(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のタブを備えるとともに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、前記巻芯が回転することで前記電極シート及び前記セパレータを重ねつつ捲回する捲回装置であって、
前記巻芯に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたアクチュエータを具備してなる周長変更手段と、
前記電極シートの厚さを計測する厚さ計測手段と、
前記アクチュエータに対する給電及び放電を制御可能であるとともに、前記厚さ計測手段による計測結果に基づき前記アクチュエータを制御することで、捲回時における、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さを制御する制御手段と、
を備え、
前記巻芯は、そ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る２つの芯片を備え、
前記両芯片間には、前記回転軸と直交する方向に延びるスリットが形成されており、
前記両芯片のうちの一方は、
前記両芯片のうちの他方との間で前記スリットを形成するベース部材と、
前記スリットの延びる方向と直交する方向に沿って伸縮変形可能に構成された前記アクチュエータを、その変形方向に沿って前記ベース部材とで挟むように配置された可動部材とを備え、
前記両芯片のうちの他方の外周面及び前記可動部材の外周面に対し、前記電極シート及び前記セパレータが捲回されるように構成されていることを特徴とする捲回装置。
【請求項２】
所定のタブを備えるとともに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、前記巻芯が回転することで前記電極シート及び前記セパレータを重ねつつ捲回する捲回装置であって、
前記巻芯に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたアクチュエータを具備してなる周長変更手段と、
前記電極シートの厚さを計測する厚さ計測手段と、
前記アクチュエータに対する給電及び放電を制御可能であるとともに、前記厚さ計測手段による計測結果に基づき前記アクチュエータを制御することで、捲回時における、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さを制御する制御手段と、
を備え、
前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部位は、
所定の固定周長部と、
前記固定周長部に対する突出量が変動可能に構成された変動周長部とを備え、
前記アクチュエータの伸縮変形に伴い、前記固定周長部に対する前記変動周長部の突出量が変動することで、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部位の前記回転方向に沿った長さが調節されるように構成されていることを特徴とする捲回装置。
【請求項３】
所定のタブを備えるとともに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、前記巻芯が回転することで前記電極シート及び前記セパレータを重ねつつ捲回する捲回装置であって、
前記巻芯に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたアクチュエータを具備してなる周長変更手段と、
前記電極シートの厚さを計測する厚さ計測手段と、
前記アクチュエータに対する給電及び放電を制御可能であるとともに、前記厚さ計測手段による計測結果に基づき前記アクチュエータを制御することで、捲回時における、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さを制御する制御手段と、
を備え、
前記巻芯は、そ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る２つの芯片を備え、
前記両芯片間には、前記回転軸と直交する方向に延びるスリットが形成されており、
前記芯片のうちの一方は、前記巻芯の長手方向と直交する断面において、前記スリットの延びる方向に沿った長さが、前記スリットの延びる方向と直交する方向に沿った長さ以上となるように構成されており、かつ、前記スリットの延びる方向に沿って変形可能に構成された前記アクチュエータをその変形方向に沿って挟むようにして配置された第一可動部材及び第二可動部材を備え、
前記アクチュエータの変形に伴い前記第一可動部材及び前記第二可動部材間の間隔が変動することで、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さが変更されるように構成されていることを特徴とする捲回装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、圧電素子を備えたピエゾアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の捲回装置。
【請求項５】
前記巻芯は、そ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る２つの芯片を備え、
前記両芯片のうちの一方は、前記両芯片のうちの他方との間で、前記両芯片間に形成されたスリットにおいて前記電極シート及び前記セパレータのうち少なくとも前記セパレータを挟持可能なチャック手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の捲回装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記巻芯に対する前記電極シート及び前記セパレータの捲回完了後であって、当該巻芯に対する次の前記電極シート及び前記セパレータの捲回開始前に、前記アクチュエータを放電させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の捲回装置。
【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に関する。
【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捲回素子は、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を介して重ね合わされた状態で捲回されることにより製造される。
【０００３】
また、各電極シートに対し所定のタブを設けることがある。当該タブとしては、電極シートにおける活物質未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ある。
【０００４】
捲回素子を製造するための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電極シート及びセパレータ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が重ね合わされた状態で捲回され、最後に所定の固定用テープによりセパレータの終端部を巻止めすることによって、捲回素子が得られる（例えば、特許文献１等参照）。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２つの芯片を備えたものが採用され得る。
【０００５】
ところで、得られた捲回素子において、タブを捲回素子の周方向に沿った所定の範囲内に配置したいといった要望がある。そこで、電極シートの厚みのバラツキに起因して、前記所定の範囲からタブが外れて配置されてしまうことを防止すべく、捲回装置に対し、周長変更機構、厚さ計測機構及び制御装置を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献２等参照）。周長変更機構は、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の捲回される部分の長さ（巻芯の周長）を変更するものである。厚さ計測機構は、電極シートの厚みを計測するものである。制御装置は、厚さ計測機構の計測結果に基づき周長変更機構を制御することで巻芯の周長を変更するものである。
【０００６】
また、上記技術において、周長変更機構は、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ように構成されている。詳述すると、周長変更機構は、巻芯の回転軸と直交する方向に延びるレール部と、一方の芯片の端部が固定されるとともに前記レール部に装着されており、前記レール部の延びる方向に沿って前記一方の芯片をスライド移動可能とするためのスライド部とを備えている。そして、前記回転軸方向に対し傾斜する傾斜部が前記回転軸方向に沿って往復移動し、一方の芯片に連結されたローラ部を摺動することで、一方の芯片がスライド移動させられる。これにより、前記スリットの大きさが調節され、ひいては巻芯の周長が変更される。尚、ローラ部は、所定の付勢部材により傾斜部に対し押付けられた状態となっており、その結果、巻芯の周長が変更後の大きさで保持されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２６５７２６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記技術では、芯片をスライド移動させるための機構がやや複雑となる懸念があり、また、巻芯の周長を変更後の大きさで保持するための機構（付勢部材）が必要である。そのため、装置が大型でかつ複雑なものとなってしまうおそれがある。
【０００９】
さらに、上記技術では、巻芯の周長を変更させる際に、傾斜部がローラ部を摺動するため、例えば金属粉などの異物が生じてしまう可能性がある。異物が捲回素子に付着してしまうと、捲回素子の品質低下を招いてしまうおそれがある。
【００１０】
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、タブを捲回素子の周方向に沿った所定の範囲内により確実に配置することができるとともに、コンパクト化を図りつつ、捲回素子の品質向上を図ることが可能な捲回装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
手段１．所定のタブを備えるとともに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、前記巻芯が回転することで前記電極シート及び前記セパレータを重ねつつ捲回する捲回装置であって、
前記巻芯に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたアクチュエータを具備してなる周長変更手段と、
前記電極シートの厚さを計測する厚さ計測手段と、
前記アクチュエータに対する給電及び放電を制御可能であるとともに、前記厚さ計測手段による計測結果に基づき前記アクチュエータを制御することで、捲回時における、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さを制御する制御手段と、
