(57)【要約】【課題】簡易な構成により、ロールが熱膨張した場合であっても膜厚が低下しにくいロールプレス機を提供すること。【解決手段】ロールプレス機１は、方向Ｌ１において回転面が互いに対向するように設けられたロール１０及びロール２０と、方向Ｌ１と交差する方向Ｌ２に延び、ロール１０を回転させる回転軸１１と、回転軸１１を支持する軸受部１２と、方向Ｌ２に延び、ロール２０を回転させる回転軸２１と、回転軸２１を支持する軸受部２２と、軸受部１２と軸受部２２との間に設けられ、軸受部１２及び軸受部２２を支持する支持部材３０と、支持部材３０を加熱するための加熱器４０と、を備え、支持部材３０は、熱によって膨張する熱膨張部材からなる。【選択図】図１
2015100831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一方向において回転面が互いに対向するように設けられた第一及び第二ロールと、
前記第一方向と交差する第二方向に延び、前記第一ロールを回転させる第一回転軸と、
前記第一回転軸を支持する第一軸受部と、
前記第二方向に延び、前記第二ロールを回転させる第二回転軸と、
前記第二回転軸を支持する第二軸受部と、
前記第一軸受部と前記第二軸受部との間に設けられ、前記第一軸受部及び前記第二軸受部を支持する支持部材と、
前記支持部材を加熱するための加熱器と、を備え、
前記支持部材は、熱によって膨張する熱膨張部材からなる、ロールプレス機。
【請求項２】
前記支持部材は、前記第一方向と交差する第三方向に沿って移動可能に前記第一軸受部に設けられる第一部材と、前記第二軸受部に設けられる第二部材と、を備え、
前記第一部材は、前記第三方向に対して傾斜する第一面を有し、
前記第二部材は、前記第一面と対向し、前記第三方向に対して傾斜する第二面を有し、
前記第一部材及び前記第二部材は、前記第一面と前記第二面とが互いに当接するように設けられている、請求項１に記載のロールプレス機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールプレス機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池に用いられる電極を製造する場合、帯状の金属箔に電極ペーストが塗布され、活物質層が形成される。そして形成された活物質層の密度を高くするために、ロールプレス機によって、活物質層が押圧される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８１３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロールプレス機を連続運転すると、ロールの回転軸と軸受部との間に生じた摩擦熱がロールに伝わり、ロールが熱膨張する場合がある。この場合、運転時間が長時間になるにつれ、ロールプレス機によって加工される電極の膜厚が所望の膜厚よりも薄くなる虞がある。
【０００５】
特許文献１には、長時間運転しても加工精度の高い二次電池用電極材の連続圧縮加工を可能にするロールプレス機が記載されている。特許文献１に記載されたロールプレス機は、加圧ロールの軸受を収納保持する軸受箱に熱媒体を流通させることによりロール軸受の熱を奪う冷却構造を有している。このような構成により、ロールプレス機の軸受部の機械的摩擦熱により生じるロールの熱変形が防止される。しかしながら、加圧ロールの軸受部周辺に冷却構造を備える場合、軸受部ごとに冷却構造を備える必要があるので、ロールプレス機の加圧ロールの構成が大掛かりになる虞がある。
【０００６】
そこで、本技術分野では、簡易な構成により、ロールが熱膨張した場合であっても膜厚が低下しにくいロールプレス機が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るロールプレス機は、第一方向において回転面が互いに対向するように設けられた第一及び第二ロールと、第一方向と交差する第二方向に延び、第一ロールを回転させる第一回転軸と、第一回転軸を支持する第一軸受部と、第二方向に延び、第二ロールを回転させる第二回転軸と、第二回転軸を支持する第二軸受部と、第一軸受部と第二軸受部との間に設けられ、第一軸受部及び第二軸受部を支持する支持部材と、支持部材を加熱するための加熱器と、を備え、支持部材は、熱によって膨張する熱膨張部材からなる。
【０００８】
このロールプレス機では、加熱器が支持部材を加熱することによって、支持部材を膨張させることができる。支持部材を膨張させることにより、第一軸受部と第二軸受部との距離を広げることができる。このため、第一回転軸と第二回転軸との距離を広げることができる。よって、例えば、第一ロール又は第二ロールが熱膨張した場合であっても、第一ロールの回転面と第二ロールの回転面との距離が減少することを抑制できる。その結果、第一ロールと第二ロールとによって加工される電極の膜厚が所望の膜厚よりも薄くなることを抑制することができる。
【０００９】
