CN107978782A - 卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种卷绕装置，其能提高生产性和生产速度。卷绕装置包括：卷芯用编码器，该卷芯用编码器检测卷芯的旋转量所相关的信息；运送信息检测机构，该运送信息检测机构检测片相对卷芯的运送量等所相关的信息；数据获得部，该数据获得部可根据两种信息，获得关系信息数据，该关系信息数据表示卷芯的旋转量所相关的信息和运送信息的关系。卷绕装置可通过示教模式与卷绕模式而进行动作。在示教模式中，一边以卷绕模式中的小于片的最高运送速度的运送速度来运送片，一边通过卷芯而卷绕规定长度的片，获得此时的关系信息数据。在卷绕模式中，根据通过示教模式而获得的关系信息数据，按照片以一定速度而运送的方式控制卷芯的旋转。

Description

卷绕装置

技术领域

本发明涉及用于制造卷绕元件的卷绕装置，该卷绕元件卷绕有 片体。

背景技术

在卷绕元件中，将规定的带状的片卷绕。作为卷绕元件，比如 人们知道有锂离子电池等的二次电池所采用的类型。这种卷绕元件 通过下述方式制造，该方式为，卷绕涂敷有正极活性物质的正电极 片、涂敷有负极活性物质的负电极片与用于对两个电极片进行绝缘 的分隔片。

在用于制造卷绕元件的卷绕装置中，从呈卷状而卷绕的原料卷 而供给的上述2个电极片和分隔片分别沿各自的运送通路，运送到 规定的卷绕部。接着，通过设置于该卷绕部上的可旋转的卷芯卷取 两个电极片和分隔片，由此获得卷绕元件。另外，在运送时，通过对片施加张力，防止片的松弛等的情况。

但是，具有采用截面呈非圆形的卷芯的情况。对于这样的卷芯， 由于从卷芯的旋转轴到外表面的距离不是一定的，故在以一定的速 度而使卷芯旋转的场合，具有电极片、分隔片的卷取速度(单位时 间的各片的卷取量)产生不均匀(变动)的危险。具有卷取速度的 不均匀对生产性、生产速度的方面产生恶劣影响的可能性。具体来 说，如果为了实现良好的生产速度，高速地进行卷取，则施加给片 的张力的控制是困难的，片容易产生松弛等的情况。如果片产生松 弛等的情况，则具有已获得的卷绕元件产生片的卷绕错位(片的宽度方向的位置错动)，生产性(合格率)恶化的危险。另一方面，如果 为了防止片的松弛等的情况，低速地进行卷取，则具有生产速度降 低的危险。

于是，人们提出有下述的技术，在该技术中，为了一边谋求生 产速度的增加，一边抑制卷取速度产生不均匀的情况，检测卷芯的 旋转速度，对应于已检测的旋转速度，反馈控制卷芯的旋转速度(比 如参照专利文献1等)。如果对该技术进行更具体的说明，则对于卷芯的旋转速度，预先设定各种的与卷芯的旋转角度相对应的速 度。另外，在片的卷取时，根据该设定内容，卷芯的旋转速度按照 对应于已检测的卷芯的旋转角度而变化的方式进行控制。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2002—299195号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，伴随片的卷取的进行，所卷取的片的外表面形状，即， 由此而卷取片的部分的形状、与卷芯的外表面形状的差异是大的。 由此，即使在对应于卷芯的旋转角度，控制卷芯的旋转速度的情况 下，仍会产生无法充分地抑制卷取速度的不均匀的不良情况。这样的不良情况在采用硬质或厚壁的片、容易形成前述的形状的差异更 大的产品的场合，特别容易产生。

另外，上述不良情况不仅在采用截面为非圆形的卷芯的场合， 而且还会在采用截面为圆形状的卷芯的场合产生。其原因在于：在 伴随片的卷取的进行，卷取片的部分肥大时，该部分的直径持续变 化。

本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于，可提供 可极有效地抑制片的卷取速度产生不均匀的情况，可提高生产性和 生产速度的卷绕装置。

用于解决课题的技术方案

下面分项地对适合于解决上述目的的各技术方案进行说明。另 外，根据需要，对相应的技术方案，附加特有作用效果。

技术方案1.涉及一种卷绕装置，该卷绕装置将带状的片从规定 的供给机构运送给可旋转的卷芯，并且通过上述卷芯的旋转卷绕上 述片，其特征在于，该卷绕装置包括：

旋转控制机构，该旋转控制机构可控制上述卷芯的旋转；

旋转量检测机构，该旋转量检测机构检测与上述卷芯的旋转量 所相关的信息；

张力施加机构，该张力施加机构对上述片施加沿其长度方向的 张力；

运送信息检测机构，该运送信息检测机构检测运送信息，该运 送信息为，上述片相对上述卷芯的运送量、或上述片相对上述卷芯 的运送速度所相关的信息；

数据获得机构，该数据获得机构能根据来自上述旋转量检测机 构和上述运送信息检测机构的信息，获得关系信息数据，该关系信 息数据表示上述卷芯的旋转量所相关的信息、和上述运送信息的关 系，

