(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のコイル本体の一端部から軸方向に沿って正極タブが突出した電極コイルを円周方向に沿って回転させ、
この電極コイルの正極タブを所定位置に設けたチャックに当接させ、
このチャックにより正極タブを前記当接位置にて保持固定し、
この保持固定状態にて前記円筒形状のコイル本体に対して外方からその直径方向に圧力を加えてこのコイル本体を偏平に成形する
ことを特徴とする電極コイル成形方法。
【請求項２】
円筒形状のコイル本体を有し、このコイル本体の一端部から軸方向に沿って正極タブが突出した電極コイルを所定形状に形成する電池の電極コイル成形装置において、
前記コイル本体の外周面と接触してこのコイル本体を所定位置に位置決めするとともに、このコイル本体を円周方向に沿って回転させる回転位置決め機構と、
この回転位置決め機構によって位置決めされたコイル本体の前記一端部と対向して設けられ、前記コイル本体の回転により正極タブと当接して前記コイル本体の回転を停止させるとともに、この当接位置にて前記正極タブを保持固定するチャック機構と、
前記回転位置決め機構を前記コイル本体の外周面との接触位置から非接触位置に退避させる退避機構と、
この退避機構により回転位置決め機構が退避した状態にて前記コイル本体に対して外方から直径方向に圧力を加えて偏平に形成するプレス機構と
を具備したことを特徴とする電極コイル成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池に用いられる偏平な電極コイル成形方法および成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、角型電池の組立工程には、円筒形状に巻回された電極コイルを図６で示す偏平形状に成形する工程がある。すなわち、電極コイル11は、偏平な筒状に成形されたコイル本体12と、このコイル本体12の一端部から軸方向に沿って突出する正極タブ13とを有しており、コイル本体12は最初は円筒形状に巻回され、後に偏平形状に成形される。
【０００３】
このような電極コイル11では、コイル本体12に対する正極タブ13の位置が組立工程における基準となり、歩留まりに大きく影響するため、精度良く位置決めして成形することが望ましい。このため、従来は単体装置で人手により電極コイル11を１個ずつ所定の位置に載せ、プレスにより加圧成形していたため、多くの手間を要し、生産性の向上が図れない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の従来技術では、正極タブ13の位置精度を高くするため、電極コイル11を１個ずつ人手で位置決めし、プレスで加圧成形していたため、生産性を向上させることができない問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、人手によることなく、正極タブを高精度に位置決めして成形することができ、高い位置精度を維持し、しかも生産性を向上できる電極コイル成形方法および成形装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒形状のコイル本体の一端部から軸方向に沿って正極タブが突出した電極コイルを円周方向に沿って回転させ、この電極コイルの正極タブを所定位置に設けたチャックに当接させ、このチャックにより正極タブを前記当接位置にて保持固定し、この保持固定状態にて前記円筒形状のコイル本体に対して外方からその直径方向に圧力を加えてこのコイル本体を偏平に成形するもので、このチャックにより正極タブを所定位置に保持固定し、この状態でコイル本体を偏平に成形するので、正極タブをコイル本体に対して正しく高精度に位置決めした電極コイルを得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電極コイル成形装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。なお、従来例の図６に示す部分に対応する部分には同一符号を付して説明する。
【０００８】
図１において、電極コイル11は成形前のもので、円筒形状に巻回されたコイル本体12と、このコイル本体12の一端部から軸方向に沿って突出する短冊上の正極タブ13とを有している。
【０００９】
また、15は回転位置決め機構で、この回転位置決め機構15は互いに平行に配置された一対の回転シャフト16，16を有しており、これら回転シャフト16，16は、それぞれの一端がハウジング17，17に回転自在に支持されており、これらハウジング17，17の反対側に位置するローラ18を介して図示しない駆動モータと連結し、この駆動モータによって同一方向に回転駆動される。さらに、これら回転シャフト16，16の両端部近くの外周面には、フリーフローローラ19，19がそれぞれ回転自在に遊嵌している。
【００１０】
