(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板ないしは薄箔に複数の孔を穿孔する装置であって、
一定の厚さを有する円板状ロールの外周面上に、周方向に間隔を開けて穿孔用刃部を複数個半径方向に突出させて刻設してなる薄板穿孔用円板状ロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの中心から前記穿孔用刃部の刃の最低部までの長さより少なくとも前記薄板の厚さ分以上小半径である円板状のサイドガイドロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有し、かつ前記サイドガイドロールの径よりも小径であり、後記する下部ロール部のガイドロールと同一の径および厚さを有する円板状のガイドロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置するガイドロールまたは薄板穿孔用円板状ロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して上部ロール部とし、
前記ガイドロールと同一の径および厚さを有するガイドロールと、
前記ガイドロールの片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
前記ガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールと同一の径、厚さ、および穿孔断面の形状が前縁、後縁および側縁からなる矩形または４角を丸めた略矩形であり、円板状ロールの周方向に沿って互いに対向する刃の部分である左右の側縁２個を円板状ロールの厚さ方向に沿って互いに対向する刃の部分である前縁および後縁の頂点を結ぶ仮想直線よりも低く突出するように刻設した穿孔用刃部を有する薄板穿孔用円板状ロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置する薄板穿孔用円板状ロールまたはガイドロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して下部ロール部とし、
前記上部ロール部および前記下部ロール部のれぞれの薄板穿孔用円板状ロールとガイドロールが対向するように前記上部ロール部と前記下部ロール部を嵌合させ、
前記薄板を通過させながら穿孔可能な穿孔部を形成し、
前記穿孔部の前後方に、前記薄板に張力を付与する張力付与手段からなる張力付与部をそれぞれ配設してなる薄板穿孔装置。
【請求項２】
前記穿孔用刃部の穿孔断面の形状を、略矩形に替えて、長円、楕円、正円、菱形、または４角を丸めた略菱形とした、請求項１に記載の薄板穿孔装置。
【請求項３】
前記張力付与手段が前記薄板を挟み付ける上下１対のピンチロールからなることを特徴とする請求項１に記載の薄板穿孔装置。
【請求項４】
前記張力付与手段が上下１対のブライドルロールからなることを特徴とする請求項１に記載の薄板穿孔装置。
【請求項５】
薄板ないしは薄箔に複数の孔を穿孔する方法であって、
一定の厚さを有する円板状ロールの外周面上に、周方向に間隔を開けて穿孔用刃部を複数個半径方向に突出させて刻設してなる薄板穿孔用円板状ロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの中心から前記穿孔用刃部の刃の最低部までの長さより少なくとも前記薄板の厚さ分以上小半径である円板状のサイドガイドロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有し、かつ前記サイドガイドロールの径よりも小径であり、後記する下部ロール部のガイドロールと同一の径および厚さを有する円板状のガイドロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置するガイドロールまたは薄板穿孔用円板状ロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して上部ロール部とし、
前記ガイドロールと同一の径および厚さを有するガイドロールと、
前記ガイドロールの片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
