(57)【要約】【課題】複数の電池の外装材の端部を別々に且つ確実に把持できる電池取出装置を提供する。【解決手段】電池取出装置１００は、扁平な形状を有する複数の電池２０が整列して収納されたマガジン１０から電池を取り出すものであり、ガイド部材１１０およびハンド１２０を有する。ガイド部材は、マガジンの側方に配置され、隣接する電池同士の外装材の端部間に形成された隙間に対し、電池の整列方向Ｄ１と交差する方向から挿入可能である。ハンドは、マガジンに対し近接・離間自在であるとともに、電池の外装材の端部２４を把持・開放自在である。ハンドは、外装材の端部間の隙間にガイド部材が挿入された状態で外装材の端部を把持し、マガジンから離間するように移動して電池を取り出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な形状を有する複数の電池が整列して収納されたマガジンから、前記電池を取り出す電池取出装置であって、
前記マガジンの側方に配置され、隣接する前記電池同士の外装材の端部間に形成された隙間に対し、前記電池の整列方向と交差する方向から挿入可能なガイド部材と、
前記マガジンに対し近接・離間自在であるとともに、前記電池の外装材の端部を把持・開放自在なハンドと、を有し、
前記ハンドは、前記外装材の端部間の前記隙間に前記ガイド部材が挿入された状態で前記外装材の端部を把持し、前記マガジンから離間するように移動して前記電池を取り出す、電池取出装置。
【請求項２】
前記電池の取り出し前、前記ガイド部材が後退する、請求項１に記載の電池取出装置。
【請求項３】
前記電池の取り出しとともに、前記ガイド部材が前記電池の取り出し方向に向かって回動する、請求項１に記載の電池取出装置。
【請求項４】
複数の前記ガイド部材を有し、複数の前記ガイド部材のそれぞれが個別に回動可能である、請求項３に記載の電池取出装置。
【請求項５】
一の前記電池を取り出す際の前記ガイド部材の回動範囲は、最大でも、前記ガイド部材の最先端が、前記電池の整列方向から見て、前記一の電池に隣接する他の前記電池の縁に達するまでである、請求項３または請求項４に記載の電池取出装置。
【請求項６】
前記ガイド部材は、前記隙間への挿入方向における先端側に設けられた先端部に、前記電池の整列方向に対して傾いた傾斜面を有し、
当該傾斜面は、前記先端部からそれに連なる基部に向けて末広がりとなっている、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１つに記載の電池取出装置。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記隙間への挿入方向における先端側に設けられた先端部と、それに連なる基部とを有し、当該基部に、前記挿入方向と平行で、かつ前記電池の整列方向と直交する平面を有する、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１つに記載の電池取出装置。
【請求項８】
前記ガイド部材は、前記隙間への挿入方向における先端側に設けられた先端部と、それに連なる基部とを有し、
前記先端部は、前記電池の整列方向と直交する断面において、前記基部に向けて末広がりとなった形状を有する、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１つに記載の電池取出装置。
【請求項９】
前記ガイド部材では、前記隙間への挿入方向と直交し、かつ前記電池の整列方向とも直交する方向において互いに反対側に位置する２つの外面のうちの少なくとも一方が、凸となるように円弧状に湾曲した形状を有する、請求項１〜請求項８のうちのいずれか１つに記載の電池取出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池取出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルム状の外装材の内部に発電要素が封止された構成を有する扁平な電池が製造されており、複数の電池を収納可能なマガジン内にそれらをまとめることで、複数の電池に対して効率的に処理が実行される（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
マガジン内に収納された扁平な電池は、例えば、一の製造工程が実行された後、その他の製造工程が実行されるステージに移載される際、フィルム状の外装材の端部がハンドによって把持されてマガジンから取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電池のフィルム状の外装材の端部は、把持し易いように略平らな状態である場合ばかりでなく、実際には、波打つようにクセがついて変形している場合もある。そのような場合であっても複数の電池の外装材の端部を別々に且つ確実に把持できれば、さらに円滑にマガジンから電池を取り出せると本発明者らは考えた。
【０００６】
