(57)【要約】【課題】スリット内に帯状部材を通して捲回する巻芯であって，捲回不良が生じ難い技術を提供すること。【解決手段】帯状部材を捲回する捲回装置の巻芯１０であって，巻芯１０の軸心を通って径方向に巻芯１０を２分割するスリット１１１と，スリット１１１を挟んで対向する一対の内周面１１２，１１３の一方と，巻芯１０の芯体１１の外周面１１４，１１５と，の接合部である角部１１６，１１７，１１８，１１９の少なくとも１つに，巻芯１０の軸心と平行な軸１２３，１２４の回りに回転自在に設けられたローラ１２１，１２２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状部材を捲回する捲回装置の巻芯であって，
軸心を通って径方向に前記巻芯を２分割するスリットと，
前記スリットを挟んで対向する一対の内周面の一方と，前記巻芯の外周面と，の接合部である角部の少なくとも１つに，前記軸心と平行な軸回りに回転自在に設けられた回転部材と，
を有することを特徴とする捲回装置の巻芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，帯状部材を捲回する捲回装置に用いる巻芯に関する。さらに詳細には，スリットにて２分割された巻芯であって，当該スリット内に帯状部材を通して回転することにより帯状部材を巻き取る捲回装置の巻芯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，例えば，捲回型の二次電池を製造する工程では，電極板やセパレータ等の帯状部材を捲回して捲回体を製造するための捲回装置が使用されている。このような捲回装置としては，例えば，スリットにて２分割された巻芯を使用し，帯状部材をスリットに通して巻芯に挟み込ませ，当該巻芯を回転させて，帯状部材を繰り出し側から引き出しつつ巻芯に巻き取らせる装置がある。
【０００３】
捲回装置に用いる巻芯を開示した文献としては，例えば，特許文献１がある。特許文献１には，軸線方向に亘って分割された一対の軸状体を備えて，全体で長尺円柱状をなす巻芯が開示されている。本文献には，分割面である内周面部と，電極体が巻き付けられる面である外周面部とによって構成されるエッジ部分に，面取り加工が施されている巻芯が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８８６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来の技術には，次のような問題があった。すなわち，帯状部材の先端部を，スリットを通して巻芯の外部に固定して巻始める捲回方法では，特許文献１に開示されている技術のように面取り加工がなされていても，エッジ部分で帯状部材に大きい摩擦力が加わるおそれがある。エッジ部分において，帯状部材と巻芯との摩擦が大きいと，帯状部材がスムーズに繰り出されず，帯状部材のシワや千切れ等の捲回不良が生じる可能性が高まる。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，スリット内に帯状部材を通して捲回する巻芯であって，捲回不良が生じ難い技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた捲回装置の巻芯は，帯状部材を捲回する捲回装置の巻芯であって，軸心を通って径方向に前記巻芯を２分割するスリットと，前記スリットを挟んで対向する一対の内周面の一方と，前記巻芯の外周面と，の接合部である角部の少なくとも１つに，前記軸心と平行な軸回りに回転自在に設けられた回転部材と，を有することを特徴としている。
【０００８】
本明細書に開示される捲回装置の巻芯は，スリットにて２分割され，そのスリットを挟んで対向する面である内周面と，巻芯の外周面との接合部である角部の少なくとも１つに，巻芯の軸心と平行な軸回りに回転自在な回転部材が設けられている。
【０００９】
