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超聲波接合裝置和超聲波接合方法與流程

文檔序號:11526905閱讀:251來源:國知局
超聲波接合裝置和超聲波接合方法與流程

本發(fā)明涉及超聲波接合裝置和超聲波接合方法。



背景技術(shù):

以往以來,存在有一種利用對被接合構(gòu)件施加超聲波而進(jìn)行接合的加工構(gòu)件、和隔著被接合構(gòu)件對加工構(gòu)件施力的施力構(gòu)件夾持被接合構(gòu)件且施加超聲波,利用產(chǎn)生的摩擦熱加熱被接合構(gòu)件而將被接合構(gòu)件相互接合的超聲波接合裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1。)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-63521號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

然而,在上述專利文獻(xiàn)1這樣的結(jié)構(gòu)中存在以下問題:在使被接合構(gòu)件向加工構(gòu)件與施力構(gòu)件之間移動時,該被接合構(gòu)件與加工構(gòu)件、施力構(gòu)件干涉,導(dǎo)致超聲波接合的位置偏移、超聲波接合自身無法進(jìn)行。特別是,被接合構(gòu)件容易與位置已固定的施力構(gòu)件干涉。

本發(fā)明正是為了解決上述的課題而做成的,其目的在于提供能夠使被接合構(gòu)件避免物理性干涉且沿著輸送路徑移動而進(jìn)行接合的超聲波接合裝置和超聲波接合方法。

用于解決問題的方案

為了達(dá)成上述目的,在本發(fā)明的超聲波接合裝置中,具有加工構(gòu)件、施力構(gòu)件、第1移動部以及第2移動部。加工構(gòu)件對被接合構(gòu)件施加超聲波并進(jìn)行接合。施力構(gòu)件隔著被接合構(gòu)件與加工構(gòu)件相對,并隔著被接合構(gòu)件對加工構(gòu)件施力。第1移動部使加工構(gòu)件和施力構(gòu)件分別相對于被接合構(gòu)件的輸送路徑相互分離和接近。第2移動部在加工構(gòu)件和施力構(gòu)件自輸送路徑分離的狀態(tài)下使被接合構(gòu)件沿著輸送路徑移動并使被接合構(gòu)件的接合部位于加工構(gòu)件與施力構(gòu)件之間。第1移動部具有被驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的連結(jié)凸輪、連結(jié)連結(jié)凸輪和加工構(gòu)件的第1連結(jié)部以及連結(jié)連結(jié)凸輪和施力構(gòu)件的第2連結(jié)部,利用連結(jié)凸輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使加工構(gòu)件和施力構(gòu)件相對于輸送路徑分離和接近。

為了達(dá)成上述目的,在本發(fā)明的超聲波接合方法中,具有移動工序和接合工序。移動工序在使對被接合構(gòu)件施加超聲波的加工構(gòu)件、和隔著被接合構(gòu)件對加工構(gòu)件施力的施力構(gòu)件分別自被接合構(gòu)件的輸送路徑相互分離的狀態(tài)下,使被接合構(gòu)件的接合部向被加工構(gòu)件與施力構(gòu)件之間移動。接合工序利用加工構(gòu)件和施力構(gòu)件夾持被接合構(gòu)件進(jìn)行接合。

附圖說明

圖1是表示使用第1實施方式的被接合構(gòu)件(隔膜)構(gòu)成的鋰離子二次電池的立體圖。

圖2是表示將圖1的鋰離子二次電池分解為各構(gòu)成構(gòu)件的分解立體圖。

圖3是表示在圖1的袋裝電極的兩面分別層疊負(fù)極的狀態(tài)的立體圖。

圖4是沿著圖3中所示的4-4線表示圖3的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

圖5是表示第1實施方式的被接合構(gòu)件的超聲波接合裝置的立體圖。

圖6是表示圖5的超聲波接合裝置的主要部分的立體圖。

圖7是表示圖5的超聲波接合裝置的隔膜接合部和分離接近部的立體圖。

圖8是表示圖7的超聲波接合裝置的隔膜接合部和分離接近部的側(cè)視圖。

圖9是示意性地表示利用圖5的超聲波接合裝置將一對隔膜相互接合的狀態(tài)的局部剖視圖。

圖10是表示第2實施方式的被接合構(gòu)件的超聲波接合裝置的主要部分的立體圖。

具體實施方式

以下,參照附圖對本發(fā)明的第1實施方式和第2實施方式進(jìn)行說明。在附圖的說明中,對相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,并省略重復(fù)的說明。為了方便說明,附圖中的構(gòu)件的大小、比率存在有被夸張而與實際的大小、比率不同的情況。在圖1~圖10所有圖中,使用以x、y和z表示的箭頭來表示方位。以x表示的箭頭的方向表示隔膜40、正極20等的最終的輸送方向x。以y表示的箭頭的方向表示與輸送方向x交叉的交叉方向y。以z表示的箭頭的方向表示隔膜40與正極20的層疊方向z。

(第1實施方式)

在圖1~圖4中、特別是圖2~圖4中表示了利用超聲波接合裝置100接合的被接合構(gòu)件(隔膜40)。被接合構(gòu)件(隔膜40)例如在構(gòu)成鋰離子二次電池1的袋裝電極11中使用。

鋰離子二次電池1利用外封裝材料50將進(jìn)行充放電的發(fā)電元件12密封而構(gòu)成。發(fā)電元件12通過將由一對隔膜40夾持正極20并進(jìn)行接合而成的袋裝電極11、與負(fù)極30交替地層疊而構(gòu)成。即使在鋰離子二次電池1振動、受到?jīng)_擊的情況下,利用形成于一對隔膜40的兩端的接合部40h抑制正極20的移動從而防止隔著隔膜40相鄰的正極20與負(fù)極30之間的短路。后述詳細(xì)說明使用了被接合構(gòu)件(隔膜40)的鋰離子二次電池1。

在圖5~圖9中表示了超聲波接合裝置100。超聲波接合裝置100將一對被接合構(gòu)件(隔膜40)相互接合。

超聲波接合裝置100將隔膜40彼此接合。超聲波接合裝置100包括:電極輸送部110,其輸送電極(正極20或負(fù)極30);第1隔膜輸送部120,其輸送用于與正極20的一面層疊的隔膜40;以及第2隔膜輸送部130,其輸送用于與正極20的另一面層疊的隔膜40。另外,超聲波接合裝置100包括:隔膜接合部140,其將一對隔膜40相互接合;袋裝電極輸送部160,其輸送袋裝電極11;以及控制部170,其分別控制各構(gòu)成構(gòu)件的動作。后述詳細(xì)說明超聲波接合裝置100。

首先,基于使用了該被接合構(gòu)件(隔膜40)的鋰離子二次電池1的結(jié)構(gòu),參照圖1~圖4對利用超聲波接合裝置100相互接合的被接合構(gòu)件(隔膜40)進(jìn)行說明。

