(57)【要約】【課題】粉末圧延装置において、予備圧下ロールと圧延ロールとの間に安定して粉末材料を供給する。【解決手段】シート状の基材Ｘに対して粉末材料Ｙを圧着しつつ上記基材Ｘの圧延を行う一対の圧延ロールと、上記圧延ロールの周面に供給された上記粉末材料が上記基材に圧着される前に、上記粉末材料を上記圧延ロールの周面に対して押し付ける予備圧下ロールと、上記予備圧下ロールよりも前に上記粉末材料を上記圧延ロールの周面上にて分散させて均す分散手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の基材に対して粉末材料を圧着する圧延ロールと、
前記圧延ロールの周面に供給された前記粉末材料が前記基材に圧着される前に、前記粉末材料を前記圧延ロールの周面に対して押し付ける予備圧下ロールと、
前記予備圧下ロールよりも前に前記粉末材料を前記圧延ロールの周面上にて分散させて均す分散手段と
を備えることを特徴とする粉末圧延装置。
【請求項２】
前記分散手段は、
前記圧延ロールの上方に配置されると共に前記粉末材料を一時的に貯留する粉末貯留容器と、
前記粉末貯留容器を傾動させる容器傾動部と、
当該粉末貯留容器を振動させる容器振動部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の粉末圧延装置。
【請求項３】
前記分散手段は、前記圧延ロールの上方にて前記粉末材料を搬送するベルトコンベアと、当該ベルトコンベア上に形成される粉末層の厚さを規定するドクターブレードと
を備えることを特徴とする請求項１記載の粉末圧延装置。
【請求項４】
前記分散手段は、前記圧延ロールの周面に前記粉末材料を吐出するノズルを振動させるノズル振動部であることを特徴とする請求項１記載の粉末圧延装置。
【請求項５】
前記分散手段による前記粉末材料の分散状態を制御することによって、前記圧延ロールの周面上に形成される粉末層の厚さを制御することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の粉末圧延装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末圧延装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、基材の表面に対して粉末材料が付着形成された複合材料としてのシートを製造する過程で用いられる装置として、基材に対して粉末材料を圧着する粉末圧延装置が提案されている。
このような粉末装置は、特許文献１や特許文献２に示すように、一対の圧延ロールを備えており、これらの圧延ロール間において基材の表面に粉末材料を圧着する。
【０００３】
ところで、このような粉末装置のなかには、特許文献１や特許文献２に示すように、圧延ロールの周面に供給された粉末材料が基材に圧着される前に、粉末材料を圧延ロールの周面に対して押し付ける予備圧下ロールを備えるものが知られている。
【０００４】
このような予備圧下ロールを備える粉末圧延装置では、特許文献１や特許文献２に示すように、予備圧下ロールの上流側に粉溜まりが形成され、この粉溜まりから予備圧下ロールと圧延ロールとの間に粉末材料が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８７０６８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複合材料としてのシートを形成する際に用いられる粉末材料のなかには、凝集を起こし易いこと等に起因して流動性が低いものがある。例えば、流動性が低い粉末材料としては、粉粒子の径が微小な粉（例えば５０μｍ以下の粉）や、粉粒子が帯電により粒子間相互に引き合い凝集している粉、または粒子表面の濡れ性から水分を捕集したり液架橋が起るなどによって粒子同士が凝集しているような粉がある。
このような流動性が低い粉末材料を、予備圧下ロールの上流側に形成された粉溜まりから予備圧下ロールと圧延ロールとの間に供給しようとすると、粉末材料がうまく流動せず、予備圧下ロールと圧延ロールとの間への粉末の供給量にばらつきが生じることとなる。
