(57)【要約】【課題】熱変形によるヒートブロックの加熱面の変形を抑制できるヒートシール装置を提供する。【解決手段】ヒートシール装置１００は、長尺体であって、長手方向Ｘに延在する加熱面Ｓ１を備えるヒートブロック１１０と、ヒートブロックのうち加熱面と反対側の取り付け面Ｓ２が取り付けられる基板１２０と、ヒートブロックの長手方向の中心位置Ｃから一端部１１１側に片寄った位置において、ヒートブロックを基板１２０に対して固定する１つの固定部材１３０と、ヒートブロックの他端部１１２に対して、ヒートブロックの長手方向への熱変形を許容しつつ、ヒートブロックを基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持する支持部１４０と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺体であって、長手方向に延在する加熱面を備えるヒートブロックと、
前記ヒートブロックのうち前記加熱面と反対側の取り付け面が取り付けられる基板と、
前記ヒートブロックの前記長手方向の中心位置から一端部側に片寄った位置において、前記ヒートブロックを前記基板に対して固定する１つの固定部材と、
前記ヒートブロックの他端部に対して、前記ヒートブロックの前記長手方向への熱変形を許容しつつ、前記ヒートブロックを前記基板に対して押し付ける押し付け方向に支持する支持部と、を有する、ヒートシール装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記ヒートブロックの前記長手方向に沿う力を、前記押し付け方向の押し付け力に変換する楔部材を有する、請求項１に記載のヒートシール装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記楔部材を前記ヒートブロックに対して押し付けるように前記ヒートブロックの前記長手方向に付勢する弾性部材をさらに有する、請求項２に記載のヒートシール装置。
【請求項４】
前記ヒートブロックが加熱される前の状態において、前記ヒートブロックとの間に隙間を設けるように配置され、
前記ヒートブロックが加熱された状態において、前記ヒートブロックに当接して位置決めをする位置決め部をさらに有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートシール装置。
【請求項５】
前記ヒートブロックは、前記押し付け方向に直交する平面上において前記長手方向に直交する短手方向の両端部に取り付けられた複数の突起部材を有し、
前記突起部材を介して前記ヒートブロックを保持するとともに、前記突起部材を前記ヒートブロックの前記長手方向へ案内するガイドレールを備える保持部をさらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のヒートシール装置。
【請求項６】
前記固定部材周りの前記ヒートブロックの回転を制限する回転抑制部をさらに有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のヒートシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フィルム同士を熱融着させて接合するためにヒートシール装置が用いられている。ヒートシール装置は、例えば、フィルム外装電池の製造に用いられる。ラミネートフィルムからなる外装体の内部に発電要素を収容し、外装体の外周部にヒートブロックを押し当てることによってラミネートフィルムを熱融着させる。これにより、外装体の内部に発電要素が封入されたフィルム外装電池を製造することができる。
【０００３】
ヒートブロックは、サーボモータやエアシリンダ等のアクチュエータを備える駆動装置によって駆動される。例えば、下記特許文献１には、駆動装置に基板（支持ブロック）を固定し、当該基板にヒートブロックを多点締結することによってヒートブロックを駆動可能に構成されたヒートシール装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８１３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヒートブロックを基板に多点締結する構成では、ヒートブロックのうち基板に締結された部分が拘束されてしまう。このため、ヒートブロックを加熱すると、ヒートブロックのうち拘束された以外の部分が局所的に熱膨張して、ヒートブロックの加熱面が反った形状に変形してしまう場合がある。これにより、ヒートブロックの加熱面が被加工部に均一に接触できなくなるため、シール不良が生じてしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、熱変形によるヒートブロックの加熱面の変形を抑制できるヒートシール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係るヒートシール装置は、長尺体であって、長手方向に延在する加熱面を備えるヒートブロックと、前記ヒートブロックのうち前記加熱面と反対側の取り付け面が取り付けられる基板と、前記ヒートブロックの前記長手方向の中心位置から一端部側に片寄った位置において、前記ヒートブロックを前記基板に対して固定する１つの固定部材と、前記ヒートブロックの他端部に対して、前記ヒートブロックの前記長手方向への熱変形を許容しつつ、前記ヒートブロックを前記基板に対して押し付ける押し付け方向に支持する支持部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るヒートシール装置によれば、１つの固定部材によってヒートブロックの一端部側を基板に対して固定して１点支持しつつ、支持部によって他端部を基板に対して押し付ける押し付け方向に支持することによって、ヒートブロックを基板に対して固定することができる。