JP7324382B1 - ロールプレス設備 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の目的は、被プレス材の搬送機構を単純な構造にすることができるロールプレス設備を提供することにある。
【解決手段】
本発明のロールプレス設備は、上下一対の大径ロール１１，１２と上下一対の小径ロール１３，１４とは、鉛直方向において、上下一対の小径ロール１３，１４が上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との間に位置するように配置され、上側大径ロール１１、上側小径ロール１２、下側小径ロール１３及び下側大径ロール１４は、それぞれの側面円の中心Ｏ１１，Ｏ１２，Ｏ１３，Ｏ１４が、同一の鉛直線ＶＬ上に配置され、鉛直線ＶＬ上に構成される３つのプレス位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で電極材２を多段プレスする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電極材（電極材料）を圧縮加工するロールプレス設備に関する。

特許文献１には、２つのプレスローラーと２つのバックアップローラーとを備え、一方のプレスローラーが一方のバックアップローラーによりバックアップされ、他方のプレスローラーが他方のバックアップローラーによりバックアップされたロールプレス機が記載されている（段落００２５参照）。このロールプレス機では、２つのプレスローラー同士の間、一方のプレスローラーと一方のバックアップローラーとの間、及び他方のプレスローラーと他方のバックアップローラーとの間の合計３か所において、被プレス材をプレスすることができる（段落００２６参照）。特許文献１では、２つのプレスローラーと２つのバックアップローラーとは、３つのプレス位置が水平方向に並ぶように配置されている（図２参照）。

特開２０１７－２１３５８３号公報

特許文献１のロールプレス機では、３つのプレス位置が水平方向に並ぶように配置されることで、ロールプレス機が水平方向に大きくなり、装置が大型化する。

本発明の目的は、小型化が可能なロールプレス機（以下、ロールプレス設備という）を提供することにある。

また上記目的を達成するために、本発明のロールプレス設備は、
二次電池の電極材をプレスする多段プレス方式のロールプレス設備において、
駆動機構を備えて個別に回転速度を設定可能な上側大径ロールと駆動機構を備えて個別に回転速度を設定可能な下側大径ロールとにより構成される上下一対の大径ロールと、
前記大径ロールよりロール径の小さい上側小径ロール及び下側小径ロールにより構成される上下一対の小径ロールと、
前記上側大径ロールの前記駆動機構及び前記下側大径ロールの前記駆動機構を制御する制御部と、を含み、
前記上下一対の大径ロールと前記上下一対の小径ロールとは、鉛直方向において、前記上下一対の小径ロールが前記上側大径ロールと前記下側大径ロールとの間に位置するように配置され、
前記上側大径ロール、前記上側小径ロール、前記下側小径ロール及び前記下側大径ロールは、それぞれの側面円の中心が、同一の鉛直線上に配置され、前記鉛直線上に構成される３つのプレス位置で前記電極材を多段プレスし、
前記制御部は、当該ロールプレス設備の本運用の前段階において、前記電極材のプレス条件に基づいてテスト運用して、本運用の開始時に前記上側大径ロール及び前記下側大径ロールの回転速度として設定する初期回転速度を求め、前記初期回転速度を内部の記憶部に記憶し、当該ロールプレス設備の本運用において、前記上側大径ロール及び前記下側大径ロールに前記初期回転速度を設定して運転を開始し、
さらに前記制御部は、前記電極材の延びを検出した場合に、前記上側大径ロールにおいては前記初期回転速度により運転を継続するように制御すると共に、前記下側大径ロールにおいては前記記憶部に記憶した基準信号と前記電極材の延び量に関する情報であるセンサ信号との偏差を算出し、前記偏差がゼロとなるように回転速度を補正して運転を継続するよう制御する。

本発明によれば、ロールプレス設備において、大径ロール及び小径ロールを含む複数のプレスロールが同一の鉛直線上に配置されることで、設備の小型化が可能なロールプレス装置を提供することができる。
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。

本発明の一実施例に係るロールプレス設備の概略を示すシステム構成図。 図１のロールプレス設備におけるロールプレス機本体を電極材の搬送方向から見た図。 本発明の一実施例に係るロールプレス設備を制御する制御装置のブロック図。 図２に示すロールプレス機本体の変更例（第１変更例）を示す図。 図４に示すロールプレス機本体を備えたロールプレス設備の概略を示すシステム構成図。

以下、図面を用いて、本発明に係る実施例について説明する。本実施例では、主に二次電池の電極材（電極材料）２などの薄膜材料をプレス加工（圧縮加工）するロールプレス設備１について説明する。すなわち、本実施例のロールプレス設備１では、被プレス材は電極材２である。しかし、被プレス材は電極材２に限定される訳ではく、電極材２以外の薄膜材料であってもよい。また電極材２は、アルミ箔や銅箔などの帯状基材の両面に電極活物質を塗工したものであり、リチウムイオン二次電池などの電極材の他にキャパシタ等の電極材としても用いることができる。

