(57)【要約】【課題】電極捲回体を巻芯から抜きずれを起こさないように抜き取るための抜き取り装置を提供すること。【解決手段】巻芯１０に対して電極シートとセパレータを積層して捲いた電極捲回体Ｗを巻芯１０から抜き取るためのものであって、巻芯１０は、その表面に軸方向に沿ってチャック爪挿入用のチャック溝１２が形成されたものであり、その巻芯１０に捲回された電極捲回体Ｗを、チャック溝１２に挿入した内側のチャック爪２１と反対の外側に位置するチャック爪２２とで挟み込んで把持する抜きチャック２０を有し、抜きチャック２０によって把持した状態の電極捲回体Ｗを、巻芯１０の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにした電極捲回体の抜き取り装置。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯に対して電極シートとセパレータを積層して捲いた電極捲回体を前記巻芯から抜き取るための抜き取り装置において、
前記巻芯は、その表面に軸方向に沿ってチャック爪挿入用のチャック溝が形成されたものであり、
その巻芯に捲回された前記電極捲回体を、前記チャック溝に挿入した内側のチャック爪と反対の外側に位置するチャック爪とで挟み込んで把持する抜きチャックを有し、
前記抜きチャックによって把持した状態の前記電極捲回体を、前記巻芯の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにしたものであることを特徴とする電極捲回体の抜き取り装置。
【請求項２】
請求項１に記載する電極捲回体の抜き取り装置において、
前記巻芯は、その表面に軸方向に沿って複数の摩擦低減溝が形成されたものであることを特徴とする電極捲回体の抜き取り装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する電極捲回体の抜き取り装置において、
前記チャック溝は、前記巻芯の表面に軸心を挟んで対称となる位置に２本形成され、
前記抜きチャックは、前記電極捲回体の軸方向両端部に２個ずつ用意され、前記巻芯に捲回された電極捲回体を軸方向両端部の各２箇所で把持するようにしたものであることを特徴とする電極捲回体の抜き取り装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する電極捲回体の抜き取り装置において、
前記抜きチャックは、前記電極捲回体に対する内側と外側の一対のチャック爪が、前記電極捲回体の肉厚の中心位置に力がかかるように挟み込むようにしたものであることを特徴とする電極捲回体の抜き取り装置。
【請求項５】
巻芯に対して電極シートとセパレータを積層して捲いた電極捲回体を前記巻芯から抜き取るための抜き取り方法において、
前記巻芯に捲回された電極捲回体を、抜きチャックによって内側と外側とから挟み込んで把持し、抜きチャックによって把持した状態の前記電極捲回体を、前記巻芯の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにしたことを特徴とする電極捲回体の抜き取り方法。
【請求項６】
請求項５に記載する電極捲回体の抜き取り方法において、
前記抜きチャックが前記電極捲回体の軸方向両端部を２箇所ずつ把持し、前記電極捲回体を前記巻芯の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにしたことを特徴とする電極捲回体の抜き取り方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載する電極捲回体の抜き取り方法において、
前記抜きチャックが前記電極捲回体の肉厚の中心位置に力がかかるように挟み込むようにしたことを特徴とする電極捲回体の抜き取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータを介し正極や負極の電極シートを積層して捲回した電極捲回体を巻芯から抜き取るための抜き取り装置及び抜き取り方法に関し、特に巻芯との摩擦抵抗によって電極捲回体の電極シートにずれが生じないようにする抜き取り装置及び抜き取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、直方体形状の電池ケースに正極端子と負極端子とをもった密閉式で構成される。電池ケースは、金属板が直方体形状の収容空間をなす角形容器であり、その内部に扁平形状にされた捲回体（扁平捲回体）が挿入される。そこで先ず、シート状の正極や負極の電極シートと絶縁体であるセパレータとが積層して捲回され、円筒形状の電極捲回体が形成される。そして、次に電極捲回体が円筒形から扁平形状に押し潰され、そうした扁平捲回体がケース内に挿入される。
