JP4912351B2 - Winding device - Google Patents
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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、プラス電極箔及びマイナス電極箔と、2枚のセパレータとからなる帯状体が巻回されることで構成されている。 For example, a battery element used as a secondary battery such as a lithium ion battery is configured by winding a belt-like body composed of a plus electrode foil, a minus electrode foil, and two separators.
従来、帯状体を巻取るための巻取装置として、回転可能な巻芯(回転軸)に対して前記電極箔やセパレータを巻取り、巻取後において巻回された帯状体(巻回体)を前記回転軸から取り外す方法が知られている。また、巻回体の巻き圧力による巻回体の取外しに支障が生じたりするのを回避するべく、回転軸に筒状の巻芯コアを装着し、当該巻芯コアに対して帯状体を巻取り、帯状体の巻取後においては、巻芯コアごと巻回素子を取り外す、つまり、巻芯コアと帯状体とからなる巻回素子を電池素子として用いる技術も提案されている。 Conventionally, as a winding device for winding a belt-like body, the electrode foil and the separator are wound around a rotatable core (rotating shaft), and the belt-like body wound after winding (winding body) There is known a method of detaching from the rotating shaft. In addition, in order to avoid the hindrance to removal of the wound body due to the winding pressure of the wound body, a cylindrical core core is attached to the rotating shaft, and the belt-like body is wound around the core core. In addition, after winding the belt-like body, a technique has been proposed in which the winding element is removed together with the core, that is, a winding element composed of the core and the belt-like body is used as a battery element.
いずれの手法を採用するにしても、帯状体は、ロール状に巻回された原反から供給されるものであり、帯状体の供給に際しては、当該帯状体の先端を把持した状態で、回転軸の方へ案内する必要がある。従って、巻取装置には、各電極箔や各セパレータを回転軸の方へ供給するための供給手段が設けられるのが一般的である。 Regardless of which method is adopted, the belt is supplied from the roll wound in a roll, and when the belt is supplied, the belt is rotated while holding the tip of the belt. It is necessary to guide towards the axis. Therefore, the winding device is generally provided with a supply means for supplying each electrode foil and each separator toward the rotating shaft.
ところで、プラス電極箔やマイナス電極箔の巻取りに際し、各電極箔が蛇行を起こしてしまうことが懸念される。このように電極箔が蛇行を起こしたまま巻取られてしまうと、品質の低下を招いてしまうおそれがある。そこで、電極箔の蛇行を修正する手段を設ける技術がある(例えば、特許文献1等参照)。
効率的な蛇行修正を実現するという観点からは、上記蛇行修正手段は、回転軸に近い位置に設けるのが望ましい。しかしながら、上記の通り電極箔の経路の途中には、電極箔を回転軸の方へ供給するべく移動可能な供給手段が設けられていたため、当該供給手段との干渉を回避するべく、当該供給手段よりも上流側位置に蛇行修正手段を設けざるを得ないのが実状であった。すなわち、従来では、供給手段の退避位置よりもさらに遠い位置に蛇行修正手段を設けざるを得なかった。 From the viewpoint of realizing efficient meandering correction, the meandering correcting means is preferably provided at a position close to the rotation axis. However, as described above, in the middle of the path of the electrode foil, since the supply means movable to supply the electrode foil toward the rotating shaft is provided, the supply means is to avoid interference with the supply means. The actual condition is that meandering correction means must be provided upstream of the position. That is, conventionally, the meandering correction means has to be provided at a position further away from the retracting position of the supply means.
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、速やかでかつ効率的な蛇行修正を実現することができ、ひいては巻回素子の品質の低下をより確実に抑制することのできる巻取装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to realize quick and efficient meandering correction, and as a result, the deterioration of the quality of the winding element can be more reliably suppressed. It is to provide a winding device.
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。 In the following, each means suitable for solving the above-described object will be described in terms of items. In addition, the effect specific to the means to respond | corresponds as needed is added.
