TWI494211B - Bonding device and joining method - Google Patents

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TWI494211B
TWI494211B TW101112286A TW101112286A TWI494211B TW I494211 B TWI494211 B TW I494211B TW 101112286 A TW101112286 A TW 101112286A TW 101112286 A TW101112286 A TW 101112286A TW I494211 B TWI494211 B TW I494211B
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TW
Taiwan
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pair
joining
joined
sheet
electrode
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TW101112286A
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Inventor
Hiroshi Yuhara
Takahiro Yanagi
Manabu Yamashita
Original Assignee
Nissan Motor
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Publication date
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Description

接合裝置及接合方法
本發明係有關接合裝置及接合方法。
習知有在一對分隔板之間裝入電極，而成為袋裝電極(參照專利文獻1)。
分隔板為薄膜狀，容易蜷縮。特別是電動汽車或油電混合車用之電池，相較於家電品用之電池，其尺寸非常大，不易處理，分隔板除蜷縮之外還容易產生皺褶。因此，在電極的兩面重疊上分隔板時，分隔板會蜷縮或產生皺褶，使得將分隔板邊緣彼此接合之接合作業顯得煩雜。是故，會妨礙袋裝電極的製造效率，甚至影響整個電池的製造效率。
專利文獻1所記載之技術中，使用了會循環移動且具複數吸引盤之承台及壓板，藉由將下側分隔板裁斷片吸引固定之承台、以及將上側分隔板裁斷片吸引固定之壓板，來形成包夾電極板的狀態。接著，在保持該狀態下一面令其移動，一面對電極板上下之分隔板的外周加以熱熔接，其後裁斷，除去多餘之分隔板，製造出袋裝電極。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2007-329111號公報
專利文獻1所記載之技術中，係以保持分隔板之承台、以及保持分隔板之壓板，來同時包夾電極板的整面，因此分隔板容易產生皺褶。此外，在層積兩片分隔板時，也容易出現層積偏位程度較大者。
專利文獻1中，雖然針對如何將一對分隔板從上下方向同時重疊整面之製造技術進行研究，卻未針對一面搬運電極及一對分隔板，一面從搬運方向的前端側開始依序重疊的情形下，如何抑制分隔板的皺褶或層積錯位之製造技術進行研究。
本發明之目的在於提供一種接合裝置及接合方法，可在一面搬運一對片狀構件，一面從搬運方向的前端側開始依序重疊的情形下，可抑制片狀構件的皺褶或層積錯位。
為達成上述目的，本發明其中一種態樣之接合裝置，具備：搬運部，其具有一對圓柱旋轉體，該一對圓柱旋轉體所分別用來保持一對片狀構件的保持面的寬度，係較前述一對片狀構件的寬度來得窄，藉由令前述一對圓柱旋轉體旋轉，來一面搬運一面依序重疊前述一對片狀構件。接合裝置又具有：接合部，針對重疊之前述一對片狀構件當中超出前述圓柱旋轉體的前述保持面而外露之部分，加以依序接合。
為達成上述目的，本發明其中一種態樣之接合方法，係：一對圓柱旋轉體所分別用來保持一對片狀構件的保持 面的寬度，係較前述一對片狀構件的寬度來得窄，藉由令該一對圓柱旋轉體旋轉，來一面搬運一面依序重疊前述一對片狀構件。接著，針對重疊之前述一對片狀構件當中超出前述圓柱旋轉體的前述保持面而外露之部分，加以依序接合。
以下參照所附圖面，說明本發明之實施形態。另，圖面說明時，遇相同要素者，則標記相同符號，並省略重複說明。為求便於解說，圖面之尺寸比例有所誇大，可能與實際比例不同。
另，圖1(A)、圖1(B)及圖3所示之箭頭arr，係指製造袋裝電極20時，搬運電極40及一對分隔板3之搬運方向。圖1(A)、圖1(B)及圖3中，圖中右側為搬運方向之下游側，亦即各構件的「前方」；圖中左側為搬運方向之上游側，亦即各構件之「後方」。此外，位於與搬運方向交叉之方向的分隔板邊緣，稱為「側方邊緣」，位於搬運方向之分隔板邊緣，稱為「前方邊緣」、「後方邊緣」。一對分隔板30之間夾持電極40而成之層積體，亦即分隔板30在彼此接合結束前之層積體，也稱為「工件W」。
