JP2014201375A - 巻取用リール - Google Patents

Abstract

【課題】作業性及び運搬性を向上させることができる巻取用リールを提供すること。
【解決手段】第１及び第２の巻取用リール１３，２４は、巻芯３０の軸方向両端から該巻芯３０の径方向に突出するように設けられた側板３１を備えるとともに、一対の側板３１の外面３１ｃに、指を掛止可能な掛止部４０を備える。掛止部４０は、側板３１の外面３１ｃに直交するように立設された第１掛止リブ４１と、該第１掛止リブ４１において側板３１の外面３１ｃから離間した位置より巻芯３０の軸に向かって立設された第２掛止リブ４２と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、金属箔、又は金属箔の少なくとも一面に活物質を有する電極を巻取る巻取用リールに関する。

二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。二次電池として、シート状の正極及び負極が、間にシート状のセパレータが介在する状態で積層された積層型又は巻回型の電極組立体を備えたものがある。

例えば、巻回型の電極組立体を製造する製造装置は、正極供給リール、負極供給リール、第１セパレータ供給リール、及び第２セパレータ供給リールを備える。正極供給リールには、帯状正極が、正極活物質が塗工された状態で巻かれ、負極供給リールには帯状負極が、負極活物質が塗工された状態で巻かれている。また、第１セパレータ供給リールには第１セパレータが巻かれ、第２セパレータ供給リールには第２セパレータが巻かれている。そして、製造装置では、巻芯が回転することで、巻芯に正極、負極、第１セパレータ及び第２セパレータが巻取られ、巻回型の電極組立体が製造される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２３８５１１号公報

ところで、各供給リールの製造装置に対する着脱の際の作業性及び運搬性の向上が望まれている。
本発明は、作業性及び運搬性を向上させることができる巻取用リールを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の巻取用リールは、金属箔、又は金属箔の少なくとも一面に活物質を有する電極を巻取る巻取用リールであって、巻芯の軸方向両側から該巻芯の径方向に突出するように設けられた側板を備えるとともに、一対の前記側板の外面に、指を掛止可能な掛止部を備え、前記掛止部は、前記側板の外面に交差するように立設された第１掛止片と、該第１掛止片において前記側板の外面から離間した位置より前記巻芯の軸に向かって立設された第２掛止片と、を有することを要旨とする。

これによれば、巻取用リールを運搬する際、作業者は各掛止部において、第２掛止片と側板との隙間に手の指を挿入し、各手の指で第２掛止片を下方から持ち上げることで、巻取用リールを運搬することができる。このため、例えば、掛止部が第１掛止片だけで形成されている場合と比べると、各第２掛止片を各手で掴むように持ち上げることができ、巻取用リールが持ちやすくなる。また、巻取用リールの運搬時に、手が滑ったりしても、第２掛止片に指が引っ掛かるため、巻取用リールの運搬性を向上させることができる。

また、例えば、巻取用リールの巻芯に、電極の製造装置におけるシャフトを挿通したり、シャフトから巻取用リールを取り外す作業を行う際、作業者は第２掛止片と側板との隙間にそれぞれの手の指を挿入し、各手の指で第２掛止片を挟みながらシャフトに沿って巻取用リールをスライド移動させることができる。このため、例えば、掛止部が第１掛止片だけで形成されている場合と比べると、巻取用リールをスライド移動させやすくなり、巻取用リールをスライド移動させる時の作業性を向上させることができる。

また、巻取用リールにおいて、一対の前記側板は円板であり、前記掛止部は前記側板の全周に亘って設けられているのが好ましい。
これによれば、巻取用リールが床に置かれた状態や、巻芯に製造装置のシャフトが挿通されている状態において、側板の周方向のいずれの位置にも掛止部があることになる。このため、作業者は、巻取用リールを持ち上げるときや、巻取用リールをシャフトから取り外すとき、掛止部を探したり、掛止部が持ちやすい位置にくるように巻取用リールを移動させる必要がない。

