JP6198709B2 - 捲回装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、二次電池等に内蔵される捲回素子を得るための捲回装置に関するものである。

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、正極活物質の塗布された帯状のプラス電極箔と、負極活物質の塗布された帯状のマイナス電極箔とが、絶縁材からなる２枚の帯状のセパレータを介して重ね合わされた状態で捲回されて製造される。

電池素子を製造する捲回装置としては、ロール状に捲回された原反から供給される各電極箔及び各セパレータを回転可能な巻芯へと巻取り、巻取後に、捲回された電極箔及びセパレータ（以下、捲回素子と称す）を前記巻芯から取外すものが知られている。ところが、このような捲回装置においては、捲回素子の巻き圧力によって巻芯から捲回素子を取外すことが比較的困難となってしまったり、取外しに際して、電極箔やセパレータの破損等を招いてしまったりするおそれがある。さらに、巻き圧力によって捲回素子の中心部分に位置する電極箔やセパレータの端部に位置ずれが生じてしまうおそれがある。このような位置ずれが生じてしまうと、両電極箔間の距離が開きすぎてしまい、結果として、捲回素子の中心部分が電池としての機能を十分に発揮できなくなり得る。

そこで、このような不具合を解消すべく、巻芯の外周に対し筒状の巻芯コアを装着するとともに、当該巻芯コアに電極箔及びセパレータを巻取り、これらの巻取後に、巻芯コアごと前記捲回素子を取外す技術が提案されている。

ところで、上記のような技術においては、巻取前に、巻芯コアの外周面にセパレータを固定する。巻芯コアにセパレータを固定する第１の手法としては、所定の接着テープを用いて、両セパレータの始端側部分を固定する手法が考えられる。

また、第２の手法としては、巻芯コアの外周面に熱可塑性樹脂製の被覆層を設け、当該被覆層に対し、樹脂材料からなるセパレータの始端側部分を熱溶着する方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。被覆層を設けることで、巻芯コアが金属製であったり、セパレータよりも著しく高融点又は低融点の樹脂製であったりする場合であっても熱溶着が可能となる。

特開２００９−２２４２３５号公報

しかしながら、実際には、２枚のセパレータを巻芯コアに固定する必要があるのだが、上記第１の手法では、２枚のセパレータをこれらの始端を揃えた状態で一遍に固定することはできない。内周側（巻芯コア側）に位置するセパレータに対し、接着テープがほとんど貼付されないためである。そこで、第１の手法を採用するにあたり、２枚のセパレータをより確実に固定するためには、各セパレータの始端を互いにずらし、内周側に位置するセパレータにおいて、接着テープの貼り代を十分に確保する必要がある。しかし、原反に繋がっている各セパレータにおいて、その始端だけをずらすことは難しく、生産性が低下してしまうおそれがある。また、セパレータの始端を所定長ずらすためには、複雑な装置が必要となってしまい、装置の複雑化や製造コストの増大が生じてしまう可能性がある。

さらに、上記第２の手法では、巻芯コアにセパレータを固定するにあたって、巻芯コアに対し被覆層を設ける工程と、熱溶着を行う工程とが必要となり、生産性の低下を招いてしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性の向上や製造コストの低減等を図りつつ、巻芯コアに対しセパレータをより確実に固定することができる捲回装置を提供することにある。

以下、上記目的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。

手段１．外側に凸形状の凸面部が外周面に存在する筒状の巻芯コアを、その軸線を中心に回転可能とする回転手段と、
前記巻芯コアに対し、２枚の帯状のセパレータを固定する固定手段と、
プラス電極箔及びマイナス電極箔をそれぞれ前記巻芯コアの方に向けて供給する電極箔供給手段とを備え、
前記固定手段により前記巻芯コアに対し両セパレータを固定した上で、前記回転手段の作動に基づき前記巻芯コアを回転させつつ、前記プラス電極箔及び前記マイナス電極箔を、それぞれ前記両セパレータを介して互いに絶縁状態で巻取る捲回装置であって、
少なくとも前記巻芯コアの前記凸面部に沿って前記両セパレータの始端側部分を曲げることで、前記両セパレータの始端同士がずれるように構成された曲げ手段を有し、
前記固定手段は、前記曲げ手段により前記両セパレータの始端側部分を曲げた状態で、前記両セパレータの始端と前記巻芯コアとに跨るようにして所定の接着テープを前記セパレータ及び前記巻芯コアに貼付するように構成されていることを特徴とする捲回装置。

尚、「筒状の巻芯コア」とあるのは、金属材料や比較的厚肉の樹脂材料等により形成された、比較的変形しにくいものだけでなく、比較的薄肉の樹脂材料等を回転手段に対し巻き付けることで形成された、比較的容易に変形可能なものも含む。

