔を移動トレイ5の長さの2倍の長さに設定してある。
したがって、この支持テーブル3は4枚の移動トレイ5が隙間なく入る大きさの移動空間を有し、この移動空間内に3枚の移動トレイ5を載せて、空いた空間に隣りの移動トレイ5を順次移動すると、全体でロ字状に移動することができる。
【0014】
なお、本実施形態では、支持テーブル3の移動空間を縦横4つのステージ(細長い「田」字状)に区画し、図1中左側手間を部品装填ステージ、左側奥をアイドルステージ、右側奥を待機ステージ、右側手前をピックアップステージとし、ピックアップステージ中、待機ステージ寄りにピックアップ位置を設定してある。
【0015】
移動トレイ5は、5つのフィルム状部品載置部4を同じ間隔で一列に並べて設けた長方形の板材であり、図2に示すように、支持テーブル3と摺動する下面や移動トレイ5同士が摺動する各側面にオイル含浸メタル(ドライメタル)を止着して滑らかに摺動できるように構成してある。なお、移動トレイ5のオイル含浸メタルが摺動する支持テーブルの支持段部11にもオイル含浸メタルを添設することが望ましい。
フィルム状部品載置部4は、移動トレイ5に開設した上下貫通孔15内に多孔通気性材16を敷設することにより構成してあり、本実施形態では焼結プレートを敷設してある。なお、本実施形態では、図3に示すように、電池20がプラス電極21の両側セパレータ22を介してマイナス電極23を積層する5層構造なので、移動トレイ5には5つのフィルム状部品載置部4を設けてあるが、このフィルム状部品載置部の数はこれに限定されるものではなく、積層する部品の数に応じて適宜設計変更することができる。また、本実施形態における各部品の厚さは数十〜200μmのフィルム状であり、これらフィルム状部品が四角形なので、この部品の形状に合わせて上下貫通孔15と多孔通気性材16は四角形に形成してある。また、各フィルム状部品載置部4の横には位置決め用ガイド孔24を開設してある。
【0016】
上記した移動トレイ5を支持テーブル3上でロ字状に水平移動するために、支持テーブル3の長手方向の一端側方、すなわちアイドルステージおよびピックアップステージの側方に、シリンダおよびプッシャー等からなる第1トレイ押し出し移動機構25、第2トレイ押し出し移動機構26をそれぞれ設けてある。また、支持テーブル3の待機ステージとピックアップステージの下方を貫通する状態で雄ねじ杆30を設け、この雄ねじ杆30の一端(待機ステージの短尺材12の部分)にサーボモータ31を接続する。この雄ねじ杆30およびサーボモータ31等は、移動トレイ5を移動してフィルム状部品載置部4をピックアップ位置に合わせて停止させるトレイ移動機構32として機能するものであり、移動トレイ5の下面に設けてある係合部(図示せず)が雄ねじ杆30に側方から係合し、サーボモータ31の回転角度を制御して雄ねじ杆30を回転することにより移動トレイ5を待機ステージからピックアップステージの間で所定の送り量(部品載置部のピッチ)で移動することができる。
【0017】
したがって、上記したトレイ移動機構32等を備えた支持テーブル3においては、部品装填ステージで停止している移動トレイ5に対して、パーツローダーにより機械的に、あるいは手作業で各部品載置部4上にフィルム状部品を載せ、この移動トレイ5をアイドルステージに移動すると、待機ステージが空いた所定のタイミングで第1トレイ押し出し移動機構26が作動して移動トレイ5を待機ステージに移動することができ、待機ステージではトレイ移動機構32が作動して移動トレイ5を所定のピッチでピックアップステージに移動することができる。そして、後述するピックアップ7により部品載置部4上のフィルム状部品を1枚ずつ取り出し、すべての取り出しが終了すると、第2トレイ押し出し移動機構26が作動して、空になった移動トレイ5を部品装填ステージに移動することができる。なお、一枚の移動トレイ5には、中央のフィルム状部品載置部4上にプラス電極21を、その両側にセパレータ22を、端部の部品載置部4上にマイナス電極23を載せる。
【0018】
トレイ移動機構32は、雄ねじ杆30を用いた構成に限定されるものではなく、移動トレイ5を所定量移動させることができればどのような構成でもよく、例えば移動方向に沿って張設したタイミングベルトを所定量移動することにより移動トレイ5を移動してもよい。
【0019】
次に、ピックアップステージでフィルム状部品を取り出すピックアップ7等の機構について説明する。
【0020】
まず、ピックアップ7の移送機構9について説明すると、図1に示すように、フレーム2からアップライト40を立設し、両アップライト40により支持した状態でピックアップ位置と積層位置の上方を通過する梁材41を架設し、この梁材41にシリンダ42を取り付けるとともに、シリンダ42の作動によりピックアップ位置と積層位置の間を往復移動する移動基台43を設け、この移動基台43にチャンバー昇降用シリンダ44を取り付けるとともにチャンバー昇降用シリンダ44のロッド下端に接続した状態で支持脚部45を有する昇降ベース46を設け、この支持脚部45の下端に昇降チャンバー6を取り付ける。
