JP2003045417A - 電池用シートの巻取装置及び電池用シートの巻取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な巻取精度を有する電池素子を形成し、
不良品の削減を図る。 【解決手段】 各シート９、１０、１１、１２の巻出軸
５、６、７、８側に配置され各シートのエッジの位置を
検出する第１のセンサー３、３、・・・と、巻取軸２側
に配置され各シートのエッジの位置を検出する第２のセ
ンサー４、４、・・・とを設け、巻き取り前において、
巻出軸から引き出される各シートの部分のエッジの位置
と巻取軸に巻き取られる各シートの部分のエッジの位置
との間の予測されるずれ量Ｘ分を補正した位置に、各シ
ートの巻出軸を巻取軸に対して配置し、巻き取り開始後
において、第１のセンサーによって検出された巻出軸側
の各シートの部分のエッジの位置と第２のセンサーによ
って検出された巻取軸側の各シートの部分のエッジの位
置との間の実測したずれ量Ｘ′を上記予測されるずれ量
と随時置き換えて補正した位置に、各シートの巻出軸を
巻取軸に対して配置するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池用シートの巻取
装置及び電池用シートの巻取方法に関する。詳しくは、
各巻出軸にそれぞれ巻回されている正極シートと負極シ
ートとセパレーターシートとを積層した状態で巻取軸に
巻き取って電池素子を形成する電池用シートの巻取装置
及び電池用シートの巻取方法についての技術分野に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電池製造工程、例えば、２次電池を製造
する電池製造工程において、電池缶内に封入される電池
素子を形成する工程がある。

【０００３】電池素子は、正極シート、セパレーターシ
ート、負極シート、セパレータシートが内側から順に積
層された状態で巻取軸に巻き取られることにより形成さ
れ、この巻取作業は電池用シートの巻取装置によって自
動的に行われる。

【０００４】図４及び図５に、従来の電池用シートの巻
取装置における巻取方法を示す。

【０００５】電池用シートの巻取装置ａは、巻取軸ｂと
巻出軸側センサーｃ、ｃ、・・・と巻取軸側センサー
ｄ、ｄ、・・・とを有しており、巻出軸側センサーｃ、
ｃ、・・・と巻取軸側センサーｄ、ｄ、・・・とがそれ
ぞれ４つずつ設けられている（図４参照）。

【０００６】電池用シートの巻取装置ａには４つの装着
部が設けられており、各巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、ｈにそれぞ
れ巻回された正極シートｉ、セパレーターシートｊ、負
極シートｋ及びセパレーターシートｌが各装着部にそれ
ぞれ装着される。

【０００７】各装着部にそれぞれ正極シートｉ、セパレ
ーターシートｊ、負極シートｋ及びセパレーターシート
ｌが装着されると、図示しない引出機構によって正極シ
ートｉ、セパレーターシートｊ、負極シートｋ及びセパ
レーターシートｌがそれぞれ引き出され、これらが積層
された状態で巻取軸ｂに巻き取られる。巻取軸ｂへの巻
き取りが完了すると図示しない切断機構によって所定の
位置において切断され、巻取軸ｂに巻回された電池素子
ｍが形成される。

【０００８】電池用シートの巻取装置ａによる巻取作業
が行われるときには、巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、ｈ側において
それぞれ巻出軸側センサーｃ、ｃ、・・・によって正極
シートｉ、セパレーターシートｊ、負極シートｋ及びセ
パレーターシートｌのエッジの位置検出が行われ、巻取
軸ｂ側においてそれぞれ巻取軸側センサーｄ、ｄ、・・
・によって正極シートｉ、セパレーターシートｊ、負極
シートｋ及びセパレーターシートｌのエッジの位置検出
が行われる。

【０００９】電池用シートの巻取装置ａにあっては、上
記のように、巻出軸側センサーｃ、ｃ、・・・と巻取軸
側センサーｄ、ｄ、・・・によってエッジの位置を検出
し、巻取軸ｂに対する各シートｉ、ｊ、ｋ、ｌの巻取位
置の適正化を目的として以下のような制御を行ってい
る。

