JP2004262561A - 巻取り装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シート案内機構51のニップローラ58,58のニップ位置をX軸方向の位置調整可能に装着するとともに、積層シート48の先端縁をクランプするクランプ爪66をX軸方向及びY軸方向にそれぞれ位置調整可能に装着する。一対のニップローラ58,58から繰り出された積層シート48の先端縁をクランプ爪66によってクランプして、クランプ爪66を下方に移動させ、積層シート48を巻芯16と対応する高さ位置に移動する。ニップローラ58,58及びクランプ爪66をX軸方向左方に移動させて積層シート48を巻芯16の右側面に接触させる。この状態で、シート押圧機構71を作動して、加圧ローラ74によって積層シート48を巻芯16の表面に押圧し、接着用テープ貼付装置81によって積層シート48の先端縁を巻芯16の表面に接着する。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば二次電池の電極シート及びセパレータのような各種のシートを巻芯又は巻軸に対して巻き取るようにした巻取り装置に関するものであって、特に巻芯又は巻軸に対してシートの先端縁を容易に連結することができるようにした巻取り装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種の巻取り装置においては、複数のシートを積層状態で巻き取るように構成されている。巻取り装置の巻取り機構として従来、図9(a)又は(b)に示すような2つのタイプのものが提案されている。同図(a)に示す巻取り機構は、巻芯16が図示しない巻芯ヘッドに対し取り外し可能に装着され、巻芯16の回転軸線O1を通る垂直線Hよりも右方向に左右一対の互いに開閉可能なニップローラ91を配置している。そして、ニップローラ91から下方に繰り出されたシート状の第1セパレータ28と第2セパレータ30が積層された積層シート48の先端部をクランプ爪66によってクランプした後、積層シート48を下向に引き出して、積層シート48を巻芯16と対応する位置まで引き下げる。次に、作業者が前記巻芯16の右側面に変位させて手作業によって、積層シート48の先端縁を巻芯16の表面にテープを貼り付けることによって接着する。その後、ニップローラ91,91を互いに離隔させた状態で、巻芯16が回転されると、巻芯16の外周面に積層シート48が巻き取られる。
【0003】
図9(b)に示す巻取機構は、左右一対の巻軸片18a,18bよりなる巻軸18の上方において、該巻軸18の回転軸線O1を通る垂直線H上にニップローラ91,91が配置され、巻軸18の下方に昇降機構により昇降可能なクランプ爪66が配置されている。そして、前記巻軸18を同図(b)に実線で示す巻取位置から紙面直交方向に退避した退避位置に切り換えた状態で、積層シート48の先端縁をクランプ爪66によってクランプした後、積層シート48を下向に引き出して、積層シート48を垂直線H上に配置する。その後、巻軸18の巻軸片18a,18bを互いに離隔した状態で、前記退避位置から積層シート48を挟む巻取位置まで前進させる。次に、巻軸片18a,18bを図示しない開閉機構によって、積層シート48を挟持する閉鎖状態に切り換え、巻軸18を所定角度回転させたところで、クランプ爪66による積層シート48のクランプを解除する。すると、巻軸18に積層シート48の先端部が巻き付けられるので、積層シート48の巻き取り動作が開始される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前者の巻取り装置の巻取り機構においては、巻芯16と積層シート48との間に前記クランプ爪66を上下方向に往復運動させる際に、巻芯16に干渉しないようにするための所定の間隔が存在する。このため、巻芯16の右側面に対しフリー状態の積層シート48の先端縁を手作業によって接触するまで寄せなければならず、巻芯16に対する積層シート48のテープによる接着作業が面倒であった。又、前述したように積層シート48の先端縁を巻芯16に接触するまで寄せる行程が必要であるため、積層シート48の先端部を巻芯16の表面に接着する作業を自動化することが難しいという問題があった。さらに、前記ニップローラ91のニップ位置が前記回転軸線O1から側方に変位した所定位置のみに設定されていたので、図9(a)において、巻芯16を装着した巻芯ヘッドを取り外して、図9(b)で述べた巻軸ヘッドに交換することができないという問題があった。
【0005】
