JP3937561B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の転圧ローラ間に搬送される板状部材やシート状部材当の被プレス材にプレス処理を施して所定の厚みに形成するプレス装置の改良に関し、例えばリチウムイオン電池の帯状電極材の製造工程に用いられるホットプレス装置に用いて好適なプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば各種の電子機器や、ノート型パーソナルコンピュータ或いはコードレス電話機等には、直流電源としてリチウムイオン電池等の２次電池が用いられている。リチウムイオン電池は、周知のように負極に金属リチウムが用いられるとともに、正極に各種電極材料と導電材とを混合したものが用いられて構成されている。リチウムイオン電池は、その全体形状から円筒型、扁平型（コイン型）、ピン型或いは平板型（角型、ペーパ型）等に分類される。リチウムイオン２次電池は、例えば帯状の金属箔集電体に電極活物質を塗布してなる電極材をセバレータを介して渦巻き状に巻回し、これを円筒形容器内に密封するとともに正極端子と負極端子とを設けて構成される。リチウムイオン２次電池は、電極材が渦巻き状に巻回されて反応面積が大きくなることから大電流を得ることが可能となる。
【０００３】
電極材は、電池の性能を向上させるために金属箔集電体に対して電極活物質の粒子がバインダによりしっかりと固定されるとともに、バインダ内に高密度で分散されている必要がある。このため、電極材は、図８及び図９に示したホットプレス装置１００によって電極素材に対して、加熱・圧延するホットプレス処理が施されて形成される。電極材は、このホットプレス処理によって電極活物質の粒子がバインダ内で高密度にかつしっかりと固定される。
【０００４】
従来のプレス装置１００は、図８及び図９に示すように、互いに接離自在に対向支持されて帯状の電極素材１０３が搬送される転圧空間部１０４を構成する第１の転圧ローラ１０１と第２の転圧ローラ１０２とを備えている。プレス装置１００は、第１の転圧ローラ１０１と第２の転圧ローラ１０２とによって転圧空間部１０４を搬送される電極素材１０３を挟み込んで搬送することにより、この電極素材１０３に対して圧延処理を施して所定の厚み寸法に形成する。第１の転圧ローラ１０１には、ヒータが付設されており電極素材１０３を加熱する。
【０００５】
プレス装置１００は、基台１０５に配設した左右一対の軸受１０６ａ、１０６ｂからなる第１の軸受部１０６によって第１の転圧ローラ１０１の支軸１０７の両端を回転自在に支持している。プレス装置１００は、基台１０５に設けた図示しないスタンドに配設した左右一対の軸受１０８ａ、１０８ｂからなる第２の軸受部１０８によって第２の転圧ローラ１０２の支軸１０９の両端を回転自在に支持している。プレス装置１００は、第２の転圧ローラ１０２を軸支する第２の軸受部１０８がスタンドに対して上下方向、すなわち第１の転圧ローラ１０１を軸支する第１の軸受部１０６に対して接離自在とされている。プレス装置１００には、第２の軸受部１０８の軸受１０８ａ、１０８ｂに、それぞれ第１の転圧ローラ１０１と第２の転圧ローラ１０２との対向間隔、すなわち転圧空間部１０４の高さ寸法を調整する調整機構１１０（１１０ａ、１１０ｂ）が付設されている。
【０００６】
以上のように構成されたプレス装置１００は、調整機構１１０によって第１の転圧ローラ１０１に対して第２の転圧ローラ１０２が調整移動されて転圧空間部１０４が所定の高さ寸法に設定される。プレス装置１００は、図示しない供給機構を介して電極素材１０３が転圧空間部１０４内を搬送されて、この電極素材１０３を第１の転圧ローラ１０１と第２の転圧ローラ１０２とで挟み込んで搬送する。電極素材１０３は、これによって加熱されるとともに所定の厚み寸法とするプレス処理が施される。電極素材１０３は、このプレス処理により電極活物質が金属箔集電体に対してより高密度でかつ均一な状態でしっかりと固定されて電極材を構成する。なお、電極材は、次工程へと搬送されて例えば渦巻き状に巻回したり積層したりする等の工程が施される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のプレス装置１００においては、第１の転圧ローラ１０１と第２の転圧ローラ１０２とが調整機構１１０によってその対向間隔を幅方向の全域に亘って調整されることにより転圧空間部１０４が所定の高さ寸法に設定される。転圧空間部１０４は、その高さ寸法が幅方向の全域に亘って同一寸法に保持されている。プレス装置１００は、プレス処理時に、電極素材１０３からの反力が第１の転圧ローラ１０１に対しては図９において上方に作用するとともに第２の転圧ローラ１０２に対しては同図において下方に作用する。
