JP2012510141A

JP2012510141A - 電池極板袋の製造装置

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Publication number: JP2012510141A
Application number: JP2011537824A
Authority: JP
Inventors: 承▲華▼ ▲駱▼; 如坤 ▲やん▼
Original assignee: ギーサンオートメーションテクノロジーカンパニーリミテッド
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2029-09-21
Also published as: US20110214401A1; JP5707330B2; WO2010060318A1; US8555946B2; CN201340884Y

Abstract

本発明は極板袋の製造装置を公開し、極板供給手段、極板搬送シェーピング手段、縦方向熱溶着手段、横方向熱溶着手段、隔膜挟持引張手段、及び隔膜切断手段を備え、上記縦方向熱溶着手段は圧接カッターを備え、上記圧接カッターは同時に極板袋両側の袋辺を溶着する刃を二つ有し、上記横方向熱溶着手段は極板袋の底部を溶着する第一の熱溶着刃と極板袋の袋口を溶着する第二の熱溶着刃とを有する。上記圧接カッターは二つの刃を有するため、一回の溶着動作だけで極板袋の両側の袋辺を溶着することを実現することができ、溶着の効率を向上するようになるし、二つの縦方向シームが平行になるとともに、同様に溶着作業を行うことができる。従って、溶着品質を向上し、不良が生じるリスクを効率よく低減することが可能である。

Description

発明の詳細な説明

［技術分野］

本発明は、電池製造分野に関し、特にセル（ｃｅｌｌ）の極板袋の製造に用いられる装置に関する。
［背景技術］

大型動力用リチウムイオン電池のセルを製造する場合には、一般的な手順としては、極板袋を製造してから極板を積み重ねる。当該極板袋を製造する方法の一例としては、事前に切断された極板を上、下二層の隔膜で包んだ後、熱溶着方式を採用して縦方向熱溶着を一回行ってから横方向溶着を行って袋として、且つ、極板の耳部を袋の外側に露出させるという方法がある。この極板袋の製造方法では、隣接する二つの縦シーム間のスペースを確保することができないので、極板袋の品質が低下し、不良が生じるリスクが大きいという欠点が存在している。
［発明の開示］
［発明が解決しようとする課題］

本発明の極板袋の製造装置は、不良が生じるリスクを効率よく低減することが可能であり、高い生産性で高品質な極板袋の製造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］

上記した技術課題を解決するために、本発明は極板袋の製造装置であって、フレームと、極板袋の製造工程の順に応じて、上記フレームに順次設置された、極板を供給する極板供給手段と、極板を取ったり放したりするとともに、極板に対してシェーピング加工を行う極板搬送シェーピング加工手段と、極板の上表面及び下表面を覆う隔膜からなる極板袋の両側袋辺を熱溶着する縦方向熱溶着手段と、極板袋の底部及び袋口を熱溶着する横方向熱溶着手段と、隔膜を挟持した状態で引張する隔膜挟持引張手段と、隔膜を切断する隔膜切断手段とを備え、上記縦方向熱溶着手段は圧接カッターを有し、当該圧接カッターは同時に極板袋の両側袋辺を溶着する二つの刃を有し、上記横方向熱溶着手段は、極板袋の底部を溶着する第一の熱溶着ナイフと極板袋の袋口を溶着する第二の熱溶着ナイフとを有することを特徴とする。

さらに、上記極板供給手段は、回転盤と、上記回転盤に設置される少なくとも二つの収納部と、上記回転盤を回転するように駆動する回転動力部と、昇降動力伝達部と、上記昇降動力伝達部によって上記収納部に収納されている極板を上下移動させる昇降動力部とを備える。

さらに、上記回転動力部は右側サーボモーターであり、上記昇降動力部は左側サーボモーターであり、上記昇降動力伝達部には、周回運動を直線運動に切替させる運動切替機構と、極板突出し台と、突出しピンとが備えられ、上記左側サーボモーター、上記運動切替機構、上記極板突出し台及び突出しピンが順次接続され、上記突出しピンは、極板供給位置にある収納部の中に挿入するように、垂直方向に上へ伸びる。

さらに、縦方向熱溶着手段は、上記フレームに固定される上型固定ボルスタと、上記上型固定ボルスタに設置される上型用シリンダと、上記上型用シリンダの可動端の底部を固定させる上型板と、上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、下型用シリンダの可動端の頂部を固定させる下型板と、上記下型固定ボルスタに設置される下型用シリンダとを備え、上記圧接カッターは上記上型板の下方に設置される。

さらに、上記縦方向熱溶着手段は、更に、第一の接続軸と、第一の直線運動軸受と、第二の接続軸と第二の直線運動軸受とを備え、上記第一の接続軸は上記第一の直線運動軸受の内輪によって固定され、第二の接続軸は上記第二の直線運動軸受の内輪によって固定され、上記第一の直線運動軸受の外輪は上記上型固定ボルスタによって固定され、上記第二の直線運動軸受の外輪は上記下型固定ボルスタによって固定され、上記上型板は上記第一の接続軸の底部に固定され、上記下型板は上記第二の接続軸の頂部に固定される。

