JP6619683B2 - シート積層治具、積層製品の製造方法、及びシート状二次電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のシート間に部品が挿入された積層製品を製造する技術に関する。

特許文献１には、正極箔と、負極箔と、セパレータとを交互に積層する積層装置が開示されている。特許文献１の積層装置は、積層台と、積層台に正極箔、負極箔、及びセパレータなどのシート体を吸着搬送する搬送装置と、シート体を保持する保持機構を備えている。

特開２０１４−７８４６４号公報

特許文献１では、搬送装置により、正極箔、負極箔、セパレータを積層装置に搬送している。例えば、セパレータ積層工程では、搬送装置がセパレータを積層装置まで搬送する。そして、保持機構を退避位置に移動して、セパレータが積層される。セパレータ積層工程が終わり、負極箔積層工程になると、搬送装置が負極箔を吸着保持して、積層装置に搬送する。そして、保持機構を退避位置に移動して、負極箔が積層される。

しかしながら、特許文献１では、積層工程毎に、搬送装置がシート体を搬送する必要が生じてしまうという問題がある。すなわち、１枚毎に、シート体をピック＆プレース作業が必要となり、製造時間が長くなってしまう。特に積層枚数が多いほど、搬送に必要な合計時間が長くなり、生産性が低下してしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、積層された複数のシート間に部品が配置された積層製品を簡便に製造することができる技術を提供することを目的とする。

本実施形態の一態様に係るシート積層治具は、積層された複数のシート間に部品が配置された積層製品を製造するためのシート積層治具であって、ステージと、複数のシートを保持するシート保持側面を有し、前記シート保持側面が前記ステージ上のワークスペースに向かうように前記ステージの上に配置されたシート保持部と、複数の部品を保持する部品保持側面を有し、前記部品保持側面が前記ワークスペースを介して前記シート保持側面と対向配置されるように、前記ステージの上に配置された部品保持部と、前記複数のシートを前記シート保持側面に沿って保持するシート保持ガイドと、前記複数の部品を前記部品保持側面に沿って保持する部品保持ガイドと、前記シート保持部に設けられ、前記複数のシートの端部において、前記複数のシート間に隙間を生じさせる磁力を発生させる磁気回路と、を備えたものである。
ものである。

上記のシート積層治具において、前記シート保持側面に沿った前記複数のシートの内の一枚のシートを前記ワークスペースに向けて倒すよう、前記磁気回路の磁力によって前記複数のシート間に隙間が生じた状態で、前記一枚のシートを把持するシート把持部材をさらに備えていてもよい。

上記のシート積層治具において、前記磁気回路は、第１の方向に並んで配置された複数の磁石であって、隣り合う磁石の同極同士が向かうように配置された複数の磁石と、前記各磁石の両端側に配置された第１継鉄と、前記各第１継鉄に対応する位置に配置された非磁性材と、前記磁石に対応する位置に配置された第２継鉄と、を有していてもよい。

上記のシート積層治具において、前記複数の磁石が永久磁石であり、前記第２継鉄と前記非磁性材とが前記第１の方向に移動可能に設けられていてもよい。

上記のシート積層治具において、前記第１の方向が前記シート保持側面に沿った方向であり、３つ以上の前記永久磁石が前記第１の方向に並んで配置されており、前記第１の方向において、前記シート保持側面の一端部に配置された前記永久磁石の磁力より、前記シート保持側面の中央部分、及び前記シート保持側面の他端部に配置された前記永久磁石の磁力が弱くなっていてもよい。

上記のシート積層治具において、前記複数の磁石が電磁石であってもよい。

上記のシート積層治具において、３つ以上の前記電磁石が前記第１の方向に並んで配置されており、前記第１の方向が前記シート保持側面に沿った方向であり、前記第１の方向において、前記シート保持側面の端部に配置された前記電磁石の磁力より、前記前記シート保持側面の中央部分、及び前記シート保持側面の他端部に配置された前記電磁石の磁力の方が弱くなるように、前記電磁石に電流を流すようにしてもよい。

上記のシート積層治具において、前記部品保持側面に沿った保持された前記複数の部品と、前記部品保持側面との間に挿入される部品めくり部材をさらに備え、前記部品めくり部材の挿入方向に沿って、前記複数の部品が並んで配置されており、前記部品めくり部材が前記複数の部品の中からを部品を１つずつ前記ワークスペースに向けて倒していくようにしてもよい。請求項１〜７のいずれか１項に記載のシート積層治具。

上記のシート積層治具において、前記磁気回路は、永久磁石と、前記永久磁石の一端部側に配置された第１継鉄と、他端部側に配置された第２継鉄と、前記永久磁石の上端部側に配置された第１非磁性体と、下端部側に配置された第２非磁性体と、を有していてもよい。

上記のシート積層治具において、前記永久磁石は、前記シート保持側面の第１の方向に沿った回転軸を中心として回転可能であるようにしてもよい。

本実施形態の一態様に係る製造方法は、上記のシート積層治具を用いて、積層製品を製造する製造方法であって、前記ステージの上に、前記シート保持部と前記複数のシートとを設置する工程と、前記ワークスペースに配置された前記複数のシートを持ち上げることで、前記複数のシートを前記シート保持側面に沿って保持する工程と、前記ステージの上に、前記部品保持部と前記複数の部品とを設置する工程と、前記ワークスペースに配置された前記複数の部品を持ち上げることで、前記複数の部品を前記部品保持側面に沿って保持する工程と、前記磁気回路を用いて、前記複数のシートの端部において、前記複数のシート間に隙間を生じさせる工程と、前記複数のシート間に隙間を生じさせた状態で前記ワークスペースに向けて、前記複数のシートのうちの最表面のシートを倒した後、前記最表面のシートの上に前記複数の部品の内の１つ以上の部品を倒す工程と、を備えたものである。

本実施形態の一態様に係る製造方法は、上記のシート積層治具を用いて、積層製品を製造する製造方法であって、前記永久磁石の一方の極を前記第１非磁性体、及び他方の極を前記第２非磁性体に対応する位置に配置させた状態で、前記シートを前記シート保持側面に保持する第１工程と、前記永久磁石を前記回転軸に沿って回転させて、前記永久磁石の一方の極を前記第１継鉄に対応する位置、及び他方の極を前記第２継鉄に対応する位置に移動させる第２工程と、を行うものである。

上記の製造方法によって、シート状二次電池を製造するシート状二次電池の製造方法であって、前記シートが充電層を備える単位電池シートであり、前記部品が前記単位電池シートに接続される電極であるものである。

本発明によれば、積層された複数のシート間に部品が配置された積層製品を簡便に製造することができる技術を提供することができる。

積層製品であるシート状二次電池の構成を模式的に示す平面図である。 積層製品であるシート状二次電池の構成を模式的に示す側面断面図である。 二次電池の構成を模式的に示す側面断面図である。 磁気回路の基本構成を示す図である。 実施の形態１にかかるシート積層治具の構成を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるシート積層治具の構成を示す斜視図である。 シート積層治具の要部を模式的に示す斜視図である。 シート載置状態を模式的に示す側面断面図である。 シート保持状態を模式的に示す側面断面図である。 電極載置状態を模式的に示す側面断面図である。 電極保持状態を模式的に示す側面断面図である。 シート保持状態から１枚のシートを倒す様子を模式的に示す側面断面図である。 電極保持状態から１つの電極を倒す様子を模式的に示す側面断面図である。 シート保持部に設けられた磁気回路の構成を模式的に示す側面図である。 ワークスペース側から見た磁気回路の構成を模式的に示す図である。 分離状態におけるシート保持部の構成を模式的に示す側面図である。。 非分離状態において、磁気回路が発生する磁力線を示す図である。 分離状態において、磁気回路が発生する磁力線を示す図である。 積層製品の製造方法を示すフローチャートである。 電極用パレットを移動する工程を説明するための図である 実施の形態２におけるシート積層治具の磁気回路の構成を示す図である。 図４とは、異なる磁気回路の基本構成を模式的に示す図である。 図２２に示す磁気回路での第１工程を説明するための図である。 図２２に示す磁気回路での第２工程を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明の技術的範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
まず、本実施の形態にかかる製造方法による製造される積層製品の一例であるシート状二次電池の構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、シート状二次電池５００の構成を示す平面図である。図２はシート状二次電池５００の側面断面図である。

シート状二次電池５００は、複数のシート５０と、複数の電極３０とを有している。図２に示すように、複数のシート５０は互いに積層されている。それぞれのシート５０は、後述するように、充電層等を備える単位電池シートである。隣接する２枚のシート５０の間に、電極３０が挿入されている。すなわち、厚さ方向（図２の上下方向）において、シート５０と電極３０とが交互に配置されている。電極３０は、図１における左右方向を長手方向とする帯状のシート電極となっている。

平面視において、複数の電極３０は、互いにずれて配置されており、櫛歯電極を構成している。すなわち、平面視において、複数の電極３０が重ならないように配置されている。図１に示すように、平面視において、それぞれの電極３０の一部がシート５０からはみ出している。電極３０のシート５０からはみ出した部分がタブ部３１となる。そして、複数の電極３０のタブ部３１同士をタブリード（不図示）等で接続することで、単位電池シートであるシート５０同士が並列又は直列に接続される。

