JPH0636369B2 - 電極集成体を巻装する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は再充電可能な電気化学的電池用の電極集成体
を巻装する方法、更に具体的に云えば、末巻装の（すな
わち、未だ巻装していない）電極集成体を巻装して円筒
形の巻装済みの電極集成体を形成し、その後巻装済みの
円筒形の電極集成体を電池容器内に挿入する方法に関す
る。

この業界では、負及び正の電極条片と両条片間を隔てる
セパレータ材料とで構成される末巻装の電極集成体を巻
装して円筒形の完全な巻装済みの電極集成体を形成し、
その後この巻装済みの電極集成体を容器の中に入れるこ
とにより、再充電可能な電気化学的電池を作ることがよ
く知られている。電極集成体の巻装並びに容器への電極
集成体の挿入を自動化する為に多大の努力が払われてい
る。この様な１つの装置が米国特許第４，２０３，２０
６号に記載されていて、効率的にコスト効果のある巻装
と電池容器内への巻装済みの電極集成体の挿入を達成す
るのに特に適していることが実証された。この米国特許
に記載されている装置では、負及び正の電極が、両電極
間にあるセパレータと共に、装置内の単一の入れ子（ne
st）部位に導入され、１対のアーバ・セグメントを用い
て、この部位で円筒形の電極集成体に巻装される。電極
集成体全体の巻装は単一の入れ子部位で行なわれる。ど
んな時も、一度に１つの巻装部しか利用することが出来
ないので、何時でも一度に１つの電極集成体しか巻装す
ることが出来ず、従って、この装置の全体的な出力速度
は、電極集成体全体を巻装するのに要する期間によって
制限される。云い方を変えれば、巻装済みの電極集成体
をその中に挿入した電池容器ざ装置から送出される速度
は、電極集成体全体を円筒形の巻き体に巻装する速度よ
りも低い速度に制限される。こういう装置を１台持って
いる工場の生産ラインの出力を増加するには、生産ライ
ンに同様な装置を１台又は更に多く追加するか或いはそ
の実質的な部分を追加するしかない。勿論、これは費用
がかゝり経済的な負担が大きい。

従って、この発明の目的は、電極集成体を巻装し、この
集成体を電池容器に挿入する効率のよいコスト効果のあ
る方法を提供することである。

この発明の目的は、電極集成体の巻装が従来の方法並び
に装置で行なわれていた速度よりも速い速度で行なわれ
る様にして、電極集成体を巻装し且つ巻装済みの電極集
成体を電池容器に挿入する方法を提供することである。

発明の要約 簡単に云うと、上記並びに以下の説明から明らかになる
その他の目的や利点が、この発明によって達成される。
この発明の１形式では、電気化学的電池の末巻装の第１
及び第２の電極集成体を同時に円筒形に巻装する方法を
提供する。各々の電極集成体は負の電極条片、正の電極
条片及びその間に配置されたセパレータで構成されてい
る。この方法は、第１及び第２の巻装ステーションを用
意し、第１の巻装ステーションで、末巻装の第１の電極
集成体を一部分巻装して部分巻きの第１の電極集成体を
形成し、部分巻きの第１の電極集成体を第１の巻装ステ
ーションから第２の巻装ステーションへ移送し、該第２
の巻装ステーションで部分巻きの第１の電極集成体を更
に巻装する工程から成る。更にこの方法は、第２の巻装
ステーションで部分巻きの第１の電極集成体を更に巻装
するのと同時に、第１の巻装ステーションで、末巻装の
第２の電極集成体を一部分巻装して部分巻きの第２の電
極集成体を形成することを含む。電極集成体の少なくと
も一部分が常に別の電極集成体と同時に巻装されている
から、この発明の方法は、従来の方法並びに装置で現在
慣行となっている様に、同じ所定の数の電極集成体を逐
次的に巻装する場合に要する時間よりも短い時間で、任
意の所定の数の電極集成体を巻装することが出来る。

この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且つ明確に
記載してあるが、この発明は以下図面について好ましい
実施例を説明する所から、更によく理解されよう。

好ましい実施例の説明 第１図及び第２図にはこの発明の方法を実施するのに役
立つ装置１０が図式的に示されている。装置１０は不動
の枠部材１２を持ち、これに全体的に円形の複数個のホ
イール１４、１６及び軌道ホイール集成体１８が枠部材
１２に対して選択的に回転出来る様に取付けられてい
る。

容器受けホイールすなわちキャニング（canning）ホイ
ール１４は、枠部材１２に設けた軸受２２によって回転
出来る様に支持された第１の軸２０により、枠部材１２
に対し、選択的に回転出来る様に取付けられている。キ
ャニング・ホイール１４の周縁に複数個の凹部２４が配
置されていて、各々両端が開放していて、円筒形の電池
容器２６を受入れる。

キャニング・ホイール１４の回転は、各々の凹部２４を
複数個のキャニング・ホイール割出し位置３２、３４、
３６、３８へ移動させる様に作用する。キャニング・ホ
イール割出し位置３２にある凹部２４が、電池容器２６
の供給源（図に示してない）から電池容器２６を受取る
様になっている。電池容器２６をその中に持つ凹部２４
は、キャニング・ホイール割出し位置３２から、キャニ
ング・ホイール１４の選択的な回転により、キャニング
・ホイール割出し位置３４へ移動することが出来るが、
この割出し位置３４では、完全に巻装済みの電極集成対
４０を電池容器２６内に挿入することが出来る。その態
様は後で詳しく説明する。完全に巻装済みの電極集成対
４０を収容している電池容器がその中に入っている凹部
２４は、キャニング・ホイール割出し位置３４から、キ
ャニング・ホイール１４の選択的な回転によってキャニ
ング・ホイール割出し位置３６へ移動し得る。この割出
し位置３６では、電池容器２６を凹部２４から取出すこ
とが出来る。凹部２４はキャニング・ホイール割出し位
置３６からキャニング・ホイール１４の選択的な回転に
より、キャニング・ホイール割出し位置３８へ移動し得
る。この割出し位置３８では、凹部２４はキャニング・
ホイール割出し位置３２に再び配置されるのを待つ。こ
の割出し位置３２で凹部２４がもう１つの電池容器２６
を受取ることが出来る。