前記ガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールと同一の径、厚さ、および穿孔断面の形状が前縁、後縁および側縁からなる矩形または４角を丸めた略矩形であり、円板状ロールの周方向に沿って互いに対向する刃の部分である左右の側縁２個を円板状ロールの厚さ方向に沿って互いに対向する刃の部分である前縁および後縁の頂点を結ぶ仮想直線よりも低く突出するように刻設した穿孔用刃部を有する薄板穿孔用円板状ロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置する薄板穿孔用円板状ロールまたはガイドロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して下部ロール部とし、
前記上部ロール部および前記下部ロール部のれぞれの薄板穿孔用円板状ロールとガイドロールが対向するように前記上部ロール部と前記下部ロール部を嵌合させ、
前記薄板を通過させながら穿孔可能な穿孔部を形成し、
前記穿孔部の前後方に、前記薄板に張力を付与する張力付与手段からなる張力付与部をそれぞれ配設して、
前記穿孔部の前後方にそれぞれ配設した１対の張力付与部を通して薄板を通板し、張力付与部を構成する張力付与手段によって前記薄板に張力を付与しながら、前記穿孔部を構成する各ロールを回転させて、前記薄板を連続的に穿孔することを特徴とする薄板穿孔方法。
【請求項６】
前記穿孔用刃部の穿孔断面の形状を、略矩形に替えて、長円、楕円、正円、菱形、または４角を丸めた略菱形とした、請求項５に記載の薄板穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺帯状の薄板に連続的に孔を穿設する薄板穿孔装置、薄板穿孔方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、二次電池電極の電極基体に用いられる多数の孔を穿設した穿孔金属板など、薄板に数ｍｍ径の小孔を多数穿設した多孔薄板の需要が高まっている。この二次電池電極基体用の穿孔金属板は、その表面に活物質を付着させて卷き取り、電池容器内に充填される。孔は活物質の金属板への接着を付勢するアンカー効果を付与するとともに、この孔部にも活物質を充填することを目的として金属板に形成される。電池容量を増加させるためにはできるだけ多くの活物質を電池容器内に充填する必要があり、そのために電極基体用の穿孔金属板としてはできる限り薄いものが求められている。
従来、穿孔金属板などの多孔薄板を製造する方法としては打ち抜きプレスを用いて穿孔する方法が一般的であったが、プレス装置を用いる穿孔方法は、穿孔加工される金属板が断続的に供給され、プレス加工時には金属板を停止せざるを得ず、またプレス装置に巨大な力を作用させることと相俟って、穿孔速度を上昇させて穿孔金属板の生産性を向上させることが極めて困難であった。
【０００３】
穿孔速度を上昇させて穿孔金属板の生産性を向上させる方法として、多数の突起を有する孔明けローラを回転させて連続的に孔明き金属板を製造する方法が特開晶６０−１３３９３６号公報に開示されている。この孔明き金属板の製造は以下のように行われる。すなわち、まず外周に多数の鋸歯状の突起を設けたローラと受けローラとの間に金属板を連続的に通すことにより、突起によって孔が明けられると同時に返りが切り起される。孔を明けられた金属板は連続的に進行し、前方に設けられた引かき治具の先端に返りが当たり、返りが折り返さる。さらに金属板は連続的に進行し、前方に設けられた圧延ローラに送られて圧延され、返りが金属板に食い込み、ばりのない孔明き金属板が形成される。
【０００４】
上記の孔明き金属板の製造方法を用いた場合、連続的に穿孔することが可能となり、穿孔速度が上昇して穿孔金属板の生産性は向上するが、返りが折り返された部分は元の金属板の２倍近くの厚さとなり、二次電池電極基体用の穿孔金属板として用いた場合、活物質を表面に付着させ卷き取って電池容器内に充填する際に金属板自体の容積が増加するため、それだけ活物質の充填量が減少することになり、電池用量を増加させるためには好ましくない。また圧延を強化して折り返し部を他の部分と同一の厚さにする場合は、折り返し部の厚さが他の部分の２倍近いために、この部分のみが極端に圧延されて延びるために、穿孔された孔同士の間隔が広がり穿孔密度が減少し、二次電池電極基体用の穿孔金属板として用いた場合、アンカー効果が不十分となるとともに、孔部に充填される活物質の量も減少することになり、好ましくない。
