专利名称：一种新型卷针结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种锂离子电池芯巻绕设备中的巻针结构。
背景技术：
现有的电池芯巻绕技术， 一般采用手工巻绕、半自动、全自动设备生 产。自动巻绕设备以其质量稳定、效率高日益引起生产厂家的重视和青 睐。现有的电池芯片式自动巻绕装置包括机架、巻绕机构、隔膜机构、
极片上料机构、贴胶机构、下料机构以及电气控制部分；锂离子电池的巻
芯一般由正、负极片和两层隔膜按照一定的次序与巻针一起巻绕成巻，最 后贴付终止胶带而成。巻绕机构中，巻针在巻绕电机及传动机构的作用下
可以转动，用以巻绕；现有的巻针采用两片式结构，其中的一片巻针可以 相对于另一片巻针纵向前后移动，用以穿针和抽针；两片巻针中间有缝 隙，穿针时隔膜从缝隙中穿过，与巻针一起巻绕，抽针时巻针从巻芯 (正、负极片与隔膜巻绕在一起后的产品)中抽出，巻针与巻芯分离。巻 好的巻芯进入下一步贴胶程序。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型的巻针结构，该新型巻 针结构还适用于大容量的动力电池或聚合物电池巻芯的巻绕生产。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下的技术方案 一种新型巻 针结构，包括主板、面板、针芯、顶针和针柄；
所述主板包括主板安装部和从主板安装部纵向延伸的两主板臂部，主
板臂部间有空隙；面板包括面板安装部和从面板安装部纵向延伸的两面板 臂部，面板臂部间有空隙；针芯包括针芯安装部、从针芯安装部纵向延伸 的两夹持部和位于夹持部前端的针芯头部；顶针包括固定部、突起部和设 于突起部中央的倒锥形孔；所述主板、面板和针芯层叠设置，针芯位于主
板和面板之间形成的凹槽内，且两针芯头部纵向上突出于主板和面板，两 夹持部横向相向突出于主板和面板，两针芯间具有空隙；主板、面板和针 芯通过针柄安装在机架的旋转轴上，与顶针间可相向移动；顶针安装于与 机架相对设置的旋转轴上。
由以上方案可见，本实用新型电池巻绕机的巻针采用单个夹臂式结 构，将隔膜、正、负极片夹在巻针的两臂间进行巻绕，利用顶针控制巻针 的夹紧/松开，特别适用于大容量的动力电池以及聚合物电池巻芯的巻绕 生产。
图1为本实用新型主板的结构示意图； 图2为本实用新型面板的结构示意图； 图3为本实用新型针芯的结构示意图； 图4为本实用新型组装后的整体结构示意图； 图5为图4中A-A线的剖视放大示意图； 图6为本实用新型第三实施例的结构示意图。 以下结合各图及最佳实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
第一实施例
如图4所示，本实用新型巻针结构包括由主板l、面板2、针芯3、针 柄4组成的巻针和顶针5，顶针5包括固定部50、突起部51和设于突起 部51中央的倒锥形孔52。为了便于描述，将巻针的出针方向定义为前， 纵向即为巻针的轴线方向。参照图l，本实施例中主板l为单片一体式结 构，包括主板安装部10和从主板安装部10纵向延伸的两主板臂部11，两 主板臂部ll间具有空隙，主板1大致呈U形，在两主板臂部ll的前端分 别设有主板弹性部件安装槽13。参照图2，面板2也为单片一体式结构，