図１は、本発明の一実施例に係るロールプレス設備１の概略を示すシステム構成図である。
図１において、ＶＬは鉛直線を、ＨＬは水平線を示す。水平線ＨＬは鉛直線ＶＬに垂直な線であり、特に断らない限り、水平線ＨＬは電極材２の搬送方向に沿う方向に延伸する線である。また、鉛直線ＶＬに沿う方向を鉛直方向と呼び、水平線ＨＬに沿う方向を水平方向と呼ぶ。

本実施例のロールプレス設備１は、電極材２をプレスするロールプレス機本体１０と、シート状の電極材２がコイル状に巻回されたプレス前コイルを装着する巻出機２１と、プレス後の電極材２を巻回しプレス後コイルとする巻取機２２と、ロールプレス設備１に設けられた各種の駆動機構の制御を行う制御部（制御装置）３０と、を備える。巻出機２１はロールプレス機本体１に対して入り側に設けられ、電極材２の搬送方向においてロールプレス機本体１の上流側に位置する。巻取機２２はロールプレス機本体１０に対して出側に設けられ、電極材２の搬送方向においてロールプレス機本体１０の下流側に位置する。

ロールプレス機本体１０の入側には、巻出機２１とロールプレス機本体１０との間に、電極材２に対する張力を一定に制御し、電極材２を搬送するための入側張力制御・搬送機構４１が設けられており、ロールプレス機本体１０の出側には、ロールプレス機本体１０と巻取機２２との間に、電極材２に対する張力を一定に制御し、電極材２を搬送するための出側張力制御・搬送機構４２が設けられている。入側及び出側の張力制御・搬送機構４１，４２には、図示しない、複数のガイドロールが設けられている。ガイドロールには、通常のガイドロールの他に、張力を制御する働きを有するダンサーロールや、電極材２がロールプレス機本体１０において急加熱されるのを抑制するとともにロールプレス機本体１０が電極材２より抜熱されるのを抑制する予熱ロール等が含まれる。

ダンサーロールは、例えば、下側に一定の力が付与され、電極材２に所定の張力（例えば１０～２００Ｎ）が付与される。ロールプレス機本体１０の入側に配置されるダンサーロールは、ダンサーロールの上下の位置情報に基づき、巻出機２１の巻出し速度が調整され、ダンサーロールが所定範囲内の位置に保持される。ロールプレス機本体１０の出側のダンサーロールも同様にダンサーロールの上下の位置情報に基づき、巻取機２２の巻取り速度が調整され、ダンサーロールが所定範囲内の位置に保持される。

引き続き図１を用いて、ロールプレス機本体１０について説明する。
図１に示すように、ロールプレス機本体１０は、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２とにより構成される上下一対の大径ロール１１，１２と、上側小径ロール１３と下側小径ロール１４とにより構成される上下一対の小径ロール１３，１４と、を備える。一対の小径ロール１３，１４は、大径ロール１１，１２よりもロール径が小さく、一対の大径ロール１１，１２の間に配置される。

ロールプレス機本体１０は、供給された電極材２を、最初に上側大径ロール１１と上側小径ロール１３との間に構成されるプレス位置（第１プレス位置）Ｐ１において、電極材２の進行方向Ｄ１に通して１回目のプレス加工を実施する。その後、第１折り返し部において進行方向をＤ１から反対方向Ｄ２に折り返し、上側小径ロール１３と下側小径ロール１４との間に構成されるプレス位置（第２プレス位置）Ｐ２において、電極材２を進行方向Ｄ２に通して２回目のプレス加工を実施する。その後、第２折り返し部において進行方向をＤ２から反対方向Ｄ３に折り返し、下側小径ロール１４と下側大径ロール１２との間に構成されるプレス位置（第３プレス位置）Ｐ３において、電極材２を進行方向Ｄ３に通して３回目のプレス加工を実施する。このようにして、本実施例のロールプレス設備１は、電極材２に対して３パスの多段プレス加工を実施する。

圧縮荷重を調整する圧下装置１６は下側大径ロール１２の側に設けられ、圧下装置１６による圧縮荷重は、下側大径ロール１２から下側小径ロール１４、上側小径ロール１３を介して、３つのプレス位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に加えられる。なお、圧下装置１６は上側大径ロール１１の側に設けてもよい。しかし、圧下装置１６は大きな圧縮荷重を各プレスロール１１，１２，１３，１４に作用させるため、重量も重く、また支持台に大きな強度も必要になる。そのため、本実施例のように、圧下装置１６は下側大径ロール１２の側に設けられることが好ましい。

大径ロール１１，１２及び小径ロール１３，１４は、上側大径ロール１１の側面円の中心Ｏ１１と下側大径ロール１２の側面円の中心Ｏ１２と上側小径ロール１３の側面円の中心Ｏ１３と下側小径ロール１４の側面円の中心Ｏ１４とが、同一の鉛直線ＶＬ上に存するように配設される。これにより、第１プレス位置Ｐ１、第２プレス位置Ｐ２及び第３プレス位置Ｐ３は、鉛直線ＶＬ上において、一列に並ぶ。すなわち電極材２は、巻出機２１と巻取機２２との間において、水平方向の同じ位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で、多段プレスされる。

