输送装置和输送方法
输送装置和输送方法
【专利摘要】本发明提供即使供给辊的惯性力矩发生变化也能够抑制间歇地输出电池原材料的供给辊的过度旋转、旋转不足的输送装置和输送方法。输送装置(100)具有：供给辊(110)，其卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材料(W)，通过旋转而间歇地输出该电池原材料(W)；辊检测部件(240)，其用于检测残留于该供给辊(110)的电池原材料(W)的量；以及制动力赋予部件(230)，其根据由该辊检测部件(240)检测出的电池原材料(W)的量，对供给辊(110)的旋转赋予制动力。
【专利说明】输送装置和输送方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于输送作为要被剪切出电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材 料的输送装置和输送方法。
【背景技术】
[0002] 近年来使用了这样的一种电池，该电池包括隔着隔膜交替地重叠多个作为电极的 正极和负极而成的电极体。作为制造这种电池的电极体的方法，例如在专利文献1中记载 有这样的方法：通过将作为电极和隔膜的原材料的带状的电池原材料自卷绕有该电池原材 料的供给辊引出并重叠地卷绕在卷取轴上，从而制造卷状的电极体。利用马达控制供给辊 的旋转速度和卷取轴的旋转速度。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开平2009 - 256052号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问是页
[0007] 但是，例如在为供给辊频繁地反复停止和旋转的结构的情况下，供给辊的惯性力 矩对电池原材料的输送产生很大的影响，而且由于残留于电池原材料的电池原材料的量的 变化而使惯性力矩产生变化，因此，有可能发生供给辊的过度旋转、旋转不足。
[0008] 本发明即是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供即使供给辊的惯性力 矩发生变化也能够抑制间歇地输出电池原材料的供给辊的过度旋转、旋转不足的输送装置 和输送方法。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010] 本发明的输送装置包括：供给辊，其卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的 电池原材料，通过旋转而间歇地输出该电池原材料；以及检测部件，其用于检测残留于上述 供给辊的上述电池原材料的量。该输送装置还包括制动力赋予部件，该制动力赋予部件根 据由该上述检测部件检测出的上述电池原材料的量对上述供给辊的旋转赋予制动力。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是表示本实施方式的输送装置的概略图。
[0012] 图2是表不扁平型电池的立体图。
[0013] 图3是表示扁平型电池的分解立体图。
[0014] 图4是表示本实施方式的输送装置的概略结构图。
[0015] 图5是表示电池原材料的俯视图。
[0016] 图6是表示支承供给辊的辊支承台的俯视图。
[0017] 图7是表示从图6中的7线方向观察到的辊支承台的俯视图。
[0018] 图8是表示支承供给辊的辊支承台和制动力赋予部件的俯视图。
[0019] 图9是用于说明本实施方式的输送装置的动作的俯视图。
[0020] 图10是表示即将利用引出部从上游侧引出电池原材料之前的俯视图。
[0021] 图11是表示利用引出部从上游侧引出电池原材料时的俯视图。
[0022] 图12是表示即将利用引出部向下游侧输送电池原材料之前的俯视图。
[0023] 图13是表示在利用引出部向下游侧输送电池原材料时的俯视图。
[0024] 图14是表示利用缓冲部夹具固定了电池原材料时的俯视图。
[0025] 图15是表示从缓冲部向下游侦彳供给电池原材料时的俯视图。
[0026] 图16是表示为了利用自动连接部进行自动连接而固定了电池原材料时的俯视 图。
[0027] 图17是表示在自动连接部中切断电池原材料时的俯视图。
[0028] 图18是表示输出前一个供给辊时的自动连接部的俯视图。
[0029] 图19是表示输入新的供给辊时的自动连接部的俯视图。
[0030] 图20是表示在自动连接部中将电池原材料相互间连接时的俯视图。
[0031] 图21是表示自动连接部完成连接时的俯视图。
[0032] 图22是表示前一个电池原材料和新的电池原材料的俯视图，（A)表示进行连接之 前的电池原材料，（B)表示校正了位置时的电池原材料，（C)表示进行了连接之后的电池原 材料。
[0033] 图23是表示解除了缓冲部夹具对电池原材料的固定时的俯视图。
【具体实施方式】
[0034] 下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。另外，在附图的说明中对相同的元件标注 相同的附图标记，省略重复的说明。为了便于说明，附图的尺寸比率有所夸张，与实际的比 率不同。
[0035] 如图1所示，本实施方式的输送装置100是这样的装置：在将作为构成电池的电极 或者隔膜的原材料的带状的电池原材料W自卷绕有该电池原材料的供给辊110引出而输送 的同时，自电池原材料W剪切出电极。
[0036] 电池
[0037] 首先，参照图2和图3说明电池 10。
[0038] 如图2、图3所示，电池10例如是扁平型的锂离子二次电池，层叠电极体11与电解 液一同收纳在外封装构件50内。电池10具有从外封装构件50导出到外部的正极引线14 和负极引线15。
[0039] 层叠电极体11通过将正极20、负极30以及隔膜40按顺序层叠而形成。正极20 例如具有由LiMn 204等锂一过渡金属复合氧化物构成的正极活性物质层。负极30例如具有 由碳和锂一过渡金属复合氧化物构成的负极活性物质层。隔膜40例如由可渗透电解质的 具有透气性的多孔状的PE(聚乙烯）形成。
[0040] 正极20以大致矩形形状形成，是通过在极薄的片状的正极集电体的两个面上形 成正极活性物质层21而形成的。正极20在端部形成有正极引板22,该正极引板22不在正 极集电体上涂敷正极活性物质并连接于正极引线14。
[0041] 负极30以大致矩形形状形成，是通过在极薄的片状的负极集电体的两个面上形 成负极活性物质层而形成的。负极30在端部形成有负极引板32,该负极引板32不在负极 集电体上涂敷负极活性物质并连接于负极引线15。
[0042] 从轻量化和导热性的方面考虑，外封装构件50由利用聚丙烯薄膜等绝缘体包覆 铝、不锈钢、镍、铜等金属（包含合金）而成的高分子一金属复合层压膜等片材构成。外封 装构件50具有覆盖层叠电极体11的主体部51和在主体部51的周缘延伸的外周部52,夕卜 周部52的一部分或者全部利用热熔接接合。
[0043] 输送裝置
[0044] 接着，说明本实施方式的输送装置100。在本实施方式中，使用正极20作为剪切出 的元件进行说明，但也能够应用于剪切负极30、隔膜40。
[0045] 如图1、图4所示，输送装置100包括：原材料供给部200,其用于自供给辊110供 给电池原材料W，该供给辊110卷绕有作为正极20的原材料的带状的电池原材料W ;以及输 送部300，其利用多个辊将供给来的电池原材料W折回的同时进行输送。输送装置100还包 括用于自输送来的电池原材料W剪切出电极并将该电极输出的剪切部400、和用于总体地 控制输送装置100整体的控制部500 (控制部件）。
[0046] 原材料供给部200包括用于将供给辊110以能够旋转的方式保持的辊支承台210、 用于使辊支承台210自动地接近或者离开输送部300的支承台移动机构220、以及用于对供 给辊110的旋转赋予制动力的制动力赋予部件230。此外，原材料供给部200还包括用于测 量卷绕在供给辊110上的电池原材料W的厚度的辊检测部件240 (检测部件）和用于校正 供给辊110的位置的辊位置校正部件250。
[0047] 供给辊110通过在圆筒状的芯材111上卷绕宽度比芯材111窄的恒定宽度的电池 原材料W而形成。本实施方式的电池原材料W供正极用，如图5所示，交替地配置在成为正 极集电体的导电构件上涂敷有正极活性物质的活性物质部W1和未涂敷正极活性物质的引 板部W2。通过如图4的单点划线所示自电池原材料W剪切出正极20,活性物质部W1的一 部分构成正极活性物质层21，引板部W2的一部分构成正极引板22。在电池原材料W终端 (位于供给辊110的内周侧的端部）的稍靠始端侧（供给辊110的外周侧）的位置设有终 端标记M，该终端标记Μ用于表示在自外周侧依次引出电池原材料W时终端接近的情况。终 端标记Μ例如由贯通孔等形成。
