(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質の塗布された帯状の正負両電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとを重ね合わせて捲回し、断面非円形状の捲回素子を製造可能な捲回装置であって、
ロール状の原反から連続的に供給される前記正負両電極シートおよび前記セパレータシートからなる各種シートを重ね合わせた状態で捲回可能な巻芯と、
前記各種シートが前記巻芯に所定長巻き取られた後、当該巻き取られた前記各種シートの終端側の区切りとなる位置において、当該各種シートを切断可能なシート切断手段と、
少なくとも前記各種シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該各種シートのうちの前記巻芯の最外周側に位置するシートの終端部に対し巻止めテープを貼付可能なテープ貼付手段と、
前記巻芯に巻き取られた前記各種シートを押さえ付けつつ当該シートの巻き取られる動きに従動して回転可能な押さえローラとを備え、
前記各種シートの巻き残し部分を前記巻芯に巻き取る際に、前記押さえローラにより前記巻止めテープを前記捲回素子の周面に押さえ付け貼付可能としたことを特徴とする捲回装置。
【請求項２】
前記最外周側のシートの切断後かつ当該シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該シートの巻き残し部分を挟持しつつ当該シートの動きに合わせて回転可能に設けられた一対の挟持ローラを備えていることを特徴とする請求項１に記載の捲回装置。
【請求項３】
前記最外周側のシートは、活物質が塗布された電極シートであることを特徴とする請求項１又は２に記載の捲回装置。
【請求項４】
少なくとも前記テープ貼付手段により前記最外周側のシートに対し巻止めテープを貼付する際に、当該シートの巻き残し部分を吸着保持可能な吸着手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の捲回装置。
【請求項５】
前記各種シートが切断された後段階でかつ当該各種シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該各種シートのうちの前記最外周側のシートの巻き残し部分と、これを除く他のシートの巻き残し部分とを分離した状態で維持させる分離手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の捲回装置。
【請求項６】
自身の中心軸を回転軸として回転可能に設けられたターレットと、
前記ターレットの回転方向に所定間隔をあけて配置された複数の前記巻芯と、
前記複数の巻芯のうち第１ポジションにある第１の巻芯に対し供給される前記各種シートを所定長捲回した後、前記ターレットを回転させ、当該第１の巻芯を第２ポジションへと移動させると共に、当該第１の巻芯とは異なる第２の巻芯を前記第１ポジションへ移動させるターレット制御手段とを備え、
前記第１の巻芯が前記第２ポジションへ移動した後段階において、当該第１の巻芯に巻き取られた前記各種シートを前記押さえローラにより押さえ付け、前記テープ貼付手段により前記最外周側のシートの終端部に対し巻止めテープを貼付した後、当該第１の巻芯に対し前記各種シートの巻き残し部分を巻き取ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の捲回装置。
【請求項７】
活物質の塗布された帯状の正負両電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとを重ね合わせて捲回し、断面非円形状の捲回素子を製造可能な捲回素子の製造方法であって、
ロール状の原反から連続的に供給される前記正負両電極シートおよび前記セパレータシートからなる各種シートを重ね合わせた状態で所定の巻芯に対し捲回する捲回工程と、
前記各種シートが前記巻芯に所定長巻き取られた後、当該巻き取られた前記各種シートの終端側の区切りとなる位置において、当該各種シートを切断するシート切断工程と、
少なくとも前記各種シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該各種シートのうちの前記巻芯の最外周側に位置するシートの終端部に対し巻止めテープを貼付するテープ貼付工程と、
回転可能に設けられた所定の押さえローラにより前記各種シートを押さえ付けた状態で、前記各種シートの巻き残し部分を前記巻芯に巻き取る巻取り工程と、
前記押さえローラにより前記巻止めテープを前記捲回素子の周面に対し押さえ付け貼付する巻止め工程とを備えたことを特徴とする捲回素子の製造方法。
【請求項８】
前記シート切断工程においては、前記巻芯の最外周側に位置するシートを切断する第１切断工程が、少なくとも前記巻芯の最外周側から２番目に位置するシートを切断する第２切断工程よりも前段階に行われることを特徴とする請求項７に記載の捲回素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば二次電池等に内蔵される捲回素子を得るための捲回装置及び捲回素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リチウムイオン電池等の二次電池として用いられる電池素子は、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、絶縁材からなる２枚のセパレータシートを介して重ね合わされた状態で捲回されて製造される。
【０００３】
当該電池素子を製造する捲回装置においては、ロール状に捲回された原反から供給される上記各シートがそれぞれ別個の搬送路に沿って捲回部へと搬送され、当該捲回部にて各シートが重ね合わされた状態で捲回される。
【０００４】
そして、各シートが所定長捲回されたところで捲回動作を一旦停止し、各シートを切断する。その後、各シートの巻き残し部分を完全に巻き取ることで、電池素子の捲回作業が完了する。
【０００５】
また、捲回完了後には、各シートがばらけるのを防止するべく、電池素子に対し巻止めテープが貼付される（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
一般に図１７（ａ）に示すような断面円形状の巻芯１００により捲回された断面円形状の捲回素子１０１に対しては、以下のような手順で巻止めテープ１０２の貼付作業が行われる。
【０００７】
まず、捲回素子１０１の捲回作業が完了すると、巻芯１００（捲回素子１０１）を回転させ、最外周のシート１０３の終端部の位置をテープ貼付装置１０５と相対向する所定のテープ貼付位置（巻芯回転方向所定位置）に位置決めする〔図１７（ａ）参照〕。続いて、捲回素子１０１に向けテープ貼付装置１０５が移動し、捲回素子１０１の周面に巻止めテープ１０２を貼付する。これにより、シート１０３の終端部が巻止めテープ１０２により巻止めされ、捲回素子１０１の巻止め作業が完了する。
【０００８】
尚、断面円形状の巻芯１００を用いた場合には、例えば製造する捲回素子１０１の品種等の違いにより、捲回されるシートの長さが異なる場合等であっても、巻芯１００（捲回素子１０１）を回転させることにより、品種の違いに影響を受けることなく、毎回、シート１０３の終端部を前記テープ貼付位置に適正に位置決めすることができる。
【０００９】
つまり、シート１０３の終端部とテープ貼付装置１０５との相対的な位置関係や向き、シート１０３の姿勢等が毎回一定となり、テープ貼付装置１０５の動作態様も毎回一定にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２５５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、近年では、図１７（ｂ）に示すように、扁平状の捲回素子１１１を製造するべく、断面非円形状の巻芯１１０が用いられる場合もある。
【００１２】
かかる場合には、製造する捲回素子１１１の品種の違い（捲回されるシートの長さの違い）によって、最外周のシート１１３の終端部の位置と、巻芯１１０の回転軸位置との相対位置関係が変化することとなる。
【００１３】
このため、捲回素子１１１の捲回完了後に、巻芯１１０（捲回素子１１１）を回転させたとしても、捲回素子１１１の姿勢が変化するだけで〔図１７（ｂ）の２点鎖線参照〕、シート１１３の終端部を、テープ貼付装置１１５と相対向するような適正な向きで所定のテープ貼付位置に位置決めすることができない場合もある。
【００１４】
かかる場合には、捲回素子１１１の姿勢変化に合わせて、テープ貼付装置１１５の姿勢や高さ位置、動作態様等を変更しなければ、捲回素子１１１に対し適切に巻止めテープ１１２を貼付することができないおそれがある。但し、テープ貼付装置１１５の姿勢や高さ位置、動作態様等を変更可能に構成することは、機械的構造や動作制御の複雑化を招くおそれがある。
【００１５】
尚、最外周のシート１１３の長さを製品仕様以上に長く設定しておくことにより、品種の違いに影響を受けることなく、毎回、シート１１３の終端部が所定のテープ貼付位置に位置決めされる構成とすることも考えられるが、かかる構成では、材料が無駄に消費されると共に、電池が大型化するおそれもある。
【００１６】
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、捲回素子に対し適正に巻止めテープを貼付することのできる捲回装置及び捲回素子の製造方法を提供することを主たる目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
以下、上記課題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。
【００１８】
