JP6888704B1 - 積層装置および積層方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】シート状部材を損傷することなく積層する。【解決手段】可撓性の搬送プレート(20)と、搬送プレート(20)上に載置されたシート状部材を搬送プレート(20)上に保持するためのクランプ機構(25)と、搬送プレート(20)の湾曲度合いを調整可能な調整機構を具備している。搬送プレート(20)上に載置された新たなシート状部材(1)を、既に積層されているシート状部材(1)上に積層するときには、調整機構により、搬送プレート(20)を平坦な状態から湾曲状態に変形させて、搬送プレート(20)上に載置された新たなシート状部材(1)を平坦な状態から湾曲状態に変形させる。【選択図】図9

Description

本発明は、積層装置および積層方法に関する。
袋状正極と負極との積層体により形成されるリチウムイオン二次電池の製造に用いられる一つの装置として、袋状正極と負極とを交互に積層するための積層装置が公知である(例えば特許文献1を参照)。この積層装置では、ロボットアームにより矩形シート状の袋状正極と矩形シート状の負極とが交互に積層テーブルの上方に案内され、これら袋状正極および負極が、順次、積層テーブル上に積層される。積層テーブル上では、これら袋状正極および負極を積層された状態に保持しておくために、積層された袋状正極および負極のうちで一番上の袋状正極又は負極の四隅が、上方からクランプアームによって押え付けられている。
ところで、この積層装置では、新たな袋状正極又は負極を積層するときには、既に積層されている袋状正極および負極のうちで一番上の袋状正極又は負極の四隅をクランプアームにより押え付けた状態で、最初に、ロボットアームの平坦な先端面により、新たな袋状正極又は負極の中心部が、積層されている一番上の袋状正極又は負極上に押し付けられる。このとき、各クランプアームは、新たな袋状正極又は負極の周辺部によって、上から覆われた状態となる。次いで、このようにロボットアームの平坦な先端面により、積層されている袋状正極又は負極が押え付けられている状態で、クランプアームが一旦上方に退避され、次いで、再び、一番上の袋状正極又は負極の四隅がクランプアームにより押え付けられる。このようにして、袋状正極および負極が、順次、積層テーブル上に積層される。
特開2012−221715号公報
ところが、この積層装置では、クランプアームが上方に離れる際に、積層された新たな袋状正極又は負極の周辺部がクランプアームにより引き上げられ、積層された新たな袋状正極又は負極の周辺部がめくりあがる。しかしながら、このようなめくりあがり作用により、積層された新たな袋状正極又は負極の周辺部に極度の曲げ応力が発生することは、好ましいとは言えず、積層すべき対象物が全固体リチウムイオン二次電池用のシート状電極である場合には、このようにシート状電極の周辺部がめくりあがると、シート状電極の外周縁が損傷し、シート状電極にひび割れが発生するという問題がある。
そこで本発明では、このような問題が生じないように、可撓性の搬送プレートと、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を搬送プレート上に保持するためのクランプ機構と、搬送プレートの湾曲度合いを調整可能な調整機構を具備しており、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を、既に積層されているシート状部材上に積層するときには、調整機構により、搬送プレートを平坦な状態から湾曲状態に変形させて、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させる積層装置が提供される。
更に、本発明によれば、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、可撓性の搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、搬送プレートを平坦な状態から湾曲させることにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法が提供される。
更に、本発明によれば、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材の両側縁部をクランプ機構により保持しつつ新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材に向け突き出すことにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、このクランプ機構による搬送プレート上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に既に積層されているシート状部材の別のクランプ機構による保持作用を解除することにより、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法が提供される。
更に、本発明によれば、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、可撓性の搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、搬送プレートを平坦な状態から湾曲させることにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、新たなシート状部材を湾曲状態から平坦な状態に変形させることにより新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、それにより新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法が提供される。
更に、本発明によれば、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材の両側縁部をクランプ機構により保持しつつ新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材に向け突き出すことにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、このクランプ機構による搬送プレート上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に既に積層されているシート状部材の別のクランプ機構による保持作用を解除し、かつ新たなシート状部材を湾曲状態から平坦な状態に変形させることにより新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、この別のクランプ機構により新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に保持し、それにより新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法が提供される。
新たなシート状部材の周辺部に極度の曲げ応力が発生することなく、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に正確に整列させて積層させることができる。
図1は、プレート搬送装置および冶具搬送装置の全体図である。 図2A、2B、2Cおよび2Dは、単位電池およびシート状電極を説明するための図である。 図3は、図1に示されるプレート搬送装置の一部の拡大側面図である。 図4は、可動子の断面図である。 図5は、搬送プレート支持具の斜視図である。 図6は、シート状電極の積層工程を示す図である。 図7は、冶具搬送装置を図解的に示す平面図である。 図8は、搬送プレート支持具の第1実施例の背面を示す図である。 図9は、搬送プレート支持具の第1実施例の背面を示す図である。 図10A、図10Bおよび図10Cは、図8および図9において矢印Xに沿ってみた搬送プレート支持具の側面図である。 図11Aおよび図11Bは、図8および図9において矢印Yに沿ってみた搬送プレート支持具の側面断面図である。 図12は、積層冶具を図解的に表した斜視図である。 図13A、図13Bおよび図13Cは、積層冶具のクランプ機構の作動を説明するための図である。 図14A、図14Bおよび図14Cは、第1実施例におけるシート状電極の積層作業を説明するための図である。 図15A、図15Bおよび図15Cは、第1実施例におけるシート状電極の積層作業を説明するための図である。 図16は、搬送プレート支持具の第2実施例の背面を示す図である。 図17は、搬送プレート支持具の第2実施例の背面を示す図である。 図18Aおよび図18Bは、図16および図17において矢印Xに沿ってみた搬送プレート支持具の側面図である。 図19Aおよび図19Bは、図16および図17において矢印Xに沿ってみた搬送プレート支持具の側面図である。 図20A、図20Bおよび図20Cは、図16および図17において矢印Yに沿ってみた搬送プレート支持具の側面図である。 図21A、図21Bおよび図21Cは、図16および図17において矢印Zに沿ってみた搬送プレート支持具の断面図である。 図22A、図22Bおよび図22Cは、第2実施例におけるシート状電極の積層作業を説明するための図である。 図23A、図23Bおよび図23Cは、第2実施例におけるシート状電極の積層作業を説明するための図である。 図24は、第2実施例におけるシート状電極の積層作業を説明するための図である。
例えば、車両に搭載される電池を製造するときには、最初に大量のシート状電極が作成され、次いで、シート状電極を積層することにより電極積層体が形成され、形成された複数個の電極積層体を直列或いは並列に電気的に接続することによって電池が製造される。本発明は、シート状電極を積層することにより電極積層体を形成する際に適用し得るシート状部材の積層装置および積層方法に関する。なお、以下、シート状部材として電極シート状電極を用いた場合を例にとって、本発明による一実施例について説明する。そこで、まず初めに、本発明による実施例において用いられているシート状電極について説明する。図2Aおよび図2Bは夫々、このシート状電極を用いて製造される電池の構成要素、即ち、単位電池の平面図と、図2AのX−X線に沿って見た単位電池の断面図とを図解的に示している。なお、単位電池の厚みは1mm以下であり、従って、図2Bでは、各層の厚みがかなり誇張して示されている。
