JP2002222660A - 電池における渦巻き型電極群の中心孔開通装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 渦巻き電極群の捲回成形後、その中心孔内に
残留するセパレータの残留部位を中心孔の内面を変形さ
せることなく、その片側に押しのけて癖付けすることが
できる電池における渦巻き型電極群の中心孔開通装置を
提供する。 【解決手段】 電池における渦巻き型電極群の中心孔開
通装置は、電極群２の中心孔２ａ内に相対的に挿入可能
であり、その外周壁の一部が弾性変形可能な拡径部２２
として形成された癖付けロッド１４と、癖付けロッド１
４内に押し込められたとき、拡径部２２を径方向外側に
突出させるべく弾性変形させる楔ピン２４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦巻き型電極群を
備えた電池を製造するに際し、渦巻き型電極群の中心孔
内に残留するセパレータの残留部位を押しのけて癖付
け、これにより、電極群の中心孔を開通させる渦巻き型
電極群の中心孔開通装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、二次電池等の電池は以下のように
して製造される。先ず、図１に示すような渦巻き型電極
群２が先ず捲回成形され、この電極群２の両端に集電板
４，６がそれぞれ溶接される。この後、図２に示すよう
に一端が開口した金属ケース８内に電極群２が収容され
た後、集電板６と金属ケース８の底とは溶接電極１０，
１２により互いに溶接される。

【０００３】すなわち、一方の溶接電極１０が電極群２
の中心孔２ａ内に相対的に挿入されて集電板６と当接
し、そして、他方の溶接電極１２が金属ケース８の底に
外側から押し当てられることで、溶接電極１０，１２間
に集電板６と金属ース８の底とを挟み付けることができ
る。これにより、集電板６と底との間の溶接が可能とな
って、電極群２は金属ケース８と一体的に接合される。
この後、金属ケース８の開口端が蓋（図示しない）を介
して閉じられ、電池の製造が完成する。

【０００４】ところで、上述した渦巻き型電極群２は通
常、巻芯にシート状のセパレータを係合した状態で捲回
していく過程で、それぞれシート状の正電極及び負電極
をセパレータを介在させながら螺旋状に交互に捲回して
成形されている。それゆえ、捲回成形後に巻芯が電極群
２から引き抜かれ、電極群２に前述の中心孔２ａが形成
されると、この中心孔２ａ内にセパレータの一部が図３
に示すように残留部位Ｘとして残り、この残留部位Ｘは
中心孔２ａを等分に区画する。

【０００５】このようなセパレータの残留部位Ｘは、電
極群２の中心孔２ａ内に溶接電極１０を挿入する際に邪
魔となり、このため、電極群２及び金属ケース８を溶接
するに先立ち、前述した残留部位Ｘが溶接電極１０の挿
入に邪魔とならないように、電極群２の中心孔２ａを予
め開通させておく必要がある。このため、従来は、電極
群２の中心孔２ａに先端部がテーパ状をなす癖付けロッ
ドを相対的に挿入し、この癖付けロッドの挿入によりセ
パレータの残留部位Ｘを中心孔２ａの片側に押しのけて
癖付け、中心孔２ａを大きく開くようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した癖付けロッド
はその最大外径が大きければ大きいほど、セパレータの
残留部位Ｘを大きく押しのけて癖付け、電極群２の中心
孔２ａを大きく開くことができる。しかしながら、癖付
けロッドの最大外径が大きなものであると、中心孔２ａ
への挿入や、この後の引き抜きが相対的に行われる際、
癖付けロッドは中心孔２ａの内周面を形成するセパレー
タの中心部分に大きな引き摺り力を加えることになり、
セパレータの中心部分を変形させてしまう場合がある。

【０００７】このため、上述の癖付けロッドにあって
は、その最大外径を十分に大きく確保できないため、残
留部位Ｘの癖付けが不十分なものとなり、この後の中心
孔２ａへの溶接電極１０の挿入時、溶接電極１０に残留
部位Ｘが引き摺られて、溶接電極１０と集電板６との間
に挟み込まれ、集電板６と金属ケース８との間の溶接が
不能となることがある。

