JP2016115406A - 厚み計及びそれを備えるロールプレス機 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロールあるいはシートからの熱の影響を抑制し高精度なシートの厚み測定を可能とする厚み計及びそれを備えるロールプレス機を提供する。【解決手段】金属箔からなる基材１１ｂの片面又は両面に活物質が塗工されたシート１１を、一対の加圧ロール２にて圧縮加工するロールプレス機１に用いられ、圧縮加工後のシート１１の厚みを計測する厚み計３は、シート１１を挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部３１と、各計測センサー部３１を支持するフレームと、フレーム３３に支持され側面形状が略Ｌ字状の熱遮蔽体３５を備え、シート１１の搬送方向に対向する熱遮蔽体３５の前面は、各計測センサー部３１及びフレーム３３を覆うよう配される。【選択図】 図４

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用電極材料等の圧縮加工に用いられるロールプレス機に係り、特に、圧縮加工後のシートの厚みを測定する厚み計及びそれを用いたロールプレス機に関する。
ロールプレス機における、例えば、二次電池用電極材などシートの圧縮加工精度は±１．０〜２.０μｍと、厳しい加工精度が要求される。これに伴い、金属箔からなる基材の片面または両面に活物質が塗工されたシートの厚み測定精度は、その１／１０、すなわち、±０．１〜０.２μｍの許容計測誤差の範囲内に収める必要がある。
ロールプレス機において、シートの厚みを高精度に計測するものとして、特許文献１が知られている。特許文献１では、基材の片面または両面に活物質が塗工された塗工部と、基材の巾方向の両端部に存在する非塗工部を有するシートを、一対の加圧ロールにて圧縮加工する際、シートの長手方向にたるみが生じ、また、このたるみがしわの要因となり、しわによりシートの厚み計測の高精度化を阻害する点に着目している。そのため、シートを挟み、その上下に対向配置される一対の厚み計測センサーの上流及び／又は下流に弾性ガイドロールを設置する構成としている。この弾性ガイドロールがシートと接触したときに変形することで、塗工部に弾性ガイドロールのロール面が当接し、塗工部に張力を付与することで、しわの無い状態のシートの厚みを計測可能としている。
特許第５４１１３７１号公報
特許文献１に開示される構成では、たるみ又はしわの無い状態でシートの厚みを計測できることから高精度の厚み測定が可能となる点が期待される。しかしながら、ロールプレス機においては、一対の加圧ロール（主ロール）を例えば１５０度程度に加熱して使用する場合があり、さらに一対の加圧ロールの上流側には予熱ロールが設置されおり、予熱ロール又は加圧ロールからの対流及び輻射熱、シートからの対流及び輻射熱が、一対の厚み計測センサーの計測精度に影響を及ぼす点については考慮されておらず、改善の余地がある。
一対の厚み計測センサーは、シートを挟みその上下に対向配置されるようフレームにて支持されている。上記対流熱あるいは輻射熱の影響により、フレームに熱変形が生じた場合、対向配置される厚み計測センサー間に位置ずれが発生し、高精度の厚み計測を実現することが困難となり得る。
そこで本発明は、ロールあるいはシートからの熱の影響を抑制し高精度なシートの厚み測定を可能とする厚み計及びそれを備えるロールプレス機を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明の厚み計は、金属箔からなる基材の片面又は両面に活物質が塗工されたシートを、一対の加圧ロールにて圧縮加工するロールプレス機に用いられ、圧縮加工後のシートの厚みを計測する厚み計であって、前記厚み計は、前記シートを挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部と、前記各計測センサー部を支持するフレームと、前記フレームに支持され側面形状が略Ｌ字状の熱遮蔽体を備え、前記シートの搬送方向に対向する前記熱遮蔽体の前面は、前記各計測センサー部及びフレームを覆うよう配されることを特徴とする。