ホイール１６は、移送ホイールとも呼ぶが、軸受４４に
よって回転出来る様に支持された第２の軸４２により、
枠部材１２に対し選択的に回転出来る様に取付けられて
いる。移送ホイール１６の周縁には複数個の電極集成体
受入れ溝路４６が設けられている。各々の溝路４６は移
送ホイール１６の回転により、複数個の移送ホイール割
出し位置４８、５０、５２、５４へ移動し得る。移送ホ
イール割出し位置４８では、各々の溝路４６は部分巻き
の電極集成体５６を受取る。そのやり方は後で詳しく説
明するが、部分巻きの電極集成体５６が（溝路４６が割
出し位置４８にある間に）溝路４６内で更に巻装され
て、完全に巻装済みの電極集成体４０を形成する。完全
に巻装済みの電極集成体４０がその中に入っている溝路
４６は、移送ホイール割出し位置４８から移送ホイール
１６の選択的な回転により、割出し位置５０（保持位
置）、次いで、割出し位置５２へと移動し得る。移送ホ
イール１６及びキャニング・ホイール１４は、互いに平
行な別々の軸線の周りに回転し得る様に相対的に配置さ
れている。移送ホイール１６の回転軸線は、移送ホイー
ル割出し位置５２がキャニング・ホイール割出し位置３
４と整合し又は重なり合うことが出来る位の距離だけ、
キャニング・ホイール１４の回転軸線から離れている。
第１図に一番よく示されているが、更にキャニング・ホ
イール１４及び移送ホイール１６は、夫々の平行な回転
軸線に対して垂直な相異なる平面内に来る様に配置され
ている。キャニング・ホイール１４及び移送ホイール１
６がこの様に配置されていると、溝路４６が凹部２４と
重なり、それと整合する。従って、完全に巻装済みの電
極集成対４０を（図に示してない手段によって）溝路４
６から押出して、凹部２４に入っている電池容器２６内
に入れることが出来る。電極集成対４０をこの様にして
溝路４６から取出した後、溝路４６は割出し位置５２か
ら割出し位置５４へ移動し得る。割出し位置５４では、
溝路４６が部分巻きのもう１つの電極集成体５６を受取
るために割出し位置４８に移送されるのを待つ。

軌道ホイール集成体１８は第１図に断面で示してある
が、互いに軸方向に隔たっていて、中心駆動軸６２に対
して垂直に、それから半径方向外向きに伸びる全体的に
円形の１対のホイール５８、６０で構成されている。ホ
イール５８、６０は平行な平面内に配置されているが、
駆動軸６２に固定されていて、軸線ｘ−ｘの周りに選択
的に回転する。枠１２に取付けられた軸受６４が中心駆
動軸６２を支持して、（図に示していない手段によっ
て）中心駆動軸を回転させて、軸線ｘ−ｘの周りに軌道
ホイール集成体１８の選択的な軌道運動が出来る様にす
るが、そのやり方並びに目的は後で説明する。

今述べた様に円形のホイール５８、６０は軸線ｘ−ｘに
沿って相隔たって互いに平行に配置されている。移送ホ
イール割出し位置４８が相隔たる円形のホイール５８、
６０の間の空間に入り込む様に、軌道ホイール集成体１
８が移送ホイール１６に対して位置ぎめされる。軌道ホ
イール集成体１８に取付けられた第１の対の巻装アーバ
６６、６８が、移送ホイール割出し位置４８に配置され
た溝路４６の中に進入し且つそこから後退する様になっ
ている。アーバ６６がホイール５８に取付けられた軸受
７０により、（図に示してない手段によって）選択的に
回転出来る様に支持されている。アーバ６６は、軸線ｙ
−ｙの周りに回転自在である他に、軸線ｙ−ｙに沿って
（図に示してない手段によって）並進可能であり、この
為、移送ホイール割出し位置４８に配置され溝路４６内
にアーバ６６を選択的に進入させ且つそれから後退させ
ることが出来る。

アーバ６６は軌道ホイール集成対１８のホイール６０に
装着された軸受７２により、（図に示してない手段によ
って）選択的に回転出来る様に支持されている。アーバ
６８も、軸線ｙ−ｙの周りに回転自在である他に、軸線
ｙ−ｙに沿って（図に示してない手段によって）並進可
能であり、この為、アーバ６８は移送ホイール割出し位
置４８に配置された溝路４６内に進入し且つそれから後
退せることが出来る。