本明細書に開示される巻芯を用いた捲回装置では，帯状部材をスリットに通して巻芯を回転させると，帯状部材は巻芯の角部にて回転部材に接触する。そして，回転部材が回転自在であるので，帯状部材がスリットの内部で移動した場合に回転部材が回転し，帯状部材の移動に対する抵抗力は小さい。すなわち，本明細書に開示される捲回装置では，例えば，帯状部材の端部を巻芯の外部に固定して巻始めた場合でも，巻芯のスリット内での帯状部材の移動が容易であり，捲回不良の抑制が期待できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，スリット内に帯状部材を通して捲回する巻芯であって，捲回不良が生じ難い技術が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本形態の巻芯を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】捲回工程を示す説明図である。
【図４】捲回工程を示す説明図である。
【図５】捲回工程を示す説明図である。
【図６】巻芯の別の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下，本発明を具体化した形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，帯状部材を捲回して捲回体を製造する捲回装置の巻芯に，本発明を適用したものである。
【００１３】
本形態の巻芯１０を図１及び図２に示す。図２は，図１のＡ−Ａ断面図である。本形態の巻芯１０は，例えば，供給ロール等から供給される帯状部材を，張力を付与して捲回する捲回装置に使用される。このような捲回装置にて製造される捲回体としては，例えば，正負の電極板をセパレータに挟んで捲回した捲回型の電極体がある。巻芯１０による捲回対象の帯状部材は，１枚でもよいし，２枚以上の帯状部材を重ねたものでもよい。なお，本形態の巻芯１０は，捲回後に捲回体から抜き取られる。
【００１４】
本形態の巻芯１０は，図１に示すように，芯体１１と，駆動部１２と，固定部１３とを備えている。芯体１１は，全体の外形が略円柱形状であり，帯状部材が巻き付けられる箇所である。駆動部１２は，図中で右側の端部が捲回装置に取り付けられて回転駆動される。固定部１３は，駆動部１２と芯体１１とを固定する。つまり，本形態の巻芯１０では，捲回装置からの駆動力を受けて，芯体１１と駆動部１２と固定部１３とが一体的に回転する。
【００１５】
そして，巻芯１０には，図１に示すように，スリット１１１が形成されている。スリット１１１は，芯体１１の全体と，固定部１３と，駆動部１２の一部分と，を軸心を通って径方向に貫通する。つまり，芯体１１や固定部１３は，スリット１１１によって軸方向に亘って２分割されている。なお，芯体１１には，その軸心に沿って，駆動部１２に取り付けられるための溝が形成されているが，以下では，溝を省略し，スリット１１１を挟む２つの半円柱形状の部材として説明する。巻芯１０の全体は，駆動部１２によって一体となっている。
【００１６】
具体的に，芯体１１は，図１と図２に示すように，内周面１１２と外周面１１４とで囲まれる半円柱１０１と，内周面１１３と外周面１１５とで囲まれる半円柱１０２とに分割されている。内周面１１２，１１３は，スリット１１１を挟んで対面する２つの平面である。また，外周面１１４，１１５は，芯体１１の外形をなす２つの略半円筒状の曲面である。そして，芯体１１には，半円柱１０１における内周面１１２と外周面１１４との接合部である２箇所の角部１１６，１１７と，半円柱１０２における内周面１１３と外周面１１５との接合部である２箇所の角部１１８，１１９との４箇所の角部がある。
【００１７】
さらに，本形態の芯体１１には，図２に示すように，角部１１７にローラ１２１が設けられ，角部１１８にローラ１２２が設けられている。角部１１７と角部１１８とは，計４箇所の角部１１６，１１７，１１８，１１９のうち，スリット１１１の領域である矩形の空間に対して，互いに対角位置の２箇所である。そして，ローラ１２１は，巻芯１０の軸心に平行な軸１２３の回りに回転自在に設けられている。また，ローラ１２２は，巻芯１０の軸心に平行な軸１２４の回りに回転自在に設けられている。なお，ローラ１２１，１２２の取り付けられている角部は，後述するように，捲回装置による捲回時に帯状部材が接触する箇所である。
【００１８】
ローラ１２１と１２２の軸方向の長さは，捲回対象の帯状部材の幅方向の大きさ以上であることが好ましい。また，ローラ１２１，１２２は，耐久性の観点からは金属製のローラであることが好ましいが，異物付着防止の観点からは樹脂製のローラであってもよい。ただし，ローラ１２１と１２２とは，同種のローラであることが好ましい。
【００１９】
