JP2006137602A - 巻取り機用巻芯 - Google Patents

Abstract

【目的】２次電池における円筒形電池用の正極とセパレ−タ−と負極からなる重合体の型くずれを防止し能率良く形成するための巻取り機用巻芯を提供する。
【構成】円筒形電池用重合体を成形するための巻取り機用巻芯において、重合体を装着するための隙間を設けた軸状巻芯本体と前記巻芯本体を保持するフランジ部からなる巻取り機用巻芯を形成し、前記巻芯本体の中央部に貫通孔を設け、前記貫通孔の一方から中芯を挿入するように構成し、前記隙間に装着された重合体の端部表面を前記中芯で保持し、隙間のタワミやツブレを極力排除しつつ重合体を渦巻き状に形成する成形方法及びその成形を行う巻取り機用巻芯である。
【選択図】 図２

Description

発明の詳細な説明

本発明は、いわゆる２次電池の中の円筒形電池を製造するための正極とセパレ−タ−と負極からなる重合体１を巻取り成形するための巻取り機用巻芯２に関し、前記巻芯２は軸状の巻芯本体３と前記巻芯本体３の一端を保持して重合体を抜き取るためのフランジ部４とから構成されている。軸状巻芯本体３はその中心部に貫通した孔５を設け、前記軸状巻芯本体３の一端には把持部６と鍔部７を設けるとともに前記鍔部７に近い位置９より他端側方向に向けて二分割した重合体１装着用の隙間１０を設け、他端部にはセンタ−にて支持されるセンタ−孔１１を設けた巻取り機用巻芯２である。軸状巻芯本体３の中心部付近に設けた貫通孔５には前記重合体１を巻取り成形加工する際に一端から丸棒状の中芯１２を挿入して前記重合体１の端部表面を保持しつつ巻芯２を回転させて重合体１を巻取り成形するものである。この重合体１の成形加工の際に前記重合体１の端部表面を中芯１２で保持しながら巻取り加工を行うことにより前記重合体１の中心部に加わる締めつけ圧力を中芯１２の外表面全体で受け止めながら渦巻き状に巻取り成形するように構成しているので、第６図に示す従来方式の巻取り用巻芯１３の一方側に二分割した隙間５を設けた巻取り用巻芯１３を用いて重合体１の巻取り加工を行った際に生ずる巻芯１３の隙間部分の上下部材のたわみや潰れ等の事故がないため巻取り成形された重合体１の中心部が巻芯を引き抜く際に飛び出したりくずれたりする等の事故発生が解消されて不良品の発生が減少するとともに重合体１を成形加工する際に中芯１２の存在により重合体１の中心部分を丸める作用が働き綺麗に巻き取ることが出来るので後工程における正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等の挿入が容易となり成形加工能率が大幅に向上する等のすぐれた利点を有する巻取り機用巻芯２に関するものである。

リチウムを用いた２次電池の中で円筒形電池の用途は主にノ−トパソコンの電源として用いられている。近年ノ−トパソコンの需要は爆発的に増加しており、それに伴ってノ−トパソコン用の円筒形電池の生産個数が大幅に増加しているのが現状である。一方ノ−トパソコンの小型化に併せ円筒形電池の小型化及び電池の長寿命化が要求されてきている。
円筒形電池を製造する巻取り機用巻芯は軸状の丸巻芯を用い、片抜き巻芯、左右の両方から抜く両抜き半割り巻芯、同一方向から別々に抜く半割り巻芯等が用いられている。従来これらの巻芯はいずれも大径の円筒形電池の製造に用いる巻芯であるため比較的太く巻芯自体の強度をそれ程心配しなくてすむが、近年小径でかつ大容量の電池の製造を要求されるため小径用の重合体においても巻き数を増やして大径の電池と同じぐらいの容量の増加を図るようになってきている。巻芯の小径化が進むことにより巻芯自体の強度が弱体化するためその材質を鋼製から超硬合金製に変更して強度を高め重合体の製造を行っている。しかし強度向上を図った従来のこの方法にて製造したとしても重合体の巻取り成形を行った際に重合体を装着して保持している隙間の部分の上下部材が巻取り時の締めつけ圧力により撓んだりつぶれることにより、正極や負極或いはセパレ−タ等を挟み込む事故が発生したり、またどうにか巻き取ったとしても巻芯を重合体から引き抜く際に重合体の中心部分が飛び出してしまう事故又はくずれ事故等が多発し、不良品が山積みとなってしまう等の種々の問題が発生する欠点を有する。
また巻き取られた重合体１の中心部分に正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等を挿入する次の工程において、重合体１の成形は図６に示す従来の巻芯１３を用い、巻芯１３の隙間１０に装着された重合体１を巻取り成形するのでその巻き取る最初の中心部分は図７に示すようにいわゆる「の」の字に折り曲げられた状態で巻き取られている。したがって狭い「の」の字部分内に正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等を挿入することが極めて困難なことから挿入治具を用いて「の」の字部分を拡径しながら正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等を挿入しなければならない煩わしさを有し、また拡径したとしても弾力で元に戻ってしまい正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等の挿入を阻害されることが多々ある等の多くの欠点を有する。

