JP2005079079A - 電池素子捲回装置用蛇行補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で電池素子材料の幅方向の蛇行補正を高精度でかつ迅速に遂行可能な電池素子捲回用蛇行補正装置を提供する。
【解決手段】電池素子の捲回装置において，電池素子材料１の幅方向の蛇行を検出するセンサー２と，捲回される電池素子材料の蛇行を補正する幅方向に移動可能な少なくとも一本以上の移動ローラー６を有し、前記センサーによって電池素子材料の蛇行が検出されたとき、この蛇行を補正する方向に移動ローラーが幅方向に進退する装置。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は電池素子材料の捲回装置に関するものである。

例えば、リチウム電池等の二次電池は金属集電体に一定の間隔で正極活物質が設けられた塗布部を有する正極集電体と、金属集電体に一定の間隔で負極活物質が設けられた塗布部を有する負極集電体とを備え、この正・負極集電体（電池素子材料）とがセパレーター等絶縁体を介して捲回されたものを電池素子とし、ケース内に収容して構成されている。

このような構成の二次電池素子を得る捲回装置では、それぞれロール状に巻き上げられた正・負極電池素子材料（原反）およびセパレーター等絶縁体を捲回部まで間欠的かつ断続的に送り出し、捲回部巻芯によって捲回し、正・負極電池素子材料およびセパレーター等絶縁体を所定の長さに切断して電池素子としている。このため、正・負電池素子の原反部より捲回部巻芯までの搬送距離が長く、搬送中に蛇行し易い。また、正・負極の原反の巻き状態の性質によっても大きく影響を受け、電池素子の捲回品質の低下原因になっている。更に、巻き状態の比較的良好な原反を用いた場合であっても、原反の巻き始めと巻き終わりとでは蛇行し易く、電池素子の捲回品質の低下原因になっている。

そこで、特開平５−７４４４６号公報に開示されているように、電池コイル材料（正・負極電池素子材料）の幅方向の位置を検出する位置検出センサーと、巻き取られる電池コイル材料を案内しかつ回転軸の角度を調整可能な少なくとも一本の角度ロールとを有した巻取装置が知られている。

また、特開平９−１２９２６０号公報に開示されているように、それぞれ送り出し軸に巻かれている正極および負極の集電体（正・負極電池素子材料）を巻き取り位置に送り出し、前記正極および負極の集電体をセパレーターを介装して巻回する電池用巻回機に装着され、少なくとも一方の集電体の幅方向の位置を調整するための集電体エッジ位置調整装置であって、前記集電体の幅方向の位置を検出するエッジ検出手段と、前記集電体を前記送り出し軸から送り出すために該送り出し軸を軸方向に進退させる軸移動手段と、前記送り出し軸から送り出された前記集電体を前記巻き取り位置に向かって案内するとともに、前記移動手段の作用下に該送り出し軸と一体的に前記軸方向に移動するパスローラーとを備えることを特徴とする電池用巻回機の集電体エッジ位置調整装置が知られている。

発明が解決しようとする課題

しかしながら、前記特開平５−７４４４６号公報に開示されている従来技術では、回転軸の角度を調整可能な角度可変ロールを備えるため、装置全体の構成が相当に複雑化するとともに、この角度可変ロールを所望の角度に調節するための制御が複雑なものになるという問題が指摘される。

また、前記特開平９−１２９２６０号公報に開示されている従来技術では、原反巻き出し軸直後では蛇行補正が可能であっても、原反部より捲回巻芯までの搬送距離が長い場合では、搬送途中の蛇行補正を行うことが不可能であるという問題が指摘される。

本発明はこれらの問題を解決するものであり、簡単な構成で電池素子材料の幅方向の蛇行補正を高精度でかつ迅速に遂行可能な電池素子捲回用蛇行補正装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

前記の課題を解決するために、本発明では電池素子材料の幅方向の蛇行を検出するためのセンサーと、捲回される電池素子材料を案内しかつ幅方向に進退しながら蛇行を補正する少なくとも一本以上の移動ローラーを有し、前記蛇行検出センサーにより電池素子材料の幅方向の蛇行が検出されると、この蛇行を補正する方向に移動ローラーが幅方向に進退するものである。