【０００８】
プレス装置１００においては、このように圧延荷重条件が変化することによって、第１の転圧ローラ１０１が下方へと撓むとともに第２の転圧ローラ１０２が上方へと撓んで軸方向の撓み現象が生じる。この撓み現象は、支軸１０７、１０９がその両端を軸受部１０６、１０８によって規制されていることから、図９に示すように、支点部から第１の転圧ローラ１０１及び第２の転圧ローラ１０２の軸方向の中央部において転圧空間部１０４の高さ寸法を大きくする。
【０００９】
したがって、プレス装置１００は、同図に示すように、電極素材１０３に対して幅方向の中央部の厚み寸法ｔ１に対して両側部分の厚み寸法ｔ２が小さくなるようにプレスすることになり、厚み寸法が不均一な電極材を形成する。また、プレス装置１００は、金属箔集電体に対して電極活物質の密度が不均一な電極材を形成する。このような電極材は、次工程において例えば渦巻き状に巻回されたり積層されたりする際に均一な層構造を構成することから電池品質を劣化させるといった問題を生じさせる。
【００１０】
従来のプレス装置１００は、かかる問題点を解決するために、例えば電極素材１０３に与える温度条件等を最適化してこの電極素材１０３に対する圧延荷重条件を低く設定することにより第１の転圧ローラ１０１或いは第２の転圧ローラ１０２に生じる撓み現象を抑制して均一な厚み寸法を有する電極材を形成するようにしていた。しかしながら、かかる電極材は、金属箔集電体に対して充分な密度を有する電極活物質層の形成が困難であるために電池の性能向上を図ることができないといった問題があった。
【００１１】
また、プレス装置１００においては、例えば圧延荷重条件を異にして電極素材１０３に対して複数回のプレス処理を施すことも考慮されるが、プレス処理の工程ばかりでなく調整機構１１０を再操作して転圧空間部１０４の高さ寸法を調整する等の段取り工程も増えるために生産性が大幅に悪くなり実用的で無い。リチウムイオン電池においては、性能向上を図るために、プレス装置１００によってより高い圧延荷重条件で電極素材１０３に対してプレス処理を施すことが必要となっている。
【００１２】
したがって、本発明は、高い圧延荷重条件によってプレス処理を施した場合においても転圧ローラに生じる撓みが予め補正されていることにより幅方向の全域に亘って均一な厚み寸法のプレス材が形成されるようにしたプレス装置を提供することを目的に提案されたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明にかかるプレス装置は、互いに接離自在に対向支持された第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの相対する外周面間に被プレス材を挟み込んでプレス処理を施す。プレス装置は、第１の転圧ローラの両側に配設されてローラ支軸を回転自在に支持する第１の軸受部と、第１の軸受部の外側に位置して配設され第１の転圧ローラのローラ支軸の端部を回転自在に支持する第２の軸受部と、第２の転圧ローラの両側に配設されてローラ支軸を回転自在に支持する第３の軸受部と、第３の軸受部の外側に位置して配設され第２の転圧ローラのローラ支軸の端部を回転自在に支持する第４の軸受部とを備える。プレス装置は、第１の軸受部及び第３の軸受部の少なくとも一方の軸受部を他方の軸受部に対して接離自在に支持することによって第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの対向間隔を設定する第１の支持機構と、第２の軸受部と第４の軸受部との間に位置して配設されて第１の転圧ローラのローラ支軸と第２の転圧ローラのローラ支軸とを互いに離間する方向にそれぞれ付勢し、第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとに生じる軸方向の撓みを補正する撓み補正機構とを備えて構成される。
