JP5783581B1 - 積層装置及び積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】後工程の装置における負荷の変動を効果的に抑制することで、後工程の装置に係る設備コストの増大抑制を図りつつ、良好な生産効率を得る。【解決手段】積層体４を得るための積層装置１０は、複数のワーク配置部Ｐを間欠的に回転移動させるターンテーブル１１と、ワーク配置部ＰにワークＷを配置する配置手段１２と、ターンテーブル１１が１回転する度に、ワークＷに１組又は複数組の積層部５を積層する作業手段１３とを備える。ターンテーブル１１の１回転あたりに積層可能な積層部５の最大組数をＡとし、積層体４に設けられる積層部５の組数をＸとし、Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値から１を減算した値をＦＩとしたとき、配置手段１３は、基本的には、直前にワークＷを配置したワーク配置部Ｐから前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部ＰにワークＷを配置するように構成される。【選択図】 図２

Description

本発明は、回転搬送されるワークに対し電極箔及びセパレータを積層し、積層体を製造するための積層装置及び積層体の製造方法に関するものである。

積層電池等を構成する積層体は、正極活物質の塗布された正極箔と、負極活物質の塗布された負極箔とが、絶縁性素材よりなるセパレータを介して交互に積層されて形成されている。

このような積層体を製造するに際しては、搬送装置により所定のワーク（トレイ、載置台）を間欠的に搬送し、前記ワークの搬送経路に沿って設けられた複数の作業装置により、前記ワークに対し正極箔、負極箔又はセパレータを順次積層していく方法などが採用される。

また、搬送装置としては、等時間隔で間欠的に回転可能なターンテーブルを用いることがある。ターンテーブルには、前記ワークを配置可能なワーク配置部がその回転方向に沿って複数設けられる。

従来では、前記ターンテーブルの後工程に設けられた装置における作業能力に基づいて、前記ワーク配置部に対する前記ワークの配置間隔を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術では、例えば、後工程の装置における１つの積層体に対する作業時間（後工程作業時間）が１０秒であり、前記ワークが停止してから次に停止するまでに要する時間（より詳しくは、前記作業装置により正極箔等を積層するために要する時間と、ターンテーブルにおける一度の間欠回転に要する時間との合計）が２秒である場合には、直前にワークを配置したワーク配置部から４つ分のワーク配置部を空けたワーク配置部（つまり、５つ隣りのワーク配置部）に次のワークが配置される。これにより、上記技術によれば、後工程作業時間に合わせた適切なタイミングで積層体を得ることができ、後工程とのタイミングを取るためのバッファライン（積層体を溜め込む手段）を設ける必要もないとされている。

特開２０１０−２０１５９３号公報

しかしながら、上記技術では、例えば、積層される正極箔等が比較的多い場合など、積層体を得るために要する時間が、前記ワーク配置部の全てにワークを配置するために要する時間よりも長い場合、前記ワーク配置部に対しワークを比較的長期間に亘って配置することができないといった事態が生じ得る。例えば、ワーク配置部の数を１２としたとき、上記の例では、全てのワーク配置部に対し１１０秒間〔１０秒×（１２−１）〕でワークが配置される。そして、例えば、積層体を得るために要する時間を２４０秒とした場合、全てのワーク配置部にワークを配置してから積層体が得られるまでの１３０秒間において、ワーク配置部へとワークを配置することができないこととなる。従って、ある一時においては、後工程作業時間と同じ間隔（上記の例では１０秒間隔）で積層体が得られ、後工程の装置に対し積層体がたて続けに送られる一方で、それ以外の時においては、積層体が全く得られず、後工程の装置に対し積層体が全く送られない（上記の例では、後工程の装置に対し１３０秒間積層体が送られない）といった事態が生じ得る。そして、積層体が送られているときには、後工程の装置は作業を連続的に行う一方で、積層体が送られていないときには、後工程の装置は作業を停止することになる。つまり、上記技術では、後工程の装置において負荷に大きな変動が生じてしまうおそれがある。従って、後工程の装置に、前記変動のピーク時（連続的に積層体が送られるとき）に合わせた優れた処理能力を具備させたとしても、作業停止の影響で、その優れた処理能力が十分に発揮されないおそれがある。すなわち、後工程の装置に係る設備コストを増大させたとしても、生産効率の向上を十分に図ることができないおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、後工程の装置における負荷の変動を効果的に抑制することで、後工程の装置に係る設備コストの増大抑制を図りつつ、良好な生産効率を得ることができる積層装置及び積層体の製造方法を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．正極活物質の塗布された正極箔と、負極活物質の塗布された負極箔とが、絶縁性素材よりなるセパレータを介して交互に積層され、前記正極箔、前記負極箔及び２枚の前記セパレータからなる１組の積層部を所定の組数備えてなる積層体を製造するための積層装置であって、
所定のワークを配置可能なワーク配置部を周方向に沿って複数具備するとともに、所定の投入位置、所定の作業位置、及び、所定の取出位置の順に前記ワーク配置部を間欠的に回転移動させるターンテーブルと、
前記投入位置に位置する前記ワーク配置部に対し、前記ワークを配置する配置手段と、
前記作業位置に位置する前記ワークに対し、前記正極箔、前記負極箔又は前記セパレータを配置し、前記ターンテーブルが１回転する度に、１組又は複数組の前記積層部を積層する作業手段と、
前記取出位置に位置するとともに、前記所定の組数の前記積層部が設けられた前記ワークを取出す取出手段と、
少なくとも前記配置手段を制御する制御手段と、を備え、
前記作業手段による、前記ターンテーブルの１回転あたりに積層可能な前記積層部の最大組数をＡとし、
前記積層体に設けられる前記積層部の組数をＸとし、
Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値から１を減算した値をＦＩとしたとき、
前記制御手段は、
前記配置手段が、
直前に前記ワークを配置したワーク配置部から、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部を空けたワーク配置部である予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記予定部位に前記ワークを配置し、
前記予定部位に前記ワークが配置されている場合であって、前記予定部位よりも前記回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部である準予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記準予定部位に前記ワークを配置し、
前記予定部位及び前記準予定部位の双方に前記ワークが配置されている場合には、次に前記投入位置に到達した、前記ワークの配置されていないワーク配置部に前記ワークを配置するよう制御することを特徴とする積層装置。