按照可通过规定的示教模式、与规定的卷绕模式而进行动作的 方式构成，

在上述示教模式中，一边以小于上述卷绕模式中的上述片的最 高运送速度的运送速度运送上述片，一边通过上述卷芯而卷绕规定 长度的上述片，获得此时的上述关系信息数据，

在上述卷绕模式，根据通过上述示教模式而预先获得的上述关 系信息数据，按照上述片以一定速度而运送的方式控制上述卷芯的 旋转。

此外，片以一定速度而运送表示，在片的卷绕开始时、卷绕结 束时等的必须进行片的加速、减速时以外的场合进行。

按照上述技术方案1，卷绕装置按照可通过示教模式和卷绕模 式而动作的方式构成。在示教模式中，一边以卷绕模式中的小于片 的最高运送速度的运送速度将片运送给卷芯，一边通过卷芯而卷绕 规定长度的片(比如，一个元件量的片)。接着，在该卷绕时，获得关系信息数据，该关系信息数据表示卷芯的旋转量(旋转角度的累 积值)所相关的信息和运送信息的关系。即，在示教模式中，通过 借助卷芯实际上卷绕片，由此获得相对卷芯的旋转量，片的运送量、 运送速度怎样地变动的具体的数据。特别是在上述技术方案1的场 合，在数据的获得时，由于以卷绕模式中的小于片的最高运送速度 的运送速度来运送片，故对于关系信息数据，可获得精度高的数据。

在此基础上，在卷绕模式(实际上制造卷绕元件的模式)中，根 据通过示教模式而获得的关系信息数据，按照片以一定速度而运送 的方式控制卷芯的旋转。由于是基于通过实际上卷绕片的方式而获 得的数据，故卷芯的旋转速度可为下述速度，该速度以卷绕片的部 位的伴随时间的形状变化、片的硬度、厚度等的要素为依据，可更 加稳定地以一定的速度运送片。由此，可极有效地抑制片的卷取速 度产生不均匀的情况。其结果是，可一边更加确实地防止卷绕元件 的卷绕错位的发生，一边更加高速地进行片的卷取，可提高生产性和生产速度。

此外，卷绕模式的卷芯的旋转控制比如像下述那样而进行。即， 根据已获得的关系信息数据，预先设定可消除片的运送量、运送速 度的变动的卷芯的旋转进度表。卷芯的旋转进度表通过比如，表示 从片的卷取开始起的伴随时间和卷芯的旋转量的关系的数据表格 (比如，按照多个而具有在经过x秒时，将卷芯的旋转量定为y°的 数据的数据表格)而确定。另外，在卷绕模式中，按照已设定的卷 芯的旋转进度表控制卷芯的旋转。如果列举具体例子，则比如每当 片运送一定距离，获得表示卷芯的旋转量按照α1、α2、α3……而 变化的关系信息数据。在该场合，设定每一定时间，卷芯的旋转量 按照α1、α2、α3……而变化的旋转进度表，在卷绕模式中，根据 该旋转进度表，控制卷芯的旋转。由此，在卷绕模式中，片以一定 速度而运送。

技术方案2.涉及技术方案1所述的卷绕装置，其特征在于，上 述供给机构设置多个，

包括通路对齐机构，该通路对齐机构按照从上述各供给机构而 运送的多个上述片沿同一运送通路而运送的方式使上述各片处于 重合的状态；

按照通过上述通路对齐机构而重合的状态的上述各片通过上 述卷芯而卷绕的方式构成。

按照上述技术方案2，通过通路对齐机构，按照沿相同的运送 通路而运送的方式使多个片处于重合的状态。另外，重合的状态的 各片通过卷芯而卷绕。于是，在各片中，可使运送量、运送速度的 变动形态相同。比如，在卷芯的截面为矩形等的场合，如果以一定的旋转速度而使卷芯动作，则相对卷芯的旋转量，运送量、运送速 度呈正弦波那样的波形状而变动。在这样的场合，按照上述技术方 案2，可针对各片，使运送量等的变动的周期、相位对齐。由此， 通过根据关系信息数据，控制卷芯的旋转，可抑制在全部的片中， 卷取速度产生不均匀的情况。

另外，关系信息数据为以任意的片为对象而获得的数据即可。 由此，运送信息检测机构不必要求各片一定对应于重合的位置而设 置，可对应于任意的片的运送通路而设置。由此，可提高与运送信 息检测机构的设置位置所相关的自由度。

技术方案3.涉及权利要求1或2所述的卷绕装置，其特征在于， 在上述示教模式和上述卷绕模式中，从上述张力施加机构施加给上 述片的张力的条件相同。

按照技术方案3，在上述示教模式和上述卷绕模式中，施加给 上述片的张力的条件(张力施加机构的动作形态)相同。由此，在示 教模式中，可获得假定实际的卷绕模式时的关系信息数据。由此， 在卷绕模式中，可以更加稳定的状态将片运送给卷芯。其结果是，可更高速地卷取片，可进一步提高生产性。

附图说明

图1为表示电池元件的结构的剖面示意图；

图2为卷绕部的基本结构图；

图3为卷绕装置的基本结构图；

图4为表示控制装置等的电气结构的方框图；

图5为卷绕工序的流程图；

图6为示教模式时动作处理的流程图；

图7为卷绕模式时动作处理的流程图；

图8为开始卷绕时的卷绕部的基本结构图；

图9为分隔件切断时的卷绕部的基本结构图；

图10为表示另一实施方式的作为通路抑制机构的导向辊等的 基本结构图。

具体实施方式

下面参照附图，对一个实施方式进行说明。首先，对通过卷绕 装置而获得的作为卷绕元件的锂离子电池元件的结构进行说明。

像图1所示的那样，锂离子电池元件1(在下面简称为“电池元 件”)通过下述方式制造，该方式为：经由2个分隔片2、3，正电 极片4和负电极片5在重合的状态卷绕。另外，在图1中，为了便 于说明，以具有分隔片2、3和电极片4、5(在下面将它们统称的场 合，称为“各种片2～5”)的相互的间隔的方式表示。

