JP6234035B2

JP6234035B2 - 巻芯、及び捲回ユニット

Info

Publication number: JP6234035B2
Application number: JP2013035553A
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: 2013-02-26
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014135260A

Description

本発明は、電池又はコンデンサを形成するための捲回素子を製造するための巻芯、及びその巻芯を使用した捲回ユニットに関する。

従来から、帯状の正電極、負電極及び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１２において、符号１２０は、原反１１２、１１４、１１６及び１１８から送られた正電極１００、第一セパレーター１０２、負電極１０４及び第二セパレーター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において捲回素子１０９を取り出すことができる。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１〜８参照。）。

巻芯１０８は、図１３（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、セパレーター１０２、負電極１０４及びセパレーター１０６を捲回する外周面１２１を有する捲回部１２２と、セパレーター１０２及び１０６の先端付近を挿入する隙間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、隙間１１３にセパレーター１０２及び１０６の先端付近が挿入され、複数回手動で回転させさられ、セパレーター１０２等が捲回され、これにより、セパレーター１０２等に摩擦力が付与される。次に、図１３（ｂ）に示すように、セパレーター１０２に正電極１００が積層され、セパレーター１０２及び１０６間に負電極１０４が積層され、回転治具の回転駆動によって捲回素子１０９が製造される。

この巻芯１０８は、正電極１００、セパレーター１０２、負電極１０４及びセパレーター１０６を捲回して捲回素子１０９を製造した後は、捲回素子１０９から抜出される。しかし、巻芯１０８を捲回素子１０９から抜出する時に、捲回部１２２の外周面１２０が捲回素子１０９の内周面１１５に接触しているため、外周面１２１と内周面１１５との摩擦力により、図１３（ｃ）に示すように、巻芯１０８が捲回素子１０９の中心側を筍状に引き出して変形させることがあった。このため、捲回素子１０９の形状を修正するための作業が必要となることがあった。また、隙間１１３にセパレーター１０２及び１０６の先端付近を挿入してセパレーター１０２等を捲回するため、セパレーター１０２及び１０６の先端付近の位置決めが不安定であった。

特開２００４−１２７８６０号公報特開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、捲回素子を製造して巻芯を捲回素子から抜出する時に、巻芯が捲回素子を筍状に変形させることがなく、且つ、セパレーターの位置決めが安定した状態でセパレーター等を捲回できる巻芯及び捲回ユニットを提供することである。

本発明の巻芯は、回転中心軸を有し、捲回装置の回転治具に取り付けて該回転中心軸のまわりに回転させることにより、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捲回素子を製造する巻芯であり、
前記回転治具に固定される固定部材と、前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、該後端が前記固定部材に固定され、該回転中心軸と平行な第一の溝を有する第一捲回部材と、前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、該回転中心軸と平行であり前記第一の溝に対向する第二の溝を有する第二捲回部材と、前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、前記第一の溝に対向し、前記第二の溝に挿入され、後端が前記固定部材に固定された第一挟持部材と、前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、前記第二の溝に対向し、前記第一の溝に挿入された第二挟持部材と、前記第二捲回部材の前記後端及び前記第二挟持部材の前記後端を連結する連結摺動部材と、を備え、
前記連結摺動部材は、前記固定部材に対して、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材との離隔接近方向に、摺動可能であり、
前記連結摺動部材を前記固定部材に対して前記離隔接近方向に一の向きに摺動させることにより、前記第二捲回部材及び前記第二挟持部材が該一の向きに摺動し、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材とが接近し、前記第二の溝に挿入された前記第一挟持部材と前記第一の溝に挿入された前記第二挟持部材とが離隔し、該第一捲回部材及び該第二捲回部材を前記捲回素子から抜出することが可能となり、
前記連結摺動部材を前記固定部材に対して前記一の向きと逆の向きに摺動させることにより、前記第二捲回部材及び前記第二挟持部材が該逆の向きに摺動し、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材とが離隔し、前記第二の溝に挿入された前記第一挟持部材と前記第一の溝に挿入された前記第二挟持部材とが接近し、前記第一セパレーター及び前記第二セパレーターが該第一挟持部材と該第二挟持部材との間に固定されることを特徴とする。
また、本発明の巻芯は、前記連結摺動部材は、被係合部を有し、該被係合部に係合可能な係合ピンを該被係合部に係合することにより、該連結摺動部材が前記固定部材に対して前記一の向きと逆の向きに摺動することを特徴とする。

