JP5449027B2 - Winding device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば二次電池等に内蔵される巻回素子を得るための巻取装置に関する。 The present invention relates to a winding device for obtaining a winding element built in, for example, a secondary battery.
例えば、リチウムイオン電池等の二次電池として用いられる電池素子は、正極活物質が塗布された正極シートと、負極活物質が塗布された負極シートとが、絶縁素材からなるセパレータシートを介して重ね合わされた状態で巻回されて製造される。 For example, in a battery element used as a secondary battery such as a lithium ion battery, a positive electrode sheet coated with a positive electrode active material and a negative electrode sheet coated with a negative electrode active material are overlapped via a separator sheet made of an insulating material. It is wound and manufactured in the state where it was made.
当該電池素子を製造する巻取装置においては、ロール状に巻回された原反から供給される上記各シートがそれぞれ別個の搬送路に沿って搬送され、最終的には各搬送路に設けられた供給機構によって随時、巻取機構へと送り出される。そして、巻取機構の巻芯に対し上記各シートを巻取ることで、電池素子が完成する。 In the winding device for manufacturing the battery element, each of the sheets supplied from the roll wound in a roll is conveyed along a separate conveyance path, and finally provided in each conveyance path. It is sent to the winding mechanism at any time by the feeding mechanism. And a battery element is completed by winding said each sheet | seat with respect to the core of a winding mechanism.
ところが、各シートの巻取りに際し、各シートが蛇行(幅方向への位置ズレ)を起こしてしまうことが懸念される。シートが蛇行した状態で巻取られてしまうと、製品の品質低下を招く。 However, there is a concern that each sheet may meander (position shift in the width direction) when winding each sheet. If the sheet is wound in a meandering state, the quality of the product is deteriorated.
これに対し、巻取機構の近傍に蛇行補正機構を設けて蛇行補正する技術(例えば、特許文献1参照)や、原反を軸方向へ動かし蛇行補正する技術(例えば、特許文献2参照)などが開示されている。 On the other hand, a technique for correcting meandering by providing a meandering correction mechanism in the vicinity of the winding mechanism (for example, see Patent Document 1), a technique for correcting meandering by moving an original fabric in an axial direction (for example, see Patent Document 2), etc. Is disclosed.
しかしながら、従来技術では、図11に示すように、所定の検出センサ91によりシート92のエッジ位置92aを検出し、当該エッジ位置92aと所定の基準値93とを基に、シート92の幅方向への位置ズレ95を補正するところ、シート92自体にクセ(幅方向への反り等)がある場合やパスラインにズレがある場合等には、いくら原反96や蛇行補正機構97の位置において補正したとしても、最終的にシート92が巻芯98に巻取られる段階において位置ズレ99が発生するおそれがある。
However, in the prior art, as shown in FIG. 11, the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シートの幅方向への位置ズレを補正し、巻回素子の品質低下を抑制することのできる巻取装置を提供することを主たる目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is a main object of the present invention to provide a winding device that can correct a positional shift in the width direction of a sheet and suppress deterioration in quality of a winding element. It is one.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problem will be described separately. In addition, the effect specific to the means to respond | corresponds as needed is added.
手段1.帯状のシートがロール状に巻回されてなる原反を支持する支持手段と、
前記原反から供給される前記シートを巻回可能な巻回手段と、
前記シートを切断する切断手段とを備え、
巻回素子を製造する巻取装置において、
前記シートの幅方向の位置を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果と、所定の基準値とを基に、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段と、
前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも下流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段の検出結果を基に、前記基準値を補正する基準値補正手段とを備え、
前記基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記基準値を補正することを特徴とする巻取装置。
Winding means capable of winding the sheet supplied from the original fabric ;
Cutting means for cutting the sheet ,
In a winding device for manufacturing a winding element,
First detecting means for detecting a position in the width direction of the sheet;
Based on the detection result of the first detection means and a predetermined reference value, a pre-winding correction means for correcting a positional deviation in the width direction of the sheet;
Second detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
A reference value correcting means for correcting the reference value based on the detection result of the second detecting means ;
The winding device according to
上記手段1によれば、巻前補正手段を備えることにより、シートの幅方向の位置ズレを補正することができる。さらに、巻回手段により近い位置に設けられた第2検出手段の検出結果をフィードバックして、巻前補正手段が補正を行う際に1巻回素子の巻回毎に目標となる基準値を補正することにより、当該基準値と、実際に巻回手段にて巻回される段階でのシート位置とのズレを低減することができる。これにより、仮にシートに幅方向への反り等がある場合であっても、最終的にシートが巻回手段に巻取られる段階においてシートの位置ズレが発生しにくくなる。結果として、製造される巻回素子の品質の向上を図ることができる。
According to the
手段2.前記基準値補正手段は、今回の巻回素子の巻回に際し、前回の巻回に際しての前記巻回手段から前記巻前補正手段までの距離以上の長さに相当する前記シートの幅方向の位置の平均値を基に、前記基準値を補正することを特徴とする手段1に記載の巻取装置。
Mean 2. The reference value correction means is a position in the width direction of the sheet corresponding to a length equal to or longer than a distance from the winding means to the pre-winding correction means at the time of the previous winding when the winding element is wound this time. The winding device according to
上記手段2によれば、シートのクセの傾向を把握し、より適切な補正を行うことができる。
According to the
手段3.帯状のシートがロール状に巻回されてなる原反を支持する支持手段と、
前記原反から供給される前記シートを巻回可能な巻回手段と、
前記シートを切断する切断手段とを備え、
巻回素子を製造する巻取装置において、
前記シートの幅方向の位置を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果と、所定の第1基準値とを基に、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段と、
前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも下流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段の検出結果を基に、前記第1基準値を補正する第1基準値補正手段と、
前記原反の下流側かつ前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも上流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第3検出手段と、
前記第3検出手段の検出結果と、所定の第2基準値とを基に、前記支持手段を駆動し、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する原反補正手段と、
前記巻前補正手段の駆動量を基に、前記第2基準値を補正する第2基準値補正手段とを備え、
前記第1基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第1基準値を補正し、
前記第2基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第2基準値を補正することを特徴とする巻取装置。
