JP2021160895A - 捲回装置、および捲回物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状体の巻きずれを抑制することができる捲回装置を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、捲回装置は、巻芯と、調整機構と、を備える。巻芯は、中心軸を有し、中心軸を中心として回転することにより第１の帯状体と前記第１の帯状体に外側から密着する第２の帯状体とを含む複数の帯状体を捲回する。調整機構は、巻芯の外周面において第１の帯状体の内側の部材に第１の帯状体が外側から接触を開始する第１の位置と、巻芯の外周面において第２の帯状体が第１の帯状体に外側から接触を開始する第２の位置との間の領域の面積を変化させる。【選択図】 図６

Description

本発明の実施形態は、捲回装置、および捲回物の製造方法に関する。

複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物として、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池に用いられる電極群がある。例えば、二次電池に用いられる電極群の場合には、電池の負極を形成する帯状体（負電極シート）と電池の正極を形成する帯状体（正電極シート）とを重ね合わせた状態で巻芯に保持させ、巻芯を回転させる。これにより、２つの帯状体が巻芯に捲回される。このとき、電池の負極を形成する帯状体と電池の正極を形成する帯状体は、張力がかけられた状態で個別に搬送され、巻芯に到達する直前で集約された後、巻芯に巻き取られる。

電池の電極群を形成する帯状体を製造する際には、例えばプレス時の歪みが残った状態（湾曲した状態）で帯状体が形成されることがある。このような湾曲した帯状体を捲回する際でも、湾曲した帯状体が外側から密着する他の帯状体の位置がずれることが抑制され、巻きずれの発生が抑制されることが、求められている。

特開２００１−２１６９９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、帯状体の巻きずれを抑制することができる捲回装置、及び捲回物の製造方法を提供することにある。

実施形態によれば、捲回装置は、第１の帯状体と前記第１の帯状体に外側から密着する第２の帯状体とを含む複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物を製造する装置である。捲回装置は、巻芯と、調整機構と、を備える。巻芯は、中心軸を有し、中心軸を中心として回転することにより複数の帯状体を捲回する。調整機構は、巻芯の外周面において、第１の帯状体の内側の部材に第１の帯状体が外側から接触を開始する第１の位置と、第２の帯状体が第１の帯状体に外側から接触を開始する第２の位置との間の領域の面積を変化させる。

実施形態によれば、捲回物の製造方法は、第１の帯状体と第１の帯状体に外側から密着する第２の帯状体とを含む複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物を製造する方法である。捲回物の製造方法は、中心軸を有する巻芯に複数の帯状体を取り付けることと、複数の帯状体の巻芯への取り付けが終了したことに基づいて、巻芯の外周面において第１の帯状体の内側の部材に第１の帯状体が外側から接触を開始する第１の位置と、第２の帯状体が第１の帯状体に外側から接触を開始する第２の位置との間の領域の面積を増加させることと、前記第１の位置と前記第２の位置との間の前記領域の前記面積を増加させた後、中心軸を中心として巻芯を回転させることにより複数の帯状体を巻芯に捲回することと、を備える。

図１は、第１の実施形態に係る捲回装置の一例を示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る捲回装置の制御構成の一例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体のうちの１つが取り付けられた状態を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係る捲回装置の巻芯に取り付けられた帯状体とは異なる他の帯状体が巻芯に供給される様子を示す概略図である。 図５は、第１の実施形態に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体が取り付けられた状態を示す概略図である。 図６は、第１の実施形態に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体が取り付けられた状態においてローラを移動させる様子を示す概略図である。 図７は、第１の実施形態に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体が捲回される様子を示す概略図である。 図８は、第１の実施形態の第１の変形例に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体が取り付けられた状態においてローラを移動させる様子を示す概略図である。 図９は、第２の実施形態に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体のうちの２つが取り付けられた状態を示す概略図である。 図１０は、第２の実施形態に係る捲回装置の巻芯に取り付けられた２つの帯状体とは異なる他の帯状体が巻芯に供給される様子を示す概略図である。 図１１は、第２の実施形態に係る捲回装置の巻芯に複数の帯状体が取り付けられた状態においてローラを移動させる様子を示す概略図である。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る捲回装置１の構成を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る捲回装置１の制御構成を示すブロック図である。捲回装置１は、複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物を製造する装置である。捲回物は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池に用いられる電極群である。本実施形態の捲回装置１は、正電極シート１０１と負電極シート１０２とを用いて二次電池の電極群を製造する装置である。正電極シート１０１は、二次電池の正極を形成する電極シートである。負電極シート１０２は、二次電池の負極を形成する電極シートである。負電極シート１０２は、第１の帯状体の一例であり、正電極シート１０１は、第２の帯状体の一例である。捲回装置１は、重ね合わせた正電極シート１０１及び負電極シート１０２を後述の巻芯４０に保持させた後、巻芯４０を回転させることで、正電極シート１０１及び負電極シート１０２を捲回し、二次電池の電極群を製造する。このとき、負電極シート１０２は正電極シート１０１に外側から密着する。

図１に示すように、捲回装置１は、供給部１０と、供給部２０と、搬送部３０と、巻芯４０と、制御デバイス５０と、調整機構６０とを備える。

供給部１０は、ホルダ１１と送り装置１２とを備える。ホルダ１１は、正電極シート１０１が捲回されたロール状の原反を保持し、図示しないフレームなどに対して回転する。送り装置１２は、ホルダ１１と巻芯４０との間の搬送経路に設けられる。送り装置１２は、正電極シート１０１を所定の長さだけ間欠的に送り出す。例えば、送り装置１２は、正電極シート１０１を把持するとともに、巻芯４０側に移動する。送り装置１２は、把持した正電極シート１０１を解放後、ホルダ１１側に移動する。送り装置１２は、例えば、ピッチ送り機構である。なお、送り装置１２は、正電極シート１０１を挟み、正電極シート１０１を所定の長さだけ間欠的に送り出すローラなどであってもよい。

供給部２０は、ホルダ２１と送り装置２２とを備える。ホルダ２１は、負電極シート１０２が捲回されたロール状の原反を保持し、図示しないフレームなどに対して回転する。送り装置２２は、ホルダ２１と巻芯４０との間の搬送経路に設けられる。送り装置２２は、負電極シート１０２を所定の長さだけ間欠的に送り出す。例えば、送り装置２２は、負電極シート１０２を把持するとともに、巻芯４０側に移動する。送り装置２２は、把持した負電極シート１０２を解放後、ホルダ２１側に移動する。送り装置２２は、例えば、ピッチ送り機構である。なお、送り装置２２は、負電極シート１０２を挟み、負電極シート１０２を所定の長さだけ間欠的に送り出すローラなどであってもよい。

正電極シート１０１は、帯状を呈する正極集電体と、正極集電体の少なくとも一方の面に設けられた正極活物質含有層を有する。正極集電体は、例えば、アルミニウム箔、又は、アルミニウム合金箔から形成される。正極活物質含有層は、正極活物質を含む。