上記手段１によれば、固定手段により、接着テープを用いて、巻芯コアに対し２枚の帯状のセパレータが固定される。その上で、回転手段の作動に基づき巻芯コアが回転されつつ、電極箔供給手段によりプラス電極箔及びマイナス電極箔が巻芯コアの方に向けて供給され、それぞれ各セパレータを介して互いに絶縁状態で巻き取られる。そして、最終的には、捲回された電極箔及びセパレータが巻芯コアごと取外されることで、捲回素子が得られる。

上記手段１では、巻芯コアに対するセパレータの固定に先立って、曲げ手段によりセパレータの始端側部分が巻芯コアの凸面部に沿って曲げられる。これにより、内周側（巻芯コア側）のセパレータにおける始端と、外周側のセパレータにおける始端とを、曲げ前の状態よりもずらすことができる。これにより、内周側のセパレータにおいて、接着テープの貼り代を生じさせることができ、内周側のセパレータに対し接着テープを貼付けることができる。

加えて、外周側のセパレータが巻芯コアへと固定されることに伴い、外周側のセパレータにその長手方向に沿ったテンションを生じさせることができる。そして、このテンションによって、外周側のセパレータから内周側のセパレータに対し前記凸面部に向けた押圧力を加えることができる。これにより、内周側のセパレータは、外周側のセパレータと巻芯コアとによって挟み込まれる形となり、内周側のセパレータを強固に保持することができる。

以上のように、上記手段１によれば、接着テープによって外周側のセパレータを巻芯コアへと固定することができ、接着テープや外周側セパレータから加わる押圧力によって内周側のセパレータを巻芯コアへと固定することができる。従って、巻芯コアに対し両セパレータを強固に固定することができる。

また、上記手段１によれば、セパレータの始端側部分を巻芯コアの凸面部に沿って曲げてから、接着テープによりセパレータを巻芯コアに貼付けるという非常に簡単な手法で、巻芯コアへと両セパレータを強固に固定することができる。従って、巻芯コアに対する両セパレータの固定にあたって、難しい作業は必要なく、また、複雑な装置を用いる必要もない。そのため、生産性の向上や製造コストの低減、装置の簡素化を図ることができる。

手段２．前記曲げ手段は、回転自在な曲げ用ローラを備え、
前記曲げ用ローラは、前記巻芯コアの外周面との間で前記両セパレータを挟み込みつつ、前記巻芯コアの外周面に沿って前記セパレータの始端に向けて移動することで、前記凸面部に沿って前記両セパレータの始端側部分を曲げるように構成されていることを特徴とする手段１に記載の捲回装置。

上記手段２によれば、曲げ用ローラと巻芯コアの外周面との間で両セパレータを挟み込んだ状態で、曲げ用ローラを、巻芯コアの外周面に沿ってセパレータの始端に向けて移動させることにより、両セパレータの始端側部分が曲げられる。従って、セパレータの曲げに際して、セパレータの表面に擦り傷等の破損が生じてしまうことを効果的に抑制できる。また、セパレータを凸面部に沿って曲げる際に、セパレータ（特に内周側のセパレータ）に撓み等の変形が生じてしまうことをより確実に抑制できる。これらの結果、得られた捲回素子において電池性能が低下してしまうことをより確実に防止できる。

手段３．前記曲げ手段による前記両セパレータの曲げ時に、前記両セパレータのうち前記始端側部分よりも終端側の部分を、前記巻芯コアとの間で挟み込むことにより、前記両セパレータを保持可能な保持手段を備えることを特徴とする手段１又は２に記載の捲回装置。

上記手段３によれば、セパレータの曲げをより容易に、かつ、より確実に行うことができる。

また、上記手段２を併せて用いることで、外周側のセパレータに対し一層確実にテンションを生じさせることができ、内周側のセパレータをより一層強固に保持することができる。その結果、巻芯コアに対しセパレータを一層安定した状態で固定することができる。

手段４．前記固定手段は、前記接着テープの貼付に際し、前記接着テープを前記回転手段側に向けて押圧する押圧手段を備え、
前記保持手段は、前記押圧手段による前記接着テープの押圧時に、前記押圧手段による押圧力に抗して前記回転手段を支持するように構成されていることを特徴とする手段３に記載の捲回装置。

上記手段４によれば、押圧手段による接着テープの押圧時に、保持手段によって、押圧手段からの押圧力に抗して回転手段が支持される。従って、接着テープを巻芯コア及びセパレータに対しより確実に貼付することができる。また、回転手段に反り等の変形が生じてしまうことをより確実に防止できる。