【０００５】
また、上記のいずれの方法を用いて金属板などの薄板に孔を穿設しても、薄板の一方の側からのみパンチや突起を突き入れて穿孔すると、穿孔時の加工により薄板に加工歪みが生じ、反りや曲がりが生じて薄板のフラットネスが失われる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、長尺帯状の薄に連続的に孔を穿設するために用いる薄板穿孔装置、薄板穿孔方法、さらにそれらの薄板穿孔装置および薄板穿孔方法を用いて作成してなる反りや曲がりのない、フラットネスに優れた薄板を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の薄板穿孔装置は、薄板ないしは薄箔に複数の孔を穿孔する装置であって、
一定の厚さを有する円板状ロールの外周面上に、周方向に間隔を開けて穿孔用刃部を複数個半径方向に突出させて刻設してなる薄板穿孔用円板状ロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの中心から前記穿孔用刃部の刃の最低部までの長さより少なくとも前記薄板の厚さ分以上小半径である円板状のサイドガイドロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有し、かつ前記サイドガイドロールの径よりも小径であり、後記する下部ロール部のガイドロールと同一の径および厚さを有する円板状のガイドロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置するガイドロールまたは薄板穿孔用円板状ロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して上部ロール部とし、
前記ガイドロールと同一の径および厚さを有するガイドロールと、
前記ガイドロールの片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
前記ガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールと同一の径、厚さ、および穿孔断面の形状が前縁、後縁および側縁からなる矩形または４角を丸めた略矩形であり、円板状ロールの周方向に沿って互いに対向する刃の部分である左右の側縁２個を円板状ロールの厚さ方向に沿って互いに対向する刃の部分である前縁および後縁の頂点を結ぶ仮想直線よりも低く突出するように刻設した穿孔用刃部を有する薄板穿孔用円板状ロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置する薄板穿孔用円板状ロールまたはガイドロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して下部ロール部とし、
前記上部ロール部および前記下部ロール部のれぞれの薄板穿孔用円板状ロールとガイドロールが対向するように 前記上部ロール部と前記下部ロール部を嵌合させ、
前記薄板を通過させながら穿孔可能な穿孔部を形成し、
前記穿孔部の前後方に、前記薄板に張力を付与する張力付与手段からなる張力付与部をそれぞれ配設してなることを特徴とする。
請求項２の薄板穿孔装置は、請求項１において、前記穿孔用刃部の穿孔断面の形状を、略矩形に替えて、長円、楕円、正円、菱形、または４角を丸めた略菱形としたことを特徴とする。
請求項３の薄板穿孔装置は、請求項１において、前記張力付与手段が前記薄板を挟み付ける上下１対のピンチロールからなることを特徴とする。
請求項４の薄板穿孔装置は、請求項１において、前記張力付与手段が上下１対のブライドルロールからなることを特徴とする。
本発明の請求項５の薄板穿孔方法は、薄板ないしは薄箔に複数の孔を穿孔する方法であって、
