(57)【要約】【課題】スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置を提供する。【解決手段】スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給する。この際に、活物質合剤１１を複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０に流しながら供給経路４０の途中の複数の配管（４１〜４５）の継ぎ目部分としての管継手５０〜５３での各管内圧力を測定して、管内圧力が上昇した継ぎ目部分としての管継手（５０〜５３）において管内圧力を変化させて溜まった固形分を供給経路４０の下流に流す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する際に、前記活物質合剤を複数本の配管を繋いで構成された供給経路に流しながら供給経路途中の複数の配管の継ぎ目部分での各管内圧力を測定して、管内圧力が上昇した前記継ぎ目部分において管内圧力を変化させて溜まった固形分を供給経路の下流に流すことを特徴とする活物質合剤の供給方法。
【請求項２】
スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給するための活物質合剤の供給装置であって、
複数本の配管を繋いで構成された供給経路と、
前記活物質合剤を前記供給経路に流しながら前記供給経路途中の複数の配管の継ぎ目部分での各管内圧力を測定するための複数の圧力測定手段と、
前記配管の各継ぎ目部分において管内圧力を変化させるための複数の管内圧力変化手段と、
前記複数の圧力測定手段による前記継ぎ目部分での管内圧力が上昇した前記継ぎ目部分において前記管内圧力変化手段により管内圧力を変化させる制御部と、
を備えることを特徴とする活物質合剤の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。蓄電装置はケース内に電極組立体を備える。電極組立体を構成する電極の製造工程においては、例えば、塗工工程において帯状金属箔にスラリー状の活物質合剤を塗布した後、乾燥工程及びプレス工程を経て、帯状金属箔上に活物質の層が形成された電極中間体が形成される。活物質の層はプレス工程においてロールプレスされて高密度化される。そして、電極中間体から目的とする形状の電極を切断することにより電極が製造される。
【０００３】
電極の製造工程のうち、塗工工程は、塗工部から帯状金属箔に活物質合剤を塗布して行われる。塗布する液はタンクに貯められ、供給経路を通して塗工部のノズルに送られてノズルから吐出される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する経路を複数本の配管を繋いで構成する場合において、配管の継ぎ目部分に固形分の詰まりが発生しやすく、その対策が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する際に、前記活物質合剤を複数本の配管を繋いで構成された供給経路に流しながら供給経路途中の複数の配管の継ぎ目部分での各管内圧力を測定して、管内圧力が上昇した前記継ぎ目部分において管内圧力を変化させて溜まった固形分を供給経路の下流に流すことを要旨とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する際に、活物質合剤を複数本の配管を繋いで構成された供給経路に流しながら供給経路途中の複数の配管の継ぎ目部分での各管内圧力が測定される。そして、管内圧力が上昇した継ぎ目部分において管内圧力が変化されて溜まった固形分が供給経路の下流に流される。よって、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給するための活物質合剤の供給装置であって、複数本の配管を繋いで構成された供給経路と、前記活物質合剤を前記供給経路に流しながら前記供給経路途中の複数の配管の継ぎ目部分での各管内圧力を測定するための複数の圧力測定手段と、前記配管の各継ぎ目部分において管内圧力を変化させるための複数の管内圧力変化手段と、前記複数の圧力測定手段による前記継ぎ目部分での管内圧力が上昇した前記継ぎ目部分において前記管内圧力変化手段により管内圧力を変化させる制御部と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、複数本の配管を繋いで構成された供給経路に活物質合剤を流しながら、供給経路途中の複数の配管の継ぎ目部分での各管内圧力が圧力測定手段により測定される。制御部は、複数の圧力測定手段による継ぎ目部分での管内圧力が上昇した継ぎ目部分において管内圧力変化手段により管内圧力を変化させる。これにより、溜まった固形分が供給経路の下流に流され、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の活物質合剤の供給装置を含む塗工設備を模式的に示す図。
【図２】（ａ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す平面での一部断面図、（ｂ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す側面図、（ｃ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す正面での一部断面図。
