JP3639006B2 - 電池電極製造用加圧装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばニッケル水素２次電池の正極用基材として用いられるニッケルメッキフェルトを加圧して無地部付け及びフェルト厚さの調整を行う電池電極製造用加圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ニッケル水素２次電池の正極は、図６に示すように帯状体のニッケルメッキフェルト１００（図６（ａ））を無地部付け装置で加圧して適宜の間隔で無地部１０１を、幅方向に対して直交する方向に形成した（図６（ｂ））後、調厚装置で全幅を加圧してフェルト厚みＴを調整し（図６（ｃ））、その後塗工機でニッケルメッキフェルト１００の両側面に、二酸化ニッケル等の活物質に結着剤や水等を混ぜてペースト状にした活物質１０２を塗布し（図６（ｄ））、その後無地部１０１に塗布された活物質１０２のみを掻き落した後残留する活物質１０２を乾燥機で乾燥させて、正極基材１０３（図６（ｅ））を得、この正極基材を適当な大きさに裁断することによって形成されている。
【０００３】
この正極基材１０３は、従来図７及び図８にそれぞれ示す製造装置により製造されている。これらの製造装置は、一端側に配置された巻出機からボビンに巻回収容された原料基材としてのニッケルメッキフェルトが繰り出され、他端側に配置された巻取機のボビンに成形品としての正極基材を巻取り収容するようになっており、この巻出機から巻取機へのニッケルメッキフェルトの移動過程で、無地部付け、フェルト厚みの調整、活物質の塗布、及び活物質の乾燥を行なうようになっている。
【０００４】
すなわち、図７及び図８に示す製造装置は、一対の段付ローラ２０１，２０１を備えた無地部付け装置２００，一対のフラットローラ３０１，３０１を備えた調厚装置３００，塗工槽４０２及びドクターブレード４０１を備えた塗工機４００，及び乾燥機５００がニッケルメッキフェルト１００の移動方向（図中矢印で示す）に沿って順次設けられており、巻出機（図示せず）から繰り出された帯状体のニッケルメッキフェルト１００（図６（ａ）参照）を無地部付け装置２００の一対の段付ローラ２０１，２０１で加圧することにより無地部１０１を形成した（図６（ｂ）参照）後、調厚装置３００の一対のフラットローラ３０１，３０１で加圧することによりフェルト厚みＴを調整し（図６（ｃ）参照）、その後塗工機４００の塗工槽４０２を経由することによってニッケルメッキフェルト１００の両面に活物質１０２を塗布する（図６（ｄ）参照）と共にドクターブレード４０１で無地部１０１に塗布された活物質１０２のみを掻き落した後、乾燥機５００でニッケルメッキフェルト１００上に残留する活物質１０２を乾燥して正極基材１０３（図６（ｅ）参照）を得、この正極基材１０３を巻取機（図示せず）のボビンに巻取り収容するようになっている。
【０００５】
ところでニッケルメッキフェルト１００は、ポリエステルフィルムをニッケルメッキした後、焼いてポリエステルフィルムを除去して製造されるもので、多孔質の毛布状の帯状体となっている。このためニッケルメッキフェルト１００は、非常に伸び易くなっているので、製造工程における走行中の張力をできるだけ小さく、かつ安定に保つ必要がある。
【０００６】
ところが従来の製造装置では、加圧装置を構成する無地部付け装置２００及び調厚装置３００がそれぞれ独立した駆動源で駆動されているため、両装置２００，３００の各ローラ２０１，３０１間の速度同調が難しく、このためニッケルメッキフェルト１００の張力が安定しない。
【０００７】
そこで、従来の加圧装置は無地部付け装置２００と、調厚装置３００との間にダンサーローラ機構６００（図７参照）やアキュムメータ７００（図８参照）等の張力調整機構を配置してニッケルメッキフェルト１００の走行中の張力の安定化を図っている。
【０００８】
なお、図７及び図８中、符号Ｒはニッケルメッキフェルト１００（または正極基材１０３）を誘導するローラであり、図７中の符号８００は塗工機４００と調厚装置３００との間のニッケルメッキフェルト１００の張力を調整するダンサーローラ機構である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の電池電極製造用加圧装置は、無地部付け装置２００と調厚装置３００との間に張力調整機構を設ける必要があるため、構造が複雑化すると共に、大型化して据付けスペースの拡大化を招くという課題を有している。
【００１０】
また、従来の電池電極製造用加圧装置は、無地部付け装置２００が張力調整機構の存在のため塗工機４００から物理的に遠くなってしまうため、無地部付け装置２００における無地部１０１の形成位置と、塗工機４００におけるドクターブレード４０１による掻き落し位置とがずれる虞れがあり、この結果高精度の正極基材１０３を安定して得ることが難しいという課題をも有している。
