JP2012056754A - Winding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば二次電池等に内蔵される巻回素子を得るための巻取装置に関する。 The present invention relates to a winding device for obtaining a winding element built in, for example, a secondary battery.
例えば、リチウムイオン電池等の二次電池として用いられる電池素子は、正極活物質が塗布された正極シートと、負極活物質が塗布された負極シートとが、絶縁素材からなるセパレータシートを介して重ね合わされた状態で巻回されて製造される。 For example, in a battery element used as a secondary battery such as a lithium ion battery, a positive electrode sheet coated with a positive electrode active material and a negative electrode sheet coated with a negative electrode active material are overlapped via a separator sheet made of an insulating material. It is wound and manufactured in the state where it was made.
当該電池素子を製造する巻取装置においては、ロール状に巻回された原反から供給される上記各シートがそれぞれ別個の搬送路に沿って搬送され、最終的には各搬送路に設けられた供給機構によって随時、巻回機構へと送り出される。そして、当該巻回機構によって電池素子1つ分の巻回がほぼ完了したところで、巻回機構の回転が一旦停止され、前記各供給機構の把持手段により各シートを把持した上で、各搬送路に設けられたカッタ機構により各シートが切断される。その後、各シートの巻き残りの部分が完全に巻き取られることで、電池素子の巻回が完了する。 In the winding device for manufacturing the battery element, each of the sheets supplied from the roll wound in a roll is conveyed along a separate conveyance path, and finally provided in each conveyance path. It is sent to the winding mechanism as needed by the feeding mechanism. Then, when winding of one battery element is almost completed by the winding mechanism, the rotation of the winding mechanism is temporarily stopped, and each sheet is gripped by the gripping means of each supply mechanism, and then each conveyance path is Each sheet is cut by a cutter mechanism provided on the sheet. Thereafter, winding of the battery element is completed by completely winding up the remaining winding portion of each sheet.
この際、電極シートの切断部に生じるバリやエッジによりセパレータシートが傷つき、短絡の原因となるおそれがある。また、電極シートの切断部では、切断時の衝撃等により活物質が剥がれやすくなるおそれもある。 At this time, the separator sheet is damaged by burrs and edges generated in the cut portion of the electrode sheet, which may cause a short circuit. Moreover, in the cut part of an electrode sheet, there exists a possibility that an active material may peel off easily by the impact at the time of a cutting | disconnection, etc.
これに対し、近年では、電極シートの切断部に保護テープを貼付したものも見受けられる。かかる保護テープを貼付する方法としては、例えば電極シートの切断部となる予定位置に対し予め保護テープを貼っておき、当該保護テープごと当該部位を切断するといった技術(例えば、特許文献1参照)や、電極テープを切断した後、その切断部の表裏両面から一対の保護テープを貼付する技術(例えば、特許文献2参照)などが知られている。 On the other hand, in recent years, it can be seen that a protective tape is applied to the cut portion of the electrode sheet. As a method of applying such a protective tape, for example, a technique in which a protective tape is previously applied to a planned position to be a cut portion of an electrode sheet, and the portion is cut together with the protective tape (see, for example, Patent Document 1) A technique (for example, see Patent Document 2) in which a pair of protective tapes are pasted from both the front and back surfaces of the cut portion after the electrode tape is cut is known.
しかしながら、上記特許文献1のように保護テープを貼ってから切断するのでは、電極シートの切断面が露出してしまうため、依然としてバリやエッジによりセパレータシートが傷つけられるおそれが残る。
However, if the protective tape is applied and then cut as in
一方、上記特許文献2のように電極シートを切断してから保護テープを貼り付ける構成であっても、当該貼付け工程を電極シートの巻回後に行う場合には、その分、生産性が低下するおそれがある。また、巻回に先立って予め電極シートを所定長に切断しておくとともに、保護テープを貼り付けておくことも考えられるが、短冊状に切断された電極シートを巻回することは、当該電極シートを巻取装置にセットするのに時間がかかる、テンションをかけづらい、蛇行補正が難しい、ひいては巻取装置が複雑化する等の種々の不具合が生じるおそれがある。
On the other hand, even if it is the structure which affixes a protective tape after cut | disconnecting an electrode sheet like the said
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生産性を極力低下させることなく、シートの切断部に対し適切に保護テープを貼付することのできる巻取装置を提供することを主たる目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a winding device that can appropriately apply a protective tape to a cut portion of a sheet without reducing productivity as much as possible. One of them.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problem will be described separately. In addition, the effect specific to the means to respond | corresponds as needed is added.