手段1. 軸線を中心に回転可能に構成され、自身の回転に基づき少なくとも帯状の電極箔を巻回可能な回転手段と、
ロール状に巻回されてなる前記電極箔の原反を支持する支持手段と、
前記電極箔を把持可能な把持部を有するとともに、前記電極箔の巻回開始に際しては、前記支持手段から延びる前記電極箔を前記把持部が把持した状態で、自身の移動により前記回転手段の方へ供給可能な電極箔供給手段と
を備えた巻取装置であって、
前記電極箔の蛇行を修正する蛇行修正手段を設けるとともに、
当該蛇行修正手段が、前記電極箔供給手段の移動とともに移動するよう構成し、
前記蛇行修正手段は、前記電極箔の幅方向の位置ズレを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記電極箔の幅方向の位置ズレを解消する修正部とを備えることを特徴とする巻取装置。
A support means for supporting the raw material of the electrode foil wound in a roll shape;
In addition to having a gripping part capable of gripping the electrode foil, when starting to wind the electrode foil, the rotating means is moved by its own movement while the gripping part grips the electrode foil extending from the support means. An electrode foil supply means capable of supplying to a winding device,
Providing a meandering correction means for correcting the meandering of the electrode foil;
The meander correction means is configured to move with the movement of the electrode foil supply means ,
The meandering correction means, a detection unit for detecting a displacement in the width direction of the electrode foil,
A winding device comprising: a correction unit that eliminates a positional shift in the width direction of the electrode foil based on a detection result of the detection unit.
上記手段1によれば、軸線を中心に回転可能に構成され、回転手段の回転に基づき少なくとも帯状の電極箔が巻回される。また、ロール状に巻回されてなる電極箔の原反が支持手段により支持され、電極箔の巻回開始に際しては、支持手段から延びる電極箔が電極箔供給手段の把持部によって把持された状態で、電極箔供給手段の移動により回転手段の方へ供給される。
According to said
さて、手段1では、電極箔の蛇行が蛇行修正手段によって修正されるのであるが、当該蛇行修正手段が、電極箔供給手段の移動とともに移動するよう構成されている。このため、蛇行修正手段を電極箔供給手段よりも離間した位置に設けざるを得なかった従来技術に比べ、回転手段に近い位置で蛇行修正を実現できる。従って、速やかでかつ効率的な蛇行修正を実現することができ、ひいては巻回素子の品質の低下をより確実に抑制することができる。一方で、蛇行修正手段が電極箔供給手段の移動とともに移動するものであるため、蛇行修正手段が電極箔供給手段の移動の障害となることがない。従って、電極箔の供給に支障が生じることもない。
また、蛇行修正手段が、電極箔の幅方向の位置ズレを検出する検出部と、検出部の検出結果に基づき電極箔の幅方向の位置ズレを解消する修正部とを備えることとすれば、より精度の高い蛇行修正を実現できる。
Now, in the
Further, if the meandering correction means includes a detection unit that detects a positional deviation in the width direction of the electrode foil, and a correction unit that eliminates a positional deviation in the width direction of the electrode foil based on the detection result of the detection unit, More accurate meandering correction can be realized.
手段2.軸線を中心に回転可能に構成され、自身の回転に基づき少なくとも帯状の電極箔を巻回可能な回転手段と、
ロール状に巻回されてなる前記電極箔の原反を支持する支持手段と、
前記電極箔を把持可能な把持部を有するとともに、前記電極箔の巻回開始に際しては、前記支持手段から延びる前記電極箔を前記把持部が把持した状態で、自身の移動により前記回転手段の方へ供給可能な電極箔供給手段と
を備えた巻取装置であって、
前記電極箔供給手段に、前記電極箔の蛇行を修正する蛇行修正手段を設け、
前記蛇行修正手段は、前記電極箔の幅方向の位置ズレを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記電極箔の幅方向の位置ズレを解消する修正部とを備えることを特徴とする巻取装置。
Mean 2. A rotating means configured to be rotatable around an axis and capable of winding at least a strip-shaped electrode foil based on its own rotation;
A support means for supporting the raw material of the electrode foil wound in a roll shape;
In addition to having a gripping part capable of gripping the electrode foil, when starting to wind the electrode foil, the rotating means is moved by its own movement while the gripping part grips the electrode foil extending from the support means. An electrode foil supply means capable of supplying to a winding device,
The electrode foil supply means is provided with meander correction means for correcting the meander of the electrode foil ,
The meandering correction means, a detection unit for detecting a displacement in the width direction of the electrode foil,
A winding device comprising: a correction unit that eliminates a positional shift in the width direction of the electrode foil based on a detection result of the detection unit.