[0048] 如图6、图7所示，辊支承台210包括构成框体的支承台主体部211、用于将芯材 111以能够旋转的方式保持的保持辊212、以及与自供给辊110引出的电池原材料W接触的 旋转辊213和保持板214。
[0049] 支承台主体部211包括构成用于保持供给辊110的框体的上部支承部215、设于下 端的底座216、以及将支承台主体部211以能够相对于底座216移动的方式支承的直线导轨 217。上部支承部215通过借助直线导轨217配置在底座216的上部，能够沿着供给辊110 的轴线方向移动。
[0050] 保持辊212分别与供给辊110的芯材111的两端相对应地隔着比芯材111的直径 窄的间隔而大致水平地两个两个地并列设置，以能够相对于上部支承部215自由地旋转的 方式设置。因而，通过在大致水平地排列的两个保持辊212之间且上方配置芯材111，能够 将供给辊110以能够旋转的方式支承。
[0051] 旋转辊213以能够旋转的方式安装在上部支承部215,在其与固定于上部支承部 215的保持板214之间以恒定的高度保持有自供给辊110引出的电池原材料W。
[0052] 如图1所示，支承台移动机构220包括能够升降移动和水平移动的两个移动台 221A、221B和用于使移动台221A、221B升降移动和水平移动的移动机构（未图示）。
[0053] 移动台221A、221B能够分别载置辊支承台210,能够将载置于输入输出位置A1的 辊支承台210向与输送部300相邻的连接位置A2输送，而且能够从连接位置A2向输入输 出位置A1输送辊支承台210。此外，为了容易输入和输出辊支承台210,移动台221A、221B 包括能够使辊支承台210沿水平方向移动的多个支承台移动用辊222。移动台221A、221B 能够分别各自移动，能够在利用一个移动台221A输出电池原材料W耗尽的旧的供给辊110 的同时，利用另一个移动台221B输入新的供给辊110。
[0054] 如图1、图8所示，制动力赋予部件230配置在辊支承台210的上方，该辊支承台 210配置在连接位置A2。制动力赋予部件230包括能够接近/离开支承在辊支承台210上 的供给辊110的芯材111的轴线方向两端的制动辊231和用于使制动辊231升降的辊移动 机构232。制动辊231连接于能够调整旋转负荷的制动器等制动机构233,能够利用控制部 500调整旋转负荷。制动机构233例如能够应用通过利用摩擦将动能转换为热能而减低速 度的机械机构、电动机等利用电力的机构、利用流体的运动阻力的机构等，但只要能够控制 制动力，就没有特别的限定。
[0055] 如图1所示，辊检测部件240是激光位移计，其与支承在配置于连接位置A2的辊 支承台210上的供给辊110的卷绕有电池原材料W的部位相对，配置在供给辊110的半径外 侧方向。辊检测部件240检测距供给辊110的距离，向控制部500发送检测出的信号。控 制部500能够根据检测信号计算出供给辊110的电池原材料W的剩余量。另外，辊检测部 件240只要能够指定供给辊110上的电池原材料W的剩余量，就并不限定于激光位移计，例 如也可以是利用除激光之外的手段的位移计、重量计、照相机等图像装置。
[0056] 辊位置校正部件250包括马达、气缸等驱动源，其被控制部500控制，将利用辊支 承台210的直线导轨217以能够移动的方式支承的上部支承部215向与输送方向正交的水 平方向推压而使上部支承部215移动。
[0057] 输送部300包括用于将新的另一个电池原材料W连接于前一个进行输送的电池原 材料W的自动连接部310、能够使电池原材料W的输送路径伸缩的缓冲部320、以及用于将 电池原材料W间歇地每次引出恒定长度的引出部330。输送部300还包括用于矫正电池原 材料W的弯曲的矫正辊340。
[0058] 自动连接部310以能够与移动台221A、221B上的辊支承台210连结的方式设置。 如图22的（A)所示，自动连接部310具有在供给辊110的电池原材料W耗尽而更换为新的 供给辊110时自动地将更换前的电池原材料W的终端部Wf与更换后的电池原材料W的始 端部Ws连接的功能。能够利用控制部500控制自动连接部310的动作。
[0059] 如图1所示，自动连接部310包括用于切断电池原材料W的切断部311、用于将电 池原材料W相互间接合的接合部313、连接部第1夹具315和连接部第2夹具316、第1摄 像部317、用于支承电池原材料W的下方的支承部318。
[0060] 切断部311能够从上方接近和离开电池原材料W，包括通过接近而切断电池原材 料W的锐利的切断刃312。
[0061] 接合部313能够从上方接近和离开电池原材料W，包括用于在前一个电池原材料 W的终端部Wf和下一个电池原材料W的始端部Ws之间粘贴带T的带粘贴机构314,该带T 在一个面涂敷有粘接剂（粘合剂）。带粘贴机构314例如是自卷绕有带T的辊依次引出带 T并将其按压来粘贴的机构。另外，接合部313只要能够将电池原材料W相互间接合，则其 结构就没有限定。
[0062] 连接部第1夹具315配置在比切断部311和接合部313靠上游侧的位置，能够从 上方接近和离开电池原材料W，能够在其与下方的支承部318之间夹持并固定电池原材料 I
[0063] 连接部第2夹具316配置在比切断部311和接合部313靠下游侧的位置，能够从 上方接近和离开电池原材料W，能够在其与下方的支承部318之间夹持并固定电池原材料 I
[0064] 第1摄像部317以能够从上方观察电池原材料W的方式设置，能够向控制部500 发送拍摄到的图像。由第1摄像部317拍摄到的图像用于识别电池原材料W的终端标记M， 指定供给辊110的更换时期。并且，由第1摄像部317拍摄到的图像用于在更换供给辊110 时指定更换后的电池原材料W的始端部Ws相对于更换前的电池原材料W的终端部Wf的宽 度方向上的偏移α (参照图22的（A))。将指定出的偏移α用作由辊位置校正部件250对 供给辊110进行校正的校正量。
[0065] 缓冲部320包括在固定的位置以能够旋转的方式设置且以能够输送电池原材料W 的方式保持该电池原材料W的固定辊321A、321B、321C和以能够移动的方式设置且以能够 输送电池原材料W的方式保持该电池原材料W的能够旋转的缓冲辊322A、322B。缓冲部320 还包括用于保持电池原材料W的缓冲部夹具323。
[0066] 3个固定辊321A、321B、321C大致水平地排列配置，能够同时上下移动的两个缓冲 辊322A、322B以交替地夹在这3个固定辊321A、321B、321C之间的方式配置。缓冲辊322A、 322B能够利用由马达、气缸等驱动的升降机构上下移动，利用控制部500控制移动。在缓冲 辊322A、322B下降时，输送路径的长度伸长，在缓冲辊322A、322B上升时，输送路径的长度 收缩。
[0067] 缓冲部夹具323以能够接近和离开上游侧的固定辊321A的方式设置，能够在其与 固定辊321A之间夹持并固定电池原材料W。
[0068] 缓冲辊322A、322B通常位于下端，在更换供给辊110时，在缓冲部夹具323和固 定辊321A之间夹持电池原材料W而停止从上游侧供给电池原材料W的状态下，该缓冲辊 322A、322B向上方移动。由此，输送路径的长度收缩，能够向下游侧输送与收缩相对应的量 的电池原材料W，不必停止下游侧的电池原材料W的剪切就能够在上游侧更换供给辊110。
[0069] 引出部330包括在固定的位置以能够旋转的方式设置且以能够输送电池原材料W 的方式保持该电池原材料W的两个固定辊331A、331B和以能够移动且能够旋转的方式设置 且以能够输送电池原材料W的方式保持该电池原材料W的1个引出辊332 (引出部件）。引 出部330还包括用于保持电池原材料W的引出部第1夹具333和引出部第2夹具334。
[0070] 固定辊331A、331B水平地排列配置，能够上下移动的1个引出辊332以夹在这两 个固定辊331A、331B之间的方式配置。引出辊332能够利用由马达、缸体等驱动的升降机 构上下移动，利用控制部500控制移动。在引出辊332下降时，输送路径的长度伸长，在引 出棍332上升时，输送路径的长度收缩。
[0071] 引出部第1夹具333以能够接近和离开上游侧的固定辊331A的方式设置，能够在 其与固定辊331A之间夹持并固定电池原材料W。此外，引出部第2夹具334以能够接近和 离开下游侧的固定辊331B的方式设置，能够在其与固定辊331B之间夹持并固定电池原材 料W。
