JP7711264B1 - 巻回装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻き締め力による巻芯の意図しない周長変化をより確実に防止することができるとともに、巻芯の小型化などを図ることができる巻回装置を提供する。
【解決手段】巻芯は、固定芯片８１と、可動芯片８２と、第一ねじ部８３ａ及び該第一ねじ部８３ａとは逆向きの第二ねじ部８３ｂを有するねじ軸８３と、第一ねじ部８３ａの外周に設けられ、ねじ軸８３の回転により移動可能な第一ブロック８４と、第二ねじ部８３ｂの外周に設けられ、ねじ軸８３の回転により第一ブロック８４の移動方向とは反対方向に移動可能な第二ブロック８５を備える。第一ブロック８４には第一傾斜面８４ａが設けられる一方、第二ブロック８５には第一傾斜面８４ａとは逆向きの第二傾斜面８５ａが設けられ、両傾斜面８４ａ，８５ａに可動芯片８２が押付けられる。ねじ軸８３の回転により両ブロック８４，８５を移動させることで、巻芯の周長を変更する。
【選択図】 図１１

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回装置に関する。

例えば、リチウムイオン電池等の二次電池に用いられる巻回素子は、正極活物質が塗布された正電極シートと、負極活物質が塗布された負電極シートとが、絶縁素材からなるセパレータシートを介して重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。

巻回素子を製造するための巻回装置においては、ロール状に巻回された原反から供給される上記各電極シート及びセパレータシートがそれぞれ別個の搬送路に沿って回転可能な巻芯へと搬送される。そして、巻芯により電極シート及びセパレータシートが重ね合わされた状態で巻回され、最後に所定の固定用テープによりセパレータシートの終端部を巻止めすることによって、巻回素子が得られる。尚、巻芯としては、例えば、自身の回転軸方向に延びるとともに、前記回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられた複数の芯片を備えたものが採用され得る。

ところで、巻芯へと供給される電極シートの厚さは、電極シートの長手方向に沿って多少異なることがあり、このような電極シートの厚さのバラツキに起因して、得られる巻回素子において不具合が生じてしまうおそれがある。不具合としては、例えば、得られた巻回素子において、所定のタブが巻回素子の周方向に沿った目標の配置範囲から外れた位置に配置されてしまうことなどを挙げることができる。尚、タブとしては、例えば、電極シートにおける活物質不塗布部に溶接された溶接タブや、電極シートの幅方向端部に間欠的に切込みを設けることで形成された切込みタブなどが挙げられる。

上記のような電極シートの厚さのバラツキに対応すべく、近年では、巻回装置に対し、周長変更手段を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。周長変更手段は、巻芯におけるその回転方向に沿った電極シートやセパレータシートの巻回される部分の長さ（巻芯の周長）を変更するものである。周長変更手段は、巻芯の基端側に設けられており、第１の芯片（固定芯片）に対し第２の芯片（可動芯片）を移動させ、両芯片間に形成されたスリットの大きさを調節することで、巻芯の周長を変更する。

また、可動芯片を移動させるためのアクチュエータとして、ピエゾアクチュエータを利用する手法が知られている（例えば、特許文献２等参照）。ピエゾアクチュエータは、所定の圧電素子を複数備えた積層型圧電アクチュエータであり、巻芯の内部に設けられている。ピエゾアクチュエータは、電力供給に伴い、巻芯の径方向に沿って伸縮変形することで、巻芯の周長を変更する。

さらに、周長を変更可能な巻芯としては、回転軸から外周面までの距離が一定ではないカム部が２つ形成されてなる回転可能なカム軸を有し、可動芯片が２つのカム部のそれぞれに押付けられてなるものも提案されている（例えば、特許文献３等参照）。この巻芯においては、カム軸を回転させることで可動芯片が移動し、その結果、巻芯の周長が変更される。

特開２０１６－１６２４号公報 特許第６０３１２０６号公報 特開２０１８－２０６５７１号公報

ところで、上記特許文献１に記載の技術において、可動芯片は、周長変更手段の存在する巻芯の基端側のみで支持された状態となっている。従って、電極シート及びセパレータシートの巻回に伴い可動芯片に対し巻き締め力が加わったときに、可動芯片に変形（撓みや捻りなど）が生じてしまい、巻芯の周長を一定に保つことができないおそれがある。

また、上記特許文献２に記載の技術において、可動芯片の往復移動量（ストローク量）を十分に確保するためには、ピエゾアクチュエータに増幅機構を設ける必要がある。しかしながら、増幅機構を設けることとすれば、ピエゾアクチュエータは大型化してしまう。そのため、巻芯を比較的大型なものとせざるを得ず、巻芯の小型化が難しい。

さらに、ピエゾアクチュエータは、時間経過に伴い少なからず放電するため、巻芯の周長をそのまま維持したい場合であっても、ピエゾアクチュエータに対し電力を随時供給する必要がある。そのため、生産性の低下を招いてしまうおそれがある。

加えて、上記特許文献３に記載の技術においては、可動芯片からの押付け力と、巻き締め力とが両カム部に加わるため、カム軸を回転させたときに、カム軸のねじれが生じるおそれがある。カム軸のねじれが生じると、巻芯の周長調節に支障が生じるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、巻き締め力による巻芯の意図しない周長変化をより確実に防止することができるとともに、巻芯の小型化などを図ることができる巻回装置を提供することにある。

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。

手段１．表面に活物質を有する帯状の電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとをそれぞれ所定の供給機構から回転可能な巻芯に供給するとともに、所定の回転軸を中心として前記巻芯が回転することにより前記電極シート及び前記セパレータシートを重ねつつ巻回する巻回装置であって、
前記巻芯は、
前記回転軸方向に延びる固定芯片と、
前記回転軸と直交する方向において前記固定芯片と並んだ状態で設けられ、前記固定芯片に対し相対移動可能な可動芯片と、
前記回転軸方向に延びる棒状をなすとともに、雄ねじ形状の第一ねじ部と、該第一ねじ部とは逆向きの雄ねじ形状をなす第二ねじ部とを外周に有する回転可能なねじ軸と、
前記第一ねじ部の外周に設けられ、前記ねじ軸の回転に伴い前記ねじ軸の延びる方向に沿って移動可能な第一ブロックと、
前記第二ねじ部の外周に設けられ、前記ねじ軸の回転に伴い前記ねじ軸の延びる方向に沿って前記第一ブロックの移動方向とは反対方向に移動可能な第二ブロックと、
前記第一ブロック及び前記第二ブロックに対し、前記可動芯片を押付けた状態とする押圧手段とを備え、
前記第一ブロックにおける前記可動芯片が押付けられる部位と前記可動芯片における前記第一ブロックに押付けられる部位とのうちの少なくとも一方には、前記ねじ軸の一端から他端に向けて前記ねじ軸の中心軸に対し徐々に接近する第一傾斜面が設けられる一方、
前記第二ブロックにおける前記可動芯片が押付けられる部位と前記可動芯片における前記第二ブロックに押付けられる部位とのうちの少なくとも一方には、前記ねじ軸の一端から他端に向けて前記ねじ軸の中心軸から徐々に離れる第二傾斜面が設けられ、
前記ねじ軸の回転により前記第一ブロック及び前記第二ブロックを移動させることで、前記固定芯片に対し前記可動芯片を相対移動させて、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータシートが巻回される部分における該巻芯の回転方向に沿った長さを変更可能に構成されていることを特徴とする巻回装置。

上記手段１によれば、固定芯片に対し可動芯片を相対移動させることで、巻芯のうち電極シート等が巻回される部分の回転方向に沿った長さ（以下、「巻芯の周長」と称す）を変更することができる。巻芯の周長を変更することによって、例えば、巻回素子の周方向に沿った目標範囲にタブをより確実に配置すること等が可能となる。

また、上記手段１によれば、１本のねじ軸の回転により両ブロックを移動させることで、巻芯の周長を変更することができる。従って、比較的シンプルな構成によって巻芯の周長変更を実現することができ、巻芯の小型化を図ることができる。

