WO2019220875A1 - 電池材料積層装置 - Google Patents

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holding
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holding unit
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山下　学
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株式会社京都製作所
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a battery material laminating apparatus for laminating a sheet-like workpiece related to a battery material such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, or a cell composed thereof.
  • laminated batteries have been used in various batteries such as automobile batteries, residential batteries, and electronic equipment batteries.
  • This laminated battery is configured by alternately laminating a positive electrode plate, a separator, a negative electrode plate, and a separator in this order.
  • a technique of alternately laminating each electrode plate and separator or alternately laminating cells in which the electrode plate and the separator are combined in advance is known (Patent Documents 1 to 4). 2).
  • Patent Document 1 discloses a method in which each alignment stage is moved and / or rotated in a plane direction to move and / or rotate the positive electrode plate and the negative electrode plate to be adjusted to an appropriate position.
  • An electrode plate laminating apparatus in which the transfer arm and the second transfer arm hold the electrode plates is disclosed.
  • Patent Document 2 a mounting surface on which the stacked body is mounted, a stop unit that stands on one end of the mounting surface in the movement direction of the electrode and stops the electrode, a mounting surface and a stop unit, A stacking region provided between the stacking portion, a gas spraying portion that is disposed to face the mounting surface and blows gas toward the stacking region of the stacking portion, and an electrode that is supplied to the stacking portion.
  • a laminating apparatus includes a control unit that controls the gas spraying unit so as to spray gas onto the electrode after contacting the stop unit.
  • the conventional laminating apparatus has a problem that it is difficult to continuously laminate battery materials at a high speed.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and can form a positive electrode, a negative electrode, a separator, or a sheet-like workpiece related to a battery material such as a cell composed of the positive electrode, the negative electrode, and the separator, and can be continuously laminated at high speed.
  • An object is to provide a battery material laminating apparatus.
  • the present invention is a battery material laminating apparatus for laminating a sheet-like workpiece related to a battery material such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, or a cell composed of the positive electrode, a negative electrode, a separator,
  • a transport mechanism that transports in a direction, a rotating body that is disposed in the vicinity of the transport mechanism and rotates around a predetermined rotation axis, and a plurality of holding sections that are provided at the peripheral edge of the rotating body and hold a workpiece.
  • the work piece conveyed from the conveyance mechanism is held by the holding unit, rotated and conveyed while being reversed according to the rotation of the rotating body, and then sequentially laminated on the lamination table.
  • the rotating body when the workpiece is stacked on the stacking table by the holding unit of the rotating body, the rotating body maintains rotation about a predetermined rotation axis, while the holding unit is mounted on the stacking table. It is preferable to stop relatively. According to this, when the work is stacked on the stacking table, the holding unit temporarily stops while the rotating body rotates, so that the predetermined work can be placed on the stacking table without stopping the rotation conveyance of each work by the rotating body. It can be laminated stably.
  • the holding unit stacks the work on the stacking table while inclining one surface of the work toward the rear in the rotation conveyance direction. According to this, since the work is inclined obliquely downward in the rotational conveyance direction, the work can be reliably stacked on the stacking table.
  • the holding unit is in a state in which the holding surface for holding the workpiece is parallel to the workpiece conveyance plane by the conveyance mechanism immediately before holding the other surface of the workpiece conveyed from the conveyance mechanism, It is preferable to be close to the transport mechanism. According to this, since the holding surface of the holding part comes close to the workpiece in a parallel state, the workpiece can be reliably held. In particular, when the holding unit holds the workpiece by suction, a sufficient suction time for the workpiece can be secured, so that the workpiece can be held more reliably.
  • the holding unit immediately after holding the other surface of the workpiece conveyed from the conveyance mechanism, the holding unit holds the workpiece in a state in which the holding surface is parallel to the workpiece conveyance plane by the conveyance mechanism, It is preferable to move away from the transport mechanism. According to this, since the work is separated from the transport mechanism in a parallel state, the work can be reliably rotated and transported thereafter.
  • the holding unit may hold the work by suction in a state where a predetermined gap is provided between the holding face for holding the work and the other face of the work. According to this, it is possible to prevent the holding surface of the holding portion from rubbing against the other surface of the workpiece when the holding portion holds the workpiece.
  • the workpiece is inadvertently held by the holding portion of the predetermined rotating body when passing the predetermined rotating body to hold the workpiece by the holding portion of the next rotating body. Can be prevented.
  • the holding unit may be formed in a curved surface in which a holding surface for holding a workpiece is gently curved in a mountain shape along the rotational conveyance direction. According to this, since a tension
  • the holding unit may be operated by a cam mechanism provided in the rotating body.
  • the cam mechanism includes one or a plurality of cam members having a cam groove of a predetermined track, and one or a plurality of cam members that are directly or indirectly connected to the holding portion and are slidably fitted in the cam grooves. With a cam follower. According to this, various operations of the holding unit can be reliably realized with a simple configuration.
  • the laminating table is provided with a claw member at a front side position in the rotational conveyance direction, and the claw member is configured such that when the work is laminated on the laminating table by the holding portion of the rotating body, the front edge of the work You may be supposed to catch. According to this, it can laminate
  • an imaging device that images the workpiece
  • a driving device that moves and / or rotates the stacking table in a plane direction
  • a control device that controls movement and / or rotation of the stacking table in the planar direction via the driving device based on the data.
  • stacking of the workpieces by another set of the rotating body, the holding unit, and the stacking table may be started. According to this, after completing the stacking of the predetermined number of workpieces according to the predetermined group, it is possible to immediately start stacking the workpieces according to another group without interruption, and during the predetermined period according to the predetermined group The number of workpieces can be conveyed to the next process. For this reason, as compared with the conventional intermittent laminating apparatus, the laminating and transporting of the workpiece can be performed continuously, and the manufacturing efficiency of the battery can be remarkably improved.
