(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極またはセパレータの素材である帯状の電池素材が巻回され、回転することで当該電池素材を間欠的に送り出す供給ロールと、
前記供給ロールに残存する前記電池素材の量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記電池素材の量に基づいて、前記供給ロールの回転に制動力を付与する制動力付与手段と、
前記電池素材を間欠的に引っ張ることで前記供給ロールから当該電池素材を間欠的に引き出す引き出し手段と、を有する搬送装置。
【請求項２】
前記制動力付与手段は、前記引き出し手段が前記電池素材を引っ張り始めた後に制動力が増大する、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記電池素材が巻回された供給ロールの径を計測することで当該供給ロールに残存する前記電池素材の量を検出する、請求項１または請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
電極またはセパレータの素材である帯状の電池素材を巻回した供給ロールから前記電池素材を送り出しつつ搬送する搬送方法であって、
前記供給ロールを回転させて前記電池素材を間欠的に送り出しつつ前記供給ロールに残存する前記電池素材の量を検出手段によって検出し、検出された前記電池素材の量に基づいて、前記供給ロールの回転に制動力を付与し、
前記電池素材を間欠的に引っ張ることで当該電池素材を間欠的に引き出す、搬送方法。
【請求項５】
前記電池素材を引っ張り始めた後に前記供給ロールの回転に付与する制動力を増大させる、請求項４に記載の搬送方法。
【請求項６】
前記検出手段は、前記電池素材が巻回された供給ロールの径を計測することで当該供給ロールに残存する前記電池素材の量を検出する、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極またはセパレータが切り出される素材である帯状の電池素材を搬送するための搬送装置および搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電極である正極および負極をセパレータを挟みつつ交互に複数重ねた電極体を備える電池が使用されている。このような電池の電極体を製造する方法として、例えば特許文献１には、電極およびセパレータの素材である帯状の電池素材を、当該電池素材が巻回された供給ロールから引き出しつつ重ねて巻取軸に巻き取ることで、ロール状の電極体を製造する方法が記載されている。供給ロールおよび巻取軸は、モータにより回転速度が制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２００９―２５６０５２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、例えば供給ロールが停止と回転を頻繁に繰り返す構成とする場合には、供給ロールの慣性モーメントが電池素材の搬送に大きく影響し、しかも電池素材に残存する電池素材の量によって慣性モーメントが変化するため、供給ロールの過回転や回転不足が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、供給ロールの慣性モーメントが変化しても、電池素材を間欠的に送り出す供給ロールの過回転や回転不足を抑制できる搬送装置および搬送方法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】
本発明の搬送装置は、電極またはセパレータの素材である帯状の電池素材が巻回され、回転することで当該電池素材を間欠的に送り出す供給ロールと、前記供給ロールに残存する前記電池素材の量を検出する検出手段とを備える。当該搬送装置は、さらに、前記検出手段により検出された前記電池素材の量に基づいて、前記供給ロールの回転に制動力を付与する制動力付与手段と、前記電池素材を間欠的に引っ張ることで前記供給ロールから当該電池素材を間欠的に引き出す引き出し手段と、を備える。
本発明の搬送方法は、電極またはセパレータの素材である帯状の電池素材を巻回した供給ロールから前記電池素材を送り出しつつ搬送する搬送方法である。当該搬送方法では、前記供給ロールを回転させて前記電池素材を間欠的に送り出しつつ前記供給ロールに残存する前記電池素材の量を検出手段によって検出し、検出された前記電池素材の量に基づいて、前記供給ロールの回転に制動力を付与し、前記電池素材を間欠的に引っ張ることで当該電池素材を間欠的に引き出す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の搬送装置および搬送方法によれば、供給ロールに残存する電池素材の量を検出手段により検出して、検出した量に基づいて、電池素材を間欠的に送り出す供給ロールの回転に制動力を付与できるため、供給ロールの慣性モーメントが変化しても、供給ロールに適切な制動力を付与でき、供給ロールの過回転や回転不足を抑制できる。さらに、電池素材を供給ロールから間欠的に引き出し手段を備えるため、供給ロール自体をモータ等の駆動力により回転させる必要がなく、簡易な構成とすることができ、設備費の削減や省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る搬送装置を示す概略図である。
