(57)【要約】【課題】注液ノズル以外の袋状フィルム外装体の部位を適度に押圧しながら、注液ノズルに隣接する袋状フィルム外装体の部位を高い押圧力で局部的に押圧する注液装置を提供する。【解決手段】注液装置は、注液ノズル９が挿入された状態の袋状ラミネートフィルム外装体４の開口部７をこのフィルム外装体４の両面から押圧する２つのシールブロック１６，１８を備える。シールブロック１６，１８は、開閉動作する２つのブロック保持部材１７，１９に保持されている。シールブロック１６，１８は、互いに異なる弾性材料により形成されている。ブロック保持部材１９には、このブロック保持部材１９に対して摺動する可動部２２が設けられている。可動部２２に矢印Ｆ方向の荷重がかかることにより、注液ノズル９に隣接するフィルム外装体４の部位３３，３３が、高い押圧力で局所的に押圧されている。【選択図】図４
2018063846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を収容する袋状フィルム外装体の開口部に挿入され、前記袋状フィルム外装体内に電解液を注液するノズルと、
前記ノズルが挿入された状態の前記袋状フィルム外装体の開口部を前記袋状フィルム外装体の両面から押圧して前記開口部を閉じる押圧機構と、
を備えた注液装置であって、
前記押圧機構は、前記開口部の両側から開閉動作する一対の弾性体保持部材と、この弾性体保持部材にそれぞれ保持されて前記袋状フィルム外装体に圧接する弾性体と、を備え、
前記弾性体保持部材の少なくとも一方には、この弾性体保持部材に対して摺動して、前記ノズルに隣接する前記袋状フィルム外装体の部位を局部的に押圧する可動部が設けられていることを特徴とする注液装置。
【請求項２】
前記可動部は、前記ノズルに隣接する前記袋状フィルム外装体の部位に向かって延びる突起を備えていることを特徴とする請求項１に記載の注液装置。
【請求項３】
前記一対の弾性体保持部材に保持された弾性体は、互いに異なる弾性材料から形成され、前記袋状フィルム外装体の両面から所定の押圧力で押圧したときに、一方の弾性体の弾性変形量が他方の弾性体の弾性変形量よりも大きくなることを特徴とする請求項１または２に記載の注液装置。
【請求項４】
前記可動部と前記弾性体保持部材との間に配設され、押圧方向に沿った前記可動部の移動に伴って圧縮されるばねをさらに備え、前記ばねは、前記袋状フィルム外装体に向けて前記弾性体保持部材を付勢することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の注液装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム外装電池の製造工程の一部として、発電要素を収容する袋状のフィルム外装体に電解液を注液する注液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発電要素を収容した外装体の内部にノズルを介して電解液を注液する注液装置が開示されている。この外装体は、例えば２枚の矩形状ラミネートシートを互いに重ね合わせて３辺を熱封止することにより袋状に形成される。上記注液装置では、ノズルが挿入された状態の袋状外装体の開口部を弾性体からなる一対のシールブロックにより外装体の両面から押圧することで、ノズル周囲の開口部が密閉される。そして、外装体の開口部を密閉したまま、電解液が、ノズルを通して外装体内に注液される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−６４４６８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、特許文献１では、圧接面が平坦となった一対のシールブロックによって、ノズルとともに袋状外装体を両側から挟むので、ノズルの近傍で必ずしも十分な押圧力が得られず、ノズルに隣接した隙間が生じ易い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の注液装置では、ノズルが挿入された状態の袋状フィルム外装体の開口部が、開閉動作する一対の弾性体保持部材に支持された一対の弾性体により袋状フィルム外装体の両側から押圧される。一対の弾性体保持部材の少なくとも一方には、この弾性体保持部材に対して摺動して、前記ノズルに隣接する前記袋状フィルム外装体の部位を局部的に押圧する可動部が設けられている。