【００１１】
本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、その目的は構造が簡単でかつ小型化による据付けスペースの縮小化が図れると共に、無地部形成位置と塗工機における活物質の掻き落し位置との位置合せが容易で高精度の正極基材を安定して得ることができる電池電極製造用加圧装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ニッケルメッキフェルトを移動させながら段付ローラ及びフラットローラで順次加圧することにより、該ニッケルメッキフェルトにそれぞれ無地部付け及びフェルト厚みの調整を行なう電池電極製造用加圧装置において、前記段付ローラと前記フラットローラとが同一駆動源により駆動するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電池電極製造用加圧装置であって、前記段付ローラと前記フラットローラとが、両ローラ間のニッケルメッキフェルトの移動軌跡が直線状になるように設けられていることを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の電池電極製造用加圧装置であって、前記段付ローラ、フラットローラ、及び駆動源が架台にユニット化されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項１乃至３記載の発明は前記した構成になっているので次の作用を奏する。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の発明は、ニッケルメッキフェルトに無地部を形成する段付ローラと、前記ニッケルメッキフェルトのフェルト厚みを調整するフラットローラとを同一の駆動源で駆動するように構成したので、前記両ローラの速度同調が必然的に行われ、従来必要としたダンサーローラやアキュムレータ等の張力調整機構を要すること無く、前記両ローラ間における、ニッケルメッキフェルトに負荷される張力の安定化が図られ、全体構成を簡略化することができると共に、段付ローラと次工程の塗工機までのニッケルメッキフェルトの移動距離を可及的に短縮することができて、段付ローラによる無地部形成位置と塗工機における活物質の掻き落し位置との間の位置ずれが生じにくくなる。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、ニッケルメッキフェルトのローラ間の移動軌跡が直線状になるように段付ローラとフラットローラを設けたので、段付ローラをフラットローラ、ひいては次工程の塗工機に、より接近させて設けることができる。
【００１８】
さらに、請求項３記載の発明は、段付ローラ、フラットローラ、及び駆動源を架台にユニット化して一体構造としたので、構造の一層の簡略化と共に次工程の塗工機における活物質の掻き落し位置に対する段付ローラの位置決めを精確に行なうことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施の形態に基いて具体的に説明する。
【００２０】
図１及び図２は、一実施の形態としての電池電極製造用加圧装置１を示す。この加圧装置１は、無地部形成部２と、調厚部３と、これら無地部形成部２及び調厚部３を駆動する駆動源４とが架台５にユニット化された一体構造となっている。
【００２１】
無地部形成部２は、一端側に固設したギヤ６ａ，６ａ同士を噛合させ、かつ上下方向に所定の隙間を維持して架台５に平行に配置された一対の段付ローラ６，６と、架台５にブラケット１７を介して取付けられ下側の段付ローラ６のギヤ６ａと噛合するギヤ８ｂと駆動源４に連係するスプロケット８ａとを有する従動部８とから構成されている。段付ローラ６は、軸方向に適宜の間隔に設けられた複数の大径リング６ｂ，６ｂ，…を有して形成されている。
【００２２】
また、調厚部３は、一端側に固設したギヤ７ａ，７ａ同士を噛合させ、かつ上下方向に所定の隙間を維持して架台５に平行に配置された一対のフラットローラ７，７と、架台５にブラケット１８を介して取付けられ下側のフラットローラ７のギヤ７ａと噛合するギヤ９ｂと駆動源４に連係するスプロケット９ａとを有する従動部９とから構成されている。フラットローラ７は軸方向同一径の平坦面を有して形成されている。
【００２３】