【図２】扁平型電池を示す斜視図である。
【図３】扁平型電池を示す分解斜視図である。
【図４】本実施形態に係る搬送装置を示す概略構成図である。
【図５】電池素材を示す平面図である。
【図６】供給ロールを支持するロール支持台を示す平面図である。
【図７】図６の７線方向から観察したロール支持台を示す平面図である。
【図８】供給ロールを支持するロール支持台および制動力付与手段を示す平面図である。
【図９】本実施形態に係る搬送装置の動作を説明するための平面図である。
【図１０】引き出し部により電池素材を上流側から引き出す直前を示す平面図である。
【図１１】引き出し部により電池素材を上流側から引き出している際を示す平面図である。
【図１２】引き出し部により電池素材を下流側に搬送する直前を示す平面図である。
【図１３】引き出し部により電池素材を下流側に搬送している際を示す平面図である。
【図１４】バッファ部クランプにより電池素材を固定した際を示す平面図である。
【図１５】バッファ部から電池素材を下流側へ供給する際を示す平面図である。
【図１６】自動継ぎ部による自動継ぎを行うために電池素材を固定した際を示す平面図である。
【図１７】自動継ぎ部において電池素材を切断する際を示す平面図である。
【図１８】先の供給ロールを搬出した際を示す自動継ぎ部の平面図である。
【図１９】新しい供給ロールを搬入した際を示す自動継ぎ部の平面図である。
【図２０】自動継ぎ部において電池素材同士を継ぐ際を示す平面図である。
【図２１】自動継ぎ部において継ぎが完了した際を示す平面図である。
【図２２】先の電池素材および新しい電池素材を示す平面図であり、（Ａ）は継ぎを行う前の電池素材、（Ｂ）は位置を補正した際の電池素材、（Ｃ）は継ぎを行った後の電池素材を示す。
【図２３】バッファ部クランプによる電池素材の固定を解除した際を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。
【００１０】
本実施形態に係る搬送装置１００は、図１に示すように、電池を構成する電極またはセパレータの素材である帯状の電池素材Ｗを、当該電池素材を巻回した供給ロール１１０から引き出して搬送しつつ、電池素材Ｗから電極を切り出す装置である。
【００１１】
（電池）
まず、図２および図３を参照して、電池１０について説明する。
【００１２】
電池１０は、図２、３に示すように、例えば、扁平型のリチウムイオン二次電池であり、積層電極体１１が外装部材５０内に電解液とともに収納されている。電池１０は、外装部材５０から外部に導出される正極リード１４および負極リード１５を有する。
【００１３】
積層電極体１１は、正極２０、負極３０およびセパレータ４０を順に積層して形成される。正極２０は、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム−遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極３０は、例えば、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質層を有する。セパレータ４０は、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のＰＥ（ポリエチレン）から形成される。
【００１４】
正極２０は、略矩形形状で形成され、ごく薄いシート状の正極集電体の両面に正極活物質層２１が形成されてなる。正極２０は、正極集電体に正極活物質が塗布されずに正極リード１４に接続される正極タブ２２が、端部に形成されている。
【００１５】
負極３０は、略矩形形状で形成され、ごく薄いシート状の負極集電体の両面に負極活物質層が形成されてなる。負極３０は、負極集電体に負極活物質が塗布されずに負極リード１５に接続される負極タブ３２が、端部に形成されている。
【００１６】
外装部材５０は、軽量化および熱伝導性の観点から、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムなどのシート材からなる。外装部材５０は、積層電極体１１を覆う本体部５１と、本体部５１の周縁に伸びる外周部５２とを有しており、外周部５２の一部または全部が、熱融着により接合されている。
【００１７】
（搬送装置）
次に、本実施形態に係る搬送装置１００について説明する。本実施形態では、切り出す要素として正極２０を用いて説明するが、負極３０やセパレータ４０の切り出しにも適用できる。
【００１８】
搬送装置１００は、図１，４に示すように、正極２０の素材である帯状の電池素材Ｗを巻回した供給ロール１１０から電池素材Ｗを供給する素材供給部２００と、供給された電池素材Ｗを複数のローラで折り返しつつ搬送する搬送部３００とを備えている。搬送装置１００は、さらに、送られた電池素材Ｗから電極を切り出して搬出する切り出し部４００と、搬送装置１００の全体を統括的に制御する制御部５００（制御手段）とを備えている。
【００１９】