上記手段１によれば、１の積層体を得るために必要な時間をワーク配置部の数で除算した値とほぼ等しい間隔で、積層体がターンテーブルから取出されることとなる。従って、積層体の送られる後工程の装置側に対し、積層体をほぼ等間隔で送ることができる。これにより、後工程の装置における負荷の変動を効果的に抑制することができる。そのため、後工程の装置において必要な処理能力は、変動のピーク時に合わせたとしてもさほど高いものとはならない。その結果、後工程の装置に係る設備コストの増大を抑制することができる。また、後工程の装置をほぼ常時動作させることができるため、良好な生産効率を得ることができる。

また、積層体をより等間隔に得ることができ、後工程の装置における負荷の変動を一層効果的に抑制することができる。その結果、後工程の装置に係る設備コストの増大抑制を一層図ることができる。

手段２．前記取出手段により取出された前記ワーク及びこれに載置された前記積層体は、所定の後工程の装置へと搬送されるように構成されており、
前記後工程の装置に対する前記ワーク及び前記積層体の搬送前に、前記ワーク及び前記積層体を一時的に貯留可能なバッファ手段が設けられていることを特徴とする手段１に記載の積層装置。

上記手段２によれば、後工程の装置に対し、積層体をより等間隔で送ることができる。従って、後工程の装置における負荷の変動を一層効果的に抑制することができる。その結果、後工程の装置において必要な処理能力をより低く抑えることができ、後工程の装置に係る設備コストの増大をより一層抑制することができる。また、後工程の装置の動作停止を一層生じにくくすることができ、さらに良好な生産効率を得ることができる。

手段３．正極活物質の塗布された正極箔と、負極活物質の塗布された負極箔とが、絶縁性素材よりなるセパレータを介して交互に積層され、前記正極箔、前記負極箔及び２枚の前記セパレータからなる１組の積層部を所定の組数備えてなる積層体の製造方法であって、
周方向に並ぶ複数のワーク配置部を、所定の投入位置、所定の作業位置、及び、所定の取出位置の順に間欠的に回転移動させる搬送工程と、
前記投入位置に位置する前記ワーク配置部に対し、所定のワークを配置する配置工程と、
前記作業位置に位置する前記ワークに対し、前記正極箔、前記負極箔又は前記セパレータを配置し、前記ワーク配置部が１周する度に、１組又は複数組の前記積層部を積層する積層工程と、
前記取出位置に位置するとともに、前記所定の組数の前記積層部が設けられた前記ワークを取出す取出工程とを含み、
前記積層工程において、前記ワーク配置部の１周あたりに積層可能な前記積層部の最大組数をＡとし、
前記積層体に設けられる前記積層部の組数をＸとし、
Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値から１を減算した値をＦＩとしたとき、
前記配置工程においては、
直前に前記ワークを配置したワーク配置部から、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部を空けたワーク配置部である予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記予定部位に前記ワークが配置され、
前記予定部位に前記ワークが配置されている場合であって、前記予定部位よりも前記回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部である準予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記準予定部位に前記ワークが配置され、
前記予定部位及び前記準予定部位の双方に前記ワークが配置されている場合には、次に前記投入位置に到達した、前記ワークの配置されていないワーク配置部に前記ワークが配置されることを特徴とする積層体の製造方法。