さらに、上記手段４によれば、保持手段が回転手段を支持する機能を兼ね備えるため、接着テープの貼付時に回転手段を支持するための手段を別途設ける必要がない。このため、装置の簡素化や製造コストの抑制をより効果的に図ることができる。

手段５．前記巻芯コアは、扁平状をなしており、
前記巻芯コアの外周面には、その周方向における前記凸面部の一端に連なる第一平坦面部と、前記周方向における前記凸面部の他端に連なり、かつ、前記第一平坦面部と平行な第二平坦面部とが存在しており、
前記曲げ手段は、前記第一平坦面部から前記凸面部を越えて前記第二平坦面部へと至るように前記巻芯コアの外周面に沿って移動することで、前記セパレータを曲げるように構成されていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の捲回装置。

上記手段５によれば、セパレータが約１８０°折り返されるため、テンションの作用により、外周側のセパレータを凸面部側に向けてより強く押付けることができる。このため、外周側のセパレータによって、内周側のセパレータを巻芯コア（凸面部）側へとより強く押付けることができる。また、内周側のセパレータを、巻芯コアの周方向に沿った凸面部の全域に押付けることができる。これらが相俟って、巻芯コアに対しセパレータを非常に安定した状態で固定することができる。

手段６．前記巻芯コアの外周面は、前記軸線と直交する断面において円形状をなしており、
前記曲げ手段は、前記巻芯コアの外周面に沿って半周以上に亘って移動することで、前記両セパレータを曲げるように構成されていることを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の捲回装置。

上記手段６によれば、セパレータが１８０°以上折り返されるため、テンションの作用により、外周側のセパレータを巻芯コア側に向けてより強く押付けることができる。このため、外周側のセパレータによって、内周側のセパレータを巻芯コア側へとより強く押付けることができる。また、内周側のセパレータを、巻芯コアの外周面の広範囲へと押付けることができる。これらの結果、巻芯コアに対しセパレータを極めて安定した状態で固定することができる。

電池素子の構成を示す断面模式図である。 捲回装置を示す正面模式図である。 （ａ）は、曲げ手段の正面模式図であり、（ｂ）は、曲げ手段の平面模式図である。 ターレットを半回転させた状態における捲回装置を示す正面模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、巻芯コアに対するセパレータの固定過程を示す一部破断正面模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は、巻芯コアに対するセパレータの固定過程を示す一部破断正面模式図である。 別の実施形態における巻芯等の構成を示す断面模式図である。 別の実施形態におけるセパレータの曲げ量を説明するための一部破断正面模式図である。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

まず、本実施形態の捲回装置によって得られる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３，４とプラス電極箔５とマイナス電極箔６とが捲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３，４、プラス電極箔５、及び、マイナス電極箔６の相互の間隔をあけて示している箇所がある。また、図１では、電池素子１の中心に位置する巻芯コア２及びセパレータ３，４を実際よりも厚肉で示している。

巻芯コア２は、所定の樹脂（例えば、ＰＥＴ）からなるフィルムを捲回した上で、前記フィルムの重なり部分同士を熱溶着することで形成されている。また、巻芯コア２は、軸線ＣＬ１方向に延びる筒状をなし、本実施形態では、軸線ＣＬ１と直交する断面において扁平状とされている。尚、図１等では、巻芯コア２におけるフィルムの重なり部分等は図示せず、巻芯コア２を簡略化して示している。

加えて、巻芯コア２の外周面には、外側に凸形状の凸面部２Ａが２箇所存在している。また、巻芯コア２の外周面には、その周方向における凸面部２Ａの一端に連なる第一平坦面部２Ｂと、前記周方向における凸面部２Ａの他端に連なり、かつ、第一平坦面部２Ｂと平行な第二平坦面部２Ｃとが存在している。

セパレータ３，４は、巻芯コア２の軸線ＣＬ１方向に沿った長さと同一の幅を有するものであり、異なる電極箔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〔例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂〕により構成されている。尚、本実施形態において、セパレータ３，４の融点は巻芯コア２の融点よりも著しく低いものであり、セパレータ３，４及び巻芯コア２を熱溶着により固定することは困難となっている。

プラス電極箔５及びマイナス電極箔６もまた、セパレータ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。さらに、プラス電極箔５及びマイナス電極箔６の表裏両面には図示しない活物質が塗布されている。プラス電極箔５には例えばアルミニウム箔シートが用いられ、その表裏両面に正極活物質が塗布されている。マイナス電極箔６には例えば銅箔シートが用いられ、その表裏両面に負極活物質が塗布されている。そして、これら活物質を介して、プラス電極箔５及びマイナス電極箔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、プラス電極箔５側からマイナス電極箔６側へとイオンが移動し、放電時には、マイナス電極箔６側からプラス電極箔５側へとイオンが移動する。