素材供給部２００は、供給ロール１１０を回転可能に保持するロール支持台２１０と、搬送部３００に対してロール支持台２１０を自動的に近接または離間させる支持台移動機構２２０と、供給ロール１１０の回転に制動力を与える制動力付与手段２３０と、を備える。また、素材供給部２００はさらに、供給ロール１１０に巻回されている電池素材Ｗの厚さを計測するロール検出手段２４０（検出手段）と、供給ロール１１０の位置を補正するロール位置補正手段２５０とを備える。
【００２０】
供給ロール１１０は、円筒状の芯材１１１に、芯材１１１よりも幅の狭い一定幅の電池素材Ｗを巻回して形成されている。本実施形態における電池素材Ｗは、正極用であり、図５に示すように、正極集電体となる導電部材に正極活物質が塗布された活物質部Ｗ１と、正極活物質が塗布されていないタブ部Ｗ２とが交互に配置されている。電池素材Ｗから、図４の一点鎖線で示すように正極２０を切り出すことで、活物質部Ｗ１の一部が正極活物質層２１を構成し、タブ部Ｗ２の一部が正極タブ２２を構成することになる。電池素材Ｗの終端（供給ロール１１０の内周側に位置する端部）の少し始端側（供給ロール１１０の外周側）には、外周側から電池素材Ｗを順次引き出した際に終端が近いことを示すための終端マークＭが設けられている。終端マークＭは、例えば貫通孔等で形成される。
【００２１】
ロール支持台２１０は、図６，７に示すように、枠体を構成する支持台本体部２１１と、芯材１１１を回転可能に保持する保持ローラ２１２と、供給ロール１１０から引き出される電池素材Ｗに接する回転ローラ２１３および保持板２１４とを備えている。
【００２２】
支持台本体部２１１は、供給ロール１１０を保持するための枠体を構成する上部支持部２１５と、下端に設けられる下台２１６と、支持台本体部２１１を下台２１６に対して移動可能に支持するリニアガイド２１７とを備える。上部支持部２１５は、リニアガイド２１７を介して下台２１６の上部に配置されることで、供給ロール１１０の軸方向に沿って移動可能となっている。
【００２３】
保持ローラ２１２は、供給ロール１１０の芯材１１１の両端の各々に対応して、芯材１１１の直径よりも狭い間隔を有して略水平に２つずつ並んで設けられ、上部支持部２１５に対して自由に回転可能に設けられている。したがって、略水平に並ぶ２つの保持ローラ２１２の間かつ上方に芯材１１１を配置することで、供給ロール１１０を回転可能に支持することができる。
【００２４】
回転ローラ２１３は、上部支持部２１５に回転可能に取り付けられており、供給ロール１１０から引き出される電池素材Ｗを、上部支持部２１５に固定されている保持板２１４との間に一定の高さで保持している。
【００２５】
支持台移動機構２２０は、図１に示すように、昇降移動および水平移動が可能な２つの移動台２２１Ａ，２２１Ｂと、移動台２２１Ａ，２２１Ｂを昇降移動および水平移動させる移動機構（不図示）と、を備えている。
【００２６】
移動台２２１Ａ，２２１Ｂの各々は、ロール支持台２１０を載置可能であり、搬入出位置Ａ１で載置したロール支持台２１０を搬送部３００と隣接する接続位置Ａ２へ搬送でき、かつ接続位置Ａ２から搬入出位置Ａ１へロール支持台２１０を搬送できる。また、移動台２２１Ａ，２２１Ｂは、ロール支持台２１０の搬入および搬出を容易とするために、ロール支持台２１０の水平方向への移動を可能とする複数の支持台移動用ローラ２２２を備えている。移動台２２１Ａ，２２１Ｂは、各々が個別に移動可能となっており、一方の移動台２２１Ａによって電池素材Ｗが尽きた古い供給ロール１１０を搬出しつつ、他方の移動台２２１Ｂによって新しい供給ロール１１０を搬入できる。
【００２７】
制動力付与手段２３０は、図１，８に示すように、接続位置Ａ２に配置されるロール支持台２１０の上方に配置される。制動力付与手段２３０は、ロール支持台２１０に支持されている供給ロール１１０の芯材１１１の軸方向両端に近接離間可能な制動ローラ２３１と、制動ローラ２３１を昇降させるローラ移動機構２３２と、を備えている。制動ローラ２３１は、回転負荷を調整可能なブレーキ等の制動機構２３３に接続されており、制御部５００によって回転負荷が調整される。制動機構２３３は、例えば、摩擦により運動エネルギーを熱エネルギーに変換することで速度を減じる機械的なもの、電動機等の電気的な力を利用したもの、流体の運動抵抗を利用したものなどを適用できるが、制動力を制御可能であれば、特に限定されない。
【００２８】
ロール検出手段２４０は、図１に示すように、接続位置Ａ２に配置されたロール支持台２１０に支持されている供給ロール１１０の電池素材Ｗが巻回されている部位に対向して、供給ロール１１０の半径外側方向に配置されるレーザ変位計である。ロール検出手段２４０は、供給ロール１１０までの距離を検出し、検出した信号を制御部５００へ送信する。制御部５００は、検出信号から、供給ロール１１０の電池素材Ｗの残量を算出することができる。なお、ロール検出手段２４０は、供給ロール１１０における電池素材Ｗの残量を特定できるのであればレーザ変位計に限定されず、例えばレーザ以外の手段による変位計、重量計、カメラ等の画像装置であってもよい。
【００２９】
ロール位置補正手段２５０は、モータやシリンダ等の駆動源を備えており、制御部５００により制御されて、ロール支持台２１０のリニアガイド２１７によって移動可能に支持されている上部支持部２１５を、搬送方向と直交する水平方向へ押圧して移動させる。
【００３０】