【０００３】
図４は、下記特許文献１に記載された電極捲回体の抜き取り装置を示した図である。捲回手段１１０に対しては、電極シート及びセパレータが、図５に示すように多分割型の巻芯１１２に積層して捲回される。一方、形成された電極捲回体Ｗにはシリンダ１２５によって支持枠１２６が前進し、一対の平行な取出し棒１２２，１２２が巻芯１１２の間隙に挿入される。そして、シリンダ装置１２５がリンク機構１２４を介して取出し棒１２２，１２２を相互に離反させ、電極捲回体Ｗの内側に押し当てて停止する。その後、支持枠１２６が後退することにより、取出し棒１２２，１２２に支持された電極捲回体Ｗが巻芯１１２から抜き取られる。
【特許文献１】特開２０００−１７３６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の抜き取り装置は、電極捲回体Ｗを巻芯から取り出す際に電極シートとセパレータに滑りが生じてしまう問題があった。例えば、図４に示す装置では、取出し棒１２２，１２２に大きな力を加えて電極捲回体Ｗを内側から広げてしまうと、その電極捲回体Ｗと巻芯１１２との一部接触部分の摩擦抵抗が大きくなってしまう。そのため、電極捲回体Ｗが抜き取り難くなってしまうほか、摩擦抵抗の大きい部分が抜き方向とは逆に引っ張られて電極捲回体Ｗに変形が生じてしまう。
【０００５】
更に従来は、図６に示すように、電極捲回体Ｗを抜き板２０２に押し当てて巻芯２０１から抜き取る方法も行われていた。しかし、これでは巻芯２０１と抜き板２０２との隙間で電極捲回体Ｗを支持できないため、巻芯２０１との摩擦抵抗によって図示するように内側の電極シートが引っ張られてずれてしまう。そして、電極捲回体Ｗの電極シートがずれてしまうと、電極シート間の相対的な位置ずれによって電池の短絡が生じたり、寸法が変化してしまいケースに入らなくなるという不具合が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、電極捲回体を巻芯から抜きずれを起こさないように抜き取るための抜き取り装置及び抜き取り方法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】
【０００７】
本発明に係る電極捲回体の抜き取り装置は、巻芯に対して電極シートとセパレータを積層して捲いた電極捲回体を前記巻芯から抜き取るためのものであって、前記巻芯は、その表面に軸方向に沿ってチャック爪挿入用のチャック溝が形成されたものであり、その巻芯に捲回された前記電極捲回体を、前記チャック溝に挿入した内側のチャック爪と反対の外側に位置するチャック爪とで挟み込んで把持する抜きチャックを有し、前記抜きチャックによって把持した状態の前記電極捲回体を、前記巻芯の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにしたものであることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電極捲回体の抜き取り装置は、前記巻芯が、その表面に軸方向に沿って複数の摩擦低減溝が形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る電極捲回体の抜き取り装置は、前記チャック溝が、前記巻芯の表面に軸心を挟んで対称となる位置に２本形成され、前記抜きチャックは、前記電極捲回体の軸方向両端部に２個ずつ用意され、前記巻芯に捲回された電極捲回体を軸方向両端部の各２箇所で把持するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る電極捲回体の抜き取り装置は、前記抜きチャックが、前記電極捲回体に対する内側と外側の一対のチャック爪が、前記電極捲回体の肉厚の中心位置に力がかかるように挟み込むようにしたものであることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る電極捲回体の抜き取り方法は、巻芯に対して電極シートとセパレータを積層して捲いた電極捲回体を前記巻芯から抜き取るための方法であって、前記巻芯に捲回された電極捲回体を、抜きチャックによって内側と外側とから挟み込んで把持し、抜きチャックによって把持した状態の前記電極捲回体を、前記巻芯の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る電極捲回体の抜き取り方法は、前記抜きチャックが前記電極捲回体の軸方向両端部を２箇所ずつ把持し、前記電極捲回体を前記巻芯の軸方向に相対的に移動させて抜き取るようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る電極捲回体の抜き取り方法は、前記抜きチャックが前記電極捲回体の肉厚の中心位置に力がかかるように挟み込むようにしたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