【００１０】各巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、ｈについて基準位置
Ｓを設定し、巻出軸側センサーｃ、ｃ、・・・によって
位置検出した正極シートｉ、セパレーターシートｊ、負
極シートｋ及びセパレーターシートｌのエッジの位置に
基づいて、各巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、ｈの一端が基準位置Ｓ
に一致されるように移動させる。

【００１１】また、巻取軸側センサーｄ、ｄ、・・・に
よって検出した正極シートｉ、セパレーターシートｊ、
負極シートｋ及びセパレーターシートｌのエッジの位置
に基づいて、形成された電池素子ｍが予め規定された巻
取精度を満足するかどうかを判断し、良品と不良品とに
区別する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電池
用シートの巻取装置ａのように、各巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、
ｈについて基準位置Ｓを設定し各巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、ｈ
の一端が基準位置Ｓに一致されるように制御した場合で
も、正極シートｉ、セパレーターシートｊ、負極シート
ｋ及びセパレーターシートｌの材料、厚み、幅、エッジ
の裁断状態等の違いによって生じる歪みや弛み等によっ
て、巻出軸ｅ、ｆ、ｇ、ｈ側の各シートｉ、ｊ、ｋ、ｌ
の位置と巻取軸ｂ側の各シートｉ、ｊ、ｋ、ｌの位置と
の間に、幅方向において位置ずれが生じてしまい（図５
にずれ量をαとして示す。）、各シートｉ、ｊ、ｋ、ｌ
が巻取軸ｂの一方の側に偏った状態で巻き取られてしま
うことがある（図５参照）。

【００１３】このずれ量αが大きい場合には、各シート
ｉ、ｊ、ｋ、ｌが巻取軸ｂに適正に巻回されないことに
なり、形成された電池素子ｍ、ｍ、・・・が不良品とな
ってしまう。

【００１４】そこで、本発明電池用シートの巻取装置及
び電池用シートの巻取方法は、上記した問題点を克服
し、良好な巻取精度を有する電池素子を形成し、不良品
の削減を図ることを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明電池用シートの巻
取装置は、上記した課題を解決するために、各シートの
巻出軸側に配置され各シートのエッジの位置を検出する
第１のセンサーと、巻取軸側に配置され各シートのエッ
ジの位置を検出する第２のセンサーとを設け、巻き取り
前において、巻出軸から引き出される各シートの部分の
エッジの位置と巻取軸に巻き取られる各シートの部分の
エッジの位置との間の予測されるずれ量分を補正した位
置に、各シートの巻出軸を巻取軸に対して配置し、巻き
取り開始後において、第１のセンサーによって検出され
た巻出軸側の各シートの部分のエッジの位置と第２のセ
ンサーによって検出された巻取軸側の各シートの部分の
エッジの位置との間の実測したずれ量を上記予測される
ずれ量と随時置き換えて補正した位置に、各シートの巻
出軸を巻取軸に対して配置するようにしたものである。

【００１６】また、本発明電池用シートの巻取方法は、
上記した課題を解決するために、巻き取り前において、
巻出軸から引き出される各シートの部分のエッジの位置
と巻取軸に巻き取られる各シートの部分のエッジの位置
との間の予測されるずれ量分を補正した位置に、各シー
トの巻出軸を巻取軸に対して配置し、巻き取り開始後に
おいて、各シートの巻出軸側に配置され各シートのエッ
ジの位置を検出する第１のセンサーによって巻出軸側の
各シートの部分のエッジの位置を検出すると共に巻取軸
側に配置され各シートのエッジの位置を検出する第２の
センサーによって巻取軸の各シートの部分のエッジの位
置を検出し、第１のセンサーによって検出した各エッジ
の位置と第２のセンサーによって検出した各エッジの位
置との間のずれ量を上記予測されるずれ量と随時置き換
えて補正した位置に、各シートの巻出軸を巻取軸に対し
て配置するようにしたものである。