手段１．  活物質の塗布された帯状の正負両電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとを重ね合わせて捲回し、断面非円形状の捲回素子を製造可能な捲回装置であって、
ロール状の原反から連続的に供給される前記正負両電極シートおよび前記セパレータシートからなる各種シートを重ね合わせた状態で捲回可能な巻芯と、
前記各種シートが前記巻芯に所定長巻き取られた後、当該巻き取られた前記各種シートの終端側の区切りとなる位置において、当該各種シートを切断可能なシート切断手段と、
少なくとも前記各種シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該各種シートのうちの前記巻芯の最外周側に位置するシート（例えば正電極シート）の終端部に対し巻止めテープを貼付可能なテープ貼付手段と、
前記巻芯に巻き取られた前記各種シートを押さえ付けつつ当該シートの巻き取られる動きに従動して回転可能な押さえローラとを備え、
前記各種シートの巻き残し部分を前記巻芯に巻き取る際に、前記押さえローラにより前記巻止めテープを前記捲回素子の周面に押さえ付け貼付可能としたことを特徴とする捲回装置。
【００１９】
ここで、上記手段１の捲回装置を用いた各種シートの捲回作業及び巻止め作業の作業手順の一例を示す。まずロール状の原反から連続的に供給される各種シートを重ね合わせた状態で巻芯により捲回し、各種シートがそれぞれ所定長捲回されたところで、巻芯を一旦停止する。続いて、巻芯に巻き取られた各種シートを押さえローラにより押さえる。そして、巻芯の最外周側に位置するシートを切断し、その終端部に対し巻止めテープを貼付する。これに併せて、他のシートについても切断する。その後、各種シートを押さえローラにより押さえ付けた状態のまま、再び巻芯を回転させ、各種シートの巻き残し部分を巻き取る。これにより、各種シートの巻き残し部分がばらけることなく完全に巻き取られると共に、最外周のシートの終端部が巻止めテープにより巻止めされ、捲回素子が完成する。
【００２０】
このように、上記手段１によれば、各種シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取る前段階に、最外周側のシートの終端部に対し事前に巻止めテープを貼付しておくことにより、各種シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取る際に、併せて押さえローラにより巻止めテープを捲回素子の周面に押さえ付け貼付することができる。
【００２１】
結果として、最外周側のシートの終端部の位置が、巻芯に巻き取られた断面非円形状の捲回素子のいかなる位置にある場合でも適切に巻止めテープを貼付することができる。つまり、捲回素子（巻芯）の形状に拘わらず、捲回素子が断面非円形状の場合であっても、製造する捲回素子の品種の違い（捲回されるシートの長さの違い）に影響を受けることなく、最外周側のシートの終端部を巻止めテープにより捲回素子の周面に対し適切に巻止めすることができる。
【００２２】
さらには、製造する捲回素子の形状や品種等の違いに合わせて、毎回、テープ貼付手段の動作態様等を変更する必要もないため、機械的構造や動作制御の複雑化を抑制することができる。ひいては、捲回素子の製造品種の切替時における作業の簡素化を図ることができると共に、汎用性を高めることができる。
【００２３】
尚、シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取る前段階に、当該シートの終端部に対し事前に巻止めテープを貼付しておく構成として、例えば予めシートを短冊状に切断し、その終端部に巻止めテープを貼付したものを用意し、これを巻芯により捲回する構成も考えられる。
【００２４】
しかしながら、一旦、短冊状に切断したシートを蛇行することなく捲回するためには、例えば短冊状のシートの終端部をチャック等の把持手段により把持して、巻き取り方向とは反対方向へテンションを付与しながら、ガイドレール等のガイド手段に沿って真っすぐに巻芯に巻き取っていく必要がある。つまり、チャックやガイドレールなどの機構が必要となり、捲回装置が大型化するおそれがある。特に近年では、リチウムイオン電池素子など、捲回素子が大型化（シートが長尺化）する傾向にあるため、上記不具合がより顕著となるおそれがある。
【００２５】
また、シートの終端部に巻止めテープを貼付した状態では、当該シートの終端部を適切に把持することが難しいため、テンションもかけにくく、適正な蛇行規制を行うことも困難となるおそれがある。さらに、短冊状に切断したシートをその都度、巻芯やチャック等に対し作業者等がセットする必要があるため、時間や手間がかかり、生産性が著しく低下するおそれがある。
【００２６】
この点、本手段によれば、シートを予め短冊状に切断することなく、ロール状の原反から巻芯に対し連続的にシートを供給し捲回作業を行う構成となっているため、捲回作業に必要なテンションもかけやすく、蛇行規制等も行いやすい。また、上述したようなチャックやガイドレールなどの機構も必要とせず、短冊状のシートをその都度セットするといった手間もかからない。結果として、捲回装置の大型化や生産性の低下を抑制することができる。
【００２７】
また、捲回素子（巻芯）の形状に影響を受けることなく、シートの終端部をテープ止めする構成としては、例えば上記押さえローラが巻止めテープを吸着保持可能な構成の下、各種シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取りつつ、巻止めテープを押さえローラにより貼付する構成も考えられる。
【００２８】
しかしながら、かかる構成では、巻止めテープを吸着保持する押さえローラとして比較的大きなサイズのローラを使用する必要がある。このため、押さえローラが捲回素子に与える負荷が大きくなる。その結果、巻き取られるシートに対し必要以上のテンションがかかってしまい、捲回素子の巻締まりが発生するおそれがある。このような巻締まりが発生すると、電池の性能に影響を及ぼすおそれがある。
【００２９】
これに対し、本手段は、各種シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取る前段階に、最外周側のシートの終端部に対し事前に巻止めテープを貼付しておく構成であると共に、押さえローラが各種シートや巻止めテープを押さえるだけのものであるため、大型化する必要もなく、シートに対し巻取り時に必要以上のテンションを与えることもない。結果として、上述したような巻締まり等の不具合の発生を抑制することができる。
【００３０】
加えて、本手段によれば、最外周のシートの長さを製品仕様以上に長く設定しておく必要もないため、当該シートを無駄に消費することもなく、電池の大型化も抑制することができる。
【００３１】
手段２．前記最外周側のシートの切断後かつ当該シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該シートの巻き残し部分を挟持しつつ当該シートの動きに合わせて回転可能に設けられた一対の挟持ローラを備えていることを特徴とする手段１に記載の捲回装置。
【００３２】
最外周側のシートの切断後、当該シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取るにあたり、当該シートの巻き残し部分が何らの保持もされておらず、自由な状態となっていると、当該シート自体のクセや静電気等の影響により、当該シートが巻きズレ（シート幅方向への位置ズレ）を起こすおそれがある。特に捲回素子（巻芯）が断面非円形状の場合には、シートの巻き残し部分の位置が一定とならず、ばたつくおそれもある。
【００３３】
シートが巻芯に対し位置ズレを起こしたまま、巻取り作業が行われた場合には、当該シートの端がはみ出したり、シートに皺や弛みが発生したり、シートが蛇行して巻き取られてしまうなど、得られる捲回素子の品質低下が懸念される。
【００３４】
特に最外周のシート自体にクセ（幅方向への反り等）がある場合には、当該シートを切断した際、切断されて何らの保持もされていないシートの巻き残し部分においては、それまで付与されていた張力が抜けることで、幅方向への湾曲（カール）が生じることがある。このように、シートの巻き残し部分が幅方向へ湾曲している場合には、当該シートの巻き残し部分を巻芯にて巻き取る際、上記不具合がより顕著となるおそれがある。
【００３５】
この点、上記手段２によれば、上記挟持ローラを備えることにより、シートの巻き残し部分に対しテンションを付与しつつ、かつ、当該シートの反り等を矯正しつつ、当該シートの巻取り作業を行うことができる。結果として、巻き取られるシートに皺や弛み、蛇行等が発生することを抑制することができる。
【００３６】
手段３．前記最外周側のシートは、活物質が塗布された電極シートであることを特徴とする手段１又は２に記載の捲回装置。
【００３７】
尚、所定の金属シートに活物質を塗布して製造された電極シートには残留応力が残りやすく、製造後（乾燥後）に反り等が発生しやすい。特にリチウムイオン電池素子等の製造において近年多く用いられる連続塗工形態の電極シート原反においては、一般にシート幅方向における所定部分が活物質塗工部分となり、残りの部分が未塗工部分となるため、シート幅方向への反り（カール）等が比較的発生しやすい。従って、最外周のシートが電極シートである場合には、カールが発生しやすく、蛇行等が発生しやすくなるおそれがある。従って、上記手段３の構成の下では、上記手段２の構成がより奏効することとなる。
【００３８】
手段４．少なくとも前記テープ貼付手段により前記最外周側のシートに対し巻止めテープを貼付する際に、当該シートの巻き残し部分を吸着保持可能な吸着手段を備えたことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の捲回装置。
【００３９】
上記手段４によれば、シートの終端部に対し巻止めテープを貼付する際に、シートの反り等を矯正しつつ、位置決めすることができる。これにより、シートに皺や弛み、反り等が発生していない良好な状態で巻止めテープを適切に貼付することができる。
