(57)【要約】【課題】電極から切断された端部の収容効率を向上する。【解決手段】切断装置１は、蓄電装置に用いられる帯状の電極１０の幅方向における端部１３を電極１０の長手方向に沿って切断する切断部３と、切断部３によって切断された端部１３の長手方向と交差する方向に、端部１３を切断する切断部７と、端部１３を切断して得られた切断片１３ａを収容する収容部８と、切断部７及び収容部８の相対的な位置を変更する収容位置変更部９と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置に用いられる帯状の電極の幅方向における端部を前記電極の長手方向に沿って切断する第１切断部と、
前記第１切断部によって切断された前記端部の長手方向と交差する方向に、前記端部を切断する第２切断部と、
前記端部を切断して得られた切断片を収容する収容部と、
前記第２切断部及び前記収容部の相対的な位置を変更する位置変更部と、
を備える、
切断装置。
【請求項２】
前記位置変更部は、前記収容部の位置を変更する、
請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記第１切断部によって切断された前記端部を前記収容部に搬送するためのロールをさらに備え、
前記位置変更部は、前記収容部に対して前記切断片の収容位置が変更されるように前記ロールの位置を変更する、
請求項１または請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記第２切断部は前記ロールと一体に設けられている、
請求項３に記載の切断装置。
【請求項５】
前記第１切断部によって切断された前記端部を前記電極から離れる方向に導くガイド部をさらに備える、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の切断装置。
【請求項６】
前記第２切断部は鋏機構を有する、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池等の蓄電装置に用いられる帯状の原反（電極）を長手方向に移動しながら、帯状原反の両側端に位置する端部（耳部）を切断して除去する切断装置がある（例えば特許文献１参照）。この切断装置では、切断された端部に対して所定の張力を付加して、耳部を廃棄部に廃棄している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池に用いられる電極はある程度の剛性を有しているので、電極の端部が連続して切断されて長尺となった場合、端部自体が絡まることがある。端部が絡まると隙間が生じるので、端部全体の容積が増大し、端部の収容効率が低下するおそれがある。このため、端部を収容する廃棄部の交換頻度が大きくなり、作業効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、電極から切断された端部の収容効率の向上が可能な構造を有する切断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る切断装置は、蓄電装置に用いられる帯状の電極の幅方向における端部を電極の長手方向に沿って切断する第１切断部と、第１切断部によって切断された端部の長手方向と交差する方向に、端部を切断する第２切断部と、端部を切断して得られた切断片を収容する収容部と、第２切断部及び収容部の相対的な位置を変更する位置変更部と、を備える。
【０００７】
この切断装置では、帯状電極の幅方向の端部を切断し、切断された端部をさらに切断して切断片とすることにより、端部が絡まることを抑制でき、端部全体の容積の増大を抑制することが可能となる。また、収容部と第２切断部との相対的な位置を変更することによって、切断片の収容位置を変更でき、切断片を分散して収容することができる。その結果、端部の収容効率の向上が可能となる。
【０００８】
本発明の他の側面に係る切断装置では、位置変更部は収容部の位置を変更してもよい。この場合、収容部の位置を変更することによって、切断片の収容位置を変更でき、切断片を分散して収容することができる。その結果、端部の収容効率の向上が可能となる。
【０００９】
本発明の他の側面に係る切断装置は、第１切断部によって切断された端部を収容部に搬送するためのロールをさらに備えてもよく、位置変更部は、収容部に対して切断片の収容位置が変更されるようにロールの位置を変更してもよい。この場合、ロールの位置を変更することによって、第１切断部によって切断された端部の搬送位置を変更できる。このため、端部を切断して得られた切断片の収容位置を変更でき、切断片を分散して収容することができる。その結果、端部の収容効率の向上が可能となる。
【００１０】