【0021】
昇降チャンバー6は、下面が開口した金属製箱体であり、開口縁がフィルム状部品載置部4を上方から覆い得る大きさと形状に形成してあり、また、内部の空間は、ピックアップ7が昇降するに十分な高さを採ってある。そして、昇降チャンバー6の側面に、チャンバー減圧機構の一部を構成している吸気管50を接続し、上面のほぼ中央にピックアップ昇降用シリンダ51を取り付け、このシリンダ51の近傍に吸気管貫通孔を開設し、上面の左右にガイドポスト貫通孔を開設してある。なお、昇降チャンバー6の開口縁の下面全周にシール材52を設ける。
【0022】
ピックアップ7は、図2に示すように、四角形の中空箱状体であり、内部の中空部分が吸引室として機能し、箱状体の下面に小さな吸引孔53をほぼ一面に開設してある。また、このピックアップ7には、上面のほぼ中央に前記ピックアップ昇降用シリンダ51のロッドの先端を固定して支持し、上面の左右にはガイドポスト54を立設して昇降チャンバー6のガイドポスト用貫通孔内に貫通し、ロッドを固定した部分の近傍にピックアップ減圧機構の一部を構成する吸気管55を接続する。
なお、ピックアップ7の下面はフッ素樹脂等で処理してあるので、セパレータ22が電解液で濡れていても、吸引孔53からの吸引を止めると、自重によって確実に剥離して落下する。
【0023】
次に、積層位置の構成について説明する。
この積層位置は、支持テーブル3の外側であってピックアップ位置の近傍に設定されている。そして、図2中右側部分に示すように、部品載置部4と同様に、板材60に上下貫通孔を開設し、この貫通孔内に多孔通気性材61として焼結プレートを敷設し、多孔通気性材61の下方に形成した減圧室62に、積層位置減圧機構の一部を構成している吸気管63を接続する。
【0024】
なお、前記したチャンバー減圧機構、ピックアップ減圧機構、積層位置減圧機構などの減圧機構は、それぞれ独立した真空ポンプとしてもよいが、本実施形態ではフレーム2の下部に真空ポンプ64を設けるとともに、該真空ポンプ64に吸引により減圧するバキュームストレージタンク65を設け、このタンク65から分岐した管を吸気管として所定の部位に接続した構成を採っている。また、減圧した後に大気圧に戻すために、各吸気管の途中に大気開放弁を設け、所定のタイミングでバキュームストレージタンク65との連通を遮断した状態で開放できるように構成してある。
【0025】
次に、上記した構成からなる積層装置1において、ピックアップ位置でフィルム状部品を取り出してから積層位置まで搬送して順次積層する手順について説明する。
【0026】
トレイ移動機構32の作動により移動トレイ5を移動して、フィルム状部品を載せた部品載置部4がピックアップ位置に停止したならば、ピックアップ位置の上方に到来している昇降チャンバー6を下降し、昇降チャンバー6のフランジ部に下向きに突設した位置決めピン66を移動トレイ5の位置決め用ガイド孔24内に挿入して部品載置部4と昇降チャンバー6の位置を確実に合わせるとともに、シール材52を移動トレイ5の上面に押圧する。
【0027】
この様にして昇降チャンバー6を降ろして部品載置部4を覆ったならば、ピックアップ用昇降シリンダ51を作動してピックアップ7を下降して下面をフィルム状部品の上面に当てる。そして、ピックアップ減圧機構を作動してピックアップ7の下面の吸引孔53から吸気し、フィルム状部品の上面を減圧する。すると、フィルム状部品が多孔通気性材16の上に載っているので、フィルム状部品の下面には多孔通気性材16を通過した空気が自由に入り込む。したがって、フィルム状部品がピックアップ7の下面に吸着される(ピックアップ工程)。
なお、ピックアップ7の下面の一面に吸引孔53が開口しているので、フィルム状部品の様に薄い部品であっても部分的な弛みが生じることなく均一に吸着することができる。
【0028】
ピックアップ7の下面にフィルム状部品を吸着したならば、ピックアップ減圧機構の作動を継続した状態で、ピックアップ用昇降シリンダ51の作動によりピックアップ7を上昇させるとともに、チャンバー昇降用シリンダ44により昇降チャンバー6を上昇させる。
【0029】
ピックアップ7によりフィルム状部品をピックアップすると、トレイ移動機構32が作動して移動トレイ5を所定量(部品載置部4の1ピッチ分)だけ送り、次の部品載置部4をピックアップ位置に合わせて停止させる。トレイ移動機構32は、この様な操作を繰り返すので、フィルム状部品が載っている部品載置部4をピックアップ位置に順次合わせて停止することができ、当該移動トレイ5中のすべてのフィルム状部品をピックアップした後は第2トレイ押し出し移動機構26が当該移動トレイ5をピックアップステージから部品装填ステージに押し出してピックアップステージを空にする。そして、第1トレイ押し出し移動機構25が次の移動トレイ5を待機ステージに押し入れるので、この移動トレイ5を前記と同様にピックアップ7等のタイミングに合わせて移動することができる。