を備え、
前記巻芯は、そ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る２つの芯片を備え、
前記両芯片間には、前記回転軸と直交する方向に延びるスリットが形成されており、
前記両芯片のうちの一方は、
前記両芯片のうちの他方との間で前記スリットを形成するベース部材と、
前記スリットの延びる方向と直交する方向に沿って伸縮変形可能に構成された前記アクチュエータを、その変形方向に沿って前記ベース部材とで挟むように配置された可動部材とを備え、
前記両芯片のうちの他方の外周面及び前記可動部材の外周面に対し、前記電極シート及び前記セパレータが捲回されるように構成されていることを特徴とする捲回装置。
【００１３】
上記手段１によれば、計測された電極シートの厚さに基づきアクチュエータの伸縮変形量が制御されることで、巻芯のうち電極シート等が捲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）が制御される。
【００１４】
例えば、計測された電極シートの厚さが比較的大きい場合、つまり、捲回が進むにつれて、電極シートにおけるその長手方向に沿った各部位が通常配置されるべき位置よりも徐々に巻芯の回転方向前方側（以下、単に「前方側」と称す）にずれていくこととなる場合、制御手段は、巻芯の周長を比較的小さなものとする。これにより、捲回当初において、電極シートにおける前記各部位は通常配置されるべき位置よりも巻芯の回転方向後方側（以下、単に「後方側」と称す）に配置されることとなる。そして、このように後方側へと配置位置がずれている分だけ、捲回が進むことに伴い電極シートの各部位が徐々に前方側へとずれていっても、そのずれが吸収されることとなる。
【００１５】
一方、計測された電極シートの厚さが比較的小さい場合、つまり、捲回が進むにつれて、電極シートの前記各部位が通常配置されるべき位置よりも徐々に後方側に配置されていくこととなる場合、制御手段は、巻芯の周長を比較的大きなものとする。これにより、捲回が進むことに伴い電極シートの各部位が徐々に後方側へとずれていっても、そのずれが吸収されることとなる。
【００１６】
このように上記手段１によれば、電極シートの各部位が通常配置されるべき位置から大きくずれて配置されてしまうことをより確実に防止できる。その結果、電極シートに設けられたタブを捲回素子の周方向に沿った所定の範囲内へとより確実に配置することができる。
【００１７】
加えて、巻芯の周長は、アクチュエータにおける給電による伸縮変形によって変更される。そのため、巻芯の周長変更にあたって、部品の摺動が生じないようにすることができる。その結果、金属粉などの異物が発生してしまうことをより確実に防止でき、捲回素子の品質を高めることができる。
【００１８】
さらに、アクチュエータは、巻芯（例えば、巻芯の内部）に設けられるとともに、給電遮断時の変形状態を無給電で維持することができるように構成されている。従って、変形状態を維持するための機構を別途設けることなく、巻芯の回転時等において、アクチュエータの変形状態を容易に維持することができる。そのため、装置のコンパクト化を効果的に図ることができる。
【００１９】
併せて、アクチュエータを縮み変形又は戻り変形させた状態（巻芯の周長を比較的小さくした状態）で巻芯から捲回素子を取外すことにより、捲回素子に対し取外に伴う傷や変形が生じてしまうことをより確実に防止できる。その結果、捲回素子の品質向上をより効果的に図ることができる。
【００２０】
また、手段１によれば、巻芯の周長変更に際して、電極シート等が捲回されることとなる、両芯片のうちの他方の外周面及び可動部材の外周面の形状に変化が生じてしまうことを防止できる。これにより、巻芯の周長変更に伴い、得られる捲回素子の形状にバラツキが生じてしまうことを抑制でき、捲回素子の品質向上を一層確実に図ることができる。
【００２１】
手段２．所定のタブを備えるとともに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、前記巻芯が回転することで前記電極シート及び前記セパレータを重ねつつ捲回する捲回装置であって、
前記巻芯に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたアクチュエータを具備してなる周長変更手段と、
前記電極シートの厚さを計測する厚さ計測手段と、
前記アクチュエータに対する給電及び放電を制御可能であるとともに、前記厚さ計測手段による計測結果に基づき前記アクチュエータを制御することで、捲回時における、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さを制御する制御手段と、
を備え、
前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部位は、
所定の固定周長部と、
前記固定周長部に対する突出量が変動可能に構成された変動周長部とを備え、
前記アクチュエータの伸縮変形に伴い、前記固定周長部に対する前記変動周長部の突出量が変動することで、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部位の前記回転方向に沿った長さが調節されるように構成されていることを特徴とする捲回装置。
【００２２】
上記手段２によれば、アクチュエータの伸縮変形に伴い、巻芯のうち電極シート及びセパレータが捲回される部位の一部である変動周長部が移動することで、巻芯の周長が変更される。従って、巻芯の周長を簡易な構成で変更することが可能となり、装置のコンパクト化をより確実に図ることができる。
【００２３】
手段３．所定のタブを備えるとともに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、前記巻芯が回転することで前記電極シート及び前記セパレータを重ねつつ捲回する捲回装置であって、
前記巻芯に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたアクチュエータを具備してなる周長変更手段と、
前記電極シートの厚さを計測する厚さ計測手段と、
前記アクチュエータに対する給電及び放電を制御可能であるとともに、前記厚さ計測手段による計測結果に基づき前記アクチュエータを制御することで、捲回時における、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さを制御する制御手段と、
を備え、
前記巻芯は、そ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る２つの芯片を備え、
前記両芯片間には、前記回転軸と直交する方向に延びるスリットが形成されており、
前記芯片のうちの一方は、前記巻芯の長手方向と直交する断面において、前記スリットの延びる方向に沿った長さが、前記スリットの延びる方向と直交する方向に沿った長さ以上となるように構成されており、かつ、前記スリットの延びる方向に沿って変形可能に構成された前記アクチュエータをその変形方向に沿って挟むようにして配置された第一可動部材及び第二可動部材を備え、
前記アクチュエータの変形に伴い前記第一可動部材及び前記第二可動部材間の間隔が変動することで、前記巻芯のうち前記電極シート及び前記セパレータが捲回される部分の前記回転方向に沿った長さが変更されるように構成されていることを特徴とする捲回装置。
【００２４】
２つの芯片を備えるとともに、両芯片間にスリットの形成された巻芯を採用する場合がある。この場合、アクチュエータは、捲回時にセパレータ等が配置される前記スリットを避けた位置に配置される。
【００２５】
また、巻芯の長手方向と直交する断面における両芯片の外周面をそれぞれ半円弧状とするなど、両芯片のうちの少なくとも一方を、前記断面において、スリットの延びる方向に沿った長さがスリットの延びる方向と直交する方向に沿った長さ以上となるように構成することがある。このような場合に、両芯片のうちの一方におけるスリットを避けた位置に、スリットの延びる方向と直交する方向に沿って変形するようにアクチュエータを設けるためには、アクチュエータのその変形方向に沿った長さを比較的小さなもの（例えば、前記断面における芯片の外周面を半円弧状とした場合には、半円の半径未満）とする必要がある。しかしながら、アクチュエータが短ければ、アクチュエータの変形量も小さなものとなる。そのため、巻芯の周長の変位量を十分に確保することができない可能性がある。特に巻芯が比較的小径である場合には、アクチュエータをより短いものとしなければならず、巻芯の周長の変位量が極端に小さくなってしまうおそれがある。
【００２６】
この点、上記手段３によれば、アクチュエータは、スリットの延びる方向に沿って変形可能とされている。従って、スリットを避けた位置にアクチュエータを配置したとしても、より長いアクチュエータを用いることができる。これにより、巻芯の周長の変位量を十分に確保することができる。その結果、より広範囲な電極シートの厚さバラツキに対応してタブ位置の補正を行うことができる。
【００２７】
尚、上記手段３は、巻芯が比較的小径である場合に、特に有効である。
【００２８】
手段４．前記アクチュエータは、圧電素子を備えたピエゾアクチュエータである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。
【００２９】
上記手段４によれば、アクチュエータとしてピエゾアクチュエータが用いられるため、巻芯の周長を非常に高い精度（例えば、ミクロン単位）で制御することができる。
【００３０】
さらに、ピエゾアクチュエータは、非常に高速に変位（充電）可能であるため、巻芯の周長を瞬時に変更することができ、生産性を高めることができる。
【００３１】
また、巻芯の周長変更に際してアクチュエータの摩耗が生じないため、巻芯の周長を繰り返し変更することに伴い、巻芯の周長の制御に係る精度が低下してしまうことを防止できる。その結果、精度低下に対応するためのメンテナンスなどがほとんど必要なくなり、生産性をより向上させることができる。
【００３２】
手段５．前記巻芯は、そ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る２つの芯片を備え、
前記両芯片のうちの一方は、前記両芯片のうちの他方との間で、前記両芯片間に形成されたスリットにおいて前記電極シート及び前記セパレータのうち少なくとも前記セパレータを挟持可能なチャック手段を有する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。
【００３３】
捲回される電極シート等からのテンションにより巻芯に撓みや傾き等が生じてしまう可能性がある。ここで、巻芯に撓みや傾き等が生じてしまうと、タブ位置の補正精度が低下してしまったり、電極シートやセパレータにおいて蛇行やしわが生じてしまったりして、結果的に、製造される捲回素子の品質向上を十分に図れないおそれがある。
【００３４】
