JP6930397B2 - 積層装置 - Google Patents

Description

本発明は、積層装置に関する。

特許文献１には、バイポーラ電池が記載されている。このバイポーラ電池は、互いに積層された複数枚のバイポーラ電極を含む電池要素を備える。バイポーラ電極は、集電体と、集電体の片方の面上に設けられた正極層と、集電体の他方の面上に設けられた負極層と、を有する。

特開２００５−００５１６３号公報

上述したような電極を積層するときには、積層された電極間の位置ずれを抑制するために、例えば押圧部材によって積層された電極を押圧する場合がある。新たな電極が積層されるときには、押圧部材による押圧が一時的に開放され、新たな電極が積層された後に、再び押圧部材により積層された電極が押圧される。また、上述したような電極の外縁部には、樹脂枠が設けられている場合がある。電極に樹脂枠が設けられていると、電極と樹脂枠との線膨張率の差によって、電極に反りが生じることがある。このような反りが生じた電極を積層する場合に、押圧部材による押圧が開放されると、積層された電極の反りによる反力によって、積層された電極間の位置がずれるおそれがある。

そこで、本発明は、電極を含むワーク間の位置ずれを抑制することができる積層装置を提供することを目的とする。

本発明の積層装置は、矩形状の電極と電極の外縁部に設けられた矩形環状の樹脂枠とを含むワークを積層するための積層装置であって、ワークが載置される載置面を有する載置台と、載置面に載置されたワークを載置面に押圧するための押圧部と、を備え、載置面は、樹脂枠に対応する矩形環状のエリアを含み、押圧部は、エリアの第１対角線上に配置され、載置面に交差する第１方向から見てエリアの第１対角線上の第１角部に重複する第１位置と第１角部の外側の第２位置との間で移動可能とされた一対の第１押圧部材と、エリアの第２対角線上に配置され、第１方向から見てエリアの第２対角線上の第２角部に重複する第３位置と第２角部の外側の第４位置との間で移動可能とされた一対の第２押圧部材と、を有し、第１押圧部材は、第１位置においてワークを押圧し、第２押圧部材は、第１方向について第１押圧部材と異なる位置に配置され、第３位置においてワークを押圧する。

この積層装置においては、ワークを載置面に押圧するための押圧部が、第１押圧部材及び第２押圧部材を有している。したがって、載置面にワークが積層される毎に、第１押圧部材及び第２押圧部材によって、交互にワークを載置面に押圧することができる。すなわち、一方の押圧部材によってすでに積層されたワークを押圧した状態において、他方の押圧部材によって新たに積層されるワークを更に押圧することができる。このため、たとえワークに反りが生じていたとしても、続いて積層されるワークを押圧するために、一方の押圧部材の押圧を一時的に開放したときに、積層されたワークが他方の押圧部材によって押圧されているため、積層されたワークの反りによる反力によってワーク間の位置がずれることが抑制される。しかも、この積層装置においては、一対の第１押圧部材はエリアの第１角部に重複する第１位置においてワークを押圧し、一対の第２押圧部材はエリアの第２角部に重複する第３位置においてワークを押圧する。つまり、ワークの外縁がエリアの外縁に重複するようにワークが載置面上に積層されるときに、ワークの四つの辺部が常に押圧されることになる。したがって、例えばワークの二つの辺部が押圧される場合に比べて、ワークの反りが確実に矯正される。これにより、ワークが積層されるときに、新たに積層されるワークは、反りが確実に矯正されたワーク上に積層されるため、新たに積層されるワークとすでに積層されたワークとの間の位置ずれが抑制される。以上により、この積層装置によれば、ワーク間の位置ずれを抑制することができる。

本発明の積層装置においては、第１押圧部材及び第２押圧部材は、載置面側の第１面と、載置面とは反対側の第２面と、を有し、第２面は、第１方向から見てエリアに重複する部分であって、エリアの外側から内側に向かうにつれて載置面からの距離が漸減するように傾斜した傾斜部を含んでもよい。この場合、例えば第２面が載置面と平行である場合に比べて、新たなワークが一方の押圧部材上に積層された後、他方の押圧部材によって押圧されたときに、一方の押圧部材の第２面と内側面とにより構成されるエッジによって傷つけられることが抑制される。

本発明の積層装置においては、第１押圧部材は、第１方向から見て対応する第１角部に沿うように屈曲した第１内側面を有し、第２押圧部材は、第１方向から見て対応する第２角部に沿うように屈曲した第２内側面を有していてもよい。この場合、第１内側面又は第２内側面によって、ワークの樹脂枠がエリア上に位置するようにワークをガイドすることができる。

本発明の積層装置は、第１方向から見て、エリアの外側において第１押圧部材と第２押圧部材との間に配置され、樹脂枠がエリア上に位置するようにワークをガイドするガイド部材を更に備えてもよい。この場合、ガイド部材によって、ワークの樹脂枠がエリア上に位置するようにワークをガイドすることができる。

本発明によれば、電極を含むワーク間の位置ずれを抑制することができる積層装置を提供可能である。

蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図１の蓄電モジュールの内部構成を示す概略断面図である。 （ａ）は、樹脂付電極を一方面側から見た平面図であり、（ｂ）は、樹脂付電極を他方面側から見た平面図である。 積層装置の一実施形態を示す斜視図である。 図４の積層装置の平面図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程を示す図である。 樹脂付電極の積層工程の変形例を示す図である。 樹脂付電極の積層工程の変形例を示す図である。 樹脂付電極の積層工程の変形例を示す図である。 樹脂付電極の積層工程の変形例を示す図である。 樹脂付電極の積層工程の変形例を示す図である。 樹脂付電極の積層工程の変形例を示す図である。 図４の第１押圧部材の変形例を示す図である。 図４の第１押圧部材及び第２押圧部材の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１は、複数の蓄電モジュール４を積層してなる蓄電モジュール積層体２と、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重を付加する拘束部材３とを備えて構成されている。