負電極シート１０２は、帯状を呈する負極集電体と、負極集電体の少なくとも一方の面に設けられた負極活物質含有層を有する。負極集電体は、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、又は、銅箔から形成される。負極活物質含有層は、負極活物質を含む。

また、本実施形態では、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の一方と一体に、絶縁層が形成される。このため、正電極シート１０１と負電極シート１０２を捲回することで製造される電極群では、絶縁層が、正極と負極との間を電気的に絶縁するセパレータとなる。なお、絶縁層の代わりに固体電解質含有層を、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の一方と一体に形成してもよい。この場合、製造される電極群では、固体電解質含有層が、正極と負極との間を電気的に絶縁する

搬送部３０は、ホルダ１１と巻芯４０との間と、ホルダ２１と巻芯４０との間とに設けられる。搬送部３０は、４つのガイドローラ３１−３４を備える。ガイドローラ３１−３４は、例えば、図示しないフレームなどに取り付けられる。

ガイドローラ３１、３２は、ホルダ１１と巻芯４０との間に配置され、供給部１０から供給された正電極シート１０１を巻芯４０へ案内する。ガイドローラ３３、３４は、ホルダ２１と巻芯４０との間に配置され、供給部２０から供給された負電極シート１０２を巻芯４０へ案内する。

負電極シート１０２の搬送路は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、正電極シート１０１の搬送路に対して、巻芯４０が回転する側とは反対側に位置する。

なお、搬送部３０が有するガイドローラの数や配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、ホルダ１１、ホルダ２１、および巻芯４０の配置などに応じて適宜変更することができる。また、搬送部３０には、正電極シート１０１の張力を制御するダンサーローラ、負電極シート１０２の張力を制御するダンサーローラなどを設けることもできる。

巻芯４０は、図示しないフレームなどに取り付けられている。図２に示すように、巻芯４０には、モータ４５が接続されている。モータ４５は、例えば、サーボモータである。巻芯４０は、中心軸Ｃを有する。巻芯４０は、モータ４５の駆動により、フレーム等に対して中心軸Ｃを中心として回転する。

巻芯４０は、重ね合わされた正電極シート１０１と負電極シート１０２を把持するとともに、中心軸Ｃを中心として回転することにより、正電極シート１０１と負電極シート１０２を外周面に巻き付けることができる。中心軸Ｃに垂直又は略垂直な断面における巻芯４０の断面形状は、製造される捲回物の形態に応じて適宜変更される。

巻芯４０は、略円柱形状に形成されている。中心軸Ｃに垂直又は略垂直な断面における巻芯４０の断面形状は、略円形である。このため、正電極シート１０１と負電極シート１０２を巻芯４０の外周面に巻き付けることにより、略円筒形状の電極群を製造することができる。中心軸Ｃに垂直又は略垂直な断面における巻芯４０の断面形状は、楕円形、多角形状などであってもよい。

巻芯４０は、把持体４３と把持体４４とを備える。把持体４３及び把持体４４のそれぞれは、中心軸Ｃに垂直又は略垂直な断面における巻芯４０の断面形状が略半円形状である。把持体４３と把持体４４との間に正電極シート１０１が挿入されることにより、正電極シート１０１が把持体４３と把持体４４との間で把持される。これにより、正電極シート１０１が巻芯４０に取り付けられる。

図２に示すように、調整機構６０は、ローラ６１と、ローラ６２と、駆動装置６５とを備える。図１に示すように、ローラ６１及びローラ６２は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、正電極シート１０１の搬送路に対して、巻芯４０が回転する側と反対側で、かつ、負電極シート１０２の搬送路に対して、巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。すなわち、ローラ６１及びローラ６２は、搬送部３０と巻芯４０との間で支持された正電極シート１０１と負電極シート１０２との間に配置される。ローラ６１及びローラ６２のそれぞれは、例えば、図示しないフレームなどに取り付けられている。ローラ６１及びローラ６２のそれぞれは、軸方向（長手方向）の一方の端部のみがフレームなどに固定されてもよく、軸方向の両方の端部がフレームなどに固定されてもよい。ローラ６２は、第１のローラの一例であり、ローラ６１は、第２のローラの一例である。

ローラ６１は、正電極シート１０１の搬送路に設けられたガイドローラのうち巻芯４０に最も近いガイドローラ３２と巻芯４０との間に配置されている。ローラ６１は、ガイドローラ３２を介して供給部１０から供給された正電極シート１０１を巻芯４０へ案内する。ローラ６１の位置に応じて、巻芯４０に対する正電極シート１０１の挿入角度が変化する。すなわち、ローラ６１は、巻芯４０に対する正電極シート１０１の挿入角度を規定する。

ローラ６２は、負電極シート１０２の搬送路に設けられたガイドローラのうち巻芯４０に最も近いガイドローラ３４と巻芯４０との間に配置されている。ローラ６２には、駆動装置６５が接続されている。駆動装置６５は、駆動により、ローラ６２を移動させる。具体的には、駆動装置６５は、駆動により、ローラ６２を基準位置と捲回位置との間で移動させる。ローラ６２は、駆動装置６５の駆動により、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について移動可能である。

ある実施例では、駆動装置６５は、スライダとサーボモータとを備え、スライダとサーボモータとの駆動により、ローラ６２を所定の方向に沿って移動させる。別のある実施例では、駆動装置６５は、アームとエアシリンダとを備え、アームの一端はフレームなどに回動可能に取り付けられ、アームの他端にはローラ６２が固定される。また、アームにはエアシリンダが接続される。エアシリンダは、所定の方向に沿って伸縮することにより、アームを回動させる。そして、アームが回動することにより、アームの回動軸を中心とする円弧に沿ってローラ６２が移動する。

基準位置は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２を巻芯４０に取り付ける際に配置される位置である。正電極シート１０１及び負電極シート１０２を巻芯４０に取り付ける際には、正電極シート１０１の端部が巻芯４０に把持された状態で、巻芯４０の外周面と正電極シート１０１の間に負電極シート１０２が挿入される。ローラ６２が基準位置に位置する状態では、巻芯４０に対する負電極シート１０２の挿入角度が正電極シート１０１の巻芯４０に対する挿入角度に近い状態となり、巻芯４０と正電極シート１０１との間に負電極シート１０２の端部を挿入しやすくなる。

捲回位置は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２を巻芯４０に捲回する際に配置される位置である。ローラ６２の捲回位置は、基準位置に対して、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側に位置する。また、ローラ６２の捲回位置は、基準位置に対して、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、ローラ６１から離れる側に位置する。

ローラ６２は、基準位置から捲回位置へ移動することにより、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側へ移動する。また、ローラ６２は、捲回位置から基準位置へ移動することにより、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側と同じ側へ移動する。ローラ６２の位置に応じて、巻芯４０に対する負電極シート１０２の挿入角度が変化する。例えば、ローラ６２が基準位置と捲回位置との間で移動することにより、供給部２０から供給された負電極シート１０２の巻芯４０への挿入角度が変化する。ローラ６２は、巻芯４０に対する負電極シート１０２の挿入角度を規定する。

