(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部から延設されてなる少なくとも２本の巻芯片を有する巻芯を利用し、プラス電極箔、マイナス電極箔、第１及び第２の２枚のセパレータからなる帯状体を前記巻芯片間に挿通させて巻き取る電池素子の巻取方法であって、
次に示す手順（１）乃至（３）を経て行われることを特徴とする電池素子の巻取方法。
（１）前記プラス電極箔、前記第１セパレータ、前記マイナス電極箔、前記第２セパレータの順に重ね合わせた帯状体を前記巻芯片間に挿通させると共に、前記巻芯片間において前記プラス電極箔の端縁部に対し前記マイナス電極箔の端縁部を一定距離だけ突出させた状態とする。
（２）前記帯状体を挟持するための挟持部を有し当該挟持部を前記巻芯片間に出没させることが可能なチャック機構により、前記挟持部を前記巻芯片間に突出させることで、前記帯状体を挟持する。
（３）前記帯状体の巻き取りを開始する。
【請求項２】
請求項１に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（１）では、前記巻芯片間を水平とし、
前記第１セパレータ上に前記プラス電極箔を載置し、前記第１セパレータを搬送供給することで前記プラス電極箔をも搬送供給して、当該プラス電極箔の端縁部を前記巻芯片間の第１位置に配置すると共に、前記第２セパレータ上に前記マイナス電極箔を載置し、前記第２セパレータを搬送供給することで前記マイナス電極箔をも搬送供給して、当該マイナス電極箔の端縁部を前記巻芯片間の第２位置に配置することを特徴とする電池素子の巻取方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（２）では、さらに、前記チャック機構により前記挟持部を突出させることにより、互いに離間する離間方向へ前記巻芯片を移動させ、前記離間方向における前記巻芯の径を一定にすることを特徴とする電池素子の巻取方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（２）では、前記巻芯片の移動を規制する規制部により、前記離間方向における巻芯の径を一定に維持することを特徴とする電池素子の巻取方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（３）の後、前記帯状体の巻き取りが終了すると、前記チャック機構により前記挟持部を没入させ、前記帯状体から前記巻芯を抜き取ることを特徴とする電池素子の巻取方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電池素子の巻取方法に用いられる巻取装置。
【請求項７】
基端部から延設されてなる少なくとも２本の巻芯片を有する巻芯を備え、当該巻芯が少なくとも基端部側において回転可能に支持されるよう構成され、帯状体を前記巻芯片間に挿通させて巻き取る電池素子の巻取装置であって、
前記巻芯片のうちの少なくとも一つに、前記帯状体を挟持するための挟持部を有し、当該挟持部を前記巻芯片間に出没させることが可能なチャック機構を備えていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電池素子の巻取装置において、
前記チャック機構により前記挟持部が突出させられると、前記巻芯片が互いに離間する離間方向へ移動するよう構成されていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯片の前記離間方向への所定量以上の移動を規制する規制部を備えていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯片を、互いに近接する近接方向へ付勢する付勢手段を備えていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれかに記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯片の各断面で構成される前記巻芯の断面の外縁形状が略円形状となっていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯は、第1巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片からなり、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さがほぼ等しくなっていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯は、第1巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片からなり、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さが異なっていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【請求項１４】
基端部から延設されてなる少なくとも２本の巻芯片を有し、帯状体を前記巻芯片間に挿通させて巻き取るための電池素子巻き取り用の巻芯であって、
前記巻芯片のうちの少なくとも一つに、前記帯状体を挟持するための挟持部を有し、当該挟持部を前記巻芯片間に出没させることが可能なチャック機構を備えていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【請求項１５】
請求項１４に記載の巻芯において、
前記チャック機構により前記挟持部が突出させられると、前記巻芯片が互いに離間する離間方向へ移動するよう構成されていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の巻芯において、
前記巻芯片の各断面で構成される断面の外縁形状が略円形状となっていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【請求項１７】
