(57)【要約】電極積層装置は、搬送装置により供給される電極を積層し、電極積層体を形成する電極積層装置であって、搬送装置により供給される電極を受け取り、電極を支持する電極支持部と、複数の電極支持部が取り付けられた取付部材と、電極が積層される複数段の積層部を有する積層ユニットと、複数の電極支持部に支持された電極を複数段の積層部に向けて排出する排出部と、を備え、排出部は、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で電極を排出する。（ただし、ｎは２以上の整数である）
2017221900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送装置により供給される電極を積層し、電極積層体を形成する電極積層装置であって、
前記搬送装置により供給される前記電極を受け取り、前記電極を支持する電極支持部と、
複数の前記電極支持部が取り付けられた取付部材と、
前記電極が積層される複数段の積層部を有する積層ユニットと、
複数の前記電極支持部に支持された前記電極を前記複数段の積層部に向けて排出する排出部と、を備え、
前記排出部は、ｎ段当たりの前記電極支持部に対して一つの間隔で前記電極を排出する、電極積層装置。
（ただし、ｎは２以上の整数である）
【請求項２】
前記積層ユニットは、ｎ段当たりの前記電極支持部に対して一つの間隔で前記積層部を有する、請求項１に記載の電極積層装置。
【請求項３】
前記取付部材は、その外周面に複数の前記電極支持部が取り付けられた循環部材であって、
前記循環部材の循環、及び前記排出部の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
前記電極支持部に支持された前記電極のうち、ｍ個の前記電極を前記排出部で排出する第１の排出動作と、
前記排出部に対して前記循環部材を前記電極支持部の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作と、
前記第１の移動動作の後、ｍ個の前記電極を前記排出部で排出する第２の排出動作と、を実行し、
前記第１の移動動作及び前記第２の排出動作を（ｎ−１）回実行した後、前記排出部に対して前記循環部材を前記電極支持部の｛ｍ×ｎ−（ｎ−１）｝段分、前記循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行する、請求項１又は２に記載の電極積層装置。
（ただし、ｍは２以上の整数である）
【請求項４】
前記電極支持部、前記取付部材、及び排出部で構成される搬送ユニットが、前記積層ユニットを挟んで一対設けられ、
一方の前記搬送ユニットは、正極集電体の表面に正極活物質層が形成されてなる正極を搬送し、
他方の前記搬送ユニットは、負極集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極を搬送する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極積層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばリチウムイオン二次電池のような積層型の電極組立体を有する蓄電装置において、電極を積層するための電極積層装置が用いられる。ここで、高速積層が可能な積層装置として、例えば特許文献１に記載されている装置が知られている。特許文献１は、生産ラインを高速化するために、時間短縮が難しい工程又は処理を並列化する構成を有している。例えば特許文献１に記載のパイリング装置は、被切断材を上下４つの分岐コンベアに仕分けし、仕分けされた被切断材を減速コンベア上で減速した後、４段に仕切られたパイリング室にて積み重ねる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−３９６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている構成を電極積層装置に適用した場合、高速で搬送されるワークを急減速すると、搬送装置上でワークの回転方向等にワークの位置ずれが生じる。このような位置ずれが生じないようにするためには、ワークを減速するための距離を確保する必要がある。また、搬送経路を構成するコンベアは、多段化すると上下方向のスペースも必要になる。以上より、特許文献１の構成を適用した電極積層装置では、装置の小型化が難しく、装置の大型化は避けられない。その結果、装置を設置するために必要なスペースも大きいものとなる。【０００５】
本発明の目的は、装置の大型化を抑えながら、積層速度の高速化を達成できる電極積層装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る電極積層装置は、搬送装置により供給される電極を積層し、電極積層体を形成する電極積層装置であって、搬送装置により供給される電極を受け取り、電極を支持する電極支持部と、複数の電極支持部が取り付けられた取付部材と、電極が積層される複数段の積層部を有する積層ユニットと、複数の電極支持部に支持された電極を複数段の積層部に向けて排出する排出部と、を備え、排出部は、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で電極を排出する。（ただし、ｎは２以上の整数である）【０００７】
このような電極積層装置では、電極支持部に対して順次供給される電極は、それぞれ異なる積層部に排出されて積層される。このように、順次供給される電極の数よりも多くの電極を排出して積層することにより、電極を積層部に排出する際の排出速度を、搬送装置による電極の搬送速度（供給速度）よりも遅くすることができる。これにより、電極が積層されるペースの低下を防ぎつつ、追加の装置を設けなくとも、電極積層時における電極の位置ずれを抑制できる。ここで、排出部は、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で電極を排出する。このように、排出部は、複数の電極支持部に対して、（ｎ−１）段飛ばしで電極を排出することができる。これにより、電極支持部のピッチを小さくして、電極支持部が電極を受け取る間隔を短くできる一方、積層部側では、排出される電極間に十分なスペースを確保した状態で、各電極を精度良く積層部へ排出することができる。これにより、積層精度を確保しつつ、更に積層速度を速くすることができる。以上により、上記電極積層装置によれば、装置の大型化を抑えながら、積層速度の高速化を達成できる。【０００８】
積層ユニットは、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で積層部を有してよい。この場合には、排出部が排出する電極の間隔に対応した積層部にて、電極を精度良く受ける事ができる。【０００９】
取付部材は、その外周面に複数の前記電極支持部が取り付けられた循環部材であって、循環部材の循環、及び排出部の動作を制御する制御部を更に備え、制御部は、電極支持部に支持された電極のうち、ｍ個の前記電極を排出部で排出する第１の排出動作と、排出部に対して循環部材を電極支持部の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作と、第１の移動動作の後、ｍ個の電極を排出部で排出する第２の排出動作と、を実行し、第１の移動動作及び第２の排出動作を（ｎ−１）回実行した後、排出部に対して循環部材を電極支持部の｛ｍ×ｎ−（ｎ−１）｝段分、循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行してよい。これにより、排出部による排出と、循環部材の循環をスムーズに連動させることができる。【００１０】
電極支持部、取付部材、及び排出部で構成される搬送ユニットが、積層ユニットを挟んで一対設けられ、一方の搬送ユニットは、正極集電体の表面に正極活物質層が形成されてなる正極を搬送し、他方の搬送ユニットは、負極集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極を搬送してよい。このように、正極側と負極側の両方において、上述の搬送ユニットを採用することで、正極及び負極の積層速度の高速化を達成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置の大型化を抑えながら、積層速度の高速化を達成できる電極積層装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る電極積層装置を適用して製造される蓄電装置の内部を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電極積層装置を示す側面図（一部断面を含む）である。
【図４】支持部の構成を示す図である。
【図５】電極積層装置の平面図である。
【図６】電極積層装置の動作の一例を説明するための図である。
【図７】電極積層装置の動作の一例を説明するための図である。
【図８】電極積層装置の作用・効果を説明するための図である。
【図９】循環部材の制御フローを示すフローチャートである。
【図１０】準備運転時における循環部材の動作を説明する一部側面図である。
【図１１】積層運転時における循環部材の動作を説明する一部側面図である。
【図１２】復帰運転時における循環部材の動作を説明する一部側面図である。
【図１３】位置決めユニットの制御フローを示すフローチャートである。
【図１４】正極供給側の押出ユニットの制御フローを示すフローチャートである。
【図１５】負極供給側の押出ユニットの制御フローを示すフローチャートである。
【図１６】正極搬送ユニットの循環部材の支持構造及び駆動機構の構成例を示す図である。
【図１７】正極搬送ユニットの循環部材の支持構造及び駆動機構の構成例を示す図である。
【図１８】循環部材の第１の動作例を示す図である。
【図１９】循環部材の第２の動作例を示す図である。
【図２０】循環部材の第３の動作例を示す図である。
【図２１】変形例に係る電極積層装置を示す側面図である。
【図２２】変形例に係る電極積層装置を示す側面図である。
【図２３】変形例に係る電極積層装置を示す側面図である。
【図２４】変形例に係る電極積層装置の動作を説明するための側面図である。
【図２５】変形例に係る電極積層装置の動作を説明するための側面図である。
【図２６】変形例に係る電極積層装置の動作を説明するための側面図である。
【図２７】変形例に係る電極積層装置の動作を説明するための側面図である。
【図２８】変形例に係る電極積層装置の動作を説明するための側面図である。
【図２９】変形例に係る電極積層装置の動作を説明するための側面図である。
【図３０】変形例に係る電極積層装置の排出部を示す側面図である。
【図３１】変形例に係る電極積層装置を示す側面図である。
【図３２】変形例に係る電極積層装置の平面図である。
【図３３】図３１に示す電極積層装置の積層部付近を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る電極積層装置を適用して製造される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。
【００１５】
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、図示はしないが、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。なお、電極組立体３とケース２との間にスペーサを配置することにより、電極組立体３とケース２との間に隙間を形成してもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。タブ１４ｂは、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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とを交互に積層し、セパレータ付き正極１１及び負極９を固定することで電極組立体３を得る。そして、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを導電部材１２を介して正極端子４に接続すると共に、負極９のタブ１６ｂを導電部材１３を介して負極端子５に接続した後、電極組立体３をケース２内に収容する。