また、本発明のロールプレス機は、金属箔からなる基材の片面又は両面に活物質が塗工されたシートを捲回し、当該シートを巻き出す巻出機と、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、前記一対の加圧ロールと前記巻取機の間に配され、前記圧縮加工されたシートの厚みを計測する厚み計と、前記厚み計による前記シートの厚み計測値に基づき、前記加圧ロールに付加する荷重を制御する制御盤と、を備え、前記厚み計は、前記シートを挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部と、前記各計測センサー部を支持するフレームと、前記フレームに支持され側面形状が略Ｌ字状の熱遮蔽体を有し、前記シートの搬送方向に対向する前記熱遮蔽体の前面は、前記各計測センサー部及びフレームを覆うよう配され、前記一対の加圧ロールより発する対流及び輻射熱及び／又は、前記シートより発する対流及び輻射熱を遮蔽することを特徴とする。
本発明によれば、予熱ロールあるいは加熱された加圧ロール等のロールからの熱、また、圧縮加工されたシートからの熱の影響を抑制し、高精度なシートの厚み測定が可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施形態に係る厚み計を備えるロールプレス機の全体概略構成図である。 図１に示す一対の加圧ロールの正面図である。 一対の加圧ロールにより連続圧縮加工されるシートの横断面図及び上面図である。 本発明の一実施例に係る実施例１の厚み計の概略構成図であり、図１に示す領域Ａの拡大図である。 図４に示す厚み計を、矢印で示すＢ方向から見た正面図である。 本発明の他の実施例に係る実施例２の厚み計におけるフレーム予熱時間とフレーム温度との関係を示すグラフである。 実施例２の厚み計を有するロールプレス機の動作タイミングチャートである。 図５に示す厚み計の変形例であり、その正面図である。
図１は、本発明の一実施形態に係る厚み計を備えるロールプレス機の全体概略構成図である。ロールプレス機１は、例えば、リチウムイオン二次電池用電極材料として、図３に示すように、アルミ箔あるいは銅箔等の導電性の金属箔からなる基材１１ｂの両面に活物質が塗工された塗工部１１ａと非塗工部１１ｃを有するシート１１を、活物質の密度を上げ、且つ均一の厚みとなるよう連続して圧縮加工する設備である。
図１に示すように、ロールプレス機１は、上流側より、例えば、５００ｍ程の長さのシート１１の巻出しコイルを捲回する巻出機４、巻出機４より送り出されるシート１１を搬送する上流側搬送機構６、シート１１を予熱するための予熱ロール１０、シート１１を加熱しながら圧縮加工する一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）、圧縮加工されたシート１１を搬送する下流側搬送機構７、及び圧縮加工されたシート１１を巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機５を備える。
上流側搬送機構６は、複数のガイドロール８及びダンサーロール９を備え、ダンサーロール９の回転軸は支持点を中心に円弧状の軌道を上下に変位可能に構成される。ダンサーロール９が円弧状の軌道を上下に変位することで、シート１１に所定の張力（適度な張力）を付与すると共に、ガイドロール８と協働し、シート１１を予熱ロール１０へ搬送する。
また、下流側搬送機構７は、同様に、複数のガイドロール８、ダンサーロール９及び厚み計３を備える。ダンサーロール９が円弧状の軌道を上下に変位することで、シート１１に所定の張力を付与する。２つのガイドロール間に設置された厚み計３は、ダンサーロール９により所定の張力が付与され、厚み計３を通過する際のシート１１の厚みを測定する。ここで、厚み計３を構成する計測センサー部として、例えば、三角測距レーザ変位センサー、あるいは同軸共焦点型レーザ変位センサー等が用いられる。これら厚み計３を構成する計測センサー部は、搬送されるシート１１を挟み、その上下に対をなすよう対向配置され、各計測センサー部により測定される距離に基づきシート１１の厚みが得られる。例えば、対をなす計測センサー部をシート１１の巾方向に沿って複数配置すること、又は、対をなす計測センサー部がシート１１の巾方向に走行することにより、シート１１の巾方向の厚み分布を測定することが可能であり、厚み測定結果に基づき、制御盤１２により、後述する加圧機構により加圧ロール２に付加する荷重を制御することで、長手方向及び巾方向に均一な厚さを有するシート１１が得られる。