【００１４】
以上のように構成された本発明にかかるプレス装置によれば、第１の支持機構により第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの対向間隔、すなわち転圧空間部の高さ寸法が規定でき、第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとによって被プレス材を挟み込んでプレス処理を施す際に、これら第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとに生じる軸方向の撓みが撓み補正機構によって予め補正されていることから被プレス材を幅方向の全域に亘って均一な転圧力で圧延する。したがって、プレス装置は、厚み寸法が均一であるとともに品質の安定した被プレス材を形成する。また、プレス装置は、撓み補正機構を適宜に設定操作することによって第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとによる転圧力が適宜調整されるとともに撓み補正機構によってその転圧力の反作用力によって生じる第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの軸方向の撓みが適宜補正されることから、所望の厚み寸法を有する高精度のプレス材が形成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施の形態として図に示したプレス装置１は、リチウム電池の製造工程中に設置されて図示しない供給部から連続して供給されるシート状の電極素材２にホットプレス処理を施すことにより、金属箔集電体に対して電極活物質が高密度かつ強固に固定されて一定の厚み寸法を有する電極材を形成するようにしたホットプレス装置である。
【００１６】
ホットプレス装置１は、図１乃至図３に示すように、ベース３と、このベース３上に互いに平行に対峙してそれぞれ固定金具４（４ａ乃至４ｄ）によって固定された左右一対のサイドフレーム５（５ａ、５ｂ）とを備える。なお、以下の説明において、前後、上下及び左右等の用語は、図１を基準として用いるものとする。また、サイドフレーム５のように、同等に構成された複数組或いは対からなる部材については、最初に上記のように表記するとともに、以降は特に個別に用いる以外は代表符号を付して個々の説明を省略するものとする。
【００１７】
ホットプレス装置１は、図１及び図３に示すように、ベース３の一方領域に詳細を後述するローラ駆動部６が構成されるとともに他方領域にサイドフレーム５に支持された詳細を後述する各部材が配設されて転圧部７が構成されてなる。ホットプレス装置１には、図２において矢印で示す経路で走行する電極素材２が供給される。電極素材２は、図３に示すように、転圧部７を挟んで配設された詳細を省略するガイド機構７ｂ、７ｃによって搬送され、この転圧部７に構成された転圧空間部７ａを通過する際に所定の厚み寸法とするホットプレス処理が施される。電極素材２は、ホットプレス装置１から取り出されて図示しない次工程へと供給される。
【００１８】
ローラ駆動部６は、詳細を省略するが、駆動モータ８と、この駆動モータ８の回転出力を減速して第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とに伝達する減速歯車機構９等から構成される。ローラ駆動部６には、減速歯車機構９に、図２において第１の転圧ローラ１０を時計方向へと回転駆動させるとともに第２の転圧ローラ１１を反時計方向へと回転駆動させるために分岐歯車機構が設けられている。ローラ駆動部６は、第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とを等速度で回転駆動する。
【００１９】
転圧部７には、上述したサイドフレーム５内に、図１に示すように上下に互いに平行状態で支持されるとともに、相対する外周面の間に転圧空間部７ａを構成する第１の転圧ローラ１０及び第２の転圧ローラ１１が備えられる。また、転圧部７には、第１の転圧ローラ１０のローラ支軸１２を回転自在に支持する左右一対の第１の軸受部１３（１３ａ、１３ｂ）と、左右一対の第２の軸受部１４（１４ａ、１４ｂ）及び第１の転圧ローラ１０の高さ位置を調整自在に支持する左右一対の第１の支持機構１５（１５ａ、１５ｂ）とが備えられる。