さらに、横方向熱溶着手段は、上記フレームに固定される上型固定ボルスタと、上記上型固定ボルスタに固定される上型用シリンダと、上記上型用シリンダの可動端の底部を固定させる上型板と、上記下型用シリンダの可動端の頂部を固定させる下型板と、上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、上記下型固定ボルスタに固定される下型用シリンダとを備え、上記第一の熱溶着刃と上記第二の熱溶着刃は、上記下型板の、上記上型板と対向する上表面に固定して設置される。

さらに、上記横方向溶着手段は、圧縮ヘッド下型板とばねとをさらに備え、上記下型板の上表面の中央位置には凹溝を有し、上記第一の熱溶着刃と第二の熱溶着刃は上記凹溝の外側に設置され、上記圧縮ヘッド下型板は上記ばねの弾力によって上記凹溝内に保持され、また、上記圧縮ヘッド下型板は、自然状態で上記第一の熱溶着刃、第二の熱溶着刃及び下型板の上表面よりも高い所に位置するように設置される。

さらに、上記極板搬送シェーピング手段は、搬送用サーボモーターと、ねじ対偶と、左側真空吸引盤動作用シリンダと、左側真空吸引盤と、右側真空吸引盤動作用シリンダと、右側真空吸引盤と、固定板と、シェーピングブロックと、搬送シェーピング手段用シリンダとを備え、上記搬送用サーボモーターはねじ対偶のねじに直接接続され、上記左側真空吸引盤動作用シリンダ及び右側真空吸引盤動作用シリンダは、装着プレートによって上記ねじ対偶のナットに掛けられ、上記左側真空吸引盤動作用シリンダは左側真空吸引盤を上下に直線運動するように駆動し、上記右側真空吸引盤動作用シリンダは右側真空吸引盤を上下に直線運動するように駆動し、上記固定板は上表面にシェーピング用領域を有し、上記シェーピングブロックは、上記固定板の上表面で、上記シェーピング領域の外側に設けられ、上記搬送シェーピング手段用シリンダは、上記シェーピングブロックに直接接続するとともに、当該シェーピングブロックに対して、上記固定板の上表面を前後移動するように駆動する。

さらに、上記極板搬送シェーピング手段は、上記ねじ対偶のねじ上に上記装着板を介して配置される左側リミットブロックと右側リミットブロックとを備える。
さらに、上記隔膜挟持引張手段は、上記フレームに固定される固定装着板と、左右にずらして、対向しながら延伸する二つのマニピュレーターと、一つの隔膜挟持引張用サーボモーターと、上記隔膜挟持引張用サーボモーターが駆動する同一の同期ベルトの両側に、スライドブロックを介して接続される二つの挟持シリンダとを備え、上記マニピュレーターはそれぞれ、固定的な下側マニピュレーターと、上記挟持シリンダの可動端に固定される可動的な上側マニピュレーターとを備え、上記上側マニピュレーターと上記下側マニピュレーターは平行し対向するように設置される。

さらに、上記隔膜切断手段は、フレームに固定される第一の装着スタンドと、カッター用ボルスタプレートと、上記カッター用ボルスタプレートの上方に固定されるカッターと、上記第一の装着スタンドに設置される隔膜切断用シリンダを備え、上記隔膜切断用シリンダの可動端の頂部は上記カッター用ボルスタプレートに固定される。

さらに、上記フレームに固定される第二の装着スタンドと、上記第二の装着スタンドに装着されるブランキング搬送用サーボモーターと、上記ブランキング搬送用サーボモーターが駆動する搬送ベルトと、上記搬送ベルトの供給端に傾いて設けられるブランキング傾斜板とを含む、完成品の極板袋を搬送するブランキング搬送手段を更に備える。

さらに、巻出隔膜を置くための巻出ローラと隔膜の走行方向を確定する複数の搬送ローラとを含む、それぞれ極板の上、下表面の隔膜の張力を保持するための二つの隔膜巻出張力手段を更に備え、上記搬送ローラの一つは位置可変である。

また、本発明は極板袋の製造装置に用いられる縦方向熱溶着手段であって、上記フレームに固定される上型固定ボルスタと、上記上型固定ボルスタ上に設置される上型用シリンダと、上記上型用シリンダの可動端の底部を固定させる上型板と、上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、上記上型板の下方に装着される圧接カッターと、上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、上記下型固定ボルスタ上に設置される下型用シリンダと上記下型用シリンダの可動端の頂部を固定させる下型板と、を備えることを特徴とする。
［発明の効果］

本発明によれば、圧接カッターは二つの刃を備え、一回の溶着動作だけで極板袋の両側袋辺を熱溶着することを実現でき、隣接する二つのシーム間のスペースを確保でき、二つの縦方向シームが平行になるとともに、同様に溶着作業を行うことができ、溶着効果を確保することが可能になり、極板袋の溶着精度と良品率とを大幅に向上し、不良を生じるリスクも低減することができる。

