(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層装置（１）であって、幅方向に延びる積層ゾーンを規定するために互いに向かい合う第１及び第２の積層ローラー（２；３）を備え、前記積層ローラーによって加えられ、かつ前記積層ゾーンの前記幅方向に横断する前方向（Ｆ）に供給される積層力を受けた製品（Ｅ，Ｓ）が前記積層ゾーンを通過し、前記第１の積層ローラー（２）は、可動エレメント（６）に接続された支持体（４）に回転可能に搭載され、前記可動エレメント（６）の動きは、前記積層ローラー（２；３）間の積層力の変化を生じ、前記積層装置（１）は、前記可動エレメント（６）の動きを駆動するモーター（７）と、プログラム可能な電子モーター制御手段と、を備え、前記電子モーター制御手段は、前記製品（Ｅ，Ｓ）が前記積層ゾーンを横断する間前記可動エレメント（６）を移動し、前記製品（Ｅ，Ｓ）が前記積層ゾーンを横断する間前記積層力を変化させるように前記可動エレメント（６）を予め設定した動きの法則に従わせるための手段を備え、前記予め設定した動きの法則は、時々刻々と、前記積層ゾーンにある前記製品（Ｅ，Ｓ）の少なくとも一部である電極（Ｅ）の幅（Ｌ１，Ｌ２）に応じて前記電極（Ｅ）に加えられる前記積層力の変化を生じる、
装置。
【請求項２】
前記支持体（４）は、弾性手段（５１）により前記可動エレメント（６）に接続され、前記可動エレメント（６）の動きは、前記弾性手段（５１）の負荷の変化、及び前記積層ローラー（２；３）間の前記積層力の結果として生じる変化を生じる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電子モーター制御手段は、積層される前記製品（Ｅ，Ｓ）上の、前記製品の形状及び／又は種類に関する情報を受信し、受信された前記情報に基づいて前記動きの法則を設定する手段を備える、請求項１または２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記電子モーター制御手段は、前記可動エレメント（６）の２以上の前記動きの法則を記憶する手段と、前記情報を２以上の前記動きの法則の１つと関連付ける手段と、備える請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の積層ローラー（２）に加えられる前記積層力を測定するセンサ手段（１０）と、前記可動エレメント（６）の位置に応じて前記積層力のコースを求めることにより、前記弾性手段（５１）を特徴づける手段と、備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記センサ手段（１０）は、少なくとも１つのロードセル又は別のフォーストランスデューサを備える請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記可動エレメント（６）は、前記モーター（７）のシャフト（８）の回転運動を、転換部位の転換運動に転換するための機構の前記転換部位と一体である請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
運動を転換する前記機構は、スクリュー−ナット  ねじ機構を備える請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記スクリュー−ナット  ねじ機構は、ボールベアリングねじ（９）を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記モーター（７）は、ブラシレスモーターを備える請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の積層ローラー（２）の重量の少なくとも１つの部分を支持するように設計される別の弾性手段（５２）を備える請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記別の弾性手段（５２）は、前記第１の積層ローラー（２）の重量の５０％から１００％含まれる部分を支持するように設計される請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
平坦な物体を１つずつ前記積層ゾーンに供給する第１の供給手段と、前記第１の供給手段と協働して、連続的な膜を前記積層ゾーンに供給する第２の供給手段と、を備え、前記平坦な物体は、前記積層ゾーンで積層される前記製品（Ｅ，Ｓ）を形成するために、前記連続的な膜と結合される、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の供給手段は、電極（Ｅ）を供給するように設計され、前記第２の供給手段は、電極分離膜（Ｓ）を供給するように設計される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
