JP2007157676A - 素子プレス機構装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサー、二次電池等の帯状物捲回体製造時の捲回した円筒形状素子を偏平形状にプレス成形する際に、成形対象となる素子が大外径、且つ内径も大きい薄肉厚素子の場合でも、プレスする過程で素子の頂点付近から崩れることがない素子プレス機構装置を提供すること。
【解決手段】巻回した素子の内周部分に素子プレス補助治具６を挿入し、素子をプレスする方向と交差する方向へ該治具６を動作させて、素子内周部分を加圧し押し広げることにより素子形状を矯正しながら扁平形状にプレス成形する素子プレス機構装置。
【選択図】図８

Description

本発明はコンデンサー、二次電池等の帯状物捲回体製造の過程で用いられる捲回装置に関する。

例えば、コンデンサー、二次電池等の帯状物捲回体は、それぞれロール状に巻き上げられた素子材料（原反）を捲回機に取り付け、捲回巻芯部にて捲回されたものを素子としている。

このような捲回装置では、図１に示すように、それぞれロール状に巻き上げられた素子材料１（原反）を、捲回部２まで間欠的且つ断続的に送り出し、図２に示すように、巻心３によって捲回し、素子材料１を捲回素子品種の設定外径により算出された規定の長さに切断し、図３に示すような捲回素子４，４ａ，４ｂとしている。捲回部２には巻芯回転用スピンドルを少なくとも１軸以上有し、素子材料１の巻き取り工程と素子材料１を切断し、巻き止めテープの貼付けやヒーターによる熱溶着により、素子材料１の終端部巻き止め処理を行い、捲回素子４，４ａ，４ｂを装置より排出する。

排出された捲回素子４，４ａ，４ｂはエアシリンダ等を動力源とする素子プレス機構部にて、図４に示すように捲回素子の中心方向へ対向する２方向から加圧し、捲回素子４，４ａ，４ｂはプレス方向と交差するＡ，Ａ’方向へ逃げ広がりながら成形されて図５に示すような扁平形状となる。

上述した従来の素子プレス機構を用いた捲回素子のプレス成形では、成形対象となる捲回素子が図６に示すような大外径、且つ外径と内径の差が少ない薄肉厚素子５（以下単に捲回素子５と称す）の場合、単純に捲回素子の中心方向へ対向する二方向から加圧した場合、捲回素子５は素子肉厚が薄く弱いため、プレス方向と交差するＡ、Ａ’方向へ逃げ広がらず、図７に示すようにプレスする過程で素子の頂点付近から崩れるように潰れてしまい、想定した扁平形状にプレスできない問題があった。この傾向は素子形状が扁平形状に近似した形状＜楕円形状＜円筒形状の順となり、捲回した素子形状が円筒形状になってゆくにつれてより顕著に現れる。

本発明は、これらの問題を解決するものであり、捲回素子５が想定通りの偏平形状にプレス成形出来る素子プレス機構を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、捲回素子５プレス成形する際にプレス方向と交差するＡ、Ａ’方向へ強制的に逃がし広がらせながらプレス成形することが可能な構成とした。

この構成によれば、捲回素子５をプレス成形する際に捲回素子５の内周面部分へプレス方向と交差するＡ、Ａ’方向への動作が可能な素子プレス補助治具６を挿入し、素子内周面部分をＡ、Ａ’方向へ加圧し逃がし広がらせながらプレス成形することにより、捲回素子５のプレス過程において素子の頂点付近から崩れるように潰れてしまう問題を防止することが可能となる。

本発明に係る素子プレス機構によれば、捲回素子５のプレス成形時に素子プレス補助治具６を捲回素子５の内周面部分へ挿入し、プレス方向と交差するＡ、Ａ’方向へ移動させ、捲回素子５を逃がし広がらせてプレス過程の素子形状を矯正しながらプレス成形することにより、大外径、且つ外径と内径の差が少ない薄肉厚素子のプレス成形時においても、想定通りの扁平形状にプレス成形することが可能となる。

本発明の実施の形態を図面により具体的に説明する。図８は本発明の実施に係る素子プレス補助治具機構搭載の素子プレス機構装置を示す図である。この素子プレス機構装置は、図９に示すように素子プレス補助治具６が捲回素子５の内周面部分に挿入され、素子プレス動作と同時に駆動源７により捲回素子５をＡ、Ａ’方向へ加圧し強制的に逃がし広がらせながらプレス成形することにより、大外径、且つ外径と内径の差が少ない薄肉厚素子を想定通りの扁平形状にプレス成形することが可能となる。