図2Bを参照すると、2は正極集電体層、3は正極活物質層、4は固体電解質層、5は負極活物質層、6は負極集電体層を夫々示す。正極集電体層2は導電性材料から形成されており、本発明による実施例では、この正極集電体層2は集電用金属箔、例えば、アルミニウム箔から形成されている。また、正極活物質層3は、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の金属イオンを、放電の際に吸蔵させ、充電の際に放出させることのできる正極活物質から形成されている。また、固体電解質層4は、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の金属イオンに対して伝導性を有し、全固体電池の材料として利用可能な材料から形成されている。
一方、負極活物質層5は、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン等の金属イオンを、放電の際に放出させ、充電の際に吸蔵させることのできる負極活物質から形成されている。また、負極集電体層6は導電性材料から形成されており、本発明による実施例では、この負極集電体層2は集電用金属箔、例えば、銅箔から形成されている。また、上述の説明からわかるように、本発明による実施例において製造される電池は全固体電池であり、この場合、この電池は、全固体リチウムイオン二次電池であることが好ましい。
さて、本発明による実施例において用いられるシート状電極は、図2Aと同様な矩形状の平面形状を有しており、図2C又は図2Dに示される断面構造を有している。なお、これら図2Cおよび図2Dは、図2AのX−X線と同様な位置における断面図を示している。なお、これら図2Cおよび図2Dにおいても、図2Bと同様に、2は正極集電体層、3は正極活物質層、4は固体電解質層、5は負極活物質層、6は負極集電体層を示している。図2Cに示されるシート状電極は、中心部に負極集電体層6が位置しており、この負極集電体層6から上方向に向けて、負極活物質層5、固体電解質層4、正極活物質層3、正極集電体層2が順次形成されており、負極集電体層6から下方向に向けて、負極活物質層5、固体電解質層4、正極活物質層3が順次形成されている。この場合、本発明による実施例では、負極集電体層6は銅箔から形成されており、正極集電体層2はアルミニウム箔から形成されている。
一方、図2Dに示されるシート状電極は、中心部に負極集電体層6が位置しており、この負極集電体層6から上下方向に向けて夫々、負極活物質層5、固体電解質層4、正極活物質層3が順次形成されている。即ち、図2Dに示されるシート状電極は正極集電体層2を有していない。図2Dに示される場合でも、負極集電体層6は銅箔から形成されている。本発明による実施例では、図2Dに示される断面形状のシート状電極が予め形成されており、後述するように積層工程の途中で図2Dに示される断面形状のシート状電極上にアルミニウム箔(正極集電体)が貼付され、その結果、図2Cに示される断面形状のシート状電極、即ち、アルミニウム箔2の貼付されたシート状電極が形成される。
本発明による実施例では、このアルミニウム箔2の貼付されたシート状電極を、シート状電極1と称している。なお、本発明による実施例の説明において、特に混乱しないと考えられる場合には、アルミニウム箔2の貼付されていない図2Dに示される断面形状のシート状電極もシート状電極1と称する。これに対し、アルミニウム箔2の貼付されたシート状電極1とアルミニウム箔2の貼付されていないシート状電極1とを区別して表現したほうが好ましい場合には、アルミニウム箔2の貼付されたシート状電極を正極付きシート状電極1と称し、アルミニウム箔2の貼付されていないシート状電極を、正極なしシート状電極1と称する。
なお、図2Cおよび図2Dに示されるシート状電極1は一例を示すものであって、種々の構造のシート状電極1の使用が考えられる。例えば、銅箔6の一方の側面上に、負極活物質層5、固体電解質層4、正極活物質層3および正極集電体層2を形成するか、又は負極活物質層5、固体電解質層4および正極活物質層3を形成するか、又は負極活物質層5および固体電解質層4を形成するか、又は負極活物質層5のみを形成し、銅箔6の他方の側面上に、負極活物質層5および固体電解質層4を形成するか、又は負極活物質層5のみを形成するか、又は何も形成しない構造とすることができる。また、銅箔6に代えて、正極集電体層2を形成するアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔2の一方の側面上に、正極活物質層3、固体電解質層4、負極活物質層5および負極集電体層6形成するか、又は正極活物質層3、固体電解質層4および負極活物質層5を形成するか、又は正極活物質層3および固体電解質層4を形成するか、又は正極活物質層3のみを形成し、他方の側面上に、正極活物質層3、固体電解質層4および負極活物質層5を形成するか、又は正極活物質層3および固体電解質層4を形成するか、又は正極活物質層3のみを形成するか、又は何も形成しない構造とすることができる。
従って、包括的に表現すると、本発明において、シート状電極1は、集電用金属箔2又は6と、集電用金属箔2又は6上に形成された正極活物質層3および負極活物質層5の少なくとも一方とを含んでいることになる。なお、以下、シート状電極1が、図2Cおよび図2Dのいずれかに示される構造を有する場合を例にとって、本発明による実施例について説明する。
図1を参照すると、図1には、プレート搬送装置A、冶具搬送装置Bおよび運転制御装置Cが示されている。プレート搬送装置Aには、図1において矢印で示される搭載位置において、図2Dに示される断面形状の正極なしシート状電極1が供給され、このシート状電極1は、シート状電極1を含む積層体を形成するためにプレート搬送装置Aにより矢印で示される搬送方向に搬送される。
次に、このプレート搬送装置Aについて説明する。図3は、図1に示されるプレート搬送装置Aの一部の拡大側面図を示している。図1および図3を参照すると、プレート搬送装置Aは、垂直面内において上下方向に間隔を隔てた水平直線部分10aおよび一対の半円形部分10bからなる長円形のレール10と、このレール10上を走行可能な複数個の可動子12を具備している。図4には、図3のIV−IV線に沿って見た可動子12の断面図が示されている。図4に示されるように、この可動子12は、可動子12に軸線13a回りで回転可能に取り付けられてレール10上を転動する一対のガイドローラ13(進行方向に対し前と後ろに配置されている)と、可動子12に軸線14a回りで回転可能に取り付けられてレール10上を転動する一対のガイドローラ14(進行方向に対し前と後ろに配置されている)と、可動子12に軸線15a回りで回転可能に取り付けられてレール10上を転動するガイドローラ15と、可動子12に軸線16a回りで回転可能に取り付けられてレール10上を転動するガイドローラ16とを備えている。
一方、この可動子12は、一対の永久磁石17,18を備えており、これら永久磁石17,18に挟まれたプレート搬送装置A内には、コイルの巻設された固定子11が配置されている。この固定子11と永久磁石17,18によって、即ち、固定子11と可動子12によってリニアモータが形成されている。従って、プレート搬送装置Aでは、リニアモータの可動子12がレール10上を走行せしめられていることになる。この可動子12の走行速度等は、運転制御装置Cによって制御される。
図3および図4に示されるように、可動子12上には矩形状をなす搬送プレート20を支持している搬送プレート支持具19が取り付けられており、この搬送プレート20上にシート状電極1が載置される。図5は、可動子12に取り付けられた搬送プレート支持具19の斜視図を示している。図5を参照すると、本発明による実施例では、搬送プレート20には、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1を搬送プレート20上に押え付けて、搬送中、シート状電極1を搬送プレートト20の載置位置に保持する複数のクランプ21,22,23,24からなるクランプ機構25が取り付けられている。図5に示される実施例では、進行方向に対し前方に位置する搬送プレート20の前端部に間隔を隔てて一対のクランプ21,22が取り付けられており、進行方向に対し後方に位置する搬送プレート20の後端部に間隔を隔てて一対のクランプ23,24が取り付けられている。
次に、図6を参照しつつ、シート状電極の積層工程について説明する。図6は、このシート状電極の積層工程を図解的に示しており、この図6には、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1と、搬送プレート支持具19に取り付けられたクランプ21,22,23,24が図解的に示されている。ただし、図6では、搬送プレート20は省略されている。なお、この図6には、シート状電極1がプレート搬送装置Aにより搬送されているときに行われる種々の処理が示されている。
本発明による実施例では、細長い銅箔の両側面上に、銅箔の長手方向に間隔をおいて、負極活物質層、固体電解質層および正極活物質層が順次、重なるように塗布され、次いで、この銅箔を、所定の長さ毎に切断することによって、図2Dに示される断面形状の正極なしシート状電極1が作成される。この正極なしシート状電極1は保管台に積み重ねられて保管される。図のQは、この保管台に積み重ねられている正極なしシート状電極1を示している。この保管台に積み重ねられているシート状電極1は、図示しない移送装置により、図1の矢印で示される搭載位置において、図において矢印で示すように、一枚ずつ順次、プレート搬送装置Aの上方の水平直線レール部分10aにおいて搬送プレート20上に載置される。