手段1.ロール状の原反から繰り出され、連続的に搬送される帯状のシートを所定の巻回機構により所定長ごとに巻取る巻取装置であって、
前記巻回機構により巻取られる所定長ごとの区切りとなる位置において前記シートを切断するシート切断手段と、
前記シート切断手段による前記シートの切断に際し、当該切断手段の上流側にて当該シートを把持可能な上流側把持部と、当該切断手段の下流側にて当該シートを把持可能な下流側把持部とを有するとともに、シート切断後には当該各把持部が当該シートを把持したまま、シート搬送方向に沿って互いに離間する方向へ相対移動するように構成されたシート把持手段と、
前記シート把持手段により離間させられた前記シートの上流側部分と下流側部分とをつなぐように前記シートの表裏両面からそれぞれ保護テープを貼付し、前記シートの上流側部分と下流側部分との隙間において前記両保護テープを互いに接着させるように構成されたテープ貼付手段と、
前記巻回機構により巻取られた所定長のシートの終端部と、当該巻回機構により次回巻取られる所定長のシートの始端部との間に位置する前記両保護テープを切断するテープ切断手段とを備えたことを特徴とする巻取装置。
Sheet cutting means for cutting the sheet at a position that becomes a break for each predetermined length wound by the winding mechanism;
An upstream gripping unit capable of gripping the sheet upstream of the cutting unit and a downstream gripping unit capable of gripping the sheet downstream of the cutting unit when the sheet is cut by the sheet cutting unit; And a sheet gripping means configured to move relative to each other in a direction away from each other along the sheet conveyance direction while the gripping section grips the sheet after cutting the sheet,
A protective tape is applied from both the front and back surfaces of the sheet so as to connect the upstream portion and the downstream portion of the sheet separated by the sheet gripping means, and the gap between the upstream portion and the downstream portion of the sheet A tape applying means configured to adhere the two protective tapes to each other;
Tape cutting means for cutting the two protective tapes positioned between the end portion of the predetermined length sheet wound by the winding mechanism and the start end portion of the predetermined length sheet wound next time by the winding mechanism And a winding device.
上記手段1によれば、まず、ロール状の原反から繰り出され、連続的に搬送される帯状のシートを、巻回機構による巻取りに先立ち、巻取られる所定長のシートの区切りとなる位置で一旦切断する。続いて、切断されたシートの上流側部分と下流側部分とを離間させ、両者間に隙間を形成する。この状態で、当該隙間部分において、シートの上流側部分と下流側部分とをつなぐようにシートの表裏両面からそれぞれ保護テープを貼付し、再び一本の帯状体とする。その後は、当該帯状体が所定長ごと巻回機構により巻取られていき、巻取り後には、その繋ぎ目となる保護テープ部分を切断する。その結果、巻回機構により巻取られる所定長のシートの両端(始端部と終端部)の切断面がそれぞれ表裏両面側から貼付された保護テープにより覆われ保護された状態で巻き取られることとなる。
According to the
上記のとおり、本手段1の構成によれば、例えば巻回機構の動作に同期させる等して、予めシートに保護テープを貼付しておくことができるため、生産性を極力低下させることなく、シートの切断部に対し適切に保護テープを貼付することができる。
As described above, according to the configuration of the
また、原反から連続的にシートを搬送できるため、短冊状のシートをその都度セットするといった手間もかからない。さらに、テンションもかけやすく、蛇行補正等も行いやすくなる。 Further, since the sheet can be continuously conveyed from the original fabric, it does not take time and effort to set a strip-shaped sheet each time. Further, it is easy to apply tension and to perform meandering correction and the like.
