JP3850467B2 - 電池電極製造用張力調整機構 - Google Patents
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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の製造ラインの内、特に加工機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの張力を調整する電池電極製造用張力調整機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ニッケル水素２次電池の正極は、図１０に示すように帯状体のニッケルメッキフェルト１００（図１０（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１０（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１０（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１０（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１０（ｅ））を得、この正極基材１０３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１１に示す製造装置により製造されている。この製造装置は、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１００がパスラインａに沿って繰り出され、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１０３を巻取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１００の移動過程で、無地部付け、フェルト厚みＴの調整、活物質１０２の塗布、及び活物質１０２の乾燥を行なうようになっている。
【０００４】
すなわち、図１１に示す製造装置は、一対の段付けローラ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１０（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１０（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１０（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１０（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１０（ｅ）参照）を得、この正極基材１０３を巻取機（図示せず）のボヒンに巻取り収容するようになっている。
【０００５】
乾燥機５００内のパスラインａは、２個の上部ターンローラＲ，Ｒにより折り返されて、往路パスラインａ1 と復路パスラインａ2 とからなる往復のパスラインを構成しており、往路パスラインａ1 を一対の駆動プレスローラ１５３，１５３で引張ることによって走行するように構成されている。
【０００６】
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、非常に伸び易くかつ損傷及び破断し易いため、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。
【０００７】
そこで、従来の製造装置には、図１１に示すような各種の張力調整機構が採用されている。この張力調整機構は、加圧機を構成する無地部付け装置２００と調厚装置３００との間に配置され加圧機内のパスラインａの張力を制御するアキュムレータ６００と、調厚装置３００と塗工機４００との間に配置され加圧機（調厚装置３００）から乾燥機５００に至るパスラインａの張力を制御する垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構とから構成されている。
【０００８】
この垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構は、上下方向に適宜離隔して設けた一対の垂み検出光電管１５０，１５０と、この光電管１５０とフラットローラ３０１の駆動部１５２とを連絡してなるフィードバック制御回路１５１とから構成されており、ニッケルメッキフェルト１００の上下方向の揺動量を光電管１５０で検出し、この検出された揺動量に対応してフラットローラ３０１の回転をＯＮ−ＯＦＦ制御してニッケルメッキフェルト１００を一対の光電管１５０，１５０間に位置するようにして、ニッケルメッキフェルト１００の適宜な垂み状態を得、これによって塗工機４００の手前でニッケルメッキフェルト１００に張力が残らないように制御することができる。
【０００９】
このように垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構は、加圧機（調厚装置３００）から塗工機４００を経由した乾燥機５００に至るパスラインａの張力をできるだけ小さく、かつ安定に保つように調整している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の加圧機（調厚装置３００）から乾燥機５００に至るパスラインａの張力調整は、塗工機４００の前段側にある垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構で行なうものであるから、塗工機４００を経過した後の後段側のパスラインａについての張力調整が全く行われず、パスラインａの内、駆動プレスローラ１５３で引張る往路側パスラインａ1 にどの程度の張力が負荷されているか解らない。
【００１１】
このため、駆動プレスローラ１５３の引張り速度による塗工機４００での抵抗の変化や、活物質１０２の塗布量の変化により、パスラインａ1 に負荷される張力が変化し、不測の過大張力の負荷によりパスラインａ1 が損傷あるいは切断する虞れがある。
【００１２】
また、垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構は、パスラインａの垂みを検出して張力調整を行なうものであるから、このときの垂みがパスラインａの幅方向の蛇行発生の原因となり、蛇行による塗工機４００内でのニッケルメッキフェルト１００の引掛かりによる破断あるいは塗工不良を招くという課題をも有している。
【００１３】
また、このとき垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構に替えてダンサーローラ機構を用い、前述した垂みに起因する不具合を解消することも考えられるが、一般的にダンサーローラは、数ｋｇ〜数１０ｋｇの張力をコントロールするためエアシリンダの空気圧により張力を付加するようになっており、このためエアシリンダのメカロスが作用し感度が鈍り、パスラインａの張力調整機能を充分に果し得ないと云う新たな課題を有している。
【００１４】
本発明は、前述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、塗工機における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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの損傷や破断を防止することができると共に、塗工性能の向上と安定化をも図ることのできる電池電極製造用張力調整機構を提供するにある。
【００１５】
【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、加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの張力を調整する電池電極製造用張力調整機構であって、前記塗工機の前後の前記パスラインに、それぞれ一定のテンションを付与する前テンション付与手段及び後テンション付与手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
このため請求項１記載の発明では、加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインを、塗工機の前後で別けて、それぞれ前テンション付与手段及び後テンション付与手段により個々に一定テンションに維持するようにしたので、塗工機における前記パスライン自体を垂み及び蛇行の生じない一定のテンション下に保持して走行の安定性を図ることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記後テンション付与手段が、前記乾燥機内で２個の上部ターンローラにより折り返されて構成された往復の前記パスラインの内、復路側のパスラインを引張るように設けられた駆動プレスローラと、前記２個の上部ターンローラの内、往路側に位置する上部ターンローラの負荷から前記往路側のパスラインのテンションを検出する後センサと、前記駆動プレスローラの駆動源と後センサとを連絡してなる後フィードバック制御回路とからなることを特徴としている。
【００１８】