第２の対の巻装アーバ７４、７６が、軌道ホイール集成
体１８上のアーバ６６、６８の円周方向の位置から１８
０゜ずらして、軌道ホイール集成体１８に取付けられて
いる。詳しく云うと、巻装アーバ７４が、アーバ６６か
ら１８０゜ずれ、且つ軸線ｘ−ｘからアーバ６６と同じ
距離だけ離れた円形のホイール５８上の点で、選択的に
回転出来る様に取付けられている。ホイール５８に装着
された軸受７８がアーバ７４を軸線ｚ−ｚの周りに回転
出来る様に支持する。同様に、巻装アーバ７６が、アー
バ６８から１８０゜ずれ且つ軸線ｘ−ｘからアーバ６８
と同じ距離だけ離れた円形のホイール６０上の点で、選
択的に回転出来る様に取付けられている。ホイール６０
に装着された軸受８０がアーバ７６を軸線ｚ−ｚの周り
に回転出来る様に支持する。各々の巻装アーバ７４、７
６は、軸線ｚ−ｚの周りに回転自在であると共に、軸線
ｚ−ｚに沿って並進可能である。詳しく云うと、アーバ
７４、７６は、何れも第１図に示した位置から、アーバ
７４、７６が重なり合わない位置へ、軸線ｚ−ｚに沿っ
て（図に示してない手段によって）並進可能である。

巻装アーバ７４、７６は、第１図に示す位置にある時、
第１の巻装ステーション８２まで伸びる。第１の巻装ス
テーション８２は、アーバ７４、７６の他に、末巻装の
電極集成体の部品を（後で説明する様な形で）受取る様
になっている。アーバ７４、７６が軸線ｚ−ｚの周りに
回転することにより、末巻装の電極集成体が巻装ステー
ション８２で一部分巻装されて部分巻きの電極集成体５
６になる。

第２の巻装ステーション８４が移送ホイール割出し位置
４８と一致して限定されている。具体的に云うと、割出
し位置４８にある溝路４６がアーバ６６、６８及び部分
巻きの電極集成体５６を受取る様になっている。アーバ
６６、６８が軸線ｙ−ｙの周りに回転することにより、
巻装ステーション８４で、部分巻きの電極集成体５６が
完全に巻装済みの電極集成体４０へと更に巻装される。

前に述べた様に、巻装アーバ５６、６８が軸線ｙ−ｙの
周りに回転自在であり、巻装アーバ７４、７６が軸線ｚ
−ｚの周りに回転自在である。これらの軸線の周りの回
転が電極集成体を巻装する様に作用する。アーバ７４、
７６の回転は部分巻きの電極集成体５６を作る様に作用
し、アーバ６６、６８の回転は完全に巻装済みの電極集
成体４０を作る様に作用する。今述べたアーバ６６、６
８、７４、７６の回転の他に、軌道ホイール集成体１８
の全体が軸６２の回転により、軸ｘ−ｘの周りに回転自
在である。軸線ｘ−ｘの周りに軌道ホイール集成体１８
全体が回転することは、対のアーバ６６、６８が巻装ス
テーション８４に来て、対のアーバ７４、７６が巻装ス
テーション８２に来るまで、対のアーバ６６、６８及び
対のアーバ７４、７６を軸線ｘ−ｘの周りにその位置を
変える様に作用する。具体的に云うと、部分巻きの電極
集成体５６が巻装ステーション８２で作られた後、軌道
ホイール集成体１８の全体を軸線ｘ−ｘの周りに回転さ
せることにより部分巻きの電極集成体とアーバ７４、７
６とが、巻装ステーション８２から巻装ステーション８
４に移送される。軸線ｘ−ｘの周りの軌道ホイール集成
体１８の同じ回転により、同時に巻装アーバ６６、６８
が巻装ステーション８４から巻装ステーション８２に移
送される。そうして、後で詳しく説明する様に、対のア
ーバ６６、６８及び７４、７６を巻装ステーション８２
から巻装ステーション８４へ、そして再び巻装ステーシ
ョン８２へと逐次的に変位させて、複数個の電極集成体
の巻装を行なうことが出来る。

第２図はこの発明の方法に於ける第１の位置にある前述
の巻装装置を図式的に示している。具体的に云うと、第
２図では、軌道ホイール集成体１８が反時計廻りに回転
して、対のアーバ６６、６８及び部分巻きの電極集成体
５６を巻装ステーション８２から巻装ステーション８４
へ変位させた直後の状態が示されている。更に第２図に
示す様に、対のアーバ６６、６８及び部分巻きの電極集
成体５６が移送ホイール割出し位置４８にある溝路４６
内に入る。部分巻きの電極集成体５６の未だ巻装されて
いない部分８６が溝路４６の外へ伸出すことが第２図に
示されている。第１の空気シリンダ作動圧力板機構８８
が巻装ステーション８４にある部分巻きの電極集成体５
６に若干の力を加えて、部分巻きの電極集成体５６が巻
き解けない様にする。同様に、第２のばね作動圧力機構
９０が巻装ステーション８２にある末巻装の電極集成体
に若干の力を加える。セパレータ切断機構９２が加熱ワ
イヤ９４を用いている。この加熱ワイヤは、空気シリン
ダ９６により、１対のセパレータ条片９８と接触する様
に可動であって、セパレータ材料の１対の連続的なリー
ル（図に示してない）から来るセパレータ条片９８を切
断する。空気シリンダ９６による作動の代りとして、セ
パレータ切断機構９２は、この機構９２と軌道ホイール
集成体１８の間にカム及び従動機構を設けることによっ
て、カム作動にすることが出来る。そのやり方は後で説
明するが、第３のばね作動圧力機構９７がセパレータ条
片９８に若干の圧力をかけることにより、切断作業の
間、セパレータ条片９８はぴいーんと張った状態にとゞ
まる。ばね作動圧力機構９７は、この発明の工程の間、
セパレータ条片９８が確実に位置ぎめされた状態に保た
れる様にする。第２図に示す場合、セパレータは既に切
断されている。