本実施形態の斜視図である。本実施形態の正面図である。本実施形態における縦方向溶着手段の斜視図である。本実施形態における横方向溶着手段の斜視図である。本実施形態における極板供給手段の斜視図である。本実施形態における極板搬送シェーピング手段の斜視図である。本実施形態における隔膜挟持引張手段の斜視図である。本実施形態における隔膜切断手段の斜視図である。本実施形態におけるブランキング搬送手段の斜視図である。本実施形態における隔膜巻出張力手段の斜視図である。

図１及び図２に示すように、極板袋の製造装置は、フレーム１と、極板袋の製造工程の順に応じて、フレーム１に順次設置された、極板供給手段６と、極板搬送シェーピング手段７と、縦方向熱溶着手段４と、横方向熱溶着手段５と、隔膜挟持引張手段８と、隔膜切断手段９と、ブランキング搬送手段１０と、隔膜巻出張力手段１１とを備えている。各手段が制御回路によって制御され、例えば、ＰＬＣ回路によって制御される。

図３に示すように、縦方向熱溶着手段４は第一の接続軸４０１、上型固定ボルスタ４０２、圧接カッター４０３、下型板４０４、下型用シリンダ４０５、下型固定ボルスタ４０６、第一の直線運動軸受４０７、上型用シリンダ４０８及び上型板４０９を備える。上型固定ボルスタ４０２はフレーム１に設置され、下型用シリンダ４０５は当該上型固定ボルスタ４０２に設置され、上型用シリンダ４０８の可動端（例えば、シリンダロッド）の底部は上型板４０９に固定させ、圧接カッター４０３は当該上型板４０９の下部に固定され、下型用シリンダ４０５の駆動作用により、圧接カッター４０３が上下に直線運動するようになる。圧接カッター４０３の直線運動をガイドするため、上型板４０９は第一の接続軸４０１の底部に固定され、第一の接続軸４０１は第一の直線運動軸受４０７の内輪に固定される。下型固定ボルスタ４０６はフレーム１に固定され、下型用シリンダ４０５は当該下型固定ボルスタ４０６に設置され、下型用シリンダ４０５の可動端の頂部は下型板４０４に固定される。下型用シリンダ４０５の駆動作用により、下型板４０４は上下に直線運動することが可能になる。下型板４０４の直線運動をガイドするため、接続軸と直線運動軸受とを配置することができる。圧接カッター４０３は二つの刃を有し、刃同士間には、極板袋のサイズによる隙間が設けられる。

また、上型板４０９は耐高温性能、緩衝性能を有するシリカゲル層をさらに備えていても良い。
ＰＬＣ回路が縦方向溶着手段を制御する場合には、圧接カッター４０３は下型板４０４と同時に向かい合って動作し、圧接カッター４０３の二つの刃が同時に極板袋の両側袋辺を縦方向に溶着する。極板袋は極板の上表面及び下表面を覆う二層隔膜を備え、極板袋が両側袋辺、袋底及び袋口を有する。

図４に示すように、横方向溶着手段５は第二の直線運動軸受５０１、上型板５０２、圧縮ヘッド下型板５０３、第一の熱溶着刃５０４、下型板５０５、下型固定ボルスタ５０６、上型用シリンダ５０７、第二の熱溶着刃５０８及び上型固定ボルスタ５０９を備える。上型固定ボルスタ５０９はフレーム１に固定され、上型用シリンダ５０７は当該上型固定ボルスタ５０９に設置され、上型用シリンダ５０７の可動端の底部は上型板５０２に固定される。下型用シリンダ５０７の駆動作用により、上型板５０２が上下に直線運動することが可能になる。上型板５０２の直線運動をガイドするため、上型板５０２を第二の接続軸５０１１の底部に固定させ、第二の接続軸５０１１は第二の直線運動軸受５０１を固定させ、第二の直線運動軸受５０１の外輪は当該下型固定ボルスタ５０６を固定させ、下型固定ボルスタ５０６がフレーム１に固定させ、下型用シリンダ５０１２が当該下型固定ボルスタ５０６に設置され、下型用シリンダ５０１２の可動端の頂部は下型板５０５を固定され、下型用シリンダ５０１２の駆動作用により、下型板５０５が上下に直線運動することが可能になる。また、下型板５０５は耐高温性能、緩衝性能を有するシリカゲル層をさらに備えていても良い。