【００４０】
さらに、シートの巻き残し部分を吸着しつつ、当該シートの巻き残し部分を巻芯に巻き取る構成とすれば、上記手段２と同様の作用効果も奏される。
【００４１】
手段５．前記各種シートが切断された後段階でかつ当該各種シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該各種シートのうちの前記最外周側のシート（例えば正電極シート）の巻き残し部分と、これを除く他のシート（例えばセパレータシート及び負電極シート）の巻き残し部分とを分離した状態で維持させる分離手段を備えたことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の捲回装置。
【００４２】
製品仕様によっては、最外周側のシートの長さよりも、他のシートの長さの方が長い場合もある。かかる場合、最外周側のシートの巻き残し部分と、これよりも長い他のシートの巻き残し部分とが分離されていないと、最外周側のシートの終端部に貼付された巻止めテープが他のシートの巻き残し部分にくっついてしまい、各種シートの巻取りを適正に行うことができないおそれがある。
【００４３】
これに対し、本手段のように分離手段を備えることにより、上述したような不具合の発生を抑制し、各種シートの巻取りを適正に行うことができる。
【００４４】
手段６．自身の中心軸を回転軸として回転可能に設けられたターレットと、
前記ターレットの回転方向に所定間隔をあけて配置された複数の前記巻芯と、
前記複数の巻芯のうち第１ポジションにある第１の巻芯に対し供給される前記各種シートを所定長捲回した後、前記ターレットを回転させ、当該第１の巻芯を第２ポジションへと移動させると共に、当該第１の巻芯とは異なる第２の巻芯を前記第１ポジションへ移動させるターレット制御手段とを備え、
前記第１の巻芯が前記第２ポジションへ移動した後段階において、当該第１の巻芯に巻き取られた前記各種シートを前記押さえローラにより押さえ付け、前記テープ貼付手段により前記最外周側のシートの終端部に対し巻止めテープを貼付した後、当該第１の巻芯に対し前記各種シートの巻き残し部分を巻き取ることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の捲回装置。
【００４５】
上記手段６によれば、第１ポジションにおける捲回作業の終了後、第１の巻芯が第２ポジションへ向け移動しかつ第２の巻芯が新たに第１ポジションへ向け移動する。その後、第２ポジションにて第１の巻芯に対し各種シートの巻き残し部分を巻き取ると共に、第１ポジションにて第２の巻芯に対し新たな捲回を行う。
【００４６】
つまり、ターレットが回転することにより、複数の巻芯が第１ポジションや第２ポジションへと順次移動し、各ポジションにて、各種シートの捲回作業や、シートの巻き残し部分の巻取り作業、巻止めテープによる巻止め作業などの各種作業を同時期に行うことができる。結果として、１つの巻芯のみを備えた捲回装置に比べ、生産性の向上を図ることができる。
【００４７】
手段７．活物質の塗布された帯状の正負両電極シートと、絶縁素材からなる帯状のセパレータシートとを重ね合わせて捲回し、断面非円形状の捲回素子を製造可能な捲回素子の製造方法であって、
ロール状の原反から連続的に供給される前記正負両電極シートおよび前記セパレータシートからなる各種シートを重ね合わせた状態で所定の巻芯に対し捲回する捲回工程と、
前記各種シートが前記巻芯に所定長巻き取られた後、当該巻き取られた前記各種シートの終端側の区切りとなる位置において、当該各種シートを切断するシート切断工程と、
少なくとも前記各種シートの巻き残し部分が前記巻芯に巻き取られる前段階において、当該各種シートのうちの前記巻芯の最外周側に位置するシートの終端部に対し巻止めテープを貼付するテープ貼付工程と、
回転可能に設けられた所定の押さえローラにより前記各種シートを押さえ付けた状態で、前記各種シートの巻き残し部分を前記巻芯に巻き取る巻取り工程と、
前記押さえローラにより前記巻止めテープを前記捲回素子の周面に対し押さえ付け貼付する巻止め工程とを備えたことを特徴とする捲回素子の製造方法。
【００４８】
上記手段７によれば、上記手段１と同様の作用効果が奏される。
【００４９】
手段８．前記シート切断工程においては、前記巻芯の最外周側に位置するシートを切断する第１切断工程が、少なくとも前記巻芯の最外周側から２番目に位置するシート（例えばセパレータシート）を切断する第２切断工程よりも前段階に行われることを特徴とする手段７に記載の捲回素子の製造方法。
【００５０】
上記手段８によれば、上記テープ貼付工程や、その前段階に行われる最外周側のシートの位置決め工程等を、他のシートに邪魔されることなく円滑に行うことができる。ひいては、上記手段５と同様の作用効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】電池素子の構成を示す断面模式図である。
【図２】電極シート切断後の状態を示す捲回装置の概略構成図である。
【図３】ターレットが回転中の状態を示す捲回装置の概略構成図である。
【図４】新たな電極シートの供給を開始した状態を示す捲回装置の概略構成図である。
【図５】ターレットの回転が停止した状態を示す捲回装置の概略構成図である。
【図６】セパレータシート切断時の状態を示す捲回装置の概略構成図である。
【図７】新たに各種シートの捲回を開始した状態を示す捲回装置の概略構成図である。
【図８】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構等の概略構成を示す模式図である。
【図９】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１０】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１１】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１２】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１３】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１４】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１５】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１６】押さえローラ、挟持機構及びテープ貼付機構の動作説明図である。
【図１７】（ａ）は、断面円形状の捲回素子に対する従来のテープ貼付作業を説明するための模式図であり、（ｂ）は、断面非円形状の捲回素子に対するテープ貼付作業を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
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、本実施形態の捲回装置によって得られる捲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。
【００５３】
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捲回されることで製造される。
【００５４】
尚、図１においては、説明の便宜上、電池素子１を断面円形状に捲回した状態で示すと共に、セパレータシート２，３及び電極シート４，５（以下、これらを総称する場合は「各種シート２〜５」という）の相互の間隔をあけて示している。
【００５５】
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。
【００５６】
電極シート４，５は、薄板状の金属シートよりなり、セパレータシート２，３と略同一の幅を有している。また、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、その表裏両面に正極活物質が塗布されている。負電極シート５には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に負極活物質が塗布されている。そして、当該活物質を介して、正電極シート４及び負電極シート５間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、正電極シート４側から負電極シート５側へとイオンが移動し、放電時には、負電極シート５側から正電極シート４側へとイオンが移動する。
【００５７】
また、正電極シート４の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リードが延出するとともに、負電極シート５の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。
【００５８】
リチウムイオン電池を得るに際しては、捲回された電池素子１が金属製で筒状をなす電池容器（図示せず）内に配設されるとともに、前記正極リード及び負極リードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極リードを正極端子部品（図示せず）に接続するとともに、同じくまとめられた負極リードを負極端子部品（図示せず）に接続し、両端子部品が前記電気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。
【００５９】
