JP2006069735A - Winding device and its method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器に使用される電子部品であるアルミ電解コンデンサ、電池等の製造に使用される巻取装置およびその方法に関するものである。 The present invention relates to a winding device used for manufacturing an aluminum electrolytic capacitor, a battery or the like, which is an electronic component used in an electronic device, and a method thereof.
従来の電子部品の巻取装置について図面を用いて説明する。 A conventional electronic component winding device will be described with reference to the drawings.
図7、及び図8は、従来の帯状材料を巻回する巻取装置の構成概念図である。 7 and 8 are conceptual diagrams of the configuration of a winding device for winding a conventional belt-shaped material.
図7の巻取装置においては、リール等で供給される帯状材料1を巻出機構2にて巻き出し、ダンサーローラ3にて張力を付加しながら、回転動力(図示せず)で駆動される巻軸4により巻取り素子を形成する。
In the winding device of FIG. 7, the belt-
さらに、この巻取装置は、部材を所定長さに切断する切断機構5と、切断後の帯状材料先端部を挟んで保持し、巻軸4に送出する先端送出機構6を備える。
Further, the winding device includes a
また、図8の巻取装置においては、図7の巻取装置に加えて、帯状材料を幅方向の規定された位置に位置決めする固定ガイド7を備える。
In addition to the winding device of FIG. 7, the winding device of FIG. 8 includes a
図9(a)はこの固定ガイド7の概念を示す斜視図であり、図9(b)は固定ガイド7と同様な機能を果たすツバ付きローラ8の斜視図である。
FIG. 9A is a perspective view showing the concept of the
そして、図6は巻取り素子の一例を示す概念図である。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of a winding element.
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、図7に示す巻取装置では、ダンサーローラ3の張力を大きくすれば、図6に示すような巻取り素子9の巻きずれ10は低減できるものの、完全に巻きずれを防止することはできず、張力を大きくすれば帯状材料を破壊してしまうという可能性がある。
However, in the winding device shown in FIG. 7, if the tension of the
さらに、リール等で供給される帯状材料の巻出位置がずれてしまうと、そのずれがそのまま巻きずれとなってしまうという課題を有していた。 Furthermore, if the unwinding position of the belt-shaped material supplied by a reel or the like is deviated, there is a problem that the deviation is directly unwound.
そして、さらに、多数の巻取り素子を形成する中で、巻きずれが蓄積し、その巻きずれを規正することができないという課題も有していた。 Further, in the formation of a large number of winding elements, there has been a problem that winding deviation accumulates and the winding deviation cannot be regulated.
また、図8に示すもう一つの巻取装置では、固定ガイド7により巻きずれを規正できるが、帯状材料の移送中に固定ガイド7との間の擦れにより粉塵が発生し、その粉塵が巻取り素子内に巻き込まれ、巻取り素子の特性不良(ショート不良等)が発生する可能性がある。
Further, in another winding device shown in FIG. 8, the winding deviation can be regulated by the
さらに、その擦れにより帯状材料に傷が発生し、その傷によって巻取り素子の特性不良(ショート不良等)が発生する可能性がある。 Further, the rubbing may cause scratches in the belt-like material, and the scratches may cause defective characteristics (such as short-circuit defects) of the winding element.
この帯状材料の移送中の擦れによる粉塵や傷の発生は、図9(a)に示す固定ガイド7でも、また図9(b)に示すツバ付きローラ8でも発生してしまう。
The generation of dust and scratches due to rubbing during the transfer of the belt-shaped material occurs also in the
これらは、電子部品の内部構造である巻取り素子の品質に大きく影響する課題であり、従来から巻取装置において問題となっていた。 These are problems that greatly affect the quality of the winding element, which is the internal structure of the electronic component, and have conventionally been a problem in winding apparatuses.
