(57)【要約】  切断装置１００は、鉛直方向に延伸しているガイド１１と、切断刃１２１を有し、ガイド１１に沿って鉛直方向に移動可能な切断機構１２と、ガイド１１を水平方向に移動させることによって、切断機構１２を水平方向に移動させる駆動装置１３と、上方から切断機構１２を押圧する押圧装置１４と、切断対象物が載置され、切断対象物の切断時に切断刃１２１を受け止める受け台１５とを備える。切断対象物の切断時に、押圧装置１４によって押圧された切断機構１２は、ガイド１１に沿って下方に移動し、切断刃１２１によって、受け台１５に載置されている切断対象物を切断するように構成されている。
2019039328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延伸しているガイドと、
切断刃を有し、前記ガイドに沿って鉛直方向に移動可能な切断機構と、
前記ガイドを水平方向に移動させることによって、前記切断機構を水平方向に移動させる駆動装置と、
上方から前記切断機構を押圧する押圧装置と、
切断対象物が載置され、前記切断対象物の切断時に前記切断刃を受け止める受け台と、 
を備え、
前記切断対象物の切断時に、前記押圧装置によって押圧された前記切断機構は、前記ガイドに沿って下方に移動し、前記切断刃によって、前記受け台に載置されている前記切断対象物を切断するように構成されている、
ことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記押圧装置を支持する支持部をさらに備え、
前記駆動装置による前記ガイドの移動によって、前記切断機構の前記支持部に対する水平方向の相対位置が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
前記切断対象物は、長尺状の形状を有しており、
前記切断対象物を一方向に送る切断対象物送り装置と、
前記切断対象物の切断対象箇所を含む所定領域の一端側をクランプする第１のクランプ装置と、
前記切断対象物の前記所定領域の他端側をクランプする第２のクランプ装置と、
前記切断対象物が一方向に送られる時に、前記切断対象物をクランプした状態の前記第１のクランプ装置および前記第２のクランプ装置をそれぞれ任意の速度で移動させることが可能なクランプ移動装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の切断装置。
【請求項４】
前記クランプ移動装置は、前記切断対象物の前記所定領域の張力が略０となるように、前記第１のクランプ装置および前記第２のクランプ装置の移動速度を調整することができるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の切断装置。
【請求項５】
長尺状の前記切断対象物の下に重なるように、長尺状のキャリアフィルムを送るキャリアフィルム送り装置をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の切断装置。
【請求項６】
前記切断対象物と前記キャリアフィルムが重なる前に、前記切断対象物と前記キャリアフィルムの除電を行う除電装置をさらに備えることを特徴とする請求項５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、切断対象物を切断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切断対象物を切断する切断装置として、特許文献１には、切断刃と、切断刃を移動させる切断刃移動手段と、切断刃を受け止める受け台とを備える切断装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３２８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の切断装置では、受け台を除く切断装置全体が移動して、切断刃による切断を行うように構成されているので、切断刃移動手段に大きい荷重が加わる。このため、大きい荷重が加わる切断刃移動手段を高剛性化する必要があり、切断装置が大型化する。【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、切断刃移動手段に大きい荷重が加わることを抑制し、大型化を抑制することができる切断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】
本発明の切断装置は、
鉛直方向に延伸しているガイドと、