【0030】
一方、フィルム状部品を吸着したまま上昇した昇降チャンバー6とピックアップ7は、移送機構9の作動により移動基台43がピックアップ位置の上方から積層位置の上方に移動し、この移送工程が終了して積層位置の上方に到達すると、チャンバー昇降用シリンダ44が先に作動して昇降チャンバー6を下降する。
【0031】
昇降チャンバー6が下降すると、位置決めピン66が積層位置の板材60に開設してある位置決め用ガイド孔67内に挿入して昇降チャンバー6と積層位置との位置関係を確実に合わせるとともに、シール材52が板材60の上面に圧接して昇降チャンバー6内をシールする。この様にして昇降チャンバー6を降ろして積層位置の多孔通気性材61を覆ったならば、ピックアップ用昇降シリンダ51を作動してピックアップ7を下降し、下面に吸着しているフィルム状部品を多孔通気性材61の上面に近接あるいは軽く当接する。
【0032】
そして、チャンバー減圧機構を作動して昇降チャンバー6内を減圧するとともに、積層位置減圧機構を作動して積層位置の多孔通気性材61の上面を減圧する。この様に、ピックアップ7内と昇降チャンバー6内を減圧すると空気が希薄になり、また、多孔通気性材61の上面とフィルム状部品の上面に作用している気圧との圧力差によりフィルム状部品がピックアップ7の下面から離脱して積層位置の多孔通気性材61上に落下する(部品下降工程)。したがって、この部品下降工程が終了すると、1枚目のフィルム状部品は積層位置の所定位置に正確に載置される。なお、1枚目のフィルム状部品が積層位置の多孔通気性材61の上に載置されても、この多孔通気性材61はフィルム状部品よりも少し大きいので、全面が覆われてしまうわけではなく外周縁が残るので、多孔通気性材61内を通して吸引作用を継続することができる。
【0033】
この様にして、1枚目のフィルム状部品(マイナス電極23)を積層位置の多孔通気性材16上に降ろしたならば、昇降チャンバー6内とピックアップ7内を大気圧に戻してからピックアップ7を上昇させるとともに昇降チャンバー6を上昇する。そして、上昇した昇降チャンバー6等は移送機構9の作動により再びピックアップ位置に移送されて、前記と同様の操作を繰り返すことにより、2枚目のフィルム状部品を吸着してから積層位置に戻ってくる。
【0034】
戻ってきた昇降チャンバー6は、前記と同様に、チャンバー昇降用シリンダ44の作動により積層位置の板材60上に下降してシール材52がシールし、ピックアップ7も前記と同様に下降して吸着しているフィルム状部品(セパレータ22)をすでに載置されているフィルム状部品(マイナス電極23)上に近接ないし軽く当接する。この状態で、前記と同様に、チャンバー減圧機構を作動して昇降チャンバー6内を減圧するとともに、積層位置減圧機構を作動して積層位置の多孔通気性材61を減圧する。この様に、ピックアップ7内と昇降チャンバー6内を減圧すると空気が希薄になり、また、多孔通気性材61の上面外周縁部分と搬送してきたフィルム状部品の上面に作用している気圧との圧力差によりフィルム状部品がピックアップ7の下面から離脱し、積層位置に既に載置されている1枚目のフィルム状部品上に積層される(部品下降工程)。
【0035】
したがって、2枚目のフィルム状部品も積層位置の所定位置で1枚目のフィルム状部品上に正確に積層される。なお、両フィルム状部品間の空気は、多孔通気性材61の外周縁部分が負圧になっているので、積層された状態では殆ど抜けてしまい、万一残っていた場合には、多孔通気性材61から吸引しながら先に昇降チャンバー6とピックアップ7内を大気圧に戻し、それから多孔通気性材61の吸気を停止して大気圧に戻すので、この時の圧力差により確実に抜けてしまう。
【0036】
上記した操作を繰り返すことにより積層位置に所定の5枚のフィルム状部品を積層して積層工程が終了したならば、この積層部品を取り出しアーム70等の移動手段により取り出して、ベルトコンベア71等の搬送機構上に載せて次の組立工程に送る。
【0037】
以上説明した第1の実施形態は、チャンバー6を昇降させるとともに、ピックアップ位置と積層位置との間を移動するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、下面が開口したチャンバー6と、このチャンバー6内を減圧するチャンバー減圧機構と、チャンバー6の内部で昇降可能であって、下面に吸引孔53を略一面に有し、吸引孔53に連通した吸引室を有するピックアップ7と、ピックアップ7の吸引室内を減圧するピックアップ減圧機構と、積層位置に敷設した多孔通気性材61と、この多孔通気性材61に接続されて、多孔通気性材61の上面を減圧する積層位置減圧機構と、を備えていればよい。
【0038】