  • the battery manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that the battery material laminating apparatus described above is provided. According to this, a battery can be manufactured efficiently.
  • the work transported from the transport mechanism is held by the holding unit, rotated and transported while being reversed according to the rotation of the rotating body, and then sequentially stacked on the stacking table.
  • Sheet-like workpieces can be continuously laminated at a high speed, and as a result, a battery can be efficiently manufactured.
  • the apparatus has a transport mechanism 1 that transports a workpiece W in a predetermined transport direction (the right direction in FIG. 1), and is aligned below the transport mechanism 1 along the transport direction of the workpiece W.
  • a transport mechanism 1 that transports a workpiece W in a predetermined transport direction (the right direction in FIG. 1), and is aligned below the transport mechanism 1 along the transport direction of the workpiece W.
  • a control device 100 that controls the operation of the table 3.
  • the transport mechanism 1 includes a first transport mechanism 11 disposed on the upstream side in the transport direction of the work W and a second transport mechanism 12 disposed on the downstream side in the transport direction of the work W.
  • the upstream end portion in the transport direction of the transport mechanism 12 and the downstream end portion in the transport direction of the first transport mechanism 11 are arranged so as to overlap each other.
  • the first transport mechanism 11 includes a main drive shaft 11a provided on the downstream side in the transport direction of the workpiece W, a driven shaft (not shown) provided on the upstream side in the transport direction of the work W, and the main drive shaft 11a. It consists of a conveyor belt 11b wound in an endless state between the shafts, and the upper conveyor belt 11b moves in the transport direction when the main drive shaft 11a rotates.
  • the second transport mechanism 12 includes a main driving shaft 12a provided on the downstream side in the transport direction of the workpiece W, a driven shaft 12b provided on the upstream side in the transport direction of the workpiece W, and a space between the main driving shaft and the driven shaft.
  • the conveyor belt 12c is wound in an endless state. When the main shaft 12a rotates, the lower belt conveyor 12c moves in the transport direction.
  • the workpiece W moves downstream in the conveying direction according to the movement of the upper belt conveyor 11b. It is sequentially conveyed toward. Then, when the work W reaches the downstream end of the first transport mechanism 11, the work W is held by suction on the lower conveyor belt 12c of the second transport mechanism 12 by suction, As the belt conveyor 12c on the lower side moves, the paper is sequentially transported in a suspended state toward the downstream side in the transport direction.
  • the workpiece W is stacked on the downstream side after a predetermined number of layers are stacked by the pair of rotating bodies 2, the stacking table 3, and the holding unit 4 on the upstream side in the transport direction.
  • a predetermined number of layers are stacked by a set of the rotating bodies 2, the stacking table 3 and the holding unit 4.
  • the rotating body 2 is formed in a disk shape having a predetermined size, and has a rotating shaft 21 parallel to the width direction (depth direction in FIG. 1) perpendicular to the conveying direction of the workpiece W on the base.
  • a drive mechanism (not shown) rotates clockwise in the transport direction while synchronizing with the transport of the second transport mechanism 12.
  • a plurality of holding portions 4 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the peripheral portion of the rotating body 2. As shown in FIG. 2, the holding portion 4 is provided in a radially extending manner, and the tip portion is formed as a holding surface 41 that holds the workpiece W by suction, for example, and rotates integrally with the rotation of the rotating body 2. It is supposed to be.
  • the other surface is held by the holding portion 4 of the rotating body 2, and then the workpiece W is reversed while being reversed according to the rotation of the rotating body 2.
  • the rotary table 3 is rotated and conveyed.
  • the holding portion 4 is rotated according to the rotation of the rotating body 2 by a predetermined cam mechanism 5 provided on the rotating body 2 and performs various operations.
  • a predetermined cam mechanism 5 provided on the rotating body 2 and performs various operations.
  • the cam mechanism 5 will be specifically described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the cam mechanism 5 is provided in a space between the rotating body 2 and the base body 6, connected to the first cam member 51 connected to the rotating body 2, the first cam member 51, and a holding portion. 4, a second cam member 52 connected to the front side of the fourth cam through a straight guide 56, and a third cam member 53 and a fourth cam provided on the rotary shaft 21 and connected to the second cam member 52. A member 54 and a fifth cam member 55 connected to the back side of the holding portion 4 are provided.
  • the holding portion 4 since the holding portion 4 is connected to the rotating body 2 via the first cam member 51 and the second cam member 52, the holding portion 4 rotates while maintaining the posture extending in the radial direction of the rotating body 2.
  • the body 2 can be rotated at high speed according to the rotation of the body 2.
  • a cam follower 4 a is provided at the base end portion of the holding portion 4, and the cam follower 4 a is slidably fitted in a cam groove 55 a formed in the fifth cam member 55.
  • the cam groove 55a of the fifth cam member 55 adjusts the movement of the holding portion 4 in the radial direction.
  • the cam groove 55a substantially protrudes radially outward at the top dead center and the bottom dead center. It is formed in an annular track.
  • the holding part 4 rotates while drawing a substantially circular orbit according to the rotation of the rotating body 2, and when the cam follower 4a of the holding part 4 reaches the top dead center or the bottom dead center, the second cam member 52 On the other hand, it moves upward or downward from the normal circular orbit while sliding through the linear guide 56.
  • the holding unit 4 holds the workpiece W transferred by the transfer mechanism 1
  • the holding unit 4 can reliably hold the workpiece W by moving upward.
  • the holding unit 4 can reliably stack the work W by moving downward.
  • the upper portion of the cam groove 55a of the fifth cam member 55 is formed in a substantially trapezoidal track parallel to the conveyance surface of the workpiece W by the conveyance mechanism 1, and therefore the holding unit 4 is When holding the workpiece W conveyed by the mechanism 1, it is possible to maintain a state of moving upward for a certain period.