本発明は、このような考えに基づきなされたものであり、複数の電池の外装材の端部を別々に且つ確実に把持できる電池取出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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の電池取出装置は、扁平な形状を有する複数の電池が整列して収納されたマガジンから電池を取り出すものであり、ガイド部材およびハンドを有する。ガイド部材は、マガジンの側方に配置され、隣接する電池同士の外装材の端部間に形成された隙間に対し、電池の整列方向と交差する方向から挿入可能である。ハンドは、マガジンに対し近接・離間自在であるとともに、電池の外装材の端部を把持・開放自在である。ハンドは、外装材の端部間の隙間にガイド部材が挿入された状態で外装材の端部を把持し、マガジンから離間するように移動して電池を取り出す。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成を有する電池取出装置によれば、複数の電池の外装材の端部を別々に且つ確実に把持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の電池取出装置を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図２の符号ＩＩＩから見た図である。
【図４】図２の符号ＩＶから見た図である。
【図５】電池の外装材の端部同士の間へのガイド部材の挿入を示す図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】実施形態のガイド部材を示す斜視図である。
【図８】電池の外装材の端部同士の間へのガイド部材の更なる挿入を示す図である。
【図９】電池の外装材の端部に対するハンドによる把持を示す図である。
【図１０】マガジンからの電池の取出しを示す図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１２】第２実施形態の電池取出装置を示す図である。
【図１３】第２実施形態の電池取出装置における電池の取り出しを示す図である。
【図１４】第２実施形態のガイド部材の拡大図である。
【図１５】図１２の符号ＸＶから見た図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態の電池取出装置１００は、ガイド部材１１０およびハンド１２０を備え、マガジン１０から電池２０を取り出す。
【００１２】
マガジン１０は、複数の電池２０を整列して収納している。マガジン１０は、電池２０と電池２０との間に配置された仕切部材である中子１１を備える。電池２０は、中子１１同士の間に形成されるスロット状のスペースに収納されている。
【００１３】
マガジン１０は、例えば、複数の電池２０の整列方向Ｄ１に加えられる加圧力を各電池２０に伝えるのに用いられる加圧マガジンであるが、複数の電池２０を整列して収納可能なものであれば特に限定されない。例えば、マガジン１０は、単に、複数の電池２０をまとめて搬送するのに用いられたり、複数の電池２０をまとめて保管しておくために用いられたりする収納具であってもよい。
【００１４】
ガイド部材１１０は、マガジン１０の側方の両側に配置され、電池２０の整列方向Ｄ１と交差する方向の両側からマガジン１０に対して近接・離間自在である。
【００１５】
ガイド部材１１０は、複数設けられ、電池２０の整列方向Ｄ１と平行に並んでいる。複数のガイド部材１１０のそれぞれは、マガジン１０に近接するように移動し、電池２０同士の間の隙間のそれぞれに挿入される。
【００１６】
ハンド１２０は、マガジン１０に対して近接・離間自在に設けられており、開閉自在な先端部によって、電池２０を把持・開放可能である。複数の電池２０の各々は、それらの整列方向Ｄ１と交差する方向に離間して設けられた一対のハンド１２０によって２箇所で把持される。また、電池２０の整列方向Ｄ１において隣接するハンド１２０同士は、整列方向Ｄ１と交差する方向において位置をずらして設けられている。これによって、整列方向Ｄ１における間隔を狭めてハンド１２０同士が配置されるため、装置をコンパクトにできる。
【００１７】
ガイド部材１１０およびハンド１２０は、例えばアクチュエータを備える駆動装置によって駆動され、また、例えばＰＣ等の制御装置によって動作を制御される。
【００１８】
図２に示すように、電池２０は、電力を充放電する発電要素２１と、これに電気的に接続した一対の電極タブ２２と、発電要素２１を封止する外装材２３とを備え、扁平な形状を有する。電池２０は、例えば、リチウムイオン二次電池である。
【００１９】
発電要素２１は、例えば、正極および負極がセパレータを介して積層された構成を有する。ここで、正極は、例えば、正極集電体の両面に正極活物質が配置された構成を有し、負極は、例えば、負極集電体の両面に負極活物質が配置された構成を有する。また、セパレータは例えば液体電解質を含むが、発電要素２１の構成は、特に限定されない。