このため請求項２記載の発明では、往路側のパスラインにテンション変化を生じたときは、このテンション変化を後センサで検出し、これを後フィードバック制御回路を介して前記駆動プレスローラの駆動源に伝え、往路側のパスラインのテンションが設定値になるように前記駆動プレスローラの回転速度を制御して復路側のパスラインに対する引張を制御するようになっている。これにより往路側のパスラインに不測の過大張力が付与されるのを防止して、塗工機の後方側に位置するパスラインを一定のテンション状態に維持することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記駆動プレスローラは、定位置プレスローラと、この定位置プレスローラに対して接離可能に設けられた揺動プレスローラとからなり、前記揺動プレスローラの定位置プレスローラへの接近により前記復路側のパスラインに圧力を負荷して送り力を付与するように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
このため請求項３記載の発明では、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルト上の活物質の塗布の有無に拘らず、駆動プレスローラにより塗工機を経過した後のパスラインに送り力を確実に付与して、該パスラインを垂み及び蛇行の生じない一定のテンション状態に維持することができる。
【００２１】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記２個の上部ターンローラは、前記往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときにローラの動力伝達を遮断するトルクリミッタを備えていることを特徴としている。
【００２２】
このため請求項４記載の発明では、往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときに上部ターンローラがトルクリミッタにより動力の伝達を遮断されてメカロス分だけ駆動し、限りなくフリー状態になり、これにより往路側のパスラインに付与されるテンションの増大を避けることができる。
【００２３】
さらに、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記前テンション付与手段が、バランスウエイトにより前記パスラインにテンションをかける方向に一定の力を加えるダンサーローラと、このダンサーローラの移動量を検出する前センサと、この前センサと前記加圧機の加圧ローラの駆動源とを連絡してなる前フィードバック制御回路とからなることを特徴としている。
【００２４】
このため請求項５記載の発明では、塗工機と加圧機との間のパスラインにテンション変化を生じたときは、このテンション変化に応じてダンサーローラが中立位置から移動し、このダンサーローラの移動量を前センサで検出し、これを前フィードバック制御回路を介して加圧ローラの駆動源に伝え、ダンサーローラが中立位置になるように加圧ローラの回転スピードを制御するようになっている。これにより塗工機の前方側に位置するパスラインを垂み及び蛇行を生じない一定のテンション状態に維持することができる。このときダンサーローラは、バランスウエイトによりパスラインに一定の力を加えるように構成したので、エアシリンダの空気圧で力を加えるのに比べてメカロスが少なく、パスラインのテンション変化に対して迅速な追従性を奏する。
【００２５】
【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づいて具体的に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態としての電池電極製造用張力調整機構を備えた電池電極製造装置を示す。
【００２７】
この製造装置は、従来の製造装置と同様に、一端側に配置された巻出機（図示せず）からボビンに巻回収容された原料基材としての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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルト１００（以下、単にニッケルメッキフェルト１００という。）が繰り出され、他端側に配置された巻取機（図示せず）のボビンに成形品としての正極基材１０３を巻取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１００のパスラインａの過程で、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。
【００２８】
すなわち、巻出機から繰り出されたニッケルメッキフェルト１００（図１０（ａ）参照）は、加圧機１で加圧されて無地部付け及びフェルト厚みの調整が行われる。
【００２９】
加圧機１は、一対の段付ローラ６，６からなる無地部付け装置２と、一対のフラットローラ７，７からなる調厚装置３とがローラチエーン９を介して一個の駆動源４で駆動するように架台５に一体に組込まれて構成されており、入口側の無地部付け装置２の一対の段付ローラ６，６の加圧によりニッケルメッキフェルト１００に無地部１０１（図１０（ｂ）参照）を形成し、かつ出口側の調厚装置３の一対のフラットローラ７，７の加圧によりニッケルメッキフェルト１００のフェルト厚みＴを調整する（図１０（ｃ）参照）ようになっている。なお、符号２０及び２１はそれぞれ加圧機１の入口ローラ及び出口ローラを示す。
【００３０】
そして加圧機１を経由したニッケルメッキフェルト１００は、次に塗工機４００を経て乾燥機５００に至る。塗工機４００は塗工槽４０２とドクターブレード４０１を備えて構成されており、塗工槽４０２を経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が塗布され（図１０（ｄ）参照）、かつドクターブレード４０１を経ることによって無地部１０１に塗布された活物質１０２が掻き落される。乾燥機５００は、塗工機４００の上方位置に設置されており、乾燥機５００内に設けた駆動プレスローラ１４で引張るようにして、活物質１０２の塗布されたニッケルメッキフェルト１００を塗工機４００から導入し、活物質１０２を熱風乾燥して成形品としての正極基材１０３（図１０（ｅ）参照）を得るようになっている。このとき乾燥機５００内のパスラインａは、２個の上部ターンローラ１６，１７により折り返された往路側パスラインａ1 と復路側パスラインａ2 とにより構成されており、往路側パスラインａ1 が乾燥途上の活物質１０２を有しており、かつ復路側パスラインａ2 が乾燥された活物質１０２を有しており、この復路側パスラインａ2 がパスラインａの最終段の図外の巻取機に連続している。
【００３１】
このようなパスラインａにおける本発明の一実施形態としての張力調整機構は、加圧機１から乾燥機５００に至るパスラインａの張力調整用として設けられている。
【００３２】
すなわち、この張力調整機構は、塗工機４００の前後のパスラインａに、それぞれ一定のテンションを付与する前テンション付与手段５０，及び後テンション付与手段５１とから大略構成されている。
【００３３】
このとき、後テンション付与手段５１は、復路側パスラインａ2 を引張るように設けられた駆動プレスローラ１４と、２個の上部ターンローラ１６，１７の内、往路側に位置する上部ターンローラ１６の負荷から往路側パスラインａ1 のテンションを検出する後センサ１３と、駆動プレスローラ１４と後センサ１３とを連絡してなる後フィードバック制御回路１５とから構成されており、前テンション付与手段５０は、加圧機１と塗工機４００との間のパスラインａにテンションをかける方向に一定の力を加えるダンサーローラ１１と、このダンサーローラ１１の移動量を検出する前センサ１０と、この前センサ１０と加圧機１の駆動源４とを連絡してなる前フィードバック制御回路１２とから構成されている。
【００３４】
これら、後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０を、図２乃至図７に基づいて更に詳細に述べる。
【００３５】
後テンション付与手段５１は、図２に示すように乾燥機５００の乾燥室５０２の上部に設けられた機械室５０１の内外に設けられている。この機械室５０１と乾燥室５０２とは、二個の連通路５０３で連通しており、一方の連通路５０３を介して往路側パスラインａ1 が乾燥室５０２から機械室５０１に導入され、かつ他方の連通路５０３を介して復路側パスラインａ2 が機械室５０１から乾燥室５０２に導入されるようになっている。
【００３６】
機械室５０１外には軸受２２及び２３が設けられており、この軸受２２及び２３にそれぞれ機械室５０１内の上部ターンローラ１６及び１７が回転自在に支持されており、これら上部ターンローラ１６及び１７が駆動プレスローラ１４を含む駆動系統で駆動されるように構成されている。
【００３７】
また、駆動プレスローラ１４は、定位置プレスローラ１４ａと揺動プレスローラ１４ｂとからなり、これらローラ１４ａ，１４ｂ間に復路側パスラインａ2 を挟むようにすると共にローラ１４ａ，１４ｂを回転させることにより復路側パスラインａ2 を矢印方向に走行させることができ、結果として往路側パスラインａ1 を矢印方向に引張るように構成されている。
【００３８】
このときの上部ターンローラ１６及び１７，と駆動プレスローラ１４の駆動系統は、図２及び図４に示すように、減速機３７付モータＭと、このモータＭに連結し、ギヤ３２ａを設けた定位置プレスローラ１４ａの回転軸３２の端部に設けられたスプロケット３２ｂと、揺動プレスローラ１４ｂの回転軸３１の端部に設けられ定位置プレスローラ１４ａのギヤ３２ａと噛合するギヤ３１ａと、上部ターンローラ１６及び１７の各回転軸３４及び３３の端部に設けられたスプロケット１６ａ及び１７ａと、これらスプロケット３２ｂ，１６ａ及び１７ａに懸けられたローラチェーン１９とからなり、モータＭの駆動により上部ターンローラ１６及び１７と駆動プレスローラ１４とが同時に回転するように構成されている。このとき駆動プレスローラ１４を構成する定位置プレスローラ１４ａと揺動プレスローラ１４ｂとは相互に逆回転し、復路側パスラインａ2 を矢印方向（図２の矢印）に走行させることができるようになっている。このときローラ１４ａ，１４ｂ，１６，１７は機械室５０１内に設けられ、それ以外の部材，センサ１３等は機械室５０１外に設けられている（図４参照）。
