(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正負の電極がセパレータを介して交互に積層されたシート状二次電池における正負いずれかの電極を２枚のセパレータで袋詰めしたシート状二次電池の袋体成形方法において、
間欠送りされる多角形の吸着ドラムの回りに設定したステーションで吸着ドラムの回動に伴って吸着ドラムの側面からなる吸着面に第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を順次供給して、第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を吸着面に重複して吸着し、
第１、第２のセパレータ素材を溶着してから第１、第２のセパレータ素材を切断してセパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して、吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形するシート状二次電池の袋体成形方法。
【請求項２】
正負の電極がセパレータを介して交互に積層されたシート状二次電池における正負いずれかの電極を２枚のセパレータで袋詰めしたシート状二次電池の袋体成形方法において、
側面を吸着面とした四角形の吸着ドラムを水平軸の回りで９０°間欠送りしてその回りにステーションＡ〜Ｄを順次設定し、
ステーションＡでは、上面に位置する吸着ドラムの吸着面が供給された第１のセパレータ素材を吸着するとともにセパレータ素材上に電極が重ねて供給されると吸着面が第１のセパレータ素材、電極を重複して吸着し、
吸着ドラムが９０°回動されて吸着面が第１のセパレータ素材を引き出しながら第１のセパレータ素材、電極を吸着してステーションＢに至ると、ステーションＢでは第２のセパレータ素材が電極を覆って第１のセパレータ上に供給され、吸着面が第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を重複して吸着し、重複して吸着された状態で、第１、第２のセパレータ素材を溶着して電極を袋詰めした袋体を形成し、
吸着ドラムがさらに９０°回動されて、吸着面が第１、第２のセパレータ素材を引き出しながら第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を一体的に吸着してステーションＣに至ると、ステーションＢ、Ｃの境界で第１、第２のセパレータ素材を切断して第１、第２のセパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形するシート状二次電池の袋体成形方法。
【請求項３】
吸着面が下方に面したステーションＣにおいて、電極をセパレータに袋詰めした袋体が成形されると、吸着面による吸着を解除して吸着面から袋体を自然落下させて回収する請求項１または２記載のシート状二次電池の袋体成形方法。
【請求項４】
抵抗発熱体をステーションＢ、Ｃの境界で第１、第２のセパレータ素材に押し当ててセパレータ素材を熱切断する請求項２記載のシート状二次電池の袋体成形方法。
【請求項５】
側面を負圧の作用する吸着面とし、間欠的に回動されて少なくとも３つのステーションＡ〜Ｃを順次設定する多角形の吸着ドラムと、
第１のセパレータ素材が巻装され、ステーションＡにおいて吸着ドラムの吸着面に第１のセパレータ素材を供給して吸着させ、吸着ドラムの回動に伴った第１のセパレータ素材の引き出しを許容する第１の供給ローラと、
ステーションＡにおいて、吸着面に吸着された第１のセパレータ素材上に電極を供給して、電極を第１のセパレータ素材と重複して吸着面に吸着させる電極供給手段と、
第２のセパレータ素材が巻装され、ステーションＢに至った吸着ドラムの吸着面に電極を覆って第１のセパレータ上に第２のセパレータ素材を供給して第１のセパレータ素材、電極と重複して第２のセパレータ素材を吸着面に吸着させ、吸着ドラムの回動に伴った第２のセパレータ素材の引き出しを許容する第２の供給ローラと、
ステーションＢにおいて、電極を挟んで吸着面に吸着された第１、第２のセパレータ素材を溶着して電極を袋詰めした袋体を形成する溶着手段と、
吸着面が第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を一体的に吸着してステーションＣに至ると、ステーションＢ、Ｃの境界で第１、第２のセパレータ素材を切断して第１、第２のセパレータ素材からセパレータを切り取る切断手段と、
を具備し、切断手段が第１、第２のセパレータ素材を切断して第１、第２のセパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形するシート状二次電池の袋体成形装置。
【請求項６】
吸着ドラムは水平軸の回りを９０°の間欠送りで回動する四角形の吸着ドラムであり、
吸着ドラムの吸着面が上方に面した水平位置でステーションＡが、下方に面した水平位置でステーションＣが、ステーションＡ、Ｃの間の垂直位置でステーションＢがそれぞれ設定され、
ステーションＣに位置する吸着面に対向してその下方に袋体の回収のためのパレットが配置された請求項５記載のシート状二次電池の袋体成形装置。
【請求項７】
切断手段は抵抗発熱体からなり、
吸着ドラムの側面の角をその水平軸に沿って切欠いて、吸着ドラムの側面の角において第１、第２のセパレータ素材、吸着面間に隙間を形成する逃げ部が形成された請求項５または６記載のシート状二次電池の袋体成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正負の電極がセパレータを介して交互に積層されたシート状二次電池における正負いずれかの電極を２枚のセパレータで袋詰めしたシート状二次電池の袋体成形方法および成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