さらに駆動源４は、一端側にスプロケット４ａを備えた減速機付モータからなり、ブラケット１９を介して架台５に取付けられている。ブラケット１９は複数の長孔１９ａ及び上、下に取付けられた複数のねじ１９ｂにより上下方向の位置調整が可能に架台５に取付けられている。この駆動源４は、そのスプロケット４ａと、無地部形成部２における従動部８のスプロケット８ａと、調厚部３における従動部９のスプロケット９ａとに伝導チェーン１０を懸架することにより駆動系を構成している。
【００２４】
そしてこの加圧装置１は、無地部形成部２の段付ローラ６と調厚部３のフラットローラ７とが、両ローラ６，７間のニッケルメッキフェルト１００の移動軌跡が直線状になるように設けられている。すなわち、段付ローラ６とフラットローラ７との間に他の張力調整機構が介在した場合、ニッケルメッキフェルト１００の移動軌跡が蛇行して長くなるが、加圧装置１において前記移動軌跡が直線状になるように前記ローラ６，７を設けることによって前記移動軌跡が長くなるのを避けることができる。
【００２５】
加圧装置１には段付ローラ６とフラットローラ７との略中間部位にニッケルメッキフェルト１００の下面に当接する中間ローラ２４が設けられると共に、ニッケルメッキフェルト１００の移動方向（図１中矢印方向）に沿う入口側（図１の右側）及び出口側（図１の左側）にそれぞれブラケット２２及び２３を介して入口ローラ２０及び出口ローラ２１が設けられており、これら各ローラ２０，６，２４，７，及び２１は加圧装置１の入口側から出口側に至るニッケルメッキフェルト１００の移動軌跡が水平直線状になるように位置付けられて設けられている。なお、図１においては加圧装置１の出口側に設けられるダンサーローラ８００が省略されている。
【００２６】
図３及び図４を参照して更に詳しく説明する。
【００２７】
無地部形成部２を構成する段付ローラ６，６は、図４に示すように主軸部に外挿された大径リング６ｂが同じく主軸部に外挿されたスペーサ６ｃにより適宜の間隔を維持して設けられることによって形成されており、大径リング６ｂ同士を対向させて上下方向に配置されると共に両端を架台５のベアリング軸受２５に回転自在に支持されて取付けられている。このとき大径リング６ｂはニッケルメッキフェルト１００に形成される無地部１０１（図６（ｂ）参照）の深さにより所望の外径のものが選択され、かつその設定間隔は無地部１０１の形成間隔に合致させて決定される。
【００２８】
そして、段付ローラ６，６の内、上側段付ローラ６は図４に示すように架台５に上下動可能に取付けられている。すなわち上側段付ローラ６の両端を支持するベアリング軸受２５を内設する軸受ケース２６が架台５に設けた案内レール２７に沿って上下動可能に設けられており（図３参照）、この軸受ケース２６がハンドル１１の作動で上、下動するボールねじ１３の下端部に取付けられている。ボールねじ１３はその中間部が架台５の上部に設けたギヤケース２８内の動力伝達機構（図示せず）にノンバックラッシュ機構（図示せず）と共に連係しており、このギヤケース２８を突き抜けた上端部が緩衝機構２９に連結している。この緩衝機構２９は、外キャップ３３と内キャップ３４とが相互に移動可能に組付けられ、かつ外キャップ３３と内キャップ３４との間に形成される間隙に圧縮ばね３２を組付けて構成されており、ボールねじ１３の上端部は内キャップ３４の底部を突き抜けて外キャップ３３にボルト３５で締結されている。
【００２９】
また、両側に位置するギヤケース２８内の動力伝達機構同士は、両側の位相調整機構１４を介して連結したシャフト１２により連結されている。この位相調整機構１４は、シャフト１２に対する各動力伝達機構の角位相調整を行なうもので、この角位相調整により上側段付ローラ６の長手方向の倒れを補正することができる。
【００３０】
このように構成された上側段付ローラ６の昇降機構によれば、ハンドル１１を回転操作することによって、この回転を両側のギヤケース２８内の動力伝達機構を介して各ボールねじ１３に伝達して、両側にあるボールねじ１３を同期して上下動させるようになっている。このボールねじ１３の上下動は、上側段付ローラ６の両端部を軸支するベアリング軸受２５を内設した両側の軸受ケース２６及び緩衝機構２９の上下動を伴ない、この結果上側段付ローラ６の上下動を行なうことかできる。
【００３１】
そしてこの上側段付ローラ６の上下動により無地部形成部２のローラ６，６の間隙を調整することができる。すなわち、上方位置にある上側段付ローラ６をハンドル１１を操作して下降させる。このときまず緩衝機構２９の内キャップ３４の底面がギヤケース２８の上面に当接して緩衝機構２９の下降が停止する。その後更にハンドル１１を操作して上側段付ローラ６を下降させると、緩衝機構２９の外キャップ３３が圧縮ばね３２のばね力に抗してボールねじ１３と共に下降する。この上側段付ローラ６の更なる下降により、軸受ケース２６に側方に突出させて設けたブラケット３６の先端の突出部３７が架台５に取付けたダイヤルゲージ１５の接触子に当接し、このダイヤルゲージ１５によりロール６，６間の間隙がデジタル表示されるようになっている。このダイヤルゲージ１５は、例えば１μｍの分解能を有するものが用いられ、このダイヤルゲージ１５の表示を見ながらハンドル１１を操作して無地部形成部２のローラ６，６の間隙を精度良く調整することができる。