上方の水平直線レール部分10aにおいて搬送プレート20上に載置されたシート状電極1は、プレート搬送装置Aの水平直線部分10aに沿って移動する間、まず初めに、接続用電極タブを形成するための銅箔6の端部のタブ裁断処理が行われ、次いで、アルミニウム(正極)箔との短絡を阻止するために銅箔6の一部に絶縁材を塗布するための端部絶縁処理が行われる。次いで、正極なしシート状電極1に接続用電極タブが正確に形成されたか否か、および絶縁材が正確に塗布されたか否かを検査する電極検査が行われる。次いで、アルミニウム(正極)箔2をシート状電極1上に接着剤を用いて貼付する正極箔貼付処理が行われる。この正極箔貼付処理が行われと、シート状電極1は図2Cに示される断面形状の正極付きシート状電極となる。次いで、アルミニウム(正極)箔2がシート状電極1上に適切に貼付されているか否かを検査する箔貼付検査が行われる。次いで、正極付きシート状電極1を積層したときに、積層したシート状電極1間でズレを生じないようにアルミニウム(正極)箔2上に接着剤を塗布するズレ止め塗布処理が行われる。
次いで、搬送プレート20が、プレート搬送装置Aの半円形レール部分10bに到達し、半円形レール部分10bに沿って進行し始めると、図6に示される如く、搬送プレート20の上下が反転し始め、搬送プレート20が、プレート搬送装置Aの半円形レール部分10bの下端部に到達すると、搬送プレート20の上下が完全に反転する。本発明による実施例では、このように搬送プレート20の上下が反転した状態で、搬送プレート20上に載置された正極付きシート状電極1を積層冶具80に積層する正極付きシート状電極1の積層作用が行われる。正極付きシート状電極1の積層作用が行われると、正極付きシート状電極1は搬送プレート20上から取り除かれ、搬送プレート20上は空の状態となる。この空の状態となった搬送プレート20は、順次、図1に示される搭載位置に移動せしめられる。
上述したように、本発明による実施例では、搬送プレート20の上下が反転した状態で、搬送プレート20上に載置された正極付きシート状電極1を積層冶具80に積層する正極付シート状電極1の積層作用が行われる。このとき図6に示されるように、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1に積層冶具80の上面が対面するように積層冶具80が搬送される。この場合、本発明による実施例では、搬送プレート20を進行方向に移動させつつ積層作用を行うので、積層作用が行われている間、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1に積層冶具80の上面が対面し続けるように積層冶具80が搬送される。なお、この積層冶具80の構造については後で説明する。
この積層冶具80は、冶具搬送装置Bによって搬送され、従って次に、冶具搬送装置Bの概要について説明する。図7は、図1に示される冶具搬送装置Bを図解的に描いた平面図であり、この図7にはプレート搬送装置Aが鎖線で示されている。図1および図7参照すると、冶具搬送装置Bは、プレート搬送装置Aの小型版であってプレート搬送装置Aと同様な機能を有している。即ち、冶具搬送装置Bは、並列配置された一対の直線部分と一対の半円形部分からなる長円形のレール30と、このレール30上を走行するリニアモータの可動子31とを具備しており、この可動子31は図4に示される可動子12と同様な構造を有する。この冶具搬送装置Bでは、可動子31に、長円形のレール30から水平方向外方に向けて延びる搬送台32の端部が固定されており、この搬送台32上に積層冶具80が搭載される。
本発明による実施例では、積層作用が行われている間、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1に積層冶具80の上面が対面し続けることができるように、即ち、積層作用が行われている間、搬送台32に搭載された積層冶具80がプレート搬送装置Aの真下を移動し続けることができるように、冶具搬送装置Bが配置されている。更に、本発明による実施例では、積層作用が行われている間、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1に積層冶具80の上面が対面し続けるように、搬送プレート20と搬送台32とが同期して移動せしめられる。
図1および図7に示される例では、三つの搬送台32が設けられており、これら搬送台32は可動子31により、図7において矢印方向に移動せしめられる。図7において、例えば、或る搬送プレート20に載置されているシート状電極1の積層冶具80への積層作業が、AXで示される搬送台32上の積層冶具80に対して行われているときには、この搬送プレート20に後続している搬送プレート20からの積層冶具80へのシート状電極1の積層作業は、BXで示される搬送台32上の積層冶具80に対して行われる。一方、CXで示される搬送台32上の積層冶具80は、積層冶具40へのシート状電極1の積層作業が既に完了した積層冶具80を示しており、搬送台32は、積層冶具80へのシート状電極1の積層作業が完了すると、高速度でもって、先行する搬送台32、図7においてはBXで示される搬送台32の後ろまで移動せしめられる。
積層冶具80内に予め定められた個数の正極付きシート状電極1が積層されると、この予め定められた個数の正極付きシート状電極1を保持した積層冶具80は、冶具搬送装置Bから取り除かれ、空の積層冶具80が搬送台32上に載置される。冶具搬送装置Bから取り除かれた積層冶具80は、電極積層体の製作装置に運ばれる。この電極積層体の製作装置では、最初に、積層冶具80内に積層されている正極付きシート状電極1が圧縮され、次いで、圧縮された正極付きシート状電極1の側面部に樹脂が塗布され、次いで、アルミニウム(正極)箔2が最外側のシート状電極1上に貼付され、次いで、シート状電極1の接続用電極タブに電力取り出し用端子が接合され、それによって、シート状電極1の電極積層体が生成される。このようにして形成された電極積層体は、例えば、ラミネートフィルムにより袋状に覆われ、ラミネートフィルムにより袋状に覆われた複数の電極積層体を直列或いは並列に電気的に接続することによって、例えば、車両に搭載される電池が形成される。
次に、図8から図11Bに示される搬送プレート支持具19の第1実施例について説明する。図8および図9は、搬送プレート支持具19の背面の斜視図、即ち、可動子12がプレート搬送装置Aの半円形レール部分10bの下端部に到達して搬送プレート20の上下が反転せしめられたときの搬送プレート支持具19の斜視図を示している。なお、図8は、シート状電極1の積層冶具80への積層作業が開始される前であって、シート状電極1が積層部に向けて搬送されているときの搬送プレート支持具19を示しており、図9は、積層部においてシート状電極1の積層冶具80への積層作業が行われているときの搬送プレート支持具19を示している。また、図10Aは、搬送プレート支持具19が図8に示される状態にあるときの図8の矢印Xに沿ってみた搬送プレート支持具19の側面図を示しており、図11Aは、搬送プレート支持具19が図8に示される状態にあるときの図8の矢印Yに沿ってみた搬送プレート支持具19の断面図を示している。
最初に、図8、図10Aおよび図11Aを参照しつつ、搬送プレート支持具19の第1実施例の構造について説明する。図8、図10Aおよび図11Aを参照すると、搬送プレート支持具19は、搬送プレート支持具19の全体を支持している基台40を具備している。この基台40は、平坦な頂部40aと、平坦な頂部40aの両側に形成された一対の取付けフランジ部40bを有しており、これら一対の取付けフランジ部40bが可動子12の頂部に固定される。従って、搬送プレート支持具19は、基台40を介して、可動子12の頂部上に取り付けられていることになる。
搬送プレート20は矩形の輪郭形状を有しており、図8、図10Aおよび図11Aに示されるように、搬送プレート20の裏面上には、搬送プレート20の両側縁部に沿って、搬送プレート20の長手方向に搬送プレート20の全長に亘って延びる一対の端部支持棒26,27が固着されている。更に、搬送プレート20の裏面上には、搬送プレート20の両側縁部の間の搬送プレート20の中央部において、端部支持棒26,27と同じ方向、即ち、搬送プレート20の長手方向に搬送プレート20の全長に亘って延びる中央部支持棒28が固着されている。
図8に示されるように、基台40上には、搬送プレート20を支持しかつ搬送プレート20の両側縁部を互いに離れる方向に付勢するために並列配置された一対の付勢機構41が取付けられており、各付勢機構41は、図8および図11Aに示されるように、夫々,基台40の平坦な頂部40aの外側面上に固定され、かつ、搬送プレート20の短手方向に延びる搬送プレート支持梁42を具備している。各搬送プレート支持梁42は、搬送プレート支持梁42の両端部に、夫々、回動軸43,44により回動可能に取り付けられた揺動アーム45,46を具備しており、これら揺動アーム45,46の下端は、夫々対応する端部支持棒26,27に固着された固着片47(図8)に、回動軸48,49により回動可能に連結される。
一方、搬送プレート支持梁42と各揺動アーム45,46との間には、各揺動アーム45,46の内側面上の半球形状凹部に着座している押圧ピン50,51を外方に向けて押圧する圧縮ばね52,53が挿入されている。従って、搬送プレート20の両端部は、圧縮ばね52,53のばね力により、常時、外側方向に向けて、互いに離れる方向に付勢されている。このように搬送プレート20の両端部には、圧縮ばね52,53により、常時、外側方向に向かう引っ張り力が作用しているので、搬送プレート20は、通常、図8および図11Aに示されるように、搬送プレート20は、平坦な状態に保持されている。即ち、搬送プレート20は、図1に示されるように、平坦な状態で、プレート搬送装置Aの水平直線部分10aに沿って移動せしめられ、次いで、搬送プレート20は、平坦な状態で、半円形レール部分10bに沿って、搬送プレート20の上下を反転させつつ、積層部に向かう。