【０００６】
従って、ノズルに隣接する袋状フィルム外装体の部位に作用する押圧力が、部分的に高くなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ノズル付近以外の袋状フィルム外装体の部位を適度に押圧しながら、ノズルに隣接する部位が、可動部で局部的に加圧された弾性体により、確実に密閉される。従って、ノズルに隣接した隙間の発生を回避できるとともに、弾性体を押す押圧機構が小型化される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施例の注液装置を示す斜視図である。
【図２】注液ノズルが挿入された状態の袋状ラミネートフィルム外装体を示す説明図である。
【図３】注液ノズルが袋状ラミネートフィルム外装体に挿入された状態の図１の線Ａ−Ａに沿って取った押圧前の押圧部等を示す断面図である。
【図４】押圧後の押圧部等を示す断面図である。
【図５】第２の実施例の押圧部等を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。
【００１０】
図１には、フィルム外装電池１に電解液を注液するための注液装置２が示されている。フィルム外装電池１は、例えばリチウムイオン二次電池であり、電極としての図示せぬ正極ならびに負極と両者の間に介在した図示せぬセパレータとを複数積層してなる矩形の発電要素３（図２参照）と、この発電要素３を電解液と共に収容するラミネートフィルム外装体４（図２参照）と、発電要素３にそれぞれ接続された正極タブ５および負極タブ６（図２参照）と、を備えている。
【００１１】
ここで、注液対象となる袋状ラミネートフィルム外装体４について説明する。図２に示すように、袋状ラミネートフィルム外装体４は、正極タブ５が１つの辺４ａから外部に導出し、かつ負極タブ６が辺４ａと平行な辺４ｂから外部に導出するようにして２枚の矩形状ラミネートフィルムを互いに重ね合わせて、３つの辺４ａ，４ｂ，４ｃを熱溶着することで形成される。３つの辺４ａ，４ｂ，４ｃを熱溶着した状態では、上部の辺４ｄに、電解液を注液するための開口部７が形成されている。このようにして発電要素３を収容した袋状ラミネートフィルム外装体４内に、開口部７から電解液が注液される。
【００１２】
注液装置２は、開口部７を有した袋状ラミネートフィルム外装体４を保持する押さえ治具８と、袋状ラミネートフィルム外装体４内に電解液を注液する注液ノズル９と、この注液ノズル９が挿入された状態の袋状ラミネートフィルム外装体４の開口部７をこのフィルム外装体４の両面から押圧する押圧機構１０と、電解液の注液後、袋状ラミネートフィルム外装体４の開口部７を熱封止する封止機構１１と、を備えている。上記注液ノズル９、押圧機構１０および封止機構１１は、これらの動作を制御するための図示せぬ制御部に接続されている。
【００１３】
押さえ治具８は、押圧機構１０および封止機構１１よりも下方に位置しており、押さえ治具固定台１２上に設置されている。押さえ治具８は、例えば直方体形状をなしており、開口部７が上方に開口する姿勢で袋状ラミネートフィルム外装体４が差し込まれる差込穴１３を備えている。図１に示すように、差込穴１３に袋状ラミネートフィルム外装体４を差し込んだ状態では、押圧機構１０および封止機構１１が作用する袋状ラミネートフィルム外装体４の上部が、押さえ治具８の上面８ａから上方に突出している。
【００１４】
注液ノズル９は、偏平な断面形状を有しており、図３に示すように、例えば互いに平行な２つの面９ａ，９ａを備えた断面概ね矩形をなしている。注液ノズル９は、開口部７の上方において垂直方向に延びている。注液ノズル９は、図１に矢印Ａで示すように垂直方向に昇降するように構成されている。