一定の厚さを有する円板状ロールの外周面上に、周方向に間隔を開けて穿孔用刃部を複数個半径方向に突出させて刻設してなる薄板穿孔用円板状ロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの中心から前記穿孔用刃部の刃の最低部までの長さより少なくとも前記薄板の厚さ分以上小半径である円板状のサイドガイドロールと、
前記薄板穿孔用円板状ロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールの円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有し、かつ前記サイドガイドロールの径よりも小径であり、後記する下部ロール部のガイドロールと同一の径および厚さを有する円板状のガイドロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置するガイドロールまたは薄板穿孔用円板状ロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して上部ロール部とし、
前記ガイドロールと同一の径および厚さを有するガイドロールと、
前記ガイドロールの片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
前記ガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールと、
そのサイドガイドロールの他の片側に同軸的に連結してなり、前記薄板穿孔用円板状ロールと同一の径、厚さ、および穿孔断面の形状が前縁、後縁および側縁からなる矩形または４角を丸めた略矩形であり、円板状ロールの周方向に沿って互いに対向する刃の部分である左右の側縁２個を円板状ロールの厚さ方向に沿って互いに対向する刃の部分である前縁および後縁の頂点を結ぶ仮想直線よりも低く突出するように刻設した穿孔用刃部を有する薄板穿孔用円板状ロールとからなる１組のロール群を、
複数組同軸的に連結し、最端部に位置する薄板穿孔用円板状ロールまたはガイドロールの片側に前記サイドガイドロールと同一の径および厚さを有するサイドガイドロールを同軸的に連結して下部ロール部とし、
前記上部ロール部および前記下部ロール部のれぞれの薄板穿孔用円板状ロールとガイドロールが対向するように前記上部ロール部と前記下部ロール部を嵌合させ、
前記薄板を通過させながら穿孔可能な穿孔部を形成し、
前記穿孔部の前後方に、前記薄板に張力を付与する張力付与手段からなる張力付与部をそれぞれ配設して、
前記穿孔部の前後方にそれぞれ配設した１対の張力付与部を通して薄板を通板し、張力付与部を構成する張力付与手段によって前記薄板に張力を付与しながら、前記穿孔部を構成する各ロールを回転させて、前記薄板を連続的に穿孔することを特徴とする。
請求項６の薄板穿孔方法は、請求項５において、前記穿孔用刃部の穿孔断面の形状を、略矩形に替えて、長円、楕円、正円、菱形、または４角を丸めた略菱形としたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、長尺帯状の薄板、特に二次電池電極基体に用いる金属板ないしは金属箔に連続的に孔を穿設する穿孔薄板を製造する薄板穿孔装置および薄板穿孔方法を開発した。さらにそれらの薄板穿孔装置および薄板穿孔方法を用いることにより、特に薄い金属箔においても一様な孔を多数個穿設した均一な厚さを有し、かつ反りや曲がりのないフラットネスに優れた穿孔薄板を製造することが可能となった。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
本発明の薄板穿孔装置に用いる薄板穿孔用円板状ロールは、０.０２〜０.２ｍｍ程度の厚さの金属板や金属箔などの薄板や、１〜数ｍｍ程度の厚さの樹脂や紙などの板やシートに連続的に多数の孔を穿孔することを目的とし、図１に示すように円板状ロール１の外周に周方向に間隔を開けて半径方向に突出した穿孔用刃部２を複数個半径方向に突出させて刻設したものであり、穿孔用刃部２の穿孔断面が１本の閉塞線で描かれる、例えば矩形などの幾何学図形であり、この穿孔用刃部２の穿孔断面において円板状ロール１の周方向に沿って互いに対向する両側の閉塞線の部分に相当する穿孔用刃部２の両方の刃２３の刃先が、円板状ロール１の厚さ方向に沿って互いに対向する両側の閉塞線の部分に相当する刃部の刃２１および２２の刃先同士を結ぶ仮想直線２４よりも低く突出するように刻設してなることを特徴とする。穿孔用刃部２の穿孔断面は、例えば図２に示すように前縁２１、後縁２２、および側縁２３からなる矩形、または矩形の４角を丸めた略矩形であってもよく、この矩形の穿孔断面においては、円板状ロール１の周方向に沿って互いに対向する刃の部分である左右の側縁２３（２個）を、円板状ロール１の厚さ方向に沿って互いに対向する刃の部分である前縁２１および後縁２２の頂点を結ぶ仮想直線２４よりも低く突出するように刻設する。
