<第一の実施形態>

 以下に、本発明の第一の実施形態につい� ��図面を参照して説明する。なお、以下の実� ��形態では、本発明の一適用例であるリチウ� ��イオン二次電池の製造を例にとって説明す� ��。

 まず、本実施の形態に係る積層体の製造� ��置(以下、積層装置とも称する)の概要につ� �て図1を参照して説明する。ここで、図1(a)は 、本実施の形態に係る積層装置の全体構成を 示す模式的正面図であり、図1(b)は、模式的� �面図である。なお、明瞭化のため、図1(a)で� ��、セパレータが複数のローラに懸架されて� ��層ステージへ供給されている状態を示すの� ��対し、図1(b)では、当該セパレータを省略し た状態を示すものとする。

 本発明に係る積層装置1は、図1に示すよ� �に、複数のローラに懸架されたテープ状の� �続したセパレータSと、その上にシート状正� ��極P及びシート状負電極Nが、連続したテー� �状のセパレータSを介して交互に積層される� ��降自在に形成された積層ステージ10と、所� �の高さを維持しつつ積層ステージ10に対して 前進又は後退(近接又は離隔)が可能なように� ��成され、セパレータSのジグザグ状の順次折 り曲げを所定の位置(高さ)でガイドする折り� ��げガイド部材20と、セパレータSの供給方向( 本例では、図中、右側から左側)に沿って積� �ステージ10の上流側(本例では、図中、右側)� ��配設され、積層状態の複数のシート状正電� ��Pを収容する正電極収容部30と、積層ステー� ��10の下流側(本例では、図中、左側)に配設さ れ、積層状態の複数のシート状負電極Nを収� �する負電極収容部40と、積層ステージ10の上� ��に配設され、積層ステージ10、正電極収容� �30、負電極収容部40との間を往復移動可能な� ��うに構成されたスライド往復ユニット50と� �これらの構成機器の動作を制御する不図示� �装置コントローラ等を備えている。

 本実施の形態におけるスライド往復ユニ� ��ト50は、積層ステージ10の背面側にて、不図 示のモータ等の駆動源により水平方向に往復 移動可能に構成したスライド部材51を備え、� ��のスライド部材51の略中央部には、垂直方� �に延在する垂直アーム53が取り付けられてい ると共に、スライド部材51の両端部には、積� ��ステージ10側(図中、背面側から前面側)に略 水平に突出形成された右アーム55及び左アー� ��57がそれぞれ取り付けられている。さらに� �垂直アーム53の上端部には、セパレータSが� �架される上部ローラ60Uが、積層ステージ10側 に略水平に突出するように取り付けられてい ると共に、垂直アーム53の下端部には、一対� ��下部ローラ対60Dが、積層ステージ10の上表� �近傍に略水平に突出するように取り付けら� �ている。かかるローラ対60Dは、本発明に係� �セパレータ往復移動手段を構成するもので� �り、具体的には、積層ステージ10上の所定の 位置に前進する上記折り曲げガイド部材20と� ��平行であって、その高さがガイド部材20の� �面近傍に位置するように取り付けられてい� �。また、右アーム55の先端部には、正電極収 容部30からシート状正電極Pを一枚ずつ吸着保 持して積層ステージ10への移動供給を可能と� ��る上下方向に伸縮自在に形成された正電極� ��着パッド50Pが懸装されている。同様に、左� ��ーム57の先端部には、負電極収容部40からシ ート状負電極Nを一枚ずつ吸着保持して積層� �テージ10への移動供給を可能とする上下方向 に伸縮自在に形成された負電極吸着パッド50N が懸装されている。すなわち、本実施の形態 におけるスライド往復ユニット50は、上部ロ� ��ラ60Uと、下部ローラ対60Dと、正電極吸着パ� ��ド50P、負電極吸着パッド50Nとが一体に形成� ��れ、積層ステージ10に対して、単一の駆動� �により一体に連続的に往復移動可能なよう� �構成されている。

 なお、本実施の形態において、各電極保� ��移動手段を構成する正電極吸着パッド50P、� ��電極吸着パッド50Nは、不図示のエアー源に� ��り駆動される従来公知のエアーシリンダー� ��より上下方向に伸縮自在に形成されている� ��共に、さらにその先端(下端)に取り付けら� �たパッド部は、バネ等の弾性部材を介して� �下方向に弾性変形可能に取り付けられてい� �。

 また、本実施の形態における上部ローラ6 0Uと下部ローラ対60Dとの配置に関しては、両� ��を鉛直線上よりも水平方向にずらして配置� ��ることも可能であるが、セパレータSを折り 曲げる際に、当該セパレータSや折り曲げガ� �ド部材20に対して折り曲げ方向以外の不要な 力が加わることを未然に防止して円滑な折り 曲げを可能とすると共に、テープ部61側の電� ��吸着パッド50Pの可動領域を十分に確保する� ��いう観点から、両者は略鉛直線上に配置す� ��ことが好ましい。

 また、本発明のセパレータ往復移動手段� ��構成する下部ローラ対60Dの取り付け高さに� ��しては、同様に、セパレータSや折り曲げガ イド部材20に不要な力が加わることを未然に� ��止するという観点から、所定の高さに配置� ��れる折り曲げガイド部材20の上方近傍に位� �するようにその配置高さを設定することが� �ましい。

 本実施の形態に係る積層ステージ10は、� �の表面部分に、不図示のエアー源からの吸� �によりセパレータSの先端部の吸着固定を可� ��とする複数の細孔が形成されていると共に� ��セパレータSを折り返す際の折り曲げ位置が 常に所定の位置(高さ)となるように、不図示� ��モータによりシート状電極P,NやセパレータS の積層状態(積層枚数)に応じて昇降(上下移動 )可能なように構成されている。

