JPWO2019035428A1 - 搬送装置 - Google Patents

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Abstract

搬送装置100は、貫通孔が設けられた平板部材10と、平板部材10を保持した状態で貫通孔を介して搬送対象物1を吸引し、平板部材10および搬送対象物1を、収容ケース2に搬送する第1の搬送ヘッド20とを備える。平板部材10は、収容ケース2への収容時に、搬送対象物1の端部が収容ケース2の内側側面2bに当接することを阻止できる形状に構成されている。

Description

本発明は、搬送装置に関し、特に、搬送対象物を収容ケースに搬送して収容する搬送装置に関する。
搬送対象物を搬送する搬送装置として、特許文献1には、電極箔の搬送装置が記載されている。この特許文献1に記載の搬送装置では、吸着ヘッドによって、収容ケースであるマガジンに積層されている複数枚の電極箔のうちの最上層の電極箔を吸着してマガジンから取り出し、受け取りステージへと搬送する。
特開2017−84498号公報
しかしながら、特許文献1に記載の搬送装置では、吸着ヘッドによって電極箔を吸着してマガジンから取り出す際に、電極箔の端部がマガジンの内側側面と接触する可能性がある。また、同様に、マガジンに電極箔を搬送して収容する際にも、電極箔の端部がマガジンの内側側面と接触する可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するものであり、搬送対象物を搬送して収容ケースに収容する際に、搬送対象物が収容ケースと接触することを防ぐことができる搬送装置を提供することを目的とする。
本発明の搬送装置は、
搬送対象物を搬送して収容ケースに収容する搬送装置であって、
貫通孔が設けられた平板部材と、
前記平板部材を保持した状態で前記貫通孔を介して前記搬送対象物を吸引し、前記平板部材および前記搬送対象物を、前記収容ケースに搬送する第1の搬送ヘッドと、
を備え、
前記平板部材は、前記収容ケースへの収容時に、前記搬送対象物の端部が前記収容ケースの内側側面に当接することを阻止できる形状に構成されていることを特徴とする。
上記搬送装置は、前記収容ケースに収容されている一番上の前記平板部材を保持するとともに、当該平板部材の前記貫通孔を介して、当該平板部材と一緒に搬送されてきた前記搬送対象物を吸引し、当該搬送対象物を所定の位置に搬送する第2の搬送ヘッドをさらに備えていてもよい。
前記第1の搬送ヘッドは、前記平板部材の前記貫通孔を介して前記搬送対象物を吸引するための吸引部と、前記平板部材を保持するための保持部とを有する構成であってもよい。
また、前記第2の搬送ヘッドは、前記平板部材の前記貫通孔を介して前記搬送対象物を吸引するための吸引部と、前記平板部材を保持するための保持部とを有する構成であってもよい。
前記保持部は、前記平板部材を吸引することによって前記平板部材を保持するように構成されていてもよい。
前記平板部材は、金属板であってもよい。
前記平板部材を回収するための回収装置をさらに備えていてもよい。
前記平板部材は、樹脂フィルムであってもよい。
前記搬送対象物は、電極箔の表面に活物質層が形成されている電極であってもよい。
前記電極は、電極箔の片面にのみ活物質層が形成されている片面電極であってもよい。
本発明の搬送装置によれば、第1の搬送ヘッドによって搬送対象物を搬送して収容ケースに収容する際に、搬送対象物が収容ケースの内側側面と接触することを防ぐことができる。すなわち、平板部材は、収容ケースへの収容時に、搬送対象物の端部が収容ケースの内側側面に当接することを阻止できる形状に構成されているので、平板部材が収容ケースの内側側面と接触したとしても、平板部材が保護部材として機能し、搬送対象物が収容ケースの内側側面と接触することを防ぐことができる。
第1の実施形態における搬送装置の要部構成を示す概略図である。 平板部材の平面図である。 平板部材の大きさと電極の大きさを対比するための図である。 (a)は、第1の搬送ヘッドの概略構成を示す平面図であり、(b)は、第1の搬送ヘッドの側面図である。 第1の搬送ヘッドによって搬送対象物を搬送する状態を示す図である。 (a)は、第2の搬送ヘッドの概略構成を示す平面図であり、(b)は、第2の搬送ヘッドの側面図である。 平板部材の別の形状の一例を示す平面図である。