【００１５】
押圧機構１０は、図１に示すように、押さえ治具８で支持された袋状ラミネートフィルム外装体４の両側に互いに対向して配置された２つの押圧部１４，１５を備えている。一方の押圧部１４と他方の押圧部１５は、互いに異なる構成を有している。
【００１６】
封止機構１１は、電解液の注液後に袋状ラミネートフィルム外装体４の開口部７を熱封止する一対の封止用ヒータ３１，３１を備えている。一対の封止用ヒータ３１，３１は、実質的に互いに同様に構成されている。封止用ヒータ３１，３１は、押圧部１４，１５の上方に位置している。封止用ヒータ３１は、ブロック状をなしており、例えば熱伝導性に優れた金属材料によって形成されている。封止用ヒータ３１は、例えば熱線等の発熱体を内部に備えている。押圧部１４，１５と同様に、一対の封止用ヒータ３１，３１は、図１に矢印Ｃで示すように水平面に沿って互いに接近および離間するように構成されている。
【００１７】
図３に示すように、一方の押圧部１４は、袋状ラミネートフィルム外装体４に圧接するシールブロック１６（図にドットで示す）と、このシールブロック１６を保持するブロック保持部材（弾性体保持部材）１７と、を備えている。シールブロック１６は、細長い直方体形状をなしており、弾性材料としてゴム例えばシリコーンゴムによって形成されている。ブロック保持部材１７は、金属により形成されている。ブロック保持部材１７は、シールブロック１６に対応した形状を有している。シールブロック１６およびブロック保持部材１７の長さは、袋状ラミネートフィルム外装体４の上部の辺４ｄの開口部７を閉じることができる程度に設定されている。図３に示すように、ブロック保持部材１７の表面１７ａに、シールブロック１６の裏面１６ｂ（図３の左側の面）が熱溶着または接着されている。
【００１８】
また、他方の押圧部１５は、袋状ラミネートフィルム外装体４に圧接するシールブロック１８（図にシールブロック１６とは異なる形式のドットで示す）と、このシールブロック１８を保持するブロック保持部材（弾性体保持部材）１９と、を備えている。シールブロック１８は、細長い直方体形状をなしており、シールブロック１６とは異なる硬度のゴム例えばフッ素ゴムによって形成されている。ブロック保持部材１９は、例えば概ね直方体形状をなしており、金属により形成されている。ブロック保持部材１９の表面１９ａ（図３の左側の面）には、シールブロック１８が嵌合される凹部２０が形成されている。シールブロック１８は、凹部２０に熱溶着または接着されている。シールブロック１８の長さは、シールブロック１６に対応している。また、ブロック保持部材１９の中央部には、このブロック保持部材１９の裏面１９ｂから凹部２０の底面２０ａを貫通して水平方向に延びる貫通孔２１が形成されている。本実施例では、貫通孔２１は、矩形の断面形状を有している。
【００１９】
ブロック保持部材１９には、このブロック保持部材１９に対して摺動する可動部２２が設けられている。可動部２２は、概ねＴ字状に形成されており、基部２３と、この基部２３の中央部から水平方向に突出したシャフト部２４と、を備えている。基部２３は、細長いブロック状に形成されている。基部２３は、図示せぬ加圧機構に接続されている。シャフト部２４は、板状に形成されており、ブロック保持部材１９の貫通孔２１に対応した断面形状を有している。シャフト部２４は、貫通孔２１内を摺動する。
【００２０】
基部２３には、シャフト部２４の両側において、ボルト２８が貫通するボルト用貫通孔２９がそれぞれ形成されている。ボルト２８は、ボルト用貫通孔２９を通して水平方向に延び、ブロック保持部材１９に設けられた図示省略したねじ穴に螺合している。ここで、ボルト２８は、基部２３とブロック保持部材１９との間に設けられたコイル状のばね３０の内部を通って延びている。ばね３０は、基部２３の表面２３ａおよびブロック保持部材１９の裏面１９ｂの双方に接しており、フィルム外装体４に向けてブロック保持部材１９を付勢している。自由状態では、図３に示すように、シャフト部２４の先端面２４ａは、ブロック保持部材１９の凹部２０の底面２０ａと同一平面上にある。
