WO2016013327A1 - 巻回体及び巻回体の製造方法 - Google Patents

巻回体及び巻回体の製造方法 Download PDF

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wound
spacers
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アシュリー キャニング
猛 石政
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ボッシュ株式会社
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a wound body and a method for manufacturing the wound body.
  • a wound body constituted by winding a belt-like wound body around a core material is widely known.
  • the wound body is wound by a preset length and is accommodated in a container.
  • the shape of the wound body depends on the outer peripheral shape of the core material that is a mold for winding the wound body, but the outer peripheral shape of the core material becomes rounder as the number of turns increases. Therefore, finally, the wound body approaches a cylindrical shape (for example, refer to Patent Documents 1 and 2).
  • the container for accommodating the wound body may be formed in a columnar shape corresponding to the final shape of the wound body, or may be formed in a prismatic shape in consideration of stacking. is there.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can effectively make use of the space that can be formed in the container to lengthen the winding body in the winding body, and reduce the space to increase the strength as a unit. It aims at providing the manufacturing method of the winding body which can aim at improvement, and a winding body.
  • the present invention is a wound body in which a wound body is wound a plurality of times around a predetermined axis, and a spacer is provided in a partial region between the wound winding bodies. It is characterized by that.
  • the wound body has a plurality of corner portions bent by the spacer and straight portions between the corner portions.
  • the spacers are installed at regular intervals.
  • the spacers are provided every 90 ° with the predetermined axis as a center when the wound body is viewed in a longitudinal section along the winding direction of the wound body.
  • the spacer is provided every 60 ° with the predetermined axis as a center when the wound body is viewed in a longitudinal section along the winding direction of the wound body.
  • the spacer is provided every 120 ° with the predetermined axis as the center when the wound body is viewed in a longitudinal section along the winding direction of the wound body.
  • the spacer is preferably formed of a cured ink or gel.
  • the spacer is preferably made of plastic.
  • all the spacers are formed in the same size.
  • the spacer is formed in a size different from that of other spacers.
  • the wound body is a strip-shaped laminated body.
  • the strip-shaped laminate is a power generation element body having a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator disposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet.
  • the wound body is preferably a wire.
  • the present invention is a method for manufacturing a wound body, the step of transporting the wound body to a core material around which the wound body is wound, and a preset interval on the surface of the wound body when transporting the wound body And sequentially providing the spacers and winding the wound body provided with the spacers around a core material.
  • the spacer is preferably formed by ejecting curable ink onto the surface of the wound body and curing the ink.
  • the spacer is preferably formed by adhering a spacer held by a holding device to the surface of the wound body.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a wound body, the step of transporting the wound body to a core material around which the wound body is wound, and the surface of the wound body is set in advance before transporting the wound body.
  • the present invention is a method of manufacturing a wound body, the step of transporting the wound body to a core material around which the wound body is wound, and the step of winding the wound body being transported around the core material in sequence. And a step of inserting and installing the spacer between the windings at a predetermined interval during winding of the winding body around the core member.
  • the space formed in the container can be effectively used to lengthen the wound body of the wound body, and the strength as a unit can be improved by reducing the space.
  • the wound body according to the present invention includes all the wound body regardless of the technical field as long as the wound body is wound a plurality of times around a predetermined axis, but in the embodiment shown below, A case where the rotating body is a battery will be described as an example.
  • FIG. 1 is a view of a wound body as viewed from one end side in the winding axis direction. As shown in FIG. 1, the wound body 1 is obtained by winding a wound body 2 around a predetermined axis a plurality of times.
  • the wound body 1 includes a wound body 2 and a spacer 3.
  • the wound body 2 is, for example, a strip-shaped laminated body formed in a thin plate shape.
  • This band-shaped laminate is formed as a single band-shaped member in which a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator disposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are laminated over four layers. Functions as a battery power generation element.
  • a winding roller core material
  • the spacer 3 is provided on one surface of the wound body 2, and when the wound body 2 is wound, a part between the wound bodies 2 adjacent to each other in the thickness direction (radial direction) of the wound body 1. A plurality are arranged in this area.
  • the spacers 3 are all formed in the same size and are arranged at equal intervals.
  • the spacer 3 is not provided so as to completely fill one surface of the wound body 2, and for example, as shown in FIG. 1, the wound body 1 is a longitudinal section along the winding direction of the wound body 2. When viewed, it is provided every 90 ° with the winding axis O as the center.
  • the spacers 3 are arranged in a straight line along the thickness direction of the wound body 1 with the winding body 2 interposed therebetween, and the spacers facing each other with the winding axis O interposed therebetween.
  • Lines L1 and L2 connecting the centers of the three lines become a straight line.
  • These straight lines L1 and L2 are orthogonal to each other at the winding axis O.