本発明の一側面に係るロールプレス機においては、支持部材は、第一方向と交差する第三方向に沿って移動可能に第一軸受部に設けられる第一部材と、第二軸受部に設けられる第二部材と、を備えてもよく、第一部材は、第三方向に対して傾斜する第一面を有してもよく、第二部材は、第一面と対向し、第三方向に対して傾斜する第二面を有してもよく、第一部材及び第二部材は、第一面と第二面とが互いに当接するように設けられていてもよい。この場合、第一部材を第一軸受部に対して第三方向に移動することによって、第一面と第二面とが互いに当接する位置を調整することができる。このため、第一軸受部と第二軸受部との距離を所望の距離に調整することができ、第一ロールの回転面と第二ロールの回転面との距離を調整することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様及び一側面によれば、簡易な構成により、ロールが熱膨張した場合であっても膜厚が低下しにくいロールプレス機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す正面図である。
【図２】本実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。
【図３】本実施形態に係るロールプレス機が備えるブロックを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係るロールプレス機の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す正面図である。図２は、本実施形態に係るロールプレス機を模式的に示す側面図である。本実施形態に係るロールプレス機１は、例えば、電池の電極を製造するための一工程であるプレス工程で用いられるロールプレス機として採用することができる。この場合、製造される電極は、リチウムイオン二次電池に用いられる電極であってもよい。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、ロールプレス機１は、ロール１０（第一ロール）と、ロール２０（第二ロール）と、回転軸１１（第一回転軸）と、回転軸２１（第二回転軸）と、軸受部１２，１３（第一軸受部）と、軸受部２２，２３（第二軸受部）と、支持部材３０と、加熱器４０と、を備えている。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、方向Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３からなる直交座標系を用いてロールプレス機１を説明する。
【００１５】
ロール１０及びロール２０は、例えば、電池の電極を製造するために金属箔をプレスするための部材である。ロール１０及びロール２０は略筒形状を呈している。ロール１０とロール２０とは、方向Ｌ１（第一方向）において回転面が互いに対向するように設けられている。ロール１０のロール材及びロール２０のロール材は、例えば、鋼材を用いることができ、高炭素クロム軸受鋼鋼材を用いてもよい。高炭素クロム軸受鋼鋼材は、例えば、ＪＩＳ規格において、規格番号ＪＩＳＧ４８０５のＳＵＪ２として規定される鋼材を用いることができる。ロール１０の回転面及びロール２０の回転面は、ハードクロムでめっきされていてもよい。
【００１６】
回転軸１１は、ロール１０の回転軸であって、ロール１０を回転させるための部材である。回転軸１１は、方向Ｌ２（第二方向）に延びている。回転軸１１の方向Ｌ２における一端は、回転軸１１を駆動させる駆動機に接続されていてもよい。
【００１７】
軸受部１２，１３は、回転軸１１を支持するための部材である。軸受部１２は、ロール１０の方向Ｌ２における一端側において回転軸１１に設けられている。軸受部１３は、ロール１０の方向Ｌ２における他端側において回転軸１１に設けられている。
【００１８】
回転軸２１は、ロール２０の回転軸であって、ロール２０を回転させるための部材である。回転軸２１は、方向Ｌ２に延びている。回転軸２１の方向Ｌ２における一端は、回転軸２１を駆動させる駆動機に接続されていてもよい。
【００１９】
軸受部２２，２３は、回転軸２１を支持するための部材である。軸受部２２は、ロール２０の方向Ｌ２における一端側において回転軸２１に設けられている。軸受部２３は、ロール２０の方向Ｌ２における他端側おいて回転軸２１に設けられている。
【００２０】
支持部材３０は、軸受部１２，１３及び軸受部２２，２３を支持するための部材である。支持部材３０は、第一支持部材３０ａと、第二支持部材３０ｂと、を有している。
【００２１】
第一支持部材３０ａは、軸受部１２と軸受部２２とを支持するための部材である。第一支持部材３０ａは、ブロック３１（第一部材）とブロック３２（第二部材）とを有している。ブロック３１は、軸受部１２に方向Ｌ１と交差する方向Ｌ３（第三方向）に沿って移動可能に設けられている。ブロック３１は、例えば、軸受部１２において軸受部２２と対向する側に設けられている。ブロック３１は、第一面３１ａを有している。第一面３１ａは、方向Ｌ３に対して傾斜している。第一面３１ａは、例えば、方向Ｌ３における一端から他端に進むにつれ、軸受部１２側から軸受部２２側に傾斜している。ブロック３１は、方向Ｌ２と直交する断面形状が略台形形状であるテーパブロックであってもよい。ブロック３１は、熱膨張部材からなる。
【００２２】
ブロック３２は、軸受部２２に設けられている。ブロック３２は、例えば、軸受部２２の軸受部１２と対向する側に設けられている。ブロック３２は、第一面３１ａと対向する第二面３２ａを有している。第二面３２ａは、方向Ｌ３に対して傾斜している。第二面３２ａは、例えば、方向Ｌ３における一端から他端に進むにつれ、軸受部１２側から軸受部２２側に傾斜している。ブロック３２は、方向Ｌ２と直交する断面形状が略台形形状であるテーパブロックであってもよい。ブロック３２は、熱膨張部材からなる。
