JP2004231361A

JP2004231361A - Moving mechanism of pressure roller in winding device

Info

Publication number: JP2004231361A
Application number: JP2003022048A
Authority: JP
Inventors: Kenei Nakajima; 賢英中島; Kunio Suzuki; 邦夫鈴木
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP3940085B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving mechanism of a pressure roller in a winding device capable of pressurizing a sheet against a winding core by the pressure roller with proper pressing force and pressurizing the sheet against the winding core properly without changing the moving mechanism (hardware) of the pressure roller even if external shape of the winding core is changed. <P>SOLUTION: A nip roller 13 forming and guiding an electrode sheet 12 in an laminated condition is provided above the winding core 11 turned and moved at a predetermined position. The electrode sheet 12 is pressed against a right side face of the winding core 11 by the pressure roller 14 while the electrode sheet 12 comes into contact with the right side face of the winding core 11. A position of the pressure roller 14 is controlled in the direction of X-axis and the direction of Y-axis so that travel speed at a contact point of an outer peripheral face of a support part 11a having semi-circular arc shape in which the pressure roller 14 is formed in both end parts of the winding core 11 for a surface of the winding core 11 and the pressure roller 14 is reduced to perform press of the electrode sheet 12 properly. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば偏平状の巻芯や角形状の巻芯等の非円筒形の巻芯に対応できる巻取り装置における加圧ローラの移動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、偏平状の巻芯を備えた二点支持巻取り装置として、次のものが提案されている。この巻取り装置は、図５に示すように一対の支持部１１ａを持つ偏平状の巻芯１１を所定位置において図示しないサーボモータにより所定の旋回速度で旋回させるようになっている。又、前記巻芯１１の上方には左右一対のニップローラ１３が所定位置において電極シート１２を挟着して前記巻芯１１に供給するようになっている。前記電極シート１２は正負の電極シート１２ａ，１２ｂ及びセパレータ１２ｃ，１２ｄをニップローラ１３によって積層して形成される。
【０００３】
前記巻芯１１に対する電極シート１２の巻取り動作を開始する際には、電極シート１２の先端部を前記巻芯１１の右側面に沿うように垂らした状態で加圧ローラ１４によって前記電極シート１２の外表面を巻芯１１の右側面に押圧する。この状態で巻芯１１を図５において時計回り方向に旋回すると、巻芯１１の表面に電極シート１２の先端部が巻き付けられ、巻芯１１に電極シート１２が連結され、加圧ローラ１４を離しても電極シート１２の巻取りが可能となる。
【０００４】
前記加圧ローラ１４は前記巻芯１１の旋回運動と同期して図示しないレバー・リンク機構によってＸ軸方向に往復移動されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の巻取り装置においては、図５に実線で示す垂直状態の巻芯１１の巻取り開始位置からの旋回角θが図６に示すように７５°近辺になると、半円弧状の支持部１１ａの始端Ｐ１に加圧ローラ１４が接触される。又、旋回角θが１０５°になると、支持部１１ａの終端Ｐ２に加圧ローラ１４が接触される。このため、旋回角θがほぼ７５°〜１０５°の約３０°の狭い範囲で支持部１１ａの半円弧状部を乗り越えなければならず、前記巻芯１１に対する加圧ローラ１４の接触点のＸ軸前方又は後方への移動速度（加速度）が非常に速くなって、加圧ローラ１４の適正な位置制御動作が難しくなるという問題があった。このため、巻芯１１の旋回角θが７５°付近及び１１５°付近においては巻芯１１に対する加圧ローラ１４の押圧力が適正に作用し難くなり、電極シート１２の挟着状態が緩んで電極シート１２の巻き付け不良の要因となっていた。前記押圧力を確保するため、加圧ローラ１４のレバー・リンク機構の設定を予め強めにした場合には、加圧ローラ１４によって巻芯１１が強く押圧されるので、巻芯１１が変形或いは破壊される恐れがあった。
【０００６】
さらに、上記従来の巻取り装置は、巻芯に対する加圧ローラの接触点の移動速度（加速度）が非常に速くなるので、巻芯１１の旋回速度を高めると、電極シート１２の巻き付け不良が発生し易くなり、巻き付け速度を低速度で行わなければならないという問題もあった。
【０００７】
又、巻芯１１の外形形状が変更されると、それに伴って加圧ローラ１４を作動するレバー・リンク機構を別のものと取り換えなければならないという問題もあった。複数種類のレバー・リンク機構を製作するには、費用がかかるばかりでなく、それらのレバー・リンク機構の保管管理をも行わなければならないので、非常に煩わしいという問題があった。
【０００８】
本発明の主たる目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、巻芯に対し加圧ローラによりシートを適正な押圧力で加圧することができ、巻芯に対するシートの巻き付け動作を適正に行うことができるとともに、巻芯の破損を防止することができる巻取り装置における加圧ローラの移動機構を提供することにある。
【０００９】