圖1是表示使用被接合構(gòu)件(隔膜40)構(gòu)成的鋰離子二次電池1的立體圖。圖2是表示將圖1的鋰離子二次電池1分解為各構(gòu)成構(gòu)件的分解立體圖。圖3是表示在圖1的袋裝電極11的兩面分別層疊有負(fù)極30的狀態(tài)的立體圖。圖4是沿著圖3中所示的4-4線表示圖3的結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

正極20相當(dāng)于電極,通過在作為導(dǎo)電體的正極集電體21的兩面粘結(jié)正極活性物質(zhì)而形成。用于將電力導(dǎo)出的正極電極端子21a自正極集電體21的一端的一部分延伸而形成。多個層疊后的正極20的正極電極端子21a通過焊接或粘接而相互固定。

正極20的正極集電體21的材料例如使用鋁制金屬板網(wǎng)、鋁制網(wǎng)、鋁制沖孔網(wǎng)。正極20的正極活性物質(zhì)的材料使用各種氧化物(limn2o4這樣的鋰錳氧化物;二氧化錳;linio2這樣的鋰鎳氧化物;licoo2這樣的鋰鈷氧化物;含鋰的鎳鈷氧化物;含鋰的非晶質(zhì)五氧化二釩)或硫?qū)倩衔?二硫化鈦、二硫化鉬)等。

負(fù)極30相當(dāng)于極性與正極20的極性不同的電極,通過在作為導(dǎo)電體的負(fù)極集電體31的兩面粘結(jié)負(fù)極活性物質(zhì)32而形成。為了不與形成于正極20的正極電極端子21a重疊,負(fù)極電極端子31a自負(fù)極集電體31的一端的一部分延伸而形成。負(fù)極30的長度方向上的長度大于正極20的長度方向上的長度。負(fù)極30的寬度方向上的長度等于正極20的寬度方向上的長度。多個層疊后的負(fù)極30的負(fù)極電極端子31a通過焊接或粘接而相互固定。

負(fù)極30的負(fù)極集電體31的材料例如使用銅制金屬板網(wǎng)、銅制網(wǎng)、或銅制沖孔網(wǎng)。負(fù)極30的負(fù)極活性物質(zhì)32的材料使用能夠吸收鋰離子并釋放的碳材料。這樣的碳材料例如使用天然石墨、人造石墨、碳黑、活性碳、碳纖維、焦炭、或?qū)⒂袡C(jī)前體(酚醛樹脂、聚丙烯腈或纖維素)在非活性氣氛中進(jìn)行熱處理而合成的碳。

隔膜40設(shè)于正極20與負(fù)極30之間,將該正極20與負(fù)極30電氣隔離。隔膜40在正極20與負(fù)極30之間保持電解液,從而保證鋰離子的傳導(dǎo)性。隔膜40例如由聚丙烯形成,并形成為薄板狀。隔膜40的長度方向上的長度大于負(fù)極30的除負(fù)極電極端子31a的部分以外部分的長度方向上的長度。隔膜40浸漬有通過在非水溶劑中溶解電解質(zhì)而調(diào)制成的非水電解液。為了在隔膜40中保持非水電解液,而使隔膜40含有聚合物。

以由一對隔膜40夾持正極20的兩面的方式層疊并裝袋,而構(gòu)成袋裝電極11。在一對隔膜40的沿著長度方向的兩側(cè)分別例如在兩端部和中央部形成有合計三個接合部40h。即使鋰離子二次電池1振動、受到?jīng)_擊,利用形成于隔膜40的長度方向上的兩端的接合部40h,也能夠抑制正極20在袋裝電極11內(nèi)的移動。即,借助隔膜40,能夠防止相鄰的正極20與負(fù)極30之間的短路。因而,鋰離子二次電池1能夠維持所期待的電特性。

外封裝材料50例如包括內(nèi)部具備金屬板的層壓片51、52,自兩側(cè)覆蓋發(fā)電元件12并對發(fā)電元件12進(jìn)行密封。在利用層壓片51、52密封發(fā)電元件12時,將該層壓片51、52的周圍的一部分開放,且將周圍的其他部分通過熱焊等密封。自層壓片51、52的開放的部分注入電解液,使隔膜40等浸漬有電解液。通過將內(nèi)部減壓而自層壓片51、52的開放部排出空氣,且將該開放部也進(jìn)行熱焊而完全地密封。

外封裝材料50的層壓片51、52例如通過分別層疊三種材料而形成三層結(jié)構(gòu)。第一層相當(dāng)于熱熔接性樹脂,例如使用聚乙烯(pe)、離聚物或乙烯醋酸乙烯酯(eva)。使第一層的材料與負(fù)極30相鄰。第二層相當(dāng)于將金屬形成為箔狀而成的構(gòu)件,例如使用al箔或ni箔。第三層相當(dāng)于樹脂性的薄膜,例如使用具有剛性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)或尼龍。

接著,參照圖5~圖8依次說明使被接合構(gòu)件(隔膜40)的接合方法具體實現(xiàn)的超聲波接合裝置100的結(jié)構(gòu)(電極輸送部110、第1隔膜輸送部120、第2隔膜輸送部130、隔膜接合部140、分離接近部150、袋裝電極輸送部160以及控制部170)。

圖5是表示超聲波接合裝置100的立體圖。圖6是表示圖5的超聲波接合裝置100的主要部分的立體圖。圖7是表示圖5的超聲波接合裝置的隔膜接合部140和分離接近部150的立體圖。圖7透過地表示了超聲波接合裝置100的構(gòu)成構(gòu)件的一部分。圖8是表示圖7的超聲波接合裝置100的隔膜接合部140和分離接近部150的側(cè)視圖。圖8透過地表示了隔膜接合部140和分離接近部150的構(gòu)成構(gòu)件的一部分。圖8的(a)以自輸送方向x上的上游側(cè)(圖中前方)朝向下游側(cè)(圖中后方)的方式表示了隔膜接合部140和分離接近部150。圖8的(b)以自輸送方向x上的下游側(cè)(圖中前方)朝向上游側(cè)(圖中后方)的方式表示了隔膜接合部140和分離接近部150。

如圖5所示,電極輸送部110從縱長狀的正極用基材20a上切出正極20并進(jìn)行輸送。

電極輸送部110的電極供給輥111用于保持正極用基材20a。電極供給輥111由圓柱形狀形成,纏繞有縱長狀的正極用基材20a。輸送輥112用于將正極用基材20a向輸送帶113引導(dǎo)。輸送輥112由細(xì)長的圓柱形狀形成,以對纏繞于電極供給輥111的正極用基材20a施加有恒定的張力的狀態(tài)將正極用基材20a向輸送帶113引導(dǎo)。輸送帶113用于輸送正極用基材20a。輸送帶113由外周面設(shè)有多個吸引口的環(huán)狀的帶形成,以吸引了正極用基材20a的狀態(tài)沿著輸送方向x輸送正極用基材20a。輸送帶113的與輸送方向x交叉的交叉方向y上的寬度大于正極用基材20a的寬度。旋轉(zhuǎn)輥114用于使輸送帶113轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)輥114沿著交叉方向y在輸送帶113的內(nèi)周面配置有多個,使輸送帶113旋轉(zhuǎn)。多個旋轉(zhuǎn)輥114中的一個為設(shè)有動力的驅(qū)動輥,其余為從動于驅(qū)動輥的從動輥。輸送輥112和電極供給輥111從動于輸送帶113的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