請求項１６に記載の巻芯において、
第１巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片を有しており、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さがほぼ等しくなっていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【請求項１８】
請求項１６に記載の巻芯において、
第１巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片を有しており、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さが異なっていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【請求項１９】
請求項１４乃至１８のいずれかに記載の巻芯において、
前記挟持部は、チューブによって構成され、
前記チャック機構は、前記チューブ内へエアを供給可能かつチューブ内のエアを排出可能なエア供給排出機構を具備していることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【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電池素子を得るための技術に関する。
【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電池素子は、プラス電極箔及びマイナス電極箔と、２枚のセパレータとからなる帯状体が巻回されることで構成されている。
【０００３】
従来、帯状体を巻き取る巻取装置には、巻回された帯状体を巻芯から抜き取り易くするよう工夫されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３２０６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電池素子にあっては、プラス電極箔及びマイナス電極箔の表裏両面に活物質が塗布されており、活物質を介してイオン交換が行われる。具体的には、充電時にはプラス電極側からマイナス電極側へイオンが移動し、反対に、放電時にはマイナス電極側からプラス電極側へイオンが移動する。
【０００５】
ここで、マイナス電極箔の端縁部など活物質が塗布されていない露出部分がプラス電極箔に対向する位置にあると、充電時において、マイナス電極箔の前記露出部分に金属（上記リチウムイオン電池ではリチウム）が蓄積してしまう。このような金属の蓄積は、セパレータを破損させる要因となり、プラス電極箔とマイナス電極箔とをショートさせてしまう要因となる。そのため、コンデンサ素子とは異なり、電池素子においては、プラス電極箔の端縁部（巻き始め位置）とマイナス電極箔の端縁部（巻き始め位置）とを数ミリメートル〜十数ミリメートルずらして巻回する必要がある。
【０００６】
また、電池素子を得るための巻芯は、コンデンサ素子を得るための巻芯と比べて、そのスリットの幅（帯状体を挿入するための巻芯片の間隔）が大きくなっている。その理由は、電池素子においては、セパレータ等が比較的薄いため、スリット幅が狭いと、セパレータ等を損傷するおそれがあるためである。
【０００７】
これらのことから、従来技術では、まず最初にセパレータを巻芯に巻き取り、あるいは、セパレータにマイナス電極箔を挟み込んだものを巻芯に巻き取る。これにより巻芯に対してセパレータ等が抜けない状態（巻回方向に引っかかりのできた状態）になった後、プラス電極箔を適切な位置に介挿させて、さらに巻き取りを行うようにしている。
【０００８】
そのため、セパレータ等をある程度巻き取った後でプラス電極箔を介挿させるため、プラス電極箔の位置精度にばらつきが生じてしまうおそれがあった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で巻回可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的等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等を付記する。
【００１１】
手段１．基端部から延設されてなる少なくとも２本の巻芯片を有する巻芯を利用し、プラス電極箔、マイナス電極箔、第１及び第２の２枚のセパレータからなる帯状体を前記巻芯片間に挿通させて巻き取る電池素子の巻取方法であって、
次に示す手順（１）乃至（３）を経て行われることを特徴とする電池素子の巻取方法。
【００１２】
（１）前記プラス電極箔、前記第１セパレータ、前記マイナス電極箔、前記第２セパレータの順に重ね合わせた帯状体を前記巻芯片間に挿通させると共に、前記巻芯片間において前記プラス電極箔の端縁部に対し前記マイナス電極箔の端縁部を一定距離だけ突出させた状態とする。
【００１３】
（２）前記帯状体を挟持するための挟持部を有し当該挟持部を前記巻芯片間に出没させることが可能なチャック機構により、前記挟持部を前記巻芯片間に突出させることで、前記帯状体を挟持する。
【００１４】
（３）前記帯状体の巻き取りを開始する。
【００１５】
手段１によれば、プラス電極箔およびマイナス電極箔のそれぞれの端縁部を巻芯片間の適切な位置に配置し、第１および第２の２枚のセパレータと共に挟み込んだ状態で、帯状体の巻き取りが開始される。
【００１６】
これにより、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で巻回することができる。その結果、プラス電極箔の位置精度のばらつきを抑制できる。また、最初にセパレータのみ、あるいは、セパレータ及びマイナス電極箔を巻き取る方法ではないため、掛かり代となる余分なセパレータを不要とすることもでき、この場合には得られた電池素子の容量性能の低下およびコストアップの抑制を図ることができる。