各シート５０は、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさ、１０μｍの厚さを有している。図１では、６枚のシート５０が積層されているが、シート５０の積層数は特に限定されるものではない。例えば１０枚のシート５０を積み重ねることができる。シート５０は、例えば、ＳＵＳシートなどの磁性体シートである。

なお、図１、図２では、２つのシート５０の間に１つの電極３０が配置されている構成を示したが、シート５０間に配置される電極３０の数は、２以上であってもよい。すなわち、２つ以上の電極３０をシート５０間に配置してもよい。さらに、全てのシート５０間に電極３０を配置しなくてもよい。例えば、シート２枚毎に、あるいは３枚毎に電極３０を配置してもよい。また、シート５０間に配置される部品は電極３０に限定されるものではない。例えば、絶縁材、接着材などのシート状の部品をシート５０間に配置してもよい。

図３は、１枚のシート５０に形成された電池構造を示す断面図である。シート５０は、基材５１１上に、ｎ型金属酸化物半導体層５１２、エネルギーを充電する充電層５１３、ｐ型金属酸化物半導体層５１４、及び第２電極５１５がこの順序で積層された積層構造を有している。

基材５１１は金属などの導電性物質などにより形成され、第１電極として機能する。本実施形態では、基材５１１が負極となっている。基材５１１には、例えば、ＳＵＳシートなどの金属箔シートを用いることができる。

基材５１１の上には、ｎ型金属酸化物半導体層５１２が形成されている。ｎ型金属酸化物半導体層５１２の材料としては、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）を使用することが可能である。

充電層５１３の材料としては、微粒子のｎ型金属酸化物半導体を使用することが可能である。ｎ型金属酸化物半導体は、紫外線照射により、充電機能を備えた層となる。充電層５１３は、ｎ型金属酸化物半導体と絶縁性物質とを含む物質からなる。充電層５１３で使用可能なｎ型金属酸化物半導体材料としては、二酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛が好適である。二酸化チタン、酸化スズ、及び酸化亜鉛のうちいずれか２つを組み合わせた材料、あるいは３つを組み合わせた材料を使用することが可能である。

充電層５１３上には、ｐ型金属酸化物半導体層５１４が形成されているｐ型金属酸化物半導体層５１４の材料としては、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、及び銅アルミ酸化物（ＣｕＡｌＯ_２）等を使用することが可能である。

ｐ型金属酸化物半導体層５１４の上には、第２電極５１５が形成されている。第２電極５１５は正極となっている。第２電極５１５には、金属膜などの導電膜が用いられる。第２電極５１５として、ＣｒとＰｄの積層膜、またはＡｌ膜など抵抗を低くできる成膜を行う。また、第２電極としては、クロム（Ｃｒ）又は銅（Ｃｕ）等の金属電極を用いることができる。他の金属電極として、アルミニウム（Ａｌ）を含む銀（Ａｇ）合金膜等がある。その形成方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等の気相成膜法を挙げることができる。また、金属電極は電解メッキ法、無電解メッキ法等により形成することができる。メッキに使用される金属としては、一般に銅、銅合金、ニッケル、アルミ、銀、金、亜鉛又はスズ等を使用することが可能である。

なお、本実施形態における基材５１１上の積層順は、反対でもよい。例えば、基材５１１を正極となる導電材料により形成し、第２電極５１５を負極としてもよい。この場合、ｎ型金属酸化物半導体層５１２とｐ型金属酸化物半導体層５１４の位置を入れ替えればよい。すなわち、充電層５１３の下には、ｐ型金属酸化物半導体層が配置され、上にはｎ型金属酸化物半導体層が配置されいてもよい。

充電層５１３には、絶縁性物質とｎ型金属酸化物半導体とを混在した材料を用いている。以下、充電層５１３について詳細に説明する。充電層５１３は、絶縁性物質の材料として、シリコーンオイルを使用している。また、ｎ型金属酸化物半導体の材料として、二酸化チタンを使用している。

充電層５１３に使用されるｎ型金属酸化物半導体の材料として、二酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を使用することが可能である。ｎ型金属酸化物半導体は、これらの金属の脂肪族酸塩から製造工程で分解して生成される。このため、金属の脂肪族酸塩としては、酸化性雰囲気下で紫外線を照射すること、又は焼成することにより分解又は燃焼し、金属酸化物に変化しうるものが使用される。

また、脂肪族酸塩は、加熱により分解又は燃焼しやすく、溶剤溶解性が高く、分解又は燃焼後の膜の組成が緻密であり、取り扱い易く安価であり、金属との塩の合成が容易である等の理由から、脂肪族酸と金属との塩が好ましい。

そして、図３に示したシート５０を単位電池シートとして、シート５０を積層することで、シート状二次電池５００の大容量化を図ることができる。例えば、複数のシート５０を並列に接続する場合、第２電極５１５同士が向かい合うように２枚のシート５０を積層して、シート５０の間に電極３０を挿入する。もちろん、基材５１１同士が向かい合うように２枚のシート５０を積層して、複数のシート５０を並列接続してもよい。このようにすることで、２つのシート５０の同極同士が電極３０で接続されるため、複数のシート５０を並列に接続することができる。

また、複数のシート５０を直列に接続する場合、第２電極５１５と基材５１１とが向かい合うように２枚のシート５０を積層して、シート５０の間に電極３０を挿入する。このようにすることで、一方のシート５０の第２電極５１５（正極）と他方のシート５０の基材５１１（負極）とが接続されるため、複数のシートを直接に接続することができる。

なお、図３では、基材５１１の一方の面にのみ、ｎ型金属酸化物半導体層５１２、エネルギーを充電する充電層５１３、ｐ型金属酸化物半導体層５１４、及び第２電極５１５が形成されているが、基材５１１の両面にｎ型金属酸化物半導体層５１２、充電層５１３、ｐ型金属酸化物半導体層５１４、及び第２電極５１５が形成されていてもよい。

上記したように、複数のシート５０を積層し、シート５０間に電極３０を配置する。そして、電極３０のタブ部３１をタブリードで接続する。こうすることで、多数のシート５０を並列又は直列に接続することができる。よって、複数のシート５０が積層されたシート状二次電池５００の大容量化を図ることができる。

本実施の形態では、シート状二次電池５００の製造工程において、積層されたシート５０間に電極３０を配置するシート積層治具が用いられている。さらに、シート分離治具には、シートを分離するための磁気回路が設けられている。以下、シート分離治具を説明する前に、磁気回路の基本構成を説明する。

図４は、磁気回路２０の基本構成を示す図である。磁気回路２０は、複数のシート５０を分離するための磁力を発生するように配置される。具体的には、磁気回路２０の上に複数のシート５０が配置される。そして、磁気回路２０が発生する磁力によって、複数のシート５０の端部において、シート５０間の隙間が大きくなる。

磁気回路２０は、永久磁石２１と第１継鉄２２と第２継鉄２３と非磁性材２４とを備えている。図４では、２つの永久磁石２１がＺ方向に並んで配置されている。ここで、２つの永久磁石２１は同極同士が向かい合うように配置されている。図４では、２つの永久磁石２１のＳ極同士が向かい合って配置されている。

磁気回路２０は、２つの第１継鉄２２を有している。２つの第１継鉄２２は、左側の永久磁石２１の両端に配置されている。よって、右側の第１継鉄２２は、２つの永久磁石２１の間に配置されている。２つの第１継鉄２２は、右側の永久磁石２１から左側の永久磁石２１に向かう磁力線の向きを制御する。

磁気回路２０は、３つの非磁性材２４を有している。右側の非磁性材２４と真ん中の非磁性材２４が永久磁石２１に対応する位置に配置される。換言すると、この２つの非磁性材２４が、Ｚ方向において、永久磁石２１のＮ極とＳ極との間の中央位置（図４におけるＮ極とＳ極との間に点線）に配置される。つまり、非磁性材２４は、Ｚ方向における永久磁石２１の中央位置に配置される。

また、第２継鉄２３が第１継鉄２２に対応する位置に配置される。Ｚ方向における第２継鉄２３の大きさは、第１継鉄２２よりも大きくなっている。よって、右側の第２継鉄２３は右側の第１継鉄２２に対応する位置から左側の永久磁石２１に対応する位置まで延在する。ここで、第２継鉄２３のそれぞれは、永久磁石２１の両極に対応する位置には、配置されない。

すなわち、右の第２継鉄２３は、右の第１継鉄２２に対応する位置、及び左右の永久磁石２１のＳ極に対応する位置のみに配置される。これにより、右側の第１継鉄２２の両端に配置される永久磁石２１の磁力が右側の第１継鉄２２に集中し、更に、この集中した磁力が右側の第１継鉄２２に接触している右側の第２継鉄２３に集中する。

この様に、磁気回路２０で発生する磁力が特定方向に集中することにより、Ｘ方向における磁力線が大きくなり、第２継鉄２３の表面を通って、シート５０まで到達する。磁気回路２０による磁力により、複数のシート５０を反らせることができる。磁気回路２０が発生させた磁力線Ｂの形は、放物線のようになっており、この放物線に沿ってシート５０を反らせることができる。さらに、適切な磁力を発生して、シート５０毎に反り量が変わるようにすることができる。これにより、シート５０の端部において、シート５０間の隙間を広くすることができる。よって、例えば、作業者がシート５０の端部をピンセットなどで把持しやすくなるので、複数のシート５０から１枚のシート５０を容易に分離することができる。