Means 3. A support means for supporting an original fabric in which a belt-like sheet is wound in a roll shape;
Winding means capable of winding the sheet supplied from the original fabric ;
Cutting means for cutting the sheet ,
In a winding device for manufacturing a winding element,
First detecting means for detecting a position in the width direction of the sheet;
Based on the detection result of the first detection means and a predetermined first reference value, a pre-winding correction means for correcting a positional deviation in the width direction of the sheet;
Second detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
First reference value correcting means for correcting the first reference value based on the detection result of the second detecting means;
Third detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the original fabric and on the upstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
Based on the detection result of the third detection means and a predetermined second reference value, the support means is driven to correct the positional deviation in the width direction of the sheet,
A second reference value correcting unit that corrects the second reference value based on a driving amount of the pre-winding correcting unit ;
The first reference value correcting means corrects the first reference value for each winding of the winding element,
The winding device according to
上記手段3によれば、上記手段1と同様の作用効果が奏される。加えて、巻前補正手段の駆動量をフィードバックして、原反補正手段が補正を行う際に1巻回素子の巻回毎に目標となる第2基準値を補正することにより、巻前補正手段による補正の前段階に予備的な補正を行うことができる。結果として、巻前補正手段による補正量を低減させ、当該巻前補正手段やシートにかかる負担を軽減することができる。ひいては、巻回手段にて巻回される段階でのシートの位置ズレをさらに低減することができる。
According to the
手段4.前記第2基準値補正手段は、今回の巻回素子の巻回に際し、前回の巻回に際しての前記支持手段から前記巻前補正手段までの距離以上の長さに相当する前記シートが搬送される間の前記巻前補正手段の駆動量の平均値を基に、前記第2基準値を補正することを特徴とする手段3に記載の巻取装置。
Means 4. The second reference value correcting means conveys the sheet corresponding to a length equal to or longer than the distance from the support means to the pre-winding correcting means at the time of the previous winding when the winding element is wound this time. The winding device according to
上記手段4によれば、シートのクセの傾向を把握し、より適切な補正を行うことができる。
According to the
手段5.帯状のシートがロール状に巻回されてなる原反を支持する支持手段と、
前記原反から供給される前記シートを巻回可能な巻回手段と、
前記シートを切断する切断手段とを備え、
巻回素子を製造する巻取装置において、
前記シートの幅方向の位置を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果と、所定の第1基準値とを基に、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段と、
前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも下流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段の検出結果を基に、前記第1基準値を補正する第1基準値補正手段と、
前記原反の下流側かつ前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも上流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第3検出手段と、
前記第3検出手段の検出結果と、所定の第2基準値とを基に、前記支持手段を駆動し、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する原反補正手段と、
前記第3検出手段よりも下流側かつ前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも上流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第4検出手段と、
前記第4検出手段の検出結果を基に、前記第2基準値を補正する第2基準値補正手段とを備え、
前記第1基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第1基準値を補正し、
前記第2基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第2基準値を補正することを特徴とする巻取装置。
Means 5. A support means for supporting an original fabric in which a belt-like sheet is wound in a roll shape;
Winding means capable of winding the sheet supplied from the original fabric ;
Cutting means for cutting the sheet ,
In a winding device for manufacturing a winding element,
First detecting means for detecting a position in the width direction of the sheet;
Based on the detection result of the first detection means and a predetermined first reference value, a pre-winding correction means for correcting a positional deviation in the width direction of the sheet;
Second detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
First reference value correcting means for correcting the first reference value based on the detection result of the second detecting means;
Third detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the original fabric and on the upstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
Based on the detection result of the third detection means and a predetermined second reference value, the support means is driven to correct the positional deviation in the width direction of the sheet,
A fourth detection unit for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the third detection unit and on the upstream side of the first detection unit and the pre-winding correction unit;
A second reference value correcting means for correcting the second reference value based on a detection result of the fourth detecting means ;
The first reference value correcting means corrects the first reference value for each winding of the winding element,
The winding device according to
上記手段5によれば、上記手段3と同様の作用効果が奏される。
According to the
手段6.前記第2基準値補正手段は、今回の巻回素子の巻回に際し、前回の巻回に際しての前記支持手段から前記巻前補正手段までの距離以上の長さに相当する前記シートの幅方向の位置の平均値を基に、前記第2基準値を補正することを特徴とする手段5に記載の巻取装置。
上記手段6によれば、シートのクセの傾向を把握し、より適切な補正を行うことができる。
According to the
手段7.前記第1基準値補正手段は、今回の巻回素子の巻回に際し、前回の巻回に際しての前記巻回手段から前記巻前補正手段までの距離以上の長さに相当する前記シートの幅方向の位置の平均値を基に、前記第1基準値を補正することを特徴とする手段3乃至6のいずれかに記載の巻取装置。
Means 7. The first reference value correcting means is a width direction of the sheet corresponding to a length equal to or longer than a distance from the winding means to the pre-winding correction means at the time of previous winding when the winding element is wound this time. The winding device according to any one of
上記手段7によれば、シートのクセの傾向を把握し、より適切な補正を行うことができる。 According to the means 7, it is possible to grasp the tendency of sheet habits and perform more appropriate correction.