制御デバイス（コントローラ）５０は、例えば、コンピュータ等である。制御デバイス５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含むプロセッサ又は集積回路（制御回路）、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。制御デバイス５０は、集積回路等を１つのみ備えてもよく、集積回路等を複数備えてもよい。制御デバイス５０は、記憶媒体等に記憶されるプログラム等を実行することにより、処理を行う。制御デバイス５０は、捲回装置１に設けられた各要素の動作を制御する。制御デバイス５０は、例えば、モータ４５の駆動、調整機構６０の駆動装置６５などの駆動を制御する。また、制御デバイス５０は、作業者などがプロセス条件や動作条件などを入力する入力部、動作状態や異常表示などを表示する表示部などをさらに備えてもよい。

また、制御デバイス５０は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられたことに基づいて、ローラ６２を基準位置から捲回位置へ移動させる。また、制御デバイス５０は、ローラ６２が基準位置から捲回位置へ移動したことに基づいて、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への捲回を開始させる。また、制御デバイス５０は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への捲回が終了したことに基づいて、ローラ６２を捲回位置から基準位置へ移動させる。また、制御デバイス５０は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への捲回時における負電極シート１０２の巻芯４０の外周面に対する接触面積を、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への取り付け時よりも増加させる。制御デバイス５０は、制御装置の一例である。

次に、本実施形態の捲回装置１の動作について説明する。

本実施形態の捲回装置１を用いて、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回物である電極群を製造する際には、制御デバイス５０は、まず、取り付け工程を開始する。取り付け工程では、制御デバイス５０は、まず、把持体４３と把持体４４との間に正電極シート１０１を挿入させる。正電極シート１０１は、把持体４３と把持体４４との間で把持されることにより、巻芯４０に取り付けられる。図３は、正電極シート１０１が巻芯４０に把持された状態を示す。

次に、制御デバイス５０は、ローラ６２が基準位置に位置する状態で、後述の捲回工程よりも低速で巻芯４０を回転させるともに、正電極シート１０１と巻芯４０の外周面との間に負電極シート１０２の端部を挿入させる。図４は、正電極シート１０１と巻芯４０の外周面との間に負電極シート１０２の端部を挿入する様子を示す。正電極シート１０１と巻芯４０の外周面との間に負電極シート１０２の端部が一定量挿入されることにより、負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられる。このとき、制御デバイス５０は、例えば、負電極シート１０２に作用する張力をセンサなどにより検出し、検出した張力が所定の大きさ以上になったことに基づいて、負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられたと判断し、巻芯４０の回転を停止させる。あるいは、制御デバイス５０は、巻芯４０の回転角度が所定の大きさ以上になったことに基づいて、負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられたと判断してもよい。負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられると、制御デバイス５０は、取り付け工程を終了する。

図５は、取り付け工程が終了した時点での、巻芯４０、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の状態を示す図である。図５に示すように、取り付け工程が終了した時点では、負電極シート１０２が巻芯４０の外周面に外側から密着し、正電極シート１０１が負電極シート１０２の外周面に外側から密着している。

ここで、取り付け工程が終了した時点において、供給部１０から供給される正電極シート１０１が負電極シート１０２の外周面に外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ１Ａとする。接触開始位置Ｐ１Ａでは、巻芯４０の径方向について内側に配置された負電極シート１０２に対して、正電極シート１０１が外側から接触するか否かが変化する。すなわち、接触開始位置Ｐ１Ａは、負電極シート１０２に対する正電極シート１０１の接触状態が変化する境界である。中心軸Ｃを中心する周方向について接触開始位置Ｐ１Ａよりも巻芯４０が回転する側に位置する部分では、正電極シート１０１は負電極シート１０２に外側から密着する。中心軸Ｃを中心する周方向について接触開始位置Ｐ１Ａよりも巻芯４０が回転する側とは反対側に位置する部分では、正電極シート１０１は負電極シート１０２に接触しない。接触開始位置Ｐ１Ａは、巻芯４０の外周面において、巻芯４０の中心軸Ｃに沿って延びる仮想的な直線又は略直線を形成する。

また、取り付け工程が終了した時点において、供給部２０から供給される負電極シート１０２が内側の部材へ外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ２Ａとする。接触開始位置Ｐ２Ａは、巻芯４０又は正電極シート１０１の外周面への負電極シート１０２の接触が開始する位置である。ここでは、接触開始位置Ｐ２Ａは、巻芯４０の外周面への負電極シート１０２の接触が開始する位置として説明する。

接触開始位置Ｐ２Ａでは、巻芯４０の径方向について内側に配置された巻芯４０の外周面に対して、負電極シート１０２が外側から接触するか否かが変化する。すなわち、接触開始位置Ｐ２Ａは、巻芯４０に対する負電極シート１０２の接触状態が変化する境界である。中心軸Ｃを中心する周方向について接触開始位置Ｐ２Ａよりも巻芯４０が回転する側に位置する部分では、負電極シート１０２は巻芯４０に外側から密着する。中心軸Ｃを中心する周方向について接触開始位置Ｐ２Ａよりも巻芯４０が回転する側とは反対側に位置する部分では、負電極シート１０２は巻芯４０に接触しない。接触開始位置Ｐ２Ａは、巻芯４０の外周面において、巻芯４０の中心軸Ｃに沿って延びる仮想的な直線又は略直線を形成する。

負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられた状態では、負電極シート１０２には、ローラ６２を介して、供給部２０により張力Ｔが作用する。張力Ｔは、負電極シート１０２の接触開始位置Ｐ２Ａからローラ６２に向かう方向へ負電極シート１０２を引っ張る力である。

また、正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ａにおいて巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力は、負電極シート１０２から巻芯４０の外周面に作用する力Ｆ（＝Ｔｃｏｓθ）と、巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間の摩擦係数μに比例する。ここで、θは、正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ａと巻芯４０の中心軸Ｃとを通る直線と、張力Ｔが作用する方向とが成す鋭角の角度である。巻芯４０の外周面における正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ａと負電極シート１０２の接触開始位置Ｐ２Ａとの間の領域Ｓの面積が大きくなるにつれて、摩擦力は大きくなる。接触開始位置Ｐ１Ａと接触開始位置Ｐ２Ａとの間の領域Ｓでは、負電極シート１０２が巻芯４０に外側から密着し、かつ、負電極シート１０２が最も外側（最外周）に位置する。したがって、接触開始位置Ｐ１Ａと接触開始位置Ｐ２Ａとの間の領域Ｓでは、負電極シート１０２の外周面が外側に露出している。巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力は、接触開始位置Ｐ１Ａにおいて、巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれに対する抵抗力として機能する。したがって、巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれに対する抵抗力は、接触開始位置Ｐ１Ａと接触開始位置Ｐ２Ａとの間の領域Ｓの面積に比例する。

