JP5551744B2 - 巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、電解コンデンサ素子等の巻回素子を製造するための帯状材料の巻取装置に関する。

帯状材料の巻取装置は、スリットを有する巻軸を備えている。帯状材料の巻取装置では、スリットに帯状材料を挟み込んで巻軸を回転させることにより、巻軸に帯状材料を巻き付け、その後に帯状材料を切断することにより、電解コンデンサ素子等の素子を形成する。

従来の巻取装置では、巻取中に張力の掛かった帯状材料の裁断は、２つの刃を有するカッターを用いて行われていた（例えば、特許文献１、２参照）。具体的には、カッターの上刃と下刃で帯状材料を挟み、カッターの剪断力により帯状材料を裁断していた。

従来の巻取装置におけるカッターについて、図６を用いて説明する。なお、図６において、Ｆは、帯状材料１１５の進行方向を示し、Ｒは、帯状材料１１５の幅方向を示し、Ｐは、帯状材料１１５の厚さ方向を示す。

巻取装置１００は、カッターとして、第一刃１１３（上刃）および第二刃１１４（下刃）を備える。第一刃１１３は、平面状の刃面１１３ｃと、直線状の刃先１１３ｄとを備える。第二刃１１４は、平面状の刃面１１４ｃと、直線状の刃先１１４ｄとを備える。

図６（ａ）に示すように、第一刃１１３の刃先１１３ｄと、第二刃１１４の刃先１１４ｄとは、間隔を空けて対向している。第一刃１１３の刃先１１３ｄと第二刃１１４の刃先１１４ｄとの間に、帯状材料１１５が位置している。第一刃１１３の刃先１１３ｄは、帯状材料１１５の表面と平行である。第二刃１１４の刃先１１４ｄは、帯状材料１１５の表面に対して傾斜している。また、第一刃１１３の刃面１１３ｃと第二刃１１４の刃面１１４ｃとは、図６（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）に示すように、平行である。

図６（ａ）、（ｂ）に示す状態から、第一刃１１３および第二刃１１４は、帯状材料１１５の厚さ方向Ｐにおいて、相対的に近づく方向に沿って移動する。そして、第一刃１１３および第二刃１１４は、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、帯状材料１１５を挟み、図６（ｅ）、（ｆ）に示すように、帯状材料１１５を切断する。

特開平２−１８１４１５号公報 特開２００６−６９７３５号公報

ところで、帯状材料は複数の物質から構成されることが多い。例えば、一般的な電解コンデンサでは、帯状材料は、弁金属からなる陽極箔および陰極箔、ならびにセパレータで構成される。従来、セパレータとしては、一般的に天然紙からなるものが用いられていたが、近年、プラスチック製のセパレータも多く用いられるようになっている。

帯状材料としてプラスチック等の樹脂のような滑り易く柔軟性がある材料が含まれる場合、カッターの剪断力が材料に適切に伝わらず、帯状材料を裁断できない場合があった。また、カッターの剪断力を上げるために刃の位置合せを実施しても、裁断時に帯状材料上で滑って材料から刃が逃げてしまう場合があり、そのような場合に、刃同士が接触し、刃等の部品が破損してしまうことがあった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状材料が比較的滑り易く柔軟性がある場合であっても、裁断に支障がなく、素子の作製が可能であり、連続稼働しても、刃先同士が接触することがなく、素子の生産効率を高めることができる巻取装置を提供することである。

本発明は、帯状材料の巻取装置であって、前記巻取装置は、前記帯状材料を巻き取ることにより素子を形成する巻軸と、前記巻軸よりも上流側において前記帯状材料の厚さ方向に沿って前記帯状材料を挟んで切断するための第一刃および第二刃と、弾性を有し、前記第一刃を支持する接続部材と、前記第一刃および前記第二刃の少なくとも一方を、前記帯状材料の厚さ方向に移動させる駆動部とを備え、前記第一刃および前記第二刃の一方の刃は、先端側に傾斜面を有するガイド部を備え、前記傾斜面は、刃面に対して傾斜しており、且つ前記第一刃および前記第二刃が前記帯状部材を挟む前に他方の刃に接触する位置に形成されており、
前記第一刃および前記第二刃のうちの前記一方の刃が備える前記ガイド部の前記傾斜面の後端側の端縁部は、前記一方の刃の刃先よりも先端側に位置し、
前記第一刃および前記第二刃は、前記第一刃と前記第二刃との接触位置が前記端縁部を越えて前記第一刃と前記第二刃とが前記帯状部材を挟んで切断するとき、前記第一刃が、前記第二刃との接触による前記帯状部材の進行方向と平行な方向への移動を伴わずに、前記帯状材料の厚さ方向に沿って移動するように配置されている。

本発明によれば、前記接続部材の弾性と、前記ガイド部とにより、前記帯状材料の適正な位置に、適切な剪断力を伝えることができる。従って、前記帯状材料が比較的滑り易く柔軟性がある場合であっても、裁断に支障がなく、素子の作製が可能である。また、前記接続部材の弾性と、前記ガイド部により、裁断を行うごとに前記第一刃および前記第二刃の位置調整が行われるので、巻取装置を連続稼働しても、前記第一刃の刃先と前記第二刃の刃先とが接触することがない。従って、前記第一刃と前記第二刃の耐久性を向上させることができ、素子の生産効率を高めることができる。

