JP2018022554A - 原反加工方法とその装置並びに装置を使用したタブ抜き加工方法 - Google Patents

原反加工方法とその装置並びに装置を使用したタブ抜き加工方法 Download PDF

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Abstract

【課題】原反のレーザー加工点を工夫することで、原反加工装置が大型であるのも拘わらず、要求される高精度、高速度で原反加工を行うことができる原反加工方法を提供する。【解決手段】原反ロール1fから巻き出された巻出し部分3の中央をレーザー切断し、2等分に切断されて並んで搬送される左右一対の半幅の原反1’を下流側にて巻き取る原反加工方法である。原反1の巻出し部分3の長手方向における中心線を原反中心線CLxとする。原反ロール1fの回転中心線CLfに平行で原反1の巻出し部分3の上流端3f上に位置する平行線を平行線CLf’とする。巻取りロール2rの回転中心線CLrに平行で原反1の巻出し部分3の下流端3r上に位置する平行線を平行線CLr’とする。原反中心線CLxと平行線CLf’の交点Pfと、原反中心線CLxと平行線CLr’の交点Prの中点を巻出し部分3の中心点P0とし、該中心点P0にレーザー光線Lを照射する。【選択図】図1

Description

本発明は、リチウム2次電池やリチウムキャパシタ、電気2重層コンデンサ等に用いられる電極シート生産用の原反を高速移動状態下で正確に2分割或いは2分割した原反にタブを形成することが出来る画期的な原反の加工方法とその装置並びに装置を使用したタブ抜き加工方法に関する。
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギ密度であるメリットを活かして、小は携帯電話、パソコンなどの電子機器、大はハイブリッド或いは電気自動車の蓄電装置など各種の電子部品に使用されている。リチウムイオン二次電池の主たる内部構造である電極組立体には、金属箔に活物質が塗着された正及び負の電極帯とセパレータとを重ね合わせて巻き付けた捲回式や、原反から矩形に切り出された正及び負電極シートとセパレータとを交互に積層した積層式のものがある。上記構造はリチウムキャパシタや電気2重層コンデンサも同じである。
これら電極組立体は使用される電子部品の大きさに合わせて構成される。これに対して電極組立体の原材料である原反は、生産性の面から幅の広いアルミニウム又は銅のような金属箔の片面或いは両面に正又は負の活物質をそのほぼ全幅で帯状且つ長手方向に塗着した電極部分と、その両側に設けられた活物質が塗着されていない活物質非塗布部分(この部分を耳部とする)とで構成されている。
原反は一般的には中心線に巻き取られ、ロール状となっている。そして、原反ロールを加工装置の一端に取り付け、原反の引き出し端を加工装置の他端の巻取ロールに取り付け、巻き出しつつその途中で例えば、レーザー光線で用途に合わせて必要幅にスリットしている(特許文献1、2)。
また、間欠移動する原反をレーザー光線でタブ付き電極シートを切り抜く装置も開示されている(特許文献3)。
最近ではこのような原反加工装置に於いて、加工速度と加工精度の更なる向上(例えば、従来装置の数倍)が要求されている。
原反の金属箔の表・裏面には厚みに若干のばらつきがある活物質層が塗着されている。これを原反送出軸に巻き取って原反加工装置の原反送出部にセットし、巻き出しながらレーザー加工し、これを巻取り側へ移送すると、巻き出し側と巻取り側との間で僅かな捩れが生じ、原反が僅かながら蛇行状態で移動する。現在の装置では、レーザー光線で原反を加工するとこの蛇行の影響を受けて切断線も蛇行し、要求されている精度で直線状に切断できないという問題が生じている。
特開2011−156540号公報 特開2007−14993号公報 特開2015−188908号公報
従来の原反加工装置は数メートルに及ぶ大型の装置であって精度的にも限界があり、遠く離れた原反送出部と巻取り部の中心線の平行度も限界があり、これが原反の蛇行に影響を与える。
しかも取り扱う原反のロールも重量物であるため、高速送り状態では蛇行矯正は容易でなく、従来の原反加工装置では高精度の原反加工は望めないとされていた。
本発明は、原反のレーザー加工点を工夫することで、原反加工装置が大型であるのも拘わらず、要求される高精度、高速度で原反加工を行うことができる原反加工方法とその装置を提供することを課題とする。
発明者は、「原反加工装置Aの原反送出部10から原反1を重量物である原反ロール1fから高速で巻き出し、真っ直ぐに送られている時は勿論、僅かに左右に蛇行している状態においても高速移動している原反1の巻出し部分3をレーザー光線Lで正確に2等分に切断する」という上記目的を達成するため、図2(a),(b)に示すように、蛇行による変位が最も少ない部位である本装置Aの機械中心点P0’に平面視で重なり合う点である、原反1の巻出し部分3の中心点P0にレーザー光線Lを照射することとした。
なお、上記のように、金属箔4の表面に塗着された活物質層の厚みに僅かながら厚薄があり、原反送出軸1gに巻き付けられた原反ロール1fの巻き出し直後の時点で原反1の巻出し部分3には蛇行が発生している。
また、原反1は2等分されて半幅の原反1’が並んで巻取り方向に送られ、巻取り部12でそれぞれ巻き取られる。巻取り部12の半幅の原反1’の巻取りは1軸で同時に巻き取ってもよいし、前後に巻取り軸2g1・2g2を設け、別々に巻き取ってもよい。本発明の原反1の2等分の分割方法は以下の通りである。
請求項1は上記目的(原反1を2等分に分割する)を達成する原反加工方法で、
長尺の金属箔4の少なくとも一方の面に活物質層が塗着された原反1の原反ロール1fが上流側で巻き出され、下流側に向かって移動している原反1の巻出し部分3の中央をレーザー切断し、2等分に切断されて並んで搬送される左右一対の半幅の原反1’を下流側にて巻き取る原反加工方法であって、
原反1の巻出し部分3の長手方向における中心線を原反中心線CLxとし、
原反ロール1fの回転中心を通る中心線CLfに平行で原反1の巻出し部分3の上流端3f上に位置する平行線を平行線CLf’とし、
巻取りロール2rの回転中心を通る中心線CLrに平行で原反1の巻出し部分3の下流端3r上に位置する平行線を平行線CLr’とした時、
原反中心線CLxと平行線CLf’の交点Pfと、原反中心線CLxと平行線CLr’の交点Prの中点を巻出し部分3の中心点P0とし、
該中心点P0にレーザー光線Lを照射することを特徴とする。
本発明に係る原反加工方法に於けるレーザー加工点は、平面視で、原反1の巻出し部分3(平行線CLf’から平行線CLr’に至る平面部分)の中心点P0である。
換言すれば、中心点P0を通る原反1の幅方向(横断方向)の直線をCLyとすると、直線CLyから平行線CLf’までの距離Dと、直線CLyから平行線CLr’までの距離Dとが等しく、且つ、原反1の中心線CLxから原反1の側辺4aまでの距離Gが等しいということになる。
そして、巻出し部分3の上流端3f及び下流端3rとは、平行線CLf’及び平行線CLr’に一致するラインである。