如圖1(A)、圖1(B)所示，袋裝電極20係其正極或負極之電極40被一對分隔板30包裝成袋狀。本實施形態中，以正極為袋裝電極20。電極40具備：本體部41， 係金屬箔的兩面塗布活性物質而成；及舌片42，係由金屬箔的一部分所形成，與其他構件電性連接。分隔板30為樹脂材料所構成之薄膜，其大小比電極40的本體部41稍大。電極40中，僅本體部41被一對分隔板30所包夾，電極40的舌片42則面向外部。重疊之一對分隔板30，其側方邊緣31彼此接合。此外，重疊之一對分隔板30，其前方邊緣32或後方邊緣33的至少其中一方的邊緣彼此接合。圖1(A)所示之例中，重疊之一對分隔板30，其後方邊緣33彼此接合。側方邊緣31的接合點50例如有5個點，後方邊緣33的接合點50例如有4個點。
參照圖2(A)、圖2(B)，說明本說明書中分隔板30彼此接合之「前端51」的位置。分隔板30彼此接合之「前端51」，從能夠抑止重合之分隔板30「張開口」的觀點來考量，可自由加以設定。舉例來說，可以位在與電極40的本體部41切齊之位置(圖2(A))，或位在分隔板30如字面所言的角落部(圖2(B))，或與活性物質的塗布線切齊亦可。
如圖3所示，袋裝電極20之製造裝置100具備：搬運部200，其一面搬運電極40及一對分隔板30，一面從搬運方向的前端51側依序加以重疊；及第1接合部300，其將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合；及第2接合部400，其將一對分隔板30的前方邊緣32或後方邊緣33的至少其中一方之邊緣彼此接合。接著，一面被搬運部200搬運一面依序重疊之一對分隔板30的側方邊緣31， 從搬運方向的前端51側開始，藉由第1接合部300依序彼此接合，而在搬運部200停止搬運之狀態下，一對分隔板30的前方邊緣32或後方邊緣33的至少其中一方邊緣，藉由第2接合部400彼此接合。圖示例中，第2接合部400其一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合。以下詳述之。
搬運部200包括：層積滾筒210、220，其為一對圓柱旋轉體，分別保持一對分隔板30；及電極搬入部230，其配置於一對層積滾筒210、220的上游側；及複數個下游側搬運部241、242，其配置於一對層積滾筒210、220的下游側。一對層積滾筒210、220之間，形成有夾持工件W的夾縫部215。夾縫部215的間隙尺寸，係視工件W厚度來適當調整。電極搬入部230係將形成為規定形狀之電極40，沿切線方向送入夾縫部215。下游側搬運部241、242設置有複數個，係用來搬運重疊之電極40及一對分隔板30。圖示例中，設置有兩個下游側搬運部241、242，下游側搬運部241、242彼此間配置有第2接合部400。
電極搬入部230舉例來說具備：吸附裝置231，其吸附電極40且可自由搬運；及支撐滾子232，其係支撐從吸附裝置231搬運而來之電極40；及一對搬入滾子233，其將電極40沿切線方向送入夾縫部215。吸附裝置231會垂直下降以吸附電極40，將電極40維持在略水平狀態並上昇後，朝搬運方向的下游側移動。搬入滾子233係設置成可接近及遠離被吸附裝置231搬運之電極40，藉由夾住電 極40並旋轉，來將電極40沿切線方向送入夾縫部215。另，吸附裝置231所吸附之電極40，其位置可能會偏移搬運方向，或相對於搬運方向呈斜向。電極搬入部230中，在吸附裝置231吸附電極40前，會以感測器相機預先檢測接下來要吸附搬運的電極40是否有位置偏移。吸附裝置231在吸附電極40後，會一面將電極40修正成正確的姿勢一面移動。藉此，電極40在正確姿勢的狀態下被搬運至夾縫部215。
一對層積滾筒210、220係於上下方向成對配置，分別具有圓柱形狀。一對層積滾筒210、220配置成與搬運方向正交，同時相隔規定之間隙，呈現旋轉軸互相平行相對之態樣。層積滾筒210、220的外周面，分別成為保持分隔板30之保持面211、221。層積滾筒210、220係一面將形成為規定形狀之分隔板30保持於外周面上，一面搬運。層積滾筒210、220的保持面211、221於旋轉軸方向的寬度，較分隔板30的寬度來得窄。搬運部200在搬運一對分隔板30時，側方邊緣31分別會超出保持面211、221而呈外露狀態。
在層積滾筒210、220的保持面211、221上保持分隔板30的手段並未特別限定，可運用吸引吸附或靜電吸附等。舉例來說，若為吸引吸附式，則保持面211、221具有複數吸氣孔。從這些吸氣孔吸引空氣，藉此將分隔板30保持在保持面211、221上。
一對層積滾筒210、220於夾縫部215朝搬運方向的 前方同方向旋轉。也就是說，上側之層積滾筒210在圖3中呈逆時針方向旋轉，藉此將貼附於保持面211的分隔板30朝夾縫部215搬運。下側之層積滾筒220呈順時針方向旋轉，藉此將貼附於保持面221的分隔板30朝夾縫部215搬運。一對層積滾筒210、220係藉由連接至旋轉軸的層積滾筒用驅動電動機501，而被同步旋轉驅動。控制部500進行層積滾筒用驅動電動機501的旋轉控制。
電極搬入部230與層積滾筒210、220的旋轉同步，以略水平狀態搬運電極40，沿切線方向送入夾縫部215。另一方面，隨著一對層積滾筒210、220的旋轉，會將貼附於保持面211、221的分隔板30送入夾縫部215。如此一來，搬運部200便可一面搬運電極40及一對分隔板30，一面從搬運方向的前端51側依序重疊層積。
