JP6615028B2

JP6615028B2 - 塗布装置

Info

Publication number: JP6615028B2
Application number: JP2016063880A
Authority: JP
Inventors: 俊介天貝; 紘一佐藤; 勇介服部
Original assignee: Envision AESC Japan Ltd
Current assignee: Envision AESC Japan Ltd
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: JP2017176923A

Description

本発明は、塗布装置に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば、ホットメルト接着剤など接着剤の塗布装置に関する。

近年、自動車産業の分野において、二次電池の需要が増大しており、特に小型・薄型化や、高容量化などが要求されている。その中でも、リチウムイオン二次電池については、そのエネルギー密度の高さなどから、電動車両に好適に用いられる。

一般に、リチウムイオン二次電池の製造工程においては、リチウムイオン二次電池を構成する電池セルを積層して、ケースに詰めるモジュール工程がある。このモジュール工程においては、電池セル間や電池セルとケースとの間の位置ずれを防止するために、それぞれの間にホットメルト接着剤を配置する工程がある。

このホットメルト接着剤の塗布に際しては、被塗布物の形態に応じて接着剤の線径や塗工形態を最適化することができる接着剤の塗工装置が用いられていた。この塗工装置は、吐出口から所定の周期を有する吐出軌道で接着剤を糸状に吐出する接着剤の吐出手段と、吐出手段から吐出された接着剤に気体を噴射する気体の噴射手段とを備えている。そして、この塗工装置は、吐出口を囲むようにその吐出方向に旋風を生じさせる噴射口を有しており、接着剤を螺旋状に旋回する吐出軌道で吐出するようになしている（特許文献１参照。）。

特開２００３−１６４７８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された塗工装置においては、複数の吐出手段を並列配置した場合に、ホットメルト接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散してしまうという問題点があった。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止し得る塗布装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。その結果、複数のヘッドを備えた所定の塗布装置において、各ヘッドのうち加圧空気の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔を、各ヘッドのうち加圧空気の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔よりも狭い構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の塗布装置は、並列型ヘッドと、接着剤供給装置と、加圧空気供給装置とを具備するものである。そして、並列型ヘッドは、相対的に移動する被塗布物に向けて、接着剤を糸状に吐出するとともに、接着剤に作用する加圧空気を噴射して、接着剤の吐出軌道を螺旋状にする複数のヘッドを備えている。また、複数のヘッドは、被塗布物の相対的な移動方向に直交する方向に並列配置されている。さらに、接着剤供給装置は、並列型ヘッドに接着剤供給管を介して接続されている。そして、加圧空気供給装置は、並列型ヘッドに加圧空気供給管を介して接続されている。また、並列型ヘッドは、接着剤供給管に接続された接着剤供給路と、加圧空気供給管に接続された加圧空気供給路とを備えている。さらに、接着剤供給路は、先端に複数の接着剤吐出口を有し、かつ、先端側に接着剤吐出口と連通する接着剤分岐供給路を有する。そして、接着剤吐出口及び接着剤分岐供給路は、各ヘッドに配置されている。また、加圧空気供給路は、先端に複数の加圧空気噴射口を有し、かつ、先端側に加圧空気噴射口と連通する加圧空気分岐供給路を有する。さらに、複数の加圧空気噴射口及び加圧空気分岐供給路は、各ヘッドに配置されている。そして、各ヘッドの下面側において、複数の加圧空気噴射口は、接着剤吐出口を中心とした同一円周上に配置されている。また、各ヘッドのうち加圧空気供給管と加圧空気供給路との接続部と複数の加圧空気噴射口との間の加圧空気の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔が、各ヘッドのうち加圧空気供給管と加圧空気供給路との接続部と複数の加圧空気噴射口との間の加圧空気の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔よりも狭い。

本発明によれば、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止し得る塗布装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の模式的な斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置に適用可能な飛散抑制板の模式的な斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置における並列型ヘッドの模式的な下面図である。図４は、図３に示した並列型ヘッドのＩＶ−ＩＶ線に沿った模式的な断面図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置における加圧空気供給装置と接着剤供給装置の動作を示すタイムチャートである。図６は、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置における並列型ヘッドの模式的な下面図である。図７は、図６に示した並列型ヘッドのＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った模式的な断面図である。図８は、本発明の第３の実施形態に係る塗布装置における並列型ヘッドの模式的な下面図である。図９は、図８に示した並列型ヘッドのＩＸ−ＩＸ線に沿った模式的な断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る塗布装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置について詳細に説明する。図１は、本実施形態の塗布装置の模式的な斜視図である。なお、図中においては、被塗布物として電池セルを示している。また、図２は、本実施形態の塗布装置に必要に応じて適用可能な飛散抑制板の模式的な斜視図である。さらに、図３は、本実施形態の塗布装置における並列型ヘッドの模式的な下面図である。また、図４は、図３に示した並列型ヘッドのＩＶ−ＩＶ線に沿った模式的な断面図である。さらに、図５は、本実施形態の塗布装置における加圧空気供給装置と接着剤供給装置の動作を示すタイムチャートである。

図１に示すように、塗布装置１は、並列型ヘッド１０と、接着剤供給装置２０と、加圧空気供給装置４０とを具備するものである。

また、並列型ヘッド１０は、相対的に移動する被塗布物Ａに向けて、接着剤Ｂを糸状に吐出するとともに、詳しくは後述する接着剤Ｂに作用する加圧空気を噴射して、接着剤Ｂの吐出軌道を螺旋状にする複数のヘッド１１を備えている。

さらに、複数のヘッド１１は、被塗布物Ａの相対的な移動方向（図中矢印Ｘで示す。）に直交する方向（図中矢印Ｙで示す。）に並列配置されている。

なお、図示した塗布装置においては、被塗布物Ａが、パレット６０Ａ上に配置され、パレット６０Ａはコンベアベルト６０Ｂ上に配置されている。そして、コンベアローラ６０Ｃが図中矢印Ｚで示す方向に回転することによって、パレット６０Ａ上の被塗布物Ａは図中矢印Ｘで示す方向に移動する。これにより、被塗布物Ａに対して接着剤Ｂを順次塗布することができる。

また、接着剤供給装置２０は、並列型ヘッド１０に接着剤供給管２０Ａを介して接続されている。そして、接着剤供給装置２０は、接着剤供給管２０Ａを介して並列型ヘッド１０に接着剤Ｂを供給する。なお、図示した塗布装置においては、接着剤供給管が１つ設けられているが、接着剤供給管が設けられる数は、１つに限定されるものではない。

さらに、加圧空気供給装置４０は、並列型ヘッド１０に加圧空気供給管４０Ａを介して接続されている。そして、加圧空気供給装置４０は、加圧空気供給管４０Ａを介して並列型ヘッド１０に詳しくは後述する加圧空気を供給する。なお、図示した塗布装置においては、加圧空気供給管が１つ設けられているが、接着剤供給管が設けられる数は、１つに限定されるものではない。

なお、図示した塗布装置においては適用していないが、図２に示すような飛散抑制板１６を被塗布物Ａと並列型ヘッド１０との間に配置することができる。また、飛散抑制板１６は、特に限定されるものではないが、例えば、並列型ヘッド１０から吐出される接着剤Ｂが、飛散抑制板１６の開口部１６ａを通過するように並列型ヘッド１０に固定してもよい。さらに、飛散抑制板としては、例えば、アクリル板などを適用することができる。

そして、図３及び図４に示すように、並列型ヘッド１０は、接着剤供給管２０Ａに接続された接着剤供給路１２と、加圧空気供給管４０Ａに接続された加圧空気供給路１４とを備えている。そして、並列型ヘッド１０において、接着剤供給路１２は、接着剤Ｂをその先端側に供給し、加圧空気供給路１４は、加圧空気Ｃをその先端側に供給する。

また、接着剤供給路１２は、先端に複数の接着剤吐出口１２ａを有し、かつ、先端側に接着剤吐出口１２ａと連通する接着剤分岐供給路１２Ａを有する。接着剤吐出口１２ａ及び接着剤分岐供給路１２Ａは、各ヘッド１１に配置されている。そして、並列型ヘッド１０において、接着剤供給路１２は、接着剤分岐供給路１２Ａを介して、接着剤吐出口１２ａに接着剤Ｂを供給し、接着剤吐出口１２ａは、被塗布物Ａに向けて接着剤Ｂを吐出する。なお、図示した塗布装置においては、接着剤分岐供給路１２Ａが４つ設けられているが、接着剤分岐供給路１２Ａが設けられる数は、４つに限定されるものではない。