これにより、仮に、原反1の送りに蛇行が発生しても巻出し部分3の中心点P0である加工点の、蛇行による変位量C1’・C2’は、原反1の蛇行量C1・C2に比べて最小限に抑えられるので、仮に、原反1の送りに蛇行が発生しても要求される高精度、高速度で原反1を2等分に分割を行うことができる(図2(b))。詳細は後述する。
なお、上記のように一対の半幅の原反1’の巻取りは、図1〜2に示すように1本の巻取り軸2gにて巻き取ってもよいが、図7に示すように前後に配置した2本の巻取りロール2r1・2r2の巻取り軸2g1・2g2で別々に巻き取ってもよい。この場合、前記中心線CLrとなるのは、いずれか一方の巻取り軸2g1・2g2の中心線である。本実施例では原反送出部10から遠い方の巻取り軸2g1の中心線をCLrとする。
発明者は、上記目的を達成する方法として上記原反切断方法を発明したが、同方法を実施するためには、平面視で、後述する本発明に係る原反加工装置Aの機械中心点P0’を、原反1の中心線CLxが重なるように原反1を本原反加工装置Aにセットし、且つ、機械中心点P0’の上に位置する原反1の前記巻出し部分3の中心点P0にレーザー光線Lを照射して切断する必要がある。このような方法を実施する装置Aの構成は以下の通りである。
請求項2は、請求項1の原反加工方法を実施する原反加工装置Aで、
長尺の金属箔4の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された原反1の原反ロール1fを上流側で巻き出し、原反1の巻出し部分3にレーザー光線Lを照射して2等分に分割した左右一対の半幅の原反1’を下流側で巻き取る原反加工装置Aであって、
原反1が巻きつけられた原反送出軸1gの両端を回転自在に支持する左右一対の原反ロール支持架台10sを具備し、原反1を巻き出して送り出す原反送出部10と、
前記原反送出軸1gに平行に設置され、2等分に分割された前記半幅の原反1’を巻き取るための巻取り軸2gの両端を回転自在に支持する左右一対の巻取りロール支持架台12sを具備し、分割された前記左右一対の半幅の原反1’を巻き取る巻取り部12と、
原反送出部10と巻取り部12との間に設けられ、原反送出部10から巻き出された巻出し部分3を水平に保持する水平保持部11と、
原反ロール支持架台10s間に懸架された原反送出軸1gの中心線CLf上において、原反ロール支持架台10s間の中間点を中点Cfとし、
巻取りロール支持架台12s間に懸架された巻取り軸2gの中心線CLr上において、巻取りロール支持架台12s間の中間点を中点Crとした時、
中点Cfと中点Crとを結ぶ機械中心線CLx’に対して、平面視で、原反1の長手方向における原反中心線CLxを合致させる基準位置設定部Kと、
前記中点Cf・Cr間の中点である機械中心点P0’に立てた垂直線を機械中心軸Hとし、
前記機械中心軸Hと原反1の巻出し部分3の交点を加工点P0とすると、この加工点P0にレーザー光線Lを出射するレーザー出射装置30とで構成されたことを特徴とする。
本原反加工装置Aは、前述のように、巻取り部12の巻取り軸2gが1軸の場合と、2軸の場合(この場合の巻取り軸をそれぞれ2g1・2g2で示す。)がある。2軸の場合、前記中心線CLrとなるのは、いずれか一方の巻取り軸2g1・2g2の中心線である。本実施例では原反送出部10から遠い方の巻取り軸2g1の中心線をCLrとする。
本装置Aの構成において、機械中心線CLx’と機械中心軸H、機械中心軸Hと原反中心線CLx、機械中心線CLx’と原反送出軸1gの中心線CLf及び巻取り軸2gの中心線CLrはそれぞれ直交する。そして、基準位置設定部Kの働きにより、図2(a)(b)に示す平面視で、機械中心線CLx’に対して、原反1の原反中心線CLxが一義的に合致する。既に述べたように原反1の蛇行(図2(b)中、蛇行している原反1を2点鎖線で示す)は、真っ直ぐな送り(図2(b)中、実線で示す)に対して原反1の巻出し部分3が僅かに左右に傾斜して搬送されるために発生する。図では誇張されている。
原反ロール1fは既述のように金属箔4に厚みに僅かながらも不揃いがある活物質層を塗着したものであるから、巻出し直後の部分で既に蛇行を生じる。後述するように、機械中心点P0’の直上に位置する中心点P0をレーザー加工点とすることで、蛇行の影響を最小限にして原反1を2等分に分割できる。
なお、原反送出部10と巻取り部12との間には原反送出部10から巻き出された巻出し部分3を水平に保持する水平保持部11が設けられているので、巻出しによって原反ロール1fが次第に細くなり、巻取りにより、巻取りロール2rが次第に太くなっていったとしても、加工点P0の水平位置は変化せず、同一の条件で原反1の2分割が実行される。
請求項3に記載した発明は、請求項2に記載の原反加工装置Aにおける原反1の蛇行矯正に関し、
請求項2に記載の原反加工装置Aにおいて、
原反1の蛇行を検出する蛇行検出装置15と、
原反送出部10及び巻取り部12の少なくともいずれか一方に蛇行修正装置10u(12u)が更に設けられ、
蛇行検出装置15からの検出出力に合わせて蛇行修正装置10u(12u)の少なくともいずれか一方を原反送出部10の中心線CLf或いは巻取り部12の中心線CLrに沿って平行移動させることを特徴とする。
これにより、仮に移動中の原反1に蛇行が生じたとしても蛇行修正装置10u(12u)により直ちに解消され、巻取り部12において、レーザー加工された左右一対の半幅の原反1’は並置した状態できれいに巻き上げられて行くことになる。
なお、蛇行検出装置15及び蛇行修正装置10u(12u)は、原反送出部10側と巻取り部12側の両側に付けてもよいし、一方だけでも良い。
また、巻取り側蛇行修正装置12uは、既述のように巻取り部12が1軸の場合と2軸の場合とがあるが、2軸の場合は巻取り側蛇行修正装置12u1・12u2がそれぞれ用意される。また、この場合、巻取り側蛇行検出装置15rは半幅の原反1’の巻取り部分において個別に設置するようにしてもよい。
請求項4に記載した発明は、請求項3に記載の蛇行検出装置15の設置場所に関し、
請求項3に記載の原反加工装置Aにおいて、
蛇行検出装置15は、原反送出部10からの巻き出し直後の水平保持部11及び巻取り部12の巻取り直前の水平保持部11の少なくともいずれか一方に設置されていることを特徴とする。
上記設置場所は、原反1の蛇行量C1・C2が最も大きい処であり、僅かな蛇行でも鋭敏に検出することができ、小さい蛇行発生の時点で修正することができる。
請求項5に記載した発明は、請求項2に記載の原反加工装置Aを使用してタブ形成用原反1’の活物質が塗着されていない耳部1bでレーザー光線Lによるタブ切り抜き加工を行う方法(図10(a)〜(c))であって、
タブ形成用原反1’は少なくとも長尺の金属箔4の一面に活物質が塗着された活物質塗着部分1aと、金属箔4の少なくとも一方の側辺4aと活物質塗着部分1aとの間に形成された活物質の塗着がない耳部1bとを有し、
平面視で、機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過するように、タブ形成用原反ロール1f’を原反送出部10に取り付け、続いてタブ形成用原反1’を巻き出し、該巻出し部分3’のその端部を巻取り部12の巻取り軸2gに取り付け、