【００３９】
なお、図２中、符号１８はローラチェーン１９に噛合するテンションプーリである。
【００４０】
後センサ１３は、図２及び図４に示すように上部ターンローラ１６の両側の軸受２２に設けられ、図３に示すようにパスラインａにより上部ターンローラ１６に合力Ｔ2 が負荷したとき、この合力Ｔ2 を検出すると共にこの合力Ｔ2 を往路側パスラインａ1 の分力Ｔ1 （往路側パスラインａ1 の張力に相当する）として表示するように較正されて取付けられている。
【００４１】
また、駆動プレスローラ１４は、図２乃至図４に示すように揺動プレスローラ１４ｂが定位置プレスローラ１４ａに対して接離可能に取付けられている。このときの揺動プレスローラ１４ｂの揺動機構は、揺動プレスローラ１４ｂとギヤ３１ａを連結して、このプレスローラ１４ｂの回転軸３１を構成するユニバーサルジョイント３１ａと、一端が揺動プレスローラ１４ｂの両側に突出する支軸３１ｂをそれぞれ枢支し他端が連結杆２５により連結された２個のアーム２４と、このアーム２４の連結杆２５の略中央部に一端を連結した中間アーム２６と、この中間アーム２６の他端側に伸縮杆２８を介して枢支２７し、基端部を枢支３０した揺動駆動源２９とから構成されており、揺動駆動源２９の駆動で伸縮杆２８が伸縮し、この伸縮杆２８の伸縮でアーム２４と中間アーム２６とで構成される略Ｌ字形アーム部材が連結杆２５を中心に回動し、この回動によって揺動プレスローラ１４ｂがユニバーサルジョイント３１ａの揺動を伴なって定位置プレスローラ１４ａに対して接離するようになっている。この揺動プレスローラ１４ｂの揺動状態は、図２乃至図４に離反状態を２点鎖線で及び接近状態を実線でそれぞれ示している。
【００４２】
この駆動プレスローラ１４は、揺動プレスローラ１４ｂの定位置プレスローラ１４ｂへの接近によりニッケルメッキフェルト１００上の活物質１０２の有無に拘らず、復路側のパスラインａ2 に圧力を負荷して送り力を付与するように構成されている。
【００４３】
さらに、後フィードバック制御回路１５は、後センサ１３と駆動プレスローラ１４の駆動源としての減速機３７付モータＭとを連絡して構成されており（図４参照）、後センサ１３が検出した往路側パスラインａ1 のテンション（図３の分力Ｔ1 に相当）をモータＭに伝え、往路側パスラインａ1 のテンションが設定値になるように駆動プレスローラ１４の回転速度を制御して復路側パスラインａ2 に対する引張を制御するようになっている。
【００４４】
すなわち、後テンション付与手段５１は、後センサ１３により検出される往路側パスラインａ1 のテンションが設定値以上のときにモータＭの回転数を下げて駆動プレスローラ１４の回転速度を低下させ、これにより駆動プレスローラ１４による復路側パスラインａ2 に対する引張力を低下させ、以って往路側のパスラインａ1 の張力が設定値以内になるように、後フィードバック制御回路１５で制御するようになっている。
【００４５】
このときさらに好ましくは、図４に示すように、上部ターンローラ１６及び１７の各スプロケット１６ａ及び１７ａの形成部位に、それぞれトルクリミッタ３６及び３５を備えることができ、このトルクリミッタ３６及び３５の空転トルク値を前述した往路側パスラインａ1 のテンションが設定値に達したときの上部ターンローラ１６及び１７の回転トルク値と等しくなるように設定することができる。この場合往路側パスラインａ1 のテンションが設定値を超え、この結果上部ターンローラ１６及び１７の回転トルク値が空転トルク値よりも大きくなったときは、モータＭの上部ターンローラ１６及び１７の動力の伝達がトルクリミッタ３６及び３５により遮断されるため、上部ターンローラ１６及び１７がメカロス分だけ駆動して限りなくフリーの状態で回転することになる。この結果往路側パスラインａ1 のテンションの増大を迅速に、かつ適確に避けることができる。
【００４６】
一方、前テンション付与手段５０は、図５及び図６に示すように、一端側にバランスウエイト４１を備え、略中央部が支軸４２で支持されたアーム部材４０の他端側に取付けられたダンサーローラ１１と、中立位置としての水平位置にあるアーム部材４０に対応して設けられた前センサ１０と、この前センサ１０と加圧機１の段付ローラ６及びフラットローラ７の駆動源４とを連絡してなる前フィードバック制御回路１２とを具備して構成されている。
【００４７】
アーム部材４０は、支軸４２の両側に固着されており、この支軸４２の両端が加圧機１の架台５の出口側の側壁に設けられたブラケット４５に枢支されることによって支軸４２回りに揺動可能に取付けられている。このアーム部材４０の揺動範囲は、アーム部材４０の支軸４２への軸支部位にアーム部材４０の長手方向に対して直交する方向に一体に形成されたストッパアーム４３がブラケット４５に設けたストッパ４４に突き当たることによって規制されている。
【００４８】
そしてダンサーローラ１１は、このアーム部材４０の他端側に回動自在に取付けられると共にパスラインａに上側から当接するように位置付けされて取付けられており、かつアーム部材４０の一端側に取付けたバランスウエイト４１との関係でパスラインａにテンションをかける方向に一定の力を加えるように取付けられている。このダンサーローラ１１は、そのメカロスが支軸４２の軸受の回転抵抗のみで生じるので小さく、エアシリンダでテンションを付与する従来のダンサーローラよりもパスラインａのテンション変化に迅速に応答することができる。
【００４９】
また、前センサ１０は、例えば単なる位置検出器で構成することができ、アーム部材４０の位置を検出して、ダンサーローラ１１の中立位置からの移動量を検出するようになっている。
【００５０】
さらに前フィードバック制御回路１２は、前センサ１０で検出したダンサーローラ１１の移動量を、加圧機１の段付ローラ６及びフラットローラ７の駆動源４に伝え、ダンサーローラ１１が中立位置になるようにローラ６，７の回転スピードを制御するようになっている。
【００５１】
すなわち、図７に示すようにダンサーローラ１１がパスラインａのテンションが高くなって中立位置（実線で示す）よりも上方に位置したときは段付ローラ６及びフラットローラ７の回転を早くしてダンサーローラ１１が中立位置に戻るようにし、反対にダンサーローラ１１がパスラインａのテンションが低くなって中立位置よりも下方に位置したときは、段付ローラ６及びフラットローラ７の回転を遅くしてダンサーローラ１１が中立位置に戻るように制御する。例えば前センサ１０は、図７に示すようにアーム部材４０が上限位置にあるときは５Ｖ信号で検知し、アーム部材４０が下限位置にあるときは０Ｖ信号で検知するようにして、ダンサーローラ１１の上限位置と下限位置との間を５Ｖの電圧差Ｖを設定して制御することができ、かつ中立位置にあるダンサーローラ１１によりパスラインａに１〜５ｋｇのテンションを付与することができる。
【００５２】
このような後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０の作用を図８及び図９に基づいて更に詳細に説明する。
【００５３】
図８は、全パスラインａにおける後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０のそれぞれのテンション管理範囲を示す。すなわち後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０は、全パスラインａを塗工機４００の前後で便宜的に別けて、それぞれ個々に一定テンションに維持するように管理するもので、図８中前者の管理範囲を太線のパスラインＡで示し、後者の管理範囲を点線のパスラインＢで示す。
【００５４】
このときの後テンション付与手段５１の後フィードバック制御回路１５は、図９（ａ）に示すように作用する。
【００５５】
まず、パスラインＡの設定張力を記憶する（ステップＳ１）。このときのパスラインＡの設定張力は、ニッケルメッキフェルト１００の伸張及び損傷を生じない範囲内で生産効率を考慮して適宜決定される。後センサ１３が往路側パスラインａ1 の張力を検出し（ステップＳ２）、この検出張力が設定張力の範囲外かを判断する（ステップＳ３）。ＹＥＳの場合はステップＳ４に進みモータＭの回転数を制御する。すなわちＹＥＳの場合は往路側パスラインａ1 の張力が設定張力を超えているのでモータＭの回転数を低下させる。ステップ５で後センサ１３の検出張力（往路側パスラインａ1 の張力）と設定張力を比較判断し、ステップＳ４及びＳ５を繰り返す。ステップＳ５でＹＥＳの条件が成立する（後センサ１３の検出張力が設定張力の範囲内）と後フィードバック制御回路１５の動作を停止し、モータＭの現在の回転数で駆動プレスローラ１４を運転する（ステップＳ６）。
【００５６】
また、ステップＳ３でＮＯの場合、後センサ１３で検出した往路側パスラインａ1 の張力が設定張力内にあるので、即ステップＳ６に進みモータＭの現在の回転数で駆動プレスローラ１４を運転する。
【００５７】
以後ステップＳ2 〜Ｓ6 を繰り返し、パスラインＡを一定テンション下に維持する。
【００５８】