  • the curvature is increased, and the winding body 2 is slightly sharper than the arc.
  • the spacer 3 is formed, for example, by spraying a cured ink onto one surface of the wound body 2 and curing it.
  • the spacer 3 is not limited to the curable ink, and may be a gel material, or may be another material such as plastic, metal, paper, fiber, thread, ceramic, or rubber. In short, any material may be used as long as a space is formed between the winding bodies 2 adjacent to each other in the thickness direction of the winding body 1 to change the curvature of the winding body 2.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a wound body
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the shape of a spacer.
  • the winding body 2 is pulled out from one end of the winding body 2 wound in a roll shape, and the winding body 2 is conveyed to a roller 10 serving as a core for winding the winding body 2.
  • the wound body 2 is straightly conveyed along the surface direction, and the spacer 3 is provided on the upper surface of the wound body 2 on this conveyance path.
  • the spacer 3 is formed by ejecting liquid cured ink from the nozzle 11 onto the roll 2 and curing the ink.
  • the curable ink an ultraviolet curable type, a thermosetting type, or the like can be freely selected.
  • the ink is ejected at a preset time, and the spacers 3 can be sequentially provided on the winding body 2 with a preset interval.
  • the spacing between the spacers 3 is determined in consideration of the necessary spacing in each winding number so that the spacers 3 are arranged in a straight line along the thickness direction of the winding body 1 when the winding body 2 is wound around the roller 10. It is done.
  • the spacer 3 may be formed linearly along the width direction (short direction perpendicular to the longitudinal direction) of the wound body 2 formed in a strip shape (FIG. 3 (a)). )), And may be formed so as to be scattered at predetermined intervals along the width direction of the wound body 2 (see FIG. 3B).
  • the ink ejected onto the winding body 2 is cured before being wound around the roller 10, and the winding body 2 provided with the spacer 3 is sequentially wound around the roller 10.
  • the winding of the wound body 2 by the roller 10 is performed in a state in which a constant tension is applied to the wound body 2, so that the wound body 1 is wound around the roller 10 without any slack or gap.
  • the spacer 3 since the spacer 3 is thick, a space is formed around the spacer 3 and the curvature of the wound body 2 changes.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a part of the wound body 2 when the wound body 2 is wound without providing the spacer 3
  • FIG. 5 shows the nth winding and the n + 1 when the spacer 3 is provided
  • FIG. 6 is an enlarged view of a part of the wound body 2 when the surface curvature of the wound body 2 is the same, and FIG. 6 shows the n-th and n + 1-th wound bodies when the spacer 3 is provided. It is the figure which expanded and looked at a part of winding body 2 when the curvature of the surface of 2 differs. As shown in FIG.
  • the spacer 3 when the spacer 3 is provided between the n-th roll 2 and the (n + 1) -th roll 2, a part of the roll 1 (1 / 4 laps).
  • the radius of the arc portion of the n + 1-th winding body 2 is smaller than the arc portion of the n-th winding body 2, that is, the radius is increased to the outer periphery of the n-th winding body 2.
  • the radius to the outer periphery of the arc portion of the n + 1 winding body 2 is r 2
  • the length of the straight portion extending from both ends of the arc portion of the n + 1 winding body 2 is s
  • the spacer 3 is provided between the winding bodies 2 adjacent to each other in the thickness direction of the winding body 1 so that the region where the spacer 3 is provided. Only the portion of the wound body 2 is pushed outward by the thickness of the spacer 3. As a result, the curvature of the wound body 2 in this region is increased, and is slightly sharpened compared to the arc. Therefore, four locations where the spacers 3 are arranged along the thickness direction of the wound body 1 are formed as rounded corner portions 21 that are bent by the spacers 3.
  • the other region (region connecting the corners) in the body 2 is a linear portion 22 that extends in a straight line.
  • the substantially rectangular wound body 1 having four corner portions 21 is provided. Is formed. Accordingly, as shown in FIG. 7, when the wound body 1 is housed in a general prismatic container 4, the linear portion 22 substantially abuts against the inner wall of the container 4, and the corner portion 21 is also sharper than the arc. As a result, the dead space in the container 4 is greatly reduced. Therefore, the wound body 1 suitable for the container 4 can be made, and the wound body 2 in the wound body 1 can be lengthened by effectively using the space formed in the container 4. Further, the strength of the unit can be improved by reducing the space, and the wound body 1 is suitable for stacking the units. Further, as described above, by providing the spacer 3, the entire length of the wound body 2 can be increased even with the same number of turns, so that the capacity of the battery can be increased.
  • FIG. 8 is a view of the substantially hexagonal wound body as viewed from one end side in the winding axis direction
  • FIG. 9 is a state in which the substantially hexagonal wound body is accommodated in a container and these units are loaded.