上記手段３によれば、上記手段１と同様の作用効果が奏されることとなる。

手段４．前記取出工程において取出された前記ワーク及びこれに載置された前記積層体は、所定の後工程の装置へと搬送されるように構成されており、
前記後工程の装置に対する前記ワーク及び前記積層体の搬送前に、前記ワーク及び前記積層体を一時的に貯留可能とされていることを特徴とする手段３に記載の積層体の製造方法。

上記手段４によれば、上記手段２と同様の作用効果が奏されることとなる。

積層体の概略構成を示す斜視図である。 積層装置の概略平面図である。 積層装置の模式的側視図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の製造過程を説明するための説明図である。 積層体の生産間隔、及び、バッファ手段に貯留されるワーク等を説明するための時系列図である。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、積層電池を構成する積層体４は、下から順に負極箔１、セパレータ２、正極箔３、セパレータ２がこの順序で繰り返し積み上げられるようにして積層されている。また、積層体４は、負極箔１、正極箔３、及び、２枚のセパレータ２からなる１組の積層部５をＸ組（本実施形態では、２０組）備えている。

負極箔１及び正極箔３は、金属箔よりなる極箔本体の表裏両面に活物質が塗布形成されることにより構成され、その一側縁部が活物質の塗布されていない未塗工部１Ａ，３Ａとなっている。負極箔１には、負極活物質（例えば、ケイ素等を含有する粒子）が塗布されており、正極箔３には、正極活物質（例えば、コバルト酸リチウム粒子等）が塗布されている。

負極箔１の極箔本体は、銅により構成され、正極箔３の極箔本体は、アルミニウムにより構成されている。

セパレータ２は、絶縁性を有するシート状の不織布により構成されており、前記負極箔１、正極箔３の平面矩形状の塗工部（活物質の塗布された部位）よりも一回り大きい矩形状をなしている。正極箔３及び負極箔１の塗工部は、前記セパレータ２によって完全に覆われており、未塗工部１Ａ，３Ａのみが、それぞれ異なる位置においてセパレータ２からはみ出すようにして突出している。

図２は、積層装置（積層体４を得るための装置）１０の主要部分を示す概略平面図であり、図３は、積層装置１０の模式的側視図である。両図に示すように、積層装置１０は、ターンテーブル１１と、配置手段１２と、作業手段１３と、取出手段１４と、制御手段１５と、バッファ手段１６とを備えている。

ターンテーブル１１は、自身の周方向に沿ってワーク配置部ＰをＮ個（本実施形態では、１２個）具備しており、ワーク配置部Ｐには、所定のワークＷ（本実施形態では、トレイ又は載置台）が配置されるようになっている。また、ターンテーブル１１は、図示しない駆動手段により、間欠回転可能とされている。そして、ターンテーブル１１の間欠回転に伴い、各ワーク配置部Ｐは、投入位置Ｒ１、作業位置Ｒ２〜Ｒ９、空白位置Ｒ１０、取出位置Ｒ１１及び空白位置Ｒ１２の順に回転移動する。

配置手段１２は、所定の投入用搬送手段１２Ａ（例えば、ベルトコンベア等）と、図示しない所定の投入用ワーク移動手段（例えば、ピックアンドプレイス装置等）とを備えている。前記投入用搬送手段１２Ａにより、ターンテーブル１１の前記配置位置Ｒ１側に向けてワークＷが搬送され、前記投入用ワーク移動手段により、搬送されたワークＷが配置位置Ｒ１に位置するワーク配置部Ｐへと配置される。

作業手段１３は、作業位置Ｒ２〜Ｒ９に位置するワークＷに対し、負極箔１、セパレータ２及び正極箔３を配置する装置であり、負極箔載置手段２１、第一セパレータ載置手段２２、正極箔載置手段２３、及び、第二セパレータ載置手段２４をＡ組（本実施形態では、Ａ＝２）備えている。これら手段２１〜２４は、ワークＷ（ワーク配置部Ｐ）の搬送経路に沿ってこの順序で設けられている。そして、負極箔載置手段２１により、ワークＷ又はセパレータ２に対し負極箔１が載置され、第一セパレータ載置手段２２により、負極箔１上にセパレータ２が載置され、正極箔載置手段２３により、セパレータ２上に正極箔３が載置され、第二セパレータ載置手段２４により、正極箔３上にセパレータ２が載置される。

