JP6760527B1 - 製造装置、製造方法及び収容体 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電デバイスが搭載される製品の事情に適合した蓄電デバイス用の収容体を製造可能な製造装置等を提供する。【解決手段】製造装置は、包材を成形することによって、蓄電デバイス用の収容体を製造するように構成されている。製造装置は、雌型と、押え板と、雄型とを備える。雌型は、第１凹部を有する。押え板は、平面視において第１凹部と重なる位置に形成された孔を有する。雄型は、上記孔を貫通し第１凹部に進入するように構成されている。包材は、雌型と押え板とによって挟まれる。第１凹部は、第１深さを有する第１凹領域と、第１深さよりも深い第２深さを有し、第１凹領域に隣接する第２凹領域とを含む。雄型は、第１凹部の進入が完了した状態で、第１凹領域に位置し雌型との間で包材を挟む第１部分と、第２凹領域に位置するとともに第１部分よりも第１凹部の深い位置まで進入し雌型との間で包材を挟まない第２部分とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、製造装置、製造方法及び収容体に関する。

国際公開第２０１５／１５６３２７号（特許文献１）は、蓄電装置用のエンボスタイプ外装材を開示する。このエンボスタイプ外装材においては、電池要素を収容するための凹部（成形部）が成形されている。この凹部は、ダイ金型の開口部上に外装材を配置し、開口部にパンチ金型を進入させることによって成形される（特許文献１参照）。

国際公開第２０１５／１５６３２７号

蓄電デバイス用の収容体における成形部の形状は、たとえば、蓄電デバイスが搭載される製品の事情次第で、直方体形状でない方が好ましい場合がある。しかしながら、上記特許文献１においては、直方体形状の成形部の成形方法しか開示されていない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、蓄電デバイスが搭載される製品の事情に適合した蓄電デバイス用の収容体を製造可能な製造装置等を提供することである。

本発明のある局面に従う製造装置は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された包材を成形することによって、蓄電デバイス用の収容体を製造するように構成されている。製造装置は、雌型と、押え板と、雄型とを備える。雌型は、第１凹部を有する。押え板は、平面視において第１凹部と重なる位置に形成された孔を有する。雄型は、上記孔を貫通し第１凹部に進入するように構成されている。包材は、雌型と押え板とによって挟まれる。第１凹部は、第１深さを有する第１凹領域と、第１深さよりも深い第２深さを有し、第１凹領域に隣接する第２凹領域とを含む。雄型は、第１凹部への進入が完了した状態で、第１凹領域に位置し雌型との間で包材を挟む第１部分と、第２凹領域に位置するとともに第１部分よりも第１凹部の深い位置まで進入し雌型との間で包材を挟まない第２部分とを含む。

この製造装置においては、雄型が第１凹部へ進入し終わった状態で、雄型の第１部分が第１凹領域に位置し雌型との間で包材を挟み、雄型の第２部分が第２凹領域に位置するとともに第１部分よりも第１凹部の深い位置まで進入し雌型との間で包材を挟まない。したがって、この製造装置によれば、第１部分と第２部分とで第１凹部において進入する深さが異なるため、位置によって深さが異なる複雑な形状の収容体（蓄電デバイスが搭載される製品の事情に適合した蓄電デバイス用の収容体）を製造することができる。また、この製造装置によれば、第２部分が雌型との間で包材を挟まないため、たとえば、雌型上に異物が存在したとしても該異物に起因して包材上に皺が生じる事態を抑制することができる。

雌型は、第２凹部を有する雌型本体と、第２凹部内に着脱可能に配置されており、第２深さよりも高さ方向の長さが短い入れ駒とを含み、第１凹領域は、雌型の開口端部と入れ駒との間に形成され、第２凹領域は、第２凹部のうち入れ駒が配置されていない領域に形成されてもよい。

この製造装置においては、入れ駒が着脱可能である。したがって、この製造装置によれば、入れ駒の形状を変更することによって、様々な形状の収容体を製造することができる。

第１部分は、雄型の進行方向において進退するように構成された進退機構を含んでもよい。

この製造装置においては、第１部分が雌型との間で包材を挟んだ後に第１部分が第２部分と比較して相対的に後退し、第２部分が第１凹部のより深い位置まで進入する。すなわち、この製造装置においては、第１部分が雌型との間で包材を挟んだ段階で収容体における浅い成形部が成形され、第２部分が第１凹部のより深い位置まで進入した段階で収容体における深い成形部が成形される。したがって、この製造装置によれば、収容体の浅い成形部と深い成形部とが段階的に成形されるため、浅い成形部と深い成形部とが同時に成形される場合と比較して、収容体の製造時に包材に掛かる負荷を抑制することができる。

入れ駒は、雄型の進行方向において進退するように構成された進退機構を含んでもよい。

この製造装置においては、第１部分が雌型との間で包材を挟んだ後に入れ駒が後退し、第１部分及び第２部分が第１凹部のより深い位置まで進入する。すなわち、この製造装置においては、第１部分が雌型との間で包材を挟んだ段階で収容体における深い成形部が成形され、第１部分及び第２部分が第１凹部のより深い位置まで進入した段階で収容体における浅い成形部が成形される。したがって、この製造装置によれば、収容体の浅い成形部と深い成形部とが段階的に成形されるため、浅い成形部と深い成形部とが同時に成形される場合と比較して、収容体の製造時に包材に掛かる負荷を抑制することができる。