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
まず、本実施形態の巻取装置によって得られる巻回素子としてのリチウムイオン電池素子の構成について説明する。図1に示すように、リチウムイオン電池素子(以下、「電池素子」と称す)1は、筒状の巻芯コア2に対して、2枚のセパレータシート3,4と正電極シート5と負電極シート6とによって構成される帯状体7が巻回されることで構成されている。尚、図1においては、説明の便宜上、セパレータシート3,4、正電極シート5、及び、負電極シート6の相互の間隔をあけて示している箇所がある。
First, the structure of the lithium ion battery element as a winding element obtained by the winding device of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, a lithium ion battery element (hereinafter referred to as “battery element”) 1 has two
本実施形態において、巻芯コア2は、十分な剛性を有する材料(例えば、アルミニウム等の金属素材やポリプロピレン(PP)等の樹脂素材)により形成されている。また、当該巻芯コア2は、断面非円形状(本実施形態では、断面正方形状)の挿通孔8を有している(図3等参照)。
In the present embodiment, the
セパレータシート3,4は、巻芯コア2の長手方向に沿った長さと同一の幅を有するものであり、異なる電極シート5,6同士が互いに接触して短絡を起こしてしまうのを防止すべく絶縁体、特に本実施形態ではPPにより構成されている。
The
正電極シート5及び負電極シート6もまた、セパレータシート3,4と同様、巻芯コア2の長手方向に沿った長さとほぼ同一の幅を有するものである。本実施形態において、正電極シート5及び負電極シート6は、金属製の薄板よりなり、その表裏両面には図示しない活物質が塗布されている。そして、当該活物質を介して、正電極シート5及び負電極シート6間におけるイオン交換ができるようになっている。より詳しくは、充電時には、正電極シート5側から負電極シート6側へイオンが移動し、反対に、放電時には、負電極シート6側から正電極シート5側へとイオンが移動する。また、正電極シート5の幅方向一端縁からは図示しない複数の正極リードが延出するとともに、負電極シート6の幅方向他端縁からは図示しない複数の負極リードが延出している。
Similarly to the
リチウムイオン電池を得るに際しては、前記電池素子1が金属製で筒状をなす電池容器(図示せず)内に配設されるとともに、前記正極リード及び負極リードがそれぞれまとめられる。そして、まとめられた正極リードを正極端子部品(図示せず)に接続するとともに、同じくまとめられた負極リードを負極端子部品(図示せず)に接続し、両端子部品を前記電気容器の両端開口に設けることで、リチウムイオン電池を得ることができる。
In obtaining a lithium ion battery, the
次に、前記電池素子1を製造するための巻取装置11について説明する。図2に示すように、巻取装置11は、回転可能に設けられたターレット12を備えている。該ターレット12は、2枚の円盤状のテーブル14,15が相対向するようにして構成されており、両テーブル14,15間に跨って、回転体20が、テーブル14,15の中心を対称中心として2つ設けられている。尚、両テーブル14,15(ターレット12)は時計回りに回転可能に構成されているとともに、両テーブル14,15が同期回転するように設定されている。これにより、各回転体20が着脱ポジションP1及び巻取ポジションP2間を移動することができるようになっている。尚、両テーブル14,15は、180°ずつ反転可能となっていてもよい。
Next, the winding
図3にしたがって巻回手段としての回転体20の一例について説明すると、回転体20は、軸線C方向に延び、軸線C方向一端側のテーブル14から他端側のテーブル15に向けて突出する回転軸としての巻芯21と、前記軸線C方向に延び、軸線C方向他端側のテーブル15から一端側のテーブル14に向けて突出する巻芯受け31とから構成されている。
An example of the
前記巻芯21は、全体として棒状をなしており、軸線C方向他端側に延びる基部22と、当該基部22から軸線C方向他端側に延びる装着部23と、前記基部22及び装着部23間に形成されたテーパ段差部24とから構成されている。また、基部22、装着部23、及び、テーパ段差部24の中心軸はそれぞれ前記軸線Cと一致している。
The winding
前記基部22は、円柱状をなし、図示しない駆動手段によって、前記テーブル14に対し軸線C方向に沿って相対移動可能(出没可能)に構成されている。これにより、前記巻芯受け31に対して巻芯21が接離可能となっている。加えて、基部22は、図示しない回転駆動手段(例えば、モータ)によって、軸線Cを回転軸としてテーブル14に対して相対回転可能となっており、ひいては巻芯21全体が軸線Cを回転軸として相対回転可能となっている。すなわち、回転駆動手段は帯状体7を巻取る際の巻取動力として機能する。
The
前記装着部23は、電池素子1の製造時において、前記巻芯コア2がその外周部分に装着されるものである。当該装着部23は、棒状をなすとともに、前記巻芯コア2の挿通孔8の断面形状に対応すべく断面非円形状(本実施形態では、断面正方形状)に形成されている。さらに、装着部23は、前記基部22よりも細化されており、また、装着部23の先端側面部には、軸線C方向へと延びる一対の先割れ部25が形成されている。加えて、当該先割れ部25の内周部分には、後述する受けピン33を嵌合可能な図示しない嵌合凹部が形成されている。
The mounting
一方、前記巻芯受け31は、円柱状をなす支持部32と、当該支持部32に一体形成され、軸線C方向一端側に向けて突出する受けピン33と、当該受けピン33の外周側に設けられ、先端筒状の受け部34とを備えている。尚、支持部32、受けピン33、及び、受け部34のそれぞれの中心軸は、前記軸線Cと一致している。
On the other hand, the
前記支持部32は、前記テーブル15に対して軸線Cを回転軸として相対回転(本実施形態では、自由回転)可能、かつ、軸線C方向に相対移動不能に支持されている。
The
前記受けピン33は、円柱状をなすとともに、その外周面の大部分が軸線Cと略平行となるように構成されている。当該受けピン33は、前記受け部34の内側に配設されており、また、その外径は、前記嵌合凹部の内径と同径或いは若干大径となるように構成されている。尚、受けピン33は、前記嵌合凹部への嵌合をより容易なものとすべく、その先端部分が先細り形状となっている。