分隔片2、3分别呈具有同一宽度的带状，其由聚乙烯(PP)等 的绝缘体构成，以便防止不同的电极片4、5之间相互接触，产生 短路的情况。

电极片4、5由薄板状的金属片构成，具有与分隔片2、3基本 相同的宽度。另外，在电极片4、5的内外两个面上涂敷活性物质。 正电极片4采用比如铝箔片，在其内外表面上涂敷正极活性物质(比 如锰酸锂颗粒等)。负电极片5采用比如铜箔片，在其内外两表面 上涂敷负极活性物质(比如活性炭等)。此外，经由活性物质，可进 行正电极片4和负电极片5之间的离子交换。更具体地说，在充电 时，离子从正电极片4侧，移向负电极片5侧，在放电时，离子从 负电极片5侧，移向正电极片4。

另外，图中未示出的多个正极引线从正电极片4的宽度方向一 端缘而伸出，并且图中未示出的多个负极引线从负电极片5的宽度 方向另一端缘而伸出。

在获得锂离子电池时，电池元件1设置于金属制成的筒状的在 图中未示出的电池容器(外壳)的内部，并且分别汇集上述正电极片 和负电极片。接着，通过使汇集的正极引线与正极端子部件(在图 中未示出)连接，使该汇集的负极引线与负极端子部件(在图中未示 出)连接，两个端子部件以封闭于上述电池容器的两端开口处的方 式设置，由此，可获得锂离子电池。

下面对用于制造电池元件1的卷绕装置10进行说明。像图3 所示的那样，卷绕装置10包括：卷绕部11，该卷绕部11用于卷绕 各种片2～5；用于将正电极片4供给到卷绕部11的正电极片供给 机构31；用于将负电极片5供给到卷绕部11的负电极片供给机构 41；用于分别将分隔片2、3供给到卷绕部11的分隔件供给机构51、 61；控制装置81。另外，上述卷绕部11、各供给机构31、41、51、 61等的卷绕装置10内的各种机构为通过控制装置81而进行动作控制的结构。

正电极片供给机构31包括正电极片原料卷32，在该正电极片 原料卷32上，正电极片4呈卷状而卷绕。正电极片原料卷32通过 支承轴33而支承，该支承轴33可通过在图中未示出的驱动机构而 旋转。伴随支承轴33的旋转，正电极片4从正电极片原料卷32中 抽出。

另外，正电极片供给机构31包括：片插入机构71；片切断用 切割器72；作为张力施与机构的张力施加机构73；缓存机构75。

片插入机构71将正电极片4供给到卷绕部11，按照可沿正电 极片4的运送通路，在接近卷绕部11的接近位置与和卷绕部11离 开的离开位置之间运动的方式构成。片插入机构71包括可持握正 电极片4的一对夹具71a、71b。夹具71a、71b按照可通过在图中 未示出的驱动机构而进行开闭动作的方式构成。接着，在将正电极 片4供给到卷绕部11时，在通过夹具71a、71b而持握正电极片4 后，片插入机构71会接近卷绕部11。

片切断用切割器72用于切断正电极片4，其包括分别位于正 电极片4的内外两侧的一对刃部72a、72b。片切断用切割器72按 照下述方式构成，该方式为：该对刃部72a、72b可在以夹持正电 极片4的方式定位的片切断位置、与躲避到正电极片4的运送通路 之外的躲避位置之间运动。

此外，正电极片4的切断在通过上述夹具71a、71b持握正电 极片4的状态进行。另外，在片插入机构71相对卷绕部11侧而接 近运动，以便将正电极片4供给到卷绕部11时，一对刃部72a、72b 分别与正电极片4的运送通路离开，由此，不会妨碍片插入机构 71的运动。

张力施加机构73包括一对辊73a、73b；压辊73c，该压辊73c 以自由摆动的方式设置该2个辊73a、73b之间。压辊73c以通过 规定的恒定转矩马达(在图中未示出)而动作，经常对正电极片4施 加一定的张力的方式构成。通过对正电极片4施加张力，谋求正电 极片4的松弛的防止。

缓存机构75临时贮存从正电极片原料卷32而送出的正电极片 4。缓存机构75包括：一对从动辊75a、75b；升降辊75c，该升降 辊75c可在2个从动辊75a、75b之间于上下方向发生位移。根据 正电极片4的贮存量，升降辊75c的上下位置发生位移。此外，与 升降辊75c的上下位置所相关的信息可输入到控制装置81中。

负电极片供给机构41在其最上游侧，包括负电极片原料卷42， 在该负电极片原料卷42上，呈卷状而卷绕有负电极片5。负电极 片原料卷42通过可借助在图中未示出的驱动机构而旋转的支承轴 43进行支承。伴随支承轴43的旋转，负电极片5从负电极片原料 卷42中抽出。

此外，负电极片供给机构41与正电极片供给机构31相同，包 括片插入机构71、片切断用切割器72、张力施加机构73和缓存机 构75。对于这些机构，除了将负电极片5用作对象的方面以外， 其它的方面与设置于正电极片供给机构31中的机构相同。于是， 关于这些机构的具体的说明省略。

另一方面，分隔件供给机构51、61包括分隔件原料卷52、62， 在该分隔件原料卷52、62中，分别呈卷状而卷绕有分隔件2、3。 分隔件原料卷52、62在可自由旋转的状态进行支承，从这里，适 当地抽出分隔片2、3。

还有，分隔件供给机构51、61与电极片供给机构31、41相同， 包括张力施加机构73。该张力施加机构73除了将分隔片2、3作 为对象而发挥功能的方面以外，其它的方面与设置于正电极片供给 机构31上的场合相同。于是，关于它的具体描述省略。

另外，在各种片2～5的运送通路的中途，设置作为通路对齐 机构的一对压辊78a、78b。压辊78a、78b按照各种片2～5沿同一 运送通路而运送的方式使各种片2～5处于重合状态。将通过压辊 78a、78b而重合的状态的各种片2～5供向卷绕部11。