分隔板30的形成方式，係從未圖示之分隔板料卷依序送出之連續性分隔板構件34切割出來而成。一對層積滾筒210、220上分別配置有時規滾子212、222，其與層積滾筒210、220共同夾持分隔板構件34。控制部500控制時規滾子212、222的動作，以控制將分隔板構件34送出至層積滾筒210、220的時間點。上側之層積滾筒210的上方，設有上側之分隔板裁斷器213；下側之層積滾筒220的下方，設有下側之分隔板裁斷器223。當時規滾子212、222將分隔板構件34送出至層積滾筒210、220，分隔板構件34便會貼附於層積滾筒210、220的保持面211、221而被搬運。在分隔板構件34被搬運至規定位置的時 間點，令分隔板裁斷器213、223動作，藉此從分隔板構件34切割出規定形狀之分隔板30。
兩個下游側搬運部241、242舉例來說，係由第1輸送帶241及第2輸送帶242所構成，第1輸送帶241針對從層積滾筒210、220的夾縫部215送出之工件W，加以載置而搬運；第2輸送帶242配置於第1輸送帶241的下游側，針對分隔板30的側方邊緣31彼此已接合完成之工件W，加以載置而搬運。第1輸送帶241與第2輸送帶242之間，配置有第2接合部400。以第2接合部400將一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合後，第2輸送帶242會將製造完成之袋裝電極20，搬運至下一製程之處理平台。第1及第2輸送帶241、242，例如可由吸附輸送帶來構成。第1及第2輸送帶241、242的寬度較分隔板30的寬度尺寸還來得窄，以免干涉後述第1接合部300的往復動作(參照圖6(A))。第1及第2輸送帶241、242係藉由連接至滾子的輸送帶用驅動電動機502、503，來與工件W的搬運同步而旋轉驅動。控制部500係進行輸送帶用驅動電動機502、503的旋轉控制。另，此處使用了輸送帶來作為複數之下游側搬運部241、242，但亦可使用吸附手臂等其他搬運裝置。
第1接合部300係設置成上下一對，彼此相向，包夾重疊之電極40及一對分隔板30(即工件W)之搬運路徑(參照圖5(B)、圖5(C))。第2接合部400亦設置成上下一對，彼此相向，包夾工件W之搬運路徑。(參 照圖6(B))。因從成對之分隔板30的兩面分別加以接合，故相較於僅從單面接合的情形，可作出更一致之接合狀態。此外，採用材質相異之分隔板30，尤其是對熱的性質相異之分隔板30，可容易地調整最適當之接合條件。
第1及第2接合部300、400中，將重疊之一對分隔板30的邊緣彼此接合之手段並未特別限定，可採用熱熔接、壓接、黏著或焊接的任一種手段。本實施形態中，係以熱熔接進行接合。因該手法可簡單地將樹脂製之分隔板30彼此接合。
如圖5及圖7所示，第1接合部300具有接合頭301，可相對於工件W自由地接近及遠離。接合頭301上安裝有壓緊部304，其與將分隔板30彼此接合之接合電熱片302、303，共同將工件W壓緊。壓緊部304安裝於接合頭301上，其可在超過接合電熱片302、303先端之前進位置(圖9(A))，以及自前進位置後退之後退位置(圖10(A))之間自由進退。接合頭301與壓緊部304之間設有箝位彈簧305，其作為彈推構件，彈推壓緊部304以賦予其彈推力，使壓緊部304向前進位置移動。
如此構造之第1接合部300，其接合頭301相對地接近工件W，藉此，壓緊部304會與工件W接觸，並從前進位置後退至後退位置，接合電熱片302、303的先端與工件W接觸以接合(參照圖9(A)(B)、圖10(A))。
另一方面，在接合電熱片302、303先端與工件W接 觸的狀態下，接合頭301相對地遠離工件W，藉此，在壓緊部304壓緊工件W的狀態下，接合電熱片302、303先端會遠離工件W(圖10(A)、圖10(B))。壓緊部304藉由箝位彈簧305的彈推力，而自後退位置前進至前進位置，遠離工件W。
第1接合部300會在後方位置與前方位置之間往復移動，其中後方位置係為工件W之搬運方向的後方側(圖11(A)中符號P1所示之位置)，前方位置係為工件W之搬運方向的前方側(圖11(C)中符號P2所示之位置)。此外，第1接合部300會在把持位置與解除位置之間上下移動，其中把持位置係為以壓緊部304把持住工件W的位置(圖12(B)中符號P3所示之位置)，解除位置係為壓緊部304解除把持工件W之位置(圖12(A)中符號P4所示之位置)。
第1接合部300會受到具備滾珠螺桿或電動機等之往復驅動機構504所驅動，以便在後方位置P1與前方位置P2之間往復移動。此外，第1接合部300會受到具備滾珠螺桿或電動機等之第1上下驅動機構505所驅動，以便在把持位置與解除位置之間上下移動。控制部500會分別對往復驅動機構504及第1上下驅動機構505進行動作控制。此外，接合電熱片302、303係由第1電力供應裝置507(參照圖4)供應其電力而發熱。控制部500會控制第1電力供應裝置，調整對接合電熱片302、303的通電量或通電時間等，以調整接合電熱片302、303的溫度。
第1接合部300具備：第1接合電熱片302，其將一對分隔板30之側方邊緣31彼此接合；及至少一個(圖示例中為一個)第2接合電熱片303，其較第1接合電熱片302更位於搬運方向的下游側，將一對分隔板30之側方邊緣31彼此接合。利用這兩個接合電熱片302、303，將分隔板30的側方邊緣31彼此接合。接合後之分隔板30如圖1(A)所示，沿側方邊緣31形成有複數(圖示例中為5個點)個接合點50。
第一次接合過程中，一面被搬運部200搬運一面依序重疊之一對分隔板30，其彼此側方邊緣31的前端51在被搬運至下游側的第2接合電熱片303之前，會先被上游側的第1接合電熱片302接合(參照圖5(C))。下游側的第2接合電熱片303會做空擊發動作。第一次接合過程中，前端51接合完成後，後續第二次及第三次接合過程中，被搬運部200搬運之一對分隔板30，其彼此側方邊緣31會被第1接合電熱片302及第2接合電熱片303兩者接合(參照圖7)。合計反覆進行三次接合動作，形成5個點之接合點50。