本実施形態に係る巻取装置を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、図１に示す巻取装置の部分拡大側面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、図１に示す巻取装置が備える第一刃の正面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＺ部分の拡大図である。 （ａ）は、図１に示す巻取装置が備える第二刃の正面図であり、（ｂ）は、その断面図である。 （ａ）は、第一刃のガイド部と第二刃のガイド部とが接触したときの状態を示す正面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、第一刃と第二刃とが帯状材料を挟んだときの状態を示す正面図であり、（ｄ）は、その側面図であり、（ｅ）は、第一刃と第二刃とが帯状材料を切断したときの状態を示す正面図であり、（ｆ）は、その側面図である。 （ａ）は、従来の巻取装置が備えるカッターを示す正面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すカッターが帯状材料を挟んだときの状態を示す正面図であり、（ｄ）は、その側面図であり、（ｅ）は、（ａ）に示すカッターが帯状材料を切断したときの状態を示す正面図であり、（ｆ）は、その側面図である。

図１は、本実施形態に係る巻取装置を模式的に示す説明図である。
巻取装置１は、電解コンデンサ素子等の素子を製造するための帯状材料１５の巻取装置である。巻取装置１は、帯状材料１５を巻き取ることにより、電解コンデンサ素子等の素子を製造することができる。図示しないが、帯状材料１５は、リール状に巻かれた状態で巻取装置１に取り付けられている。帯状材料１５は、リール（図示せず）から引き出され、図１に示すように、ガイドローラ１１を通過し、第一刃１３（上刃）および第二刃１４（下刃）の間を通過し、素子を巻回するための巻軸１２へ供給され、巻軸１２により巻き取られる。巻軸１２には、任意の間隔（スリット）が設定されている。間隔内に帯状材料１５が挿入され、間隔が調整されることにより、帯状材料１５は、巻軸１２に固定される。

第一刃１３及び第二刃１４により切断される帯状材料１５としては、特に限定されず、例えば、電極箔（陽極箔若しくは陰極箔）、セパレータ、又は電極箔とセパレータとの組合せが挙げられる。具体的には、帯状材料１５は、陽極箔および陰極箔ならびにセパレータを備え、セパレータと陽極箔または陰極箔としての金属箔とが交互に重ね合わされていてもよい。また、帯状材料１５は、陽極箔および陰極箔ならびに２枚のセパレータからなり、セパレータ、陽極箔、セパレータおよび陰極箔が、この順に重ね合わされていてもよい。なお、本発明における帯状材料は、この例に限定されない。
また、帯状材料１５が複数部材からなり、各部材が各々のリールから供給され、第一刃１３及び第二刃１４の上流側で各部材が重ね合わされて、帯状材料１５として第一刃１３と第二刃１４との間に供給される場合には、帯状材料１５の一部が第一刃１３及び第二刃１４以外の切断装置で切断されてもよい。この場合、帯状材料１５の残部が第一刃１３及び第二刃１４により切断される。

巻取装置１では、巻軸１２よりも上流側に、帯状材料１５を裁断するための第一刃１３および第二刃１４が設置されている。具体的には、巻軸１２とガイドローラ１１との間で、第一刃１３および第二刃１４は、帯状材料１５を裁断する。帯状材料１５の進行方向Ｆにおいて、ガイドローラ１１側が、上流側であり、巻軸１２側が、下流側である。第一刃１３および第二刃１４の各々は、図中に示す矢印Ｐの方向に移動可能に設けられている。第一刃１３および第二刃１４は帯状材料１５を挟み、帯状材料１５を裁断する。

なお、矢印Ｐの方向は、帯状材料１５の厚さ方向である。巻取装置１において、第一刃１３および第二刃１４は、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って直線往復運動を行う。また、矢印Ｆは、第一刃１３および第二刃１４の間を通過するときの帯状材料１５の進行方向である。また、矢印Ｒは、帯状材料１５の幅方向である。帯状材料１５は、帯状材料１５の幅方向Ｒに沿って切断される。

本実施形態では、帯状材料１５の進行方向Ｆは、帯状材料１５の厚さ方向Ｐと略直交している。ここでいう略直交は、巻取装置１の設計誤差や帯状材料１５の撓み等による誤差を許容することを意味する。なお、本発明において、帯状材料１５の進行方向Ｆは、必ずしも、帯状材料１５の厚さ方向Ｐと直交する必要は無い。

第一刃１３は、接続部材２に取り付けられている。接続部材２は、弾性を有し、第一刃１３を支持する。接続部材２は、基台１６に取り付けられている。基台１６は、駆動部３に取り付けられている。第二刃１４は、駆動部７に取り付けられている。これらの構成については、後で詳述する。

巻取装置１では、巻軸１２が回転することにより、所定長さの帯状材料１５が巻軸１２に巻き付けられ、その後、第一刃１３および第二刃１４が帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って相対的に近づく方向に移動し、第一刃１３および第二刃１４が帯状材料１５を挟んで裁断する。本実施形態では、第一刃１３および第二刃１４が移動する場合について説明するが、本発明は、この例に限定されず、第一刃１３または第二刃１４のいずれか一方のみが移動してもよい。帯状材料１５の端部は、裁断された後に自由になっているので、巻取装置１が備えるテープ貼り付け機構等（図示せず）により、帯状材料１５の端部を、巻軸１２に巻き取られた帯状材料１５に固定する。その後、巻軸１２に巻き取られた帯状材料１５を巻軸１２から取り外すことにより、電解コンデンサ素子が完成する。

