(57)【要約】      （修正有）【課題】摩耗による電極の挟持力の低下を抑えることが可能な搬送ローラ対を備えた巻回機、及び該巻回機を用いた蓄電素子の製造方法を提供する。【解決手段】帯状の電極２を巻き取る巻回部と、電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対７であって、少なくとも一方の搬送ローラ７１が樹脂製の外周面を有している搬送ローラ対とを備え、外周面は、搬送ローラの軸方向における中央部から両端部に向けて直径が小さくなる形状を有する。【選択図】図４
2020017531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の電極を巻き取る巻回部と、
前記電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対であって、少なくとも一方の搬送ローラが樹脂製の外周面を有している搬送ローラ対と、を備え、
前記外周面は、前記電極が前記搬送ローラ対に挟持されたときに該電極と当接する少なくとも一つの大径部と、前記大径部より直径の小さな複数の小径部と、を有し、
前記小径部は、前記搬送ローラの軸方向における前記外周面の両端にそれぞれ配置されると共に、前記軸方向に前記大径部と交互に配置される、巻回機。
【請求項２】
帯状の電極を巻き取る巻回部と、
前記電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対であって、少なくとも一方の搬送ローラが樹脂製の外周面を有している搬送ローラ対と、を備え、
前記外周面は、前記電極が前記搬送ローラ対に挟持されたときに該電極と当接する複数の大径部と、前記大径部より直径の小さな複数の小径部と、を有し、
前記小径部は、前記搬送ローラの軸方向における前記外周面の両端にそれぞれ配置されると共に、前記軸方向に前記大径部と交互に配置される、巻回機。
【請求項３】
前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラは、該搬送ローラの内部において前記軸方向における前記大径部と対応する位置に配置される内部部材を有する、請求項１又は２に記載の巻回機。
【請求項４】
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記大径部から前記直径方向における前記電極の厚さ寸法以下の位置にある、請求項３に記載の巻回機。
【請求項５】
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラの周方向に広がる、請求項３又は４に記載の巻回機。
【請求項６】
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記搬送ローラ対に挟持された電極と前記直径方向に重なる領域において前記軸方向に広がる、請求項３〜５のいずれか１項に記載の巻回機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の巻回機によって前記電極を巻回して電極体を形成すること、を備える、蓄電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極体を形成するために電極を巻回する巻回機、及び該巻回機を用いた蓄電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、二次電池等に内蔵される巻回素子を製造するための巻回装置が知られている（特許文献１）。前記巻回装置は、帯状の電極シートを巻回するための巻回部と、前記電極シートを挟持しつつ前記巻回部に送り出す一対のニップローラと、を備える。
【０００３】
前記一対のニップローラは、図８に示すように、電極シート１２０を挟持した状態で各軸周りにそれぞれ回転することによって該電極シート１２０を送り出す。このときニップローラ１２１が電極シート１２０に対して滑らないよう、一方のニップローラ１２１（詳しくはニップローラ１２１の外周面）は、例えば、ゴム等の樹脂によって構成されている。このため、前記巻回装置が使用され続けると、ニップローラ１２１における電極シート１２０との接触部位が摩耗する。
【０００４】