上記手段2によれば、基本的には手段1と同様の作用効果が奏される。特に、手段2では、電極箔供給手段に、前記電極箔の蛇行を修正する蛇行修正手段が設けられていることから、電極箔供給手段と蛇行修正手段の双方を移動させるための駆動源の単一化を図ることができ、また、それぞれが別体で設けられている場合と比較して、コンパクト化、省スペース化を図ることができる。
According to the
手段3.前記蛇行修正手段を、前記把持部よりも上流側に設けたことを特徴とする手段2に記載の巻取装置。
Means 3. The winding device according to
上記手段3によれば、蛇行修正手段が把持部よりも上流側、つまり支持手段側に設けられている。そのため、把持部を極力回転手段側に位置させることができ、電極箔のスムースな巻取開始を実現できる。
According to the
手段4.前記電極箔供給手段は、前記回転手段から離間した退避位置と、前記回転手段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. Any of
上記手段4によれば、電極箔供給手段は、回転手段から離間した退避位置と、回転手段に最も接近した最接近位置との間を移動しうる。従って、巻回途中においては、退避位置よりも回転手段側で、つまり従来よりも回転手段に近い位置で蛇行修正を行うことができる。
According to the
手段5.前記電極箔の巻取開始時には、電極箔供給手段が前記最接近位置に移動させられ、前記最接近位置は、前記把持部により把持された前記電極箔の先端部を、前記回転手段の回転に基づき巻取開始可能な位置であることを特徴とする手段4に記載の巻取装置。
Means 5. At the start of winding of the electrode foil, the electrode foil supply means is moved to the closest position, and the closest position causes the tip of the electrode foil gripped by the gripping portion to rotate the rotating means. The winding device according to
上記手段5のように、前記最接近位置を、把持部により把持された電極箔の先端部が巻取開始可能な位置とすれば、より確実に電極箔の巻取りが実現される。また、当該最接近位置又はその近傍に蛇行修正手段(電極箔供給手段)を位置させた上で巻取を行うこととすれば、巻取中においては、電極箔が回転手段近傍で蛇行修正されることになり、より一層効率的な蛇行修正を実現することができる。 If the closest position is set to a position where the tip of the electrode foil gripped by the gripper can start winding as in the above-described means 5, winding of the electrode foil can be realized more reliably. Further, if winding is performed after the meandering correcting means (electrode foil supply means) is positioned at or near the closest position, the electrode foil is meandering corrected near the rotating means during winding. Thus, more efficient meandering correction can be realized.
手段6.前記電極箔の巻取開始後、巻取最中においては、前記電極箔供給手段が、前記退避位置よりも前記回転手段に近い側に位置するよう構成されてなる手段4又は5に記載の巻取装置。
Means 6. The winding according to
上記手段6によれば、電極箔の巻取開始後、巻取最中においては、電極箔供給手段が、退避位置よりも回転手段に近い側に位置するため、従来に比べ、より確実に回転手段に近い側で蛇行修正が行われる。結果として、より確実に効率的な蛇行手段を実現できる。
According to the
手段7.前記電極箔の巻取開始後、巻取最中においては、前記電極箔供給手段が、前記最接近位置よりも前記回転手段から離間した側に位置するよう構成されてなる手段6に記載の巻取装置。
Mean 7 The winding according to
手段7によれば、上記手段6の作用効果に加え、電極箔の巻取開始後、巻取最中においては、電極箔供給手段が、前記最接近位置よりも回転手段から離間した側に位置する。このため、電極箔供給手段が、最接近位置に位置し続けたまま電極箔が巻取られることによる不具合、例えば、巻回体が電極箔供給手段に当たってしまう等の事態を回避することができる。
According to the
手段8.前記電極箔の巻取開始後、巻取量の増大に伴い、前記電極箔供給手段が、前記回転手段から徐々に離間するよう構成されてなる手段6又は7に記載の巻取装置。
Means 8. The winding apparatus according to
上記手段8によれば、電極箔供給手段が、最接近位置に位置し続けたまま電極箔が巻取られることによる不具合、例えば、巻回体が電極箔供給手段に当たってしまう等の事態を回避することができる。その一方で、電極箔供給手段が回転手段から徐々に離間するため、一気に離間させられる場合に比べて、より効率的な蛇行修正を行うことができる。 According to the above-mentioned means 8, it is possible to avoid problems caused by winding the electrode foil while the electrode foil supply means continues to be located at the closest position, for example, a situation where the wound body hits the electrode foil supply means. be able to. On the other hand, since the electrode foil supply means is gradually separated from the rotation means, more efficient meandering correction can be performed as compared with the case where the electrode foil supply means is separated at a stretch.