なお、本実施形態では、帯状材料１５が複数の材料からなる場合について説明しているが、帯状材料１５が単独の材料からなる場合であっても、同様に切断することができる。また、本実施形態では、第一刃１３が上側に配置され、第二刃１４が下側に配置される場合について説明しているが、第一刃１３が下側に配置され、第二刃１４が上側に配置されてもよい。

図２（ａ）は、図１に示す巻取装置の部分拡大側面図であり、（ｂ）は、その正面図である。
接続部材２は、切れ目２ｄ、２ｅが形成された中実体である。接続部材２は、切れ目２ｄ、２ｅが形成されることにより弾性を有している。接続部材２は、金属製であり、例えば鋼材からなる。接続部材２の先端に第一刃１３が固定されており、接続部材２は、基台１６に固定されている。具体的に、接続部材２は、第一刃１３が設置される先端部２ａと、基台１６に固定される支持部２ｃと、先端部２ａと支持部２ｃとを連結する連結部２ｂとからなる。先端部２ａと支持部２ｃと連結部２ｂとは一体として形成されている。なお、鋼材としては、例えば、バネ鋼材を挙げることができる。

先端部２ａは、矩形状を有しており、先端部２ａの正面２ｇ（帯状材料１５の進行方向Ｆにおける上流側の面）に、第一刃１３の柄部１３ａが固定されている。

支持部２ｃは、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って延びる柱状体であり、本実施形態では、角柱状体である。支持部２ｃの先端（下端）は、連結部２ｂを介して、先端部２ａと繋がっている。支持部２ｃの後端側（上端側）は、基台１６に固定されており、支持部２ｃの先端側（下端側）には、切れ目２ｄ、２ｆが形成されている。具体的に、支持部２ｃは、固定部材２ｆ（例えば、ネジ）により基台１６の正面１６ａに固定されている。

このように、接続部材２は、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに延びる形状を有しており、接続部材２の先端側には、第一刃１３が固定され、接続部材２の後端側には、基台１６が固定されている。さらに、図２（ａ）に示すように、接続部材２の第一刃１３が固定された部分と、接続部材２の基台１６が固定された部分とは、帯状材料１５の厚さ方向Ｐにおいて重なり合わない。本実施形態に係る巻取装置１では、第一刃１３が固定された部分と、基台１６が固定された部分との間に、切れ目２ｄ、２ｅが形成されているので、接続部材２が有する弾性が第一刃１３に作用し易くなっている。

切れ目２ｄは、側面視（図２（ａ）参照）において、支持部２ｃの正面２ｈから帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に沿って下流側に向かって延び、それから帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って先端側に向かって延びている。正面２ｈは、支持部２ｃが有する面のうち、帯状材料１５の進行方向Ｆにおける上流側の面である。

切れ目２ｅは、側面視において、支持部２ｃの背面２ｉから帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に沿って上流側に向かって延び、それから帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って後端側に向かって延びている。背面２ｉは、帯状材料１５の進行方向Ｆにおける下流側の面である。

このように、切れ目２ｄ、２ｅは、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に沿う部分と、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿う部分とを有している。

切れ目２ｄは、支持部２ｃの正面２ｈに形成されている。切れ目２ｅは、支持部２ｃの背面２ｉに形成されている。切れ目２ｄは、正面視（図２（ｂ）参照）において、帯状材料１５の幅方向Ｒに沿って延びており、接続部材２の両側面まで到達している。切れ目２ｅも、帯状材料１５の幅方向Ｒに沿って延びており、接続部材２の両端面まで到達している。

このように、接続部材２の先端側に第一刃１３が固定され、接続部材２の後端側が基台１６に固定され、接続部材２の先端側と後端側との間に切れ目２ｄ、２ｅが形成されており、これにより、接続部材２は、帯状材料１５の厚さ方向Ｐおよび帯状材料１５の進行方向Ｆに対する弾性を有している。

本実施形態では、切れ目２ｄ、２ｅの形状によって、接続部材２が有する弾性が調節されている。切れ目２ｄ、２ｅは、支持部２ｃ（接続部材２）の正面２ｈまたは背面２ｉから形成されており、正面視において帯状材料１５の幅方向Ｒに沿って延びており、接続部材２の両端面まで到達している。

従って、第一刃１３に対して、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に沿う力が加わったときには、切れ目２ｄ、２ｅのいずれか一方の幅が拡がるように接続部材２が変形し、これにより帯状材料１５の進行方向Ｆに対する弾性が生じる。

また、第一刃１３に対して、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿う力が加わったときには、切れ目２ｄ、２ｅが閉じるように接続部材２が変形し、これにより帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿う弾性が生じる。

なお、接続部材２には、上流側の表面（正面２ｈ）から下流側の表面（背面２ｉ）まで到達する切れ目が形成されていない。従って、帯状材料１５の幅方向Ｒにおける接続部材２の変形を防止することができ、帯状材料１５に適切に且つ効率よく力を伝達することができる。