【００２３】
ロールプレス機１の動作時において、ブロック３１の第一面３１ａとブロック３２の第二面３２ａとは、互いに当接している。
【００２４】
第二支持部材３０ｂは、軸受部１３と軸受部２３とを支持するための部材である。第二支持部材３０ｂは、ブロック３３とブロック３４とを有している。ブロック３３は、軸受部１３に方向Ｌ３に沿って移動可能に設けられている。ブロック３３は、例えば、軸受部１３において軸受部２３と対向する側に設けられている。ブロック３３は、第三面３３ａを有している。第三面３３ａは、方向Ｌ３に対して傾斜している。第三面３３ａは、例えば、方向Ｌ３における一端から他端に進むにつれ、軸受部１３側から軸受部２３側に傾斜している。ブロック３３は、方向Ｌ２と直交する断面形状が略台形形状であるテーパブロックであってもよい。ブロック３３は、熱膨張部材からなる。
【００２５】
ブロック３４は、軸受部２３に設けられている。ブロック３４は、例えば、軸受部２３の軸受部１３と対向する側に設けられている。ブロック３４は、第三面３３ａと対向する第四面３４ａを有している。第四面３４ａは、方向Ｌ３に対して傾斜している。第四面３４ａは、例えば、方向Ｌ３における一端から他端に進むにつれ、軸受部１３側から軸受部２３側に傾斜している。ブロック３４は、方向Ｌ２と直交する断面形状が略台形形状であるテーパブロックであってもよい。ブロック３４は、熱膨張部材からなる。
【００２６】
ロールプレス機１の動作時において、ブロック３３の第三面３３ａとブロック３４の第四面３４ａとは、互いに当接している。
【００２７】
ブロック３１〜３４を構成する熱膨張部材は、所望の熱膨張率を得ることができる部材であって、例えば、熱膨張材料を含んで構成される部材である。熱膨張部材は、例えば、プリハードン鋼などのプラスチック金型用鋼である。プラスチック金型用鋼は、例えば、日立金属工具鋼株式会社製プリハードン鋼において鋼種がＨＰＭ７で規定されるプリハードン鋼を用いることができる。
【００２８】
加熱器４０は、支持部材３０を加熱するための装置である。以下、加熱器４０によりブロック３１が加熱される態様の一例について説明する。ここでは、支持部材３０の一例として、ブロック３１を説明するが、ブロック３２〜３４に対しても同様の態様により加熱を行ってもよい。
【００２９】
ここで、図３を参照して、加熱器４０について説明する。図３は、本実施形態に係るロールプレス機が備えるブロックを説明するための図である。図３に示されるように、加熱器４０は流体経路４１を有している。流体経路４１は、ブロック３１の内部に設けられている。加熱器４０は、例えば、流体経路４１内を流れる熱媒体を加熱する。ここで、熱媒体とは、液体又は気体を含む流体を意味しており、熱交換の目的のために使用される公知の材料であってもよい。加熱器４０は流体経路４１の中にブロック３１の温度と異なる温度の熱媒体を通過させることにより、ブロック３１の加熱又は冷却を行う。
【００３０】
加熱器４０は、支持部材３０の温度を制御する温度制御部を更に備えていてもよい。温度制御部は、支持部材３０の温度を制御するための温度制御手段として機能する。温度制御部は、ロール１０又はロール２０の温度を検出する温度検出部を有していてもよい。この場合、温度制御部は、温度検出部が検出したロール１０又はロール２０の温度に基づいて、例えば、加熱器４０が支持部材３０を加熱する熱量を調整する。または、温度制御部は、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離（クリアランス）を検出する距離検出部を有していてもよい。この場合、温度制御手段は、距離検出部が検出したロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離に基づいて、例えば、加熱器４０が支持部材３０を加熱する熱量を調整する。
【００３１】
次に、ロールプレス機１におけるロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離を調整する態様について説明する。ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離を調整する態様として、初期調整と動作時調整とを例示する。
【００３２】
初期調整とは、ロール１０及びロール２０が回転する前の状態において、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離を調整する態様である。初期調整では、まず、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離を所望の距離とするためにブロック３１を方向Ｌ３に沿って移動させる。ブロック３１の第一面３１ａ及びブロック３２の第二面３２ａは第三方向に対して傾斜しているので、第一面３１ａと第二面３２ａとが互いに当接する位置が調整される。そして、回転軸１１と回転軸２１とを方向Ｌ１に沿って互いに近づける。回転軸１１と回転軸２１との距離を近づけることにより、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離が調整される。
【００３３】