The receiving pin 33 has a cylindrical shape and is configured so that most of the outer peripheral surface thereof is substantially parallel to the axis C. The receiving pin 33 is disposed on the inner side of the receiving
前記受け部34は、前記巻芯コア2の外径と略等しい外径を有しており、その先端面が前記巻芯コア2の一端面と当接可能な被当接面35となっている。また、受け部34と受けピン33との間の環状空間は、装着部23の先端部を収容可能な収容凹部36となっており、前記受けピン33が、前記嵌合凹部に嵌合された際には、装着部23の先端部が前記収容凹部36に収容されるようになっている。
The receiving
上記のように構成されている回転体20にあっては、後記する着脱装置13によって、装着部23に巻芯コア2が取付けられる。そして、基部22を軸線C方向に沿って他端側(テーブル15側)へと相対移動させることで、受けピン33が前記嵌合凹部に嵌合されるとともに、受け部34の収容凹部36に対して装着部23の先端部が挿入される。このとき、装着部23の先端部が受けピン33によって外周側へ広げられることとなり、ひいては巻芯コア2の他端部が前記装着部23によって内周側から保持されることとなる。併せて、巻芯コア2の一端部が、前記テーパ段差部24に当接・保持されることとなる。さらに、巻芯コア2の他端の当接面が、受け部34の被当接面35に当接する。このようにして巻芯コア2が、回転体20に装着される。
In the
説明を図2の巻取装置11に戻す。前記2つの回転体20が、前記ターレット12の回動により、着脱ポジションP1(図の右側位置)と、巻取ポジションP2(図の左側位置)との間を移動可能である点については上述したが、本実施形態では、着脱ポジションP1に対応して、後述する巻芯コア2の取付及び電池素子1の取外を行うための着脱装置13が設けられている。
The description returns to the winding
また、巻取ポジションP2は、前記巻芯コア2に対し帯状体7を巻回するポジションであって、当該巻取ポジションP2に対応して、帯状体7を供給するための帯状体供給機構が設けられている。より具体的には、帯状体供給機構は、2枚のセパレータシート3,4をそれぞれ巻取ポジションP2に位置する回転体20の方へ供給するセパレータ供給機構と、正電極シート5を回転体20の方へ供給する正電極シート供給機構と、負電極シート6を回転体20の方へ供給する負電極シート供給機構とを備えている(図2においてはいずれも図示を省略する)。いずれの供給機構も、ロール状に巻回された原反から帯状体7(セパレータシート3,4や電極シート5,6)を引き出して、回転体20の方へ供給することができるよう構成されているが、ここでは、正電極シート供給機構及び負電極シート供給機構の構成に特徴があるので、次には、正電極シート供給機構を代表例として、図4を参照しつつ、詳細を説明することとする。
The winding position P2 is a position for winding the belt-like body 7 around the
正電極シート供給機構の最上流側においては、正電極シート5がロール状に巻回された原反40が、支持手段としての支持軸41にて自由回転可能に支持されている。支持軸41は、図示しないアクチュエータにより自身の軸線方向に沿って動作可能に構成されている。
On the most upstream side of the positive electrode sheet supply mechanism, an
また、原反40の下流側には、正電極シート5の上下位置に配置され、当該正電極シート5の幅方向の位置ズレを検出する検出手段(第3検出手段)としてのエッジセンサ72が設けられている。
In addition, an
そして、正電極シート5の巻回中においては、エッジセンサ72の検出結果と、予め記憶された第2基準値としての原反補正基準値に基づき、前記アクチュエータによって支持軸41が駆動されることにより、正電極シート5の幅方向の位置ズレが補正される。つまり、支持軸41等により本実施形態における原反補正手段が構成される。
While the
支持軸41から回転体20にかけての正電極シート5の供給経路の途中には、張力付与手段42が設けられている。当該張力付与手段42は、一対のローラ43,44と、両ローラ43,44間に設けられた段差ローラ45とを具備している。
A
また、正電極シート5の供給経路の途中において、前記張力付与手段42の下流側(回転体20側)には、電極シート供給手段47が設けられている。電極シート供給手段47は、把持部としての上下一対のチャック48を具備している。電極シート供給手段47は、図示しないチャック用アクチュエータ(例えばモータやシリンダ)を備え、これによりチャック48が開閉動作可能となっている。
In the middle of the supply path of the
電極シート供給手段47はまた、前記正電極シート5の供給経路に沿って移動可能に構成されている。より詳しくは、電極シート供給手段47は、図示しないアクチュエータ(例えばモータ)により、前記回転体20から相当距離離間した退避位置(図4参照)と、回転体20に最も接近した最接近位置(図6参照)との間を移動可能に構成されている。前記最接近位置は、チャック48により把持された正電極シート5の先端部を、回転体20の回転に基づき巻取開始可能な程度に十分に近い位置である。
The electrode sheet supply means 47 is also configured to be movable along the supply path of the
さて、本実施形態では、前記電極シート供給手段47は、把持部48以外にも、巻前補正機構51を具備している。巻前補正機構51は、正電極シート5の上下位置に配置され、当該正電極シート5の幅方向の位置ズレを検出する検出手段(第1検出手段)としてのエッジセンサ52と、エッジセンサ52の検出結果及び予め記憶された第1基準値としての巻前補正基準値を基に正電極シート5の幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段としての補正部53と、前記補正部53を動作させるアクチュエータ(図示せず)とを備えている。本実施形態では、図5に示すように、補正部53は、上下一対のローラ54,55により構成されるとともに、前記アクチュエータによって、下側のローラ54の下部中央のピボットセンターαを回動中心として同図矢印方向に回動可能となっている。これにより、正電極シート5の位置ズレ(蛇行)が補正されるようになっている。