前記摩耗が進行すると、例えば図９に示すように、一方のニップローラ１２１の外周面に電極シート１２０の断面形状に沿った凹み（溝）１２２が形成され、各ニップローラ１２１の軸方向における電極シート１２０の両側の部位同士が当接する。この状態では、一対のニップローラ１２１による電極シート１２０を挟持する力（挟持力）が低下し、これにより、ニップローラ１２１が電極シート１２０に対して滑り易くなる。電極シート１２０を前記巻回部に送り出す際に、ニップローラ１２１が電極シート１２０に対して滑ると、前記巻回部で形成された前記巻回素子（電極シート１２０が巻回されたもの）において、巻き長さの不具合等による不良品率が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１９１４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、摩耗による電極の挟持力の低下を抑えることが可能な搬送ローラ対を備えた巻回機、及び該巻回機を用いた蓄電素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る巻回機は、
帯状の電極を巻き取る巻回部と、
前記電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対であって、少なくとも一方の搬送ローラが樹脂製の外周面を有している搬送ローラ対と、を備え、
前記外周面は、前記電極が前記搬送ローラ対に挟持されたときに該電極と当接する少なくとも一つの大径部と、前記大径部より直径の小さな複数の小径部と、を有し、
前記小径部は、前記搬送ローラの軸方向における前記外周面の両端にそれぞれ配置されると共に、前記軸方向に前記大径部と交互に配置される。
【０００８】
また、本発明に係る巻回機は、
帯状の電極を巻き取る巻回部と、
前記電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対であって、少なくとも一方の搬送ローラが樹脂製の外周面を有している搬送ローラ対と、を備え、
前記外周面は、前記電極が前記搬送ローラ対に挟持されたときに該電極と当接する複数の大径部と、前記大径部より直径の小さな複数の小径部と、を有し、
前記小径部は、前記搬送ローラの軸方向における前記外周面の両端にそれぞれ配置されると共に、前記軸方向に前記大径部と交互に配置される。
【０００９】
これらの構成によれば、搬送ローラの軸方向において大径部の隣に該大径部よりも直径の小さな小径部が配置されているため、前記軸方向において大径部が配置されている範囲よりも幅広の電極を搬送するときには、使用によって搬送ローラ（外周面が樹脂製の搬送ローラ）における大径部が摩耗しても、搬送ローラ対において軸方向における電極の両側の部位同士が当接し難く、これにより、摩耗に起因する電極の挟持力の低下が抑えられる。
【００１０】
前記巻回機では、
前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラは、該搬送ローラの内部において前記軸方向における前記大径部と対応する位置に配置される内部部材を有してもよい。
【００１１】
かかる構成によれば、大径部の摩耗によって内部部材が現れたときに搬送ローラを交換することで、挟持力が低下して滑り出す前に摩耗した搬送ローラを交換することができる。これにより、搬送ローラの摩耗に起因する電極体（電極を巻回して形成したもの）の不良品率の上昇を防ぐことができる。
【００１２】
この場合、
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記大径部から前記直径方向における前記電極の厚さ寸法以下の位置にあることが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、大径部の隣に配置された小径部が当接するまで大径部の摩耗が進行する前に内部部材が搬送ローラの表面に現れるため、この内部部材が現れたときに搬送ローラを交換することで、挟持力が低下して滑り出す前に摩耗した搬送ローラをより確実に交換することができる。
【００１４】
前記巻回機では、
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラの周方向に広がってもよい。
【００１５】
かかる構成によれば、樹脂製の外周面を有する搬送ローラにおける大径部が摩耗したときに、該大径部における周方向の広い範囲に内部部材が現れるため、大径部の表面に内部部材が現れたときにより視認し易くなる。これにより、搬送ローラが電極に対して滑り出す前に該搬送ローラをより確実に交換することができる。
【００１６】
前記巻回機では、
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記搬送ローラ対に挟持された電極と前記直径方向に重なる領域において前記軸方向に広がってもよい。