また、プラス電極箔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、マイナス電極箔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。

リチウムイオン電池を得るに際しては、捲回された電池素子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、両端子部品が前記電気容器の両端開口に塞ぐように設けられることで、リチウムイオン電池を得ることができる。

次に、電池素子１を製造するための捲回装置１１について説明する。

図２に示すように、捲回装置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、回転手段としての巻芯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、各巻芯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。

巻芯２０は、断面扁平状をなしており、自身の中心軸に沿って延びるスリットを備えている（図５等参照）。また、巻芯２０は、図示しない駆動機構により自身の中心軸を回転軸として回転可能に構成されている。さらに、巻芯２０は、ターレット１２の軸線方向（図２等の紙面奥行方向）に沿って、当該ターレット１２に対し出没可能に設けられている。

さらに、巻芯２０は、前記ターレット１２の回動により、着脱ポジションＰ１（図２等の左側位置）と、巻取ポジションＰ２（図２等の右側位置）との間を移動可能である。本実施形態では、着脱ポジションＰ１に対応して、巻芯２０に対し巻芯コア２を装着するための装着手段３１と、電池素子１の取外を行うための取外手段３２とが設けられている。巻芯２０に対し巻芯コア２を装着するにあたっては、まず、着脱ポジションＰ１に供給された樹脂製のフィルムを巻芯２０の外周に巻きつける。その上で、装着手段３１に設けられた図示しない熱溶着手段によって、前記フィルムの重なり部分同士を熱溶着すること等により、巻芯２０に対し巻芯コア２が装着される。

また、巻取ポジションＰ２は、巻芯コア２に対しセパレータ３，４及び各電極箔５，６を捲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、セパレータ３，４及び各電極箔５，６を供給するための帯状体供給機構が設けられている。尚、図２では、説明の便宜上、帯状体供給機構のうち、電極箔供給手段としてのプラス電極箔供給手段１６及びマイナス電極箔供給手段１７を図示している。

さらに、本実施形態では、前記巻取ポジションＰ２に対応して、固定手段４１と、前記セパレータ３，４を切断可能な切断手段４２とが設けられている。

固定手段４１は、曲げ手段５１と、接着テープ貼付手段６１と、チャック手段７１とを備えている。曲げ手段５１は、図示しない駆動手段により、巻取ポジションＰ２に配置された巻芯２０の外周面に対し接近・離間可能であるとともに、巻芯２０（巻芯コア２）の周方向に沿って移動可能に構成されている。

また、曲げ手段５１は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、曲げ用ローラ５２と、保持手段としての保持用ローラ５３とを備えている。

曲げ用ローラ５２は、相対向する一対の第一ベース部材５４に挟まれた状態で、両第一ベース部材５４に対し回転自在に軸支されている。

保持用ローラ５３は、相対向する一対の第二ベース部材５５に挟まれた状態で、両第二ベース部材５５に対し回転自在に軸支されている。また、前記第一ベース部材５４は、前記第二ベース部材５５に対し回動可能に軸支されている。これにより、曲げ用ローラ５２と保持用ローラ５３との相対位置を微調整できるようになっている。

図２に戻り、接着テープ貼付手段６１は、前記セパレータ３，４と同一素材（本実施形態ではＰＰ）よりなる接着テープＴＰを巻芯コア２等の表面に対し貼付けるためのものである。接着テープ貼付手段６１は、接着テープＴＰを吸着等により保持可能なテープ保持部６２〔図６（ｃ）参照〕と、当該テープ保持部６２に対し接着テープＴＰを供給するテープ供給部（図示せず）と、接着テープＴＰを所定長で切断するためのテープカッタ（図示せず）とを備えている。テープ保持部６２は、図示しないアクチュエータにより、巻取ポジションＰ２に配置された巻芯コア２に対し接触・離間可能に構成されている。

チャック手段７１は、次述する切断手段４２によるセパレータ３，４の切断時等において、セパレータ３，４を挟持することで保持する〔図５（ａ）参照〕。

切断手段４２は、所定のカッタを有しており、当該カッタにより、セパレータ３，４を一度に切断する機能を有する。

次に、上述した捲回装置１１を用いて、電池素子１を製造するための方法について説明する。

まず、装着手段３１によって、着脱ポジションＰ１に位置する巻芯２０に対し巻芯コア２が装着されるとともに、巻取ポジションＰ２に位置する巻芯２０が回転することで、巻芯コア２に対しセパレータ３，４及び電極箔５，６が巻取られる。

