(57)【要約】【課題】捲回電極のプレス工程の生産性を向上できる捲回電極プレス装置を提供する。【解決手段】一つの実施の形態に係る捲回電極プレス装置は、基部と、第１乃至第３の押圧部と、駆動部と、第１及び第２の支持部と、を備える。前記第１の押圧部は、第１の押圧面を有する。前記第２の支持部は、第２の押圧面を有し、前記第１の押圧部の上方において前記基部に対して位置的に固定される。前記駆動部は、前記第１の押圧部を移動させる。前記第３の押圧部は、前記第１及び第２の押圧面の間に介在し、第３及び第４の押圧面を有し、前記第１の押圧部によって押されることで移動可能である。前記第１の支持部は、前記第２の押圧部に設けられ、前記第３の押圧部を前記第２の押圧部から離れた位置で支持する。前記第２の支持部は、前記第３の押圧部に設けられ、前記第１又は第３の押圧部を当該第３の押圧部から離れた位置で支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ねられるとともに捲回された正極及び負極を含む複数の捲回電極を同時にプレス成形可能な捲回電極プレス装置であって、
基部と、
第１の押圧面を有し、前記基部に対して移動可能な第１の押圧部と、
前記第１の押圧面に対向する第２の押圧面を有し、前記第１の押圧部の上方において前記基部に対して位置的に固定される第２の押圧部と、
前記第１の押圧面と前記第２の押圧面との間に介在し、前記第１の押圧面に向く第３の押圧面と、前記第２の押圧面に向く第４の押圧面と、を有し、前記第２の押圧部に向かって移動可能な、少なくとも一つの第３の押圧部と、
前記第１の押圧部を前記第２の押圧部に向かって移動させるとともに、移動する当該第１の押圧部の前記第１の押圧面に配置された前記捲回電極を介して前記第３の押圧部を移動させる駆動部と、
前記第２の押圧部に設けられ、当該第２の押圧部の下方に位置する前記第３の押圧部を、上方に移動可能なように、前記第２の押圧部から離れた位置で支持する第１の支持部と、
前記第３の押圧部に設けられ、当該第３の押圧部の下方に位置する前記第１の押圧部又は他の前記第３の押圧部を、上方に移動可能なように、当該第３の押圧部から離れた位置で支持する少なくとも一つの第２の支持部と、
を具備する捲回電極プレス装置。
【請求項２】
前記第１の押圧部は、前記第１の押圧面を有する第１の押圧部材と、前記第１の押圧部材に取り付けられた第１の取付部材と、を有し、
前記第２の押圧部は、前記第２の押圧面を有する第２の押圧部材と、前記第２の押圧部材に取り付けられた第２の取付部材と、を有し、
前記少なくとも一つの第３の押圧部は、前記第３の押圧面を有する第３の押圧部材と、前記第３の押圧部材に取り付けられた第３の取付部材と、を有し、
前記第１の支持部は、前記第２の取付部材に固定されるとともに、前記第３の取付部材を支持し、
前記少なくとも一つの第２の支持部は、前記第３の取付部材に固定されるとともに、前記第１の取付部材又は当該第３の取付部材の下方に位置する他の前記第３の取付部材を支持する、請求項１の捲回電極プレス装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記第１の押圧部の下方に位置する請求項２に記載の捲回電極プレス装置。
【請求項４】
前記第１の押圧部は、前記第１の押圧面を加熱する第１の加熱部を有し、
前記第２の押圧部は、前記第２の押圧面を加熱する第２の加熱部を有し、
前記第３の押圧部は、前記第３の押圧面を加熱する第３の加熱部と、前記第４の押圧面を加熱する第４の加熱部と、を有する、請求項３の捲回電極プレス装置。
【請求項５】
移動する前記第１の押圧部の前記第１の押圧面を前記第２の押圧部の前記第２の押圧面に対して略平行に保つとともに、移動する前記第３の押圧部の前記第４の押圧面を前記第２の押圧部の前記第２の押圧面に対して略平行に保つガイド、をさらに具備する請求項４に記載の捲回電極プレス装置。
【請求項６】
重ねられるとともに捲回された正極及び負極を含む複数の捲回電極を同時にプレス成形可能な捲回電極プレス装置であって、
基部と、
第１の押圧面を有し、前記基部に対して移動可能な第１の押圧部と、
前記第１の押圧部に対して略水平方向に並び、前記第１の押圧面に対向する第２の押圧面を有し、前記基部に対して位置的に固定される第２の押圧部と、
前記第１の押圧部を前記第２の押圧部に向かって移動させる駆動部と、
前記第１の押圧面と前記第２の押圧面との間に介在し、前記第１の押圧面に向く第３の押圧面と、前記第２の押圧面に向く第４の押圧面と、を有し、前記第１の押圧部によって押されることで前記基部に対して移動可能な、少なくとも一つの第３の押圧部と、
を具備する捲回電極プレス装置。
【請求項７】
重ねられるとともに捲回された正極及び負極を含む複数の捲回電極を同時にプレス成形可能な捲回電極プレス装置であって、
基部と、
第１の押圧面を有し、前記基部に対して移動可能な第１の押圧部と、
前記第１の押圧面に対向する第２の押圧面を有し、前記基部に対して位置的に固定される第２の押圧部と、
前記第１の押圧部を前記第２の押圧部に向かって移動させる駆動部と、
前記第１の押圧面と前記第２の押圧面との間に介在し、前記第１の押圧面に向く第３の押圧面と、前記第２の押圧面に向く第４の押圧面と、を有し、前記第１の押圧部によって押されることで前記基部に対して移動可能な、少なくとも一つの第３の押圧部と、
を具備する捲回電極プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、捲回電極プレス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やパーソナルコンピュータのような電子機器には、電源として、二次電池が用いられる。これらの電子機器に用いられる二次電池は、例えば、小型、軽量、且つエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池である。
【０００３】