  • cam followers 52 a and 52 b are provided on the front side and the back side of the base end portion of the second cam member 52, and the front side cam follower 52 a is a cam groove of a substantially annular track formed in the third cam member 53.
  • the cam follower 52b on the back side is slidably fitted in a cam groove 54a of a substantially annular raceway formed in the fourth cam member 54.
  • the cam groove 53a of the third cam member 53 and the cam groove 54a of the fourth cam member 54 are for adjusting the posture of the holding part 4, and as shown in FIG. It is formed in a state eccentric to the left and right.
  • the holding unit 4 is configured so that the holding surface 41 is parallel to the transfer plane of the workpiece W by the transfer mechanism 1 immediately before holding the other surface of the workpiece W transferred from the transfer mechanism 1. Since it can be close to 1, the workpiece can be reliably held. In particular, when the holding unit 4 holds the workpiece by suction, a sufficient suction time for the workpiece can be secured, so that the workpiece can be held more reliably. Further, the holding unit 4 immediately after holding the other surface of the workpiece W transferred from the transfer mechanism 1, the holding mechanism 41 is parallel to the transfer plane of the workpiece W by the transfer mechanism 1. Since the workpiece can be separated from the workpiece, the workpiece can be reliably rotated and conveyed thereafter. Further, the holding unit 4 can stack the workpiece W on the stacking table 3 while inclining one surface of the workpiece W toward the rear in the rotational conveyance direction.
  • a pair of cam followers 51 a is provided at the tip of the first cam member 51 via a connecting member (not shown), and the cam follower 51 a slides in a cam groove 55 b formed in the fifth cam member 55. It is possible to fit.
  • the cam groove 55b of the fifth cam member 55 adjusts the rotational phase of the holding portion 4, and is formed in a substantially annular track that is recessed radially inward at the bottom dead center as shown in FIG. Has been. For this reason, while the cam follower 51a of the first cam member 51 passes through the recessed portion near the bottom dead center of the cam groove 55b of the fifth cam member 55, the rotational phase of the holding portion 4 and the first cam member 51 is increased.
  • the holding unit 4 is temporarily stopped relative to the stacked table 3.
  • the cam follower 51a of the first cam member 51 completely passes through the depressed portion near the bottom dead center of the cam groove 55b of the fifth cam member 55, the rotational phase of the holding portion 4 and the second cam member 52 is reached.
  • the holding part 4 rotates again according to the rotation of the rotating body 2.
  • the holding unit 4 is temporarily stopped while the rotating body 2 rotates. Therefore, the predetermined workpieces are not stopped without stopping the rotation conveyance of each workpiece W by the rotating body 2. W can be stably stacked on the stacking table 3.
  • the stacking table 3 sequentially transports the workpieces W rotated and transferred by the holding unit 4 and gradually moves downward as the workpieces W are stacked by the control device 100 via the driving device 300. Or the position and posture of the workpiece W are adjusted by moving and rotating in the plane direction.
  • the laminated table 3 is provided with a claw member 31 at a front position in the rotational conveyance direction of the rotating body 2.
  • the claw member 31 is configured to receive a front side edge portion of the workpiece W when the workpiece W is stacked by the holding portion 4.
  • work W may be provided.
  • control device 100 performs the transport operation of the first transport mechanism 11 and the second transport mechanism 12 of the transport mechanism 1, the rotation operation of the rotating body 2, and the stacking table 3 (drive device 300). Controls vertical movement.
  • the imaging device 200 is provided in the periphery of the rotating body 2, and when the workpiece W is rotated and conveyed by the holding unit 4 of the rotating body 2, the imaging device 200 images the workpiece W.
  • the control device 100 controls the movement and / or rotation of the stacked table 3 in the planar direction via the driving device 300 based on the imaging data of the workpiece W by the imaging device 200.
  • the holding portion 4 is conveyed from the conveyance mechanism 1 by the cam followers 52a and 52b of the second cam member 52, the cam groove 53a of the third cam member 53, and the cam groove 54a of the fourth cam member 54.
  • the holding surface 41 is close to the conveyance mechanism 1 in a state parallel to the conveyance plane of the workpiece W by the conveyance mechanism 1 and has been conveyed from the conveyance mechanism 1.
  • the holding surface 41 is separated from the conveyance mechanism 1 in a state in which the holding surface 41 is parallel to the conveyance plane of the workpiece W by the conveyance mechanism 1.
  • the holding unit 4 rotates and conveys the workpiece W while reversing the workpiece W according to the rotation of the rotating body 2, and when the rotating body 2 reaches the bottom dead center as shown in FIG.
  • the cam follower 4a and the cam groove 55a of the fifth cam member 55 approach the laminated table 3 so as to protrude downward from the rotating body 2, and work W while facing one side of the work W toward the laminated table 3. Is released and stacked on the stacking table 3.
  • the holding unit 4 is temporarily stopped while the rotating body 2 is rotated by the cam follower 51a of the first cam member 51 and the cam groove 55b of the fifth cam member 55, the holding unit 4 is stopped.
  • the predetermined workpiece W is stably stacked on the stacking table 3 without stopping the rotational conveyance of each workpiece W by 2.
  • the holding portion 4 rotates one surface of the workpiece W by the cam followers 52a and 52b of the second cam member 52, the cam groove 53a of the third cam member 53, and the cam groove 54a of the fourth cam member 54.
  • the workpiece W is reliably stacked on the stacking table 3 while being inclined toward the rear in the transport direction.
  • the holding unit 4 rotates upward according to the rotation of the rotating body 2, reaches the top dead center of the rotation of the rotating body 2 as described above, and is transported from the second transport mechanism 12 again.
  • the workpiece W held by suction is rotated and conveyed downward while being reversed to the stacking table 3.
  • the set of rotating bodies 2, the stacking table 3, and the holding unit 4 on the upstream side in the conveying direction, the set of rotating bodies 2, the stacking table 3, and the holding on the downstream side.