さらに、両ブロックに対し可動芯片が押付けられるとともに、第一傾斜面及び第二傾斜面の傾斜方向が逆方向とされている。そのため、電極シート等の巻回に伴い巻芯に対し巻き締め力が加わったときであっても、傾斜面に沿って可動芯片がスライド移動することはなく、可動芯片を非常に安定した状態で支持することができる。従って、可動芯片に変形（撓みや捻りなど）が生じることをより確実に防止でき、巻芯の周長をより確実に一定に保つことができる。

加えて、両ブロックに対し可動芯片が押付けられる構造であるため、ねじ軸が回転しない限り、巻芯の周長が変化することはない。すなわち、上記手段１によれば、時間経過に伴い巻芯の周長が変化するといった事態はほとんど生じない。そのため、所定部品（例えばピエゾアクチュエータ）に対し電力を随時供給する等、巻芯の周長を一定に維持するための工程を特段行う必要がなくなり、生産性の向上を図ることができる。

さらに、両ブロックによって可動芯片を受ける構成であるため、ねじ軸を回転させたときにおけるねじ軸のねじれをより生じにくくすることができる。これにより、巻芯の周長調節に支障が生じることをより確実に防止できる。

併せて、ねじ軸の回転により両ブロックを移動させる構成であるから、両ブロックを微小距離だけ移動させることがより容易に可能となる。これにより、巻芯の周長をより細かく調節することができる。

手段２．前記第一傾斜面は、前記第一ブロックに設けられるとともに、
前記第二傾斜面は、前記第二ブロックに設けられており、
前記可動芯片は、
前記第一傾斜面と面接触する第一接触面と、
前記第二傾斜面と面接触する第二接触面とを備えることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

上記手段２によれば、両ブロックに対し可動芯片が面接触した状態となる。従って、両ブロック及び可動芯片が点接触又は線接触する構成と比較して、両ブロック及び可動芯片に加わる接触圧力を低減することができる。そのため、両ブロックの移動に伴う両ブロックや可動芯片の損耗をより確実に防止することができる。これにより、装置の長寿命化を図ることができる。また、損耗防止が図られることで摩耗粉の発生を抑制できるから、電極シート等に対する摩耗粉の付着を効果的に抑制することができ、ひいては巻回素子の品質向上を図ることができる。

手段３．前記第一ブロック及び前記第二ブロックのうち前記可動芯片と接触する部位の裏側に当たる部分は、前記固定芯片と接触して該固定芯片により支持されていることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

上記手段３によれば、可動芯片側からの力を受ける両ブロックを固定芯片によって支持することができる。従って、巻芯の周長をより確実に一定に保つことができる。

また、可動芯片側から両ブロックを介してねじ軸に加わる負荷を効果的に減らすことができ、ねじ軸の変形（撓みなど）や損傷をより確実に防ぐことができる。これにより、装置の更なる長寿命化や、メンテナンス等に係るコストの低減などを図ることができる。

手段４．前記押圧手段は、
前記第一ブロックを挟む位置に設けられ、主として前記第一ブロックに対し前記可動芯片を押付ける機能を有する一対の第一板バネ部品と、
前記第二ブロックを挟む位置に設けられ、主として前記第二ブロックに対し前記可動芯片を押付ける機能を有する一対の第二板バネ部品とを備えることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

上記手段４によれば、両ブロックに対し可動芯片をより安定した状態で押付けることができる。また、押圧手段を簡素な部品によって実現することができるため、装置の製造やメンテナンス等に係るコストの増大抑制や、巻芯の小型化をより図ることができる。

手段５．前記ねじ軸を把持して該ねじ軸の回転を規制する状態、又は、前記ねじ軸の把持を解除して該ねじ軸の回転を許容する状態に切換可能なクランプ部を備えることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

上記手段５によれば、クランプ部によって、ねじ軸における回転をより確実に規制することができる。これにより、巻芯の周長をより一層確実に一定に保つことができる。

手段６．前記第一ブロックは、前記ねじ軸におけるその長手方向中心よりも一端側に設けられ、
前記第二ブロックは、前記ねじ軸におけるその長手方向中心よりも他端側に設けられていることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

上記手段６によれば、可動芯片を一層安定した状態で支持することができる。そのため、可動芯片に変形（撓みや捻りなど）が生じてしまうことを一層確実に防止できる。

手段７．電力供給により動作する動作部を具備してなるアクチュエータを有するとともに、前記巻芯の外部に配置される調節ユニットを備え、
前記動作部及び前記ねじ軸は、それぞれマグネットギアを有し、
該マグネットギアによって、前記動作部及び前記ねじ軸が非接触の状態で該動作部から該ねじ軸へと動力を伝達して該ねじ軸を回転させることが可能に構成されていることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

上記手段７によれば、動作部及びねじ軸が非接触の状態で、動作部からねじ軸に対し動力を伝達することができる。従って、ねじ軸を回転させて巻芯の周長を調節する際に摩耗粉が生じることを防止でき、ひいては摩耗粉による悪影響（例えば、摩耗粉の付着による装置の異常や巻回素子の品質低下など）をより確実に防止することができる。

また、ベルトなどの連結部によって動作部及びねじ軸を連結する必要はないため、巻芯の周長調節をより容易に行うことができる。

手段８．前記巻芯は、前記固定芯片、前記可動芯片、前記ねじ軸、前記第一ブロック、前記第二ブロック及び前記押圧手段をそれぞれ有するとともに、所定のスリットを介して前記固定芯片同士が相対向するようにして配置された第一構成部及び第二構成部を備え、
前記調節ユニットは、前記第一構成部における前記ねじ軸の回転と、前記第二構成部における前記ねじ軸の回転とに共通して用いられることを特徴とする手段７に記載の巻回装置。

上記手段８によれば、両構成部における各ねじ軸を、１の調節ユニットによって回転させることができる。従って、装置の小型化や簡素化をより確実に図ることができる。

手段９．前記電極シートの厚さに係る情報を入力する入力手段と、
前記入力手段から入力された情報に基づき、前記固定芯片に対する前記可動芯片の相対位置を制御して、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータシートが巻回される部分における該巻芯の回転方向に沿った長さを調節する周長制御手段とを備えることを特徴とする手段１に記載の巻回装置。

尚、入力手段としては、電極シートの実際の厚さを計測した上で、その厚さに係る情報を周長制御手段に入力するものや、電極シートの原反に付され、該電極シートの厚さに係る情報を有するバーコードやＩＣタグから該情報を読み取った上で、読み取った情報を周長制御手段に入力するものなどを挙げることができる。

上記手段９によれば、入力手段により入力された電極シートの厚さに係る情報に基づき、周長制御手段によって、巻芯の周長を自動的に調節することができる。従って、巻芯の周長調節がより容易になるとともに、電極シートの厚さに応じた適切な周長に設定することができる。

尚、上記各手段に係る技術事項を適宜組み合わせてもよい。従って、例えば、上記手段２に係る技術事項に対し、上記手段３～９に係る技術事項のうちの少なくとも１つを組み合わせてもよい。

電池素子の概略構成を示す斜視模式図である。 巻回装置の概略構成図である。 巻回部の概略構成図である。 スリットにセパレータシートを配置した際の巻回部の概略構成図である。 セパレータシートを切断する際の巻回部の概略構成図である。 電極シート等の巻回終了時における巻回部の概略構成図である。 巻芯の断面模式図である。 第一芯片の斜視模式図である。 可動芯片の大部分を省略した第一芯片の斜視模式図である。 可動芯片の大部分を省略した第一芯片の平面模式図である。 図８のＪ－Ｊ線断面図である。 図８のＫ－Ｋ線断面図である。 調節ユニット及び周長情報取得用装置の斜視模式図である。 巻芯の周長を調節するときにおける巻芯や調節ユニットなどを示す正面模式図である。