【００１０】
また穿孔用刃部２の円板状ロール１の厚さ方向に沿って互いに対向する刃の部分２１および２２については、円板状ロール１の回転にともなってはじめに薄板１０に食い込む刃の部分２１をあとに薄板１０に食い込む刃の部分２２よりも低く突設させることにより、図３に示すように刃の部分２１および２２が薄板１０に同時に食い込むようにすることも可能である。さらに穿孔用刃部２の断面形状は、上記の矩形や略矩形に替えて、他の形状、例えば長円、楕円、正円、菱形、または４角を丸めた略菱形など、如何なる幾何学的図形であっても穿孔可能である。
【００１１】
また本発明の薄板穿孔装置の穿孔部は、図５に示すように薄板穿孔用円板状ロール１の中心から穿孔用刃部２の刃の最低部（刃２３の最低部）までの長さより少なくとも薄板１０の厚さ分以上小半径である円板状のロールをサイドガイドロール３として薄板穿孔用円板状ロール１の片側に同軸的に連結し、薄板穿孔用円板状ロール１の他の片側にサイドガイドロール３と同一の径および厚さを有するサイドガイドロール３を同軸的に連結し、かつ薄板穿孔用円板状ロール１の両側にはスペーサー１３を挿入し、後記する薄板穿孔用円板状ロール１の円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有するガイドロール４の厚さと等しくなるように調整し、そのサイドガイドロール３の他の片側に薄板穿孔用円板状ロール１の円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有し、かつサイドガイドロール３の径よりも小径であり、後記する下部ロール部のガイドロール４と同一の径および厚さを有する円板状のガイドロール４を同軸的に連結し、これらの同軸的に連結されたロール群を１組とし、このロール群を複数組同軸的に連結する。そして同軸的に連結した複数組の最端部に位置するガイドロール４または場合によっては薄板穿孔用円板１の片側にサイドガイドロール３と同一の径および厚さを有するサイドガイドロール３を同軸的に連結して上部ロール部１１とする。
一方、上部ロール部のガイドロール４と同一の径および厚さを有するガイドロール４の片側に上部ロール部のサイドガイドロール３と同一の径および厚さを有するサイドガイドロール３を同軸的に連結し、ガイドロール４の他の片側にサイドガイドロール３と同一の径および厚さを有するサイドガイドロー３をル同軸的に連結し、そのサイドガイドロール３の他の片側に上部ロール部の薄板穿孔用円板状ロール１と同一の径、厚さおよび穿孔用刃部を有する薄板穿孔用円板状ロール１を同軸的に連結し、これらの同軸的に連結されたロール群を１組とし、このロール群を複数組同軸的に連結する。そして同軸的に連結した複数組の最端部に位置する薄板穿孔用円板１または場合によってはガイドロール４の片側にサイドガイドロール３と同一の径および厚さを有するサイドガイドロール３を同軸的に連結して下部ロール部１２とする。
そして上部ロール部１１および下部ロール部１２のれぞれの薄板穿孔用円板状ロール１とガイドロール４が対向するように  上部ロール部１１と下部ロール部１２を嵌合させ、薄板１０を通過させながら穿孔可能な穿孔部２０を形成する。
【００１２】
そして本発明の薄板穿孔装置は、図６に示すように穿孔部２０と、穿孔部２０の前方に配設された張力付与手段である上下１対のピンチロール６ａおよび６ｂ、および穿孔部２０の後方に配設された張力付与手段である上下１対のピンチロール７ａおよび７ｂからなる張力付与部３０とからなる。
【００１３】