【０００８】本発明は上述の事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、溶接電極の挿入に先立
ち、セパレータの中心部分を変形させることなく、渦巻
き型電極の中心孔を確実に大きく開くことができる電池
における渦巻き型電極群の中心孔開通装置を提供するこ
とになる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電池における渦巻き型電極群の中心孔開通
装置（請求項１）は、渦巻き型電極群の中心孔内に相対
的に挿入可能な先細状の癖付けロッドと、この癖付けロ
ッドの外周面を少なくとも部分的に径方向外側に突出さ
せ、癖付けロッドの外径を拡径させる拡径手段とを備え
ている。

【００１０】このような中心孔開通装置によれば、電極
群の中心孔内にセパレータの残留部位を避けて癖付けロ
ッドが相対的に挿入され、この後、癖付けロッドは拡径
手段により、その外周面の少なくとも一部が径方向外側
に突出される。このような外周面の部分的な突出はその
部分での癖付けロッドの外径を拡径させることから、癖
付けロッドはセパレータの残留部位を中心孔の片側に押
しのけて癖付け、中心孔を大きく開かせる。この後、癖
付けロッドは、その突出した外周面の一部が元に戻され
て縮径した後、中心孔から引き抜かれる。

【００１１】好ましくは、癖付けロッドの拡径手段は、
癖付けロッド内に形成され、癖付けロッドの基端から先
端に向けて延びるロッド穴と、癖付けロッドの外周面に
ロッド穴に沿って延び、外周面の一部を拡径部として径
方向外側に弾性変形可能に区画する複数の割溝と、癖付
けロッドの基端からロッド穴内に引き戻し可能にして押
し込まれ、拡径部を癖付けロッドの径方向外側に弾性変
形させる楔部材とを備えている（請求項２）。

【００１２】このような拡径手段によれば、電極群の中
心孔内に癖付けロッドを相対的に挿入した後、そのロッ
ド穴内に楔部材が押し込まれる。この押し込みに伴い、
楔部材は癖付けロッドの拡径部を径方向外側に向けて弾
性変形させる。したがって、癖付けロッドは拡径部の弾
性変形を受けて拡径し、セパレータの残留部位を中心孔
の内周面片側に押しのけて癖付け、中心孔を大きく開
く。この後、楔部材が引き戻されることで、拡径部は復
元力により元に戻り、癖付けロッドは縮径した状態で中
心孔から引き抜かれる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図４〜図７を参照して本発
明の一実施態様、つまり、電池における渦巻き電極群の
中心孔開通装置を説明する。図４〜図７において、渦巻
き型電極群は前述の電極群と同様な構成を有するもので
あるから、同一の構成要素には同一の参照符号を附し、
それらの説明は省略する。

【００１４】図４に示されるように中心孔開通装置は癖
付けロッド１４を備え、癖付けロッド１４はその先端が
先細状、つまり、テーパ状をなしている。癖付けロッド
１４はその外径が渦巻き型電極群２における中心孔２ａ
の径よりも十分に小さく、その長さは中心孔２ａの軸方
向長さにほぼ等しい。癖付けロッド１４内にはロッド穴
１６が同心的に形成されており、ロッド穴１６は癖付け
ロッド１４の端面に開口し、この開口端面から癖付けロ
ッド１４の先端側に向けて延びている。

【００１５】また、癖付けロッド１４の開口端面には円
弧状の延長ガイド１８が一体に設けられており、延長ガ
イド１８は開口端面の外周縁の一部から延びている。そ
して、図５に示されるように癖付けロッド１４の外周壁
には２本の割溝２０が形成されており、これら割溝２０
は癖付けロッド１４の開口端面から、その先端側に向け
て互いに平行に延びている。より詳しくは、図５から明
かなように２本の割溝２０は延長ガイド１８の両端側に
位置するように癖付けロッド１４の直径方向に離間し、
ロッド穴１６に沿って延びている。このような割溝２０
は癖付けロッド１４の外周壁をその周方向に二分割し、
これら分割部分のうち、延長ガイド１８を備えていない
分割部分が拡径部２２となる。このような拡径部２２は
癖付けロッド１４の先端側に位置する一端が癖付けロッ
ド１４に連結され、そして、その他端は癖付けロッド１
４の開口端面に位置する側の一端が自由端となり、その
一端を中心として癖付けロッド１４の径方向外側に向け
て弾性変形可能である。なお、拡径部２２の弾性変形を
容易にするため、拡径部２２の一端の肉厚を薄くしても
よい。

