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公開番号2021131943
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210909
出願番号2020025456
出願日20200218
発明の名称積層装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/04 20060101AFI20210813BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シート体の搬送速度に関らず、載置台に積層するときのシート体の位置精度を向上できる積層装置を提供する。
【解決手段】積層装置100の位置調整部85は、保持部40に保持されたセパレータ付き正極11と載置台200との間の位置調整を行う。位置調整部85は、セパレータ付き正極11に対して載置台200を適切な位置に移動させることができる。また、可動子31,86と、固定子であるガイド部80と、によってリニアモータ125が構成される。リニアモータ125は、可動子31と可動子86との間の位置関係の調整を容易に、且つ精度よく行うことができる。すなわち、リニアモータ125は、保持部40を介して可動子31と共に移動するセパレータ付き正極11と、位置調整部85を介して可動子86と共に移動する載置台200との間の位置関係の調整を容易に、且つ精度よく行うことができる。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項1】
シート体を搬送する第1の搬送部及び第2の搬送部と、
前記第1の搬送部の前記シート体を保持部で保持し、当該シート体を前記第2の搬送部へ移動させて当該第2の搬送部にて解放する移載部と、
前記第2の搬送部に設けられる、前記シート体を載置する載置台と、
前記保持部に保持された前記シート体と前記載置台との間の位置調整を行う位置調整部と、を備え、
前記移載部は、ガイド部に沿って移動する第1の可動部を有し、
前記位置調整部は、前記ガイド部に沿って移動する第2の可動部を有し、
可動子である前記第1の可動部及び前記第2の可動部と、固定子である前記ガイド部と、によってリニアモータが構成され、
前記位置調整部は、位置調整部材を前記載置台に接触させることによって、前記位置調整を行う、積層装置。
続きを表示(約 200 文字)【請求項2】
前記位置調整部材は、搬送方向における一方側から前記載置台に接触し、
前記載置台は、前記第2の搬送部に対して、前記搬送方向における一方側へ弾性力を付与される、請求項1に記載の積層装置。
【請求項3】
前記第1の可動部は、前記保持部と共に、基準速度で移動し、
前記第2の可動部は、前記基準速度に対して調整された速度で移動する、請求項1又は2に記載の積層装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、積層装置に関する。
続きを表示(約 7,400 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1,2には積層装置が開示されている。特許文献1に開示された積層装置では、シート体を保持する保持部自体に、位置調整の機構を有している。特許文献2に開示された積層装置は、一方の搬送部のシート体を保持部で保持し、当該シート体を他の搬送部へ移動させると共に、解放することでシート体を積層するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2012−018776号公報
特開2016−197527号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のように、特許文献1には、保持部自体が位置調整の機構を有することが記載されている。このような技術に基づいて、特許文献2に示す積層装置において、個々の保持部に特許文献1のような位置調整の機構を持たせることが考え得る。具体的には、例えば、一方の搬送部の上流側で位置検出を行い、下流側で、保持部はシート体の保持を行う。また、保持部は、他方の搬送部上の載置台の位置を検出し、保持部と載置台とを同期の上で積層を行う。前述の構成の如く、保持部がシート体を保持するときに、シート体の位置合わせを行えば、積層時は、保持部と載置台との位置があっていればよいことになる。ところで、シート体又は載置台との両方が移動していると、例えば、シート体の位置検出より保持を行う間にも、シータ遺体の位置が、推定した位置からの位置ずれを生じる可能性がある。シート体の搬送速度が遅ければ、この位置ずれは無視できる程度に小さいが、シート体の搬送速度を速くしていくと、位置ずれが大きくなり、積層体の品質に影響することがある。
【0005】