セパレータ３，４及び電極箔５，６の巻取がほぼ完了すると、ターレット１２を時計回りに半回転させることで、一方の巻芯２０を着脱ポジションＰ１へと移動させるとともに、他方の巻芯２０を巻取ポジションＰ２に移動させる。例えば、図４に示す例では、それまで巻取ポジションＰ２に位置しており、セパレータ３，４及び電極箔５，６の巻取がほぼ完了した巻芯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の装着された巻芯２０が巻取ポジションＰ２へと移動させられる。

その後、チャック手段７１によりセパレータ３，４を保持する。次いで、切断手段４２を作動させることで、着脱ポジションＰ１に位置する巻芯２０に捲回されたセパレータ３，４の終端部と、巻取ポジションＰ２に位置する巻芯２０により次に捲回されるセパレータ３，４の始端部との区切りとなる位置にて、セパレータ３，４が２枚一度に切断される。尚、２枚のセパレータ３，４が一度に切断されるため、この段階において、セパレータ３，４の始端部は揃った状態（ずれのない状態）となっている。

次に、図５（ａ）〔尚、図５，６等では、図示の便宜上、セパレータ３，４や巻芯コア２を実際よりも厚肉に示す〕に示すように、チャック手段７１によりセパレータ３，４を保持したままで、巻取ポジションＰ２に配置された巻芯２０へと曲げ手段５１を接近させ、曲げ用ローラ５２及び保持用ローラ５３と巻芯コア２の外周面（第二平坦面部２Ｃ）との間でセパレータ３，４を挟む。次いで、チャック手段７１によるセパレータ３，４の保持を解除する。そして、図５（ｂ），（ｃ）及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、曲げ手段５１を巻芯２０側に押圧しつつ、巻芯２０（巻芯コア２）の周方向に沿って移動させる。これにより、曲げ用ローラ５２は、巻芯コア２の外周面との間でセパレータ３，４を挟み込みつつ、巻芯コア２の外周面に沿ってセパレータ３，４の始端に向けて移動する。その結果、凸面部２Ａに沿って両セパレータ３，４の始端側部分が曲げられ、曲げ前には揃っていたセパレータ３，４の始端部同士が互いにずれた状態となる。そして、内周側（巻芯コア２側）に位置するセパレータ４の始端部が外部に露出する。尚、本実施形態では、曲げ手段５１によって、第一平坦面部２Ｂから凸面部２Ａを越えて第二平坦面部２Ｃへと至るようにセパレータ３，４が曲げ返される。

また、セパレータ３，４の曲げ時に、保持用ローラ５３は、セパレータ３，４の前記始端側部分よりも終端側部分を巻芯コア２との間で挟み込むことにより、セパレータ３，４を保持する。さらに、セパレータ３，４の曲げ完了時に、保持用ローラ５３は、セパレータ３，４及び巻芯コア２を介して巻芯２０を支持した状態となっている。

次いで、図６（ｃ）に示すように、曲げ手段５１によりセパレータ３，４の始端側部分を曲げた状態で、巻芯２０に向けて接着テープＴＰを保持するテープ保持部６２を接近させ、セパレータ３，４の始端と巻芯コア２とに跨るようにして接着テープＴＰをセパレータ３，４及び巻芯コア２に貼付する。これにより、巻芯コア２の外周面に対し、セパレータ３，４が固定される。

尚、セパレータ３，４を巻芯コア２に対しより確実に固定すべく、接着テープＴＰの貼付時には、テープ保持部６２が接着テープＴＰを前記巻芯２０側に向けて押圧する。つまり、本実施形態では、テープ保持部６２が押圧手段に相当する。また、接着テープＴＰの貼付時には、保持用ローラ５３により、テープ保持部６２による押圧力に抗して巻芯２０が支持される。

それ以降巻取ポジションＰ２においては、巻芯２０を回転させることで、巻芯コア２が軸線ＣＬ１を中心に回転する。そして、所定のタイミングにて、プラス電極箔供給手段１６及びマイナス電極箔供給手段１７が作動させられ、各電極箔５，６が巻芯コア２の方に向けて供給される。これにより、プラス電極箔５及びマイナス電極箔６が、それぞれ各セパレータ３，４を介して互いに絶縁状態で巻き取られることとなる。セパレータ３，４及び電極箔５，６の捲回がほぼ完了したならば、ターレット１２を時計回りに半回転させることで、セパレータ３，４等のほぼ捲回された巻芯コア２を着脱ポジションＰ１へと移動させる。そして、前記切断手段４２によりセパレータ３，４を切断するとともに、切断された残りのセパレータ３，４が完全に巻き取られ、テープ止めが施されることで巻取が完了する。その後、巻芯２０をターレット１２に対し没する方向へと移動させ、取外手段３２によって、セパレータ３，４等の捲回された巻芯コア２を巻芯２０から取り外すことで電池素子１が得られる。