此外，像图4所示的那样，压辊78a、78b的旋转量(在本实施 方式中，为压辊78b的旋转量)可通过压辊用编码器78c而把握。 在本实施方式中，通过压辊78b和压辊用编码器78c构成作为运送 信息检测机构的运送信息检测部78。另外，从压辊用编码器78c， 将与压辊78b的旋转量所相关的信息输入到控制装置81中。此外， 压辊78b的旋转量与各种片2～5的运送量相对应。

下面对卷绕部11的结构进行说明。像图2所示的那样，卷绕 部11包括：转台12，该转台12由以可通过在图中未示出的驱动机 构而旋转的方式设置的面对的2个圆盘状的台构成；2个卷芯13、 14，该2个卷芯13、14于该转台12的旋转方向，以180°的间隔 而设置；2个支承辊15a、15b，该2个支承辊15a、15b设置于相 对该卷芯13、14，分别在转台12的旋转方向基本错开90°的位置； 分隔用切割器16；按压辊17，该按压辊17用于抑制卷绕后的各种 片2～5参差不齐的情况；胶带粘贴机构18，该胶带粘贴机构18 用于粘贴规定的固定用胶带。

卷芯13、14分别用于在自己的外周侧卷取各种片2～5，按照 可通过在图中未示出的驱动机构，以本身的中心轴为旋转轴的方式 构成。卷芯13、14的旋转量可通过作为旋转量检测机构的卷芯用 编码器19(参照图4)而检测，将与卷芯13、14的旋转量所相关的信 息从该卷芯用编码器19，输入到控制装置81中。

另外，卷芯13、14沿转台12的轴线方向(图2等的纸面进深 方向)，按照可相对构成转台12的一个台而出没的方式设置。另外， 卷芯13、14在相对上述一者的台而突出的状态时，在其前端部插 入形成于另一台上的接纳用的孔中，可通过2个台而旋转的状态被 支承。

此外，卷芯13、14按照在分别与旋转轴正交的截面中，外轮 廓线为非圆形的方式构成。在本实施方式中，卷芯13、14在与本 身的旋转轴相正交的截面中，呈带倒角的细长的形状。

还有，卷芯13(14)分别包括沿本身的轴线方向(图2的纸面进 深方向)而延伸的一对芯片13a、13b(14a、14b)。在芯片13a、13b(14a、 14b)之间，形成间隙13c(14c)。

再有，卷芯13、14按照通过转台12的旋转，可在卷绕位置 P1、与取下位置P2之间回转运动的方式构成。

卷绕位置P1为通过卷芯13、14卷绕各种片2～5的位置。将 各种片2～5从上述各供给机构31、41、51、61供给到卷绕位置 P1。

取下位置P2为用于卷芯卷绕后的各种片2～5，即电池元件1 的取下的位置。在取下位置P2的周边部设置用于从卷芯13、14取 下电池元件1的取下装置(在图中未示出)等。

支承辊15a、15b用于在移向取下位置P2的卷芯13、14与上 述供给机构31、41、51、61之间挂绕、支承各种片2～5。

分隔件用切割器16设置于卷绕位置P1的附近，可在接近转台 12、切断分隔片2、3的切断位置、与从转台12离开、不妨碍卷芯 13、14的运动的躲避位置之间运动。

按压辊17设置于取下位置P2的附近，按照可在接近转台12、 按压各种片2～5的接近位置、与从转台12离开、不妨碍卷芯13、 14的运动的躲避位置之间运动的方式构成。

胶带粘贴机构18设置于取下位置P2的附近，在卷绕结束时接 近转台12，将上述固定用胶带粘贴于分隔片2、3的终端部。通过 上述固定用胶带的粘贴，使电池元件的卷绕停止。

下面对控制装置81进行说明。控制装置81包括：作为运算机 构的CPU；存储各种程序的ROM；临时存储运算数据、输入输出 数据等的各种数据的RAM；长期存储运算数据的硬盘等。控制装 置81如上所述，控制卷绕部11、各供给机构31、41、51、61的动 作。比如，控制装置81根据沿已输入的升降辊75c的上下方向的 位置，控制支承轴33、43，由此，维持相对缓存机构75贮存大于 等于规定长度的电极片4、5的状态。

控制装置81像图4所示的那样，包括运送信息获得部82；旋 转量获得部83；作为数据获得部的数据获得部84；存储装置85； 进度表设定部86；旋转控制部87。

运送信息获得部82根据从压辊用编码器78c而输入的与压辊 78b的旋转量所相关的信息，获得作为运送信息的各种片2～5的 运送量。

旋转量获得部83根据从卷芯用编码器19而输入的信息，获得 卷芯13、14的旋转量(累积的旋转角度)。

数据获得部84根据通过运送信息获得部82而获得的各种片 2～5的运送量、与通过旋转量获得部83而获得的卷芯13、14的 旋转量，获得表示卷芯13、14的旋转量和各种片2～5的运送量的 关系的关系信息数据。

存储器85由比如上述硬盘等构成，存储通过数据获得部84而 获得的关系信息数据、后述的旋转进度表等。另外，在存储器85 中，预先存储表示各种片2～5的卷绕时间、与各种片2～5的理想 的运送量的关系的数据(理想运送数据)。

此外，在本实施方式中，像后述的那样，按照分隔片2、3、 负电极片5和正电极片4的顺序，将这些片卷取到卷芯13、14上。 上述的各种片2～5的卷绕时间指从全部的片的卷绕开始起的卷绕 时间。