然る後、原反送出部10と巻取り部12とを同期回転させてタブ形成用原反1’を原反送出部10から巻取り部12に向けて移動させ、
平面視で、機械中心線CLx’上の機械中心点P0’に一致する耳部1b上の加工点P0を加工開始点としてレーザー光線Lを移動させ、耳部1bを切り抜いて耳部1bにタブ5を形成することを特徴とする。
この場合、レーザー光線Lによる切り抜き加工開始点P0はタブ5の切り抜き範囲内のいずれかにある。加工開始点P0は平面視で本装置Aの機械中心点P0’に一致しているから、蛇行の影響は最小であるが、点Paから離れるに従って蛇行の影響は若干拡大する。しかしながら、タブ5自体は大きいものではないため、実用上は差支えない程度の精度で仕上がる。
請求項6に記載した発明は、請求項5に記載のタブ切り抜き加工を行う第1の方法(図10(a))であって、
機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過する位置は、平面視で、活物質塗着部分1aと耳部1bとの境界線1cであることを特徴とする。
請求項7に記載した発明(第2のタブ加工方法(図10(b))は、請求項6とは反対で、境界線1cから離れた耳部1bの先端となる点Pcを加工開始点とするもので、
機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過する位置は、平面視で、境界線1cから前記側辺4aに向かい、側辺4aの手前の、タブ5の先端となる点Pcであることを特徴とする。
請求項8に記載した発明は、請求項6、7の中間で、境界線1c上のタブ5の起点となる点Pdとタブ5の先端となる点Pcとの間の点Pjを加工開始点とするもので(第3のタブ加工方法(図10(c))、
機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過する位置は、平面視で、境界線1c上のタブ5の起点となる点Pdとタブ5の先端となる点Pcとを結ぶ線上の点Pjであることを特徴とする。
本発明によれば、原反1の巻出し部分3の中心点(加工点)P0は、平面視で、本装置Aの機械中心P0’に重なるように設けられるので、仮に、原反1の送りに蛇行が生じたとしてもこの蛇行による加工点P0の変位量C1’・C2’は最小限度に抑制される。その結果、高速搬送速度でも要求される高精度でのレーザー光線Lによる原反1の2等分の分割加工が可能となる。
また、タブ形成用原反1’ではレーザー光線Lのタブ切り抜き加工範囲は前記中心点(加工点)P0とその近傍に限られるので、同様に高速且つ高精度のタブ加工が可能となる。
なお、蛇行検出装置15と、蛇行修正装置10u(12u)とを設けておけば、原反送りに発生した蛇行を短時間に抑制することができ、蛇行補正が可能となって直線度の高い分割が可能となるのは勿論、きれいな巻き上がり状態を得ることができる。
本発明に係る原反加工装置の斜視図である。 (a)図1の要部平面図、(b)原反の蛇行とその変位量を示す平面図である。 (a)原反ロールの斜視図、(b)タブ形成用原反ロールの斜視図である。 本発明に係る蛇行検出装置の設置部分の部分斜視図である。 図1の加工点近傍の拡大斜視図である。 本発明装置のエキスパンダーロール部分の要部横断面図である。 本発明装置で、巻取り部が2軸の場合の平面図である。 本発明装置にてタブ加工を行う場合の斜視図である。 図8におけるタブ加工部分の拡大斜視図である。 (a)境界線上の点を加工開始点とするタブ加工のレーザー光線の移動状態を示す拡大斜視図、(b)側辺近傍の点を加工開始点とするタブ加工のレーザー光線の移動状態を示す拡大斜視図、(c)境界線上の点と側辺近傍の点との間の点を加工開始点とするタブ加工のレーザー光線の移動状態を示す拡大斜視図である。 図10(a)におけるタブ形成の一例を示す要部平面図である。
以下、本発明を図示実施例に沿って説明する。本発明は、原反加工装置Aで全幅(フルサイズ)の原反1を2等分に分割する場合と、同装置Aで2等分に分割された半幅の(或いは別に用意された)タブ形成用原反1’の耳部1bにタブ5を形成する場合に分かれる。
最初に、全幅(フルサイズ)の原反1を2等分に分割する原反加工装置Aと、同装置Aによる全幅(フルサイズ)の原反1を2等分に分割する場合を説明し、その後、同装置Aによるタブ形成用原反1’の耳部1bにタブ5を形成する場合について説明する。
本発明の原反加工装置Aは、図1(第1実施例)に示すように、大略、原反送出部10、これに続く送りローラ20a〜20n、エキスパンダーローラ40・41及び2等分に分割された原反1’を水平に搬送する引取側ローラ50a〜50nとを含む水平保持部11、巻取り部12、レーザー出射装置30、基準位置設定部K、蛇行検出装置15並びに蛇行修正装置10u(12u)とで構成され、それぞれ装置躯体(図示せず)に組み込まれている。
図1の本装置Aに適用される原反1は、金属箔4の表・裏面の少なくとも一面に電極ペーストが塗布された活物質塗着部分1aが形成され、金属箔4の両側辺4aに沿う部分が耳部1bで、電極ペーストが塗布されていない領域がある。勿論、金属箔4全面に電極ペーストが塗布されている場合もあり、この場合は、2等分に分割された原反はタブ形成に供されない。
金属箔4は、例えば、銅箔、アルミニウム箔である。電極ペーストは、活物質、バインダ、溶剤等を含んでいる。活物質には、正極活物質及び負極活物質がある。
正極活物質としては、例えば、複合酸化物、金属リチウム、硫黄が含まれる。
負極活物質は、例えば、各種カーボン類、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOxの金属酸化物、ホウ素添加炭素で構成される。
バインダは、含フッ素樹脂、熱可塑性樹脂、イミド系樹脂などの樹脂が使用される。
金属箔4の幅は様々なものがあり、耳部1bの幅も様々なものがある。
金属箔4は通常スリッタで分割され、その両側辺4aは高い精度の直線性を持つ。一方、活物質塗着部分1aは電極ペーストを塗布したものであるから、僅かながら厚みにばらつきがある。
フルサイズの原反1は、原反送出軸1gに何重にも巻き付けられ、原反ロール1fとして分割加工に供される。本実施例では、原反送出軸1gの両端は巻き付けられたフルサイズのロール状の原反1の両端から突出しており、この部分が原反ロール支持架台10sに回転可能に支持される。この原反送出軸1gの回転中心を通る直線が中心線CLfである。そして前記中心線CLf上において、巻かれたロール状の原反1の両端の中間点を原反ロール1fの中点Cfとする(図3(a))。
勿論、原反ロール1fはこのような構造に限られるものでなく、図示していないが、原反ロール支持架台10sに回転可能に支持できるような構造であれば足る。なお、原反1の幅は2Gとする。
原反送出部10は、原反ロール1fの原反送出軸1gの両端を回転可能に支持する一対の原反ロール支持架台10sと、一方の原反ロール支持架台10sに設けられ、前記原反送出軸1gを回転させる送出側サーボモータ10mとで構成されている。