【００１７】
手段２．手段１に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（１）では、前記巻芯片間を水平とし、
前記第１セパレータ上に前記プラス電極箔を載置し、前記第１セパレータを搬送供給することで前記プラス電極箔をも搬送供給して、当該プラス電極箔の端縁部を前記巻芯片間の第１位置に配置すると共に、前記第２セパレータ上に前記マイナス電極箔を載置し、前記第２セパレータを搬送供給することで前記マイナス電極箔をも搬送供給して、当該マイナス電極箔の端縁部を前記巻芯片間の第２位置に配置することを特徴とする電池素子の巻取方法。
【００１８】
手段２によれば、プラス電極箔およびマイナス電極箔のそれぞれの端縁部を巻芯片間の適切な位置に配置するにあたり、巻芯片間を水平とし、各セパレータの上へプラス電極箔およびマイナス電極箔を載置することにより、各セパレータの搬送供給に伴ってプラス電極箔およびマイナス電極箔が搬送供給される。そして、プラス電極箔の端縁部が巻芯片間の第１位置に配置され、マイナス電極箔の端縁部が巻芯片間の第２位置に配置される。これにより、さほど複雑な構成によらずとも、巻芯片間の適正位置に各電極箔を配置することが可能となる。
【００１９】
手段３．手段１又は２に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（２）では、さらに、前記チャック機構により前記挟持部を突出させることにより、互いに離間する離間方向へ前記巻芯片を移動させ、前記離間方向における前記巻芯の径を一定にすることを特徴とする電池素子の巻取方法。
【００２０】
手段３によれば、巻芯片間に挟持部を突出させることで巻芯片を離間方向へ移動させ、離間方向における巻芯の径が一定となった状態で、帯状体の巻き取りが開始される。これにより、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で確実に巻回することができ、得られる電池素子の容量性能の安定化を図ることができる。
【００２１】
なお、巻芯が多角形状である場合を含む意味において「離間方向における巻芯の径」を「巻芯の回転中心を通る離間方向の幅」としてもよい。以下の手段でも同様である。
【００２２】
手段４．手段３に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（２）では、前記巻芯片の移動を規制する規制部により、前記離間方向における巻芯の径を一定に維持することを特徴とする電池素子の巻取方法。
【００２３】
手段４によれば、巻芯片の移動を規制する規制部により巻芯の径を一定に維持した状態で、帯状体の巻き取りが開始される。これにより、たとえ帯状体の厚さ（帯状体を構成する材料の厚さに準ずる）が変わったとしても、離間方向において巻芯の径が一定に維持されるため、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で、より確実に巻回することができ、得られる電池素子の容量性能の安定化を図ることができる。
【００２４】
手段５．手段３又は４に記載の電池素子の巻取方法において、
前記手順（３）の後、前記帯状体の巻き取りが終了すると、前記チャック機構により前記挟持部を没入させ、前記帯状体から前記巻芯を抜き取ることを特徴とする電池素子の巻取方法。
【００２５】
手段５では、帯状体の巻き取りが終了すると、チャック機構により挟持部を没入させ、帯状体から巻芯が抜き取られる。チャック機構により挟持部を没入させれば、一定となっていた巻芯の径が上記離間方向において縮小可能となる。したがって、手段５によれば、比較的容易に巻芯を抜き取ることができる。
【００２６】
以上は、電池素子の巻取方法の発明として説明してきたが、電池素子の巻取装置の発明として実現することもできる。
【００２７】
手段６．手段１乃至５のいずれかに記載の電池素子の巻取方法に用いられる巻取装置。
【００２８】
手段６の巻取装置によれば、上記手段１乃至５に示したそれぞれの効果と同様の効果が奏される。
【００２９】
手段７．基端部から延設されてなる少なくとも２本の巻芯片を有する巻芯を備え、当該巻芯が少なくとも基端部側において回転可能に支持されるよう構成され、帯状体を前記巻芯片間に挿通させて巻き取る電池素子の巻取装置であって、
前記巻芯片のうちの少なくとも一つに、前記帯状体を挟持するための挟持部を有し、当該挟持部を前記巻芯片間に出没させることが可能なチャック機構を備えていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００３０】
手段７に記載の巻取装置は、巻芯を構成する巻芯片のうちの少なくとも一つに、チャック機構を備えてなる。このチャック機構は帯状体を挟持するための挟持部を有し、このチャック機構により、挟持部が巻芯片間に出没させられる。
【００３１】
これにより、例えば、プラス電極箔およびマイナス電極箔のそれぞれの端縁部を巻芯片間の適切な位置に配置して第１および第２の２枚のセパレータと共に挟み込むことが可能となり、挟み込んだ状態で帯状体の巻き取りを開始することができる。その結果、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で巻回することができる。また、掛かり代となる余分なセパレータを不要とすることもできる。
【００３２】
手段８．手段７に記載の電池素子の巻取装置において、
前記チャック機構により前記挟持部が突出させられると、前記巻芯片が互いに離間する離間方向へ移動するよう構成されていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００３３】