また本発明の薄板穿孔装置の穿孔部２０におては、図７に示すように薄板穿孔用円板状ロール１の円板の厚さよりわずかに大きい厚さを有するガイドロール４の薄板穿孔用円板状ロール１に突設した穿孔用刃部２と相対する外周上の位置に、穿孔用刃部２の穿孔断面と同一の断面を有する凹部４２を刻設してガイドロール４として下部ロール部１２を構成し、薄板穿孔用円板状ロール１とこのガイドロール４を相対するように上部ロール部１１と下部ロール部１２を嵌合させて穿孔部２０としてもよい。またガイドロール４をゴムなどの弾性体で構成し、上記のように穿孔断面と同一の断面を有する凹部を刻設せず、平らな外周面を有する円板とし、穿孔時には薄板穿孔用円板状ロール１に設けた穿孔用刃部２が上部ロール１２の外周部に食い込んで弾性変形するが、穿孔が終了して穿孔用刃片２がガイドロール４からはずれた際には形状が復元して元の平らな外周面を有する円板となるように構成してもよい。
【００１４】
上記のように、本発明の薄板穿孔装置においては、薄板穿孔用円板状ロール１が薄板１０の両面に交互に当接し、薄板穿孔用円板状ロール１に設けた穿孔用刃部２が薄板１０の両面から交互に食い込んで切れ目を生じて穿孔するので、薄板の一方の側からのみパンチや突起を突き入れて穿孔する場合のように、穿孔時の加工により薄板に加工歪みが生じ、反りや曲がりが生じて薄板のフラットネスが失われることがなく、フラットネスに優れた穿孔薄板が得られる。
【００１５】
次に、本発明の薄板穿孔用円板状ロールおよび本発明の薄板穿孔装置を用いて薄板に連続的に多数の孔を穿孔する方法について、薄板穿孔用円板状ロールの穿孔刃片の穿孔断面が矩形である場合を例として説明する。
本発明は板厚が０.０２〜０.２ｍｍ程度の金属板ないしは金属箔、特に ０.１ｍｍ以下の極薄の金属箔、または１〜数ｍｍ程度の厚さの樹脂や紙などの板やシートに連続的に多数の孔を穿孔することを目的としており、本発明の薄板穿孔装置においては、穿孔部２０の前方に設けた張力付与手段である１対のピンチロール６ａおよび６ｂと、穿孔部２０の後方に設けた張力付与手段である１対のピンチロール７ａおよび７ｂにより張力付与部３０を構成し、ピンチロール６ａおよび６ｂと、７ａおよび７ｂの間に張力を負荷した状態で薄板１０を穿孔部２０、および張力付与部３０を構成するそれぞれの１対の上下ロール６ａおよび６ｂ、および７ａおよび７ｂの間に連続的に通板し、薄板１０に張力を付与しながら穿孔部２０を構成する下部ロール１２および上部ロール１１を回転させて連続的に薄板１０を穿孔する。
上記の張力付与手段として、図８に示すように、ピンチロールに換えて上下１対のブライドルロール１６ａ、１６ｂ、および１７ａ、１７ｂを用いてもよい。
【００１６】
このように、張力を付与した状態で薄板１０を穿孔部２０の上部ロール１１である薄板穿孔用円板状ロール１に接触させると、図４のｉ）に示すように、まず穿孔用刃部２の前縁２１おび前縁２１から延びる側縁２３の一部が薄板１０に食い込んで切れ目を生じる。薄板穿孔用円板状ロール１を回転させると、ｉｉ）に示すように穿孔用刃部２の前縁２１から延びる側縁２３の一部がさらに食い込み切れ目が伸びると同時に、穿孔用刃部２の後縁２２おび後縁２２から延びる側縁２３の一部が薄板１０に食い込んで切れ目を生じる。さらに薄板穿孔用円板状ロール１を回転させると、ｉｉｉ）に示すように穿孔用刃部２の前縁２１から延びる側縁２３の一部がさらに食い込み切れ目が伸びると同時に、穿孔用刃部２の後縁２２から延びる側縁２３の一部がさらに食い込み切れ目が伸びるようになり、側縁２３の切れ目が前縁２１および後縁２２の両側から伸びて行くようになる。そしてさらに薄板穿孔用円板状ロール１を回転させると、ｉｖ）に示すように前縁２１および後縁２２の両側から伸びる側縁２３の切れ目が繋がり、薄板１０に矩形状の孔が形成される。さらに薄板穿孔用円板状ロール１を回転させると、次の穿孔用刃部２が薄板１０に食い込み、上記と同様にして矩形状の孔が形成される。このように薄板穿孔用円板状ロール１を回転させることにより、矩形状の孔を間隔をあけて連続的に薄板１０に形成することができる。
さらに図３に示すように、円板状ロール１の回転にともなってはじめに薄板１０を食い込む前縁２１を後に薄板１０を食い込む後縁２２よりも低く突設させることにより、前縁２１および後縁２２が薄板１０に同時に食い込むようにすることも可能である。
【００１７】
