JPWO2009019781A1

JPWO2009019781A1 - 巻回装置用変位補正装置

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Publication number: JPWO2009019781A1
Application number: JP2009526308A
Authority: JP
Inventors: 嘉秀北村; 晃一武田
Original assignee: Kaido Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kaido Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2010-10-28
Also published as: WO2009019781A1

Abstract

【課題】簡単な構成で、作業効率を向上するとともに電池素子材料の巻回品質を向上することが可能な巻回装置用変位補正装置を提供する。【解決手段】巻回装置用変位補正装置１００は、電池素子材料１を搬送するための駆動ローラ２および押えローラ３を備える。駆動ローラ２および押えローラ３よりも上流側には、一対のセンサ１６，１７が設けられている。センサ１６，１７は、電池素子材料１の変位（搬送位置）を検出し、検出結果を制御部５０に与える。制御部５０は、与えられた検出結果に基づいてロボシリンダ用モータ１０を回転させる。これにより、移動ブラケット８を介して駆動ローラ２および押えローラ３がＸ方向に移動する。それにより、駆動ローラ２と押えローラ３とに挟み込まれた電池素子材料１もＸ方向に移動し、その変位が補正される。【選択図】図１

Description

本発明は、帯状物を巻回する巻回装置に用いられる巻回装置用変位補正装置に関する。

二次電池の正極集電体、負極集電体およびセパレータ等の帯状物は巻回装置により巻回される。具体的には、それぞれロール状に捲かれた正極集電体、負極集電体およびセパレータを、巻回装置の巻軸まで間欠的または断続的に送り出し、当該巻軸によって巻回する。そして、巻回したものを所定の長さに切断して電池素子を製造する。

通常、正極集電体、負極集電体およびセパレータの送り出しの開始点から上記巻軸までの距離（搬送距離）が長く設定されていると、上記のような製造方法では、搬送中に帯状物が蛇行することが多い。その結果、帯状物の巻回品質が低下する。

また、上記巻回品質が低下する他の要因として、ロール状に捲かれた正極集電体、負極集電体およびセパレータの巻き状態の偏りが挙げられる。上記巻回品質が低下するさらに他の要因として、帯状物の巻き状態が比較的良好なものを用いた場合であっても、巻軸による巻き始め時および巻き終わり時においては、上記帯状物が蛇行し易くなる。

そこで、正極集電体、負極集電体またはセパレータの蛇行を検出する位置センサを設け、当該位置センサの出力に基づいて駆動ローラと押えローラとによって蛇行補正を行う蛇行補正装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−７９０７９号公報

しかしながら、従来においては、巻軸と蛇行補正装置との間に、帯状物の当該巻軸への挿入機構や測長ローラが設けられているため、巻軸と蛇行補正装置との距離が長い。そのため、蛇行補正装置により補正された帯状物が巻軸に到達するまでに蛇行が再発生してしまう場合がある。その結果、帯状物の巻回品質が低下する。

本発明の目的は、簡単な構成で、作業効率を向上するとともに帯状物の巻回品質を向上することが可能な巻回装置用変位補正装置を提供することである。

本発明の巻回装置用変位補正装置は、帯状物を巻回装置へ搬送するとともに、当該帯状物の変位を補正する巻回装置用変位補正装置であって、
前記巻回装置の近傍に配され、前記帯状物を搬送する駆動ローラおよび押えローラと、
前記帯状物の幅方向の変位を検出するセンサと、
前記帯状物の幅方向に前記駆動ローラと前記押えローラとを移動させることにより当該帯状物の幅方向の変位を補正する補正部と、
前記センサによる検出結果に基づいて前記補正部を制御する制御部とを備え、
前記帯状物の始端は前記駆動ローラと前記押えローラとに挟み込まれながら搬送され、当該帯状物の搬送中に前記変位の補正が行われるものである。

巻回装置用変位補正装置は、前記帯状物の搬送方向において前記駆動ローラおよび前記押えローラの下流側に当該帯状物を切断するカッターと、
前記搬送方向において前記駆動ローラおよび前記押えローラの上流側に、前記カッターにより前記帯状物が切断される際に当該帯状物を挟み込むバック止め用ローラおよびクランプ板とをさらに備えてもよい。

前記カッターにより前記帯状物が切断される際に、前記駆動ローラと前記押えローラとは互いに離隔されてもよい。

前記補正部により前記帯状物の変位補正が行われた場合で、前記駆動ローラと前記押えローラとが互いに離隔された後、当該駆動ローラおよび押えローラは初期位置に戻されてもよい。

本発明の巻回装置用変位補正装置によれば、帯状物を搬送する手段と当該帯状物の変位を補正する手段とを、同一の部材（駆動ローラおよび押えローラ）で構成することによって、部品点数の削減およびコンパクト化を実現することが可能となる。これにより、巻回装置用変位補正装置の低コスト化を図ることができる。