一方、電気自動車、ハイブリッド自動車、電動バイク、フォークリフト、及び定置型のバックアップ電源装置のような大型の機械は、電源として、例えば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン二次電池を用いる。これらの大型の機械に用いられるリチウムイオン二次電池は、長寿命で安全性が高い上、大型且つ大容量に作られる。
【０００４】
リチウムイオン二次電池のような二次電池として、薄型のものが知られる。当該薄型の電池の電極（正極及び負極）は、互いに重ねられるとともに捲回される。この捲回された電極（捲回電極）は、薄型の容器に収容されるために、加圧プレスによって薄くされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
捲回電極を有する電池の製造では、例えば、電極を捲回する工程における処理時間よりも捲回電極を加圧プレスする工程における処理時間が長いと、二次電池の生産性が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明の解決すべき課題の一つは、捲回電極のプレス工程の生産性を向上できる捲回電極プレス装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施の形態に係る捲回電極プレス装置は、重ねられるとともに捲回された正極及び負極を含む複数の捲回電極を同時にプレス成形可能な捲回電極プレス装置であって、基部と、第１の押圧部と、第２の押圧部と、駆動部と、少なくとも一つの第３の押圧部と、第１の支持部と、少なくとも一つの第２の支持部とを備える。前記第１の押圧部は、第１の押圧面を有し、前記基部に対して移動可能である。前記第２の支持部は、前記第１の押圧面に対向する第２の押圧面を有し、前記第１の押圧部の上方において前記基部に対して位置的に固定される。前記駆動部は、前記第１の押圧部を前記第２の押圧部に向かって移動させる。前記第３の押圧部は、前記第１の押圧面と前記第２の押圧面との間に介在し、前記第１の押圧面に向く第３の押圧面と、前記第２の押圧面に向く第４の押圧面と、を有し、前記第１の押圧部によって押されることで前記第２の押圧部に向かって移動可能である。前記第１の支持部は、前記第２の押圧部に設けられ、当該第２の押圧部の下方に位置する前記第３の押圧部を、上方に移動可能なように、前記第２の押圧部から離れた位置で支持する。前記第２の支持部は、前記第３の押圧部に設けられ、当該第３の押圧部の下方に位置する前記第１の押圧部又は他の前記第３の押圧部を、上方に移動可能なように、当該第３の押圧部から離れた位置で支持する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る電極製造装置を示す側面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の二次電池を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の捲回電極を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１の実施形態の電極プレス装置を示す正面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の電極プレス装置の一部を示す側面図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の捲回電極をプレス成形する電極プレス装置を示す側面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態のエアシリンダから空気が抜かれた電極プレス装置を示す側面図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態に係る電極プレス装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。
【００１１】
図１は、第１の実施の形態に係る電極製造装置１０を示す側面図である。図１に示すように、電極製造装置１０は、電極捲回装置１１と、電極搬送装置１２と、捲回電極プレス装置（以下、電極プレス装置と称する）１３とを備える。電極製造装置１０は、リチウムイオン二次電池のような電池に用いられる電極を製造する。なお、電極製造装置１０は、ニッケル水素電池のような他の電池の電極を製造しても良い。
【００１２】
図２は、捲回型のリチウムイオン二次電池（以下、電池と称する）２０を示す斜視図である。電池２０は、電極製造装置１０によって製造される捲回された電極群（以下、捲回電極と称する）２１と、容器２２とを有する。捲回電極２１は、例えば、捲回体、捲回電極体、電極コイル、コイル部、層状体および収容物のようにも称され得る。なお、電極製造装置１０は、以下に説明される捲回電極２１と異なる電極を製造しても良い。
【００１３】
図３は、捲回電極２１を示す斜視図である。図３に示すように、捲回電極２１は、正極２３と、第１のセパレータ２４と、負極２５と、第２のセパレータ２８とを含む。正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５、及び第２のセパレータ２８は、それぞれ帯状に形成されるとともに、互いに重ねられる。第１のセパレータ２４は、正極２３と負極２５との間に挟まれる。負極２５は、第１のセパレータ２４と第２のセパレータ２８との間に挟まれる。なお、正極２３と、負極２５との位置はこれに限らず、例えば、入れ替えられて配置されても良い。
【００１４】
正極２３は、例えば、両面に正極活物質が塗布された金属箔である。一方、負極２５は、例えば、両面に負極活物質が塗布された金属箔である。なお、正極活物質及び負極活物質は、金属箔の一方の面のみに塗布されても良い。図２は、正極活物質及び負極活物質が塗布された領域をハッチングで示す。正極２３の上記正極活物質が塗布された部分と、負極２５の上記負極活物質が塗布された部分とは、対向する。正極２３の幅方向の一方の端部から、正極集電体２３ａが延びる。負極２５の幅方向の一方の端部から、負極集電体２５ａが延びる。正極集電体２３ａおよび負極集電体２５ａは、前記正極活物質又は負極活物質が塗布された金属箔の、露出した金属部分であって、互いに反対方向に延びる。
