JPH08321324A

JPH08321324A - 帯状材の巻取装置と帯状材の巻取方法

Info

Publication number: JPH08321324A
Application number: JP7149522A
Authority: JP
Inventors: Koichi Muto; 浩一武藤; Hideharu Yamamoto; 英晴山本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】帯状材の巻き取りと、帯状材の取り外しが簡
単にできる帯状材の巻取装置を提供すること。【構成】回転可能な回転体１と、回転体１の回転中心
を通る第１方向において一方の側に配置されるほぼ角形
の断面形状を有する第１のガイドポスト９Ａと、第１の
方向において他方の側に配置されるほぼ角形の断面形状
を有する第２のガイドポスト９Ｂと、第１方向と交差す
る第２方向において一方の側に配置される第１の巻芯軸
４Ｂと、第２方向において他方の側に配置される第２の
巻芯軸４Ｄと、第１のガイドポスト９Ａと第２のガイド
ポスト９Ｂと第１の巻芯軸４Ｂと第２の巻芯軸４Ｄによ
りほぼ菱形状に巻き取られた帯状材１０を取り出す際
に、第１の巻芯軸４Ｂと第２の巻芯軸４Ｄとの第２方向
に関する間隔を縮小して帯状材１０の断面積を縮小する
ための伸縮移動機構７０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、角型電池に内蔵される
電極と絶縁シートのような帯状材を巻き取るための帯状
材の巻取装置と帯状材の巻取方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リチウムイオン二次電池が注目さ
れている。リチウムイオン二次電池とは、リチウムをド
ープ・脱ドープできる炭素質材料を負極とし、また、リ
チウムと遷移金属の複合酸化物を正極とし、非水溶媒に
電解質を加えた非水電解液を用いている非水電解液二次
電池をいう。リチウムイオン二次電池は充電が可能な電
池であり、携帯電話、ミニディスクプレーヤ、カメラ一
体型ＶＴＲ、携帯型パーソナルコンピュータ等の駆動時
間を延ばしたり、あるいは、同じ駆動時間なら軽量化で
きる電池として、従来のニッケル−カドミウム電池に代
わる次世代の有力な候補として見られている。角型電池
のケースの内部には、シート状の正極と負極がセパレー
タで分けて、図２２に示すように円筒型の軸芯１００１
を使って渦巻状に巻かれる。そして図２３に示すように
渦巻状に巻かれた電池内蔵物は、矢印Ｐ方向に両側から
押し潰すことで、角型電池のケースに対して挿入できる
ように成形する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
円筒状の軸芯１００１を用いて渦巻状に巻いた電極およ
びセパレータ１００２は、図２３に示すようにその中心
部分１００３が弛んでしまう。また、図２２の軸芯１０
０１には電極およびセパレータ１００２が渦巻状に巻か
れているので、簡単には取り除くことができず、時間が
かかる。

【０００４】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、帯状材を簡単に巻き取ることがで
き、しかも巻き取った帯状材を簡単に取り外すことがで
きる帯状材の巻取装置と帯状材の巻取方法を提供するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明にあっては、回転することにより帯状材を巻き取る
ための帯状材の巻取装置であり、回転可能な回転体と、
回転体の回転中心を通る第１方向において一方の側に配
置されるほぼ角形の断面形状を有する第１のガイドポス
トと、回転体の回転中心を通る第１の方向において他方
の側に配置されるほぼ角形の断面形状を有する第２のガ
イドポストと、回転体の回転中心を通る第１方向と交差
する第２方向において一方の側に配置される第１の巻芯
軸と、回転体の回転中心を通る第１方向と交差する第２
方向において他方の側に配置される第２の巻芯軸と、回
転体が回転することで、第１のガイドポストと第２のガ
イドポストと第１の巻芯軸と第２の巻芯軸によりほぼ菱
形状に巻き取られた帯状材を取り出す際に、第１の巻芯
軸と第２の巻芯軸との第２方向に関する間隔を縮小し
て、ほぼ菱形状に巻き取られた帯状材の断面積を縮小す
るための伸縮移動機構と、を備える帯状材の巻取装置に
より、達成される。請求項２の発明にあっては、好まし
くは帯状材は、角型電池の電極とこの電極に重ねて配置
される絶縁シートである。請求項３の発明にあっては、
好ましくは第１のガイドポストと第２のガイドポスト
は、ほぼ三角形の断面形状を有している。請求項４の発
明にあっては、好ましくは第１のガイドポストのガイド
面と第２のガイドポストのガイド面の間には、帯状材を
巻き取る際の初期状態においてこの帯状材を入れるため
のガイド部が形成されている。請求項５の発明にあって
は、好ましくは第１のガイドポストと第２のガイドポス
トと第１の巻芯軸と第２の巻芯軸の軸方向の長さは、ほ
ぼ帯状材の幅に設定されている。請求項６の発明にあっ
ては、好ましくは帯状材を巻き取る際の初期状態におい
て、帯状材がこのガイド溝を通ることで回転体の回転中
心上に一直線に横断するように形成され、かつ帯状材が
第１の巻芯軸と第２の巻芯軸に対して非接触で鋭角方向
に方向付けるようにガイド部が形成されている帯状材の
初期巻き込みガイド機構を備える。請求項７の発明にあ
っては、好ましくは第１のガイドポストのガイド面と反
対側の外側頂点部と、第２のガイドポストのガイド面と
反対側の外側頂点部を結ぶ線分は、第２方向と直交して
いる。請求項８の発明にあっては、好ましくは第１のガ
イドポストの外側頂点部と第２のガイドポストの外側頂
点部と、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸は、ほぼ菱形状に
形成されていて、第１のガイドポストの外側頂点部と第
２のガイドポストの外側頂点部の間隔は菱形状の短軸で
あり、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸の間隔は菱形状の長
軸である。請求項９の発明にあっては、好ましくは伸縮
移動機構は、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸と、第１の連
結保持軸と第２の連結保持軸と、これらの第１の巻芯軸
と第２の巻芯軸と第１の連結保持軸と第２の連結保持軸
を連結する４つの同一長のリンク部材を有する平行リン
クであって、第１の連結保持軸と第２の連結保持軸を第
１方向に関して互いに離れる方向に移動させるとこれら
のリンク部材が同時に連動して第１の巻芯軸と第２の巻
芯軸の間隔を縮小する平行リンクと、を備える。請求項
１０の発明にあっては、好ましくは第１の連結保持軸と
第２の連結保持軸は、第１方向に関して接近する方向に
安定保持するための付勢手段を備える。請求項１１の発
明にあっては、好ましくは第１の巻芯軸と第２の巻芯軸
は、回転体の前部に形成された第１のガイド溝と第２の
ガイド溝によりそれぞれ第２方向にガイド可能であり、
かつ第１の連結保持軸と第２の連結保持軸は、回転体の
後部に形成された第３のガイド溝と第４のガイド溝によ
りそれぞれ第１方向にガイド可能である。請求項１２の
発明にあっては、好ましくは第１の巻芯軸と第２の巻芯
軸は第１の連結保持軸と第２の連結保持軸の付勢手段の
力だけでそれらの位置が保持されている状態では、第１
のガイド溝と第２のガイド溝のそれぞれの外端部のガイ
ドストッパに位置決めされている。