次に、電池素子１を製造するための捲回装置１０について説明する。図２等に示すように、捲回装置１０は、各種シート２〜５を捲回するための捲回部１１と、正電極シート４を捲回部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を捲回部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をそれぞれ捲回部１１へ供給するためのセパレータシート供給機構５１，６１とを備えている。尚、上記捲回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１など、捲回装置１０内の各種機構は、図示しない制御装置により動作制御される構成となっている。
【００６０】
正電極シート供給機構３１は、正電極シート４がロール状に捲回されてなる正電極シート原反３２と、正電極シート４を捲回部１１へ供給するためのシート挿入手段３３と、正電極シート４を切断するためのシート切断手段としてのシート切断カッタ３４と、正電極シート４の弛みを防止するためのテンション付与機構３５とを備えている。
【００６１】
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。
【００６２】
シート挿入手段３３は、正電極シート４の搬送経路に沿って、捲回部１１に接近する接近位置と、捲回部１１から離間する離間位置とに移動可能に構成されている。シート挿入手段３３は、正電極シート４を把持可能な一対のチャック３３ａ，３３ｂを備えている。チャック３３ａ，３３ｂは、図示しない駆動手段により開閉動作可能に構成されている。
【００６３】
そして、正電極シート４を捲回部１１へ供給する際には、チャック３３ａ，３３ｂにより正電極シート４を把持した上で、シート挿入手段３３を捲回部１１に対して接近させることで、後述する捲回開始ポジションＰ１に対応した所定位置に正電極シート４の始端部を位置決めすることができる。
【００６４】
シート切断カッタ３４は、正電極シート４の表裏両側にそれぞれ位置する一対の刃部３４ａ，３４ｂからなる。シート切断カッタ３４は、その一対の刃部３４ａ，３４ｂが正電極シート４を挟むように位置するシート切断位置と、正電極シート４の搬送経路外へ退避する退避位置との間を移動可能に設けられている。
【００６５】
そして、捲回部１１へ正電極シート４を供給すべく、シート挿入手段３３が捲回部１１側へ接近移動する際には、正電極シート４の搬送経路から離間することで、シート挿入手段３３の移動を阻害しないようになっている。尚、正電極シート４の切断は、チャック３３ａ，３３ｂにより正電極シート４が把持された状態で行われる。
【００６６】
テンション付与機構３５は、一対のローラ３５ａ，３５ｂと、両ローラ３５ａ，３５ｂ間において揺動自在に設けられたダンサローラ３５ｃとを有している。ダンサローラ３５ｃは、正電極シート４に対し張力を付与可能に構成され、正電極シート４の弛みを防止する役割を果たす。
【００６７】
負電極シート供給機構４１は、正電極シート供給機構３１と同様、負電極シート原反４２、シート挿入手段４３（一対のチャック４３ａ，４３ｂ）、シート切断手段としてのシート切断カッタ４４（一対の刃部４４ａ，４４ｂ）、テンション付与機構４５（一対のローラ４５ａ，４５ｂ、ダンサローラ４５ｃ）などを備えている。尚、負電極シート原反４２やシート挿入手段４３、シート切断カッタ４４、テンション付与機構４５など、負電極シート供給機構４１の各種構成は、正電極シート供給機構３１と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
一方、セパレータシート供給機構５１は、セパレータシート２がロール状に捲回されてなるセパレータシート原反５２と、セパレータシート２の弛みを防止するためのテンション付与機構５５とを備えている。
【００６９】
セパレータシート原反５２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が引き出されることとなる。
【００７０】
テンション付与機構５５は、一対のローラ５５ａ，５５ｂと、両ローラ５５ａ，５５ｂ間において揺動自在に設けられたダンサローラ５５ｃとを有している。ダンサローラ５５ｃは、セパレータシート２に対し張力を付与可能に構成され、セパレータシート２の弛みを防止する役割を果たす。
【００７１】
セパレータシート供給機構６１は、セパレータシート供給機構５１と同様、セパレータシート原反６２、テンション付与機構６５（一対のローラ６５ａ，７０ａ、ダンサローラ６５ｃ）などを備えている。但し、一対のローラ６５ａ，７０ａのうち、一方のローラ７０ａは、後述するガイドローラを兼用している。
【００７２】
各種シート２〜５の搬送経路の途中には、各種シート２〜５をひとまとめにする一対のガイドローラ７０ａ，７０ｂなど、各種シート２〜５を案内するための各種ガイドローラ（符号略）が設けられている。
【００７３】
一対のガイドローラ７０ａ，７０ｂのうち、セパレータシート３が掛けられる一方のガイドローラ７０ａは、その回転軸位置が変化しない固定ローラにより構成されている。他方のガイドローラ７０ｂは、一方のガイドローラ７０ａに接近する接近位置と、ガイドローラ７０ａから離間する離間位置とに変位可能な変位ローラにより構成されている。これにより、一対のガイドローラ７０ａ，７０ｂ間の隙間が適宜変化するよう構成されている。
【００７４】
また、一方のガイドローラ７０ａは、自由回転可能に軸支されると共に、常時、セパレータシート３と接触した状態となっている。これにより、セパレータシート３の移動に合わせてガイドローラ７０ａは回転する。
【００７５】
次に捲回部１１の構成について詳しく説明する。図２等に示すように、捲回部１１は、図示しない駆動機構により回転可能に設けられた円盤状のターレット１２と、当該ターレット１２の回転方向に１２０°間隔で設けられた３つの巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、当該巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃとそれぞれターレット１２の回転方向に所定量ずつずれた位置に設けられた３つの支持ローラ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃと、セパレータシート２，３を切断するためのシート切断手段としてのセパレータシートカッタ１６とを備えている。
【００７６】
巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、それぞれ自身の外周側において各種シート２〜５を巻き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。また、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、ターレット１２の軸線方向（図１等の紙面奥行方向）に沿って、当該ターレット１２に対し出没可能に設けられている。
【００７７】
図２等に示すように、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、それぞれ自身の軸線方向（図２等の紙面奥行方向）に沿って延びる一対の芯片から構成されており、チャック機構１７により当該一対の芯片間（スリット）に各種シート２〜５を把持可能に構成されている。
【００７８】
また、本実施形態における各巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、それぞれ回転軸の直交方向における断面形状が長方形状となる扁平状に構成されている。
【００７９】
巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは、ターレット１２が回転することにより、第１ポジションとしての捲回開始ポジションＰ１と、第２ポジションとしての捲回終了ポジションＰ２と、第３ポジションとしての取外しポジションＰ３とに順次、旋回移動可能に構成されている。従って、当該ターレット１２を制御する上記制御装置の機能により、本実施形態におけるターレット制御手段が構成されることとなる。
【００８０】
捲回開始ポジションＰ１は、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対する各種シート２〜５の捲回を開始するポジションであり、当該捲回開始ポジションＰ１に向け上記各供給機構３１，４１，５１，６１からそれぞれ各種シート２〜５が供給されることとなる。
【００８１】
捲回終了ポジションＰ２は、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対する各種シート２〜５の捲回を終了するポジションであり、巻止めテープＴＰ（図８等参照）等による巻止めなどを行うためのポジションである。
【００８２】
捲回終了ポジションＰ２の周辺部には、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより巻き取られる各種シート２〜５がばらけるのを押さえるための押さえローラ７８や、終端側が切断され自由な状態となった正電極シート４の巻き残し部分を挟持するための挟持機構７９、当該正電極シート４の終端部に巻止めテープＴＰを貼付するためのテープ貼付手段としてのテープ貼付機構８０などが設けられている（図８等参照）。尚、図２〜図７においては、便宜上、押さえローラ７８など、捲回終了ポジションＰ２の周辺部に設けられた上記各種機構について図示を省略する。これら各種機構の詳細については後述する。
【００８３】
取外しポジションＰ３は、捲回完了後の各種シート２〜５、すなわち完成した電池素子１の取外しを行うためのポジションである。取外しポジションＰ３の周辺部には、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃから電池素子１の取外しを行うための取外装置（図示略）等が設けられている。
【００８４】