【００１５】
第１及び第２のセパレータ２４，２６は、例えば、絶縁性の多孔質フィルムである。第１及び第２のセパレータ２４，２６は、正極２３の正極活物質が塗布された領域よりも大きく、且つ負極２５の負極活物質が塗布された領域よりも大きい。正極集電体２３ａ及び負極集電体２５ａは、それぞれ、第１及び第２のセパレータ２４，２６の幅方向の端部から突き出る。
【００１６】
正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５、及び第２のセパレータ２８は、コイル状に捲回される。図２に示すように、これによって形成される捲回電極２１は、例えば絶縁性のテープを巻きつけられ、扁平にプレス成形される。突き出た正極集電体２３ａ及び負極集電体２４ａは、それぞれバックアップリード２７によって束ねられる。そして、正極集電体２３ａ及び負極集電体２４ａに、それぞれ、リード２８が取り付けられる。リード２８は、例えばアルミや銅のような導電体によって形成される。
【００１７】
捲回電極２１は、薄い角型の容器２２に気密に収容される。容器２２に非水電解質液が充填される。当該非水電解質液は、捲回電極２１に含浸する。容器２２は、蓋体２９によって密封される。蓋体２９に設けられた正極端子２９ａは、リード２８を介して、正極集電体２３ａに電気的に接続される。一方、蓋体２９に設けられた負極端子２９ｂは、リード２８を介して、負極集電体２５ａに電気的に接続される。
【００１８】
図１に示す電極製造装置１０は、正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５及び第２のセパレータ２８から、捲回電極２１を製造する。すなわち、電極捲回装置１１は、巻き心棒に取り付けられた正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５及び第２のセパレータ２８を扁平に捲回し、捲回電極２１を形成する。電極捲回装置１１によって形成された捲回電極２１の断面は、楕円形である。なお、電極捲回装置１１は、捲回電極２１を、円筒形や角柱形のような他の形状に形成しても良い。
【００１９】
電極搬送装置１２は、電極捲回装置１１によって扁平に捲回された捲回電極２１を、電極プレス装置１３に搬送する。電極プレス装置１３に、複数の捲回電極２１が収容される。電極プレス装置１３は、複数の捲回電極２１を同時にプレス成形し、これらの捲回電極２１を押し潰して薄くする。電極搬送装置１２は、プレス成形された捲回電極を電極プレス装置１３から取り出し、次の工程へ移す。なお、電極製造装置１０の動作はこれに限らない。例えば、電極プレス装置１３は、電極捲回装置１１によって円筒形に捲回された捲回電極２１をプレス成形しても良い。
【００２０】
以下に、電極プレス装置１３について詳しく説明する。なお、本明細書において、各図面に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。Ｘ軸は、電極プレス装置１３の幅に沿う。Ｙ軸は、電極プレス装置１３の奥行きに沿う。Ｚ軸は、電極プレス装置１３の高さに沿う。Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、互いに直交している。本明細書において、Ｚ軸に沿って上方及び下方が定義される。Ｚ軸は、電極プレス装置１３が置かれる平坦な面（地面）に対して垂直である。このため、電極プレス装置１３が傾いた面に置かれた場合、Ｚ軸は鉛直方向に対して傾斜する。
【００２１】
図４は、電極プレス装置１３を示す正面図である。図４に示すように、電極プレス装置１３は、架台３１と、フレーム３２と、エアシリンダ３３と、第１の押圧部３４と、第２の押圧部３５と、複数の第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅと、一対のガイド３７と、を有する。架台３１は、基部の一例であり、ベース、台車、又は台のようにも称され得る。エアシリンダ３３は、駆動部の一例である。駆動部はこれに限らず、例えば、他のアクチュエータや機構であっても良い。さらに、図１に示すように、電極プレス装置１３は、前壁３８を有する。
【００２２】
架台３１は、地面に置かれる台である。架台３１は、地面に接する脚やキャスターを有しても良い。架台３１は、上面３１ａを有する。上面３１ａは、架台３１が置かれる地面と略平行に形成された平坦な面である。
【００２３】
図４に示すように、フレーム３２は、一対の側壁４１と、天板４２と、を有する。一対の側壁４１は、Ｘ軸に沿って並ぶとともに、架台３１の上面３１ａから上方に延びる。側壁４１の下端は、架台３１の上面３１ａに固定される。側壁４１の上端に、天板４２が固定される。なお、架台３１と、側壁４１と、天板４２とは一体的に形成されても良い。
【００２４】
一対のガイド３７は、一対のフレーム３２に、それぞれ設けられる。ガイド３７は、Ｘ軸に沿って並ぶとともに、Ｚ軸に沿って架台３１の上面３１ａから天板４２まで延びる案内軸である。なお、ガイド３７はこれに限らず、例えば、レールや溝であっても良い。
【００２５】
第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、架台３１と天板４２との間に直列に並んで配置される。言い換えると、第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、Ｚ軸に沿う縦方向に並ぶ。
【００２６】
第１の押圧部３４は、第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅのうち一番下方に位置する。第１の押圧部３４は、第１の取付部材５１と、第１の加熱部５２と、第１の押圧板５３と、を有する。
【００２７】