また、巻取用リールにおいて、前記第１掛止片は、前記側板の外周縁から立設されているのが好ましい。
これによれば、巻取用リールを床に置いたとき、側板の外周縁と第１掛止片とで巻取用リールの重さを支承することができる。よって、例えば、側板の外周縁だけで巻取用リールの重さを支承する場合と異なり、側板の変形等が生じない。

また、巻取用リールにおいて、前記第１掛止片は、前記側板の外面に直交するように立設されているのが好ましい。
これによれば、例えば、第１掛止リブが巻芯の軸に近付くように傾斜して立設されている場合と比べると、隙間が狭くなったり、浅くなったりせず、指が隙間に挿入しやすくなる。

また、巻取用リールにおいて、前記第１掛止片からの前記巻芯の軸に向けた前記第２掛止片の立設長さは少なくとも１０ｍｍに設定されているのが好ましい。
これによれば、指を第２掛止片に確実に引っ掛けることができる。

本発明によれば、作業性及び運搬性を向上させることができる。

電極の製造装置を模式的に示す図。 巻取用リールを示す斜視図。 巻取用リールを示す正面図。 巻取用リールを示す図３の４−４線断面図。 巻取用リールの掛止部に指を掛止して運搬する状態を示す断面図。 巻取用リールの掛止部に指を掛止してスライド移動させる状態を示す斜視図。

以下、巻取用リールを具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、電極の製造装置１２は、活物質の塗布されていない金属箔１１ａの一方の面に活物質を塗布して活物質層１１ｂを形成するための装置である。製造装置１２は、帯状の金属箔１１ａが予め巻取られた第１の巻取用リール１３がセットされ、第１の巻取用リール１３から金属箔１１ａを供給可能とする供給機構部１４を備えている。供給機構部１４は、第１の巻取用リール１３をセットするためのシャフト１４ａを備える。また、供給機構部１４の上方には、供給される金属箔１１ａの一方の面に活物質ペースト１５を塗布する塗布装置２０が設けられている。金属箔１１ａに塗布する活物質ペースト１５は、活物質、導電剤、バインダ、溶媒を混練したものが用いられる。

塗布装置２０は、活物質ペースト１５を貯留するためのタンク２０ａと、コーティングロール２０ｂと、活物質ペースト１５の厚さ（量）を調節する付着装置２０ｃと、を備える。また、塗布装置２０は、コーティングロール２０ｂとの間に金属箔１１ａを挟持するとともに、金属箔１１ａの搬送方向に回転して、金属箔１１ａを搬送するバッキングロール２０ｄを備える。

製造装置１２において、塗布装置２０の側方には、金属箔１１ａの一方の面に塗布された活物質ペースト１５を乾燥させる乾燥炉２１が設けられている。乾燥炉２１の内部には、高温の熱媒体（例えば空気や窒素ガスなどの気体）が外部から供給され、金属箔１１ａに塗布された活物質ペースト１５を加熱するとともに、活物質ペースト１５から蒸発した溶媒蒸気を乾燥炉２１内から除去するようになっている。

乾燥炉２１の出口側の側方には、金属箔１１ａを搬送しながら、乾燥済みの活物質ペースト１５を一対のプレスローラ２２により圧縮するプレス機構部２３が設けられている。プレス機構部２３により乾燥済みの活物質ペースト１５を圧縮することで、活物質層１１ｂが形成される。製造装置１２は、プレスローラ２２よりも後方で、活物質層１１ｂが形成された金属箔１１ａを巻取る巻取機構部２７を備え、この巻取機構部２７には第２の巻取用リール２４がセットされている。巻取機構部２７は、第２の巻取用リール２４をセットするためのシャフト２７ａを備える。

製造装置１２は、第１の巻取用リール１３よりも後方、及び第２の巻取用リール２４よりも前方にダンサーロール２５を備える。ダンサーロール２５は、搬送される金属箔１１ａの張力を調節して、金属箔１１ａの弛みを防止する。