【００１７】従って、本発明電池用シートの巻取装置及
び電池用シートの巻取方法にあっては、巻取軸に対する
各シートの巻取位置の精度が向上する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明電池用シートの巻
取装置及び電池用シートの巻取方法の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。

【００１９】電池用シートの巻取装置１は、巻取軸２と
第１のセンサー３、３、・・・と第２のセンサー４、
４、・・・とを有しており、第１のセンサー３、３、・
・・と第２のセンサー４、４、・・・とがそれぞれ４つ
ずつ設けられている（図１参照）。

【００２０】電池用シートの巻取装置１には４つの装着
部が設けられており、第１のセンサー３、３、・・・が
それぞれ各装着部に寄った位置に配置されている。第２
のセンサー４、４、・・・は、それぞれ巻取軸２に寄っ
た位置に配置されている。

【００２１】電池用シートの巻取装置１の各装着部に
は、各巻出軸５、６、７、８にそれぞれ巻回された正極
シート９、セパレーターシート１０、負極シート１１及
びセパレーターシート１２がそれぞれ装着される。

【００２２】各装着部にそれぞれ正極シート９、セパレ
ーターシート１０、負極シート１１及びセパレーターシ
ート１２が装着されると、図示しない引出機構によって
正極シート９、セパレーターシート１０、負極シート１
１及びセパレーターシート１２がそれぞれ引き出され、
これらが積層された状態で巻取軸２に巻き取られる。巻
取軸２への巻き取りが完了すると図示しない切断機構に
よって所定の位置において切断され、巻取軸２に巻回さ
れた電池素子１３が形成される。

【００２３】電池用シートの巻取装置１による巻取作業
が行われるときには、巻出軸５、６、７、８側において
それぞれ第１のセンサー３、３、・・・によって正極シ
ート９、セパレーターシート１０、負極シート１１及び
セパレーターシート１２のエッジの位置検出が行われ、
巻取軸２側においてそれぞれ第２のセンサー４、４、・
・・によって正極シート９、セパレーターシート１０、
負極シート１１及びセパレーターシート１２のエッジの
位置検出が行われる（図１及び図２参照）。

【００２４】各シート９、１０、１１、１２において
は、その材料、厚み、幅、エッジの裁断状態等の違いに
よって巻取走行中に歪みや弛み等が発生することがあ
り、電池用シートの巻取装置１にあっては、上記のよう
に、第１のセンサー３、３、・・・と第２のセンサー
４、４、・・・によってエッジの位置を検出し、巻取軸
２に対する各シート９、１０、１１、１２の巻取位置の
適正化を目的として以下のような制御を行っている。

【００２５】電池用シートの巻取装置１における制御
を、図２の概念図及び図３のフローチャート図に従って
説明する。

【００２６】先ず、正極シート９、セパレーターシート
１０、負極シート１１又はセパレーターシート１２を、
これらに用いられる各材料ごとに予め設定されたずれ量
Ｘに応じて、巻出軸５、６、７、８を巻取軸２に対して
当該ずれ量Ｘに相当する分だけ軸方向にずらした状態で
各装着部に装着する（図２参照）。図２には、軸方向に
ずらす前の巻出軸５、６、７、８の状態を２点鎖線で示
し、軸方向にずらした後の巻出軸５、６、７、８の状態
を実線で示している。

【００２７】ずれ量Ｘとしては、各シート９、１０、１
１、１２が巻き取られたときに予測されるズレ量であ
り、例えば、巻取作業において巻出軸５、６、７、８側
の各シート９、１０、１１、１２の位置に対する巻取軸
２側の各シート９、１０、１１、１２の経験値として求
めたずれ量を用いる。

