(57)【要約】【課題】搬送時に張力分離を行いつつ圧縮力が作用して厚さ変化が生じることを防止することができる帯状体の搬送装置を提供する。【解決手段】帯状体１２を搬送する搬送装置１５において、搬送経路の途中に、帯状体１２の張力を搬送方向の前後で分離する張力分離ロール２１を備え、該張力分離ロール２１が、一定の速度で自転可能であるとともに、負圧により帯状体１２を吸引可能とされることで、搬送時に帯状体１２の張力分離を行いつつ圧縮力が作用して帯状体１２の厚さ変化が生じるのを防止する。【選択図】図３
2014101221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状体を搬送する搬送装置において、搬送経路の途中に、前記帯状体の張力を搬送方向の前後で分離する張力分離ロールを備え、
該張力分離ロールは、一定の速度で自転可能であるとともに、負圧により前記帯状体を吸引可能とされることを特徴とする帯状体の搬送装置。
【請求項２】
前記張力分離ロールの搬送方向の前後に、前記張力分離ロールに対する前記帯状体の抱き角を所定以上に設定するガイド部材を備える請求項１に記載の帯状体の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯状体の搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、長尺のシートやフィルムなどの帯状体を搬送する装置が知られている。この搬送装置は、例えば、数百メートルもある長尺のロール状の帯状体を巻き出して、再度ロール状に巻き取る工程を行う際に、その途中の搬送装置として用いられる場合がある。
このようにロール状の帯状体を巻きだして巻き取る工程にあっては、ロール状の帯状体を掛け替える作業などの工数を減らして装置の稼働率を向上するために、ロール状の帯状体の更なる長尺化が望まれている。
このように帯状体を長尺化した場合、巻取り側のロール状の帯状体にいわゆる巻きずれが生じてしまう場合がある。この巻きずれを防止するためには、一般に、帯状体の長さが長くなるほど帯状体にかかる張力を上昇させている。しかし、帯状体を巻出す張力が上昇してしまうと、巻出し側のロール状の帯状体にしわ等が発生する場合がある。
つまり、巻取り側の巻きずれ発生と、巻出し側のしわ等の発生とを効率よく防止しようとすると、巻出し側と巻取り側との張力を分離する必要がある。そこで、帯状体を搬送する途中に、２つの対向するロールを備え一定速で回転駆動されるいわゆるニップロールによって帯状体を挟み込んで搬送することで、巻取り側の張力を上げて、巻出し側の張力を下げる張力分離を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４０６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したニップロールを用いる場合、図５に示すように帯状体１１２が２つのロール１２１ａ，１２１ｂによって挟み込まれて厚さ方向に圧縮力が加わるため、帯状体１１２を形成する材料によっては圧縮変形して厚さ寸法が減少してしまう虞がある。仮に、ニップロールの挟み込みによる帯状体１１２の厚さの減少が微小であったとしても、帯状体１１２を積層することで形成される形成体において外形寸法精度を出したい場合などには、積層数や形成体を並べる数だけ外形寸法が設計値からずれてしまい、結果として所望の外形寸法から大きくずれてしまう虞があるという課題がある。なお、図５中、ニップロールの前後における張力の向きを白抜き矢印で示している。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、搬送時に張力分離を行いつつ圧縮力が作用して厚さ変化が生じることを防止することができる帯状体の搬送装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明に係る帯状体の搬送装置は、帯状体を搬送する搬送装置において、搬送経路の途中に、前記帯状体の張力を搬送方向の前後で分離する張力分離ロールを備え、該張力分離ロールは、一定の速度で自転可能であるとともに、負圧により前記帯状体を吸引可能とされることを特徴としている。
このように構成することで、ニップロールのように帯状体を挟み込んで張力分離を行わなくても、負圧による吸引力で帯状体を張力分離ロールに吸着させて、例えば、張力分離ロールよりも前の帯状体の張力を張力分離ロールよりも後の帯状体の張力よりも下げるなど、当該張力分離ロールの前後における張力を分離させることができる。その結果、帯状体の搬送時に張力分離を行いつつ帯状体に圧縮力が作用して帯状体の厚さが変化するのを防止することができる
【０００７】
さらに、この発明に係る帯状体の搬送装置は、上記帯状体の搬送装置において、前記張力分離ロールの搬送方向の前後に、前記張力分離ロールに対する前記帯状体の抱き角を所定以上に設定するガイド部材を備えていてもよい。
このように構成することで、張力分離するために必要十分な吸着力を張力分離ロールに持たせることができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る帯状体の搬送装置によれば、搬送時に帯状体の張力分離を行いつつ圧縮力が作用して帯状体の厚さ変化が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施形態におけるロール状の正極材料を示す斜視図である。