一対の原反ロール支持架台10sは、後述する原反送出側蛇行修正装置10uに一定の間隔(2S)を設けて設置され、原反送出軸1gの両端を回転可能に支持するものである。そして、一方の原反ロール支持架台10sには送出側サーボモータ10mが設置され、原反ロール支持架台10s間に懸架された原反送出軸1gを原反1の送出方向に回転させるようになっている。
ここで、原反送出軸1gを支持する原反ロール支持架台10sの回転支持軸は原反送出軸1gの中心線CLfに一致する。本実施例では、中点Cfを中心とする左右振り分けで原反送出軸1gが原反ロール支持架台10sに支持されるものとし、左右の原反ロール支持架台10sの中間点が原反送出軸1gの中点Cfに一致するものとする。即ち、左右の原反ロール支持架台10sから中点Cfまでの距離は共に距離Sに等しい。
前記原反送出部10は、原反送出側蛇行修正装置10uに設置されている。原反送出側蛇行修正装置10uは、原反送出部10が設置される蛇行修正移動板10x、床面に設置される蛇行修正固定板10y、両者の間に設置され、蛇行修正移動板10xの前述の方向に微小量移動させるコロのような転動部材10zとで構成される。蛇行修正移動板10xは蛇行修正固定板10yに接続された油圧シリンダを駆動源とする移動量の制御が可能な原反側往復駆動装置10pに接続されている。
原反送出部10の次には水平保持部11の前半を構成する送りローラ20a〜20nが設置されている。送りローラ20a〜20nは原反送出部10から送り出された原反1を水平に保ちつつ搬送するものである。送りローラ20a〜20nの途中には公知の原反側ダンサーローラ20dが必要に応じて組み込まれ、送り出されている原反1の張力調整が行われている。
最後尾の送りローラ20nの下流側に水平保持部11の中間部分を構成する前後一対のエキスパンダーローラ40・41が設置されている(図5,6)。エキスパンダーローラ40・41は、その両端から中央に向けてその直径を漸増させた、楽器の「コンガ」に似た外形に形成されている。エキスパンダーローラ40・41は後述の加工点P0の前後に設けられ、原反1の巻出し部分3を水平に保つと同時にこの形状により加工点P0を中心として、エキスパンダーローラ40・41の上を通過する原反1にエキスパンダーローラ40・41の軸方向で外向きのテンションを与える。
なお、本実施例では加工点P0の前後にエキスパンダーローラ40・41を設けた例を示したが、勿論、これに限られず、いずれか一方だけでも良い。
エキスパンダーローラ40・41の下流には水平保持部11の後半を構成する引取側ローラ50a〜50nが設けられている。引取側ローラ50a〜50nは、水平を保った状態で2等分に分割され、横に並んだ一対の半幅の原反1’を巻取り部12に送り込むものである。
引取側ローラ50a〜50nに続けて巻取り部12が設置されている。巻取り部12は図1のように1軸のものと図7に示す2軸のものがある。最初に1軸の巻取り部12について説明し、その後、2軸の巻取り部12について説明する。
1軸の巻取り部12は原反送出部10と同様の構造である。この巻取り部12はレーザー加工された半幅Gで横に並んだ左右一対の原反1’を巻き取る巻取り軸2gの両端を回転可能に支持する一対の巻取りロール支持架台12sと、一方の巻取りロール支持架台12sに設けられ、巻取りロール支持架台12sに架設された巻取り軸2gを回転させる巻取り側サーボモータ12mとで構成されている。
本実施例では巻取りロール支持架台12sは、原反ロール支持架台10sと同幅で、平行に設置されている。巻取り軸2gには左右一対の原反1’がロール状に巻き取られて巻取りロール2rを形成する。
この巻取り軸2gの中心線CLr上において、ロール状に並んで巻かれた左右一対の原反1’の外側の端部間の中間点(両者の切断部分)を中点Crとする。換言すれば、中心線CLrにおける巻取りロール2rの巻取りロール支持架台12sによる支持点の中間点が中点Crである。
勿論、巻取り軸2gはこのような構造に限られるものでなく、図示していないが、巻取りロール支持架台12sに回転可能に支持でき、半幅Gで横に並んだ左右一対の原反1’を並んで巻き取るような構造であれば足る。
そして、上記中点Cf・Crを結んだ直線が本装置Aの機械中心線CLX’となり、機械中心線CLX’と原反送出軸1gの中心線CLfとの交角、同CLX’と巻取り軸2gの中心線CLrとの交角は直角である。
なお、原反ロール支持架台10sの原反送出軸1gの支持点と巻取りロール支持架台12sの巻取り軸2gの支持点とは原則として同幅(2S)に作られる。
一対の巻取りロール支持架台12sは、後述する巻取り側蛇行修正装置12uに一定の間隔(2S)を設けて設置され、巻取り軸2gの両端を回転可能に支持するものである。そして、一方の巻取りロール支持架台12sには巻取り側サーボモータ12mが設置され、巻取りロール支持架台12s間に懸架された巻取り軸2gを巻取り方向に回転させるようになっている。
ここで、巻取りロール支持架台12sの回転支持軸は、懸架された巻取り軸2gの中心線CLrに一致し、巻取りロール支持架台12s間の中間点は巻取り軸2gの中点Crに一致する。
この中点Crは、巻取り軸2gに並巻された半幅の原反ロール1’の分割ラインにも一致する。
巻取り部12は、巻取り側蛇行修正装置12uに設置されている。巻取り側蛇行修正装置12uは、巻取り部12が設置される蛇行修正移動板12x、床面に設置される蛇行修正固定板12y、両者の間に設置され、蛇行修正移動板12xの前述の方向に微小量移動させるコロ状の巻取り側転動部材12zとで構成されている。蛇行修正移動板12xは油圧シリンダを駆動源とする移動量の制御が可能な巻取り側往復駆動装置12pに接続されている。
図2(a)に示すように、基準位置設定部Kは、原反ロール支持架台10s間の中間点である中点Cfと、巻取りロール支持架台12s間の中間点である中点Crを結ぶ機械中心線CLx’に対して原反1の中心線CLxを合致させるものである。
本実施例では、基準位置設定部Kは、原反送出部10側と巻取り部12側の2箇所に設置されている。原反送出部10側の基準位置設定部Kを原反側基準位置設定部Kf、巻取り部12側の基準位置設定部Kを巻取り側基準位置設定部Krとする。両者は同じ構造である。
原反側基準位置設定部Kfは、原反送出部10側において原反送出軸1gに平行に移動するように構成されている。そして、原反側基準位置設定部Kfは、原反ロール1fを原反ロール支持架台10sにセットし、原反ロール1fの端面を原反側基準位置設定部Kfに突き当てた時、上記のように原反ロール1fの中点Cfが機械中心線CLx’に自動的に合致する位置にセットされるようになっている。従って、原反ロール1fを原反ロール支持架台10sにセットし、原反ロール1fの端面を原反側基準位置設定部Kfに突き当てると、原反ロール1fの中点Cfが機械中心線CLx’に自動的に合致する。
巻取り側は、この時点では原反1の引き出された端部が巻取り軸2gに装着されるだけなので、原反1の端部の側辺4aが巻取り側基準位置設定部Krに突き当てられて位置決めされた状態で巻取り軸2gに装着される。
これにより、原反1の中心線CLxと機械中心線CLx’とは平面視で一致することになる。
なお、上記基準位置設定部Kの構造は、上記機能を達成すれば足り、上記のものに限定されるものではない。