[0072] 引出部330通过使引出辊332、引出部第1夹具333以及引出部第2夹具334连 动，从而能够自供给辊110间歇地每次引出恒定长度的电池原材料W。
[0073] 矫正辊340是以能够输送电池原材料W的方式保持该电池原材料W的能够旋转的 辊，其具有矫正因卷绕在供给辊110而弯曲的电池原材料W的习惯性打卷的功能。矫正辊 340与电池原材料W的、在卷绕于供给辊110时构成外周面的面、即习惯性打卷成为凸状的 面接触，使习惯性打卷的凸状弯曲成凹状的同时进行输送。矫正辊340的外径形成得小于 与电池原材料W的、在卷绕于供给辊110时构成内周面的面、即习惯性打卷成为凹状的面接 触的、设置在输送路径中的其他辊的外径。由此，与矫正辊340接触的电池原材料W以比接 触于与相反面接触的其他辊的情况小的曲率半径向习惯性打卷的反方向弯曲，能够矫正电 池原材料W的习惯性打卷。
[0074] 而且，在矫正辊340中，作为进入到矫正辊340的电池原材料W的角度和从矫正辊 340出来的电池原材料W的角度之差的折回角度成为约180度。另外，折回角度优选为90 度以上且180度以下，但也可以小于90度，只要进入到矫正辊340的电池原材料W和从矫 正辊340出来的电池原材料W不干涉，就也可以大于180度。通过极力增大折回角度，矫正 弯曲的电池原材料W的习惯性打卷的效果进一步提高。
[0075] 剪切部400包括用于支承电池原材料W的下表面的支承台410、用于吸附电池原材 料W并使其移动的吸附输送部420、以及用于自电池原材料W冲裁剪切出正极20的电极冲 裁部430。剪切部400还包括第2摄像部450和用于吸附剪切出的正极20并将其输出的吸 附输出部440。
[0076] 吸附输送部420设置在利用控制部500控制的机械手（未图示）上而能够移动， 其包括通过连接于负压供给源（未图示）而利用负压产生吸附力的吸附头421。
[0077] 电极冲裁部430包括与剪切出的正极20的形状相对应的切断刃431和利用控制 部500控制且使切断刃431升降的冲压装置432。
[0078] 吸附输出部440设置在利用控制部500控制的机械手（未图示）上而能够移动， 其包括通过连接于负压供给源（未图示）而利用负压产生吸附力的吸附头441。
[0079] 第2摄像部450以能够从上方观察电池原材料W的方式设置，能够向控制部500 发送拍摄到的图像。由第2摄像部450摄像到的图像用于识别电池原材料W的活性物质部 W1和引板部W2(参照图5)，并用于根据活性物质部W1的输送方向的长度的差异指定利用 自动连接部310接合的部位。在指定利用自动连接部310接合的部位时，与指定出的输送 方向的长度相应地变更吸附输出部440对电池原材料W输送的输送距离，以使在适当的位 置剪切之后的电池原材料W。另外，在之后的工序中除去包含利用自动连接部310接合的部 位在内的电极。
[0080] 接着，说明本实施方式的输送装置100的作用。
[0081] 如图9所示，输送装置100通常在移动台221A(或者221B)上的辊支承台210位 于连接位置A2并与输送部300相连结的状态下使用。此时，缓冲辊322A、322B位于下端， 成为连接部第1夹具315、连接部第2夹具316以及缓冲部夹具323未固定电池原材料W的 状态。电池原材料W自辊支承台210通过自动连接部310、缓冲部320以及引出部330延伸 至剪切部400。
[0082] 而且，在辊支承台210的供给辊110中，芯材111利用保持辊212以能够旋转的方 式保持，而且芯材111接触于制动力赋予部件230的制动辊231。制动辊231与利用辊检测 部件240检测出的距供给辊110的距离相应地利用控制部500调整制动力。供给辊110的 电池原材料W越少，则越将制动力调整得越小。
[0083] 而且，如图10所示，设为利用引出部第2夹具334固定电池原材料W、不利用引出 部第1夹具333固定电池原材料W的状态，使位于上方的引出辊332向下方移动，使输送路 径的长度伸长。此时，比引出辊332靠下游侧的电池原材料W利用引出部第2夹具334固 定，因此不会移动，如图11所示，与输送路径的长度变化相应地自上游侧的供给辊110引出 电池原材料W。
[0084] 在引出辊332到达下端时，停止自供给辊110引出电池原材料W。此时，供给辊110 由于惯性力欲继续旋转，但由于利用制动力赋予部件230赋予制动力，因此，在引出辊332 停止移动的同时供给辊110也停止旋转。即，利用制动力赋予部件230赋予的制动力被设 定为，在引出辊332停止移动的同时供给辊110也停止旋转。这样的制动力依赖于供给辊 110的惯性力矩，越自供给辊110引出电池原材料W该制动力越小。即，若将制动力设定为 在引出辊332停止的同时较多地卷绕有刚刚更换之后的电池原材料W的供给辊110停止， 则在电池原材料W被引出而供给辊110的惯性力矩变小时，制动力变得过大，很难引出。相 反，若将制动力设定为在引出辊332停止的同时使电池原材料W被引出一定程度的供给辊 110停止，则在刚刚更换之后的供给辊110中惯性力矩较大，制动力不足。若制动力不足，则 即使引出辊332停止，供给辊110也不会停止旋转，供给所需程度以上的电池原材料W，导致 电池原材料W松弛。因而，通过与利用辊检测部件240检测出的距供给辊110的距离相应 地利用控制部500调整制动力，从而能够不依赖于供给辊110的惯性力矩变化而使供给辊 110良好且间歇地旋转。
[0085] 在引出辊332到达下端时，如图12所示，利用引出部第1夹具333固定电池原材 料W，引出部第2夹具334对电池原材料W的固定解除。然后，剪切部400的吸附输送部420 吸附保持电池原材料W，使电池原材料W向输送方向移动而配置在电极冲裁部431的下方 (参照图9)。此时，由于引出部第1夹具333固定电池原材料W，因此，如图14所示，比引出 部第1夹具333靠上游侧的电池原材料W不移动而引出辊332上升，从而输送路径的长度 收缩，从引出部300向下游侧引出预定长度的电池原材料W。
[0086] 而且，由于在剪切部400的下游侧设有矫正辊340,因此，电池原材料W被矫正了习 惯性打卷，从而在不作用张力的自然状态下成为接近平坦的状态。由此，能够良好地利用吸 附输送部420吸附电池原材料W以及利用吸附输出部440吸附正极20。
[0087] 接着，使冲压装置432工作而使切断刃431下降，自电池原材料W剪切出正极20。 之后，使切断刃431上升，利用吸附输出部440吸附保持正极20，将正极20输出至下一个工 序。
[0088] 在引出辊332上升之后，如图10所示，再次设为利用引出部第2夹具334固定电 池原材料W、不由引出部第1夹具333固定电池原材料W的状态。而且，与上述同样再次使 位于上方的引出辊332向下方移动，自上游侧的供给辊110引出电池原材料W。这样，通过 利用控制部500使引出辊332、引出部第1夹具333以及引出部第2夹具334连动地反复进 行动作，从而能够与剪切的正极20的长度相对应地间歇地每次引出预定长度的电池原材 料W。
[0089] 在反复自供给辊110间歇地引出电池原材料W时，供给辊110的电池原材料W减 少。而且，在电池原材料W的终端标记Μ达到弟1摄像部317的摄像沮围时，自弟1摄像部 317接收到信号的控制部500判断出供给辊110的更换时期，如图14所示，使缓冲部夹具 323工作而固定电池原材料W。并且，如图16所示，控制部500使连接部第1夹具315和连 接部第2夹具316工作而固定电池原材料W。然后，缓冲部夹具323继续固定电池原材料 W，直到自动连接部310完成电池原材料W的连接为止。因而，即使引出部330的引出辊332 下降，也无法自供给辊110引出电池原材料W，但如图15所示，通过使缓冲辊322Α、322Β上 升而缩短输送路径，从而能够自缓冲部320供给所需要的电池原材料W。由此，在更换供给 辊110时，也能够不使剪切部400剪切正极20的动作停止而继续进行。此外，在本实施方 式中，由于设有两个缓冲辊322Α、322Β，因此，能够自缓冲部320供给比1个缓冲辊的情况长 的电池原材料W，能够争取更长的供给辊110的更换时间。
[0090] 而且，在继续剪切正极20的同时，在自动连接部310中，如图17所示，在利用连接 部第1夹具315和连接部第2夹具316固定了电池原材料W的状态下，利用切断部311切 断电池原材料W。之后，如图18所示，解除连接部第1夹具315对电池原材料W的固定，能 够更换供给辊110。另外，连接部第2夹具316维持着固定了电池原材料W的状态。