本発明の別の目的は、上記目的に加えて、巻芯の外形形状が変更されても加圧ローラの移動機構（ハードウェア）を変更することなく巻芯へのシートの加圧ローラによる加圧を適正に行うことができる巻取り装置における加圧ローラの移動機構を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、巻芯の外表面にシートを巻取り、その巻取り動作の初期又は終期に加圧ローラによりシートの先端部又は後端部を巻芯側に押圧するようにした加圧ローラを備えた巻取り装置において、前記加圧ローラが巻芯を押圧する方向、つまりＸ軸方向に往復動されるＸ軸移動機構と、前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に往復動されるＹ軸移動機構とにより前記加圧ローラを二軸方向に移動可能に構成したことを要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記少なくともＹ軸移動機構は、予め制御装置の記録媒体に記録された少なくともＹ軸方向の移動量を演算するための演算式に基づいて演算された演算値により数値制御されるように構成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記巻芯は二つの支持部を有する偏平状に形成され、その旋回中心から支持部までの距離をＲとし、予め所定位置に設定された巻取り開始位置からの巻芯の旋回角θ、巻芯の支持部の半径寸法ｒ１、加圧ローラの半径寸法ｒ、シートの厚さ寸法ｔｓとすると、前記巻芯の旋回中心を通るＸ軸方向の基準線Ｌ１から加圧ローラの回転中心までのＹ軸方向の移動量Ｙ（θ）を求める演算式を、
旋回角θが０°≦θ＜３０°のとき
Ｙ（θ）＝（Ｒｃｏｓ３０°）×（θ／３０°）・・・（１）
旋回角θが３０°≦θ≦１５０°のとき
Ｙ（θ）＝Ｒｃｏｓθ・・・（２）
旋回角θが１５０°＜θ＜１８０°のとき
Ｙ（θ）＝（Ｒｃｏｓ１５０°）×〔（１８０°−θ）／３０°〕・・・（３）
上記のように設定し、この演算式（１），（２），（３）及び前記各種の寸法条件を制御装置の記録媒体に予め記録し、上記の演算式（１），（２），（３）により求められた移動量Ｙ（θ）に基づいて前記Ｙ軸移動機構を数値制御するようにしていることを要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記Ｘ軸移動機構は、前記加圧ローラを付勢手段により巻芯に向かってＸ軸前方向に弾性的に押圧し、巻芯の旋回運動により加圧ローラを前記付勢手段の付勢力に抗してＸ軸後方向に押し戻されるようにした弾性支持機構であることを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２において、前記Ｘ軸移動機構は、予め制御装置の記録媒体に記録されたＸ軸方向の移動量を演算するための演算式に基づいて演算された演算値により数値制御されるように構成されていることを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記Ｘ軸移動機構によって移動されるＸ軸移動体の先端部に、前記加圧ローラが、巻芯を押圧する方向に一定の付勢力を有する付勢手段を介して取付けられていることを要旨とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６において、前記巻芯は二つの支持部を有する扁平状に形成され、その旋回中心から支持部までの距離をＲとし、予め所定位置に設定された巻取り開始位置からの巻芯の旋回角θ、巻芯の支持部の半径寸法ｒ１、加圧ローラの半径寸法ｒ、シートの厚さ寸法ｔｓとすると、前記巻芯の旋回中心を通るＹ軸方向の基準線Ｌ２から加圧ローラの回転中心までのＸ軸方向の移動量Ｘ（θ）を求める演算式を、
旋回角θが０°≦θ＜３０°のとき
Ｘ（θ）＝（Ｒｓｉｎ３０°）×（θ／３０°）＋（ｒ１＋ｒ）・・・（４）
旋回角θが３０°≦θ≦１５０°のとき
Ｘ（θ）＝（Ｒｓｉｎθ）＋（ｒ１＋ｒ）・・・（５）
旋回角θが１５０°＜θ＜１８０°のとき
Ｘ（θ）＝（Ｒｓｉｎ１５０°）×〔（１８０°−θ）／３０°〕＋（ｒ１＋ｒ）・・・（６）
上記のように設定し、この演算式（４），（５），（６）及び前記各種の寸法条件を制御装置の記録媒体に予め記録し、上記の演算式（４），（５），（６）により求められた移動量Ｘ（θ）に基づいて前記Ｘ軸移動機構を数値制御するようにしていることを要旨とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項において、形状の異なる複数の巻芯に対応して、前記加圧ローラのＸ軸方向の移動量又はＹ軸方向の移動量をそれぞれ求める各種条件及び演算式が前記記録媒体に格納されていて、巻芯の変更に応じてそれらの演算式を選択するようになっていることを要旨とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を例えばハイブリッド車両等に用いられる電池の電極シートの巻取り装置に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１９】
図２は巻取り装置の巻取り機構及び加圧ローラの移動機構を示す概略正面図である。巻取り機構は従来の技術で述べた構成とほぼ同様に構成されている。すなわち、一対の支持部１１ａをもつ偏平状の巻芯１１を所定位置において巻軸モータＭ１１により所定の旋回速度で旋回させるようになっている。又、前記巻芯１１の上方には左右一対のニップローラ１３が所定位置において電極シート１２を挟着して前記巻芯１１に供給するようになっている。前記電極シート１２は正負の電極シート１２ａ，１２ｂ及びセパレータ１２ｃ，１２ｄをニップローラ１３によって積層して形成される。そして、この電極シート１２が巻芯１１に巻き取られるようになっている。
【００２０】
次に、加圧ローラ１４の移動機構について説明すると、前記巻芯１１の右側方に位置するように巻取り装置のフレーム（図示略）の前面にＹ軸（上下）方向に取り付けられた基板１５の左側面にはＹ軸（上下）方向にＹ軸ガイドレール１６が配設されている。このＹ軸ガイドレール１６にはＹ軸サドル１７がＹ軸方向の往復動可能に装着され、例えばリニアモータ或いはサーボモータ等でなるＹ軸モータＭ１７によってＹ軸方向に往復動されるようになっている。前記Ｙ軸サドル１７の左側面にはＸ軸案内部材１９が取り付けられ、このＸ軸案内部材１９にはＸ軸（前後）方向に往復動可能にＸ軸移動体２０が装着されている。このＸ軸移動体２０は例えばリニアモータ或いはサーボモータ等でなるＸ軸モータＭ１９によってＸ軸方向に往復動されるようになっている。
【００２１】
この実施形態では前記基板１５、Ｙ軸ガイドレール１６、Ｙ軸サドル１７及びＹ軸モータＭ１７等により加圧ローラ１４のＹ軸移動機構を構成している。又、Ｘ軸案内部材１９、Ｘ軸移動体２０及びＸ軸モータＭ１９等により加圧ローラ１４のＸ軸移動機構を構成している。
【００２２】
前記Ｘ軸移動体２０の先端部にはホルダー２２が取り付けられ、このホルダー２２にはロッド２３が摺動自在に支持され、この先端の軸２４を介して加圧ローラ１４が回転可能に支持されている。前記ホルダー２２内には前記ロッド２３を、巻芯１１を押圧する方向の前方に一定の付勢力で付勢するための付勢手段としてのコイル状のバネ２５が収容されている。
【００２３】
次に、図３に基づいて前記巻取り用の例えばサーボモータでなる巻軸モータＭ１１、Ｙ軸モータＭ１７及びＸ軸モータＭ１９等の動作を制御するための制御装置３１の構成を説明する。
【００２４】
この制御装置３１は例えば後述する各種条件及び演算式（１）、（２）等のデータに基づいて加圧ローラ１４の移動量の制御等の各種の演算処理を行うための中央演算処理装置（ＣＰＵ）３２を備えている。又、制御装置３１は移動量の制御等の各種の処理プログラムを記録した読み出し専用の記録媒体としてのリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）３３及び各種のデータを記録し、かつ読み出し又は書き込み可能な記録媒体としてのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４を備えている。
【００２５】
前記制御装置３１には、前記ＣＰＵ３２に接続され予め設定された巻芯１１の旋回速度指令を巻軸モータＭ１１に出力するための巻軸モータ制御部３５が設けられている。この巻軸モータ制御部３５によって前記巻軸モータＭ１１の巻取り速度が一定となるように予め設定した速度で旋回されるようになっている。