また、ヒートブロックは、長手方向の熱変形量が他の方向に比べて大きく、固定部材によって固定された一端部側に比べて他端部側が熱変形し易くなる。支持部は、他端部の長手方向の熱変形を許容するため、ヒートブロックの加熱面は面方向に均一に熱変形することができる。その結果、ヒートブロックの加熱面が反った形状に変形することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明に係るヒートシール装置を用いて製造される製造対象の一例であるフィルム外装電池を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】第１実施形態に係るヒートシール装置の長手方向に沿う断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図２に示すヒートシール装置の要部を示す上面図である。
【図５】支持部の変形例を示す長手方向に沿う断面図である。
【図６】位置決め部の変形例を示す短手方向に沿う断面図である。
【図７Ａ】回転抑制部の変形例を示す上面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】第２実施形態に係るヒートシール装置の長手方向に沿う断面図である。
【図９】第３実施形態に係るヒートシール装置の短手方向に沿う断面図である。
【図１０】第４実施形態に係るヒートシール装置のヒートブロックおよび支持部を示す斜視図である。
【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、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、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場合がある。
【００１１】
（フィルム外装電池１０）
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本発明に係るヒートシール装置を用いて製造される製造対象の一例であるフィルム外装電池１０について説明する。図１Ａは、フィルム外装電池１０を示す平面図、図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図である。
【００１２】
図示するフィルム外装電池１０は、積層型の扁平な電池であり、発電要素２０と、発電要素２０を収容する外装体５６と、発電要素２０に電気的に接続され外装体５６の外部に導出された正極タブ３３および負極タブ４３とを有する。外装体５６は、可撓性を備えたフィルム５０からなる。フィルム５０は、金属層５１の両面に樹脂フィルム５２、５３が形成された積層構造を有する。フィルム５０によって袋状の容器が形成され、この容器内に発電要素２０が収容される。金属層５１の両面全体が樹脂フィルム５２、５３によってコーティングされることによって、フィルム５０は電気的に絶縁されている。
【００１３】
発電要素２０は、正極集電体３１の面上に正極活物質層３２を配置してなる正極３０と、負極集電体４１の面上に負極活物質層４２を配置してなる負極４０と、電解質を保持するセパレータ６０とを有する。単電池層２１は、正極活物質層３２と負極活物質層４２とをセパレータ６０を挟んで対向させることによって形成される。発電要素２０は、単電池層２１が複数積層された状態において外装体５６の内部に電解液とともに収納される。正極タブ３３は正極３０に電気的に接続され、負極タブ４３は負極４０に電気的に接続される。以下の説明において、正極３０および負極４０を総称して、電極３０、４０とも称する。
【００１４】
図１Ｂに示される発電要素２０にあっては、最外層に位置する最外層電極は負極４０である。最外層の負極４０は、負極集電体４１の一方の面上にのみ負極活物質層４２が配置されている。最外層の負極４０は、負極集電体４１の両面上に負極活物質層４２を配置したものでもよい。最外層電極は正極３０でもよい。
【００１５】
外装体５６は、発電要素２０を電解液とともに収容する。外装体５６は、３層構造のラミネートシートから構成される。最内層の１層目の樹脂フィルム５２は、熱融着性樹脂、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、アイオノマー、またはエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を用いて形成される。２層目の金属層５１は、箔状の金属、例えばＡｌ箔またはＮｉ箔を用いて形成される。３層目の樹脂フィルム５３は、例えば剛性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはナイロンを用いて形成されている。
【００１６】