切断刃を有し、前記ガイドに沿って鉛直方向に移動可能な切断機構と、
前記ガイドを水平方向に移動させることによって、前記切断機構を水平方向に移動させる駆動装置と、
上方から前記切断機構を押圧する押圧装置と、
切断対象物が載置され、前記切断対象物の切断時に前記切断刃を受け止める受け台と、 
を備え、
前記切断対象物の切断時に、前記押圧装置によって押圧された前記切断機構は、前記ガイドに沿って下方に移動し、前記切断刃によって、前記受け台に載置されている前記切断対象物を切断するように構成されている、
ことを特徴とする。【０００７】
上記切断装置は、前記押圧装置を支持する支持部をさらに備え、
前記駆動装置による前記ガイドの移動によって、前記切断機構の前記支持部に対する水平方向の相対位置が変化するように構成されていてもよい。【０００８】
上記切断装置において、
前記切断対象物は、長尺状の形状を有しており、
前記切断対象物を一方向に送る切断対象物送り装置と、
前記切断対象物の切断対象箇所を含む所定領域の一端側をクランプする第１のクランプ装置と、
前記切断対象物の前記所定領域の他端側をクランプする第２のクランプ装置と、
前記切断対象物が一方向に送られる時に、前記切断対象物をクランプした状態の前記第１のクランプ装置および前記第２のクランプ装置をそれぞれ任意の速度で移動させることが可能なクランプ移動装置と、
をさらに備えるようにしてもよい。【０００９】
前記クランプ移動装置は、前記切断対象物の前記所定領域の張力が略０となるように、前記第１のクランプ装置および前記第２のクランプ装置の移動速度を調整することができるように構成されていてもよい。【００１０】
上記切断装置は、長尺状の前記切断対象物の下に重なるように、長尺状のキャリアフィルムを送るキャリアフィルム送り装置をさらに備えるようにしてもよい。【００１１】
また、上記切断装置は、前記切断対象物と前記キャリアフィルムが重なる前に、前記切断対象物と前記キャリアフィルムの除電を行う除電装置をさらに備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の切断装置によれば、押圧装置によって押圧された切断機構はガイドに沿って下方に移動し、切断機構の切断刃によって、受け台に載置されている切断対象物を切断するように構成されている。すなわち、切断対象物の切断時に、切断刃を有する切断機構は切断対象物に向かって移動するが、ガイドおよび駆動装置は移動しない。したがって、ガイドや駆動装置には大きい荷重が加わらないので、高剛性化する必要がなく、装置が大型化することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態における切断装置の主要構成部の外観を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態における切断装置を側面から見た模式図である。
【図３】ガイドおよび切断機構の移動方向を説明するための平面図である。
【図４】第１の実施形態における切断装置によって、電極が積層されたセパレータ材の、電極の周囲部分を切断する方法を説明するための図である。
【図５】長尺状のセパレータ材の一部を示す平面図であって、各処理を行う位置を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態における切断装置の構成を示す側面図である。
【図７】電極が接着したセパレータをピックアップするピックアップ装置と、キャリアフィルムを吸着する吸着台とを示す図である。
【図８】上面に段差を設けた構造を有する吸着台を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに具体的に説明する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における切断装置１００の主要構成部の外観を示す斜視図である。また、図２は、第１の実施形態における切断装置１００を側面から見た模式図である。
【００１６】
以下では、切断装置１００によって、長尺状のセパレータ材１、より具体的には、電極２（図２参照）が接着された長尺状のセパレータ材１を切断する例について説明する。ただし、切断対象物がセパレータ材に限定されることはない。
【００１７】
第１の実施形態における切断装置１００は、ガイド１１と、切断機構１２と、駆動装置１３と、押圧装置１４と、受け台１５と、支持部１６と、セパレータ材送り装置２０と、第１のクランプ装置３１と、第２のクランプ装置３２と、クランプ移動装置４０と、撮像装置５０とを備える。