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、巻回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１（以下、単に「電池素子１」という）は、２枚のセパレータシート２，３を介して、正電極シート４及び負電極シート５が重ね合わされた状態で巻回されることにより製造される。尚、２枚のセパレータシート２，３に代えて、折返された１枚のセパレータシートを用いてもよい。また、以下においては、説明の便宜上、セパレータシート２，３及び電極シート４，５を「各種シート２～５」と称することがある。本実施形態では、正電極シート４及び負電極シート５がそれぞれ「電極シート」に相当する。

セパレータシート２，３は、それぞれ同一の幅を有する帯状をなしており、異なる電極シート４，５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、ポリプロピレン（ＰＰ）等の絶縁体により構成されている。

電極シート４，５は、薄板状の金属シートからなり、セパレータシート２，３と略同一の幅を有している。電極シート４，５の表裏両面には活物質が塗布されている。正電極シート４には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に所定間隔で正極活物質（例えば、マンガン酸リチウム粒子等）が塗布されている。負電極シート５には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に所定間隔で負極活物質（例えば、活性炭等）が塗布されている。

加えて、本実施形態では、電池素子１ひとつを構成する両電極シート４，５の長さはそれぞれ予め設定された一定の所定値とされている。本実施形態において、一素子分の負電極シート５の長さは、負電極シート５で正電極シート４をより確実に覆うべく、一素子分の正電極シート４の長さよりも若干大きなものとされている。

また、正電極シート４における活物質の非塗布部分には、正電極タブ４ａが溶接されるとともに、負電極シート５における活物質の非塗布部分には、負電極タブ５ａが溶接されている。そして、正電極シート４の幅方向一端縁から正電極タブ４ａが突出した状態となり、負電極シート５の幅方向他端縁から負電極タブ５ａが突出した状態となっている。理想状態では、両電極タブ４ａ，５ａは、それぞれ１列に並んだ状態（図１で示す状態）となる。一方、巻回される電極シート４，５の厚さが基準値に対して大きい又は小さい場合、得られた電池素子１において、電極タブ４ａ，５ａの位置にずれが生じ得る。尚、電極タブ４ａ，５ａは、例えば、電極シート４，５の幅方向端部に切込みを間欠的に設けることにより該電極シート４，５における前記切込み間に形成されたもの（いわゆる切込みタブ）等であってもよい。

リチウムイオン電池を得るに際しては、巻回された電池素子１が金属製で筒状をなす図示しない電池容器（ケース）内に配設されるとともに、各電極タブ４ａ，５ａがまとめられる。そして、まとめられた正電極タブ４ａ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電極タブ５ａを負極端子部品（図示せず）に接続し、両端子部品が前記電池容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。

次に、電池素子１を製造するための巻回装置１０について説明する。図２に示すように、巻回装置１０は、各種シート２～５を巻回するための巻回部１１と、正電極シート４を巻回部１１へ供給するための正電極シート供給機構３１と、負電極シート５を巻回部１１へ供給するための負電極シート供給機構４１と、セパレータシート２，３をそれぞれ巻回部１１へ供給するためのセパレータ供給機構５１，６１と、制御装置９１とを備えている。本実施形態では、制御装置９１が「周長制御手段」を構成する。尚、巻回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１など、巻回装置１０内の各種機構は、制御装置９１により動作制御される。

正電極シート供給機構３１は、正電極シート４がロール状に巻回されてなる正電極シート原反３２を備えている。正電極シート原反３２は、自由回転可能に支持されており、ここから適宜、正電極シート４が引き出されることとなる。

尚、正電極シート原反３２を構成する正電極シート４の厚さは、活物質の塗布厚さが異なる等の理由により、正電極シート原反３２のロットごとに異なる場合がある。また、１の正電極シート原反３２を構成する正電極シート４の各部位で厚さが異なることがある。これらの点は、負電極シート５においても同様である。

正電極シート供給機構３１は、シート挿入機構７１、シート切断カッタ７２、テンション付与機構７３、バッファ機構７５及び厚さ計測機構７７を備えている。

シート挿入機構７１は、正電極シート４を把持しつつ巻回部１１へ供給するためのものである。

シート切断カッタ７２は、正電極シート４を切断するためのものである。正電極シート４の切断は、シート挿入機構７１により正電極シート４を把持した状態で行われる。また、シート切断カッタ７２は、正電極シート４の搬送経路から離隔可能であり、シート挿入機構７１による正電極シート４の供給を阻害しないようになっている。

テンション付与機構７３は、正電極シート４に張力を付与するためのものであり、複数のローラ（例えばダンサローラ等）を備えている。これらローラの動作が制御装置９１によって制御されることで、テンション付与機構７３から正電極シート４に付与される張力が調節可能となっている。本実施形態では、テンション付与機構７３によって、正電極シート４に対し常に一定の張力が付与されるようになっている。

バッファ機構７５は、シート切断カッタ７２から厚さ計測機構７７までの間において、少なくとも電池素子１ひとつ分を構成する長さの正電極シート４が貯留するためのものである。

厚さ計測機構７７は、正電極シート４の厚さを計測するためのものであり、第一測長ローラ７７ｃ及び第二測長ローラ７７ｄを備えている。両測長ローラ７７ｃ，７７ｄは、互いに同径で、かつ、それぞれ自由回転可能な従動ローラであり、正電極シート４の搬送に伴い回転する。そして、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報が制御装置９１へと入力されるようになっている。正電極シート４の厚さは、正電極シート４の内周面（屈曲内側面）に接触する第一測長ローラ７７ｃの回転量と、正電極シート４の外周面（屈曲外側面）に接触する第二測長ローラ７７ｄの回転量との差に基づき計測することができる。尚、これら回転量の差は、正電極シート４が厚いほど大きくなり、正電極シート４が薄いほど小さくなる。本実施形態では、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報、つまり、正電極シート４の厚さに係る情報を、制御装置９１へと入力する厚さ計測機構７７が「入力手段」を構成する。

負電極シート供給機構４１は、その最上流側において、負電極シート５がロール状に巻回されてなる負電極シート原反４２を備えている。負電極シート原反４２は、回転可能に支持されており、ここから適宜、負電極シート５が引き出されることとなる。

また、負電極シート原反４２から巻回部１１にかけての負電極シート５の搬送路の途中には、正電極シート４の搬送路と同様に、シート挿入機構７１、シート切断カッタ７２、テンション付与機構７３、バッファ機構７５及び厚さ計測機構７７などが設けられている。これらは、負電極シート５を対象として機能する点を除き、正電極シート４の搬送路に設けられたものと同様である。

一方、セパレータ供給機構５１，６１は、それぞれセパレータシート２，３がロール状に巻回されてなるセパレータ原反５２，６２を備えている。セパレータ原反５２，６２は、自由回転可能に支持されており、ここから適宜、セパレータシート２，３が引き出されることとなる。

さらに、セパレータ供給機構５１，６１は、電極シート供給機構３１，４１と同様に、テンション付与機構７３を備えている。これは、セパレータシート２，３を対象として機能する点を除き、正電極シート供給機構３１に設けられたものと同様である。

次に、巻回部１１の構成について説明する。図３に示すように、巻回部１１は、図示しない駆動機構により回転可能に設けられた相対向する２枚の円盤状のテーブルからなるターレット１２と、該ターレット１２の回転方向に１８０°間隔で設けられた２つの巻芯１３，１４と、該巻芯１３，１４に対しそれぞれターレット１２の回転方向にほぼ９０°ずつずれた位置に設けられた２つの支持ローラ１５ａ，１５ｂと、セパレータカッタ１６と、巻回終了直前の各種シート２～５を押さえるための押えローラ１７と、所定の固定用テープを貼付するためのテープ貼付機構１８と、調節ユニット１９と、周長情報取得用装置２０とを備えている。また、巻回部１１は、後述する取外しポジションＰ２の周辺部に、巻芯１３，１４から電池素子１の取外しを行うための取外装置（不図示）等を有している。