この場合には、例えば前記第1実施形態と同様にフィルム状部品を載せた多孔通気性材16をピックアップ7の下方に搬送してから該多孔通気性材16を上昇させてチャンバー6の下面開口内に位置させ、この状態でピックアップ7を下降して多孔通気性材16上のフィルム状部品を吸着し、空になった多孔通気性材16をチャンバー6の下方から取り出す。次に、多孔通気性材61を敷設した積層位置をチャンバー6の下方に移動し、この積層位置を上昇させてチャンバー6の下面開口内に合わせ、それからピックアップ7を積層位置まで下降し、この状態で前記第1実施形態と同様にチャンバー6内と積層位置の多孔通気性材61を減圧し、ピックアップ、チャンバー内、積層位置の多孔通気性材内の圧力の差の関係でフィルム状部品を積層位置に降ろす。上記操作を繰り返して積層位置に複数のフィルム状部品を積層する。この様にして積層しても、積層したフィルム状部品の間に空気が入らない。
なお、チャンバー6を昇降可能に構成すると、フィルム状部品を載せた多孔通気性材16や多孔通気性材61を敷設した積層位置をその都度昇降する必要が無くなる。
要するに、ピックアップ7内を減圧しながらフィルム状部品を下面に吸着しておき、このピックアップ7を囲むチャンバー6内を減圧するとともに、ピックアップ7の下方に位置する積層位置の多孔通気性材61を減圧する構成を備えていれば、複数枚のフィルム状部品を間に空気が入らない状態で順次積層することができる。
【0039】
また、前記第1実施形態では、1枚の移動トレイ5に5つのフィルム状部品載置部4を設けたが、フィルム状部品載置部4ごとに移動トレイを分割してもよい。この様に構成すると、積層する部品数が異なる仕様の場合にも容易に対処でき、仕様変更による稼働ロスの減少を図ることができる。
【0040】
なお、本発明は、前記したフィルム状電極を積層する場合に限らず、薄いフィルム状或はシート状の部品を積層する作業に使用することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項1の発明によれば、下面が開口したチャンバーと、チャンバー内を減圧するチャンバー減圧機構と、チャンバーの内部で昇降可能であって、下面に吸引孔を略一面に有し、吸引孔に連通した吸引室を有するピックアップと、ピックアップの吸引室内を減圧するピックアップ減圧機構と、積層位置に敷設した多孔通気性材と、この多孔通気性材に接続されて、多孔通気性材の上面を減圧する積層位置減圧機構と、を備えるので、フィルム状部品を載置する際にフィルム状部品を吸着しているピックアップの圧力とフィルム状部品の下面に作用している圧力との差によりフィルム状部品をピックアップ下面から離脱させることができる。そして、この様にしてピックアップから離脱させるフィルム状部品とその下方に位置する先のフィルム状部品との間の空気を吸引しながら積層するので、フィルム状部品の間に空気を抜いた状態で積層することができる。
【0042】
請求請2の発明によれば、多孔通気性材を敷設したフィルム状部品載置部上にフィルム状部品を載せて、吸引孔を略一面に有するピックアップの下面にフィルム状部品を吸着してピックアップするので、フィルム状部品のほぼ全域を均一に持ち上げることができる。そして、積層位置では、昇降チャンバーにより積層位置を覆って内部を負圧にして、しかも積層位置に敷設した多孔通気性材を減圧することができるので、フィルム状部品を積層した場合に、積層したフィルム状部品の間に空気が残ることを防止することができる。
【0043】
また、積層するフィルム状部品の間の空気を抜きながら積層するので、ピックアップの下面から離脱するフィルム状部品が大きな空気抵抗を受けることがないし、降下しても浮遊することを防止できるので、積層したフィルム状部品のそれぞれの位置を正確に合わせることができ、不揃いを解消することができる。
【0044】
請求項3の発明によれば、フィルム状部品載置部を複数並べて設け、各フィルム状部品載置部に多孔通気性材を敷設した移動トレイと、この移動トレイを水平方向に移動可能な状態で支持する支持テーブルと、移動トレイを移動してフィルム状部品載置部をピックアップ位置に合わせて停止させるトレイ移動機構とを備えるので、ピックアップする部品の位置を正確に合わせることができる。したがって、ピックアップしたフィルム状部品を積層した後における位置誤差を一層少なくすることができる。
【0045】
請求項4の発明によれば、下面が開口した昇降チャンバー内に設けられ、下面の略一面に設けた吸気孔から吸引することによりフィルム状部品をピックアップの下面に吸着させるピックアップ工程と、フィルム状部品を吸着したピックアップと昇降チャンバーを積層位置の上方に移送する移送工程と、昇降チャンバーを下降して、多孔通気性材を敷設してある積層位置を上記昇降チャンバーにより上方から覆い、ピックアップを下降してから昇降チャンバー内を減圧するとともに上記多孔通気性材を通して吸気することによりフィルム状部品の上面の圧力に比較してフィルム状部品の下面の圧力を低減した状態とし、この圧力差によりフィルム状部品をピックアップの下面から離脱させて下降する部品下降工程と、を繰り返すことにより積層位置に複数のフィルム状部品を積層するので、積層したフィルム状部品の間に空気が残ることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフィルム状部品の積層装置の斜視図である。