フィルム外装電池１０は、外装体５６の周縁部５５同士が重ね合わされて接合される封止部５４と、外装体５６の周縁部５５と正極タブ３３および負極タブ４３とが接合される封止部５７と、を有している。封止部５４は、１層目の樹脂フィルム５２同士が溶着して形成される。
【００１７】
封止部５７が形成される正極タブ３３および負極タブ４３の表面には、合成樹脂層からなる先付け樹脂７０が帯状に設けられている。封止部５７は、１層目の樹脂フィルム５２が先付け樹脂７０に溶着して形成される。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図２〜図４を参照して、第１実施形態に係るヒートシール装置１００について説明する。図２は、ヒートシール装置１００の長手方向に沿う断面図である。図３は、図１Ｂの３−３線に沿う断面図である。図４は、第１実施形態に係るヒートシール装置の要部を示す上面図である。
【００１９】
図２に示すように、ヒートシール装置１００は、長尺体であるヒートブロック１１０と、ヒートブロック１１０が取り付けられる基板１２０と、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して固定する１つの固定部材１３０と、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向に支持する支持部１４０と、を有する。
【００２０】
以下の説明の便宜のため、ＸＹＺ直交座標系を図中に示す。Ｘ方向は、ヒートブロック１１０の長手方向を示し、Ｙ方向は、ヒートブロック１１０の短手方向を示し、Ｚ方向は、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向を示す。なお、本明細書中、ヒートブロック１１０の短手方向とは、押し付け方向に直交するＸＹ平面上において長手方向Ｘに直交する方向と定義する。本実施形態では、押し付け方向Ｚは、上方向であり、ＸＹ平面は、水平面に相当する。
【００２１】
ヒートシール装置１００は、図３に示すようにヒートブロック１１０を短手方向Ｙから保持する保持部１５０と、図２に示すようにヒートブロック１１０に当接して位置決めをする位置決め部１６０と、をさらに有する。
【００２２】
また、ヒートシール装置１００は、固定部材１３０周りのヒートブロック１１０の回転を制限する回転抑制部１７０をさらに有する。
【００２３】
（ヒートブロック１１０）
図２に示すように、ヒートブロック１１０は、長手方向Ｘに延在し、フィルム外装電池１０の外装体５６のフィルム５０（図１Ａを参照）に当接して、外装体５６を加熱して熱融着させる加熱面Ｓ１を備える。加熱面Ｓ１は、ヒートブロック１１０の下面に相当する。ヒートブロック１１０は、加熱面Ｓ１と反対側の上面に基板１２０に対して取り付けられる取り付け面Ｓ２を有する。
【００２４】
ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの一端部１１１は、ＹＺ平面に略平行な端面Ｓ３を有する。ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの他端部１１２は、ＹＺ平面に略平行な端面Ｓ４と、端面Ｓ４に対して傾斜する傾斜面Ｓ５と、を有する。傾斜面Ｓ５は、ヒートブロック１１０の上部であって、取り付け面Ｓ２と交差するように形成されている。
【００２５】
ヒートブロック１１０の構成材料は、特に限定されないが、例えば、銅や銅と亜鉛との合金（真鍮）等の熱伝導率が比較的高い金属材料等が挙げられる。
【００２６】
図３に示すように、ヒートブロック１１０は、短手方向Ｙの両端部１１５、１１６の両端面Ｓ６、Ｓ７に取り付けられた複数の突起部材１１７を有する。ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの両端面Ｓ６、Ｓ７は、ＸＺ平面に略平行に形成されている。
【００２７】
突起部材１１７は、ヒートブロック１１０の端面Ｓ６、Ｓ７に固定されるシャフトと、シャフトの先端に取り付けられたベアリングとを備える公知のカムフォロアなどによって構成することができる。図４に示すように、突起部材１１７は、長手方向Ｘに沿って複数個配置される。図４に示す例では、両端面Ｓ６、Ｓ７側に２個ずつ配置されている。
【００２８】
ヒートブロック１１０には、加熱面Ｓ１と平行に長手方向Ｘに延在し、短手方向Ｙに沿う断面が略円形状のヒータ挿入孔１１３が形成されている。ヒータ挿入孔１１３は、ヒートブロック１１０を長手方向Ｘに貫通する。ヒータ挿入孔１１３は、図示しない棒状ヒータを挿通して配置するための孔である。棒状ヒータは、例えば、公知のカートリッジヒータによって構成することができる。ヒートブロック１１０は、棒状ヒータによって加熱される。
【００２９】
また、ヒートブロック１１０には、ヒータ挿入孔１１３よりも加熱面Ｓ１に近い位置に温度センサ挿入孔１１４が形成されている。温度センサ挿入孔１１４は、図示しない温度センサを挿通して配置するための孔である。温度センサは、例えば、熱電対から構成される。温度センサは、ヒートブロック１１０の温度を測定する。なお、ヒートシール装置１００は、温度センサによって検出された温度に基づいて、棒状ヒータの温度を制御する温度制御部（図示せず）を有していてもよい。
【００３０】
（基板１２０）