この点、上記手段５によれば、チャック手段によりセパレータ等を挟持した状態になると、一方の芯片は、チャック手段を介して他方の芯片によって支持された状態となる。そのため、捲回時等における巻芯の撓みや傾きをより確実に防止することができ、タブ位置の補正精度の向上、及び、電極シートやセパレータにおける蛇行やしわの発生抑制をより効果的に図ることができる。その結果、捲回素子の品質をより一層高めることができる。
【００３５】
手段６．前記制御手段は、前記巻芯に対する前記電極シート及び前記セパレータの捲回完了後であって、当該巻芯に対する次の前記電極シート及び前記セパレータの捲回開始前に、前記アクチュエータを放電させるように構成されてい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。
【００３６】
上記手段６によれば、巻芯に対する次の電極シート等の捲回前に、アクチュエータが一旦放電され、アクチュエータの変形状態がリセットされるように構成されている。そのため、捲回後にアクチュエータの変形状態をリセットすることなく、巻芯の周長を次に捲回される電極シート等に対応した狙いの値に変更する場合と比較して、ヒステリシス特性の影響などを抑制することができ、巻芯の周長をより精度よく狙いの値に合わせることができる。その結果、タブ位置の補正精度を一層高めることができ、捲回素子の品質をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電池素子の概略構成を示す斜視模式図である。
【図２】正電極タブ等を示すための正電極シートの平面模式図である。
【図３】負電極タブ等を示すための負電極シートの平面模式図である。
【図４】捲回装置の概略構成図である。
【図５】捲回部の概略構成図である。
【図６】巻芯の斜視模式図である。
【図７】チャック機構を収縮させた状態における図６のＪ−Ｊ線断面図である。
【図８】チャック機構を膨張させた状態における図６のＪ−Ｊ線断面図である。
【図９】補正値・印加電圧決定工程のフローチャートである。
【図１０】捲回工程のフローチャートである。
【図１１】巻芯の周長を変更する際における捲回部の概略構成図である。
【図１２】スリットにセパレータを配置した際の捲回部の概略構成図である。
【図１３】セパレータが切断される際の捲回部の概略構成図である。
【図１４】巻芯から電池素子を取外す際の捲回部の概略構成図である。
【図１５】電極シートの厚さが比較的大きい場合において、巻芯の周長を変更しないときにおけるタブの位置を説明するための模式図である。
【図１６】電極シートの厚さが比較的小さい場合における、巻芯の周長を変更しないときにおけるタブの位置を説明するための模式図である。
【図１７】別の実施形態における巻芯の断面模式図である。
【図１８】別の実施形態における巻芯の断面模式図である。
【図１９】別の実施形態における巻芯の断面模式図である。
【図２０】別の実施形態における巻芯の断面模式図である。
【図２１】別の実施形態における巻芯の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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、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。
【００３９】
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により製造される。尚、２枚のセパレータ２，３に代えて、折返された１枚のセパレータを用いてもよい。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。
【００４０】
セパレータ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。
【００４１】
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。そして、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。
【００４２】
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。
【００４３】
また、図２に示すように、正電極シート４における活物質未塗布部４ｂ（図２及び図３では、活物質の塗布部に散点模様を付している）には、タブとしての正電極タブ４ａが溶接されるとともに、当該正電極タブ４ａを保護するための保護テープ７が貼付されている。さらに、図３に示すように、負電極シート５における活物質未塗布部５ｂには、タブとしての負電極タブ５ａが溶接されるとともに、当該負電極タブ５ａを保護するための保護テープ７が貼付されている。そして、正電極シート４の幅方向一端縁からは複数の前記正電極タブ４ａ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複数の前記負電極タブ５ａが延出している。
【００４４】
また、本実施形態における電池素子１は、軸直交断面における外周形状が円形状などの回転対称形状とされている。そして、正電極タブ４ａ及び負電極タブ５ａは、それぞれ電池素子１の周方向に沿って所定の範囲内に配置されるように構成されている。本実施形態では、理想状態において、電池素子１の一端部において正電極タブ４ａが１列で並ぶとともに、電池素子１の他端部において負電極タブ５ａが１列で並ぶように構成されている（図１参照）。
【００４５】
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図示しない電池容器（ケース）内に配設されるとともに、正電極タブ４ａ及び負電極タブ５ａがそれぞれまとめられる。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。
【００４６】
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４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２，３をそれぞれ捲回部１１へ供給するためのセパレータ供給機構５１，６１と、制御手段としての制御装置８１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、制御装置８１により動作制御される構成となっている。
【００４７】
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。
【００４８】
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、活物質の塗布厚み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においても、各部位で厚みの異なることがある。これらの点は、負電極シート５においても同様である。
【００４９】
正電極シート供給機構３１は、シート挿入機構７１と、シート切断カッタ７２と、テンション付与機構７３と、バッファ機構７５と、厚さ計測手段としての厚さ計測機構７７とを備えている。
【００５０】
シート挿入機構７１は、正電極シート４を捲回部１１へ供給するものであり、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。シート挿入機構７１は、正電極シート４を把持可能な一対のチャック７１ａ，７１ｂを備えている。チャック７１ａ，７１ｂ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。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７１ａ，７１ｂにより正電極シート４を把持した上で、シート挿入機構７１が捲回部１１に対し接近するようになっている。
【００５１】
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り、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７２ａ，７２ｂを備えている。シート切断カッタ７２は、その一対の刃部７２ａ，７２ｂ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構成されている。
【００５２】
尚、正電極シート４の切断は、前記チャック７１ａ，７１ｂにより正電極シート４が把持された状態で行われるようになっている。また、捲回部１１へと正電極シート４を供給すべく、シート挿入機構７１が捲回部１１側へ接近移動する際には、一対の刃部７２ａ，７２ｂがそれぞれ正電極シート４の搬送経路から離間することで、シート挿入機構７１の移動を阻害しないようになっている。
【００５３】
テンション付与機構７３は、一対のローラ７３ａ，７３ｂと、両ローラ７３ａ，７３ｂ間において揺動自在に設けられたダンサローラ７３ｃとを有している。ダンサローラ７３ｃは、トルク制御された所定のサーボモータ（図示せず）により動作し、制御装置８１により前記サーボモータが制御されることで、正電極シート４に付与される張力を変更可能に構成されている。また、ダンサローラ７３ｃは、正電極シート４に張力を付与することで、正電極シート４の弛みを防止する役割も果たす。
【００５４】
バッファ機構７５は、一対の従動ローラ７５ａ，７５ｂと、両ローラ７５ａ，７５ｂ間において上下方向に変位可能に設けられた昇降ローラ７５ｃとを有している。バッファ機構７５を設けることにより、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が貯留可能となっている。
【００５５】
厚さ計測機構７７は、一対のローラ７７ａ，７７ｂと、第一測長ローラ７７ｃと、第二測長ローラ７７ｄとを備えている。第一測長ローラ７７ｃの外周には、両ローラ７７ａ，７７ｂ間に位置する正電極シート４が折り返して曲げられた状態で架けられている。第二測長ローラ７７ｄは、第一測長ローラ７７ｃとの間で正電極シート４の折り返し部分を挟み込むようにして配置されている。
【００５６】
また、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の回転量は、図示しないエンコーダにより把握可能となっており、当該エンコーダから両測長ローラ７７ｃ，７７ｄの回転量に関する情報が制御装置８１へと入力されるようになっている。
【００５７】
尚、両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ及び正電極シート４の位置関係が上述のように設定されているため、正電極シート４が両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過しているときに、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の回転量とに差が生じることとなる。この回転量の差は、正電極シート４が厚いほど大きく、正電極シート４が薄いほど小さくなる。
【００５８】