搬送部３００は、先に搬送されている電池素材Ｗに新たな別の電池素材Ｗを継ぐ自動継ぎ部３１０と、電池素材Ｗの搬送経路を伸縮可能なバッファ部３２０と、電池素材Ｗを一定長さ毎に間欠的に引き出す引き出し部３３０とを備える。さらに、搬送部３００は、電池素材Ｗの湾曲を矯正するための矯正ローラ３４０を備えている。
【００３１】
自動継ぎ部３１０は、移動台２２１Ａ，２２１Ｂ上のロール支持台２１０と連結可能に設けられている。自動継ぎ部３１０は、図２２（Ａ）に示すように、供給ロール１１０の電池素材Ｗが尽きて新たな供給ロール１１０に交換する際に、交換前の電池素材Ｗの終端部Ｗｆを、交換後の電池素材Ｗの始端部Ｗｓと自動で継ぐ機能を備えている。自動継ぎ部３１０の動作は、制御部５００によって制御される。
【００３２】
自動継ぎ部３１０は、図１に示すように、電池素材Ｗを切断する切断部３１１と、電池素材Ｗ同士を接合する接合部３１３と、継ぎ部第１クランプ３１５および継ぎ部第２クランプ３１６と、第１撮像部３１７と、電池素材Ｗの下方を支持する受け部３１８とを備える。
【００３３】
切断部３１１は、電池素材Ｗに対して上方から近接および離間が可能であり、近接することで電池素材Ｗを切断する鋭利な切断刃３１２を備えている。
【００３４】
接合部３１３は、電池素材Ｗに対して上方から近接および離間が可能であり、先の電池素材Ｗの終端部Ｗｆと次の電池素材Ｗの始端部Ｗｓとの間に、一方面に接着剤（粘着剤）が塗布されたテープＴを貼り付けるテープ貼付機構３１４を備えている。テープ貼付機構３１４は、例えば、テープＴが巻回されたロールからテープＴを順次引き出しつつ押し付けて貼り付ける機構である。なお、接合部３１３は、電池素材Ｗ同士を接合できるのであれば、構成は限定されない。
【００３５】
継ぎ部第１クランプ３１５は、切断部３１１および接合部３１３よりも上流側に配置され、電池素材Ｗに対して上方から近接および離間が可能であり、電池素材Ｗを下方の受け部３１８との間に挟持して固定することができる。
【００３６】
継ぎ部第２クランプ３１６は、切断部３１１および接合部３１３よりも下流側に配置され、電池素材Ｗに対して上方から近接および離間が可能であり、電池素材Ｗを下方の受け部３１８との間に挟持して固定することができる。
【００３７】
第１撮像部３１７は、電池素材Ｗを上方から観察可能に設けられており、撮像した画像を制御部５００へ送信可能である。第１撮像部３１７により撮像された画像は、電池素材Ｗの終端マークＭを判別し、供給ロール１１０の交換時期を特定するために利用される。さらに、第１撮像部３１７により撮像された画像は、供給ロール１１０の交換の際に、交換後の電池素材Ｗの始端部Ｗｓの、交換前の電池素材Ｗの終端部Ｗｆに対する幅方向のずれα（図２２（Ａ）参照）を特定するために利用される。特定されたずれαは、ロール位置補正手段２５０による供給ロール１１０の補正量として用いられる。
【００３８】
バッファ部３２０は、固定的な位置で回転可能に設けられて電池素材Ｗを搬送可能に保持する固定ローラ３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃと、移動可能に設けられて電池素材Ｗを搬送可能に保持する回転可能なバッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂとを備えている。さらに、バッファ部３２０は、電池素材Ｗを保持するバッファ部クランプ３２３を備えている。
【００３９】
３つの固定ローラ３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃは、略水平に並んで配置されており、この３つの固定ローラ３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃの間に交互に挟まれるように、上下に同時に移動可能な２つのバッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂが配置される。バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂは、モータやシリンダ等によって駆動される昇降機構により上下に移動可能であり、制御部５００によって移動が制御される。バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂが下降すると、搬送経路の長さが伸張し、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂが上昇すると、搬送経路の長さが収縮する。
【００４０】
バッファ部クランプ３２３は、上流側の固定ローラ３２１Ａに近接および離間が可能に設けられ、固定ローラ３２１Ａとの間に電池素材Ｗを挟持して固定することができる。
【００４１】
バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂは、通常、下端に位置しており、供給ロール１１０を交換する際に、バッファ部クランプ３２３および固定ローラ３２１Ａの間で電池素材Ｗを挟んで電池素材Ｗの上流側からの供給を停止させた状態で、上方へ移動する。これにより、搬送経路の長さが収縮し、収縮分の電池素材Ｗを下流側へ送ることが可能となり、下流側における電池素材Ｗの切り出しを停止させることなしに、上流側で供給ロール１１０の交換が可能となる。