進退機構は、バネで構成されてもよい。

バネのバネ定数は、３．６Ｎ／ｍｍ以上、２０．４Ｎ／ｍｍ以下であってもよい。

本発明の他の局面に従う製造方法は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された包材を成形することによって、蓄電デバイス用の収容体を製造するための方法である。製造方法は、雌型と押え板とによって包材を挟むステップを含む。雌型は、凹部を有する。押え板は、平面視において凹部と重なる位置に形成された孔を有する。凹部は、第１深さを有する第１凹領域と、第１深さよりも深い第２深さを有し、第１凹領域に隣接する第２凹領域とを含む。製造方法は、上記孔を貫通し凹部に雄型を進入させるステップと、第１凹領域に雄型の第１部分を位置させ第１部分と雌型とによって包材を挟むステップと、第２凹領域に雄型の第２部分を位置させるとともに第１部分よりも凹部の深い位置まで第２部分を進入させ、第２部分と雌型とによって包材を挟ませないステップとをさらに含む。

この製造方法においては、雄型が第１凹部へ進入し終わった状態で、雄型の第１部分が第１凹領域に位置し雌型との間で包材を挟み、雄型の第２部分が第２凹領域に位置するとともに第１部分よりも第１凹部の深い位置まで進入し雌型との間で前記包材を挟まない。したがって、この製造方法によれば、第１部分と第２部分とで第１凹部において進入する深さが異なるため、位置によって深さが異なる複雑な形状の収容体を製造することができる。また、この製造方法によれば、第２部分が雌型との間で包材を挟まないため、たとえば、雌型上に異物が存在したとしても該異物に起因して包材上に皺が生じる事態を抑制することができる。

本発明の他の局面に従う収容体は、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された包材を製造装置によって成形することによって製造された、蓄電デバイス用の収容体である。製造装置は、雌型と、押え板と、雄型とを備える。雌型は、凹部を有する。押え板は、平面視において凹部と重なる位置に形成された孔を有する。雄型は、上記孔を貫通し凹部に進入するように構成されている。包材は、雌型と押え板とによって挟まれる。凹部は、第１深さを有する第１凹領域と、第１深さよりも深い第２深さを有し、第１凹領域に隣接する第２凹領域とを含む。雄型は、凹部への進入が完了した状態で、第１凹領域に位置し雌型との間で包材を挟む第１部分と、第２凹領域に位置するとともに第１部分よりも第１凹部の深い位置まで進入し雌型との間で包材を挟まない第２部分とを含む。

本発明によれば、蓄電デバイスが搭載される製品の事情に適合した蓄電デバイス用の収容体を製造可能な製造装置等を提供することができる。

実施の形態１に従う製造装置の概略を示す図である。 成形ユニットの概略を示す図である。 雌型を下方から見た状態の概略を示す図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 押え板及び雄型を上方から見た状態の概略を示す図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 雌型が入れ駒を含まない場合に、雄型が雌型の孔に進入していない状態を示す図である。 雌型が入れ駒を含まない場合に、雄型が雌型の孔に進入している途中の状態を示す図である。 雌型が入れ駒を含まない場合に、雌型の孔への雄型の進入が完了した状態を示す図である。 雄型が雌型の孔に進入していない状態を示す図である。 雄型が雌型の孔に進入している途中の状態を示す図である。 雌型の孔への雄型の進入が完了した状態を示す図である。 製造装置によって製造された成形品を示す図である。 実施の形態２において、押え板及び雄型を上方から見た状態の概略を示す図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である。 実施の形態２において、雄型が雌型の孔に進入していない状態を示す図である。 実施の形態２において、雄型が雌型の孔に進入している途中の状態を示す図である。 実施の形態２において、雌型の孔への雄型の進入が完了した状態を示す図である。 実施の形態３において、雌型を下方から見た状態の概略を示す図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。 実施の形態３において、雄型が雌型の孔に進入していない状態を示す図である。 実施の形態３において、雄型が雌型の孔に進入している途中の状態を示す図である。 実施の形態３において、雌型の孔への雄型の進入が完了した状態を示す図である。 雌型の孔を下方から見た図である。 変形例１における成形品の形状を示す図である。 変形例２における成形品の形状を示す図である。 変形例３における成形品の形状を示す図である。 変形例４における成形品の形状を示す図である。 変形例５における成形品の形状を示す図である。 変形例６における成形品の形状を示す図である。 変形例７における成形品の形状を示す図である。 蓄電デバイスにおける電極タブの第１配置例を示す図である。 蓄電デバイスにおける電極タブの第２配置例を示す図である。 蓄電デバイスにおける電極タブの第３配置例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［１．実施の形態１］
＜１−１．製造装置の概要＞
図１は、本実施の形態１に従う製造装置１０の概略を示す図である。製造装置１０は、後述のリール３０に取付けられた巻取体から包材２０を繰り出し、下流側の成形ユニット１００で包材２０を成形するとともに、包材２０を幅方向に断裁する方式を用いて、たとえば、蓄電デバイス用の収容体を製造するように構成されている。なお、図１における矢印ＵＤＬＲＦＢ（上下左右前後）の各々が示す方向は各図面で共通である。

図１に示されるように、製造装置１０は、リール３０と、搬送ユニット４０と、サーボ機構２００，３００と、成形ユニット１００とを含んでいる。

リール３０は、シート状の包材２０を繰り出すように構成されている。包材２０は、いわゆるラミネートフィルムであり、少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成されている。