本発明の他の側面に係る切断装置では、第２切断部はロールと一体に設けられてもよい。この場合、ロールの位置の変更に追従して、第２切断部の位置を変更することができる。このため、例えば第２切断部の切断可能な範囲が小さい場合でも、ロールによって搬送された端部を切断することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の側面に係る切断装置は、第１切断部によって切断された端部を電極から離れる方向に導くガイド部をさらに備えてもよい。この場合、第１切断部によって切断された端部を電極から離すことによって、第２切断部及び収容部の相対的な位置を変更するためのスペースを確保することができる。
【００１２】
本発明の他の側面に係る切断装置では、第２切断部は鋏機構を有してもよい。この場合、第１切断部によって切断された端部に張力を付与することなく、端部を切断することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電極から切断された端部の収容効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る切断装置を模式的に示す概略構成図である。
【図２】図１の切断装置の一部を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。
【００１６】
図１は、一実施形態に係る切断装置を模式的に示す概略構成図である。図２は、図１の切断装置の一部を模式的に示す斜視図である。図１及び図２に示されるように、切断装置１は、蓄電装置に用いられる電極１０の端部１３（耳部ともいう。）を切断するための装置である。蓄電装置としては、例えば二次電池または電気二重層キャパシタ等が挙げられる。二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池等が挙げられる。
【００１７】
電極１０は、例えば帯状である。電極１０は、金属箔１１と、活物質層１２と、を備え得る。金属箔１１としては、例えばアルミニウム箔または銅箔等が挙げられる。金属箔１１の厚さは例えば５〜３０μｍであり、好ましくは１０〜２０μｍである。活物質層１２は、金属箔１１の一方面１１ａ及び他方面１１ｂに設けられており、活物質粒子と、バインダ樹脂とを含む。活物質層１２の片側の厚さは例えば通常３０〜１００μｍであり、好ましくは５０〜８０μｍである。電極１０は、例えば水平方向等の搬送方向Ａに沿って搬送され得る。電極１０の搬送速度は例えば１０ｍ／ｍｉｎである。
【００１８】
電極１０は、端部１３と中央部１４とを有している。端部１３は、電極１０の長手方向と直交する幅方向の両端に位置し、活物質層１２が塗工されていない未塗工部である。端部１３の幅は、例えば１０〜２０ｍｍ程度である。中央部１４は、両端部１３に挟まれた部分であって、活物質層１２が塗工されている塗工部である。中央部１４の幅は、例えば１６５〜１７０ｍｍ程度である。
【００１９】
切断装置１は、巻出ロール２と、切断部３（第１切断部）と、巻取ロール４と、ガイド部５と、引取部６と、切断部７（第２切断部）と、収容部８と、収容位置変更部９（位置変更部）と、を備えている。なお、ガイド部５、引取部６、切断部７、収容部８、及び、収容位置変更部９は、電極１０の幅方向の両端にそれぞれ設けられている。以下の説明において、上下、前後、左右とは、切断部３が配置されている側を上、収容部８が配置されている側を下、巻出ロール２が配置されている側を前、巻取ロール４が配置されている側を後としたときの方位を意味するものとする。
【００２０】
巻出ロール２は、ロール状に巻かれた帯状の電極１０を搬送方向Ａに沿って繰り出す。
【００２１】
切断部３は、電極１０の長手方向（すなわち、搬送方向Ａ）に沿って電極１０を切断し、両端部１３と中央部１４とに分離する。切断部３は、カッター３１と、カッター３２と、を備え得る。カッター３１及びカッター３２は、例えば円筒状のカッターであって、電極１０を挟み込むように互いに対向して配置されている。カッター３１の回転軸及びカッター３２の回転軸は、電極１０の幅方向に向いている。カッター３１は、軸方向の両端に刃３１ａを有している。刃３１ａは、周方向に延びており、金属箔１１の一方面１１ａ側において端部１３と中央部１４との境界に当接している。カッター３２は、軸方向の両端に刃３２ａを有している。刃３２ａは、周方向に延びており、金属箔１１の他方面１１ｂ側において端部１３と中央部１４との境界に当接している。カッター３１の回転方向と、カッター３２の回転方向とは反対である。
【００２２】
巻取ロール４は、切断部３によって切断された電極１０の中央部１４をロール状に巻き取る。
【００２３】