支持ローラ１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、捲回終了ポジションＰ２へ移動した巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと上記セパレータシート供給機構５１，６１（一対のガイドローラ７０ａ，７０ｂ）との間でセパレータシート２，３を引っ掛け、支持するためのものである。
【００８５】
セパレータシートカッタ１６は、捲回開始ポジションＰ１の近傍に配置されており、ターレット１２に接近しセパレータシート２，３を切断する切断位置と、ターレット１２から離間し巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの移動を妨げない退避位置とへ移動可能に構成されている。
【００８６】
尚、セパレータシート２，３を切断する切断位置は、セパレータシート２，３の長手方向に対し、捲回開始ポジションＰ１よりも下流側でかつ捲回終了ポジションＰ２よりも上流側に設定されている。
【００８７】
次に捲回終了ポジションＰ２の周辺部に設けられた上記各種機構について図８〜図１６を参照して詳しく説明する。
【００８８】
押さえローラ７８は、図示しない駆動手段により、捲回終了ポジションＰ２にある巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに接近し当該巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに巻き取られる各種シート２〜５を押さえることのできる押さえ位置と、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃから離間し当該巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの移動を妨げない退避位置とへ移動可能に構成されている。
【００８９】
押さえローラ７８は、自由回転可能に軸支されると共に、コイルばねＣ１により巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ側へ付勢されている。これにより、押さえローラ７８は、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより巻き取られる各種シート２〜５の動きに従動して回転したり変位したりすることが可能となる。
【００９０】
挟持機構７９は、水平方向に相対変位可能に設けられた一対の挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂを備えている。
【００９１】
より詳しくは、一対の挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂのうち、正電極シート４の外周側に位置する一方の挟持ローラ７９Ａは、その回転軸位置が変化しない固定ローラにより構成されている。また、正電極シート４の内周側に位置する他方の挟持ローラ７９Ｂは、エアシリンダ等からなる駆動機構Ｄ１により、一方の挟持ローラ７９Ａに接近する接近位置と、挟持ローラ７９Ａから離間する離間位置とに変位可能な変位ローラにより構成されている。そして、挟持ローラ７９Ｂが挟持ローラ７９Ａに接近することによって、両挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂにより、終端側が切断され鉛直方向に垂れ下がった状態の正電極シート４を挟持可能となる。つまり、一対の挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂは、正電極シート４を挟持可能な閉状態と、正電極シート４を挟持不能な開状態とに開閉動作可能となる。
【００９２】
各挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂは、自由回転可能に軸支されている、また、挟持ローラ７９Ｂは、コイルばねＣ２により挟持ローラ７９Ａ側へ付勢されている。これにより、各挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂは、正電極シート４を挟持した状態においては、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃにより巻き取られる正電極シート４の動きに従動して回転することが可能となる。
【００９３】
また、挟持ローラ７９Ｂは、後述すように巻止めテープＴＰの粘着面と接触することとなるため、少なくともその表面がテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂など、非粘着性に優れた素材により形成されている。
【００９４】
さらに、挟持機構７９は、変位ローラである挟持ローラ７９Ｂと共に移動可能に設けられた載置台７９Ｃを備えている。載置台７９Ｃは、本実施形態における分離手段を構成するものであって、後述するように終端側が切断されたセパレータシート２，３及び負電極シート５の巻き残し部分を載置するためのものである。これにより、終端側が切断され自由な状態となったセパレータシート２，３及び負電極シート５の巻き残し部分が、正電極シート４のように鉛直方向に垂れ下がるのを規制することができる。
【００９５】
テープ貼付装置８０は、終端側が切断され鉛直方向に垂れ下がった状態の正電極シート４の巻き残し部分を吸着保持するための吸着手段としての吸着ブロック８２と、当該吸着ブロック８２により吸着保持された正電極シート４の終端部まで巻止めテープＴＰを搬送するための搬送レバー８３と、当該搬送レバー８３により搬送されてきた巻止めテープＴＰの一部を正電極シート４の終端部に対し貼付するためのクランプ機構８４とを備えている。
【００９６】
吸着ブロック８２は、正電極シート４の外周側位置かつ挟持ローラ７９Ａの下方位置に設けられている。吸着ブロック８２は、多孔質体からなる略平板状をなし、図示しない吸引経路を介して、図示しないバキュームホースが接続されている。そして、バキュームポンプがオンオフ制御されることにより、吸着ブロック８２における吸着及び吸着解除を切替可能となっている。バキュームポンプがオン状態となると、吸着ブロック８２に対し正電極シート４の外周側面が吸着され保持される。
【００９７】
搬送レバー８３は、長手方向一端部にて回動可能に軸支されると共に、他端部において巻止めテープＴＰを保持可能なテープ保持部８３ａを有している。より詳しくは、搬送レバー８３は、図示しないテープ供給機構から所定長に切断された状態で供給される巻止めテープＴＰの粘着面に対しテープ保持部８３ａを粘着させることにより、当該巻止めテープＴＰを保持可能な構成となっている。勿論、これに限らず、所定の吸着手段により巻止めテープＴＰを吸着保持する構成としてもよい。
【００９８】
クランプ機構８４は、正電極シート４の外周側に設けられた外周側クランプ８４Ａと、正電極シート４の内周側に設けられた内周側クランプ８４Ｂとを備えていえる。
【００９９】
各クランプ８４Ａ，８４Ｂは、それぞれエアシリンダ等からなる駆動機構Ｄ２，Ｄ３により、正電極シート４に接近する接近位置と、正電極シート４から離間する離間位置とに水平方向に沿って相対変位可能に設けられている。
【０１００】
外周側クランプ８４Ａは吸着ブロック８２の直下方位置において変位可能に設けられている。一方、内周側クランプ８４Ｂは、その上下幅が外周側クランプ８４Ａの上下幅よりも幅広に形成されている。そして、内周側クランプ８４Ｂは、その上側が、吸着ブロック８２の下部と重なる高さ位置に設定され、その下側が、外周側クランプ８４Ａと重なる高さ位置に設定されている。これにより、外周側クランプ８４Ａと内周側クランプ８４Ｂとの間、又は、吸着ブロック８２と内周側クランプ８４Ｂとの間でそれぞれ正電極シート４を把持可能に構成されている。
【０１０１】
次に、上記捲回装置１０を用いた電池素子１の製造方法について説明する。本実施形態では、捲回開始ポジションＰ１にて第１の巻芯１３Ａに対し１素子分の各種シート２〜５の捲回がほぼ完了した段階から、捲回開始ポジションＰ１にて第２の巻芯１３Ｂに対し各種シート２〜５を捲回し始めるまでの過程に沿って詳しく説明する。
【０１０２】
尚、捲回開始ポジションＰ１にて、第１の巻芯１３Ａ，第２の巻芯１３Ｂ又は第３の巻芯１３Ｃにより各種シート２〜５の捲回動作が行われている間、ターレット１２は停止状態となり、各巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの軸心位置が捲回開始ポジションＰ１、捲回終了ポジションＰ２又は取外しポジションＰ３に固定された状態となる。
【０１０３】
捲回開始ポジションＰ１にある第１の巻芯１３Ａに対し各種シート２〜５が所定長、捲回されると、第１の巻芯１３Ａによる捲回動作が一旦停止する。ここで、捲回開始ポジションＰ１にある第１の巻芯１３Ａに対し各種シート２〜５が所定長捲回される工程が本実施形態における捲回工程に相当する。
【０１０４】
第１の巻芯１３Ａによる捲回動作が一旦停止すると、正電極シート供給機構３１では、第１の巻芯１３Ａに捲回される正電極シート４の終端部と、第２の巻芯１３Ｂに次回捲回される正電極シート４の始端部との区切りとなる切断位置がシート切断カッタ３４（刃部３４ａ，３４ｂ）に対し位置決めされた状態となる。
【０１０５】
同時に、負電極シート供給機構４１では、第１の巻芯１３Ａに捲回される負電極シート５の終端部と、第２の巻芯１３Ｂに次回捲回される負電極シート５の始端部との区切りとなる切断位置がシート切断カッタ４４（刃部４４ａ，４４ｂ）に対し位置決めされた状態となる。
【０１０６】
続けて、正電極シート供給機構３１では、シート挿入手段３３（チャック３３ａ，３３ｂ）により正電極シート４が把持された上で、シート切断カッタ３４（刃部３４ａ，３４ｂ）により、正電極シート４が切断される（図２参照）。
【０１０７】
同時に、負電極シート供給機構４１では、シート挿入手段４３（チャック４３ａ，４３ｂ）により負電極シート５が把持された上で、シート切断カッタ４４（刃部４４ａ，４４ｂ）により、負電極シート５が切断される（図２参照）。ここで、電極シート４，５を切断する工程が本実施形態におけるシート切断工程（第１切断工程）を構成する。