さて、積層部において、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を積層冶具80内に積層する際には、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1が積層冶具80内に既に積層されているシート状電極に対して正確に整列するように、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を、積層冶具80内に既に積層されているシート状電極上に積層させる必要がある。即ち、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を積層冶具80内に積層する際に、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1が積層冶具80内に既に積層されているシート状電極に対してずれを生じないように、積層冶具80内に既に積層されているシート状電極上に積層させる必要がある。
そこで、本発明による実施例では、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を積層冶具80内に既に積層されているシート状電極上に積層する際には、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を新たなシート状電極1の中央部が積層冶具80に向けて突き出すように湾曲させ、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1の突き出した先端部を、積層冶具80内に既に積層されているシート状電極上に押し付けて、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1が、積層冶具80内に既に積層されているシート状電極に対してずれを生じない状態を作り出し、この状態を維持しながら、積層冶具80内への新たなシート状電極1の積層作業が行われる。
本発明による実施例では、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を積層冶具80内に既に積層されているシート状電極上に積層する際に、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を新たなシート状電極1の中央部が積層冶具80に向けて突き出すように湾曲させるために、搬送プレート20の両側縁部の中間に位置する搬送プレート20の中央部を搬送プレート20面に対して垂直方向に押圧して搬送プレート20を平坦な状態から湾曲状態に変形させる押圧機構55が搬送プレート支持具19内に設けられている。
次に、図8および図10Aを参照しつつ、この押圧機構55について説明する。図8および図10Aに示されるように、この押圧機構55は、搬送プレート20の長手方向に間隔を隔てて基台40の平坦な頂部40a内に嵌着された一対の中空円筒状のロッドガイド56,57と、ロッドガイド56,57内に夫々摺動可能に挿入されたロッド58,59と、これらロッド58,59の一端部に連結されたコ字型の連結アーム60と、連結アーム60の両端部に夫々回動可能に取り付けられたローラ61,62とを具備しており、各ロッド58,59の他端部は、搬送プレート20の裏面上に固着された中央部支持棒28に連結されている。
図8において、連結アーム60が下方に押し下げられると、ロッド58,59が下方に押し下げられ、ロッド58,59が下方に押し下げられると、搬送プレート20の裏面上に固着された中央部支持棒28が下方に押し下げられる。このときの搬送プレート20の状態が、図9、図10Bおよび図11Bに示されている。即ち、図8および図11Aに示されるように、搬送プレート20の両端部に固着された端部支持棒26,27は揺動アーム45,46に連結されているので、図10Aに示される状態から、ロッド58,59が下方に押し下げられると、図10Bおよび図11Bに示されるように、搬送プレート20が平坦な状態から湾曲状態に変形される。このとき、端部支持棒26,27間の距離が短くなるために、揺動アーム45は、圧縮ばね52のばね力に抗して,図11Aおよび図11Bにおいて時計回りに若干回動し、揺動アーム46は、圧縮ばね53のばね力に抗して,図11Aおよび図11Bにおいて反計回りに若干回動する。
このようにロッド58,59が下方に押し下げられると、搬送プレート20は圧縮ばね52,53のばね力に抗して、平坦な状態から湾曲状態に変形される。従って、押し下げられたロッド58,59が上昇せしめられると、搬送プレート20は圧縮ばね52,53のばね力により、湾曲状態から平坦な状態に戻ることになる。このロッド58,59の押し下げ作用および上昇作業は、可動子12がレール10に沿って移動せしめられているときに、ローラ61,62が固定カムと係合することにより実行される。従って、本発明による実施例では、レール10に沿った可動子12の移動に伴って、搬送プレート20の平坦な状態から湾曲状態への変形作用および湾曲状態から平坦な状態への変形作用が行われる。
次に、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1を搬送プレート20上に保持するためのクランプ機構25について説明する。図5を参照しつつ、前述したように、本発明による実施例では、このクランプ機構25は複数のクランプ21,22,23,24からなる。これらクランプ21,22,23,24は同じL字型の形状を有しており、図8および図10Aに示されるように、各クランプ21,22,23,24は、搬送プレート20の表面上まで延びる押え付け部70を有する。端部支持棒26,27上には、夫々、互いに間隔を隔てて配置された一対のブラケット71が固定され、各ブラケット71により支持された回動軸72には、夫々、クランプ21,22,23,24の中央部が回動可能に取り付けられる。また、押え付け部70と反対側に位置する各クランプ21,22,23,24の端部には、夫々、ローラ73が回転可能に取り付けられている。
図8および図10Aからわかるように、クランプ21,22と、クランプ23,24とは、搬送プレート20の長手軸線に関して対称的に配置されている。クランプ21,22の回動軸72上には、図10Aにおいて、クランプ21,22を時計回りに付勢するコイルばねが取り付けられており、このコイルばねのばね力でもって、クランプ21,22の押え付け部70により、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1の周辺部が搬送プレート20上に押え付けられる。同様に、クランプ23,24の回動軸72上には、図10Aにおいて、クランプ23,24を反時計回りに付勢するコイルばねが取り付けられており、このコイルばねのばね力でもって、クランプ23,24の押え付け部70により、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1の周辺部が搬送プレート20上に押え付けられる
上述した如く、連結アーム60が下方に押し下げられると、図10Bおよび図11Bに示されるように、搬送プレート20が平坦な状態から湾曲状態に変形される。搬送プレート20が平坦な状態から湾曲状態に変形せしめられると、各端部支持棒26,27は、図10Aおよび図11Aに示される水平状態から、図10Bおよび図11Bに示される傾斜状態に変化する。各端部支持棒26,27が水平状態から傾斜状態に変化すると、各クランプ21,22,23,24も、押え付け部70により搬送プレート20上に載置されたシート状電極1の周辺部を搬送プレート20上に押え付けた状態を保持しつつ、各端部支持棒26,27と一緒に傾斜状態となる。従って、搬送プレート20が平坦な状態から湾曲状態に変形せしめられたときでも、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1は、クランプ21,22,23,24の押え付け部70によって、搬送プレート20上に押え付けられ続けることになる。
一方、クランプ21,22,23,24の押え付け部70による搬送プレート20上へのシート状電極1の押え付け作用を解除するときには、図10Cに示されるように、クランプ22が、コイルばねのばね力に抗して反時計回りに回動せしめられ、クランプ24が、コイルばねのばね力に抗して時計回りに回動せしめられる。このとき、図10Cには示されてはいないが、クランプ21も、コイルばねのばね力に抗して反時計回りに回動せしめられ、クランプ23も、コイルばねのばね力に抗して時計回りに回動せしめられる。これらのクランプ21,22,23,24の回動作業は、可動子12がレール10に沿って移動せしめられているときに、ローラ73が固定カムと係合することにより実行される。
次に、図12を参照しつつ、積層冶具80について説明する。この図12は、図解的に表した積層冶具80の斜視図を示している。図12を参照すると、積層冶具80は、基台81と、基台81上に取り付けられたパンダグラフ式昇降機構82と、パンダグラフ式昇降機構82により支持されている底板83と、底板83の一側に設けられて3つのクランプ84を有するクランプロッド85と、底板83の他側に設けられて3つのクランプ86を有するクランプロッド87とを具備する。底板43は、ばね付勢されたパンダグラフ式昇降機構82によって、常時上方に付勢されている。
一方、クランプロッド85とクランプロッド87は、底板83の長手軸線に関して対称的な形状を有しており、これらクランプロッド85およびクランプロッド87を作動させるためのクランプ機構も、底板83の長手軸線に関して対称的な構造を有している。従って、以下、図12および図13Aから図13Cを参照しつつ、クランプロッド85およびクランプロッド85を作動させるためのクランプ機構の構造のみについて説明し、クランプロッド87およびクランプロッド87を作動させるためのクランプ機構の構造についての説明は省略する。なお、図13Aから図13Cは、クランプロッド85を作動させるためのクランプ機構の作動を図解的に示しており、これら図13Aから図13Cには、底板83の一部と、底板83上に積層された複数枚のシート状電極1の一部が描かれている。