さらに、加圧空気供給路１４は、先端に複数の加圧空気噴射口１４ａを有し、かつ、先端側に加圧空気噴射口１４ａと連通する加圧空気分岐供給路１４Ａを有する。複数の加圧空気噴射口１４ａ及び加圧空気分岐供給路１４Ａは、各ヘッド１１に配置されている。また、各ヘッド１１の下面１１ａ側において、複数の加圧空気噴射口１４ａは、接着剤吐出口１２ａを中心とした同一円周上に配置されている。そして、並列型ヘッド１０において、加圧空気供給路１４は、加圧空気分岐供給路１４Ａを介して、加圧空気噴射口１４ａに加圧空気Ｃを供給し、加圧空気噴射口１４ａは、接着剤Ｂに作用する加圧空気Ｃを噴射する。つまり、加圧空気噴射口１４ａは、被塗布物Ａ側から見て、反時計回りとなるように加圧空気Ｃを吐出する。これにより、接着剤Ｂの吐出軌道が時計回りの螺旋状になる。なお、図示した塗布装置においては、加圧空気分岐供給路１４Ａが各ヘッド１１に４つずつ設けられているが、加圧空気分岐供給路１４Ａが設けられる数は、各ヘッド１１に４つずつに限定されるものではない。例えば、４つずつ設ける場合には、正方形の頂点に設ければよく、例えば、６つずつ設ける場合には、正六角形の頂点に設ければよい。

そして、各ヘッド１１のうち加圧空気供給管４０Ａと加圧空気供給路１４との接続部１４ｂと複数の加圧空気噴射口１４ａとの間の加圧空気Ｃの流路距離が相対的に短いヘッド（図中においては、内側の２つである。）１１における加圧空気噴射口１４ａと接着剤吐出口１２ａとの間隔ｄ_１が、各ヘッド１１のうち加圧空気供給管４０Ａと加圧空気供給路１４との接続部１４ｂと複数の加圧空気噴射口１４ａとの間の加圧空気Ｃの流路距離が相対的に長いヘッド（図中においては、外側の２つである。）１１における加圧空気噴射口１４ａと接着剤吐出口１２ａとの間隔ｄ_２よりも狭い。

所定の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔を、所定の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔より狭くすることによって、空気の噴射圧力が大きいヘッドにおける接着剤の広がりを抑制することができる。つまり、各ヘッドから吐出される接着剤の塗布面積をほぼ同じにすることができる。その結果、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができる。また、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができるため、周辺設備の異常による停止を抑制ないし防止することができる。その結果、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態においては、接着剤供給装置２０が接着剤Ｂの供給を停止すると同時に加圧空気供給装置４０が加圧空気Ｃの供給を停止することが好ましい。

図５に示すように、接着剤の供給を開始するに当たり、まず、加圧空気の供給を開始する（ｔ_１）。次いで、接着剤の供給を開始する（ｔ_２）。しかる後、接着剤の供給を停止すると同時に加圧空気Ｃの供給を停止する（ｔ_３）。このように、接着剤の供給と加圧空気の供給を同時に停止することにより、接着剤分岐供給路に残留する接着剤の飛散を抑制することができる。また、従来、加圧空気の供給の停止は、接着剤の供給の停止後に行っていたため、接着剤の供給と加圧空気の供給を同時に停止することにより、加圧空気を供給するたに必要な消費エネルギーを低減することができるという副次的な効果が得られる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る塗布装置について詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る塗布装置における並列型ヘッドの模式的な下面図である。図７は、図６に示した並列型ヘッドのＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った模式的な断面図である。なお、本実施形態においては、第１の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、図示しない他の構成は、第１の実施形態と同一であるため詳細な説明を省略する。