壓緊部304一面夾持一對分隔板30，一面隨接合部移動，發揮箝位構件的功能。藉由壓緊部304的箝位構件功能，夾持一對分隔板30且令其接合部移動，便可搬運一對分隔板30。
壓緊部304理想為具有推拔部分310，其朝向分隔板30的搬運方向上游側擴展(參照圖8)。其原因是可防止 搬運而來的電極40或分隔板30的先端與壓緊部304衝突，而導致搬運不良。壓緊部304的推拔部分310之曲率半徑r1，係較層積滾筒210、220外周面的曲率半徑R1來得小，而推拔部分310的曲率則比層積滾筒210、220外周面的曲率來得大。
另，圖8中之符號O係指一對層積滾筒210、220的中心連結直線。將夾縫部215設定在此線上較理想。
壓緊部304理想為具有散熱手段320。其原因是能防止因接合而蓄積於壓緊部304的熱，會對電極40的活性物質等造成不良影響。
散熱手段320舉例來說，可由熱傳導率佳之材料來作為壓緊部304之形成材料而構成，或是如圖所示，以接續在壓緊部304上的散熱鰭片321來構成。以熱傳導率佳之材料，例如鋁等材料來形成壓緊部304，便可輕易地提高壓緊部304的散熱效率。若採用散熱鰭片321作為散熱手段320，則可進一步提高壓緊部304的散熱效率。
壓緊部304中，理想為在散熱手段320周圍形成有熱逸散用空間322。這是因為第1接合部300移動會產生氣流，將散熱手段320發散的熱加以擴散，而可提高壓緊部304的散熱效率。
壓緊部304理想為形成有壁構件324，其配置成分別包圍第1及第2接合電熱片302、303，且具備開放口323，使接合電熱片302、303面向外界(參照圖5(A))。這是因為藉由將壁構件324配置成ㄈ字型，能夠按壓住分 隔板30以維持壓緊部304原本的功能，且熱容易逸散，能確保壓緊部304的散熱性。
參照圖6，第2接合部400與第1接合部300相同，具有接合頭401、接合電熱片402、壓緊部404、以及用作彈推構件之箝位彈簧405。第2接合部400中，其接合頭401亦相對地接近工件W，藉此，壓緊部404會與工件W接觸，並從前進位置後退至後退位置，接合電熱片402的先端與工件W接觸。另一方面，在接合電熱片402先端與工件W接觸的狀態下，接合頭401相對地遠離工件W，藉此，在壓緊部404壓緊工件W的狀態下，接合電熱片402先端會遠離工件W，壓緊部404會藉由彈推構件405的彈推力，而從後退位置前進至前進位置，並遠離工件W。
第2接合部400不會在工件W的搬運方向往復移動，而只會在把持位置與解除位置之間上下移動，其中把持位置係為以壓緊部404把持住工件W的位置，解除位置係為壓緊部304解除把持工件W之位置。
第2接合部400會受到具備滾珠螺桿或電動機等之第2上下驅動機構506所驅動，以便在把持位置與解除位置之間上下移動。控制部500會分別對第2上下驅動機構506進行動作控制。此外，接合電熱片402係由第2電力供應裝置508(參照圖4)供應其電力而發熱。控制部500會控制第2電力供應裝置，調整對接合電熱片402的通電量或通電時間等，以調整接合電熱片402的溫度。
第2接合部400具備複數個(圖示例中為4個)接合電熱片402。利用這4個接合電熱片402，將分隔板30的後方邊緣33彼此接合。接合後之分隔板30如圖1(A)所示，沿後方邊緣33形成有複數(圖示例中為4個點)個接合點50。
如圖4所示，袋裝電極20之製造裝置100具有控制部500，主管各部之控制。控制部500的主體係由CPU510、記憶有控制程式等之記憶體、以及操作面板等所構成。各種感測器會檢測分隔板30或電極40之搬運位置或姿勢，並將訊號輸入CPU510。而CPU51則會對搬運部200的層積滾筒用驅動電動機501、時規滾子212、222、及輸送帶用驅動電動機502、503輸出控制訊號，以控制其動作。CPU還對第1接合部300的往復驅動機構504、第1上下驅動機構505、及第1電力供應裝置507輸出控制訊號，以控制其動作。此外，CPU還對第2接合部400的第2上下驅動機構506、及第2電力供應裝置508輸出控制訊號，以控制其動作。
參照圖11及圖12，說明袋裝電極20之製造裝置100的作用。
圖11(A)~(H)所示者，係第1接合部300的壓緊部304之往復動作模型。圖12(A)~(G)所示者，係第1接合部300的第一次接合動作模型。
第1接合部300會後方位置P1與前方位置P2之間往復移動(圖11(A)、(C))、且在把持位置P3與解除 位置P4之間上下移動(圖12(A)、(B))。圖11中，實線箭頭表示第1接合部300的前進動作，虛線箭頭表示第1接合部300的後退動作。第1接合部300係與搬運部200上的分隔板30同步移動而前進。為便於理解，圖11(B)~(H)中所示者，係第1接合部300把持並搬運分隔板30。另一方面，圖12中所示者，係第1接合部300與分隔板30的搬運同步前進之狀態。
首先如圖3所示，以搬運部200一面搬運電極40及一對分隔板30，一面從搬運方向的前端51側依序重疊。此時，搬運部200的電極搬入部230會與層積滾筒210、220的旋轉同步，將電極40以略水平狀態向前方搬運，沿切線方向送入層積滾筒210、220的夾縫部215。此外，藉由搬運部200的層積滾筒210、220，將切割成規定形狀之分隔板30貼附於層積滾筒210、220的保持面211、221上，隨著旋轉而搬運至夾縫部215。