なお、詳細は後述するが、シート１１を挟み対向配置される対をなす計測センサー部を有する厚み計３は、搬送されてくるシート１１の流れに対向する側、すなわち、計測センサー部の直近であって、その上流側に熱遮蔽体を有する。また、厚み計３は、更に、一対の対向配置される計測センサー部のシート１１の表面又は裏面に対向する面側に熱遮蔽体を備え、当該熱遮蔽体は、それぞれ計測センサー部より出射されるレーザ光の集光直径よりも大きな直径を有する開口を有する。このように熱遮蔽体は、シート１１の巾方向から見た側面形状が、略Ｌ字状をなす。これにより、厚み計３の上流側に配される一対の加圧ロール２及び／又は予熱ロール１０より発生し、厚み計３へと向かい対流する熱及び輻射熱は遮蔽される。また、一対の対向配置される計測センサー部間を通過するシート１１からの対流及び輻射熱も、同様に熱遮蔽体により遮蔽される。よって、上記対流熱及び輻射熱の厚み計３への影響が抑制される。
ここで、制御盤１２は、例えば図示しない、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータ及び／又は演算に用いるデータを格納する読み出し及び書き込み可能なＲＡＭ、ＨＤＤ等の外部記憶装置等からなる記憶装置と、ＲＯＭに格納されるプログラムを読み出し実行するＣＰＵ等のプロセッサと、各種センサーからの計測値を取り込む入力インターフェース部、プロセッサによる演算結果あるいは演算結果に基づく制御指令（制御量）を制御対象へ出力する出力インターフェース部から構成される。
なお、図１では、ガイドロール８の本数を説明の便宜上少なく記載しているが、例えば、本図に示す本数に限らず、上流側搬送機構６及び下流側搬送機構７内、それぞれに、１０本から３０本のガイドロール８を設ける構成としても良い。また、図１では、ダンサーロール９及び予熱ロール１０を、ガイドロール８と区別して示しているが、これらダンサーロール９及び予熱ロール１０を含めガイドロール８と呼ぶ場合もある。
図２に、一対の加圧ロール２の正面図を示す。上下に対向配置された一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）は、それぞれの加圧ロール軸２０をその両端部で支持する転がり軸受２２、転がり軸受２２を保持する軸受箱２３及び軸受箱２３を保持するハウジング２１により回転可能とされている。また、下加圧ロールの加圧ロール軸２０の両端部を支持する転がり軸受２２を保持する軸受箱２３と、ハウジング２１の下部との間に、例えば、油圧シリンダー等で構成される加圧機構２４が配されている。制御盤１２は、厚み計３により計測されたシート１１の厚みを信号線３７を介して取り込み、計測された厚みと目標値（目標厚み）間に偏差がある場合、当該偏差を打ち消し得る一対の加圧ロール２間の間隙及び加圧ロール２に付加する荷重を求め荷重調整指令値として、加圧機構２４へ信号線３８を介し出力する。加圧機構２４は、受信される荷重調整指令値に応じて、例えば、油圧シリンダーが荷重調整指令値に対応するストロークにて上下動する。
また、本実施形態における加圧ロール２は、例えば、金属製のロールであり、ロール径が３００〜８００ｍｍφ、代表的な例として、ロール径５００ｍｍφのものが用いられる。図１及び図２において、シート１１は、例えば、約５０〜１００ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送されつつ、一対の加圧ロール２により連続して圧縮加工される。このとき、例えば、一対の加圧ロール２は、約８０℃から１８０℃で発熱する加熱ロールを使用する場合がある。この加圧ロール２により発生された熱は下流側に配置された厚み計３へと対流及び輻射する。しかし、本実施形態の厚み計３によれば、上述のとおりこの対流及び輻射熱は、厚み計３に設けられた熱遮蔽体により遮蔽されるため、厚み計３による計測精度の低下を招くことはない。