【００２１】
シャフト部２４の先端面２４ａには、図３に示すように、注液ノズル９との干渉を避けるように概ね矩形の切り欠き２５が形成されている。さらに、シャフト部２４の先端面２４ａから、２つの突起２６，２６が、袋状ラミネートフィルム外装体４に向かって突出している。２つの突起２６，２６は、注液ノズル９の外形よりも僅かに大きい間隔だけ互いに離れており、シャフト部２４の中心線２７を挟んで対称に位置している。つまり、２つの突起２６，２６は、注液ノズル９に隣接したフィルム外装体４の部位３３，３３（図４および図５参照）に対応した位置に配置されている。突起２６は、金属によって形成されている。
【００２２】
押圧部１４と押圧部１５とが、図示せぬ加圧機構により、フィルム外装体４の開口部７の両側から図１に矢印Ｂで示すように開閉動作する。詳しくは、押圧部１４のブロック保持部材１７と押圧部１５の可動部２２の基部２３とが、加圧機構にそれぞれ連結されて、互いに駆動される。
【００２３】
押圧部１５において、図４に矢印Ｆで示すように可動部２２の基部２３に水平方向に荷重をかけることにより、シャフト部２４の先端面２４ａが凹部２０の底面２０ａに対し前進し、注液ノズル９の周囲のシールブロック１８が高い加圧力で局部的に圧縮される。同時に、押圧方向に沿った可動部２２の移動に伴い、ばね３０が、基部２３により圧縮される。これにより、ブロック保持部材１９の裏面１９ｂが加圧され、シールブロック１８の他の部位が、可動部２２による加圧力よりも低い加圧力で圧縮される。なお、ばね係数を変更することで、ばね３０を介してブロック保持部材１９に伝わる加圧力を制御することができる。
【００２４】
また、２つのシールブロック１６，１８は、注液ノズル９が挿入された状態の袋状ラミネートフィルム外装体４の両面から所定の押圧力で押圧したときに、押圧部１５のシールブロック１８の弾性変形量が相対的に大きくなり、かつ押圧部１４のシールブロック１６の弾性変形量が相対的に小さくなるように構成されている。本実施例では、ブロック保持部材１９により押されるシールブロック１８が大きく弾性変形し、ブロック保持部材１７により押されるシールブロック１６が殆ど弾性変形しないようにしている。
【００２５】
図４は、注液ノズル９が挿入された袋状ラミネートフィルム外装体４を２つの押圧部１４，１５でフィルム外装体４の両側から押圧した状態を示している。この状態では、図示せぬ加圧機構が可動部２２に矢印Ｆ方向（水平方向）の荷重をかけており、注液ノズル９に対応したフィルム外装体４の部位３２および注液ノズル９に隣接したフィルム外装体４の部位３３，３３が、高い押圧力で局所的に押圧されている。このとき、シャフト部２４の突起２６，２６が、弾性変形量の大きいシールブロック１８を押すことにより、シールブロック１８は、弾性変形量の小さいシールブロック１６に対し部位３３，３３を押し付けている。これにより、部位３３，３３において、２枚のラミネートフィルムが重ね合わされて確実に閉じられる。ここで、部位３３，３３において、２枚のラミネートフィルムの境界面３４は、シールブロック１６の表面１６ａの近傍で表面１６ａに沿って延びている。
【００２６】
また、袋状ラミネートフィルム外装体４の他の部位３５，３５が、ばね３０，３０により押圧力が調整されたブロック保持部材１９を介してシールブロック１８によって押されることで、適度に押圧されている。このとき、弾性変形量の大きいシールブロック１８は、弾性変形量の小さいシールブロック１６に対し部位３５，３５を押し付けている。従って、部位３５，３５において、フィルム外装体４の開口部７が閉じられ、２枚のラミネートフィルムの境界面３４は、シールブロック１６の表面１６ａの近傍で表面１６ａに沿って延びている。
【００２７】
上記のように、本実施例では、ブロック保持部材１９に対して摺動する可動部２２を設けたことから、注液ノズル９に隣接する袋状ラミネートフィルム外装体４の部位３３，３３に作用する押圧力が、フィルム外装体４の他の部位３５，３５と比較して局部的に高くなる。従って、部位３５，３５を適度に押圧しながら、部位３３，３３が、可動部２２で局部的に加圧されたシールブロック１８により、確実に密閉される。これにより、部位３３，３３の密閉性が向上する。