【０００６】上記目的は、請求項１３の発明にあって
は、回転することにより帯状材を巻き取るための帯状材
の巻取方法であり、回転体の回転中心を通る第１方向に
おいて一方の側に配置されるほぼ角形の断面形状を有す
る第１のガイドポストと、回転体の回転中心を通る第１
の方向において他方の側に配置されるほぼ角形の断面形
状を有する第２のガイドポストの間に、帯状材を通し
て、回転体を回転することにより、回転体の回転中心を
通る第１方向と交差する第２方向において一方の側に配
置される第１の巻芯軸と、回転体の回転中心を通る第１
方向と交差する第２方向において他方の側に配置される
第２の巻芯軸と、第１のガイドポストと第２のガイドポ
ストでほぼ菱形になるように帯状材を巻き取り、巻き取
られた帯状材を取り出す際に、第１の巻芯軸と第２の巻
芯軸との第２方向に関する間隔を縮小して、ほぼ菱形状
に巻き取られた帯状材のほぼ菱形状の断面積を縮小する
ことにより、巻き取られた帯状材を第１の巻芯軸と第２
の巻芯軸と、第１のガイドポストと第２のガイドポスト
から取り出す、帯状材の巻取方法により、達成される。

【０００７】

【作用】請求項１と請求項３の発明によれば、帯状材
は、回転体の第１方向に配置された第１のガイドポスト
と第２のガイドポストと、回転体の第２方向に関して設
けられた第１の巻芯軸と第２の巻芯軸により、ほぼ菱形
状に巻き取ることができる。そして、巻き取った菱形状
の帯状材は、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸の第２方向に
関する間隔を縮小することにより、ほぼ菱形状に巻き取
られた帯状材の断面積を縮小することで、巻き取った帯
状材は、第１のガイドポスト、第２のガイドポストおよ
び第１の巻芯軸および第２の巻芯軸から取り外すことが
できる。請求項２の発明によれば、角型電池の電極とこ
の電極の絶縁シートをほぼ菱形状に巻き取ることができ
る。請求項４の発明によれば、帯状材をほぼ菱形状に巻
き取る際の初期状態において、帯状材がガイド部に嵌め
込まれる。請求項５の発明によれば、第１のガイドポス
トと第２のガイドポスト、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸
の長さが、ほぼ帯状材の幅に設定されているので、帯状
材を確実に巻き取ることができる。請求項６の発明によ
れば、初期巻き込みガイド機構は、帯状材を巻き取る際
の初期状態において、帯状材をガイド部に通しかつ回転
体の回転中心上に一直線に通す。そしてその帯状材は第
１の巻芯軸と第２の巻芯軸に対しては非接触でかつ鋭角
方向に方向付けられる。請求項７と請求項８の発明によ
れば、第１のガイドポストの外側頂点部と第２のガイド
ポストの外側頂点部を結ぶ線分が第２方向と直交してい
るので、２つの外側頂点部と第１の巻芯軸と第２の巻芯
軸は、菱形の４つの頂点位置に配置されている。請求項
９の発明によれば、平行リンクの存在により、第１の連
結保持軸と第２の連結保持軸を第１方向に関して互いに
離れる方向に移動すると、４つのリンク部材が同時にパ
ンタグラフ方式で連動して、第１の巻芯軸と第２の巻芯
軸の間隔が縮小する。これによりほぼ菱形状に巻き取ら
れた帯状材の断面積が縮小する。請求項１０の発明によ
れば、付勢手段が第１の連結保持軸と第２の連結保持軸
を第１方向に関して接近する方向に付勢しているので、
第１の巻芯軸と第２の巻芯軸は、第２方向に関して離れ
る方向に付勢されている。請求項１１の発明によれば、
第１のガイド溝と第２のガイド溝が、第１の巻芯軸と第
２の巻芯軸をそれぞれ第２方向にガイドするようになっ
ている。しかも、第３のガイド溝と第４のガイド溝は、
第１の連結保持軸と第２の連結保持軸をそれぞれ第１方
向にガイドするようになっている。これらのガイド溝に
より、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸および第１の連結保
持軸と第２の連結保持軸がそれぞれの方向に沿って確実
にガイドすることができる。請求項１２の発明によれ
ば、第１の連結保持軸と第２の連結保持軸の位置が、付
勢手段の力だけで保持されている状態では、第１の巻芯
軸と第２の巻芯軸が第１のガイド溝と第２のガイド溝の
それぞれの外端部のガイドストッパに位置決めされてい
る。この状態では、ほぼ菱形状に巻き取られた帯状材の
断面積が最大の状態である。