In the present embodiment, the electrode sheet supply means 47 includes a
さらに、正電極シート5の供給経路の途中において、前記電極シート供給手段47の下流側(回転体20側)には、正電極シート5を切断する切断手段61が設けられている。切断手段61は、例えば正電極シート5の下側に位置する台座部62と、上側に位置する刃部63とを備えている。但し、切断手段61は、前記電極シート供給手段47の移動を阻害しない位置に設けられているか、又は、切断位置と、電極シート供給手段47の移動を阻害しない退避位置との間を移動可能に設けられている。
Further, a cutting means 61 for cutting the
また、切断手段61の下流側(回転体20側)には、正電極シート5の上下位置に配置され、当該正電極シート5の幅方向の位置ズレを検出する検出手段(第2検出手段)としてのエッジセンサ82が設けられている。
Further, on the downstream side (rotating
以上が正電極シート供給機構の説明であるが、負電極シート6を回転体20の方へ供給する負電極シート供給機構についても上記同様の構成を具備している。また、セパレータ供給機構についても、蛇行補正に係る各種機構など、基本的には上記と同様の構成を具備している。
The above is the description of the positive electrode sheet supply mechanism, but the negative electrode sheet supply mechanism that supplies the
また、本実施形態では、前記巻取ポジションP2に対応して、図示しないセパレータ固着手段が設けられている。セパレータ固着手段は、巻回の初期段階において、例えば、熱溶着により、セパレータシート3,4の先端部分を巻芯コア2の表面に対し取着可能に構成されている。勿論、単に接着テープ等を用いてセパレータシート3,4の先端部分を巻芯コア2の表面に対し貼付ける構成であっても差し支えない。
In the present embodiment, a separator fixing means (not shown) is provided corresponding to the winding position P2. The separator fixing means is configured to be able to attach the leading end portions of the
なお、上記回転体20や各シート供給機構など、巻取装置11内の各種機構は、図示しない制御装置により動作制御される構成となっている。つまり、当該制御装置が本実施形態における基準値補正手段、第1基準値補正手段及び第2基準値補正手段を構成することとなる。
The various mechanisms in the winding
次に、上述した巻取装置11を用いて、電池素子1を製造するための方法について、特に、電極シート(図6〜図10等では正電極シート5)の供給に着目しつつ説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、ターレット12を時計回りに半回転させることで、一方の回転体20を着脱ポジションP1へと移動させる。このとき、他方の回転体20は巻取ポジションP2に位置することとなる。例えば、それまで巻取ポジションP2に位置しており帯状体7の巻回がほぼ完了した回転体20が、着脱ポジションP1へと移動させられる。一方、それまで着脱ポジションP1に位置しており新たな巻芯コア2の装着された回転体20が巻取ポジションP2へと移動させられる。
First, one
かかる巻取ポジションP2に位置する回転体20においては、巻芯コア2が装着されているのであるが、当初、当該巻芯コア2には何も巻き付けられていない。この状態において、先ず上述したセパレータ固着手段により、セパレータシート3,4の先端部分が巻芯コア2の表面に対し取着固定される。
In the
続いて、当該巻取ポジションP2においては、回転体20(巻芯21)の回転が行われる。そして、所定タイミングが到来したならば、正電極シート供給機構及び負電極シート供給機構の各電極シート供給手段47が作動させられ、各電極シート5,6が巻芯コア2の方に向けて供給される。
Subsequently, at the winding position P2, the rotating body 20 (core 21) is rotated. When the predetermined timing arrives, the respective electrode sheet supply means 47 of the positive electrode sheet supply mechanism and the negative electrode sheet supply mechanism are operated, and the
より詳しくは、それまで前記チャック48によって先端部が把持された各電極シート5,6が、例えば図6に示すように、電極シート供給手段47(チャック48)が回転体20の方へ移動させられることで、巻芯コア2の方に向けて供給される。これにより、図7に示すように、各電極シート5,6の先端が、各セパレータシート3,4で挟み込まれることとなり、正電極シート5及び負電極シート6が、それぞれ各セパレータシート3,4を介して互いに絶縁状態で巻き取られ始めることとなる。そして、正電極シート5及び負電極シート6の巻取りが開始されたならば、図8に示すように、チャック48が開かれる。これにより、正電極シート5及び負電極シート6は、前記張力付与手段42にて所定の張力を付与されながら、セパレータシート3,4とともに巻き取られることとなる。尚、前記チャック48の開放に伴い、図9に示すように、電極シート供給手段47は幾分上流側(回転体20から離間する側)へ移動させられる。これにより、巻取り量が増大した場合でも、巻回素子がチャック28等に接触し、巻取りが阻害されてしまうといった事態が回避される。勿論、巻取り量の増大に伴って徐々に上流側に移動するよう構成してもよい。但し、この巻取りの最中においては、電極シート供給手段47が、前記退避位置よりも回転体20に近い側に位置するよう配置される。
More specifically, each of the
帯状体7の巻回がほぼ完了したならば、回転体20の回転が一旦停止された上で、図10に示すように、正電極シート5及び負電極シート6が前記切断手段61で切断される。前記切断に際しては、チャック48が閉状態とされ、これにより、次回巻取り用の正電極シート5及び負電極シート6の先端部分がチャック48で把持されることとなる。その後、回転体20を幾らか回転させた後、セパレータシート3,4についても切断する。そして、切断された残りの帯状体7が完全に巻き取られ、外周側のセパレータシート3,4に関しテープ止めが施されることで巻取が完了する。
