JP7140916B2 - ロール材自動交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池製造の技術分野に関し、具体的には、ロール材自動交換装置に関する。

中国では、リチウムマンガン電池メーカーは、従来から、リチウムマンガン電池の全自動巻取機を用いた工程を手動で操作しており、市場の需要が日増しに急増する現状では、熟練した操作者の手作業でリチウムマンガン電池を巻き取ると、約１分間かかり、これにより企業の発展が大幅に制限されており、巻取の自動化は企業にとって急務となっている。

自動巻取機によるロール材の巻き戻しにおいて、１つのロール材の巻き戻しが完了した後、材料の連続性から、機械の作業を停止し、ロール材の余剰材料を手作業で切断し、新たなロール材に余剰材料を貼り付ける必要があるので、作業効率が低い。

本発明の目的は、従来技術の上記欠陥に対して、手動で材料を取り扱う必要がなく、ロール材の接合を自動に行えるロール材自動交換装置を提供することである。

本発明の目的は以下の技術案によって実現される。ロール材自動交換装置であって、
テーブル、すべてテーブルに設けられた、左巻き戻し装置、右巻き戻し装置、及び回転切断装置を備え、前記回転切断装置は、左巻き戻し装置と右巻き戻し装置との間に設けられ、
前記テーブルには、左補助ローラ、右補助ローラ、及び複数の位置決めローラが設けられ、前記左補助ローラは左巻き戻し装置と回転切断装置との間で上下移動し、前記右補助ローラは右巻き戻し装置と回転切断装置との間で上下移動し、
前記回転切断装置は、軸受け台、軸受け台に設けられた軸受け、軸受けに設けられた回転体、軸受け台において回転するように回転体を駆動するための回転機構、軸受け台を回動駆動するための回動機構、及びテーブルにおいて前後移動するように軸受け台を駆動する駆動機構を備え、
前記回転体は、上部と下部を備え、前記上部と下部との間には材料が通過する隙間が設けられ、前記回転体には、材料を押し付けるための押し付け機構と、材料を切断するための切断機構とが設けられる。

本発明では、前記押し付け機構は、隙間に設けられた押し付け用押さえブロック、上部に設けられた第１のエアキャビティ、及び上部に設けられた押し付けピストンを備え、前記押し付けピストンの一端は押し付け用押さえブロックに当接し、前記押し付けピストンの他端は第１のエアキャビティ内に設けられ、前記回転体には、第１のエアキャビティに連通している第１のエアチャンネルが設けられ、前記押し付け機構は、押し付け用押さえブロックを復位させるための第１の復位部材をさらに備え、
前記第１の復位部材は、一端が押し付け用押さえブロックに接続され、他端が回転体に接続された第１の引っ張りバネであり、
前記第１のエアチャンネルと回転体との間にはシールリングが設けられるようにさらに構成されている。

本発明では、前記切断機構は、隙間に設けられたカッター、カッターに接続された切断用押さえブロック、上部に設けられた第２のエアキャビティ、及び上部に設けられた切断ピストンを備え、前記切断ピストンの一端は切断用押さえブロックに当接し、前記切断ピストンの他端は第２のエアキャビティ内に設けられ、前記回転体には、第２のエアキャビティに連通している第２のエアチャンネルが設けられ、前記切断機構は、カッターを復位させるための第２の復位部材をさらに備え、
前記第２の復位部材は、一端が切断用押さえブロックに接続され、他端が回転体に接続された第２の引っ張りバネであり、
前記第２のエアチャンネルと回転体との間には、シールリングが設けられるようにさらに構成されている。

本発明では、前記回転機構は、回転モータ、第１の同期プーリー、タイミングベルト、及び第２の同期プーリーを備え、前記回転モータの出力端が第１の同期プーリーに接続され、前記第１の同期プーリーと第２の同期プーリーがタイミングベルトを介して連動し、前記第２の同期プーリーと回転体が同軸で伝動するようにさらに構成されている。

本発明では、前記回動機構は、コネクティングロッド、モータベース、及びモータベースに設けられた回動モータを備え、前記コネクティングロッドの一端は回動モータに接続され、前記コネクティングロッドの他端は回転体に接続され、前記駆動機構は、出力端がモータベースに接続されたエアシリンダであり、前記モータベースの底部にはスライダが設けられ、前記テーブルにはスライダにスライド可能に接続されたスライドレールが設けられるようにさらに構成されている。