電極輸送部110的切斷刀115、116用于切斷正極用基材20a而成形正極20。切斷刀115、116以沿著交叉方向y相鄰的方式配置,將正極用基材20a切斷為預(yù)定的形狀并成形正極20。切斷刀115在頂端設(shè)有直線狀的銳利的刃,用于將正極用基材20a的一端沿著交叉方向y以直線狀切斷。切斷刀116在頂端設(shè)有使一部分彎折且階梯地形成的銳利的刃,用于與正極電極端子21a的形狀相對應(yīng)地切斷剛剛切斷了一端之后的正極用基材20a的另一端。支承臺117用于承受切斷正極用基材20a的切斷刀115和切斷刀116。支承臺117隔著所輸送的正極用基材20a與切斷刀115和切斷刀116相對地配置。電極輸送部110以使從正極用基材20a上切出的正極20在第1隔膜輸送部120與第2隔膜輸送部130之間通過的方式輸送正極20。

如圖5和圖6所示,第1隔膜輸送部120從隔膜用基材40a上切出用于層疊于正極20的一面(背面的一側(cè),圖5中的沿著層疊方向z的下方)的隔膜40并向隔膜接合部140輸送。

第1隔膜輸送部120構(gòu)成第2移動部。第1隔膜輸送部120與第2隔膜輸送部130一起在超聲波加工變幅桿141和砧座145自輸送路徑k分離的狀態(tài)下使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動,并使一對隔膜40的接合部40h位于超聲波加工變幅桿141與砧座145之間。

第1隔膜輸送部120具體實現(xiàn)了移動工序的一部分。在第1隔膜輸送部120的移動工序中,第1隔膜輸送部120與第2隔膜輸送部130一起,在超聲波加工變幅桿141和砧座145分別自一對隔膜40的輸送路徑k相互分離的狀態(tài)下,使一對隔膜40的接合部40h向超聲波加工變幅桿141與砧座145之間移動。

第1隔膜輸送部120位于比電極輸送部110靠輸送方向x上的下游側(cè)的位置,且配置于圖5和圖6中的沿著層疊方向z的下方。第1隔膜供給輥121用于保持隔膜用基材40a。第1隔膜供給輥121由圓柱形狀形成,纏繞有縱長狀的隔膜用基材40a。第1加壓輥122和第1夾持輥123用于在相對于隔膜用基材40a施加有恒定的張力的狀態(tài)下將隔膜用基材40a向第1輸送滾筒124引導(dǎo)。第1加壓輥122和第1夾持輥123相對配置,并分別由細(xì)長的圓柱形狀形成。

第1輸送滾筒124用于將隔膜用基材40a向隔膜接合部140輸送。第1輸送滾筒124使被切斷為長方形狀的隔膜40接近并層疊于自電極輸送部110送出的正極20的一面(背面的一側(cè),圖5中的沿著層疊方向z的下方)。隔膜40與正極20的一面相對。第1輸送滾筒124由圓柱形狀形成,在其外周面設(shè)有多個吸引口。在使第1隔膜輸送部120的第1輸送滾筒124旋轉(zhuǎn)時,除了第1加壓輥122和第1夾持輥123之外,第1隔膜供給輥121也從動地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。第1切斷刀125用于切斷縱長狀的隔膜用基材40a而成形隔膜40。第1切斷刀125在頂端設(shè)有直線狀的刃,并沿著與輸送方向x交叉的交叉方向y配置,將利用第1輸送滾筒124吸引的縱長狀的隔膜用基材40a以恒定的寬度切斷。

如圖5和圖6所示,第2隔膜輸送部130從隔膜用基材40a上切出用于層疊于正極20的與一面相對的另一面(表面的一側(cè),圖5中的沿著層疊方向z的上方)的隔膜40并向隔膜接合部140輸送。第2隔膜輸送部130與第1隔膜輸送部120相同地構(gòu)成第2移動部。

第2隔膜輸送部130位于比電極輸送部110靠輸送方向x上的下游側(cè)的位置,并配置于圖5和圖6中的沿著層疊方向z的上方。即,第2隔膜輸送部130與第1隔膜輸送部120沿著層疊方向z以面向同一平面的方式相對配置。第2隔膜輸送部130的第2隔膜供給輥131、第2加壓輥132、第2夾持輥133、第2輸送滾筒134以及第2切斷刀135由與第1隔膜輸送部120的第1隔膜供給輥121、第1加壓輥122、第1夾持輥123、第1輸送滾筒124以及第1切斷刀125相同的結(jié)構(gòu)形成。

如圖5~圖8所示,隔膜接合部140將一對隔膜40彼此接合。

隔膜接合部140用于具體實現(xiàn)接合方法中的接合工序。隔膜接合部140利用超聲波加工變幅桿141和砧座145夾持一對隔膜40并對該一對隔膜40進(jìn)行接合。

隔膜接合部140位于比第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130靠輸送方向x上的下游側(cè)的位置,在沿著輸送方向x的兩端各設(shè)有一組。在隔膜接合部140,在比一對隔膜40靠圖6中的上方的位置配置有超聲波加工變幅桿141、增強器142、振子143以及第1保持構(gòu)件144。另一方面,在比一對隔膜40靠圖6中的下方的位置配置有砧座145和第2保持構(gòu)件146。

隔膜接合部140的超聲波加工變幅桿141相當(dāng)于加工構(gòu)件,用于按壓隔膜40并且利用通過施加超聲波而產(chǎn)生的摩擦熱加熱隔膜40。超聲波加工變幅桿141由金屬形成,一體地形成有長方形狀的主體部141a和自該主體部141a的角部突出地形成的突起部141b。超聲波加工變幅桿141的突起部141b與隔膜40抵接。增強器142一邊使自振子143導(dǎo)出的超聲波放大,一邊將其向超聲波加工變幅桿141傳輸。增強器142配置于超聲波加工變幅桿141與振子143之間。增強器142由金屬形成,并形成為圓柱形狀。

振子143用于產(chǎn)生超聲波。將振子143的一端緊固于增強器142。振子143利用自外部供給的電力產(chǎn)生與超聲波的頻率相當(dāng)?shù)恼駝?。?保持構(gòu)件144用于保持超聲波加工變幅桿141。將第1保持構(gòu)件144的一端形成為環(huán)狀,供與超聲波加工變幅桿141連接的增強器142貫穿。超聲波加工變幅桿141借助第1保持構(gòu)件144利用后述的分離接近部150沿著層疊方向移動,并對一對隔膜40進(jìn)行按壓。即,分離接近部150承擔(dān)隔膜接合部140的一部分(超聲波加工變幅桿141的移動的動作)的功能。例如,在以圖6的(a)為基準(zhǔn)的情況下,第1保持構(gòu)件144將圖中所示的右側(cè)的部分設(shè)為第1保持構(gòu)件144r,將圖中所示的左側(cè)的部分設(shè)為第1保持構(gòu)件144l。

