特許 5979021 巻芯及びシート保持方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979021

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】巻芯及びシート保持方法

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/28 20060101AFI20160817BHJP

   B65H 75/10 20060101ALI20160817BHJP

   B65H 75/22 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   B65H75/28

   B65H75/10

   B65H75/22

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-13374(P2013-13374)

(22)【出願日】2013年1月28日

(65)【公開番号】特開2014-144832(P2014-144832A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2015年7月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(72)【発明者】

【氏名】鶴岡 靖郎

【審査官】 西村 賢

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５２−１５８７３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０６−０６３５５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０４−０２６９５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６０−０７５０７１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５７−１５７５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｈ ７５／００−７５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートを保持する巻芯において、
前記巻芯は軸線方向に沿った切り込みが入った弾性変形可能な円筒形状であり、
前記巻芯の円周方向の一対の端部は、前記巻芯の径方向に対向しており、
前記一対の端部は、互いに対向する一対の対向面を有し、
前記一対の対向面はそれぞれ、
前記巻芯の外周面と連続し、前記巻芯の円周方向に対して交差した第１対向面と、
前記第１対向面と連続し、前記巻芯の円周方向に沿う第２対向面と、
前記第２対向面及び前記巻芯の内周面と連続し、前記巻芯の円周方向に対して交差した第３対向面と、
を有することを特徴とする巻芯。

【請求項2】

前記第１対向面は、前記巻芯の径方向に対して傾斜しており、
前記第１対向面と前記第２対向面とのなす角度は、９０°よりも大きい請求項１に記載の巻芯。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の巻芯を用いたシートの保持方法において、
前記巻芯の内周面が円柱状のシャフトの外周面と対向する位置に、前記巻芯を配置する工程と、
前記一対の端部の間に前記シートを挿入する工程と、
前記シャフトの外周面に存在する爪部で前記巻芯を内側から外側に向けて押圧することにより、前記シャフトと前記巻芯とを固定するとともに、前記一対の端部で前記シートを挟持する工程と、
を備えていることを特徴とするシート保持方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻芯及びその巻芯を用いたシート保持方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば蓄電装置としての二次電池を製造する方法として、シート状の電極やセパレータを捲回する方法などがある。この場合、電極の切れ端等のシートを回収するべく、巻芯にシートを固定し、巻芯を回転させることによりシートを回収する場合がある。ここで、巻芯にシートを固定する一例として、例えば特許文献１には、巻芯としてのゴムスリープに膨張可能なエアーチューブを取り付けることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０９−１０８３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、巻芯にて巻き取られたシートを廃棄する場合、巻芯ごと廃棄することが考えられる。この場合、巻芯を再利用することができないため、高コスト化が懸念される。また、リサイクルの観点から、廃棄の際に分別を要求される場合もあり得る。

【0005】

これに対して、巻芯からシートを分離させてから廃棄することが考えられる。この場合、例えばテープを用いて巻芯にシートを固定する構成においては、再度シートを別のものに巻く等の作業を要し、巻芯からのシートの取り外しが煩雑になり易い。かといって、上述した、巻芯にエアーチューブを取り付ける構成は、巻芯の構成の複雑化が懸念される。

【0006】

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、比較的簡素な構成で、シートの保持、及び、シートの取り外しを容易に行うことができる巻芯及びその巻芯を用いたシート保持方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成する巻芯は、シートを保持するものであって、前記巻芯は軸線方向に沿った切り込みが入った弾性変形可能な円筒形状であり、前記巻芯の円周方向の一対の端部は、前記巻芯の径方向に対向しており、前記一対の端部は、互いに対向する一対の対向面を有し、前記一対の対向面はそれぞれ、前記巻芯の外周面と連続し、前記巻芯の円周方向に対して交差した第１対向面と、前記第１対向面と連続し、前記巻芯の円周方向に沿う第２対向面と、前記第２対向面及び前記巻芯の内周面と連続し、前記巻芯の円周方向に対して交差した第３対向面と、を有することを特徴とする。

【0008】

かかる構成によれば、一対の端部の間にシートを挿入した状態で、巻芯が内側から外側に向けて押圧されると、巻芯が弾性変形して、シートが一対の端部によって挟持され、シートが巻芯に保持される。また、巻芯に対する押圧を解除すれば、一対の端部によるシートの挟持が解除されるため、巻芯からシートを容易に取り外すことができる。これにより、比較的簡素な構成で、シートの保持、及び、シートの取り外しを容易に行うことができる。