上下之第1接合部300在平時係呈上下方向開啟，且位於解除位置P4(圖12(A))。當分隔板30搬運而來時，第1接合部300會閉合，將分隔板30的側方邊緣31先端部分把持住(圖11(A)、圖11(B))。在分隔板30通過上游側的第1接合電熱片302後，且到達下游側的第2接合電熱片303之前，第1接合部300會到達把持位置P3，以壓緊部304將分隔板30把持住(圖12(A)、圖12(B))。
第1接合部300會在保持住分隔板30的狀態下，一 面與層積滾筒210、220的旋轉同步，一面向前方移動至前方位置P2(圖11(C))。第1接合部300一面從後方位置P1往前方位置P2移動，一面以上游側的第1接合電熱片302將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合(圖12(C)、圖12(D))。下游側的第2接合電熱片303則做空擊發動作(圖12(C)、圖12(D))。
第一次接合完成後，上下之第1接合部300會開啟並回到解除位置P4，解除把持分隔板30(圖12(E)、圖12(F))。第1接合部300會向後移動至後方位置P1(圖11(D)、圖12(G))。
第1接合部300再次閉合並到達把持位置P3，把持住分隔板30的側方邊緣31，一面與層積滾筒210、220的旋轉同步，一面向前方移動至前方位置P2(圖11(E))。第1接合部300會一面從後方位置P1往前方位置P2移動，一面以第1接合電熱片302及第2接合電熱片303兩者將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合。
第二次接合完成後，上下之第1接合部300會開啟並回到解除位置P4，解除把持分隔板30。第1接合部300會向後移動至後方位置P1(圖11(F))。
第1接合部300再次閉合並到達把持位置P3，把持住分隔板30的側方邊緣31，一面與層積滾筒210、220的旋轉同步，一面向前方移動至前方位置P2(圖11(G))。第1接合部300會一面從後方位置P1往前方位置P2移動，一面以第1接合電熱片302及第2接合電熱片303兩 者將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合。
第三次接合完成後，上下之第1接合部300會開啟並回到解除位置P4，解除把持分隔板30。第1接合部300會向後移動至後方位置P1(圖11(H))。像這樣，第1接合部300合計反覆進行三次接合動作，形成5個點之接合點50。第1接合部300從搬運方向的前端51側開始，對分隔板30的側方邊緣31進行複數次接合，藉此，可廣範圍地接合分隔板30的側方邊緣31。
從層積滾筒210、220的夾縫部215送出之工件W，係被載置於第1輸送帶241上而搬運。在第1接合部300的接合動作結束時，工件W的前方會被載置於第2輸送帶242上。接著第2輸送帶242搬運工件W，當一對分隔板30的後方邊緣33到達第2接合部400的接合電熱片402位置時，第2輸送帶242會暫時停止搬運工件W。
一對分隔板30在停止搬運的狀態下，第2接合部400會閉合並到達把持位置，將分隔板30的後方邊緣33把持住。一對分隔板30在停止搬運的狀態下，藉由四個接合電熱片402將一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合。第2接合部400僅進行一次接合動作，圖示例中同時形成4個點之接合點50。
後方邊緣33接合完成後，上下之第2接合部400會開啟並回到解除位置，解除把持分隔板30。如此一來，工件W中分隔板30彼此便接合完成，製造出一對分隔板30的側方邊緣31及後端邊緣彼此接合之袋裝電極20。接著 再次驅動第2輸送帶242，將製造完成之袋裝電極20，搬運至下一製程之處理平台。
其後在未圖示之後續製程中，正極之袋裝電極20、其對極(負極)之電極40、以及正極之袋裝電極20交互層積，以製造出電池核心。
圖13所示者，係層積滾筒210、220搬運工件W之搬運速度，以及往復複數次之第1接合部300的速度變化模型。圖13中，朝搬運方向的前方移動時，速度為正值。
通過夾縫部215的工件W，會藉由層積滾筒210、220的旋轉，以速度V1被搬運。另一方面，第1接合部300會藉由往復驅動機構504，而在後方位置P1與前方位置P2之間往復移動。圖中的時間t1係指第1接合部300為了抓取工件W的搬運時間點，而待機於後方位置P1的時間；時間t2係指第1接合部300開始前進而加速之時間。此外，時間t3係指令第1接合部300移動，而與工件W的搬運速度之相對速度差接近零之時間；時間t4係指第1接合部300為了後退而減速之時間。
第1接合部300會在隨工件W一同移動的途中，將重合之分隔板30的側方邊緣31彼此接合。此外，第1接合部300會從搬運方向的前端51側開始，一面移動一面反覆進行複數次(本實施形態中為三次)接合。若工件W與第1接合部300未以幾乎相同之速度移動，則工件W會產生皺褶或接合不良。
因此本實施形態中，係令第1接合部300一面移動，而與工件W的搬運速度之相對速度差接近零，並從搬運方向的前端51側開始，將一對分隔板30的側方邊緣31彼此反覆進行複數次接合。因一面搬運分隔板30，一面依序從前端51側開始進行複數次熔接，故可防止分隔板30張開口，同時縮短製程時間。此外，亦不會使工件W產生皺褶，可良好地進行接合。