次に、第１の巻取用リール１３及び第２の巻取用リール２４について説明する。
図２、図３及び図４に示すように、第１及び第２の巻取用リール１３，２４は、それぞれ中空状であり、かつ円筒状の巻芯３０を備え、巻芯３０はステンレス鋼管製である。この巻芯３０には、供給機構部１４又は巻取機構部２７のシャフト１４ａ，２７ａが挿通可能になっている。第１の巻取用リール１３では巻芯３０の外周面に金属箔１１ａが巻取られ、第２の巻取用リール２４では巻芯３０の外周面に活物質層１１ｂが形成された金属箔１１ａが巻取られる。巻芯３０の軸Ｌに沿う方向（以下、巻芯３０の軸方向とする）への長さは、金属箔１１ａの短手方向への長さより長くなっている。

第１及び第２の巻取用リール１３，２４は、巻芯３０の軸方向両側（本実施形態においては軸方向両端）に円板状の側板３１を備え、この側板３１は巻芯３０の径方向に突出するように設けられている。一対の側板３１において、巻芯３０の軸方向に対向する面を側板３１の内面３１ｂとし、この内面３１ｂと反対側の面を外面３１ｃとする。一対の側板３１の対向する内面３１ｂ間の距離は、巻芯３０の周方向のいずれの位置でも同じであり、側板３１は巻芯３０の軸方向に直交する方向に延びている。側板３１はステンレス製であり、側板３１は内周縁が、溶接によって巻芯３０の軸方向両端に接合されている。また、側板３１は、放射状に延びる複数のスリット３１ａを備える。側板３１の直径は、第１及び第２の巻取用リール１３，２４がセットされる製造装置１２に応じて適宜変更され、本実施形態では、側板３１の直径は、４００ｍｍに設定されている。

第１及び第２の巻取用リール１３，２４は、各側板３１の外面３１ｃに、巻芯３０の軸方向に沿った断面視がＬ型の掛止部４０を備える。掛止部４０は、第１掛止片としての円環状の第１掛止リブ４１を側板３１の外周縁に有するとともに、第２掛止片としての円環状の第２掛止リブ４２を第１掛止リブ４１の先端縁に有する。第１掛止リブ４１は、側板３１の外面３１ｃに交差（本実施形態においては直交）するように側板３１の外周縁から立設され、側板３１の外周縁と第１掛止リブ４１の外周面とは同一面上に位置している。第１掛止リブ４１はステンレス製であり、第１掛止リブ４１は溶接によって側板３１に接合されている。

第２掛止リブ４２は、側板３１の外面３１ｃとの間隔が全周に亘って一定となるように側板３１の外面３１ｃから離間しており、第１掛止リブ４１の先端縁から巻芯３０の軸Ｌに向かって立設されている。また、第１掛止リブ４１の先端縁と第２掛止リブ４２の外面とは同一面上に位置している。第２掛止リブ４２はステンレス製であり、第２掛止リブ４２は溶接によって第１掛止リブ４１に接合されている。

そして、両掛止部４０それぞれに指を掛止して（引っ掛けて）巻取用リール１３，２４を持ち上げることができるように、側板３１の外面３１ｃと第２掛止リブ４２との間の隙間Ｓに指を挿入できるようになっている。隙間Ｓに指を挿入可能とするために、第１掛止リブ４１の側板３１の外面３１ｃからの立設長さは、１５〜５０ｍｍに設定されるのが好ましく、指を第２掛止リブ４２に直ぐに引っ掛けられるようにするために、２０〜３０ｍｍに設定されるのがより好ましい。

また、隙間Ｓに挿入した指が、側板３１から離れる方向へ移動したり、滑ったりしても、指が第２掛止リブ４２の内面に引っ掛かるようにするため、第２掛止リブ４２の第１掛止リブ４１からの巻芯３０の軸Ｌに向けた立設長さは、少なくとも１０ｍｍに設定されるのが好ましい。さらに、指の先から第１関節までが第２掛止リブ４２の内面に引っ掛かるように、第２掛止リブ４２の第１掛止リブ４１からの巻芯３０の軸Ｌに向けた立設長さは、２０〜３０ｍｍに設定されるのが好ましい。