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、巻取り素子の巻きずれなく、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくす巻取装置およびその方法を提供することを目的とするものである。 The present invention is intended to solve the above-described problem, and a winding device that eliminates the occurrence of dust and scratches due to rubbing with a fixed guide during the transfer of the belt-shaped material without causing winding of the winding element, and The object is to provide such a method.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の発明は、リール等で供給される帯状材料の巻出機構と、帯状材料の移送経路上にある単数あるいは複数の位置決め機構と、帯状材料の移送経路に沿って移動可能な把持機構と、帯状材料を所定長さに切断する切断機構と、回転動力で駆動される巻軸と、帯状材料の先端部を保持し巻軸へ送出する先端送出機構とを備えた巻取装置であり、連続的に巻取り素子の形成が可能となる作用効果を有する。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明の請求項2に記載の発明は、特に上記に述べた構成に加えて把持機構に一定方向への張力を付加する張力発生機構を有しており、これにより、より安定して連続的に巻取り素子の形成が可能であるという作用効果を有する。
The invention according to
本発明の請求項3に記載の発明は、特に位置決め機構を、ある一定の範囲で回転可能であり、さらに帯状材料の幅方向にもある一定の範囲で可動でありながら、その各々の中心位置に復帰しようとする弾性力を備えた帯状材料の吸着プレートと、その吸着プレート上の帯状材料を幅方向の規定された位置に位置決めする開閉式ガイドで構成しており、これによって、薄い帯状材料であっても平面で安定して吸着保持することができる。
The invention according to
さらに、この位置決め機構においては、吸着プレートは回転および幅方向に可動であるので、帯状材料を吸着プレートで吸着保持した状態で開閉式ガイドによって位置決めし、その後把持機構で帯状材料を把持しなおすことで、帯状材料が吸着プレート上で擦れないので、粉塵や傷の発生なく帯状材料の位置決めができるという作用効果を有する。 Further, in this positioning mechanism, the suction plate is movable in the rotation and width directions, so that the belt-shaped material is positioned by the openable guide while being sucked and held by the suction plate, and then the belt-shaped material is gripped again by the gripping mechanism. Thus, since the band-shaped material is not rubbed on the suction plate, the band-shaped material can be positioned without generating dust or scratches.
本発明の請求項4に記載の発明は、特に張力発生機構を、サーボモータで駆動されるプーリと、一端をプーリで巻き取られ他端を把持機構に接続される線状部材で構成しており、これによって、弾性係数が一定であるバネ等とは異なり、サーボモータのトルク制御を用いて、帯状材料の違いに合せて張力を可変にでき、かつ、巻取り中の張力も可変にできるという作用効果を有する。
In the invention according to
本発明の請求項5に記載の発明は、帯状材料の移送経路上にある単数あるいは複数の位置決め機構で、帯状材料を移送停止中に位置決めした後、帯状材料の移送経路に沿って移動可能な把持機構で帯状材料を把持し、その後、位置決め機構を開放し、把持機構で帯状材料を把持しながら、同時に把持機構を介して帯状材料に張力を付加しながら、帯状材料を巻回して巻取り素子を形成するものであって、巻きずれなく、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができるという作用効果を有する。 According to the fifth aspect of the present invention, the single or plural positioning mechanisms on the belt material transfer path can be moved along the belt material transfer path after positioning the belt material while the transfer is stopped. Gripping the belt-shaped material with the gripping mechanism, then opening the positioning mechanism, gripping the belt-shaped material with the gripping mechanism, and simultaneously applying tension to the belt-shaped material via the gripping mechanism An element is formed, and has an effect that there is no winding deviation and generation of dust and scratches due to rubbing with the fixed guide during transfer of the belt-shaped material can be eliminated.
本発明の巻取装置およびその方法は、巻取り素子の巻きずれがなく、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができ、電子部品の内部構造である巻取り素子の品質レベルを向上できるという効果を有する。 The winding device and the method of the present invention are free from winding displacement of the winding element, and can eliminate generation of dust and scratches due to rubbing between the belt-shaped material and the fixed guide. This has the effect of improving the quality level of the winding element, which is an internal structure.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜2,5に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
The first and second aspects of the present invention will be described with reference to the first embodiment.