セパレータ条片９８が供給リールに接続されたまゝでい
る間に、この条片に後向きの張力を加えるのが有利であ
ることが判った。そうしないと、旋回する供給リールの
慣性により、リールから過剰のセパレータ条片材料が送
出され、こうしてリール９８と対とアーバ７４、７６の
間にセパレータ条片９８に弛みが生ずる傾向がある。後
向きの張力を加えることは、供給リールに制動力を加え
ることによって容易に達成することが出来る。この代り
に、供給リールとアーバ７４、７６の中間の場所で、セ
パレータ条片９８に直接的に制動力を加えることによっ
て、後向きの張力を加えることが出来る。この別の方式
では、張力を生ずる力は、アーバ７４、７６と制動力を
加える場所との中間の場所で、セパレータ条片９８に直
接的に加えることが出来る。この別の方式では、制動力
は、上に述べた弛みを確実に避け、張力を生ずる力は、
アーバ７４、７６による巻装が達成される様にするのに
十分な張力がセパレータ条片９８に得られる様に保証す
る。

第２図は巻装ステーション８４にある部分巻きの電極集
成体５６と、巻装ステーション８２でアーバ７６、７４
の間を通り越す１対のセパレータ条片９８とを示してい
る。この発明の方法の最初の工程は、負の電極１０２及
び正の電極１０４を巻装ステーション８２にごく接近す
る様に導入する。電極１０２、１０４をその供給源から
ピック・アップし、電極１０２、１０４を巻装ステーシ
ョン８２の近辺まで持って来る為のシャトル機構にこれ
らの電極にのせるのに、ピック・アンド・プレース（pi
ck and place）機構の様な業界で普通見受けられる自動
送り機構（図に示してない）を用いることが好ましい。
自動送り機構は少なくとも２つの部位を持つ回転自在の
カルーゼル（carousel）で構成することが出来る。一方
の部位を使って巻装装置１０に電極を供給する間、他方
の部位に機械のオペレータが電極を装入することが出来
る。第１の部位にある電極の供給源を使い切った時、カ
ルーゼルを回転し、今装入したばかりの部位から巻装機
械へ電極を供給することが出来、この時空の部位には機
械のオペレータが電極の新しい供給源を装入することが
出来る。

電極１０２、１０４が巻装ステーション８２にごく接近
して導入される間、アーバ７４、７６を大体半回転させ
て、アーバ７４、７６が１対のセパレータ条片９８を捕
捉する様にする。アーバ７４、７６の回転が同時に行な
われる様にする為に、１台の駆動機構によって各々のア
ーバ７４、７６を軸線ｚ−ｚの周りに回転させるのが非
常に有利であることが判った。これは、１個の中心駆動
軸又は同じ遊星歯車にアーバ７４、７６を結合するとい
う様な従来公知の技術を用いることによって達成し得
る。各々のアーバ６６、６８を軸線ｙ−ｙの周りに回転
させるために、軸線ｚ−ｚの周りのアーバ７４、７６の
回転を行なわせるのと同じ駆動機構を用いるのが非常に
有利であることも判った。この為、１個の駆動機構によ
って対のアーバ７４、７６及び対のアーバ６６、６８を
回転させ、全てのアーバ６６、６８、７４、７６の回転
が同時に起る様にすることが好ましい。その為、前に述
べた様に、アーバ７４、７６がセパレータ条片９８を捕
捉することが出来る様にする為に、アーバ７４、７６を
半回転させる時、アーバ６６、６８も半回転させ、こう
して巻装ステーション８４で部分巻きの電極集成体６６
を更に若干巻装する。

第３図は、前に述べたアーバ７４、７６の半回転の後、
並びに巻装ステーションの近くに電極１０２、１０４を
導入した後の巻装装置の位置を図式的に示している。第
３図で見ると、セパレータ条片の一部分１０６がアーバ
７４、７６を通越していて、電極集成体の最初の内側の
ターンを形成するために電極１０２及び電極１０４の間
にセパレータ材料の追加の層が配置される。

この方法の次の工程は、第３図に示す状態から、巻装ス
テーション８２に負の電極１０２を導入して、電極１０
２がセパレータ条片９８の間に配置され、且つその前縁
がアーバ７４、７６の直ぐ近くに来る様にすることであ
る。この位置にある時、ばね作動圧力機構９０は圧力ホ
イール１０８を介して作用して、セパレータ条片９８及
び電極１０２の前縁で構成されたサンドイッチ体に十分
な力を加えて、アーバ７４、７６が更に回転したとき電
極１０２の前縁がアーバ７４、７６の周りに曲げられる
様にする。今述べた様にアーバ７４、７６に対して電極
１０２が差し向けられた時、アーバ７４、７６が更に
１．５回転して、第４図に示す位置に来る。前に述べた
様に、アーバ７４、７６がアーバ６６、６８と同じ駆動
機構によって駆動されるので、アーバ７４、７６が１．
５回転すると、アーバ６６、６８も１．５回転し、こう
して部分巻きの電極集成体５６が更に若干巻装される。