If the winding of the belt-like body 7 is almost completed, the rotation of the
その後、前記回転体20等を着脱ポジションP1へと移動させた上で、巻芯21を巻芯受け31から離間する方向へと相対移動させ、前記受けピン33を嵌合凹部から抜き外すことで、装着部23による巻芯コア2の保持力が解除されることとなる。その上で、帯状体7の巻回された巻芯コア2を、巻芯コア2ごと装着部23から取り外すことで電池素子1が得られる。
Then, after moving the rotating
次に電子素子1の巻回中に各シート供給機構にて行われる蛇行補正の手順について正電極シート5の場合を例に説明する。まず、巻前補正機構51にて行われる巻前蛇行補正の手順について説明する。
Next, the meandering correction procedure performed by each sheet supply mechanism during winding of the
制御装置は、電池素子1の巻回中、随時、エッジセンサ52により正電極シート5のエッジ位置を検出しつつ、当該エッジ位置と予め記憶した巻前補正基準値(第1基準値)との差を求め、当該差分(正電極シート5の補正量)に相当する補正部53の駆動量(駆動角度)を算出する。そして、当該演算結果に基づいた所定角度分、補正部53を傾けることにより、正電極シート5の位置ズレ(蛇行)を補正する。
While the
同時に、制御装置は、電池素子1の巻回中におけるエッジセンサ82の検出結果(正電極シート5の幅方向のエッジ位置)を順次、所定の記憶手段に記憶していく。そして、電池素子1の巻回が終了すると、当該電池素子1の巻回中に記憶された1素子分の正電極シート5の幅方向のエッジ位置の平均値を算出する。続いて、当該平均値と、記憶されている巻前補正基準値との差を求め、当該差分を当該巻前補正基準値に加算又は減算し、その値を新たな巻前補正基準値として記憶する。これにより、次回の巻前蛇行補正時には、当該巻前補正基準値が新たな基準値として用いられることとなる。
At the same time, the control device sequentially stores the detection result of the
次に、原反40の支持軸41にて行われる原反蛇行補正の手順について説明する。
Next, the procedure for correcting the meandering of the material performed on the
制御装置は、電池素子1の巻回中、随時、エッジセンサ72により正電極シート5のエッジ位置を検出しつつ、当該エッジ位置と予め記憶した原反補正基準値(第2基準値)との差を求める。そして、当該差分(正電極シート5の補正量)に相当する分、支持軸41を軸方向へ動かし、正電極シート5の位置ズレ(蛇行)を補正する。
While the
同時に、制御装置は、電池素子1の巻回中の補正部53の駆動量を順次、所定の記憶手段に記憶していく。そして、電池素子1の巻回が終了すると、前記記憶手段に記憶された過去複数回の電池素子1の巻回に係る補正部53の駆動量の平均値を算出するとともに、当該平均値を、支持軸41の駆動量(軸方向への変位量)に相当する値に換算する。続いて、当該換算した値を、記憶されている原反補正基準値に加算又は減算し、当該値を新たな原反補正基準値として記憶する。これにより、次回の原反蛇行補正時には、当該原反補正基準値が新たな基準値として用いられることとなる。
At the same time, the control device sequentially stores the drive amount of the
以上詳述したように、本実施形態では、巻前蛇行補正及び原反蛇行補正が行われることにより、正電極シート5等の幅方向の位置ズレを補正することができる。
As described in detail above, in the present embodiment, the pre-winding meandering correction and the original fabric meandering correction are performed, whereby the positional deviation in the width direction of the
さらに、回転体20近傍に設けられたエッジセンサ82の検出結果をフィードバックして、巻前蛇行補正に係る巻前補正基準値を補正することにより、当該巻前補正基準値と、実際に回転体20において巻回される正電極シート5等の位置とのズレを低減することができる。これにより、仮に正電極シート5等に幅方向への反り等がある場合であっても、最終的に正電極シート5等が回転体20に巻取られる段階において位置ズレが発生しにくくなる。結果として、製造される電子素子1の品質の向上を図ることができる。
Further, the detection result of the
また、巻前補正機構51(補正部53)の駆動量をフィードバックして、原反蛇行補正に係る原反補正基準値を補正することにより、巻前蛇行補正の前段階に予備的な補正を行うことができる。結果として、巻前補正機構51における補正量を低減させ、巻前補正機構51や正電極シート5等への負担軽減を図ることができる。ひいては、回転体20に巻取られる段階での正電極シート5等の位置ズレをさらに低減することができる。
In addition, the amount of drive of the pre-winding correction mechanism 51 (correcting unit 53) is fed back to correct the original fabric correction reference value related to the raw fabric meander correction, thereby performing preliminary correction before the pre-winding meander correction. It can be carried out. As a result, the correction amount in the
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。 In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other application examples and modification examples not illustrated below are also possible.