【００１８】
ガイド１１は、鉛直方向に延伸しており、下端側が駆動装置１３に固定されている。本実施形態では、４つのガイド１１が設けられているが、ガイド１１の数が４つに限定されることはない。
【００１９】
切断機構１２は、切断対象物であるセパレータ材１を切断する切断刃１２１とダイセット１２２とを有する。切断刃１２１は、ダイセット１２２の下面に設けられている。また、ダイセット１２２には、貫通孔が設けられており、その貫通孔にガイド１１が貫通した状態で、ガイド１１に沿って鉛直方向に摺動可能に構成されている。これにより、切断機構１２は、ガイド１１に沿って鉛直方向に移動することができるように構成されている。
【００２０】
例えば、図１に示すように、ガイド１１の下方側外周にはバネ１１ａが設けられており、切断機構１２のダイセット１２２がバネ１１ａによって支えられる構成とする。バネ１１ａは、駆動装置１３により支持されている。これにより、ダイセット１２２が後述する押圧装置１４により上方から下方に向かって押し込まれると、バネ１１ａが縮んで、切断機構１２が鉛直下方に移動する。ただし、切断機構１２がガイド１１に沿って鉛直方向に移動する構成が上記構成に限定されることはない。
【００２１】
駆動装置１３は、ガイド１１を水平方向に移動させることによって、切断機構１２を水平方向に移動させるための装置である。本実施形態では、駆動装置１３は、支持部１６により支持されている。
【００２２】
図３は、ガイドおよび切断機構の移動方向を説明するための平面図である。本実施形態において、駆動装置１３は、図３に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向、および、ダイセット１２２の中心Ｃ１の周りの回転方向であるθ方向にガイド１１および切断機構１２を移動させることが可能なように構成されている。
【００２３】
押圧装置１４は、支持部１６に取り付けられ、支持部１６によって支持されている。セパレータ材１の切断時に、押圧装置１４の延伸部１４ａが下方に伸びることによって、下方に位置する切断機構１２に当接し、上方から切断機構１２を押圧する。上述したように、切断機構１２は、ガイド１１に沿って鉛直方向に移動可能なように構成されているため、押圧装置１４によって押圧されることにより、鉛直下方へと移動する。そして、ダイセット１２２の下面に設けられている切断刃１２１によって、受け台１５の上に位置するセパレータ材１を切断する。
【００２４】
なお、押圧装置１４の延伸部１４ａの駆動方法は特に制約がなく、サーボモータを用いた駆動であってもよいし、シリンダを用いた駆動であってもよい。
【００２５】
本実施形態における切断装置１００では、駆動装置１３によるガイド１１の移動によって、切断機構１２の支持部１６に対する水平方向の相対位置が変化するように構成されている。駆動装置１３によってガイド１１および切断機構１２が水平方向に移動しているときに、支持部１６によって支持されている押圧装置１４は水平方向には移動しない。
【００２６】
受け台１５は、セパレータ材送り装置２０から送られてくるセパレータ材１を切断刃１２１により切断する際にセパレータ材１を支持するとともに、切断刃１２１を受け止める機能を果たす。本実施形態では、平面視で、駆動装置１３の中央部に穴１３ａが設けられており、その穴１３ａに受け台１５が貫通する構成とされている。
【００２７】
切断対象物送り装置であるセパレータ材送り装置２０は、ロール状に巻かれた状態である、長尺状のセパレータ材１を巻き出して、一方向に送るための装置である。
【００２８】
第１のクランプ装置３１は、セパレータ材１の切断対象箇所を含む所定領域の一端側をクランプする。また、第２のクランプ装置３２は、セパレータ材１の上記所定領域の他端側をクランプする。
【００２９】
クランプ移動装置４０は、セパレータ材送り装置２０によってセパレータ材１が一方向に送られるときに、セパレータ材１をクランプした状態の第１のクランプ装置３１および第２のクランプ装置３２をそれぞれ任意の速度で移動させるための装置である。本実施形態において、クランプ移動装置４０は、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２によって挟まれた所定領域の張力が略０となるように、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２の移動速度を調整する。
【００３０】