[0091] 接着，如图1所示，利用辊移动机构232使制动辊231上升，使位于连接位置Α2的 移动台221Α向输入输出位置Α1移动。此外，在输入输出位置Α1处，设置有新的供给辊110 的另一个辊支承台210以设置于另一个移动台221Β的状态待机。因而，在使保持使用完毕 的供给辊110的移动台221Α向输入输出位置Α1移动的同时，使保持新的供给辊110的移 动台221Β向连接位置Α2移动，从而能够在短时间内更换供给辊110。
[0092] 在保持新的供给辊110的移动台221Β位于连接位置Α2时，如图19所示，利用第1 摄像部317拍摄更换前的旧的电池原材料W的终端部Wf和更换后的新的电池原材料W的 始端部Ws。然后，如图22的（A)所不，利用控制部500指定更换后的电池原材料W的始端 部Ws相对于更换前的电池原材料W的终端部Wf的宽度方向上的偏移α。然后，将指定出 的偏移α作为校正量，使辊位置校正部件250工作，从而使供给辊110在轴线方向上移动。 在辊位置校正部件250工作时，在辊支承台210中，通过使由直线导轨217以能够移动的方 式支承的上部支承部215移动，从而使供给辊110移动。由此，如图22的（Β)所示，更换后 的电池原材料W的始端部Ws的宽度方向的位置与更换前的电池原材料W的终端部Wf的宽 度方向位置一致。
[0093] 在更换后的电池原材料W的始端部Ws的宽度方向上的位置与更换前的电池原材 料W的终端部Wf的宽度方向上的位置一致时，如图19所示，使连接部第1夹具315工作而 固定新的电池原材料W的始端部Ws。之后，如图20、图22的（C)所示，使接合部313工作， 在更换前的电池原材料W的终端部Wf和更换后的电池原材料W的始端部Ws之间粘贴带T 进行接合。
[0094] 在电池原材料W相互间的连接完成时，如图21所示，解除连接部第1夹具315和 连接部第2夹具316对电池原材料W的固定，并且如图23所示，也解除缓冲部夹具323对 电池原材料W的固定。由此，设于供给辊110和引出部330之间的多个夹具对电池原材料 W的固定全部被解除，能够自供给棍110引出电池原材料W。
[0095] 而且，在利用引出部330重复进行自供给辊110引出电池原材料W的动作的同时， 由剪切部400剪切出正极20,但在此期间内，使移动到上方的缓冲辊322A、322B移动至到 达下端为止。在利用引出部330进行多次引出动作的整个过程中缓冲辊322A、322B进行移 动。另外，只要在更换下一个供给辊110之前完成缓冲辊322A、322B向下端的移动，则该时 间、时机等就没有特别的限定。
[0096] 而且，在利用自动连接部310接合的部位到达第2摄像部450的摄像范围时，如图 22的（C)所示，控制部500根据拍摄到的图像指定活性物质部W1的输送方向上的间隔L1。 而且，在检测出包含利用自动连接部310连接的部位在内的活性物质部的间隔L2时，根据 间隔L2与间隔L1的差异指定为连接的部位。而且，与指定的输送方向上的间隔LI、L2相 应地变更吸附输出部440的输送距离，以使能够在适当的位置切断之后的电池原材料W。另 夕卜，在之后的工序中将包含利用自动连接部310连接的部位在内的部分除去。
[0097] 剪切出的正极20在之后的工序中夹着隔膜40与负极30层叠，构成层叠电极体 11。
[0098] 像以上那样，本实施方式包括：旋转而间歇地输出电池原材料W的供给辊110 ;用 于检测残留于供给辊110的电池原材料W的量的辊检测部件240 ;以及用于对供给辊110 的旋转赋予制动力的制动力赋予部件230。而且，制动力赋予部件230根据由辊检测部件 240检测出的电池原材料W的量，对供给辊110的旋转赋予制动力。因而，即使供给辊110 的惯性力矩发生变化，也能够对供给辊110赋予适当的制动力，能够抑制供给辊110的过度 旋转、旋转不足。
[0099] 此外，由于包括自供给辊110间歇地引出电池原材料W的引出辊332,因此，不必利 用马达等的驱动力使供给辊110自身旋转，能够成为简单的结构，能够谋求设备费用的削 减、省空间化。
[0100] 此外，由于辊检测部件240通过测量供给辊110的直径来检测残留于供给辊110 的电池原材料W的量，因此，能够容易且准确地检测出残留于供给辊110的电池原材料W的 量。
[0101] 夺形例
[0102] 本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地变形。例如，电池也可以不是二次 电池。此外，也可以用来输送负极30、隔膜40,而不是输送正极20。
[0103] 此外，缓冲辊322A、322B的数量也可以是1个，或者也可以是3个以上。
[0104] 此外，缓冲辊322A、322B、引出辊332等与电池原材料W接触的所有辊都能够旋转， 但只要表面为低摩擦且电池原材料W能够顺畅地滑移，就也可以使用无法旋转的构件来替 代辊。
[0105] 此外，为了判断供给辊110的更换时期，也可以根据由辊检测部件240检测出的电 池原材料W的剩余量来判断，或者根据剪切出的正极20的数量来判断，而不是观察电池原 材料W的终端标记Μ。
[0106] 此外，在自动连接部310中设有连接部第1夹具315和连接部第2夹具316,但也 可以在辊支承台210上设置其他的夹具来替代上游侧的连接部第1夹具315。
[0107] 此外，为了对供给辊110赋予制动力，也可以将不旋转的构件按压在芯材111上， 通过调整按压力来调整制动力，而不使能够旋转的制动辊231接触于芯材111。
[0108] 此外，也可以不与由辊检测部件240检测出的距供给辊110的距离相应地调整制 动辊231的制动力，或者与该与由辊检测部件240检测出的距供给辊110的距离相应地调 整制动辊231的制动力的做法相组合地针对电池原材料W的各引出动作调整制动力。因 而，例如也可以通过在供给辊110从停止的状态开始旋转时不赋予制动力或者使制动力极 小而使供给辊110易于旋转，在供给辊110开始旋转之后赋予或者增大所需要的制动力。
[0109] 本申请基于2012年2月13日申请的日本专利申请编号2012 - 028366号，参照 其公开内容，将其整体编入。
[0110] 附图标记说明
[0111] 10、电池；20、正极（电极）；30、负极（电极）；40、隔膜；100、输送装置；110、供给 辊；230、制动力赋予部件；240、辊检测部件（检测部件）；332、引出辊（引出部件）；W、电池 原材料。
【权利要求】
1. 一种输送装置，其中， 该输送装置具有： 供给辊，其卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材料，通过旋转而间歇 地输出该电池原材料； 检测部件，其用于检测残留于上述供给辊的上述电池原材料的量；以及 制动力赋予部件，其根据由上述检测部件检测出的上述电池原材料的量，对上述供给 辊的旋转赋予制动力。
2. 根据权利要求1所述的输送装置，其中， 该输送装置还具有引出部件，该引出部件通过间歇地牵引上述电池原材料而自上述供 给辊间歇地引出该电池原材料。
3. 根据权利要求1或2所述的输送装置，其中， 在上述引出部件开始牵引上述电池原材料之后，上述制动力赋予部件使制动力增大。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的输送装置，其中， 上述检测部件通过测量卷绕有上述电池原材料的供给辊的直径来检测残留于该供给 辊的上述电池原材料的量。
5. -种输送方法，其是自卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材料的供 给辊输出上述电池原材料并输送该电池原材料的方法，其中， 在使上述供给辊旋转而间歇地输出上述电池原材料的同时，利用检测部件检测残留于 上述供给辊的上述电池原材料的量，根据检测出的上述电池原材料的量对上述供给辊的旋 转赋予制动力。
6. 根据权利要求5所述的输送方法，其中， 通过间歇地牵引上述电池原材料而间歇地引出该电池原材料。
7. 根据权利要求5或6所述的输送方法，其中， 在开始牵引上述电池原材料之后，增大针对上述供给辊的旋转赋予的制动力。
8. 根据权利要求5?7中任一项所述的输送方法，其中， 上述检测部件通过测量卷绕有上述电池原材料的供给辊的直径来检测残留于该供给 辊的上述电池原材料的量。
【文档编号】B65H23/06GK104106172SQ201380008534
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年2月13日 优先权日:2012年2月13日
【发明者】石松慎司, 奈须敬司, 日比野孝次, 山元芳朗 申请人:日产自动车株式会社, 汽车能源供应公司