【００４２】
引き出し部３３０は、固定的な位置で回転可能に設けられて電池素材Ｗを搬送可能に保持する２つの固定ローラ３３１Ａ，３３１Ｂと、移動可能かつ回転可能に設けられて電池素材Ｗを搬送可能に保持する１つの引き出しローラ３３２（引き出し手段）とを備える。さらに、引き出し部３３０は、電池素材Ｗを保持する引き出し部第１クランプ３３３および引き出し部第２クランプ３３４を備える。
【００４３】
固定ローラ３３１Ａ，３３１Ｂは、水平に並んで配置されており、この２つの固定ローラ３３１Ａ，３３１Ｂの間に挟まれるように、上下に移動可能な１つの引き出しローラ３３２が配置される。引き出しローラ３３２は、モータやシリンダ等によって駆動される昇降機構により上下に移動可能であり、制御部５００によって移動が制御される。引き出しローラ３３２が下降すると、搬送経路の長さが伸張し、引き出しローラ３３２が上昇すると、搬送経路の長さが収縮する。
【００４４】
引き出し部第１クランプ３３３は、上流側の固定ローラ３３１Ａに近接および離間が可能に設けられ、固定ローラ３３１Ａとの間に電池素材Ｗを挟持して固定することができる。また、引き出し部第２クランプ３３４は、下流側の固定ローラ３３１Ｂに近接および離間が可能に設けられ、固定ローラ３３１Ｂとの間に電池素材Ｗを挟持して固定することができる。
【００４５】
引き出し部３３０は、引き出しローラ３３２、引き出し部第１クランプ３３３および引き出し部第２クランプ３３４を連動させることで、供給ロール１１０から電池素材Ｗを一定長さ毎に間欠的に引き出すことができる。
【００４６】
矯正ローラ３４０は、電池素材Ｗを搬送可能に保持する回転可能なローラであり、供給ロール１１０に巻回されることで湾曲した電池素材Ｗの巻き癖を矯正する機能を備えている。矯正ローラ３４０は、電池素材Ｗの、供給ロール１１０に巻回されている際に外周面を構成していた面、すなわち巻き癖が凸状となる面に接して、巻き癖の凸状を凹状に湾曲させつつ搬送する。矯正ローラ３４０の外径は、電池素材Ｗの、供給ロール１１０に巻回されている際に内周面を構成していた面、すなわち巻き癖が凹状となる面に接する、搬送経路に設けられる他のローラの外径よりも小さく形成される。これにより、矯正ローラ３４０に接する電池素材Ｗは、反対面と接する他のローラと接する場合よりも、より小さな曲率半径で巻き癖の逆方向に湾曲し、電池素材Ｗの巻き癖が矯正される。
【００４７】
そして、矯正ローラ３４０では、矯正ローラ３４０に入ってくる電池素材Ｗの角度と矯正ローラ３４０から出ていく電池素材Ｗの角度の差である折り返し角度が、約１８０度となっている。なお、折り返し角度は、９０度以上１８０度以下であることが好ましいが、９０度未満でもよく、また矯正ローラ３４０に入ってくる電池素材Ｗと出ていく電池素材Ｗとが干渉しないのであれば１８０度を超えてもよい。折り返し角度を極力大きくすることで、湾曲した電池素材Ｗの巻き癖を矯正する効果がさらに向上する。
【００４８】
切り出し部４００は、電池素材Ｗの下面を受ける受け台４１０と、電池素材Ｗを吸着して移動させる吸着搬送部４２０と、電池素材Ｗから正極２０を打ち抜いて切り出す電極打ち抜き部４３０と、を備えている。さらに、切り出し部４００は、切り出された正極２０を吸着して搬出する吸着搬出部４４０と、第２撮像部４５０と、を備えている。
【００４９】
吸着搬送部４２０は、制御部５００により制御されるロボットハンド（不図示）に設置されて移動可能であり、負圧供給源（不図示）に接続されることで負圧によって吸着力を発揮する吸着ヘッド４２１を備えている。
【００５０】
電極打ち抜き部４３０は、切り出す正極２０の形状に対応した切断刃４３１と、制御部５００により制御されて切断刃４３１を昇降させるプレス装置４３２と、を備えている。
【００５１】
吸着搬出部４４０は、制御部５００により制御されるロボットハンド（不図示）に設置されて移動可能であり、負圧供給源（不図示）に接続されることで負圧によって吸着力を発揮する吸着ヘッド４４１を備えている。
【００５２】
第２撮像部４５０は、電池素材Ｗを上方から観察可能に設けられており、撮像した画像を制御部５００へ送信可能である。第２撮像部４５０により撮像された画像は、電池素材Ｗの活物質部Ｗ１とタブ部Ｗ２とを判別し（図５参照）、活物質部Ｗ１の搬送方向の長さの違いから、自動継ぎ部３１０により接合された部位を特定するために用いられる。自動継ぎ部３１０により接合された部位が特定されると、特定された搬送方向の長さに応じて吸着搬出部４４０による電池素材Ｗの搬送距離を変更し、後の電池素材Ｗを適正な位置で切り出せるようにする。なお、自動継ぎ部３１０により接合された部位を含む電極は、後の工程で取り除かれることになる。
【００５３】
次に、本実施形態に係る搬送装置１００の作用を説明する。
【００５４】
搬送装置１００は、通常、図９に示すように、移動台２２１Ａ（または２２１Ｂ）上のロール支持台２１０が接続位置Ａ２に位置して搬送部３００と連結されて使用される。このとき、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂは下端に位置し、継ぎ部第１クランプ３１５、継ぎ部第２クランプ３１６およびバッファ部クランプ３２３は電池素材Ｗを固定していない状態となっている。電池素材Ｗは、ロール支持台２１０から、自動継ぎ部３１０、バッファ部３２０および引き出し部３３０を通って切り出し部４００まで延びている。