【０００８】請求項１３の発明によれば、帯状材が、第
１のガイドポストと第２のガイドポストの間に通され
る。そして回転体が回転して、第１のガイドポストと第
２のガイドポスト、および第１の巻芯軸と第２の巻芯軸
によりほぼ菱形状になるように帯状材が巻き取られる。
次に、ほぼ菱形状に巻き取られた帯状材は、次のように
して取り出す。つまり、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸と
の第２方向に関する間隔を縮小することにより、ほぼ菱
形状に巻き取られた帯状材のほぼ菱形状の面積が縮小
し、巻き取られた帯状材が第１の巻芯軸と第２の巻芯軸
と、第１のガイドポストと第２のガイドポストから取り
外すことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。

【００１０】図１と図２は、本発明の帯状材の巻取装置
の好ましい実施例の原理の全体像を示している。図１
は、本発明の帯状材の巻取装置の回転体１の前部３ａ
と、この前部３ａに設けられた２つのガイドポスト９
Ａ，９Ｂ、２本の巻芯軸４Ｂ，４Ｄおよびガイド溝３
Ｂ，３Ｄを示している。前部３ａは、回転体１のガイド
保持部側である。これに対して、図２は、回転体１の後
部１ａと、この後部１ａに設けられた４つのガイド溝１
Ａ，１Ｃ，１Ｂ，１Ｄと、上述した巻芯軸４Ｂ，４Ｄお
よび２本の連結保持軸４Ａ，４Ｃを示している。図１の
前部３ａと図２の後部１ａは、図１１に示すように締結
ネジ８により３箇所で固定されるようになっている。

【００１１】次に、図１，２を参照しつつ、図８ないし
図１１を参照して、帯状材の巻取装置の構造を詳しく説
明する。帯状材の巻取装置は、特に図１１に示すように
回転体（ハウジング部材ともいう）１と、第１のガイド
ポスト９Ａ、第２のガイドポスト９Ｂ、第１の巻芯軸４
Ｂ、第２の巻芯軸４Ｄ、伸縮移動機構７０等を有してい
る。

【００１２】まず回転体１について説明する。回転体１
は上述したように前部３ａと後部１ａを有している。前
部３ａは、円形状の部材であり、３つのネジ穴３Ｈと凸
部３Ｒを有している。この凸部３Ｒは円筒状のものであ
り、凸部３Ｒは第１のガイド溝３Ｂと第２のガイド溝３
Ｄと穴３Ｋ，３Ｊを有している。第１のガイド溝３Ｂと
第２のガイド溝３Ｄは矢印Ｙ方向（第２方向）に沿って
形成された長穴である。この矢印Ｙ方向は矢印Ｘ方向
（第１方向）と直交している。

【００１３】回転体１の後部１ａは、図８のようにカバ
ー１２有する。後部１ａは、複数のネジ穴１Ｆ，１Ｊ，
１Ｇ，１Ｋ，１Ｈ，１Ｌと、ガイド溝１Ｂ，１Ｄ、第３
のガイド溝１Ａ、第４のガイド溝１Ｃを有している。こ
れらガイド溝１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの周りには円形状
の縁１Ｅが形成されていて、この縁１Ｅは、前部３ａの
凸部３Ｒの内側に嵌まり込むようになっている。この縁
１Ｅは、前部３ａと後部１ａを円心円状に位置合せす
る。ガイド溝１Ｂ，１Ｄは、矢印Ｙ方向に関して設けら
れた長穴であり、これらのガイド溝１Ｂ，１Ｄは、第１
のガイド溝３Ｂと第２のガイド溝３Ｄに対応して形成さ
れている。第３のガイド溝１Ａと第４のガイド溝１Ｃ
は、矢印Ｘ方向に沿って形成された長穴である。

【００１４】次に、第１のガイドポスト９Ａと第２のガ
イドポスト９Ｂについて説明する。第１のガイドポスト
９Ａと第２のガイドポスト９Ｂは、同様の構造であり、
図９に示すようにほぼ三角形状の断面を有している。こ
のガイドポスト９Ａはガイド面９Ａ１を有し、ガイドポ
スト９Ｂはガイド面９Ｂ１を有している。これらのガイ
ド面９Ａ１，９Ｂ１の間が、後で述べる帯状材１０の通
過するガイド部９Ｈである。ガイドポスト９Ａは、ガイ
ド面９Ａ１と反対側に外側頂点部９Ａ２を有している。
ガイドポスト９Ｂは、ガイド面９Ｂ１の反対側に外側頂
点部９Ｂ２を有している。ガイドポスト９Ａのピン９Ａ
３と、ガイドポスト９Ｂのピン９Ｂ３は、それぞれ図１
１に示すように穴３Ｊと３Ｋにそれぞれ挿入して固定す
るようになっている。図９と図１２に示すように、外側
頂点部９Ａ２と９Ｂ２を結ぶ線分は、第１方向であるＸ
方向に位置している。この線分は、第２方向であるＹ方
向と直交する方向に位置している。これにより、ガイド
ポスト９Ａの外側頂点部９Ａ２とガイドポスト９Ｂの外
側頂点部９Ｂ２と、そして後で述べる第１の巻芯軸４Ｂ
と第２の巻芯軸４Ｄは、帯状材１０をほぼ菱形状に巻き
取っていく巻取部を形成している。