包括面板安装部20和从面板安装部20纵向延伸的两面板臂部21，面板臂 部21间也具有空隙，面板2也呈U形。参照图3，针芯3为分体式结构， 有两片，包括针芯安装部30、从针芯安装部30延伸的夹持部31和位于夹 持部31前端的针芯头部32，在夹持部31前端即靠近针芯头部32位置处 也设有针芯弹性部件安装槽33，与主板臂部11上弹性部件安装槽13的位 置相对应。
同时参照图4和图5，本实用新型巻针组装时，主板l、面板2和针 芯3层叠设置，针芯3位于主板1和面板2之间形成的凹槽内，且两针芯 头部32纵向上突出于主板1和面板2，两夹持部31横向相向突出于主板 1和面板2，三者通过螺钉结构固定。在主板1和针芯3的弹性部件安装 槽13、 33处设有弹性部件6，本实施例中的弹性部件6采用弹簧。自然状 态下，弹性部件6使针芯3相互分离，两针芯3之间具有空隙。巻针组装 后通过针柄4安装在电池巻绕机机架的旋转轴(未图示)上，顶针5也安 装于与机架相对设置的旋转轴(未图示)上，巻针可沿其轴线方向移动。
当电池巻绕机工作时，隔膜和正、负极片分别从隔膜料巻和极片运送 板运至巻绕机构前，隔膜和正、负极片送入巻针针芯3之间的空隙内，巻 针沿其轴线向靠近顶针5的方向移动，出针，针芯头部32伸入顶针5的 倒锥形孔52内，由于倒锥形孔52的斜面作用，使两针芯3向夹紧方向靠 拢，将隔膜和正、负极片夹紧，开始巻绕。巻绕完毕后，巻针沿远离顶针 5的方向移动，抽针，针芯头部32从倒锥形孔52中退出，且巻针从巻好 的巻芯中抽离，巻芯进入下一步加工工序。
第二实施例
本实用新型巻针结构更进一步的技术方案是，针芯3是分别通过两个 连杆7和销钉8连接并沿巻针轴线可移动地安装于主板1上，在针芯3和 主板1的安装部10内底壁之间设有一顶块9。顶块9底部设有固定孔 90，在顶块9与主板安装部10内底壁之间设有弹性构件91，本实施例中 的弹性构件91为弹簧。弹性构件91 一端固定于主板安装部10内底壁
上，另一端设于顶块固定孔90内，顶块9在弹性构件91作用力下可以沿 巻针轴线移动。在针芯3的安装部30端部还设有一滚子槽34，滚子槽34 内设有滚子35，顶块9可以抵在滚子35上。
当巻针出针时，针芯头部32伸入顶针5的倒锥形孔52内，顶针5将 针芯3顶住，针芯3受倒锥形孔52的斜面作用，在向夹紧方向靠拢的同 时向后移动并抵在顶块9上，弹性构件91受压产生的弹性力作用于顶块9 上，使顶块9克服顶针5的力将针芯3向前推，巻针与顶针5实现完全配 合，隔膜和正、负极片被夹紧，然后开始巻绕。巻绕完毕后，巻针抽针， 从巻好的巻芯中抽离，巻芯进入下一步加工工序。
第三实施例
此外，为了更方便抽针，本实用新型还有另一种实施方式，如图6所 示，即在采用前述实施例的基础上，主板1还包括主板头部12，巻针组装 好后，在沿巻针轴线的方向上，主板l位于前面的横向宽度小于任意位于 其后面的相应的横向宽度。顶针5的突起部51相对着巻针的一端设有导 引斜面53 (如图4所示)。当巻针出针时，隔膜、正、负极片送入巻针针 芯3的空隙内，针芯3的头部32伸入顶针5的倒锥形孔52内，针芯3夹 紧；同时，主板1的头部12顺着顶针5的导引面53前移，主板l被撑开 (如图6中虚线所示)，开始巻绕。抽针时，随着巻针的后移，主板l的 头部12不再被顶针5的突起部51支撑，恢复原状，由于巻针轴线方向 上，主板l前端的横向宽度小于后端的横向宽度，呈前小后大形状，更易 于从巻芯中退出来。
当然，本实用新型的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本 实用新型的构思得到许多不同的具体方案，例如，主板和面板也可以采用 分体式结构，针芯也可以采用一体式结构；主板、面板和针芯都可以采用 具有一定弹性的材料制成；诸如此等改变以及等效变换均应包含在权利要 求所述的范围之内。