第２の押圧部３５は、第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅのうち一番上方に位置する。言い換えると、第２の押圧部３５は、第１の押圧部３４の上方に位置する。第２の押圧部３５は、第２の取付部材５５と、第２の加熱部５６と、第２の押圧板５７と、を有する。
【００２８】
複数の第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、第１の押圧部３４と第２の押圧部３５との間に介在する。言い換えると、第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、第１の押圧部３４の上方に位置するとともに、第２の押圧部３５の下方に位置する。第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、Ｚ軸に沿う縦方向に直列に並ぶ。第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、それぞれ、第３の取付部材６１と、第３の加熱部６２と、第４の加熱部６３と、第３の押圧板６４と、第４の押圧板６５と、を有する。なお、第１乃至第４の押圧板５３，５７，６４，６５は、第１乃至第４の押圧部材の一例である。
【００２９】
第１乃至第３の取付部材５１，５６，６１は、Ｘ軸に沿って延びる。第１及び第３の取付部材５１，６１の両端に、挿通部５１ａ，６１ａが設けられる。挿通部５１ａ，６１ａは、Ｚ軸に沿って延びる円筒状に形成される。挿通部５１ａ，６１ａに、ガイド３７がそれぞれ挿通される。このため、第１及び第３の取付部材５１，６１は、ガイド３７に沿って（Ｚ軸に沿って）移動できる。言い換えると、第１及び第３の取付部材５１，６１は、架台３１に対して移動可能である。
【００３０】
一方、第２の取付部材５５は、天板４２に固定される。このため、第２の取付部材５５は、架台３１に対して位置的に固定される。なお、第２の取付部材５５は、例えば衝撃を吸収するため、僅かに移動可能であっても良い。
【００３１】
第１の加熱部５２は、第１の取付部材５１に取り付けられる。第１の加熱部５２は、第１の取付部材５１の上方に位置する。第２の加熱部５６は、第２の取付部材５５に取り付けられる。第２の加熱部５６は、第２の取付部材５５の下方に位置する。第３の加熱部６２は、第３の取付部材６１に取り付けられる。第３の加熱部６２は、第３の取付部材６１の下方に位置する。第４の加熱部６３は、第３の取付部材６１に取り付けられる。第４の加熱部６３は、第３の取付部材６１の上方に位置する。第１乃至第４の加熱部５２，５６，６２，６３は、例えば電熱線を有し、発熱する。なお、第１乃至第４の加熱部５２，５６，６２，６３は、他の発熱する装置を有しても良い。
【００３２】
第１の押圧板５３は、第１の加熱部５２に取り付けられる。第１の押圧板５３は、第１の加熱部５２の上方に位置する。第２の押圧板５７は、第２の加熱部５６に取り付けられる。第２の押圧板５７は、第２の加熱部５６の下方に位置する。第３の押圧板６４は、第３の加熱部６２に取り付けられる。第３の押圧板６４は、第３の加熱部６２の下方に位置する。第４の押圧板６５は、第４の加熱部６３に取り付けられる。第４の押圧板６５は、第４の加熱部６３の上方に位置する。第１乃至第４の押圧板５３，５７，６４，６５は、例えば金属板であるが、他の材料で形成されても良い。なお、第１乃至第４の押圧板５３，５７，６４，６５の材料がそれぞれ異なっていても良い。
【００３３】
図５は、電極プレス装置１３の一部を拡大して示す側面図である。図５に示すように、第１の押圧板５３は、上方に向く第１の押圧面５３ａを有する。第２の押圧板５７は、下方に向く第２の押圧面５７ａを有する。言い換えると、第２の押圧面５７ａは、第１の押圧面５３ａと対向する。第３の押圧板６４は、下方に向く第３の押圧面６４ａを有する。言い換えると、第３の押圧面６４ａは、第１の押圧面５３ａに向く。第４の押圧板６５は、上方に向く第４の押圧面６５ａを有する。言い換えると、第４の押圧面６５ａは、第２の押圧面５７ａに向く。第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、例えば、面、成形面又は押圧する部分とも称され得る。
【００３４】
第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、略水平な平面である。言い換えると、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、Ｚ軸に対して直交する平面である。なお、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、Ｚ軸に対して傾斜しても良いし、凹凸を有しても良い。
【００３５】
第１の加熱部５２は、発熱することで、第１の押圧板５３及び第１の押圧面５３ａを加熱する。第２の加熱部５６は、発熱することで、第２の押圧板５７及び第２の押圧面５７ａを加熱する。第３の加熱部６２は、発熱することで、第３の押圧板６４及び第３の押圧面６４ａを加熱する。第４の加熱部６３は、発熱することで、第４の押圧板６５及び第４の押圧面６５ａを加熱する。
【００３６】
第３の押圧部３６Ａの第３の押圧面６４ａは、第１の押圧部３４の第１の押圧面５３ａに対向する。第３の押圧部３６Ａの第４の押圧面６５ａは、第３の押圧部３６Ｂの第３の押圧面６４ａに対向する。第３の押圧部３６Ｂの第４の押圧面６５ａは、第３の押圧部３６Ｃの第３の押圧面６４ａに対向する。第３の押圧部３６Ｃの第４の押圧面６５ａは、第３の押圧部３６Ｄの第３の押圧面６４ａに対向する。第３の押圧部３６Ｄの第４の押圧面６５ａは、第３の押圧部３６Ｅの第３の押圧面６４ａに対向する。第３の押圧部３６Ｅの第４の押圧面６５ａは、第２の押圧部３５の第２の押圧面５７ａに対向する。
【００３７】
第２の押圧部３５に、第１の支持部７１が設けられる。第１の支持部７１は、例えば吊り部、ストッパ、移動制限部又は規制部とも称され得る。第１の支持部７１は、挿通軸７２と、支持端７３とを有する。