ガイド部５は、切断部３によって切断された電極１０の端部１３を電極１０の中央部１４から離れる方向に導く。ガイド部５は、ロール５１と、ロール５２と、を備えている。ロール５１は、切断部３の後方に設けられ、端部１３が搬送される位置に配置されている。ロール５１は、上下方向に延びる回転軸を有し、切断部３によって切断された電極１０の端部１３を左右方向において中央部１４から離れる方向に導く。ロール５２は、左右方向においてロール５１よりも中央部１４から離れた位置に設けられている。ロール５２は、搬送方向Ａに沿って延びる回転軸を有し、ロール５１によって中央部１４から離れる方向に導かれた端部１３を下方に導く。
【００２４】
引取部６は、ガイド部５によって電極１０の中央部１４から離れる方向に導かれた端部１３を収容部８に向けて引き取る。引取部６は、ロール６１と、ロール６２と、支持部６３と、を備えている。ロール６１及びロール６２は、ロール５２の下方において、端部１３を挟み込むように互いに対向して配置されている。ロール６１の回転軸及びロール６２の回転軸は、左右方向に向いている。ロール６２は、支持部６３を介してロール位置変更部９２に接続されており、ロール６１の外周面の円周方向に回動可能、かつ、左右方向に移動可能に支持されている。ロール６１及びロール６２は、端部１３を挟んで収容部８に向けて引き取る。
【００２５】
切断部７は、切断部３によって切断された端部１３の長手方向と交差する方向に、端部１３を切断し、複数の切断片１３ａに分割する。切断部７は、所定の周期で端部１３を切断してもよい。切断部７は、引取部６の下方において端部１３を切断するように、支持部６３に取り付けられている。つまり、切断部７はロール６１と一体に設けられている。切断部７は、例えば鋏機構を有し、可動刃７１と、固定刃７２と、を備えている。可動刃７１は、例えば不図示のクランク機構によって回動し、固定刃７２に対して開閉動作する。可動刃７１及び固定刃７２は、引取部６の下方に位置し、例えば左右方向に端部１３を挟んで切断する。切断片１３ａは、短冊状の形状を呈し、例えば切断片１３ａの幅の１〜３倍程度の長さを有する。
【００２６】
収容部８は、切断部７によって端部１３を切断して得られた切断片１３ａを収容する部材である。収容部８は、例えば上側に開口を有する箱型の容器である。収容部８は、切断部７の下方に位置している。
【００２７】
収容位置変更部９は、切断部７と収容部８との相対的な位置を変更する。収容位置変更部９は、例えば、揺動部９１と、ロール位置変更部９２と、を備えている。揺動部９１は、複数の切断片１３ａが収容部８の同じ位置に堆積しないように収容部８の位置を適宜変更し、切断片１３ａの収容位置を変更する。揺動部９１は、切断部７の切断位置が収容部８の開口範囲内に収まるように収容部８の位置を変更する。揺動部９１は、連続的に収容部８の位置を変更してもよいし、所定の時間間隔で収容部８の位置を変更してもよい。揺動部９１は、例えば、収容部８を前後左右に揺動する。揺動部９１としては、超音波発振器、攪拌装置、振動発生装置等が用いられ得る。収容部８は、揺動部９１の上に載置されてもよい。
【００２８】
ロール位置変更部９２は、複数の切断片１３ａが収容部８の同じ位置に堆積しないようにロール６１の位置を適宜変更する。具体的に説明すると、ロール位置変更部９２は、支持部６３を左右方向に移動させることによって、ロール６１を左右方向に移動させる。これにより、切断部７の切断位置を左右方向に移動する。また、支持部６３を前後方向に移動させることによって、ロール６２の外周面の円周方向に沿ってロール６１を移動させる。これにより、切断部７の切断位置を前後方向に移動させ、切断片１３ａの収容位置を変更する。ロール位置変更部９２は、切断部７の切断位置が収容部８の開口範囲内に収まるようにロール６１の位置を変更する。ロール位置変更部９２は、連続的にロール６１の位置を変更してもよいし、所定の時間間隔でロール６１の位置を変更してもよい。ロール位置変更部９２は、例えば、ロール６１を前後左右に揺動する。また、切断部７は支持部６３に固定されているので、ロール位置変更部９２は、ロール６１の位置とともに、ロール６１に追従するように切断部７の位置を変更する。
【００２９】
このように構成された切断装置１では、巻出ロール２から電極１０が繰り出され、切断部３によって電極１０が搬送方向Ａに沿って連続的に切断されて、端部１３と中央部１４とに分離される。電極１０の端部１３は、ガイド部５及び引取部６によって中央部１４から離れる方向に導かれ、収容部８に向けて引き取られる。
【００３０】
そして、端部１３は、切断部７によって、端部１３の長手方向に沿って所定の間隔で、端部１３の長手方向と交差する方向に切断されて複数の切断片１３ａとされる。切断片１３ａは、切断部７の下方に設けられた収容部８に収容される。このとき、収容位置変更部９によって、切断部７及び収容部８の相対的な位置が所定の時間間隔で変更される。このため、切断片１３ａは、収容部８に分散されて収容される。一方、電極１０の中央部１４は、巻取ロール４によって巻き取られる。その後、巻取ロール４に巻き取られた電極１０の中央部１４は、さらに加工される。
