间歇阀装置及间歇涂布装置的制作方法

本发明涉及间歇阀装置及间歇涂布装置。

背景技术：

近年来，随着电动汽车(ev)、混合动力车(hv)、插电式混合动力车(phv)等的普及，二次电池的出货增加。特别是，锂离子二次电池的出货增加。一般的二次电极以正极板、负极板、隔板及电解液作为主要构成要素。正极板、负极板这样的电极板具有在由金属箔构成的集电体的表面上层叠有电极活性物质的构造。

以往，作为这样的电极板的制造方法，已知有使用间歇涂布装置在长条的金属箔的表面上间歇地涂布电极浆料的方法，该间歇涂布装置包括：模具(die)，其喷出混合有活性物质及溶剂的电极浆料；以及间歇阀，其切换向模具的电极浆料的供给和非供给(例如，参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开2010-108678号公报

技术实现要素：

[发明要解决的课题]

随着二次电池的出货增加，存在希望缩短电极板的制造时间的要求。但是，如果为了缩小电极板的制造时间而在金属箔上高速地间歇涂布电极浆料，则由于间歇阀的响应性的极限，电极浆料的涂布精度有可能降低。涂布精度的降低可能会导致电极板的品质降低。

本发明鉴于以上状况而完成，其目的在于提供一种实现电极板的制造时间缩短和品质维持的兼顾的技术。

本发明的一个方案是间歇阀装置。该间歇阀装置包括：间歇阀，其能够切换向在被涂布体上涂布涂料的模具供给涂料的第1状态和停止供给的第2状态；以及驱动部，其切换间歇阀的第1状态和第2状态。驱动部具有周面与间歇阀连接并向一个方向旋转的凸轮。凸轮在周面上具有使间歇阀成为第1状态的第1形状部和使间歇阀成为第2状态的第2形状部。

本发明的另一方案是间歇涂布装置。该间歇涂布装置包括：模具，其在被涂布体上涂布涂料；以及上述方案的间歇阀装置，其切换涂料向模具的供给和非供给。

以上构成要素的任意组合、以及将本发明的表现在方法、装置、系统等之间进行转换的方式作为本发明的方式也有效。

根据本发明，能够实现电极板的制造时间缩短和品质维持的兼顾。

附图说明

图1是实施方式的间歇涂布装置的示意图。

图2是表示间歇阀装置的概略构造的侧视图。

图3的(a)～图3的(d)是表示凸轮旋转的状态的示意图。

具体实施方式

以下，基于优选的实施方式并参照附图来说明本发明。实施方式不限定发明而是例示，并非实施方式所述的所有的特征及其组合都是发明的本质内容。对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，为了易于说明，各图所示的各部的比例尺、形状被方便地设定，只要没有特别提及，就不作限定性的解释。另外，在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况下，只要没有特别提及，则该用语不表示任何顺序或重要度，而是用于区别某个结构和其他结构的用语。另外，在各附图中，在说明实施方式的基础上，对不重要的构件的一部分省略显示。

图1是实施方式的间歇涂布装置的示意图。间歇涂布装置1包括模具2、间歇阀装置4、罐6、泵8、输送管路10、返回管路12、以及模具供给管路14。

模具2是在被涂布体16上涂布涂料18的器具。本实施方式的间歇涂布装置1用于二次电池的电极板的制造。二次电池的电极板是在集电体上涂布电极浆料并使其干燥的片状的电极素材。因此，在本实施方式中，被涂布体16是二次电池的集电极，涂料18是二次电池的电极浆料。集电体例如为金属箔。电极浆料例如为正极活性物质或负极活性物质与溶剂的混合物。在一般的锂离子二次电池的情况下，正极的电极板是在铝箔上涂布包含钴酸锂、磷酸铁锂等正极活性物质的浆料而制作的。另外，负极的电极板是在铜箔上涂布包含石墨等负极活性物质的浆料而制作的。

模具2以喷出口84与支承辊20的周面隔开规定的间隔而相对的方式配置。被涂布体16通过支承辊20的旋转，而被连续地输送到支承辊20与喷出口84相对的位置。

在模具2上经由模具供给管路14连接有间歇阀装置4。间歇阀装置4是切换涂料18向模具2的供给和非供给的装置。间歇涂布装置1在涂料18被供给到模具2的期间，能够从模具2向被涂布体16喷出涂料18。在间歇阀装置4上经由输送管路10和返回管路12连接有罐6。