还有，在本实施方式中，理想运送量数据从下述数据(理想运 送速度数据)而导出，该数据表示各种片2～5的卷绕时间、与各种 片2～5的理想的运送速度的关系。在理想运送量数据中，运送速 度像下述那样变动。即，在卷绕时间从0到规定的第1时间的期间，运送速度以一定的加速度而增加。接着，在卷绕时间从第1时间到 规定的第2时间的期间，运送速度是一定的。然后，在卷绕时间从 第2时间到规定的第3时间的期间，运送速度以一定的加速度而减 少，最终为0。

此外，在根据上述这样的理想运送速度数据而导出的理想运送 量数据中，运送量像下述那样而变动。即，在卷绕时间从0到第1 时间的期间，运送量加速度地增加。接着，在卷绕时间从第1时间 到第2时间的期间，运送量以一定比例而增加。然后，在卷绕时间 从第2时间到第3时间的期间，运送量在一边慢慢地降低单位时间 的增加量，一边继续增加，最终到达规定量。该规定量与一个元件 量的正电极片4的长度相同。

再有，在存储器85中，存储用于通过示教模式使卷绕装置10 动作的信息、与用于通过卷绕模式使卷绕装置10动作的信息。

示教模式为下述动作方式，其中，以在一边实际上制造电池元 件1，一边获得关系信息数据，根据已获得的关系信息数据，设定 后述的旋转进度表为目的的动作方式。卷绕模式为在制造电池元件 1时所采用的动作方式。

对于卷绕装置10的动作模式为示教模式，还是卷绕模式这一 点由从后述的输入装置91相对控制装置81的输入而确定。示教模 式和卷绕模式中的卷绕装置10的动作将在后面描述。

进度表设定部86根据关系信息数据和理想运送量数据，设定 可消除各种片2～5的运送量的不均匀的卷芯13、14的旋转进度表。 旋转进度表通过比如表示各种片2～5的卷绕时间和卷芯13、14的 旋转量的关系的数据表格而确定。

旋转进度表比如像下述那样而设定。即，在理想运送量数据中， 求出构成某运送量时的卷绕时间。另外，针对关系信息数据，求出 构成与上述某运送量相同的运送量时的旋转量。接着，使已求出的 卷绕时间和旋转量所相关。针对多个运送量，同样地进行这样的处 理，由此，获得由多个卷绕时间、和它们所相关的多个卷芯13、 14的旋转量构成的数据表格。该数据表格作为旋转进度表而设定。

旋转控制部87根据通过运送信息获得部82而获得的运送量、 通过旋转量获得部83而获得的旋转量、与存储于存储器85中的信 息(比如旋转进度表等)等，控制卷芯13、14的旋转。

另外，在控制装置81上连接规定的输入装置91(比如键盘等)， 可从该输入装置91向控制装置81，输入与卷绕装置10的动作模 式(示教模式或卷绕模式)所相关的信息。与已输入的动作模式所相 关的信息存储于存储器85中。

下面对上述卷绕装置10的各种片2～5的卷绕工序进行说明。 另外，在卷绕工序之前，处于在其中一个卷芯13(14)的间隙13c(14c) 中，预先设置分隔片2、3的状态(参照图8)。

在卷绕工序中，像图5所示的那样，首先，在步骤S 11，通过 以规定数量而使其中一个卷芯13(14)旋转，处于分隔片2、3以规 定量相对其中一个卷芯13(14)而卷取的状态。

接着，在步骤S12，通过负电极片供给机构41的片插入机构 71，将负电极片5供给到其中一个卷芯13(14)侧。具体来说，持握 负电极片5的片插入机构71接近卷绕部11侧，将负电极片5插入 分隔片2、3之间，由此供给负电极片5。另外，在插入后，解除 片插入机构71对负电极片5的持握，并且片插入机构71返回到原 始的位置。

在下一步骤S13，在负电极片5的供给后，在其中一个卷芯 13(14)旋转规定圈数(比如，1圈)的阶段，通过片插入机构71将正 电极片4供给到其中一个卷芯13(14)。具体来说，持握正电极片4 的片插入机构71接近卷绕部11侧，在分隔片2、3之间插入正电 极片4，由此供给正电极片4。另外，在插入后，解除片插入机构 71对正电极片4的持握，并且片插入机构71返回到原始的位置。

接着，在步骤S14，根据存储器85的存储内容，判断所选择 的动作模式是否为示教模式。在所选择的动作模式为示教模式的场 合(步骤S14：是)，转到步骤S15，进行示教模式时动作处理，以 便按照示教模式而使卷绕装置10进行动作。

在示教模式时动作处理中，像图6所示的那样，首先，在步骤S31，一边按照以一定的低速而旋转的方式控制其中一个卷芯 13(14)，一边卷绕各种片2～5。另外，在步骤S32，通过数据获得 部84，开始关系信息数据的制作，该关系信息数据采用通过运送 信息获得部82而获得的运送量、与通过旋转量获得部83而获得的 旋转量(从低速旋转开始时起的累积的旋转角度)。关系信息数据根 据从全部的片的卷绕开始起的数据(运送量和旋转量)而制作。

另外，由于卷芯13、14的截面基本呈矩形状，故在以一定速 度使卷芯13、14旋转的场合，各种片2～5的运送量相对卷芯13、 14的旋转量，周期性地波动而变化。另外，形成伴随各种片2～5 的卷绕的进行，卷芯13、14的单位旋转量的各种片2～5的运送量 慢慢地增加的形态。

在下一步骤S33，正电极片4的运送量是否达到预定的规定量 的判断反复进行，直至满足该条件。作为正电极片4的运送量，采 用通过运送信息获得部82而获得的从开始卷芯13、14的低速旋转 起的各种片2～5的运送量。另外，上述规定量与构成1个电池元 件1量的正电极片4的长度相对应。正电极片4以上述规定量而卷 绕于卷芯13、14上，由此，一个元件量的正电极片4的终端部处 于与片切断用切割器72相对应而设置的状态。