図３に示す金属箔よりなる基材１１ｂの厚みＴｂは、例えば、約１５μｍ程度であり、この基材１１ｂの両面に活物質が塗工された塗工部１１ａを含む厚み、すなわちシート１１の厚みＴａは、圧縮加工前で約１５０μｍである。約１５０μｍの厚みを有するシート１１は、一対の加圧ロール２による圧縮加工により、約１００μｍ程度まで圧縮される。これにより、両面の塗工部１１aすなわち、活物質の密度が向上する。一方、上述のとおりシート１１の圧縮加工精度は±１．０〜２.０μｍと、厳しい加工精度が要求される。これに伴い、金属箔からなる基材１１ｂの片面または両面に活物質が塗工されたシート１１の厚み測定精度は、その１／１０、すなわち、±０．１〜０.２μｍの許容計測誤差の範囲内に収める必要がある。このことからも、上述の対流及び輻射熱及び／又は、シート１１からの対流及び輻射熱による厚み計３への影響を抑制することがいかに重要であるか分かる。
なお、図３に示すように、シート１１は、巾方向両端部に活物質が塗工されず基材１１ｂが露出する非塗工部１１ｃを有する。図３では、基材１１ｂの両面に塗工部１１ａを有するシート１１を例に示すが、シート１１はこれに限らず、基材１１ｂの片面のみに塗工部１１ａを有するものも含まれる。
また、本実施形態による厚み計３は、上述の熱遮蔽体を備える構成に加え、詳細後述する、厚み計３を構成する一対の計測センサー部を支持し、対向配置するよう位置付けるフレームを予熱する構成を備える。フレームを予熱し昇温後安定化することで、フレームの温度変化をなくしフレームの熱変形が防止される。これにより、一対の対向配置される計測センサー部３１間の位置ずれの発生を防止でき、更に、シート１１の厚み測定の精度を向上することが可能となる。
以下、図面を用いて、熱遮蔽体を備える厚み計３及びフレームを予熱する本発明の実施例について詳細に説明する。
図４は、本発明の一実施例に係る実施例１の厚み計の概略構成図であり、図１に示す領域Ａの拡大図である。図４に示すように、厚み計３は、図示しないレーザ光源及び集光レンズを有する計測センサー部３１、ヒーター３４、計測センサー部３１がシート１１を挟みその上下に対向配置されるよう支持するフレーム３３、熱遮蔽体３５、及び熱遮蔽体３５をフレーム３３に固定する支持部材３６を備える。ヒーター３４は、フレーム３３を所望の温度に加熱するために用いられる。
熱遮蔽体３５は、シート１１の巾方向より見た側面形状が略Ｌ字状をなす。熱遮蔽体３５のうち、シート１１が流れる方向（搬送方向）に対向する面（前面）は、計測センサー部３１及びフレーム３３並びにヒーター３４を覆う大きさを有する平板状であり、樹脂製の支持部材３６によりフレーム３３に固定される。また、熱遮蔽体３５のうち、シート１１の表面または裏面と対向する面（底面：シート対向面）は、同様に平板状であり、計測センサー部３１より出射されるレーザ光３２を通過可能とするレーザ光３２の集光直径よりも大きい直径を有する開口が形成されている。
計測センサー部３１は、少なくともレーザ発振器を有するレーザ光源（図示せず）及び、レーザ光源より出射されるレーザ光３２を集光する集光レンズ（図示せず）を備え、例えば、三角測距レーザ変位センサー又は同軸共焦点型レーザ変位センサー等が用いられる。
熱遮蔽体３５は、樹脂製が望ましく、金属を含み低熱伝導性の部材で形成することが好ましい。但し、高熱伝導性の金属材料で形成しても良い。これは、熱遮蔽体３５とフレーム３３とは、樹脂製の支持部材３６で固定されるため、仮に、熱遮蔽体３５を高熱伝導性の金属材料で形成したとしても、支持部材３６を介してフレーム３３への伝熱を影響のない程度に小さく抑え、対流及び輻射熱の遮蔽効果及び／又はシート１１からの対流及び輻射熱の遮蔽効果を奏することができる。また、フレーム３３は、計測センサー部３１を支持するため、剛性を有する金属材料にて形成される。
図５に、図４に示す厚み計を、矢印で示すＢ方向から見た正面図である。図５に示すように、対をなす計測センサー部３１及びヒーター３４を三対、シート１１の巾方向に所定の間隔にて離間し、略コ字状の形状を有するフレーム３３にて支持する。また、各ヒーター３４は信号線３７を介して制御盤１２に電気的に接続され、制御盤１２からの指令に対応して、フレーム３３を所望の温度に加熱可能に構成されている。また、信号線３７を介して対をなす計測センサー部３１は、制御盤１２に電気的に接続されており、各対をなす計測センサー部３１対よりシート１１の厚み測定値が制御盤１２へ送信可能とされている。