隔膜接合部140的砧座145相當(dāng)于施力構(gòu)件,用于隔著一對隔膜40對超聲波加工變幅桿141施力。砧座145由金屬形成,一體地形成有長方形狀的主體部145a、和自該主體部145a的角部突出地形成的突起部145b。砧座145的突起部145b沿著層疊方向z以與超聲波加工變幅桿141的突起部141b相對的方式配置。第2保持構(gòu)件146用于保持砧座145。第2保持構(gòu)件146以載置有砧座145的狀態(tài)與砧座145接合。例如,在以圖6的(a)為基準(zhǔn)的情況下,第2保持構(gòu)件146將圖中所示的右側(cè)的部分設(shè)為第2保持構(gòu)件146r,將圖中所示的左側(cè)的部分設(shè)為第2保持構(gòu)件146l。砧座145借助第2保持構(gòu)件146利用后述的分離接近部150沿著層疊方向移動,隔著一對隔膜40對超聲波加工變幅桿141施力。即,分離接近部150承擔(dān)了隔膜接合部140的一部分(砧座145的移動的動作)的功能。

在此,隔膜接合部140還可以設(shè)為在超聲波加工變幅桿141和砧座145夾持并接合一對隔膜40的過程中,以追隨第1隔膜輸送部120的動作和第2隔膜輸送部130的動作的方式朝向輸送方向x上的下游側(cè)移動的結(jié)構(gòu)。該情況下,在一對隔膜40之間的接合結(jié)束時,隔膜接合部140與分離接近部150一起朝向輸送方向x上的上游側(cè)高速返回。通過這樣地構(gòu)成,不用暫停第1輸送滾筒124和第2輸送滾筒134等的旋轉(zhuǎn),隔膜接合部140就能夠接合一對隔膜40。

如圖5~圖8所示,分離接近部150至少使超聲波加工變幅桿141和砧座145分別自一對隔膜40的輸送路徑k相互分離。

分離接近部150構(gòu)成第1移動部。第1移動部具有被驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的連結(jié)凸輪、連結(jié)連結(jié)凸輪和加工構(gòu)件的第1連結(jié)部以及連結(jié)連結(jié)凸輪和施力構(gòu)件的第2連結(jié)部,利用連結(jié)凸輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使加工構(gòu)件和施力構(gòu)件相對于輸送路徑分離和接近。分離接近部150具體實現(xiàn)了移動工序的一部分。在分離接近部150的移動工序中,至少使對一對隔膜40施加超聲波的超聲波加工變幅桿141、和隔著一對隔膜40對超聲波加工變幅桿141施力的砧座145分別自一對隔膜40的輸送路徑k相互分離。

對于沿著輸送方向x的兩端各配置一組的隔膜接合部140,各連結(jié)配置有一組分離接近部150。

伺服馬達(dá)151包含于旋轉(zhuǎn)部,用于借助其他的構(gòu)成構(gòu)件使超聲波加工變幅桿141和砧座145相互分離或接近。連結(jié)凸輪152包含于旋轉(zhuǎn)部,用于將伺服馬達(dá)151的旋轉(zhuǎn)向第1連結(jié)銷153和第2連結(jié)銷154傳遞。連結(jié)凸輪152連接于伺服馬達(dá)151的旋轉(zhuǎn)軸151a。連結(jié)凸輪152形成為圓盤形狀,在自該旋轉(zhuǎn)軸偏心的同心圓上相對地開口有兩個通孔152a。一對通孔152a供第1連結(jié)銷153和第2連結(jié)銷154以旋轉(zhuǎn)自由的方式貫穿。

第1連結(jié)銷153包含于第1支承部,用于將連結(jié)凸輪152的旋轉(zhuǎn)動作以直線狀向第1連結(jié)板155傳遞。第1連結(jié)銷153形成有形成為棒狀的主體部、和自該主體部的一端和另一端突出的圓柱狀的突出部,該突出部互相向完全相反的方向突出。第1連結(jié)銷153使一端貫穿于在連結(jié)凸輪152上開口的兩個通孔152a中的任一通孔152a,且使另一端貫穿于第1連結(jié)板155的通孔155a。第2連結(jié)銷154包含于第2支承部,用于將連結(jié)凸輪152的旋轉(zhuǎn)動作以直線狀向第2連結(jié)板156傳遞。第2連結(jié)銷154由與第1連結(jié)銷153相同的形狀形成。第2連結(jié)銷154使一端貫穿于在連結(jié)凸輪152上開口的兩個通孔152a中的任一通孔152a,且使另一端貫穿于第2連結(jié)板156的通孔156a。

第1連結(jié)板155包含于第1支承部,用于將第1連結(jié)銷153的動作向第1缸體157傳遞。第1連結(jié)板155形成為板狀,且在其一端開口有通孔155a。第1連結(jié)板155與第1缸體157的沿著層疊方向z的下表面連接,并在其通孔155a貫穿有第1連結(jié)銷153的另一端。第2連結(jié)板156包含于第2支承部,用于將第2連結(jié)銷154的動作向第2缸體158傳遞。第2連結(jié)板156形成為板狀,且在其一端開口有通孔156a。第2連結(jié)板156與第2缸體158的沿著層疊方向z的上表面連接,在其通孔156a貫穿有第2連結(jié)銷154的另一端。

第1缸體157相當(dāng)于第1按壓構(gòu)件,構(gòu)成為能夠沿著與輸送路徑k交叉的方向伸縮,用于將超聲波加工變幅桿141向一對隔膜40按壓。第1缸體157例如利用自外部借助調(diào)節(jié)器供給來的介質(zhì)進(jìn)行伸縮。第1缸體157以沿著層疊方向z的下表面懸掛第1連結(jié)板155的方式與第1連結(jié)板155連接,以沿著層疊方向z的上表面載置隔膜接合部140的第1保持構(gòu)件144r或第1保持構(gòu)件144l的一端的方式與隔膜接合部140連接。第2缸體158相當(dāng)于第2按壓構(gòu)件,構(gòu)成為能夠沿著與輸送路徑k交叉的方向伸縮,用于將砧座145向一對隔膜40按壓。第2缸體158包括與第1缸體157相同的結(jié)構(gòu)。第2缸體158以沿著層疊方向z的下表面懸掛隔膜接合部140的第2保持構(gòu)件146r或第2保持構(gòu)件146l的一端的方式與隔膜接合部140連接,以沿著層疊方向z的上表面載置第1連結(jié)板155的方式與第1連結(jié)板155連接。