【００２３】
次に、図３〜図５を用いて、本発明の実施形態に係る電極積層装置３００について説明する。図３は、電極積層装置３００を示す側面図（一部断面を含む）である。図４は、電極積層装置３００の支持部の構成を示す図である。図５は、電極積層装置３００の平面図である。
【００２４】
電極積層装置３００は、正極搬送ユニット３０１と、負極搬送ユニット３０２と、正極供給用コンベア３０３と、負極供給用コンベア３０４と、積層ユニット３０５とを備えている。また、電極積層装置３００は、電極供給センサ３０６，３０７と、積層位置センサ３０８，３０９とを備えている。
【００２５】
正極搬送ユニット３０１は、セパレータ付き正極１１を貯めながら順次搬送するユニットである。正極搬送ユニット３０１は、上下方向に延びるループ状の循環部材（取付部材）３１０と、この循環部材３１０の外周面に取り付けられ、セパレータ付き正極１１を支持する複数の支持部３１１と、循環部材３１０を駆動する駆動部３１２とを有している。
【００２６】
循環部材３１０は、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３１０は、上下方向に離間して配置された２つのローラに架け渡され、各ローラの回転に伴って連れ回る。このように循環部材３１０が回転（周回）することで、各支持部３１１が循環移動する。また、循環部材３１０は、２つのローラと共に上下方向に移動可能である。なお、循環部材３１０とローラの位相のずれを防止する為には、循環部材３１０を歯付きのベルトとし、ローラをスプロケットとしてもよい。本実施形態においては、後述するスプロケット４０３，４０４（図１６参照）が、２つのローラに対応する。
【００２７】
駆動部３１２は、循環部材３１０を回転させると共に、循環部材３１０を上下方向に移動させる。駆動部３１２は、２台のモータにより構成されるが、本実施形態による一例は図１６等を参照して後述する。駆動部３１２は、循環部材３１０を電極積層装置３００の前側（図３の紙面表側）から見て時計回りに回転させる。従って、正極供給用コンベア３０３側の支持部３１１は循環部材３１０に対して上昇し、積層ユニット３０５側の支持部３１１は循環部材３１０に対して下降する。
【００２８】
図４の（ａ）は、セパレータ付き正極１１が支持された状態の支持部３１１の側面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。図４に示されるように、支持部３１１は、底壁３１１ａと、一対の側壁３１１ｂとを有する断面Ｕ字状の部材である。底壁３１１ａは、循環部材３１０の外周面に取り付けられる矩形板状部材である。一対の側壁３１１ｂは、循環部材３１０が循環する方向における底壁３１１ａの両縁部に立設された矩形板状部材である。図４の（ｂ）に示されるように、本実施形態では一例として、側壁３１１ｂは、二股状に形成されている。ただし、側壁３１１ｂの形状は、セパレータ付き正極１１を支持可能な形状であれば何でもよい。一対の側壁３１１ｂは、互いに対向しており、セパレータ付き正極１１を収容可能な程度に離間している。底壁３１１ａ及び側壁３１１ｂは、例えばステンレス鋼等の金属により一体的に形成されている。
【００２９】
底壁３１１ａの内側表面には、スポンジ等の緩衝材３１１ｄが設けられている。正極供給用コンベア３０３から支持部３１１に供給されるセパレータ付き正極１１は、緩衝材３１１ｄに衝突することになるが、緩衝材３１１ｄによって衝突の衝撃が緩和される。すなわち、緩衝材３１１ｄは、支持部３１１がセパレータ付き正極１１を受け取る際におけるセパレータ付き正極１１への衝撃を緩和する衝撃緩和部として機能する。その結果、セパレータ付き正極１１が支持部３１１に供給される際において、セパレータ付き正極１１の正極活物質層１５の剥離を抑制することができる。
【００３０】
負極搬送ユニット３０２は、負極９を貯めながら順次搬送するユニットである。負極搬送ユニット３０２は、上下方向に延びるループ状の循環部材（取付部材）３１３と、この循環部材３１３の外周面に取り付けられ、負極９を支持する複数の支持部３１４と、循環部材３１３を駆動する駆動部３１５とを有している。ここで、また、支持部３１４の構成は、支持部３１１と同様である。
【００３１】
循環部材３１３は、上記の循環部材３１０と同様に、例えば無端状のベルトで構成されている。循環部材３１３は、上下方向に離間して配置された２つのローラに架け渡され、各ローラの回転に伴って連れ回る。このように循環部材３１３が回転（周回）することで、各支持部３１４が循環移動する。また、循環部材３１３は、２つのローラと共に上下方向に移動可能である。
【００３２】
駆動部３１５は、循環部材３１３を回転させると共に、循環部材３１３を上下方向に移動させる。駆動部３１５は、駆動部３１２と同等の構成を成し、２台のモータにより構成されるが、本実施形態による一例は図１６等を参照して後述する。駆動部３１５は、循環部材３１３を電極積層装置３００の前側（図３の紙面表側）から見て反時計回りに回転させる。従って、負極供給用コンベア３０４側の支持部３１４は循環部材３１３に対して上昇し、積層ユニット３０５側の支持部３１４は循環部材３１３に対して下降する。
【００３３】
正極供給用コンベア３０３は、セパレータ付き正極１１を正極搬送ユニット３０１に向けて水平方向に搬送し、正極搬送ユニット３０１の支持部３１１にセパレータ付き正極１１を供給する。正極供給用コンベア３０３は、正極供給用コンベア３０３の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部３０３ａを有する。爪部３０３ａは、上記循環方向に直交する方向に延び、セパレータ付き正極１１の搬送方向後方の端部に当接する。これにより、セパレータ付き正極１１は、正極搬送ユニット３０１に対して一定の間隔で供給されるようになっている。
【００３４】
負極供給用コンベア３０４は、負極９を負極搬送ユニット３０２に向けて水平方向に搬送し、負極搬送ユニット３０２の支持部３１４に負極９を供給する。負極供給用コンベア３０４は、負極供給用コンベア３０４の循環方向に沿って等間隔に設けられた複数の爪部３０４ａを有する。爪部３０４ａは、上記循環方向に直交する方向に延び、負極９の搬送方向後方の端部に当接する。これにより、負極９は、負極搬送ユニット３０２に対して一定の間隔で供給されるようになっている。
【００３５】
正極供給用コンベア３０３から正極搬送ユニット３０１の支持部３１１に移載されたセパレータ付き正極１１は、循環部材３１０の回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、循環部材３１０の上部においてセパレータ付き正極１１の表裏が反転する。負極供給用コンベア３０４から負極搬送ユニット３０２の支持部３１４に移載された負極９は、循環部材３１３の回転によって一旦上昇してから下降するように循環移動する。このとき、循環部材３１３の上部において負極９の表裏が反転する。
【００３６】
積層ユニット３０５は、正極搬送ユニット３０１と負極搬送ユニット３０２との間に配置されている。積層ユニット３０５は、一例として、上下方向に延びるループ状の循環部材（不図示）と、この循環部材の外周面に取り付けられ、セパレータ付き正極１１及び負極９が交互に積層される複数の積層部３１６と、循環部材を駆動する駆動部（不図示）とを有している。
【００３７】
積層部３１６は、セパレータ付き正極１１及び負極９が載置されるプレート状の基台３１６ａと、基台３１６ａに立設され、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃ及び側縁１１ｄ（図４参照）と負極９の底縁９ｃ及び側縁９ｄ（図５参照）とを位置決めする断面Ｕ字状の側壁３１６ｂとを有している。また、ここでは一例として、図３に示されるように、正極搬送ユニット３０１側の側壁３１６ｂの上面は、基台３１６ａに向かって下方に傾斜する傾斜面とされている。同様に、負極搬送ユニット３０２側の側壁３１６ｂの上面も、基台３１６ａに向かって下方に傾斜する傾斜面とされている。以上の構成により、セパレータ付き正極１１及び負極９が基台３１６ａへと滑らかに移動可能となっている。
【００３８】
積層ユニット３０５と正極搬送ユニット３０１との間には、上下方向に延びる壁部３１７が配置されている。壁部３１７には、後述する押出ユニット３２１により押し出されたセパレータ付き正極１１が通過する複数（ここでは４つ）のスリット３１８が設けられている。各スリット３１８は、上下方向に等間隔で配置されている。なお、本実施形態では一例として、スリット３１８の上側部分は、正極搬送ユニット３０１側から積層部３１６側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。また、スリット３１８の下側部分は、正極搬送ユニット３０１側から積層部３１６側に向かって上方に傾斜する傾斜面となっている。これにより、セパレータ付き正極１１を積層部３１６へと適切に案内するとともに、スリット３１８における入口側（正極搬送ユニット３０１側）の開口部分を大きくすることができる。その結果、押出ユニット３２１により押し出されるセパレータ付き正極１１の高さ位置に多少のずれが生じても、スリット３１８にセパレータ付き正極１１を通過させることが可能となる。
【００３９】
積層ユニット３０５と負極搬送ユニット３０２との間には、上下方向に延びる壁部３１９が配置されている。壁部３１９には、後述する押出ユニット３２２により押し出された負極９が通過する複数（ここでは４つ）のスリット３２０が設けられている。各スリット３２０の高さ位置は、各スリット３１８の高さ位置と同じである。なお、本実施形態では一例として、スリット３２０の上側部分は、負極搬送ユニット３０２側から積層部３１６側に向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。また、スリット３２０の下側部分は、負極搬送ユニット３０２側から積層部３１６側に向かって上方に傾斜する傾斜面となっている。これにより、負極９を積層部３１６へと適切に案内するとともに、スリット３２０における入口側（負極搬送ユニット３０２側）の開口部分を大きくすることができる。その結果、押出ユニット３２２により押し出される負極９の高さ位置に多少のずれが生じても、スリット３２０に負極９を通過させることが可能となる。
【００４０】
また、電極積層装置３００は、押出ユニット３２１と、押出ユニット３２２とを備えている。
【００４１】
押出ユニット３２１は、セパレータ付き正極１１を積層する積層エリアにおいて、複数（ここでは４つ）のセパレータ付き正極１１を上下複数段（ここでは上下４段）の積層部３１６に向けて同時に押し出すことにより、４つのセパレータ付き正極１１を４段の積層部３１６に同時に積層する。押出ユニット３２１は、４つのセパレータ付き正極１１を一緒に押す１対の押し部材３２１ａ（排出部）と、この押し部材３２１ａを４段の積層部３１６側に移動させる駆動部４４（図５参照）とを有している。この駆動部４４は、例えばモータ及びリンク機構から構成されている。
【００４２】