図６及び図７に示すように、本実施形態の塗布装置においては、各ヘッド１１のうち加圧空気供給管４０Ａと加圧空気供給路１４との接続部１４ｂと複数の加圧空気噴射口１４ａとの間の加圧空気Ｃの流路距離が相対的に短いヘッド（図中においては、内側の２つである。）１１における加圧空気噴射口１４ａの口径Ｄ_１が、各ヘッド１１のうち加圧空気供給管４０Ａと加圧空気供給路１４との接続部１４ｂと複数の加圧空気噴射口１４ａとの間の加圧空気Ｃの流路距離が相対的に長いヘッド（図中においては、外側の２つである。）１１における加圧空気噴射口１４ａの口径Ｄ_２より小さい。

所定の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔を、所定の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔より狭くし、かつ、所定の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口の口径を、所定の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口の口径より小さくすることによって、空気の噴射圧力が大きいヘッドにおける接着剤の広がりをより抑制することができる。つまり、各ヘッドから吐出される接着剤の塗布面積をほぼ同じにすることができる。その結果、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができる。また、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができるため、周辺設備の異常による停止を抑制ないし防止することができる。その結果、生産性を向上させることができる。

また、接着剤分岐供給路に残留する接着剤の飛散をより抑制することができるという観点から、本実施形態においても、接着剤供給装置が接着剤の供給を停止すると同時に加圧空気供給装置が加圧空気の供給を停止することが好ましい。また、従来、加圧空気の供給の停止は、接着剤の供給の停止後に行っていたため、接着剤の供給と加圧空気の供給を同時に停止することにより、加圧空気を供給するたに必要な消費エネルギーを低減することができるという副次的な効果も得られる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る塗布装置について詳細に説明する。図８は、本実施形態の塗布装置における並列型ヘッドの模式的な下面図である。図９は、図８に示した並列型ヘッドのＩＸ−ＩＸ線に沿った模式的な断面図である。なお、本実施形態においては、第１又は第２の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、図示しない他の構成は、第１又は第２の実施形態と同一であるため詳細な説明を省略する。

図８及び図９に示すように、本実施形態の塗布装置においては、各ヘッド１１のうち加圧空気供給管４０Ａと加圧空気供給路１４との接続部１４ｂと複数の加圧空気噴射口１４ａとの間の加圧空気Ｃの流路距離が相対的に短いヘッド（図中においては、内側の２つである。）１１における加圧空気分岐供給路１４Ａの供給路径Ｄ_１１が、各ヘッド１１のうち加圧空気供給管４０Ａと加圧空気供給路１４との接続部１４ｂと複数の加圧空気噴射口１４ａとの間の加圧空気Ｃの流路距離が相対的に長いヘッド（図中においては、外側の２つである。）１１における加圧空気分岐供給路１４Ａの供給路径Ｄ_２１より小さい。

所定の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔を、所定の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口と接着剤吐出口との間隔より狭くし、かつ、所定の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気分岐供給路の供給路径を、所定の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気分岐供給路の供給路径より小さくすることによって、空気の噴射圧力が大きいヘッドにおける接着剤の広がりをより抑制することができる。つまり、各ヘッドから吐出される接着剤の塗布面積をほぼ同じにすることができる。その結果、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができる。また、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができるため、周辺設備の異常による停止を抑制ないし防止することができる。その結果、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態においても、所定の流路距離が相対的に短いヘッドにおける加圧空気噴射口の口径を、所定の流路距離が相対的に長いヘッドにおける加圧空気噴射口の口径より小さくすることが好ましい。これにより、空気の噴射圧力が大きいヘッドにおける接着剤の広がりをさらに抑制することができる。つまり、各ヘッドから吐出される接着剤の塗布面積をほぼ同じにすることができる。その結果、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができる。また、ホットメルト接着剤などの接着剤が所期の塗布範囲の外に飛散することを抑制ないし防止することができるため、周辺設備の異常による停止を抑制ないし防止することができる。その結果、生産性を向上させることができる。

さらに、接着剤分岐供給路に残留する接着剤の飛散をより抑制することができるという観点から、本実施形態においても、接着剤供給装置が接着剤の供給を停止すると同時に加圧空気供給装置が加圧空気の供給を停止することが好ましい。また、従来、加圧空気の供給の停止は、接着剤の供給の停止後に行っていたため、接着剤の供給と加圧空気の供給を同時に停止することにより、加圧空気を供給するたに必要な消費エネルギーを低減することができるという副次的な効果も得られる。