蓄電モジュール積層体２は、複数（本実施形態では３体）の蓄電モジュール４と、複数（本実施形態では４枚）の導電板５とによって構成されている。蓄電モジュール４は、例えば後述するバイポーラ電極１４を備えたバイポーラ電池であり、積層方向から見て矩形状をなしている。蓄電モジュール４は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池、又は電気二重層キャパシタである。以下の説明では、ニッケル水素二次電池を例示する。

積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４同士は、導電板５を介して電気的に接続されている。導電板５は、積層方向に隣り合う蓄電モジュール４，４間と、積層端に位置する蓄電モジュール４の外側と、にそれぞれ配置されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された一方の導電板５には、正極端子６が接続されている。積層端に位置する蓄電モジュール４の外側に配置された他方の導電板５には、負極端子７が接続されている。正極端子６及び負極端子７は、例えば導電板５の縁部から積層方向に交差する方向に引き出されている。正極端子６及び負極端子７により、蓄電装置１の充放電が実施される。

各導電板５の内部には、空気等の冷媒を流通させる複数の流路５ａが設けられている。各流路５ａは、例えば積層方向と、正極端子６及び負極端子７の引き出し方向とにそれぞれ直交する方向に互いに平行に延在している。これらの流路５ａに冷媒を流通させることで、導電板５は、蓄電モジュール４，４同士を電気的に接続する接続部材としての機能のほか、蓄電モジュール４で発生した熱を放熱する放熱板としての機能を併せ持つ。なお、図１の例では、積層方向から見た導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積よりも小さいが、放熱性の向上の観点から、導電板５の面積は、蓄電モジュール４の面積と同じであってもよく、蓄電モジュール４の面積よりも大きくてもよい。

拘束部材３は、蓄電モジュール積層体２を積層方向に挟む一対のエンドプレート８，８と、エンドプレート８，８同士を締結する締結ボルト９及びナット１０とによって構成されている。エンドプレート８は、積層方向から見た蓄電モジュール４及び導電板５の面積よりも一回り大きい面積を有する矩形の金属板である。エンドプレート８の内側面（蓄電モジュール積層体２側の面）には、電気絶縁性を有するフィルムＦが設けられている。フィルムＦにより、エンドプレート８と導電板５との間が絶縁されている。

エンドプレート８の縁部には、蓄電モジュール積層体２よりも外側となる位置に挿通孔８ａが設けられている。締結ボルト９は、一方のエンドプレート８の挿通孔８ａから他方のエンドプレート８の挿通孔８ａに向かって通され、他方のエンドプレート８の挿通孔８ａから突出した締結ボルト９の先端部分には、ナット１０が螺合されている。これにより、蓄電モジュール４及び導電板５がエンドプレート８，８によって挟持されて蓄電モジュール積層体２としてユニット化されると共に、蓄電モジュール積層体２に対して積層方向に拘束荷重が付加される。

次に、蓄電モジュール４の構成について更に詳細に説明する。図２は、蓄電モジュール４の内部構成を示す概略断面図である。同図に示すように、蓄電モジュール４は、電極積層体１１と、電極積層体１１を封止する樹脂製の封止体１２とを備えている。

電極積層体１１は、セパレータ１３を介して複数のバイポーラ電極１４が積層されてなる。この例では、電極積層体１１の積層方向Ｄは蓄電モジュール積層体２の積層方向と一致している。バイポーラ電極１４は、積層方向から見て矩形状をなしている。電極積層体１１は、積層方向Ｄに延びる側面１１ａを有している。バイポーラ電極１４は、電極板１５、電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６、電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。正極１６は、正極活物質が塗工されてなる正極活物質層である。負極１７は、負極活物質が塗工されてなる負極活物質層である。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の正極１６は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う一方のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。電極積層体１１において、一のバイポーラ電極１４の負極１７は、セパレータ１３を挟んで積層方向Ｄに隣り合う他方のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。

電極積層体１１において、積層方向Ｄの一端には負極終端電極１８が配置され、積層方向Ｄの他端には正極終端電極１９が配置されている。負極終端電極１８は、電極板１５、及び電極板１５の他方面１５ｂに設けられた負極１７を含んでいる。負極終端電極１８の負極１７は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄの一端のバイポーラ電極１４の正極１６と対向している。負極終端電極１８の電極板１５の一方面１５ａには、蓄電モジュール４に隣接する一方の導電板５が接触している。正極終端電極１９は、電極板１５、及び電極板１５の一方面１５ａに設けられた正極１６を含んでいる。正極終端電極１９の電極板１５の他方面１５ｂには、蓄電モジュール４に隣接する他方の導電板５が接触している。正極終端電極１９の正極１６は、セパレータ１３を介して積層方向Ｄの他端のバイポーラ電極１４の負極１７と対向している。

電極板１５は、金属製であり、例えばニッケルを含んだ集電板である。電極板１５は、例えばニッケルからなる金属箔、或いはニッケルメッキ鋼板からなり、矩形状をなしている。電極板１５の外縁部１５ｃ（バイポーラ電極１４の外縁部）は、矩形枠状をなし、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。正極１６を構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。負極１７を構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。本実施形態では、電極板１５の他方面１５ｂにおける負極１７の形成領域は、電極板１５の一方面１５ａにおける正極１６の形成領域に対して一回り大きくなっている。