(a)上記実施形態では、巻取装置11によって、リチウムイオン電池の電池素子1が製造されているが、巻取装置11によって製造される巻回素子はこれに限定されるものではなく、例えば、電解コンデンサの巻回素子等を製造することとしてもよい。
(A) In the above embodiment, the
(b)上記実施形態では、蛇行補正を実現する各種機構が、正電極シート供給機構、負電極シート供給機構及びセパレータシート供給機構の全てに設けられた構成となっているが、これに限らず、これらのシート供給機構のうち少なくとも1つに設けられた構成としてもよい。 (B) In the above embodiment, the various mechanisms that realize meandering correction are provided in all of the positive electrode sheet supply mechanism, the negative electrode sheet supply mechanism, and the separator sheet supply mechanism. A configuration may be employed in which at least one of these sheet supply mechanisms is provided.
(c)上記実施形態では、1素子分に相当する長さの正電極シート5等の幅方向の位置の平均値を基に、巻前蛇行補正に係る巻前補正基準値を補正する構成となっている。これに限らず、複数素子分に相当する長さの正電極シート5等の幅方向の位置の平均値を基に補正する構成としてもよい。また、正電極シート5等の巻回中における、回転体20から巻前補正機構51(補正部53)までの距離L1(図4参照)以上の長さに相当する正電極シート5等の幅方向の位置の平均値を基に補正する構成としてもよい。勿論、平均値を求めることなく、定期的に検出されるエッジセンサ82の検出結果を基に随時、補正する構成としてもよい。
(C) In the above-described embodiment, the pre-winding correction reference value related to the pre-winding meander correction is corrected based on the average value in the width direction of the
(d)上記実施形態では、複数素子分に相当する長さの正電極シート5等が搬送される間の補正部53の駆動量の平均値を基に、原反蛇行補正に係る原反補正基準値を補正する構成となっている。これに限らず、1素子分に相当する長さの正電極シート5等が搬送される間の補正部53の駆動量の平均値を基に補正する構成としてもよい。また、正電極シート5等の巻回中における、原反40の支持軸41から巻前補正機構51(補正部53)までの距離L2(図4参照)以上の長さに相当する正電極シート5等が搬送される間の補正部53の駆動量の平均値を基に補正する構成としてもよい。勿論、平均値を求めることなく、定期的に検出されるエッジセンサ72の検出結果を基に随時、補正する構成としてもよい。
(D) In the embodiment described above, the raw material correction related to the raw material meandering correction based on the average value of the driving amount of the
(e)上記実施形態では、巻前補正機構51(補正部53)の駆動量を基に、原反蛇行補正に係る原反補正基準値を補正する構成となっている。これに限らず、巻前補正機構51よりも上流側かつエッジセンサ72よりも下流側に、正電極シート5等の幅方向の位置を検出する第4検出手段としてのエッジセンサを設け、当該エッジセンサの検出結果を基に、原反補正基準値を補正する構成としてもよい。かかる場合、上記(c)と同様、適切な長さの正電極シート5等の幅方向の位置の平均値を基に補正したり、平均値を求めることなく、定期的に検出されるエッジセンサの検出結果を基に随時、補正する構成を採用することができる。
(E) In the above embodiment, the material correction reference value for the material meandering correction is corrected based on the drive amount of the pre-winding correction mechanism 51 (correction unit 53). However, the present invention is not limited thereto, and an edge sensor serving as a fourth detection unit that detects the position in the width direction of the
(f)上記実施形態では、巻前補正機構51として、上下一対のローラ54,55からなる補正部53を傾動させることにより、正電極シート5等の蛇行補正を行う構成を採用しているが、他の構成であっても何ら差し支えない。例えば原反40の支持軸41と同様、正電極シート5等の幅方向に移動可能な1つ或いは複数のローラで蛇行補正を行う構成を採用してもよい。
(F) In the above embodiment, the
(g)上記実施形態では、電極シート供給手段47に、巻前補正機構51を設けているが、これに限らず、電極シート供給手段47と、巻前補正機構51とを別体で設けた構成としてもよい。
(G) In the above-described embodiment, the
(h)上記実施形態では、電池素子1が、巻芯コア2を具備する場合について具体化されているが、当該巻芯コア2を有しないタイプの電池素子を得る場合について具体化することとしてもよい。
(H) In the above embodiment, the case where the
1…電池素子、3,4…セパレータシート、5…正電極シート、6…負電極シート、7…帯状体、11…巻取装置、20…回転体、40…原反、41…支持軸、47…電極シート供給手段、51…巻前補正機構、52…エッジセンサ、53…補正部、54,55…ローラ、72…エッジセンサ、82…エッジセンサ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記原反から供給される前記シートを巻回可能な巻回手段と、
前記シートを切断する切断手段とを備え、
巻回素子を製造する巻取装置において、
前記シートの幅方向の位置を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果と、所定の基準値とを基に、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段と、
前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも下流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段の検出結果を基に、前記基準値を補正する基準値補正手段とを備え、
前記基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記基準値を補正することを特徴とする巻取装置。 A support means for supporting an original fabric in which a belt-like sheet is wound in a roll shape;
Winding means capable of winding the sheet supplied from the original fabric ;
Cutting means for cutting the sheet ,
In a winding device for manufacturing a winding element,
First detecting means for detecting a position in the width direction of the sheet;
Based on the detection result of the first detection means and a predetermined reference value, a pre-winding correction means for correcting a positional deviation in the width direction of the sheet;
Second detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
A reference value correcting means for correcting the reference value based on the detection result of the second detecting means ;
The winding device according to claim 1, wherein the reference value correcting means corrects the reference value for each winding of the winding element .