【図３】（ａ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す平面での一部断面図、（ｂ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す側面図。
【図４】（ａ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す平面での一部断面図、（ｂ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す側面図。
【図５】（ａ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す斜視図、（ｂ）は活物質合剤の供給装置の内部を示す斜視図。
【図６】（ａ）は比較のための活物質合剤の供給装置の一部を示す斜視図、（ｂ）は比較のための活物質合剤の供給装置の内部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、活物質合剤の供給から塗工までを行う塗工設備１０は、スラリー状の活物質合剤１１を、帯状集電体としての帯状金属箔１２に塗布する塗工部２０を備える。塗工部２０の塗工方式は、ダイ方式である。
【００１４】
塗工設備１０は、活物質合剤の供給装置３０を備える。活物質合剤の供給装置３０は、スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に自動供給するためのものである。活物質合剤の供給装置３０は、供給経路４０を備えている。供給経路４０により、内部に活物質合剤１１を貯留するタンク１３と塗工部２０とを繋いでおり、供給経路４０の途中にはポンプ１４が設けられている。そして、タンク１３内の活物質合剤１１は、ポンプ１４により塗工部２０へと圧送されるようになっている。このように、供給経路４０を通して活物質合剤１１が塗工部２０に供給される。塗工部２０は、帯状金属箔１２の片面に対向配置され、塗工部２０は、搬送用ローラ１５によって搬送される帯状金属箔１２に対し活物質合剤１１を塗布する。
【００１５】
供給経路４０は、複数本の配管（図１では５本）４１，４２，４３，４４，４５を繋いで構成されている。例えば各配管４１〜４５の長さは、それぞれ、例えば１ｍ程度である。本実施形態では、各配管４１，４２，４３，４４，４５はゴムホースよりなる。配管４１の一端と配管４２の一端とは管継手５０により結合されている。配管４２の他端と配管４３の一端とは管継手５１により結合されている。配管４３の他端と配管４４の一端とは管継手５２により結合されている。配管４４の他端と配管４５の一端とは管継手５３により結合されている。配管４１はポンプ１４を介してタンク１３と接続されている。配管４５は塗工部２０と接続されている。
【００１６】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて、配管の継ぎ目部分としての管継手５０，５１，５２，５３を説明する。管継手５０，５１，５２，５３は、同一の構造となっている。各管継手５０，５１，５２，５３は、管継手本体５５を有する。管継手本体５５は、内部に一方向に延びる流路５５ａが形成されている。流路５５ａの一端開口部５５ｂにおいて、接続対象の一対の配管Ａ，Ｂのうちの一方の配管Ａが液密状態にて嵌入されている。また、流路５５ａの他端開口部５５ｃにおいて、他方の配管Ｂが液密状態にて嵌入されている。管継手本体５５の流路５５ａの内径は配管Ａ，Ｂの内径よりも若干大きくなっている。
【００１７】
図１に示すように、活物質合剤の供給装置３０は、複数の圧力測定手段としての圧力センサ６０，６１，６２，６３を備える。管継手５０には圧力センサ６０が設けられているとともに管継手５１には圧力センサ６１が設けられている。以下同様に、管継手５２には圧力センサ６２が設けられているとともに管継手５３には圧力センサ６３が設けられている。圧力センサ６０，６１，６２，６３は、同一構成となっている。図２（ｂ），（ｃ）に示すように、圧力センサ６０，６１，６２，６３は、センサ本体部６５と、センサ本体部６５から延びる導入管部６６を有する。導入管部６６は管継手本体５５の連通孔５５ｄを通して流路５５ａと連通している。そして、管継手本体５５の流路５５ａでの管内圧力がセンサ本体部６５において電気信号に変換される。
【００１８】
このようにして複数の圧力センサ６０，６１，６２，６３により、活物質合剤１１を供給経路４０に流しながら供給経路途中の複数の配管４１，４２，４３，４４，４５の継ぎ目部分としての管継手５０〜５３での各管内圧力を測定することができる。
【００１９】
図１に示すように、活物質合剤の供給装置３０は、複数の管内圧力変化手段としての管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３を備える。管継手５０には管内圧力変化装置７０が設けられているとともに管継手５１には管内圧力変化装置７１が設けられている。以下同様に、管継手５２には管内圧力変化装置７２が設けられているとともに管継手５３には管内圧力変化装置７３が設けられている。管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３は、同一構成となっている。