手段9.前記電極箔は、プラス電極箔及びマイナス電極箔からなり、
当該プラス電極箔及びマイナス電極箔を、それぞれ電気絶縁性素材よりなる帯状のセパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取るよう構成してなるとともに、
前記支持手段、及び、前記電極箔供給手段は、それぞれ前記プラス電極箔及びマイナス電極箔に対応して設けられていることを特徴とする手段1乃至9のいずれかに記載の巻取装置。
Means 9 . The electrode foil comprises a plus electrode foil and a minus electrode foil,
The positive electrode foil and the negative electrode foil are each configured to be wound in an insulated state through a strip-shaped separator made of an electrically insulating material,
The winding device according to any one of
手段9のように、電極箔として、プラス電極箔及びマイナス電極箔を用いるとともに、当該プラス電極箔及びマイナス電極箔を、それぞれ電気絶縁性素材よりなる帯状のセパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取るよう構成してもよい。この場合、上述した支持手段及び電極箔供給手段は、それぞれプラス電極箔及びマイナス電極箔に対応して設けられていることとするのが望ましい。 As in the means 9 , a positive electrode foil and a negative electrode foil are used as electrode foils, and the positive electrode foil and the negative electrode foil are wound up in an insulated state through a strip-shaped separator made of an electrically insulating material. You may comprise. In this case, it is desirable that the support means and the electrode foil supply means described above are provided corresponding to the plus electrode foil and the minus electrode foil, respectively.
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
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。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3,4とプラス電極箔5とマイナス電極箔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3,4、プラス電極箔5、及び、マイナス電極箔6の相互の間隔をあけて示している箇所がある。
First, the structure of the lithium ion battery element as a winding element obtained by the winding device of this embodiment will be described. 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(図3等参照)。
In the present embodiment, the
セパレータ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、異なる電極箔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
プラス電極箔5及びマイナス電極箔6もまた、セパレータ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。本実施形態において、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6は、金属製の薄板よりなり、その表裏両面には図示しない活物質が塗布されている。そして、当該活物質を介して、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、プラス電極箔5側からマイナス電極箔6側へイオンが移動し、反対に、放電時には、マイナス電極箔6側からプラス電極箔5側へとイオンが移動する。また、プラス電極箔5の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リードが延出するとともに、マイナス電極箔6の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。
The
リチウムイオン電池を得るに際しては、前記電池素子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、前記正極リード及び負極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。
In obtaining a lithium ion battery, the
次に、前記電池素子1を製造するための巻取装置11について説明する。図2に示すように、巻取装置11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、回転手段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、各回転手段20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。
Next, the winding
図3にしたがって回転手段20の一例について説明すると、回転手段20は、軸線C方向に延び、軸線C方向一端側のテーブル14から他端側のテーブル15に向けて突出する回転軸としての巻芯21と、前記軸線C方向に延び、軸線C方向他端側のテーブル15から一端側のテーブル14に向けて突出する巻芯受け31とから構成されている。
An example of the rotating
前記巻芯21は、全体として棒状をなしており、軸線C方向他端側に延びる基部22と、当該基部22から軸線C方向他端側に延びる装着部23と、前記基部22及び装着部23間に形成されたテーパ段差部24とから構成されている。また、基部22、装着部23、及び、テーパ段差部24の中心軸はそれぞれ前記軸線Cと一致している。
The winding
前記基部22は、円柱状をなし、図示しない駆動手段によって、前記テーブル14に対し軸線C方向に沿って相対移動可能(出没可能)に構成されている。これにより、前記巻芯受け31に対して巻芯21が接離可能となっている。加えて、基部22は、図示しない回転駆動手段(例えば、モータ)によって、軸線Cを回転軸としてテーブル14に対して相対回転可能となっており、ひいては巻芯21全体が軸線Cを回転軸として相対回転可能となっている。すなわち、回転駆動手段は帯状体7を巻取る際の巻取動力として機能する。
The