上記のような薄板穿孔用円板状ロール１を用いて矩形状の孔を穿孔する場合、側縁２３の刃の部分が前縁２１および後縁２２の刃の部分の頂点を結ぶ仮想直線２４よりも高く突出するように刻設しておき、前縁２１および後縁２２ではなく側縁２３を薄板１０に食い込ませて切れ目を生じさせると、特に薄板１０が ０.１ｍｍ以下の厚さの極薄の金属箔や剛性の小さい薄い樹脂フィルムなどである場合は薄板の剛性が低下し、その後に前縁２１および後縁２２の刃が薄板１０に食い込みにくくなり、正確な連続穿孔が不可能となる。また、図２に示すように、側縁２３の刃の部分が前縁２１および後縁２２の刃の部分の頂点を結ぶ仮想直線２４よりも低く突出するように刻設した薄板穿孔用円板状ロール１を用いた場合であっても、薄板に張力を付与しない状態で穿孔作業を実施した場合、特に金属板１０が ０.１ｍｍ以下の厚さの極薄の金属箔や剛性の小さい薄い樹脂フィルムなどである場合は薄板の剛性が低下し、前縁２１および後縁２２の部分の刃が薄板１０に食い込みにくくなり、正確な連続穿孔が不可能となる。このように、 ０.１ｍｍ以下の厚さの極薄の金属箔や剛性の小さい薄い樹脂フィルムなどを穿孔する場合、薄板に張力を付与することが不可欠である。
【００１８】
本発明の薄板穿孔装置においては、図５に示すように、薄板穿孔用円板状ロール１と上側サイドガイドロール３を交互に同軸的に並べて配設し、上部ロール部１１とし、ガイドロール４と下側サイドガイドロール５を交互に同軸的に並べて配設し、下部ロール部１２とし、上部ロール部１１と下部ロール部１２を嵌合させて構成されており、間隔をあけて連続的に一列に並ぶ略矩形状の孔を複数条薄板１０に穿孔することができる。この場合、隣接する薄板穿孔用円板状ロール１の穿孔用刃部２のピッチを相互に調整することにより千鳥条に穿孔したり格子状に穿孔するなど、任意の配列状態で穿孔することが可能である。
【００１９】
本発明の多数の孔を有する穿孔薄板は、このように上記の薄板穿孔用円板状ロールを設けた薄板穿孔装置、および上記の穿孔方法を用いて作成することが可能である。また本発明の多数の孔を有する穿孔薄板は、金属板のみならず樹脂や紙などの薄板やシートに適用可能であるが、特に薄板が ０.１ｍｍ以下の厚さの極薄の金属箔である場合は一様な均一な孔が連続して正確に穿孔され、折り返し部分などの突設した部分もないので、二次電池電極基体用の穿孔金属板として好適なものが得られる。
【００２０】
また、上記のように二次電池電極基体用として穿孔金属板または穿孔金属箔を作成する場合、できるだけ多くの活物質を基体上に付着させ、十分なアンカー効果を生じせしめるためには、金属板もしくは金属箔の全面積に対する穿孔部の面積の割合である開口率が少なくとも３０％以上、好ましくは４０％以上であることが好ましい。本発明の薄板穿孔装置を用いることにより、そのような高度の開口率を有する金属板もしくは金属箔を、極めて高速度で生産することができる。
【００２１】
（実施例）
板厚１ｍｍの合金工具鋼（ＳＫＳ１）からなる直径８０ｍｍの円板の外周面上に、円周方向の長さ１.５ｍｍ、幅１ｍｍの 矩形の穿孔断面を有する穿孔用刃部を０.６ｍｍ の間隔を開けて７５個半径方向に突出するように刻設した薄板穿孔用円板状ロールを３０組作成した。穿孔用刃部は、円板状ロールの厚さ方向の前後２個所に突設する矩形の前縁および後縁の刃高（最高高さ）を１ｍｍ、周方向の左右の２個所に突設する側縁の中心の高さ（最低高さ）を ０.５ｍｍとし、前縁〜側縁の中心〜後縁にかけて、刃高が円弧状に連続的に変化するように突設した。
【００２２】
また、板厚０.７ ｍｍの合金工具鋼（ＳＫＳ１）からなる直径８０ｍｍの円板状ロールを３１組上側サイドガイドロールとして作成した。そして両端がサイドガイドロールとなるようにし、かつサイドガイドロールと薄板穿孔用円板状ロールの間隔を０.０５ｍｍ となるようにスペーサーを挿入して調整して薄板穿孔用円板状ロールとサイドガイドロールを交互に同心で並べて配設し、上部ロール部とした。
一方、板厚１ｍｍの合金工具鋼（ＳＫＳ１）からなる直径８０ｍｍの円板状ロールをガイドロールとして３０組作成した。また、板厚 ０.７ｍｍの合金工具鋼（ＳＫＳ１）からなる直径８１ｍｍの円板状ロールを３１組下側サイドガイドロールとして作成し、両端がサイドガイドロールとなるようにしてガイドロールとサイドガイドロールを交互に同心で並べて配設し、下部ロール部とした。