次に、本実施形態にかかるシート積層治具の構成について、図５〜図７を用いて説明する。図５、及び図６は、シート積層治具１００の構成を示す斜視図である。図７は、シート積層治具１００の一部の構成を省略して示す斜視図である。なお、図７では、積層された複数のシート５０を積層体５１として図示している。図５〜図７では、鉛直方向をＺ方向、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。

シート積層治具１００は、ステージ１０１と、電極保持部１０２、電極保持ガイド１０３と、電極用パレット１０４、電極めくり棒１０５と、シート保持ガイド１０６、シート用パレット１０７、ピンセット１０８と、位置決めブロック１０９と、シート保持部１６０と、を備えている。

ステージ１０１の上のある一定の領域が、複数のシート５０を積層して、シート状二次電池５００を製造するためのワークスペースＡとなる。すなわち、ワークスペースＡにおいて、シート５０の上に電極３０を配置する工程と、電極３０の上にシート５０を配置する工程とが交互に繰り返し行われる。これにより、図２に示したようなシート状二次電池５００が製造される。なお、矩形状のシート５０の端辺は、Ｘ方向、及びＹ方向に平行となっている。

ステージ１０１の上には、電極保持部１０２とシート保持部１６０とが取り付けられている。電極保持部１０２とシート保持部１６０とは、ワークスペースＡを介して対向配置されている。図５では、電極保持部１０２は、ワークスペースＡの−Ｘ側に配置され、シート保持部１６０はワークスペースＡの＋Ｘ側に配置されている。このように、電極保持部１０２とシート保持ガイド１０６とは、Ｘ方向に離間して配置されている。

電極保持部１０２は、複数の電極３０を保持する電極保持側面１０２ａを有している。電極保持部１０２は、電極保持側面１０２ａがワークスペースＡに向かうように取り付けられている。すなわち、電極保持部１０２のワークスペースＡ側の側面が、電極保持側面１０２ａとなる。図５では、電極保持側面１０２ａに保持された電極３０を電極３０ａとして、破線で示す。そして、シート状二次電池５００を製造工程において、電極保持側面１０２ａに保持された電極３０ａが１つずつ、ワークスペースＡに配置されたシート５０の上に倒される。こうすることで、シート５０の上に電極３０が配置される。なお、電極保持部１０２による電極３０の保持動作については後述する。

シート保持部１６０は、複数のシート５０を保持するシート保持側面１６０ａを有している。シート保持部１６０は、シート保持側面１６０ａがワークスペースＡを介して電極保持側面１０２ａと対向配置されるように取り付けられている。すなわち、シート保持部１６０のワークスペースＡ側の側面が、シート保持側面１６０ａとなる。図５、図６において、シート保持側面１６０ａに保持されたシート５０をシート５０ａとして示す。そして、シート状二次電池５００を製造工程において、シート保持側面１６０ａに保持されたシート５０ａが１枚ずつ、ワークスペースＡに配置された電極３０の上に倒される。こうすることで、電極３０の上にシート５０が配置される。なお、シート保持部１６０によるシート５０の保持動作については後述する。

上記のように、ワークスペースＡを挟んで、電極保持側面１０２ａとシート保持側面１６０ａとが向かい合うように配置されている。換言すると、ワークスペースＡは電極保持側面１０２ａとシート保持側面１６０ａとの間に配置された領域となる。電極保持側面１０２ａとシート保持側面１６０ａとは、上側に行くほど、離れるように湾曲している。図５に示すように、電極保持側面１０２ａは、上側（＋Ｚ方向側）に行くほど、−Ｘ側に位置するよう湾曲している。図６に示すように、シート保持側面１６０ａは、上側に行くほど、＋Ｘ側に位置するよう湾曲している。

さらに、ステージ１０１とシート保持部１６０との間には、シート用パレット１０７が配置されている。シート用パレット１０７はシート５０に対応する大きさの板状の部材である。シート用パレット１０７には、積層された複数のシート５０が載置されている。そして、シート用パレット１０７の上に載置されたシート５０の上に、シート保持部１６０が配置されている。シート保持部１６０は、シート５０の＋Ｘ側の端部の上に配置されている。すなわち、シート５０、及びシート用パレット１０７は、シート保持部１６０から−Ｘ側にはみ出すように配置されている。シート用パレット１０７とシート保持部１６０とで、複数のシート５０の一端を挟持している。

シート用パレット１０７は、矩形状の板状部材であり、その四隅近傍に位置決めブロック１０９が配置されている。図７に示すように、積層体５１、及びシート用パレット１０７の角部が位置決めブロック１０９に当接するように配置される。このようにすることで、積層体５１が所定の位置に配置される。

図５、図６に示すように、ステージ１０１には、回転軸１０６ａを介して、シート保持ガイド１０６が取り付けられている。シート保持ガイド１０６は所望の形状に屈曲した棒状の金属又は樹脂によって形成されている。シート保持ガイド１０６は、回転軸１０６ａ周りに回転する。回転軸１０６ａは、シート保持部１６０の＋Ｘ側に配置されている。そして、シート保持ガイド１０６は、回転軸１０６ａから、シート保持部１６０の−Ｘ側まで延びている。シート保持ガイド１０６の一部は、シート保持部１６０のシート保持側面１６０ａ側に配置される。

そして、シート保持ガイド１０６が、シート用パレット１０７上に配置されたシート５０を持ち上げることで、複数のシート５０がシート保持側面１６０ａに沿って保持される。シート保持側面１６０ａは、湾曲しているため、シート５０は湾曲して保持される。

ここで、シート保持ガイド１０６によって、複数のシート５０をシート保持側面１６０ａに沿って保持する保持動作について、図８、図９を用いて説明する。図８はシート保持ガイド１０６がシート５０を保持する前の状態（以下、シート載置状態とする）を模式的に示す側面断面図である。すなわち、シート載置状態では、積層体５１がシート用パレット１０７の上に載置されている。図９はシート保持部１６０とシート保持ガイド１０６とがシート５０を保持した後の状態（以下、シート保持状態とする）を模式的に示す側面断面図である。なお、図８、図９では、積層された複数のシート５０を積層体５１として示している。また、図８、図９に示す状態では、電極保持部１０２等がステージ１０１に取り付けられていない。

図８に示すように、シート載置状態では、シート用パレット１０７の上に、積層体５１の全体が載置されている。そして、積層体５１の＋Ｘ側の端部が、シート用パレット１０７とシート保持部１６０との間に配置されている。積層体５１の下には、シート保持ガイド１０６が配置されている。すなわち、ワークスペースＡにおいて、シート保持ガイド１０６は、シート用パレット１０７と積層体５１との間に配置されている。積層体５１は、シート保持ガイド１０６を乗り越えるように、シート用パレット１０７上に載置されている。そして、シート保持ガイド１０６を回転軸１０６ａ周りに回転させる。なお、図８では、Ｙ方向に沿った回転軸１０６ａ周りに、シート保持ガイド１０６が回転動作する。ワークスペースＡにおいて、シート保持ガイド１０６が矢印Ｂの方向に跳ね上げられる。

これにより、ワークスペースＡにおいて、シート保持ガイド１０６が上方向に移動して、図９に示すシート保持状態となる。図８に示したシート載置状態では、シート保持ガイド１０６は、積層体５１の下側に配置されている。このため、シート保持ガイド１０６を矢印Ｂの方向に回転させると、シート保持ガイド１０６が積層体５１を持ち上げる。そして、シート保持ガイド１０６がシート保持側面１６０ａの近傍まで移動する。これにより、積層体５１がシート保持部１６０のシート保持側面１６０ａに沿った状態で保持される。すなわち、積層体５１は、シート保持側面１６０ａに沿った状態となり、シート保持側面１６０ａとシート保持ガイド１０６との間で保持される。

このように、シート保持ガイド１０６を動作させることで、シート載置状態と、シート保持状態とが切り替わる。すなわち、シート保持ガイド１０６を回転軸１０６ａ周りに回転させることで、積層体５１をシート用パレット１０７から持ち上げた状態で保持することができる。シート保持状態では、積層体５１がシート保持側面１６０ａに沿った状態で保持される。すなわち、積層体５１がシート保持側面１６０ａとシート保持ガイド１０６との間に挟持される。このように、シート保持ガイド１０６は、ワークスペースＡに配置された積層体５１を持ち上げることで、積層体５１をシート保持側面１６０ａに沿って保持する。

図５〜図７の説明に戻る。ステージ１０１と電極保持部１０２との間には、電極用パレット１０４が配置されている。電極用パレット１０４の上には、電極３０の−Ｘ側の端部が載置される板状の部材である（図７参照）。電極用パレット１０４の上には、電極３０のタブ部３１（図１、図２参照）が載置されることになる。すなわち、電極３０は、電極保持部１０２から＋Ｘ側にはみ出している。電極３０の上には、電極保持部１０２が配置されている。したがって、電極用パレット１０４と電極保持部１０２とが電極３０の一端を挟持している。