  • the stacking of the workpieces W by the unit 4 is started, and a predetermined number of workpieces W stacked by the upstream pair of rotating bodies 2, the stacking table 3, and the holding unit 4 are conveyed to the next step.
  • the upstream set of rotating bodies 2, the stacking table 3 and the holding unit 4 are used.
  • Stacking of the workpieces W is started again, and a predetermined number of workpieces W stacked by the downstream pair of rotating bodies 2, the stacking table 3, and the holding unit 4 are transported to the next step.
  • the stacking of the predetermined number of workpieces W related to the predetermined set on the upstream side or the downstream side is completed, the stacking of the workpieces W related to another set on the downstream side or the upstream side is started without interruption.
  • a predetermined number of workpieces W related to a predetermined set on the upstream side or the downstream side can be conveyed to the next step. For this reason, as compared with the conventional intermittent laminating apparatus, the laminating and transporting of the workpiece can be performed continuously, and the manufacturing efficiency of the battery can be remarkably improved.
  • the holding unit 4 is operated by the cam mechanism 5, but may be operated by other mechanisms.
  • the holding unit 4 performs an operation of being parallel to the conveyance surface of the workpiece W when approaching and separating from the conveyance mechanism 1 and an operation of temporarily stopping when the workpiece W is stacked on the stacking table 3. However, it is not always necessary to perform these operations.
  • the holding portion 4 when holding the workpiece W, the holding portion 4 performs suction with a predetermined gap t between the holding surface 41 holding the workpiece and the other surface of the workpiece W, as shown in FIG.
  • the workpiece W may be held.
  • the lower transfer conveyor 12c of the second transfer mechanism 12 is preferably released from the atmosphere by releasing the suction of the workpiece W. According to this, it is possible to prevent the holding surface 41 of the holding unit 4 from rubbing against the other surface of the workpiece W when the holding unit 4 holds the workpiece W.
  • the holding section 4 of the predetermined rotating body 2 is used. Therefore, it is possible to prevent the workpiece W from being inadvertently held.
  • the holding portion 4 ′ may be formed in a curved surface in which the holding surface 41 ′ holding the workpiece W is gently curved in a mountain shape along the rotation conveyance direction. According to this, since the work W held by the holding part 4 ′ is tensioned, it is possible to prevent the work W from fluttering or dripping during the rotation conveyance of the work W by the holding part 4.
  • the shape and size of the holding portion 4 are not particularly limited, but are formed in a shape and size that do not interfere with the claw portion 31 and other members when the workpiece W is stacked on the stacking table 3. Is preferred.

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Abstract