一方、後者の巻取り装置の巻取り機構においては、ニップローラ91のニップ位置が所定位置に設定されるとともに、クランプ爪66が昇降動作のみを行うように構成されていた。このため、積層シート48に対する巻軸片18a,18bのエッジ部の角当作業を行うまでの巻軸片18a,18bの回動角度が、所定角度だけ必要となるので、巻軸片18a,18bに対する積層シート48の先端部の結合作業を早期に行うことができないという問題があった。
【0006】
前記巻軸片18a,18bの表面は、積層シート48の巻取り作業を終了した後、そのシート巻取体を巻軸片18a,18bから分離する際に接触抵抗を低減するため鏡面となっている。このため、積層シート48の先端縁を巻軸片18a,18bのエッジにしっかりと角当てしないと前述した結合作業が確実に行われない。しかし、後者の巻取り機構では、角当てが不十分で結合作業ができない恐れもあった。
【0007】
又、後者の巻取り機構においては、前記巻軸18の回転軸線O1を通る垂直線H上のみにニップローラ91のニップ位置がある。このため、図9(b)において、巻軸18を巻軸ヘッドとともに主軸台から取り外して、図9(a)で述べた巻芯16を有する巻芯ヘッドと交換することができないという問題があった。
【0008】
この発明は、上記従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、巻芯に対するシートの接着作業を容易に行うことができる巻取り装置を提供することにある。
【0009】
この発明の別の目的は、巻芯に対するシートの接着作業を自動化することができる巻取り装置を提供することにある。
この発明の別の目的は、巻芯ヘッドと巻軸ヘッドの交換を行うことができる巻取り装置を提供することにある。
【0010】
この発明の別の目的は、巻軸に対するシートの先端部の結合作業を確実かつ迅速に行うことができる巻取り装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、巻芯ヘッドに装着された巻芯を回転させてシートを巻き取り、シートの巻き取り完了後に、巻芯ヘッドから巻芯をシート巻取体とともに分離するようにした巻芯回転機構と、前記巻芯の上方に配設され、かつシートを左右一対のニップ部材により表裏両面からニップして前記巻芯の側方にシートの先端縁を案内するシート案内機構と、前記巻芯の下方に配設され、かつニップ部材によりニップされたシートの先端部をクランプ部材によりクランプして、前記クランプ部材を昇降機構により下方に移動させて前記ニップ部材から前記シートを下方に引き出して前記巻芯の側方に配置するシート引出機構とを備えた巻取り装置において、前記シート案内機構に対し、前記ニップ部材のニップ位置を横方向に変位させるためのニップ位置変位機構を設け、前記シート引出機構に対し、前記クランプ部材のクランプ位置を横方向に変位させるためのクランプ位置変位機構を設けたことを要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明は、巻軸ヘッドに装着されたシート挿入溝を有する巻軸を回転させてシートを巻き取り、シートの巻き取り完了後に、巻軸からシート巻取体を分離するようにした巻軸回転機構と、前記巻軸の上方に配設され、かつシートを左右一対のニップ部材により表裏両面からニップして前記巻軸の側方にシートの先端縁を案内するシート案内機構と、前記巻軸の下方に配設され、かつ前記巻軸を巻取位置から退避位置に移動させた状態で、ニップ部材によりニップされたシートの先端部をクランプ部材によりクランプして、前記クランプ部材を昇降機構により下方に移動させて前記ニップ部材から前記シートを下方に引き出して前記巻軸のシート挿入溝と対応する位置に配置するシート引出機構と、前記巻軸回転機構に対し、下方に引き出されたシートに向かって前記巻軸を退避位置から軸方向に移動してシート挿入溝にシートを挿入する巻取位置へ配置する機能とを備えた巻取り装置において、前記シート案内機構に対し、前記ニップ部材のニップ位置を横方向に変位させるためのニップ位置変位機構を設け、前記シート引出機構に対し、前記クランプ部材を横方向に変位させるためのクランプ位置変位機構を設けたことを要旨とする。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1において、前記巻芯と対応して、巻芯の表面に対してシートの先端部を押圧するためのシート押圧機構が設けられ、巻芯の表面に対しシートの先端縁を自動的に連結するためのシート連結機構が設けられていることを要旨とする。
【0014】