第一の熱溶着刃５０４も第二の熱溶着刃５０８も全部下型板５０５の上表面に固定され、当該下型板５０５の中央部には凹溝５０１３を形成し、圧縮ヘッド下型板５０３がばね５０１４の弾力によって当該凹溝５０１３に支えられ、自然状態で、圧縮ヘッド下型板５０３が第一の熱溶着刃５０４、第二の熱溶着刃５０８及び下型板５０５よりも高い所に位置するように設置される。第一の熱溶着刃５０４と第二の熱溶着刃５０８の長さは違う。短いほうが接極板袋の袋辺を横方向に熱溶着することに用いられ、長いほうが極板袋の袋底を横方向に熱溶着することに用いられる。上型板５０２は極板の上部に置く隔膜を押すことに用いられ、下型板５０５が極板の下部に置く隔膜を押すことに用いられ、圧縮ヘッド下型板５０３が緩衝効果を生かし、当該圧縮ヘッド下型板５０３が真空吸い込み口５０１５を複数有する。また、下型板の直線運動をガイドするため、お互いにマッチングするように接続軸と直線運動軸受とを備えていても良い。上記下型板は当該接続軸を固定させ、直線運動軸受が下型固定ボルスタに固定される。

熱溶着する時に、上型板と下型板が同時に向かい合って動作を行い、長い熱溶着刃が溶着袋の袋底を熱溶着し、短い熱溶着刃が極板袋の袋口を溶着し、極板耳部を極板袋の外に露出させる。設定したパラメータに従って動作が完了したら、もとに戻り、極板袋の溶着過程が終了する。

図５に示すように、極板供給手段６は供給手段固定ボルスタ６０１、収納部６０２、回転盤６０３、右側供給サーボモーター６０４、極板突出し台６０５及び左側供給サーボモーター６０６を備える。供給手段固定ボルスタ６０１はフレーム１に固定され、左側供給サーボモーター６０６も右側供給サーボモーター６０４も当該供給手段固定ボルスタ６０１に設置される。収納部６０２は回転盤６０３に固定され、右側供給サーボモーター６０４は当該回転盤６０３を回転させる。左側供給サーボモーター６０６は運動切替機構６０７を通じて極板突出し台６０５を動力的に接続し、当該極板突出し台６０５には縦に立つ突出しピン６０８が固定され、極板は収納部６０２に置かれて突出しピン６０８に擱かれ、当該運動切替機構６０７が輸入した回転動作を直線動作に切替してから輸出することに用いられ、例えば、ねじ対偶が当該運動切替構成の一つの例である。少なくとも二つの収納部６０２を備えることができ、収納部が均等的に配置するのは望ましい。一つだけの収納部を備えてもいいので、回転盤を設定しなくてもいいし、サーボモーターをドライブしなくてもいい。

左側供給サーボモーター６０６は、突出しピン６０８によって収納部６０２に収納されている極板の高さを制御できるように、極板突出し台６０５を駆動する。
図６に示すように、極板搬送シェーピング手段７は搬送サーボモーター７０１、右側真空吸引盤動作用シリンダ７０２、右側真空吸引盤７０３、固定板７０４、左側真空吸引盤７０５、左側真空吸引盤動作用シリンダ７０６、左側リミットブロック７０７、ナット７０８、右側リミットブロック７０９、ロウディングシェーピングシリンダ７１０及びシェーピングブロック７１１を備える。搬送サーボモーター７０１はねじ対偶のナット７０８を直接接続し、ねじ対偶のねじ７１２が設置板７１３を固定させ、右側真空吸引盤動作用シリンダ７０２と左側真空吸引盤動作用シリンダ７０６は全部当該設置板７１３に設置されて一定のスペースを隔てる。左側真空吸引盤７０５は左側真空吸引盤動作用シリンダ７０６の可動端に掛けられ、右側真空吸引盤７０３が右側真空吸引盤動作用シリンダ７０２の可動端にかけられ、対応する動作用シリンダの駆動作用により、真空吸引盤が上、下へ直線運動することが可能になる。搬送サーボモーター７０１は稼動する時に、ナット７０８を回転させるように駆動し、左側真空吸引盤動作用シリンダ７０２、右側真空吸引盤動作用シリンダ７０６は７０５、７０３を駆動してそれらを直線運動させるようになる。

左側リミットブロック７０７と右側リミットブロック７０９は間隔的にねじ対偶のナット７０８に設置され、当該左側リミットブロック７０７、右側リミットブロック７０９を通じて左側真空吸引盤７０５、右側真空吸引盤７０３の運動スケジュールを確定することができるため、極板が精確に固定板７０４に置かれることができるようになる。

固定板７０４の上表面は平面であり、当該平面の中央位置がシェーピング領域７１４であり、当該シェーピング領域７１４が真空吸い込み口を有する。シェーピングブロック７１１を当該固定板７０４の上表面、かつシェーピング領域７１４の外側に置かせ、当該シェーピングブロック７１１が搬送シェーピング手段シリンダ７１０の可動端に接続され、搬送シェーピング手段シリンダ７１０の駆動作用により、シェーピングブロック７１１が前後移動できるため、極板のシェーピングを実現するようになる。

極板搬送シェーピング手段は、次の工程において熱溶着刃が極板を毀損しないことを確保可能するとともに、製造した極板袋のサイズ誤差を許容範囲内に抑えることができる。
図７に示すように、隔膜挟持引張手段８は固定装着板８０１、センサー８０２、固定ブロック８０３、挟持シリンダ８０４、マニピュレーター８０５及び隔膜挟持引張サーボモーター８０６を備える。