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がロール状に捲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。
【００５９】
また、負電極シート原反４２から捲回部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。これらの各種構成は、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ため、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
一方、セパレータ供給機構５１，６１は、それぞれセパレータ２，３がロール状に捲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２，３が引き出されることとなる。
【００６１】
さらに、セパレータ２，３の搬送路の途中には、電極シート４，５の搬送路と同様に、テンション付与機構７３が設けられている。当該テンション付与機構７３の各種構成は、電極シート４，５の搬送路に設けられたものと同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
尚、各供給機構３１，４１，５１，６１のテンション付与機構７３は、各種シート２〜５に付与する張力を変更可能に構成されているが、本実施形態では、テンション付与機構７３によって、各種シート２〜５に対し常に一定の張力が付与されるようになっている。
【００６３】
また、各種シート２〜５の供給経路の途中には、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７８ａ，７８ｂ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。
【００６４】
次に、捲回部１１の構成について説明する。図５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、当該ターレット１２の回転方向に１８０°間隔で設けられた２つの巻芯１３，１４と、当該巻芯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、捲回完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、通電端子１９とを備えている。
【００６５】
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、当該エンコーダから回転量に関する情報が制御装置８１へと入力されるようになっている。
【００６６】
また、巻芯１３，１４は、ターレット１２の軸線方向（図５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。尚、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形成された受け用の穴に挿通され、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。
【００６７】
さらに、巻芯１３，１４は、ターレット１２が回転することにより、捲回ポジションＰ１と、取外しポジションＰ２との間を旋回移動可能に構成されている。
【００６８】
捲回ポジションＰ１は、巻芯１３，１４に対し各種シート２〜５を捲回するポジションであり、当該捲回ポジションＰ１に対し上記各供給機構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。
【００６９】
取外しポジションＰ２は、捲回後の各種シート２〜５、すなわち電池素子１の取外しを行うためのポジションである。取外しポジションＰ２の周辺部には、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）等が設けられている。
【００７０】
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。
【００７１】
セパレータカッタ１６は、捲回ポジション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１３，１４の移動を妨げない退避位置との間で移動可能である。
【００７２】
押えローラ１７は、取外しポジションＰ２の近傍に配置されており、ターレット１２に接近し各種シート２〜５を押さえる近接位置と、ターレット１２から離間し巻芯１３，１４の移動を妨げない退避位置との間で移動可能に構成されている。
【００７３】
テープ貼付機構１８は、取外しポジションＰ２の近傍に配置されており、捲回終了時に、ターレット１２に接近し、セパレータ２，３の終端部に所定の固定用テープを貼付する機能を備えている。尚、前記固定用テープには、その貼付対象となる電池素子１の通し番号が印刷等により予め付されている。
【００７４】
通電端子１９は、取外しポジションＰ２の近傍に配置されており、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、当該巻芯１３（１４）から離間し巻芯１３（１４）の移動を妨げない退避位置との間で移動可能である。
【００７５】
また、通電端子１９は、一対の端子１９ａ，１９ｂによって構成されており（図６参照）、両端子１９ａ，１９ｂは、通電端子１９の移動方向に沿って圧縮変形可能となっている。さらに、一方の端子１９ａは、出力される直流電圧を調節可能な電源に接続されており、他方の端子１９ｂはアースに接続されている。尚、前記電源からの出力電圧は、正電圧であり、制御装置８１によって制御されるようになっている。
【００７６】
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。
【００７７】
図６〜８に示すように、巻芯１３（１４）は、その外周面、すなわち、つまり、各種シート２〜５が捲回される部位が、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、一対の芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）と、各芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）と直列的に連結された支持部１３ｃ，１３ｄ（１４ｃ，１４ｄ）とを備えている。
【００７８】
芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）は、前記回転軸方向に沿って延びており、前記回転軸と直交する方向に並んだ状態で設けられている。また、各芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）間には、前記回転軸と直交する方向に延びるスリット１３ｅ（１４ｅ）が形成されている。また、芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）の外周面のうち前記スリット１３ｅ（１４ｅ）とは反対側に位置する部位、つまり、各種シート２〜５が捲回される部位は断面半円形状とされている。
【００７９】
支持部１３ｃ，１３ｄ（１４ｃ，１４ｄ）は、芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）を支持する部位である。支持部１３ｃ，１３ｄ（１４ｃ，１４ｄ）は、機械的強度に優れる金属により形成されており、芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）を強固に支持可能となっている。これにより、巻芯１３（１４）に対し各種シート２〜５を捲回している際などに、芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）の撓みや傾きをより確実に防止することができるようになっている。尚、本実施形態において、支持部１３ｃ，１３ｄ（１４ｃ，１４ｄ）は、断面半円形状をなしているが、芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）を強固に支持可能である限り、その形状は適宜変更可能である。
【００８０】
続いて、各芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）のより詳細な構成について説明する。まず、一方の芯片１３ａ（１４ａ）の構成について説明する。
【００８１】
一方の芯片１３ａ（１４ａ）は、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）と、可動部材１３ｇ（１４ｇ）と、周長変更手段としての周長変更機構１３ｈ（１４ｈ）とを備えている。ベース部材１３ｆ（１４ｆ）及び可動部材１３ｇ（１４ｇ）によって、一方の芯片１３ａ（１４ａ）における前記回転軸方向に延びる半円筒状部分が構成されている。
【００８２】
ベース部材１３ｆ（１４ｆ）は、前記半円の弦に当たる部位を構成しており、前記回転軸方向に延びる矩形棒状をなしている。また、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）は、その端部が支持部１３ｃ（１４ｃ）に連結されており、前記回転軸と直交する方向に沿って移動しないようになっている。さらに、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）のうち前記回転軸側に位置し前記スリット１３ｅ（１４ｅ）を形成する面は、平坦面状とされている。
【００８３】
可動部材１３ｇ（１４ｇ）は、前記半円の弧に当たる部位を構成しており、その外周面に対し各種シート２〜５が捲回されるようになっている。また、可動部材１３ｇ（１４ｇ）の内側に、前記ベース部材１３ｆ（１４ｆ）が収まった状態となっている。
【００８４】
周長変更機構１３ｈ（１４ｈ）は、巻芯１３（１４）の径方向に沿って、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）及び可動部材１３ｇ（１４ｇ）により挟まれた状態で両者に固定されている。また、周長変更機構１３ｈ（１４ｈ）は、アクチュエータとしてのピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）を備えている。
【００８５】
ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は、例えば、所定の圧電素子を複数備えてなる積層型圧電アクチュエータであり、図示しない２本の導電線を介して、給電（充電）及び放電可能となっている。ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は、給電に伴い、巻芯１３（１４）の径方向に沿って伸縮変形可能であり、給電電圧に対応して（例えば、給電電圧にほぼ比例して）伸縮変形量が変動するように構成されている。また、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されている。給電や放電に伴うピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）の伸縮変形により、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）に対し可動部材１３ｇ（１４ｇ）が接離移動可能となっている。