【００２０】
転圧部７には、第２の転圧ローラ１１のローラ支軸１６をそれぞれ回転自在に支持する左右一対の第３の軸受部１７（１７ａ、１７ｂ）と、左右一対の第４の軸受部１８（１８ａ、１８ｂ）及び第２の転圧ローラ１１の高さ位置を調整自在に支持する左右一対の第２の支持機構１９（１９ａ、１９ｂ）とが備えられる。また、転圧部７には、第２の軸受部１４と第４の軸受部１８との間に配設された左右かつ前後一対の油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄが備えられる。油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄは、詳細を後述するが第２の軸受部１４と第４の軸受部１８と共同して、電極素材２をホットプレス処理する際に第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とに生じる軸方向の撓みを補正する撓み補正機構２０を構成する。
【００２１】
サイドフレーム５は、電極素材２をホットプレス処理する際に変形等が生じることの無い充分な機械的強度を有しており、上述したように固定金具４によってベース３上に立設されている。サイドフレーム５は、図１及び図３に示すようにその上端部に架け渡したディスタンスロッド２１によって所定の対向間隔に保持されて上述した転圧部７を構成している。サイドフレーム５は、図２に示すようにそれぞれ中央領域が高さ方向にくり抜かれることにより略門型を呈している。サイドフレーム５は、このくり抜き部位が各軸受部を上下方向に移動自在に組み付けられる軸受組付空間部２２として構成する。
【００２２】
第１の転圧ローラ１０は、金属材料により電極素材２を圧延処理する際に変形等が生じることの無い充分な機械的剛性を有しかつサイドフレーム５の対向間隔よりもやや小幅とされて形成されてなる。第１の転圧ローラ１０は、その両側にローラ支軸１２を貫通させるとともにこれと一体的に回転する。ローラ支軸１２は、その両端部に太径部１２ａと細径部１２ｂとが形成されて、後述するように第１の軸受部１３及び第２の軸受部１４とにより回転自在に軸支されている。また、第１の転圧ローラ１０には、内部にヒータ１０ａが組み込まれており、所定の温度に加熱されている。第１の転圧ローラ１０は、転圧部７を搬送される電極素材２を加熱する。
【００２３】
第１の軸受部１３は、図１及び図２に示すようにサイドフレーム５の軸受組付空間部２２に位置してそれぞれ組み付けられている。第１の軸受部１３は、ローラ支軸１２の太径部１２ａを回転自在に支持するとともに詳細を後述するように第１の支持機構１５を介してそれぞれ上下方向に調整自在に支持されている。第１の軸受部１３は、詳細を省略するがそれぞれ軸受箱と、これら軸受箱内に設けられた軸受メタルとボールベアリング等によって構成されている。第１の軸受部１３は、それぞれローラ支軸１２の細径部１２ｂを側方へと露呈させるとともに第２の軸受部１４に対してそれぞれ内側に位置している。
【００２４】
第２の軸受部１４は、図１及び図４に示すように、第１の軸受部１３を貫通してサイドフレーム５の軸受組付空間部２２から突出されたローラ支軸１２の両端の細径部１２ｂをそれぞれ回転自在に支持する。第２の軸受部１４は、詳細を省略するが軸受メタルとボールベアリング等の軸受部材を備えるとともに、それぞれ受け座部材２３（２３ａ、２３ｂ）を備えている。受け座部材２３は、図４及び図５に示すように、筒状を呈する基部２４と、これら基部２４の外周部の両側にそれぞれ一体に突出形成された受け部２５（２５ａ、２５ｂ）とからなる。受け部２５は、図５に示すように、基部２４の約１／２の高さを有し上端部に水平方向に折曲されて取付部２６（２６ａ、２６ｂ）が形成されている。取付部２６には、後述するように油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄがそれぞれ取り付けられる。
【００２５】