【００２６】
又、前記制御装置３１には、前記ＣＰＵ３２に接続され前記巻芯１１の巻取り動作に同期して前記Ｘ軸モータＭ１９を制御して前記加圧ローラ１４のＸ軸方向の位置を数値制御する回転速度指令を出力するためのＸ軸モータ制御部３６が設けられている。
【００２７】
さらに、前記制御装置３１には、前記ＣＰＵ３２に接続され前記巻芯１１の巻取り動作に同期して前記Ｙ軸モータＭ１７を制御して加圧ローラ１４のＹ軸方向の位置を数値制御するための回転速度指令を出力するためのＹ軸モータ制御部３７が設けられている。
【００２８】
前記制御装置３１には巻芯の形状や寸法等各種条件の入力や演算式の作成を行うための各種のキーを備えた操作パネル３８が接続されている。又、制御装置３１には各種の条件や演算式を表示可能な表示装置３９が接続されている。
【００２９】
次に、巻芯１１の旋回動作に追従して、前記加圧ローラ１４を適正に位置制御するために制御装置３１の記録媒体に格納される各種条件及び演算式について説明する。
【００３０】
この実施形態では図１の実線で示す垂直状態の巻芯１１を巻取り開始位置とする。この巻取り開始位置から巻芯１１は図１において時計回り方向に旋回される。この巻芯１１の巻取り開始位置からの旋回角をθとする。又、巻芯１１の右側面に電極シート１２の先端部が垂れ下がるように配置されていて、この電極シート１２は前記巻芯１１の旋回中心Ｏ_１と対応する位置において加圧ローラ１４によって巻芯１１に押圧されている。
【００３１】
巻芯１１の旋回中心Ｏ_１から支持部１１ａ（始端Ｐ１，終端Ｐ２）までの距離をＲとし、巻芯１１の支持部１１ａの半径寸法ｒ１、加圧ローラ１４の半径寸法ｒ、電極シートの厚さ寸法ｔｓとする。
【００３２】
前記巻芯１１の旋回中心Ｏ_１を通るＸ軸方向の基準線Ｌ１から加圧ローラ１４の回転中心Ｏ_２までのＹ軸方向の移動量Ｙ（θ）を求める演算式は、以下のように設定される。
【００３３】
旋回角θが０°≦θ＜３０°のとき
Ｙ（θ）＝（Ｒｃｏｓ３０°）×（θ／３０°）・・・（１）
旋回角θが３０°≦θ≦１５０°のとき
Ｙ（θ）＝Ｒｃｏｓθ・・・（２）
旋回角θが１５０°＜θ＜１８０°のとき
Ｙ（θ）＝（Ｒｃｏｓ１５０°）×〔（１８０°−θ）／３０°〕・・・（３）
これらの演算式（１），（２），（３）及び前記各種の寸法条件を制御装置３１の記録媒体に予め記録し、上記の演算式（１），（２），（３）により求められた移動量Ｙ（θ）に基づいて、前記Ｙ軸モータＭ１７を数値制御するようにしている。
【００３４】
一方、前記巻芯１１の旋回中心Ｏ_１を通るＹ軸方向の基準線Ｌ２から加圧ローラ１４の回転中心Ｏ_２までのＸ軸方向の移動量Ｘ（θ）を求める演算式は、以下のように設定される。
【００３５】
旋回角θが０°≦θ＜３０°のとき
Ｘ（θ）＝（Ｒｓｉｎ３０°）×（θ／３０°）＋（ｒ１＋ｒ）・・・（４）
旋回角θが３０°≦θ≦１５０°のとき
Ｘ（θ）＝（Ｒｓｉｎθ）＋（ｒ１＋ｒ）・・・（５）
旋回角θが１５０°＜θ＜１８０°のとき
Ｘ（θ）＝（Ｒｓｉｎ１５０°）×〔（１８０°−θ）／３０°〕＋（ｒ１＋ｒ）・・・（６）
この演算式（４），（５），（６）及び前記各種の寸法条件を制御装置３１の記録媒体に予め記録し、上記の演算式（３），（５），（６）により求められた移動量Ｘ（θ）に基づいて前記Ｘ軸モータＭ１９を数値制御するようにしている。
【００３６】
そして、Ｘ軸モータ制御部３６及びＹ軸モータ制御部３７により移動量Ｘ（θ）、Ｙ（θ）の演算式によって演算された演算値に基づいてＸ軸モータＭ１９及びＹ軸モータＭ１７が数値制御され、加圧ローラ１４による巻芯１１上の電極シート１２の押圧動作が適正に行われる。
【００３７】
次に、前記のように構成された巻取り装置の動作を説明する。
図１において前記巻芯１１が巻取り開始位置から旋回を開始すると、巻芯１１の外周面に電極シート１２が巻き取られて、シート巻取体が形成される。この巻取り動作の開始に先立って、電極シート１２の先端部の端縁が図示しないテープ接着装置により接着されて巻芯１１の表面に仮止めされる。その後に、Ｘ軸モータＭ１９が作動されて、加圧ローラ１４が図１に示す開始位置（実線の巻芯１１に接する位置）に移動される。
【００３８】
この電極シート１２の巻取り開始位置から巻芯１１が図１において、時計回り方向に１８０°だけ旋回される間に、加圧ローラ１４はＸ軸方向に一往復動されるとともに、Ｙ軸方向にも一往復動される。この加圧ローラ１４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置制御により巻芯１１に対する加圧ローラ１４の押圧動作が適正に行われる。
【００３９】
前記巻芯１１に対する電極シート１２の巻き付け動作が開始されて巻芯１１が数回旋回されると、巻芯１１に対する電極シート１２の巻付け状態、つまり巻芯１１と電極シート１２の連結が確実になるとともに、巻芯１１に対する電極シート１２の巻き付け状態が加圧ローラ１４の扱き動作により安定化される。このため加圧ローラ１４が退避位置に移動される。
【００４０】
前記巻芯１１に対する電極シート１２の所定量の巻取り動作が終了すると、前記電極シート１２は図示しない切断機構によって切断され、その切断端部が前記加圧ローラ１４によって巻芯１１側に所定の圧力で押圧され、切断端部がシート巻取体の外表面に巻き付けられる。
【００４１】
電極シート１２の切断端部の加圧ローラ１４による巻き付け動作の際には、シート巻取体の厚み寸法を考慮して、加圧ローラ１４の原点位置への移動が行われる。なお、電極シート１２の切断端部の巻き付け処理動作においても、電極シート１２の先端部の巻き付け動作と同様に加圧ローラ１４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置制御が行われる。この場合には、電極シート１２の厚さ寸法ｔｓと巻き付け数との演算から加圧ローラ１４のＸ軸方向或いはＹ軸方向の位置補正を加えた位置制御を行う。
【００４２】
なお、この後には図示しないテープ貼り付け装置によりテープが電極シート１２の切断端部に接着され、一回のシート巻取体の巻取り作業が終了する。
上記実施形態の巻取り装置によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【００４３】
（１）上記実施形態では、前記制御装置３１に前述した各種の条件及び演算式（１）〜（６）等の必要なデータを予め格納しておき、それらによる演算値に基づいて加圧ローラ１４の位置をＸ軸方向及びＹ軸方向に数値制御により移動するようにした。このため、巻芯１１の旋回角θが０°〜３０°の間に巻芯１１と加圧ローラ１４の接触点を支持部１１ａの始端Ｐ１に移動し、前記巻芯１１が旋回角θで３０°〜１５０°旋回する間に支持部１１ａの半円孤状の外周面の始端Ｐ１から終端Ｐ２まで移動する。その後、前記巻芯１１が旋回角θで１５０°〜１８０°旋回する間に支持部１１ａの終端Ｐ２から原点位置まで移動する。従って、巻芯１１の支持部１１ａに対する加圧ローラ１４の接触点の移動速度（加速度）が従来の加圧ローラにおける移動速度と比較して緩やかとなり、電極シート１２を巻芯１１の表面に適正に押圧することができ、巻芯１１に対する電極シート１２の巻き付け動作を円滑かつ確実に行うことができる。
【００４４】
さらに、詳述すると、従来では旋回角θが３０°で支持部１１ａを乗り越えなければならなかったのに対し、前記実施形態では１２０°で乗り越えればよいので、加圧ローラ１４の巻芯１１に対する接触点の移動速度が約四分の一の速度となる。
【００４５】
（２）上記実施形態では、巻芯１１の支持部１１ａの外周面に対する加圧ローラ１４の接触点の移動速度が緩やかとなるため、それだけ巻芯１１の旋回速度を高めて巻芯１１に対する電極シート１２の巻き付け開始動作を迅速に行うことができる。又、電極シート１２の全行程に亘って加圧ローラ１４を用いる場合にも巻芯１１の旋回速度を減速する必要がなく、電極シート１２の巻取り状態を安定化することができる。
