(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸をこれに対向する受け部材のニードルに進退させる巻回装置に設けられる巻回装置用巻芯であって、
相互に帯状物が進入できる間隔を開けて近接し先端を有する３本以上の可撓線材と、前記回転軸に取付けられ前記３本以上の可撓線材をそれぞれの先端が前記ニードルに対向する姿勢で支持する軸体とを備え、
前記３本以上の可撓線材と、これらの周りに巻回される帯状物との各接点が、前記３本以上の可撓線材に外接する円周上に並ぶように、前記３本以上の可撓線材が、前記帯状物の巻回される周方向に互いに間隔をあけて前記軸体に配置され、
前記３本以上の可撓線材の先端同士の間に前記ニードルが嵌入した状態で、前記回転軸に取付けられた軸体と共に前記３本以上の可撓線材が回転することにより、前記３本以上の可撓線材の周りに帯状物を巻回し、前記３本以上の可撓線材から前記ニードルが離脱した状態で、前記３本以上の可撓線材の周りに巻回された帯状物が前記可撓線材を締付ける力により、前記３本以上の可撓線材が互に集束する方向に弾性変形することを特徴とする巻回装置用巻芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ又は電池等の材料として用いられるセパレータ等の帯状物を巻回するための巻回装置用巻芯に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リチウム電池は、正極集電体と負極集電体を、セパレータ等の絶縁体を介してロール状に巻回し、これらをケースに収納したものである。上記の正極集電体、負極集電体、及びセパレータの他、コンデンサの電極箔帯を以下で帯状物と総称する。
【０００３】
図４に示すように、巻回装置１０は、巻芯１１が取付けられる回転軸１２と、巻芯１１の先端１３に対向する受け部材１４のニードル１５と、図示の位置に固定された外筒１６とを備え、回転軸１２と共に巻芯１１を矢印ａ，ｂ方向に進退させることができる。巻芯１１の先端１３の付近にはスリット１７が形成されている。巻回装置１０を使用して帯状物２を巻回するには、先ず回転軸１２を受け部材１４に向けて前進させ、巻芯１１のスリット１７に帯状物２を進入させる。そして、巻芯１１の先端１３にニードル１５が嵌入したところで、回転軸１２と共に巻芯１１を回転させることにより、図５（ａ）に示すように、巻芯１１の周りに帯状物２をロール状に巻回することができる。
【０００４】
巻芯１１の周りに巻回される帯状物２が所望の長さに達したところで、帯状物２の長手方向の途中１８をカッター等で切断し、帯状物２が巻芯１１から解けるのを予防するため、シーリング装置によって粘着テープ等をロール状の帯状物２の周面に貼り付ける。続いて、回転軸１２を受け部材１４から後退させ、巻芯１１をニードル１５から離脱させる。この過程で、巻芯１１は図４に示す外筒１６に没入するが、ロール状の帯状物２は、外筒１６の端面１９に突き当たり相対的に巻芯１１の先端１３へ向けて押出されるので、巻芯１１から抜け落ちる。外筒１６の下方には、ロール状の帯状物２を次工程に案内するシュート等が設置されている。
【０００５】
図４の符号２０は、回転軸１２に締付けられるナット２１と、回転軸１２の軸端との間に挟着されるフランジを指している。図５（ａ）の符号２２は、回転軸１２に掛止めされる回り止めピンを指している。また、下記の特許文献には巻芯に係る技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１０３４８５号公報
【特許文献２】特開２００４−１２７８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の帯状物２には張力が付与されているので、巻芯１１の周りに帯状物２が巻回されるに従って、帯状物２が巻芯１１を締付ける力が増大し、図５（ｂ）に示すように、上記の力ｆによってスリット１７の両側の部位２３が凹状に撓むことになる。この後、巻芯１１がニードル１５から離脱しても、巻芯１１の形状は殆ど復元しないので、ロール状の帯状物２が巻芯１１から抜け難くなる。
【０００７】
そこで、本発明は、ロール状に巻回された帯状物を容易に抜き取ることのできる巻回装置用巻芯を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る巻回装置用巻芯は、回転軸をこれに対向する受け部材のニードルに進退させる巻回装置に設けられる巻回装置用巻芯であって、相互に帯状物が進入できる間隔を開けて近接し先端を有する３本以上の可撓線材と、前記回転軸に取付けられ前記３本以上の可撓線材をそれぞれの先端が前記ニードルに対向する姿勢で支持する軸体とを備え、前記３本以上の可撓線材と、これらの周りに巻回される帯状物との各接点が、前記３本以上の可撓線材に外接する円周上に並ぶように、前記３本以上の可撓線材が、前記帯状物の巻回される周方向に互いに間隔をあけて前記軸体に配置され、前記３本以上の可撓線材の先端同士の間に前記ニードルが嵌入した状態で、前記回転軸に取付けられた軸体と共に前記３本以上の可撓線材が回転することにより、前記３本以上の可撓線材の周りに帯状物を巻回し、前記３本以上の可撓線材から前記ニードルが離脱した状態で、前記３本以上の可撓線材の周りに巻回された帯状物が前記可撓線材を締付ける力により、前記３本以上の可撓線材が互に集束する方向に弾性変形することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る巻回装置用巻芯によれば、相互に近接した３本以上の複数の可撓線材の間に帯状物を進入させ、巻回装置の回転軸に取付けられる軸体と共に、複数の可撓線材を回転さることができる。これにより、帯状物を複数の可撓線材に巻き取らせ、これらの周りに帯状物を巻回することができる。
【００１０】
また、軸体を回転させる工程で、３本以上の複数の可撓線材の先端同士の間にニードルを嵌入し、複数の可撓線材の周りに所期の長さの帯状物が巻回されたところで、可撓線材からニードルを離脱させることができる。この場合、複数の可撓線材の周りに巻回される帯状物が可撓線材を締付ける力は、複数の可撓線材の先端同士の間に嵌入したニードルで受止められるが、複数の可撓線材からニードルを離脱させた時点で、複数の可撓線材は上記の力により互に集束する方向に弾性変形する。