第４図では、今述べた様に、更に１．５ターン回転した
後の巻装ステーション８２にあるアーバ７６、７４が示
されている。第４図と共に第4a図を見れば、その両側に
セパレータ条片９８を持つ１０２が、アーバ７４、７６
の周りに約１．５回巻装されていることが判る。この位
置にある時、セパレータ条片９８の部分１０６はその一
部が電極１０２のごく最初の部分と共に巻装されてい
て、部分１０６の内の未だ巻装されていない短いセグメ
ントが残っている。更に、部分１０６の未だ巻装されて
いないセグメント（普通分割テールと呼ばれる）及びセ
パレータ条片９８により、電極１０２の片側に各セパレ
ータ条片９８の３倍の厚さのセパレータ材料が存在する
こと認められる。この後、残りの正の電極１０４を巻装
ステーション８２に挿入して、電極１０４及び電極１０
２の前縁の間にセパレータ条片９８の３倍の厚さができ
る様にする。３倍の厚さにするのは、電極１０２及び電
極１０４の前縁の間の電気的な接触によって起る惧れの
ある電気的な短絡に対する保護として、追加のセパレー
タ材料を付け加える為である。電極集成体のこの区域は
電気的な短絡を生じ易い。これは電極１０４を最初に巻
装する時、その前縁がセパレータ条片９８の中に食い込
んで、電極１０２と接触する傾向を持つからである。３
倍の厚さのセパレータ材料がこの接触を防止するのに適
切な障壁となる。

今述べた様に電極１０４を挿入した時、アーバ７４、７
６を軸線ｚ−ｚの周りに所要の回数だけ回転させて、巻
装ステーション８２で電極１０２、１０４とセパレータ
条片９８を一部分巻装して部分巻きの電極集成体５６を
作る。この場合も、アーバ７４、７６がアーバ６６、６
８と同じ駆動機構によって駆動されるから、この駆動機
構はアーバ７４、７６を回転させて、巻装ステーション
８２で末巻装の電極集成体を一部分巻装して部分巻きの
電極集成体５６を形成する様に作用するだけでなく、巻
装ステーション８４で、アーバ６６、６８も回転させ
て、別の部分巻き電極集成体５６を完全に巻装済みの電
極集成体４０に形成する仕上げ巻装もを同時に行なう様
に作用する。

巻装ステーション８２で一部分巻装して部分巻きの電極
集成体５６を形成するのに費やす時間が、巻装ステーシ
ョン８４で仕上げ巻装を行って完全に巻装済みの電極集
成体４０を形成するのに費す時間と等しいことが理想的
である。電極集成体の巻装が進むにつれて電極集成体の
直径が大きくなるから、巻装ステーション８２、８４の
巻装時間が等しければ、巻装ステーション８２よりも巻
装ステーション８４では、電極集成体のより多くの部分
が巻装されることになる。

第５図は、巻装ステーション８２に於ける一部分の巻装
と巻装ステーション８４に於ける仕上げ巻装とを今述べ
た様に同時に行なった直ぐ後の巻装装置を示している。
この為、完全に巻装済みの電極集成体４０が巻装ステー
ション８４に示されており、部分巻きの電極集成体５６
が巻装ステーション８４に示されている。この発明の方
法の次の工程は、部分巻きの電極集成体５６を巻装ステ
ーション８２から巻装ステーション８４に移送すること
である。更に詳しく云うと、アーバ６６、６８を移送ホ
イール割出し位置４８にある溝路４６から引き抜いた
後、軸４２によって移送ホイール１６の反時計廻りに回
転し、こうして完全に巻装済みの電極集成体を移送ホイ
ール割出し位置４８から移送ホイール割出し位置５０へ
移動する。この様に移送ホイール１６を回転すると、空
の溝路４６が移送ホイール割出し位置５４から移送ホイ
ール割出し位置４８へ移動し、そこで空の溝路４６は部
分巻きの電極集成体５６が挿入されるのを待つ。最後
に、移送ホイール１６の回転がそれまでに完全に巻装さ
れた巻装済みの電極集成体４０を割出し位置５０から割
出し位置５２へ移送し、そこでこの電極集成体４０は電
池容器２６に装入されるのを待つ。

移送ホイール１６の回転後、軌道ホイール集成体１８が
軸６２によって軸線ｘ−ｘの周りに１８０゜回転し、こ
うしてアーバ６６、６８を巻装ステーション８４から巻
装ステーション８２に持って来る。この様に軌道ホイー
ル集成体１８が回転すると、アーバ７４、７６が依然と
してその中に装入されたまゝになっている部分巻きの電
極集成体５６が巻装ステーション８２から巻装ステーシ
ョン８４に移動する。このため、巻装ステーション８４
で、部分巻きの電極集成体５６が移送ホイール１６の空
き溝路４６に入る。云い換えれば、軸６２の回転によ
り、アーバ６６、６８及び７４、７６部分巻きの電極集
成体５６とを含む軌道ホイール集成体１８が回転する。
この回転により、部分巻きの電極集成体５６が、巻装ス
テーション８２から巻装ステーション８４に移送され、
次いでこの巻装ステーション８４で、この発明の方法の
次の工程の間、この電極集成体が完全に巻装されて巻装
済みの電極集成体４０となる。今述べた様に軌道ホイー
ル集成体１８が回転した後、アーバ６６、６８を軸線ｙ
−ｙ（この時巻装ステーション８２にある）に沿って接
近する向きに並進させ、セパレータ条片９８がアーバ６
６、６８の間に来る様にする。