レーザー出射装置30は、後述する加工点P0の直上に設置されていて加工点P0に向けてレーザー光線Lを出射する。ここでは分割だけなので、レーザー光線Lは固定されたもので足る。ただし、ガルバノ式レーザー出射装置として加工点P0を中心として前記原反1の中心線CLxの上を短い距離で往復移動させてもよい。
図の実施例では、蛇行検出装置15も基準位置設定部Kと同様、原反送出部10側と巻取り部12側の2箇所に設置されている。原反送出部10側を原反送出側蛇行検出装置15f、巻取り部12側を巻取り側蛇行検出装置15fとする。両者は同じ構造である。
蛇行検出装置15は公知のラインセンサで、CCD素子が横一列に並び、原反1・1’の側辺4a及び境界線1cの少なくともいずれか一方の一次元的な画像の撮影を行い、図示しない制御部に画像データを送り、側辺4a又は原反1の境界線1cが予め設定された基準点からずれているかどうか(換言すれば、機械中心線CLx’から原反1の中心線CLxがずれているかどうか)を検出している。
原反送出側蛇行検出装置15fは、原反送出部10からの巻き出し直後の水平保持部11のエッジ、巻取り側蛇行検出装置15fは、巻取り部12の巻取り直前の水平保持部11のエッジにそれぞれ設置されている。
本実施例では、原反送出部10側と巻取り部12側の2箇所に設置されている場合を示したが、勿論、これに限られず、いずれか一方だけでも良い。
次に、機械中心である加工点P0について説明する。この実施例では、原反1は原反ロール1fから巻き出され、巻出し部分3の中心点である加工点P0で2等分にレーザー切断されて巻き取られる。原反1は既に述べたように、少なくともその一方の面に活物質層が塗着されており、この活物質層には僅かながら厚みに誤差がある。そのため巻き出しの間に図2(b)に示すような僅かな蛇行がみられる。図2(b)において、原反1が真っ直ぐ送られている場合は実線で示し、この実線に対して原反1が傾いた場合を2点鎖線で示す。図の蛇行は理解を容易にするために誇張されている。
原反1の加工点(照射点)P0がその直上でセットされる機械中心点P0’は、図1及び2(a)(b)からわかるように、平面視で、原反ロール支持架台10s間の中間点であるの中点Cfと、巻取りロール支持架台12s間の中間点である中点Crを結ぶ機械中心線CLx’で、中点Cf・Crの中間点である。
既述のように原反1の原反中心線CLxが、平面視で、機械中心線CLx’に重なるように基準位置設定部Kにてセットすると前記中間点である機械中心点P0’に立てた垂直線、即ち、機械中心軸Hが原反1の巻出し部分3の交点において、原反1の巻出し部分3の中心点P0に一致する。この中心点P0は加工点であり、レーザー光線Lの照射点でもある。
この中心点P0は原反送出軸1gの中心線CLf及び巻取り軸2gの中心線CLrからの距離Dが等しい位置にある。また、中点Cf・Crからの原反ロール支持架台10s、巻取りロール支持架台12sのそれぞれに至る距離Sも等しい。
換言すれば、平面視で中心線CLf・CLrと交差する原反ロール1fと巻取りロール2rの側辺4aの交点との間を結ぶ対角線(図2(b)中で、破線で示す。)が上記加工点(照射点)P0を通ることになる。
次に、加工点(照射点)P0における蛇行の影響について述べる。
原反1の蛇行は主として活物質塗着層の左右の厚みムラが原因するので、図2(b)に示すように蛇行していない場合の原反1(実線で示す。)に対して蛇行した原反1(2点鎖線で示す)は左右に傾斜する。
従って、蛇行していない原反1の中心線CLxに対して左右に蛇行した場合の中心線CLx1・CLx2は若干左右に傾く。この時の巻取り側の蛇行量をC1・C2で示すと、蛇行した場合の中心線CLx1・CLx2は加工点P0の近傍を通過するため、巻取り側の蛇行量C1・C2に対して極めて小さい変位量C1’・C2’を示す。
このような装置Aにおける原反1の2等分分割について説明する。上記のように原反側基準位置設定部Kfにロール状の原反1の端面を当接して、原反ロール1fの中点Pfを原反ロール支持架台10sの中点Cf一致させてセットする。中点Cfは機械中心線CLx’上に存在する。
次いで、原反ロール1fから原反1を巻出し、水平保持部11を通ってその側辺4aを巻取り側基準位置設定部Krに当接させて巻取り部12に架設した巻取り軸2gにセットする。これにより、原反1の中心線CLxは本装置Aの機械中心線CLx’に平面視で重なる。
即ち、機械中心点P0’上に中心線CLxが来る。機械中心点P0’に立てた垂直線、機械中心軸Hと原反1の巻出し部分3との交点が加工点P0(この点P0は巻出し部分3の中心点でもある。)となるので、送出側サーボモータ10mと巻取り側サーボモータ12mとを同期させながら回転させ、同時にレーザー出射装置30から加工点P0にレーザー光線Lを出射する。
加工点P0の前後ではエキスパンダーローラ40・41により、巻出し部分3に外側方向のテンションが加えられているので、レーザー光線Lの照射による溶融点は直ちに引き裂かれ、再溶着せず分離され、加工点P0で連続的に2等分に分割され、巻取り軸2gに巻き取られる。
その間、蛇行検出装置15により、走行している原反1・1’のエッジが連続的に検出されている。
原反1の活物質層の左右に厚みに僅かでも厚薄があると、原反1は厚みの薄い方に寄り、蛇行が発生する。蛇行量C1・C2に対して加工点P0における変位量C1’・C2’は非常に小さいので、蛇行量C1・C2が小さい場合には、変位量C1’・C2’を無視できる程度になり、蛇行に対する補正はなされないが、大きな蛇行が発生すると、蛇行検出装置15は蛇行量C1・C2を検出し、これが閾値を超えた場合、図示しない制御部を介して蛇行修正装置10u(12u)を作動させて蛇行を解消する。蛇行修正装置10u(12u)の蛇行修正移動板10x(12x)は機械中心軸Hに対して直角方向に微小移動する。
原反側蛇行修正移動板10xの微小移動量をMf1・Mf2、巻取り側蛇行修正移動板12xの微小移動量をMr1・Mr2で示す。
即ち、原反1の中心線CLxに対してCLx1・CLx2で示すように傾斜した場合、この蛇行量C1・C2を蛇行検出装置15により検出し(或いはいずれか一方により検出し)、この蛇行量C1・C2を相殺するように蛇行修正移動板10x(12x)の両方或いはいずれか一方が前述のように平行移動して加工点P0が機械中心点P0’の直上に位置するように補正する。蛇行修正移動板10x(12x)の移動は往復駆動装置10p(12p)の駆動による。
また、蛇行は上記のように原反1の中心線CLxに対して蛇行した中心線CLx1・CLx2で示すように傾斜するばかりでなく、同じ方向に移動する場合があるが、原反送出側と巻取り側とに設けた蛇行検出装置15f・15rによりそれぞれの蛇行量を検出し、これを相殺するように蛇行修正装置10u(12u)を作動させて上記同様に蛇行を解消する。なお、図では蛇行量C1・C2は原反側を示したが、勿論、これに限られるものでなく、巻取り側で測定してもよい。