尚、上記例においては、既に着脱ポジションＰ１に前回捲回された電池素子１が存在する場合において、巻芯コア２にセパレータ３，４を固定する手法について具体的な説明を行うこととした。これに対し、着脱ポジションＰ１に前回捲回された電池素子１が存在しない場合においても、上記と同様の手法により、巻芯コア２に対しセパレータ３，４を固定することができる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、巻芯コア２に対するセパレータ３，４の固定に先立って、曲げ手段５１によりセパレータ３，４の始端側部分が巻芯コア２の凸面部２Ａに沿って曲げられる。これにより、内周側（巻芯コア２側）のセパレータ４における始端と、外周側のセパレータ３における始端とを、曲げ前の状態よりもずらすことができる。これにより、内周側のセパレータ４において、接着テープＴＰの貼り代を生じさせることができ、内周側のセパレータ４に対し接着テープＴＰを貼付けることができる。

加えて、外周側のセパレータ３が巻芯コア２へと固定されることに伴い、外周側のセパレータ３にその長手方向に沿ったテンションを生じさせることができる。そして、このテンションによって、外周側のセパレータ３から内周側のセパレータ４に対し凸面部２Ａに向けた押圧力を加えることができる。これにより、内周側のセパレータ４は、外周側のセパレータ３と巻芯コア２とによって挟み込まれる形となり、内周側のセパレータ４を強固に保持することができる。

以上のように、本実施形態によれば、接着テープＴＰによって外周側のセパレータ３を巻芯コア２へと固定することができ、接着テープＴＰや外周側セパレータ３から加わる押圧力によって内周側のセパレータ４を巻芯コア２へと固定することができる。従って、巻芯コア２に対しセパレータ３，４を強固に固定することができる。

また、セパレータ３，４が約１８０°折り返されるため、テンションの作用により、外周側のセパレータ３を凸面部２Ａ側に向けてより強く押付けることができる。このため、外周側のセパレータ３によって、内周側のセパレータ４を巻芯コア２（凸面部２Ａ）側へとより強く押付けることができる。また、内周側のセパレータ４を、巻芯コア２の周方向に沿った凸面部２Ａの全域に押付けることができる。これらが相俟って、巻芯コア２に対しセパレータ３，４を非常に安定した状態で固定することができる。

加えて、本実施形態では、セパレータ３，４の始端側部分を凸面部２Ａに沿って曲げてから、接着テープＴＰによりセパレータ３，４を巻芯コア２に貼付けるという非常に簡単な手法で、巻芯コア２へとセパレータ３，４を強固に固定することができる。従って、巻芯コア２に対するセパレータ３，４の固定にあたって、難しい作業は必要なく、また、複雑な装置を用いる必要もない。そのため、生産性の向上や製造コストの低減、装置の簡素化を図ることができる。

さらに、曲げ用ローラ５２によりセパレータ３，４の曲げを行うため、セパレータ３，４の曲げに際して、セパレータ３，４の表面に擦り傷等の破損が生じてしまうことを効果的に抑制できる。また、セパレータ３，４を凸面部２Ａに沿って曲げる際に、セパレータ３，４（特に内周側のセパレータ４）に撓み等の変形が生じてしまうことをより確実に抑制できる。これらの結果、得られた電池素子１において電池性能が低下してしまうことをより確実に防止できる。

さらに、セパレータ３，４の曲げ時には、保持用ローラ５３によりセパレータ３，４が保持されるため、セパレータ３，４の曲げをより容易に、かつ、より確実に行うことができる。

加えて、テープ保持部６２による接着テープＴＰの押圧時に、保持用ローラ５３によって、テープ保持部６２からの押圧力に抗して巻芯２０が支持される。従って、接着テープＴＰを巻芯コア２及びセパレータ３，４に対しより確実に貼付することができる。また、巻芯２０に反り等の変形が生じてしまうことをより確実に防止できる。

さらに、セパレータ３，４を保持するための保持用ローラ５３が、巻芯２０を支持する機能を兼ね備えるため、接着テープＴＰの貼付時に巻芯２０を支持するための手段を別途設ける必要がない。このため、装置の簡素化や製造コストの抑制をより効果的に図ることができる。