請求項4に記載の発明は、請求項1において、前記巻芯回転機構は、前記巻芯ヘッドと、請求項2に記載の前記巻軸回転機構に用いられる巻軸ヘッドとを交換可能に構成されていることを要旨とする。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項2において、前記巻軸回転機構は、前記巻軸ヘッドと、請求項1に記載の前記巻芯回転機構に用いられる巻芯ヘッドとを交換可能に構成されていることを要旨とする。
【0016】
請求項6に記載の発明は、請求項2又は5において、前記巻軸は対向する一対の巻軸片により形成され、両巻軸片は開閉機構により開閉可能に構成され、ニップ位置変位機構と、クランプ位置変位機構は、前記巻軸が巻取位置から退避位置に移動された状態で、ニップ部材とクランプ部材との間に張設されたシートが傾斜状態で巻軸の回転軸線を通るように位置制御され、前記巻軸片は傾斜状態で前記退避位置から巻取位置に切り換え配置されるように構成されていることを要旨とする。
【0017】
(作用)
請求項1の発明は、ニップ部材及びクランプ部材を巻芯の回転軸線を通る垂直線からそれぞれ側方へ変位させた状態で、クランプ部材によりシートの先端をクランプして下方に引き出し、その後、ニップ部材及びクランプ部材を巻芯側に移動する。この状態で巻芯の表面に対しシートの先端部が接触される。この結果、巻芯の表面に対しシートの先端縁を適正位置に配置することができ、巻芯とシートの先端縁を例えばテープにより作業者が手作業によって容易に接着することができる。
【0018】
請求項2に記載の発明においては、一対の巻軸片よりなる巻軸がシートの巻取位置から退避位置に退避された状態で、前記シートの先端部をクランプ部材によりクランプして、シートを巻取位置へ引き下げる。その後、前記巻軸を退避位置から巻取位置へ前進させて、前記シートを巻軸のシート挿入溝に挿入し、前記両巻軸片によりシートを挟着する。ニップ部材及びクランプ部材をそれぞれ横方向に位置変位することによりニップ部材とクランプ部材との間に張設されているシートが前記巻軸片のエッジに屈曲するように接触される。このため、巻軸片の回転動作を開始する直後から巻軸片のエッジにシートがしっかり角当たりして巻軸片に対するシートの結合作業が確実かつ迅速に行われる。
【0019】
請求項3に記載の発明においては、シート押圧機構の押圧部材により巻芯に対してシートの先端縁を押圧した状態で、シートの先端縁を巻芯に自動的に連結することができるので、巻芯に対するシートの先端縁の結合作業を迅速に行うことができる。
【0020】
請求項4又は5に記載の発明においては、巻芯ヘッドと巻軸ヘッドとの交換を行うことにより、1台の巻取り装置で種類の異なるシートの巻取り作業を行うことができ、巻取り装置のコストを低減することができる。
【0021】
請求項6に記載の発明は、一対の巻軸片の間に形成されたシート挿入溝に挿入された前記シートが巻軸片のエッジに接触する角度を鋭角状にして巻軸片の回転を開始することができ、巻軸片に対するシートの先端部の結合動作をより確実に行うことが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。この実施形態の巻取り装置は、二次電池の電極シート及びセパレータでなる積層シートを高速で連続的に巻き取るものである。
【0023】
図1に示すように、巻取り装置における装置フレーム11の前面中央には積層シート48を巻き込む巻芯16を回転させる巻芯回転機構10が装設されている。この巻芯回転機構10は、平面を表す図2に示すように、装置フレーム11の前面と直交するように、かつZ軸方向に水平に配置されたベッド12の上面に左右一対のガイドレール13を同じくZ軸方向に互いに平行に敷設している。前記ガイドレール13にはZ軸スライド装置14が図示しないモータによりZ軸方向の往復動可能に装設され、このZ軸スライド装置14には、巻芯ヘッド15が取り外し可能に取り付けられている。この巻芯ヘッド15には巻芯16が装着され、図示しない巻取り用モータにより一方向へ回転され、その外周に図4に示すシート巻取体70が巻き取り形成されるようになっている。つまり、一般的な2次電池は、図1に示すように正極シート22、負極シート24及び2枚の絶縁用のセパレータ28,30を積層することにより以下のように構成される。
【0024】
すなわち、最初に2枚のセパレータ28,30を重ねた状態で巻芯16に同時に巻き取り、巻芯16を約1回転させた後に、正極シート22を巻き取り、さらに負極シート24を巻き取って、計4枚を交互に重ねた状態で巻芯16に同時に巻き取るように構成されている。前記巻芯16は、図4(a)に示すように、扁平板状をなし、両端部は角部のない曲面形状に形成されている。この巻芯16は、製品となる電池の違いにより、形状や大きさの異なるものに交換されて、二次電池の性能に応じた幅や厚さのシート巻取体70が得られる。前記巻芯16は、積層シート48の巻付け作業を終了した後、前記巻芯ヘッド15からシート巻取体70とともに取り外される。