包材２０に含まれる基材層は、耐熱性を包材２０に付与し、加工又は流通の際に起こり得るピンホールの発生を抑制するための層である。基材層は、たとえば、延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含んで構成される。たとえば、基材層が延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含むことにより、包材２０の成形加工時にバリア層を保護し、包材２０の破断を抑制することができる。また、包材２０の引張伸びを大きくする観点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエステル樹脂層であることが好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ポリアミド樹脂層であることが好ましい。さらに、突刺強度又は衝撃強度に優れる点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであることがより好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ナイロン（ＯＮｙ）フィルムであることがより好ましい。なお、基材層は、延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の両層を含んで構成されていてもよい。

また、包材２０に含まれるバリア層は、防湿性、延展性等の加工性及びコストの面から、たとえばアルミニウム箔から構成される。アルミニウム箔は、耐ピンホール性及び成形加工時の延展性に優れる点から、鉄を含むことが好ましい。アルミニウム箔中の鉄の含有量としては、０．５〜５．０質量％であることが好ましく、０．７〜２．０質量％であることがより好ましい。鉄の含有量が０．５質量％以上であることにより、包材２０の優れた耐ピンホール性及び延展性が得られる。また、鉄の含有量が５．０質量％以下であることにより、包材２０の優れた柔軟性が得られる。

バリア層の厚さは、バリア性、耐ピンホール性及び成形加工性の点から、たとえば３０〜６０μｍであることが好ましく、４０〜６０μｍであることがより好ましい。バリア層の厚さが３０μｍ以上であることによって、成形加工により応力がかかっても破断しにくくなる。バリア層の厚さが６０μｍ以下であることにより、包材２０の質量増加を低減でき、蓄電デバイスの重量エネルギー密度低下を抑制することができる。

また、包材２０に含まれる熱融着性樹脂層は、包材２０にヒートシールによる封止性を付与する層である。熱融着性樹脂層としては、ポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。

搬送ユニット４０は、包材２０を製造装置１０の上流側から下流側に搬送するように構成されている。サーボ機構２００，３００の各々は、成形ユニット１００の駆動を制御するように構成されている。成形ユニット１００は、サーボ機構２００，３００の各々から駆動力を受けることによって、包材２０を成形するように構成されている。成形ユニット１００による成形が完了すると、成形品５０（収容体）が完成する。

＜１−２．成形ユニットの構成＞
図２は、成形ユニット１００の概略を示す図である。図２に示されるように、成形ユニット１００は、基台１０２と、雌型１１０と、基台１０４と、複数のエアシリンダ１３２と、押え板１３０と、雄型１２０と、複数の柱１０６とを含んでいる。

基台１０２の下方（矢印Ｄ方向）には雌型１１０が取り付けられている。基台１０２は、各柱１０６に対して上下方向に移動可能である。基台１０２は、サーボ機構２００から供給される駆動力によって、上下方向に移動する。

図３は、雌型１１０を下方から見た状態の概略を示す図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。図３及び図４に示されるように、雌型１１０は、平面視矩形状であり、雌型本体１１２と複数（２個）の入れ駒１１４とを含んでいる。雌型本体１１２の下面には孔Ｈ１が形成されており、孔Ｈ１内には複数の入れ駒１１４が着脱可能に配置されている。

具体的には、一方の入れ駒１１４は孔Ｈ１において矢印Ｆ方向の端部に配置され、他方の入れ駒１１４は孔Ｈ１において矢印Ｂ方向の端部に配置されている。また、各入れ駒１１４は、ネジ等の固定部材によって雌型本体１１２に固定されている。各入れ駒１１４の高さ方向（矢印ＵＤ方向）の長さは、孔Ｈ１の最も深い位置の深さよりも短い。その結果、孔Ｈ１においては、第１の深さを有する第１凹領域Ｔ１（入れ駒１１４の下方の領域）と、第１の深さよりも深い第２の深さを有する第２凹領域Ｔ２（各入れ駒１１４の側方の領域）とが形成されている。

孔Ｈ１の下流側（矢印Ｒ方向）には断裁刃（図示せず）が設けられている。なお、雌型１１０において、孔Ｈ１は、単に窪みが形成されていればよく、必ずしも貫通している必要はない。なお、本発明において、「凹部」は、単に窪みだけを意味するわけではなく、貫通した孔をも含む概念である。包材２０の成形時には、基台１０２（図２）が下降し、雌型１１０の下面が包材２０の上面（基材層（最外層））に接触する。

再び図２を参照して、基台１０４の上方（矢印Ｕ方向）には、複数のエアシリンダ１３２を介して、押え板１３０が取り付けられている。押え板１３０は、エアシリンダ１３２から供給される駆動力によって、上下方向に移動可能である。包材２０の成形時には、包材２０が雌型１１０と押え板１３０とによって挟まれた状態で、押え板１３０がさらに上方に加圧される。すなわち、包材２０の成形時には、押え板１３０の上面が包材２０の下面（熱融着性樹脂層（最内層））に接触する。

図５は、押え板１３０及び雄型１２０を上方から見た状態の概略を示す図である。図５に示されるように、押え板１３０は平面視矩形状であり、押え板１３０の上面には貫通した孔Ｈ２が形成されている。成形ユニット１００における孔Ｈ２の位置は、平面視において孔Ｈ１（図２，３）と重なる位置である。押え板１３０の四隅の各々の下方には、エアシリンダ１３２が配置されている。

