JP2021068614A - 巻回装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻芯の周長変更機能を具備しつつ、回転時における巻芯のぶれ等の不具合をより確実に防止することができる巻回装置を提供する。【解決手段】巻回装置は、巻芯１３，１４及び調整ユニット１９を有する。巻芯１３，１４は、固定芯片８１及び可動芯片８２と、動力受け部８４３３を具備し可動芯片８２を移動させることで巻芯１３，１４の周長を変更可能な周長変更機構８４とを備える。調整ユニット１９は、動作部１９１１を具備してなるアクチュエータ１９１を有し、巻芯１３，１４の外部に配置される。また、調整ユニット１９は、巻芯１３，１４に対し接近又は離間することで、動作部１９１１から動力受け部８４３３へと動力を伝達可能又は伝達不能な状態に切換可能とされる。これにより、アクチュエータ１９１の重量が巻芯１３，１４に及ばなくなり、巻芯１３，１４のぶれ等の不具合をより確実に防止可能となる。【選択図】 図１９

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回装置に関する。

例えば、リチウムイオン電池等の二次電池に用いられる巻回素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、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ることにより製造される。

巻回素子を製造するための巻回装置においては、ロール状に巻回された原反から、上記各電極シート及びセパレータシートが回転可能な巻芯へと供給される。そして、巻芯の外周に電極シート及びセパレータシートが重ね合わされた状態で巻回されることにより巻回素子が得られる。巻芯としては、例えば、自身の回転軸方向に延びるとともに、該回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられた複数の芯片を備えたものが採用され得る。

ところで、巻芯へと供給される電極シートの厚さは、電極シートの各部において多少異なることがあり、このような電極シートの厚さのバラツキに起因して、得られる巻回素子に不具合が生じてしまうおそれがある。不具合としては、例えば、得られた巻回素子において、所定のタブが巻回素子の周方向に沿った目標範囲から外れた位置に配置されてしまうことなどを挙げることができる。尚、タブとしては、電極シートにおける活物質非塗布部分に溶接された溶接タブや、電極シートの幅方向端部に間欠的に切込みを設けることで形成された切込みタブなどが挙げられる。

上記のような電極シートの厚さのバラツキに対応すべく、近年では、巻回装置に対し、周長変更手段を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。周長変更手段は、アクチュエータ（例えばサーボモータ等）やカム軸、ばね等を備え、前記アクチュエータの動作によって第１の芯片（固定芯片）に対し第２の芯片（可動芯片）を相対移動させることで、両芯片間の距離を調節して巻芯の周長を変更する。この周長変更手段では、巻芯の基端部に、アクチュエータに対する給電用の接点部が設けられており、該接点部を介してアクチュエータに対する電力供給が行われるようになっている。

特開２０１８−２０８５７１号公報

ところで、上記特許文献１に記載の技術において、アクチュエータは、巻芯の基端部に搭載された状態となっている。そのため、巻芯自体の重量増大を招き、巻芯の回転時（特に高速回転時）に、巻芯にぶれが生じやすくなるおそれがある。また、アクチュエータの存在により、巻芯の大型化を招く可能性もある。さらに、アクチュエータがサーボモータである場合には、アクチュエータを適切に動作させるために前記接点部を複雑な構造とする必要が生じ、結果的に、装置の簡素化やコスト等の面で不利となるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻芯の周長変更機能を具備しつつ、回転時における巻芯のぶれ等の不具合をより確実に防止することができる巻回装置を提供することにある。

以下、上記目的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。

手段１．表面に活物質を有する帯状の電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとをそれぞれ所定の供給機構から回転可能な巻芯に供給するとともに、前記巻芯が回転することにより前記電極シート及び前記セパレータシートを重ねつつ巻回する巻回装置であって、
電力供給により動作する動作部を具備してなるアクチュエータを有するとともに、前記巻芯の外部に配置される調整ユニットを備え、
前記巻芯は、
該巻芯の回転軸方向に延びるとともに、前記回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられる所定の固定芯片及び所定の可動芯片と、
前記可動芯片を移動させ、前記固定芯片及び前記可動芯片間の距離を変更することで、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータシートが巻回される部分における該巻芯の回転方向に沿った長さを変更可能な周長変更手段とを備え、
前記周長変更手段は、
回転軸から外周面までの距離が一定ではないカム部を有するとともに、前記可動芯片と平行に設けられた回転可能なカム軸と、
前記カム部の外周面に対し、前記固定芯片及び前記可動芯片間の距離が変更する方向に沿って前記可動芯片における少なくとも先端側及び基端側の部位を押付けた状態とする押圧手段と、
前記動作部の動作により生じる動力が伝達可能に構成された動力受け部を具備するとともに、該動力受け部に伝達された動力によって前記カム軸を回転可能に構成されたカム軸回転手段とを有し、
前記調整ユニットは、前記巻芯に対し接近又は離間するように移動することで、前記動作部から前記動力受け部へと動力を伝達可能な状態又は伝達不能な状態に切換可能に構成されていることを特徴とする巻回装置。

上記手段１によれば、固定芯片及び可動芯片間の距離を変更することで、巻芯のうち電極シート等が巻回される部分の回転方向に沿った長さ（以下、「巻芯の周長」と称す）を変更することができる。巻芯の周長を変更することによって、例えば、巻回素子の周方向に沿った目標範囲にタブをより確実に配置すること等が可能となる。

また、上記手段１によれば、アクチュエータを有する調整ユニットは、巻芯の外部つまり巻芯とは別に設けられている。従って、アクチュエータの重量が巻芯に及ばない状態となり、巻芯の回転時（特に高速回転時）における巻芯のぶれをより確実に防ぐことができる。これにより、製品（巻回素子）の品質や生産性を向上させることができる。さらに、巻芯自体はアクチュエータを搭載しない構成であるため、巻芯の小型化を効率的に図ることができる。加えて、アクチュエータに電力を供給するための接点部を設ける必要はないため、接点部の複雑化に伴う各種不具合が生じることはない。

また、上記手段１によれば、調整ユニットは、巻芯に対し接近又は離間するように移動可能であるため、電極シート等の巻取時に、調整ユニットが邪魔になることはない。

さらに、可動芯片における少なくとも先端側及び基端側の部位は、カム軸（カム部）に対し押し付けられた状態とされるため、カム軸によって、可動芯片を非常に安定した状態で支持することができる。これにより、電極シート等の巻回に伴い巻芯に対し巻き締め力が加わったときに、可動芯片に変形（撓みや捻りなど）が生じてしまうことをより確実に防止でき、巻芯の周長をより確実に一定に保つことができる。

また、上記手段１によれば、カム軸を固定芯片や可動芯片に収容した構成とすることで、巻芯の小型化を一層効果的に図ることができる。

手段２．所定の光線又は音波を前記可動芯片に対し照射可能な照射手段と、
前記照射手段から照射される前記光線又は前記音波に基づき、前記巻芯の前記長さに関する情報を検出する周長検出手段と、
前記周長検出手段による検出結果に基づき、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