原反1は上記のように高速で連続的に送られているので、照射点P0において原反1の移動に合わせて直線的に切断される。前述の左右一対のエキスパンダーローラ40・41の働きにより、隣接する左右の分割原反1’は照射点P0において溶融と同時に左右に僅かに分離し、照射点P0が移動した次の瞬間に照射点P0に留まっていた溶融物質が凝固してももはや再接続すること出来ず、切断端面に残ってそのまま凝固し、両原反1’は確実かつ正確に半幅に分離される。また、この時、切断端は溶断によるものであって、前述のように溶融物質は切断端でその表面張力で丸く凝固することになるので、刃物による切断のようなバリの発生はない。
なお、従来のようにアシストガスで溶融物質を吹き飛ばすと吹き飛んだ溶融物質に引っ張られ、切断端面に残った溶融物質は切断端面にツララのような鋭い棘となって残るが、本発明の場合、そのような現象を生ずることもない。加えて、溶融した物質がそのまま切断端に丸くなって残るので、アシストガスを使用した場合のような切断粉塵を生じることもない。
そして原反1は高速且つ連続的に送られているので、レーザー光線Lが出射されている限り、原反1は連続的に2分割される。分割された原反1’は前述のように巻取り軸2gに巻き取られる。この時、図示していないが、引取側ローラ50a〜50nにダンサーローラを設け、張力調整をするようにしても良い。
次に、巻取り軸2gを2軸にした場合について説明する。巻取り部12以外は1軸の場合と同じなので、異なる処のみを説明する。図7が、巻取り軸2gを前後2軸にした場合で、それぞれを後部巻取り軸2g1、前部巻取り軸2g2とする。後部巻取り軸2g1、前部巻取り軸2g2のそれぞれは、図示しない巻取りロール支持架台が設けられており、これらは後部及び前部巻取り側蛇行修正装置12u1・12u2に装着されている。巻取り側蛇行検出装置15rも後部及び前部に装着するのが好ましく、後部を後部巻取り側蛇行検出装置15r1、前部を前部巻取り側蛇行検出装置15r2とする。
この場合、本装置Aにおける機械中心線CLx’の基準点となる点Crは、既述のようにいずれの巻取り軸2g1・2g2を採用してもよいが、図7の実施例では、後部巻取り軸2g1を採用する。
蛇行検出の1つの方法は、後部巻取り側蛇行検出装置15r1及び前部巻取り側蛇行検出装置15r2でそれぞれ検出し、後部及び前部巻取り側蛇行修正装置12u1・12u2によって既述の方法と同様の方法で補正することになる。
別法としては、前部巻取り側蛇行検出装置15r2なしで、後部巻取り側蛇行検出装置15r1を基準とし、演算によって前部巻取り軸2g2側の補正分を算出し、蛇行補正を行ってもよい。勿論、原反側蛇行検出装置15fを設けておれば、その検出値も蛇行補正に加味される。
なお、前部巻取り軸2g2を基準とすれば、同様のことが行われる。
次に、本装置Aを使用して半幅の原反1’の耳部1bにタブ加工を行う場合を説明する(第2実施例)。ここで使用される原反1’は少なくとも長尺の金属箔4の一面に活物質が塗着された活物質塗着部分1aと、金属箔4の少なくとも一方の側辺4aと活物質塗着部分1aとの間に形成された活物質の塗着がない耳部1bとを有する。そして、耳部1bにタブ加工を行うので、耳部1bが平面視でタブ加工範囲の内の1点を機械中心点P0’の直上に一致するようにセットしなければならないため、本装置Aの水平保持部11の約半分の幅、或いはそれ以下の幅のものが適用される。
第2実施例では、第1実施例でレーザー切断した半幅の原反1’を適用するが、勿論、これに限られるものではない。
第2実施例に適用されるタブ形成用原反1’は上記のように全幅の原反1を2分割した半幅のもので、一方の側辺4aに沿って耳部1bが形成されている。そして、タブ形成用原反1’は原反1の半分の幅で、上記のように耳部1bにタブ加工を行うので、第1実施例の半幅の原反1’が並巻された巻取りロール2rから、図示していないが、別に用意した原反送出軸1gにそれぞれを巻き直したものを使用する。巻き直されたタブ形成用原反ロール1f’は、図3(b)に示すように原反送出軸1gに偏って巻設され、耳部1bのタブ加工範囲にあるいずれかの点(後述する。)が原反送出軸1gの中心線CLfの中点Cfに一致するように巻き直されている。
また、この場合も巻取り側では、タブ付きの切り抜き原反1’’とタブ5が切り抜かれた廃材1hとを1軸で巻き取る場合と、タブ付きの切り抜き原反1’’と廃材1hを別々に巻き取る2軸の場合とがある。この場合は廃材1hの巻取りは正確に巻き取る必要がないので、蛇行補正は必要なく、タブ付きの切り抜き原反1’’側に上記の蛇行補正が行われることになる。
タブ5の形状は別段決められた形状である必要はないが、ここでは全体を通じて長方形又は正方形のタブ5を、走行している耳部1bから切り抜くことで形成する場合を代表例として説明する(図10(a)〜(c)、図11)。
この代表例では、まず、既述のように原反側基準位置設定部Kfを用いて、平面視で、機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過するように、タブ形成用原反ロール1f’を原反送出部10に取り付ける。この装着方法には以下のように3通りの装着方法がある。
第1は、機械中心線CLx’が、平面視で、活物質塗着部分1aと耳部1bとの境界線1cに一致する場合であり、第2は、境界線1cから離れた耳部1bの先端となる点Pcを加工開始点とするものであり、第3は、これらの中間で、境界線1c上のタブ5の起点となる点Pdとタブ5の先端となる点Pcとの間の点Pjを加工開始点とする場合である。このようにしてタブ形成用原反ロール1f’を原反送出部10に設置した後、続いてタブ形成用原反1’を巻き出し、巻取り側基準位置設定部Krを用いて該巻出し部分3’の端部を巻取り部12の巻取り軸2gに取り付ける。然る後、原反送出部10と巻取り部12とを同期回転させてタブ形成用原反1’を原反送出部10から巻取り部12に向けて移動させ、耳部1bをレーザー光線Lにてタブ切り抜き加工を行う
本実施例ではレーザー光線Lによる溶断線Yが図11に示すように境界線1cから垂直に設けられねばならない関係から、耳部1bの移動速度に同期して耳部1bの走行方向と同方向に移動しつつ境界線1cの点Paと耳部1bの側辺4a近傍の点との間を往復し、且つ、境界線1cの点及び耳部1bの側辺4a近傍の点で待機することになる。そしてこれらのタブ加工方法は平面視でその加工開始点が本装置Aの機械中心点P0’の直上でこれ一致しているから、蛇行の影響は最小であるが、点Paから離れるに従って蛇行の影響は若干拡大する。しかしながら、タブ5自体は大きいものではないため、実用上は差支えない程度の精度で仕上がる。
そして上記タブ5の切り抜き形成方法は、前述の装着方向から3通りあり、図10(a)〜(c)に示す通りである。以下、第1方法のタブ加工について説明する。
タブ加工の第1方法は、第1実施例と同様、原反側基準位置設定部Kfにて半幅の原反ロール1f’を原反送出部10にセットする。セットされた半幅の原反ロール1f’の境界線1cが平面視で機械中心線CLx’に重なっている。
また、巻取り軸2gも巻取り部12にセットされ、半幅の原反1’から巻き出した巻出し部分3’の端部を巻取り軸2gにセットする。巻取り軸2g側も第1実施例同様、巻取り側基準位置設定部Krを使用して巻出し部分3’の境界線1cが平面視で機械中心線CLx’に重なるようにセットされる。これにより機械中心点P0’に立てた垂直線である機械中心軸Hが境界線1cと交わる。交わった点が加工点P0である。