手段８によれば、チャック機構により挟持部が突出させられると、巻芯片が互いに離間する離間方向へ移動する。例えば、巻芯片の延設されている基端部を中心とした弾性変形によって、巻芯片が離間方向へ移動するという具合である。この場合、巻芯片の離間方向への移動によって離間方向における巻芯の径が一定となった状態で帯状体の巻き取りを開始するようにすることで、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で確実に巻回することができ、得られる電池素子の容量性能の安定化を図ることができる。また、チャック機構による挟持部の没入により、互いに近接する近接方向への巻芯片の移動が可能となり、離間方向における巻芯の径が縮小可能となるため、巻回後の帯状体を巻芯から容易に抜き取ることができる。
【００３４】
手段９．手段８に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯片の前記離間方向への所定量以上の移動を規制する規制部を備えていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００３５】
手段９によれば、規制部によって上記巻芯片の離間方向への所定量以上の移動が規制されるため、離間方向における巻芯の径を一定に維持することができる。そのため、この状態で帯状体の巻き取りを開始するようにすることにより、プラス電極箔とマイナス電極箔とを適切な位置関係で、より確実に巻回することができ、得られる電池素子の容量性能の安定化を図ることができる。
【００３６】
手段１０．手段８又は９に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯片を、互いに近接する近接方向へ付勢する付勢手段を備えていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００３７】
手段１０によれば、付勢手段によって巻芯片が互いに近接する近接方向へ付勢されるため、チャック機構による挟持部の没入により、近接方向への巻芯片の移動が導出され、離間方向における巻芯の径が縮小されるため、巻回後の帯状体の抜き取りがさらに容易になる。
【００３８】
手段１１．手段６乃至１０のいずれかに記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯片の各断面で構成される前記巻芯の断面の外縁形状が略円形状となっていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００３９】
手段１１によれば、巻芯の断面の外縁形状が略円形状となっているため、巻回時における帯状体の供給速度をほぼ一定とすることができ、例えば巻芯の断面を多角形状にした場合と比べ、帯状体の巻回に要する時間を短くすることができる。結果として、電池素子の生産性向上を図ることができる。
【００４０】
手段１２．手段１１に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯は、第1巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片からなり、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さがほぼ等しくなっていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００４１】
手段１２によれば、略円形状の外縁を構成する第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さがほぼ等しくなっているため、巻き始めにおける帯状体の挿通作業などが容易となり、その結果、電池素子の生産性の向上に寄与する。
【００４２】
手段１３．手段１１に記載の電池素子の巻取装置において、
前記巻芯は、第1巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片からなり、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さが異なっていることを特徴とする電池素子の巻取装置。
【００４３】
手段１３によれば、略円形状の外縁を構成する第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さが異なっているため、すなわち一方の巻芯片が比較的大きな（太い）ものとなっているため、当該巻芯片にチャック機構を設けるようにすれば、十分な収容スペースを確保できる可能性が高く、比較的容易にチャック機構を設けることができる。
【００４４】
以上は巻取方法、巻取装置の発明として説明してきたが、電池素子巻き取り用の巻芯の発明として実現することもできる。
【００４５】
手段１４．基端部から延設されてなる少なくとも２本の巻芯片を有し、帯状体を前記巻芯片間に挿通させて巻き取るための電池素子巻き取り用の巻芯であって、
前記巻芯片のうちの少なくとも一つに、前記帯状体を挟持するための挟持部を有し、当該挟持部を前記巻芯片間に出没させることが可能なチャック機構を備えていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【００４６】
手段１４によれば、上記手段７に記載の巻取装置と同様の作用効果を奏する。
【００４７】
手段１５．手段１４に記載の巻芯において、
前記チャック機構により前記挟持部が突出させられると、前記巻芯片が互いに離間する離間方向へ移動するよう構成されていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【００４８】
手段１５によれば、上記手段８に記載の巻取装置と同様の作用効果を奏する。
【００４９】
手段１６．手段１４又は１５に記載の巻芯において、
前記巻芯片の各断面で構成される断面の外縁形状が略円形状となっていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【００５０】
手段１６によれば、上記手段１１に記載の巻取装置と同様の作用効果を奏する。
【００５１】
手段１７．手段１６に記載の巻芯において、