電極３０は、電極用パレット１０４の上から、シート用パレット１０７の上まで延在している。図７に示すように、電極用パレット１０４には、貫通穴１０４ａが設けられている。また、ステージ１０１には、スライドピン１０１ａが取り付けられている。さらに、ステージ１０１には、Ｘ方向に沿って長穴１０１ｂが設けられている。スライドピン１０１ａは、長穴１０１ｂ、及び貫通穴１０４ａに、挿入されている。よって、スライドピン１０１ａを長穴１０１ｂに沿ってスライド移動させることで、シート用パレット１０７がＸ方向に沿ってスライド移動する。なお、シート用パレット１０７のスライド移動については後述する。

上記のように、電極保持部１０２は、ワークスペースＡに向かって配置された電極保持側面１０２ａを有している。電極保持側面１０２ａに沿って、電極３０ａが保持される。電極保持側面１０２ａは、溝１０２ｂを有している。溝１０２ｂは、Ｙ方向に沿って形成されている。溝１０２ｂには、後述する電極めくり棒１０５が挿入される。したがって、電極めくり棒１０５は、電極３０ａと電極保持側面１０２ａとの間に挿入される。

ステージ１０１には、回転軸１０３ａを介して、電極保持ガイド１０３が取り付けられている。電極保持ガイド１０３は、回転軸１０３ａ周りに回転する。回転軸１０３ａは、電極保持部１０２の−Ｘ側に配置されている。そして、電極保持ガイド１０３は、回転軸１０３ａから、電極保持部１０２の＋Ｘ側まで延びている。電極保持ガイド１０３の一部は、電極保持部１０２の電極保持側面１０２ａ側に配置される。電極保持ガイド１０３は所望の形状（図５、図６ではコの字形状）に屈曲した棒状の金属又は樹脂によって形成されている。

そして、電極保持部１０２が、ワークスペースＡに配置された電極３０を持ち上げることで、複数の電極３０が電極保持側面１０２ａに沿って保持される。電極保持側面１０２ａは、湾曲しているため、電極３０も湾曲して保持される。

ここで、電極保持ガイド１０３によって、複数の電極３０を電極保持側面１０２ａに沿って保持する保持動作について、図１０、図１１を用いて説明する。図１０は電極保持ガイド１０３が電極３０を保持する前の状態（以下、電極載置状態とする）を模式的に示す側面断面図である。図１１は電極保持ガイド１０３が電極３０を保持した後の状態（以下、電極保持状態とする）を模式的に示す側面断面図である。

図１０に示すように、電極載置状態では、電極用パレット１０４の上に、電極３０の一端（−Ｘ側の端部）が載置されている。さらに、電極３０の他端（＋Ｘ側の端部）はシート用パレット１０７の上に載置されている。電極３０の下には、電極保持ガイド１０３が配置されている。すなわち、ワークスペースＡにおいて、電極保持ガイド１０３は、ステージ１０１と電極３０との間に配置されている。そして、電極保持ガイド１０３を回転軸１０３ａ周りに回転させる。なお、図１０では、Ｙ方向に沿った回転軸１０３ａ周りに、電極保持ガイド１０３が回転動作する。ワークスペースＡにおいて、電極保持ガイド１０３が矢印Ｃの方向に跳ね上げられる。

これにより、ワークスペースＡにおいて、電極保持ガイド１０３が上方向に移動して、図１１に示す電極保持状態になる。図１０に示した電極保持状態では、ワークスペースＡにおいて、電極保持ガイド１０３は、電極３０の下側に配置されている。このため、電極保持ガイド１０３を矢印Ｃの方向に回転させると、電極保持ガイド１０３が電極３０を持ち上げる。そして、シート保持ガイド１０６がシート保持側面１６０ａの近傍に移動する。これにより、電極３０が電極保持部１０２の電極保持部１０２に沿った状態で保持される。すなわち、電極３０は、電極保持部１０２に沿った状態となり、電極保持部１０２と電極保持ガイド１０３との間で保持される。

このように、電極保持ガイド１０３を回転動作させることで、電極載置状態と、電極保持状態とが切り替わる。すなわち、電極保持ガイド１０３を回転軸１０３ａ周りに回転させることで、シート用パレット１０７から電極３０を持ち上げた状態で保持することができる。電極保持状態では、電極３０が電極保持側面１０２ａに沿った状態で保持される。すなわち、複数の電極３０が電極保持側面１０２ａと電極保持ガイド１０３との間に挟持される。

図１１には、シート保持状態、かつ、電極保持状態の構成が示されている。すなわち、図１１では、電極３０が電極保持ガイド１０３によって跳ね上げられた状態となり、かつ、積層体５１がシート保持ガイド１０６によって跳ね上げられた状態となっている。この状態から、シート５０と電極３０とを交互に倒していく。すなわち、１枚のシート５０を倒す工程と、１枚の電極３０を倒す工程とが交互に繰り返される。このようにすることで、図１、図２に示したシート状二次電池５００が製造される。

シート積層治具１００は、電極めくり棒１０５、及びピンセット１０８を有している。ピンセット１０８は、１枚のシート５０を把持するために設けられたシート把持部材の一例である。図６に示すように、ピンセット１０８が、シート保持部１６０に保持されたシート５０ａの端部を把持する。シート５０ａの端部を把持したピンセット１０８をワークスペースＡに向けて操作することで、１枚のシート５０ａをめくることができる。具体的には、図１２の矢印Ｄに示すように、ピンセット１０８を用いて１枚のシート５０をシート保持ガイド１０６の下側に抜くことで、シート保持部１６０と電極保持ガイド１０３によるシート５０の保持が解放される。これにより、１枚のシート５０がシート用パレット１０７の上に倒される。このように、シート保持部１６０に保持されている積層体５１から１枚のシート５０を分離することで、ワークスペースＡにおいて、シート５０がシート用パレット１０７上に１枚ずつ配置される。

電極めくり棒１０５は、溝１０２ｂに挿入される。図１１では、溝１０２ｂはＹ方向に沿って設けられているため、電極めくり棒１０５の挿入方向はＹ方向となっている。図５に示すように、電極めくり棒１０５は、電極３０ａと電極保持部１０２との間に挿入される。電極めくり棒１０５を電極保持側面１０２ａから離すように操作する。具体的には、図１３の矢印Ｅに示すように、電極めくり棒１０５を用いて１つの電極３０を電極保持ガイド１０３の下側に抜くことで、電極３０がシート用パレット１０７の上に倒される。これにより、電極保持部１０２と電極保持ガイド１０３による電極３０の保持が解放される。したがって、電極３０がワークスペースＡ上に配置されたシート５０の上に配置される。

ここで、電極めくり棒１０５が挿入される溝１０２ｂはＹ方向に沿って形成されている。さらに、図５に示したように、Ｙ方向において、複数の電極３０がずれて配置されている。したがって、電極めくり棒１０５が１つずつ電極３０をめくることができる。すなわち、Ｙ方向における電極めくり棒１０５の挿入位置を深めていくことで、電極めくり棒１０５が−Ｙ側の電極３０から１枚ずつ電極３０をめくることができる。具体的には、まず、最も−Ｙ側の電極３０の位置まで電極めくり棒１０５を挿入して、１つ目の電極３０の保持を解放する。次に、−Ｙ側から２つ目の電極３０の位置まで電極めくり棒１０５を挿入して、２つ目の電極３０の保持を解放する。このように、溝１０２ｂに電極めくり棒１０５を徐々に深く挿入していくことで、−Ｙ側から順番に１つずつ電極３０の保持を解放することができる。

上記のように、ワークスペースＡにシート５０と電極３０とを交互に配置していくことで、図１、図２に示したシート状二次電池５００が製造される。ここで、シート保持状態において、積層体５１から１枚のシート５０をめくる場合、まず、図１２に示すように、磁気回路２０を使用して、積層体５１からシート５０を分離させる。これにより、シート保持ガイド１０６の上において、シート５０間の隙間が広くしている（図１２の破線の丸参照）。

シート保持部１６０は、積層体５１から１枚のシート５０を分離するための磁気回路２０を有している。そして、シート保持部１６０は、磁気回路２０の磁力を用いて、積層体５１から１枚ずつシート５０を分離する。以下、シート保持部１６０に設けられた磁気回路の構成について、図１４、図１５を用いて説明する。図１４は、シート保持部１６０と磁気回路２０の構成を模式的に示す側面図である。図１５は、ワークスペースＡ側から見たシート保持部１６０と磁気回路２０の構成を模式的に示す平面図である。

なお、以下の説明において、図９、図１０、図１１、図１４の様に、シート５０を分離する前の積層体５１の状態を「非分離状態」と言う。また、図１２、図１３、後述する図１６の様に、シート５０を分離した後の積層体５１の状態を「分離状態」と言う。

シート保持部１６０は、レバー１２(図１５参照)と、磁気回路２０とを備えている。図２に示すように、シート保持部１６０は、＋Ｙ側のＸＺ平面に沿った側面には、レバー１２が設けられている。レバー１２は、後述するように、磁気回路２０のスライド部２５をＺ方向に沿ってスライド移動するために設けられている。

シート保持部１６０には、磁気回路２０が収容されている。磁気回路２０は、永久磁石２１、第１継鉄２２、及びスライド部２５を備えている。スライド部２５は、第２継鉄２３と非磁性材２４とを備えている。