このように後テンション付与手段５１は、後フィードバック制御回路１５により後センサ１３で往路側パスラインａ1 のテンションを検出しながら駆動プレスローラ１４による復路側パスラインａ2 の引張を制御するものであるから、往路側パスラインａ1 に不測の過大張力が付与されるのを防止して、塗工機４００の後方側のパスラインＡを一定のテンション状態に維持することができる。
【００５９】
このため後テンション付与手段５１によれば、塗工機４００から乾燥機５００の上部ターンローラ１６に至る往路側パスラインａ1 のテンションを後センサ１３で知ることができるので、塗工機４００における塗工の際の抵抗の変化や活物質１０２の塗布量の変化により往路側パスラインａ1 に不測の過大テンションが負荷された場合でも、このテンション変化を後センサ１３で検出して、前記過大テンションによるパスラインＡの損傷及び破断等のトラブルを未然に防ぐことができる。
【００６０】
また、前テンション付与手段５０の前フィードバック制御回路１２は図９（ｂ）に示すように作用する。
【００６１】
前センサ１０でダンサーローラ１１の位置を検出し（ステップＳ１０）、この検出位置が中立位置外かを判断する（ステップＳ１１）。ＹＥＳの場合、ステップＳ１２に進み駆動源４の回転数を制御する。すなわちＹＥＳの場合はパスラインＢの張力が過大あるいは過小となってダンサーローラ１１が中立位置よりも上方あるいは下方に位置しているので駆動源４の回転数を高くするかあるいは低くする。ステップＳ１３で前センサ１０の検出位置が中立位置かを判断し、ステップＳ１２及びＳ１３を繰り返す。ステップＳ１３でＹＥＳの条件が成立する（ダンサーローラ１１が中立位置に位置する）と、前フィードバック制御回路１２の動作を停止し、駆動源４の現在の回転数で段付ローラ６及びフラットローラ７を運転する（ステップＳ１４）。
【００６２】
また、ステップＳ１１でＮＯの場合、前センサ１０で検出したダンサーローラ１１の位置が中立位置内にあるので、即ステップＳ１４に進み駆動源４の現在の回転数で段付ローラ６及びフラットローラ７を運転する。
【００６３】
以後ステップＳ１０〜Ｓ１４を繰り返し、パスラインＢを一定テンション下に維持する。
【００６４】
このように前テンション付与手段５０は、加圧機１と塗工機４００との間のパスラインＢを、垂みの生じない程度の微小テンション（例えば１〜５ｋｇ）を付与して一定テンション下に維持することができる。
【００６５】
なお、本実施形態においては加圧機１を、無地部付け装置２と調厚装置３とを、架台５に組付けて一体物として構成したが、各装置２，３をそれぞれ別個の駆動限を有する別体物として構成しても良い。この場合、前センサ１０と連絡して前フィードバック制御回路１２を構成する駆動限は、パスラインａの後段に位置する調厚装置の駆動源である。
【００６６】
以上のように本実施形態の張力調整機構は、パスラインの進行方向に対して塗工機４００の後方に設けた後テンション付与手段５１と、塗工機４００の前方に設けた前テンション付与手段５０とから構成されているので、加圧機１から塗工機４００を経由して乾燥機５００に至るニッケルメッキフェルト１００のパスラインａを、垂み及び蛇行の生じない一定のテンション下に保持して塗工機４００におけるパスラインａの走行の安定化を図ることができ、この結果、塗工機４００におけるパスラインａの損傷や破断を防止することができると共に、塗工性能の向上と安定化をも図ることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように本発明によれば次の効果を奏する。
【００６８】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインを、塗工機の前後で別けて、それぞれ前テンション付与手段及び後テンション付与手段により個々に一定テンションに維持するようにしたので、塗工機における前記パスライン自体を垂み及び蛇行の生じない一定のテンション下に保持して走行の安定性を図ることができ、この結果、塗工機における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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの損傷や破断を防止することができると共に、塗工性能の向上と安定化をも図ることのできる電池電極製造用張力調整機構を提供することができる。
【００６９】
また、請求項２記載の発明によれば、塗工機から乾燥機に至る往路側のパスラインのテンション変化を後センサで検出し、これを後フィードバック制御回路を介して、駆動プレスローラに伝え、往路側のパスラインのテンションが設定値になるように前記駆動プレスローラの復路側のバスラインに対する引張を制御する後テンション付与手段により、往路側のパスラインに不測の過大張力が付与されるのを防止して、塗工機の後方側に位置するパスラインを、パスラインに損傷及び破断の生じない設定値のテンション状態に維持することができる。
【００７０】
請求項３記載の発明によれば、駆動プレスローラにより塗工機を経過した後のパスラインに送り力を確実に付与して塗工機におけるパスラインの走行の一層の安定化を図ることができ、この結果、塗工性能の一層の向上と安定化を図ることがてきる。
【００７１】
また、請求項４記載の発明によれば、往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときに上部ターンローラがトルクリミッタにより動力の伝達を遮断されてメカロス分だけ駆動し、限りなくフリー状態になり、これにより往路側のパスラインに付与されるテンションの増大を迅速にかつ適確に回避することができる。
【００７２】
さらに請求項５記載の発明によれば、前テンション付与手段を、パスラインに一定の力を加えるダンサーローラと、このダンサーローラの移動量を検出する前センサと、この前センサと加圧機の加圧ローラの駆動源とを連絡する前フィードバック制御回路とで構成し、塗工機と加圧機との間のパスラインにテンション変化を生じたときは、このテンション変化に応じてダンサーローラが中立位置から移動し、このタンザーローラの移動量を前センサで検出し、これを前フィードバック制御回路を介して加圧ローラの駆動源に伝え、ダンサーローラが中立位置になるように加圧ローラの回転スピードを制御するようにしたので、塗工機の前方側に位置するパスラインを垂み及び蛇行を生じない一定のテンション状態に維持することができ、かつ、前記ダンサーローラをバランスウエイトによりパスラインに一定の力を加えるように構成したので、エアシリンダの空気圧で力を加えるのに比べて、メカロスが少なく、パスラインのテンション変化に対して迅速な追従性を奏し、適確に前記パスラインの一定テンション化を図ることができると共に塗工性能の一層の向上と安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての張力調整機構を備えた電池電極製造装置の要部説明図である。
【図２】図１の張力調整機構の内の乾燥機に備えた後テンション付与手段の要部説明図である。
【図３】図２の後テンション付与手段の作動を説明する模式図である。
【図４】図２の後テンション付与手段の駆動系統を説明する模式図である。
【図５】図１の張力調整機構の内の加圧機に備えた前テンション付与手段の要部説明図である。
【図６】図５の前テンション付与手段の一部破断した要部平面図である。
【図７】図５の前テンション付与手段の作動を説明する模式図である。
【図８】図１の電池電極製造装置における前テンション付与手段及び後テンション付与手段のそれぞれの張力管理範囲の説明図である。
【図９】（ａ）は後テンション付与手段のフローチャートであり、（ｂ）は前テンション付与手段のフローチャートである。
【図１０】一般的な電池電極製造工程の各工程における成形品の部分斜視図である。
【図１１】従来の張力調整機構を備えた電池電極製造装置の要部説明図である。
【符号の説明】
１ 加圧機
４ 駆動源（加圧ローラの）
６ 段付ローラ（加圧ローラ）
７ フラットローラ（加圧ローラ）
１１ ダンサーローラ
１０ 前センサ
１２ 前フィードバック制御回路
１３ 後センサ
１４ 駆動プレスローラ
１４ａ 定位置プレスローラ
１４ｂ 揺動プレスローラ
１５ 後フィードバック制御回路
１６，１７ 上部ターンローラ
３５，３６ トルクリミッタ
４１ バランスウエイト
５０ 前テンション付与手段
５１ 後テンション付与手段
１００ ニッケルメッキフェルト
４００ 塗工機
５００ 乾燥機
ａ パスライン
ａ1 往路側パスライン
ａ2 復路側パスライン
【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の製造ラインの内、特に加工機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの張力を調整する電池電極製造用張力調整機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ニッケル水素２次電池の正極は、図１０に示すように帯状体のニッケルメッキフェルト１００（図１０（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１０（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１０（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１０（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１０（ｅ））を得、この正極基材１０３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１１に示す製造装置により製造されている。この製造装置は、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１００がパスラインａに沿って繰り出され、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１０３を巻取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１００の移動過程で、無地部付け、フェルト厚みＴの調整、活物質１０２の塗布、及び活物質１０２の乾燥を行なうようになっている。
