JP6836136B2 - Laminated battery manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は,いずれも短冊状の箔である第1電極および第2電極を交互に積層した構造の積層電池を製造する積層電池製造装置に関するものである。 The present invention relates to a laminated battery manufacturing apparatus for manufacturing a laminated battery having a structure in which first electrode and second electrode, which are strip-shaped foils, are alternately laminated.
従来から,2次電池その他の電池として,第1電極と第2電極とを交互に重ね合わせた電極積層体を内蔵するものが使用されている。このような電極積層体には,第1電極および第2電極としていずれも短冊状の箔を利用し,これらを平積み状に積層した構造のものがある。 Conventionally, as a secondary battery or other battery, a battery having a built-in electrode laminate in which a first electrode and a second electrode are alternately laminated has been used. Some of such electrode laminates have a structure in which strip-shaped foils are used as the first electrode and the second electrode, and these are laminated in a flat stack.
このような積層構造の電極積層体を製造する先行技術として,特許文献1に記載されている積層装置が挙げられる。同文献の技術では,短冊状の「袋詰正極20」と「負極30」とを,「積層テーブル141」上に交互に積層して,「発電要素15」とするようにしている。そして,「積層テーブル141」に「高さ調整部142」を設けている。積層の進行に応じて,積層体の最上面の高さを略一定に維持するためである(同文献の[0029]等)。
As a prior art for manufacturing an electrode laminate having such a laminated structure, there is a lamination device described in
しかしながら前記した従来の技術には,次のような問題点があった。同文献の技術では,「袋詰正極20」と「負極30」とを,それぞれの「供給テーブル」から「吸着ハンド」で交互に「積層テーブル141」上に交互に積層することとしている。このため,積層の生産性で劣る。生産性のためには,正極と負極とをあらかじめペアにしたペア短冊を台座上に連続的に供給することが有利である。そのためには,台座上に積層された積層物を,ロールを転がしながらプレスすることが考えられる。しかしロールが積層物上を転がりながら往復することになるので,ロールの位置により,新たなペア短冊を直ちには受け入れることができない場合がある。
However, the above-mentioned conventional technique has the following problems. In the technique of the same document, the "bagged
本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,正負の電極箔短冊が1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊を用いつつ,効率よく積層電池を製造できる積層電池製造装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the above-mentioned conventional techniques. That is, the problem is to provide a laminated battery manufacturing apparatus capable of efficiently manufacturing a laminated battery while using an electrode foil pair strip in which positive and negative electrode foil strips are laminated one by one.
本発明の一態様における積層電池製造装置は,第1電極箔短冊と第2電極箔短冊とが交互に積層された構造の積層電池を製造する装置であって,第1電極箔短冊と第2電極箔短冊とが1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊をその面内方向に進行させて供給する電極箔ペア供給部と,電極箔ペア供給部による電極箔ペア短冊の進行先に位置する台座と,台座上の電極箔ペア短冊を台座へ向けて押し付けるプレスロールと,台座の高さを調整する高さ調整機構とを有し,プレスロールは,台座の上への,もしくはすでに台座の上に積層されている電極箔ペア短冊の上への電極箔ペア供給部による新たな電極箔ペア短冊の供給を許容し,プレスは行わない非プレス状態と,新たな電極箔ペア短冊の供給を許容せず,プレスを行うプレス状態とをとるとともに,新たな電極箔ペア短冊の供給を受けるときには非プレス状態にて電極箔ペア短冊の送り方向に移動し,新たな電極箔ペア短冊の供給を受けたあとには,新たな電極箔ペア短冊の上に乗り上げてプレス状態となり送り方向と逆向きに移動するものであり,高さ調整機構は,新たな電極箔ペア短冊が供給されるたびに,電極箔ペア短冊の厚さの分ずつ下降するように構成されているものである。 The laminated battery manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention is an apparatus for producing a laminated battery having a structure in which the first electrode foil strips and the second electrode foil strips are alternately laminated, and the first electrode foil strips and the second electrode foil strips are second. An electrode foil pair supply unit in which electrode foil pair strips in which electrode foil strips are laminated one by one is advanced and supplied in the in-plane direction, and a pedestal located at the destination of the electrode foil pair strips by the electrode foil pair supply unit. It has a press roll that presses the electrode foil pair strips on the pedestal toward the pedestal and a height adjustment mechanism that adjusts the height of the pedestal, and the press roll is on the pedestal or already on the pedestal. Allows the supply of new electrode foil pair strips by the electrode foil pair supply unit on the electrode foil pair strips laminated in the above, and allows the supply of new electrode foil pair strips in the non-pressed state without pressing. Instead of pressing, the electrode foil pair strips are pressed, and when a new electrode foil pair strip is supplied, the electrode foil pair strips move in the feeding direction in the non-pressed state, and a new electrode foil pair strip is supplied. After that, it rides on a new electrode foil pair strip, enters a pressed state, and moves in the direction opposite to the feed direction . The height adjustment mechanism is provided every time a new electrode foil pair strip is supplied. The electrode foil pair is configured to descend by the thickness of the strip.