 テープ状の連続セパレータSは、図1(a)に� �すように、例えば、ガイド溝65Gを有する支� �柱65の頂部に設けられたテープ部61から供給� ��れ、このテープ部61の鉛直下方に形成され� �ガイド溝65Gに沿って重力方向に昇降自在に� �成されたテンションローラ60Tと、このテン� �ョンローラ60Tの上方であってセパレータ供� �方向上流側及び下流側のそれぞれに固定設� �された一対のガイドローラ62,63と、ガイドロ ーラ62,63と略同等の高さに配設された上部ロ� ��ラ60U(スライド往復ユニット50の垂直アーム5 3に取り付け)とに懸架され、さらに上部ロー� ��60Uの下方に配置された一対の下部ローラ対6 0D(スライド往復ユニット50の垂直アーム53に� �り付け)のローラ間に挿通されて、その先端� ��が積層ステージ10上で吸着固定されるよう� �なっている。

 そして、本発明に係るセパレータ往復移� ��手段を構成する下部ローラ対60Dが設けられ� ��スライド往復ユニット50を、積層ステージ10 を中心として該ステージ面に沿って往復移動 させることにより、その先端が積層ステージ 10上に吸着固定されたセパレータSが、積層ス テージ10上で順次折り返し可能なように連続� ��に供給されるようになっている。

 また、本発明に係る積層装置1では、図1(b )に最も良く示されるように、正電極収容部30 、正電極吸着パッド50P、積層ステージ10、負� ��極吸着パッド50N、負電極収容部40が、セパ� �ータSの供給方向(移動方向)に沿って略一直� �上に配置されていると共に、図1(a)に示すよ� ��に、積層ステージ10と、各電極収容部30,40と の水平方向の離隔距離は、共に均等な値dと� �るように配設されている。

 一方、図1(b)に示すように、下部ローラ対 60Dの中心と各電極吸着パッド50P,50Nの吸着中� �との水平方向の離隔距離は、積層ステージ10 と各電極収容部30,40との離隔距離dの略半分(d/ 2)となるように設定されている。

 本実施の形態に係るスライド往復ユニッ� ��50においては、このようにセパレータ往復� �動手段を構成するローラ対60Dと、各シート� �電極P,Nを吸着保持して積層ステージ10への供 給を可能とする各電極吸着パッド50P,50Nとを� �体に構成しつつ、各構成部材の位置関係を� �述した所定の配置とすることにより、詳細� �動作を後述するように、一方の極性のシー� �状電極の積層ステージ10への供給動作と、他 方の極性のシート状電極の電極収容部への移 動動作と、所定の位置におけるセパレータS� �折り曲げ動作とを同時に実施可能とし、大� �な生産性の向上を図っている。

 本発明に係る積層装置が適用可能なリチ� ��ムイオン二次電池用の各シート状電極P,Nは� ��図1(b)に模式的に示すように、略方形に形成 されており、その一辺端部に電極リード部PT, NTを有している。より具体的には、本実施の� ��態において、シート状正電極Pは、例えばそ の厚さが5~30μm程度のアルミニウム製の方形(� ��50×50mm)の正極集電体PBの両面に不図示の正� �活物質を塗布して形成されており、同様に� �シート状負電極Nは、例えばその厚さが5~30μm 程度の銅製の方形(約50×50mm)の負極集電体NBの 両面に不図示の負極活物質を塗布して形成さ れている。さらに、シート状正電極Pに設け� �れる正電極リードPTは、上記正極集電体PBと� ��じアルミニウム製であり、シート状負電極N に設けられる負電極リードNTは上記負極集電� ��NBと同じ銅製である。なお、正電極リードPT 及び負電極リードNTには、いずれも上記活物� ��は塗布されていない。

 そして、各シート状電極P,Nは、対応する� ��電極収容部30,40内においては、同極性の各� �極リード(例えば、PT)の位置が揃えられて積� ��収容されているのに対し、逆極性のシート� ��電極の各電極リード(例えば、NT)とは、互い に反対側に位置(本例では、正電極リードPTが 、シート状電極Pの右端部に位置しているの� �対し、負電極リードNTは、シート状負電極N� �左端部に位置)するように、各電極収容部30,4 0内に積層状態で収容されている。

 セパレータSは、多孔質膜、不織布、網な ど、電子絶縁性でシート状正電極P及びシー� �状負電極Nとの密着に対して充分な強度を有� ��るものであれば、どのようなものでも使用� ��能であるが、ポリエチレン、ポリプロピレ� ��の単層多孔質膜及びこれらの多層化した多� ��質膜が接着性及び安全性の観点から好まし� ��。但し、本発明のように連続したセパレー� ��Sにより積層体を形成する場合には、折り曲 げの際の脆性が特に問題となる耐熱性の高い 不織布等で形成された無機材料複合セパレー タ(例えば、無機化合物を複合した微多孔質� �パレータ(セパリオン:登録商標)等)や、全芳� ��族ポリアミド素材(不織布、アラミド、ナイ ロン:登録商標)で形成されたセパレータ等に� ��より好適に適用可能である。

 一方、セパレータSをジグザグ状に折り曲 げる際のガイドの役割を果たす折り曲げガイ ド部材20は、不図示のアクチュエータにより� ��層ステージ10に対して前進/後退(近接/離隔)� ��可能なように構成されていると共に、その� ��状を図2に示すように、前進した際に積層ス テージ10上のシート状電極P,Nの両端辺(セパレ ータSの移動方向に略直交する両端辺)を覆う� ��うなガイド辺20R,20Lを有する略コ字状に形成 されている。