【００１５】次に、第１の巻芯軸４Ｂと第２の巻芯軸４
Ｄの構造について説明する。図１１の第１の巻芯軸４Ｂ
と第２の巻芯軸４Ｄは同様の構造である。第１の巻芯軸
４Ｂは、フランジ部４Ｂ１、巻芯連結軸４Ｂ２、おねじ
４Ｂ３、軸部４Ｂ４および端部４Ｂ５を有している。第
２の巻芯軸４Ｄは、フランジ部４Ｄ１、巻芯連結軸４Ｄ
２、おねじ４Ｄ３、軸部４Ｄ４、端部４Ｄ５を有してい
る。第１の巻芯軸４Ｂと第２の巻芯軸４Ｄは、図１１に
示すように第１のガイド溝３Ｂと第２のガイド溝３Ｄに
それぞれ挿入され、第１の巻芯軸４Ｂは第３のガイド溝
１Ａに挿入され、かつ第２の巻芯軸４Ｄは第４のガイド
溝１Ｄに挿入されている。

【００１６】次に伸縮移動機構７０について説明する。
伸縮移動機構７０は、上述した第１の巻芯軸４Ｂ、第２
の巻芯軸４Ｄ、第１の連結保持軸４Ａ、第２の連結保持
軸４Ｃ、および平行リンク２およびコイルバネ７等から
構成されている。伸縮移動機構７０の平行リンク２は、
同一リンク長を有する４つのリンク部材（リンク節とも
いう）２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄを有している。第１の巻
芯軸４Ｂの巻芯連結軸４Ｂ２は、第１のガイド溝３Ｂを
通り、リンク部材２Ｄの一端とリンク部材２Ｂの一端を
通り、ガイド溝１Ｂに通っている。第２の巻芯軸４Ｄの
巻芯連結軸４Ｄ２は、リンク部材２Ｃの一端とリンク部
材２Ａの一端を通りガイド溝１Ｄを通っている。第１の
連結保持軸４Ａは、フランジ部４Ａ１、ガイド軸４Ａ
２、おねじ４Ａ３、軸部４Ａ４、端部４Ａ５を有してい
る。同様にして第２の連結保持軸４Ｃは、フランジ部４
Ｃ１、ガイド軸４Ｃ２、おねじ４Ｃ３、軸部４Ｃ４、端
部４Ｃ５を有している。第１の連結保持軸４Ａは、リン
ク部材２Ｂの他端部とリンク部材２Ｃの他端部を通って
いる。第２の連結保持軸４Ｃは、リンク部材２Ａの他端
部とリンク部材２Ｄの他端部を通っている。

【００１７】第１の巻芯軸４Ｂのおねじ４Ｂ３は抜け止
め用座金５を介してナット６にねじ込まれている。第２
の巻芯軸４Ｄのおねじ４Ｄ３は、抜け止め用座金５を介
してナット６にねじ込まれている。同様にして第１の連
結保持軸４Ａのおねじ４Ａ３は、抜け止め用座金５を介
してナット６にねじ込まれている。第２の連結保持軸４
Ｃのおねじ４Ｃ３は抜け止め用座金５を介してナット６
にねじ込まれている。第１の連結保持軸４Ａの端部４Ａ
５と第２の連結保持軸４Ｃの端部４Ｃ５の間には、コイ
ルバネ７が取り付けられている。このコイルバネ７は、
図１０に示すように第１の連結保持軸４Ａと第２の連結
保持軸４Ｃを矢印Ｘ方向に関して接近する方向に引張る
ための付勢手段である。

【００１８】次に、図１１の伸縮移動機構７０の平行リ
ンク２の動作について説明する。この平行リンク２は、
図４ないし図６でその動作および作用を示している。図
４は、４軸のリンク部材２Ａないし２Ｄを有する平行リ
ンク２の機構の連動動作図である。図５は、帯状材を巻
いている状態における第１の巻芯軸４Ｂ、第２の巻芯軸
４Ｄおよび第１の連結保持軸４Ａ、第２の連結保持軸４
Ｃの状態を示していて、この状態をクローズ（ｃｌｏｓ
ｅｄ）状態という。図６は、図５とは逆に、既に巻かれ
た帯状材を取り出す場合のオープン（ｏｐｅｎ）状態を
示している。図４において、連結保持軸４Ａ，４Ｃ間に
は、図１０に示すようにコイルバネ７の力ｆｓが作用し
ているので、連結保持軸４Ａ，４Ｃは、図１１の第３の
ガイド溝１Ａ、第４のガイド溝１Ｃに沿って、中心ＯＡ
に向うようになっている。このために、第１の巻芯軸４
Ｂと第２の巻芯軸４Ｄは、図４の第１のガイド溝３Ｂ、
第２のガイド溝３Ｄに沿って離れる方向に弾性力Ｐｓが
作用している。従って、図４に示すように第１の巻芯軸
４Ｂは、第１のガイド溝３Ｂのストッパ部３Ｂ１におい
て停止安定状態を維持しかつ第２の巻芯軸４Ｄは第２の
ガイド溝３Ｄのストッパ部３Ｄ１で停止安定状態を維持
している。しかも、連結保持軸４Ａ，４Ｃは、第３のガ
イド溝１Ａ、第４のガイド溝１Ｃの両側に遊びを残した
位置で停止している。