また，ローラ１２１，１２２の径は，芯体１１の外径に対して２０％以下であることが好ましい。より好ましくは，ローラ１２１と１２２の径は，芯体１１の外径の１０％以下であるとよい。そして，各ローラの軸１２３，１２４の位置と各ローラ１２１，１２２の径とは，帯状部材の捲回径への影響を抑制する観点から，ローラ１２１，１２２の外面が芯体１１の外周面１１４，１１５の延長面よりも外径側に突出しないように決定されることが好ましい。例えば，ローラ１２１，１２２の外面と芯体１１の外面の延長面とが接していることが好ましい。
【００２０】
続いて，本形態の巻芯１０を使用して，捲回体を製造する方法について，図３〜図５を用いて説明する。ここでは，１枚のセパレータ２０を捲回対象として，巻き始めの工程のみを説明する。セパレータ２０は，例えば，帯状の多孔質の樹脂膜であり，多層構造となっているものでもよい。セパレータ２０は，図３に示すように，供給ロール２１に巻かれた状態で供給される。なお，捲回体として，例えば，捲回型の電極体を製造する場合，まず，１枚または２枚のセパレータ２０のみを数回捲回し，その後，セパレータ２０の間に挟まれるように正負の電極板を加えて，所定の巻回数となるまで捲回する。
【００２１】
本形態の捲回方法では，図３に示すように，捲回装置の他，繰り出しローラ対２２と，ベース２３と，クランプ２４と，タッチローラ２５と，を使用する。繰り出しローラ対２２は，２つのローラのニップにセパレータ２０を挟んで保持し，セパレータ２０に所定以上の引っ張り力が加えられた場合には回転してセパレータ２０を供給する。ベース２３とクランプ２４とは，セパレータ２０の先端部を挟んで固定する。タッチローラ２５は，所定の位置に固定された回転自在のローラである。タッチローラ２５は，所定の押圧力で巻芯１０に押しつけられ，セパレータ２０の浮き上がりを抑制する。なお，図３〜図５では，捲回装置のうち，巻芯１０の芯体１１のみを示している。
【００２２】
図３に示したのは，捲回を開始する前の状態である。捲回工程では，まず，供給ロール２１に巻かれたセパレータ２０の先端を，繰り出しローラ対２２のニップを通して引き出し，所定の位置に固定されたベース２３とクランプ２４とによって挟む。すなわち，セパレータ２０の先端を，巻芯１０の外部で固定する。これにより，セパレータ２０の先端部分が，所定の張力で張り渡される。
【００２３】
なお，図３では，供給ロール２１の外周と，繰り出しローラ対２２のニップと，ベース２３とクランプ２４との固定箇所とが，直線上に並んでいるが，これに限らない。例えば，供給ロール２１から繰り出しローラ対２２までの間にさらにローラ等を設け，セパレータ２０の進行方向が途中で曲げられていてもよい。また，供給ロール２１と繰り出しローラ対２２との間に，さらに他の装置が設けられていてもよい。
【００２４】
次に，スリット１１１の中にセパレータ２０が入るように，繰り出しローラ対２２とクランプ２４による固定箇所との間の位置へ向かって，巻芯１０を軸方向に移動させる。巻芯１０の移動方向は，図１中で左向きである。そして，セパレータ２０の幅方向の全体が，ローラ１２１，１２２の軸方向の範囲内となる位置で，巻芯１０を停止させる。これにより，図３に示したように，セパレータ２０の先端部は，巻芯１０のスリット１１１を貫通して，巻芯１０の両外側にある繰り出しローラ対２２とクランプ２４とによって把持された開始状態となる。また，タッチローラ２５は，図３中で，スリット１１１より上方の位置で巻芯１０に接触する。
【００２５】
図３の例では，開始状態での巻芯１０の向きを，クランプ２４の側にローラ１２２，繰り出しローラ対２２の側にローラ１２１としている。また，ローラ１２１は，セパレータ２０に対してタッチローラ２５と同じ側であり，ローラ１２２は，セパレータ２０を挟んでタッチローラ２５とは逆側にある。
【００２６】
次に，捲回装置によって駆動部１２を回転駆動することにより，図４中に矢印Ｃで示すように，巻芯１０を回転させる。具体的に，巻芯１０のうち開始状態でクランプ２４に近い側を，タッチローラ２５に近づける向きに，巻芯１０の回転を開始させる。図４中では，この回転方向は，時計回りである。これにより，ローラ１２２がセパレータ２０に接触し，セパレータ２０を押し上げつつタッチローラ２５に近づく。また，ローラ１２１もセパレータ２０と接触する。
【００２７】