また、上述のように、搬送の手段と変位補正の手段とを共通化することによって、帯状物の変位補正を行いつつ当該帯状物の搬送を行うことが可能となる。これにより、帯状物の変位補正を行った後、当該帯状物の搬送を行う場合に必要な工程時間を削減することが可能となる。それにより、作業効率を著しく向上することができる。

さらに、駆動ローラおよび押えローラを巻回装置の近傍に配することによって、変位補正された帯状物が巻回装置により巻回されるまでの間に再び変位することを防止または抑制することが可能となる。これにより、帯状物の巻回品質を向上することができる。

以上により、本発明の巻回装置用変位補正装置によれば、コストをかけることなく簡単な構成で、作業効率を向上するとともに帯状物の巻回品質を向上することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置が二次電池の各種材料を巻回する巻回装置に用いられる場合について説明するが、これに限定されるものではなく、コンデンサ等を構成する各種材料を巻回する巻回装置に用いる場合にも、同様に適用することが可能である。

図１は、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置１００の全体構成を示す模式的斜視図である。図１に示すように、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置１００は、正極集電体、負極集電体およびセパレータのいずれかから成る帯状物１を搬送するための駆動ローラ２および押えローラ３を備える。駆動ローラ２と押えローラ３とは、互いに逆方向に回転することにより帯状物１を矢印Ｕの方向に搬送する。なお、図１では、駆動ローラ２は時計回りに回転し、押えローラ３は反時計回りに回転する。また、図１では軸受け等の図示を省略し、以下ではその説明を省略する。

駆動ローラ２には、軸継手２ａを介してロータリーエンコーダ２ｂが取り付けられている。ロータリーエンコーダ２ｂは、駆動ローラ２の回転数を検出し、当該検出結果を制御部５０に与える。そして、制御部５０は与えられた検出結果に基づいて後述のモータ５の回転数を制御する。なお、制御部５０は後述の各構成部の動作を制御するが、図１ではモータ５を制御することを示す矢印のみを図示し、他の構成部の制御を示す矢印については省略している。

駆動ローラ２には、回転軸４の一端が挿通されている。一方、回転軸４の他端はモータ取り付け板５ａを介してモータ５に接続されている。また、回転軸４の一部には回転用軸受け６が取り付けられている。回転用軸受け６の一端をブラケット７が支持しており、その他端を側面視で凹状に形成された移動ブラケット８が支持している。

移動ブラケット８は、ガイド付ボールねじからなるシリンダ９に移動可能に取り付けられている。シリンダ９にはシリンダ用モータ１０が接続されている。なお、シリンダ９およびシリンダ用モータ１０が補正部を構成する。このような構成において、シリンダ用モータ１０が回転することによって、移動ブラケット８は上記回転軸４の軸方向と同じＸ方向に往復動することが可能となる。なお、シリンダ９は、シリンダ用ブラケット１１上に固定されている。

上記のブラケット７には、凸部１２ａを有するレバー１２が、レバー軸１２ｂを支点として回動可能に取り付けられている。当該レバー１２には、上述の押えローラ３が回転可能に取り付けられている。

ここで、レバー１２の凸部１２ａには、エアシリンダ１３が取り付けられている。当該エアシリンダ１３の動作により、レバー１２はレバー軸１２ｂを支点として回動することができる。これにより、レバー１２に取り付けられた押えローラ３も回動することが可能となる。このような構成によって、駆動ローラ２と押えローラ３とによる帯状物１の挟み込みおよび非挟み込みを制御することが可能となる。

駆動ローラ２および押えローラ３の近傍で、帯状物１の搬送の下流側には、搬送されてくる帯状物１を切断するための一対のカッター１４，１５が設けられている。カッター１４は、上記矢印Ｕの方向に鉛直な矢印Ｖの方向に上下動可能な構成となっており、カッター１５は固定されている。カッター１４，１５の取り付け構成の詳細については後述する。なお、当該カッター１４，１５のさらに下流側に、別装置である巻回装置（図示せず）が設けられており、当該巻回装置によって帯状物１が巻回される。

帯状物１の搬送方向において、駆動ローラ２および押えローラ３よりも上流側には、一対のセンサ１６，１７が設けられている。一対のセンサ１６，１７は、例えば投光部および受光部を備える光電センサ等から構成され、図示しないブラケットに取り付けられている。一対のセンサ１６，１７は帯状物１の変位（搬送位置）を検出し、検出結果を制御部５０に与える。この場合、センサ１６，１７は、投光部からの帰還光を受光部で受けた場合に、帯状物１が変位していることを示す信号（例えば、ハイレベル信号）を制御部５０に与え、逆に、上記帰還光を受光部で受けていない場合に、帯状物１は変位していないことを示す信号（例えば、ローレベル信号）を制御部５０に与えている。