撮像装置５０は、セパレータ材１の上に載置される電極２およびその周辺部分を撮像する。
【００３１】
図４は、第１の実施形態における切断装置１００によって、電極２が接着されたセパレータ材１の、電極２の周囲部分を切断する方法を説明するための図である。また、図５は、長尺状のセパレータ材１の一部を示す平面図であって、各処理が行われる位置を示す図である。なお、図４では、セパレータ材送り装置２０およびクランプ移動装置４０は省略している。以下、図４および図５を参照しながら、切断装置１００による切断方法について説明する。
【００３２】
図５の第１の位置Ｔ１において、セパレータ材１の上に電極２が載置されて、セパレータ材１と電極２が圧着される。
【００３３】
セパレータ材１と電極２が圧着された後、電極２が第２の位置Ｔ２に位置するように、セパレータ材送り装置２０によってセパレータ材１を移動させる。
【００３４】
第２の位置Ｔ２において、撮像装置５０による工程１の処理が行われる。すなわち、図４に示す工程１において、撮像装置５０は、セパレータ材１の上の電極２およびその周辺部分を撮像する。図５に示す範囲Ｓ１が撮像装置５０による撮像範囲である。
【００３５】
なお、第１の位置Ｔ１には、次の電極２がセパレータ材１上に載置されて、セパレータ材１と圧着される。
【００３６】
工程１に続く工程２において、駆動装置１３は、撮像装置５０によって撮像された電極２の位置や傾きに基づいて、ガイド１１を水平方向に移動させる。より具体的には、駆動装置１３は、撮像された電極２の位置や傾きに基づいて、ガイド１１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向のうちの少なくとも一方向に移動させることによって、切断機構１２を水平方向に移動させる。これにより、電極２の位置や傾きに応じて、水平方向における切断刃１２１の位置が補正される。
【００３７】
工程２に続く工程３では、まず、第１のクランプ装置３１および第２のクランプ装置３２がセパレータ材１をクランプする。そして、セパレータ材送り装置２０によって、第２の位置Ｔ２に位置する電極２が第３の位置Ｔ３（図５参照）に位置するように、第１のクランプ装置３１および第２のクランプ装置３２によってクランプされた状態のセパレータ材１を移動させる。なお、図４では、第２の位置Ｔ２に位置する電極２が第３の位置Ｔ３まで移動した状態を示している。
【００３８】
このとき、クランプ移動装置４０は、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２によって挟まれた所定領域の張力が略０となるように、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２の移動速度を調整しながら、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２を移動させる。
【００３９】
工程３に続く工程４では、第３の位置Ｔ３（図５参照）において、セパレータ材１の切断が行われる。すなわち、押圧装置１４の延伸部１４ａが下方に伸びて切断機構１２を上方から押圧することによって、切断機構１２がガイド１１に沿って下方へと移動し、切断刃１２１によって、セパレータ材１を切断する。
【００４０】
切断刃１２１によるセパレータ材１の切断時に、駆動装置１３およびガイド１１は、鉛直方向には移動せず、切断刃１２１を有する切断機構１２だけが鉛直方向に移動する。このような構成により、駆動装置１３およびガイド１１には大きい荷重が加わらないので、高剛性化する必要がない。
【００４１】
切断刃１２１によってセパレータ材１を切断している間に、クランプ移動装置４０は、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２を元の位置へと移動させる。このとき、セパレータ材１の送り方向における、第１のクランプ装置３１および第２のクランプ装置３２の両外側に位置する図示しない一対のクランプ装置によって、セパレータ材１をクランプし、動かないようにする。
【００４２】
この後、セパレータ材１が一方向に送られることによって、第５の位置Ｔ５（図５参照）まで移動した電極２は、接着しているセパレータとともに、図示しないピックアップ装置によって吸着され、所定の積層位置に搬送される。すなわち、所定の積層位置で、電極２が接着したセパレータが複数積層されることにより、電池の電極体が作製される。電極２は、正極または負極であり、正極と負極がセパレータを介して交互に積層されるような態様で、電極２が接着したセパレータが積層される。