手段2.前記シート切断手段よりも下流側位置かつ前記テープ切断手段よりも上流側位置において、上流側における前記シートの搬送量と、下流側における前記シートの搬送量との差を吸収するためのバッファ機構を備えたことを特徴とする手段1に記載の巻取装置。
Mean 2. A buffer mechanism for absorbing a difference between the transport amount of the sheet on the upstream side and the transport amount of the sheet on the downstream side at a position downstream of the sheet cutting unit and upstream of the tape cutting unit; The winding device according to the
上記手段2によれば、バッファ機構を備えることで、巻回機構によるシートの巻取り動作と、シート切断及びテープ貼付等の一連の動作とを同期して行う必要がなくなるため、例えばシート巻取り中に、シート切断及びテープ貼付等の一連の動作を行うことができるなど、保護テープの貼付作業等をより効率よく行うことができ、さらなる生産性の低下抑制を図ることができる。
According to the
手段3.前記バッファ機構の下流側において、前記シートを下流側へ繰出す第1繰出しローラを備えるとともに、
前記バッファ機構の上流側において、前記シートを下流側へ繰出す第2繰出しローラを備えたことを特徴とする手段2に記載の巻取装置。
Means 3. On the downstream side of the buffer mechanism, provided with a first feeding roller for feeding the sheet downstream,
The winding device according to
上記手段3によれば、バッファ機構の前後に個別に繰出しローラを備えることにより、保護テープの貼付位置の位置決めや、バッファ機構の前後におけるシート搬送をより適切かつ円滑に行うことができ、上記手段2の作用効果をより高めることができる。
According to the
手段4.前記シートは、活物質が塗布された電極シートであることを特徴とする手段1乃至3のいずれかに記載の巻取装置。
Means 4. The winding apparatus according to any one of
活物質の塗布された電極シートを巻回機構の近傍において切断する場合には、シート巻取り時に、金属シートの切り屑や活物質の粉等を巻き込むおそれがあるが、上記手段1等の構成によれば、シート自体の切断位置を巻回機構の直前ではなく、巻回機構から十分に離れた上流位置とすることができるため、前記不具合の発生を抑制することができる。 When the electrode sheet coated with the active material is cut in the vicinity of the winding mechanism, there is a risk that metal sheet chips, active material powder, or the like may be involved when winding the sheet. According to the above, since the cutting position of the sheet itself can be set at an upstream position sufficiently away from the winding mechanism, not immediately before the winding mechanism, the occurrence of the above-described problem can be suppressed.
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施形態の巻取装置によって得られる巻回素子としてのリチウムイオン電池素子の構成について説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. First, the structure of the lithium ion battery element as a winding element obtained by the winding device of this embodiment will be described.
図1に示すように、リチウムイオン電池素子(以下、「電池素子」と称す)1は、筒状の巻芯コア2に対して、2枚のセパレータシート3,4と正電極シート5と負電極シート6とによって構成される帯状体7が巻回されることで構成されている。尚、図1においては、説明の便宜上、セパレータシート3,4、正電極シート5、及び、負電極シート6の相互の間隔をあけて示している箇所がある。
As shown in FIG. 1, a lithium ion battery element (hereinafter referred to as “battery element”) 1 has two