巻芯１３，１４は、それぞれ自身の外周側において各種シート２～５を巻取るためのものであり、図示しない駆動機構により自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。巻芯１３，１４の回転量は、図示しないエンコーダにより把握可能となっており、該エンコーダから回転量に関する情報が制御装置９１へと入力されるようになっている。

また、巻芯１３，１４は、ターレット１２の軸線方向（図３の紙面奥行方向）に沿って、ターレット１２を構成する一方のテーブルに対し出没可能に設けられている。巻芯１３，１４は、前記一方のテーブルから突出した状態となったときに、その先端部が他方のテーブルに設けられた受け筒部１２ａ（図１４参照）に挿通され、両テーブルによって回転可能な状態で支持されるようになっている。

さらに、巻芯１３，１４は、ターレット１２が回転することにより、巻回ポジションＰ１及び取外しポジションＰ２の間を旋回移動可能に構成されている。巻回ポジションＰ１は、各種シート２～５を巻取る際に巻芯１３，１４が配置されるポジションである。取外しポジションＰ２は、巻回後の各種シート２～５（すなわち電池素子１）の取外しを行う際や巻芯１３，１４の周長を変更する際に、巻芯１３，１４が配置されるポジションである。尚、巻芯１３，１４の周長とは、「巻芯１３，１４の回転方向に沿った、該巻芯１３，１４のうち各種シート２～５が巻回される部分の長さ」をいう。

支持ローラ１５ａ，１５ｂは、取外しポジションＰ２へ移動した巻芯１３，１４と上記供給機構３１，４１，５１，６１との間で各種シート２～５を引っ掛け、支持するためのものである。

セパレータカッタ１６は、セパレータシート２，３を切断するためものである。押えローラ１７は、巻き取られた各種シート２～５を押さえるためのものである。テープ貼付機構１８は、巻回終了後に、セパレータシート２，３の終端部へと固定用テープを貼付するためのものである。

調節ユニット１９は、巻芯１３，１４の周長を変更するための装置である。周長情報取得用装置２０は、巻芯１３，１４の周長に関する情報を取得するための装置である。調節ユニット１９及び周長情報取得用装置２０の構成については後に説明する。

次いで、本実施形態における巻芯１３，１４のより詳細な構成について説明する。図７に示すように、巻芯１３（１４）は、その外周面、つまり、各種シート２～５が巻回される部位が、自身の中心軸（回転軸）と直交する断面において円形状をなすように構成されている。巻芯１３（１４）は、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）を備えている。本実施形態では、第一芯片１３１（１４）が「第一構成部」に相当し、第二芯片１３２（１４２）が「第二構成部」に相当する。尚、図７では、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）を特に簡略化した状態で示している。実際の第一芯片１３１（１４１）等は、図８，９等にて示すように種々の部品を備えている。

第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）は、巻芯１３（１４）の回転軸方向に沿って延びており、該回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられている。第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）は、所定のスリット１３３（１４３）を介して、後述する固定芯片８１同士が相対向するようにして配置されている。

さらに、第一芯片１３１（１４１）における一端側には、支持部１３４（１４４）が直列的に連結されている（図８参照。図９等では不図示）。各支持部１３４（１４４）は、第一芯片１３１（１４１）を支持する部位であり、特に後述する固定芯片８１を支持している。尚、第二芯片１３２（１４２）における一端側に対しても、同様の支持部１３４（１４４）が直列的に連結されている。支持部１３４，１４４の構成については、巻芯１３，１４を強固に支持可能である限り、適宜変更可能である。

加えて、第一芯片１３１（１４１）の他端部には、ターレット１２の前記受け筒部１２ａに挿通されることで、ターレット１２によって巻芯１３（１４）を支持するための被支持部１３５（１４５）が設けられている（図８，１４参照。図９等では不図示）。被支持部１３５（１４５）は、特に後述する固定芯片８１の他端部に取付けられている。尚、第二芯片１３２（１４２）における他端部に対しても、同様の被支持部１３５（１４５）が取付けられている。

上記のように構成された巻回装置１０では、次のようにして各種シート２～５の巻回が行われる。すなわち、支持ローラ１５ａ（１５ｂ）等にセパレータシート２，３が架け渡された状態で、巻回ポジションＰ１に配置された一方の巻芯１３（１４）をターレット１２における一方のテーブルから突出させることで、該巻芯１３（１４）のスリット１３３（１４３）にセパレータシート２，３を配置する（図４参照）。その上で、一方の巻芯１３（１４）を所定数だけ回転させることで、該巻芯１３（１４）に対しセパレータシート２，３を所定量だけ巻き取った状態とする。

次いで、一方の巻芯１３（１４）に対し、シート挿入機構７１によって電極シート４，５を順次供給し、その後、該巻芯１３（１４）を回転させることで各種シート２～５を巻回していく。そして、所定長さの各種シート２～５を巻回した段階で、一方の巻芯１３（１４）の回転を一時停止するとともに、シート切断カッタ７２によって電極シート４，５を切断する。

その後、ターレット１２の回転により、各種シート２～５が巻回された一方の巻芯１３（１４）を取外しポジションＰ２へと移動させる。これにより、支持ローラ１５ａ（１５ｂ）等にセパレータシート２，３が架け渡された状態となる。また、ターレット１２の回転により、他方の巻芯１４（１３）が巻回ポジションＰ１へと移動する。次回の各種シート２～５の巻回は、この巻芯１４（１３）によって行われる。

次に、取外しポジションＰ２に配置された一方の巻芯１３（１４）に押えローラ１７を接近させ、押えローラ１７により各種シート２～５を押えた上で、セパレータカッタ１６によってセパレータシート２，３を切断する（図５参照）。その後、一方の巻芯１３（１４）を回転させて各種シート２～５を完全に巻き取った上で、テープ貼付機構１８により、セパレータシート２，３の終端部に前記固定用テープを貼付する。これにより、巻止め処理の施された電池素子１が得られる（図６参照）。得られた電池素子１は、前記取外装置によって巻芯１３（１４）から取外される。

続いて、第一芯片１３１，１４１及び第二芯片１３２，１４２のより詳細な構成について説明する。本実施形態において、第一芯片１３１，１４１及び第二芯片１３２，１４２は同一の構成を有するため、以下では、第一芯片１３１（１４１）の構成について説明する。

第一芯片１３１（１４１）は、図８～１２に示すように、固定芯片８１、可動芯片８２、ねじ軸８３、第一ブロック８４、第二ブロック８５、押圧機構８６及びクランプ８７を備えている。本実施形態では、押圧機構８６が「押圧手段」を構成し、クランプ８７が「クランプ部」を構成する。尚、図９，１０は、可動芯片８２の大部分を省略した状態における第一芯片１３１（１４１）を示す図である。また、図１１は、図８のＪ－Ｊ線断面図であり、図１２は、図８のＫ－Ｋ線断面図である。

固定芯片８１は、全体として巻芯１３，１４の回転軸方向に延びる棒状をなしており、ベース部８１１及びブッシュ部８１２を備えている。

ベース部８１１は、第一芯片１３１（１４１）のベース（土台）となる部位であり、両端部を除き概ね平板状をなしている。ベース部８１１のうち第二芯片１３２（１４２）側に位置する平坦面は、第二芯片１３２（１４２）の固定芯片８１との間で前記スリット１３３（１４３）を形成している。

また、ベース部８１１における幅方向中央部には、ねじ軸８３や両ブロック８４，８５を配置するための溝部８１１ａが形成されている。溝部８１１ａは、巻芯１３（１４）の回転軸方向に延びており、ベース部８１１における該溝部８１１ａを形成する部位は、両ブロック８４，８５の移動をガイドしたり、両ブロック８４，８５の回転を防止したりするなどの役割を有している。

さらに、巻芯１３（１４）の回転軸方向に沿ったベース部８１１の中央部には、規制突起８１１ｂが突出形成されている。規制突起８１１ｂは、固定芯片８１の幅方向に沿った該固定芯片８１に対する可動芯片８２の相対移動を規制する等の役割を有している。