【００８６】
さらに、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能に構成されている。尚、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）に対し、伸縮変形量を増幅するための増幅機構（例えば、レバー・リンク機構）を設けることとしてもよい。
【００８７】
また、支持部１３ｃ（１４ｃ）の外表面には、巻芯１３（１４）の長手方向に沿って並んで配置された一対の接点１３ｋ（１４ｋ）が設けられている。各接点１３ｋ（１４ｋ）は、導電性材料により形成されており、通電端子１９の各端子１９ａ，１９ｂとの接触部を構成している。各接点１３ｋ（１４ｋ）は、それぞれ前記導電線と電気的に接続されており、その結果、前記導電線を介して前記ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）と電気的に接続された状態となっている。そして、接点１３ｋ（１４ｋ）に対し通電端子１９を接触させることで、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は給電（充電）又は放電し、その結果、伸縮変形したり、元の形状に戻ったりするようになっている。
【００８８】
本実施形態では、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）が充電されていない状態において、前記電源から一方の端子１９ａに対し所定の基準電圧Ｖ０が印加された通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）に接触させた場合に、可動部材１３ｇ（１４ｇ）及び他方の芯片１３ｂ（１４ｂ）間の距離Ｌが所定の通常値Ｌ０となるようにピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）等が構成されている。この通常値Ｌ０は、厚さにバラツキのない理想的な電極シート４，５を捲回して電池素子１を得たときに、得られた電池素子１において、前記タブ４ａ，５ａが電池素子１の周方向に沿って所定の範囲内に配置される（本実施形態では、それぞれ１列に並んで配置される）こととなる距離である。
【００８９】
また、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）が充電されていない状態において、前記電源から一方の端子１９ａに対し所定の基準電圧Ｖ０よりも大きな電圧が印加された通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）に接触させると、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は給電（充電）されて伸び変形し、距離Ｌは通常値Ｌ０よりも大きな値に設定される。
【００９０】
一方、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）が充電されていない状態において、前記電源から一方の端子１９ａに対し所定の基準電圧Ｖ０よりも小さな電圧が印加された通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）に接触させると、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は給電（充電）されて伸び変形するものの、距離Ｌは通常値Ｌ０よりも小さな値に設定される。
【００９１】
また、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）が充電されている状態（変形している状態）において、前記電源から一方の端子１９ａに対し電圧が印加されていない通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）に接触させると、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は放電し、元の形状に戻り変形する。その結果、距離Ｌは最小値に設定される。
【００９２】
このように、本実施形態では、一方の端子１９ａに対する前記電源からの印加電圧を調節することで、前記距離Ｌが変動し、ひいては巻芯１３（１４）のうち各種シート２〜５が捲回される部分の回転方向に沿った長さ〔以下、巻芯１３（１４）の周長と称す〕が変更されるようになっている。
【００９３】
尚、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）に対する給電を遮断する〔例えば、接点１３ｋ（１４ｋ）から通電端子１９を離間させる〕と、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は、そのときの変形状態を無給電で維持する。すなわち、前記距離Ｌは変動後の大きさにて維持され、ひいては巻芯１３（１４）の周長も変更後の大きさにて維持される。
【００９４】
続いて、他方の芯片１３ｂ（１４ｂ）の構成について説明する。他方の芯片１３ｂ（１４ｂ）は、固定部材１３ｍ（１４ｍ）と、チャック手段としてのチャック機構１３ｐ（１４ｐ）とを備えている。
【００９５】
固定部材１３ｍ（１４ｍ）は、前記回転軸方向に延びるとともに、断面半円形状をなしており、その円弧状の外周面に対し各種シート２〜５が捲回されるようになっている。固定部材１３ｍ（１４ｍ）は、その端部が支持部１３ｄ（１４ｄ）に連結されており、前記回転軸と直交する方向に沿って移動しないようになっている。その結果、固定部材１３ｍ（１４ｍ）及び前記ベース部材１３ｆ（１４ｆ）の相対位置は、常に不変となっている。さらに、固定部材１３ｍ（１４ｍ）は、前記回転軸方向に延びるとともに、前記スリット１３ｅ（１４ｅ）側に開口する凹部１３ｎ（１４ｎ）を備えている。
【００９６】
チャック機構１３ｐ（１４ｐ）は、先後端が閉塞された六角筒状をなしており、前記凹部１３ｎ（１４ｎ）に配置された状態で固定部材１３ｍ（１４ｍ）に固定されている。チャック機構１３ｐ（１４ｐ）は、図示しないエア供給排出機構と接続されており、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）の内部空間に対するエアの供給、及び、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）の内部空間からのエアの排出が可能となっている。
【００９７】
そして、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）は、その内部空間にエアが供給されることによって膨張し、その一部が固定部材１３ｍ（１４ｍ）における前記スリット１３ｅ（１４ｅ）側の面から突出するようになっている（図８参照）。一方、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）は、その内部空間のエアが排出されることによって収縮し、その全体が凹部１３ｎ（１４ｎ）内に没入するようになっている（図７参照）。かかる構成によって、スリット１３ｅ（１４ｅ）に挿通されたセパレータ２，３は、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）及び前記ベース部材１３ｆ（１４ｆ）によって挟持可能となっている。
【００９８】
続いて、制御装置８１の構成について説明する。制御装置８１は、演算手段としてのＣＰＵや、各種プログラムを記憶するＲＯＭ、演算データや入出力データなどの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、演算データ等を長期記憶するハードディスクなどを備えており、上述の通り、捲回部１１や各供給機構３１，４１，５１，６１の動作を制御する。
【００９９】
制御装置８１によって、捲回部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、通電端子１９の動作、及び、一方の端子１９ａに対する印加電圧Ｖａなどが制御される。例えば、制御装置８１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。
【０１００】
ところで、捲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、タブ４ａ，５ａの位置にずれが生じてしまうおそれがある。そこで、制御装置８１は、タブ４ａ，５ａの位置ずれを抑制すべく、電極シート４，５の厚さに基づき一方の端子１９ａに対する印加電圧Ｖａを調節し、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）の伸縮変形量を制御することで、巻芯１３，１４の周長を変更する。
【０１０１】
詳述すると、制御装置８１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、次回捲回時に巻き取られるものである。尚、制御装置８１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、当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。
【０１０２】
さらに、制御装置８１は、予め記憶された補正値算出式に基づき、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）に応じた補正値ａを算出する。算出した補正値ａは、電池素子１を特定するための通し番号とともに前記ハードディスクに記憶される。尚、通常、電極シート４，５の厚さが規定値よりも小さい場合、補正値ａとしては正数が算出され、電極シート４，５の厚さが規定値よりも大きい場合、補正値ａとしては負数が算出される。
【０１０３】
さらに、制御装置８１は、算出された補正値ａに基づき、一方の端子１９ａに対する印加電圧Ｖａを決定する。本実施形態において、制御装置８１は、予め記憶された補正値ａと印加電圧Ｖａとの対応関係を示すテーブルに基づき、印加電圧Ｖａを決定する。決定した印加電圧Ｖａは、電池素子１を特定するための通し番号とともに前記ハードディスクに記憶される。尚、印加電圧Ｖａは、補正値ａが正数である場合、前記基準電圧Ｖ０よりも大きな電圧に決定され、補正値ａが負数である場合、前記基準電圧Ｖ０よりも小さな電圧に決定される。
【０１０４】
そして、制御装置８１は、各種シート２〜５の捲回前に、一方の端子１９ａに印加電圧Ｖａを印加した通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）に接触させることで、前記距離Ｌを通常値Ｌ０よりも補正値ａの分だけ増減させる。これにより、巻芯１３（１４）の周長は、捲回される電極シート４，５の厚さに対応するものに設定される。
【０１０５】