【図2】昇降チャンバーやピックアップ等の要部の断面図である。
【図3】(a)は積層した電池の一部欠截正面図、(b)は積層するプラス電極の一部欠截正面図、(c)は積層するマイナス電極の一部欠截正面図、(d)は積層するセパレータの一部欠截正面図である。
【符号の説明】
1 積層装置
2 フレーム
3 支持テーブル
4 フィルム状部品載置部
5 移動トレイ
6 昇降チャンバー
7 ピックアップ
9 移送機構
10 長尺材
11 支持段部
12 短尺材
13 短尺桟材
14 長尺桟材
15 上下貫通孔
16 多孔通気性材
20 電池
21 プラス電極
22 セパレータ
23 マイナス電極
24 位置決め用ガイド孔
25 第1トレイ押し出し移動機構
26 第2トレイ押し出し移動機構
30 雄ねじ杆
31 サーボモータ
32 トレイ移動機構
40 アップライト
41 梁材
42 シリンダ
43 移動基台
44 チャンバー昇降用シリンダ
45 支持脚部
46 昇降ベース
50 吸気管
51 ピックアップ用昇降シリンダ
52 シール材
53 吸引孔
54 ガイドポスト
55 吸気管
60 積層位置の板材
61 積層位置の多孔通気性材
62 減圧室
63 吸気管
64 真空ポンプ
65 バキュームストレージタンク
66 位置決めピン
67 位置決め用ガイド孔
70 取り出しアーム
71 ベルトコンベア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laminating apparatus for film-like parts, and more particularly to a laminating apparatus and a laminating method for stacking thin film-like parts such as battery film electrodes in a state where no air remains therebetween.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to stack a plurality of thin parts such as a film, an apparatus is used, or films are manually conveyed one by one to a predetermined stacking position and stacked.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional apparatus, air enters between the upper and lower laminated film-like parts. In this way, the work of removing the air once entered is very troublesome. Further, if air remains between the film-like parts, there may be a significant inconvenience as a product. For example, when a film-like electrode for a battery is laminated, if air remains between the electrodes, it causes a serious defect that the battery cannot exhibit a predetermined performance.
[0004]
In addition, the film-like component is extremely light, and the resistance by the air below the film-like component is large. For this reason, when the suction is released and the film is allowed to fall naturally, the film does not fall vertically but shifts in the lateral direction, and it is difficult to neatly align the film edges after lamination.