罐6贮存涂料18。在输送管路10中设有泵8，通过泵8的驱动从罐6向间歇阀装置4输送涂料18。间歇阀装置4将从罐6供给的涂料18经由模具供给管路14供给到模具2。或者，间歇阀装置4使从罐6供给的涂料18经由返回管路12返回到罐6。

通过间歇阀装置4向模具2供给涂料18，能够从模具2喷出涂料18而在被涂布体16上形成涂料18的涂布部18a。另外，通过间歇阀装置4使涂料18返回到罐6，能够停止来自模具2的涂料18的涂布而在被涂布体16上形成涂料18的未涂布部16a。即，通过间歇阀装置4，能够对被涂布体16间歇涂布涂料18。未涂布部16a用于电极的中心引线的粘贴等。

图2是表示间歇阀装置的概略构造的侧视图。图3的(a)～图3的(d)是表示凸轮旋转的状态的示意图。在图2中，图示了间歇阀的剖面。间歇阀装置4包括间歇阀22、驱动部24、以及连结部26。

间歇阀22具有缸28和活塞30。缸28在上表面具有供活塞30可滑动地插通的第1开口32，在侧面具有连接输送管路10的第2开口34、连接返回管路12的第3开口36、以及连结模具供给管路14的第4开口38。另外，缸38在内部具有分支流路40、模具流路42以及罐流路44。分支流路40的一端与第2开口34连接。分支流路40的另一端侧分支为2条，一个分支端与模具流路42的一端连接，另一个分支端与罐流路44的一端连接。模具流路42的另一端与第4开口38连接，罐流路44的另一端与第3开口36连接。

缸28的第1开口32、分支流路40及罐流路42连结的第1连结部46，与分支流路40及罐流路44连结的第2连结部48以在直线上排列的方式配置。第1开口32、第2连结部48及第1连结部46依次排列。活塞30的一端侧插通于第1开口32、第2连结部48及第1连结部46。

在活塞30的第1连结部46的附近部设有第1阀芯50。在活塞30的第2连结部48的附近部设有第2阀芯52。第1阀芯50及第2阀芯52以在活塞30的轴向x上的二者的间隔大于第1连结部46与第2连结部48的间隔的方式配置。

活塞30通过相对于缸28沿轴向x位移，能够向第1位置及第2位置位移。活塞30在比处于第2位置时更进入缸28内时，记作第1位置，在比处于第1位置时更从缸28内退出时，记作第2位置。图2中图示了处于第1位置时的活塞30。

在活塞30处于第1位置时，在第1阀体50与第1连结部46之间形成间隙，分支流路40与模具流路42连通。另一方面，第2阀芯52嵌合于第2连结部48。即，第2连结部48作为第2阀芯52的阀座发挥功能。由此，分支流路40与罐流路44被切断。

在活塞30处于第2位置时，第1阀芯50嵌合于第1连结部46。即，第1连结部46作为第1阀芯50的阀座发挥功能。由此，分支流路40与模具流路42被切断。另一方面，在第2阀体52与第2连结部48之间形成间隙，分支流路40与罐流路44连通。

间歇阀22在活塞30处于第1位置时记作第1状态，在活塞30处于第2位置时记作第2状态。间歇阀22的第1状态是向模具2供给涂料18的状态。间歇阀22的第2状态是停止向模具2供给涂料18的状态。

即，在间歇阀22处于第1状态时，由于活塞30处于第1位置，因此分支流路40与模具流路42连通，分支流路40与罐流路44被切断。因此，从输送管路10经由第2开口34流入分支流路40的涂料18，经由模具流路42、第4开口38及模具供给管路14被供给到模具2。另一方面，在间歇阀22处于第2状态时，由于活塞30处于第2位置，因此分支流路40与模具流路42被切断，分支流路40与罐流路44连通。因此，从输送管路10经由第2开口34流入分支流路40的涂料18，经由罐流路44、第3开口36及返回管路12而返回到罐6。