このように予備圧下ロールと圧延ロールとの間への粉末の供給量にばらつきが生じると、複合材料としてのシートの長さ方向において活物質層の厚みにばらつきが生じることとなってしまう。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、粉末圧延装置において、予備圧下ロールと圧延ロールとの間に安定して粉末材料を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００９】
シート状の基材に対して粉末材料を圧着する一対の圧延ロールと、上記圧延ロールの周面に供給された上記粉末材料が上記基材に圧着される前に、上記粉末材料を上記圧延ロールの周面に対して押し付ける予備圧下ロールと、上記予備圧下ロールよりも前に上記粉末材料を上記圧延ロールの周面上にて分散させて均す分散手段とを備えるという構成を採用する。
【００１０】
このような構成を採用する本発明によれば、分散手段によって、予備圧下ロールよりも前に粉末材料が圧延ロールの周面上にて分散される。このため、本発明によれば、予備圧下ロールの上流側に粉溜まりが形成されることを抑止することができる。
この結果、圧延ロールの回転に伴って搬送される粉末材料は、予備圧下ロールの上流側で一時的に貯留されることがなく、圧延ロールの回転に伴ってそのまま圧延ロールと予備圧下ロールの間に供給される。このため、粉末材料がスムーズに予備圧下ロールと圧延ロールとの間に入り込むこととなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、予備圧下ロールの上流側に形成された粉溜まりから予備圧下ロールと圧延ロールとの間に粉末材料を供給する場合と比較して、予備圧下ロールと圧延ロールとの間に安定して粉末材料を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態における粉末圧延装置１の要部を示す概略構成図であり、（ａ）が圧延ロールの回転軸方向から見た模式図であり、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【図２】本発明の第２実施形態における粉末圧延装置１の要部を示す概略構成図であり、（ａ）が圧延ロールの回転軸方向から見た模式図であり、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図３】本発明の第３実施形態における粉末圧延装置１の要部を示す概略構成図であり、（ａ）が圧延ロールの回転軸方向から見た模式図であり、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る粉末圧延装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１４】
（第１実施形態）
本実施形態の粉末圧延装置１は、金属及び有機材料からなる複合材料としてのシート状の基材の両面に対して、例えば粉末材料が付着形成された複合材料としてのシートを製造する過程で用いられるものであり、基材Ｘの両面に対して粉末状の活物質（粉末材料）を圧着させるものである。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の粉末圧延装置１は、圧延ロール２と、圧延ロール軸箱３と、リニアガイド４と、圧延ロール用油圧シリンダ５と、油圧装置６と、ハウジングフレーム７と、予備圧下ロール８と、予備圧下ロール軸箱９と、予備圧下ロール用加圧シリンダ１０と、回転駆動部１１と、粉末材料供給装置１２と、分散装置１３（分散手段）とを備えている。
なお、図１に示されていないが、本実施形態の粉末圧延装置１は、基材Ｘが巻回されたコイルを支持すると共に当該基材Ｘを送り出す送出装置、基材Ｘを搬送する搬送装置、及び粉末圧延装置１の全体を制御する制御装置等を備えている。
【００１６】
圧延ロール２は、基材Ｘと粉末材料とを同時に圧延して、基材Ｘに対して粉末材料を圧着するものである。
本実施形態の粉末圧延装置１においては、図１に示すように、２本の圧延ロール２Ａ，２Ｂが一対とされており、これら２本の圧延ロール２Ａ，２Ｂが周面を向かい合わせて対向配置されている。また、図１に示すように、２本の圧延ロール２Ａ，２Ｂは、回転軸が平行となり、かつ同じ高さとなるように配置されている。