此外，在第1接合部300的移動速度達一定時再進行接合較理想。這是因為分隔板30及第1接合部300的加速度本來就很難一致，且相較於分隔板30及第1接合部300一面加速一面進行接合的情形，會比較容易調整接合的時間點。
此外，藉由第1接合部300，針對一面搬運一面依序重疊之一對分隔板30，將其側方邊緣31彼此依序接合。如此一來，可防止一對分隔板30發生「張開口」的情形。此外，一對分隔板30與電極40重疊時，分隔板30不會蜷縮或產生皺褶，使得將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合之接合作業變得容易。
此外，作為箝位構件之壓緊部304包夾一對分隔板30，同時隨第1接合部300移動較理想。因可以壓緊部304一面固定分隔板30的位置一面接合，故可高精度地接合。
本實施形態中，搬運部200、第1接合部300、及第2接合部400具有上述構造，且控制部500控制搬運部200 、第1接合部300、及第2接合部400的動作，藉此，可實現下述種種操作。
也就是說，令一對層積滾筒210、220旋轉，而其分別用來保持一對片狀構件的保持面211、221的寬度，係較一對分隔板30的寬度來得窄。如此一來，會一面搬運一對分隔板30，一面從搬運方向的前端51側開始依序重疊，重疊之一對分隔板30當中，超出層積滾筒210、220的保持面211、221而外露的部分，會從搬運方向的前端側開始依序接合。
藉此，便可將第1接合部300，配置在一對分隔板30離開層積滾筒210、220的保持面211、221的部位(亦即夾縫部215的側方部位)，且不干涉層積滾筒210、220，而針對一對分隔板30彼此之側方邊緣31，從搬運方向的前端51側開始，依序進行接合之接合作業。如此一來，在一面搬運一對分隔板30一面從搬運方向的前端51側開始依序重疊的情形下，便可抑制分隔板30的皺褶或層積錯位。像這樣針對一對分隔板30之間包夾電極40的層積體，抑制其皺褶或層積錯位的產生，可謀求袋裝電極20的製造效率，進而有助於電池全體的製造效率。
本實施形態中，在一對分隔板30的前端51接合時，係以層積滾筒210、220夾持一對分隔板30的後端側之狀態下加以搬運。因此，可以進一步抑制一對分隔板30產生皺褶或層積錯位，而接合一對分隔板30。是故，能夠有效防止分隔板30發生「張開口」的情形。
分隔板30在離開層積滾筒210、220後，立即進行分隔板30的接合。藉此，分隔板30只要彼此一重疊便立即接合，故可進一步抑制分隔板30的皺褶或層積錯位。
在搬運接合後之分隔板30的路徑途中，將分隔板30上稍早與層積滾筒210、220重疊的部分加以接合。藉此，便可接合稍早與層積滾筒210、220重疊之部分，亦即分隔板30的後方邊緣33或前方邊緣32。
在層積滾筒210、220的旋轉軸正下方進行接合。藉此，分隔板30在離開層積滾筒210、220的瞬間，分隔板30即彼此接合，故可進一步抑制層積體的皺褶或層積錯位。
以熱熔接、壓接、黏著或焊接的任一種方法進行接合。藉此，接合裝置可於各式各樣的接合情形下運用。
片狀構件係為分隔板30。藉此，接合裝置可運用於電池之製造。
除上述外，本實施形態還具有以下特徵。
也就是說，一面搬運電極40及一對分隔板30，一面從搬運方向的前端51側開始依序加以重疊，將一對分隔板30彼此之側方邊緣31從搬運方向的前端51側開始依序接合，將電極40裝入袋內，接著在停止搬運一對分隔板30的狀態下，將一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合。
藉此，一面被搬運一面依序重疊之一對分隔板30的側方邊緣31，從搬運方向的前端51側開始，藉由第1接 合部300依序彼此接合，故可防止一對分隔板30發生「張開口」的情形。一對分隔板30與電極40重疊時，分隔板30不會蜷縮或產生皺褶，使得將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合之接合作業變得容易。此外，以第2接合部400將一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合，故從平面觀察時，分隔板30不僅是彼此相對的兩個邊，連其他邊也成為彼此接合之狀態。即使一對分隔板30與電極40重疊後，分隔板30不會蜷縮或產生皺褶，便沒有修正蜷縮或皺褶之煩雜作業。像這樣，無論在一對分隔板30與電極40重疊時或重疊後，皆能防止分隔板30蜷縮或產生皺褶，可謀求袋裝電極20的製造效率，進而有助於電池全體的製造效率。
不過，經各種加工製程、組裝製程或檢查製程等多數製程來量產產品時，是在訂定搬運產距(takt)，使各製程之處理時間相同的條件下，使各製程處理完成之工件移動至下一製程。在訂定好的搬運產距限制內，如何進行複數處理以減少製程數，謀求製造效率，是量產技術的重要課題。
將一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合之動作，雖然亦可在其他製程中進行，但在該情形下，會增加製程數，可能拉長總製造時間，無法滿足製造效率之需求。此外，袋裝電極20的形態，係於一對分隔板30之間包夾電極40，故電極40及一對分隔板30務必需同步搬運，為了抓取時間點，會重覆搬運及搬運停止的動作。搬運停止時間 本是用來抓取該時間點，但可利用它，便可在訂定好的搬運產距限制內，能在搬運部200停止搬運的狀態下，將一對分隔板30的後方邊緣33彼此接合。是故，不會減低電極40裝入一對分隔板30內的速度，除了可接合分隔板30的側方邊緣31外，還可接合分隔板30的後方邊緣33。
