JPH1069902A - 蓄電池用電極基板へのペースト活物質の充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電池用電極基板へのペースト活物質の充填
量のバラツキ、充填ローラー間からのペーストの吐出力
及び充電圧力を向上し、充填ペーストの脱落強度の増大
した充填基板を作製する。 【解決手段】 ホッパー１内に上部にパドルを設け、下
部に前後一対の充填ローラーを配設し、その下方のペー
スト充填用開口部４の左右両側にマスキング板５，５を
配設して成るペースト充填装置において、少なくとも後
部の充填ローラー３ｂの周面に互いに平行する多数条の
溝９を刻成すると共に各溝９をその充填ローラー３ｂの
両端部３ｂ１，３ｂ１において、回転方向に充填ローラ
ー３ｂの両端に向かい傾斜する傾斜溝９ｂ，９ｂに形成
して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池用電極基板
へのペースト活物質の充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蓄電池用電極基板へのペースト活
物質の充填装置は、図４及び図５に示すように、ホッパ
ーＡ内の上部にパドルＢを設け、その下部に一対の充填
ローラーＣ１，Ｃ２を前後に配設し、その下面開口部Ｄ
の左右にマスキング板Ｅ，Ｅを配設して成るもので、該
パドルＢの回転によりホッパーＡ内に投入したペースト
活物質Ｐを下方に圧送すると共に、その下方の前後の充
填ローラーＣ１，Ｃ２を矢示方向に回転させて該ペース
ト活物質Ｐをこれらの充填ローラーＣ１，Ｃ２間から下
方へ吐出させ、その下方の下面開口部Ｄを介しベルトコ
ンベヤーＦによって次々と移送される電極基板Ｇに該ペ
ースト活物質Ｐを充填するようにし、充填後の該電極基
板Ｇの上面のペースト活物質の該電極基板Ｇ上面に付着
した余剰量をドクターナイフＨによりかき取り、上面を
平坦にならされたペースト充填電極基板が得られるよう
にしたものである。Ｉは、前部の充填ローラーＣ１の下
面に設けた追加のマスキング板である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記した
従来の装置では、夫々の電極基板へのペースト活物質の
充填量に大きいバラツキを生じる。この充填量のバラツ
キは、上部のパドルＢの形状を種々変えたものを使用し
ても充分な低減効果は得られなかった。各電極基板への
充填量のバラツキ及び電極基板の厚みの相異による充填
量のバラツキの原因を解析、調査したが、従来使用され
ている前後一対の充填ローラーＣ１，Ｃ２としては、そ
の周面が平坦面であるもの或いはその周面を１．５ｍｍ
程度の浅い溝がその軸線方向に平行に多数条刻成された
いわゆるローレット面に形成したものがあるが、いずれ
の場合も、その外周のペースト活物質Ｐとの摩擦力が弱
いので、空回りすることがしばしばあり、特に、柔らか
いペースト活物質の場合は、空回りする傾向が増大し、
従って、充填ローラーＣ１，Ｃ２間の吐出力及び特に後
部充填ローラーＣ２による電極基板への充填圧力が弱い
と共にバラツキを生じ勝ちで、従って、電極基板への充
填密度にバラツキを生じ、不安定となる結果を生ずる。
また、特に、肉厚の電極基板への充填には、裏面まで充
填ペーストが回りにくゝ、従って、ベルトコンベヤーの
スピードを遅くして充填しなければならず、充填速度が
遅くなる不都合をもたらす。そこで、充填量の安定化の
ため、一対の充填ローラーＣ１，Ｃ２とペースト活物質
との摩擦力を増大させ、吐出力と充填圧力を増大するべ
く、上記のローレットの溝を更に深く３ｍｍ以上にして
みた所、吐出力、充填圧力は増大したが、特に、電極基
板の幅以上にペーストが吐出されないように規制するマ
スキング板Ｄ，Ｄとその上方に対向する後部の充填ロー
ラーＣ２の両端部Ｃ２１，Ｃ２１との間のペースト活物
質は動きが悪く、該基板電極への充填に利用されないデ
ッドスペースとなる不都合があり、またこれに伴い、そ
のデッドスペース内のペースト活物質は固くなり、マス
キング板Ｄ，Ｄの内縁近傍の充填圧力が比較的弱くな
り、電極基板のマスキング板Ｄ，Ｄ側に近い両側域部と
その中間面域では、充填ペースト活物質の硬度と充填密
度が不均一となるなどの不都合を生じた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解消し、上記のデッドスペースをなくし、充填量のバ
ラツキを減少せしめると共に、充填圧力を増大して強固
に活物質の脱落を減少し得られ、更には電極基板の厚さ
に関係なく、同じスピードで所定量の充填ができ、安定
良質のペースト充填基板をもたらす蓄電池用電極基板へ
のペースト活物質の充填装置を提供するもので、ホッパ
ー内の上部にパドルを設け、その下部に一対の充填ロー
ラーを前後に配設し、且つその下面のペースト活物質充
填用の開口部の左右にマスキング板を配設して成り、該
一対の充填ローラーの回転によりこれら充填ローラー間
からペースト活物質を下方へ吐出してその下面開口部を
介してベルトコンベヤー上を移行する電極基板に該ペー
スト活物質を充填するようにした蓄電池用電極基板への
ペースト活物質の充填装置において、少なくとも後部の
充填ローラーの周面にその軸線方向に多数条の溝を互い
に平行して刻成すると共に、該充填ローラーの少なくと
も両端部において、その各溝を該充填ローラーの回転方
向に該充填ローラーの両端に向かい傾斜する傾斜溝に形
成したことを特徴とする。上記の本発明において、後部
の充填ローラーの周面の各溝の深さは、３ｍｍ〜７ｍｍ
の範囲であることを特徴とする。