第１巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片を有しており、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さがほぼ等しくなっていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【００５２】
手段１７によれば、上記手段１２に記載の巻取装置と同様の作用効果を奏する。
【００５３】
手段１８．手段１６に記載の巻芯において、
第１巻芯片及び第２巻芯片の２本の巻芯片を有しており、前記略円形状の外縁を構成する前記第１及び第２巻芯片の断面における円弧の長さが異なっていることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【００５４】
手段１８によれば、上記手段１３に記載の巻取装置と同様の作用効果を奏する。
【００５５】
手段１９．手段１４乃至１８のいずれかに記載の巻芯において、
前記挟持部は、チューブによって構成され、
前記チャック機構は、前記チューブ内へエアを供給可能かつチューブ内のエアを排出可能なエア供給排出機構を具備していることを特徴とする電池素子巻き取り用の巻芯。
【００５６】
手段１９によれば、チャック機構の有する挟持部が、チューブによって構成されている。そして、チャック機構は、チューブ内へエアを供給可能かつチューブ内のエアを排出可能なエア供給排出機構を具備している。これにより、比較的小さなスペースにチャック機構を設けることができ、また、チャック機構を比較的簡単に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００５８】
まず、本実施形態の巻取装置によって得られるリチウムイオン電池素子の構成について説明する。図７に示すように、電池素子１は、帯状体２が巻回された巻回体により構成されている。なお、図７では、電池素子１は略円形状であるが、リチウムイオン電池として製品化されるに際しては、電池素子１は平たく押し潰される。帯状体２は、２枚のセパレータ３，４と、プラス電極箔５及びマイナス電極箔６とによって構成されている。セパレータ３，４は、異種の電極箔５，６が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止するべく絶縁体よりなる。ここで、本実施形態におけるセパレータ４が「第１のセパレータ」に相当し、セパレータ３が「第２のセパレータ」に相当する。プラス電極箔５及びマイナス電極箔６の表裏両面には活物質が塗布されており（不図示）、この活物質を介して、電極箔５，６の間でイオン交換が可能となっている。すなわち、充電時にはプラス電極箔５側からマイナス電極箔６側へイオンが移動し、反対に、放電時にはマイナス電極箔６側からプラス電極箔５側へイオンが移動する。
【００５９】
ここで、電池素子１において、マイナス電極箔６の端縁部６ａなど活物質が塗布されていない露出部分がプラス電極箔５と対向する位置にあると、例えば記号Ｓで示す位置等にプラス電極箔５が配置されると、マイナス電極箔６の端縁部６ａに金属（本実施形態ではリチウム）が蓄積されてしまう。このような金属の蓄積は、セパレータ３，４を破損させることにつながり、プラス電極箔５とマイナス電極箔６とのショートの要因となる。
【００６０】
そのため、電池素子１では、その巻き始め位置において、プラス電極箔５の端縁部５ａに対し、マイナス電極箔６の端縁部６ａが、距離Ｇ（例えば１０ｍｍ）だけ突出する配置となっている。
【００６１】
次に、図１乃至図４に従って上記電池素子１を製造するための巻取装置１０について説明する。巻取装置１０は、回転駆動ユニット１２及び支持ユニット１３を備えており、これら両ユニット１２，１３により巻芯１４が回転可能に支持されている。
【００６２】
図１は、巻取装置１０全体を模式的に示す平面図であり、図２は、図１に示す回転駆動ユニット１２を模式的に示す部分側面図である。これらの図に示すように、巻取装置１０の回転駆動ユニット１２は、駆動源を構成するサーボモータを備えており（不図示）、該サーボモータの駆動軸の回転に伴って回転可能な回転軸１５を備えている。回転軸１５の先端には、略円板状の取付フランジ１６が一体的に設けられている。この取付フランジ１６には、一対の取付アーム１７が先端側（図の左側）に突出するようにして一体形成されている。これら一対の取付アーム１７の基端部１７ａは、中心部分を切り欠くことで比較的肉薄になっており、各取付アーム１７は、この基端部１７ａの弾性変形により、相互に接離方向へ移動可能となっている。また、各取付アーム１７には、「付勢手段」としてのバネ１８の端部が連結されており、このバネ１８により、各取付アーム１７が近接方向へ引っ張られるようになっている。また、図２に示すように、各取付アーム１７の正面１７ｂ及び背面１７ｃは、ともに平坦面となっている。
【００６３】
本実施形態では、前記各取付アーム１７に対し巻芯１４が取付けられている。より詳しくは、巻芯１４は、２本の巻芯片１４Ａ，１４Ｂによって構成されており、各巻芯片１４Ａ，１４Ｂの基部２１が前記取付アーム１７に取付けられている（図２参照）。すなわち、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの基部２１には取り付けアーム１７の背面１７ｃに対応する平坦面２１ａが形成されており、上記取付アーム１７の両面１７ｂ，１７ｃを貫通するボルト１９によって、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの基部２１が取付アーム１７に対して螺着固定されている。かかる構成下、サーボモータの駆動軸の回転駆動に伴って、回転軸１５が回転し、もって巻芯１４が回転するようになっている。また、巻芯片１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ、基部２１に連続する本体部２２を備えており、一方の巻芯片１４Ａの本体部２２には、チャック機構２３（チューブ２８）が設けられている。さらに、上述したように一対の取付アーム１７が相互に接離方向に移動可能となっていることによって、各取付アーム１７に取り付けられた２本の巻芯片１４Ａ，１４Ｂも、取付アーム１７の基端部１７ａの弾性変形により、相互に接離方向に移動可能となっている。
