JP2009256022A - 非対称巻芯 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状物に余計な摩擦力を加えることなく、ロール状に巻回された帯状物を容易に抜き取ることのできる非対称巻芯を提供する。
【解決手段】非対称巻芯４は、巻回装置の回転軸１に接合された接合軸７と、回転軸１に進退自在に取付けられた進退軸８とを備える。回転軸１が矢印Ｒ方向へ後退すると、非対称巻芯４の先端３は受け部材５から離脱し外筒６に没入する。接合軸７に形成された一方の挟着面と、進退軸８に形成された他方の挟着面とは、互いに進退自在に対面し、且つ回転軸１の軸方向に対してそれぞれ傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサ又は電池等の材料として用いられる金属箔又はセパレータ等の帯状物を巻回するための非対称巻芯に関する。

図５は、切込部（スリット）１１０を有する巻芯４０と、巻芯４０の先端３０に対向する受け部材５０のニードル５１とを表している。巻芯４０は、その後部２０を巻回装置１００の図に表れていない回転軸に取付けられ、この回転軸と共に矢印Ｆ，Ｒ方向に進退する。巻回装置１００が帯状物１６を巻回するには、先ず、巻芯４０を受け部材５０に向けて前進させ、巻芯４０の切込部１１０に帯状物１６を進入させる。そして、巻芯４０の先端３０にニードル５１が嵌入したところで、巻回装置１００が巻芯４０の前進を停止させ回転軸と共に巻芯４０を回転させる。これにより、帯状物１６が巻芯４０に巻き取られ巻芯４０の周りでロール状に巻回される。

ロール状の帯状物１６の直径が所望の大きさに達したところで、巻回装置１００は帯状物１６の長手方向の途中をカッター等で切断し、帯状物１６が巻芯４０から解けるのを予防するため、シーリング装置によって粘着テープ等をロール状の帯状物１６の周面に貼り付ける。続いて、巻回装置１００は回転軸を受け部材５０から後退させる。これにより、巻芯４０は巻回装置１００の外筒６０に没入するが、ロール状の帯状物１６は、巻回装置１００の外筒６０の端面に突き当たり相対的に巻芯４０の先端３０へ向けて押出されるので、巻芯４０から抜け落ちる。外筒６０の下方には、ロール状の帯状物１６を次工程に案内するシュート等が設置されている。この他、巻芯に係る技術が下記の特許文献に開示されている。
特開２００６−２９０６１５号公報

上記の帯状物１６が巻芯４０に巻き取られる過程で、帯状物１６には適度な張力が付与されているので、巻芯４０の周りに帯状物１６が巻回されるに従い帯状物１６が巻芯４０を締付ける力が増大する。この力によって帯状物１６が巻芯４０から受ける摩擦力も増大するので、ロール状の帯状物１６が巻芯４０から抜け難くなるという問題が起こる。そこで、巻芯４０を切込部１１０で２つの軸体４１，４２に分割し、その片方の軸体４１を軸体４２よりも先に後退させれば、上記の問題を緩和することができる。しかしながら、軸体４１の後退する過程で、帯状物１６が軸体４１に強く擦れることは避けられない。

そこで、本発明は、帯状物に余計な摩擦力を加えることなく、ロール状に巻回された帯状物を容易に抜き取ることのできる非対称巻芯を提供することを目的とする。

本発明に係る非対称巻芯は、巻回装置の回転軸に基端を接続され前記回転軸の軸方向に先端を突出させるものであって、前記先端から基端へ向けて延びる切込部を、前記回転軸の軸方向に対して傾斜し互いに軸方向に進退自在に対面した２つの挟着面の間に形成したことを特徴とする。

更に、本発明に係る非対称巻芯は、前記回転軸に接合され前記２つの挟着面のうち一方の挟着面を形成された接合軸と、前記回転軸に進退自在に取付けられ前記２つの挟着面のうち他方の挟着面を形成された進退軸とを備え、前記進退軸が軸方向に進退することにより前記切込部が開閉することを特徴とする。

更に、本発明に係る非対称巻芯は、前記接合軸と前記進退軸とがそれぞれの先端を有し、これらの先端が前記切込部を隔て６対４の比率で分割されたことを特徴とする。

本発明に係る非対称巻芯は、その基端を巻回装置の回転軸に接合し、先端から基端へ向けて延びる切込部に帯状物を進入させることができる。この状態で、帯状物は回転軸の軸方向に対して傾斜し互いに対面する２つの挟着面の間に挟まれるので、当該非対称巻芯は、巻回装置の回転軸と共に回転することにより帯状物を巻取り、接合軸及び進退軸の周りで帯状物をロール状に巻回することができる。