本発明では、前記左巻き戻し装置及び右巻き戻し装置のいずれにも、両面テープを検知するためのセンサが設けられるようにさらに構成されている。

本発明では、前記位置決めローラは、固定位置決めローラ、左位置決めローラ、及び右位置決めローラを備え、前記固定位置決めローラは左位置決めローラと右位置決めローラとの間に設けられるようにさらに構成されている。

本発明の有益な效果は以下のとおりである。本発明は、回転体、回転機構、回動機構、駆動機構、押し付け機構及び切断機構を設けることによって、左巻き戻し装置及び右巻き戻し装置に対する帯材の交換の自動化を実現する。

図面を利用して発明をさらに説明するが、図面に記載の実施例は本発明を何ら制限するものではなく、当業者であれば、創造的な努力を必要とせずに、以下の図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本発明のロール材の構造模式図である。 本発明の上面図である。 本発明の回転切断装置の構造模式図である。 本発明の回転切断装置の側面図である。 本発明の回転体の正面図である。 本発明の回転体の側面の断面図である。 本発明の右巻き戻し装置による巻き戻しの原理図である。 本発明の右巻き戻し装置による巻き戻しが完了したときの原理図である。 本発明の右巻き戻し装置の切断の原理図である。 本発明の右巻き戻し装置の切断完了後の原理図である。 本発明の左巻き戻し装置の貼り合せの原理図である。 本発明の右巻き戻し装置の貼り合せ完了後の原理図である。 本発明の回転体の復位の原理図である。 本発明のロール材交換完了後の原理図である。

以下の実施例をもって本発明をさらに説明する。

図１～図１４に示すように、本実施例の前記ロール材自動交換装置は、テーブル８、及びすべてテーブル８に設けられた、左巻き戻し装置８１、右巻き戻し装置８２、及び回転切断装置８３を備え、前記回転切断装置８３は、左巻き戻し装置８１と右巻き戻し装置８２との間に設けられ、
前記テーブル８には、左補助ローラ８４、右補助ローラ８５、及び複数の位置決めローラが設けられ、前記左補助ローラ８４は左巻き戻し装置８１と回転切断装置８３との間で上下移動し、前記右補助ローラ８５は、右巻き戻し装置８２と回転切断装置８３との間で上下移動し、その位置決めローラは材料を案内する役割を果たし、
前記回転切断装置８３は、軸受け１１台、軸受け１１台に設けられた軸受け１１、軸受け１１に設けられた回転体２、軸受け１１台において回転するように回転体２を駆動するための回転機構、軸受け１１台を回動駆動するための回動機構、及びテーブル８において前後移動するように軸受け１１台を駆動するための駆動機構を備え、
前記回転体２は、上部２１と下部２２を備え、前記上部２１と下部２２との間には材料が通過する隙間２３が設けられ、前記回転体２には、材料を押し付けるための押し付け機構と、材料を切断するための切断機構とが設けられている。

具体的には、本実施例の前記ロール材自動交換装置では、ロール材が左巻き戻し装置８１又は右巻き戻し装置８２にセットされる前に、図１に示すように、ロール材先端９１に貫通孔を開け、孔開け部位に両面テープ９３を貼り付け（このステップは、前の工程で巻き取るときに行われる）、次に、ロール材を左巻き戻し装置８１又は右巻き戻し装置８２にセットして巻き戻し、
左巻き戻し装置８１又は右巻き戻し装置８２における材料が使用しきれると、駆動機構は、軸受け１１台を駆動してロール材と平行する位置に移動させ、回動機構は、軸受け１１台を駆動して左巻き戻し装置８１又は右巻き戻し装置８２に対してある角度だけ偏向させ、その後、回転機構は、軸受け１１台において一定の角度だけ回転するように回転体２を駆動し、板材やシートが上部２１と下部２２との間の隙間２３に入るようにし、次に、押し付け機構は作動して材料を押し付け、切断機構は作動して板材やシートを切断し、このように、板材やシートの切断の自動化が実現され、
切断完了後、回動機構は、軸受け１１台を駆動して他方の巻き戻し装置に対してある角度だけ偏向させ、その後、回転機構は、軸受け１１台において一定の角度だけ回転するように回転体２を駆動し、隙間２３中の切断済みの材料と新しいロール材の両面テープ９３とを貼り合せ、このように、ロール材が自動的に交換される。