权利要求1、一种新型卷针结构，其特征在于包括主板、面板、针芯、顶针和针柄；所述主板包括主板安装部和从主板安装部纵向延伸的两主板臂部，主板臂部间有空隙；面板包括面板安装部和从面板安装部纵向延伸的两面板臂部，面板臂部间有空隙；针芯包括针芯安装部、从针芯安装部纵向延伸的两夹持部和位于夹持部前端的针芯头部；顶针包括固定部、突起部和设于突起部中央的倒锥形孔；所述主板、面板和针芯层叠设置，针芯位于主板和面板之间形成的凹槽内，且两针芯头部纵向上突出于主板和面板，两夹持部横向相向突出于主板和面板，两针芯间具有空隙；主板、面板和针芯通过针柄安装在机架的旋转轴上，与顶针间可相向移动；顶针安装于与机架相对设置的旋转轴上。
2、 根据权利要求1所述的新型巻针结构，其特征在于所述主板为单片式结构，从主板安装部延伸的两主板臂部和主板安装 部一体制成。
3、 根据权利要求l所述的新型巻针结构，其特征在于所述面板为单片式结构，从面板安装部延伸的两面板臂部和面板安装 部一体制成。
4、 根据权利要求l所述的新型巻针结构，其特征在于 所述针芯可纵向移动地安装于主板上；还包括一顶块和弹性构件，所述顶块底部设有固定孔，顶块设于针芯 和主板安装部底壁之间，弹性构件一端固定于主板安装部上，另一端设于 顶块固定孔内。
5、 根据权利要求l所述的新型巻针结构，其特征在于 所述针芯为两片分体式结构。
6、 根据权利要求5所述的新型巻针结构，其特征在于还包括两个连杆，所述针芯分别通过前述连杆和销钉连接，可纵向移 动地安装于主板上；还包括一顶块和弹性构件，所述顶块底部设有固定孔，顶块设于针芯 和主板安装部底壁之间，弹性构件一端固定于主板安装部上，另一端设于 顶块固定孔内。
7、 根据权利要求4或5所述的新型巻针结构，其特征在于所述针安装部后端还设有滚子槽，滚子槽内设有滚子，顶块与滚子相 接触。
8、 根据权利要求l所述的新型巻针结构，其特征在于所述主板臂部前端设有主板弹性部件安装槽，在针芯夹持部前端相应 位置处也设有针芯弹性部件安装槽，主板与针芯间设有位于前述安装槽内 的弹性部件。
9、 根据权利要求l所述的新型巻针结构，其特征在于所述主板还包括设于主板臂部前端的主板头部，在巻针轴线的方向上，主板位于前面的横向宽度小于任意位于其后面的相应的横向宽度；所述顶针的突起部相对着巻针的一端设有导引斜面。
专利摘要一种新型卷针结构，包括主板、面板、针芯、顶针和针柄；主板包括主板安装部和从主板安装部纵向延伸的两主板臂部，主板臂部间有空隙；面板包括面板安装部和从面板安装部纵向延伸的两面板臂部，面板臂部间有空隙；针芯包括针芯安装部、从针芯安装部纵向延伸的两夹持部和位于夹持部前端的针芯头部；顶针包括固定部、突起部和设于突起部中央的倒锥形孔；主板、面板和针芯层叠设置，针芯位于主板和面板之间形成的凹槽内，且两针芯头部纵向上突出于主板和面板，两夹持部横向相向突出于主板和面板，两针芯间具有空隙；主板、面板和针芯通过针柄安装在机架的旋转轴上，与顶针间可相向移动；顶针安装于与机架相对设置的旋转轴上。
文档编号H01M10/40GK201185209SQ20072006017
公开日2009年1月21日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者冯镜超, 严 张, 张卫东 申请人:珠海华冠电子科技有限公司