在于步骤S33而判定为“是”的场合，于步骤S34停止其中一 个卷芯13(14)的旋转。接着，于下一步骤S35，获得作为关系信息 数据的基于到此时刻而获得的旋转量和运送量的数据。

此外，在下一步骤S36，根据已获得的关系信息数据，设定旋 转进度表。最后，在步骤S37，将已设定的旋转进度表存储于存储 器85中，结束示教模式时动作处理。

返回到图5，在于步骤S14而判定为“否”的场合，转到步骤 S16，根据存储器85的存储内容，判断所选择的动作模式是否为卷 绕模式。在于步骤S16而判定为“否”的场合，即，在没有选择动 作模式的场合，于步骤S19进行异常时处理，结束卷绕工序。在异 常时处理中，将比如进行没有选择动作模式的消息、没有设定旋转 进度表的消息通报给作业人员等的处理等。

另一方面，在于步骤S16而判定为“是”的场合，转到步骤 S17，判断旋转进度表是否已设定。在于步骤S17而判定为“否” 的场合，于步骤S19进行异常时处理，结束卷绕工序。

此外，在于步骤S17而判定为“是”的场合，转到步骤S18， 进行卷绕模式时动作处理，以便以卷绕模式而使卷绕装置10动作。

在卷绕模式时动作处理中，像图7所示的那样，于步骤S41， 根据按照示教模式而设定的旋转进度表，进行其中一个卷芯13(14) 的旋转控制。比如，在旋转进度表中，使旋转量α1与卷绕时间t1 关联，使旋转量α2与卷绕时间t2关联，使旋转量α3与卷绕时间 t3关联。在此场合，按照在卷绕时间为t1时，旋转量为α1，在卷 绕时间为t2时，旋转量为α2，在卷绕时间为t3时，旋转量为α3 的方式控制卷芯13、14的旋转。

通过根据旋转进度表，控制其中一个卷芯13(14)的旋转，由此， 各种片2～5的运送速度为与理想运送速度数据相同的形态。即， 各种片2～5的运送速度处于在以一定的加速度而增加后，是一定 的，以一定的加速度而减少的状态。在本实施方式中，一定时的运送速度为卷绕模式的各种片2～5的最高运送速度。

接着，按照旋转进度表控制卷芯13(14)的动作，如果进行符合 旋转进度表的卷芯13(14)的动作控制直至最后，即，如果步骤S41 的处理完成，则卷绕模式时动作处理结束。如果结束卷绕模式时动 作处理，则其中一个卷芯13(14)处于停止的状态。另外，此时，一个元件量的正电极片4的终端部处于对应于片切断用切割器72而 设置的状态。

另外，在示教模式和卷绕模式中，从张力施加机构73对各种 片2～5施加的张力的条件没有变化。即，在示教模式和卷绕模式 中，经常对各种片2～5施加一定的张力，从张力施加机构73对各 种片2～5施加的张力的条件相同。

返回到图5，在进行示教时动作处理、或卷绕模式时动作处理 后，在步骤S20，在通过片插入机构71持握正电极片4后，通过 片切断用切割器72切断正电极片4。然后，再次开始其中一个卷 芯13(14)的卷绕动作。

接着，在步骤S21，从供给开始起的负电极片5的运送量或其 中一个卷芯13(14)的旋转量是否达到规定量的判断反复进行，直至 满足该条件。负电极片5的运送量根据通过运送信息获得部82而 获得的各种片2～5的运送量而导出。另外，其中一个卷芯13(14) 的旋转量根据通过旋转量获得部83而获得的旋转量而导出。在于 步骤S21而判定为“是”的场合，即，在目前卷绕的一个元件量的 负电极片5的终端部到达片切断用切割器72的场合，临时停止其 中一个卷芯13(14)的旋转动作。

然后，在下一步骤S22，在通过片插入机构71，持握负电极片 5后，通过片切断用切割器72切断负电极片5。

再有，在步骤S23，通过再次开始其中一个卷芯13(14)的旋转， 卷取电极片4、5的终端部分(卷绕剩余部分)。

在紧接步骤S23的步骤S24，没有切断分隔片2、3，使转台 12旋转。由此，位于卷绕位置P1的其中一个卷芯13(14)一边从分 隔件供给机构51、61抽出分隔片2、3，一边移向取下位置P2侧。 另一方面，位于取下位置P2的另一卷芯13(14)在沉没于转台12的 其中一个台的状态，移向卷绕位置P1侧。

然后，在步骤S25，与转台12的旋转一并地，使卷绕各种片2～ 5的其中一个卷芯13(14)旋转。

接着，在下一步骤S26，进行卷绕结束处理，由此，卷绕工序 结束。

在卷绕结束处理中，首先，在通过编码器19、78c而把握的其 中一个卷芯13(14)的旋转量或片的运送量到达规定量的时刻，停止 其中一个卷芯13(14)的旋转。另外，在其中一个卷芯13(14)的旋转 停止之前，与停止同时或停止后，转台12的旋转停止。

如果其中一个卷芯13(14)和转台12的旋转停止，则处于位于 卷绕位置P1的一个卷芯13(14)位于取下位置P2，位于取下位置P2 的另一卷芯14(13)位于卷绕位置P1的状态。另外，此时，在一个 卷芯13(14)和压辊78a、78b之间，分隔片2、3架设于其中一个支 承辊15b(15a)中的状态。

在该状态，使按压辊17接近其中一个卷芯13(14)，通过按压 辊17按压各种片2～5，然后，分隔件用切割器16接近分隔片2、 3，由此，切断分隔片2、3(参照图9)。