基板１２０は、エアシリンダ等から構成されるアクチュエータを備える駆動装置９０に取り付けられる。基板１２０を介して、基板１２０に取り付けられたヒートブロック１１０は駆動される。
【００３１】
本実施形態では基板１２０は、駆動装置９０に固定される固定板１２１と、固定板１２１とヒートブロック１１０との間に介在し、断熱性を備える断熱板１２２と、を有する。
【００３２】
なお、本明細書中、「断熱性を備える」とは、少なくともヒートブロック１１０よりも熱伝導率が低いことを意味する。断熱板１２２を固定板１２１とヒートブロック１１０との間に介在させることによって、ヒートブロック１１０の熱が基板１２０を介して放熱されることを抑制できる。
【００３３】
固定板１２１の構成材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼等が挙げられる。断熱板１２２の構成材料は、ヒートブロック１１０よりも熱伝導率が低い限りにおいて特に限定されないが、例えば、母材としてのエポキシ樹脂にガラス繊維を含有させた複合材料等が挙げられる。
【００３４】
本実施形態では、回転抑制部１７０は、図３に示すように、基板１２０の断熱板１２２の下面に形成され、上方向Ｚに凹んだ凹部によって構成される。凹部１７０は、ヒートブロック１１０が嵌合するように構成されている。ヒートブロック１１０を凹部１７０に嵌合させることによって、固定部材１３０周りのヒートブロック１１０の回転が制限される。
【００３５】
固定部材１３０はヒートブロック１１０を１点支持するため、ヒートブロック１１０は固定部材１３０周りに回転する可能性がある。回転抑制部１７０によってヒートブロック１１０が固定部材１３０周りに回転することを抑制することによって、ヒートブロック１１０の位置ずれを抑制することができる。
【００３６】
（固定部材１３０）
図２に示すように、固定部材１３０は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの中心位置Ｃから一端部１１１側に片寄った位置において、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して固定する。１つの固定部材１３０によってヒートブロック１１０を１点のみを拘束（１点支持）することによって、多点を拘束（多点支持）する場合に比べて、ヒートブロック１１０の熱変形の自由度が高くなる。これにより、ヒートブロック１１０が局所的に変形して、加熱面Ｓ１が反った形状に変形することを抑制することができる。
【００３７】
また、複数の固定部材を取り付ける場合は、取り付け作業に長時間を要する。特に、ヒートブロック１１０の重量が重い場合は、作業に要する時間や労力が過大になってしまう。本実施形態のように、１つの固定部材１３０を取り付ける場合は、複数の固定部材を取り付ける場合に比べて、作業時間や労力を大幅に削減することができる。
【００３８】
本実施形態では、固定部材１３０は、ボルト１３１およびナット１３２により構成されている。ボルト１３１の雄ねじ部１３１ａは、基板１２０の貫通孔１２０ａを貫通し、ヒートブロック１１０に形成された雌ねじ部（図示せず）に挿入されて固定される。ボルト１３１の頭部１３１ｂとヒートブロック１１０との間には、ナット１３２および基板１２０が挟持されて固定される。
【００３９】
ボルト１３１の頭部１３１ｂおよびナット１３２は、断熱性を備える断熱キャップ１３３によって覆われている。ボルト１３１の雄ねじ部１３１ａのうち、ヒートブロック１１０から突出した部分は、断熱性を備える断熱ブッシュ１３４によって覆われている。これにより、ヒートブロック１１０からボルト１３１およびナット１３２を介して伝導した熱が外部へ放熱されることを抑制することができる。さらに、断熱ブッシュ１３４と基板１２０の貫通孔１２０ａとの間には、隙間が形成されている。これにより、固定部材１３０と基板１２０との間の断熱性を向上させ、固定部材１３０からの放熱をさらに抑制することができる。
【００４０】
（支持部１４０）
支持部１４０は、楔部材１４１と、楔部材１４１をヒートブロック１１０に対して押し付けるようにヒートブロック１１０の長手方向Ｘに付勢する弾性部材１４２と、を有する。
【００４１】
楔部材１４１は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘに沿う力Ｆ１を、押し付け方向Ｚの押し付け力Ｆ２に変換する傾斜面１４１Ｓを備える。具体的には、傾斜面１４１Ｓは、傾斜面Ｓ５に面接触するようにその傾斜角度が設定されている。弾性部材１４２から楔部材１４１に付与された長手方向Ｘの力Ｆ１によって、楔部材１４１の傾斜面１４１Ｓは、ヒートブロック１１０の傾斜面Ｓ５に対して相対的に斜め下方向に摺動する。これにより、ヒートブロック１１０は、基板１２０に対して押し付け方向Ｚに押し付けられる押し付け力Ｆ２を受ける。このようにして、楔部材１４１は、長手方向Ｘに沿う力Ｆ１を、押し付け方向Ｚの押し付け力Ｆ２に変換する。
【００４２】
