JP2006331796A - セパレータ被覆電極の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】セパレータを二つ折りにする際に折目の位置がずれるおそれを無くして製品の歩留まりを向上させることができるようにしたセパレータ被覆電極の製造装置を提供する。
【解決手段】長尺のセパレータ４を切断刃１０５と折目成形用刃部１０６とを有するカッターロール１０２と支持ロール１０４との間に通して、中間部に折目が形成された単位セパレータ５を得るセパレータ供給装置１と、単位セパレータ５を折り込みロール２０３，２０４の間に極板６とともに送り込んで、二つ折りにされた単位セパレータの間に極板が挟み込まれた構造のセパレータ極板組立体９を得るセパレータ折り込み装置２と、折り込まれた単位セパレータの幅方向の両端を接合して単位セパレータを袋状にするセパレータ接合装置３とを備える。支持ロール１０４の外周部には、折目成形用刃部１０６をセパレータ４とともに受け入れる溝部１０７が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄電池用の電極を袋状のセパレータで被覆してセパレータ被覆電極を製造するセパレータ被覆電極の製造装置に関するものである。

蓄電池用の電極を袋状のセパレータで被覆してセパレータ被覆電極を製造する装置として、長尺の帯状セパレータを所定の長さに切断することにより形成した単位セパレータを垂直方向に供給するセパレータ供給装置と、水平方向に移動する電極を単位セパレータの中間部に当てて該単位セパレータを二つ折りに折り曲げながら、その間に電極を挟み込むことにより、二つ折りにされた単位セパレータの間に極板が挟み込まれた構造のセパレータ極板組立体を形成するセパレータ折り込み装置と、セパレータ極板組立体の二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端部分を接合して該単位セパレータを袋状にするセパレータ接合装置とを備えたものが用いられている。この種のセパレータ被覆電極製造装置は、例えば特許文献１に示されている。
特公昭５３−１８２５４号公報

従来のセパレータ被覆電極製造装置においては、セパレータを所定寸法に切断して得た単位セパレータを二つ折りにする前に、単位セパレータに十分な折り癖をつける手段が設けられていなかったため、単位セパレータを二つ折りにしながらその間に電極を挟み込む際に、単位セパレータの折り目の位置が正規の位置からずれたり、折り目が単位セパレータの長手方向に対して傾いたりすることがあった。単位セパレータを二つ折りにしながら電極を挟み込む過程で単位セパレータの折り目の位置がずれたり、折り目が傾いたりすると、二つ折りにした単位セパレータの幅方向の両端を接合した際に単位セパレータが正しい袋状の形にならないことがあり、できあがったセパレータ被覆電極が不良品となることがあった。

本発明の目的は、単位セパレータを二つ折りにする際に折り目の位置がずれたり、折り目が傾いたりするおそれを無くして、製品の歩留まりを向上させることができるようにしたセパレータ被覆電極の製造装置を提供することにある。

本発明は、蓄電池用の電極を袋状のセパレータで被覆してセパレータ被覆電極を製造するセパレータ被覆電極の製造装置であって、セパレータ供給装置と、セパレータ折り込み装置と、セパレータ接合装置とを基本的な構成要素として構成される。

本発明で用いるセパレータ供給装置は、軸線方向に伸びる切断刃と折目成形用刃部とを外周部に有するカッターロールと、帯状の蓄電池用セパレータを間にしてカッターロールと相対するように配置された支持ロールとを備えて、カッターロールと支持ロールとの間にセパレータを挟んで送給する過程で折目成形用刃部をセパレータに押しつけることによりセパレータに折り目を付けるとともに切断刃によりセパレータを決められた長さに切断して長手方向の中間部に折目が付けられた単位セパレータを折り込み位置に供給するように構成される。