尚、本実施形態において、制御装置８１は、巻芯１３（１４）の周長を調節する前に、一方の端子１９ａに電圧を印加していない通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）に接触させる。すなわち、本実施形態では、巻芯１３（１４）の周長を調節する前に、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）を予め放電させ、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）の変形状態を一度リセットさせるように構成されている。
【０１０６】
次に、上述の捲回装置１０を用いた電池素子１の製造工程について説明する。電池素子１の製造工程は、一素子分の電極シート４，５の厚さに基づき、これら一素子分の電極シート４，５が捲回される際に用いられる補正値ａ及び印加電圧Ｖａを決定する工程（補正値・印加電圧決定工程）、及び、前記一素子分の電極シート４，５が捲回される工程（捲回工程）を含む。尚、これら両工程は、同時期に実施されるが、本実施形態では、説明の便宜上、これら両工程を分けて説明する。
【０１０７】
まず、補正値・印加電圧決定工程について、図９のフローチャートに従って説明する。尚、両電極シート４，５はシート挿入機構７１によって把持されるとともに、セパレータ２，３は電極シート４，５の供給対象である一方の巻芯１３（１４）に対し所定量巻き取られた状態となっている。
【０１０８】
補正値・印加電圧決定工程では、まず、ステップＳ１１において、負電極シート供給機構４１のシート挿入機構７１により一方の巻芯１３（１４）側に対し負電極シート５が供給される。具体的には、負電極シート５を把持するシート挿入機構７１が捲回部１１側に接近し、セパレータ２，３間に負電極シート５が挿入されることで、負電極シート５が供給される。尚、挿入後、シート挿入機構７１による負電極シート５の把持が解除されるとともに、シート挿入機構７１が元の位置に戻る。
【０１０９】
負電極シート５の供給に伴い、負電極シート５が両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を動き始めることとなり、ステップＳ１２において、厚さ計測機構７７による負電極シート５の厚さ計測が開始される。
【０１１０】
次いで、ステップＳ１３において、負電極シート５の供給後、一方の巻芯１３（１４）が所定数回転（例えば、１回転）した段階で、正電極シート供給機構３１のシート挿入機構７１により一方の巻芯１３（１４）側に対し、正電極シート４が供給される。具体的には、正電極シート４を把持するシート挿入機構７１が捲回部１１側に接近し、セパレータ２，３間に正電極シート４が挿入されることで、正電極シート４が供給される。尚、挿入後、シート挿入機構７１による正電極シート４の把持が解除されるとともに、シート挿入機構７１が元の位置に戻る。
【０１１１】
正電極シート４の供給に伴い、正電極シート４が両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を動き始めることとなり、ステップＳ１４にて、厚さ計測機構７７による正電極シート４の厚さ計測が開始される。
【０１１２】
そして、両電極シート４，５が供給されると、一方の巻芯１３（１４）が回転することで、両電極シート４，５が順次繰出されていく。これにより、電極シート４，５がそれぞれ両測長ローラ７７ｃ，７７ｄ間を通過していき、電極シート４，５の厚さが連続的に計測されていく。
【０１１３】
続くステップＳ１５では、供給開始からの正電極シート４の繰出量が所定量に到達したか否かの判定が、当該条件を満たすまで繰り返し行われる。
【０１１４】
ステップＳ１５で肯定判定された場合、つまり、一素子分の正電極シート４のその長手方向に沿った全域の厚さが計測された場合、ステップＳ１６に移行し、計測された正電極シート４の厚さの平均値が算出される。尚、ステップＳ１５にて肯定判定された時点で、一方の巻芯１３（１４）に対する正電極シート４の供給は停止されることとなる。
【０１１５】
さらに続くステップＳ１７では、供給開始からの負電極シート５の繰出量が所定値に到達したか否かの判定が、当該条件を満たすまで繰り返し行われる。
【０１１６】
ステップＳ１７で肯定判定された場合、つまり、一素子分の負電極シート５（捲回予定電極シートに相当する）のその長手方向に沿った全域の厚さが計測された場合、ステップＳ１８に移行し、計測された負電極シート５の厚さの平均値が算出される。尚、ステップＳ１７において肯定判定された時点で、一方の巻芯１３（１４）に対する負電極シート５の供給は停止される。
【０１１７】
次いで、ステップＳ１９において、上述した補正値算出式に基づき、得られた各電極シート４，５の厚さの平均値に応じた補正値ａを算出する。また、得られた補正値ａを電池素子１の通し番号とともにハードディスクに保存する。
【０１１８】
続くステップＳ２０では、上述した補正値ａと印加電圧Ｖａとの対応関係を示すテーブルを用いて、算出した補正値ａに基づき印加電圧Ｖａを決定する。その後、決定された印加電圧Ｖａを電池素子１の通し番号とともにハードディスクに保存し、補正値・印加電圧決定工程を終了する。
【０１１９】
次いで、捲回工程について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【０１２０】
捲回工程では、まず、ステップＳ３１において、通電端子１９が、取外しポジションＰ２に位置する、電池素子１が取外された後の一方の巻芯１３（１４）の接点１３ｋ（１４ｋ）に対し接近移動する（図１１参照）。この通電端子１９の一方の端子１９ａには、前記一方の巻芯１３（１４）に対し今から捲回されることとなる電極シート４，５の厚さに対応して決定された印加電圧Ｖａが印加された状態となっている。
【０１２１】
そして、通電端子１９が接点１３ｋ（１４ｋ）に接触することで、一方の巻芯１３（１４）における前記距離Ｌは、通常値Ｌ０よりも補正値ａの分だけ増減させられる。その結果、一方の巻芯１３（１４）の周長は、当該巻芯１３（１４）に対し今から捲回されることとなる電極シート４，５の厚さに対応した大きさに設定される。尚、接点１３ｋ（１４ｋ）に対し通電端子１９が接触する前に、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は予め放電された状態となっている。
【０１２２】
その後、通電端子１９を接点１３ｋ（１４ｋ）から離間させて、前記退避位置へと移動させる。尚、一方の巻芯１３（１４）における前記距離Ｌは、増減後の大きさで維持させられる。
【０１２３】
次いで、ステップＳ３２において、ターレット１２における一方のテーブルに対し一方の巻芯１３（１４）が没するとともに、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）が収縮し凹部１３ｎ（１４ｎ）に入り込んだ状態で、ターレット１２を回転させる。これにより、取外しポジションＰ２にあった一方の巻芯１３（１４）が捲回ポジションＰ１側へと移動していく。
【０１２４】
そして、一方の巻芯１３（１４）が捲回ポジションＰ１へと配置されると、当該一方の巻芯１３（１４）のスリット１３ｅ（１４ｅ）と、ガイドローラ７８ａ，７８ｂ及び支持ローラ１５ａ（１５ｂ）に架け渡されたセパレータ２，３の延びる方向とが正面視重なった状態で、一方の巻芯１３（１４）が、ターレット１２における一方のテーブルから突出する。これにより、一方の巻芯１３（１４）のスリット１３ｅ（１４ｅ）に対しセパレータ２，３が配置された状態となる（図１２参照）。尚、巻芯１３（１４）の周長を変更しても、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）及び固定部材１３ｍ（１４ｍ）の相対位置は不変であり、スリット１３ｅ（１４ｅ）の幅は変化しないため、スリット１３ｅ（１４ｅ）に対しセパレータ２，３をより確実に配置することが可能である。
【０１２５】
次いで、ステップＳ３３において、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）を膨張させ、ベース部材１３ｆ（１４ｆ）とチャック機構１３ｐ（１４ｐ）とでセパレータ２，３を挟み込んだ状態とする。その上で、一方の巻芯１３（１４）を所定数だけ回転させる。これにより、一方の巻芯１３（１４）に対しセパレータ２，３が所定量だけ巻き取られた状態となる。
【０１２６】
その上で、続くステップＳ３４において、一方の巻芯１３（１４）に対し電極シート４，５が供給される。具体的には、上記の通り、負電極シート供給機構４１のシート挿入機構７１により一方の巻芯１３（１４）側に対し負電極シート５が供給され、その後、一方の巻芯１３（１４）が所定数回転（例えば、１回転）した段階で、正電極シート供給機構３１のシート挿入機構７１により一方の巻芯１３（１４）側に対し正電極シート４が供給される。
【０１２７】
両電極シート４，５の供給後、一方の巻芯１３（１４）の回転に伴い、一方の巻芯１３（１４）に対し各種シート２〜５が捲回されていく。
【０１２８】
続くステップＳ３５では、供給開始からの正電極シート４の繰出量が所定量に到達したか否かの判定が、当該条件を満たすまで繰り返し行われる。ステップＳ３５で肯定判定された場合、つまり、現在捲回されている一素子分の正電極シート４の終端部がシート切断カッタ７２に到達した場合、一方の巻芯１３（１４）の回転動作が一時停止され、正電極シート４の供給が停止される。
【０１２９】
さらに、続くステップＳ３６において、シート挿入機構７１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７２により正電極シート４が切断される。その後、一方の巻芯１３（１４）の捲回動作が再開される。
【０１３０】
次いで、ステップＳ３７において、供給開始からの負電極シート５の繰出量が所定値に到達したか否かの判定が、当該条件を満たすまで繰り返し行われる。ステップＳ３７で肯定判定された場合、すなわち、現在捲回されている一素子分の負電極シート５の終端部がシート切断カッタ７２に到達した場合には、一方の巻芯１３（１４）の回転動作が一時停止され、負電極シート５の供給が停止される。
【０１３１】
そして、続くステップＳ３８において、シート挿入機構７１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７２により負電極シート５が切断される。
【０１３２】
次いで、ステップＳ３９において、一方の巻芯１３（１４）の回転を再開させることにより、電極シート４，５の終端部分（巻き残し部分）が巻き取られる。
【０１３３】
続くステップＳ４０では、セパレータ２，３が切断されることなく、ターレット１２が回転させられる。これにより、捲回ポジションＰ１にあった一方の巻芯１３（１４）がセパレータ供給機構５１，６１からセパレータ２，３を引き出しつつ、取外しポジションＰ２側へと移動していく。一方、取外しポジションＰ２にあった他方の巻芯１４（１３）が、ターレット１２の一方のテーブルに没した状態で、捲回ポジションＰ１側へと移動していく。尚、他方の巻芯１４（１３）の周長は、次回捲回される電極シート４，５の厚さに対応したものに調節されている。