【0025】
前記Z軸スライド装置14には、該Z軸スライド装置14から前記巻芯ヘッド15を取り外した状態で、巻軸ヘッド17が装着されるようになっている。この巻軸ヘッド17に装着される巻軸18は、図4(b)に示すように一対のほぼ平板状の巻軸片18a,18bにより構成されていて、両巻軸片18a,18bの間に形成されたシート挿入溝18cの間隔を調整するため図示しない例えば電磁カム等の開閉機構により開閉可能になっている。Z軸スライド装置14に巻軸ヘッド17が装着された状態で巻芯回転機構10は巻軸回転機構として機能する。
【0026】
図1において、前記巻芯16の右側下方に位置するように、装置フレーム11の前面には供給リール21が回転可能に配設され、この供給リール21には電池における正極の電極シート(以下、単に正極シート22という)が巻装されている。巻芯16の左側下方に位置するように、装置フレーム11の前面には別の供給リール23が回転可能に配設され、この供給リール23には電池における負極の電極シート(以下、単に負極シート24という)が巻装されている。
【0027】
図示しないが、前記正極シート22は、シート材(例えばアルミニウム箔)の表面及び裏面に塗工材を、幅方向の一端縁側に無塗工部分を残した状態で塗布してなる塗工シートから構成されている。又、同様に、負極シート24は、シート材(例えば銅箔)の表面及び裏面に塗工材を、幅方向の一端縁側に無塗工部分を残した状態で塗布してなる塗工シートから構成されている。
【0028】
図1に示すように、前記供給リール21と巻芯16との間、及び供給リール23と巻芯16との間にそれぞれ位置するように、装置フレーム11の前面には複数のガイドローラ25,26が回転可能に配設されている。そして、これらのガイドローラ25,26を介して、各供給リール21,23から巻芯16上に正極シート22及び負極シート24が供給されるようになっている。
【0029】
前記巻芯16の右側下方に位置するように、装置フレーム11の前面には供給リール27が回転可能に配設され、この供給リール27には二次電池における第1セパレータ28が巻装されている。供給リール23の上方に位置するように、装置フレーム11の前面には別の供給リール29が回転可能に配設され、この供給リール29には二次電池における第2セパレータ30が巻装されている。前記両セパレータ28,30は、塗工材を塗布していない絶縁材よりなる無塗工シートから構成されている。
【0030】
図1に示すように、前記供給リール27と巻芯16との間及び他の供給リール29と巻芯16との間にそれぞれ位置するように、装置フレーム11の前面には複数のガイドローラ31,32が回転可能に配設されている。そして、これらのガイドローラ31,32を介して、各供給リール27,29から巻芯16上に第1セパレータ28及び第2セパレータ30が供給されるようになっている。
【0031】
従って、巻取り装置の運転時には、巻取り用モータ(図示略)により巻芯16が図1の時計方向に回転される。これにより、正極シート22、第1セパレータ28、負極シート24及び第2セパレータ30が各供給リール21,27,23,29から繰り出されて、図3に示すように積層シート48となる。この積層シート48は、巻芯16の外周に図4(a)に示すようにシート巻取体70となって偏平状に巻き取られるようになっている。
【0032】
図1に示すように、前記各供給リール21,23から巻芯16に至る正極シート22及び負極シート24の供給経路中に位置するように、装置フレーム11の前面には各シートに張力を付与するためのダンサローラ33,34が配設されている。同様に、各供給リール27,29から巻芯16に至る各セパレータ28,30の供給経路中に位置するように、装置フレーム11の前面には各セパレータに張力を付与するためのダンサローラ35,36が配設されている。
【0033】
前記各供給リール21,23から巻芯16に至る正極シート22、負極シート24の供給経路中に位置するように、装置フレーム11の前面には調整ローラ41a,42aを備えた速度変動吸収機構41,42が配設されている。同様に、各供給リール27,29から巻芯16に至る各セパレータ28,30の供給経路中に位置するように、装置フレーム11の前面には調整ローラ43a,44aを備えた速度変動吸収機構43,44が設けられている。そして、巻取り装置の巻き取り運転時に、非円形状の巻芯16の回転に伴って正極シート22、負極シート24及びセパレータ28,30に発生する巻取り速度の脈動が、これらの速度変動吸収機構41〜44により吸収されるようになっている。すなわち、速度変動吸収機構41〜44は、横方向に往復動する調整ローラ41a〜44aにより正極シート22、負極シート24及びセパレータ28,30の走行経路の長さの変動を吸収し、この調整ローラ41a〜44aが巻芯16の回転と同調して動作することにより、速度変動が吸収される。