  • the spacer 3a is provided at intervals of 60 ° with the winding axis O as the center when the wound body 1a is viewed in a longitudinal section along the winding direction of the wound body 2a.
  • the spacers 3a are arranged in a straight line along the thickness direction of the wound body 1a with the wound body 2a interposed therebetween, and the spacers 3a are arranged in the thickness direction.
  • Six corners are formed as rounded corners 21a bent by the spacers 3a.
  • the other region (region connecting the corner portions 21a) in the wound body 2a becomes a straight portion 22a extending linearly, and as a result, although it is not a perfect corner, six corner portions A substantially hexagonal wound body 1a having 21a is formed.
  • FIG. 9 by accommodating such a wound body 1a in the same hexagonal columnar container 4a, when these units are stacked, a honeycomb structure is formed, and the units can be arranged without gaps. The strength of can be greatly improved.
  • FIG. 10 is a view of the substantially triangular wound body as viewed from one end side in the winding axis direction, and FIG. 11 shows a state in which the substantially triangular wound body is accommodated in a container and these units are loaded.
  • the spacers 3b are provided at intervals of 120 ° with a predetermined winding axis O as the center when the wound body 1b is viewed in a longitudinal section along the winding direction of the wound body 2b. Yes.
  • the spacers 3b are arranged in a straight line along the thickness direction of the wound body 1b with the wound body 2b interposed therebetween, and the spacers 3b are arranged along the thickness direction.
  • the three protruding portions are formed as rounded corner portions 21b which are bent by the spacer 3b.
  • this corner portion 21b By making this corner portion 21b, the other region (region connecting the corner portions 21b) in the wound body 2b becomes a straight portion 22b extending in a straight line.
  • three corner portions A substantially triangular wound body 1b having 21b is formed.
  • FIG. 11 by accommodating such a wound body 1b in the same triangular prism shaped container 4b, when these units are loaded, the units can be arranged without gaps, and the strength of the units is increased. Can be improved.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the shape of the wound body is not limited to the above example, and the above-described effects can be exhibited as long as it is a substantially polygonal shape having a plurality of corners.
  • 12 and 13 are diagrams showing another example when the spacer is provided on the wound body. As shown in FIG. 12, when the spacer 3 is provided on the wound body 2, the spacer 3 is spaced at a predetermined interval on the surface of the belt B of the spacer holding device 12 that can be brought into contact with and separated from the wound body 2 while rotating. May be used, and the belt B may be brought close to the wound body 2 at a predetermined timing and the spacer 3 on the belt B may be adhered to the wound body 2. As shown in FIG.
  • a predetermined interval is set on the surface of the winding body 2 in advance before the winding body 2 is conveyed to the roller 10.
  • a method may be used in which the spacer 3 is provided and the drawn winding body 2 is sequentially conveyed to the roller 10 and wound.
  • the present invention is not limited to the case where a spacer is provided during the conveyance of the wound body as shown in FIGS. 2 and 12, and the adjacent n-th turn is placed at a predetermined interval while the wound body is wound around the core material.
  • a spacer may be inserted between the winding body and the (n + 1) th winding body.
  • the wound body was demonstrated as a strip
  • the wire which a wound body uses for a coil may be sufficient.
  • a bar / plate material is used as the spacer, and before winding the nth layer, the spacer is set on the winding shaft and wound, and before the n + 1th layer is wound, it is newly placed on the nth layer. This can be realized by winding after inserting the spacer.
  • the spacers do not have to be provided between all the windings adjacent in the thickness direction, and the installation position can be freely changed.
  • the size of the spacers at least a part of the spacers may be formed in a size different from that of the other spacers. That is, the position and size of the spacer may be freely changed according to the shape of the container.