そして、本実施形態の粉末圧延装置１においては、２本の圧延ロール２Ａ，２Ｂ間に上方から下方に向けて基材Ｘが通過され、これらの２本の圧延ロール２Ａ，２ＢのギャップＧにて粉末材料Ｙを基材Ｘの表面に圧着する。
【００１７】
圧延ロール軸箱３は、圧延ロール２の両端の軸部２ａに対して各々設けられており、軸部２ａを回転可能に支持するためのものである。
この圧延ロール軸箱３は、軸部２ａに対して直接取り付けられる軸受を備えている。
【００１８】
リニアガイド４は、圧延ロール軸箱３を圧延ロール２Ａ，２Ｂの配列方向に移動可能に支持するものである。
具体的には、リニアガイド４は、圧延ロール軸箱３の下方に配置され、当該軸箱を圧延ロール２Ａ，２Ｂの配列方向に移動可能に支持している。
【００１９】
圧延ロール用油圧シリンダ５は、圧延ロール軸箱３を圧延ロール２Ａ，２Ｂの配列方向の外側から支えると共に、圧延ロール２Ａ，２Ｂに対して互いに近づく方向に荷重を掛けるためのものである。
【００２０】
油圧装置６は、圧延ロール２Ａ側に取り付けられた圧延ロール用油圧シリンダ５を伸長させるためのものであり、圧延ロール２Ａ，２Ｂに対して掛けられる荷重を調節するものである。
【００２１】
ハウジングフレーム７は、圧延ロール２、圧延ロール軸箱３、リニアガイド４、圧延ロール用油圧シリンダ５、油圧装置６、予備圧下ロール８、予備圧下ロール軸箱９、及び予備圧下ロール用油圧シリンダ１０を支持する支持構造体である。
【００２２】
予備圧下ロール８は、粉末材料供給装置１２から圧延ロール２上に供給された粉末材料ＹをギャップＧに到達する前に圧延ロール２の周面に対して押し付けて予備的に圧下することで、粉末材料Ｙが圧延ロール２の周面上に均一な厚さの粉末層を形成するためのものである。
また、予備圧下ロール８は、予備圧下ロール用油圧シリンダ１０による押圧力と、予備圧下ロール８の回転数によって、ギャップＧに送り出す粉末材料Ｙの供給量を調節する。
【００２３】
予備圧下ロール軸箱９は、予備圧下ロール８の両端の軸部８ａに対して各々設けられており、軸部８ａを回転可能に支持するためのものである。
この予備圧下ロール軸箱９は、軸部８ａに対して直接取り付けられる軸受を備えている。
【００２４】
予備圧下ロール用加圧シリンダ１０は、予備圧下ロール軸箱９を上方から支えると共に予備圧下ロール８を圧延ロール２の周面に向けて押圧するものであり、ハウジングフレーム７に固定されている。
そして、本実施形態の粉末圧延装置１において予備圧下ロール用加圧シリンダ１０は、予備圧下ロール８に掛かる荷重が予め定められた設定値で常に維持されるように、圧延ロール２の周面に対して近づいたり離れたり（近接又は離間）する方向に予備圧下ロール８の位置を移動可能に支持する。
【００２５】
回転駆動部１１は、圧延ロール２及び予備圧下ロール８を回転駆動するものであり、圧延ロール２と予備圧下ロール８とに接続されている。
【００２６】
粉末材料供給装置１２は、粉末材料Ｙを圧延ロール２の周面に向けて供給するものであり、各圧延ロール２の上方に配置されている。
この粉末材料供給装置１２は、図１に示すように、粉末材料Ｙを貯蓄するホッパ１２ａと、当該ホッパ１２ａの下部と接続されてホッパ１２ａから粉末材料Ｙを導出するノズル１２ｂとを備えている。
【００２７】
分散装置１３は、予備圧下ロール８よりも前に粉末材料Ｙを圧延ロール２の周面上にて、圧延ロール幅および円周方向に対して、単位長さあたり一定量の粉末材料を均一に供給、且つ分散させて均すものであり、各圧延ロール２に対して設けられている。
そして、本実施形態において分散装置１３は、図１に示すように、粉末貯留容器１３ａと、容器傾動部１３ｂと、容器振動部１３ｃとを備えている。
【００２８】
粉末貯留容器１３ａは、粉末材料供給装置１２から供給される粉末材料Ｙを一時的に貯留するものであり、上部が開放された形状とされている。
また、圧延ロール２の回転軸方向における粉末貯留容器１３ａの長さは、回転軸方向の全域において圧延ロール２の周面に粉末材料Ｙが供給できるように、圧延ロール２の周面の回転軸方向の幅と一致されている。