ヒートブロック１１０は、一端部１１１が固定部材１３０によって固定されているため、ヒートブロック１１０が加熱されて熱膨張した場合に、一端部１１１側よりも他端部１１２側に熱膨張する。弾性部材１４２は、ヒートブロック１１０が加熱されて熱膨張した場合に、長手方向Ｘに収縮して変形を吸収することができる。これにより、支持部１４０は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘへの熱変形を許容することができる。ヒートブロック１１０は、短手方向Ｙに比べて長手方向Ｘの変形量が大きい。このため、長手方向Ｘの熱変形を許容することによって、ヒートブロック１１０の加熱面Ｓ１が均一に面方向ＸＹに変形する。その結果、加熱面Ｓ１が反った形状に変形することを抑制できる。
【００４３】
（保持部１５０）
図３に示すように、保持部１５０は、Ｌ字形状の２つの板材が短手方向Ｙに互いに向かい合うように配置されてなる。図３および図４に示すように、保持部１５０は、突起部材１１７を介してヒートブロック１１０を保持するとともに、突起部材１１７をヒートブロック１１０の長手方向Ｘへ案内するガイドレール１５１を有する。ガイドレール１５１は、ヒートブロック１１０の突起部材１１７を係合した状態で摺動可能に保持する。図４に示すように、ヒートブロック１１０を保持部１５０に設置する際に、ヒートブロック１１０をガイドレール１５１に沿って摺動させることによって、容易に設置作業を行うことができる。
【００４４】
（位置決め部１６０）
図４に示すように、位置決め部１６０は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの位置決めをする長手方向位置決め部１６１と、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの位置決めをする短手方向位置決め部１６２と、を有する。
【００４５】
図１に示すように、長手方向位置決め部１６１は、端面Ｓ３に略平行に形成された位置決め面１６１Ｓを有する。図１の破線部で示すように、長手方向位置決め部１６１の位置決め面１６１Ｓは、ヒートブロック１１０の端面Ｓ３に面接触して、長手方向Ｘの位置決めをする。
【００４６】
図４に示すように、短手方向位置決め部１６２は、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの一端部１１５の端面Ｓ６に略平行に形成された位置決め面１６２Ｓを有する。位置決め面１６２Ｓは、位置決め面１６１Ｓに略直交する。ヒートブロック１１０を保持部１５０に設置する際に、位置決め面１６２Ｓは、ヒートブロック１１０の一方の端面Ｓ６に面接触して、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの位置決めをする。
【００４７】
ヒートブロック１１０を保持部１５０に配置して、長手方向Ｘおよび短手方向Ｙに位置決めした後、図２に示すように、長手方向位置決め部１６１とヒートブロック１１０との間に隙間を設けるように移動させる。この隙間を設けた状態において、固定部材１３０によってヒートブロック１１０の一端部１１１側を基板１２０に固定する。これにより、ヒートブロック１１０が加熱される前は、長手方向位置決め部１６１とヒートブロック１１０との間に隙間があるため、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの熱変形を許容することができる。ヒートブロック１１０を加熱すると、ヒートブロック１１０は熱変形して長手方向位置決め部１６１に当接する。これにより、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの位置決めを行うことができる。
【００４８】
本実施形態に係るヒートシール装置１００の作用効果を説明する。
【００４９】
以上説明したように、ヒートシール装置１００は、長尺体であるヒートブロック１１０、基板１２０、１つの固定部材１３０および支持部１４０を有する。ヒートブロック１１０は、長手方向Ｘに延在する加熱面Ｓ１を備える。基板１２０には、ヒートブロック１１０のうち加熱面Ｓ１と反対側の取り付け面Ｓ２が取り付けられる。固定部材１３０は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの中心位置Ｃから一端部１１１側に片寄った位置において、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して固定する。支持部１４０は、ヒートブロック１１０の他端部１１２に対して、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘへの熱変形を許容しつつ、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持する。
【００５０】
上記ヒートシール装置１００によれば、１つの固定部材１３０によってヒートブロック１１０の一端部１１１側を基板１２０に対して固定して１点支持しつつ、支持部１４０によって他端部１１２を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持することによって、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して固定することができる。また、ヒートブロック１１０は、長手方向Ｘの熱変形量が他の方向に比べて大きく、固定部材１３０によって固定された一端部１１１側に比べて他端部１１２側が熱変形し易くなる。支持部１４０は、他端部１１２の長手方向Ｘの熱変形を許容するため、ヒートブロック１１０の加熱面Ｓ１はＸＹ面方向に均一に熱変形することができる。その結果、ヒートブロック１１０の加熱面Ｓ１が反った形状に変形することを抑制することができる。