第１の支持機構１５は、サイドフレーム５の軸受組付空間部２２にそれぞれ設けた左右一対の油圧シリンダ装置によって構成される。第１の支持機構１５は、図２に示すように各シリンダ本体がサイドフレーム５に取り付けられるとともに各ピストン部材の先端部がそれぞれ第１の軸受部１３の軸受箱の底面とそれぞれ連結されている。第１の支持機構１５は、かかる構成によって第１の軸受部１３の下方部を支持している。第１の支持機構１５は、駆動されることによりピストン部材が動作して第１の軸受部１３をサイドフレーム５に沿って上下方向に調整移動させる。したがって、ホットプレス装置１は、第１の支持機構１５によって第１の転圧ローラ１０が上下方向に調整移動されることから、上述したように第２の転圧ローラ１１との対向間隔、すなわち転圧空間部７ａの高さ寸法が調整される。
【００２６】
第２の転圧ローラ１１も、上述した第１の転圧ローラ１０と同様に、金属材料により電極素材２を圧延処理する際に変形等が生じることの無い充分な機械的剛性を有しかつサイドフレーム５の対向間隔よりもやや小幅とされて形成されてなる。第２の転圧ローラ１１は、転圧部７内に上述した第１の転圧ローラ１０の上方に位置して配設され、その両側にローラ支軸１６を貫通させるとともにこれと一体的に回転する。ローラ支軸１６は、その両端部に太径部１６ａと細径部１６ｂとが形成されており、第３の軸受部１７（１７ａ、１７ｂ）及び第４の軸受部１８（１８ａ、１８ｂ）とによって回転自在に軸支されている。第２の転圧ローラ１１にも、その内部にヒータ１１ａが組み込まれており、所定の温度に加熱されている。第２の転圧ローラ１１は、第２の転圧ローラ１０とによって転圧部７を搬送される電極素材２を加熱する。
【００２７】
第３の軸受部１７は、上述した第１の転圧ローラ１０のローラ支軸１２を軸支する第１の軸受部１３とほぼ同等の構成を有しており、図１及び図２に示すように、サイドフレーム５間の軸受組付空間部２２の上方に位置してそれぞれ組み付けられている。第３の軸受部１７は、ローラ支軸１６の太径部１６ａを回転自在に支持するとともに詳細を後述するように第２の支持機構１９を介してサイドフレーム５に支持されている。第３の軸受部１７は、詳細を省略するがそれぞれ軸受箱１７ａ、１７ｂと、これら軸受箱１７ａ、１７ｂ内に設けられた軸受メタルとボールベアリング等によって構成されている。第３の軸受部１７は、それぞれローラ支軸１６の細径部１６ｂを側方へと露呈させるとともに第４の軸受部１８に対してそれぞれ内側に位置している。
【００２８】
第４の軸受部１８は、図１及び図４に示すように、第３の軸受部１７を貫通してサイドフレーム５の軸受組付空間部２２から突出されたローラ支軸１６の両端の細径部１６ｂをそれぞれ回転自在に支持する。第４の軸受部１８は、詳細を省略するが軸受メタルとボールベアリング等の軸受部材を備えるとともに、それぞれ受け座部材２８（２８ａ、２８ｂ）を備えている。受け座２８は、上述した第１の転圧ローラ１０側の受け座部材２３と上下対称形をなし、図４及び図５に示すように、筒状を呈する基部２９と、これら基部２９の外周部の両側にそれぞれ一体に突出形成された受け部３０（３０ａ、３０ｂ）とからなる。受け部３０は、図５に示すように、基部２９の約１／２の高さを有し下端部に水平方向に折曲されて取付部３１（３１ａ、３１ｂ）が形成されている。取付部３１には、後述するように油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄがそれぞれ取り付けられる。
【００２９】
第２の支持機構１９は、詳細を省略するがサイドフレーム５の軸受組付空間部２２にそれぞれ固定された左右一対の取付金具によって構成される。第２の支持機構１９は、図２に示すように第３の軸受部１７の軸受箱１７ａ、１７ｂの底面にそれぞれ結合されることによって、この第３の軸受部１７の高さ位置を規定している。したがって、ホットプレス装置１は、高さ位置が規定された第３の軸受部１７に支持される第２の転圧ローラ１１を基準として、サイドフレーム５の軸受組付空間部２２に沿って第１の軸受部１３が上下方向に調整移動されてこの第１の軸受部１３に支持された第１の転圧ローラ１０の高さ位置が設定される。
【００３０】