另外，在分隔片2、3的切断之前，另一卷芯14(13)相对转台 12中的其中一个台而突出，由此，在另一卷芯14(13)的间隙14c(13c) 中设置分隔片2。3。接着，另一卷芯14(13)以规定量而旋转，由此， 处于相对其外周，分隔片2、3以规定量而卷绕的状态。在下次的 卷绕工序中，将电极片4、5供给到卷绕有该分隔片2、3的另一卷 芯14(13)。

在分隔片2、3的切断后，在通过按压辊17按压各种片2～5 的状态，使其中一个卷芯13(14)旋转。由此，分隔片2、3和电极 片4、5的终端部分在没有参差不齐的情况下完全地卷取。然后， 通过胶带粘贴机构18，分隔片2、3的终端部的卷绕通过上述固定 用胶带而停止，卷绕最终处理结束。卷绕停止的电池元件1通过上 述取下装置，从其中一个卷芯13(14)而取下。

像上面具体描述的那样，按照本实施方式，在示教模式，通过 卷芯13(14)，实际上卷绕各种片2～5，由此，获得针对相对卷芯 13、14的旋转量，各种片2～5的运送量怎样地变动的具体的关系 信息数据。在数据的获得时，由于以卷绕模式的小于各种片2～5 的最高运送速度的运送速度，运送各种片2～5，故可获得作为关 系信息数据的，精度高的数据。

然后，在卷绕模式中，根据通过实际上卷绕各种片2～5而获 得的关系信息数据，控制卷芯13、14的旋转。在本实施方式中， 根据通过采用关系信息数据等而获得的旋转进度表，控制卷芯13、 14的旋转。于是，卷芯13、14的旋转速度可为以卷绕各种片2～5 的部位的伴随时间的变化的形状、各种片2～5的硬度、厚度等的 要素为依据的类型，可更加稳定地以一定速度而运送各种片2～5。 由此，可极有效地抑制各种片2～5的卷取速度产生不均匀的情况。 其结果是，可一边更加确实地防止电池元件1的卷绕错位的发生， 一边可更加高速地进行各种片2～5的卷取，可提高生产性和生产 速度。

特别是在本实施方式中，在卷取各种片2～5时的卷芯13、14 的加速阶段和减速阶段，可以一定加速度而运送各种片2～5。由 此，可一边更加确实地防止电池元件1的卷绕错位的发生，一边更 加高速地进行各种片2～5的卷取。

还有，处于按照通过压辊78a、78b沿同一运送通路而运送那 样的各种片2～5重叠的状态。接着，通过卷芯13、14而卷绕重叠 的状态的各种片2～5。于是，在各种片2～5中，可使运送量、运 送速度的变动形态相同。由此，可通过控制卷芯13、14的旋转， 抑制在各种片2～5的卷取速度产生不均匀的情况。

再有，在示教模式和卷绕模式中，施加给各种片2～5的张力 的条件(张力施加机构73的动作形态)相同。由此，在示教模式中， 可获得假定实际的卷绕模式时的关系信息数据。由此，在卷绕模式 中，可在更加稳定的状态，将各种片2～5运送给卷芯13、14。其 结果是，可以更高的速度卷取各种片2～5，可进一步提高生产性。

此外，在本实施方式中，限于卷绕各种片2～5的场合，进行 基于旋转进度表的卷芯13、14的旋转控制。即，在仅仅卷绕分隔 片2、3时，在仅仅卷绕分隔片2、3和负电极片5时，不进行基于 旋转进度表的卷芯13、14的旋转控制。但是，在卷绕工序中，卷 绕各种片2～5时的片的卷取长度通常远远大于仅仅卷绕分隔片2、 3时、仅仅卷绕分隔片2、3和负电极片5时的片的卷取长度。由 此，限于卷绕各种片2～5的场合，即使在进行基于旋转进度表的 卷芯13、14的旋转控制的情况下，仍充分地实现上述作用效果。

另外，并不限于上述实施方式的记载内容，比如，也可像下述 那样而实施。显然，在下面没有列举的其它的应用例子、变形例子 也是当然可能的。

(a)在上述实施方式中，卷芯13、14的截面为矩形，但是，卷 芯13、14的截面形状没有特别的限定。于是，卷芯13、14还可按 照截面呈椭圆状、多边形的方式构成。另外，对于卷芯13、14， 其截面也可为非圆形，其截面还可为圆形。

(b)在上述实施方式中，关系信息数据基于从开始全部的片的卷 绕起的数据(运送量、旋转量)。另外，限于卷绕各种片2～5的场合， 进行基于旋转进度表的卷芯13、14的旋转控制。

相对该情况，也可使关系信息数据基于从开始各种片2～5中 的一部分的卷绕时起的数据。比如，还可使关系信息数据基于从分 隔片2、3的卷绕开始时起的数据。另外，还可从开始各种片2～5 中的任意的片的卷绕的阶段(全部的片的卷绕开始之前)起，进行基于旋转进度表的卷芯13、14的旋转控制。

另外，对应于已获得的关系信息数据，变更理想运送量数据、 理想运送速度数据。

(c)在上述实施方式中，按照获得作为运送信息的各种片2～5 的运送量的方式构成，但是，还可作为运送信息的各种片2～5的 运送速度。在此场合，按照以关系信息数据中的运送速度相对旋转 量的变动为依据，构成可消除该变动的运送速度的方式设定旋转进度表。

(d)在实施方式中，按照下述方式构成，该方式为：在各种片2～ 5的卷取开始时，在于间隙13c、14c中设置分隔片2、3的状态使 卷芯13、14旋转，相对卷芯13、14，以规定量而卷取分隔片2、3。 相对该情况，还可将可持握分隔片2、3的持握机构设置于卷芯13、 14上，在各种片2～5的卷取开始时，在通过上述持握机构持握分 隔片2、3的状态，使卷芯13、14旋转，由此，以规定量而卷取分 隔片2、3。另外，还可按照通过上述持握机构将2个电极片4、5与分隔片2、3一起地持握，然后开始卷取的方式构成。