再び図２を参照して、雄型１２０は、押え板１３０に形成された孔Ｈ２を貫通して、上下方向に移動可能である。雄型１２０は、サーボ機構３００から供給される駆動力によって、上下方向に移動する。雄型１２０が上方に移動することによって、雄型１２０は、雌型１１０に形成された孔Ｈ１に進入する。包材２０が雌型１１０と押え板１３０とによって挟まれた状態で、雄型１２０が孔Ｈ１に進入することによって、包材２０の成形が行なわれるとともに、雌型１１０の孔Ｈ１の下流側（矢印Ｒ方向）に設けられた断裁刃（図示せず）により包材２０が幅方向（矢印ＦＢ方向）に断裁される。

再び図５を参照して、平面視における雄型１２０の形状は、長方形であって、長辺及び短辺を有する。長辺の長さは、たとえば、１５０ｍｍ以上であり、短辺の長さは、たとえば、５０ｍｍ以上である。また、雄型１２０の上面には、包材２０の成形時に空気を逃がすための溝Ｇ１が形成されている。

図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。図６に示されるように、雄型１２０は、高さ方向（矢印ＵＤ方向）の長さが異なる２種類の部分を有している。具体的には、雄型１２０は、第１の高さ方向の長さを有する第１部分Ｐ１（２箇所）と、第１の高さ方向の長さよりも長い第２の高さ方向の長さを有する第２部分Ｐ２とを有している。

一方の第１部分Ｐ１は第２部分Ｐ２の矢印Ｂ方向の端部から矢印Ｂ方向に延び、他方の第１部分Ｐ１は第２部分Ｐ２の矢印Ｆ方向の端部から矢印Ｆ方向に延びている。各第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２は一体的に形成されており、各第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２の下面は面一となっている。すなわち、第２部分Ｐ２の方が第１部分Ｐ１よりも上方に延びている。雄型１２０が孔Ｈ１（図２，３）に進入した場合、第１部分Ｐ１が第１凹領域Ｔ１（図４）に進入し、第２部分Ｐ２が第２凹領域Ｔ２に進入する。

＜１−３．入れ駒を配置する理由＞
上述のように、製造装置１０は、蓄電デバイス用の収容体（成形品５０）を製造するように構成されている。このような収容体においては、電池要素を収容するための成形部が成形されている。成形部の形状は、たとえば、蓄電デバイスが搭載される製品の事情次第で、直方体形状でない方が好ましい場合がある。

たとえば、蓄電デバイスが搭載される製品が小型の電子機器である場合には、限られたスペースに蓄電デバイスを収容する必要がある。限られたスペースは必ずしも直方体形状ではないため、成形部の形状として様々な形状を実現できれば、電子機器の小型化により貢献することができる。

また、たとえば、電気自動車に搭載される蓄電デバイスにおいては、高い体積エネルギー密度が要求されている。蓄電デバイスに収容される部材が占める領域は必ずしも直方体形状ではないため、成形部の形状として様々な形状を実現できれば、蓄電デバイスの体積エネルギー密度をより高めることができる。

また、たとえば、製品に搭載される他の部品との関係で、成形部の形状が直方体形状でない方が好ましい場合がある。たとえば、電子回路（たとえば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit））、蓄電デバイスを冷却するための水冷回路、又は、蓄電デバイスの放熱のための放熱シートを配置する場所を確保するために、収容体の成形部の形状が直方体形状でない方が好ましい場合がある。このような場合に、成形部の形状として様々な形状を実現できれば、製品の内部スペースをより有効に活用することができる。

本実施の形態１に従う製造装置１０においては、成形部が深さの異なる２種類の領域を有する成形品５０を製造するために、雌型本体１１２内に入れ駒１１４が配置されている。まず、仮に雌型本体１１２内に入れ駒１１４が配置されていない場合に、どのような成形品が製造されるかについて説明する。

図７Ａは、雌型１１０Ｘが入れ駒１１４を含まない場合に、雄型１２０が雌型１１０Ｘの孔（凹部）に進入していない状態を示す図である。図７Ａに示されるように、押え板１３０と雌型１１０Ｘとによって、包材２０が挟まれている。

図７Ｂは、雌型１１０Ｘが入れ駒１１４を含まない場合に、雄型１２０が雌型１１０Ｘの孔に進入している途中の状態を示す図である。図７Ｂに示されるように、雌型１１０Ｘの孔への雄型１２０の進入が開始すると、包材２０において成形部が成形され始める。

図７Ｃは、雌型１１０Ｘが入れ駒１１４を含まない場合に、雌型１１０Ｘの孔への雄型１２０の進入が完了した状態を示す図である。図７Ｃに示されるように、雌型１１０Ｘの孔への雄型１２０の進入が完了すると、成形部の成形が完了する。このような方法で成形された成形部においては、雄型１２０の第１部分Ｐ１（図６）と雄型１２０の第２部分Ｐ２との境界の段部が包材２０に明瞭に賦形されていない。すなわち、このような方法によっては、所望の形状の収容体を得ることができない。

次に、本実施の形態１に従う製造装置１０において、雌型１１０が入れ駒１１４を含むことによって、どのような成形品が製造されるかについて説明する。

図８Ａは、雄型１２０が雌型１１０の孔Ｈ１（図２，３）に進入していない状態を示す図である。図８Ａに示されるように、押え板１３０と雌型１１０とによって、包材２０が挟まれている。

図８Ｂは、雄型１２０が雌型１１０の孔Ｈ１に進入している途中の状態を示す図である。図８Ｂに示されるように、雌型１１０の孔Ｈ１への雄型１２０の進入が開始すると、包材２０において成形部が成形され始める。