【００２８】次に、上記のように、引出機構によって各
シート９、１０、１１、１２が引き出されるが、この
後、以下のような制御が行われる（図３参照）。

【００２９】（Ｓ１）各シート９、１０、１１、１２が
各装着部に装着され引き出された直後であるか、各シー
ト９、１０、１１、１２の巻き取りが行われている場合
であるのかが判別され、各シート９、１０、１１、１２
が各装着部に装着され引き出された直後である場合には
（Ｓ２）へ移行し、各シート９、１０、１１、１２の巻
き取りが行われている場合には（Ｓ５）へ移行する。

【００３０】（Ｓ２）正極シート９、セパレーターシー
ト１０、負極シート１１及びセパレーターシート１２が
引き出されたときに、第１のセンサー３、３、・・・に
よって巻出軸５、６、７、８側における各シート９、１
０、１１、１２の各エッジの位置Ｄが検出され、当該エ
ッジの位置Ｄが入力される。

【００３１】（Ｓ３）第１のセンサー３、３、・・・に
よって検出された各シート９、１０、１１、１２のエッ
ジの位置Ｄが入力されると、予め設定された基準位置Ｓ
と（Ｓ２）で検出されたエッジの位置Ｄと上記ずれ量Ｘ
とから、各巻出軸５、６、７、８の巻取軸２に対する位
置補正量Ｍが算出される。位置補正量Ｍは、Ｍ＝Ｓ―Ｄ
―Ｘによって算出される。予め設定された基準位置Ｓと
は、巻取軸２の軸方向における中央に各巻出軸５、６、
７、８の軸方向における中央が一致したときの各巻出軸
５、６、７、８の一端が位置される位置であり、従来の
電池用シートの巻取装置ａにおける基準位置Ｓと同じ位
置である。

【００３２】（Ｓ４）（Ｓ３）で求められた位置補正量
Ｍが出力され、当該位置補正量Ｍだけ各巻出軸５、６、
７、８がその軸方向へ巻取軸２に対して移動される。

【００３３】（Ｓ５）各シート９、１０、１１、１２の
巻き取りが行われると、第１のセンサー３、３、・・・
による巻出軸５、６、７、８側における各シート９、１
０、１１、１２の各エッジの位置Ｄの検出に加え、第２
のセンサー４、４、・・・によって巻取軸２側における
各シート９、１０、１１、１２の各エッジの位置Ｔが検
出され、当該エッジの位置Ｔが入力される。

【００３４】（Ｓ６）巻取中の各シート９、１０、１
１、１２について、実際のずれ量Ｘ′が算出される。ず
れ量Ｘ′はＸ′＝Ｓ―Ｔで算出される。

【００３５】（Ｓ７）第１のセンサー３、３、・・・に
よって、巻取が行われている際の巻出軸５、６、７、８
側における各シート９、１０、１１、１２の各エッジの
位置Ｄが検出され、当該エッジの位置Ｄが入力される。

【００３６】（Ｓ８）予め設定された基準位置Ｓと（Ｓ
７）で検出されたエッジの位置Ｄと上記ずれ量Ｘ′とか
ら、各巻出軸５、６、７、８の巻取軸２に対する位置補
正量Ｍ′が算出される。位置補正量Ｍ′は、Ｍ′＝Ｓ―
Ｄ―Ｘ′によって算出される。従って、巻取中は、巻取
前の予測されるずれ量Ｘが実際のずれ量Ｘ′に置き換え
られる。

【００３７】（Ｓ９）（Ｓ８）で求められた位置補正量
Ｍ′が出力され、当該位置補正量Ｍ′だけ各巻出軸５、
６、７、８がその軸方向へ巻取軸２に対して移動され
る。

【００３８】以上のようにして、巻取位置の適正化を目
的とした制御が行われ、第２のセンサー４、４、・・・
によって検出された正極シート９、セパレーターシート
１０、負極シート１１及びセパレーターシート１２のエ
ッジの位置に基づいて、形成された電池素子１３が予め
規定された巻取精度を満足するかどうかが判断され、良
品と不良品とに区別される。