【0034】
前記巻芯16の上方に位置するように前記装置フレーム11の前面には、前記第1及び第2セパレータ28,30を互いに重ね合わせてニップし積層シート48として下方に案内するためのシート案内機構51が設けられている。このシート案内機構51は次のように構成されている。図3に示すように装置フレーム11の前面に固定された取付板(図示略)には、サーボモータ53が取り付けられ、このサーボモータ53の回転軸に連結されたボールねじ54の回転によりX軸サドル55がX軸(水平)方向に往復動されるようになっている。一方のX軸サドル55には直接ロッド57が取り付けられ、他方のX軸サドル55にはシリンダ56を介してロッド57が取り付けられ、両ロッド57,57の先端部にはニップローラ58,58が回転可能に連結されている。前記サーボモータ53、ボールねじ54、X軸サドル55及びニップローラ58,58はほぼ左右対称に配設されていて、両ニップローラ58,58により積層シート48を左右両側方からニップするようになっている。前記シリンダ56は両ニップローラ58,58に押圧力を付与するためのものである。又、両ニップローラ58,58のニップ位置のX軸方向の位置は、図示しない制御装置からの制御信号によって前記サーボモータ53,53をそれぞれ数値制御することにより変更可能に構成されている。この実施形態では前記制御装置、サーボモータ53、ボールねじ54及びX軸サドル55等によってニップ位置変位機構を構成している。
【0035】
前記ベッド12には前記ニップローラ58,58によってニップされた積層シート48の先端縁をクランプして、下方向へ引き出し、前記巻芯16の右方の所定位置に前記積層シート48を対応させるためのシート引出機構61が設けられている。このシート引出機構61はベッド12上に装着され、かつクランプ部材としての左右一対のクランプ爪66をX軸方向に往復動させるサーボモータを含むクランプ位置変位機構を構成するX軸移動機構64を備えている。又、シート引出機構61は、前記X軸移動機構64のX軸サドル63上に装着され、かつクランプ爪66をY軸(上下)方向に往復動させるための昇降機構としてのY軸移動機構65を備えている。
【0036】
前記巻芯16の右方向に位置するように、前記装置フレーム11の前面には、前記巻芯16に積層シート48を押圧するためのシート押圧機構71が設けられている。このシート押圧機構71はシリンダ72とそのロッド73に支持された加圧ローラ74とによって構成されている。
【0037】
前記シート押圧機構71の下方に位置するように装置フレーム11の前面には、前記巻芯16の表面に対し積層シート48の先端縁を接着して巻芯16に固定するためのシート連結機構としての接着用テープ貼付装置81が設けられている。
【0038】
前記シート引出機構61の左方向に位置するように、前記装置フレーム11の前面には、前記一対のニップローラ58,58より下方に繰り出された積層シート48を切断するためのシート切断装置82が設けられている。このシート切断装置82はサーボモータを内蔵したアクチュエータ83と、このアクチュエータ83の往復動ロッド84に支持されたヒートカッタ85とにより構成されている。前記アクチュエータ83、往復動ロッド84及びヒートカッタ85は左右対称に配設されている。そして、両ヒートカッタ85,85のX軸方向の突き合わせ位置、つまり切断位置は、図示しない制御装置からの制御信号によって前記アクチュエータ83,83のサーボモータをそれぞれ数値制御することにより変更可能に構成されている。そして、巻取り装置の巻き取り開始時あるいは巻き取り終了時に、両シート切断装置82,82によりセパレータ28,30が切断されて、積層シート48の巻き始め端部及び巻き終り端部が形成されるようになっている。なお、正極シート22及び負極シート24の巻き終り端部は、各セパレータ28,30の切断より先に、別に設置された切り刃のカッタによって切断される。従って、最終端はセパレータ28,30のみでなる積層シート48の巻き止めがなされる。
【0039】
前記シート引出機構61の左方向に位置するように、装置フレーム11の前面には、巻止めテープ貼付装置86が装着されている。この巻止めテープ貼付装置86によって巻芯16に巻付けられた積層シート48の巻き終り端部を接着するようになっている。
【0040】
次に、前記のように構成された巻取り装置の動作を、図3及び図5〜図8を中心に説明する。