上記態様における積層電池製造装置では,電極箔ペア供給部から電極箔ペア短冊が台座上に進行して来るとき,プレスロールを非プレス状態としておくことで,電極箔ペア短冊を台座上に受け入れることができる。プレスロールをプレス状態にして電極箔ペア短冊を台座へ向けて押し付けると,積層されている電極箔ペア短冊同士が圧着されるとともに,高さ調整機構により,台座が電極箔ペア短冊の厚さの分下降する。これにより,新たな電極箔ペア短冊の受入が可能となる。 In the laminated battery manufacturing apparatus according to the above embodiment, when the electrode foil pair strips advance onto the pedestal from the electrode foil pair supply unit, the electrode foil pair strips are received on the pedestal by keeping the press roll in a non-pressed state. Can be done. When the press roll is pressed and the electrode foil pair strips are pressed against the pedestal, the laminated electrode foil pair strips are crimped to each other, and the pedestal is made of the thickness of the electrode foil pair strips by the height adjustment mechanism. It descends by a minute. This makes it possible to accept new electrode foil pair strips.
本構成によれば,正負の電極箔短冊が1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊を用いつつ,効率よく積層電池を製造できる積層電池製造装置が提供されている。 According to this configuration, there is provided a laminated battery manufacturing apparatus capable of efficiently manufacturing a laminated battery while using an electrode foil pair strip in which positive and negative electrode foil strips are laminated one by one.
以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,図1に示す積層電池製造装置1として,本発明を具体化したものである。そこでまず,積層電池製造装置1について説明する。
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This embodiment embodies the present invention as the laminated
図1の積層電池製造装置1は,正極反物供給部2と,負極反物供給部3と,正極反物切断機構4と,貼り合わせロール5と,負極反物切断機構6と,台座7と,プレスロール8とを有している。正極反物供給部2には,正極箔反物コイル9が取り付けられており,正極箔反物10が巻き出されるようになっている。負極反物供給部3には,負極箔反物コイル11が取り付けられており,負極箔反物12が巻き出されるようになっている。正極箔反物10および負極箔反物12はいずれも,長尺箔状のものであり,集電箔の表面上に電極活物質層が形成された構造のものである。負極箔反物12の表面上にはさらに,セパレータ層も形成されている。正極箔反物10および負極箔反物12はいずれも,その長手方向に進行して貼り合わせロール5へ向かうようになっている。
The laminated
正極反物切断機構4は,正極箔反物10を幅方向に切断することで,カード状の正極箔短冊13とするものである。貼り合わせロール5は,負極箔反物12と正極箔短冊13とを貼り合わせるものである。このため貼り合わせロール5に対して,負極箔反物12はそのまま,正極箔反物10は切断されて正極箔短冊13となってから,供給されるようになっている。正極箔短冊13はさらに,貼り合わせロール5に対して,負極箔反物12の長手方向に間隔を置いて供給されるようになっている。
The positive electrode
負極反物切断機構6は,負極箔反物12を幅方向に切断するものである。この切断により,正極箔短冊13と負極箔短冊とが1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊14が得られる。台座7は,得られた電極箔ペア短冊14を置くためのものである。プレスロール8は,台座7の上に多数枚積層された電極箔ペア短冊14を厚み方向にプレスするものである。なお,負極反物切断機構6のすぐ上流側には,負極箔反物12と正極箔短冊13とを支持するニップロール16が設けられている。
The negative electrode