驱动部24是切换间歇阀22的第1状态及第2状态的机构。驱动部24具有电动机54和凸轮56。电动机54由伺服电动机等构成。电动机54具有电动机轴58。凸轮56是圆板状，与电动机轴58连结。凸轮56通过电动机54而向一个方向旋转。在本实施方式中，凸轮56向旋转方向a旋转。凸轮56的周面60经由连结部26与间歇阀22连接。

连结部26连结驱动部24的凸轮56和间歇阀22的活塞30。本实施方式的连结部26具有在活塞30的轴向x上延伸的第1连结构件62和在与轴向x相交的方向上延伸的第2连结构件64。第1连结构件62的一端配置为与凸轮56的周面60接触。第1连结构件62的另一端固定于第2连结构件64的一端。第2连结构件64的另一端固定于从活塞30的缸28突出的端部。连结部26与活塞30成为一体，能够在活塞30的轴向x上位移。第1连结构件62从第2连结构件64向凸轮56延伸的方向，与活塞30从第2连结构件64向缸28延伸的方向是相同方向。

凸轮56在周面60上具有使间歇阀22成为第1状态的第1形状部66和使间歇阀22成为第2状态的第2形状部68。本实施方式的周面60由1个第1形状部66和1个第2形状部68构成。第1形状部66与第2形状部68距凸轮56的中心c、换言之距电动机轴58的距离不同。具体而言，第1形状部66距中心c的距离比第2形状部68近，第2形状部68距中心c的距离比第1形状部66远。因此，周面60由大致正圆形的第1形状部66和从该正圆的圆周上突出的第2形状部68构成。

如果第1连结构件62与第1形状部66接触，则连结部26向第1方向x1位移。随之，活塞30也向第1方向x1位移并向第1位置移动。其结果，间歇阀22成为第1状态。另外，如果第1连结构件62与第2形状部68接触，则连结部26向第2方向x2位移。随之，活塞30也向第2方向x2位移并向第2位置移动。其结果，间歇阀22成为第2状态。在本实施方式中，第1方向x1是第1连结构件62接近凸轮56的中心c的方向，第2方向x2是第1连结构件62从凸轮56的中心c分离的方向。另外，在本实施方式中，第1方向x1是下方向，第2方向x2是上方向，

例如，如图3的(a)所示，在第1连结构件62与周面60的第1形状部66抵接的状态下，凸轮56旋转。通过凸轮56旋转，如图3的(b)所示，第1连结构件62相对于周面60的抵接位置在第1形状部66内移动。

凸轮56进一步旋转，如图3的(c)所示，如果第1连结构件62相对于周面60的抵接位置从第1形状部66移动到第2形状部68，则第1连结构件62向第2方向x2位移，从凸轮56的中心c分离。随着该第1连结构件62的位移，第2连结构件64及活塞30向与第1连结构件相同的第2方向x2位移。因此，活塞30向从缸28退出的方向位移，处于第2位置。因此，第2形状部68能够使间歇阀22成为第2状态。

凸轮56进一步旋转，如图3的(d)所示，如果第1连结构件62相对于周面60的抵接位置从第2形状部68移动到第1形状部66，则第1连结构件62向第1方向x1位移，接近凸轮56的中心c。随着该第1连结构件62的位移，第2连结构件64及活塞30向与第1连结构件相同的第1方向x1位移。因此，活塞30向进入缸28的方向位移，处于第1位置。由此，第1形状部66能够使间歇阀22成为第1状态。由此，间歇涂布装置1能够与凸轮56的旋转同步而等间隔地形成涂布部18a(或者未涂布部16a)。

另外，间歇阀装置4包括对连结部26向凸轮56、换言之向第1方向x1施力的施力构件70。例如，施力构件70由线圈弹簧等弹簧构成。在本实施方式中，施力构件70由支承框72支承。支承框72具有多个支柱74和顶板76。各支柱74沿活塞30的轴向x延伸，一端与缸28连接。各支柱74延伸至比第2连结构件64更远离缸28的位置。顶板76与第2连结构件64平行地延伸，固定于各支柱74的另一端。活塞30与第2连结构件64的连结部被支承框72包围。