本発明は上述した従来の欠点を改善し、２次電池における円筒形電池用の製造において重合体１の巻取り時の巻芯との隙間のたわみ或いは隙間のつぶれによる巻芯の変形から生ずる正負極或いはセパレ−タ等の挟み込み事故等の解消或いは巻き取られた重合体１から巻芯を引き抜く際に発生する重合体１の中心部分の飛び出し或いはくずれ等を防止するための抜け性の改良を図り、さらに中芯１２を重合体１の中心部分に挿入することにより「の」の字の中心部分に生成される中心片１６を前記中芯１２により内壁に押し付けて「の」の字の直径より長くなるように形成して、弾力で元に戻ろうとする作用を解消し、後工程の正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等の挿入が容易になるように改良を図ったものであり、重合体１の不良品発生の解消と生産効率の大幅向上を図った巻取り機用巻芯２を提供するものである。

本発明の巻取り機用巻芯２は、円筒形電池用の正極とセパレ−タ−と負極からなる重合体１を巻取り成形するための巻取り機用巻芯２において、前記巻芯２は中心部分付近に貫通孔５を設けた軸状の巻芯本体３であって、前記軸状巻芯本体３の貫通孔５には一端から重合体１成形時に丸棒状の中芯１２を挿入するように構成され、前記軸状巻芯本体３は鍔部７に近い位置より把持部６と反対側の他端側方向に二分割して重合体１装着用の隙間１０を形成し、前記隙間１０に装着した重合体１表面を前記貫通孔５に挿入された中芯１２にて保持しつつ巻芯２を回転させて前記重合体１を巻き取ることにより前記重合体１の中心部に加わる締めつけ圧力を前記中芯１２の外表面にて受け止めつつ重合体１を成形し、巻取り成形された重合体１の中心部分から中芯１２及び軸状巻芯本体３を引き抜く際の重合体１の形くずれを防止し重合体１から巻芯２をスム−スに引き抜けるように構成したことを特徴とする円筒形電池用重合体１の成形方法であり、請求項２の発明は、軸状の巻芯本体３はその中心部に丸棒状の中芯１２を挿入するための貫通孔５を設けてあり、前記巻芯本体３の一端には回転駆動部に接続される把持部６と鍔部７を設けるとともに前記鍔部７に近い位置より他端側方向に二分割した重合体１装着用の隙間１０を設け、他端部にはセンタ−にて支持されるはセンタ−孔１１を設け、前記巻芯本体３の鍔部７の他端側近辺８をフランジ部４の小径孔部１５に着脱自在に嵌合して巻芯本体３を位置決めし、巻取り成形された重合体１の中心部分から中芯１２及び軸状巻芯本体３を引き抜き可能に軸状巻芯本体３を形成したことを特徴とするものであり、請求項３の発明は、前記貫通孔５は丸孔であることを特徴とし、請求項４の発明は、前記貫通孔５は半円状であることを特徴とするものである。

本発明は上記のように２次電池の円筒形電池に装着するための正極とセパレ−タ−と負極よりなる重合体１を巻き取り成形するための巻き取り機用巻芯２に関し、前記巻芯２は軸状の巻芯本体３と前記巻芯本体３の一端を保持して巻取られた重合体１を抜き取るためのフランジ部４とから構成され、前記軸状巻芯本体３の中心部に貫通した孔５を設けてあり、その一端には把持部６と鍔部７を設けるとともに前記鍔部７に近い位置より他端側方向に適宜に二分割して重合体１装着用の隙間１０を設け、その他端部にはセンタ−にて支持されるセンタ−孔１１を設けた巻取り機用巻芯２である。前記軸状巻芯本体３の中心部付近に設けた貫通孔５には前記重合体１を巻取り成形加工する際に一端から丸棒状の中芯１２を挿入して前記重合体１の端部表面を保持しつつ巻芯２を回転させて重合体１を巻取り成形するように形成しているので、巻き取られた前記重合体１の中心部分に加わる締めつけ圧力を前記中芯１２の外表面全体で受け止めながら渦巻き状に巻取り成形しているので、従来の巻取り機用巻芯１３を用いて巻取り成形加工を行った際に生ずる前記巻芯１３の重合体１を保持する隙間１０の上下部材部分のたわみやつぶれ事故或いは正負極やセパレ−タ等の挟み込み等による損壊事故或いは巻取り成形された重合体１を前記巻芯から引き抜く際に中心部分が飛び出してしまう事故又はくずれ事故等の事故が解消されて重合体１から巻芯２をスム−スに引き抜くことができるので不良品発生が大幅に減少するとともに重合体１の成形加工能率が向上する等のすぐれた利点を有する巻取り機用巻芯２に関するものである。更に中芯１２を貫通孔５内に挿入して重合体１の巻取り成形を行うことによりいわゆる「の」の字の中心片１６は前記中芯１２により内壁に押し付けられて「の」の字の直径より長くなるように形成され、弾力で元に戻ろうとする作用を解消して後工程の正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等の挿入が容易になる等の多くの利点を有するものである。