以上、本発明を若干の実施形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１塗布装置
１０並列型ヘッド
１１ヘッド
１２接着剤供給路
１２Ａ接着剤分岐供給路
１２ａ接着剤吐出口
１４加圧空気供給路
１４Ａ加圧空気分岐供給路
１４ａ加圧空気噴射口
１４ｂ接続部
１６飛散抑制板
１６ａ開口部
２０接着剤供給装置
２０Ａ接着剤供給管
４０加圧空気供給装置
４０Ａ加圧空気供給管
６０Ａパレット
６０Ｂコンベアベルト
６０Ｃコンベアローラ
Ａ被塗布物
Ｂ接着剤
Ｃ加圧空気
Ｄ_１，Ｄ_２口径
Ｄ_１１，Ｄ_２１供給路径
ｄ_１、ｄ_２間隔

Claims

相対的に移動する被塗布物に向けて、接着剤を糸状に吐出するとともに、前記接着剤に作用する加圧空気を噴射して、前記接着剤の吐出軌道を螺旋状にする複数のヘッドを備え、前記複数のヘッドが、前記被塗布物の相対的な移動方向に直交する方向に並列配置された並列型ヘッドと、
前記並列型ヘッドに接着剤供給管を介して接続された接着剤供給装置と、
前記並列型ヘッドに加圧空気供給管を介して接続された加圧空気供給装置と、を具備し、
前記並列型ヘッドが、前記接着剤供給管に接続された接着剤供給路と、前記加圧空気供給管に接続された加圧空気供給路と、を備え、
前記接着剤供給路が、先端に複数の接着剤吐出口を有し、かつ、先端側に前記接着剤吐出口と連通する接着剤分岐供給路を有し、
前記接着剤吐出口及び前記接着剤分岐供給路が、前記各ヘッドに配置されており、
前記加圧空気供給路が、先端に複数の加圧空気噴射口を有し、かつ、先端側に前記加圧空気噴射口と連通する加圧空気分岐供給路を有し、
前記複数の加圧空気噴射口及び前記加圧空気分岐供給路が、前記各ヘッドに配置されており、
前記各ヘッドの下面側において、前記複数の加圧空気噴射口が、前記接着剤吐出口を中心とした同一円周上に配置されており、
前記各ヘッドのうち前記加圧空気供給管と前記加圧空気供給路との接続部と前記複数の加圧空気噴射口との間の前記加圧空気の流路距離が相対的に短い前記ヘッドにおける前記加圧空気噴射口と前記接着剤吐出口との間隔が、前記各ヘッドのうち前記加圧空気供給管と前記加圧空気供給路との接続部と前記複数の加圧空気噴射口との間の前記加圧空気の前記流路距離が相対的に長い前記ヘッドにおける前記加圧空気噴射口と前記接着剤吐出口との前記間隔よりも狭い
ことを特徴とする塗布装置。
前記各ヘッドのうち前記加圧空気供給管と前記加圧空気供給路との接続部と前記複数の加圧空気噴射口との間の前記加圧空気の前記流路距離が相対的に短い前記ヘッドにおける前記加圧空気噴射口の口径が、前記各ヘッドのうち前記加圧空気供給管と前記加圧空気供給路との接続部と前記複数の加圧空気噴射口との間の前記加圧空気の前記流路距離が相対的に長い前記ヘッドにおける前記加圧空気噴射口の前記口径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
前記各ヘッドのうち前記加圧空気供給管と前記加圧空気供給路との接続部と前記複数の加圧空気噴射口との間の前記加圧空気の前記流路距離が相対的に短い前記ヘッドにおける前記加圧空気分岐供給路の供給路径が、前記各ヘッドのうち前記加圧空気供給管と前記加圧空気供給路との接続部と前記複数の加圧空気噴射口との間の前記加圧空気の前記流路距離が相対的に長い前記ヘッドにおける前記加圧空気分岐供給路の前記供給路径より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
前記接着剤供給装置が前記接着剤の供給を停止すると同時に前記加圧空気供給装置が前記加圧空気の供給を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の塗布装置。