取り付け工程が終了した時点では、接触開始位置Ｐ１Ａ及び接触開始位置Ｐ２Ａは、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について略同じ位置となる。具体的には、接触開始位置Ｐ２Ａは、接触開始位置Ｐ１Ａに対して、中心軸Ｃを中心とする周方向について巻芯４０が回転する側とは反対側に僅かに移動した位置となる。このため、接触開始位置Ｐ１Ａと接触開始位置Ｐ２Ａとの間の領域Ｓの面積は略０となる。したがって、取り付け工程が終了した時点における、巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれに対する抵抗力は略０となる。

取り付け工程が終了すると、制御デバイス５０は、移動工程を開始する。移動工程では、制御デバイス５０は、駆動装置６５の駆動を制御することにより、ローラ６２を基準位置から捲回位置へ移動させる。図６は、ローラ６２を基準位置から捲回位置へ移動させる様子を示す。このとき、ローラ６２は、中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０の回転方向Ｒとは反対側へ移動する。ローラ６２が基準位置から捲回位置へ移動することにより、負電極シート１０２の取り付け時に負電極シート１０２の端部を巻芯４０へ案内可能な状態から、中心軸Ｃを中心とする周方向におけるローラ６２とローラ６１との距離が大きい状態となる。ローラ６２の移動が完了すると、制御デバイス５０は、移動工程を終了する。移動工程は、巻芯４０を低速で回転させた状態で実行されてもよく、巻芯４０の回転を停止させた状態で実行されてもよい。

移動工程が終了すると、制御デバイス５０は、捲回工程を開始する。捲回工程では、制御デバイス５０は、ローラ６２が捲回位置に位置する状態で、中心軸Ｃを中心として巻芯４０を回転させることにより、巻芯４０に正電極シート１０１及び負電極シート１０２を捲回する。これにより、正電極シート１０１及び負電極シート１０２による捲回物が形成される。捲回物が形成されると、制御デバイス５０は、捲回工程を終了する。

図７は、捲回工程における、巻芯４０、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の状態を示す図である。図７に示すように、捲回工程では、取り付け工程に対して、ローラ６２の移動により、負電極シート１０２の巻芯４０に対する挿入方向が変化している。これにより、負電極シート１０２に張力Ｔが作用する方向が変化している。

ここで、捲回工程において、供給部１０から供給される正電極シート１０１が負電極シート１０２の外周面に外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ１Ｂとする。接触開始位置Ｐ１Ｂは、取り付け工程が終了した時点における接触開始位置Ｐ１Ａと略同じ位置となる。

また、捲回工程において、供給部２０から供給される負電極シート１０２が内側の部材への接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ２Ｂとする。接触開始位置Ｐ２Ｂは、巻芯４０又は正電極シート１０１の外周面への負電極シート１０２の接触が開始する位置である。ここでは、接触開始位置Ｐ２Ｂは、巻芯４０の外周面への負電極シート１０２の接触が開始する位置として説明する。

接触開始位置Ｐ２Ｂは、接触開始位置Ｐ２Ａに対して、中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側に位置する。中心軸Ｃを中心とする周方向について、接触開始位置Ｐ２Ｂと接触開始位置Ｐ２Ａとの間の角度（角度位置）は、例えば、３０°以上である。捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０の外周面における正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ｂと負電極シート１０２の接触開始位置Ｐ２Ｂとの間の領域Ｓの面積が大きくなる。また、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、接触開始位置Ｐ１Ｂと中心軸Ｃとを通る直線と張力Ｔが作用する方向とが成す鋭角の角度θが小さくなる。このため、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ｂにおいて巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力が大きくなる。そして、摩擦力が大きくなることにより、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。

次に、本実施形態の捲回装置１の効果について説明する。

電極である正電極シート１０１は、例えば、ロールプレス機を用いて電極材料が塗工された基材をプレスすることにより形成される。このとき、ロールプレス機によるプレスにより、歪みが残った状態（湾曲した状態）で正電極シート１０１が形成されることがある。湾曲した正電極シート１０１を用いて二次電池を製造する場合、正電極シート１０１が巻芯４０と供給部１０との間で引っ張られることにより、正電極シート１０１に曲げモーメントが生じることがある。正電極シート１０１に曲げモーメントが生じた場合、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への捲回時において、正電極シート１０１に生じた曲げモーメントの反力が、正電極シート１０１の内側に位置する巻芯４０及び負電極シート１０２へ、正電極シート１０１から作用する。この場合、正電極シート１０１から負電極シート１０２へ作用する反力に起因して、正電極シート１０１が負電極シート１０２の外周面に外側から接触を開始する接触開始位置において、負電極シート１０２の巻きずれが発生する可能性がある。

本実施形態の捲回装置１は、調整機構６０を備える。調整機構６０は、巻芯４０の外周面における、接触開始位置（Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ）と、接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）との間の領域Ｓの面積を変化させる。接触開始位置（Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ）は、負電極シート１０２が巻芯４０に接触を開始する位置である。接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）は、正電極シート１０１の内側の負電極シート１０２に正電極シート１０１が外側から接触を開始する位置である。また、負電極シート１０２及び正電極シート１０１の巻芯４０への捲回時における領域Ｓの面積は、負電極シート１０２及び正電極シート１０１の巻芯４０への取り付け時における領域Ｓの面積よりも大きい。

ここで、負電極シート１０２は、第１の帯状体の一例であり、正電極シート１０１は、第２の帯状体の一例である。また、接触開始位置（Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ）は、第１の位置の一例であり、接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）は、第２の位置の一例である。

以上の構成により、本実施形態の捲回装置１によれば、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回時において、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への取り付け時に比べて、領域Ｓの面積を大きくすることができる。領域Ｓでは、負電極シート１０２が最も外側に位置し、外側から巻芯４０の外周面に接触する。領域Ｓが大きくなることにより、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回時において、巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力が大きくなる。正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回時において巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力が大きくなることにより、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。これにより、例えば、正電極シート１０１に生じた曲げモーメントの反力が、正電極シート１０１から負電極シート１０２へ作用する場合でも、接触開始位置Ｐ１Ｂにおいて、巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれが生じることが、有効に防止される。負電極シート１０２の巻きずれが防止されることにより、捲回時において不良の発生を低減できる。また、負電極シート１０２の巻きずれが防止されることにより、高速捲回が可能となり、捲回物の生産性が向上する。

また、本実施形態では、調整機構６０は、ローラ６２と、ローラ６２を移動させる駆動装置６５とを備える。ローラ６２は、負電極シート１０２及び正電極シート１０１の巻芯４０への取り付け時において、基準位置に位置する。基準位置では、ローラ６２は、負電極シート１０２の端部を巻芯４０に取り付ける際に、負電極シート１０２を巻芯４０へ案内可能である。ローラ６２は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回時において、駆動装置６５の駆動により、捲回位置に移動する。捲回位置では、基準位置に比べて、ローラ６２は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、正電極シート１０１を巻芯４０へ案内するローラ６１から離れている。このため、ローラ６２が捲回位置に位置する状態では、ローラ６２が基準位置に位置する状態と比べて、接触開始位置（Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ）と、接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）との間の領域Ｓの面積が大きくなる。さらに、ローラ６２が巻芯４０の回転方向Ｒと反対側へ移動したとき、ローラ６２と負電極シート１０２との接触面積、および、ガイドローラ３４と負電極シート１０２との接触面積が増加することにより、ガイドローラ３４及びローラ６２における負電極シート１０２との摩擦力が大きくなる。このため、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなり、高速捲回が可能となる。