【００６４】
なお、図２には、一方の巻芯片１４Ａ側の側面を図示しているが、その基本的な構造等は、他方の巻芯片１４Ｂについても同様となっている。
【００６５】
次に巻芯１４の断面構造（巻芯片１４Ａ，１４Ｂの本体部２２の断面構造）について説明する。図３は、図１のＡ−Ａ線端面を示している。
【００６６】
同図に示すように、巻芯片１４Ａ，１４Ｂは、円周面２４，２５と、対向面２６，２７とを備えている。ここで、円周面２４，２５の外縁を示す円弧の長さは、各巻芯片１４Ａ，１４Ｂで等しくなっている。また、一方の巻芯片１４Ａの対向面２６には、上記チャック機構２３が収容される収容凹部２６ａが形成されている。この収容凹部２６ａは、巻芯片１４Ａの長手方向（紙面に直交する方向）に延びている。
【００６７】
収容凹部２６ａに収容されるチャック機構２３は、断面が略六角形状で内部に空間を有するチューブ２８と、図示しないエア供給排出機構とで構成されている。チューブ２８は、図中上部が接着部２９となっており、この接着部２９が巻芯片１４Ａの凹部２６ａに接着されている。また、チューブ２８は、図中下部が挟持部３０となっており、この挟持部３０が、他方の巻芯片１４Ｂの対向面２７に対向するように配置されている。このチューブ２８には、図示しないエア供給機構が連結されており、チューブ２８の内部空間へのエアの供給および、内部空間からのエアの排出が可能となっている。これにより、チューブ２８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、上記挟持部３０を一方の巻芯片１４Ａの凹部２６ａから突出させる（以下、チャック突出状態という）。また、チューブ２８は、その内部空間のエアが排出されることによって縮小し、その挟持部３０を一方の巻芯片１４Ａの凹部２６ａに没入させる（以下、チャック没入状態という）。かかる構成によって、図３に示すように、巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間に挿通された帯状体２を挟持可能となっている。本実施形態において帯状体２は、図３に示すように、チューブ２８（チャック機構２３）側から、プラス電極箔６、セパレータ４、マイナス電極箔５、セパレータ３の順に重ね合わせて構成されている。
【００６８】
さらに、図４（ａ）に示すように、上記チャック突出状態では、巻芯片１４Ｂは、挟持部３０から帯状体２を介して図中下向きの力（記号Ｆ１で示した）を受け、巻芯片１４Ａは、接着部２９から図中上向きの力（記号Ｆ２で示した、Ｆ２＝Ｆ１）を受ける。これにより、上記チャック突出状態においては、各巻芯片１４Ａ，１４Ｂが相互に離間する方向へ移動するようになっている。その結果、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径は、Ｄ１よりも大きくなる。
【００６９】
一方、図４（ｂ）に示すように、上記チャック没入状態では、上記一対の取付アーム１７に設けられたバネ１８により、各巻芯片１４Ａ，１４Ｂが相互に近接する方向へ移動する。その結果、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径は、Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）となる。この状態では、巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間に帯状体２を挿通するのに十分な間隙が形成されるようになっている。
【００７０】
なお、上記回転駆動ユニット１２は、巻回後の電池素子１の取外し等を許容するべく、前記図示しないシリンダ等のアクチュエータにより、巻芯１４の長手方向にスライド可能となっている。
【００７１】
次に、巻取装置１０のうち、支持ユニット１３、つまり、巻芯１４の先端部側に対応する部位の構成について説明する。
【００７２】
図１に示すように、支持ユニット１３は、巻芯１４の先端を収容状態で支持するものである。具体的には、支持ユニット１３は、回転軸３１を備えており、この回転軸３１の先端には、略円板状の取付フランジ３２が一体的に設けられている。この取付フランジ３２には、巻芯１４の先端に装着される「規制部」としての装着部３３が一体形成されている。装着部３３には、一定の径Ｄ１を有する収容部３３ａが回転軸３１方向に形成されている。
【００７３】
本実施形態において、装着部３３は、上記チャック突出状態において巻芯片１４Ａ，１４Ｂの離間方向への移動を規制する態様で装着される。具体的には、チャック没入状態にある巻芯１４を、長手方向にスライドさせることにより、巻芯１４の先端（各巻芯片１４Ａ，１４Ｂの先端）を装着部３３の収容部３３ａに挿入する。この状態において、巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間に帯状体２を挿通させ、チャック突出状態とする。チャック突出状態においては上述したように巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径がＤ１以上となろうとするものの、巻芯片１４Ａ，１４Ｂが装着部３３の収容部３３ａ内側面に当接して、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの離間方向への移動が規制されると共に、巻芯１４の先端が装着部３３に保持される。上述したように収容部３３ａの内径は一定の径Ｄ１であるため、この状態においては、図４（ａ）に示すように、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径がＤ１となり、巻芯１４の断面の外縁形状が略円形状となる。
