JP6114543B2

JP6114543B2 - 捲回素子搬送器具

Info

Publication number: JP6114543B2
Application number: JP2012273739A
Authority: JP
Inventors: 樋口　剛; 剛樋口
Original assignee: Kaido Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kaido Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: JP2014120281A

Description

本発明は、帯状の正電極、帯状の負電極及び帯状のセパレーターを捲回して形成され中空部を有する捲回素子を、搬送するための捲回素子搬送器具に関する。

従来から、帯状の正電極、帯状の負電極及び帯状のセパレーターを巻芯に巻き取り、巻き取った捲回素子を電解液に浸漬し、セパレーターと正電極及び負電極との間に電解液を浸み込ませて電池を製造することが行われている。図５において、符号１２０は、原反１１２、１１４、１１６及び１１８から送られた帯状の正電極１００、帯状の第一セパレーター１０２、帯状の負電極１０４及び帯状の第二セパレーター１０６を巻芯１０８へ捲回していく捲回装置である。この捲回装置１２０は、同図に示すように、位置Ｓ１において、正電極１００等を捲回し、位置Ｓ２においてテープ１２４を貼着して捲回素子１０９を製造し、位置Ｓ３において巻芯１０８を抜き出して捲回素子１０９を取り出す。なお、捲回装置に関して、種々発明され、本願出願人によって出願されている（特許文献１〜７参照。）。

巻芯１０８は、図６（ａ）に示すように、図示しない回転治具に固定される固定部１１１と、帯状の正電極１００、帯状の第一セパレーター１０２、帯状の負電極１０４及び第二セパレーター１０６を捲回する外周面１２１を有する巻芯体部１２２と、第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６の先端付近部を挿入する隙間１１３と、を備えて構成されている。この巻芯１０８は、固定治具に固定され、捲回装置１２０の位置Ｓ１において、図６（ｂ）に示すように、最初に隙間１１３に第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６の先端付近部が挿入され、第一セパレーター１０２に正電極１００が積層され、第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６間に負電極１０４が積層される。その後、巻芯１０８は、複数回手動で回転させさられ、第一セパレーター１０２等が捲回され、これにより、正電極１００及び第一セパレーター１０２等に摩擦力が付与され、その後回転治具の回転駆動によって捲回素子１０９が製造される。

巻芯１０８を抜き出して製造された捲回素子１０９は、図７（ａ）に示すように、中空部１２６を有する。また、捲回装置１２０の位置Ｓ１において、巻芯１０８に第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６の先端付近部１３０が挿入された後に正電極１００が積層され、第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６間に負電極１０４が積層されて、正電極１００等が捲回されたため、第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６の先端付近部１３０は中空部１２６内に突出し、先端１３２は保持されない状態で内周面（中空部１２６の内周面）１２８に接触又は離隔している。しかし、第一セパレーター１０２及び第二セパレーター１０６の先端１３２は固定されていないため、捲回素子１０９の搬送時に、振動又は揺動等によって、捲回素子１０９の巻き形状が先端１３２側から崩れていき、図７（ｂ）に示すように、先端付近部１３０が捲回素子１０９の中心軸Ｃ方向にずれ、中空部１２６よりも突出して変形する場合があった。この場合には、捲回素子１０９として、外観上好ましくなく、商品価値が低下するという不具合が生じた。また、捲回素子１０９の巻き形状が先端１３２側から崩れていくことにより、正電極１００と負電極１０４とが短絡する恐れが生じた。

特開２００９−０４３５４０号公報特開２００９−０９３９０１号公報特開２００９−２５６０２２号公報特開２００９−２７２２４５号公報特開２０１１−１６１５５７号公報特開２０１１−１８４１３２号公報国際公開第２００９／０１９７８１号