次に、第１の巻取用リール１３及び第２の巻取用リール２４の作用を記載する。
図５に示すように、金属箔１１ａの巻かれた第１の巻取用リール１３、又は金属箔１１ａの巻かれていない第１の巻取用リール１３を運搬する際、作業者は一対の掛止部４０の第２掛止リブ４２に指を引っ掛けて作業する。また、電極を巻取る前の第２の巻取用リール２４、又は電極を巻取った第２の巻取用リール２４を運搬する際、作業者は一対の掛止部４０の第２掛止リブ４２に指を引っ掛けて作業する。

図６に示すように、各巻取用リール１３，２４の巻芯３０に各シャフト１４ａ，２７ａを挿通する際、又は各巻取用リール１３，２４を各シャフト１４ａ，２７ａから取り外す際、作業者は各掛止部４０の第２掛止リブ４２に指を引っ掛けて作業する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）各巻取用リール１３，２４が備える一対の掛止部４０は、第１掛止リブ４１と第２掛止リブ４２を有する。そして、作業者は、第２掛止リブ４２に指を掛止し、かつ第２掛止リブ４２を手で掴みながら各巻取用リール１３，２４を運搬することができる。よって、例えば、第２掛止リブ４２が無く、第１掛止リブ４１を下方から持ち上げて運搬する場合と比べると、各巻取用リール１３，２４を簡単に運搬することができる。また、作業者は、第２掛止リブ４２に指を掛止し、かつ第２掛止リブ４２を手で挟みながら各巻取用リール１３，２４を各シャフト１４ａ，２７ａに対してスライド移動させることができる。よって、例えば、第２掛止リブ４２が無く、第１掛止リブ４１を指で摘んでスライド移動させる場合と比べると、各巻取用リール１３，２４の着脱作業を簡単に行うことができる。さらに、各巻取用リール１３，２４の運搬時や、スライド移動時に、手が滑ったりしても、第２掛止リブ４２に指が引っ掛かるため、手が掛止部４０から外れることを防止できる。

（２）掛止部４０は、各巻取用リール１３，２４の全周に亘って設けられている。このため、各巻取用リール１３，２４がシャフト１４ａ，２７ａの周方向のいずれの位置で停止していても、作業者は、掛止部４０を探したり、引っ掛けやすい位置に掛止部４０を移動させたりする必要が無く、運搬性及び作業性を向上させることができる。

（３）第１掛止リブ４１は、側板３１の外周縁と同一平面上に位置するため、各巻取用リール１３，２４を床に置いたとき、側板３１の外周縁と第１掛止リブ４１が床に接触する。このため、例えば、第１掛止リブ４１が側板３１の外周縁よりも退いた位置に設けられた場合と比べると、各巻取用リール１３，２４を安定した状態で置くことができる。さらに、巻取用リール１３，２４の重さに加え、巻取られた電極や金属箔１１ａの重さを側板３１だけで支承するのではなく、第１掛止リブ４１でも支承できるため、側板３１及び第１掛止リブ４１の変形等を防止できる。

（４）各掛止部４０において、第２掛止リブ４２の立設長さが少なくとも１０ｍｍに設定されている。このため、各巻取用リール１３，２４の運搬時やシャフト１４ａ，２７ａに対する着脱時、第２掛止リブ４２に指を確実に引っ掛けることができ、掛止部４０から指が抜けることが無く、運搬性及び作業性を確実に向上させることができる。

（５）第１掛止リブ４１の立設長さは、第２掛止リブ４２と側板３１の間の隙間Ｓに指が挿入できるように所定長さに設定されている。したがって、掛止部４０に確実に指を挿入して引っ掛けることができる。

（６）各側板３１には、複数のスリット３１ａが形成されているため、各巻取用リール１３，２４の軽量化を図ることができ、運搬性を向上させることができる。
（７）巻取用リール１３，２４は、ステンレスによって形成されているため、所要の剛性を有しながら、軽量化も図ることができる。