セパレータ１３は、例えばシート状に形成され、矩形状をなしている。セパレータ１３としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。セパレータ１３は、フッ化ビニリデン樹脂化合物で補強されたものであってもよい。なお、セパレータ１３は、シート状に限られず、袋状のものを用いてもよい。

封止体１２は、例えば絶縁性の樹脂によって矩形の筒状に形成されている。封止体１２を構成する樹脂材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又は変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが挙げられる。封止体１２は、積層方向Ｄに延びる電極積層体１１の側面１１ａにおいて電極板１５の外縁部１５ｃを保持すると共に、側面１１ａを取り囲むように構成されている。

封止体１２は、外縁部１５ｃに設けられた第１樹脂部２１（樹脂枠）と、側面１１ａに沿って第１樹脂部２１を外側から包囲する第２樹脂部２２とを有している。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、矩形環状をなし、例えば超音波又は熱により、外縁部１５ｃの全周にわたって連続的に溶着されている。第１樹脂部２１は、電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに設けられている。第１樹脂部２１は所定の厚さ（積層方向Ｄの長さ）を有するフィルムである。電極板１５の端面は、第１樹脂部２１から露出している。第１樹脂部２１は、積層方向Ｄから見て、正極１６及び負極１７から離間して設けられている。

第１樹脂部２１は、積層方向Ｄに隣り合う電極板１５の外縁部１５ｃ同士の間に位置している第１部分２１ａと、電極板１５から外側に張り出している第２部分２１ｂと、を有している。第１部分２１ａは、第１樹脂部２１の内周側の部分である。バイポーラ電極１４及び正極終端電極１９における外縁部１５ｃに設けられた第１樹脂部２１では、第１部分２１ａの内側に第１樹脂部２１の他の部分よりも薄い（積層方向Ｄの長さが短い）段差部２１ｃが設けられている。段差部２１ｃにはセパレータ１３の外縁部が配置され、積層方向Ｄから見て、段差部２１ｃとセパレータ１３の外縁部とは重なっている。セパレータ１３は、セパレータ１３の外縁に沿って並ぶ数箇所において、例えば溶着により段差部２１ｃに取り付けられている。負極終端電極１８の一方面１５ａ側には、セパレータ１３が配置されていないので、負極終端電極１８の外縁部１５ｃに設けられた第１樹脂部２１には、段差部２１ｃが設けられていない。本実施形態では、段差部２１ｃの高さ（積層方向Ｄの長さ）は、セパレータ１３の厚さと同等であるが、同等でなくてもよい。第２部分２１ｂの一部は、第２樹脂部２２に埋没している。積層方向Ｄで隣り合う第１樹脂部２１，２１同士は、互いに離間している。

第２樹脂部２２は、電極積層体１１及び第１樹脂部２１の外側に設けられ、蓄電モジュール４の外壁（筐体）を構成している。第２樹脂部２２は、例えば樹脂の射出成形によって形成され、積層方向Ｄにおいて電極積層体１１の全長にわたって延在している。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄを軸方向として延在する筒状部である。第２樹脂部２２は、積層方向Ｄに延在する第１樹脂部２１の外側面を覆っている。第２樹脂部２２は、例えば、射出成形時の熱によって第１樹脂部２１の外表面に溶着されている。

第２樹脂部２２は、積層方向Ｄに隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間をそれぞれ封止している。これにより、積層方向Ｄで隣り合うバイポーラ電極１４，１４の間、積層方向Ｄに隣り合う負極終端電極１８とバイポーラ電極１４との間、及び積層方向Ｄに隣り合う正極終端電極１９とバイポーラ電極１４との間には、それぞれ気密に仕切られた内部空間Ｖが形成されている。この内部空間Ｖには、例えば水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液からなる電解液（不図示）が収容されている。電解液は、セパレータ１３、正極１６及び負極１７内に含浸されている。電解液は強アルカリ性なので、封止体１２は、耐強アルカリ性を有する樹脂材料により構成されている。

図３（ａ）は、樹脂付電極を一方面側から見た平面図であり、図３（ｂ）は、樹脂付電極を他方面側から見た平面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される樹脂付電極３１は、図２に示されるバイポーラ電極１４の電極板１５の一方面１５ａ側の外縁部１５ｃに第１樹脂部２１を、例えば溶着により設けることによって構成されている。樹脂付電極３１は、シート状を呈している。樹脂付電極３１の外縁は、樹脂付電極３１の厚さ方向から見て、例えば矩形状を呈している。なお、矩形状は、完全な矩形状に限らず、略矩形状であってもよく、例えば、角部が丸められた形状、角部が面取りされた形状、辺に凹凸が設けられた形状であってもよい。第１樹脂部２１は、矩形状の外縁２１ｄと、矩形状の内縁２１ｅと、を有している。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）においては、第１樹脂部２１の段差部２１ｃが省略されている。

図４は、上述した蓄電装置１の製造工程において、樹脂付電極３１（以下、ワーク３１という）の積層に用いられる積層装置を示す図である。図４に示されるように、積層装置４０は、載置台５０と、押圧部６０と、を備えている。載置台５０は、矩形板状を呈している。載置台５０は、ワーク３１が載置される載置面５０ａを有している。載置面５０ａは、エリア５１を含んでいる。押圧部６０は、載置面５０ａに載置されたワーク３１を載置面５０ａに押圧するために、載置台５０における載置面５０ａ側に設けられている。