本発明の目的は、セパレーターの先端付近部が捲回素子の中空部から突出して変形することなく捲回素子を搬送できる捲回素子搬送器具を提供することである。

本発明の捲回素子搬送器具は、帯状の正電極、帯状の負電極及び帯状のセパレーターを捲回して形成され中空部を有する捲回素子を、搬送するための捲回素子搬送器具であり、
先端及び後端を有し、互いの最外殻幅が該後端から該先端へいくに従って大きくなり、前記捲回素子の前記中空部へ該捲回素子の中心軸方向に挿入される複数本のピンと、複数本の前記ピンの後端を連結する連結体と、を備え、
複数の前記ピンは、弾性体から成り、複数本の該ピンが互いに離隔又は接近する方向に弾性変形可能に構成され、
前記連結体は、前記捲回素子の後端が当接される側面を有することを特徴とする。

また、本発明の捲回素子搬送器具は、前記捲回素子搬送器具において、前記ピンを２本備え、前記捲回素子の前記中空部に挿入された複数本の前記２本のピンが前記捲回素子の内周面を弾性的に押圧し、該捲回素子の前記後端が前記連結体の前記側面に当接した状態で、該捲回素子の内周面に固定され表面を鏡面加工した金属又は表面にテフロン（登録商標）コ−ティングした金属であることを特徴とする。

本発明の捲回素子搬送器具によれば、捲回素子に取り付けて捲回素子を搬送する時に、捲回素子の中空部へ挿入された複数のピンが捲回素子の内周面を弾性的に押圧した状態で、該捲回素子に取り付けられているため、搬送時の振動等により捲回素子の巻き形状がセパレーターの先端側から崩れてセパレーターの先端付近部が捲回素子の中空部から中心軸方向にずれるのを極力防止することができる。このため、捲回素子が変形することなく捲回素子を搬送でき、捲回素子として、外観上好ましく、商品価値が低下することがない。また、捲回素子の巻き形状がセパレーターの先端側から崩れるのを防止し、正電極と負電極とが短絡する恐れが生じることもない。

本発明に係る捲回素子搬送器具の構成を示す図であり、同図（ａ）は側面図であり、同図（ｂ）は斜視図である。図１の捲回素子搬送器具の使用状態を示す斜視図である。図１の捲回素子搬送器具の使用状態を示す図であり、同図（ａ）は側面図であり、同図（ｂ）はＡ−Ａ線切断部断面図である。同図（ａ）は、本発明の捲回素子搬送器具の他の実施形態を示す側面図であり、同図（ｂ）は、本発明の捲回素子搬送器具の更に他の実施形態を示す側面図である。従来の捲回装置を示す正面図である。従来の巻芯を示す図であり、同図（ａ）は側面図であり、同図（ｂ）は正面図である。従来の課題を説明するための図であり、同図（ａ）は通常の捲回素子を示す斜視図であり、同図（ｂ）は不具合が生じた捲回素子を示す斜視図である。

本発明に係る捲回素子搬送器具の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図３において、符号１０は、本発明に係る捲回素子搬送器具である。

本発明に係る捲回素子搬送器具１０は、帯状の正電極、帯状の第一セパレーター、帯状の負電極及び帯状の第二セパレーターを捲回して形成された図２及び図３に示す捲回素子２２を、搬送するための器具である。捲回素子搬送器具１０は、図１に示すように、先端２４及び後端２６を有し、後端２６から先端２４へいくに従って互いに僅かに離隔し、互いの最外殻幅Ｗが該後端２６から先端２４へいくに従って大きくなる２本のピン２８と、２本のピン２８の後端２６を連結する連結体３０と、を備えている。２本のピン２８及び連結体３０は弾性体から成り、２本のピン２８が互いに離隔又は接近する方向に弾性変形する。

２本のピン２８及び連結体３０の材質としては、ステンレス等の金属、表面を鏡面加工した金属、表面にテフロン（登録商標）コーティングした金属、又は樹脂等から選択され、弾性を有するものである。

弾性を有するステンレスとしては、Ｃ、Ｃr、Ｎiを含有し、フェライト＋マルテンサイトの複相組織において旧オーステナイト平均粒径が微細である微細複相組織を有する高強度複相ステンレス鋼板が考えられる。また、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎを含み、加工誘起マルテンサイト相が残留オーステナイト相中に混在した２相組織を有するオーステナイト系ステンレス鋼板が考えられる。