正負の電極がセパレータを介して交互に積層されたシート状二次電池が知られており、特に、リチウムイオン二次電池は自己放電が少なく、メモリー効果がないなどの点から携帯電話、ノートパソコンなどの携帯用の電気・情報機器、オーディオ機器をはじめ電気自動車などに広範囲に利用されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池などのシート状二次電池においては、いずれもシート状で矩形の正負の電極、セパレータを、セパレータ、正電極（または負電極）、セパレータ、負電極(または正電極)の順に重ねて組合せ、その組合せを所定数積層し、それらを外装ケースで覆い、電解液を注入し密封して構成されている。
【０００４】
シート状二次電池では正負の電極の間に２枚のセパレータを介在させたセパレータ、正電極、セパレータ、負電極からなる組合せが単位となり、この組合せがシート状二次電池においては大量に必要とされる。そのため、セパレータ、正電極、セパレータ、負電極からなる組合せを効率よく量産することがシート状二次電池の生産に不可欠とされる。
【０００５】
たとえば、特開２００５−３２７７７９号公報では、いずれもロール状の電極素材、セパレータ素材がパレットを挟んで左右から供給され、電極素材から交互に成形した正負の電極、セパレータ素材から連続して成形したセパレータが、セパレータ、正電極、セパレータ、負電極の順にパレットに積み重ねられる構成が開示されている。この方法によれば、セパレータ、正電極、セパレータ、負電極からなる組合せを効率よく量産できる。
【０００６】
セパレータ、正電極、セパレータ、負電極の組合せを単純に積み重ねる方法（単純積み重ね方法）に代えて、正負の電極のいずれか、たとえば正電極をセパレータで両側から挟んでセパレータを溶着して正電極を袋詰めした袋体を成形し、これに（裸の）負電極を組合せる方法が提案されており、この方法では（正）電極をセパレータで袋詰めした袋体が大量に必要となる。
【０００７】
たとえば、特開２００７−２４２５０７号公報では、ベルトコンベヤに沿って電極の袋詰めのための構成部材を配置し、コンベヤの進行に伴って電極を２枚のセパレータで袋詰めするシート状二次電池の袋体成形方法が記載されている。概略図を示す図５を参照しながらこの公報における袋体成形装置を説明すると、ベルトコンベヤ５１の進行方向（図の左から右）に沿ってベルトコンベヤの上方に、セパレータ素材の第１の供給ローラ５２−１、電極吸着盤５３、セパレータ素材の第２の供給ローラ５２−２、熱溶着機５４、カッター５５、取出しアーム５６を配置して、シート状二次電池の袋体成形装置５０が構成されている。
【０００８】
ベルトコンベヤ５１、電極吸着盤５３、取出しアーム５６はいずれも負圧によって吸着可能とされ、電極吸着盤、熱溶着機５４、カッター５５、取出しアームは昇降可能にそれぞれ構成されている。
【０００９】
（イ）第１の供給ローラ５２−１から供給されたセパレータ素材ａ１はベルトコンベヤ５１の上面（吸着面）に吸着されてベルトコンベヤの進行に伴って右方向に引き出され、電極吸着盤５３の下までセパレータ素材ａ１が搬送されると、電極吸着盤が降下しその負圧を除くことによって電極ｂがセパレータ素材ａ１上に供給され、セパレータ素材ａ１の上からベルトコンベヤに吸着される。また、第２の供給ローラ５２−２からセパレータ素材ａ２が引き出されて電極ｂの上から供給され、セパレータ素材ａ１、電極ｂ、セパレータ素材ａ２がベルトコンベヤ５１に重複して吸着される。
【００１０】
（ロ）セパレータ素材ａ１、電極ｂ、セパレータ素材ａ２の先端部が熱溶着機５４の下に至ると、熱溶着機が下降し、たとえば電極ｂの前後において２枚のセパレータ素材ａ１、ａ２が溶着されて袋体の原形が形成される。
（ハ）カッター５５が下降し、下降位置で水平方向にスライドしてセパレータ素材ａ１、ａ２からセパレータａ１’、ａ２’を切り取ることにより、電極ｂをセパレータａ１’、ａ２’に袋詰めした袋体ｄが切り取られ、成形される。
（ニ）そして、回収のための移送手段である取出しアーム５６が下降し、袋体ｄを吸着して上昇することによって袋体がベルトコンベヤ５１から取出し、移送されて回収される。
なお、図中において、参照符号Ｓは溶着によるシールの中心、参照符号Ｃは切断面を示す。
【００１１】
特開２００７−２４２５０７号公報の構成によれば、上記の（イ）セパレータ素材ａ１、電極ｂ、セパレータ素材ａ２の供給、（ロ）２枚のセパレータ素材の溶着(袋体の形成)、（ハ）２枚のセパレータ素材の切断、セパレータの切り取り、（ニ）袋体の取出しの工程を経て電極ｂをセパレータａ１’、ａ２’に袋詰めした袋体ｄが連続的に成形される。
【００１２】
なお、（イ）で３つの工程がなされており、詳細にいえば、６つの工程、すなわち、（Ａ）セパレータ素材ａ１の供給工程、（Ｂ）電極ｂの供給工程、（Ｃ）セパレータ素材ａ２の供給工程、（Ｄ）セパレータ素材の溶着工程、（Ｅ）セパレータ素材を切断しセパレータを切り取って袋体を成形する工程（Ｆ）袋体の取出し工程から構成される。そして、６つの工程はいずれも個別のステーションでなされており、６つのステーションがベルトコンベヤに沿って設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−３２７７７９号公報
【特許文献２】特開２００７−２４２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特開２００７−２４２５０７号公報記載の構成では、６つのステーションがベルトコンベヤに沿って設定され、第１、第２のセパレータ素材は引き出しから切断してセパレータを切り取るまでベルトコンベヤに吸着されて引き出される。そのため、セパレータ素材の引き出し距離が長くなり、セパレータ素材が引き出し中に伸張して袋体にしわを発生させるおそれがある。