また、側面略Ｌ字状の形状を有する熱遮蔽体３５は、その前面、すなわち、シート１１が搬送される方向に対向する面は、支持部材３６にて固定される。支持部材３６は熱伝導率の低い樹脂製が望ましい。なお、支持部材３６の取り付けは、できるだけ支持点を少なくし伝熱による影響を最小限にすることが望ましい。また、図５では、上部に１箇所、下部に１箇所のヒーター３４をフレーム３３に取り付ける構成を示すが、これに限られない。例えば、フレーム３３が高熱伝導率を有するアルミニウムで形成され、ヒーター３４による加熱時、フレーム３３の昇温安定化が可能であれば、１つのヒーター３４をフレーム３３に取り付ける構成としても良い。また、面状のヒーターや、紐状のヒーターを使用しても良い。すなわち、適宜所望の個数のヒーター３４をフレーム３３に取り付ければ良い。
また、図５に示すように、熱遮蔽体３５の前面は、シート１１の巾よりも長い幅を有し、且つ、その高さは、フレーム３３上に設置されるヒーター３４の高さを越える大きさを有する。これにより、加圧ロール２あるいは予熱ロール１０の発熱による対流及び輻射熱が、計測センサー部３１及びフレーム３３に侵入することを防止できる。熱遮蔽体３５の底面、すなわち、シート１１の塗工部１１ａと対向する面は、シート１１の巾よりも長い幅を有する。また、図４に示すように、熱遮蔽体３５の底面は、シート１１の搬送方向に沿って、フレーム３３が位置する領域よりも下流側へと、シート１１に対し平行に延在する。すなわち、遮蔽体３５の底面のシート１１の搬送方向に沿う長さは、フレーム３３の設置位置より下流側へ十分長い。これにより、対をなす熱遮蔽体３５の底面間を搬送されるシート１１からの対流及び輻射熱が、計測センサー部３１及びフレーム３３へ侵入することを防止できる。
図５では、対をなす計測センサー部３１を、シート１１の巾方向に三対配置する例を示すが、これに限らず、一対の計測センサー部３１を配する構成としても良い。また、逆に、シート１１の巾方向に更に多くの対をなす計測センサー部３１を配する構成としても良い。この場合、シート１１の巾方向の厚み分布をより高精度に測定することが可能となる。
なお、本実施例では、図４及び図５に示すように、側面略Ｌ字状の熱遮蔽体３５を有する厚み計３について説明したが、これに限られない。例えば、側面略Ｌ字状の熱遮蔽体３５の両側面を更に遮蔽する構成としても良い。この場合、シート１１からの輻射熱が、仮にシート１１の巾方向両端部より回り込むような対流が生じた場合であっても、その熱が計測センサー部３１及びフレーム３３へ侵入することを確実に防止できる。
また、更にシート１１の搬送方向下流側、すなわち背面を遮蔽する構成、あるいは、更に上面を遮蔽する、すなわち、４つの側面、上面及び底面にて形成される筐体状に熱遮蔽体３５を形成しても良い。これにより、対流熱及びシート１１からの輻射熱の侵入を防止する効果を向上することができる。但し、この場合、遮蔽面を増やすことに応じて、遮蔽面をフレーム３３に固定するための支持部材３６が増加することになる。
さらに、図８に示すように、コの字フレームの縦繋ぎ部にも同様に、遮蔽体３９を設置することで、フレーム３３の変形をさらに確実に防止できる。このとき、遮蔽体３５と遮蔽体３９との隙間を最小限にすることが望ましい。遮蔽体３９の本箇所への設置の要否は、予熱ロール１０あるいは加熱された加圧ロール２や、圧縮加工されたシート１１と、フレーム３３の形状や位置関係により、本箇所への影響を考慮し決定すれば良い。
本実施例によれば、予熱ロール１０あるいは加圧ロール２等のロールからの対流及び輻射熱、また、圧縮加工されたシート１１からの対流及び輻射熱が、計測センサー部３１及びフレーム３３へ侵入することを防止できる。これにより、上記対流熱又は輻射熱の侵入によるフレーム３３の熱変形を防止でき、シート１１の厚み測定を高精度に行うことが可能となる。
図６は、本発明の他の実施例に係る実施例２の厚み計３におけるフレーム予熱時間とフレーム温度との関係を示すグラフであり、図７に、本実施例の厚み計３を備えるロールプレス機１の動作タイミングチャートを示す。本実施例における厚み計３の構成自体は実施例１と同様であり、またロールプレス機１の構成も、図１及び図２に示す構成と同様である。本実施例では、図４及び図５に示すヒーター３４によりフレーム３３を所定の温度まで予熱する点が実施例１と異なる。