【０００４】
すなわち、図１１に示す製造装置は、一対の段付けローラ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１０（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１０（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１０（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１０（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１０（ｅ）参照）を得、この正極基材１０３を巻取機（図示せず）のボヒンに巻取り収容するようになっている。
【０００５】
乾燥機５００内のパスラインａは、２個の上部ターンローラＲ，Ｒにより折り返されて、往路パスラインａ1 と復路パスラインａ2 とからなる往復のパスラインを構成しており、往路パスラインａ1 を一対の駆動プレスローラ１５３，１５３で引張ることによって走行するように構成されている。
【０００６】
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、非常に伸び易くかつ損傷及び破断し易いため、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。
【０００７】
そこで、従来の製造装置には、図１１に示すような各種の張力調整機構が採用されている。この張力調整機構は、加圧機を構成する無地部付け装置２００と調厚装置３００との間に配置され加圧機内のパスラインａの張力を制御するアキュムレータ６００と、調厚装置３００と塗工機４００との間に配置され加圧機（調厚装置３００）から乾燥機５００に至るパスラインａの張力を制御する垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構とから構成されている。
【０００８】
この垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構は、上下方向に適宜離隔して設けた一対の垂み検出光電管１５０，１５０と、この光電管１５０とフラットローラ３０１の駆動部１５２とを連絡してなるフィードバック制御回路１５１とから構成されており、ニッケルメッキフェルト１００の上下方向の揺動量を光電管１５０で検出し、この検出された揺動量に対応してフラットローラ３０１の回転をＯＮ−ＯＦＦ制御してニッケルメッキフェルト１００を一対の光電管１５０，１５０間に位置するようにして、ニッケルメッキフェルト１００の適宜な垂み状態を得、これによって塗工機４００の手前でニッケルメッキフェルト１００に張力が残らないように制御することができる。
【０００９】
このように垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構は、加圧機（調厚装置３００）から塗工機４００を経由した乾燥機５００に至るパスラインａの張力をできるだけ小さく、かつ安定に保つように調整している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の加圧機（調厚装置３００）から乾燥機５００に至るパスラインａの張力調整は、塗工機４００の前段側にある垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構で行なうものであるから、塗工機４００を経過した後の後段側のパスラインａについての張力調整が全く行われず、パスラインａの内、駆動プレスローラ１５３で引張る往路側パスラインａ1 にどの程度の張力が負荷されているか解らない。
【００１１】
このため、駆動プレスローラ１５３の引張り速度による塗工機４００での抵抗の変化や、活物質１０２の塗布量の変化により、パスラインａ1 に負荷される張力が変化し、不測の過大張力の負荷によりパスラインａ1 が損傷あるいは切断する虞れがある。
【００１２】
また、垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構は、パスラインａの垂みを検出して張力調整を行なうものであるから、このときの垂みがパスラインａの幅方向の蛇行発生の原因となり、蛇行による塗工機４００内でのニッケルメッキフェルト１００の引掛かりによる破断あるいは塗工不良を招くという課題をも有している。
【００１３】
また、このとき垂み検出光電管１５０を具備した張力調整機構に替えてダンサーローラ機構を用い、前述した垂みに起因する不具合を解消することも考えられるが、一般的にダンサーローラは、数ｋｇ〜数１０ｋｇの張力をコントロールするためエアシリンダの空気圧により張力を付加するようになっており、このためエアシリンダのメカロスが作用し感度が鈍り、パスラインａの張力調整機能を充分に果し得ないと云う新たな課題を有している。
【００１４】
本発明は、前述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、塗工機における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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの損傷や破断を防止することができると共に、塗工性能の向上と安定化をも図ることのできる電池電極製造用張力調整機構を提供するにある。
【００１５】
【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、加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの張力を調整する電池電極製造用張力調整機構であって、前記塗工機の前後の前記パスラインに、それぞれ一定のテンションを付与する前テンション付与手段及び後テンション付与手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
このため請求項１記載の発明では、加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインを、塗工機の前後で別けて、それぞれ前テンション付与手段及び後テンション付与手段により個々に一定テンションに維持するようにしたので、塗工機における前記パスライン自体を垂み及び蛇行の生じない一定のテンション下に保持して走行の安定性を図ることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記後テンション付与手段が、前記乾燥機内で２個の上部ターンローラにより折り返されて構成された往復の前記パスラインの内、復路側のパスラインを引張るように設けられた駆動プレスローラと、前記２個の上部ターンローラの内、往路側に位置する上部ターンローラの負荷から前記往路側のパスラインのテンションを検出する後センサと、前記駆動プレスローラの駆動源と後センサとを連絡してなる後フィードバック制御回路とからなることを特徴としている。
【００１８】
このため請求項２記載の発明では、往路側のパスラインにテンション変化を生じたときは、このテンション変化を後センサで検出し、これを後フィードバック制御回路を介して前記駆動プレスローラの駆動源に伝え、往路側のパスラインのテンションが設定値になるように前記駆動プレスローラの回転速度を制御して復路側のパスラインに対する引張を制御するようになっている。これにより往路側のパスラインに不測の過大張力が付与されるのを防止して、塗工機の後方側に位置するパスラインを一定のテンション状態に維持することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記駆動プレスローラは、定位置プレスローラと、この定位置プレスローラに対して接離可能に設けられた揺動プレスローラとからなり、前記揺動プレスローラの定位置プレスローラへの接近により前記復路側のパスラインに圧力を負荷して送り力を付与するように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
このため請求項３記載の発明では、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルト上の活物質の塗布の有無に拘らず、駆動プレスローラにより塗工機を経過した後のパスラインに送り力を確実に付与して、該パスラインを垂み及び蛇行の生じない一定のテンション状態に維持することができる。
【００２１】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記２個の上部ターンローラは、前記往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときにローラの動力伝達を遮断するトルクリミッタを備えていることを特徴としている。