ロールプレス機本体１０では、大径ロール１１と小径ロール１３との間に電極材２を搬送しつつプレス加工を行う搬送経路（第１パス：Ｐ１で示す搬送経路）が構成され、小径ロール１３と小径ロール１４との間に電極材２を搬送しつつプレス加工を行う搬送経路（第２パス：Ｐ２で示す搬送経路）が構成され、小径ロール１４と大径ロール１２との間に電極材２を搬送しつつプレス加工を行う搬送経路（第３パス：Ｐ３で示す搬送経路）が構成される。電極材２は、図１上において、第１搬送経路では左から右に水平方向に搬送され、第２搬送経路では右から左に水平方向に搬送され、第３搬送経路では左から右に水平方向に搬送される。この場合、第１プレス位置Ｐ１から上流側における電極材２の搬送経路は、巻出機２１から第１プレス位置Ｐ１に向かって水平方向にほぼ直線状に構成することができ、第３プレス位置Ｐ３から下流側における電極材２の搬送経路は、第３プレス位置Ｐ３から巻取機２２に向かって水平方向にほぼ直線状に構成することができる。

なお、入側及び出側の張力制御・搬送機構４１，４２において、搬送経路に曲り部（ベンド部）等が生じる。また、第１プレス位置Ｐ１から上流側における電極材２の搬送経路と、第３プレス位置Ｐ３から下流側における電極材２の搬送経路とは、水平方向に直線状に構成する必要はない。しかし、本実施例のロールプレス設備１では、電極材２を巻出機２１からロールプレス機本体１０に供給するために、ロールプレス機本体１０の上流側で電極材２の搬送方向を大きく変える必要がない。また、ロールプレス機本体１０から巻取機２２に電極材２を送るために、ロールプレス機本体１０の下流側で電極材２の搬送方向を大きく変える必要がない。このため、電極材２の搬送経路を単純な構成にすることができる。

特許文献１のロールプレス機では、２つのプレスローラーと２つのバックアップローラーとが水平方向に並ぶように配置されている。この場合、３つのプレス位置では被プレス材（電極材）は鉛直方向に搬送され、３つのプレス位置に対して巻き出し装置の側では被プレス材は水平方向に搬送される。このため、３つのプレス位置に対して巻き出し装置の側において、被プレス材の搬送方向を水平方向から鉛直方向に変えるガイドローラーが必要になる。また、３つのプレス位置に対して巻き取り装置の側では、被プレス材は水平方向に搬送されるため、３つのプレス位置に対して巻き取り装置の側において、被プレス材の搬送方向を鉛直方向からに水平方向変えるガイドローラーが必要になる。このように、特許文献１のロールプレス機のような構成では、被プレス材の搬送経路及び搬送機構の構造が複雑になる。

本実施例のロールプレス機本体１０では、上側大径ロール１１、上側小径ロール１３、下側小径ロール１４及び下側大径ロール１２が同一の鉛直線ＶＬ上に並ぶ。これらのプレスロール１１，１２，１３，１４が鉛直方向ではなく、水平方向に並べられた場合、これらのプレスロール１１，１２，１３，１４を配置するために大きなスペースが必要になる。一方、これらのプレスロール１１，１２，１３，１４が鉛直方向に並べられた場合、ロールプレス機本体１０の上方はもともと空きスペースになる場合が多く、ロールプレス設備１の大型化にはつながらない。

ロールプレス機本体１０における電極材２の搬送経路において、第１搬送経路と第２搬送経路との間の第１折り返し部には、自在に回転するガイドロール（第１折り返しガイドロールまたは第１ガイドロール）１５ａが配置され、第２搬送経路と第３搬送経路との間の第２折り返し部には、自在に回転するガイドロール（第２折り返しガイドロールまたは第２ガイドロール）１５ｂが配置されている。ガイドロール１５ａ，１５ｂにより、各折り返し部において、電極材２の折り返しがスムースになる。

ガイドロール１５ａ，１５ｂのロール径は、第１搬送経路、第２搬送経路及び第３搬送経路において、電極材２が平行な間隔を保つことができるように、上側小径ロール１３及び下側小径ロール１４のロール径と同じ大きさとすることが望ましい。しかし、小径ロール１３，１４よりもロール径の小さいガイドロールを用いる場合は、２つのガイドロール１５ａ，１５ｂのそれぞれに対して複数のガイドロールを用いることにより、電極材２が各折り返し点においてコの字を描いて折り返すようにしても良い。