また、作業手段１３においては、ターンテーブル１１が１回転する度（ワーク配置部Ｐが１周する度）に、最大でＡ組の積層部５がワークＷへと積層されることとなる。従って、ワークＷがワーク配置部Ｐに配置されてから、ターンテーブル１１がＸ／Ａ回目（本実施形態では、２０／２＝１０回目）の回転をしている途中で、Ｘ組の積層部５を備えてなる積層体４が完成することとなる。

取出手段１４は、図示しない所定の取出用移動手段（例えば、ピックアンドプレイス装置等）と、所定の取出後搬送手段１４Ａ（例えば、ベルトコンベア等）とを備えている。前記取出用移動手段により、完成した積層体４の載置されたワークＷがターンテーブル１１から取出され、前記取出後搬送手段１４Ａにより、取出されたワークＷとこれに載置された積層体４とがバッファ手段１６を介して所定の後工程の装置（図示せず）に対し搬送される。

後工程の装置においては、積層体４に対しさらに所定の作業が行われる。後工程においては、例えば、積層体４のテープによる仮止め、所定の容器に対する積層体４の挿入、前記容器の封止などが行われる。また、本実施形態では、後工程の装置として、その処理能力Ｃ（ｓｅｃ／１個）を比較的低く抑えたものが用いられている。

処理能力Ｃは、１の積層体４に対し前記作業を行うために要する時間であり、値が小さいほど処理能力は高いといえる。本実施形態において、処理能力Ｃは、ターンテーブル１１からのワークＷ及び積層体４の取出時間間隔の最小値（本実施形態では、１８秒）よりも大きな値とされており、例えば、前記取出時間間隔の平均値と等しい値〔Ｃ＝２０（ｓｅｃ／１個）〕とされている。このように処理能力Ｃを積層体４等の取出時間間隔の最小値よりも大きな値とした場合、後工程の装置における作業中に、ターンテーブル１１から次の積層体４等が取出されるといった事態が生じ得る。そこで、本実施形態では、後工程の装置へと積層体４等を送る前に、積層体４及びワークＷを貯留するためにバッファ手段１６が設けられている。

バッファ手段１６は、後工程の装置に対するワークＷ及び積層体４の搬送経路に設けられており、後工程の装置に対する積層体４等の搬送前に、積層体４等を貯留可能とされている。また、バッファ手段１６は、後工程の生産能力Ｃに対応する時間間隔で（本実施形態では、２０秒ごとに）、後工程の装置へと積層体４等を送り出す。尚、本実施形態では、バッファ手段１６における積層体４等の貯留容量が、１組のワークＷ及び積層体４を貯留できる程度の比較的小さなものとされている。

制御手段１５は、例えば、演算手段としてのＣＰＵや、各種プログラムを記憶するＲＯＭ、演算データや入出力データなどの各種データを一時的に記憶するＲＡＭなどを備えた、いわゆるコンピュータシステムとして構成されている。

制御手段１５は、ターンテーブル１１、配置手段１２、作業手段１３、取出手段１４及びバッファ手段１６とそれぞれ電気的に接続されており、これらとの間で各種データを送受信可能に構成されている。例えば、制御手段１５は、ターンテーブル１１に設けられた図示しないエンコーダからの信号に基づいて、ターンテーブル１１の回転角度を取得可能とされている。

また、制御手段１５は、ターンテーブル１１や配置手段１２、取出手段１４などの各種装置の駆動制御を行う。これらの駆動制御は、制御手段１５のＲＯＭ等に事前に設定された設定データやターンテーブル１１等から受信したデータ等に基づき、ターンテーブル１１等に対し制御信号を出力することにより行われる。例えば、制御手段１５は、ターンテーブル１１へと所定時間ごとに駆動信号を出力することで、ターンテーブル１１を所定時間ごとに所定角度（本実施形態では、３０度）だけ間欠的に回転移動させる。また、制御手段１５は、ターンテーブル１１や前記各手段１２〜１４を制御することで、積層装置１０の生産タクトを調節可能である。

生産タクトとは、ターンテーブル１１が停止してから次に停止するまでの時間であり、作業手段１３により負極箔１やセパレータ２、正極箔３を積層するために時間と、ターンテーブル１１における一度の間欠回転に要する時間との合計時間である。制御手段１５は、例えば、ターンテーブル１１に対する前記駆動信号の出力間隔を調節し、ターンテーブル１１における停止時間を調節すること等により、生産タクトを調節する。本実施形態において、生産タクトはａ秒（本実施形態では、２秒）に設定されている。

さらに、制御手段１５による駆動制御には、ワーク配置部Ｐに対するワークＷの配置タイミングの制御、及び、ワークＷの取出タイミングの制御が含まれている。これらタイミングの制御は、ＲＡＭに記憶された、ターンテーブル１１におけるワークＷの位置情報（ワークＷが前記位置Ｒ１〜Ｒ１２のうちのどこに位置しているかについての情報）、及び、ワークＷに積層された積層部５の組数情報（どのワークＷにどれだけの積層部５が設けられているかについての情報）を有するデータテーブルに基づいて行われる。尚、当該データテーブルは、ターンテーブル１１や作業手段１３から制御手段１５に送られる信号に基づいて更新される。