【００１６】ロッド穴１６内には楔部材として楔ピン２
４の先端部が嵌合され、楔ピン２４の他端は例えばエア
シリンダ等のリニアアクチュエータ２６に連結されてい
る。楔ピン２４の先端部はその外径がロッド穴１６の内
径よりも若干小さいが、基端側の部分の外径はロッド穴
１６の内径よりも大きく、しかしながら、中心孔２ａの
内径よりは小さくなっている。

【００１７】そして、楔ピン２４の先端部とその基端側
の部分との間にはその先端部に向けて先細状となる楔部
２８が形成されている。より詳しくは、図４から明かな
ように楔ピン２４はその基端側の部分に対して、先端部
が偏心した状態にあり、楔部２８は楔ピン１４の先端部
と基端側の部分とを滑らかに接続するような形状を有し
ている。

【００１８】上述の中心孔開通装置によれば、図４に示
されるように先ず、癖付けロッド１４が渦巻き型電極群
２の中心孔２ａ内に相対的に挿入される。ここで、図５
から明らかなように癖付けロッド１４は中心孔２ａ内の
セパレータの残留部位Ｘを避けた状態で挿入され、この
際、楔ピン２４はその先端部のみが締付けロッド１４の
ロッド穴１６に嵌合した状態にある。したがって、癖付
けロッド１４が中心孔２ａ内に相対的に挿入される際、
癖付けロッド１４は縮径された状態にあり、癖付けロッ
ド１４はセパレータの残留部位Ｘの存在に拘わらず、ス
ムーズに挿入可能となり、癖付けロッド１４の挿入時、
電極群２における中心孔２ａの内周面、つまり、セパレ
ータの中央部分が変形を受けることはない。

【００１９】この後、リニアアクチュエータ２６の作動
を受け、楔ピン２４が癖付けロッド１４のロッド穴１６
に押し込められると、その楔部２８の進入に伴い、図６
に湿されるように楔部２８は癖付けロッド１４の拡径部
２２を径方向外側に弾性変形させる。このような拡径部
２２の弾性変形により、癖付けロッド１４が拡径される
結果、癖付けロッド１４は中心孔２ａ内におけるセパレ
ータの残留部位Ｘを中心孔２ａ内の片側に押しのけて癖
付けることができる。ここで、拡径部２２は、癖付けロ
ッド１４の先端側の基部を中心にして弾性変形すること
から、セパレータの残留部位Ｘは電極群２の集電板４
側、つまり、前述した溶接電極１０の挿入側にて最も大
きく押しのけられる。

【００２０】また、楔ピン２４の押し込み時、楔ピン２
４は延長ガイド１８により案内されるので、その押し込
みを安定して行うことができる。この後、楔ピン２４を
引き戻し、拡径部２２を復元力により元の状態に戻せ
ば、癖付けロッド１４は再び縮径し、セパレータの中央
部分を変形させることなく、中心孔２ａからの癖付けロ
ッド１４の引き抜きをスムーズに行うことができる。

【００２１】このようにして癖付けロッド１４が引き抜
かれた後、図７に示されるように電極群２の中心孔２ａ
は集電板４側の開口側が大きく開かれる。それゆえ、電
極群２、すなわち、その集電板６と金属ケース８とを溶
接する際にあっては、溶接電極１０もまた電極群２の中
心孔２ａにスムーズに挿入され、この結果、溶接電極１
０と集電板６と間にセパレータの残留部位Ｘを介在させ
ることなく、集電板１０及び金属ケース８の底を溶接電
極１０，１２間にて挟持でき、これらの溶接を確実に行
うことができる。