図13Aを参照すると、積層冶具80のクランプ機構は、クランプ84のクランプロッド85を傾けるためのチルト機構88と、チルド機構88を上下動させるためのスライド機構89とを有する。スライド機構89は、積層冶具80内において上下方向に摺動可能に支持されているスライダ90と、スライダ90の下端部に回転可能に取り付けられたローラ91と、スライダ90を上方に向けて付勢する圧縮ばね92と、積層冶具80内において回動可能に支持されているカム軸93と、カム軸93に固定されてローラ91と係合するカム94と、カム軸93の外端部に固定されたアーム95と、アーム95の先端部に回転可能に取り付けられたローラ96とを具備する。図13Aにおいてカム軸93が時計回りに回動せしめられると、図13Bに示されるようにスライダ90が圧縮ばね92のばね力により上昇する。即ち、スライド機構89では、カム軸93を回動させることによりスライダ90が上下動せしめられる。
一方、チルト機構88は、クランプロッド85を支持しかつ回動軸97によりスライダ90に回動可能に取り付けられたチルトヘッド98と、チルトヘッド98に回転可能に取り付けられたローラ99と、スライダ90に回動可能に支持されているカム軸100と、カム軸100に固定されてローラ99と係合するカム101と、カム軸100の外端部に固定されたアーム102と、アーム102の先端部に回転可能に取り付けられたローラ103とを具備する。なお、図13A或いは図13Cに示されるように、クランプ84が搬送プレート20上に載置されたシート状電極1の上方に位置しているときのチルトヘッド98の位置を、以下、直立位置と称する。一方、図13Aにおいてカム軸100が時計回りに回動せしめられると、図13Bに示されるように、クランプ84が搬送プレート20上に載置されたシート状電極1の上方領域から外れる方向に、チルトヘッド98が傾けられる。
図13Aは、チルトヘッド98が直立位置にあり、底板83上に積層されたシート状電極1が、クランプ84により押え付けられているときを示している。即ち、このとき、底板83上に積層されたシート状電極1は、パンダグラフ式昇降機構82により上方に付勢されており、このとき、上昇しようとするシート状電極1が、クランプ84により押え付けられている。底板83上に積層されたシート状電極1のクランプ84による押え付け作用を解除するときには、カム軸93およびカム軸100が共に時計回りに回動され(このとき底板83上に積層されたシート状電極1は下方に向けて押え付けられている)、それによって、図13Bに示されるように、チルトヘッド98が上昇せしめられると共に、クランプ84が底板83上に積層されたシート状電極1の上方領域から外れる方向に、チルトヘッド98が傾けられる。(このとき、新たなシート状電極1が底板83上に積層されたシート状電極1上に積層される)次いで、図13Cに示されるように、チルトヘッド98が直立位置に戻され、次いで、チルトヘッド98が下降せしめられることによって、底板83上に積層されたシート状電極1がクランプ84により押え付けられる。カム軸93およびカム軸100の回動作業は、可動子12がレール10に沿って移動せしめられているときに、ローラ96およびローラ103が、図12に示される固定カム104と係合することにより実行される。
次に、図14Aから図15Cを参照しつつ、搬送プレート支持具19の第1実施例におけるシート状電極1の積層方法について説明する。なお、このシート状電極1の積層作用は、搬送プレート支持具19および積層冶具80が、互いに同期して移動しながら行われる。図14Aは、搬送プレート支持具19の搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1と整列せしめられたときを示している。搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1と整列せしめられと、押圧機構55により、搬送プレート20の中央部支持棒28が下方に押し下げられる。その結果、図14Bに示されるように、搬送プレート20が平坦な状態から湾曲状態に変形され、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の中央部が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接される。
次いで図14Cに示されるように、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の中央部が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接されている状態で、クランプ84,86による積層冶具80内のシート状電極1の押さえ込み作用が解除されると共に、搬送プレート支持具19のクランプ22,24による新たなシート状電極1の押さえ込み作用が解除される。それにより、新たなシート状電極1の両側部が積層冶具80内に積層されているシート状電極1に向けて落下する。新たなシート状電極1の両側部が積層冶具80内に積層されているシート状電極1に向けて落下すると、積層冶具80のクランプ84,86は、図13Cに示されるような直立状態とされる。このときが図15Aに示されている。
次いで、積層冶具80のクランプ84,86が低下せしめられ、それにより、積層冶具80内に積層されているシート状電極1が、クランプ84,86により押え付けられる。積層冶具80内に積層されているシート状電極1が、クランプ84,86により押え付けられると、押圧機構55による搬送プレート20の中央部支持棒28の下方への押し下げ作用が解除される。それにより、搬送プレート20の中央部支持棒28が上方に移動し、その結果、図15Cに示されるように、搬送プレート20が湾曲状態から平坦な状態に戻る。次いで、搬送プレート支持具19は、可動子12によって、図1に示される搭載位置に戻される。
次に、図16から図24に示される搬送プレート支持具19の第2実施例について説明する。図16および図17は、夫々図8および図9と同様に、搬送プレート支持具19の背面の斜視図、即ち、可動子12がプレート搬送装置Aの半円形レール部分10bの下端部に到達して搬送プレート20の上下が反転せしめられたときの搬送プレート支持具19の斜視図を示している。なお、図16は、シート状電極1の積層冶具40への積層作業が開始される前であって、シート状電極1が積層部に向けて搬送されているときの搬送プレート支持具19を示しており、図17は、積層部において積層冶具40へのシート状電極1の積層作業が行われているときの搬送プレート支持具19を示している。また、図18Aは、搬送プレート支持具19が図16に示される状態にあるときの図16の矢印Xに沿ってみた搬送プレート支持具19の側面図を示しており、図20Aは、搬送プレート支持具19が図16に示される状態にあるときの図16の矢印Yに沿ってみた搬送プレート支持具19の断面図を示しており、図21Aは、搬送プレート支持具19が図16に示される状態にあるときの図16の矢印Zに沿ってみた搬送プレート支持具19の断面図を示している。
最初に、図16、図18A、図20Aおよび図21Aを参照しつつ、搬送プレート支持具19の第2実施例の構造について説明する。図16、図18A、図20Aおよび図21Aを参照すると、この第2実施例においても、搬送プレート支持具19は、搬送プレート支持具19の全体を支持するための基台40を具備している。この基台40は、平坦な頂部40aと、平坦な頂部40aの両側に形成された一対の取付けフランジ部40bを有しており、これら一対の取付けフランジ部40bが可動子12の頂部に固定される。従って、この第2実施例においても、搬送プレート支持具19は、基台40を介して、可動子12の頂部上に取り付けられている。
搬送プレート支持具19の第1実施例と搬送プレート支持具19の第2実施例との差異は、第1実施例では、搬送プレート支持具19の全体が基台40上に固定支持されているのに対し、第2実施例では、搬送プレート支持具19の全体が基台40上に固定支持されておらず、搬送プレート支持具19の全体が基台40から離れることが可能なように搬送プレート支持具19が基台40上に支持されていることにある。この場合、この第2実施例では、搬送プレート支持具19の全体が可動基板150上に固定支持されており、搬送プレート支持具19の全体が基台40から離れることが可能なように、この可動基板150が基台40により移動可能に支持されている。
後述するように、第1実施例と第2実施例とでは、積層方法が若干異なる。これに対し、第1実施例では搬送プレート支持具19の全体が基台40上に固定支持されており、第2実施例では搬送プレート支持具19の全体が可動基板150上に固定支持されていることを除けば、搬送プレート支持具19の第1実施例の構造と搬送プレート支持具19の第2実施例の構造はほとんど同じである。従って、搬送プレート支持具19の第2実施例の構造については簡単に説明し、第2実施例において、第1実施例における構成要素と同様な構成要素については、第1実施例と同一の符号で示す。
さて、図16、図18Aおよび図20Aに示されるように、この第2実施例においても、矩形状をなす搬送プレート20の裏面上には、搬送プレート20の両側縁部に沿って、搬送プレート20の長手方向に搬送プレート20の全長に亘って延びる一対の端部支持棒26,27が固着されており、搬送プレート20の両側縁部の間の搬送プレート20の中央部には、搬送プレート20の長手方向に搬送プレート20の全長に亘って延びる中央部支持棒28が固着されている。一方、搬送プレート支持具19を支持している可動基板150は矩形状の平板から形成されており、この可動基板150は、図16、図18A、図20Aおよび図21Aに示されるように、基台40の平坦な頂部40aから間隔を隔てて平坦な頂部40aと平行に延びている。