【０００５】

【作用】上記の発明によれば、該後部の充填ローラーの
少なくとも両端部に夫々設けた各傾斜溝は、該充填ロー
ラーの斜め前方へ傾斜しているので、その充填ローラー
の両端部とその下方に対向して存する左右のマスキング
板との間の従来デッドスペースと考えられていた個所に
存するペースト活物質は、該充填ローラーの回動に伴い
左右の傾斜溝に沿って該充填ローラーの中間部に向かい
内側へ移動し、充填に利用される一方、その個所のペー
スト活物質の動きが促進され、従来のデッドスペースは
消失する。この場合、該後部の充填ローラーの各溝の深
さを３ｍｍ〜７ｍｍの範囲とするときは、その周囲のペ
ースト活物質との空回りがなくなり、前後一対の充填ロ
ーラー間からの吐出力を増大すると共に、充填圧力も増
大し且つ充填圧力に波を生ずることなく強固な脱落のな
い充填量にバラツキのない安定良好なペースト充填極板
が得られ、また、基板の厚さが厚くなっても薄い基板の
場合と同様のベルトコンベヤーの移動速度で電極基板の
裏側までペースト活物質が回った良好な充填極板が得ら
れ、充填作業能率を向上する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。図１及び図２は本発明の蓄電池用電極基
板へのペースト活物質の充填装置の１例を示す。図面で
１は、ペースト活物質Ｐを収容するホッパー１を示す。
該ホッパー１の内部には、その上部に、その前後壁１
ａ，１ｂの中間に位置してクランク形のパドル２を、該
ホッパー１の左右側壁１ｃ，１ｄにその中心軸を回転自
在に支承して設ける。パドル２としては、公知の任意の
形式のものが使用できる。更に、該ホッパー１内には、
その下部に一対の充填ローラー３ａ，３ｂを前後に所定
の間隔を存し、且つ夫々の中心軸を左右両側壁１ｃ，１
ｄに矢示方向に回転自在に支承して配設し、更にその下
面にペースト活物質充填用の開口部４の左右に、これに
対向してその両端部３ｂ１及び３ｂ１からペースト活物
質が吐出されないように、マスキング板５，５を該ホッ
パー１の左右両側壁１ｃ，１ｄの下端から内方へ水平に
吐出するように配設され、かくして、該ホッパー１の幅
方向の中間部には、その左右のマスキング板５，５間に
ペースト活物質を電極基板に充填するための下面開口部
４の開口面が規制されている。かくして、そのホッパー
１の下方には、無端状のベルトコンベヤー６が、ホッパ
ー１の前後方向に水平に横設され、図示しない駆動モー
タにより、該ベルトコンベヤー６を矢示方向に回動さ
せ、その上面に、ペースト活物質を充填すべき鉛格子基
板などの電極基板Ｇを次々と載置し、該ホッパー１の下
面を移行せしめ、該一対の充填ローラー３ａ，３ｂ間か
ら吐出するペースト活物質を該下面開口部４を介して、
その下方に次々と移行して来る各電極基板Ｇに充填せし
めるようにするようにした。７は、該ホッパー１の後側
壁１ｂの下端に、該電極基板Ｇの上面にその全幅に亘り
摺接し、ペースト活物質を充填された基板の上面に過剰
に塗着されたペースト活物質を掻き取るドクターナイフ
を示す。そのドクターナイフ７は、電極基板の厚さによ
って上下動自在に調節できるものである。８は、前部の
充填ローラー３ａの下方に、該ホッパー１の全幅に亘り
延び且つ該前側壁１ａから内方へ該充填ローラー３ａの
径方向にそのローラーの後端まで水平に延び、その充填
ローラー３ａの下面を通過する電極基板Ｇへのペースト
活物質の充填を防止する追加のマスキング板を示す。以
上の充填装置の構成は、従来のそれと変わりはない。