【专利摘要】本发明提供即使供给辊的惯性力矩发生变化也能够抑制间歇地输出电池原材料的供给辊的过度旋转、旋转不足的输送装置和输送方法。输送装置(100)具有：供给辊(110)，其卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材料(W)，通过旋转而间歇地输出该电池原材料(W)；辊检测部件(240)，其用于检测残留于该供给辊(110)的电池原材料(W)的量；以及制动力赋予部件(230)，其根据由该辊检测部件(240)检测出的电池原材料(W)的量，对供给辊(110)的旋转赋予制动力。
【专利说明】输送装置和输送方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于输送作为要被剪切出电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材 料的输送装置和输送方法。
【背景技术】
[0002] 近年来使用了这样的一种电池，该电池包括隔着隔膜交替地重叠多个作为电极的 正极和负极而成的电极体。作为制造这种电池的电极体的方法，例如在专利文献1中记载 有这样的方法：通过将作为电极和隔膜的原材料的带状的电池原材料自卷绕有该电池原材 料的供给辊引出并重叠地卷绕在卷取轴上，从而制造卷状的电极体。利用马达控制供给辊 的旋转速度和卷取轴的旋转速度。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开平2009 - 256052号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问是页
[0007] 但是，例如在为供给辊频繁地反复停止和旋转的结构的情况下，供给辊的惯性力 矩对电池原材料的输送产生很大的影响，而且由于残留于电池原材料的电池原材料的量的 变化而使惯性力矩产生变化，因此，有可能发生供给辊的过度旋转、旋转不足。
[0008] 本发明即是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供即使供给辊的惯性力 矩发生变化也能够抑制间歇地输出电池原材料的供给辊的过度旋转、旋转不足的输送装置 和输送方法。
[0009] 用于解决问题的方案
[0010] 本发明的输送装置包括：供给辊，其卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的 电池原材料，通过旋转而间歇地输出该电池原材料；以及检测部件，其用于检测残留于上述 供给辊的上述电池原材料的量。该输送装置还包括制动力赋予部件，该制动力赋予部件根 据由该上述检测部件检测出的上述电池原材料的量对上述供给辊的旋转赋予制动力。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是表示本实施方式的输送装置的概略图。
[0012] 图2是表不扁平型电池的立体图。
[0013] 图3是表示扁平型电池的分解立体图。
[0014] 图4是表示本实施方式的输送装置的概略结构图。
[0015] 图5是表示电池原材料的俯视图。
[0016] 图6是表示支承供给辊的辊支承台的俯视图。
[0017] 图7是表示从图6中的7线方向观察到的辊支承台的俯视图。
[0018] 图8是表示支承供给辊的辊支承台和制动力赋予部件的俯视图。
[0019] 图9是用于说明本实施方式的输送装置的动作的俯视图。
[0020] 图10是表示即将利用引出部从上游侧引出电池原材料之前的俯视图。
[0021] 图11是表示利用引出部从上游侧引出电池原材料时的俯视图。
[0022] 图12是表示即将利用引出部向下游侧输送电池原材料之前的俯视图。
[0023] 图13是表示在利用引出部向下游侧输送电池原材料时的俯视图。
[0024] 图14是表示利用缓冲部夹具固定了电池原材料时的俯视图。
[0025] 图15是表示从缓冲部向下游侦彳供给电池原材料时的俯视图。
[0026] 图16是表示为了利用自动连接部进行自动连接而固定了电池原材料时的俯视 图。
[0027] 图17是表示在自动连接部中切断电池原材料时的俯视图。
[0028] 图18是表示输出前一个供给辊时的自动连接部的俯视图。
[0029] 图19是表示输入新的供给辊时的自动连接部的俯视图。
[0030] 图20是表示在自动连接部中将电池原材料相互间连接时的俯视图。
[0031] 图21是表示自动连接部完成连接时的俯视图。
[0032] 图22是表示前一个电池原材料和新的电池原材料的俯视图，（A)表示进行连接之 前的电池原材料，（B)表示校正了位置时的电池原材料，（C)表示进行了连接之后的电池原 材料。
[0033] 图23是表示解除了缓冲部夹具对电池原材料的固定时的俯视图。
【具体实施方式】
[0034] 下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。另外，在附图的说明中对相同的元件标注 相同的附图标记，省略重复的说明。为了便于说明，附图的尺寸比率有所夸张，与实际的比 率不同。
[0035] 如图1所示，本实施方式的输送装置100是这样的装置：在将作为构成电池的电极 或者隔膜的原材料的带状的电池原材料W自卷绕有该电池原材料的供给辊110引出而输送 的同时，自电池原材料W剪切出电极。
[0036] 电池
[0037] 首先，参照图2和图3说明电池 10。
[0038] 如图2、图3所示，电池10例如是扁平型的锂离子二次电池，层叠电极体11与电解 液一同收纳在外封装构件50内。电池10具有从外封装构件50导出到外部的正极引线14 和负极引线15。
[0039] 层叠电极体11通过将正极20、负极30以及隔膜40按顺序层叠而形成。正极20 例如具有由LiMn 204等锂一过渡金属复合氧化物构成的正极活性物质层。负极30例如具有 由碳和锂一过渡金属复合氧化物构成的负极活性物质层。隔膜40例如由可渗透电解质的 具有透气性的多孔状的PE(聚乙烯）形成。
[0040] 正极20以大致矩形形状形成，是通过在极薄的片状的正极集电体的两个面上形 成正极活性物质层21而形成的。正极20在端部形成有正极引板22,该正极引板22不在正 极集电体上涂敷正极活性物质并连接于正极引线14。
[0041] 负极30以大致矩形形状形成，是通过在极薄的片状的负极集电体的两个面上形 成负极活性物质层而形成的。负极30在端部形成有负极引板32,该负极引板32不在负极 集电体上涂敷负极活性物质并连接于负极引线15。
[0042] 从轻量化和导热性的方面考虑，外封装构件50由利用聚丙烯薄膜等绝缘体包覆 铝、不锈钢、镍、铜等金属（包含合金）而成的高分子一金属复合层压膜等片材构成。外封 装构件50具有覆盖层叠电极体11的主体部51和在主体部51的周缘延伸的外周部52,夕卜 周部52的一部分或者全部利用热熔接接合。
[0043] 输送裝置
[0044] 接着，说明本实施方式的输送装置100。在本实施方式中，使用正极20作为剪切出 的元件进行说明，但也能够应用于剪切负极30、隔膜40。
[0045] 如图1、图4所示，输送装置100包括：原材料供给部200,其用于自供给辊110供 给电池原材料W，该供给辊110卷绕有作为正极20的原材料的带状的电池原材料W ;以及输 送部300，其利用多个辊将供给来的电池原材料W折回的同时进行输送。输送装置100还包 括用于自输送来的电池原材料W剪切出电极并将该电极输出的剪切部400、和用于总体地 控制输送装置100整体的控制部500 (控制部件）。
[0046] 原材料供给部200包括用于将供给辊110以能够旋转的方式保持的辊支承台210、 用于使辊支承台210自动地接近或者离开输送部300的支承台移动机构220、以及用于对供 给辊110的旋转赋予制动力的制动力赋予部件230。此外，原材料供给部200还包括用于测 量卷绕在供给辊110上的电池原材料W的厚度的辊检测部件240 (检测部件）和用于校正 供给辊110的位置的辊位置校正部件250。
[0047] 供给辊110通过在圆筒状的芯材111上卷绕宽度比芯材111窄的恒定宽度的电池 原材料W而形成。本实施方式的电池原材料W供正极用，如图5所示，交替地配置在成为正 极集电体的导电构件上涂敷有正极活性物质的活性物质部W1和未涂敷正极活性物质的引 板部W2。通过如图4的单点划线所示自电池原材料W剪切出正极20,活性物质部W1的一 部分构成正极活性物质层21，引板部W2的一部分构成正极引板22。在电池原材料W终端 (位于供给辊110的内周侧的端部）的稍靠始端侧（供给辊110的外周侧）的位置设有终 端标记M，该终端标记Μ用于表示在自外周侧依次引出电池原材料W时终端接近的情况。终 端标记Μ例如由贯通孔等形成。