本実施形態において、巻芯コア2は、十分な剛性を有する材料(例えば、アルミニウム等の金属素材やポリプロピレン(PP)等の樹脂素材)により形成されている。また、当該巻芯コア2は、断面非円形状(本実施形態では、断面正方形状)の挿通孔8を有している。
In the present embodiment, the
セパレータシート3,4は、巻芯コア2の長手方向に沿った長さと同一の幅を有するものであり、異なる電極シート5,6同士が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止すべく絶縁体、特に本実施形態ではPPにより構成されている。
The
電極シート5,6もまた、セパレータシート3,4と同様、巻芯コア2の長手方向に沿った長さとほぼ同一の幅を有するものである。電極シート5,6は、薄板状の金属シート(図4参照)よりなり、その表裏両面には一定の間隔で活物質(図示略)が塗布されている。具体的には、正極シート5には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に一定の間隔で正極活物質が塗布されている。負極シート6には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に一定の間隔で負極活物質が塗布されている。また、電極シート5,6にはリード(図示略)が溶接される。
Similarly to the
リチウムイオン電池を得るに際しては、電池素子1が金属製で筒状をなす電池容器(図示せず)内に配設されるとともに、正極側のリード及び負極側のリードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極側のリードを正極端子部品(図示せず)に接続するとともに、同じくまとめられた負極側のリードを負極端子部品(図示せず)に接続し、両端子部品を前記電気容器の両端開口に設けることで、リチウムイオン電池を得ることができる。
When obtaining a lithium ion battery, the
次に、電池素子1を製造するための巻取装置について説明する。
Next, a winding device for manufacturing the
図3に示すように、巻取装置60は、正極シート5を搬送する電極シート搬送機構61、負極シート6を搬送する電極シート搬送機構62、及び、セパレータシート3,4を搬送するセパレータシート搬送機構63,64を備えている。各シート搬送機構61〜64によって搬送された各シートは、巻回機構65において各シートが重なるように巻取られる。
As shown in FIG. 3, the winding
図2に示すように、巻回機構65は、回転可能に設けられたターレット12を備えている。該ターレット12は、2枚の円盤状のテーブル14,15が相対向するようにして構成されており、両テーブル14,15間に跨って、回転部20が、テーブル14,15の中心を対称中心として2つ設けられている。尚、両テーブル14,15(ターレット12)は時計回りに回転可能に構成されているとともに、両テーブル14,15が同期回転するように設定されている。これにより、各回転部20(巻芯21)が着脱ポジションP1及び巻取ポジションP2間を移動することができるようになっている。尚、両テーブル14,15は、180°ずつ反転可能となっていてもよい。
As shown in FIG. 2, the winding
また、本実施形態では、着脱ポジションP1に対応して、巻芯コア2の取付及び電池素子1の取外を行うための着脱装置13が設けられている。
Moreover, in this embodiment, the attachment /
一方、巻取ポジションP2は、巻芯コア2に対し帯状体7を巻回するポジションであって、当該巻取ポジションP2に位置する回転部20に対し、上記各シート搬送機構61〜64から各シートが供給される。
On the other hand, the winding position P2 is a position where the belt-
本実施形態では、巻取ポジションP2に対応して、図示しないセパレータ固着手段が設けられている。セパレータ固着手段は、巻回の初期段階において、例えば、熱溶着により、セパレータシート3,4の先端部分を巻芯コア2の表面に対し取着可能に構成されている。勿論、単に接着テープ等を用いてセパレータシート3,4の先端部分を巻芯コア2の表面に対し貼付ける構成であっても差し支えない。
In the present embodiment, separator fixing means (not shown) is provided corresponding to the winding position P2. The separator fixing means is configured to be able to attach the leading end portions of the
各シート搬送機構61〜64においては、ロール状に巻回された原反から各シートを引き出して、回転部20の方へ供給することができるよう構成されているが、本実施形態では、正極シート5を搬送する電極シート搬送機構61及び負極シート6を搬送する電極シート搬送機構62に特徴を有するため、以下、電極シート搬送機構62を例にして詳しく説明する。
Each of the
電極シート搬送機構62の最上流側においては、負極シート6がロール状に巻回された原反70が回転可能に支持されている。原反70から巻回機構65(回転部20)にかけての負極シート6の搬送路の途中には、張力付与手段72が設けられている。本実施形態における張力付与手段72は、一対のローラ73,74と、両ローラ73,74間に設けられた段差ローラ75とを具備している。