【００２２】本発明は、上述の一実施態様に制約される
ものではなく種々の変形が可能である。たとえば、一実
施態様では、楔ピン２４の楔部２８が癖付けロッド１４
のロッド穴１６に押し込められることで、癖付けロッド
１４の拡径部２２を弾性変形させるようにしているが、
楔ピン２４に代えて、癖付けロッド１４の割溝２０に進
入するような楔部材であってよい。

【００２３】また、拡径部２２は癖付けロッド１４と別
体であってもよく、この場合、拡径部は癖付けロッド１
４の外周面に対して突没可能に設けられ、楔ピン２４の
押し込みにより癖付けロッド１４の軸線と交差する方向
に癖付けロッド１４の外周面から突出するものであるの
が好ましい。さらに、楔ピン２４を押込む機構はリニア
アクチュエータ２６に限らず、回転運動を楔ピン２４の
往復運動に変換するものであってもよいし、拡径部２２
の個数も１個に限らず、複数個であっもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池にお
ける渦巻き型電極群の中心孔開通装置によれば（請求項
１）、癖付けロッドは電極群の中心孔に相対的に挿入さ
れた後、その外周面の一部が径方向外側に突出して拡径
されるものであるので、中心孔内のセパレータの残留部
位を中心孔の片側に確実且つ十分に押しのけて癖付けで
き、中心孔を大きく開通させることができる。この結
果、この後の電極群の集電板と金属ケースとの間の溶接
を確実に行うことができる。

【００２５】また、癖付けロッドは、電極群の中心孔内
に相対的に挿入された後に拡径され、そして、中心孔か
ら引き抜くに先立ち縮径されるものであるので、皺付け
ロッドの挿入や引く抜きをスムーズに行え、この際に電
極群における中心孔の内周面、つまり、セパレータの中
央部分が癖付けロッドに引き摺られてしまい、変形を受
けることもない。

【００２６】また、皺付けロッドはその外周壁に割溝を
形成して得た拡径部を楔部材の押し込みより弾性変形さ
せて拡径するものであり、中心孔開通装置の構成は頗る
簡単なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】渦巻き型電極群の一部を破断し、両端に溶接さ
れるべき集電板とともに示した図である。

【図２】金属ケースに集電板を介して電極群を溶接する
工程を示した図である。

【図３】図１の電極群の端面図である。

【図４】電極群の中心孔に挿入された癖付けロッドの断
面図である。

【図５】図４中、V-V線に沿う断面図である。

【図６】図４の状態から癖付けロッドが拡径された状態
を示す図である。

【図７】癖付けロッドの引き抜き後における電極群の端
面図である。

【符号の説明】

２ 渦巻き型電極群 ４，６ 集電板 ８ 金属ケース １４ 癖付けロッド １６ ロッド穴 ２０ 割溝 ２２ 拡径部 ２４ 楔ピン（楔部材） ２６ リニアアクチュエータ ２８ 楔部 Ｘ セパレータの残留部位

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻芯の回りにセパレータを介在させなが
   ら正電極及び負電極を螺旋状に交互に捲回して成形され
   た電池の渦巻き型電極群にあって、前記巻芯の抜き取り
   後に前記電極群の中心孔を縦に分割した状態で残る前記
   セパレータの残留部位を前記中心孔の片側に押しのけて
   癖付け、前記中心孔を開通する装置において、 前記中心孔内に相対的に挿入可能な先細状の癖付けロッ
   ドと、 前記癖付けロッドの外周面を少なくとも部分的に径方向
   外側に突出させ、前記癖付けロッドの外径を拡径させる
   拡径手段とを具備したことを特徴とする電池における渦
   巻き型電極群の中心孔開通装置。
2. 【請求項２】 拡径手段は、 前記癖付けロッド内に形成され、前記癖付けロッドの基
   端から先端に向けて延びるロッド穴と、 前記癖付けロッドの外周面に前記ロッド穴に沿って延
   び、前記外周面の一部を拡径部として径方向外側に弾性
   変形可能に区画する複数の割溝と、 前記癖付けロッドの基端から前記ロッド穴内に引き戻し
   可能にして押し込まれ、前記拡径部を前記癖付けロッド
   の径方向外側に弾性変形させる楔部材とを含むことを特
   徴とする請求項１に記載の電池における渦巻き型電極群
   の中心孔開通装置。