図５は、積層装置４０の平面図である。図５に示されるように、エリア５１は、外縁５１ａと、内縁５１ｂと、を含んでいる。エリア５１は、第１樹脂部２１に対応する矩形環状を呈している。載置面５０ａに交差する第１方向（例えばＺ軸方向）から見た場合におけるエリア５１の外縁５１ａ及び内縁５１ｂは、それぞれワーク３１の厚さ方向から見た場合における第１樹脂部２１の外縁２１ｄ及び内縁２１ｅと同じ形状を呈している。つまり、エリア５１上にワーク３１を配置したときに、エリア５１の形状は、第１樹脂部２１と重複する。

エリア５１は、一対の第１角部５１ｃと、一対の第２角部５１ｄと、を含んでいる。ここでは、第１角部５１ｃ及び第２角部５１ｄをハッチングにより示している。第１角部５１ｃ及び第２角部５１ｄは、それぞれエリア５１内の所定のエリアである。一対の第１角部５１ｃは、エリア５１の第１対角線５１ｅ上において互いに対向している。一対の第２角部５１ｄは、エリア５１の第２対角線５１ｆ上において互いに対向している。エリア５１の対角線とは、第１方向から見てエリア５１の全体の対角線をいう。エリア５１の対角線は、ここでは外縁５１ａの対角線である。エリア５１の対角線は、内縁５１ｂの対角線であってもよい。なお、第１対角線５１ｅと第２対角線５１ｆとは、エリア５１の互いに異なる対角線である。

第１角部５１ｃは、第１対角線５１ｅ上において外縁５１ａの角を構成する辺部分の一部を含んでいる。第１角部５１ｃは、第１対角線５１ｅ上において内縁５１ｂの角を構成する辺部分の一部を含んでいる。第２角部５１ｄは、第２対角線５１ｆ上において外縁５１ａの角を構成する辺部分の一部を含んでいる。第２角部５１ｄは、第２対角線５１ｆ上において内縁５１ｂの角を構成する辺部分の一部を含んでいる。

再び図４を参照する。図４に示されるように、押圧部６０は、一対の第１押圧部材６１と、一対の第２押圧部材６２と、複数の支持部材６３と、を有している。支持部材６３は、第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２のそれぞれに対応して設けられている。第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２は、それぞれ支持部材６３によって載置面５０ａ上に支持されている。第１押圧部材６１と第２押圧部材６２とは、第１方向について互いに異なる位置（ここでは、高さ）に配置されている。

載置台５０の載置面５０ａには、複数の孔５２が形成されている。それぞれの孔５２は、エリア５１の外側において、第１対角線５１ｅ及び第２対角線５１ｆ上に形成されている。支持部材６３は、孔５２内に配置され、載置面５０ａ（例えばＸＹ面）に沿って移動可能であり、且つ、第１方向に沿って移動可能とされている（すなわち、３次元的に移動可能である）。支持部材６３は、例えばアクチュエータ等の駆動によって移動する。

第１押圧部材６１は、エリア５１の第１対角線５１ｅ上に配置され、支持部材６３の一端に固定されている。第２押圧部材６２は、エリア５１の第２対角線５１ｆ上に配置され、支持部材６３の一端に固定されている。第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２は、第１方向から見てＬ字状を呈している。第１押圧部材６１は、第１面６１ａと、第２面６１ｂと、第１内側面６１ｃと、を有している。第１面６１ａは、載置面５０ａ側の面である。第２面６１ｂは、載置面５０ａとは反対側の面である。第１面６１ａ及び第２面６１ｂは、載置面５０ａと平行な面である。

第２押圧部材６２は、第１面６２ａと、第２面６２ｂと、第２内側面６２ｃと、を有している。第１面６２ａは、載置面５０ａ側の面である。第２面６２ｂは、載置面５０ａとは反対側の面である。第１面６２ａ及び第２面６２ｂは、載置面５０ａと平行な面である。

図５に示されるように、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃは、第１方向から見て対応する第１角部５１ｃに沿うように屈曲している。第１内側面６１ｃは、第１方向から見て第１角部５１ｃにおけるエリア５１の外縁５１ａに沿うように形成されている。第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃは、第１方向から見て対応する第２角部５１ｄに沿うように屈曲している。第２内側面６２ｃは、第１方向から見て第２角部５１ｄにおけるエリア５１の外縁５１ａに沿うように形成されている。

第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２は、支持部材６３の移動に伴って移動可能とされている。第１押圧部材６１は、第１方向から見て第１角部５１ｃに重複する第１位置６１ｄと第１角部５１ｃの外側の第２位置６１ｅとの間で移動可能とされている。第２押圧部材６２は、第１方向から見て第２角部５１ｄに重複する第３位置６２ｄと第２角部５１ｄの外側の第４位置６２ｅとの間で移動可能とされている。第１押圧部材６１は、第１位置６１ｄにおいてワーク３１を押圧する。第２押圧部材６２は、第３位置６２ｄにおいてワーク３１を押圧する。

第１位置６１ｄは、第１方向から見て第１押圧部材６１における第１内側面６１ｃが第１角部５１ｃにおけるエリア５１の内縁５１ｂと重複する位置である。第２位置６１ｅは、エリア５１の外側において第１押圧部材６１における第１内側面６１ｃが第１角部５１ｃにおけるエリア５１の外縁５１ａに近接した位置である。第３位置６２ｄは、第１方向から見て第２押圧部材６２における第２内側面６２ｃが第２角部５１ｄにおけるエリア５１の内縁５１ｂと重複する位置である。第４位置６２ｅは、エリア５１の外側において第２押圧部材６２における第２内側面６２ｃが第２角部５１ｄにおけるエリア５１の外縁５１ａに近接した位置である。