 かかる折り曲げガイド部材20は、積層の� �にシート状電極P,Nを押えつつ、セパレータS� ��折り曲げる際のガイド及びシート状電極P,N� ��部の保護ができるような形状・構成であれ� ��差し支えなく、例えばガイド辺20R,20Lを棒状 部材で形成してもよいし、テープ状セパレー タSの折り曲げ位置を任意に調整できるよう� �イド辺20R,20Lの間隔が調整できるような構成� ��してもよい。また、シート状電極P,Nやセパ� ��ータSと接触した場合でも、円滑な前進/後� �が可能となるような材質で形成することが� �ましく、さらに、その表面の摩擦抵抗が小� �くなるような表面処理を施すことが好まし� �。具体的には、例えばステンレス鋼材を用� �て、その表面粗さが、0.5μm程度となるよう� �電解研磨処理することが好ましい。

 また、折り曲げガイド部材20、各電極吸� �パッド50P(50N)の配置数、位置、大きさについ ては、積層動作時に両者が干渉しないような 配置構成であれば任意に設定することができ る。すなわち、積層ステージ10上にガイド部� ��20が前進したときに、昇降する電極吸着パ� �ド50P(50N)と干渉しないように(折り曲げガイ� �部材20と、電極吸着パッド50P(50N)の先端部と� ��積層ステージ10上への投影面が互いに干渉� �ないように)、両者の形状、大きさ、位置、� ��置数等を設定することができる。本実施の� ��態では、図2(a)に示すように、ガイド部材20� ��電極吸着パッド50P(50N)が積層ステージ10上の 所定の位置にアプローチした際に、コ字状の ガイド部材20のガイド辺20R,20Lがシート状電極 P(N)のセパレータ移動方向両端部の全辺を覆� �、かつ、ガイド辺20R,20Lの間に1本の電極吸着 パッド50P(50N)が位置するように互いに配置構� ��しているが、例えば図2(b)に示すように、ガ イド辺20R,20Lの間の前後方向(奥行き方向)に2� �の電極吸着パッド50P1,50P2(50N1,50N2)が位置する ように配置構成してもよい。また、図2(c)に� �すように、短いガイド辺21R,21Lを有するガイ� ��部材21を形成し、先端部分に電極吸着パッ� �50P1,50P2(50N1,50N2)を配置するように構成しても よい。さらに、より大きなシート状電極P,Nを 介装する場合には、例えば図2(d)に示すよう� �、対向する2つのコ字状部材22,22によりガイ� �部材を形成し、その間に電極吸着パッド50P1, 50P2(50N1,50N2)を配置するように構成してもよい 。なお、大型のシート状電極を吸着させるた めに、より大きな吸着面積が必要となる場合 には、例えばその表面に多数の細孔が形成さ れた板状の吸着プレートを用いてもよい。

 次に、このように構成した本実施の形態� ��係る積層装置の動作について、図3~図9を参� ��して説明する。

 ST0:まず、初期状態としては、複数のロー ラに懸架されたセパレータSの先端部を積層� �テージ10上に手作業にて誘導し、当該先端部 を積層ステージ10の下方からエアーにて吸着� ��て固定する。なおこの際、積層ステージ10� �、セパレータSの折り返しを可能とする所定� ��高さよりも下降していると共に、折り曲げ� ��イド部材20は、積層ステージ10から後退して いる。そして、図3に示すように、一方の電� �吸着パッド(例えば、負電極吸着パッド50N)に シート状負電極Nを1枚吸着させた状態で、当� ��シート状負電極Nの積層が可能となる積層ス テージ10上方の所定の位置(図中、水平方向の 所定位置であり、以下、積層ポジションとも いう)に当該負電極吸着パッド50Nが位置する� �うにスライド往復ユニット50をスライドさせ る。この際、下部ローラ対60Dと、各電極吸着 パッド50P,50Nとの間隔は、積層ステージ10と各 電極収容部30,40との離隔距離dの半分(d/2)に設� ��されているので、セパレータSが挿通された 下部ローラ対60Dは積層ステージ10の右側に移� ��すると共に、他方の電極吸着パッド(例えば 、正電極吸着パッド50P)は、対応するシート� �正電極Pの吸着を可能とする正電極収容部30� �方の所定の位置(図中、水平方向の所定位置� ��あり、以下、吸着ポジションともいう)に必 然的に移動することとなる。

 また、スライド往復ユニット50の水平移� �(本例では、図中、左から右)に伴って、テン ションローラ60Tが垂直方向(本例では、図中� �上から下)に移動する。このように重力方向� ��昇降自在に形成されたテンションローラ60T� ��より、下部ローラ対60Dが積層ステージ10上� �セパレータSと共に往復移動した場合でも、� ��に一定の張力がセパレータSに付与されるこ ととなり、セパレータSに弛みや皺が発生す� �ことを未然に防止することができる。また� �テンションローラ60Tとテープ部61との中心が 、鉛直方向略同一直線上となるように配置さ れているので、積層に伴ってテープ部61に巻� ��回されているセパレータSの径が減少してい った場合でも、セパレータSに付与される張� �を安定して一定に維持することができる。

 ST1:続いて、図4に示すように、シート状� �電極Nを保持した負電極吸着パッド50Nを積層� ��テージ10上に伸長させて、シート状負電極N� ��介してセパレータSを積層ステージ10上に押� ��付けると共に、吸着ポジションにあった正� ��極吸着パッド50Pを伸縮させて、正電極収容� ��30内のシート状正電極Pを1枚吸着保持する。 同時に、折り曲げガイド部材20を、セパレー� ��Sの折り曲げを可能とする積層ステージ10上� ��の所定の位置(図中、前後方向の所定位置で あり、以下、折り曲げポジションともいう)� �前進させると共に、積層ステージ10を上昇さ せ、セパレータS及びシート状負電極Nを積層� ��テージ10と、折り曲げガイド部材20とで挟み 込むと共に、スライド動作の際のガイド部材 20との干渉を回避するために負電極吸着パッ� ��50Nを短縮させる。なお積層ステージ10を上� �させる際には、負電極吸着パッド50Nは、そ� �先端に弾性支持された吸着パッドが弾性的� �縮んで、セパレータS及びシート状負電極Nを 積層ステージ10との間で挟み込んだ状態で積� ��ステージ10の上昇動作に追従するようにな� �ている。