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに具体的に説明する。
本発明による搬送装置は、搬送対象物を搬送して収容ケースに収容する。以下では、搬送対象物が、電極箔の片面にのみ活物質層が形成されている片面電極である例について説明する。ただし、搬送対象物が片面電極に限定されることはなく、電極箔の両面に活物質層が形成されている両面電極でもよいし、電極以外のものでもよい。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態における搬送装置100の要部構成を示す概略図である。第1の実施形態における搬送装置100は、平板部材10と、第1の搬送ヘッド20と、第2の搬送ヘッド30とを備える。
収容ケース2は、底面2aおよび側面2bを有し、上部は開放されている。収容ケース2は、搬送対象物である電極1を一時的に収容するためのケースである。
例えば、積層型電池の電極体であって、積層方向外側の電極のみが片面電極であり、他の電極が両面電極である電極体を製造する場合、両面電極の必要枚数と比べて、片面電極の必要枚数が少ないため、製造効率上、片面電極を収容ケース2に一時的に収容しておいた方がよい場合がある。そのような場合に、本実施形態における搬送装置100によって、片面電極を収容ケース2に搬送し、必要に応じて、収容ケース2から片面電極を取り出して、所定の位置に搬送する。
図2は、平板部材10の平面図である。平板部材10は、金属板、例えばステンレス製の板であって、その厚さは、例えば、0.5mmである。平板部材10には、上面と下面とを貫通する貫通孔10aが設けられている。図2に示す例では、4つの貫通孔10aが設けられているが、貫通孔10aの数が4つに限定されることはない。
平板部材10は、収容ケース2への収容時に、搬送対象物の端部が収容ケース2の内側側面に当接することを阻止できる形状に構成されている。
本実施形態では、平板部材10は、平面視で、搬送対象物である電極1よりも一回り大きい形状を有する。すなわち、電極1と平板部材10を、それぞれの中心位置を合わせて重ねたときに、図3に示すように、平板部材10の外周端10Cが電極1の外周端1Cよりも外側に位置し、搬送対象物である電極1の外周端1Cが収容ケース2の内側側面2bに当接することを防止できる形状を有する。
図4(a)は、第1の搬送ヘッド20の概略構成を示す平面図であり、図4(b)は、第1の搬送ヘッド20の側面図である。
第1の搬送ヘッド20には、上面21と下面22とを貫通する第1の吸引孔20aと第2の吸引孔20bが設けられている。本実施形態では、第1の吸引孔20aよりも外側に第2の吸引孔20bが設けられているが、第1の吸引孔20aと第2の吸引孔20bとの位置関係はこれに限定されない。また、第1の吸引孔20aおよび第2の吸引孔20bはそれぞれ4つ設けられているが、数が4つに限定されることはない。ただし、第1の吸引孔20aの数は、平板部材10の貫通孔10aの数と同じであることが好ましい。
この第1の搬送ヘッド20は、上面21側から吸引を行うことにより、下面22に吸着対象物を吸着し、吸着した吸着対象物を搬送するように構成されている。ただし、第1の搬送ヘッド20は、例えば吸着パッドを備え、吸引により、吸着パッドで吸着対象物を吸着するような構成であってもよい。
第1の吸引孔20aおよび第2の吸引孔20bは、図示しない吸引装置と接続されている。なお、第1の吸引孔20aおよび第2の吸引孔20bは、吸引ホースを介して吸引装置と接続されていてもよいし、図示しない吸引チャンバおよび吸引ホースを介して吸引装置と接続されていてもよい。第1の搬送ヘッド20が吸引チャンバを有する場合、例えば、上面21に吸引チャンバを設けることができる。
第1の吸引孔20aは、搬送対象物である電極1を吸引するための吸引部を構成する。また、第2の吸引孔20bは、平板部材10を吸引して保持するための保持部を構成する。