尚、「巻芯の前記長さに関する情報」は、巻芯の前記長さ（前芯のうち電極シート及びセパレータが巻回される部分の該巻芯の回転方向に沿った長さ）自体であってもよいし、該長さに対応する数値（例えば、可動芯片及び固定芯片間の距離や、該距離の増減に伴い増減する巻芯の幅、一定の基準位置から可動芯片までの距離など）であってもよい。

上記手段２によれば、照射手段から照射された光線などを利用し、巻芯の周長に関する実測情報を検出して、この実測情報を基に巻芯の周長を精度よく調節することができる。従って、巻芯の周長をより正確に目標値とすることができる。

手段３．前記動作部及び前記動力受け部は、それぞれマグネットギアを有し、
該マグネットギアによって、前記動作部及び前記動力受け部が非接触の状態で該動作部から該動力受け部へと動力を伝達可能に構成されていることを特徴とする手段１又は２に記載の巻回装置。

上記手段３によれば、動作部及び動力受け部が非接触の状態で、動作部から動力受け部に対し動力を伝達することができる。従って、巻芯に対する調整ユニットの接近移動時やアクチュエータの動作時に、動作部及び動力受け部に衝撃や摩擦力が加わることを防止でき、動作部や動力受け部の長寿命化を図ることができる。また、摩擦に伴う摩耗粉の発生防止を図ることができるとともに、動作部及び動力受け部間にグリスなどの潤滑剤を注入する必要がなくなるため、摩耗粉や潤滑剤の影響による巻回素子の品質低下を防ぐことができる。

手段４．前記調整ユニットは、電力供給用の通電端子を備え、
前記巻芯は、
前記調整ユニットが前記巻芯に対し接近するように移動したときに、前記通電端子と接触可能なブレーキ用接点部と、
前記通電端子から前記ブレーキ用接点部に対する電力の供給時に前記カム軸の回転を許容する一方、前記通電端子から前記ブレーキ用接点部に対する電力の非供給時に前記カム軸の回転を規制するブレーキ手段とを備え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回装置。

上記手段４によれば、通電端子からブレーキ用接点部に対する電力の非供給時に、ブレーキ手段によってカム軸の回転を規制することができる。従って、巻芯の回転時などの通常時（巻芯の周長を変更するとき以外のとき）に、巻芯の周長が意図せず変化することをより確実に防止できる。また、電力を供給することなくブレーキ手段によりカム軸の回転を規制することができるため、省電力性や装置の簡素化といった点で都合がよい。

尚、「ブレーキ手段」としては、例えば無励磁式電磁ブレーキなど、所定のブレーキライニングと、所定のバネによってブレーキライニング側に向けて付勢されたアーマチュアと、通電に伴い、バネによる付勢力に抗してアーマチュアをブレーキライニングから遠ざけるように移動させるコイルとを備えたものを挙げることができる。このような「ブレーキ手段」においては、ブレーキ用接点部に対する電力の供給時に、通電したコイルによりアーマチュアが引かれ、アーマチュア及びブレーキライニング間にギャップが形成されることにより、カム軸が回転可能な状態となる。一方、ブレーキ用接点部に対する電力の非供給時には、コイルに対する給電が行われず、バネによってブレーキライニングに対しアーマチュアが押付けられた状態となることで、カム軸の回転が規制される。

電池素子の概略構成を示す斜視模式図である。 巻回装置の概略構成図である。 巻回部の概略構成図である。 スリットにセパレータシートを配置した際の巻回部の概略構成図である。 セパレータシートを切断する際の巻回部の概略構成図である。 電極シート等の巻回終了時における巻回部の概略構成図である。 巻芯の断面模式図である。 第一芯片の斜視模式図である。 可動芯片の一部を省略した第一芯片の斜視模式図である。 固定芯片の一部を省略した第一芯片の斜視模式図である。 可動芯片等を固定芯片から分離させた状態における第一芯片の斜視模式図である。 ガイドを示すための第一芯片等の拡大断面模式図である。 ガイドの斜視模式図である。 カム軸などの斜視模式図である。 動力伝達部や電磁ブレーキ等の斜視模式図である。 調整ユニットの斜視模式図である。 周長情報取得用装置の斜視模式図である。 巻芯に接近する調整ユニットなどを示す斜視模式図である。 巻芯の周長を変更する際における巻芯や調整ユニットを示す斜視模式図である。 巻芯の周長を減少させる際における可動芯片の動作を説明するための図８のＪ−Ｊ線断面模式図である。 巻芯の周長を増大させる際における可動芯片の動作を説明するための図８のＪ−Ｊ線断面模式図である。 巻芯の周長に関する情報を取得する際における調整ユニット等を示す斜視模式図である。 別の実施形態において、動作部から動力受け部に対する動力の伝達機構などを示す斜視模式図である。 別の実施形態において、動作部から動力受け部に対する動力の伝達機構などを示す斜視模式図である。 別の実施形態における第一芯片の斜視模式図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、巻回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。

図１に示すように、リチウムイオン電池素子１（以下、単に「電池素子１」という）は、２枚のセパレータシート２，３を介して、正電極シート４及び負電極シート５が重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。尚、２枚のセパレータシート２，３に代えて、折返された１枚のセパレータシートを用いてもよい。また、以下においては、説明の便宜上、セパレータシート２，３及び電極シート４，５を「各種シート２〜５」と称することがある。

セパレータシート２，３は、それぞれ同一の幅を有する帯状をなしており、異なる電極シート４，５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、ポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁体により構成されている。

電極シート４，５は、薄板状の金属シートからなり、セパレータシート２，３と略同一の幅を有している。電極シート４，５の表裏両面には活物質が塗布されている。正電極シート４には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に所定間隔で正極活物質（例えば、マンガン酸リチウム粒子等）が塗布されている。負電極シート５には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に所定間隔で負極活物質（例えば、活性炭等）が塗布されている。

加えて、本実施形態では、電池素子１ひとつを構成する両電極シート４，５の長さはそれぞれ予め設定された一定の所定値とされている。本実施形態において、一素子分の負電極シート５の長さは、負電極シート５で正電極シート４をより確実に覆うべく、一素子分の正電極シート４の長さよりも若干大きなものとされている。

また、正電極シート４における活物質の非塗布部分には、正電極タブ４ａが溶接されるとともに、負電極シート５における活物質の非塗布部分には、負電極タブ５ａが溶接されている。そして、正電極シート４の幅方向一端縁から正電極タブ４ａが突出した状態となり、負電極シート５の幅方向他端縁から負電極タブ５ａが突出した状態となっている。理想状態では、両電極タブ４ａ，５ａは、それぞれ１列に並んだ状態（図１で示す状態）となる。一方、巻回される電極シート４，５の厚さが基準値に対して大きい又は小さい場合、得られた電池素子１において、電極タブ４ａ，５ａの位置にずれが生じ得る。尚、電極タブ４ａ，５ａは、例えば、電極シート４，５の幅方向端部に切込みを間欠的に設けることにより該電極シート４，５における前記切込み間に形成されたもの（いわゆる切込みタブ）等であってもよい。