本実施例の前記ロール材自動交換装置では、前記押し付け機構は、隙間２３に設けられた押し付け用押さえブロック３１、上部２１に設けられた第１のエアキャビティ３２、及び上部２１に設けられた押し付けピストン３３を備え、前記押し付けピストン３３の一端は押し付け用押さえブロック３１に当接し、前記押し付けピストン３３の他端は第１のエアキャビティ３２内に設けられ、前記回転体２には、第１のエアキャビティ３２に連通している第１のエアチャンネル１２が設けられ、前記押し付け機構は、押し付け用押さえブロック３１を復位させるための第１の復位部材３４をさらに備え、具体的には、材料が上部２１と下部２２との間の隙間２３に入ると、第１のエアチャンネル１２に気体が導入され、気体が第１のエアチャンネル１２を経て第１のエアキャビティ３２に入り、押し付けピストン３３を下向きに移動させ、押し付け用押さえブロック３１を下部２２へ移動させ、このように、押し付け用押さえブロック３１は材料を押し付ける。

前記第１の復位部材３４は、一端が押し付け用押さえブロック３１に接続され、他端が回転体２に接続された第１の引っ張りバネであり、帯材の交換が完了した後、第１のエアチャンネル１２への気体の導入を停止し、第１の引っ張りバネは押し付け用押さえブロック３１及び押し付けピストン３３を復位させる。

前記第１のエアチャンネル１２と回転体２との間にはシールリング７が設けられる。シールリング７の設置により、気体が第１のエアチャンネル１２と回転体２から漏れることを防止できる。

本実施例の前記ロール材自動交換装置では、前記切断機構は、隙間２３に設けられたカッター４１、カッター４１に接続された切断用押さえブロック４２、上部２１に設けられた第２のエアキャビティ４３、及び上部２１に設けられた切断ピストン４４を備え、前記切断ピストン４４の一端は切断用押さえブロック４２に当接し、前記切断ピストン４４の他端は第２のエアキャビティ４３内に設けられ、前記回転体２には、第２のエアキャビティ４３に連通している第２のエアチャンネル１３が設けられ、前記切断機構は、カッター４１を復位させるための第２の復位部材４５をさらに備え、具体的には、押し付け機構が材料を押し付けた後、第２のエアチャンネル１３に気体が導入され、気体が第２のエアチャンネル１３を経て第２のエアキャビティ４３に入り、切断ピストン４４を下向きに移動させ、切断用押さえブロック４２及びカッター４１を下部２２へ移動させ、このように、カッター４１で材料を切断する。

前記第２の復位部材４５は、一端が切断用押さえブロック４２に接続され、他端が回転体２に接続された第２の引っ張りバネであり、切断が完了した後、第２のエアチャンネル１３への気体の導入を停止し、第２の引っ張りバネは切断用押さえブロック４２及び切断ピストン４４を復位させる。

前記第２のエアチャンネル１３と回転体２との間には、シールリング７が設けられる。シールリング７の設置により、気体が第２のエアチャンネル１３及び回転体２から漏れることを防止できる。

本実施例の前記ロール材自動交換装置では、前記回転機構は、回転モータ５１、第１の同期プーリー５２、タイミングベルト５３、及び第２の同期プーリー５４を備え、前記回転モータ５１の出力端が第１の同期プーリー５２に接続され、前記第１の同期プーリー５２と第２の同期プーリー５４がタイミングベルト５３を介して連動し、前記第２の同期プーリー５４と回転体２が同軸で伝動する。具体的には、回転体２を回転させようとする場合、回転モータ５１が作動して、第１の同期プーリー５２、タイミングベルト５３及び第２の同期プーリー５４を介して回転体２を回転駆動する。

本実施例の前記ロール材自動交換装置では、前記回動機構は、コネクティングロッド６１、モータベース６３、及びモータベース６３に設けられた回動モータ６２を備え、前記コネクティングロッド６１の一端は回動モータ６２に接続され、前記コネクティングロッド６１の他端は回転体２に接続され、具体的には、左巻き戻し装置８１又は右巻き戻し装置８２に向けて回転体２を偏向させようとするとき、回動モータ６２が一定の角度だけ回動して、コネクティングロッド６１及び回転体２が角度を調整させられる。前記駆動機構は、出力端がモータベース６３に接続されたエアシリンダ６４であり、前記モータベース６３の底部にはスライダが設けられ、前記テーブル８にはスライダにスライド可能に接続されたスライドレールが設けられる。

本実施例の前記ロール材自動交換装置では、前記位置決めローラは、固定位置決めローラ８６、左位置決めローラ８７、及び右位置決めローラ８８を備え、前記固定位置決めローラ８６は左位置決めローラ８７と右位置決めローラ８８との間に設けられる。上記構成とすると、材料を簡便に案内して位置決めすることができる。