次に,上記の積層電池製造装置1の作用を説明する。積層電池製造装置1により電極積層体15を製造する際には,貼り合わせロール5に対して,負極箔反物12と,正極箔短冊13とが供給される。負極箔反物12は前述のように,負極反物供給部3から供給され,長手方向に進行することにより貼り合わせロール5に至る。正極箔短冊13は,正極反物供給部2および正極反物切断機構4により貼り合わせロール5に供給される。貼り合わせロール5にて正極箔短冊13は,負極箔反物12の上に,長手方向に対して間隔を開けて配置される。
Next, the operation of the above-mentioned laminated
そして貼り合わせロール5により,正極箔短冊13および負極箔反物12が厚み方向に軽く押し付けられる。この状態で正極箔短冊13は,負極箔反物12に対して軽く接着されている。負極箔反物12のセパレータ層にある程度の接着性があるからである。このためこれ以後,振動等で容易に正極箔短冊13の位置が負極箔反物12に対してずれてしまうことはない。
Then, the positive
貼り合わせロール5より下流側における正極箔短冊13および負極箔反物12は,負極箔反物12の上に,正極箔短冊13が長手方向に対して間隔を開けて配置された状態となっている。このような状態の正極箔短冊13および負極箔反物12が,貼り合わせロール5から負極反物切断機構6へ向かう。負極反物切断機構6に至った負極箔反物12は,幅方向に切断される。負極反物切断機構6が切断するのは,負極箔反物12のうち,正極箔短冊13のない箇所である。
The positive
こうして電極箔ペア短冊14が得られる。負極箔反物12の進行とともに次々に電極箔ペア短冊14が得られるので,台座7の上には多数枚の電極箔ペア短冊14が積層されることとなる。台座7の上に積層された電極箔ペア短冊14は,プレスロール8により,厚み方向にプレスされる。より詳細には,新たに1枚の電極箔ペア短冊14が台座7の上に置かれるたびに,プレスロール8によるプレスが実施される。これにより,新たに供給された電極箔ペア短冊14が,先に供給されてすでに台座7の上に積層されている電極箔ペア短冊14に対して一体化される。前述のセパレータ層の接着性による。
In this way, the electrode
このようにして所定の枚数の電極箔ペア短冊14が台座7の上に積層されプレスロール8による一体化がなされると,電極積層体15が得られる。電極積層体15は,電池における発電要素として機能するものである。電極積層体15は通常,電池容器内に電解液とともに収納される。
When a predetermined number of electrode foil pair strips 14 are laminated on the
ここで,負極反物切断機構6による切断と,プレスロール8によるプレスとの関係について,図2によりさらに詳細に説明する。図2は,負極反物切断機構6の刃物17の動き,およびプレスロール8の動きを時系列とともに示している。図2の全体を通して,上から下への向きが時間の経過に相当する。図2の左半分のA部は,刃物17の動きを示している。A部では,左右方向が負極箔反物12の幅方向に相当する。
Here, the relationship between the cutting by the negative electrode
図2の右半分のB部は,プレスロール8の動きを示している。B部では,左右方向が負極箔反物12の長手方向に相当し,その左向きが送り方向である。B部ではまた,刃物17による切断位置Sに対して送り方向に下流側に隣接する位置で,電極箔ペア短冊14の積層が行われるようになっている。B部中に示される電極積層体15は,完成品ではなく,その時点までに積層済みとなっている電極箔ペア短冊14群である。B部中の電極積層体15の最上部の右側(上流側)には,新たに供給された正極箔短冊13および負極箔反物12が突出して描かれている。
Part B on the right half of FIG. 2 shows the movement of the
図2のB部の最上部には,切断済みの電極箔ペア短冊14およびその後続の正極箔短冊13および負極箔反物12の一部を平面視で示している。ここに示される電極箔ペア短冊14は,左向きの搬送及び切断が済んだ時点でのものである。その送り方向の先端箇所P1の位置は,下の電極積層体15の左端位置Lと一致している。また,切断済みの電極箔ペア短冊14の後端箇所P2(後続の負極箔反物12の先端箇所でもある)は,切断位置Sと一致している。さらに,後続の負極箔反物12の途中には,次回の切断がなされる予定箇所P3(この時点では実際にはまだ切断されていない)が示されている。B部中の太折れ線Qは,予定箇所P3の位置の時間による変化を表している。
At the uppermost part of the portion B in FIG. 2, a part of the cut electrode
図2中で比較的上部の期間T1は,正極箔短冊13および負極箔反物12が,送り方向に搬送されている期間である。この期間T1においては,上部に示した先端箇所P1が,切断位置Sと左端位置Lとの間にあり,左向きに移動している(B部)。この時点での後端箇所P2は,未だ切断されていない。また,後端箇所P2,予定箇所P3ともに,先端箇所P1とともに左向きに移動している。特に予定箇所P3の動きが,太折れ線Qが斜めになっていることに現れている。
The relatively upper period T1 in FIG. 2 is the period during which the positive