[0005]
In addition, even if the suction tool is fully lowered and the sucked film is pressed down to release the suction, if the air is in contact with the lower film, the lowered film will float. It is often the case that the horizontal displacement occurs. In addition, depending on the film-shaped part, the sucking tool may be sufficiently lowered and pressed down, and it may be damaged. It is not preferable to press the sucking tool down.
[0006]
The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a film-like laminating apparatus which can be laminated without air remaining between the laminated film-like parts and has few errors in the laminating position. Is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object.
A chamber decompression mechanism for decompressing the interior of the chamber;
A pickup that can be moved up and down inside the chamber, has a suction hole on the lower surface, and has a suction chamber that communicates with the suction hole;
A pickup depressurization mechanism for depressurizing the suction chamber of the pickup;
A porous breathable material laid at the lamination position;
A lamination position decompression mechanism connected to the porous breathable material and decompressing the upper surface of the porous breathable material;
A laminating apparatus for film-like parts.
[0008]
What is described in
An elevating chamber that can be moved up and down at a pickup position where the film-like component placement unit is located, and whose opening edge on the lower surface can cover the film-like component placement unit from above,
A chamber decompression mechanism for decompressing the inside of the elevating chamber;
A pickup that can be raised and lowered inside the raising and lowering chamber, has a suction hole on a substantially lower surface, and has a suction chamber communicating with the suction hole;
A pickup depressurization mechanism for depressurizing the suction chamber of the pickup;
A transfer mechanism for transferring the elevating chamber between a pickup position and a stacking position;
A porous breathable material laid at the lamination position;
A lamination position decompression mechanism connected to the porous breathable material and decompressing the upper surface of the porous breathable material;
A laminating apparatus for film-like parts.
[0009]
In addition to the configuration of
A support table that supports the movable tray in a state of being movable in the horizontal direction;
A tray moving mechanism for moving the moving tray and stopping the film-like component placement portion at the pickup position;
A laminating apparatus for film-like parts.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pickup step that is provided in an elevating chamber having an open lower surface, and sucks a film-like component on the lower surface of the pickup by suction from an intake hole provided in substantially one surface of the lower surface;
A transfer step of transferring the pickup adsorbing the film-like component and the elevating chamber above the stacking position;
By lowering the elevating chamber, covering the stacking position where the porous air permeable material is laid from above with the elevating chamber, lowering the pickup and then depressurizing the inside of the elevating chamber and sucking in through the porous air permeable material A component lowering step in which the pressure on the lower surface of the film-like component is reduced compared to the pressure on the upper surface of the film-like component, and the film-like component is detached from the lower surface of the pickup due to this pressure difference, and
Is a method for laminating a plurality of film-like parts at a laminating position by repeating the above.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a laminating apparatus for film-like parts (hereinafter referred to as laminating apparatus 1) according to the present invention, and FIG.
[0012]
A laminating apparatus 1 shown in the drawing is for laminating a rectangular electrode sheet and a separator sheet used for a sheet-like battery. A rectangular frame-shaped support table 3 is provided on a
[0013]
The support table 3 is an elongated “field” -shaped frame as viewed from above. In order to form this frame body, two
The
Further, the interval between the upright portions facing each other of the
Therefore, the support table 3 has a moving space large enough for the four moving
[0014]
In the present embodiment, the movement space of the support table 3 is divided into four stages (long and narrow “field” shape), the left side effort in FIG. 1 is the parts loading stage, the left back is the idle stage, and the right back is standby. The stage, the right front is the pickup stage, and the pickup position is set near the standby stage during the pickup stage.
[0015]
The moving
The film-like
[0016]
In order to horizontally move the moving
[0017]
Accordingly, in the support table 3 provided with the
[0018]
The
[0019]
Next, a mechanism such as a
[0020]
First, the
[0021]
The elevating
[0022]
As shown in FIG. 2, the
Since the lower surface of the
[0023]
Next, the configuration of the stacking position will be described.
This stacking position is set outside the support table 3 and in the vicinity of the pickup position. Then, as shown in the right side portion in FIG. 2, similarly to the
[0024]
The chamber decompression mechanism, the pickup decompression mechanism, the stacking position decompression mechanism, and the like may be independent vacuum pumps. However, in this embodiment, a
[0025]
Next, in the laminating apparatus 1 having the above-described configuration, a procedure for sequentially laminating a film-like component taken out at the pickup position and then transported to the laminating position will be described.