第６図は今述べた様にホイール１６及び１８が回転した
直後の巻装装置を示している。第６図から判る様に、部
分巻きの電極集成体が割出し位置４８の溝路４６内にあ
る。完全に巻装済みの電極集成体４０は移送ホイール割
出し位置５０、５２の溝路４６にある。セパレータ条片
９８は依然として夫々の連続的なロール（図に示してな
い）に接続されたまゝである。この発明の重要な１面
は、前に述べた様に、セパレータ条片９８を連続的な供
給源のロールから切断する前に、セパレータ条片９８の
各々の側にアーバ６６、６８を挿入することである。更
に、ばね作動圧力機構９７が、セパレータ条片を切断す
る際にセパレータ条片を捕捉して確実に位置ぎめする。
さらに詳しく云うと、この発明の方法では、第１及び第
２の巻装ステーションの間の場所でばね作動圧力機構９
７によってセパレータ条片９８を捕捉する手段を設けて
いる。セパレータ条片９８の切断は、往復動する様にセ
パレータ切断機構９２を作動することによって行なわれ
る。この時、加熱ワイヤ９４をばね作動圧力機構９７に
よりセパレータ条片９８を捕捉する場所と第２の巻装ス
テーションとの間の所で、セパレータ条片９８と接触さ
せる。

セパレータ条片９８の切断と略同時に、完全に巻装済み
の電極集成体４０（図に示してない手段により）移送ホ
イール割出し位置５２にある溝路４６から電池容器２６
へ押込む。この発明の方法の残りの工程が完了した時、
巻装装置１０は第２図に示す位置にあり、この発明の方
法の工程を繰返して、別の電極集成体を巻装する。

この後、こうして相次ぎぐ電極集成体を第１及び第２の
巻装ステーションで巻装して、電池容器に装入する。電
極集成体の初期の一部分の巻装が第１の巻装ステーショ
ン８２で、前に第１の巻装ステーションで一部分巻装さ
れた別の電極集成体の最終的な巻装が第２の巻装ステー
ション８４で同時に行なわれるので、この発明の方法は
従来公知の方法よりも一層速い。詳しく云うと、この発
明による完全に巻装済みの電極集成体の出力は、１つの
巻装ステーションで電極集成体全体を逐次的に巻装する
従来の方法よりも（ホイール１８の軌道を廻る時間を考
慮しなければ）２倍の速さにすることが出来る。

電極集成体がら旋形になるのを避ける為に、巻装アーバ
に電極の前縁を差し向けるのは、精度に注意を払って行
なわなければならないことが判った。詳しく云うと、巻
装アーバに差し向ける時に、電極条片にスキューがある
と、電極を巻装することにより、電極の相次ぐターンが
互いにずれる。云い換えれば、電極の任意の所定のター
ンがその前に巻装されたターン（１つ又は複数）と正確
に重ならなくなる。この様な望ましくない結果を普通ら
旋形と呼ぶ。ら旋形になることを防止しようとした従来
の従来の方式は、巻装アーバに対して電極を移動し且つ
差し向けるのに、シャトル又は支持体機構を用いてい
た。こういう方式では、電極をシャトル内の固定空所内
に入れ、この空所は電極の周りにごくぴったりとはまる
様な寸法にしていた。こういう方式は巻装アーバに対し
て電極を正しく差し向ける点では成功したが、空所と電
極の間の密なはめ合せの結果、電極をシャトル機構に装
入するのにかなりの困難さがあった。自動装入装置は、
シャトル機構の空所に対して電極を配置する場所を狂わ
せる場合が多く、その結果電極にスキューが生じ、巻装
アーバに対して電極が正しくない形で差し向けられた。
この発明の次に述べる特徴は、この難点を取上げるもの
である。

第７図及び第８図には、電極の供給源から電極１０２を
受取って、この電極を移動して巻装アーバ６６、６８及
び７４、７６に差し向けるシャトル又は支持体機構１１
０が図式的に示されている。シャトル機構１１０はＵ字
形断面を持つ細長いシャトル案内部材１１２と、この案
内部材１１２上で、それに沿って、アーバ７４、７６に
接近する向き及び遠ざかる向きに往復動する様に装着さ
れたシャトル又は支持体部材１１４とを有する。シャト
ル案内部材１１２はＵ字形断面の底を形成する細長い基
部１１６を持ち、これから１対の相隔たるレール１１
８、１２０が伸びていて、Ｕ字形断面の脚部を構成して
いる。レール１１８、１２０が互いに向い合う案内面１
２２、１２４を持ち、これらが平行に伸びている。案内
部材１１２はその１端を巻装アーバ７４、７６に接近す
る様に配置して、面１２２、１２４が巻装アーバ７４、
７６の回転軸線に対して垂直に配置される様にする。

シャトル部材１１４が案内１２２、１２４と平行な方向
に往復動する様にシャトル案内部材１１２の上に取付け
られる。シャトル部材１１４は反対向きの面１２８、１
３０を持つシャトル基部１２６で構成される。シャトル
部材１１４の面１２８が案内部材１１２の支持面１３２
と摺動係合する様になっており、この為シャトル部材１
１４が前に述べた往復動が出来る様に支持されている。
シャトル部材１１４の面１３０が電極１０２と係合し
て、それを支持する様になっている。第１の固定壁要素
１３４がシャトル部材１１４と基部１２６から外向きに
伸びていて、第２の可動壁要素１３６及び面１２８と協
働して、シャトル部材１１４の中に端が開放した凹部１
３８を限定し、その中に電極１０２を受入れる。可動壁
要素１３６はピン１４０の周りに、壁要素１３６が電極
１０２の幅Ｗより実質的に大きな距離だけ固定壁要素１
３４から隔たる第１の位置から、電極１０２の幅Ｗに略
等しい距離だけ固定壁要素１３４から隔たる第２の位置
へと旋回し得る。この為、固定壁要素１３４及び可動壁
要素１３６が、可動壁要素１３６の位置に従って可変の
幅を持つ凹部１３８を構成する。可動壁要素１３６が前
述の第１の位置にある字、可変の凹部１３８の幅は電極
１０２の幅より実質的に大きい。可動壁要素１３６が前
述の第２の位置にあると、可変の凹部１３８の幅は電極
１０２の幅と略等しい。従って、電極条片１０２を受入
れて、電極条片を巻装アーバ７４、７６に差し向ける為
に整合させる、壁要素１３４、１３６の形をした手段が
設けられている。