【００３８】
挿通軸７２は、第２の取付部材５５に固定され、下方に延びる。挿通軸７２は、第２の押圧板５７と、第３の押圧部３６Ｅの第４の押圧板６５及び第３の取付部材６１と、にそれぞれ設けられた孔に挿通される。当該孔の径は、挿通軸７２の径よりも大きい。
【００３９】
支持端７３は、挿通軸７２の下端に設けられたフランジである。支持端７３は、第２の押圧部３５の下方に位置する第３の押圧部３６Ｅの第３の取付部材６１を、第２の押圧部３５から離れた位置で支持する。支持端７３が第３の押圧部３６Ｅの第３の取付部材６１を支持する位置（開き位置）において、第３の押圧部３６Ｅの第４の押圧面６５ａは、第２の押圧部３５の第２の押圧面５７ａから離れる。
【００４０】
第３の押圧部３６Ｅの第４の押圧板６５及び第３の取付部材６１に設けられた前記孔の径が挿通軸７２の径よりも大きいため、支持端７３に支持された第３の押圧部３６Ｅは、上方に移動可能である。すなわち、第３の押圧部３６Ｅは、支持端７３に支持される位置から、第４の押圧面６５ａが第２の押圧面５７ａに接触する位置まで移動できる。
【００４１】
以上の説明を言い換えれば、第１の支持部７１は、第２の押圧部３５と第３の押圧部３６Ｅとの間の距離を制限する。すなわち、第１の支持部７１は、第２の押圧部３５と第３の押圧部３６Ｅとの間の距離が所定の距離より長くなることを防ぐ。
【００４２】
第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅに、それぞれ、第２の支持部７５が設けられる。第２の支持部７５は、例えば吊り部、ストッパ、移動制限部又は規制部とも称され得る。第２の支持部７５は、挿通軸７６と、支持端７７とを有する。
【００４３】
挿通軸７６は、第３の取付部材６１に固定され、下方に延びる。第３の押圧部３６Ｅに設けられた挿通軸７６は、第３の押圧板６４と、第３の押圧部３６Ｄの第４の押圧板６５及び第３の取付部材６１と、にそれぞれ設けられた孔に挿通される。同様に、第３の押圧部３６Ｄ，３６Ｃ，３６Ｂに設けられた挿通軸７６は、第３の押圧板６４と、その下方に位置する（縦方向に隣接する）第３の押圧部３６Ｃ，３６Ｂ，３６Ａの第４の押圧板６５及び第３の取付部材６１と、にそれぞれ設けられた孔に挿通される。第３の押圧部３６Ａに設けられた挿通軸７６は、第３の押圧板６４と、第１の押圧部３４の第１の押圧板５３及び第１の取付部材５１と、にそれぞれ設けられた孔に挿通される。以上述べた孔の径は、挿通軸７６の径よりも大きい。
【００４４】
支持端７７は、挿通軸７６の下端に設けられたフランジである。第３の押圧部３６Ｅの支持端７７は、第３の押圧部３６Ｅの下方に位置する（縦方向に隣接する）第３の押圧部３６Ｄの第３の取付部材６１を、第３の押圧部３６Ｅから離れた位置で支持する。同様に、第３の押圧部３６Ｄ，３６Ｃ，３６Ｂの支持端７７は、その直下の（縦方向に隣接する）第３の押圧部３６Ｃ，３６Ｂ，３６Ａの第３の取付部材６１を、当該第３の押圧部３６Ｄ，３６Ｃ，３６Ｂから離れた位置で支持する。第３の押圧部３６Ａの支持端７７は、第１の押圧部３４の第１の取付部材５１を、第３の押圧部３６Ａから離れた位置で支持する。すなわち、支持端７７が第１又は第３の取付部材５１，６１を支持する位置において、第１又は第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの第１又は第４の押圧面５３ａ，６５ａは、すぐ上の（縦方向に隣接する）第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの第３の押圧面６４ａから離れる。
【００４５】
第１及び第２の支持部７１，７５は、上述の部材に限らない。第１及び第２の支持部７１，７５は、例えば、複数のリンクを有するパンタグラフ、バネ、又はワイヤであっても良い。
【００４６】
第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの第１又は第４の押圧板５３，６５と、第１又は第３の取付部材５１，６１と、に設けられた前記孔の径が挿通軸７６の径よりも大きい。このため、支持端７７に支持された第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄは、上方に移動可能である。すなわち、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄは、支持端７７に支持される位置から、第１又は第４の押圧面５３ａ，６５ａが第３の押圧面６４ａに接触する位置まで移動できる。
【００４７】
以上の説明を言い換えれば、複数の第２の支持部７５は、縦方向に隣接する第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの、それぞれの間の距離を制限する。すなわち、第２の支持部７２は、縦方向に隣接する第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの間の距離が、それぞれ所定の距離より長くなることを防ぐ。
【００４８】
エアシリンダ３３は、架台３１に収容される。言い換えると、エアシリンダ３３は、第１の押圧部３４の下方に位置する。なお、エアシリンダ３３は、架台３１の外部に配置されても良い。また、エアシリンダ３３は、第１の押圧部３４の横に配置されても良く、第２の押圧部３５の上方に配置されても良い。
【００４９】
エアシリンダ３３は、ピストンロッド７９を有する。ピストンロッド７９は、架台３１の上面３１ａから上方に突出する。ピストンロッド７９の上端は、第１の押圧部３４の第１の取付部材５１に固定される。
【００５０】
エアシリンダ３３は、ピストンロッド７９を、Ｚ軸に沿って上下動させる。言い換えると、エアシリンダ３３は、ピストンロッド７９に固定された第１の押圧部３４を、第２の押圧部３５に向かって、又は第２の押圧部３５から離れるように移動させる。
【００５１】