【0009】

また、本構成によれば、一対の端部の第２対向面が巻芯の径方向に対向する。よって、一対の端部によるシートの保持を好適に行うことができる。

【0010】

上記巻芯において、前記第１対向面は、前記巻芯の径方向に対して傾斜しており、前記第１対向面と前記第２対向面とのなす角度は、９０°よりも大きいとよい。かかる構成によれば、第１対向面と第２対向面とのなす角度が９０°よりも大きくなっているため、一対の端部間へのシートの挿入の容易化を図ることができる。

【0011】

上記巻芯を用いたシートの保持方法は、前記巻芯の内周面が円柱状のシャフトの外周面と対向する位置に、前記巻芯を配置する工程と、前記一対の端部の間に前記シートを挿入する工程と、前記シャフトの外周面に存在する爪部で前記巻芯を内側から外側に向けて押圧することにより、前記シャフトと前記巻芯とを固定するとともに、前記一対の端部で前記シートを挟持する工程と、を備えていることを特徴とする。

【0012】

かかる構成によれば、シャフトの爪部で巻芯を内側から外側に向けて押圧することにより、シャフトと巻芯とが固定される。そして、それに伴って、一対の端部でシートが挟持される。これにより、シャフトに巻芯を固定するという工程によりシートの保持を行うことができる。また、爪部による押圧を解除すれば、一対の端部によるシートの挟持が解除されるため、巻芯からシートを容易に取り外すことができる。

【発明の効果】

【0013】

この発明によれば、比較的簡素な構成で、シートの保持、及び、シートの取り外しを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】巻芯及び巻取装置の概要を模式的に示す斜視図。

【図2】端部周辺を拡大して示す部分断面図。

【図3】（ａ）は初期状態の巻芯の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。

【図4】（ａ）は弾性変形後の巻芯の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図。

【図5】巻芯及び巻き取られたシートを示す平面図。

【図6】別例の端部を示す部分断面図。

【図7】別例の端部を示す部分断面図。

【図8】別例の巻芯を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、巻芯及びその巻芯を用いたシート保持方法の一実施形態について説明する。なお、図３及び図４においては、シャフト１０１の断面構造を簡略して示す。
図１に示すように、巻芯１０は軸線方向に沿った切り込みが入った弾性変形可能な円筒形状である。巻芯１０は、当該巻芯１０の内径よりも若干短い外径を有する円柱状のシャフト１０１を有する巻取装置１００に固定可能となっている。シャフト１０１は、当該シャフト１０１の外周面１０１ａに存在する出没可能な複数の爪部１０２を有している。複数の爪部１０２は、シャフト１０１内部にエアーが供給されることによりシャフト１０１内の圧力が上昇した場合に、シャフト１０１の外周面１０１ａに対して没入した没入位置から、シャフト１０１の外周面１０１ａに対してシャフト１０１の径方向に突出した突出位置に移動する。複数の爪部１０２は、シャフト１０１が巻芯１０に挿入された状態で突出位置に移動することにより、巻芯１０を内側から外側に向けて押圧して、巻芯１０とシャフト１０１とを固定する。

【0016】

図１に示すように、巻芯１０は、その円周方向に一対の端部２１，２２を有している。巻芯１０の円周方向の端部２１，２２は、巻芯１０の軸線方向に沿って、巻芯１０の軸線方向の一端から他端にまで亘ってある。

【0017】

図２は、巻芯１０をその軸線方向と直交する方向に切断した部分断面図である。図２に示すように、巻芯１０の円周方向の一対の端部２１，２２は、巻芯１０の径方向に対向しており、端部２１，２２の円周方向の先端は自由端となっている。

【0018】

一対の端部２１，２２は、互いに対向する一対の対向面３１，３２を有している。図２に示すように、巻芯１０の軸線方向と直交する方向における内側の端部２１の対向面３１の断面形状は、２つの屈曲があるクランク形状となっている。対向面３１は、巻芯１０の外周面１０ａと連続し、巻芯１０の円周方向に対して交差した第１対向面３１ａと、第１対向面３１ａと連続し、巻芯１０の円周方向に沿う第２対向面３１ｂとを有する。更に対向面３１は、第２対向面３１ｂ及び巻芯１０の内周面１０ｂと連続し、巻芯１０の円周方向に対して交差した第３対向面３１ｃを有する。

【0019】

第１対向面３１ａは巻芯１０の径方向に対して傾斜しており、第１対向面３１ａと第２対向面３１ｂとのなす角度θ１は９０°よりも大きい。また、第２対向面３１ｂと第３対向面３１ｃとのなす角度θ２も９０°よりも大きく、上記角度θ１と同一である。

