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1. (WO2019039328) DISPOSITIF DE COUPE
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明 細 書

発明の名称 切断装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011  

発明の効果

0012  

図面の簡単な説明

0013  

発明を実施するための形態

0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059  

符号の説明

0060  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8  

明 細 書

発明の名称 : 切断装置

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

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。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]