【００４６】
（３）上記実施形態では、前記操作パネル３８を用いて加圧ローラ１４のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量の演算式（１）〜（６）を巻芯１１の形状或いは寸法などの各種の条件に応じて変更可能にした。このため、巻芯１１の形状寸法が変更されても、Ｘ軸移動機構及びＹ軸移動機構を変更することなく加圧ローラ１４の位置制御動作を適正に行うことができ、段取り換えをなくして作業能率を向上することができる。
【００４７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図４（ａ）に示すように、前記巻芯１１の形状を４角形にしたり、図４（ｂ）に示すように３角形状にしたり、その他、図示しないが楕円形状にしたり、多角形状にしたり、或いは円筒形状にしたりしてもよい。これらの場合においてもそれぞれに適した各種条件及び演算式を用いて、加圧ローラ１４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置制御動作を適正に行って、巻芯１１に対する電極シート１２の加圧ローラ１４による押圧動作を適正に行うことができる。これにより、巻芯１１の形状が変化しても対応する演算式を選択するだけで、巻芯１１に対する電極シート１２の巻きつけ動作を適正かつ迅速に行うことができる。
【００４８】
○ 実施形態においては電極シートの巻取り装置に具体化したが、これを各種のシートの巻取り装置として具体化することもできる。
○ 前記実施形態においては、前記巻芯１１の巻取り開始位置を図１に示すように設定したが、この巻取り開始位置は任意に設定することが可能である。この場合には各種の条件変更に基づいて、前述した演算式（１）〜（６）を変更する必要がある。
【００４９】
○ 制御装置３１の記録媒体に対し、形状の異なる巻芯１１のそれぞれに対する各種条件及び演算式を格納しておき、巻芯１１の変更に応じて上記各種の演算式を選択的に用いるようにしてもよい。
【００５０】
○ 前記Ｘ軸案内部材１９及びＸ軸モータＭ１９を省略するとともに、加圧ローラ１４をＸ軸方向前方に向かって例えばエアシリンダ等の弾性支持機構により弾性的に支持し、この加圧ローラ１４を巻芯１１の表面に押圧するようにしてもよい。この場合には巻芯１１の旋回運動によって、加圧ローラ１４が付勢力に対抗してＸ軸方向に押動される。
【００５１】
○ 加圧ローラ１４のＹ軸移動機構を図示しないがレバー・リンク機構或いはカム機構によって構成し、前記本実施形態或いは上述した別例の構成にしてもよい。
【００５２】
この別例では巻芯の外形形状が変更された場合に段取り替えが、必要になるが、巻芯に対し加圧ローラによりシートを適正な押圧力で加圧することができ、巻芯に対するシートの巻き付け動作を適正に行うことができるとともに、巻芯の破損を防止することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜８に記載の発明は、巻芯に対し加圧ローラによりシートを適正な押圧力で加圧することができ、巻芯に対するシートの巻き付け動作を適正に行うことができるとともに、巻芯の破損を防止することができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、巻芯の外形形状が変更されても加圧ローラのＹ軸移動機構を変更することなく巻芯へのシートの加圧を適正に行うことができる。
【００５５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の効果に加えて、巻芯の外形形状が変更されても所定の演算式にて移動量が演算され、加圧ローラのＹ軸移動機構を変更することなく巻芯へのシートの加圧を適正に行うことができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明は、上記の効果に加えて、Ｘ軸移動機構の構成を簡素化して製造及び組み付け作業を容易に行いコストの低減を図ることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、巻芯の外形形状が変更されても加圧ローラのＸ軸移動機構を変更することなく巻芯へのシートの加圧を適正に行うことができる。
【００５７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明の効果に加えて、加圧ローラは巻芯に対しシートを適正な押圧力で加圧することができ、シートの巻付状態によっても柔軟に動作して安定した巻付け動作を行うことができる。
【００５８】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明の効果に加えて、巻芯の外形形状が変更されても所定の演算式にて移動量が演算され、加圧ローラのＸ軸移動機構を変更することなく巻芯へのシートの加圧を適正に行うことができる。
【００５９】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明の効果に加えて、巻芯の外形形状が変更されても加圧ローラのＸ軸移動機構及びＹ軸移動機構を変更することなく巻芯へのシートの加圧を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の巻取り装置における電極シートの加圧ローラの押圧動作を説明するための図。
【図２】加圧ローラの移動機構を示す正面図。
【図３】制御装置を示すブロック回路図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は巻芯の別例を示す端面図。
【図５】従来の巻芯に対する加圧ローラの加圧状態を示す正面図。
【図６】従来の巻芯に対する加圧ローラの加圧状態を示す正面図。
【符号の説明】Ｘ（θ），Ｙ（θ）…移動量、Ｏ_１…旋回中心、Ｏ_２…回転中心、１１…巻芯、１１ａ…支持部、１４…加圧ローラ、２０…Ｘ軸移動体、２５…付勢手段としてのバネ、３１…制御装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure roller moving mechanism in a winding device that can cope with a non-cylindrical core such as a flat core or a square core.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, the following has been proposed as a two-point support winding device having a flat core. In this winding device, as shown in FIG. 5, a flat winding core 11 having a pair of support portions 11a is turned at a predetermined position by a servo motor (not shown) at a predetermined turning speed. A pair of left and right nip rollers 13 sandwiches the electrode sheet 12 at a predetermined position above the core 11 and supplies the electrode sheet 12 to the core 11. The electrode sheet 12 is formed by laminating positive and negative electrode sheets 12a and 12b and separators 12c and 12d by a nip roller 13.