[0048] 如图6、图7所示，辊支承台210包括构成框体的支承台主体部211、用于将芯材 111以能够旋转的方式保持的保持辊212、以及与自供给辊110引出的电池原材料W接触的 旋转辊213和保持板214。
[0049] 支承台主体部211包括构成用于保持供给辊110的框体的上部支承部215、设于下 端的底座216、以及将支承台主体部211以能够相对于底座216移动的方式支承的直线导轨 217。上部支承部215通过借助直线导轨217配置在底座216的上部，能够沿着供给辊110 的轴线方向移动。
[0050] 保持辊212分别与供给辊110的芯材111的两端相对应地隔着比芯材111的直径 窄的间隔而大致水平地两个两个地并列设置，以能够相对于上部支承部215自由地旋转的 方式设置。因而，通过在大致水平地排列的两个保持辊212之间且上方配置芯材111，能够 将供给辊110以能够旋转的方式支承。
[0051] 旋转辊213以能够旋转的方式安装在上部支承部215,在其与固定于上部支承部 215的保持板214之间以恒定的高度保持有自供给辊110引出的电池原材料W。
[0052] 如图1所示，支承台移动机构220包括能够升降移动和水平移动的两个移动台 221A、221B和用于使移动台221A、221B升降移动和水平移动的移动机构（未图示）。
[0053] 移动台221A、221B能够分别载置辊支承台210,能够将载置于输入输出位置A1的 辊支承台210向与输送部300相邻的连接位置A2输送，而且能够从连接位置A2向输入输 出位置A1输送辊支承台210。此外，为了容易输入和输出辊支承台210,移动台221A、221B 包括能够使辊支承台210沿水平方向移动的多个支承台移动用辊222。移动台221A、221B 能够分别各自移动，能够在利用一个移动台221A输出电池原材料W耗尽的旧的供给辊110 的同时，利用另一个移动台221B输入新的供给辊110。
[0054] 如图1、图8所示，制动力赋予部件230配置在辊支承台210的上方，该辊支承台 210配置在连接位置A2。制动力赋予部件230包括能够接近/离开支承在辊支承台210上 的供给辊110的芯材111的轴线方向两端的制动辊231和用于使制动辊231升降的辊移动 机构232。制动辊231连接于能够调整旋转负荷的制动器等制动机构233,能够利用控制部 500调整旋转负荷。制动机构233例如能够应用通过利用摩擦将动能转换为热能而减低速 度的机械机构、电动机等利用电力的机构、利用流体的运动阻力的机构等，但只要能够控制 制动力，就没有特别的限定。
[0055] 如图1所示，辊检测部件240是激光位移计，其与支承在配置于连接位置A2的辊 支承台210上的供给辊110的卷绕有电池原材料W的部位相对，配置在供给辊110的半径外 侧方向。辊检测部件240检测距供给辊110的距离，向控制部500发送检测出的信号。控 制部500能够根据检测信号计算出供给辊110的电池原材料W的剩余量。另外，辊检测部 件240只要能够指定供给辊110上的电池原材料W的剩余量，就并不限定于激光位移计，例 如也可以是利用除激光之外的手段的位移计、重量计、照相机等图像装置。
[0056] 辊位置校正部件250包括马达、气缸等驱动源，其被控制部500控制，将利用辊支 承台210的直线导轨217以能够移动的方式支承的上部支承部215向与输送方向正交的水 平方向推压而使上部支承部215移动。
[0057] 输送部300包括用于将新的另一个电池原材料W连接于前一个进行输送的电池原 材料W的自动连接部310、能够使电池原材料W的输送路径伸缩的缓冲部320、以及用于将 电池原材料W间歇地每次引出恒定长度的引出部330。输送部300还包括用于矫正电池原 材料W的弯曲的矫正辊340。
[0058] 自动连接部310以能够与移动台221A、221B上的辊支承台210连结的方式设置。 如图22的（A)所示，自动连接部310具有在供给辊110的电池原材料W耗尽而更换为新的 供给辊110时自动地将更换前的电池原材料W的终端部Wf与更换后的电池原材料W的始 端部Ws连接的功能。能够利用控制部500控制自动连接部310的动作。
[0059] 如图1所示，自动连接部310包括用于切断电池原材料W的切断部311、用于将电 池原材料W相互间接合的接合部313、连接部第1夹具315和连接部第2夹具316、第1摄 像部317、用于支承电池原材料W的下方的支承部318。
[0060] 切断部311能够从上方接近和离开电池原材料W，包括通过接近而切断电池原材 料W的锐利的切断刃312。
[0061] 接合部313能够从上方接近和离开电池原材料W，包括用于在前一个电池原材料 W的终端部Wf和下一个电池原材料W的始端部Ws之间粘贴带T的带粘贴机构314,该带T 在一个面涂敷有粘接剂（粘合剂）。带粘贴机构314例如是自卷绕有带T的辊依次引出带 T并将其按压来粘贴的机构。另外，接合部313只要能够将电池原材料W相互间接合，则其 结构就没有限定。
[0062] 连接部第1夹具315配置在比切断部311和接合部313靠上游侧的位置，能够从 上方接近和离开电池原材料W，能够在其与下方的支承部318之间夹持并固定电池原材料 I
[0063] 连接部第2夹具316配置在比切断部311和接合部313靠下游侧的位置，能够从 上方接近和离开电池原材料W，能够在其与下方的支承部318之间夹持并固定电池原材料 I
[0064] 第1摄像部317以能够从上方观察电池原材料W的方式设置，能够向控制部500 发送拍摄到的图像。由第1摄像部317拍摄到的图像用于识别电池原材料W的终端标记M， 指定供给辊110的更换时期。并且，由第1摄像部317拍摄到的图像用于在更换供给辊110 时指定更换后的电池原材料W的始端部Ws相对于更换前的电池原材料W的终端部Wf的宽 度方向上的偏移α (参照图22的（A))。将指定出的偏移α用作由辊位置校正部件250对 供给辊110进行校正的校正量。
[0065] 缓冲部320包括在固定的位置以能够旋转的方式设置且以能够输送电池原材料W 的方式保持该电池原材料W的固定辊321A、321B、321C和以能够移动的方式设置且以能够 输送电池原材料W的方式保持该电池原材料W的能够旋转的缓冲辊322A、322B。缓冲部320 还包括用于保持电池原材料W的缓冲部夹具323。
[0066] 3个固定辊321A、321B、321C大致水平地排列配置，能够同时上下移动的两个缓冲 辊322A、322B以交替地夹在这3个固定辊321A、321B、321C之间的方式配置。缓冲辊322A、 322B能够利用由马达、气缸等驱动的升降机构上下移动，利用控制部500控制移动。在缓冲 辊322A、322B下降时，输送路径的长度伸长，在缓冲辊322A、322B上升时，输送路径的长度 收缩。
[0067] 缓冲部夹具323以能够接近和离开上游侧的固定辊321A的方式设置，能够在其与 固定辊321A之间夹持并固定电池原材料W。
[0068] 缓冲辊322A、322B通常位于下端，在更换供给辊110时，在缓冲部夹具323和固 定辊321A之间夹持电池原材料W而停止从上游侧供给电池原材料W的状态下，该缓冲辊 322A、322B向上方移动。由此，输送路径的长度收缩，能够向下游侧输送与收缩相对应的量 的电池原材料W，不必停止下游侧的电池原材料W的剪切就能够在上游侧更换供给辊110。
[0069] 引出部330包括在固定的位置以能够旋转的方式设置且以能够输送电池原材料W 的方式保持该电池原材料W的两个固定辊331A、331B和以能够移动且能够旋转的方式设置 且以能够输送电池原材料W的方式保持该电池原材料W的1个引出辊332 (引出部件）。引 出部330还包括用于保持电池原材料W的引出部第1夹具333和引出部第2夹具334。
[0070] 固定辊331A、331B水平地排列配置，能够上下移动的1个引出辊332以夹在这两 个固定辊331A、331B之间的方式配置。引出辊332能够利用由马达、缸体等驱动的升降机 构上下移动，利用控制部500控制移动。在引出辊332下降时，输送路径的长度伸长，在引 出棍332上升时，输送路径的长度收缩。
[0071] 引出部第1夹具333以能够接近和离开上游侧的固定辊331A的方式设置，能够在 其与固定辊331A之间夹持并固定电池原材料W。此外，引出部第2夹具334以能够接近和 离开下游侧的固定辊331B的方式设置，能够在其与固定辊331B之间夹持并固定电池原材 料W。