本実施形態では、第1の搬送ヘッド20は、図5に示すように、第2の吸引孔20bを介して平板部材10を吸引して保持した状態で、第1の吸引孔20aおよび貫通孔10aを介して、電極1を吸引し、吸着した平板部材10および電極1を、収容ケース2へと搬送する。このため、第1の搬送ヘッド20は、平板部材10を吸着する際に、第1の吸引孔20aが、平板部材10の貫通孔10aと鉛直方向において重なるように位置合わせを行ってから、平板部材10を吸引する。
第1の吸引孔20aと、平板部材10の貫通孔10aとの間の位置合わせを容易にするために、平板部材10の貫通孔10aの径と第1の搬送ヘッド20の第1の吸引孔20aの径とは、いずれか一方が他方よりも大きいほうが好ましい。本実施形態では、平板部材10の貫通孔10aの径が第1の搬送ヘッド20の第1の吸引孔20aの径よりも大きくなるように形成されている。ただし、貫通孔10aの径が大きすぎると、電極1が貫通孔10a内に吸い込まれるおそれがあるので、適切な径に設定しておく必要がある。
なお、本実施形態では、第1の搬送ヘッド20の第1の吸引孔20aと第2の吸引孔20b、および、平板部材10の貫通孔10aの平面視での形状は円形であるが、円形に限定されることはない。
第1の搬送ヘッド20は、吸着した平板部材10および電極1を収容ケース2に搬送すると、収容ケース2内で第1の吸引孔20aおよび第2の吸引孔20bを介した吸引を停止する。これにより、収容ケース2内に、平板部材10および電極1が収容される。
上述したように、第1の搬送ヘッド20は、平板部材10を吸着して保持した状態で、電極1を吸引し、平板部材10と電極1を一緒に収容ケース2内に収容する。このとき、外周端10Cが電極1の外周端1Cの外側に位置する平板部材10は、収容ケース2の内側側面2bに対する電極1の外周端1Cの保護部材として機能するため、電極1が収容ケース2の内側側面2bと接触することを防ぐことができる。すなわち、平板部材10の外周端10Cが収容ケース2の内側側面2bと接触したとしても、平板部材10の外周端10Cよりも内側に位置する電極1の外周端1Cが収容ケース2の内側側面2bと接触することはない。
第1の搬送ヘッド20が上述した動作を繰り返すことにより、収容ケース2内には、下から順に、電極1と平板部材10が交互に積層されていく。
図6(a)は、第2の搬送ヘッド30の概略構成を示す平面図であり、図6(b)は、第2の搬送ヘッド30の側面図である。第2の搬送ヘッド30は、上述した第1の搬送ヘッド20と同様の構造を有する。
第2の搬送ヘッド30には、上面31と下面32とを貫通する第1の吸引孔30aと、上面31と下面32とを貫通し、第1の吸引孔30aよりも外側に位置する第2の吸引孔30bが設けられている。第1の吸引孔30aは、電極1を吸引するための吸引部を構成し、第2の吸引孔30bは、平板部材10を吸引して保持する保持部を構成する。本実施形態では、第1の吸引孔30aおよび第2の吸引孔30bはそれぞれ4つ設けられているが、数が4つに限定されることはない。ただし、第1の吸引孔30aの数は、平板部材10の貫通孔10aの数と同じであることが好ましい。
第2の搬送ヘッド30も、上面31側から吸引を行うことにより、下面32に吸着対象物を吸着し、吸着した吸着対象物を搬送するように構成されている。ただし、第2の搬送ヘッド30は、例えば吸着パッドを備え、吸引により、吸着パッドで吸着対象物を吸着するような構成であってもよい。
第2の搬送ヘッド30は、収容ケース2内に複数収容されている平板部材10のうち、一番上の平板部材10を保持するとともに、保持した平板部材10の貫通孔10aを介して、その平板部材10と一緒に収容ケース2に搬送されてきた電極1を吸引する。そして、吸着した平板部材10および電極1を所定の位置に搬送する。
第2の搬送ヘッド30が収容ケース2から平板部材10と電極1とを取り出す際も、平板部材10が収容ケース2の内側側面2bに対する電極1の外周端1Cの保護部材として機能するため、電極1が収容ケース2の内側側面2bと接触することを防ぐことができる。
本実施形態では、第2の搬送ヘッド30は、吸着した平板部材10および電極1を、長尺状のセパレータ材の上まで搬送する。そして、第2の吸引孔30bを介した吸引は継続した状態で、第1の吸引孔30aを介した吸引を停止する。これにより、電極1は、長尺状のセパレータ材の上に載置される。