【００３１】
以上のように、切断装置１では、切断部３は電極１０の幅方向の端部１３を切断し、切断部７は切断された端部１３をさらに切断して切断片１３ａとする。これにより、端部１３が絡まることを抑制でき、端部１３の容積の増大を抑制することが可能となる。すなわち、端部１３を短い切断片１３ａに分割することによって、収容部８において生じる隙間を低減することができ、端部１３の充填密度の向上が可能となる。また、収容位置変更部９は、収容部８と切断部７との相対的な位置を変更する。このため、切断部７によって切断して得られた切断片１３ａの収容位置を変更できる。これにより、収容部８において切断片１３ａを分散して収容することができ、端部１３の充填密度の向上が可能となる。その結果、端部１３の収容効率の向上が可能となる。さらに、端部１３を切断片１３ａに分割することによって、端部１３の搬送途中で端部１３が切断装置１の他の機構に絡まることを抑制でき、廃棄処理の円滑化が可能となる。
【００３２】
揺動部９１は収容部８の位置を変更する。この揺動部９１によって、切断片１３ａの収容位置を変更でき、切断片１３ａを分散して収容することができる。
【００３３】
ロール位置変更部９２は、収容部８に対して切断片１３ａの収容位置が変更されるように引取部６のロール６１の位置を変更する。このロール位置変更部９２によって、切断片１３ａの収容位置を変更でき、切断片１３ａを分散して収容することができる。
【００３４】
切断部７はロール６１と一体に設けられている。このため、ロール６１の位置の変更に追従して、切断部７の位置を変更することができる。これにより、切断部７の切断可能な範囲が小さい場合でも、引取部６によって搬送された端部１３を切断することが可能となる。
【００３５】
ガイド部５は切断部３によって切断された端部１３を電極１０の中央部１４から離れる方向に導く。このガイド部５によって、切断部７及び収容部８の相対的な位置を変更するためのスペースを確保することができる。また、収容部８に収容された切断片１３ａを回収する等のメンテナンスの作業効率を向上することが可能となる。
【００３６】
電極１０の端部１３は、樹脂及び紙等と比較して硬度が大きい。このため、一方面から切断しようとすると、端部１３に張力を付与する必要がある。これに対し、切断部７が鋏構造を有する場合、切断部７は端部１３の両面から挟み込むようにして位置決めしながら切断するので、端部１３に張力を付与することなく、端部１３を切断することができる。
【００３７】
なお、本発明に係る切断装置は上記実施形態に限定されない。例えば、切断装置１は、巻出ロール２、切断部３、巻取ロール４、ガイド部５、引取部６、切断部７、収容部８及び収容位置変更部９の構成要素を全て備える必要はなく、切断部３、切断部７、収容部８及び収容位置変更部９を備えていればよい。他の構成要素は、適宜選択されて備えられ得る。
【００３８】
また、上記実施形態では、切断部３は一対の円筒状のカッター３１，３２を備えているが、これに限定されない。切断部３は、電極１０を搬送方向Ａに沿って切断できればよく、例えば鋏機構を有していてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、切断部７は、鋏機構を有しているが、これに限定されない。切断部７は、切断部３によって切断された端部１３を切断できればよい。また、上記実施形態では、切断部７は、ロール６１と一体に設けられ、ロール位置変更部９２によってロール６１とともに位置変更されるが、これに限定されない。切断部７は、ロール６１とは別に設けられてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、収容位置変更部９は、揺動部９１及びロール位置変更部９２を備えているが、これに限定されない。収容位置変更部９は、切断部７と収容部８との相対的な位置を変更できればよく、揺動部９１及びロール位置変更部９２代えて、または、揺動部９１及びロール位置変更部９２に加えて、他の位置変更手段を備えていてもよい。また、収容位置変更部９は、揺動部９１及びロール位置変更部９２のいずれか一方だけを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…切断装置、３…切断部（第１切断部）、５…ガイド部、６…引取部、７…切断部（第２切断部）、８…収容部、９…収容位置変更部（位置変更部）、１０…電極、１３…端部、１３ａ…切断片、６１…ロール、９１…揺動部、９２…ロール位置変更部、Ａ…搬送方向。
【図１】
2014188620.tif 000003
【図２】
2014188620.tif 000004