勿論、ホットプレス装置１においては、第２の支持機構１９を油圧プレスで構成することにより第３の軸受部１７をサイドフレーム５に沿って上下方向に調整自在としてもよい。ホットプレス装置１は、この場合第１の転圧ローラ１０も上述した構成によって支持するようにしてもよいが、転圧空間部７ａの高さ寸法を規定する機械的基準を保持するために第１の転圧ローラ１０を支持する第１の軸受部１３をサイドフレーム５に対して固定することが好ましい。
【００３１】
油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄは、それぞれシリンダ本体３２と、ピストン部材３３とから構成され、図５に示すようにシリンダ本体３２がその底面を第１の転圧ローラ１０側の受け座部材２３の取付部２６に固定される。また、油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄは、ピストン部材３３が第２の転圧ローラ１１側の受け座部材２８の取付部２６に固定される。ホットプレス装置１は、このように第１の転圧ローラ１０の第２の軸受部１４と第２の転圧ローラ１１の第４の軸受部１８との間に、油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄからなる撓み補正機構２０がそれぞれ配設されて構成される。
【００３２】
ホットプレス装置１は、各油圧シリンダ装置２０ａ乃至２０ｄが駆動されてそのピストン部材３３がシリンダ本体３２内をスライド動作することにより、第２の軸受部１４と第４の軸受部１８に対して互いに離間させる方向の作用力を負荷する。したがって、ホットプレス装置１は、撓み補正機構２０によって第１の転圧ローラ１０のローラ支軸１２と第２の転圧ローラ１１のローラ支軸１６とがその両端部に互いに離間させる方向の作用力が負荷される。一方、ホットプレス装置１は、第２の軸受部１４と第４の軸受部１８とが第１の支持機構１５及び第２の支持機構１９によって高さ方向に対して位置決め固定されている。したがって、ホットプレス装置１は、撓み補正機構２０を設定操作した場合においても第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とによって構成される転圧空間部７ａの高さ寸法の初期設定値が変わることは無い。
【００３３】
以上のように構成されたホットプレス装置１について、図６及び図７を参照して電極素材２に対するホットプレス処理の操作について説明する。なお、図６及び図７においては、第２の転圧ローラ１１を軸支する第３の軸受部１７も、油圧プレス装置によって第２の支持機構１９が構成されている。したがって、ホットプレス装置１は、第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とが互いに接離自在とされて構成されている。勿論、第３の軸受部１７は、第２の支持機構１９によって所定の高さ位置に設定操作された後、固定されることにより機械的な基準位置に設定される。
【００３４】
ホットプレス装置１は、第１の支持機構１５を構成する油圧プレス装置の動作量が設定されることによって、第２の転圧ローラ１１とで構成する転圧空間部７ａの高さ寸法が規定される。転圧空間部７ａの高さ寸法は、電極素材２の厚み寸法、金属箔集電体やこれに塗布される電極活物質の材質或いは加熱温度等に応じて、第２の転圧ローラ１１に対して第１の転圧ローラ１０が接近動作して電極素材２に所定のプレス圧を以ってホットプレス処理が施こされて形成される電極材の所定の厚み寸法である。
【００３５】
ホットプレス装置１は、かかる第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１との撓み現象を撓み補正機構２０により予め補正するようにする。すなわち、ホットプレス装置１は、図６に示すように、撓み補正機構２０を構成する各油圧プレス装置２０ａ乃至２０ｄが駆動されることによって、第１の転圧ローラ１０のローラ支軸１２を軸支する第２の軸受部１４と第２の転圧ローラ１１のローラ支軸１６を軸支する第４の軸受部１８とを互いに離間させる方向の作用力を負荷する。ローラ支軸１２には、撓み補正機構２０によって両端を下方へと押圧されることにより、軸方向の中心部に上向きの反作用力が生成される。一方、ローラ支軸１６には、撓み補正機構２０によって両端を上方へと押圧されることにより、軸方向の中心部に下向きの反作用力が生成される。
【００３６】