但し、２本のピン２８は、接触する内周面３２が第一セパレーター１６から構成され内周面３２の裏側は第二セパレーター１８から構成されているため、第一セパレーター１６又は第二セパレーター１８との間で静電気が生じて、捲回素子２２から抜く時に静電気の磁力によりピン２８が第一セパレーター１６又は第二セパレーター１８を引っ張り出すことがないように、第一セパレーター１６又は第二セパレーター１８との間で静電気が生じ難い材質から構成されることが好ましい。

第一セパレーター１６及び第二セパレーター１８の材質は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート、不織布、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、又はアラミド樹脂から選ばれるため、２本のピン２８は、これらの材質との間で静電気が生じ難い金属であることが好ましい。例えば、表面を鏡面加工した金属又は表面にテフロン（登録商標）コーティングした金属であって、第一セパレーター１６及び第二セパレーター１８との間の摩擦力が少ない金属が好ましい。

また、２本のピン２８及び連結体３０は、捲回素子２２から受ける反力に耐え得る強度を有し、且つ、捲回素子２２の中空部２０へ挿入されたピン２８が捲回素子２２の内周面３２を弾性的に押圧した状態が維持される強度を有する金属であることが好ましい。

ピン２８と連結体３０とは、一体であっても別体であってもよいが、強度の点では一体成形することが好ましい。ピン２８と連結体３０とが別体の場合には、連結体３０にピン２８を螺入等して取り付けることにより組み立てる。

２本のピン２８の先端２４における図１（ａ）に示す最外殻幅Ｗ１は、捲回素子２２の内周面（中空部２０の内周面）３２の図２に示す直径Ｄ（巻芯の外周の直径）よりも大きく、２本のピン２８の後端２６における図１（ａ）に示す最外殻幅Ｗ２は、直径Ｄよりも小さく構成される。すなわち、捲回素子搬送器具１０は、巻芯の寸法に対応した寸法に構成される。Ｗ１とＷ２との差は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、特には２ｍｍ以下であることが好ましい。

このような構成の捲回素子搬送器具１０の作用及び効果について、以下に説明する。

図５に示す捲回装置１２０等によって製造された捲回素子２２は、巻芯を抜き出して製造されたため、図２に示すように、中空部２０を有している。また、巻芯に２枚のセパレーターの先端付近部３６が挿入された後に正電極が積層され、２枚のセパレーター間に負電極が積層されて、正電極等が捲回されたため、２枚のセパレーターの先端付近部３６は中空部２０内に突出し、２枚のセパレーターの先端３４は保持されていない。

作業者は、捲回素子２２及び捲回素子搬送器具１０を手で把持し、図２に示すように、２本のピン２８の先端２４側を弾性的に互いに接近させ、捲回素子２２の中空部２０に中心軸Ｃ方向に挿入する。中空部２０に挿入されて手による把持を解除された２本のピン２８は、弾性力により先端２４側が互いに離隔し、図３に示すように、捲回素子２２に内周面３２に接触し、２本のピン２８が捲回素子２２の内周面３２を弾性的に押圧した状態で、捲回素子搬送器具１０が捲回素子２２に取り付けられる。この時、１本のピン２８は、セパレーターの先端付近部３６の中で先端３４に近い部分を押圧することが好ましい。なお、捲回素子２２の後端２９が連結体３０の側面３１（図１（ａ）及び図３（ａ）に示す）に当接するため、図３（ａ）に示すように、２本のピン２８から捲回素子２２の内周面３２に、中心軸Ｃに対して垂直方向より僅か斜め方向に付加される押圧力Ｆ１、及び連結体３０から捲回素子２２の後端２９に、中心軸Ｃ方向に付加される反力Ｆ２により、捲回素子搬送器具１０は捲回素子２２に固定される。