此外，一面搬運電極40及一對分隔板30，一面從搬運方向的前端51側開始依序加以重疊，同時針對一對分隔板30彼此之側方邊緣31的前端51，在其被搬運至兩個接合電熱片302、303當中位於搬運方向下游側的第2接合電熱片303之前，會先以上游側的第1接合電熱片302加以接合。
藉此，一面被搬運一面依序重疊之一對分隔板30的側方邊緣31，其前端51藉由第1接合部300當中上游側的第1接合電熱片302而彼此接合，故可防止一對分隔板30發生「張開口」的情形。一對分隔板30與電極40重疊時，分隔板30不會蜷縮或產生皺褶，使得將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合之接合作業變得容易。像這樣，在一對分隔板30與電極40重疊時，能防止分隔板30蜷縮或產生皺褶，可謀求袋裝電極20的製造效率，進而有助於電池全體的製造效率。
前端51接合完成後，以複數之接合電熱片302、303，將搬運而來之一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合。藉此，以複數之接合電熱片302、303將一對分隔板30的側方邊緣31彼此接合，可縮短接合時間，謀求高速製造 。
在接合前端51時，亦可只令上游側的第1接合電熱片302動作而進行接合。藉此，在接合前端51時，便不需令下游側的第2接合電熱片303動作，可避免下游側的第2接合電熱片303空擊發。
此外，接合頭301具備接合一對分隔板30之接合電熱片302、303以及壓緊工件W之壓緊部304，令該接合頭301相對地接近工件W，以壓緊部304壓緊工件W後，以接合電熱片302、303將一對分隔板30彼此接合。接著，令接合頭301相對地遠離工件W，使接合電熱片302、303遠離一對分隔板30後，壓緊部304解除對工件W的箝位。
藉此，在同一個製程內，只需要以接合頭301相對地接近工件W這樣一個動作，便可以壓緊部304壓緊工件W、以及以接合電熱片302、303進行接合，能夠減低週期時間(cycle time)。像這樣，縮短一對分隔板30之間裝入電極40所需的週期時間，可謀求袋裝電極20的製造效率，進而有助於電池全體的製造效率。此外，壓緊部304在壓緊工件W後，接合電熱片302、303才進行接合，故可精度良好地進行接合。又，接合後直到接合電熱片302、303離開工件W前，壓緊部304持續壓緊工件W。因此，接合電熱片302、303先端離開接合點50時，接合之分隔板30彼此被剝離的疑慮便可消除。
此外，係令接合部一面移動，而與工件W的搬運速 度之相對速度差接近零，並從搬運方向的前端51側開始，將一對分隔板30的側方邊緣31彼此反覆進行複數次接合。
藉此，因一面搬運分隔板30，一面依序從前端51側開始進行複數次熔接，故可防止分隔板30張開口，同時縮短製程時間。此外，亦不會使分隔板30產生皺褶，可良好地進行接合。
在第1接合部300的移動速度達一定時進行接合。分隔板30及第1接合部300的加速度本來就很難一致，因此，相較於分隔板30及第1接合部300一面加速一面進行接合的情形，會比較容易調整接合的時間點，結果便可高精度地進行接合。
(變形例)
上揭實施形態中，係將本發明之接合裝置及接合方法應用於袋裝電極20之製造裝置，但本發明並不限於該情形。只要是片狀構件，那麼亦可運用於分隔板30以外的薄膜。
上揭形態中，係以第2接合部400將分隔板30的後方邊緣33加以接合，但亦可以第2接合部400來接合前方邊緣32，或前後兩方之邊緣32、33。
一對層積滾筒210、220雖呈上下配置，但亦可配置成其他方向。電極40會沿著層積滾筒210、220之間的切線方向(與一對層積滾筒210、220的中心連結直線正交 之方向)而被搬運。舉例來說，若層積滾筒210、220呈左右配置，那麼從上方或下方將電極40於垂直方向搬運即可。
雖然以分隔板裁斷器213、223將一片連續性之分隔板構件34，於貼附在層積滾筒210、220外周面的狀態下切割出規定形狀，但亦可將預先切割好規定形狀之分隔板30貼附於層積滾筒210、220而搬運。
上揭形態中，分隔板30係從前端側開始依序接合，但並不限於該情形，亦可不從前端側依序接合。
以上已藉由實施例說明本發明之內容，但本發明並不限於該些記載，所屬領域者自可進行種種變形及改良。
日本發明專利申請號第2011-085753號(申請日：2011年4月7日)及日本發明專利申請號2012-67824號(申請日：2012年3月23日)的所有內容皆受本案援用。
〔產業上利用之可能性〕
按本發明之實施形態，係將接合部配置在一對片狀構件離開圓柱旋轉體保持面的部位，亦即側方部位，且不干涉圓柱旋轉體，可針對一對片狀構件彼此的側方邊緣，進行依序接合之接合作業。如此一來，可在一面搬運一對片狀構件一面依序重疊的情形下，抑制片狀構件的皺褶或層積錯位，謀求層積體的製造效率。故本發明之實施形態之接合裝置及接合方法可於產業上利用。
20‧‧‧袋裝電極
30‧‧‧分隔板、片狀構件
31‧‧‧側方邊緣
32‧‧‧前方邊緣
33‧‧‧後方邊緣
34‧‧‧前方邊緣
40‧‧‧電極
50‧‧‧接合點
51‧‧‧前端
100‧‧‧製造裝置
200‧‧‧搬運部
210、220‧‧‧層積滾筒、圓柱旋轉體
211、221‧‧‧保持面
215‧‧‧夾縫部
230‧‧‧電極搬入部
241、242‧‧‧下游側搬運部
300‧‧‧第1接合部
301‧‧‧接合頭