固定装着板８０１はフレーム１に固定される。
二つのマニピュレーター８０５を有し、それぞれに左側マニピュレーターと右側マニピュレーターであり、左側マニピュレーターと右側マニピュレーターが左右にずらして対向して伸びる。各マニピュレーター８０５は一つの挟持シリンダ８０４に対応し、各マニピュレーター８０５が固定的な下側マニピュレーター８０７及び上下へ移動可能な上側マニピュレーター８０８を備え、上側マニピュレーター８０８と下側マニピュレーター８０７が平行であり、上側マニピュレーター８０８と下側マニピュレーター８０７の間に隙間８０９が形成される。マニピュレーターの下側マニピュレーター８０１は固定であるため、マニピュレーターの上側マニピュレーター８０８が対応する挟持シリンダ８０４の可動端に設置され、当該挟持シリンダ８０４が稼動する時に、上側マニピュレーター８０８が上下に直線運動可能であるため、隙間８０９のサイズが変えるようになる。二つの挟持シリンダ８０４は対応する固定ブロック８０３に固定され、二つの固定ブロック８０３は対応するスライドブロックを通じて同一の同期ベルト８１０の両側に接続され、当該同期ベルトが隔膜挟持引張サーボモーター８０６によって駆動される。左側、右側マニピュレーターはそれぞれに同期ベルト８１０の両側に置かれるため、同期ベルト８１０は稼動するときに、もし左側マニピュレーターは右側に直線運動すれば、右側マニピュレーターは左側に直線運動するようになる。逆に、もし左側マニピュレーターは左側に直線運動すれば、右側マニピュレーターは右側に直線運動するようになる。

隔膜は左側マニピュレーターの上側マニピュレーターと下側マニピュレーター間の隙間８０９に置かれる。
センサー８０２は、マニピュレーター８０５の位置をモニターすることに用いられる。

右側マニピュレーターは隔膜をしっかり挟むときに、左側マニピュレーターは開く状態となり、稼動する時に、右側マニピュレーターが隔膜を引っ張って左側マニピュレーターの隙間を通じて左側に移動するとともに、対応する左側マニピュレーターが右側に移動するようになる。左側、右側マニピュレーターが位置を交換する時に、左側マニピュレーターが閉めて隔膜をしっかり挟む。

図８に示すように、隔膜切断手段９はカッター９０１、カッターチルプレイト９０２、第一の設置スタンド９０３、光軸９０４及び切りシリンダ９０５を備える。第一の設置スタンド９０３はフレーム１に固定され、切りシリンダ９０５が第一の設置スタンド９０３に設置され、カッター９０１がカッターチルプレイト９０２の上部に固定され、カッターチルプレイト９０２が切りシリンダ９０５の可動端の頂部に固定される。カッターチルプレイト９０２とカッター９０１の直線運動をガイドするため、カッターチルプレイト９０２が光軸９０４の頂部に固定され、光軸９０４は直線運動軸受９０６と協力し、直線運動軸受９０６は第一の設置スタンド９０３に固定され、隔膜切りシリンダ９０５の駆動作用により、カッターチルプレイト９０２とカッター９０１は上、下へ直線運動することが可能になる。

左側、右側マニピュレーターは位置を左、右交換する時に、左側マニピュレーターは閉めて隔膜をしっかり挟み、カッター９０１は上へ動作し、溶着済み極板袋を切断する。
図９に示すように、ブランキング搬送手段１０は搬送ベルト１００１、ブランキング斜板１００２、第二設置スタンド１００３及びブランキングサーボモーター１００４を備える。第二設置スタンド１００３はフレーム１に固定され、ブランキングサーボモーター１００４が第二設置スタンド１００３に設置され、搬送ベルト１００１は当該ブランキングサーボモーター１００４により駆動され、ブランキング斜板１００２は搬送ベルト１００１の搬送ー端に設置され、且つ当該ブランキング斜板１００２は上に向き傾く。ブランキングサーボモーター１００４は搬送ベルト１００１を駆動し、チルプレイト極板袋の搬送を完成する。

隔膜を切断した後、ブランキングサーボモーターは搬送ベルトを駆動し、チルプレイト極板袋の搬送を完成する。動作を完了した後、右側マニピュレーターを開ける。
図１０、図１及び図２に示すように、隔膜巻出張力手段１１は隔膜移動を駆動することと、隔膜張力を基本的に不変であることに用いられ、隔膜巻出張力手段は従来の隔膜巻出シリンダ１１０１、隔膜巻出シリンダ固定ブロック１１０２、釣り合いローラ１１０３、***１１０４、接続棒１１０５、巻出ローラ１１０６、及び複数の搬送ローラ１１０７を備える。隔膜巻出シリンダ固定ブロック１１０２はフレーム１に設置され、隔膜巻出シリンダ１１０１が隔膜巻出シリンダ固定ブロック１１０２に設置され、複数の搬送ローラの中で一つの可動搬送ローラ１１０７ａがあり、当該隔膜巻出シリンダ１１０１が接続棒１１０５によって同軸に設置される釣り合いローラ１１０３と可動搬送ローラ１１０７ａを移動させ、***１１０４が当該搬送ローラ１１０７ａの位置を測定することに用いられる。