図８Ｃは、雌型１１０の孔Ｈ１への雄型１２０の進入が完了した状態を示す図である。図８Ｃに示されるように、雌型１１０の孔Ｈ１への雄型１２０の進入が完了すると、成形部の成形が完了する。この状態においては、雄型１２０の第１部分Ｐ１（図６）が、孔Ｈ１における第１凹領域Ｔ１（図４）に位置し、入れ駒１１４との間で包材２０を挟んでいる。また、第２部分Ｐ２（図６）が、孔Ｈ１における第２凹領域Ｔ２（図４）に位置するとともに第１部分Ｐ１よりも孔Ｈ１の深い位置まで進入し雌型本体１１２との間で包材２０を挟んでいない。

図９は、本実施の形態１に従う製造装置１０によって製造された成形品５０を示す図である。図９を参照して、上方は成形品５０の平面図を示し、下方は成形品５０の側面図を示す。図９に示されるように、成形品５０は、フランジ部５３と、フランジ部５３から上方に盛り上がった成形部５１と、成形部５１よりもさらに上方に盛り上がった成形部５２とを含んでいる。すなわち、本実施の形態１に従う製造装置１０によって製造された成形品５０の成形部においては、雄型１２０の第１部分Ｐ１（図６）と雄型１２０の第２部分Ｐ２との境界の段部（成形部５１と成形部５２との境界の段部）が包材２０に明瞭に賦形されている。つまり、本実施の形態１に従う製造装置１０によれば、雌型１１０が入れ駒１１４を含むため、所望の形状の収容体を得ることができる。

＜１−４．特徴＞
以上のように、本実施の形態１に従う製造装置１０においては、雄型１２０が雌型１１０の孔Ｈ１へ進入し終わった状態で、雄型１２０の第１部分Ｐ１が第１凹領域Ｔ１に位置し雌型１１０（入れ駒１１４）との間で包材２０を挟み、雄型１２０の第２部分Ｐ２が第２凹領域Ｔ２に位置するとともに第１部分Ｐ１よりも孔Ｈ１の深い位置まで進入し雌型１１０との間で包材２０を挟まない。したがって、製造装置１０によれば、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とで孔Ｈ１において進入する深さが異なるため、位置によって深さが異なる複雑な形状の収容体（蓄電デバイスが搭載される製品の事情に適合した蓄電デバイス用の収容体）を製造することができる。また、製造装置１０によれば、第２部分Ｐ２が雌型１１０との間で包材２０を挟まないため、たとえば、包材２０上に異物が存在したとしても該異物に起因して包材２０上に皺が生じる事態を抑制することができる。

また、製造装置１０においては、入れ駒１１４が着脱可能である。したがって、製造装置１０によれば、入れ駒１１４の形状を変更することによって、様々な形状の収容体（成形品５０）を製造することができる。

［２．実施の形態２］
上記実施の形態１に従う製造装置１０においては、成形部５１と成形部５２とが略同時に成形された。しかしながら、成形部５１と成形部５２とが略同時に成形されると、包材２０に掛かる負荷が必ずしも小さくない。本実施の形態２に従う製造装置においては、成形部５１と成形部５２との成形タイミングを異ならせるために、雄型１２０Ａの構成が実施の形態１と比較して変更されている。以下、実施の形態１と共通する点については説明を繰り返さず、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

＜２−１．成形ユニットの構成＞
図１０は、本実施の形態２において、押え板１３０及び雄型１２０Ａを上方から見た状態の概略を示す図である。図１０を参照して、雄型１２０Ａは、押え板１３０に形成された孔Ｈ２を貫通して、上下方向に移動可能である。

図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である。図１１に示されるように、雄型１２０Ａは、雄型本体１２１Ａと、複数（２つ）の可動部１２３Ａと、複数のバネ１２２Ａとを含んでいる。雄型本体１２１Ａは、高さ方向（矢印ＵＤ方向）の長さが異なる２種類の部分を有している。高さ方向の長さが長い部分の下端から矢印ＢＦ方向の各々に高さ方向の長さが短い部分が延びている。

雄型本体１２１Ａのうち高さ方向の長さが短い部分の各々には、複数のバネ１２２Ａを介して可動部１２３Ａが取り付けられている。各可動部１２３Ａは、バネ１２２Ａを介して雄型本体１２１Ａに取り付けられているため、雄型１２０の進行方向において進退可能となっている。各バネ１２２Ａのばね定数は、たとえば、３．６Ｎ／ｍｍ以上、２０．４Ｎ／ｍｍ以下である。

＜２−２．動作＞
図１２Ａは、本実施の形態２において、雄型１２０Ａが雌型１１０の孔Ｈ１（図２，３）に進入していない状態を示す図である。図１２Ｂは、雄型１２０Ａが雌型１１０の孔Ｈ１に進入している途中の状態を示す図である。図１２Ｃは、雌型１１０の孔Ｈ１への雄型１２０Ａの進入が完了した状態を示す図である。以下、図１２Ａ−１２Ｃを用いて、本実施の形態２に従う製造装置の動作について説明する。

図１２Ａに示されるように、押え板１３０と雌型１１０とによって、包材２０が挟まれている。

図１２Ｂに示されるように、雌型１１０の孔Ｈ１への雄型１２０Ａの進入が開始すると、包材２０において成形部が成形され始める。そして、各可動部１２３Ａの第１凹領域Ｔ１（図４）への進入が完了し、可動部１２３Ａと入れ駒１１４とによって包材２０が挟まれる。すなわち、この段階で、成形品５０（図９）の成形部５１が成形される。