【００２２】
このため請求項４記載の発明では、往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときに上部ターンローラがトルクリミッタにより動力の伝達を遮断されてメカロス分だけ駆動し、限りなくフリー状態になり、これにより往路側のパスラインに付与されるテンションの増大を避けることができる。
【００２３】
さらに、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の電池電極製造用張力調整機構であって、前記前テンション付与手段が、バランスウエイトにより前記パスラインにテンションをかける方向に一定の力を加えるダンサーローラと、このダンサーローラの移動量を検出する前センサと、この前センサと前記加圧機の加圧ローラの駆動源とを連絡してなる前フィードバック制御回路とからなることを特徴としている。
【００２４】
このため請求項５記載の発明では、塗工機と加圧機との間のパスラインにテンション変化を生じたときは、このテンション変化に応じてダンサーローラが中立位置から移動し、このダンサーローラの移動量を前センサで検出し、これを前フィードバック制御回路を介して加圧ローラの駆動源に伝え、ダンサーローラが中立位置になるように加圧ローラの回転スピードを制御するようになっている。これにより塗工機の前方側に位置するパスラインを垂み及び蛇行を生じない一定のテンション状態に維持することができる。このときダンサーローラは、バランスウエイトによりパスラインに一定の力を加えるように構成したので、エアシリンダの空気圧で力を加えるのに比べてメカロスが少なく、パスラインのテンション変化に対して迅速な追従性を奏する。
【００２５】
【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づいて具体的に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態としての電池電極製造用張力調整機構を備えた電池電極製造装置を示す。
【００２７】
この製造装置は、従来の製造装置と同様に、一端側に配置された巻出機（図示せず）からボビンに巻回収容された原料基材としての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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルト１００（以下、単にニッケルメッキフェルト１００という。）が繰り出され、他端側に配置された巻取機（図示せず）のボビンに成形品としての正極基材１０３を巻取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１００のパスラインａの過程で、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。
【００２８】
すなわち、巻出機から繰り出されたニッケルメッキフェルト１００（図１０（ａ）参照）は、加圧機１で加圧されて無地部付け及びフェルト厚みの調整が行われる。
【００２９】
加圧機１は、一対の段付ローラ６，６からなる無地部付け装置２と、一対のフラットローラ７，７からなる調厚装置３とがローラチエーン９を介して一個の駆動源４で駆動するように架台５に一体に組込まれて構成されており、入口側の無地部付け装置２の一対の段付ローラ６，６の加圧によりニッケルメッキフェルト１００に無地部１０１（図１０（ｂ）参照）を形成し、かつ出口側の調厚装置３の一対のフラットローラ７，７の加圧によりニッケルメッキフェルト１００のフェルト厚みＴを調整する（図１０（ｃ）参照）ようになっている。なお、符号２０及び２１はそれぞれ加圧機１の入口ローラ及び出口ローラを示す。
【００３０】
そして加圧機１を経由したニッケルメッキフェルト１００は、次に塗工機４００を経て乾燥機５００に至る。塗工機４００は塗工槽４０２とドクターブレード４０１を備えて構成されており、塗工槽４０２を経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が塗布され（図１０（ｄ）参照）、かつドクターブレード４０１を経ることによって無地部１０１に塗布された活物質１０２が掻き落される。乾燥機５００は、塗工機４００の上方位置に設置されており、乾燥機５００内に設けた駆動プレスローラ１４で引張るようにして、活物質１０２の塗布されたニッケルメッキフェルト１００を塗工機４００から導入し、活物質１０２を熱風乾燥して成形品としての正極基材１０３（図１０（ｅ）参照）を得るようになっている。このとき乾燥機５００内のパスラインａは、２個の上部ターンローラ１６，１７により折り返された往路側パスラインａ1 と復路側パスラインａ2 とにより構成されており、往路側パスラインａ1 が乾燥途上の活物質１０２を有しており、かつ復路側パスラインａ2 が乾燥された活物質１０２を有しており、この復路側パスラインａ2 がパスラインａの最終段の図外の巻取機に連続している。
【００３１】
このようなパスラインａにおける本発明の一実施形態としての張力調整機構は、加圧機１から乾燥機５００に至るパスラインａの張力調整用として設けられている。
【００３２】
すなわち、この張力調整機構は、塗工機４００の前後のパスラインａに、それぞれ一定のテンションを付与する前テンション付与手段５０，及び後テンション付与手段５１とから大略構成されている。
【００３３】
このとき、後テンション付与手段５１は、復路側パスラインａ2 を引張るように設けられた駆動プレスローラ１４と、２個の上部ターンローラ１６，１７の内、往路側に位置する上部ターンローラ１６の負荷から往路側パスラインａ1 のテンションを検出する後センサ１３と、駆動プレスローラ１４と後センサ１３とを連絡してなる後フィードバック制御回路１５とから構成されており、前テンション付与手段５０は、加圧機１と塗工機４００との間のパスラインａにテンションをかける方向に一定の力を加えるダンサーローラ１１と、このダンサーローラ１１の移動量を検出する前センサ１０と、この前センサ１０と加圧機１の駆動源４とを連絡してなる前フィードバック制御回路１２とから構成されている。
【００３４】
これら、後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０を、図２乃至図７に基づいて更に詳細に述べる。
【００３５】
後テンション付与手段５１は、図２に示すように乾燥機５００の乾燥室５０２の上部に設けられた機械室５０１の内外に設けられている。この機械室５０１と乾燥室５０２とは、二個の連通路５０３で連通しており、一方の連通路５０３を介して往路側パスラインａ1 が乾燥室５０２から機械室５０１に導入され、かつ他方の連通路５０３を介して復路側パスラインａ2 が機械室５０１から乾燥室５０２に導入されるようになっている。
【００３６】
機械室５０１外には軸受２２及び２３が設けられており、この軸受２２及び２３にそれぞれ機械室５０１内の上部ターンローラ１６及び１７が回転自在に支持されており、これら上部ターンローラ１６及び１７が駆動プレスローラ１４を含む駆動系統で駆動されるように構成されている。
【００３７】
また、駆動プレスローラ１４は、定位置プレスローラ１４ａと揺動プレスローラ１４ｂとからなり、これらローラ１４ａ，１４ｂ間に復路側パスラインａ2 を挟むようにすると共にローラ１４ａ，１４ｂを回転させることにより復路側パスラインａ2 を矢印方向に走行させることができ、結果として往路側パスラインａ1 を矢印方向に引張るように構成されている。
【００３８】
このときの上部ターンローラ１６及び１７，と駆動プレスローラ１４の駆動系統は、図２及び図４に示すように、減速機３７付モータＭと、このモータＭに連結し、ギヤ３２ａを設けた定位置プレスローラ１４ａの回転軸３２の端部に設けられたスプロケット３２ｂと、揺動プレスローラ１４ｂの回転軸３１の端部に設けられ定位置プレスローラ１４ａのギヤ３２ａと噛合するギヤ３１ａと、上部ターンローラ１６及び１７の各回転軸３４及び３３の端部に設けられたスプロケット１６ａ及び１７ａと、これらスプロケット３２ｂ，１６ａ及び１７ａに懸けられたローラチェーン１９とからなり、モータＭの駆動により上部ターンローラ１６及び１７と駆動プレスローラ１４とが同時に回転するように構成されている。このとき駆動プレスローラ１４を構成する定位置プレスローラ１４ａと揺動プレスローラ１４ｂとは相互に逆回転し、復路側パスラインａ2 を矢印方向（図２の矢印）に走行させることができるようになっている。このときローラ１４ａ，１４ｂ，１６，１７は機械室５０１内に設けられ、それ以外の部材，センサ１３等は機械室５０１外に設けられている（図４参照）。
【００３９】
なお、図２中、符号１８はローラチェーン１９に噛合するテンションプーリである。
【００４０】
後センサ１３は、図２及び図４に示すように上部ターンローラ１６の両側の軸受２２に設けられ、図３に示すようにパスラインａにより上部ターンローラ１６に合力Ｔ2 が負荷したとき、この合力Ｔ2 を検出すると共にこの合力Ｔ2 を往路側パスラインａ1 の分力Ｔ1 （往路側パスラインａ1 の張力に相当する）として表示するように較正されて取付けられている。
【００４１】