リチウムイオン電池を得るに際しては、巻回された電池素子１が金属製で筒状をなす図示しない電池容器（ケース）内に配設されるとともに、各電極タブ４ａ，５ａがまとめられる。そして、まとめられた正電極タブ４ａ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電極タブ５ａを負極端子部品（図示せず）に接続し、両端子部品が前記電池容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。

次に、電池素子１を製造するための巻回装置１０について説明する。図２に示すように、巻回装置１０は、各種シート２〜５を巻回するための巻回部１１と、正電極シート４を巻回部１１へ供給するための正電極シート供給機構３１と、負電極シート５を巻回部１１へ供給するための負電極シート供給機構４１と、セパレータシート２，３をそれぞれ巻回部１１へ供給するためのセパレータ供給機構５１，６１と、制御手段としての制御装置９１とを備えている。尚、巻回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１など、巻回装置１０内の各種機構は、制御装置９１により動作制御される構成となっている。

正電極シート供給機構３１は、正電極シート４がロール状に巻回されてなる正電極シート原反３２を備えている。正電極シート原反３２は、自由回転可能に支持されており、ここから適宜、正電極シート４が引き出されることとなる。

尚、正電極シート原反３２を構成する正電極シート４の厚さは、活物質の塗布厚みが異なる等の理由により、正電極シート原反３２のロットごとに異なる場合がある。また、１の正電極シート原反３２を構成する正電極シート４の各部位で厚みが異なることがある。これらの点は、負電極シート５においても同様である。

正電極シート供給機構３１は、シート挿入機構７１、シート切断カッタ７２、テンション付与機構７３、バッファ機構７５及び厚さ計測機構７７を備えている。

シート挿入機構７１は、正電極シート４を把持しつつ巻回部１１へ供給するためのものである。

シート切断カッタ７２は、正電極シート４を切断するためのものである。正電極シート４の切断は、シート挿入機構７１により正電極シート４を把持した状態で行われる。また、シート切断カッタ７２は、正電極シート４の搬送経路から離間可能であり、シート挿入機構７１による正電極シート４の供給を阻害しないようになっている。

テンション付与機構７３は、正電極シート４に張力を付与するためのものであり、複数のローラ（例えばダンサローラ等）を備えている。これらローラの動作が前記制御装置９１によって制御されることで、テンション付与機構７３から正電極シート４に付与される張力が調節可能となっている。本実施形態では、テンション付与機構７３によって、正電極シート４に対し常に一定の張力が付与されるようになっている。

バッファ機構７５は、シート切断カッタ７２から厚さ計測機構７７までの間において、少なくとも電池素子１ひとつ分を構成する長さの正電極シート４が貯留するためのものである。

厚さ計測機構７７は、正電極シート４の厚さを計測するためのものであり、第一測長ローラ７７ｃ及び第二測長ローラ７７ｄを備えている。両測長ローラ７７ｃ，７７ｄは、互いに同径で、かつ、それぞれ自由回転可能な従動ローラであり、正電極シート４の搬送に伴い回転する。両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量は、図示しないエンコーダにより把握可能となっており、該エンコーダから両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報が制御装置９１へと入力される。本実施形態では、正電極シート４の内周面（屈曲内側面）に接触する第一測長ローラ７７ｃの回転量と、正電極シート４の外周面（屈曲外側面）に接触する第二測長ローラ７７ｄの回転量との差に基づき、正電極シート４の厚さが計測される。尚、これら回転量の差は、正電極シート４が厚いほど大きくなり、正電極シート４が薄いほど小さくなる。

負電極シート供給機構４１は、その最上流側において、負電極シート５がロール状に巻回されてなる負電極シート原反４２を備えている。負電極シート原反４２は、回転可能に支持されており、ここから適宜、負電極シート５が引き出されることとなる。

また、負電極シート原反４２から巻回部１１にかけての負電極シート５の搬送路の途中には、正電極シート４の搬送路と同様に、シート挿入機構７１、シート切断カッタ７２、テンション付与機構７３、バッファ機構７５及び厚さ計測機構７７などが設けられている。これらは、負電極シート５を対象として機能する点を除き、正電極シート４の搬送路に設けられたものと同様である。

一方、セパレータ供給機構５１，６１は、それぞれセパレータシート２，３がロール状に巻回されてなるセパレータ原反５２，６２を備えている。セパレータ原反５２，６２は、自由回転可能に支持されており、ここから適宜、セパレータシート２，３が引き出されることとなる。

さらに、セパレータ供給機構５１，６１は、電極シート供給機構３１，４１と同様に、テンション付与機構７３を備えている。これは、セパレータシート２，３を対象として機能する点を除き、正電極シート供給機構３１に設けられたものと同様である。

次に、巻回部１１の構成について説明する。図３に示すように、巻回部１１は、図示しない駆動機構により回転可能に設けられた相対向する２枚の円盤状のテーブルからなるターレット１２と、該ターレット１２の回転方向に１８０°間隔で設けられた２つの巻芯１３，１４と、該巻芯１３，１４に対しそれぞれターレット１２の回転方向にほぼ９０°ずつずれた位置に設けられた２つの支持ローラ１５ａ，１５ｂと、セパレータカッタ１６と、巻回終了直前の各種シート２〜５を押さえるための押えローラ１７と、所定の固定用テープを貼付するためのテープ貼付機構１８と、調整ユニット１９と、周長情報取得用装置２０とを備えている。また、巻回部１１は、後述する取外しポジションＰ２の周辺部に、巻芯１３，１４から電池素子１の取外しを行うための取外装置（不図示）等を有している。

巻芯１３，１４は、それぞれ自身の外周側において各種シート２〜５を巻取るためのものであり、図示しない駆動機構により自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。巻芯１３，１４の回転量は、図示しないエンコーダにより把握可能となっており、該エンコーダから回転量に関する情報が制御装置９１へと入力されるようになっている。

また、巻芯１３，１４は、ターレット１２の軸線方向（図３の紙面奥行方向）に沿って、ターレット１２を構成する一方のテーブルに対し出没可能に設けられている。巻芯１３，１４は、前記一方のテーブルから突出した状態となったときに、その先端部が他方のテーブルに形成された受け用の穴に挿通され、両テーブルによって回転可能な状態で支持されるようになっている。

さらに、巻芯１３，１４は、ターレット１２が回転することにより、巻回ポジションＰ１及び取外しポジションＰ２の間を旋回移動可能に構成されている。巻回ポジションＰ１は、各種シート２〜５を巻取る際に巻芯１３，１４が配置されるポジションである。取外しポジションＰ２は、巻回後の各種シート２〜５（すなわち電池素子１）の取外しを行う際や巻芯１３，１４の周長を変更する際に、巻芯１３，１４が配置されるポジションである。尚、巻芯１３，１４の周長とは、「巻芯１３，１４の回転方向に沿った、該巻芯１３，１４のうち各種シート２〜５が巻回される部分の長さ」をいう。

支持ローラ１５ａ，１５ｂは、取外しポジションＰ２へ移動した巻芯１３，１４と上記供給機構３１，４１，５１，６１との間で各種シート２〜５を引っ掛け、支持するためのものである。