On the most upstream side of the electrode
また、張力付与手段72から巻回機構65にかけての負極シート6の搬送路の途中には、上流側より順に、シート供給手段としてのシート供給機構80、検出手段としての検出センサ81、テープ切断手段としてのテープカッタ82が設けられている。
Further, in the middle of the conveyance path of the
シート供給機構80は、把持部として上下一対のチャック80a,80bを具備している。シート供給機構80は、図示しないチャック用アクチュエータ(例えばモータやシリンダ)を備え、これによりチャック80a,80bが開閉動作可能となっている。
The
また、シート供給機構80は、負極シート6の搬送路に沿って進退可能に構成されている。より詳しくは、シート供給機構80は、図示しないアクチュエータ(例えばモータ)により、巻回機構65から相当距離離間した退避位置と、巻回機構65に最も接近した最接近位置との間を移動可能に構成されている。当該最接近位置は、チャック80a,80bにより把持された負極シート6の先端部を、回転部20の回転に基づき巻取開始可能な程度に十分に近い位置である。
The
検出センサ81は、負極シート6に貼付された後述する保護テープ100を検出するものである。
The
テープカッタ82は、負極シート6の上側に位置する上刃82aと、負極シート6の下側に位置する下刃82bとから構成され、前記保護テープ100を切断する機能を有する。
The
一方、張力付与手段72の上流側には、下流側より順に、巻取り制御用の第1繰出しローラ84、バッファ機構85、保護テープ100の貼付位置決め用の第2繰出しローラ86、負極シート6の切断や保護テープ100の貼付等を行う切断貼付装置87が設けられている。
On the other hand, on the upstream side of the
第1繰出しローラ84は、図示しないモータに連結された上下一対のローラ84a,84bを有し、両ローラ84a,84bにより負極シート6を挟持しつつ、巻回機構65の巻回動作に合せて負極シート6を繰り出すよう構成されている。
The
一方、第2繰出しローラ86は、図示しないモータに連結された上下一対のローラ86a,86bや、図示しないエンコーダ等を有し、両ローラ86a,86bにより負極シート6を挟持しつつ、エンコーダの計測値に基づき、巻回機構65により巻取られる所定長ごとに間欠的に負極シート6を繰り出すよう構成されている。
On the other hand, the
バッファ機構85は、一対の従動ローラ85a,85bと、両ローラ85a,85b間において上下方向に変位可能に設けられた段差ローラ85cとを有し、第1繰出しローラ84による負極シート6の繰出し量と、第2繰出しローラ86による負極シート6の繰出し量との差を吸収する役割を果たす。
The
図5等に示すように、切断貼付装置87は、負極シート6を切断するシート切断手段としてのカッタ機構90と、カッタ機構90による負極シート6の切断に際し負極シート6を把持するシート把持手段としての把持機構91と、負極シート6の切断部位に対し保護テープ100〔図4(c)等参照〕を貼付するテープ貼付手段としてのテープ貼付機構92とを備えている。
As shown in FIG. 5 and the like, the cutting and sticking
カッタ機構90は、負極シート6の上側に位置する上刃90aと、負極シート6の下側に位置する下刃90bとから構成されるとともに、当該各刃90a,90bが負極シート6の搬送経路外へ退避可能に構成されている。
The
把持機構91は、カッタ機構90の上流側にて負極シート6を把持可能な上流側把持部91aと、カッタ機構90の下流側にて負極シート6を把持可能な下流側把持部91bとを有するとともに、上流側把持部91aが下流側把持部91bに対し負極シート6の搬送路に沿って進退可能に構成されている。
The gripping
より詳しくは、上流側把持部91aは、図示しないアクチュエータ(例えばモータ)により、下流側把持部91bから相当距離離間した退避位置と、下流側把持部91bに最も接近した最接近位置との間を移動可能に構成されている。つまり、各把持部91a,91bがシート搬送方向に沿って互いに離間・接近する方向へ相対移動可能に構成されている。なお、便宜上、符号は省略するが、各把持部91a,91bは、上下一対のチャックを具備しており、所定のアクチュエータにより当該チャックが開閉動作を行うように構成されている。
More specifically, the upstream gripping
テープ貼付機構92は、負極シート6の上方位置にて保護テープ100を保持可能な上保持部92aと、負極シート6の下方位置にて保護テープ100を保持可能な下保持部92bとを有し、図示しないアクチュエータにより各保持部92a,92bがそれぞれ上下方向に沿って昇降動作を行うように構成されている。
The
以上が電極シート搬送機構62の説明であるが、正極シート5を搬送する電極シート搬送機構61についても上記同様の構成を具備している。なお、上記巻回機構65や各シート搬送機構61〜64など、巻取装置60内の各種機構は、図示しない制御装置により動作制御される構成となっている。