搬送ローラ１１０７は隔膜の走行方向を決定し、可変搬送ローラ１１０７ａの位置を変えることにより、隔膜１３の張力を調節する。極板の上表面及び下表面は全部隔膜１３を覆うことが必要であるため、当該隔膜巻出張力手段は二つが必要で、それぞれに極板の上表面及び下表面を覆う隔膜を駆動すること及び基本不変な隔膜張力を保持することに用いられる。

本実施方式の動作過程は以下のように、
（一）極板供給
図５、６に示すように、極板供給手段６の回転盤６０３において事前に切った極板の収納部６０２は三つが設けられ、突出しピン６０８が収納部６０２の極板の高さを制御するように、左側供給サーボモーター６０６が極板突出し台６０５を駆動し、極板の吸着動作を実現する。吸着極板は左側、右側真空吸引盤７０３、７０５による完成し、突出しピン６０８が極板をセンサーが感知可能する位置に突くときに、右側真空吸引盤７０３が収納部６０２から極板を吸い込んで搬送シェーピング手段７の固定板７０４の上表面に達する。搬送サーボモーター７０１は右側真空吸引盤７０３を次ぎの極板を吸い込ませるように駆動し、極板が設定される位置によって次の工程に入ることを確保するため、左側リミットブロック７０７と下リミットブロック７０９が前の極板と隣接する両側を定位し（即ち、左側リミットブロック７０７、下リミットブロック７０９による左側真空吸引盤７０３、右側真空吸引盤７０５の方向を決定し、極板を精確にシェーピング手段に置かせる）、シェーピング過程には、二つのシェーピング手段のシリンダ７１０がシェーピングブロック７１１が極板の両側にシェーピングを行うことを駆動し、定位シェーピングした後、左側真空吸引盤７０５が極板を隔膜１３まで送り、上記動作を繰り返して極板が材料を取る過程を完成する。
（二）極板袋の製造・溶着
図３、４に示すように、まず縦方向熱溶着を行い、縦方向熱溶着手段４の上型固定ボルスタ４０２に固定される圧接カッター４０３は、上型用シリンダ４０８を上下に向き移動させる。下型板４０４の上部にシリカゲルを設定し、下型用シリンダ４０５による下型板４０４を上下移動させる。ＰＬＣ回路は溶着手段４の動作を制御する場合には、圧接カッター４０３は下型板４０４と同時に動くとともに、圧接カッター４０３が極板袋の両側の袋辺を縦方向溶着する。一回だけの溶着動作が必要であるため、極板袋両側の袋辺の溶着を実現することができる。溶着の効率が改善され、シームの平行性と溶着の一致性とを確保するようになる。しかしながら、従来の技術では、両側に袋辺を溶着するように二つの溶着工程が必要である。

縦方向熱溶着を完成した後、隔膜１３は隔膜挟持引張手段7による到着プログラムが設定位置を駆動して第二工程の横方向熱溶着を実行させる。横方向熱溶着手段５の動作原理は縦方向熱溶着手段４と類似するものの、第一の熱溶着刃５０４、第二の熱溶着刃５０８は横方向溶着手段の下型板５０５に設置され、且つ両側に置かれ、圧縮ヘッド下型板５０３が緩衝作用を生かし、下型板５０５の上にはシリカゲルが設けられる。溶着する時に、極板袋の袋底を横方向熱溶着し、短い熱溶着刃は極板袋の袋口を熱溶着し、極板耳部を袋の外側に現させ、設定られたパラメータによって動作を行ったまで、元に戻り、極板袋の溶着過程を終わる。

（三）隔膜駆動と完成品の切断・ブランキング
図７〜１０に示すように、隔膜挟持引張手段８の左側、右側マニピュレーターの固定端は挟持シリンダ８０４に設置され、挟持シリンダ８０４は固定ブロック８０３に固定され、スライドブロックによって同期ベルトに定位して接続する。右側マニピュレーターは隔膜１３をしっかり挟む時には、左側マニピュレーターは開く状態となり、稼動する時には、右側マニピュレーター隔膜１３は中間隙間８０９（動く過程に、隔膜はこの隙間８０９に置き、隔膜はずっと左側マニピュレーターの隙間に置く）を通じて左へ移動すると同時に、対応する左側マニピュレーターは右へ移動（上記左側、右側マニピュレーターは上記説明した固定方式でスライドブロック定位によって別々に同期ベルトの両側に接続し、サーボモーターの繰り返し運動によってマニピュレーターも繰り返し運動するようになり、かつ左側、右側マニピュレーター運動は繰り返し相対運動である）、左側、右側マニピュレーター８０５は位置を交換するときに（左側、右側マニピュレーターは相対運動であるため、右側に置くマニピュレーターは左側に運動して左側相対運動に置くマニピュレーター間の隙間を通る時に、位置を交換する）、左側マニピュレーターは閉めて隔膜１３をしっかり挟み、隔膜切り手段9の熱溶着刃は上へ運動し、切断隔膜１３は、ブランキング搬送手段１０のブランキングサーボモーター１００４によって搬送ベルト１００１をチルプレイトブランキング動作を完成させ、動作を行った後、右側マニピュレーターは開き、上記動作が繰り返し行う。隔膜１３は移動過程に、ＰＬＣ回路プログラミングによって隔膜巻出張力手段１１の巻出サーボモーターの運転スピードを制御し、基本的に不変な隔膜１３の張力を確保する。