【００３２】
他方、調厚部３を構成するフラットローラ７，７は、無地部形成部２の段付ローラ６，６と同様に、その両端部を架台５に設けたベアリング軸受に回転自在に支持されて取付けられている。このときフラットローラ７，７の内、上側フラットローラ７は前述した上側段付ローラ６と同様に案内レール２７に沿って上下動する軸受ケース２６を介して架台５に上下動可能に設けられており、上側段付ローラ６と同様なハンドル１６，ボールねじ１３，緩衝機構２９からなる昇降機構により上下動するように構成されている。そして調厚部３におけるフラットローラ７，７の間隙も無地部形成部２と同様に、下降する軸受ケース２６に側方に突出させて設けたブラケット３７の先端の突出部３７がダイヤルゲージ１５の接触子に当接したときのデジタル表示により精度良く調整することができる。
【００３３】
なお、図中符号３０及び３１は、それぞれ駆動系及び位相調整機構１４を含む連結シャフト系を覆うカバーを示し、符号３８は一対の段付ローラ６及び一対のフラットローラ７のそれぞれのローラ間隙の調整後ハンドル１１及び１６の不用意な回動をロックするためのクランプレバーである。
【００３４】
このように構成された加圧装置１は、図５に示すように電池電極製造工程においてニッケルメッキフェルト１００の移動方向（図中矢印で示す）に沿った塗工機４００の直前に配置され、無地部形成部２で巻出機から繰り出されたニッケルメッキフェルト１００に無地部１０１（図６（ｂ）参照）を形成すると共に、調厚部３でニッケルメッキフェルト１００のフェルト厚みを調整した後、塗工機４００を経て乾燥機５００へ送るようになっている。このとき用いる加圧装置１は、出口ローラ２１を設けた側にニッケルメッキフェルト１００の張力を調整するダンサーローラ機構８００が設けられている。
【００３５】
すなわち、加圧装置１は、駆動源４が作動すると、この駆動源４と伝導チェーン１０で連係された従動部８，９が共に駆動すると共に、この従動部８及び９にそれぞれ噛合する一対の段付ローラ６，６及び一対のフラットローラ７，７が駆動するようになっている。この一対の段付ローラ６，６及び一対のフラットローラ７，７の駆動により、入口ローラ２０を経て加圧装置１内に送り込まれたニッケルメッキフェルト１００は、無地部形成部２で一対の段付ローラ６，６で加圧されて無地部１０１（図６（ｂ）参照）を形成した後、水平直線状の移動軌跡に沿って調厚部３に送られ、この調厚部３で一対のフラットローラ７，７で加圧されてフェルト厚みを調整し、その後出口ローラ２１及びダンサーローラ機構８００を経て塗工機４００へ送られるようになっている。
【００３６】
塗工機４００では、塗工槽４０２を経由して無地部１０１を含んだニッケルメッキフェルト１００の両面に活物質１０２が塗布された（図６（ｄ）参照）後、無地部１０１に塗布された活物質１０２のみをドクタブレード４０１で掻き落す。その後乾燥機５００に送られてニッケルメッキフェルト１００上に残留する活物質１０２を乾燥して正極基材１０３（図６（ｅ）参照）を得ることができる。なお、図５中、符号Ｒはニッケルメッキフェルト１００（または正極基材１０３）を誘導するローラである。
【００３７】
このように加圧装置１は、無地部形成部２の一対の段付ローラ６，６と、調厚部３の一対のフラットローラ７，７を同一の駆動源４で駆動するようにしたので、両ローラ６，７の速度同調が必然的に行われ、従来必要としたダンサーローラ（図７参照）やアキュムレータ（図８参照）等の張力調整機構を要すること無く、無地部形成部２と調厚部３との間のニッケルメッキフェルト１００に負荷される張力の安定化を図ることができる。
【００３８】
また、加圧装置１は、段付ローラ６，フラットローラ７，及び駆動源４を架台５にユニット化して一体構造とし、しかも他の張力調整機構を不要としたので、構造の簡略化に伴なう装置全体の小型化により据付けスペースの縮小化をも達成できる。
【００３９】
さらに加圧装置１は、他の張力調整機構を介在させる必要が無いので、ニッケルメッキフェルト１００の移動軌跡が直線状になるように無地部形成部２と調厚部３とを設けることができ、このようにすることによって、無地部形成部２と次工程の塗工機４００までのニッケルメッキフェルト１００の移動距離を短縮でき、この短縮できた分無地部１０１の形成位置と塗工機４００における活物質１０２の掻き落し位置との間の位置ずれが生じにくくなり、無地部１０１と活物質１０２の塗布部位とが明確に区画された高精度の正極基材１０３（図６（ｅ）参照）を得ることができる。