可動壁要素１３６が前述の第１の位置にある時、可変の
凹部１３４の幅は十分大きく、自動ピック・アンド・プ
レース機構によっても、電極１０２を容易に凹部１３８
に配置することが出来る。凹部と電極の間のきつい又は
ぴったりしたはめ合せを必要とする従来の方式で起った
難点が避けられる。電極１０２を凹部１３８に装入した
後、シャトル部材１１４を作動棒１４０の形をしたシャ
トル部材移動手段又は並進手段により、案内部材１１２
に沿って左へ（第７図で見て）並進させる。作動棒１４
０がカム従動機構又は空気動力シリンダの様な普通の動
力源に接続される。案内部材１１２の案内面１２２、１
２４がシャトル部材１１４の相補的な面１４２、１４４
に摺動係合する。こうしてシャトル部材１１４が、面１
２２、１２４と平行な線に沿って、従って、アーバ７
４、７６の回転軸線に対して垂直な線に沿って移動する
様に案内される。

第９図には、シャトル部材１１４が、電極１０２の前縁
をアーバ７４、７６に差し向ける位置まで並進した後
の、シャトル機構１１０が図式的に示されている。作動
棒１４０によってシャトル部材１１４が第７図に示す位
置から第９図に示す位置まで移動したことにより、壁要
素１３６が第１の位置から第２の位置へ移動しているこ
とが容易に認められる。壁要素１３６の移動は、可動壁
要素１３６を移動して凹部１３８の幅を変える手段によ
って行なわれる。更に詳しく云うと、可動壁要素１３６
を移動する手段が、案内部材１１２に固定されカム１４
８のカム面１４６、及び可動壁要素１３６に固定された
カム従動体１５２のカム従動面１５０の形で設けられて
いる。前に述べたシャトル部材１１４の左向きの移動に
より、カム従動面１５０がカム面１４６と係合して、こ
のカム面にのり上げ、こうして可動壁要素１３６を時計
廻り（第９図で見て）に枢軸１４０の周りに回転させ
て、可動壁要素１３６が前述の第２の位置に来る様にす
ることにより、凹部１３８の幅を変えることが出来る。
この位置で、可動壁要素１３６は電極１０２の幅に略等
しい距離だけ、固定壁要素１３４から隔たっている。こ
の第２の位置では、固定壁要素１３４の整合面１５４及
び可動壁要素１３６の整合面１５６が夫々電極１０２の
縁１５５、１５７と係合している。整合面１５４、１５
６は案内部材１１２の案内面１２２、１２４と平行であ
り、従ってアーバ７４、７６の回転軸線に対して垂直で
ある。従って、可動壁要素１３６が第２の位置に移動し
たことにより、電極１０２が整合して、それが巻装アー
バ７４、７６の回転軸線に対して略垂直に伸びる様にな
る。こうして、電極１０２がスキューのない向きで巻装
アーバ７４、７６に差し向けられ、電極を渦巻形にする
ことなく、巻装する。電極１０２の前縁がアーバ７４、
７６によって捕足された後、シャトル部材１１４を右
（第９図で見て）に移動することにより、電極１０２は
凹部１３８から出ると共に、可動壁要素１３６は、カム
従動体１５２がカム１４８から離脱する為、並びに張力
ばね１６０によって加えられる力の為、その第１の位置
へと反時計廻りに旋回する。アーバ７４、７６に電極１
０２を差し向けるシャトル機構１１０について説明した
が、アーバ７４、７６に電極１０４を差し向ける為の同
一のシャトル機構も設けられていることを承知された
い。