発明の実施するための最良の形態

本発明の巻取り機用巻芯２は、円筒形電池用の正極とセパレ−タ−と負極からなる重合体１を巻き取り成形するための巻き取り機用巻芯２において、前記巻芯２は軸状の巻芯本体３と前記巻芯本体３の一端を保持して巻芯本体３を前後に移動させて重合体１を抜き取るためのフランジ部４から構成されている。軸状巻芯本体３はその中心部に貫通した孔５を設け、前記巻芯本体３の一端には把持部６と鍔部７を設けるとともに前記鍔７に近い位置９より他端側方向に適宜に二分割して重合体１装着用の隙間１０を設け、他端部にはセンタ−にて支持されるセンタ−孔１１を設けた巻取り機用巻芯２である。軸状巻芯本体３の中心部付近に設けた貫通孔５には前記重合体１を巻取り成形する際に一端から丸棒状の中芯１２を挿入して前記隙間１０に装着された前記重合体１の端部表面を保持しつつ巻芯２を回転させて重合体１を巻取り成形するものである。この重合体１の成形加工の際に前記重合体１の端部表面を中芯１２で保持しながら巻取り加工を行うことにより、前記重合体１の中心部分に加わる締めつけ圧力を前記中芯１２の外表面全体で受け止めながら渦巻き状に巻取り成形するように構成している。重合体１の巻取り成形加工が終了すると先ず中芯１２を重合体１から抜取り、引き続き巻芯２を移動させて引き抜き一連の作業を終了するようにしたものである。

以下、図面に基づき、本発明の１実施例にについて更に詳しく説明すると、図１〜図５は、本発明に係わる巻取り機用巻芯２に関するものであり、図１は巻取り機用巻芯２の実施例を示す側面図であり、図２は図１に示す軸状巻芯本体３の側断面図を示し、図３は図２に示す軸状巻芯本体３の隙間１０に重合体１を装着した状態と一端から貫通孔５に中芯１２を挿入する状態を示す説明用斜視図、図４は図２に示す軸状巻芯本体３の隙間１０を形成している部分の筒状貫通孔５内に丸棒状の中芯１２を挿入した状態の断面斜視図、図５は図４の他の実施例を示し底面が平坦な半円状の貫通孔５内に丸棒状の中芯１２を挿入した状態の断面斜視図、図６は従来の軸状巻芯本体３の側断面図、図７は従来の加工法により成形された重合体１の中心部分の説明図、図８は本発明の加工法により成形された重合体１の中心部分の説明図を示し、図９は図８の中心部分に中芯１２が挿入されている状態の説明用断面図を示す。