[0003]
When the winding operation of the electrode sheet 12 with respect to the core 11 is started, the pressure roller 14 presses the electrode sheet 12 with the leading end of the electrode sheet 12 hanging down the right side of the core 11. Is pressed against the right side of the winding core 11. When the core 11 is rotated clockwise in FIG. 5 in this state, the leading end of the electrode sheet 12 is wound around the surface of the core 11, the electrode sheet 12 is connected to the core 11, and the pressure roller 14 is released. Thus, the electrode sheet 12 can be wound.
[0004]
The pressure roller 14 is reciprocated in the X-axis direction by a lever / link mechanism (not shown) in synchronization with the turning movement of the core 11.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional winding device, when the turning angle θ from the winding start position of the vertical winding core 11 shown by the solid line in FIG. 5 is around 75 ° as shown in FIG. The pressure roller 14 is brought into contact with the start end P1 of the support portion 11a. When the turning angle θ becomes 105 °, the pressure roller 14 comes into contact with the terminal end P2 of the support portion 11a. For this reason, it is necessary to get over the semi-circular portion of the support portion 11a in a narrow range of about 30 ° from about 75 ° to 105 °, and the contact point X of the contact point of the pressure roller 14 with the core 11 is required. There is a problem that the moving speed (acceleration) in the forward or backward direction of the axis becomes extremely high, and it is difficult to perform an appropriate position control operation of the pressure roller 14. For this reason, when the turning angle θ of the core 11 is around 75 ° or 115 °, the pressing force of the pressure roller 14 against the core 11 becomes difficult to act properly, and the sandwiching state of the electrode sheet 12 is loosened and the electrode This has been a cause of poor winding of the sheet 12. When the setting of the lever / link mechanism of the pressure roller 14 is strengthened in advance in order to secure the pressing force, the core 11 is strongly pressed by the pressure roller 14, and the core 11 is deformed or broken. Was feared.
[0006]
Further, in the above-mentioned conventional winding device, the moving speed (acceleration) of the contact point of the pressure roller with respect to the winding core becomes extremely high. Therefore, when the turning speed of the winding core 11 is increased, winding failure of the electrode sheet 12 occurs. And the winding speed must be reduced.
[0007]
Further, when the outer shape of the core 11 is changed, there is a problem that the lever / link mechanism for operating the pressure roller 14 must be replaced with another one. In order to manufacture a plurality of types of lever / link mechanisms, not only is it costly, but also it is necessary to store and manage those lever / link mechanisms, which is very troublesome.
[0008]
A main object of the present invention is to solve the above-described problems in the conventional technology, and to press a sheet with an appropriate pressing force by a pressure roller against a core, and to appropriately adjust a winding operation of the sheet around the core. Another object of the present invention is to provide a pressure roller moving mechanism in a winding device capable of preventing damage to a winding core.
[0009]
Another object of the present invention is to add a sheet to the core by the pressure roller without changing the moving mechanism (hardware) of the pressure roller even if the outer shape of the core is changed. It is an object of the present invention to provide a mechanism for moving a pressure roller in a winding device capable of appropriately performing pressure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 winds a sheet around an outer surface of a winding core, and a leading end portion or a trailing end portion of the sheet is pressed by a pressure roller at an initial or final stage of the winding operation. A pressurizing roller configured to press the core toward the core, an X-axis moving mechanism that reciprocates in a direction in which the pressure roller presses the core, that is, an X-axis direction; The gist is that the pressure roller is configured to be movable in two axial directions by a Y-axis moving mechanism that is reciprocated in a Y-axis direction orthogonal to the axial direction.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the at least Y-axis moving mechanism is operated based on an arithmetic expression for calculating at least the amount of movement in the Y-axis direction recorded on a recording medium of the control device in advance. The gist is that the numerical value is controlled by the calculated value.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the core is formed in a flat shape having two support portions, and a distance from the center of rotation to the support portion is set to R, and is set at a predetermined position in advance. Assuming that the rotation angle θ of the core from the winding start position, the radius r1 of the support of the core, the radius r of the pressure roller, and the thickness ts of the sheet, the X-axis passing through the center of rotation of the core. An arithmetic expression for calculating the movement amount Y (θ) in the Y-axis direction from the reference line L1 in the direction to the rotation center of the pressure roller is given by
When the turning angle θ is 0 ° ≦ θ <30 °, Y (θ) = (Rcos30 °) × (θ / 30 °) (1)
When the turning angle θ is 30 ° ≦ θ ≦ 150 °, Y (θ) = Rcos θ (2)
When the turning angle θ is 150 ° <θ <180 °, Y (θ) = (Rcos150 °) × [(180 ° −θ) / 30 °] (3)
The above formulas are set, and the arithmetic expressions (1), (2), (3) and the various dimensional conditions are pre-recorded on a recording medium of the control device. The gist is that the Y-axis moving mechanism is numerically controlled based on the moving amount Y (θ) obtained in (3).
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the X-axis moving mechanism resiliently moves the pressure roller in the X-axis forward direction toward the core by a biasing means. The gist of the present invention is to provide an elastic support mechanism that presses and pushes the pressure roller back in the X-axis backward direction against the urging force of the urging means by the turning motion of the core.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the X-axis moving mechanism calculates based on an arithmetic expression for calculating a moving amount in the X-axis direction recorded in advance on a recording medium of the control device. The gist is that the numerical value is controlled by the calculated value.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, a constant urging force is applied to a tip end of the X-axis moving body moved by the X-axis moving mechanism in a direction in which the pressure roller presses the core. The gist of the present invention is that it is attached via biasing means having the same.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, the core is formed in a flat shape having two support portions, and the distance from the center of rotation to the support portion is set to R, and is set at a predetermined position in advance. Assuming that the turning angle θ of the winding core from the winding start position thus set, the radius r1 of the supporting portion of the winding core, the radius r of the pressure roller, and the thickness ts of the sheet, the sheet passes through the center of rotation of the winding core. An arithmetic expression for calculating the movement amount X (θ) in the X-axis direction from the reference line L2 in the Y-axis direction to the rotation center of the pressure roller is given by
X (θ) = (R sin30 °) × (θ / 30 °) + (r1 + r) when the turning angle θ is 0 ° ≦ θ <30 ° (4)
When the turning angle θ is 30 ° ≦ θ ≦ 150 °, X (θ) = (Rsin θ) + (r1 + r) (5)
When the turning angle θ is 150 ° <θ <180 °, X (θ) = (Rsin150 °) × [(180 ° −θ) / 30 °] + (r1 + r) (6)
The arithmetic expressions (4), (5), (6) and the various dimensional conditions are pre-recorded on the recording medium of the control device. The gist is that the X-axis moving mechanism is numerically controlled based on the moving amount X (θ) obtained in (6).