この発明の考えが適切に理解される様に、この発明の好
ましい実施例を詳しく説明したが、この発明の範囲内
で、種々の変更が可能であることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するのに役立つ巻装装置
を示す略図、第２図はこの発明の方法を実施する時、第
１の位置に配置された第１図に示した装置の略図、第３
図はこの発明の方法を実施する際、第２の位置に配置さ
れた第２図の装置を示す略図、第４図は、この発明の方
法を実施する時、第３の位置に配置された第２の装置を
示す略図、第４a 図は第４図に示した位置にある第１の
巻装ステーションに配置されている最初に巻装された電
極集成体の拡大図、第５図はこの発明の方法を実施する
時、第４の位置に配置される第２図の装置の略図、第６
図は、この発明の方法を実施する時、第５の位置に配置
される第２図の装置の略図、第７図はこの発明に従って
巻装装置の巻装アーバに電極条片を送出すシャトル機構
の簡略平面図、第８図は第７図の線８−８で切った断面
図、第９図は第２の位置にある第７図に示したシャトル
機構の略図である。 （主な符号の説明） １４：キャニング・ホイール １６：移送ホイール １８：軌道ホイール集成体 ４０：完全に巻装済みの電極集成体 ５６：部分巻きの電極集成体 ６６、６８：巻装アーバ ７４、７６：巻装アーバ ８２、８４：第１及び第２の巻装ステーション ８６：セパレータ条片 １０２、１０４：電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負の電極条片と正の電極条片と前記両電極
   条片の間に配置されたセパレータとからなる電気化学的
   電池用の第１の電極集成体と、 負の電極条片と正の電極条片と前記両電極条片の間に配
   置されたセパレータとからなる電気化学的電池用の第２
   の電極集成体と、 を同時に円筒形に巻装する方法において、 (イ) 第１及び第２の巻装ステーションを用意し、 (ロ) 前記第１の巻装ステーションで未巻装の第１の電極
   集成体を一部分巻装して第１の部分巻きの電極集成体を
   形成し、 (ハ) 前記第１の部分巻きの電極集成体を前記第１の巻装
   ステーションから前記第２の巻装ステーションへ移送
   し、 (ニ) 前記第２の巻装ステーションで前記第１の部分巻き
   の電極集成体を更に巻装し、 (ホ) 前記第１の部分巻きの電極集成体を前記第２の巻装
   ステーションで更に巻装するのと同時に、未巻装の前記
   第２の電極集成体を前記第１の巻装ステーションで一部
   分巻装して第２の部分巻きの電極集成体を形成する、 各工程を有することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載した方法に於
   て、電池容器を用意し、前記更に巻装した電極集成体を
   前記容器の中に挿入するための第３のステーションを用
   意し、前記更に巻装した電極集成体を前記第３のステー
   ションへ移動し、該第３のステーションで前記更に巻装
   した電極集成体を前記容器の中に挿入し、前記更に巻装
   した電極集成体を収容した前記電池容器を前記第３のス
   テーションから取去る工程を含む方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載した方法に於
   て、セパレータ材料の連続的なロールから、前記第１の
   巻装ステーションで前記セパレータを末巻装の電極集成
   体に供給する工程を含む方法。
4. 【請求項４】特記請求の範囲第３項に記載した方法に於
   て、前記移送する工程（ハ）が、前記セパレータが前記
   連続的なロールに接続されている間に、前記第１の部分
   巻きの電極集成体を前記第２の巻装ステーションへ移送
   することを含む方法。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載した方法に於
   て、前記第１の部分巻きの電極集成体が前記第１の巻装
   ステーションから移送された後に前記セパレータを前記
   ロールから切断する工程を含む方法。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項に記載した方法に於
   て、前記切断する工程の前に、前記第１及び第２の巻装
   ステーションの間の場所で前記セパレータを捕捉する捕
   捉手段を用意する工程を含む方法。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項に記載した方法に於
   いて、前記切断する工程が、前記場所と前記第２の巻装
   ステーションの間で、前記セパレータを前記ロールから
   切断することを含む方法。
8. 【請求項８】負の電極条片と正の電極条片と前記両電極
   条片の間に配置されたセパレータとからなる電気化学的
   電池用の第１の電極集成体と、 負の電極条片と正の電極条片と前記両電極条片の間に配
   置されたセパレータとからなる電気化学的電池用の第２
   の電極集成体と、 を同時に円筒形に巻装する方法において、 (イ) 第１及び第２の巻装ステーションを用意し、 (ロ) 前記第１及び第２の巻装ステーションにそれぞれ配
   置された第１の対及び第２の対の巻装アーバを持つ第１
   の軌道ホイールを設け、該アーバは前記第１の軌道ホイ
   ールに対して回転できるように装着し、 (ハ) 一方の対の前記アーバを用いて、前記第１の巻装ス
   テーションで未巻装の前記第１の電極集成体を一部分巻
   装して第１の部分巻きの電極集成体を形成し、 (ニ) 前記軌道ホイールを回転して、前記一方の対のアー
   バ及び前記第１の部分巻きの電極集成体を前記第１の巻
   装ステーションから前記第２の巻装ステーションへ移送
   すると同時に、他方の１対のアーバを前記第２の巻装ス
   テーションへ移送し、 (ホ) 前記他方の１対のアーバを用いて、前記第１の巻装
   ステーションで末巻装の前記第２の電極集成体を一部分
   巻装して第２の部分巻きの電極集成体を形成し、 (ヘ) 該第１の巻装ステーションでの前記第２の部分巻き
   の電極集成体を形成するための巻装と同時に、前記一方
   の対のアーバを用いて、前記第２の巻装ステーションで
   前記第１の部分巻きの電極集成体を更に巻装して巻装済
   みの電極集成体を形成する、 各工程を含む方法。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載した方法に於
   て、前記第１の部分巻きの電極集成体を受入れる溝路を
   持つ回転自在の第２の移送ホイールを用意し、前記溝路
   内で前記更に巻装する工程（へ）を行ない、前記第２の
   移送ホイールを回転して、前記溝路及び前記巻装済みの
   電極集成体を、該巻装済みの電極集成体を該溝路から取
   出す為の割出し位置へ移送し、該割出し位置で前記巻装
   済みの電極集成体を電池容器内に挿入する工程を含む方
   法。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲第９項に記載した方法に
    おいて、前記電池容器を受入れる凹部を持つ第３の容器
    受けホイールを用意し、該凹部内に電池容器を供給し、
    前記凹部及び前記電池容器を前記割出し位置と隣接して
    整合するように位置ぎめし、該割出し位置において前記
    巻装済みの電極集成体を前記溝路から取出して前記容器
    内に入れ、前記第３の容器受けホイールを回転して、前
    記巻装済みの電極集成体を収容した前記電池容器を前記
    割出し位置から、前記電池容器を前記凹部から取出す位
    置へ移動する工程を含む方法。