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。

（ａ）凸面部２Ａの形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、凸面部を、外側に凸の湾曲形状としたり、外側に凸の角張った形状としたり、湾曲形状及び角張った形状が組合わされた形状としたりしてもよい。従って、例えば、巻芯コアの外周面が、断面楕円形状や断面矩形状、断面多角形状等をなすようにしてもよい。

また、図７に示すように、巻芯コア８の外周面が、軸線ＣＬ１と直交する断面において円形状をなすように構成し、巻芯コア８の外周面の全域に凸面部が存在するようにしてもよい。さらに、この場合には、図８（図８では、巻芯等を不図示）に示すように、曲げ手段５１によって、巻芯コア８の外周面の半周以上の部分に亘って両セパレータ３，４（少なくとも内周側に位置するセパレータ４）を曲げるように構成してもよい。このように構成することで、セパレータ３，４が１８０°以上折り返されるため、テンションの作用により、外周側のセパレータ３を巻芯コア２側に向けてより強く押付けることができる。このため、外周側のセパレータ３によって、内周側のセパレータ４を巻芯コア２側へとより強く押付けることができる。また、内周側のセパレータ４を、巻芯コア２の外周面の広範囲へと押付けることができる。これらの結果、巻芯コア２に対しセパレータ３，４を極めて安定した状態で固定することができる。

（ｂ）セパレータ３，４を曲げてから接着テープＴＰを貼付するまでの間、セパレータ３，４の最始端部を巻芯２０側に向けて押さえるガイド部材を設けることとしてもよい。このようなガイド部材を設けることで、セパレータ３，４の最始端部を巻芯コア２の外周面に倣わせることができる。その結果、セパレータ３，４に対し接着テープＴＰをより確実に貼付することができ、ひいては巻芯コア２に対しセパレータ３，４を一層強固に固定することができる。

（ｃ）上記実施形態では、曲げ手段５１によって、巻芯コア２の下方に配置されたセパレータ３，４を巻芯コア２の上方へと巻き返すように構成されているが、巻芯コア２の上面にセパレータ３，４を載置し、重力によりセパレータ３，４の始端部を垂下させることで、セパレータ３，４を曲げるように構成してもよい。

（ｄ）上記実施形態では、セパレータ３，４を巻芯コア２との間で挟み込みつつ、巻芯コア２の外周面に沿って移動することで、セパレータ３，４を凸面部２Ａに沿って曲げるための曲げ用部材として、曲げ用ローラ５２を挙げているが、曲げ用部材はこれに限定されるものではない。従って、曲げ用部材として、回転不能な不動部材（例えば、円柱状の部材）を用いてもよい。また、このような不動部材を用いる場合には、不動部材の外周面と巻芯コア２との間でセパレータ３，４を挟み込みつつ、不動部材を巻芯コア２の外周面に沿って移動させることで、不動部材がセパレータ３，４（少なくとも外周側のセパレータ３）をしごきながら移動することとしてもよい。この場合、外周側のセパレータ３に対しより確実にテンションを生じさせることができ、ひいては内周側のセパレータ４を一層強固に保持することができる。また、セパレータ３，４を凸面部２Ａに沿って曲げる際に、セパレータ３，４に撓み等の変形が生じてしまうことをより確実に抑制できる。

（ｅ）上記実施形態では、曲げ手段５１を移動させることによりセパレータ３，４を曲げるように構成されているが、曲げ用部材と巻芯コア２との間でセパレータ３，４を挟み込んだ状態で巻芯２０を回転させることにより、セパレータ３，４を曲げるように構成してもよい。つまり、曲げ手段５１によるセパレータ３，４の曲げは、セパレータ３，４に対し曲げ手段５１を相対移動させることで実現可能である。

（ｆ）上記実施形態では、セパレータ３，４を曲げた後に、接着テープＴＰをセパレータ３，４等に貼付するように構成されているが、セパレータ３，４の曲げ前に、外周側に配置されるセパレータ３の始端部に予め接着テープＴＰを貼付しておき、セパレータ３，４の曲げ後に、固定手段により、接着テープＴＰを巻芯コア２やセパレータ４に貼付するように構成してもよい。

（ｇ）上記実施形態において、巻芯コア２は、フィルムからなる薄肉のものとされているが、巻芯コア２を比較的厚肉の樹脂等からなる比較的硬質のものとしてもよい。

また、上記実施形態では、巻芯コア２の素材として例えばＰＥＴ等の樹脂素材を例示したが、巻芯コア２の素材は特に限定されるものではない。従って、例えば、巻芯コアを金属（例えば、アルミニウム）等に代表される比較的硬質の素材により形成してもよい。