このようにセットした後、第1実施例と同様、半幅の原反1’を移動させると共に切断開始点である加工点P0に向かってレーザー光線Lを出射する。
前記移動の前半で半幅の原反1’は原反側ダンサーローラ20dの働きで一定の張力を受けつつタブ加工されて一定速度で送り出され、巻取り軸2gに巻き取られる。この間、エキスパンダーローラ40・41により上向きの面圧が活物質塗着部分1aと耳部1bに加わり、両者には外側方向へのテンションが発生している。そしてこの状態でレーザー光線Lによるタブ5の切り抜きが行われる。
図10(a)では、切断開始点が点Paである。耳部1bにおけるレーザー光線Lの移動順序について理解を容易にするためにレーザー光線Lの移動順に(1)〜(4)と言うようにアラビア数字を附している。この動きが繰り返されてタブ5が切り抜かれる。
このような操作を行う関係から、レーザー出射装置30は前述のようにガルバノスキャニング式のものが使用される。レーザー光線Lの移動幅は耳部1bに対して境界線1cの点Pa(Pc)から耳部1bの側辺4aの近傍の点Pb(Pd)までで、点Pb、点Peに至ると所定時間、その位置で待機する。
レーザー光線Lのこの矩形移動により耳部1bの切残し部分が廃材1hとなる。耳部1bの移動とレーザー光線Lの斜め方向の移動及び停止との合成で活物質塗着部分1aに対して直角方向の溶断線Yが形成され、矩形の切り抜きが行われるように描いてある(図11)。
レーザー光線Lによる切り抜きが境界線1c上の移動開始点Paから始まると、図10(a)に示すように、半幅の原反1’の側辺4a方向で半幅の原反1’の移動速度に合わせてレーザー光線Lが斜めに移動する(この移動ラインNを(1)で示す。)。
タブ5の先端になる点Pbに至るとレーザー光線Lは所定時間、点Pbで停止する。停止時間はタブ5の幅W分である(この移動ラインNを(2)で示す。)。停止後の位置は点Pcである。
点Pcに至るとレーザー光線Lは、境界線1c方向で原反1の移動速度に合わせて斜めに移動し点Pdに達する(この移動ラインを(3)で示す。)。
点Pcに至るとレーザー光線Lは点Pcで停止し、次のタブ形成位置までその地点で停止する。これにより境界線1cに沿って耳部1bの切断が行われる。
以上の切断動作により、図11に示すような長方形或いは正方形のタブ5が耳部1bに切り抜かれる。なお、レーザー出射装置30がガルバノミラータイプなのでレーザー光線Lの出射方向を自由に制御でき、これによってタブ5は長方形或いは正方形に限られず、活物質塗着部分1aの側縁に判円形或いはその他の形状に自由に切り抜くことが出来る。
このような動作を繰り返して耳部1bに所定間隔でタブ5が形成され、残りの部分が廃材1hとなる。
なお、上記のレーザー光線Lによる切り抜きの際に耳部1bに加わっている外側方向のテンションは、レーザー切断位置で溶融部分を広げ、溶融部分の再融着を妨げて切断を確実にする働きを持つ。
上記のタブ形成において、耳部1bの移動に合わせてレーザー光線Lをタブ5の高さTだけ図9に示すように往復移動させなければならないが、レーザー光線Lが前記往復動作で加工点P0から離れると、それだけ蛇行の影響を受けることになるが、タブ5の高さTは活物質塗着部分1aの幅に対して小さいので、実用上問題となる程の変位量C1’、C2’は発生しない。
第2方法のタブ加工は前記同様、原反側基準位置設定部Kfにて半幅の原反ロール1f’を原反送出部10にセットする。セットされた半幅の原反ロール1f’の点Pcが平面視で機械中心線CLx’に重なっている。そして、半幅の原反1’から巻き出した巻出し部分3’にセットし、半幅の原反1’から巻き出した巻き出し部分3’の端部を巻取り軸2gにセットする。巻取り軸2g側も第1実施例同様、巻取り側基準位置設定部Krを使用して耳部1bの点Pcが平面視で機械中心線CLx’に重なるようにセットされる。これにより機械中心点P0’に立てた垂直線である機械中心軸Hが境界線1cと交わる。交わった点が加工点P0である。
このようにセットした後、第1方法と同様、半幅の原反1’を移動させると共に切断開始点である加工点P0に向かってレーザー光線Lを出射する。
図10(b)では、切断開始点が点Pcである。同様レーザー光線Lの移動順に(1)〜(5)と言うようにアラビア数字を附している。この動きが繰り返されてタブ5が切り抜かれる。切断開始点が点Pcでは点Pdまでレーザー光線Lを斜めに走らせることになる。それ以後は、上記と同じ手順で切り抜かれる。
第3方法のタブ加工は前記同様、原反側基準位置設定部Kfにて半幅の原反ロール1f’を原反送出部10にセットする。セットされた半幅の原反ロール1f’の点aと点bとを結ぶ直線状上の点Pjが平面視で機械中心線CLx’に重なっている。点Pjが点aと点bの中点であればレーザー光線Lの左右の振れ幅が等しくなるので、3つの方法のうち、加工精度は最も高くなる。
この場合も前述同様、原反送出側・巻取り側基準位置設定部Kf・Krを用いて耳部1bの点Pjが平面視で機械中心線CLx’に重なるようにセットされる。これにより点Pjが機械中心点P0’に立てた垂直線である機械中心軸Hが境界線1cと交わった加工点P0に一致する。
このようにセットした後、第1方法と同様、半幅の原反1’を移動させると共に切断開始点である加工点P0に向かってレーザー光線Lを出射する。
図10(c)では、切断開始点が点Pjである。そして上記の例と同様、レーザー光線Lの移動順に(1)〜(5)と言うようにアラビア数字を附している。この動きが繰り返されて長方形或いは正方形のタブ5が切り抜かれる。
なお、上記3方法に於いて、蛇行が発生すれば、第1実施例と同様の方法で蛇行矯正が行われる。また、上記3方法では巻取り軸2gは1軸で、廃材1hもタブ5が形成された原反1’と共に巻取り軸2gに巻き取られているが、これを2軸とし、別々に巻き取るようにしてもよい。
A:原反加工装置、C1・C2:蛇行量、C1’・C2’:蛇行による加工点の変位量、CLx1・CLx2:蛇行した中心線、CLx:原反中心線、CLx’:中点Cf・Crを結ぶ直線(機械中心線)、CLf・CLr:中心線、CLf’・CLr’:中心線CLf・CLrに平行な平行線、CLy:加工点を通る原反の幅方向の直線、Cf・Cr:中点、D:加工点(照射点)を通る原反幅方向の直線から原反ロール軸及び巻取りロール軸の中心線までの距離、G:2等分割された原反の幅(原反の中心線CLxから原反の長辺までの距離)、H:機械中心軸(垂直線)、K:基準位置設定部、Kf:原反側基準位置設定部、Kr:巻取り側基準位置設定部、L:レーザー光線、Mf1・Mf2:原反側蛇行修正板の微小移動量、Mr1・Mr2:巻取り側蛇行修正板の微小移動量、N:レーザー光線の移動ライン、P0:巻出し部分の中心点(加工点、照射点)、P0’:機械中心点、Pa:起点(移動開始点、切断開始点)、Pb・Pc:タブの先端となる点(切断開始点)、Pd:境界線上の点、Pf・Pr:交点、Pj:点Pcと点Pdとを結ぶ直線上の点、S:中点Cfから原反送出軸の支持点、又は・中点Crから巻取り軸の支持