この後、図示していない圧着装置により電極1を長尺状のセパレータ材に圧着し、圧着後にセパレータ材を電極1の周囲の所定の位置で切断する。このような、セパレータの上に片面電極が積層されたものは、積層型電池の電極体の製造に用いられる。すなわち、積層型電池の電極体は、正極と負極がセパレータを介して交互に積層された構造を有するが、積層方向外側には、片面電極が配置される。すなわち、上述した方法により作製された、セパレータの上に片面電極が積層されたものは、積層型電池の電極体の積層方向外側に配置される。
なお、電極1を長尺状のセパレータ材の上に搬送するまでの間に、電極1に付着している塵などを除去するためのクリーニングを行うようにしてもよい。
その後、第2の搬送ヘッド30は、吸着している平板部材10を所定の回収位置へと回収する。すなわち、本実施形態では、第2の搬送ヘッド30が回収装置としても機能する。ただし、第2の搬送ヘッド30とは別に、平板部材10を回収するための回収装置を設けるようにしてもよい。平板部材10を回収することにより、一度使用した平板部材10を再利用することができる。
なお、平板部材10を所定の回収位置に回収するまでの間に、平板部材10に付着している異物などを除去するためのクリーニングを行うようにしてもよい。
平板部材10の回収タイミングが上述したタイミングに限定されることはない。例えば、平板部材10を電極1とともに長尺状のセパレータ材の上に載置した後に回収するようにしてもよい。この場合、第2の搬送ヘッド30は、平板部材10および電極1を長尺状のセパレータ材の上まで搬送し、第1の吸引孔30aおよび第2の吸引孔30bの吸引を停止して、平板部材10と電極1とを長尺状のセパレータ材の上に載置する。そして、例えば、電極1の上に平板部材10が載置された状態で、図示しない圧着装置により、セパレータ材と電極1の圧着を行い、圧着後に、平板部材10を回収する。
第1の実施形態における搬送装置100によれば、第1の搬送ヘッド20は、平板部材10を保持した状態で、平板部材10の貫通孔10aを介して、搬送対象物である電極1を吸引し、平板部材10および電極1を収容ケース2に搬送する。平板部材10は、収容ケース2への収容時に、電極1の外周端1Cが収容ケース2の内側側面2bに当接することを阻止できる形状に構成されている。このような構成により、搬送対象物である電極1を収容ケース2に収容する際に、電極1が収容ケース2の内側側面2bと接触することを防ぐことができる。すなわち、収容ケース2内に一緒に収容される平板部材10の外周端10Cが収容ケース2の内側側面2bと接触したとしても、電極1の外周端1Cが収容ケース2の内側側面2bと接触することはない。
また、第1の実施形態における搬送装置100によれば、第2の搬送ヘッド30は、収容ケース2に収容されている一番上の平板部材10を保持するとともに、保持した平板部材10の貫通孔10aを介して、その平板部材10と一緒に収容ケース2に搬送されてきた電極1を吸引し、電極1を所定の位置に搬送する。これにより、電極1を収容ケース2から取り出して搬送する際も、平板部材10が保護部材として機能するので、電極1が収容ケース2の内側側面2bと接触することを防ぐことができる。
ここで、搬送対象物である電極1が片面電極である場合、電極箔と活物質層との間の残留応力により、電極箔の中心部に対して端部が、活物質層が形成されている側に湾曲した形状となっている場合がある。しかしながら、本実施形態における搬送装置100によれば、片面電極である電極1を、平板部材10とともに収容ケース2内に収容することにより、平板部材10が重しとなって、片面電極の湾曲を補正することができる。
また、本実施形態における搬送装置100では、搬送対象物である電極1を、平板部材10と交互に積層されるような態様で収容ケース2内に収容し、収容ケース2から電極1を取り出す際も平板部材10とともに取り出す。これにより、収容ケース2から電極1を取り出す際に、意図せずに複数枚の電極1をまとめて取り出してしまうことを防ぐことができる。また、収容ケース2内では、電極1同士が接触しないので、例えば、1つの電極1に付着していた異物が別の電極1と接触することにより、別の電極1にも異物が付着するようなことを防ぐことができる。