施力构件70配置于第2连结构件64与顶板76之间，一端固定于顶板76，另一端固定于第2连结构件64。施力构件70支承于顶板76，对第2连结构件64向第1方向x1施力。通过第2连结构件64被施力构件70向第1方向x1施力，第1连结构件62及活塞30也被向第1方向x1施力。因此，连结部26及活塞30在向第2方向x2位移时，克服施力构件70的作用力而向接近顶板76的方向位移。另外，连结部26及活塞30通过自重和施力构件70的作用力而向第1方向x1位移。因此，活塞30从第2位置向第1位置的移动被施力构件70的作用力辅助。此外，活塞30也可以内置对自身向第1方向x1施力的施力构件(未图示)。在这种情况下，间歇阀22例如能够以轴向x水平延伸的方式确定姿势。

另外，凸轮56在第1形状部66中的与第2形状部68接触的区域上具有开度调整部78。开度调整部78在第1形状部66中，设于凸轮56的旋转方向a上的与第2形状部68的始端部接触的区域和与第2形状部68的终端部接触的区域。各开度调整部78以距中心c的距离随着朝向第2形状部68而逐渐变化的方式倾斜。即，在第1形状部66与第2形状部68的边界，以在周面60上不产生阶梯差的方式、即以第1形状部66与第2形状部68平滑地连续的方式设有开度调整部78。

通过设有开度调整部78，能够抑制凸轮56及第1连结构件62的磨损。另外，第1连结构件62在与周面60抵接的端部从第2形状部68向第1形状部66移动时，经过开度调整部78向第1方向x1逐渐位移。因此，活塞30从第2位置向第1位置逐渐移动。因此，第1阀芯50与第1连结部46的间隙逐渐增大。由此，在间歇阀装置4从第2状态切换为第1状态时，能够抑制来自模具2的涂料18的喷出量急剧增大的情况。其结果，能够抑制涂布部18a的膜厚在与未涂布部16a的边界区域发生变化的情况。

如以上说明，本实施方式的间歇阀装置4包括：间歇阀22，其能够切换向在被涂布体16上涂布涂料18的模具2供给涂料18的第1状态和停止向模具2的涂料18的供给的第2状态；以及驱动部24，其切换间歇阀22的第1状态和第2状态。驱动部24具有周面60与间歇阀22连接并向一个方向旋转的凸轮56。凸轮56在周面60上具有使间歇阀22成为第1状态的第1形状部66和使间歇阀22成为第2状态的第2形状部68。另外，本实施方式的间歇涂布装置1包括在被涂布体16上涂布涂料18的模具2和本实施方式的间歇阀装置4。

以往的间歇阀通过切换经由曲轴与活塞连结的电动机的正转和反转来切换涂料向模具的供给和非供给。在将电动机的旋转反复向反方向切换的构成中，难以将切换速度提高至实现涂料的高速间歇涂布所要求的程度。如果不以高速切换涂料向模具的供给和非供给，则涂料向被涂布体的涂布精度可能下降。具体而言，如果为了间歇涂布的高速化而加快被涂布体的输送速度，则用于未涂布部的形成的时间缩短。在这种情况下，如果涂料的供给和非供给的切换速度不充分，则未涂布部的尺寸的偏差变大。

与此不同，本实施方式的间歇阀装置4通过使在周面60上具有第1形状部66和第2形状部68的凸轮56向同一方向旋转，而与凸轮56的旋转周期一致地切换涂料18向模具2的供给和非供给。因此，与切换电动机的旋转方向的构成相比，能够提高涂料18向模具2的供给和非供给的切换速度。由此，能够使间歇阀装置4处于第2状态的时间缩短，能够应对与未涂布部16a的形成时间的缩短。其结果，能够维持涂料18的涂布精度，并实现间歇涂布的高速化。因此，根据本实施方式的间歇阀装置4及间歇涂布装置1，能够实现电极板的制造时间缩短和品质维持的兼顾。

另外，本实施方式的间歇阀22具有能够向第1位置及第2位置位移的活塞30，在活塞30处于第1位置时为第1状态，在活塞30处于第2位置时为第2状态。另外，第1形状部66和第2形状部68距凸轮56的中心c的距离不同。另外，间歇阀装置4包括连结凸轮56及活塞30的连结部26。连结部26配置为与凸轮56的周面60接触，如果与第1形状部66接触则向第1方向位移并使活塞30向第1位置移动，如果与第2形状部68接触则向第2方向位移并使活塞30向第2位置移动。通过这样的构成，能够提高间歇阀22及驱动部24的配置的自由度。