ワークＷの配置タイミングに関し、制御手段１５は、前記データテーブルに基づいて、基本的には、直前にワークＷを配置したワーク配置部Ｐから、ターンテーブル１１の回転方向後方側に、次述するＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐである予定部位にワークＷを配置するように配置手段１２を制御する。

ここで、ＦＩとあるのは、Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値から１を減算した値（本実施形態では、９）である。例えば、Ｘを１０とし、Ａを１としたとき、ＦＩは９となり、例えば、Ｘ＝２０とし、Ａを３としたとき、ＦＩは６となる。

また、ＦＩは、次の考えから導出されたものである。すなわち、配置手段１２によってあるワーク配置部ＰにワークＷを配置してから、取出手段１４によって前記あるワーク配置部Ｐに配置されたワークＷ（積層体４）を取出すまでに、Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値（この値を「ＦＨ」とする）だけターンテーブル１１を回転させる必要がある。そして、ターンテーブル１１をＦＨ回転させたとき、ワークＷは、ＦＨ×Ｎ回だけ間欠的に回転移動することとなる。換言すれば、積層体４を得るために必要なワークＷの間欠移動回数は、ＦＨ×Ｎ回とほぼ等しいものである。

また、この間欠移動回数ＦＨ×Ｎは、積層体４を得るために必要な時間に対応する。ここで、Ｎ個のワーク配置部Ｐを有するターンテーブル１１を用いて、等時間隔に積層体４を得るためには、ワーク配置部ＰにワークＷを配置してから、前記間欠移動回数ＦＨ×ＮをＮで除算した値、つまり、ＦＨ回だけターンテーブル１１が間欠回転したタイミングで、次のワークＷをワーク配置部Ｐへと配置すればよい。つまり、直前にワークＷを配置したワーク配置部Ｐから、ターンテーブル１１の回転方向後方側に、ＦＨ−１（＝ＦＩ）と同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐ（予定部位）にワークＷを配置すればよい。これを踏まえて、本実施形態では、ワークＷの配置タイミングが、上記のように設定されている。

ところで、基本的には前記予定部位に対しワークＷを順次配置していくこととなるが、ＦＨやＮの値によっては、前記予定部位に既にワークＷが配置されていることがある。そこで、制御手段１５は、前記データテーブルの情報等から前記予定部位にワークＷが既に配置されていることを把握した場合、前記予定部位よりもターンテーブル１１の回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部Ｐである準予定部位におけるワークＷの有無をチェックする。そして、前記準予定部位にワークＷが配置されていない場合、制御手段１５は、配置手段１２を制御し、前記準予定部位へとワークＷを配置させる。

さらに、ワークＷを順次配置していくと、前記予定部位及び前記準予定部位の双方に既にワークＷが配置されていることがある。そこで、制御手段１５は、前記データテーブルの情報等から前記予定部位及び前記準予定部位の双方にワークＷが配置されていることを把握した場合、配置手段１２を制御し、次に投入位置Ｒ１に到達した、ワークＷの配置されていないワーク配置部ＰにワークＷを配置させる。

また、ワークＷの取出タイミングに関し、制御手段１５は、前記データテーブルに基づいて、完成品の積層体４が取出位置Ｒ１１に到達したときに、取出手段１４へと駆動信号を出力し、積層体４の配置されたワークＷを取出させる。尚、本実施形態では、（ＦＨ−１）×ａ（本実施形態では、１８秒）から（ＦＨ＋１）×ａ（本実施形態では、２２秒）までの時間間隔で、ターンテーブル１１からワークＷ及び積層体４が取出されることとなる。

次いで、上記積層装置１０の動作について具体的に説明する。

まず、図４に示すように、ターンテーブル１１の１回転目において、配置手段１２により、配置位置Ｒ１に位置するワーク配置部ＰへとワークＷが配置される。

尚、図４〜１６において併記されている表は、ワークＷの位置及びワークＷに積層された積層部５の組数を示しており、図４〜１６では、理解の容易性を考慮して、Ｗの後に投入順序を示す数値を付している。

積層装置１０の動作説明に戻り、ターンテーブル１１が所定時間毎に間欠回転することで、ワーク配置部Ｐ及びこれに配置されたワークＷは、所定時間ごとに間欠的に移動する（搬送工程に相当する）。例えば、配置位置Ｒ１に位置していたワークＷ１は、図５に示すように、ターンテーブル１１における一度の間欠回転により作業位置Ｒ２へと移動する。