前壁３８は、フレーム３２に固定される。前壁３８は、一方の側壁４１から他方の側壁４１に亘って設けられる。前壁３８は、第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅを覆い隠す。
【００５２】
前壁３８に、複数の挿入口８１が設けられる。挿入口８１は、図４においては二点鎖線で示される。複数の挿入口８１は、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅが第１又は第２の支持部７１，７５の支持端７３，７７に支持された場合（開き位置）における、第１及び第３の押圧面５３ａ，６４ａの間の隙間と、第３及び第４の押圧面６４ａ，６５ａの間の隙間と、第２及び第４の押圧面５７ａ，６５ａの間の隙間とを露出させる。
【００５３】
前壁３８は、複数の導入部８２を有する。導入部８２は、挿入口８１にそれぞれ設けられる。導入部８２は、例えば、挿入口８１から、Ｙ軸に沿って外部に延びる板である。導入部８２の上面８２ａは、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅが第１又は第２の支持部７１，７５の支持端７３，７７に支持された場合（開き位置）における、第１及び第３の押圧面５３ａ，６４ａとほぼ同じ高さに位置する。なお、導入部８２の上面８２ａの高さと、第１及び第３の押圧面５３ａ，６４ａの高さと、がずれていても良い。
【００５４】
第１乃至第４の加熱部５２，５６，６２，６３は、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａの温度を均一にするようにフィードバック制御される。すなわち、電極プレス装置１３は、マイクロコンピュータのような制御部と、第１乃至第４の第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａのそれぞれの温度を検知するセンサを有する。前記制御部は、前記センサから得られる温度情報に基づき、第１乃至第４の加熱部５２，５６，６２，６３を制御する。第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａの温度は、前記制御部によって、例えばユーザが入力した設定温度に保たれる。
【００５５】
以下に、電極製造装置１０を用いる捲回電極２１の製造方法の一部について例示する。なお、電極製造装置１０の動作と捲回電極２１を製造する方法とは、以下の説明に限られない。
【００５６】
まず、重ねられた帯状の正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５及び第２のセパレータ２６の端部が、電極捲回装置１１の前記巻き心棒に取り付けられる。図１に示すように、電極捲回装置１１は、正極２３、第１のセパレータ２４、負極２５及び第２のセパレータ２６を捲回し、扁平に捲回された捲回電極２１を形成する。
【００５７】
捲回電極２１は、前記巻き心棒から取り外され、例えばコンベヤによって電極搬送装置１２に運ばれる。電極搬送装置１２は、例えばエレベータによって捲回電極２１を移動させる。電極搬送装置１２は、アーム１２ａを有する。アーム１２ａは、捲回電極２１とともに上下動し、捲回電極２１を導入部８２の上面８２ａに置く。
【００５８】
図５に示すように、電極搬送装置１２のアーム１２ａは、捲回電極２１を、導入部８２の上面８２ａの上を滑らせ、挿入口８１から電極プレス装置１３の内部に挿入する。電極搬送装置１２によって、複数の捲回電極２１が、第１及び第３の押圧面５３ａ，６４ａの間と、第３及び第４の押圧面６４ａ，６５ａの間と、第２及び第４の押圧面５７ａ，６５ａの間とに、順番に配置される。言い換えると、複数の捲回電極２１が、多段に積層される。
【００５９】
図６は、複数の捲回電極２１をプレス成形する電極プレス装置１３の一部を示す側面図である。図６に矢印で示すように、エアシリンダ３３が、ピストンロッド７９及び第１の押圧部３４を上方に移動させる。
【００６０】
第１の押圧部３４が移動することで、第１の押圧面５３ａに置かれた捲回電極２１が、第３の押圧部３６Ａの第３の押圧面６４ａに当たる。エアシリンダ３３は、第１の押圧部３４及びこの捲回電極２１を介して、第３の押圧部３６Ａを押し上げる。言い換えると、第３の押圧部３６Ａは、第１の押圧部３４によって押されることで、第２の押圧部３５に向かって移動する。
【００６１】
同様に、第３の押圧部３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅが、エアシリンダ３３によって、順に押し上げられる。このとき、各捲回電極２１の断面は、まだ楕円形状のままである。
【００６２】
第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅが押し上げられることで、第３の押圧部３６Ｅの第４の押圧面６５ａに置かれた捲回電極２１が、第２の押圧部３５の第２の押圧面５７ａに当たる。第２の押圧部３５が天板４２に固定されているため、複数の捲回電極２１に、当該捲回電極２１を押し潰すような圧縮力が作用する。すなわち、図６に示すように、捲回電極２１は、第１及び第３の押圧面５３ａ，６４ａと、第３及び第４の押圧面６４ａ，６５ａと、第２及び第４の押圧面５７ａ，６５ａと、によって、それぞれ押し潰される。複数の捲回電極２１には、均一に圧縮力が作用する。これにより、捲回電極２１は、薄くプレス成形される。
【００６３】
複数の捲回電極２１が押し潰されるとき、第１乃至第４の加熱部５２，５６，６２，６３は、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａを加熱する。これにより、複数の捲回電極２１は、同時に加熱及び加圧される。
【００６４】