蛇行検出センサーは電池素子として捲回される電池素子材料が搬送途中で電池素子の巻きずれの原因となる幅方向への蛇行を生じた場合これを検出するものである。移動ローラーは幅方向への進退により搬送途中の電池素子材料の蛇行を補正するものであり、蛇行検出センサーの蛇行検出に基づいて作動するものである。

本発明の実施の形態を図面により具体的に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電池素子巻回装置用蛇行補正装置の概略構成図である。図１に示すように、電池素子巻回装置用蛇行補正装置は電池素子材料１の蛇行を検出する蛇行検出センサー２と該蛇行検出センサー２からの信号に基づいて回転するモーター１１を有し、原反より送り出され、捲回部巻芯によって捲回される搬送途中の電池素子材料１が蛇行し始めると、蛇行検査センサー２によって蛇行が検出される。蛇行検査センサー２からの信号により、モーター１１が回転し、モーター１１と自在継手１０によって連結させたボールねじ９が回転すると、スライドガイド８を介したスライドローラーガイド７に固定させた移動ローラー６を有する軸１３はボールブッシュ１２を介して、ＢまたはＣ方向へ移動する。

また、電池素子材料１の捲回・搬送中では押えローラー５は軸１４とボールブッシュ３を介してエーアシリンダ４によりＤ方向へ移動され、移動ローラー６とによって電池素子材料１を挟み込み押さえつけることが可能である。更に、押えローラー５は軸１４とボールブッシュ３を介してスライドローラーガイド７に固定されているため、移動ローラー６と同期して矢印Ｂ方向または矢印Ｃ方向への移動が可能である。

図２は本発明の実施の形態に係る電池素子捲回装置用蛇行補正装置の側面の様子を示したものである。スライドローラーガイド７にはセンサー検出羽１６を有し、該センサー検出羽１６は矢印Ｂ方向または矢印Ｃ方向へ共に移動する。また、フレーム１５には手前側オーバートラベルセンサー１７と奥側オーバートラベルセンサー１８と手前側原点センサー１９および奥側原点センサー２０が設けられていて、モーター１１の回転に伴うスライドガイド８を介したスライドローラーガイド７の移動量を制御している。手前側原点センサーおよび奧側原点センサーは検出羽１６によって原点の位置を検出している。また、万が一手前側オーバートラベルセンサー１７および奥側オーバートラベルセンサー１８が検出羽１６を検出した場合、モーターは瞬時に停止して、オーバーラン等による装置の破損を防止している。

図３は本発明の実施形態に係る電池素子捲回装置用蛇行補正装置の正面より断面の様子を示す図である。移動ローラー６を有する軸１３に対し、電池素子材料搬送方向矢印Ａとは反対方向に固定ローラー２３とガイド付きエアーシリンダ２１によって矢印ＦまたはＧ方向へ移動可能な押さえクランパ２２が設けられている。ガイド付きエアーシリンダ２１によって矢印Ｇ方向へ押えクランパ２２と固定ローラー２３とが電池素子材料１を挟み込み押え付け、更にエアーシリンダ４によって押えローラー５を矢印Ｅ方向へ移動することにより移動ローラー６と電池素子材料１が開放され、電池素子材料１を幅方向へ移動させることなく押えローラー５および移動ローラー６を幅方向へ移動させることが可能である。

このように構成される電池素子捲回装置用蛇行補正装置の作動について図面により具体的に説明する。原反より送り出される図１中の電池素子材料１が捲回部巻芯によって捲回されると矢印Ａ方向へ搬送される。搬送途中の電池素子材料１が蛇行し始まると、蛇行検出センサー２によって蛇行が検出される。該蛇行検出センサーが蛇行を検出すると、モーター１１へ駆動信号を送信する。

この駆動信号によってモーター１１が回転し、そのモーター１１と自在継手１０によって連結されているボールねじ９が回転し、ボールねじ９の作用によりスライドガイド８上に矢印Ｃまたは矢印Ｄ方向に摺動自在に介されたスライドローラーガイド７が矢印Ｃまたは矢印Ｄ方向へ移動する。スライドローラーガイド７には移動ローラー６を設ける軸１３がフレーム１５にと固定されているボールブッシュ１３を介して固定しており、移動ローラー６も容易にモーター１１の作動により矢印Ｃまたは矢印Ｄ方向へ移動する。