また、第1の実施形態における搬送装置100によれば、第1の搬送ヘッド20は、平板部材10の貫通孔10aを介して電極1を吸引するための第1の吸引孔20a(吸引部)と、平板部材10を保持するための第2の吸引孔20b(保持部)とを有する。また、第2の搬送ヘッド30は、平板部材10の貫通孔10aを介して電極1を吸引するための第1の吸引孔30a(吸引部)と、平板部材10を保持するための第2の吸引孔30b(保持部)とを有する。これにより、平板部材10の保持および分離と、電極1の吸着および分離をそれぞれ独立して行うことができる。
特に、第1の実施形態における搬送装置100によれば、上記保持部は、平板部材10を吸引することによって平板部材10を保持するように構成されているので、吸引により、平板部材10の保持および分離と、電極1の吸着および分離をそれぞれ独立して行うことができる。
また、平板部材10を金属板とすることにより、搬送対象物である電極1の外周端1Cを確実に保護することができる。
また、使用した平板部材10を回収することにより、回収した平板部材10を再度使用することができる。
<第2の実施形態>
上述した第1の実施形態では、平板部材10として金属板を用いる例について説明した。第2の実施形態では、平板部材10として樹脂フィルムを用いる例について説明する。
本実施形態でも、平板部材10は、収容ケース2への収容時に、搬送対象物の端部が収容ケース2の内側側面2bに当接することを阻止できる形状に構成されている。また、平板部材10は、収容ケース2の内側側面2bと接触した場合でも、平板部材10が保護部材となって、平板部材10とともに保持されている搬送対象物が収容ケース2の内側側面2bと接触しないような剛性を有している必要がある。
本実施形態では、そのような剛性を有する樹脂フィルムを、平板部材10として使用する。例えば、PETフィルムを平板部材10として用いることができる。PETフィルムの厚さは例えば0.2mmから0.6mmとすることができる。
平板部材10として樹脂フィルムを用いる場合も、金属板を用いる場合と同様に、図2に示すような貫通孔10aを設ける。例えば、長尺状の樹脂フィルム材を所定の大きさに切断し、所定の位置に貫通孔10aを設けたものを、平板部材10として使用することができる。この場合、金属板に貫通孔を設ける場合と比べて、容易に貫通孔を設けることができる。
平板部材10として樹脂フィルムを用いることにより、一度使用した平板部材10を使い捨てすることができる。これにより、平板部材10を回収して、クリーニングしてから再使用する場合と比べて、クリーニング工程および回収工程を省略することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
上述した実施形態において、搬送装置100は、搬送対象物を搬送して収容ケース2に収容し、その後に、収容ケース2に収容されている搬送対象物を取り出して所定の位置に搬送するように構成されているが、搬送対象物を搬送して収容ケースに収容する装置として構成されていてもよい。その場合、搬送装置100の構成として、第2の搬送ヘッド30を省略することができる。
上述した実施形態において、第1の搬送ヘッド20および第2の搬送ヘッド30はそれぞれ、吸引によって平板部材10を吸着して保持するものとして説明したが、吸引以外の方法により平板部材10を保持してもよい。例えば、平板部材10が磁石にくっつく金属板の場合、第1の搬送ヘッド20および第2の搬送ヘッド30に磁石を設けて、磁力により平板部材10を保持するようにしてもよい。また、第1の搬送ヘッド20および第2の搬送ヘッド30は、平板部材10を挟み込んで保持するなど、機械的に平板部材10を保持するように構成されていてもよい。
上述した実施形態では、第1の搬送ヘッド20と、第2の搬送ヘッド30は、同じような構造を有するものとして説明したが、異なる構造を有していてもよい。
平板部材10は、収容ケース2への収容時に、搬送対象物の端部が収容ケース2の内側側面2bに当接することを阻止できる形状に構成されていればよく、形状が図2に示す形状に限定されることはない。
図7は、平板部材10の別の形状の一例を示す平面図である。図7では、理解を容易にするために、搬送対象物である電極1も示している。