【００７４】
支持ユニット１３の備える回転軸３１は、従動回転するように支持されてなる。したがって、装着部３３が巻芯１４を保持した状態においては、サーボモータの駆動軸の回転駆動に伴って、回転軸１５が回転し巻芯１４が回転すると、装着部３３もそれに伴って回転するようになっている。
【００７５】
次に、巻取装置１０を用いた巻取方法について説明する。
【００７６】
最初に、例えばローラなどに掛け渡されて搬送供給可能となっている２枚のセパレータ３，４を巻芯片１４Ａ，１４Ｂの間に挿通させるように、巻芯１４を長手方向にスライドさせる。このとき、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの間隙が水平方向とされ、また、巻芯１４の先端部は、上記装着部３３の収容部３３ａに挿入された状態となる。
【００７７】
続いて、２枚のセパレータ３，４を一定方向（図中の右側から左側）へ搬送する。ここで、プラス電極箔５は一方のセパレータ４上に載置されており、セパレータ４の搬送供給に伴ってプラス電極箔５も搬送供給されるようになっている。また、マイナス電極箔６は他方のセパレータ５上に載置されており、セパレータ５の搬送供給に伴ってマイナス電極箔６も搬送供給されるようになっている。かかる構成により、図５に示すように、一方のセパレータ４を搬送することで、セパレータ４上のプラス電極箔５がセパレータ４と共に搬送されて供給される。また、他方のセパレータ３を搬送することで、セパレータ３上のマイナス電極箔６がセパレータ３と共に搬送されて供給される。
【００７８】
そして、図５に示すように、プラス電極箔５の端縁部５ａを予め定められる第１位置Ｉ１まで搬送する。また、同図に示すように、マイナス電極箔６の端縁部６ａを予め定められた第２位置Ｉ２まで搬送する。これにより、マイナス電極箔６の端縁部６ａが、プラス電極箔５の端縁部５ａよりも距離Ｇだけ突出した状態となる。
【００７９】
次に、チャック機構２３を構成するチューブ２８へエアを供給することにより、上記チャック突出状態を導出する。これにより、図３に示したように帯状体２が挟持される。また、巻芯片１４Ａ，１４Ｂが装着部３３の収容部３３ａ内側面に当接して、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの離間方向への所定量以上の移動が規制されると共に、巻芯１４の先端が装着部３３に保持される。
【００８０】
続いて、サーボモータの駆動軸を回転駆動させ、帯状体２の巻き取りを開始する。具体的には、図３中に矢印Ｙで示す回転方向へ巻芯１４が回転させられて、巻き取りが開始される。この状態では、上述したように巻芯１４（巻芯片１４Ａ，１４Ｂ）の断面の外縁形状が略円形状となっているため、帯状体２の供給速度がほぼ一定となる。
【００８１】
巻き取りが終了すると、チャック機構２３のチューブ２８からエアを排出することにより、上記チャック没入状態を導出する。これにより、上述したように巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径はＤ２（Ｄ２＜Ｄ１）となるため、巻芯１４を長手方向にスライドさせることで、巻回された帯状体２を巻芯１４から容易に取り外すことができる。
【００８２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、マイナス電極箔６の端縁部６ａがプラス電極箔５の端縁部５ａよりも距離Ｇだけ突出した状態で、プラス電極箔５、一方のセパレータ４（第１のセパレータ）、マイナス電極箔６、他方のセパレータ３（第２のセパレータ）の順に重ね合わされた帯状体２が巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間に挟持された後、巻き取られる。
【００８３】
これによって、プラス電極箔５が最初から巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間に挟み込まれるためプラス電極箔５の位置精度のばらつきがなくなる等、プラス電極箔５とマイナス電極箔６とを適切な位置関係で巻回することができる。また、従来技術と異なり、最初にセパレータ３，４のみ、あるいは、セパレータ３，４及びマイナス電極箔６を巻き取る方法ではないため、掛かり代となる余分なセパレータを不要とすることができる。この場合、余分なセパレータによる容量性能の低下および、コストアップを抑止することができる。
【００８４】
しかも、本実施形態では、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの断面において円周面２４，２５の外縁を示す円弧の長さが等しくなっているため（すなわち図３中に示す間隙Ｈ１が巻芯１４を略二等分するように形成されているため）、帯状体２の挿通作業、すなわち上記セパレータ３，４の搬送供給などが容易となり、その結果、電池素子１の生産性の向上に寄与する。
【００８５】
また、本実施形態によれば、チャック機構２３を構成するチューブ２８へエアを供給することにより、帯状体２が挟持されるだけでなく、各巻芯片１４Ａ，１４Ｂが離間方向へ移動し装着部３３の収容部３３ａ内側面に当接して、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの離間方向への移動が規制されると共に、巻芯１４の先端が装着部３３に保持される。これにより、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向において巻芯１４の径Ｄ１を一定に維持した状態で、帯状体２が巻き取られる。その結果、たとえ帯状体２の厚さ（帯状体２を構成する材料の厚さに準ずる）が変わったとしても、プラス電極箔５とマイナス電極箔６とを適切な位置関係で、より確実に巻回することができる。また、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径Ｄ１が一定に維持された状態では巻芯１４の断面の外縁部がほぼ同一円周上に配置されるため、巻回時における帯状体２の供給速度をほぼ一定にすることができ、例えば巻芯１４の断面を多角形状にした場合と比べ、帯状体２の巻回に要する時間を短くすることができる。結果として、電池素子１の生産性向上を図ることができる。