なお、背景技術において説明したものと同じ構成については、同じ符号を用い、説明は省略する。 In addition, about the same structure as what was demonstrated in background art, the same code | symbol is used and description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施の形態1における巻取装置の構成概念図であり、初めに構成について説明する。
FIG. 1 is a conceptual diagram of the configuration of the winding device according to
図1において、ダンサーローラ3と先端送出機構6の間に、帯状材料1の位置決め機構11と、帯状材料の搬送経路に沿ってスライダ13等を用いて移動可能な把持機構12と、その把持機構12に一定方向への張力を付加する張力発生機構14を備える。
In FIG. 1, between the
この実施の形態1におけるダンサーローラ3は、帯状材料の位置決めや把持時に、帯状材料をたわまないようにする張力を発生するだけでよく、図7及び、図8に示す従来の実施例の巻取装置におけるダンサーローラ3が発生する張力に比べて小さい。
The
図2は、本発明の実施の形態1における巻取装置の位置決め機構11の断面図であり、帯状材料を受ける下ガイド15と開閉式ガイド16から構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図3は、本発明の実施の形態1における巻取装置の構成概念を示す斜視図であり、帯状材料には端子17がついている事例を示している。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration concept of the winding device according to the first embodiment of the present invention, and shows an example in which the
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
まず、リール等で供給される帯状材料1は巻出機構2より巻き出され、その帯状材料1の先端は、先端送出機構6に把持されている。
First, the strip-
そして、帯状材料1の移送経路上にある位置決め機構11で帯状材料1を位置決めした後、帯状材料1の移送経路に沿って移動可能な把持機構12で帯状材料1を把持し、その後、位置決め機構11を開放する。
And after positioning the strip | belt-
この段階で帯状材料1は幅方向の規定された位置に位置決めできているので、把持機構12で帯状材料1を把持しながら、同時に張力発生機構14によって帯状材料1に張力を付加しながら、帯状材料1の先端を先端送出機構6により巻軸4に固定(巻軸への固定方法は図示せず)した後、巻軸4で巻回して巻取り素子を形成する。
At this stage, since the band-
位置決め機構11の動作について図2を用いて説明すると、図2(a)は位置決めが開放した状態であり、位置決め動作をする際には図2(b)のように下ガイド15で帯状材料1を規正の高さに位置決めした後、図2(c)のように開閉式ガイド16で帯状材料1を幅方向の規定された位置に位置決めし、そして、位置決めが開放する際には図2(b)の状態を経て、図2(a)の状態に戻る。
The operation of the
そして、巻軸4で所定長さの帯状材料1を巻回した後は、初期位置に戻っている先端送出機構6で帯状材料1を把持し、切断機構5で帯状材料1を切断する。
Then, after winding the belt-
巻取り素子側の帯状材料端は切断後に自由になっている為、テープ貼り付け機構等(図示せず)を用いて帯状材料端を巻取り素子へ固定した後、巻軸4から巻取り素子を取り外すと巻取り素子が完成する。
Since the belt-like material end on the winding element side is free after cutting, after fixing the belt-like material end to the winding element by using a tape attaching mechanism or the like (not shown), the winding element is taken from the
搬送経路上にある把持機構12は、巻軸4で帯状材料1を巻回している間は帯状材料1の動きに追従して巻軸4の方へ移動するが、巻軸4が所定長さを巻回して回転停止し、先端送出機構6が帯状材料1を把持した後には、その位置で把持機構12を開放する。
The
すると、把持機構12は張力発生機構14にて巻出機構2の方向へ引っ張られているのでストッパー等(図示せず)で決められた初期位置まで移動する。
Then, since the
上記に述べた動作を繰り返すことで、巻取り素子を連続的に巻きずれなく形成でき、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができる。 By repeating the operation described above, the winding element can be continuously formed without being unwound, and the generation of dust and scratches due to rubbing with the fixed guide during the transfer of the belt-shaped material can be eliminated.