前記原反から供給される前記シートを巻回可能な巻回手段と、
前記シートを切断する切断手段とを備え、
巻回素子を製造する巻取装置において、
前記シートの幅方向の位置を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果と、所定の第1基準値とを基に、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段と、
前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも下流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段の検出結果を基に、前記第1基準値を補正する第1基準値補正手段と、
前記原反の下流側かつ前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも上流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第3検出手段と、
前記第3検出手段の検出結果と、所定の第2基準値とを基に、前記支持手段を駆動し、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する原反補正手段と、
前記巻前補正手段の駆動量を基に、前記第2基準値を補正する第2基準値補正手段とを備え、
前記第1基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第1基準値を補正し、
前記第2基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第2基準値を補正することを特徴とする巻取装置。 A support means for supporting an original fabric in which a belt-like sheet is wound in a roll shape;
Winding means capable of winding the sheet supplied from the original fabric ;
Cutting means for cutting the sheet ,
In a winding device for manufacturing a winding element,
First detecting means for detecting a position in the width direction of the sheet;
Based on the detection result of the first detection means and a predetermined first reference value, a pre-winding correction means for correcting a positional deviation in the width direction of the sheet;
Second detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
First reference value correcting means for correcting the first reference value based on the detection result of the second detecting means;
Third detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the original fabric and on the upstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
Based on the detection result of the third detection means and a predetermined second reference value, the support means is driven to correct the positional deviation in the width direction of the sheet,
A second reference value correcting unit that corrects the second reference value based on a driving amount of the pre-winding correcting unit ;
The first reference value correcting means corrects the first reference value for each winding of the winding element,
The winding device according to claim 2, wherein the second reference value correcting means corrects the second reference value for each winding of the winding element .
前記原反から供給される前記シートを巻回可能な巻回手段と、
前記シートを切断する切断手段とを備え、
巻回素子を製造する巻取装置において、
前記シートの幅方向の位置を検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の検出結果と、所定の第1基準値とを基に、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する巻前補正手段と、
前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも下流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段の検出結果を基に、前記第1基準値を補正する第1基準値補正手段と、
前記原反の下流側かつ前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも上流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第3検出手段と、
前記第3検出手段の検出結果と、所定の第2基準値とを基に、前記支持手段を駆動し、前記シートの幅方向の位置ズレを補正する原反補正手段と、
前記第3検出手段よりも下流側かつ前記第1検出手段及び前記巻前補正手段よりも上流側において、前記シートの幅方向の位置を検出する第4検出手段と、
前記第4検出手段の検出結果を基に、前記第2基準値を補正する第2基準値補正手段とを備え、
前記第1基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第1基準値を補正し、
前記第2基準値補正手段は、1巻回素子の巻回毎に前記第2基準値を補正することを特徴とする巻取装置。 A support means for supporting an original fabric in which a belt-like sheet is wound in a roll shape;
Winding means capable of winding the sheet supplied from the original fabric ;
Cutting means for cutting the sheet ,
In a winding device for manufacturing a winding element,
First detecting means for detecting a position in the width direction of the sheet;
Based on the detection result of the first detection means and a predetermined first reference value, a pre-winding correction means for correcting a positional deviation in the width direction of the sheet;
Second detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
First reference value correcting means for correcting the first reference value based on the detection result of the second detecting means;
Third detection means for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the original fabric and on the upstream side of the first detection means and the pre-winding correction means;
Based on the detection result of the third detection means and a predetermined second reference value, the support means is driven to correct the positional deviation in the width direction of the sheet,
A fourth detection unit for detecting a position in the width direction of the sheet on the downstream side of the third detection unit and on the upstream side of the first detection unit and the pre-winding correction unit;
A second reference value correcting means for correcting the second reference value based on a detection result of the fourth detecting means ;
The first reference value correcting means corrects the first reference value for each winding of the winding element,
The winding device according to claim 2, wherein the second reference value correcting means corrects the second reference value for each winding of the winding element .
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