302‧‧‧第1接合電熱片、上游側之接合電熱片
303‧‧‧第2接合電熱片、下游側之接合電熱片
304‧‧‧壓緊部
305‧‧‧箝位彈簧、彈推構件
310‧‧‧推拔部分
320‧‧‧散熱手段
321‧‧‧散熱鰭片
322‧‧‧熱逸散用空間
323‧‧‧開放口
324‧‧‧壁構件
400‧‧‧第2接合部
500‧‧‧控制部
W‧‧‧工件
〔圖1〕圖1(A)為袋裝電極之一例平面圖，圖1(B)為一面搬運電極及一對分隔板，一面從搬運方向的前端側依序重疊之情境模型立體圖。
〔圖2〕圖2(A)、圖2(B)為圖1中割面線所圈選之部位2擴大示意平面圖，用來說明將一對分隔板彼此接合之「前端」位置的說明圖。
〔圖3〕圖3為袋裝電極之製造裝置要部示意構造圖。
〔圖4〕圖4為袋裝電極之製造裝置控制系統示意方塊圖。
〔圖5〕圖5(A)為第1接合部之平面圖，圖5(B)為沿圖5(A)中5B-5B線之剖面圖，圖5(C)為沿圖5(A)中5C-5C線之剖面圖，用來示意分隔板側方邊緣彼此的前端接合時，第一次接合動作時之狀態。
〔圖6〕圖6(A)為第2接合部之平面圖，圖6(B)為沿圖6(A)中6B-6B線之剖面圖。
〔圖7〕圖7為藉由第1接合部將分隔板側方邊緣彼此接合時，第二次以後的接合動作時之狀態。
〔圖8〕圖8為第1接合部的壓緊部形狀擴大示意剖面圖。
〔圖9〕圖9(A)為接合頭尚未接近工件前之狀態示意剖面圖，圖9(B)為接合頭接近工件且壓緊部與工件 接觸之狀態示意剖面圖。
〔圖10〕圖10(A)為壓緊部與工件接觸後，自前進位置後退至後退位置，接合電熱片先端與工件接觸之狀態示意剖面圖；圖10(B)為接合頭從圖10(A)之狀態遠離工件，而壓緊部在壓緊工件的狀態下，接合電熱片先端遠離工件之狀態示意剖面圖。
〔圖11〕圖11(A)~圖11(H)為第1接合部的壓緊部往復動作模型示意圖。
〔圖12〕圖12(A)~圖12(G)為第1接合部的第一次接合動作模型示意圖。
〔圖13〕圖13為圓柱旋轉體搬運工件之搬運速度、以及往復複數次之第1接合部的速度變化模型示意圖表。
20‧‧‧袋裝電極
30‧‧‧分隔板、片狀構件
34‧‧‧前方邊緣
40‧‧‧電極
100‧‧‧製造裝置
200‧‧‧搬運部
210、220‧‧‧層積滾筒、圓柱旋轉體
211、221‧‧‧保持面
212、222‧‧‧時規滾子
213、223‧‧‧分隔板裁斷器
215‧‧‧夾縫部
230‧‧‧電極搬入部
231‧‧‧吸附裝置
232‧‧‧支撐滾子
233‧‧‧搬入滾子
241、242‧‧‧下游側搬運部
300‧‧‧第1接合部
302‧‧‧第1接合電熱片、上游側之接合電熱片
303‧‧‧第2接合電熱片、下游側之接合電熱片
400‧‧‧第2接合部
501‧‧‧層積滾筒用驅動電動機
502、503‧‧‧輸送帶用驅動電動機
504‧‧‧往復驅動機構
505‧‧‧第1上下驅動機構
506‧‧‧第2上下驅動機構
arr‧‧‧搬運方向

Claims (12)

  1. 一種接合裝置，其特徵為，具備：搬運部，其具有一對圓柱旋轉體，該一對圓柱旋轉體所分別用來保持一對片狀構件的保持面的寬度，係較前述一對片狀構件的寬度來得窄，藉由令前述一對圓柱旋轉體旋轉，來一面搬運一面依序重疊前述一對片狀構件；及接合部，針對重疊之前述一對片狀構件當中超出前述圓柱旋轉體的前述保持面而外露之部分，加以依序接合。
  2. 如申請專利範圍第1項之接合裝置，其中，前述接合部係在前述片狀構件離開前述圓柱旋轉體後立即進行接合。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，又具備：搬運路徑，其係為用來搬運接合後之前述片狀構件的路徑，且在搬運方向途中空出一部分間隙；及第2接合部，其配置於前述間隙，針對前述片狀構件中重疊於前述圓柱旋轉體的部分加以接合。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，前述接合部設置於前述圓柱旋轉體的旋轉軸正下方。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，以熱熔接、壓接、黏著或焊接的任一種方法進行前述接合。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之接合裝置，其中，前述片狀構件係為分隔板。
  7. 一種接合方法，其特徵為：一對圓柱旋轉體所分別用來保持一對片狀構件的保持面的寬度，係較前述一對片狀構件的寬度來得窄，藉由令該一對圓柱旋轉體旋轉，來一面搬運一面依序重疊前述一對片狀構件，針對重疊之前述一對片狀構件當中超出前述圓柱旋轉體的前述保持面而外露之部分，加以依序接合。
  8. 如申請專利範圍第7項之接合方法，其中，在前述片狀構件離開前述圓柱旋轉體後立即進行接合。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之接合方法，其中，在搬運接合後之前述片狀構件的路徑途中，針對前述片狀構件上與前述圓柱旋轉體重疊的部分加以接合。
  10. 如申請專利範圍第7或8項之接合方法，其中，係在前述圓柱旋轉體的旋轉軸正下方進行接合。
  11. 如申請專利範圍第7或8項之接合方法，其中，以熱熔接、壓接、黏著或焊接的任一種方法進行前述接合。
  12. 如申請專利範圍第7或8項之接合方法，其中，前述片狀構件係為分隔板。
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