加えて、上記実施形態では、巻芯コア２とセパレータ３，４とが異なる素材により形成されているが、巻芯コア２及びセパレータ３，４を同一素材により形成してもよい。また、セパレータ３，４としては、表面にセラミックコーティングがなされたもの等、巻芯コア２に対する熱溶着が難しいものを用いてもよい。

（ｈ）上記実施形態では、巻芯コア２の長手方向長さとセパレータ３，４の幅及び両電極箔５，６の幅とが同一とされているが、巻芯コア２の長手方向長さとセパレータ３，４の幅及び両電極箔５，６の幅とが異なるように構成してもよい。

（ｉ）上記実施形態において、捲回装置１１は２つの巻芯２０を備えているが、巻芯の数はこれに限定されるものではない。従って、捲回装置１１は、例えば、３つ以上の巻芯を備えていてもよい。

（ｊ）上記実施形態では、巻芯２０として扁平なものを採用しているが、巻芯の形状はこれに限定されるものではない。従って、例えば外周形状（断面形状）が円形状、楕円形状、多角形状等となる巻芯を採用してもよい。

（ｋ）上記実施形態では、捲回装置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、捲回装置１１によって製造される捲回素子はこれに限定されるものではない。従って、捲回装置１１によって、例えば、電解コンデンサの捲回素子等を製造することとしてもよい。

２…巻芯コア、２Ａ…凸面部、２Ｂ…第一平坦面部、２Ｃ…第二平坦面部、３，４…セパレータ、５…プラス電極箔、６…マイナス電極箔、１１…捲回装置、１６…プラス電極箔供給手段、１７…マイナス電極箔供給手段、２０…巻芯（回転手段）、４１…固定手段、５１…曲げ手段、５２…曲げ用ローラ、５３…保持用ローラ（保持手段）、６２…テープ保持部（押圧手段）、ＣＬ１…軸線、ＴＰ…接着テープ。

Claims (6)

1. 外側に凸形状の凸面部が外周面に存在する筒状の巻芯コアを、その軸線を中心に回転可能とする回転手段と、
   前記巻芯コアに対し、２枚の帯状のセパレータを固定する固定手段と、
   プラス電極箔及びマイナス電極箔をそれぞれ前記巻芯コアの方に向けて供給する電極箔供給手段とを備え、
   前記固定手段により前記巻芯コアに対し両セパレータを固定した上で、前記回転手段の作動に基づき前記巻芯コアを回転させつつ、前記プラス電極箔及び前記マイナス電極箔を、それぞれ前記両セパレータを介して互いに絶縁状態で巻取る捲回装置であって、
   少なくとも前記巻芯コアの前記凸面部に沿って前記両セパレータの始端側部分を曲げることで、前記両セパレータの始端同士がずれるように構成された曲げ手段を有し、
   前記固定手段は、前記曲げ手段により前記両セパレータの始端側部分を曲げた状態で、前記両セパレータの始端と前記巻芯コアとに跨るようにして所定の接着テープを前記セパレータ及び前記巻芯コアに貼付するように構成されていることを特徴とする捲回装置。
2. 前記曲げ手段は、回転自在な曲げ用ローラを備え、
   前記曲げ用ローラは、前記巻芯コアの外周面との間で前記両セパレータを挟み込みつつ、前記巻芯コアの外周面に沿って前記セパレータの始端に向けて移動することで、前記凸面部に沿って前記両セパレータの始端側部分を曲げるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の捲回装置。
3. 前記曲げ手段による前記両セパレータの曲げ時に、前記両セパレータのうち前記始端側部分よりも終端側の部分を、前記巻芯コアとの間で挟み込むことにより、前記両セパレータを保持可能な保持手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の捲回装置。
4. 前記固定手段は、前記接着テープの貼付に際し、前記接着テープを前記回転手段側に向けて押圧する押圧手段を備え、
   前記保持手段は、前記押圧手段による前記接着テープの押圧時に、前記押圧手段による押圧力に抗して前記回転手段を支持するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の捲回装置。
5. 前記巻芯コアは、扁平状をなしており、
   前記巻芯コアの外周面には、その周方向における前記凸面部の一端に連なる第一平坦面部と、前記周方向における前記凸面部の他端に連なり、かつ、前記第一平坦面部と平行な第二平坦面部とが存在しており、
   前記曲げ手段は、前記第一平坦面部から前記凸面部を越えて前記第二平坦面部へと至るように前記巻芯コアの外周面に沿って移動することで、前記セパレータを曲げるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の捲回装置。
6. 前記巻芯コアの外周面は、前記軸線と直交する断面において円形状をなしており、
   前記曲げ手段は、前記巻芯コアの外周面に沿って半周以上に亘って移動することで、前記両セパレータを曲げるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の捲回装置。

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