図16に示されるように、この可動基板150の裏面上には、搬送プレート20を支持しかつ搬送プレート20の両側縁部を互いに離れる方向に付勢するために並列配置された一対の付勢機構41が取付けられており、各付勢機構41は、図16および図20Aに示されるように、夫々,可動基板150の裏面上に固定されかつ搬送プレート20の短手方向に延びる搬送プレート支持梁42を具備している。各搬送プレート支持梁42は、第1実施例と同様に、搬送プレート支持梁42の両端部に、夫々、回動軸43,44により回動可能に取り付けられた揺動アーム45,46を具備しており、これら揺動アーム45,46の下端は、夫々対応する端部支持棒26,27に固着された固着片47(図16)に、回動軸48,49により回動可能に連結される。
一方、搬送プレート支持梁42と各揺動アーム45,46との間には、第1実施例と同様に、各揺動アーム45,46の内側面上の半球形状凹部に着座している押圧ピン50,51を外方に向けて押圧する圧縮ばね52,53が挿入されている。従って、搬送プレート20の両端部は、圧縮ばね52,53のばね力により、常時、外側方向に向けて、互いに離れる方向に付勢されている。一方、図16および図21Aに示されるように、基台40の平坦な頂部40aには、間隔を隔てて一対の中空円筒状のロッドガイド151,152が嵌着されており、これらロッドガイド151,152内には夫々、ガイドロッド153,154が摺動可能に挿入されている。図21Aに示されるように、ガイドロッド153,154の下端部は可動基板150に固着されており、従って、可動基板150は、ガイドロッド153,154のより案内されつつ基台40に対して上下動可能である。
図16および図21Aに示されるように、ガイドロッド153,154の間には,可動基板150および基台40の平坦な頂部40a内を貫通して延びるアンカーロッド155が設けられている。このアンカーロッド155の下端部は可動基板150に掛け止めされ、アンカーロッド155の上端部と、基台40の平坦な頂部40aに嵌着されたばね支持用スリーブ156との間には、圧縮ばね157が挿入されている。可動基板150は、この圧縮ばね157のばね力により、通常、図21Aに示されるように、可動基板150上に固着された搬送プレート支持梁42を介して、基台40の平坦な頂部40a上に着座せしめられている。即ち、可動基板150は通常、基台40に結合されており、従って、搬送プレート支持具19は通常、基台40に結合されていることになる。
一方、この第2実施例においても、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を積層冶具80内に既に積層されているシート状電極上に積層する際に、搬送プレート20上に載置されている新たなシート状電極1を新たなシート状電極1の中央部が積層冶具80に向けて突き出すように湾曲させるために、搬送プレート20の両側縁部の中間に位置する搬送プレート20の中央部を搬送プレート20面に対して垂直方向に押圧して搬送プレート20を平坦な状態から湾曲状態に変形させる押圧機構55が搬送プレート支持具19内に設けられている。
この押圧機構55は、図16、図18Aおよび図21Aに示されるように、搬送プレート20の長手方向に間隔を隔てて可動基板150内に嵌着された一対の中空円筒状のロッドガイド56,57と、ロッドガイド56,57内に夫々摺動可能に挿入されたロッド58,59と、これらロッド58,59の一端部に連結されたコ字型の連結アーム60と、連結アーム60の両端部に夫々回動可能に取り付けられたローラ61,62とを具備しており、各ロッド58,59の他端部は、搬送プレート20の裏面上に固着された中央部支持棒28に連結される。なお、図21Aから図21Cでは、ローラ61,62が省略されている。
図16において、連結アーム60が下方に押し下げられると、第1実施例と同様に、ロッド58,59が下方に押し下げられ、ロッド58,59が下方に押し下げられると、搬送プレート20の裏面上に固着された中央部支持棒28が下方に押し下げられる。このようにロッド58,59が下方に押し下げられると、搬送プレート20は圧縮ばね52,53のばね力に抗して、平坦な状態から湾曲状態に変形される。このときの搬送プレート20の状態が、図17、図18B、図20Bおよび図21Bに示されている。一方、押し下げられたロッド58,59が上昇せしめられると、搬送プレート20は圧縮ばね52,53のばね力により、湾曲状態から平坦な状態に戻る。このロッド58,59の押し下げ作用および上昇作業は、第1実施例と同様に、可動子12がレール10に沿って移動せしめられているときに、ローラ61,62が固定カムと係合することにより実行される。
一方、この第2実施例においても、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1を搬送プレート20上に保持するために、第1実施例と同じ構造および同じ機能を有するクランプ21,22,23,24からなるクランプ機構25が用いられている。従って、この第2実施例においても、第1実施例と同様に、図16、図17、図18Aおよび図18Bに示されるように、コイルばねのばね力でもって、各クランプ21,22,23,24の押え付け部70により、搬送プレート20上に載置されたシート状電極1の周辺部が搬送プレート20上に押え付けられる。一方、クランプ21,22,23,24の押え付け部70による搬送プレート20上へのシート状電極1の押え付け作用を解除するときには、図19Aに示される如く、第1実施例と同様に、クランプ21、22が、コイルばねのばね力に抗して反時計回りに回動せしめられ、クランプ23、24が、コイルばねのばね力に抗して時計回りに回動せしめられる。
なお、図16および図17に示されるように、この第2実施例では、積層冶具80のクランプ84,86の通り道を確保するために、搬送プレート20の両側縁部には、端部支持棒26,27内および搬送プレート20を貫通して延びる複数個のクランプ侵入溝63が形成されている。
次に、図22Aから図24を参照しつつ、搬送プレート支持具19の第2実施例におけるシート状電極1の積層方法について説明する。なお、このシート状電極1の積層作用は、第1実施例と同様に、搬送プレート支持具19および積層冶具80が、互いに同期して移動しながら行われる。図22Aは、搬送プレート支持具19の搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1と整列せしめられたときを示している。搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1と整列せしめられと、押圧機構55により、搬送プレート20の中央部支持棒28が下方に押し下げられる。その結果、図23Bに示されるように、搬送プレート20が平坦な状態から湾曲状態に変形され、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の中央部が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接される。
次いで図22Cに示されるように、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の中央部が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接されている状態で、クランプ84,86による積層冶具80内のシート状電極1の押さえ込み作用が解除されると共に、搬送プレート支持具19のクランプ22,24による新たなシート状電極1の押さえ込み作用が解除される。それにより、新たなシート状電極1の両側部が積層冶具80内に積層されているシート状電極1に向けて落下する。ここまでは、第1実施例と同じである。
次いで、第2実施例では、図23Aに示されるように、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の中央部が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接されている状態で、搬送プレート20が湾曲状態から平坦な状態に変形され、それにより、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の全面が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接される。次に、どのようにして搬送プレート20が湾曲状態から平坦な状態に変形されるかについて説明する。
前述したように、クランプ21,22,23,24の押え付け部70による搬送プレート20上へのシート状電極1の押え付け作用を解除するときには、図19Aに示される如く、第1実施例と同様に、ローラ73と係合する固定カムにより、クランプ21、22が、コイルばねのばね力に抗して反時計回りに回動せしめられ、クランプ23、24が、コイルばねのばね力に抗して時計回りに回動せしめられる。この場合、クランプ21,22,23,24の回動角度が増大するほど、クランプ21,22,23,24を回動させるのに必要な力が増大し、この力が、クランプ21,22,23,24を支持している端部支持棒26,27、即ち、可動基板150をアンカーロッド155の圧縮ばね157のばね力に抗して下降せしめるのに必要な力を越えると、端部支持棒26,27が可動基板150と共に下降を開始する。図19Aは、このときを示している。
次いで、固定カムによりローラ73が更に低下せしめられると、クランプ21,22,23,24はほとんど回動しなくなり、クランプ21,22,23,24を支持している端部支持棒26,27が可動基板150と共に、アンカーロッド155の圧縮ばね157のばね力に抗して下降せしめられる。このとき、端部支持棒26,27の下降作用は、搬送プレート20が平坦な状態になるまで続行される。搬送プレート20が平坦な状態になったときが図19B、図20C,図21Cおよび図23Aに示されている。図23Aからわかるように、このときには、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の全面が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接されている。なお、このときには、図19B、図20Cおよび図21Cからわかるように、可動基板150が基台40の平坦な頂部40aから大きく離れる。