また、ターンテーブル１１の間欠動作間のインターバルにおいて、作業位置Ｒ２〜Ｒ９に位置するワークＷに対し、作業手段１３により、負極箔１、セパレータ２又は正極箔３が配置される（積層工程に相当する）。これにより、例えば、図６に示すように、作業位置Ｒ２から作業位置Ｒ９に至るまでの間に、ワークＷ１には、Ａ組（本実施形態では、２組）の積層部５が積層される。

さらに、基本的には、直前にワークＷを配置したときから、ターンテーブル１１においてＦＨと同数だけ間欠回転が行われる度に、配置位置Ｒ１に位置するワーク配置部Ｐに対し、ワークＷが配置される。つまり、直前にワークＷを配置したワーク配置部Ｐから、ターンテーブル１１の回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐ（予定部位）にワークＷが配置される（配置工程に相当する）。例えば、図７に示すように、直前にワークＷ１を配置したワーク配置部Ｐから、前記回転方向後方側に、ＦＩ（本実施形態では、ＦＩ＝９）と同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部ＰにワークＷ２が配置される。また、例えば、図８に示すように、直前にワークＷ２を配置したワーク配置部Ｐから、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部ＰにワークＷ３が配置される。

但し、上記のように順次ワークＷを投入していくと、既に予定部位にワークＷが配置されていることがある。例えば、図９に示すように、直前にワークＷ６の配置されたワーク配置部Ｐから、ターンテーブル１１の回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐ（予定部位）に対し、既にワークＷ１が配置されていることがある。このような場合、基本的には、前記予定部位よりもターンテーブル１１の回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部Ｐ（準予定部位）にワークＷが配置される。例えば、図１０に示すように、予定部位（ワークＷ１が配置されているワーク配置部Ｐ）よりもターンテーブル１１の回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部Ｐに、ワークＷ７が配置される。

尚、予定部位にワークＷが配置されていない限り、上述の通り、直前にワークＷを配置したワーク配置部Ｐから、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部ＰにワークＷが配置される。従って、例えば、図１１に示すように、ワークＷ８は、直前にワークＷ７を配置したワーク配置部Ｐから、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐ（予定部位）に配置される。また、例えば、図１２に示すように、ワークＷ１２は、直前にワークＷ１１を配置したワーク配置部Ｐから、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐ（予定部位）に配置される。

そして、ターンテーブル１１が繰り返し回転し、最終的にＸ組（本実施形態では、Ｘ＝２０）の積層部５の設けられた（完成品の積層体４が載置された）ワークＷが前記取出位置Ｒ１１に位置すると、前記取出手段１４により、積層体４及びワークＷが取出される（取出工程に相当する）。例えば、図１３，１４に示すように、ターンテーブル１１のＦＨ回転目（本実施形態では、ＦＨ＝１０）において、Ｘ組（本実施形態では、Ｘ＝２０）の積層部５の設けられたワークＷ１が取出位置Ｒ１１に搬送されると、取出手段１４によって、ワークＷ１及びこれに設けられた積層体４が取出される。取出されたワークＷ及び積層体４は、バッファ手段１６を介して後工程の装置に送られる。

ところで、上記のようにワークＷを投入していくと、前記予定部位だけでなく、前記準予定部位にもワークＷが既に配置されていることがある。例えば、図１５に示すように、直前にワークＷ１２の配置されたワーク配置部Ｐから、ターンテーブル１１の回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部Ｐを空けたワーク配置部Ｐ（予定部位）に、既にワークＷ７が配置され、さらに、予定部位よりもターンテーブル１１の回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部Ｐ（準予定部位）に、既にワークＷ２が配置されていることがある。このような場合、次に投入位置Ｒ１に到達した、ワークＷの配置されていないワーク配置部ＰにワークＷが配置される。例えば、図１６に示すように、ワークＷ１が取出され、空き状態となったワーク配置部Ｐが投入位置Ｒ１に到達したときに、この空き状態のワーク配置部ＰへとワークＷ１３が配置される。

以降、搬送工程、積層工程、配置工程、及び、取出工程がそれぞれ適切なタイミングで行われることにより、図１７に示すように、ワークＷの配置間隔（本実施形態では、１８〜２２秒）と同じ時間間隔で積層体４が得られる。