本発明では、上記支持ロールが、カッターロールの折目成形用刃部をセパレータとともに受け入れるように形成された折目成形用刃部受入れ用溝部を外周部に有している。

セパレータ折り込み装置は、折り込み位置に供給された単位セパレータの折目に沿い、かつ単位セパレータの板面と直交する平面を基準平面として、該基準平面を間にして相対するように設けられた一対の折り込みロールと、折り込み位置にある単位セパレータを介して折り込みロールと相対するように設けられて基準平面に沿って一対の折り込みロールの間に極板を送給する極板送給機構とを備えて、極板送給機構から基準平面に沿って折り込み位置にある単位セパレータの折目に向けて極板を送給することにより、該極板を単位セパレータと共に一対の折り込みロールの間に送り込んで、折目の箇所で二つ折りにされた単位セパレータの間に極板が挟み込まれた構造のセパレータ極板組立体を形成するように構成される。

またセパレータ接合装置は、セパレータ極板組立体の単位セパレータの幅方向の両端部分を接合して該単位セパレータを袋状にするように構成される。

上記のように、カッターロールに折目形成用刃部を設けるとともに、支持ロールの外周部に、カッターロールの折目成形用刃部をセパレータとともに受け入れる折目成形用刃部受入れ用溝部を設けておくと、単位セパレータに折目を付けるとともに該折目の部分に十分な折癖をつけることができるため、極板供給機構から基準平面に沿って極板を送給した際に、単位セパレータを確実に折目の箇所で二つ折りにして、正しく二つ折りにされた単位セパレータの間に極板が挟まれた構造のセパレータ極板組立体を得ることができ、その後の工程で二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を接合した際に、該単位セパレータを正しく袋状にして、不良品が生じるのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、切断刃と折目成形用刃部とがカッターロールの外周部の周方向に１８０度の角度間隔を隔てて設けられる。このように切断刃と折目成形用刃部とを設けておくと、単位セパレータの長手方向の中央部に正しく折目を形成することができる。

本発明の好ましい態様では、折目成形用刃部の横断面の輪郭形状がＵ字形またはＶ字形を呈するように形成される。この場合、折目成形用刃部受入れ用溝部は、支持ロールの軸線方向に伸びていて、その断面の輪郭形状がＵ字形またはＶ字形を呈するように形成される。折目成形用刃部及び折目成形用刃部受入れ用溝部をこのような形に形成しておくと、単位セパレータの折癖を確実につけることができる。

以上のように、本発明によれば、カッターロールに折目形成用刃部を設けるとともに、支持ロールの外周部に、カッターロールの折目成形用刃部をセパレータとともに受け入れる折目成形用刃部受入れ用溝部を設けたので、単位セパレータに折目を付けるとともに該折目の部分に十分な折癖をつけることができる。そのため、極板供給機構から基準平面に沿って極板を送給した際に、単位セパレータを確実に折目の箇所で二つ折りにして、正しく二つ折りにされた単位セパレータの間に極板が挟まれた構造のセパレータ極板組立体を得ることができ、該セパレータ極板組立体の二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を接合した際に、該単位セパレータを正しく袋状にして、不良品が生じるのを防ぐことができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係わるセパレータ被覆電極の製造装置の構成を概略的に示したもので、同図において１はセパレータ供給装置と、２はセパレータ折り込み装置、３はセパレータ接合装置である。

セパレータ供給装置１は、水平方向に伸びる回転軸１０１に取り付けられて図示しないモータにより回転駆動されるカッターロール１０２と、回転軸１０１と同じ高さの位置を該回転軸１０１と平行に伸びる回転軸１０３に取り付けられて、帯状の蓄電池用セパレータ４を間にしてカッターロール１０２と相対するように配置された支持ロール１０４とを備えている。支持ロール１０４の外径寸法は、カッターロールの外径寸法に等しく設定されている。