 ST2:次に、図5に示すように、下部ローラ� �60Dが積層ステージ10の反対側(本例では、積� �ステージ10の左側)まで移動するようにスラ� �ド往復ユニット50を水平距離dだけスライド� �せる。これにより、セパレータSが折り曲げ� ��イド部材20により所定の折り曲げポジショ� �にて折り曲げられると共に、負電極吸着パ� �ド50Nが吸着ポジションに移動し、正電極吸� �パッド50Pが積層ポジションに移動すること� �なる。すなわち、正電極吸着パッド50Pの吸� �ポジションから積層ポジションへの移動動� �、負電極吸着パッド50Nの積層ポジションか� �吸着ポジションへの移動動作、及びセパレ� �タSの所定の折り曲げポジションでの一定の� ��力での折り曲げ動作の同時実施が可能とな� ��、生産性の大幅な向上を実現することがで� ��る。

 ST3:次に、図6に示すように、正電極吸着� �ッド50Pを積層ステージ10上へ伸長させ、シー ト状正電極Pを折り返されたセパレータS上に� ��層すると共に、折り曲げガイド部材20を積� �ステージ10から後退させる。同時に、吸着ポ ジションにあった負電極吸着パッド50Nを伸縮 させて、負電極収容部40内のシート状負電極N を1枚吸着保持する。なお、折り曲げガイド� �材20を後退させる際には、各シート状電極P,N 及びセパレータSは、ガイド部材20と干渉しな いようにガイド辺20R,20Lの間に配置された正� �極吸着パッド50Pと、積層ステージ10とで挟み 込まれているので、これらのシート状電極P,N 及びセパレータSの位置ずれが生じることは� �い。

 ST4:続いて、図7に示すように、各シート� �電極P,N及びセパレータSを、正電極吸着パッ� ��50Pと積層ステージ10とで挟み込んだ状態で� �電極吸着パッド50P及び積層ステージ10を若干 下降させると共に、折り曲げガイド部材20を� ��り曲げポジションまで前進させ、各シート� ��電極P,N及びセパレータSと折り曲げガイド部 材20との干渉を確実に回避する。その後、積� ��ステージ10を再び上昇させることにより、� �り曲げられたセパレータSを介して積層され� ��シート状負電極N及びシート状正電極Pを、� �層ステージ10と折り曲げガイド部材20とで挟� ��込むと共に、スライド動作の際のガイド部� ��20との干渉を回避するために正電極吸着パ� �ド50Pを短縮させる。

 ST5:次に、図8に示すように、下部ローラ� �60Dが積層ステージ10の反対側(本例では、積� �ステージ10の右側)まで移動するようにスラ� �ド往復ユニット50を水平距離dだけスライド� �せる。これにより、セパレータSが折り曲げ� ��イド部材20により所定の折り曲げポジショ� �にて折り曲げられると共に、正電極吸着パ� �ド50Pが吸着ポジションに移動し、負電極吸� �パッド50Nが積層ポジションに移動すること� �なる。

 ST6:以上のステップST1~ST5を繰り返すこと� �より、図9に示すような、一定の折り曲げポ� ��ションでジグザグ状に折り返された連続セ� ��レータSの間に、所望の枚数(段数)のシート� ��電極P,Nが介装された積層体70が積層ステー� �10上に形成される。

 ST7:そして、最終段のシート状電極の積層 及びセパレータSの折り曲げが完了した後、� �部ローラ対60Dの近傍にてセパレータSを切断� ��た後、端末処理を行って積層体70を完成さ� �る。

 その後、この積層体70を所定の電解液と� �に、所望の外装体(例えば、缶状の外装体や� ��可撓性のあるシート状外装体等)内に封止す ることにより、リチウムイオン二次電池が完 成される。

 以上のように、本発明に係る積層装置に� ��れば、従来のセパレータの切断工程を省略� ��て生産性の向上を図ると共に、セパレータ� ��復移動手段を構成する下部ローラ対60D(スラ イド往復ユニット50)の移動によりセパレータ Sを折り曲げる際には、所定の折り曲げポジ� �ョンに配置された折り曲げガイド部材20によ りシート状電極P(N)の端部(端辺)に無理な力が 加わることを防止することができる。併せて 、常に積層ステージ10上のセパレータS及びシ ート状電極P(N)は、積層ステージ10と、折り曲 げガイド部材20及び/又は電極吸着パッド50P(50 N)とで挟み込まれているため、セパレータSを 折り曲げる際のシート状電極P(N)の位置ずれ� �確実に防止することができる。

 また、折り曲げガイド部材20及び電極吸� �パッド50P(50N)の積層ステージ10上への各投影� ��が互いに干渉しないように、これらの配置� ��係が選定されているので、積層体70を挟み� �んだ状態から、折り曲げ部材10を積層ステー ジに対して接離移動させる際にも、容易で円 滑な移動が可能となり、これにより、積層体 を構成するシート状電極の位置ずれの防止の みならず、折り曲げガイド部材20を移動(近接 /離隔)させる際のシート状電極に対するダメ� ��ジも効果的に抑制することができる。

 また、セパレータ往復移動手段を構成す� ��下部ローラ対60Dと、各電極吸着パッド50P,50N とをスライド往復ユニット50と一体に構成す� ��と共に、積層ステージ10、各電極収容部30,40 との位置関係を所定の配置とすることにより 、一方の極性のシート状電極の吸着ポジショ ンから積層ポジションへの移動動作、他方の 極性のシート状電極の積層ポジションから吸 着ポジションへの移動動作、及びセパレータ Sの所定の折り曲げポジションでの一定の張� �での折り曲げ動作の連続的な同時実施が可� �となり、生産性の大幅な向上を実現するこ� �ができる。