【００５１】
また、支持部１４０は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘに沿う力Ｆ１を、押し付け方向Ｚの押し付け力Ｆ２に変換する楔部材１４１を有する。これにより、支持部１４０は、ヒートブロック１１０の他端部１１２をより確実に支持することができる。
【００５２】
また、支持部１４０は、楔部材１４１をヒートブロック１１０に対して押し付けるようにヒートブロック１１０の長手方向Ｘに付勢する弾性部材１４２をさらに有する。支持部１４０の弾性部材１４２は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘの変位を吸収することができる。さらに、弾性部材１４２の付勢力による長手方向Ｘに沿う力Ｆ１は、楔部材１４１によって押し付け方向Ｚの押し付け力Ｆ２に変換される。これにより、押し付け力Ｆ２をさらに高めることができるため、ヒートブロック１１０の他端部１１２をより一層確実に支持することができる。
【００５３】
また、ヒートシール装置１００は、ヒートブロック１１０が加熱される前の状態において、ヒートブロック１１０との間に隙間を設けるように配置され、ヒートブロック１１０が加熱された状態において、ヒートブロック１１０に当接して位置決めをする長手方向位置決め部１６１（位置決め部１６０）をさらに有する。これにより、ヒートブロック１１０が加熱される前は、仮締め状態としてヒートブロック１１０の熱変形を許容することができる。また、ヒートブロック１１０が加熱されて熱変形した後は、本締め状態としてヒートブロック１１０の位置決めをすることができる。
【００５４】
また、ヒートブロック１１０は、短手方向に交差する両端面に取り付けられた複数の突起部材を有する。短手方向位置決め部１６２は、突起部材を介してヒートブロック１１０を保持するとともに、突起部材をヒートブロック１１０の長手方向へ案内するガイドレール１５１を有する。これにより、ヒートブロック１１０を保持部１５０に設置する際に、ヒートブロック１１０をガイドレール１５１に沿って摺動させることによって、容易に設置作業を行うことができる。
【００５５】
また、固定部材１３０周りのヒートブロック１１０の回転を制限する回転抑制部１７０をさらに有する。これにより、固定部材１３０の１点支持の場合であっても、ヒートブロック１１０が固定部材１３０周りに回転することを抑制することによって、ヒートブロック１１０の位置ずれを抑制することができる。
【００５６】
（支持部の変形例）
図５は、支持部の変形例を示す断面図である。
【００５７】
前述した実施形態では、支持部１４０が弾性部材１４２を有する実施形態について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。支持部は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘへの熱変形を許容しつつ、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持する限りにおいて、適宜の構成を採用することができる。例えば、図５に示す変形例に係る支持部２４０は、弾性部材１４２の代わりに剛体からなる棒状部材２４２を有する。また、楔部材１４１の傾斜面１４１Ｓは、傾斜面Ｓ５に接触ながらヒートブロック１１０に対して相対的に摺動可能に構成されている。
【００５８】
図５の二点破線で示すように、ヒートブロック１１０が加熱されて熱膨張すると、ヒートブロック１１０から楔部材１４１に対して長手方向Ｘに押し付けるように力が働く。このとき、楔部材１４１は、棒状部材２４２によって位置が固定されているため、ヒートブロック１１０が楔部材１４１に対して相対的に斜め上方向に摺動する。これにより、ヒートブロック１１０は、長手方向Ｘへ移動しながら、基板１２０に対して押し付けられる押し付け方向Ｚに移動する。このようにして、支持部２４０は、ヒートブロック１１０の長手方向Ｘへの熱変形を許容しつつ、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持することができる。
【００５９】
（位置決め部の変形例）
図６は、支持部の変形例を示す短手方向に沿う断面図である。
【００６０】
前述した実施形態では、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙを位置決めする短手方向位置決め部１６２の一例を説明したが、短手方向位置決め部は前述した構成に限定されるものではない。例えば、短手方向位置決め部は、ヒートブロック１１０を短手方向Ｙから保持する保持部２５０によって構成してもよい。
【００６１】
図６に示すように、保持部２５０は、ヒートブロック１１０の突起部材１１７をガイドレール２５１に係合した状態で摺動可能に保持する。ヒートブロック１１０が加熱される前の状態において、保持部２５０は、ヒートブロック１１０に対向する保持部２５０の端面２５０Ｓと、突起部材１１７との間に隙間を設けるように配置される。また、ヒートブロック１１０が加熱された状態において、図６に破線で示すように、ヒートブロック１１０は短手方向Ｙに熱膨張して保持部２５０に当接する。これにより、保持部２５０は、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの位置決めをすることができる。