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Abstract

　容器内にできるスペースを有効利用して巻回体における巻体を長くすることができ、スペースを減らすことでユニットとしての強度の向上を図ること。　巻体（２）を所定の軸回りに複数回にわたって巻回した巻回体（１）であって、巻回された巻体（２）の間の一部の領域にスペーサ（３）を設けた。

Description

巻回体及び巻回体の製造方法
　本発明は、巻回体及び巻回体の製造方法に関する。
　芯材に帯状の巻体を巻回することによって構成される巻回体が広く知られている。巻回体は、巻体が予め設定された長さだけ巻回されており、容器に収容される。
　巻回体の形状は、巻体を巻回するための型である芯材の外周形状に依存するが、芯材の外周形状がどのような形状であれ、巻数を増やすにつれて丸みを帯びてくるため、最終的には、巻回体は円柱状に近づいていくことになる（例えば、特許文献１，２参照）。
　ところで、巻回体を収容する容器は、巻回体の最終的な形状に対応させて円柱状に形成されているものもあれば、積み重ねることを考慮して角柱状に形成されているものもある。
特開２００２－４２８５４公報 特開２００３－１５７８８８公報
　しかしながら、円柱状の容器に巻回体を収容する場合には、容器の外縁が円弧状に形成されているので、並べて配置しても隣接する容器の間に隙間ができてしまい、容器に巻回体を収容して構成されるユニットを複数積み重ねる際のスペース効率が良くないという問題がある。
　一方、図１４に示すように、角柱状の容器１０１に円柱状の巻回体１０２を収容する場合には、容器１０１の内壁と巻回体１０２との間にスペース１０３ができてしまい、容器１０１内にはスペース１０３があるにもかかわらず巻回体１０２の巻数に制約がかかってしまうという問題がある。また、容器１０１内にスペース１０３が生じることにより、積み重ねた際の強度を十分に保つことができないという問題もある。
　そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、容器内にできるスペースを有効利用して巻回体における巻体を長くすることができ、スペースを減らすことでユニットとしての強度の向上を図ることができる巻回体及び巻回体の製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、巻体を所定の軸回りに複数回にわたって巻回した巻回体であって、巻回された巻体の間の一部の領域にスペーサを設けたことを特徴とする。
　また、前記巻体は、前記スペーサによって曲げられた複数の角部と、各角部の間の直線部とを有することが好ましい。
　また、前記スペーサの設置間隔が等間隔であることが好ましい。
　また、前記スペーサは、前記巻回体を巻体の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、前記所定の軸を中心として９０°おきに設けられていることが好ましい。
　また、前記スペーサは、前記巻回体を巻体の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、前記所定の軸を中心として６０°おきに設けられていることが好ましい。
　また、前記スペーサは、前記巻回体を巻体の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、前記所定の軸を中心として１２０°おきに設けられていることが好ましい。
　また、前記スペーサは、硬化インク又はゲルによって形成されていることが好ましい。
　また、前記スペーサは、プラスチックによって形成されていることが好ましい。
　また、前記スペーサは、全て同じ大きさに形成されていることが好ましい。
　また、前記スペーサの少なくとも一部が他のスペーサと異なる大きさに形成されていることが好ましい。
　また、前記巻体は、帯状積層体であることが好ましい。
　また、前記帯状積層体は、正極シートと、負極シートと、前記正極シートと前記負極シートの間に配置されるセパレータとを有する発電要素体であることが好ましい。
　また、前記巻体は、線材であることが好ましい。
本発明は、巻回体の製造方法であって、前記巻体を巻回する芯材に前記巻体を搬送するステップと、前記巻体の搬送時に前記巻体の表面に予め設定された間隔をあけて順次前記スペーサを設けるステップと、前記スペーサが設けられた巻体を順次芯材に巻回するステップと、を有することを特徴とする。
　また、前記スペーサは、前記巻体の表面に硬化型インクを噴射し、当該インクを硬化させることによって形成することが好ましい。
　また、前記スペーサは、保持装置に保持されたスペーサを前記巻体の表面に接着させることによって形成することが好ましい。
　本発明は、巻回体の製造方法であって、前記巻体を巻回する芯材に前記巻体を搬送するステップと、前記巻体の搬送前に、予め前記巻体の表面に予め設定された間隔をあけて前記スペーサを設けるステップと、前記スペーサが設けられた巻体を順次芯材に巻回するステップと、を有することを特徴とする。