基台１６は、基台１６が駆動部３に取り付けられる位置を調整するための調整部１６ｂを備えている。調整部１６ｂにおいて、基台１６の上下方向（帯状材料１５の厚さ方向Ｐ）における取付位置を調整することにより、第一刃１３の上下方向の位置を調整することができる。

基台１６は、調整部１６ｂにより、駆動部３に固定されている。駆動部３は、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿った直線往復運動を行うことができ、これにより、第一刃１３を帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って直線往復運動させることができる。駆動部３は、例えば、鋼鋼材からなる。第二刃１４は、駆動部７に固定されている。駆動部７は、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿った直線往復運動を行うことができ、これにより、第二刃１４を帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って直線往復運動させることができる。駆動部７は、例えば、鋼鋼材からなる。なお、駆動部３、７が直線往復運動を行うための機構としては、従来公知の機構を用いることができる。また、第一刃１３および第二刃１４は、例えば、駆動部３、７とは異なる材質の鋼鋼材からなる。

図３（ａ）は、図１に示す巻取装置が備える第一刃１３の正面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、（ｂ）におけるＺ部分の拡大図である。
第一刃１３は、接続部材２（図２参照）に固定される柄部１３ａと、柄部１３ａの先端側に設けられた刀身部１３ｂとを備える。なお、第一刃１３において、先端側とは、第二刃１４および帯状材料１５に近い端部をいう。柄部１３ａと刀身部１３ｂとは、一体的に形成されている。
柄部１３ａは、板状体であり、接続部材２に面接触する。柄部１３ａは、図３（ａ）に示すように、正面視において、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って延びる矩形状を有している。
刀身部１３ｂは、帯状材料１５の幅方向Ｒに沿って延びる板状体であり、刀身部１３ｂの一方の側部（図３（ａ）における右側部分）において、柄部１３ａと連続している。また、刀身部１３ｂの他方の側部（図３（ａ）における左側部分）において、刀身部１３ｂの先端側には、ガイド部１３ｅが形成されている。ガイド部１３ｅは、刃先１３ｄよりも先端側（即ち、第二刃１４側）に突出し、且つ刃先１３ｄと連続していない。さらに、刀身部１３ｂの中央部分の先端側には、直線状の刃先１３ｄが形成されており、刃先１３ｄより後端側の面が、刃面１３ｃである。即ち、刀身部１３ｂは、図３（ａ）に示すように、帯状材料１５の幅方向Ｒに延びる形状を有しており、帯状材料１５の幅方向Ｒにおける柄部１３ａと連続する部分とガイド部１３ｅとの間に、帯状材料１５と接触する刃先１３ｄを有する。

ガイド部１３ｅは、第一刃１３の刃先１３ｄと第二刃１４の刃先１４ｄ（図４参照）との接触を防ぎ、第一刃１３の刃先１３ｄと第二刃１４の刃先１４ｄとの位置調整の機能を果たすものであり、傾斜面１３ｆを有している。傾斜面１３ｆは、刀身部１３ｂにおける刃面１３ｃと同じ側に形成されている。第一刃１３は、第一刃１３および第二刃１４が相対的に近づく方向に移動したときに傾斜面１３ｆが第二刃１４と接触する位置に設置されている。傾斜面１３ｆは、刃面１３ｃに対して傾斜している。具体的に、図３（ｃ）に示すように、傾斜面１３ｆは、先端側から後端側に近づくほど刃面１３ｃに近づくように傾斜している。図３（ｃ）に示す傾斜面１３ｆと刃面１３ｃ（即ち刃面１４ｃ）とのなす角αは、第一刃１３の刃先１３ｄの角および第二刃１４の刃先１４ｄの角（図４参照）の両方よりも小さく、本実施形態において、９°である。本発明において角αの角度は、この例に限定されず、例えば、１〜４５°であることが好ましく、５〜３０°であることがより好ましく、７〜１５°であることがさらに好ましい。

傾斜面１３ｆは、第一刃１３および第二刃１４が帯状部材１５を挟む前に第二刃１４（図４参照）に接触する位置に形成されている。本実施形態では、傾斜面１３ｆは、第二刃１４が備えるガイド部１４ｅ（図４参照）と接触する。また、傾斜面１３ｆの後端側の端縁部１３ｇは、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、刃先１３ｄよりも先端側（第二刃１４側）に位置している。端縁部１３ｇよりも後端側の面は、刃面１３ｃと平行であり、刃面１３ｃと同一平面上に位置する。なお、傾斜面１３ｆは、平面であるが、曲面であってもよい。傾斜面１３ｆが曲面である場合、角αは、帯状材料１５の幅方向Ｒからみた傾斜面１３ｆの先端と後端側の端縁部１３ｇとを結ぶ平面と刃面１３ｃ（即ち刃面１４ｃ）との成す角を指す。

図４（ａ）は、図１に示す巻取装置が備える第二刃１４の正面図であり、（ｂ）は、その断面図である。
第二刃１４は、平板状の刀身部１４ｂからなり、刀身部１４ｂには、貫通孔１４ａが形成されている。貫通孔１４ａに固定部材（例えば、ネジ）を設けることにより、第二刃１４は駆動部７（図２参照）に固定される。第二刃１４の先端側には、ガイド部１４ｅと、刃先１４ｄとが形成されている。第二刃１４において、先端側とは、第一刃１３および帯状材料１５に近い端部をいう。