尚、取出されたワークＷ及び積層体４のうちの一部は、バッファ手段１６に一時的に貯留された後、所定のタイミングで、後工程の装置へと送られる。例えば、ワークＷ６等を取出してから次のワークＷ７等を取出すまでの間隔は、ワークＷ１〜Ｗ６の取出間隔（本実施形態では、２０秒）よりも生産タクトａ（本実施形態では、２秒）の分だけ小さくなり、処理能力Ｃ（本実施形態では、２０ｓｅｃ／個）よりも小さくなる。そのため、ワークＷ７やこれに載置された積層体４は、バッファ手段１６において一時的に貯留された後、所定のタイミングで後工程の装置に送られる。また、ワークＷ８〜Ｗ１２及びこれに載置された積層体４も同様に、バッファ手段１６において一時的に貯留された後、後工程の装置に送られる。但し、バッファ手段１６に貯留されるワークＷ及び積層体４は、１組のみとなる。

また、本実施形態では、例えば、ワークＷ１２を取出してからワークＷ１３を取出すまでの間隔は、ワークＷ７〜Ｗ１２の取出間隔（本実施形態では、２０秒）よりも生産タクトａの分だけ大きくなる（本実施形態では、２２秒となる）。そのため、結果的に、バッファ手段１６におけるワークＷ及び積層体４の貯留は解消されることとなり、以降においては、バッファ手段１６に積層体４等が貯留されているときと、全く貯留されていないときとが交互に発生することとなる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、積層体４をほぼ等間隔に得ることができ、後工程の装置側に対し積層体４をほぼ等間隔で送ることができる。従って、後工程の装置における負荷の変動を効果的に抑制することができる。これにより、後工程の装置において必要な処理能力は、変動のピーク時に合わせたとしてもさほど高いものとはならず、後工程の装置に係る設備コストの増大を抑制することができる。また、後工程の装置をほぼ常時動作させることができるため、良好な生産効率を得ることができる。

さらに、バッファ手段１６が設けられているため、後工程の装置に対し積層体４を等間隔で送ることができる。従って、後工程の装置における負荷の変動を一層効果的に抑制することができる。その結果、後工程の装置において必要な処理能力をより低く抑えることができ、後工程の装置に係る設備コストの増大をより抑制することができる。また、後工程の装置の動作停止をより一層生じにくくすることができ、さらに良好な生産効率を得ることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態における、ターンテーブル１１の１回転あたりに積層可能な積層部５の最大組数Ａ、積層体４に設けられる積層部５の組数Ｘ、及び、ワーク配置部Ｐの数Ｎの各数値は、あくまで例示されたものであって、組数Ａ，Ｘ及び数Ｎは特に限定されるものではない。但し、組数Ａ，Ｘ及び数Ｎは、ＮとＦＨとの最大公約数がより小さな数（好ましくは、３、より好ましくは２、最も好ましくは１）となる値であることが好ましい。前記最大公約数が小さいほど、前記予定部位にワークＷが既に配置されているという事態が生じにくく、積層体４の生産間隔のバラツキを抑制することができる。

（ｂ）上記実施形態における積層装置１０の生産タクトａは例示であり、適宜変更可能である。但し、過度に多くの積層体４等がバッファ手段１６に貯留されてしまうことを防止すべく、Ｃ≦ＦＨ×ａを満たすように生産タクトａを設定することが好ましい。

（ｃ）上記実施形態において、積層体４は、下から順に負極箔１、セパレータ２、正極箔３、セパレータ２がこの順序で繰り返し積み上げられるようにして積層されているが、正極箔３が最下層に位置し、その上にセパレータ２、負極箔１、セパレータ２、・・・の順で積層されていてもよい。また、セパレータ２が最下層に位置していてもよい。

（ｄ）負極箔１、正極箔３及びセパレータ２の材質や形状等は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、セパレータ２が不織布により構成されているが、これに限らず、例えば電気絶縁性の多孔質樹脂フィルムにより形成された構成としてもよい。また、正極活物質として、例えば、ニッケル酸リチウムやマンガン酸リチウム等、他のリチウム含有金属酸化物等を用いることとしてもよく、負極活物質として、例えば、炭素質材料等を用いることとしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、積層装置１０により積層電池に係る積層体４が製造される構成となっているが、これに限らず、例えば積層装置１０によって、リチウムイオンキャパシタや電解コンデンサ等に係る積層体を製造する構成としてもよい。

（ｆ）ターンテーブル１１が１回転する度に積層される積層部５の組数は、特に限定されるものではない。例えば、ターンテーブル１１が１回転する度に積層部５が１組又は３組以上積層されるように構成してもよい。

（ｇ）上記実施形態において、取出手段１４により取出された積層体４等は、取出後搬送手段１４Ａを介してバッファ手段１６へと送られているが、取出後搬送手段１４Ａを省略し、取出手段１４によって取出された積層体４等がバッファ手段１６へと直接送られるように構成してもよい。

（ｈ）上記実施形態では、バッファ手段１６が設けられているが、後工程の装置における処理能力Ｃによっては（例えば、処理能力Ｃが積層体４等の取出時間間隔の最小値以下であるときには）、バッファ手段１６を設けないといった構成も採用可能である。