(e)在上述实施方式中，在按照旋转进度表控制卷芯13、14的 动作，最终地处于停止卷芯13、14的旋转的状态时，对应于片切 断用切割器72，设置一个元件量的正电极片4的构成终端部的部 位。

还可按照相对该情况，在处于停止卷芯13、14的旋转的状态 时，正电极片4的将来的被切断部分位于片切断用切割器72的上 游的方式设置旋转进度表。还可在该场合，根据从编码器19、78c 而获得的片运送量、卷芯13、14的旋转量，确定最终的被切断部 分。比如，还可进行基于旋转进度表的卷芯13、14的旋转控制， 在卷芯13、14停止后，使卷芯13、14旋转，直至运送量、旋转量 为目标值，然后停止卷芯13、14，之后，切断正电极片4。通过像 这样构成，可以良好的精度而使正电极片4接近目标长度，可谋求 电池元件1的质量的提高。

(f)在上述实施方式中，通过一对压辊78a、78b构成通路对齐 机构，但是，还可像图10所示的那样，通过1个导向辊79构成通 路抑制机构。

(g)在上述实施方式中，根据压辊78b的旋转量，获得关系信息 数据。即，运送信息检测部78对应于各种片2～5重合的位置而设 置。

但是，由于通过使各种片2～5的运送通路对齐，在各种片2～ 5中，运送量、运送速度的变动形态相同，故关系信息数据可为将 任意的片作为对象而获得的类型。于是，比如，也可像下述那样， 获得关系信息数据。即，相对各种片2～5中的任意的片(比如，正 电极片4)的运送通路，设置伴随该片的运送而旋转的导向辊(对应 于压辊78b，相当于运送信息检测部78的一部分)。另外，还可根 据该导向辊的旋转量，获得关系信息数据。通过使各种片2～5的 运送通路对齐，其结果是，可提高与运送信息检测部78的设置位 置的自由度。

(h)在上述实施方式中，按照相对卷芯13、14的外周，直接卷 绕各种片2～5的方式构成，但是，还可按照在卷芯13、14的外周 上，设置呈与卷芯13(14)的外周形状相对应的形状的筒状的卷芯芯 体(在图中未示出)，相对该卷芯芯体卷绕各种片2～5的方式构成。

(i)在上述实施方式中，卷绕部11为具有2个卷芯13、14的结 构，但是，卷芯的数量不限于此。卷绕部11还可为1个或3以上 的卷芯的结构。

(j)在上述实施方式中，通过卷绕装置10制作锂离子电池的电 池元件1，但是，通过卷绕装置10而制作的卷绕元件不限于此。 比如，还可通过卷绕装置10，制造电解电容器的卷绕元件。

(k)分隔片2、3、电极片4、5的材质不限于上述实施方式。比 如，在上述实施方式中，通过PP而形成分隔片2、3，但是，也可 通过其它的绝缘材料形成分隔片2、3。另外，比如，还可适当变 更涂敷于电极片4、5上的活性物质。

标号的说明：

标号1表示电池元件(卷绕元件)；

标号2、3表示分隔片；

标号4表示正电极片；

标号5表示负电极片；

标号10表示卷绕装置；

标号13、14表示卷芯；

标号19表示卷芯用编码器(旋转量检测机构)；

标号31表示正电极片供给机构；

标号41表示负电极片供给机构；

标号51、61表示分隔件供给机构；

标号73表示张力施与机构(张力施加机构)；

标号78表示运送信息检测部(运送信息检测机构)；

标号78a、78b表示压辊(通路对齐机构)；

标号84表示数据获得部(数据获得机构)；

标号87表示旋转控制部(旋转控制机构)。

Claims (3)

1.一种卷绕装置，该卷绕装置将带状的片从规定的供给机构运送给可旋转的卷芯，并且通过上述卷芯的旋转卷绕上述片，其特征在于，该卷绕装置包括：

旋转控制机构，该旋转控制机构可控制上述卷芯的旋转；

旋转量检测机构，该旋转量检测机构检测上述卷芯的旋转量所相关的信息；

张力施加机构，该张力施加机构对上述片施加沿其长度方向的张力；

运送信息检测机构，该运送信息检测机构检测运送信息，该运送信息为，上述片相对上述卷芯的运送量、或上述片相对上述卷芯的运送速度所相关的信息；

数据获得机构，该数据获得机构能根据来自上述旋转量检测机构和上述运送信息检测机构的信息，获得关系信息数据，该关系信息数据表示上述卷芯的旋转量所相关的信息和上述运送信息的关系；

按照可通过规定的示教模式与规定的卷绕模式而进行动作的方式构成；

在上述示教模式中，一边以上述卷绕模式中的小于上述片的最高运送速度的运送速度运送上述片，一边通过上述卷芯而卷绕规定长度的上述片，获得此时的上述关系信息数据；

在上述卷绕模式中，根据通过上述示教模式而预先获得的上述关系信息数据，按照上述片以一定速度而运送的方式控制上述卷芯的旋转。

2.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于，上述供给机构设置多个，

包括通路对齐机构，该通路对齐机构按照从上述各供给机构而运送的多个上述片沿同一运送通路而运送的方式使上述各片处于重合的状态，

按照通过上述通路对齐机构而处于重合的状态的上述各片通过上述卷芯而卷绕的方式构成。

3.根据权利要求1或2所述的卷绕装置，其特征在于，在上述示教模式和上述卷绕模式中，从上述张力施加机构施加给上述片的张力的条件相同。