基準(zhǔn)導(dǎo)軌159用于以沿著層疊方向z移動的方式對第1保持構(gòu)件144r或第1保持構(gòu)件144l、以及第2保持構(gòu)件146r或第2保持構(gòu)件146l進(jìn)行引導(dǎo)?;鶞?zhǔn)導(dǎo)軌159形成為沿著層疊方向z立起的棱柱形狀?;鶞?zhǔn)導(dǎo)軌159分別與形成于第1保持構(gòu)件144r或第1保持構(gòu)件144l的梯形形狀的槽、以及形成于第2保持構(gòu)件146r或第2保持構(gòu)件146l的梯形形狀的槽卡合。

如圖8的(a)所示,在分離接近部150,若使伺服馬達(dá)151在沿著輸送方向x的上游朝向下游的方位上向順時針方向旋轉(zhuǎn),則連結(jié)凸輪152從動地向順時針方向旋轉(zhuǎn)。因而,第1連結(jié)銷153沿著層疊方向z上升。其結(jié)果,第1連結(jié)板155、第1缸體157以及隔膜接合部140的第1保持構(gòu)件144沿著層疊方向z上升。另一方面,第2連結(jié)銷154沿著層疊方向z下降。其結(jié)果,第2連結(jié)板156、第2缸體158、以及隔膜接合部140的第2保持構(gòu)件146沿著層疊方向z下降。由此,在使伺服馬達(dá)151向圖8的(a)所示的順時針方向旋轉(zhuǎn)時,超聲波加工變幅桿141和砧座145以相互分離的方式進(jìn)行動作。另一方面,在使伺服馬達(dá)151向圖8的(a)所示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)時,超聲波加工變幅桿141和砧座145以相互接近的方式進(jìn)行動作。

如圖5和圖6所示,袋裝電極輸送部160用于輸送利用隔膜接合部140等形成的袋裝電極11。

袋裝電極輸送部160與電極輸送部110沿著輸送方向x相鄰,且配置于比第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130靠輸送方向x上的下游側(cè)的位置。輸送帶161用于輸送袋裝電極11。輸送帶161包括在外周面設(shè)有多個吸引口的環(huán)狀的帶,以吸引了袋裝電極11的狀態(tài)沿著輸送方向x輸送袋裝電極11。輸送帶161形成為使沿著與輸送方向x交叉的交叉方向y的寬度小于袋裝電極11的寬度。即,袋裝電極11的兩端自輸送帶161相對于交叉方向y向外側(cè)突出。由此,避免了輸送帶161與隔膜接合部140之間的干涉。旋轉(zhuǎn)輥162用于使輸送帶161旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)輥162沿著交叉方向y在輸送帶161的內(nèi)周面配置有多個。為了避免與隔膜接合部140之間的干涉,旋轉(zhuǎn)輥162不自輸送帶161突出。多個旋轉(zhuǎn)輥162中的一個為設(shè)有動力的驅(qū)動輥,其他為從動于驅(qū)動輥的從動輥。

袋裝電極輸送部160的吸盤163用于吸附袋裝電極11。吸盤163以與袋裝電極11相對的方式位于比載置于輸送帶161的袋裝電極11靠層疊方向z上的圖5中所示的上方的位置。吸盤163由板狀形成,在與袋裝電極11相抵接的面設(shè)有多個吸引口。伸縮構(gòu)件164用于使吸盤163沿著層疊方向z上下移動。伸縮構(gòu)件164使其一端與吸盤接合,使其另一端卡定于x軸平臺165和x軸輔助導(dǎo)軌166。伸縮構(gòu)件164將空氣壓縮機(jī)等作為動力,能夠沿著層疊方向z伸縮。x軸平臺165和x軸輔助導(dǎo)軌166用于使接合有吸盤163的伸縮構(gòu)件164沿著輸送方向x移動。x軸平臺165沿著輸送方向x配置,沿著輸送方向x掃描伸縮構(gòu)件164。x軸輔助導(dǎo)軌166與x軸平臺165并列配置,輔助x軸平臺165對伸縮構(gòu)件164的掃描。載置臺167用于暫時載置并保管袋裝電極11。載置臺167由板狀形成,配置于比輸送帶161靠沿著輸送方向x的下游側(cè)的位置。

如圖5所示,控制部170分別控制電極輸送部110、第1隔膜輸送部120、第2隔膜輸送部130、隔膜接合部140、分離接近部150以及袋裝電極輸送部160的工作。

控制部170的控制器171相當(dāng)于控制構(gòu)件,控制超聲波接合裝置100??刂破?71包含rom、cpu以及ram。rom(readonlymemory,只讀存儲器)存儲有超聲波接合裝置100的控制程序??刂瞥绦虬ㄅc電極輸送部110的旋轉(zhuǎn)輥114和切斷刀115、116、第1隔膜輸送部120的第1輸送滾筒124和第1切斷刀125、以及第2隔膜輸送部130的第2輸送滾筒134和第2切斷刀135的控制相關(guān)的內(nèi)容。另外,控制程序包括與隔膜接合部140的振子143、分離接近部150的伺服馬達(dá)151、以及袋裝電極輸送部160的旋轉(zhuǎn)輥162、吸盤163、伸縮構(gòu)件164以及x軸平臺165的控制相關(guān)的內(nèi)容。cpu(centralprocessingunit,中央處理器)根據(jù)控制程序控制超聲波接合裝置100的各個構(gòu)成構(gòu)件的工作。ram(randomaccessmemory,隨機(jī)存儲器)暫時存儲控制過程中的超聲波接合裝置100的各個構(gòu)成構(gòu)件的各種數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)例如為分離接近部150的伺服馬達(dá)151的正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)量的累積值。

接著,在圖5~圖8的基礎(chǔ)上參照圖9說明超聲波接合裝置100的動作。

圖9是示意性地表示利用圖5的超聲波接合裝置100將一對隔膜40相互接合的狀態(tài)的局部剖視圖。

如圖5所示,電極輸送部110利用切斷刀115、116將縱長狀的正極用基材20a一張張地切斷為預(yù)定的形狀而成形正極20。電極輸送部110將正極20向第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130之間輸送。

接著,如圖5和圖6所示,第1隔膜輸送部120從隔膜用基材40a上切出用于層疊于正極20的一面的隔膜40并進(jìn)行輸送。利用第1切斷刀125將縱長狀的隔膜用基材40a一張張地切斷為長方形狀而成形隔膜40。第1隔膜輸送部120將隔膜40層疊于自電極輸送部110輸送來的正極20的一面(背面的一側(cè),圖5中的沿著層疊方向z的下方)側(cè)。

同樣地,如圖5和圖6所示,第2隔膜輸送部130與第1隔膜輸送部120的動作聯(lián)動,從隔膜用基材40a上切出用于層疊于正極20的與一面相對的另一面的隔膜40并進(jìn)行輸送。利用第2切斷刀135將縱長狀的隔膜用基材40a一張張地切斷為長方形狀而成形隔膜40。第2隔膜輸送部130將隔膜40層疊于自電極輸送部110輸送來的正極20的另一面(表面的一側(cè),圖5中的沿著層疊方向z的上方)側(cè)。