また、本発明の巻芯は、前記巻芯において、前記連結摺動部材は、前記回転中心軸の方向に延びる係合ピンを該回転中心軸の方向に移動させて該係合ピンを係合する被係合部を有し、該係合ピンを該被係合部に係合することにより、前記連結摺動部材が前記固定部材に対して前記一の向きと逆の向きに摺動し、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材とが離隔し、前記第一挟持部材と前記第二挟持部材とが接近することを特徴とする。

また、本発明の捲回ユニットは、前記巻芯と、前記係合ピンと、前記巻芯を回転させる回転駆動機構と、前記係合ピンを前記回転中心軸の方向に移動させる係合ピン移動機構と、前記巻芯を前記回転中心軸の方向に移動させることにより、製造した捲回素子から該巻芯を抜き出す抜出機構と、を備えたことを特徴とする。

本発明の巻芯及び捲回ユニットによれば、第二捲回部材が連結された連結摺動部材を、固定部材に対して、回転中心軸と垂直な一の垂直軸方向に一の向きに摺動させることにより、第一捲回部材と第二捲回部材とが接近する。このため、捲回素子の製造後に巻芯を捲回素子から抜出する時には、第一捲回部材と第二捲回部材とを接近させることにより、第一捲回部材及び第二捲回部材の外周面と捲回素子の内周面との間に隙間を生じさせることができ、巻芯が捲回素子の内周面に接触せず、巻芯が捲回素子の中心側を筍状に引き出して変形させることがない。このため、捲回素子の形状を修正するための作業が必要となることがない。また、本発明の巻芯及び捲回ユニットによれば、第二挟持部材が連結された連結摺動部材を、固定部材に対して、一の垂直軸方向に一の向きと逆の向きに摺動させることにより、第一挟持部材と第二挟持部材とが接近する。このため、第一セパレーター及び第二セパレーターを第一挟持部材と第二挟持部材との間に確実に固定して、セパレーターの位置決めが安定した状態でセパレーター等を捲回できる。

本発明に係る巻芯の構成を示す側面図である。図１の巻芯の構成を示す図であり、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）はＡ−Ａ線切断部断面図である。図１の巻芯を使用した本発明の捲回ユニットを示す側面図である。図１の巻芯において、第一捲回部材と第二捲回部材とが離隔し、第一挟持部材と第二挟持部材とが接近する状態を示す側面図である。図１の巻芯において、第一捲回部材と第二捲回部材とが離隔し、第一挟持部材と第二挟持部材とが接近する状態を示す図であり、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）はＢ−Ｂ線切断部断面図である。図１の巻芯を使用した本発明の捲回ユニットにおいて、巻芯をＸ軸正方向に移動させた状態を示す側面図である。図１の巻芯を使用した本発明の捲回ユニットを含む捲回装置を示す正面図である。図１の巻芯の使用状態を示す正面図である。図１の巻芯の使用状態を示す正面図である。図１の巻芯の使用状態を示す正面図である。図１の巻芯を分解した状態を示す正面図である。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）は正面図であり、同図（ｃ）は使用状態を示す側面図である。

本発明に係る巻芯及び捲回装置の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図１０において、符号１０は、本発明に係る巻芯であり、符号１２は本発明に係る捲回ユニットである。

本発明に係る巻芯１０は、図１及び図７に示すように、回転中心軸Ｃを有し、図３の捲回ユニット１２の回転治具１４に取り付けて回転中心軸Ｃのまわりに回転させることにより、帯状の正電極１６、帯状の第一セパレーター１８、帯状の負電極２０、及び帯状の第二セパレーター２２を捲回して捲回素子２４を製造する巻芯である。図１、図２、図４、及び図５は、構成を示すため、第一セパレーター１８等の原材料又は捲回素子２４の記載を省略する。