よって、本発明によれば、巻芯にチャック溝を設け、抜きチャックによって電極捲回体を把持するようにしたため、電極捲回体を巻芯から抜き取る際、巻芯との摩擦抵抗によって生じるずれを防止することができる。また、本発明によれば、巻芯に対してチャック爪を挿入するチャック溝の他にも複数の摩擦低減溝を形成するようにしたので、巻芯と電極捲回体との接触面積が小さくなって電極捲回体が抜き取りやすくなり、摩擦抵抗による電極シートのずれが更に起こり難くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明に係る電極捲回体の抜き取り装置及び抜き取り方法について、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、電極捲回体の製造装置について、その一部を示した概念図である。この電極体製造装置には、巻取り装置によって図面左回りに回転する巻芯１０が配設されている。そして、正極シート１と第１セパレータ２、負極シート３及び第２セパレータ４の捲回開始端が揃えて重ねられ、巻芯１０に対して取り付けられる。
【００１２】
正極シート１は、巻芯１０から図面右側に伸びており、送りローラ５１〜５３によって案内され、第２セパレータ４は、巻芯１０から図面左側から送られ、ローラ５４で案内されている。また、負極シート３と第１セパレータ２は、不図示の送り機構によって案内されて上方から巻芯１０へと送られている。
【００１３】
そこで、駆動手段によって回転する巻芯１０に対して正極シート１、第１セパレータ２、負極シート３及び第２セパレータ４が積層された状態で捲かれていく。こうした正極シート１などの電極シートやセパレータの厚さは０．１ｍｍ程度であって、各シートがそれぞれ１００層ほど捲かれて円筒形状の電極捲回体が形成される。そして、巻芯１０の回転を停止した後、巻芯１０に捲回された正極シート１などがカットされ、その切断箇所が巻止めテープによって止められて電極捲回体となる。
【００１４】
次に、図２は、本実施形態の抜き取り装置を構成する巻芯１０を示した斜視図である。この巻芯１０は、円柱体であるが、その軸心を通る縦方向に切断した一対の割芯１０ａ，１０ｂによって構成されている。正極シート１などは、その捲回開始端が割心１０ａ，１０ｂ間のスリット１３を通して巻き付けることで、外れないように取り付けられる。また、巻芯１０は、図示した先端側が僅かではあるが左右に開くように、不図示の他端側が支持されている。そのため、先端凸部の分割面に形成された挿入部１４，１４にピンが入り込むことにより、その先端部分左右に押し広げられ、巻芯１０の表面が軸心と平行になるよう構成されている。
【００１５】
従って、こうした巻芯１０は、正極シート１などの巻取り時には、ピンの挿入によって一対の割心１０ａ，１０ｂが真っ直ぐになる一方、捲回された電極捲回体を抜く時には、ピンを外すことで先端部分が接近して一対の割心１０ａ，１０ｂが僅かに傾き、その外径が小さくなるように構成されている。すなわち、巻芯１０は、その表面に捲回された電極捲回体が抜きやすいように構成されている。
【００１６】
そして、更に本実施形態では、巻芯１０の表面に軸方向に沿って複数の溝が形成されている。具体的には、摩擦低減溝１１とチャック溝１２の２種類の溝が形成されている。曲面の摩擦低減溝１１は、捲回された電極捲回体と巻芯１０との接触面積を減らすためのものであり、円周方向に８本形成されている。そして、左右に位置する矩形のチャック溝１２は、電極捲回体を把持する抜きチャックのチャック爪が挿入可能に形成されている。
【００１７】
ここで、図３は、電極捲回体の抜き取り装置を示した概念図である。特に、捲回された電極捲回体Ｗを巻芯１０から抜き取る状況を示した図であり、スリット１３に直交するチャック溝１２，１２の位置での断面図である。巻芯１０に捲かれた円筒形状の電極捲回体Ｗには、軸方向の両側に２個ずつ計４個の抜きチャック２０が用意されている。４個の抜きチャック２０は、不図示のチャック装置本体に取り付けられ、矢印で示すように巻芯１０の軸方向に往復移動するよう構成されている。
【００１８】
また、それぞれの抜きチャック２０は、一対のチャック爪２１，２２が互いの距離を調節し、電極捲回体Ｗを把持できるように構成されている。なお、本実施形態では、電極捲回体Ｗの軸方向両端部にそれぞれ一対の抜きチャック２０を配置したが、電極捲回体Ｗの抜き取りに問題がなければ、軸方向の一方にだけ一対の抜きチャック２０を配置するようにしてもよい。