本発明は、シート体の搬送速度に関らず、載置台に積層するときのシート体の位置精度を向上できる積層装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一側面に係る積層装置は、シート体を搬送する第1の搬送部及び第2の搬送部と、第1の搬送部のシート体を保持部で保持し、当該シート体を第2の搬送部へ移動させて当該第2の搬送部にて解放する移載部と、第2の搬送部に設けられる、シート体を載置する載置台と、保持部に保持されたシート体と載置台との間の位置調整を行う位置調整部と、を備え、移載部は、ガイド部に沿って移動する第1の可動部を有し、調整部は、ガイド部に沿って移動する第2の可動部を有し、可動子である第1の可動部及び第2の可動部と、固定子であるガイド部と、によってリニアモータが構成され、位置調整部は、位置調整部材を載置台に接触させることによって、位置調整を行う。
【0007】
この積層装置では、第1の搬送部のシート体を保持部で保持し、当該シート体を第2の搬送部へ移動させて当該第2の搬送部にて解放する移載部を有する。従って、移載部は、第2の搬送部に設けられた載置台上でシートを解放することで、積層台上でシート体を積層させることができる。ここで、例えば、保持部と載置台との間の位置調整を行っても、保持部とシート体との間の位置がずれている場合、シート体は、載置台に対してずれた位置に積層される。これに対し、本発明に係る積層装置の位置調整部は、保持部に保持されたシート体と載置台との間の位置調整を行う。位置調整部は、移載部の第1の可動子とは異なる第2の可動子によって移動することができる。すなわち、位置調整部は、シート体を保持する保持部とは独立して移動することが可能である。このような位置調整部が、位置調整部材を載置台に接触させることによって、当該載置台を押し込むことで、シート体に対して載置台を相対的に移動させることができる。これにより、位置調整部は、シート体に対して載置台を適切な位置に移動させることができる。また、可動子である第1の可動部及び第2の可動部と、固定子であるガイド部と、によってリニアモータが構成される。リニアモータは、特別なセンサや制御を追加しなくとも、第1の可動部と第2の可動部との間の位置関係の調整を容易に、且つ精度よく行うことができる。すなわち、リニアモータは、保持部を介して第1の可動子と共に移動するシート体と、位置調整部を介して第2の可動子と共に移動する載置台との間の位置関係の調整を容易に、且つ精度よく行うことができる。以上より、シート体が高速で反応されている場合など、保持部の保持時に位置ずれが生じても、積層時におけるシート体の載置台に対する位置精度を向上することができる。
【0008】
位置調整部材は、搬送方向における一方側から載置台に接触し、載置台は、第2の搬送部に対して、搬送方向における一方側へ弾性力を付与されてよい。当該弾性力は、位置調整部材と接触した場合に、載置台が搬送方向における他方側へ移動しすぎることを抑制できる。また、弾性力は、位置調整部材との接触が解除された場合に、載置台を元の位置に復帰させることができる。
【0009】
第1の可動部は、保持部と共に、基準速度で移動し、第2の可動部は、基準速度に対して調整された速度で移動してよい。この場合、リニアモータは、第1の可動部に対する第2の可動部の相対位置を調整するように、当該第2の可動部の速度を制御すればよい。当該制御は、第1の可動部及び第2の可動部の速度を両方制御する場合に比して、容易に行うことができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、シート体の搬送速度に関らず、載置台に積層するときのシート体の位置精度を向上できる積層装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
蓄電装置の内部を示す断面図である。
図1のII−II線断面図である。
積層装置を示す概略平面図である。
正極移載装置の概略平面図である。
移載部をX方向から見たときの図である。
移載部をY方向から見たときの図である。
移載部をZ方向から見たときの図である。
Z方向への保持部の移動の様子を示す概略図である。
載置台の平面図である。
位置調整の様子を示す概略側面図である。
位置調整の様子を示す概略側面図である。
比較例に係る積層装置の位置調整の様子を示す概略側面図である。
可動子を回転方向への保持部の位置調整に用いた場合の様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0013】
まず、一実施形態に係る積層装置によって製造された積層体を含む蓄電装置について説明する。図1は、蓄電装置の内部を示す断面図である。図2は、図1のII−II線断面図である。図1及び図2において、蓄電装置1は、積層型の電極組立体を有するリチウムイオン二次電池である。
【0014】