本実施例では、電極材２を最初にプレスする第１プレス位置Ｐ１は、電極材２を２番目にプレスする第２プレス位置Ｐ２の上側に、第２プレス位置Ｐ２は電極材２を３番目にプレスする第３プレス位置Ｐ３の上側に、位置するように配置されている。しかし、この構成に限らず、３つのプレス位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の中で、第１プレス位置Ｐ１を最下部に配置し、第２プレス位置Ｐ２を第１プレス位置Ｐ１の上側に、第３プレス位置Ｐ３を第２プレス位置Ｐ２の上側に配置してもよい。この場合、大径ロール１２と小径ロール１４との間に第１プレス位置Ｐ１が構成され、小径ロール１４と小径ロール１３との間に第２プレス位置Ｐ２が構成され、小径ロール１３と大径ロール１１との間に第３プレス位置Ｐ３が構成される。さらに、電極材２の搬送経路も変わり、ガイドロール１５ａ，１５ｂの配置も変わる。

電極材２を一対の作業ロールの間に通してプレス加工を１回行う、１パス方式のロールプレス設備では、プレス線圧を大きくするためには、大きなプレス線圧に耐え得るように作業ロールのロール径を大きくする必要がある。ロール径を大きくするということは、周辺の器具類も大きくなり、装置全体が大きくなる。従って、コストアップの要因となる。更に設置スペースも大きくなる。

本実施例のロールプレス設備１の多段プレス方式（３パス方式、３段プレス方式）は、このような課題を解決するために、下記２つの特徴（１）（２）を有している。
（１）作業ロール（小径ロール１３，１４）のロール径を小さくし、電極材２との接触弧長を小さくすることでプレス線圧を大きくする。しかし、小径の作業ロールではロールの撓みが大きくなり、電極材２の均一の厚み精度が確保できない。それを補うために補強ロール（大径ロール１１，１２）を設ける。作業ロール（小径ロール１３，１４）のロール径は補強ロール（大径ロール１１，１２）よりも小さい。言い換えると、補強ロール（大径ロール１１，１２）のロール径は作業ロール（小径ロール１３，１４）のロール径よりも大きい。
（２）小径ロール１３，１４と大径ロール１１，１２とを用いて３つのプレス位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を構成し、巻出機２１と巻取機２２とを結ぶ水平方向の同じ位置において、多段プレス（３段プレス）する。これにより、接触弧長が同じ場合であっても、１パス方式のプレスよりも３パス方式のプレスの方が、プレス効果をより高めることができる。また、水平方向の同じ位置で多段プレスを行わない場合は、プレスロールを水平方向に３段配列することとなり、大きなロールプレス設備となってしまう。しかし、本実施例のロールプレス設備１は、水平方向の同じ位置で多段プレス（３段プレス）を行うため、設備の小型化が可能になる。

本実施例の場合、小径ロール１３，１４は作業ロールであり、大径ロール１１，１２は作業ロールと小径ロール１３，１４に対する補強ロールとを兼ねる。言い換えると、補強ロール１１，１２を作業ロールとして利用することにより、一対の作業ロール１３，１４の間に構成される１つのプレス位置Ｐ２に加えて、補強ロール１１と作業ロール１３との間、及び補強ロール１２と作業ロール１２との間にそれぞれ１つずつ、計２つのプレス位置Ｐ１，Ｐ３を構成する。

次に、図２を用いて、電極材２の搬送機構について説明する。図２は、図１のロールプレス設備１におけるロールプレス機本体１０を電極材２の搬送方向から見た図である。
上側大径ロール１１は軸箱１１１により軸方向ＡＬ１１の両端部を回転自在に軸支され、下側大径ロール１２は軸箱１２１により軸方向ＡＬ１２の両端部を回転自在に軸支されている。上側小径ロール１３は軸箱１３１により軸方向ＡＬ１３の両端部を回転自在に軸支され、下側小径ロール１４は軸箱１４１により軸方向ＡＬ１４の両端部を回転自在に軸支されている。

圧下装置１６は下側大径ロール１２の軸箱１２１を介して下側大径ロール１２に荷重を作用させるように配置されている。また、上側大径ロール１１には上側大径ロール１１を回転駆動する駆動機構１１２が設けられ、下側大径ロール１２には下大径ロール１２を回転駆動する駆動機構１２２が設けられている。

本実施例のロールプレス機本体１０は、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２とに個別の駆動機構１１２，１２２を備え、制御部３０から回転速度の指令信号をそれぞれの駆動機構１１２，１２２に付与することによって上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２の回転速度を個別に設定することが可能な構成となっている。

また、上側小径ロール１３および下側小径ロール１４はそれぞれ自在に回転する構成となっており、上側小径ロール１３は上側大径ロール１１に連動して回転し、下側小径ロール１４は下側大径ロール１２に連動して回転する。上側小径ロール１３は上側大径ロール１１と同一周速度で回転し、下側小径ロール１４は下側大径ロール１２と同一周速度で回転する。

ロールプレス設備１を運用する場合、本運用する前段階において、電極材２のプレス条件に基づいてテスト運用をし、本運用を開始する際に大径ロール１１，１２の回転速度として設定する初期回転速度を決定し、この初期回転速度を基準信号として制御部３０内の記憶部３１（図３参照）に記憶する。