 さらに、セパレータ往復移動手段と各電� ��吸着パッド50P,50Nとを、スライド往復ユニッ ト50として、単一の駆動源により一体に往復� ��動させることにより、アクチュエータ数の� ��減、構成の大幅な簡素化、コンパクト化、� ��ストダウン等に寄与することができる。

 さらに、例えば従来の回旋構造の積層体� ��比し、セパレータSに対して過大な張力を付 与することなく、かつ、介装されるシート状 電極の位置ずれを防止しつつ、常に一定の折 り曲げポジションで、一定の張力にてセパレ ータSを均一に折り曲げることが可能となる� �で、セパレータSへのダメージを抑制して適� ��可能なセパレータ(例えば、耐熱性が高いが 折り曲げの際の脆性が問題となる無機材料複 合セパレータ等)の選定の自由度が増大し、� �途に応じた電池品質の一層の向上に寄与す� �ことができる。

 次に、本実施の形態の変形例について、� ��10を参照してさらに説明する。

 一般に、シート状電極P,Nの位置ずれを防� ��するように連続セパレータSを折り曲げ形成 して構成した積層体70のセパレータSの最終段 階での端末処理を人手作業にて行う際には、 積層体70に不測のダメージやシート状電極P,N� ��位置ずれが発生し易くなる。

 そこで、本実施の形態に係る変形例は、� ��グザグ状に折り曲げ形成された連続セパレ� ��タSと、シート状電極P,Nとで形成された積層 体70の最終処理のために、積層ステージ10上� �形成された積層体70を回転可能に把持する把 持手段であるグリッパユニットをさらに設け たものである。ここで、図10(a)は、本変形例� ��係るグリッパユニットの構成を説明するた� ��の模式的側面図であり、(b)は、積層ステー� ��10上に形成された積層体70をグリッパにて把 持した状態を示す模式的正面図である。

 図10(a)に示すように、グリッパユニット10 0は、例えば、積層ステージ10に対して、前進 /後退が可能なように形成された略L字状のス� ��イダ101と、このスライダ101の垂直部を貫通� ��てベアリング等により回転支持されると共� ��、スライダ101と一体に搭載されたモータ103� ��ギヤ105等を介して回転駆動される断面略T字 状の回転軸107と、この回転軸107の先端に取り 付けられ、エアー源により上下方向に開閉自 在に形成されたグリッパ部Gとを備え、この� �リッパ部Gは、平板状の上部グリッパ110と平� ��状の下部グリッパ120とを有している。なお� ��上部グリッパ110の形状は、積層ステージ10� �にアプローチした際に、電極吸着パッド50P(5 0N)との干渉を回避して、下部グリッパ120との 間で積層体70を挟み込める形状であればよく� ��電極吸着パッド50P(50N)の配置に応じて、例� �ば、略コ字状の平板形状等を任意に選定す� �ことができる。

 また、本変形例における積層ステージ10� �は、その中央部に平板状の下部グリッパ120� �挿入可能な凹状の溝10aがグリッパ部Gの進行� ��向に沿って形成されていると共に、折り曲� ��ガイド部材20は、グリッパ部Gが積層ステー� ��10に向かって前進/後退する際に干渉しない� ��うに、所定の退避位置へ移動できるような� ��由度(例えば、上下方向への移動機構等)が� �らに付加されている。

 このようなグリッパユニット100を設けた� ��合の二次電池の製造手順について以下に説� ��する。なお、最終段階での端末処理を除き� ��積層ステージ10上に所望の枚数のシート状� �極P,N及びセパレータSが積層された積層体70� �形成する手順は、前述した手順(ST0~ST6)と同� �であるため省略する。

 ST7’:積層ステージ10上に所望の枚数の積� ��体70を形成した後、シート状電極P(N)の位置� ��れが生じないように、電極吸着パッド50P(50N )と積層ステージ10とで積層体70を挟み込む。� ��の際、積層ステージ10は、シート状電極P,N� �積層枚数に応じて、その最上部のセパレー� �Sが、所定の位置(高さ)となるように下降し� �おり、グリッパユニット100については、そ� �下部グリッパ120が、積層ステージ10の溝10aに 対して挿入可能な位置(高さ)となるようにグ� ��ッパ部Gが開かれている。

 ST8:グリッパユニット100を前進させて、下 部グリッパ120を積層ステージ10の溝10aに挿入� ��た後、グリッパ部Gを閉じて積層体70を把持� ��、セパレータSを任意の箇所で切断する(図10 (b)参照)。

 ST9:続いて、積層ステージ10を下降させる� ��共に、電極吸着パッド50P(50N)を上昇させて� �積層体70を回転させる空間を確保する。そし て、グリッパユニット100の回転軸107を回転さ せることにより、グリッパ部Gにて把持され� �積層体70を回転させてセパレータSを積層体70 の周囲に巻き付けて包み込み、これにより、 内部に介装されたシート状電極P,Nの最終段階 での電極位置ずれの発生を未然に防止して、 安定した位置決めを可能とする。その後、セ パレータSの端部に接着等の端末処理を施し� �内部電極対を構成する積層体70を完成させる 。

 このようなグリッパユニット100を設ける� ��とにより、把持手段の追加や折り曲げガイ� ��部材20に対する自由度の付加により、その� �成や制御は複雑化するものの、積層ステー� �10上に形成された積層体70の最終処理の段階� ��おいても手作業の介入を極力排除し、生産� ��の向上と併せて手作業の介入による品質の� ��下を未然に防止することができる。

 次に、本実施の形態に係る別の変形例に� ��いて、図11を参照してさらに説明する。

 本変形例は、万が一、セパレータSにピン ホール等の欠陥が発生した場合でも積層体70� ��品質を安定して維持するために、テープ状� ��パレータSの多重化を図ったものである。こ こで、図11は、簡略化のためにセパレータSの 供給部に関連する部材のみを拡大して示した 模式図である。