このため、本実施形態の捲回装置１によれば、負電極シート１０２及び正電極シート１０１の巻芯４０への取り付け時には、負電極シート１０２を巻芯４０に取り付けやすい状態にし、かつ、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回時には、正電極シート１０１と負電極シート１０２の巻芯４０への挿入角度に差をつけることにより、巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれが生じることを有効に防止することができる。

（第１の実施形態の第１の変形例）
本変形例では、駆動装置６５は、ローラ６２を移動させる駆動機構に加えて、ローラ６１を移動させる駆動機構をさらに備える。このため、駆動装置６５は、ローラ６１及びローラ６２のそれぞれに接続されている。

ローラ６１は、駆動装置６５の駆動により、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について移動可能である。駆動装置６５は、駆動により、ローラ６１を移動させる。具体的には、駆動装置６５は、駆動により、ローラ６１を基準位置と捲回位置との間で移動させる。

ローラ６１が基準位置に位置する状態では、ローラ６１は、供給部２０から供給された正電極シート１０１の端部を巻芯４０に取り付ける際に、ガイドローラ３２から搬送された正電極シート１０１を巻芯４０へ案内可能である。

ローラ６１の捲回位置は、ローラ６１の基準位置に対して、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。また、捲回位置は、基準位置に対して、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向についてローラ６２から離れる側に位置する。

ローラ６１は、基準位置から捲回位置へ移動することにより、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側と同じ側へ移動する。また、ローラ６１は、捲回位置から基準位置へ移動することにより、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側へ移動する。ローラ６１の位置に応じて、巻芯４０に対する正電極シート１０１の挿入角度が変化する。例えば、ローラ６１が基準位置と捲回位置との間で移動することにより、供給部２０から供給された正電極シート１０１の巻芯４０への挿入角度が変化する。ローラ６１は、巻芯４０に対する正電極シート１０１の挿入角度を規定する。

制御デバイス５０は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられたことに基づいて、ローラ６１及びローラ６２のそれぞれを基準位置から捲回位置へ移動させる。また、制御デバイス５０は、ローラ６１及びローラ６２が基準位置から捲回位置へ移動したことに基づいて、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への捲回を開始させる。また、制御デバイス５０は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の巻芯４０への捲回が終了したことに基づいて、ローラ６１及びローラ６２のそれぞれを捲回位置から基準位置へ移動させる。

また、本変形例では、中心軸Ｃに垂直又は略垂直な断面における巻芯４０の断面形状は略楕円形状である。

次に、本変形例の捲回装置１の動作及び効果について説明する。

本実施形態の捲回装置１を用いて、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の捲回物である二次電池の電極群を製造する際には、制御デバイス５０は、まず、取り付け工程を開始する。取り付け工程については、第１の実施形態と同様のため、説明を省略する。

図８は、本変形例における捲回装置１の動作を説明するための図である。図８では、取り付け工程が終了した時点における正電極シート１０１、負電極シート１０２及びローラ６１、６２を破線で示す。図８に示すように、本変形例では、接触開始位置Ｐ２Ａは、接触開始位置Ｐ１Ａに対して、中心軸Ｃを中心とする周方向について巻芯４０が回転する側とは反対側に僅かに移動した位置となる。

取り付け工程が終了すると、制御デバイス５０は、移動工程を開始する。移動工程では、制御デバイス５０は、駆動装置６５の駆動を制御することにより、図８に示すように、ローラ６２を基準位置から捲回位置へ移動させるとともに、ローラ６１を基準位置から捲回位置へ移動させる。このとき、中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側へローラ６２が移動するとともに、巻芯４０が回転する側と同じ側へローラ６１が移動する。ローラ６１、６２のそれぞれが基準位置から捲回位置へ移動することにより、取り付け時に正電極シート１０１及び負電極シート１０２の端部を巻芯４０へ案内可能な状態から、ローラ６２とローラ６１との距離が大きい状態となる。ローラ６１、６２の移動が完了すると、制御デバイス５０は、移動工程を終了する。

移動工程が終了すると、制御デバイス５０は、捲回工程を開始する。図８では、捲回工程における正電極シート１０１、負電極シート１０２及びローラ６１、６２を実線で示す。第１の実施形態と同様に、接触開始位置Ｐ２Ｂは、接触開始位置Ｐ２Ａに対して、中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側に位置する。本変形例では、接触開始位置Ｐ１Ｂは、接触開始位置Ｐ１Ａに対して、中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。このため、捲回工程では、巻芯４０の外周面における接触開始位置Ｐ１Ｂと接触開始位置Ｐ２Ｂとの間の領域Ｓの面積が、第１の実施形態に比べてさらに大きくなる。正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ｂにおいて巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力は、接触開始位置Ｐ１Ｂと接触開始位置Ｐ２Ｂとの間の領域Ｓの面積に比例するため、本変形例では、捲回工程において接触開始位置Ｐ１Ｂにおいて巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力がさらに大きくなる。そして、摩擦力がさらに大きくなることにより、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力がさらに大きくなる。

以上のように、本変形例の捲回装置１によれば、捲回工程において、ローラ６１及びローラ６２の両方を互いに対して離れる方向へ移動させることにより、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力をさらに大きくすることができる。これにより、例えば、正電極シート１０１に生じる曲げモーメントの反力が正電極シート１０１から負電極シート１０２へ作用する場合であっても、接触開始位置Ｐ１Ｂにおいて巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれが生じることが、さらに有効に防止される。さらに、ローラ６１が巻芯４０の回転方向Ｒと同じ方向に移動したとき、ローラ６１と正電極シート１０１との接触面積、および、ガイドローラ３２と正電極シート１０１との接触面積が増加するため、ガイドローラ３２及びローラ６１における正電極シート１０１との摩擦力が大きくなる。このため、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０に対して正電極シート１０１が巻きずれることに対する抵抗力も増加し、さらなる高速捲回が可能となる。

（第１の実施形態の他の変形例）
なお、ローラ６１のみが、捲回時に移動する構成であってもよい。この場合においても、中心軸Ｃを中心とする周方向についてローラ６１がローラ６２から離れる側へ移動することにより、捲回時においてローラ６１、６２の間の距離が大きくなる。そして、巻芯４０の外周面における接触開始位置Ｐ１Ｂと接触開始位置Ｐ２Ｂとの間の領域Ｓの面積が大きくなることにより、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力を大きくすることができる。