【００３９】以上に記載した（Ｓ５）乃至（Ｓ９）の各
ステップは、各シート９、１０、１１、１２の巻取中、
随時行われる。

【００４０】尚、上記には、正極シート９、セパレータ
ーシート１０、負極シート１１及びセパレーターシート
１２の全てのシートについて巻取精度の向上を図るため
の制御を行う場合を示したが、特に、高い巻取精度が要
求される正極シート９及び負極シート１１についてのみ
上記した制御を行うようにしてもよい。

【００４１】以上に記載した通り、電池用シートの巻取
装置１にあっては、各シート９、１０、１１、１２の巻
き取り前において、巻取軸２に巻き取られる各シート
９、１０、１１、１２の部分のエッジの位置と巻出軸
５、６、７、８から引き出される各シート９、１０、１
１、１２の部分のエッジの位置との間の予測されるずれ
量Ｘ分を補正した位置に、各シート９、１０、１１、１
２の巻出軸５、６、７、８を巻取軸２に対して配置して
いるため、巻取開始直後から各シート９、１０、１１、
１２が巻取軸２の適正な位置に巻き取られ、良好な巻取
精度を有する電池素子１３、１３、・・・が形成され、
巻取精度の向上による不良品の削減を図ることができ
る。

【００４２】また、各シート９、１０、１１、１２の巻
取中においても、随時、位置補正量Ｍ′を算出し巻出軸
９、１０、１１、１２の位置を適正な巻取が行われる位
置に移動させているため、一層良好な巻取精度を有する
電池素子１３、１３、・・・が形成され、巻取精度の向
上による不良品の一層の削減を図ることができる。

【００４３】上記した実施の形態において示した各部の
具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の
具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによ
って本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあ
ってはならないものである。

【００４４】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明電池用シートの巻取装置は、各巻出軸にそれ
ぞれ巻回されている正極シートと負極シートとセパレー
ターシートとを積層した状態で巻取軸に巻き取って電池
素子を形成する電池用シートの巻取装置であって、各シ
ートの巻出軸側に配置され各シートのエッジの位置を検
出する第１のセンサーと、巻取軸側に配置され各シート
のエッジの位置を検出する第２のセンサーとを備え、巻
き取り前において、巻出軸から引き出される各シートの
部分のエッジの位置と巻取軸に巻き取られる各シートの
部分のエッジの位置との間の予測されるずれ量分を補正
した位置に、各シートの巻出軸を巻取軸に対して配置
し、巻き取り開始後において、第１のセンサーによって
検出された巻出軸側の各シートの部分のエッジの位置と
第２のセンサーによって検出された巻取軸側の各シート
の部分のエッジの位置との間の実測したずれ量を上記予
測されるずれ量と随時置き換えて補正した位置に、各シ
ートの巻出軸を巻取軸に対して配置するようにしたこと
を特徴とする。

【００４５】従って、各シートの巻取前及び巻取中に、
巻出軸が巻取軸に対して適正な巻取が行われる位置に移
動されるため、良好な巻取精度を有する電池素子が形成
され、巻取精度の向上による不良品の削減を図ることが
できる。

【００４６】また、本発明電池用シートの巻取方法は、
各巻出軸にそれぞれ巻回されている正極シートと負極シ
ートとセパレーターシートとを積層した状態で巻取軸に
巻き取って電池素子を形成する電池用シートの巻取方法
であって、巻き取り前において、巻出軸から引き出され
る各シートの部分のエッジの位置と巻取軸に巻き取られ
る各シートの部分のエッジの位置との間の予測されるず
れ量分を補正した位置に、各シートの巻出軸を巻取軸に
対して配置し、巻き取り開始後において、各シートの巻
出軸側に配置され各シートのエッジの位置を検出する第
１のセンサーによって巻出軸側の各シートの部分のエッ
ジの位置を検出すると共に巻取軸側に配置され各シート
のエッジの位置を検出する第２のセンサーによって巻取
軸の各シートの部分のエッジの位置を検出し、第１のセ
ンサーによって検出した各エッジの位置と第２のセンサ
ーによって検出した各エッジの位置との間のずれ量を上
記予測されるずれ量と随時置き換えて補正した位置に、
各シートの巻出軸を巻取軸に対して配置するようにした
ことを特徴とする。

