(57)【要約】【課題】形成される膜厚の精度を向上させること。【解決手段】本発明にかかるプレスロール装置は、対向する一対の鉄製のロール１１及び２１と、前記一対のロール１１及び２１の回転軸となるロール軸１２及び２２を支持するために一体形成された鉄製の支持フレーム３０と、前記一対のロール内部にそれぞれ形成され、熱量Ｑｒをロール１１及び２１に供給する冷却構造３４と、を有するプレスロール装置であって、前記熱量Ｑｒは、前記プレスロール装置１の加工の総熱量をＱ、ロール１１及び２１のそれぞれの質量をｍｒ、支持フレーム３０の質量をｍｃ、ロール軸間距離をＬ、ロール１１とロール２１の隙間をロール間ギャップδｒとすると、【数１２】2015093279.tif 000014となるよう設定されるものである。【選択図】図１
2015093279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の鉄製のロールと、
前記一対のロールの回転軸となるロール軸を支持するために一体形成された鉄製の支持フレームと、
前記一対のロール内部にそれぞれ形成され、熱量Ｑｒを前記ロールに供給する冷却構造と、を有するプレスロール装置であって、
前記熱量Ｑｒは、前記プレスロール装置の加工の総熱量をＱ、ロールの質量をｍｒ、支持フレームのそれぞれの質量をｍｃ、ロール軸間距離をＬ、ロール間の隙間をロール間ギャップδｒとすると、
【数１１】
2015093279.tif 000013
となるよう設定される、プレスロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレスロール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や携帯電話等にリチウムイオン電池が搭載されている。高性能のリチウムイオン電池を製造するためには、均一な厚みの金属電極を形成する必要がある。均一な厚みの金属電極の製造には、プレスロール装置を用いることが一般的である。
【０００３】
特許文献１には、上下に対向配置された一対の加圧ロールと、それらのロール軸を支持するロール軸受と、を備える。加圧ロールは、鋳造系ロールであり、３００〜８００ｍｍφ、ロール回転数が数十ｒｐｍオーダーである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されるようなロールプレス機においては、ロール回転の高速化と長時間運転とにより、ロール転がり軸受に発生する熱がロールに伝達して、ロールが熱変形し、ロールの精度が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、より膜厚の精度を向上したプレスロール装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるプレスロール装置は、対向する一対の鉄製のロールと、前記一対のロールの回転軸となるロール軸を支持するために一体形成された鉄製の支持フレームと、前記一対のロール内部に形成され、熱量Ｑｒをロールに供給する冷却構造と、を有するプレスロール装置であって、前記熱量Ｑｒは、前記プレスロール装置の加工の総熱量をＱ、ロールの質量をｍｒ、支持フレームの質量をｍｃ、ロール軸間距離をＬ、ロール間の隙間をロール間ギャップδｒとすると、
【数１】
2015093279.tif 000003
となるよう設定されるものである。これにより、支持フレームの熱膨張を加味してロールの温度調節をすることが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかるプレスロール装置によれば、より形成される膜厚の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかるプレスロール装置１を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態にかかるプレスロール装置１を示す側面図である。プレスロール装置１は、上下に対向する一対のロール１１及びロール２１と、ロール１１及びロール２１を支持するための支持フレーム３０と、冷却構造３４と、を有する。
【００１１】
ロール１１は鉄製であり、略円筒形の形状である。ロール１１は、ロール軸１２を備える。ロール軸１２は、ロール１１の中心軸に沿って突出したロール１１より直径小さい略円筒形状である。ロール１１は、支持フレーム３０のロール軸受け３１にロール軸１２を回転可能に支持される。
【００１２】
ロール１１と同様に、ロール２１は鉄製であり、略円筒形の形状である。ロール２１はロール軸２２を備える。ロール軸２２は、ロール２１の中心軸に沿って突出したロール２１より直径小さい略円筒形状である。ロール２１は、支持フレーム３０のロール軸受け３２にロール軸２２を回転可能に支持される。
【００１３】