また、押えローラー５もスライドローラーガイド７に固定されており、移動ローラー６と同期する作動となり、電池素子材料１を常に挟み込み押えながら矢印Ｃまたは矢印Ｄ方向へ移動する。これにより、電池素子材料１の幅方向の蛇行が迅速かつ正確に補正されるという効果が得られる。そして、蛇行補正センサーが電池素子材料１の蛇行を検出しなくなるまで移動ローラー６とその同期する押えローラー５は矢印Ｃまたは矢印Ｄ方向へ移動し続ける。

しかし、電池素子材料１の蛇行量が大きく図２中の手前側原点検出センサー１９または奥側原点検出センサー２０からスライドローラーガイド７に固定された検出羽１６が外れると想定移動量オーバーとなり原点復帰動作に移行する。

図３中押えクランパ２２がガイド付きエアーシリンダ２１によって矢印Ｆ方向へ移動し固定ローラー２３とで電池素子材料１を挟み込み押えつける。移動ローラー５はエアーシリンダ４によって矢印Ｅ方向へ移動し電池素子材料１を開放する。矢印Ｂまたは矢印Ｃ方向へ移動し、手前側原点検出センサー１９および奥側原点検出センサー２０がともに検出する位置で停止する。エアーシリンダ４によって矢印Ｄ方向へ移動し移動ローラー１３との間に電池素子材料１を挟み込み押え付け、ガイド付きエアーシリンダ２１によって矢印Ｇ方向へ移動し固定ローラー２３との間の電池素子材料１を開放する。以上が原点復帰動作である。但し、原点復帰動作は電池素子材料の捲回が優先であるため、一サイクル終了後と次のサイクル開始前の間に行われる。

発明の効果

本発明は以上説明した通りであり、電池素子材料１の幅方向の蛇行が迅速かつ正確に補正されるという効果が得られる。また、移動ローラーおよび押えローラーが軸方向に進退するだけであり、構成が有効に簡素化されるとともに、その制御が容易に行われる。

本発明の実施の形態に係る電池素子捲回装置用蛇行補正装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る電池素子捲回装置用蛇行補正装置の側面の様子を示す図である。 本発明の実施の形態に係る電池素子捲回装置用蛇行補正装置の正面より断面の様子を示す図である。

符号の説明

１ 電池素子材料
２ 蛇行検出センサー
３ ボールブッシュ
４ エアーシリンダ
５ 押えローラー
６ 移動ローラー
７ スライドローラーガイド
８ スライドガイド
９ ボールねじ
１０ 自在継手
１１ モーター
１２ ボールブッシュ
１３ 軸
１４ 軸
１５ フレーム
１６ センサー検出羽
１７ 手前側オーバートラベルセンサー
１８ 奥側オーバートラベルセンサー
１９ 手前側原点センサー
２０ 奥側原点センサー
２１ ガイド付きエアーシリンダ
２２ 押えクランパ
２３ 固定ローラー

Claims (3)

1. 電池素子の捲回装置において、電池素子材料の幅方向の蛇行を検出するセンサーと、捲回される電池素子材料の蛇行を補正する幅方向に移動可能な少なくとも一本以上の移動ローラーを有し、前記センサーによって電池素子材料の蛇行が検出されたとき、この蛇行を補正する方向に移動ローラーが移動することを特徴とする電池素子捲回装置用蛇行補正装置。
2. 請求項１の装置において、移動ローラーに押えローラーを有し、電池素子材料を移動ローラーと押えローラーによって押えながら蛇行を補正することを特徴とする電池素子捲回装置用蛇行補正装置。
3. 請求項２の装置において、移動ローラーの原点復帰あるいはオーバーラン等電池素子材料の蛇行とは関係がなく移動ローラーを作動させる場合において、押えローラーを開放することにより電池素子材料が移動ローラーの作動の影響を受けることなく、移動ローラーを作動させることを特徴とする電池素子捲回装置用蛇行補正装置。

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