図5(a)は左右一対のニップローラ58によって、まず2枚のセパレータ28,30のみでなる積層シート48の先端部がニップされるとともに、前記シート切断装置82の左右一対のヒートカッタ85,85が互いに離隔している。又、図5(a)はシート押圧機構71の加圧ローラ74が巻芯16から離隔し、シート引出機構61のクランプ爪66が最下限位置に保持された状態を示す。この状態において、シート引出機構61のクランプ爪66がY軸移動機構65によって上方に移動され、同図(b)に示すように積層シート48の先端縁がクランプされる。
【0041】
その後に、同図(c)に示すように、クランプ爪66がY軸移動機構65によって下方に移動されると、積層シート48が引き下げられて、その先端部が巻芯16の右方近傍に配置される。次の工程では、図5(d)に示すように、一対のニップローラ58,58及びクランプ爪66が左方向に移動され、積層シート48が巻芯16の右側面に沿うように配置される。
【0042】
次の工程においては、図5(e)に示すように、シート押圧機構71のシリンダ72によって加圧ローラ74が前進されて巻芯16側に移動され、加圧ローラ74によって積層シート48が巻芯16の表面に押圧される。そして、クランプ爪66による積層シート48のクランプが解除された後、クランプ爪66がY軸移動機構65によって下方に移動される。この状態で接着用テープ貼付装置81が作動されて、図5(f)に示すように巻芯16と積層シート48の先端縁48aとの接触界面に接着用テープ49が張り付けられる。
【0043】
その後、図5(f)においてニップローラ58,58が互いに離隔するとともに、加圧ローラ74が後退した状態で、巻芯16が時計回り方向に回転されると、この巻芯16に積層シート48が巻き取られる。巻芯16に対し積層シート48が所定量巻き付けられると、図6(a)において、セパレータ28とセパレータ30との間に正極シート22が挿入される。この状態で、シート押圧機構71が作動されて加圧ローラ74によって、セパレータ28、正極シート22及びセパレータ30の3枚が重なり合った積層シート48のシート巻取体70の表面が押圧される。
【0044】
シート巻取体70が巻芯16に所定量巻き付けられると、加圧ローラ74が離れ、次に、図6(a)において2点鎖線で示すように、セパレータ30とシート巻取体70の表層のセパレータ28との間に負極シート24が挿入される。この状態で再び加圧ローラ74によってセパレータ28、正極シート22、セパレータ30及び負極シート24の4枚が重なり合った積層シート48のシート巻取体70の表面が押圧される。さらに、所定量巻き付けられた後、加圧ローラ74が離れ、積層シート48の巻き取りが続けられる。
【0045】
巻き取り終了に差し掛かると、先に正極シート22と負極シート24が別に設置された図示しない切り刃のカッタにて順に溶断され、残る2枚のセパレータ28,30でなる積層シート48が所定量巻き取られる。その後、シート押圧機構71が作動されて加圧ローラ74によってシート巻取体70の表面が押圧される。又、図6(b)で示すように、ニップローラ58,58がセパレータ28,30を挟み込み、この状態でシート切断装置82のアクチュエータ83が作動されてヒートカッタ85,85が互いに接近する方向に移動され、積層シート48が熱により溶断される。
【0046】
最後に、図2に示す巻止めテープ貼付装置86により、積層シート48の巻き終わり端部がシート巻取体70の外周面に対しテープにより接着されて、シート巻取体70の巻き取り作業が終了する。このシート巻取体70は巻芯16とともに巻芯ヘッド15から取り外される。
【0047】
次に、巻芯ヘッド15を巻軸18を有する巻軸ヘッド17と取り換えて、積層シート48の巻き取り作業を行う場合の動作について説明する。
図7(a)は、巻軸18が巻軸ヘッド17によって巻取位置から退避位置に移動(図示を省略している)されるとともに、シート引出機構61のクランプ爪66が退避位置に保持されている。この状態において、図7(b)に示すように、シート引出機構61のクランプ爪66がY軸移動機構65によって上方に移動されて、積層シート48の先端縁がクランプ爪66によってクランプされて、図7(c)に示すように、積層シート48が引き下げられる。
【0048】
次に、図7(d)に示すように、左右一対のニップローラ58,58が左方向に移動され、これによって、ニップローラ58とクランプ爪66との間に張設された積層シート48が巻軸18の回転軸線O1を通るように配置される。
【0049】