巻芯１０は、図１及び図２に示すように、図３の回転治具１４に固定される固定部材２６と、回転中心軸Ｃと平行に延び、先端３０（ａ）及び後端３０（ｂ）を有し、後端３０（ｂ）が固定部材２６に固定され、回転中心軸Ｃと平行な第一の溝２８を有する第一捲回部材３０と、回転中心軸Ｃと平行に延び、先端３４（ａ）及び後端３４（ｂ）を有し、回転中心軸Ｃと平行であり第一の溝２８に対向する第二の溝３２を有する第二捲回部材３４と、回転中心軸Ｃと平行に延び、先端３６（ａ）及び後端３６（ｂ）を有し、第一の溝２８に対向し、第二の溝３２に挿入され、後端３６（ｂ）が固定部材２６に固定された第一挟持部材３６と、回転中心軸Ｃと平行に延び、先端３８（ａ）及び後端３８（ｂ）を有し、第二の溝３２に対向し、第一の溝２８に挿入された第二挟持部材３８と、第二捲回部材３４の後端３４（ｂ）及び第二挟持部材３８の後端３８（ｂ）を連結する連結摺動部材４０と、を備えている。

図１１（ａ）に示すように、固定部材２６、第一捲回部材３０及び第一挟持部材３６は、互いに固定されている。また、図１１（ｂ）に示すように、第二捲回部材３４、第二挟持部材３８、及び連結摺動部材４０は、互いに固定され、固定部材２６等に対してＺ軸方向に一体的に摺動する。

固定部材２６は、図１及び図２に示すように、中空部２７を有し、中空部２７内には回転中心軸Ｃと垂直なＺ軸方向（第一捲回部材３０と第二捲回部材３４との離隔接近方向）の摺動ピン４２を有し、連結摺動部材４０は、摺動ピン４２が挿入された係合孔４４を有し、連結摺動部材４０は、固定部材２６の摺動ピン４２に対して、Ｚ軸方向に摺動可能である。連結摺動部材４０は、圧縮バネ４６によってＤ１の向き（一の向き、Ｚ軸負の向き）に摺動させる付勢力が付与されている。

第一捲回部材３０は、図１及び図２に示すように、後端３０（ｂ）に連続する連結部４８を有し、連結部４８が固定部材２６の中空部２７に固定されている。また、第一捲回部材３０は、図２に示すように、半円形の断面を有し、半円の中心に第一の溝２８を有し、第一の溝２８には、第二挟持部材３８が挿入されている。

第二捲回部材３４は、図１及び図２に示すように、後端３４（ｂ）に連続する連結部５０を有し、連結部５０が連結摺動部材４０に固定されている。また、第二捲回部材３４は、図２に示すように、半円形の断面を有し、半円の中心に第二の溝３２を有し、第二の溝３２には、第一挟持部材３６が挿入されている。第一捲回部材３０の先端３０（ａ）及び第二捲回部材３４の先端３４（ａ）には、図３に示す回転支持具５２に支持される突起５４が設けられている。なお、回転支持具５２は、図示しないフレームを介して正面パネル１３に固定され、巻芯１０を回転可能に支持する。

第一挟持部材３６は、図１及び図２に示すように、後端３６（ｂ）に連続する連結部５６を有し、連結部５６が固定部材２６の中空部２７に固定されている。また、第一挟持部材３６のＺ軸負の向き端部には、Ｘ軸方向に延びる溝５８が設けられ、第二挟持部材３８のＺ軸正の向き端部に設けられＸ軸方向に延びる押さえ棒６０とともに、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２の先端付近を強固に挟持して固定することができる。第一挟持部材３６の先端３６（ａ）付近は、巻芯１０をＸ軸方向に移動させて第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を挿入しやすいように、勾配３７を有している。