セパレータカッタ１６は、セパレータシート２，３を切断するためものである。押えローラ１７は、巻き取られた各種シート２〜５を押さえるためのものである。テープ貼付機構１８は、巻回終了後に、セパレータシート２，３の終端部へと固定用テープを貼付するためのものである。

調整ユニット１９は、巻芯１３，１４の周長を変更するための装置である。周長情報取得用装置２０は、巻芯１３，１４の周長に関する情報を取得するための装置である。調整ユニット１９及び周長情報取得用装置２０の構成については後に説明する。

次いで、本実施形態における巻芯１３，１４のより詳細な構成について説明する。図７に示すように、巻芯１３（１４）は、その外周面、つまり、各種シート２〜５が巻回される部位が、自身の中心軸（回転軸）と直交する断面において楕円形状をなすように構成されている。巻芯１３（１４）は、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）を備えている。尚、図７では、第一芯片１３１（１４１）を特に簡略化した状態で示しており、実際の第一芯片１３１（１４１）は、図８等にて示すように種々の部品を備えている。

第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）は、巻芯１３（１４）の回転軸方向に沿って延びており、該回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられている。各芯片１３１，１３２（１４１，１４２）間には、前記回転軸と直交する方向に延びるスリット１３３（１４３）が形成されている。

さらに、第一芯片１３１（１４１）における基端側には、支持部１３４（１４４）が直列的に連結されている（図８等参照）。支持部１３４（１４４）は、第一芯片１３１（１４１）を支持する部位であり、特に後述する固定芯片８１を支持している。支持部１３４（１４４）は、機械的強度に優れる金属により形成されており、第一芯片１３１（１４１）を強固に支持可能となっている。これにより、巻芯１３，１４に対し各種シート２〜５を巻回している際などに、巻芯１３，１４の撓みや傾きをより確実に防止可能となっている。尚、支持部１３４，１４４の構成については、巻芯１３，１４を強固に支持可能である限り、適宜変更可能である。また、図示は省略するが、支持部１３４，１４４と同様の部品によって、第二芯片１３２，１４２も支持された状態となっている。

第二芯片１３２（１４２）は、固定部材１３２ａ（１４２ａ）と、チャック機構１３２ｂ（１４２ｂ）とを備えている。

固定部材１３２ａ（１４２ａ）は、巻芯１３（１４）の回転軸方向に延びるとともに、断面半楕円形状をなしており、その外周面に対し各種シート２〜５が巻回されるようになっている。

チャック機構１３２ｂ（１４２ｂ）は、固定部材１３２ａ（１４２ａ）におけるスリット１３３（１４３）に対応する部位に設けられている。チャック機構１３２ｂ（１４２ｂ）は、内部空間に対するエアの供給・排出により膨張・収縮可能とされている。チャック機構１３２ｂ（１４２）にエアを供給し膨張させることで、スリット１３３（１４３）に挿通されたセパレータシート２，３を、該チャック機構１３２ｂ（１４２ｂ）及び第一芯片１３１（１４１）によって挟持可能である。

上記のように構成された巻回装置１０では、次のようにして各種シート２〜５の巻回が行われる。すなわち、支持ローラ１５ａ（１５ｂ）等にセパレータシート２，３が架け渡された状態で、巻回ポジションＰ１に配置された一方の巻芯１３（１４）をターレット１２における一方のテーブルから突出させることで、該巻芯１３（１４）のスリット１３３（１４３）にセパレータシート２，３を配置する（図４参照）。次いで、チャック機構１３２ｂ（１４２ｂ）を膨張させることで、一方の巻芯１３（１４）の第一芯片１３１（１４１）とチャック機構１３２ｂ（１４２ｂ）とでセパレータシート２，３を挟持する。その上で、一方の巻芯１３（１４）を所定数だけ回転させることで、該巻芯１３（１４）に対しセパレータシート２，３を所定量だけ巻き取った状態とする。

次いで、一方の巻芯１３（１４）に対し、シート挿入機構７１によって電極シート４，５を順次供給し、その後、該巻芯１３（１４）を回転させることで各種シート２〜５を巻回していく。そして、所定長さの各種シート２〜５を巻回した段階で、一方の巻芯１３（１４）の回転を一時停止するとともに、シート切断カッタ７２によって電極シート４，５を切断する。

その後、ターレット１２の回転により、各種シート２〜５が巻回された一方の巻芯１３（１４）を取外しポジションＰ２へと移動させる。これにより、支持ローラ１５ａ（１５ｂ）等にセパレータシート２，３が架け渡された状態となる。また、ターレット１２の回転により、他方の巻芯１４（１３）が巻回ポジションＰ１へと移動する。次回の各種シート２〜５の巻回は、この巻芯１４（１３）によって行われる。

次に、取外しポジションＰ２に配置された一方の巻芯１３（１４）に押えローラ１７を接近させ、押えローラ１７により各種シート２〜５を押えた上で、セパレータカッタ１６によってセパレータシート２，３を切断する（図５参照）。その後、一方の巻芯１３（１４）を回転させて各種シート２〜５を完全に巻き取った上で、テープ貼付機構１８により、セパレータシート２，３の終端部に前記固定用テープを貼付する。これにより、巻止め処理の施された電池素子１が得られる（図６参照）。得られた電池素子１は、前記取外装置によって巻芯１３（１４）から取外される。

続いて、第一芯片１３１，１４１のより詳細な構成について説明する。第一芯片１３１（１４１）は、図８〜１１に示すように、固定芯片８１、可動芯片８２、ガイド８３及び周長変更手段としての周長変更機構８４を備えている。尚、図９では、可動芯片８２の一部を省略しており、図１０では、固定芯片８１の一部（特に後述する第一被巻回部８１２やブッシュ部８１３）を省略している。また、図１１では、ガイド８３の存在などを明確に示すべく、可動芯片８２等を固定芯片８１から分離させた状態を示している。

固定芯片８１は、全体として巻芯１３，１４の回転軸方向に延びる棒状をなしており、ベース部８１１、第一被巻回部８１２及びブッシュ部８１３を備えている。

ベース部８１１は、第一芯片１３１のベース（土台）となる部位であり、全体として平板状をなしている。ベース部８１１のうち第二芯片１３２，１４２側に位置する平坦面は、第二芯片１３２，１４２との間で前記スリット１３３，１４３を形成している。また、ベース部８１１における第一被巻回部８１２の連結部分とは反対側には、後述するばね８４２を支持するための支持突起８１１ａが複数形成されている。

第一被巻回部８１２は、巻芯１３，１４の外周面を構成する湾曲板状部位であり、各種シート２〜５の巻回される部位である。第一被巻回部８１２は、ベース部８１１の幅方向端縁部に連なっており、第一被巻回部８１２とベース部８１１との間には、巻芯１３，１４の回転軸方向に延びる空間が形成されている。当該空間は、固定芯片８１の内部において、後述するカム軸８４１を配置するための空間となる。