【００２０】
一対の電極タブ２２の一方は、正極タブであり、他方は負極タブである。これらは、矩形形状を有する外装材２３の外周のうち、同じ一辺から引き出されているが、これに限定されず、外装材２３の外周の対向する二辺のうちの一方から一の電極タブ２２が引き出され、他方の一辺から他の電極タブ２２が引き出されていてもよい。
【００２１】
外装材２３は、例えばＡｌ箔やＮｉ箔等の金属箔の表面に、例えばポリプロピレンやナイロン（登録商標）等の樹脂フィルムを配置したラミネートフィルムである。外装材２３は、例えば、発電要素２１を挟み込むようにして包んだ状態で外周を熱溶着されることによって発電要素２１を封止する。
【００２２】
外装材２３の外周の一辺を構成している端部２４（外装材の端部）は、マガジン１０から突出しており、これをハンド１２０が把持して牽引することによって、電池２０はマガジン１０から取り出される。
【００２３】
図３に示すように、端部２４は、ハンド１２０が把持し易いように、略平らで真直ぐ立った状態のものばかりではなく、実際には、波打つようにクセがついて変形し、隣接する端部２４の方に傾いた状態のものもある。このような場合、ハンド１２０は、把持すべき端部２４を把持できなかったり、隣接している複数の端部２４を誤って一緒に把持したりする虞があり、好ましくない。
【００２４】
そこで本実施形態では、端部２４が、ガイド部材１１０によって矯正される。中子１１が電池２０同士の間に配置されてそれらを離間させることによって、端部２４と端部２４との間には隙間が形成されており、その隙間にガイド部材１１０が挿入されることによって、端部２４は矯正される。
【００２５】
図４に示すように、ガイド部材１１０は、端部２４同士の間の隙間への挿入方向Ｄ２において先端側に設けられた先端部１１１と、それに連なる基部１１２とを有する。
【００２６】
ガイド部材１１０は、電池２０の整列方向Ｄ１に対して傾いた傾斜面１１３を先端部１１１に有する。傾斜面１１３は、先端部１１１から基部１１２に向けて末広がりとなっている。
【００２７】
図５に示すように、ガイド部材１１０が挿入方向Ｄ２に移動すると、変形して適正な把持位置からずれていた端部２４は、傾斜面１１３に当たる。そして、挿入方向Ｄ２へのガイド部材１１０のさらなる移動とともに、変形していた端部２４は、傾斜面１１３に沿って案内され、電池２０の整列方向Ｄ１において適正な把持位置へと矯正されていく。
【００２８】
また、図６に示すように、先端部１１１は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面（電池２０の整列方向Ｄ１と直交する断面）において、基部１１２に向けて末広がりとなった形状を有している。この構成によって、ガイド部材１１０は、挿入方向Ｄ２への移動とともに、端部２４の矯正する範囲を、縁２４ａに向かって面方向２４ｂに拡げていく。
【００２９】
図７に示すように、ガイド部材１１０では、挿入方向Ｄ２と直交し、かつ電池２０の整列方向Ｄ１とも直交する方向Ｄ３において互いに反対側に位置する外面１１４、１１５が、凸となるように円弧状に湾曲した形状を有している。また、ガイド部材１１０は、基部１１２に平面１１６を有している。平面１１６は、先端部１１１の傾斜面１１３と連なっている。
【００３０】
図８に示すように、平面１１６は、挿入方向Ｄ２と平行で、かつ電池２０の整列方向Ｄ１と直交する。ガイド部材１１０は、端部２４が傾斜面１１３によって適正な把持位置に矯正された後もさらに挿入方向Ｄ２に移動し、平面１１６で端部２４と接する。ガイド部材１１０は、平面１１６で端部２４と接したところで停止し、端部２４を矯正した状態のまま維持する。
【００３１】
その後、図９に示すように、ハンド１２０が移動して端部２４を把持する。ハンド１２０が端部２４を把持した後、ガイド部材１１０は、端部２４から離間するように後退して退避位置に移動する。
【００３２】
その後、図１０に示すように、ハンド１２０がマガジン１０から離間するように移動して電池２０を取り出す。ハンド１２０は、マガジン１０に収納されている複数の電池２０を全て同時に取り出してもよいし、１つずつ取り出してもよい。あるいは、一組の複数の電池２０を同時に取り出し、その後、別の一組を同時に取り出してもよい。
【００３３】
取り出された電池２０は、例えば、ガス抜きやロールプレス等の製造工程が実行される他のステージに移載される。または、これとは異なり、取り出された電池２０は、再度、マガジン１０に収納されてもよい。この場合の例として、マガジン１０から取り出された電池２０は、外表面に付されたバーコードによって製品情報が読み取られた後、再度、マガジン１０に収納される。
【００３４】
電池２０の取出しおよび収納の際には、ガイド部材１１０は、退避位置にあるため、それらの妨げとならない。また、電池２０から突出している電極タブ２２も、ガイド部材１１０の外面１１４、１１５で案内されるため、ガイド部材１１０に引っ掛かり難い。