近接とは、間の隙間が僅かであることを意味する。すなわち、第１方向から見て第１内側面６１ｃ及び第２内側面６２ｃのそれぞれとエリア５１の外縁５１ａとの間の隙間は、第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するようにワーク３１を載置面５０ａ上に載置することを阻害しない範囲、且つ、所望の精度でワーク３１を位置決めすることができる程度に設けられている。

以上のように構成された積層装置４０では、以下のように、ワーク３１が積層される。図６は、積層装置４０を用いたワーク３１の積層工程の概略を示す図である。積層工程においては、まず、図６の（ａ）に示されるように、吸着板８０によってワーク３１を吸着して積層装置４０上に搬送する。続いて、ワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１（図５参照）上に位置するようにワーク３１を積層する。このとき、図６の（ｂ）に示されるように、ワーク３１は、すでに積層されたワーク３１及びワーク３１の一対の角部を押圧している第１押圧部材６１上に積層される。続いて、第２押圧部材６２により新たなワーク３１の一対の角部を押圧する。このように、積層装置４０においては、第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２によって積層されるワーク３１を交互に押圧する。

次に、積層装置４０を用いたワーク３１の積層工程について詳細に説明する。図７〜図１２は、ワーク３１の積層工程を示す図である。図７〜図１２に示されるワーク３１においては、正極１６が省略されている。図７の（ａ）に示されるように、ここでは、第１押圧部材６１が第２位置６１ｅ（図５参照）に配置されており、第２押圧部材６２が第４位置６２ｅ（図５参照）に配置されている。このとき、第１押圧部材６１の第１面６１ａ（図４参照）は、載置面５０ａとほぼ同一の面上に位置している。同様に、第２押圧部材６２の第１面６２ａ（図４参照）は、載置面５０ａとほぼ同一の面上に位置している。

続いて、図７の（ｂ）に示されるように、第１のワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するように第１のワーク３１を載置面５０ａ上に載置する。このとき、第１のワーク３１は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃ及び第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃによってガイドされる。なお、最初に載置面５０ａ上に載置される第１のワーク３１は、正極終端電極１９を含んでいる。

続いて、図８の（ａ）に示されるように、第１押圧部材６１によって第１位置６１ｄ（図５参照）において第１のワーク３１を押圧する。具体的には、まず、第１方向に沿って載置面５０ａから遠ざかるように第１押圧部材６１を移動させる。これにより、第１押圧部材６１の第１面６１ａを第１のワーク３１よりも上方に配置する。続いて、第１方向から見て第１内側面６１ｃが第１のワーク３１の第１樹脂部２１の内縁２１ｅに重複するように第１押圧部材６１を第１位置６１ｄに移動させる。続いて、載置面５０ａに向けて第１押圧部材６１を移動させることによって、第１のワーク３１を載置面５０ａに押圧する。これにより、仮に第１のワーク３１に反りが生じていた場合には、当該反りが矯正される。

続いて、図８の（ｂ）に示されるように、セパレータ１３を第１樹脂部２１内に載置する。このとき、セパレータ１３は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃによってガイドされる。続いて、例えば溶着等によってセパレータ１３を第１樹脂部２１に固定する。続いて、図９の（ａ）に示されるように、第２のワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するように第１のワーク３１、セパレータ１３及び第１押圧部材６１上に第２のワーク３１を積層する。このとき、第２のワーク３１は、第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃによってガイドされる。なお、第２のワーク３１は、バイポーラ電極１４を含んでいる。

続いて、図９の（ｂ）に示されるように、第２押圧部材６２によって第３位置６２ｄ（図５参照）において第２のワーク３１を押圧する。具体的には、まず、第１方向に沿って載置面５０ａから遠ざかるように第２押圧部材６２を移動させる。これにより、第２押圧部材６２の第１面６２ａを第２のワーク３１よりも上方に配置する。続いて、第１方向から見て第２内側面６２ｃが第２のワーク３１の第１樹脂部２１の内縁２１ｅに重複するように第２押圧部材６２を第３位置６２ｄに移動させる。続いて、載置面５０ａに向けて第２押圧部材６２を移動させることによって、第１のワーク３１を介して第２のワーク３１を載置面５０ａに押圧する。これにより、仮に第２のワーク３１に反りが生じていた場合には、当該反りが矯正される。

続いて、図１０の（ａ）に示されるように、セパレータ１３を第１樹脂部２１内に載置する。このとき、セパレータ１３は、第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃによってガイドされる。続いて、例えば溶着等によってセパレータ１３を第１樹脂部２１に固定する。続いて、図１０の（ｂ）に示されるように、第１押圧部材６１による押圧を開放し、第１内側面６１ｃが第１角部５１ｃ（図５参照）におけるエリア５１の外縁５１ａの外側に位置するように第１押圧部材６１を第２位置６１ｅに移動させる。

続いて、図１１の（ａ）に示されるように、第３のワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するように第２のワーク３１、セパレータ１３及び第２押圧部材６２上に第３のワーク３１を積層する。このとき、第３のワーク３１は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃによってガイドされる。続いて、図１１の（ｂ）に示されるように、第１押圧部材６１によって第１位置６１ｄにおいて第３のワーク３１を押圧する。具体的には、上述したように、第１押圧部材６１によって、第１のワーク３１及び第２のワーク３２を介して第３のワーク３１を載置面５０ａに押圧する。これにより、仮に第３のワーク３１に反りが生じていた場合には、当該反りが矯正される。