各部分動作中、ＰＬＣ回路によって制御し、センサーによって検定定位を行い、例えば、各シリンダは位置に達するかどうかを判断することとか、熱溶着刃と熱溶着刃の動作時間とか、隔膜挟持引張手段の動作スケジュールとか、極板吸引盤が極板を吸い込むかどうかとか、これらは全部ＰＬＣ回路とセンサーによる制御したり実行したりし、熱溶着刃と熱溶着刃の温度は温度制御装置によって精確に制御する。

極板製作装置は真空吸引盤を採用して極板を吸い込んで直接に両隔膜の間に送り、二つの刃を備える圧接カッターを使って、隔膜を一回性縦方向熱溶着を行い、次に、圧縮ヘッド下型板の両側に設置される二つの熱溶着刃を使って横方向熱溶着を行い、最後に隔膜挟持引張構成を採用して隔膜を駆動し、熱カッターがブランキングを切り易くなり、チルプレイト極板袋の製作を行う。製作過程はＰＬＣ回路により各手段の動作と時間を制御し、熱カッター温度制御の高さが溶着に対して小さく影響する。二つの刃は同時に極板袋の両側袋辺に熱溶着を行い、二つ隣接するシームのスペースを確保可能し、溶着効果を確保可能し、電池極板袋の溶着精度と製造効率とを大幅に高めるようになり、故障発生のリスクも低減させるようになる。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。また、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