１…負極箔、２…セパレータ、３…正極箔、４…積層体、５…積層部、１０…積層装置、１１…ターンテーブル、１２…配置手段、１３…作業手段、１４…取出手段、１６…バッファ手段。

Claims (4)

1. 正極活物質の塗布された正極箔と、負極活物質の塗布された負極箔とが、絶縁性素材よりなるセパレータを介して交互に積層され、前記正極箔、前記負極箔及び２枚の前記セパレータからなる１組の積層部を所定の組数備えてなる積層体を製造するための積層装置であって、
   所定のワークを配置可能なワーク配置部を周方向に沿って複数具備するとともに、所定の投入位置、所定の作業位置、及び、所定の取出位置の順に前記ワーク配置部を間欠的に回転移動させるターンテーブルと、
   前記投入位置に位置する前記ワーク配置部に対し、前記ワークを配置する配置手段と、
   前記作業位置に位置する前記ワークに対し、前記正極箔、前記負極箔又は前記セパレータを配置し、前記ターンテーブルが１回転する度に、１組又は複数組の前記積層部を積層する作業手段と、
   前記取出位置に位置するとともに、前記所定の組数の前記積層部が設けられた前記ワークを取出す取出手段と、
   少なくとも前記配置手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記作業手段による、前記ターンテーブルの１回転あたりに積層可能な前記積層部の最大組数をＡとし、
   前記積層体に設けられる前記積層部の組数をＸとし、
   Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値から１を減算した値をＦＩとしたとき、
   前記制御手段は、
   前記配置手段が、
   直前に前記ワークを配置したワーク配置部から、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部を空けたワーク配置部である予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記予定部位に前記ワークを配置し、
   前記予定部位に前記ワークが配置されている場合であって、前記予定部位よりも前記回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部である準予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記準予定部位に前記ワークを配置し、
   前記予定部位及び前記準予定部位の双方に前記ワークが配置されている場合には、次に前記投入位置に到達した、前記ワークの配置されていないワーク配置部に前記ワークを配置するよう制御することを特徴とする積層装置。
2. 前記取出手段により取出された前記ワーク及びこれに載置された前記積層体は、所定の後工程の装置へと搬送されるように構成されており、
   前記後工程の装置に対する前記ワーク及び前記積層体の搬送前に、前記ワーク及び前記積層体を一時的に貯留可能なバッファ手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層装置。
3. 正極活物質の塗布された正極箔と、負極活物質の塗布された負極箔とが、絶縁性素材よりなるセパレータを介して交互に積層され、前記正極箔、前記負極箔及び２枚の前記セパレータからなる１組の積層部を所定の組数備えてなる積層体の製造方法であって、
   周方向に並ぶ複数のワーク配置部を、所定の投入位置、所定の作業位置、及び、所定の取出位置の順に間欠的に回転移動させる搬送工程と、
   前記投入位置に位置する前記ワーク配置部に対し、所定のワークを配置する配置工程と、
   前記作業位置に位置する前記ワークに対し、前記正極箔、前記負極箔又は前記セパレータを配置し、前記ワーク配置部が１周する度に、１組又は複数組の前記積層部を積層する積層工程と、
   前記取出位置に位置するとともに、前記所定の組数の前記積層部が設けられた前記ワークを取出す取出工程とを含み、
   前記積層工程において、前記ワーク配置部の１周あたりに積層可能な前記積層部の最大組数をＡとし、
   前記積層体に設けられる前記積層部の組数をＸとし、
   Ｘ／Ａを小数点以下で切り上げた値から１を減算した値をＦＩとしたとき、
   前記配置工程においては、
   直前に前記ワークを配置したワーク配置部から、前記回転方向後方側に、ＦＩと同数のワーク配置部を空けたワーク配置部である予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記予定部位に前記ワークが配置され、
   前記予定部位に前記ワークが配置されている場合であって、前記予定部位よりも前記回転方向前方側に１つ隣りのワーク配置部である準予定部位に前記ワークが配置されていない場合には、前記準予定部位に前記ワークが配置され、
   前記予定部位及び前記準予定部位の双方に前記ワークが配置されている場合には、次に前記投入位置に到達した、前記ワークの配置されていないワーク配置部に前記ワークが配置されることを特徴とする積層体の製造方法。
4. 前記取出工程において取出された前記ワーク及びこれに載置された前記積層体は、所定の後工程の装置へと搬送されるように構成されており、
   前記後工程の装置に対する前記ワーク及び前記積層体の搬送前に、前記ワーク及び前記積層体を一時的に貯留可能とされていることを特徴とする請求項３に記載の積層体の製造方法。

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