The above is the description of the electrode
次に、上述した巻取装置60による電池素子1の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
先ずは、各電極シート5,6への保護テープ100の貼付手順について、負極シート6の場合を例に詳しく説明する。
First, the procedure for applying the
巻回機構65による1素子分の巻回動作が終了すると、第1繰出しローラ84が停止する一方、第2繰出しローラ86は回転動作を続け、これより上流側の負極シート6が繰出される。この間、バッファ機構85では、段差ローラ85cが降下し、繰出された分の負極シート6が貯留される。ここでは、少なくとも後述する保護テープ100の貼付作業中(第2繰出しローラ86の停止中)に、第1繰出しローラ84により繰出される量が貯留されることとなる。つまり、〔バッファ機構85のバッファ量〕=〔切断貼付装置87によるテープ貼付作業時間〕×〔巻回機構65の巻き速度〕となる。
When the winding operation for one element by the winding
そして、巻回機構65により次の1素子分の巻回動作が開始されると、第1繰出しローラ84及び第2繰出しローラ86が同期して回転し、原反70から巻回機構65へ負極シート6が順次搬送される。
When the winding operation for the next one element is started by the winding
そして、第2繰出しローラ86に設けられたエンコーダの計測値に基づき、巻回機構65により巻取られる所定長の負極シート6の区切り位置X1〔図4(a)参照〕が切断貼付装置87(カッタ機構90)の位置に達したと判断されると、第2繰出しローラ86が停止する。一方、第1繰出しローラ84は回転動作を続け、巻回機構65による巻回作業は継続して行われる。従って、第2繰出しローラ86が停止し、第1繰出しローラ84が回転している間、バッファ機構85では、段差ローラ85cが上昇し、貯留されていた負極シート6が繰出されていくことなる。
Then, based on the measurement value of the encoder provided on the
第2繰出しローラ86が停止し、これより上流側の負極シート6の搬送が停止されると、図6に示すように、把持機構91の上流側把持部91a及び下流側把持部91bが駆動し、カッタ機構90の上流側及び下流側にて負極シート6を把持する。そして、このように負極シート6を把持した状態で、カッタ機構90を駆動させ、負極シート6を区切り位置X1にて切断する。
When the
シート切断後は、カッタ機構90の各刃90a,90bが負極シート6の搬送経路外へ退避するとともに、把持機構91の各把持部91a,91bが負極シート6を把持したまま、図7に示すように、上流側把持部91aだけがシート搬送方向上流側(図7の右側)へ移動する。これにより、切断された負極シート6の上流側部分6aと下流側部分6bとの間には隙間6cが形成される〔図4(b)参照〕。この間に、テープ貼付機構92の両保持部92a,92bに対し、所定の供給装置から事前に保護テープ100が供給される。
After cutting the sheet, the
負極シート6の上流側部分6aと下流側部分6bとの間に隙間6cが形成された後、図8に示すように、保護テープ100を保持したテープ貼付機構92の両保持部92a,92bがそれぞれ負極シート6側へ駆動する。これにより、負極シート6の上流側部分6aと下流側部分6bとをつなぐように負極シート6の表裏両面からそれぞれ保護テープ100が貼付されるとともに、隙間6c部分においては、両保護テープ100が互いに接着した状態となる〔図4(c)参照〕。
After the
そして、カッタ機構90、把持機構91及びテープ貼付機構92がそれぞれ元の状態(図5参照)に戻り、保護テープ100の貼付作業が終了すると、再び第1繰出しローラ84及び第2繰出しローラ86が同期して回転する。そして、負極シート6は、シート切断前と同様、再び一本の帯状体として、保護テープ100により繋がれた上流側部分6aと下流側部分6bとが連続して下流側へと搬送されていくこととなる。
Then, when the
次に、巻回機構65による巻回手順について説明する。
Next, the winding procedure by the winding
まず、ターレット12を時計回りに半回転させることで、一方の回転体20を着脱ポジションP1へと移動させる。このとき、他方の回転体20は巻取ポジションP2に位置することとなる。例えば、それまで巻取ポジションP2に位置しており帯状体7の巻回がほぼ完了した回転体20が、着脱ポジションP1へと移動させられる。一方、それまで着脱ポジションP1に位置しており新たな巻芯コア2の装着された回転体20が巻取ポジションP2へと移動させられる。
First, one
かかる巻取ポジションP2に位置する回転体20においては、巻芯コア2が装着されているのであるが、当初、当該巻芯コア2には何も巻き付けられていない。この状態において、先ず上述したセパレータ固着手段により、セパレータシート3,4の先端部分が巻芯コア2の表面に対し取着固定される。
In the
続いて、当該巻取ポジションP2においては、回転体20(巻芯21)の回転が行われる。そして、所定タイミングが到来したならば、電極シート搬送機構61,62の各シート供給機構80が作動させられ、各電極シート5,6が巻芯コア2の方に向けて供給される。