ブッシュ部８１３は、円筒状をなし、カム軸８４１を回転可能な状態で支持するためのものである。ブッシュ部８１３は、前記空間内において第一被巻回部８１２に固定されており、巻芯１３，１４の回動軸方向に沿って間隔をあけて複数設けられている。ブッシュ部８１３は、例えば、摩擦係数の低い所定の樹脂により形成された樹脂ブッシュで構成されている。尚、巻芯１３，１４の長さに応じて、ブッシュ部８１３の数を適宜変更してもよい。

可動芯片８２は、全体として巻芯１３，１４の回転軸方向に延びる棒状をなしており、固定芯片８１に対し、巻芯１３，１４の回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられている。可動芯片８２は、第二被巻回部８２１及び加圧接触部８２２を備えている。

第二被巻回部８２１は、巻芯１３，１４の外周面を構成する湾曲板状部位であり、各種シート２〜５の巻回される部位である。第二被巻回部８２１は、ベース部８１１のうち第一被巻回部８１２で覆われていない部位を覆うようにして設けられている。また、第二被巻回部８２１のうち特に各種シート２〜５の巻回される部位は、十分な肉厚を有しており、十分な剛性を持つものとなっている。

加圧接触部８２２は、後述するカム軸８４１（特に後述するカム部８４１ａ）に対し押し付けられる部位である。加圧接触部８２２は、第二被巻回部８２１の内面（ベース部８１１側を向く面）に固定されており、巻芯１３，１４の回転軸方向に沿って間隔をあけて複数設けられている。各加圧接触部８２２は、巻芯１３，１４の回転軸方向に延びる板状の被押圧部８２２ａを備えている。尚、巻芯１３，１４の長さに応じて、加圧接触部８２２の数を適宜変更してもよい。

ガイド８３は、固定芯片８１及び可動芯片８２間の距離（特に、第一被巻回部８１２及び第二被巻回部８２１間の距離）が変更する方向に沿って、可動芯片８２をスライド移動可能な状態で支持するものである。ガイド８３は、可動芯片８２の先端部及び基端部に対応して設けられており、可動芯片８２の先端部及び基端部を支持している。尚、必要に応じて、ガイド８３を可動芯片８２の中間側に設けてもよい。また、図示は省略するが、各ガイド８３に対応して、可動芯片８２のスライド移動可能範囲を規定するための機構が設けられている。

さらに、各ガイド８３は、図１２及び図１３に示すように、それぞれ固定芯片８１に取付けられるガイドロッド８３１と、可動芯片８２に取付けられるスライドロッド８３２とを備えている。ガイドロッド８３１及びスライドロッド８３２は、巻芯１３，１４の回転軸方向に沿って隣接した状態で設けられている。

ガイドロッド８３１は、可動芯片８２のスライド移動方向に沿って延びる溝８３１ａを有している。溝８３１ａは、直交する２つの平面で形成されている。

スライドロッド８３２は、回転軸が交互に直交する状態で並べられた複数のローラ８３２ａを有している。各ローラ８３２ａは溝８３１ａに配置されており、各ローラ８３２ａが溝８３１ａを形成する前記平面を摺動することで、ガイドロッド８３１に対しスライドロッド８３２がスライド移動する。すなわち、本実施形態におけるガイド８３は、クロスローラガイドである。

また、ガイド８３は、各種シート２〜５の巻回に伴いベース部８１１側に向けた巻き締め力が可動芯片８２に対し加わったときに、この巻き締め力に抗して可動芯片８２を支持する機能も備えている。

図８〜１１に戻り、周長変更機構８４は、固定芯片８１及び可動芯片８２間の距離を変更することで、巻芯１３，１４の周長を変更するための機構である。周長変更機構８４は、カム軸８４１、押圧手段としてのばね８４２、カム軸回転手段としての動力伝達部８４３、被給電部８４４及びブレーキ手段としての電磁ブレーキ８４５を備えている。

カム軸８４１は、棒状をなし、固定芯片８１の内部にてブッシュ部８１３により回転可能な状態で支持されている。カム軸８４１は、可動芯片８２の長手方向ほぼ全域に対応した状態（可動芯片８２の先端部から基端部にかけての範囲に対応した状態）で可動芯片８２と平行に設けられている。尚、カム軸８４１の基端側部分は、固定芯片８１の外部に突出した状態となっている。

また、カム軸８４１は、図１４に示すように、複数のカム部８４１ａを備えている。カム部８４１ａは、加圧接触部８２２と相対する位置に設けられており、カム軸８４１の長手方向に沿って等間隔に設けられている。本実施形態において、カム部８４１ａは、カム軸８４１の軸直交断面において、中心角が９０°とされた扇形状部位と、当該扇形状部位の半径を直径とする半円形状部位とが組合わされた断面形状をなしている（図２０，２１参照）。すなわち、カム部８４１ａは、カム軸８４１のうち、回転軸から外周面までの距離が一定ではない部位によって構成されている。

図９に戻り、ばね８４２は、固定芯片８１及び可動芯片８２間の距離が変更する方向に沿って、すなわち、可動芯片８２のスライド移動方向に沿って、カム部８４１ａの外周面に対し加圧接触部８２２を押付けるためのものである。ばね８４２は、支持突起８１１ａ及び被押圧部８２２ａによって、自然長よりも圧縮した状態で挟み込まれている。これにより、被押圧部８２２ａに対し支持突起８１１ａから遠ざかる方向の力が加わることとなり、その結果、カム部８４１ａに対し可動芯片８２（加圧接触部８２２）が押付けられた状態となっている。

動力伝達部８４３は、調整ユニット１９（特に後述するアクチュエータ１９１）からカム軸８４１に対する動力の伝達経路を形成する部位である。動力伝達部８４３は、図１５に示すように、伝達軸８４３１、ウォームギア８４３２及び動力受け部８４３３を備えている。

伝達軸８４３１は、固定芯片８１（ベース部８１１）の幅方向に延びる棒状をなしており、固定芯片８１の基端側部分に立設された一対の板状部分によって回転可能に支持されている。

ウォームギア８４３２は、伝達軸８４３１からカム軸８４１に対する動力の伝達部を構成する。ウォームギア８４３２は、伝達軸８４３１に取付けられ、該伝達軸８４３１の回転に伴い回転するウォーム８４３２ａと、カム軸８４１に取付けられ、ウォーム８４３２ａに噛合された平歯車状のウォームホイール８４３２ｂとを備えている。本実施形態では、カム軸８４１の回転数が伝達軸８４３１の回転数の１／２０〜１／５０程度となるように、ウォームホイール８４３２ｂの歯数などが設定されている。

動力受け部８４３３は、調整ユニット１９（特に後述するアクチュエータ１９１）から加わる動力が伝達されるものである。動力受け部８４３３は、伝達軸８４３１の一端部に取付けられた被取付筒部８４３３ａ及び該被取付筒部８４３３ａと一体的に形成されたマグネットギア８４３３ｂを有している。