【００１７】
かかる構成によれば、公差等によって一方の搬送ローラに対して他方の搬送ローラが僅かに傾いていても（即ち、搬送される電極に対して搬送ローラが僅かに傾いていても）、搬送ローラの大径部における外周面の電極と接する部位が摩耗したときに、内部部材の前記端部における搬送ローラ対の軸同士の接近している側の部位が表面に現れ、この現れたときに搬送ローラを交換することによって、摩耗によって搬送ローラが電極に対して滑り出す前に該搬送ローラを交換することができる。
【００１８】
また、本発明に係る蓄電素子の製造方法は、
上記のいずれかの巻回機によって前記電極を巻回して電極体を形成すること、を備える。
【００１９】
かかる構成によれば、巻回機において、大径部が配置されている範囲よりも幅広の電極を搬送するときには、使用によって搬送ローラ（外周面が樹脂製の搬送ローラ）における大径部が摩耗しても、搬送ローラ対において軸方向における電極の両側の部位同士が当接し難く、これにより、摩耗に起因する電極の挟持力の低下が抑えられる。その結果、巻き乱れの少ない電極体が得られ、製造される蓄電素子の品質が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
以上より、本発明によれば、摩耗による電極の挟持力の低下を抑えることが可能な搬送ローラ対を備えた巻回機、及び該巻回機を用いた蓄電素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態に係る巻回機の概略構成図である。
【図２】図２は、電極、セパレータ、及び電極体を説明するための斜視図である。
【図３】図３は、搬送ローラ対の正面図である。
【図４】図４は、前記電極を搬送している状態の前記搬送ローラ対の正面図である。
【図５】図５は、図４におけるＶ−Ｖ位置のニップローラの断面図である。
【図６】図６は、前記巻回機によって形成された電極体を備えた蓄電素子の斜視図である。
【図７】図７は、他実施形態に係るニップローラの正面図である。
【図８】図８は、従来の巻回装置において電極シートを搬送している状態の一対のニップローラの斜視図である。
【図９】図９は、電極シートによって摩耗した状態を説明するための前記一対のニップローラの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照しつつ説明する。尚、本実施形態の各構成部材（各構成要素）の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材（各構成要素）の名称と異なる場合がある。
【００２３】
巻回機は、図１に示すように、帯状（帯形状）の電極２を巻き取る（巻回する）巻回部６と、電極２を挟持しつつ巻回部６に送り出す搬送ローラ対７と、を備え、電極２を巻回することによって電極体２３（図２参照）を形成する。巻回機１は、例えば、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池に用いられる電極体を形成する。具体的に、本実施形態の巻回機１は、電極２を搬送する電極搬送部３と、セパレータ４を搬送するセパレータ搬送部５と、電極２及びセパレータ４を巻回する（巻き取る）巻回部６と、を備える。以下では、巻回機１によって巻回される（巻き取られる）電極２及びセパレータ４について図２を参照しつつ説明した後、巻回機１について詳細に説明する。
【００２４】
本実施形態の電極２は、正極２１と負極２２とを有する。
【００２５】
正極２１は、帯状の金属箔２１１と、金属箔２１１の幅方向（短手方向）の端部を残して該金属箔２１１に積層される正極活物質層（活物質層）２１２と、を有する。本実施形態の金属箔２１１は、例えば、アルミニウム箔である。また、正極活物質層２１２を構成する正極活物質は、リチウム金属酸化物を含む。
【００２６】
負極２２は、帯状の金属箔２２１と、金属箔２２１の幅方向（短手方向）の端部であって正極２１とは反対側の端部を残して該金属箔２２１に積層される負極活物質層２２２と、を有する。本実施形態の金属箔２２１は、例えば、銅箔である。また、負極活物質層２２２を構成する負極活物質は、ソフトカーボン、ハードカーボン等の非晶質炭素を含む。
【００２７】
セパレータ４は、絶縁性を有する帯状の部材である。セパレータ４は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、ポリアミドなどの多孔質膜によって構成される。