まず、図５に示す厚み計３を構成する対をなす計測センサー部３１は、レーザ光３２照射から実際に測定可能となるまでに、約３０分程度の時間を要する。以下では、このレーザ光３２照射から測定可能となるまでの時間を、計測センサー部安定化時間Δｔと称する。
本実施例の厚み計３を備えるロールプレス機１は、一対の加圧ロール２によるシート１１に対する連続圧縮加工開始前に、制御盤１２からの指令により、厚み計３を構成するフレーム３３をヒーター３４により所定の温度に予熱し、フレーム３３を昇温安定化する。これにより、計測センサー部３１を支持するフレーム３３の温度変化により生ずる熱変形による対をなす計測センサー部３１間の位置ずれ、更には、計測誤差の発生を抑制する。
対をなす計測センサー部３１を支持するフレーム３３を昇温安定化するための予熱温度は、予めある材料、例えば、高熱伝導率のアルミニウムによりフレーム３３を形成する場合、ロールプレス機１の稼働時における雰囲気温度下にて、厚み計３を構成する計測センサー部３１を作動し、レーザ光３２を継続して出射する。そして、レーザ光３２出射開始から計測センサー部安定化時間Δｔ経過以降に、ヒーター３４による加熱温度を変えて、対をなす計測センサー部３１により、厚みが既知のサンプルの厚みを測定する。また、対をなす計測センサー部３１より出射され、厚みが既知のサンプルの表面及び裏面で集束するレーザ光３２の位置を計測し、これらレーザ光３２の位置ずれの有無及びサンプルの厚さ計測値に基づき、フレーム昇温安定化温度Ｔｓを求める。フレーム昇温安定化温度Ｔｓは、フレーム３３が昇温後温度が安定化する温度であり、フレーム３３に温度変化がなく、対をなす計測センサー部３１から出射されるレーザ光３２に位置ずれが生じない温度である。
求めたフレーム昇温安定化温度Ｔｓは、図６に示すフレーム予熱時間とフレーム温度との関係を示すグラフを、フレーム予熱パターンとして、制御盤１２内の図示しない記憶装置に予め格納される。図６に示すように、ヒーター３４によりフレーム３３を加熱してから、フレーム温度がフレーム昇温安定化温度Ｔｓに到達するまでに時間ｔＡを要する。従って、フレーム昇温安定化温度Ｔｓに到達するまでの時間ｔＡが、計測センサー部３１の制約条件である、測定センサー部安定化時間Δｔ以内となるフレーム予熱パターンを、予め制御盤１２の図示しない記憶装置内に格納する。
次に、本実施例のロールプレス機１の動作について説明する。図７に示すように、制御盤１２は、記憶装置（図示せず）に格納されるフレーム予熱パターンを読み出し、信号線３７を介し、ヒーター３４を起動する。また、制御盤１２は、ヒーター３４の起動と同期し信号線３７を介し、厚み計３を構成する計測センサー部３１を起動し、レーザ光３２の出射を開始する。その後、制御盤１２は、測定センサー部安定化時間Δｔ（ｔＡ≦Δｔ）経過した時点で、巻出機４、上流側搬送機構６、予熱ロール１０、一対の加圧ロール２（上加圧ロール、下加圧ロール）、下流側搬送機構７、及び巻取機５を駆動するよう制御する。一対の加圧ロール２による連続圧縮加工が開始されてから時間ｔＢ経過後に、厚み計３によりシート１１の厚み計測が開始され、厚み測定値は信号線３７を介し制御盤１２へ送信される。ここで、時間ｔＢは、一対の加圧ロール２により圧縮加工されたシート１１が厚み計３に到達するまでの時間である。
制御盤１２は、厚み計３より送信される厚み測定値と目標値（目標厚み）間に偏差がある場合、当該偏差を打ち消し得る一対の加圧ロール２間の間隙及び加圧ロール２に付加する荷重を求め、荷重調整指令値として信号線３７を介し加圧機構２４へ出力する。すなわち、制御盤１２は、厚み計３によるシート１１の厚み測定値に基づき、シート１１が目標厚みとなるよう油圧シリンダーにより加圧ロール２へ付加する荷重を求め、荷重調整指令値として加圧機構２４へ信号線３７を介し出力する。加圧機構２４は、受信される荷重調整指令値に応じて、油圧シリンダーが荷重調整指令値に対応するストロークにて上下動する。このように厚み計測開始時点からフィードバック制御が行われる。なお、ここで、厚み測定値と目標値（目標厚み）間に偏差（測定値と目標値との差分）と荷重調整指令値との対応関係は、制御盤１２内の図示しない記憶装置に格納されている。