期間T1においてはまた,プレスロール8も,先端箇所P1の移動とともに左向きに移動している(矢印C)。このときのプレスロール8は,電極積層体15の押圧が解除された状態にある。さらに図2中のA部を見ると,期間T1においては刃物17が電極箔ペア短冊14の幅方向範囲から外れた位置にある。すなわちこのとき,切断は実行されていない。
In the period T1, the
期間T1の末期である時刻R1になると,プレスロール8の位置が左端位置Lと一致している。このとき,負極箔反物12の先端箇所P1も左端位置Lに達している。もちろん,後端箇所P2も切断位置Sに達している。この時点で先端箇所P1は後方の負極箔反物12からまだ切り離されていない。つまりどこにも支持されない自由状態とはなっていない。このため,しっかりと位置決めされた状態で正極箔短冊13および負極箔反物12がこの位置まで至るのである。左端位置Lに達した負極箔反物12は,台座7上に,もしくはすでに積層済みとなっている電極積層体15の上に位置している。
At time R1, which is the end of the period T1, the position of the
そしてこの時刻R1にて,負極箔反物12の搬送が停止される。このためこれ以降,太折れ線Qが垂直になっている。さらにこのとき,プレスロール8の左向きの移動も停止される。それだけでなく,今まで解除されていたプレスロール8による電極積層体15の押圧がオンされる。そして,プレスロール8はこれ以降,今までと逆に右向きに移動していく(矢印D)。このため,時刻R1以後の期間T2においてはプレスロール8が,新たに供給された負極箔反物12および正極箔短冊13の上に乗り上げて転がりつつ右向きに移動していく。このときに,新たに供給された負極箔反物12がすでに積層済みの電極積層体15に密着させられる。プレスロール8のプレス作用による。
Then, at this time R1, the transfer of the negative
この期間T2に入ってから間もない時刻R2(時刻R1よりは後)にて,A部では刃物17が電極箔ペア短冊14の幅方向範囲に進入する。すなわち切断が開始される。そして,時刻R2よりさらに後の時刻R3に,刃物17が電極箔ペア短冊14の幅方向範囲から脱出する。すなわち切断が終了する。しかしながらこれによって,切断された電極箔ペア短冊14が位置決めされない自由状態になる訳ではない。このときすでに,前述のようにプレスロール8による電極箔ペア短冊14の押付が開始されているからである。
At time R2 (after time R1) shortly after entering T2 during this period, the
そして,時刻R3よりさらに後の時刻R4になると,プレスロール8が右向きの移動により切断位置Sに達する。これにより,新たな電極箔ペア短冊14の電極積層体15への密着が完了する。そのためこの時点で,プレスロール8の右向きの移動が停止され,押圧も解除される。押圧が解除されても,最新の電極箔ペア短冊14が自由状態になる訳ではない。すでに電極積層体15の一部となっているからである。ここまでが期間T2である。なお,ここまでの期間T2の間に,台座7が,電極箔ペア短冊14の1枚分の厚みの分だけ押し下げられている。これもプレスロール8のプレス作用による。これにより,次の新たな電極箔ペア短冊14の受入が可能となっている。
Then, at the time R4 after the time R3, the
時刻R4以降の期間T3では再び,プレスロール8が押圧解除状態とされるとともに,負極箔反物12が送り方向に搬送される。これは前述の期間T1と同じである。以後,それまでの後端箇所P2,予定箇所P3が新たに先端箇所P1,後端箇所P2となって,同様の動作が反復される。
In the period T3 after the time R4, the
本形態の積層電池製造装置1における台座7について,図3によりさらに説明する。台座7の下方には,図3に示されるように高さ調整機構18が設けられている。これにより,台座7上の電極箔ペア短冊14の枚数の増加に対応するようになっている。高さ調整機構18は具体的には,スリーブ19,ボールネジ20,シャフト21,回転軸受け22,ワンウェイクラッチ23,保持ブレーキ24,バネ25により構成されている。
The
スリーブ19は,台座7の下面に固定して設けられた円筒状の部材である。スリーブ19の下端にボールネジ20が取り付けられている。台座7が上下動すると,スリーブ19およびボールネジ20も台座7と一体的に上下動するようになっている。そして,ボールネジ20およびワンウェイクラッチ23を貫通してシャフト21が設けられている。シャフト21は,台座7が上下動すると,ボールネジ20の作用により軸回りに回転するものである。例えば台座7の0.3mmの下降に対してシャフト21は5°回転する,といった具合である。ただしシャフト21は,上下方向には移動しないようになっている。
The
回転軸受け22は,スリーブ19,ボールネジ20,シャフト21,ワンウェイクラッチ23を保持する部材である。回転軸受け22は,上下移動も回転移動もせず,積層電池製造装置1に対して固定されている。回転軸受け22は,スリーブ19およびボールネジ20を,上下方向の移動を許容するように保持している。回転軸受け22はまた,シャフト21を,軸回りの回転を許容するように保持している。また,回転軸受け22には,バネ座26が形成されている。台座7とバネ座26との間には,バネ25が挟み込まれている。バネ25は,台座7を上方へ向けて押圧している。回転軸受け22の下端には,保持ブレーキ24が取り付けられている。