なお、上記実施の形態では、帯状材料の移送経路上にある位置決め機構は2個所であったが、適宜増やしてもよい。 In the above embodiment, the number of positioning mechanisms on the belt-shaped material transfer path is two, but may be increased as appropriate.
また、上記実施の形態では、巻軸1軸に対して帯状材料が1つの事例であるが、巻軸1軸に対して上記実施の形態に示す系を複数設け、それらの系を同期運転し、複数の帯状材料からなる巻取り素子を形成することもでき、また、その際、複数の系の中から任意の系を1つないし複数選択して巻取り素子を形成することもでき、またさらに、巻軸を複数備え、適宜いずれかの巻軸1軸を用いて巻取を実施しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although a strip | belt-shaped material is one example with respect to 1 axis | shaft of a winding axis, multiple systems shown in the said embodiment are provided with respect to 1 axis | shaft of a winding axis, and these systems are operated synchronously. In addition, a winding element made of a plurality of strip-like materials can be formed, and at that time, one or more arbitrary systems can be selected from the plurality of systems to form a winding element. Further, a plurality of winding shafts may be provided, and winding may be performed using any one winding shaft as appropriate.
また、上記実施の形態では、位置決め機構の1回の位置決め動作と把持機構の1回の往復動作に対して、毎回切断機構により切断動作を行って巻取り素子を形成していたが、それらの動作を複数回行った後、切断機構により切断動作を行うことで、把持機構の可動範囲以上に帯状材料を巻回することもできる。 Further, in the above embodiment, the winding element is formed by performing the cutting operation by the cutting mechanism every time for one positioning operation of the positioning mechanism and one reciprocating operation of the gripping mechanism. By performing the cutting operation by the cutting mechanism after performing the operation a plurality of times, the belt-shaped material can be wound beyond the movable range of the gripping mechanism.
(実施の形態2)
実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項3に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention, particularly the invention described in
なお、背景技術と先の実施の形態において説明したものと同じ構成については、同じ符号を用い、説明は省略する。 In addition, the same code | symbol is used about the same structure as what was demonstrated in background art and previous embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図4は、本発明の実施の形態2における巻取装置の位置決め機構の斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view of the positioning mechanism of the winding device according to the second embodiment of the present invention.
この位置決め機構は、帯状材料1を幅方向の規定された位置に位置決めする開閉式ガイド16と吸着プレート18で構成される。
This positioning mechanism includes an
図4においては、理解しやすいように帯状材料1及び、開閉式ガイド16の手前側は一部を切断して示している。
In FIG. 4, the band-
この吸着プレート18は、スライダ19により全体が上下方向に可動で、位置決め動作をする時以外は帯状材料1の移送経路から下降した位置に設置されている。
The
また、この吸着プレート18は、レバー20により支点ピン21を中心としてある一定の範囲で回転可能であり、またスライダ22により帯状材料1の幅方向にもある一定の範囲で可動である。
The
また、この吸着プレート18は、ハウジング23にビス24で固定された板バネ25による弾性力で、回転方向と幅方向の各々の中心位置に復帰しようとする。
Further, the
さらに、この吸着プレート18には真空配管26が接続されており、吸着プレート18の上面の穴を介して帯状材料1を吸着することができる。
Further, a
この位置決め機構によれば、位置決め動作中において、薄い帯状材料であっても吸着プレートで安定して吸着保持することができる。 According to this positioning mechanism, even a thin belt-like material can be stably sucked and held by the suction plate during the positioning operation.