押出ユニット３２２は、負極９を積層する積層エリアにおいて、複数（ここでは４つ）の負極９を複数段（ここでは上下４段）の積層部３１６に向けて同時に押し出すことにより、４つの負極９を４段の積層部３１６に同時に積層する。押出ユニット３２２は、４つの負極９を一緒に押す１対の押し部材３２２ａ（排出部）と、この押し部材３２２ａを４段の積層部３１６側に移動させる駆動部４６（図５参照）とを有している。この駆動部４６の構成は、押出ユニット３２１の駆動部と同様である。なお、押出ユニット３２１，３２２の駆動部としては、シリンダ等を有していてもよい。
【００４３】
また、図５に示すように、電極積層装置３００は、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃの位置を揃える位置決めユニット４７と、負極９の底縁９ｃの位置を揃える位置決めユニット４８とを備えている。位置決めユニット４７，４８は、セパレータ付き正極１１及び負極９を積層する積層エリアに配置されている。セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃは、セパレータ付き正極１１におけるタブ１４ｂ側とは反対側の縁である。負極９の底縁９ｃは、負極９におけるタブ１６ｂ側とは反対側の縁である。
【００４４】
位置決めユニット４７は、正極搬送ユニット３０１の前側（図３の紙面表側）に配置され、セパレータ付き正極１１の底縁１１ｃと当接する受け部４９と、正極搬送ユニット３０１の後側に配置され、セパレータ付き正極１１を受け部４９に対して押圧する押圧部５０とを有している。受け部４９には、複数のフリーローラが並んで設けられている。なお、受け部４９は、表面が滑りやすい樹脂で形成されていてもよい。なお、位置決めユニット４７は、スリット３１８と同数設けられ、スリット３１８に対応する高さに配置されている。
【００４５】
押圧部５０は、セパレータ付き正極１１を押す押し板５１と、この押し板５１を受け部４９側に移動させる駆動部５２とを有している。駆動部５２は、例えばシリンダを有している。押し板５１は、シリンダのピストンロッドの先端に固定されている。押し板５１には、セパレータ付き正極１１のタブ１４ｂを逃がすためのスリット５１ａが設けられている。
【００４６】
位置決めユニット４８は、負極搬送ユニット３０２の前側（図３の紙面表側）に配置され、負極９の底縁９ｃと当接する受け部５３と、負極搬送ユニット３０２の後側に配置され、負極９を受け部５３に対して押圧する押圧部５４とを有している。受け部５３の構造は、受け部４９と同様である。なお、位置決めユニット４８は、スリット３２０と同数設けられ、スリット３２０に対応する高さに配置されている。押圧部５４は、負極９を押す押し板５５と、この押し板５５を受け部５３側に移動させる駆動部５６とを有している。押し板５５には、負極９のタブ１６ｂを逃がすためのスリット５５ａが設けられている。駆動部５６の構成は、駆動部５２と同様である。
【００４７】
また、図３に示すように、電極積層装置３００は、コントローラ３５０を備えている。コントローラ３５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等から構成されている。コントローラ３５０は、上述した駆動部３１２，３１５を制御する搬送制御部と、積層ユニット３０５の駆動部を制御する積層制御部と、押出ユニット３２１の駆動部及び押出ユニット３２２の駆動部を制御する押出制御部と、位置決めユニット４７，４８の駆動部を制御する位置決め制御部とを有している。また、コントローラ３５０は、電極供給センサ３０６，３０７及び積層位置センサ３０８，３０９と接続されており、これらのセンサからの検知信号を受信可能となっている。コントローラ３５０は、各センサからの検知信号、及びＲＯＭに保存されたプログラムに基づき制御内容を決定し、各制御部を介して、各駆動部を駆動制御する。
【００４８】
電極供給センサ３０６は、正極供給用コンベア３０３の正極搬送ユニット３０１側の端部付近に配置され、爪部３０３ａ又はセパレータ付き正極１１の有無を検知する。電極供給センサ３０６は、爪部３０３ａ又はセパレータ付き正極１１の有無を示す検知信号を定期的にコントローラ３５０に送信する。
【００４９】
電極供給センサ３０７は、負極供給用コンベア３０４の負極搬送ユニット３０２側の端部付近に配置され、爪部３０４ａ又は負極９の有無を検知する。電極供給センサ３０７は、爪部３０４ａ又は負極９の有無を示す検知信号を定期的にコントローラ３５０に送信する。
【００５０】
積層位置センサ３０８は、セパレータ付き正極１１を支持した支持部３１１が予め定められた積層位置（例えば、積層ユニット３０５の最下段の積層部３１６に対応するスリット３１８の下端位置）に到達したことを検知する。積層位置センサ３０８は、循環部材３１０の上下動とは独立しており、積層位置センサ３０８の高さ位置は、スリット３１８に対して固定されている。積層位置センサ３０８は、セパレータ付き正極１１を支持した支持部３１１が積層位置に到達したことを検知すると、その旨を示す検知信号をコントローラ３５０に送信する。
【００５１】
積層位置センサ３０９は、負極９を支持した支持部３１４が予め定められた積層位置（例えば、積層ユニット３０５の最下段の積層部３１６に対応するスリット３２０の下端位置）に到達したことを検知する。積層位置センサ３０９は、循環部材３１３の上下動とは独立しており、積層位置センサ３０９の高さ位置は、スリット３２０に対して固定されている。積層位置センサ３０９は、負極９を支持した支持部３１４が積層位置に到達したことを検知すると、その旨を示す検知信号をコントローラ３５０に送信する。
【００５２】
本実施形態に係る電極積層装置３００の特徴的な構成について説明する。なお、以降の説明において「ｎ」は２以上の整数である。「ｍ」は２以上の整数である。「ｎ」と「ｍ」は異なる整数であってもよく、同じ整数であってもよい。
【００５３】
正極搬送ユニット３０１において、押出ユニット３２１の押し部材３２１ａは、ｎ段当たりの支持部３１１に対して一つの間隔で、合計ｍ個のセパレータ付き正極１１を押し出す。すなわち、押し部材３２１ａは、一の支持部３１１のセパレータ付き正極１１を押し出し、当該一の支持部３１１から（ｎ−１）段分の支持部３１１を飛ばして、ｎ段上（又は下）に存在する他の支持部３１１のセパレータ付き正極１１を押し出す。上下方向に延びる一対の押し部材３２１ａのうち、押し出し部分に対応する部分は、セパレータ付き正極１１と当接可能な幅に設定されている。一対の押し部材３２１ａのうち、非押し出し部分に対応する部分は、セパレータ付き正極１１を幅方向における外側へ躱すような幅に設定されている。これにより、押し部材３２１ａが積層ユニット３０５側へ移動すると、押し出し部分に対応する位置におけるセパレータ付き正極１１のみ押し出され、非押し出し部分に対応する位置におけるセパレータ付き正極１１は支持部３１１に支持された状態が維持される。
【００５４】
負極搬送ユニット３０２において、押出ユニット３２２の押し部材３２２ａは、ｎ段当たりの支持部３１４に対して一つの間隔で、合計ｍ個の負極９を押し出す。すなわち、押し部材３２２ａは、一の支持部３１４の負極９を押し出し、当該一の支持部３１４から（ｎ−１）段分の支持部３１４を飛ばして、ｎ段上（又は下）に存在する他の支持部３１４の負極９を押し出す。上下方向に延びる一対の押し部材３２２ａのうち、押し出し部分に対応する部分は負極９と当接可能な幅に設定されている。一対の押し部材３２２ａのうち、非押し出し部分に対応する部分は、負極９を幅方向における外側へ躱すような幅に設定されている。これにより、押し部材３２２ａが積層ユニット３０５側へ移動すると、押し出し部分に対応する位置における負極９のみ押し出され、非押し出し部分に対応する位置におけるセパレータ付き正極１１は支持部３１１に支持された状態が維持される。
【００５５】
積層ユニット３０５は、ｎ段当たりの支持部３１１に対して一つの間隔で、合計ｍ個の積層部３１６を有する。積層ユニット３０５は、ｎ段当たりの支持部３１４に対して一つの間隔で、合計ｍ個の積層部３１６を有する。すなわち、積層ユニット３０５は、一の支持部３１１からセパレータ付き正極１１を受け取る積層部３１６を有し、当該一の支持部３１１から（ｎ−１）段分の支持部３１１を飛ばして、ｎ段上（又は下）に存在する他の支持部３１１からセパレータ付き正極１１を受け取る積層部３１６を有する。積層ユニット３０５は、一の支持部３１４から負極９を受け取る積層部３１６を有し、当該一の支持部３１４から（ｎ−１）段分の支持部３１４を飛ばして、ｎ段上（又は下）に存在する他の支持部３１４から負極９を受け取る積層部３１６を有する。
【００５６】
なお、図３に示す例では、「ｎ＝２」及び「ｍ＝４」に設定されている。従って、押し部材３２１ａ，３２２ａは、２段当たりの支持部３１１，３１４に対して一つの間隔で、合計４個の電極を押し出す。ただし、ｎ及びｍの整数がどのような値に設定されるかは特に限定されない。なお、ｎ及びｍが大きくなると、積層部３１６の間隔及び個数が大きくなることで積層ユニット３０５の上下方向の全長が長くなる。従って、装置全体の大きさの制約等を考慮してｎ及びｍを設定してよい。
【００５７】
次に、図６及び図７を参照して、電極積層装置３００の動作の一例について説明する。なお、ここでは、循環部材３１０及び押出ユニット３２１の押し部材３２１ａの動作のみについて説明する。循環部材３１３及び押出ユニット３２２の押し部材３２２ａの動作は、セパレータ付き正極１１と負極９が交互に積層されるように、積層のタイミングが異なる点以外は、循環部材３１０及び押出ユニット３２１の押し部材３２１ａと同趣旨の動作を行う。また、電極積層装置３００全体の動作の制御フローについては後述する。
【００５８】
コントローラ３５０は、支持部３１１に支持されたセパレータ付き正極１１のうち、ｍ個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第１の押出動作を実行する。次に、コントローラ３５０は、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作を実行する。次に、コントローラ３５０は、第１の移動動作の後、ｍ個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第２の押出動作を実行する。そして、コントローラ３５０は、第１の移動動作及び第２の押出動作を（ｎ−１）回実行した後、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の｛ｍ×ｎ−（ｎ−１）｝段分、循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行する。その後、第１の押出動作から各動作を繰り返す。なお、移動量の違いより、第１の移動動作及び第２の移動動作としているが、後述する本実施形態の駆動部３１２及び駆動部３１５においては、両移動動作のコントローラ３５０による制御内容は同等である。
【００５９】
図６を参照し、「ｎ＝２」の場合について説明する。ここでは「ｍ＝３」とする。図６（ａ）に示すように、コントローラ３５０は、支持部３１１に支持されたセパレータ付き正極１１のうち、３個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第１の押出動作を実行する。ここでは、押し部材３２１ａは、１段飛ばしで、Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５に係る支持部３１１のセパレータ付き正極１１を押し出す。このとき、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６に係るセパレータ付き正極１１は押し出されず、支持部３１１に残存する。なお、セパレータ付き正極１１の押し出しが完了した後、負極９の押し出しが行われる。以降の動作においても、同様にセパレータ付き正極１１と負極９の押し出しとが交互に行われるので、説明を省略する。
【００６０】