 図11(a)に示すように、本変形例では、複� �枚のテープ状セパレータ(例えば、2枚のセパ レータS1,S2)を予め重ねた状態(積層した状態)� ��テープ部61に巻きつけ、この多重化セパレ� �タS1,S2を複数のローラに懸架して、積層ステ ージ10上に供給するようになっている。なお� ��多重化セパレータS1,S2の積層ステージ10上へ の固定は、各セパレータS1,S2の先端部S1t,S2tを 積層ステージ10上で若干ずらして配置し、そ� ��ぞれの先端部S1t,S2tをエアーにて吸着固定し てもよいし、予め先端部S1t,S2tのみを接着等� �接続しておいて、当該接続された先端部S1t,S 2tを一括してエアーにて吸着固定(図11(b)参照) するように構成してもよい。

 また、図11(b)に示すように、セパレータS1 ,S2ごとにテープ部61,61aを複数設けてもよく、 このように構成した場合にはテープ状セパレ ータS1,S2の積層枚数の変更等の種々の多重化� ��より一層簡易に実現可能となる。なお、セ� ��レータSの多重化枚数(積層枚数)については� ��任意に選定することができる。

 このように本発明に係る積層装置によれば� ��セパレータSの材質・構成等の変更に対して 柔軟に対応することができるので、本変形例 のような多重化セパレータS1,S2を容易に実現� ��ることができ、積層体70の品質及び信頼性� �向上により一層寄与することができる。
<第二の実施形態>

 次に、本発明に係る積層装置の第二の実� ��形態について、図12を参照して説明する。� �こで、図12(a)は、本発明に係る積層装置の全 体構成を示す模式的正面図であり、図12(b)は� ��模式的平面図である。なお、明瞭化のため� ��図12(a)では、セパレータが複数のローラに� �架されて積層ステージへ供給されている状� �を示すのに対し、図12(b)では、当該セパレー タを省略した状態を示すものとする。

 なお、本実施の形態に係る積層装置1Aは� �先の実施の形態における電極吸着パッド50P,5 0Nが、セパレータ往復移動手段を構成する下� ��ローラ対60Dと一体に往復移動するように構� ��したのに比し、各電極吸着パッド50P,50Nの移 動軌跡が、下部ローラ対60Dとは独立な円軌道 を描くように構成したものであり、先の実施 の形態と同様な機能を有する部材には、同様 な符号を付し、その詳細な説明は省略する。

 本発明に係る積層装置1Aは、図12に示すよ うに、複数のローラに懸架されたテープ状の 連続したセパレータSと、その上にシート状� �電極P及びシート状負電極Nが、連続したテー プ状のセパレータSを介して交互に積層され� �昇降自在に形成された積層ステージ10と、所 定の高さを維持しつつ積層ステージ10に対し� ��前進又は後退(近接又は離隔)が可能なよう� �形成され、セパレータSのジグザグ状の順次� ��り曲げを所定の位置(高さ)でガイドする折� �曲げガイド部材20と、積層ステージ10の上方� ��配設され、積層ステージ10を中心として任� �のストロークで往復移動可能に形成された� �ライド往復ユニット50と、積層ステージ10の� ��方に配設され任意の角度範囲で回転可能に� ��成された回転往復ユニット50Rと、回転往復� ��ニット50Rの所定の円軌道上に配置され、複� ��のシート状正電極Pを積層状態で収容する正 電極収容部30及び複数のシート状負電極Nを積 層状態で収容する負電極収容部40と、これら� ��構成機器の動作を制御する不図示の装置コ� ��トローラ等を備えている。

 本実施の形態におけるスライド往復ユニ� ��ト50は、積層ステージ10の背面側にて水平方 向に往復移動可能に構成したスライド部材51� ��備え、このスライド部材51の略中央部には� �垂直方向に延在する垂直アーム53が取り付け られている。そして、この垂直アーム53の上� ��部には、セパレータSが懸架される上部ロー ラ60Uが、積層ステージ10側に略水平に突出す� ��ように取り付けられていると共に、垂直ア� ��ム53の下端部には、一対の下部ローラ対60D� �、積層ステージ10の上表面近傍に略水平に突 出するように取り付けられている。

 一方、本実施の形態における回転往復ユ� ��ット50Rは、積層ステージ10の前方に立設さ� �回転自在に形成された回転支持部材511と、� �の回転支持部材511の頂部に取り付けられ、� �意の屈曲角度で形成された略く字状の屈曲� �ーム513と、この屈曲アーム513の先端に設け� �れた電極保持移動手段である正電極吸着パ� �ド50P及び負電極吸着パッド50Nとを備えてい� �。具体的には、この屈曲アーム513は、図12(b) に最も良く示されるように、水平方向に延在 する右側アーム部513R及び左側アーム部513Lを� ��し、右側アーム部513Rの先端には、正電極収 容部30からシート状正電極Pを吸着保持して積 層ステージ10への移動供給を可能とする、上� ��方向に伸縮自在に形成された正電極吸着パ� ��ド50Pが懸装されている。同様に、左側アー� ��部513Lの先端には、負電極収容部40からシー� ��状負電極Nを吸着保持して積層ステージ10へ� ��移動供給を可能とする、上下方向に伸縮自� ��に形成された負電極吸着パッド50Nが懸装さ� ��ている。そして、この略く字状の屈曲アー� ��513は、右側アーム部513Rと左側アーム部513L� �の接合部分(屈曲アーム513の屈曲部分)が回転 支持部材511と一体に回転可能に取り付けられ ていると共に、右側アーム部513Rと左側アー� �部513Lとの開き角度(屈曲アーム513の先端に取 り付けられた各電極吸着パッド50P,50N間の回� �中心に対する角度)θが任意に調整変更でき� �ように形成されている。すなわち、本実施� �形態に係る積層装置1Aでは、上部ローラ60Uと 下部ローラ対60Dに関しては、スライド往復ユ ニット50と一体に形成されており、一方、各� ��極吸着パッド50P,50Nに関しては、回転往復ユ ニット50Rと一体に形成されている。そして、 各往復ユニット50,50Rはそれぞれ独立に移動す るように構成されていると共に、各電極吸着 パッド50P,50Nの開き角度θは、任意に設定可能 なように形成されている。