更に、本発明に係る非対称巻芯によれば、一方の挟着面を形成された接合軸を回転軸に接合し、他方の挟着面を形成された進退軸を回転軸に進退自在に取付けているので、進退軸を回転軸の軸方向に進退させるだけで、切込部の開閉を自在に行うことができる。また、２つの挟着面は軸方向に対して傾斜しているので、接合軸から進退軸が後退すると直ちに両者間に隙間が空くことになる。その分、ロール状に巻回された帯状物が接合軸及び進退軸を締付ける力を逃せるので、進退部材が後退する過程でロール状の帯状物に余計な摩擦力を加えることなく、しかも当該非対称巻芯からロール状の帯状物を容易に抜き取ることができる。

更に、本発明に係る非対称巻芯によれば、接合軸及び進退軸のそれぞれの先端が切込部を隔て６対４の比率で分割されているので、当該非対称巻芯が巻回装置の回転軸と共に回転する中心に対して、切込部に進入する帯状物の位置を大きく偏心させなくて済むという利点がある。しかも、接合軸と進退軸とのそれぞれの物理的強度を略同等にできるので、当該非対称巻芯の全体の強度を最大限に向上させることができる。

本発明に係る非対称巻芯の実施形態を以下に述べる。従来の技術として既に述べた要素には同じ呼称を用いるものとし、その図示又は説明を省略する。図１（ａ）は、巻回装置の回転軸１に基端２を接続され矢印Ｆ，Ｒで指した回転軸１の軸方向に先端３を突出させた非対称巻芯４を示している。巻回装置が回転軸１を後退させると、非対称巻芯４の先端３は受け部材５から離脱し、同図（ｂ）に示すように外筒６に没入する。非対称巻芯４は、回転軸１に接合された接合軸７と、回転軸１に進退自在に取付けられた進退軸８とを備える。

図２に示すように、接合軸７に形成された一方の挟着面９と、進退軸８に形成された他方の挟着面１０とは互いに対面し、軸方向に対してそれぞれ０．１°〜５°の角度で傾斜している。これら２つの挟着面９，１０の間には、先端３から基端２へ向けて延びる切込部１１が形成されている。接合軸７及び進退軸８の全長は帯状物の幅より長ければ良く、上記の角度は、非対称巻芯４の直径又は帯状物の幅を考慮して適宜に変更できる。また、接合軸７及び進退軸８の材質としては金属又は合成樹脂を適用できる。

回転軸１は、進退軸８に接合した進退ロッド１２をスリーブ１３の内側に挿通させたものである。スリーブ１３は、モータ等の駆動源により進退ロッド１２と共に回転する。接合軸７は、スリーブ１３にボルト等で固定されている。進退ロッド１２は、エアシリンダ等のピストンロッドの動作に基づき、進退軸８を接合軸７に対して軸方向に進退させるものである。進退ロッド１２とスリーブ１３とを、スプライン又はスライドキーを介して係合させても良い。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、非対称巻芯４の先端３は、接合軸７及び進退軸８のそれぞれの先端１４，１５に一致する。接合軸７には帯状物を嵌め込む凹部１７が形成されている。凹部１７は、接合軸７又は進退軸８の何れに形成しても良い。図中のｔ１，ｔ２は、非対称巻芯４が切込部１１を隔て分割される寸法を表している。この比率は、接合軸７の先端１４の厚みと進退軸８の先端１５の厚みに相当し、寸法ｔ１対ｔ２が６対４になるよう設定することが好ましい。また、同図（ｃ）に示すように接合軸７の凹部を省略しても良く、同図（ｄ），（ｅ）に示すように、接合軸７と進退軸８とが切込部１１で噛合うように、２つの挟着面９，１０を凹凸状にしても良い。

次に、非対称巻芯４を使用した帯状物の巻回について説明する。図１（ｂ）に示すように回転軸１が後退するとき、非対称巻芯４の進退軸８が巻回装置の図２に示す進退ロッド１２に従い後退する。これにより、一方の挟着面９から他方の挟着面１０が離れるので、切込部１１は開かれる。同図（ａ）に示すように、巻回装置が回転軸１を前進させ、帯状物１６が切込部１１に進入したところで、非対称巻芯４の進退軸８が巻回装置の進退ロッド１２に従い前進する。これにより、帯状物１６は、図３に示す凹部１７に嵌り込んだ状態で２つの挟着面９，１０の間に挟まれる。