次に、図６（ｂ）に示すように、コントローラ３５０は、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作を実行する。これにより、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６に係る支持部３１１が、押し部材３２１ａの押出し部分と対応する位置に配置される。次に、コントローラ３５０は、第１の移動動作の後、３個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第２の押出動作を実行する。これにより、Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６に係る支持部３１１のセパレータ付き正極１１が、押し部材３２１ａによって押し出される。以上により、Ｓ１〜Ｓ６に係る支持部３１１で支持されていた合計６個のセパレータ付き正極１１は全て押し出された状態となる。
【００６１】
ここで、図６においては「ｎ＝２」、すなわち「ｎ−１＝１」であるため、第１の移動動作及び第２の押出動作は、１回だけ実行される。また、「ｍ＝３」であるため、「ｍ×ｎ−（ｎ−１）＝５」となる。従って、図６（ｃ）に示すように、コントローラ３５０は、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の５段分、循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行する。これにより、Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１１に係る支持部３１１が、押し部材３２１ａの押出し部分と対応する位置に配置される。すなわち、Ｓ７〜Ｓ１２に係る支持部３１１に対して、Ｓ１〜Ｓ６に係る支持部３１１と同様の動作が行われる。
【００６２】
更に、図７を参照し、「ｎ＝３」の場合について説明する。ここでは「ｍ＝３」とする。図７（ａ）に示すように、コントローラ３５０は、支持部３１１に支持されたセパレータ付き正極１１のうち、３個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第１の押出動作を実行する。ここでは、押し部材３２１ａは、２段飛ばしで、Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７に係る支持部３１１のセパレータ付き正極１１を押し出す。このとき、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９に係るセパレータ付き正極１１は押し出されず、支持部３１１に残存する。
【００６３】
次に、図７（ｂ）に示すように、コントローラ３５０は、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作を実行する。これにより、Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８に係る支持部３１１が、押し部材３２１ａの押出し部分と対応する位置に配置される。次に、コントローラ３５０は、第１の移動動作の後、３個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第２の押出動作を実行する。これにより、Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８に係る支持部３１１のセパレータ付き正極１１が、押し部材３２１ａによって押し出される。このとき、Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９に係るセパレータ付き正極１１は押し出されず、支持部３１１に残存する。
【００６４】
ここで、図７においては「ｎ＝３」、すなわち「ｎ−１＝２」であるため、第１の移動動作及び第２の押出動作は、２回実行される。従って、上述の１回目の第２の押出動作の後、２回目の第１の移動動作が実行され、次に２回目の第２の押出動作が実行される。
【００６５】
具体的に、図７（ｃ）に示すように、コントローラ３５０は、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作（２回目）を実行する。これにより、Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９に係る支持部３１１が、押し部材３２１ａの押出し部分と対応する位置に配置される。次に、コントローラ３５０は、２回目の第１の移動動作の後、３個のセパレータ付き正極１１を押し部材３２１ａで押し出す第２の押出動作（２回目）を実行する。これにより、Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９に係る支持部３１１のセパレータ付き正極１１が、押し部材３２１ａによって押し出される。以上により、Ｓ１〜Ｓ９に係る支持部３１１で支持されていた合計９個のセパレータ付き正極１１は全て押し出された状態となる。
【００６６】
図７においては、「ｎ＝３」及び「ｍ＝３」であるため、「ｍ×ｎ−（ｎ−１）＝７」となる。よって、合計２回の第１の移動動作及び第２の押出動作が行われた後、図７（ｄ）に示すように、コントローラ３５０は、押し部材３２１ａに対して循環部材３１０を支持部３１１の７段分、循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行する。これにより、Ｓ１０，Ｓ１３，Ｓ１６に係る支持部３１１が、押し部材３２１ａの押出し部分と対応する位置に配置される。すなわち、Ｓ１０〜Ｓ１８に係る支持部３１１に対して、Ｓ１〜Ｓ９に係る支持部３１１と同様の動作が行われる。
【００６７】
なお、上述の「ｎ」及び「ｍ」の整数は一例にすぎず、当該整数が変わった場合は、それに応じて上述の動作と同趣旨の動作が行われる。
【００６８】
続いて、図１６〜図２１を用いて、本実施形態における駆動部３１２及び駆動部３１５、及び関係する構成について説明する。ここでは、正極搬送ユニット３０１側の支持構造及び駆動機構について説明する。負極搬送ユニット３０２についても同様の支持構造及び駆動機構を採用することができる。
【００６９】
図１６及び図１７は、正極搬送ユニット３０１の支持構造及び駆動機構の説明に必要な構成に着目した図であり、それ以外の構成については適宜図示を省略している。図１６に示されるように、正極搬送ユニット３０１は、床面に設置された支持フレーム４０１と、支持フレーム４０１に対して上下方向に移動可能に支持される循環用フレーム４０２と、を備えている。循環用フレーム４０２には、上下方向に所定間隔だけ離間して配置された一対のスプロケット４０３，４０４が、回転可能に支持されている。スプロケット４０３，４０４には、外周面に複数の支持部３１１が配置された循環部材３１０が巻き掛けられている。
【００７０】
また、図１７に示されるように、正極搬送ユニット３０１は、支持フレーム４０１又は床面に対して固定されたモータ４０５，４０６を備えている。モータ４０５，４０６の駆動軸には、駆動ギヤ４０５ａ，４０６ａが固定されている。スプロケット４０３，４０４は、その回転軸の一端に駆動ギヤ４０７，４０８を有する。駆動ギヤ４０５ａ，４０６ａ，４０７，４０８には、タイミングベルト４０９が巻き掛けられている。駆動ギヤ４０５ａ，４０６ａ，４０７，４０８に加えて、支持フレーム４０１に支持されたガイドローラ４１０（図１７の例では４つのガイドローラ４１０）により、タイミングベルト４０９の循環経路は、上下左右に延びる略十文字状をなす。
【００７１】
図１８に示されるように、駆動ギヤ４０５ａ，４０６ａを等速度で回転させた場合、循環用フレーム４０２及び循環部材３１０の全体は、支持フレーム４０１又は床面に対して上下に移動することなく、循環部材３１０及びタイミングベルト４０９が循環動作のみを行うことになる。
【００７２】
一方、図１９に示されるように、駆動ギヤ４０５ａのみを回転させた場合、タイミングベルト４０９は、正極供給用コンベア３０３側では時計回りに循環する一方で、積層ユニット３０５側では停止している。このため、このようなタイミングベルト４０９の動作に伴い、循環用フレーム４０２は支持フレーム４０１又は床面に対して上昇する。これに伴い、スプロケット４０３，４０４を介して循環用フレーム４０２に支持されている循環部材３１０の基準高さ位置（例えば、循環部材３１０の上下方向における中央位置）も上昇することになる。このとき、タイミングベルト４０９と同様に、循環部材３１０及び支持部３１１も、正極供給用コンベア３０３側でのみ上昇する。また、図２０に示されるように、駆動ギヤ４０６ａのみを回転させた場合、タイミングベルト４０９は、積層ユニット３０５側は時計回りに循環する一方で、正極供給用コンベア３０３側では停止している。このため、このようなタイミングベルト４０９の動作に伴い、循環用フレーム４０２は支持フレーム４０１又は床面に対して下降することになる。これに伴い、スプロケット４０３，４０４を介して循環用フレーム４０２に支持されている循環部材３１０の基準高さ位置（例えば、循環部材３１０の上下方向における中央位置）も下降することになる。このとき、タイミングベルト４０９と同様に、循環部材３１０及び支持部３１１も、積層部３１６側でのみ下降する。さらに、駆動ギヤ４０５ａの回転速度と駆動ギヤ４０６ａの回転速度を異ならせて、駆動ギヤ４０５ａ，４０６ａの両方を回転させた場合、回転速度の差に応じて循環用フレーム４０２を上昇又は下降させ、循環部材３１０の基準高さ位置を上昇又は下降させることができる。
【００７３】
続いて、図９〜図１５を用いて、コントローラ３５０による循環部材３１０，３１３、位置決めユニット４７，４８（図５参照）、及び押出ユニット３２１，３２２の動作制御について説明する。
【００７４】
まず、図９〜図１２を用いて、循環部材（ここでは一例として循環部材３１０）の制御フローについて説明する。図９は、循環部材３１０及び循環部材３１３に共通の制御フローを示すフローチャートである。図１０は、準備運転時（図９のステップＳ２０１）における循環部材３１０の動作を説明する一部側面図である。図１１は、積層運転時（図９のステップＳ２０３）における循環部材３１０の動作を説明する一部側面図である。図１２は、復帰運転時（図９のステップＳ２０６）における循環部材３１０の動作を説明する一部側面図である。なお、負極搬送ユニット３０２の循環部材３１３の制御フローは、循環部材３１０の制御フローと同様であるため、説明を省略する。
【００７５】
図９において、コントローラ３５０は、電極積層装置３００を含む製造ラインの稼働開始のトリガ（例えばオペレータ等による入力）を受けて、循環部材３１０の準備運転を開始する（ステップＳ２０１）。
【００７６】
準備運転は、いずれの支持部３１１にもセパレータ付き正極１１が支持されていない初期状態から、セパレータ付き正極１１の受取位置から積層位置までの間にある各支持部３１１がセパレータ付き正極１１を支持する状態にするための動作である。具体的には、準備運転は、循環部材３１０の回転（循環）のみによって、支持部３１１を循環させる動作である（図１０参照）。より具体的には、これは、図１８の状態に対応し、駆動ギヤ４０５ａ，４０６ａを、同期して回転させる。循環部材３１０において互いに隣接する支持部３１１間の距離の移動量を１とした場合、コントローラ３５０は、循環部材３１０におけるセパレータ付き正極１１の受取位置にある支持部３１１にセパレータ付き正極１１が供給されたことを確認する毎に、循環部材３１０を移動量１だけ図３の紙面表側から見て時計回り（以下単に「時計回り」という。）に循環させる。なお、以下の説明においては、循環部材３１０の循環については、時計回り方向の移動を正方向とし、循環部材３１０の上下移動については、上方向を正方向として、移動量を表現する。
【００７７】