図23Aに示されるように、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の全面が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接されると、積層冶具80のクランプ84,86が、図16および図17に示されるクランプ侵入溝63内に侵入し、図23Bに示されるような直立状態とされる。次いで、積層冶具80のクランプ84,86が低下せしめられ、それにより、図23Cに示されるように、積層冶具80内に積層されているシート状電極1が、クランプ84,86により押え付けられる。積層冶具80内に積層されているシート状電極1が、クランプ84,86により押え付けられると、固定カムによる各クランプ21,22,23,24のローラ73の下降作用が解除されると共に、押圧機構55による搬送プレート20の中央部支持棒28の下方への押し下げ作用が解除される。それにより、可動基板150が基台40の平坦な頂部40aに向けて上昇せしめられると共に、搬送プレート20の中央部支持棒28が上方に移動し、その結果、図24に示されるように、搬送プレート20は、平坦な状態でもって積層冶具80内に積層されているシート状電極1から離れる。次いで、搬送プレート支持具19は、可動子12によって、図1に示される搭載位置に戻される。
このように、この第2実施例では、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の全面が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接された状態で、積層冶具80内に積層されたシート状電極1が、クランプ84,86により押え付けられる。このように、搬送プレート20上に載置された新たなシート状電極1の全面が、積層冶具80内に積層されているシート状電極1上に圧接された状態で、積層冶具80内へのシート状電極1の積層作業を行うことによって、積層時に、新たなシート状電極1と積層されているシート状電極1との間の位置ずれを大巾に抑制することができ、従って、新たなシート状電極1を、積層されているシート状電極1に高い精度でもって整列させて積層することができる。
なお、本発明による実施例では、積層時に、搬送プレート20が搬送プレート20の短手方向に沿って湾曲するように平坦な状態から湾曲状態に変形せしめられているが、無論のこと、積層時に、搬送プレート20が搬送プレート20の長手方向に沿って湾曲するように平坦な状態から湾曲状態に変形せしめることもできる。また、本発明による実施例では、搬送プレート20が、弾撥性のある可撓性金属薄板から形成されているが、搬送プレート20は、弾撥性のある合成樹脂材料製薄板から形成することもできる。
これまで、本発明による実施例を、シート状部材が全固体リチウムイオン二次電池用のシート状電極である場合を例にとって説明してきたが、本発明は、シート状電極以外のシート状部材に適用することができる。また、本発明による実施例では、搬送プレート20の両側縁部を互いに離れる方向に付勢する付勢機構と、搬送プレート20の中央部を押圧して搬送プレート20を平坦な状態から湾曲状態に変形させる押圧機構とが用いられており、これら付勢機構と押圧機構は、搬送プレート20の湾曲度合いを調整可能な調整機構を形成している。
従って、本発明による実施例では、可撓性の搬送プレート20と、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を搬送プレート20上に保持するためのクランプ機構25と、搬送プレート20の湾曲度合いを調整可能な調整機構を具備しており、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を、既に積層されているシート状部材上に積層するときには、この調整機構により、搬送プレート20を平坦な状態から湾曲状態に変形させて、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材が、平坦な状態から湾曲状態に変形せしめられる。この場合、本発明による実施例では、新たなシート状部材および既に積層されているシート状部材がシート状電極1からなり、このシート状電極1が、集電用金属箔と、集電用金属箔上に形成された正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方とを含んでいる。
また、本発明による実施例では、上述の調整機構が、搬送プレート20の両側縁部を互いに離れる方向に付勢する付勢機構と、搬送プレート20の両側縁部の中間に位置する搬送プレート中央部を搬送プレート面に対して垂直方向に押圧して搬送プレート20を平坦な状態から湾曲状態に変形させる押圧機構とを具備している。この場合、本発明による実施例では、搬送プレート20の一側面上に、搬送プレート20の両側縁部に沿って延びる端部支持棒26,27と、搬送プレート20の両側縁部の間の搬送プレート中央部において端部支持棒26,27と同じ方向に延びる中央部支持棒28とが固着されており、上述の付勢機構は、端部支持棒26,27を互いに離れる方向に付勢する圧縮ばね52,53を具備しており、上述の押圧機構は、中央部支持棒28を搬送プレート面に対して垂直方向に押圧する。また、本発明による実施例では、上述のクランプ機構25が、搬送中、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を搬送プレート20上に押え付けて搬送プレート20上の載置位置に保持するために端部支持棒26,27に回動可能に取り付けられた複数個のクランプ21,22,23,24を具備している。
一方、本発明による実施例では、搬送プレート20に対して設けられているクランプ機構25が搬送プレート20の両側縁部において、新たなシート状部材を搬送プレート20上に保持しており、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を積層するための積層冶具80を具備しており、積層冶具80がシート状部材を支持するための底板83と、底板83上に載置されたシート状部材を底板80上に保持するクランプ機構とを具備しており、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を、積層冶具80内に既に積層されているシート状部材上に積層するときには、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を、積層冶具80内に既に積層されているシート状部材に対面させて、搬送プレート20に対して設けられているクランプ機構25により新たなシート状部材を搬送プレート20上に保持しつつ、搬送プレート20の両側縁部の中間に位置する搬送プレート中央部を積層冶具80に向け突き出して搬送プレート20を平坦な状態から湾曲状態に変形させることにより、搬送プレート20上に保持されている新たなシート状部材の中央部が,積層冶具80内に既に積層されているシート状部材上に圧接され、新たなシート状部材の中央部が、積層冶具80内に既に積層されているシート状部材上に圧接された状態で、搬送プレート20に対して設けられているクランプ機構25による搬送プレート20上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に積層冶具80のクランプ機構による積層冶具80内のシート状部材の保持作用を解除することにより、搬送プレート20上に載置されたシート状部材が、積層冶具80内に積層される。
この場合、本発明による実施例では、搬送プレート20および上述の調整機構は、レール10上を走行するリニアモータの可動子12上に取り付けられており、積層冶具80を搬送するための冶具搬送装置を具備しており、搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材を、積層冶具80内に既に積層されているシート状部材上に積層するときには、積層冶具80の上面が搬送プレート20上に載置された新たなシート状部材に対面し続けるように搬送プレート20と積層冶具80とが同期して移動せしめられる。
更に、本発明による実施例では、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、新たなシート状部材が既に積層されているシート状部材上に積層される。この場合、本発明による実施例では、新たなシート状部材および既に積層されているシート状部材がシート状電極1からなり、このシート状電極1が、集電用金属箔と、集電用金属箔上に形成された正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方とを含んでいる。
また、本発明による実施例では、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材の両側縁部をクランプ機構25により保持しつつ新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材に向け突き出すことにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、クランプ機構25による搬送プレート20上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に既に積層されているシート状部材の別のクランプ機構による保持作用を解除することにより、新たなシート状部材が既に積層されているシート状部材上に積層される。
また、本発明による実施例では、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、新たなシート状部材を湾曲状態から平坦な状態に変形させることにより新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、それにより新たなシート状部材が既に積層されているシート状部材上に積層される。