磁気回路２０は、複数の永久磁石２１を有している。複数の永久磁石２１は、シート保持側面１６０ａ内の第１の方向に並んで配置されている。図１４、図１５では、第１の方向として、Ｚ方向が設定され、複数の永久磁石２１がＸ方向に沿って配置されている。第１の方向は、Ｚ方向に限定されない。。第１の方向として、シート保持側面１６０ａに沿った方向を設定することができる。ここで「シート保持側面１６０ａに沿った方向」には、上述のＺ方向に加えて、Ｚ方向から＋Ｙ側に傾いた方向やＺ方向から−Ｙ側に傾いた方向も含まれる。

また、複数の永久磁石２１は、隣り合う磁石の同極同士が向かい合うように配置されている。図１４に示されている例では、下から１番目と３番目の永久磁石２１では、Ｓ極が＋Ｚ側、Ｎ極が−Ｚ側に配置されている。一方、上から１番目３番目の永久磁石２１では、Ｎ極が＋Ｚ側、Ｓ極が−Ｚ側に配置されている。

このように配置することにより、上から１番目と２番目の永久磁石２１が、Ｓ極同士が向かい合いように配置される。また、上から２番目と３番目の永久磁石２１が、Ｎ極同士が向かい合いように配置される。また、上から、３番目と４番目の永久磁石２１が、Ｓ極同士が向かい合うように配置される。

この様な配置を実現させる永久磁石２１として、図１４に示すような棒磁石を挙げることができるが、永久磁石２１は棒磁石に限定されない。また、図１４では、４つの永久磁石２１が並んで配置されている例を示しているが、永久磁石２１の数は特に限定されるものではない。上から１番目の永久磁石の磁力が一番強く、上から２〜４番目の永久磁石の磁力は１番目の永久磁石よりも弱くなるように設定してある。

各永久磁石２１の両端側には、第１継鉄２２が配置されている。すなわち、Ｚ方向において、永久磁石２１と第１継鉄２２が交互に配置されている。図１４では、５個の第１継鉄２２がＺ方向に沿って配置されている。第１継鉄２２は、永久磁石２１からの磁力線の向きを制御する。

スライド部２５は、永久磁石２１の−Ｘ側に配置されている。すなわち、Ｘ方向において、永久磁石２１と積層体５１との間には、スライド部２５が配置されている。スライド部２５は、第２継鉄２３と非磁性材２４とを有している。第２継鉄２３は、永久磁石２１からの磁力線の流れを制御する。永久磁石２１からの磁力線は、非磁性材２４内を通過することはできない。

非磁性体２４は、第１継鉄２２に対応する位置に配置されている。また、第２継鉄２３は、各永久磁石２１に対応する位置に配置されている。Ｚ方向において、非磁性材２４と第２継鉄２３とは、交互に配置されている。図１４で示される例ではスライド部２５は、５個の第２継鉄２３と、５個の非磁性材２４を有している。

Ｚ方向において、永久磁石２１と第２継鉄２３とはほぼ同じ大きさとなっている。Ｚ方向において、永久磁石２１と第２継鉄２３とは同じ位置に配置されている。また、Ｚ方向において、第１継鉄２２と非磁性材２４とはほぼ同じ大きさとなっている。また、Ｚ方向において、第１継鉄２２と非磁性材２４とは同じ位置に配置されている。

この様に、永久磁石２１、第１継鉄２２、第２継鉄２３、及び非磁性材２４を配置することで、永久磁石２１から第１継鉄２２を介した磁力が第２継鉄２３に達しないように、及び永久磁石２１から第２継鉄２３を介した磁力が第１継鉄２２に達しないようにすることができる。この様な図１４で示されるスライド部２５の配置を以下の説明で「初期状態」と言う。

Ｘ方向において、永久磁石２１と積層体５１との間に、第２継鉄２３が配置される。また、Ｘ方向において、第１継鉄２２と積層体５１との間に、非磁性材２４が配置される。

図１６は、分離状態における構成を模式的に示す側面断面図である。スライド部２５は、シート保持部１６０に対してＺ方向に移動可能に取り付けられている。すなわち、スライド部２５は、シート保持部１６０内において、Ｚ方向（第１の方向）にスライドする。具体的には、レバー１２を操作することで、スライド部２５がＺ方向に沿ってスライドする。図１６に、スライド部２５をスライドした状態が示されている。この様な図１６で示されるスライド部２５の配置を以下の説明で「スライド状態」と言う。

レバー１２を操作すると、図１４に示す状態からスライド部２５が−Ｚ方向に移動する。つまり、スライド部２５が「初期状態」から「スライド状態」に移動し、これにより、積層体５１は図１４に示す非分離状態から、図１６に示す分離状態になる。

Ｚ方向において、永久磁石２１及び第１継鉄２２に対する第２継鉄２３、及び永久磁石２１及び第１継鉄２２に対する非磁性材２４の相対位置が変化する。「初期状態」から「スライド状態」では、Ｚ方向における永久磁石２１と第１継鉄２２との合計大きさのほぼ半分だけ、スライド部２５が移動している。したがって、非磁性材２４が永久磁石２１に対応する位置に移動する。より具体的には、非磁性材２４が永久磁石２１に対応する位置に移動する。換言すると、非磁性材２４が、Ｚ方向において、永久磁石２１のＮ極とＳ極との間の中央位置（図１６におけるＮ極とＳ極との間に点線）の位置まで移動する。非磁性材２４は、Ｚ方向における永久磁石２１の中央位置に配置される。

また、第２継鉄２３が第１継鉄２２に対応する位置に移動する。Ｚ方向における第２継鉄２３の大きさは、第１継鉄２２よりも大きくなっている。よって、第２継鉄２３は第１継鉄２２に対応する位置から永久磁石２１に対応する位置まで延在する。ここで、第２継鉄２３のそれぞれは、永久磁石２１の両極に対応する位置には、配置されない。例えば、下から２番目の第２継鉄２３は、第１継鉄２２、及び永久磁石２１のＳ極に対応する位置のみに位置する。下から３番目の第２継鉄２３は、第１継鉄２２、及び永久磁石２１のＮ極に対応する位置のみに位置する。このように、第２継鉄２３は、第１継鉄２２に対応する位置から、永久磁石２１の一方の磁極に対応する位置まで延在する。これにより、第１継鉄２２の両端に配置される永久磁石２１の磁力が第１継鉄２２に集中し、更に、この集中した磁力が第１継鉄２２に接触している第２継鉄２３に集中する。

この様に、磁気回路２０で発生する磁力が特定方向に集中することにより、Ｘ方向における磁力線が大きくなり、第２継鉄２３の表面を通って、積層体５１まで到達する。よって、磁気回路２０による磁力により、積層体５１を反らせることができる。ここで、図１７、及び図１８を用いて、磁気回路２０において発生する磁力線について説明する。図１７は、非分離状態での構成を示す側面図である。図１８は、分離状態での構成を示す側面図である。すなわち、図１７は、図１４に示す非分離状態での磁力線Ｆを示し、図１８は、図１６に示す分離状態での磁力線Ｇを示している。

図１７では、１つの第２継鉄２３が１つの永久磁石２１のＮ極及びＳ極に対応する位置に配置されている。したがって、永久磁石２１からの磁力線Ｆが第２継鉄２３の内部を通る。すなわち、永久磁石２１のＮ極から出た磁力線Ｆが第２継鉄２３の内部を通って、永久磁石２１のＳ極に戻る。したがって、スライド部２５よりも−Ｘ側に磁力が生じない。よって、積層体５１に磁力が与えられない。

一方、図１８では、１つの第２継鉄２３が２つの永久磁石２１の同極に対応する位置に配置されている。例えば、下から３番目の第２継鉄２３は、下から２番目の永久磁石２１のＮ極から、下から３番目の永久磁石２１のＮ極に対応する位置に渡って形成されている。隣接する２つの第２継鉄２３の間には、非磁性材２４が配置されている。非磁性材２４の内部を、磁力線Ｇが通過しない。したがって、永久磁石２１のＮ極から延びる磁力線Ｇは、第２継鉄２３の表面を通り抜ける。そして、磁力線Ｇは、非磁性材２４の−Ｘ側の空間を通過して、永久磁石２１のＳ極に戻る。磁力線Ｇは放物線のような軌道となる。したがって、磁力線Ｇがスライド部２５を通過して積層体５１に到達する。よって、積層体５１に磁力が与えられる。

また、磁気回路２０において、３つ以上の永久磁石２１がＺ方向に並んで配置されている。そして、Ｚ方向において、シート保持側面１６０ａの上端部分に配置された永久磁石２１の磁力より、シート保持側面１６０ａの中央部分、及び下端部分に配置された永久磁石２１の磁力の方が弱くなっている。

このように、３つ以上の永久磁石２１が適切な磁力を発生するように設定することで、シート５０の上端部に対する磁力がシート５０の中央部分、及び下端部に対する磁力よりも強くなる。よって、複数のシート５０を適切に反らせることができる。これにより、シート５０の上端部において、シート５０間の隙間を広くすることができるので、積層体５１からシート５０を容易に分離することができる。