図7に示す平板部材10は、図2に示す平板部材10と比べて、長辺側の外周端が内側に凹んでいる部分がある。すなわち、図7に示す平板部材10は、電極1の長辺と平行な外周端のうち、内側に位置する第1の外周端101と、第1の外周端101よりも外側に位置する第2の外周端102とを有する。収容ケース2への搬送時および収容ケース2からの搬送時に電極1と重なった状態では、図7に示すように、第1の外周端101は、電極1の長辺側外周端11よりも内側に位置する。しかしながら、第2の外周端102は、電極1の長辺側外周端11よりも外側に位置するため、この第2の外周端102が電極1の長辺側外周端11を保護する機能を果たす。
なお、図7に示すように、平板部材10の短辺側外周端103は、電極1の短辺側外周端12よりも外側に位置しており、電極1の短辺側外周端12を保護する機能を果たす。
すなわち、平板部材10は、収容ケース2への収容時に、収容ケース2の内側側面2bと最も近い搬送対象物の端部よりも、収容ケース2の内側側面2bと近い端部を有する。第1の搬送ヘッド20の搬送態様に着目すると、第1の搬送ヘッド20は、搬送対象物の端部よりも平板部材10の端部が収容ケース2の内側側面2bと近い位置になるような態様で、平板部材10と搬送対象物を搬送するとも言える。
1 電極
2 収容ケース
2a 底面
2b 側面
10 平板部材
10a 貫通孔
20 第1の搬送ヘッド
20a 第1の搬送ヘッドの第1の吸引孔
20b 第1の搬送ヘッドの第2の吸引孔
30 第2の搬送ヘッド
30a 第2の搬送ヘッドの第1の吸引孔
30b 第2の搬送ヘッドの第2の吸引孔
100 搬送装置

Claims (10)

  1. 搬送対象物を搬送して収容ケースに収容する搬送装置であって、
    貫通孔が設けられた平板部材と、
    前記平板部材を保持した状態で前記貫通孔を介して前記搬送対象物を吸引し、前記平板部材および前記搬送対象物を、前記収容ケースに搬送する第1の搬送ヘッドと、
    を備え、
    前記平板部材は、前記収容ケースへの収容時に、前記搬送対象物の端部が前記収容ケースの内側側面に当接することを阻止できる形状に構成されていることを特徴とする搬送装置。
  2. 前記収容ケースに収容されている一番上の前記平板部材を保持するとともに、当該平板部材の前記貫通孔を介して、当該平板部材と一緒に搬送されてきた前記搬送対象物を吸引し、当該搬送対象物を所定の位置に搬送する第2の搬送ヘッドをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
  3. 前記第1の搬送ヘッドは、前記平板部材の前記貫通孔を介して前記搬送対象物を吸引するための吸引部と、前記平板部材を保持するための保持部とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の搬送装置。
  4. 前記第2の搬送ヘッドは、前記平板部材の前記貫通孔を介して前記搬送対象物を吸引するための吸引部と、前記平板部材を保持するための保持部とを有することを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。
  5. 前記保持部は、前記平板部材を吸引することによって前記平板部材を保持するように構成されていることを特徴とする請求項3または4に記載の搬送装置。
  6. 前記平板部材は、金属板であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の搬送装置。
  7. 前記平板部材を回収するための回収装置をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の搬送装置。
  8. 前記平板部材は、樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の搬送装置。
  9. 前記搬送対象物は、電極箔の表面に活物質層が形成されている電極であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の搬送装置。
  10. 前記電極は、電極箔の片面にのみ活物質層が形成されている片面電極であることを特徴とする請求項9に記載の搬送装置。
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