【００１１】
従って、当該巻回装置用巻芯によれば、帯状物が複数の可撓線材を締付ける力を、可撓線材の弾性変形する力として逃すことができる。これにより、可撓線材とその周りに巻回された帯状物との間に隙間を確保し、或いは両者が接触する圧力を低減できるので、複数の可撓線材から帯状物を抜き取ることが容易である。
【００１２】
更に、複数の可撓線材と帯状物との各接点が、複数の可撓線材に外接する円周上にある場合、この円周に帯状物を沿わせて複数の可撓線材に巻き取らせることができる。従って、上記の円周の直径に等しい巻芯径を有する従来例の巻芯の周りに帯状物を巻回した場合に比較して、可撓線材と帯状物とが接触する面積を狭められることで、両者間の摩擦力を低減することができる。しかも、複数の可撓線材の周りに巻回される帯状物を、外周面が滑らかなロール状に仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る巻回装置用巻芯の実施形態について以下に説明する。また、従来の技術として既に述べた要素には、以下でも同じ呼称又は同じ符号を用いるものとし、それぞれの図示又は説明を省略する。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、巻回装置用巻芯１は、相互に帯状物２が進入できる間隔を開けて近接する複数の可撓線材３と、複数の可撓線材３を支持する軸体４とを備える。同図は、可撓線材３として直径約０．５ｍｍの直線状の金属線を表しているが、適度な弾性を有するものであれば、可撓線材３の材質は特に限定されるものではない。また、可撓線材３の全長は帯状物２の幅より長ければ良い。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、複数の可撓線材３は、軸体４の端面５にその幾何学的中心の周りに９０°のピッチでそれぞれ配置されている。可撓線材３は必ずしも４本でなくても良く、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、可撓線材３の本数を適宜に増減しても良い。可撓線材３の先端６を尖らせることが望ましい。軸体４は、巻回装置の回転軸に取付けられたとき、複数の可撓線材３をそれぞれの先端６がニードルに対向する姿勢で支持できれば、その形態は何ら限定されるものでない。
【００１６】
以上に述べた巻回装置用巻芯１を用いて帯状物を巻回する手順を説明する。即ち、回転軸を受け部材に向けて前進させ、図１（ｂ）に示すように、複数の可撓線材３の間に帯状物２を進入させる。複数の可撓線材３の先端６同士の間にニードルが嵌入したところで、回転軸の前進を停止させる。この状態で、巻回装置が回転軸を回転させ、回転軸と共に複数の可撓線材３を回転させることにより、図３（ａ）に示すように帯状物２を複数の可撓線材３に巻き取らせる。
【００１７】
帯状物２が可撓線材３を締付ける力は、複数の可撓線材３の先端６同士の間に嵌入したニードル１５によって受止められるので、複数の可撓線材３の先端６同士の間隔が狭くなることはない。帯状物２と複数の可撓線材３との各接点ｃは、複数の可撓線材３に外接する円周Ｏ上に並んでいるので、帯状物２を円周Ｏに沿わせながら複数の可撓線材３に巻き取らせることができる。これにより、複数の可撓線材３の周りに帯状物２を外周面の滑らかなロール状に巻回することができる。
【００１８】
複数の可撓線材３の周りに所望の長さの帯状物２が巻回されたところで、回転軸を受け部材から後退させ、ニードル１５から可撓線材３を離脱させる。この時点で、図３（ｂ）に示すように、複数の可撓線材３は上記の力により互に集束する方向に弾性変形する。従って、巻回装置用巻芯１によれば、帯状物２が複数の可撓線材３を締付ける力を、可撓線材３の弾性変形する力として逃すことができる。
【００１９】
このため、巻回装置が回転軸を受け部材から後退させる過程で、可撓線材３と帯状物２との間に隙間ｔを確保でき、或いは可撓線材３と帯状物２とが接触する圧力を低減できるので、複数の可撓線材３からロール状の帯状物２を容易に抜き取ることができる。しかも、帯状物２と可撓線材３との接触する部分は接点ｃに限られるので、可撓線材３と帯状物２との摩擦力が小さくなる。この点は、従来例の巻芯がそのスリットの両側の部位を帯状物に面接触させることに比較して、接点ｃの面積が狭いことに基づいている。複数の可撓線材３の形状は、ロール状の帯状物２が抜き取られた後、直ちに直線状に復元する。
【００２０】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、又は変形した形態で実施し得るものである。また、これらの形態は何れも本発明の範囲に属するものである。可撓線材３又は軸体４の断面形状は楕円又は多角形でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、電池素子材料、又はコンデンサのセパレータに限らず、あらゆる材質の帯状物を巻回するのに有益な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る巻回装置用巻芯の側面図、（ｂ）はその使用例を示す斜視図。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る巻回装置用巻芯の正面図、（ｂ），（ｃ）はその変形例を各々示す正面図。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係る巻回装置用巻芯の要部の動作例を示す正面図、（ｂ）はその他の動作例を示す正面図。
【図４】従来例の巻芯、及び巻回装置の要部を示す側面図。
【図５】（ａ）は従来例の巻芯の使用例を示す斜視図、（ｂ）はその要部の側面図。
【符号の説明】
【００２３】
１：巻回装置用巻芯
２：帯状物
３：可撓線材
４：軸体
６：先端
１０：巻回装置
１２：回転軸
１４：受け部材
１５：ニードル
【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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