この回転位置決め機構15は、図示のように一対の回転シャフト16，16間で電極コイル11のコイル本体12を載支して、この電極コイル11の軸方向の位置決めを行うと共に、この電極コイル11を回転駆動する。すなわち、回転位置決め機構15の回転シャフト16，16は、それぞれフリーフローローラ19，19を介してコイル本体12の外周面と接触しており、回転シャフト16，16の回転に伴いフリーフローローラ19，19を介してコイル本体12を回転駆動する。
【００１１】
また、回転位置決め機構15の回転シャフト16，16を、コイル本体12との接触位置から非接触位置に退避させる退避機構20を有している。そのために、回転シャフト16，16を支持するハウジング17，17を、第１のテーブル21上に設けられたレール22によって、回転シャフト16，16と直交する間隔方向に沿ってスライド可能に支持している。なお、第１のテーブル21は図示しないアクチュエータにより矢印Ａに沿って進退可能に構成されている。
【００１２】
また、これらハウジング17，17上には、支軸23，23によってベアリング24，24がそれぞれ水平方向に沿って回転自在に設けられている。そして、これらベアリング24，24間には、図示しないアクチュエータにより矢印Ｂに沿って進退可能に構成された板カム25が設けられている。さらに、ハウジング17，17間には、ベアリング24，24を板カム25の第１のカム辺25a および第２のカム辺25c に接合させるための引張りばね26が張設されている。
【００１３】
さらに、板カム25は、ベアリング24，24との接触により回転シャフト16，16の間隔を規制するもので、回転シャフト16，16をコイル本体12との接触位置に規制する第１のカム辺25a 、ベアリング24，24間への進退動作により回転シャフト16，16の間隔を変化させるための斜辺25b および回転シャフト16，16をコイル本体12の外周面から離間した非接触位置に規制する第２のカム辺25c を連続形成している。
【００１４】
また、回転位置決め機構15によって位置決めされたコイル本体12の一端部と対向するように、第２のテーブル28上にチャック機構27を有している。この第２のテーブル28は、図示しないアクチュエータにより矢印Ｃに沿って進退可能に構成されている。このチャック機構27は上下方向に開閉動作する一対のチャック29a ，29b およびエアーによる開閉駆動機構30を有する。
【００１５】
ここで、一対のチャック29a ，29b は、第２のテーブル28の矢印Ｃ方向の前進動作により、電極コイル11の成形時に正極タブ13が位置すべき所定位置に位置決めされている。また、上部のチャック29a の側面部には係止片31が設けられている。この係止片31は、コイル本体12の回転に伴う正極タブ13の円周方向の移動により、この正極タブ13の側辺と当接してその移動を係止する。
【００１６】
また、33は検出機構で、この検出機構33は、チャック29a ，29b 近くに立設されたホルダー34の上端部にセンサ35を取り付けており、正極タブ13がチャック29a ，29b に保持されていることを検出する。
【００１７】
さらに、37はプレス機構で、このプレス機構37はコイル本体12を偏平に成形するための上型38および下型39を有し、下型39は一対の回転シャフト16，16間に載支されたコイル本体12の下方に配置され、回転シャフト16，16がコイル本体12との非接触位置に退避動作した後、このコイル本体12を載支する。また、上型38は下型39と対向する上方に配置され、図示しないアクチュエータによって下方に駆動され、下型39とともにコイル本体12を挟圧し、その直径方向に圧力を加えてこのコイル本体12を偏平に成形する。
【００１８】
次に、上記実施の形態の動作を図２ないし図５を参照して説明する。
【００１９】
まず、前工程において作成された電極コイル11は、円筒形状に巻回されたコイル本体12と、このコイル本体12の一端部から突出している正極タブ13を有する。この電極コイル11は図示しない移載機構により、図２で示すように、回転位置決め機構15を構成する一対の回転シャフト16，16上に、フリーフローローラ19，19を介して移載される。このとき、図１で示した退避機構20を構成する板カム25は後退位置にあり、一対のベアリング24，24は第１のカム辺25a ，25a と接触している。したがって、一対の回転シャフト16，16の間隔は、コイル本体12を載支しうる間隔に規制されている。
【００２０】
次に、図示しないアクチュエータにより第１のテーブル21を矢印Ａ方向に前進させ、回転シャフト16，16間に載支されたコイル本体12を、プレス機構37の上型38と下型39との間に位置させる。また、同じく図示しないアクチュエータにより第２のテーブル28を矢印Ｃ方向に前進させ、一対のチャック29a ，29b を所定の位置関係に位置決めする。
【００２１】