【００６２】
上記構成によれば、ヒートブロック１１０が加熱される前は、保持部２５０は、仮締め状態としてヒートブロック１１０の短手方向Ｙの熱変形を許容することができる。また、ヒートブロック１１０が加熱されて熱変形した後は、保持部２５０は、本締め状態としてヒートブロック１１０の短手方向Ｙの位置決めをすることができる。
【００６３】
（回転抑制部の変形例）
図７Ａは、回転抑制部の変形例を示す上面図である。図７Ｂは、図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿う断面図である。
【００６４】
前述した実施形態では、回転抑制部１７０は、基板１２０の凹部によって構成される実施形態について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。回転抑制部は、固定部材１３０周りのヒートブロック１１０の回転を制限する限りにおいて、適宜の構成を採用することができる。例えば、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、固定部材１３０を基準として短手方向位置決め部１６２に対向する位置にさらに短手方向位置決め部２７０を配置し、短手方向位置決め部１６２および短手方向位置決め部２７０によってヒートブロック１１０の回転を制限する構成としてもよい。なお、本変形例では、図７Ｂに示すように、基板１２０は回転抑制部としての凹部１７０を備えない平板によって構成することができる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係るヒートシール装置３００の長手方向Ｘに沿う断面図である。
【００６６】
第２実施形態に係るヒートシール装置３００は、ヒートブロック１１０を駆動装置９０に対して相対的に長手方向Ｘに沿って移動可能なコロ機構３５０を有する点で前述した第１実施形態と異なる。なお、前述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
コロ機構３５０は、基板１２０が固定される駆動装置９０の支持ブロック９１の上に配置される。コロ機構３５０は、本体部３５１と、本体部３５１に取り付けられた車輪３５２とを有する。
【００６８】
固定部材１３０のボルト１３１の雄ねじ部１３１ａは、本体部３５１の貫通孔３５１ａ、支持ブロック９１の貫通孔９１ａおよび基板１２０の貫通孔１２０ａを貫通し、ヒートブロック１１０に形成された雌ねじ部（図示せず）に挿入されて固定される。これにより、コロ機構３５０は、固定部材１３０を介して基板１２０およびヒートブロック１１０と一体に構成されている。
【００６９】
貫通孔９１ａの直径は、ボルト１３１の雄ねじ部１３１ａの直径よりも大きく形成されている。これにより、貫通孔９１ａと雄ねじ部１３１ａとの間には隙間が形成されるため、コロ機構３５０は隙間の長さ分だけ長手方向Ｘに移動することができる。これにより、コロ機構３５０は、ヒートブロック１１０を駆動装置９０の支持ブロック９１に対して相対的に長手方向Ｘに移動可能に構成されている。
【００７０】
上記のように本実施形態に係るヒートシール装置３００は、ヒートブロック１１０を駆動装置９０に対して相対的に長手方向Ｘに沿って移動可能なコロ機構３５０を有する。これにより、駆動装置９０を長手方向Ｘに移動させることなくヒートブロック１１０の長手方向Ｘの配置を調整することができる。フィルム５０を一対のヒートブロックによって上下から挟み込むように使用する場合、ヒートブロック１１０と対をなすヒートブロックとの長手方向Ｘの位置合わせを容易に行うことができる。
【００７１】
なお、コロ機構は、ヒートブロック１１０を駆動装置９０に対して相対的に短手方向Ｙに沿って移動可能な構成としてもよい。
【００７２】
＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態に係るヒートシール装置４００の短手方向Ｙに沿う断面図である。
【００７３】
第３実施形態に係るヒートシール装置４００は、短手方向Ｙに一対の支持部４４０を有する点で前述した第１実施形態と異なる。なお、前述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの両端部１１５、１１６の両端面には、ＸＺ平面に略平行な端面Ｓ６、Ｓ７に対して傾斜する傾斜面Ｓ６１、Ｓ７１を備える傾斜部４１５、４１６が形成されている。なお、傾斜部４１５、４１６は、ヒートブロック１１０と別体に構成されてもよいし、一体に構成されてもよい。
【００７５】
支持部４４０は、ヒートブロック１１０を中心として短手方向Ｙに対向するように一対（２つ）配置されている。一対の支持部４４０は、それぞれ、楔部材４４１と、楔部材４４１をヒートブロック１１０に対して押し付けるようにヒートブロック１１０の短手方向Ｙに付勢する弾性部材４４２と、を有する。なお、楔部材４４１および弾性部材４４２の構成は、前述した第１実施形態の楔部材１４１および弾性部材１４２と同様のため説明を省略する。
【００７６】
一対の楔部材４４１の傾斜面４４１Ｓは、それぞれ、傾斜面Ｓ６１、Ｓ７１に面接触するように構成されている。楔部材１４１は、短手方向Ｙに沿う力Ｆ３を、押し付け方向Ｚの押し付け力Ｆ２に変換する。