　本発明は、巻回体の製造方法であって、前記巻体を巻回する芯材に前記巻体を搬送するステップと、搬送されてくる前記巻体を順次芯材に巻回するステップと、前記巻体を前記芯材に巻回中に、予め設定された間隔をあけて前記スペーサを前記巻体の間に挿入して設置するステップと、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、容器内にできるスペースを有効利用して巻回体における巻体を長くすることができ、スペースを減らすことでユニットとしての強度の向上を図ることができる。
略四角形状の巻回体を巻回軸方向の一端側から見た図である。 巻回体の製造方法を説明する図である。 スペーサの形状を説明する図である。 スペーサを設けることなく巻体を巻回したときの巻体の一部を拡大視した図である。 スペーサを設けた場合において、ｎ巻目とｎ＋１巻目の巻体の表面の曲率が同じときの巻体の一部を拡大視した図である。 スペーサを設けた場合において、ｎ巻目とｎ＋１巻目の巻体の表面の曲率が異なるときの巻体の一部を拡大視した図である。 略四角形状の巻回体を容器に収納し、これらのユニットを積載した状態を示す図である。 略六角形状の巻回体を巻回軸方向の一端側から見た図である。 略六角形状の巻回体を容器に収納し、これらのユニットを積載した状態を示す図である。 略三角形状の巻回体を巻回軸方向の一端側から見た図である。 略三角形状の巻回体を容器に収納し、これらのユニットを積載した状態を示す図である。 スペーサを巻体に設ける際の他の例を示す図である。 スペーサを巻体に設ける際の他の例を示す図である。 従来の巻回体を容器に収容したときの状態を説明する図である。
　本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明にかかる巻回体は、巻体を所定の軸回りに複数回にわたって巻回したものであれば、技術分野を問わず全てを含むものであるが、以下に示す実施形態においては、巻回体が電池である場合を例にとって説明する。
＜巻回体＞
　図１は、巻回体を巻回軸方向の一端側から見た図である。図１に示すように、巻回体１は、巻体２を所定の軸回りに複数回にわたって巻回したものである。巻回体１は、巻体２と、スペーサ３とを備えている。
　巻体２は、例えば、薄板状に形成された帯状積層体である。この帯状積層体は、正極シートと、負極シートと、正極シートと負極シートの間に配置されるセパレータとが４層にわたって積層されて一枚の帯状部材として形成されており、帯状積層体は、電池の発電要素体として機能する。
　この巻体２を巻き取り用のローラ（芯材）に予め決められた長さ分だけ巻回することで、所定の容量を有する発電要素体を作ることができる。
　スペーサ３は、巻体２の一方の表面に設けられており、巻体２を巻回した際に、巻回体１の厚さ方向（径方向）に隣接する巻体２の間の一部の領域に複数個配置されている。スペーサ３は、全て同じ大きさに形成され、等間隔に設置されている。スペーサ３は、巻体２の一方の面を全て埋め尽くすように設けられるものではなく、例えば、図１に示すように、巻回体１を巻体２の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、巻回軸Ｏを中心として９０°おきに設けられている。スペーサ３をこのような配置とすることで、各スペーサ３が巻体２を挟んで巻回体１の厚さ方向に沿って直線状に並んでおり、巻回軸Ｏを挟んで対向するスペーサ３の中心を結ぶ線Ｌ１，Ｌ２が一直線となる。これらの直線Ｌ１，Ｌ２は、巻回軸Ｏにて直交する。スペーサ３を設けた領域における巻体２は、その部分だけがスペーサ３の厚さ分だけ外側に押しやられて、曲率が大きくなっており、円弧と比べて少し尖った状態となる。よって、スペーサ３が厚さ方向に沿って並んでいる４箇所の領域が、スペーサ３によって曲げられて丸みを帯びた角部２１として形成される。この角部２１を作ることで、巻体２における他の領域（角部２１間を結ぶ領域）が直線状に延びた直線部２２となり、その結果、完全な角ではないものの、４つの角部２１を有する略四角形状の巻回体１が形成される。
　スペーサ３は、例えば、硬化インクを巻体２の一方の面に噴射して硬化させることにより形成されている。なお、スペーサ３は、硬化インクに限られるものではなく、ゲル状の材料であっても良いし、プラスチック、金属、紙、繊維、糸、セラミック、ゴム等の他の材料であっても良い。要は、巻回体１の厚さ方向に隣接する巻体２の間にスペースを作ることにより、巻体２の曲率を変えるものであればどのような材料を用いても良い。
＜巻回体の製造方法＞
　次に、巻回体１の製造方法について説明する。図２は、巻回体の製造方法を説明する図であり、図３は、スペーサの形状を説明する図である。
　図２に示すように、ロール状に巻かれた巻体２の一端から巻体２を引き出し、巻体２を巻回するための芯材となるローラ１０に巻体２を搬送する。ローラ１０への搬送時には、巻体２は、その面方向に沿って真っ直ぐに延びて搬送されており、この搬送経路上で巻体２の上面にスペーサ３が設けられる。スペーサ３は、ノズル１１から液状の硬化インクが巻体２に噴射され、このインクが硬化することにより形成される。硬化インクとしては、紫外線硬化型、熱硬化型等、自由に選択することができる。