[0017]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the amount of movement of the pressure roller in the X-axis direction or the movement in the Y-axis direction corresponding to the plurality of cores having different shapes. The gist is that various conditions and arithmetic expressions for obtaining the amounts are stored in the recording medium, and the arithmetic expressions are selected according to the change of the core.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is embodied in, for example, an electrode sheet winding device for a battery used in a hybrid vehicle or the like will be described with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 2 is a schematic front view showing a winding mechanism of the winding device and a moving mechanism of the pressure roller. The winding mechanism is configured almost similarly to the configuration described in the related art. That is, the flat core 11 having the pair of support portions 11a is rotated at a predetermined position by the winding motor M11 at a predetermined rotation speed. A pair of left and right nip rollers 13 sandwiches the electrode sheet 12 at a predetermined position above the core 11 and supplies the electrode sheet 12 to the core 11. The electrode sheet 12 is formed by laminating positive and negative electrode sheets 12a and 12b and separators 12c and 12d by a nip roller 13. The electrode sheet 12 is wound around the winding core 11.
[0020]
Next, a mechanism for moving the pressure roller 14 will be described. A substrate 15 mounted on the front surface of a frame (not shown) of the winding device in the Y-axis (vertical) direction so as to be located on the right side of the core 11. A Y-axis guide rail 16 is disposed on the left side of the Y-axis in the Y-axis (vertical) direction. A Y-axis saddle 17 is mounted on the Y-axis guide rail 16 so as to be reciprocable in the Y-axis direction, and is reciprocated in the Y-axis direction by a Y-axis motor M17 such as a linear motor or a servomotor. I have. An X-axis guide member 19 is attached to the left side surface of the Y-axis saddle 17, and an X-axis moving body 20 is mounted on the X-axis guide member 19 so as to be able to reciprocate in the X-axis (front-back) direction. The X-axis moving body 20 is reciprocated in the X-axis direction by an X-axis motor M19 such as a linear motor or a servomotor.
[0021]
In this embodiment, the substrate 15, the Y-axis guide rail 16, the Y-axis saddle 17, the Y-axis motor M17, and the like constitute a Y-axis moving mechanism of the pressure roller 14. Further, the X-axis guide member 19, the X-axis moving body 20, the X-axis motor M19, and the like constitute an X-axis moving mechanism of the pressure roller 14.
[0022]
A holder 22 is attached to the tip of the X-axis moving body 20, and a rod 23 is slidably supported on the holder 22, and the pressure roller 14 is rotatably supported via a shaft 24 at the tip. ing. A coil-shaped spring 25 as urging means for urging the rod 23 forward with a constant urging force in the direction of pressing the core 11 is accommodated in the holder 22.
[0023]
Next, the configuration of a control device 31 for controlling the operations of the winding motor M11, a Y-axis motor M17, the X-axis motor M19, etc., for example, a servo motor for winding, will be described with reference to FIG.
[0024]
The controller 31 is a central processing unit (CPU) for performing various arithmetic processes such as controlling the amount of movement of the pressure roller 14 based on various conditions described later and data such as arithmetic expressions (1) and (2). CPU) 32. The control device 31 includes a read-only memory (ROM) 33 as a read-only recording medium in which various processing programs for controlling the movement amount are recorded and a recording medium in which various data are recorded and which can be read or written. Random access memory (RAM) 34 is provided.
[0025]
The control device 31 is provided with a reel motor controller 35 connected to the CPU 32 for outputting a preset turning speed command of the reel 11 to the reel motor M11. The winding motor control unit 35 turns the motor at a preset speed so that the winding speed of the winding motor M11 is constant.
[0026]
The controller 31 is connected to the CPU 32 and controls the X-axis motor M19 in synchronization with the winding operation of the winding core 11 to numerically control the position of the pressure roller 14 in the X-axis direction. An X-axis motor control unit 36 for outputting a rotation speed command is provided.
[0027]
Further, the controller 31 is connected to the CPU 32 to control the Y-axis motor M17 in synchronization with the winding operation of the winding core 11 to numerically control the position of the pressure roller 14 in the Y-axis direction. Is provided with a Y-axis motor control unit 37 for outputting the rotation speed command.
[0028]
The control device 31 is connected to an operation panel 38 provided with various keys for inputting various conditions such as the shape and dimensions of the core and creating an arithmetic expression. A display device 39 capable of displaying various conditions and arithmetic expressions is connected to the control device 31.
[0029]
Next, various conditions and arithmetic expressions stored in the recording medium of the control device 31 for appropriately controlling the position of the pressure roller 14 following the turning operation of the core 11 will be described.
[0030]
In this embodiment, the winding core 11 in a vertical state indicated by a solid line in FIG. 1 is set as a winding start position. From this winding start position, the winding core 11 is turned clockwise in FIG. The turning angle of the winding core 11 from the winding start position is defined as θ. Further, the leading end of the electrode sheet 12 is disposed so as to hang down on the right side surface of the core 11, and the electrode sheet 12 is wound by the pressing roller 14 at a position corresponding to the turning center O _{1 of the} core 11. 11 is pressed.
[0031]
Supporting portion 11a (starting end P1, end P2) from the turning center _{O 1} of the core 11 a distance to the R, radius r1 of the support portion 11a of the core 11, the radial dimension r of the pressure roller 14, the electrode sheet The thickness is ts.
[0032]
Calculation formula for obtaining the amount of movement in the Y-axis direction to the rotational center O ₂ of the rotation center O ₁ X axis direction of the reference line L1 from the pressure roller 14 through the winding core 11 Y (theta), as follows Is set.
[0033]
When the turning angle θ is 0 ° ≦ θ <30 °, Y (θ) = (Rcos30 °) × (θ / 30 °) (1)
When the turning angle θ is 30 ° ≦ θ ≦ 150 °, Y (θ) = Rcos θ (2)
When the turning angle θ is 150 ° <θ <180 °, Y (θ) = (Rcos150 °) × [(180 ° −θ) / 30 °] (3)
These arithmetic expressions (1), (2), (3) and the various dimensional conditions are recorded in advance on the recording medium of the control device 31, and are obtained by the above arithmetic expressions (1), (2), (3). The Y-axis motor M17 is numerically controlled based on the determined movement amount Y (θ).
[0034]
On the other hand, calculation formula for obtaining the amount of movement in the X-axis direction to the rotational center O ₂ of the rotation center O ₁ the pressure roller 14 from the reference line L2 in the Y-axis direction through the X (theta) of the winding core 11, the following It is set as follows.
[0035]
X (θ) = (R sin30 °) × (θ / 30 °) + (r1 + r) when the turning angle θ is 0 ° ≦ θ <30 ° (4)
When the turning angle θ is 30 ° ≦ θ ≦ 150 °, X (θ) = (Rsin θ) + (r1 + r) (5)
When the turning angle θ is 150 ° <θ <180 °, X (θ) = (Rsin150 °) × [(180 ° −θ) / 30 °] + (r1 + r) (6)
The arithmetic expressions (4), (5), (6) and the various dimensional conditions are recorded in advance on the recording medium of the control device 31, and are obtained by the above arithmetic expressions (3), (5), (6). The X-axis motor M19 is numerically controlled based on the moving amount X (θ).