そして、袋体を成形するまでに必要なセパレータ素材の引き出し距離が長いため、袋体を成形するに要する時間が長くなり、高い生産効率で袋体が成形できない。
【００１５】
セパレータ素材を溶着、切断するために、溶着のステーション、切断のステーションでベルトコンベヤを停止させる必要がある。しかしながら、ベルトコンベヤを所定位置に停止させる駆動制御は容易でなく、ベルトコンベヤの停止位置がずれると、袋体の形状がばらついて高い品質が確保できない。
【００１６】
また、６つの工程のために６つのステーションがベルトコンベヤに沿って設定されるため、ベルトコンベヤの走行距離が長くなり、ベルトコンベヤの走行距離に対応して装置自体も長くなることから、装置が小型化できない。
【００１７】
ベルトコンベヤに吸着されたセパレータ素材をカッターで切断しており、カッターを下降させてセパレータ素材に押し当てるだけでなくスライドも必要となり、切断が２動作（押し当て＋スライド）から構成され、切断が迅速に行えない。さらに、ベルトコンベヤはセパレータ素材の逃げを防ぐカッター受けとなり、ベルトコンベヤの上面（吸着面）にカッターの切断痕が形成されて損傷するため、ベルトコンベヤの吸着機能を損なうおそれがある。
【００１８】
本発明は、セパレータ素材を長距離引き出すことなく袋体が成形できるシート状二次電池の袋体成形方法の提供を目的としている。
また、本発明は、セパレータ素材を長距離引き出すことなく袋体が成形できる小型のシート状二次電池の袋体成形装置の提供を別の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的のために請求項１記載の本発明によれば、正負の電極がセパレータを介して交互に積層されたシート状二次電池における正負いずれかの電極を２枚のセパレータで袋詰めしたシート状二次電池の袋体成形方法において、間欠送りされる多角形の吸着ドラムの回りに設定したステーションで吸着ドラムの回動に伴って吸着ドラムの側面からなる吸着面に第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を順次供給して、第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を吸着面に重複して吸着し、第１、第２のセパレータ素材を溶着してから第１、第２のセパレータ素材を切断してセパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して、吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形している。
【００２０】
請求項２記載の本発明によれば、正負の電極がセパレータを介して交互に積層されたシート状二次電池における正負いずれかの電極を２枚のセパレータで袋詰めしたシート状二次電池の袋体成形方法において、側面を吸着面とした四角形の吸着ドラムを水平軸の回りで９０°間欠送りしてその回りにステーションＡ〜Ｄを順次設定し、ステーションＡでは、上面に位置する吸着ドラムの吸着面が供給された第１のセパレータ素材を吸着するとともにセパレータ素材上に電極が重ねて供給されると吸着面が第１のセパレータ素材、電極を重複して吸着し、吸着ドラムが９０°回動されて吸着面が第１のセパレータ素材を引き出しながら第１のセパレータ素材、電極を吸着してステーションＢに至ると、ステーションＢでは第２のセパレータ素材が電極を覆って第１のセパレータ上に供給され、吸着面が第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を重複して吸着し、重複して吸着された状態で、第１、第２のセパレータ素材を溶着して電極を袋詰めした袋体を形成し、吸着ドラムがさらに９０°回動されて、吸着面が第１、第２のセパレータ素材を引き出しながら第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を一体的に吸着してステーションＣに至ると、ステーションＢ、Ｃの境界で第１、第２のセパレータ素材を切断して第１、第２のセパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形している。
【００２１】
請求項３記載の本発明によれば、吸着面が下方に面したステーションＣにおいて、電極をセパレータに袋詰めした袋体が成形されると、吸着面による吸着を解除して吸着面から袋体を自然落下させて回収している。
【００２２】
請求項４記載の本発明によれば、抵抗発熱体をステーションＢ、Ｃの境界で第１、第２のセパレータ素材に押し当ててセパレータ素材を熱切断している。
【００２３】
請求項５記載の本発明によれば、側面を負圧の作用する吸着面とし、間欠的に回動されて少なくとも３つのステーションＡ〜Ｃを順次設定する多角形の吸着ドラムと、第１のセパレータ素材が巻装され、ステーションＡにおいて吸着ドラムの吸着面に第１のセパレータ素材を供給して吸着させ、吸着ドラムの回動に伴った第１のセパレータ素材の引き出しを許容する第１の供給ローラと、ステーションＡにおいて、吸着面に吸着された第１のセパレータ素材上に電極を供給して、電極を第１のセパレータ素材と重複して吸着面に吸着させる電極供給手段と、第２のセパレータ素材が巻装され、ステーションＢに至った吸着ドラムの吸着面に電極を覆って第１のセパレータ上に第２のセパレータ素材を供給して第１のセパレータ素材、電極と重複して第２のセパレータ素材を吸着面に吸着させ、吸着ドラムの回動に伴った第２のセパレータ素材の引き出しを許容する第２の供給ローラと、ステーションＢにおいて、電極を挟んで吸着面に吸着された第１、第２のセパレータ素材を溶着して電極を袋詰めした袋体を形成する溶着手段と、吸着面が第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を一体的に吸着してステーションＣに至ると、ステーションＢ、Ｃの境界で第１、第２のセパレータ素材を切断して第１、第２のセパレータ素材からセパレータを切り取る切断手段と、を具備し、切断手段が第１、第２のセパレータ素材を切断して第１、第２のセパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形している。