【0020】

同様に、巻芯１０の軸線方向と直交する方向における外側の端部２２の対向面３２の断面形状は、２つの屈曲があるクランク形状となっている。対向面３２は、巻芯１０の外周面１０ａと連続し、巻芯１０の円周方向に対して交差した第１対向面３２ａと、第１対向面３２ａと連続し、巻芯１０の円周方向に沿う第２対向面３２ｂと、第２対向面３２ｂ及び巻芯１０の内周面１０ｂと連続し、巻芯１０の円周方向に対して交差した第３対向面３２ｃとを有する。各第１対向面３１ａ，３２ａ同士及び各第３対向面３１ｃ，３２ｃ同士は、巻芯１０の円周方向に対向しており、各第２対向面３１ｂ，３２ｂ同士は、巻芯１０の径方向に対向している。

【0021】

外側の端部２２における第１対向面３２ａは、巻芯１０の径方向に対して傾斜しており、第１対向面３２ａと第２対向面３２ｂとの角度η１は９０°よりも大きく、内側の端部２１の上記角度θ１と同一である。また、外側の端部２２における第２対向面３２ｂと第３対向面３２ｃとのなす角度η２は９０°よりも大きく、内側の端部２１の上記角度θ２と同一である。

【0022】

巻芯１０が弾性変形していない初期状態において両端部２１，２２の第２対向面３１ｂ，３２ｂは巻芯１０の径方向に離間して配置されており、巻芯１０の径方向における両第２対向面３１ｂ，３２ｂ間の距離Ｌ１は、巻取対象のシートＳの厚さと同一又はそれよりも若干長く、シートＳは一対の第２対向面３１ｂ，３２ｂ間に挿入可能となっている。なお、各第１対向面３１ａ，３２ａも離間して配置されており、各第１対向面３１ａ，３２ａの間にシートＳが挿入可能となっている。

【0023】

なお、巻取対象のシートＳとしては、例えば蓄電装置としての二次電池に用いられる正極電極、負極電極及びセパレータ等が考えられる。正極電極及び負極電極は、金属箔に活物質層を有するものである。なお、これらに限られず、例えば、活物質層がない金属箔、紙、織物等であってもよい。

【0024】

次に、巻芯１０を用いたシートＳの保持方法について、その作用とともに説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、巻芯１０の内周面１０ｂとシャフト１０１の外周面１０１ａとが対向するように巻芯１０を配置する。なお、この段階においては、爪部１０２は没入位置にある。そして、一対の端部２１，２２間にシートＳの端部を挿入する。この際、図３（ｂ）に示すように、シートＳの端部が、巻芯１０の径方向に対向する一対の第２対向面３１ｂ，３２ｂの間に配置される位置まで、シートＳを挿入する。

【0025】

その後、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、シャフト１０１内部にエアーを供給して、爪部１０２を突出位置に移動させて、巻芯１０をシャフト１０１に固定する。この場合、巻芯１０は弾性変形して膨張する。詳細には、弾性変形後の巻芯１０の内径Ｒｂは、初期状態の巻芯１０の内径Ｒａよりも大きくなる。そして、図４（ｂ）に示すように、一対の端部２１，２２のうち内側の端部２１は、爪部１０２により押圧されて外側に向けて弾性変形する。このため、弾性変形後における両第２対向面３１ｂ，３２ｂ間の距離Ｌ２が、初期状態の両第２対向面３１ｂ，３２ｂ間の距離Ｌ１よりも短くなり、その結果シートＳが一対の端部２１，２２によって挟持され、シートＳが巻芯１０に保持される。そして、シャフト１０１を回転させることにより、シートＳを巻き取る。

【0026】

シートＳの巻き取りが終了した場合には、エアーを排出して、爪部１０２を没入位置に移動させて、シャフト１０１と巻芯１０との固定を解除する。この場合、巻芯１０は、弾性変形していない初期状態に戻り、一対の端部２１，２２によるシートＳの挟持が解除される。そして、図５に示すように、巻き取られたシートＳの捲回体を、巻芯１０の軸線方向にスライドさせて、シートＳの捲回体と巻芯１０とを分離する。

【0027】

以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
（１）巻芯１０における当該巻芯１０の円周方向の一対の端部２１，２２は、巻芯１０の径方向に対向している。これにより、一対の端部２１，２２の間にシートＳを挿入した状態で、巻芯１０を弾性変形させたり元に戻したりすることを通じて、比較的簡素な構成で、シートＳの保持、及び、シートＳの取り外しを容易に行うことができる。

【0028】

（２）上記巻芯１０を用いたシート保持方法は、巻芯１０の内周面１０ｂがシャフト１０１の外周面１０１ａと対向する位置に巻芯１０を配置する工程と、一対の端部２１，２２の間にシートＳを挿入する工程とを備えている。さらに、シート保持方法は、シャフト１０１の外周面１０１ａに存在する出没可能な爪部１０２で巻芯１０を内側から外側に向けて押圧することにより、シャフト１０１と巻芯１０とを固定し、一対の端部２１，２２でシートＳを挟持する工程を備えている。これにより、シャフト１０１と巻芯１０との固定に伴い、一対の端部２１，２２によるシートＳの挟持が行われるため、一対の端部２１，２２によるシートＳの挟持を容易に実現することができる。