Subsequently, at the winding position P2, the rotating body 20 (core 21) is rotated. When the predetermined timing arrives, the
より詳しくは、それまでチャック80a,80bによって先端部が把持された各電極シート5,6が、シート供給機構80(チャック80a,80b)が回転体20の方へ移動させられることで、巻芯コア2の方に向けて供給される。これにより、各電極シート5,6の先端が、各セパレータシート3,4で挟み込まれることとなり、各電極シート5,6が、それぞれ各セパレータシート3,4を介して互いに絶縁状態で巻き取られ始めることとなる。
More specifically, each of the
そして、各電極シート5,6の巻取りが開始されたならば、チャック80a,80bが開かれる。これにより、各電極シート5,6は、張力付与手段72にて所定の張力を付与されながら、セパレータシート3,4とともに巻き取られることとなる。
When the winding of the
尚、チャック80a,80bの開放に伴い、シート供給機構80は幾分上流側(回転体20から離間する側)まで移動し、巻回中においては、当該位置において待機する。
As the
帯状体7の巻回がほぼ完了したならば、回転部20の回転が一旦停止される。当該停止されるタイミングは、検出センサ81の検出結果、すなわち保護テープ100の検出結果に基づいて決定される。これにより、各電極シート5,6に貼付された保護テープ100の切断位置X2〔図4(d)参照〕がテープカッタ82の位置に位置決めされるタイミングで、回転部20の回転が停止されることとなる。
When the winding of the belt-
回転部20の回転が一旦停止されると、シート供給機構80のチャック80a,80bにより各電極シート5,6を把持した上で、巻回機構65により巻取られた所定長の各電極シート5,6の終端部6eと、巻回機構65により次回巻取られる所定長の各電極シート5,6の始端部6fとの間に位置する両保護テープ100がテープカッタ82により切断される〔図4(e)参照〕。
Once the rotation of the rotating
その後、回転部20を幾らか回転させた後、セパレータシート3,4についても切断する。そして、切断された残りの帯状体7(各シート3〜6)が完全に巻き取られ、外周側のセパレータシート3,4に関しテープ止めが施されることで巻回が完了する。
Then, after rotating the
そして、回転体20等を着脱ポジションP1へと移動させた上で、帯状体7の巻回された巻芯コア2ごと取り外すことで電池素子1が得られる。
Then, the
上述した手順を繰り返すことにより、電子素子1が順次製造されていくこととなる。
By repeating the above-described procedure, the
以上詳述したように、本実施形態では、巻回機構65による巻回に先立ち、予め電極シート5,6を切断し、その切断部に対し保護テープ100を貼付しておくため、生産性を極力低下させることなく、保護テープ100の貼付を行うことができる。
As described above in detail, in this embodiment, prior to winding by the winding
また、原反70から連続的に電極シート5,6を搬送でき、短冊状の電極シート5,6をその都度セットするといった手間もかからない。さらに、テンションもかけやすく、蛇行補正等も行いやすくなる。
Moreover, the
さらに、バッファ機構85を備えることで、巻回機構65による電極シート5,6の巻回動作と、電極シート5,6の切断及び保護テープ100の貼付などの一連の動作とを同期して行う必要がなくなるため、電極シート5,6の巻回中に、保護テープ100の貼付作業等をより効率よく行うことができ、さらなる生産性の低下抑制を図ることができる。
Further, by providing the
加えて、バッファ機構85の前後に個別に繰出しローラ84,86を備えることにより、保護テープ100の貼付位置の位置決めや、バッファ機構85の前後におけるシート搬送をより適切かつ円滑に行うことができる。
In addition, by separately providing the feeding
なお、活物質の塗布された電極シート5,6を巻回機構85の近傍において切断する場合には、シート巻回時に、金属シートの切り屑や活物質の粉等を巻き込むおそれがあるが、本実施形態の構成によれば、電極シート5,6自体の切断位置を巻回機構85の直前ではなく、巻回機構85から十分に離れた上流位置とすることができるため、前記不具合の発生を抑制することができる。
In addition, when cutting the
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。 In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other application examples and modification examples not illustrated below are also possible.