【００２４】
請求項６記載の本発明によれば、吸着ドラムは水平軸の回りを９０°の間欠送りで回動する四角形の吸着ドラムであり、吸着ドラムの吸着面が上方に面した水平位置でステーションＡが、下方に面した水平位置でステーションＣが、ステーションＡ、Ｃの間の垂直位置でステーションＢがそれぞれ設定され、ステーションＣに位置する吸着面に対向してその下方に袋体の回収のためのパレットが配置されている。
【００２５】
請求項７記載の本発明によれば、切断手段は抵抗発熱体からなり、吸着ドラムの側面の角をその水平軸に沿って切欠いて、吸着ドラムの側面の角において第１、第２のセパレータ素材、吸着面間に隙間を形成する逃げ部を形成している。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の本発明では、第１、第２のセパレータ素材は吸着ドラムの回動に伴って引き出され、吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体を成形しており、２つのセパレータ素材はいずれも僅かな距離引き出されるにすぎず、引き出しによるセパレータ素材の伸張はないから、しわのない袋体が成形できる。そして、袋体を成形するまでに必要なセパレータ素材の引き出し距離が僅かであるため、高い生産効率のもとで袋体を容易に量産できる。
吸着ドラムの回りのステーションで袋体を成形するまでのすべての工程がなされており、吸着ドラムの間欠的な回動は容易に制御でき、吸着ドラムは所定の位置に停止して位置ずれが生じないから、袋詰めが位置ずれを生じることなく行われて一定の形状の袋体が成形され、高品質の袋体が得られる。
多角形の吸着ドラムにおいてその角数をＮとすれば、Ｎ個の吸着面で袋体が順次成形されるため、吸着ドラムが一回転する間にＮ枚の袋体が成形され、シート状二次電池のために大量に必要な袋体が容易に量産できる。
【００２７】
請求項２記載の本発明では、ステーションＡで第１のセパレータ素材の引き出し、電極の供給、ステーションＢで第２のセパレータ素材の引き出し、セパレータ素材の溶着、ステーションＣでセパレータ素材を切断して袋体を切り出して成形しており、２つのセパレータ素材は、四角形の吸着ドラムの回りに設定された３つのステーションＡ、Ｂ、Ｃにおいて吸着されて引き出されているにすぎない。なお、ステーションＡで吸着ドラム側面の吸着面は上面に位置し、ステーションＢ、ＣはステーションＡから吸着ドラムを９０°、１８０°それぞれ回動した位置に設定されるから、第１のセパレータ素材は吸着ドラムの１８０°の回動に相当する距離、第２のセパレータ素材は９０°の回動に相当する距離それぞれ引き出されにすぎない。すなわち、２つのセパレータ素材はいずれも僅かな距離引き出されるにすぎず、引き出しによるセパレータ素材の伸張はないから、しわのない袋体が成形できる。そして、袋体を成形するまでに必要なセパレータ素材の引き出し距離が僅かであるため、高い生産効率のもとで袋体を容易に量産できる。
吸着ドラムの回りの３つのステーションＡ、Ｂ、Ｃで袋体を成形するまでのすべての工程がなされており、吸着ドラムの間欠的な回動は容易に制御でき、吸着ドラムは所定の位置に停止して位置ずれが生じないから、袋詰めが位置ずれを生じることなく行われて一定の形状の袋体が成形され、高品質の袋体が得られる。
四角形の吸着ドラムにおいては４つの吸着面で袋体が順次成形されるため、吸着ドラムが一回転する間に４つの袋体が成形され、シート状二次電池のために大量に必要な袋体が容易に量産できる。
【００２８】
請求項３記載の本発明では、吸着の解除による自然落下を利用して成形品（袋体）を回収しているため、成形品（袋体）が迅速、容易に回収できる。
請求項４記載の本発明では、抵抗発熱体を押し当てて２枚のセパレータ素材を熱切断しており、押し当てるだけで切断できるから、セパレータ素材を効率よく切断できる。
【００２９】
請求項５記載の本発明では、間欠的に回動する吸着ドラムの回りにステーションＡ〜Ｃが設定され、第１、第２の供給ローラ、電極供給手段、溶着手段、切断手段によって第１のセパレータ素材の引き出し、電極の供給、第２のセパレータ素材の引き出し、セパレータ素材の溶着、セパレータ素材の切断、袋体の切り出しを行って、吸着ドラムが一回転するまでに袋体が成形されている。そのため、２つのセパレータ素材はいずれも僅かな距離引き出されるにすぎず、引き出しによるセパレータ素材の伸張はないから、しわのない袋体が成形できる。そして、袋体を成形するまでに必要なセパレータ素材の引き出し距離が僅かであるため、高い生産効率のもとで袋体を容易に量産できる。
吸着ドラムの回りの３つのステーションＡ、Ｂ、Ｃで袋体を成形するまでのすべての工程がなされており、吸着ドラムの間欠的な回動は容易に制御でき、吸着ドラムは所定の位置に停止して位置ずれが生じないから、袋詰めが位置ずれを生じることなく行われて一定の形状の袋体が成形され、高品質の袋体が得られる。
第１、第２の供給ローラ、電極供給手段、溶着手段、切断手段はステーションＡ〜Ｃにおいて所定の工程を行うように吸着ドラムの回りに配置されるから、シート状二次電池の袋体成形装置が小型化できる。
多角形の吸着ドラムの角数をＮとすれば、Ｎ個の吸着面で袋体が順次成形されるため、吸着ドラムが一回転する間にＮ枚の袋体が成形され、シート状二次電池のために大量に必要な袋体が容易に量産できる。