第二挟持部材３８は、図１及び図２に示すように、後端３８（ａ）に連続する連結部６２を有し、連結部６２が連結摺動部材４０に固定されている。すなわち、連結摺動部材４０を介して第二捲回部材３４と第二挟持部材３８とが連結されており、連結摺動部材４０を摺動ピン４２に対してＺ軸方向（回転中心軸Ｃと垂直な一の垂直軸方向）に摺動させることにより、第二捲回部材３４と第二挟持部材３８とがＺ軸方向に移動する。これにより、連結摺動部材４０を摺動ピン４２に対してＤ１の向き（一の向き、Ｚ軸負の向き）に摺動させることにより、第一捲回部材３０と第二捲回部材３４とが接近し、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とが離隔し、連結摺動部材４０を摺動ピン４２に対してＤ１の向きと逆のＤ２の向き（一の向きと逆の向き、Ｚ軸正の向き）きに摺動させることにより、第一捲回部材３０と第二捲回部材３４とが離隔し、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とが接近する。

なお、図１及び図２においては、圧縮バネ４６の付勢力によって連結摺動部材４０を固定部材２６に対してＤ１の向きに摺動させることにより、第一捲回部材３０と第二捲回部材３４とが接近し、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とが離隔している。

連結摺動部材４０は、図１に示すように、回転中心軸Ｃの方向に延びる係合ピン６４をＸ軸の方向（回転中心軸Ｃの方向）に移動させて係合ピン６４を係合する被係合部６１を有している。被係合部６１はテーパ部６５を有し、巻芯１０は、この係合ピン６４の先鋭部６７をテーパ部６５に係合し、係合ピン６４が被係合部６１をＺ軸正方向に移動させることにより、図４及び図５に示すように、連結摺動部材４０が固定部材２６に対してＺ軸正の向きに摺動し、第一捲回部材３０と第二捲回部材３４とが離隔し、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とが接近するように構成されている。

なお、巻芯１０の組み立てを行う場合、まず、図１１（ａ）に示す固定部材２６から摺動ピン４２を取り外し、図１１（ｂ）に示す連結摺動部材４０から第二捲回部材３４及び第二挟持部材３８を取り外しておく。次に、連結摺動部材４０を中空部２７内に配置し、摺動ピン４２を固定部材２６、圧縮バネ４６及び連結摺動ピン４２にＺ軸方向に挿入し、摺動ピン４２を固定部材２６に固定する。次に、第二捲回部材３４の第二の溝３２に第一挟持部材３６を挿入して、第二捲回部材３４を連結摺動部材４０に固定し、第二挟持部材３８を第一捲回部材３０の第一の溝２８に挿入して、第二挟持部材３８を連結摺動部材４０に固定する。このようにして、図１及び図２に示す巻芯１０が組み立てられる。

また、本発明に係る捲回ユニット１２は、図３に示すように、巻芯１０と、正面パネル１３と、係合ピン６４と、巻芯１０を回転させる回転駆動機構６６と、係合ピン６４を回転中心軸Ｃの方向に移動させる係合ピン移動機構６８と、巻芯１０を回転中心軸Ｃの方向に移動させることにより、製造した捲回素子２４から巻芯１０を抜き出す抜出機構７０を備えて構成される。捲回ユニット１２は、捲回ユニット１２以外は図１１に示す捲回装置１２０と同様の構成である図７に示す捲回装置７１に組み込まれて使用される。

回転駆動機構６６は、巻芯１０を固定し巻芯１０と共に回転する回転治具１４と、回転治具１４を回転駆動させるモーター７２とを備えている。回転治具１４は、巻芯１０が有する継手６３を固定する固定部７４と、固定部７４に連続し中空部を有する第一ロッド７６とから構成されている。継手６３は、固定部材２６と一体的に構成されている。固定部７４は継手６３を挿入し螺子等の締結具により固定する。第一ロッド７６の中空部は、第二ロッド７８が第一ロッド７６に対してＸ軸方向に摺動可能なように、第二ロッド７８が挿入される。

係合ピン移動機構６８は、先端及び後端を有し、先端に係合ピン６４の固定部６９が固定され、第一ロッド７６の中空部に挿入された第二ロッド７８と、第二ロッド７８の後端を支持するカムフォロワ８０と、カムフォロワ８０をＸ軸方向に移動させるシリンダ８２とから構成されている。シリンダ８２が作動することにより、係合ピン６４は、第二ロッド７８と共に、第一ロッド７６に対してＸ軸方向に移動する。