[0026]
When the moving
[0027]
When the elevating
Since the
[0028]
If the film-like component is adsorbed on the lower surface of the
[0029]
When a film-like component is picked up by the
[0030]
On the other hand, the lifting
[0031]
When the elevating
[0032]
Then, the chamber decompression mechanism is operated to decompress the inside of the ascending / descending
[0033]
In this way, when the first film-like part (minus electrode 23) is lowered onto the porous air-
[0034]
The returning
[0035]
Therefore, the second film-like component is also accurately laminated on the first film-like component at a predetermined position of the lamination position. Note that the air between the two film-like parts almost disappears in the laminated state because the outer peripheral edge portion of the porous air-
[0036]
When the above-mentioned operation is repeated to laminate the predetermined five film-like parts at the laminating position and the laminating process is completed, the laminated parts are taken out by the moving means such as the taking-out
[0037]
The first embodiment described above is configured to move the
[0038]
In this case, for example, as in the first embodiment, the porous air-
If the
In short, the film-like component is adsorbed on the lower surface while the inside of the
[0039]
Further, in the first embodiment, five film
[0040]
The present invention is not limited to the case of laminating the above-described film-like electrodes, and can be used for the work of laminating thin film-like or sheet-like parts.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
According to the first aspect of the present invention, the chamber having the lower surface opened, the chamber pressure-reducing mechanism for depressurizing the inside of the chamber, and the inside of the chamber can be moved up and down. A pickup having a connected suction chamber, a pickup pressure-reducing mechanism that depressurizes the suction chamber of the pickup, a porous air-permeable material laid at the stacking position, and the upper surface of the porous air-permeable material is decompressed by being connected to the porous air-permeable material And a stacking position decompression mechanism, so that when the film-like component is placed, the film-like component is caused by the difference between the pressure of the pickup that adsorbs the film-like component and the pressure acting on the lower surface of the film-like component. Can be detached from the lower surface of the pickup. And since it laminates while sucking the air between the film-like part to be removed from the pickup in this way and the previous film-like part located below it, the film-like part is laminated in a state where air is evacuated. can do.
[0042]
According to the second aspect of the present invention, the film-like component is placed on the film-like component mounting portion laid with the porous air-permeable material, and the film-like component is adsorbed on the lower surface of the pickup having the suction hole substantially on one surface. Therefore, almost the entire area of the film-like part can be lifted uniformly. And at the lamination position, the lamination position is covered by the elevating chamber, the inside is made negative pressure, and the porous breathable material laid at the lamination position can be depressurized. It is possible to prevent air from remaining between the film-like parts.
[0043]
In addition, since the layers are laminated while venting the air between the film-like parts to be laminated, the film-like parts detached from the lower surface of the pickup are not subjected to a large air resistance and can be prevented from floating even if they are lowered. The respective positions of the film-like parts thus made can be accurately aligned, and irregularities can be eliminated.
[0044]
According to the invention of
[0045]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a film component laminating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts such as a lifting chamber and a pickup.
FIGS. 3A and 3B are front views of partially stacked batteries, FIG. 3B are front views of partially stacked positive electrodes, and FIG. 3C are front views of partially stacked negative electrodes; FIGS. (D) is a partially broken front view of separators to be laminated.