【００１９】次に、コイルバネ７の力ｆｓに抗して、た
とえば機械力あるいは人力により連結保持軸４Ａ，４Ｃ
に対して外力Ｆ（外側への力）が加えられると、第１の
巻芯軸４Ｂ、第２の巻芯軸４Ｄおよび第１の連結保持軸
４Ａ、第２の連結保持軸４Ｃは、図５のクローズ状態か
ら図６のオープン状態にそれらの位置が変化する。図５
と図６を比較すると、巻芯軸４Ｂ，４Ｄとガイドポスト
９Ａ，９Ｂとで作図する図５の断面積Ｓｃ（菱形Ｐ１Ｐ
２Ｐ３Ｐ４）と、図６の断面積Ｓｐ（菱形Ｐ１１Ｐ２Ｐ
３１Ｐ４）とを比較してみると明らかなように、断面積
Ｓｃは断面積Ｓｐよりも大である関係が成り立つ。

【００２０】しかも巻芯軸４Ｂ，４Ｄとガイドポスト９
Ａ，９Ｂに巻き掛けられた帯状材の距離は、図５の状態
では４ｌであり、図６の状態では４ｌｍである。距離ｌ
は、距離ｌｍよりも大きいことから、図５の初期巻き掛
け距離は、図５から図６に変化すると４倍で縮小される
ことになる。逆に図６から図５では初期巻き掛け距離は
４倍に伸張されることになる。つまり図５と図６で明ら
かなように、菱形状の短軸距離２ａ０は、図６の２ａ１
まで拡大され、菱形の長軸距離２ｂ０は、図６のように
２ｂ１まで短縮されることになる。

【００２１】図１１の平行リンク２の各リンク部材２Ａ
ないし２ＤのＸ，Ｙ座標の移動距離をｘ，ｙとし、図６
に示すような帯状材を離脱させる場合（オープン状態）
における菱形Ｐ１１Ｐ２Ｐ３１Ｐ４における一辺の距離
ｌｍとの関係式は、次のようにして計算する。式（１）
ないし（５）の関係を、式（６）に入れて整理すると、
式（７）が成り立つ。

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】

【数５】

【数６】

【数７】ここで、図７に示すように、ｘはＸ座標の移動距離を示
し、ｙはＹ座標の移動距離を示す。ｘ０は、図５のクロ
ーズ状態における中心ＯとポイントＰ４（またはポイン
トＰ２）までの距離を示し、ｙ０は、図５のクローズ状
態における中心ＯとポイントＰ１（またはポイントＰ
３）までの距離を示す。ｌは、クローズ状態における菱
形Ｐ１Ｐ２Ｐ３Ｐ４の一辺の距離を示す。ｌｍは、図６
のオープン状態における菱形Ｐ１１Ｐ２Ｐ３１Ｐ４の一
辺の距離を示している。角度θは各リンク部材２Ａ〜２
ＤとＹ軸とのなす角度であり、Δθは図５のクローズ状
態から図６のオープン状態にする場合の角度の変化分で
ある。図７のポイントＰ１が移動距離ｙ移動するとポイ
ントＰ１１になり、ポイントＰ２が移動距離ｘ移動する
とポイントＰ２１になる。式（７）が得られると、たと
えば角度θが３０°であり角度の変化分Δθが５°とし
た場合には、巻き取られた帯状材の断面積の減少率が
５．４％となり、菱形状の四辺距離の差ΔＬが４（ｌ−
ｌｍ）とすると、ｌ＝２０ｍｍの場合には、図７のＸ座
標の移動距離ｘが１．４７ｍｍ移動することによって、
Ｙ座標の移動距離ｙが０．９４ｍｍとなる。その時の菱
形の四辺距離の差ΔＬは、ΔＬ＝３．２ｍｍであり、Ｙ
座標の移動距離ｙの約３．４倍の緩み量が得られる。ま
た平行リンク２のリンク部材２Ａないし２Ｄに作用する
力関係は、図７より、式（８）で示すことができる。

【数８】が成立し、θが３０°の時には、式（９）が得られる。

【数９】式（９）の関係が得られることから、図５のクローズ状
態から図６のオープン状態に状態変化させるためには、
平行リンク２のリンク部材のポイントＰ４（またはＰ
２）に外力Ｆなる力を作用させてやると（図５参照）、
巻芯軸４Ｂ，４Ｄ（ポイントＰ１，Ｐ３で示す）が撓む
方向に移動する。従って巻芯軸４Ｂ，４Ｄがストッパ部
３Ｂ１，３Ｄ１に押圧される力Ｐｓは、停止安定状態を
維持するための弾性力ｆｓの約１．７倍に拡大されるの
で、小さな外力Ｆで、図５のクローズ状態から図６のオ
ープン状態にして、既に巻き取られた帯状材１０の離脱
が容易にできる。しかも帯状材の離脱前の初期巻き込み
状態から帯状材を巻回完了するまでの間は、巻芯軸４
Ｂ，４Ｄがストッパ部３Ｂ１，３Ｄ１においてそれぞれ
矢印Ｙ方向の外側に離れる方向に安定した状態を維持さ
れているので、初期巻き込みから巻回完了までの作業を
安定して極めて好都合に行うことができる。このような
全く無理のない安定した巻き取り済みの帯状材の着脱が
可能であり、帯状材の品質および信頼性を大幅に向上さ
せることができる。たとえば、図５において、ポイント
Ｐ２，Ｐ４間の弾性力ｆｓとして０．６ｋｇ（国際単位
では５．８８Ｎ）を掛ける場合には、ポイントＰ１，Ｐ
３間にはストッパ部３Ｂ１，３Ｄ１に対して押圧される
力Ｐｓが約１ｋｇ（国際単位では９．８Ｎ）となる。逆
にいえば、既に巻き取られた帯状材を外す場合に与える
外力Ｆは、０．７ｋｇ（国際単位では６．８６Ｎ）付近
の力があれば、図６に示すようにオープン状態にして、
簡単に既に巻かれた帯状材１０を取り外すことができる
のである。