【0029】

（３）一対の端部２１，２２の対向面３１，３２は、巻芯１０の外周面１０ａと連続し、巻芯１０の円周方向と交差した第１対向面３１ａ，３２ａと、第１対向面３１ａ，３２ａと連続し、巻芯１０の円周方向に沿う第２対向面３１ｂ，３２ｂとを有する。さらに、一対の対向面３１，３２は、第２対向面３１ｂ，３２ｂ及び巻芯１０の内周面１０ｂと連続し、巻芯１０の円周方向と交差した第３対向面３１ｃ，３２ｃを有する。これにより、一対の端部２１，２２の第２対向面３１ｂ，３２ｂが巻芯１０の径方向に対向する。よって、一対の端部２１，２２によるシートＳの挟持を好適に行うことができる。

【0030】

（４）内側の端部２１における第１対向面３１ａと第２対向面３１ｂとのなす角度θ１を９０°よりも大きくし、外側の端部２２における第１対向面３２ａと第２対向面３２ｂとのなす角度η１を９０°よりも大きくした。これにより、比較的円滑にシートＳを一対の端部２１，２２の間に挿入することができる。

【0031】

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、内側の端部２１における第１対向面３１ａ及び第２対向面３１ｂのなす角度θ１と、外側の端部２２における第１対向面３２ａ及び第２対向面３２ｂのなす角度η１とは同一であったが、これに限られず、９０°よりも大きい範囲内で異なっていてもよい。

【0032】

○ 図６に示すように、第１対向面４１ａと第２対向面４１ｂとのなす角度θ１１が９０°の端部４１であってもよく、第１対向面４２ａと第２対向面４２ｂとのなす角度η１１が９０°の端部４２であってもよい。また、第１対向面と第２対向面とのなす角度は９０°よりも小さくてもよい。

【0033】

○ 図７に示すように、巻芯１０の外周面１０ａ及び内周面１０ｂ双方に連続し、巻芯１０の径方向に対して傾斜した対向面５１ａ，５２ａを有する端部５１，５２があってもよい。

【0034】

○ 実施形態では、一対の端部２１，２２は巻芯１０の径方向に離間していたが、これに限られず、接触していてもよい。この場合、一対の端部２１，２２のうち外側の端部２２を、外側に向けて弾性変形させて、シートＳを挿入すればよい。要は、巻芯の円周方向の一対の端部は、巻芯の径方向に対向していれば、初期状態において、接触してもよいし、離間していてもよい。

【0035】

○ 図８に示すように、巻芯６０は、当該巻芯６０の円周方向に一対の端部６１，６２を有し、一方の端部６１が、他方の端部６２の径方向の内側に配置されている構成でもよい。この場合、一対の端部６１，６２は、初期状態において、巻芯６０の径方向に離間していてもよいし、接触していてもよい。

【0036】

○ 実施形態では、爪部１０２は、内側の端部２１を直接押圧する位置に配置されていたが、これに限られず、巻芯１０の円周方向における爪部１０２と内側の端部２１との相対位置関係は任意である。仮に爪部１０２が直接押圧する位置に配置されていなくても、巻芯１０の膨張によって、シートＳは一対の端部２１，２２によって挟持される。

【0037】

○ 巻芯１０は、爪部１０２の押圧によってシャフト１０１に固定される程度の固さと、爪部１０２の押圧によって一対の端部２１，２２がシートＳを挟持する状態まで弾性変形する程度の柔らかさとを有していれば、その具体的な材料は任意である。

【0038】

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）シートを保持するものであって、円周方向に一対の端部を有する円筒形状である弾性変形可能な巻芯であって、前記一対の端部は、前記巻芯の軸線方向に沿うとともに前記巻芯の径方向に対向していることを特徴とする巻芯。なお、本技術的思想に着目した場合、巻芯は、巻き始め部分と巻き終わり部分とが径方向に対向する状態で板状部材が巻かれた円筒形状であってもよい。この場合、巻き始め部分と巻き終わり部分とが一対の端部に対応する。

【符号の説明】

【0039】

１０…巻芯、１０ａ…巻芯の外周面、１０ｂ…巻芯の内周面、２１，２２…円周方向の端部、３１，３２…対向面、３１ａ，３２ａ…第１対向面、３１ｂ，３２ｂ…第２対向面、３１ｃ，３２ｃ…第３対向面、１０１…シャフト、１０２…爪部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】