ロールプレス設備１の本運用において、制御部３０は、上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２のそれぞれに同一の初期回転速度を設定して、運転を開始する。しばらく運転を継続すると、発明者らは電極材２に延びが生じることを確認した。この状態で運転を継続すると電極材２に弛みが発生するおそれがある。ロールプレス設備１においては、この課題を次のように解決する。

図３は、本発明の一実施例に係るロールプレス設備１を制御する制御部３０のブロック図である。
この課題を解決するためには、電極材２の延び量に応じて下側大径ロール１２の回転速度を補正する必要がある。具体的には次のようにする。

制御部３０は、第２折り返し部の第２ガイドロール１５ｂ（図１参照）の近傍に設けたセンサ１７から電極材２の延びに関する情報（センサ信号）Ｓ２を取得する。電極材２の延びに関する情報Ｓ２は、例えば、第２折り返しガイドロール１５ｂの近傍に配置したセンサ１７から、第２折り返しガイドロール１５ｂに作用する張力情報、または第２折り返しガイドロール１５ｂの位置情報として、取得することができる。

制御部３０は、記憶部３１に記憶した基準信号Ｓ１とセンサ信号Ｓ２との偏差Ｓ３を偏差算出部（加算器）３２で算出し、偏差Ｓ３がゼロとなるように補正信号生成部３３で補正信号Ｓ４を生成して、下側大径ロール１２を駆動する下側駆動機構１２２に出力する。下側駆動機構１２２は入力した補正信号Ｓ４で、下側大径ロール１２の回転速度を補正する。このように制御部３０は、いわゆるフィードバック制御を行い、下側大径ロール１２の回転速度を補正する。なお、上側大径ロール１１は、初期回転速度で運転を継続する。

センサ信号Ｓ２は、第２折り返しガイドロールにおける張力信号または位置信号の何れかとする。張力信号の場合、例えばロードセルを用いて第２折り返しガイドロールに作用する張力を検出することができる。この場合、基準信号Ｓ１となる初期回転速度は張力に対応した情報として記憶されるか、記憶した初期回転速度を張力に対応した情報に変換して使用する。また位置信号の場合、例えば第２折り返しガイドロールのアームにエンコーダを設け、アームの回動（位置）をエンコーダで検出することができる。この場合、基準信号Ｓ１となる初期回転速度はこの位置に対応した情報として記憶されるか、記憶した初期回転速度をこの位置に対応した情報に変換して使用する。いずれの場合も、第２折り返しガイドロールをセンサ１７の一部として利用でき、センサ信号Ｓ２を得るための機構の部品点数の増加を抑制することができる。

本実施例では、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２とに個別の駆動機構１１２，１２２が設けられ、上側大径ロール１１の回転速度と下側大径ロール１２の回転速度とを個別に設定することが可能な構成となっていることで、上側大径ロール１１のロール径と下側大径ロール１２のロール径とを異なる大きさにすることができる。このため、本実施例のロールプレス設備１では、設計自由度が向上する。

また本実施例では、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との間に２つの小径ロール１３，１４が配置されているため、上側大径ロール１１の回転速度と下側大径ロール１２の回転速度との差を、２つの小径ロール１３，１４で吸収することができる。このため、電極材２の延びに基づく下側大径ロール１２の回転速度の補正は、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との間に２つの小径ロール１３，１４が介在することにより、行い易くなる。

次に、図４及び図５を用いて、ロールプレス機本体１０の変更例（第１変更例）について説明する。図４は、図２に示すロールプレス機本体１０の変更例（第１変更例）を示す図である。図５は、図４に示すロールプレス機本体１０を備えたロールプレス設備の概略を示すシステム構成図である。
本例は、上述した実施例に対して、下側小径ロール１４を省略した構成を備える。本例では、上側小径ロール１３と下側小径ロール１４との間に構成される第２プレス位置Ｐ２が存在せず、上側大径ロール１１と上側小径ロール１３（この場合、単に小径ロール１３という）との間に構成される第１プレス位置Ｐ１と、下側小径ロール１４と下側大径ロール１２との間に構成される第２プレス位置Ｐ２と、において、２段プレスを実施する構成となる。すなわち本比較例では、プレス位置が、上述した実施例と比べて、１つ少なくなる。

すなわち本例では、上側大径ロール１１と小径ロール１３との間に第１プレス位置Ｐ１が構成され、小径ロール１３と下側大径ロール１２との間に第２プレス位置Ｐ２が構成される。この場合も、第１プレス位置Ｐ１及び第２プレス位置Ｐ２は、同一の鉛直線ＶＬ（図１参照）の上に並ぶ。

本例の場合、小径ロール１３には、上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２の両方から駆動力が伝達される。この場合、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との回転速度の差を１つの小径ロール１３で吸収する必要がある。