【００２２】次に、図１１に戻ると、３つの締結ネジ８
は、１２０°ごとの間隔をおいて配置されていて、連結
保持軸４Ａ，４Ｃおよび平行リンク２がスムーズに動作
もしくはスライドできるように、締結ネジ８が前部３ａ
と後部１ａを締結している。平行リンク２は、連結保持
軸４Ａ，４Ｃを左右（Ｘ軸方向）に沿って離れる方向
（近づく方向）に動かすと、前部３ａの巻芯軸４Ｂ，４
Ｄが矢印Ｙ方向に沿って近づく方向（離れる方向）に伸
縮するようなパンタグラフ運動を行うようになってい
る。抜け止め用座金５と六角ナット６は、巻芯軸４Ｂ，
４Ｄと連結保持軸４Ａ，４Ｃが一定位置に止まって回転
体１から抜けないようにするための取り付け手段であ
る。図１２に示すように、ガイドポスト９Ａとガイドポ
スト９Ｂ間とガイド部９Ｈは、帯状材１０の初期巻き込
みガイド機構１３０を構成している。このガイド機構１
３０は、帯状材１０が第１の巻芯軸４Ｂと第２の巻芯軸
４Ｄに対して非接触で鋭角α方向に方向付けるようにな
っている。また巻芯軸４Ｂ，４Ｄとガイドポスト９Ａ，
９Ｂの長さは、帯状材１０の幅にほぼ対応している。

【００２３】次に、巻き取り対象となる帯状材の一例を
図１８により説明する。図１８は、角型電池用の電極と
セパレータの一例を示している。電極３０は、正極シー
ト３２と負極シート３４からなる。またセパレータ３
６，３８は、正極シート３２と負極シート３４を電気的
に絶縁するための絶縁シートである。正極シート３２と
負極シート３４は、反応物質（活物質）を積層したもの
である。正極シート３２は、たとえばリチウムイオンと
特定の金属からなる複合金属酸化物を活物質に用いてい
る。負極シート３４には、特定の炭素質材料をたとえば
用いている。

【００２４】正極シート３２と負極シート３４は共にリ
チウムＬｉをイオンの状態で含有し、空気や水分に対し
て反応性が少ない。正極シート３２には正極リード４０
が設けられている。上述した正極シート３２、負極シー
ト３４およびセパレータ３６，３８からなる角巻層体１
１は図１９のように巻く。

【００２５】次に、上述した帯状材の巻取装置による巻
取方法について説明する。図３は、ガイドポスト９Ａ，
９Ｂと巻芯軸４Ｂ，４Ｄにより帯状材１０が巻かれて、
角巻層体１１が形成された状態を示している。このよう
な角巻層体１１を形成するために、図１２ないし図１７
で示すようにして、帯状材１０が巻かれるようになって
いる。まず図１２は、帯状材１０の巻き始め状態におけ
るガイドポスト９Ａ，９Ｂと帯状材１０の位置関係を示
している。帯状材１０は、初期巻き込みガイド機構１３
０のガイド面９Ａ１，９Ｂ１の間に回転体の中心Ｏをほ
ぼ通るようにして一直線上に横断している。しかも帯状
材１０は、巻芯軸４Ｂ，４Ｄに対して非接触になるよう
に鋭角αになるように方向付けられる。すなわち、帯状
材１０は、図１２の２点鎖線で示す帯状材１０と、Ｙ軸
のなす角が鋭角αである。この初期巻き始め状態では、
図１３に示すように帯状材１０は、供給ローラ１３を介
して一直線上に巻き取りローラ１４側に方向付けられて
いる。

【００２６】図１４では、図８の駆動手段１００によ
り、回転体１が図１３の初期巻き始め状態から９０°時
計回りに回転した状態を示している。図１４の状態で
は、帯状材１０は、ガイドポスト９Ａの角部とガイドポ
スト９Ｂの角部で折り曲げられた状態である。図１５
は、図８の駆動手段１００により、図１３の状態から回
転体１が１８０°時計回りに回転した状態を示してい
る。図１６は、図８の駆動手段１００により、図１３の
状態から回転体１が２７０°時計回りに回転した状態を
示している。図１７は、図８の駆動手段１００により、
図１３の状態から回転体１が３６０°時計回りに回転し
た状態に示している。図１３ないし図１７の手順によ
り、帯状材１０が図５のクローズ状態の所定の回数巻芯
軸４Ｂ，４Ｄとガイドポスト９Ａ，９Ｂにより、図３に
示すように菱形状に巻き取られる。

【００２７】次に、平行リンク２が図５のクローズ状態
から図６のオープン状態にされることにより、図３のよ
うにして巻き取った帯状材１０からなる角巻層体１１を
巻芯軸４Ｂ，４Ｄとガイドポスト９Ａ，９Ｂから取り除
く。すなわち、図５のポイントＰ２，Ｐ４で示す連結保
持軸４Ａ，４Ｃに対して矢印Ｘの外側に離れる方向に外
力Ｆを加える。これにより、図６に示すようにポイント
Ｐ１，Ｐ３で示す巻芯軸４Ｂ，４Ｄが、弾性力Ｐで矢印
Ｙ方向の接近する方向に移動する。従って、図３のよう
にして巻かれた角巻層体１１の見掛け上の断面積が、図
５の断面積Ｓｃから図６の断面積Ｓｐに減少する。この
ようにすることにより、図３の角巻層体１１は、ガイド
ポスト９Ａ，９Ｂおよび巻芯軸４Ｂ，４Ｄから簡単に外
すことができる。取り外した角巻層体１１は、図１９に
示すような状態になっている。この角巻層体１１は、図
２０に示すように矢印Ｐで両側から押される。この場合
に、角巻層体１１の中心には絶縁シート３６があるの
で、図２０のように押し潰した状態でも中央部に空洞が
空いてしまうようなことがない。そしてこのように押し
潰した角巻層体１１は、図２１のような角型電池のケー
スＣの中６０に挿入して、そして電解液を入れる。