なお、上述の第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの移動中、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、ガイド３７によって略平行に保たれる。言い換えると、ガイド３７は、移動する第１の押圧部３４の第１の押圧面５３ａを、第２の押圧部３５の第２の押圧面５７ａに対して略平行に保つ。さらに、ガイド３７は、移動する第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの第３及び第４の押圧面６４ａ，６５ａを、第２の押圧部３５の第２の押圧面５７ａに対して略平行に保つ。
【００６５】
図７は、エアシリンダ３３から空気が抜かれた電極プレス装置１３の一部を示す側面図である。図７に示すように、捲回電極２１が押し潰されると、エアシリンダ３３から空気が抜かれる。これにより、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、自重により下方に移動する。なお、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、バネのような部材によって下方に押し戻されても良い。
【００６６】
下方に移動する第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、第１又は第２の支持部７１，７５によって、所定の位置（開き位置）で止められる。言い換えると、第１及び第３の押圧面５３ａ，６４ａの間と、第３及び第４の押圧面６４ａ，６５ａの間と、第２及び第４の押圧面５７ａ，６５ａの間と、が所定の間隔だけ開いたとき、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、第１又は第２の支持部７１，７５によって止められる。
【００６７】
第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅが当初の位置（開き位置）に戻ると、電極搬送装置１２のアーム１２ａが、電極プレス装置１３から捲回電極２１を順番に取り出す。電極搬送装置１２は、これらの捲回電極２１を、次の工程へ運ぶ。なお、電極搬送装置１２に限らず、他の装置が捲回電極２１を電極プレス装置１３から取り出しても良い。
【００６８】
第１の実施の形態に係る電極製造装置１０において、電極プレス装置１３は、第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅを備える。これにより、複数の捲回電極２１を、一度にプレス成形することができる。このような電極プレス装置１３によって、安価に捲回電極２１のプレス工程の生産性を向上でき、低コストでエネルギー密度が高い電池２０を提供できる。すなわち、複数の捲回電極２１をプレス成形するために用いる装置の台数を低減できる。したがって、捲回電極２１のプレス成形のためのイニシャルコスト及びランニングコストを低減できる。
【００６９】
第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、Ｚ軸に沿って縦方向に並ぶ。このため、複数の捲回電極２１をプレス成形できる電極プレス装置１３の占有面積が増加することを抑制できる。
【００７０】
さらに、一つのエアシリンダ３３が第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅを移動させる。このため、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａの間にそれぞれ挟まれる捲回電極２１に、均等に圧縮力を作用させることができる。
【００７１】
加えて、第２及び第３の押圧部３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅに、第１及び第２の支持部７１，７５が設けられる。当該第１及び第２の支持部７１，７５は、直下の第１又は第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄを支持する。このような第１及び第２の支持部７１，７５は、第１の押圧部３４の移動距離が長い場合でも、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの移動が妨げられることを抑制する。このため、例えば第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの個数を多くし、一度にプレス成形される捲回電極２１の個数を増やすことができる。
【００７２】
第１の支持部７１の挿通軸７２は、第２の取付部材５５に固定され、支持端７３は、第３の取付部材６１を支持する。第２の支持部７５の挿通軸７６は、第３の取付部材６１に固定され、支持端７７は、当該第３の取付部材６１の下方に位置する他の第３の取付部材６１又は第１の取付部材５１を支持する。これにより、第１又は第２の支持部７１，７５によって、第１乃至第４の押圧板５３，５７，６４，６５が変形することが抑制される。
【００７３】
エアシリンダ３３は、第１の押圧部３４の下方に位置する。これにより、電極プレス装置１３の全長が大きくなることを抑制でき、さらにエアシリンダ３３のメンテナンスが容易になる。また、エアシリンダ３３から空気が抜かれると、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅが自重によって下方に移動し、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａが互いに離れる。このため、エアシリンダ３３が非作動状態になったときに、例えば電極搬送装置１２のアーム１２ａが、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａによって挟まれることが抑制される。
【００７４】
第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、第１乃至第４の加熱部５２，５６，６２，６３によって加熱される。これにより、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａの間に挟まれる捲回電極２１を、容易にプレス成形することができる。