ホットプレス装置１は、転圧空間部７ａに電極素材２が搬送されると、図７に示すように第１の支持機構１５が動作して第１の転圧ローラ１０を上方へと移動動作させて電極素材２を第２の転圧ローラ１１との間で挟み込んでホットプレス処理を行う。ホットプレス装置１は、この電極素材２のホットプレス処理に際して、第１の転圧ローラ１０が下方へと撓むとともに第２の転圧ローラ１１が上方へと撓んで軸方向の撓み現象が生じる。ホットプレス装置１は、第１の転圧ローラ１０のローラ支軸１２がその両端を第１の軸受部１３によって規制されるとともに第２の転圧ローラ１１のローラ支軸１６がその両端を第３の軸受部１７によって規制されていることから、この撓み現象によって第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とが軸方向の中央部において互いに離間されるようになる。
【００３７】
一方、ホットプレス装置１は、上述したように撓み補正機構２０によって第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とに生じる軸方向の撓み現象を抑制する作用力が負荷されている。したがって、ホットプレス装置１は、図７に示すように第１の転圧ローラ１０と第２の転圧ローラ１１とが軸方向の全域に亘って均一な転圧空間部７ａを構成して電極素材２のホットスタンプ処理を行う。プレス装置１は、これによって幅方向の中央部の厚み寸法Ｔ１と側端部の厚み寸法Ｔ２とが等しい電極材を形成する。
【００３８】
電極材は、上述したように幅方向の全域に亘って所定のプレス圧を以ってホットスタンプ処理が施されることにより、金属箔集電体に対して塗布された電極活物質の粒子がバインダによりしっかりと固定されるとともに、バインダ内に高密度でかつ均一に分散されて形成される。また、電極材は、均一な厚み寸法に形成される。したがって、電極材は、品質が安定しかつ高精度のリチウムイオン電池を形成する。
【００３９】
なお、上述した実施の形態として示したホットプレス装置１は、供給部から連続して供給されるシート状の電極素材２にホットプレス処理を施すことにより、金属箔集電体に対して電極活物質が高密度かつ強固に固定されて一定の厚み寸法を有する電極材を形成するようにしたホットプレス装置であるが、本発明はかかるホットプレス装置に限定されるものでは無く、帯状の適宜の被プレス材を所定の厚み寸法にプレス処理するプレス装置にも展開される。
【００４０】
また、ホットプレス装置１は、所定の厚み寸法を有する電極素材２にホットプレス処理を施して所定の厚み寸法を有する電極材を形成するようにしたが、不均一な厚みの被プレス材を均一な厚みに形成することも可能である。さらに、本発明にかかるプレス装置によれば、第１の転圧ロール１０と第２の転圧ロール１１とを相互に調整自在とするとともに、撓み補正機構によってプレス圧を意図的に調整することも可能であることから部分的に厚み寸法を変えたプレス材も製造される。
【００４１】
撓み補正機構２０は、第２の軸受部１４と第４の軸受部１８との間にそれぞれ配設された油圧プレス装置２０ａ乃至２０ｄによって構成したが、かかる構成に限定されるものでは無い。撓み補正機構２０は、例えばモータによって支持枠に対して移動されるラック部材によって構成してもよく、要は第２の軸受部１４と第４の軸受部１８とを離間させる方向の作用力を生成する機構であればよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるプレス装置によれば、互いに接離動作する第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとにより形成される転圧空間部の高さ寸法を規定し、被プレス材を挟み込んでプレス処理を施す際に生じる軸方向の撓みを、撓み補正機構によって予め補正するように構成したことから、これら第１の転圧ローラと第２の転圧ローラにより被プレス材が幅方向の全域に亘って均一な転圧力で圧延されて厚み寸法が均一であるとともに品質の安定したプレス材を形成する。また、プレス装置は、撓み補正機構を適宜に設定操作することによって第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとによる転圧力が適宜調整されしかも撓み補正機構によってその転圧力の反作用力によって生じる第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの軸方向の撓みが補正されることから、所望の厚み寸法を有するプレス材を高精度に形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるプレス装置の第１の実施の形態として示す電極素材のホットプレス装置の正面図である。