このように、図１６、図１８に示すスライド状態（分離状態）では、積層体５１に磁力が加わる。これにより、図１６に示すように、積層体５１がシート保持側面１６０ａから離れるように、積層体５１の反りが大きくなる。さらに、シート５０毎に反り量が変わる。最も−Ｘ側のシート５０は最も反り量が大きくなる。＋Ｘ側のシート５０ほど、反り量が小さくなる。したがって、積層体５１の端部において、シート５０間に隙間が生じる。これにより、積層体５１からシート５０が分離された「分離状態」となる。

「分離状態」になると、積層体５１からシート５０を一枚ずつ分離することができる。すなわち、ピンセット１０８によりシート５０をめくる際に、２枚以上のシート５０を一緒にめくることがなくなる。シート５０の端部をピンセット１０８で挟みやすくなる。このように、シート保持部１６０の磁気回路２０によって、容易に積層体５１から１枚のシート５０を分離することができる。よって、積層体５１から簡単にシート５０を１枚ずつ取ることができる。

また、シート５０の反り量は、特に１番上の永久磁石２１（シート保持側面１６０ａの上端部分に配置された永久磁石２１）の磁力の強さを変更する等によって調整することができる。あるいは、第１継鉄２２や第２継鉄２３の大きさなどによって、磁力を調整することも可能である。また、スライド部２５のスライド量によって、シート５０の反り量を調整することも可能である。シート５０が着磁しない程度の時間、及び磁力で処理することが好ましい。フェライト、ネオジムなどの永久磁石の種類により、磁力線の強弱があるが、原理として、磁石であれば、種類によらず使用可能である。

以下、本実施の形態にかかるシート積層治具１００による効果について説明する。上記のように、ステージ１０１には、シート保持部１６０と電極保持部１０２とが対向配置されている。すなわち、本実施の形態では、シート５０を吸着搬送する搬送装置、及びシート５０を保持する保持機構等が必要ないので、装置全体を小型にすることができる。換言すると、本実施の形態では、装置の設置スペースを小さくすることができる。

さらに、シート保持部１６０、及び電極保持部１０２から交互にシート５０、及び電極３０をワークスペースＡに倒すことで、シート５０間に電極３０が挿入された積層製品を製造している。このようにすることで、シート５０をピック＆プレースを行う機構を不要とすることができる。よって、少ない部品点数で製造することができる。これにより、積層製品を容易に製造することができる。

また、本実施の形態では、磁気回路２０を用いて積層体５１から１枚のシート５０を分離している。このようにすることで、ピンセット１０８を使用して、積層体５１の最表面から１枚のシート５０を簡単に把持することができるので、シート５０をワークスペースＡに１枚ずつ容易に倒すことができる。

また、本実施の形態では、複数のシート５０が積層された積層体５１をまとめて搬送することができる。したがって、１枚毎にシート５０をピック＆プレース作業を行う必要がなくなるため、生産性を向上することができる。これにより、積層された複数のシート間に部品が配置された積層製品を簡便に製造することができる。さらに、本実施の形態では、複数の電極３０をまとめて搬送することができる。よって、生産性をより向上することができる。

さらに、シート５０の端部は、シート用パレット１０７とシート保持部１６０との間に挟持されている。また、電極３０の端部は、電極用パレット１０４と電極保持部１０２との間に挟持されている。これにより、ワークスペースＡに、シート５０と電極３０とを交互にワークスペースＡに倒していく際に、シート５０と電極３０との位置ずれを防止させながら積層させることができる。また、積層された複数のシート５０の端部を溶接などで接合して、位置ずれを防止してもよい。

次に、本実施の形態にかかるシート積層治具１００を用いて、積層製品であるシート状二次電池５００を製造する製造方法について、図１９を用いて説明する。図１９は、積層製品の製造方法を示すフローチャートである。

まず、ステージ１０１の上に、積層体５１、及びシート保持部１６０を設置する（Ｓ１１）。すなわち、図８に示すように、積層体５１が載置されたシート用パレット１０７、及びシート保持部１６０をステージ１０１に固定する。ここで、シート用パレット１０７は位置決めブロック１０９に当接するように、ステージ１０１に取り付けられている。これにより、シート載置状態となり、ワークスペースＡに積層体５１が配置される。

そして、シート保持ガイド１０６を用いて、積層体５１をシート保持部１６０に保持する（Ｓ１２）。すなわち、図８の矢印Ｂのように、シート保持ガイド１０６がワークスペースＡに配置された積層体５１を持ち上げる。こうすることで、シート保持状態となり、図９に示すように、積層体５１がシート保持側面１６０ａに沿って保持される。

次に、電極３０、及び電極保持部１０２をステージ１０１の上に、設置する（Ｓ１３）。すなわち、図１０に示すように、複数の電極３０が載置された電極用パレット１０４、及び電極保持部１０２をステージ１０１に固定する。これにより、電極載置状態となり、ワークスペースＡに複数の電極３０が配置される。ここでは、上記したように、図７に示すスライドピン１０１ａが、電極用パレット１０４の貫通穴１０４ａに挿入される。

そして、電極保持ガイド１０３を用いて、複数の電極３０を電極保持部１０２に保持する（Ｓ１４）。すなわち、図１０の矢印Ｃのように、電極保持ガイド１０３がワークスペースＡに配置された複数の電極３０を持ち上げる。こうすることで、電極保持状態となり、図１１に示すように、複数の電極３０が電極保持側面１０２ａに沿って保持される。

次に、シート保持部１６０とシート保持ガイド１０６との間に保持されている複数のシート５０から１枚のシート５０を分離する（Ｓ１５）。すなわち、ユーザ又はモータがレバー１２を回転させることで、スライド部２５を初期状態からスライド状態に移動させる。これにより、複数のシート５０が非分離状態から分離状態になる。

分離状態では、Ｚ方向において、非磁性材２４が永久磁石２１の磁極間の位置に対応する位置とし、かつ第２継鉄２３が第１継鉄２２に対応する位置となっている。磁気回路２０が発生する磁力が積層体５１に加わる。よって、積層体５１において、シート５０同士の端部間に隙間が生じる。これにより、積層体５１から１枚ずつシート５０を容易に分離することができる。したがって、積層された複数のシート５０は、図１２、及び図１６に示すように反った状態となる。

非分離状態とは、詳細には積層体５１のシート５０のそれぞれがほぼ平行になっており、シート５０間の隙間が狭くなった状態である。また、分離状態とは、詳細には、磁気回路２０の磁力によって、積層体５１のシート５０のそれぞれが異なる角度に反っており、シート５０間の隙間が広くなった状態である。積層体５１を分離状態とすることで、積層体５１からシート５０を１枚ずつ容易に分離することができる。

なお、ステップＳ１１〜Ｓ１５の順番は特に限定されるものではない。例えば、ステップＳ１３、Ｓ１４を実施した後、ステップＳ１１、ステップＳ１２を実施してもよい。さらに、ステップＳ１５のシート５０の分離工程は、積層体５１を保持した後であれば、電極３０の保持工程（ステップＳ１３）よりも前に行ってもよい。

次に、シート５０と電極３０とを交互に倒していく（Ｓ１６）。すなわち、シート５０間に隙間が生じた状態でワークスペースＡに向けて１枚のシート５０を倒した後、シート５０の上に１つの電極３０を倒す。具体的には、ピンセット１０８、及び電極めくり棒１０５を用いて、１枚のシート５０と１つの電極３０をワークスペースＡに向けて倒す。シート５０を倒す場合、図１２に示す矢印Ｄの方向に、シート５０をめくる。こうすることで、積層体５１から１枚のシート５０を容易に分離することができる。１つの電極３０を倒す場合、図１３に示す矢印Ｅの方向に複数の電極３０から１つの電極３０をめくる。こうすることで、１つの電極３０を容易に倒すことができる。

なお、本実施の形態では、Ｚ方向において、シート５０と電極３０とが交互に配置されている例を示している。つまり、シート５０と電極３０を交互に倒す例を説明している。しかしながら、シート５０間に配置される電極３０の数は１つではなく、設計に応じて変更することができる。

例えば、２枚のシート５０を倒す工程と、１つの電極３０を倒す工程とを交互に行うようにしてもよい。この場合、一部のシート５０間に電極３０が配置されなくなる。

また、反対に、１枚のシート５０を倒す工程と、２つ以上の電極３０を倒す工程を交互に行うようにしてもよい。この場合、シート５０間に２つ以上の電極３０を配置することができる。このように、シート状二次電池５００の設計に応じて、シート５０を倒す工程数と電極３０を倒す工程数とを変更する。こうすることにより、シート５０に挟まれる電極３０の数を変更することができる。

全てのシート５０及び電極３０を倒したら、電極用パレット１０４を移動する（Ｓ１７）。これにより、電極用パレット１０４、及び電極保持部１０２がシート保持部１６０に近づくように移動される。具体的には、図７に示す状態から、スライドピン１０１ａを長穴１０１ｂに沿ってスライド移動させる。これにより、図２０に示す状態となる。スライドピン１０１ａは、電極用パレット１０４、及び電極保持部１０２に挿入されているため、電極用パレット１０４、及び電極保持部１０２が＋Ｘ方向に沿って移動する。したがって、電極３０が＋Ｘ方向に移動する。このようにすることで、シート５０間に挟まれている電極３０が所定の位置まで差し込まれる。つまり、電極３０とシートとが所定の面積だけ重複する。なお、電極用パレット１０４をスライド移動する前に、電極用パレット１０４の移動の妨げにならないように、予め電極保持ガイド１０３を電極保持側面１０２ａの前から移動してもよい。