第二刃１４のガイド部１４ｅは、第一刃１３のガイド部１３ｅに対応する位置に形成されている。第二刃１４の刃先１４ｄは、第一刃１３の刃先１３ｄに対応する位置に形成されており、刃先１４ｄの後端側の面が、刃面１４ｃである。ガイド部１４ｅと刃面１４ｃとは同一平面上に位置しており、ガイド部１４ｅは、傾斜面を有していない。ガイド部１４ｅは、刃先１４ｄと異なる位置に設けられている。

巻取装置１においては、第一刃１３が、金属箔と接触し、第二刃１４が、セパレータと接触する場合、図２〜４に示すように、セパレータと接触する第二刃１４の刃先１４ｄの角は、金属箔と接触する第一刃１３の刃先１３ｄよりも小さい。なお、本発明において、刃先１３ｄ、１４ｄの角度の関係は、この例に限定されない。

次に、巻取装置１における帯状材料１５の切断動作について、図５を用いて説明する。図５では、図１〜図４に示す構成と同じ構成に対して、図１〜図４で付した符号と同一の符号を付している。

所定長さの帯状材料１５が巻軸１２（図１参照）に巻き付けられたときに、第一刃１３および第二刃１４が帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って相対的に近づく方向に移動する。本実施形態の巻取装置１では、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第一刃１３の刃先１３ｄと第二刃１４の刃先１４ｄとが帯状材料１５を挟む前に、第一刃１３のガイド部１３ｅの傾斜面１３ｆと第二刃１４のガイド部１４ｅとが接触する。

第一刃１３の刃面１３ｃは、帯状材料１５の進行方向Ｆの上流側に向いており、第二刃１４の刃面１４ｃは、帯状材料１５の進行方向Ｆの下流側に向いている。即ち、第一刃１３の刃面１３ｃと第二刃１４の刃面１４ｃとは、反対方向を向いている。第一刃１３の刃面１３ｃと第二刃１４の刃面１４ｃとは、平行であり、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに対して平行である。また、本実施形態において、第一刃１３の刃面１３ｃと第二刃１４の刃面１４ｃとは、帯状材料１５の幅方向Ｒに対して平行である。

また、第一刃１３の刃面１３ｃは、第二刃１４の刃面１４ｃに対して帯状材料１５の進行方向Ｆの上流側に位置している。また、第一刃１３の刃先１３ｄと第二刃１４の刃先１４ｄとの間隔は、図５（ａ）に示すように、ガイド部１３ｅに近いほど狭く、柄部１３ｂと連続する部分に近いほど広い。さらに、帯状材料１５の厚さ方向において、ガイド部１３ｅと第二刃１４との距離は、第一刃１３の刃先１３ｄと、第二刃１４の刃先１４ｄとの距離よりも小さい。

第一刃１３のガイド部１３ｅの傾斜面１３ｆと第二刃１４のガイド部１４ｅとが接触しており、且つ第一刃１３が、弾性を有する接続部材２に支持されているので、第一刃１３および第二刃１４が相対的に近づく方向に移動するとき（図５（ａ）、（ｂ）に示す状態から図５（ｃ）、（ｄ）に示す状態に変化するとき）、第一刃１３は、接続部材２の弾性に抗して、傾斜面１３ｆに沿って、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に移動しながら、第二刃１４に対して相対的に近づく方向に移動する。このとき、第一刃１３には、接続部材２の弾性により、第二刃１４に向かう力が加わり、第一刃１３は、第二刃１４に接触する。そして、接続部材２の弾性によって、第一刃１３と第二刃１４とが接触する状態が維持される。その状態で、第一刃１３と第二刃１４とが相対的に近づくことにより、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、第一刃１３の刃先１３ｄと第二刃１４の刃先１４ｄとが帯状材料１５を挟む。言い換えると、傾斜面１３ｆが第二刃１４に接触してから第一刃１３および第二刃１４が帯状材料１５を挟むまでの間、第一刃１３および第二刃１４は、接続部材２の弾性によって接触し続ける。

上述したように、巻取装置１では、第一刃１３と第二刃１４とが接触するときには、第一刃１３の刃面１３ｃは、第二刃１４の刃面１４ｃに対して帯状材料１５の進行方向Ｆの上流側に位置する。その後、第一刃１３は、第二刃１４に対して相対的に近づく方向に移動するとき、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向にも移動するので、第一刃１３と第二刃１４とが帯状材料１５を挟むときには、第一刃１３ｃの刃面１３ｃは、第二刃１４の刃面１４ｃに対して帯状材料１５の進行方向Ｆの下流側に位置する。即ち、第一刃１３と第二刃１４とが接触してから第一刃１３と第二刃１４とが帯状材料１５を挟むまでの間に、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向における第一刃１３の刃面１３ｃと第二刃１４の刃面１４ｃとの位置関係が入れ替わり、上流側に位置する刃面１３ｃが下流側に移動し、下流側に位置する刃面１４ｃが上流側に移動する。