(a)上記実施形態では、巻取装置60によって、リチウムイオン電池の電池素子1が製造されているが、巻取装置60によって製造される巻回素子はこれに限定されるものではなく、例えば、電解コンデンサの巻回素子等を製造することとしてもよい。
(A) In the above embodiment, the
(b)上記実施形態では、電池素子1が、巻芯コア2を具備する場合について具体化されているが、当該巻芯コア2を有しないタイプの電池素子を得る場合について具体化することとしてもよい。また、巻芯コア2の外周形状が例えば扁平な断面非円形状のものであってもよい。
(B) In the said embodiment, although the
(c)上記実施形態における巻取装置60(電極シート搬送機構61,62、巻回機構65等)の構成はあくまでも一例であって、他の構成を採用してもよい。
(C) The configuration of the winding device 60 (the electrode
例えば、上記実施形態では、シート切断手段としてのカッタ機構90と、シート把持手段としての把持機構91と、テープ貼付手段としてのテープ貼付機構92とを一体に備えた切断貼付装置87を採用しているが、これに限らず、カッタ機構90、把持機構91及びテープ貼付機構92のうち少なくとも1つを独立して備えた構成としてもよい。
For example, in the above-described embodiment, a cutting and sticking
また、上記実施形態では、上流側把持部91aが下流側把持部91bに対し負極シート6の搬送路に沿って進退可能に構成されているが、これに限らず、下流側把持部91b又は両把持部91a,91bが移動することにより、両把持部91a,91bが相対移動する構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the upstream gripping
(d)バッファ機構85や繰出しローラ84,86等を省略し、巻回機構65による電極シート5,6の巻回動作と、電極シート5,6の切断及び保護テープ100の貼付などの一連の動作とを同期して行う構成としてもよい。
(D) A series of operations such as winding operation of the
(e)原反70と切断貼付装置87との間に、第2のバッファ機構を設けた構成としてもよい。第2繰出しローラ86では位置制御を行う必要があるため、トルク制御等できず、適切なテンションをかけて電極シート5,6を搬送することが困難となるおそれがあるが、前記第2のバッファ機構を設けることにより、原反70の繰出し量と第2繰出しローラ86の繰出し量との差を吸収し、前述したような不具合の発生を抑制することができる。
(E) It is good also as a structure which provided the 2nd buffer mechanism between the
1…電池素子、3,4…セパレータシート、5…正電極シート、6…負電極シート、7…帯状体、60…巻取装置、61,62…電極シート搬送機構、65…巻回機構、70…原反、80…シート供給機構、81…検出センサ、82…テープカッタ、84…第1繰出しローラ、85…バッファ機構、86…第2繰出しローラ、87…切断貼付装置、90…カッタ機構、91…把持機構、91a…上流側把持部、91b…下流側把持部、92…テープ貼付機構、100…保護テープ、X1…区切り位置、X2…保護テープの切断位置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記巻回機構により巻取られる所定長ごとの区切りとなる位置において前記シートを切断するシート切断手段と、
前記シート切断手段による前記シートの切断に際し、当該切断手段の上流側にて当該シートを把持可能な上流側把持部と、当該切断手段の下流側にて当該シートを把持可能な下流側把持部とを有するとともに、シート切断後には当該各把持部が当該シートを把持したまま、シート搬送方向に沿って互いに離間する方向へ相対移動するように構成されたシート把持手段と、
前記シート把持手段により離間させられた前記シートの上流側部分と下流側部分とをつなぐように前記シートの表裏両面からそれぞれ保護テープを貼付し、前記シートの上流側部分と下流側部分との隙間において前記両保護テープを互いに接着させるように構成されたテープ貼付手段と、
前記巻回機構により巻取られた所定長のシートの終端部と、当該巻回機構により次回巻取られる所定長のシートの始端部との間に位置する前記両保護テープを切断するテープ切断手段とを備えたことを特徴とする巻取装置。 A winding device that winds a belt-shaped sheet fed out from a roll-shaped raw fabric and continuously conveyed by a predetermined winding mechanism every predetermined length,
Sheet cutting means for cutting the sheet at a position that becomes a break for each predetermined length wound by the winding mechanism;
An upstream gripping unit capable of gripping the sheet upstream of the cutting unit and a downstream gripping unit capable of gripping the sheet downstream of the cutting unit when the sheet is cut by the sheet cutting unit; And a sheet gripping means configured to move relative to each other in a direction away from each other along the sheet conveyance direction while the gripping section grips the sheet after cutting the sheet,
A protective tape is applied from both the front and back surfaces of the sheet so as to connect the upstream portion and the downstream portion of the sheet separated by the sheet gripping means, and the gap between the upstream portion and the downstream portion of the sheet A tape applying means configured to adhere the two protective tapes to each other;
Tape cutting means for cutting the two protective tapes positioned between the end portion of the predetermined length sheet wound by the winding mechanism and the start end portion of the predetermined length sheet wound next time by the winding mechanism And a winding device.
前記バッファ機構の上流側において、前記シートを下流側へ繰出す第2繰出しローラを備えたことを特徴とする請求項2に記載の巻取装置。 On the downstream side of the buffer mechanism, provided with a first feeding roller for feeding the sheet downstream,
The winding device according to claim 2, further comprising a second feeding roller that feeds the sheet to the downstream side on the upstream side of the buffer mechanism.
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