【００２８】
以上の正極２１、負極２２及びセパレータ４のそれぞれは、ロール状に巻回された状態で、巻回機１に配置される。本実施形態の巻回機１では、電極体２３を形成するために、正極２１のロール（正極ロール）Ｒ１と、負極２２のロール（負極ロール）Ｒ２と、セパレータ４のロール（セパレータロール）Ｒ３と、が配置される。
【００２９】
次に、巻回機１の各構成について図１を参照しつつ詳細に説明する。
【００３０】
電極搬送部３は、正極２１を搬送する第一搬送部３１と、負極２２を搬送する第二搬送部３２と、を有する。
【００３１】
第一搬送部３１は、少なくとも一つの搬送ローラ対７を有し、正極ロールＲ１から巻回部６まで正極２１を搬送（案内）する。本実施形態の第一搬送部３１は、複数の搬送ローラ対７を有する。第一搬送部３１を構成する複数の搬送ローラ対７のそれぞれは、正極２１が所定の搬送経路を通って巻回部６に向かうように配置されている。
【００３２】
第二搬送部３２は、少なくとも一つの搬送ローラ対７を有し、負極ロールＲ２から巻回部６まで負極２２を搬送（案内）する。本実施形態の第二搬送部３２は、複数の搬送ローラ対７を有する。第二搬送部３２を構成する複数の搬送ローラ対７のそれぞれは、負極２２が所定の搬送経路を通って巻回部６に向かうように配置されている。
【００３３】
セパレータ搬送部５は、セパレータロールＲ３から巻回部６までセパレータ４を搬送する。本実施形態のセパレータ搬送部５は、第三搬送部５１と、第四搬送部５２と、を有する。各搬送部５１、５２は、対応するセパレータロールＲ３から巻回部６までセパレータ４を互いに異なる搬送経路で搬送する。第三及び第四搬送部５１、５２は、少なくとも一つの搬送ローラ対７を有する。本実施形態の第三及び第四搬送部５１，５２のそれぞれは、複数の搬送ローラ対７を有する。
【００３４】
これら各搬送部３１、３２、５１、５２には、搬送ローラ対７（ニップローラ７１及びフィードローラ７２）以外のローラ対又はローラが適宜配置されている。
【００３５】
搬送ローラ対７は、上述のように帯状の搬送対象物である電極２等（本実施形態の例では電極２又はセパレータ４）を挟持しつつ巻回部６に送り出す。この搬送ローラ対７は、外周面が樹脂製の搬送ローラを少なくとも一つ有する。本実施形態の搬送ローラ対７は、ゴム（樹脂）製の外周面を有するゴムローラ（以下、「ニップローラ」と称する。）７１と、金属製の外周面を有する金属ローラ（以下、「フィードローラ」と称する。）７２と、を備える（図３参照）。
【００３６】
ニップローラ７１は、上述のように、ゴム製の外周面７１０を有する（図３〜図５参照）。この外周面７１０は、電極２等が搬送ローラ対７に挟持されたときに該電翼２等と当接する少なくとも一つの大径部７１５と、大径部７１５よりも直径の小さな複数の小径部とを有する。即ち、大径部７１５は、搬送ローラ対７において電極２等を搬送するとき（大径部７１５が摩耗した状態も含む）に該電極２等と接する部位であり、小径部７１６は、搬送ローラ対７において電極２等を搬送するとき（大径部７１５が摩耗した状態も含む）に該電極２等と接しない部位である。また、小径部７１６は、搬送ローラ７１、７２の軸方向（以下、単に「軸方向」とも称する。）における外周面７１０の両端にそれぞれ配置されると共に、軸方向に大径部７１５と交互に配置される。本実施形態の外周面７１０は、一つの大径部７１５と、二つの小径部７１６と、を有する。軸方向において大径部７１５と小径部７１６との境界部及びその近傍では、軸方向に進むに従って直径が連続的に変化する。換言すると、前記境界部では、ニップローラ７１の軸芯を通る（含む）断面の輪郭が屈曲部を有しない曲線状である。具体的には、以下の通りである。
【００３７】
ニップローラ７１は、軸方向における中央部から両端部に向けて直径が小さくなる形状（外周面７１０）を有する、所謂、クラウンローラである。このニップローラ７１は、該ニップローラ７１の内部において軸方向における少なくとも大径部７１５と対応する位置に配置される内部部材７１１を有する。ニップローラ７１の所定の直径方向における内部部材７１１の外側の端部（外端部）７１１０は、大径部７１５における直径の最も大きな位置（本実施形態の例では大径部７１５における軸方向の中央位置）から直径方向における電極２（又はセパレータ４）の厚さ寸法（図４のｄ１参照）以下の位置（図４のｄ２参照）にある。尚、図４においては、負極２２を例に説明している。また、本実施形態のニップローラ７１では、ｄ２は、ｄ１≧ｄ２の関係を満たし、且つ、ニップローラ７１の摩耗によって電極２（又はセパレータ４）の幅方向の両側においてフィードローラ７２と接触することでニップローラ７１が電極２等に対して滑り出す前に、該ニップローラ７１の表面に現れる大きさに設定されている。また、外周面７１０において、搬送ローラ対７が電極２等を挟持したときに、該電極２等の幅方向の端縁から外周面７１０における軸方向の端までが小径部７１６であることが好ましい。また、図４では、電極２の厚さｄ１及び外周面７１０から内部部材７１１までの距離ｄ２を誇張して表している。