このように、巻取装置１では、第一刃１３は、第二刃１４に対して相対的に近づく方向に移動するときに、接続部材２の弾性によって第二刃１４に接触しながら、傾斜面１３ｆの傾斜に沿って、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向にも移動する。これにより、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向において第一刃１３と第二刃１４との相対的な位置の調整が行われる。そして、この位置調整が行われた状態で、第一刃１３および第二刃１４が帯状材料１５を挟む。その後、第一刃１３および第二刃１４は、図５（ｅ）、（ｆ）に示すように、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って相対的に近づく方向に移動し、帯状材料１５を切断する。

また、巻取装置１では、傾斜面１３ｆの後端側の端縁部１３ｇが刃先１３ｄよりも先端側に位置している（図３（ａ）参照）。そのため、第一刃１３と第二刃１４との接触位置が端縁部１３ｇに達するまで、第一刃１３は、傾斜面１３ｆの傾斜に沿って、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に移動するが、その後、第一刃１３と第二刃１４との接触位置が端縁部１３ｇを越えてから、第一刃１３は、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に移動せず、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って移動する。従って、第一刃１３と第二刃１４とが帯状材料１５を挟んで切断するときには、第一刃１３は、帯状材料１５の進行方向Ｆと平行な方向に移動しておらず、帯状材料１５の厚さ方向Ｐに沿って移動する。これにより、帯状材料１５に効率よく剪断力を伝えることができ、帯状材料１５上で刃が滑ることを防止することができる。

＜実施例＞
次に、本発明の実施例に係る巻取装置について説明する。
本発明の実施例に係る巻取装置は、前述（図１〜図５）の機構・構成を有している。実施例に係る巻取装置が備える裁断機構では、図５に示すように、第一刃１３および第二刃１４が移動する。基台１６は、Ｓ４５Ｃ（炭素鋼）からなる。接続部材２は、ＳＵＰ７（バネ鋼材）からなる。第一刃１３は、ＫＡ１０（超硬合金）からなる。また、駆動部３、７は、ＳＫＤ６１（ＨＲＣ５０）からなる。第二刃１４は、ＳＫＨ５１（ハイス工具鋼鋼材）からなる。

＜比較例＞
従来の巻取装置として比較例の構成について説明する。
比較例に係る巻取装置は、前述（図６）の機構・構成を有している。比較例に係る巻取装置が備える裁断機構では、図６に示すように、第一刃１１３および第二刃１１４が移動する。第一刃１１３および第二刃１１４は、ガイド部を備えていない。第一刃１１３は、ＫＡ１０（超硬合金）からなる。第一刃１１３を支持する基台（図示せず）は、Ｓ４５Ｃ（炭素鋼）からなる。第一刃１１３および第二刃１１４を移動させるための駆動部は、Ｓ４５Ｃ（炭素鋼）からなる。第二刃１１４は、ＳＫＨ５１（ハイス工具鋼鋼材）からなる。即ち、第一刃、第二刃、基台および駆動部について、実施例と比較例とでは同じ材料が用いられている。なお、比較例に係る巻取装置は、実施例に係る巻取装置と異なり、接続部材は切れ目を有していない。

以上の実施例と比較例との巻取装置を使用して、固体電解コンデンサ素子を作成し作業性と耐久性を比較した。

帯状材料として準備したのは、アルミニウムからなる所定の幅に成形された陽極箔および陰極箔、ならびにポリエステルを主成分とした合成繊維セパレータである。陽極箔は幅７ｍｍに成形されており、厚さは１１０μｍ±１０μｍである。陰極箔は幅７ｍｍに成形されており、厚さは５０μｍ±１０μｍである。合成繊維セパレータについては、素子作成の作業性（裁断部による帯状材料の裁断可否確認）を確認するため、厚みの異なるセパレータ（４０μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ）を準備した。セパレータの幅は、７．８ｍｍであった。

以上の材料を用いて、実施例と比較例の巻取装置それぞれにおいて、固体電解コンデンサ素子の巻取作業を実施した。なお、完成品となった場合のコンデンサのサイズはφ８ｍｍ×１１．５ｍｍＬであった。その結果を表１、２に示す。

表１は、セパレータの厚さごとに素子の裁断が可能であったか否かについて実験した結果を示す。表１において、○は、裁断が可能であったことを示す。△は、裁断することができたが歪みが生じたことを示す。×は、裁断できなかったことを示す。

表２は、連続作業による刃の耐久性について実験した結果を示す。なお、この実験では、厚さ４０μｍのセパレータを用いた。表２において、ｐｃｓは、個数を示す。○は、刃こぼれ等の問題が生じなかったことを示す。×は、刃こぼれが生じたことを示す。−は、刃こぼれが生じたため実験を継続できなかったことを示す。

以上の通り、本発明に係る巻取装置１では、接続部材２の弾性（バネ性）と、ガイド部１３ｅ、１４ｅとにより、帯状材料１５の適正な位置に、最適な剪断力が伝わるため、帯状材料１５が滑り易く柔軟性がある場合でも、裁断に支障が無く、巻取素子の作製が可能である。

また、第一刃１３および第二刃１４の位置調整不良が起こらず、巻取装置を連続稼働しても、第一刃１３の刃先１３ｄと第二刃１４の刃先１４ｄとが接触することがないため、第一刃１３および第二刃１４の耐久性が向上し、巻取素子の生産効率を高めることができる。