続いて、図１２の（ａ）に示されるように、セパレータ１３を第１樹脂部２１内に載置する。このとき、セパレータ１３は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃによってガイドされる。続いて、例えば溶着等によってセパレータ１３を第１樹脂部２１に固定する。続いて、図１２の（ｂ）に示されるように、第２押圧部材６２による押圧を開放し、第２内側面６２ｃが第２角部５１ｄ（図５参照）におけるエリア５１の外縁５１ａの外側に位置するように第２押圧部材６２を移動させる。積層工程４０を用いたワーク３１の積層工程においては、以上のような動作を繰り返すことによってワーク３１を積層する。なお、最後に積層されるワーク３１は、負極終端電極１８を含んでいる。

以上説明したように、積層装置４０においては、ワーク３１を載置面５０ａに押圧するための押圧部６０が、第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２を有している。したがって、載置面５０ａにワーク３１が積層される毎に、第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２によって、交互にワーク３１を載置面５０ａに押圧することができる。すなわち、一方の押圧部材によってすでに積層されたワーク３１を押圧した状態において、他方の押圧部材によって新たなワーク３１を更に押圧することができる。このため、たとえワーク３１に反りが生じていたとしても、続いて積層されるワーク３１を押圧するために、一方の押圧部材の押圧を一時的に開放したときに、積層されたワーク３１が他方の押圧部材によって押圧されているため、積層されたワーク３１の反りによる反力によってワーク３１間の位置がずれることが抑制される。しかも、積層装置４０においては、一対の第１押圧部材６１はエリア５１の第１角部５１ｃに重複する第１位置６１ｄにおいてワーク３１を押圧し、一対の第２押圧部材６２はエリア５１の第２角部５１ｄに重複する第３位置６２ｄにおいてワーク３１を押圧する。つまり、ワーク３１の外縁がエリア５１の外縁５１ａに重複するようにワーク３１が載置面５０ａ上に積層されるときに、ワーク３１の四つの辺部が常に押圧されることになる。したがって、例えばワーク３１の二つの辺部が押圧される場合に比べて、ワーク３１の反りが確実に矯正される。これにより、ワーク３１が積層されるときに、新たに積層されるワーク３１は、反りが確実に矯正されたワーク３１上に積層されるため、新たに積層されるワーク３１とすでに積層されたワーク３１との間の位置ずれが抑制される。以上により、積層装置４０によれば、ワーク３１間の位置ずれを抑制することができる。

また、積層装置４０においては、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃが、第１方向から見て対応する第１角部５１ｃに沿うように屈曲しており、第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃが、第１方向から見て対応する第２角部に沿うように屈曲している。このため、第１内側面６１ｃ又は第２内側面６２ｃによって、ワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するようにワーク３１をガイドすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

図１３〜図１８は、ワーク３１の積層工程の変形例を示す図である。図１３の（ａ）に示されるように、ワーク３１の積層工程の変形例においては、変形例の積層装置４０Ａが用いられてもよい。変形例の積層装置４０Ａは、複数のガイド部材７０を更に備えている点で積層装置４０と相違している。積層装置４０Ａの他の点は、積層装置４０と同様である。ガイド部材７０は、第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するようにワーク３１をガイドする。ガイド部材７０は、第１方向から見て、それぞれエリア５１の外側に配置されている。ガイド部材７０は、第１押圧部材６１と第２押圧部材６２との間に配置されている。ガイド部材７０は、載置面５０ａに突設されて固定されている。ガイド部材７０は、矩形板状を呈している。ガイド部材７０は、第１方向から見てエリア５１の外縁５１ａに沿った側面７０ａを有している。

ガイド部材７０は、側面７０ａがエリア５１側を望むように配置されている。ガイド部材７０は、第１方向から見て側面７０ａが、ガイド部材７０の両側に配置された第１押圧部材６１（第２位置６１ｅに位置する場合）及び第２押圧部材６２（第４位置６２ｅに位置する場合）のそれぞれのガイド部材７０側の第１内側面６１ｃ及び第２内側面６２ｃと面一となるように配置されている。

次に、変形例の積層装置４０Ａを用いたワーク３１の積層工程について詳細に説明する。図１３の（ａ）に示されるように、ここでは、第１押圧部材６１が第２位置６１ｅ（図５参照）に配置されており、第２押圧部材６２が第４位置６２ｅ（図５参照）に配置されている。このとき、第１押圧部材６１の第１面６１ａ（図４参照）は、載置面５０ａとほぼ同一の面上に位置している。同様に、第２押圧部材６２の第１面６２ａ（図４参照）は、載置面５０ａとほぼ同一の面上に位置している。

続いて、図１３の（ｂ）に示されるように、第１のワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するように第１のワーク３１を載置面５０ａ上に載置する。このとき、第１のワーク３１は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃ、第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃ、及びガイド部材７０の側面７０ａによってガイドされる。なお、最初に載置面５０ａ上に載置される第１のワーク３１は、正極終端電極１９を含んでいる。