巻芯１０をさらに回転させると，図４に示すように，セパレータ２０の経路は，繰り出しローラ対２２とクランプ２４との間で，ローラ１２１とローラ１２２とに沿って折り曲げられる。そして，図４中に矢印Ｄで示すように，セパレータ２０は，繰り出しローラ対２２を介して供給ロール２１から引き出され，スリット１１１内を移動する。セパレータ２０の移動の際に，図４中に矢印Ｅで示すように，ローラ１２１，１２２が回転する。この状態では，セパレータ２０と芯体１１とは直接接触しない。従って，セパレータ２０と巻芯１０との間の摩擦力は小さく，セパレータ２０は，スムーズに移動できる。
【００２８】
巻芯１０を半周させると，図５に示すように，ローラ１２１，１２２の箇所で，セパレータ２０が２重になる。これにより，セパレータ２０の端部は，重なったセパレータ２０によって巻き込まれるので，捲回体がゆるむことはない。この後，クランプ２４を開放するか，あるいは，クランプ２４と巻芯１０との間でセパレータ２０を切断する。以後，正負の電極体や他のセパレータ等を順に追加して巻き込み，所定の捲回回数となるまで，巻芯１０を回転させる。
【００２９】
以上詳細に説明したように本形態の巻芯１０によれば，スリット１１１にて２分割され，内周面１１２と外周面１１４との角部１１７にローラ１２１が，また，内周面１１３と外周面１１５との角部１１８にローラ１２２が，それぞれ設けられている。ローラ１２１，１２２は，巻芯１０の軸心と平行な軸回りに回転自在な回転部材である。捲回対象の帯状部材であるセパレータ２０の先端を巻芯１０の外部で固定して巻始めた場合，セパレータ２０は，ローラ１２１とローラ１２２とに接触する。そして，セパレータ２０の移動に伴ってローラ１２１，１２２が回転するので，セパレータ２０は，スリット１１１内を容易に移動できる。これにより，セパレータ２０の端部を巻芯１０の外部に固定して巻始める場合でも，捲回不良を抑制できる。つまり，スリット内に帯状部材を通して捲回する巻芯であって，捲回不良が生じ難い技術となっている。
【００３０】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，捲回対象の帯状部材は，セパレータに限らず，電極板，磁気テープ，紙テープ等にも適用可能である。
【００３１】
巻芯１０の回転方向は，図示の例に限らない。例えば，図４とは逆向きに回転させる捲回装置に用いる場合には，他の２つの角部１１６，１１９にローラを配置した巻芯を用いるか，または，巻芯１０をセパレータ２０に対して，上記の例とは逆側から挿入するとよい。言い換えると，セパレータ２０が２つのローラに接触する向きに，巻芯１０を回転させるとよい。
【００３２】
また，例えば，ローラ１２１とローラ１２２とのいずれか一方のみとしてもよい。１箇所のみでも，ある程度の摩擦力低減の効果は期待できる。例えば，ローラの無い角部を面取りしてもよい。ただし，ローラ１２１とローラ１２２との両方を設けた方が，帯状部材の張力がより均一となる可能性が高く，望ましい。また，４つの角部の全てにローラを設けてもよい。そうすれば，巻芯の回転の向きにかかわらず使用可能である。
【００３３】
また，例えば，ローラ１２１，１２２に限らず，図６に示すように，ベアリング３０を用いてもよい。ベアリング３０の内輪を巻芯に固定することで，外輪を回転自在の回転部材として使用することができる。また，例えば，回転部材として，同軸に配置した複数個の短いローラの組や，同軸の複数個のベアリングの組などを用いることもできる。
【００３４】
また，例えば，本形態では，巻芯として略円柱形状のものを用いているが，その断面形状は円形に限らず，長円や楕円形等，どのようなものであってもよい。また，本形態では巻芯を軸方向に移動させて，セパレータをスリットに挿入するとしたが，セパレータをその幅方向に移動させてスリットに挿入することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  巻芯
１１１  スリット
１１２，１１３  内周面
１１４，１１５  外周面
１１６，１１７，１１８，１１９  角部
１２１，１２２  ローラ
【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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