図１２Ｃに示されるように、図１２Ｂに示される状態からさらに雄型１２０Ａが孔Ｈ１内に進入すると、雄型本体１２１Ａが孔Ｈ１のさらに深い位置まで進入するとともに、各バネ１２２Ａが縮み各可動部１２３Ａが雄型本体１２１Ａに対して相対的に後退する。これにより、成形品５０の成形部５２が成形される。この状態においては、雄型１２０Ａの可動部１２３Ａが、孔Ｈ１における第１凹領域Ｔ１（図４）に位置し、入れ駒１１４との間で包材２０を挟んでいる。また、雄型本体１２１Ａが、孔Ｈ１における第２凹領域Ｔ２（図４）に位置するとともに可動部１２３よりも孔Ｈ１の深い位置まで進入し雌型本体１１２との間で包材２０を挟んでいない。これにより、図９に示される成形品５０が製造される。

＜２−３．特徴＞
以上のように、本実施の形態２に従う製造装置においては、可動部１２３Ａが雌型１１０（入れ駒１１４）との間で包材２０を挟んだ後に可動部１２３Ａが雄型本体１２１Ａと比較して相対的に後退し、雄型本体１２１Ａが孔Ｈ１のより深い位置まで進入する。すなわち、この製造装置においては、可動部１２３Ａが雌型１１０（入れ駒１１４）との間で包材２０を挟んだ段階で収容体における浅い成形部（成形部５１（図９））が成形され、雄型本体１２１Ａが孔Ｈ１のより深い位置まで進入した段階で収容体における深い成形部（成形部５２）が成形される。したがって、この製造装置によれば、収容体の浅い成形部と深い成形部とが段階的に成形されるため、浅い成形部と深い成形部とが同時に成形される場合と比較して、収容体の製造時に包材２０に掛かる負荷を抑制することができる。

［３．実施の形態３］
上記実施の形態２においては、雄型１２０Ａがバネ１２２Ａを含んでいた。しかしながら、バネを含むのは必ずしも雄型である必要はない。本実施の形態３においては、雌型１１０Ｂがバネを含んでいる。以下においても、実施の形態１と共通する点については説明を繰り返さず、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

＜３−１．成形ユニットの構成＞
図１３は、本実施の形態３において、雌型１１０Ｂを下方から見た状態の概略を示す図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。図１３及び図１４に示されるように、雌型１１０Ｂは、雌型本体１１２と、入れ駒１１４Ｂと、バネ１１６Ｂとを含んでいる。

一方の入れ駒１１４Ｂは孔Ｈ１Ｂの矢印Ｆ方向の端部においてバネ１１６Ｂを介して雌型本体１１２に取り付けられ、他方の入れ駒１１４Ｂは孔Ｈ１Ｂの矢印Ｂ方向の端部においてバネ１１６Ｂを介して雌型本体１１２に取り付けられている。また、各入れ駒１１４Ｂの下端（矢印Ｄ方向の端部）は、雌型本体１１２の下端と面一になっている。

＜３−２．動作＞
図１５Ａは、本実施の形態３において、雄型１２０が雌型１１０Ｂの孔Ｈ１Ｂ（図１３）に進入していない状態を示す図である。図１５Ｂは、雄型１２０が雌型１１０Ｂの孔Ｈ１Ｂに進入している途中の状態を示す図である。図１５Ｃは、雌型１１０Ｂの孔Ｈ１Ｂへの雄型１２０の進入が完了した状態を示す図である。以下、図１５Ａ−１５Ｃを用いて、本実施の形態３に従う製造装置の動作について説明する。

図１５Ａに示されるように、押え板１３０と雌型１１０Ｂとによって、包材２０が挟まれている。

図１５Ｂに示されるように、雌型１１０Ｂの孔Ｈ１Ｂへの雄型１２０の進入が開始すると、包材２０において成形部が成形され始める。そして、各第１部分Ｐ１（図６）が入れ駒１１４Ｂとの間で包材２０を挟んだ時点で、成形部５２（図９）が成形される。

図１５Ｃに示されるように、図１５Ｂに示される状態からさらに雄型１２０が孔Ｈ１Ｂ内に進入すると、雄型１２０が孔Ｈ１Ｂのさらに深い位置まで進入するとともに、各バネ１１６Ｂが縮み、各入れ駒１１４Ｂが後退する。これにより、成形品５０の成形部５１が成形される。この状態においては、雄型１２０の第１部分Ｐ１が、孔Ｈ１Ｂにおける第１凹領域Ｔ１（図４）に相当する場所に位置し、入れ駒１１４Ｂとの間で包材２０を挟んでいる。また、雄型１２０の第２部分Ｐ２が、孔Ｈ１Ｂにおける第２凹領域Ｔ２（図４）に相当する場所に位置するとともに第１部分Ｐ１よりも孔Ｈ１Ｂの深い位置まで進入し雌型本体１１２との間で包材２０を挟んでいない。これにより、図９に示される成形品５０が製造される。