また、駆動プレスローラ１４は、図２乃至図４に示すように揺動プレスローラ１４ｂが定位置プレスローラ１４ａに対して接離可能に取付けられている。このときの揺動プレスローラ１４ｂの揺動機構は、揺動プレスローラ１４ｂとギヤ３１ａを連結して、このプレスローラ１４ｂの回転軸３１を構成するユニバーサルジョイント３１ａと、一端が揺動プレスローラ１４ｂの両側に突出する支軸３１ｂをそれぞれ枢支し他端が連結杆２５により連結された２個のアーム２４と、このアーム２４の連結杆２５の略中央部に一端を連結した中間アーム２６と、この中間アーム２６の他端側に伸縮杆２８を介して枢支２７し、基端部を枢支３０した揺動駆動源２９とから構成されており、揺動駆動源２９の駆動で伸縮杆２８が伸縮し、この伸縮杆２８の伸縮でアーム２４と中間アーム２６とで構成される略Ｌ字形アーム部材が連結杆２５を中心に回動し、この回動によって揺動プレスローラ１４ｂがユニバーサルジョイント３１ａの揺動を伴なって定位置プレスローラ１４ａに対して接離するようになっている。この揺動プレスローラ１４ｂの揺動状態は、図２乃至図４に離反状態を２点鎖線で及び接近状態を実線でそれぞれ示している。
【００４２】
この駆動プレスローラ１４は、揺動プレスローラ１４ｂの定位置プレスローラ１４ｂへの接近によりニッケルメッキフェルト１００上の活物質１０２の有無に拘らず、復路側のパスラインａ2 に圧力を負荷して送り力を付与するように構成されている。
【００４３】
さらに、後フィードバック制御回路１５は、後センサ１３と駆動プレスローラ１４の駆動源としての減速機３７付モータＭとを連絡して構成されており（図４参照）、後センサ１３が検出した往路側パスラインａ1 のテンション（図３の分力Ｔ1 に相当）をモータＭに伝え、往路側パスラインａ1 のテンションが設定値になるように駆動プレスローラ１４の回転速度を制御して復路側パスラインａ2 に対する引張を制御するようになっている。
【００４４】
すなわち、後テンション付与手段５１は、後センサ１３により検出される往路側パスラインａ1 のテンションが設定値以上のときにモータＭの回転数を下げて駆動プレスローラ１４の回転速度を低下させ、これにより駆動プレスローラ１４による復路側パスラインａ2 に対する引張力を低下させ、以って往路側のパスラインａ1 の張力が設定値以内になるように、後フィードバック制御回路１５で制御するようになっている。
【００４５】
このときさらに好ましくは、図４に示すように、上部ターンローラ１６及び１７の各スプロケット１６ａ及び１７ａの形成部位に、それぞれトルクリミッタ３６及び３５を備えることができ、このトルクリミッタ３６及び３５の空転トルク値を前述した往路側パスラインａ1 のテンションが設定値に達したときの上部ターンローラ１６及び１７の回転トルク値と等しくなるように設定することができる。この場合往路側パスラインａ1 のテンションが設定値を超え、この結果上部ターンローラ１６及び１７の回転トルク値が空転トルク値よりも大きくなったときは、モータＭの上部ターンローラ１６及び１７の動力の伝達がトルクリミッタ３６及び３５により遮断されるため、上部ターンローラ１６及び１７がメカロス分だけ駆動して限りなくフリーの状態で回転することになる。この結果往路側パスラインａ1 のテンションの増大を迅速に、かつ適確に避けることができる。
【００４６】
一方、前テンション付与手段５０は、図５及び図６に示すように、一端側にバランスウエイト４１を備え、略中央部が支軸４２で支持されたアーム部材４０の他端側に取付けられたダンサーローラ１１と、中立位置としての水平位置にあるアーム部材４０に対応して設けられた前センサ１０と、この前センサ１０と加圧機１の段付ローラ６及びフラットローラ７の駆動源４とを連絡してなる前フィードバック制御回路１２とを具備して構成されている。
【００４７】
アーム部材４０は、支軸４２の両側に固着されており、この支軸４２の両端が加圧機１の架台５の出口側の側壁に設けられたブラケット４５に枢支されることによって支軸４２回りに揺動可能に取付けられている。このアーム部材４０の揺動範囲は、アーム部材４０の支軸４２への軸支部位にアーム部材４０の長手方向に対して直交する方向に一体に形成されたストッパアーム４３がブラケット４５に設けたストッパ４４に突き当たることによって規制されている。
【００４８】
そしてダンサーローラ１１は、このアーム部材４０の他端側に回動自在に取付けられると共にパスラインａに上側から当接するように位置付けされて取付けられており、かつアーム部材４０の一端側に取付けたバランスウエイト４１との関係でパスラインａにテンションをかける方向に一定の力を加えるように取付けられている。このダンサーローラ１１は、そのメカロスが支軸４２の軸受の回転抵抗のみで生じるので小さく、エアシリンダでテンションを付与する従来のダンサーローラよりもパスラインａのテンション変化に迅速に応答することができる。
【００４９】
また、前センサ１０は、例えば単なる位置検出器で構成することができ、アーム部材４０の位置を検出して、ダンサーローラ１１の中立位置からの移動量を検出するようになっている。
【００５０】
さらに前フィードバック制御回路１２は、前センサ１０で検出したダンサーローラ１１の移動量を、加圧機１の段付ローラ６及びフラットローラ７の駆動源４に伝え、ダンサーローラ１１が中立位置になるようにローラ６，７の回転スピードを制御するようになっている。
【００５１】
すなわち、図７に示すようにダンサーローラ１１がパスラインａのテンションが高くなって中立位置（実線で示す）よりも上方に位置したときは段付ローラ６及びフラットローラ７の回転を早くしてダンサーローラ１１が中立位置に戻るようにし、反対にダンサーローラ１１がパスラインａのテンションが低くなって中立位置よりも下方に位置したときは、段付ローラ６及びフラットローラ７の回転を遅くしてダンサーローラ１１が中立位置に戻るように制御する。例えば前センサ１０は、図７に示すようにアーム部材４０が上限位置にあるときは５Ｖ信号で検知し、アーム部材４０が下限位置にあるときは０Ｖ信号で検知するようにして、ダンサーローラ１１の上限位置と下限位置との間を５Ｖの電圧差Ｖを設定して制御することができ、かつ中立位置にあるダンサーローラ１１によりパスラインａに１〜５ｋｇのテンションを付与することができる。
【００５２】
このような後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０の作用を図８及び図９に基づいて更に詳細に説明する。
【００５３】
図８は、全パスラインａにおける後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０のそれぞれのテンション管理範囲を示す。すなわち後テンション付与手段５１及び前テンション付与手段５０は、全パスラインａを塗工機４００の前後で便宜的に別けて、それぞれ個々に一定テンションに維持するように管理するもので、図８中前者の管理範囲を太線のパスラインＡで示し、後者の管理範囲を点線のパスラインＢで示す。
【００５４】
このときの後テンション付与手段５１の後フィードバック制御回路１５は、図９（ａ）に示すように作用する。
【００５５】
まず、パスラインＡの設定張力を記憶する（ステップＳ１）。このときのパスラインＡの設定張力は、ニッケルメッキフェルト１００の伸張及び損傷を生じない範囲内で生産効率を考慮して適宜決定される。後センサ１３が往路側パスラインａ1 の張力を検出し（ステップＳ２）、この検出張力が設定張力の範囲外かを判断する（ステップＳ３）。ＹＥＳの場合はステップＳ４に進みモータＭの回転数を制御する。すなわちＹＥＳの場合は往路側パスラインａ1 の張力が設定張力を超えているのでモータＭの回転数を低下させる。ステップ５で後センサ１３の検出張力（往路側パスラインａ1 の張力）と設定張力を比較判断し、ステップＳ４及びＳ５を繰り返す。ステップＳ５でＹＥＳの条件が成立する（後センサ１３の検出張力が設定張力の範囲内）と後フィードバック制御回路１５の動作を停止し、モータＭの現在の回転数で駆動プレスローラ１４を運転する（ステップＳ６）。
【００５６】
また、ステップＳ３でＮＯの場合、後センサ１３で検出した往路側パスラインａ1 の張力が設定張力内にあるので、即ステップＳ６に進みモータＭの現在の回転数で駆動プレスローラ１４を運転する。
【００５７】
以後ステップＳ2 〜Ｓ6 を繰り返し、パスラインＡを一定テンション下に維持する。
【００５８】
このように後テンション付与手段５１は、後フィードバック制御回路１５により後センサ１３で往路側パスラインａ1 のテンションを検出しながら駆動プレスローラ１４による復路側パスラインａ2 の引張を制御するものであるから、往路側パスラインａ1 に不測の過大張力が付与されるのを防止して、塗工機４００の後方側のパスラインＡを一定のテンション状態に維持することができる。
【００５９】
このため後テンション付与手段５１によれば、塗工機４００から乾燥機５００の上部ターンローラ１６に至る往路側パスラインａ1 のテンションを後センサ１３で知ることができるので、塗工機４００における塗工の際の抵抗の変化や活物質１０２の塗布量の変化により往路側パスラインａ1 に不測の過大テンションが負荷された場合でも、このテンション変化を後センサ１３で検出して、前記過大テンションによるパスラインＡの損傷及び破断等のトラブルを未然に防ぐことができる。
【００６０】
また、前テンション付与手段５０の前フィードバック制御回路１２は図９（ｂ）に示すように作用する。
【００６１】