製品自体の位置を検出するために、積層される前記製品（Ｅ，Ｓ）の供給経路（Ｐ）に沿って、前記積層ゾーンの上流に配置されるセンサ手段と、前記モーター（７）を、前記製品（Ｅ，Ｓ）の検出された位置での状態にする手段と、を備え、前記積層力の変化は、前記積層ゾーンを通じた前記製品の通路での状態である請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記積層ローラー（２；３）は、互いに平行な軸を有し、前記可動エレメント（６）は、前記積層ローラーの軸（２；３）に直交する転換方向に転換する請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの平坦な電極（Ｅ）を少なくとも１つの分離膜（Ｓ）と結合するために、請求項１から１６のいずれか一項に記載の積層装置（１）を用いることを特徴とする電気エネルギー蓄積装置を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層装置、特に、積層により、電極を分離膜と結合するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
具体的には、排他的ではないが、本装置は、電気エネルギー蓄積装置を製造するために用いられてもよい。
【０００３】
特に、非矩形形状の平坦な物体を積層するために有利に用いられてもよいロール積層装置について示される。
【０００４】
非矩形形状の物体のロール積層での課題は、積層される物体の表面全体に亘って一定である積層圧力を確実にすることである。実際、非矩形形状の物体が、２つの積層ローラー間を通過するとき、時々刻々と、ローラーにより加えられる積層力を受ける被物体の幅は、物体の形状に応じて変化する。
【０００５】
積層圧力（ローラーにより加えられる積層力と、このような力を受ける表面との比は常に等しい）が一定でない場合、一部の領域で、不十分な積層圧力を受けて、不正確に組み立てられる、及び／又は別の領域で、過剰な積層圧力を受けて、結果として製品、特に分離膜に損傷を与える可能性がある製品を製造するリスクが有り、ここで、分離膜は、少なくとも部分的に、品質の良い電気エネルギー蓄積装置を製造する必要がある構成を損傷する場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決することができる積層装置を提供することを目的とする。
【０００７】
物体の表面の全体に亘って実質的に一定な積層圧力で平坦形状の物体を積層することができる、ローラーを備えるタイプの積層装置を提供することができる。
【０００８】
非矩形形状の平坦形状に対して高品質な積層を実現できる。
【０００９】
特に、電気エネルギー蓄積装置の製造に対して、連続的な分離膜を有する平坦な、非矩形形状電極を積層するために適した積層装置を提供することができる。
【００１０】
分離膜に損傷を与えずに、電極と分離膜との安定な、強固な結合でのアセンブリを実現することができる。
【００１１】
高い生産性及び優れた信頼性を特徴とする、構造的に簡素かつ廉価な装置を提供することができる。
【００１２】
これら及び他の物体及び効果は、以下に記載される特許請求の範囲の１以上に係る装置によって実現される。
【００１３】
実施例では、積層装置は、一対の積層ローラーを有し、ローラー間に含まれる積層ゾーンにローラーによって加えられる積層力を変化させるように、可変力で負荷される弾性手段により突き出され、プログラム可能な電子プロセッサは、弾性手段の負荷を調整するモーターを制御し、積層される物体がローラー間を通過するとき、積層力は、積層圧力をほぼ一定に維持するために、時々刻々、積層ゾーンを通過する物体の幅に応じて変化する。モーターは、可動エレメント自体の位置に応じた負荷を有する弾性手段と相互作用する可動エレメント（例えば、エンドレススクリューコンベアの転換エレメント）の動きを駆動してもよい。電子プロセッサは、積層される物体上の情報を受け付けるデータ入力部と、物体の通過中に加えられる積層力を変化させるように、積層される物体を、可動エレメントの予め設定された動きと関連付ける処理部と、の両方を備えてもよい。この予め設定された動きの法則は、プロセッサに接続された電子メモリに記憶された複数のモーションのうちから選択されてもよい。前記装置は、積層された物体の経路を検出するために、物体の供給経路に沿う、積層ゾーンの上流に配置されるセンサ手段を備えても良く、可動エレメントの移動、及び積層力の関連する変化は、積層ゾーンを通じた物体の経路での状態である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、添付の図面を参照してよりよく理解及び実施され、これらは、非限定的な例示的実施形態を示す。