本発明は、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができる電池材料積層装置を提供することを目的とする。ワークＷを所定の方向に搬送する搬送機構１と、搬送機構１の下方に配置され、所定の回転軸を中心に回転する回転体２と、回転体２の周縁部に設けられ、ワークＷを保持する複数の保持部４と、ワークＷが積層される積層テーブル３とを備える。保持部４は、搬送機構１により一方面を保持されながら搬送されてきたワークＷの他方面を保持したあと、回転体２の回転に従ってワークＷを反転させながら回転搬送していき、ワークＷの一方面を積層テーブル３に向けながら積層する。

Description

電池材料積層装置
　本発明は、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを積層する電池材料積層装置に関するものである。
　従来、自動車用電池、住宅用電池、電子機器用電池などの各種電池において、積層型電池が使用されている。この積層型電池は、正極の極板、セパレータ、負極の極板、セパレータの順に交互に積層されて構成される。このような積層型電池の製造において、各極板およびセパレータを交互に積層したり、あるいは極板とセパレータをあらかじめ組み合わせたセルを交互に積層する技術が従来から知られている（特許文献１～２参照）。
　例えば、特許文献１には、各アライメントステージが平面方向に移動および／または回転することにより正極の極板および負極の極板を移動および／または回転させて適正な位置に調整したあと、第１移載アームおよび第２移載アームが当該各極板を保持する極板積層装置が開示されている。
　また、特許文献２には、積層体が載置される載置面と、電極の移動方向における載置面の一端に立設されて電極を停止させる停止部と、載置面と停止部との間に設けられた積層領域と、を有する積層部と、載置面に対向して配置され、積層部の積層領域に向けて気体を吹き付ける気体吹付部と、積層部に供給される電極が停止部に当接した後に電極に対して気体を吹き付けるよう、気体吹付部を制御する制御部とを備える積層装置が開示されている。
特開２０１２－１７４３８８号公報 特開２０１７－０８１６９９号公報
　しかしながら、従来の積層装置は、電池用材料を高速で連続的に積層することが難しいという問題があった。
　本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができる電池材料積層装置を提供することを目的とする。
　本発明は、上記目的を達成するために、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを積層する電池材料積層装置であって、ワークを所定の方向に搬送する搬送機構と、該搬送機構の近傍に配置され、所定の回転軸を中心に回転する回転体と、該回転体の周縁部に設けられ、ワークを保持する複数の保持部と、ワークが積層される積層テーブルとを備え、前記保持部は、前記搬送機構により一方面を保持されながら搬送されてきたワークの他方面を保持したあと、前記回転体の回転に従ってワークを反転させながら回転搬送していき、ワークの一方面を前記積層テーブルに向けながら積層することを特徴とする。
　これによれば、搬送機構から搬送されてきたワークを保持部で保持して、回転体の回転に従って反転させながら回転搬送させたあと、積層テーブルに順次積層していくため、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができる。
　また、前記回転体の前記保持部によりワークが前記積層テーブルに積層される際、前記回転体は、所定の回転軸を中心に回転することを維持する一方、前記保持部は、前記積層テーブルに対して相対的に停止するのが好ましい。これによれば、ワークを積層テーブルに積層する際、回転体が回転しながら保持部が一時的に停止するため、回転体による各ワークの回転搬送を止めることなく、所定のワークを積層テーブルに安定的に積層することができる。
　また、前記保持部は、ワークの一方面を回転搬送方向の後方に向けて傾斜させながらワークを前記積層テーブルに積層するのが好ましい。これによれば、ワークが回転搬送方向の斜め下方に傾斜するため、ワークを積層テーブルに確実に積層することができる。
　また、前記保持部は、前記搬送機構から搬送されてきたワークの他方面を保持する直前において、ワークを保持する保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で、前記搬送機構に近接するのが好ましい。これによれば、保持部の保持面がワークに平行な状態で近接するため、ワークを確実に保持することができる。また、特に保持部が吸引によりワークを保持する場合、ワークに対する吸引時間を十分確保し得るため、ワークをより確実に保持することができる。
　また、前記保持部は、前記搬送機構から搬送されてきたワークの他方面を保持した直後において、ワークを保持した保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で、前記搬送機構から離間するのが好ましい。これによれば、ワークが平行な状態で搬送機構から離間するため、その後にワークを確実に回転搬送することができる。
　また、前記保持部は、ワークを保持する保持面とワークの他方面との間で所定の隙間を空けた状態で、吸引によりワークを保持してもよい。これによれば、保持部がワークを保持する際、保持部の保持面がワークの他方面に擦れてしまうことを防止することができる。また、回転体が複数設けられている場合、ワークを次の回転体の保持部で保持するために所定の回転体を通過させる際、当該所定の回転体の保持部によりワークが不用意に保持されてしまうことを防止することができる。
　また、前記保持部は、ワークを保持する保持面が回転搬送方向に沿って山型に緩やかに湾曲した曲面に形成されてもよい。これによれば、保持部に保持されたワークに張りが生じるため、保持部によるワークの回転搬送中にワークがバタついたり、捲れたりすることを防止することができる。
　また、前記保持部は、前記回転体に設けられたカム機構により動作してもよい。例えば、前記カム機構は、所定の軌道のカム溝を有する一ないし複数のカム部材と、前記保持部に直接的または間接的に接続され、前記カム溝に摺動可能に嵌合した一ないし複数のカムフォロアとを備える。これによれば、簡易な構成にして保持部の各種動作を確実に実現することができる。
　また、前記積層テーブルは、回転搬送方向の前側位置に爪部材が設けられており、該爪部材は、前記回転体の前記保持部によりワークが積層テーブルに積層される際、ワークの前側縁部を受け止めるものとなされていてもよい。これによれば、ワークの前側縁部を揃えた状態で積層テーブルに確実に積層することができる。
　また、前記回転体の前記保持部によりワークが回転搬送される際、ワークを撮像する撮像装置と、前記積層テーブルを平面方向に移動および／または回転させる駆動装置と、前記撮像装置によるワークの撮像データに基づき、前記駆動装置を介して前記積層テーブルの平面方向の移動および／または回転を制御する制御装置とを備えてもよい。これによれば、ワークを積層テーブルに所定の位置および姿勢で確実に積層することができる。