[Explanation of symbols]
1 Laminating equipment
2 frames
3 Support table
4 Film-like component placement section
5 Moving tray
6 Lifting chamber
7 Pickup
9 Transfer mechanism
10 Long material
11 Supporting step
12 Short material
13 Short bars
14 Long bar material
15 Top and bottom through holes
16 Porous breathable material
20 batteries
21 Plus electrode
22 Separator
23 Negative electrode
24 Guide holes for positioning
25 First tray push-out movement mechanism
26 Second tray extrusion moving mechanism
30 Male screw bowl
31 Servo motor
32 Tray moving mechanism
40 Upright
41 Beam material
42 cylinders
43 Moving base
44 Cylinder for raising and lowering chamber
45 Support legs
46 Lifting base
50 Intake pipe
51 Lifting cylinder for pickup
52 Sealing material
53 Suction hole
54 Guide Post
55 Intake pipe
60 Plate material at the stacking position
61 Porous breathable material at the position of lamination
62 decompression chamber
63 Intake pipe
64 Vacuum pump
65 Vacuum storage tank
66 Positioning pin
67 Positioning guide hole
70 Take-out arm
71 belt conveyor
Claims (4)
チャンバー内を減圧するチャンバー減圧機構と、
チャンバーの内部で昇降可能であって、下面に吸引孔を略一面に有し、吸引孔に連通した吸引室を有するピックアップと、
ピックアップの吸引室内を減圧するピックアップ減圧機構と、
積層位置に敷設した多孔通気性材と、
この多孔通気性材に接続されて、多孔通気性材の上面を減圧する積層位置減圧機構と、
を備えたことを特徴とするフィルム状部品の積層装置。A chamber with an open bottom;
A chamber decompression mechanism for decompressing the interior of the chamber;
A pickup that can be moved up and down inside the chamber, has a suction hole on the lower surface, and has a suction chamber that communicates with the suction hole;
A pickup depressurization mechanism for depressurizing the suction chamber of the pickup;
A porous breathable material laid at the lamination position;
A lamination position decompression mechanism connected to the porous breathable material and decompressing the upper surface of the porous breathable material;
An apparatus for laminating film-like parts, comprising:
フィルム状部品載置部が位置するピックアップ位置で昇降可能であって、下面の開口縁が上記フィルム状部品載置部を上方から覆い得る昇降チャンバーと、
昇降チャンバー内を減圧するチャンバー減圧機構と、
昇降チャンバーの内部で昇降可能であって、下面に吸引孔を略一面に有し、吸引孔に連通した吸引室を有するピックアップと、
ピックアップの吸引室内を減圧するピックアップ減圧機構と、
上記昇降チャンバーをピックアップ位置と積層位置との間で移送する移送機構と、
積層位置に敷設した多孔通気性材と、
この多孔通気性材に接続されて、多孔通気性材の上面を減圧する積層位置減圧機構と、
を備えたことを特徴とするフィルム状部品の積層装置。A film-like component placement part laid with a porous breathable material;
An elevating chamber that can be moved up and down at a pickup position where the film-like component placement unit is located, and whose opening edge on the lower surface can cover the film-like component placement unit from above,
A chamber decompression mechanism for decompressing the inside of the elevating chamber;
A pickup that can be raised and lowered inside the raising and lowering chamber, has a suction hole on a substantially lower surface, and has a suction chamber communicating with the suction hole;
A pickup depressurization mechanism for depressurizing the suction chamber of the pickup;
A transfer mechanism for transferring the elevating chamber between a pickup position and a stacking position;
A porous breathable material laid at the lamination position;
A lamination position decompression mechanism connected to the porous breathable material and decompressing the upper surface of the porous breathable material;
An apparatus for laminating film-like parts, comprising:
この移動トレイを水平方向に移動可能な状態で支持する支持テーブルと、
移動トレイを移動してフィルム状部品載置部をピックアップ位置に合わせて停止させるトレイ移動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項2に記載のフィルム状部品の積層装置。A plurality of film-like component placement portions are arranged side by side, and a moving tray in which a porous air-permeable material is laid on each film-like component placement portion,
A support table that supports the movable tray in a state of being movable in the horizontal direction;
A tray moving mechanism for moving the moving tray and stopping the film-like component placement portion at the pickup position;
The apparatus for laminating film-like parts according to claim 2, comprising:
フィルム状部品を吸着したピックアップと昇降チャンバーを積層位置の上方に移送する移送工程と、
昇降チャンバーを下降して、多孔通気性材を敷設してある積層位置を上記昇降チャンバーにより上方から覆い、ピックアップを下降してから昇降チャンバー内を減圧するとともに上記多孔通気性材を通して吸気することによりフィルム状部品の上面の圧力に比較してフィルム状部品の下面の圧力を低減した状態とし、この圧力差によりフィルム状部品をピックアップの下面から離脱させて下降する部品下降工程と、
を繰り返すことにより積層位置に複数のフィルム状部品を積層することを特徴とするフィルム状部品の積層方法。A pickup step that is provided in an elevating chamber having an open lower surface, and sucks a film-like component on the lower surface of the pickup by suction from an intake hole provided on substantially one surface of the lower surface;
A transfer step of transferring the pickup adsorbing the film-like component and the elevating chamber above the stacking position;
By lowering the elevating chamber, covering the stacking position where the porous air permeable material is laid from above with the elevating chamber, lowering the pickup and then depressurizing the inside of the elevating chamber and sucking in through the porous air permeable material A component lowering step in which the pressure on the lower surface of the film-like component is reduced compared to the pressure on the upper surface of the film-like component, and the film-like component is detached from the lower surface of the pickup due to this pressure difference, and
A method of laminating a plurality of film-like parts by laminating a plurality of film-like parts at the laminating position.
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