【００８６】
さらにまた、本実施形態によれば、巻き取りが終了すると、チャック機構２３のチューブ２８からエアを排出する。これにより、巻芯片１４Ａ，１４Ｂの配列方向における巻芯１４の径はＤ２（Ｄ２＜Ｄ１）となるため、巻芯１４を長手方向にスライドさせることで、巻回された帯状体２を巻芯１４から容易に取り外すことができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、マイナス電極箔６の端縁部６ａがプラス電極箔５の端縁部５ａよりも距離Ｇだけ突出した状態で挟持するにあたって、一方のセパレータ４を搬送することで、セパレータ４上のプラス電極箔５をセパレータ４と共に搬送供給し、プラス電極箔５の端縁部５ａを予め定められる第１位置Ｉ１まで搬送する。また、他方のセパレータ３を搬送することで、セパレータ３上のマイナス電極箔６をセパレータ３と共に搬送し、マイナス電極箔６の端縁部６ａを予め定められた第２位置Ｉ２まで搬送する（図５等参照）。これにより、さほど複雑な構成によらずとも、巻芯片間１４Ａ，１４Ｂの適正位置に各電極箔５，６を配置することが可能となる。
【００８８】
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。
【００８９】
（ａ）上記実施形態では巻芯片１４Ａ，１４Ｂの断面において円周面２４，２５の外縁を示す円弧の長さが等しくなっていたが（対向面２６，２７で形成される間隙Ｈ１が巻芯１４を略二等分するように形成されていたが）、図６に示す巻芯４４のように、巻芯片４４Ａ，４４Ｂの断面において円周面４５，４６の外縁を示す円弧の長さが異なる（間隙Ｈ２を中心からずれた位置に形成する）ようにしてもよい。この場合、一方の巻芯片４４Ａが比較的大きな（太い）ものとなるため、当該巻芯片４４Ａにチャック機構を設けるようにすれば、十分な収容スペース４７を確保でき、比較的容易にチャック機構４８を設けることができる。
【００９０】
（ｂ）上記実施形態では、チャック機構２３をチューブ２８で構成していたが、チューブ２８とは異なる機構のチャック機構を採用してもよい。例えば、エアシリンダ及び、当該エアシリンダによって巻芯片に対し相対移動させられるチャック体を用いてチャック機構を構成してもよい。
【００９１】
（ｃ）上記実施形態では、プラス電極箔５を一方のセパレータ４上に載置し、セパレータ４の搬送供給に伴ってプラス電極箔５も搬送供給されるようになっていた。また、マイナス電極箔６を他方のセパレータ５上に載置し、セパレータ５の搬送供給に伴ってマイナス電極箔６も搬送供給されるようになっていた。
【００９２】
しかし、プラス電極箔５及びマイナス電極箔６を巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間の適切な位置に配置できればよく、各電極箔５，６の案内方法は特に限定されない。
【００９３】
例えば、巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間を鉛直方向（垂直方向）とし、２枚のセパレータ３，４と共に各電極箔５，６を巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間へ垂らすようにして挿通させるようにしてもよい。また、２枚のセパレータ３，４とは別に、各電極箔５，６をそれぞれ搬送供給して巻芯片１４Ａ，１４Ｂ間へ挿通させるようにしてもよい。
【００９４】
（ｄ）上記実施形態では、リチウムイオン電池を製造する場合に具体化しているが、他の非水電解質二次電池等を製造する際に用いられる巻取装置に具現化することも可能である。
【００９５】
（ｅ）巻芯１４の断面形状を必ずしも略円形状としなくてもよい。例えば、平行四辺形状や、略菱形状としてもよい。
【００９６】
（ｆ）上記実施の形態では２本の巻芯片１４Ａ，１４Ｂにより巻芯１４を構成することとしているが、３本以上の巻芯片により巻芯を構成することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施形態における巻取装置を示す平面図である。
【図２】巻取装置の回転駆動手段を側面から見た部分側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線端面図である。
【図４】チャック機構による巻芯片の移動を示す説明図である。
【図５】巻芯片間への帯状体の搬送供給を示す説明図である。
【図６】別実施形態の巻芯構造を示す巻芯の端面図である。
【図７】巻回された帯状体を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１…電池素子、２…帯状体、３，４…セパレータ、５…プラス電極箔、６…マイナス電極箔、１０…巻取装置、１２…回転駆動ユニット、１３…支持ユニット、１４，４４…巻芯、１４Ａ，１４Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ…巻芯片、１５…回転軸、１６…取付フランジ、１７…取付アーム、１８…バネ、１９…ボルト、２１…基端部、２２…本体部、２３，４８…チャック機構、２４，２５，４５，４６…円周面、２６，２７…対向面、２６ａ，４７…収容凹部、２８…チューブ、２９…接着部、２９ａ…接着面、３０…挟持部、３０ａ…挟持面、３１…回転軸、３２…取付フランジ、３３…装着部、３３ａ…収容部、４４…巻芯、Ｈ１，Ｈ２…間隙（スリット）、Ｉ１…第１位置、Ｉ２…第２位置。
【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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