マグネットギア８４３３ｂは、円筒状をなしており、伝達軸８４３１と同軸に設置されている。マグネットギア８４３３ｂの外周寄り部分は、Ｎ極及びＳ極を周方向に沿って交互に有する構成となっている。マグネットギア８４３３ｂの回転に伴い、伝達軸８４３１が回転し、ひいてはカム軸８４１が回転することとなる。

被給電部８４４は、固定芯片８１の基端部に固定されており、電磁ブレーキ８４５によるブレーキ機能を解除するための電力が供給される一対のブレーキ用接点部８４４１を備えている。ブレーキ用接点部８４４１に供給された電力は、図示しない導電線を介して電磁ブレーキ８４５へと送られるようになっている。

電磁ブレーキ８４５は、例えば非励磁式の電磁ブレーキによって構成されており、伝達軸８４３１の他端部に対応して設けられている。電磁ブレーキ８４５は、ブレーキ用接点部８４４１に対する電力の供給時に、伝達軸８４３１の回転を許容することでカム軸８４１の回転を許容する。一方、電磁ブレーキ８４５は、ブレーキ用接点部８４４１に対する電力の非供給時に、伝達軸８４３１の回転を規制することで、カム軸８４１の回転を規制する。尚、電磁ブレーキ８４５は、伝達軸８４３１等を介することなく、カム軸８４１の回転を直接規制するものであってもよい。

加えて、第一芯片１３１（１４１）の先端部には、ターレット１２の前記受け用の穴に配置されることで、ターレット１２によって支持される被支持部８５が設けられている（図８等参照）。被支持部８５は、固定芯片８１の先端部に取付けられている。

次いで、調整ユニット１９について説明する。調整ユニット１９は、巻芯１３，１４の外部に、つまり巻芯１３，１４とは別に設けられている。本実施形態における調整ユニット１９は、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３，１４に対応して１つのみ設けられている。調整ユニット１９は、図示しない駆動手段によって、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）に接近する接近位置と、該巻芯１３（１４）から離間する退避位置との間で往復移動可能である（図３参照）。さらに、調整ユニット１９は、図１６に示すように、カム軸８４１を回転させるための動力源として機能するアクチュエータ１９１と、ブレーキ用接点部８４４１を介して電磁ブレーキ８４５へと電力を供給するための通電端子１９２とを備えている。

アクチュエータ１９１は、例えばサーボモータ等により構成されており、図示しない電源と電気的に接続されている。アクチュエータ１９１は、前記電源からの電力供給によって動作する動作部１９１１を備えている。動作部１９１１は、アクチュエータ１９１に対する電力供給により双方向に回転可能な軸部１９１１ａと、該軸部１９１１ａの先端部に固定されたマグネットギア１９１１ｂとを備えている。マグネットギア１９１１ｂは、前記マグネットギア８４３３ｂと同様の構成を有しており、軸部１９１１ａとともに回転する。

通電端子１９２は、調整ユニット１９が前記接近位置に配置されたときにブレーキ用接点部８４４１と接触可能な一対の端子１９２ａ，１９２ｂを備えている。一方の端子１９２ａは所定の電源に接続されて一定の電圧が印加されており、他方の端子１９２ｂはアースに接続されている。また、少なくとも両端子１９２ａ，１９２ｂにおけるブレーキ用接点部８４４１と接触する部位は、調整ユニット１９の移動方向に沿って僅かに移動可能となっている。これにより、ブレーキ用接点部８４４１に対する通電端子１９２の接触時において、巻芯１３，１４に加わる負荷を効果的に低減可能となっている。

上記調整ユニット１９は、巻芯１３，１４の周長を変更するとき、前記退避位置から前記接近位置へと移動することで、ブレーキ用接点部８４４１に通電端子１９２を接触させるとともに、巻芯１３，１４側のマグネットギア８４３３ｂの側方にマグネットギア１９１１ｂを配置させた状態となる（図１８，１９参照）。

次いで、周長情報取得用装置２０について説明する。周長情報取得用装置２０は、巻芯１３，１４の周長を変更するときに、可動芯片８２の実際の位置を検出することによって巻芯１３，１４の周長に関する情報（本実施形態では、第一芯片１３１，１４１の幅）を得るためのものである。周長情報取得用装置２０は、図示しない駆動手段によって、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）に接近する接近位置と、該巻芯１３（１４）から離間する退避位置との間で往復移動可能である（図３参照）。周長情報取得用装置２０は、巻芯１３，１４の周長に関する情報を取得する際、前記接近位置に配置される。周長情報取得用装置２０は、図１７に示すように、センサ保持部２０ａと、該センサ保持部２０ａに取付けられた投光部２０ｂ及び受光部２０ｃとを備えている。本実施形態では、投光部２０ｂが照射手段を構成し、受光部２０ｃが周長検出手段を構成する。

投光部２０ｂは、受光部２０ｃと相対向する位置に設けられており、受光部２０ｃに向けて所定幅のレーザ光線ＬＡを照射する。周長情報取得用装置２０が前記接近位置に配置された状態においては、照射されたレーザ光線の一部が可動芯片８２によって遮られる状態となり、可動芯片８２の位置によって受光部２０ｃに到達するレーザ光線の幅が変動することとなる（図２２参照）。

受光部２０ｃは、所定の受光素子を備えており、該受光素子によって投光部２０ｂから照射されたレーザ光線を受光するとともに、受光したレーザ光線の幅に関する情報を検出する。本実施形態において、受光したレーザ光線の幅に関する情報は、第一芯片１３１，１４１の幅に対応するものであり、巻芯１３，１４の周長に関する情報に相当する。また、周長情報取得用装置２０は、受光部２０ｃによって受光されたレーザ光線の幅に応じた受光量信号を前記制御装置９１へと出力する。

続いて、制御装置９１の構成について説明する。制御装置９１は、演算手段としてのＣＰＵや、各種プログラムを記憶するＲＯＭ、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、データを長期記憶するハードディスクなどを備えている。制御装置９１によって、巻回部１１に対する電極シート４，５の供給開始・供給停止タイミング、巻芯１３，１４の回転、調整ユニット１９及び周長情報取得用装置２０の動作、及び、アクチュエータ１９１に対する供給電力などが制御される。例えば、制御装置９１は、図示しないエンコーダから電極シート４，５の繰出量に関する情報が入力されるようになっており、電極シート４，５の繰出量がそれぞれ所定値となったときに、電極シート４，５の繰出し（供給）を停止する。

また、制御装置９１は、入力された両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報に基づき、電極シート４，５の繰出し開始から繰出し停止までの間、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過する一素子分の電極シート４，５におけるその長手方向に沿った全域の厚さを計測する。この両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過する一素子分の電極シート４，５は、次回巻回されるものである。尚、制御装置９１には、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄにおける回転量の差と電極シート４，５の厚さとの対応関係を示すテーブルが予め記憶されており、該テーブルを参酌することで、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過している電極シート４，５の厚さが得られるようになっている。