【０１０８】
電極シート４，５の切断が終了すると、セパレータシート２，３を切断することなく、ターレット１２が回転を開始する。
【０１０９】
これにより、捲回開始ポジションＰ１にあった第１の巻芯１３Ａがセパレータシート供給機構５１，６１からセパレータシート２，３を引き出しつつ、捲回終了ポジションＰ２へと移動していくと共に、取外しポジションＰ３にあった第２の巻芯１３Ｂがターレット１２に対し没入した状態で捲回開始ポジションＰ１側へと移動していく（図３参照）。また、後述するように、捲回終了ポジションＰ２にて各種シート２〜５の捲回及び巻止めが完了した第３の巻芯１３Ｃ、すなわち完成した電池素子１を周囲に保持した第３の巻芯１３Ｃは、取外しポジションＰ３へと移動していく。
【０１１０】
そして、制御装置は、予め設定した所定タイミングが到来したならば、正電極シート供給機構３１のシート挿入手段３３（チャック３３ａ，３３ｂ）を作動させる。これにより、正電極シート４を把持したシート挿入手段３３をガイドローラ７０ａ，７０ｂの方へと接近させ、正電極シート４の始端部を捲回部１１（捲回開始ポジションＰ１）に向け供給する。
【０１１１】
同時に、制御装置は、予め設定した所定タイミングが到来したならば、負電極シート供給機構４１のシート挿入手段４３（チャック４３ａ，４３ｂ）を作動させる。これにより、負電極シート５を把持したシート挿入手段４３をガイドローラ７０ａ，７０ｂの方へと接近させ、両セパレータシート２，３間に負電極シート５の始端部を挿入する（図４参照）。
【０１１２】
そして、第１の巻芯１３Ａ，第２の巻芯１３Ｂ及び第３の巻芯１３Ｃがそれぞれ捲回終了ポジションＰ２，捲回開始ポジションＰ１，取外しポジションＰ３に達すると、ターレット１２の回転動作及び第１の巻芯１３Ａの回転動作が停止する（図５参照）。
【０１１３】
尚、本実施形態では、負電極シート５と異なり、正電極シート４が両セパレータシート２，３間に挟み込まれない構成となっている。このため、捲回終了ポジションＰ２へ到達した第１の巻芯１３Ａからは、終端側が切断され自由な状態となった正電極シート４の巻き残し部分が何ら支持されることなく、鉛直方向に垂れ下がった状態となる（図８等参照）。
【０１１４】
ターレット１２及び第１の巻芯１３Ａが停止すると同時に、負電極シート供給機構４１のシート挿入手段４３の動作を停止させる。これにより、両セパレータシート２，３及び負電極シート５の移動が停止する。また、所定のタイミング（例えば、両セパレータシート２，３及び負電極シート５の移動が停止するタイミングと同時、又は、このタイミングよりも前段階若しくは後段階）で、正電極シート供給機構３１のシート挿入手段３３の動作を停止させ、正電極シート４の移動を停止する。これにより、両電極シート４，５の始端部が所定位置に位置決めされた状態となる。
【０１１５】
かかる状態となると、第１の巻芯１３Ａからセパレータシート供給機構５１，６１にかけて配されたセパレータシート２，３が支持ローラ１５Ａに引っ掛り、当該支持ローラ１５Ａとガイドローラ７０ａ，７０ｂとの間においてセパレータシート２，３が真っ直ぐ張られた状態となる。
【０１１６】
一方、ターレット１２に没入した第２の巻芯１３Ｂが捲回開始ポジションＰ１に到達した初期状態においては、上記支持ローラ１５Ａとガイドローラ７０ａ，７０ｂとの間に配設されたセパレータシート２，３（各種シート２〜５）の長手方向と、第２の巻芯１３Ｂの一対の芯片間（スリット）の貫通方向とが略平行した状態となる。
【０１１７】
この状態で、第２の巻芯１３Ｂがターレット１２から突出する。これにより、第２の巻芯１３Ｂの芯片間に各種シート２〜５が挿通された状態となる。尚、図５では、説明の便宜上、ガイドローラ７０ａ，７０ｂの相互間隔及び各種シート２〜５の相互間隔をあけて図示しているが、かかる段階では、ガイドローラ７０ｂがガイドローラ７０ａに接近し、ガイドローラ７０ａ，７０ｂ間に各種シート２〜５を挟み込み、一体として第２の巻芯１３Ｂの芯片間に挿通しやすくする。
【０１１８】
第２の巻芯１３Ｂの芯片間に各種シート２〜５が挿通された状態となると、両電極シート４，５の始端部は、第２の巻芯１３Ｂの芯片間に位置決めされた状態となる。そして、第２の巻芯１３Ｂのチャック機構１７を作動させ、各種シート２〜５を把持する。
【０１１９】
第２の巻芯１３Ｂにより各種シート２〜５が把持されると、正電極シート供給機構３１では、シート挿入手段３３（チャック３３ａ，３３ｂ）が開状態となり、当該シート挿入手段３３による把持より正電極シート４が解放される。負電極シート供給機構４１では、シート挿入手段４３（チャック４３ａ，４３ｂ）が開状態となり、当該シート挿入手段４３による把持より負電極シート５が解放される。
【０１２０】
一方、捲回終了ポジションＰ２では、第１の巻芯１３Ａに捲回された各種シート２〜５が押さえローラ７８により押さえられる（図８参照）。これに併せて、捲回終了ポジションＰ２では、正電極シート４の終端部に対し事前に巻止めテープＴＰを貼付するテープ貼付作業が行われる。かかるテープ貼付作業の詳細については後述する。
【０１２１】
このように、捲回終了ポジションＰ２の第１の巻芯１３Ａ、及び、捲回開始ポジションＰ１の第２の巻芯１３Ｂに対し、それぞれセパレータシート２，３が固定されると、セパレータシートカッタ１６が作動し、両巻芯１３Ａ，１３Ｂ間（第２の巻芯１３Ｂの近傍）にてセパレータシート２，３が切断される（図６参照）。ここで、セパレータシート２，３を切断する工程が本実施形態におけるシート切断工程（第２切断工程）を構成する。
【０１２２】
セパレータシート２，３の切断後、捲回開始ポジションＰ１では、第２の巻芯１３Ｂを回転させ、当該第２の巻芯１３Ｂが把持した各種シート２〜５の捲回作業を開始する。つまり、捲回開始ポジションＰ１において、新たな各種シート２〜５の捲回が開始される（図７参照）。
【０１２３】
同時に、正電極シート供給機構３１では、シート挿入手段３３（チャック３３ａ，３３ｂ）が捲回部１１から離間していき、元の位置へ戻る。負電極シート供給機構４１では、シート挿入手段４３（チャック４３ａ，４３ｂ）が捲回部１１から離間していき、元の位置へ戻る。
【０１２４】
また、捲回終了ポジションＰ２では、第１の巻芯１３Ａによる各種シート２〜５の巻き残し部分の巻き取りが行われると共に、巻止めテープＴＰによる巻止めが行われる。これにより、各種シート２〜５の捲回作業が完了し、電池素子１が完成する。尚、上記巻止め作業の詳細に関しては後述する。
【０１２５】
また、取外しポジションＰ３では、先に捲回終了ポジションＰ２にて各種シート２〜５の捲回及び巻止めが完了した第３の巻芯１３Ｃ、すなわち完成した電池素子１を周囲に保持した第３の巻芯１３Ｃから、上記取外装置によって、当該完成した電池素子１が取り外される。電池素子１が取外された後、第３の巻芯１３Ｃは、ターレット１２に対して没入する。
【０１２６】
以降、上述した工程が繰り返し行われ、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対し各種シート２〜５が順次捲回されることにより、電池素子１が順次製造されていくこととなる。
【０１２７】
ここで、上記テープ貼付作業及び巻止め作業について図８〜図１６を参照して詳しく説明する。
【０１２８】
上述したように捲回開始ポジションＰ１から移動してきた巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）が捲回終了ポジションＰ２に到達し停止すると、終端側が切断され自由な状態となった正電極シート４の巻き残し部分が巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）から鉛直方向に垂れ下がった状態となる（図８参照）。
【０１２９】
この段階では、未だセパレータシート２，３が切断されていないため、当該セパレータシート２，３及びこれらに挟み込まれた負電極シート５は、正電極シート４のように垂れ下がった状態とはならない。
【０１３０】
続いて、挟持ローラ７９Ｂを駆動させ、一対の挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂにより、巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）から鉛直方向に垂れ下がった正電極シート４を挟持する（図９参照）。同時に、吸着ブロック８２を作動させ、正電極シート４を吸着する。
【０１３１】
その後、上述したようにセパレータシートカッタ１６によりセパレータシート２，３が切断されると、自由な状態となったセパレータシート２，３及び負電極シート５の巻き残し部分が載置台７９Ｃ上に載置される（図１０参照）。
【０１３２】
次に、巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）をやや回転させ、正電極シート４の終端部の位置を所定のテープ貼付位置まで巻き上げ、位置合わせする（図１１参照）。
【０１３３】
本実施形態では、巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に設けられた図示しないエンコーダの値に基づき、正電極シート４の終端部の位置が所定のテープ貼付位置に達したと判断したところで、巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）による捲回動作を停止させることにより、正電極シート４の終端部を位置決めする。勿論、これに限らず、例えば正電極シート４の終端部を所定のセンサにより検出し、これに基づき正電極シート４の終端部の位置を位置合わせする構成としてもよい。
【０１３４】
正電極シート４の終端部が位置合わせされると、内周側クランプ８４Ｂを作動させ、当該内周側クランプ８４Ｂの上部と、吸着ブロック８２の下部とで正電極シート４を挟持する（図１２参照）。