なお、計測センサー部３１を支持するフレーム３３のフレーム昇温安定化温度Ｔｓは、ロールプレス機１の稼働雰囲気温度である２４℃あるいは２５℃を上回る、例えば、３０℃程度に設定される。なお、フレーム昇温安定化温度Ｔｓは、上述のように予め厚みが既知のサンプルを用いて求めるものであり、フレーム３３の構成材料及びロールプレス機１の稼働雰囲気温度に依存し、それぞれ最適なフレーム昇温安定化温度Ｔｓ及びフレーム予熱パターンが予め得られるものである。
本実施例によれば、実施例１の効果、すなわち、ロールからの対流及び輻射熱及び／又は、シート１１からの対流及び輻射熱が計測センサー部３１及びフレーム３３へ侵入することを防止できることに加え、対をなす計測センサー部３１を支持するフレーム３３を予め昇温安定化できることから、フレーム３３の熱変形による計測センサー部３１より出射されるレーザ光３２の位置ずれも防止でき、更なる厚み測定の高精度化が可能となる。
なお、本発明は、加圧ロールと厚み計との間に設置する場合がある徐冷ロールからの熱の影響を同様に抑止できることは言うまでもない。
本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１・・・ロールプレス機
２・・・加圧ロール
３・・・厚み計
４・・・巻出機
５・・・巻取機
６・・・上流側搬送機構
７・・・下流側搬送機構
８・・・ガイドロール
９・・・ダンサーロール
１０・・・予熱ロール
１１・・・シート
１１ａ・・・塗工部
１１ｂ・・・基材
１１ｃ・・・非塗工部
１２・・・制御盤
２０・・・加圧ロール軸
２１・・・ハウジング
２２・・・転がり軸受
２３・・・軸受箱
２４・・・加圧機構
３１・・・計測センサー部
３２・・・レーザ光
３３・・・フレーム
３４・・・ヒーター
３５，３９・・・熱遮蔽体
３６・・・支持部材
３７，３８・・・信号線
上記課題を解決するため本発明の厚み計は、金属箔からなる基材の片面又は両面に活物質が塗工されたシートを、一対の加圧ロールにて圧縮加工するロールプレス機に用いられ、圧縮加工後のシートの厚みを計測する厚み計であって、前記厚み計は、前記シートを挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部と、前記各計測センサー部を支持するフレームと、前記フレームに支持され側面形状がＬ字状の熱遮蔽体を備え、前記シートの搬送方向に対向する前記熱遮蔽体の前面及び前記シートと対向する底面は、前記各計測センサー部及びフレームを覆うよう配されることを特徴とする。
また、本発明のロールプレス機は、金属箔からなる基材の片面又は両面に活物質が塗工されたシートを捲回し、当該シートを巻き出す巻出機と、転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、前記一対の加圧ロールと前記巻取機の間に配され、前記圧縮加工されたシートの厚みを計測する厚み計と、前記厚み計による前記シートの厚み計測値に基づき、前記加圧ロールに付加する荷重を制御する制御盤と、を備え、前記厚み計は、前記シートを挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部と、前記各計測センサー部を支持するフレームと、前記フレームに支持され側面形状がＬ字状の熱遮蔽体を有し、前記シートの搬送方向に対向する前記熱遮蔽体の前面及び前記シートと対向する底面は、前記各計測センサー部及びフレームを覆うよう配され、前記一対の加圧ロールより発する対流及び輻射熱及び／又は、前記シートより発する対流及び輻射熱を遮蔽することを特徴とする。

Claims (13)

  1. 金属箔からなる基材の片面又は両面に活物質が塗工されたシートを、一対の加圧ロールにて圧縮加工するロールプレス機に用いられ、圧縮加工後のシートの厚みを計測する厚み計であって、
    前記厚み計は、前記シートを挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部と、前記各計測センサー部を支持するフレームと、前記フレームに支持され側面形状が略Ｌ字状の熱遮蔽体を備え、前記シートの搬送方向に対向する前記熱遮蔽体の前面は、前記各計測センサー部及びフレームを覆うよう配されることを特徴とする厚み計。
  2. 請求項１に記載の厚み計において、
    前記シートの表面及び裏面にそれぞれ対向する前記熱遮蔽体の底面は、前記各計測センサー部より出射されるレーザ光を通過可能な開口を有することを特徴とする厚み計。