本発明の巻き取り機用巻芯２を図１から図５に示す実施例に基づき具体的に説明すると、本発明は２次電池における円筒形電池を製造するための正極とセパレ−タ−と負極で形成される重合体１を巻取り成形するための巻取り機用巻芯２に関するものであり、図１から図５に示した実施例の巻取り機用巻芯２は軸状の巻芯本体３を着脱自在に嵌合保持して前記巻芯本体３を前後に移動させることにより巻取り成形された重合体１を抜き取るためのフランジ部４とから構成されている。軸状巻芯本体３はその中心部分に貫通した孔５を設けて一端から丸棒状の中芯１２を挿入するように形成している。なお前記中芯１２の挿入方向は巻取り機械本体の構成に応じで左右何れかに設定される。その挿入長さ（または深さ）は適宜設定すれば良い。なお前記中芯１２は貫通孔５内に挿入し易いようにテ−パに形成しても良いし、先端部分を球形状に形成しても良い。また軸状巻芯３は把持部６と鍔部７を設けてあり、前記鍔部７の他端側近辺８はフランジ部４の小径孔１５と嵌合して位置決めされ、また前記鍔部７に近い位置９より他端側方向に向けて適宜二分割して重合体１を装着するための隙間１０を設け、その他端部にはセンタ−にて支持されるセンタ−孔１１を設けている。前記軸状巻芯３を保持するフランジ部４は巻取り機本体にボルトにて取り付けられ、前記巻芯３の把持部６と鍔部７を収容する大径孔部１４と軸状巻芯本体３の鍔部７の他端側近辺８と嵌合する小径孔１５を設けて紬状巻芯本体３を位置決め保持するように形成している。フランジ部４内に収容された把持部６は巻取り機本体に設けた回転駆動部に接続されて軸状巻芯本体３に回転運動を伝達するとともに鍔部７は軸状巻芯本体３の前後移動を規制するために設けている。前記隙間１０に装着した前記重合体１の端部表面には前記貫通孔５内に挿入された中芯１２をあてがつて重合体１を保持しつつ巻芯２を回転させて重合体１を巻き取り成形するように形成している。
前記貫通孔５内に挿入された丸棒状の中芯１２は、重合体１の巻取り成形を行う際に重合体１端部表面を保持しつつ巻き取るので中心部に加わる圧力を中芯１２で円形に曲げられるように補佐して中心部分が図８のように綺麗な円形を保ちつつ渦巻き状の重合体１を成形するので次工程の正極棒等の治具やリ−ド線溶接治具等の挿入が容易に行えるばかりでなく巻芯本体３に加わる締めつけ圧力を中芯１２で受け止めて締めつけ圧力によるたわみや潰れ等の事故を防ぎ、また巻取り成形した重合体１から巻芯２を引き抜く際に発生する飛び出し事故やくずれ事故等を解消するように形成したものである。
なお前記貫通孔５は第４図のように円形に形成する場合と第５図のように上部が半円で下部が平面状に形成した半円状のものを用いる場合があり、円形孔５′の場合は装着された重合体１が丸棒状中芯１２を挿入した際に円形孔５′の内壁部分と中芯１２の外表面に沿って重合体１が案内されてその中心部分が円形を形成する利点を有し、半円孔５″の場合は二分割された巻芯本体３の下側の上面が平面に形成されているので、前記上面に位置する重合体１表面を中芯１２で保持し回転させると貫通孔５が半円形状であるため円形の場合よりも空間が少なく中芯１２と相まって巻芯本体３の強度を更に維持しつつ隙間１０のたわみ、つぶれ等をより小さくすることができる。何れの貫通孔５もそれぞれに利点を有するので、巻芯本体３の外径の大小及び重合体１の厚みの大小、巻取り機の種類に応じて使い分ければ良い。
また、実施例の図面に示すように、前記鍔部７から他端部のセンタ−１１の間をフランジ４の嵌合位置（鍔部７の他端側近辺８）と二分割された隙間１０の位置を２段状に段差を設けて形成しているが、段差がない形状に形成して用いても良いことはもちろんである。

以上述べたように本発明になる巻取り機用巻芯２は実施例に示すように円筒形電池の正極とセパレ−タ−と負極からなる重合体１を形成するための巻取り機用巻芯２において、前記巻芯２は軸状の巻芯本体３と前記巻芯本体３の一端を保持して前記巻芯本体を前後移動させることにより重合体１を抜き取るためのフランジ部４から構成されている。軸状巻芯本体３はその中心部に貫通した孔５を設けてあり、その一端には把持部６と鍔部７を設けるとともに前記鍔部７に近い位置９より他端側方向に向けて適宜二分割して重合体１装着用の隙間１０を設け、他端部にはセンタ−にて支持されるセンタ−孔１１を設けた巻取り機用巻芯２である。軸状巻芯本体３の中心部付近に設けた貫通孔５には前記重合体１を巻取り成形する際に一端から丸棒状の中芯１２を挿入して前記隙間１０に装着された前記重合体１の端部表面を保持しつつ巻芯２を回転させて重合体１を巻取り成形するものである。この成形加工の際に前記重合体の端部表面を中芯１２で保持しながら巻取り加工を行うことにより、前記重合体１の中心部分に加わる締めつけ圧力を前記中芯１２の外表面全体で受け止めながら渦巻き状に巻取り成形するように構成している。重合体１の巻取り成形加工が終了すると先ず中芯１２を重合体１から抜取り、引き続き巻芯２を前後移動させて重合体１を引き抜き一連の作業を終了する。
以上述べたように本発明の巻取り機用巻芯２を用いて重合体１を成形することにより、巻き取られる前記重合体１の中心部分に加わる締めつけ圧力を前記中芯１２の外表面全体で受け止めながら渦巻き状に巻取り成形するので、従来の巻取り機用巻芯１３を用いて巻取り成形加工を行った際に生ずる隙間１０部分のたわみや潰れ或いは正負極やセパレ−タ等の挟み込み等による損壊事故或いは巻取り成形された重合体１を前記巻芯１３から引き抜く際に中心部分が飛び出したり崩れてしまう等の事故が解消されて重合体１から巻芯２をスム−スに引き抜くことができ不良品発生が大幅に減少するとともに重合体１の成形加工能率が飛躍的に向上する。また巻終った重合体１の大きさは百分台の厳しい公差で管理されているが巻芯にたわみ、つぶれ等が発生しないので規格とおりの重合体１を生産できる利点を有する。更に正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等を挿入する際邪魔になるいわゆる「の」の字の中心部分が内壁に寄せられるとともにスプリングバック現象も解消され、正極棒等の治具或いはリ−ド線溶接治具等の挿入操作が極めて容易になる等の優れた効果を有するものである。
以上、細径の巻芯について述べたが、ビ−クル（車両）用等として特に太い径の巻芯についても応用できることはもちろんである。