また本例では、電極材２の搬送経路を図５のように変更することが必要になる。
すなわち本例の場合、複数のプレスロールを含み、電極材２を多段プレスするロールプレス設備１において、プレスロールは、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２とにより構成される上下一対の大径ロール１１，１２と、上下一対の大径ロール１１，１２よりロール径の小さい１つの小径ロール１３と、を含む。

上下一対の大径ロール１１，１２と小径ロール１３とは、鉛直方向において、小径ロール１３が上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との間に位置するように配置されると共に、それぞれの側面円の中心Ｏ１１，Ｏ１２，Ｏ１３が、同一の鉛直線ＶＬ上に配置され、鉛直線ＶＬ上に構成される複数のプレス位置Ｐ１，Ｐ２で電極材２を多段プレスする。

この場合、電極材２は、上側大径ロール１１と小径ロール１３との間の第１プレス位置Ｐ１を通過してプレス加工され、その後、第１折り返し部において進行方向が反対方向に折り返され、小径ロール１３と下側大径ロール１２との間の第２プレス位置Ｐ２を通過してプレス加工され、その後、第２折り返し部において進行方向が反対方向に折り返される。

第１折り返し部には自在に回転する第１折り返しガイドロール１５ａが配置され、第２折り返し部には自在に回転する第２折り返しガイドロール１５ｂが配置される。第１折り返しガイドロール１５ａのロール径は、上述した様な理由から、小径ロール１３のロール径と等しいことが好ましい。

上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２は、それぞれに駆動機構１１２，１２２を備え、個別に回転速度を設定可能である。一方、小径ロールは自在に回転可能であり、上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２から伝達される回転力を受けて回転する。

本例のロールプレス機本体１０は、上側大径ロール１１の駆動機構１１２及び下側大径ロール１２の駆動機構１２２を制御する制御部３０を備える。制御部３０は、ロールプレス設備１の本運用の前段階において、電極材２のプレス条件に基づいてテスト運用して、本運用の開始時に上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２の回転速度として設定する初期回転速度を求め、この初期回転速度を内部の記憶部に記憶し、ロールプレス設備１の本運用において、上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２にこの初期回転速度を設定して運転を開始する。

さらに制御部３０は、電極材２の延びを検出した場合に、電極材２の延び量に応じて下側大径ロール１２の回転速度を補正して運転を継続し、上側大径ロール１１は前記初期回転速度により運転を継続する。

本例のロールプレス設備１においては、制御部３０は、電極材２の延び量に関する情報を、第１折り返しガイドロール１５ａの近傍に配置したセンサ１７から、第１折り返しガイドロール１５ａに作用する張力情報、または第１折り返しガイドロール１５ａの位置情報として、センサ信号を取得する。制御部３０は、基準信号と前記センサ信号との偏差を求め、この偏差がゼロとなるように補正信号を生成して下側大径ロール１２の駆動機構１２２に出力し、下側大径ロール１２の回転速度を補正する。
その他の構成は、上述した実施例と同様に構成され、本例は上述した実施例と同様の作用効果を奏する。

なお、上述した実施例及び変更例では、それぞれ小径ロールが２本（符号１３，１４）及び１本（符号１３）の例を説明したが、小径ロールは３本以上としてもよい。小径ロールを奇数本とした場合は、最後のプレス後にガイドロールを設けて方向転換することにより、巻出機２１と巻取機２２とがロールプレス機本体１０を挟んで反対側に位置するように配置されることが好ましい。

本明細書において多段プレスは、少なくとも２回、好ましくは３回、或いは４回以上のプレス加工を行うことを意味する。

上述した実施例及びその変更例は、下記の特徴を有する。

（１）電極材２をプレスする多段プレス方式のロールプレス設備１において、
上側大径ロール１１と下側大径ロール１２とにより構成される上下一対の大径ロールと、
前記大径ロールよりロール径の小さい上側小径ロール１３及び下側小径ロール１４により構成される上下一対の小径ロールと、を含み、
上下一対の大径ロール１１，１２と上下一対の小径ロール１３，１４とは、鉛直方向において、上下一対の小径ロール１３，１４が上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との間に位置するように配置され、
上側大径ロール１１、上側小径ロール１２、下側小径ロール１３及び下側大径ロール１４は、それぞれの側面円の中心Ｏ１１，Ｏ１２，Ｏ１３，Ｏ１４が、同一の鉛直線ＶＬ上に配置され、鉛直線ＶＬ上に構成される３つのプレス位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で電極材２を多段プレスする。

（２）電極材２は、上側大径ロール１１と上側小径ロール１３との間の第１プレス位置Ｐ１を通過してプレス加工され、その後、第１折り返し部（第１折り返しガイドロール１５ａが配置される位置）において進行方向が反対方向に折り返され、上側小径ロール１３と下側小径ロールと１４の間の第２プレス位置Ｐ２を通過してプレス加工され、その後、第２折り返し部（第２折り返しガイドロール１５ｂが配置される位置）において進行方向が反対方向に折り返され、下側小径ロール１４と下側大径ロール１２との間の第３プレス位置Ｐ３を通過してプレス加工される。