【００２８】
また、本実施例では、袋状ラミネートフィルム外装体４上部の辺４ｄ全体を高い押圧力で押圧する場合に比較して、部位３５，３５に対する押圧力が低くなるので、押圧機構１０の大型化が防止される。
【００２９】
さらに、本実施例では、注液ノズル９に隣接するフィルム外装体４の部位３３，３３に対応した位置に２つの突起２６，２６を設けたことから、突起２６，２６に押されて変形するシールブロック１８が、ノズルの側面９ｂ，９ｂに追従し易くなる。従って、部位３３，３３の密閉性が向上する。
【００３０】
また、本実施例では、２つの押圧部１４，１５により袋状ラミネートフィルム外装体４を両側から押圧したときに、シールブロック１６，１８の弾性変形量が異なることで、２枚のラミネートフィルムの境界面３４が、シールブロック１６の表面１６ａの近傍に常に位置する。従って、境界面３４の位置がずれることによる部位３３，３３の隙間の大きさの変化を生じさせることなく、部位３３，３３の隙間を安定して密閉することができる。
【００３１】
さらに、本実施例では、均一なシールブロック１８の中央部を可動部２２により局所的に押圧するようにしたことから、例えば注液ノズルの近傍のフィルム外装体の部位と他の部位とによって弾性体の硬度を変えてシールブロック全体を同じ押圧力で押圧する場合に比較して押圧機構１０の構造が簡潔なものとなる。
【００３２】
図５には、第２の実施例の押圧機構１０が示されている。第２の実施例では、ブロック保持部材１７の表面１７ａから、２つの突起３６，３６が、シャフト部２４の２つの突起２６，２６と対向するように突出している。２つの突起３６，３６は、注液ノズル９に隣接するフィルム外装体４の部位３３，３３に対応した位置に配置されている。突起３６は、金属によって形成されている。
【００３３】
このように２つの突起３６，３６を設けることにより、互いに対向する２つの突起２６，３６によってシールブロック１６，１８がフィルム外装体４を介してより強く突き合わされる。従って、部位３３，３３の密閉性がさらに向上する。
【００３４】
なお、上記各実施例では、基部２３の駆動により袋状ラミネートフィルム外装体４を押圧した例を開示したが、ブロック保持部材１７，１９同士を開閉動作し、さらにブロック保持部材１９に対して可動部２２を摺動させるようにしても良い。
【００３５】
また、上記各実施例では、２枚の矩形状ラミネートフィルムを互いに重ね合わせて３辺を熱溶着してなる袋状ラミネートフィルム外装体４を例にとり説明したが、本発明で用いられる袋状フィルム外装体は、１枚の矩形状ラミネートフィルムを２つ折りにして、さらに、折り曲げられた辺と直交した２辺を熱溶着するようにした構成であってもよい。
【００３６】
さらに、上記各実施例では、正極タブ５をラミネートフィルム外装体４の１つの辺４ａから外部に導出し、かつ負極タブ６を辺４ｂから外部に導出してなるフィルム外装電池１について説明したが、正極タブ５および負極タブ６の双方を１つの辺から導出してなるフィルム外装電池１を本発明に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３７】
２・・・注液装置
４・・・ラミネートフィルム外装体
７・・・開口部
９・・・注液ノズル
１０・・・押圧機構
１４・・・押圧部
１５・・・押圧部
１６・・・シールブロック
１７・・・ブロック保持部材
１８・・・シールブロック
１９・・・ブロック保持部材
２２・・・可動部
２５・・・切り欠き
２６・・・突起
３０・・・ばね
３３・・・部位
３６・・・突起
【図１】
2018063846.tif 000003
【図２】
2018063846.tif 000004
【図３】
2018063846.tif 000005
【図４】
2018063846.tif 000006
【図５】
2018063846.tif 000007