このようにして、２本のピン２８が捲回素子２２の内周面３２を弾性的に押圧し、捲回素子搬送器具１０が捲回素子２２に取り付けられた状態で、捲回素子２２が搬送される。捲回素子２２が搬送される時、振動又は揺動等することもあるが、２本のピン２８が捲回素子２２の内周面３２を弾性的に押圧しているため、捲回素子２２の巻き形状が先端３４側から崩れて先端付近部３６が捲回素子２２の中空部２０から中心軸Ｃ方向にずれるのを防止することができる。特に、１本のピン２８が、先端付近部３６の中で先端３４に近い部分を押圧している場合には、先端３４を留めることにより、先端付近部３６が捲回素子２２の中空部２０から中心軸Ｃ方向にずれるのを、より防止することができる。

このため、本発明の捲回素子搬送器具１０によれば、セパレーターの先端付近部３６が捲回素子２２の中空部２０から突出して変形することなく捲回素子２２を搬送できる。これにより、捲回素子２２として、外観上好ましく、商品価値が低下することがない。また、捲回素子２２の巻き形状が先端３４側から崩れるのを防止し、正電極と負電極とが短絡する恐れが生じることもない。

また、捲回素子搬送器具１０は、搬送する各捲回素子２２毎に準備する必要があるが、２本のピン２８と連結体３０とから構成されるコンパクトな構成とすることにより、コストの低減を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述のものには限定されない。例えば、図４（ａ）に示す捲回素子搬送器具１０であってもよい。この捲回素子搬送器具１０は、連結体３０にアース線３８が設けられており、ピン２８と捲回素子２２の内周面３２との摩擦により生じる静電気を逃がすことができる。このため、捲回素子搬送器具１０を捲回素子２２から抜く時に静電気の磁力によりピン２８が第一セパレーター１６を引っ張り出すことがない。

また、図４（ｂ）に示す捲回素子搬送器具１０であってもよい。この捲回素子搬送器具１０は、２本のピン２８の中間部に把持部材４０を固定して構成してもよい。把持部材４０は、各ピン２８の中間部に固定されたアーム４２と、各アーム４２に連続する押圧部４４とから構成されている。この捲回素子搬送器具１０は、捲回素子２２に挿入する時、２個の押圧部４４を互いに接近させる方向に、２個の押圧部４４を押圧し、梃の原理により、２本のピン２８を互いに接近させることができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は図示したものには限定されない。例えば、断面が円形状の捲回素子に取り付ける捲回素子搬送器具に限定されず、断面が楕円形状、扁平形状、矩形形状、その他の多角形形状の捲回素子に取り付ける捲回素子搬送器具であってもよい。また、本発明に係るピンは、先端から後端へいくに従って細くなり、後端側において曲がりやすく構成してもよい。また、ピンの本数は２本に限定されず、３本以上であってもよい。その他、本発明は、上述した実施形態以外の態様でも実施できる。

本発明は、捲回素子が変形することなく捲回素子を搬送でき、捲回素子として、外観上好ましく、商品価値が低下することがない。また、捲回素子の巻き形状がセパレーターの先端側から崩れるのを防止し、正電極と負電極とが短絡する恐れが生じることもない。このため、捲回素子の搬送のために広く利用できる。

１０：捲回素子搬送器具
２０：中空部
２２：捲回素子
２４：先端
２６：後端
２８：ピン
３０：連結体
３２（１６）：内周面
３４：先端
３６：先端付近部

Claims

帯状の正電極、帯状の負電極及び帯状のセパレーターを捲回して形成され中空部を有する捲回素子を、搬送するための捲回素子搬送器具であり、
先端及び後端を有し、互いの最外殻幅が該後端から該先端へいくに従って大きくなり、前記捲回素子の前記中空部へ該捲回素子の中心軸方向に挿入される複数本のピンと、
複数本の前記ピンの後端を連結する連結体と、
を備え、
複数の前記ピンは、弾性体から成り、複数本の該ピンが互いに離隔又は接近する方向に弾性変形可能に構成され、
前記連結体は、前記捲回素子の後端が当接される側面を有する捲回素子搬送器具。
前記ピンを２本備え、
前記捲回素子の前記中空部に挿入された２本の前記ピンが前記捲回素子の内周面を弾性的に押圧し、該捲回素子の前記後端が前記連結体の前記側面に当接した状態で、該捲回素子の内周面に固定される請求項１に記載する捲回素子搬送器具。