この場合、本発明による実施例では、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材の両側縁部をクランプ機構25により保持しつつ新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材に向け突き出すことにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、クランプ機構25による搬送プレート20上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に既に積層されているシート状部材の別のクランプ機構による保持作用を解除し、かつ新たなシート状部材を湾曲状態から平坦な状態に変形させることにより新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、この別のクランプ機構により新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に保持し、それにより新たなシート状部材が既に積層されているシート状部材上に積層される。
1 シート状電極
12,31 可動子
19 搬送プレート支持具
20 搬送プレート
21,22,23,24 クランプ
40 積層冶具
84,86 クランプ
A プレート搬送装置
B 冶具搬送装置

Claims (12)

  1. 可撓性の搬送プレートと、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を搬送プレート上に保持するためのクランプ機構と、搬送プレートの湾曲度合いを調整可能な調整機構を具備しており、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を、既に積層されているシート状部材上に積層するときには、該調整機構により、搬送プレートを平坦な状態から湾曲状態に変形させて、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させる積層装置。
  2. 上記新たなシート状部材および既に積層されているシート状部材がシート状電極からなり、該シート状電極が、集電用金属箔と、集電用金属箔上に形成された正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方とを含む請求項1に記載の積層装置。
  3. 上記調整機構が、上記搬送プレートの両側縁部を互いに離れる方向に付勢する付勢機構と、該搬送プレートの両側縁部の中間に位置する搬送プレート中央部を搬送プレート面に対して垂直方向に押圧して搬送プレートを平坦な状態から湾曲状態に変形させる押圧機構とを具備している請求項1に記載の積層装置。
  4. 上記搬送プレートの一側面上に、搬送プレートの両側縁部に沿って延びる端部支持棒と、搬送プレートの両側縁部の間の搬送プレート中央部において該端部支持棒と同じ方向に延びる中央部支持棒とが固着されており、上記付勢機構は、該端部支持棒を互いに離れる方向に付勢する圧縮ばねを具備しており、上記押圧機構は、該中央部支持棒を搬送プレート面に対して垂直方向に押圧する請求項3に記載の積層装置。
  5. 上記クランプ機構は、搬送中、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を搬送プレート上に押え付けて搬送プレート上の載置位置に保持するために該端部支持棒に回動可能に取り付けられた複数個のクランプを具備している請求項4に記載の積層装置。
  6. 搬送プレートに対して設けられているクランプ機構が、上記搬送プレートの両側縁部において新たなシート状部材を搬送プレート上に保持しており、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を積層するための積層冶具を具備しており、該積層冶具がシート状部材を支持するための底板と、底板上に載置されたシート状部材を底板上に保持するクランプ機構とを具備しており、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を、積層冶具内に既に積層されているシート状部材上に積層するときには、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を、積層冶具内に既に積層されているシート状部材に対面させて、搬送プレートに対して設けられているクランプ機構により新たなシート状部材を搬送プレート上に保持しつつ、搬送プレートの両側縁部の中間に位置する搬送プレート中央部を積層冶具に向け突き出して搬送プレートを平坦な状態から湾曲状態に変形させることにより、搬送プレート上に保持されている新たなシート状部材の中央部が,積層冶具内に既に積層されているシート状部材上に圧接され、新たなシート状部材の中央部が,積層冶具内に既に積層されているシート状部材上に圧接された状態で、搬送プレートに対して設けられている上記クランプ機構による搬送プレート上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に積層冶具のクランプ機構による積層冶具内のシート状部材の保持作用を解除することにより、搬送プレート上に載置されたシート状部材が、積層冶具内に積層される請求項1に記載の積層装置。
  7. 上記搬送プレートおよび上記調整機構は、レール上を走行するリニアモータの可動子上に取り付けられており、該積層冶具を搬送するための冶具搬送装置を具備しており、搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を、積層冶具内に既に積層されているシート状部材上に積層するときには、積層冶具の上面が搬送プレート上に載置された新たなシート状部材に対面し続けるように搬送プレートと積層冶具とが同期して移動せしめられる請求項6に記載の積層装置。
  8. 新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、可撓性の搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、搬送プレートを平坦な状態から湾曲させることにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法。
  9. 上記新たなシート状部材および既に積層されているシート状部材がシート状電極からなり、該シート状電極が、集電用金属箔と、集電用金属箔上に形成された正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方とを含む請求項8に記載の積層方法。
  10. 新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材の両側縁部をクランプ機構により保持しつつ新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材に向け突き出すことにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、上記クランプ機構による搬送プレート上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に既に積層されているシート状部材の別のクランプ機構による保持作用を解除することにより、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法。
  11. 新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、可撓性の搬送プレート上に載置された新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、搬送プレートを平坦な状態から湾曲させることにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、新たなシート状部材を湾曲状態から平坦な状態に変形させることにより新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、それにより新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法。
  12. 新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法において、新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材と間隔を隔てて整列配置し、新たなシート状部材の両側縁部をクランプ機構により保持しつつ新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材に向け突き出すことにより新たなシート状部材を平坦な状態から湾曲状態に変形させて新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材の中央部を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、上記クランプ機構による搬送プレート上への新たなシート状部材の保持作用を解除すると共に既に積層されているシート状部材の別のクランプ機構による保持作用を解除し、かつ新たなシート状部材を湾曲状態から平坦な状態に変形させることにより新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させ、新たなシート状部材全体を既に積層されているシート状部材上に圧接させた状態で、該別のクランプ機構により新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に保持し、それにより新たなシート状部材を既に積層されているシート状部材上に積層させる積層方法。
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