カッターロール１０２の外周部には、その軸線方向に直線的に伸びる切断刃１０５と、同じく軸線方向に伸びる折目形成用刃部１０６とが、周方向に１８０度の角度間隔を隔てて（カッターロールの外周部の対称位置に）設けられている。カッターロール１０２の外周の円周長は、単位セパレータの長さに等しく設定されている。切断刃１０５は横断面の輪郭形状がＶ字形を呈して尖鋭な先端部を有するように形成されている。また折目成形用刃部１０６は、横断面の輪郭形状がＵ字形を呈して尖鋭でない（鈍い）先端部を有するように形成されている。

カッターロール１０２及び支持ロール１０４はそれぞれセパレータ４の一方の面及び他方の面に接触しながら互いに反対方向（図示の矢印方向）に回転して、セパレータ４を折り込み位置側（セパレータ折り込み装置２側）に送給する。

支持ロール１０４の外周には、カッターロール１０２の折目成形用刃部１０６をセパレータ４を介して受け入れるように形成された折目成形用刃部受入れ用溝部１０７が形成されている。折目成形用刃部受入れ用溝部１０７は、支持ロール１０４の軸線方向に直線的に伸びていて、その横断面の輪郭形状がＵ字形を呈するように形成されている。折目成形用刃部受入れ用溝部１０７の大きさは、図２（Ａ）に示すように、折目成形用刃部１０６をセパレータ４とともに受け入れることができるように設定されている。

そして、カッターロール１０２と支持ロール１０４との間にセパレータ４を挟んで該セパレータを折り込み位置に向けて送給する際に、折目成形用刃部１０６が正確に溝１０７内に受け入れられるように、カッターロール１０２と支持ロール１０４との間の位置関係が設定されている。カッターロール１０２及び支持ロール１０４を相互間の位置関係を保持したままで同期回転させるために、カッターロール１０２の回転軸１０１と支持ロール１０４の回転軸１０３との間が、１：１の減速比を有する歯車機構（図示せず。）を介して結合されている。

図示のセパレータ供給装置１は、カッターロール１０２と支持ロール１０４との間にセパレータ４を挟んで下方に送給する過程で、図２（Ａ）に示すように、折目成形用刃部１０６をセパレータ４を介して折目成形用刃部受入れ用溝部１０７内に受け入れることにより、図２（Ｂ）に示すようにセパレータ４に折り目８を付けた後、切断刃１０５によりセパレータ４を決められた長さ（カッターロール１０２の円周長）に切断して長手方向の中間部に折目が付けられた単位セパレータ５を折り込み位置に供給する。

図１には示してないが、切断された単位セパレータ５をその板面をほぼ垂直方向に向け、折目を水平方向に向けた状態で、セパレータ供給装置１の下方に設定された折り込み位置まで案内して該折り込み位置に位置決めするガイド機構が設けられている。

本発明では、折り込み位置に供給された単位セパレータ５の折目に沿い、かつ単位セパレータ５の板面と直交する平面を基準平面ｐ−ｐとする。セパレータ折り込み装置２は、水平方向に伸びる一対の回転軸２０１，２０２にそれぞれ取り付けられて支持ロール１０４の下方で、基準平面ｐ−ｐを間にして相対するように設けられた一対の折り込みロール２０３，２０４と、折り込み位置にある単位セパレータ５を介して折り込みロール２０３，２０４と相対するように設けられて基準平面ｐ−ｐに沿って一対の折り込みロール２０３，２０４の間に極板６を送給する極板送給機構７とを備えている。

折り込みロール２０３及び２０４がそれぞれ取り付けられた回転軸２０１及び２０２は、減速比が１対１の歯車機構を介して結合されていて、回転軸２０１，２０２の一方を図示しないモータで駆動することにより、折り込みロール２０３，２０４を同期させて互いに逆方向に回転駆動することができるようになっている。折り込みロール２０３，２０４の間に供給された部材が、両折り込みロールの間に挟まれて基準平面ｐ−ｐに沿って送給されるように、折り込みロール２０３，２０４の回転方向が設定されている。