この状態で図示しない駆動モータによりローラ18を介して一対の回転シャフト16，16を同じ方向に回転駆動する。このとき、回転シャフト16，16に遊嵌しているフリーフローローラ19，19は、コイル本体12の重量により回転シャフト16，16の外周面に圧接する。このため、フリーフローローラ19，19は回転シャフト16，16と一体になって回転し、その外面に接触しているコイル本体12を円周方向に回転させる。
【００２２】
このコイル本体12の回転により正極タブ13は円周方向に移動し、図３で示すように、所定位置にある上部のチャック29a の係止片31に当接する。このため、コイル本体12の回転は係止される。このとき、コイル本体12は、フリーフローローラ19，19から回転力を受けていたが、フリーフローローラ19，19は回転シャフト16，16に対して回転自在に遊嵌しているため、係止により回転シャフト16，16の回転力はフリーフローローラ19，19との間で吸収される。したがって、係止に伴い正極タブ13に無理な力が加わることはなく、コイル本体12の回転を無理なく確実に停止できる。
【００２３】
このように、コイル本体12の回転が停止した状態で、開閉駆動機構30により一対のチャック29a ，29b を閉じて、この間に位置する正極タブ13を挟圧保持する。また、検出機構33のセンサ35により、正極タブ13が所定位置に保持されていることを検出する。
【００２４】
次に、図１で示した板カム25を矢印Ｂ方向に前進させ、板カム25の斜辺25b により、引張りばね26の張力に抗してベアリング24，24間を外側に押し広げる。このため、ハウジング17，17はレール22上を左右にスライドし、このハウジング17に取り付けられている一対の回転シャフト16，16をそれぞれ外側に向かって並行移動させる。そして、図４で示すように、板カム25の第２のカム辺25c がベアリング24，24に接触する位置まで前進すると、一対の回転シャフト16，16はコイル本体12の外周面から離間した非接触位置に退避する。
【００２５】
そして、この退避動作により、コイル本体12は、一対の回転シャフト16，16間から離れ、この一対の回転シャフト16，16の下方に位置するプレス機構37の下型39上に移載される。そこで、図示しないアクチュエータにより第１のテーブル21を、矢印Ａ方向に対して後退動作させ、一対の回転シャフト16，16をプレス機構37の下型39上から退避させる。この後、図示しないアクチュエータにより、プレス機構37の上型37を下降させ、下型39とともに円筒形状のコイル本体12を上下から挟圧する。すなわち、コイル本体12に対し、外部からコイル本体12の直径方向に圧力を加え、図５で示すように、偏平な形状に成形する。
【００２６】
このようにして成形後、上型38は上昇するので、次にチャック29a ，29b を開いて正極タブ13を解放した後、第２のテーブル28を矢印Ｃ方向に対して後退動作させる。このため、図６で示す成形完了後の電極コイル11は、プレス機構37の下型39上に置かれるので、図示しない移載機構によりこの電極コイル11を後工程に移載し、作業を終了する。
【００２７】
ここで、円筒形状のコイル本体12を偏平形状に成形する場合、正極タブ13をチャック29a ，29b により所定位置に保持固定した状態で加圧成形するので、成形後の偏平なコイル本体12に対する正極タブ13の位置を精度良く一定に保つことができ、後工程における歩留まりが向上する。また、この正極タブ13の位置決めおよび保持固定は、回転位置決め機構15やチャック機構27によって自動で処理できるので、従来の人手によって位置決めする場合に比べ、生産性を大幅に向上できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、正極タブを高精度に位置決めして成形するので、高い位置精度を維持でき、人手によることなく自動で位置決めできるので、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極コイル成形装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】同上電極コイルの一製造工程を示す斜視図である。
【図３】同上電極コイルの図２の次の製造工程を示す斜視図である。
【図４】同上電極コイルの図３の次の製造工程を示す斜視図である。
【図５】同上電極コイルの図４の次の製造工程を示す斜視図である。
【図６】一般的な成形後の電極コイルを示す斜視図である。
【符号の説明】
11    電極コイル
12    コイル本体
13    正極タブ
15    回転位置決め機構
20    退避機構
27    チャック機構
29a ，29b     チャック
37    プレス機構
【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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