【００４３】
なお、本実施形態では、第４の位置Ｔ４が切断装置１００と近いため、図示しないピックアップ装置による吸着を行うことができない。このため、第４の位置Ｔ４では、特定の処理は行わず、第５の位置Ｔ５において、ピックアップ装置による吸着および搬送を行うようにしている。
【００４４】
本実施形態における切断装置１００によれば、切断対象物であるセパレータ材１の切断時に、押圧装置１４によって押圧された切断機構１２は、ガイド１１に沿って下方に移動し、切断刃１２１によって、受け台１５に載置されているセパレータ材１を切断する。すなわち、切断対象物の切断時に、ガイド１１および駆動装置１３は鉛直方向に移動せず、切断刃１２１を有する切断機構１２だけがセパレータ材１に向かって移動するので、ガイド１１や駆動装置１３には大きい荷重が加わらず、高剛性化する必要がない。これにより、切断装置１００の大型化・高コスト化を抑制することができる。
【００４５】
特に、本実施形態における切断装置１００では、駆動装置１３によるガイド１１の移動によって、切断機構１２の支持部１６に対する水平方向の相対位置が変化するように構成されている。押圧装置１４は、支持部１６によって支持されており、水平方向には移動しない。すなわち、切断位置の調整時には、駆動装置１３によってガイド１１および切断機構１２が水平方向に移動し、セパレータ材１の切断時には、押圧装置１４によって切断機構１２が鉛直下方に移動するように構成されている。これにより、ガイド１１や駆動装置１３には大きい荷重が加わらないため高剛性化する必要がなく、切断装置１００の大型化・高コスト化を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態における切断装置１００によれば、クランプ移動装置４０は、長尺状のセパレータ材１が一方向に送られる時に、セパレータ材１をクランプした状態の第１のクランプ装置３１および第２のクランプ装置３２をそれぞれ任意の速度で移動させることができるように構成されているので、切断するセパレータ材１の張力を所望の値に調整することができる。これにより、セパレータ材１を精度良く切断することができる。
【００４７】
特に、クランプ移動装置４０は、第１のクランプ装置３１と第２のクランプ装置３２との間の、セパレータ材１の所定領域の張力が略０となるように、第１のクランプ装置３１および第２のクランプ装置３２の移動速度を調整するので、切断後に得られるセパレータが縮むことを抑制することができる。また、セパレータが縮むと、位置ずれが生じる可能性があるが、上述したようにセパレータが縮むことを抑制することにより、位置ずれの発生も抑制することができる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
上述した第１の実施形態では、長尺状のセパレータ材１を切断するものとして説明した。第２の実施形態では、セパレータ材１の下にキャリアフィルムを重ねるようにして、キャリアフィルム上のセパレータ材１を切断する。
【００４９】
図６は、第２の実施形態における切断装置１００Ａの構成を示す側面図である。第２の実施形態における切断装置１００Ａは、第１の実施形態における切断装置１００の構成に加えて、キャリアフィルム送り装置６０、第１の除電装置７１、および第２の除電装置７２をさらに備える。第１の除電装置７１および第２の除電装置７２が本発明の「除電装置」に相当する。
【００５０】
キャリアフィルム送り装置６０は、長尺状のセパレータ材１の下に重なるように、長尺状のキャリアフィルム３を送る。キャリアフィルム３は、例えばＰＥＴフィルムである。キャリアフィルム３は、セパレータ材１の進行方向において、第１のクランプ装置３１が配置されている位置よりも手前で、セパレータ材１と重なるようにする。
【００５１】
第１の除電装置７１は、キャリアフィルム３と重なる前に、セパレータ材１の除電を行う。第２の除電装置７２は、セパレータ材１と重なる前に、キャリアフィルム３の除電を行う。第１の除電装置７１および第２の除電装置７２は、除電を行うことができるものであればどのようなものであってもよく、例えば除電ワイヤを用いることができる。
【００５２】
第１の除電装置７１によるセパレータ材１の除電、および、第２の除電装置７２によるキャリアフィルム３の除電は、セパレータ材１とキャリアフィルム３が重なる直前に行うことが好ましい。
【００５３】