抜出機構７０は、第一ロッド７６を支持し、シリンダ８２に固定された軸受８４と、シリンダ８２に固定されＸ軸方向に移動する移動部材８６と、移動部材８６をＸ軸方向に移動させるボール螺子８８とから構成されている。ボール螺子８８の回転により、移動部材８６は、第一ロッド７６及び巻芯１０と共にＸ軸方向に移動する。

このような巻芯１０及び捲回ユニット１２を図７に示す捲回装置７１に組み込んで、正電極１６、第一セパレーター１８、負電極２０、及び第二セパレーター２２を捲回して捲回素子２４を製造する作用及び効果について、以下に説明する。

巻芯１０を取り付けた捲回ユニット１２は、図７に示すように、捲回装置７１のターレット７３に３個組み込まれている。図７は、位置Ｓ１において、正電極１６、第一セパレーター１８、負電極２０、及び第二セパレーター２２が捲回され、正電極１６及び負電極２０がカッター７５及び７７によって切断されて形成された捲回素子２４が、ターレット７３の回転によって位置Ｓ２まで送られた直後の状態を示している。図７の状態においては、図３に示すように、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２が、位置Ｓ１の巻芯１０の第一挟持部材３６と第二挟持部材３８との隙間９０のＸ軸正方向への延長部に位置している。

次に、位置Ｓ１の捲回ユニット１２の抜出機構７０が有するボール螺子８８が作動し、図６に示すように、移動部材８６、回転治具１４及び巻芯１０がＸ軸正方向に移動する。巻芯１０がＸ軸正方向に移動することにより、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２が巻芯１０の勾配３７に接触した後隙間９０内に入り込んでいき、図８（ａ）に示すように、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２が第一挟持部材３６と第二挟持部材３８との隙間９０内に挿入された状態となる。この時、巻芯１０の第一捲回部材３０の先端３０（ａ）及び第二捲回部材３４の先端３４（ａ）の突起５４は、回転支持具５２に挿入されて回転可能に支持される。

次に、位置Ｓ１の捲回ユニット１２において、シリンダ８２を作動させ、図４に示すように、係合ピン６４をＸ軸正方向に移動させることにより、係合ピン６４が被係合部６１に係合し、第二捲回部材３４及び第二挟持部材３８が圧縮バネ４６の付勢力に抗して図４に示すようにＤ２の向きに摺動する。第二捲回部材３４及び第二挟持部材３８が圧縮バネ４６の付勢力に抗してＤ２の向きに摺動することにより、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とが接近し、図８（ｂ）に示すように、第一挟持部材３６及び第二挟持部材３８が、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を挟持する。係合ピン６４を被係合部６１に係合させて第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とを接近させ、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を挟持するため、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２の位置決めが安定する。第一挟持部材３６及び第二挟持部材３８が第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を挟持した後に、カッター９２が第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を切断する。

次に、位置Ｓ１の捲回ユニット１２において、回転駆動機構６６のモーター７２を作動させて巻芯１０を、図９（ａ）に示すように回転させ、複数回程度回転させた後に、正電極１６を第一セパレーター１８に積層し、負電極２０を第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２の間に積層し、更に巻芯１０を回転させることにより、正電極１６、第一セパレーター１８、負電極２０、及び第二セパレーター２２が巻芯に捲回されていく。巻芯１０が所定回数回転させられると、カッター７５及び７７が正電極１６及び負電極２０を切断し、更に巻芯１０を複数回程度回転させ、図９（ｂ）に示すように、捲回素子２４が製造される。

位置Ｓ１の捲回ユニット１２において捲回素子２４が製造されると、図７に示すターレット７３が時計まわりに１２０°回転し、位置Ｓ１の捲回ユニット１２が位置Ｓ２へ送られ、製造された捲回素子２４は巻芯１０に捲回された状態で、位置Ｓ２へ送られ、再度、図７に示す状態となる。次に、位置Ｓ２の巻芯１０とは別個のＳ１の巻芯１０の第一挟持部材３６及び第二挟持部材３８が、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を挟持して、カッター９２が第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を切断する。第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２が切断された捲回素子２４を支持する位置Ｓ２において、巻芯１０が更に複数回程度回転して第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２を完全に捲回し、テープ９４が捲回素子２４の表面に貼着された後、ターレット７３が時計まわりに更に１２０°回転し、捲回素子２４は位置Ｓ３へ送られる。