本実施例の前記ロール材自動交換装置では、前記左巻き戻し装置８１及び右巻き戻し装置８２のいずれにも、両面テープ９３を検知するためのセンサが設けられる。

具体的には、作動原理をさらに理解するように、以下、右巻き戻し装置８２から帯材を左巻き戻し装置８１に巻き渡す場合を例とする。

図７に示すように、このとき、右巻き戻し装置８２における右ロール材が巻き戻し状態にあり、右補助ローラ８５が下方にあり、右ロール材に対して案内・位置決めの役割を果たし、図８に示すように、右ロール材が使用きれようとするところ、左巻き戻し装置８１はセンサにより両面テープ９３が検知される位置まで回動し、次に、図９に示すように、回動機構は、軸受け１１台を駆動して右巻き戻し装置８２に対してある角度だけ偏向させ、その後、回転機構は、軸受け１１台において一定の角度だけ回転するように回転体２を駆動し、材料が上部２１と下部２２との間の隙間２３に入るようにし、次に、押し付け機構は作動して材料のロール材末端９２を押し付け、切断機構は作動して材料のロール材末端９２を切断し、このように、板材やシートが自動的に切断され、図１０に示すように、押し付け機構は作動して材料のロール材末端９２を押し付けたままであり、図１１に示すように、回動機構は、軸受け１１台を駆動して左巻き戻し装置８１に対してある角度だけ偏向させ、図１２に示すように、回転機構は、軸受け１１台において一定の角度だけ回転するように回転体２を駆動し、材料のロール材末端９２が左ロール材のロール材先端９１の両面テープ９３に貼り合せられるようにし、図１３に示すように、貼り合せが完了した後、回動機構は復位し、図１４に示すように、左補助ローラ８４は下向きに移動して、材料を押し付けることで案内・位置決めの役割を果たし、次に、回転機構は、軸受け１１台において一定の角度だけ回転するように回転体２を駆動するし、押し付け機構は作動を停止し、それにより、ロール材が隙間２３から押し出され、このように、帯材の交換は完了する。

なお、以上の実施例は、本発明の技術案を説明するために過ぎず、本発明の特許範囲を制限するものではなく、好適実施例を参照しながら本発明を詳しく説明したが、当業者にとって自明なように、本発明の技術案の主旨及び範囲を逸脱することなく、本発明の技術案について修正したり等価置換を行ったりすることができる。

図１～図１４の符号の説明：
１－軸受け台
１１－軸受け
１２－第１のエアチャンネル
１３－第２のエアチャンネル
２－回転体
２１－上部
２２－下部
２３－隙間
３１－押し付け用押さえブロック
３２－第１のエアキャビティ
３３－押し付けピストン
３４－第１の復位部材
４１－カッター
４２－切断用押さえブロック
４３－第２のエアキャビティ
４４－切断ピストン
４５－第２の復位部材
５１－回転モータ
５２－第１の同期プーリー
５３－タイミングベルト
５４－第２の同期プーリー
６１－コネクティングロッド
６２－回動モータ
６３－モータベース
６４－エアシリンダ
７－シールリング
８－テーブル
８１－左巻き戻し装置
８２－右巻き戻し装置
８３－回転切断装置
８４－左補助ローラ
８５－右補助ローラ
８６－固定位置決めローラ
８７－左位置決めローラ
８８－右位置決めローラ
９１－ロール材先端
９２－ロール材末端
９３－両面テープ。

Claims (7)