本発明に係る素子プレス機構装置の動作については、まず、図９に示すように、素子プレス補助治具６が移動機構８により捲回素子５の内周面部分に挿入され通り抜け、素子プレス補助治具受け９に挿入される。次に、素子プレス台１０を捲回素子５の中心方向へ動作させ加圧すると同時に、先に挿入された素子プレス補助治具６は駆動源７を用いてプレス方向と交差するＡ、Ａ’方向へ移動するように加圧される。これにより捲回素子５はプレス成形過程において、素子プレス補助治具６によりＡ、Ａ’方向に形状を矯正されながら素子プレス機構により偏平形状に成形されることになる。なお、素子プレス補助治具６の駆動源７としてはエアシリンダをその動力源とする構成や、電動アクチュエーター等モーターをその動力源とする構成がある。

但し、素子プレス補助治具６を挿入した状態で完全にプレスすると、当然のことながら素子プレス補助治具６は素子プレス台１０に捲回素子５と共に挟まれてしまうことになり、捲回素子５から素子プレス補助治具６を引き抜くことが困難になると同時に捲回素子５にもダメージを与える結果となる。

そこで、本願素子プレス機構装置では素子プレス台１０が２段階動作可能な構造とし、一段目の動作は素子プレス補助治具６を素子プレス台１０で捲回素子５と共に挟み込んでしまう直前で一旦停止させ、素子プレス補助治具６をプレス成形途中の捲回素子５の内周面部分から引き抜いた後、二段目の動作で捲回素子５を完全にプレスし図５に示すような扁平形状に成形する構成とした。

捲回装置の概略図。 捲回部巻芯の詳細を示す拡大概略図。 巻き上がり素子を示す図。 従来の素子プレス機構を示す概略図。 プレスにより扁平形状に成形された素子を示す図。 大外径、薄肉厚の巻き上がり素子を示す図。 従来の素子プレス機構にて大外径、薄肉厚素子をプレスする過程のイメージ図。 素子プレス補助機構搭載の素子プレス機構装置を示す概略図。 素子プレス補助治具が挿入された状態を示す概略図。

符号の説明

１ 素子材料
２ 捲回部
３ 巻芯
４ 巻き上がり素子
５ 薄肉厚素子
６ 素子プレス補助治具
７ 素子プレス補助治具移動用駆動源
８ 素子プレス補助治具移動機構
９ 素子プレス補助治具受け
１０ 素子プレス台

Claims (5)

1. コンデンサー、二次電池等の帯状物捲回体製造の過程で用いられる捲回装置に係わり、捲回した素子を加圧して偏平形状（板状）に成形するプレス機構装置において、捲回した素子の内周面部分に素子プレス補助治具を挿入し、素子をプレスする方向と交差する方向へ素子プレス補助治具を動作させて、素子内周面部分を加圧し押し広げることにより素子形状を矯正しながら偏平形状（板状）にプレス成形することを可能とした素子プレス機構装置。
2. 請求項１の素子プレス機構装置において、素子プレス補助治具を使用し、捲回素子形状を矯正しながらプレス成形することにより、プレス成形した際の捲回素子形状を安定して一定の偏平形状（板状）にプレス成形できることを特徴とした素子プレス機構装置。
3. 請求項１、２の素子プレス機構装置において、捲回された素子形状が円筒形状や楕円形状、偏平形状に近似した形状により、素子プレス補助治具の形状を円柱形状や楕円形状、扇形状、三角形状、板形状に交換することで種々の捲回素子形状に対応することを可能とした素子プレス機構装置。
4. 請求項１，２，３の素子プレス機構装置において、素子プレス補助治具を素子のプレスする方向と交差する方向へ加圧動作させる動力源をエアシリンダとした場合、そのエア配管経路中に圧力調整弁を設けることにより、最適な圧力で素子内周面部分を加圧し押し広げ素子形状を矯正できることを可能とした素子プレス機構装置。
5. 請求項４の素子プレス機構装置において、素子プレス補助治具を素子のプレスする方向と交差する方向へ加圧動作させる動力源を電動アクチュエーター等のモーターとすることで、再現性や繰り返し精度をより向上させることを特徴とする素子プレス機構装置。

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