前センサ１０でダンサーローラ１１の位置を検出し（ステップＳ１０）、この検出位置が中立位置外かを判断する（ステップＳ１１）。ＹＥＳの場合、ステップＳ１２に進み駆動源４の回転数を制御する。すなわちＹＥＳの場合はパスラインＢの張力が過大あるいは過小となってダンサーローラ１１が中立位置よりも上方あるいは下方に位置しているので駆動源４の回転数を高くするかあるいは低くする。ステップＳ１３で前センサ１０の検出位置が中立位置かを判断し、ステップＳ１２及びＳ１３を繰り返す。ステップＳ１３でＹＥＳの条件が成立する（ダンサーローラ１１が中立位置に位置する）と、前フィードバック制御回路１２の動作を停止し、駆動源４の現在の回転数で段付ローラ６及びフラットローラ７を運転する（ステップＳ１４）。
【００６２】
また、ステップＳ１１でＮＯの場合、前センサ１０で検出したダンサーローラ１１の位置が中立位置内にあるので、即ステップＳ１４に進み駆動源４の現在の回転数で段付ローラ６及びフラットローラ７を運転する。
【００６３】
以後ステップＳ１０〜Ｓ１４を繰り返し、パスラインＢを一定テンション下に維持する。
【００６４】
このように前テンション付与手段５０は、加圧機１と塗工機４００との間のパスラインＢを、垂みの生じない程度の微小テンション（例えば１〜５ｋｇ）を付与して一定テンション下に維持することができる。
【００６５】
なお、本実施形態においては加圧機１を、無地部付け装置２と調厚装置３とを、架台５に組付けて一体物として構成したが、各装置２，３をそれぞれ別個の駆動限を有する別体物として構成しても良い。この場合、前センサ１０と連絡して前フィードバック制御回路１２を構成する駆動限は、パスラインａの後段に位置する調厚装置の駆動源である。
【００６６】
以上のように本実施形態の張力調整機構は、パスラインの進行方向に対して塗工機４００の後方に設けた後テンション付与手段５１と、塗工機４００の前方に設けた前テンション付与手段５０とから構成されているので、加圧機１から塗工機４００を経由して乾燥機５００に至るニッケルメッキフェルト１００のパスラインａを、垂み及び蛇行の生じない一定のテンション下に保持して塗工機４００におけるパスラインａの走行の安定化を図ることができ、この結果、塗工機４００におけるパスラインａの損傷や破断を防止することができると共に、塗工性能の向上と安定化をも図ることができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように本発明によれば次の効果を奏する。
【００６８】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインを、塗工機の前後で別けて、それぞれ前テンション付与手段及び後テンション付与手段により個々に一定テンションに維持するようにしたので、塗工機における前記パスライン自体を垂み及び蛇行の生じない一定のテンション下に保持して走行の安定性を図ることができ、この結果、塗工機における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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの損傷や破断を防止することができると共に、塗工性能の向上と安定化をも図ることのできる電池電極製造用張力調整機構を提供することができる。
【００６９】
また、請求項２記載の発明によれば、塗工機から乾燥機に至る往路側のパスラインのテンション変化を後センサで検出し、これを後フィードバック制御回路を介して、駆動プレスローラに伝え、往路側のパスラインのテンションが設定値になるように前記駆動プレスローラの復路側のバスラインに対する引張を制御する後テンション付与手段により、往路側のパスラインに不測の過大張力が付与されるのを防止して、塗工機の後方側に位置するパスラインを、パスラインに損傷及び破断の生じない設定値のテンション状態に維持することができる。
【００７０】
請求項３記載の発明によれば、駆動プレスローラにより塗工機を経過した後のパスラインに送り力を確実に付与して塗工機におけるパスラインの走行の一層の安定化を図ることができ、この結果、塗工性能の一層の向上と安定化を図ることがてきる。
【００７１】
また、請求項４記載の発明によれば、往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときに上部ターンローラがトルクリミッタにより動力の伝達を遮断されてメカロス分だけ駆動し、限りなくフリー状態になり、これにより往路側のパスラインに付与されるテンションの増大を迅速にかつ適確に回避することができる。
【００７２】
さらに請求項５記載の発明によれば、前テンション付与手段を、パスラインに一定の力を加えるダンサーローラと、このダンサーローラの移動量を検出する前センサと、この前センサと加圧機の加圧ローラの駆動源とを連絡する前フィードバック制御回路とで構成し、塗工機と加圧機との間のパスラインにテンション変化を生じたときは、このテンション変化に応じてダンサーローラが中立位置から移動し、このタンザーローラの移動量を前センサで検出し、これを前フィードバック制御回路を介して加圧ローラの駆動源に伝え、ダンサーローラが中立位置になるように加圧ローラの回転スピードを制御するようにしたので、塗工機の前方側に位置するパスラインを垂み及び蛇行を生じない一定のテンション状態に維持することができ、かつ、前記ダンサーローラをバランスウエイトによりパスラインに一定の力を加えるように構成したので、エアシリンダの空気圧で力を加えるのに比べて、メカロスが少なく、パスラインのテンション変化に対して迅速な追従性を奏し、適確に前記パスラインの一定テンション化を図ることができると共に塗工性能の一層の向上と安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての張力調整機構を備えた電池電極製造装置の要部説明図である。
【図２】図１の張力調整機構の内の乾燥機に備えた後テンション付与手段の要部説明図である。
【図３】図２の後テンション付与手段の作動を説明する模式図である。
【図４】図２の後テンション付与手段の駆動系統を説明する模式図である。
【図５】図１の張力調整機構の内の加圧機に備えた前テンション付与手段の要部説明図である。
【図６】図５の前テンション付与手段の一部破断した要部平面図である。
【図７】図５の前テンション付与手段の作動を説明する模式図である。
【図８】図１の電池電極製造装置における前テンション付与手段及び後テンション付与手段のそれぞれの張力管理範囲の説明図である。
【図９】（ａ）は後テンション付与手段のフローチャートであり、（ｂ）は前テンション付与手段のフローチャートである。
【図１０】一般的な電池電極製造工程の各工程における成形品の部分斜視図である。
【図１１】従来の張力調整機構を備えた電池電極製造装置の要部説明図である。
【符号の説明】
１ 加圧機
４ 駆動源（加圧ローラの）
６ 段付ローラ（加圧ローラ）
７ フラットローラ（加圧ローラ）
１１ ダンサーローラ
１０ 前センサ
１２ 前フィードバック制御回路
１３ 後センサ
１４ 駆動プレスローラ
１４ａ 定位置プレスローラ
１４ｂ 揺動プレスローラ
１５ 後フィードバック制御回路
１６，１７ 上部ターンローラ
３５，３６ トルクリミッタ
４１ バランスウエイト
５０ 前テンション付与手段
５１ 後テンション付与手段
１００ ニッケルメッキフェルト
４００ 塗工機
５００ 乾燥機
ａ パスライン
ａ1 往路側パスライン
ａ2 復路側パスライン
Claims (5)
- 加圧機から塗工機を経由して乾燥機に至る、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、多孔質の毛布状の帯状体となっているニッケルメッキフェルトのパスラインの張力を調整する電池電極製造用張力調整機構であって、
前記塗工機の前後の前記パスラインに、それぞれ一定のテンションを付与する前テンション付与手段及び後テンション付与手段を設けたことを特徴とする電池電極製造用張力調整機構。 - 請求項１記載の電池電極製造用張力調整機構であって、
前記後テンション付与手段が、前記乾燥機内で２個の上部ターンローラにより折り返されて構成された往復の前記パスラインの内、復路側のパスラインを引張るように設けられた駆動プレスローラと、前記２個の上部ターンローラの内、往路側に位置する上部ターンローラの負荷から前記往路側のパスラインのテンションを検出する後センサと、前記駆動プレスローラの駆動源と後センサとを連絡してなる後フィードバック制御回路とからなることを特徴とする電池電極製造用張力調整機構。 - 請求項２記載の電池電極製造用張力調整機構であって、
前記駆動プレスローラは、定位置プレスローラと、この定位置プレスローラに対して接離可能に設けられた揺動プレスローラとからなり、前記揺動プレスローラの定位置プレスローラへの接近により前記復路側のパスラインに圧力を負荷して送り力を付与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張力調整機構。 - 請求項２又は３記載の電池電極製造用張力調整機構であって、
前記２個の上部ターンローラは、前記往路側のパスラインのテンションが設定値を越えたときにローラの動力伝達を遮断するトルクリミッタを備えていることを特徴とする電池電極製造用張力調整機構。 - 請求項１乃至４のいずれか１項記載の電池電極製造用張力調整機構であって、
前記前テンション付与手段が、バランスウエイトにより前記パスラインにテンションをかける方向に一定の力を加えるダンサーローラと、このダンサーローラの移動量を検出する前センサと、この前センサと前記加圧機の加圧ローラの駆動源とを連絡してなる前フィードバック制御回路とからなることを特徴とする電池電極製造用張力調整機構。
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