【００２８】本発明の実施例によれば、帯状材１０は、
２つの巻芯軸４Ｂ，４Ｄとガイドポスト９Ａ，９Ｂで巻
回し、連結保持軸４Ａ，４Ｃと平行リンク２を用いて巻
かれた帯状材を離脱させるようになっている。つまり帯
状材の巻き取り作業と、帯状材を巻いて図３に示すよう
な角巻層体１１を形成した後の離脱作業を独立分離させ
ているので、その操作性は極めて容易である。これらの
帯状材の巻き取り作業と、角巻層体１１の取り外し作業
は、独立分離作業であるので、帯状材の巻き取りの自動
化に最適である。帯状材の巻芯８に相当する菱形断面の
四辺周距離の伸縮率が、図５と図６で示したように大き
いので、ガイドポストおよび巻芯軸と、既に巻かれた角
巻層体１１との離脱が確実にできる。つまり角巻層体１
１の離脱の信頼性が高くなる。平行リンク２は、平行四
辺形による連動パンタグラフ機構であるために、対向す
る長辺側の巻芯軸４Ｂ，４Ｄの伸縮動作を正確にコント
ロールすることができる。移動距離の比としては、Ｘ座
標の移動距離ｘとＹ座標の移動距離ｙの比がたとえば、
１．５６対１である。

【００２９】巻芯軸４Ｂ，４Ｄおよび連結保持軸４Ａ，
４Ｃの合計４軸が同時連動するので、ワンタッチで図３
の角巻層体１１の開鍵離脱が行える。コンパクトな設計
が可能であり、コスト高を抑えることができる。図３の
角巻層体１１を離脱させる場合に、図５のように連結保
持軸４Ａ，４Ｃに対して外に向く力Ｆを加えるだけで済
むので、省動力化と省電力化が図れる。また帯状材を初
期の巻き取り状態にする場合には、単にガイドポスト９
Ａ，９Ｂの間のガイド部に帯状材を位置させるだけで済
むので、その初期巻き取り設定操作が簡単である。本発
明の実施例では、平行四辺形を形成した同一リンク長と
連結した２軸の巻芯軸が、同時に連動して菱形断面形状
を作図可能であり、四辺距離が設定最大面積位置からワ
ンタッチで確実に減少方向に移動可能である。

【００３０】ところで本発明の上記実施例に限定されな
い。上述した実施例では、角型電池用の内容物である角
巻層体１１を形成する場合について説明している。しか
しこれに限らず本発明は、他の帯状材を巻き取る場合に
も適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、帯
状材を簡単に巻き取ることができ、しかも巻き取った帯
状材を簡単に取り外すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯状材の巻取装置の回転体の前部側を
示す斜視図。