（８）第１掛止リブ４１は、側板３１の外周縁から側板３１の外面３１ｃに直交するように立設されている。このため、例えば、第１掛止リブ４１の先端縁が巻芯３０の軸Ｌに向かうように第１掛止リブ４１が傾斜するように立設されている場合と比べると、隙間Ｓが浅くなったり、狭くなったりせず、隙間Ｓに指が挿入しやすくなっている。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第２掛止リブ４２の、第１掛止リブ４１からの巻芯３０の軸Ｌに向けた立設長さは、巻芯３０に対するシャフト１４ａ，２７ａの着脱に支障を来さなければ適宜変更してもよい。

○ 第１掛止リブ４１の側板３１からの立設長さは、隙間Ｓに指を挿入できれば適宜変更してもよい。
○ 掛止部４０は、側板３１の周方向の１箇所だけに設けられていてもよいし、側板３１の周方向に間隔を空けて複数箇所に設けられていてもよい。この場合、掛止部４０は、側板３１の周方向の一部に沿って延びる板状の第１掛止片と、この第１掛止片から延びる板状の第２掛止片とから断面Ｌ型に形成される。

○ 掛止部４０において、第１掛止リブ４１は、側板３１の外周縁よりも巻芯３０の軸Ｌ側に寄った位置から立設されていてもよい。
○ 掛止部４０において、第２掛止リブ４２は、第１掛止リブ４１の先端縁よりも側板３１側に寄った位置から立設されていてもよい。

○ 掛止部４０は、第１掛止リブ４１と第２掛止リブ４２の溶接で形成されていなくてもよく、プレス等で形成されていてもよい。
○ 一対の側板３１は、巻芯３０の軸方向両端でなく、巻芯３０の両端よりも軸方向に沿って中央に寄った位置に設けられていてもよい。

○ 電極は、金属箔１１ａの両面に活物質層１１ｂが形成されたものでもよい。
○ 側板３１は、対向する内面３１ｂ間の距離が径方向に沿って変化していてもよい。
○ 第１掛止リブ４１は、側板３１の外面３１ｃに直交して立設していなくてもよく、外面３１ｃに対し傾斜して立設していてもよい。

○ 第２掛止リブ４２は、側板３１の外面３１ｃとの間隔が一定となるように立設されていなくてもよく、第２掛止リブ４２は、側板３１の外面３１ｃとの間隔が巻芯３０に向けて広がったり、狭まったりするように立設されていてもよい。

○ 第１及び第２の巻取用リール１３，２４は、巻芯３０、側板３１、第１掛止リブ４１、及び第２掛止リブ４２を溶接して製造したが、製造方法は溶接に限らず、プレス等、適宜変更してもよい。

○ 巻取用リールは、金属箔１１ａの供給用や電極の巻取り用だけに限らず、その他の用途での巻取り用に使用してもよい。
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追記する。

（イ）前記側板は、該側板を厚み方向に貫通する複数のスリットを備える巻取用リール。

Ｌ…軸、１１ａ…金属箔、１３，２４…第１及び第２の巻取用リール、３０…巻芯、３１…側板、３１ｃ…外面、４０…掛止部、４１…第１掛止片としての第１掛止リブ、４２…第２掛止片としての第２掛止リブ。

Claims (5)

1. 金属箔、又は金属箔の少なくとも一面に活物質を有する電極を巻取る巻取用リールであって、
   巻芯の軸方向両側から該巻芯の径方向に突出するように設けられた側板を備えるとともに、
   一対の前記側板の外面に、指を掛止可能な掛止部を備え、
   前記掛止部は、前記側板の外面に交差するように立設された第１掛止片と、該第１掛止片において前記側板の外面から離間した位置より前記巻芯の軸に向かって立設された第２掛止片と、を有することを特徴とする巻取用リール。
2. 一対の前記側板は円板であり、前記掛止部は前記側板の全周に亘って設けられている請求項１に記載の巻取用リール。
3. 前記第１掛止片は、前記側板の外周縁から立設されている請求項１又は請求項２に記載の巻取用リール。
4. 前記第１掛止片は、前記側板の外面に直交するように立設されている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の巻取用リール。
5. 前記第１掛止片からの前記巻芯の軸に向けた前記第２掛止片の立設長さは少なくとも１０ｍｍに設定されている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の巻取用リール。