【００３０】
請求項６記載の本発明では、セパレータ素材からセパレータを切り取って袋体を切り出すステーションＣにおいては、吸着面は下方に面した水平位置にあるため、吸着面の吸着を解除すれば、成形品(袋体)は自然落下して下方に待機するパレットに回収され、吸着アームのような回収のための移送手段を必要としないで、成形品（袋体）が回収できる。
吸着ドラムが四角形であるため、４つの吸着面で袋体が順次成形され、一回転の間に４つの袋体が成形できる。
請求項７記載の本発明では、抵抗発熱体を第１、第２のセパレータ素材に押し当てるだけでセパレータ素材からセパレータを切り取ることができ、押し当ててからスライドさせる必要はないから、切断手段の駆動機構が簡単化される。
セパレータ素材を熱切断した抵抗発熱体は吸着ドラムの側面角の逃げ部に入り込んで吸着ドラムの吸着面（側面）との接触が避けられるため、吸着面が損傷せず、吸着面の吸着機能が損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によって成形される袋体および袋体に組み合わされる（裸の）電極の斜視図を示す。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一実施例に係るシート状二次電池の袋体成形装置の概略平面図、概略正面図を示す。
【図３】本発明の一実施例に係るシート状二次電池の袋体成形方法の工程の一例を示す。
【図４】本発明の一実施例に係るシート状二次電池の袋体成形方法の工程の一例を示す。
【図５】従来技術におけるシート状二次電池の袋体成形装置の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
ベルトコンベヤの代わりに多角形の吸着ドラムを使用し、吸着ドラムを間欠的に回動する間に、吸着ドラムの回りに配置した供給手段から第１、第２のセパレータ素材、電極を供給し、吸着ドラムの側面からなる吸着面に２枚のセパレータ素材、電極を吸着させている。そして、２枚のセパレータ素材の縁部を溶着して電極を２枚のセパレータ素材に袋詰めした袋体の原形を形成し、セパレータ素材からセパレータを切り取ることにより袋体を切り出して、吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータに袋詰めした袋体を成形している。
【実施例】
【００３３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明によって成形される袋体および袋体に組み合わされる（裸の）電極の斜視図を示し、図２（Ａ）（Ｂ）は本発明の一実施例に係るシート状二次電池の袋体成形装置の概略平面図、概略正面図を示す。
【００３４】
図１に示すように、本発明では、２枚のシート状の矩形のセパレータ１４ａ１、１６ａ１の間にシート状の矩形の電極１５ａを挟み、２枚のセパレータの縁部を部分的に溶着して電極を袋詰めした袋体２０を成形しており、具体的には、供給ローラに巻装されたシート状のセパレータ素材１４ａ、１６ａを供給ローラから引き出し、その間に電極１５ａを挟んでその長手方向と直交する方向で所定の長さに切断して２枚のセパレータ１４ａ１、１６ａ１を切り取り、袋体を切り出して袋体を成形している。なお、参照符号１５ａ’は電極１５ａのタブ（端子）を示し、タブ１５ａ’を突出させて電極は袋詰めされる。
そのために、多角形の吸着ドラムの回りにステーションを設定し、吸着ドラムの回りに配置した供給ローラなどの構成部材によって対応するステーションで必要な加工を施して、間欠送りされる吸着ドラムが一回転する間に袋体２０を成形している。
【００３５】
すなわち、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、シート状二次電池の袋体成形装置１０は多角形の吸着ドラム１２、第１の供給ローラ１４、電極供給手段１５、第２の供給ローラ１６、溶着手段１７、切断手段１８を具備し、第１の供給ローラなどの構成部材は吸着ドラムの回りにいずれも配置され、吸着ドラムが間欠的に回動して一回転する間に、二枚のセパレータで電極１５ａを袋詰めした袋体２０を成形するように構成されている。
【００３６】
たとえば、吸着ドラム１２は四角形形状とされ、その４つの側面１２ａ１〜１２ａ４は負圧の作用する多数の負圧孔の形成された吸着面となっている。吸着ドラムの回動軸１２ｂは水平に位置し、水平軸（回動軸）の回りを９０°の送りで間欠的に回動され（９０°で間欠送りされ）、吸着面が図２の上下左右に向いた４つの位置にステーションが設定されている。実施例では、吸着ドラム１２の回動方向を図２（Ｂ）で反時計方向とし、吸着面が上方に面した水平なステーションをステーションＡ、下方に面した水平なステーションをステーションＣとしている。そして、水平な２つのステーションＡ、Ｃの間に設定される垂直な２つのステーションのうち、吸着ドラムの回動に伴ってステーションＡの次に設定され、図２（Ｂ）で左方に面したステーションをステーションＢ、吸着ドラムの回動に伴ってステーションＣの次に設定され、図２（Ｂ）で右方に面したステーションをステーションＤとし、ステーションＡにおいて袋体の成形のための工程が開始されると仮定して以下に説明する。
【００３７】
ステーションＡ〜Ｄが固定されるのに対して、吸着ドラム１２の回動に伴って吸着面（側面）１２ａ１〜１２ａ４はステーションＡ〜Ｄを順次移動する。たとえば、吸着面１２ａ１がステーションＡにあれば、吸着面１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４はステーションＤ、Ｃ、Ｂにそれぞれ位置し、吸着ドラム１２が９０°間欠送りされて吸着面１２ａ１がステーションＡからＢに移れば、吸着面１２ａ２はステーションＤからＡに、吸着面１２ａ３はステーションＣからＤに、吸着面１２ａ４はステーションＢからＣに順次移される。そして、吸着ドラムが一回転する間に、４つの吸着面１２ａ１〜１２ａ４はステーションＡ〜Ｄのすべてのステーションを循環される。