続いて、図１４の（ａ）に示されるように、第１押圧部材６１によって第１位置６１ｄ（図５参照）において第１のワーク３１を押圧する。具体的には、まず、第１方向に沿って載置面５０ａから遠ざかるように第１押圧部材６１を移動させる。これにより、第１押圧部材６１の第１面６１ａを第１のワーク３１よりも上方に配置する。続いて、第１方向から見て第１内側面６１ｃが第１のワーク３１の第１樹脂部２１の内縁２１ｅに重複するように第１押圧部材６１を第１位置６１ｄに移動させる。続いて、載置面５０ａに向けて第１押圧部材６１を移動させることによって、第１のワーク３１を載置面５０ａに押圧する。これにより、仮に第１のワーク３１に反りが生じていた場合には、当該反りが矯正される。

続いて、図１４の（ｂ）に示されるように、セパレータ１３を第１樹脂部２１内に載置する。このとき、セパレータ１３は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃによってガイドされる。続いて、例えば溶着等によってセパレータ１３を第１樹脂部２１に固定する。続いて、図１５の（ａ）に示されるように、第２のワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するように第１のワーク３１、セパレータ１３及び第１押圧部材６１上に第２のワーク３１を積層する。このとき、第２のワーク３１は、第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃ及びガイド部材７０の側面７０ａによってガイドされる。なお、第２のワーク３１は、バイポーラ電極１４を含んでいる。

続いて、図１５の（ｂ）に示されるように、第２押圧部材６２によって第３位置６２ｄ（図５参照）において第２のワーク３１を押圧する。具体的には、まず、第１方向に沿って載置面５０ａから遠ざかるように第２押圧部材６２を移動させる。これにより、第２押圧部材６２の第１面６２ａを第２のワーク３１よりも上方に配置する。続いて、第１方向から見て第２内側面６２ｃが第２のワーク３１の第１樹脂部２１の内縁２１ｅに重複するように第２押圧部材６２を第３位置６２ｄに移動させる。続いて、載置面５０ａに向けて第２押圧部材６２を移動させることによって、第１のワーク３１を介して第２のワーク３１を載置面５０ａに押圧する。これにより、仮に第２のワーク３１に反りが生じていた場合には、当該反りが矯正される。

続いて、図１６の（ａ）に示されるように、セパレータ１３を第１樹脂部２１内に載置する。このとき、セパレータ１３は、第２押圧部材６２の第２内側面６２ｃによってガイドされる。続いて、例えば溶着等によってセパレータ１３を第１樹脂部２１に固定する。続いて、図１６の（ｂ）に示されるように、第１押圧部材６１による押圧を開放し、第１内側面６１ｃが第１角部５１ｃ（図５参照）におけるエリア５１の外縁５１ａの外側に位置するように第１押圧部材６１を第２位置６１ｅに移動させる。

続いて、図１７の（ａ）に示されるように、第３のワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するように第２のワーク３１、セパレータ１３及び第２押圧部材６２上に第３のワーク３１を積層する。このとき、第３のワーク３１は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃ及びガイド部材７０の側面７０ａによってガイドされる。続いて、図１７の（ｂ）に示されるように、第１押圧部材６１によって第１位置６１ｄにおいて第３のワーク３１を押圧する。具体的には、上述したように、第１押圧部材６１によって、第１のワーク３１及び第２のワーク３２を介して第３のワーク３１を載置面５０ａに押圧する。これにより、仮に第３のワーク３１に反りが生じていた場合には、当該反りが矯正される。

続いて、図１８の（ａ）に示されるように、セパレータ１３を第１樹脂部２１内に載置する。このとき、セパレータ１３は、第１押圧部材６１の第１内側面６１ｃによってガイドされる。続いて、例えば溶着等によってセパレータ１３を第１樹脂部２１に固定する。続いて、図１８の（ｂ）に示されるように、第２押圧部材６２による押圧を開放し、第２内側面６２ｃが第２角部５１ｄ（図５参照）におけるエリア５１の外縁５１ａの外側に位置するように第２押圧部材６２を移動させる。積層工程４０を用いたワーク３１の積層工程においては、以上のような動作を繰り返すことによってワーク３１を積層する。なお、最後に積層されるワーク３１は、負極終端電極１８を含んでいる。

このように積層装置４０Ａがガイド部材７０を備えている場合には、ガイド部材７０によって、ワーク３１の第１樹脂部２１がエリア５１上に位置するようにワーク３１をガイドすることができる。

また、上記実施形態においては、第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２が第１方向から見てＬ字状を呈している例を示したが、第１押圧部材６１及び第２押圧部材６２のそれぞれは、第１位置６１ｄ及び第３位置６２ｄのそれぞれにおいて、ワーク３１の角部を押圧することができれば、様々な形状を呈していてもよい。図１９は、第１押圧部材の変形例を示す図である。図１９の（ａ）に示されるように、変形例の第１押圧部材６４は、第１方向から見て矩形状を呈していてもよい。また、図１９の（ｂ）に示されるように、変形例の第１押圧部材６５は、第１方向から見て三角形状を呈していてもよい。同様に、第２押圧部材も、第１方向から見て矩形状又は三角形状を呈していてもよい。

図２０の（ａ）は、第１押圧部材及び第２押圧部材の変形例を示す図である。図２０の（ｂ）は、図２０の（ａ）のｂ−ｂ線に沿っての断面図である。図２０の（ａ）及び図２０の（ｂ）に示されるように、変形例の第１押圧部材６６における第２の面６６ｂは、第１方向から見てエリア５１に重複する部分であって、エリア５１の外側から内側に向かうにつれて載置面５０ａからの距離Ｔが漸減するように傾斜した傾斜部６６ｆを含んでいてもよい。傾斜部６６ｆは、ここでは平面である。