（第２の実施形態）
図９は、第１の実施形態に係る捲回装置１の構成を示す図である。本実施形態の捲回装置１は、正電極シート１０１と、負電極シート１０２と、電気的絶縁性を有する２つのセパレータシート１０３、１０４を用いて二次電池の電極群を製造する装置である。捲回装置１は、セパレータシート１０３、１０４を間に介して重ね合わせた正電極シート１０１及び負電極シート１０２が、巻芯４０の周りに捲回することで電極群を製造する装置である。正電極シート１０１及び負電極シート１０２については、第１の実施形態と同様のため、説明を省略する。

セパレータシート１０３、１０４は、正電極シート１０１と負電極シート１０２との間に挿入され、正電極シート１０１と負電極シート１０２との接触による短絡を防止する。これにより、製造された電極群では、セパレータシート１０３、１０４によって、正極と負極の間が電気的に絶縁するセパレータが形成される。セパレータシート１０３、１０４は、絶縁体により構成される。

本実施形態では、供給部１０は、正電極シート１０１を間欠的に送り出す供給機構に加えて、セパレータシート１０３、１０４を間欠的に送り出す２つのセパレータ供給機構（図示しない）を備える。また、搬送部３０は、供給部１０から供給されたセパレータシート１０３、１０４を巻芯４０へ案内するガイドローラ（図示しない）を備える。

セパレータシート１０３の搬送路は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、正電極シート１０１の搬送路に対して巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。セパレータシート１０４の搬送路は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、正電極シート１０１の搬送路に対して巻芯４０が回転する側と反対側で、かつ、負電極シート１０２の搬送路に対して巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。したがって、セパレータシート１０４の搬送路は、正電極シート１０１の搬送路と負電極シート１０２の搬送路との間に位置する。また、正電極シート１０１の搬送路は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、セパレータシート１０３の搬送路とセパレータシート１０４の搬送路との間に位置する。

調整機構６０は、ローラ６３とローラ６４をさらに備える。ローラ６３は、供給部１０から供給されたセパレータシート１０３を巻芯４０へ案内する。ローラ６４は、供給部１０から供給されたセパレータシート１０４を巻芯４０へ案内する。ローラ６３及びローラ６４のそれぞれは、例えば、図示しないフレームなどに取り付けられている。ローラ６３及びローラ６４のそれぞれは、軸方向（長手方向）の一方の端部のみがフレームなどに固定されてもよく、軸方向の両方の端部がフレームなどに固定されてもよい。

ローラ６１−６３のそれぞれには、駆動装置６５が接続されている。駆動装置６５は、駆動により、ローラ６１−６３のそれぞれを基準位置と捲回位置との間で移動させる。ローラ６１−６３のそれぞれは、駆動装置６５の駆動により、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について移動可能である。ローラ６３の位置に応じて、巻芯４０に対するセパレータシート１０３の挿入角度が変化する。すなわち、ローラ６３は、巻芯４０に対するセパレータシート１０３の挿入角度を規定する。

ローラ６１、６２の基準位置及び捲回位置については、第１の実施形態の第１の変形例と同様のため、説明を省略する。

ローラ６１−６３のそれぞれが基準位置に位置する状態では、ローラ６３は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、セパレータシート１０３の搬送路に対して、巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。ローラ６４は、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、セパレータシート１０４の搬送路に対して巻芯４０が回転する側と反対側で、かつ、負電極シート１０２の搬送路に対して巻芯４０が回転方向Ｒする側同じ側に位置する。したがって、ローラ６４は、搬送部３０と巻芯４０との間において、セパレータシート１０４と負電極シート１０２との間に配置される。

ローラ６１−６３のそれぞれが基準位置に位置する状態では、ローラ６３は、供給部２０から供給されたセパレータシート１０３の端部を巻芯４０に取り付ける際に、セパレータシート１０３を巻芯４０へ案内可能である。

ローラ６３の捲回位置は、基準位置に対して、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について巻芯４０が回転する側と同じ側に位置する。また、ローラ６３の捲回位置は、基準位置に対して、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向についてローラ６１から離れる側に位置する。

ローラ６３は、基準位置から捲回位置へ移動することにより、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側と同じ側へ移動する。また、ローラ６２は、捲回位置から基準位置へ移動することにより、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について、巻芯４０が回転する側とは反対側へ移動する。

制御デバイス５０は、正電極シート１０１、負電極シート１０２、及びセパレータシート１０３、１０４が巻芯４０に取り付けられたことに基づいて、ローラ６１−６３のそれぞれを基準位置から捲回位置へ移動させる。また、制御デバイス５０は、ローラ６１−６３が基準位置から捲回位置へ移動したことに基づいて、正電極シート１０１、負電極シート１０２、及びセパレータシート１０３、１０４の巻芯４０への捲回を開始させる。また、制御デバイス５０は、正電極シート１０１、負電極シート１０２、及びセパレータシート１０３、１０４の巻芯４０への捲回が終了したことに基づいて、ローラ６１−６３のそれぞれを捲回位置から基準位置へ移動させる。

次に、本実施形態の捲回装置１の動作について説明する。

本実施形態の捲回装置１を用いて、正電極シート１０１、負電極シート１０２、及びセパレータシート１０３、１０４の捲回物である電極群を製造する際には、制御デバイス５０は、まず、取り付け工程を開始する。

取り付け工程では、制御デバイス５０は、まず、把持体４３と把持体４４との間にセパレータシート１０３、１０４を挿入させる。セパレータシート１０３、１０４は、把持体４３と把持体４４との間で把持されることにより、巻芯４０に取り付けられる。図９は、セパレータシート１０３、１０４が巻芯４０に把持された状態を示す。

次に、制御デバイス５０は、ローラ６１−６３のそれぞれが基準位置に位置する状態で、巻芯４０を回転方向に低速で回転させるともに、セパレータシート１０４と巻芯４０の外周面との間に負電極シート１０２の端部を挿入させ、セパレータシート１０３とセパレータシート１０４との間に正電極シート１０１の端部を挿入させる。図１０は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２の端部が挿入される様子を示す。セパレータシート１０４と巻芯４０の外周面との間に負電極シート１０２の端部が一定量挿入されることにより、負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられる。また、セパレータシート１０３とセパレータシート１０４との間に正電極シート１０１の端部が一定量挿入されることにより、正電極シート１０１が巻芯４０に取り付けられる。正電極シート１０１及び負電極シート１０２が巻芯４０に取り付けられると、制御デバイス５０は、取り付け工程を終了する。取り付け工程が終了した時点では、負電極シート１０２が巻芯４０の外周面に外側から密着し、セパレータシート１０４が負電極シート１０２に外側から密着し、正電極シート１０１がセパレータシート１０４に外側から密着し、セパレータシート１０３が正電極シート１０１に外側から密着している。

取り付け工程が終了すると、制御デバイス５０は、移動工程を開始する。移動工程では、制御デバイス５０は、駆動装置６５の駆動を制御することにより、ローラ６１−６３のそれぞれを基準位置から捲回位置へ移動させる。図１１は、ローラ６１−６３を基準位置から捲回位置へ移動させる様子を示す。ローラ６１−６３の移動が完了すると、制御デバイス５０は、移動工程を終了する。