切断装置１００Ａによってセパレータ材１が切断された後、第５の位置Ｔ５（図５参照）において、図７に示すピックアップ装置８１により、電極２が接着したセパレータ１Ａをピックアップする。ピックアップ装置８１は、吸着機構を有し、電極２を吸着する。ピックアップ装置８１は、電極２だけでなく、セパレータ１Ａの、電極２の周囲部分も吸着することが好ましい。
【００５４】
セパレータ１Ａのピックアップ位置には、キャリアフィルム３を吸着する吸着台８０が設けられている。すなわち、吸着台８０によってキャリアフィルム３を吸着した状態で、ピックアップ装置８１による電極２のピックアップを行う。これにより、ピックアップ装置８１によって電極２が接着したセパレータ１Ａをピックアップする際に、セパレータ１Ａがキャリアフィルムから剥がれやすくなり、キャリアフィルム３上のセパレータ１Ａを容易に吸着することができる。
【００５５】
吸着台８０は、図８に示すように、上面に段差を設けた構造としてもよい。すなわち、吸着台８０の上面のうち、セパレータ材１の延在方向における両端部上面８０ａが低くなるように段差を設けた構成とする。これにより、吸着台８０によってキャリアフィルム３を吸着したときに、キャリアフィルム３の、両端部上面８０ａの上に位置する部分が下方に吸引されて変形する。したがって、ピックアップ装置８１によって電極２が接着したセパレータ１Ａをピックアップする際に、キャリアフィルム３上のセパレータ１Ａをさらに容易に吸着することができる。
【００５６】
なお、上述した両端部上面８０ａが他の上面部分と同じ高さであるが、溝を有する構成としても、溝の部分においてキャリアフィルム３が下方に吸引されて変形するので、同様の効果を得ることができる。
【００５７】
第２の実施形態における切断装置１００Ａによれば、長尺状のセパレータ材１の下に、長尺状のキャリアフィルム３を重ねることにより、セパレータ材１の切断時に、キャリアフィルム３がまな板として機能するので、セパレータ材１を精度良く切断することができる。また、セパレータ材１の切断後にキャリアフィルム３を回収する際に、キャリアフィルム３上の、セパレータ材１の不要部分も同時に回収することができるので、切断位置におけるゴミの発生を低減することができる。
【００５８】
また、セパレータ材１とキャリアフィルム３が重なる前に、セパレータ材１とキャリアフィルム３の除電を行うので、静電気などによって、キャリアフィルム３とセパレータ材１とが張り付くことに起因する下記の問題の発生を抑制することができる。すなわち、キャリアフィルム３とセパレータ材１とが張り付くと、後の工程で、電極２が接着したセパレータ１Ａをピックアップする際に、セパレータ１Ａをピックアップできないという問題や、ピックアップ時に電極２がセパレータ１Ａから剥がれてしまうという問題が生じる可能性があるが、そのような問題の発生を抑制することができる。
【００５９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。例えば、第２の実施形態では、第１の除電装置７１および第２の除電装置７２が本発明の「除電装置」に相当するものとして説明したが、切断対象物とキャリアフィルムが重なる前に、切断対象物とキャリアフィルムの除電を行う除電装置を１つだけ設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１      セパレータ材
２      電極
１１    ガイド
１２    切断機構
１３    駆動装置
１４    押圧装置
１４ａ  延伸部
１５    受け台
１６    支持部
２０    送り装置
３１    第１のクランプ装置
３２    第２のクランプ装置
４０    クランプ移動装置
５０    撮像装置
６０    キャリアフィルム送り装置
７１    第１の除電装置
７２    第２の除電装置
８０    吸着台
８１    ピックアップ装置
１００  第１の施形態における切断装置
１００Ａ  第２の実施形態における切断装置
１２１  切断刃
１２２  ダイセット
【図１】
2019039328.tif 000003
【図２】
2019039328.tif 000004
【図３】
2019039328.tif 000005
【図４】
2019039328.tif 000006
【図５】
2019039328.tif 000007
【図６】
2019039328.tif 000008
【図７】
2019039328.tif 000009
【図８】
2019039328.tif 000010
【国際調査報告】
2019039328.tif 000011
2019039328.tif 000012