【０１３４】
続いて、ステップＳ４１において、ターレット１２の回転に併せて、各種シート２〜５の捲回されている一方の巻芯１３（１４）が自身の中心軸を回転軸として回転させられる。
【０１３５】
そして、次のステップＳ４２において、巻終わり処理を実行する。巻終わり処理では、まず、一方の巻芯１３（１４）の回転数が所定数に到達した時点で、一方の巻芯１３（１４）の回転が停止される。尚、一方の巻芯１３（１４）の回転が停止する前、停止と同時、又は、停止した後に、ターレット１２の回転が停止されることとなる。
【０１３６】
一方の巻芯１３（１４）及びターレット１２の回転が停止されると、捲回ポジションＰ１にあった一方の巻芯１３（１４）が取外しポジションＰ２に位置し、取外しポジションＰ２にあった他方の巻芯１４（１３）が捲回ポジションＰ１に位置した状態となる（図１３参照）。さらに、このときには、一方の巻芯１３（１４）とガイドローラ７８ａ，７８ｂ間において、セパレータ２，３が一方の支持ローラ１５ａ（１５ｂ）に架けられた状態となっている。
【０１３７】
この状態で、押えローラ１７を一方の巻芯１３（１４）に接近させ、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がセパレータ２，３に接近することにより、セパレータ２，３が切断される。
【０１３８】
尚、セパレータ２，３の切断に先立って、他方の巻芯１４（１３）がターレット１２の一方のテーブルから突出することで、他方の巻芯１４（１３）のスリット１４ｅ（１３ｅ）にセパレータ２，３が挿通される。さらに、チャック機構１４ｐ（１３ｐ）等によりセパレータ２，３を挟持した上で、他方の巻芯１４（１３）が所定量だけ回転することにより、他方の巻芯１４（１３）の外周にセパレータ２，３が所定量だけ巻き付けられる。
【０１３９】
セパレータ２，３の切断後、押えローラ１７により各種シート２〜５を押えた状態のまま、一方の巻芯１３（１４）を回転させる。これにより、セパレータ２，３及び電極シート４，５の終端部分がばらけることなく完全に巻取られる。その後、テープ貼付機構１８により、セパレータ２，３の終端部が前記固定用テープにより巻止めされ、巻終わり処理が終了される。
【０１４０】
次いで、ステップＳ４３において、一方の端子１９ａに電圧の印加されていない通電端子１９が一方の巻芯１３（１４）に対し接近移動し、接点１３ｋ（１４ｋ）と接触する（図１４参照）。これにより、ピエゾアクチュエータ１３ｊ（１４ｊ）は、放電して縮み変形し、元の形状へと戻る。その結果、一方の巻芯１３（１４）の周長は最小値となり、巻芯１３（１４）の周長変更が解除される。尚、巻芯１３（１４）の周長変更が解除されることで、一方の巻芯１３（１４）からその外周に位置する電池素子１（各種シート２〜５）へと加わっている応力が減少することとなる。
【０１４１】
そして最後に、ステップＳ４４において、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）が収縮し、セパレータ２，３の把持が解除された上で、前記取外装置によって、一方の巻芯１３（１４）から電池素子１が取外されることにより、捲回工程が終了される。
【０１４２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、例えば、計測された電極シート４，５の厚さが比較的大きい場合、つまり、図１５に示すように、捲回が進むにつれて、電極シート４，５のタブ４ａ，５ａが通常配置されるべき位置（図１５の点線上の位置）よりも徐々に巻芯１３（１４）の回転方向前方側（以下、単に「前方側」と称す）にずれていくこととなる場合、補正値ａが負数とされ、巻芯１３（１４）の周長が比較的小さなものとされる。これにより、捲回当初において、電極シート４，５における各部位は通常配置されるべき位置よりも巻芯１３（１４）の回転方向後方側（以下、単に「後方側」と称す）に配置されることとなる。そして、このように後方側へと配置位置がずれている分だけ、捲回が進むことに伴いタブ４ａ，５ａが徐々に前方側へとずれていっても、そのずれが吸収されることとなる。その結果、タブ４ａ，５ａが通常配置されるべき位置よりも前方側に大きくずれて配置されてしまうといった事態をより生じにくくすることができる。
【０１４３】
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、つまり、図１６に示すように、捲回が進むにつれて、電極シート４，５のタブ４ａ，５ａが通常配置されるべき位置（図１６の点線上の位置）よりも徐々に後方側に配置されていくこととなる場合、補正値ａが正数とされ、巻芯１３（１４）の周長が比較的大きなものとされる。これにより、捲回当初において、電極シート４，５における前記各部位は通常配置されるべき位置よりも前方側に配置されることとなる。そして、このように前方側へと配置位置がずれている分だけ、捲回が進むことに伴いタブ４ａ，５ａが徐々に後方側へとずれていっても、そのずれが吸収されることとなる。その結果、タブ４ａ，５ａが通常配置されるべき位置よりも後方側に大きくずれて配置されてしまうといった事態をより生じにくくすることができる。
【０１４４】
その結果、タブ４ａ，５ａを電池素子１の周方向に沿った所定の範囲内へとより確実に配置することができる。
【０１４５】
また、巻芯１３，１４の周長は、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊにおける給電による伸縮変形によって変更される。そのため、巻芯１３，１４の周長変更にあたって、部品の摺動が生じないようにすることができる。その結果、金属粉などの異物が発生してしまうことをより確実に防止でき、電池素子１の品質を高めることができる。
【０１４６】
さらに、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊは、巻芯１３，１４（本実施形態では、巻芯１３，１４の内部）に設けられるとともに、給電遮断時の変形状態を無給電で維持することができるように構成されている。従って、変形状態を維持するための機構を別途設けることなく、巻芯１３，１４の回転時等において、アクチュエータの変形状態を容易に維持することができる。そのため、捲回装置１０のコンパクト化を効果的に図ることができる。
【０１４７】
併せて、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊを戻り変形させた状態で巻芯１３，１４から電池素子１を取外すため、電池素子１に対し取外に伴う傷や変形が生じてしまうことをより確実に防止できる。その結果、電池素子１の品質向上をより効果的に図ることができる。
【０１４８】
また、本実施形態では、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊを用いることで、巻芯１３，１４の周長を非常に高い精度（例えば、ミクロン単位）で制御することができる。
【０１４９】
さらに、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊは、非常に高速に変位（充電）可能であるため、巻芯１３，１４の周長を瞬時に変更することができ、生産性を高めることができる。
【０１５０】
加えて、巻芯１３，１４の周長変更に際してピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊの摩耗が生じないため、巻芯１３，１４の周長を繰り返し変更することに伴い、巻芯１３，１４の周長の制御に係る精度が低下してしまうことを防止できる。その結果、精度低下に対応するためのメンテナンスなどがほとんど必要なくなり、生産性をより向上させることができる。
【０１５１】
また、本実施形態では、チャック機構１３ｐ，１４ｐ等によりセパレータ２，３を挟持した状態になると、一方の芯片１３ａ（１４ａ）は、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）を介して他方の芯片１３ｂ（１４ｂ）によって支持された状態となる。そのため、捲回時等における巻芯１３，１４の撓みや傾きをより確実に防止することができ、タブ４ａ，５ａの位置の補正精度の向上、及び、各種シート２〜５における蛇行やしわの発生抑制をより効果的に図ることができる。その結果、電池素子１の品質をより一層高めることができる。
【０１５２】
さらに、本実施形態において、巻芯１３，１４の周長変更に伴い、各種シート２〜５が捲回されることとなる、芯片１３ｂ，１４ｂの外周面や可動部材１３ｇ，１４ｇの外周面の形状に変化が生じてしまうことがない。これにより、巻芯１３，１４の周長変更に伴い、得られる電池素子１の形状にバラツキが生じてしまうことを抑制でき、電池素子１の品質向上を一層確実に図ることができる。
【０１５３】
加えて、巻芯１３，１４に対する次の各種シート２〜５の捲回前に、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊが一旦放電され、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊの変形状態がリセットされるように構成されている。そのため、ヒステリシス特性の影響などを抑制することができ、巻芯１３，１４の周長をより精度よく狙いの値に合わせることができる。その結果、タブ４ａ，５ａの位置の補正精度を一層高めることができ、電池素子１の品質をより一層高めることができる。
【０１５４】
また、捲回前の一素子分の電極シート４，５の全域における厚さが予め計測されるとともに、これら電極シート４，５の捲回時には、予め計測されたその厚さに基づき、巻芯１３，１４の周長が制御される。従って、巻芯１３，１４の周長を捲回される電極シート４，５の厚さに合わせた最適なものとすることができる。その結果、タブ４ａ，５ａを所定の範囲内へと一層確実に配置することができる。
【０１５５】
さらに、制御装置８１におけるハードディスクの内容と、固定用テープに付された通し番号を照合することで、各電池素子１を得る際に用いられた補正値ａや印加電圧Ｖａを容易に把握することができる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
（ａ）上記実施形態における巻芯１３，１４の構成は一例であって、巻芯１３，１４の構成は適宜変更可能である。
【０１５８】
従って、例えば、図１７に示すように、巻芯９１のうち各種シート２〜５が捲回される部位〔例えば、一方の芯片９１ａの外周〕に、ピエゾアクチュエータ９１ｄが伸縮変形しても形状が変形しない固定周長部９１ｂと、ピエゾアクチュエータ９１ｄの伸縮変形に伴い、固定周長部９１ｂに対する突出量Ｐが変動可能に構成された変動周長部９１ｃとを設け、ピエゾアクチュエータ９１ｄの伸縮変形に伴い、巻芯９１の周長が調節されるように構成してもよい。
【０１５９】
この場合には、巻芯９１の周長を簡易な構成で変更することが可能となり、捲回装置１０のコンパクト化をより確実に図ることができる。
【０１６０】