【００１９】
それぞれの抜きチャック２０は、チャック爪２１，２２が電極捲回体Ｗを挟み込んだ際、電極捲回体Ｗに対して厚さｔの中心位置に力がかかるように、チャック爪２１，２２が把持動作を行うよう構成されている。例えば、チャック爪２１，２２の把持する力が外側にずれてしまうと、電極捲回体Ｗが左右に引っ張られて上下方向の巻芯１０との摩擦抵抗が大きくなり、抜き取りの際にずれを起こしやすくしてしまうからである。
【００２０】
そこで、電極捲回体Ｗは、図１で示したように正極シート１や第１セパレータ２などが積層して巻芯１０に捲かれ、その後、この巻芯１０から電極捲回体Ｗが抜き取られる。その際、本実施形態の抜き取り方法では、巻終わった電極捲回体Ｗに対し、図３に示すように４個の抜きチャック２０がそれぞれ軸方向両端に位置し、各チャック爪２１が巻芯１０のチャック溝１２内に挿入される。従って、電極捲回体Ｗを挟んで内側にはチャック爪２１が、そして外側にはチャック爪２２が配置される。
【００２１】
そして、チャック爪２１，２２の把持動作によって、電極捲回体Ｗの４箇所が抜きチャック２０によって把持される。抜きチャック２０によって電極捲回体Ｗが拘束され、その状態のまま次に巻芯１０が軸方向に移動することで、電極捲回体Ｗが巻芯１０から抜き取られる。ただし、こうした抜き取り動作は、巻芯１０と電極捲回体Ｗにいずれか一方が移動すればよく、巻芯１０を固定した状態で電極捲回体Ｗ側、すなわち抜きチャック２０を支持する不図示のチャック装置側を移動させるようにしてもよい。
【００２２】
巻芯１０から抜き取られた電極捲回体Ｗは、トレーに落とされて次工程へと搬送される。或いは、抜きチャック２０によって把持されたまま次工程へと搬送される。抜きチャック２０によって搬送する場合には、扁平形状にする前の仮プレス工程へと送られ、両端部の左右一対の抜きチャック２０同士が把持したまま距離を広げるように移動する。これにより、電極捲回体Ｗが楕円形状に変形し、そこで仮プレス装置によって軽く押し潰される。その際、抜きチャック２０は電極捲回体Ｗから外され、仮プレスされた電極捲回体Ｗは、次のチャックによって把持され、本プレス装置へと搬送される。
【００２３】
よって、本実施形態によれば、巻芯１０にチャック溝１２を設けて抜きチャック２０によって電極捲回体Ｗを把持するようにしたため、相対的に巻芯１０を軸方向へ移動させて抜き取る際、巻芯１０に接する電極シートがずれてしまうことを防止することができるようになった。従って、電極シートのずれによって生じていた電池の短絡や、寸法が大きくなってケースに入らないという不具合が解消された。また、本実施形態では、巻芯１０に対してチャック爪２１を挿入するチャック溝１２の他にも複数の摩擦低減溝１１が形成されているので、巻芯１０に接する電極シートの面積が小さくなり、摩擦抵抗による電極シートのずれが更に起こり難くなった。
【００２４】
以上、本発明に係る電極捲回体の抜き取り装置及び抜き取り方法について実施形態を説明したが、本発明は、こうした実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、巻芯１０と電極捲回体Ｗとの摩擦抵抗を減らすために複数の摩擦低減溝１１を形成したが、その数や形状は適宜変更が可能であり、一方で抜きチャック２０による把持によって電極シートのずれが生じないような場合には、摩擦低減溝１１を形成しないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電極捲回体の製造装置について、その一部を示した概念図である。
【図２】実施形態の抜き取り装置を構成する巻芯を示した斜視図である。
【図３】電極捲回体を巻芯から抜き取る状況を示した断面図である。
【図４】従来の抜き取り装置を示した図である。
【図５】従来の抜き取り装置の多分割型の巻芯を示した図である。
【図６】従来の別装置による抜き取り方法を示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    正極シート
２    第１セパレータ
３    負極シート
４    第２セパレータ
１０  巻芯
１１  摩擦低減溝
１２  チャック溝
１３  スリット
１０ａ，１０ｂ  割芯
２０  抜きチャック
２１，２２  チャック爪
Ｗ    電極捲回体
【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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