【００４７】従って、各シートの巻取前及び巻取中に、
巻出軸が巻取軸に対して適正な巻取が行われる位置に移
動されるため、良好な巻取精度を有する電池素子が形成
され、巻取精度の向上による不良品の削減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２及び図３と共に本発明電池用シートの巻取
装置及び電池用シートの巻取方法の実施の形態を示すも
のであり、本図は電池用シートの巻取装置の概念図であ
る。

【図２】巻出軸と巻取軸の位置関係を示す概念図であ
る。

【図３】電池用シートの巻取装置において行われる制御
動作を示すフローチャート図である。

【図４】従来の電池用シートの巻取装置を示す概念図で
ある。

【図５】従来の電池用シートの巻取装置における巻出軸
と巻取軸の位置関係を示す概念図である。

【符号の説明】

１…電池用シートの巻取装置、２…巻取軸、３…第１の
センサー、４…第２のセンサー、５…巻出軸、６…巻出
軸、７…巻出軸、８…巻出軸、９…正極シート、１０…
セパレーターシート、１１…負極シート、１２…セパレ
ーターシート、１３…電池素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各巻出軸にそれぞれ巻回されている正極
   シートと負極シートとセパレーターシートとを積層した
   状態で巻取軸に巻き取って電池素子を形成する電池用シ
   ートの巻取装置であって、 各シートの巻出軸側に配置され各シートのエッジの位置
   を検出する第１のセンサーと、 巻取軸側に配置され各シートのエッジの位置を検出する
   第２のセンサーとを備え、 巻き取り前において、巻出軸から引き出される各シート
   の部分のエッジの位置と巻取軸に巻き取られる各シート
   の部分のエッジの位置との間の予測されるずれ量分を補
   正した位置に、各シートの巻出軸を巻取軸に対して配置
   し、 巻き取り開始後において、第１のセンサーによって検出
   された巻出軸側の各シートの部分のエッジの位置と第２
   のセンサーによって検出された巻取軸側の各シートの部
   分のエッジの位置との間の実測したずれ量を上記予測さ
   れるずれ量と随時置き換えて補正した位置に、各シート
   の巻出軸を巻取軸に対して配置するようにしたことを特
   徴とする電池用シートの巻取装置。
2. 【請求項２】 各巻出軸にそれぞれ巻回されている正極
   シートと負極シートとセパレーターシートとを積層した
   状態で巻取軸に巻き取って電池素子を形成する電池用シ
   ートの巻取方法であって、 巻き取り前において、巻出軸から引き出される各シート
   の部分のエッジの位置と巻取軸に巻き取られる各シート
   の部分のエッジの位置との間の予測されるずれ量分を補
   正した位置に、各シートの巻出軸を巻取軸に対して配置
   し、 巻き取り開始後において、各シートの巻出軸側に配置さ
   れ各シートのエッジの位置を検出する第１のセンサーに
   よって巻出軸側の各シートの部分のエッジの位置を検出
   すると共に巻取軸側に配置され各シートのエッジの位置
   を検出する第２のセンサーによって巻取軸の各シートの
   部分のエッジの位置を検出し、 第１のセンサーによって検出した各エッジの位置と第２
   のセンサーによって検出した各エッジの位置との間のず
   れ量を上記予測されるずれ量と随時置き換えて補正した
   位置に、各シートの巻出軸を巻取軸に対して配置するよ
   うにしたことを特徴とする電池用シートの巻取方法。