次に、図8(a)に示すように巻軸18が退避位置から巻取位置に移動され、一対の巻軸片18a,18bのシート挿入溝18cに積層シート48が挟入される。その後、図示しない開閉機構により前記巻軸片18a,18bを閉鎖し、巻軸片18a,18bによって積層シート48を挟着する。又、シート押圧機構71の加圧ローラ74を前進させて巻軸片18a,18bのいずれか一方を押圧する。これによって、シート挿入溝18c内の積層シート48を挟着する力が増大される。この状態において、巻軸18が図8(b)に示すように、時計回り方向に回転されると、積層シート48は巻軸18の外周面に巻き取られる。この後、巻き取り動作終了後の、積層シート48の切断及び巻止めテープの接着動作は前述した動作と同様に行われる。
【0050】
次に、前記のように構成れされた巻取り装置の効果について説明する。
(1)上記実施形態においては、前記シート案内機構51のニップローラ58,58のニップ位置を、X軸方向の位置調整可能に装着し、積層シート48の先端縁をクランプするクランプ爪66をY軸移動機構65によって上下方向の移動可能に、かつ、X軸移動機構64によって、X軸方向の位置調節可能に支持した。このため、ニップローラ58,58から引き出された積層シート48をニップローラ58,58及びクランプ爪66をX軸方向に移動することにより、巻芯16の右側面に沿うように積層シート48を接触することができ、シート押圧機構71の加圧ローラ74によって、積層シート48の先端縁を巻芯16の右側面に押圧できる。従って、接着用テープ貼付装置81によって接着用テープ49を積層シート48の先端縁48aと巻芯16の表面に貼り付けて、巻芯16に積層シート48の先端縁48aを自動的に結合することができる。
【0051】
(2)上記実施形態においては、一対のニップローラ58,58のニップ位置を、X軸方向の位置調整可能にするとともに、クランプ爪66をX軸方向の位置調整可能にした。このため、巻芯16に対する積層シート48の先端部の巻き付け動作と、巻軸18に対する積層シート48の巻き付け動作に対応することができ、1台の巻付け装置によって、巻芯16と巻軸18を選択的に使用することができ、2種類の巻付け装置を用意しなくてもよいので、コストを低減することができる。
【0052】
(3)上記実施形態においては、巻芯16の側方にシート押圧機構71を装着して、加圧ローラ74により巻芯16の表面に接触された積層シート48を押圧するようにした。このため、接着用テープ貼付装置81を使用しないで、手作業によって積層シート48の先端縁48aを巻芯16の表面に接着用テープにより接着することもできる。
【0053】
(4)上記実施形態においては、ニップローラ58,58のニップ位置及びクランプ爪66のクランプ位置をX軸方向の調整可能にしたので、巻軸片18a,18bのエッジに対する積層シート48の角当を確実に行うことができる。このため、巻軸18の回転直後から、巻軸片18a,18bに対し、積層シート48を結合することができ、巻軸18に対する積層シート48の先端部の結合動作を迅速に行うことができ、巻き取り作業を早期に開始して、作業能率を向上することができる。
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【0054】
・ ニップ部材としてのニップローラ58,58に代えて、平板状のニッププレートを用いてもよい。
・ 平板状に形成した巻芯16を用いたが、円柱状あるいは3角柱状、四角柱状の巻芯を用いてもよい。
【0055】
・ 平板状の巻軸片18a,18bに代えて、半円柱状の巻軸片18a,18bを用いてもよい。
・ シート連結機構として、接着用テープ接着機構に代えて、接着剤を塗布する機構や、ピンを打つ機構等を用いてもよい。
【0056】
・ 図8(a)において、ニップローラ58,58及びクランプ爪66をX軸方向に移動して巻軸片18a,18bのエッジに対する積層シート48の角当て角が鋭角となるようにしてもよい。
【0057】
・ 前記シート押圧機構71を省略してもよい。又、前記接着用テープ貼付装置81を省略してもよい。
・ この発明を、セパレータ28,30を用いず、片面のみに塗工材を有する正極シート22及び負極シート24の巻き取りに使用される巻取り装置に具体化してもよい。
【0058】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1に記載の発明は、巻芯に対するシートの結合作業を手作業によって容易に行うことができる。
【0059】
請求項2に記載の発明は、巻軸に対するシートの結合作業を確実かつ迅速に行うことができる。
請求項3に記載の発明は、巻芯に対するシートの結合作業を自動化することができる。
【0060】
請求項4又は5に記載の発明は、巻芯ヘッドと巻軸ヘッドの交換を行うことができる。