[0072] 引出部330通过使引出辊332、引出部第1夹具333以及引出部第2夹具334连 动，从而能够自供给辊110间歇地每次引出恒定长度的电池原材料W。
[0073] 矫正辊340是以能够输送电池原材料W的方式保持该电池原材料W的能够旋转的 辊，其具有矫正因卷绕在供给辊110而弯曲的电池原材料W的习惯性打卷的功能。矫正辊 340与电池原材料W的、在卷绕于供给辊110时构成外周面的面、即习惯性打卷成为凸状的 面接触，使习惯性打卷的凸状弯曲成凹状的同时进行输送。矫正辊340的外径形成得小于 与电池原材料W的、在卷绕于供给辊110时构成内周面的面、即习惯性打卷成为凹状的面接 触的、设置在输送路径中的其他辊的外径。由此，与矫正辊340接触的电池原材料W以比接 触于与相反面接触的其他辊的情况小的曲率半径向习惯性打卷的反方向弯曲，能够矫正电 池原材料W的习惯性打卷。
[0074] 而且，在矫正辊340中，作为进入到矫正辊340的电池原材料W的角度和从矫正辊 340出来的电池原材料W的角度之差的折回角度成为约180度。另外，折回角度优选为90 度以上且180度以下，但也可以小于90度，只要进入到矫正辊340的电池原材料W和从矫 正辊340出来的电池原材料W不干涉，就也可以大于180度。通过极力增大折回角度，矫正 弯曲的电池原材料W的习惯性打卷的效果进一步提高。
[0075] 剪切部400包括用于支承电池原材料W的下表面的支承台410、用于吸附电池原材 料W并使其移动的吸附输送部420、以及用于自电池原材料W冲裁剪切出正极20的电极冲 裁部430。剪切部400还包括第2摄像部450和用于吸附剪切出的正极20并将其输出的吸 附输出部440。
[0076] 吸附输送部420设置在利用控制部500控制的机械手（未图示）上而能够移动， 其包括通过连接于负压供给源（未图示）而利用负压产生吸附力的吸附头421。
[0077] 电极冲裁部430包括与剪切出的正极20的形状相对应的切断刃431和利用控制 部500控制且使切断刃431升降的冲压装置432。
[0078] 吸附输出部440设置在利用控制部500控制的机械手（未图示）上而能够移动， 其包括通过连接于负压供给源（未图示）而利用负压产生吸附力的吸附头441。
[0079] 第2摄像部450以能够从上方观察电池原材料W的方式设置，能够向控制部500 发送拍摄到的图像。由第2摄像部450摄像到的图像用于识别电池原材料W的活性物质部 W1和引板部W2(参照图5)，并用于根据活性物质部W1的输送方向的长度的差异指定利用 自动连接部310接合的部位。在指定利用自动连接部310接合的部位时，与指定出的输送 方向的长度相应地变更吸附输出部440对电池原材料W输送的输送距离，以使在适当的位 置剪切之后的电池原材料W。另外，在之后的工序中除去包含利用自动连接部310接合的部 位在内的电极。
[0080] 接着，说明本实施方式的输送装置100的作用。
[0081] 如图9所示，输送装置100通常在移动台221A(或者221B)上的辊支承台210位 于连接位置A2并与输送部300相连结的状态下使用。此时，缓冲辊322A、322B位于下端， 成为连接部第1夹具315、连接部第2夹具316以及缓冲部夹具323未固定电池原材料W的 状态。电池原材料W自辊支承台210通过自动连接部310、缓冲部320以及引出部330延伸 至剪切部400。
[0082] 而且，在辊支承台210的供给辊110中，芯材111利用保持辊212以能够旋转的方 式保持，而且芯材111接触于制动力赋予部件230的制动辊231。制动辊231与利用辊检测 部件240检测出的距供给辊110的距离相应地利用控制部500调整制动力。供给辊110的 电池原材料W越少，则越将制动力调整得越小。
[0083] 而且，如图10所示，设为利用引出部第2夹具334固定电池原材料W、不利用引出 部第1夹具333固定电池原材料W的状态，使位于上方的引出辊332向下方移动，使输送路 径的长度伸长。此时，比引出辊332靠下游侧的电池原材料W利用引出部第2夹具334固 定，因此不会移动，如图11所示，与输送路径的长度变化相应地自上游侧的供给辊110引出 电池原材料W。
[0084] 在引出辊332到达下端时，停止自供给辊110引出电池原材料W。此时，供给辊110 由于惯性力欲继续旋转，但由于利用制动力赋予部件230赋予制动力，因此，在引出辊332 停止移动的同时供给辊110也停止旋转。即，利用制动力赋予部件230赋予的制动力被设 定为，在引出辊332停止移动的同时供给辊110也停止旋转。这样的制动力依赖于供给辊 110的惯性力矩，越自供给辊110引出电池原材料W该制动力越小。即，若将制动力设定为 在引出辊332停止的同时较多地卷绕有刚刚更换之后的电池原材料W的供给辊110停止， 则在电池原材料W被引出而供给辊110的惯性力矩变小时，制动力变得过大，很难引出。相 反，若将制动力设定为在引出辊332停止的同时使电池原材料W被引出一定程度的供给辊 110停止，则在刚刚更换之后的供给辊110中惯性力矩较大，制动力不足。若制动力不足，则 即使引出辊332停止，供给辊110也不会停止旋转，供给所需程度以上的电池原材料W，导致 电池原材料W松弛。因而，通过与利用辊检测部件240检测出的距供给辊110的距离相应 地利用控制部500调整制动力，从而能够不依赖于供给辊110的惯性力矩变化而使供给辊 110良好且间歇地旋转。
[0085] 在引出辊332到达下端时，如图12所示，利用引出部第1夹具333固定电池原材 料W，引出部第2夹具334对电池原材料W的固定解除。然后，剪切部400的吸附输送部420 吸附保持电池原材料W，使电池原材料W向输送方向移动而配置在电极冲裁部431的下方 (参照图9)。此时，由于引出部第1夹具333固定电池原材料W，因此，如图14所示，比引出 部第1夹具333靠上游侧的电池原材料W不移动而引出辊332上升，从而输送路径的长度 收缩，从引出部300向下游侧引出预定长度的电池原材料W。
[0086] 而且，由于在剪切部400的下游侧设有矫正辊340,因此，电池原材料W被矫正了习 惯性打卷，从而在不作用张力的自然状态下成为接近平坦的状态。由此，能够良好地利用吸 附输送部420吸附电池原材料W以及利用吸附输出部440吸附正极20。
[0087] 接着，使冲压装置432工作而使切断刃431下降，自电池原材料W剪切出正极20。 之后，使切断刃431上升，利用吸附输出部440吸附保持正极20，将正极20输出至下一个工 序。
[0088] 在引出辊332上升之后，如图10所示，再次设为利用引出部第2夹具334固定电 池原材料W、不由引出部第1夹具333固定电池原材料W的状态。而且，与上述同样再次使 位于上方的引出辊332向下方移动，自上游侧的供给辊110引出电池原材料W。这样，通过 利用控制部500使引出辊332、引出部第1夹具333以及引出部第2夹具334连动地反复进 行动作，从而能够与剪切的正极20的长度相对应地间歇地每次引出预定长度的电池原材 料W。
[0089] 在反复自供给辊110间歇地引出电池原材料W时，供给辊110的电池原材料W减 少。而且，在电池原材料W的终端标记Μ达到弟1摄像部317的摄像沮围时，自弟1摄像部 317接收到信号的控制部500判断出供给辊110的更换时期，如图14所示，使缓冲部夹具 323工作而固定电池原材料W。并且，如图16所示，控制部500使连接部第1夹具315和连 接部第2夹具316工作而固定电池原材料W。然后，缓冲部夹具323继续固定电池原材料 W，直到自动连接部310完成电池原材料W的连接为止。因而，即使引出部330的引出辊332 下降，也无法自供给辊110引出电池原材料W，但如图15所示，通过使缓冲辊322Α、322Β上 升而缩短输送路径，从而能够自缓冲部320供给所需要的电池原材料W。由此，在更换供给 辊110时，也能够不使剪切部400剪切正极20的动作停止而继续进行。此外，在本实施方 式中，由于设有两个缓冲辊322Α、322Β，因此，能够自缓冲部320供给比1个缓冲辊的情况长 的电池原材料W，能够争取更长的供给辊110的更换时间。
[0090] 而且，在继续剪切正极20的同时，在自动连接部310中，如图17所示，在利用连接 部第1夹具315和连接部第2夹具316固定了电池原材料W的状态下，利用切断部311切 断电池原材料W。之后，如图18所示，解除连接部第1夹具315对电池原材料W的固定，能 够更换供给辊110。另外，连接部第2夹具316维持着固定了电池原材料W的状态。
