JP4123207B2

JP4123207B2 - 巻取装置

Info

Publication number: JP4123207B2
Application number: JP2004255213A
Authority: JP
Inventors: 原生下村; 育史大島; 真一森実; 敏幸釜谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: JP2006069735A

Description

本発明は、電子機器に使用される電子部品であるアルミ電解コンデンサ、電池等の製造に使用される巻取装置およびその方法に関するものである。

従来の電子部品の巻取装置について図面を用いて説明する。

図７、及び図８は、従来の帯状材料を巻回する巻取装置の構成概念図である。

図７の巻取装置においては、リール等で供給される帯状材料１を巻出機構２にて巻き出し、ダンサーローラ３にて張力を付加しながら、回転動力（図示せず）で駆動される巻軸４により巻取り素子を形成する。

さらに、この巻取装置は、部材を所定長さに切断する切断機構５と、切断後の帯状材料先端部を挟んで保持し、巻軸４に送出する先端送出機構６を備える。

また、図８の巻取装置においては、図７の巻取装置に加えて、帯状材料を幅方向の規定された位置に位置決めする固定ガイド７を備える。

図９（ａ）はこの固定ガイド７の概念を示す斜視図であり、図９（ｂ）は固定ガイド７と同様な機能を果たすツバ付きローラ８の斜視図である。

そして、図６は巻取り素子の一例を示す概念図である。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２０００−６８１７０号公報

しかしながら、図７に示す巻取装置では、ダンサーローラ３の張力を大きくすれば、図６に示すような巻取り素子９の巻きずれ１０は低減できるものの、完全に巻きずれを防止することはできず、張力を大きくすれば帯状材料を破壊してしまうという可能性がある。

さらに、リール等で供給される帯状材料の巻出位置がずれてしまうと、そのずれがそのまま巻きずれとなってしまうという課題を有していた。

そして、さらに、多数の巻取り素子を形成する中で、巻きずれが蓄積し、その巻きずれを規正することができないという課題も有していた。

また、図８に示すもう一つの巻取装置では、固定ガイド７により巻きずれを規正できるが、帯状材料の移送中に固定ガイド７との間の擦れにより粉塵が発生し、その粉塵が巻取り素子内に巻き込まれ、巻取り素子の特性不良（ショート不良等）が発生する可能性がある。

さらに、その擦れにより帯状材料に傷が発生し、その傷によって巻取り素子の特性不良（ショート不良等）が発生する可能性がある。

この帯状材料の移送中の擦れによる粉塵や傷の発生は、図９（ａ）に示す固定ガイド７でも、また図９（ｂ）に示すツバ付きローラ８でも発生してしまう。

これらは、電子部品の内部構造である巻取り素子の品質に大きく影響する課題であり、従来から巻取装置において問題となっていた。

本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、巻取り素子の巻きずれなく、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくす巻取装置およびその方法を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、リール等で供給される帯状材料の巻出機構と、前記帯状材料の移送経路上に設けた位置決め機構と、前記移送経路に沿って移動可能であり、一定方向への張力を付加する張力発生機構を備えた把持機構と、前記帯状材料を所定長さに切断する切断機構と、回転動力で駆動される巻軸と、この巻軸に前記帯状材料の先端部を保持して送出する先端送出機構とからなり、前記位置決め機構は、中心位置に復帰しようとする弾性力を備えるとともに、一定の範囲で回転、さらに帯状材料の幅方向に一定の範囲で可動である吸着プレートと、この吸着プレート上の前記帯状材料を、幅方向の規定された位置に位置決めする開閉式ガイドを備えた巻取装置であり、連続的に巻取り素子の形成が可能となるとともに、薄い帯状材料であっても平面で安定して吸着保持することができる作用効果を有する。さらに、この位置決め機構においては、吸着プレートが回転および幅方向に可動であるので、帯状材料を吸着プレートで吸着保持した状態で開閉式ガイドによって位置決めし、その後把持機構で把持しなおすことで、帯状材料は吸着プレート上で擦れることがなく、粉塵や傷が発生しない帯状材料の位置決めを実現できる作用効果も同時に有する。

本発明の巻取装置によれば、巻取素子を巻きずれなく連続的に形成することが可能であり、しかも帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができるので、電子部品の内部構造である巻取り素子の品質レベルを向上できるという効果を有する。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜２，５に記載の発明について説明する。

なお、背景技術において説明したものと同じ構成については、同じ符号を用い、説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態１における巻取装置の構成概念図であり、初めに構成について説明する。

図１において、ダンサーローラ３と先端送出機構６の間に、帯状材料１の位置決め機構１１と、帯状材料の搬送経路に沿ってスライダ１３等を用いて移動可能な把持機構１２と、その把持機構１２に一定方向への張力を付加する張力発生機構１４を備える。