前記装着部23は、電池素子1の製造時において、前記巻芯コア2がその外周部分に装着されるものである。当該装着部23は、棒状をなすとともに、前記巻芯コア2の挿通孔8の断面形状に対応すべく断面非円形状(本実施形態では、断面正方形状)に形成されている。さらに、装着部23は、前記基部22よりも細化されており、また、装着部23の先端側面部には、軸線C方向へと延びる一対の先割れ部25が形成されている。加えて、当該先割れ部25の内周部分には、後述する受けピン33を嵌合可能な図示しない嵌合凹部が形成されている。
The mounting
一方、前記巻芯受け31は、円柱状をなす支持部32と、当該支持部32に一体形成され、軸線C方向一端側に向けて突出する受けピン33と、当該受けピン33の外周側に設けられ、先端筒状の受け部34とを備えている。尚、支持部32、受けピン33、及び、受け部34のそれぞれの中心軸は、前記軸線Cと一致している。
On the other hand, the
前記支持部32は、前記テーブル15に対して軸線Cを回転軸として相対回転(本実施形態では、自由回転)可能、かつ、軸線C方向に相対移動不能に支持されている。
The
前記受けピン33は、円柱状をなすとともに、その外周面の大部分が軸線Cと略平行となるように構成されている。当該受けピン33は、前記受け部34の内側に配設されており、また、その外径は、前記嵌合凹部の内径と同径或いは若干大径となるように構成されている。尚、受けピン33は、前記嵌合凹部への嵌合をより容易なものとすべく、その先端部分が先細り形状となっている。
The receiving
前記受け部34は、前記巻芯コア2の外径と略等しい外径を有しており、その先端面が前記巻芯コア2の一端面と当接可能な被当接面35となっている。また、受け部34と受けピン33との間の環状空間は、装着部23の先端部を収容可能な収容凹部36となっており、前記受けピン33が、前記嵌合凹部に嵌合された際には、装着部23の先端部が前記収容凹部36に収容されるようになっている。
The receiving
上記のように構成されている回転手段20にあっては、後記する着脱装置13によって、装着部23に巻芯コア2が取付けられる。そして、基部22を軸線C方向に沿って他端側(テーブル15側)へと相対移動させることで、受けピン33が前記嵌合凹部に嵌合されるとともに、受け部34の収容凹部36に対して装着部23の先端部が挿入される。このとき、装着部23の先端部が受けピン33によって外周側へ広げられることとなり、ひいては巻芯コア2の他端部が前記装着部23によって内周側から保持されることとなる。併せて、巻芯コア2の一端部が、前記テーパ段差部24に当接・保持されることとなる。さらに、巻芯コア2の他端の当接面が、受け部34の被当接面35に当接する。このようにして巻芯コア2が、回転手段20に装着される。
In the rotating means 20 configured as described above, the
説明を図2の巻取装置11に戻す。前記2つの回転手段20が、前記ターレット12の回動により、着脱ポジションP1(図の右側位置)と、巻取ポジションP2(図の左側位置)との間を移動可能である点については上述したが、本実施形態では、着脱ポジションP1に対応して、後述する巻芯コア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。
The description returns to the winding
また、巻取ポジションP2は、前記巻芯コア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に対応して、帯状体7を供給するための帯状体供給機構が設けられている。より具体的には、帯状体供給機構は、2枚のセパレータ3,4をそれぞれ巻取ポジションP2に位置する回転手段20の方へ供給するセパレータ供給機構と、プラス電極箔5を回転手段20の方へ供給するプラス電極箔供給機構と、マイナス電極箔6を回転手段20の方へ供給するマイナス電極箔供給機構とを備えている(図2においてはいずれも図示を省略する)。いずれの供給機構も、ロール状に巻回された原反から帯状体7(セパレータ3,4や電極箔5,6)を引き出して、回転手段20の方へ供給することができるよう構成されているが、ここでは、プラス電極箔供給機構及びマイナス電極箔供給機構等の構成に特徴があるので、次には、プラス電極箔供給機構を代表例として、図4を参照しつつ、詳細を説明することとする。
The winding position P2 is a position for winding the belt-
プラス電極箔供給機構の最上流側においては、プラス電極箔5がロール状に巻回された原反40が、支持手段41にて自由回転可能に支持されている。当該支持手段41から回転手段20にかけてのプラス電極箔5の供給経路の途中には、張力付与手段42が設けられている。当該張力付与手段42は、一対のローラ43,44と、両ローラ43,44間に設けられた段差ローラ45とを具備している。
On the most upstream side of the plus electrode foil supply mechanism, an
また、プラス電極箔5の供給経路の途中において、前記張力付与手段42の下流側(回転手段20側)には、電極箔供給手段47が設けられている。電極箔供給手段47は、把持部としての上下一対のチャック48を具備している。電極箔供給手段47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48が開閉動作可能となっている。
In the middle of the supply path of the
電極箔供給手段47はまた、前記プラス電極箔5の供給経路に沿って移動可能に構成されている。より詳しくは、電極箔供給手段47は、図示しないアクチュエータ(例えばモータ)により、前記回転手段20から相当距離離間した退避位置(図4参照)と、回転手段20に最も接近した最接近位置(図6参照)との間を移動可能に構成されている。前記最接近位置は、チャック48により把持されたプラス電極箔5の先端部を、回転手段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 electrode foil supply means 47 is also configured to be movable along the supply path of the
さて、本実施形態では、前記電極箔供給手段47は、把持部48以外にも、蛇行修正手段51を具備している。蛇行修正手段51は、プラス電極箔5の上下位置に配置され、当該プラス電極箔5の幅方向の位置ズレを検出する検出部としてのエッジセンサ52と、エッジセンサ52の検出結果に基づきプラス電極箔5の幅方向の位置ズレを解消する修正部53と、前記修正部53を動作させるアクチュエータ(図示せず)とを備えている。本実施形態では、図5に示すように、修正部53は、上下一対のローラ54,55により構成されるとともに、前記アクチュエータによって、下側のローラ54の下部中央を回動中心(ピボットセンター)として同図矢印方向に回動可能となっている。これにより、プラス電極箔5の位置ズレ(蛇行)が修正されるようになっている。
In the present embodiment, the electrode
さらに、プラス電極箔5の供給経路の途中において、前記電極箔供給手段47の下流側(回転手段20側)には、プラス電極箔5を切断する切断手段61が設けられている。切断手段61は、例えばプラス電極箔5の下側に位置する台座部62と、上側に位置する刃部63とを備えている。但し、切断手段61は、前記電極箔供給手段47の移動を阻害しない位置に設けられているか、又は、切断位置と、電極箔供給手段47の移動を阻害しない退避位置との間を移動可能に設けられている。
Further, a cutting means 61 for cutting the