【００７５】
ガイド３７は、移動する第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａを平行に保つ。これにより、捲回電極２１に扁平にプレス成形することが容易になる。
【００７６】
以下に、第２の実施の形態について、図８を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。
【００７７】
図８は、第２の実施の形態に係る電極プレス装置１３を示す側面図である。図８に示すように、第２の実施形態の電極プレス装置１３において、第１乃至第３の押圧部３４，３５，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、Ｙ軸に沿う略水平方向（横方向）に並ぶ。
【００７８】
第２の実施形態において、第１の押圧部３４の第１の押圧面５３ａと、第２の押圧部３５の第２の押圧面５７ａと、第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの第３及び第４の押圧面６４ａ，６５ａは、それぞれＹ軸に直交する平面である。なお、第１乃至第４の押圧面５３ａ，５７ａ，６４ａ，６５ａは、Ｙ軸に対して傾斜しても良い。
【００７９】
エアシリンダ３３は、第１の押圧部３４を、第２の押圧部３５に向かって、Ｙ軸に沿う略水平方向に移動させる。第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、エアシリンダ３３及び第１の押圧部３４に押され、第２の押圧部３５に向かって、Ｙ軸に沿う略水平方向に移動する。
【００８０】
エアシリンダ３３から空気が抜かれると、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、例えばバネによって、所定の位置（開き位置）に押し戻される。なお、第１及び第３の押圧部３４，３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅは、他の装置によって当初の位置（開き位置）に戻されても良い。
【００８１】
第２の実施形態の電極プレス装置１３によれば、第２の押圧部３５が、第１の押圧部３４に対して略水平方向に並ぶ。これにより、捲回電極２１に、当該捲回電極２１の上方に位置する第３の押圧部３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅの重さによる力が作用することが防がれる。これにより、複数の捲回電極２１に作用する圧縮力を均一にし易くなる。
【００８２】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、捲回電極プレス装置が、第１、第２、及び少なくとも一つの第３の押圧部を備える。これにより、捲回電極のプレス工程の生産性を向上できる。
【００８３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００８４】
例えば、上記実施の形態において、複数の捲回電極２１は六段に積層されたが、本発明はこれに限らない。例えば、電極プレス装置１３が一つの第３の押圧部を有し、捲回電極２１が二段に積層されても良い。
【００８５】
上記実施形態にかかる電極製造装置で製造された捲回電極を含むリチウムイオン電池は、単独あるいは複数のリチウムイオン二次電池を有した組電池の形態で、例えば、携帯電話や、パーソナルコンピュータ、携帯音楽プレーヤー等の比較的小型の装置等の電源として使用される他、電動自転車や、ハイブリッド電気自動車、電気自動車等の比較的大型の装置等の電源としても使用される。また、組電池は、例えば、自動車や自転車（移動体）等の電源等、移動型の電源としても使用される他、例えば、ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｓａｌｅｓ）システム用の電源等、定置型の電源としても使用される。また、種々の装置等には、複数の組電池を、直列あるいは並列に接続したセットとして搭載することができる。
【００８６】
リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。正極材料としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物等が用いられ、負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化物系材料や、炭素質材料、シリコン系材料等が用いられる。また、電解質（一例としては電解液）としては、例えば、フッ素系錯塩（例えばＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が配合された、例えば、炭酸エチレンや炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチル等の有機溶媒等が単独であるいは複数混合されて用いられる。
【符号の説明】
【００８７】
１３…捲回電極プレス装置、２１…捲回電極、３１…架台、３３…エアシリンダ、３４…第１の押圧部、３５…第２の押圧部、３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ，３６Ｅ…第３の押圧部、３７…ガイド、５１…第１の取付部材、５２…第１の加熱部、５３ａ…第１の押圧面、５５…第２の取付部材、５６…第２の加熱部、５７ａ…第２の押圧面、６１…第３の取付部材、６２…第３の加熱部、６３…第４の加熱部、６４ａ…第３の押圧面、６５ａ…第４の押圧面、７１…第１の支持部、７５…第２の支持部。
【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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