【００３８】
内部部材７１１は、ニップローラ７１が摩耗していないときの外周面７１０と異なる色である。即ち、内部部材７１１は、周囲、例えば、ニップローラ７１における内部部材７１１と隣接する隣接部材（部位）７１２と色が異なる。本実施形態では、隣接部材７１２が黒色のゴムによって構成され、内部部材７１１が白色のゴムによって構成される。隣接部材７１２は、内部部材７１１を囲み、且つニップローラ７１における摩耗前（摩耗していない状態）の外周面７１０を含む。
【００３９】
内部部材７１１の外端部７１１０は、ニップローラ７１の周方向に広がる（図５参照）。また、外端部７１１０は、搬送ローラ対７に挟持された電極２（又はセパレータ４）と直径方向に重なる領域において軸方向に広がる（図４参照）。本実施形態のニップローラ７１では、内部部材７１１の外端部７１１０は、前記周方向の全域に広がり、且つ前記軸方向に広がっている。即ち、本実施形態の内部部材７１１は、円筒形状又は円柱形状を有し、外端部７１１０は、内部部材７１１における円柱面形状の外周面である。
【００４０】
また、内部部材７１１は、搬送ローラ対７に挟持された電極２の活物質層（正極活物質層２１２、負極活物質層２２２）と直径方向に重なる位置に配置されている。詳しくは、内部部材７１１は、前記電極２の活物質層２１２、２２２と直径方向に重なる領域における軸方向の全域に広がっている。
【００４１】
金属ローラ７２は、円柱状のローラである。具体的に、金属ローラ７２は、軸方向の各位置における直径が一定の外周面を有する金属性のローラである。
【００４２】
図１に戻り、巻回部６は、電極２間にセパレータ４が位置するように、電極搬送部３及びセパレータ搬送部５によって搬送された電極２及びセパレータ４を巻回する。具体的に、巻回部６は、正極２１と負極２２との間にセパレータ４が位置するように、正極２１、負極２２及びセパレータ４を巻回する。より具体的には、巻回部６は、順に重なった状態の正極２１、セパレータ４、負極２２、及びセパレータ４を巻回する。この巻回部６は、軸芯周りに回転することで電極２（正極２１及び負極２２）及びセパレータ４を巻回する巻回軸６１を有する。
【００４３】
以上のように構成される巻回機１は、以下のようにして電極２及びセパレータ４を巻回して電極体２３を形成する。
【００４４】
正極ロールＲ１、負極ロールＲ２、及び二つのセパレータロールＲ３が、巻回機１の所定位置（電極供給部、セパレータ供給部等）に配置される。各ロールＲ１、Ｒ２、Ｒ３から引き出された正極２１、負極２２、及びセパレータ４は、各搬送部３１、３２、５１、５２における搬送経路上に配置される（図１参照）。このとき、巻回部６の巻回軸６１には、筒状の巻芯が取り付けられている。この状態で、巻回機１は、巻回部６の巻回軸６１を回転させると共に、各搬送部３１、３２、５１、５２の各搬送ローラ対７をそれぞれ回転させる。これにより、巻回軸６１に取り付けられた巻芯の周囲に、正極２１、負極２２、及び各セパレータ４が巻回される。
【００４５】
巻回機１は、巻回部６において所定の長さの正極２１等が巻回されたと判断したときに、各搬送部３１、３２、５１、５２の各搬送ローラ対７、及び巻回部６を停止させる。続いて、巻回機１は、巻回部６において、各搬送部３１、３２、５１、５２から巻回部６まで続いている正極２１、負極２２、及びセパレータ４を切断する。これにより、電極体２３が巻回軸６１から取り外し可能となる。
【００４６】
このようにして製造された電極体２３は、例えば、図６に示すようなケース１０３内に収容され、非水電解質二次電池等の蓄電素子１００の一部を構成する。尚、前記蓄電素子１００は、電極体２３、電極体２３を収容するケース１０３、及びケース１０３の外側に配置される外部端子１０４等、を備える。また、蓄電素子１００は、ケース１０３の内部に、電極体２３と外部端子１０４とを導通させる集電体等も備える。
【００４７】