ブッシュ部８１２は、ねじ軸８３をスムーズに回転可能な状態で支持するためのものである。ブッシュ部８１２は、巻芯１３（１４）の回転軸方向に沿ったベース部８１１の両端側に１つずつ設けられている。尚、巻芯１３（１４）の長さ（特にねじ軸８３の長さ）に応じて、ブッシュ部８１２の数や配置位置を適宜変更してもよい。

可動芯片８２は、全体として巻芯１３，１４の回転軸方向に延びる棒状をなしており、固定芯片８１に対し、巻芯１３（１４）の回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられている。可動芯片８２は、被巻回部８２１及び規制筒部８２２を備えている。

被巻回部８２１は、外表面が湾曲状をなしており、巻芯１３（１４）の外周面を構成する部位である。すなわち、被巻回部８２１は、各種シート２～５が巻回される部位である。被巻回部８２１は、ベース部８１１を覆うようにして設けられており、少なくとも被巻回部８２１における各種シート２～５が巻回される部位は、十分な肉厚を有し、十分な剛性を持つものとなっている。さらに、被巻回部８２１におけるベース部８１１側に位置する面には、第一接触面８２１ａ及び第二接触面８２１ｂ（それぞれ図１１参照）が設けられている。

第一接触面８２１ａは、第一ブロック８４に押付けられる面であり、第二接触面８２１ｂは、第二ブロック８５に押付けられる面である。第一接触面８２１ａは、ねじ軸８３の一端から他端に向けて該ねじ軸８３の中心軸ＣＬに徐々に接近する形状とされる一方、第二接触面８２１ｂは、ねじ軸８３の一端から他端に向けて該ねじ軸８３の中心軸ＣＬから徐々に離れる形状とされている。

規制筒部８２２は、円筒状をなしており、被巻回部８２１におけるベース部８１１側に位置する面から突出している。規制筒部８２２には前記規制突起８１１ｂが挿通されている。

ねじ軸８３は、巻芯１３（１４）の回転軸方向に延びる棒状をなし、両芯片８１，８２間（特にベース部８１１及び被巻回部８２１間）に配置されている。ねじ軸８３の外周には、該ねじ軸８３の長手方向に沿って間隔をあけて、それぞれ雄ねじ形状の第一ねじ部８３ａ及び第二ねじ部８３ｂが形成されている（図１１参照。図９等では不図示）。第一ねじ部８３ａは、ねじ軸８３の長手方向中心よりも一端側の外周に形成されており、一方、第二ねじ部８３ｂは、ねじ軸８３の長手方向中心よりも他端側の外周に形成されている。第二ねじ部８３ｂは、第一ねじ部８３ａとは逆向きの雄ねじ形状をなしている。両ねじ部８３ａ，８３ｂの各ピッチは、それぞれ同一とされている。

また、ねじ軸８３における他端部は、可動芯片８２の外部に突出した状態とされており、このねじ軸８３の他端部には、円筒状のマグネットギア８３ｃが設けられている。マグネットギア８３ｃは、周方向に沿ってＮ極及びＳ極が交互に並ぶ外周部を有している。マグネットギア８３ｃは、ねじ軸８３を回転させる際に、調節ユニット１９（特に後述する動作部１９１ａ）からの動力の伝達対象となる。

第一ブロック８４及び第二ブロック８５は、ねじ軸８３の回転に伴い巻芯１３（１４）の回転軸方向に移動することで、該回転軸と直交する方向（図８，１１の白抜き矢印方向）に沿った固定芯片８１に対する可動芯片８２の相対位置を変動させるためのものである。

第一ブロック８４は、第一ねじ部８３ａを螺合可能な雌ねじ（不図示）を有しており、第一ねじ部８３ａの外周に設けられている。従って、第一ブロック８４は、ねじ軸８３におけるその長手方向中心よりも一端側に設けられている。一方、第二ブロック８５は、第二ねじ部８３ｂを螺合可能な雌ねじ（不図示）を有しており、第二ねじ部８３ｂの外周に設けられている。従って、第二ブロック８５は、ねじ軸８３におけるその長手方向中心よりも他端側に設けられている。そして、ねじ軸８３を回転させたとき、第一ブロック８４及び第二ブロック８５は、ねじ軸８３の延びる方向に沿って、それぞれ反対方向に同じ距離だけ移動するようになっている。

さらに、第一ブロック８４は、ねじ軸８３の一端から他端に向けてねじ軸８３の中心軸ＣＬに対し徐々に接近する第一傾斜面８４ａを有しており、該第一傾斜面８４ａに対し可動芯片８２の第一接触面８２１ａが面接触している（図１１参照）。また、第二ブロック８５は、ねじ軸８３の一端から他端に向けてねじ軸８３の中心軸ＣＬから徐々に離れる第二傾斜面８５ａを有しており、該第二傾斜面８５ａに対し可動芯片８２の前記第二接触面８２１ｂが面接触している（図１１参照）。第一傾斜面８４ａ及び第二傾斜面８５ａの各傾斜角度は同一である。

尚、本実施形態において、第一ブロック８４及び第二ブロック８５は、同一形状の２つのブロックによって構成されている。すなわち、２つの同一形状のブロックのうちの一方は、第一ねじ部８３ａの外周に配置されることで第一ブロック８４を構成し、両ブロックのうちの他方は、一方のブロックとは逆向きで第二ねじ部８３ｂの外周に配置されることで第二ブロック８５を構成している。

加えて、第一ブロック８４及び第二ブロック８５のうち可動芯片８２と接触する部位の裏側に当たる部分は、固定芯片８１（ベース部８１１）と接触することで、固定芯片８１（ベース部８１１）によって支持された状態となっている。これにより、可動芯片８２側から両ブロック８４，８５に加わる負荷は、固定芯片８１のみ、又は、固定芯片８１及びねじ軸８３のそれぞれに分散して、伝わるようになっている。

押圧機構８６は、第一ブロック８４及び第二ブロック８５に対し、可動芯片８２を押付けた状態とするための機構である。押圧機構８６は、第一板バネ部品８６ａ、第二板バネ部品８６ｂ及び被係止部品８６ｃを備えている。

第一板バネ部品８６ａは、第一ブロック８４を挟む位置に一対設けられており、所定のねじなどを用いて中央部分が固定芯片８１（ベース部８１１）に固定されている。第一板バネ部品８６ａは、主として第一ブロック８４に対し可動芯片８２を押付ける機能を有する。

一方、第二板バネ部品８６ｂは、第二ブロック８５を挟む位置に一対設けられており、中央部分が固定芯片８１（ベース部８１１）に固定されている。第二板バネ部品８６ｂは、主として第二ブロック８５に対し可動芯片８２を押付ける機能を有する。尚、板バネ部品８６ａ，８６ｂを、一枚の板バネによって構成してもよいし、重ねられた複数枚の板バネによって構成してもよい。

被係止部品８６ｃは、可動芯片８２に固定されており、第一板バネ部品８６ａ及び第二板バネ部品８６ｂの両端部に対応する位置に一対ずつ、計８個設けられている。被係止部品８６ｃには、板バネ部品８６ａ，８６ｂの端部が係止されており、板バネ部品８６ａ，８６ｂにて生じる付勢力（平坦状に戻ろうとする力）によって、可動芯片８２に対し、固定芯片８１側に向けて押付ける方向の力が付与されている。これにより、両ブロック８４，８５に対し可動芯片８２が押付けられた状態となっている。

クランプ８７は、固定芯片８１における他端側に固定されており、ねじ軸８３の回転を規制する状態又はねじ軸８３の回転を許容する状態に切換えるための部品である。クランプ８７は、所定のばね８７ａを有しており、該ばね８７ａからの付勢力によって、基本的には、ねじ軸８３を把持して該ねじ軸８３の回転を規制した状態（つまり閉状態）で維持可能とされている。但し、クランプ８７は、所定のレバー部８７ｂを有しており、該レバー部８７ｂが押圧されることで、ねじ軸８３の把持を解除して該ねじ軸８３の回転を許容する状態（つまり開状態）となることが可能である。