【００２０】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３は、半球状のゴム製カップ部７５と、ゴム製カップ部７５の頂上部から延びる棒状部７６と、棒状部７６を軸方向に移動させるカム７７と、カム７７を回転させるモータ７８（図１参照）を有する。半球状のゴム製カップ部７５の開口部が管継手本体５５の外周面を気密状態で塞いでおり、半球状のゴム製カップ部７５の内部は管継手本体５５の連通孔５５ｅを通して管継手本体５５の流路５５ａと連通している。ゴム製カップ部７５は弾性変形可能となっている。棒状部７６の一端面がカム７７の外周面と接触しており、カム７７の回動に伴い棒状部７６がゴム製カップ部７５に向かって移動されるようになっている。そして、モータ７８によりカム７７の回転に伴って棒状部７６がゴム製カップ部７５に接離する方向に移動することによりゴム製カップ部７５が変形してその内部圧力の変動により管継手本体５５の流路５５ａでの管内圧力が変化される（流路５５ａに対する吸引と吐出が行われる）。
【００２１】
このようにして、複数の管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３により、配管４１，４２，４３，４４，４５の各継ぎ目部分としての管継手５０〜５３において管内圧力を変化させることができるようになっている。
【００２２】
図１に示すように、活物質合剤の供給装置３０は、制御部としてのコントローラ８０を備える。コントローラ８０は圧力センサ６０，６１，６２，６３と接続され、圧力センサ６０，６１，６２，６３から圧力検出信号を入力する。コントローラ８０は各管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３のモータ７８と接続され、各管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３におけるモータ７８を駆動することができる。コントローラ８０によって、複数の圧力センサ６０，６１，６２，６３による管継手５０〜５３での管内圧力が上昇した管継手５０〜５３において管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３により管内圧力を変化させることができるようになっている。
【００２３】
次に、活物質合剤の供給装置３０を含む塗工設備１０の作用について説明する。
スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給する。このとき供給経路４０には活物質合剤１１に含まれる固形分も流れる。この際、活物質合剤１１を複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０に流しながら圧力センサ６０〜６３により供給経路４０の途中の複数の配管（４１〜４５）の継ぎ目部分である管継手５０〜５３での各管内圧力が測定される。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、配管の継ぎ目部分（管継手）において溜まった固形分９０により実質的な管径が小さくなると、当該継ぎ目部分（管継手）での管内圧力が上昇する。
【００２５】
コントローラ８０は圧力センサ６０，６１，６２，６３からの圧力検出信号に基づいて管内圧力をモニタしており、管内圧力が上昇した継ぎ目部分（管継手）を検知する。そして、コントローラ８０は管内圧力が上昇した継ぎ目部分（管継手）において管内圧力を変化させて溜まった固形分を供給経路４０の下流に流す。
【００２６】
具体的には、管継手に対応する管内圧力変化装置（７０，７１，７２，７３）におけるモータ７８を駆動する。モータ７８の駆動によりカム７７が回転して、図４（ａ），（ｂ）に示すように、棒状部７６がゴム製カップ部７５に向かって移動してゴム製カップ部７５が変形して管継手本体５５の流路５５ａでの管内圧力が上昇する。さらにカム７７が回転して、図３（ａ），（ｂ）に示すように、棒状部７６がゴム製カップ部７５から離間する方向に移動してゴム製カップ部７５の形状が復元して管継手本体５５の流路５５ａでの管内圧力が下降する。このようにモータ７８の駆動によりカム７７が回転してゴム製カップ部７５の変形と復元動作が繰り返されて管内圧力が変化する（増減する）。
【００２７】
このようにして、コントローラ８０は、管内圧力が上昇した配管の継ぎ目部分において管内圧力を変化させる。これにより、溜まった固形分９０が下流に流される。
つまり、図５（ａ），（ｂ）に示すように、継ぎ目部分（管継手）において固形分９０が溜まったことを検出して管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３を駆動することにより配管（４１〜４５）の継ぎ目部分において管内圧力を変化させる。詳しくは、コントローラ８０は、複数の圧力センサ６０〜６３による配管の継ぎ目部分、即ち、管継手５０〜５３での管内圧力が上昇した配管の継ぎ目部分において管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３により管内圧力を変化（増減）させる。これにより、溜まった固形分が供給経路４０の下流に流され、詰まりが低減される。
【００２８】
図６（ａ），（ｂ）は比較例である。
図６（ａ），（ｂ）に示すように、スラリー状の活物質合剤の供給経路の構成として複数本の配管４１〜４５を繋いで構成する場合、内径が変化する配管の継ぎ目部分において固形分１００が溜まって詰まりやすい。しかもどの部分（どの配管の継ぎ目部分）で詰まるかは分からない。
【００２９】
本実施形態においては、配管の各継ぎ目部分に圧力センサ６０〜６３を設け、管内圧力が上昇した箇所、即ち、固形分が溜まった箇所のみに管内圧力変化装置（７０〜７３）により管内圧力の増減を繰り返す。
【００３０】