また、図１において帯状物１の搬送方向の最上流側には、当該帯状物１を挟み込むバック止め用ローラ１８およびクランプ板１９が設けられている。バック止め用ローラ１８は、金具２０を介してローラ軸１８ａに回転可能に支持されている。また、金具２０上には、クランプ板１９を上記矢印Ｖの方向に上下動させるエアシリンダ２１が設けられている。

このような構成において、帯状物１が駆動ローラ２および押えローラ３により搬送される場合には、上記エアシリンダ２１はクランプ板１９を下方に移動させる。これに対して、上述のカッター１４，１５により帯状物１を切断する場合には、エアシリンダ２１はクランプ板１９を上方に移動させる。これにより、帯状物１はバック止め用ローラ１８とクランプ板１９とに挟み込まれる。

ここで、クランプ板１９と対になって帯状物１を挟み込む部材を、ローラ部材であるバック止め用ローラ１８としたことによって、上流側から送られてくる帯状物１の搬送の傾き（角度）の影響を受けることなく、当該帯状物１の挟み込みを柔軟に行うことが可能となる。

図２は、図１のカッター１４を上下動させる構成を示す模式的斜視図である。図２に示すように、カッター１５はＬ字型のカッター取付台２２に固定されている。また、カッター１４はカッター取付台２３に固定されている。カッター取付台２３は、複数のガイド棒２４およびブラケット２５を介してエアシリンダ２６に接続されている。このような構成において、エアシリンダ２６によりカッター１４が矢印Ｖの方向に上下動される。それにより、帯状物１はカッター１４，１５により所定の長さに切断される。

次に、図１の巻回装置用変位補正装置１００の動作についてフローチャートを参照しながら説明する。図３は、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置１００の動作の工程を示すフローチャートである。なお、以下では、駆動ローラ２および押えローラ３により帯状物１が搬送される工程以降の工程について説明する。

図３に示すように、最初に、駆動ローラ２および押えローラ３により帯状物１が矢印Ｕの方向に搬送される（ステップＳ１）。この場合、図４に示すように、制御部５０は、エアシリンダ１３を介して押えローラ３を点線の位置から実線の位置まで移動させる。それにより、帯状物１は駆動ローラ２と押えローラ３とに挟み込まれる（クランプされる）。この場合、駆動ローラ２および押えローラ３は回転しない。そして、制御部５０は、モータ５を作動させることにより回転軸４を介して駆動ローラ２を時計回りに回転させる。それにより、押えローラ３が反時計回りに回転し、帯状物１が駆動ローラ２と押えローラ３とに挟み込まれながら矢印Ｕの方向に搬送される。

図３に戻り、制御部５０は帯状物１が変位して搬送されているか否かを判別する（ステップＳ２）。この場合、制御部５０は、センサ１６，１７により与えられる上述の検出結果から帯状物１の変位を得る。

ステップＳ２の処理において帯状物１が変位して搬送されている場合、制御部５０は変位補正を行う（ステップＳ３）。この場合、制御部５０は、シリンダ用モータ１０を回転させることによりシリンダ９をＸ方向に移動させる。これにより、移動ブラケット８およびブラケット７を介して、駆動ローラ２および押えローラ３が共にＸ方向に移動する。したがって、駆動ローラ２と押えローラ３とに挟み込まれた帯状物１もＸ方向に移動し、その変位が補正される。

ステップＳ２の処理において帯状物１が変位して搬送されていない場合、および上記ステップＳ３の変位補正の処理が終了した場合、続いて、制御部５０は、帯状物１が所定の長さ分搬送されたか否かを判別する（ステップＳ４）。この場合、制御部５０はロータリーエンコーダ２ｂから与えられた上述の検出結果に基づいて帯状物１の搬送測長を行う。

ステップＳ４の処理において帯状物１が所定の長さ分搬送されていない場合、制御部５０は、ステップＳ１の処理に戻り、当該電子素子材料１の搬送を継続する。一方、ステップＳ４の処理において帯状物１が所定の長さ分搬送された場合、制御部５０は、エアシリンダ２１を介してクランプ板１９を上昇させる（ステップＳ５）。これにより、帯状物１は、バック止め用ローラ１８とクランプ板１９とにより挟み込まれる。

次いで、制御部５０は、エアシリンダ１３を介して駆動ローラ２と押えローラ３とを離隔させ、上述のステップＳ３の変位補正を行った場合には、さらにシリンダ用モータ１０を介して駆動ローラ２および押えローラ３を所定の初期位置に戻す（ステップＳ６）。なお、初期位置とは、帯状物１が変位していない場合において駆動ローラ２と押えローラ３とが当該帯状物１を挟み込むＸ方向上の位置をいう。