【図２】同ホットプレス装置の側面図である。
【図３】同ホットプレス装置の平面図である。
【図４】同ホットプレス装置の軸受部の詳細を示す一部切欠き要部正面図である。
【図５】同ホットプレス装置の撓み補正機構の詳細を示す要部側面図である。
【図６】同ホットプレス装置による電極素材のホットプレス処理を説明する模式図であり、撓み補正機構の設定状態を示す。
【図７】同ホットプレス装置による電極素材のホットプレス処理を説明する模式図であり、ホットプレス状態を示す。
【図８】従来のホットプレス装置を模式的に説明する要部正面図である。
【図９】同ホットプレス装置による電極素材のホットプレス処理時の状態を模式的に説明する要部正面図である。
【符号の説明】
１ ホットプレス装置（プレス装置）、２ 電極素材、３ ベース、５ サイドフレーム、６ ローラ駆動部、７ 転圧部、７ａ 転圧空間部、１０ 第１の転圧ローラ、１１ 第２の転圧ローラ、１２ 第１の転圧ローラのローラ支軸、１３ 第１の軸受部、１４ 第２の軸受部、１５ 第１の支持機構、１６ 第２の転圧ローラのローラ支軸、１７ 第３の軸受部、１８ 第４の軸受部、１９ 第２の支持機構、２０ 撓み補正機構、２０ａ〜２０ｄ 油圧プレス装置、２３受け座部材、２８ 受け座部材

Claims (2)

1. 互いに接離自在に対向支持された第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの相対する外周面間に被プレス材を挟み込んでプレス処理を施すプレス装置において、
   上記第１の転圧ローラの両側に配設されてローラ支軸を回転自在に支持する第１の軸受部と、
   上記第１の軸受部の外側に位置して配設され上記第１の転圧ローラのローラ支軸の端部を回転自在に支持する第２の軸受部と、
   上記第２の転圧ローラの両側に配設されてローラ支軸を回転自在に支持する第３の軸受部と、
   上記第３の軸受部の外側に位置して配設され上記第２の転圧ローラのローラ支軸の端部を回転自在に支持する第４の軸受部と、
   上記第１の軸受部及び第３の軸受部の少なくとも一方の軸受部を他方の軸受部に対して接離自在に支持することによって、上記第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの対向間隔を設定する第１の支持機構と、
   上記第２の軸受部と第４の軸受部との間に位置して配設され、上記第１の転圧ローラのローラ支軸と第２の転圧ローラのローラ支軸とを互いに離間する方向にそれぞれ付勢し、上記第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとに生じる軸方向の撓みを補正する撓み補正機構とを備え、
   上記第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとによって被プレス材をプレス処理する際に、上記第１の支持機構により上記第１の転圧ローラと第２の転圧ローラで構成される転圧空間部の高さ寸法を規定し、上記撓み補正機構によりこれら第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとに生じる軸方向の撓み量が予め補正されるように構成したことを特徴とするプレス装置。
2. 上記第１の転圧ローラ及び第２の転圧ローラには、少なくともいずれか一方にヒータが備えられ、
   これら第１の転圧ローラと第２の転圧ローラとの間に搬送された金属箔集電体に電極活物質を塗布してなる帯状の電極素材に加熱、圧延するホットプレス処理を施すことを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。

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