【図２】上記図１のＡ−Ａ線に沿う正極材料の断面図である。
【図３】この発明の実施形態における巻き出し装置、巻取り装置、および、搬送装置の概略構成を示す図である。
【図４】上記搬送装置における真空吸着ロールの抱き角を示す図である。
【図５】一般的なニップロールを備える搬送装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、この発明の実施形態における帯状体の搬送装置について図面に基づき説明する。
この実施形態においては、長尺の帯状体として、リチウム二次電池等の正極板を形成する正極材料を一例にして説明する。
リチウム二次電池等にあっては、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された積層体を有している。このようなリチウム二次電池の正極板は、図１、図２に示すように、長尺なシート状の正極材料１２から形成される。正極材料１２は、アルミニウムなどの金属箔からなる集電材１０の表裏面に、所定の厚さで均一に電極活物質の層１１（以下、単に電極活物質層１１と称する）が塗工されて塗工部１３が形成されている。また、この正極材料１２の幅方向の両端部には、電極活物質が塗工されずに集電材１０の表裏面が露出する未塗工部１４が形成されている。このような正極材料は、長尺なロール状に巻回され巻き出し装置にセットされることで必要に応じて巻き出されて利用される。一般に、巻き出された正極材料は、専用の搬送装置により搬送されて、巻取りなど次工程に供される。
【００１１】
ここで、上述した電池は、主に電極活物質層１１の厚さに応じて電池容量が決まる。この電極活物質層１１は、図示しないプレス装置などを用いて、例えば±３ミクロン程度となるような厳密な厚さ管理が行われている。しかし、上記電池は、正極板と負極版との間にセパレータを包んだ一つの膜の構造を数百セット単位でケースにつめて一つの電池にする場合があるため、一つの正極板の厚さが３ミクロンずれると、例えば、３００セットで１ｍｍずれてしまうこととなる。この厚さのずれによって、電池の容量にばらつきが生じてしまう。
【００１２】
図３は、この実施形態の巻き出し装置３０、巻取り装置３２、および、これら巻き出し装置３０と巻取り装置３２との間に配置される搬送装置１５を示している。
【００１３】
巻き出し装置３０は、ロール状の正極材料１２を順次巻きだす装置であって、その回動軸３１に、ロール状の正極材料１２をセットできるようになっている。巻き出し装置３０の回動軸３１は、モータなどの駆動源（図示せず）によって予め設定された速度、且つ、所定の巻き出し方向に回動可能になっている。この回動軸３１の回動によって、ロール状の正極材料１２が、順次巻き出されて、搬送装置１５に送られることとなる。なお、ロール状の正極材料１２は、残量が所定量を下回るなどの適宜のタイミングで架け替えられる。
【００１４】
一方で、搬送装置１５の下流側には、巻取り装置３２が設置されている。搬送装置１５により搬送されたシート状の正極材料１２は、巻取り装置３２によって再度ロール状に巻回される。巻取り装置３２は、所定の巻取り方向に回動される回動軸３３を有しており、この回動軸３３が回転駆動されることによって、搬送装置１５によって搬送されてきた正極材料１２が、再びロール状とされる。ここで、巻取り装置３２の回動軸３３の回転速度は、上述した巻き出し装置３０の回動軸３１の回転速度とは、個別に設定可能となっている。
【００１５】
搬送装置１５は、搬送経路を構成する複数、より具体的には、３つの第一アイドルロール２０ａ〜第三アイドルロール２０ｃを有している。これら第一アイドルロール２０ａ〜第三アイドルロール２０ｃは、巻き出し側の正極材料１２の軸線と同一方向を向く軸線を有し、この軸線回りに回転自在とされている。また、第二アイドルロール２０ｂと第三アイドルロール２０ｃとの間の搬送経路の途中には、真空吸着ロール２１が配置されている。
【００１６】
真空吸着ロール２１は、その搬送方向の上流（前）側と下流（後）側とにおける張力を分離する機能を有している。真空吸着ロール２１は、その内部を負圧にするためのバキュームポンプなどの吸引装置（図示せず）に接続されており、その外周面には、空気を吸引する複数の貫通孔（図示せず）が形成されている。つまり、真空吸着ロール２１に当接するシート状の正極材料１２は、負圧に応じた吸着力で、真空吸着ロール２１の外周面に吸着されることとなる。
【００１７】
また、真空吸着ロール２１は、モータ等の駆動源によって所定の一定速度で搬送方向に自転可能とされている。この真空吸着ロール２１の回転速度と、上述した巻き出し装置３０の回動軸３１の回転速度とによって、真空吸着ロール２１よりも上流側の正極材料１２にかかる張力が決まり、同様に、真空吸着ロール２１の回転速度と上述した巻き取り装置３２の回動軸３３の回転速度とによって、真空吸着ロール２１よりも下流側の正極材料１２にかかる張力が決まる。そして、真空吸着ロール２１よりも上流側を搬送される正極材料１２は、真空吸着ロール２１よりも下流側を搬送される正極材料１２よりも張力が高くなるように、上記真空吸着ロール２１、回動軸３１，３３の回転速度が設定される。真空吸着ロール２１よりも上流側を搬送される正極材料１２に作用する張力は、巻き取り装置３２において巻きずれが発生しない高張力に設定される。一方で、真空吸着ロール２１よりも下流側を搬送される正極材料１２に作用する張力は、巻き出し装置３０の正極材料１２にしわが生じない低張力に設定される。なお、図３中、真空吸着ロール２１の上流側と下流側との張力の向きを白抜き矢印で示している。