さらに、図２０に示すように、電極３０に位置決め穴３３が形成されていてもよい、位置決め穴３３には、位置決めピン１０４ｂが挿入される。位置決めピン１０４ｂは、電極用パレット１０４に設けられている。これにより、電極３０の端部は固定される。このため、電極用パレット１０４を移動した際に、電極３０とシート５０との摩擦で、電極３０のシート５０に対する位置ずれを防止することができる。したがって、電極用パレット１０４の移動により、所定の面積だけ電極３０とシート５０とを重複させ、所定の面積だけシート５０からタブ部３１をはみ出させることができる。

なお、上記の説明では、電極めくり棒１０５が、Ｙ方向に並んで配置された電極３０を１枚ずつめくることで、電極３０を倒したが、電極を倒す方法は、これに限られるものではない。例えば、電極保持部１０２の−Ｘ側にエア噴出孔を配置することにより、電極３０を倒すようしてもよい。具体的に、各電極３０に対応させて、エア噴出孔、及びエアバルブを設ける。電極３０とエア噴出孔とを１対１に対応させて配置させてもよい。あるいは、複数の電極３０に対して１つのエア噴出孔を配置させてもよい。そして、複数のエアバルブを制御して、倒す電極３０に対応したエア噴出孔からエアを噴出するようにしてもよい。エア噴出孔からのエアによって、電極３０を１つずつ、又は複数ずつワークスペースＡに向けて倒することができる。このようにすることで、電極３０を倒す工程を容易に自動化することができる。

また、複数の電極３０が、Ｙ方向に並んで配置されるのではなく、複数の電極３０が重なって保持されている場合もある。この場合、シート保持部１６０に収容されている磁気回路２０と実質的に同様の磁気回路２０を、電極保持側面１０２ａに沿って電極保持部１０２内に収容する。そして、シート５０と同様に、磁気回路の磁力により電極３０を分離するようにしてもよい。この場合、電極３０を磁性材料により形成する。

また、上記の説明では、−Ｘ側のみから、電極３０をシート５０に挿入する構成について説明したが、電極３０の挿入方向を２方向以上としてもよい。例えば、−Ｘ側からだけでなく、さらに＋Ｙ側及び−Ｙ側の少なくとも１つの方向からシート５０に挿入してもよい。すなわち、シート５０の２端辺又は３端辺にタブ部３１が配置されることになる。この場合、上記のシート積層治具１００に対して、＋Ｙ側及び−Ｙ側の少なくとも１つの方向からワークスペースＡに向かうように電極保持部１０２を追加すればよい。

実施の形態２．
本実施の形態では、磁気回路２０に永久磁石ではなく、電磁石を用いる。本実施の形態にかかるシート積層治具１００に用いられた磁気回路２０について、図２１を用い説明する。図２１は、磁気回路２０を模式的に示す図である。なお、シート積層治具１００の基本的構成は、実施の形態１と同様であるため、適宜説明を省略する。本実施の形態では、図１８等で示した永久磁石２１が電磁石２６に置き換わっている。また、電磁石２６により磁力線を発生させているため、スライド部２５を省略することもできる。

複数の第１継鉄２２の間には、複数の電磁石２６が配置されている。複数の電磁石２６は、Ｚ方向を軸とするソレノイドコイルである。したがって、Ｚ方向において、電磁石２６の一端がＳ極となり、他端がＮ極となる。複数の電磁石２６は、それぞれスイッチ２７を介して、電源２８と１対１で接続されている。隣接する電磁石２６同士では、流れる電流の向きが反対となっている。すなわち、隣接する２つの電磁石２６では、電源２８の正極と負極が反対に接続されている。よって、複数の電磁石２６は、それぞれ、同極同士が向かい合うように配置された磁石となる。

各電源２８から各電磁石２６に電流を流すことで、実施の形態１と同様の磁力線Ｇを発生させることができる。よって、実施の形態１と同様に、積層体５１から１枚ずつシート５０を容易に分離することができる。本実施の形態では、スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦのみで、分離状態と非分離状態とを切り替えることができる。第２継鉄２３、非磁性材２４をスライドさせる機構が不要となる。よって、装置構成を簡素化することが可能となる。また、シート５０の反り量は、電源２８から電磁石２６に流れる電流量によって、調整してもよい。

磁気回路２０において、３つ以上の電磁石２６がＺ方向に並んで配置されている。そして、Ｚ方向において、シート保持側面１６０ａの一端部分に配置された電磁石２６の磁力よりシート保持側面１６０ａの中央部分及び他端部分に配置された永久磁石２１の磁力の方が弱くなるように、所定の電流を供給する。す具体的には、シート保持側面１６０ａの一端部分の電磁石２６に流す電流が、シート保持側面１６０ａの中央部分、及び他端部分の電磁石２６に流す電流よりも高くなっている。あるいは、シート保持側面１６０ａの一端部分の電磁石２６の巻き数が、シート保持側面１６０ａの中央部分及び他端部分の電磁石２６の巻き数よりも多くなっている。このように、３つ以上の電磁石２６が適切な磁力を発生するように調整する。こうすることで、シート５０の上端部に対する磁力が、シート５０の中央部分及び下端部における磁力強くなる。よって、複数のシート５０を適切に反らせることができる。これにより、シート５０の端部において、シート５０間の隙間を広くすることができるので、積層体５１からシート５０を容易に分離することができる。

また、実施の形態１において、複数の永久磁石２１を配置させる第１の方向、各永久磁石２１の磁力、及びスライド部２５のスライド量の組み合わせを、シート５０の材料等を考慮して、変更させることもできる。
例えば、シート５０を透磁率の低い材料とする場合、シート保持側面１６０ａの端部に配置される永久磁石２１の磁力を、シート５０を透磁率の高い材料とする場合と比べて強く設定し、且つ、スライド量を多く設定することもできる。また、シート５０が透磁率の高い材料とする場合は、シート５０を透磁率の低い材料とする場合と比べて弱く設定し、且つ、スライド量を少なく設定することもできる

つまり、シート５０の材料に応じて、シート５０が着磁しない最大の磁力を設定できるので、積層体５１からシート５０を効率良く分離させることができる。

また、実施の形態２において、複数の電磁石２６を配置させる第１の方向、各電磁石に流す電流の量、及びスライド部２５のスライド量の組み合わせを、積層体５１のシート残数等を考慮して、変更させることもできる。例えば、積層体５１のシート残数が少なくなるに従って、電磁石２６に流す電流を少なくし、且つスライド量も少なくすることもできる。このよう設定すると、シート残数が少なくなった積層体５１の端部に強い磁場が加わらないので、積層体５１からシート５０を効率良く分離させることができる。

実施の形態３．
本実施の形態にかかるシート分離治具では、磁気回路の構成が実施の形態１、２と異なっている。ここで、実施の形態３のシート分離治具に用いられる磁気回路２０Ａの構成について、図２２を用いて説明する。図２２は、図４の磁気回路２０とは異なる基本原理を有する磁気回路２０Ａを示す図である。

磁気回路２０Ａは、永久磁石２と、永久磁石２の下端部側に配置された第１継鉄３ａと、上端部側に配置された第２継鉄３ｂとを有している。また、磁気回路２０Ａは、Ｘ方向において、永久磁石２の一端部側に配置された第１非磁性体４ａと、他端部側に配置された第２非磁性体４ｂとを有している。

図２２に示すように、第１継鉄３ａと第２継鉄３ｂとは、永久磁石２を挟んでＺ方向に沿って対向するように配置されている。すなわち、第１継鉄３ａが永久磁石２に対して−Ｚ側に配置され、第２継鉄３ｂが＋Ｚ側に配置されている。

永久磁石２は、Ｙ方向を軸方向とする円柱形状を有している。図２２では、下半円側がＮ極となり、上半円側がＳ極となっている。永久磁石２は、第１継鉄３ａ、第２継鉄３ｂ、第１非磁性体４ａ、及び第２非磁性体４ｂに囲まれた状態で、シート保持側面１６０ａ（図２２では不図示）の第１の方向に沿った回転軸６周りに回転可能となるように本体部１に収容されている。ここで、第１の方向とは、例えば、Ｙ軸と平行な方向、或いはＹ軸に対して±Ｘ方向に所定角度回転させた方向を示す。永久磁石２を回転させることで、Ｎ極及びＳ極の位置が変化する。

次に、磁気回路２０Ａを用いて複数のシート５０から１枚のシート５０を分離させる方法を、２つの工程に分けて説明する。後述する第一工程、及び第二工程では、永久磁石２の回転角度が異なっている。

第一工程．
図２３に示すように、第１工程では、Ｎ極を−Ｘ側に配置された第１非磁性体４ａに対応した位置、及びＳ極を＋Ｘ側に配置された第２非磁性体４ｂに対応した位置に配置させた状態で、積層体５１をシート保持側面１６０ａに配置する。この位置に永久磁石２が配置されている場合、磁力線はシート保持部１６０から外に達することがなく、複数のシート５０の何れにも磁力線が達していない状態である。したがって、永久磁石２のＮ極からＳ極に向けての磁力線が、第１継鉄３ａ、又は第２継鉄３ｂの内部を通る。よって、磁力線Ｃはート保持側面１６０ａを通過しない。