加えて、制御装置９１は、周長情報取得用装置２０から入力された受光量信号に基づき、第一芯片１３１（１４１）の幅を算出可能となっている。

さらに、制御装置９１は、計測された電極シート４，５の厚さ（本実施形態では、各電極シート４，５の厚さの平均値）に応じて巻芯１３，１４の周長を変更するように、巻芯１３（１４）や調整ユニット１９、周長情報取得用装置２０などを制御する。詳述すると、制御装置９１は、まず、予め記憶された目標幅算出式に基づき、計測された電極シート４，５の厚さ（本実施形態では、各電極シート４，５の厚さの平均値）に応じた、第一芯片１３１（１４１）の目標幅を算出する。目標幅は、巻芯１３（１４）の周長を目標周長とすることが可能となる第一芯片１３１（１４１）の幅であり、厚さを計測した電極シート４，５の巻回に用いられる巻芯１３（１４）の第一芯片１３１（１４１）に対し適用される。目標周長とは、電極タブ４ａ，５ａの位置ずれを抑制する上で最適と考えられる巻芯１３（１４）の周長である。尚、計測された電極シート４，５の厚さが比較的大きい場合、目標幅（目標周長）は比較的小さなものとされる。一方、計測された電極シート４，５の厚さが比較的小さい場合、目標幅（目標周長）は比較的大きなものとされる。

加えて、制御装置９１は、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）が所定の姿勢となるように該巻芯１３（１４）を回転させた上で、調整ユニット１９及び周長情報取得用装置２０をそれぞれ前記接近位置に移動させる（図１９，２２参照）。これにより、動作部１９１１及び動力受け部８４３３が非接触の状態で、アクチュエータ１９１（動作部１９１１）の動作により生じた力がマグネットギア１９１１ｂ，８４３３ｂ等を介してカム軸８４１へと伝達可能になるとともに、ブレーキ用接点部８４４１に電力を供給してカム軸８４１の回転規制を解除可能となる。また、制御装置９１は、周長情報取得用装置を用いて第一芯片１３１（１４１）の幅を取得可能となる。

次いで、制御装置９１は、通電端子１９２に電力を供給して電磁ブレーキ８４５によるカム軸８４１の回転規制を解除する。そして、この状態を維持した上で、周長情報取得用装置２０によって第一芯片１３１（１４１）の実際の幅を取得しつつ、該幅が算出した目標幅となるまでアクチュエータ１９１に対し電力を供給し、可動芯片８２の移動を制御する。その結果、可動芯片８２がスライド移動し、固定芯片８１及び可動芯片８２間の距離Ｌが変更されることで（図２０，２１参照）、第一芯片１３１（１４１）の幅が目標幅とされ、ひいては巻芯１３（１４）の周長が目標周長とされる。尚、巻芯１３（１４）の周長変更処理の終了後には、調整ユニット１９及び周長情報取得用装置２０は元の退避位置へと戻るように動作制御される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、巻芯１３，１４の周長を変更することによって、電池素子１の周方向に沿った目標範囲に電極タブ４ａ，５ａをより確実に配置することが可能となる。

また、調整ユニット１９は、巻芯１３，１４の外部つまり巻芯１３，１４とは別に設けられている。従って、アクチュエータ１９１の重量が巻芯１３，１４に及ばない状態となり、巻芯１３，１４の回転時（特に高速回転時）における巻芯１３，１４のぶれをより確実に防ぐことができる。これにより、製造される電池素子１の品質や生産性を向上させることができる。さらに、巻芯１３，１４自体はアクチュエータ１９１を搭載しない構成であるため、巻芯１３，１４の小型化を効率的に図ることができる。加えて、アクチュエータ１９１に電力を供給するための接点部を設ける必要はないため、接点部の複雑化に伴う各種不具合が生じることはない。

また、調整ユニット１９は、巻芯１３，１４に対し接近又は離間するように移動可能であるため、各種シート２〜５の巻取時に、調整ユニット１９が邪魔になることはない。

さらに、可動芯片８２における少なくとも先端側及び基端側の部位は、カム軸８４１（カム部８４１ａ）に対し押し付けられた状態とされるため、カム軸８４１によって、可動芯片８２を非常に安定した状態で支持することができる。これにより、各種シート２〜５の巻回に伴い巻芯１３，１４に対し巻き締め力が加わったときに、可動芯片８２に変形（撓みや捻りなど）が生じてしまうことをより確実に防止でき、巻芯１３，１４の周長をより確実に一定に保つことができる。

加えて、カム軸８４１は固定芯片８１に収容されるように構成されているため、巻芯１３，１４の小型化を一層効果的に図ることができる。

また、投光部２０ｂから照射されたレーザ光線ＬＡを利用し、巻芯１３，１４の周長に関する実測情報を検出して、この実測情報を基に巻芯１３，１４の周長を精度よく調節することができる。従って、巻芯１３，１４の周長をより正確に目標値（目標周長）とすることができる。

さらに、動作部１９１１及び動力受け部８４３３が非接触の状態で、動作部１９１１から動力受け部８４３３に対し動力を伝達することができる。従って、巻芯１３，１４に対する調整ユニット１９の接近移動時やアクチュエータ１９１の動作時に、動作部１９１１及び動力受け部８４３３に衝撃や摩擦力が加わることを防止でき、動作部１９１１や動力受け部８４３３の長寿命化を図ることができる。また、摩擦に伴う摩耗粉の発生防止を図ることができるとともに、動作部１９１１及び動力受け部８４３３間にグリスなどの潤滑剤を注入する必要がなくなるため、摩耗粉や潤滑剤の影響による電池素子１の品質低下を防ぐことができる。

加えて、本実施形態では、通電端子１９２からブレーキ用接点部８４４１に対する電力の非供給時に、電磁ブレーキ８４５によってカム軸８４１の回転を規制することができる。従って、巻芯１３，１４の回転時などの通常時（巻芯１３，１４の周長を変更するとき以外のとき）に、巻芯１３，１４の周長が意図せず変化することをより確実に防止できる。また、電力を供給することなく電磁ブレーキ８４５によりカム軸８４１の回転を規制することができるため、省電力性や装置の簡素化といった点で都合がよい。

さらに、本実施形態では、動力受け部８４３３及びブレーキ用接点部８４４１が隣り合った状態で設けられているため、動力受け部８４３３及びブレーキ用接点部８４４１を一所にまとめて設置することができ、巻芯１３，１４のコンパクト化を図ることができる。また、調整ユニット１９においては、ブレーキ用接点部８４４１に対応する通電端子１９２、及び、動力受け部８４３３に対応する動作部１９１１を近接状態で配設することができるため、調整ユニット１９のコンパクト化も図ることができる。

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。

（ａ）上記実施形態において、照射手段としての投光部２０ｂは所定のレーザ光線ＬＡを可動芯片８２に照射するように構成されているが、照射手段は、所定の音波（例えば超音波）を可動芯片８２に照射する音波照射装置であってもよい。勿論、照射手段から照射される光線や音波を受けるための手段（周長検出手段）は、照射手段から照射される光線や音波の種別に応じて適宜変更される。