以上に述べたのは、本発明の比較的優れた実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は比較的優れた実施形態により以上のように開示されたが、これによって本発明が限定されるものではない。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱しなければ、上述した方法と技術的内容とを用いて、本発明に対して、多数の変更または改良が可能であり、あるいは、同様の効果を奏する均等な実施形態に変更できる。従って、本発明の内容から離れない限り、本発明の実質的な技術に基づいて上記実施例に対して行われる、あらゆる簡単な修正、均等な変更および改良は、依然として本発明の保護の範囲内に属する。

例えば、上述した実施形態では、第一刃１３が、先端側に傾斜面１３ｆを有するガイド部１３ｅを備えている場合について説明したが、本発明は、この例に限定されず、第二刃が、先端側に傾斜面を有するガイド部を備えていてもよい。また、本実施形態では、第一刃１３が下流側に位置し、第二刃１４が上流側に位置する場合について説明したが、第一刃１３が上流側に位置し、第二刃１４が下流側に位置してもよい。なお、本発明において、帯状材料の幅方向は、帯状材料の進行方向と交差する方向であればよく、必ずしも、帯状材料の進行方向と直交する必要は無い。
本発明は、帯状材料の巻取装置であって、前記巻取装置は、前記帯状材料を巻き取ることにより素子を形成する巻軸と、前記巻軸よりも上流側において前記帯状材料の厚さ方向に沿って前記帯状材料を挟んで切断するための第一刃および第二刃と、弾性を有し、前記第一刃を支持する接続部材と、前記第一刃および前記第二刃の少なくとも一方を、前記帯状材料の厚さ方向に移動させる駆動部とを備え、前記第一刃および前記第二刃の一方の刃は、先端側に傾斜面を有するガイド部を備え、前記傾斜面は、刃面に対して傾斜しており、且つ前記第一刃および前記第二刃が前記帯状部材を挟む前に他方の刃に接触する位置に形成されている。

１ 巻取装置
２ 接続部材
２ａ 先端部
２ｂ 連結部
２ｃ 支持部
２ｄ 切れ目
２ｅ 切れ目
２ｆ 固定部材
２ｇ （先端部２ａの）正面
２ｈ （支持部２ｃの）正面
２ｉ （支持部２ｃの）背面
３ 駆動部
４ ガイド
５ 裁断面
６ 裁断部
７ 駆動部
１１ ガイドローラ
１２ 巻軸
１３ 第一刃
１３ａ 柄部
１３ｂ 刀身部
１３ｃ 刃面
１３ｄ 刃先
１３ｅ ガイド部
１３ｆ 傾斜面
１３ｇ （傾斜面１３ｆの）後端側の端縁部
１４ 第二刃
１４ａ 貫通孔
１４ｂ 刀身部
１４ｃ 刃面
１４ｄ 刃先
１４ｅ ガイド部
１５ 帯状材料
１６ 基台
１６ａ （基台１６の）正面
１６ｂ 調整部

Claims (26)