The
ワンウェイクラッチ23は,回転軸受け22および保持ブレーキ24に保持されている。保持ブレーキ24は,ワンウェイクラッチ23の回転を禁止する通常状態と許容する解除状態とをとるものである。ただし通常時は,ワンウェイクラッチ23の回転を禁止する状態にある。ワンウェイクラッチ23は,シャフト21の軸回りの回転を,一方向のみ許容し,反対方向には禁止するものである。具体的には,台座7の下向きの移動に対応する正回転(例えば上から見て時計回りの回転)を許容し,台座7の上向きの移動に対応する逆回転(例えば上から見て反時計回りの回転)を禁止している。ただし,保持ブレーキ24を解除状態にしたときに限り,シャフト21はワンウェイクラッチ23とともに逆回転することができる。このときに限り,台座7は上昇する。
The one-way clutch 23 is held by the
上記の構成により台座7は,プレスロール8のプレス作用と,バネ25の弾力とにより,電極積層体15を押圧できるようになっている。また,新たな電極箔ペア短冊14の受入による台座7の下降を許容する一方で,台座7の上昇は通常状態では禁止されている。ただし,製品1個分の電極積層体15を台座7から回収した際には,保持ブレーキ24を一時的に解除状態にすることにより,台座7を初期の高さまで上昇させることができるようになっている。
With the above configuration, the
次に,プレスロール8について図4により説明する。ここまでの説明では言及しなかったが,プレスロール8は図4に示されるように,外周の一部に平坦部27を有する形状のものである。プレスロール8の外周のうち,平坦部27以外の部分は,円柱面部28となっている。詳細は後述するが,図2のB部中でプレスロール8が矢印Dの向きに移動するとき,円柱面部28が最新の電極箔ペア短冊14に接しつつプレスロール8が転がるようになっている。一方,プレスロール8が矢印Cの向きに移動するとき,平坦部27が下を向いたままとなるようにされている。前述の「電極積層体15の押圧が解除された状態にある」とは,このことである。なお,プレスロール8の円柱面部28の周長は,電極箔ペア短冊14の送り方向の長さとだいたい一致している。
Next, the
続いて,プレスロール8の駆動機構について,図5および図6により説明する。図5に示されるように,プレスロール8の軸29は,支持板30に取り付けられている。支持板30は積層電池製造装置1において,図2中のB部の矢印C,Dと平行な方向に往復移動するように構成されている。前述のプレスロール8の矢印C,Dの移動は,この支持板30の移動によるものである。支持板30には,ギヤ31〜33が取り付けられている。ギヤ31〜33はこの順に噛み合っている。このうちギヤ31は,プレスロール8の軸29上にあり,プレスロール8とともに一体的に回転するものである。さらに,支持板30には,固定マグネット34が取り付けられている。固定マグネット34は,ギヤ32の縁辺の近傍の位置に配置されている。また,ギヤ32の縁辺付近には,移動マグネット35が取り付けられている。
Subsequently, the drive mechanism of the
支持板30を裏側から見ると,図6に示されるように,ギヤ33の軸36上にピニオンギヤ37が取り付けられている。そして,軸36とピニオンギヤ37との間には,ワンウェイクラッチ38が設けられている。さらに,積層電池製造装置1には,ラック39が設けられている。ラック39は,積層電池製造装置1において固定されており,上側に歯が設けられている。ラック39とピニオンギヤ37とは噛み合っている。これにより,支持板30を矢印C,Dのように移動させたとき,ラック39との噛み合いによりピニオンギヤ37が回転するようになっている。ただしワンウェイクラッチ38の作用により,支持板30が矢印Dの向きに移動するときのみピニオンギヤ37の回転が軸36に伝達され,支持板30が矢印Cの向きに移動するときにはピニオンギヤ37が空回りするようになっている。図6中のピニオンギヤ37に付されている反時計回りの矢印は,矢印Dの移動のときの回転,すなわち軸36に伝達される回転の向きを示している。
When the
図5に戻って,ギヤ31〜33に付されている矢印は,支持板30の矢印Dの移動のとき,すなわち新たに受け入れた電極箔ペア短冊14を押圧しつつ移動するときにおける各ギヤの回転の向きを示している。このうちギヤ31(プレスロール8)の回転の向きは,プレスロール8が電極箔ペア短冊14(電極積層体15)を押圧しつつ移動するとき,すなわち図2のB部中の期間T2におけるプレスロール8の回転の向きと一致している。つまり期間T2におけるプレスロール8は,電極箔ペア短冊14との摩擦により転がるのではなく,積極的な回転駆動を受けて回転するのである。
Returning to FIG. 5, the arrows attached to the
上記の構成によるプレスロール8の動きを,図2のB部との関係で説明する。時刻R1のときプレスロール8は,図2中の先端箇所P1にあり,平坦部27を下に向けた状態である。このとき,最新の電極箔ペア短冊14の先端がすでに先端箇所P1に達している。この状態から矢印Dの向きの移動が開始される。このためプレスロール8は,回転しながら,すなわち平坦部27以外の円柱面部28を下に向けながら,最新の電極箔ペア短冊14の表面上を移動していく(期間T2)。これにより,最新の電極箔ペア短冊14を含む電極積層体15が押圧される。また,台座7が1枚の電極箔ペア短冊14の厚みの分下降する。
The movement of the