また、ピエゾアクチュエータ９１ｄを縮み変形させたときに、変動周長部９１ｃをセパレータ２，３等からより確実に離間させることができる。その結果、電池素子１の取外時に、電池素子１に傷や変形が生じてしまうことを一層確実に防止でき、電池素子１の品質向上をより効果的に図ることができる。
【０１６１】
さらに、巻芯のうち各種シート２〜５が捲回される部位（外周面）の形状は、断面円形状に限られるものではなく、図１８に示すように、巻芯９２の外周面が断面楕円形状をなすように構成してもよい。尚、図１８に示す例において、一方の芯片９２ａは、ベース部材９２ｂと、可動部材９２ｃと、両部材９２ｂ，９２ｃに挟み込まれたピエゾアクチュエータ９２ｄとを備えており、ピエゾアクチュエータ９２ｄの変形に伴い、巻芯９２の周長が調節される。
【０１６２】
また、図１９に示すように、巻芯９３の外周面が断面長円形状をなすように構成してもよい。尚、図１９に示す例において、一方の芯片９３ａは、ベース部材９３ｂと、可動部材９３ｃと、両部材９３ｂ，９３ｃに挟み込まれたピエゾアクチュエータ９３ｄとを備えており、ピエゾアクチュエータ９３ｄの変形に伴い、巻芯９２の周長が調節される。本例では、巻芯９３の外周面における平坦部分に沿ってピエゾアクチュエータ９３ｄが変形するように構成されているため、ピエゾアクチュエータ９３ｄとして比較的長いものを用いることが可能となっている。そのため、巻芯９３の周長をより広い範囲で調節可能である。
【０１６３】
加えて、図２０に示すように、巻芯９４の外周面が断面菱形状や断面平行四辺形状をなすように構成してもよい。勿論、巻芯の外周面が断面多角形状をなすように構成してもよい。
【０１６４】
さらに、巻芯の外周面が断面円形状や断面楕円形状などをなす場合、すなわち、図２１に示すように、一方の芯片９５ａを、巻芯９５の長手方向と直交する断面において、スリット９５ｇの延びる方向に沿った長さが、スリット９５ｇの延びる方向と直交する方向に沿った長さ以上となるように構成した場合には、ピエゾアクチュエータ９５ｄがスリット９５ｇの延びる方向に沿って伸縮変形するように構成してもよい。具体的には、一方の芯片９５ａに対し、ベース部材９５ｃと、ピエゾアクチュエータ９５ｄと、第一可動部材９５ｅ及び第二可動部材９５ｆとを設ける。ベース部材９５ｃは、他方の芯片９５ｂとの間でスリット９５ｇを形成する部位である。ピエゾアクチュエータ９５ｄは、ベース部材９５ｃに取付けられており、上記の通り、スリット９５ｇの延びる方向に沿って伸縮変形可能に構成されている。第一可動部材９５ｅ及び第二可動部材９５ｆは、ピエゾアクチュエータ９５ｄをその変形方向に沿って挟むように配置されており、ピエゾアクチュエータ９５ｄの伸縮変形に伴い、両可動部材９５ｅ，９５ｆ間の間隔Ｋが変動する。そして、ピエゾアクチュエータ９５ｄの変形に伴い前記間隔Ｋが変動することで、巻芯９５の周長が調節されることとなる。
【０１６５】
このように構成した場合には、スリット９５ｇを避けた位置にピエゾアクチュエータ９５ｄを配置したとしても、より長く、より変位量が大きなピエゾアクチュエータ９５ｄを用いることができる。これにより、巻芯９５の周長の変位量を十分に確保することができる。その結果、より広範囲な電極シート４，５の厚さバラツキに対応してタブ４ａ，５ａの位置補正を行うことができる。
【０１６６】
尚、このような構成は、巻芯の径が小さい場合など、ピエゾアクチュエータの変位量を十分に確保することが難しい場合に、特に有効である。
【０１６７】
（ｂ）上記実施形態では、アクチュエータとしてピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊを挙げているが、アクチュエータとして、所定の機能性ゴム及びコンデンサを備えたものを用いてもよい。尚、機能性ゴムとしては、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたもの〔例えば、住友理工株式会社製の「スマートラバー」（登録商標）〕等を挙げることができる。また、コンデンサは、前記機能性ゴムに対する電圧の印加経路に配置されるものであり、前記機能性ゴムにおいて給電遮断時の変形状態を無給電で維持する（給電遮断時に前記機能性ゴムが弾性により元の形状に戻ることを防止する）ために用いられる。
【０１６８】
（ｃ）上記実施形態において、チャック機構１３ｐ，１４ｐはエアにより膨張・収縮することで動作するように構成されているが、チャック機構の構成は適宜変更可能である。また、チャック機構を設けないように構成してもよい（例えば、図１９参照）。
【０１６９】
（ｄ）上記実施形態では、巻芯１３，１４の周長を調節することで、タブ４ａ，５ａの位置ずれ抑制が図られているが、巻芯１３，１４の周長とともに、捲回時に各種シート２〜５に付与される張力を調節することで、タブ４ａ，５ａの位置ずれをより確実に抑制するように構成してもよい。
【０１７０】
（ｅ）上記実施形態において、一方の端子１９ａに電圧を印加する電源は、正電圧を出力するように構成されているが、負電圧を出力するものであってもよい。尚、この場合には、給電に伴いアクチュエータが縮み変形することで、巻芯１３，１４の周長が変更される。
【０１７１】
（ｆ）上記実施形態におけるタブ４ａ，５ａは、理想状態において、それぞれ１列に並ぶように構成されているが、理想状態におけるタブ４ａ，５ａの配設位置は、適宜変更可能である。例えば、理想状態において、タブ４ａ，５ａが２列に並ぶように構成してもよい。
【０１７２】
（ｇ）上記実施形態では、捲回前の電極シート４，５の厚さに基づき、補正値ａや印加電圧Ｖａが決定されているが、捲回後の電極シート４，５の厚さ（得られた電池素子１における電極シート４，５の厚さ）に基づき、次回以降の捲回時にて使用される補正値ａや印加電圧Ｖａを決定するように構成してもよい。すなわち、得られた電池素子１における電極シート４，５の厚さに基づき、次回以降の捲回時に使用される補正値ａや印加電圧Ｖａがフィードバック制御されるように構成してもよい。尚、捲回後の電極シート４，５の厚さは、電池素子１の端面の撮像画像などを解析すること等により得ることができる。
【０１７３】
また、例えば、シート原反３２，４２を構成する電極シート４，５の厚さを予め計測しておき、その予め計測した厚さに基づいて補正値ａや印加電圧Ｖａを決定してもよい。
【０１７４】
（ｈ）上記実施形態において、巻芯１３，１４は、取外しポジションＰ２に配置されているときに周長が調節されるように構成されているが、巻芯の周長の変更タイミングは、各種シート２〜５の捲回前であればよい。従って、例えば、巻芯１３（１４）が捲回ポジションＰ１へと配置された段階で、巻芯１３（１４）の周長を調節するように構成してもよい。尚、この場合には、捲回ポジションＰ１に対応して通電端子１９を設けることが好ましい。
【０１７５】
（ｉ）補正値ａや印加電圧Ｖａは、電極シート４，５の厚さに基づき決定されるものであればよく、これらの算出手法は特に限定されるものではない。従って、例えば、一定時間又は一定の搬送量ごとに計測された電極シート４，５の厚さに基づき、補正値ａや印加電圧Ｖａを決定してもよい。また、補正値ａや印加電圧Ｖａを、各電極シート４，５の個々の厚さに基づいて決定してもよいし、各電極シート４，５の厚さの合計値に基づいて決定してもよい。
【０１７６】
（ｊ）上記実施形態において、タブ４ａ，５ａは、電極シート４，５に対し溶接により接合されたもの（いわゆる溶接タブ）であるが、タブの構成はこれに限定されるものではない。従って、タブとしては、例えば、電極シートの幅方向端部に切込みを間欠的に設けることにより電極シート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）であってもよい。
【０１７７】
（ｋ）上記実施形態において、周長変更機構１３ｈ，１４ｈは、一方の芯片１３ａ（１４ａ）のみに設けられているが、周長変更機構を各芯片１３ａ，１３ｂ（１４ａ，１４ｂ）に対しそれぞれ設けることとしてもよい。
【０１７８】
（ｌ）上記実施形態では、セパレータ２，３をある程度捲回した後に、シート挿入機構７１によって、巻芯１３（１４）に対し両電極シート４，５が供給されるように構成されている。これに対し、チャック機構１３ｐ（１４ｐ）によってセパレータ２，３とともに両電極シート４，５を把持した上で捲回を開始することにより、巻芯１３（１４）に対する電極シート４，５の供給工程が不要となるように構成してもよい。
【０１７９】
（ｍ）上記実施形態において、捲回部１１は、２つの巻芯１３，１４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、１つ又は３つ以上の巻芯を備えた構成であってもよい。
【０１８０】
（ｎ）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、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。
【０１８１】
（ｏ）セパレータ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２，３を形成することとしてもよい。また、例えば、電極シート４，５に塗布される活物質を適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【０１８２】
１…電池素子（捲回素子）、２，３…セパレータ、４，５…電極シート、４ａ…正電極タブ（タブ）、５ａ…負電極タブ（タブ）、１０…捲回装置、１３，１４…巻芯、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ…芯片、１３ｅ，１４ｅ…スリット、１３ｆ，１４ｆ…ベース部材、１３ｇ，１４ｇ…可動部材、１３ｈ，１４ｈ…周長変更機構（周長変更手段）、１３ｊ，１４ｊ…ピエゾアクチュエータ（アクチュエータ）、１３ｐ，１４ｐ…チャック機構（チャック手段）、８１…制御装置（制御手段）、９１ｂ…周長固定部、９１ｃ…変動周長部、９５ｅ…第一可動部材、９５ｆ…第二可動部材。
【要約】
【課題】コンパクト化を図りつつ、捲回素子の品質向上を図ることができる捲回装置を提供する。
【解決手段】捲回装置１０は、周長変更機構１３ｈ，１４ｈ、電極シートの厚さを計測する厚さ計測機構及び制御装置を備える。周長変更機構１３ｈ，１４ｈは、巻芯１３，１４に設けられるとともに、給電電圧に対応して伸縮変形量が変動し、かつ、給電遮断時の変形状態を無給電で維持可能である一方、放電により元の形状に戻り変形可能に構成されたピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊを具備する。制御装置は、ピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊに対する給電及び放電を制御可能であり、厚さ計測機構による計測結果に基づきピエゾアクチュエータ１３ｊ，１４ｊを制御することで、捲回時における巻芯１３，１４の周長を制御する。
【選択図】      図８【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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