【００５５】
そして、ロール支持台２１０の供給ロール１１０は、芯材１１１が保持ローラ２１２によって回転可能に保持されており、かつ芯材１１１が制動力付与手段２３０の制動ローラ２３１に接している。制動ローラ２３１は、ロール検出手段２４０により検出される供給ロール１１０までの距離に応じて、制御部５００によって制動力が調整される。制動力は、供給ロール１１０の電池素材Ｗが少なくなるほど小さくなるように調整される。
【００５６】
そして、図１０に示すように、引き出し部第２クランプ３３４により電池素材Ｗを固定し、引き出し部第１クランプ３３３では電池素材Ｗを固定しない状態とし、上方に位置している引き出しローラ３３２を下方へ移動させて、搬送経路の長さを伸張させる。このとき、引き出しローラ３３２よりも下流側の電池素材Ｗは引き出し部第２クランプ３３４により固定されているために移動せず、図１１に示すように、搬送経路の長さの変化に応じて、上流側の供給ロール１１０から電池素材Ｗが引き出される。
【００５７】
引き出しローラ３３２が下端に達すると、供給ロール１１０からの電池素材Ｗの引き出しが停止される。このとき、供給ロール１１０は慣性力により回転し続けようとするが、制動力付与手段２３０により制動力を付与されているため、引き出しローラ３３２の移動の停止と同時に供給ロール１１０の回転も停止する。すなわち、制動力付与手段２３０により付与される制動力は、引き出しローラ３３２の移動の停止と同時に供給ロール１１０の回転も停止するように設定されている。このような制動力は、供給ロール１１０の慣性モーメントに依存し、電池素材Ｗが供給ロール１１０から引き出されるほど小さくなる。すなわち、交換直後の電池素材Ｗが多く巻回された供給ロール１１０が、引き出しローラ３３２の停止と同時に停止するように制動力を設定すると、電池素材Ｗが引き出されて供給ロール１１０の慣性モーメントが小さくなった際に、制動力が過大となり、引き出すことが困難となる。逆に、電池素材Ｗがある程度引き出された供給ロール１１０が、引き出しローラ３３２の停止と同時に停止するように制動力を設定すると、交換直後の供給ロール１１０では慣性モーメントが大きく制動力が不足する。制動力が不足すると、引き出しローラ３３２が停止しても供給ロール１１０の回転が止まらず、必要以上に電池素材Ｗが供給されて電池素材Ｗが弛んでしまう。したがって、ロール検出手段２４０により検出される供給ロール１１０までの距離に応じて、制御部５００により制動力を調整することで、供給ロール１１０の慣性モーメントの変化に依存せずに、供給ロール１１０を良好に間欠的に回転させることができる。
【００５８】
引き出しローラ３３２が下端に達すると、図１２に示すように、引き出し部第１クランプ３３３により電池素材Ｗを固定し、引き出し部第２クランプ３３４による電池素材Ｗの固定を解除する。そして、切り出し部４００の吸着搬送部４２０が電池素材Ｗを吸着して保持し、電池素材Ｗを搬送方向へ移動させて電極打ち抜き部４３１の下方に配置させる（図９参照）。このとき、引き出し部第１クランプ３３３が電池素材Ｗを固定しているため、図１４に示すように、引き出し部第１クランプ３３３よりも上流側の電池素材Ｗは移動せず、引き出しローラ３３２が上昇することで搬送経路の長さが収縮し、引き出し部３００から所定長さの電池素材Ｗが下流側へ引き出される。
【００５９】
そして、切り出し部４００の下流側には、矯正ローラ３４０が設けられているため、電池素材Ｗは、張力が作用しない自然状態において平坦に近い状態となるように巻き癖が矯正される。これにより、吸着搬送部４２０による電池素材Ｗの吸着、および吸着搬出部４４０による正極２０の吸着を良好に行うことが可能となる。
【００６０】
次に、プレス装置４３２を作動させて切断刃４３１を下降させ、電池素材Ｗから正極２０を切り出す。この後、切断刃４３１を上昇させ、吸着搬出部４４０により正極２０を吸着して保持し、正極２０を次工程へ搬出する。
【００６１】
引き出しローラ３３２が上昇した後、図１０に示すように、再び引き出し部第２クランプ３３４により電池素材Ｗを固定し、引き出し部第１クランプ３３３では電池素材Ｗを固定しない状態とする。そして、上述と同様に、上方に位置している引き出しローラ３３２を再び下方へ移動させて、上流側の供給ロール１１０から電池素材Ｗを引き出す。このように、引き出しローラ３３２、引き出し部第１クランプ３３３および引き出し部第２クランプ３３４の動作を制御部５００により連動させて繰り返し行うことで、切り出す正極２０の長さに対応して、電池素材Ｗを所定の長さ毎に間欠的に引き出すことができる。
【００６２】