（３）前記第１折り返し部に、自在に回転する第１折り返しガイドロール１５ａが配置され、前記第２折り返し部に、自在に回転する第２折り返しガイドロールが配置される。

（４）第１折り返しガイドロール１５ａ及び第２折り返しガイドロール１５ｂのロール径は、上側小径ロール１３及び下側小径ロール１４のロール径と等しい。

（５）上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２は、それぞれに駆動機構１１２，１２２を備え、個別に回転速度を設定可能であり、
上側小径ロール１３及び下側小径ロール１４は、それぞれ自在に回転可能であり、
上側小径ロール１３は、上側大径ロール１１に連動して回転し、
下側小径ロール１４は、下側大径ロール１２に連動して回転する。

（６）上側大径ロール１１の駆動機構１１２及び下側大径ロール１２の駆動機構１２２を制御する制御部３０を備え、
制御部３０は、当該ロールプレス設備１の本運用の前段階において、電極材２のプレス条件に基づいてテスト運用して、本運用の開始時に上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２の回転速度として設定する初期回転速度を求め、前記初期回転速度を設定して運転を開始する。

（７）制御部３０は、電極材２の延びを検出した場合に、電極材２の延び量に応じて下側大径ロール１２の回転速度を補正して運転を継続し、上側大径ロール１１は前記初期回転速度により運転を継続する。

（８）制御部３０は、
電極材２の延びに関する情報を、前記第２折り返しガイドロールの近傍に配置したセンサから、前記第２折り返しガイドロールに作用する張力情報、または前記第２折り返しガイドロールの位置情報として、センサ信号を取得し、
基準信号Ｓ１とセンサ信号Ｓ２との偏差Ｓ３を求め、
偏差Ｓ３がゼロとなるように補正信号を生成して下側大径ロール１２の駆動機構１２２に出力し、
下側大径ロール１２の回転速度を補正する。

（９）複数のプレスロールを含み、電極材２を多段プレスするロールプレス設備１において、
前記プレスロールは、上側大径ロール１１と下側大径ロール１２とにより構成される上下一対の大径ロールと、上下一対の大径ロール１１，１２よりロール径の小さい少なくとも１つの小径ロール１３と、を含み、
上下一対の大径ロール１１，１２と小径ロール１３とは、鉛直方向において、小径ロール１３が上側大径ロール１１と下側大径ロール１２との間に位置するように配置されると共に、それぞれの側面円の中心Ｏ１１，Ｏ１２，Ｏ１３が、同一の鉛直線ＶＬ上に配置され、鉛直線ＶＬ上に構成される複数のプレス位置Ｐ１，Ｐ２で電極材２を多段プレスする。

（１０）電極材２は、上側大径ロール１１と小径ロール１３との間の第１プレス位置Ｐ１を通過してプレス加工され、その後、第１折り返し部において進行方向が反対方向に折り返され、小径ロール１３と下側大径ロール１２との間の第２プレス位置Ｐ２を通過してプレス加工され、その後、第２折り返し部において進行方向が反対方向に折り返される。

（１１）第１折り返し部に、自在に回転する第１折り返しガイドロール１５ａが配置され、第２折り返し部に、自在に回転する第２折り返しガイドロール１５ｂが配置される。

（１２）第１折り返しガイドロール１５ａのロール径は、小径ロール１３のロール径と等しい。

（１３）上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２は、それぞれに駆動機構１１２，１２２を備え、個別に回転速度を設定可能であり、小径ロール１３は自在に回転可能である。

（１４）上側大径ロール１１の駆動機構１１２及び下側大径ロール１２の駆動機構１２２を制御する制御部３０を備え、
制御部３０は、ロールプレス設備１の本運用の前段階において、電極材２のプレス条件に基づいてテスト運用して、本運用の開始時に上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２の回転速度として設定する初期回転速度を求め、この初期回転速度を内部の記憶部に記憶し、ロールプレス設備１の本運用において、上側大径ロール１１及び下側大径ロール１２に前記初期回転速度を設定して運転を開始する。

（１５）制御部３０は、電極材２の延びを検出した場合に、電極材２の延び量に応じて下側大径ロール１２の回転速度を補正して運転を継続し、上側大径ロール１１は前記初期回転速度により運転を継続する。

（１６）制御部３０は、
電極材２の延び量に関する情報を、前記第１折り返しガイドロールの近傍に配置したセンサから、前記第１折り返しガイドロールに作用する張力情報、または前記第１折り返しガイドロールの位置情報として、センサ信号を取得し、
基準信号と前記センサ信号との偏差を求め、
この偏差がゼロとなるように補正信号を生成して下側大径ロール１２の駆動機構１２２に出力し、
下側大径ロール１２の回転速度を補正する。