【図２】回転体の後部側を示す斜視図。

【図３】本発明の巻取装置により巻き取られた角巻層体
を示す正面図。

【図４】平行リンクの動作の一例を示す図。

【図５】本発明の巻取装置における巻き取り状態（クロ
ーズ状態）を示す図。

【図６】巻き取り状態から角巻層体を離脱させる場合の
平行リンクのオープン状態を示す図。

【図７】平行リンク節の移動量と平行リンク節に際する
力（ベクトル）の関係を示す図。

【図８】図１と図２の巻取装置をより具体的に示す巻取
装置の側面図。

【図９】図８の巻取装置の矢印Ｒ位置の方向から見た正
面図。

【図１０】図８の巻取装置の矢印Ｒ２の方向から見た背
面図。

【図１１】図８の巻取装置の分解斜視図。

【図１２】帯状材の巻き始め状態を示す図。

【図１３】帯状材の巻き始め状態を示し、供給ローラと
巻き取りローラを示す図。

【図１４】図１３の巻き始め状態から回転体が９０°回
転した状態を示す図。

【図１５】回転体が図１３の巻き始め状態から１８０°
回転した状態を示す図。

【図１６】回転体が図１３の巻き始め状態から２７０°
回転した状態を示す図。

【図１７】回転体が図１３の巻き始め状態から３６０°
回転した状態を示す図。

【図１８】帯状材の一例として角型電池用の電極と絶縁
シートの一例を示す図。

【図１９】図３のようにして巻かれた角巻層体を取り外
した状態を示す図。

【図２０】図１９の角巻層体に加圧して押し潰した状態
を示す図。

【図２１】図２０の押し潰した角巻層体を収容するため
の角型電池の容器の斜視図。

【図２２】従来における電極とセパレータを巻いた状態
を示す平面図。

【図２３】図２２のセパレータと電極を押し潰した状態
を示す図。

【符号の説明】

１回転体２平行リンク２Ａないし２Ｄリンク部材７付勢手段としてのコイルバネ１０帯状材７０伸縮移動機構１３０初期巻き込みガイド機構１ａ回転体の後部３ａ回転体の前部１Ａ第３のガイド溝１Ｄ第４のガイド溝３Ｂ第１のガイド溝３Ｄ第２のガイド溝４Ａ第１の連結保持軸４Ｂ第１の巻芯軸４Ｃ第２の連結保持軸４Ｄ第２の巻芯軸９Ａ１，９Ｂ１ガイド面９Ａ２，９Ｂ２外側頂点部９Ａ第１のガイドポスト９Ｂ第２のガイドポスト９Ｈガイド部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転することにより帯状材を巻き取るた
めの帯状材の巻取装置であり、回転可能な回転体と、回転体の回転中心を通る第１方向において一方の側に配
置されるほぼ角形の断面形状を有する第１のガイドポス
トと、回転体の回転中心を通る第１の方向において他方
の側に配置されるほぼ角形の断面形状を有する第２のガ
イドポストと、回転体の回転中心を通る第１方向と交差する第２方向に
おいて一方の側に配置される第１の巻芯軸と、回転体の
回転中心を通る第１方向と交差する第２方向において他
方の側に配置される第２の巻芯軸と、回転体が回転することで、第１のガイドポストと第２の
ガイドポストと第１の巻芯軸と第２の巻芯軸によりほぼ
菱形状に巻き取られた帯状材を取り出す際に、第１の巻
芯軸と第２の巻芯軸との第２方向に関する間隔を縮小し
て、ほぼ菱形状に巻き取られた帯状材の断面積を縮小す
るための伸縮移動機構と、を備えることを特徴とする帯
状材の巻取装置。
【請求項２】帯状材は、角型電池の電極とこの電極に
重ねて配置される絶縁シートである請求項１に記載の帯
状材の巻取装置。
【請求項３】第１のガイドポストと第２のガイドポス
トは、ほぼ三角形の断面形状を有している請求項１に記
載の帯状材の巻取装置。
【請求項４】第１のガイドポストのガイド面と第２の
ガイドポストのガイド面の間には、帯状材を巻き取る際
の初期状態においてこの帯状材を入れるためのガイド部
が形成されている請求項１に記載の帯状材の巻取装置。
【請求項５】第１のガイドポストと第２のガイドポス
トと第１の巻芯軸と第２の巻芯軸の軸方向の長さは、ほ
ぼ帯状材の幅に設定されている請求項１に記載の帯状材
の巻取装置。
【請求項６】帯状材を巻き取る際の初期状態におい
て、帯状材がこのガイド溝を通ることで回転体の回転中
心上に一直線に横断するように形成され、かつ帯状材が
第１の巻芯軸と第２の巻芯軸に対して非接触で鋭角方向
に方向付けるようにガイド部が形成されている帯状材の
初期巻き込みガイド機構を備える請求項４に記載の帯状
材の巻取装置。
【請求項７】第１のガイドポストのガイド面と反対側
の外側頂点部と、第２のガイドポストのガイド面と反対
側の外側頂点部を結ぶ線分は、第２方向と直交している
請求項４に記載の帯状材の巻取装置。
【請求項８】第１のガイドポストの外側頂点部と第２
のガイドポストの外側頂点部と、第１の巻芯軸と第２の
巻芯軸は、ほぼ菱形状に形成されていて、第１のガイド
ポストの外側頂点部と第２のガイドポストの外側頂点部
の間隔は菱形状の短軸であり、第１の巻芯軸と第２の巻
芯軸の間隔は菱形状の長軸である請求項１に記載の帯状
材の巻取装置。
【請求項９】伸縮移動機構は、第１の巻芯軸と第２の巻芯軸と、第１の連結保持軸と第２の連結保持軸と、これらの第１の巻芯軸と第２の巻芯軸と第１の連結保持
軸と第２の連結保持軸を連結する４つの同一長のリンク
部材を有する平行リンクであって、第１の連結保持軸と
第２の連結保持軸を第１方向に関して互いに離れる方向
に移動させるとこれらのリンク部材が同時に連動して第
１の巻芯軸と第２の巻芯軸の間隔を縮小する平行リンク
と、を備える請求項１に記載の帯状材の巻取装置。
【請求項１０】第１の連結保持軸と第２の連結保持軸
は、第１方向に関して接近する方向に安定保持するため
の付勢手段を備える請求項９に記載の帯状材の巻取装
置。
【請求項１１】第１の巻芯軸と第２の巻芯軸は、回転
体の前部に形成された第１のガイド溝と第２のガイド溝
によりそれぞれ第２方向にガイド可能であり、かつ第１
の連結保持軸と第２の連結保持軸は、回転体の後部に形
成された第３のガイド溝と第４のガイド溝によりそれぞ
れ第１方向にガイド可能である請求項１０に記載の帯状
材の巻取装置。
【請求項１２】第１の巻芯軸と第２の巻芯軸は、第１
の連結保持軸と第２の連結保持軸の付勢手段の力だけで
それらの位置が保持されている状態では、第１のガイド
溝と第２のガイド溝のそれぞれの外端部のガイドストッ
パに位置決めされている請求項１１に記載の帯状材の巻
取装置。
【請求項１３】回転することにより帯状材を巻き取る
ための帯状材の巻取方法であり、回転体の回転中心を通る第１方向において一方の側に配
置されるほぼ角形の断面形状を有する第１のガイドポス
トと、回転体の回転中心を通る第１の方向において他方
の側に配置されるほぼ角形の断面形状を有する第２のガ
イドポストの間に、帯状材を通して、回転体を回転することにより、回転体の回転中心を通る
第１方向と交差する第２方向において一方の側に配置さ
れる第１の巻芯軸と、回転体の回転中心を通る第１方向
と交差する第２方向において他方の側に配置される第２
の巻芯軸と、第１のガイドポストと第２のガイドポスト
でほぼ菱形になるように帯状材を巻き取り、巻き取られた帯状材を取り出す際に、第１の巻芯軸と第
２の巻芯軸との第２方向に関する間隔を縮小して、ほぼ
菱形状に巻き取られた帯状材のほぼ菱形状の断面積を縮
小することにより、巻き取られた帯状材を第１の巻芯軸
と第２の巻芯軸と、第１のガイドポストと第２のガイド
ポストから取り出す、ことを特徴とする帯状材の巻取方
法。