 さらに、本実施の形態に係る積層装置1A� �は、図12(b)に最も良く示されるように、回転 往復ユニット50Rは、回転支持部材511を回転さ せた際に、屈曲アーム513の先端に取り付けら れた各電極吸着パッド50P,50Nの描く円軌道C(図 12(b)の点線C)が積層ステージ10の略中心を通過 するように、回転支持部材511や屈曲アーム513 等の配設位置や長さが設定されている。この 円軌道Cは、より具体的には、セパレータSの� ��動方向に沿った中心線L(図12(b)の二点鎖線)� �、積層ステージ10の略中心で接するように設 定されており、また、正電極収容部30及び負� ��極収容部40は、同様に、各中心が円軌道C上� ��位置するように配置されている。そして、� ��電極収容部30,40と積層ステージ10との配設角 度(円軌道C上の各電極収容部30,40と積層ステ� �ジ10との回転中心に対する角度)は、屈曲ア� �ム513の開き角度θと均等な角度θとなるよう� ��設定されており、各電極吸着パッド50P,50Nは 、対応する電極収容部30,40と積層ステージ10� �の間で、所定の円軌道C上を所定の角度範囲2 θの領域で回転往復移動するようになってい� ��。

 このように、セパレータ往復移動手段を� ��成するローラ対60Dを備えたスライド往復ユ� ��ット50と、電極保持移動手段を構成する各� �極吸着パッド50P,50Nを備えた回転往復ユニッ� ��50Rとを独立に駆動可能なように構成し、各� ��極収容部30,40との位置関係を所定の配置と� �ることにより、詳細な動作を後述するよう� �、一方の極性のシート状電極の積層ステー� �10への供給動作と、他方の極性のシート状電 極の電極収容部への移動動作と、所定の位置 におけるセパレータSの折り曲げ動作とをほ� �同時に実施可能とし、大幅な生産性の向上� �図ると共に、セパレータSの往復ストローク� ��シート状電極P,Nの積層タイミングの任意な� ��定を可能として、シート状電極P,Nやセパレ� ��タSの用途に応じたサイズ・形状等の変更に 対する柔軟な対応を可能としている。

 次に、このように構成した本実施の形態� ��係る積層装置の動作について、図13~図19を� �照して説明する。なお、明瞭化のため、回� �往復ユニット50Rの回転支持部材511は、各図� �おいて省略している。

 ST10:まず、初期状態としては、先の実施� �形態と同様に、複数のローラに懸架された� �パレータSの先端部を積層ステージ10上に手� �業にて誘導し、当該先端部を積層ステージ10 の下方からエアーにて吸着して固定する。な おこの際、積層ステージ10は、セパレータSの 折り返しを可能とする所定の高さよりも下降 していると共に、折り曲げガイド部材20は、� ��層ステージ10から後退しており、下部ロー� �対60Dは、積層ステージ10の側方(本例では、� �層ステージ10の右側)に移動しているものと� �る。そして、図13に示すように、一方の電極 吸着パッド(例えば、負電極吸着パッド50N)に� ��ート状負電極Nを1枚吸着させた状態で、当� �シート状負電極Nの積層が可能となる積層ス� ��ージ10の略直上の積層ポジションに当該負� �極吸着パッド50Nが位置するように回転往復� �ニット50Rを所定の方向(本例では、時計回り� ��向)に回転させる。このとき、各電極吸着パ ッド50P,50N間の開き角度は、各電極収容部30,40 と積層ステージ10間の配設角度と同等な角度� �に設定されているので、他方の電極吸着パ� �ド(例えば、正電極吸着パッド50P)は、対応す るシート状正電極Pの吸着を可能とする正電� �収容部30の略直上の吸着ポジションに必然的 に移動することとなる。なお、スライド往復 ユニット50が水平移動(例えば、図中、左から 右)する際には、先の実施の形態と同様に、� �ンションローラ60Tが垂直方向(例えば、図中� ��上から下)に移動する。

 ST11:続いて、図14に示すように、先の実施 の形態と同様に、シート状負電極Nを保持し� �負電極吸着パッド50Nを積層ステージ10上に伸 長させて、シート状負電極Nを介してセパレ� �タSを積層ステージ10上に押し付けると共に� �吸着ポジションにあった正電極吸着パッド50 Pを伸縮させて、正電極収容部30内のシート状 正電極Pを1枚吸着保持する。同時に、折り曲� ��ガイド部材20を、セパレータSの折り曲げを� ��能とする積層ステージ10上方の折り曲げポ� �ションへ前進させると共に、積層ステージ10 を上昇させ、セパレータS及びシート状負電� �Nを積層ステージ10と、折り曲げガイド部材20 とで挟み込むと共に、回転動作の際のガイド 部材20との干渉を回避するために負電極吸着� ��ッド50Nを短縮させる。

 ST12:次に、図15に示すように、下部ローラ 対60Dが積層ステージ10の反対側(本例では、積 層ステージ10の左側)まで移動するようにスラ イド往復ユニット50を任意のストロークでス� ��イドさせ、セパレータSを折り曲げガイド部 材20により所定の折り曲げポジションにて折� ��曲げる。同時に、回転往復ユニット50Rを所� ��の方向(本例では、反時計回り方向)にθだけ 回転させて、負電極吸着パッド50Nを吸着ポジ ションに移動させると共に、正電極吸着パッ ド50Pを積層ポジションに移動させる。これに より、正電極吸着パッド50Pの吸着ポジション から積層ポジションへの移動動作、負電極吸 着パッド50Nの積層ポジションから吸着ポジシ ョンへの移動動作、及びセパレータSの所定� �折り曲げポジションでの一定の張力での折� �曲げ動作のほぼ同時実施が可能となり、生� �性の大幅な向上を実現することができる。� �た、スライド往復ユニット50と回転往復ユニ ット50Rとが、それぞれ独立の軌道上を移動す るので、セパレータSの往復ストロークや各� �ート状電極P,Nの積層タイミングが任意に設� �可能となり、シート状電極P,NやセパレータS� ��用途に応じたサイズ、形状、材質等の変更� ��対して、より適切で柔軟な対応が可能とな� ��。