図１を用いて説明すると、圧力センサ６０による管継手５０での管内圧力Ｐ１、圧力センサ６１による管継手５１での管内圧力Ｐ２、圧力センサ６２による管継手５２での管内圧力Ｐ３、圧力センサ６３による管継手５３での管内圧力Ｐ４をモニタしている。また、管継手５０に装着される管内圧力変化装置７０は符号Ｍ１で示すモータ７８が、管継手５１に装着される管内圧力変化装置７１は符号Ｍ２で示すモータ７８が、管継手５２に装着される管内圧力変化装置７２は符号Ｍ３で示すモータ７８が、管継手５３に装着される管内圧力変化装置７３は符号Ｍ４で示すモータ７８が設けられている。そして、コントローラ８０は、管内圧力Ｐ１が閾値よりも上昇するとモータＭ１を、管内圧力Ｐ２が閾値よりも上昇するとモータＭ２を、管内圧力Ｐ３が閾値よりも上昇するとモータＭ３を、管内圧力Ｐ４が閾値よりも上昇するとモータＭ４を作動させる。
【００３１】
そして、カム機構（カム７７）により配管の継ぎ目部分において管内圧力変化装置（７０〜７３）による管内圧力の増減を繰り返して溜まった固形分を下流側に流す。よって、圧力センサ６０〜６３によって固形分が溜まって詰まりが発生しつつある部位を特定して当該部位の内圧を変化させる。これにより、溜まった固形分が下流に押し流されて詰まりを防止することができる。
【００３２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）活物質合剤の供給方法として、スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給する。この際に、活物質合剤１１を複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０に流しながら供給経路４０の途中の複数の配管（４１〜４５）の継ぎ目部分としての管継手５０〜５３での各管内圧力を測定する。そして、管内圧力が上昇した継ぎ目部分としての管継手（５０〜５３）において管内圧力を変化させて溜まった固形分を供給経路４０の下流に流す。よって、スラリー状の活物質合剤１１の供給経路４０における詰まりを抑制することができる。
【００３３】
（２）スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給するための活物質合剤の供給装置３０の構成として、複数本の配管４１，４２，４３，４４，４５を繋いで構成された供給経路４０を備える。また、活物質合剤１１を供給経路４０に流しながら供給経路途中の複数の配管４１，４２，４３，４４，４５の継ぎ目部分としての管継手５０〜５３での各管内圧力を測定するための複数の圧力測定手段としての圧力センサ６０，６１，６２，６３を備える。さらに、配管４１，４２，４３，４４，４５の各継ぎ目部分としての管継手５０〜５３において管内圧力を変化させるための複数の管内圧力変化手段としての管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３を備える。さらには、複数の圧力センサ６０，６１，６２，６３による継ぎ目部分としての管継手５０〜５３での管内圧力が上昇した継ぎ目部分としての管継手５０〜５３において管内圧力変化装置７０，７１，７２，７３により管内圧力を変化させる制御部としてのコントローラ８０を備える。これにより、溜まった固形分が供給経路４０の下流に流され、スラリー状の活物質合剤１１の供給経路４０における詰まりを抑制することができる。
【００３４】
（３）管内圧力が上昇した箇所（配管の継ぎ目部分）のみに内圧を変化させて溜まった固形分を下流に流すので、最小限の動力で溜まった固形分の除去が可能となる。つまり、複数の圧力センサ６０〜６３で固形分が溜まった部位を特定して当該部位だけに管内圧力変化装置（７０，７１，７２，７３）を作動させるので、最小限の動力で溜まった固形分の除去が可能となる。
【００３５】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  管継手５０，５１，５２，５３における管継手本体５５の流路５５ａの内径は接続対象の配管Ａ，Ｂの内径よりも拡径されていたが、縮径されていてもよい。
【００３６】
○  接続対象の一対の配管を管継手で結合したが、管継手に代わりフランジを用いて接続対象の一対の配管を繋いでもよい。
○  各配管（４１，４２，４３，４４，４５）はゴムホースであったが、配管の材料は問わない。例えば、各配管（４１，４２，４３，４４，４５）としてステンレス製配管を用いてもよい。
【００３７】
○  管内圧力変化装置７０〜７３での半球状のゴム製カップ部７５を変形させるべくカム機構（カム７７）により棒状部７６を往復運動させたが、これに限ることはない。例えば、サーボモータにより棒状部７６を往復運動させて半球状のゴム製カップ部７５を変形させて管の内圧の増減を繰り返して溜まった固形分を下流側に流すようにしてもよい。
【００３８】
○  管内圧力変化装置（７０，７１，７２，７３）は、ゴム製カップ部７５と棒状部７６とカム７７とモータ７８で構成したが、これに限らない。例えば、スラリー状の活物質合剤を吸引吐出可能なポンプ（例えばモーノポンプ）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１１…活物質合剤、２０…塗工部、３０…活物質合剤の供給装置、４０…供給経路、４１，４２，４３，４４，４５…配管、６０，６１，６２，６３…圧力センサ（圧力測定手段）、７０，７１，７２，７３…管内圧力変化装置（管内圧力変化手段）、８０…コントローラ（制御部）。
【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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