移動工程が終了すると、制御デバイス５０は、捲回工程を開始する。捲回工程では、制御デバイス５０は、ローラ６１−６３のそれぞれが捲回位置に位置する状態で、中心軸Ｃを中心として巻芯４０を回転させることにより、巻芯４０に正電極シート１０１、負電極シート１０２、及びセパレータシート１０３、１０４を捲回する。

接触開始位置Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂは、正電極シート１０１がセパレータシート１０４の外周面に外側から接触を開始する位置となる。接触開始位置Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂでは、巻芯４０の径方向について内側に配置されたセパレータシート１０４に対して、正電極シート１０１が外側から接触するか否かが変化する。また、接触開始位置Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂは、負電極シート１０２が内側の部材へ外側から接触を開始する位置となる。接触開始位置Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂは、巻芯４０又はセパレータシート１０３の外周面への負電極シート１０２の接触が開始する位置である。ここでは、接触開始位置Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂは、巻芯４０の外周面への負電極シート１０２の接触が開始する位置として説明する。

また、取り付け工程が終了した時点において、セパレータシート１０３が正電極シート１０１の外周面に外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ３Ａとし、捲回工程において、セパレータシート１０３が正電極シート１０１の外周面に外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ３Ｂとする。接触開始位置Ｐ３Ａ、Ｐ３Ｂでは、巻芯４０の径方向について内側に配置された正電極シート１０１に対して、セパレータシート１０３が外側から接触するか否かが変化する。同様に、取り付け工程が終了した時点において、セパレータシート１０４が負電極シート１０２の外周面に外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ４Ａとし、捲回工程において、セパレータシート１０４が負電極シート１０２の外周面に外側から接触を開始する位置を接触開始位置Ｐ４Ｂとする。接触開始位置Ｐ３Ａ、Ｐ３Ｂ、Ｐ４Ａ、Ｐ４Ｂのそれぞれは、巻芯４０の外周面において、巻芯４０の中心軸Ｃに沿って延びる仮想的な直線又は略直線を形成する。

取り付け工程が終了した時点では、接触開始位置Ｐ１Ａ−Ｐ４Ａは、巻芯４０の中心軸Ｃを中心とする周方向について略同じ位置となる。このため、接触開始位置Ｐ２Ａと接触開始位置Ｐ４Ａとの間の領域Ｓ１の面積、接触開始位置Ｐ４Ａと接触開始位置Ｐ１Ａとの間の領域Ｓ２の面積、接触開始位置Ｐ１Ａと接触開始位置Ｐ３Ａとの間の領域Ｓ３の面積は、それぞれ、略０となる。接触開始位置Ｐ２Ａと接触開始位置Ｐ４Ａとの間の領域Ｓ１の面積が略０であるため、セパレータシート１０４の接触開始位置Ｐ４Ａにおける、セパレータシート１０４の内側に位置する負電極シート１０２の巻芯４０に対する巻きずれに対する抵抗力は、略０となる。また、接触開始位置Ｐ４Ａと接触開始位置Ｐ１Ａとの間の領域Ｓ２の面積が略０であるため、正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ａにおける、正電極シート１０１の内側に位置するセパレータシート１０４の巻芯４０に対する巻きずれに対する抵抗力は、略０となる。また、接触開始位置Ｐ１Ａと接触開始位置Ｐ３Ａとの間の領域Ｓ３の面積が略０であるため、セパレータシート１０３の接触開始位置Ｐ３Ａにおける、セパレータシート１０３の内側に位置する正電極シート１０１の巻芯４０に対する巻きずれに対する抵抗力は、略０となる。

移動工程において、ローラ６４は移動しない。このため、接触開始位置Ｐ４Ｂは、接触開始位置Ｐ１Ａ−Ｐ４Ａと略同じ位置となる。また、接触開始位置Ｐ２Ｂと接触開始位置Ｐ４Ｂとの間の領域Ｓ１では、負電極シート１０２が最も外側に位置する。したがって、領域Ｓ１では、負電極シート１０２の外周面が外側に露出している。また、接触開始位置Ｐ４Ｂと接触開始位置Ｐ１Ｂとの間の領域Ｓ２では、セパレータシート１０４が最も外側に位置する。したがって、領域Ｓ２では、セパレータシート１０４の外周面が外側に露出している。また、接触開始位置Ｐ１Ｂと接触開始位置Ｐ３Ｂとの間の領域Ｓ３では、正電極シート１０１が最も外側に位置する。したがって、領域Ｓ３では、正電極シート１０１の外周面が外側に露出している。
また、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０の外周面における正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ｂとセパレータシート１０４の接触開始位置Ｐ４Ｂとの間の領域Ｓ２の面積が大きくなる。このため、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ｂにおいて負電極シート１０２の外周面とセパレータシート１０４との間に作用する摩擦力が大きくなる。そして、摩擦力が大きくなることにより、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０及び負電極シート１０２に対してセパレータシート１０４が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。これにより、例えば、正電極シート１０１に生じた曲げモーメントの反力が、正電極シート１０１からセパレータシート１０４へ作用する場合でも、巻芯４０及び負電極シート１０２に対するセパレータシート１０４の巻きずれが生じることが防止される。

また、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０の外周面における負電極シート１０２の接触開始位置Ｐ２Ｂとセパレータシート１０４の接触開始位置Ｐ４Ｂとの間の領域Ｓ１の面積が大きくなる。このため、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、セパレータシート１０４の接触開始位置Ｐ４Ｂにおいて巻芯４０の外周面と負電極シート１０２との間に作用する摩擦力が大きくなり、巻芯４０に対して負電極シート１０２が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。これにより、巻芯４０に対する負電極シート１０２の巻きずれが生じることが防止される。

また、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、巻芯４０の外周面におけるセパレータシート１０３の接触開始位置Ｐ３Ｂと正電極シート１０１の接触開始位置Ｐ１Ｂとの間の領域Ｓ３の面積が大きくなる。このため、捲回工程では、取り付け工程が終了した時点と比べて、セパレータシート１０３の接触開始位置Ｐ３Ｂにおいてセパレータシート１０４の外周面と正電極シート１０１との間に作用する摩擦力が大きくなり、巻芯４０、負電極シート１０２及びセパレータシート１０４に対して正電極シート１０１が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。

次に、本実施形態の捲回装置１の効果について説明する。

本実施形態の捲回装置１の調整機構６０は、巻芯４０の外周面における、第１の位置と第２の位置との間の領域の面積を変化させる。また、複数の帯状体（１０１−１０４）の捲回時における領域（Ｓ１−Ｓ３）の面積は、複数の帯状体（１０１−１０４）の取り付け時における領域（Ｓ１−Ｓ３）の面積よりも大きい。