【００３８】
第１の供給ローラ１４はセパレータ素材の供給手段であり、紙、プラスチックシートなどからなるシート状のセパレータ素材１４ａをステーションＡに位置する吸着ドラムの吸着面（実施例では吸着面１２ａ１）に供給可能にステーションＡに隣接して吸着ドラム１２の回りに配置されている。そして、供給されたセパレータ素材１４ａは吸着面１２ａ１に吸着され、第１の供給ローラ１４は吸着ドラム１２の回動による吸着面の動きに伴って弛みを生じることなくセパレータ素材の引き出しを許容する構成となっている。
【００３９】
電極供給手段１５は、ステーションＡにおいて矩形のシート状の電極１５ａをセパレータ素材１４ａ上に重ねて吸着面１２ａ１に供給可能にステーションＡの上方で吸着ドラム１２の回りに配置されており、吸着面１２ａ１は供給された電極１５ａをセパレータ素材１４ａと重複して吸着する。電極供給手段１５は、たとえば吸着アームとされる。
【００４０】
吸着ドラム１２が９０°間欠送りされると、セパレータ素材１４ａ、電極１５ａを重複して吸着する吸着面１２ａ１がステーションＢに至る。第２の供給ローラ１６は第１の供給ローラ１４と同様にセパレータ素材の供給手段であり、セパレータ素材１４ａ、電極１５ａを一体的に吸着してステーションＢに至った吸着面１２ａ１に、電極を覆ってシート状のセパレータ素材１６ａを供給可能にステーションＢに隣接して吸着ドラム１２の回りに配置されている。
第１、第２のセパレータ素材１４ａ、１６ａは同一材質、同一幅形状のものであり、電極１５ａはこれら２枚のセパレータ素材に挟まれ、そのタブ１５ａ’（図１参照）を突出させて袋詰め可能な形状に形成されている。
【００４１】
ステーションＢにおいては、吸着面１２ａ１上にまず第１のセパレータ素材１４ａ１が、セパレータ素材１４ａ１の上に電極１５ａが、電極を覆って第１のセパレータ素材１４ａ１の上に第２のセパレータ素材１６ａ１がそれぞれ位置し、吸着面１２ａ１は、これらの第１のセパレータ素材、電極、第２のセパレータ素材を重複して吸着している。
【００４２】
溶着手段１７がステーションＢの側方で吸着ドラム１２に回りに配置されており、溶着手段は進退自在とされ、溶着手段は吸着面１２ａ１方向に進んで２枚のセパレータ素材をその縁部において部分的に溶着するように構成されている。電極１５ａを挟んで上下に位置する第１、第２のセパレータ素材１４ａ１、１６ａ１を溶着することによって、電極を袋詰めした袋体の原形が形成される。
ここでいう溶着は、通常の熱溶着だけでなく、高周波溶着、超音波溶着なども含み、２枚のセパレータ素材１４ａ１、１６ａ１を溶着する最低限の温度で溶着しているため、溶着手段によって吸着面１２ａ１が損なわれるおそれはない。
【００４３】
吸着ドラム１２がさらに９０°間欠送りされると、吸着面１２ａ１は縁部が溶着された２枚のセパレータ素材１４ａ１、１６ａ１に電極１５を袋詰めした袋体を吸着して、ステーションＣに至る。
切断手段１８はステーションＢ、Ｃの境目で吸着ドラム１２の回りに配置されおり、切断手段１８はニクロム線などの抵抗発熱体からなり、進退自在な２本の保持バー１９の先端でそれらの間に架設されている。つまり、抵抗発熱体（切断手段）１８は、吸着ドラムの水平軸１２ｂと平行に配設され、吸着面１２ａ１と平行に位置している。そのため、保持バー１９を吸着ドラム１２の方向に前進させて先端の抵抗発熱体（切断手段）１８を第１、第２のセパレータ素材１４ａ１、１６ａ１に押し当てることによってセパレータ素材からセパレータ１４ａ、１６ａ（図１参照）が切り取られ、電極１５を袋詰めした袋体２０が成形される。
ニクロム線などの抵抗発熱体を切断手段１８とした構成では、切断手段（抵抗発熱体）をセパレータ素材１４ａ１、１６ａ１に押し当てるだけで切断でき、押し当ててからスライドさせる必要はないから、切断手段の駆動機構が簡単化される。
【００４４】
なお、吸着ドラムの吸着面（側面）１２ａ１〜１２ａ４は、矩形のセパレータの短辺の幅ｂ（図１参照）と同一の幅ｂに形成されており（図２（Ａ）参照）、ステーションＣにある吸着面１２ａ１の後端（回動方向と逆側の端；ステーションＢ側の端）でセパレータ素材１４ａ１、１６ａ１を切断すれば、セパレータ素材から幅ｂのセパレータ１４ａ、１６ａが切り取られる。
【００４５】
ステーションＣにおいて電極１５を袋詰めした袋体２０が成形されており、吸着面１２ａ１の負圧を除いて吸着を解除すれば、成形された袋体を回収できる。ステーションＣに位置する吸着面１２ａ１は下方に面しているから、負圧を除いて吸着を解除すれば、袋体２０は自然に落下して吸着面１２ａ１から離反し、たとえば回収用のパレット２２をステーションＣの下方に置いておくだけで袋体を回収できる。そのため、吸着ドラム１２からパレット２２に袋体２０を移送する移送手段が不要となり、袋体成形装置１０の構成が簡単化される。
【００４６】
もちろん、ステーションＣに吸着アームなどの回収のための移送手段を設け、吸着面１２ａ１から袋体２０を吸着アームが受け取り、パレットに移送して回収する構成としてもよい。
吸着面１２ａ１に作用する吸着力よりも大きな吸着力を吸着アームに作用させれば、吸着面１２ａ１から袋体を吸着アームに移しかえることができるから、ステーションＣで吸着面の負圧を除く必要がなく、すべての吸着面に負圧を作用させたまま袋体２０の成形が行え、負圧回路の構成が簡単化される。
【００４７】