1. ロール材自動交換装置であって、
   テーブル（８）、すべてテーブル（８）に設けられた、左巻き戻し装置（８１）、右巻き戻し装置（８２）、及び回転切断装置（８３）を備え、前記回転切断装置（８３）は、左巻き戻し装置（８１）と右巻き戻し装置（８２）との間に設けられ、
   前記テーブル（８）には、左補助ローラ（８４）、右補助ローラ（８５）、及び複数の位置決めローラが設けられ、前記左補助ローラ（８４）は左巻き戻し装置（８１）と回転切断装置（８３）との間で上下移動し、前記右補助ローラ（８５）は右巻き戻し装置（８２）と回転切断装置（８３）との間で上下移動し、
   前記回転切断装置（８３）は、軸受け（１１）台、軸受け（１１）台に設けられた軸受け（１１）、軸受け（１１）に設けられた回転体（２）、軸受け（１１）台において回転するように回転体（２）を駆動するための回転機構、軸受け（１１）台を回動駆動するための回動機構、及びテーブル（８）において前後移動するように軸受け（１１）台を駆動する駆動機構を備え、
   前記回転体（２）は、上部（２１）と下部（２２）を備え、前記上部（２１）と下部（２２）との間には材料が通過する隙間（２３）が設けられ、前記回転体（２）には、材料を押し付けるための押し付け機構と、材料を切断するための切断機構とが設けられ、
   前記駆動機構が軸受け（１１）台を駆動して左巻き戻し装置（８１）又は右巻き戻し装置（８２）のうちの一方の巻き戻し装置における材料と平行する位置に移動させ、前記回動機構が前記一方の巻き戻し装置に向けて回転体（２）を偏向させ、前記回転機構が回転体（２）を回転させることにより材料が上部（２１）と下部（２２）との間の隙間（２３）に入るようにし、押し付け機構が材料を押し付け、切断機構が材料を切断し、
   前記回動機構が左巻き戻し装置（８１）又は右巻き戻し装置（８２）のうちの他方の巻き戻し装置に向けて回転体（２）を偏向させ、前記回転機構が回転体（２）を回転させることにより、隙間（２３）中の切断済みの材料と前記他方の巻き戻し装置における新しい材料とを貼り合せられるようにする、ことを特徴とするロール材自動交換装置。
2. 前記押し付け機構は、隙間（２３）に設けられた押し付け用押さえブロック（３１）、上部（２１）に設けられた第１のエアキャビティ（３２）、及び上部（２１）に設けられた押し付けピストン（３３）を備え、前記押し付けピストン（３３）の一端は押し付け用押さえブロック（３１）に当接し、前記押し付けピストン（３３）の他端は第１のエアキャビティ（３２）内に設けられ、前記回転体（２）には、第１のエアキャビティ（３２）に連通している第１のエアチャンネル（１２）が設けられ、前記押し付け機構は、押し付け用押さえブロック（３１）を復位させるための第１の復位部材（３４）をさらに備え、
   前記第１の復位部材（３４）は、一端が押し付け用押さえブロック（３１）に接続され、他端が回転体（２）に接続された第１の引っ張りバネであり、
   前記第１のエアチャンネル（１２）と回転体（２）との間にはシールリング（７）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロール材自動交換装置。
3. 前記切断機構は、隙間（２３）に設けられたカッター（４１）、カッター（４１）に接続された切断用押さえブロック（４２）、上部（２１）に設けられた第２のエアキャビティ（４３）、及び上部（２１）に設けられた切断ピストン（４４）を備え、前記切断ピストン（４４）の一端は切断用押さえブロック（４２）に当接し、前記切断ピストン（４４）の他端は第２のエアキャビティ（４３）内に設けられ、前記回転体（２）には、第２のエアキャビティ（４３）に連通している第２のエアチャンネル（１３）が設けられ、前記切断機構は、カッター（４１）を復位させるための第２の復位部材（４５）をさらに備え、
   前記第２の復位部材（４５）は、一端が切断用押さえブロック（４２）に接続され、他端が回転体（２）に接続された第２の引っ張りバネであり、
   前記第２のエアチャンネル（１３）と回転体（２）との間には、シールリング（７）が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロール材自動交換装置。
4. 前記回転機構は、回転モータ（５１）、第１の同期プーリー（５２）、タイミングベルト（５３）、及び第２の同期プーリー（５４）を備え、前記回転モータ（５１）の出力端が第１の同期プーリー（５２）に接続され、前記第１の同期プーリー（５２）と第２の同期プーリー（５４）がタイミングベルト（５３）を介して連動し、前記第２の同期プーリー（５４）と回転体（２）が同軸で伝動する、ことを特徴とする請求項１に記載のロール材自動交換装置。
5. 前記回動機構は、コネクティングロッド（６１）、モータベース（６３）、及びモータベース（６３）に設けられた回動モータ（６２）を備え、前記コネクティングロッド（６１）の一端は回動モータ（６２）に接続され、前記コネクティングロッド（６１）の他端は回転体（２）に接続され、前記駆動機構は、出力端がモータベース（６３）に接続されたエアシリンダ（６４）であり、前記モータベース（６３）の底部にはスライダが設けられ、前記テーブル（８）にはスライダにスライド可能に接続されたスライドレールが設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロール材自動交換装置。
6. 前記左巻き戻し装置（８１）及び右巻き戻し装置（８２）のいずれにも、両面テープ（９３）を検知するためのセンサが設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロール材自動交換装置。
7. 前記位置決めローラは、固定位置決めローラ（８６）、左位置決めローラ（８７）、及び右位置決めローラ（８８）を備え、前記固定位置決めローラ（８６）は左位置決めローラ（８７）と右位置決めローラ（８８）との間に設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のロール材自動交換装置。

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