【００１８】
ここで、図４は、真空吸着ロール２１とシート状の正極材料１２とが接する抱き角θを示している。バキュームポンプなどの吸引装置により生じる負圧が一定の場合、上記抱き角θが大きいほど真空吸着ロール２１がシート状の正極材料１２を吸着する吸着力が上昇する。この真空吸着ロール２１による吸着力は、上述した張力によりシート状の正極材料１２が引っ張られても真空吸着ロール２１上を滑らない吸着力に設定される。
【００１９】
真空吸着ロール２１と、第二アイドルロール２０ｂおよび第三アイドルロール２０ｃとは、各軸中心を基準にして正極材料１２の接する位置が互いに反対側となるように配置されている。真空吸着ロール２１の抱き角θは、例えば、第二アイドルロール２０ｂおよび第三アイドルロール２０ｃの配置を、真空吸着ロール２１に対して変位させることで調整可能となっており、例えば、３０°以上、より具体的には３０°〜１８０°に設定されるのが吸着力の観点から好適である。また、真空吸着ロール２１の直径が大きいほど、シート状の正極材料１２との接触面積を大きくできるため好適であるが、真空吸着ロール２１の直径が大きすぎることでコストが増加したり設置自由度が低下したりする場合があり、また、真空吸着ロール２１の外径が小さすぎる場合も、電極活物質層１１が剥離する虞があるため、真空吸着ロール２１は、φ５０〜φ３００ｍｍ、より好ましくはφ１００〜２００ｍｍとされる。
【００２０】
したがって、上述した実施形態の帯状体の搬送装置１５によれば、ニップロールのようにシート状の正極材料１２を挟み込んで張力分離を行わなくても、負圧による吸引力でシート状の正極材料１２を真空吸着ロール２１に吸着させて、真空吸着ロール２１よりも上流におけるシート状の正極材料１２の張力を、真空吸着ロール２１よりも下流におけるシート状の正極材料１２の張力よりも下げるなど、当該真空吸着ロール２１の上流と下流とにおける張力を分離させることができる。その結果、正極材料１２の搬送時に張力分離を行いつつ正極材料１２に圧縮力が作用して正極材料１２の厚さ、とりわけ電極活物質層１１の厚さがロールにより挟み込まれて減少側に変化するのを防止することができる。
【００２１】
さらに、真空吸着ロール２１の上流側および下流側の第二アイドルロール２０ｂ、第三アイドルロール２０ｃと真空吸着ロール２１との相対的な配置を変位させることで、シート状の正極材料１２の抱き角を調整することができるため、張力分離するために必要十分な吸着力を張力分離ロールに持たせることができる。
【００２２】
なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
上記実施形態では、第一アイドルロール２０ａから第三アイドルロール２０ｃまで３つのアイドルロールを設ける一例を説明したが、アイドルロールの個数は３つに限られるものではない。
【００２３】
また、上述した実施形態の搬送装置１５は、真空吸着ロール２１に対するシート状の正極材料１２の抱き角を、第二アイドルロール２０ｂと第三アイドルロール２０ｃとによって調整していたが、シート状の正極材料１２を案内して抱き角を調整できるガイド部材であれば回転自在なものに限られるものではない。また、第二アイドルロール２０ｂと第三アイドルロール２０ｃとの配置を変化させる場合について説明したが、真空吸着ロール２１を変位させてもよい。
【００２４】
さらに、上述した実施形態においては、帯状体として、リチウム二次電池などの正極板を形成する正極材料１２を一例に説明したが、正極材料１２に限られるものではなく、シート状やフィルム状などで厳密な厚さ管理を必要とする長尺な帯状体を搬送する搬送装置として適用可能である。
【００２５】
また、上述した実施形態においては、巻き出し装置３０において、ロール状の正極材料１２の中心に回動軸３１を挿通して回動する場合について説明したが、ロール状の正極材料を回動可能であれば回動軸３１を用いるものに限られず、また同様に、巻取り装置３０においても、ロール状の正極材料１２を巻取り可能であれば回動軸３３を用いるものに限られない。
【００２６】
さらに、上述した正極材料１２は、表裏面に電極活物質層１１が形成されていたが、表裏面の何れか一方に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１２  正極材料（帯状体）
１５  搬送装置
２１  真空吸着ロール２１（張力分離ロール）
２０ｂ  第二アイドルロール（ガイド部材）
２０ｃ  第三アイドルロール（ガイド部材）
【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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