実施例では、吸着ドラム１２を四角形としたため４つのステーションＡ〜Ｄが設定されているにもかかわらず、自然落下を利用できるステーションＣで袋体２０を回収して、ステーションＤはアイドルステーション（有効利用されないステーション）となっている。加工に要する時間、スペースなどの関係からステーションＤで袋体２０を回収する構成としてもよい。しかしながら、ステーションＣでは抵抗発熱体１８を押し当てて熱切断しているだけであり、ステーションＣにおける加工時間は僅かであり、自然落下が利用できるから、ステーションＣで袋体２０を回収することが好ましい。
【００４８】
第１、第２の供給ローラ１４，１６、電極供給手段１５、溶着手段１７、切断手段１８はステーションＡ〜Ｃにおいて所定の工程を行うように吸着ドラムの回りにいずれも配置されるから、袋体成形装置１０が小型化できる。特に、ベルトコンベヤに沿って供給ローラなどを配置し、ベルトコンベヤに沿って設けたステーションで電極を袋詰めして袋体を形成する従来の装置に比較すれば、大幅に小型化でき、たとえば長手方向の大きさを１／３〜１／５程度に短縮できる。
【００４９】
図３、図４は本発明の一実施例に係るシート状二次電池の袋体成形方法の工程の一例を示し、図３（Ａ−１）（Ａ−２）はステーションＡにおける加工工程を、図３（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）はステーションＢにおける加工工程を示している。
【００５０】
（１）図３（Ａ−１）に示すように、第１の供給ローラ１４に巻装された第１のセパレータ素材１４ａが、最初は手動で引き出されて（上方に面する）吸着面１２ａ１に供給されて吸着される。
【００５１】
（２）図３（Ａ−２）に示すように、電極供給手段１５から電極１５ａが第１のセパレータ素材１４ａの上から吸着面１２ａ１に供給され、セパレータ素材１４ａを介してセパレータ素材１４ａとともに吸着面１２ａ１に吸着される。電極１５ａが供給されて吸着されると、一点鎖線で示すように吸着ドラム１２は反時計方向に９０°回動される。
【００５２】
（３）図３（Ｂ−１）に示すように、吸着ドラム１２が反時計方向に９０°回動されることによって吸着面１２ａ１はステーションＡからステーションＢに至り、代わって吸着面１２ａ２がステーションＡに移る。
吸着面１２ａ１の動きに伴って第１のセパレータ素材１４ａは第１の供給ローラ１４から引き出され、引き出された長さに相当するセパレータ素材がステーションＡで吸着面１２ａ２に供給される。
【００５３】
吸着面１２ａ２へのセパレータ素材１４ａの供給は、吸着ドラム１２の回動に伴ってセパレータ素材１４ａの引き出しによって自動的に行われ、ステーションＡにおいては吸着面に常に負圧が作用しているため、供給されたセパレータ素材１４ａは吸着面１２ａ２に吸着される。つまり、最初の吸着面１２ａ１へのセパレータ素材１４ａの供給を除けば、それ以後のステーションＡでのセパレータ素材１４ａの供給（および吸着）は自動的になされる。
【００５４】
セパレータ素材１４ａが引き出され、吸着面１２ａ２に供給されて吸着されると、セパレータ素材１４ａの上に電極１５ａが供給され、セパレータ素材１４ａを介して吸着面１２ａ２に吸着される。
【００５５】
（４）ステーションＢに至った吸着面１２ａ１に、図３（Ｂ−２）に示すように、第２の供給ローラ１６に巻装された第２のセパレータ素材１６ａが最初は手動で引き出されて電極１５ａを挟んで第１のセパレータ素材１４ａの上から吸着面１２ａ１に供給され、重複する３枚のセパレータ素材１４ａ、電極１５ａ、セパレータ素材１６ａが吸着面１２ａ１に一体的に吸着される。
なお、ステーションＢでの吸着面１２ａ１への第２のセパレータ素材１６ａの供給は、ステーションＡでの吸着面１２ａ２への電極１５ａの供給とほぼ同時期に行われる。
【００５６】
（５）図３（Ｂ−３）に示すように、溶着手段１７がステーションＢに位置する吸着面１２ａ１の方向に前進して、２枚のセパレータ素材１４ａ、１６ａの縁部を部分的に溶着する。この溶着は、２枚のセパレータ素材１４ａ、１６ａの間からタブ１５ａ’以外の電極１５ａがはみ出さない程度のものであればよい。
【００５７】
吸着面に吸着されて巻装されたこの時点でのセパレータ素材１４ａ、１６ａを展開してセパレータ素材の引き出し方向を矢印Ｘで示せば図１に一点鎖線で示す形状となり、袋体の後端２０Ｒに相当する部分を二点鎖線で示すように切断すれば、セパレータ素材からセパレータが切り取られて電極１５ａを袋詰めした袋体２０が切り出されることとなる。
【００５８】
溶着されることによって電極１５ａを２枚のセパレータ素材１４ａ、１６ａで袋詰めした袋体の原形が形成され、溶着が終わると、吸着ドラム１２はさらに反時計方向に９０°回動される。
【００５９】
（６）吸着面１２ａ１がステーションＣに至ると、図４（Ｃ−１）に示すように、抵抗発熱体（たとえば、ニクロム線）１８をその先端に保持する保持バー１９が吸着面１２ａ１方向に進んで抵抗発熱体を吸着面１２ａ１上のセパレータ素材１４ａ、１６ａに押し当てセパレータ素材を切断してセパレータ素材からセパレータ１４、１６をそれぞれ切り取る。このセパレータ素材１４ａ、１６ａの切断、セパレータ１４、１６の切り取りによって、電極１５ａを袋詰めした袋体２０（図１参照）が切り出され、成形される。
【００６０】
ニクロム線などの抵抗発熱体１８による切断では、発熱したニクロム線をセパレータ素材１４ａ、１６ａを押し当てるだけでセパレータ素材が切断でき、カッターでの切断におけるスライドが不要となるから、セパレータ素材を効率よく切断できる。
【００６１】
ここで、水平軸方向（水平方向）に延びた切欠き１２ｃが４つの側面の角にそれぞれ形成されているため、吸着面１２ａ１に吸着されて引き出された第１、第２のセパレータ素材１４ａ、１６ａと吸着ドラムの側面（吸着面）との間に水平方向に隙間１２ｃ’が設定される。そのため、保持バー１９の先端で水平に架設された抵抗発熱体１８がセパレータ素材１４ａ、１６ａを切断してセパレータ素材を突き抜けても隙間１２ｃ’に逃げるから、吸着面への抵抗発熱体の接触が避けられる。したがって、抵抗発熱体１８でセパレータ素材１４ａ、１６ａを切断しているにも拘らず、切欠き１２ｃを挟む吸着面１２ａ１、１２ａ２が抵抗発熱体１８によって損傷せず、吸着面の吸着機能が損なわれない。