　また、前記搬送機構の搬送方向に沿って、複数組の前記回転体、前記保持部及び前記積層テーブルが設けられ、所定の組の前記回転体、前記保持部および前記積層テーブルによる所定枚数のワークの積層が完了したあと、別の組の前記回転体、前記保持部および前記積層テーブルによるワークの積層を開始してもよい。これによれば、所定の組に係る所定枚数のワークの積層を完了したあと、途切れることなく別の組に係るワークの積層を速やかに開始することができるとともに、その間に所定の組に係る所定枚数のワークを次の工程に搬送することができる。このため、従来の間欠型の積層装置と比較して、ワークの積層と搬送を連続的に行うことができ、電池の製造効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
　また、本発明に係る電池製造装置は、上述の電池材料積層装置が設けられたことを特徴とする。これによれば、電池を効率的に製造することができる。
　本発明によれば、搬送機構から搬送されてきたワークを保持部で保持して、回転体の回転に従って反転させながら回転搬送させたあと、積層テーブルに順次積層していくため、電池材料に係るシート状のワークを高速で連続的に積層することができ、ひいては電池を効率的に製造することが可能となる。
本発明の実施形態に係る電池材料積層装置を示す全体構成図である。 図１の装置の回転体を示す正面図である。 図１の装置のカム機構を示す断面図である。 図１の装置の回転体とカム溝の関係を示す正面図である。 図１の装置の電気的構成を示す図である。 図１の装置の回転の上死点における動作を示す図である。 図１の装置の回転の下死点における動作を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る保持部を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る保持部とワークの吸着動作を示す図である。
　次に、本発明に係る電池材料積層装置（以下、本装置という）の実施形態について図１～図７を参照しつつ説明する。
　なお、本実施形態では、正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルの電池材料に係るシート状のワークＷを搬送並びに積層する場合について説明することとする。また、ワークＷは非常に薄いものであるが、説明の便宜上、各図面においてワークＷに厚みを持たせて図示している。　
　本装置は、図１に示すように、ワークＷを所定の搬送方向（図１の右方向）に搬送する搬送機構１と、該搬送機構１の下方においてワークＷの搬送方向に沿って並んで配置された２台の回転体２と、各回転体２の下方に配置された２台の積層テーブル３と、回転体２に設けられた保持部４と、搬送機構１、回転体２、積層テーブル３の動作を制御する制御装置１００とを備える。
　前記搬送機構１は、ワークＷの搬送方向の上流側に配置された第１の搬送機構１１と、ワークＷの搬送方向の下流側に配置された第２の搬送機構１２とからなり、第２の搬送機構１２の搬送方向の上流側端部と第１の搬送機構１１の搬送方向の下流側端部が上下に重なった状態で配置されている。
　前記第１の搬送機構１１は、ワークＷの搬送方向の下流側に設けられた主動軸１１ａと、ワークＷの搬送方向の上流側に設けられた図示略の従動軸と、主動軸１１ａと従動軸の間に無端状態に巻架されたコンベアベルト１１ｂとからなり、主動軸１１ａが回転することにより上側のコンベアベルト１１ｂが搬送方向に移動する。
　前記第２の搬送機構１２は、ワークＷの搬送方向の下流側に設けられた主動軸１２ａと、ワークＷの搬送方向の上流側に設けられた従動軸１２ｂと、主動軸と従動軸の間に無端状態に巻架されたコンベアベルト１２ｃとからなり、主動軸１２ａが回転することにより下側のベルトコンベア１２ｃが搬送方向に移動する。
　而して、ワークＷは、第１の搬送機構１１の上側のベルトコンベア１１ｂに他方面（下面）を向けて載置されたあと、該上側のベルトコンベア１１ｂの移動に従って搬送方向の下流側に向けて順次搬送される。そして、ワークＷは、第１の搬送機構１１の下流側端部に到達した際、第２の搬送機構１２の下側のコンベアベルト１２ｃに一方面（上面）を吸着により保持されたあと、該下側のベルトコンベア１２ｃの移動に従って搬送方向の下流側に向けて天吊り状態で順次搬送される。
　なお、ワークＷは，第２の搬送機構１２により搬送される過程において、搬送方向の上流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４により所定枚数積層されたあと、下流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４により所定枚数積層される。
　前記回転体２は、所定の大きさの円盤状に形成されたものであって、基台においてワークＷの搬送方向に垂直な幅方向（図１の奥行方向）に平行な回転軸２１を有しており、図示略の駆動機構により第２の搬送機構１２の搬送と同期しながら搬送方向に向けて右回りに回転するようになっている。
　前記回転体２の周縁部には、複数の保持部４が周方向に等間隔に設けられている。この保持部４は、図２に示すように、径方向の延びる態様で設けられるとともに、先端部がワークＷを例えば吸着により保持する保持面４１となされ、回転体２の回転に従って一体的に回転するようになっている。
　而して、ワークＷは、第２の搬送機構１２により搬送方向に搬送される過程において、回転体２の保持部４により他方面を保持されたあと、回転体２の回転に従って反転しながら下方の積層テーブル３まで回転搬送される。
　本実施形態では、前記保持部４は、回転体２に設けられた所定のカム機構５によって、回転体２の回転に従って回転する他、様々な動作を行うようになっている。以下、カム機構５について、図３および図４を参照しつつ、具体的に説明する。
　このカム機構５は、回転体２と基体６の間の空間に設けられており、回転体２に接続された第１のカム部材５１と、第１のカム部材５１に接続され、かつ保持部４の表側に直進ガイド５６を介して接続された第２のカム部材５２と、回転軸２１に設けられ、かつ第２のカム部材５２に接続された第３のカム部材５３および第４のカム部材５４と、保持部４の裏側に接続された第５のカム部材５５とを備える。
　而して、保持部４は、第１のカム部材５１および第２のカム部材５２を介して回転体２に接続されているため、回転体２の径方向に延びる姿勢を維持しながら、回転体２の回転に従って高速で回転することができる。
　また、保持部４の基端部にカムフォロア４ａが設けられており、該カムフォロア４ａが第５のカム部材５５に形成されたカム溝５５ａに摺動可能に嵌合している。この第５のカム部材５５のカム溝５５ａは、保持部４の径方向の移動を調整するものであり、図４に示すように、上死点と下死点において径方向外側に突出した略円環状の軌道に形成されている。このため、保持部４は、回転体２の回転に従って略円軌道を描きながら回転するとともに、保持部４のカムフォロア４ａが上死点または下死点に到達した際、第２のカム部材５２に対して直進ガイド５６を介して摺動しながら、通常の円形軌道よりも上方または下方に移動する。これにより、保持部４は、搬送機構１により搬送されたワークＷを保持する際、上方に移動することによりワークＷを確実に保持することができる。また、保持部４は、積層テーブル３にワークＷを積層する際、下方に移動することによりワークＷを確実に積層することができる。