【０００７】本発明によれば、上記の前後一対の充填ロ
ーラー３ａ，３ｂのうち、少なくともその後部の充填ロ
ーラー３ｂを次のように構成する。即ち、該充填ローラ
ー３ｂの周面をその軸方向に沿って延び且つ互いに平行
する多数条の溝９を刻成してローレットに形成すると共
に、該充填ローラー３ｂの両端部３ｂ１においてその各
溝９を、該充填ローラー３ｂの回転方向に該充填ローラ
ー３ｂの両端に向かい傾斜する傾斜溝９ａ，９ａに形成
する。かくして、該充填ローラー３ｂが矢示のように回
動するときは、その両端部の傾斜溝９ａ，９ａは、前記
のように斜め前方へ傾斜しているので、その前進に伴
い、その外周のペースト活物質Ｐを容易に捕捉すると共
に、該充填ローラー３ｂの内側へその電極基板Ｇと対面
する中間部３ｂ２へ導入することを容易にし、特に、こ
れら傾斜溝９ａ，９ａとその下方の対向するマスキング
板５，５との間に存するペースト活物質の移動を促進
し、従来、その個所に生じていたペースト活物質Ｐの滞
溜、即ち、デッドスペースを解消することができる。そ
の結果、従来のようなマスキング板５，５上のペースト
活物質が固化し、これが電極基板Ｇの両側面域に充填さ
れることがなくなるので、従来の電極基板に不均質なペ
ースト充填を行うことができ、電池性能を向上した電極
をもたらす。同様に、該充填ローラー３ｂの両端部とそ
の外周を囲繞するホッパー１の後側壁１ｂ及び左右側壁
１ｃ，１ｄとの間のペースト活物質Ｐの捕捉して内側
へ、即ち、該充填ローラー３ｂの中間部３ｂ１への導入
を促進し、ペースト活物質Ｐのその個所における滞溜を
なくすことができる。

【０００８】この場合、本発明によれば、後部の充填ロ
ーラー３ｂの両端部３ｂ１，３ｂ１に傾斜溝９ａ，９ａ
を有する各溝９の深さは、３ｍｍ〜７ｍｍの範囲とする
ことが好ましい。その深さが２ｍｍ以下では、充填ロー
ラー３ｂはペーストを溝内にキャッチすることがやゝ不
確実となり、空回りを生ずる嫌いがあり、その吐出力が
弱く且つ充填圧力も弱く且つ不安定となり、各電極基板
の充填量にバラツキを生ずる場合も出てくる。一方、溝
９の深さが８ｍｍ以上では、該溝９内からペーストが離
脱しにくゝなり、該溝９内にペーストが詰まり溝が浅く
なる傾向がある。従って、各溝９の深さ３ｍｍ〜７ｍｍ
の範囲で上記の効果を確実にもたらすと共に、吐出力充
填圧力を向上し、強固に充填し得られ、ペースト充填量
の最も安定したペースト充填基板が得られ、特に厚さの
厚い電極基板へのペースト充填は、その裏面までペース
トが回り、安定良好な電極基板が得られる。