なお、図２３では、Ｎ極が＋Ｘ側、Ｓ極が−Ｘ側に配置されているが、Ｎ極とＳ極とは左右反対に配置されていてもよい。すなわち、Ｎ極が−Ｘ側、Ｓ極が＋Ｘ側に配置されていてもよい。、すなわち、永久磁石２の一方の極を第１非磁性体４ａ、他方の極を第２非磁性体４ｂに対応する位置に配置した状態で、シート５０をート保持側面１６０ａに配置すればよい。

第二工程．
第二工程では、回転軸６に沿って、永久磁石２を反時計周りに９０度だけ回転させて、Ｎ極を第１継鉄３ａに対応する位置、及びＳ極を第２継鉄３ｂに対応する位置に移動させる（つまり、永久磁石２１が図２２に示す状態となる）。これにより、図２４に示す構成になる。この位置に永久磁石が配置されている場合、Ｎ極が第１継鉄３ａによって強められ、第Ｓ極が第２継鉄３ｂによって強められるので、Ｎ極からＳ極に向けての磁力線Ｄがート保持側面１６０ａに達する。

この磁力線Ｄにより、複数のシート５０間に隙間が生じる。換言すると、永久磁石２を回転させることにより、複数のシート５０から１枚のシート５０を分離することができる。

また、永久磁石２を回転させる角度によって、シート保持側面１６０ａに達する磁力の大きさを変更することができる。例えば、シート５０数が少ない場合、シート５０の数が多い場合より、永久磁石２の回転する角度を小さく設定し、シート保持側面１６０ａに達する磁力を小さくすることもできる。したがって、永久磁石２の回転角度は９０度に限らず、任意の角度に設定することができる。

なお、第二工程では、回転軸６に沿って、永久磁石２を反時計周りでなく、時計周りに９０度だけ回転させて、Ｎ極を第２継鉄３ｂに対応する位置、及びＳ極を第１継鉄３ａに対応する位置に移動させてもよい。このように永久磁石２を回転さても、Ｎ極が第２継鉄３ｂによって強められ、Ｓ極が第１継鉄３ａによって強められるので、Ｎ極からＳ極に向けての磁力線がート保持側面１６０ａに達する。従って、第二工程では、永久磁石２を回転軸６に沿って回転させて、永久磁石２の一方の極を第１継鉄３ａに対応する位置、他方の極を第２継鉄３ｂに対応する位置に移動させる。

実施の形態１に示される永久磁石２１を有する磁気回路２０、及び実施の形態２に示される電磁石２６を有する磁気回路２０に変えて、図２２〜２４に示される磁気回路２０Ａを有する磁気回路２０Ａを適用することもできる。この場合、回転軸６を、図１及び図２で示されるＹ方向或いはＹ軸に対して±Ｘ方向に所定角度回転させた方向に、又は第１の方向を図１４及び１５で示されるＺ方向或いはＺ方向から＋Ｙ側に傾いた方向やＺ方向から−Ｙ側に傾いた方向に設定するように、シート保持部１６０に磁気回路２０Ａを収容する。

以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。

１００ シート積層治具
１０１ ステージ
１０２ 電極保持部
１０２ａ 電極保持側面
１０２ｂ 溝
１０３ 電極保持ガイド
１０４ 電極用パレット
１０５ 電極めくり棒
１０６ シート保持ガイド
１０７ シート用パレット
１０８ ピンセット
１０９ 位置決めブロック
１６０ シート保持部
１６０ａ シート保持側面
３０ 電極
５０ シート
５１ 積層体
１２ レバー
２０ 磁気回路
２１ 永久磁石
２２ 第１継鉄
２３ 第２継鉄
２４ 非磁性材
２５ スライド部
２６ 電磁石
２７ スイッチ
２８ 電源
５００ シート状二次電池

Claims (13)

1. 積層された複数のシート間に部品が配置された積層製品を製造するためのシート積層治具であって、
   ステージと、
   複数のシートを保持するシート保持側面を有し、前記シート保持側面が前記ステージ上のワークスペースに向かうように前記ステージの上に配置されたシート保持部と、
   複数の部品を保持する部品保持側面を有し、前記部品保持側面が前記ワークスペースを介して前記シート保持側面と対向配置されるように、前記ステージの上に配置された部品保持部と、
   前記複数のシートを前記シート保持側面に沿って保持するシート保持ガイドと、
   前記複数の部品を前記部品保持側面に沿って保持する部品保持ガイドと、
   前記シート保持部に設けられ、前記複数のシートの端部において、前記複数のシート間に隙間を生じさせる磁力を発生させる磁気回路と、を備えたシート積層治具。
2. 前記シート保持側面に沿った前記複数のシートの内の一枚のシートを前記ワークスペースに向けて倒すよう、前記磁気回路の磁力によって前記複数のシート間に隙間が生じた状態で、前記一枚のシートを把持するシート把持部材をさらに備えた請求項１に記載のシート積層治具。
3. 前記磁気回路は、
   第１の方向に並んで配置された複数の磁石であって、隣り合う磁石の同極同士が向かうように配置された複数の磁石と、
   前記各磁石の両端側に配置された第１継鉄と、
   前記各第１継鉄に対応する位置に配置された非磁性材と、
   前記磁石に対応する位置に配置された第２継鉄と、を有している請求項１、又は２に記載のシート積層治具。
4. 前記複数の磁石が永久磁石であり、
   前記第２継鉄と前記非磁性材とが前記第１の方向に移動可能に設けられている請求項３に記載のシート積層治具。
5. 前記第１の方向が前記シート保持側面に沿った方向であり、
   ３つ以上の前記永久磁石が前記第１の方向に並んで配置されており、
   前記第１の方向において、前記シート保持側面の一端部に配置された前記永久磁石の磁力より、前記シート保持側面の中央部分、及び前記シート保持側面の他端部に配置された前記永久磁石の磁力が弱い、請求項４記載のシート積層治具。
6. 前記複数の磁石が電磁石である請求項３に記載のシート積層治具。
7. ３つ以上の前記電磁石が前記第１の方向に並んで配置されており、
   前記第１の方向が前記シート保持側面に沿った方向であり、
   前記第１の方向において、前記シート保持側面の端部に配置された前記電磁石の磁力より、前記前記シート保持側面の中央部分、及び前記シート保持側面の他端部に配置された前記電磁石の磁力の方が弱くなるように、前記電磁石に電流を流す請求項６に記載のシート積層治具。
8. 前記部品保持側面に沿った保持された前記複数の部品と、前記部品保持側面との間に挿入される部品めくり部材をさらに備え、
   前記部品めくり部材の挿入方向に沿って、前記複数の部品が並んで配置されており、
   前記部品めくり部材が前記複数の部品の中から部品を１つずつ前記ワークスペースに向けて倒していく請求項１〜７のいずれか１項に記載のシート積層治具。
9. 前記磁気回路は、
   永久磁石と、
   前記永久磁石の一端部側に配置された第１継鉄と、他端部側に配置された第２継鉄と、
   前記永久磁石の上端部側に配置された第１非磁性体と、下端部側に配置された第２非磁性体と、を有している、請求項１、又は２に記載のシート積層治具。
10. 前記永久磁石は、前記シート保持側面の第１の方向に沿った回転軸を中心として回転可能である請求項９に記載のシート積層治具。
11. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のシート積層治具を用いて、積層製品を製造する製造方法であって、
    前記ステージの上に、前記シート保持部と前記複数のシートとを設置する工程と、
    前記ワークスペースに配置された前記複数のシートを持ち上げることで、前記複数のシートを前記シート保持側面に沿って保持する工程と、
    前記ステージの上に、前記部品保持部と前記複数の部品とを設置する工程と、
    前記ワークスペースに配置された前記複数の部品を持ち上げることで、前記複数の部品を前記部品保持側面に沿って保持する工程と、
    前記磁気回路を用いて、前記複数のシートの端部において、前記複数のシート間に隙間を生じさせる工程と、
    前記複数のシート間に隙間を生じさせた状態で前記ワークスペースに向けて、前記複数のシートのうちの最表面のシートを倒した後、前記最表面のシートの上に前記複数の部品の内の１つ以上の部品を倒す工程と、を備えた積層製品の製造方法。
12. 請求項１０に記載のシート積層治具を用いて、積層製品を製造する製造方法であって、
    前記永久磁石の一方の極を前記第１非磁性体、及び他方の極を前記第２非磁性体に対応する位置に配置させた状態で、前記シートを前記シート保持側面に保持する第１工程と、
    前記永久磁石を前記回転軸に沿って回転させて、前記永久磁石の一方の極を前記第１継鉄に対応する位置、及び他方の極を前記第２継鉄に対応する位置に移動させる第２工程と、を行う積層製品の製造方法。
13. 請求項１１、又は１２に記載の積層製品の製造方法によって、シート状二次電池を製造するシート状二次電池の製造方法であって、
    前記シートが充電層を備える単位電池シートであり、
    前記部品が前記単位電池シートに接続される電極であるシート状二次電池の製造方法。

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