1. 帯状材料の巻取装置であって、
   前記巻取装置は、
   前記帯状材料を巻き取ることにより素子を形成する巻軸と、
   前記巻軸よりも前記帯状材料の上流側において前記帯状材料の厚さ方向に沿って前記帯状材料を挟んで切断するための第一刃および第二刃と、
   弾性を有し、前記第一刃を支持する接続部材と、
   前記第一刃および前記第二刃の少なくとも一方を、前記帯状材料の厚さ方向に移動させる駆動部と
   を備え、
   前記第一刃および前記第二刃の一方の刃は、先端側に傾斜面を有するガイド部を備え、
   前記傾斜面は、刃面に対して傾斜しており、且つ前記第一刃および前記第二刃が前記帯状部材を挟む前に前記傾斜面が他方の刃に接触する位置に形成されており、
   前記第一刃および前記第二刃のうちの前記一方の刃が備える前記ガイド部の前記傾斜面の後端側の端縁部は、前記一方の刃の刃先よりも先端側に位置し、
   前記第一刃および前記第二刃は、前記第一刃と前記第二刃との接触位置が前記端縁部を越えて前記第一刃と前記第二刃とが前記帯状部材を挟んで切断するとき、前記第一刃が、前記第二刃との接触による前記帯状部材の進行方向と平行な方向への移動を伴わずに、前記帯状材料の厚さ方向に沿って移動するように配置されている。
2. 請求項１に記載の巻取装置であって、
   前記傾斜面は、前記第一刃の先端側から後端側に近づくほど前記第一刃の刃面側に近づくように傾斜している。
3. 請求項１または２に記載の巻取装置であって、
   前記傾斜面が前記他方の刃に接触した状態で両方の刃先が近づくときに、前記第一刃は、前記帯状材料の進行方向と平行な方向にも移動する。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載の巻取装置であって、
   前記傾斜面が前記他方の刃に接触した状態で両方の刃先が近づくときに、前記接続部材の弾性によって、前記第一刃と前記第二刃とが接触する状態が維持される。
5. 請求項１〜４に記載の巻取装置であって、
   前記傾斜面が前記他方の刃に接触した状態で両方の刃先が近づくときに、前記接続部材の弾性によって、前記第一刃には、前記第二刃に向かう力が加わる。
6. 請求項１〜５のいずれか１に記載の巻取装置であって、
   前記傾斜面が前記他方の刃に接触してから両方の刃先が前記帯状材料を挟むまでの間、前記接続部材の弾性によって、前記第一刃と前記第二刃とは接触し続ける。
7. 請求項１〜６のいずれか１に記載の巻取装置であって、
   前記第一刃および前記第二刃が接触するとき、前記第一刃の刃面は、前記帯状材料の進行方向における上流側または下流側の一方側に位置する一方、前記第二刃の刃面は、前記帯状材料の進行方向の上流側または下流側の他方側に位置し、
   前記第一刃および前記第二刃が前記帯状材料を挟むときに、前記第一刃の刃面は、前記帯状材料の進行方向における上流側または下流側の前記他方側に位置する一方、前記第二刃の刃面は、前記帯状材料の進行方向における上流側または下流側の前記一方側に位置する。
8. 請求項１〜７のいずれか１に記載の巻取装置であって、
   前記第一刃は、前記接続部材に固定される柄部と、前記柄部と連続する刀身部とからなり、
   前記刀身部は、前記帯状材料の幅方向に延びる形状を有し、前記帯状材料の幅方向における前記柄部と連続する部分と前記ガイド部との間に、前記帯状部材と接触する刃先を有する。
9. 請求項８に記載の巻取装置であって、
   前記第一刃の刃先と前記第二刃の刃先との間隔は、前記ガイド部に近いほど狭く、前記柄部と連続する部分に近いほど広い。
10. 請求項１〜９のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記傾斜面と前記第一刃の刃面とのなす角は、１〜４５°である。
11. 請求項１〜１０のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記第一刃の刃面および前記第二刃の刃面は、前記刃の移動方向に対して平行である。
12. 請求項１〜１１のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記帯状部材の幅方向からみた前記第二刃の刃先の角は、前記接続部材により支持された前記第一刃の刃先の角よりも小さい。
13. 請求項１〜１２のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記帯状部材の幅方向からみた前記傾斜面と前記第二刃の刃面とのなす角は、前記第一刃の刃先の角および前記第二刃の刃先の角よりも小さい。
14. 請求項１〜１３のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記第一刃と前記第二刃との間を通過する前記帯状材料は、弁金属からなる金属箔と、樹脂製のセパレータとが交互に重ね合わされたものであり、
    前記第一刃および前記第二刃のうち、前記セパレータと接触する刃の前記帯状部材の幅方向からみた刃先の角が、前記金属箔と接触する刃の前記帯状部材の幅方向からみた刃先の角よりも小さい。
15. 請求項１〜１４のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記帯状材料の厚さ方向において、前記第一刃および前記第二刃のうちの前記一方の刃が備えるガイド部と前記他方の刃との距離は、前記第一刃の刃先と前記第二刃の刃先との距離よりも小さい。
16. 請求項１〜１５のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記帯状材料の厚さ方向において、前記第一刃および前記第二刃のうちの前記一方の刃が備えるガイド部は、前記一方の刃の刃先よりも前記他方の刃側に突出し、且つ前記ガイド部の先端は前記一方の刃の刃先と連続していない。
17. 請求項１〜１６のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記接続部材は、切れ目が形成された中実体である。
18. 請求項１〜１７のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記接続部材は、切れ目が形成されることにより弾性を有している。
19. 請求項１〜１８のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記接続部材は、前記帯状材料の厚さ方向に延びる形状を有しており、
    前記接続部材の先端側には、前記第一刃が固定され、
    前記接続部材の後端側には、基台が固定され、
    前記帯状材料の厚さ方向において、前記接続部材の前記第一刃が固定された部分と、前記接続部材の前記基台が固定された部分との間に、切れ目が形成されている。
20. 請求項１９に記載の巻取装置であって、
    前記接続部材の前記第一刃が固定された部分と、前記接続部材の前記基台が固定された部分とは、前記帯状材料の厚さ方向において重なり合わない。
21. 請求項１９または２０に記載の巻取装置であって、
    前記帯状材料の進行方向における上流側または下流側のいずれか一方側に位置する前記接続部材の面に、前記第一刃が固定され、他方側に位置する前記接続部材の面に、前記基台が固定されている。
22. 請求項１〜２１のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記接続部材には、切れ目が形成されており、
    前記切れ目は、前記帯状材料の進行方向における上流側または下流側に位置する前記接続部材の面に形成され、前記帯状材料の幅方向に延びる形状を有しており、前記帯状材料の幅方向における前記接続部材の両側面まで到達している。
23. 請求項２２に記載の巻取装置であって、
    前記切れ目は、前記帯状材料の幅方向からみて、前記帯状材料の進行方向と平行な方向に沿って延びる部分と、前記帯状材料の厚さ方向に沿って延びる部分とを含む。
24. 請求項２２または２３に記載の巻取装置であって、
    前記接続部材には、上流側の表面から下流側の表面まで到達する切れ目は形成されていない。
25. 請求項１〜２４のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記第一刃および前記第二刃の移動方向は、前記第一刃と前記第二刃との間における前記帯状材料の進行方向と略直交する。
26. 請求項１〜２５のいずれか１に記載の巻取装置であって、
    前記第一刃が、先端側に前記傾斜面を有する前記ガイド部を備える。

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