以上の巻回機１によれば、ニップローラ７１の軸方向において大径部７１５の隣に該大径部７１５よりも直径の小さな小径部７１６が配置されている。このため、巻回機１では、前記軸方向において大径部７１５が配置されている範囲よりも幅広の電極２等を搬送するときには、使用によってニップローラ（外周面７１０が樹脂製の搬送ローラ）７１における大径部７１５が摩耗しても、搬送ローラ対７において軸方向における電極２（又はセパレータ４）の両側の部位同士が当接し難くなる。これにより、本実施形態の巻回機１における搬送ローラ対７では、電極２（又はセパレータ４）の挟持力が低下し難い。
【００４８】
また、本実施形態の巻回機１では、内部部材７１１の外端部７１１０が、大径部７１５からニップローラ７１の直径方向における電極２（又はセパレータ４）の厚さ寸法ｄ１以下の内部位置にある。このため、電極２（又はセパレータ４）の両側の部位（小径部７１６）がフィードローラ７２と当接するまで大径部７１５の摩耗が進行する前に内部部材７１１がニップローラ７１の表面に現れる。このように、内部部材７１１が表面に現れることで、ニップローラ７１における所定量以上の摩耗を認識する（把握する）ことが可能となる。これにより、挟持力が低下して滑り出す前に摩耗したニップローラ７１を交換することができ、その結果、ニップローラ７１の摩耗に起因する電極体２３（電極２等を巻回して形成したもの）の不良品率の上昇を防ぐことができる。
【００４９】
本実施形態の巻回機１では、ニップローラ７１において内部部材７１１は、ニップローラ７１が摩耗していないときの外周面７１０（隣接部材７１２）と異なる色であるため、内部部材７１１がニップローラ７１の表面に現れたときに、該内部部材７１１が視認し易い。このため、電極２（又はセパレータ４）に対してニップローラ７１が滑り出す前（即ち、内部部材７１１が表面に現れたとき）に該ニップローラ７１をより確実に交換することができる。その結果、ニップローラ７１の摩耗に起因する電極体２３（電極２等を巻回して形成したもの）の不良品率の上昇を防ぐことができる。
【００５０】
本実施形態の巻回機１のニップローラ７１において、内部部材７１１の外端部７１１０は、ニップローラ７１の周方向に広がっているため、大径部７１５が摩耗したときに、該大径部７１５における周方向の広い範囲に内部部材７１１が現れる。このため、大径部７１５（外周面７１０）に内部部材７１１が現れたときに該内部部材７１１をより視認し易くなり、これにより、ニップローラ７１が電極２（又はセパレータ４）に対して滑り出す前に該ニップローラ７１をより確実に交換することができる。
【００５１】
また、本実施形態の巻回機１のニップローラ７１では、内部部材７１１の外端部７１１０が、大径部７１５における搬送ローラ対７に挟持された電極２（又はセパレータ４）と直径方向に重なる領域において軸方向に広がっている。このため、公差等によってフィードローラ７２の軸に対してニップローラ７１の軸が僅かに傾いていても（即ち、搬送される電極２（又はセパレータ４）に対してニップローラ７１が僅かに傾いていても）、大径部７１５が摩耗したときに、内部部材７１１の外端部７１１０における搬送ローラ対７の軸同士の接近している側の部位が表面に現れる。そして、この外端部７１１０の一部が現れたときにニップローラ７１を交換することによって、摩耗によってニップローラ７１が電極２等に対して滑り出す前に該搬送ローラを交換することができる。
【００５２】
また、上記巻回機１を用いた蓄電素子１００の製造方法では、該巻回機１において、大径部７１５が配置されている範囲よりも幅広の電極２等を搬送するときには、使用によってニップローラ７１における大径部７１５が摩耗しても、搬送ローラ対７において軸方向における電極２等の両側の部位同士が当接し難い。これにより、摩耗に起因する電極２等の挟持力の低下が抑えられる。その結果、捲き乱れの少ない電極体２３が得られ、製造される蓄電素子１００の品質が向上する。
【００５３】
尚、本発明の巻回機は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
【００５４】
上記実施形態の搬送ローラ対７では、一方の搬送ローラがクラウンローラ７１であり、他方の搬送ローラが円柱面形状の外周面を有するローラ７２であるが、両方の搬送ローラがクラウンローラ７１であってもよい。また、フィードローラ７２の外周面は、金属製であるが、ニップローラ７１と同様に、ゴム等の樹脂製でもよい。これらの場合、両方の搬送ローラ７１、７２が内部部材７１１を有していてもよい。
【００５５】