[0036]
Then, the X-axis motor M19 and the Y-axis motor M17 are set to numerical values based on the calculation values calculated by the X-axis motor control unit 36 and the Y-axis motor control unit 37 using the calculation formulas of the movement amounts X (θ) and Y (θ). The operation of pressing the electrode sheet 12 on the winding core 11 by the pressing roller 14 is controlled appropriately.
[0037]
Next, the operation of the winding device configured as described above will be described.
In FIG. 1, when the winding core 11 starts turning from a winding start position, the electrode sheet 12 is wound on the outer peripheral surface of the winding core 11 to form a sheet winding body. Prior to the start of the winding operation, the edge of the leading end of the electrode sheet 12 is bonded by a tape bonding device (not shown) and temporarily fixed to the surface of the core 11. Thereafter, the X-axis motor M19 is operated to move the pressure roller 14 to the start position (the position in contact with the solid core 11) shown in FIG.
[0038]
While the winding core 11 is rotated clockwise by 180 ° in FIG. 1 from the winding start position of the electrode sheet 12, the pressure roller 14 is reciprocated once in the X-axis direction and Is also reciprocated. By controlling the position of the pressing roller 14 in the X-axis direction and the Y-axis direction, the pressing operation of the pressing roller 14 against the core 11 is properly performed.
[0039]
When the winding operation of the electrode sheet 12 around the core 11 is started and the core 11 is turned several times, the winding state of the electrode sheet 12 around the core 11, that is, the connection between the core 11 and the electrode sheet 12 is ensured. At the same time, the winding state of the electrode sheet 12 around the winding core 11 is stabilized by the handling operation of the pressure roller 14. Therefore, the pressure roller 14 is moved to the retreat position.
[0040]
When a predetermined amount of winding operation of the electrode sheet 12 with respect to the core 11 is completed, the electrode sheet 12 is cut by a cutting mechanism (not shown), and a cut end of the electrode sheet 12 is fixed to the core 11 by the pressing roller 14. Pressed by pressure, the cut end is wound around the outer surface of the sheet winder.
[0041]
In the winding operation of the cut end of the electrode sheet 12 by the pressure roller 14, the pressure roller 14 is moved to the origin position in consideration of the thickness of the sheet winding body. In the winding processing operation of the cut end portion of the electrode sheet 12, the position control of the pressing roller 14 in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed similarly to the winding operation of the leading end portion of the electrode sheet 12. In this case, the position of the pressure roller 14 in the X-axis direction or the Y-axis direction is corrected based on the calculation of the thickness ts of the electrode sheet 12 and the number of windings.
[0042]
After that, the tape is adhered to the cut end of the electrode sheet 12 by a tape attaching device (not shown), and one winding operation of the sheet winding body is completed.
According to the winding device of the above embodiment, the following features can be obtained.
[0043]
(1) In the above embodiment, the control device 31 previously stores the above-described various conditions and necessary data such as the arithmetic expressions (1) to (6), and based on the arithmetic values obtained by these, the pressure roller The position 14 was moved by numerical control in the X-axis direction and the Y-axis direction. Therefore, the contact point between the core 11 and the pressure roller 14 is moved to the starting end P1 of the support portion 11a while the rotation angle θ of the core 11 is 0 ° to 30 °, and the core 11 is rotated at the rotation angle θ. During the rotation of 30 ° to 150 °, the support portion 11a moves from the start end P1 to the end P2 of the semicircular outer peripheral surface. Thereafter, the core 11 moves from the terminal end P2 of the support portion 11a to the origin position while the core 11 turns at a turning angle θ of 150 ° to 180 °. Therefore, the moving speed (acceleration) of the contact point of the pressure roller 14 with respect to the support portion 11a of the core 11 becomes slower than the moving speed of the conventional pressure roller, and the electrode sheet 12 , And the operation of winding the electrode sheet 12 around the winding core 11 can be performed smoothly and reliably.
[0044]
More specifically, in contrast to the conventional case where the turning angle θ has to climb over the support portion 11a at 30 °, in the above-described embodiment, it is sufficient to climb over the support portion 11a. The moving speed of the contact point is about a quarter speed.
[0045]
(2) In the above embodiment, since the moving speed of the contact point of the pressure roller 14 with respect to the outer peripheral surface of the support portion 11a of the core 11 becomes slow, the turning speed of the core 11 is increased accordingly, and the electrode with respect to the core 11 is increased. The winding start operation of the sheet 12 can be performed quickly. Further, even when the pressure roller 14 is used over the entire stroke of the electrode sheet 12, it is not necessary to reduce the turning speed of the core 11, and the winding state of the electrode sheet 12 can be stabilized.
[0046]
(3) In the above embodiment, the operation formulas (1) to (6) for the amount of movement of the pressure roller 14 in the X-axis direction and the Y-axis direction using the operation panel 38 are used to determine the shape or size of the core 11. It can be changed according to various conditions. For this reason, even if the shape and dimensions of the core 11 are changed, the position control operation of the pressure roller 14 can be properly performed without changing the X-axis moving mechanism and the Y-axis moving mechanism, and the setup change is eliminated. Work efficiency can be improved.
[0047]
In addition, this embodiment may be changed as follows.
○ As shown in FIG. 4 (a), the shape of the winding core 11 is quadrangular, as shown in FIG. 4 (b), triangular, or not shown, elliptical or polygonal. Or a cylindrical shape. Also in these cases, the position control operation of the pressing roller 14 in the X-axis direction and the Y-axis direction is appropriately performed by using various conditions and arithmetic expressions suitable for each case, and the pressing of the electrode sheet 12 against the core 11 is performed. The pressing operation by the roller 14 can be appropriately performed. Thereby, even if the shape of the core 11 changes, the operation of winding the electrode sheet 12 around the core 11 can be performed properly and promptly only by selecting the corresponding arithmetic expression.
[0048]
In the embodiment, the present invention is embodied as an electrode sheet winding device. However, the present invention can be embodied as various sheet winding devices.
In the embodiment, the winding start position of the winding core 11 is set as shown in FIG. 1, but the winding start position can be set arbitrarily. In this case, it is necessary to change the above-described arithmetic expressions (1) to (6) based on various conditions changes.
[0049]
In the recording medium of the control device 31, various conditions and arithmetic expressions for each of the cores 11 having different shapes are stored, and the various arithmetic expressions are selectively used according to the change of the core 11. You may.
[0050]
The X-axis guide member 19 and the X-axis motor M19 are omitted, and the pressure roller 14 is elastically supported forwardly in the X-axis direction by an elastic support mechanism such as an air cylinder. You may make it press on the surface of the core 11. In this case, the pressure roller 14 is pushed in the X-axis direction against the urging force by the turning motion of the core 11.
[0051]
Although not shown, the Y-axis moving mechanism of the pressure roller 14 may be configured by a lever-link mechanism or a cam mechanism, and may be configured in this embodiment or another example described above.