例えば、負電極シート１０２が第１の帯状体に相当する場合、セパレータシート１０４が第２の帯状体に相当する。この場合、ローラ６２が第１のローラに相当し、ローラ６４が第２のローラに相当する。また、接触開始位置（Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂ）が第１の位置に相当し、接触開始位置（Ｐ４Ａ、Ｐ４Ｂ）が第２の位置に相当する。そして、領域Ｓ１が、第１の位置と第２の位置との間の領域に相当する。また、セパレータシート１０４が第１の帯状体に相当する場合、正電極シート１０１が第２の帯状体に相当する。この場合、ローラ６４が第１のローラに相当し、ローラ６１が第２のローラに相当する。また、接触開始位置（Ｐ４Ａ、Ｐ４Ｂ）が第１の位置に相当し、接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）が第２の位置に相当する。そして、領域Ｓ２が、第１の位置と第２の位置との間の領域に相当する。また、正電極シート１０１が第１の帯状体に相当する場合、セパレータシート１０３が第２の帯状体に相当する。この場合、ローラ６１が第１のローラに相当し、ローラ６３が第２のローラに相当する。また、接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）が第１の位置に相当し、接触開始位置（Ｐ３Ａ、Ｐ３Ｂ）が第２の位置に相当する。そして、領域Ｓ３が、第１の位置と第２の位置との間の領域に相当する。

以上の構成により、本実施形態の捲回装置１によれば、複数の帯状体（１０１−１０４）の捲回時において、複数の帯状体（１０１−１０４）の巻芯４０への取り付け時に比べて領域（Ｓ１−Ｓ３）の面積がそれぞれ大きくなることにより、捲回時において、帯状体１０１−１０４のいずれかに対して内側に位置する帯状体１０１、１０２、１０４に作用する摩擦力が大きくなる。帯状体１０１、１０２、１０４に作用する摩擦力が大きくなることにより、帯状体１０１、１０２、１０４が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。これにより、接触開始位置において、帯状体１０１、１０２、１０４の巻きずれが生じることが、有効に防止される。

なお、本実施形態では、ローラ６１−６４のうちローラ６１−６３のそれぞれが移動可能であるが、これに限るものではない。例えば、ローラ６１−６４のうちローラ６１のみが移動可能であってもよい。この場合、調整機構６０は、巻芯４０の外周面における、接触開始位置（Ｐ４Ａ、Ｐ４Ｂ）と、接触開始位置（Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂ）との間の領域Ｓ２の面積を変化させる。また、捲回時における領域Ｓ２の面積は、取り付け時における領域Ｓ２の面積よりも大きくなる。これにより、捲回時において、負電極シート１０２の外周面とセパレータシート１０４との間に作用する摩擦力が大きくなり、巻芯４０及び負電極シート１０２に対してセパレータシート１０４が巻きずれすることに対する抵抗力が大きくなる。ここで、セパレータシート１０４は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２に比べて、薄く形成される。このため、セパレータシート１０４は、正電極シート１０１及び負電極シート１０２に比べて変形しやすく、捲回時の巻きずれが生じやすい。したがって、巻きずれが生じやすいセパレータシート１０４の巻きずれに対する抵抗力のみを大きくすることにより、帯状体の巻きずれを効率的に抑制し、装置の小型化を図ることができる。

（第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例）
上述の実施形態及びその変形例では、一例として、二次電池の電極群を製造する捲回装置１について説明したが、これに限るものではない。捲回装置は、複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物を製造する装置であればよい。例えば、上述の実施形態及びその変形例に係る構成は、二次電池の電極群以外の捲回物を製造する捲回装置にも適用することができる。また、捲回物を製造に用いられる複数の帯状体の枚数は、３枚であってもよく、５枚以上であってもよい。
また、正電極シート１０１と負電極シート１０２は、逆であってもよい。例えば、正電極シート１０１の代わりに負電極シートが用いられ、負電極シート１０２の代わりに正電極シートが用いられてもよい。

これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、捲回装置は、第１の帯状体の内側の部材に第１の帯状体が外側から接触を開始する第１の位置と、第２の帯状体が第１の帯状体に外側から接触を開始する第２の位置との間の領域の面積を変化させる調整機構を備える。これにより、帯状体の巻きずれを抑制することができる捲回装置、及び捲回物の製造方法を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…捲回装置、１０、２０…供給部、１１、２１…ホルダ、１２、２２…送り装置、３０…搬送部、３１−３４…ガイドローラ、４０…巻芯、４３、４４…把持体、４５…モータ、５０…制御デバイス、６０…調整機構、６１−６４…ローラ、６５…駆動装置、１０１…正電極シート、１０２…負電極シート、１０３、１０４…セパレータシート、Ｐ１Ａ−Ｐ４Ａ、Ｐ１Ｂ−Ｐ４Ｂ…接触開始位置。

Claims (6)

1. 第１の帯状体と前記第１の帯状体に外側から密着する第２の帯状体とを含む複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物を製造する捲回装置であって、
   中心軸を有し、前記中心軸を中心として回転することにより前記複数の帯状体を捲回する巻芯と、
   前記巻芯の外周面において、前記第１の帯状体の内側の部材に前記第１の帯状体が外側から接触を開始する第１の位置と、前記第２の帯状体が前記第１の帯状体に外側から接触を開始する第２の位置との間の領域の面積を変化させる調整機構と、
   を備える、捲回装置。
2. 前記複数の帯状体の前記巻芯への捲回時における前記領域の前記面積は、前記複数の帯状体の前記巻芯への取り付け時における前記領域の前記面積よりも大きい、
   請求項１の捲回装置。
3. 前記領域では、前記複数の帯状体のうち前記第１の帯状体が最も外側に位置する、
   請求項１又は２の捲回装置。
4. 前記複数の帯状体の前記巻芯への取り付け時において、前記第１の位置と前記第２の位置は、前記中心軸を中心とする周方向について同じ位置に位置する、
   請求項１乃至３のいずれかの捲回装置。
5. 前記調整機構は、前記第１の帯状体を前記巻芯へ案内する第１のローラと、前記第２の帯状体を前記巻芯へ案内する第２のローラと、前記第１のローラ及び前記第２のローラの少なくとも一方に接続され、前記第１のローラ及び前記第２のローラの少なくとも一方を移動させることにより前記第１の位置及び前記第２の位置のうち対応する一方を変化させる駆動装置と、を備える、
   請求項１乃至４のいずれかの捲回装置。
6. 第１の帯状体と前記第１の帯状体に外側から密着する第２の帯状体とを含む複数の帯状体が重ね合わせた状態で捲回された捲回物を製造する製造方法であって、
   中心軸を有する巻芯に前記複数の帯状体を取り付けることと、
   前記複数の帯状体の前記巻芯への取り付けが終了したことに基づいて、前記巻芯の外周面において、前記第１の帯状体の内側の部材に前記第１の帯状体が外側から接触を開始する第１の位置と、前記第２の帯状体が前記第１の帯状体に外側から接触を開始する第２の位置との間の領域の面積を増加させることと、
   前記第１の位置と前記第２の位置との間の前記領域の前記面積を増加させた後、前記中心軸を中心として前記巻芯を回転させることにより前記複数の帯状体を前記巻芯に捲回することと、
   を備える、捲回物の製造方法。

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