【０１３５】
その後、テープ供給機構から事前に供給された巻止めテープＴＰを保持した搬送レバー８３を回動させ、内周側クランプ８４Ｂと吸着ブロック８２により位置決め固定された正電極シート４の終端部まで巻止めテープＴＰを搬送する（図１３参照）。
【０１３６】
巻止めテープＴＰが位置決めされると、外周側クランプ８４Ａを駆動させ、当該外周側クランプ８４Ａと内周側クランプ８４Ｂの下部とで正電極シート４を挟持する（図１４参照）。これにより、巻止めテープＴＰの上部の粘着面が正電極シート４に対し押し付けられる。結果として、正電極シート４の終端部に対し巻止めテープＴＰが貼付されることとなる。ここで、正電極シート４の終端部より突出した巻止めテープＴＰの下部の粘着面は、正電極シート４の内周側を向くこととなる。尚、正電極シート４の終端部に対し巻止めテープＴＰを貼付する工程が本実施形態におけるテープ貼付工程を構成する。
【０１３７】
巻止めテープＴＰの貼付完了後には、搬送レバー８３をさらに回動させ、テープ保持部８３ａを巻止めテープＴＰの粘着面から引き剥がす。テープ保持部８３ａを引き剥がした後、両クランプ８４Ａ，８４Ｂをそれぞれ正電極シート４から離間させる（図１５参照）。
【０１３８】
その後、各種シート２〜５を押さえローラ７８により押さえ付けた状態のまま、再び巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）を回転させ、各種シート２〜５の巻き残し部分を巻き取る。これにより、各種シート２〜５の巻き残し部分がばらけることなく完全に巻き取られると共に（巻取り工程）、最外周の正電極シート４の終端部が巻止めテープＴＰにより巻止めされ（巻止め工程）、電池素子１が完成する（図１６参照）。
【０１３９】
この際、正電極シート４の巻き残し部分は一対の挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂにより挟持され、所定のテンションを付与されつつ、かつ、吸着ブロック８２の表面を摺動するようにして巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に巻き取られていく。
【０１４０】
電池素子１が完成すると、押さえローラ７８は巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）から退避する。同時に、吸着ブロック８２は吸引動作を停止し、搬送レバー８３はテープ供給機構から巻止めテープＴＰを受取る位置へ戻る。また、挟持ローラ７９Ｂ及び内周側クランプ８４Ｂは、それぞれ次に垂れ下がってくる正電極シート４の巻き残し部分の邪魔にならない位置まで退避した状態となる。
【０１４１】
以降、捲回終了ポジションＰ２においては、上述した各種工程が順次行われ、テープ貼付作業及び巻止め作業が繰り返し行われることとなる。
【０１４２】
以上詳述したように、本実施形態では、各種シート２〜５の巻き残し部分を巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に巻き取る前段階に、最外周側の正電極シート４の終端部に対し事前に巻止めテープＴＰを貼付しておくことにより、各種シート２〜５の巻き残し部分を巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に巻き取る際に、併せて押さえローラ７８により巻止めテープＴＰを電池素子１の周面に押さえ付け貼付することができる。
【０１４３】
結果として、最外周側の正電極シート４の終端部の位置が、巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に巻き取られた断面非円形状の電池素子１のいかなる位置にある場合でも適切に巻止めテープＴＰを貼付することができる。つまり、電池素子１の形状に拘わらず、電池素子１が断面非円形状の場合であっても、製造する電池素子１の品種の違い（捲回される各種シート２〜５の長さの違い）に影響を受けることなく、最外周側の正電極シート４の終端部を巻止めテープＴＰにより電池素子１の周面に対し適切に巻止めすることができる。
【０１４４】
さらには、製造する電池素子１の形状や品種等の違いに合わせて、毎回、テープ貼付機構の動作態様等を変更する必要もないため、機械的構造や動作制御の複雑化を抑制することができる。ひいては、電池素子１の製造品種の切替時における作業の簡素化を図ることができると共に、汎用性を高めることができる。
【０１４５】
また、本実施形態によれば、各種シート２〜５を予め短冊状に切断することなく、ロール状の原反から巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に対し連続的に各種シート２〜５を供給し捲回作業を行う構成となっているため、捲回作業に必要なテンションもかけやすく、蛇行規制等も行いやすい。さらに、各種シート２〜５の終端部を把持するチャックや、これをガイドするガイドレールなどの機構も必要とせず、短冊状の各種シート２〜５をその都度セットするといった手間もかからない。結果として、捲回装置１０の大型化や生産性の低下を抑制することができる。
【０１４６】
加えて、本実施形態では、正電極シート４に対し事前に貼付された巻止めテープＴＰを押さえローラ７８により押さえるだけで、電池素子１のテープ止めを行うことができる構成となっている。従って、各種シート２〜５の巻き残し部分を巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に巻き取る際に、各種シート２〜５に対し必要以上のテンションが加わることを抑制することができ、巻締まり等の不具合の発生を低減することができる。
【０１４７】
さらに、本実施形態では、正電極シート４の巻き残し部分を挟持する一対の７９Ａ，７９Ｂを備えている。これにより、正電極シート４の巻き残し部分に対しテンションを付与しつつ、かつ、当該正電極シート４の巻き残し部分の反り等を矯正しつつ、当該正電極シート４の巻き残し部分の巻取り作業を行うことができる。結果として、巻き取られる正電極シート４に皺や弛み、蛇行等が発生することを抑制することができる。
【０１４８】
また、本実施形態では、正電極シート４の巻き残し部分を吸着保持可能な吸着ブロック８２を備えている。これにより、正電極シート４の終端部に対し巻止めテープＴＰを貼付する際に、当該正電極シート４の反り等を矯正したり、位置決めしたりすることができる。結果として、正電極シート４に皺や弛み、反り等が発生していない良好な状態で巻止めテープＴＰを適切に貼付することができる。
【０１４９】
加えて、正電極シート４の巻き残し部分が鉛直方向に垂れ下がった真っ直ぐな状態で両クランプ８４Ａ，８４Ｂにより挟み込むように巻止めテープＴＰを貼付することができるため、正電極シート４や巻止めテープＴＰに皺などが発生しにくくなる。
【０１５０】
また、本実施形態では、終端側が切断され自由な状態となったセパレータシート２，３及び負電極シート５の巻き残し部分を載置し、これらが鉛直方向に垂れ下がるのを規制するための載置台７９Ｃを備えている。これにより、最外周側の正電極シート４の終端部に巻止めテープＴＰを貼付する工程や、その前段階に行われる正電極シート４の終端部の位置決め工程等を、他のシート２，３，５に邪魔されることなく円滑に行うことができる。さらに、仮に正電極シート４の長さよりも他のシート２，３，５の長さの方が長い場合において、正電極シート４の終端部に貼付された巻止めテープＴＰが他のシート２，３，５の巻き残し部分にくっついてしまい、その後の各種シート２〜５の巻取りを適正に行うことができない等といった不具合の発生を抑制することができる。
【０１５１】
また、本実施形態に係る挟持ローラ７９Ｂは、少なくともその表面がフッ素樹脂など、非粘着性に優れた素材により形成されている。これにより、巻止めテープＴＰが挟持ローラ７９Ｂを通過する際に、当該挟持ローラ７９Ｂに貼り付いて正電極シート４から剥がれてしまうような不具合の発生を抑制することができる。加えて、巻芯１３Ａ（１３Ｂ，１３Ｃ）に巻き取られる正電極シート４の動きに合わせて、挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂの開閉動作を行うなど、複雑な制御を行う必要もなく、巻止めテープＴＰが通過するまで、一対の挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂを一定の閉状態に維持することができる。ひいては、正電極シート４の終端部よりも突出した巻止めテープＴＰを挟持することができるため、正電極シート４が自由な状態となる区間をさらに減らすことができる。
【０１５２】
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。
【０１５３】
（ａ）上記実施形態では、捲回装置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、捲回装置１０によって製造される捲回素子はこれに限定されるものではなく、例えばキャパシタや電解コンデンサの捲回素子等を製造することとしてもよい。
【０１５４】
（ｂ）上記実施形態では、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃとして、各種シート２〜５が捲回される外周形状（回転軸の直交方向における断面形状）が長方形状となる扁平な巻芯を採用しているが、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの形状はこれに限定されるものではなく、例えば外周形状（断面形状）が円形状、楕円形状、長円形状、多角形状等となる巻芯を採用してもよい。
【０１５５】