極板送給機構７は、基準平面ｐ−ｐに沿う極板支持面を有するガイド板７０１と、ガイド板７０１の上に配置された極板６の後端部を押して該極板６を基準平面ｐ−ｐに沿って折り込みロール２０１，２０２の間に向けて送給するプッシュロッド７０２とを備えている。

セパレータ折り込み装置２は、極板送給機構７から基準平面ｐ−ｐに沿って、折り込み位置にある単位セパレータ５の折目に向けて極板６を送給することにより、該極板６を単位セパレータ５と共に一対の折り込みロール２０３，２０４の間に送り込んで、折目の箇所で二つ折りにされた単位セパレータ５の間に極板６が挟み込まれた構造のセパレータ極板組立体９を形成する。

セパレータ接合装置３は、基準平面ｐ−ｐの上下を水平方向に伸びる一対の回転軸３０１，３０２と、これらの回転軸の一端側及び他端側にそれぞれ１対ずつ取り付けられた溶着ローラ３０３，３０４と、溶着ローラ３０３，３０４を加熱する熱源とを備えている。各対の溶着ローラ３０３，３０４は、基準平面ｐ−ｐを間にして対向するように設けられ、それぞれの外周には細かい凹凸（ローレット加工部）が形成されている。溶着ローラ３０３，３０４の回転軸３０１，３０２は互いに同期して逆方向に回転するように減速比が１：１の歯車機構を介して結合され、回転軸３０１，３０２の一方がモータにより駆動されることにより、溶着ローラ３０３，３０４が互いに逆方向に回転駆動されるようになっている。溶着ローラ３０３，３０４は、セパレータ折り込み装置２から供給されるセパレータ極板組立体９の二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を間に挟んで、該組立体をセパレータ折り込み装置２と反対側に送り出しながら、二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を溶着して該単位セパレータを袋状にし、セパレータ被覆電極を形成する。

上記のように、カッターロール１０２の外周に折目成形用刃部１０６を設けるとともに、支持ロール１０４の外周部に折目成形用刃部１０６を受け入れる溝部１０６を設けて、カッターロール１０２と支持ロール１０４との間にセパレータ４を挟んで下方に送給する過程で、折目成形用刃部１０６をセパレータ４を介して折目成形用刃部受入れ用溝部１０７内に受け入れることによりセパレータ４に折目８を付けるようにすると、図２（Ｂ）に示すように、折目８の箇所でセパレータに十分な折癖を付けることができる。従って、極板供給機構７から極板６を基準平面ｐ−ｐに沿って送給して単位セパレータ５に接触させた際に、単位セパレータ５を確実に折目８の箇所で二つ折りにして、折り込みロール２０３，２０４間に巻き込むことができ、正しく二つ折りにされた単位セパレータ５の間に極板６が挟まれた構造のセパレータ極板組立体９を得ることができる。そのため、セパレータ極板組立体９の二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を接合した際に、該単位セパレータを正しく袋状にして、不良品が生じるのを防ぐことができる。

上記の実施形態では、折目成形用刃部１０６の横断面の輪郭形状をＵ字形としたが、折目成形用刃部１０６の横断面の輪郭形状は先端が鋭利でないＶ字形などの形状でもよい。同様に、折目成形用刃部１０６を受け入れる溝部１０７の横断面の輪郭形状もＵ字形に限られるものではなく、Ｖ字形等の他の形状でもよい。

図３（Ａ）に示すように、カッターロール１０２の外周に折目成形用刃部１０６を設け、支持ロール１０４の外周には何も設けないようにしても、図３（Ｂ）に示すように、セパレータ４に折れ目８を形成することができるが、このようにした場合には、セパレータ４に十分な折癖を付けることができないため、単位セパレータを二つ折りにする際に折れ目の位置がずれたり、折れ目が曲がったりするおそれがあり、後の工程で二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を接合した際に単位セパレータが袋状にならないおそれがある。従って、本発明のように、支持ロール１０４の外周に折目成形用刃部１０６を受け入れる溝部１０７を形成しておくことが重要である。