次いで、調節ユニット１９について説明する。調節ユニット１９は、巻芯１３，１４の外部に（つまり巻芯１３，１４とは別に）１つのみ、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）に対応して設けられている。調節ユニット１９は、図示しない駆動手段によって、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）に接近する接近位置と、該巻芯１３（１４）から離隔する退避位置との間で往復移動可能とされている（図３参照）。調節ユニット１９は、図１３に示すように、ねじ軸８３を回転させるための動力源として機能するアクチュエータ１９１と、前記レバー部８７ｂを押圧するためのレバープッシャ１９２とを備えている。

アクチュエータ１９１は、例えばサーボモータ等により構成されており、図示しない電源と電気的に接続されている。アクチュエータ１９１は、前記電源からの電力供給によって回転動作可能な動作部１９１ａと、該動作部１９１ａに固定されたマグネットギア１９１ｂとを備えている。マグネットギア１９１ｂは、前記マグネットギア８３ｃと同様の構成を有しており、動作部１９１ａとともに回転する。

レバープッシャ１９２は、棒状をなしており、調節ユニット１９が前記接近位置に配置されたときにその先端部によって前記レバー部８７ｂを押圧する。

上記調節ユニット１９は、巻芯１３（１４）の周長を変更するときに、前記退避位置から前記接近位置へと移動することで、レバープッシャ１９２によってレバー部８７ｂを押圧するとともに、巻芯１３（１４）側のマグネットギア８３ｃの側方にマグネットギア１９１ｂを配置した状態とする（図１４参照）。つまり、調節ユニット１９は、前記退避位置から前記接近位置に移動することで、ねじ軸８３を回転可能としつつ、動作部１９１ａからねじ軸８３へと動力を伝達可能な状態とする。

次いで、周長情報取得用装置２０について説明する。周長情報取得用装置２０は、巻芯１３（１４）の周長を変更するときに、可動芯片８２の実際の位置を検出することによって巻芯１３（１４）の周長に関する情報を得るためのものである。周長情報取得用装置２０は、図示しない駆動手段によって、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）に接近する接近位置と、該巻芯１３（１４）から離隔する退避位置との間で往復移動可能である（図３参照）。周長情報取得用装置２０は、可動芯片８２の位置に関する情報を取得する際、前記接近位置に配置される。周長情報取得用装置２０は、投光部２０ｂ及び受光部２０ｃ（図１４参照）を備えている。そして、投光部２０ｂ及び受光部２０ｃのペアが、巻芯１３（１４）の長手方向に沿って間隔をあけて２つ設けられている。

投光部２０ｂは、受光部２０ｃと相対向する位置に設けられており、受光部２０ｃに向けて所定幅のレーザ光線ＬＡを照射する。周長情報取得用装置２０が前記接近位置に配置された状態においては、照射されたレーザ光線ＬＡの一部が可動芯片８２によって遮られる状態となり、可動芯片８２の位置によって受光部２０ｃに到達するレーザ光線の幅が変動することとなる。

受光部２０ｃは、所定の受光素子を備えており、該受光素子によって投光部２０ｂから照射されたレーザ光線ＬＡを受光するとともに、受光したレーザ光線ＬＡの幅に関する情報を検出する。本実施形態において、受光したレーザ光線ＬＡの幅に関する情報は、巻芯１３，１４の周長に対応するものである。周長情報取得用装置２０は、受光部２０ｃによって受光されたレーザ光線ＬＡの幅に応じた受光量信号を制御装置９１へと出力する。

続いて、制御装置９１の構成について説明する。制御装置９１は、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種プログラムや固定値データ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、各種演算処理の実行に際して各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ（Random Access Memory）及びこれらの周辺回路等を含んだコンピュータシステムによって構成されている。

制御装置９１は、巻回部１１に対する電極シート４，５の供給開始・供給停止タイミング、巻芯１３，１４の回転、調節ユニット１９及び周長情報取得用装置２０の動作、及び、アクチュエータ１９１に対する供給電力などを制御する。例えば、制御装置９１は、図示しないエンコーダから電極シート４，５の繰出量に関する情報が入力されるようになっており、電極シート４，５の繰出量がそれぞれ所定値となったときに、電極シート４，５の繰出し（供給）を停止する。

また、制御装置９１は、入力された両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報に基づき、電極シート４，５の繰出し開始から繰出し停止までの間、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過する一素子分の電極シート４，５におけるその長手方向に沿った全域の厚さを計測する。この両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過する一素子分の電極シート４，５は、次回巻回されるものである。尚、制御装置９１には、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄにおける回転量の差と電極シート４，５の厚さとの対応関係を示すテーブルが予め記憶されており、該テーブルを参酌することで、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過している電極シート４，５の厚さが得られるようになっている。

加えて、制御装置９１は、周長情報取得用装置２０から入力された受光量信号に基づき、可動芯片８２の位置を取得可能となっている。

さらに、制御装置９１は、計測された電極シート４，５の厚さ（本実施形態では、各電極シート４，５の厚さの平均値）に応じて巻芯１３，１４の周長を変更するように、巻芯１３（１４）や調節ユニット１９、周長情報取得用装置２０などを制御する。詳述すると、制御装置９１は、まず、予め記憶された目標周長算出式に基づき、計測された電極シート４，５の厚さ（本実施形態では、各電極シート４，５の厚さの平均値）に応じた、可動芯片８２の目標位置を算出する。

目標位置は、厚さが計測された電極シート４，５との関係で、電極タブ４ａ，５ａの位置ずれを抑制する上で最適と考えられる可動芯片８２の位置である。第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）の各可動芯片８２をそれぞれ目標位置に配置することで、巻芯１３（１４）の周長は、電極タブ４ａ，５ａの位置ずれを抑制する上で最適と考えられる周長（目標周長）となる。計測された電極シート４，５の厚さが比較的大きい場合、巻芯１３，１４の目標周長は比較的小さなものとされる。一方、計測された電極シート４，５の厚さが比較的小さい場合、巻芯１３，１４の目標周長は比較的大きなものとされる。尚、目標周長は、両巻芯１３，１４のうち、厚さの計測された電極シート４，５の巻回に用いられるものに対し適用される。

次いで、制御装置９１は、算出した目標位置に基づき、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）における各可動芯片８２の位置を調節する。すなわち、制御装置９１は、まず、取外しポジションＰ２に配置された巻芯１３（１４）の端部を受け筒部１２ａに挿通することで、該巻芯１３（１４）を安定的に支持した状態とする。その上で、第一芯片１３１（１４１）が所定の状態〔本実施形態では、第二芯片１３２（１４２）の下方に第一芯片１３１（１４１）が位置する状態〕となるように該巻芯１３（１４）を回転させる。

次いで、調節ユニット１９及び周長情報取得用装置２０をそれぞれ前記接近位置に移動させる（図１４参照）。これにより、動作部１９１ａ及びねじ軸８３が非接触の状態で、マグネットギア８３ｃ，１９１ｂを介して、動作部１９１ａからねじ軸８３へと動力を伝達可能となる。また、レバープッシャ１９２によりレバー部８７ｂが押圧されることで、ねじ軸８３の回転が許容された状態となる。さらに、制御装置９１は、周長情報取得用装置２０を用いて可動芯片８２の位置を取得可能となる。

その後、制御装置９１は、周長情報取得用装置２０によって可動芯片８２の位置を取得しつつ、該位置が目標位置となるまでアクチュエータ１９１に対し電力を供給する。より詳しくは、アクチュエータ１９１に電力を供給することで、マグネットギア８３ｃ，１９１ｂを介して、動作部１９１ａからねじ軸８３へと動力を伝達し、ねじ軸８３を回転させる。そして、ねじ軸８３が回転することで、第一ブロック８４及び第二ブロック８５が、それぞれ逆方向に少しずつ移動していく。その結果、固定芯片８１に対する可動芯片８２の相対位置が調節されて、最終的に可動芯片８２が目標位置に配置される。尚、可動芯片８２の位置調節後、調節ユニット１９及び周長情報取得用装置２０は元の退避位置に戻る。