尚、上記実施形態に係る捲回装置１０は、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの形状が断面非円形状のものに限らず、断面円形状のものであっても電子素子１の巻止め作業を行うことができるため、汎用性の高いものとなる。
【０１５６】
（ｃ）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い。例えば、上記実施形態では、セパレータシート２，３をＰＰにより形成することとしているが、他の絶縁性材料によってセパレータシート２，３を形成することとしてもよい。
【０１５７】
（ｄ）上記実施形態では、巻芯コアを有しないタイプの電池素子１を得る場合について具体化されているが、電池素子１が巻芯コアを具備する場合について具体化してもよい。つまり、巻芯コアを巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに取着し、当該巻芯コアの周囲に各種シート２〜５を捲回する構成としてもよい。
【０１５８】
（ｅ）上記実施形態では、各巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの一対の芯片間にチャック機構１７を備え、かかるチャック機構１７により各種シート２〜５を固定する構成となっているが、各巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対し各種シート２〜５を固定する固定手段の構成は、かかる構成に限定されるものではない。
【０１５９】
例えば各巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの一対の芯片が相対変位（開閉）可能な構成とし、当該一対の芯片により各種シート２〜５を把持することで、各巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに対し各種シート２〜５を固定する構成としてもよい。
【０１６０】
また、棒状の巻芯にスリットを形成し、当該スリットに各種シート２〜５を挿し込んだ上で巻芯を幾分回転させることで各種シート２〜５を固定する構成としてもよい。
【０１６１】
また、上記のように巻芯コアを使用する場合には、当該巻芯コアに対しセパレータシート２，３をテープ接着する構成としてもよいし、巻芯コアに対し樹脂製のセパレータシート２，３を熱溶着する構成としてもよい。
【０１６２】
（ｆ）上記実施形態においては、ターレット１２が３つの巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを備えた構成となっているが、巻芯の数はこれに限定されるものではなく、２つ又は４つ以上の巻芯を備えた構成としてもよい。また、ターレット１２を省略し、１つの巻芯のみからなる捲回部１１を備えた構成としてもよい。
【０１６３】
（ｇ）上記実施形態では、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに巻き取られる各種シート２〜５のうち、最外周側に位置するシートが正電極シート４となっているが、これに限らず、巻止めテープＴＰが貼付される最外周側のシートが、負電極シート５又はセパレータシート２，３であってもよい。
【０１６４】
（ｈ）上記実施形態では、例えば電極シート４，５を同時に切断した後、セパレータシート２，３を切断することなく、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが捲回終了ポジションＰ２へ移動し、ここでセパレータシート２，３を同時に切断した後、当該セパレータシート２，３の巻き残し部分と共に、電極シート４，５の巻き残し部分を巻き取る構成となっている。各種シート２〜５を切断するタイミングや、各種シート２〜５の巻取り手順は、これに限定されるものではない。
【０１６５】
例えば、正電極シート４と負電極シート５とを切断するタイミングを異ならせた構成としてもよいし、セパレータシート２，３を切断するタイミングを異ならせた構成としてもよい。
【０１６６】
但し、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの最外周側に位置するシート（例えば正電極シート４）の終端部に巻止めテープＴＰを貼付する工程や、その前段階に行われる当該シートの終端部の位置決め工程等を行う上では、巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの最外周側に位置するシート（例えば正電極シート４）を切断する第１切断工程が、少なくとも巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの最外周側から２番目に位置するシート（例えばセパレータシート２）を切断する第２切断工程よりも前段階に行われることが好ましい。
【０１６７】
また、各種シート２〜５の巻取り手順に関しても、例えば電極シート４，５の切断が終了すると、捲回開始ポジションＰ１にて巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが所定量回転し、セパレータシート２，３と共に電極シート４，５の巻き残し部分を巻き取ることによって、当該電極シート４，５の巻き取りが完了すると共に、セパレータシート２（又は３）が巻芯１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの最外周側に位置するシートとなり、当該シートの終端部に対し巻止めテープＴＰを貼付し、巻止め作業を行う構成としてもよい。
【０１６８】
（ｉ）押さえローラ７８や挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂの構成は上記実施形態に限定されるものではない。例えば押さえローラ７８から延出した正電極シート４の巻き残し部分が極めて短い場合等においては、挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂを省略した構成としてもよい。
【０１６９】
（ｊ）テープ貼付装置８０（テープ貼付手段）の構成は上記実施形態に限定されるものではない。
【０１７０】
例えば上記実施形態では、正電極シート４の巻き残し部分を吸着保持する吸着ブロック８２を備えた構成となっているが、例えば正電極シート４の巻き残し部分が短い場合など、挟持ローラ７９Ａ，７９Ｂだけでも十分に同等の役割を果たす場合には、吸着ブロック８２（吸着手段）を省略した構成としてもよい。
【０１７１】
勿論、吸着ブロック８２や搬送レバー８３、クランプ機構８４の構成も上記実施形態に限定されるものではない。例えば巻止めテープＴＰを保持可能な搬送レバー８３と、巻止めテープＴＰを正電極シート４に押し付ける外周側クランプ８４Ａの機能を一体に併せ持つ機構を備えた構成としてもよい。
【０１７２】
（ｋ）上記実施形態では、終端側が切断され自由な状態となったセパレータシート２，３及び負電極シート５の巻き残し部分を載置し、これらが鉛直方向に垂れ下がるのを規制するための載置台７９Ｃ（分離手段）を備えた構成となっている。
【０１７３】
これに限らず、例えば正電極シート４の長さよりも他のシート２，３，５の長さの方が短い場合など、正電極シート４の終端部に貼付された巻止めテープＴＰが他のシート２，３，５の巻き残し部分にくっつくような不具合が発生しにくい場合や、最外周側の正電極シート４の終端部に巻止めテープＴＰを貼付する工程や、その前段階に行われる正電極シート４の終端部の位置決め工程等を、他のシート２，３，５に邪魔されることなく円滑に行うことができる場合などにおいては、載置台７９Ｃ（分離手段）を省略した構成としてもよい。
【０１７４】
また、分離手段として、他のシート２，３，５を把持可能なチャックを備えるなど、載置台７９Ｃとは異なる構成を採用してもよい。
【０１７５】
（ｋ）上記実施形態では、正電極シート４の巻き残し部分が鉛直方向に垂れ下がった状態で、テープ貼付装置８０による巻止めテープＴＰの貼付作業が行われる構成となっているが、巻止めテープＴＰが貼付される正電極シート４の態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば正電極シート４の巻き残し部分が水平方向に載置された状態で巻止めテープＴＰの貼付作業が行われる構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１７６】
１…電池素子、２，３…セパレータシート、４…正電極シート、５…負電極シート、１０…捲回装置、１１…捲回部、１２…ターレット、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…巻芯、１６…セパレータシートカッタ、３２…正電極シート原反、４２…負電極シート原反、３４，４４…シート切断カッタ、５２…セパレータシート原反、７８…押さえローラ、７９…挟持機構、７９Ａ，７９Ｂ…挟持ローラ、７９Ｃ…載置台、８０…テープ貼付機構、８２…吸着ブロック、８３…搬送レバー、８４…クランプ機構、８４Ａ…外周側クランプ、８４Ｂ…内周側クランプ、ＴＰ…巻止めテープ、Ｐ１…捲回開始ポジション、Ｐ２…捲回終了ポジション、Ｐ３…取外しポジション。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006006697.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006006697.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006006697.tif 000014
【図１４】
0006006697.tif 000015
【図１５】
0006006697.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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