上記実施形態のニップローラ７１では、大径部７１５が一つであるが、この構成に限定されない。例えば、ニップローラ７１は、図７に示すように、大径部７１５を複数（図７に示す例では二つ）有する構成であってもよい。この場合、各大径部７１５の直径は同じであり、全ての大径部７１５は、軸方向において、搬送される電極２（又はセパレータ４）と接する位置に配置されることが好ましい。また、内部部材７１１は、軸方向における大径部７１５と対応する位置（即ち、大径部７１５と直径方向に重なる位置の少なくとも一部）に配置されていればよい。
【００５６】
上記実施形態のニップローラ７１では、内部部材７１１の色と、隣接部材７１２の色とが異なっているが、この構成に限定されない。即ち、内部部材７１１と隣接部材７１２とが同じ色であってもよい。この場合、内部部材７１１と隣接部材７１２とは、材質等の違いによって判別可能に構成される。
【００５７】
また、内部部材７１１の具体的な形状は、限定されない。例えば、上記実施形態のニップローラ７１では、内部部材７１１の外端部７１１０が直径方向に電極２（又はセパレータ４）と重なる領域における軸方向の略全域（活物質層２１２、２２２と対向する領域）に亘って広がっているが、前記重なる領域における軸方向の一部に配置されてもよい。また、上記実施形態のニップローラ７１では、内部部材７１１の外端部７１１０が周方向の全周に亘って広がっているが、周方向の一部に配置されてもよい。また、内部部材７１１の外端部７１１０は、軸方向に断続に配置されてもよく、周方向に断続に配置されてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態の内部部材７１１は、ニップローラ７１の直径方向において、外端部７１１０からニップローラ７１の軸又は軸近傍まで広がっているが、この構成に限定されない。内部部材７１１は、前記直径方向において、外端部７１１０の近傍のみに存在する、例えば、外端部７１１０を含む薄い（肉厚の小さな）円筒形状等であってもよい。
【００５９】
上記実施形態のニップローラ７１は、内部部材７１１を有するが、この構成に限定されない。ニップローラ７１に内部部材７１１が無くてもよい。この場合でも、ニップローラ７１がクラウンローラであれば、（即ち、軸方向の中央部の直径が最も大きく、且つ両端部に向かって小さくなる形状の外周面７１０であれば）、使用によって電極２（又はセパレータ４）との当接部位（軸方向の中央部）が摩耗しても、搬送ローラ対７において軸方向における電極２（又はセパレータ４）の両側の部位同士が当接し難い。
【００６０】
上記実施形態の巻回機１では、搬送ローラ対７（ニップローラ７１及びフィードローラ７２）が、第一〜第四搬送部３１，３２，５１，５２の各搬送部に配置されているが、この構成に限定されない。搬送ローラ対７は、第一〜第四搬送部３１，３２，５１，５２のうちの任意の搬送部に配置されてもよい。
【００６１】
また、負極活物質には、上述のように、ソフトカーボン、ハードカーボン等の非晶質炭素が含まれているため、負極２２を搬送する第二搬送部３２における樹脂製の外周面を有する搬送ローラの摩耗が、他の搬送部（第一、第三及び第四搬送部３１、５１、５２）の樹脂製の外周面を有する搬送ローラの摩耗より大きくなる。このため、例えば、第一〜第四搬送部３１、３２、５１、５２のうちの少なくとも第二搬送部３２に上記実施形態のニップローラ７１を配置することで、巻回機１によって形成された電極体２０において、摩耗に起因する搬送ローラの電極２等に対する滑りを効果的に防ぐことができる。その結果、巻回部６で形成された電極体２０における巻き長さの不具合等による不良品率の上昇を好適に防止することができる。
【００６２】
搬送ローラ対７は、軸方向に進退することで、電極２（又はセパレータ４）の幅方向の軌道を修正する構成であってもよい。この場合、巻回機１は、電極２（又はセパレータ４）の搬送経路に沿った位置に電極２（又はセパレータ４）の幅方向の位置を検出する検出部を有し、この検出部によって検出された位置に基づいて搬送ローラ対７を軸方向に進退させることで電極２（又はセパレータ４）の幅方向の軌道を修正する。
【００６３】