＜３−３．特徴＞
以上のように、本実施の形態３に従う製造装置においては、第１部分Ｐ１が雌型１１０Ｂ（入れ駒１１４Ｂ）との間で包材２０を挟んだ後に入れ駒１１４Ｂが後退し、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２が孔Ｈ１Ｂのより深い位置まで進入する。すなわち、この製造装置においては、第１部分Ｐ１が雌型１１０Ｂ（入れ駒１１４Ｂ）との間で包材２０を挟んだ段階で収容体における深い成形部（成形部５２（図９））が成形され、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２が孔Ｈ１Ｂのより深い位置まで進入した段階で収容体における浅い成形部（成形部５１）が成形される。したがって、この製造装置によれば、収容体の浅い成形部と深い成形部とが段階的に成形されるため、浅い成形部と深い成形部とが同時に成形される場合と比較して、収容体の製造時に包材に掛かる負荷を抑制することができる。

［４．変形例］
以上、実施の形態１−３について説明したが、本発明は、上記実施の形態１−３に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。

＜４−１＞
上記実施の形態２においては可動部１２３Ａがバネ１２２Ａを介して雄型本体１２１Ａに取り付けられ、上記実施の形態３においては入れ駒１１４Ｂがバネ１１６Ｂを介して雌型本体１１２に取り付けられた。しかしながら、これらは必ずしもバネである必要はない。たとえば、ゴム等の弾性体であってもよい。すなわち、可動部１２３Ａがゴム等の弾性体を介して雄型本体１２１Ａに取り付けられてもよいし、入れ駒１１４Ｂがゴム等の弾性体を介して雌型本体１１２に取り付けられてもよい。

また、たとえば、サーボモータとボールねじとを含む機構が間に設けられてもよい。すなわち、可動部１２３Ａが該機構を介して雄型本体１２１Ａに取り付けられてもよいし、入れ駒１１４Ｂが該機構を介して雌型本体１１２に取り付けられてもよい。この場合には、必要なタイミングでサーボモータを駆動させるプログラムが、製造装置において実行される。

＜４−２＞
また、上記実施の形態１−３においては、成形品５０（図９）が製造された。しかしながら、製造される成形品は、必ずしも成形品５０に限定されない。すなわち、入れ駒１１４，１１４Ｂの配置場所は、上記実施の形態１−３に限定されない。たとえば、入れ駒１１４，１１４Ｂの配置を変更することによって、様々な形状の成形品を製造することができる。

図１６は、雌型１１０の孔Ｈ１を下方から見た図である。図１６を参照して、たとえば、領域Ｓ１−領域Ｓ１１のいずれか又は複数に入れ駒１１４を配置し、配置した入れ駒の形状に対応する雄型を用いることによって様々な形状の成形品を製造することができる。

図１７Ａは、変形例１における成形品５０Ａの形状を示す図である。図１７Ａに示されるように、成形品５０Ａにおいては、成形部５１Ａと成形部５２Ａとの間の段差が一方にのみ形成されている。成形品５０Ａは、たとえば、領域Ｓ３に入れ駒を配置した状態で製造される。

図１７Ｂは、変形例２における成形品５０Ｂの形状を示す図である。図１７Ｂに示されるように、成形品５０Ｂにおいては、成形部５１Ｂと成形部５２Ｂとの間の段差がＬ字状に形成されている。成形品５０Ｂは、たとえば、領域Ｓ３及び領域Ｓ６に入れ駒を配置した状態で製造される。

図１７Ｃは、変形例３における成形品５０Ｃの形状を示す図である。図１７Ｃに示されるように、成形品５０Ｃにおいては、成形部５１Ｃと成形部５２Ｃとの間の段差がＵ字状に形成されている。成形品５０Ｃは、たとえば、領域Ｓ１、領域Ｓ３及び領域Ｓ５に入れ駒を配置した状態で製造される。

図１７Ｄは、変形例４における成形品５０Ｄの形状を示す図である。図１７Ｄに示されるように、成形品５０Ｄにおいては、成形部５１Ｄと成形部５２Ｄとの間の段差が四辺（全周）に形成されている。成形品５０Ｄは、たとえば、領域Ｓ１、領域Ｓ３、領域Ｓ５及び領域Ｓ６に入れ駒を配置した状態で製造される。

図１７Ｅは、変形例５における成形品５０Ｅの形状を示す図である。図１７Ｅに示されるように、成形品５０Ｅにおいては、成形部５１Ｅと成形部５２Ｅとの間の段差の他に、成形部５２Ｅと成形部５４Ｅとの間の段差が形成されている。成形品５０Ｅは、たとえば、領域Ｓ１、領域Ｓ２、領域Ｓ３及び領域Ｓ４に入れ駒を配置した状態で製造される。なお、この場合には、領域Ｓ２，Ｓ４に配置される入れ駒の高さが、領域Ｓ１，Ｓ３に配置される入れ駒の高さよりも短い。

図１７Ｆは、変形例６における成形品５０Ｆの形状を示す図である。図１７Ｆに示されるように、成形品５０Ｆにおいては、成形部５１Ｆが一辺全体に延びておらず一辺において分断されている。成形品５０Ｆは、たとえば、領域Ｓ７、領域Ｓ８、領域Ｓ９及び領域Ｓ１０に入れ駒を配置した状態で製造される。

図１７Ｇは、変形例７における成形品５０Ｇの形状を示す図である。図１７Ｇに示されるように、成形品５０Ｇにおいては、成形部５２Ｇに凹部が形成されている。成形品５０Ｇは、たとえば、領域Ｓ１、領域Ｓ３及び領域Ｓ１１に入れ駒を配置した状態で製造される。