供給ロール１１０からの電池素材Ｗの間欠的な引き出しを繰り返すと、供給ロール１１０の電池素材Ｗが減少する。そして、電池素材Ｗの終端マークＭが第１撮像部３１７の撮像範囲に達すると、第１撮像部３１７から信号を受信している制御部５００が、供給ロール１１０の交換時期と判断し、図１４に示すように、バッファ部クランプ３２３を作動させて電池素材Ｗを固定する。さらに、制御部５００は、図１６に示すように、継ぎ部第１クランプ３１５および継ぎ部第２クランプ３１６を作動させて電池素材Ｗを固定する。そして、バッファ部クランプ３２３は、自動継ぎ部３１０において電池素材Ｗの継ぎが完了するまで電池素材Ｗを固定し続けることになる。したがって、引き出し部３３０の引き出しローラ３３２が下降しても、電池素材Ｗを供給ロール１１０から引き出すことが不能となるが、必要な電池素材Ｗは、図１５に示すように、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂを上昇させて搬送経路を短くすることで、バッファ部３２０から供給できる。これにより、供給ロール１１０を交換する際にも、切り出し部４００における正極２０の切り出しを停止させずに継続することができる。また、本実施形態では、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂが２つ設けられているため、１つの場合よりも長い電池素材Ｗをバッファ部３２０から供給することができ、供給ロール１１０の交換時間をより長く稼ぐことができる。
【００６３】
そして、正極２０の切り出しを継続しつつ、自動継ぎ部３１０では、図１７に示すように、継ぎ部第１クランプ３１５および継ぎ部第２クランプ３１６により電池素材Ｗを固定した状態で、切断部３１１により電池素材Ｗを切断する。この後、図１８に示すように、継ぎ部第１クランプ３１５による電池素材Ｗの固定を解除し、供給ロール１１０の交換が可能となる。なお、継ぎ部第２クランプ３１６では、電池素材Ｗを固定した状態を維持している。
【００６４】
次に、図１に示すように、ローラ移動機構２３２により制動ローラ２３１を上昇させ、接続位置Ａ２に位置する移動台２２１Ａを、搬入出位置Ａ１へ移動させる。また、搬入出位置Ａ１には、新たな供給ロール１１０を設置した他のロール支持台２１０が他の移動台２２１Ｂに設置された状態で待機している。したがって、使用済みの供給ロール１１０を保持する移動台２２１Ａを搬入出位置Ａ１へ移動させると同時に、新たな供給ロール１１０を保持する移動台２２１Ｂを接続位置Ａ２へ移動させることで、短時間で供給ロール１１０を交換できる。
【００６５】
新たな供給ロール１１０を保持する移動台２２１Ｂが接続位置Ａ２に位置すると、図１９に示すように、第１撮像部３１７により交換前の古い電池素材Ｗの終端部Ｗｆおよび交換後の新たな電池素材Ｗの始端部Ｗｓを撮像する。そして、図２２（Ａ）に示すように、交換後の電池素材Ｗの始端部Ｗｓの交換前の電池素材Ｗの終端部Ｗｆに対する幅方向のずれαを、制御部５００により特定する。そして、特定されたずれαを補正量として、ロール位置補正手段２５０を作動させて、供給ロール１１０を軸方向に移動させる。ロール位置補正手段２５０が作動すると、ロール支持台２１０において、リニアガイド２１７により移動可能に支持されている上部支持部２１５が移動することで供給ロール１１０が移動する。これにより、図２２（Ｂ）に示すように、交換後の電池素材Ｗの始端部Ｗｓの幅方向の位置が、交換前の電池素材Ｗの終端部Ｗｆと一致する。
【００６６】
交換後の電池素材Ｗの始端部Ｗｓの幅方向の位置が、交換前の電池素材Ｗの終端部Ｗｆと一致すると、図１９に示すように、継ぎ部第１クランプ３１５を作動させて新たな電池素材Ｗの始端部Ｗｓを固定する。この後、図２０、図２２（Ｃ）に示すように、接合部３１３を作動させて、交換前の電池素材Ｗの終端部Ｗｆと交換後の電池素材Ｗの始端部Ｗｓとの間にテープＴを貼り付けて接合する。
【００６７】
電池素材Ｗ同士の継ぎが完了すると、図２１に示すように、継ぎ部第１クランプ３１５および継ぎ部第２クランプ３１６による電池素材Ｗの固定を解除するとともに、図２３に示すように、バッファ部クランプ３２３による電池素材Ｗの固定も解除する。これにより、供給ロール１１０と引出部３３０との間に設けられる複数のクランプによる電池素材Ｗの固定が全て解除され、電池素材Ｗの供給ロール１１０からの引き出しが可能となる。
【００６８】
そして、引き出し部３３０により供給ロール１１０から電池素材Ｗの引き出し動作を繰り返しつつ、切り出し部４００において正極２０の切り出しを行うが、この間に、上方へ移動したバッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂを、下端に達するまで移動させる。バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂの移動は、引き出し部３３０による複数回の引き出し動作に亘って行われる。なお、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂの下端への移動は、次の供給ロール１１０の交換までに完了するのであれば、かかる時間やタイミング等は特に限定されない。
【００６９】
そして、第２撮像部４５０の撮像範囲に自動継ぎ部３１０により接合された部位が達すると、図２２（Ｃ）に示すように、撮像される画像から活物質部Ｗ１の搬送方向の間隔Ｌ１を制御部５００によって特定する。そして、自動継ぎ部３１０により継がれた部位を含む活物質部の間隔Ｌ２を検出すると、間隔Ｌ１との違いから、継がれた部位と特定する。そして、特定された搬送方向の間隔Ｌ１，Ｌ２に応じて、吸着搬出部４４０による搬送距離を変更し、後の電池素材Ｗを適正な位置で切断できるようにする。なお、自動継ぎ部３１０により継がれた部位を含む部分は、後の工程で取り除かれることになる。