接著,如圖5~圖9所示,利用隔膜接合部140等將以夾持正極20的方式層疊的一對隔膜40彼此相互接合。具體而言,如圖9的(a)等所示,利用分離接近部150使超聲波加工變幅桿141和砧座145分別自一對隔膜40的輸送路徑k相互分離,利用第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動。在超聲波加工變幅桿141和砧座145自輸送路徑k相互分離時、或在超聲波加工變幅桿141和砧座145自輸送路徑k相互分離之后,使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動。由此,使一對隔膜40的接合部40h位于超聲波加工變幅桿141與砧座145之間。

另外,如圖9的(b)等所示,利用隔膜接合部140和分離接近部150,由超聲波加工變幅桿141和砧座145夾持并接合一對隔膜40。

另外,如圖9的(c)等所示,利用分離接近部150使超聲波加工變幅桿141和砧座145分別自一對隔膜40的輸送路徑k相互分離,利用第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動。由此,使一對隔膜40的下一接合部40h位于超聲波加工變幅桿141與砧座145之間。

然后,如圖5和圖6所示,袋裝電極輸送部160輸送利用隔膜接合部140形成的袋裝電極11。袋裝電極輸送部160將袋裝電極11載置于載置臺167并暫時保管。

根據(jù)上述的第1實施方式,利用以下的結(jié)構(gòu)達(dá)到作用效果。

超聲波接合裝置100具有加工構(gòu)件(超聲波加工變幅桿141)、施力構(gòu)件(砧座145)、第1移動部(分離接近部150)、以及第2移動部(第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130)。超聲波加工變幅桿141對被接合構(gòu)件(一對隔膜40)施加超聲波并進(jìn)行接合。砧座145隔著一對隔膜40與超聲波加工變幅桿141相對,并隔著一對隔膜40對超聲波加工變幅桿141施力。分離接近部150使超聲波加工變幅桿141和砧座145分別相對于一對隔膜40的輸送路徑k相互分離和接近。第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130在超聲波加工變幅桿141和砧座145自輸送路徑k分離的狀態(tài)下使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動,從而使一對隔膜40的接合部40h位于超聲波加工變幅桿141與砧座145之間。分離接近部150具有被驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的連結(jié)凸輪、連結(jié)連結(jié)凸輪和加工構(gòu)件的第1連結(jié)部以及連結(jié)連結(jié)凸輪和施力構(gòu)件的第2連結(jié)部,并利用連結(jié)凸輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使加工構(gòu)件和施力構(gòu)件相對于輸送路徑分離和接近。

超聲波接合方法具有移動工序和接合工序。在移動工序中,在使對被接合構(gòu)件(一對隔膜40)施加超聲波的加工構(gòu)件(超聲波加工變幅桿141)、和隔著一對隔膜40對超聲波加工變幅桿141施力的施力構(gòu)件(砧座145)分別自一對隔膜40的輸送路徑k相互分離的狀態(tài)下,使一對隔膜40的接合部40h向超聲波加工變幅桿141與砧座145之間移動。在接合工序中,利用超聲波加工變幅桿141和砧座145夾持并接合一對隔膜40。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),在使一對隔膜40移動時,使超聲波加工變幅桿141和砧座145分別自輸送路徑k分離。即,除了不與超聲波加工變幅桿141干涉以外,還能夠不與砧座145干涉,而使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動。因而,該超聲波接合裝置和超聲波接合方法能夠避免物理性地干涉且使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動并進(jìn)行接合。

另外,特別是在超聲波接合裝置100中,分離接近部150能夠設(shè)為具有第1按壓構(gòu)件(第1缸體157)的結(jié)構(gòu),該第1按壓構(gòu)件構(gòu)成為能夠沿著與輸送路徑k交叉的方向伸縮并將超聲波加工變幅桿141向一對隔膜40按壓。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使在超聲波加工變幅桿141的外形形狀產(chǎn)生了變形的情況下,也不會在超聲波加工變幅桿141與隔膜40之間產(chǎn)生間隙、使按壓力下降。因而,利用第1缸體157,能夠?qū)⒊暡庸ぷ兎鶙U141相對于一對隔膜40充分地按壓。超聲波加工變幅桿141的變形例如相當(dāng)于由施加超聲波而引起的接觸面上的磨損。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使在超聲波加工變幅桿141的位置產(chǎn)生了偏移的情況下,也不會受到該偏移的影響,能夠利用第1缸體157將超聲波加工變幅桿141相對于一對隔膜40充分地按壓。超聲波加工變幅桿141的位置偏移例如相當(dāng)于由超聲波的振動、對一對隔膜40的按壓而引起的相對的位置偏移。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使超聲波加工變幅桿141所接觸的一對隔膜40的厚度變化,也不會受到該變化的影響,能夠利用第1缸體157將超聲波加工變幅桿141相對于一對隔膜40充分地按壓。一對隔膜的厚度的變化相當(dāng)于批次(日文:ロット)之間的層厚的偏差、同一批次中的層厚的誤差。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠利用第1缸體157將超聲波加工變幅桿141對一對隔膜40的按壓力控制為恒定。因而,能夠使超聲波接合的狀態(tài)恒定,能夠提高超聲波接合的可靠性。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠利用第1缸體157任意地調(diào)整超聲波加工變幅桿141與輸送路徑k之間的沿著層疊方向z的距離。因而,能夠根據(jù)被接合構(gòu)件的層厚、變形狀態(tài),增大超聲波加工變幅桿141與輸送路徑k之間的距離從而充分地防止干涉、減小超聲波加工變幅桿141與輸送路徑k之間的距離從而縮短移動的節(jié)拍(日文:タクト)。

另外,特別是在超聲波接合裝置100中,分離接近部150能夠設(shè)為具有第2按壓構(gòu)件(第2缸體158)的結(jié)構(gòu),該第2按壓構(gòu)件構(gòu)成為能夠沿著與輸送路徑k交叉的方向伸縮且能夠?qū)⒄枳?45向一對隔膜40按壓。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使在砧座145的外形形狀產(chǎn)生了變形的情況下,也不會在砧座145與隔膜40之間產(chǎn)生間隙、使按壓力下降。因而,能夠利用第2缸體158將砧座145相對于一對隔膜40充分地按壓。砧座145的變形例如相當(dāng)于由隔著一對隔膜40自超聲波加工變幅桿141施加的超聲波而引起的磨損。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使在砧座145的位置產(chǎn)生了偏移的情況下,也不會受到該偏移的影響,能夠利用第2缸體158將砧座145相對于一對隔膜40充分地按壓。砧座145的位置偏移例如相當(dāng)于由隔著一對隔膜40自超聲波加工變幅桿141產(chǎn)生的超聲波的振動、對一對隔膜40的按壓引起的相對的位置偏移。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使砧座145所接觸的一對隔膜40的厚度產(chǎn)生了變化,也不會受到該變化的影響,能夠利用第2缸體158將砧座145相對于一對隔膜40充分地按壓。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠利用第2缸體158將砧座145相對于一對隔膜40的按壓力控制為恒定。因而,能夠使超聲波接合的狀態(tài)恒定,能夠提高超聲波接合的可靠性。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠利用第2缸體158任意地調(diào)整砧座145與輸送路徑k之間的沿著層疊方向z的距離。因而,能夠根據(jù)被接合構(gòu)件的層厚、變形狀態(tài),增大砧座145與輸送路徑k之間的距離從而充分地防止干涉、減小砧座145與輸送路徑k之間的距離從而縮短移動的節(jié)拍。