そして、この粉末貯留容器１３ａは、図１に示すように、圧延ロール２の回転方向において予備圧下ロール８の上流側の上方に配置されている。
【００２９】
容器傾動部１３ｂは、不図示の制御装置の制御の下、粉末貯留容器１３ａを傾動させるものである。
容器振動部１３ｃは、不図示の制御装置の制御の下、粉末貯留容器１３ａを振動させるものである。
【００３０】
このような構成を有する分散装置１３では、容器傾動部１３ｂによって粉末貯留容器１３ａが傾動され、さらに容器振動部１３ｃによって粉末貯留容器１３ａが振動されることによって、粉末貯留容器１３ａに貯留された粉末材料Ｙが徐々に崩れ落ちて粉末貯留容器１３ａの外部に振り落とされる。
この結果、粉末材料Ｙは、圧延ロール２の周面上において、分散されて均された状態で配置される。
【００３１】
なお、容器傾動部１３ｂによる粉末貯留容器１３ａの傾動角度及び容器振動部１３ｃによる振動周波数は、制御装置によって制御され、例えば、圧延ロール２の周面に振り落とされる粉末材料Ｙの単位時間あたりの量が、圧延ロール２と予備圧下ロール８との間で単位時間あたりに予備圧下される粉末材料Ｙの量と同等となるように設定される。そして、容器傾動部１３ｂによる粉末貯留容器１３ａの傾動角度及び容器振動部１３ｃは、圧延ロールの任意の回転速度に応じて常に圧延ロールの単位幅あたり、および単位円周長さあたりに一定量の粉末材料を供給するように設定される。
【００３２】
そして、本実施形態の粉末圧延装置１においては、容器傾動部１３ｂによる粉末貯留容器１３ａの傾動角度及び容器振動部１３ｃによる振動周波数の調節により、圧延ロール２の周面に供給される粉末材料Ｙの供給量、すなわち粉末材料Ｙによって形成される粉末層の厚みを制御することができる。
【００３３】
このような構成を採用する本実施形態の粉末圧延装置１によれば、圧延ロール２のギャップＧに基材Ｘが上方から供給され、粉末材料供給装置１２から分散装置１３に粉末材料が供給される。そして、粉末材料Ｙは、分散装置１３によって、分散されて均された状態で圧延ロール２の周面上に配置される。
このように圧延ロール２の周面に配置された粉末材料Ｙは、予備圧下ロール８によって圧延ロール２の周面に押し付けられて圧下されることにより、圧延ロール２の周面上に均一な厚さの粉末層が形成され、その後圧延ロール２によって基材Ｘの表面に圧着される。
【００３４】
以上のような本実施形態の粉末圧延装置１によれば、分散装置１３によって、予備圧下ロール２よりも前に粉末材料Ｙが圧延ロール２の周面上にて、圧延ロール幅方向および円周長さ方向に均一に分散される。このため、予備圧下ロール８の上流側に粉溜まりが形成されることを抑止することができる。
この結果、圧延ロール２の回転に伴って搬送される粉末材料Ｙは、予備圧下ロール８の上流側で一時的に貯留されることがなく、圧延ロール２の回転に伴ってそのまま圧延ロール２と予備圧下ロール８の間に供給される。このため、粉末材料Ｙがスムーズに予備圧下ロール８と圧延ロール２との間に入り込むこととなる。
したがって、本実施形態の粉末圧延装置１によれば、予備圧下ロール８の上流側に形成された粉溜まりから予備圧下ロール８と圧延ロール２との間に粉末材料Ｙを供給する場合と比較して、予備圧下ロール８と圧延ロール２との間に安定して粉末材料Ｙを供給することができる。
【００３５】
また、本実施形態の粉末圧延装置１においては、分散装置１３が、圧延ロール８の上方に配置されると共に粉末材料Ｙを一時的に貯留する粉末貯留容器１３ａと、粉末貯留容器１３ａを傾動させる容器傾動部１３ｂと、粉末貯留容器１３ａを振動させる容器振動部１３ｃとを備える。
このため、容器傾動部１３ｂによる粉末貯留容器１３ａの傾動角度及び容器振動部１３ｃによる振動周波数の調節により、圧延ロール２の周面に供給される粉末材料Ｙの供給量等を容易に制御することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３７】
図２に示すように、本実施形態の粉末圧延装置１Ａは、ベルトコンベア１４ａとドクターブレード１４ｂとを有する分散装置１４（分散手段）を備える構成を採用している。