以上がプラス電極箔供給機構の説明であるが、マイナス電極箔6を回転手段20の方へ供給するマイナス電極箔供給機構についても上記と同様の構成を具備している。また、セパレータ供給機構についても、基本的には上記と同様の構成を具備している。尚、本実施形態では、前記巻取ポジション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。
The above is the description of the plus electrode foil supply mechanism, but the minus electrode foil supply mechanism for supplying the
次に、上述した巻取装置11を用いて、電池素子1を製造するための方法について、特に、電極箔(図6〜図10等ではプラス電極箔5)の供給に着目しつつ説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、ターレット12を時計回りに半回転させることで、一方の回転手段20を着脱ポジションP1へと移動させる。このとき、他方の回転手段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手段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の装着された回転手段20が巻取ポジションP2へと移動させられる。
First, by rotating the
かかる巻取ポジションP2に位置する回転手段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 rotating means 20 located at the winding position P2, the
続いて、当該巻取ポジションP2においては、回転手段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、プラス電極箔供給機構及びマイナス電極箔供給機構の各電極箔供給手段47が作動させられ、各電極箔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 means 20 (winding core 21) is rotated. When the predetermined timing arrives, the electrode foil supply means 47 of the plus electrode foil supply mechanism and the minus electrode foil supply mechanism are operated, and the electrode foils 5 and 6 are supplied toward the
より詳しくは、それまで前記チャック48によって先端部が把持された各電極箔5,6が、例えば図6に示すように、電極箔供給手段47(チャック48)が回転手段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、図7に示すように、各電極箔5,6の先端が、各セパレータ3,4で挟み込まれることとなり、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6が、それぞれ各セパレータ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。そして、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6の巻取りが開始されたならば、図8に示すように、チャック48が開かれる。これにより、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6は、前記張力付与手段42にて所定の張力を付与されながら、セパレータ3,4とともに巻き取られることとなる。尚、前記チャック48の開放に伴い、図9に示すように、電極箔供給手段47は幾分上流側(回転手段20から離間する側)へ移動させられる。これにより、巻取り量が増大した場合でも、巻回素子がチャック28等に接触し、巻取りが阻害されてしまうといった事態が回避される。勿論、巻取り量の増大に伴って徐々に上流側に移動するよう構成してもよい。但し、この巻取りの最中においては、電極箔供給手段47が、前記退避位置よりも回転手段20に近い側に位置するよう配置される。
More specifically, each of the electrode foils 5 and 6 whose tip portions have been gripped by the
帯状体7の巻回がほぼ完了したならば、回転手段20の回転が一旦停止された上で、図10に示すように、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6が前記切断手段61で切断される。前記切断に際しては、チャック48が閉状態とされ、これにより、次回巻取り用のプラス電極箔5及びマイナス電極箔6の先端部分がチャック48で把持されることとなる。その後、回転手段20を幾らか回転させた後、セパレータ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が完全に巻き取られ、外周側のセパレータ3,4に関しテープ止めが施されることで巻取が完了する。
When the winding of the belt-
その後、前記回転手段20等を着脱ポジションP1へと移動させた上で、巻芯21を巻芯受け31から離間する方向へと相対移動させ、前記受けピン33を嵌合凹部から抜き外すことで、装着部23による巻芯コア2の保持力が解除されることとなる。その上で、帯状体7の巻回された巻芯コア2を、巻芯コア2ごと装着部23から取り外すことで電池素子1が得られる。
Thereafter, after the rotating
以上詳述したように、本実施形態によれば、プラス電極箔5及びマイナス電極箔6の蛇行が蛇行修正手段51によって修正されるのであるが、当該蛇行修正手段51が、電極箔供給手段47に設けられ、当該電極箔供給手段47の移動とともに移動する。このため、蛇行修正手段を電極箔供給手段よりも離間した位置に設けざるを得なかった従来技術に比べ、回転手段20により近い位置で蛇行修正を実現できる。従って、速やかでかつ効率的な蛇行修正を実現することができ、電池素子1の品質の低下をより確実に抑制することができる。一方で、蛇行修正手段51が電極箔供給手段47の移動とともにプラス電極箔5及びマイナス電極箔6の長手方向に移動するものであるため、蛇行修正手段51が電極箔供給手段47の移動の障害となることがない。従って、各電極箔5,6の供給に支障が生じることもない。
As described in detail above, according to the present embodiment, the meandering of the
さらに、電極箔供給手段47と蛇行修正手段51の双方を移動させるための駆動源の単一化を図ることができ、また、それぞれが別体で設けられている場合と比較して、コンパクト化、省スペース化を図ることができる。 Furthermore, the drive source for moving both the electrode foil supply means 47 and the meandering correction means 51 can be unified, and more compact than in the case where each is provided separately. , Space can be saved.