上記の説明では、二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を溶着により接合するとしたが、二つ折りにされた単位セパレータの幅方向の両端を接着により接合するようにしてもよい。

本発明の実施形態のセパレータ被覆電極製造装置の構成を概略的に示した構成図である。 （Ａ）は図１の実施形態で用いるセパレータ供給装置において、カッターロールの外周部に設けられた折目成形用刃部がセパレータとともに支持ロールの外周部の溝部内に受け入れられた状態を示した断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のセパレータ供給装置により折目が形成されたセパレータの要部を示した断面図である。 （Ａ）はセパレータ供給装置の支持ロールの外周部に折目成形用刃部受入れ用溝部を設けないで、カッターロールの外周の折目成形用刃部によりセパレータに折目を形成する際の状態を示した断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のセパレータ供給装置により折目が形成されたセパレータの要部を示した断面図である。

符号の説明

１ セパレータ供給装置
１０２ カッターロール
１０４ 支持ロール
１０５ 切断刃
１０６ 折目成形用刃部
１０７ 折目成形用刃部受入れ用溝部
２ セパレータ折り込み装置
２０３ 折り込みロール
２０４ 折り込みロール
３ セパレータ接合装置
４ セパレータ
５ 単位セパレータ
６ 極板
７ 極板送給機構
８ 折目

Claims (3)

1. 蓄電池用の電極を袋状のセパレータで被覆してセパレータ被覆電極を製造するセパレータ被覆電極の製造装置において、
   軸線方向に伸びる切断刃と折目成形用刃部とを外周部に有するカッターロールと、帯状の蓄電池用セパレータを間にして前記カッターロールと相対するように配置された支持ロールとを備えて、前記カッターロールと支持ロールとの間に前記セパレータを挟んで送給する過程で前記折目成形用刃部を前記セパレータに押しつけることにより前記セパレータに折り目を付けるとともに前記切断刃により前記セパレータを決められた長さに切断して長手方向の中間部に折目が付けられた単位セパレータを折り込み位置に供給するセパレータ供給装置と、
   前記折り込み位置に供給された単位セパレータの折目に沿い、かつ前記単位セパレータの板面と直交する平面を基準平面として、該基準平面を間にして相対するように設けられた一対の折り込みロールと、前記折り込み位置にある単位セパレータを介して前記折り込みロールと相対するように設けられて前記基準平面に沿って前記一対の折り込みロールの間に極板を送給する極板送給機構とを備えて、前記極板送給機構から前記折り込み位置にある単位セパレータの折目に向けて極板を送給することにより、該極板を前記単位セパレータと共に前記一対の折り込みロールの間に送り込んで、前記折目の箇所で二つ折りにされた単位セパレータの間に極板が挟み込まれた構造のセパレータ極板組立体を形成するセパレータ折り込み装置と、
   前記セパレータ極板組立体の単位セパレータの幅方向の両端部分を接合して該単位セパレータを袋状にするセパレータ接合装置とを具備し、
   前記支持ロールは、前記カッターロールの折目成形用刃部を前記セパレータとともに受け入れるように形成された折目成形用刃部受入れ用溝部を外周部に有していること、
   を特徴とするセパレータ被覆電極の製造装置。
2. 前記切断刃と折目成形用刃部とは前記カッターロールの外周部の周方向に１８０度の角度間隔を隔てて設けられている請求項１に記載のセパレータ被覆電極の製造装置。
3. 前記折目成形用刃部は、その横断面の輪郭形状がＵ字形またはＶ字形を呈するように形成され、
   前記折目成形用刃部受入れ用溝部は、前記支持ロールの軸線方向に伸びていて、断面の輪郭形状がＵ字形またはＶ字形を呈するように形成されている請求項１または２に記載のセパレータ被覆電極の製造装置。

Images