【０００９】次に、比較試験のため、図４示の従来の前
後一対の充填ローラーＣ１，Ｃ２の周面を深さ１．５ｍ
ｍのローレットを形成したものを用いたペースト充填装
置と、前部の充填ローラー３ａの周面を深さ１．５ｍｍ
のローレットを形成したものと、後部の充填ローラー３
ｂの周面をその両端部３ｂ１，３ｂ１に傾斜溝９ａ，９
ａに形成した溝９の深さを３ｍｍ、５ｍｍ及び７ｍｍに
夫々形成したものを用いた本発明の充填装置の実施例
Ａ，Ｂ，Ｃとを用いて、厚さ１．５ｍｍの格子基板を次
々とベルトコンベヤー６により移送してペーストを充填
して夫々多数のペースト充填基板を作製した。その結
果、上記従来の充填装置では、ペースト充填量の標準偏
差は、４．７７ｇであったに対し、本発明の充填装置
Ａ，Ｂ，Ｃの実施例では、ペースト充填量の標準偏差
は、夫々３．１０ｇ，２．２９ｇ，２．５１ｇであっ
た。これから明らかなように、本発明の装置によれば、
従来の充填装置に比し、充填量のバラツキが著しく低下
することが確認された。また、上記従来の充填装置によ
り得られたペースト充填基板と本発明の充填装置の実施
例Ａ，Ｂ，Ｃにより得られたペースト充填基板につい
て、ペースト脱落強度を測定するため、ペーストが充填
された格子の孔に、その孔より小さい押し具を当てたと
き、ペーストが孔から抜け落ちる時の荷重をプッシュゲ
ージで測定した。その結果は、従来の充填装置で得たペ
ースト充填基板の脱落強度を１００％としたとき、本発
明の充填装置の実施例Ａ，Ｂ，Ｃにより得たペースト充
填基板の脱落強度は、夫々１２４％，１２５％，１２６
％とその脱落強度が著しく増大していることが認められ
た。また、外観上でも、本発明の充填装置の実施例Ａ，
Ｂ，Ｃによるペースト充填基板は、充填圧力が強固であ
るため、その電極基板の厚さが約４ｍｍと厚い基板でも
該基板の裏側まで充填ペーストが回っていたが、従来の
充填装置による同じ厚さの電極基板を用いた場合のペー
スト充填基板では、その基板の裏側までは充填ペースト
が回っていなかった。これにより、本発明による充填装
置は、従来のものに比し吐出力及び充填圧力が増大をも
たらすことが確認された。

【００１０】かくして、本発明のペースト充填装置によ
り得たペースト充填基板を、次で、加熱、乾燥、加圧し
て極板を製造する流れ作業において、活物質の脱落のな
い電池性能を向上した電極が得られる。上記の従来装置
により得たペースト充填基板を極板としたものと上記の
本発明の実施例により得たペースト充填基板を極板とし
たものとを、正極として組み込んだ自動車用電池につ
き、高温（９５℃）のＪＩＳ軽負荷寿命試験（ＪＩＳ
Ｄ５３０１）を行った所、従来の電極を用いた電池の寿
命は、３０９８サイクルであったに対し、本発明の電極
を用いた電池の寿命は、３６４５サイクルと著しく寿命
を延長できた。

【００１１】尚、後部の充填ローラー３ｂの溝幅、即
ち、溝幅を規制する突条間のピッチは、２〜６ｍｍであ
ることが好ましい。これより細過ぎると充填量が過少と
なり、広過ぎると充填密度にばらつきを生ずる傾向とな
る。また、溝８の断面形状は、Ｖ字状、Ｕ字状、梯形状
など任意である。また、前部の充填ローラー３ａ及び後
部の充填ローラー３ｂの径は、同径でも差し支えない。

【００１２】上記の図１及び図２に示す実施例では、本
発明の両端部を傾斜溝９ａ，９ａとした溝９を刻成して
成る充填ローラー３を後部の充填ローラー３ｂのみに適
用したものを示したが、後部の充填ローラー３ｂばかり
でなく、前部の充填ローラー３ａも、本発明の両端部を
傾斜溝９ａ，９ａとした溝９を刻成して成る充填ローラ
ー３を前部の充填ローラー３ａとして使用しても良い。
この場合は、勿論、これを前部の充填ローラーとして設
置する場合は、その両端部の傾斜溝９ａ，９ａがその回
転方向に、両端に至るに従い前方に傾斜するように向け
て設置するようにすることは勿論である。このように、
前後一対の充填ローラー３ａ，３ｂの両者を、両端部に
傾斜溝を有する本発明の充填ローラーを用いるときは、
更に、吐出力、充填圧力を増大できる。