　特に本実施形態では、第５のカム部材５５のカム溝５５ａの上部は、搬送機構１によるワークＷの搬送面に平行な略台形状の軌道に形成されているため、保持部４は、搬送機構１により搬送されたワークＷを保持する際、一定の間、上方に移動した状態を維持することができる。
　また、第２のカム部材５２の基端部の表側と裏側にカムフォロア５２ａ、５２ｂが設けられており、表側のカムフォロア５２ａが第３のカム部材５３に形成された略円環状の軌道のカム溝５３ａに摺動可能に嵌合するとともに、裏側のカムフォロア５２ｂが第４のカム部材５４に形成された略円環状の軌道のカム溝５４ａに摺動可能に嵌合している。これら第３のカム部材５３のカム溝５３ａおよび第４のカム部材５４のカム溝５４ａは、保持部４の姿勢を調整するものであり、図４に示すように、互いに回転体２の回転中心に対して左右に偏心した状態に形成されている。
　このため、保持部４は、搬送機構１から搬送されてきたワークＷの他方面を保持する直前において、保持面４１が搬送機構１によるワークＷの搬送平面に対して平行となる状態で搬送機構１に近接し得るため、ワークを確実に保持することができる。特に保持部４が吸引によりワークを保持する場合、ワークに対する吸引時間を十分確保し得るため、ワークをより確実に保持することができる。また、保持部４は、搬送機構１から搬送されてきたワークＷの他方面を保持した直後において、保持面４１が搬送機構１によるワークＷの搬送平面に対して平行となる状態で搬送機構１から離間し得るため、その後にワークを確実に回転搬送することができる。さらに、保持部４は、ワークＷの一方面を回転搬送方向の後方に向けて傾斜させながらワークＷを積層テーブル３に積層することができる。
　また、第１のカム部材５１の先端部には図示略の連結部材を介して一対のカムフォロア５１ａが設けられており、カムフォロア５１ａが第５のカム部材５５に形成されたカム溝５５ｂに摺動可能に嵌合している。この第５のカム部材５５のカム溝５５ｂは、保持部４の回転位相を調整するものであり、図４に示すように、下死点において径方向内側に窪んだ略円環状の軌道に形成されている。このため、第１のカム部材５１のカムフォロア５１ａが第５のカム部材５５のカム溝５５ｂの下死点付近の窪んだ部分を通過する間、保持部４と第１のカム部材５１の回転位相がずれることによって、保持部４が積層テーブル３に対して相対的に一時停止した状態となる。そして、第１のカム部材５１のカムフォロア５１ａが第５のカム部材５５のカム溝５５ｂの下死点付近の窪んだ部分を完全に通過すると、保持部４と第２のカム部材５２の回転位相が再び一致することによって、保持部４が回転体２に回転に従って再び回転する。このようにワークＷを積層テーブル３に積層する際、回転体２が回転しながら保持部４が一時的に停止するため、回転体２による各ワークＷの回転搬送を止めることなく、所定のワークＷを積層テーブル３に安定的に積層することができる。
　前記積層テーブル３は、保持部４により回転移送されてきたワークＷを順次搬送するものであり、制御装置１００により駆動装置３００を介して、ワークＷが積層されるごとに徐々に下方に移動したり、平面方向に移動および回転することによりワークＷの位置や姿勢を調整する。
　また、前記積層テーブル３は、回転体２の回転搬送方向の前側位置に爪部材３１が設けられている。この爪部材３１は、保持部４によりワークＷが積層される際、ワークＷの前側縁部を受け止めるものとなされている。なお、ワークＷを積層テーブル３に積層したあと、ワークＷの後側縁部を押さえる爪部材が設けられてもよい。
　前記制御装置１００は、図５に示すように、搬送機構１の第１の搬送機構１１と第２の搬送機構１２の搬送動作、回転体２の回転動作、積層テーブル３（駆動装置３００）の上下方向の動作を制御する。　
　なお、本実施形態では、回転体２の周辺部に撮像装置２００が設けられており、回転体２の保持部４によりワークＷが回転搬送される際、撮像装置２００によりワークＷを撮像する。これにより制御装置１００は、撮像装置２００によるワークＷの撮像データに基づき、駆動装置３００を介して積層テーブル３の平面方向の移動および／または回転を制御する。
　次に、本装置の上流側の回転体２、積層テーブル３および保持部４によるワークＷの保持および積層の動作について、図６および図７を参照しつつ説明する。
　前記保持部４は、回転体２の回転に従って回転する過程において、図６に示すように、回転の上死点に到達した際、保持部４のカムフォロア４ａと第５のカム部材５５のカム溝５５ａにより、回転体２から上方に突出するように搬送機構１の第２の搬送機構１２に近接していき、第２の搬送機構１２から搬送方向に搬送されているワークＷの他方面（下面）を保持したあと、回転体２に戻るように第２の搬送機構１２から離間する。
　このとき、保持部４は、第２のカム部材５２のカムフォロア５２ａ、５２ｂと第３のカム部材５３のカム溝５３ａおよび第４のカム部材５４のカム溝５４ａとにより、搬送機構１から搬送されてきたワークＷの他方面を保持する直前において、保持面４１が搬送機構１によるワークＷの搬送平面に対して平行となる状態で搬送機構１に近接するとともに、搬送機構１から搬送されてきたワークＷの他方面を保持した直後において、保持面４１が搬送機構１によるワークＷの搬送平面に対して平行となる状態で搬送機構１から離間する。
　一方、保持部４は、回転体２の回転に従ってワークＷを反転させながら下方に回転搬送していき、図７に示すように、回転体２の回転の下死点に到達した際、保持部４のカムフォロア４ａと第５のカム部材５５のカム溝５５ａにより、回転体２から下方に突出する態様で積層テーブル３に近接していき、ワークＷの一方面を積層テーブル３に向けながらワークＷの保持を解除して積層テーブル３に積層する。
　このとき、保持部４は、第１のカム部材５１のカムフォロア５１ａと第５のカム部材５５のカム溝５５ｂにより、回転体２が回転しながら保持部４が一時的に停止するため、回転体２による各ワークＷの回転搬送を止めることなく、所定のワークＷを積層テーブル３に安定的に積層する。
　また、保持部４は、第２のカム部材５２のカムフォロア５２ａ、５２ｂと第３のカム部材５３のカム溝５３ａおよび第４のカム部材５４のカム溝５４ａとにより、ワークＷの一方面を回転搬送方向の後方に向けて傾斜させながらワークＷを積層テーブル３に確実に積層する。
　その後、保持部４は、回転体２の回転に従って上方に回転していき、上述のように回転体２の回転の上死点に到達して、再び、第２の搬送機構１２から搬送されてきたワークＷを吸着により保持して積層テーブル３まで反転させながら下方に回転搬送する。