另外，间歇阀装置4包括对连结部26向凸轮56施力的施力构件70。由此，能够更可靠地维持凸轮56与连结部26的连结状态。因此，能够更高精度地使活塞30的位移追随周面60的轨迹的变化。

另外，间歇涂布装置1包括：贮存涂料18的罐6；连接罐6与间歇阀装置4的输送管路10及返回管路12；以及设于输送管路10而从罐6向间歇阀装置4输送涂料18的泵8。涂料18在间歇阀装置4处于第2状态时，经由返回管路12返回到罐6。由此，即使在使来自模具2的涂料18的喷出停止的状态下，也能够继续涂料18向间歇阀装置4的供给。因此，由于能够始终使泵8驱动，而能够实现间歇涂布装置1的系统构成的简化。

以上，详细地说明了本发明的实施方式。上述实施方式仅是示出了实施本发明时的具体例的方式。实施方式的内容并不限定本发明的技术范围，在不脱离权利要求的范围缩规定的发明的思想的范围内，能够进行构成要素的变更、追加、消除等多种设计变更。施加了设计变更的新的实施方式兼具所组合的实施方式及变形的各自的效果。在上述实施方式中，关于能够进行这样的设计变更的内容，标注了“本实施方式的”、“在本实施方式中”等标记进行强调，但没有这样的标记的内容也允许设计变更。以上构成要素的任意组合作为本发明的方式也是有效的。附图的剖面上标注的阴影线并非限定标注有因阴影线的对象的材质。

在实施方式中，在凸轮56的周面60上分别设有1个第1形状部66及第2形状部68，但第1形状部66及第2形状部68也可以是多个。在设有多个第1形状部66及第2形状部68的情况下，能够抑制凸轮56的旋转速度。另外，能够减少各第1形状部66及各第2形状部68与第1连结构件62的接触次数。由此，能够实现电动机54和凸轮56的长寿命化。或者，通过调整各第1形状部66及各第2形状部68的配置，能够不改变凸轮56的旋转速度而调整未涂布部16a的间隔。

在实施方式中，凸轮56具有第2形状部68相对于第1形状部66突出的形状，但凸轮56的形状没有特别限定。例如，第2形状部68也可以是相对于第1形状部66凹陷的形状。即，也可以是，第1形状部66比第2形状部68距中心c的距离远，第2形状部68比第1形状部66距中心c的距离近。在使用这样的凸轮56的情况下，例如，以使第1连结构件62从第2连结构件64向凸轮56延伸的方向、与活塞30从第2连结构件64向缸28延伸的方向成为相反方向的方式，来确定凸轮56与缸28的位置关系。另外，施力构件70设置为对第2连结构件64向第2方向x2施力。

在实施方式中，凸轮56经由连结部26与活塞30间接连接，但凸轮56也可以不经由连结部26而与活塞30直接连接。例如，凸轮56配置为与从缸28突出的活塞30的前端部抵接。另外，活塞30被施力构件70向凸轮56施力。即，活塞30被向第2方向x2施力。另外，凸轮56具有第2形状部68相对于第1形状部66凹陷的形状。通过凸轮56的旋转，如果活塞30与周面60的抵接位置到达第1形状部66，则活塞30被凸轮56按压而克服施力构件70的作用力向第1方向x1位移，处于第1位置。另外，如果活塞30与周面60的抵接位置到达第2形状部68，则活塞30通过施力构件70的作用力而向第2方向x2位移，处于第2位置。

在实施方式中，在靠近插通有活塞30的第1开口32一侧配置有返回管路12，在远离第1开口32的一侧配置有模具供给管路14，但管路的配置也可以相反。在这种情况下，活塞30在比处于第2位置时从缸28内更退出时，为第1位置，在比处于第1位置时更进入缸28内时，为第2位置。

[附图标记说明]

1间歇涂布装置

2模具

4间歇阀装置

6罐

8泵

10输送管路

12返回管路

16被涂布体

18涂料

22间歇阀

24驱动部

26连结部

30活塞

56凸轮

60周面

66第1形状部

68第2形状部

70施力构件