また、蛇行修正手段51がチャック48よりも上流側に設けられているため、チャック48を極力回転手段20側に位置させることができる。従って、各電極箔5,6のスムースな巻取開始を実現できる。
Further, since the meandering correction means 51 is provided on the upstream side of the
さらに、電極箔供給手段47は、回転手段20から離間した退避位置と、回転手段に最も接近した最接近位置との間を移動しうる。従って、巻回途中においては、退避位置よりも回転手段20側で、つまり従来よりも回転手段20に近い位置で蛇行修正を行うことができる。特に、最接近位置の近傍に蛇行修正手段51(電極箔供給手段47)を位置させた上で巻取を行うこととすれば、巻取中においては、各電極箔5,6が回転手段20近傍で蛇行修正されることになる。結果として、速やかでかつ効率的な蛇行修正を実現することができるという上記作用効果がより確実に奏される。
Furthermore, the electrode foil supply means 47 can move between a retracted position separated from the rotating
一方で、各電極箔5,6の巻取開始後、巻取最中においては、電極箔供給手段47が、前記最接近位置よりも幾分回転手段20から離間した側に配置される。このため、電極箔供給手段47が、最接近位置に位置し続けたまま電極箔5,6が巻取られることによる不具合、例えば、巻回素子が電極箔供給手段47に当たってしまう等の事態を回避することができる。 On the other hand, after the start of winding of the electrode foils 5 and 6, during winding, the electrode foil supply means 47 is disposed on a side somewhat away from the rotating means 20 from the closest position. For this reason, a problem caused by winding of the electrode foils 5 and 6 while the electrode foil supply means 47 continues to be positioned at the closest position, for example, a situation in which a winding element hits the electrode foil supply means 47 is avoided. can do.
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、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。
(A) In the said embodiment, although the
(b)上記実施形態における回転手段20はあくまでも一例であって、他の構成を採用してもよいことは言うまでもない。例えば、上記例では受けピン33は支持部32と一体化して形成されているが、受けピン33を支持部32とは別体で設け、受けピン33を支持部32に対して軸線C方向に沿って移動(出没)可能に構成することとしてもよい。また、上記(a)を勘案すれば、セパレータ3,4の挿通されるスリットを有する巻芯が、回転手段を構成することとしてもよい。
(B) The rotating means 20 in the above embodiment is merely an example, and it goes without saying that other configurations may be adopted. For example, in the above example, the receiving
(c)上記実施形態では、巻取装置11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11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。
(C) In the above embodiment, the
(d)上記実施形態では、蛇行修正手段51として、上下一対のローラ54,55を備えた修正部53を具備するものを採用しているが、他の構成であっても何ら差し支えない。例えば左右方向(幅方向)に移動可能な1つ或いは複数のローラで構成してもよい。
(D) In the above embodiment, the meandering correcting
(e)上記実施形態では、電極箔供給手段47に、蛇行修正手段51を設ける構成を採用しているが、蛇行修正手段51が、電極箔供給手段47の移動とともに移動するよう構成されていれば、必ずしも電極箔供給手段47に対し蛇行修正手段51が設けられていなくてもよい。例えば、電極箔供給手段47と、蛇行修正手段51とが別体で同期して移動可能に設けられていてもよい。また、1つの移動可能なプレート等に電極箔供給手段47と蛇行修正手段51とが設けられていてもよい。 (E) In the above embodiment, the electrode foil supply means 47 is provided with the meander correction means 51, but the meander correction means 51 may be configured to move as the electrode foil supply means 47 moves. For example, the meandering correction means 51 may not necessarily be provided for the electrode foil supply means 47. For example, the electrode foil supply means 47 and the meandering correction means 51 may be provided separately and in a movable manner. Moreover, the electrode foil supply means 47 and the meandering correction means 51 may be provided on one movable plate or the like.