支持フレーム３０は、鉄製であり、ロール軸１２を支持するためのロール軸受け３１と、ロール軸２２を支持するためのロール軸受け３２と、ロール１１とロール２１とを回転する回転機構３３（不図示）を備える。回転機構３３はロール１１とロール２１とを逆方向に回転させ、ロール１１とロール２１との間に、リチウムイオン電池の電極となる金属板を通過させることにより、ロール１１とロール２１から受ける圧力により、金属板が均一な厚みで延性される。
【００１４】
ロール１１とロール２１の内部には、冷却構造３４を備える。冷却構造３４は、外部の温度調整構造（不図示）に接続され、ロール１１とロール２１の入熱量Ｑが管理される。本実施の形態にかかるプレスロール装置１は、冷却構造３４における、ロール１１及びロール１２の入熱量Ｑの設定に特徴を有する。
【００１５】
入熱量Ｑの設定について説明する。まず、ロール１１とロール２１とのギャップ（以下ロール間ギャップという。）をδｒとし、支持フレーム３０上のロール間ギャップに相当する部分をＬとする。また、ロールプレス加工によって上昇した温度を、プレスロール１１または２１の温度上昇をΔｔ、支持フレーム３０の温度上昇をΔｔ′とする。
【００１６】
このとき、ロール間ギャップδｒの寸法は、ロールプレス開始前のロール間ギャップをδ０とし、ロール１１及び１２の円筒の直径方向の熱膨張率を熱膨張率αとすると、以下のように示される。
【００１７】
【数２】
2015093279.tif 000004
・・・（式１）
【００１８】
支持フレーム３０におけるロール１１のロール軸１２とロール２１のロール軸２２との間の距離Ｌ（以下ロール軸間距離という。）の変化量が、式１の変化量に等しければ、形成される金属膜の膜厚は変化しない。従って、支持フレーム３０の熱膨張率を熱膨張率Ａとすると、膜厚精度に影響されない条件は以下のように示される。
【００１９】
【数３】
2015093279.tif 000005
・・・（式２）
【００２０】
ここで、ロール１１及び２１の入熱量をそれぞれ入熱量Ｑｒとし、支持フレーム３０の入熱量を入熱量Ｑｃとし、ロール１１及び２１の熱容量をそれぞれ熱容量Ｃｒとし、支持フレーム３０の熱容量をＣｃとする。また、ロール１１及びロール２１の質量をそれぞれｍｒとし、支持フレーム３０の質量をｍｃとする。そして鉄の比熱を比熱ｃ０とすると、以下のようになる。
【００２１】
【数４】
2015093279.tif 000006
・・・（式３）
【数５】
2015093279.tif 000007
・・・（式４）
【数６】
2015093279.tif 000008
・・・（式５）
【数７】
2015093279.tif 000009
・・・（式６）
【００２２】
さらに、式３から式６を式２に代入して整理すると、式７のようになる。
【００２３】
【数８】
2015093279.tif 000010
・・・（式７）
【００２４】
加工の発熱総量を発熱総量Ｑとすると、発熱総量Ｑは以下のように示される。
て、式７を整理すると以下のようになる。
【００２５】
【数９】
2015093279.tif 000011
・・・（式８）
【００２６】
式８において右辺は定数であるから、定数Ｋとすると、ロール１１及びロール２１の入熱量Ｑｒは以下のように示される。
【００２７】
【数１０】
2015093279.tif 000012
・・・（式９）
【００２８】
以上より、式９を満たすように、ロール１１及びロール２１への入熱量Ｑｒを温度制御すれば、ロール間ギャップδｒを均一にすることができる。
【００２９】
入熱量Ｑｒは、冷却構造３４を介してロール１１及びロール２１に供給される。冷却構造３４は、例えば、ロール１１とロール軸１２との内部及びロール２１とロール軸２２の内部に設けられた冷却穴１３１に熱媒体１３２が流れるようにして形成される。ロール１１に設けられる冷却構造３４と、ロール２１に設けられる冷却構造３４は同じ構造であるため、ここではロール１１の例のみ説明する。
【００３０】
冷却構造３４は、ロール１１の一端側に形成されたロール軸１２から、ロール１１、ロール１１の他端側に形成されたロール軸１２の内部に冷却穴１３１が設けられ、熱媒体１３２が冷却穴１３１の内部を通過する。熱媒体１３２は、冷却構造３３４に接続された外部の温度調整構造（不図示）により温度管理される。これにより、ロール１１とロール２１との入熱量Ｑが管理される。
【００３１】
本実施の形態にかかるプレスロール装置１においては、対向するロール１１及びロール２１の温度管理について、支持フレーム３０の温度を加味して調整するため、より形成される電極の厚みの精度を向上させることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  プレスロール装置
１１  ロール
１２  ロール軸
２１  ロール
２２  ロール軸
３０  支持フレーム
３１  ロール軸受け
３２  ロール軸受け
３３  回転構造
３４  冷却構造
１３１  冷却穴
１３２  熱媒体
【図１】
2015093279.tif 000015