　インクは、予め設定された時間をおいて噴射されるようになっており、巻体２上で予め設定された間隔をあけてスペーサ３を順次設けることができる。スペーサ３の間隔は、巻体２をローラ１０に巻回した際に、スペーサ３が巻回体１の厚さ方向に沿って直線上に並ぶように各巻数における必要な間隔を考慮して定められる。
　図３に示すように、スペーサ３は、帯状に形成されている巻体２の幅方向（長手方向に直交する短手方向）に沿って直線状に形成してもよいし（図３（ａ）参照）、巻体２の幅方向に沿って所定の間隔をあけて点在するように形成してもよい（図３（ｂ）参照）。
　巻体２に噴射されたインクは、ローラ１０に巻回されるまでに硬化し、スペーサ３が設けられた巻体２を順次ローラ１０で巻き取っていく。ローラ１０による巻体２の巻き取りは、巻体２に一定の張力を与えた状態で行われるため、巻回体１にたるみや隙間ができることなくローラ１０に順次巻回されていく。ただし、スペーサ３が設けられている領域においては、スペーサ３に厚みがあるので、スペーサ３の周囲にスペースができ、巻体２の曲率が変化することになる。
＜スペーサを設けることによる巻体の長尺化＞
　次に、スペーサ３を設けることによって巻体２の全長が長尺化されることについて説明する。
　図４は、スペーサ３を設けることなく巻体２を巻回したときの巻体２の一部を拡大視した図であり、図５は、スペーサ３を設けた場合において、ｎ巻目とｎ＋１巻目の巻体２の表面の曲率が同じときの巻体２の一部を拡大視した図であり、図６は、スペーサ３を設けた場合において、ｎ巻目とｎ＋１巻目の巻体２の表面の曲率が異なるときの巻体２の一部を拡大視した図である。
　図４に示すように、巻回体１の一部（１／４周分）を切り取って考える。ｎ巻目の巻体２の外周までの半径をｒ、巻体２の厚さをｔとすると、ｎ巻目の巻体２の外周の長さＬＮ１及びｎ＋１巻目の巻体２の外周の長さＬＮ２は、
　　　ＬＮ１＝２πｒ／４
　　　ＬＮ２＝２π（ｒ＋ｔ）／４
となる。
　図５に示すように、ｎ巻目の巻体２とｎ＋１巻目の巻体２との間にスペーサ３を設けた場合を図４と同様に巻回体１の一部（１／４周分）を切り取って考える。ｎ巻目の巻体２の円弧部分とｎ＋１巻目の巻体２の円弧部分の半径が等しい、すなわち、曲率が等しくなるように巻回し、ｎ巻目の巻体２の外周までの半径をｒ、巻体２の厚さをｔとすると、ｎ巻目の巻体２の外周の長さＬＡ１及びｎ＋１巻目の巻体２の外周の長さＬＡ２は、
　　　ＬＡ１＝２πｒ／４
　　　ＬＡ２＝２πｒ／４＋２ｔ
となる。
　ここで、上記の長さＬＡ２と長さＬＮ２について、ＬＡ２＞ＬＮ２の関係にあると仮定した場合、この式を整理すると、
２πｒ／４＋２ｔ＞２π（ｒ＋ｔ）／４
　　　２πｒ＋８ｔ＞２πｒ＋２πｔ
　　　８ｔ＞２πｔ
　　　（８－２π）ｔ＞０
　　　１．７１６８ｔ＞０　　　
となり、ｔ＞０であるので、この関係が成立することがわかる。
　従って、同じ巻数の巻回体１で比較した場合、スペーサ３を設けた方が巻体２の全長が長くなることがわかる。
　図６に示すように、ｎ巻目の巻体２とｎ＋１巻目の巻体２との間にスペーサ３を設けた場合を図４、図５と同様に巻回体１の一部（１／４周分）を切り取って考える。ｎ巻目の巻体２の円弧部分よりもｎ＋１巻目の巻体２の円弧部分の半径が小さい、すなわち、曲率が大きくなるように巻回し、ｎ巻目の巻体２の外周までの半径をｒ１、ｎ＋１巻目の巻体２の円弧部分の外周までの半径をｒ２、ｎ＋１巻目の巻体２の円弧部分の両端から延びる直線部分の長さをｓ、巻体２の厚さをｔとすると、ｎ巻目の巻体２の外周の長さＬＢ１及びｎ＋１巻目の巻体２の外周の長さＬＢ２は、
　　　ＬＢ１＝２πｒ１／４
　　　ＬＢ２＝２πｒ２／４＋２ｓ
となる。
　ここで、上記の長さＬＢ２と長さＬＮ２について、ＬＢ２＞ＬＮ２の関係にあると仮定した場合（ｒ１＞ｒ２、ｓ＝ｔ＋ｒ１－ｒ２とする）、この式を整理すると、
２πｒ２／４＋２ｓ＞２π（ｒ＋ｔ）／４
　　　２πｒ２／４＋２（ｔ＋ｒ１－ｒ２）＞２π（ｒ１＋ｔ）／４
　　　２πｒ２＋８（ｔ＋ｒ１－ｒ２）＞２π（ｒ１＋ｔ）
　　　２πｒ２＋８ｔ＋８ｒ１－８ｒ２＞２πｒ１＋２πｔ
　　　８ｔ－２πｔ＞２πｒ１－２πｒ２－８ｒ１＋８ｒ２
　　　（８－２π）ｔ＞（８－２π）ｒ２－（８－２π）ｒ１
　　　ｔ＞ｒ２－ｒ１
　　　ｔ－（ｒ２－ｒ１）＞０
となり、ｔ＞０、ｒ１＞ｒ２であるので、この関係が成立することがわかる。
　従って、同じ巻数の巻回体１で比較した場合、巻体２の曲率を大きくした場合においても、スペーサ３を設けた方が巻体２の全長が長くなることがわかる。
　＜効果＞