【００７７】
上記のように本実施形態に係るヒートシール装置４００の一対の支持部４４０は、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙに沿う力Ｆ３を、押し付け方向Ｚの押し付け力Ｆ２に変換する楔部材４４１と、楔部材４４１をヒートブロック１１０に対して押し付けるようにヒートブロック１１０の短手方向Ｙに付勢する弾性部材４４２と、を有する。これにより、ヒートブロック１１０の短手方向Ｙの熱変形による変位を許容しつつ、ヒートブロック１１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持することができる。
【００７８】
＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態に係るヒートシール装置４００のヒートブロック５１０および支持部５４０を示す斜視図である。
【００７９】
第４実施形態に係るヒートシール装置５００は、ヒートブロック５１０は、Ｌ字形状である点で前述した第１実施形態と異なる。なお、前述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８０】
ヒートブロック５１０は、Ｘ方向に延在する加熱面Ｓ２１を備える第１ブロック５１１と、Ｙ方向に延在する加熱面Ｓ２２を備える第２ブロック５１２と、を有する。
【００８１】
固定部材１３０は、ヒートブロック５１０の第１ブロック５１１と第２ブロック５１２とが交差する角部５１３を基板１２０に固定する。
【００８２】
第１ブロック５１１は、端部５１１ａの端面Ｓ２３に対して傾斜した傾斜部５１１ｂを有する。第２ブロック５１２は、端部５１２ａの端面Ｓ２４に対して傾斜した傾斜部５１２ｂを有する。
【００８３】
２つの支持部５４０は、それぞれ、楔部材５４１および弾性部材５４２を有し、第１ブロック５１１の傾斜部５１１ｂおよび第２ブロック５１２の傾斜部５１２ｂに配置されている。なお、楔部材５４１および弾性部材５４２の構成は、前述した第１実施形態の楔部材１４１および弾性部材１４２と同様のため説明を省略する。
【００８４】
第１ブロック５１１の傾斜部５１１ｂに配置された支持部５４０は、ヒートブロック５１０のＸ方向の熱変形による変位を許容しつつ、ヒートブロック５１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持することができる。第２ブロック５１２の傾斜部５１２ｂに配置された支持部５４０は、ヒートブロック５１０のＹ方向の熱変形による変位を許容しつつ、ヒートブロック５１０を基板１２０に対して押し付ける押し付け方向Ｚに支持することができる。その結果、ヒートブロック５１０の加熱面Ｓ２１、Ｓ２２が反った形状に変形することを抑制することができる。
【００８５】
以上、実施形態および変形例を通じて本発明に係るヒートシール装置を説明したが、本発明は実施形態および変形例において説明した内容のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。
【００８６】
前述した実施形態および変形例では、押し付け方向は、上方向であり、ＸＹ平面は、水平面に相当するとしたがこれに限定されず、例えば、押し付け方向を横方向とし、ＸＹ平面を垂直方向としてもよい。
【００８７】
また、本発明に係るヒートシール装置を用いて製造される製造対象は、フィルム外装電池に限定されず、フィルム同士を熱融着させて接合するための様々な用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０      フィルム外装電池、
２０      発電要素、
３０      正極、
４０      負極、
５０      フィルム、
５６      外装体、
６０      セパレータ、
５４、５７  封止部、
９０      駆動装置、
１００、３００、４００、５００  ヒートシール装置、
１１０、５１０  ヒートブロック、
１１１    一端部、
１１２    他端部、
１１３    ヒータ挿入孔、
１１４    温度センサ挿入孔、
１１５、１１６  短手方向の両端部、
１１７    突起部材、
１２０    基板、
１３０    固定部材、
１４０、２４０、４４０、５４０  支持部、
１４１、４４１、５４１  楔部材、
１４２、４４２、５４２  弾性部材、
１５０、２５０  保持部、
１５１、２５１  ガイドレール、
１６０    位置決め部、
１６１    長手方向位置決め部、
１６２、２７０  短手方向位置決め部、
１７０    回転抑制部、
３５０    コロ機構、
Ｆ１      長手方向に沿う力、
Ｆ２      押し付け力、
Ｃ        中心位置、
Ｓ１、Ｓ２１、Ｓ２２  加熱面、
Ｓ２      取り付け面、
Ｘ        長手方向、
Ｙ        短手方向、
Ｚ        上方向（押し付け方向）。
【図１Ａ】
2019175799.tif 000003
【図１Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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