さらに、この位置決め機構においては、吸着プレート18は回転および幅方向に可動であるので、帯状材料1を吸着プレート18で吸着保持した状態で開閉式ガイドによって位置決めし、そして把持機構で帯状材料1を把持しなおすことができる。
Further, in this positioning mechanism, since the
この動作によれば、安定して帯状材料を位置決めでき、なおかつ、位置決め動作中に帯状材料1が吸着プレート18上で擦れないので、粉塵や傷の発生がなく帯状材料を位置決めできるという効果を有する。
According to this operation, the band-shaped material can be positioned stably, and the band-shaped
また、さらに、この位置決め機構によれば、帯状材料1を安定して吸着保持できるので、実施の形態1で説明した位置決め動作の図2(b)のタイミングで先端送出機構を開放することができる。
Furthermore, according to this positioning mechanism, the belt-
これにより、先端送出機構が帯状材料1を把持した状態で位置決め動作をする場合に比べて、先端送出機構の把持の影響なく位置決め機構の開閉式ガイドだけで帯状材料1を位置決めできるので、より高精度な位置決めをすることができる。
As a result, the band-shaped
(実施の形態3)
実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項4に記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention, particularly the invention described in
なお、背景技術と先の実施の形態において説明したものと同じ構成については、同じ符号を用い、説明は省略する。 In addition, the same code | symbol is used about the same structure as what was demonstrated in background art and previous embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図5は、本発明の実施の形態3における巻取装置の構成概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the configuration of the winding device according to
図5において、張力発生機構はサーボモータ27で駆動されるプーリ28と、一端をプーリで巻き取られ他端を把持機構に接続される線状部材29で構成されている。
In FIG. 5, the tension generating mechanism includes a
これにより弾性係数が一定であるバネ等とは異なり、サーボモータのトルク制御を用いて、帯状材料1の違いに合せて張力を可変にでき、かつ、巻軸の回転中の張力も可変にできるという作用効果を有する。
Thus, unlike a spring having a constant elastic coefficient, the tension can be made variable according to the difference in the belt-
巻取装置における張力制御は巻取り素子の品質に関わる重要なポイントであり、その制御を可変にできることは非常に有効になる。 The tension control in the winding device is an important point related to the quality of the winding element, and it is very effective to make the control variable.
さらに言えば、回転動力で駆動される巻軸が加速と減速を行う際、把持機構とダンサーローラの慣性や、ローラベアリングの粘性抵抗等によって帯状材料1に加わる張力が変化する為、加速と減速時と定速時のそれぞれの状態において最適な張力は異なるが、この構成であれば巻軸の回転動力と同期してサーボモータのトルク制御を行うことで、帯状材料1に対する張力制御が可能である。
Furthermore, when the winding shaft driven by rotational power accelerates and decelerates, the tension applied to the belt-
本発明にかかる巻取装置およびその方法は、巻取り素子の巻きずれがなく、しかも、帯状材料の移送中に固定ガイドとの間の擦れによる粉塵や傷の発生をなくすことができるという効果を有し、電子機器に使用される電子部品であるアルミ電解コンデンサ、電池等の製造に使用される巻取装置などの用途として有用である。 The winding device and the method according to the present invention have the effect that there is no winding displacement of the winding element, and dust and scratches due to rubbing with the fixed guide can be eliminated during the transfer of the belt-shaped material. It is useful for applications such as an aluminum electrolytic capacitor, which is an electronic component used for electronic equipment, and a winding device used for manufacturing batteries.
1 帯状材料
2 巻出機構
3 ダンサーローラ
4 巻軸
5 切断機構
6 先端送出機構
7 固定ガイド
8 ツバ付きローラ
9 巻取り素子
10 巻きずれ
11 位置決め機構
12 把持機構
13 スライダ
14 張力発生機構
15 下ガイド
16 開閉式ガイド
17 端子
18 吸着プレート
19 スライダ
20 レバー
21 支点ピン
22 スライダ
23 ハウジング
24 ビス
25 板バネ
26 真空配管
27 サーボモータ
28 プーリ
29 線状部材
DESCRIPTION OF
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