Claims

極板袋の製造装置であって、
フレームと、
極板袋の製造工程の順に応じて、上記フレームに順次設置される、
極板を供給する極板供給手段と、
極板を取ったり放したりするとともに、極板に対してシェーピング加工を行う極板搬送シェーピング加工手段と、
極板の上表面及び下表面を覆う隔膜からなる極板袋の両側袋辺を熱溶着する縦方向熱溶着手段と、
極板袋の底部及び袋口を熱溶着する横方向熱溶着手段と、
隔膜を挟持した状態で引張する隔膜挟持引張手段と、
隔膜を切断する隔膜切断手段とを備え、
上記縦方向熱溶着手段は圧接カッターを有し、当該圧接カッターは同時に極板袋の両側袋辺を溶着する二つの刃を有し、
上記横方向熱溶着手段は、極板袋の底部を溶着する第一の熱溶着ナイフと極板袋の袋口を溶着する第二の熱溶着ナイフとを有することを特徴とする極板袋の製造装置。
上記極板供給手段は、
回転盤と、
上記回転盤に設置される少なくとも二つの収納部と、
上記回転盤を回転するように駆動する回転動力部と、
昇降動力伝達部と、
上記収納部に収納されている極板を、上記昇降動力伝達部を介して上下移動させる昇降動力部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
上記回転動力部は右側サーボモーターであり、
上記昇降動力部は左側サーボモーターであり、
上記昇降動力伝達部には、周回運動を直線運動に切替させる運動切替機構と、極板突出し台と、突出しピンとが備えられ、
上記左側サーボモーター、上記運動切替機構、上記極板突出し台及び突出しピンが順次接続され、
上記突出しピンは、極板供給位置にある収納部の中に挿入するように、垂直方向に上へ伸びることを特徴とする請求項２に記載の極板袋の製造装置。
縦方向熱溶着手段は、
上記フレームに固定される上型固定ボルスタと、
上記上型固定ボルスタに設置される上型用シリンダと、
上記上型用シリンダの可動端の底部を固定させる上型板と、
上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、
下型用シリンダの可動端の頂部を固定させる下型板と、
上記下型固定ボルスタに設置される下型用シリンダとを備え、
上記圧接カッターは上記上型板の下方に設置されることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
上記縦方向熱溶着手段は、第一の接続軸と、第一の直線運動軸受と、第二の接続軸と第二の直線運動軸受とを更に備え、
上記第一の接続軸は、上記第一の直線運動軸受の内輪によって固定され、
上記第二の接続軸は、上記第二の直線運動軸受の内輪によって固定され、
上記第一の直線運動軸受の外輪は、上記上型固定ボルスタによって固定され、
上記第二の直線運動軸受の外輪は、上記下型固定ボルスタによって固定され、
上記上型板は、上記第一の接続軸の底部に固定され、
上記下型板は、上記第二の接続軸の頂部に固定されることを特徴とする請求項４に記載の極板袋の製造装置。
上記横方向熱溶着手段は、
上記フレームに固定される上型固定ボルスタと、
上記上型固定ボルスタに固定される上型用シリンダと、
上記上型用シリンダの可動端の底部を固定させる上型板と、
上記下型用シリンダの可動端の頂部を固定させる下型板と、
上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、
上記下型固定ボルスタに固定される下型用シリンダとを備え、
上記第一の熱溶着刃および上記第二の熱溶着刃は、上記下型板の、上記上型板と対向する上表面に固定して設置されることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
上記横方向溶着手段は、圧縮ヘッド下型板とばねとを更に備え、
上記下型板は上表面の中央位置に凹溝を有し、
上記第一の熱溶着刃と第二の熱溶着刃は上記凹溝の外側に設置され、
上記圧縮ヘッド下型板は上記ばねの弾力によって上記凹溝内に保持され、
また、上記圧縮ヘッド下型板は、自然状態で上記第一の熱溶着刃、上記第二の熱溶着刃及び上記下型板の上表面よりも高い所に位置するように設置されることを特徴とする請求項６に記載の極板袋の製造装置。
上記極板搬送シェーピング手段は、
搬送用サーボモーターと、
ねじ対偶と、
左側真空吸引盤動作用シリンダと、
左側真空吸引盤と、
右側真空吸引盤動作用シリンダと、
右側真空吸引盤と、
固定板と、
シェーピングブロックと、
搬送シェーピング手段用シリンダとを備え、
上記搬送用サーボモーターは、上記ねじ対偶のねじに直接接続され、
上記左側真空吸引盤動作用シリンダ及び上記右側真空吸引盤動作用シリンダは、装着プレートによって上記ねじ対偶のナットに掛けられ、
上記左側真空吸引盤動作用シリンダは、上記左側真空吸引盤を上下に直線運動するように駆動し、
上記右側真空吸引盤動作用シリンダは、上記右側真空吸引盤を上下に直線運動するように駆動し、
上記固定板は上表面にシェーピング領域を有し、
上記シェーピングブロックは、上記固定板の上表面で、上記シェーピング領域の外側に設けられ、
上記搬送シェーピング手段用シリンダは、上記シェーピングブロックに直接接続するとともに、当該シェーピングブロックに対して、上記固定板の上表面を前後移動するように駆動すること特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
上記極板搬送シェーピング手段は、上記ねじ対偶のねじ上に上記装着板を介して配置される左側リミットブロックと右側リミットブロックとを備えることを特徴とする請求項８に記載の極板袋の製造装置。
上記隔膜挟持引張手段は、
上記フレームに固定される固定装着板と、
左右にずらして、対向しながら延伸する二つのマニピュレーターと、
一つの隔膜挟持引張用サーボモーターと、
上記隔膜挟持引張用サーボモーターが駆動する同一の同期ベルトの両側に、スライドブロックを介して接続される二つの挟持シリンダとを備え、
上記マニピュレーターは、それぞれ、固定的な下側マニピュレーターと、上記挟持シリンダの可動端に固定される可動的な上側マニピュレーターとを備え、
上記上側マニピュレーターと上記下側マニピュレーターは、平行し対向するように設置されることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
上記隔膜切断手段は、
上記フレームに固定される第一の装着スタンドと、
カッター用ボルスタプレートと、
上記カッター用ボルスタプレートの上方に固定されるカッターと、
上記第一の装着スタンドに設置される隔膜切断用シリンダとを備え、
上記隔膜切断用シリンダの可動端の頂部は、上記カッター用ボルスタプレートに固定されることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
完成品の極板袋を搬送するブランキング搬送手段を更に備え、
上記ブランキング搬送手段は、
上記フレームに固定される第二の装着スタンドと、
上記第二の装着スタンドに装着されるブランキング搬送用サーボモーターと、
上記ブランキング搬送用サーボモーターが駆動する搬送ベルトと、
上記搬送ベルトの供給端に傾いて設けられるブランキング傾斜板と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
巻回隔膜を置く巻出ローラと隔膜の走行方向を確定する複数の搬送ローラとを含む、それぞれ極板の上表面および下表面の隔膜張力を保持する二つの隔膜巻出張力手段を更に備え、
上記搬送ローラの一つは位置可変であることを特徴とする請求項１に記載の極板袋の製造装置。
極板袋の製造装置に用いられる縦方向熱溶着手段であって、
フレームに固定される上型固定ボルスタと、
上記上型固定ボルスタ上に設置される上型用シリンダと、
上記上型用シリンダの可動端の底部を固定させる上型板と、
上記上型板の下方に装着される圧接カッターと、
上記フレームに固定される下型固定ボルスタと、
上記下型固定ボルスタ上に設置される下型用シリンダと
上記下型用シリンダの可動端の頂部を固定させる下型板と、を備えることを特徴とする縦方向熱溶着手段。