[0091] 接着，如图1所示，利用辊移动机构232使制动辊231上升，使位于连接位置Α2的 移动台221Α向输入输出位置Α1移动。此外，在输入输出位置Α1处，设置有新的供给辊110 的另一个辊支承台210以设置于另一个移动台221Β的状态待机。因而，在使保持使用完毕 的供给辊110的移动台221Α向输入输出位置Α1移动的同时，使保持新的供给辊110的移 动台221Β向连接位置Α2移动，从而能够在短时间内更换供给辊110。
[0092] 在保持新的供给辊110的移动台221Β位于连接位置Α2时，如图19所示，利用第1 摄像部317拍摄更换前的旧的电池原材料W的终端部Wf和更换后的新的电池原材料W的 始端部Ws。然后，如图22的（A)所不，利用控制部500指定更换后的电池原材料W的始端 部Ws相对于更换前的电池原材料W的终端部Wf的宽度方向上的偏移α。然后，将指定出 的偏移α作为校正量，使辊位置校正部件250工作，从而使供给辊110在轴线方向上移动。 在辊位置校正部件250工作时，在辊支承台210中，通过使由直线导轨217以能够移动的方 式支承的上部支承部215移动，从而使供给辊110移动。由此，如图22的（Β)所示，更换后 的电池原材料W的始端部Ws的宽度方向的位置与更换前的电池原材料W的终端部Wf的宽 度方向位置一致。
[0093] 在更换后的电池原材料W的始端部Ws的宽度方向上的位置与更换前的电池原材 料W的终端部Wf的宽度方向上的位置一致时，如图19所示，使连接部第1夹具315工作而 固定新的电池原材料W的始端部Ws。之后，如图20、图22的（C)所示，使接合部313工作， 在更换前的电池原材料W的终端部Wf和更换后的电池原材料W的始端部Ws之间粘贴带T 进行接合。
[0094] 在电池原材料W相互间的连接完成时，如图21所示，解除连接部第1夹具315和 连接部第2夹具316对电池原材料W的固定，并且如图23所示，也解除缓冲部夹具323对 电池原材料W的固定。由此，设于供给辊110和引出部330之间的多个夹具对电池原材料 W的固定全部被解除，能够自供给棍110引出电池原材料W。
[0095] 而且，在利用引出部330重复进行自供给辊110引出电池原材料W的动作的同时， 由剪切部400剪切出正极20,但在此期间内，使移动到上方的缓冲辊322A、322B移动至到 达下端为止。在利用引出部330进行多次引出动作的整个过程中缓冲辊322A、322B进行移 动。另外，只要在更换下一个供给辊110之前完成缓冲辊322A、322B向下端的移动，则该时 间、时机等就没有特别的限定。
[0096] 而且，在利用自动连接部310接合的部位到达第2摄像部450的摄像范围时，如图 22的（C)所示，控制部500根据拍摄到的图像指定活性物质部W1的输送方向上的间隔L1。 而且，在检测出包含利用自动连接部310连接的部位在内的活性物质部的间隔L2时，根据 间隔L2与间隔L1的差异指定为连接的部位。而且，与指定的输送方向上的间隔LI、L2相 应地变更吸附输出部440的输送距离，以使能够在适当的位置切断之后的电池原材料W。另 夕卜，在之后的工序中将包含利用自动连接部310连接的部位在内的部分除去。
[0097] 剪切出的正极20在之后的工序中夹着隔膜40与负极30层叠，构成层叠电极体 11。
[0098] 像以上那样，本实施方式包括：旋转而间歇地输出电池原材料W的供给辊110 ;用 于检测残留于供给辊110的电池原材料W的量的辊检测部件240 ;以及用于对供给辊110 的旋转赋予制动力的制动力赋予部件230。而且，制动力赋予部件230根据由辊检测部件 240检测出的电池原材料W的量，对供给辊110的旋转赋予制动力。因而，即使供给辊110 的惯性力矩发生变化，也能够对供给辊110赋予适当的制动力，能够抑制供给辊110的过度 旋转、旋转不足。
[0099] 此外，由于包括自供给辊110间歇地引出电池原材料W的引出辊332,因此，不必利 用马达等的驱动力使供给辊110自身旋转，能够成为简单的结构，能够谋求设备费用的削 减、省空间化。
[0100] 此外，由于辊检测部件240通过测量供给辊110的直径来检测残留于供给辊110 的电池原材料W的量，因此，能够容易且准确地检测出残留于供给辊110的电池原材料W的 量。
[0101] 夺形例
[0102] 本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当地变形。例如，电池也可以不是二次 电池。此外，也可以用来输送负极30、隔膜40,而不是输送正极20。
[0103] 此外，缓冲辊322A、322B的数量也可以是1个，或者也可以是3个以上。
[0104] 此外，缓冲辊322A、322B、引出辊332等与电池原材料W接触的所有辊都能够旋转， 但只要表面为低摩擦且电池原材料W能够顺畅地滑移，就也可以使用无法旋转的构件来替 代辊。
[0105] 此外，为了判断供给辊110的更换时期，也可以根据由辊检测部件240检测出的电 池原材料W的剩余量来判断，或者根据剪切出的正极20的数量来判断，而不是观察电池原 材料W的终端标记Μ。
[0106] 此外，在自动连接部310中设有连接部第1夹具315和连接部第2夹具316,但也 可以在辊支承台210上设置其他的夹具来替代上游侧的连接部第1夹具315。
[0107] 此外，为了对供给辊110赋予制动力，也可以将不旋转的构件按压在芯材111上， 通过调整按压力来调整制动力，而不使能够旋转的制动辊231接触于芯材111。
[0108] 此外，也可以不与由辊检测部件240检测出的距供给辊110的距离相应地调整制 动辊231的制动力，或者与该与由辊检测部件240检测出的距供给辊110的距离相应地调 整制动辊231的制动力的做法相组合地针对电池原材料W的各引出动作调整制动力。因 而，例如也可以通过在供给辊110从停止的状态开始旋转时不赋予制动力或者使制动力极 小而使供给辊110易于旋转，在供给辊110开始旋转之后赋予或者增大所需要的制动力。
[0109] 本申请基于2012年2月13日申请的日本专利申请编号2012 - 028366号，参照 其公开内容，将其整体编入。
[0110] 附图标记说明
[0111] 10、电池；20、正极（电极）；30、负极（电极）；40、隔膜；100、输送装置；110、供给 辊；230、制动力赋予部件；240、辊检测部件（检测部件）；332、引出辊（引出部件）；W、电池 原材料。
【权利要求】
1. 一种输送装置，其中， 该输送装置具有： 供给辊，其卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材料，通过旋转而间歇 地输出该电池原材料； 检测部件，其用于检测残留于上述供给辊的上述电池原材料的量；以及 制动力赋予部件，其根据由上述检测部件检测出的上述电池原材料的量，对上述供给 辊的旋转赋予制动力。
2. 根据权利要求1所述的输送装置，其中， 该输送装置还具有引出部件，该引出部件通过间歇地牵引上述电池原材料而自上述供 给辊间歇地引出该电池原材料。
3. 根据权利要求1或2所述的输送装置，其中， 在上述引出部件开始牵引上述电池原材料之后，上述制动力赋予部件使制动力增大。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的输送装置，其中， 上述检测部件通过测量卷绕有上述电池原材料的供给辊的直径来检测残留于该供给 辊的上述电池原材料的量。
5. -种输送方法，其是自卷绕有作为电极或者隔膜的原材料的带状的电池原材料的供 给辊输出上述电池原材料并输送该电池原材料的方法，其中， 在使上述供给辊旋转而间歇地输出上述电池原材料的同时，利用检测部件检测残留于 上述供给辊的上述电池原材料的量，根据检测出的上述电池原材料的量对上述供给辊的旋 转赋予制动力。
6. 根据权利要求5所述的输送方法，其中， 通过间歇地牵引上述电池原材料而间歇地引出该电池原材料。
7. 根据权利要求5或6所述的输送方法，其中， 在开始牵引上述电池原材料之后，增大针对上述供给辊的旋转赋予的制动力。
8. 根据权利要求5?7中任一项所述的输送方法，其中， 上述检测部件通过测量卷绕有上述电池原材料的供给辊的直径来检测残留于该供给 辊的上述电池原材料的量。
【文档编号】B65H23/06GK104106172SQ201380008534
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年2月13日 优先权日:2012年2月13日
【发明者】石松慎司, 奈须敬司, 日比野孝次, 山元芳朗 申请人:日产自动车株式会社, 汽车能源供应公司
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