【００３５】
より具体的に、図１１に示すように、電極タブ２２は、電池２０の取出しおよび収納の際にガイド部材１１０に当たったとしても、外面１１４、１１５の円弧形状に沿って案内されるため、ガイド部材１１０に引っ掛かり難い。電極タブ２２は、電池２０の取出しおよび収納の際、ガイド部材１１０とガイド部材１１０との間を通り抜ける。
【００３６】
次に本実施形態の作用効果を述べる。
【００３７】
本実施形態の電池取出装置１００によれば、ガイド部材１１０が、変形していた端部２４を適正な把持位置に矯正するため、複数の電池２０の各端部２４を、ハンド１２０によって別々に且つ確実に把持できる。
【００３８】
特に、本実施形態では、マガジン１０の側方の両側にガイド部材１１０が配置され、これによって、各端部２４は、その両側のガイド部材１１０が接する箇所だけでなく、それらの間のガイド部材１１０が接しない箇所もより適正な把持位置に矯正され易い。このため、さらに各端部２４を別々に且つ確実に把持し易くなる。
【００３９】
変形している端部２４を把持し易いように平らな状態にする方法として、本実施形態とは異なり、マガジン１０に電池２０を収納する前に、端部２４を予めプレスしておき、端部２４が既に矯正された状態の電池２０をマガジン１０に収納することも考えられる。しかしながら、この場合、プレス機を別途に用意しなければならず、設備の大型化を招く虞がある。
【００４０】
一方、本実施形態の電池取出装置１００は、ガイド部材１１０を備えており、端部２４をプレスして平らな状態に塑性変形させなくて済むため、プレス機が不要で設備の大型化を抑制できる。
【００４１】
ガイド部材１１０は傾斜面１１３を備えており、それによって、適正な把持位置からずれていた端部２４には、電池２０の整列方向Ｄ１に力が加わり易い。このため、整列方向Ｄ１における端部２４の位置を確実に矯正できる。
【００４２】
また、傾斜面１１３によって、先端部１１１は先細りの形状となっているため、端部２４同士の間の隙間に先端部１１１を確実に挿入できる。
【００４３】
先端部１１１は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面（電池２０の整列方向Ｄ１と直交する断面）において、基部１１２に向けて末広がりとなった形状を有している。これによって、端部２４では、ガイド部材１１０の挿入とともに、矯正される範囲が面方向２４ｂに拡がっていく（図６参照）。このため、端部２４の面全体を矯正させ易い。
【００４４】
また、先端部１１１が、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面（電池２０の整列方向Ｄ１と直交する断面）において基部１１２にむけて末広がりとなっている、言い換えると、先端側に向けては先細りの形状となっているため、端部２４同士の間の隙間に先端部１１１を確実に挿入できる。
【００４５】
ガイド部材１１０は、平面１１６で端部２４と接することで、端部２４をより広範囲に支持するため、矯正した端部２４をその状態で確実に維持できる。
【００４６】
ガイド部材１１０は、外面１１４、１１５を有し、マガジン１０からの電池２０の取出しまたは収納の際、それらによって、電極タブ２２が案内されるため、ガイド部材１１０への電極タブ２２の引っ掛かりを防止できる。
【００４７】
また、ガイド部材１１０は、電池２０の取り出し前、後退して退避位置に移動する。このため、取り出される電池２０がガイド部材１１０と干渉し難く、電池２０の取り出しを円滑に行える。
【００４８】
＜第２実施形態＞
図１２に示すように、第２実施形態の電池取出装置２００は、第１実施形態と異なるガイド部材２１０を有する。他の構成については、本実施形態は第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と同じ符号を付し、ここでの重複する説明を省略する。
【００４９】
ガイド部材２１０は、先端側と反対の基端側にヒンジ２０１を有している。その他の構成については、ガイド部材２１０は、第１実施形態のガイド部材１１０と実質的に同じである。また、ガイド部材２１０は、第１実施形態のガイド部材１１０と同様に動作して端部２４を適正な把持位置に矯正するが、ハンド１２０が端部２４を把持した後の動作が第１実施形態と異なる。
【００５０】
ガイド部材２１０は、第１実施形態のように電池２０の取り出し前に後退せず、端部２４を矯正している位置でそのまま静止し続ける。
【００５１】
そして、図１３に示すように、電池２０の取り出しとともに、ガイド部材２１０は、電池２０の取り出し方向に向かって回動する。ガイド部材２１０は、電池２０の取り出しにともない端部２４よりも厚い発電要素２１に接し、それとの間の動摩擦力を利用してヒンジ２０１によって回動するが、これに限定されず、例えばモータ等の駆動源からの力を利用して回動してもよい。
【００５２】