【図１】図１は、本発明に係る積層装置の第１の例の垂直な立面図を示す。
【図２】図２は、本発明に係る、提供される装置で積層される製品の上からの概略平面図を示す。
【図３】図３は、本発明に係る積層装置第１の例の垂直な立面図を示す。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ断面視を示す。
【図５】図５は、図５の右側面図を示す。
【図６】図６は、図５のＶＩ−ＶＩ断面視を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上述した図１−６を参照して、特に電気エネルギー蓄積装置（バッテリ、キャパシタ等）を製造するために用いられる積層装置が、番号１により、全体として示される。特に、積層装置１は、非矩形形状の少なくとも１つの平坦な電極Ｅを少なくとも１つの分離膜Ｓと結合するために用いられてもよい。より明確な図示のために、図面では、同一の参照番号は、いくつかの例示的な実施形態の同様の要素を指定するために用いられる。
【００１６】
装置１は、共に結合され、かつローラーとローラーとの間に延びる積層ゾーンを規定するために互いに向き合っている、第１の（上部）積層ローラー２と、第２の（下部）積層ローラー３と、を備える。特に、２つの積層ローラー２及び３は、互いに平行な（水平）回転軸を有する。積層ゾーンは、２つの積層ローラー２及び３にの軸に平行な幅方向に延びてもよい。
【００１７】
ローラー２及び３の間に延びる積層ゾーンを通じて、積層される物体がそこを通過し（例えば、１列に、少なくとも１つの連続的な分離膜Ｓと組み立てられる、１以上の電極Ｅが交互に配置される）、これは、積層ゾーンの幅と直交する前方向Ｆに供給される。特に、前方向Ｆは、積層ローラー２及び３の軸（互いに平行）を含む平面に直行してもよい。
【００１８】
第１の（上部）積層ローラー２は、（第１の）弾性手段５１により（又は弾性手段５１を調整することにより）可動エレメント６に接続される支持体４に回転可能に搭載され、その動きは、第１の弾性手段５１の負荷の変化、及び積層ゾーンの物体上に、ローラー２及び３によって及ぼされる積層力の結果としての変化を生じる。
【００１９】
第１の積層ローラー２の負荷は、別の又は第２の弾性手段５２（又はローラー支持弾性手段５２）に、少なくとも部分的に残ってもよい。第２の弾性手段５２は、第１のローラー２の重量の、５０％から１００％含まれる、少なくとも１つの部分をバランスする及び／又は支持するように設計されてもよい。
【００２０】
装置１は、可動エレメント６の（垂直）移動を駆動するモーター７を備えてもよい。モーター７は、例えば、ブラシレスモーターを備えてもよい。
【００２１】
本明細書に示される例のように、可動エレメント６は、モーター７の回転シャフト８の回転運動を、上述した機構の転換部位の転換移動に転換するための、機構の転換部位を備えてもよい。例えば、この機構は、スクリュー−ナット  ねじ機構、特に、ボールベアリングねじ９を備えてもよい。
【００２２】
装置１は、プログラム可能な電子モーター制御手段を備えてもよい。これらの制御手段は、例えば、図示されない、コントロールユニット（ＣＰＵ）、及び制御手段により実行可能なコンピュータプログラム命令を備えてもよい。特に、制御手段は、可動エレメント６を移動し、積層される製品が積層ゾーンを横断する手段を備えてもよく、積層圧力をほぼ一定に維持するために、時々刻々と前記積層ゾーンにある、製品の幅に応じた積層力を変化させるように、可動エレメント６を、予め設定された動きの法則に従わせる。図２は、積層される物体の例を示す。この物体は、その上に複数の電極Ｅが、１列に、交互に配置される連続的な分離膜Ｓを備える。当該物体は、前方向Ｆに応じて積層のために供給される。これらの電極Ｅは、非矩形形状を有してもよく、電極Ｅの幅（つまり、前方向に横断する方向及び／又は積層ゾーンの幅に平行な方向のそれらの大きさ）は、一定ではなく、単一の電極Ｅは、幅Ｌ１を有する積層ゾーン及び幅Ｌ２≠Ｌ１を有する別の積層ゾーンを有してもよい。この特定の場合（Ｌ２＞Ｌ１）、ほぼ一定の積層圧力を実現するために、Ｌ１未満の幅を有する物体の一部に加えられる積層力Ｆ１は、Ｌ２超の幅を有する部分に加えられる積層力Ｆ２よりも小さくなり、例えば、Ｆ１／Ｌ１＝Ｆ２／Ｌ２のように比例的になる。
【００２３】