次に、制御部５０は、エアシリンダ２６を介してカッター１４を矢印Ｖの方向に下降させる（ステップＳ７）。これにより、帯状物１は所定の長さに切断される。

続いて、制御部５０は、エアシリンダ１３を介して駆動ローラ２と押えローラ３とを近接させる（ステップＳ８）。これにより、帯状物１は、駆動ローラ２と押えローラ３とにより挟み込まれる。

次いで、制御部５０は、エアシリンダ２１を介してクランプ板１９を下降させる（ステップＳ９）。この後、ステップＳ１の処理に戻り、制御部５０はステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返す。

このように、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置１００においては、帯状物１を搬送する手段と当該帯状物１の変位を補正する手段とを、同一の部材（本実施の形態では、駆動ローラ２および押えローラ３）で構成することによって、部品点数の削減およびコンパクト化を実現することが可能となる。これにより、巻回装置用変位補正装置１００の低コスト化を図ることができる。

また、上述のように、搬送の手段と変位補正の手段とを共通化することによって、帯状物１の変位補正を行いつつ当該帯状物１の搬送を行うことが可能となる。これにより、帯状物１の変位補正を行った後、当該帯状物１の搬送を行う場合に必要な工程時間を削減することが可能となる。それにより、作業効率を著しく向上することができる。

また、巻回装置の巻軸へ帯状物１を挿入する従来の挿入機構および測長ローラを設ける代わりに、駆動ローラ２と押えローラ３とにより帯状物１の始端を挟み込み（クランプし）つつ搬送し、ロータリーエンコーダ２ｂにより帯状物１の搬送測長を行うので、部品点数の削減およびコンパクト化をより実現することが可能となる。これにより、巻回装置用変位補正装置１００の低コスト化をより図ることができる。

さらに、上述のように、変位補正手段である駆動ローラ２および押えローラ３を巻回装置（図示せず）の近傍に配することによって、変位補正された帯状物１が巻回装置により巻回されるまでの間に再び変位することを防止または抑制することが可能となる。これにより、帯状物１の巻回品質を向上することができる。

以上により、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置１００によれば、コストをかけることなく簡単な構成で、作業効率を向上するとともに帯状物１の巻回品質を向上することが可能となる。

以上、本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置１００について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は以下に示す他の実施形態でも実施することが可能である。

上記実施形態では、図示しない巻回装置に対して１つの巻回装置用変位補正装置１００を用いることとしたが、当該巻回装置に対して複数（例えば２つ）の巻回装置用変位補正装置１００を用いてもよい。それにより、帯状物１の巻回品質をより向上することが可能となる。

本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施してもよく、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施してもよい。

本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置の全体構成を示す模式的斜視図である。図１のカッターを上下動させる構成を示す模式的斜視図である。本実施の形態に係る巻回装置用変位補正装置の動作の工程を示すフローチャートである。帯状物が搬送される状態を示す模式的拡大図である。

符号の説明

１帯状物
２駆動ローラ
３押えローラ
４回転軸
５モータ
７ブラケット
８移動ブラケット
９シリンダ
１０シリンダ用モータ
１２レバー
１３エアシリンダ
１４，１５カッター
１６，１７センサ
１８バック止め用ローラ
１９クランプ板
５０制御部
１００巻回装置用変位補正装置

Claims

帯状物を巻回装置へ搬送するとともに、当該帯状物の変位を補正する巻回装置用変位補正装置であって、
前記巻回装置の近傍に配され、前記帯状物を搬送する駆動ローラおよび押えローラと、
前記帯状物の幅方向の変位を検出するセンサと、
前記帯状物の幅方向に前記駆動ローラと前記押えローラとを移動させることにより当該帯状物の幅方向の変位を補正する補正部と、
前記センサによる検出結果に基づいて前記補正部を制御する制御部とを備え、
前記帯状物の始端は前記駆動ローラと前記押えローラとに挟み込まれながら搬送され、当該帯状物の搬送中に前記変位の補正が行われる、巻回装置用変位補正装置。
前記帯状物の搬送方向において前記駆動ローラおよび前記押えローラの下流側に当該帯状物を切断するカッターと、
前記搬送方向において前記駆動ローラおよび前記押えローラの上流側に、前記カッターにより前記帯状物が切断される際に当該帯状物を挟み込むバック止め用ローラおよびクランプ板とをさらに備える、請求項１に記載の巻回装置用変位補正装置。
前記カッターにより前記帯状物が切断される際に、前記駆動ローラと前記押えローラとは互いに離隔される、請求項２に記載の巻回装置用変位補正装置。
前記補正部により前記帯状物の変位補正が行われた場合で、前記駆動ローラと前記押えローラとが互いに離隔された後、当該駆動ローラおよび押えローラは初期位置に戻される、請求項３に記載の巻回装置用変位補正装置。