この実施の形態１におけるダンサーローラ３は、帯状材料の位置決めや把持時に、帯状材料をたわまないようにする張力を発生するだけでよく、図７及び、図８に示す従来の実施例の巻取装置におけるダンサーローラ３が発生する張力に比べて小さい。

図２は、本発明の実施の形態１における巻取装置の位置決め機構１１の断面図であり、帯状材料を受ける下ガイド１５と開閉式ガイド１６から構成される。

図３は、本発明の実施の形態１における巻取装置の構成概念を示す斜視図であり、帯状材料には端子１７がついている事例を示している。

次に動作について説明する。

まず、リール等で供給される帯状材料１は巻出機構２より巻き出され、その帯状材料１の先端は、先端送出機構６に把持されている。

そして、帯状材料１の移送経路上にある位置決め機構１１で帯状材料１を位置決めした後、帯状材料１の移送経路に沿って移動可能な把持機構１２で帯状材料１を把持し、その後、位置決め機構１１を開放する。

この段階で帯状材料１は幅方向の規定された位置に位置決めできているので、把持機構１２で帯状材料１を把持しながら、同時に張力発生機構１４によって帯状材料１に張力を付加しながら、帯状材料１の先端を先端送出機構６により巻軸４に固定（巻軸への固定方法は図示せず）した後、巻軸４で巻回して巻取り素子を形成する。

位置決め機構１１の動作について図２を用いて説明すると、図２（ａ）は位置決めが開放した状態であり、位置決め動作をする際には図２（ｂ）のように下ガイド１５で帯状材料１を規正の高さに位置決めした後、図２（ｃ）のように開閉式ガイド１６で帯状材料１を幅方向の規定された位置に位置決めし、そして、位置決めが開放する際には図２（ｂ）の状態を経て、図２（ａ）の状態に戻る。

そして、巻軸４で所定長さの帯状材料１を巻回した後は、初期位置に戻っている先端送出機構６で帯状材料１を把持し、切断機構５で帯状材料１を切断する。

巻取り素子側の帯状材料端は切断後に自由になっている為、テープ貼り付け機構等（図示せず）を用いて帯状材料端を巻取り素子へ固定した後、巻軸４から巻取り素子を取り外すと巻取り素子が完成する。

搬送経路上にある把持機構１２は、巻軸４で帯状材料１を巻回している間は帯状材料１の動きに追従して巻軸４の方へ移動するが、巻軸４が所定長さを巻回して回転停止し、先端送出機構６が帯状材料１を把持した後には、その位置で把持機構１２を開放する。

すると、把持機構１２は張力発生機構１４にて巻出機構２の方向へ引っ張られているのでストッパー等（図示せず）で決められた初期位置まで移動する。

上記に述べた動作を繰り返すことで、巻取り素子を連続的に巻きずれなく形成でき、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができる。

なお、上記実施の形態では、帯状材料の移送経路上にある位置決め機構は２個所であったが、適宜増やしてもよい。

また、上記実施の形態では、巻軸１軸に対して帯状材料が１つの事例であるが、巻軸１軸に対して上記実施の形態に示す系を複数設け、それらの系を同期運転し、複数の帯状材料からなる巻取り素子を形成することもでき、また、その際、複数の系の中から任意の系を１つないし複数選択して巻取り素子を形成することもでき、またさらに、巻軸を複数備え、適宜いずれかの巻軸１軸を用いて巻取を実施しても良い。

また、上記実施の形態では、位置決め機構の１回の位置決め動作と把持機構の１回の往復動作に対して、毎回切断機構により切断動作を行って巻取り素子を形成していたが、それらの動作を複数回行った後、切断機構により切断動作を行うことで、把持機構の可動範囲以上に帯状材料を巻回することもできる。

（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。

なお、背景技術と先の実施の形態において説明したものと同じ構成については、同じ符号を用い、説明は省略する。

図４は、本発明の実施の形態２における巻取装置の位置決め機構の斜視図である。

この位置決め機構は、帯状材料１を幅方向の規定された位置に位置決めする開閉式ガイド１６と吸着プレート１８で構成される。

図４においては、理解しやすいように帯状材料１及び、開閉式ガイド１６の手前側は一部を切断して示している。

この吸着プレート１８は、スライダ１９により全体が上下方向に可動で、位置決め動作をする時以外は帯状材料１の移送経路から下降した位置に設置されている。

また、この吸着プレート１８は、レバー２０により支点ピン２１を中心としてある一定の範囲で回転可能であり、またスライダ２２により帯状材料１の幅方向にもある一定の範囲で可動である。