図１４に示すように、ヒンジ２０１は、ガイド部材２１０の基端が回動自在に取り付けられる軸２０２と、軸２０２およびガイド部材２１０の基端を支持する支持部２０３と、を有する。また、ヒンジ２０１は、軸２０２のまわりに巻回され一端がガイド部材２１０に接続した回転バネ２０４を有する。
【００５３】
軸２０２を回転中心としたガイド部材２１０の可動域は、支持部２０３によって規定されており、水平方向から電池２０の取り出される側に９０°までであるが、外力の作用していない状態において、ガイド部材２１０は、回転バネ２０４によって水平方向に付勢されている。
【００５４】
図１５に示すように、ヒンジ２０１は複数のガイド部材２１０のそれぞれに備えられており、各ガイド部材２１０が個別に回動可能である。所望の一の電池２０Ａが取り出される場合、それに隣接するガイド部材２１０が回動する。
【００５５】
図１６に示すように、一の電池２０Ａが取り出される際のガイド部材２１０の回動範囲は、最大でも、ガイド部材２１０の最先端２１７が、電池２０の整列方向Ｄ１（図１５参照）から見て、電池２０Ａに隣接する電池２０の縁２５に達するまでであることが好ましい。
【００５６】
そのときのガイド部材２１０の回動角度θは、例えば６°であるが、これに限定されない。回動角度θは、例えば、ヒンジ２０１に備えられる回転バネ２０４の付勢力を変更することによって調整できる。また、回転バネ２０４の付勢力によって、ガイド部材２１０は、電池２０Ａの取り出し後に水平方向に戻る。
【００５７】
ここでは、所望の一の電池２０Ａだけが取り出される例について述べたが、これに限定されず、複数の電池２０が同時に取り出されてもよい。また、本実施形態では、複数のガイド部材２１０が個別に回動可能であるが、これに限定されず、複数のガイド部材２１０が全て連動して回動してもよい。
【００５８】
次に本実施形態の作用効果を述べる。
【００５９】
本実施形態のガイド部材２１０は、回動するため、第１実施形態のように後退せずとも電池２０の取り出しの妨げにならない。従って、ガイド部材２１０を後退させる手間を省け、電池２０の取り出しに要する工程時間を短縮できる。
【００６０】
本実施形態では、複数のガイド部材２１０のそれぞれが個別に回動可能であるため、一の電池２０Ａが取り出される際、それに隣接するガイド部材２１０は回動するが、それとは別の他のガイド部材２１０は回動せず静止したままである。従って、取り出される電池２０Ａとは別の他の電池２０において、端部２４が適正な把持位置で維持され易い。
【００６１】
また、本実施形態では、一の電池２０Ａの取り出しとともに回動するガイド部材２１０に関しても、その回動範囲は、最大でも、隣接する電池２０の縁２５に最先端２１７が達するまでである。このため、取り出される電池２０Ａに隣接する電池２０においても、ガイド部材２１０が端部２４から完全に離間することはなく、端部２４が適正な把持位置で維持される。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変できる。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、ガイド部材１１０、２１０がマガジン１０の側方の両側に配置されているが、本発明はこの形態に限定されない。本発明は、例えば、マガジン１０の側方の一方の側にだけガイド部材１１０、２１０が配置されている形態を含む。
【００６４】
また、上記実施形態では、ガイド部材１１０、２１０が円弧状の外面１１４、１１５を有するが、本発明は、それらのうちの一方だけが備えられた形態、およびそれらのない形態も含む。
【００６５】
また、上記実施形態では、各電池２０は２つのハンド１２０によって把持されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、各電池を１つのハンドによって把持するようにしてもよいし、３つ以上のハンドによって把持するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０    マガジン、
１１    中子、
２０    電池、
２１    発電要素、
２２    電極タブ、
２３    外装材、
２４    外装材の端部、
２５    電池の縁、
１００、２００    電池取出装置、
１１０、２１０    ガイド部材、
１１１    先端部、
１１２    基部、
１１３    傾斜面、
１１４、１１５    円弧形状を有する外面、
１１６    平面、
１２０    ハンド、
２０１    ヒンジ、
２０２    軸、
２０３    支持部、
２０４    回転バネ、
２１７    ガイド部材の最先端、
Ｄ１    電池の整列方向、
Ｄ２    ガイド部材の挿入方向、
Ｄ３    ガイド部材の挿入方向および電池の整列方向と直交する方向。
【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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