コントローラ３５０は、準備運転中において、随時、積層位置センサ３０８からの検知信号の受信の有無（すなわち、セパレータ付き正極１１を支持した支持部３１１が積層位置に到達したか否か）を判定する（ステップＳ２０２）。コントローラ３５０は、積層位置センサ３０８から検知信号を受信するまで、循環部材３１０の準備運転を継続する（ステップＳ２０２：ＮＯ）。一方、コントローラ３５０は、積層位置センサ３０８から検知信号を受信すると（すなわち、セパレータ付き正極１１を支持した支持部３１１が積層位置に到達したことを検知すると）、循環部材３１０を積層運転に切り替える（ステップＳ２０２：ＹＥＳ、ステップＳ２０３）。
【００７８】
積層運転は、セパレータ付き正極１１を積層部３１６に積層するための動作である。具体的には、積層運転は、積層ユニット３０５側の支持部３１１の高さ位置を積層部３１６に対して相対的に停止させるとともに、セパレータ付き正極１１が正極供給用コンベア３０３から一枚供給される毎に、正極供給用コンベア３０３側の支持部３１１を正極供給用コンベア３０３に対して移動量１だけ上昇させる動作である。より具体的には、これは、図１９の運転状態に対応し、積層運転時においては、駆動ギヤ４０６ａは停止し、駆動ギヤ４０５ａのみ回転させる。正極供給用コンベア３０３から１枚のセパレータ付き正極１１が供給されてから次のセパレータ付き正極１１が供給されるまでの間の時間（以下「単位時間」という）では、駆動ギヤ４０６ａが移動量１に相当する量だけ回転する。これにより、正極供給用コンベア３０３側では、支持部３１１が移動量１だけ上昇し、循環部材３１０全体では、移動量０．５で時計回りに循環させるとともに、移動量０．５で上昇する（図１１参照）。
【００７９】
コントローラ３５０は、積層運転中において、随時、４段の積層部３１６に対する４枚のセパレータ付き正極１１の同時供給が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。具体的には、後述する押出ユニット３２１による押出動作が完了したか否かが判定される。例えば、押し部材３２１ａが元の位置（セパレータ付き正極１１を押し出す前の位置）に戻ったことを検知することで、押出動作が完了したことを検知することができる。コントローラ３５０は、押出ユニット３２１による押出動作が完了したことを検知するまで、循環部材３１０の積層運転を継続する（ステップＳ２０４：ＮＯ）。一方、コントローラ３５０は、押出ユニット３２１による押出動作が完了したことを検知すると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、積層ユニット３０５へのセパレータ付き正極１１の積層を完了するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
【００８０】
具体的には、コントローラ３５０は、例えば各積層部３１６に積層された電極の枚数をセンサ等により検知し、電極の積層枚数が予め定められた枚数に達したか否かを判定することで、積層を完了するか否かを判定することができる。すなわち、コントローラ３５０は、電極の積層枚数が予め定められた枚数に達した場合に積層を完了し、電極の積層枚数が予め定められた枚数に達していない場合に積層を完了しないと判定することができる。
【００８１】
積層を完了すると判定された場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、コントローラ３５０は、循環部材３１０の制御を終了する。一方、積層を完了すると判定されなかった場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、コントローラ３５０は、循環部材３１０を復帰運転に切り替える（ステップＳ２０６）。なお、積層を完了すると判定された場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、コントローラ３５０は、循環部材３１０の制御を一旦終了した後、さらに積層部３１６の交換が完了してオペレータ等からの制御開始の指示を受けた後に、循環部材３１０の制御を再開してもよい。この場合、復帰運転（ステップＳ２０６）が開始されることになる。
【００８２】
次に、復帰運転の動作について説明する。積層運転においては、循環部材３１０は元の位置（積層運転開始前の位置）よりも上昇した位置に移動するのみであるが、復帰運転は、循環部材３１０を元の位置に復帰（下降）させる動作を含む。具体的には、復帰運転は、積層ユニット３０５側においてセパレータ付き正極１１を支持する先頭の支持部３１１の高さ位置を積層位置までスライドさせるとともに、セパレータ付き正極１１が正極供給用コンベア３０３から一枚供給される毎に、正極供給用コンベア３０３側の支持部３１１を移動量１だけ上昇させる動作である。駆動部３１２、３１５の制御において、積層運転と復帰運転との違いは、前者が駆動ギヤ４０６ａを停止させる運転状態であるのに対し、後者が駆動ギヤ４０６ａを回転させる点である。駆動ギヤ４０６ａは、セパレータ付き正極１１を支持する先頭の支持部３１１の高さ位置を積層位置とするまで、回転を継続する。復帰運転を行うことにより、正極供給用コンベア３０３から供給されるセパレータ付き正極１１を受け取りつつ、４つのセパレータ付き正極１１を押出ユニット３２１によって同時に押し出す押出動作を実行可能な状態とする。従って、コントローラ３５０は、循環部材３１０の復帰運転完了後、循環部材３１０を積層運転に切り替える（ステップＳ２０６→Ｓ２０３）。
【００８３】
本実施形態に係る電極積層装置３００で、コントローラ３５０は、図６及び図７で説明したような、第１の押出動作、第１の移動動作、第２の押出動作、及び第２の移動動作を繰り返し実行する。本フローチャートにおいては、図１０〜図１２に示すように、「ｎ＝２」「ｍ＝４」の場合の例について説明している。従って、第１の押出動作がＳ２０３（積層運転）及びＳ２０４の処理に対応し、支持部３１１を１段下げる第１の移動動作がＳ２０６（復帰運転）の処理に対応する。そして、第２の押出動作が、再び実行されるＳ２０３（積層運転）及びＳ２０４の処理に対応し、支持部３１１を７段下げる第２の移動動作が、再び実行されるＳ２０６（復帰運転）に対応する。このように、本実施形態では、Ｓ２０６の復帰運転では、見た目上、支持部３１１を１段下げる第１の移動動作、及び支持部３１１を７段下げる第２の移動動作の２種類の動作が行われる。
【００８４】
支持部３１１を１段下げる第１の移動動作の際における復帰運転について、具体的に説明する。なお、説明を判りやすくする為、セパレータ付き正極１１は欠品無く、供給されているものとする。コントローラ３５０は、上述した単位時間に、循環部材３１０を移動量１で時計回りに循環させる。これにより、単位時間において、正極供給用コンベア３０３側では、支持部３１１が、正極供給用コンベア３０３に対して、１つ分だけ上昇することになる。一方、積層ユニット３０５側では、支持部３１１が、積層ユニット３０５に対して、１つ分だけ下降することになる。これにより、正極供給用コンベア３０３から供給されるセパレータ付き正極１１を受け取りつつ、次なる段の４つのセパレータ付き正極１１を押出ユニット３２１によって同時に押し出す押出動作を実行可能な状態となる。
【００８５】
支持部３１１を７段下げる第２の移動動作の際における復帰運転について、具体的に説明する。コントローラ３５０は、上述した単位時間に、循環部材３１０を移動量４で時計回りに循環させるとともに、移動量３で下降させる（図１２参照）。これにより、単位時間において、正極供給用コンベア３０３側では、支持部３１１が、正極供給用コンベア３０３に対して、１つ分だけ上昇することになる。一方、積層ユニット３０５側では、支持部３１１が、積層ユニット３０５に対して、７つ分だけ下降することになる。これにより、正極供給用コンベア３０３から供給されるセパレータ付き正極１１を受け取りつつ、次なる段の４つのセパレータ付き正極１１を押出ユニット３２１によって同時に押し出す押出動作を実行可能な状態となる。
【００８６】
次に、図１３を用いて、位置決めユニット４７，４８の制御フローについて説明する。図１３は、正極搬送ユニット３０１の位置決めユニット４７（図５参照）及び負極搬送ユニット３０２の位置決めユニット４８（図５参照）に共通の制御フローを示すフローチャートである。ここでは一例として、位置決めユニット４７の制御について説明を行う。なお、位置決めユニット４８の制御フローは、位置決めユニット４７の制御フローと同様であるため、説明を省略する。
【００８７】
図１３において、コントローラ３５０は、積層位置センサ３０８からの検知信号の受信の有無を定期的にチェックすることで、位置決めユニット４７による位置決めが可能な位置に電極（ここではセパレータ付き正極１１）があるか否かを確認する（ステップＳ３０１）。コントローラ３５０は、積層位置センサ３０８からの検知信号を受信するまで、上記チェックを継続する（ステップＳ３０１：ＮＯ）。コントローラ３５０は、積層位置センサ３０８からの検知信号を受信し、セパレータ付き正極１１を支持する支持部３１１が積層位置に到達したことを検知すると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、位置決めユニット４７に位置決め動作を実行させる（ステップＳ３０２）。具体的には、コントローラ３５０は、第１実施形態で説明した通り、位置決めユニット４７の押圧部５４による押圧動作を実行するように制御する。このような位置決め動作は、既に第１実施形態で説明した通りであるため、これ以上の詳細な説明を省略する。
【００８８】
続いて、コントローラ３５０は、上述した図９のステップＳ２０５と同様の判定により、積層を完了するか否かを判定する（ステップＳ３０３）。積層を完了すると判定された場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、コントローラ３５０は、位置決めユニット４７の制御を終了する。一方、積層を完了すると判定されなかった場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、コントローラ３５０は、積層ユニット３０５側の支持部３１１の高さ位置が積層ユニット３０５に対して相対的に変化する循環動作（すなわち、上述した循環部材３１０の復帰運転）が発生するまで、位置決めユニット４７の動作を停止する（ステップＳ３０４：ＮＯ）。コントローラ３５０は、上記循環動作が発生したことを確認すると（すなわち、コントローラ３５０が循環部材３１０を復帰運転に切り替えると）、ステップＳ３０１に戻り、位置決めユニット４７の制御を継続する（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）。
【００８９】
なお、位置決めユニット４７に位置決め動作を実行させる判定には、上述した判定で用いた判定基準以外の判定基準が用いられてもよい。例えば、押出ユニット３２１が停止していることが、ステップＳ３０２の位置決め動作を実行する判定条件として加えられてもよい。
【００９０】
次に、図１４を用いて、押出ユニット３２１の制御フローについて説明する。図１４は、押出ユニット３２１の制御フローを示すフローチャートである。
【００９１】
図１４において、コントローラ３５０は、積層位置センサ３０８から受信した検知信号に基づいて、セパレータ付き正極１１を支持する支持部３１１が積層位置に存在するか否かを確認する（ステップＳ４０１）。また、コントローラ３５０は、位置決めユニット４７による位置決め動作（図１３のステップＳ３０２）が完了しているか否かを確認する（ステップＳ４０２）。コントローラ３５０は、例えば位置決めユニット４７の押圧部５４が元の位置（押圧を行う前の位置）に戻っていることを確認することにより、位置決めユニット４７の位置決め動作が完了していることを確認することができる。また、コントローラ３５０は、他極側（ここでは負極９側）の負極搬送ユニット３０２において、負極９の積層（積層部３１６への排出）が完了しているか否かを確認する（ステップＳ４０３）。コントローラ３５０は、例えば負極搬送ユニット３０２の押出ユニット３２２の押出動作が完了し、押し部材３２２ａが元の位置（押出動作を行う前の位置）に戻っていることを確認することにより、負極９の積層が完了していることを確認することができる。