そして,プレスロール8が図2中の後端箇所P2に達したとき(時刻R4),プレスロール8の平坦部27が再び下向きとなる。このとき,この平坦部27の凹みの分,プレスロール8と最上の電極箔ペア短冊14の表面との間には隙間ができる。しかし前述のように台座7の上昇はワンウェイクラッチ23および保持ブレーキ24により禁止されている。このため,その隙間が台座7の上昇により埋められてしまうことはない。この隙間に対して,次の新たな電極箔ペア短冊14が進入してくるのである。このため,新たな電極箔ペア短冊14の電極積層体15上への受け入れに対して支障はない。もしプレスロール8に平坦部27が形成されていなかったら,新たな電極箔ペア短冊14の進入に対してプレスロール8が障害となる。本形態では平坦部27により,電極箔ペア短冊14の受け入れが許容されている。
Then, when the
その後,新たな電極箔ペア短冊14の受け入れとともに,プレスロール8は矢印Cの向きに移動していく(期間T3,T1)。この期間においてはワンウェイクラッチ38の作用により,プレスロール8は回転せず移動していく。すなわち平坦部27を下に向けた姿勢のまま移動していく。この移動によりプレスロール8が先端箇所P1に達すると,新たに受け入れた電極箔ペア短冊14の先端も先端箇所P1に達している。ここでプレスロール8の移動の向きを再び矢印Dの向きに切り替えると,上記の動作が繰り返される。
After that, with the acceptance of the new electrode
ここで,プレスロール8や各ギヤの径の関係について述べる。上記の矢印Dの移動のとき,プレスロール8と最上の電極箔ペア短冊14の表面との間に滑りが発生しないことが望ましい。そのためには,ピニオンギヤ37からの駆動によるプレスロール8の回転速度が,単純に電極箔ペア短冊14の表面上を転がっていく場合の回転速度と一致している必要がある。このことは,各ギヤ間のギヤ比の設定により適宜実現可能であるが,例えば次の2つの条件を満たすことによって実現することもできる。
条件1.ピニオンギヤ37のピッチ径 = プレスロール8の円柱面部28の外径
条件2.ギヤ33のピッチ径 = ギヤ31のピッチ径
Here, the relationship between the diameters of the
ピニオンギヤ37とプレスロール8とで移動速度は機構的に一致しているので,上記条件により,ピニオンギヤ37とプレスロール8との回転速度も周速度も一致することになる。これによりプレスロール8は,電極箔ペア短冊14の表面上を滑りなく移動していくことができる。
Since the moving speeds of the
次に,固定マグネット34および移動マグネット35の役割について説明する。移動マグネット35はギヤ32上にあり,ギヤ32の回転とともに,すなわちプレスロール8の回転とともに,固定マグネット34に対する相対位置が変化するものである。図5に示されるように,プレスロール8の平坦部27が下向きのとき,移動マグネット35の1つが固定マグネット34と対面している。固定マグネット34と移動マグネット35とは,互いに吸引し合うような磁極の向きにされている。よって図5の状態で固定マグネット34および移動マグネット35は,ギヤ32の回転,すなわちプレスロール8の回転を抑制する作用を奏するのである。このため,矢印Cの移動のときのプレスロール8の姿勢は,ぶれることなく安定している。
Next, the roles of the fixed
この,平坦部27の向きと移動マグネット35の位置との関係は,矢印Cおよび矢印Dの移動を反復しても毎回実現されなければならない。そのためには例えば,ギヤ31とギヤ32とのギヤ比を1対1にして,移動マグネット35の個数を1個だけにする,というのも一案である。しかし図5ではそうではなく別の設定にしている。すなわち,ギヤ32の歯数をギヤ31の歯数の1.5倍とし,移動マグネット35を3個等間隔に設けている。この設定では,矢印Dの移動中に1つの移動マグネット35が固定マグネット34の近傍を通過し,1つおいたその次の移動マグネット35が次回に固定マグネット34の近傍に位置することとなる。むろんこれ以外の別の設定であっても構わない。
This relationship between the orientation of the
次に,固定マグネット34と移動マグネット35との間の磁力の程度について述べる。この磁力は,弱すぎても強すぎてもよくない。当該磁力が弱すぎると,矢印Cの移動のときのプレスロール8の姿勢のぶれを防止できないおそれがある。このため当該磁力は,ワンウェイクラッチ38の逆回転時の空転による引きずりトルクに打ち勝つ程度には強い必要がある。一方,当該磁力が強すぎると,矢印Dの移動のときにプレスロール8の回転に支障が出るおそれがある。このため当該磁力は,ワンウェイクラッチ38の正回転時の伝達トルクに打ち勝ってしまう程強いものであってはならない。
Next, the degree of magnetic force between the fixed
なお,ピニオンギヤ37からプレスロール8に至る回転駆動伝達系の構成は,図5および図6に示したものでなくてもよい。例えば図7に示すようなものでもよい。図7の構成例では,ピニオンギヤ37および中間ギヤ41の回転軸が,プレスロール8の軸29と垂直な方向に配置されている。この点で,図5および図6中のピニオンギヤ37やギヤ32の回転軸がプレスロール8の軸29と平行であったのと異なっている。図7のような構成であると,ギヤ類等の駆動系部品を,電極積層体15の積載位置の上方を避けて配置することが容易であるという利点がある。