 ST13:次に、図16に示すように、正電極吸着 パッド50Pを積層ステージ10上へ伸長させ、シ� ��ト状正電極Pを折り返されたセパレータS上� �積層すると共に、折り曲げガイド部材20を積 層ステージ10から後退させる。同時に、吸着� ��ジションにあった負電極吸着パッド50Nを伸� ��させて、負電極収容部40内のシート状負電� �Nを1枚吸着保持する。なお、折り曲げガイド 部材20を後退させる際には、各シート状電極P ,N及びセパレータSは、ガイド部材20のガイド� ��20R,20Lの間に配置された正電極吸着パッド50P と、積層ステージ10とで挟み込まれているの� ��、これらのシート状電極P,N及びセパレータS の位置ずれが生じることはない。

 ST14:続いて、図17に示すように、折り曲げ ガイド部材20との干渉を確実に回避するため� ��、各シート状電極P,N及びセパレータSを、正 電極吸着パッド50Pと積層ステージ10とで挟み� ��んだ状態で正電極吸着パッド50P及び積層ス� ��ージ10を若干下降させると共に、折り曲げ� �イド部材20を折り曲げポジションまで前進さ せる。その後、積層ステージ10を再び上昇さ� ��ることにより、折り曲げられたセパレータS を介して積層されたシート状負電極N及びシ� �ト状正電極Pを、積層ステージ10と折り曲げ� �イド部材20とで挟み込むと共に、回転動作の 際のガイド部材20との干渉を回避するために� ��電極吸着パッド50Pを短縮させる。

 ST15:次に、図18に示すように、下部ローラ 対60Dが積層ステージ10の反対側(本例では、積 層ステージ10の右側)まで移動するようにスラ イド往復ユニット50を任意のストロークだけ� ��ライドさせ、セパレータSを折り曲げガイド 部材20により所定の折り曲げポジションにて� ��り曲げる。同時に、回転往復ユニット50Rを� ��定の方向(本例では、時計回り方向)にθだけ 回転させて、正電極吸着パッド50Pを吸着ポジ ションに移動させると共に、負電極吸着パッ ド50Nを積層ポジションに移動させる。

 ST16:以上のステップST11~ST15を繰り返すこ� �により、図19に示すような、一定の折り曲げ ポジションでジグザグ状に折り返された連続 セパレータSの間に、所望の枚数(段数)のシー ト状電極P,Nが介装された、先の実施形態と同 様な積層体70が積層ステージ10上に形成され� �。その後、先の実施の形態と同様に、端末� �理を行って積層体80を所定の電解液と共に、 所望の外装体(例えば、缶状の外装体や、可� �性のあるシート状外装体等)内に封止するこ� ��により、リチウムイオン二次電池が完成さ� ��る。

 このように構成した本実施の形態に係る� ��層装置1Aにおいては、セパレータ往復移動� �段を構成する下部ローラ対60Dと各電極吸着� �ッド50P,50Nとをそれぞれ独立して駆動制御す� ��ことにより、連続セパレータSの所定の位置 での折り曲げタイミングと各シート状電極P,N の積層タイミングとの精度良い調整制御が可 能となり、積層体70の品質向上に寄与するこ� ��ができる。また、セパレータSの往復移動の ストロークや各シート状電極P,Nの積層タイミ ングを任意に変更することができるので、シ ート状電極P,NやセパレータSの用途に応じた� �質・形状・サイズの変更に対してより柔軟� �対応が可能となる。

 また、図12(b)に示すように、一方の極性� �電極吸着パッド(本例では、負電極吸着パッ� ��50N)が回転移動して積層ポジションに位置す る際には、他方の極性の正電極吸着パッド50P は吸着ポジションに位置すると共に、これら とは独立にセパレータ往復移動手段を構成す る下部ローラ対60Dが積層ステージ10上を往復� ��動可能に構成されているので、先の実施の� ��態に比し構成や制御は複雑となるものの、� ��の実施の形態と同様に、一方の極性のシー� ��状電極の吸着ポジションから積層ポジショ� ��への移動動作、他方の極性のシート状電極� ��積層ポジションから吸着ポジションへの移� ��動作、及びセパレータSの所定の折り曲げポ ジションでの一定の張力での折り曲げ動作の 同時実施が可能となり、生産性の大幅な向上 を実現することができる。

 さらに、各電極吸着パッド50P,50Nの開き角 度θを任意に変更可能なように屈曲アーム83� �構成することにより、各電極収容部30,40の設 置位置の変更や、各シート状電極P,Nを積層ス テージ10に積層するタイミングの変更に簡易� ��対応することができる。

 なお、以上の各実施形態においては、リ� ��ウムイオン二次電池を製造する場合の製造� ��順を例にして説明してきたが、本発明に係� ��積層装置は、このようなリチウムイオン二� ��電池の製造のみならず、同様な構成を有す� ��積層体の製造にも当然に適用可能である。� ��えば、各シート状電極をいずれもその表面� ��活性炭などの炭素材料が塗布されたアルミ� ��ウム箔にて構成することにより、電気二重� ��キャパシタの製造にも容易に適用すること� ��できる。また、上述した各実施形態の構成� ��素は、当然に適宜組み合わせて(例えば、グ リッパユニット100や多重化セパレータと第二 の実施形態に係る積層装置1Aとの組み合わせ) 実施してもよい。