【００１３】図３は、本発明の充填ローラーの変形例を
示す。この変形例では、該充填ローラーの周面に施す各
溝９の両端部９ａ，９ａのみでなく、その充填ローラー
の軸方向の長さの中央部まで傾斜溝９ａ，９ａとしたも
のである。かくして、この充填ローラー３を後部の充填
ローラー３ｂとして、或いはこれに加えて前部の充填ロ
ーラー３ａとしても使用する場合には、その両側の傾斜
溝９ａ，９ａをその夫々の回転方向にその両端に至るに
従い前方へ傾斜するように向けて設置することは言うま
でもない。その充填ローラー３ｂ又は３ａの回転に伴
い、そのローラー３の両端部に捕捉されたペースト活物
質が、該充填ローラーの中間域に移動することを更に容
易にし、従って、その両端部側のペースト活物質の滞溜
の動きを更に促進することができる。

【００１３】

【発明の効果】このように本発明によるときは、ホッパ
ー内に上部にパドルを設け、下部に前後に一対の充填ロ
ーラーを配設し、その下方のペースト充填用開口部とそ
の左右にマスキング板を配設して成る蓄電池用ペースト
活物質の充填装置において、少なくとも後部の充填ロー
ラーの周面を互いに平行に多数条の溝を刻成して成るロ
ーレットに形成すると共に、その各溝の少なくとも両端
部を、充填ローラーの回転方向に両端に至るに従い前方
へ傾斜する傾斜溝に形成したので、その充填ローラーの
回転において、その各溝の左右の傾斜溝は、その両端部
周囲のペースト活物質を捕捉して内方へ、即ち、充填ロ
ーラーの中間域へ導くことを容易にし、特に、左右のマ
スキング板との間のペースト活物質の動きを促進でき、
従来のペースト活物質の滞溜によるデッドスペースを解
消することができる。この場合、充填ローラーの溝の深
さを３〜７ｍｍの範囲とするときは、ペースト活物質と
の間の空回りを生ずることなく円滑且つ良好なペースト
充填を確実にもたらし、充填力に波が生ずることなく、
均一且つ良好な充填をもたらし、肉薄の多孔基板は勿
論、肉厚の多孔基板にもその裏面まで回る充分且つ強固
なペースト充填ができ、充填ペーストの脱落を減少せし
め、電池特性を向上した極板をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明の実施の１例の蓄電池用ペース
ト充填装置の中央縦断面図。

【図１】（ｂ） 図１（ａ）示の装置におけるの後部の
充填ローラーの一部拡大断面図。

【図２】 図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図３】 充填ローラーの変形例の正面図。

【図４】 従来の蓄電池用ペースト充填装置の中央縦断
面図。

【図５】 図４のＶ−Ｖ線裁断面図

【符号の説明】

１ ホッパー ２ パドル ３ 充填ローラー ３ａ 前部の充
填ローラー ３ｂ 後部の充填ローラー ３ｂ１ 充填ロ
ーラーの両端部 ３ｂ２ 充填ローラーの中間部 ４ ペースト充
填用開口部 ５ マスキング板 ６ ベルトコン
ベヤー ９ 溝 ９ａ，９ａ 溝
の両端部 Ｐ ペースト活物質、ペースト Ｇ 電極基板、
鉛格子基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホッパー内の上部にパドルを設け、その
   下部に一対の充填ローラーを前後に配設し、且つその下
   面のペースト活物質充填用の開口部の左右にマスキング
   板を配設して成り、該一対の充填ローラーの回転により
   これら充填ローラー間からペースト活物質を下方へ吐出
   してその下面開口部を介してベルトコンベヤー上を移行
   する電極基板に該ペースト活物質を充填するようにした
   蓄電池用電極基板へのペースト活物質の充填装置におい
   て、少なくとも後部の充填ローラーの周面にその軸線方
   向に多数条の溝を互いに平行して刻成すると共に、該充
   填ローラーの少なくとも両端部において、その各溝を該
   充填ローラーの回転方向に該充填ローラーの両端に向か
   い傾斜する傾斜溝に形成したことを特徴とする蓄電池用
   電極基板へのペースト活物質の充填装置。
2. 【請求項２】 該後部の充填ローラーの周面の各溝の深
   さは、３ｍｍ〜７ｍｍの範囲であることを特徴とする請
   求項１記載の蓄電池用電極基板へのペースト活物質の充
   填装置。