蓄電装置1は、例えば略直方体形状のケース2と、このケース2内に収容された電極組立体3とを備えている。ケース2は、例えばアルミニウム等の金属により形成された、ケース本体と蓋とにより構成されている。ケース2の内部には、図示はしないが、例えば非水系(有機溶媒系)の電解液が注液されている。ケース2上には、正極端子4及び負極端子5が互いに離間して配置されている。正極端子4は、絶縁リング6を介してケース2に固定され、負極端子5は、絶縁リング7を介してケース2に固定されている。また、電極組立体3とケース2の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムが配置されており、絶縁フィルムによってケース2と電極組立体3との間が絶縁されている。図1では便宜上、電極組立体3の下端とケース2の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体3の下端が絶縁フィルムを介してケース2の内側の底面に接触している。
【0015】
電極組立体3は、複数の正極8と複数の負極9とが袋状のセパレータ10を介して交互に積層された構造を有している。正極8は、袋状のセパレータ10に包まれている。袋状のセパレータ10に包まれた状態の正極8は、セパレータ付き正極11として構成されている。従って、電極組立体3は、複数のセパレータ付き正極11と複数の負極9とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体3の両端に位置する電極は、負極9である。
【0016】
正極8は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔14と、この金属箔14の両面に形成された正極活物質層15とを有している。金属箔14は、平面視矩形状の箔本体部14aと、この箔本体部14aと一体化されたタブ14bとを有している。タブ14bは、箔本体部14aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ14bは、セパレータ10を突き抜けている。複数の正極8より延びる複数のタブ14bは、集箔された状態で導電部材12に接続(溶接)され、導電部材12を介して正極端子4に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ14bを省略している。
【0017】
正極活物質層15は、箔本体部14aの表裏両面に形成されている。正極活物質層15は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとが含まれる。
【0018】
負極9は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔16と、この金属箔16の両面に形成された負極活物質層17とを有している。金属箔16は、平面視矩形状の箔本体部16aと、この箔本体部16aと一体化されたタブ16bとを有している。タブ16bは、箔本体部16aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ16bは、導電部材13を介して負極端子5に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ16bを省略している。
【0019】
負極活物質層17は、箔本体部16aの表裏両面に形成されている。負極活物質層17は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。
【0020】
セパレータ10は、平面視矩形状を呈している。セパレータ10の形成材料としては、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、或いはポリプロピレン、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または不織布等が例示される。
【0021】
以上のように構成された蓄電装置1を製造する場合は、まずセパレータ付き正極11及び負極9を製作した後、セパレータ付き正極11と負極9とを交互に積層する。次いで、積層されたセパレータ付き正極11及び負極9をテープ等で固定することで電極組立体3を得る。そして、予め、蓋と正極端子4及び負極端子5を組立て、導電部材12を介してセパレータ付き正極11のタブ14bを正極端子4に接続すると共に、導電部材13を介して負極9のタブ16bを負極端子5に接続した後、電極組立体3をケース2内に収容する。その後、蓋とケース2とを溶接する封缶、及び、電解液のケース2内への注液、等を行う。
【0022】
次に、積層装置100について説明する。図3は、積層装置100を示す概略平面図である。図3に示すように、積層装置100は、正極搬送装置110(第1の搬送部)と、負極搬送装置120(第1の搬送装置)と、正極移載装置130と、負極移載装置140と、正極用トラッキングカメラ150,155と、負極用トラッキングカメラ160,165と、積層コンベア170(第2の搬送部)と、を有している。積層装置100では、セパレータ付き正極11(シート体)と負極9(シート体)とが、積層コンベア170で搬送される複数の載置台200のそれぞれに交互に積層される。
【0023】