次に、位置Ｓ３において、係合ピン移動機構６８のシリンダ８２が作動し、係合ピン６４がＸ軸負方向へ移動させられ、係合ピン６４が被係合部６１から離隔し、図１０（ａ）に示すように、第二捲回部材３４及び第二挟持部材３８が、圧縮バネ４６の付勢力によって、Ｄ１の向きに摺動する。第二捲回部材３４及び第二挟持部材３８が、摺動ピン４２に対してＤ１の向きに摺動することによって、第一捲回部材３０と第二捲回部材３４とが接近し、第一捲回部材３０及び第二捲回部材３４と捲回素子２４の内周面９５との間に隙間９６が生じる。また、第二捲回部材３４及び第二挟持部材３８が、摺動ピン４２に対してＤ１の向きに摺動することによって、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８とが離隔し、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８との間に隙間９０が生じる。

次に、位置Ｓ３において、図１０（ｂ）に示すように、把持器具９８が捲回素子２４を把持して捲回素子２４を僅かに持ち上げる。把持器具９８が捲回素子２４を僅かに持ち上げることにより、捲回素子２４の内周面９５全体に渡って隙間９６が生じることとなる。捲回素子２４の内周面９５全体に渡って隙間９６が生じた状態で、位置Ｓ１の捲回ユニット１２の抜出機構７０が有するボール螺子８８が作動し、巻芯１０が図１におけるＸ軸負方向に移動し、巻芯１０が捲回素子２４から抜出される。捲回素子２４の内周面９５全体に渡って隙間９６が生じているため、巻芯１０が捲回素子２４の内周面９５に接触せず、第一捲回部材３０及び第二捲回部材３４の外周面と内周面９５との摩擦力により、巻芯１０が捲回素子２４の中心側を筍状に引き出して変形させることがない。このため、捲回素子２４の形状を修正するための作業が必要となることがない。捲回素子２４の内周面９５全体に渡って隙間９６が生じているため、把持器具９８が持ち上げた捲回素子２４の位置によっては、巻芯１０が捲回素子２４の内周面９５に全く接触することがない。また、第一挟持部材３６と第二挟持部材３８との間に隙間９０が生じているため、第一セパレーター１８及び第二セパレーター２２が第一挟持部材３６と第二挟持部材３８との間からスムーズに抜き出される。

巻芯１０が抜出された捲回素子２４は、次の工程へ搬送され、そのままの形状で、又は角柱等の所定の形状に加工させられた後に、金属ケース又はラミネートパックに入れられることによって、電池が製造される。

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を製造する巻芯に限定されず、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を製造する巻芯であってもよい。また、固定部材、第一捲回部材及び第一挟持部材を一体に構成し、連結摺動部材、第二捲回部材及び第二挟持部材を一体に構成してもよい。また、係合ピンを被係合部に係合することにより、連結摺動部材が固定部材に対して一の向きに摺動し、第一捲回部材と第二捲回部材とが接近し、第一挟持部材と第二挟持部材とが離隔するように構成してもよい。この場合、バネの付勢力によって連結摺動部材を固定部材に対して一の向きと逆の向きに摺動させる。

本発明は、巻芯を捲回素子から抜き出す時、巻芯の外周面が捲回素子の内周面に接触することはない。これにより、捲回素子を筍状に変形させることがなく、捲回素子の形状を修正するための作業が必要となることがない。このため、捲回装置のために広く利用できる。