【００４０】
この加圧装置１を組込んだ製造工程により、厚さ約２ｍｍのニッケルメッキフェルト原材料を加圧装置１で加圧して無地部厚さ０．１５ｍｍ±０．０１、調厚厚さ１．００ｍｍ±０．０１のニッケルメッキフェルトを得、このニッケルメッキフェルトを塗工機及び乾燥機を経て移動させることにより正極基材を製造したところ、張力変動に起因する損傷を生じないニッケルメッキフェルトを有し、かつ無地部と活物質の塗布部位とが明確に区画された高精度の正極基材を得ることができた。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように本発明よれば、次の効果を奏する。
【００４２】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、無地部形成用の段付ローラと、フェルト厚み調整用のフラットローラとの速度同調が必然的に行われ、従来必要としたダンサーローラやアキュムレータ等の張力調整機構を要すること無く前記両ローラ間におけるニッケルメッキフェルトに負荷される張力の安定化が図られ、全体構成を簡略化できると共に、段付ローラと次工程の塗工機までのニッケルメッキフェルトの移動距離を可及的に短縮することができて、段付ローラによる無地部形成位置と塗工機における活物質の掻き落し位置との間の位置ずれが生じにくくなり、この結果構造が簡単でかつ小型化による据付けスペースの縮小化が図れると共に、無地部形成装置と塗工機における活物質の掻き落し位置との位置合せが容易で高精度の正極基材を安定して得ることができる電池電極製造用加圧装置を提供することができる。
【００４３】
また、請求項２記載の発明によれば、ニッケルメッキフェルトの移動軌跡が直線状になるように段付ローラとフラットローラとを設けたので段付ローラを、フラットローラ及び次工程の塗工機に、より接近させて設けることができ、この結果請求項１記載の発明の効果に加えて一層の小型化を図ることができると共に、無地部形成位置と活物質の掻き落し位置との位置合せが一層容易となって高精度の正極基材を得ることができる電池電極製造用加圧装置を提供することができる。
【００４４】
さらに、請求項３記載の発明によれば、段付ローラ、フラットローラ、及び駆動源を架台にユニット化して一体構造としたので、構造の一層の簡略化と共に次工程の塗工機における活物質の掻き落し位置に対する段付ローラの位置決めをより一層精確に行なうことができるようになり、この結果請求項１又は２記載の発明の効果に加えて装置の一層の小型化と正極基材の一層の高精度化が達成でき、かつ据付性も向上した電池電極製造用加圧装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態としての電池電極製造用加圧装置の正面図である。
【図２】図１のＺ矢視の左側部分図である。
【図３】図１の電池電極製造用加圧装置の拡大背面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う要部拡大断面図である。
【図５】図１の電池電極製造用加圧装置を用いた電池電極製造工程の概略説明図である。
【図６】電池電極製造工程の各工程における基材の部分斜視図である。
【図７】従来の電池電極製造工程の概略説明図である。
【図８】従来の他の電池電極製造工程の概略説明図である。
【符号の説明】
１ 電池電極製造用加圧装置
２ 無地部形成部
３ 調厚部
４ 駆動源
５ 架台
６ 段付ローラ
７ フラットローラ
１００ ニッケルメッキフェルト
１０１ 無地部

Claims (3)

1. ニッケルメッキフェルトを移動させながら段付ローラ及びフラットローラで順次加圧することにより、該ニッケルメッキフェルトにそれぞれ無地部付け及びフェルト厚みの調整を行なう電池電極製造用加圧装置において、
   前記段付ローラと前記フラットローラとが同一駆動源により駆動するように構成されていることを特徴とする電池電極製造用加圧装置。
2. 請求項１記載の電池電極製造用加圧装置であって、
   前記段付ローラと前記フラットローラとが、両ローラ間のニッケルメッキフェルトの移動軌跡が直線状になるように設けられていることを特徴とする電池電極製造用加圧装置。
3. 請求項１又は２記載の電池電極製造用加圧装置であって、
   前記段付ローラ、フラットローラ、及び駆動源が架台にユニット化されていることを特徴とする電池電極製造用加圧装置。

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