（１７）電極材２は、二次電池の電極材として用いられる。

なお、本発明は上記した各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、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…ロールプレス設備、２…電極材、１１，１２，１３，１４，１８…プレスロール、１１，１２…上下一対の大径ロール、１１…上側大径ロール、１２…下側大径ロール、１３，１４…上下一対の小径ロール、１３…上側小径ロール、１４…下側小径ロール、１５ａ…第１折り返しガイドロール、１５ｂ…第２折り返しガイドロール、１７…センサ、３０…制御部、１１２…上側大径ロール１１の駆動機構、１２２…下側大径ロール１２の駆動機構、Ｏ１１…上側大径ロールの側面円の中心、Ｏ１２…下側大径ロールの側面円の中心、Ｏ１３…上側小径ロールの側面円の中心、Ｏ１４…下側小径ロールの側面円の中心、Ｐ１…第１プレス位置、Ｐ２…第２プレス位置、Ｐ３…第３プレス位置、Ｓ１…基準信号、Ｓ２…センサ信号、Ｓ３…基準信号Ｓ１とセンサ信号Ｓ２との偏差、ＶＬ…鉛直線。

Claims (6)

1. 二次電池の電極材をプレスする多段プレス方式のロールプレス設備において、
   駆動機構を備えて個別に回転速度を設定可能な上側大径ロールと駆動機構を備えて個別に回転速度を設定可能な下側大径ロールとにより構成される上下一対の大径ロールと、
   前記大径ロールよりロール径の小さい上側小径ロール及び下側小径ロールにより構成される上下一対の小径ロールと、
   前記上側大径ロールの前記駆動機構及び前記下側大径ロールの前記駆動機構を制御する制御部と、を含み、
   前記上下一対の大径ロールと前記上下一対の小径ロールとは、鉛直方向において、前記上下一対の小径ロールが前記上側大径ロールと前記下側大径ロールとの間に位置するように配置され、
   前記上側大径ロール、前記上側小径ロール、前記下側小径ロール及び前記下側大径ロールは、それぞれの側面円の中心が同一の鉛直線上に配置され、前記鉛直線上に構成される３つのプレス位置で前記電極材を多段プレスし、
   前記制御部は、当該ロールプレス設備の本運用の前段階において、前記電極材のプレス条件に基づいてテスト運用して、本運用の開始時に前記上側大径ロール及び前記下側大径ロールの回転速度として設定する初期回転速度を求め、前記初期回転速度を内部の記憶部に記憶し、当該ロールプレス設備の本運用において、前記上側大径ロール及び前記下側大径ロールに前記初期回転速度を設定して運転を開始し、
   さらに前記制御部は、前記電極材の延びを検出した場合に、前記上側大径ロールにおいては前記初期回転速度により運転を継続するように制御すると共に、前記下側大径ロールにおいては前記記憶部に記憶した基準信号と前記電極材の延び量に関する情報であるセンサ信号との偏差を算出し、前記偏差がゼロとなるように回転速度を補正して運転を継続するよう制御すること、
   を特徴とするロールプレス設備。
2. 請求項１に記載のロールプレス設備において、
   前記電極材は、前記上側大径ロールと前記上側小径ロールとの間の第１プレス位置を通過してプレス加工され、その後、第１折り返し部において進行方向が反対方向に折り返され、前記上側小径ロールと前記下側小径ロールとの間の第２プレス位置を通過してプレス加工され、その後、第２折り返し部において進行方向が反対方向に折り返され、前記下側小径ロールと前記下側大径ロールとの間の第３プレス位置を通過してプレス加工されること、
   を特徴とするロールプレス設備。
3. 請求項２に記載のロールプレス設備において、
   前記第１折り返し部に、自在に回転する第１折り返しガイドロールが配置され、
   前記第２折り返し部に、自在に回転する第２折り返しガイドロールが配置されること、
   を特徴とするロールプレス設備。
4. 請求項３に記載のロールプレス設備において、
   前記第１折り返しガイドロール及び前記第２折り返しガイドロールのロール径は、前記上側小径ロール及び前記下側小径ロールのロール径と等しいこと、
   を特徴とするロールプレス設備。
5. 請求項２に記載のロールプレス設備において、
   前記上側小径ロール及び前記下側小径ロールは、それぞれ自在に回転可能であり、
   前記上側小径ロールは、前記上側大径ロールに連動して回転し、
   前記下側小径ロールは、前記下側大径ロールに連動して回転すること、
   を特徴とするロールプレス設備。
6. 請求項３に記載のロールプレス設備において、
   前記制御部は、
   前記電極材の延び量に関する情報を、前記第２折り返しガイドロールの近傍に配置したセンサから、前記第２折り返しガイドロールに作用する張力情報、または前記第２折り返しガイドロールの位置情報として、センサ信号を取得し、
   基準信号と前記センサ信号との偏差を算出し、
   前記偏差がゼロとなるように補正信号を生成して前記下側大径ロールの駆動機構に出力し、
   前記下側大径ロールの回転速度を補正すること、
   を特徴とするロールプレス設備。

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