正極搬送装置110は、前工程によって製造されたセパレータ付き正極11を所定の搬送経路R1に沿って搬送する。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして製造された正極8をセパレータで包みセパレータ付き正極11を製造するセパレータ包装システム91であってよい。セパレータ包装システム91は、製造したセパレータ付き正極11を正極搬送装置110に供給する。正極搬送装置110は、例えばベルトコンベアであってよい。図示のように、正極搬送装置110は、セパレータ包装システム91を起点としてX方向に沿って直線状に配置されている。正極搬送装置110では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによってベルトコンベアの搬送速度を取得することができる。
【0024】
負極搬送装置120は、前工程によって製造された負極9を所定の搬送経路R2に沿って搬送する。前工程は、一例では、帯状の電極母材をダイカットして負極9を製造するダイカットシステム93であってよい。ダイカットシステム93は、製造された負極9を負極搬送装置120に供給する。負極搬送装置120は、例えばベルトコンベアであってよい。図示のように、負極搬送装置120は、ダイカットシステム93を起点としてX方向に沿って直線状に配置されている。負極搬送装置120では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによってベルトコンベアの搬送速度を取得することができる。図示例では、正極搬送装置110によって搬送されるセパレータ付き正極11の搬送方向と、負極搬送装置120によって搬送される負極9の搬送方向とが互いに対向している。また、正極搬送装置110と負極搬送装置120とは、Y方向に互いにずれた位置に配置されている。
【0025】
正極用トラッキングカメラ150は、正極搬送装置110における搬送経路R1を搬送中のセパレータ付き正極11を撮像する。正極用トラッキングカメラ150は、正極搬送装置110の搬送経路R1に沿った位置に配置されている。一例として、正極用トラッキングカメラ150によって撮像された画像情報と、正極搬送装置110のロータリエンコーダから取得される搬送速度とに基づいて、正極搬送装置110に搬送されるセパレータ付き正極11の位置が推定され得る。なお、セパレータ付き正極11の位置には、X方向及びY方向における位置と、Z方向を回転軸としたときのセパレータ付き正極11の回転位置と、が含まれる。
【0026】
正極用トラッキングカメラ155は、正極移載装置130における後述の搬送経路R3を搬送中のセパレータ付き正極11を撮像する。正極用トラッキングカメラ155は、正極移載装置130の搬送経路R3に沿った位置に配置されている。一例として、正極用トラッキングカメラ155によって撮像された画像情報に基づいて、正極移載装置130の保持部40に対するセパレータ付き正極11の位置が推定され得る。
【0027】
負極用トラッキングカメラ160は、負極搬送装置120における搬送経路R2を搬送中の負極9を撮像する。負極用トラッキングカメラ160は、負極搬送装置120の搬送経路R2に沿った位置に配置されている。一例として、負極用トラッキングカメラ160によって撮像された画像情報と、負極搬送装置120のロータリエンコーダから取得される搬送速度とに基づいて、負極搬送装置120を搬送される負極9の位置が推定され得る。なお、負極9の位置とは、X方向及びY方向における位置と、Z方向を回転軸としたときの負極9の回転位置と、が含まれる。
【0028】
負極用トラッキングカメラ165は、負極移載装置140における後述の搬送経路R4を搬送中の負極9を撮像する。負極用トラッキングカメラ165は、負極移載装置140の搬送経路R4に沿った位置に配置されている。一例として、負極用トラッキングカメラ165によって撮像された画像情報に基づいて、負極移載装置140の保持部40に対する負極9の位置が推定され得る。
【0029】
正極移載装置130は、正極搬送装置110を搬送中のセパレータ付き正極11を保持する。保持されたセパレータ付き正極11は、積層コンベア170で搬送される載置台200上に移載される。図示例の正極移載装置130は、正極搬送装置110と積層コンベア170との間に配置されている。
【0030】
正極移載装置130は、ガイド部80と、ガイド部80に沿って移動する複数の移載部45と、を備えている。ガイド部80は、直線状の区間を含む循環した搬送経路R3を構成する。図示例のガイド部80によって構成される搬送経路R3は、トラック形状をなしており、互いに平行に配置された2カ所の直線状の区間S1,S2を含む。一方の直線状の区間S1において、ガイド部80の搬送経路R3は、正極搬送装置110の搬送経路R1と平行になっている。図示例では、正極移載装置130のガイド部80は、平面視において左回り(反時計回り)に移載部45を移動させる。
(【0031】以降は省略されています)

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