制御手段は、積層される物体上の情報、例えば、物体の形状及び／又はサイズ及び／又は種類に関する情報、を受信する手段と、受信された情報に基づいてエレメント６の所望の動きの法則を設定する手段と、を備えてもよい。特に、これらの制御手段は、可動エレメント６に対する２以上の動きの法則を記憶するための手段と、上記で記憶された動きの法則の１つを、積層される物体に関する上記の情報と関連付ける手段と、を備えてもよい。
【００２４】
装置１は、第１の積層ローラー２により加えられる積層力を測定するセンサ手段１０と、可動エレメント６の位置に応じて積層力のコースを求めることにより第１の弾性手段５１を特徴付ける手段と、を備えてもよい。制御手段は、積層力の変化の所望の法則（例えば、物体の表面の全てに亘ってほぼ一定である所望の積層圧力を得るために、積層された物体の形状に基づいて算出された変化の法則）を受信する手段と、第１の弾性手段５１の特徴を用い、そうすることにより、積層力の変化の所望の法則を生じる可動エレメント６の所望の動きの法則を求める処理手段と、を備えてもよい。
【００２５】
例えば、力センサ手段は、少なくともロードセル又は別のフォーストランスデューサを備えてもよい。
【００２６】
装置１は、（非矩形形状の）平坦な物体を、例えば電極Ｅを、積層ゾーンに一つずつ供給する第１の供給手段と、連続的な膜Ｓを、例えば分離膜を、第１の供給手段と協働して、積層ゾーンに供給して、平坦な物体が、積層ゾーンの連続的な膜と結合する第２の供給手段と、を備えてもよい。第１の供給手段は、連続的な膜上に、１列に、互いに、平坦な物体を積層するように、配置されてもよい。図３−６では、第１及び第２の供給手段は、少なくとも部分的に示される（これは、既知の種類の供給手段を備えてもよく、よって、詳細は説明しない）。特に、番号１１により、積層される製品がそこに進む、（水平）転換平面が示される。期待されることは、積層される製品（分離膜Ｓ及び電極Ｅ）が、積層ゾーンに到達する前に、例えば、既知の手法で、予め加熱されることである。
【００２７】
装置１は、物体の位置を検出するために、積層される物体の供給経路Ｐに沿って、積層ゾーンの上流に配置される（例えば、既存の種類の）センサ手段を備えてもよい。これらの位置又は近接センサ手段は、（例えば、光学、超音波、磁気等の）コンタクトレスセンサ手段又は別の種類のセンサ手段を備えてもよい。
【００２８】
制御手段は、可動エレメント６を駆動するモーター７を、前に動く物体の検出された位置での状態にする手段を備えてもよく、所望の積層圧力を得るために、積層力（これは、可動エレメント６の位置の変化に応じる）の変化は、積層ゾーンを通じて、物体の通路での状態となる。
【００２９】
使用時には、積層ローラー駆動モーター１２、例えば、第２の（下部）ローラー３及び／又は第１の（上部）ローラー２に加えられるモーター１２は、ローラーの回転について提供し、その一方で、積層される製品（膜Ｓ上の電極Ｅ）は、積層ゾーンに向かって前進する。特にこの場合、両方のローラー２，３は、モータ駆動である。制御手段は、可動エレメント６の所望の動きの法則を設定する。例えば、動きの法則は、製品（特に電極Ｅ）の幅Ｌの状態に基づいて算出される、又は対応する法則の製品の種類と関連付けることにより法則の群から選択されてもよい。
【００３０】
可動エレメント６の位置に変化は、第１の弾性手段５１での負荷の変化、及び積層力の結果としての変化を生じる。可動エレメント６の位置の調整は、製品の少なくとも１つの端部（電極Ｅの前端又は後端）が積層ゾーンに侵入したときに開始する。この調整の状態は、積層ゾーンの上流に配置される、積層ゾーン位置を検出するセンサ手段により発せられる位置信号に基づいて提供されてもよい。
【００３１】
積層ゾーンは、ローラー軸に平行な、幅方向に延びるライン又は薄片を備える。積層される製品（電極Ｅ）の少なくとも一部は、（非矩形形状）可変幅Ｌを有する。製品が通過するとき、積層力ＦＬが変化し、積層圧力（比ＦＬ／Ｌにほぼ比例する）は、一定に維持される。
【００３２】
積層は、積層された製品の表面全体に亘って調整され、均一になる。よって、分離膜への余分な圧力が、その特性、例えば電気特性の損失又は低減をもたらすため、積層された製品のいくつかの部分の上、特に分離膜の（高分子）材料上に余分な圧力を生じずに、特に分離膜Ｓと電極Ｅとの間の、所望の、十分に強固であり、かつ結合抵抗性に到達するために適切な一定の積層圧力を得ることができ、効果的な電気エネルギー蓄積装置を製造するために有益である。
【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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