　なお、搬送方向の上流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４による所定枚数のワークＷの積層を完了したあと、下流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４によるワークＷの積層を開始するとともに、上流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４により積層された所定枚数のワークＷを次の工程に搬送する。また、下流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４による所定数のワークＷの積層が完了したあと、上流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４によるワークＷの積層を再び開始するとともに、下流側の一組の回転体２、積層テーブル３および保持部４により積層された所定枚数のワークＷを次の工程に搬送する。
　このように、上流側または下流側の所定の組に係る所定枚数のワークＷの積層を完了したあと、途切れることなく下流側または上流側のその他の別の組に係るワークＷの積層を開始することができるとともに、その間に上流側または下流側の所定の組に係る所定枚数のワークＷを次の工程に搬送することができる。このため、従来の間欠型の積層装置と比較して、ワークの積層と搬送を連続的に行うことができ、電池の製造効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
　なお、本実施形態では、保持部４がカム機構５により動作するものとしたが、その他の機構により動作してもよい。
　また、保持部４は、搬送機構１に近接および離間するときにワークＷの搬送面に対して平行となる動作と、積層テーブル３にワークＷを積層するときに一時的に停止する動作とを行うものとしたが、必ずしもこれらの動作を行う必要はない。
　また、前記保持部４は、ワークＷを保持する際、図８に示すように、ワークを保持する保持面４１とワークＷの他方面の間で所定の隙間ｔを空けた状態で、吸引によりワークＷを保持してもよい。また、この際、第２の搬送機構１２の下側の搬送コンベア１２ｃは、ワークＷの吸着を解除して大気開放するとよい。これによれば、保持部４がワークＷを保持する際、保持部４の保持面４１がワークＷの他方面に擦れてしまうことを防止することができる。また、回転体２が複数設けられている場合、ワークＷを次の回転体２の保持部４で保持するために所定の回転体２を通過させる際、当該所定の回転体２の保持部４によりワークＷが不用意に保持されてしまうことを防止することができる。
　また、前記保持部４’は、図９に示すように、ワークＷを保持する保持面４１’が回転搬送方向に沿って山型に緩やかに湾曲した曲面に形成されてもよい。これによれば、保持部４’に保持されたワークＷに張りが生じるため、保持部４によるワークＷの回転搬送中にワークＷがバタついたり、捲れたりすることを防止することができる。
　また、前記保持部４の形状や大きさは特に限定されるものではないが、積層テーブル３にワークＷを積層する際、爪部３１やその他の部材と干渉しない形状や大きさに形成されるのが好ましい。
　以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
１…搬送機構
　１１…第１の搬送機構
　１２…第２の搬送機構
２…回転体
３…積層テーブル
４…保持部
　４１…保持面
５…カム機構
　５１…第１のカム部材
　５２…第２のカム部材
　５３…第３のカム部材
　５４…第４のカム部材
　５５…第５のカム部材
　５６…直進ガイド
６…基体
１００…制御装置
２００…撮像装置
３００…駆動装置
Ｗ…ワーク
　

Claims (13)

  1. 　正極、負極、セパレータ、あるいはそれらから構成されるセルなどの電池材料に係るシート状のワークを積層する電池材料積層装置であって、
    　ワークを所定の方向に搬送する搬送機構と、
    　該搬送機構の近傍に配置され、所定の回転軸を中心に回転する回転体と、
    　該回転体の周縁部に設けられ、ワークを保持する複数の保持部と、
    　ワークが積層される積層テーブルとを備え、
    　前記保持部は、前記搬送機構により一方面を保持されながら搬送されてきたワークの他方面を保持したあと、前記回転体の回転に従ってワークを反転させながら回転搬送していき、ワークの一方面を前記積層テーブルに向けながら積層することを特徴とする電池材料積層装置。
  2. 　前記回転体の前記保持部によりワークが前記積層テーブルに積層される際、
    　前記回転体は、所定の回転軸を中心に回転することを維持する一方、
    　前記保持部は、前記積層テーブルに対して相対的に停止する請求項１に記載の電池材料積層装置。
  3. 　前記保持部は、ワークの一方面を回転搬送方向の後方に向けて傾斜させながらワークを前記積層テーブルに積層する請求項１または請求項２に記載の電池材料積層装置。
  4. 　前記保持部は、前記搬送機構から搬送されてきたワークの他方面を保持する直前において、ワークを保持する保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で、前記搬送機構に近接する請求項１に記載の電池材料積層装置。
  5. 　前記保持部は、前記搬送機構から搬送されてきたワークの他方面を保持した直後において、ワークを保持した保持面が前記搬送機構によるワークの搬送平面に対して平行となる状態で、前記搬送機構から離間する請求項１に記載の電池材料積層装置。
  6. 　前記保持部は、ワークを保持する保持面とワークの他方面との間で所定の隙間を空けた状態で、吸引によりワークを保持する請求項１に記載の電池材料積層装置。
  7. 　前記保持部は、ワークを保持する保持面が回転搬送方向に沿って山型に緩やかに湾曲した曲面に形成されている請求項１に記載の電池材料積層装置。
  8. 　前記保持部は、前記回転体に設けられたカム機構により動作する請求項１に記載の電池材料積層装置。
  9. 　前記カム機構は、所定の軌道のカム溝を有する一ないし複数のカム部材と、前記保持部に直接的または間接的に接続され、前記カム溝に摺動可能に嵌合した一ないし複数のカムフォロアとを備える請求項８に記載の電池材料積層装置。
  10. 　前記積層テーブルは、回転搬送方向の前側位置に爪部材が設けられており、
    　該爪部材は、前記回転体の前記保持部によりワークが積層テーブルに積層される際、ワークの前側縁部を受け止めるものとなされている請求項１に記載の電池材料積層装置。
  11. 　前記回転体の前記保持部によりワークが回転搬送される際、ワークを撮像する撮像装置と、
    　前記積層テーブルを平面方向に移動および／または回転させる駆動装置と、
    　前記撮像装置によるワークの撮像データに基づき、前記駆動装置を介して前記積層テーブルの平面方向の移動および／または回転を制御する制御装置とを備える請求項１に記載の電池材料積層装置。
  12. 　前記搬送機構の搬送方向に沿って、複数組の前記回転体、前記保持部及び前記積層テーブルが設けられ、所定の組の前記回転体、前記保持部および前記積層テーブルによる所定枚数のワークの積層が完了したあと、別の組の前記回転体、前記保持部および前記積層テーブルによるワークの積層を開始する請求項１に記載の電池材料積層装置。
  13. 　請求項１に記載の電池材料積層装置が設けられたことを特徴とする電池製造装置。
    　
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