（ｂ）上記実施形態では、巻芯１３（１４）の周長を変更する際に、第一芯片１３１（１４１）の実際の幅を取得しつつ、この幅が目標幅となるまでアクチュエータ１９１に電力を供給するように構成されている。これに対し、巻芯１３（１４）の周長変更前に第一芯片１３１（１４１）の幅〔巻芯１３（１４）の周長に関する情報〕を予め取得した上で、この取得した幅に基づき可動芯片８２の必要移動量を算出し、この必要移動量の分だけ可動芯片８２が移動するようにアクチュエータ１９１へと電力を供給してもよい。

（ｃ）上記実施形態では、マグネットギア１９１１ｂ，８４３３ｂを用いることで、アクチュエータ１９１（動作部１９１１）の動作により生じた力の伝達が非接触で行われるように構成されている。これに対し、図２３に示すように、動作部１９１１が有する歯車１９１１ｃから動力受け部８４３３が有する歯車８４３３ｃに対し、両歯車１９１１ｃ，８４３３ｃが接触した状態で力の伝達が行われるように構成してもよい。また、調整ユニット１９を前記接近位置に配置したときに、動作部１９１１や動力受け部８４３３に過度の接触負荷が加わらないようにすべく、図２４に示すように、動作部１９１１や動力受け部８４３３が、円筒端面に複数の歯が形成されてなるクラウンギア状のクラッチ部１９１１ｄ，８４３３ｄを備えるように構成し、該クラッチ部１９１１ｄ，８４３３ｄによって力の伝達が行われるようにしてもよい。

（ｄ）上記実施形態における巻芯１３，１４の構成は一例であって、巻芯１３，１４の構成は適宜変更可能である。従って、例えば、図２５に示すように、固定芯片８６に対し、可動芯片８７が、巻芯１３（１４）の軸直交断面におけるスリット１３３（１４３）の延びる方向と交差する方向（図２５の太線矢印方向）に沿って移動するように巻芯１３（１４）を構成してもよい。

また、巻芯の形状に関しても適宜変更可能であり、例えば、巻芯の回転軸と直交する断面において、巻芯の外形線が円形状や長円形状、扁平状等をなすように構成してもよい。

（ｅ）上記実施形態において、カム部８４１ａは、カム軸８４１における断面円形状の部位（カム部８４１ａ以外の部位）よりも細いものとされているが、カム部８４１ａを前記部位よりも太いものとしてもよい。この場合、可動芯片８２からの負荷などによるカム軸８４１の変形をより確実に防止することができる。また、上記実施形態において、カム部８４１ａは、カム軸８４１の軸方向に沿って間隔をあけて設けられているが、カム部８４１ａをカム軸８４１の軸方向に沿って連続的に設けてもよい。

（ｆ）上記実施形態では、第一芯片１３１（１４１）のみが巻芯１３（１４）の周長を変更するための機能を備えたものとされている。これに対し、例えば、チャック機構を設けない場合などでは、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）の双方が、巻芯１３（１４）の周長を変更するための機能を備えていてもよい。

（ｇ）上記実施形態では、押圧手段としてばね８２を挙げているが、押圧手段として磁石などを用いてもよい。

（ｈ）上記実施形態において、巻回部１１は、２つの巻芯１３，１４を備えた構成となっているが、１つ又は３つ以上の巻芯を備えた構成であってもよい。

（ｉ）上記実施形態では、巻回装置１０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、巻回装置１０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。

（ｊ）セパレータシート２，３や電極シート４，５の材質は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。勿論、電極シート４，５に塗布される活物質を変更してもよい。

（ｋ）上記実施形態において、巻芯１３（１４）の周長変更は、電極タブ４ａ，５ａの位置合わせを目的として行われているが、その他の目的で行ってもよい。例えば、電池素子１のサイズ変更に対応したり、電池素子１の外径を一定としたりすること等を目的として、巻芯１３（１４）の周長変更を行うこととしてもよい。

１…電池素子（巻回素子）、２，３…セパレータシート、４…正電極シート（電極シート）、５…負電極シート（電極シート）、１０…巻回装置、１３，１４…巻芯、１９…調整ユニット、２０ｂ…投光部（照射手段）、２０ｃ…受光部（周長検出手段）、８１…固定芯片、８２…可動芯片、８４…周長変更機構（周長変更手段）、９１…制御装置（制御手段）、１９１…アクチュエータ、１９２…通電端子、８４１…カム軸、８４１ａ…カム部、８４２…ばね（押圧手段）、８４３…動力伝達部（カム軸回転手段）、８４５…電磁ブレーキ（ブレーキ手段）、１９１１…動作部、１９１１ｂ，８４３３ｂ…マグネットギア、８４３３…動力受け部、８４４１…ブレーキ用接点部。

Claims (4)

1. 表面に活物質を有する帯状の電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとをそれぞれ所定の供給機構から回転可能な巻芯に供給するとともに、前記巻芯が回転することにより前記電極シート及び前記セパレータシートを重ねつつ巻回する巻回装置であって、
   電力供給により動作する動作部を具備してなるアクチュエータを有するとともに、前記巻芯の外部に配置される調整ユニットを備え、
   前記巻芯は、
   該巻芯の回転軸方向に延びるとともに、前記回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられる所定の固定芯片及び所定の可動芯片と、
   前記可動芯片を移動させ、前記固定芯片及び前記可動芯片間の距離を変更することで、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータシートが巻回される部分における該巻芯の回転方向に沿った長さを変更可能な周長変更手段とを備え、
   前記周長変更手段は、
   回転軸から外周面までの距離が一定ではないカム部を有するとともに、前記可動芯片と平行に設けられた回転可能なカム軸と、
   前記カム部の外周面に対し、前記固定芯片及び前記可動芯片間の距離が変更する方向に沿って前記可動芯片における少なくとも先端側及び基端側の部位を押付けた状態とする押圧手段と、
   前記動作部の動作により生じる動力が伝達可能に構成された動力受け部を具備するとともに、該動力受け部に伝達された動力によって前記カム軸を回転可能に構成されたカム軸回転手段とを有し、
   前記調整ユニットは、前記巻芯に対し接近又は離間するように移動することで、前記動作部から前記動力受け部へと動力を伝達可能な状態又は伝達不能な状態に切換可能に構成されていることを特徴とする巻回装置。
2. 所定の光線又は音波を前記可動芯片に対し照射可能な照射手段と、
   前記照射手段から照射される前記光線又は前記音波に基づき、前記巻芯の前記長さに関する情報を検出する周長検出手段と、
   前記周長検出手段による検出結果に基づき、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
3. 前記動作部及び前記動力受け部は、それぞれマグネットギアを有し、
   該マグネットギアによって、前記動作部及び前記動力受け部が非接触の状態で該動作部から該動力受け部へと動力を伝達可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻回装置。
4. 前記調整ユニットは、電力供給用の通電端子を備え、
   前記巻芯は、
   前記調整ユニットが前記巻芯に対し接近するように移動したときに、前記通電端子と接触可能なブレーキ用接点部と、
   前記通電端子から前記ブレーキ用接点部に対する電力の供給時に前記カム軸の回転を許容する一方、前記通電端子から前記ブレーキ用接点部に対する電力の非供給時に前記カム軸の回転を規制するブレーキ手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の巻回装置。

Images