【００７０】
切り出された正極２０は、後の工程において、セパレータ４０を挟みつつ負極３０と積層され、積層電極体１１を構成することになる。
【００７１】
以上のように、本実施形態は、回転して電池素材Ｗを間欠的に送り出す供給ロール１１０と、供給ロール１１０に残存する電池素材Ｗの量を検出するロール検出手段２４０と、供給ロール１１０の回転に制動力を付与する制動力付与手段２３０とを備えている。そして、制動力付与手段２３０は、ロール検出手段２４０により検出された電池素材Ｗの量に基づいて、供給ロール１１０の回転に制動力を付与している。したがって、供給ロール１１０の慣性モーメントが変化しても、供給ロール１１０に適切な制動力を付与でき、供給ロール１１０の過回転や回転不足を抑制できる。
【００７２】
また、電池素材Ｗを供給ロール１１０から間欠的に引き出す引き出しローラ３３２を備えるため、供給ロール１１０自体をモータ等の駆動力により回転させる必要がなく、簡易な構成とすることができ、設備費の削減や省スペース化を図ることができる。
【００７３】
また、ロール検出手段２４０は、供給ロール１１０の径を計測することで供給ロール１１０に残存する電池素材Ｗの量を検出するため、供給ロール１１０に残存する電池素材Ｗの量を容易かつ正確に検出することができる。
【００７４】
（改変例）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変することができる。例えば、電池は、二次電池でなくてもよい。また、正極２０を搬送するのではなく、負極３０やセパレータ４０を搬送するために適用されてもよい。
【００７５】
また、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂの数は、１つでもよく、または３つ以上であってもよい。
【００７６】
また、バッファローラ３２２Ａ，３２２Ｂ、引き出しローラ３３２等の電池素材Ｗに接する全てのローラは、回転可能となっているが、表面が低摩擦で電池素材Ｗが円滑に滑ることが可能であれば、回転不能である部材をローラの代わりに用いてもよい。
【００７７】
また、供給ロール１１０の交換時期を判断するために、電池素材Ｗの終端マークＭを観察するのではなく、ロール検出手段２４０により検出される電池素材Ｗの残量から判断したり、または切り出した正極２０の数から判断してもよい。
【００７８】
また、自動継ぎ部３１０に、継ぎ部第１クランプ３１５および継ぎ部第２クランプ３１６を設けているが、上流側の継ぎ部第１クランプ３１５の代わりに、ロール支持台２１０に他のクランプを設けてもよい。
【００７９】
また、供給ロール１１０に制動力を付与するために、回転可能な制動ローラ２３１を芯材１１１に接触させるのではなしに、回転しない部材を芯材１１１に押し付けて押し付け力を調整することで制動力を調整してもよい。
【００８０】
また、ロール検出手段２４０により検出される供給ロール１１０までの距離に応じて、制動ローラ２３１による制動力を調整するのではなしに、またはこれと組み合わせて、電池素材Ｗの各引き出し動作毎に、制動力を調整してもよい。したがって、例えば、供給ロール１１０が停止した状態から回転し始める際には制動力を与えず、もしくは極力小さくすることで供給ロール１１０を回転しやすくし、供給ロール１１０が回転し始めた後に、必要な制動力を付与または増大させることもできる。
【符号の説明】
【００８１】
１０    電池、
２０    正極（電極）、
３０    負極（電極）、
４０    セパレータ、
１００    搬送装置、
１１０    供給ロール、
２３０    制動力付与手段、
２４０    ロール検出手段（検出手段）、
３３２    引き出しローラ（引き出し手段）、
Ｗ    電池素材。
【図１】
0005996204.tif 000002
【図２】
0005996204.tif 000003
【図３】
0005996204.tif 000004
【図４】
0005996204.tif 000005
【図５】
0005996204.tif 000006
【図６】
0005996204.tif 000007
【図７】
0005996204.tif 000008
【図８】
0005996204.tif 000009
【図９】
0005996204.tif 000010
【図１０】
0005996204.tif 000011
【図１１】
0005996204.tif 000012
【図１２】
0005996204.tif 000013
【図１３】
0005996204.tif 000014
【図１４】
0005996204.tif 000015
【図１５】
0005996204.tif 000016
【図１６】
0005996204.tif 000017
【図１７】
0005996204.tif 000018
【図１８】
0005996204.tif 000019
【図１９】
0005996204.tif 000020
【図２０】
0005996204.tif 000021
【図２１】
0005996204.tif 000022
【図２２】
0005996204.tif 000023
【図２３】
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