The configuration of the rotary drive transmission system from the
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば,台座7上で電極箔ペア短冊14を押圧するプレスロール8として,平坦部27を有するものを用いている。これにより,押圧状態と非押圧状態とをとることができるようにしている。また,台座7の下方には,台座7の高さ方向移動をシャフト21の回転移動に変換するボールネジ20と,台座7の下降を許容し上昇を許容しないワンウェイクラッチ23とを設けている。これにより,新たな電極箔ペア短冊14が供給されるたびに,台座7がその厚さの分ずつ下がるようにしている。さらに,台座の上昇を一時的に許容する保持ブレーキ24を備えることで,製品1個分の電極積層体15を回収した後で台座7の高さを復元できるようにしている。こうして,正負の電極箔短冊が1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊14を用いつつ,効率よく積層電池を製造できる積層電池製造装置が実現されている。
As described in detail above, according to the present embodiment, the
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,本形態では,プレスロール8の一方向的回転を,ピニオンギヤ37からの駆動とワンウェイクラッチ38により実現している。しかしこれに限らずプレスロール8に駆動モータを設け,その駆動モータを制御することで行ってもよい。同様に台座7における通常時の上昇禁止と製品回収後の一時的な上昇許可についても,ワンウェイクラッチ23等による他のモータの数値制御による実現で置き替え可能である。
It should be noted that the present embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way. Therefore, as a matter of course, the present invention can be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in this embodiment, the unidirectional rotation of the
また,図5,図6に示したプレスロール8の駆動系については,図7に示したもの以外にも種々の変形が考えられる。まず,ピニオンギヤ37からプレスロール8までに至る軸の総数は,必ず「3」である必要はない。1軸だけで構成することも可能である。いずれにせよ,ピニオンギヤ37とプレスロール8との間のどこかにワンウェイクラッチ38が介在されていることと,ワンウェイクラッチ38よりもプレスロール8側のどこかの位置に移動マグネット35が設けられていればよい。
Further, the drive system of the
また,本形態では,プレスロール8の非押圧状態を,平坦部27により実現している。しかしこれに限らず,平坦部27のないプレスロールを用い,代わりにプレスロールの高さ方向位置を操作することで非押圧状態を実現してもよい。その場合には,固定マグネット34や移動マグネット35は不要である。また,プレスロールの回転は単なる転がり回転でよい。
Further, in the present embodiment, the non-pressed state of the
[予備請求項]
第1電極箔短冊と第2電極箔短冊とが交互に積層された構造の積層電池を製造する積層電池製造装置であって,
前記第1電極箔短冊と前記第2電極箔短冊とが1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊をその面内方向に進行させて供給する電極箔ペア供給部と,
前記電極箔ペア供給部による前記電極箔ペア短冊の進行先に位置する台座と,
前記台座上の前記電極箔ペア短冊を前記台座へ向けて押し付けるプレス部材と,
前記台座の高さを調整する高さ調整機構とを有し,
前記高さ調整機構は,
前記台座の高さ方向移動を回転移動に変換する移動変換部材と,
前記移動変換部材の回転を,前記台座が下降する向きには許容し上昇する向きには許容しない一方向許容機構と,
前記台座の上昇を,前記一方向許容機構に関わらず一時的に許容する一時許容機構とを有することを特徴とする積層電池製造装置。
[Preliminary claims]
It is a laminated battery manufacturing apparatus that manufactures a laminated battery having a structure in which first electrode foil strips and second electrode foil strips are alternately laminated.
An electrode foil pair supply unit that supplies an electrode foil pair strip in which the first electrode foil strip and the second electrode foil strip are laminated one by one in an in-plane direction.