動作時調整とは、ロールプレス機１の動作時において、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離を調整する態様である。ロールプレス機１を連続運転すると、回転軸１１と軸受部１２，１３との間に生じた摩擦熱がロール１０に伝わり、ロール１０が熱膨張する場合がある。また、回転軸２１と軸受部２２，２３との間に生じた摩擦熱がロール２０に伝わり、ロール２０が熱膨張する場合がある。このため、ロール１０及びロール２０の膨張に応じて、加熱器４０はブロック３１〜３４を加熱する。例えば、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離に応じて、加熱器４０はブロック３１〜３４を加熱する。これにより、加熱されたブロック３１〜３４が熱膨張するので、軸受部１２と軸受部２２との距離、及び、軸受部１３と軸受部２３との距離が広がる。このため、回転軸１１と回転軸２１との距離が広がり、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離の減少が軽減される。
【００３４】
以上のように構成されたロールプレス機１によれば、加熱器４０が支持部材３０を加熱することによって、支持部材３０を膨張させることができる。支持部材３０を膨張させることにより、軸受部１２と軸受部２２との距離を広げることができる。このため、回転軸１１と回転軸２１との距離を広げることができる。よって、例えば、ロール１０又はロール２０が熱膨張した場合であっても、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離が減少することを抑制できる。その結果、ロール１０とロール２０とによって加工される電極の膜厚が所望の膜厚よりも薄くなることを抑制することができる。
【００３５】
さらに、ブロック３１を軸受部１２に対して方向Ｌ３に移動することによって、第一面３１ａと第二面３２ａとが互いに当接する位置を調整することができる。このため、軸受部１２と軸受部２２との距離を所望の距離に調整することができる。同様に、ブロック３３を軸受部１３に対して方向Ｌ３に移動することによって、第三面３３ａと第四面３４ａとが互いに当接する位置を調整することができる。このため、軸受部１３と軸受部２３との距離を所望の距離に調整することができ、ロール１０の回転面とロール２０の回転面との距離を調整することができる。
【００３６】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得る。
【００３７】
上記の実施形態では、流体経路４１内に熱媒体を流すことによりブロックを加熱する態様について説明したが、加熱器４０がブロック３１〜３４を加熱する態様はこれに限定されない。例えば、ブロック３１〜３４は、ブロック３１〜３４を加熱するための加熱線を有していてもよい。加熱線は、例えば、ニクロム線などの電気抵抗の高い部材で構成してもよい。加熱器４０は、加熱線に対して電圧を印加することにより、加熱線を加熱してもよい。
【００３８】
上記の実施形態では、一対の軸受部１２，１３が回転軸１１を軸受し、一対の軸受部２２，２３が回転軸２１を軸受する場合を説明したが、これに限定されない。回転軸は、例えば、１以上の軸受部により軸受されていればよい。この場合、例えば、回転軸１１を支持する１の軸受部と回転軸２１を支持する１の軸受部との間に支持部材３０が設けられ、支持部材３０は、回転軸１１を支持する１の軸受部と回転軸２１を支持する１の軸受部とを支持してもよい。
【００３９】
上記の実施形態では、第一支持部材３０ａがブロック３１とブロック３２とを有しており、第二支持部材３０ｂがブロック３３とブロック３４とを有している場合を説明したが、これに限定されない。第一支持部材３０ａは、例えば、一体に構成された部材であってもよい。また、第二支持部材３０ｂは、例えば、一体に構成された部材であってもよい。
【００４０】
上記の実施形態では、一対のロールを備えるロールプレス機に適用したが、これに限定されず、１のロールを備えるロールプレス機に適用してもよい。このとき、１のロールを支持する支持部材として本実施形態の支持部材を用いてもよい。
【００４１】
上記の実施形態では、リチウムイオン二次電池に用いられる電極を製造する場合としたが、これに限定されず、製造される電極は、例えば、二次電池又は電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に用いられる電極であってもよい。二次電池としては、例えば、非水電解質二次電池であってもよい。また、製造される電極は、一次電池に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ロールプレス機、１０…ロール（第一ロール），２０…ロール（第二ロール）、１１…回転軸（第一回転軸），２１…回転軸（第二回転軸）、１２…軸受部（第一軸受部），１３…軸受部（第二軸受部），２２，２３…軸受部、３０…支持部材、３１…ブロック（第一部材），３２…ブロック（第二部材），３３，３４…ブロック、３１ａ…第一面、３２ａ…第二面、３３ａ…第三面、３４ａ…第四面、４０…加熱器、４１…流体経路。
【図１】
2015100831.tif 000003
【図２】
2015100831.tif 000004
【図３】
2015100831.tif 000005