上記実施形態の巻回機１では、ニップローラ７１の表面（外周面７１０）に現れた内部部材７１１を人が視認することで該ニップローラ７１の交換時期を判断しているが、この構成に限定されない。例えば、巻回機１は、搬送ローラ対７の近傍にＣＣＤ等の撮像素子を備え、該撮像素子によって得られた画像に基づいてニップローラ７１の交換時期を自動で判断する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…巻回機、２…電極、２１…正極、２１１…金属箔、２１２…正極活物質層、２２…負極、２２１…金属箔、２２２…負極活物質層、２３…電極体、３…電極搬送部、３１…第一搬送部、３２…第二搬送部、４…セパレータ、５…セパレータ搬送部、５１…第三搬送部、５２…第四搬送部、６…巻回部、６１…巻回軸、７…搬送ローラ対、７１…ニップローラ（樹脂製の外周面を有する搬送ローラ）、７１１…内部部材、７１１０…外端部、７１２…部材、７２…フィードローラ（金属ローラ）、Ｒ１…正極ローラ、Ｒ２…負極ローラ、Ｒ３…セパレータローラ、１００…蓄電素子、１０３…ケース、１０４…外部端子
【図１】
2020017531.tif 000003
【図２】
2020017531.tif 000004
【図３】
2020017531.tif 000005
【図４】
2020017531.tif 000006
【図５】
2020017531.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020017531.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月18日(2019.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の複数の電極を一体に巻き取る巻回部と、
前記複数の電極のうちの一つの電極であって、長手方向に延びる活物質層を一列のみ設けられた電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対と、を備え、
前記搬送ローラ対の少なくとも一方の搬送ローラは、樹脂製の外周面を有し、
前記外周面は、前記電極が前記搬送ローラ対に挟持されたときに該電極の前記活物質層と当接する一つの大径部と、前記大径部より直径の小さな二つの複数の小径部と、を有し、
前記二つの小径部は、前記搬送ローラの軸方向における前記外周面の両端に配置されると共に、前記軸方向において前記大径部の両側に配置され、
前記搬送ローラの径は、軸方向において前記大径部から該大径部と隣り合う小径部に進むに従って連続的に小さくなっている、巻回機。
【請求項２】
帯状の複数の電極を一体に巻き取る巻回部と、
前記複数の電極のうちの一つの電極であって、長手方向に延びる活物質層を一列のみ設けられた電極を挟持しつつ前記巻回部に送り出す搬送ローラ対と、を備え、
前記搬送ローラ対の少なくとも一方の搬送ローラは、樹脂製の外周面を有し、
前記外周面は、前記電極が前記搬送ローラ対に挟持されたときに該電極の共通の前記活物質層とそれぞれ当接する複数の大径部と、前記大径部より直径の小さな複数の小径部と、を有し、
前記小径部は、前記搬送ローラの軸方向における前記外周面の両端にそれぞれ配置されると共に、前記軸方向に前記大径部と交互に配置され、
前記搬送ローラの径は、軸方向において前記大径部から該大径部と隣り合う小径部に進むに従って連続的に小さくなっている、巻回機。
【請求項３】
前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラは、該搬送ローラの内部において前記軸方向における前記大径部と対応する位置に配置される内部部材を有する、請求項１又は２に記載の巻回機。
【請求項４】
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記大径部から前記直径方向における前記電極の厚さ寸法以下の位置にある、請求項３に記載の巻回機。
【請求項５】
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラの周方向に広がる、請求項３又は４に記載の巻回機。
【請求項６】
前記搬送ローラの所定の直径方向における前記内部部材の外側の端部は、前記搬送ローラ対に挟持された電極と前記直径方向に重なる領域において前記軸方向に広がる、請求項３〜５のいずれか１項に記載の巻回機。
【請求項７】
前記樹脂製の外周面を有する搬送ローラは、直径方向において前記内部部材と隣接し且つ前記外周面を構成する隣接部材を有し、
前記内部部材と前記隣接部材とは、それぞれゴムによって形成されている、請求項３〜６のいずれか１項に記載の巻回機。
【請求項８】
前記内部部材は、白色のゴムであり、
前記隣接部材は、黒色のゴムである、請求項７に記載の巻回機。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の巻回機によって前記複数の電極を一体に巻回して電極体を形成すること、を備える、蓄電素子の製造方法。