点までの距離、T:タブの高さ、Y:溶断線、1:原反、1’:半幅の原反(タブ形成用原反)、1’’:タブ切り抜き原反、1a:活物質塗着部分、1b:耳部、1c:境界線、1f:原反ロール、1f’:タブ形成用原反ロール、1g:原反送出軸、1h:廃材、2g:巻取り軸、2g1:(後部)巻取り軸、2g2:(前部)巻取り軸、2r:巻取りロール、2r1・2r2:前後に配置した2本の巻取りロール、3:巻出し部分、3’:(半幅の)巻出し部分、3f:上流端、3r:下流端、4:金属箔、4a:側辺、5:タブ、10:原反送出部、10m:送出側サーボモータ、10p:(原反側)往復駆動装置、10s:原反ロール支持架台、10u:(原反送出側)蛇行修正装置、10x:蛇行修正移動板、10y:蛇行修正固定板、10z:原反側往復転動部材、11:水平保持部、12:巻取り部、12m:巻取り側サーボモータ、12p:巻取り側往復移動装置、12s:巻取りロール支持架台、12u・12u1・12u2:(巻取り側)蛇行修正装置、12x:蛇行修正移動板、12y:蛇行修正固定板、12z:巻取り側転動部材、15:蛇行検出装置、15f:原反側蛇行検出装置、15r:巻取り側蛇行検出装置、15r1:後部巻取り側蛇行検出装置、15r2:前部巻取り側蛇行検出装置、20a〜20n:送りローラ、20d:ダンサーローラ、30:レーザー出射装置、40・41:エキスパンダーローラ、50a〜50n:引取側ローラ。

Claims (8)

  1. 長尺の金属箔4の少なくとも一方の面に活物質層が塗着された原反1の原反ロール1fが上流側で巻き出され、下流側に向かって移動している原反1の巻出し部分3の中央をレーザー切断し、2等分に切断されて並んで搬送される左右一対の半幅の原反1’を下流側にて巻き取る原反加工方法であって、
    原反1の巻出し部分3の長手方向における中心線を原反中心線CLxとし、
    原反ロール1fの回転中心を通る中心線CLfに平行で原反1の巻出し部分3の上流端3f上に位置する平行線を平行線CLf’とし、
    巻取りロール2rの回転中心を通る中心線CLrに平行で原反1の巻出し部分3の下流端3r上に位置する平行線を平行線CLr’とした時、
    原反中心線CLxと平行線CLf’の交点Pfと、原反中心線CLxと平行線CLr’の交点Prの中点を巻出し部分3の中心点P0とし、
    該中心点P0にレーザー光線Lを照射することを特徴とする原反加工方法。
  2. 長尺の金属箔4の少なくとも一方の面に活物質層が塗布された原反1の原反ロール1fを上流側で巻き出し、原反1の巻出し部分3にレーザー光線Lを照射して2等分に分割した左右一対の半幅の原反1’を下流側で巻き取る原反加工装置Aであって、
    原反1が巻きつけられた原反送出軸1gの両端を回転自在に支持する左右一対の原反ロール支持架台10sを具備し、原反1を巻き出して送り出す原反送出部10と、
    前記原反送出軸1gに平行に設置され、2等分に分割された前記半幅の原反1’を巻き取るための巻取り軸2gの両端を回転自在に支持する左右一対の巻取りロール支持架台12sを具備し、分割された前記左右一対の半幅の原反1’を巻き取る巻取り部12と、
    原反送出部10と巻取り部12との間に設けられ、原反送出部10から巻き出された巻出し部分3を水平に保持する水平保持部11と、
    原反ロール支持架台10s間に懸架された原反送出軸1gの中心線CLf上において、原反ロール支持架台10s間の中間点を中点Cfとし、
    巻取りロール支持架台12s間に懸架された巻取り軸2gの中心線CLr上において、巻取りロール支持架台12s間の中間点を中点Crとした時、
    中点Cfと中点Crとを結ぶ機械中心線CLx’に対して、平面視で、原反1の長手方向における原反中心線CLxを合致させる基準位置設定部Kと、
    前記中点Cf・Cr間の中点である機械中心点P0’に立てた垂直線を機械中心軸Hとし、
    前記機械中心軸Hと原反1の巻出し部分3の交点を加工点P0とすると、この加工点P0にレーザー光線Lを出射するレーザー出射装置30とで構成されたことを特徴とする原反加工装置。
  3. 請求項2に記載の原反加工装置Aにおいて、
    原反1の蛇行を検出する蛇行検出装置15と、
    原反送出部10及び巻取り部12の少なくともいずれか一方に蛇行修正装置10u(12u)が更に設けられ、
    蛇行検出装置15からの検出出力に合わせて蛇行修正装置10u(12u)の少なくともいずれか一方を原反送出部10の中心線CLf或いは巻取り部12の中心線CLrに沿って平行移動させることを特徴とする原反加工装置。
  4. 請求項3に記載の原反加工装置Aにおいて、
    蛇行検出装置15は、原反送出部10からの巻き出し直後の水平保持部11及び巻取り部12の巻取り直前の水平保持部11の少なくともいずれか一方に設置されていることを特徴とする原反加工装置。
  5. 請求項2に記載の原反加工装置Aを使用してタブ形成用原反1’の活物質が塗着されていない耳部1bでレーザー光線Lによるタブ切り抜き加工方法であって、
    タブ形成用原反1’は少なくとも長尺の金属箔4の一面に活物質が塗着された活物質塗着部分1aと、金属箔4の少なくとも一方の側辺4aと活物質塗着部分1aとの間に形成された活物質の塗着がない耳部1bとを有し、
    平面視で、機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過するように、タブ形成用原反ロール1f’を原反送出部10に取り付け、続いてタブ形成用原反1’を巻き出し、該巻出し部分3’のその端部を巻取り部12の巻取り軸2gに取り付け、
    然る後、原反送出部10と巻取り部12とを同期回転させてタブ形成用原反1’を原反送出部10から巻取り部12に向けて移動させ、
    平面視で、機械中心線CLx’上の機械中心点P0’に一致する耳部1b上の加工点P0を加工開始点としてレーザー光線Lを移動させ、耳部1bを切り抜いて耳部1bにタブ5を形成することを特徴とするタブ切り抜き加工方法。
  6. 請求項5に記載のタブ切り抜き加工方法に於いて、
    機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過する位置は、平面視で、活物質塗着部分1aと耳部1bとの境界線1cであることを特徴とするタブ切り抜き加工方法。
  7. 請求項5に記載のタブ切り抜き加工方法に於いて、
    機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過する位置は、平面視で、境界線1cから前記側辺4aに向かい、側辺4aの手前の、タブ5の先端となる点Pcであることを特徴とするタブ切り抜き加工方法。
  8. 請求項5に記載のタブ切り抜き加工方法に於いて、
    機械中心線CLx’が耳部1bのタブ5の切り抜き範囲を通過する位置は、平面視で、境界線1c上のタブ5の起点となる点Pdとタブ5の先端となる点Pcとを結ぶ線上の点Pjであることを特徴とするタブ切り抜き加工方法。
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