【００６２】
なお、吸着ドラム１２が９０°ずつ２回間欠送りされて吸着面１２ａ１がステーションＣに至れば、吸着面１２ａ２はステーションＢに、吸着面１２ａ３はステーションＡにそれぞれ至る。そして、ステーションＢの吸着面１２ａ２にセパレータ素材１６ａが供給、吸着されてセパレータ素材１４ａ、１６ａが溶着され、ステーションＡの吸着面１２ａ３にセパレータ素材１４ａ、電極１５ａが供給されて、吸着されることはいうまでもない。
【００６３】
（７）電極１５ａを袋詰めした袋体２０が切り出され、成形されてから、吸着面１２ａ１の負圧を除いて吸着から開放すれば、図４（Ｃ−２）に示すように、ステーションＣに置いて吸着面１２ａ１は下方に面して水平に位置するから、成形品（袋体２０）は重力のもとで自然落下する。そのため、ステーションＣで吸着面１２ａ１の下方で吸着ドラム１２の回りに回収用のパレット２２を配置しておけば、成形された袋体２０がパレットに迅速、容易に回収できる。
【００６４】
ステーションＣで袋体２０を回収すると、吸着ドラム１２はさらに９０°回動されて、図４（Ｄ）に示すように、吸着面１２ａ１はステーションＤに至る。しかしながら、ステーションＤはアイドルステーションとなっており、ステーションＤでは吸着面１２ａ１に何ら加工が施されない。
【００６５】
上記のようなステーションＡでの第１のセパレータ素材１４ａ、電極１５ａの供給、ステーションＢでの第２のセパレータ素材１６ａの供給、セパレータ素材１４ａ、１６ａの溶着、ステーションＣでのセパレータ素材１４ａ、１６ａの切断、袋体２０の成形、回収が繰り返されることによって吸着ドラム１２が一回転する間に電極をセパレータで袋詰めした袋体２０が成形される。そして、四角形の吸着ドラム１２においては４つの吸着面で袋体２０が順次成形されるため、一回転の間に４つの袋体が成形でき、シート状二次電池のために大量に必要な袋体が容易に量産できる。
【００６６】
なお、図４（Ｄ）においては、ステーションＡに位置する吸着面１２ａ４に第１のセパレータ素材１４ａ、電極１５ａが供給されて吸着面１２ａ４に吸着され、ステーションＢに位置する吸着面１２ａ３に第２のセパレータ素材１６ａが供給されて電極、第１のセパレータ素材１４ａと一体的に吸着面１２ａ３に吸着されるとともに、セパレータ素材１４ａ、１６ａが溶着され、ステーションＣで吸着面１２ａ２に吸着されたセパレータ素材１４ａ、１６ａが切断されて袋体が回収されることはいうまでもない。
【００６７】
上記のように本発明によれば、吸着ドラムが一回転する間に電極をセパレータに袋詰めした袋体を成形しており、２つのセパレータ素材はいずれも僅かな距離引き出されるにすぎず、引き出しによるセパレータ素材の伸張はないから、しわのない袋体が成形できる。そして、袋体を成形するまでに必要なセパレータ素材の引き出し距離が僅かであるため、高い生産効率のもとで袋体を量産できる。そして、吸着ドラムが一回転する間に、多角形の吸着ドラムの角数に対応した数の袋体が成形され、シート状二次電池のために大量に必要な袋体が容易に量産できる。
【００６８】
上述した実施例は、この発明を説明するためのものであり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。
【００６９】
たとえば、実施例では、四角形の吸着ドラムを使用しているが、四角形に限定されず、吸着ドラムは少なくとも三つのステーションを設定可能な三角形以上の多角形であればよい。そして、吸着ドラムの側面は吸着面となり、Ｎ角形（Ｎは３以上）であれば、Ｎ個の吸着面を利用して吸着ドラムが一回転する間にＮ枚の袋体が成形できる。しかしながら、角形を増やせば、間欠送りの角度が少なくなり、吸着ドラムが一回転するに要する時間が長くなり、生産効率が低下する。また、吸着面に所定の幅が必要となるから、角形を増やして吸着面を多くすれば、吸着ドラムが大型化し、装置全体の小型化が難しくなる。したがって、生産効率、小型化などの要因を総合的に考慮して吸着ドラムの形状（角数）を決定すればよい。
【００７０】
また、実施例では吸着ドラムは水平軸の回りで回動させているとはいえ、回動軸を垂直に設け、垂直軸の回りで吸着ドラムを回動してもよい。しかしながら、垂直軸の回りで吸着ドラムを回動させれば、その側面（吸着面）は垂直に位置するため、第１、第２のセパレータ素材が垂れ下がるおそれがあり、自然落下を利用した成形品（袋体）の回収も困難となって構成が複雑化するから、吸着ドラムを水平軸の回りで回動させることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、電極を２枚のセパレータに袋詰めした袋体を大量に必要とするリチウムイオン二次電池などのシート状二次電池に広範囲に応用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１０    シート状二次電池の袋体成形装置
１２    多角形の吸着ドラム
１２ａ１〜１２ａ４  吸着面（吸着ドラムの側面）
１２ｂ  回動軸（水平軸）
１４、１６    第１、第２の供給ローラ（セパレータ素材供給手段）
１４ａ、１６ａ  第１、第２のセパレータ素材
１４ａ１、１６ａ１  第１、第２のセパレータ
１５    電極供給手段
１５ａ  電極
１７    溶着手段
１８    切断手段（抵抗発熱体）
１９    保持バー
Ａ〜Ｄ  ステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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