本発明に係わる巻取り機用巻芯２の側面図。 図１に示す巻芯２の軸状巻芯本体３の側断面図。 図２に示す巻芯本体３の隙間１０に重合体１を装着した状態と一端から貫通孔５内に中芯１２を挿入する状態を示す説明用斜視図。 図２に示す巻芯本体３の隙間１０を形成している部分の貫通孔５内に丸棒状中芯１２を挿入した状態の断面斜視図。 図４の他の実施例を示し、半円状の貫通孔５内に丸棒状中芯を挿入した状態の断面斜視図。 従来の軸状巻芯本体１３の側断面図。 従来の軸状巻芯本体１３を用いて成形された重合体１の中心部を示す説明図。 本発明の巻芯２で成形された重合体１の中心部を示す説明図。 図８の中心部分に中芯１２が挿入されている状態の説明用断面図。

符号の説明

１．重合体
２．巻取り機用巻芯
３．軸状巻芯本体
４．フランジ部
５．貫通孔
６．把持部
７．鍔部
８．鍔部の他端側近辺
９．鍔部に近い位置
１０．隙間
１１．センタ−孔
１２．中芯
１３．従来の軸状巻芯本体
１４．大径孔部
１５．小径孔
１６，重合体１の中心片

Claims (4)

1. 円筒形電池用の正極とセパレ−タ−と負極からなる重合体を成形するための巻取り機用巻芯において、前記巻芯は中心部付近に貫通孔を設けた軸状の巻芯本体であって、前記軸状巻芯本体の貫通孔には一端から重合体成形時に丸棒状の中芯を挿入するように構成され、前記軸状巻芯本体の他端側には鍔部に近い位置より他端側方向に向けて適宜二分割した重合体装着用の隙間を形成し、前記隙間に装着した重合体表面を前記貫通孔に挿入された中芯にて保持しつつ巻芯を回転させて前記重合体を巻き取ることにより前記重合体の中心部に加わる締めつけ圧力を前記中芯の外表面にて受け止めつつ重合体を成形し、巻取り成形された重合体の中心部分から中芯及び軸状巻芯本体を引き抜く際の重合体の形くずれを防止するように構成したことを特徴とする円筒形電池用重合体の成形方法。
2. 軸状の巻芯本体はその中心部に丸棒状の中芯を挿入するための貫通孔を設けてあり、前記巻芯本体の一端には回転駆動部に接続される把持部と鍔部を設けるとともに前記鍔部に近い位置より他端側方向に向けて適宜二分割した重合体装着用の隙間を設け、他端部にはセンタ−にて支持されるセンタ−孔を設け、前記軸状巻芯本体の鍔部の他端側近辺をフランジ部の小径孔部に着脱自在に嵌合して巻芯本体を位置決めし、巻取り成形された重合体の中心部分から中芯及び軸状巻芯本体を引き抜き可能に軸状巻芯本体を形成したことを特徴とする請求項１に記載の巻取り機用巻芯。
3. 前記貫通孔は丸孔であることを特徴とする請求項２に記載の巻取り機用巻芯。
4. 前記貫通孔は半円状であることを特徴とする請求項２に記載の巻取り機用巻芯。

Images