  3. 請求項２に記載の厚み計において、
    前記熱遮蔽体の前面は、それぞれ前記各計測センサー部を支持するフレームに樹脂製の支持部材により固定され、
    前記フレームは、前記シートの搬送方向に向かい略コ字状をなすことを特徴とする厚み計。
  4. 請求項３に記載の厚み計において、
    前記熱遮蔽体の底面の幅は前記シートを構成する基材の巾よりも長く、且つ、前記熱遮蔽体の底面は前記シートの搬送方向に沿って前記各計測センサー部及び前記フレームが位置する領域よりも下流側へと延在することを特徴とする厚み計。
  5. 請求項４に記載の厚み計において、
    前記側面形状が略Ｌ字状の熱遮蔽体は、前記底面の幅方向両端部より立設し前記前面の端部へ延在する２つの側面を更に備え、前記２つの側面は前記樹脂製の支持部材にて前記フレームに固定されることを特徴とする厚み計。
  6. 請求項５に記載の厚み計において、
    前記熱遮蔽体は樹脂製材料にて形成され、且つ、前記フレームは金属材料にて形成されることを特徴とする厚み計。
  7. 金属箔からなる基材の片面又は両面に活物質が塗工されたシートを捲回し、当該シートを巻き出す巻出機と、
    転がり軸受に支持され回転する加圧ロール軸を有し、前記シートを連続して圧縮加工する一対の加圧ロールと、
    圧縮加工されたシートを巻き取り、巻取コイルを生成する巻取機と、
    前記一対の加圧ロールと前記巻取機の間に配され、前記圧縮加工されたシートの厚みを計測する厚み計と、
    前記厚み計による前記シートの厚み計測値に基づき、前記加圧ロールに付加する荷重を制御する制御盤と、を備え、
    前記厚み計は、前記シートを挟みその上下に対をなすよう配される計測センサー部と、前記各計測センサー部を支持するフレームと、前記フレームに支持され側面形状が略Ｌ字状の熱遮蔽体を有し、前記シートの搬送方向に対向する前記熱遮蔽体の前面は、前記各計測センサー部及びフレームを覆うよう配され、前記一対の加圧ロールより発する対流及び輻射熱及び／又は、前記シートより発する対流及び輻射熱を遮蔽することを特徴とするロールプレス機。
  8. 請求項７に記載のロールプレス機において、
    前記シートの表面及び裏面にそれぞれ対向する前記熱遮蔽体の底面は、前記各計測センサー部より出射されるレーザ光を通過可能な開口を有することを特徴とするロールプレス機。
  9. 請求項８に記載のロールプレス機において、
    前記熱遮蔽体の前面は、それぞれ前記各計測センサー部を支持するフレームに樹脂製の支持部材により固定され、
    前記フレームは、前記シートの搬送方向に向かい略コ字状をなすことを特徴とするロールプレス機。
  10. 請求項９に記載のロールプレス機において、
    前記熱遮蔽体の底面の幅は前記シートを構成する基材の巾よりも長く、且つ、前記熱遮蔽体の底面は前記シートの搬送方向に沿って前記各計測センサー部及び前記フレームが位置する領域よりも下流側へと延在することを特徴とするロールプレス機。
  11. 請求項１０に記載のロールプレス機において、
    前記厚み計は、前記フレームを加熱するヒーターを有し、
    前記フレーム内温度が昇温後安定化するフレーム昇温安定化温度及び前記ヒーターを起動してから前記フレーム内温度が前記フレーム昇温安定化温度に達するまでの時間との関係で示されるフレーム予熱パターンを、前記制御盤の記憶装置に予め格納すると共に、
    前記制御盤は、前記フレーム予熱パターンを前記記憶装置より読み出し、前記ヒーターを起動し前記フレームを予熱することを特徴とするロールプレス機。
  12. 請求項１１に記載のロールプレス機において、
    前記制御盤は、前記フレーム予熱パターンに基づく前記ヒーターの起動と同期し、前記対をなす計測センサー部よりレーザ光の出射を開始するよう制御することを特徴とするロールプレス機。
  13. 請求項１２に記載のロールプレス機において、
    前記制御盤は、前記ヒーターの起動開始及び前記レーザ光の出射開始から所定時間経過後に前記一対の加圧ロールを起動し、前記シートの連続圧縮加工を開始することを特徴とするロールプレス機。
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