【００９２】
コントローラ３５０は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０３の確認結果に基づいて、積層可能か否か（すなわち、押出ユニット３２１の押し部材３２１ａによる押出動作を実行可能か否か）を判定する（ステップＳ４０４）。具体的には、セパレータ付き正極１１を支持する支持部３１１が積層位置に存在し、位置決めユニット４７による位置決め動作が完了しており、負極９の積層が完了していることが確認できた場合に、コントローラ３５０は、積層可能であると判定する（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）。一方、コントローラ３５０は、上記の確認項目のうち少なくとも一つの状態が確認できなかった場合には、積層可能でないと判定し（ステップＳ４０４：ＮＯ）、ステップＳ４０１に戻る。
【００９３】
続いて、コントローラ３５０は、積層可能であると判定した場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、押出ユニット３２１による押出動作を実行する（ステップＳ４０５）。具体的には、コントローラ３５０は、押出ユニット３２１において、押し部材３２１ａにより４つのセパレータ付き正極１１を上下４段の積層部３１６に向けて同時に押し出すように駆動部を制御する。
【００９４】
続いて、コントローラ３５０は、上述した図９のステップＳ２０５と同様の判定により、積層を完了するか否かを判定する（ステップＳ４０６）。積層を完了すると判定された場合（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、コントローラ３５０は、押出ユニット３２１の制御を終了する。一方、積層を完了すると判定されなかった場合（ステップＳ４０６：ＮＯ）、コントローラ３５０は、積層ユニット３０５側の支持部３１１の高さ位置が積層ユニット３０５に対して相対的に変化する循環動作（すなわち、上述した循環部材３１０の復帰運転）が発生するまで、押出ユニット３２１の動作を停止する（ステップＳ４０７：ＮＯ）。コントローラ３５０は、上記循環動作が発生したことを確認すると（すなわち、コントローラ３５０が循環部材３１０を復帰運転に切り替えると）、ステップＳ４０１に戻り、押出ユニット３２１の制御を継続する（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）。
【００９５】
次に、図１５を用いて、押出ユニット３２２の制御フローについて説明する。図１５は、押出ユニット３２２の制御フローを示すフローチャートである。本実施形態では一例として、負極９が積層部３１６に最初に積層されるものと定められている。このため、負極９の押出ユニット３２２の制御フローにおいては、１枚目の負極９を積層部３１６に積層する場合の制御フロー（ステップＳ５０１〜Ｓ５０５）は、２枚目以降の負極９を積層部３１６に積層する場合の制御フロー（ステップＳ５０６〜Ｓ５１２）と一部異なる。
【００９６】
具体的には、負極９が積層部３１６に最初に積層されるため、１枚目の負極９を積層部３１６に積層する場合には、セパレータ付き正極１１側の動作確認をする必要がない。このため、１枚目の負極９を積層部３１６に積層する場合の制御フロー（ステップＳ５０１〜Ｓ５０５）においては、他極側の動作確認（図１４のステップＳ４０３に対応するステップ）が省略される。また、負極９が１枚だけ積層された状態では積層完了しないため、積層完了か否かの判定（図１４のステップＳ４０６に対応するステップ）も省略される。
【００９７】
一方、２枚目以降の負極９を積層部３１６に積層する場合の制御フロー（ステップＳ５０６〜Ｓ５１２）は、上述した押出ユニット３２１の制御フロー（図１４のステップＳ４０１〜４０７）と同様である。
【００９８】
以上述べた電極積層装置３００は、正極供給用コンベア３０３（搬送装置）及び負極供給用コンベア３０４（搬送装置）により供給される電極（セパレータ付き正極１１及び負極９）を積層し、積層体（各積層部３１６上に形成される電極積層体）を形成する装置である。電極積層装置３００は、支持部３１１，３１４（電極支持部）と、循環部材３１０，３１３と、積層ユニット３０５と、押出ユニット３２１，３２２と、コントローラ３５０（制御部）と、を備える。支持部３１１，３１４は、正極供給用コンベア３０３及び負極供給用コンベア３０４により供給されるセパレータ付き正極１１及び負極９を受け取り、セパレータ付き正極１１及び負極９を支持する。循環部材３１０，３１３は、上下方向に延びるループ状をなし、その外周面に支持部３１１，３１４が取り付けられる。積層ユニット３０５は、循環部材３１０を挟んで正極供給用コンベア３０３の反対側に配置されるとともに、循環部材３１３を挟んで負極供給用コンベア３０４の反対側に配置され、セパレータ付き正極１１及び負極９が積層される複数段の積層部３１６を有する。押出ユニット３２１は、複数の支持部３１１に支持されたセパレータ付き正極１１を複数段の積層部３１６に向けて同時に押し出す。押出ユニット３２２は、複数の支持部３１４に支持された負極９を複数段の積層部３１６に向けて同時に押し出す。コントローラ３５０は、循環部材３１０，３１３の循環及び昇降、並びに押出ユニット３２１，３２２の動作（すなわち、押し部材３２１ａ，３２１ｂの動作）を制御する。コントローラ３５０は、正極供給用コンベア３０３によるセパレータ付き正極１１の搬送速度よりも遅い速度で、積層部３１６に向けてセパレータ付き正極１１を押し出すように、押出ユニット３２１の動作を制御する。また、コントローラ３５０は、負極供給用コンベア３０４による負極９の搬送速度よりも遅い速度で、積層部３１６に向けて負極９を押し出すように、押出ユニット３２２の動作を制御する。
【００９９】
以上のような電極積層装置３００では、支持部３１１，３１４に対して順次供給される電極（セパレータ付き正極１１又は負極９）は、それぞれ異なる積層部３１６に同時に押し出されて積層される。このように、順次供給される電極の数よりも多くの電極を同時に押し出して積層することにより、電極を積層部３１６に押し出す際の排出速度を、搬送装置（正極供給用コンベア３０３又は負極供給用コンベア３０４）による電極の搬送速度（供給速度）よりも遅くすることができる。これにより、電極が積層されるペースの低下を防ぎつつ、電極積層時における電極の位置ずれを抑制できる。従って、電極積層装置３００によれば、装置の大型化を抑えながら、積層速度の高速化を達成できる。
【０１００】
また、電極の排出速度に対し、搬送装置（正極供給用コンベア３０３又は負極供給用コンベア３０４）による電極の搬送速度はより高速となる。このため、高速で搬送された電極は、支持部３１１，３１４上における停止時に、位置のバラツキが生じる。多数の電極が、位置のばらついた状態で積層されてしまうと、負極活物質層等など表面の摩擦により、積層後に揃え直すことは難しい。しかし、支持部３１１，３１４上での電極は、積層部３１６で多数の電極が積層される前の個片の状態であるので、循環部材３１０，３１３による反転、及び位置決めユニット４７の作用により、容易に位置が修正される。
【０１０１】
ここで、図８（ａ）を参照して、押し部材４２１ａが支持部３１１を飛ばすことなく、連続した段数の電極を同時に押し出す場合について説明する。この場合、支持部３１１の間隔Ｌ１を小さくしようとした場合、積層側において押し出される電極の間隔も小さくなる。このとき、積層体の厚さを確保するために、積層部３１６の間隔を一定以上小さくすることができない場合がある。あるいは、十分なスペースを確保できない状態で積層を行うことで、積層精度が低下する可能性もある。従って、押し出される電極間の間隔を確保するために、支持部３１１の間隔Ｌ１を小さくすることが困難となる場合がある。
【０１０２】
これに対して、本実施形態において、押し部材３２１ａ，３２２ａは、ｎ段当たりの支持部３１１，３１４に対して一つの間隔で電極を押し出す。このように、押し部材３２１ａ，３２２ａは、複数の支持部３１１，３１４に対して、（ｎ−１）段飛ばしで電極を押し出すことができる。これにより、支持部３１１，３１４の間隔Ｌ２を小さくして、電極を受け取る間隔を短くできる。その一方、積層部３１６側では、複数の支持部３１１，３１４に対して（ｎ−１）段飛ばしで積層部３１６を配置できるため、同時に押し出される電極間に十分なスペースを確保した状態で、各電極を精度良く積層部３１６へ排出することができる（図８（ｂ）参照）。例えば、図８（ｃ）に示すように、電極が支持部３１１，３１４へ受け渡たされる動作自体のために、不変的に正味時間Ｔ１が必要となる。一方、支持部３１１，３１４の移動等に要する時間は、付帯的なものとなる。従って、図８（ａ）のように、支持部３１１，３１４の間隔Ｌ１が大きい場合は付帯時間Ｔ２が必要となる。それに対し、図８（ｂ）では間隔Ｌ２を小さくして、支持部３１１，３１４の移動距離を短くできるため、付帯時間Ｔ３をＴ２よりも短くすることができる。従って、受け渡し動作全体としての時間（Ｔ１＋Ｔ２）を短縮することができる。これにより、積層精度を確保しつつ、更に積層速度を速くすることができる。以上により、上記電極積層装置３００によれば、装置の大型化を抑えながら、積層速度の高速化を達成できる。
【０１０３】
積層ユニット３０５は、ｎ段当たりの支持部３１１，３１４に対して一つの間隔で積層部３１６を有している。この場合には、押し部材３２１ａ，３２２ａが押し出す電極の間隔に対応した積層部３１６にて、電極を精度良く受ける事ができる。
【０１０４】
循環部材３１０，３１３の循環、及び押し部材３２１ａ，３２２ａの動作を制御するコントローラ３５０を更に備え、コントローラ３５０は、支持部３１１，３１４に支持された電極のうち、ｍ個の電極を押し部材３２１ａ，３２２ａで押し出す第１の押出動作（第１の排出動作）と、押し部材３２１ａ，３２２ａに対して循環部材３１０，３１３を支持部３１１，３１４の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作と、第１の移動動作の後、ｍ個の電極を押し部材３２１ａ，３２２ａで押し出す第２の押出動作（第２の排出動作）と、を実行し、第１の移動動作及び第２の押出動作を（ｎ−１）回実行した後、押し部材３２１ａ，３２２ａに対して循環部材３１０，３１３を支持部３１１，３１４の｛ｍ×ｎ−（ｎ−１）｝段分、循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行する。これにより、押し部材３２１ａ，３２２ａによる押出しと、循環部材３１０，３１３の循環をスムーズに連動させることができる。
【０１０５】
電極支持部、循環部材、及び押出部で構成される搬送ユニットが、積層ユニット３０５を挟んで一対設けられ、正極搬送ユニット３０１は、正極集電体の表面に正極活物質層が形成されてなるセパレータ付き正極１１を搬送し、負極搬送ユニット３０２は、負極集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極９を搬送する。このように、正極側と負極側の両方において、上述の搬送ユニット３０１，３０２を採用することで、正極及び負極の積層速度の高速化を達成できる。
【０１０６】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【０１０７】