[0052]
In this alternative example, when the outer shape of the core is changed, setup change is required.However, the sheet can be pressed with an appropriate pressing force by the pressing roller against the core, and the sheet can be pressed against the core. The winding operation can be performed properly, and the core can be prevented from being damaged.
[0053]
【The invention's effect】
As described in detail above, the inventions according to the first to eighth aspects can press the sheet with an appropriate pressing force against the core by the pressing roller, and appropriately perform the sheet winding operation on the core. And the breakage of the core can be prevented.
[0054]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, even if the outer shape of the core is changed, the sheet can be transferred to the core without changing the Y-axis moving mechanism of the pressure roller. Can be appropriately performed.
[0055]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the effect of the second aspect, even when the outer shape of the core is changed, the moving amount is calculated by a predetermined arithmetic expression, and the Y axis of the pressure roller is calculated. It is possible to appropriately press the sheet to the core without changing the moving mechanism.
[0056]
According to the invention described in claim 4, in addition to the above-described effects, the configuration of the X-axis moving mechanism can be simplified, the manufacturing and assembling operations can be easily performed, and the cost can be reduced.
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first or second aspect, even if the outer shape of the core is changed, the X-axis moving mechanism of the pressure roller is not changed to the core. The sheet can be appropriately pressed.
[0057]
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth aspect of the invention, the pressing roller can press the sheet against the core with an appropriate pressing force. It can operate flexibly and perform a stable winding operation.
[0058]
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth or sixth aspect, even when the outer shape of the core is changed, the moving amount is calculated by a predetermined arithmetic expression, and It is possible to appropriately press the sheet against the core without changing the X-axis moving mechanism.
[0059]
According to an eighth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to seventh aspects, the X-axis moving mechanism and the Y-axis moving mechanism of the pressure roller even when the outer shape of the core is changed. The pressure of the sheet on the core can be appropriately performed without changing the value of.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining a pressing operation of a pressure roller of an electrode sheet in a winding device of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a moving mechanism of a pressure roller.
FIG. 3 is a block circuit diagram showing a control device.
FIGS. 4A and 4B are end views showing another example of a winding core.
FIG. 5 is a front view showing a state in which a pressing roller is pressed against a conventional core.
FIG. 6 is a front view showing a state where a pressing roller is pressed against a conventional core.
[Description of Signs] X (θ), Y (θ): Movement amount, O ₁ : Center of rotation, O ₂ : Center of rotation, 11: Core, 11a: Support, 14: Pressure roller, 20: X-axis Moving body, 25: spring as biasing means, 31: control device.

Claims

Winding up a sheet on the outer surface of a core, and a pressure roller configured to press the leading end or the rear end of the sheet toward the core by a pressure roller at the beginning or end of the winding operation. In the device,
An X-axis moving mechanism that reciprocates in a direction in which the pressure roller presses the core, that is, an X-axis direction, and a Y-axis moving mechanism that reciprocates in a Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction. A pressure roller moving mechanism in a winding device, wherein the pressure roller is configured to be movable in two axial directions.

2. The method according to claim 1, wherein the Y-axis moving mechanism is numerically controlled by a calculation value calculated based on a calculation formula for calculating a movement amount in the Y-axis direction recorded in a recording medium of the control device in advance. The moving mechanism of the pressure roller in the winding device configured.

3. The winding core according to claim 2, wherein the winding core is formed in a flat shape having two support portions, and a distance from the center of rotation of the winding core to the support portion is R, and the winding core from a winding start position set in a predetermined position in advance. Assuming that the turning angle θ, the radius r1 of the support portion of the core, the radius r of the pressure roller, and the thickness ts of the sheet (not shown), a reference line in the X-axis direction passing through the center of rotation of the core. An arithmetic expression for calculating the movement amount Y (θ) in the Y-axis direction from L1 to the rotation center of the pressure roller is:
When the turning angle θ is 0 ° ≦ θ <30 °, Y (θ) = (Rcos30 °) × (θ / 30 °) (1)
When the turning angle θ is 30 ° ≦ θ ≦ 150 °, Y (θ) = Rcos θ (2)
When the turning angle θ is 150 ° <θ <180 °, Y (θ) = (Rcos150 °) × [(180 ° −θ) / 30 °] (3)
The above formulas are set, and the arithmetic expressions (1), (2), (3) and the various dimensional conditions are recorded in advance in a recording medium of the control device, and the arithmetic expressions (1), (2), A pressure roller moving mechanism in the winding device that numerically controls the Y-axis moving mechanism based on the moving amount Y (θ) obtained in (3).

The X-axis moving mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the X-axis moving mechanism elastically presses the pressure roller toward the core in the X-axis forward direction by a biasing unit, and the core is turned by a turning motion of the core. A mechanism for moving the pressure roller in the winding device, which is an elastic support mechanism that pushes the pressure roller back in the X-axis direction against the urging force of the urging means.

3. The X-axis moving mechanism according to claim 1, wherein the X-axis moving mechanism is numerically controlled by a calculation value calculated based on a calculation formula for calculating a movement amount in the X-axis direction recorded on a recording medium of the control device in advance. Moving mechanism of the pressure roller in the winding device configured as described above.

6. The pressure roller according to claim 5, wherein the pressing roller is attached to a distal end portion of the X-axis moving body moved by the X-axis moving mechanism via urging means having a constant urging force in a direction of pressing the core. Mechanism for moving the pressure roller in the winding device.

7. The winding core according to claim 5, wherein the winding core is formed in a flat shape having two support portions, and a distance from a center of rotation of the winding core to the support portion is R, and a winding from a winding start position set at a predetermined position in advance. Assuming that the rotation angle θ of the core, the radius r1 of the support portion of the core, the radius r of the pressure roller, and the thickness ts of the sheet, a reference line L2 in the Y-axis direction passing through the center of rotation of the core is obtained. An arithmetic expression for calculating the amount of movement X (θ) in the X-axis direction to the rotation center of the pressure roller is
X (θ) = (R sin30 °) × (θ / 30 °) + (r1 + r) when the turning angle θ is 0 ° ≦ θ <30 ° (4)
When the turning angle θ is 30 ° ≦ θ ≦ 150 °, X (θ) = (Rsin θ) + (r1 + r) (5)
When the turning angle θ is 150 ° <θ <180 °, X (θ) = (Rsin150 °) × [(180 ° −θ) / 30 °] + (r1 + r) (6)
The arithmetic expressions (4), (5), (6) and the various dimensional conditions are pre-recorded on the recording medium of the control device. A pressure roller moving mechanism in the winding device that numerically controls the X-axis moving mechanism based on the moving amount X (θ) obtained in (6).

The various conditions and arithmetic expressions according to any one of claims 1 to 7, wherein the amount of movement of the pressure roller in the X-axis direction or the amount of movement in the Y-axis direction is respectively determined for a plurality of cores having different shapes. Is stored in the recording medium, and selects a calculation formula thereof according to a change in the winding core.