【００３８】
ベルトコンベア１４ａは、圧延ロール２の上方に配置されており、粉末供給装置１２から供給される粉末材料Ｙを圧延ロール２の上方まで搬送するものである。
ドクターブレード１４ｂは、ベルトコンベア１４ａ上に形成される粉末層の厚さを規定するものである。このドクターブレード１４ｂは、ベルトコンベア１４ａの搬送方向における最下流位置に配置されており、ベルトコンベア１４ａの搬送面に対して隙間を空けて対向配置されている。
【００３９】
このような構成を採用する本実施形態の粉末圧延装置１Ａにおいては、ドクターブレード１４ｂによってベルトコンベア１４ａ上の粉末材料Ｙが分散されて均され、分散された粉末材料Ｙがベルトコンベア１４ａから圧延ロール２の周面に供給される。この結果、圧延ロール２の周面上の粉末材料Ｙも分散され均された状態となる。
【００４０】
したがって、本実施形態の粉末圧延装置１Ａにおいても、上記第１実施形態の粉末圧延装置１と同様に、圧延ロール２の回転に伴って搬送される粉末材料Ｙは、予備圧下ロール８の上流側で一時的に貯留されることがなく、圧延ロール２の回転に伴ってそのまま圧延ロール２と予備圧下ロール８の間に供給される。
よって、本実施形態の粉末圧延装置１Ａによれば、予備圧下ロール８の上流側に形成された粉溜まりから予備圧下ロール８と圧延ロール２との間に粉末材料Ｙを供給する場合と比較して、予備圧下ロール８と圧延ロール２との間に安定して粉末材料Ｙを供給することができる。
【００４１】
また、本実施形態の粉末圧延装置１Ａにおいては、分散装置１４が、圧延ロール２の上方にて粉末材料Ｙを搬送するベルトコンベア１４ａと、ベルトコンベア１４ａ上に形成される粉末層の厚さを規定するドクターブレード１４ｂとを備える。
このため、ドクターブレード１４ｂとベルトコンベア１４ａとの間の隙間量を調節することによって、圧延ロール２の周面に供給される粉末材料Ｙの供給量等を容易に制御することができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態の粉末圧延装置１Ｂは、圧延ロール２の周面に粉末材料Ｙを供給する粉末材料供給装置１２のノズル１２ｂを振動するノズル振動部１５（分散手段）を分散装置１３に換えて有している。
なお、本実施形態においてノズル１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、圧延ロール２の回転軸の長さ方向の全域に亘って配置されている。そして、ノズル振動部１５は、ノズル１２ｂの全域が均一に振動するようにノズル１２ｂの配置領域の全域に亘って設けられている。
【００４４】
このような構成を有する本実施形態の粉末圧延装置１Ｂにおいては、ノズル１２ｂから吐出される粉末材料Ｙに対して振動が付与されて粉末材料Ｙが分散されて均される。
したがって、本実施形態の粉末圧延装置１Ｂによっても、予備圧下ロール８と圧延ロール２との間に安定して粉末材料Ｙを供給することができる。
【００４５】
また、本実施形態の粉末圧延装置１Ｂによれば、ノズル振動部１５のみによって粉末材料Ｙを分散することができるため、簡易的な構造とすることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４６】
例えば、上述の粉末材料供給装置と分散手段との両方の機能を有するディスペンサを配置し、予備圧下ロール８の上流側に粉溜まりが生じない量で当該ディスペンサから粉末材料Ｙを圧延ロール２に対して供給するようにしても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ，１Ｂ……粉末圧延装置、２，２Ａ，２Ｂ……圧延ロール、８……予備圧下ロール、１２……粉末供給装置、１２ａ……ホッパ、１２ｂ……ノズル、１３，１４……分散装置（分散手段）、１３ａ……粉末貯留容器、１３ｂ……容器傾動部、１３ｃ……容器振動部、１４ａ……ベルトコンベア、１４ｂ……ドクターブレード、１５……ノズル振動部、Ｘ……基材、Ｙ……粉末材料
【図１】
2013057100.tif 000003
【図２】
2013057100.tif 000004
【図３】
2013057100.tif 000005