また、第一芯片１３１（１４１）における可動芯片８２の位置調節に続いて、第二芯片１３２（１４２）における同様の位置調節が行われる。すなわち、巻芯１３，１４を１８０°回転させた上で、第二芯片１３２（１４２）を対象として、上述した可動芯片８２の位置調節が行われる。第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）における各可動芯片８２の位置調節が行われることで、巻芯１３（１４）の周長が目標周長となる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、固定芯片８１に対し可動芯片８２を相対移動させることで、巻芯１３，１４の周長を変更することができる。これにより、例えば、電池素子１の周方向に沿った目標範囲にタブ４ａ，５ａをより確実に配置すること等が可能となる。

また、１本のねじ軸８３の回転により両ブロック８４，８５を移動させることで、巻芯１３，１４の周長を変更することができる。従って、比較的シンプルな構成によって巻芯１３，１４の周長変更を実現することができ、巻芯１３，１４の小型化を図ることができる。

さらに、両ブロック８４，８５に対し可動芯片８２が押付けられるとともに、第一傾斜面８４ａ及び第二傾斜面８５ａの傾斜方向が逆方向とされている。そのため、各種シート２～５の巻回に伴い巻芯１３，１４に対し巻き締め力が加わったときであっても、傾斜面８４ａ，８５ａに沿って可動芯片８２がスライド移動することはなく、可動芯片８２を非常に安定した状態で支持することができる。従って、可動芯片８２に変形（撓みや捻りなど）が生じることをより確実に防止でき、巻芯１３，１４の周長をより確実に一定に保つことができる。

加えて、両ブロック８４，８５に対し可動芯片８２が押付けられる構造であるため、ねじ軸８３が回転しない限り、巻芯１３，１４の周長が変化することはない。従って、本実施形態においては、時間経過に伴い巻芯１３，１４の周長が変化するといった事態はほとんど生じない。そのため、所定部品に対し電力を随時供給する等、巻芯１３，１４の周長を一定に維持するための工程を特段行う必要がなくなり、生産性の向上を図ることができる。

さらに、両ブロック８４，８５によって可動芯片８２を受ける構成であるため、ねじ軸８３を回転させたときにおけるねじ軸８３のねじれをより生じにくくすることができる。これにより、巻芯１３，１４の周長調節に支障が生じることをより確実に防止できる。

併せて、ねじ軸８３の回転により両ブロック８４，８５を移動させる構成であるから、両ブロック８４，８５を微小距離だけ移動させることがより容易に可能となる。これにより、巻芯１３，１４の周長をより細かく調節することができる。

また、本実施形態では、両ブロック８４，８５に対し可動芯片８２が面接触しているため、両ブロック８４，８５及び可動芯片８２が点接触又は線接触する構成と比較して、両ブロック８４，８５及び可動芯片８２に加わる接触圧力を低減することができる。そのため、両ブロック８４，８５の移動に伴う両ブロック８４，８５や可動芯片８２の損耗をより確実に防止することができる。これにより、巻回装置１０の長寿命化を図ることができる。また、損耗防止が図られることで摩耗粉の発生を抑制できるから、各種シート２～５に対する摩耗粉の付着を効果的に抑制することができ、ひいては電池素子１の品質向上を図ることができる。

さらに、両ブロック８４，８５のうち可動芯片８２と接触する部位の裏側に当たる部位は、固定芯片８１と接触して該固定芯片８１により支持されている。従って、可動芯片８２側からの力を受ける両ブロック８４，８５をより確実に支持することができ、ひいては巻芯１３，１４の周長をより確実に一定に保つことができる。さらに、可動芯片８２側から両ブロック８４，９５を介してねじ軸８３に加わる負荷を効果的に減らすことができるから、ねじ軸８３の変形（撓みなど）や損傷をより確実に防ぐことができる。その結果、巻回装置１０の更なる長寿命化や、メンテナンス等に係るコストの低減などを図ることができる。

加えて、押圧機構８６によって、両ブロック８４，８５に対し可動芯片８２をより安定した状態で押付けることができる。また、押圧機構８６は簡素な部品によって構成されているため、巻回装置１０の製造やメンテナンス等に係るコストの増大抑制や、巻芯１３，１４の小型化をより図ることができる。

併せて、クランプ８７によって、ねじ軸８３における回転をより確実に規制することができるから、巻芯１３，１４の周長をより一層確実に一定に保つことができる。

また、第一ブロック８４は、ねじ軸８３におけるその長手方向中心よりも一端側に、第二ブロック８５は、ねじ軸８３におけるその長手方向中心よりも他端側に、それぞれ設けられている。従って、可動芯片８２を一層安定した状態で支持することができ、可動芯片８２に変形（撓みや捻りなど）が生じてしまうことを一層確実に防止できる。

さらに、マグネットギア８３ｃ，１９１ｂを利用することで、動作部１９１ａ及びねじ軸８３が非接触の状態で、動作部１９１ａからねじ軸８３に対し動力を伝達することができる。従って、ねじ軸８３を回転させて巻芯１３，１４の周長を調節する際に摩耗粉が生じることを防止でき、ひいては摩耗粉による悪影響（例えば、摩耗粉の付着による装置の異常や電池素子１の品質低下など）をより確実に防止することができる。加えて、ベルトなどの連結部によって動作部１９１ａ及びねじ軸８３を連結する必要はないため、巻芯１３，１４の周長調節をより容易に行うことができる。

併せて、調節ユニット１９は、第一芯片１３１（１４１）におけるねじ軸８３の回転と、第二芯片１３２（１４２）におけるねじ軸８３の回転とに共通して用いられる。従って、巻回装置１０の小型化や簡素化をより確実に図ることができる。

また、厚さ計測機構７７により入力された電極シート４，５の厚さに係る情報に基づき、制御装置９１によって、巻芯１３，１４の周長を自動的に調節することができる。従って、巻芯１３，１４の周長調節がより容易になるとともに、電極シート４，５の厚さに応じた適切な周長に設定することができる。

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。

（ａ）上記実施形態では、第一ブロック８４に第一傾斜面８４ａが設けられているが、可動芯片８２における第一ブロック８４に押付けられる部位に第一傾斜面を設けてもよい。例えば、第一ブロック８４を第一傾斜面８４ａが形成されていない直方体状のブロック又は可動芯片８２との接触部が回転可能なローラで構成されてなるブロックとし、該第一ブロック８４に対し、可動芯片８２における前記第一傾斜面（例えば上記実施形態における第一接触面８２１ａと同形状の傾斜面）を押付ける構成としてもよい。また、第二傾斜面８５ａについても同様の構成としてもよい。

さらに、第一傾斜面を第一ブロック８４及び可動芯片８２の双方に設けてもよいし、また、第二傾斜面を第二ブロック８５及び可動芯片８２の双方に設けてもよい。

（ｂ）上記実施形態において、「入力手段」としての厚さ計測機構７７は、電極シート４，５を挟む測長ローラ７７ｃ，７７ｄによって構成されており、電極シート４，５の厚さに係る情報として、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報を取得している。これに対し、厚さ計測機構は、電極シート４，５の厚さに応じて位置変動するローラと、該ローラの位置を計測可能なセンサ（例えば該ローラに向けてレーザを照射する変位センサなど）とを備え、該センサによる計測結果に基づき、電極シート４，５の厚さに係る情報を取得するものであってもよい。

また、「入力手段」は、予め計測した電極シート４，５の厚さに係る情報を制御装置９１へと入力するためのもの（例えば、電極シート４，５の原反に付され、該電極シート４，５の厚さに係る情報を有するバーコードやＩＣタグから該情報を読み取るための読取装置など）であってもよい。勿論、「入力手段」は、手作業によって数値情報を入力するための装置（例えばキーボードやタッチパネルなど）であってもよい。