１０：巻芯
１２：捲回ユニット
１３：正面パネル
１４：回転治具
１６：正電極
１８：第一セパレーター
２０：負電極
２２：第二セパレーター
２４：捲回素子
２６：固定部材
２７：中空部
２８：第一の溝
３０：第一捲回部材
３０（ａ）：先端
３０（ｂ）：後端
３２：第二の溝
３４：第二捲回部材
３４（ａ）：先端
３４（ｂ）：後端
３６：第一挟持部材
３６（ａ）：先端
３６（ｂ）：後端
３８：第二挟持部材
３８（ａ）：先端
３８（ｂ）：後端
４０：連結摺動部材
４２：摺動ピン
４４：係合孔
４６：圧縮バネ
４８、５０、５６、６２：連結部
５２：回転支持具
５４：突起
５８：溝
６０：押さえ棒
６１：被係合部
６２：連結部
６３：継手
６４：係合ピン
６５：テーパ部
６６：回転駆動機構
６７：先鋭部
６８：係合ピン移動機構
６９：固定部
７０：抜出機構
７１：捲回装置
７２：モーター
７３：ターレット
７４：固定部
７５、７７：カッター
７６：第一ロッド
７８：第二ロッド
８０：カムフォロワ
８２：シリンダ
８４：軸受
８６：移動部材
８８：ボール螺子
９０：隙間
９２：カッター
９４：テープ
９５：内周面
９６：隙間
９８：把持器具
Ｃ：回転中心軸

Claims

回転中心軸を有し、捲回装置の回転治具に取り付けて該回転中心軸のまわりに回転させることにより、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捲回素子を製造する巻芯であり、
前記回転治具に固定される固定部材と、
前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、該後端が前記固定部材に固定され、該回転中心軸と平行な第一の溝を有する第一捲回部材と、
前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、該回転中心軸と平行であり前記第一の溝に対向する第二の溝を有する第二捲回部材と、
前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、前記第一の溝に対向し、前記第二の溝に挿入され、後端が前記固定部材に固定された第一挟持部材と、
前記回転中心軸と平行に延び、先端及び後端を有し、前記第二の溝に対向し、前記第一の溝に挿入された第二挟持部材と、
前記第二捲回部材の前記後端及び前記第二挟持部材の前記後端を連結する連結摺動部材と、
を備え、
前記連結摺動部材は、前記固定部材に対して、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材との離隔接近方向に、摺動可能であり、
前記連結摺動部材を前記固定部材に対して前記離隔接近方向に一の向きに摺動させることにより、前記第二捲回部材及び前記第二挟持部材が該一の向きに摺動し、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材とが接近し、前記第二の溝に挿入された前記第一挟持部材と前記第一の溝に挿入された前記第二挟持部材とが離隔し、該第一捲回部材及び該第二捲回部材を前記捲回素子から抜出することが可能となり、
前記連結摺動部材を前記固定部材に対して前記一の向きと逆の向きに摺動させることにより、前記第二捲回部材及び前記第二挟持部材が該逆の向きに摺動し、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材とが離隔し、前記第二の溝に挿入された前記第一挟持部材と前記第一の溝に挿入された前記第二挟持部材とが接近し、前記第一セパレーター及び前記第二セパレーターが該第一挟持部材と該第二挟持部材との間に固定される巻芯。
前記連結摺動部材は、被係合部を有し、該被係合部に係合可能な係合ピンを該被係合部に係合することにより、該連結摺動部材が前記固定部材に対して前記一の向きと逆の向きに摺動する請求項１に記載する巻芯。
前記連結摺動部材は、前記回転中心軸の方向に延びる係合ピンを該回転中心軸の方向に移動させて該係合ピンを係合する被係合部を有し、該係合ピンを該被係合部に係合することにより、前記連結摺動部材が前記固定部材に対して前記一の向きと逆の向きに摺動し、前記第一捲回部材と前記第二捲回部材とが離隔し、前記第一挟持部材と前記第二挟持部材とが接近する請求項２に記載する巻芯。
前記請求項３に記載する巻芯と、
前記請求項３に記載する係合ピンと、
前記巻芯を回転させる回転駆動機構と、
前記係合ピンを前記回転中心軸の方向に移動させる係合ピン移動機構と、
前記巻芯を前記回転中心軸の方向に移動させることにより、製造した捲回素子から該巻芯を抜き出す抜出機構と、
を備えた捲回ユニット。