1…巻回素子としての電池素子、3,4…セパレータ、5…プラス電極箔、6…マイナス電極箔、7…帯状体、11…巻取装置、20…回転手段、40…原反、41…支持手段、42…張力付与手段、47…電極箔供給手段、48…把持部としてのチャック、51…蛇行修正手段、52…検出部としてのエッジセンサ、53…修正部、54,55…ローラ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ロール状に巻回されてなる前記電極箔の原反を支持する支持手段と、
前記電極箔を把持可能な把持部を有するとともに、前記電極箔の巻回開始に際しては、前記支持手段から延びる前記電極箔を前記把持部が把持した状態で、自身の移動により前記回転手段の方へ供給可能な電極箔供給手段と
を備えた巻取装置であって、
前記電極箔の蛇行を修正する蛇行修正手段を設けるとともに、
当該蛇行修正手段が、前記電極箔供給手段の移動とともに移動するよう構成し、
前記蛇行修正手段は、前記電極箔の幅方向の位置ズレを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記電極箔の幅方向の位置ズレを解消する修正部とを備えることを特徴とする巻取装置。 A rotating means configured to be rotatable around an axis and capable of winding at least a strip-shaped electrode foil based on its own rotation;
A support means for supporting the raw material of the electrode foil wound in a roll shape;
In addition to having a gripping part capable of gripping the electrode foil, when starting to wind the electrode foil, the rotating means is moved by its own movement while the gripping part grips the electrode foil extending from the support means. An electrode foil supply means capable of supplying to a winding device,
Providing a meandering correction means for correcting the meandering of the electrode foil;
The meander correction means is configured to move with the movement of the electrode foil supply means ,
The meandering correction means, a detection unit for detecting a displacement in the width direction of the electrode foil,
A winding device comprising: a correction unit that eliminates a positional shift in the width direction of the electrode foil based on a detection result of the detection unit.
ロール状に巻回されてなる前記電極箔の原反を支持する支持手段と、
前記電極箔を把持可能な把持部を有するとともに、前記電極箔の巻回開始に際しては、前記支持手段から延びる前記電極箔を前記把持部が把持した状態で、自身の移動により前記回転手段の方へ供給可能な電極箔供給手段と
を備えた巻取装置であって、
前記電極箔供給手段に、前記電極箔の蛇行を修正する蛇行修正手段を設け、
前記蛇行修正手段は、前記電極箔の幅方向の位置ズレを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記電極箔の幅方向の位置ズレを解消する修正部とを備えることを特徴とする巻取装置。 A rotating means configured to be rotatable around an axis and capable of winding at least a strip-shaped electrode foil based on its own rotation;
A support means for supporting the raw material of the electrode foil wound in a roll shape;
In addition to having a gripping part capable of gripping the electrode foil, when starting to wind the electrode foil, the rotating means is moved by its own movement while the gripping part grips the electrode foil extending from the support means. An electrode foil supply means capable of supplying to a winding device,
The electrode foil supply means is provided with meander correction means for correcting the meander of the electrode foil ,
The meandering correction means, a detection unit for detecting a displacement in the width direction of the electrode foil,
A winding device comprising: a correction unit that eliminates a positional shift in the width direction of the electrode foil based on a detection result of the detection unit.
前記最接近位置は、前記把持部により把持された前記電極箔の先端部を、前記回転手段の回転に基づき巻取開始可能な位置であることを特徴とする請求項4に記載の巻取装置。 At the start of winding the electrode foil, the electrode foil supply means is moved to the closest position,
5. The winding device according to claim 4, wherein the closest approach position is a position at which a leading end portion of the electrode foil gripped by the gripping portion can be started based on rotation of the rotating means. .
当該プラス電極箔及びマイナス電極箔を、それぞれ電気絶縁性素材よりなる帯状のセパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取るよう構成してなるとともに、
前記支持手段、及び、前記電極箔供給手段は、それぞれ前記プラス電極箔及びマイナス電極箔に対応して設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の巻取装置。 The electrode foil comprises a plus electrode foil and a minus electrode foil,
The positive electrode foil and the negative electrode foil are each configured to be wound in an insulated state through a strip-shaped separator made of an electrically insulating material,
The winding device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the support means and the electrode foil supply means are provided corresponding to the plus electrode foil and the minus electrode foil, respectively.
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