た。
【００２３】
このようにして作成した上部ロール部と下部ロール部を嵌合させて穿孔部とした。なお、穿孔後の孔の配列が千鳥状となるように、隣接する上部ロールの穿孔用刃片の間隔を周方向に半ピッチずつずらせて並ぶように配設した。
さらに、この穿孔部の前方および後方に、図８に示すように、薄板が穿孔部の下部ロール部その外周の一部に沿って巻き付くようにして進行するような位置関係で、それぞれ１対のブライドルロールを設けて張力付与部を構成し、前方のブライドルロールの回転速度を後方のブライドルロールの回転速度よりわずかに大きく設定して、両者のブライドルロール間で金属板に張力が常時付与される構造とした。このようにして薄板穿孔装置を構成した。
【００２４】
次いで上記の薄板穿孔装置を用いて、厚さ０.０３５ｍｍ、幅５４.８ｍｍの長尺帯状のニッケルめっきを施した鋼箔を穿孔加工した。張力付与部の前方のブライドルロール、後方のブライドルロール、および穿孔部の上下部ロール部の回転速度は鋼箔が２０ｃｍ／秒の速度で進行するようにそれぞれ設定した。また前方のブライドルロールおよび後方のブライドルロール間で鋼箔に２ｋｇの張力が作用するようにそれぞれのブライドルロールの回転速度を設定した。このようにして長さ１.５ｍｍ、幅１ｍｍの矩形の孔が長さ方向に０.６ｍｍの間隔で連続的に穿孔し、幅方向に０.４５ｍｍ 間隔で千鳥状に３０列穿孔し、約４０％の開口度を有する穿孔ニッケルめっき鋼箔が得られた。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、円板状ロールの外周に穿孔用刃部を複数個半径方向に突出させて刻設してなる薄板穿孔用円板状ロールを、穿孔する薄板の幅方向において薄板の上下面で交互に当接するように、上部ロール及び下部ロールとして交互に複数個設け、薄板の上下面から同時に穿孔用刃部を当接して穿孔する薄板穿孔装置、およびその薄板穿孔装置を用いた薄板穿孔方法であり、本発明の薄板穿孔装置および薄板穿孔方法を用いることにより、長尺帯状の薄板、特に二次電池電極基体に用いる極薄の金属箔に均一な厚さおよび優れたフラットネスを有しながら、連続的に一様な孔を多数個穿設することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属板穿孔用円板状ロールを用いて金属板を穿孔する状態の例を示す模式図である。
【図２】 本発明の金属板穿孔用円板状ロールの外周に突出させて刻設した穿孔用刃部の形状の例を示す斜視図である。
【図３】 本発明の金属板穿孔用円板状ロールを用いて金属板を穿孔する状態の他の例を示す模式図である。
【図４】 本発明の金属板穿孔用円板状ロールを用いて金属板を穿孔する場合の金属板の穿孔様式を示す模式図である。
【図５】 本発明の金属板穿孔装置の他の例を示す模式図である。
【図６】 本発明の金属板穿孔装置の例を示す模式図である。
【図７】 本発明の金属板穿孔装置の穿孔部の他の例を示す模式図である。
【図８】 本発明の金属板穿孔装置の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  ：金属板穿孔用円板状ロール
２  ：穿孔用刃部
３  ：上側サイドガイドロール
４  ：ガイドロール
５  ：下側サイドガイドロール
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ：ピンチロール
１０  ：金属板
１１  ：上部ロール部
１２  ：下部ロール部
１３  ：スペーサ
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ：ブライドルロール
２０  ：穿孔部
２１  ：前縁（周方向に突設した刃の部分）
２２  ：後縁（周方向に突設した刃の部分）
２３  ：側縁（軸方向に突設した刃の部分）
２４  ：仮想線
３０  ：張力付与部
４２  ：凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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