另外,特別是在超聲波接合裝置100中,分離接近部150能夠設(shè)為具有旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)、第1支承部(第1連結(jié)銷153和第1連結(jié)板155)以及第2支承部(第2連結(jié)銷154和第2連結(jié)板156)的結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)能夠正向轉(zhuǎn)動以及反向轉(zhuǎn)動。第1支承部(第1連結(jié)銷153和第1連結(jié)板155)與旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)卡合并支承超聲波加工變幅桿141。第2支承部(第2連結(jié)銷154和第2連結(jié)板156)與旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)卡合并支承砧座145。在此,旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)利用正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動的動作使超聲波加工變幅桿141和砧座145相互分離或接近。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠利用旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)、第1支承部(第1連結(jié)銷153和第1連結(jié)板155)以及第2支承部(第2連結(jié)銷154和第2連結(jié)板156)的非常簡單的結(jié)構(gòu)使超聲波加工變幅桿141和砧座145相互分離或接近。特別是,能夠僅利用一個旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)使第1支承部(第1連結(jié)銷153和第1連結(jié)板155)和第2支承部(第2連結(jié)銷154和第2連結(jié)板156)進(jìn)行動作。因而,能夠削減制造超聲波接合裝置100所需的費用。另外,能夠減少超聲波接合裝置100進(jìn)行動作所需的電力。另外,能夠使超聲波接合裝置100小型化。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),由于利用同一旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)使超聲波加工變幅桿141和砧座145相互分離或接近,因此,容易獲得超聲波加工變幅桿141的動作和砧座145的動作的同步。即,能夠可靠地使超聲波加工變幅桿141和砧座145相互分離或接近。因而,能夠提高超聲波接合裝置100的超聲波接合的可靠性。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),由于利用同一旋轉(zhuǎn)部(伺服馬達(dá)151和連結(jié)凸輪152)使超聲波加工變幅桿141和砧座145進(jìn)行動作,因此,能夠防止在僅超聲波加工變幅桿141的動作正常、僅砧座145的動作正常這樣的不充分的狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行超聲波接合。因而,能夠提高超聲波接合裝置100的超聲波接合的可靠性。

另外,特別是在超聲波接合方法中,移動工序能夠構(gòu)成為輸送薄板狀的一對隔膜40。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使在一對隔膜40形成為難以將其形狀保持恒定的薄板狀、且必須以容許了變形的狀態(tài)進(jìn)行輸送的情況下,也能夠防止與超聲波加工變幅桿141和砧座145之間的干涉。因而,即使是形成為薄板狀的一對隔膜40,也不會產(chǎn)生干涉而能夠使一對隔膜40穩(wěn)定地沿著輸送路徑k移動。特別是,適合于以下情況:由于以高速輸送一對隔膜40,一對隔膜40以撓曲的方式相對變形。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),例如在超聲波接合方法中,即使在可能由外部的風(fēng)流、內(nèi)部的振動等而引起一對隔膜40產(chǎn)生變形的情況下,也不會受到這些干擾因素的影響,能夠防止與超聲波加工變幅桿141和砧座145之間的干涉。

另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),例如在超聲波接合裝置100輸送一對隔膜40時,若能夠容許一對隔膜40的變形,則相比于無法容許一對隔膜40的變形的情況,能夠使與輸送相關(guān)的結(jié)構(gòu)簡化。

特別是,在這樣的結(jié)構(gòu)中,由于使用難以將形狀保持為恒定的一對隔膜40,因此,例如避開使一對隔膜40自身自輸送路徑k沿著層疊方向z偏心地移動而使其以在超聲波加工變幅桿141和砧座145的中間通過的方式移動的方法,而期望使用使一對隔膜40沿著輸送路徑k移動的方法。

另外,特別是在超聲波接合方法中,移動工序能夠構(gòu)成為將一對隔膜40在水平配置的狀態(tài)下向超聲波加工變幅桿141與砧座145之間移動。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),即使在必須在由于重力而容易產(chǎn)生撓曲的狀態(tài)下輸送水平配置的一對隔膜40的情況下,也能夠防止與配置于重力方向(層疊方向z)上的下方的例如砧座145之間的干涉。因而,即使在將一對隔膜40沿水平方向配置的情況下,與不會沿著輸送路徑k產(chǎn)生干涉,而能夠使一對隔膜40穩(wěn)定地移動。

(第2實施方式)

參照圖10說明具體實現(xiàn)了第2實施方式的被接合構(gòu)件(隔膜40)的接合方法的超聲波接合裝置200。

第2實施方式的超聲波接合裝置200的將一對隔膜40的沿著輸送方向x的兩端縫焊的結(jié)構(gòu)與所述的第1實施方式的超聲波接合裝置100的結(jié)構(gòu)不同。所述的超聲波接合裝置100對一對隔膜40的兩端進(jìn)行了點焊。

在第2實施方式中,對于包括與所述的第1實施方式相同的結(jié)構(gòu)的部分,使用相同的附圖標(biāo)記,并省略所述的說明。

參照圖10依次說明具體實現(xiàn)了被接合構(gòu)件(隔膜40)的接合方法的超聲波接合裝置200的結(jié)構(gòu)和動作。

圖10是表示超聲波接合裝置200的主要部分的立體圖。

隔膜接合部240和分離接近部150通過將一對隔膜40的沿著輸送方向x的兩端連續(xù)接合而形成包括有直線狀的接合部40i的袋裝電極13。隔膜接合部240和分離接近部150位于比第1隔膜輸送部120和第2隔膜輸送部130靠輸送方向x上的下游側(cè)的位置,且在沿著輸送方向x的兩端各配置有一組。即,隔膜接合部240和分離接近部150將各構(gòu)成構(gòu)件沿著與輸送方向x交叉的交叉方向y配置,這與所述的隔膜接合部140不同。與隔膜接合部140相比,隔膜接合部240的超聲波加工變幅桿241、砧座245以及第2保持構(gòu)件246的結(jié)構(gòu)不同。

隔膜接合部240的超聲波加工變幅桿241用于對隔膜40施加超聲波。超聲波加工變幅桿241由金屬形成,并形成為圓盤形狀。超聲波加工變幅桿241配置為能夠沿著一對隔膜40的輸送路徑k旋轉(zhuǎn)。超聲波加工變幅桿241通過一邊旋轉(zhuǎn)一邊對一對隔膜40進(jìn)行按壓并且施加超聲波,從而加熱一對隔膜40并使其相互熔接并接合。