　以上のような巻回体１及び巻回体１の製造方法によれば、巻回体１の厚さ方向に隣接する巻体２の間にスペーサ３を設けることで、スペーサ３を設けた領域における巻体２は、その部分だけがスペーサ３の厚さ分だけ外側に押しやられる。その結果、この領域の巻体２の曲率が大きくなり、円弧と比べて少し尖った状態となる。よって、スペーサ３が巻回体１の厚さ方向に沿って並んでいる４箇所が、スペーサ３によって曲げられて丸みを帯びた角部２１として形成され、この角部２１を作ることで、巻体２における他の領域（角部間を結ぶ領域）が直線状に延びた直線部２２となり、その結果、完全な角ではないものの、４つの角部２１を有する略四角形状の巻回体１が形成される。
　これにより、図７に示すように、巻回体１を一般的な角柱状の容器４に収納する際に、直線部２２が容器４の内壁にほぼ当接し、角部２１も円弧より尖っていることで、容器４内のデッドスペースが大幅に減少する。よって、容器４に合った巻回体１を作ることができ、容器４内にできるスペースを有効利用して巻回体１における巻体２を長くすることができる。また、スペースを減らすことでユニットとしての強度の向上を図ることができ、ユニットの積み重ねにも適した巻回体１となる。
　また、上述したように、スペーサ３を設けることで同じ巻数でも巻体２の全長を長くすることができるので、電池の容量を大きくすることができる。
＜変形例＞
　なお、上記実施形態においては、略四角形状の巻回体を例に挙げて説明したが、以下に説明するように、巻回体を略六角形状、略三角形状に形成してもよい。
　図８は、略六角形状の巻回体を巻回軸方向の一端側から見た図であり、図９は、略六角形状の巻回体を容器に収容し、これらのユニットを積載した状態を示す図である。
　図８に示すように、スペーサ３ａは、巻回体１ａを巻体２ａの巻回方向に沿った縦断面で見た際に、巻回軸Ｏを中心として６０°おきに設けられている。スペーサ３ａをこのような配置とすることで、各スペーサ３ａが巻体２ａを挟んで巻回体１ａの厚さ方向に沿って直線状に並んでおり、スペーサ３ａが厚さ方向に沿って並んでいる６箇所が、スペーサ３ａによって曲げられて丸みを帯びた角部２１ａとして形成される。この角部２１ａを作ることで、巻体２ａにおける他の領域（角部２１ａ間を結ぶ領域）が直線状に延びた直線部２２ａとなり、その結果、完全な角ではないものの、６つの角部２１ａを有する略六角形状の巻回体１ａが形成される。
　図９に示すように、このような巻回体１ａを同じ六角柱状の容器４ａに収容することで、これらのユニットを積載した際に、ハニカム構造となり、隙間なくユニットを並べることができ、ユニットの強度を大きく向上させることができる。
　図１０は、略三角形状の巻回体を巻回軸方向の一端側から見た図であり、図１１は、略三角形状の巻回体を容器に収容し、これらのユニットを積載した状態を示す図である。
　図１０に示すように、スペーサ３ｂは、巻回体１ｂを巻体２ｂの巻回方向に沿った縦断面で見た際に、所定の巻回軸Ｏを中心として１２０°おきに設けられている。スペーサ３ｂをこのような配置とすることで、各スペーサ３ｂが巻体２ｂを挟んで巻回体１ｂの厚さ方向に沿って直線状に並んでおり、スペーサ３ｂが厚さ方向に沿って並んでいる３箇所が、スペーサ３ｂによって曲げられて丸みを帯びた角部２１ｂとして形成される。この角部２１ｂを作ることで、巻体２ｂにおける他の領域（角部２１ｂ間を結ぶ領域）が直線状に延びた直線部２２ｂとなり、その結果、完全な角ではないものの、３つの角部２１ｂを有する略三角形状の巻回体１ｂが形成される。
　図１１に示すように、このような巻回体１ｂを同じ三角柱状の容器４ｂに収容することで、これらのユニットを積載した際に、隙間なくユニットを並べることができ、ユニットの強度を大きく向上させることができる。
＜その他＞
　なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。巻回体の形状は、上記の例に限られず、複数の角部を有する略多角形状であれば、上述の効果を発揮することができる。
　図１２、図１３は、スペーサを巻体に設ける際の他の例を示す図である。
　図１２に示すように、巻体２にスペーサ３を設ける際において、回転しながら巻体２に接離可能とされたスペーサの保持装置１２のベルトＢの表面に予め設定された間隔でスペーサ３を接着しておき、所定のタイミングでベルトＢを巻体２に接近させてベルトＢ上のスペーサ３を巻体２に接着させるような方法を用いても良い。
　また、図１３に示すように、巻体２にスペーサ３を設ける際において、巻体２をローラ１０に搬送する前に、予め巻体２の表面に、予め設定された所定の間隔をあけてスペーサ３を設けておき、引き出した巻体２をローラ１０に順次搬送して巻回していくような方法を用いても良い。
　また、図２、図１２に示すような巻体の搬送時にスペーサを設ける場合に限らず、巻体を芯材に巻回中に、予め設定された間隔をあけて、隣接するｎ巻目の巻体とｎ＋１巻目の巻体との間にスペーサを挿入してもよい。
　また、巻体を帯状部材として説明したが、巻体がコイルに用いるような線材であってもよい。この場合、スペーサとして棒材・板材を使用し、ｎ層目の巻回前に、巻回軸にスペーサをセットして巻回し、ｎ＋１層目の巻回前にｎ層目の上に新たにスペーサを挿入してから巻回することによって実現可能である。