＜４−３＞
また、上記実施の形態１−３において製造された成形品５０を用いて蓄電デバイスを製造する場合に電極タブはどのような場所に配置されてもよい。

図１８Ａは、蓄電デバイス６０Ａにおける電極タブ６１Ａの第１配置例を示す図である。図１８Ｂは、蓄電デバイス６０Ｂにおける電極タブ６１Ｂの第２配置例を示す図である。図１８Ｃは、蓄電デバイス６０Ｃにおける電極タブ６１Ｃの第３配置例を示す図である。

図１８Ａに示されるように、各電極タブ６１Ａは、蓄電デバイス６０Ａにおいて、段差（成形部５１と成形部５２との間の段差）が形成されている各辺に配置されている。この場合には、正極、負極及びセパレータが成形部５２に収容され、正極及び負極の各々と電極タブ６１Ａとを接続する集電体箔が成形部５１に収容される。集電体箔は、正極、負極及びセパレータと比較して、厚みを有しないため、このような配置とすることによって、収容体内のデッドスペースを削減することができる。

また、図１８Ｂに示されるように、各電極タブ６１Ｂが蓄電デバイス６０Ｂにおける同一の長辺に設けられても良いし、図１８Ｃに示されるように、各電極タブ６１Ｃが蓄電デバイス６０Ｃにおける異なる長辺に設けられてもよい。

＜４−４＞
また、上記実施の形態１−３において製造された成形品５０は、蓄電デバイス用の収容体とされた。すなわち、成形品５０には、リチウムイオン電池等の電池要素（コンデンサー、キャパシタ等を含む）が収容され、ラミネート型電池が構成される。なお、リチウム
イオン電池等の二次電池が収容されたラミネート型電池は、蓄電デバイスの一例であり、収容体内には一次電池及び二次電池のいずれが収容されてもよい。好ましくは、収容体内には二次電池が収容される。収容体内に収容される二次電池の種類については、特に制限されず、たとえば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、全固体電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。

１０ 製造装置、２０ 包材、３０ リール、４０ 搬送ユニット、５０，５０Ａ−５０Ｇ 成形品、５１，５１Ａ−５１Ｇ，５２，５２Ａ−５２Ｇ，５４Ｅ 成形部、５３，５３Ａ−５３Ｇ フランジ部、６０Ａ−６０Ｃ 蓄電デバイス、６１Ａ−６１Ｃ 電極タブ、１００ 成形ユニット、１０２，１０４ 基台、１０６ 柱、１１０，１１０Ｘ，１１０Ｂ 雌型、１１２ 雌型本体、１１４，１１４Ｂ 入れ駒、１１６Ｂ，１２２Ａ バネ、１２０，１２０Ａ 雄型、１２１Ａ 雄型本体、１２３Ａ 可動部、１３０ 押え板、１３２ エアシリンダ、２００，３００ サーボ機構、Ｇ１ 溝、Ｈ１，Ｈ２ 孔、Ｐ１ 第１部分、Ｐ２ 第２部分、Ｓ１−Ｓ１１ 領域、Ｔ１ 第１凹領域、Ｔ２ 第２凹領域。

Claims (7)

1. 少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された包材を成形することによって、蓄電デバイス用の収容体を製造するように構成された製造装置であって、
   第１凹部を有する雌型と、
   平面視において前記第１凹部と重なる位置に形成された孔を有する押え板と、
   前記孔を貫通し前記第１凹部に進入するように構成された雄型とを備え、
   前記包材は、前記雌型と前記押え板とによって挟まれ、
   前記第１凹部は、第１深さを有する第１凹領域と、前記第１深さよりも深い第２深さを有し、前記第１凹領域に隣接する第２凹領域とを含み、
   前記雄型は、前記第１凹部への進入が完了した状態で、前記第１凹領域に位置し前記雌型との間で前記包材を挟む第１部分と、前記第２凹領域に位置するとともに前記第１部分よりも前記第１凹部の深い位置まで進入する第２部分とを含む、製造装置。
2. 前記第２部分は、前記雌型との間で前記包材を挟まない、請求項１に記載の製造装置。
3. 前記第１部分と前記第２部分とは、一体的に形成されている、請求項１又は請求項２に記載の製造装置。
4. 前記第１部分は、前記雄型の進行方向において進退するように構成された進退機構を含む、請求項１又は請求項２に記載の製造装置。
5. 前記進退機構は、バネで構成されている、請求項４に記載の製造装置。
6. 前記バネのバネ定数は、３．６Ｎ／ｍｍ以上、２０．４Ｎ／ｍｍ以下である、請求項５に記載の製造装置。
7. 少なくとも、基材層、バリア層及び熱融着性樹脂層をこの順に有する積層体により構成された包材を成形することによって、蓄電デバイス用の収容体を製造する製造方法であって、
   雌型と押え板とによって前記包材を挟むステップを含み、
   前記雌型は、凹部を有し、
   前記押え板は、平面視において前記凹部と重なる位置に形成された孔を有し、
   前記凹部は、第１深さを有する第１凹領域と、前記第１深さよりも深い第２深さを有し、前記第１凹領域に隣接する第２凹領域とを含み、
   前記製造方法は、
   前記孔を貫通し前記凹部に雄型を進入させるステップと、
   前記第１凹領域に前記雄型の第１部分を位置させ前記第１部分と前記雌型とによって前記包材を挟むステップと、
   前記第２凹領域に前記雄型の第２部分を位置させるとともに前記第１部分よりも前記凹部の深い位置まで前記第２部分を進入させるステップとをさらに含む、製造方法。