隔膜接合部240的砧座245用于隔著一對隔膜40對超聲波加工變幅桿241施力。砧座245隔著一對隔膜40與超聲波加工變幅桿241相對。砧座245由金屬形成,并形成為圓盤形狀。超聲波加工變幅桿241配置為能夠沿著一對隔膜40的輸送路徑k旋轉(zhuǎn)。砧座245一邊旋轉(zhuǎn)一邊對超聲波加工變幅桿241施力。第2保持構(gòu)件246用于保持砧座245。第2保持構(gòu)件246將一端形成為環(huán)狀,并供砧座245的旋轉(zhuǎn)軸貫穿。

根據(jù)上述的第2實施方式,利用以下的結(jié)構(gòu)達(dá)到作用效果。

在超聲波接合裝置200中,超聲波加工變幅桿241形成為能夠沿著輸送路徑k旋轉(zhuǎn)的圓盤形狀,并連續(xù)對一對隔膜40施加超聲波。另外,砧座245形成為能夠沿著輸送路徑k旋轉(zhuǎn)的圓盤形狀,并隔著一對隔膜40連續(xù)對超聲波加工變幅桿241施力。

由此,使一對隔膜40與超聲波加工變幅桿241以及砧座245不干涉而沿著輸送路徑k移動的結(jié)構(gòu)還能夠應(yīng)用于利用所謂的縫焊將一對隔膜40的沿著輸送方向x的兩端連續(xù)接合而形成直線狀的接合部40i的方式。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),能夠利用縫焊更加牢固地接合一對隔膜40的兩端。另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),由于超聲波加工變幅桿241以及砧座245與一對隔膜40兩端的部分相抵接且一邊旋轉(zhuǎn)一邊熔接,因此,難以附著于隔膜40。因而,能夠防止在超聲波加工變幅桿241和砧座245附著于隔膜40的狀態(tài)下進(jìn)行移動,不會對隔膜40產(chǎn)生損傷。另外,根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),通過使超聲波加工變幅桿241和砧座245以能夠旋轉(zhuǎn)的方式與隔膜40相抵接,因此,能夠在使第1輸送滾筒124和第2輸送滾筒134持續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下一邊輸送一邊接合一對隔膜40。

此外,本發(fā)明根據(jù)技術(shù)方案的范圍所記載的結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行各種改變,這些改變也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

例如,在第1實施方式和第2實施方式中,在構(gòu)成鋰離子二次電池1的袋裝電極11中,以將該袋裝電極11中使用的一對隔膜40相互接合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。還能夠應(yīng)用于除構(gòu)成鋰離子二次電池1的袋裝電極11中使用的袋裝電極11以外的被接合構(gòu)件的接合。

另外,在第1實施方式和第2實施方式中,以鋰離子二次電池1的結(jié)構(gòu)說明了二次電池,但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。二次電池例如還能夠構(gòu)成為聚合物鋰電池、鎳氫電池、鎳鎘電池。

另外,在第1實施方式和第2實施方式中,以將正極20利用一對隔膜40裝袋而形成袋裝電極11的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。還可以設(shè)為將負(fù)極30利用一對隔膜40裝袋而形成袋裝電極的結(jié)構(gòu)。另外,還可以構(gòu)成為在將一對隔膜40相互接合之后插入正極20或負(fù)極30而形成袋裝電極的結(jié)構(gòu)。

另外,在第1實施方式中,說明了使用超聲波加工變幅桿141和砧座145對一對隔膜40的兩端進(jìn)行點焊結(jié)構(gòu),但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu),還可以設(shè)為通過在一對隔膜40的兩端連續(xù)地形成接合部而進(jìn)行縫焊的結(jié)構(gòu)。

另外,在第1實施方式中,說明了利用在超聲波加工變幅桿141中僅具備有一個的矩形形狀的突起部141b和砧座145夾持一對隔膜40并施加超聲波的結(jié)構(gòu),但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。超聲波加工變幅桿141例如還可以設(shè)為以矩陣狀具備多個突起部的結(jié)構(gòu)。另外,超聲波加工變幅桿141例如還可以設(shè)為具備使頂端削尖、彎曲而成的突起部的結(jié)構(gòu)。

另外,在第2實施方式中,說明了使用圓盤狀的超聲波加工變幅桿241和圓盤狀的砧座245對一對隔膜40的兩端進(jìn)行縫焊的結(jié)構(gòu),但并不限定于這樣的結(jié)構(gòu)。還可以設(shè)為通過使圓盤狀的超聲波加工變幅桿241和砧座245以恒定的周期自一對隔膜40分離,從而對一對隔膜40的兩端進(jìn)行點焊的結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下,能夠在使第1輸送滾筒124和第2輸送滾筒134持續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,將輸送過程中的一對隔膜40的兩端接合。

另外,在第1實施方式和第2實施方式中,由旋轉(zhuǎn)部、第1支承部、以及第2支承部構(gòu)成的第1移動部還可以利用所謂的齒輪齒條的結(jié)構(gòu)來具體實現(xiàn)。

附圖標(biāo)記說明

1、鋰離子二次電池;11、13、袋裝電極;12、發(fā)電元件;20、正極;20a、正極用基材;21、正極集電體;21a、正極電極端子;30、負(fù)極;31、負(fù)極集電體;31a、負(fù)極電極端子;32、負(fù)極活性物質(zhì);40、隔膜(被接合構(gòu)件);40a、隔膜用基材;40h、40i、接合部;50、外封裝材料;51、52、層壓片;100、200、超聲波接合裝置;110、電極輸送部;111、電極供給輥;112、輸送輥;113、輸送帶;114、旋轉(zhuǎn)輥;115、116、切斷刀;117、支承臺;120、第1隔膜輸送部(第2移動部);121、第1隔膜供給輥;122、第1加壓輥;123、第1夾持輥;124、第1輸送滾筒;125、第1切斷刀;130、第2隔膜輸送部(第2移動部);131、第2隔膜供給輥;132、第2加壓輥;133、第2夾持輥;134、第2輸送滾筒;135、第2切斷刀;140、240、隔膜接合部;141、241、超聲波加工變幅桿(加工構(gòu)件);141a、主體部;141b、突起部;142、增強器;143、振子;144、144r、144l、第1保持構(gòu)件;145、245、砧座(施力構(gòu)件);145a、主體部;145b、突起部;146、146r、146l、246、246r、246l、第2保持構(gòu)件;150、分離接近部;151、伺服馬達(dá);151a、旋轉(zhuǎn)軸;152、連結(jié)凸輪;152a、通孔;153、第1連結(jié)銷;154、第2連結(jié)銷;155、第1連結(jié)板;155a、通孔;156、第2連結(jié)板;156a、通孔;157、第1缸體;158、第2缸體;159、基準(zhǔn)導(dǎo)軌;160、袋裝電極輸送部;161、輸送帶;162、旋轉(zhuǎn)輥;163、吸盤;164、伸縮構(gòu)件;165、x軸平臺;166、x軸輔助導(dǎo)軌;167、載置臺;170、控制部;171、控制器;x、輸送方向;y、(與輸送方向x交叉的)方向;z、層疊方向;k、輸送路徑。

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