続いて、非対称巻芯４が回転軸１と共に回転するに従い帯状物１６は非対称巻芯４によって巻取られ、非対称巻芯４の周りで帯状物１６がロール状に巻回される。ロール状の帯状物１６の直径が所望の大きさに達した後、巻回装置が回転軸１を受け部材５から後退させる。この過程で、非対称巻芯４の進退軸８が再び後退することにより切込部１１が開かれるので、図４に示すように、２つの挟着面９，１０の間から帯状物１６が開放される。更に、回転軸１が後退することにより、ロール状の帯状物１６が、巻外筒６の端面に突き当たり、非対称巻芯４から抜け落ちることになる。

矢印Ｐは、ロール状の帯状物１６が非対称巻芯４を締付ける力の方向を指している。２つの挟着面９，１０は軸方向に対して傾斜しているので、上記のように進退軸８が後退すると、直ちに２つの挟着面９，１０の間に隙間が空くことになる。この隙間は、接合軸７及び進退軸８が矢印Ｐ方向に弾性変形できる余地となり、ロール状の帯状物１６が非対称巻芯４を締付ける力を逃せるので、進退軸８が後退する過程でロール状の帯状物１６に余計な摩擦力が加わることはなく、しかもロール状の帯状物１６を非対称巻芯４から容易に抜き取ることができる。

更に、非対称巻芯４によれば、接合軸７及び進退軸８はそれぞれの先端１４，１５を６対４の比率で分割されているので、非対称巻芯４が回転軸１と共に回転する中心に対して、切込部１１に進入する帯状物１６の位置を大きく偏心させなくて済むという利点がある。しかも、接合軸７と進退軸８とのそれぞれの物理的強度を略同等にできるので、非対称巻芯４の全体の強度を最大限に向上させることができる。

尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、又は変形した形態で実施し得るものである。また、これらの形態は何れも本発明の範囲に属するものである。例えば、進退軸８の進退は相対的に行えれば良く、進退軸８を回転軸１に固定し、接合軸７を回転軸１に対して進退できるようにしても良い。寸法ｔ１対ｔ２を約９対１乃至４対６の範囲に設定しても良い。

本発明は、電池素子材料、又はコンデンサの部品に限らず、あらゆる材質の帯状物を巻回するのに有益な技術である。

（ａ）は本発明の実施形態に係る非対称巻芯の一の使用例を示す巻回装置の要部の断面図、（ｂ）はその他の使用例を示す巻回装置の要部の断面図。 本発明の実施形態に係る非対称巻芯を巻回装置の回転軸に設けた例を示す斜視断面図。 （ａ）は本発明の実施形態に係る非対称巻芯の先端の正面図、（ｂ）はその要部の側面図、（ｃ）はその変形例の要部の側面図、（ｄ），（ｅ）は、その更なる変形例を各々示す正面図。 本発明の実施形態に係る非対称巻芯の動作を説明する側面図。 従来例の巻芯、及び巻回装置の要部を示す断面図。

符号の説明

１：回転軸
２：基端
３：先端
４：非対称巻芯
７：接合軸
８：進退軸
９，１０：挟着面
１１：切込部
１４，１５：先端

Claims (3)

1. 巻回装置の回転軸に基端を接続され前記回転軸の軸方向に先端を突出させる巻芯であって、前記先端から基端へ向けて延びる切込部を、前記回転軸の軸方向に対して傾斜し互いに軸方向に進退自在に対面した２つの挟着面の間に形成したことを特徴とする非対称巻芯。
2. 前記回転軸に接合され前記２つの挟着面のうち一方の挟着面を形成された接合軸と、前記回転軸に進退自在に取付けられ前記２つの挟着面のうち他方の挟着面を形成された進退軸とを備え、前記進退軸が軸方向に進退することにより前記切込部が開閉することを特徴とする請求項１に記載の非対称巻芯。
3. 前記接合軸と前記進退軸とがそれぞれの先端を有し、これらの先端が前記切込部を隔て６対４の比率で分割されたことを特徴とする請求項２に記載の非対称巻芯。

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