A pedestal located at the destination of the electrode foil pair strip by the electrode foil pair supply unit, and
A press member that presses the electrode foil pair strips on the pedestal toward the pedestal, and
It has a height adjustment mechanism that adjusts the height of the pedestal.
The height adjustment mechanism is
A movement conversion member that converts the height movement of the pedestal into rotational movement, and
A one-way permitting mechanism that allows the rotation of the movement conversion member in the downward direction and not in the upward direction of the pedestal.
A laminated battery manufacturing apparatus having a temporary permissible mechanism that temporarily allows the pedestal to rise regardless of the one-way permissible mechanism.
上記の積層電池製造装置では,電極箔ペア供給部から電極箔ペア短冊が台座上に受け入れられると,プレス部材により電極箔ペア短冊の押圧がなされる。このとき,台座が電極箔ペア短冊の厚さの分下降するが,押圧終了後に台座が上昇することは,一方向許容機構により禁止されている。このため,後続の電極箔ペア短冊の台座上への受け入れが可能である。製品1個分の積層電極箔ペア短冊の押圧がなされ台座上からその製品を回収したら,一時許容機構により台座の元の高さへの上昇を許容する。 In the above-mentioned laminated battery manufacturing apparatus, when the electrode foil pair strips are received on the pedestal from the electrode foil pair supply unit, the electrode foil pair strips are pressed by the press member. At this time, the pedestal is lowered by the thickness of the electrode foil pair strip, but the pedestal is prohibited from being raised after the pressing is completed by the one-way allowable mechanism. Therefore, it is possible to accept the subsequent electrode foil pair strips on the pedestal. After the laminated electrode foil pair strip for one product is pressed and the product is collected from the pedestal, the temporary allowance mechanism allows the pedestal to rise to its original height.
1 積層電池製造装置
2 正極反物供給部
3 負極反物供給部
4 正極反物切断機構
5 貼り合わせロール
6 負極反物切断機構
7 台座
8 プレスロール
12 負極箔反物
13 正極箔短冊
14 電極箔ペア短冊
15 電極積層体
18 高さ調整機構
20 ボールネジ
21 シャフト
23 ワンウェイクラッチ
24 保持ブレーキ
25 バネ
27 平坦部
1 Laminated
Claims (1)
前記第1電極箔短冊と前記第2電極箔短冊とが1枚ずつ積層された電極箔ペア短冊をその面内方向に進行させて供給する電極箔ペア供給部と,
前記電極箔ペア供給部による前記電極箔ペア短冊の進行先に位置する台座と,
前記台座上の前記電極箔ペア短冊を前記台座へ向けて押し付けるプレスロールと,
前記台座の高さを調整する高さ調整機構とを有し,
前記プレスロールは,
前記台座の上への,もしくはすでに前記台座の上に積層されている前記電極箔ペア短冊の上への前記電極箔ペア供給部による新たな電極箔ペア短冊の供給を許容し,プレスは行わない非プレス状態と,
新たな電極箔ペア短冊の供給を許容せず,プレスを行うプレス状態とをとるとともに,
新たな電極箔ペア短冊の供給を受けるときには前記非プレス状態にて前記電極箔ペア短冊の送り方向に移動し,
新たな電極箔ペア短冊の供給を受けたあとには,前記新たな電極箔ペア短冊の上に乗り上げて前記プレス状態となり前記送り方向と逆向きに移動するものであり,
前記高さ調整機構は,新たな電極箔ペア短冊が供給されるたびに,前記電極箔ペア短冊の厚さの分ずつ下降するように構成されているものであることを特徴とする積層電池製造装置。 It is a laminated battery manufacturing apparatus that manufactures a laminated battery having a structure in which first electrode foil strips and second electrode foil strips are alternately laminated.
An electrode foil pair supply unit that supplies an electrode foil pair strip in which the first electrode foil strip and the second electrode foil strip are laminated one by one in an in-plane direction.
A pedestal located at the destination of the electrode foil pair strip by the electrode foil pair supply unit, and
A press roll that presses the electrode foil pair strips on the pedestal toward the pedestal, and
It has a height adjustment mechanism that adjusts the height of the pedestal.
The press roll
Allows the electrode foil pair supply unit to supply a new electrode foil pair strip onto the pedestal or onto the electrode foil pair strip already laminated on the pedestal, and does not press. Unpressed state and
The supply of new electrode foil pair strips is not allowed, and the press state is taken while pressing .
When a new electrode foil pair strip is supplied, it moves in the feeding direction of the electrode foil pair strip in the non-pressed state.
After receiving the supply of the new electrode foil pair strips, the pair rides on the new electrode foil pair strips, enters the pressed state, and moves in the direction opposite to the feeding direction .
The height adjusting mechanism is configured to be lowered by the thickness of the electrode foil pair strips each time a new electrode foil pair strip is supplied. apparatus.
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