請求項6に記載の発明は、巻軸に対するシートの先端部の結合作業を確実かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を具体化した巻取り装置の一実施形態を示す概略正面図。
【図2】Z軸スライド装置、巻芯ヘッド、巻芯、巻軸ヘッド、巻軸及びシート引出機構を示す拡大平面図。
【図3】シート案内機構、シート引出機構、シート押圧機構、接着用テープ貼付装置及びシート切断装置を示す拡大正面図。
【図4】(a)(b)は、巻芯及び巻軸を拡大して示す断面図。
【図5】(a)〜(f)は、巻芯に対する積層シートの巻き付け動作を示す説明図。
【図6】(a)(b)は、巻芯に対する積層シートの巻き付け動作を示す説明図。
【図7】(a)〜(d)は、巻軸に対する積層シートの巻き付け動作を示す説明図。
【図8】(a)及び(b)は巻軸に対する積層シートの巻き付け動作を示す説明図。
【図9】(a)及び(b)は、従来の巻芯と巻軸に対する積層シートの巻き付け動作を説明する正面図。
【符号の説明】O1…回転軸線、10…巻芯回転機構、15…巻芯ヘッド、16…巻芯、17…巻軸ヘッド、18…巻軸、18a,18b…巻軸片、18c…シート挿入溝、48…積層シート、48a…先端縁、51…シート案内機構、61…シート引出機構、70…シート巻取体、71…シート押圧機構。
Claims (6)
- 巻芯ヘッドに装着された巻芯を回転させてシートを巻き取り、シートの巻き取り完了後に、巻芯ヘッドから巻芯をシート巻取体とともに分離するようにした巻芯回転機構と、
前記巻芯の上方に配設され、かつシートを左右一対のニップ部材により表裏両面からニップして前記巻芯の側方にシートの先端縁を案内するシート案内機構と、
前記巻芯の下方に配設され、かつニップ部材によりニップされたシートの先端部をクランプ部材によりクランプして、前記クランプ部材を昇降機構により下方に移動させて前記ニップ部材から前記シートを下方に引き出して前記巻芯の側方に配置するシート引出機構と
を備えた巻取り装置において、
前記シート案内機構に対し、前記ニップ部材のニップ位置を横方向に変位させるためのニップ位置変位機構を設け、前記シート引出機構に対し、前記クランプ部材のクランプ位置を横方向に変位させるためのクランプ位置変位機構を設けたことを特徴とする巻取り装置。 - 巻軸ヘッドに装着されたシート挿入溝を有する巻軸を回転させてシートを巻き取り、シートの巻き取り完了後に、巻軸からシート巻取体を分離するようにした巻軸回転機構と、
前記巻軸の上方に配設され、かつシートを左右一対のニップ部材により表裏両面からニップして前記巻軸の側方にシートの先端縁を案内するシート案内機構と、
前記巻軸の下方に配設され、かつ前記巻軸を巻取位置から退避位置に移動させた状態で、ニップ部材によりニップされたシートの先端部をクランプ部材によりクランプして、前記クランプ部材を昇降機構により下方に移動させて前記ニップ部材から前記シートを下方に引き出して前記巻軸のシート挿入溝と対応する位置に配置するシート引出機構と、
前記巻軸回転機構に対し、下方に引き出されたシートに向かって前記巻軸を退避位置から軸方向に移動してシート挿入溝にシートを挿入する巻取位置へ配置する機能と
を備えた巻取り装置において、
前記シート案内機構に対し、前記ニップ部材のニップ位置を横方向に変位させるためのニップ位置変位機構を設け、前記シート引出機構に対し、前記クランプ部材を横方向に変位させるためのクランプ位置変位機構を設けたことを特徴とする巻取り装置。 - 請求項1において、前記巻芯と対応して、巻芯の表面に対してシートの先端部を押圧するためのシート押圧機構が設けられ、巻芯の表面に対しシートの先端縁を自動的に連結するためのシート連結機構が設けられている巻取り装置。
- 請求項1において、前記巻芯回転機構は、前記巻芯ヘッドと、請求項2に記載の前記巻軸回転機構に用いられる巻軸ヘッドとを交換可能に構成されている巻取り装置。
- 請求項2において、前記巻軸回転機構は、前記巻軸ヘッドと、請求項1に記載の前記巻芯回転機構に用いられる巻芯ヘッドとを交換可能に構成されている巻取り装置。
- 請求項2又は5において、前記巻軸は対向する一対の巻軸片により形成され、両巻軸片は開閉機構により開閉可能に構成され、ニップ位置変位機構と、クランプ位置変位機構は、前記巻軸が巻取位置から退避位置に移動された状態で、ニップ部材とクランプ部材との間に張設されたシートが傾斜状態で巻軸の回転軸線を通るように位置制御され、前記巻軸片は傾斜状態で前記退避位置から巻取位置に切り換え配置されるように構成されている巻取り装置。
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