（ｃ）上記実施形態では、調節ユニット１９及び周長情報取得用装置２０が別々に設けられているが、これらを一体化してもよい。

（ｄ）上記実施形態において、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）は、それぞれ巻芯１３（１４）の周長変更に係る機能（つまり、固定芯片８１に対する可動芯片８２の相対位置を調節する機能）を有しているが、第一芯片１３１（１４１）及び第二芯片１３２（１４２）のうちの一方のみが該機能を有するように構成してもよい。

（ｅ）上記実施形態において、巻芯１３，１４は断面円形状をなしているが、巻芯の形状を適宜変更してもよい。例えば、巻芯の回転軸と直交する断面において、巻芯が楕円形状や扁平状等をなすように構成してもよい。

（ｆ）上記実施形態では、「押圧手段」として板バネ部品８６ａ，８６ｂなどを有する押圧機構８６を挙げているが、「押圧手段」は、例えば磁石などを用いるものであってもよい。

（ｇ）上記実施形態では、巻芯１３（１４）の周長を変更する際に、可動芯片８２の位置を取得しつつ、この位置が目標位置となるまでアクチュエータ１９１に電力を供給するように構成されている。これに対し、巻芯１３（１４）の周長変更前に可動芯片８２の位置を予め取得した上で、この取得した位置に基づき可動芯片８２の必要移動量を算出し、この必要移動量の分だけ可動芯片８２が移動するようにアクチュエータ１９１へと電力を供給してもよい。

（ｈ）上記実施形態において、巻回部１１は、２つの巻芯１３，１４を備えた構成となっているが、１つ又は３つ以上の巻芯を備えた構成であってもよい。

（ｉ）上記実施形態では、巻回装置１０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、巻回装置１０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。

（ｊ）セパレータシート２，３や電極シート４，５の材質は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。勿論、電極シート４，５に塗布される活物質を変更してもよい。

（ｋ）上記実施形態において、巻芯１３（１４）の周長変更は、電極タブ４ａ，５ａの位置合わせを目的として行われているが、その他の目的で行ってもよい。例えば、電池素子１のサイズ変更に対応したり、電池素子１の外径を一定としたりすること等を目的として、巻芯１３（１４）の周長変更を行うこととしてもよい。

１…リチウムイオン電池素子（巻回素子）、２，３…セパレータシート、４…正電極シート（電極シート）、５…負電極シート（電極シート）、１０…巻回装置、１３，１４…巻芯、１９…調節ユニット、７７…厚さ計測機構（入力手段）、８１…固定芯片、８２…可動芯片、８３…ねじ軸、８３ａ…第一ねじ部、８３ｂ…第二ねじ部、８３ｃ…マグネットギア、８４…第一ブロック、８４ａ…第一傾斜面、８５…第二ブロック、８５ａ…第二傾斜面、８６…押圧機構（押圧手段）、８６ａ…第一板バネ部品、８６ｂ…第二板バネ部品、８７…クランプ（クランプ部）、９１…制御装置（周長制御手段）、１３１，１４１…第一芯片（第一構成部）、１３２，１４２…第二芯片（第二構成部）、１３３，１４３…スリット、１９１…アクチュエータ、１９１ａ…動作部、１９１ｂ…マグネットギア、８２１ａ…第一接触面、８２１ｂ…第二接触面。

Claims (9)

1. 表面に活物質を有する帯状の電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとをそれぞれ所定の供給機構から回転可能な巻芯に供給するとともに、所定の回転軸を中心として前記巻芯が回転することにより前記電極シート及び前記セパレータシートを重ねつつ巻回する巻回装置であって、
   前記巻芯は、
   前記回転軸方向に延びる固定芯片と、
   前記回転軸と直交する方向において前記固定芯片と並んだ状態で設けられ、前記固定芯片に対し相対移動可能な可動芯片と、
   前記回転軸方向に延びる棒状をなすとともに、雄ねじ形状の第一ねじ部と、該第一ねじ部とは逆向きの雄ねじ形状をなす第二ねじ部とを外周に有する回転可能なねじ軸と、
   前記第一ねじ部の外周に設けられ、前記ねじ軸の回転に伴い前記ねじ軸の延びる方向に沿って移動可能な第一ブロックと、
   前記第二ねじ部の外周に設けられ、前記ねじ軸の回転に伴い前記ねじ軸の延びる方向に沿って前記第一ブロックの移動方向とは反対方向に移動可能な第二ブロックと、
   前記第一ブロック及び前記第二ブロックに対し、前記可動芯片を押付けた状態とする押圧手段とを備え、
   前記第一ブロックにおける前記可動芯片が押付けられる部位と前記可動芯片における前記第一ブロックに押付けられる部位とのうちの少なくとも一方には、前記ねじ軸の一端から他端に向けて前記ねじ軸の中心軸に対し徐々に接近する第一傾斜面が設けられる一方、
   前記第二ブロックにおける前記可動芯片が押付けられる部位と前記可動芯片における前記第二ブロックに押付けられる部位とのうちの少なくとも一方には、前記ねじ軸の一端から他端に向けて前記ねじ軸の中心軸から徐々に離れる第二傾斜面が設けられ、
   前記ねじ軸の回転により前記第一ブロック及び前記第二ブロックを移動させることで、前記固定芯片に対し前記可動芯片を相対移動させて、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータシートが巻回される部分における該巻芯の回転方向に沿った長さを変更可能に構成されていることを特徴とする巻回装置。
2. 前記第一傾斜面は、前記第一ブロックに設けられるとともに、
   前記第二傾斜面は、前記第二ブロックに設けられており、
   前記可動芯片は、
   前記第一傾斜面と面接触する第一接触面と、
   前記第二傾斜面と面接触する第二接触面とを備えることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
3. 前記第一ブロック及び前記第二ブロックのうち前記可動芯片と接触する部位の裏側に当たる部分は、前記固定芯片と接触して該固定芯片により支持されていることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
4. 前記押圧手段は、
   前記第一ブロックを挟む位置に設けられ、主として前記第一ブロックに対し前記可動芯片を押付ける機能を有する一対の第一板バネ部品と、
   前記第二ブロックを挟む位置に設けられ、主として前記第二ブロックに対し前記可動芯片を押付ける機能を有する一対の第二板バネ部品とを備えることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
5. 前記ねじ軸を把持して該ねじ軸の回転を規制する状態、又は、前記ねじ軸の把持を解除して該ねじ軸の回転を許容する状態に切換可能なクランプ部を備えることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
6. 前記第一ブロックは、前記ねじ軸におけるその長手方向中心よりも一端側に設けられ、
   前記第二ブロックは、前記ねじ軸におけるその長手方向中心よりも他端側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
7. 電力供給により動作する動作部を具備してなるアクチュエータを有するとともに、前記巻芯の外部に配置される調節ユニットを備え、
   前記動作部及び前記ねじ軸は、それぞれマグネットギアを有し、
   該マグネットギアによって、前記動作部及び前記ねじ軸が非接触の状態で該動作部から該ねじ軸へと動力を伝達して該ねじ軸を回転させることが可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。
8. 前記巻芯は、前記固定芯片、前記可動芯片、前記ねじ軸、前記第一ブロック、前記第二ブロック及び前記押圧手段をそれぞれ有するとともに、所定のスリットを介して前記固定芯片同士が相対向するようにして配置された第一構成部及び第二構成部を備え、
   前記調節ユニットは、前記第一構成部における前記ねじ軸の回転と、前記第二構成部における前記ねじ軸の回転とに共通して用いられることを特徴とする請求項７に記載の巻回装置。
9. 前記電極シートの厚さに係る情報を入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力された情報に基づき、前記固定芯片に対する前記可動芯片の相対位置を制御して、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータシートが巻回される部分における該巻芯の回転方向に沿った長さを調節する周長制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の巻回装置。