例えば、図２１に示すような電極積層装置２００を採用してよい。電極積層装置２００では、正極搬送ユニット２１がセパレータ付き正極１１とともに負極９を搬送する構成とすることで、負極搬送ユニット３０２が省略されている。また、電極積層装置２００は、負極供給用コンベア３０４の代わりに、正極搬送ユニット２１に負極９を供給するための負極供給用コンベア２４Ａを備えている。また、電極積層装置２００は、スリットが形成されていない壁部３８Ａを備えている。その他の構成については、電極積層装置２００は、電極積層装置３００と同様である。
【０１０８】
負極供給用コンベア２４Ａは、正極供給用コンベア２３の上方に配置されている。すなわち、負極供給用コンベア２４Ａは、セパレータ付き正極１１が正極供給用コンベア２３によって供給される供給位置よりも、循環部材２６の循環により形成される循環経路における下流側に配置されている。このような配置により、負極供給用コンベア２４Ａは、正極供給用コンベア２３から供給されたセパレータ付き正極１１を支持する支持部２７に負極９を供給する。具体的には、負極供給用コンベア２４Ａは、支持部２７に支持されているセパレータ付き正極１１の上に重なるように、負極９を供給する。
【０１０９】
このように、電極積層装置２００では、１枚のセパレータ付き正極１１と１枚の負極９との組（以下「電極組」という。）が各支持部２７によって支持されて搬送される。このような構成において、コントローラは、正極搬送ユニット２１により搬送された２つの電極組を上下２段の積層部３３に対応する高さ位置に保持するように駆動部２８を制御する。
【０１１０】
例えば、上記実施形態では、正極８が袋状のセパレータ１０に包まれた状態であるセパレータ付き正極１１と負極９とが交互に積層部に積層されるが、特にその形態には限られず、正極と負極が袋状のセパレータに包まれた状態であるセパレータ付き負極とが交互に積層部に積層されてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、駆動部３１２，３１５として、供給用コンベア側と積層ユニット側に各々モータを配置し、タイミングベルトを巻きかける構造を採用したが、この構造に限定されるものではない。例えば、循環用フレームに固定され、スプロケットの一方を回転駆動するモータと、支持フレームに固定され、ラチェット機構などを介して循環用フレームを上下動させるモータとの組合せであってもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、積層部３１６はＵ字状の側壁３１６ｂを備えるが、側壁３１６ｂより壁部３１７に面する左右の部位を省略し、壁部３１７で直接位置決めを行う構造であってもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、位置決めユニット４７，４８を備えるが、他の位置決め手段を用いることも可能である。例えば、支持部３１１の循環経路に沿い、その両側にテーパ面を有する案内板を配置し、支持部３１１の下降に伴い、電極の位置が支持部３１１の中央に誘導される構造を採用してもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、１単位時間毎に循環又は上下動を完結させる動作内容にて説明を行ったが、特にこれに限定されるものではない。例えば、復帰運転の第２の移動動作について、積層ユニット３０５側の支持部３１１を７段分移動させる場合、２単位時間を跨って移動させるものであってもよい。
【０１１５】
また、積層部３１６への電極１１，９の押出しについて、上記実施形態ではその期間が重複することなく説明を行ったが、例えば、押出し動作の一部期間が重複していてもよい。
【０１１６】
さらに、上記実施形態では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池であるが、本発明は、特にリチウムイオン二次電池には限られず、例えばニッケル水素電池等の他の二次電池、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置における電極の積層にも適用可能である。
【０１１７】
ここで、上記実施形態では、押し部材が複数の電極を積層部３１６へ「同時」に押し出すという説明が行われた。本明細書での「同時」とは、複数の電極の積層部３１６に対する位置合わせが完了した後から、積層部３１６に対する排出対象となる電極の全ての排出が完了し、次の工程（例えば、循環部材の循環）が開始される前の間の時間範囲の中で、それぞれの電極の排出が行われることを意味する。すなわち、全ての電極が完全に同じタイミングで排出されることのみならず、上述のような限定された時間範囲内の中でそれぞれの電極の排出のタイミングに若干のずれが生じている場合などでも、「同時」に該当する。
【０１１８】
例えば、図２２に示す例では電極積層装置は、複数の電極支持部に支持されたセパレータ付き正極１１を複数段の積層部３１６に向けて排出する排出部として、排出部材３７１Ａ及び排出部材３７１Ｂを備える。排出部材３７１Ａ及び排出部材３７１Ｂは、一回の排出工程で排出される複数のセパレータ付き正極１１のうち、一部（ここでは半数）を排出する部材である。排出部材３７１Ａ及び排出部材３７１Ｂは、上下方向に並ぶように設けられる。また、電極積層装置は、複数の電極支持部に支持された負極９を複数段の積層部３１６に向けて排出する排出部として、排出部材３７２Ａ，３７２Ｂを備える。排出部材３７２Ａ及び排出部材３７２Ｂは、一回の排出工程で排出される複数の負極９のうち、一部（ここでは半数）を排出する部材である。排出部材３７２Ａ及び排出部材３７２Ｂは、上下方向に並ぶように設けられる。排出部材３７１Ａ，３７２Ａが電極１１，９を排出するタイミングと、排出部材３７１Ｂ，３７２Ｂが電極１１，９を排出するタイミングとは、上述の時間範囲内でずれていてもよい。
【０１１９】
また、上記実施形態では、循環ユニットとして、循環部材が上下方向にループ状をなしているものを例示したが、循環ユニットの構成は特に限定されない。例えば、図２３に示す循環ユニット５０１，５０２を採用してよい。循環ユニット５０１は、上側に配置された回転部５１１、下側に配置された回転部５１２、及び正極供給用コンベア３０３側に配置された回転部５１３を有するフレーム５１０を備える。循環部材３１０は、各回転部５１１，５１２，５１３に支持されて、三角形状のループをなすように設けられる。循環ユニット５０２は、上側に配置された回転部５２１、下側に配置された回転部５２２、及び負極供給用コンベア３０４側に配置された回転部５２３を有するフレーム５２０を備える。循環部材３１３は、各回転部５２１，５２２，５２３に支持されて、三角形状のループをなすように設けられる。
【０１２０】
また、上記実施形態では、サーボループ式の駆動方式を備えた電極積層装置について説明した。ただし、電極積層装置の駆動方式は特に限定されない。例えば、図２４〜図２９に示すような電極積層装置６００を採用してもよい。電極積層装置６０は、セパレータ付き正極１１を搬送する搬送装置６０３と、セパレータ付き正極１１を支持する電極支持部６１０Ａ，６１０Ｂと、電極支持部６１０Ａ，６１０Ｂが取り付けられた取付部材６２０Ａ，６２０Ｂと、セパレータ付き正極１１が積層される複数段の積層部６３２を有する積層ユニット６３０と、を備える。取付部材６２０Ａ，６２０Ｂは、電極支持部６１０Ａ，６１０Ｂを上下方向へ移動可能であり、上下方向へ延びるコンベアなどによって構成される。ただし、取付部材６２０Ａ，６２０Ｂが電極支持部６１０Ａ，６１０Ｂを上下動させる駆動方式は、コンベアに限定されず、あらゆる駆動方式を採用してよい。例えば、電極支持部６１０Ａ，６１０Ｂに駆動装置が設けられ、取付部材６２０Ａ，６２０Ｂにガイドされながら移動してもよい。取付部材６２０Ａ，６２０Ｂは互いに対向するように設けられており、取付部材６２０Ａの対向方向における一方側に電極支持部６１０Ａが設けられ、取付部材６２０Ｂの対向方向における他方側に電極支持部６１０Ｂが設けられる。なお、電極支持部６１０Ａ，６１０Ｂには、セパレータ付き正極１１を排出する、図示されない排出部が設けられる。
【０１２１】
まず、図２４に示す状態では、電極支持部６１０Ａは搬送装置６０３側に配置され、当該搬送装置６０３からセパレータ付き正極１１を受け取る準備がなされている。電極支持部６１０Ｂは、積層ユニット６３０側に配置される。電極支持部６１０Ｂは、セパレータ付き正極１１を支持した状態である。図２５に示すように、電極支持部６１０Ａは、搬送装置６０３から供給されるセパレータ付き正極１１を支持する。取付部材６２０Ａは、セパレータ付き正極１１の供給毎に電極支持部６１０Ａを一段ずつ移動させることで、各電極支持部６１０へセパレータ付き正極１１を供給する。一方、図２５及び図２６に示すように、電極支持部６１０Ｂ側では、排出部（不図示）が一段当たりの電極支持部６１０Ｂに対して一つの間隔でセパレータ付き正極１１を排出する。これにより、壁部６３１のスリット６３１ａを介して、各積層部６３２にセパレータ付き正極１１を排出する。当該排出が完了したら、図２７に示すように、取付部材６２０Ｂは、電極支持部６１０Ｂを一段移動させ、残りのセパレータ付き正極１１を各積層部６３２へ排出する。
【０１２２】
電極支持部６１０Ｂ側のセパレータ付き正極１１の排出が完了した後、図２８及び図２９に示すように、取付部材６２０Ａ，６２０Ｂが１８０°回転する。これにより、セパレータ付き正極１１を排出し終わった後の電極支持部６１０Ｂに対しては、搬送装置６０３からセパレータ付き正極１１の供給が行われる。セパレータ付き正極１１の供給が完了した電極支持部６１０Ａは、各積層部６３２へのセパレータ付き正極１１の供給が行われる。セパレータ付き正極１１の供給と排出は、上述と同様の手順で行われる。以降は、当該動作が繰り返される。
【０１２３】
また、上記実施形態では、電極支持部に支持された電極の排出部として、押し出し部材が採用された。ただし、排出部の排出方式は特に限定されず、電極を排出できる構造であれば、どのような構造が採用されてもよい。例えば、図３０に示すように、電極排出時に支持部３１１の手前側にニップロール３９０を横側から配置し、当該ニップロール３９０でセパレータ付き正極１１を引き出すことで排出してもよい。その他、排出部として、電極を引き出すアームなどを用いてもよい。
【０１２４】
また、変形例として、図３１〜図３３に示す電極積層装置７００を採用してよい。図３１に示すように、電極積層装置７００は、正極搬送ユニット７０１Ａと、負極搬送ユニット７０１Ｂと、積層ユニット７０４と、を備えている。また、電極積層装置７００は、正極供給用コンベア３０３及び負極供給用コンベア３０４と同趣旨の電極供給用のコンベア（不図示）を備えている。正極搬送ユニット７０１Ａ及び負極搬送ユニット７０１Ｂは、循環部材７０６に取り付けられた支持部７０２と、支持部７０２に支持された電極を押し出して排出する押出ユニット７０３と、積層ユニット７０４と、を備えている。
【０１２５】
図３３に示すように、支持部７０２は、循環部材７０６に設けられたブラケット部７０２ｂと、ブラケット部７０２ｂを挟むように設けられた一対の板部７０２ａと、によって構成される。
【０１２６】
図３２及び図３３に示すように、本変形例に係る電極積層装置７００の押出ユニット７０３は、上下方向に延びる基体部７０３ａと、基体部７０３ａに対して上下方向に所定のピッチで設けられる櫛歯型の押出部７０３ｂと、を備えている。なお、基体部７０３ａ及び押出部７０３ｂは、セパレータ付き正極１１の排出方向における後端側に、支持部７０２を挟んで一対設けられ、負極９の排出方向における後端側に、支持部７０２を挟んで一対設けられる。押出部７０３ｂは、支持部７０２の側縁部に沿って延びるように設けられる。押出部７０３ｂは、ｎ段当たりの支持部７０２に対して一つの間隔で基体部７０３ａに設けられる（ここではｎ＝４）。
【０１２７】