また、この吸着プレート１８は、ハウジング２３にビス２４で固定された板バネ２５による弾性力で、回転方向と幅方向の各々の中心位置に復帰しようとする。

さらに、この吸着プレート１８には真空配管２６が接続されており、吸着プレート１８の上面の穴を介して帯状材料１を吸着することができる。

この位置決め機構によれば、位置決め動作中において、薄い帯状材料であっても吸着プレートで安定して吸着保持することができる。

さらに、この位置決め機構においては、吸着プレート１８は回転および幅方向に可動であるので、帯状材料１を吸着プレート１８で吸着保持した状態で開閉式ガイドによって位置決めし、そして把持機構で帯状材料１を把持しなおすことができる。

この動作によれば、安定して帯状材料を位置決めでき、なおかつ、位置決め動作中に帯状材料１が吸着プレート１８上で擦れないので、粉塵や傷の発生がなく帯状材料を位置決めできるという効果を有する。

また、さらに、この位置決め機構によれば、帯状材料１を安定して吸着保持できるので、実施の形態１で説明した位置決め動作の図２（ｂ）のタイミングで先端送出機構を開放することができる。

これにより、先端送出機構が帯状材料１を把持した状態で位置決め動作をする場合に比べて、先端送出機構の把持の影響なく位置決め機構の開閉式ガイドだけで帯状材料１を位置決めできるので、より高精度な位置決めをすることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項４に記載の発明について説明する。

図５は、本発明の実施の形態３における巻取装置の構成概念図である。

図５において、張力発生機構はサーボモータ２７で駆動されるプーリ２８と、一端をプーリで巻き取られ他端を把持機構に接続される線状部材２９で構成されている。

これにより弾性係数が一定であるバネ等とは異なり、サーボモータのトルク制御を用いて、帯状材料１の違いに合せて張力を可変にでき、かつ、巻軸の回転中の張力も可変にできるという作用効果を有する。

巻取装置における張力制御は巻取り素子の品質に関わる重要なポイントであり、その制御を可変にできることは非常に有効になる。

さらに言えば、回転動力で駆動される巻軸が加速と減速を行う際、把持機構とダンサーローラの慣性や、ローラベアリングの粘性抵抗等によって帯状材料１に加わる張力が変化する為、加速と減速時と定速時のそれぞれの状態において最適な張力は異なるが、この構成であれば巻軸の回転動力と同期してサーボモータのトルク制御を行うことで、帯状材料１に対する張力制御が可能である。

本発明の巻取装置によれば、巻取素子を巻きずれなく連続的に形成することが可能であり、しかも帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができるので、電子部品の内部構造である巻取り素子の品質レベルを向上できるという効果を有し、電子機器に使用される電子部品であるアルミ電解コンデンサ、電池等の製造に使用される巻取装置などの用途として有用である。

本発明の実施の形態１における巻取装置の構成概念図（ａ），（ｂ），（ｃ）同実施の形態における巻取装置の位置決め機構の動作説明図同実施の形態における巻取装置の斜視図本発明の実施の形態２における巻取装置の位置決め機構の斜視図本発明の実施の形態３における巻取装置の構成概念図巻取り素子の一例を示す概念図従来の巻取装置の構成概念図従来の巻取装置の構成概念図（ａ），（ｂ）従来の巻取装置の固定ガイドを示す斜視図

符号の説明

１帯状材料
２巻出機構
３ダンサーローラ
４巻軸
５切断機構
６先端送出機構
７固定ガイド
８ツバ付きローラ
９巻取り素子
１０巻きずれ
１１位置決め機構
１２把持機構
１３スライダ
１４張力発生機構
１５下ガイド
１６開閉式ガイド
１７端子
１８吸着プレート
１９スライダ
２０レバー
２１支点ピン
２２スライダ
２３ハウジング
２４ビス
２５板バネ
２６真空配管
２７サーボモータ
２８プーリ
２９線状部材

Claims

リール等で供給される帯状材料の巻出機構と、前記帯状材料の移送経路上に設けた位置決め機構と、前記移送経路に沿って移動可能であり、一定方向への張力を付加する張力発生機構を備えた把持機構と、前記帯状材料を所定長さに切断する切断機構と、回転動力で駆動される巻軸と、この巻軸に前記帯状材料の先端部を保持して送出する先端送出機構とからなり、前記位置決め機構は、中心位置に復帰しようとする弾性力を備えるとともに、一定の範囲で回転、さらに帯状材料の幅方向に一定の範囲で可動である吸着プレートと、この吸着プレート上の前記帯状材料を、幅方向の規定された位置に位置決めする開閉式ガイドを備えた巻取装置。