　また、スペーサは、厚さ方向に隣接する巻体の間の全てに設ける必要はなく、自由に設置位置を変更可能である。また、スペーサの大きさについても、少なくとも一部のスペーサが他のスペーサと異なる大きさに形成されていてもよい。すなわち、容器の形状に合わせてスペーサを設ける位置、大きさを自由に変更してよい。

Claims (18)

  1. 　巻体を所定の軸回りに複数回にわたって巻回した巻回体であって、
    　巻回された巻体の間の一部の領域にスペーサを設けたことを特徴とする巻回体。
  2. 　前記巻体は、前記スペーサによって曲げられた複数の角部と、各角部の間の直線部とを有することを特徴とする請求項１に記載の巻回体。
  3. 　前記スペーサの設置間隔が等間隔であることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻回体。
  4. 　前記スペーサは、前記巻回体を巻体の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、前記所定の軸を中心として９０°おきに設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の巻回体。
  5. 　前記スペーサは、前記巻回体を巻体の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、前記所定の軸を中心として６０°おきに設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の巻回体。
  6. 　前記スペーサは、前記巻回体を巻体の巻回方向に沿った縦断面で見た際に、前記所定の軸を中心として１２０°おきに設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の巻回体。
  7. 　前記スペーサは、硬化インク又はゲルによって形成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の巻回体。
  8. 　前記スペーサは、プラスチックによって形成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の巻回体。
  9. 　前記スペーサは、全て同じ大きさに形成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の巻回体。
  10. 　前記スペーサの少なくとも一部が他のスペーサと異なる大きさに形成されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の巻回体。
  11. 　前記巻体は、帯状積層体であることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の巻回体。
  12. 　前記帯状積層体は、正極シートと、負極シートと、前記正極シートと前記負極シートの間に配置されるセパレータとを有する発電要素体であることを特徴とする請求項１１に記載の巻回体。
  13. 　前記巻体は、線材であることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の巻回体。
  14. 　請求項１から１３までのいずれか一項に記載の巻回体の製造方法であって、
    　前記巻体を巻回する芯材に前記巻体を搬送するステップと、
    　前記巻体の搬送時に前記巻体の表面に予め設定された間隔をあけて順次前記スペーサを設けるステップと、
    　前記スペーサが設けられた巻体を順次芯材に巻回するステップと、
    　を有することを特徴とする巻回体の製造方法。
  15. 　前記スペーサは、前記巻体の表面に硬化型インクを噴射し、当該インクを硬化させることによって形成することを特徴とする請求項１４に記載の巻回体の製造方法。
  16. 　前記スペーサは、保持装置に保持されたスペーサを前記巻体の表面に接着させることによって形成することを特徴とする請求項１４に記載の巻回体の製造方法。
  17. 　請求項１から１３までのいずれか一項に記載の巻回体の製造方法であって、
    　前記巻体を巻回する芯材に前記巻体を搬送するステップと、
    　前記巻体の搬送前に、予め前記巻体の表面に予め設定された間隔をあけて前記スペーサを設けるステップと、
    　前記スペーサが設けられた巻体を順次芯材に巻回するステップと、
    　を有することを特徴とする巻回体の製造方法。
  18. 　請求項１から１３までのいずれか一項に記載の巻回体の製造方法であって、
    　前記巻体を巻回する芯材に前記巻体を搬送するステップと、
    　搬送されてくる前記巻体を順次芯材に巻回するステップと、　
    　前記巻体を前記芯材に巻回中に、予め設定された間隔をあけて前記スペーサを前記巻体の間に挿入して設置するステップと、
    　を有することを特徴とする巻回体の製造方法。
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