積層ユニット７０４は、積層部７１４と、壁部７１１Ａ，７１１Ｂと、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂと、位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂと、受け部７１８Ａ，７１８Ｂと、を備える。壁部７１１Ａには、セパレータ付き正極１１を積層部７１４側へ排出するためのスリット７１５Ａが形成されている。壁部７１１Ｂには、負極９を積層部７１４側へ排出するためのスリット７１５Ｂが形成されている。なお、スリット７１５Ａは、スリット７１５Ｂよりも上下方向において、支持部７０２の一段分だけ高い位置に形成されている。なお、壁部７１１Ａ，７１１Ｂは、図示されない支持構造によってそれぞれ支持されている。各支持構造は、上下方向に延びる基体部と、基体部から壁部７１１Ａ，７１１Ｂに向けて延びる支持部と、を備えている。なお、当該支持構造は、位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂと干渉しないように、当該位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂ付近に設けられる。また、積層部７１４も図示されない支持構造によって支持されている。支持構造は、積層部７１４の縁部のうち、受け部７１８Ａ，７１８Ｂ付近の部分を、当該受け部７１８Ａ，７１８Ｂと干渉しないように、それぞれ支持する。支持構造は、上下方向に延びる一対の基体部と、基体部から積層部７１４の支持位置に向けてそれぞれ延びる支持部を備える。
【０１２８】
仕切板７１３Ａは、スリット７１５Ａから積層部７１４側へ排出されたセパレータ付き正極１１を積層部７１４の上方で一時的に保持する部材である。仕切板７１３Ｂは、スリット７１５Ｂから積層部７１４側へ排出された負極９を積層部７１４の上方で一時的に保持する部材である。仕切板７１３Ａ，７１３Ｂに電極１１，９が載せられたら、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂは、積層部７１４と対向する位置から引き抜かれるように移動する（図３２に示す状態）。このとき、位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂは、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂ上に載置された電極１１，９を引き抜き方向に支持する。これによって、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂを引き抜く際に、電極１１，９が仕切板７１３Ａ，７１３Ｂと共に移動することを防止できる。仕切板７１３Ａ，７１３Ｂが引き抜かれた後、電極１１，９は下方へ向けて落下し、積層部７１４上に積層される。
【０１２９】
位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂは、積層部７１４上に積層される電極１１，９の位置決めを行う部材である。位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂは、電極１１，９が押出ユニット７０３で排出される方向とは直交する方向における、電極１１，９の位置決めを行う。また、位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂは、前述のように、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂを引き抜く際に電極１１，９の位置決めも行う。位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂは、上下方向に延びる基体部７１２Ａａ，７１２Ｂａと、基体部７１２Ａａ，７１２Ｂａに上下方向に所定のピッチで設けられた押し部７１２Ａｂ，７１２Ｂｂと、を備える。位置決め部７１２Ａの押し部７１２Ａｂは、電極１１，９の壁部７１１Ａ寄りの端部付近を押さえる。位置決め部７１２Ｂの押し部７１２Ｂｂは、電極１１，９の壁部７１１Ｂ寄りの端部付近を押さえる。位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂは、基体部７１２Ａａ，７１２Ｂａ及び押し部７１２Ａｂ，７１２Ｂｂを位置決め方向へ往復動させる駆動部（不図示）を備えている。位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂが積層部７１４上に積層される電極１１，９の位置決めを行う際、電極１１，９を押し部７１２Ａｂ，７１２Ｂｂと受け部７１８Ａ，７１８Ｂとで挟むことで位置決めを行う。なお、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂが電極１１，９を載置させている状態（図３３の状態）では、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂの幅は、押し部７１２Ａｂ，７１２Ｂｂ間の隙間の寸法よりも大きい。ただし、引き抜かれる際は、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂは幅方向に縮むことで、押し部７１２Ａｂ，７１２Ｂｂ間の隙間の寸法よりも小さくなる（図３２の状態）。このような伸縮機構は、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂをそれぞれ幅方向へ互いに移動可能な二枚板の構成とすることで実現できる。
【０１３０】
受け部７１８Ａ，７１８Ｂは、位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂが積層部７１４上に積層される電極１１，９の位置決めを行う時に、押し部７１２Ａｂ，７１２Ｂｂに押される電極１１，９を受ける部材である。受け部７１８Ａ，７１８Ｂは、積層部７１４に対して位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂの反対側に配置される。受け部７１８Ａ，７１８Ｂは、複数の積層部７１４にわたって上下方向に延びる柱状の部材によって構成される。受け部７１８Ａ，７１８Ｂは、図示されない駆動部に接続されており、横方向の往復動が可能である。従って、積層部７１４に積層された積層体を取り出す際に、受け部７１８Ａ，７１８Ｂは横方向に移動して、干渉を避けることができる。
【０１３１】
次に、変形例に係る電極積層装置７００の動作について説明する。各支持部７０２がスリット７１５Ａ，７１５Ｂの位置まで移動すると、正極搬送ユニット７０１Ａの押出ユニット７０３と、負極搬送ユニット７０１Ｂの押出ユニット７０３は、同時に電極１１，９を押し出す。これにより、各電極１１，９は、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂ上へ同時に排出される（図３３の仮想線を参照）。次に、位置決め部７１２Ａ，７１２Ｂが電極１１，９を支持した状態で、仕切板７１３Ａ，７１３Ｂが引き抜かれる。これによって、電極１１，９は同時に積層部７１４上に積層される。なお、積層部７１４は、新たな電極１１，９が追加される度に、これらの電極１１，９の厚み分だけ下方へ僅かに移動する。その後、循環部材７０６と共に支持部７０２が移動し、同様の動作が繰り返される。正極搬送ユニット７０１Ａの押出ユニット７０３と、負極搬送ユニット７０１Ｂの押出ユニット７０３とは、同時に電極１１，９の排出を行ったが、タイミングをずらしてもよい。
【０１３２】
一態様に係る電極積層装置は、搬送装置により供給される電極を積層し、電極積層体を形成する電極積層装置であって、搬送装置により供給される電極を受け取り、電極を支持する電極支持部と、上下方向に延びるループ状をなし、その外周面に複数の電極支持部が取り付けられた循環部材と、循環部材を挟んで搬送装置の反対側に配置され、電極が積層される複数段の積層部を有する積層ユニットと、複数の電極支持部に支持された電極を複数段の積層部に向けて同時に押し出す押出部と、を備え、押出部は、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で電極を押し出す。（ただし、ｎは２以上の整数である）
【０１３３】
このような電極積層装置では、電極支持部に対して順次供給される電極は、それぞれ異なる積層部に同時に押し出されて積層される。このように、順次供給される電極の数よりも多くの電極を同時に押し出して積層することにより、電極を積層部に押し出す際の排出速度を、搬送装置による電極の搬送速度（供給速度）よりも遅くすることができる。これにより、電極が積層されるペースの低下を防ぎつつ、追加の装置を設けなくとも、電極積層時における電極の位置ずれを抑制できる。ここで、押出部は、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で電極を押し出す。このように、押出部は、複数の電極支持部に対して、（ｎ−１）段飛ばしで電極を押し出すことができる。これにより、電極支持部のピッチを小さくして、電極支持部が電極を受け取る間隔を短くできる一方、積層部側では、同時に押し出される電極間に十分なスペースを確保した状態で、各電極を精度良く積層部へ排出することができる。これにより、積層精度を確保しつつ、更に積層速度を速くすることができる。以上により、上記電極積層装置によれば、装置の大型化を抑えながら、積層速度の高速化を達成できる。
【０１３４】
一態様に係る電極積層装置において、積層ユニットは、ｎ段当たりの電極支持部に対して一つの間隔で積層部を有してよい。この場合には、押圧部が押し出す電極の間隔に対応した積層部にて、電極を精度良く受ける事ができる。
【０１３５】
一態様に係る電極積層装置において、循環部材の循環、及び押出部の動作を制御する制御部を更に備え、制御部は、電極支持部に支持された電極のうち、ｍ個の電極を押出部で押し出す第１の押出動作と、押出部に対して循環部材を電極支持部の１段分、循環方向へ移動させる第１の移動動作と、第１の移動動作の後、ｍ個の電極を押出部で押し出す第２の押出動作と、を実行し、第１の移動動作及び第２の押出動作を（ｎ−１）回実行した後、押出部に対して循環部材を電極支持部の｛ｍ×ｎ−（ｎ−１）｝段分、循環方向へ移動させる第２の移動動作を実行してよい。これにより、押出部による押出しと、循環部材の循環をスムーズに連動させることができる。
【０１３６】
一態様に係る電極積層装置において、電極支持部、循環部材、及び押出部で構成される搬送ユニットが、積層ユニットを挟んで一対設けられ、一方の搬送ユニットは、正極集電体の表面に正極活物質層が形成されてなる正極を搬送し、他方の搬送ユニットは、負極集電体の表面に負極活物質層が形成されてなる負極を搬送してよい。このように、正極側と負極側の両方において、上述の搬送ユニットを採用することで、正極及び負極の積層速度の高速化を達成できる。
【符号の説明】
【０１３７】
９…負極（電極）、１１…セパレータ付き正極（電極）、１４…金属箔（正極集電体）、１５…正極活物質層、１６…金属箔（負極集電体）、１７…負極活物質層、２００，３００…電極積層装置、３０３…正極供給用コンベア（搬送装置）、３０４…負極供給用コンベア（搬送装置）、３１０，３１３…循環部材（取付部材）、３１１，３１４…支持部（電極支持部）、３０５…積層ユニット、３１６…積層部、３２１ａ，３２２ａ…押し部材（排出部）、３５０…コントローラ、３７１Ａ，３７１Ｂ，３７２Ａ，３７２Ｂ…排出部材（排出部）、３９０…ニップロール（排出部）、６２０Ａ，６２０Ｂ…取付部材。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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