同様に、第２押圧部材６７における第２の面６７ｂは、第１方向から見てエリア５１に重複する部分であって、エリア５１の外側から内側に向かうにつれて載置面５０ａからの距離が漸減するように傾斜した傾斜部６７ｆを含んでいてもよい。傾斜部６７ｆは、ここでは平面である。この構成によれば、例えば第２面が載置面５０ａと平行である場合に比べて、新たなワーク３１が一方の押圧部材上に積層された後、他方の押圧部材によって押圧されたときに、一方の押圧部材の第２面と内側面とにより構成されるエッジによって傷つけられることが抑制される。なお、傾斜部６６ｆ及び傾斜部６７ｆは、曲面であってもよい。

また、支持部材６３が、載置面５０ａに沿って移動可能とされている例を示したが、支持部材６３は、第１方向に沿った回転軸を中心に回転可能とされていてもよい。すなわち、支持部材６３は、第１押圧部材６１が第１位置６１ｄと第２位置６１ｅとの間、第２押圧部材６２が第３位置６２ｄと第４位置６２ｅとの間で移動するように移動可能とされていればよい。第２位置６１ｅは、第１角部５１ｃの外側であれば、様々な位置であってもよい。第２位置６１ｅは、例えば第１位置６１ｄから、支持部材６３の回転軸を中心に１８０度回転した位置であってもよい。同様に、第４位置６２ｅは、第２角部５１ｄの外側であれば、様々な位置であってもよい。第４位置６２ｅは、例えば第３位置６２ｄから、支持部材６３の回転軸を中心に１８０度回転した位置であってもよい。

また、ワーク３１は、セパレータ１３を含んでいてもよい。この場合、積層工程におけるセパレータ１３のガイド、積層、及び溶着を省略することができる。

１４…バイポーラ電極、２１…第１樹脂部（樹脂枠）、３１…ワーク、４０，４０Ａ…積層装置、５０…載置台、５１…エリア、５０ａ…載置面、５１ｃ…第１角部、５１ｄ…第２角部、５１ｅ…第１対角線、５１ｆ…第２対角線、６０…押圧部、６１…第１押圧部材、６１ａ…第１面、６１ｂ…第２面、６１ｃ…第１内側面、６１ｄ…第１位置、６１ｅ…第２位置、６２…第２押圧部材、６２ａ…第１面、６２ｂ…第２面、６２ｃ…第２内側面、６２ｄ…第３位置、６２ｅ…第４位置、６６ｆ…傾斜部、６７ｆ…傾斜部、７０…ガイド部材。

Claims (5)

1. 矩形状の電極と前記電極の外縁部に接合された矩形環状の樹脂枠とを含むワークを第１方向に沿って積層するための積層装置であって、
   前記第１方向に交差し、前記ワークが載置される載置面を有する載置台と、
   前記載置面に載置された前記ワークを前記第１方向に沿って前記載置面に押し付けるための押圧部と、を備え、
   前記載置面は、前記樹脂枠に対応する矩形環状のエリアを含み、
   前記エリアは、前記エリアの外縁又は前記エリアの内縁によって規定される四角形の互いに交差する第１対角線及び第２対角線を有し、
   前記押圧部は、前記第１方向から見て前記エリアの前記第１対角線上の一対の第１角部のそれぞれに重複する第１位置と前記一対の第１角部の外側の第２位置との間で移動される一対の第１押圧部材と、前記第１方向から見て前記エリアの前記第２対角線上の一対の第２角部のそれぞれに重複する第３位置と前記一対の第２角部の外側の第４位置との間で移動される一対の第２押圧部材と、を有し、
   前記第１押圧部材は、前記第１位置において前記ワークを押し付け、
   前記第２押圧部材は、前記第１方向について前記第１押圧部材と異なる位置に配置され、前記第３位置において前記ワークを押し付け、
   前記第１押圧部材及び前記第２押圧部材は、少なくとも一方が常に前記ワークを前記載置面に押し付けるように、前記載置面上に前記ワークが積層される毎に、交互に前記ワークを前記載置面に押し付ける、
   積層装置。
2. 前記第１押圧部材及び前記第２押圧部材は、前記載置面側の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、を有し、
   前記第２面は、前記第１方向から見て前記エリアに重複する部分であって、前記エリアの外側から内側に向かうにつれて前記載置面からの距離が漸減するように傾斜した傾斜部を含む、
   請求項１に記載の積層装置。
3. 前記第１押圧部材は、前記第１方向から見て対応する前記第１角部に沿うように屈曲した第１内側面を有し、
   前記第２押圧部材は、前記第１方向から見て対応する前記第２角部に沿うように屈曲した第２内側面を有し、
   前記第１押圧部材は、前記第２位置に配置されたときに、前記第１内側面によって前記ワークをガイドし、
   前記第２押圧部材は、前記第４位置に配置されたときに、前記第２内側面によって前記ワークをガイドする、
   請求項１又は２に記載の積層装置。
4. 前記第１方向から見て、前記エリアの外側において前記第１押圧部材と前記第２押圧部材との間に配置され、前記樹脂枠が前記エリア上に位置するように前記ワークをガイドするガイド部材を更に備える、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層装置。
5. 前記第１角部は、前記第１対角線上において前記エリアの前記外縁の角を構成する辺部分の一部を含み、
   前記第１角部は、前記第１対角線上において前記エリアの前記内縁の角を構成する辺部分の一部を含み、
   前記第２角部は、前記第２対角線上において前記エリアの前記外縁の角を構成する辺部分の一部を含み、
   前記第２角部は、前記第２対角線上において前記エリアの前記内縁の角を構成する辺部分の一部を含んでいる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層装置。

Images